JP2007099586A - Method for producing silica particulate-dispersed liquid, silica particulate-dispersed liquid and ink jet recording sheet - Google Patents

Method for producing silica particulate-dispersed liquid, silica particulate-dispersed liquid and ink jet recording sheet Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing silica particulate-dispersed liquid where a silica particulate-dispersed liquid free from the intrusion of gel components and coarse particles can be produced with high efficiency. <P>SOLUTION: The production method comprises a filtering stage where a silica particle-dispersed liquid comprising silica particulates with the average secondary particle diameter of ≤1 μm is filtered with a precoat filter obtained by precoating a filter body with a filtering assistant. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリカ微粒子分散液の製造方法に関し、詳しくは、シリカ微粒子の平均二次粒子径が1μm(1000nm)以下のシリカ微粒子分散液の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a silica fine particle dispersion, and more particularly to a method for producing a silica fine particle dispersion having an average secondary particle diameter of 1 μm (1000 nm) or less.

インクジェットプリンタによる記録方式は、騒音が少ないこと、多色印刷が容易であること、高速記録が可能であること、他の記録方式のプリンタに比べて小型で安価であること等の理由により、多方面で広く利用されている。また、近年、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等の普及により、カラー像の印刷が一般化している。このようなフルカラー化や高解像度化技術の発達により、インクジェット記録シートにも高いインク吸収性と光沢度が求められるようになってきている。   Inkjet printers have many recording methods because of their low noise, ease of multicolor printing, high-speed recording, small size and low cost compared to other recording methods. Widely used in the direction. In recent years, printing of color images has become common with the spread of personal computers, digital cameras, and the like. With the development of such full-color and high-resolution techniques, ink-jet recording sheets are also required to have high ink absorbency and glossiness.

インク吸収性を高める方法としては、従来、顔料系のインク受容層を設けたインクジェット記録シートが提案されている。顔料にはシリカ等が用いられ、一次粒子が凝集した二次粒子を形成しているものが好ましく用いられている。この一次粒子どうし及び二次粒子どうしの空隙の作用により、インク吸収性は良好となる。
また、記録シート表面に高い光沢性を持たせるために、顔料の粒子径が小さいものを選択することが行われている。
すなわち、インク吸収性と光沢度を両立させる技術として、粒子径が小さく多孔質の二次粒子であるシリカ顔料を含む受容層を設けた記録シートが、これまでに数多く提案されている。
As a method for increasing ink absorbability, an ink jet recording sheet provided with a pigment-based ink receiving layer has been proposed. Silica or the like is used as the pigment, and those forming secondary particles in which primary particles are aggregated are preferably used. The ink absorbability is improved by the action of the voids between the primary particles and the secondary particles.
In addition, in order to give the recording sheet surface high glossiness, a pigment having a small particle diameter is selected.
That is, as a technique for achieving both ink absorptivity and glossiness, many recording sheets provided with a receiving layer containing a silica pigment that is a porous secondary particle having a small particle diameter have been proposed.

本発明者は、このような受容層を形成するために、シリカの一次粒子が3次元的に凝集して形成された微細な二次粒子が水中にコロイド状に分散したものであって、乾燥によって多孔質でかつ透明度の高い塗膜を形成できるシリカ微粒子分散液及びその製造方法を提案した(特許文献1参照)。
この発明によるシリカ微粒子分散液を乾燥させて得られる塗膜は、多量のインクを吸収することができ、かつ透明度が高く高光沢であることから、前記インクジェット記録シートの製造において、インク受理層として好適に用いることができる。
特開2001−354408号公報
In order to form such a receiving layer, the present inventor is obtained by colloidally dispersing fine secondary particles formed by three-dimensional aggregation of primary silica particles in water. Proposed a silica fine particle dispersion capable of forming a porous and highly transparent coating film by the method and a method for producing the same (see Patent Document 1).
Since the coating film obtained by drying the silica fine particle dispersion according to the present invention can absorb a large amount of ink and has high transparency and high gloss, as an ink receiving layer in the production of the inkjet recording sheet. It can be used suitably.
JP 2001-354408 A

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、時にゲル分やシリカの巨大粒子が発生することがあったが、その原因が明らかではなかった。
このような、このシリカ微粒子分散液を含有する塗布液をインクジェット記録シートのインク受理層に用いた場合には、表面の平滑性が低下し、ひいては光沢が低下することがあった。また、粗大となったシリカ微粒子が少量でも混入した分散液を含有するインクジェット記録シート用塗布液を支持体上に塗工してインクジェット記録シートとした場合には、塗工面に微細な斑点が発生してしまう(図5参照)。このようなインクジェット記録シートに印刷を行った場合、印刷品質が極めて低いものとなってしまうという問題があった。
優れた光沢性を有するインクジェット記録シートを得るには、シリカ微粒子分散液から少なくとも5μm以上の粒子を取り除くことが必要であることが明らかとなっている。
However, in the method described in Patent Document 1, gel content and silica large particles sometimes occur, but the cause is not clear.
When such a coating liquid containing this silica fine particle dispersion is used in the ink receiving layer of an ink jet recording sheet, the smoothness of the surface may be lowered, and the gloss may be lowered. In addition, when an ink jet recording sheet coating solution containing a dispersion liquid containing even a small amount of coarse silica fine particles is coated on a support to form an ink jet recording sheet, fine spots occur on the coated surface. (See FIG. 5). When printing is performed on such an ink jet recording sheet, there is a problem that the printing quality is extremely low.
In order to obtain an ink jet recording sheet having excellent gloss, it has become clear that it is necessary to remove particles of at least 5 μm or more from the silica fine particle dispersion.

シリカ微粒子分散液から、上述のようなゲル分や粗大粒子を取り除くため、フィルターを用いることが考えられる。
しかしながら、本発明者らが検討した結果、コロイド状のシリカの溶液を、通常のフィルターにかけると、フィルターの目詰まりによってろ材の寿命が著しく短くなり、生産性が悪くなることが判明した。また、フィルターにかけても粗大粒子が充分に除去できないことが明らかとなった。
It is conceivable to use a filter in order to remove the gel and coarse particles as described above from the silica fine particle dispersion.
However, as a result of studies by the present inventors, it has been found that when a colloidal silica solution is applied to a normal filter, the filter medium life is remarkably shortened due to clogging of the filter, resulting in poor productivity. It was also found that the coarse particles could not be removed sufficiently even after filtering.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ゲル分や粗大粒子の混入が無いシリカ微粒子分散液を効率良く生産することができるシリカ微粒子分散液の製造方法、それによって得られるシリカ微粒子分散液、及び該分散液を用いて、平滑性や光沢性に優れ、斑点等の欠陥の無いインクジェット記録シートを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a method for producing a silica fine particle dispersion capable of efficiently producing a silica fine particle dispersion free from the incorporation of gel or coarse particles, and silica obtained thereby. It is an object of the present invention to provide a fine particle dispersion and an ink jet recording sheet which is excellent in smoothness and glossiness and free from defects such as spots using the dispersion.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、シリカ微粒子分散液を、ろ過助剤をプレコートしたフィルターでろ過することにより、これらの問題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は下記態様を含む。
[1] 平均二次粒子径が1μm以下のシリカ微粒子を含有するシリカ微粒子分散液を、フィルター本体にろ過助剤をプレコートしたプレコートフィルターでろ過するろ過工程を有することを特徴とするシリカ微粒子分散液の製造方法。
[2] 前記シリカ微粒子分散液に前記ろ過助剤を添加した後、前記プレコートフィルターでろ過する[1]のシリカ微粒子分散液の製造方法。
[3] 前記シリカ微粒子分散液を前記プレコートフィルターでろ過する際の、該プレコートフィルターの入口圧と出口圧との最大差圧が0.05MPa以下である[1]または[2]のシリカ微粒子分散液の製造方法。
[4] 前記プレコートフィルターにプレコートされた前記ろ過助剤、及び前記シリカ微粒子分散液に添加する前記ろ過助剤が、共にセルロースファイバーである[1]〜[3]のシリカ微粒子分散液の製造方法。
[5] 前記シリカ微粒子の窒素ガス吸着法による細孔容積が0.4mL/g〜2.0mL/gである[1]〜[4]のシリカ微粒子分散液の製造方法。
[6] 前記シリカ微粒子の比表面積が50m/g〜400m/gである[1]〜[5]のシリカ微粒子分散液の製造方法。
[7] 活性珪酸の縮合により前記シリカ微粒子分散液を得るシリカ合成工程を有する[1]〜[6]のシリカ微粒子分散液の製造方法。
[8] 前記シリカ合成工程が、活性珪酸を供給して加熱することでシード液を生成するシード液生成工程と、前記シード液にアルカリを添加してシリカ微粒子の凝集を停止する凝集停止工程と、前記シード液に活性珪酸を添加してシリカ微粒子を成長させる成長工程とを有する[1]〜[7]のシリカ微粒子分散液の製造方法。
[9] [1]〜[8]の製造方法によって製造されたシリカ微粒子分散液。
[10] シリカ微粒子の、動的光散乱法による二次粒子径の限が5μm未満である[9]のシリカ微粒子分散液。
[11] [9]または[10]のシリカ微粒子分散液を含有するインクジェット記録シート用塗布液が塗布されてなるインクジェット記録シート。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that these problems can be solved by filtering the silica fine particle dispersion with a filter pre-coated with a filter aid, thereby completing the present invention. It was.
The present invention includes the following embodiments.
[1] A silica fine particle dispersion characterized by having a filtration step of filtering a silica fine particle dispersion containing silica fine particles having an average secondary particle diameter of 1 μm or less with a precoat filter having a filter body precoated with a filter aid. Manufacturing method.
[2] The method for producing a silica fine particle dispersion according to [1], wherein the filter aid is added to the silica fine particle dispersion, and then filtered through the precoat filter.
[3] The silica fine particle dispersion of [1] or [2], wherein the maximum differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the precoat filter when the silica fine particle dispersion is filtered through the precoat filter is 0.05 MPa or less. Liquid manufacturing method.
[4] The method for producing a silica fine particle dispersion of [1] to [3], wherein the filter aid pre-coated on the precoat filter and the filter aid added to the silica fine particle dispersion are both cellulose fibers. .
[5] The method for producing a silica fine particle dispersion according to [1] to [4], wherein a pore volume of the silica fine particles by a nitrogen gas adsorption method is 0.4 mL / g to 2.0 mL / g.
[6] the method for producing a silica fine particle dispersion of the specific surface area of the silica fine particles is 50m 2 / g~400m 2 / g [ 1] ~ [5].
[7] The method for producing a silica fine particle dispersion according to [1] to [6], including a silica synthesis step for obtaining the silica fine particle dispersion by condensation of active silicic acid.
[8] A seed solution generating step in which the silica synthesis step generates a seed solution by supplying activated silicic acid and heating, and an aggregation stopping step of adding alkali to the seed solution to stop the aggregation of silica fine particles. A method for producing a silica fine particle dispersion according to [1] to [7], further comprising a growth step of growing silica fine particles by adding active silicic acid to the seed solution.
[9] A silica fine particle dispersion produced by the production method of [1] to [8].
[10] The silica fine particle dispersion of [9], wherein the limit of the secondary particle diameter of the silica fine particles by the dynamic light scattering method is less than 5 μm.
[11] An ink jet recording sheet obtained by applying an ink jet recording sheet coating liquid containing the silica fine particle dispersion of [9] or [10].

本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法によれば、上述の構成により、ゲル分や粗大な粒子を除去することができるとともに、フィルターの詰まり等が生じることが無い。
従って、粗大粒子を含まない均一なシリカ微粒子分散液を、効率良く製造することができる。
また、本発明のシリカ微粒子分散液を含有するインクジェット記録シート用塗布液を支持体に塗布したインクジェット記録シートによれば、塗膜の平滑性や光沢性に優れているため、塗工面が美麗となり、印刷品質を向上することができる。
According to the method for producing a silica fine particle dispersion of the present invention, gel components and coarse particles can be removed and the filter is not clogged with the above-described configuration.
Therefore, a uniform silica fine particle dispersion containing no coarse particles can be efficiently produced.
Also, according to the ink jet recording sheet in which the coating liquid for ink jet recording sheet containing the silica fine particle dispersion of the present invention is coated on the support, the coating surface is beautiful because the coating film has excellent smoothness and gloss. , Printing quality can be improved.

<製造方法>
以下、本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法について、活性珪酸水溶液を用いてシリカ合成工程で生成されたシリカ微粒子分散液を、プレコートフィルターでろ過して製造する方法を例に説明する。
各工程について、以下、順に説明する。
<Manufacturing method>
Hereinafter, the method for producing a silica fine particle dispersion of the present invention will be described by taking, as an example, a method of producing a silica fine particle dispersion produced in the silica synthesis step using an active silicic acid aqueous solution by filtering with a precoat filter.
Each step will be described below in order.

[珪酸製造工程]
まず、シリカ微粒子分散液を生成するための活性珪酸水溶液を製造する。
活性珪酸水溶液は、例えばアルカリ金属珪酸塩水溶液を、水素型陽イオン交換樹脂を用いてイオン交換処理する方法により得ることができる。
活性珪酸水溶液の生成に用いるアルカリ金属珪酸塩としては、市販工業製品として入手できるものでよく、SiO/MO(但し、Mはアルカリ金属原子を表す。)モル比として2〜4程度のナトリウム水ガラスを用いるのが好ましい。
[Silicic acid production process]
First, an active silicic acid aqueous solution for producing a silica fine particle dispersion is produced.
The active silicic acid aqueous solution can be obtained, for example, by a method of subjecting an alkali metal silicate aqueous solution to an ion exchange treatment using a hydrogen type cation exchange resin.
The alkali metal silicate used for the generation of the active silicic acid aqueous solution may be a commercially available industrial product, and has a SiO 2 / M 2 O (where M represents an alkali metal atom) molar ratio of about 2 to 4. Sodium water glass is preferably used.

イオン交換処理を行う際の、アルカリ金属珪酸塩水溶液のSiO濃度は1〜6質量%であることが好ましい。SiO濃度が6質量%を越えると、イオン交換樹脂カラム塔内での溶液の増粘が著しくなり、処理し難くなる。一方、SiO濃度が1質量%未満の場合には、反応液中の水分量が増大し、生産効率が低下する恐れがある。
活性珪酸水溶液は、SiO濃度として1〜6質量%であることが好ましく、2〜5質量%であることがより好ましい。また、pHは、2〜4であることが好ましい。
The SiO 2 concentration of the aqueous alkali metal silicate solution when performing the ion exchange treatment is preferably 1 to 6% by mass. When the SiO 2 concentration exceeds 6% by mass, the viscosity of the solution in the ion exchange resin column tower becomes remarkable and the treatment becomes difficult. On the other hand, when the SiO 2 concentration is less than 1% by mass, the amount of water in the reaction solution increases, which may reduce the production efficiency.
The active silicic acid aqueous solution is preferably 1 to 6% by mass, more preferably 2 to 5% by mass in terms of SiO 2 concentration. Moreover, it is preferable that pH is 2-4.

[シリカ合成工程]
シリカ合成工程は、図4に示す例においては、シード液生成工程、凝集停止工程、成長工程の各小工程を備えている。
以下に、シリカ合成工程の各小工程について説明する。
[Silica synthesis process]
In the example shown in FIG. 4, the silica synthesis step includes small steps of a seed solution generation step, an aggregation stop step, and a growth step.
Below, each small process of a silica synthesis process is demonstrated.

(シード液生成工程)
図4(a)のシード液生成工程では、シリカ合成を行う容器内に活性珪酸水溶液を供給して加熱することによりシード粒子を生成し、シード粒子凝集体の分散液としてシード液を得る。
シード液生成工程では、容器中の液体(活性珪酸水溶液)を、例えば、循環加熱等の方法により一定温度に加温した状態で一定時間反応させ、シード粒子の生成、凝集を行う。
(Seed liquid production process)
In the seed solution generation step of FIG. 4A, seed particles are generated by supplying and heating an active silicic acid aqueous solution into a vessel for silica synthesis, and a seed solution is obtained as a dispersion of seed particle aggregates.
In the seed liquid generation step, the liquid (active silicic acid aqueous solution) in the container is reacted for a predetermined time in a state of being heated to a constant temperature by a method such as circulating heating to generate and agglomerate seed particles.

本発明のシード液生成工程によって得られるシード液は、シード粒子が凝集した多孔質なシード粒子凝集体がコロイド状に分散した分散液である。シード粒子凝集体は、窒素吸着法による比表面積が300m/g〜1000m/gで、細孔容積が0.4mL/g〜2.0mL/g、好ましくは0.5mL/g〜2.0mL/gであることが好ましい。 The seed solution obtained by the seed solution generation step of the present invention is a dispersion in which porous seed particle aggregates obtained by agglomerating seed particles are colloidally dispersed. Seed particle agglomerates, a specific surface area by nitrogen adsorption method 300m 2 / g~1000m 2 / g, pore volume of 0.4mL / g~2.0mL / g, preferably 0.5 mL / g to 2. It is preferably 0 mL / g.

シード粒子凝集体の平均二次粒子径は特に限定されないが、好ましくは5nm〜2000nmであり、さらに好ましくは10nm〜600nmである。シード粒子の平均二次粒子径が1000nmを超えても、成長工程で添加されるアルカリや撹拌による機械的力によって二次粒子径が小さくなることがあり、必ずしもシード粒子凝集体の平均二次粒子径を1000nm以下にする必要はない。
なお、本発明において、平均二次粒子径とは、動的光散乱法により測定され、キュムラント法を用いた解析から算出される値である。このとき、シリカ微粒子が分散した分散液を充分に水中で希釈した状態で測定される。
The average secondary particle diameter of the seed particle aggregate is not particularly limited, but is preferably 5 nm to 2000 nm, and more preferably 10 nm to 600 nm. Even if the average secondary particle diameter of the seed particles exceeds 1000 nm, the secondary particle diameter may be reduced due to alkali added in the growth process or mechanical force due to stirring, and the average secondary particles of the seed particle aggregate are not necessarily limited. The diameter need not be 1000 nm or less.
In the present invention, the average secondary particle diameter is a value measured by a dynamic light scattering method and calculated from an analysis using a cumulant method. At this time, the measurement is performed in a state where the dispersion in which the silica fine particles are dispersed is sufficiently diluted in water.

また、シード粒子凝集体の濃度は、シリカ換算濃度で0.05〜10.0質量%であることが望ましい。シード粒子凝集体のシリカ換算濃度が0.05質量%未満であると、後のシード粒子凝集体を成長させる過程で新たなシード粒子が発生することがあり、得られる粒子の粒径分布がブロードになるため好ましくない。一方、シード粒子凝集体のシリカ換算濃度が10質量%を超えると粒子の過度の凝集が進むことがあり、場合によってはゲル化に至る虞がある。   The concentration of the seed particle aggregate is desirably 0.05 to 10.0% by mass in terms of silica. If the seed-particle aggregate concentration in terms of silica is less than 0.05% by mass, new seed particles may be generated in the process of growing the seed particle aggregate later, and the particle size distribution of the resulting particles is broad. This is not preferable. On the other hand, when the silica equivalent concentration of the seed particle aggregates exceeds 10% by mass, excessive aggregation of the particles may proceed, and in some cases, gelation may occur.

シード液生成工程は、第1の方法として、反応容器内に珪酸水溶液を供給し、これを、例えば循環加熱等の方法で加熱し、シード液を生成する方法がある。
また、シード液生成工程は、第2の方法として、まず、反応容器中に水を供給し、これを循環加熱等の方法で加熱して熱水を得た後、反応容器中の熱水に活性珪酸水溶液を添加することによってシード液を生成する方法がある。この方法は、シリカの平均二次粒子径を所望の大きさに制御することが容易であり、また粒度分布が狭いという特徴もある。
In the seed solution generation step, as a first method, there is a method in which an aqueous silicic acid solution is supplied into a reaction vessel, and this is heated by a method such as circulation heating to generate a seed solution.
In the seed solution generation step, as a second method, first, water is supplied into the reaction vessel, and this is heated by a method such as circulating heating to obtain hot water, and then the hot water in the reaction vessel is converted into hot water in the reaction vessel. There is a method of generating a seed solution by adding an activated silicic acid aqueous solution. This method is characterized in that it is easy to control the average secondary particle size of silica to a desired size and that the particle size distribution is narrow.

上述の第1の方法のように、活性珪酸水溶液をそのまま反応容器中に供給して加熱する方法を用いてシード液を生成する場合には、一定温度に加熱しつつ一定時間反応させる。加熱温度は40℃以上とすることが好ましく、また、70〜95℃とすることがより好ましく、86〜93℃とすることが特に好ましい。
加熱温度が40℃未満だと、珪酸の縮合速度が遅く、シード液の製造効率を低下させ、また、加熱温度が95℃を超えると、突沸によって反応容器内の圧力が急上昇する虞がある。
加熱反応時間は、0.5〜4時間とすることが好ましく、1〜3時間とすることがより好ましく、1.1〜2時間とすることが特に好ましい。
加熱時間が0.5時間以下だと、珪酸の縮合が不充分となる虞があり、また、4時間を超えると生産性が低下する。
When the seed solution is generated using a method in which the active silicic acid aqueous solution is directly supplied into the reaction vessel and heated as in the first method described above, the reaction is performed for a certain period of time while heating to a certain temperature. The heating temperature is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 70 to 95 ° C., and particularly preferably 86 to 93 ° C.
When the heating temperature is less than 40 ° C., the condensation rate of silicic acid is slow, and the production efficiency of the seed solution is reduced. When the heating temperature exceeds 95 ° C., the pressure in the reaction vessel may increase rapidly due to bumping.
The heating reaction time is preferably 0.5 to 4 hours, more preferably 1 to 3 hours, and particularly preferably 1.1 to 2 hours.
If the heating time is 0.5 hours or less, the condensation of silicic acid may be insufficient, and if it exceeds 4 hours, the productivity is lowered.

第1の方法におけるシード粒子の凝集の進行は、活性珪酸水溶液中のSiO換算濃度、及び加熱時間に大きく依存する。つまり、活性珪酸水溶液の濃度を高くし、加熱時間を長くするほど、シード粒子の凝集を進行させることができる。
なお、シード粒子の凝集が進行するほど、シード液として使用した際に同一条件で成長させた場合、平均二次粒子径が大粒径となり、細孔容積が増大する。また、シード粒子の凝集が過度に進行した場合には溶液のゲル化を招き、後述の凝縮停止工程においてアルカリを添加してもコロイドとして安定化させることができず、シード液として不適となる。このため、これらの点を考慮しながら、SiO濃度及び加熱時間を最適値に設定することが好ましい。
活性珪酸水溶液中のSiO濃度は、1〜6質量%が好ましく、3〜5質量%がより好ましい。
The progress of seed particle aggregation in the first method largely depends on the SiO 2 equivalent concentration in the active silicic acid aqueous solution and the heating time. That is, as the concentration of the active silicic acid aqueous solution is increased and the heating time is increased, the aggregation of the seed particles can be advanced.
As the seed particles agglomerate, the average secondary particle diameter becomes larger and the pore volume increases when grown as the seed solution under the same conditions. Further, when the aggregation of the seed particles proceeds excessively, gelation of the solution is caused, and even when alkali is added in the condensation stop process described later, it cannot be stabilized as a colloid and becomes unsuitable as a seed solution. For this reason, it is preferable to set the SiO 2 concentration and the heating time to optimum values in consideration of these points.
SiO 2 concentration in the active silicic acid aqueous solution is preferably 1 to 6 wt%, more preferably 3 to 5 wt%.

また、上述の第2の方法のように、熱水に対して活性珪酸水溶液を添加する方法を用いてシード液を生成する場合には、活性珪酸が添加される熱水の温度を50℃以上としておくことが好ましく、70℃以上とすることがより好ましい。熱水の温度が50℃未満だと、珪酸の縮合速度が遅く、シード液の生成効率が低下する。
また、反応容器内に供給して用いる水のpHは8以下であることが好ましく、3以上7以下の範囲であることがより好ましい。pHが8を越えると、珪酸の縮合によって生じるシード粒子の凝集が十分に進行せず、シード液として使用した場合に十分な細孔容積をもったシリカ微粒子が得られない。また、添加される活性珪酸が新たなシード粒子を生成することなく既存のシード粒子の成長に供される頻度が高まり、シード液の生成効率が低下する。pHが3未満だと、珪酸の縮合速度が遅くなり、シード粒子の生成効率が低下する。
また、活性珪酸の添加は1度に行わず、反応時間中、少量ずつ滴下することが好ましい。
加熱反応時間は、0.5時間以上が好ましく、1〜3時間とすることがより好ましく、1.1〜2時間とすることが、効率良く反応を行う点で特に好ましい。
Moreover, when producing | generating a seed liquid using the method of adding active silicic acid aqueous solution with respect to hot water like the above-mentioned 2nd method, the temperature of the hot water to which active silicic acid is added is 50 degreeC or more. It is preferable to set it as 70 degreeC or more. When the temperature of the hot water is less than 50 ° C., the condensation rate of silicic acid is slow, and the production efficiency of the seed solution is reduced.
Further, the pH of the water used by being supplied into the reaction vessel is preferably 8 or less, more preferably 3 or more and 7 or less. When the pH exceeds 8, the aggregation of seed particles caused by the condensation of silicic acid does not proceed sufficiently, and silica fine particles having a sufficient pore volume cannot be obtained when used as a seed solution. In addition, the frequency with which the added active silicic acid is used for the growth of existing seed particles without generating new seed particles increases, and the generation efficiency of the seed liquid decreases. When the pH is less than 3, the condensation rate of silicic acid is slowed and the production efficiency of seed particles is lowered.
Moreover, it is preferable not to add active silicic acid at once and to add dropwise little by little during reaction time.
The heating reaction time is preferably 0.5 hours or more, more preferably 1 to 3 hours, and particularly preferably 1.1 to 2 hours, from the viewpoint of efficiently performing the reaction.

また、第2の方法におけるシード粒子の凝集の進行も、第1の方法と同様、溶液中のSiO固形分濃度、及び加熱時間に大きく依存する。つまり、熱水中に添加する活性珪酸量を増加させ、シリカの等電点(約pH2.2)に向けて溶液のpHを減少させてゆくのに従い、また、活性珪酸水溶液の添加開始時間からの加熱時間を長くするのに従い、シード粒子の凝集が進行するようになる。
また、シード粒子の凝集が進行するほど、後述の成長工程において成長させた場合に平均二次粒子径が大粒径となり、細孔容積が増大する。また、シード粒子の凝集が過度に進行した場合には、溶液のゲル化やシード粒子凝集体の沈殿を招き、後述の凝集停止工程においてアルカリを添加してもコロイドとして安定化させることができず、シード液として不適となる。従って、活性珪酸水溶液と水との仕込比や、活性珪酸水溶液の熱水への添加速度は、これらの傾向を踏まえた上で最適値に設定することが好ましい。
Further, the progress of seed particle aggregation in the second method also depends greatly on the SiO 2 solid content concentration in the solution and the heating time, as in the first method. That is, as the amount of active silicic acid to be added to hot water is increased and the pH of the solution is decreased toward the isoelectric point of silica (about pH 2.2), As the heating time is increased, seed particles agglomerate.
Further, as the seed particles agglomerate, the average secondary particle diameter becomes larger and the pore volume increases when grown in the growth step described later. In addition, if the seed particles agglomerate excessively, gelation of the solution and precipitation of the seed particle aggregates will be caused, and even if alkali is added in the aggregation stop step described later, it cannot be stabilized as a colloid. It becomes unsuitable as a seed solution. Therefore, it is preferable to set the charging ratio of the active silicic acid aqueous solution and water and the addition rate of the active silicic acid aqueous solution to the hot water to optimum values in consideration of these tendencies.

シード液生成工程では、シード粒子の凝集の進行が反応時間に対して直線的ではなく、指数級数的に進行する傾向があり、短時間のうちにシード粒子の凝集が過度に進行し、溶液のゲル化又は沈殿を生じることがある。この現象は、ゲル化防止剤を添加しておくことによって軽減できる。ゲル化防止剤としては、水溶性有機溶媒が知られているが、アルコールが最も使いやすく好ましい。アルコールの種類としては、水溶性が高いものであれば使用することができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−プロピルアルコール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどが使用可能であるが、低沸点であってシリカ微粒子分散液からの除去が容易であり、かつ低価格であるメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、n−プロピルアルコールを用いることが好ましい。   In the seed liquid generation process, the progress of seed particle aggregation is not linear with respect to the reaction time, but tends to progress exponentially. May cause gelation or precipitation. This phenomenon can be reduced by adding an antigelling agent. As an anti-gelling agent, a water-soluble organic solvent is known, but alcohol is most easy to use and is preferable. Any alcohol can be used as long as it has high water solubility, for example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, n-butanol, isobutanol, tert-butanol, ethylene glycol, propylene glycol. However, it is preferable to use methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or n-propyl alcohol, which has a low boiling point, can be easily removed from the silica fine particle dispersion, and is inexpensive.

アルコールの添加方法としては、上述した2つのシード液生成方法の内、反応容器に供給された水を加熱して活性珪酸水溶液を少量ずつ滴下する第2の方法においては、熱水中に予め加えておいても良いし、後述するシード液の成長工程に移行する前に添加しても良いが、細孔容積の大きなシリカ微粒子分散液を製造するためには、シード粒子の凝集を進めることが必要であるので、成長工程に移行する直前に添加するのが好ましい。また、活性珪酸水溶液をそのまま反応容器に供給して加熱する第1の方法でも同様であり、活性珪酸中に予め加えておいても良いし、後述する成長工程に移行する前に添加しても良いが、細孔容積の大きなシリカ微粒子分散液を製造するためには、成長工程に移行する直前に添加するのが好ましい。
また、アルコールの添加率は、溶液中のシリカ固形分に対して10〜300質量部であることが望ましい。
As a method for adding alcohol, of the two methods for producing seed solution described above, in the second method in which the water supplied to the reaction vessel is heated and the aqueous active silicic acid solution is dropped little by little, it is added in advance to hot water. However, in order to produce a silica fine particle dispersion having a large pore volume, seed particles can be agglomerated. Since it is necessary, it is preferably added immediately before shifting to the growth step. The same applies to the first method in which the active silicic acid aqueous solution is supplied to the reaction vessel as it is and heated, and may be added in advance to the active silicic acid, or may be added before shifting to the growth step described later. Although it is good, in order to produce a silica fine particle dispersion having a large pore volume, it is preferably added immediately before shifting to the growth step.
Moreover, as for the addition rate of alcohol, it is desirable that it is 10-300 mass parts with respect to the silica solid content in a solution.

シード液生成工程においては、アルキルアンモニウム塩を添加しておくことが好ましい。これによってシード粒子の凝集が促進され、シード液の製造時間が短縮されるという利点があり、また、微粒子分散液の安定性が高くなる効果も得られる。
アルキルアンモニウム塩を添加しない場合には、最終的に得られるシリカ微粒子分散液の濃度が高くなるに従って粘度が急激に上昇し、短時間のうちにゲル化するという問題がある。しかしながら、アルキルアンモニウム塩を添加してシリカ微粒子分散液を作製することにより、上述のような現象を大幅に軽減することができる。
In the seed liquid production step, it is preferable to add an alkylammonium salt. This has the advantage that the seed particle agglomeration is promoted and the production time of the seed liquid is shortened, and the stability of the fine particle dispersion is increased.
When the alkylammonium salt is not added, there is a problem that the viscosity rapidly increases as the concentration of the finally obtained silica fine particle dispersion increases, and gelation occurs in a short time. However, by adding an alkyl ammonium salt to prepare a silica fine particle dispersion, the above phenomenon can be greatly reduced.

添加するアルキルアンモニウム塩としては特に限定されないが、例えば、メチルアンモニウム塩、エチルアンモニウム塩、プロピルアンモニウム塩、ブチルアンモニウム塩、ラウリルアンモニウム塩、ステアリルアンモニウム塩等のモノアルキルアンモニウム塩、ジメチルアンモニウム塩、ジエチルアンモニウム塩等のジアルキルアンモニウム塩、トリメチルアンモニウム塩、トリエチルアンモニウム塩等のトリアルキルアンモニウム塩、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、ジステアリルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、等のテトラアルキルアンモニウム塩が挙げられる。これらのアルキルアンモニウム塩の内、テトラアルキルアンモニウム塩は上述の効果が高いことから好ましく、特にテトラメチルアンモニウム塩が好ましい。テトラメチルアンモニウム塩を使用した場合には、微量の添加でシード粒子の凝集促進効果が得られる他、最終的に製造されるシリカ微粒子分散液の安定性を高める効果も得られる。   The alkylammonium salt to be added is not particularly limited. For example, monoammonium salt such as methylammonium salt, ethylammonium salt, propylammonium salt, butylammonium salt, laurylammonium salt, stearylammonium salt, dimethylammonium salt, diethylammonium salt Dialkylammonium salts such as salts, trialkylammonium salts such as trimethylammonium salts and triethylammonium salts, tetramethylammonium salts, tetraethylammonium salts, lauryltrimethylammonium salts, stearyltrimethylammonium salts, distearyldimethylammonium salts, alkylbenzyldimethylammonium salts And tetraalkylammonium salts such as salts. Of these alkylammonium salts, tetraalkylammonium salts are preferred because of the high effects described above, and tetramethylammonium salts are particularly preferred. When a tetramethylammonium salt is used, the effect of promoting the aggregation of seed particles can be obtained by adding a small amount, and the effect of improving the stability of the finally produced silica fine particle dispersion can also be obtained.

アルキルアンモニウム塩の添加量としては、シード液の生成時に使用する活性珪酸水溶液中に含まれるSiO換算質量に対して、0.05〜1%の量を添加することが好ましい。
また、アルキルアンモニウム塩の添加方法としては、上述の第1の方法においては、熱水中にあらかじめ添加しておく方法、第2の方法においては、活性珪酸水溶液中にあらかじめ添加しておく方法が好ましい。
As the addition amount of the alkylammonium salt, it is preferable to add an amount of 0.05 to 1% with respect to the SiO 2 equivalent mass contained in the active silicic acid aqueous solution used when the seed solution is generated.
In addition, as a method for adding the alkylammonium salt, in the first method described above, a method of adding in advance to hot water, and in a second method, a method of adding in advance to an aqueous solution of active silicic acid. preferable.

(凝集停止工程)
図4(b)の凝集停止工程では、反応容器中のシード液にアルカリを必要量添加しながら、シード液を循環加熱させることにより、シード液中のシード粒子凝集体同士のさらなる凝集を停止させる。凝集停止工程で添加するアルカリは、シード液に対して添加する活性珪酸の縮合触媒としても作用する。
この凝集停止工程においては、シード液の温度を40℃以上、より好ましくは70〜95℃の範囲となるよう加温することが好ましい。シード液の温度を上述の範囲とすることにより、シード粒子の凝集停止を効率良く行うことができる。
(Aggregation stop process)
In the aggregation stopping step of FIG. 4B, the seed solution is circulated and heated while adding a necessary amount of alkali to the seed solution in the reaction vessel, thereby stopping further aggregation of the seed particle aggregates in the seed solution. . The alkali added in the aggregation stopping step also acts as a condensation catalyst for active silicic acid added to the seed solution.
In this aggregation stopping step, it is preferable to heat the seed solution so that the temperature of the seed solution is 40 ° C. or higher, more preferably in the range of 70 to 95 ° C. By keeping the temperature of the seed solution in the above range, seed particles can be efficiently stopped from agglomeration.

本発明において、シード液の凝集停止用に用いるアルカリとしては、例えば、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属元素の水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属珪酸塩、第4級アンモニウムハイドロオキサイド、アミン類などの窒素化合物を挙げることができ、これらのアルカリを単独、又は混合して用いることができる。
これらのアルカリ類の内、溶液のpHのコントロールが容易であり、また、乾燥塗膜を作製する際に容易に揮散させることが可能であるという点から、アンモニア水を用いることが最も好ましい。また、アンモニア水を凝集停止に用いることにより、シリカとバインダーによる乾燥塗膜を作製した場合に、塗膜の透明度が良好となる。
In the present invention, the alkali used for stopping the aggregation of the seed solution includes, for example, ammonia water, hydroxide of an alkali metal element such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, alkaline earth metal hydroxide, Nitrogen compounds such as alkali metal silicates, quaternary ammonium hydroxides and amines can be used, and these alkalis can be used alone or in combination.
Among these alkalis, it is most preferable to use ammonia water because it is easy to control the pH of the solution and can be easily volatilized when producing a dry coating film. Moreover, when ammonia water is used for stopping the aggregation, the transparency of the coating film becomes good when a dry coating film made of silica and a binder is prepared.

アルカリの添加量については特に限定されないが、溶液のpHを6.5以上、より好ましくはpH8以上にするために必要なアルカリ量、より詳しくはシード粒子凝集体におけるシリカ成分(SiO)1モルに対して1×10−3〜1.0モル、より好ましくは、0.01〜0.1モルのアルカリ量とすることが好ましい。また、アルカリ量を増加させるのに従い、即ち溶液のpH値が増大するのに従い、シリカのシード粒子の表面帯電量が増加して粒子間の反発力が増大するため、シード粒子の凝集状態の分散が進み、同一条件で成長させた場合に、シリカ微粒子の平均二次粒子径が小さくなり、粗大なシリカの混入を防ぐことができる。 The amount of alkali added is not particularly limited, but the amount of alkali necessary to make the pH of the solution 6.5 or more, more preferably pH 8 or more, more specifically, 1 mol of silica component (SiO 2 ) in the seed particle aggregate. The amount of alkali is preferably 1 × 10 −3 to 1.0 mol, more preferably 0.01 to 0.1 mol. In addition, as the amount of alkali increases, that is, as the pH value of the solution increases, the surface charge amount of the silica seed particles increases and the repulsive force between the particles increases. When the growth is performed under the same conditions, the average secondary particle diameter of the silica fine particles becomes small, and the mixing of coarse silica can be prevented.

アルカリの添加方法は、シード液生成工程終了後のシード液に対して一時に添加する方法、あるいは成長工程時においてシード液に対して添加してゆく活性珪酸と共に少量ずつ添加する方法、又は成長工程において活性珪酸に混合して少量ずつ添加する方法、あるいは、これらを併用した方法等を用いることができる。
活性珪酸にアルカリを混合してシード液に添加する場合には、活性珪酸水溶液のpHが7以上となる量のアルカリを混合することが望ましい。活性珪酸水溶液のpHが7未満となる場合、活性珪酸水溶液が短時間のうちにゲル化する虞がある。
The alkali addition method is a method of adding at a time to the seed solution after completion of the seed solution generation step, a method of adding a small amount together with active silicic acid to be added to the seed solution during the growth step, or a growth step. In the method, a method of mixing with activated silicic acid and adding a small amount thereof or a method using these in combination can be used.
When the alkali is mixed with the active silicic acid and added to the seed solution, it is desirable to mix the alkali in such an amount that the pH of the active silicic acid aqueous solution becomes 7 or more. When the pH of the active silicic acid aqueous solution is less than 7, the active silicic acid aqueous solution may gel in a short time.

(成長工程)
図4(c)の成長工程では、反応容器中のシード液に活性珪酸水溶液を添加し、この液体を、シード液生成工程と同様に加熱して、シード粒子(一次粒子)を成長させる。
この成長工程においては、シード液を一定温度に加熱しつつ一定時間反応させる。加熱温度は60℃以上とすることが好ましく、80〜95℃とすることがより好ましく、86〜93℃とすることが特に好ましい。
加熱温度が60℃未満だと、シード粒子の成長が遅く、シード液の製造効率を低下させ、また、加熱温度が95℃を超えると、突沸によって反応容器内の圧力が急上昇する虞がある。
加熱反応時間は、1〜8時間とすることが好ましく、2〜6時間とすることがより好ましく、3〜5時間とすることが特に好ましい。
加熱時間が1時間以下だと、シード粒子の成長が不充分となる虞があり、また、8時間を超えると生産性が低下する。
(Growth process)
In the growth step of FIG. 4C, an active silicic acid aqueous solution is added to the seed solution in the reaction vessel, and this liquid is heated in the same manner as in the seed solution generation step to grow seed particles (primary particles).
In this growth step, the seed solution is reacted for a certain time while being heated to a certain temperature. The heating temperature is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 80 to 95 ° C., and particularly preferably 86 to 93 ° C.
If the heating temperature is less than 60 ° C., the seed particles grow slowly, reducing the production efficiency of the seed solution. If the heating temperature exceeds 95 ° C., the pressure in the reaction vessel may rise rapidly due to bumping.
The heating reaction time is preferably 1 to 8 hours, more preferably 2 to 6 hours, and particularly preferably 3 to 5 hours.
If the heating time is 1 hour or less, the seed particles may be insufficiently grown, and if it exceeds 8 hours, the productivity is lowered.

活性珪酸の添加方法は特に限定されないが、一定速度で連続添加を行うことが好ましい。
また、活性珪酸の添加中は、溶液のpH低下によるシリカ微粒子の凝集・沈殿を防止するため、必要量のアルカリを随時添加してもよい。
The method for adding active silicic acid is not particularly limited, but it is preferable to perform continuous addition at a constant rate.
Further, during the addition of active silicic acid, a necessary amount of alkali may be added as needed to prevent aggregation and precipitation of silica fine particles due to a decrease in pH of the solution.

活性珪酸水溶液の、加熱されたシード液への添加速度は、新たなシード粒子を生成させる余剰の活性珪酸がシード液中に存在しないよう、シード液中のシード粒子凝集体に含まれるSiO1モル当たりSiOに換算して、好ましくは0.001〜0.1モル/分、より好ましくは0.01〜0.05モル/分の速度で滴下する。この範囲を越える速度で活性珪酸を滴下すると、新たに単分散したシード粒子が生成し、粒径分布をブロードにする他、細孔容積を低下させる。 The rate of addition of the active silicic acid aqueous solution to the heated seed solution is such that the surplus active silicic acid that generates new seed particles does not exist in the seed solution so that the SiO 2 1 contained in the seed particle aggregates in the seed solution. It is preferably added dropwise at a rate of 0.001 to 0.1 mol / min, more preferably 0.01 to 0.05 mol / min in terms of SiO 2 per mole. When activated silicic acid is dropped at a rate exceeding this range, new monodispersed seed particles are generated, broadening the particle size distribution and reducing the pore volume.

また、活性珪酸の添加量は、シード粒子凝集体の比表面積(一次粒子径)を考慮し、所望の比表面積まで一次粒径を成長させるために必要なSiO相当分の活性珪酸水溶液を添加する。添加する活性珪酸水溶液は、シード液への添加前に縮合が進行しないように、60℃以下、好ましくは40℃以下の温度として添加することが望ましい。 In addition, the amount of active silicic acid added is based on the specific surface area (primary particle diameter) of the seed particle aggregate, and an active silicic acid solution equivalent to SiO 2 necessary for growing the primary particle diameter to the desired specific surface area is added. To do. The active silicic acid aqueous solution to be added is desirably added at a temperature of 60 ° C. or less, preferably 40 ° C. or less so that condensation does not proceed before addition to the seed solution.

成長工程を行うことで、シード粒子のそれぞれが凝集した状態で互いに成長させて一次粒子間を化学的に結合することができ、乾式法では得ることのできない非常に強固な一次粒子の凝集状態を形成することができる。   By performing the growth process, each of the seed particles can be grown together in a state of being agglomerated and chemically bonded between the primary particles, resulting in a very strong aggregation state of primary particles that cannot be obtained by the dry method. Can be formed.

(後工程)
成長工程における活性珪酸水溶液の添加終了後の液体は、そのまま冷却しても十分に安定であるが、珪酸の縮合を完結させるため、1〜24時間の範囲内の時間で、70℃以上の温度で更に加熱処理することが、シリカ微粒子の粒径分布がより狭くなる点で好ましい。
(Post-process)
The liquid after the addition of the active silicic acid aqueous solution in the growth process is sufficiently stable even if cooled as it is, but in order to complete the condensation of the silicic acid, the temperature is 70 ° C. or more in a time within the range of 1 to 24 hours. Further heat treatment is preferable in that the particle size distribution of the silica fine particles becomes narrower.

また、得られたシリカ微粒子の表面を、シランカップリング剤を用いて修飾しても良いし、ポリマー、金属酸化物、金属水酸化物、カチオン化剤、界面活性剤、アミンなどの各種化合物を用いてシリカ表面を修飾し、様々な機能性を与えることも可能である。   Moreover, the surface of the obtained silica fine particles may be modified with a silane coupling agent, or various compounds such as polymers, metal oxides, metal hydroxides, cationizing agents, surfactants, amines, etc. It is also possible to modify the silica surface to give various functionalities.

上述のシリカ合成工程により、窒素吸着法による比表面積が50m/g〜400m/g、平均二次粒子径が20nm〜300nm、かつ細孔容積が0.4mL/g〜2.0mL/gのシリカ微粒子がコロイド状に分散したシリカ微粒子分散液が得られる。 Silica synthesis process described above, the specific surface area by the nitrogen adsorption method 50m 2 / g~400m 2 / g, average secondary particle diameter of 20 nm to 300 nm, and a pore volume of 0.4mL / g~2.0mL / g A silica fine particle dispersion in which the silica fine particles are dispersed in a colloidal form is obtained.

(シリカ微粒子分散液のその他の合成方法)
本発明に用いるシリカ微粒子分散液は、平均二次粒子径が1μm以下のシリカ微粒子を含有するシリカ微粒子分散液であれば、その製造方法は特に限定されず、例えば、特願昭54−22004号、特願平5−280703号、特願平8−102494号、特願平8−328983号、特願平2−317417号、特願平1−52270号、特願平2−177834号等の方法で得たものを使用しても良い。
(Other methods for synthesizing silica fine particle dispersions)
The silica fine particle dispersion used in the present invention is not particularly limited as long as it is a silica fine particle dispersion containing silica fine particles having an average secondary particle diameter of 1 μm or less. For example, Japanese Patent Application No. 54-22004 Japanese Patent Application No. 5-280703, Japanese Patent Application No. 8-102494, Japanese Patent Application No. 8-328983, Japanese Patent Application No. 2-317417, Japanese Patent Application No. 1-52270, Japanese Patent Application No. 2-177835, etc. You may use what was obtained by the method.

[ろ過工程]
本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法では、ろ過工程においてシリカ微粒子分散液をろ過する。
シリカ合成工程で生成されたシリカ微粒子分散液にゲル分や粗大粒子が含まれている場合、上述したように、シリカ微粒子分散液を含有した塗布液を用いてインクジェット記録シートを製造した際に光沢感が得られなくなる等の不具合が生じる虞がある。このため、シリカ微粒子分散液をろ過することにより、これら粗大粒子やゲル分を取り除くことが効果的である。
[Filtration process]
In the method for producing a silica fine particle dispersion of the present invention, the silica fine particle dispersion is filtered in the filtration step.
When the silica fine particle dispersion produced in the silica synthesis step contains gel or coarse particles, as described above, gloss is produced when an inkjet recording sheet is produced using a coating liquid containing the silica fine particle dispersion. There is a risk that problems such as the inability to obtain a feeling may occur. For this reason, it is effective to remove these coarse particles and gel by filtering the silica fine particle dispersion.

(ろ過装置)
本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法では、例えば、図1に示すようなシリカ微粒子分散液ろ過装置(以下、ろ過装置と略称することがある)1を用いて、シリカ微粒子分散液を製造することができる。このろ過装置1は、シリカ微粒子分散液をろ過するろ過器2を備えており、該ろ過器2の内部には、後述の方法によってろ過助剤をプレコートした後にろ過処理を行う複数のフィルター本体3が配され、容器5に貯留されたシリカ微粒子分散液をろ過できるように構成されている。
また、ろ過装置1には、ろ過助剤またはろ過助剤が分散した液体を収容する助剤タンク4が備えられており、ろ過器2(フィルター本体3)にろ過助剤を供給するとともに、容器5のシリカ微粒子分散液にろ過助剤を供給、添加できるように構成されている。
(Filtration device)
In the method for producing a silica fine particle dispersion of the present invention, for example, a silica fine particle dispersion is produced by using a silica fine particle dispersion filtration device (hereinafter sometimes abbreviated as a filtration device) 1 as shown in FIG. be able to. The filtration device 1 includes a filter 2 that filters the silica fine particle dispersion, and a plurality of filter bodies 3 that perform filtration after pre-coating a filter aid by a method described later in the filter 2. Is arranged so that the silica fine particle dispersion stored in the container 5 can be filtered.
Further, the filtration device 1 is provided with a filter aid or an auxiliary tank 4 for storing a liquid in which the filter aid is dispersed, and supplies the filter aid to the filter 2 (filter body 3), and a container. The filter aid can be supplied to and added to the silica fine particle dispersion of No. 5.

フィルター本体3は、図2に示すように、ステンレス等の金属からなるワイヤを一定間隔で螺旋巻きにした円筒状のエレメント31を備えている。このエレメント31の一端には接続管32が配され、他端に蓋36が配されている。フィルター本体3は、円筒状のエレメント31の外側から内部空間37に向けて溶液が入り込み、ろ過された溶液が接続管32の出口33から流出するように構成されている。
フィルター本体3としては、例えば、「MSフィルター(商品名:東京特殊電線株式会社製)」を用いることができる。
As shown in FIG. 2, the filter body 3 includes a cylindrical element 31 in which a wire made of a metal such as stainless steel is spirally wound at regular intervals. A connecting pipe 32 is disposed at one end of the element 31 and a lid 36 is disposed at the other end. The filter body 3 is configured such that the solution enters from the outside of the cylindrical element 31 toward the internal space 37, and the filtered solution flows out from the outlet 33 of the connection pipe 32.
As the filter body 3, for example, “MS filter (trade name: manufactured by Tokyo Special Electric Cable Co., Ltd.)” can be used.

図3に示すように、エレメント31には、ワイヤ間に均一で強固なスリット34が、スリット幅Aの幅寸で形成されている。
本発明者らが検討の結果、本発明の製造方法では、上述のスリット幅Aを5μm〜100μmの範囲とした際に、効率良くろ過処理を行うことが可能となることが見出された。
スリット幅Aが5μm未満だと、目詰まりが多発して効率良くろ過処理を行うことができない虞がある。スリット幅Aが100μmを超えると、ろ過助剤をスリット外側に保持(付着)することができず、ろ過後のシリカ微粒子分散液にろ過助剤が混入してしまう虞がある。
As shown in FIG. 3, the element 31 is formed with a uniform and strong slit 34 having a width of the slit width A between the wires.
As a result of investigations by the present inventors, it has been found that, in the production method of the present invention, when the slit width A is in the range of 5 μm to 100 μm, it is possible to efficiently perform filtration.
If the slit width A is less than 5 μm, clogging frequently occurs and there is a possibility that the filtration process cannot be performed efficiently. If the slit width A exceeds 100 μm, the filter aid cannot be held (attached) outside the slit, and the filter aid may be mixed into the silica fine particle dispersion after filtration.

なお、エレメント31として用いる透水性基材としては、本発明では、強度や耐久性等の点から上述のような金属製のワイヤからなるエレメントを用いているが、濾紙、メッシュ等が用いることもできる。   In addition, as a water-permeable base material used as the element 31, in the present invention, an element made of a metal wire as described above is used from the viewpoint of strength, durability, etc., but filter paper, mesh or the like may be used. it can.

(プレコート層形成)
本発明の製造方法では、フィルター本体3のエレメント31表面に、ろ過助剤をプレコートしたプレコート層35を予め形成することによってプレコートフィルター3aを構成し、このプレコートフィルター3aにシリカ微粒子分散液を通してろ過する。これにより、プレコートフィルター3aで捕捉する粒子G(図3参照)が、スリット34のスリット幅A(図3参照)の間隔よりも小径の粒子であっても、容易に捕捉、ろ過を行うことができる。
プレコート層35は、シリカ微粒子分散液のろ過を行う前に、予めろ過助剤を分散した液体をエレメント31に通過させて繰り返し流すことにより、エレメント31(スリット34)外側にろ過助剤を付着させて形成する。具体的には、図1に示すように、助剤タンク4内のろ過助剤が分散した液体を、矢印Bの方向に流通させてろ過器2に導入し、フィルター本体3のエレメント31に通過させた後、矢印Cの方向に流通させて再び助剤タンク4に戻すことにより、ろ過助剤分散液体をエレメント21に繰り返し通過させることにより行う。
(Precoat layer formation)
In the production method of the present invention, a precoat filter 3a is formed by previously forming a precoat layer 35 precoated with a filter aid on the surface of the element 31 of the filter body 3, and the precoat filter 3a is filtered through a silica fine particle dispersion. . Thereby, even if the particle G (see FIG. 3) captured by the precoat filter 3a is a particle having a smaller diameter than the interval of the slit width A (see FIG. 3) of the slit 34, it can be easily captured and filtered. it can.
The precoat layer 35 allows the filter aid to adhere to the outside of the element 31 (slit 34) by repeatedly passing the liquid in which the filter aid is dispersed in advance through the element 31 before filtering the silica fine particle dispersion. Form. Specifically, as shown in FIG. 1, the liquid in which the filter aid in the aid tank 4 is dispersed is circulated in the direction of arrow B, introduced into the filter 2, and passed through the element 31 of the filter body 3. Then, the filter aid dispersion liquid is passed through the element 21 repeatedly by flowing in the direction of arrow C and returning to the aid tank 4 again.

上述の操作により、ろ過助剤の平均繊維長、平均粒子径がスリット幅Aよりも小さい場合であっても、繊維長、粒子径の大きなろ過助剤から次第にエレメント31(スリット34)外側に捕捉されてゆくことにより、ろ過助剤がエレメント31(スリット34)内側に漏れないようなプレコート層35が形成される。   Even if the average fiber length and average particle diameter of the filter aid are smaller than the slit width A, the filter aid having a larger fiber length and particle diameter is gradually captured outside the element 31 (slit 34). As a result, a precoat layer 35 is formed so that the filter aid does not leak inside the element 31 (slit 34).

プレコート層35は、エレメント31の表面にプレコートするろ過助剤の量を2kg/m以下として形成するのが好ましい。
ろ過助剤の量が2kg/mを超えると、シリカ微粒子分散液をろ過する際に、ろ過圧力を上げる必要があり、この結果、せん断力が粒子にかかるため、時として微粒子が凝集してしまう虞がある。
The precoat layer 35 is preferably formed so that the amount of the filter aid to be precoated on the surface of the element 31 is 2 kg / m 2 or less.
When the amount of the filter aid exceeds 2 kg / m 2 , it is necessary to increase the filtration pressure when filtering the silica fine particle dispersion. As a result, since shear force is applied to the particles, the fine particles sometimes aggregate. There is a risk of it.

(ろ過方法)
プレコート層35を形成した後、容器5内のシリカ微粒子分散液を矢印D(図1)の方向に流通させ、そのままろ過器2に導入し、プレコートフィルター3aによってろ過を行うことができる。
あるいは、助剤タンク4中のろ過助剤分散液体を矢印E(図1)の方向に流通させ、反応容器5内のシリカ微粒子分散液にろ過助剤を添加し、ろ過助剤を含むシリカ微粒子分散液を矢印Dの方向に流通させてろ過器2に供給し、ろ過を行う方法としても良い。
フィルター本体3のエレメント31にろ過助剤のプレコート層35を形成してプレコートフィルター3aとしたうえで、シリカ微粒子分散液にろ過助剤を添加(ボディフィード)してろ過することにより、ゲル分や粗大粒子を確実に除去しながら、効率良くろ過工程の処理を行うことができる。
図3に示すように、シリカ微粒子分散液に含まれるゲル分や粗大粒子(図3のG)がプレコート層35によって捕捉され、微細な微粒子のみを含むシリカ微粒子分散液のみが、プレコート層35内を浸透して通過し、また、エレメント31に形成されたスリット34を通過する。
(Filtration method)
After forming the precoat layer 35, the silica fine particle dispersion in the container 5 can be circulated in the direction of arrow D (FIG. 1), introduced into the filter 2 as it is, and filtered by the precoat filter 3a.
Alternatively, the filter aid dispersion liquid in the aid tank 4 is circulated in the direction of arrow E (FIG. 1), the filter aid is added to the silica fine particle dispersion in the reaction vessel 5, and the silica fine particles containing the filter aid are added. It is good also as the method of distribute | circulating a dispersion liquid to the direction of arrow D, supplying to the filter 2, and performing filtration.
A filter aid precoat layer 35 is formed on the element 31 of the filter body 3 to form a precoat filter 3a, and then a filter aid is added to the silica fine particle dispersion (body feed) to perform filtration. The filtration process can be efficiently performed while reliably removing coarse particles.
As shown in FIG. 3, the gel content and coarse particles (G in FIG. 3) contained in the silica fine particle dispersion are captured by the precoat layer 35, and only the silica fine particle dispersion containing only fine fine particles is contained in the precoat layer 35. And passes through a slit 34 formed in the element 31.

ろ過助剤のシリカ微粒子分散液への添加量は、シリカ微粒子分散液に対して質量%で0.5〜5%とすることが好ましい。
ろ過助剤の添加量が5%を超えると、ろ過が進むに従ってエレメントに積層されるろ過助剤の量が多くなり、ろ過に必要な圧力も上げる必要があるため、上述のような微粒子の凝集が生じる虞があり、好ましくない。また、多量のろ過助剤を用いることは、コストの面からも好ましくない。
また、ろ過助剤の添加量が0.5%未満だと、ろ過助剤をシリカ微粒子分散液に添加する効果が得られなくなる。
The addition amount of the filter aid to the silica fine particle dispersion is preferably 0.5 to 5% by mass with respect to the silica fine particle dispersion.
If the amount of added filter aid exceeds 5%, the amount of filter aid stacked on the element increases as filtration proceeds, and the pressure required for filtration must be increased. May occur, which is not preferable. Also, using a large amount of filter aid is not preferable from the viewpoint of cost.
Moreover, when the addition amount of the filter aid is less than 0.5%, the effect of adding the filter aid to the silica fine particle dispersion cannot be obtained.

(ろ過助剤)
上述のプレコート層形成、及びシリカ微粒子分散液添加に用いるろ過助剤としては、セルロースファイバー、珪藻土等を用いることが好ましく、セルロースファイバーを用いることが特に好ましい。セルロースファイバーとしては、平均繊維長50μm〜300μmのものを用いるのが好ましい。また、珪藻土としては、平均粒子径10μm〜40μmのものを用いるのが好ましく、珪藻土、セルロースファイバーを混合して用いることもできる。
(Filter aid)
As a filter aid used for the above-mentioned precoat layer formation and silica fine particle dispersion addition, it is preferable to use a cellulose fiber, diatomaceous earth, etc., and it is especially preferable to use a cellulose fiber. As the cellulose fiber, one having an average fiber length of 50 μm to 300 μm is preferably used. Moreover, as diatomaceous earth, it is preferable to use a thing with an average particle diameter of 10 micrometers-40 micrometers, and diatomaceous earth and a cellulose fiber can also be mixed and used.

(ろ過処理時の差圧)
ろ過工程における、プレコートフィルター3aの入口側と出口側の圧力(MPa)の最大差圧は、0.05MPa以下であることが好ましい。最大差圧を上述の範囲内とすることにより、シリカ微粒子分散液中のゲル分や粗大粒子を確実に除去することができる。
最大差圧が0.05MPaを超えると、シリカ微粒子が凝縮され、ろ過後のシリカ微粒子分散液に粗大粒子が混入する虞がある。
本出願人の研究によれば、フィルターの入口側と出口側の最大差圧が増大した状態でろ過処理を行った場合、シリカ微粒子とフィルターとの間で発生するせん断力によってシリカ微粒子が凝集され、かえって新たな粗大粒子が生成されてしまうことが見出された。
最大差圧を上述の範囲内とすることにより、ろ過後のシリカ微粒子分散液中に、粗大粒子が混入するのを確実に防止できることが明らかとなった。
本発明では、プレコートフィルター3aを用いることにより、差圧が0.05MPa以下でのろ過を、長時間、安定して行うことができる。
(Differential pressure during filtration)
The maximum differential pressure between the pressure (MPa) on the inlet side and outlet side of the precoat filter 3a in the filtration step is preferably 0.05 MPa or less. By setting the maximum differential pressure within the above-mentioned range, gel content and coarse particles in the silica fine particle dispersion can be reliably removed.
When the maximum differential pressure exceeds 0.05 MPa, silica fine particles are condensed, and coarse particles may be mixed into the silica fine particle dispersion after filtration.
According to the applicant's research, when filtration is performed in a state where the maximum differential pressure between the inlet side and the outlet side of the filter is increased, the silica fine particles are aggregated by the shearing force generated between the silica fine particles and the filter. On the contrary, it has been found that new coarse particles are produced.
It has been clarified that by setting the maximum differential pressure within the above range, it is possible to reliably prevent coarse particles from being mixed into the silica fine particle dispersion after filtration.
In the present invention, by using the precoat filter 3a, filtration at a differential pressure of 0.05 MPa or less can be stably performed for a long time.

ろ過工程におけるろ過処理によってゲル分や粗大粒子が除去されたシリカ微粒子分散液は、矢印F(図1)に示すように、ろ過器2の外部に送液され、次工程へと搬送される。   The silica fine particle dispersion from which the gel and coarse particles have been removed by the filtration process in the filtration step is sent to the outside of the filter 2 and conveyed to the next step, as shown by an arrow F (FIG. 1).

(ろ過後の処理)
本発明のろ過器2は、ろ過処理が終了した後、プレコートフィルター3aに対し、接続管32(入口33)側から水、又は圧縮エア等を逆流させてプレコートフィルター3a内に流入させる逆洗処理を行う構成とすることができる。これにより、ろ過使用の毎に、エレメント31表面からプレコート層35を簡単に除去して、ろ過器2の外部に流し出して廃棄することが可能となる。
この場合には、従来から用いられているような、固定ろ過層によってろ過を行うフィルターのように、目詰まりをおこす度にフィルター全体を交換しなければならないものと比べ、交換作業が簡便であり、また、コストメリットが大きくなる。
(Processing after filtration)
The filter 2 of the present invention is a backwash process in which water or compressed air is caused to flow backward from the connecting pipe 32 (inlet 33) side into the precoat filter 3a after the filtration process is completed. It can be set as the structure which performs. This makes it possible to easily remove the precoat layer 35 from the surface of the element 31 every time it is used for filtration, and to flow it out of the filter 2 for disposal.
In this case, the replacement work is simpler than the conventional filter that needs to be replaced every time clogging, such as a filter that uses a fixed filtration layer for filtration. In addition, the cost merit increases.

<シリカ微粒子分散液>
上述した製造方法によって得られる本発明のシリカ微粒子分散液は、ろ過前と同様に、窒素吸着法による比表面積が50m/g〜400m/g、平均二次粒子径が20nm〜300nm、かつ細孔容積が0.4mL/g〜2.0mL/gのシリカ微粒子がコロイド状に分散したものであることが好ましい。
本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法によれば、このように優れた特性を維持したまま、粗大粒子を除去して精製することが可能である。
<Silica fine particle dispersion>
Silica fine particle dispersion of the present invention obtained by the manufacturing method described above, as before filtration, specific surface area measured by the nitrogen adsorption method 50m 2 / g~400m 2 / g, average secondary particle diameter of 20nm~300nm and Silica fine particles having a pore volume of 0.4 mL / g to 2.0 mL / g are preferably colloidally dispersed.
According to the method for producing a silica fine particle dispersion of the present invention, it is possible to purify by removing coarse particles while maintaining such excellent characteristics.

<インクジェット記録シート用塗布液>
本発明のインクジェット記録シート用塗布液には、本発明のシリカ微粒子分散液に加えて、接着剤、インク定着剤など、一般にインク受容層用として用いられている従来公知の添加剤等、他の成分を含有させることができる。
塗布液に含有されるその他の微粒子としては特に限定されるものではなく、例えば、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、珪藻土、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、アルミナ、ベーマイト、擬ベーマイト、リトポン、ゼオライト、加水ハロイサイト、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムなどの無機顔料;アクリルあるいはメタクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、スチレン−イソプレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シリコーン系樹脂、尿素樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂等の樹脂からなる有機顔料が挙げられ、これらの微粒子は真球状でも不定形でもよく、無孔質でも多孔質でもよい。これらの微粒子は、1種を用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
<Coating liquid for inkjet recording sheet>
In addition to the silica fine particle dispersion of the present invention, the coating liquid for inkjet recording sheets of the present invention includes other known additives such as adhesives and ink fixing agents that are generally used for ink receiving layers. Ingredients can be included.
Other fine particles contained in the coating solution are not particularly limited, and for example, light calcium carbonate, heavy calcium carbonate, kaolin, talc, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, zinc oxide, zinc sulfide, carbonate Inorganic pigments such as zinc, satin white, aluminum silicate, diatomaceous earth, calcium silicate, magnesium silicate, aluminum hydroxide, alumina, boehmite, pseudoboehmite, lithopone, zeolite, hydrous halloysite, magnesium carbonate, magnesium hydroxide; acrylic or methacrylic resin , Vinyl chloride resin, vinyl acetate resin, polyester resin, styrene-acrylic resin, styrene-butadiene resin, styrene-isoprene resin, polycarbonate resin, silicone resin, urea resin, melamine Fat, epoxy resins, phenolic resins, organic pigment can be mentioned made of a resin or diallyl phthalate resin, these fine particles may be irregular in spherical, may be porous even non-porous. These fine particles may be used alone or in combination of two or more.

接着剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白等の蛋白質類;澱粉や酸化澱粉等の各種澱粉類;ポリビニルアルコール及びその誘導体;カルボキシメチルセルロースやメチルセルロース等のセルロース誘導体;スチレン−ブタジエン樹脂、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系樹脂;アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の重合体または共重合体であるアクリル系樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系樹脂等が挙げられる。なかでも、特に、ポリビニルアルコール及びその誘導体が、シリカスラリー中で水溶性塩と軟凝集することにより、塗工工程における乾燥負荷が低減され、生産性が向上する耐ひび割れ性や高インク吸収性を発現するため、好ましく選ばれる。これらの接着剤は、1種を用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。   The adhesive is not particularly limited, and examples thereof include proteins such as casein, soybean protein, and synthetic protein; various starches such as starch and oxidized starch; polyvinyl alcohol and derivatives thereof; cellulose such as carboxymethylcellulose and methylcellulose. Derivatives; Conjugated diene resins such as styrene-butadiene resins and methyl methacrylate-butadiene copolymers; Acrylic resins that are polymers or copolymers of acrylic acid, methacrylic acid, acrylic esters, methacrylic esters, etc .; ethylene Examples thereof include vinyl resins such as vinyl acetate copolymers. Among them, in particular, polyvinyl alcohol and its derivatives soft aggregate with water-soluble salts in the silica slurry, so that the drying load in the coating process is reduced, and the crack resistance and high ink absorbency are improved to improve productivity. Since it expresses, it is preferably selected. These adhesives may be used alone or in combination of two or more.

定着剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、カチオン性高分子、水溶性多価金属塩等が挙げられる。
カチオン性高分子としては、例えば、ポリエチレンポリアミンやポリプロピレンポリアミンなどのポリアルキレンポリアミン類またはその誘導体、第2級アミノ基、第3級アミノ基や第4級アンモニウム基を有するアクリル重合体、ポリビニルアミン、ポリビニルアミジン、5員環アミジン類、ジメチルアミン−エピクロルヒドリン共重合物、ジアリルジメチルアンモニウム−SO共重合物、ジアリルアミン塩−SO共重合物、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合物、アリルアミン塩の重合物、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート4級塩共重合物、アクリルアミド−ジアリルアミン共重合物、三元共重合物体等が挙げられ、共重合物は、ブロック共重合体であっても、ランダム共重合体であってもよい。
水溶性多価金属塩としては、例えば、アルミニウムの水溶性塩(硝酸塩、塩化物、酢酸塩、硫酸塩、乳酸塩など)、マグネシウムの水溶性塩(塩化物、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、乳酸塩など)、ジルコニウムの水溶性塩(塩化物、硫酸塩など)、亜鉛の水溶性塩(塩化物、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、乳酸塩など)等の一般市販されるものが挙げられる。
これらのインク定着剤は、1種を用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
The fixing agent is not particularly limited, and examples thereof include cationic polymers and water-soluble polyvalent metal salts.
Examples of the cationic polymer include polyalkylene polyamines such as polyethylene polyamine and polypropylene polyamine or derivatives thereof, secondary amino groups, acrylic polymers having tertiary amino groups and quaternary ammonium groups, polyvinyl amines, polyvinylamidine, 5-membered ring amidines, dimethylamine - epichlorohydrin copolymer, diallyldimethylammonium -SO 2 copolymer, diallylamine salt -SO 2 copolymer, dimethyl diallyl ammonium chloride polymer, polymer of allylamine salt, a dialkyl Examples include aminoethyl (meth) acrylate quaternary salt copolymer, acrylamide-diallylamine copolymer, ternary copolymer, etc. The copolymer may be a block copolymer or a random copolymer. May be.
Examples of water-soluble polyvalent metal salts include water-soluble salts of aluminum (nitrates, chlorides, acetates, sulfates, lactates, etc.), water-soluble salts of magnesium (chlorides, sulfates, nitrates, acetates, And commercially available products such as water-soluble salts of zirconium (chlorides, sulfates, etc.), water-soluble salts of zinc (chlorides, sulfates, nitrates, acetates, lactates, etc.). .
These ink fixing agents may be used alone or in combination of two or more.

他の任意成分としては、一般の記録シート製造において使用される増粘剤、消泡剤、湿潤剤、界面活性剤、着色剤、帯電防止剤、耐光性助剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤の各種助剤等が適宜添加される。   Other optional components include thickeners, antifoaming agents, wetting agents, surfactants, colorants, antistatic agents, light fastness aids, UV absorbers, antioxidants used in general recording sheet production. In addition, various auxiliary agents for preservatives are appropriately added.

<インクジェット記録シート>
本発明のインクジェット記録シートは、支持体上に、上述のインクジェット記録シート用塗布液が塗布されたものである。なお、支持体の両面に同様の塗布液が塗布されても構わない。この場合、インクジェット記録シートにおいて両面に鮮明な印字を施すことが可能となる。
また、前記塗布液からなるインク受容層は、複数の層から構成されていてもよい。支持体とインク受容層の間にアンダーコート層を設けてもよく、インク受容層上に、インク受容層の記録適性を損なわない範囲で、保存性を高めるためのオーバーコート層を形成してもよい。
<Inkjet recording sheet>
The ink jet recording sheet of the present invention is obtained by applying the above-described ink jet recording sheet coating liquid on a support. In addition, you may apply | coat the same coating liquid on both surfaces of a support body. In this case, clear printing can be performed on both sides of the ink jet recording sheet.
Further, the ink receiving layer made of the coating liquid may be composed of a plurality of layers. An undercoat layer may be provided between the support and the ink receiving layer, and an overcoat layer may be formed on the ink receiving layer so as to enhance the storage stability without impairing the recordability of the ink receiving layer. Good.

支持体としては、通常のインクジェット記録シートとして使用できる支持体であれば特に限定されるものではなく、上質紙、アート紙、コート紙、キャスト塗被紙、箔紙、クラフト紙、バライタ紙、含浸紙、蒸着紙などの紙類、樹脂フィルム、樹脂を一軸延伸処理または二軸延伸処理して紙状の層とし、紙等の基材層に対して一層以上積層させた一般に合成紙と呼ばれているもの、不織布等、あるいは樹脂フィルムをコート紙や上質紙等と接着剤を介して貼り合わせたもの、または紙に樹脂をラミネートしたもの等の樹脂被覆紙が使用される。   The support is not particularly limited as long as it is a support that can be used as a normal inkjet recording sheet. Fine paper, art paper, coated paper, cast coated paper, foil paper, kraft paper, baryta paper, impregnation Paper, such as paper, vapor-deposited paper, resin film, resin is uniaxially stretched or biaxially stretched to form a paper-like layer, generally called synthetic paper, and one or more layers are laminated on a substrate layer such as paper Resin-coated paper such as paper, non-woven fabric, or the like, or a resin film laminated with coated paper or high-quality paper via an adhesive, or a paper laminated with a resin is used.

本発明の製造方法によって得られるシリカ微粒子分散液を含有する塗布液の塗工量は、特に限定されるものではないが、乾燥後の質量として2〜30g/mとするのが好ましく、5〜20g/mとするのがより好ましい。
塗工量を2g/m以上とすることにより、インク吸収性、画像の鮮明性、印字保存性 が向上するようになる。塗工量を30g/m以下とすることにより、塗膜強度や画像の鮮明性が維持される。
なお、インク受容層は複数層積層してもよく、その場合、層間でインク受容層組成が異なっていてもよい。
The coating amount of the coating solution containing the silica fine particle dispersion obtained by the production method of the present invention is not particularly limited, but is preferably 2 to 30 g / m 2 as the mass after drying. More preferably, it is set to ˜20 g / m 2 .
When the coating amount is 2 g / m 2 or more, ink absorbability, image sharpness, and print storage stability are improved. By setting the coating amount to 30 g / m 2 or less, the coating film strength and the clearness of the image are maintained.
Note that a plurality of ink receiving layers may be laminated, and in this case, the ink receiving layer composition may be different between the layers.

前記塗布液の塗工は、ブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアコーター、ロッドブレードコーター、リップコーター、カーテンコーター、ダイコーター等の各種公知の塗工装置で形成することができる。塗工後に、マシンカレンダー、スーパーカレンダー、ソフトカレンダー等のカレンダーを用いて仕上げ処理を行ってもよい。   The coating of the coating solution can be formed by various known coating apparatuses such as a blade coater, an air knife coater, a roll coater, a bar coater, a gravure coater, a rod blade coater, a lip coater, a curtain coater, and a die coater. . After coating, finishing may be performed using a calendar such as a machine calendar, a super calendar, or a soft calendar.

本発明のインクジェット記録シートは、前記塗布液をインク受容層に用いることにより、インク受容層の透明度が高いインクジェット記録シートを提供することができ、光沢性が高く高画質な画像を印刷できる記録シートを得ることが可能となる。   The ink jet recording sheet of the present invention can provide an ink jet recording sheet having a high transparency of the ink receiving layer by using the coating liquid for the ink receiving layer, and can print a high gloss image with high glossiness. Can be obtained.

以下に、本発明の更に詳しい説明を実施例によって行うが、本発明は、これら実施例に限定されるものでは無い。また、特に断りの無い限り、「%」は質量%を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “%” means mass%.

<各物性の測定方法>
実験例における各物性の測定方法について、以下に説明する。
<Measurement method of each physical property>
A method for measuring each physical property in the experimental example will be described below.

[ゲル分及び粗大粒子の有無評価方法]
濃度が10質量%のシリカ微粒子分散液を、直径3.5cmのガラス管に30mL入れ、目視によって以下の3段階で判定した。
〔○〕:ゲル分や粗大粒子がない。
〔△〕:ゲル分や粗大粒子が少量ある。
〔×〕:ゲル分や粗大粒子が多量にある。
[Evaluation method for presence of gel and coarse particles]
30 mL of a silica fine particle dispersion having a concentration of 10% by mass was placed in a glass tube having a diameter of 3.5 cm, and visually judged in the following three stages.
[O]: No gel or coarse particles.
[△]: There is a small amount of gel and coarse particles.
[×]: A large amount of gel and coarse particles.

[二次粒子径測定方法]
動的光散乱法によるレーザー粒度分布計(大塚電子株式会社製、商標LPA3000)を用いて、シリカ微粒子分散液を蒸留水で充分に希釈した状態として平均二次粒子径を測定した。
平均2次粒子径は、体積平均値を用いた。
[Secondary particle size measurement method]
Using a laser particle size distribution meter (trade name: LPA3000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) by a dynamic light scattering method, the average secondary particle size was measured with the silica fine particle dispersion sufficiently diluted with distilled water.
The average secondary particle diameter was a volume average value.

[比表面積、細孔容積測定方法]
シリカ微粒子分散液を105℃で乾燥して測定用粉体試料を得た。この粉体試料を、200℃の温度で2時間の真空脱気を行って前処理した後、窒素ガス吸着法比表面積・細孔分布測定装置(Coulter社製SA3100plus型)を用いて、比表面積及び細孔容積を測定した。比表面積は、BET多点法(5点法)を用いて測定し、細孔容積は、細孔径200nm以下の全細孔容積の値(窒素相対圧0.991)を用いた。
なお、比表面積が小さいことは一次粒子径が大きいことを意味し、比表面積が大きいことは一次粒子径が小さいことを意味する。本発明のシリカ微粒子は、一次粒子が化学結合して二次粒子を形成しているものであるため、一次粒子の直径を正確に求めることは困難な場合もある。このため本実施例では、一次粒子の平均粒子径の尺度として比表面積を用いた。
[Specific surface area and pore volume measurement method]
The silica fine particle dispersion was dried at 105 ° C. to obtain a powder sample for measurement. This powder sample was pretreated by performing vacuum degassing at a temperature of 200 ° C. for 2 hours, and then using a nitrogen gas adsorption specific surface area / pore distribution measuring device (SA3100plus type manufactured by Coulter), the specific surface area. And the pore volume was measured. The specific surface area was measured using the BET multipoint method (5-point method), and the pore volume was a value of the total pore volume (nitrogen relative pressure 0.991) having a pore diameter of 200 nm or less.
A small specific surface area means that the primary particle diameter is large, and a large specific surface area means that the primary particle diameter is small. Since the silica fine particles of the present invention are those in which primary particles are chemically bonded to form secondary particles, it may be difficult to accurately determine the diameter of the primary particles. Therefore, in this example, the specific surface area was used as a measure of the average particle diameter of the primary particles.

[インクジェット記録シートのインク吸収性評価方法]
作製したインクジェット記録シートに、インクジェットプリンタ(セイコーエプソン(株)社製、PM−950C)を用い、PM写真用紙推奨設定印刷モードで、100%ブラックのベタ印字を30mm×30mmの大きさで行い、以下の基準で判定した。
〔○〕:インクを吸収した。
〔△〕:インクがわずかにあふれた。
〔×〕:インクがあふれ、実用に耐えない。
[Ink absorbability evaluation method of inkjet recording sheet]
Using the inkjet recording sheet (manufactured by Seiko Epson Corporation, PM-950C) on the prepared inkjet recording sheet, 100% black solid printing is performed in a size of 30 mm × 30 mm in the recommended setting printing mode of PM photographic paper, Judgment was made according to the following criteria.
[O]: The ink was absorbed.
[△]: Ink slightly overflowed.
[×]: The ink overflows and cannot be practically used.

[インクジェット記録シートの印字濃度測定方法]
作製したインクジェット記録シートに、インクジェットプリンタ(セイコーエプソン(株)製、PM−950C)を用い、PM写真用紙推奨設定印刷モードで、100%ブラックのベタ印字を30mm×30mmの大きさで行った。
印字濃度は、上記ブラックベタ印字の部分を、マクベス反射濃度計(Macbeth、RD−920)を用いて測定した。
[Method for measuring print density of inkjet recording sheet]
Using the ink jet printer (Seiko Epson Co., Ltd., PM-950C), 100% black solid printing was performed on the produced ink jet recording sheet at a size of 30 mm × 30 mm in the recommended setting printing mode of PM photographic paper.
The print density was measured using a Macbeth reflection densitometer (Macbeth, RD-920) at the black solid print portion.

[インクジェット記録シートの光沢測定方法]
作製したインクジェット記録シート(塗工量20g/m)の光沢度を、20°及び75°の各々の角度で、光沢度計(村上色彩技術研究所製:GM−26 PRO/AUTO)を用い、ISO 8254−1に基づいて測定した。
[Glossiness measuring method of inkjet recording sheet]
Using the glossiness meter (Murakami Color Research Laboratory: GM-26 PRO / AUTO) for the glossiness of the prepared inkjet recording sheet (coating amount 20 g / m 2 ) at each angle of 20 ° and 75 °. , Measured based on ISO 8254-1.

[インクジェット記録シートの目視光沢感評価方法]
製造したシリカ微粒子分散液の各サンプルを含有した塗布液が塗工されてなるインクジェット記録シートの光沢感を、目視で次の5段階に評価した。
〔5〕:粗大粒子による斑点が無い。
〔4〕:粗大粒子による斑点が僅かに認められる。
〔3〕:粗大粒子による斑点が〔4〕よりやや多く認められるが、実用可能である。
〔2〕:粗大粒子による斑点が〔3〕よりやや多く認められ、実用不可である。
〔1〕:粗大粒子による斑点が目立つ。
[Evaluation Method for Visual Glossiness of Inkjet Recording Sheet]
The glossiness of the inkjet recording sheet formed by coating the coating liquid containing each sample of the produced silica fine particle dispersion was visually evaluated in the following five stages.
[5]: There are no spots due to coarse particles.
[4]: Spots due to coarse particles are slightly observed.
[3]: Spots due to coarse particles are slightly larger than those in [4], but are practical.
[2]: Slightly more spots due to coarse particles are observed than in [3], which is impractical.
[1]: Spots due to coarse particles are conspicuous.

[実験例1]
(珪酸製造工程)
SiO濃度30%、SiO/NaOモル比3.1の珪酸ソーダ溶液((株)トクヤマ製、三号珪酸ソーダ)に蒸留水を混合し、SiO濃度4.0%の希珪酸ソーダ水溶液を調製した。この水溶液を、強酸性水素型陽イオン交換樹脂(三菱化学(株)製、ダイヤイオンSK−1BH)が充填されたカラムに通じて活性珪酸水溶液を調製した。
[Experimental Example 1]
(Silicic acid production process)
Distilled water is mixed with a sodium silicate solution having a SiO 2 concentration of 30% and a SiO 2 / Na 2 O molar ratio of 3.1 (manufactured by Tokuyama Co., Ltd., No. 3 sodium silicate), and diluted silica with a SiO 2 concentration of 4.0% A soda aqueous solution was prepared. This aqueous solution was passed through a column packed with a strongly acidic hydrogen cation exchange resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Diaion SK-1BH) to prepare an active silicic acid aqueous solution.

(シリカ合成工程)
還流器、攪拌機、温度計を備えた5リットルのガラス製の反応容器中で、400gの蒸留水を95℃に加温した。この熱水に、塩酸を、3ppmとなるように添加した。この際の熱水のイオン導電率を測定したところ0.05μS/cmであった。この熱水を95℃の温度に保ちながら、上記活性珪酸水溶液を、熱水1molに対して0.2mol/分の速度で合計1000g添加した(シード液生成工程)。そして、水酸化カリウムを0.012モル添加して凝集停止し安定化させ、100℃に加温した(凝集停止工程)。
そして、上記シード液に対し、上記活性珪酸水溶液を、1mol/分の速度で合計584g添加した。活性珪酸水溶液の添加終了後、反応液の温度を95℃に保って1時間加熱放置し、pH8.6のシリカ微粒子分散液を得た(成長工程)。
(Silica synthesis process)
In a 5 liter glass reaction vessel equipped with a reflux, a stirrer, and a thermometer, 400 g of distilled water was heated to 95 ° C. To this hot water, hydrochloric acid was added to 3 ppm. The ionic conductivity of the hot water at this time was measured and found to be 0.05 μS / cm. While maintaining this hot water at a temperature of 95 ° C., a total of 1000 g of the above active silicic acid aqueous solution was added at a rate of 0.2 mol / min with respect to 1 mol of hot water (seed liquid generation step). Then, 0.012 mol of potassium hydroxide was added to stop and stabilize the aggregation, and heated to 100 ° C. (aggregation stopping step).
Then, a total of 584 g of the active silicic acid aqueous solution was added to the seed solution at a rate of 1 mol / min. After completion of the addition of the active silicic acid aqueous solution, the temperature of the reaction solution was kept at 95 ° C. and left to stand for 1 hour to obtain a silica fine particle dispersion with pH 8.6 (growth step).

(ろ過工程)
フィルター本体として「MSフィルター」(商品名:東京特殊電線株式会社製:スリット幅30μm)を用い、セルロースファイバーろ過助剤(ARBOCEL BWW40:東亜化学製:繊維径20μm、繊維長200μm)が分散した溶液をフィルター本体(エレメント)に繰り返し通過させ、フィルター本体の外側にろ過助剤によるプレコート層を、1.0kg/mになるまで予め形成してプレコートフィルターとした。
そして、上記シリカ微粒子分散液中のシリカ固形分に対して1%の量で、上記セルロースファイバーろ過助剤を添加(ボディフィード)した。そして、ろ過助剤を含むシリカ微粒子分散液を前記プレコートフィルターに供給してろ過し、ゲル分や粗大粒子を除去したシリカ微粒子分散液を得た。
ろ過の際のシリカ微粒子分散液の流量は、2リットル/分とし、ろ過時間は40分であった。また、ろ過時のフィルター圧力を入口、出口側とも0MPa(終了時)としたため、差圧も0MPa(終了時)であった。
(Filtration process)
“MS filter” (trade name: manufactured by Tokyo Special Electric Cable Co., Ltd .: slit width: 30 μm) as a filter body, cellulose fiber filter aid (ARBOCEL BWW40: manufactured by Toa Chemical Co., Ltd .: fiber diameter: 20 μm, fiber length: 200 μm) Was repeatedly passed through the filter body (element), and a precoat layer with a filter aid was formed in advance on the outside of the filter body until 1.0 kg / m 2 to obtain a precoat filter.
Then, the cellulose fiber filter aid was added (body feed) in an amount of 1% with respect to the silica solid content in the silica fine particle dispersion. Then, a silica fine particle dispersion containing a filter aid was supplied to the precoat filter and filtered to obtain a silica fine particle dispersion from which gel and coarse particles were removed.
The flow rate of the silica fine particle dispersion during filtration was 2 liters / minute, and the filtration time was 40 minutes. Moreover, since the filter pressure at the time of filtration was 0 MPa (at the end) on both the inlet and outlet sides, the differential pressure was also 0 MPa (at the end).

[実験例2]
ゲル法によって製造された平均粒径13.1μmの合成無定型シリカ(グレースデビソン社製、商品名:サイロジェットP612、比表面積290m/g、一次粒子径9nm)を、濃度20%で水分散させ、アンモニア水を添加してpHを9.0に調整したスラリーを、横型ビーズミル(シンマルエンタープライゼス(株)製、ダイノーミルKDL−Pilot)によって繰り返し粉砕、分散し、シリカの20%水分散液を製造した。
[Experiment 2]
Synthetic amorphous silica (produced by Grace Devison, trade name: Silojet P612, specific surface area 290 m 2 / g, primary particle size 9 nm) produced by gel method with water dispersion at a concentration of 20% The slurry whose pH was adjusted to 9.0 by adding ammonia water was repeatedly pulverized and dispersed by a horizontal bead mill (Shinmaru Enterprises Co., Ltd., Dinomill KDL-Pilot), and a 20% aqueous dispersion of silica. Manufactured.

(ろ過工程)
ろ過助剤としてセルロースファイバーろ過助剤(ARBOCEL BWW40:東亜化学製:繊維径20μm、繊維長200μm)を用い、フィルター本体表面にプレコート層を0.5kg/mとなるように形成するとともに、シリカ微粒子分散液中のシリカ固形分に対して2%の量で添加し、ろ過流量を4リットル/分、入口圧及び差圧を0.015MPaとした点を除き、実験例1と同様にしてシリカ微粒子分散液をろ過した。
(Filtration process)
Cellulose fiber filter aid (ARBOCEL BWW40: manufactured by Toa Chemical Co., Ltd .: fiber diameter 20 μm, fiber length 200 μm) is used as a filter aid, and a precoat layer is formed on the surface of the filter body so as to be 0.5 kg / m 2 and silica. Silica was added in the same manner as in Experimental Example 1 except that it was added in an amount of 2% with respect to the silica solid content in the fine particle dispersion, the filtration flow rate was 4 liters / minute, the inlet pressure and the differential pressure were 0.015 MPa. The fine particle dispersion was filtered.

[実験例3]
気相法によって製造された平均一次粒径7nmのシリカ(日本アエロジル(株)製、商品名:AEROSIL300)の11%水分散液を、油圧式超高圧ホモジナイザーによって3回分散した。この際、微細シリカの細孔容積は1.6mL/gであった。このシリカ微粒子分散液100部に、インク定着剤としてのカチオン樹脂であるジアリルジメチルアンモニウムクロライド・アクリルアミド共重合体(日東紡績(株)製、商品名:PAS−J−81)の11%水溶液を10部添加し、ゲル化した混合物を、油圧式超高圧ホモジナイザーを用いて更に分散する処理を繰り返し、シリカ微粒子分散液を製造した。このシリカ微粒子分散液は固形分濃度が11%であり、シリカ濃度は10%、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド・アクリルアミド共重合体濃度は1%であった。
[Experiment 3]
An 11% aqueous dispersion of silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name: AEROSIL300) having an average primary particle size of 7 nm produced by a gas phase method was dispersed three times by a hydraulic ultrahigh pressure homogenizer. At this time, the pore volume of the fine silica was 1.6 mL / g. 10 parts of an 11% aqueous solution of diallyldimethylammonium chloride / acrylamide copolymer (trade name: PAS-J-81, manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.), which is a cationic resin as an ink fixing agent, was added to 100 parts of this silica fine particle dispersion. Part of the gelled mixture was further dispersed using a hydraulic ultra-high pressure homogenizer to produce a silica fine particle dispersion. This silica fine particle dispersion had a solid content of 11%, a silica concentration of 10%, and a diallyldimethylammonium chloride / acrylamide copolymer concentration of 1%.

(ろ過工程)
ろ過助剤として繊維長が120μmのセルロースファイバーろ過助剤(ARBOCEL BE00:東亜化学製)を用い、フィルター本体表面にプレコート層を1.5kg/mとなるように形成するとともに、シリカ微粒子分散液中のシリカ固形分に対して2%の量で添加し、入口圧及び差圧を0.01MPaとした点を除き、実験例1と同様にしてシリカ微粒子分散液をろ過した。
(Filtration process)
A cellulose fiber filter aid (ARBOCEL BE00: manufactured by Toa Chemical Co., Ltd.) having a fiber length of 120 μm is used as a filter aid, and a precoat layer is formed on the surface of the filter body so as to be 1.5 kg / m 2, and a silica fine particle dispersion The silica fine particle dispersion was filtered in the same manner as in Experimental Example 1 except that it was added in an amount of 2% with respect to the silica solid content therein and the inlet pressure and the differential pressure were 0.01 MPa.

[実験例4]
実験例1と同様の条件でシリカ微粒子分散液を生成した。
そして、ろ過助剤として、繊維長が120μmのセルロースファイバーろ過助剤(ARBOCEL BE00:東亜化学製)を用い、フィルター本体表面にプレコート層を1.8kg/mとなるように形成するとともに、シリカ微粒子分散液中のシリカ固形分に対して2%の量で添加し、入口圧及び差圧を0.15MPaとした点を除き、実験例1と同様にしてシリカ微粒子分散液をろ過した。
[Experimental Example 4]
A silica fine particle dispersion was produced under the same conditions as in Experimental Example 1.
As a filter aid, a cellulose fiber filter aid (ARBOCEL BE00: manufactured by Toa Chemical Co., Ltd.) having a fiber length of 120 μm is used, and a precoat layer is formed on the surface of the filter body so as to be 1.8 kg / m 2, and silica. The silica fine particle dispersion was filtered in the same manner as in Experimental Example 1 except that it was added in an amount of 2% with respect to the silica solid content in the fine particle dispersion, and the inlet pressure and the differential pressure were 0.15 MPa.

[実験例5]
実験例1と同様の条件でシリカ微粒子分散液を生成した。
そして、ろ過助剤として珪藻土ろ過助剤(ハイエース:林化成株式会社製:平均粒子径12.8μm)を用いた点を除き、実験例1と同様にしてフィルター本体表面にプレコート層を形成してプレコートフィルターとした。
そして、上記シリカ微粒子分散液に対し、上記珪藻土ろ過助剤を、シリカ微粒子分散液中の固形分に対して1%の量で添加し、ろ過助剤を含むシリカ微粒子分散液を、ろ過助剤を1.0kg/mでプレコートしたフィルターに供給してろ過した。
ろ過の際のシリカ微粒子分散液の流量は、2リットル/分とし、ろ過時間は3分であった。また、ろ過時のフィルターの入口圧を0.2MPa(終了時)とし、差圧は0.2MPa(終了時)であった。
[Experimental Example 5]
A silica fine particle dispersion was produced under the same conditions as in Experimental Example 1.
Then, a precoat layer was formed on the surface of the filter main body in the same manner as in Experimental Example 1 except that diatomaceous earth filter aid (HIACE: Hayashi Kasei Co., Ltd .: average particle size 12.8 μm) was used as the filter aid. A precoat filter was obtained.
Then, the diatomaceous earth filter aid is added to the silica fine particle dispersion in an amount of 1% with respect to the solid content in the silica fine particle dispersion, and the silica fine particle dispersion containing the filter aid is added to the filter aid. Was supplied to a filter pre-coated at 1.0 kg / m 2 and filtered.
The flow rate of the silica fine particle dispersion during filtration was 2 liters / minute, and the filtration time was 3 minutes. Moreover, the inlet pressure of the filter at the time of filtration was 0.2 MPa (at the end), and the differential pressure was 0.2 MPa (at the end).

[実験例6]
シリカ微粒子分散液にはろ過助剤を添加せず、また、フィルター入口圧を0.015MPaとした点を除き、実験例1と同様にしてシリカ微粒子分散液を得た。
[Experimental Example 6]
A silica fine particle dispersion was obtained in the same manner as in Experimental Example 1, except that no filter aid was added to the silica fine particle dispersion and the filter inlet pressure was 0.015 MPa.

[実験例7]
実験例1と同様の条件でシリカ微粒子分散液を生成した。
そして、ろ過工程において、フィルターとして「ワインドカートリッジフィルター」(商品名:アドバンテック東洋株式会社製、孔径5μm)を使用し、ろ過助剤によるプレコート形成及びシリカ微粒子分散液へのろ過助剤添加を行わず、ろ過時間を20分とし、フィルターの入口圧及び差圧を0.065MPaとしてシリカ微粒子分散液を得た。
シリカ微粒子分散液を30%ほどろ過したところで差圧が上昇したため、フィルターを交換し、分散液全てをろ過するのにフィルターを計3回交換した。
[Experimental Example 7]
A silica fine particle dispersion was produced under the same conditions as in Experimental Example 1.
In the filtration process, a “wind cartridge filter” (trade name: manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd., pore size: 5 μm) is used as a filter, and precoat formation with a filter aid and addition of a filter aid to a silica fine particle dispersion are not performed. The silica fine particle dispersion was obtained with a filtration time of 20 minutes and an inlet pressure and a differential pressure of 0.065 MPa.
Since the differential pressure increased when the silica fine particle dispersion was filtered by about 30%, the filter was changed, and the filter was changed a total of three times to filter the entire dispersion.

<インクジェット記録シートの作製方法>
上記実験例におけるシリカ微粒子分散液の各サンプルに対し、完全けん化ポリビニルアルコール〔(株)クラレ製、商品名:PVA−140H〕の10%水溶液を、各シリカ微粒子分散液に含まれるシリカ固形分100質量部に対して20固形分質量部の割合で混合することにより、インクジェット記録シート用塗布液を作製した。
この塗布液を、厚さ100μmの透明ポリエチレンテレフタラートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラー100−Q80D〕上に、塗工量が乾燥質量で20g/mになるようにバー塗工した後、120℃の温度で乾燥して、インクジェット記録シートを製造した。
<Method for producing inkjet recording sheet>
For each sample of the silica fine particle dispersion in the above experimental example, a 10% aqueous solution of fully saponified polyvinyl alcohol [manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name: PVA-140H] is added to a silica solid content 100 contained in each silica fine particle dispersion. An ink jet recording sheet coating solution was prepared by mixing at a ratio of 20 parts by mass with respect to parts by mass.
This coating solution was applied on a transparent polyethylene terephthalate film (trade name: Lumirror 100-Q80D, manufactured by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 100 μm so that the coating amount was 20 g / m 2 in terms of dry mass. Then, it was dried at a temperature of 120 ° C. to produce an ink jet recording sheet.

各実験例の各製造条件、及び評価結果の一覧を表1に示す。   Table 1 shows a list of production conditions and evaluation results for each experimental example.

Figure 2007099586
Figure 2007099586

<評価結果>
表1に示すように、本発明の製造方法でシリカ微粒子分散液を製造した実験例1〜3、及び実験例6では、何れもフィルター本体表面にろ過助剤によるプレコート層を形成してプレコートフィルターとしており、また、フィルターの入口圧と出口圧との差圧が0.05Mpa以下となっている。
<Evaluation results>
As shown in Table 1, in Experimental Examples 1 to 3 and Experimental Example 6 in which the silica fine particle dispersion was produced by the production method of the present invention, a precoat layer was formed by using a filter aid on the filter body surface. In addition, the differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure of the filter is 0.05 MPa or less.

実験例1〜3、及び実験例6のシリカ微粒子分散液は、何れも、窒素吸着法による比表面積が50m/g〜400m/g、平均二次粒子径が20nm〜1000nm、かつ細孔容積が0.4mL/g〜2.0mL/gの範囲内であり、また、上記評価基準に基く粗大粒子の有無の評価が何れも○であった。
また、実験例1〜3、及び実験例6のシリカ微粒子分散液を含有する塗布液が支持体上に塗工されたインクジェット記録シートは、何れも、20°光沢が5.0以上、75°光沢が45以上であり、印字濃度が2.3以上であった。また、上記評価基準に基く目視光沢感の評価が何れも3〜5の範囲であった。
Experimental Examples 1-3, and the silica fine particle dispersion of Example 6 are both specific surface area measured by the nitrogen adsorption method 50m 2 / g~400m 2 / g, average secondary particle diameter of 20nm~1000nm and pores, The volume was in the range of 0.4 mL / g to 2.0 mL / g, and the evaluation of the presence or absence of coarse particles based on the above evaluation criteria was all good.
In addition, each of the inkjet recording sheets in which the coating liquid containing the silica fine particle dispersion liquid of Experimental Examples 1 to 3 and Experimental Example 6 was coated on the support had a 20 ° gloss of 5.0 or more and 75 °. The gloss was 45 or more and the print density was 2.3 or more. Moreover, the evaluation of the visual glossiness based on the said evaluation criteria was all in the range of 3-5.

これに対し、実験例4のシリカ微粒子分散液の製造方法では、フィルターの入口圧及び差圧が0.15MPaとなっている。
実験例4の製造方法で得られたシリカ微粒子分散液は、窒素吸着法による比表面積が240m/g、平均二次粒子径が85nm、細孔容積が0.67mL/gであり、粗大粒子の有無の評価は△であった。
また、実験例4のシリカ微粒子分散液を含有する塗布液が支持体上に塗工されたインクジェット記録シートは、20°光沢が3.5、75°光沢が43.5であり、印字濃度が2.2であった。また、上記評価基準に基く目視光沢感の評価が2であった。
On the other hand, in the method for producing the silica fine particle dispersion of Experimental Example 4, the inlet pressure and the differential pressure of the filter are 0.15 MPa.
The silica fine particle dispersion obtained by the production method of Experimental Example 4 has a specific surface area of 240 m 2 / g, an average secondary particle diameter of 85 nm, a pore volume of 0.67 mL / g, and coarse particles. The evaluation of the presence or absence of was Δ.
In addition, the inkjet recording sheet in which the coating liquid containing the silica fine particle dispersion liquid of Experimental Example 4 was coated on the support had a 20 ° gloss of 3.5 and a 75 ° gloss of 43.5, and the print density was 2.2. Moreover, the evaluation of visual glossiness based on the above evaluation criteria was 2.

また、実験例5のシリカ微粒子分散液の製造方法では、フィルターの入口圧及び差圧が0.2MPaとなっている。
実験例5の製造方法で得られたシリカ微粒子分散液は、窒素吸着法による比表面積が250m/g、平均二次粒子径が80nm、細孔容積が0.65mL/gであり、粗大粒子の有無の評価は×であった。
また、実験例5のシリカ微粒子分散液を含有する塗布液が支持体上に塗工されたインクジェット記録シートは、20°光沢が1.6、75°光沢が40.5であり、印字濃度が2.1であった。また、上記評価基準に基く目視光沢感の評価が1であった。
Further, in the method for producing the silica fine particle dispersion of Experimental Example 5, the inlet pressure and the differential pressure of the filter are 0.2 MPa.
The silica fine particle dispersion obtained by the production method of Experimental Example 5 has a specific surface area by a nitrogen adsorption method of 250 m 2 / g, an average secondary particle diameter of 80 nm, a pore volume of 0.65 mL / g, and coarse particles Evaluation of the presence or absence of was x.
In addition, the inkjet recording sheet in which the coating liquid containing the silica fine particle dispersion of Experimental Example 5 was coated on the support had a 20 ° gloss of 1.6 and a 75 ° gloss of 40.5, and the print density was 2.1. Further, the evaluation of visual glossiness based on the above evaluation criteria was 1.

また、実験例7のシリカ微粒子分散液の製造方法では、フィルター本体の表面にろ過助剤によるプレコート層を形成せず、また、シリカ微粒子分散液にろ過助剤を添加せずにろ過を行うとともに、フィルターの入口圧及び差圧が0.065MPaとなっている。
実験例7の製造方法で得られたシリカ微粒子分散液は、窒素吸着法による比表面積が262m/g、平均二次粒子径が200nm、細孔容積が0.6mL/gであり、粗大粒子の有無の評価は×であった。
また、実験例7のシリカ微粒子分散液を含有する塗布液が支持体上に塗工されたインクジェット記録シートは、20°光沢が3.2、75°光沢が43であり、印字濃度が2.25であった。また、上記評価基準に基く目視光沢感の評価が2であった。
In addition, in the method for producing a silica fine particle dispersion of Experimental Example 7, filtration is performed without forming a precoat layer with a filter aid on the surface of the filter body, and without adding a filter aid to the silica fine particle dispersion. The inlet pressure and the differential pressure of the filter are 0.065 MPa.
The silica fine particle dispersion obtained by the production method of Experimental Example 7 has a specific surface area of 262 m 2 / g by nitrogen adsorption method, an average secondary particle size of 200 nm, a pore volume of 0.6 mL / g, and coarse particles Evaluation of the presence or absence of was x.
Further, the inkjet recording sheet in which the coating liquid containing the silica fine particle dispersion liquid of Experimental Example 7 was coated on the support had a 20 ° gloss of 3.2 and a 75 ° gloss of 43, and a print density of 2. 25. Moreover, the evaluation of visual glossiness based on the above evaluation criteria was 2.

上記実験例4〜5、及び実験例7のシリカ微粒子分散液は、何れも、ろ過処理後の分散液に粗大粒子が多く混入したため、これらの分散液を含有した塗布液を塗布してなるインクジェット記録シートの評価が低いものとなった。   Since the silica fine particle dispersions of Experimental Examples 4 to 5 and Experimental Example 7 are all mixed with a large amount of coarse particles in the dispersion liquid after the filtration treatment, an ink jet formed by applying a coating liquid containing these dispersion liquids. The evaluation of the recording sheet was low.

上記結果により、本発明の製造方法で得られるシリカ微粒子分散液は、ゲル分や粗大粒子の混入が少ないため、この分散液を含有した塗布液が塗工されてなるインクジェット記録シートは、光沢感が高く美麗であり、高い印刷品質を有することが明らかである。   Based on the above results, the silica fine particle dispersion obtained by the production method of the present invention is less mixed with gel and coarse particles. Therefore, an ink jet recording sheet coated with a coating liquid containing this dispersion has glossiness. It is clear that it is high and beautiful and has high print quality.

本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法の一例を説明する図であり、ろ過器を備えたろ過装置の概略図である。It is a figure explaining an example of the manufacturing method of the silica fine particle dispersion of this invention, and is the schematic of the filtration apparatus provided with the filter. 本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法の一例を説明する図であり、ろ過器内部のプレコートフィルターを示す断面図である。It is a figure explaining an example of the manufacturing method of the silica fine particle dispersion of this invention, and is sectional drawing which shows the precoat filter inside a filter. 本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法の一例を説明する図であり、図2に示すプレコートフィルターの要部を拡大した断面図である。It is a figure explaining an example of the manufacturing method of the silica fine particle dispersion of this invention, and is sectional drawing to which the principal part of the precoat filter shown in FIG. 2 was expanded. 本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法の一例を説明する図であり、シリカ合成工程を示す工程図である。It is a figure explaining an example of the manufacturing method of the silica fine particle dispersion of this invention, and is a process figure which shows a silica synthesis process. 従来のシリカ微粒子分散液の製造方法で得たシリカ微粒子分散液を塗布液に含有させ、支持体に塗工してなるインクジェット記録シートの表面を示す拡大図である。It is an enlarged view showing the surface of an ink jet recording sheet formed by adding a silica fine particle dispersion obtained by a conventional method for producing a fine silica particle dispersion to a coating liquid and coating the support.

符号の説明Explanation of symbols

1…シリカ微粒子分散液ろ過装置、2…ろ過器、3…フィルター本体、3a…プレコートフィルター、35…プレコート層、4…助剤タンク、5…容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silica fine particle dispersion liquid filtration apparatus, 2 ... Filter, 3 ... Filter main body, 3a ... Precoat filter, 35 ... Precoat layer, 4 ... Auxiliary tank, 5 ... Container

Claims (11)

平均二次粒子径が1μm以下のシリカ微粒子を含有するシリカ微粒子分散液を、フィルター本体にろ過助剤をプレコートしたプレコートフィルターでろ過するろ過工程を有することを特徴とするシリカ微粒子分散液の製造方法。   A method for producing a silica fine particle dispersion, comprising a filtration step of filtering a silica fine particle dispersion containing silica fine particles having an average secondary particle diameter of 1 μm or less with a precoat filter in which a filter body is precoated with a filter aid. . 前記シリカ微粒子分散液に前記ろ過助剤を添加した後、前記プレコートフィルターでろ過する請求項1に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。   The method for producing a silica fine particle dispersion according to claim 1, wherein the filter aid is added to the silica fine particle dispersion, followed by filtration with the precoat filter. 前記シリカ微粒子分散液を前記プレコートフィルターでろ過する際の、該プレコートフィルターの入口圧と出口圧との最大差圧が0.05MPa以下である請求項1または2に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。   The production of the silica fine particle dispersion according to claim 1 or 2, wherein a maximum differential pressure between an inlet pressure and an outlet pressure of the precoat filter when the silica fine particle dispersion is filtered with the precoat filter is 0.05 MPa or less. Method. 前記プレコートフィルターにプレコートされた前記ろ過助剤、及び前記シリカ微粒子分散液に添加する前記ろ過助剤が、共にセルロースファイバーである請求項1〜3の何れかに記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。   The method for producing a silica fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein both the filter aid pre-coated on the precoat filter and the filter aid added to the silica fine particle dispersion are cellulose fibers. . 前記シリカ微粒子の窒素ガス吸着法による細孔容積が0.4mL/g〜2.0mL/gである請求項1〜4の何れかに記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。   The method for producing a silica fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 4, wherein a pore volume of the silica fine particles by a nitrogen gas adsorption method is 0.4 mL / g to 2.0 mL / g. 前記シリカ微粒子の比表面積が50m/g〜400m/gである請求項1〜5の何れかに記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。 Method for producing a silica fine particle dispersion liquid according to any one specific surface area of claims 1 to 5 is 50m 2 / g~400m 2 / g of the silica fine particles. 活性珪酸の縮合により前記シリカ微粒子分散液を得るシリカ合成工程を有する請求項1〜6の何れかに記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。   The method for producing a silica fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 6, further comprising a silica synthesis step of obtaining the silica fine particle dispersion by condensation of active silicic acid. 前記シリカ合成工程が、活性珪酸を供給して加熱することでシード液を生成するシード液生成工程と、前記シード液にアルカリを添加してシリカ微粒子の凝集を停止する凝集停止工程と、前記シード液に活性珪酸を添加してシリカ微粒子を成長させる成長工程とを有する請求項1〜7のいずれかに記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。   The silica synthesis step includes a seed solution generation step of generating a seed solution by supplying and heating activated silicic acid, an aggregation stop step of adding an alkali to the seed solution to stop aggregation of silica fine particles, and the seed The method for producing a silica fine particle dispersion according to claim 1, further comprising a growth step of growing silica fine particles by adding active silicic acid to the liquid. 請求項1〜8に記載の製造方法によって製造されたシリカ微粒子分散液。   A silica fine particle dispersion produced by the production method according to claim 1. シリカ微粒子の、動的光散乱法による二次粒子径の上限が5μm未満である請求項9に記載のシリカ微粒子分散液。   The silica fine particle dispersion according to claim 9, wherein the upper limit of the secondary particle diameter of the silica fine particles by the dynamic light scattering method is less than 5 µm. 請求項9または請求項10記載のシリカ微粒子分散液を含有するインクジェット記録シート用塗布液が塗布されてなるインクジェット記録シート。
An inkjet recording sheet obtained by applying a coating liquid for an inkjet recording sheet containing the silica fine particle dispersion according to claim 9 or 10.
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