JP2007126646A - Aqueous suspension-type particle dispersion for formation of continuous phase of three-dimensionally ordered particle association - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、3次元粒子整合体の連続相形成用水性サスペンジョン型粒子分散体に関し、より詳細には、乾燥脱水下に下地基材上に形成される単分散球状粒子の3次元粒子整合体相が、2次元方向に、クラック、剥離等を発生させることなく連続相として固定される3次元粒子整合体の連続相形成用水性サスペンジョン型粒子分散体に関する。 The present invention relates to an aqueous suspension type particle dispersion for forming a continuous phase of a three-dimensional particle matching body, and more specifically, a three-dimensional particle matching body phase of monodispersed spherical particles formed on a base substrate under dry dehydration. Relates to an aqueous suspension type particle dispersion for forming a continuous phase of a three-dimensional particle matched body that is fixed as a continuous phase in the two-dimensional direction without generating cracks, peeling, and the like.
また、本発明は、このような特徴を発揮させる水性サスペンジョン型粒子分散体をインキ及び塗料成分に用いて、印刷相又は筆記相又は転写相等の塗布相として下地基材上に固定させる3次元粒子整合体の連続相が、可視光照射下に3次元粒子整合体の連続相に基づく構造色を発色させ及び/又は金属光沢感又は艶やかさ感を視感させる水性塗布材にも関する。 The present invention also provides a three-dimensional particle that is fixed on an underlying substrate as a coating phase such as a printing phase, a writing phase, or a transfer phase, using an aqueous suspension type particle dispersion exhibiting such characteristics as an ink and a coating component. It also relates to an aqueous coating material in which the continuous phase of the matching body develops a structural color based on the continuous phase of the three-dimensional particle matching body and / or gives a metallic luster or glossiness under visible light irradiation.
従来から、単分散球状微細粒子を分散質として分散する固−液分散型サスペンジョンを用いて平坦な下地部材上に流し込み、又は塗布させて、乾燥下に分散質の懸濁粒子を3次元方向に規則配列(又は整合)させて、分散質球状微細粒子を、縦・横方向に規則的に配列させた粒子状積層体が種々提案されている。このように球状微細粒子を規則的に配列させることで、その粒子状積層体は、その構成粒子素材が有する諸特性等に係わって発揮される各種の表面特性が期待される。特にその構成粒子サイズがサブミクロン、ナノサイズのような極微細領域になれば、それだけ超微細粒子の粒子表面に係わって発揮される表面特性もより明確になり、また、新しい表面機能を発揮させる機能素材としても期待される。 Conventionally, a solid-liquid dispersion type suspension that disperses monodispersed spherical fine particles as a dispersoid is poured or applied onto a flat base member, and the suspended particles of the dispersoid are dried in a three-dimensional direction under drying. Various particulate laminates in which dispersoid spherical fine particles are regularly arranged in the vertical and horizontal directions by regular arrangement (or matching) have been proposed. By arranging the spherical fine particles regularly in this way, the particulate laminate is expected to have various surface characteristics that are exhibited in connection with various characteristics of the constituent particle material. In particular, if the constituent particle size is an ultrafine region such as submicron or nanosize, the surface characteristics that are exhibited by the surface of ultrafine particles become clearer, and new surface functions are exhibited. It is also expected as a functional material.
そこで、その表面特性として、近年、色材として色を視感させるに、染料又は顔料なる染顔料物質による物体色又はカラーテレビのような光源色の他に、例えば、[特許文献1]に提案されているように、顔料等の着色材を用いづに単分散酸化チタン粒子を基材上に堆積させた薄膜において、その粒子の粒径に応じて、その外観色調が、赤色系から青色系の干渉色調になる単分散酸化チタンの単層及び多層薄膜が提案されている。また、その単分散酸化チタンの粒径を制御することでその大きさに準じて、その外観干渉光色調が、赤色系から青色系に自在に調製される単分散酸化チタンの薄膜化材が記載されている。 Therefore, in recent years, for example, [Patent Document 1] proposes, in addition to the object color by a dye or pigment material such as a dye or a light source color such as a color television, in order to make the color sense as a color material. As described above, in a thin film in which monodispersed titanium oxide particles are deposited on a base material using a coloring material such as a pigment, the appearance color tone varies from red to blue depending on the particle size of the particles. Monodispersed monolayer and multilayer thin films of monodispersed titanium oxide having an interference color of 2 are proposed. In addition, a monodispersed titanium oxide thinning material whose appearance interference light color tone can be freely adjusted from red to blue based on its size by controlling the particle size of the monodispersed titanium oxide is described Has been.
また、[特許文献2]には、干渉による着色光が明瞭に視感させるために、標準色立体において明度が6以下で、彩度が8以下の黒色或いは暗色である合成樹脂等の撥液性の下地層表面上に、光透過性の単分散の固体微粒子を凝集配列させた規則的周期構造物なる付着物が、光干渉発色として明瞭な単色光を呈することが記載されている。この付着物を構成する無着色の固体微粒子は単分散粒子であって、このような固体微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、シリカ・アルミナ、チタニア・セレン等の無機酸化物微粒子や、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂等の有機ポリマー微粒子を挙げることができ、その数平均粒子径が100nm〜1μmの範囲にあると記載されている。 [Patent Document 2] describes a liquid repellency of a synthetic resin or the like having a lightness of 6 or less and a saturation of 8 or less in black or dark color in a standard color solid so that colored light due to interference can be clearly seen. On the surface of a transparent base layer, it is described that an adherent consisting of a regular periodic structure in which light-transmitting monodispersed solid fine particles are aggregated and arranged exhibits clear monochromatic light as light interference coloring. The non-colored solid fine particles constituting the deposit are monodispersed particles. Examples of such solid fine particles include inorganic oxide fine particles such as silica, alumina, titania, silica / alumina, titania / selenium, ) Organic polymer fine particles such as acrylic resin, styrene resin and olefin resin can be mentioned, and the number average particle diameter is described as being in the range of 100 nm to 1 μm.
また、[特許文献3]には、乳化重合法等で調製される200〜700nmの球状単分散ポリマー粒子が分散する固−液サスペンジョンを、透析処理で電解質を実質的に除去させて分散質粒子に電気二重層を形成させてなるサスペンジョンを静置下に、乾燥(60℃温度下)させてなる有機高分子の球状単分散粒子からなる多層積層秩序配列構造体を形成させ、次いで、配列する相接触する粒子間を化学的に固定化させる多層積層秩序配列構造体の製造方法が記載されている。 In [Patent Document 3], a solid-liquid suspension in which spherical monodisperse polymer particles having a diameter of 200 to 700 nm prepared by an emulsion polymerization method or the like are dispersed is subjected to dialysis treatment to substantially remove the electrolyte and dispersoid particles. A suspension formed by forming an electric double layer on the substrate is allowed to stand still and dried (at a temperature of 60 ° C.) to form a multilayer stacked ordered array structure composed of spherical monodisperse particles of an organic polymer, and then arranged. A method for producing a multilayer stacked ordered array structure in which particles in phase contact are chemically fixed is described.
また、[特許文献4]には、表面にヒドロキシル基、シラノール基、カルボキシル基等の官能基を有する物質を付着させたAlN、InSb、ZnS等の微粒子が分散するゼータ電位(絶対値)が10mV以上、伝導度が300[μS/cm]以下で、その分散濃度が5wt%程度の希薄分散溶液をガラス板上に滴下・乾燥させてコロイド結晶化させたコロイド結晶体(微粒子が格子状に配列した3次元周期構造体)が記載されている。また、その希薄分散溶液中にメタクリル酸メチル、酢酸ビニル等の重合性ビニル系モノマー等を含有させ、コロイド結晶化させた後、重合させてコロイド結晶体を固定させてなる固定化コロイド結晶体が記載されている。 [Patent Document 4] has a zeta potential (absolute value) of 10 mV in which fine particles such as AlN, InSb, ZnS, etc., on which a substance having a functional group such as a hydroxyl group, silanol group, or carboxyl group is attached to the surface are dispersed. As described above, a colloidal crystal obtained by colloidal crystallization by dropping and drying a dilute dispersion solution having a conductivity of 300 [μS / cm] or less and a dispersion concentration of about 5 wt% on a glass plate (fine particles are arranged in a lattice pattern) 3D periodic structures) are described. In addition, an immobilized colloidal crystal obtained by containing a polymerizable vinyl monomer such as methyl methacrylate and vinyl acetate in the dilute dispersion solution, followed by colloidal crystallization, and then polymerizing to fix the colloidal crystal. Are listed.
また、[特許文献5]には、粒子の大きさが150〜450nmの範囲にある単分散球体粒子が、分散濃度5〜65重量%(好ましくは、20〜55重量%の分散濃度である)水性懸濁液中に、大きさが約10〜50nmの金属酸化物又はポリ(メチルメタクリレート)、ポリ(ビニルアセテート)等の有機ポリマー等のコロイド種を、この単分散球体粒子に対して、5〜25重量%の範囲で含有させた懸濁液が記載されている。この懸濁液を平面基板上に塗布させたウエット状の結晶層を乾燥させて、基板上に薄片状に得られる単分散球体粒子の薄層薄片状結晶からなる乳白色効果を有する粒子(規則的に配列した三次元構造体としての着色顔料)が記載されている。 In [Patent Document 5], monodispersed spherical particles having a particle size in the range of 150 to 450 nm are dispersed in a concentration of 5 to 65% by weight (preferably a dispersion concentration of 20 to 55% by weight). In an aqueous suspension, a metal oxide having a size of about 10 to 50 nm or a colloidal species such as an organic polymer such as poly (methyl methacrylate) or poly (vinyl acetate) is added to the monodisperse spherical particles. Suspensions contained in the range of ˜25% by weight are described. The wet crystal layer obtained by applying this suspension on a flat substrate is dried, and particles having a milky white effect (regularly formed of thin-layer flaky crystals of monodispersed spherical particles obtained on the substrate in the form of flaky particles are formed. (Color pigments as three-dimensional structures arranged in the above).
以上から、上記する[特許文献1]〜[特許文献5]に記載されているようにコロイド結晶体(又は単分散微粒子の3次元規則配列構造体)を形成させる単分散球状微細粒子を5〜55%の希薄分散濃度から高分散濃度範囲に分散させた水性懸濁液が種々提案されている。従来から、このような懸濁液を平坦な基板上に塗布形成させたウエット状の粒子懸濁集合体相(以後、本発明においてはグリーンシート相と記す。)を乾燥・脱水下に凝集させて、単分散微細粒子が3次元粒子整合体(又は3次元粒子結晶体)に形成されることがよく知られている。 As described above, monodispersed spherical fine particles for forming a colloidal crystal (or a three-dimensional ordered array of monodispersed fine particles) as described in [Patent Document 1] to [Patent Document 5] described above are 5 to 5. Various aqueous suspensions in which a dispersion concentration of 55% is dispersed in a high dispersion concentration range have been proposed. Conventionally, a wet particle suspension aggregate phase (hereinafter referred to as a green sheet phase in the present invention) obtained by coating and forming such a suspension on a flat substrate is aggregated under drying and dehydration. Thus, it is well known that monodisperse fine particles are formed in a three-dimensional particle matching body (or three-dimensional particle crystal).
しかしながら、従来からの解決し難い技術的な課題として、乾燥下に平担な基板上のグリーンシート相中に懸濁集合する単分散球状粒子を凝集させて形成される3次元粒子整合体相(又は薄膜状粒子結晶体相)が、従来からの周知事実として、2次元方向に一様な連続相として技術的に安定に固定され難い傾向にあった。 However, as a technical problem that is difficult to solve from the past, a three-dimensional particle matched body phase formed by agglomerating monodispersed spherical particles suspended and assembled in a green sheet phase on a flat substrate under drying ( As a well-known fact from the past, the thin-film particle crystal phase tends to be technically difficult to be stably fixed as a continuous phase uniform in the two-dimensional direction.
すなわち、既に上記する[特許文献5]からも理解される如く、この3次元粒子整合体相を固定化させるために、予め固定化バインダー樹脂成分が含有されている。しかしながら、基板上に得られる3次元粒子整合体相には、亀裂が無数に発生し又薄片状に剥離を生じさせて、単分散球体粒子の集合体が、2次元方向に一様な3次元の規則配列構造体の連続相として形成固定され難いのが実状である。 That is, as can be understood from the above [Patent Document 5], an immobilizing binder resin component is contained in advance in order to immobilize the three-dimensional particle matching body phase. However, in the three-dimensional particle matched body phase obtained on the substrate, innumerable cracks are generated and flakes are peeled off, so that the aggregate of monodispersed spherical particles is uniform in two dimensions. The actual condition is that it is difficult to form and fix as a continuous phase of the ordered structure.
加えて、このように相応の厚みを有するグリーンシート相は、通常、乾燥・脱水の進捗と共に、蒸発する分散媒水の毛細管力でサスペンド粒子を凝集集合させて3次元粒子整合体を形成させると共に、微細粒子間に介在する分散媒相(又は予めバインダー樹脂分を含有する分散媒相においても同様である)は、乾燥収縮して一様な表面を維持させ難く、その収縮相当分が亀裂(又はクラック)として残留させるのが一般的である。 In addition, the green sheet phase having an appropriate thickness as described above usually forms a three-dimensional particle matching body by aggregating and suspending suspended particles by the capillary force of the dispersion medium water that evaporates as the drying and dehydration progresses. The dispersion medium phase interposed between the fine particles (or the same in the dispersion medium phase containing the binder resin component in advance) is difficult to maintain a uniform surface by drying and shrinking, and the shrinkage equivalent is cracked ( Or, it is generally left as a crack).
更には、従来からこのようなグリーンシート相中にバインダー樹脂分を介在させると、乾燥・脱水の進捗と共に形成される3次元粒子整合体相の規則配列性を著しく阻害させて、その結果、3次元粒子整合体に係わる可視光照射下に発揮する構造色の発色を著しく低下させる傾向にあった。 Furthermore, conventionally, when a binder resin component is interposed in such a green sheet phase, the ordered arrangement of the three-dimensional particle matching body phase formed along with the progress of drying and dehydration is significantly inhibited. There was a tendency to remarkably reduce the color of the structural color exhibited under visible light irradiation related to the dimensional particle matched body.
また、基板上に設けるグリーンシート相面を2次元方向へ拡大させるに伴って、通常、拡大占有面には、一層、亀裂を多発させて連続相の形成を著しく阻害させるのが一般的であった。従って、従来から、3次元粒子整合体相に、亀裂(又はクラック)、剥離を発生させずに2次元方向に3次元粒子整合体の連続相を形成・固定させるには、未だ十分満足させるに至っていないのである。 In addition, as the green sheet phase surface provided on the substrate is expanded in the two-dimensional direction, it is common that the expanded occupation surface is usually more frequently cracked to significantly inhibit the formation of the continuous phase. It was. Therefore, it is still satisfactory enough to form and fix a continuous phase of a three-dimensional particle matching body in a two-dimensional direction without causing cracks (or cracks) and separation in the three-dimensional particle matching body phase. It has not been reached.
そこで、本発明の目的は、非屈曲性又は屈曲性又は可撓性である各種の下地基材上に、単分散の微細球状粒子を高濃度に含有する水性サスペンジョン型の流延性粒子分散体を流し込み、又は塗布させてなるグリーンシート相を、乾燥・脱水下に、全く亀裂(又はクラック)、剥離などの発生が無く、しかも、下地基材上には3次元粒子整合体相が2次元方向に一様な連続相として固定されることを特徴とする3次元粒子整合体の連続相形成固定用水性サスペンジョン型流延性粒子分散体を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an aqueous suspension-type castable particle dispersion containing monodispersed fine spherical particles at a high concentration on various base materials that are non-flexible or flexible or flexible. The green sheet phase cast or applied is not cracked (or cracked) or peeled off when dried or dehydrated, and the three-dimensional particle matched body phase is two-dimensionally oriented on the underlying substrate. It is intended to provide an aqueous suspension-type castable particle dispersion for fixing and forming a continuous phase of a three-dimensional particle matched body characterized by being fixed as a uniform continuous phase.
また、本発明の他の目的は、このような特徴を発揮させる3次元粒子整合体の連続相形成固定用水性サスペンジョン型流延性粒子分散体を水性インキ又は水性塗料等なる塗布材に用いて、印刷相又は筆記相又は転写相等の単分散球状粒子からなる3次元粒子整合体型の塗布相が、全く亀裂(又はクラック)、剥離発生の無い3次元粒子整合体の連続相として自発固定され、しかも、有彩色染顔料を含有させることなく、その単分散球状粒子の特定する粒度に反映されて、可視光照射下に有彩光色を発色させ及び/又は金属光沢感又は艶やかさ感を視感させる塗布相であることを特徴とする3次元粒子整合体型の水性塗布材を提供することである。 Another object of the present invention is to use an aqueous suspension type castable particle dispersion for forming and fixing a continuous phase of a three-dimensional particle matched body that exhibits such characteristics as a coating material such as aqueous ink or aqueous paint. A three-dimensional particle matching body type coating phase composed of monodispersed spherical particles such as a printing phase, a writing phase, or a transfer phase is spontaneously fixed as a continuous phase of a three-dimensional particle matching body with no cracks (or cracks) and peeling. Without the inclusion of chromatic dyes, the chromatic light color is developed under visible light irradiation and / or the metallic luster or glossiness is reflected, reflecting the specific particle size of the monodispersed spherical particles. Another object of the present invention is to provide a three-dimensional particle matched body type aqueous coating material characterized by being a coating phase.
本発明者は、上記課題を鋭意検討した結果、平均粒子径が190nmの、黒色無彩色のMMA系単分散球状粒子が、従来に比べて分散濃度が高濃度(体積基準で表して40%)で分散する水性サスペンジョンを調製した。次いで、この水性分散体の電気伝導度を450[μS/cm]に調整させた後、Tg=35℃である市販のアクリル系ポリマーのハイドロゾル型水溶性樹脂液を添加させて水性サスペンジョン型の流延性粒子分散体を調製した。次いで、PETフィルム上に、この分散体液を塗布させてグリーンシート相を形成させ、約50℃の温度雰囲気下に靜置曝露させたとこら、PETフィルム上には可視光照射下に鮮やかな青色の有彩色を発色させる構造色相が、全く亀裂及び剥離を発生させることなく、2次元方向に一様な連続相として安定に固定されることを見出して、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that the black achromatic MMA-based monodispersed spherical particles having an average particle diameter of 190 nm have a higher concentration (40% on a volume basis) than the conventional one. An aqueous suspension was prepared which was dispersed in Next, after adjusting the electrical conductivity of this aqueous dispersion to 450 [μS / cm], a commercially available acrylic polymer hydrosol-type water-soluble resin liquid having a Tg of 35 ° C. is added to the aqueous suspension-type flow. A ductile particle dispersion was prepared. Next, this dispersion liquid was applied onto a PET film to form a green sheet phase, and when exposed to indwelling in a temperature atmosphere of about 50 ° C., a bright blue color was irradiated on the PET film under visible light irradiation. The present invention has been completed by finding that the structural hue that develops a chromatic color is stably fixed as a uniform continuous phase in the two-dimensional direction without causing any cracks and peeling.
本発明によれば、乾燥・脱水下に形成される単分散球状粒子が、3次元方向に規則的に配列されてなる3次元粒子整合体相が、下地基材上の2次元方向に、全く亀裂、剥離を発生させない3次元粒子整合体の連続相として自発固定されることを特徴とする3次元粒子整合体の連続相形成用水性サスペンジョン型粒子分散体を提供する。 According to the present invention, a three-dimensional particle matching body phase in which monodispersed spherical particles formed under drying and dehydration are regularly arranged in a three-dimensional direction is completely in a two-dimensional direction on a base substrate. Provided is an aqueous suspension type particle dispersion for forming a continuous phase of a three-dimensional particle matching body, which is spontaneously fixed as a continuous phase of the three-dimensional particle matching body that does not cause cracking and peeling.
すなわち、本発明による3次元粒子整合体の連続相形成用の水性サスペンジョン型粒子分散体(又は流動性粒子分散粘稠体又は流延性粒子懸濁液)は、下記(1)〜(3)に記載することを特徴とする水性サスペンジョン型の粒子分散体である。
(1)水性サスペンジョン中には体積基準で表す平均粒子径が130nm以上で、1000nmを超えない有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散球状粒子(A)が、体積基準で表して25%以上で、60%を超えない高分散濃度で含有している。
(2)しかも、この水性サスペンジョン型粒子分散体の電気伝導度が3500[μS/cm]以下に調整されている。
(3)更には、この水性サスペンジョン分散体中に、分散含有する単分散球状粒子(A)の100質量部当たり、Tg≦60℃であるアクリル系ポリマーのハイドロゾル型水溶性樹脂液(B)が、固形分換算で1〜30質量部の範囲で含有している。
That is, the aqueous suspension type particle dispersion (or fluid particle dispersion viscous body or cast particle suspension) for forming a continuous phase of the three-dimensional particle alignment body according to the present invention is represented by the following (1) to (3). An aqueous suspension-type particle dispersion characterized in that it is described.
(1) In the aqueous suspension, the monodispersed spherical particles (A) of the organic polymer or inorganic polymer having an average particle diameter expressed by volume of 130 nm or more and not exceeding 1000 nm are 25% or more by volume, and 60% It is contained at a high dispersion concentration not exceeding%.
(2) Moreover, the electric conductivity of the aqueous suspension type particle dispersion is adjusted to 3500 [μS / cm] or less.
(3) Further, an acrylic polymer hydrosol-type water-soluble resin liquid (B) having a Tg ≦ 60 ° C. per 100 parts by mass of the dispersed monodispersed spherical particles (A) in the aqueous suspension dispersion. In the range of 1 to 30 parts by mass in terms of solid content.
また、本発明によれば、このような特徴を発揮させる3次元粒子整合体の連続相形成固定用の水性サスペンジョン型流延性粒子分散体は、下記(1a)〜(3a)に記載する如くの構成要件が活かされて、例えば、構造色水性インキ、構造色水性塗料として、非屈曲性又は屈曲性又は可撓性の各種下地基材上に塗布(なお、本発明においては、既に説明する如く、印刷相又筆記相又は転写相等を含めて3次元粒子整合体の連続相からなる塗布相と定義する。)させて、全く有彩色染顔料を含有させることなく、可視光照射下に有彩構造色を発色させ、且つ可視光照射下に「艶やかさ感」及び/又は「金属光沢感」を視感させることを特徴とする3次元粒子整合体型の水性塗布材を提供する。
すなわち、
(1a)水性サスペンジョン型の単分散球状粒子が高濃度で分散する流延性粒子懸濁液
を用いて、印刷又は筆記又は転写させてなるウエット状のグリーンシート相である塗布相は、20〜60℃温度雰囲気の曝露乾燥・脱水下に3次元粒子整合体相を形成させ、且つ2次元方向にクラック、剥離発生を起こすことなく一様な連続相として安定に自発固定される。
(2a)その塗布相中に懸濁集合する黒色系無彩色の単分散球状粒子(A)の粒度特性
として、体積基準で表す平均粒子径を130〜310nm範囲に特定させることで、垂直視線方向に有彩構造色を発色させ、且つ可視光照射下に「艶やかさ感」及び/又は「金属光沢感」を視感させる3次元粒子整合体の連続相として固定される。
(3a)自発固定される3次元粒子整合体の表面は、2次元方向に規則的に配列する微細な凹凸面を有している。
In addition, according to the present invention, the aqueous suspension-type cast particle dispersion for fixing a continuous phase of a three-dimensional particle matched body that exhibits such characteristics is as described in (1a) to (3a) below. Utilizing the structural requirements, for example, as a structural color water-based ink or a structural color water-based paint, it is applied onto various non-flexible, flexible or flexible base materials (in the present invention, as already explained) Defined as a coating phase consisting of a continuous phase of a three-dimensional particle matching body including a printing phase, a writing phase, a transfer phase, etc.) and chromatic under visible light irradiation without containing any chromatic coloring pigment. Provided is a three-dimensional particle matched body type aqueous coating material characterized by developing a structural color and making a “glossiness” and / or a “metallic luster” under visible light irradiation.
That is,
(1a) The coating phase which is a wet green sheet phase obtained by printing, writing or transferring using a castable particle suspension in which aqueous suspension-type monodispersed spherical particles are dispersed at a high concentration is 20 to 60. A three-dimensional particle matching body phase is formed under drying and dehydration in an atmosphere at a temperature of 0 ° C., and is stably and spontaneously fixed as a uniform continuous phase without causing cracks and separation in the two-dimensional direction.
(2a) As the particle size characteristics of the black achromatic monodispersed spherical particles (A) suspended and assembled in the coating phase, the average particle diameter expressed on a volume basis is specified in the range of 130 to 310 nm, and the vertical line-of-sight direction It is fixed as a continuous phase of a three-dimensional particle matching body that develops a chromatic structural color and that gives a “glossiness” and / or “metallic luster” under visible light irradiation.
(3a) The surface of the three-dimensional particle matching body to be spontaneously fixed has fine uneven surfaces regularly arranged in a two-dimensional direction.
更に、本発明によれば、このような特徴を発揮させる3次元粒子整合体の連続相形成用の水性サスペンジョン型粒子分散体は、下記(1b)及び(2b)に記載する如くの構成要件が活かされて、構造色を視感させないが、3次元粒子整合体の連続相に反映されてなる「艶やかさ感」及び/又は「金属光沢感」を視感させることを特徴とする3次元粒子整合体型の水性塗布材を提供する。
すなわち、
(1b)水性サスペンジョン型の単分散球状粒子が高濃度で分散する流延性粒子懸濁液を用いて、印刷又は筆記又は転写させてなるウエット状のグリーンシート相である塗布相は、20〜60℃温度雰囲気の曝露乾燥・脱水下に形成される3次元粒子整合体相を、2次元方向にクラック、剥離発生を起こすことなく一様な連続相として安定に固定される。
(2b)その塗布相中に懸濁集合する単分散球状粒子(A)が、可視光照射下に白色乱反射色を視感させる透明無着色球状粒子で、その平均粒子径が130nmを超えて、800nmを超えない範囲に特定させることで、構造色を発色させないが、3次元粒子整合体相に基づく「艶やかさ感」及び/又は「金属光沢感」を視感させる。
(3b)固定される3次元粒子整合体の表面は、2次元方向に規則的に配列する微細な凹凸面を有している。
Furthermore, according to the present invention, the aqueous suspension type particle dispersion for forming a continuous phase of a three-dimensional particle matched body that exhibits such characteristics has the following structural requirements as described in (1b) and (2b) below. A three-dimensional particle characterized by having a “glossy feeling” and / or a “metallic luster feeling” reflected in the continuous phase of the three-dimensional particle matching body, although it does not make visible the structural color. Provided is a consistent-type aqueous coating material.
That is,
(1b) A coating phase which is a wet green sheet phase formed by printing, writing or transferring using a castable particle suspension in which aqueous dispersion type monodispersed spherical particles are dispersed at a high concentration is 20-60. The three-dimensional particle matched body phase formed under exposure drying / dehydration in a temperature atmosphere is stably fixed as a uniform continuous phase without causing cracks and peeling in the two-dimensional direction.
(2b) The monodispersed spherical particles (A) suspended and assembled in the coating phase are transparent non-colored spherical particles that make a white irregular reflection color visible under irradiation with visible light, and the average particle diameter exceeds 130 nm. By specifying in a range not exceeding 800 nm, the structural color is not developed, but “glossiness” and / or “metallic luster” based on the three-dimensional particle matched body phase is visually observed.
(3b) The surface of the three-dimensional particle matching body to be fixed has fine uneven surfaces arranged regularly in the two-dimensional direction.
以上のように、本発明による水性サスペンジョン型粒子分散体は、流延性粒子懸濁液であるので、水性インキ部材又は水性塗料部材として、各種の非屈曲性又は屈曲性又は可撓性の下地基材上に印刷又は筆記又は転写させて2次元方向に一様なグリーンシート相なる塗布相を形成させることができる。 As described above, since the aqueous suspension type particle dispersion according to the present invention is a castable particle suspension, various non-flexible or flexible or flexible undercoats can be used as the aqueous ink member or the aqueous paint member. A coating phase that is a green sheet phase that is uniform in a two-dimensional direction can be formed by printing, writing, or transferring on the material.
また、本発明による水性サスペンジョン型粒子分散体は、既に上記に説明する如く、下記(1c)〜(3c)に記載する要件で構成されていることが特徴である。
(1c)体積基準で表す平均粒子径が130nm以上で、1000nmを超えない単分散球状粒子(A)が、体積基準で表して25%以上で、60%を超えない高分散濃度で含有している。
(2c)しかも、その水性サスペンジョン分散体の電気伝導度が3500[μS/cm]以下に調整されている。
(3c)更には、この水性サスペンジョン分散体中には、その分散粒子である単分散球状粒子(A)の100質量部当たり、Tg≦60℃であるアクリル系ポリマーのハイドロゾル型水溶性樹脂液(B)が、固形分換算で1〜30質量部の範囲で含有している。
Further, the aqueous suspension type particle dispersion according to the present invention is characterized by being constituted by the requirements described in the following (1c) to (3c), as already described above.
(1c) The monodispersed spherical particles (A) having an average particle size expressed by volume basis of 130 nm or more and not exceeding 1000 nm are contained at a high dispersion concentration not less than 25% and not exceeding 60% expressed by volume basis. Yes.
(2c) Moreover, the electric conductivity of the aqueous suspension dispersion is adjusted to 3500 [μS / cm] or less.
(3c) Further, in this aqueous suspension dispersion, an acrylic polymer hydrosol-type water-soluble resin liquid having a Tg ≦ 60 ° C. per 100 parts by mass of the monodispersed spherical particles (A) as the dispersed particles ( B) is contained in the range of 1 to 30 parts by mass in terms of solid content.
本発明による水性サスペンジョン型粒子分散体が、上記する如くの特徴ある構成要件によって、各種の下地基材上に形成させるグリーンシート相なる塗布相は、20〜60℃程度の温度雰囲気下での曝露乾燥下に、懸濁集合状態にある単分散球状粒子(A)が凝集集合して3次元方向に規則的に自己配列することを阻害させることなく3次元粒子整合体を効果的に形成させる。 The aqueous suspension-type particle dispersion according to the present invention is formed by applying a green sheet phase on various base materials according to the characteristic constituents described above, and the exposure phase is exposed to a temperature atmosphere of about 20 to 60 ° C. Under drying, monodispersed spherical particles (A) in a suspended and aggregated state are aggregated and aggregated, and a three-dimensional particle matching body is effectively formed without hindering regular self-arrangement in the three-dimensional direction.
また、このような乾燥熱履歴下に進捗する乾燥・脱水化に伴って、整合粒子間に間隙材として分散含有する特定する所定量のハイドロゾル型水溶性樹脂液(B)が、従来法とは明らかに異なり、グリーンシート相に亀裂及び剥離発生を発生させることなくバインダー性を発揮させて、且つ形成される3次元粒子整合体相を2次元方向に一様な連続相として安定に固定させる。 In addition, with the drying / dehydration progressing under such a drying heat history, a predetermined amount of the hydrosol-type water-soluble resin liquid (B) to be dispersed and contained as a gap material between the matching particles is the conventional method. Clearly, the green sheet phase exhibits a binder property without generating cracks and peeling, and the formed three-dimensional particle matching body phase is stably fixed as a uniform continuous phase in the two-dimensional direction.
以上のような作用を発揮させることから、本発明においては、このような3次元粒子整合体が、2次元方向にクラック、剥離発生をすることなく一様な連続相として安定に自発固定される単分散球状粒子は、その粒子特性に係わって、以下に記載する如く、3次元粒子整合体の連続相に可視光反射特性を発揮させる。
(1d)その単分散球状粒子(A)の粒子特性が、黒色系無彩色球状粒子であって、体積基準で表す平均粒子径が130nm以上で、310nmを超えない範囲にある場合には、その連続相に、可視光線波長領域380〜780nmの自然光又は白色光が照射されると、この連続相の3次元粒子整合体相の面心立方格子(111)結晶面に対してブラッグの反射式を満足させる垂直反射の「一次光色」を発色させる。
(2d)更に、この「一次光色」は、この特定する粒子径130〜310nmに係わって、ブラッグの反射式における角度依存を満足させてスペクトル分光発色として、例えば、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)等の鮮明な単色系有彩色のスペクトル分光発色の構造色を発色させ、しかも、この連続相の表面は、この可視光照射下に「艶やかさ感」及び/又は「金属光沢感」を視感させる。
(3d)また、本発明においては、この単分散球状粒子(A)の粒子特性が、可視光照射下に白色乱反射色を視感させる透明無着色球状粒子であって、その平均粒子径が130nmを超えて、800nmを超えない範囲にある場合には、粒子特性及び3次元粒子の構造特性が活かされて、構造色を視感させないが、同様に3次元粒子整合体の連続相に基づく「艶やかさ感」及び/又は「金属光沢感」を視感させる。
In order to exert the above-described action, in the present invention, such a three-dimensional particle matched body is stably and spontaneously fixed as a uniform continuous phase without cracking and peeling in the two-dimensional direction. The monodispersed spherical particles exhibit visible light reflection characteristics in the continuous phase of the three-dimensional particle matched body, as described below, in relation to the particle characteristics.
(1d) When the particle characteristics of the monodispersed spherical particles (A) are black achromatic spherical particles, and the average particle diameter expressed by volume is 130 nm or more and does not exceed 310 nm, When the continuous phase is irradiated with natural light or white light in the visible light wavelength region of 380 to 780 nm, Bragg's reflection formula is applied to the face-centered cubic lattice (111) crystal plane of the three-dimensional particle matched body phase of this continuous phase. Colors the "primary light color" of vertical reflection that satisfies.
(2d) Further, this “primary light color” relates to the specified particle diameter of 130 to 310 nm, satisfies the angle dependence in Bragg's reflection formula, and, for example, red (R), green ( G), blue (B), and the like, a structural color having a spectral spectral coloration such as a monochromatic chromatic color is developed, and the surface of the continuous phase is “glossy” and / or “ A sense of “metallic luster”.
(3d) Further, in the present invention, the monodispersed spherical particles (A) have a particle characteristic of transparent non-colored spherical particles that make a white irregular reflection color visible under irradiation with visible light, and have an average particle diameter of 130 nm. If it is in the range not exceeding 800 nm, the particle characteristics and the structural characteristics of the three-dimensional particles are utilized, and the structural color is not perceived, but it is similarly based on the continuous phase of the three-dimensional particle matching body. “Glossy” and / or “Metal gloss”
以下に、本発明による3次元粒子整合体の連続相形成固定用水性サスペンジョン型粒子分散体の実施形態について更に説明する。 Hereinafter, embodiments of the aqueous suspension type particle dispersion for fixing a continuous phase of a three-dimensional particle matching body according to the present invention will be further described.
<本発明に用いる単分散球状粒子(A)の水性サスペンジョンについて>
本発明に用いられる体積基準で表す平均粒子径が130nm以上で、1000nmを超えない有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散球状粒子(A)は、固−液分散体としての電気伝導度が3500[μS/cm]以下の水性サスペンジョン型の粒子分散体である。その分散濃度は、体積基準で表して20%以上で、60%を超えない高濃度分散体として適宜好適に用いられる。また、粘稠性高濃度懸濁液としての流動性又は流延性として、取り扱いハンドリング性を低下させない観点から、好ましくは、その分散濃度は、30%以上で、50%を超えない高濃度範囲で適宜好適に用いることができる。
<Aqueous Suspension of Monodispersed Spherical Particles (A) Used in the Present Invention>
The monodisperse spherical particles (A) of the organic polymer or inorganic polymer having an average particle diameter expressed by volume of 130 nm or more and not exceeding 1000 nm used in the present invention have an electric conductivity of 3500 [μS as a solid-liquid dispersion. / Cm] or less aqueous suspension type particle dispersion. The dispersion concentration is suitably used as a high-concentration dispersion which is 20% or more expressed on a volume basis and does not exceed 60%. In addition, from the viewpoint of not reducing handling handling properties as a fluidity or casting property as a viscous high-concentration suspension, the dispersion concentration is preferably 30% or more and in a high concentration range not exceeding 50%. It can use suitably suitably.
すなわち、本発明においては、このように調整するサスペンジョン中に分散する単分散性である分散質粒子の球状微細粒子の分散濃度は、体積基準で表して60%を超えない範囲になるように調整することが好適である。この上限値60%を超える分散濃度ではサスペンジョン中の分散質粒子を、ランダムに部分凝集する粒子群を生じさせ易くなって、本発明が求める3次元粒子整合体を形成させる粒子の規則的な整合を著しく阻害させる傾向にあって好ましくない。 That is, in the present invention, the dispersion concentration of the spherical fine particles of the dispersoid particles that are monodisperse dispersed in the suspension thus adjusted is adjusted so as not to exceed 60% on a volume basis. It is preferable to do. When the dispersion concentration exceeds the upper limit of 60%, the dispersoid particles in the suspension are likely to form a group of particles that are randomly partially aggregated, and the regular alignment of particles that forms the three-dimensional particle matching body required by the present invention. In the tendency to significantly inhibit
その結果、固−液サスペンジョンとしての分散安定性や、また、サスペンジョンを取り扱うハンドリング性の観点から、好ましくは、上限値として50%程度の分散濃度に調整することが好適である。また、下限値は、そのグリーンシート中に、例えば、乾燥法によって粒子整合体を形成させる速度や、また、そのサスペンジョンの取り扱いハンドリング性から、その下限値は20〜25%以上で、好ましくは、30%以上で、50%を超えない高濃度範囲で適宜好適に本発明による3次元粒子整合体を調製することができる。なお、この分散濃度に係わって、本願出願人が既に出願済みである特開2005−60653号公報に記載する如く、特に分散濃度の下限値20%を満たない低濃度であると、3次元粒子整合体の規則配列性が著しく低下して、その結果、3次元粒子整合体に係わる構造色を視感(発色)させ難くなる。 As a result, from the viewpoint of dispersion stability as a solid-liquid suspension and handling properties for handling the suspension, it is preferable to adjust the dispersion concentration to about 50% as the upper limit value. Further, the lower limit value is, for example, from the speed at which a particle matched body is formed by a drying method in the green sheet, and from the handling handling property of the suspension, the lower limit value is 20 to 25% or more, The three-dimensional particle matching body according to the present invention can be suitably and suitably prepared within a high concentration range of 30% or more and not exceeding 50%. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-60653, which has already been filed by the applicant of the present application, particularly when the concentration is low and does not satisfy the lower limit of 20%, the three-dimensional particles The ordered arrangement of the matching body is significantly lowered, and as a result, the structural color related to the three-dimensional particle matching body becomes difficult to be visually perceived (colored).
<単分散球状粒子(A)水性サスペンジョンの電気伝導度について>
また、このような高濃度分散体である水性サスペンジョン型固−液分散体としての電気伝導度を3500[μS/cm]以下であることに係わって、このような水性サスペンジョン粒子(又は水性懸濁粒子)を調製する製造方法にもよるが、分散媒溶液中に含有する有機及び/又は無機の酸・塩基官能基等に係わるサスペンジョン中の電解質濃度(体積濃度で表して)を電気伝導度で表して本発明においては、水性懸濁粒子の3次元粒子整合性の観点から、3500[μS/cm]以下であって、好ましくは2500[μS/cm]以下で、更に好ましくは1500[μS/cm]以下で、300[μS/cm]以上の範囲に適宜好適に調整することができる。また、本発明においては、特に、下限値の300[μS/cm]以下に調整させても単に経済的にコスト高を招くだけで、本発明においては、3次元粒子整合性の観点からもその必要性はない。また、この電気伝導度に係わって、電気伝導度が3500〜4000[μS/cm]を超える粒子サスペンジョンにおいては、3次元粒子整合体の規則配列性が著しく低下させるので本発明に用いることができない。
<Electrical conductivity of monodispersed spherical particles (A) aqueous suspension>
Further, since the electric conductivity of the aqueous suspension solid-liquid dispersion which is such a high-concentration dispersion is 3500 [μS / cm] or less, such aqueous suspension particles (or aqueous suspensions) are used. Depending on the manufacturing method for preparing the particles, the electrolyte concentration (expressed in volume concentration) in the suspension related to the organic and / or inorganic acid / base functional groups contained in the dispersion medium solution In the present invention, from the viewpoint of the three-dimensional particle consistency of the aqueous suspension particles, it is 3500 [μS / cm] or less, preferably 2500 [μS / cm] or less, more preferably 1500 [μS / cm]. cm] or less and can be suitably adjusted within a range of 300 [μS / cm] or more. In the present invention, in particular, even if the lower limit of 300 [μS / cm] is adjusted, the cost is simply increased, and in the present invention, from the viewpoint of three-dimensional particle consistency. There is no need. Further, in connection with this electric conductivity, in a particle suspension having an electric conductivity exceeding 3500-4000 [μS / cm], the regular arrangement of the three-dimensional particle matching body is remarkably deteriorated, so that it cannot be used in the present invention. .
<本発明に用いる水性サスペンジョン型の単分散球状粒子(A)について>
以上から、本発明においては、このような水性サスペンジョン型の有機ポリマー質の単分散球状粒子(A)として、必ずしも以下に挙げる有機ポリマーに限定されるものではないが、例えば、(メタ)アクリル系、スチレン系、(メタ)アクリル−スチレン系、フッ素置換(メタ)アクリル系、フッ素置換(メタ)アクリル−スチレン系、スチレン−ジエン系、アクリル−イミド系、スチレン−イミド系群から選ばれる何れかの有機ポリマー質の単分散球状粒子(A)を適宜好適に用いることができる。
<Aqueous Suspension Type Monodispersed Spherical Particles (A) Used in the Present Invention>
From the above, in the present invention, such an aqueous suspension-type organic polymer monodispersed spherical particle (A) is not necessarily limited to the organic polymers listed below. , Styrene, (meth) acryl-styrene, fluorine-substituted (meth) acryl, fluorine-substituted (meth) acryl-styrene, styrene-diene, acryl-imide, styrene-imide The organic polymer monodispersed spherical particles (A) can be suitably used as appropriate.
その重合性有機モノマーの具体例として、例えば、アクリル系モノマーとして、(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸メチル,(メタ)アクリル酸エチル,(メタ)アクリル酸プロピル,(メタ)アクリル酸イソプロピル,(メタ)アクリル酸ブチル,(メタ)アクリル酸イソブチル,(メタ)アクリル酸ペンチル,(メタ)アクリル酸ヘキシル,(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル,(メタ)アクリル酸オクチル,(メタ)アクリル酸ノニル,(メタ)アクリル酸デシル,(メタ)アクリル酸ドデシル,(メタ)アクリル酸ラウリル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸フェニル;(メタ)アクリル酸メトキシエチル,(メタ)アクリル酸エトキシエチル,(メタ)アクリル酸プロポキシエチル,(メタ)アクリル酸ブトキシエチル,(メタ)アクリル酸エトキシプロピル等の(メタ)アクリル酸アルコキシエステル;ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;(メタ)アクリルアミド;N−メチロール(メタ)アクリルアミド及びジアセトンアクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類並びにグリシジル(メタ)アクリレート;エチレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル,ジエチルグリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル,トリエチレングリコールのジアクリル酸(メタ)エステル,ポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル,ジプロピレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル,トリプロピレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル等の(ポリ)アルキレングリコールのジ(メタ)アクリル酸エステル類、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の脂環式アルコールの(メタ)アクリル酸エステル等を挙げることができる。 Specific examples of the polymerizable organic monomer include, for example, (meth) acrylic acid; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and isopropyl (meth) acrylate as acrylic monomers. , Butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Nonyl, (meth) acrylic acid decyl, (meth) acrylic acid dodecyl, (meth) acrylic acid alkyl esters such as lauryl acrylate; (meth) acrylic acid phenyl; (meth) acrylic acid methoxyethyl, (meth) Ethoxyethyl acrylate, propoxyethyl (meth) acrylate, (meta (Meth) acrylic acid alkoxyesters such as butoxyethyl acrylate and ethoxypropyl (meth) acrylate; dialkylaminoalkyl (meth) acrylates such as diethylaminoethyl (meth) acrylate; (meth) acrylamide; N-methylol (meth) acrylamide And (meth) acrylamides such as diacetone acrylamide and glycidyl (meth) acrylate; di (meth) acrylic acid ester of ethylene glycol, di (meth) acrylic acid ester of diethyl glycol, diacrylic acid (meth) ester of triethylene glycol , Polyethylene glycol di (meth) acrylic acid ester, dipropylene glycol di (meth) acrylic acid ester, tripropylene glycol di (meth) acrylic acid ester, etc. (Poly) di (meth) acrylate of alkylene glycol, may be mentioned (meth) (meth) acrylates of alicyclic alcohols cyclohexyl acrylate and the like.
また、フッ素置換アクリル系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル,(メタ)アクリル酸−2−トリフルオロメチルエチル,(メタ)アクリル酸−2−パ−フルオロメチルエチル,(メタ)アクリル酸−2−パ−フルオロエチル−2−パ−フルオロブチルエチル,(メタ)アクリル酸−2−パ−フルオロエチル,(メタ)アクリル酸パ−フルオロメチル,(メタ)アクリル酸ジパ−フルオロメチルメチル等のフッ素置換(メタ)アクリル酸系モノマー等を挙げることができる。 Examples of the fluorine-substituted acrylic monomer include trifluoromethylmethyl (meth) acrylate, 2-trifluoromethylethyl (meth) acrylate, 2-methacrylic acid-2-perfluoromethylethyl, ( (Meth) acrylic acid-2-perfluoroethyl-2-perfluorobutylethyl, (meth) acrylic acid-2-perfluoroethyl, (meth) acrylic acid perfluoromethyl, (meth) acrylic acid dipar Fluorine-substituted (meth) acrylic acid monomers such as fluoromethylmethyl can be mentioned.
また、スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン,メチルスチレン,ジメチルスチレン,トリメチルスチレン,エチルスチレン,ジエチルスチレン,トリエチルスチレン,プロピルスチレン,ブチルスチレン,ヘキシルスチレン,ヘプチルスチレン及びオクチルスチレン等のアルキルスチレン;フロロスチレン,クロルスチレン,ブロモスチレン,ジブロモスチレン,クロルメチルスチレン等のハロゲン化スチレン;ニトロスチレン,アセチルスチレン,メトキシスチレン、α−メチルスチレン,ビニルトルエン等を挙げることができる。 Examples of the styrene monomer include alkyl styrene such as styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, diethyl styrene, triethyl styrene, propyl styrene, butyl styrene, hexyl styrene, heptyl styrene and octyl styrene; Halogenated styrene such as styrene, chlorostyrene, bromostyrene, dibromostyrene, chloromethylstyrene; nitrostyrene, acetylstyrene, methoxystyrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, and the like.
また、フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニルモノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のケイ素含有ビニル系モノマー;酢酸ビニル,プロピオン酸ビニル,n−酪酸ビニル,イソ酪酸ビニル,ピバリン酸ビニル,カプロン酸ビニル,パーサティック酸ビニル,ラウリル酸ビニル,ステアリン酸ビニル,安息香酸ビニル,p−t−ブチル安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル等のビニルエステル類;塩化ビニリデン、クロロヘキサンカルボン酸ビニル、アクリル酸−2−クロロエチル、メタクリル酸−2−クロロエチル等が挙げられる。 Fluorine-containing vinyl monomers such as vinylidene fluoride; silicon-containing vinyl monomers such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl n-butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, capron Vinyl esters such as vinyl acrylate, vinyl persuccinate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl tert-butyl benzoate, vinyl salicylate; vinylidene chloride, vinyl chlorohexanecarboxylate, acrylic acid-2 -Chloroethyl, 2-chloroethyl methacrylate and the like.
また、必要に応じて、官能基を有するモノマーとして、例えば、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸等の不飽和カルボン酸が挙げられ、また、これらの誘導体として、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸無水物、また、例えば、N−ビニルジエチルアミン、N−アセチルビニルアミンなどのビニルアミン系誘導体類、アリルアミン、メタクリルアミン、N−メチルアクリルアミン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのアリルアミン系誘導体、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミドなどのアクリルアミド系誘導体、p−アミノスチレンなどのアミノスチレン類、6−アミノヘキシルコハク酸イミド、2−アミノエチルコハク酸イミド等のアミノ基含有エチレン性不飽和結合を有するモノマーが適宜好適に使用することができる。 If necessary, examples of the monomer having a functional group include tetrahydrophthalic acid, itaconic acid, citraconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, norbornene dicarboxylic acid, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene- Examples thereof include unsaturated carboxylic acids such as 5,6-dicarboxylic acid, and derivatives thereof include maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, bicyclo [2,2,1] hept- 2-ene-5,6-dicarboxylic anhydride, and also vinylamine derivatives such as N-vinyldiethylamine and N-acetylvinylamine, allylamine, methacrylamine, N-methylacrylamine, N, N-dimethyl Allyla such as acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl acrylamide Amino group-containing ethylenic unsaturation such as 6-aminohexyl succinimide, 2-aminoethyl succinimide, etc. A monomer having a bond can be suitably used as appropriate.
また、ポリマー質の耐熱性等を考慮した場合のその他の重合性モノマーとして、例えば、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミドなどのアクリルアミド系誘導体、p−アミノスチレンなどのアミノスチレン類、マレイミド,N−メチルマレイミド,N−フェニルマレイミド,N−シクロヘキシルマレイミド,6−アミノヘキシルコハク酸イミド,2−アミノエチルコハク酸イミド等のイミド類、更には、重合性二重結合を二個有するブタジエン,イソプレイン,シクロペンタジエン,1,3−ペンタジエン,ジシクロペンタジエン等のジエン類を挙げることができる。 Examples of other polymerizable monomers in consideration of the heat resistance of the polymer material include, for example, acrylamide derivatives such as acrylamide and N-methylacrylamide, aminostyrenes such as p-aminostyrene, maleimide, and N-methylmaleimide. , N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, 6-aminohexyl succinimide, 2-aminoethyl succinimide, and the like, and butadiene having two polymerizable double bonds, isoprene, cyclopentadiene, Examples include dienes such as 1,3-pentadiene and dicyclopentadiene.
また、本発明において、必ずしも架橋構造を形成させる必要はないが、必要に応じて、形成されるポリマーの機械的強度を高める観点から、架橋構造を適宜導入させることができる。このような架橋構造を形成させるに、2官能性以上の多官能性モノマーを適宜好適に使用することができる。その多官能性モノマーとして、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート,トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート,テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート,ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート,ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート,ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート,トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート,ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート,1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタンジアクリレート,1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタントリアクリレート,1,1,1−トリスヒドロキシメチルプロパントリアクリレート,N−メチロールアクリルアマイド等を挙げることができる。 In the present invention, it is not always necessary to form a cross-linked structure, but a cross-linked structure can be appropriately introduced from the viewpoint of increasing the mechanical strength of the formed polymer, if necessary. In order to form such a crosslinked structure, a polyfunctional monomer having two or more functionalities can be suitably used. As the polyfunctional monomer, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, Neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethane diacrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethanetri Examples thereof include acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylpropane triacrylate, N-methylol acrylate, and the like.
そこで、以上のような特徴を有する固−液分散系サスペンジョン中に分散する有機ポリマーの球状単分散微細粒子は、通常、一般的に用いられているソープフリー乳化重合、懸濁重合、乳化重合系で適宜調製することができる。 Therefore, spherical monodisperse fine particles of organic polymer dispersed in a solid-liquid dispersion suspension having the above-mentioned characteristics are generally used in soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization system. Can be appropriately prepared.
例えば、ソープフリー乳化重合では、通常、用いる重合開始剤として、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩が重合時に水性媒体に可溶であればよい。通常、重合単量体100質量部に対して、重合開始剤を0.1〜10質量部、好ましくは0.2〜2質量部の範囲で添加すればよい。 For example, in soap-free emulsion polymerization, a persulfate such as potassium persulfate or ammonium persulfate is usually soluble in an aqueous medium during polymerization as a polymerization initiator to be used. Usually, the polymerization initiator may be added in an amount of 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.2 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerization monomer.
また、乳化重合法の場合では、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリエチレングリコールノニルフェニルエーテル等のポリエチレングリコールアルキルエーテル等の乳化剤を重合単量体100質量部に対して、通常、0.01〜5質量部、好ましくは0.1〜2質量部で水性媒体に混合させて乳化状態にし、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩の重合開始剤を、重合単量体100質量部に対して、0.1〜10質量部、好ましくは0.2〜2質量部で添加すればよい。 In the case of the emulsion polymerization method, an emulsifier such as an alkylbenzene sulfonate such as sodium dodecylbenzenesulfonate or a polyethylene glycol alkyl ether such as polyethylene glycol nonylphenyl ether is usually added to 100 parts by mass of the polymerization monomer. .01 to 5 parts by mass, preferably 0.1 to 2 parts by mass, mixed with an aqueous medium to give an emulsified state, and a polymerization initiator of a persulfate such as potassium persulfate or ammonium persulfate is used as a polymerization monomer of 100 parts by mass. 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.2 to 2 parts by mass with respect to parts.
また、懸濁重合を含め、上記する乳化剤も特に特定する必要がなく、通常に使用されているアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤又は必要に応じてノニオン系界面活性剤等から選んで、その単独又は組み合わせて使用することができる。例えば、アニオン系界面活性剤としてはドデシルベンゼンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ウンデシルベンゼンスルホネート、トリデシルベンゼンスルホネート、ノニルベンゼンスルホネート、これらのナトリウム、カリウム塩等が挙げられ、また、カチオン系界面活性剤としてはセチルトリメチルアンモニウムプロミド、塩化ヘキサデシルピリジニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム等が挙げられ、また、ノニオン系界面活性剤としては、リピリジニウム等が挙げられる。また、本発明に用いる黒色系樹脂粒子にするために、例えば、重合性単量体、乳化剤及び水との混合系に着色剤である黒色系の油溶性染料又はカーボンブラックを含む黒色系の顔料を適宜分散混合又は懸濁混合させることができる。 In addition, it is not necessary to particularly specify the above-mentioned emulsifiers including suspension polymerization, and it is selected from commonly used anionic surfactants, cationic surfactants or nonionic surfactants as necessary. These can be used alone or in combination. Examples of anionic surfactants include dodecyl benzene sulfonate, dodecyl benzene sulfonate, undecyl benzene sulfonate, tridecyl benzene sulfonate, nonyl benzene sulfonate, sodium and potassium salts thereof, and cationic surfactants. Cetyltrimethylammonium promide, hexadecylpyridinium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride and the like, and nonionic surfactants include lipidinium and the like. Further, in order to obtain black resin particles for use in the present invention, for example, a black pigment containing a black oil-soluble dye or carbon black as a colorant in a mixed system of a polymerizable monomer, an emulsifier and water. Can be dispersed and mixed as appropriate.
そこで、上述する重合性モノマーから適宜選んだ単量体100質量部当たり、水200〜350質量部の範囲にある水を含む系に、例えば、C.Iソルベントブラック27のような黒色系染料の5〜10質量部を、攪拌下に加温し、次いで、乳化剤の0.05〜0.7とを添加させて、充分に攪拌混合後、窒素パージ下に攪拌しながら60〜80℃に昇温させる。次いで、0.3〜0.6質量部の範囲で過硫酸カリウム等の重合開始剤を添加させて、70〜90℃で4〜8時間重合反応を行う。このようなソープフリー乳化重合で得られる反応分散液中には、体積基準で表す平均粒子径が130〜800nm範囲にある単分散球状ポリマー粒子、又は800nm〜20μm範囲にある単分散球状ポリマー粒子が、固形分濃度として10〜35重量%で調製される。 Therefore, a system containing water in the range of 200 to 350 parts by mass of water per 100 parts by mass of the monomer appropriately selected from the polymerizable monomers described above is exemplified by C.I. 5 to 10 parts by weight of a black dye such as I Solvent Black 27 is heated with stirring, then 0.05 to 0.7 of an emulsifier is added, and after sufficient stirring and mixing, a nitrogen purge is performed. The temperature is raised to 60-80 ° C. with stirring underneath. Next, a polymerization initiator such as potassium persulfate is added in the range of 0.3 to 0.6 parts by mass, and a polymerization reaction is performed at 70 to 90 ° C. for 4 to 8 hours. In the reaction dispersion liquid obtained by such soap-free emulsion polymerization, monodispersed spherical polymer particles having an average particle diameter expressed by volume in the range of 130 to 800 nm, or monodispersed spherical polymer particles in the range of 800 nm to 20 μm are contained. The solid concentration is 10 to 35% by weight.
また、本発明に用いる単分散球状粒子の中で、上述する如く、例えば、黒色系の無彩色に着色させた球状単分散粒子を含め、必要に応じて予め他の添加剤として、例えば、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤、酸化防止剤、蛍光剤、染料、顔料、帯電付与剤、帯電防止剤、垂れ止め防止剤、消泡剤、各種の薬効成分等を粒子中に適宜添加させることができる。 Further, among the monodispersed spherical particles used in the present invention, as described above, for example, spherical monodispersed particles colored in a black achromatic color are used as other additives in advance, for example, ultraviolet rays. Absorbers, near-infrared absorbers, antioxidants, fluorescent agents, dyes, pigments, charge imparting agents, antistatic agents, anti-sagging agents, antifoaming agents, various medicinal components, etc. may be added as appropriate to the particles. it can.
また、これらの添加剤は、生成させる分散質粒子の球状性、単分散性、及びサスペンジョン中での分散性又はグリーンシート形成後、その3次元粒子整合体の形成時における3次元粒子整合性等を阻害させない限り、上記する添加剤を含め、必要に応じて、予め帯磁性、導電性、半導体性、誘電性等の各種の機能剤又は官能基等を内包又は粒子表面に修飾させることもできる。 In addition, these additives include the sphericalness, monodispersity of the dispersoid particles to be generated, the dispersibility in the suspension, or the three-dimensional particle consistency at the time of forming the three-dimensional particle matching body after forming the green sheet. As long as the above-mentioned additives are not inhibited, various functional agents or functional groups such as magnetic properties, conductivity, semiconductivity, and dielectric properties can be modified on the encapsulated or particle surface as necessary. .
また、本発明において、このような水性サスペンジョン型の無機ポリマー質の単分散性球状粒子(A)として、以下の無機ポリマーに必ずしも限定されるものではないが、例えば、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア、ジルコニア−シリカ系、チタニア−シリカ系、チタニア−セレン系群から選ばれる何れかの一種の無機ポリマー粒子を適宜好適に挙げることができる。 In the present invention, the water-dispersion-type inorganic polymer monodispersed spherical particles (A) are not necessarily limited to the following inorganic polymers. For example, silica, alumina, silica-alumina Any one kind of inorganic polymer particles selected from the group consisting of zirconia, titania, zirconia-silica, titania-silica, and titania-selenium can be suitably used.
特に、アルミニウム、ジルコニウム、チタニウム等の無機ポリマー粒子として、金属アルコキシドのゾル−ゲル法で調製される無機ポリマー粒子は、染顔料を用いて比較的に黒色系無彩色に着色させ易いことから適宜好適に使用される。その金属アルコキシドとしては、例えば、アルミニウムエトキシド,アルミニウムトリエトキシド,イソブチルアルミニウムメトキシド,イソブチルアルミニウムエトキシド,アルミニウムイソプロポキシド,イソブチルアルミニウムイソプロポキシド,アルミニウムブトキシド,アルミニウムt−ブトキサイド,アルミニウムトリ−n−プロポキシド,アルミニウムトリ−n−ブトキシド等のAlアルコキシド、スズt−ブトキサイド、テトラエトキシチタン,テトラ−n−プロポキシチタン,テトラ−n−ブトキシチタン,テトラ−i−プロポキシチタン,チタンメトキサイド,チタンエトキサイド,チタン−n−プロポキサイド,チタンイソプロポキサイド,チタン−n−ブトキサイド,チタンイソブトキサイド等のTiアルコキシド、ジルコニウムエトキサイド,ジルコニウム−n−プロポキサイド,ジルコニウムイソプロポキサイド,ジルコニウム−n−ブトキサイド,エトキサイドテトラ−n−プロポキシジルコニウム等のZrアルコキシドを挙げることができる。また、本発明においては、金属元素ではないが、同様に無機ポリマー粒子として、メチルトリメトキシシラン,ビニルトリメトキシシラン,テトラエチルシリケート,テトライソプロピルシリケート,テトラブチルシリケート等のSiアルコキシドのゾル−ゲル法で調製されるSi無機ポリマー粒子も用いられる。 In particular, as inorganic polymer particles such as aluminum, zirconium, and titanium, inorganic polymer particles prepared by a metal alkoxide sol-gel method are suitably suitable because they are relatively easily colored in a black achromatic color using a dye / pigment. Used for. Examples of the metal alkoxide include aluminum ethoxide, aluminum triethoxide, isobutyl aluminum methoxide, isobutyl aluminum ethoxide, aluminum isopropoxide, isobutyl aluminum isopropoxide, aluminum butoxide, aluminum t-butoxide, and aluminum tri-n. Al alkoxide such as propoxide, aluminum tri-n-butoxide, tin t-butoxide, tetraethoxy titanium, tetra-n-propoxy titanium, tetra-n-butoxy titanium, tetra-i-propoxy titanium, titanium methoxide, titanium Ti alkoxides such as ethoxide, titanium-n-propoxide, titanium isopropoxide, titanium-n-butoxide, titanium isobutoxide It may be mentioned zirconium ethoxide, zirconium -n- propoxide, zirconium isopropoxide, zirconium -n- butoxide, a Zr alkoxide such ethoxide tetra -n- propoxy zirconium. In the present invention, although not a metal element, similarly, as inorganic polymer particles, a sol-gel method of Si alkoxide such as methyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetraethylsilicate, tetraisopropylsilicate, tetrabutylsilicate, etc. Prepared Si inorganic polymer particles are also used.
<本発明に用いる単分散球状粒子(A)の粒子径について>
本発明においては、可視光照射下に3次元粒子整合体相が発色させる有彩色構造色と、且つ可視光照射下に艶やかさ感及び/又は金属光沢感を視感させる3次元粒子整合体を形成する有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散球状粒子(A)の粒子径との係わりが、既に上述する如く、その体積基準で表す平均粒子径130〜1000nmの範囲において、以下の(1−a)及び(2−b)に記載するような粒子構成要件を満たす有機ポリマー質又は無機ポリマー質の単分散球状粒子(A)を適宜好適に用いることができる。
(1−a)特に、本発明においては、この単分散球状粒子(A)が、色みの無い灰黒色、黒色から選ばれる何れか1種の黒色系無彩色球状粒子で、体積基準で表す平均粒子径が130〜310nmの範囲にある。
(2−b)また、本発明においては、可視光照射下に白色乱反射色を視感させる透明無着色球状粒子で、その体積基準で表す平均粒子径が130〜1000nmの範囲で、好ましくは、800nm以下にある。
<Regarding the particle size of the monodispersed spherical particles (A) used in the present invention>
In the present invention, there is provided a chromatic structural color that the three-dimensional particle matching body phase develops under visible light irradiation, and a three-dimensional particle matching body that gives a feeling of glossiness and / or metallic luster under visible light irradiation. In relation to the particle diameter of the monodispersed spherical particles (A) of the organic polymer or inorganic polymer to be formed, as already described above, the following (1-a) And organic polymer or inorganic polymer monodisperse spherical particles (A) satisfying the particle constituent requirements as described in (2-b) can be suitably used.
(1-a) In particular, in the present invention, the monodispersed spherical particles (A) are any one type of black achromatic spherical particles selected from colorless black and black, and are expressed on a volume basis. The average particle size is in the range of 130 to 310 nm.
(2-b) Further, in the present invention, transparent non-colored spherical particles that give a white diffuse reflection color under visible light irradiation, and an average particle diameter expressed by volume thereof is in the range of 130 to 1000 nm, preferably, 800 nm or less.
<本発明に用いる単分散球状粒子(A)の反射色について>
また、本発明における上記する白色系又は黒色系の無彩色について更に説明すると、
(1a)白色系無彩色とは、マンセル色票に表す彩度=0(零)であって、明度が限りなく≧10である。
(2b)また、黒色系無彩色とは、彩度=0であって、明度が限りなく≦0である。
(3c)また、本発明においては、上記する彩度=0で、0<明度<10にある灰色、好ましくは、灰黒色等の色相は、何れも黒色系無彩色として扱うことができる。
(4d)更に、本発明においける透明無着色粒子に係わる白色系無彩色とは、平均粒子径が100nm〜1μmサイズにある透明無着色球状粒子においては、通常、その粒子の分散系に対して、可視光照射下に視感される乱反射色は、例えば、透明ガラスの微粉砕物体から視感される反射色は、白色として視感されることからよく理解することができる。
<About the reflection color of the monodisperse spherical particles (A) used in the present invention>
Further, the white or black achromatic color described above in the present invention will be further described.
(1a) The white achromatic color is saturation = 0 (zero) expressed in the Munsell color chart, and the brightness is ≧ 10.
(2b) The black achromatic color is saturation = 0 and lightness is ≦ 0.
(3c) Further, in the present invention, the above-described saturation of 0, 0 <brightness <10, gray, preferably gray black or the like, can be treated as a black achromatic color.
(4d) Furthermore, the white achromatic color relating to the transparent non-colored particles in the present invention means that, in the case of transparent non-colored spherical particles having an average particle diameter of 100 nm to 1 μm, the dispersion system of the particles is usually used. Thus, the diffusely reflected color that is perceived under irradiation with visible light can be well understood because, for example, the reflected color that is perceived from a finely pulverized object of transparent glass is perceived as white.
<本発明に用いるハイドロゾル型水溶性樹脂液(B)について>
本発明においては、既に説明する如く、乾燥・脱水下に形成される3次元粒子整合体相が、2次元方向に連続相として安定に形成・固定させる3次元粒子整合体の連続相形成固定用の水性サスペンジョン型粒子分散体中には、含有する分散粒子の100質量部当たり、Tg≦60℃で、好ましくはTg≦35℃で、且つ固定連続相の「べた付き感」からTgの下限は0℃以上で、特に好ましくはTgの下限は10℃以上であるアクリル系ポリマーのハイドロゾル型水溶性樹脂液(B)が、固形分換算で1〜30質量部の範囲で、好ましくは5〜25質量部の範囲で含有する水性サスペンジョン型粒子分散体である。
<About the hydrosol-type water-soluble resin liquid (B) used in the present invention>
In the present invention, as already described, the three-dimensional particle matching body phase formed under drying / dehydration is formed and fixed stably as a continuous phase in the two-dimensional direction. In the aqueous suspension type particle dispersion of Tg ≦ 60 ° C., preferably Tg ≦ 35 ° C. per 100 parts by mass of the dispersed particles contained, and from the “stickiness” of the stationary continuous phase, the lower limit of Tg is The acrylic polymer hydrosol-type water-soluble resin liquid (B) having a Tg of 0 ° C. or higher and particularly preferably a lower limit of Tg of 10 ° C. or higher is in the range of 1 to 30 parts by mass, preferably 5 to 25 in terms of solid content. It is an aqueous suspension type particle dispersion contained in the range of parts by mass.
本発明においては、単分散球状粒子が、体積基準で表して25〜60%の高分散濃度の水性サスペンジョン中に、添加させるTg≦60℃であるアクリル系ポリマーのハイドロゾル型水溶性樹脂(B)は、水性サスペンジョン型粒子分散体の高濃度懸濁液としての流動性・流延性を阻害させない観点から、好ましくは、樹脂固形分濃度が25〜30%範囲にあって、粘度が0.1〜2[Pa・s]/25℃であるハイドロゾル型樹脂粘稠液である。 In the present invention, the monodispersed spherical particles are added to an aqueous suspension having a high dispersion concentration of 25 to 60% on a volume basis, and an acrylic polymer hydrosol-type water-soluble resin (B) having a Tg ≦ 60 ° C. Is preferably from the viewpoint of not inhibiting fluidity and castability as a high-concentration suspension of an aqueous suspension type particle dispersion, and the resin solid content concentration is in the range of 25 to 30%, and the viscosity is 0.1 to It is a hydrosol-type resin viscous liquid that is 2 [Pa · s] / 25 ° C.
そこで、本発明に用いる上記する特徴を有するアクリル系ポリマーのハイドロゾル型水溶性樹脂(B)として、例えば、前記に挙げたアクリル系モノマー等を重合又は共重合させて、Tg≦60℃であるアクリル系ポリマーの水性ゾル状のハイドロゾル型水溶性樹脂で、界面活性剤などの分散安定剤を殆ど含有しないゾル状水溶性樹脂として適宜好適に調製することができる。 Therefore, as the acrylic polymer hydrosol-type water-soluble resin (B) having the above-described characteristics used in the present invention, for example, an acrylic monomer having a Tg ≦ 60 ° C. is obtained by polymerizing or copolymerizing the acrylic monomers listed above. It can be suitably suitably prepared as a sol-type water-soluble resin which is an aqueous sol-type water-sol type water-soluble resin of a polymer and hardly contains a dispersion stabilizer such as a surfactant.
<本発明による水性サスペンジョン型流延性粒子分散体の調製>及び<3次元粒子整合体の連続相形成固定化>
本発明において、上記に記載する如くの特徴を有する単分散球状粒子(A)の水性サスペンジョン中に、上記に記載する如くの特徴を有するハイドロゾル型水溶性樹脂液(B)を、分散混合させて本発明による水性サスペンジョン型の流延性粒子分散体を調製する。
先ず、既に上述した如く、下記(1)及び(2)なる特徴を有する単分散球状粒子(A)、それぞれの20〜65%範囲にある高分散濃度の水性サスペンジョン型の粒子分散体(S−1)及び粒子分散体(S−2)を調製する。
(1) 体積基準で表す平均粒子径が130〜310nmの範囲にあって、しかも、粒子の視感色が灰色、灰黒色、黒色から、更には構造色としての発色性の観点から、好ましくは、灰黒色、黒色から、特に好ましくは、黒色から選ばれる何れか1種の黒色系無彩色の有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散球状粒子(A)である。
(2)又は体積基準で表す平均粒子径が130〜1000nmを超えない範囲にあって、しかも、可視光照射下に白色乱反射色を視感させる透明無着色である白色系無彩色粒子の有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散球状粒子(A)である。
<Preparation of aqueous suspension-type castable particle dispersion according to the present invention> and <Continuous phase formation immobilization of three-dimensional particle matched body>
In the present invention, the hydrosol-type water-soluble resin liquid (B) having the characteristics as described above is dispersed and mixed in the aqueous suspension of the monodispersed spherical particles (A) having the characteristics as described above. An aqueous suspension type castable particle dispersion according to the present invention is prepared.
First, as already described above, monodispersed spherical particles (A) having the following characteristics (1) and (2), high-dispersion aqueous suspension-type particle dispersions (S- 1) and a particle dispersion (S-2) are prepared.
(1) The average particle diameter expressed on a volume basis is in the range of 130 to 310 nm, and the visible color of the particles is gray, gray-black, or black, and more preferably from the viewpoint of color development as a structural color. Among these, monodisperse spherical particles (A) of any one type of black achromatic organic polymer or inorganic polymer selected from gray black and black are particularly preferable.
(2) Or an organic polymer of white achromatic particles which is in a range where the average particle size expressed on a volume basis does not exceed 130 to 1000 nm, and is transparent and non-colored to make white diffuse reflection color visible under irradiation with visible light. Or it is the monodisperse spherical particle (A) of an inorganic polymer.
次いで、粒子分散体(S−1)及び粒子分散体(S−2)のそれぞれ水性サスペンジョンを透析処理によって、電気伝導度が3500[μS/cm]〜300[μS/cm]範囲にある水性粒子分散体に調整する。
次いで、これら水性サスペンジョン型の粒子分散体(S−1)及び粒子分散体(S−2)に、これら水性サスペンジョン中に分散する単分散球状粒子(A)の100質量部当たり、Tg≦60℃であるアクリル系ポリマーのハイドロゾル型水溶性樹脂(B)を、固形分換算で1〜30質量部を、連続相の固定性及び構造色相の発色性の観点から、好ましくは5〜20質量部の範囲になるように添加させて本発明による水性サスペンジョン型粒子分散体を調製する。
Next, the aqueous suspensions of the particle dispersion (S-1) and the particle dispersion (S-2) are each subjected to dialysis treatment, so that the aqueous conductivity is in the range of 3500 [μS / cm] to 300 [μS / cm]. Adjust to dispersion.
Subsequently, Tg ≦ 60 ° C. per 100 parts by mass of the monodispersed spherical particles (A) dispersed in these aqueous suspensions in the aqueous suspension type particle dispersion (S-1) and particle dispersion (S-2). The hydrosol-type water-soluble resin (B) of the acrylic polymer is 1 to 30 parts by mass in terms of solid content, preferably from 5 to 20 parts by mass from the viewpoint of fixability of the continuous phase and color development of the structural hue. The aqueous suspension-type particle dispersion according to the present invention is prepared by adding in a range.
次いで、このように調製した本発明による水性サスペンジョン型粒子分散体を用いて、本発明においては、ガラス板、モルタル板、セラミックス板、プラスチックス板、シリコン・ウエハー、鋼板、銅板、アルミニュウム板、アルミニュウム合金板、ステンレス板、木質板、毛皮シート、布地シート、厚紙シート、プラスチックフィルム群から選ばれる何れかの下地基材上に、その流延性粒子分散体の所定量を流し込み又は塗布(噴霧)させ又は印刷(転写)させて、これらの下地基材上の2次元方向に所定厚の連続相グリーンシート相を形成させる。 Next, using the aqueous suspension type particle dispersion according to the present invention thus prepared, in the present invention, a glass plate, a mortar plate, a ceramic plate, a plastic plate, a silicon wafer, a steel plate, a copper plate, an aluminum plate, an aluminum plate A predetermined amount of the castable particle dispersion is poured or applied (sprayed) onto any base material selected from an alloy plate, stainless steel plate, wood plate, fur sheet, fabric sheet, cardboard sheet, and plastic film group. Alternatively, printing (transfer) is performed to form a continuous phase green sheet phase having a predetermined thickness in a two-dimensional direction on these base substrates.
次いで、これらのグリーンシート相を、グリーンシート相中の分散媒の氷点を超える温度雰囲気下(20〜60℃)に曝し乾燥させて、これらの下地基材上に縦・横方向(3次元方向)に規則的に配列する単分散球状粒子の3次元粒子整合体相が、その3次元粒子整合体相が2次元方向に連続相として固定形成される。また、本発明においては、このような曝し乾燥を、大気圧以下の減圧下においても適宜好適に実施することもできる。 Subsequently, these green sheet phases are exposed to a temperature atmosphere (20 to 60 ° C.) exceeding the freezing point of the dispersion medium in the green sheet phase and dried, and then the vertical and horizontal directions (three-dimensional directions) are formed on these base substrates. The three-dimensional particle matching body phase of the monodispersed spherical particles regularly arranged in () is fixedly formed as a continuous phase in the two-dimensional direction. In the present invention, such exposure and drying can be suitably performed even under a reduced pressure below atmospheric pressure.
また、本発明においては、上記水性サスペンジョン型の粒子分散体(S−1)及び粒子分散体(S−2)においては、得られる3次元粒子整合体相連続相が、構造色連続相に係わっているので、3次元粒子整合体相連続相中に固定化樹脂成分となるハイドロゾル型水溶性樹脂液(B)の光学屈折率(nB)は、単分散球状粒子の屈折率(nP)とは異なり、好ましくは、両者の屈折率間には、|nP−nB|≧0.05なる関係を満足することが重要である。この関係式から外れると構造色の色調を低下させ、また、全く構造色を視感させ難くなる傾向から好ましくない。 In the present invention, in the aqueous suspension type particle dispersion (S-1) and particle dispersion (S-2), the obtained three-dimensional particle matched body phase continuous phase is related to the structural color continuous phase. Therefore, the optical refractive index (nB) of the hydrosol-type water-soluble resin liquid (B) serving as an immobilizing resin component in the three-dimensional particle matched body phase continuous phase is the refractive index (nP) of monodispersed spherical particles. Unlikely, preferably, it is important to satisfy the relationship | nP−nB | ≧ 0.05 between the refractive indexes of the two. Deviating from this relational expression is not preferable because the color tone of the structural color is lowered and the structural color is hardly visible.
また、本発明においては、このようにして得られる3次元粒子整合体相連続相上に、必要に応じて、光学屈折率(nA)の透明樹脂相であるトップコート相を設けて3次元粒子整合体相連続相に、例えば、耐擦傷性を適宜賦与させることができる。なお、本発明においては、同様に光学屈折率(nA)は、単分散球状粒子の屈折率(nP)とは異なり、好ましくは、両者の屈折率間には、|nP−nA|≧0.05なる関係を満足することが好ましい。 In the present invention, a three-dimensional particle is provided by providing a topcoat phase, which is a transparent resin phase having an optical refractive index (nA), as necessary, on the three-dimensional particle matched body phase continuous phase thus obtained. For example, scratch resistance can be appropriately imparted to the matched body phase continuous phase. In the present invention, similarly, the optical refractive index (nA) is different from the refractive index (nP) of monodispersed spherical particles, and preferably, | nP−nA | ≧ 0. It is preferable to satisfy the relationship of 05.
また、本発明においては、各種の下地基材上に形成させるグリーンシート相なる塗布相は、その塗布相を形成させる目的によって、従来から公知である例えば、流し込み法、刷毛塗り法、ブレードコーター、エアナイフコーター等の各種のコーター法、噴霧法(又はエアロジル法)、スピンコート法、スクリーン印刷及びインクジェット法等を適宜選んで好適に用いることができる。また、本発明においても、必要に応じて、透明なトップコート相を形成させることができる。 In the present invention, the green sheet phase coating phase formed on various base materials is conventionally known depending on the purpose of forming the coating phase, for example, a casting method, a brush coating method, a blade coater, Various coater methods such as an air knife coater, spraying method (or aerosil method), spin coating method, screen printing, ink jet method and the like can be appropriately selected and used suitably. Moreover, also in this invention, a transparent topcoat phase can be formed as needed.
<本発明による水性サスペンジョン型粒子分散体の用途>
以上から、本発明による水性サスペンジョン型流延性粒子分散体を用いて得られる各種の下地基材上に設けられる3次元粒子整合体の固定化連続相は、単分散球状粒子の粒子整合体面である(001)粒子整合体面が、垂直方向であるc軸方向の[001]方向に規則的に数層〜数十層を積層する3次元粒子整合体相の2次元方向に連続相として提供される。
<Use of aqueous suspension type particle dispersion according to the present invention>
From the above, the fixed continuous phase of the three-dimensional particle matching body provided on various base materials obtained using the aqueous suspension-type cast particle dispersion according to the present invention is the particle matching body surface of monodispersed spherical particles. The (001) particle matching body surface is provided as a continuous phase in the two-dimensional direction of the three-dimensional particle matching body phase in which several layers to several tens of layers are regularly stacked in the [001] direction of the c-axis direction that is the vertical direction. .
従って、本発明による水性サスペンジョン型粒子分散体を用いて形成させた3次元粒子整合体の2次元方向への固定化連続相部材は、その連続相を形成する黒色系無彩色の単分散球状粒子の粒度特性として、既に詳細に説明する如く、体積基準で表す平均粒子径を130〜310nmの範囲に特定することで、粒子配列構造体としての均質さによって効率よく光干渉効果として強められて、著しく明確な反射特性を発揮させて構造色を発色させる構造色型の水性塗布材を提供することができる。 Therefore, the fixed continuous phase member in the two-dimensional direction of the three-dimensional particle matched body formed using the aqueous suspension type particle dispersion according to the present invention is a black achromatic monodispersed spherical particle forming the continuous phase. As described above in detail, by specifying the average particle diameter on a volume basis in the range of 130 to 310 nm as described in detail, the homogeneity as a particle array structure can be effectively enhanced as a light interference effect, It is possible to provide a structural color type aqueous coating material that develops a remarkably clear reflection characteristic to develop a structural color.
<3次元粒子整合体型の水性塗布材>
すなわち、構造色を発色させる水性サスペンジョン型粒子分散体は、既に説明済みであるように、水性インキ又は水性塗料の主成分として、印刷又は筆記又は転写させてなる塗布相が、3次元粒子整合体の連続相であって、その連続相が可視光照射下に有彩色の構造色を発色させる。また、その連続相は艶やかさ感及び/又は金属光沢感を視感させるものである。よって、本発明においては、このような水性インキ(又は水性発色材)及び水性塗料として、被印刷体又は被転写体であるガラス板、モルタル板、セラミックス板、プラスチックス板、シリコン・ウエハー、鋼板、銅板、アルミニュウム板、アルミニュウム合金板、ステンレス板、木質板、毛皮シート、布地シート、厚紙シート、プラスチックフィルム群から選ばれる何れかの下地基材上に、塗布することで所望する構造色図柄及び/又は構造色文字を印刷又は転写させて、印刷相又は印字相又は転写相なる塗布相を提供することができる。また、本発明においては、これらの下地基材は、その下地材の使用目的によって、透明体であっても、白色系又は黒色系無彩色体であっても、又は有彩着色体であっても適時用いることができる。
<Three-dimensional particle-matched aqueous coating material>
That is, as already described, the aqueous suspension type particle dispersion that develops a structural color has a coating phase formed by printing, writing, or transferring as a main component of an aqueous ink or aqueous coating, and a three-dimensional particle matching body. The continuous phase develops a chromatic structural color under visible light irradiation. Further, the continuous phase gives a feeling of glossiness and / or metallic luster. Therefore, in the present invention, as such water-based ink (or water-based color developing material) and water-based paint, a glass plate, a mortar plate, a ceramic plate, a plastics plate, a silicon wafer, a steel plate, which is a printed or transferred material. , Copper plate, aluminum plate, aluminum alloy plate, stainless steel plate, wood board, fur sheet, fabric sheet, cardboard sheet, plastic film group, and any desired structural color pattern by applying on the base substrate The structural color characters can be printed or transferred to provide a printing phase or a coating phase that is a printing phase or a transfer phase. In the present invention, these base materials may be transparent, white or black achromatic, or chromatic colored, depending on the intended use of the base. Can also be used in a timely manner.
<構造色相型の水性塗布材;水性インキ、水性塗料>
また、本発明においては、単分散球状粒子(A)が、体積基準で表す平均粒子径が130〜310nmの範囲にあって、しかも、灰黒色、黒色から選ばれる何れか1種の黒色系無彩色の有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散球状粒子(A)であると、既に詳細に説明する如く、その印刷相又は筆記相又は転写相は、可視光照射下に3次元粒子整合体の構造色連続相として有彩光色を発色させ、その発色相は、同時に艶やかさ感及び/又は金属光沢感を視感させる構造色相型の水性塗布材を提供することができる。
<Structural hue type water-based coating material; water-based ink, water-based paint>
Further, in the present invention, the monodispersed spherical particles (A) have an average particle diameter in the range of 130 to 310 nm expressed on a volume basis, and any one kind selected from gray black and black is not used. As already described in detail, when the colored organic polymer or inorganic polymer is monodispersed spherical particles (A), the printed phase, writing phase or transfer phase is a structural color of the three-dimensional particle matching body under visible light irradiation. It is possible to provide a structural hue type aqueous coating material that develops a chromatic light color as a continuous phase, and at the same time the glossy phase and / or metallic luster.
<金属光沢感を賦与させる3次元粒子整合体相型の水性塗布材>
本発明においては、単分散球状粒子(A)が、可視光照射下に白色乱反射色を視感させ
る透明無着色の白色系無彩色粒子で、しかも、平均粒子径が体積基準で表して130〜1000nmの範囲にある3次元粒子整合体連続相形成固定用の水性サスペンジョン型流延性粒子分散体を、水性塗布材として印刷又は又は筆記又は相転させてなる印刷相又筆記相又は転写相なる塗布相は、可視光照射下に「艶やかさ感」及び/又は「金属光沢感」を視感(又は賦与)させる3次元粒子整合体相型の水性塗布材を提供することができる。
<A three-dimensional particle-matched phase-type aqueous coating material that imparts a metallic luster>
In the present invention, the monodispersed spherical particles (A) are transparent and non-colored white achromatic particles that make a white diffuse reflection color visible under irradiation with visible light, and the average particle diameter is 130 to 300 on a volume basis. A coating phase or a writing phase or a transfer phase obtained by printing, or writing, or inverting an aqueous suspension type castable particle dispersion for forming and fixing a three-dimensional particle matching body continuous phase in the range of 1000 nm as an aqueous coating material. The phase can provide an aqueous coating material of a three-dimensional particle-matched body phase type that gives a “feel of glossiness” and / or a “metallic luster” feeling under visible light irradiation.
以下に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例にいささかも限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
本実施例では、水性サスペンジョン中に分散する有機ポリマーの単分散球状粒子(A)が、体積基準で表す平均粒子径が250nmの黒色系無彩色の有機ポリマーである。
MMAを90g、MAAを10g、フラスコに入れ、黒色染料のC.Iソルベントブラック27の7.5g、乳化剤ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの0.8g、水567gを加え72℃に昇温させた。窒素雰囲気下で開始剤KPS0.5gを加え乳化重合を行って負電荷を持つ体積基準で表す平均粒子径250nmの黒色系無彩色の単分散球状粒子が、体積基準で表す分散濃度15%のサスペンジョンを調製した。次いで、透析と濃縮で40%、電気伝導度500[μS/cm]である水性サスペンジョン(S−1)を調製した。このサスペンジョン(S−1)中に、市販(東亜合成社製)のハイドロゾルエマルジョンHD−3(Tg=30℃のアクリル系ポリマーのハイドロゾル型水溶性樹脂(B)である)を、サスペンジョン中に分散する単分散球状粒子(A)の100質量部当たり、固形分換算で10質量部を添加させて、本発明による3次元粒子整合体連続相形成用の水性サスペンジョン型粒子分散体(SS−1)を調製した。
次いで、綜研化学(株)製の粘着剤SKダイン2094を予め3μmdryで塗布した50μm厚の透明PETフィルム上に、この水性サスペンジョン型粒子分散体(SS−1)を相厚10μmdryで塗工させた。次いで、このPETフィルムの下地基材上に塗布したグリーンシート相を、25℃雰囲気下で乾燥させた。その結果、下地基材上には3次元粒子整合体相の2次元方向にクラック、剥離発生のない連続相として安定に固定された。また、この連続相は鮮明な有彩色の構造色相を視感することができた。
Example 1
In this example, the monodispersed spherical particles (A) of the organic polymer dispersed in the aqueous suspension are black achromatic organic polymers having an average particle diameter expressed by volume of 250 nm.
90 g of MMA and 10 g of MAA were put in a flask and black dye C.I. 7.5 g of I Solvent Black 27, 0.8 g of sodium dodecylbenzenesulfonate emulsifier and 567 g of water were added and the temperature was raised to 72 ° C. Suspension in which black achromatic monodispersed spherical particles having an average particle diameter of 250 nm expressed on a volume basis having a negative charge are subjected to emulsion polymerization by adding 0.5 g of initiator KPS in a nitrogen atmosphere and having a dispersion concentration of 15% expressed on a volume basis Was prepared. Next, an aqueous suspension (S-1) having 40% by dialysis and concentration and an electric conductivity of 500 [μS / cm] was prepared. In this suspension (S-1), a commercially available hydrosol emulsion HD-3 (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) (which is a hydrosol-type water-soluble resin (B) of acrylic polymer of Tg = 30 ° C.) is dispersed in the suspension. An aqueous suspension type particle dispersion (SS-1) for forming a three-dimensional particle matched body continuous phase according to the present invention by adding 10 parts by mass in terms of solid content per 100 parts by mass of the monodispersed spherical particles (A) Was prepared.
Next, this aqueous suspension type particle dispersion (SS-1) was applied at a phase thickness of 10 μmdry on a 50 μm thick transparent PET film previously coated with 3 μmdry of adhesive SK Dyne 2094 manufactured by Soken Chemical Co., Ltd. . Next, the green sheet phase applied on the base substrate of this PET film was dried in an atmosphere of 25 ° C. As a result, it was stably fixed on the base substrate as a continuous phase free from cracks and delamination in the two-dimensional direction of the three-dimensional particle matched body phase. Moreover, this continuous phase was able to perceive a clear chromatic structural hue.
(実施例2)
本実施例では、水性サスペンジョン中に分散する有機ポリマーの単分散球状粒子(A)が、体積基準で表す平均粒子径が450nmの黒色系無彩色の有機ポリマー又は650nmの白色系有機ポリマーである。
実施例1と同様にして、平均粒子径が450nmの黒色系無彩色の有機ポリマー及び平均粒子径が650nmの白色系有機ポリマーが、それぞれ分散濃度30%及び45%で、電気伝導度1000μS/cmである水性サスペンジョン(S−2)及び(S−3)を調製した。次いで、実施例1と同様にして、水性サスペンジョン(S−2)及び(S−3)中に、Tg=30℃のアクリル系ポリマーのハイドロゾル型水溶性樹脂(B)であるハイドロゾルエマルジョンHD−3を、実施例1と同様にして、それぞれ固形分換算で10質量部及び15質量部を添加させて、本発明による3次元粒子整合体連続相形成用の水性サスペンジョン型流延性粒子分散体(SS−2)及び(SS−3)を調製した。
次いで、この水性サスペンジョン型流延性粒子分散体(SS−2)及び(SS−3)を用いて、実施例1と同様にして、PETフィルム下地基材上に塗布したグリーンシート相を、35℃雰囲気下で乾燥させて、下地基材上に3次元粒子整合体相の2次元方向に連続相として安定に固定させた。その結果、これらの連続相は、実施例1に相違して視感される構造色は、垂直視線方向には全く視感されないが、傾斜視線方向に鮮明な構造色反射色を視感させる。
(Example 2)
In this example, the monodisperse spherical particles (A) of the organic polymer dispersed in the aqueous suspension are a black achromatic organic polymer having an average particle diameter of 450 nm on a volume basis or a white organic polymer having a 650 nm.
In the same manner as in Example 1, a black achromatic organic polymer having an average particle diameter of 450 nm and a white organic polymer having an average particle diameter of 650 nm were dispersed at a concentration of 30% and 45%, respectively, and the electric conductivity was 1000 μS / cm. Aqueous suspensions (S-2) and (S-3) were prepared. Next, in the same manner as in Example 1, in the aqueous suspensions (S-2) and (S-3), a hydrosol emulsion HD-3 which is a hydrosol-type water-soluble resin (B) of an acrylic polymer having a Tg = 30 ° C. In the same manner as in Example 1, 10 parts by mass and 15 parts by mass were added in terms of solid content, respectively, to thereby form an aqueous suspension type cast particle dispersion (SS) for forming a three-dimensional particle matched body continuous phase according to the present invention. -2) and (SS-3) were prepared.
Subsequently, using this aqueous suspension type castable particle dispersion (SS-2) and (SS-3), the green sheet phase applied on the PET film base substrate was treated at 35 ° C. in the same manner as in Example 1. It dried under atmosphere and was stably fixed as a continuous phase in the two-dimensional direction of the three-dimensional particle matching body phase on the base substrate. As a result, these continuous phases are different from the first embodiment in that the structural colors that are perceived are not perceived at all in the vertical gaze direction, but a clear structural color reflected color is perceived in the tilted gaze direction.
(実施例3)
本実施例では、水性サスペンジョン中に分散する有機ポリマーの単分散球状粒子(A)が、体積基準で表す平均粒子径が290nm又は580nmの可視光照射下に白色乱反射色を視感させる透明無着色球状粒子の有機ポリマーである。
黒色染料のC.Iソルベントブラック27を用いなかった以外は、実施例1と同様にして平均粒子径が290nm及び580nmの透明無着色である白色系無彩色粒子の有機ポリマーが、それぞれ分散濃度26%及び50%で、それぞれ電気伝導度が1000[μS/cm]及び450[μS/cm]である水性サスペンジョン(S−4)及び(S−5)を調製した。
次いで、ハイドロゾルエマルジョンHD−3をそれぞれ固形分換算で10質量部及び25質量部を添加させて、本発明による3次元粒子整合体連続相形成用の水性サスペンジョン型粒子分散体(SS−4)及び(SS−5)を調製した。
次いで、この水性サスペンジョン型粒子分散体(SS−4)及び(SS−5)を用いて実施例1と同様にして、PETフィルム下地基材上に塗布したグリーンシート相を、40℃雰囲気下で乾燥させて、下地基材上にそれぞれ3次元粒子整合体相の2次元方向にクラック、剥離発生のない連続相として安定に固定させた。その結果、これらの連続相の何れもが、鮮やかな艶やかさ感又は金属光沢感を視感させる。
(Example 3)
In this example, the organic polymer monodispersed spherical particles (A) dispersed in the aqueous suspension are transparent and non-colored so that a white irregular reflection color can be seen under irradiation with visible light having an average particle size expressed by volume of 290 nm or 580 nm. It is an organic polymer of spherical particles.
C. of black dye Except that I Solvent Black 27 was not used, the organic polymer of white achromatic particles having an average particle diameter of 290 nm and 580 nm, which were transparent and colorless, was dispersed at 26% and 50%, respectively, as in Example 1. Aqueous suspensions (S-4) and (S-5) having electrical conductivities of 1000 [μS / cm] and 450 [μS / cm], respectively, were prepared.
Subsequently, 10 parts by weight and 25 parts by weight of the hydrosol emulsion HD-3 are added in terms of solid content, respectively, and the aqueous suspension type particle dispersion (SS-4) for forming a three-dimensional particle matched body continuous phase according to the present invention and (SS-5) was prepared.
Next, in the same manner as in Example 1 using the aqueous suspension type particle dispersions (SS-4) and (SS-5), the green sheet phase applied on the PET film base substrate was subjected to a 40 ° C. atmosphere. It was made to dry and it was made to fix stably as a continuous phase without a crack and peeling generation | occurrence | production in the two-dimensional direction of a three-dimensional particle matching body phase, respectively on a base substrate. As a result, any of these continuous phases gives a vivid glossiness or metallic luster.
(実施例4)
実施例3において、水性サスペンジョン(S−4)中に、黒色カーボン粒子の1質量%を分散させた。次いで、ハイドロゾルエマルジョンHD−3を固形分換算で10質量部を添加させて、本発明による3次元粒子整合体連続相形成用の水性サスペンジョン型粒子分散体(SS−6)を調製した。
次いで、この水性サスペンジョン型粒子分散体(SS−6)を用いて実施例1と同様にして、PETフィルム下地基材上に塗布したグリーンシート相を、30℃雰囲気下で乾燥させて、下地基材上に3次元粒子整合体相の2次元方向にクラック、剥離発生のない連続相として安定に固定させた。その結果、この連続相は、鮮明な有彩色の構造色を視感させた。
Example 4
In Example 3, 1% by mass of black carbon particles was dispersed in the aqueous suspension (S-4). Next, 10 parts by mass of the hydrosol emulsion HD-3 in terms of solid content was added to prepare an aqueous suspension type particle dispersion (SS-6) for forming a three-dimensional particle matched body continuous phase according to the present invention.
Next, in the same manner as in Example 1 using this aqueous suspension type particle dispersion (SS-6), the green sheet phase applied on the PET film substrate was dried in an atmosphere of 30 ° C. The material was stably fixed as a continuous phase free from cracks and delamination in the two-dimensional direction of the three-dimensional particle matched body phase. As a result, this continuous phase gave a vivid chromatic structural color.
(実施例5)
本実施例では、水性サスペンジョン中に分散する有機ポリマーの単分散球状粒子(A)が、体積基準で表す平均粒子径が2.5nmの透明無着色の有機ポリマーである。
実施例1と同様にして平均粒子径が2.5nmの透明無着色の有機ポリマーが、分散濃度30%で、更に市販のベンガラ顔料が、分散濃度5%で、電気伝導度が900[μS/cm]である水性サスペンジョン(S−6)を調製した。
次いで、実施例1と同様にして、ハイドロゾルエマルジョンHD−3を固形分換算で10質量部を添加させて、本発明による3次元粒子整合体連続相形成用の水性サスペンジョン型粒子分散体(SS−7)を調製した。
次いで、この水性サスペンジョン型粒子分散体(SS−7)を用いて実施例1と同様にして、綜研化学(株)製の粘着剤SKダイン2094を予め3μmdryで塗布した透明ガラス下地基材上に塗布したグリーンシート相を、30℃雰囲気下で乾燥させて、下地基材上に3次元粒子整合体相の2次元方向にクラック、剥離発生のない連続相として安定に固定させた。その結果、この連続相は、構造色を視感させないが、この連続相は、金属光沢感のベンガラ色を呈していた。
(Example 5)
In this example, the monodispersed spherical particles (A) of the organic polymer dispersed in the aqueous suspension are transparent and uncolored organic polymers having an average particle size expressed by volume of 2.5 nm.
In the same manner as in Example 1, a transparent uncolored organic polymer having an average particle size of 2.5 nm was dispersed at a concentration of 30%, and a commercially available Bengala pigment was dispersed at a concentration of 5%, and the electric conductivity was 900 [μS / cm]] of aqueous suspension (S-6).
Next, in the same manner as in Example 1, 10 parts by mass of hydrosol emulsion HD-3 in terms of solid content was added, and the aqueous suspension type particle dispersion (SS-) for forming a three-dimensional particle matched body continuous phase according to the present invention was added. 7) was prepared.
Next, using this aqueous suspension type particle dispersion (SS-7), on the transparent glass base substrate on which the adhesive SK Dyne 2094 made by Soken Chemical Co., Ltd. was applied in advance at 3 μmdry in the same manner as in Example 1. The applied green sheet phase was dried in an atmosphere of 30 ° C., and stably fixed on the base substrate as a continuous phase free from cracking and peeling in the two-dimensional direction of the three-dimensional particle matching body phase. As a result, this continuous phase did not make the structural color visually perceived, but this continuous phase exhibited a bengara color with a metallic luster.
(実施例6)
実施例1で調製した水性サスペンジョン型粒子分散体(SS−1)及び実施例5で調製した水性サスペンジョン型粒子分散体(SS−7)のそれぞれに、市販のエアロジルシリカを垂れ止め防止剤として、0.5質量%を添加させた後、それぞれを綜研化学(株)製の粘着剤SKダイン2094を予め3μmdryで塗布したステンレス下地基材上に噴霧塗装(又エアロジル塗装)で形成させたグリーンシート相を、30℃雰囲気下で乾燥させて、下地基材上に3次元粒子整合体相の2次元方向に連続相として安定に固定させた。
その結果、それぞれ実施例1及び実施例5で得られた連続相と同等の構造色及び金属光沢感を呈していた。
(Example 6)
In each of the aqueous suspension type particle dispersion (SS-1) prepared in Example 1 and the aqueous suspension type particle dispersion (SS-7) prepared in Example 5, commercially available aerosil silica was used as an anti-sagging agent. After adding 0.5 mass%, each was formed by spray coating (or aerosil coating) on a stainless steel base substrate previously coated with 3 μmdry of adhesive SK Dyne 2094 manufactured by Soken Chemical Co., Ltd. The sheet phase was dried in an atmosphere of 30 ° C. and stably fixed as a continuous phase in the two-dimensional direction of the three-dimensional particle matching body phase on the base substrate.
As a result, the same structural color and metallic luster as those of the continuous phases obtained in Example 1 and Example 5 were exhibited.
以上から、本発明によって、単分散球状粒子が分散する3次元粒子整合体連続相形成用の水性サスペンジョン型の流延性粒子分散体を主成分に、構造色に係わる有彩発色を発揮する水性発色材や、3次元粒子整合体に係わる金属光沢感を賦与させる水性塗布材を提供することができた。 As described above, according to the present invention, water-based color development that exhibits chromatic color related to structural color based on the aqueous suspension type cast particle dispersion for forming a three-dimensional particle matched body continuous phase in which monodispersed spherical particles are dispersed. It was possible to provide an aqueous coating material that imparts a metallic luster feeling related to the material and the three-dimensional particle matching body.
すなわち、本発明による水性サスペンジョンを用いて、ガラス板、モルタル板、セラミックス板、プラスチックス板、鋼板、銅板、アルミニュウム板、アルミニュウム合金板、ステンレス板、木質板、毛皮シート、布地シート、厚紙シート、プラスチックフィルム等の各種下地基材に印刷、転写及び塗布することで、光学特性としての構造色有彩光発色や、金属光沢感等を発揮する各種の内装、装飾、意匠、ディスプレイ材として、各種の産業分野に有用な塗布型の3次元粒子整合体薄膜材を提供することができた。 That is, using the aqueous suspension according to the present invention, glass plate, mortar plate, ceramic plate, plastic plate, steel plate, copper plate, aluminum plate, aluminum alloy plate, stainless steel plate, wood board, fur sheet, fabric sheet, cardboard sheet, Various interiors, decorations, designs, and display materials that exhibit structural color, chromatic light, and metallic luster as optical characteristics by printing, transferring, and applying to various base materials such as plastic films It was possible to provide a coating-type three-dimensional particle matching body thin film material useful in the industrial field.
Claims (5)
前記水性サスペンジョン中には体積基準で表す平均粒子径が130nm以上で、1000nmを超えない有機ポリマー又は無機ポリマーの単分散球状粒子(A)が、体積基準で表して20%以上で、60%を超えない分散濃度で含有し、
且つ電気伝導度が3500[μS/cm]以下である前記水性サスペンジョン中に分散する前記単分散球状粒子(A)の100質量部当たり、
Tg≦60℃であるアクリル系ポリマーのハイドロゾル型水溶性樹脂液(B)が、固形分換算で1〜30質量部を含有していることを特徴とする3次元粒子整合体連続相形成用の水性サスペンジョン型粒子分散体。 An aqueous suspension type particle dispersion for forming a continuous phase of a three-dimensional particle matching body phase in which the three-dimensional particle matching body phase formed under dry dehydration is fixed as a continuous phase in a two-dimensional direction,
In the aqueous suspension, the monodisperse spherical particles (A) of the organic polymer or inorganic polymer having an average particle diameter expressed by volume of 130 nm or more and not exceeding 1000 nm are expressed by 20% or more and 60% by volume. Contained at a dispersion concentration not exceeding,
And per 100 parts by mass of the monodispersed spherical particles (A) dispersed in the aqueous suspension having an electric conductivity of 3500 [μS / cm] or less,
The hydrosol-type water-soluble resin liquid (B) of acrylic polymer having Tg ≦ 60 ° C. contains 1 to 30 parts by mass in terms of solid content, for forming a three-dimensional particle matched body continuous phase. Aqueous suspension type particle dispersion.
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