JP4585192B2 - マイクロカプセル含有インキの製造方法 - Google Patents
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Description
該マイクロカプセル水系分散液に、該イオン性官能基の電荷を打ち消すことが可能な表面処理剤を混合する表面処理剤混合工程;
該表面処理剤混合工程で得られた混合物を固液分離してマイクロカプセルを含む回収物を得る固液分離工程;および
該回収物を疎水性のビヒクルに分散させる分散工程
をこの順に有することを特徴とするマイクロカプセル含有インキの製造方法が提供される。
マイクロカプセル水系分散液は、水性分散媒と、水性分散媒中に分散した、色料を内包するマイクロカプセルを含む。分散状態の安定性の点から、マイクロカプセル水系分散液は乳化剤を含むことが好ましい。
マイクロカプセル表面のイオン性官能基の電荷を打ち消すことができる表面処理剤は、マイクロカプセル表面に陰イオン性官能基が存在する場合、陽イオン性界面活性剤を好ましく用いることができる。なかでもマイクロカプセルの回収をより容易にする観点から、アルキル基などの有機基を有する陽イオン性界面活性剤が好ましく、アルキル基を有する陽イオン性界面活性剤がより好ましい。アルキル基は直鎖であることも好ましい。
固液分離方法としては、粒状物を液体から分離する公知の固液分離方法の中から、適宜選択して採用できる。ろ過や遠心分離を採用すれば気化操作を含まない方法で固液分離できるので、気化のための所要時間及び所要エネルギーが不要となるので好ましい。遠心分離操作を行う際も、限外ろ過などのような高速な遠心分離操作は必要せず、操作が煩雑になることもない。
前記固液分離工程の後、回収されたマイクロカプセルを、水溶性有機溶剤を含む液体によって洗浄することにより、マイクロカプセルの凝集を抑えつつ、固液分離工程で得られる回収物に含まれる水性分散媒の量をさらに低減し、疎水性物質との相溶性を向上させることを容易に行う事が可能となる。この洗浄によって、余分な表面処理剤を除去することもできる。ビヒクルへの再分散容易性の観点から、洗浄後のマイクロカプセルも完全には乾燥させないことが好ましく、洗浄後の回収物中の固形分含有量を、固液分離後の回収物について前述した範囲にすることが好ましい。
固液分離工程で得られた回収物を、好ましくは洗浄工程を行った後、疎水性のビヒクルに分散させ、マイクロカプセル含有インキを得る。
表面にイオン性官能基を有し、イオン性官能基の電荷を打ち消すことが可能な表面処理剤によってイオン性官能基の電荷が打ち消されたマイクロカプセルは、また、表面に陰イオン性官能基を有し、陰イオン性官能基に陽イオン性界面活性剤の陽イオン部がイオン結合したマイクロカプセルは、表面が疎水化され、油性インキ用ワニスなどの疎水性物質とのなじみが良い。従ってこれを疎水性ビヒクルに分散したマイクロカプセル含有インキは、マイクロカプセルの分散状態が良好であり、短時間かつ低エネルギーで製造可能である。すなわち優れた特性の低コストのマイクロカプセル含有インキが得られる。
インサイチュ法によってノーカーボン複写紙用の発色剤を内包するマイクロカプセルの水系分散液を製造した。
スチレン無水マレイン酸共重合体(モンサント社製、商品名「scripset520」)100質量部にNaOH水溶液(水1150質量部にNaOHを9.9質量部加えたもの)を加え、2時間80℃に加熱し、スチレン無水マレイン酸共重合体の無水マレイン酸部の50モル%を開環した。これに水を加えて固形分5質量%にした。
クリスタルバイオレットラクトン(山本化成社製、商品名「CVL」)を溶剤(新日本石油化学社製、商品名「SAS−296」)に加熱溶解し、15質量%のクリスタルバイオレットラクトン溶液を得た。
上記a)で得た液250質量部と、上記b)で得た液250質量部とを混合し、特殊精工社製の商品名「TKホモミクサー」を用いて12000rpmで10分間攪拌し、乳化を行った。
上記c)で得られた乳化液に、攪拌しながらメラミン樹脂(昭和高分子社製、商品名「ミルベンレジン520改」)115.6質量部を添加し、攪拌しながら1時間60℃に加熱し、つづいて2時間80℃に加熱し、マイクロカプセル水系分散液を得た。マイクロカプセル水系分散液中の固形分は47質量%であった。
(表面処理剤混合工程)
臭化ドデシルトリメチルアンモニウム(DTAB)2.8gを10gの水に溶解し、これを上で得られたマイクロカプセル水系分散液100gと混合した。一連の溶解および混合は25℃にて行った。ここで用いたDTABの量は、マイクロカプセル表面に存在するカルボキシルと等モルである。このカルボキシル基の量は、使用したスチレン無水マレイン酸共重合体に含まれる無水マレイン酸部のモル量と、開環の度合いから算出できる。
DTAB水溶液をマイクロカプセル水系分散液と混合したところ、マイクロカプセルが沈殿し、容器の底部に溜まった。
上で得られた回収物、上で得られた回収物を更に水/エタノール1:1(質量比)で洗浄したもの、および上で得られた回収物を乾燥させたものをそれぞれインキ(T&K TOKA社製、商品名「UV NDY OPニス」)100gとインキへらで混合し、分散状態を観察した。ガードナー社製グラインドメーター、0−50μmを用いて30ミクロン以上の粒が認められた時は更に3本ロールミル(金田理化工業社製、商品名「DRS−35」)を使用して分散を行い、分散状態を観察した。その結果を表1に示す。回収物をそのまま用いた場合を実施例1−1、洗浄したものを用いた場合を実施例1−2、乾燥させたものを用いた場合を実施例1−3とした。
DTABに替えて臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAB)3.3gを用い、表面処理剤混合工程を25℃でなく40℃で行ったこと以外は実施例1と同様の操作を行った。マイクロカプセルを全量容易に回収することができ、回収物中の固形分の含有量は93質量%であった。分散状態の評価を表1に示す。ただし、回収物を乾燥させたものについての分散および分散状態の評価は行わなかった。
DTABに替えて塩化テトラメチルアンモニウム1.0gを用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行った。マイクロカプセルを全量容易に回収することができ、回収物中の固形分の含有量は90質量%であった。分散状態の評価を表1に示す。ただし、回収物を乾燥させたものについての分散および分散状態の評価は行わなかった。
DTABに替えて塩化硫酸アルミニウム1.0gを用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行った。マイクロカプセルを全量容易に回収することができ、回収物中の固形分の含有量は90質量%であった。分散状態の評価を表1に示す。ただし、回収物を乾燥させたものについての分散および分散状態の評価は行わなかった。
1.4gのDTABを100gの水に溶解した。この水溶液と前述のマイクロカプセル水系分散液100gとを混合したところ、マイクロカプセルが容器底部に沈殿した。ここで用いたDTABの量は、マイクロカプセル表面に存在する陰イオン性官能基の量のモル基準で半分である。
エタノール−水混合液による洗浄を行わなかったこと以外は実施例5と同様の操作を行った。減圧乾燥に要した時間は10分であった。
DTABを用いずに、100gの水を前述のマイクロカプセル水系分散液100gに加えたが、沈殿は見られなかった。この液をろ紙(ADVANTEC社製、商品名「定性濾紙No2」)を用いてろ過しようとしたが、目詰まりが起こりろ過はできなかった。
DTAB28gを1kgの水に溶解した。この水溶液と前述のマイクロカプセル水系分散液1kgとを混合したところ、マイクロカプセルが容器底部に沈殿した。ここで用いたDTABの量は、マイクロカプセル表面に存在する陰イオン性官能基の量と等モルである。
ろ過に引き続いて、回収物を濾紙上でエタノール−水混合液(質量比1/1)によって洗浄し、引き続いて実施例7で用いたインキ用ワニスと混合した。インキヘラによる混合で分散状態が良好なインキを得た。
前述のマイクロカプセル水系分散液1kgを、噴霧乾燥機(ヤマト科学社製、商品名「パルビスミニスプレー」)で乾燥したところ、約2時間かかった。得られたマイクロカプセルの粉体をインキ用ワニス(東洋インキ社製、商品名「TKハイエコーSOY1」)1kgと3本ロールミル(金田理化工業社製、商品名「DRS−35」)を用いて混合してインキ化したが、噴霧乾燥の段階でマイクロカプセルが二次凝集しており、これを単分散状態にすることはできなかった。
前述のマイクロカプセル水系分散液1kgとジエチレングリコール50gと東洋インキ社製、商品名「TKハイエコーSOY1」1kgとを混合し、攪拌を行いながら減圧乾燥を行うことでインキ化をおこなったが約3時間を要した。
下表に示す量のDTABを100gの水に溶解した。この水溶液と前述のマイクロカプセル水系分散液100gとを混合したところ、マイクロカプセルが容器底部に沈殿した。容器の内容物をろ紙(ADVANTEC社製、商品名「定性濾紙No2」)を用いてろ過した。回収物を、インキ(東洋インキ社製、商品名「トーヨーリソコート300Aワニス」)100gとインキへらで混合し、3本ロールミル(金田理化工業社製、商品名「DRS−35」)でさらに混合した。なおDTABは2.8gで、マイクロカプセル表面に存在する−COO-基の量と等モルである。
*2:商品名(東洋インキ社製)
*3:商品名(帝国インキ社製)
2 壁材
3 乳化剤層
4 陰イオン性官能基
5 水性分散媒
6 表面処理剤
Claims (10)
- 水性分散媒と、該水性分散媒に分散した、表面にイオン性官能基を有し色料を内包するマイクロカプセルとを含むマイクロカプセル水系分散液を用意するマイクロカプセル水系分散液用意工程;
該マイクロカプセル水系分散液に、該イオン性官能基の電荷を打ち消すことが可能な表面処理剤を混合する表面処理剤混合工程;
該表面処理剤混合工程で得られた混合物を固液分離してマイクロカプセルを含む回収物を得る固液分離工程;および
該回収物を疎水性のビヒクルに分散させる分散工程
をこの順に有することを特徴とするマイクロカプセル含有インキの製造方法。 - 前記イオン性官能基が陰イオン性官能基であり、前記表面処理剤が陽イオン性界面活性剤である請求項1記載の方法。
- 前記表面処理剤混合工程において、前記陰イオン性官能基の量に対して、陽イオン性界面活性剤を0.3モル倍以上2.0モル倍以下用いる請求項2記載の方法。
- 前記陽イオン性界面活性剤が炭素数18以下の直鎖アルキル基を有する請求項2または3記載の方法。
- 前記回収物中の固形分の含有量が80質量%以上99質量%以下である請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
- 前記固液分離を、ろ過または遠心分離によって行う請求項1〜5のいずれか一項記載の方法。
- さらに、前記固液分離工程の後、前記分散工程の前に、回収物を水溶性有機溶剤を含む液体によって洗浄する洗浄工程を有する請求項1〜6のいずれか一項記載の方法。
- 前記水溶性有機溶剤を含む液体が、アルコールと水との混合液である請求項7記載の方法。
- 前記アルコールと水との混合液が、アルコールを30質量%を超え60質量%未満含む請求項8記載の方法。
- 前記固液分離工程と分散工程との間で乾燥操作を行わない請求項1〜9のいずれか一項記載の方法。
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