JP4752933B2 - インク受容性粒子及びその製造方法、硬化性樹脂分散体 - Google Patents
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Description
さらに、中間体上に疎水性樹脂粒子層を形成し、疎水性樹脂粒子層の空隙にインク(例はSD型染料インクスロードライ型(Slow Dry型))を保持させて記録媒体に転写する方式が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
さらに、紫外線硬化樹脂と親水性ポリマーおよびフィラーからなるインク受理層用組成物が開示されている(例えば、特許文献9参照)。これは紫外線硬化後に親水性ポリマーが粒子状になり、フィラーの量が低減されるという特徴を有している。
すなわち請求項1に係る発明は、
重合体粒子を含み、該重合体粒子が酸性基並びにポリオキシエチレン鎖及びポリオキシプロピレン鎖を有する樹脂を含有し、該酸性基の少なくとも一部が塩構造を有し、
重合体粒子が乳化重合法で作製されたことを特徴とする請求項1に記載のインク受容性粒子である。
前記重合体粒子の体積平均粒径が0.1μm以上1.0μm以下であり、該重合体粒子の凝集及び融合の少なくとも何れかにより構成されることを特徴とする請求項1に記載のインク受容性粒子である。
前記重合体粒子の酸性基量が1.0mmol/g以上3.0mmol/g以下であり、前記重合体粒子から構成される粒子の体積平均粒径が1.0μm以上20μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のインク受容性粒子である。
吸水率が200%以上5000%以下であることを特徴とする請求項1に記載のインク受容性粒子である。
請求項1に記載のインク受容性粒子と、硬化性樹脂と、を含むことを特徴とする硬化性樹脂分散体である。
前記硬化性樹脂がポリオキシエチレン鎖及びポリオキシプロピレン鎖の少なくとも何れかを有することを特徴とする請求項6に記載の硬化性樹脂分散体である。
前記インク受容性粒子の体積平均粒径が1μm以上5μm以下であること特徴とする請求項6に記載の硬化性樹脂分散体である。
酸性基並びにポリオキシエチレン鎖及びポリオキシプロピレン鎖を有する樹脂を含有し、体積平均粒径が1μm以下の重合体粒子を作製する重合体粒子作製工程と、
前記重合体粒子の酸性基を塩基で中和する中和工程と、
前記重合体粒子を凝集体粒子とする凝集体粒子形成工程と、
を有し、
前記凝集体粒子形成工程が、
前記重合体粒子を凝集・融合させる凝集・融合工程と、
前記凝集・融合させた重合体粒子を粉砕する粉砕工程と、を有することを特徴とする請求項9に記載のインク受容性粒子の製造方法である。
<インク受容性粒子及びその製造方法>
本実施形態のインク受容性粒子は、重合体粒子を含み、該重合体粒子が酸性基並びにポリオキシエチレン鎖及びポリオキシプロピレン鎖を有する樹脂を含有し、該酸性基の少なくとも一部が塩構造を有し、前記重合体粒子に含有される樹脂が、後述の構造式(I)で示される、構造単位(A)及び構造単位(B)を含む共重合体であって、前記構造単位(A)がフタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチルに由来する構造であり、前記構造単位(B)がオクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレートおよびフェノキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレートから選択される少なくとも1種に由来する構造であることを特徴とする。
本実施形態のインク受容性粒子は、重合体粒子を構成する樹脂成分が酸性基を有し、該酸性基の少なくとも一部が塩構造を有する構造単位を含むため、インクを受容する際、まずインクがインク受容性粒子に付着すると、少なくともインクの液体成分がインク受容性粒子を構成する重合体粒子間の間隙に浸透する。また、このとき、理由は明らかでないがインクの成分のうち着色成分は顔料や染料などを問わずインク受容性粒子表面に吸着され、効率的に留まることとなる。このようにして、本実施形態のインク受容性粒子は着色成分を拡散させることなくインクを受容する。
そして、インクを受容した本実施形態のインク受容性粒子を記録媒体に転写することで、高画質の記録が行われる。
(重合体粒子)
本実施形態のインク受容性粒子に用いられる重合体粒子は、樹脂が凝集及び融合の少なくともいずれかにより粒子状になっているものであり、酸性基及びポリオキシエチレン鎖を有する樹脂を含有し、該酸性基の少なくとも一部が塩構造を有する。前記重合体粒子における少なくとも一部が塩構造を有する酸性基は、高い親水性を有するため、前記重合体粒子を含んで構成されるインク受容性粒子に接触したインク中の液体成分(例えば水、水性溶媒)が効率的に粒子中に浸透することとなり、粒子の前記液体成分の保持能が向上する。よって、例えば種々のインクを利用しても多様な記録媒体に対して高速で記録される。
一方、液体成分の浸透性が高すぎると、インク受容性粒子が膨潤しすぎてしまい、それにより例えば、インクを受容した粒子として記録媒体に転写されたときに粒子間が大きく広がり画像が乱れてしまう場合がある。
吸水率が200%に満たないと、粒子の空隙に一旦トラップされた液体が、粒子の記録媒体への転写時に空隙部から溢れ出たり、画像劣化させたりしやすくなることがある。また、5000%を超えると、吸液だけでなく吸湿も活発なため、インク受容性粒子のハンドリングの環境依存が大きくなり使用困難となることがある。さらに高湿度環境での画像の保存性が悪くなることがある。
なお、本実施形態における吸水率は、JIS K7209(1984)に準じて測定したものである。詳細については後述する。
(A)としては、メタクリロイルオキシエチルモノフタレート重合体構造単位、メタクリロイルオキシエチルモノイソフタレート重合体構造単位、メタクリロイルオキシエチルモノテレフタレート重合体構造単位が挙げられる。(B)としては、フェノキシポリエチレングリコール−メタクリレート重合体構造単位、ラウロキシポリエチレングリコール−メタクリレート重合体構造単位、ステアロキシポリエチレングリコール−メタクリレート重合体構造単位、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−メタクリレート重合体構造単位、フェノキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−メタクリレート重合体構造単位が挙げられる。
なおここで、前記「親水性単量体」とは、それ自身は疎水性であるが重合後に容易に親水化される単量体をも含むものとする。
本実施形態で用いるカルボン酸基を有する単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリロイルオキシエチルモノヘキサヒドロフタレート、メタクリロイルオキシエチルモノマレエートおよびメタクリロイルオキシエチルモノスクシネート、メタクリロイルオキシエチルモノフタレート、メタクリロイルオキシエチルモノイソフタレート、メタクリロイルオキシエチルモノテレフタレート、アクリロイルオキシエチルモノフタレート、アクリロイルオキシエチルモノヘキサヒドロフタレートおよびアクリロイルオキシエチルモノスクシネートなどが挙げられる。
より具体的には、共重合体における構造単位(A)のモル比Pを10モル%以上90モル%以下とし、残りのモル比(100−P)を構造単位(B)とすることが好ましい。
また、前記樹脂は架橋構造を含んでいてもよい。樹脂中に架橋構造を含ませることにより、吸液量を一定とし過剰な膨潤が抑制される。この架橋構造は、ジビニルベンゼン、ジ(メタ)アクリレート類等のいわゆる架橋剤を合成時に少量添加したり、架橋剤と共に開始剤を多量添加したりすることで合成される。
架橋剤の添加量としては、全単量体成分100質量部に対して0質量部以上5質量部以下であることが好ましく、更には0質量部以上3質量部以下であることがより好適である。
なお、ガラス転移温度は、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求めた。主体極大ピークの測定には、パーキンエルマー社製のDSC−7を用いる。この装置の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで測定を行った。
前記樹脂成分としては、例えば熱可塑性結着樹脂などが挙げられ、具体的には、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類の単独重合体又は共重合体(スチレン系樹脂);(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n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、等のビニル基を有するエステル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類の単独重合体又は共重合体( ビニル系樹脂);エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類の単独重合体又は共重合体(オレフィン系樹脂);エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、及びこれらの非ビニル縮合系樹脂とビニル系単量体とのグラフト重合体などが挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの樹脂の中でも、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、オレフィン系樹脂が好ましく、スチレンと(メタ)アクリル酸n−ブチルとの共重合体、(メタ)アクリル酸n−ブチル、ビスフェノールA・フマル酸共重合体、スチレンとオレフィンとの共重合体が特に好ましい。
次に、本実施形態のインク受容性粒子の製造方法について説明する。
本実施形態のインク受容性粒子の製造方法は、酸性基並びにポリオキシエチレン鎖及びポリオキシプロピレン鎖を有する樹脂を含有し、前記樹脂が、下記構造式(II)で示される、構造単位(C)及び構造単位(D)を含む共重合体であって、前記構造単位(C)がフタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチルに由来する構造であり、前記構造単位(D)がオクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレートおよびフェノキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレートから選択される少なくとも1種に由来する構造であり、体積平均粒径が1μm以下の重合体粒子を作製する重合体粒子作製工程と、前記重合体粒子の酸性基を塩基で中和する中和工程と、前記重合体粒子を凝集体粒子とする凝集体粒子形成工程と、を有することを特徴とする。
前述のインク受容性粒子を得るため、その製造方法について検討した結果、理由は明らかでないが、前記酸性基を有する構造単位となる単量体と、ポリオキシエチレン鎖を有する単量体とを混合して水中で懸濁重合する場合には、重合中に粒子同士が凝集しやすく、均一なインク受容性粒子を形成することが難しいということがわかった。
水溶性アゾ開始剤としては、2,2’−アゾビス[N−(2−ヒドロキシエチル)−2−メチル−プロピオンアミジン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等が挙げられる。
水溶性過酸化物系開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素などが挙げられる。
反応条件としては、例えば、大気圧下で、前記乳化粒子が分散した乳化液を攪拌しながら、40℃乃至100℃の反応温度で1乃至24時間反応させることが、80%程度以上の高い収率で重合体粒子を得る等の観点から好適である。
なお、重合体粒子の体積平均粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定した。
酸性基量が1.0mmol/gに満たないと、これらを塩構造としてもインクと接触したときに十分な吸液性が得られない場合がある。3.0mmol/gを超えると、吸液性が大きくなりすぎ、インク受容性粒子として取り扱いが困難となったり画質が低下したりする場合がある。
すなわち、本実施形態におけるカルボン酸基量(酸性基量)とは、カルボン酸基が塩構造を形成している場合には、該塩構造に寄与しているカルボン酸基を含めたカルボン酸基量をいう。
本実施形態においては、凝集体粒子の水系分散液に塩基性化合物を添加して処理を行ってもよいし、塩基性化合物が溶解した水系溶液に凝集体粒子を混合して処理してもよい。中和処理は後述の(方法2)と同様に行う。
塩構造を形成する方法は、前述と同様に、例えば前記重合体粒子を、水もしくは水と水溶性有機溶剤との混合液の存在下、塩基性化合物で処理すればよい。本実施形態においては、重合体粒子の水系分散液に塩基性化合物を添加して処理を行ってもよいし、塩基性化合物が溶解した水系溶液に重合体粒子を混合して処理してもよい。
これらの塩基性化合物は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、処理後の塩基性化合物の除去のしやすさから、無機塩基性化合物を用いることが好ましい。
凝集・融合は、例えばまず前記中和処理を行った重合体粒子の水分散液に、その他必要に応じて各種成分を添加し混合する。混合の方法は特に制限されないが、公知の混合方法が利用される。例えば、ミキサーのごとく、特殊な攪拌羽根を高速で回転させ水性媒体中で重合体粒子等を混合する方法、ホモジナイザーとして知られるローター・ステーターの剪断力で混合する方法、超音波によって懸濁する方法等の機械的な混合方法が挙げられる。
上記非架橋樹脂としては、前述のその他の樹脂で例示したものが好適に利用される。
また、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体やスチレン−メタクリル酸アルキル共重合体も、物性の制御が容易で、後述の磁性粉の混合分散処理がしやすい点で好適に用いられる。
前記融合物は、ろ過などの固液分離工程や、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程を経て得られる。前記乾燥工程としては、通常の振動型流動乾燥法、スプレードライ法、凍結乾燥法、フラッシュジェット法など、任意の方法を採用する。なお、この時点において、粉砕を容易にする観点から、乾燥後の融合物の含水率を5質量%以下に調整することが好ましい。
上記粉砕の方法としては、特に制限されず、例えば、乳鉢、ボールミル、ジェットミル等のそれ自体公知の粉砕処理手段を用いて行う。
体積平均粒径が上記範囲であると、高画質が達成される。即ち、20.0μmより大きいと、画像面上で粒子の存在する部分と、存在しない部分で高さ方向の段差が生じるため、画像表面が平坦にならない場合がある。一方、1.0μmより小さいと、粉体のハンドリング性が低下し、転写体上の所望の位置に粉体を供給することができなくなる場合がある。従って、画像上においてインク受容性粒子が存在しない箇所が生じ、高速記録、高画質が達成されなくなることがある。
また、前記BET比表面積(CO2)も、同様にベータソープ自動表面積計(MODEL4200、日機装株式会社製)を用いて測定した。
また、前記化合物としては、無機電解質、有機酸、無機酸、有機アミンなどの凝集剤が好適に挙げられる。
本実施形態の硬化性樹脂分散体は、少なくとも前記のインク受容性粒子と硬化性樹脂とを含む。具体的には、硬化性樹脂を含む硬化性溶液にインク受容性粒子を分散させたものが好適である。
本実施形態のインク受容性粒子を硬化性樹脂中に分散した硬化性樹脂分散体として用いることにより、例えば前記中間転写体を介して記録媒体にインクジェット記録画像を形成する場合、中間転写体へ記録された画像の中間転写体からの剥離性を向上させ、さらに優れた画像の定着性が得られる。
また、前記電子線硬化性のモノマー、マクロマー、オリゴマー、プレポリマーとしては、紫外線硬化性の材料と同様のものが挙げられる。
また、前記熱重合開始剤としては、プロトン酸/ルイス酸等の酸、アルカリ触媒、金属触媒などが挙げられる。
また、硬化性溶液は、硬化後の層の着色制御を行う目的で各種色材を含んでいてもよい。
このように、硬化性溶液がインク受容性粒子を含有することによって、速やかにインク液体成分(例えば、水、水性溶媒)が、インク受容性粒子に取り込まれ画像が固定化するため、インク間の境界部での混色や、画像均一性、さらには転写時の圧力によるインクの不均一な転写を軽減する。
なお、前記体積平均粒径は、レーザー回析式粒度分布測定装置、コールターマルチサイザー(ベックマン−コールター社製)等により測定される。
この機能を有する成分は、前記インク受容性粒子を構成する樹脂の官能基として含んでもよいし、化合物として含んでもよい。当該官能基としては、例えば、カルボン酸、多価金属カチオン、ポリアミン類等などが挙げられる。また、当該化合物としては、無機電解質、有機酸、無機酸、有機アミンなどの凝集剤が好適に挙げられ、これらとしては、前述のインク受容性粒子において例示したものを同様に用いる。
例えば前記記録方法(記録装置)は、記録材を含むインクと、前記本実施形態のインク受容性粒子と、を用いた記録方法(記録装置)であり、インクをインク受容性粒子に受容する工程(受容手段)と、インクを受容したインク受容性粒子を記録媒体に転写する工程(転写手段)と、を有するものが挙げられる。また、記録媒体上に転写されたインク受容性粒子を定着する工程(定着手段)をさらに有していてもよい。
まず、下記実施例において示される各特性値の測定方法について説明する。なお、既に記載済みの測定方法については省略する。
(吸水率)
吸水率は、JIS K7209(1984)に準じて以下のように測定した。
まず、乾燥したインク受容性粒子をビーカーに入れる。ここにイオン交換水を入れ、23℃で24時間浸漬させる。この粒子分散液を遠心分離管に移し、遠心沈降して粒子をケーキ化する。分離した上ずみを除去し、ケーキの上に残存する余分な水分を濾紙で吸い取る。このときの遠心分離管の質量M2(mg)を秤量した後、40℃で24時間真空乾燥して乾燥後の遠心分離管の質量M1(mg)を秤量する。これらの測定値から、下式(1)に従って吸水率C(%)を算出した。
吸水率C(%)=〔(M2−M1)/(M1−M3)〕×100 ・・・ 式(1)
(ここで、M3は遠心分離管の質量(mg)である。)
まず、重合体粒子を秤量してキャップ付き試験管に入れ、DMF5mlを加え、超音波スターラーを用いて1時間分散した。分散液全量をコニカルビーカーに集め、指示薬としてフェノールフタレイン(和光純薬(株)製)を用いて、0.1Mのエタノール性水酸化カリウム溶液(和光純薬(株)製)を滴下した。
また、重合体粒子を用いないブランク実験も行い、その差分から下式(2)に従って酸性基量(mmol/g)を算出した。
上記式(2)中、Eはブランク実験での水酸化カリウム溶液滴下量(ml)、Fはサンプルの水酸化カリウム溶液滴下量(ml)、fは水酸化カリウム溶液のファクター、Wは重合体粒子の重量(g)を各々表す。
(インク受容性粒子の製造)
[水相]
・イオン交換水:1000部
・界面活性剤(花王社(株)製ペレックスCS):6.0部
[油相]
・重合開始剤(和光純薬社製過硫酸カリウム):1.5部
・スチレン(和光純薬(株)製品):4.5部、
・フェノキシポリエチレングリコールモノメタクリレート
(日油(株)製ブレンマーPAE−100):32.5部
・フタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル
(三菱レイヨン(株)製アクリエステルPA):72.0部
・ジビニルベンゼン(和光純薬(株)製品純度55%):1.1部
・ポリウレタンアクリレート:40部
・トリメチロールのエチレンオキシド付加物のトリアクリレート:30部
・メチルベンゾイルベンゾエート(光重合開始剤):5部
以上をロールミルにて混合し、硬化性溶液を得た。この硬化性溶液100部に対し、前記インク受容性粒子50部を混合し、硬化性樹脂分散体とした。この硬化性樹脂分散体の剤作製において、粒子が水面に浮いたり容器壁面に堆積したりすることなく、粒子全体が良好に水中に再分散し、分散性は良好であった。
−評価用インク−
評価用のインクとしては、下記ブラックインクを用意した。
まずCab−o−jet−300(キャボット社製)を超音波ホモジナイザーで30分間処理した後、遠心分離処理(7000r.p.m.、20分間)して顔料分散液(カーボン濃度:12.8%)を得た。
・上記顔料分散液:40部
・グリセリン:20部
・界面活性剤(日本油脂社製、サーフィノール465):1.5部
・純水:35部
前記硬化性樹脂分散体を、バーコーターを用いて、フッ素コートされた樹脂ベルト上に膜厚が10μmになるように塗布し、インク受容性粒子層を形成した。ここに前記ブラックインクを用いてピエゾ方式の記録ヘッド(解像度:600dpi)にて文字と線画像とを印字した。
その後、転写装置(直径30mmの鋼製パイプにフッ素系樹脂を被覆した加圧ロールでベルトを押圧する構成を有する、ベルトに対する押し当て力:線圧3kgf/cm)により前記インク受容性粒子層に印字した樹脂ベルト及びアート紙(OK金藤、王子製紙社製)を重ねて押圧し、樹脂ベルトの裏面からランプ最大出力が1.5kWのメタルハライドランプでUV照射を行い、アート紙上へインク受容性粒子層を転写した。
前記転写装置による転写時に、転写後の樹脂ベルト上の残留物を目視観察することによってインク受容性粒子層の剥離性を評価し、残留物が単位面積あたり面積で10%未満である場合には転写性良好と判断し、10%以上である場合には転写性不良と判断した。その結果を表1に示す。
得られた印字物における文字部について、目視により評価を行った。評価基準は以下の
通りであり、G1又はG2であれば実用上問題ない。その結果を表1に示す。
G1:文字の滲みは認められなかった。
G2:文字の滲みが若干認められたが実用上問題ない。
G3:文字の滲みが著しかった。
印字1分後に画像部を指で擦り、指の汚れを判断し、定着性を判別した。評価基準は以
下の通りであり、G1又はG2であれば実用上問題ない。その結果を表1に示す。
G1:汚れがない
G2:わずかに汚れがある
G3:汚れがある。
印字10秒後に画像部に上質紙を重ね、上質紙に付着した汚れを判断し、吸水速度を判別した。評価基準は以下の通りであり、G1又はG2であれば実用上問題ない。その結果を表1に示す。
G1:汚れがない
G2:わずかに汚れがある
G3:汚れがある。
(インク受容性粒子の製造)
実施例1において、スチレン(和光純薬(株)製品)4.5部、フェノキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製品):32.5部、フタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル(三菱レイヨン(株)製品、アクリエステルPA)72.0部及びジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)1.1部を、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレート(日油(株)製品):78.0部、フタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル(三菱レイヨン(株)製、アクリエステルPA)97.0部及びジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)1.2部に変更した以外は、実施例1と同様にして、体積平均粒径が0.3μmの単分散の重合体粒子を得た。さらに実施例1と同様にして重合体融合物を得た。
次いで、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。なお、このときの硬化性樹脂分散体における粒子の分散性は良好であった。
(インク受容性粒子の製造)
実施例1において、スチレン(和光純薬(株)製品)4.5部、フェノキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製品):32.5部、フタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル(三菱レイヨン(株)製品、アクリエステルPA)72.0部及びジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)1.1部を、スチレン(和光純薬(株)製)4.5部、フェノキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレート(日油(株)製品):35.0部、フタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル(三菱レイヨン(株)製、アクリエステルPA)95部及びジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)1.1部に変更した以外は実施例1と同様にして、体積平均粒径が0.4μmの単分散の重合体粒子を得た。さらに実施例1と同様にして重合体融合物を得た。
次いで、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。なお、このときの硬化性樹脂分散体における粒子の分散性は良好であった。
(インク受容性粒子の製造)
実施例1において、2%の水酸化ナトリウム水溶液800部を、2%の水酸化アンモニウム水溶液800部に変更した以外は実施例1とに処理して、重合体融合物を得た。得られた重合体粒子の融合物をボールミルポットに入れ、直径が10mmのジルコニアボールで粉砕し、分級操作を行って、体積平均粒径が1.0μmのインク受容性粒子を得た。このインク受容性粒子の吸水率は300%であった。
次いで、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、同様の評価を行った。その結果を表1に示す。なお、このときの硬化性樹脂分散体における粒子の分散性は良好であった。
(インク受容性粒子の製造)
実施例1において、スチレン(和光純薬(株)製品)4.5部、フェノキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製品):32.5部、フタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル(三菱レイヨン(株)製品、アクリエステルPA)72.0部及びジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)1.1部を、スチレン(和光純薬(株)製)4.5部、フェノキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレート(日油(株)製品):35.0部、フタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル(三菱レイヨン(株)製、アクリエステルPA)95部及びジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)2.0部に変更した以外は実施例1と同様にして、体積平均粒径が0.2μmの単分散の重合体粒子を得た。さらに実施例1と同様にして重合体融合物を得た。
次いで、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。なお、このときの硬化性樹脂分散体における粒子の分散性は良好であった。
実施例1において、フタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル(三菱レイヨン(株)製アクリエステルPA)72.0部をメタクリル酸(和光純薬(株)製品)22.3部に変更した以外は実施例1と全く同様に、重合を行った。反応液を目開き20μmの篩いを通過させようとしたが、篩いの上には20μm以上の凝集物が大量に残ってしまった。反応液の一部をとって走査型電子顕微鏡(キーエンス社製VE7800)で同様に観察したところ、10μmから100μmの粒度分布の広い不定形の重合体粒子であった。上記重合体粒子を粉砕し、平均粒径6μmのインク受容性粒子とし、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、これを用いて実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1にまとめて示す。
実施例1において、スチレン4.5部フェノキシポリエチレングリコールモノメタクリレート32.5部およびフタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル72.0部を、それぞれ28.0部、35.0部、18.0部に替えた以外は実施例1と全く同様に、重合を行った。反応終了後、反応液を目開き20μmの篩いを通過させたが、篩いの上には20μm以上の凝集物ほとんど残存しなかった。一部をとって走査型電子顕微鏡(キーエンス社製VE7800)で観察したところ、体積平均粒径が0.2μmの単分散の重合体粒子であった。得られた重合体粒子を遠心分離で洗浄した後、一部を分取して真空乾燥し、酸性基量を測定したところ、0.8mmol/gであった。上記重合体粒子を用い、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、これを用いて実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1にまとめて示す。
(インク受容性粒子の製造)
実施例1において、ジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)1.1部を、ジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)0.4部に変更した以外は、実施例1と同様にして、体積平均粒径が0.4μmの単分散の重合体粒子を得た。さらに実施例1と同様にして重合体融合物を得た。
得られた重合体融合物をボールミルポットに入れ、直径が10mmのジルコニアボールで粉砕し、分級操作を行って、体積平均粒径が3.0μmのインク受容性粒子を得た。このインク受容性粒子の吸水率は4500%であった。
次いで、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。なお、このときの硬化性樹脂分散体における粒子の分散性は良好であった。
(インク受容性粒子の製造)
実施例1において、ジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)1.1部を、ジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)0.1部に変更した以外は、実施例1と同様にして、体積平均粒径が0.4μmの単分散の重合体粒子を得た。さらに実施例1と同様にして重合体融合物を得た。
得られた重合体融合物をボールミルポットに入れ、直径が10mmのジルコニアボールで粉砕し、分級操作を行って、体積平均粒径が3.0μmのインク受容性粒子を得た。このインク受容性粒子の吸水率は5400%であった。
次いで、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。なお、このときの硬化性樹脂分散体における粒子の分散性は良好であった。
(インク受容性粒子の製造)
実施例2において、得られた重合体融合物をボールミルポットに入れるかわりに、遊星型ボールミルを使用し、直径が5mmのジルコニアボールで粉砕し、分級操作を行って、体積平均粒径が0.8μmのインク受容性粒子を得た。このインク受容性粒子の吸水率は850%であった。
次いで、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、実施例2と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。なお、このときの硬化性樹脂分散体における粒子の分散性は良好であったが、粘度が高くなり10μmの塗膜を得るに際して歩留まりが悪くなった。
(インク受容性粒子の製造)
実施例1において、スチレン(和光純薬(株)製品)4.5部、フェノキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製品):32.5部、フタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル(三菱レイヨン(株)製品、アクリエステルPA)72.0部及びジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)1.1部を、スチレン(和光純薬(株)製品)36.5部、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレート(日油(株)製品):78.0部、及びジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)1.5部に変更した以外は、実施例1と同様にして、体積平均粒径が0.2μmの単分散の重合体粒子を得た。この重合体粒子の乾燥品100部にテトラクロルエタン200部を加え、60℃で30分加熱した。冷却後、クロルスルホン酸500部を少しずつ加えて室温で4時間攪拌した。ついで、塩化水素が発生しなくなるまで氷酢酸を加え、多量の水中に注いだ。沈殿した樹脂をアセトン、純水で洗浄した。次いで、洗浄した上記重合体粒子スラリーに、2%の水酸化ナトリウム水溶液800部を加え常温(25℃)で5時間攪拌し、スルホン酸基を中和した。
さらに実施例1と同様にして重合体融合物を得た。
次いで、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。なお、このときの硬化性樹脂分散体における粒子の分散性は良好であった。
(インク受容性粒子の製造)
実施例1において、スチレン(和光純薬(株)製品)4.5部、フェノキシポリエチレングリコールモノメタクリレート(日油(株)製品):32.5部、フタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル(三菱レイヨン(株)製品、アクリエステルPA)72.0部及びジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)1.1部を、スチレン(和光純薬(株)製)2.0部、フェノキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレート(日油(株)製品):10.0部、フタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチル(三菱レイヨン(株)製、アクリエステルPA)95部及びジビニルベンゼン(和光純薬(株)製、純度:55%)1.1部に変更した以外は実施例1と同様にして、体積平均粒径が0.4μmの単分散の重合体粒子を得た。さらに実施例1と同様にして重合体融合物を得た。
次いで、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。なお、このときの硬化性樹脂分散体における粒子の分散性は良好であった。
(インク受容性粒子の作製)
・多孔質シリカ粒子(無機多孔質粒子:体積平均粒子径30nm、BET比表面積(N2 )280m2/g):40部
・ポリアクリル酸(部分架橋)樹脂粒子(有機樹脂粒子:体積平均粒径400nm、吸液 性樹脂、酸価120mgKOH/g、Tg=40℃):60部
・ポリビニルアルコール:2.5部
・ポリアリルアミン:2.5部
上記組成を攪拌混合(サンプルミルで約30秒)した後、微量の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、メカノフュージョンシステムにて断続的に処理し複合粒子化した。断続駆動条件毎に粒径を測定し、約2.2μmとなった段階で取り出した。更に、サンプルミル中で上記粒子100部に対し、シリカ1部、パラフィンワックス(OX−3215/日本精蝋社)1質量部、ステアリルアルコール0.15部を加え、加熱しながら、攪拌混合し、体積平均粒径が2.2μmのインク受容性粒子を作製した。このインク受容性粒子の吸水率は2000%であった。上記インク受容性粒子を用い、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、これを用いて実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1にまとめて示す。
実施例1において、フェノキシポリエチレングリコールモノメタクリレート32.5部を、ベンジルメタクリレート23.0部に替えた以外は実施例1と全く同様に、重合を行った。反応終了後、反応液を目開き20μmの篩いを通過させたが、篩いの上には20μm以上の凝集物はほとんど残存しなかった。一部をとって走査型電子顕微鏡(キーエンス社製VE7800)で観察したところ、体積平均粒径が0.3μmの単分散の重合体粒子であった。得られた重合体粒子を遠心分離で洗浄した後、一部を分取して真空乾燥し、酸性基量を測定したところ、2.2mmol/gであった。上記重合体粒子を用い、実施例1と同様にして硬化性樹脂分散体を作製し、これを用いて実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1にまとめて示す。
Claims (10)
- 重合体粒子を含み、該重合体粒子が酸性基並びにポリオキシエチレン鎖及びポリオキシプロピレン鎖を有する樹脂を含有し、該酸性基の少なくとも一部が塩構造を有し、前記重合体粒子に含有される樹脂が、下記構造式(I)で示される、構造単位(A)及び構造単位(B)を含む共重合体であって、前記構造単位(A)がフタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチルに由来する構造であり、前記構造単位(B)がオクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレートおよびフェノキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレートから選択される少なくとも1種に由来する構造であることを特徴とするインク受容性粒子。
(構造式(I)において、R 1 及びR 2 はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表す。nは1以上18以下の整数を表す。mは1以上30以下の整数を表す。lは1以上18以下の整数を表す。X + はアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、又は四級アンモニウムイオンを表す。Yは炭素数1以上30以下のアルキル基または炭素数6以上18以下のアリール基を表す。) - 重合体粒子が乳化重合法で作製されたことを特徴とする請求項1に記載のインク受容性粒子。
- 前記重合体粒子の体積平均粒径が0.1μm以上1.0μm以下であり、該重合体粒子の凝集及び融合の少なくとも何れかにより構成されることを特徴とする請求項1に記載のインク受容性粒子。
- 前記重合体粒子の酸性基量が1.0mmol/g以上3.0mmol/g以下であり、前記重合体粒子から構成される粒子の体積平均粒径が1.0μm以上20μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のインク受容性粒子。
- 吸水率が200%以上5000%以下であることを特徴とする請求項1に記載のインク受容性粒子。
- 請求項1に記載のインク受容性粒子と、硬化性樹脂と、を含むことを特徴とする硬化性樹脂分散体。
- 前記硬化性樹脂がポリオキシエチレン鎖及びポリオキシプロピレン鎖の少なくとも何れかを有することを特徴とする請求項6に記載の硬化性樹脂分散体。
- 前記インク受容性粒子の体積平均粒径が1μm以上5μm以下であること特徴とする請求項6に記載の硬化性樹脂分散体。
- 酸性基並びにポリオキシエチレン鎖及びポリオキシプロピレン鎖を有する樹脂を含有し、前記樹脂が、下記構造式(II)で示される、構造単位(C)及び構造単位(D)を含む共重合体であって、前記構造単位(C)がフタル酸モノ−2−(メタクリロイルオキシ)エチルに由来する構造であり、前記構造単位(D)がオクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレートおよびフェノキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−モノメタクリレートから選択される少なくとも1種に由来する構造であり、体積平均粒径が1μm以下の重合体粒子を作製する重合体粒子作製工程と、
前記重合体粒子の酸性基を塩基で中和する中和工程と、
前記重合体粒子を凝集体粒子とする凝集体粒子形成工程と、
を有することを特徴とするインク受容性粒子の製造方法。
(構造式(II)において、R 1 及びR 2 はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表す。nは1以上18以下の整数を表す。mは1以上30以下の整数を表す。lは1以上18以下の整数を表す。Yは炭素数1以上30以下のアルキル基または炭素数6以上18以下のアリール基を表す。) - 前記凝集体粒子形成工程が、
前記重合体粒子を凝集・融合させる凝集・融合工程と、
前記凝集・融合させた重合体粒子を粉砕する粉砕工程と、を有することを特徴とする請求項9に記載のインク受容性粒子の製造方法。
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