JP5177967B2 - 色材粒子ならびにその製造方法および製造装置 - Google Patents
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Description
2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(イソブチレート)、 2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、 2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]モノスルフェートモノハイドレート 、無水2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジスルフェート、 2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)]、2,2‘−アゾビス[2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピナミド、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)]プロピナミド、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチル)プロピナミド、2,2’−アゾビス (2,4,4−トリメチルペンタン)等のアゾ化合物; ベンゾイルパーオキサイド(BPO)等の過酸化化合物等が挙げられる。
図3に示すマイクロリアクターについて、光造形装置(株式会社ディーメック製、商品名:SCS−1000HD)を用い、3次元CADデータで設計された立体像を、幾層もの薄い断面体にスライスして2次元のスライスデータに変換した。タンク内に光硬化性樹脂(株式会社ディーメック製、商品名:SCR950)とエレベーターを入れ、この2次元のスライスデータに基づいてレーザー(He−Cdレーザー、ピーク波長=325nm)をタンク内の光硬化性樹脂の表面に走査させ、断面形状を描いていった。レーザーのスポットサイズはφ50μmであった。レーザーが当たった部分は硬化し、エレベーター上に一層分の断面体(樹脂一層分の厚み=30μm)が形成された。その後、エレベーターが一層分ずつ下降して、連続的に幾層もの薄い断面体を積層し、3次元に積層造形していった。最後にエレベーターを引き上げることで、3次元に積層造形されたモデルを取り出し、後処理を施して、図3に示すマイクロリアクターを完成させた。
第1の流路の流路調節具として、ポリイミド系樹脂を含有する撥水剤(商品名:カプトン、東レ製)で周壁を撥水処理したガラス管を、第1の流路に挿通させた。
得られたマイクロリアクターの第1流路の出口の内径は50μm、第1の流路の出口を含む第2の流路の断面の内径は1.2mmであった。また、第1の流路の全長は28mm、第2の流路の全長は20mmであった。
上記で得られたマイクロリアクターに、硬化手段として、UV露光機(ウシオ電機製、ピーク波長:365nm)を紫外光がマイクロリアクターの上方から照射されるように設置した。UV露光機の直接光の照度は、24.5mW/cm2であり、合流流路(肉厚L:0.3mm)内部への到達照度は、19.1mW/cm2であった。照射光量は、98mJ/cm2であった。図7に示すように、第1の液体と第2の液体が接触するまでは、第1の流路、第2の流路から合流点までを遮光テープで覆った。図4に示すように、合流流路の終端部に、石英ガラス管(外径:1.40mm、内径:0.9mm、長さ:40mm)を用いた。合流流路の長さは22mm、マイクロリアクターの全長は53mmであった。
アクリロイルモルホリン(商品名:ACMO、興人製)30gに、光重合開始剤(商品名:イルガキュア2959、チバガイギー製)1.5gと有機系顔料(平均粒径:0.3μm、商品名:IRGA2IN DPP RED BO、ナガセケムテックス製)0.9gと加えて、均一になるまでペイントシェーカーを用いて混合した。このようにして、粘度14.5mPa・s、第1の流路との接触角38°の第1の液体を得た。
大豆油500gに、ソルビタンモノラウレート(ナカライテスク製)5gを加え混合した。このようにして、粘度60.2mPa・s、第2の流路との接触角19°の第2の液体を得た。
上記で作製したマイクロリアクターを用い、第1の流路に上記で得られた第1の液体を流し、第2の流路に上記で得られた第2の液体を流した。第1の液体および第2の液体は、いずれもシリンジポンプを用いて連続的に流した。第1の液体の流量を10μl/分とし、第2の液体の流量を2333μl/分として、流量比を1:233、流速比1:0.7とした。マイクロリアクターの合流点で第1の液体と第2の液体とを接触させた(合流部近辺のレイノルズ数0.64)。第2の液体を接触させた第1の液体に上記の条件で紫外光を照射して色材粒子を作製した。得られた色材粒子の評価結果を表1および図8に示す。
1.平均粒子径および粒度分布(バラツキ)
得られた色材粒子の平均粒子径および粒度分布を、顕微鏡(キーエンス製)により測長した。
2.粒子形状
得られた色材粒子の粒子形状を、レーザー顕微鏡(キーエンス製)により観察した。
1.粘度
得られた第1の液体および第2の液体の粘度を、振動式粘度計(VISCOMATE VM−1G)により測定した。
2.接触角
第1の液体と第1の流路との接触角を、接触角計(DM−500、協和科学製)により測定した。
10 マイクロリアクター
20 硬化手段
30 遮光手段
40 流路調節具
1 第1の流路
2 第2の流路
3 合流流路
4 隔壁
5 補助流路
1a 第1の流路への供給口
2a 第2の流路への供給口
2a´ 第2の流路への供給口
3a 合流点
Claims (18)
- 第1の流路にエネルギー線硬化性モノマーと重合開始剤と着色剤とを含む第1の液体を連続的に供給する工程と、
該第1の流路の出口を包囲するように形成された第2の流路に第2の液体を供給する工程と、
該第1の流路と該第2の流路とが合流する合流点で該第1の液体と該第2の液体とを層流状態で接触させる工程と、
該第2の液体を接触させた該第1の液体にエネルギー線を照射する工程とを含み、
該第1の流路と該第1の液体との接触角が30〜60°である、色材粒子の製造方法。 - 前記第1の流路の出口の内径が1〜300μmである、請求項1に記載の製造方法。
- 前記第1の液体の流速と前記第2の液体の流速との比が1:0.1〜1:30である、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記第1の流路の出口の形状が円形である、請求項1から3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記着色剤が顔料を含む、請求項1から4のいずれかに記載の製造方法。
- 前記顔料の平均粒径が0.01〜1μmである、請求項5に記載の製造方法。
- 前記エネルギー線が紫外光である、請求項1から6のいずれかに記載の製造方法。
- 前記エネルギー線硬化性モノマーがアクリロイル基および/またはメタクリロイル基を有する、請求項7に記載の製造方法。
- 球状の色材粒子を形成する、請求項1から8のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1から9のいずれかに記載の製造方法により得られた色材粒子。
- 請求項10に記載の色材粒子を含むインク。
- 請求項10に記載の色材粒子を含むトナー。
- エネルギー線硬化性モノマーと重合開始剤とを含む第1の液体が供給される第1の流路と、第2の液体が供給される第2の流路と、該第1の流路と該第2の流路とが3次元的に合流して形成される合流流路とを備えるマイクロリアクターと、
該第1の液体を硬化させる硬化手段とを備え、
該第1の流路の出口が該第2の流路に包囲され、
該第1の流路と該第1の液体との接触角が30〜60°である、色材粒子の製造装置。 - 前記第1の流路の出口の内径が1〜300μmである、請求項13に記載の製造装置。
- 前記第1の流路が撥水処理されている、請求項13または14に記載の製造装置。
- 前記第1の流路の出口の形状が円形である、請求項13から15のいずれかに記載の製造装置。
- 前記合流流路の少なくとも一部は紫外光を透過し、前記硬化手段が紫外光照射手段である、請求項13から16のいずれかに記載の製造装置。
- 前記第1の流路および/または前記第2の流路に紫外光が照射されるのを防止するための遮光手段が備えられている、請求項17に記載の製造装置。
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