JP5488078B2 - Method for producing fine particles using photocuring material - Google Patents

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Description

本発明は、インクジェット法を用い、樹脂質微粒子を製造する改良された方法に関する。   The present invention relates to an improved method for producing resinous fine particles using an inkjet method.

従来、樹脂質微粒子を製造する方法が数多く提案されている。例えば特許文献1の特許第3786034号公報には、噴霧乾燥プロセスの改良法として、流動性を有する原料を吐出する圧電素子使用ヘッド部から、前記原料を塔状の固化部に吐出して、微粒子であるトナーを製造する方法が開示されているが、この技術は、光硬化性樹脂を使用したものでもないし、液体中に液滴を吐出して微粒子を製造するものでもない。   Conventionally, many methods for producing resinous fine particles have been proposed. For example, in Japanese Patent No. 3778634 of Patent Document 1, as an improved method of the spray drying process, the raw material is discharged from a piezoelectric element use head portion that discharges a fluid raw material to a tower-like solidified portion, and fine particles However, this technique does not use a photocurable resin, nor does it produce fine particles by discharging droplets into a liquid.

また、特許文献2の特開2006−28432号公報には、吐出ヘッドから吐出され、樹脂材料を主成分とする第1の微粒子が複数個凝集した凝集体と、第2の硬化済み光硬化性樹脂粒子とを溶融接合する工程を経て、複合粒子を形成する樹脂粒子の製造法が開示されているが、これは、本発明におけるように、いったん液体中に吐出させて光硬化させるものではなく、ノズルからでた滴から得られる粉体を搬送中に光硬化させるものであるため、硬化不充分であり、粉体微粒子の集合としてその後の取り扱い、搬送性が不便である。この場合、液体中に滴が存在しその界面張力のために球形となるステップをふまないため形状が乱れやすく、生成物が微粒子の粉末のため搬送上扱い難い。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-28432 of Patent Document 2 discloses an aggregate in which a plurality of first fine particles mainly composed of a resin material are ejected from an ejection head, and a second cured photocurability. Although a method for producing resin particles for forming composite particles through a process of melt-bonding with resin particles is disclosed, this is not what is once discharged into a liquid and photocured as in the present invention. Since the powder obtained from the droplets from the nozzle is photocured during transportation, it is insufficiently cured, and the subsequent handling and transportability are inconvenient as a collection of powder fine particles. In this case, since a droplet exists in the liquid and the step of becoming spherical due to the interfacial tension is not taken into account, the shape is likely to be disturbed, and the product is difficult to handle because it is a fine particle powder.

従来、インクジェットを使用して原料の滴を吐出し、微粒子を製造する方法は知られているが、多くは、熱硬化性材料であり、時間をかけて加熱硬化させている。
例えば、特許文献3の特開2004−300436号公報には、樹脂質材料の溶融物あるいは液状物または溶液を液体ジェットヘッドから不溶性媒体中に吐出し、固化させて樹脂状微粒子を製造する方法が開示されており、その明細書中には紫外線硬化方法の使用可能性について言及しているものの、光照射硬化させた例は記載されてなく、炭化水素環含有のポリエステル、エポキシ樹脂が高ガラス転位点と溶融粘度の点から好ましい旨記載され、熱反応により硬化させている。
Conventionally, methods for producing fine particles by discharging droplets of raw materials using an ink jet are known, but many are thermosetting materials, and are heated and cured over time.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-300366 of Patent Document 3 discloses a method for producing resinous fine particles by discharging a molten material or a liquid material or solution of a resinous material from a liquid jet head into an insoluble medium and solidifying it. Although the specification mentions the possibility of using an ultraviolet curing method in the specification, examples of light-curing curing are not described, and a polyester or epoxy resin containing a hydrocarbon ring has a high glass transition. From the point of view and melt viscosity, it is described that it is preferable, and it is cured by a thermal reaction.

特許文献4の特開昭61−243803号公報、及び特許文献5の特開昭61−246202号公報には、圧電素子を用いた吐出ヘッドから微粒子モノマーを間歇的に吐出させ、しかる後に硬化または重合させることを内容とする微粒子の製造法が開示されているが、熱硬化を用いるものである。特許文献6の特開平4−65403号公報記載の技術は、水または水溶液からなる第2の液体中に、付加重合性モノマーを含む第1の液体を、電圧印加ノズルから液滴状に吐出する段階を含む高分子微粒子の製造法に関するものであるが、これも、熱硬化を用いている。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-243803 of Patent Document 4 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-246202 of Patent Document 5, fine particle monomers are intermittently discharged from a discharge head using a piezoelectric element and then cured or cured. A method for producing fine particles whose content is to be polymerized is disclosed, but thermosetting is used. In the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-65403 of Patent Document 6, the first liquid containing the addition polymerizable monomer is discharged in the form of droplets from the voltage application nozzle into the second liquid made of water or an aqueous solution. The method relates to a method for producing polymer fine particles including a step, which also uses thermosetting.

加熱による温度変化が、所望粒径の微粒子を得ようとする際に、吐出液の粘度、分散質の分散安定性、液中への溶解性等に多大の影響を与えることは、明らかである。
また、滴を作成後に硬化させるまでの時間が長いと、滴が融合したり、変形したりして、均等性のよい微粒子は得難い。
It is obvious that the temperature change due to heating has a great influence on the viscosity of the discharge liquid, the dispersion stability of the dispersoid, the solubility in the liquid, etc., when trying to obtain fine particles having a desired particle diameter. .
Further, if the time until the droplets are cured after the droplets are formed is long, the droplets are fused or deformed, and it is difficult to obtain fine particles with good uniformity.

さらに、特許文献7の特表2008−5312142号公報記載の技術は、収集基材が固体のものであり、特許文献8の特開2004−91767号公報記載のものは、光硬化性樹脂微粒子の製造方法であって光硬化させる製造方法でない。   Furthermore, the technique described in Japanese Patent Application Publication No. 2008-531142 in Patent Document 7 is that the collection base material is solid, and the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-91767 in Patent Document 8 is a photocurable resin fine particle. It is a manufacturing method and not a photocuring manufacturing method.

我々は紫外線硬化材料を有する材料(B)の液滴を、受容側液体(A)に吐出した後に光照射して微粒子を製造する方法について、鋭意検討した結果、今般、材料(B)の液滴の物性と受容側の液体(A)の物性との相関関係、時間経過に伴なう物性の変化、複数種の材料(B)の液滴を吐出した場合、異なる材料(B)の液滴相互間における挙動について、後述の重要な幾つかの事実を発見した。   As a result of intensive studies on a method for producing fine particles by irradiating light after discharging a droplet of the material (B) having an ultraviolet curable material to the receiving liquid (A), the liquid of the material (B) is now Correlation between the physical properties of the droplet and the physical properties of the liquid (A) on the receiving side, changes in physical properties over time, and liquids of different materials (B) when a plurality of types of material (B) droplets are ejected We found some important facts below regarding the behavior between drops.

本発明の第1の目的は、インクジェット法により、粒径分布のそろった微粒子を製造する方法を提供することにあり、また、微粒子が2色の面をもつツインボールの製造に有効な微粒子製造方法を提供することにあり、さらに、機能性材料として着色剤を添加してトナーなど着色微粒子を製造する方法を提供することにある。   A first object of the present invention is to provide a method for producing fine particles having a uniform particle size distribution by an inkjet method, and to produce fine particles effective for producing twin balls having finely colored surfaces. Another object of the present invention is to provide a method for producing colored fine particles such as toner by adding a colorant as a functional material.

上記のように、我々は紫外線硬化材料を有する材料(B)の液滴を、受容側液体(A)の中に吐出した後に光照射して微粒子を製造する方法について、鋭意検討した結果、今般、以下の事実を発見した。
(1)微粒子の製造には、受容側の液体(A)の物性が非常に重要で、その静的表面張力が30mN/m(25℃)以上であると、微粒子が生成しにくい。
(2)液体(A)に吐出した後に、光照射を速やかに行わないと、微粒子どうしが融合したり、変形して均一な微粒子ができにくい。
(3)材料(B)に機能性材料(例えば着色剤)を加えて、複数の種類の液(B1,B2・・・・)を作成し,それらを同一箇所あるいは近い箇所に吐出し硬化させることにより2種の滴が融合はするが、完全に均一に溶解することなく、微粒子球の部分毎に(2成分の場合、半球毎に)成分の異なった1つの微粒子球ができる。
As described above, as a result of intensive studies on a method for producing fine particles by irradiating light after discharging a droplet of a material (B) having an ultraviolet curable material into the receiving liquid (A), I found the following facts.
(1) For the production of fine particles, the physical properties of the liquid (A) on the receiving side are very important, and if the static surface tension is 30 mN / m (25 ° C.) or more, the fine particles are hardly generated.
(2) If the light irradiation is not performed promptly after the liquid (A) is discharged, the fine particles are fused or deformed and it is difficult to form uniform fine particles.
(3) A functional material (for example, a colorant) is added to the material (B) to create a plurality of types of liquids (B1, B2,...), Which are discharged to the same location or a nearby location and cured. As a result, the two types of droplets are fused, but one fine particle sphere having different components is formed for each part of the fine particle sphere (for each of the hemispheres in the case of two components) without completely uniformly dissolving.

而して、前記従来技術の課題は、つぎの(1)〜()の本発明により、好適に解決される。
(1)「少なくとも硬化性材料を含み流動性を有する原料(B)の滴を用いて、硬化した微粒子を製造する方法において、
原料(B)を滴にして、該原料(B)の滴を溶解又は一相に相溶しない液体である(A)液面に向かって吐出させる(A)液中への原料(B)滴の配置工程、及び(A)液中の微粒子を硬化させる微粒子硬化工程を含み、
前記硬化性材料は活性光線硬化性材料であり、前記原料(B)は、機能性材料を含む複数の原料(B1,B2・・・)からなり、原料(B)滴の配置工程は、機能性材料を含む複数の各原料(B1,B2・・・)の滴をそれぞれ(A)液面に向かって吐出させて、(A)液中で前記滴を融合させることにより、機能性材料が組み合わされた微粒子を形成する段階を含むものであり、前記微粒子硬化工程は、前記(A)液中の前記融合微粒子に活性光線を照射して、前記形成された微粒子を硬化させるものであって、前記(A)液は、主成分が水で、界面活性剤を含み、その静的表面張力が30mN/m(25℃)以下であり、かつ、硬化のための活性光線照射を、前記原料(B)滴が前記(A)液中に配置された後1時間以内に行なうことを特徴とする微粒子の製造方法。」;
)「前記(A)液中の前記原料(B)滴が、吐出時に形成されるサテライト滴を有し、サテライト滴を利用して小粒径の微粒子を作製することを特徴とする前記(1)項に記載の微粒子の製造方法。」;
)「光照射前に(A)液に流れをつくることにより滴を変形させ、そのまま光照射することにより変形した微粒子を作製することを特徴とする前記(1)項または(2)項に記載の微粒子の製造方法。」;
)「前記原料(B)滴の前記(A)液面に向かっての吐出が、ピエゾ方式のインクジェットヘッドを使用したものであることを特徴とする前記(1)項乃至(3)項のいずれかに記載の微粒子の製造方法。」;
)「前記原料(B)滴の前記(A)液面に向かっての吐出が、サーマル方式のインクジェットヘッドを使用したものであることを特徴とする前記(1)項乃至(3)項のいずれかに記載の微粒子の製造方法。」;
)「前記界面活性剤が、フッ素系あるいはシリコン系界面活性剤であることを特徴とする前記(1)項に記載の微粒子の製造方法。」;
)「前記機能性材料が着色剤であることを特徴とする前記(1)項に記載の微粒子の製造方法。」;
)「エレクトロスプレーディポジション法により小粒径の微粒子を作製することを特徴とする前記(1)項乃至(7)項のいずれかに記載の微粒子の製造方法。」;
)「活性光線硬化性液体(C)の上に(A)液の層を設け、該層面に向かって原料(B)滴を吐出して光照射を行いその後(A)液の水分を蒸発させることにより活性光線硬化性液体(C)の硬化膜の上に原料(B)の硬化した微粒子が付着した膜を作製する前記(1)項に記載の微粒子の製造方法。」

Thus, the problems of the prior art are suitably solved by the present inventions (1) to ( 9 ) below.
(1) “In a method for producing hardened fine particles using droplets of a raw material (B) containing at least a curable material and having fluidity,
The raw material (B) is used as droplets, and the droplets of the raw material (B) are dissolved or liquids that are not compatible with one phase (A) discharged toward the liquid surface (A) The raw material (B) droplets into the liquid And (A) a fine particle curing step of curing fine particles in the liquid,
The curable material is an actinic ray curable material, and the raw material (B) is composed of a plurality of raw materials (B1, B2,...) Including a functional material. The functional material can be obtained by ejecting droplets of a plurality of raw materials (B1, B2...) Containing the functional material toward the liquid surface (A) and fusing the droplets in the liquid (A). A step of forming combined fine particles, wherein the fine particle curing step irradiates the fused fine particles in the liquid (A) with an actinic ray to cure the formed fine particles. The liquid (A) is mainly composed of water, contains a surfactant, has a static surface tension of 30 mN / m (25 ° C.) or less, and is irradiated with actinic rays for curing. the (B) droplets that performed within 1 hour after being placed in said solution (a) The butterflies, the production method of the fine particles. ";
( 2 ) The above-mentioned (A) The raw material (B) droplet in the liquid has satellite droplets formed at the time of ejection, and microparticles having a small particle diameter are produced using the satellite droplets. The method for producing fine particles according to item (1) . ”;
( 3 ) The item (1) or (2), wherein the droplet is deformed by creating a flow in the liquid (A) before light irradiation, and deformed fine particles are produced by light irradiation as it is. The method for producing fine particles according to the above. ";
( 4 ) "Items (1) to (3) above, wherein the discharge of the raw material (B) droplets toward the liquid surface (A) uses a piezo-type inkjet head. Or a method for producing the fine particles according to any one of the above.
( 5 ) "Items (1) to (3), wherein the discharge of the raw material (B) droplets toward the liquid surface (A) uses a thermal inkjet head" Or a method for producing the fine particles according to any one of the above.
( 6 ) "The method for producing fine particles as described in (1) above, wherein the surfactant is a fluorine-based or silicon-based surfactant";
( 7 ) "The method for producing fine particles according to item (1), wherein the functional material is a colorant";
( 8 ) “The method for producing fine particles according to any one of items (1) to (7), wherein fine particles having a small particle diameter are produced by an electrospray deposition method”;
( 9 ) “ A layer of the liquid (A) is provided on the actinic ray curable liquid (C), and the raw material (B) droplets are ejected toward the surface of the layer to irradiate the light. The method for producing fine particles according to (1) above, wherein a film in which the fine particles obtained by curing the raw material (B) are adhered on the cured film of the actinic ray curable liquid (C) is prepared by evaporation .

以下の説明から理解されるように、本発明の方法でインクジェットにより微粒子球を作成する利点として、(1)非常に粒径のそろった微粒子が作製でき、(2)粒径はインクジェットの吐出滴の大きさを調整する技術を応用して任意に調整可能であり、(3)速やかに光硬化させることにより、滴同士が融合することによる粒径の乱れを抑制できる点などが挙げられる。
そして、本発明によれば、それに加えて、複数の種類の滴(B1,B2・・・)を同一位置あるいは近い位置に吐出し、意図的に融合させることにより、1つの微粒子の中で部分的に成分の異なる(2成分の場合は近似的に半球と半球との成分が異なる)微粒子の作製も可能となった。
As will be understood from the following description, as advantages of producing fine particle spheres by ink jetting by the method of the present invention, (1) fine particles having a very uniform particle size can be produced, and (2) the particle size is an ejection droplet of an ink jet. It can be arbitrarily adjusted by applying a technique for adjusting the size of the particle, and (3) it is possible to suppress disturbance of the particle diameter due to the fusion of the droplets by rapid photocuring.
According to the present invention, in addition to that, a plurality of types of droplets (B1, B2,. Thus, it is possible to produce fine particles having different components (in the case of two components, the components of the hemisphere and the hemisphere are approximately different).

このような微粒子は、様々の分野で応用することができる。例えば,負帯電性の材料と正帯電性の材料を組み合わせれば、1粒子の中に帯電極性の異なる部分をもった微粒子ができる。
それに片側に着色剤を添加すれば、電界により方向が変化し、着色剤によるディスプレー機能の発現が可能である。
また電荷発生剤と電荷輸送剤を組み合わせた微粒子による粒子の光帯電性の付与も可能となる。
さらに液晶ディスプレイ用スペーサー、バックライト光拡散剤、ペーパーディスプレー用のツインボール、つや消し剤、潤滑向上剤、着色フィラー、樹脂の応力緩和剤などに利用可能な微粒子を製造することができる。
なお、本明細書での「機能性材料」とは、活性光線硬化性材料とともに吐出され、活性光線硬化性材料の硬化により同時に固定されて、光学的、電気的、磁気的、生体的、機械的又は化学的に有用な働きをする機能を属性として有する材料を意味する。
Such fine particles can be applied in various fields. For example, if a negatively chargeable material and a positively chargeable material are combined, fine particles having portions with different charge polarities in one particle can be formed.
If a colorant is added to one side, the direction is changed by the electric field, and the display function can be expressed by the colorant.
In addition, it is possible to impart photochargeability of particles by fine particles in which a charge generating agent and a charge transporting agent are combined.
Furthermore, fine particles that can be used as spacers for liquid crystal displays, backlight light diffusing agents, twin balls for paper displays, matting agents, lubrication improvers, colored fillers, resin stress relaxation agents, and the like can be produced.
The “functional material” in the present specification is discharged together with the actinic ray curable material, and simultaneously fixed by the curing of the actinic ray curable material, so as to be optical, electrical, magnetic, biological, mechanical It means a material having a function that has a useful or chemically useful function as an attribute.

また、エレクトリカルペーパーディスプレーに使用されるツイストボール(2色ボール)の製造方法としては特許文献9の米国特許第5,262,098号明細書記載のスピンディスク法があるが粒径をそろえるのは困難である。
本発明によれば、粒径のそろったツイストボールの製造に応用可能である。
In addition, as a manufacturing method of a twist ball (two-color ball) used for an electric paper display, there is a spin disk method described in US Pat. No. 5,262,098 of Patent Document 9, but the particle diameters are uniformed. Have difficulty.
The present invention can be applied to the production of twist balls having a uniform particle diameter.

また、本特許の方法で微粒子を作製したあと、水分をろ過分離し得られた微粒子をスプレーその他の方法で液晶などのスペーサーとしても使用できるが、基盤に直接、(A)液を塗布し、(B)液を印射し、光硬化させたあと、(A)液を蒸発させ、液晶作製用のスペーサー部分とすることも可能である。   In addition, after producing fine particles by the method of this patent, fine particles obtained by filtering and separating water can be used as spacers such as liquid crystals by spraying or other methods, but the liquid (A) is directly applied to the substrate, (B) After the liquid is imprinted and photocured, the liquid (A) can be evaporated to form a spacer portion for liquid crystal production.

また、特許文献10の特許第4306318号公報に記載されるような光拡散シート用の微粒子としても使用可能である。微粒子の位置を固定させるためには(A)液の下層に微粒子と付着するような層を予め設けてもよい。
また、特許文献11の特開2004−151642号公報に記載されたような防眩フィルム製造用としても利用可能である。
Further, it can be used as fine particles for a light diffusion sheet as described in Japanese Patent No. 4306318 of Patent Document 10. In order to fix the position of the fine particles, a layer that adheres to the fine particles may be provided in advance in the lower layer of the liquid (A).
It can also be used for the production of an antiglare film as described in JP 2004-151642 A.

さらに(B)滴を(A)液に吐出後に、光照射する前に、液全体に流れをつくり、粒子を変形させたあと、光照射すれば変形した粒子の製造も可能である。   Furthermore, after the (B) droplets are discharged into the liquid (A) and before light irradiation, a flow is formed in the entire liquid, the particles are deformed, and if the light is irradiated, deformed particles can be produced.

本発明の実施例1による硬化微粒子の光学顕微鏡写真である。It is an optical microscope photograph of the hardening fine particle by Example 1 of this invention. 本発明の実施例2による硬化マゼンタ着色微粒子の光学顕微鏡写真である。It is an optical microscope photograph of the hardening magenta coloring fine particle by Example 2 of this invention. 本発明の実施例3による硬化シアン−マゼンタ着色微粒子の光学顕微鏡写真である。4 is an optical micrograph of cured cyan-magenta colored fine particles according to Example 3 of the present invention. 実施例3による硬化シアン−マゼンタ着色微粒子の光学顕微鏡写真の一部拡大写真である。機能性材料が融合して半球毎に成分の異なる機能性微粒子が形成された図およびモデル図である。4 is a partially enlarged photograph of an optical micrograph of cured cyan-magenta colored fine particles according to Example 3. FIG. It is the figure and model figure by which the functional material fuse | melted and the functional fine particle from which a component differs for every hemisphere was formed. 比較例1による光学顕微鏡写真である。2 is an optical micrograph according to Comparative Example 1. 各受容液体の動的表面張力値と静的表面張力をプロットしたものである。横軸は測定までの時間を示す。The dynamic surface tension value and the static surface tension of each receiving liquid are plotted. The horizontal axis indicates the time until measurement. 比較例2による光学顕微鏡写真である。6 is an optical micrograph according to Comparative Example 2. 本発明の一例としての微粒子の製造とその利用方法のモデル図である。It is a model figure of manufacture of the microparticles | fine-particles as an example of this invention, and its utilization method.

<粘度>
ここでいう粘度は、回転粘度計(東機産業株式会社製、ビスコート TV22)を使用して、25℃で測定したものである。
<静的表面張力>
静的表面張力は、静的表面張力計(協和界面科学株式会社製、CBVP−Z型)を使用
して、25℃で測定した。ウイルヘルミ法に従う。測定開始後1〜2分で安定した値を記録した。なお、多少経過時間とともに値は変動するが、30mN/m(25℃)以下であれば確実に微粒子が形成される。35mN/m以上であると、微粒子形成は難しくなる。
<動的表面張力>
動的表面張力は、動的表面張力計(SITA Messtechnik GmbH社、SITA DynoTester)を使用して、25℃で測定した。バブルプレッシャー方式である。表面形成後、経過時間と表面張力の関係を測定した。
<Viscosity>
The viscosity here is measured at 25 ° C. using a rotational viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., Viscoat TV22).
<Static surface tension>
The static surface tension was measured at 25 ° C. using a static surface tension meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., CBVP-Z type). Follow Wilhelmi's law. A stable value was recorded 1 to 2 minutes after the start of measurement. In addition, although a value fluctuates somewhat with elapsed time, if it is 30 mN / m (25 ° C.) or less, fine particles are reliably formed. If it is 35 mN / m or more, the formation of fine particles becomes difficult.
<Dynamic surface tension>
The dynamic surface tension was measured at 25 ° C. using a dynamic surface tension meter (SITA Messtechnik GmbH, SITA DynaTester). It is a bubble pressure system. After surface formation, the relationship between elapsed time and surface tension was measured.

[硬化性材料]
以下、本発明について、図面を含めて詳細かつ具体的に説明する。
吐出液体(B)に使用する硬化性材料としては、少なくとも光硬化性を有する材料があればよい。
そのためには、主材料として、ラジカル重合系あるいはカチオン重合系あるいはアニオン重合系の各種光硬化性モノマー、オリゴマー、多官能モノマー、多官能オリゴマーが好ましく用いられる。
またそれぞれに対応した光硬化開始剤が好ましく用いられる。
また、物性を調整するための界面活性剤も、場合により、必要である。
これらは所謂インクジェット用のUVインクとして使用されているものがいずれも利用できる。
そして、本明細書で原料(B)が「流動性を有する」とは、その原料(B)滴を、例えば、各種プリンタのヘッドから吐出できる程度に流動性を有することを意味する。ただし吐出のためにヘッドを加熱してもよい。すなわち常温固体の相変化型紫外線硬化剤でもよい。加熱時に溶液であればよい。エレクトロスプレーディポジションの場合は、かなりの高粘度材料も吐出可能である。
なお(B)液に関しては、その物性は(A)液ほど重要でなく、通常のインクジェット紫外線硬化インクであればいずれも利用できる。
通常の紫外線硬化インクの物性は、吐出時の温度で20mPas以下、一般には3〜15mPasであり、室温では5〜100mPas(25℃)、好ましくは5〜50mPas(25℃)である。室温で粘度が高い場合は、ヘッドを加熱して吐出される。通常、40〜60℃で加熱される場合が多い。
また、その表面張力は通常20〜35mN/m(25℃)である場合が多い。
密度は1.05〜1.15(25℃)のものが多い。
通常の成分としては、紫外線硬化性樹脂が約75〜90重量%であり、開始剤が3〜10重量%、着色剤が、3〜10重量%、着色剤の分散剤が1〜5重量%である。その他場合により、界面活性剤が0.01〜0.05重量%程度、増感剤が1〜5重量%などが添加される場合もある。顔料は素顔料でもよいが、特開2004−18656号公報に記載されるような方法で処理されたものでもよい。
これら着色剤の変わりに電気特性、磁気特性、生体特性に特徴をもった機能性材料が含まれたインクにより各種機能性微粒子が製造可能である。
[Curable material]
Hereinafter, the present invention will be described in detail and specifically with reference to the drawings.
As a curable material used for the discharge liquid (B), at least a material having photocurability may be used.
For that purpose, radical polymerization, cationic polymerization, or anionic polymerization of various photocurable monomers, oligomers, polyfunctional monomers, and polyfunctional oligomers are preferably used as the main material.
Moreover, the photocuring initiator corresponding to each is used preferably.
In addition, a surfactant for adjusting physical properties is also necessary in some cases.
Any of those used as so-called inkjet UV inks can be used.
In the present specification, the raw material (B) “has fluidity” means that the raw material (B) has fluidity to such an extent that it can be discharged from, for example, the heads of various printers. However, the head may be heated for ejection. That is, it may be a normal temperature solid phase change type ultraviolet curing agent. What is necessary is just a solution at the time of a heating. In the case of electrospray deposition, a considerably high viscosity material can be discharged.
Regarding the (B) liquid, its physical properties are not as important as the (A) liquid, and any ordinary inkjet ultraviolet curable ink can be used.
The physical properties of normal ultraviolet curable ink are 20 mPas or less, generally 3 to 15 mPas at the temperature at the time of ejection, and 5 to 100 mPas (25 ° C.), preferably 5 to 50 mPas (25 ° C.) at room temperature. When the viscosity is high at room temperature, the head is heated and discharged. Usually, it is often heated at 40 to 60 ° C.
Further, the surface tension is usually 20 to 35 mN / m (25 ° C.) in many cases.
The density is often 1.05 to 1.15 (25 ° C.).
As usual components, UV curable resin is about 75 to 90% by weight, initiator is 3 to 10% by weight, colorant is 3 to 10% by weight, and colorant dispersant is 1 to 5% by weight. It is. In some cases, a surfactant is added in an amount of about 0.01 to 0.05% by weight, and a sensitizer is added in an amount of 1 to 5% by weight. The pigment may be an elementary pigment or may be processed by a method as described in JP-A-2004-18656.
Various functional fine particles can be produced from ink containing a functional material characterized by electrical characteristics, magnetic characteristics, and biological characteristics instead of these colorants.

[機能性材料]
これらに添加する機能性材料の代表は着色剤であり、顔料でも、染料でもよい。
先に記載したように、本明細書での「機能性材料」とは、活性光線硬化性材料とともに吐出され、活性光線硬化性材料の硬化により同時に固定されて、光学的、電気的、磁気的、生体的、機械的又は化学的に有用な働きをする機能を属性として有する材料を意味するが、材料としては、着色剤以外に、電気特性や、光学特性、生体特性等に特徴のある機能性材料を混在させてもよいし、光硬化性材料分子自体にそのような機能をもたせてもよい。
[Functional materials]
A representative functional material added to these is a colorant, which may be a pigment or a dye.
As described above, the “functional material” in the present specification is discharged together with an actinic ray curable material, and simultaneously fixed by the curing of the actinic ray curable material, and is optically, electrically, and magnetically , Means a material having a function of biologically, mechanically or chemically useful as an attribute, but as a material, in addition to a colorant, a function characterized by electrical characteristics, optical characteristics, biological characteristics, etc. The photocurable material molecule itself may have such a function.

[受容液体(A)]
重要なのは、吐出液体(B)が受容液体(A)と瞬時に相溶しないことである。
少なくとも光照射までに溶解してしまってはいけない。
ただし、ある程度相溶しても硬化可能であれば、それなりにまた特徴ある素材が得られる可能性はある。
一般に非水溶性の光硬化性液体を吐出する場合は、受容液体(A)としては、吐出液体(B)を溶解させないためには水溶性の液体が好ましい。
受容液体(A)に関しては硬化のための光が透過すること、射出滴が球形になることが満足されればどのような量でもよいが、後工程の処理の簡易化のためには射出滴の直径の1倍〜10000倍、好ましくは数倍〜1000倍の厚さがよい。
ただし大量に微粒子を製造する場合は、ノズル数も多くさせて、大量の(A)液に連続して吐出し光硬化させてもよい。
(B)液の吐出量に関しては、滴の融合をしたくない場合は、なるべく滴の間隔を広くするようにする。本発明の場合は、7plの滴(直径約23μ)で150dpix150dpi(間隔169μm)の印射で問題はなく直径のそろった粒子が得られた。これが、1200dpix1200dpi(間隔21μm)の解像度になると、融合がおきる可能性がある。滴の直径よりも密の解像度では印射しないことが好ましい。
一方、異なる種類の滴を故意に融合させたい場合、例えばシアンとマゼンタの滴を融合させ、半球はシアン、半球はマゼンタの微粒子滴を作成したい場合は、シアン滴とマゼンタ滴を近傍に着弾させる必要がある。この場合も、それ以上の滴の融合を避けるためには前記したように吐出解像度に限界がある。
(B)液の1滴の吐出量に関しては、1滴の吐出量は形成される微粒子の直径を決めるがそれは目的により異なる。現状ではピエゾ方式の場合、粒子化安定性を考慮すると2pl〜40plは可能である。
ただし、本発明のように吐出時に発生するサテライトを利用したり、エレクトロスプレーディポジションのようにミスト形成を利用すればより小径の微粒子が得られる。
[Receiving liquid (A)]
What is important is that the discharge liquid (B) is not instantaneously compatible with the receiving liquid (A).
It must not be dissolved by at least light irradiation.
However, if it can be cured even if it is compatible to some extent, there is a possibility that a characteristic material can be obtained.
In general, when a water-insoluble photocurable liquid is ejected, the receiving liquid (A) is preferably a water-soluble liquid so as not to dissolve the ejected liquid (B).
As for the receiving liquid (A), any amount may be used as long as it is satisfied that the light for curing is transmitted and that the ejected droplet is spherical. The thickness is 1 to 10000 times, preferably several times to 1000 times the diameter.
However, in the case of producing a large amount of fine particles, the number of nozzles may be increased, and a large amount of (A) liquid may be continuously discharged and photocured.
(B) Regarding the liquid discharge amount, if it is not desired to fuse the droplets, the interval between the droplets should be as wide as possible. In the case of the present invention, particles having a uniform diameter were obtained with 7 pl droplets (diameter: about 23 μm) and 150 dpi × 150 dpi (interval 169 μm). If this becomes a resolution of 1200 dpi 1200 dpi (space 21 μm), fusion may occur. It is preferable not to print at a resolution that is denser than the diameter of the drop.
On the other hand, if you want to fusing different types of drops intentionally, for example, if you want to fuse cyan and magenta drops, and if you want to create fine particles of cyan for the hemisphere and magenta for the hemisphere, make the cyan and magenta drops land nearby. There is a need. Also in this case, there is a limit to the discharge resolution as described above in order to avoid the fusion of further drops.
(B) Regarding the discharge amount of one drop of liquid, the discharge amount of one drop determines the diameter of the fine particles to be formed, but this differs depending on the purpose. At present, in the case of the piezo method, 2 pl to 40 pl is possible in consideration of the particle formation stability.
However, finer particles having a smaller diameter can be obtained by using satellites generated during ejection as in the present invention or by using mist formation as in electrospray deposition.

[界面活性剤]
本発明における検討の結果、微粒子作製のためには、界面活性剤の添加が非常に好ましかった。界面活性剤の添加により(A)液の表面張力が下がり、(B)液が(A)液内部に入り微粒子状になりやすくなる。(厳密にいえば(A)液の内部に完全にはいるかどうかは密度差にもよるが、少なくとも表面張力の低下により球形状になりやすくなる。)
(A)液としては(B)滴に光が届くように少なくとも照射光の波長において透明な波長部分を有していなければならない。
[Surfactant]
As a result of the study in the present invention, it was very preferable to add a surfactant for the production of fine particles. By adding the surfactant, the surface tension of the liquid (A) decreases, and the liquid (B) easily enters the liquid (A) and becomes fine particles. (Strictly speaking, whether or not it is completely inside the liquid (A) depends on the density difference, but at least tends to be spherical due to a decrease in surface tension.)
(A) The liquid must have a transparent wavelength portion at least at the wavelength of the irradiation light so that light can reach the (B) droplet.

なお、受容液体に添加する界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、材料が使用可能であるが、表面張力を下げるためには、特にフッ素系、シリコン系の界面活性剤が有効である。
例えば特開2009−62519号公報、特許第3993022号公報、特許第4268368号公報、特許第3952794号公報などに記載されたような界面活性剤が有効である。
好ましい添加量については、後ほど、その解析を含めて詳述する。
As the surfactant to be added to the receiving liquid, nonionic, anionic and materials can be used. In order to lower the surface tension, fluorine and silicon surfactants are particularly effective.
For example, surfactants such as those described in JP-A-2009-62519, Japanese Patent No. 3993022, Japanese Patent No. 4268368, Japanese Patent No. 3952794 are effective.
A preferable addition amount will be described in detail later, including its analysis.

[代替プロセス]
以上は、水性の液体上に、油性の光硬化性液体を吐出し、光照射する場合であるが、逆に、油性の液体上に、水性の光硬化性液体を吐出し、光照射する場合もありうる。
[Alternate process]
The above is a case where an oily photocurable liquid is ejected onto an aqueous liquid and irradiated with light. Conversely, an aqueous photocurable liquid is ejected onto an oily liquid and irradiated with light. There is also a possibility.

[微粒子の製造]
なお、硬化微粒子作成後は、水性液体のろ過フィルターを使用してのろ過により簡単に微粒子のみ分離可能である。
また、水中に微粒子を存在させたまま塗布し水を乾燥して利用してもよい。
液晶ディスプレー用のスペーサーやバックライトの光拡散剤として有用である。
なお、粒径をそろえたい場合は、サテライトがでないように吐出すればよい。
通常のインクジェット技術が使用可能である。
[Manufacture of fine particles]
In addition, after creation of cured fine particles, only the fine particles can be easily separated by filtration using an aqueous liquid filter.
Further, it may be used by applying it while the fine particles are present in water and drying the water.
It is useful as a light diffusing agent for liquid crystal display spacers and backlights.
If it is desired to make the particle diameters uniform, it may be discharged so that no satellite is present.
Normal ink jet technology can be used.

[吐出手段]
インクジェットヘッドとしてはサーマル方式よりもピエゾ方式の方が好ましい。
その理由は、高粘度インクの吐出が容易であること、滴の大きさを変えることが容易であることがあげられる。
光硬化性インクは一般に高粘度であるため、粘度が10mPas以下となるようにヘッドを加熱して印射する必要もある。ただし高粘度液が吐出可能なヘッドであれば加熱の必要はない。
[Discharge means]
As the ink jet head, the piezo method is preferable to the thermal method.
The reason is that it is easy to discharge high-viscosity ink and it is easy to change the size of the droplets.
Since the photocurable ink generally has a high viscosity, it is necessary to heat the head so that the viscosity is 10 mPas or less. However, heating is not necessary if the head is capable of discharging a high viscosity liquid.

[サテライト]
なおサテライトを利用して極微小粒子を作製するためにはサテライトと主滴を分離可能なフィルターによるろ過が可能であるが、粒径がそろっていて単純なため、遠心分離、沈降分離も可能である。
[satellite]
In order to produce ultrafine particles using satellites, filtration with a filter capable of separating satellites and main droplets is possible, but since the particle sizes are simple, centrifugation and sedimentation separation are also possible. is there.

なお、光硬化性液体に可塑剤を添加したり、硬化後の軟化温度を低くするように材料を選択すれば、着色剤粒子として、トナーとして、インクジェット用着色粒子としても、使用可能である。   In addition, if a plasticizer is added to the photocurable liquid or a material is selected so as to lower the softening temperature after curing, it can be used as a colorant particle, a toner, or a colored particle for inkjet.

以下、実施例により本発明をさらに詳細かつ具体的に説明するが、これら実施例は、本発明を限定するためのものではなく、本発明についての理解を容易ならしめるためのものである。各例中の「部」が別段の断りないかぎり、「質量部」を表わす。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail and specifically by way of examples. However, these examples are not intended to limit the present invention, but to facilitate understanding of the present invention. Unless otherwise indicated, “part” in each example represents “part by mass”.

[液滴(B)の作製]
以下の組成のものをサンドミルで分散を行いろ過して使用した。
[印射液体(B)−1;黒インク]
下記組成の滴(B)用液体を作製した。
液体処方
UVモノマー(ラジカル系)(2−フェノキシエチルアクリレート他) 85部
開始剤(ラジカル発生剤:イルガキュア907 チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製) 7.5部
着色剤(カーボンブラック) 2.5部
エステル系溶媒 2.5部
その他少量の添加剤(顔料分散剤) 数重量部
を加えたもので物性は以下のように調整した。
静的表面張力:23mN/m
[Preparation of droplet (B)]
The following composition was used after being dispersed by a sand mill and filtered.
[Injection liquid (B) -1; black ink]
A liquid for drops (B) having the following composition was prepared.
Liquid formulation UV monomer (radical) (2-phenoxyethyl acrylate, etc.) 85 parts Initiator (radical generator: Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 7.5 parts Colorant (carbon black) 2.5 parts Ester solvent 2.5 parts Other small amount of additives (pigment dispersant) The physical properties were adjusted as follows by adding several parts by weight.
Static surface tension: 23 mN / m

[印射液体(B)−2;マゼンタインク]
下記組成の滴(B)用液体を作製した。
液体処方
UVモノマー(ラジカル系)(2−フェノキシエチルアクリレート他) 75部
開始剤(ラジカル発生剤) 7.5部
着色剤としてマゼンタ顔料(キナクドリン系顔料) 7.5部
エステル系溶媒 2.5部
その他少量の添加剤(顔料分散剤) 数重量部
を加えたもので物性は以下のように調整した。
静的表面張力:23mN/m
(これは、無論、単なる1例であり、上記ブラック滴用液体の作製には、他に、例えば該UVモノマーを80〜90部、開始剤(ラジカル発生剤)を5〜10部、着色剤(カーボンブラック)を1〜5部の範囲で非常に好適に用いることができる。マゼンタ滴用液体、シアン滴用液体の場合も同様である。また、イエロー滴用液体についても、もちろん、公知手法により同様に作製することができる。
[Injection liquid (B) -2; Magenta ink]
A liquid for drops (B) having the following composition was prepared.
Liquid formulation UV monomer (radical) (2-phenoxyethyl acrylate, etc.) 75 parts Initiator (radical generator) 7.5 parts Magenta pigment (quinacdrine pigment) as a colorant 7.5 parts Ester solvent 2.5 parts Other small amount of additives (pigment dispersant) The physical properties were adjusted as follows with the addition of several parts by weight.
Static surface tension: 23 mN / m
(This is, of course, merely an example. For the preparation of the liquid for black droplets, for example, 80 to 90 parts of the UV monomer, 5 to 10 parts of an initiator (radical generator), and a colorant are used. (Carbon black) can be used very suitably in the range of 1 to 5. The same applies to the liquid for magenta drops and the liquid for cyan drops. Can be similarly produced.

[印射液体(B)−3;シアンインク]
下記組成の滴(B)用液体を作製した。
UVモノマー(ラジカル系)(2−フェノキシエチルアクリレート他) 85部
開始剤(ラジカル発生剤) 7.5部
着色剤としてシアン顔料(フタロシアニン顔料) 2.5部
エステル系溶媒 2.5部
その他少量の添加剤(顔料分散剤他) 数重量部
を加えたもので物性は以下のように調整した。
静的表面張力;21mN/m
[Injection liquid (B) -3; cyan ink]
A liquid for drops (B) having the following composition was prepared.
UV monomer (radical) (2-phenoxyethyl acrylate, etc.) 85 parts Initiator (radical generator) 7.5 parts Cyan pigment (phthalocyanine pigment) as colorant 2.5 parts Ester solvent 2.5 parts Other small amount Additives (pigment dispersants, etc.) Added with several parts by weight, the physical properties were adjusted as follows.
Static surface tension: 21 mN / m

[受容液体(A)の作製]
[受容液体(A)−1]
下記組成の受容液体(A)を作製した。
イオン交換水:1部
フッ素系界面活性剤 メガファックF410(DIC株式会社製):1%
動的表面張力(mN/m)(25℃)
;34.3(15msec)
19.2(150msec)
16.8(1500msec)
静的表面張力(25℃);16.0mN/m
[Preparation of receiving liquid (A)]
[Receiving liquid (A) -1]
A receiving liquid (A) having the following composition was prepared.
Ion exchange water: 1 part Fluorosurfactant MegaFac F410 (manufactured by DIC Corporation): 1%
Dynamic surface tension (mN / m) (25 ° C)
; 34.3 (15 msec)
19.2 (150 msec)
16.8 (1500 msec)
Static surface tension (25 ° C.); 16.0 mN / m

[受容液体(A)−2]
下記組成の受容液体(A)を作製した。
(A)−1の界面活性剤の量を0.1%
動的表面張力(mN/m)(25℃)
;67.5(15msec)
56.4(150msec)
44.7(1500msec)
静的表面張力(25℃);16.7mN/m
[Receiving liquid (A) -2]
A receiving liquid (A) having the following composition was prepared.
The amount of the surfactant (A) -1 is 0.1%
Dynamic surface tension (mN / m) (25 ° C)
; 67.5 (15 msec)
56.4 (150 msec)
44.7 (1500msec)
Static surface tension (25 ° C.); 16.7 mN / m

[受容液体(A)−3]
下記組成の受容液体(A)を作製した。
(A)−1の界面活性剤の量を0.035%
動的表面張力 (25℃)
;68.1(15msec)
66.3(150msec)
62.7(1500msec)
静的表面張力(25℃);21.0mN/m
[Receiving liquid (A) -3]
A receiving liquid (A) having the following composition was prepared.
The amount of the surfactant (A) -1 is 0.035%.
Dynamic surface tension (25 ℃)
; 68.1 (15 msec)
66.3 (150 msec)
62.7 (1500 msec)
Static surface tension (25 ° C.); 21.0 mN / m

[受容液体(A)−4]
下記組成の受容液体(A)を作製した。
(A)−1の界面活性剤の量を0.01%
動的表面張力(mN/m)(25℃)
;71.4(15msec)
70.0(150msec)
68.9(1500msec)
静的表面張力(25℃);30.4mN/m
[Receiving liquid (A) -4]
A receiving liquid (A) having the following composition was prepared.
0.01% of the amount of the surfactant (A) -1
Dynamic surface tension (mN / m) (25 ° C)
71.4 (15 msec)
70.0 (150msec)
68.9 (1500 msec)
Static surface tension (25 ° C.); 30.4 mN / m

受容液体(A)−1をスライドガラス上に約1mmの厚さで水性液体膜とした。
その液体面上に印写液体(B)−1を印写した(解像度 X方向150dpi, Y方向 150dpi)。
1列のノズルでライン方式1パス印字である。
ピエゾ式インクジェット印写装置を使用した。
吐出はUV硬化液(B)液を40℃まで加熱して行った。1滴の大きさは約7pl。滴の吐出速度は約7m/秒。
そのあと、光照射硬化を行った。光照射硬化(メタルハライドランプ:INTEGRATION TECHNOLOGY社 SubZero085S)は(B)液の印写後、1軸方向の、後部に設けられた装置により吐出後19msecで行なった。
従ってその場合、ヘッドの送り速度は1800mm/sec、吐出周波数は10.63kHzである。
光照射量は少なくとも表面近傍は十分硬化する量(光強度は638mW/cm、積算光量11mJ/cm)を照射した。
その結果、図1に示すように、硬化微粒子が作製された。微粒子は液体中を徐々に移動して集合したがすでに硬化されているため微粒子同士の融合はおこらない。
この図で小さい滴はサテライトによるもので、大きな滴は主滴により作製された微粒子である。
移動速度の違いにより両者は別々に集合しそれぞれを分離可能である。このようにサテライトを利用すると粒径の小さな微粒子が作製可能である。
またそれぞれの粒子の直径はインクジェットを利用して滴量が一定しているため粒径のバラツキは非常に少ない。
The receiving liquid (A) -1 was formed into an aqueous liquid film with a thickness of about 1 mm on a slide glass.
The printing liquid (B) -1 was printed on the liquid surface (resolution: 150 dpi in the X direction, 150 dpi in the Y direction).
Line-type 1-pass printing with one row of nozzles.
A piezo inkjet printing apparatus was used.
The discharge was performed by heating the UV curable liquid (B) to 40 ° C. The size of one drop is about 7 pl. Drop ejection speed is about 7m / sec.
Thereafter, light irradiation curing was performed. Light irradiation curing (metal halide lamp: INTEGRATION TECHNOLOGY, SubZero 085S) was performed 19 msec after discharging with the apparatus provided at the rear in one axis direction after printing of the liquid (B).
Therefore, in this case, the head feed speed is 1800 mm / sec and the ejection frequency is 10.63 kHz.
The amount of light irradiation was such that at least the vicinity of the surface was sufficiently cured (light intensity was 638 mW / cm 2 , integrated light amount 11 mJ / cm 2 ).
As a result, cured fine particles were produced as shown in FIG. The fine particles gradually move in the liquid and gather, but the fine particles do not fuse because they are already cured.
In this figure, small droplets are due to satellites, and large droplets are fine particles made from main droplets.
Due to the difference in moving speed, they can be assembled separately and separated from each other. When satellites are used in this way, fine particles having a small particle diameter can be produced.
In addition, since the diameter of each particle is constant using an inkjet, there is very little variation in particle diameter.

印射液体を(B)−2にした以外は実施例1と同様にして微粒子を製造した。
ただし、光照射硬化(メタルはライドランプ)は(B)液の印写後、1軸方向の、後部に設けられた装置により吐出後350msec後で行った。
従ってその場合、ヘッドの送り速度は100mm/sec、吐出周波数は0.59kHzの場合である。
光照射量は、上記の場合と同様、少なくとも表面近傍は十分硬化する量(光強度は638mW/cm、積算光量189mJ/cm)を照射した。
その結果、同様にマゼンタ色の硬化微粒子が製造された。図2にその写真撮影結果が示される。ほとんどがサテライトと主滴の大きさの2種の微粒子のため両者はろ過により簡単に分離可能である。
Fine particles were produced in the same manner as in Example 1 except that the printing liquid was changed to (B) -2.
However, light irradiation curing (metal is a ride lamp) was performed 350 msec after discharge by the apparatus provided in the rear part in the uniaxial direction after the printing of the liquid (B).
Therefore, in this case, the head feed speed is 100 mm / sec and the ejection frequency is 0.59 kHz.
As in the case described above, the amount of light irradiation was such that at least the vicinity of the surface was sufficiently cured (light intensity was 638 mW / cm 2 , integrated light amount 189 mJ / cm 2 ).
As a result, similarly magenta-colored cured fine particles were produced. FIG. 2 shows the photographed result. Most of them are two kinds of fine particles of the size of satellite and main drop, and both can be easily separated by filtration.

実施例2と同様にして印射液体(B)−2および(B)−3のシアンとマゼンタの紫外線硬化可能なインクを受容液体(A)−1に印射後に、光照射して硬化微粒子を作製した。
シアンの硬化微粒子とマゼンタの硬化微粒子が製造された。図3にその写真撮影結果が示される。
その中に一部シアンとマゼンタの融合した硬化微粒子が作製された。図3の部分拡大図である図4に、その写真撮影結果が示される。
たまたま吐出位置が同位置になったものが硬化前に融合してできたものと思われる。
吐出後の光照射までの時間が短いため微粒子の中でお互いの着色剤は混色せずに半球部分に分離しているのがわかる。
このことは吐出位置を同じにすれば半球毎に成分の異なる微粒子が製造可能なことを意味する。
なお、シアンとマゼンタの吐出位置をほぼ同じ位置にして印写すると、上記の複合微粒子はより多く形成された。
In the same manner as in Example 2, after curing the cyan and magenta UV curable inks of the printing liquids (B) -2 and (B) -3 onto the receiving liquid (A) -1, the cured fine particles were irradiated with light. Was made.
Cyan cured particles and magenta cured particles were produced. FIG. 3 shows the photographed result.
Among them, cured fine particles in which cyan and magenta were partially fused were produced. FIG. 4 which is a partially enlarged view of FIG. 3 shows the photographed result.
It seems that what happened to have the same discharge position was fused before curing.
Since the time until light irradiation after ejection is short, it can be seen that the colorants of the fine particles are separated into hemispherical parts without mixing colors.
This means that fine particles having different components for each hemisphere can be produced if the discharge positions are the same.
When the cyan and magenta ejection positions were printed at substantially the same position, more composite fine particles were formed.

実施例3と同様にして(B)−2あるいは(B)−3のUV硬化インクを、受容液体(A)−2あるいは(A)−3に印射し、その後光照射をした。
その結果、実施例3と同様な硬化微粒子が作製された。
In the same manner as in Example 3, the UV curable ink (B) -2 or (B) -3 was applied to the receiving liquid (A) -2 or (A) -3, and then irradiated with light.
As a result, cured fine particles similar to those in Example 3 were produced.

[比較例1]
実施例4と同様にして受容液体を(A)−4にした。
その結果、(A)−4の水面がはじかれて分離してしまった。また、水中に吐出された滴もあったが、微粒子はまったく作製されず、表面に油液の硬化膜のようなものができてしまった。
図5にその写真撮影結果が示される。
このように界面活性剤の添加量が少ない(つまり(A)液の表面張力が大きい)と微粒子を作製することができない。微粒子製造のためには35mN/m以下、好ましくは30mN/m以下(25℃)がこのましい。
(A)液として純水を使用しても微粒子は作製できない。
このように微粒子作製には受容液体の物性が重要であり、いまのところメカニズムは不明であるが、表面張力がある程度低くないと、射出滴が内部に侵入しないものと思われる。
[Comparative Example 1]
In the same manner as in Example 4, the receiving liquid was changed to (A) -4.
As a result, the water surface of (A) -4 was repelled and separated. In addition, although there were droplets ejected into water, fine particles were not prepared at all, and a surface such as a cured film of oil liquid was formed on the surface.
FIG. 5 shows the photographed result.
Thus, when the addition amount of the surfactant is small (that is, the surface tension of the liquid (A) is large), the fine particles cannot be produced. For the production of fine particles, 35 mN / m or less, preferably 30 mN / m or less (25 ° C.) is preferable.
(A) Even if pure water is used as the liquid, fine particles cannot be produced.
Thus, the physical properties of the receiving liquid are important for the production of fine particles, and the mechanism is currently unknown. However, if the surface tension is not low to some extent, it is considered that the ejected droplet does not enter the inside.

[受容液体(A)の動的表面張力の経時依存性]
図6は、各受容液体の表面張力を測定までの時間とともにプロットしたものである。
静的表面張力はここでは仮に60秒後の値としてプロットしているが、10秒〜数十分でもそれほどかわらない安定領域である。
[Dependence of dynamic surface tension of receiving liquid (A) over time]
FIG. 6 is a plot of the surface tension of each receiving liquid with time to measurement.
Here, the static surface tension is plotted as a value after 60 seconds, but is a stable region that does not change so much even from 10 seconds to several tens of minutes.

[比較例2]
実施例3において光照射をせずに1時間以上経過した場合の写真を図7に示す。
滴が部分的に融合してしまって大粒径になっているのがわかる。
これでも使用できないことはないが、粒径のそろった微粒子作製のためには少なくとも射出後1時間以内に光照射硬化させたほうが好ましいことが分かる。
[Comparative Example 2]
FIG. 7 shows a photograph in Example 3 when one hour or more has passed without light irradiation.
It can be seen that the droplets are partly fused to a large particle size.
This is not unusable, but it is understood that it is preferable to cure by light irradiation at least within 1 hour after injection for the production of fine particles having a uniform particle diameter.

(B)液として以下のものを使用した。   (B) The following liquid was used.

Figure 0005488078
物性を以下に示す。
Figure 0005488078
The physical properties are shown below.

Figure 0005488078
Figure 0005488078

これを実施例2と同様にして実験を行なった。
この場合も、前記実施例と同様に(A)液の静的表面張力が30mN/m以下の場合に、微粒子が形成された。
また、異なる種類の滴の融合により、半球毎に成分の異なる微粒子が形成された。
また、サテライトにより小粒径の微粒子が形成された。
This was conducted in the same manner as in Example 2.
In this case as well, fine particles were formed when the static surface tension of the liquid (A) was 30 mN / m or less, as in the previous example.
In addition, fine particles having different components for each hemisphere were formed by fusing different types of droplets.
Further, fine particles having a small particle diameter were formed by the satellite.

Figure 0005488078
物性を以下に示す。
Figure 0005488078
The physical properties are shown below.

Figure 0005488078
Figure 0005488078

これを実施例1と同様にして実験を行なった。
この場合も、前記実施例と同様に(A)液の静的表面張力が30mN/m以下の場合に、微粒子が形成された。
また、異なる種類の滴の融合により、半球毎に成分の異なる微粒子が形成された。
また、サテライトにより小粒径の微粒子が形成された。
This was conducted in the same manner as in Example 1.
In this case as well, fine particles were formed when the static surface tension of the liquid (A) was 30 mN / m or less, as in the previous example.
In addition, fine particles having different components for each hemisphere were formed by fusing different types of droplets.
Further, fine particles having a small particle diameter were formed by the satellite.

射出ノズルと基盤との間に5000V以上の電圧をかけて、帯電した滴を吐出し、その帯電電荷によって滴が、ミスト状に分離する、所謂、エレクトロスプレーディポジション法により、表面張力の低い水性液体上に、ミスト状の極めて小粒径の滴を吐出し、光照射して極小粒径の硬化微粒子を作製することができることを示す例である。
電源およびシステムは株式会社フューエンスのエレクトロスプレーディポジションシステムエスプレイヤー2000を使用して、印加電圧10000Vで(A)−1液中に(B)−1〜(B)−9液を吐出し、光硬化させて極微小の着色微粒子が形成できる。

本発明の微粒子形成の装置システム応用例としては、図8に示されるように、受容層用液体(A液)の塗布装置により基体上に(A)液を塗布し、インクジェット塗布装置により光硬化材料を含む液(B液)を吐出し、(A)液中で球状粒子とし、ろ過分離により微粒子のみ回収した。
なお、光照射して硬化微粒子としたあとに、(A)液を蒸発させてそのまま使用することも可能である。
Applying a voltage of 5000 V or more between the injection nozzle and the substrate, the charged droplets are ejected, and the droplets are separated into mists by the charged electric charge, so-called electrospray deposition method. This is an example showing that a mist-like droplet having an extremely small particle diameter can be ejected onto a liquid, and light-irradiated to produce cured fine particles having an extremely small particle diameter.
The power supply and system were discharged from (B) -1 to (B) -9 into (A) -1 solution at an applied voltage of 10000 V using an electrospray deposition system Espray 2000 from Fuens Co., Ltd. It can be cured to form very fine colored particles.

As an example of application of the fine particle forming apparatus system of the present invention, as shown in FIG. 8, the liquid (A) is applied onto a substrate by a coating device for receiving layer liquid (liquid A) and photocured by an ink jet coating apparatus. The liquid containing the material (liquid B) was discharged to form spherical particles in the liquid (A), and only the fine particles were collected by filtration separation.
It is also possible to evaporate the liquid (A) and use it as it is after it is irradiated with light to form cured fine particles.

[エレクトロスプレーディポジション法の利用]
なお滴に高電界をかけながら吐出させ、滴の帯電により微小のミストに分離させる所謂エレクトロスプレーディポジション法が知られているが、それに本発明に係る方法を組み合わせて微小滴を作製して硬化させれば、ナノレベルの硬化微粒子ができる。
ナノレベルの着色微粒子であればインクジェット用の着色剤として使用可能である。
[Use of electrospray deposition method]
A so-called electrospray deposition method is known in which droplets are discharged while applying a high electric field and separated into minute mists by charging the droplets. Then, nano-level cured fine particles can be formed.
Nano-level colored fine particles can be used as an inkjet colorant.

特許第3786034号公報Japanese Patent No. 3786034 特開2006−28432号公報JP 2006-28432 A 特開2004−300436号公報JP 2004-300136 A 特開昭61−243803号公報JP-A-61-243803 特開昭61−246202号公報JP-A-61-246202 特開平4−65403号公報JP-A-4-65403 特表2008−5312142号公報JP-T 2008-5312142 特開2004−91767号公報JP 2004-91767 A 米国特許第5,262,098号明細書US Pat. No. 5,262,098 特許第4306318号公報Japanese Patent No. 4306318 特開2004−151642号公報JP 2004-151642 A

Claims (9)

少なくとも硬化性材料を含み流動性を有する原料(B)の滴を用いて、硬化した微粒子を製造する方法において、
原料(B)を滴にして、該原料(B)の滴を溶解又は一相に相溶しない液体である(A)液面に向かって吐出させる(A)液中への原料(B)滴の配置工程、及び(A)液中の微粒子を硬化させる微粒子硬化工程を含み、
前記硬化性材料は活性光線硬化性材料であり、前記原料(B)は、機能性材料を含む複数の原料(B1,B2・・・)からなり、原料(B)滴の配置工程は、機能性材料を含む複数の各原料(B1,B2・・・)の滴をそれぞれ(A)液面に向かって吐出させて、(A)液中で前記滴を融合させることにより、機能性材料が組み合わされた微粒子を形成する段階を含むものであり、前記微粒子硬化工程は、前記(A)液中の前記融合微粒子に活性光線を照射して、前記形成された微粒子を硬化させるものであって、前記(A)液は、主成分が水で、界面活性剤を含み、その静的表面張力が30mN/m(25℃)以下であり、かつ、硬化のための活性光線照射を、前記原料(B)滴が前記(A)液中に配置された後1時間以内に行なうことを特徴とする微粒子の製造方法。
In a method for producing hardened fine particles using droplets of a raw material (B) containing at least a curable material and having fluidity,
The raw material (B) is used as droplets, and the droplets of the raw material (B) are dissolved or liquids that are not compatible with one phase (A) discharged toward the liquid surface (A) The raw material (B) droplets into the liquid And (A) a fine particle curing step of curing fine particles in the liquid,
The curable material is an actinic ray curable material, and the raw material (B) is composed of a plurality of raw materials (B1, B2,...) Including a functional material. The functional material can be obtained by ejecting droplets of a plurality of raw materials (B1, B2...) Containing the functional material toward the liquid surface (A) and fusing the droplets in the liquid (A). A step of forming combined fine particles, wherein the fine particle curing step irradiates the fused fine particles in the liquid (A) with an actinic ray to cure the formed fine particles. The liquid (A) is mainly composed of water, contains a surfactant, has a static surface tension of 30 mN / m (25 ° C.) or less, and is irradiated with actinic rays for curing. the (B) droplets that performed within 1 hour after being placed in said solution (a) The butterflies, the production method of the fine particles.
前記(A)液中の前記原料(B)滴が、吐出時に形成されるサテライト滴を有し、サテライト滴を利用して小粒径の微粒子を作製することを特徴とする請求項に記載の微粒子の製造方法。 Wherein the material (B) droplets in the solution (A) has a satellite droplet formed during the discharge, according to claim 1, characterized in that to produce the fine particles of the small particle size by using a satellite droplet Method for producing fine particles. 光照射前に(A)液に流れをつくることにより滴を変形させ、そのまま光照射することにより変形した微粒子を作製することを特徴とする請求項1または2に記載の微粒子の製造方法。 The method for producing fine particles according to claim 1 or 2 , wherein the droplets are deformed by creating a flow in the liquid (A) before light irradiation, and deformed fine particles are produced by light irradiation as it is. 前記原料(B)滴の前記(A)液面に向かっての吐出が、ピエゾ方式のインクジェットヘッドを使用したものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の微粒子の製造方法。 The fine particle production according to any one of claims 1 to 3 , wherein ejection of the raw material (B) droplets toward the liquid surface (A) uses a piezo-type ink jet head. Method. 前記原料(B)滴の前記(A)液面に向かっての吐出が、サーマル方式のインクジェットヘッドを使用したものであることを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の微粒子の製造方法。 The fine particle production according to any one of claims 1 to 3 , wherein ejection of the raw material (B) droplets toward the liquid surface (A) uses a thermal ink jet head. Method. 前記界面活性剤が、フッ素系あるいはシリコン系界面活性剤であることを特徴とする請求項に記載の微粒子の製造方法。 The method for producing fine particles according to claim 1 , wherein the surfactant is a fluorine-based or silicon-based surfactant. 前記機能性材料が着色剤であることを特徴とする請求項に記載の微粒子の製造方法。 The method for producing fine particles according to claim 1 , wherein the functional material is a colorant. エレクトロスプレーディポジション法により小粒径の微粒子を作製することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の微粒子の製造方法。 The method for producing fine particles according to any one of claims 1 to 7 , wherein fine particles having a small particle diameter are produced by an electrospray deposition method. 活性光線硬化性液体(C)の上に(A)液の層を設け、該層面に向かって原料(B)滴を吐出して光照射を行いその後(A)液の水分を蒸発させることにより活性光線硬化性液体(C)の硬化膜の上に原料(B)の硬化した微粒子が付着した膜を作製する請求項1に記載の微粒子の製造方法。 By providing a layer of the liquid (A) on the actinic ray curable liquid (C), discharging the raw material (B) droplets toward the layer surface, irradiating with light, and then evaporating the water in the liquid (A) The method for producing fine particles according to claim 1 , wherein a film in which the fine particles obtained by curing the raw material (B) are adhered on the cured film of the actinic ray curable liquid (C) is produced.
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