JP6513721B2 - 複合粒子、白色顔料分散体及びインクジェット用インク組成物 - Google Patents
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Description
複合粒子の体積平均粒子径と個数平均粒子径の比[体積平均粒子径/個数平均粒子径]とは、大塚電子製「ELS−Z2」で動的光散乱(DLS)法による湿式粒径分布測定により測定し、Marquadt法解析で算出した50%体積平均粒子径を50%個数平均粒子径で除した値である。
体積平均粒子径と個数平均粒子径の比[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は、使用する樹脂粒子(A)の選択、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際の樹脂粒子(A)に対するチタニアの体積比率、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際のチタンアルコキシドと水とのモル比率、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際の樹脂粒子(A)の分散性により調整することができる。具体的には体積平均粒子径と個数平均粒子径の比[体積平均粒子径/個数平均粒子径]が小さい樹脂粒子(A)を使用する、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際の樹脂粒子(A)に対するチタニアの体積比率を白色隠ぺい性が損なわれない程度に小さくする、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際のチタンアルコキシドの水に対するモル比率を大きくする、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際の樹脂粒子(A)の分散性を、分散剤の使用や樹脂粒子(A)表面の電位を大きくするにより良好な状態で行うことで、複合粒子の体積平均粒子径と個数平均粒子径の比[体積平均粒子径/個数平均粒子径]を小さくすることができる。
複合粒子の体積平均粒子径とは、大塚電子製「ELS−Z2」で動的光散乱(DLS)法による湿式粒径分布測定により測定し、Marquadt法解析で算出した50%体積平均粒子径である。
複合粒子の体積平均粒子径は、使用する樹脂粒子(A)の選択、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際の樹脂粒子(A)に対するチタニアの体積比率、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際の樹脂粒子(A)の2次粒子径により調整することができる。具体的には体積平均粒子径が小さい樹脂粒子(A)を使用する、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際の樹脂粒子(A)に対するチタニアの体積比率を白色隠ぺい性が損なわれない程度に小さくする、即ちチタニアによる被覆層の厚みを小さくする、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際の樹脂粒子(A)の2次粒子径を小さくすることで、複合粒子の体積平均粒子径を小さくすることができる。
複合粒子の粒子比重は、使用する樹脂粒子(A)の選択、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際の樹脂粒子(A)に対するチタニアの体積比率、被覆するチタニアの結晶構造により調整することができる。具体的には粒子比重の小さい樹脂粒子(A)を使用する、樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する際の樹脂粒子(A)に対するチタニアの体積比率を白色隠ぺい性が損なわれない程度に小さくする、被覆するチタニアの結晶構造を非晶構造とすることで、複合粒子の粒子比重を小さくすることができる。
樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する方法として具体的には、(1)樹脂粒子(A)の存在下、液相中にチタンアルコキシドと水を溶解させ、ゾルゲル反応を行うことにより、ゾルゲル反応により生成した微小粒子が粒子表面に吸着し、層形成したチタニア、(2)樹脂粒子(A)の存在下、液相中で加熱により金属塩の還元析出反応を行い、析出したナノ粒子が粒子表面に吸着することで層形成したチタニア、(3)予め微粒子化されたチタニアを樹脂粒子(A)の存在下、液相中又は気相中で粒子表面に吸着することで層形成したチタニア等が挙げられる。
これらのうち、形成された被覆層の機械強度の観点から、(1)又は(3)の方法が好ましい。
なお、チタンアルコキシドとして好ましいものは、後述するチタンアルコキシド(G)と同様である。
(a−1)エチレン性不飽和基を有する脂肪族炭化水素:
エチレン性不飽和基を有する鎖状炭化水素:アルケン(例えばエチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン及びオクタデセン等);炭素数4〜30のアルカジエン(例えばブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン及び1,7−オクタジエン等)。
エチレン性不飽和基を有する環状炭化水素:モノ又はジシクロアルケン(例えばシクロヘキセン、ビニルシクロヘキセン及びエチリデンビシクロヘプテン等)及びモノ又はジシクロアルカジエン[例えば(ジ)シクロペンタジエン等]等。
(a−2)エチレン性不飽和基を有する芳香族炭化水素:
スチレン;スチレンのハイドロカルビル(炭素数1〜30のアルキル、シクロアルキル、アラルキル及び/又はアルケニル)置換体(例えばα−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン及びトリビニルベンゼン等);及びビニルナフタレン等。
不飽和モノカルボン酸{例えば(メタ)アクリル酸[「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。]、クロトン酸、イソクロトン酸及び桂皮酸等};不飽和ジカルボン酸(無水物)[例えば(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、(無水)シトラコン酸及びメサコン酸等];及びの不飽和ジカルボン酸のモノアルキルエステル(例えばマレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノデシルエステル、フマル酸モノエチルエステル、イタコン酸モノブチルエステル及びシトラコン酸モノデシルエステル等)等。
第4級アンモニウム塩としては、炭素数1〜18のアルキル基を有するものが含まれ、アルキル基は同じでも異なっていてもよく、具体的には、テトラエチルアンモニウム塩、トリエチルラウリルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩及びトリブチルラウリルアンモニウム塩等が挙げられる。
(メタ)アクリロイルオキシアルキルリン酸モノエステル(例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート及びリン酸2−(メタクリロイルオキシ)エチル、(メタ)アクリロイルオキシアルキルホスホン酸(例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸等)。
なお、塩としては、(a−3)カルボキシル基とエチレン性不飽和基とを有する単量体を構成する塩として例示したもの挙げられる。
ヒドロキシスチレン、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオール、プロパルギルアルコール、2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル及び庶糖アリルエーテル等。
(a−6−1)アミノ基とエチレン性不飽和基とを有する単量体:
アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレート、N−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン、クロチルアミン、N,N−ジメチルアミノスチレン、メチル−α−アセトアミノアクリレート、ビニルイミダゾール、N−ビニルピロール、N−ビニルチオピロリドン、N−アリールフェニレンジアミン、アミノカルバゾール、アミノチアゾール、アミノインドール、アミノピロール、アミノイミダゾール、アミノメルカプトチアゾール及びこれらの塩等。
(a−6−2)アミド基とエチレン性不飽和基とを有する単量体:
(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N’−メチレン−ビス(メタ)アクリルアミド、桂皮酸アミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジベンジルアクリルアミド、メタクリルホルムアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド及びN−ビニルピロリドン等。
(a−6−3)アンモニウム基とエチレン性不飽和基とを有する単量体
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等の4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド及びジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの等)、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物、(メタ)アクリロイルオキシ2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、(メタ)アクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウム塩化物、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、(メタ)アクリロイルオキシ2−ヒドロキシプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、(メタ)アクリロイルアミノプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩化物、(メタ)アクリロキシ基とトリアルキルアンモニオ基を有する化合物{(メタ)アクリロキシエチルアミノカルボニルオキシエチルトリメチルアンモニウムメトサルフェート塩}等。
なお、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味し、同様に「(メタ)アクリ・・・」とは、「アクリ・・・」又は「メタクリ・・・」を意味する。
N−ビニルカプロラクタム等。
γ−ブチロラクトン(メタ)アクリレート及びカプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等。
グリシジル(メタ)アクリレート及びp−ビニルフェニルフェニルオキサイド等。
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロロスチレン、ブロムスチレン、ジクロロスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン及びクロロプレン等。
(a−11−1)エチレン性不飽和基を有するエステル:
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル−4−ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチル−α−エトキシアクリレート、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート及びエイコシル(メタ)アクリレート等]、ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の直鎖、分枝鎖又は脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の直鎖、分枝鎖又は脂環式の基である)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン類(ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン及びテトラメタアリロキシエタン等)等、ポリアルキレングリコール鎖とエチレン性不飽和基を有する単量体[ポリエチレングリコール[Mn=300]モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(Mn=500)モノアクリレート、メチルアルコールEO10モル付加物(メタ)アクリレート及びラウリルアルコールEO30モル付加物(メタ)アクリレート等]、ポリ(メタ)アクリレート類[多価アルコール類のポリ(メタ)アクリレート:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、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)アクリレート及びポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。
(a−11−2)エチレン性不飽和基を有するエーテル:
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニル−2−エチルヘキシルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニル−2−メトキシエチルエーテル、メトキシブタジエン、ビニル−2−ブトキシエチルエーテル、3,4−ジヒドロ−1,2−ピラン、2−ブトキシ−2’−ビニロキシジエチルエーテル、アセトキシスチレン及びフェノキシスチレン等が挙げられる。
(a−11−3)エチレン性不飽和基を有するケトン:
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン及びビニルフェニルケトン等が挙げられる。
(a−11−4)エチレン性不飽和基を有する含硫黄化合物:
ジビニルサルファイド、p−ビニルジフェニルサルファイド、ビニルエチルサルファイド、ビニルエチルスルホン、ジビニルスルホン及びジビニルスルホキサイド等が挙げられる。
スルホ基とエチレン性不飽和基を有する単量体及びそれらの塩の具体例としては、アルケンスルホン酸(例えばビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸及びメチルビニルスルホン酸等);
スチレンスルホン酸及びこのアルキル誘導体(例えばα−メチルスチレンスルホン酸等;
硫酸エステル及びこの塩(例えばポリ)オキシアルキレン(C2〜4)エーテル(EO1〜200モル付加物等)のモノ(メタ)アクリレートの硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレン(C2〜4、p=2〜200)モノ(メタ)アクリレート硫酸エステル塩等)、(メタ)アリルエステル[アルキル(C8〜24)(メタ)アリルスルホコハク酸エステル塩]、メタクリル酸プロピレンオキサイド付加物の硫酸エステル塩、アリルオキシメチルポリオキシエチレンヒドロキシアルキルエーテルの硫酸エステルアンモニウム塩);
スルホ(ヒドロキシ)アルキル−(メタ)アクリレート(例えばスルホプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸及び3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸等);
スルホ(ヒドロキシ)アルキル(メタ)アクリルアミド及びその塩[例えば(メタ)アクリルアミドアルカン(C1〜24)スルホン酸塩、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び3−(メタ)アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸等];
アルキルアリルスルホコハク酸(例えばプロピルアリルスルホコハク酸、ブチルアリルスルホコハク酸、2−エチルヘキシル−アリルスルホコハク酸等);
ポリ[n(重合度。以下同様。)=2〜200]オキシアルキレン(オキシエチレン、オキシプロピレン及びオキシブチレン等。オキシアルキレンは単独又は併用でもよく、併用する場合、付加形式はランダム付加でもブロック付加でもよい。)モノ(メタ)アクリレートの硫酸エステル[例えばポリ(n=5〜15)オキシエチレンモノメタクリレート硫酸エステル及びポリ(n=5〜15)オキシプロピレンモノメタクリレート硫酸エステル等]及びこれらの塩等が挙げられる。
これらの塩にはアルカリ金属塩、アンモニウム塩、第1〜3級アミン塩及び第4級アンモニウム塩等が含まれる)等が挙げられる。
(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン及びシアノアクリレート等。
ニトロスチレン等。
また、上記において、均質なチタニア被覆層を形成させる及び粒度分布を狭くする観点から、カチオン性官能基とエチレン性不飽和基を有する含窒素単量体(a−6)を併用することが好ましい。
これらのうち、樹脂粒子(A)の造粒性及びチタニア被覆層形成の均質性の観点から、カチオン性官能基を有するラジカル重合開始剤が好ましい。
〔1〕樹脂粒子(A)がエチレン性不飽和基を有する単量体(a)を構成単量体とする重合体(P)を含む樹脂粒子である場合において、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法又は分散重合法等の重合反応により媒体中で樹脂粒子(A)を製造する方法。
〔2〕樹脂粒子(A)がポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂又はエポキシ樹脂等の重付加又は縮合系樹脂を含む樹脂粒子である場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶剤溶液を適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、その後に加熱したり、硬化剤を加えたりして樹脂粒子(A)を作製する方法。
〔3〕樹脂粒子(A)がポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂又はエポキシ樹脂等の重付加又は縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶剤溶液(液体であることが好ましい。加熱により液状化してもよい)中に適当な乳化剤を溶解させた後、媒体を加えて転相乳化する方法。
〔4〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により作製した重合体(P)を機械回転式又はジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分級することにより樹脂粒子(A)を得る方法。
〔5〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により作製した重合体(P)を溶剤に溶解した樹脂溶液を霧状に噴霧することにより樹脂粒子(A)を得る方法。
〔6〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により作製した重合体(P)を溶剤に溶解した樹脂溶液に貧溶剤を添加する又はあらかじめ溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂粒子(A)を析出させる方法。
〔7〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により作製した重合体(P)を溶剤に溶解した樹脂溶液を、適当な分散剤存在下で媒体中に分散させ、加熱又は減圧等によって溶剤を除去する方法。
〔8〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により作製した重合体(P)を溶剤に溶解した樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、媒体を加えて転相乳化する方法。
これらのうち、樹脂粒子(A)の粒子径及び粒度分布制御の観点から、〔1〕の方法が好ましい。
樹脂粒子(A)のゼータ電位は、ゼータ電位計(例えば大塚電子製「ELS−Z2」)で測定でき、エタノールを測定用媒質とした時のゼータ電位である。
樹脂粒子(A)をチタニアで被覆する方法として具体的には、(1)樹脂粒子(A)の存在下、液相中にチタンアルコキシドと水を溶解させ、ゾルゲル反応を行うことにより、ゾルゲル反応により生成した微小粒子が粒子表面に吸着し、層形成させることで、チタニアを樹脂粒子(A)に被覆する方法、(2)樹脂粒子(A)の存在下、液相中で加熱により金属塩の還元析出反応を行い、析出した微小粒子が粒子表面に吸着し層形成させることでチタニアを樹脂粒子(A)に被覆する方法、(3)微粒子状のチタニアを樹脂粒子(A)の存在下、液相中又は気相中で粒子表面に吸着することで層形成させてチタニアを樹脂粒子(A)に被覆する方法等が挙げられる。
これらのうち、形成された層の機械強度及び生産性の観点から、(1)又は(3)の方法が好ましい。
具体的には、樹脂粒子(A)が分散したチタンアルコキシドの有機溶剤(E)溶液中で、該チタンアルコキシドをゾルゲル反応により該樹脂粒子(A)の表面においてチタニアを生成させてチタニアを被覆させることができる。
有機溶剤(E)としては、被覆層形成過程における樹脂粒子(A)及び複合粒子の分散性並びにチタニア被覆層形成の均質性の観点から、水を0.1重量%以上の濃度で溶解させることが可能な溶剤が好ましく、更に好ましくはジメチルホルムアミド、エチレングリコール、ニトロメタン、N−メチルピロリドン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−メトキシエタノール、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、メタノール、エタノール、2−ブタノール、イソブタノール、酢酸及びジエチレングリコールジメチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、特に好ましくはエチレングリコール、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1−ブタノール及び2−メトキシエタノールからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基が好ましく、更に好ましくは分岐又は直鎖の脂肪族炭化水素基である。
炭素数1〜8の炭化水素基を有するアルコキシドとして具体的には、n−ブトキシド、t−ブトキシド、エトキシド、2−エチルヘキサオキシド、イソブトキシド、イソプロポキシド、メトキシド、n−プロポキシド等が挙げられる。
チタンアルコキシド(G)は1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、チタンアルコキシド(G)において、アルコキシドは全て同じでもよく、異なっていてもよい。
チタンアルコキシド(G)としては、反応性及び汎用性の観点から、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド及びチタンテトラエトキシドからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく、更に好ましくはチタンテトライソプロポキシド及び/又はチタンテトラブトキシドである。
これらのうち、分散安定性及び樹脂粒子(A)のゼータ電位の観点から、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール及びポリオキシアルキレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。
ノニオン界面活性剤としては、例えば、次のようなものが挙げられる。
ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアリルキルアルキルエーテル等のエーテル系界面活性剤;
ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系界面活性剤;
2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール等のアセチレングリコール系界面活性剤。
カチオン界面活性剤としては、例えば、次のようなものが挙げられ、第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤及びアミン塩型カチオン界面活性剤等が使用できる。
第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤としては、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド等のテトラアルキルアンモニウムカチオン(各アルキル基の炭素数は好ましくは1〜18);ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド(塩化ベンザルコニウム)等のベンジル基とアルキル基(炭素数は好ましくは1〜18)とを有するアンモニウムカチオン;セチルピリジニウムクロライド、オレイルピリジニウムクロライド等のピリジニウムカチオン;ポリオキシアルキレン基とアルキル基(炭素数は好ましくは1〜18)とを有するアンモニウムカチオンからなる第4級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの第4級アンモニウム塩を構成するアニオンとしては、水酸イオン、ハロゲンイオン(例えば、フッ素イオン、塩素イオン、臭素イオン、沃素イオン)、硝酸イオン、亜硝酸イオン、メトサルフェートイオン、炭素数1〜8のカルボキシルアニオン(例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、2−エチルヘサキサン酸、乳酸、りんご酸又はグルコン酸等から誘導されるアニオン)等が使用できる。
アミン塩型カチオン界面活性剤としては、ラウリルアミンクロライド、ステアリルアミンブロマイド、セチルアミンメトサルフェート等の第1級アミン塩;ラウリルメチルアミンクロライド、ステアリルエチルアミンブロマイド、ジラウリルアミンメトサルフェート、ラウリルプロピルアミンアセテート等の第2級アミン塩;ラウリルジエチルアミンクロライド、ラウリルエチルメチルアミンブロマイド等の第3級アミン塩等が挙げられる。
これらのうち、樹脂粒子(A)の有機溶剤(E)への濡れ性、及び活性剤の有機溶剤(E)への溶解性及び樹脂粒子(A)のゼータ電位の観点から、ノニオン界面活性剤が好ましい。
溶液(I)において、樹脂粒子(A)の含有量は、複合粒子の体積平均粒子径と個数平均粒子径の比、及び生産性の観点から、溶液(I)の重量を基準として、0.1〜50重量%が好ましく、更に好ましくは0.3〜25重量%である。
溶液(I)において、チタンアルコキシド(G)の含有量は、複合粒子の粒子比重、及び白色隠ぺい性の観点から、溶液(I)の重量を基準として、0.1〜30重量%が好ましく、更に好ましくは0.2〜15重量%である。
溶液(I)において、分散剤(H)の含有量は、複合粒子の平均円形度の観点から、溶液(I)の重量を基準として、0〜15重量%が好ましく、更に好ましくは1〜10重量%である。
溶液(I)において、チタンアルコキシド(G)と水の重量比は、チタニアの被覆効率及び均質性の観点から
複合粒子の体積平均粒子径とは、23℃、55%RHの環境下において、堀場製作所製粒径測定装置LB−550で動的光散乱法により測定した50%体積平均粒子径の値である。
非水溶性有機溶媒としては、飽和又は不飽和の炭化水素系化合物とその環状化合物、長鎖のモノアルコールや多価アルコール、及び芳香族系化合物等に代表される水と相溶しない有機溶媒を用いることができる。
例えば、モノアルコール、多価アルコール、ケトン、エステル、アミン、チオール及びピロリドン系等で水と相溶できる溶媒を用いることができる。
インクの媒体が水の場合、インクの乾燥防止や、顔料の分散安定性向上などの目的で水溶性有機溶剤を含有させることができる。水溶性有機溶剤には特に制限はなく目的に応じて適宜選択できる
前記水溶性有機溶剤又は固体湿潤剤としては、例えば、多価アルコール、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、その他の水溶性有機溶剤などが挙げられる。
前記多価アルコールアルキルエーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル(bp135℃)、エチレングリコールモノブチルエーテル(bp171℃)、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(bp194℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(bp231℃)、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル(bp229℃)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(bp132℃)などが挙げられる。
インク中の水溶性有機溶剤の含有量には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1〜50重量%が好ましい。
前記分散剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性剤等の種々の界面活性剤や高分子型の分散剤が挙げられる。
アニオン界面活性剤としては、例えば、ポリカルボン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物及び/又はその塩、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリビニルスルホン酸塩、ポリアルキレングリコール硫酸エステル塩、ポリビニルアルコールリン酸エステル塩、メラミンスルホン酸塩及びリグニンスルホン酸塩、アルキルスルホカルボン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、N−アシルアミノ酸及びその塩、N−アシルメチルタウリン塩、ポリオキシアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸塩、ロジン酸石鹸、ヒマシ油硫酸エステル塩、ラウリルアルコール硫酸エステル塩、アルキルフェノール型燐酸エステル、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、アルキル型燐酸エステル、アルキルアリルスルホン塩酸、ジエチルスルホ琥珀酸塩、ジエチルヘキシルスルホ琥珀酸塩、ジオクチルスルホ琥珀酸塩等が挙げられる。
グァーガム、ジェランガム等に代表される天然多糖類系高分子;ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系高分子;ポリビニルピロリドン、ポリ(N−アルキルピロリドン)等のピロリドン系高分子;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコール共重合体等のポリアルキレングリコール系高分子;ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のポリビニル系高分子;ポリエチレンイミン、ポリアミドアミン、アリルアミンの重合体等のアミン系高分子;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアリルキルアルキルエーテル等のエーテル系界面活性剤;
ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等のエステル系界面活性剤;
2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、3,6−ジメチル−4−オクチン−3,6−ジオール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール等のアセチレングリコール系界面活性剤。
前記浸透剤としては、炭素数8〜11のポリオール化合物及び炭素数8〜11のグリコールエーテル化合物のいずれかを含有することが好ましい。
浸透剤は、湿潤剤とは異なり湿潤剤よりも湿潤性が小さく、「非湿潤剤性の媒質」ということができる。浸透剤としては、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール[、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールが特に好ましい。
その他の好ましい例としては、2−エチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,2−ブタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、5−ヘキセン−1,2−ジオールなどの脂肪族ジオールが挙げられる。
前記浸透剤のインク中の含有量は、0.1〜4.0重量%が好ましい。含有量が0.1重量%未満では、速乾性が得られず滲んだ画像となることがあり、4.0重量%を超えると、顔料の分散安定性が損なわれ、ノズルが目詰まりし易くなったり、記録媒体への浸透性が必要以上に高くなったり、画像濃度の低下や裏抜けが発生したりすることがある。
前記pH調整剤としては、調合されるインクに悪影響を及ぼさずにpHを7〜11、好ましくは8〜10に調整できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記pHは、pHメータ(例えばHM−30R:TOA−DKK社製)により測定することができる。
前記アルコールアミン類としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、2−アミノ−2−エチル−1,3プロパンジオール等が挙げられる。前記アルカリ金属元素の水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。前記アンモニウムの水酸化物としては、例えば、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物などが挙げられる。前記ホスホニウム水酸化物としては、第4級ホスホニウム水酸化物などが挙げられる。前記アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等が挙げられる。
前記水分散性樹脂としては、造膜性(画像形成性)に優れ、かつ高撥水性、高耐水性、高耐候性を備えたものが、高耐水性で高画像濃度(高発色性)の画像記録に有用であり、例えば、縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物などが挙げられる。
前記縮合系合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリ(メタ)アクリル樹脂、アクリル−シリコーン樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。前記付加系合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルエステル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、不飽和カルボン酸系樹脂などが挙げられる。前記天然高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどが挙げられる。これらの中でも、特にポリウレタン樹脂微粒子、アクリル樹脂粒子、アクリル−シリコーン樹脂微粒子及びフッ素系樹脂微粒子が好ましい。
水分散性樹脂のインク中の含有量は、固形分で1〜15重量%が好ましく、2〜7重量%がより好ましい。
前記防腐防黴剤としては、例えば、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、等が挙げられる。
前記キレート試薬としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等が挙げられる。
前記防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライトなどが挙げられる。
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む)、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、などが挙げられる。
前記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケル錯塩系紫外線吸収剤、などが挙げられる。
以下の記載において「部」は重量部を示す。尚、実施例2、7、9〜11及び13は参考例である。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(和光純薬製;V−50)を0.02部、スチレンを6.5部、イオン交換水を37.3部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(三洋化成工業製;エレミノールMON−7)を0.1部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−1)分散体を得た。体積平均粒径は0.28μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−1)分散体を1.7部、エタノールを50.0部、チタンテトラブトキシドを0.27部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を0.5部仕込み、バイオミキサー((株)日本精機製作所製;バイオミキサーBM−2)で6000rpmで3分間分散混合した後に、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−1)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−1)を得た。体積平均粒径は0.30μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3、粒子比重は1.5であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)を0.02部、スチレンを6.5部、イオン交換水を37.3部、アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム(三洋化成工業製;エレミノールJS−20)を2部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−2)分散体を得た。体積平均粒径は0.27μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られたポリスチレンの樹脂粒子(A−2)分散体を1.7部、エタノールを50.0部、チタンテトラブトキシドを0.27部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を0.5部仕込み、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−2)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−2)を得た。体積平均粒径は0.51μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.7、粒子比重は1.5であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(和光純薬製;V−50)を0.02部、スチレンを5.5部、イオン交換水を37.3部、ジビニルベンゼンを1.0部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(三洋化成工業製;エレミノールMON−7)を0.1部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−3)分散体を得た。体積平均粒径は0.20μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−3)分散体を1.7部、エタノールを50.0部、チタンテトラブトキシドを0.50部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を1.0部仕込み、バイオミキサー((株)日本精機製作所製;バイオミキサーBM−2)で6000rpmで3分間分散混合した後に、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−3)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−3)を得た。体積平均粒径は0.22μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3、粒子比重は1.4であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として過硫酸カリウムを0.01部、スチレンを6.5部、イオン交換水を37.3部、ジメチルアミノエチルメタクリレートを0.1部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(三洋化成工業製;エレミノールMON−7)を0.1部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−4)分散体を得た。体積平均粒径は0.28μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−4)分散体を1.7部、エタノールを50.0部、チタンテトラブトキシドを0.27部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を0.5部仕込み、バイオミキサー((株)日本精機製作所製;バイオミキサーBM−2)で6000rpmで3分間分散混合した後に、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−4)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−4)を得た。体積平均粒径は0.30μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3、粒子比重は1.3であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)を0.02部、スチレンを6.5部、イオン交換水を37.3部、メタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物を0.1部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(三洋化成工業製;エレミノールMON−7)を0.05部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−5)分散体を得た。体積平均粒径は0.22μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−5)分散体を1.7部、エタノールを50.0部、チタンテトラブトキシドを0.50部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を0.5部仕込み、バイオミキサー((株)日本精機製作所製;バイオミキサーBM−2)で6000rpmで3分間分散混合した後に、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−5)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−5)を得た。体積平均粒径は0.24μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2、粒子比重は1.3であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(和光純薬製;V−50)を0.02部、スチレンを6.5部、イオン交換水を37.3部、メタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物を0.1部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−6)分散体を得た。体積平均粒径は0.25μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−6)分散体を1.7部、エタノールを50.0部、チタンテトラブトキシドを0.35部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を0.5部仕込み、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−6)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−6)を得た。体積平均粒径は0.28μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2、粒子比重は1.2であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)を0.01部、スチレンを5.5部、エタノールを37.3部、ジビニルベンゼンを0.9部、ジメチルアミノエチルメタクリレートを0.1部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を1.0部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、70℃で20時間反応を行い、樹脂粒子(A−7)分散体を得た。体積平均粒径は0.45μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−7)分散体を50部仕込み、室温でチタンテトラブトキシドを7.0部、イオン交換水0.4部をそれぞれ同時に1時間かけて滴下後、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−7)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−7)を得た。体積平均粒径は0.50μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3、粒子比重は1.4であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)を0.01部、スチレンを5.5部、エタノールを37.3部、ジビニルベンゼンを0.9部、メタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物を0.1部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を1.0部、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを0.3部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、70℃で20時間反応を行い、樹脂粒子(A−8)分散体を得た。体積平均粒径は0.25μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−8)分散体を50部仕込み、室温でチタンテトラブトキシドを7.0部、イオン交換水0.4部をそれぞれ同時に1時間かけて滴下後、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−8)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−8)を得た。体積平均粒径は0.28μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2、粒子比重は1.3であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)を0.01部、メチルメタクリレートを6.4部、エタノールを37.3部、メタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物を0.1部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−30)を0.3部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、70℃で20時間反応を行い、樹脂粒子(A−9)分散体を得た。体積平均粒径は3.40μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−9)分散体を50部仕込み、室温でチタンテトラブトキシドを2.0部、イオン交換水0.4部をそれぞれ同時に1時間かけて滴下後、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−9)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−9)を得た。体積平均粒径は3.90μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.4、粒子比重は1.4であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)を0.02部、スチレンを4.9部、エタノールを37.3部、ジメチルアミノエチルメタアクリレートを1.6部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−30)を4.0部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、70℃で20時間反応を行い、樹脂粒子(A−10)分散体を得た。体積平均粒径は3.30μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.7あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−10)分散体を50部仕込み、室温でチタンテトラブトキシドを2.0部、イオン交換水0.4部をそれぞれ同時に1時間かけて滴下後、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−10)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−10)を得た。体積平均粒径は3.60μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.9、粒子比重は1.3であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(和光純薬製;V−50)を0.02部、スチレンを6.5部、イオン交換水を37.3部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(三洋化成工業製;エレミノールMON−7)を0.5部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−11)分散体を得た。体積平均粒径は0.08μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−11)分散体を1.7部、エタノールを50.0部、チタンテトラブトキシドを1.0部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を1.0部仕込み、バイオミキサー((株)日本精機製作所製;バイオミキサーBM−2)で6000rpmで3分間分散混合した後に、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−11)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−11)を得た。体積平均粒径は0.22μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.4、粒子比重は2.3であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)を0.02部、スチレンを5.5部、エタノールを37.3部、ヒドロキシエチルメタアクリレートを1.0部、メタクロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩化物を0.1部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を1.0部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、70℃で20時間反応を行い、樹脂粒子(A−12)分散体を得た。体積平均粒径は0.25μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−12)分散体を50部仕込み、室温でチタンテトラブトキシドを7.0部、イオン交換水0.4部をそれぞれ同時に1時間かけて滴下後、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−12)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−12)を得た。体積平均粒径は0.28μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2、粒子比重は1.2であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(和光純薬製;V−50)を0.02部、スチレンを6.5部、イオン交換水を37.3部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(三洋化成工業製;エレミノールMON−7)を0.5部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−13)分散体を得た。体積平均粒径は0.08μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−13)分散体を1.7部、エタノールを50.0部、チタンテトラブトキシドを0.5部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を1.0部仕込み、バイオミキサー((株)日本精機製作所製;バイオミキサーBM−2)で6000rpmで3分間分散混合した後に、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(C−13)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(C−13)を得た。体積平均粒径は0.10μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3、粒子比重は1.6であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)を0.02部、スチレンを6.5部、イオン交換水を37.3部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(三洋化成工業製;エレミノールMON−7)を0.1部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−14)分散体を得た。体積平均粒径は0.28μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−14)分散体を1.7部、エタノールを50.0部、チタンテトラブトキシドを0.27部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を0.5部仕込み、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(RC−1)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(RC−1)を得た。体積平均粒径は0.44μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は2.1、粒子比重は1.5であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(和光純薬製;V−50)を0.02部、スチレンを6.5部、イオン交換水を37.3部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(三洋化成工業製;エレミノールMON−7)を0.1部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−15)分散体を得た。体積平均粒径は0.28μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−15)分散体を1.7部、イオン交換水を50.0部、オルトケイ酸テトラエチルを0.5部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を0.5部仕込み、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(RC−2)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(RC−2)を得た。体積平均粒径は0.31μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3、粒子比重は1.2であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(イソブチロニトリル)を0.01部、スチレンを4.9部、エタノールを37.3部、ジメチルアミノエチルメタクリレートを1.6部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−30)を0.2部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、70℃で20時間反応を行い、樹脂粒子(A−16)分散体を得た。体積平均粒径は4.01μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.2あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−16)分散体を50部仕込み、室温でチタンテトラブトキシドを1.0部、イオン交換水0.2部をそれぞれ同時に1時間かけて滴下後、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(RC−3)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(RC−3)を得た。体積平均粒径は4.06μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3、粒子比重は1.2であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(和光純薬製;V−50)を0.02部、ブタジエンを5.4部、スチレンを1.1部、イオン交換水を37.3部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(三洋化成工業製;エレミノールMON−7)を0.2部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−17)分散体を得た。体積平均粒径は0.41μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.4あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−17)分散体を1.7部、エタノールを50.0部、チタンテトラブトキシドを0.50部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を1.0部仕込み、バイオミキサー((株)日本精機製作所製;バイオミキサーBM−2)で6000rpmで3分間分散混合した後に、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(RC−4)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(RC−4)を得た。体積平均粒径は0.45μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.6、粒子比重は0.9であった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、重合開始剤として2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(和光純薬製;V−50)を0.02部、スチレンを6.5部、イオン交換水を37.3部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(三洋化成工業製;エレミノールMON−7)を0.1部仕込み、密閉して内部の空気を窒素で置換後、80℃で2時間反応した後に90℃で更に1.5時間重合反応を行い、樹脂粒子(A−18)分散体を得た。体積平均粒径は0.28μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.3あった。
撹拌棒及び温度計を備えた反応用容器に、得られた樹脂粒子(A−18)分散体を1.7部、エタノールを50.0部、チタンテトラブトキシドを11.9部、ポリビニルピロリドン(株式会社日本触媒製;ポリビニルピロリドンK−85)を1.5部仕込み、バイオミキサー((株)日本精機製作所製;バイオミキサーBM−2)で6000rpmで3分間分散混合した後に、70℃で1.5時間ゾルゲル反応を行ない、その後、複合粒子(RC−5)分散体をイオン交換水で洗浄・固液分離し乾燥させて複合粒子(RC−5)を得た。体積平均粒径は0.55μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.6、粒子比重は2.5であった。
表中の被覆率は、作製した複合粒子(C)において透過型電子顕微鏡(TEM)観察を行い、以下に示す方法で算出した複合粒子(C)の被覆率(%)である。粒子断面の10万倍TEM画像において、ランダムに20個の複合粒子を選択し、樹脂粒子表面に沿ってチタニアが被覆している界面の長さ(L1)として、複合粒子の外周長(L2)に対する(L1)の割合(%)を算出し、平均値を求めた。なお、チタニア樹脂粒子表面が露出している、または樹脂粒子表面で凝集してチタニアが被覆されていない界面をチタニアが被覆していない界面として除いた。使用するTEMとしては、例えば「サーマルFE−SEM JSM7000J;JEOL製」や「コールドFE−TEM;日立製」が挙げられる。
複合粒子(C−1)〜(C−13)、(RC−1)〜(RC−3)、(RC−5)及び酸化チタン粒子(石原産業(株)製;PFC−105、体積平均粒子径280nm)を各10部、イオン交換水74部、分散剤としてサンスパールPS−2(三洋化成工業製)を1部、ニューポールPE−108を1部配合して、バイオミキサー((株)日本精機製作所製;バイオミキサーBM−2)で6000rpmで3分間分散混合した後に、ウレタンエマルジョン(三洋化成工業製;ユーコートUWS−145)を14部配合して調製して、複合粒子(C−1)〜(C−13)、(RC−1)〜(RC−3)、(RC−5)及び酸化チタン粒子を含有する白色顔料分散体(D−1)〜(D−13)及び(RD−1)〜(RD−6)を得て、それらの沈降性及び白色隠ぺい性の性能評価を行なった。
なお、酸化チタン粒子の体積平均粒径は0.28μm、[体積平均粒子径/個数平均粒子径]は1.6、粒子比重は4.1であった。
複合粒子(C−1)、(C−3)、(C−5)〜(C−8)、(C−12)、(C−13)、(RC−1)〜(RC−3)、(RC−5)及び酸化チタン粒子を各10部、イオン交換水38部、分散剤としてサンスパールPS−2(三洋化成工業製)を1部、ニューポールPE−108を1部配合して、バイオミキサー((株)日本精機製作所製;バイオミキサーBM−2)で6000rpmで3分間分散混合した後に、グリセリンを18部、トリエチレングリコールを12部、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを6部、ウレタンエマルジョン(三洋化成工業製;ユーコートUWS−145)を14部配合して調製して、複合粒子(C−1)、(C−3)、(C−5)〜(C−8)、(C−12)、(C−13)、(RC−1)〜(RC−3)、(RC−5)及び酸化チタン粒子を含有する白色顔料分散体(D−14)〜(D−21)及び(RD−7)〜(RD−12)を含有するインクジェット用インク組成物(J−1)〜(J−8)及び(RJ−1)〜(RJ−6)を得て、それらの沈降性及び白色隠ぺい性の性能評価を行なった。
沈降性の評価は以下に示す方法で行った。
試料を10mlの密栓付きガラス製容器に8ml入れ、室温で2週間静置した後、粒子沈降により発生した上澄み層の厚み及び容器底面の沈降物の有・無を目視で確認した。なお、比較例10及び16において、「粒子が上層に浮遊」とあるのは、粒子が上層に浮遊している状態でよくない。
◎:上澄み層が3mm以下、且つ容器底面の沈降物無し
〇:上澄み層が3以上〜10mm未満、且つ容器底面の沈降物無し
△:上澄み層が10mm以上、且つ容器底面の沈降物無し
×:上澄み層が10mm以上、且つ容器底面の沈降物有り
白色隠ぺい性の評価は以下に示す方法で行った。
黒色にベタ印刷されたコート紙上に乾燥後の塗膜の厚みが10μmとなるように試料を塗布して乾燥させ形成した塗膜を観察して白色隠ぺい性を確認した。
白色隠ぺい性は分光測色計(X−Rite938;X−Rite社製)で用いてL値を計測することで評価した。
◎;L値が70以上
〇;L値が60以上〜70未満
△;L値が30以上〜60未満
×;L値が30未満
また、表3に示したように、実施例に記載の白色顔料分散体を含有するインクジェット用インク組成物は、比較例のそれらと比べて、沈降性と白色隠ぺい性とが共に優れることが明らかである。
また、酸化還元触媒あるいは担体、紫外線の遮蔽力を利用した化粧材料又はプラスチックの表面コート剤、更には高屈折を利用した反射防止コート材、導電性を利用した帯電防止材、機能性ハードコート材、更に光触媒作用を使用した防菌剤、防汚剤、超親水性被膜などへの添加剤としても有用である。
また、紛体自体の粒度分布が狭いことから、流動性が高く白色隠ぺい性も高いので、化粧品用添加剤、粉体塗料、スラッシュ成形用材料、塗料用添加剤、又は紙塗工用添加剤として有用である。
Claims (7)
- チタニアが樹脂粒子(A)に被覆した複合粒子であって、体積平均粒子径と個数平均粒子径の比[体積平均粒子径/個数平均粒子径]が1.0〜2.0であり、体積平均粒子径が0.07〜0.3μmであり、粒子比重が1.0〜1.5である複合粒子。
- 樹脂粒子(A)が、エチレン性不飽和基を有する単量体(a)を構成単量体として含有する重合体(P)を含む樹脂粒子である請求項1に記載の複合粒子。
- 重合体(P)が、カチオン性官能基を有する重合体である請求項2に記載の複合粒子。
- 重合体(P)が、スチレンを単量体(a)として含有する重合体である請求項2又は3に記載の複合粒子。
- 樹脂粒子(A)のゼータ電位が正である請求項1〜4のいずれかに記載の複合粒子。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の複合粒子を含有する白色顔料分散体。
- 請求項6に記載の白色顔料分散体を含有するインクジェット用インク組成物。
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