JPWO2007007751A1 - 表面処理シリカゾル、その製造方法及びインクジェット記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】乾燥物の造膜性、多孔性を改良した表面処理シリカゾル、該表面処理シリカゾルを効率よく製造する方法、及びインクジェット方式の印字において、高いインク吸収性を有し、高品位の画像形成を可能にするインクジェット記録媒体を提供すること。【解決手段】前記表面処理シリカゾルは、水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面に２価金属イオンを結合させた表面処理を施し改質することにより得られる。また、前記インクジェット記録媒体すなわちインクジェット記録用紙及びシートは、本発明の表面処理シリカゾルを用いることにより得られる。【選択図】なし
Description
本発明は、コロイダルシリカ粒子の表面に２価金属イオンを結合させた表面処理シリカゾル及びその製造方法に関する。更には、上記の表面処理シリカゾルを用いて製造されたインクジェット記録媒体に関する。
なお、この表面処理シリカゾルは、固体表面上で乾燥されると優れた造膜性と多孔性を示し、各種コーティング剤のマイクロフィラーや改質剤、結合剤、防蝕剤、触媒担体、難燃剤等、種々の分野に利用される。
なお、この表面処理シリカゾルは、固体表面上で乾燥されると優れた造膜性と多孔性を示し、各種コーティング剤のマイクロフィラーや改質剤、結合剤、防蝕剤、触媒担体、難燃剤等、種々の分野に利用される。
シリカゾルは多くの用途に使用されている。大部分の用途において、球状又は球状に近いコロイダルシリカ粒子が、液中で単分散に近い状態で存在し、液中での凝集粒子径（２次粒子径）が小さい状態で存在するシリカゾルが使用されている。従来の水性シリカゾルは、コロイダルシリカ粒子同士の結合力が強く、それ自身で結合剤としての性能を有する反面、シリカゾルを使用したコート膜を乾燥する際にコロイダルシリカ粒子同士の結合力のために膜が収縮しやすくなり、造膜性が劣る場合がある。しかしながら、用途によってはシリカゾルを使用したコート膜は高い造膜性と多孔性が求められるため、コロイダルシリカ粒子の形状制御や表面改質に関して種々の提案がなされている。
１０ないし８０ｎｍの窒素吸着法粒子径（Ｄ2ｎｍ）を有する球状コロイダルシリカ粒子とこの球状コロイダルシリカ粒子を接合する金属酸化物含有シリカとからなる、球状コロイダルシリカ粒子が一平面内のみにつながった数珠状コロイダルシリカ粒子が液状媒体中に分散されてなる、シリカ濃度５ないし４０質量％の安定なシリカゾル及びその製造方法が開示されている。なお、その数珠状コロイダルシリカ粒子は、その動的光散乱法粒子径（Ｄ1ｎｍ）と球状コロイダルシリカ粒子の窒素吸着法粒子径（Ｄ2ｎｍ）の比Ｄ1／Ｄ2が３以上あって、このＤ1は５０ないし５００ｎｍであることに特徴があり、球状コロイダルシリカよりも造膜性、多孔性は改良されているが、コロイダルシリカ粒子の表面は改質されておらず、場合によっては造膜性、多孔性は十分でない場合がある（特許文献１参照）。
負の電荷を有する無機酸化物コロイド粒子に抗菌性金属成分を付着せしめた抗菌性無機酸化物コロイド溶液からなる抗菌剤が開示されている（特許文献２参照）。
また、無機酸化物コロイド粒子を分散質とする水性ゾルに、金属塩又はその水溶液及び陰イオン交換体を混合して、前記金属塩を構成する金属成分を前記無機酸化物コロイド粒子に担持させることを特徴とする水性ゾルの製造方法が開示されている（特許文献３参照）。
しかしながら、これらの抗菌剤及び水性ゾルでは得られる造膜性や多孔性についての開示はされておらず、目的の性能が得られない、又は製造方法が煩雑であるなど、実用上満足のいくものではなかった。
支持体上に、合成無定形シリカ及び水性接着剤からなるインク受理層を設けてなるインクジェット記録用紙に於いて、該合成無定形シリカがシランカップリング剤で表面処理されていることを特徴とするインクジェット記録媒体が開示されている（特許文献４参照）。
また、水溶性染料を含有する記録液を用いて、画像を形成するための被記録材において、該被記録材がＮａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｓｒ及びＳｎからなる群から選択される金属の金属石鹸、水酸化物、塩又は酸化物の１種又は２種以上の混合物により表面処理されたシリカを含有することを特徴とする被記録材が開示されている。この表面処理されたシリカを含有する被記録材では、シリカに対して金属塩類の添加量が大きいことが特徴である（特許文献５参照）。
国際公開第００／１５５５２号パンフレット（特許請求の範囲）
特開平６−８０５２７号公報（特許請求の範囲）
特開平９−３８４８３号公報（特許請求の範囲）
特開昭６０−２２４５８０号公報（特許請求の範囲）
特開昭６３−１６６５８６号公報（特許請求の範囲）
１０ないし８０ｎｍの窒素吸着法粒子径（Ｄ2ｎｍ）を有する球状コロイダルシリカ粒子とこの球状コロイダルシリカ粒子を接合する金属酸化物含有シリカとからなる、球状コロイダルシリカ粒子が一平面内のみにつながった数珠状コロイダルシリカ粒子が液状媒体中に分散されてなる、シリカ濃度５ないし４０質量％の安定なシリカゾル及びその製造方法が開示されている。なお、その数珠状コロイダルシリカ粒子は、その動的光散乱法粒子径（Ｄ1ｎｍ）と球状コロイダルシリカ粒子の窒素吸着法粒子径（Ｄ2ｎｍ）の比Ｄ1／Ｄ2が３以上あって、このＤ1は５０ないし５００ｎｍであることに特徴があり、球状コロイダルシリカよりも造膜性、多孔性は改良されているが、コロイダルシリカ粒子の表面は改質されておらず、場合によっては造膜性、多孔性は十分でない場合がある（特許文献１参照）。
負の電荷を有する無機酸化物コロイド粒子に抗菌性金属成分を付着せしめた抗菌性無機酸化物コロイド溶液からなる抗菌剤が開示されている（特許文献２参照）。
また、無機酸化物コロイド粒子を分散質とする水性ゾルに、金属塩又はその水溶液及び陰イオン交換体を混合して、前記金属塩を構成する金属成分を前記無機酸化物コロイド粒子に担持させることを特徴とする水性ゾルの製造方法が開示されている（特許文献３参照）。
しかしながら、これらの抗菌剤及び水性ゾルでは得られる造膜性や多孔性についての開示はされておらず、目的の性能が得られない、又は製造方法が煩雑であるなど、実用上満足のいくものではなかった。
支持体上に、合成無定形シリカ及び水性接着剤からなるインク受理層を設けてなるインクジェット記録用紙に於いて、該合成無定形シリカがシランカップリング剤で表面処理されていることを特徴とするインクジェット記録媒体が開示されている（特許文献４参照）。
また、水溶性染料を含有する記録液を用いて、画像を形成するための被記録材において、該被記録材がＮａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｓｒ及びＳｎからなる群から選択される金属の金属石鹸、水酸化物、塩又は酸化物の１種又は２種以上の混合物により表面処理されたシリカを含有することを特徴とする被記録材が開示されている。この表面処理されたシリカを含有する被記録材では、シリカに対して金属塩類の添加量が大きいことが特徴である（特許文献５参照）。
本発明は、水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子を表面処理して改質することにより、造膜性、乾燥物の多孔性を改良した表面処理シリカゾルを提供しようとするものであり、次にこの表面処理シリカゾルを効率よく製造する方法を提供しようとするものである。
更には本発明の目的は、斯かる表面処理シリカゾルを用いることにより、インクジェット方式の印字において、高いインク吸収性を有し、高品位の画像形成を可能にするインクジェット記録媒体すなわちインクジェット記録用紙及びシートを提供することにある。
更には本発明の目的は、斯かる表面処理シリカゾルを用いることにより、インクジェット方式の印字において、高いインク吸収性を有し、高品位の画像形成を可能にするインクジェット記録媒体すなわちインクジェット記録用紙及びシートを提供することにある。
本発明の第１実施態様は、コロイダルシリカ粒子の表面に２価金属イオンを結合させた表面処理シリカゾルである。
以下に、好ましい態様を示す。
結合させた２価金属イオンの量が、コロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り０．００１ないし０．４個、より好ましくは０．００５ないし０．２個であること。
２価金属イオンがカルシウムイオンであること。
本発明の第２実施態様は、ｐＨ１ないし５を有する酸性水性シリカゾルに２価金属の水酸化物を添加して、加熱熟成することを含む表面処理シリカゾルの製造方法である。
以下に、好ましい態様を示す。
２価金属の水酸化物の添加量は、酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り２価金属イオンが０．００１ないし０．４個、より好ましくは０．００５ないし０．２個となる量とすること。
２価金属の水酸化物が水酸化カルシウムであること。
本発明の第３実施態様は、コロイダルシリカ粒子の表面に２価金属イオンを結合させた表面処理シリカゾルと、水性樹脂とを含有するインク受容層を有するインクジェット記録媒体である。
以下に、好ましい態様を示す。
結合させた２価金属イオンの量が、コロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り０．００１ないし０．４個、より好ましくは０．００５ないし０．２個であること。
２価金属イオンがカルシウムイオンであること。
以下に、好ましい態様を示す。
結合させた２価金属イオンの量が、コロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り０．００１ないし０．４個、より好ましくは０．００５ないし０．２個であること。
２価金属イオンがカルシウムイオンであること。
本発明の第２実施態様は、ｐＨ１ないし５を有する酸性水性シリカゾルに２価金属の水酸化物を添加して、加熱熟成することを含む表面処理シリカゾルの製造方法である。
以下に、好ましい態様を示す。
２価金属の水酸化物の添加量は、酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り２価金属イオンが０．００１ないし０．４個、より好ましくは０．００５ないし０．２個となる量とすること。
２価金属の水酸化物が水酸化カルシウムであること。
本発明の第３実施態様は、コロイダルシリカ粒子の表面に２価金属イオンを結合させた表面処理シリカゾルと、水性樹脂とを含有するインク受容層を有するインクジェット記録媒体である。
以下に、好ましい態様を示す。
結合させた２価金属イオンの量が、コロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り０．００１ないし０．４個、より好ましくは０．００５ないし０．２個であること。
２価金属イオンがカルシウムイオンであること。
本発明の表面処理シリカゾルは、種々の用途において改良をもたらす。
本発明のシリカゾルと共に、従来から用いられている種々の塗料成分を配合することにより、有機系塗料、無機系塗料、無機−有機複合塗料、耐熱塗料、防食塗料等を調整することが出来る。本発明のシリカゾルから形成された乾燥塗膜にはピンホールが少なく、クラックはほとんど見られない。また、この塗膜は平滑性を有し、衝撃力を吸収しやすい柔らかさがあり、基材との密着性、保水性、帯電防止性のいずれも良好である。従って、本発明のシリカゾルを含有するコーティング剤は各種フィルム、印画紙やインクジェット紙等に使われるレジンコーテッドペーパー、合成紙等にバックコートすることにより帯電防止用コーティング剤として使用することが出来る。
本発明のシリカゾルを含有する無機塗料から形成された焼成塗膜は、良好な耐熱性を示す。この本発明のシリカゾルを含有するこれらの塗料は、種々の基材、例えばガラス、セラミックス、金属、プラスチック、木材、紙等の表面に適用することができる。
本発明のシリカゾルは、リン酸塩等との併用により防蝕剤として使用できる。また、アクリル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系等の樹脂エマルジョンとの併用により亜鉛メッキ鋼板用の防蝕コーティング剤に使用すると防蝕性を高めることができ、ノンクロメートタイプの防蝕コーティング剤として使用することができる。
特に、本発明のシリカゾルは造膜性がよく、その乾燥物は多孔性を有していることからインクジェットのような印刷用記録紙や記録シートのインク受容層に適している。この用途においては、シリカゾルはポリビニルアルコールや樹脂エマルジョン等の水性樹脂に添加され、このシリカゾルのコロイダルシリカ粒子はマイクロフィラーとして作用する。樹脂エマルジョンとしてはアクリル系ポリマー、ウレタン系ポリマー、オレフィン系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、アミド系ポリマー及びこれらの変性物、共重合体のエマルジョンを用いることができる。
本発明のシリカゾルは結合性があり、更にその乾燥物は多孔性を有していることから、触媒担体、触媒用バインダーとして優れており、特に流動層触媒担体、自動車用触媒バインダーとして適している。
本発明のシリカゾルは、粘度増加剤、ゲル化剤としても用いられる。
本発明のシリカゾルは、付着性、結合性も大きいのでダンボール紙やフィルムのスリップ防止剤としても有効である。
本発明のシリカゾルは、通常のガラス繊維、セラミック繊維又はその他の無機繊維等のフェルト状物に含浸させることができる。そしてこのシリカゾルが含浸されたフェルト状物を乾燥すると、強度の高いフェルト状物が得られる。また、これら無機繊維の短繊維とこのシリカゾルとを混合することもできる。そして上記短繊維とこのシリカゾルの混合物をシート状、マット状、その他の形状に成形した後乾燥すると、やはり強度の高いシート、マット、成型品等が得られる。これら得られたフェルト状物、シート、マット、成型品等の表面には、従来のシリカゾルを同様に用いたときに見られる粉立ちが現出しない。従って、これら無機繊維等に結合剤として用いたシリカゾルのコロイダルシリカ粒子は、乾燥の際に内部からこれら無機繊維成形体の表面への移行がほとんど起こらないことを示している。これら乾燥された成型品は、改良品として耐熱性断熱材、その他の用途に提供される。
本発明のシリカゾルと共に、従来から用いられている種々の塗料成分を配合することにより、有機系塗料、無機系塗料、無機−有機複合塗料、耐熱塗料、防食塗料等を調整することが出来る。本発明のシリカゾルから形成された乾燥塗膜にはピンホールが少なく、クラックはほとんど見られない。また、この塗膜は平滑性を有し、衝撃力を吸収しやすい柔らかさがあり、基材との密着性、保水性、帯電防止性のいずれも良好である。従って、本発明のシリカゾルを含有するコーティング剤は各種フィルム、印画紙やインクジェット紙等に使われるレジンコーテッドペーパー、合成紙等にバックコートすることにより帯電防止用コーティング剤として使用することが出来る。
本発明のシリカゾルを含有する無機塗料から形成された焼成塗膜は、良好な耐熱性を示す。この本発明のシリカゾルを含有するこれらの塗料は、種々の基材、例えばガラス、セラミックス、金属、プラスチック、木材、紙等の表面に適用することができる。
本発明のシリカゾルは、リン酸塩等との併用により防蝕剤として使用できる。また、アクリル系、ポリエステル系、ポリオレフィン系等の樹脂エマルジョンとの併用により亜鉛メッキ鋼板用の防蝕コーティング剤に使用すると防蝕性を高めることができ、ノンクロメートタイプの防蝕コーティング剤として使用することができる。
特に、本発明のシリカゾルは造膜性がよく、その乾燥物は多孔性を有していることからインクジェットのような印刷用記録紙や記録シートのインク受容層に適している。この用途においては、シリカゾルはポリビニルアルコールや樹脂エマルジョン等の水性樹脂に添加され、このシリカゾルのコロイダルシリカ粒子はマイクロフィラーとして作用する。樹脂エマルジョンとしてはアクリル系ポリマー、ウレタン系ポリマー、オレフィン系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、アミド系ポリマー及びこれらの変性物、共重合体のエマルジョンを用いることができる。
本発明のシリカゾルは結合性があり、更にその乾燥物は多孔性を有していることから、触媒担体、触媒用バインダーとして優れており、特に流動層触媒担体、自動車用触媒バインダーとして適している。
本発明のシリカゾルは、粘度増加剤、ゲル化剤としても用いられる。
本発明のシリカゾルは、付着性、結合性も大きいのでダンボール紙やフィルムのスリップ防止剤としても有効である。
本発明のシリカゾルは、通常のガラス繊維、セラミック繊維又はその他の無機繊維等のフェルト状物に含浸させることができる。そしてこのシリカゾルが含浸されたフェルト状物を乾燥すると、強度の高いフェルト状物が得られる。また、これら無機繊維の短繊維とこのシリカゾルとを混合することもできる。そして上記短繊維とこのシリカゾルの混合物をシート状、マット状、その他の形状に成形した後乾燥すると、やはり強度の高いシート、マット、成型品等が得られる。これら得られたフェルト状物、シート、マット、成型品等の表面には、従来のシリカゾルを同様に用いたときに見られる粉立ちが現出しない。従って、これら無機繊維等に結合剤として用いたシリカゾルのコロイダルシリカ粒子は、乾燥の際に内部からこれら無機繊維成形体の表面への移行がほとんど起こらないことを示している。これら乾燥された成型品は、改良品として耐熱性断熱材、その他の用途に提供される。
本発明のシリカゾルは、多孔質組織を有する基材の表面処理剤として用いることもできる。例えば、コンクリート、モルタル、セメント、石膏、粘土等の硬化物表面に適用すると、このシリカゾルはその表面から内部へ含浸し、乾燥の後には改良された表面層が得られる。天然及び合成の繊維、それらの繊維製品、紙、木材等へも表面処理剤として用いることができる。その他、鋳物の封孔処理剤としても用いられる。
本発明のシリカゾルは、樹脂やゴムの中での分散性に優れており、水性ゲル、有機溶媒ゲル又はこれらを乾燥した粉体として各種樹脂やゴムに加えることにより、補強剤等して用いることができる。特に自動車用タイヤに使用されているＳＢＲの補強剤には有効である。
これら各種用途のうち特にインクジェット記録媒体の用途においては、本発明のシリカゾルと水性樹脂とを含有するインク受容層用コーティング組成物を用いて、紙又はプラスチックフィルムもしくはシート上にインク受容層を形成させることにより、インクの吸収性、インク吸収速度が大きく、印刷の鮮明性、色彩がよく、また光沢がよいインクジェット記録媒体を提供することができる。
本発明のシリカゾルは、酸や塩基を加えることにより容易にｐＨをコントロールすることができ、カチオン性の水性樹脂を除いた各種水性樹脂と任意に混合使用することができる。また、他のシリカゾルとも任意に混合使用することができる。
本発明のシリカゾルは、全ｐＨ範囲で負に帯電しておりそのままではカチオン性の水性樹脂とは混合使用できないが、このシリカゾルはカチオン性ポリマーを添加することにより容易にカチオン化シリカゾルにすることができる。そのカチオン化シリカゾルはカチオン性の水性樹脂と混合使用することができる。また、水性樹脂としてポリビニルアルコールを使用する場合には、シリカゾルにポリビニルアルコールを混合した後、カチオン性ポリマーを混合することにより、更に容易に本発明のシリカゾルをカチオン化することができる。これにより得られた混合液は、アンモニア等の塩基を加えることにより容易にアルカリ性に調整することができる。
本発明のシリカゾルは、造膜性、その乾燥物の多孔性に優れるため、他のシリカゾルと比較して水性樹脂の使用量を減少しても良好な被膜を得ることができる。特に、一次粒子径の大きいシリカゾルは、水性樹脂の使用量をより減少させることができ、更にインクの吸収性を高めることができる。
本発明のシリカゾルは、樹脂やゴムの中での分散性に優れており、水性ゲル、有機溶媒ゲル又はこれらを乾燥した粉体として各種樹脂やゴムに加えることにより、補強剤等して用いることができる。特に自動車用タイヤに使用されているＳＢＲの補強剤には有効である。
これら各種用途のうち特にインクジェット記録媒体の用途においては、本発明のシリカゾルと水性樹脂とを含有するインク受容層用コーティング組成物を用いて、紙又はプラスチックフィルムもしくはシート上にインク受容層を形成させることにより、インクの吸収性、インク吸収速度が大きく、印刷の鮮明性、色彩がよく、また光沢がよいインクジェット記録媒体を提供することができる。
本発明のシリカゾルは、酸や塩基を加えることにより容易にｐＨをコントロールすることができ、カチオン性の水性樹脂を除いた各種水性樹脂と任意に混合使用することができる。また、他のシリカゾルとも任意に混合使用することができる。
本発明のシリカゾルは、全ｐＨ範囲で負に帯電しておりそのままではカチオン性の水性樹脂とは混合使用できないが、このシリカゾルはカチオン性ポリマーを添加することにより容易にカチオン化シリカゾルにすることができる。そのカチオン化シリカゾルはカチオン性の水性樹脂と混合使用することができる。また、水性樹脂としてポリビニルアルコールを使用する場合には、シリカゾルにポリビニルアルコールを混合した後、カチオン性ポリマーを混合することにより、更に容易に本発明のシリカゾルをカチオン化することができる。これにより得られた混合液は、アンモニア等の塩基を加えることにより容易にアルカリ性に調整することができる。
本発明のシリカゾルは、造膜性、その乾燥物の多孔性に優れるため、他のシリカゾルと比較して水性樹脂の使用量を減少しても良好な被膜を得ることができる。特に、一次粒子径の大きいシリカゾルは、水性樹脂の使用量をより減少させることができ、更にインクの吸収性を高めることができる。
本発明のシリカゾルは、粒子の表面に２価金属イオンを結合させたコロイダルシリカ粒子を含有する表面処理シリカゾルである。
本発明における２価金属イオンの例としては、アルカリ土類金属イオン及び遷移金属イオン等が挙げられる。より具体的には、例えばカルシウム（Ｃａ）イオン、マグネシウム（Ｍｇ）イオン、ベリリウム（Ｂｅ）イオン、カドミウム（Ｃｄ）イオン、銅（Ｃｕ）イオン、鉄（Ｆｅ）イオン、ニッケル（Ｎｉ）イオン、亜鉛（Ｚｎ）イオン等が挙げられる。そして、それらの硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、塩酸塩、炭酸塩等の無機酸塩、酢酸等の有機酸塩、水酸化物、酸化物が挙げられる。これらが、コロイダルシリカ粒子の表面処理に使用することができるが、特に、Ｃａイオンの水酸化物である水酸化カルシウムをコロイダルシリカの表面処理に使用するのが好ましい。また、上記の２価金属イオンは、固体のまま或いは水溶液として用いることができる。
本発明の２価金属イオンの量は、コロイダルシリカ粒子表面１ｎｍ2当り０．００１ないし０．４個であることが望ましく、０．００５ないし０．２個であることが更に望ましい。少ない２価金属イオンの量で表面処理効果が得られるのである。コロイダルシリカ粒子表面１ｎｍ2当りの２価金属イオンの量が０．００１個よりも少ない場合は、表面処理の効果が小さすぎて、本発明のシリカゾルを乾燥させた際に目的とする造膜性、多孔性が得られない。また、コロイダルシリカ粒子表面１ｎｍ2当りの２価金属イオンの量を０．４個より多くしても、その造膜性や多孔性の更なる向上は見られず、場合によってはシリカゾル中に粗大な凝集粒子が発生し、実用上好ましくない。そして、インクジェット記録媒体のインク受容層の造膜性に関しては、コロイダルシリカ粒子の分散性が良い方が好ましい。そのため２価金属イオンの添加量は少ない方がよく、コロイダルシリカ粒子表面１ｎｍ2当り０．００５ないし０．２個であることがより望ましい。
本発明における２価金属イオンの例としては、アルカリ土類金属イオン及び遷移金属イオン等が挙げられる。より具体的には、例えばカルシウム（Ｃａ）イオン、マグネシウム（Ｍｇ）イオン、ベリリウム（Ｂｅ）イオン、カドミウム（Ｃｄ）イオン、銅（Ｃｕ）イオン、鉄（Ｆｅ）イオン、ニッケル（Ｎｉ）イオン、亜鉛（Ｚｎ）イオン等が挙げられる。そして、それらの硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、塩酸塩、炭酸塩等の無機酸塩、酢酸等の有機酸塩、水酸化物、酸化物が挙げられる。これらが、コロイダルシリカ粒子の表面処理に使用することができるが、特に、Ｃａイオンの水酸化物である水酸化カルシウムをコロイダルシリカの表面処理に使用するのが好ましい。また、上記の２価金属イオンは、固体のまま或いは水溶液として用いることができる。
本発明の２価金属イオンの量は、コロイダルシリカ粒子表面１ｎｍ2当り０．００１ないし０．４個であることが望ましく、０．００５ないし０．２個であることが更に望ましい。少ない２価金属イオンの量で表面処理効果が得られるのである。コロイダルシリカ粒子表面１ｎｍ2当りの２価金属イオンの量が０．００１個よりも少ない場合は、表面処理の効果が小さすぎて、本発明のシリカゾルを乾燥させた際に目的とする造膜性、多孔性が得られない。また、コロイダルシリカ粒子表面１ｎｍ2当りの２価金属イオンの量を０．４個より多くしても、その造膜性や多孔性の更なる向上は見られず、場合によってはシリカゾル中に粗大な凝集粒子が発生し、実用上好ましくない。そして、インクジェット記録媒体のインク受容層の造膜性に関しては、コロイダルシリカ粒子の分散性が良い方が好ましい。そのため２価金属イオンの添加量は少ない方がよく、コロイダルシリカ粒子表面１ｎｍ2当り０．００５ないし０．２個であることがより望ましい。
本発明の原料となるｐＨ１ないし５を有する酸性水性シリカゾルは、従来から知られている任意の方法により製造されたｐＨ１ないし１１を有する水性シリカゾルを原料としてよい。前記酸性水性シリカゾルの原料となるシリカゾルは、工業材料として市販されているものを使用することができる。水性シリカゾルがアルカリ性の場合には、陽イオン交換処理することにより容易にｐＨ１ないし５を有する酸性水性シリカゾルを得ることができる。また、アルカリ性水性シリカゾルに無機酸、有機酸等の酸を加えてｐＨを低下させることもできる。一方、酸性水性シリカゾルの場合には、アルカリ性物質を加えてｐＨを上昇させることもできる。より好ましい水性シリカゾルとしては、ｐＨ２ないし４を有する酸性水性シリカゾルが挙げられる。
本発明の原料となる酸性水性シリカゾルは、３ないし１００ｎｍの比表面積径を有するものを使用することができ、コロイダルシリカ粒子の形状は球状でも非球状でもよい。また、本発明の原料となる酸性水性シリカゾルは、シリカ濃度として０．５ないし６０質量％のものを使用することができる。ここで、コロイダルシリカ粒子の比表面積径Ｄ（ｎｍ）（窒素吸着法粒子径）は、通常窒素吸着法（ＢＥＴ法）により測定された比表面積Ｓ（ｍ2／ｇ）から、Ｄ（ｎｍ）＝２７２０／Ｓの式によって与えられる。
本発明の原料となる酸性水性シリカゾルは、３ないし１００ｎｍの比表面積径を有するものを使用することができ、コロイダルシリカ粒子の形状は球状でも非球状でもよい。また、本発明の原料となる酸性水性シリカゾルは、シリカ濃度として０．５ないし６０質量％のものを使用することができる。ここで、コロイダルシリカ粒子の比表面積径Ｄ（ｎｍ）（窒素吸着法粒子径）は、通常窒素吸着法（ＢＥＴ法）により測定された比表面積Ｓ（ｍ2／ｇ）から、Ｄ（ｎｍ）＝２７２０／Ｓの式によって与えられる。
次に本発明の表面処理シリカゾルの製造方法について説明する。本発明の表面処理シリカゾルは、原料となる酸性水性シリカゾルに常温あるいは加熱下に２価金属イオンを添加して撹拌混合した後、加熱熟成する方法にて製造される。
２価金属の水酸化物の添加量は、酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り２価金属イオンが０．００１ないし０．４個となる量とする。
原料となる酸性水性シリカゾルへの２価金属イオンの添加は、撹拌下に行うのが好ましい。また、この添加の温度及び時間には特に制限はなく、１５℃ないし９５℃の温度で１分ないし１時間程度でよい。２価金属イオン添加後の撹拌混合の温度及び時間についても特に制限はなく、１５℃ないし９５℃の温度で２分ないし５時間でよい。これらの撹拌には、一般的に知られているパドル型、アンカー型、ファウドラー型、ディスパー型等の撹拌機やホモジナイザー等を用いることができる。
本発明の表面処理シリカゾルを製造する際に行う加熱熟成工程は、好ましくは５０℃ないし１５０℃の温度で３０分ないし１２時間行うのが良い。５０℃よりも低い温度で熟成を行うと、２価金属イオンとコロイダルシリカ粒子同士の結合が十分に進まず、２価金属イオンを添加した効果が見られないだけでなく、長期保存後に２価金属イオンに起因する結晶や沈降物等を生じ、問題となることがある。また、１５０℃よりも高い温度で熟成を行うと、コロイダルシリカ粒子の凝集等を生じ、やはり問題となることがある。熟成時間に関しては、３０分より短いと２価金属イオンとコロイダルシリカ粒子との結合が十分に進まず、１２時間より長くしても得られる表面処理シリカゾルの品質には全く影響せず、実用上好ましくない。
上記の方法で製造した表面処理シリカゾルは、広いｐＨ領域で安定であり、任意のｐＨに調整することができる。このｐＨ調整には、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、ギ酸、シュウ酸等の酸やアルカリ金属水酸化物、アンモニア、第４級アンモニウム水酸化物、アミン等のアルカリ性物質の水溶液を用いることができる。
２価金属の水酸化物の添加量は、酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り２価金属イオンが０．００１ないし０．４個となる量とする。
原料となる酸性水性シリカゾルへの２価金属イオンの添加は、撹拌下に行うのが好ましい。また、この添加の温度及び時間には特に制限はなく、１５℃ないし９５℃の温度で１分ないし１時間程度でよい。２価金属イオン添加後の撹拌混合の温度及び時間についても特に制限はなく、１５℃ないし９５℃の温度で２分ないし５時間でよい。これらの撹拌には、一般的に知られているパドル型、アンカー型、ファウドラー型、ディスパー型等の撹拌機やホモジナイザー等を用いることができる。
本発明の表面処理シリカゾルを製造する際に行う加熱熟成工程は、好ましくは５０℃ないし１５０℃の温度で３０分ないし１２時間行うのが良い。５０℃よりも低い温度で熟成を行うと、２価金属イオンとコロイダルシリカ粒子同士の結合が十分に進まず、２価金属イオンを添加した効果が見られないだけでなく、長期保存後に２価金属イオンに起因する結晶や沈降物等を生じ、問題となることがある。また、１５０℃よりも高い温度で熟成を行うと、コロイダルシリカ粒子の凝集等を生じ、やはり問題となることがある。熟成時間に関しては、３０分より短いと２価金属イオンとコロイダルシリカ粒子との結合が十分に進まず、１２時間より長くしても得られる表面処理シリカゾルの品質には全く影響せず、実用上好ましくない。
上記の方法で製造した表面処理シリカゾルは、広いｐＨ領域で安定であり、任意のｐＨに調整することができる。このｐＨ調整には、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、ギ酸、シュウ酸等の酸やアルカリ金属水酸化物、アンモニア、第４級アンモニウム水酸化物、アミン等のアルカリ性物質の水溶液を用いることができる。
表面処理シリカゾルの分散媒中での粒子径（二次粒子径）は、動的光散乱法により測定できる。例えばサブミクロン粒子アナライザー ｍｏｄｅｌ Ｎ４（商品名：ベックマン・コールター社製）により容易に動的光散乱法粒子径が測定できる。
本発明の表面処理シリカゾルは、シリカ濃度が０．５ないし６０質量％であり、この範囲内で必要に応じて濃縮を行うことができる。濃縮には、蒸発法や濾過膜法等を用いることができる。また該ゾル中に、ゾルの安定性の妨げとなる量の陽イオンや陰イオンが存在する場合には、限外濾過膜や逆浸透膜のような微細多孔性膜を用いる方法やイオン交換樹脂を用いる方法で除去することができる。
本発明の表面処理シリカゾルは、場合によってはごく僅かに沈降物を生じることがあるが、静置や濾過により容易に除去することができる。またこの沈降物はホモミキサー、高速回転式ホモジナイザー、高圧法ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル、ビーズミル等の分散装置によって所望の大きさに分散し除去することもできる。
本発明の表面処理シリカゾルは、各種組成物を作る目的で添加される成分を、従来のシリカゾルと同様に混合使用することができる。本発明の表面処理シリカゾルは、２価金属イオンによる表面処理によりコロイダルシリカ粒子表面に存在するＳｉ−ＯＨ基（シラノール基）が封鎖され、その反応性が低く抑えられているため、従来のシリカゾルでは混合安定性が不十分であった成分についても、より安定に混合使用することができる。混合使用される成分としては、各種シリカゾル、アルカリ金属珪酸塩水溶液、アルキルシリケートの部分加水分解液、アルミナゾル、その他の金属酸化物ゾルやポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ゼラチン等の水溶性高分子、メラミン樹脂、尿素樹脂等の水溶性樹脂、アクリル系等の樹脂エマルジョン、ベントナイトやアルギン酸ソーダ等の粘度増加剤、アクリル樹脂等の有機溶媒溶解樹脂液、更にエチレングリコール、メチルアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等の有機溶媒、シランカップリング剤の部分加水分解液、界面活性剤、各種酸、各種アルカリ、耐火物粉末、金属粉末、顔料、塗料等が挙げられる。
本発明の表面処理シリカゾルは、一般的に従来のシリカゾルが用いられるすべての用途に使用することができるが、特に乾燥した際の造膜性、多孔性に優れているため、各種のコーティング材料への使用に適している。中でも、インクジェット記録媒体の用途において、本発明のシリカゾルと水性樹脂とを含有するインク受容層用コーティング組成物を用いて、紙又はプラスチックフィルムもしくはシート上にインク受容層を形成させることにより、インクの吸収性、インク吸収速度が大きく、印刷の鮮明性、色彩がよく、また光沢がよいインクジェット記録媒体を提供することができる。
本発明の表面処理シリカゾルは、シリカ濃度が０．５ないし６０質量％であり、この範囲内で必要に応じて濃縮を行うことができる。濃縮には、蒸発法や濾過膜法等を用いることができる。また該ゾル中に、ゾルの安定性の妨げとなる量の陽イオンや陰イオンが存在する場合には、限外濾過膜や逆浸透膜のような微細多孔性膜を用いる方法やイオン交換樹脂を用いる方法で除去することができる。
本発明の表面処理シリカゾルは、場合によってはごく僅かに沈降物を生じることがあるが、静置や濾過により容易に除去することができる。またこの沈降物はホモミキサー、高速回転式ホモジナイザー、高圧法ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミル、ビーズミル等の分散装置によって所望の大きさに分散し除去することもできる。
本発明の表面処理シリカゾルは、各種組成物を作る目的で添加される成分を、従来のシリカゾルと同様に混合使用することができる。本発明の表面処理シリカゾルは、２価金属イオンによる表面処理によりコロイダルシリカ粒子表面に存在するＳｉ−ＯＨ基（シラノール基）が封鎖され、その反応性が低く抑えられているため、従来のシリカゾルでは混合安定性が不十分であった成分についても、より安定に混合使用することができる。混合使用される成分としては、各種シリカゾル、アルカリ金属珪酸塩水溶液、アルキルシリケートの部分加水分解液、アルミナゾル、その他の金属酸化物ゾルやポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ゼラチン等の水溶性高分子、メラミン樹脂、尿素樹脂等の水溶性樹脂、アクリル系等の樹脂エマルジョン、ベントナイトやアルギン酸ソーダ等の粘度増加剤、アクリル樹脂等の有機溶媒溶解樹脂液、更にエチレングリコール、メチルアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等の有機溶媒、シランカップリング剤の部分加水分解液、界面活性剤、各種酸、各種アルカリ、耐火物粉末、金属粉末、顔料、塗料等が挙げられる。
本発明の表面処理シリカゾルは、一般的に従来のシリカゾルが用いられるすべての用途に使用することができるが、特に乾燥した際の造膜性、多孔性に優れているため、各種のコーティング材料への使用に適している。中でも、インクジェット記録媒体の用途において、本発明のシリカゾルと水性樹脂とを含有するインク受容層用コーティング組成物を用いて、紙又はプラスチックフィルムもしくはシート上にインク受容層を形成させることにより、インクの吸収性、インク吸収速度が大きく、印刷の鮮明性、色彩がよく、また光沢がよいインクジェット記録媒体を提供することができる。
本発明に使用する水性樹脂としては天然高分子、水溶性樹脂及び樹脂エマルジョン等がある。天然高分子としてはカゼイン、大豆蛋白、澱粉、ゼラチン等があり、水溶性樹脂の例としては、親水性構造単位としてヒドロキシル基を有する樹脂として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、セルロース系樹脂（メチルセルロース（ＭＣ）、エチルセルロール（ＥＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等やキチン類を、エーテル結合を有する樹脂として、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及びポリビニルエーテル（ＰＶＥ）を、そしてアミド基又はアミド結合を有する樹脂として、ポリアクリルアミド（ＰＡＡＭ）及びポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を挙げることができる。樹脂エマルジョンとしては、スチレン−ブタジエン共重合体、メチルメタアクリレート−ブタジエン共重合体の共役ジエン系重合体エマルジョン、アクリル系重合体エマルジョン、スチレン−アクリル共重合体エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体エマルジョン、エステル系重合体エマルジョン、ウレタン系重合体エマルジョン、アクリルシリコーン系重合体エマルジョン、アクリルウレタン系重合体エマルジョン、アクリルエポキシ系重合体エマルジョン、シリコーン系重合体エマルジョン、オレフィン系重合体エマルジョン、エポキシ系重合体エマルジョン、塩化ビニリデン系重合体エマルジョン等が挙げられる。紙又はフィルムのコーティング用として、これら水性樹脂からなる群から選ばれた一種又は二種以上を併用することができる。
本発明のシリカゾルは、塩基性アルミニウム塩、塩基性ジルコニウム塩、カチオン系界面活性剤、カチオン性ポリマー等の表面処理剤で処理することによりカチオン化させて使用することができる。カチオン系界面活性剤としては、アルキルアミンの塩酸塩、酢酸塩等のアミン塩型化合物、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等の第４級アンモニウム塩型化合物、アルキルイミダゾリン第４級塩又はアルキルアミンのエチレンオキサイド付加物、等を用いることができる。またカチオン性ポリマーとしては、ポリエチレンイミン又はその塩類、ポリアリルアミン、ポリジアリルアミン、ポリビニルアミン等のポリアミン及びその塩類、ポリアミンスルホン酸塩、ポリアミンエピクロルヒドリン縮合体、ポリアミドエピクロルヒドリン縮合体、ポリジアリルジメチル第４級アンモニウム塩等のジアリルジアルキルアンモニウム塩類、ジアリルアミンアクリルアミド共重合体塩、ポリスチレン第４級アンモニウム塩、第３級アミノ基や第４級アンモニウム基を有するアクリル系樹脂等を挙げることができる。こうして、カチオン化したシリカゾルを用いる場合には、必要に応じてカチオン変性の水溶性樹脂又はカチオン性樹脂エマルジョンを使用することができる。また、無定形又はベーマイト構造のアルミナゾルを併用することもできる。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物は、基本的にはシリカゾルと水性樹脂溶液を混合する方法により得ることができるが、樹脂エマルジョンの場合には、樹脂エマルジョン製造時にモノマー中にシリカゾルを添加して重合させる方法を採ることもできる。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物は、基本的にはシリカゾルと水性樹脂溶液を混合する方法により得ることができるが、樹脂エマルジョンの場合には、樹脂エマルジョン製造時にモノマー中にシリカゾルを添加して重合させる方法を採ることもできる。
本発明のコロイダルシリカ粒子と水性樹脂の混合比はコロイダルシリカ粒子の質量１００に対して水性樹脂の質量が、２ないし１００、特に５ないし５０であることが好ましい。コロイダルシリカ粒子の質量１００に対して水性樹脂の質量が２未満の場合は得られる受容層に著しいクラックが発生することもあり、インクのしみ込みムラができるため好ましくない。一方、コロイダルシリカ粒子の質量１００に対して水性樹脂の質量が１００を超える場合には樹脂が多くなるため、インクの吸収量、吸収速度が小さくなり好ましくない。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物中のコロイダルシリカ粒子と水性樹脂との固形分の合計量は５ないし５０質量％であることが好ましく、１０ないし４０質量％が特に好ましい。５質量％未満では充分な膜厚の受容層が得られない。一方、５０質量％を超えるとコーティング組成物の粘度が高くなりすぎることや、乾燥が速くなりすぎるため好ましくない。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物には、該シリカゾルに含まれるコロイダルシリカ粒子以外に、例えばカオリン、クレー、焼成クレー、非晶質シリカ、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、コロイダルシリカ、天然ゼオライト、合成ゼオライト、セピオライト、天然スメクタイト、合成スメクタイト、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、珪藻土、スチレン系プラスチックピグメント、ハイドロタルサイト、尿素樹脂系プラスチックピグメント、ベンゾグアナミン系プラスチックピグメント等、一般塗工紙製造分野で公知公用の各種顔料を併用でき、これら顔料からなる群から選ばれた一種又は二種以上を併用することができる。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物に用いられる溶媒は、一般に水であるが、必要に応じて少量のアルコール類やグリコール類等の水溶性有機溶媒を用いることができる。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物中のコロイダルシリカ粒子と水性樹脂との固形分の合計量は５ないし５０質量％であることが好ましく、１０ないし４０質量％が特に好ましい。５質量％未満では充分な膜厚の受容層が得られない。一方、５０質量％を超えるとコーティング組成物の粘度が高くなりすぎることや、乾燥が速くなりすぎるため好ましくない。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物には、該シリカゾルに含まれるコロイダルシリカ粒子以外に、例えばカオリン、クレー、焼成クレー、非晶質シリカ、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、サチンホワイト、珪酸アルミニウム、コロイダルシリカ、天然ゼオライト、合成ゼオライト、セピオライト、天然スメクタイト、合成スメクタイト、珪酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、珪藻土、スチレン系プラスチックピグメント、ハイドロタルサイト、尿素樹脂系プラスチックピグメント、ベンゾグアナミン系プラスチックピグメント等、一般塗工紙製造分野で公知公用の各種顔料を併用でき、これら顔料からなる群から選ばれた一種又は二種以上を併用することができる。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物に用いられる溶媒は、一般に水であるが、必要に応じて少量のアルコール類やグリコール類等の水溶性有機溶媒を用いることができる。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物は、主として本発明のコロイダルシリカ粒子と水性樹脂からなるが、粒子の分散性を高めるために、各種無機塩類やｐＨ調整剤として酸やアルカリを含んでいてもよい。また、塗布適性や表面品質を高める目的で各種の界面活性剤を使用してもよい。表面の摩擦帯電や剥離帯電を抑制するため、あるいは電子写真法において表面電気抵抗を調整するためにイオン導電性をもつ界面活性剤や電子導電性をもつ金属酸化物微粒子を含んでいてもよい。また、インク記録において色素を固定し耐水性を高める目的で媒染剤を使用してもよい。また表面の摩擦特性を低減する目的で各種のマット剤を含んでいてもよい。また、色材の劣化を抑制する目的で各種の酸化防止剤、紫外線吸収剤を含んでいてもよい。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物を塗布する紙基材としては特に制限されるものではなく、一般の塗工紙に使用される酸性紙、あるいは中性紙等が好ましく使用される。また多孔性、透気性を有するシート類も紙基材とみなすことができる。
また、本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物を塗布するプラスチックフィルム・シートとしては、例えばセロハン、ポリエチレン、ポリプロピレン、軟質ポリ塩化ビニル、硬質ポリ塩化ビニル、ポリエステル（ＰＥＴ等）等の透明性の非常に高いプラスチックフィルム・シートやホワイトペット、合成紙等の透明性の低いフィルム・シートが挙げられる。上記基材として、紙とプラスチックフィルム・シートとの積層体を用いることもできる。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物を塗布する紙基材としては特に制限されるものではなく、一般の塗工紙に使用される酸性紙、あるいは中性紙等が好ましく使用される。また多孔性、透気性を有するシート類も紙基材とみなすことができる。
また、本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物を塗布するプラスチックフィルム・シートとしては、例えばセロハン、ポリエチレン、ポリプロピレン、軟質ポリ塩化ビニル、硬質ポリ塩化ビニル、ポリエステル（ＰＥＴ等）等の透明性の非常に高いプラスチックフィルム・シートやホワイトペット、合成紙等の透明性の低いフィルム・シートが挙げられる。上記基材として、紙とプラスチックフィルム・シートとの積層体を用いることもできる。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物は、上記紙基材やプラスチックフィルム・シートにブレードコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアコーター、ロッドブレードコーター、ダイコーター、リップコーター、カーテンコーター等の各種公知のコーターにより塗布することができ、塗布後、熱風乾燥機等により６０ないし１８０℃で乾燥することによりインク受容層を形成することができる。また、塗布、乾燥後、例えば、スプレーカレンダー、グロスカレンダー等で加熱、加圧下にロールニップ間を通すことにより、表面平滑性、透明性及び塗膜強度を向上させることができる。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物を紙又はフィルムもしくはシートに塗布、乾燥して得られるインク受容層の膜厚は５ないし５０μｍの範囲であることが好ましい。インク受容層の膜厚が５μｍ未満の時はインクの吸収性、吸収速度が低下するため好ましくなく、５０μｍを超えると使用するインク受容層用コーティング組成物の使用量が多くなりすぎて塗工が困難であったり、インク受容層にクラックが発生しやすくなるため好ましくない。
本発明のシリカゾルを使用したインク受容層用コーティング組成物を紙又はフィルムもしくはシートに塗布、乾燥して得られるインク受容層の膜厚は５ないし５０μｍの範囲であることが好ましい。インク受容層の膜厚が５μｍ未満の時はインクの吸収性、吸収速度が低下するため好ましくなく、５０μｍを超えると使用するインク受容層用コーティング組成物の使用量が多くなりすぎて塗工が困難であったり、インク受容層にクラックが発生しやすくなるため好ましくない。
以下に本発明の実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ（商品名）：日産化学工業（株）製、比重１．１２９、粘度２．２ｍＰａ・ｓ、ｐＨ２．５、電導度４３９μＳ／ｃｍ、シリカ（ＳｉＯ2）濃度２０．５質量％、窒素吸着法粒子径１１．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径２０ｎｍ｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量３０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．２４４ｇ（ＣａＯ含量０．１８５ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０２６個である。）を添加して２時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．１２９、粘度２．９ｍＰａ・ｓ、ｐＨ５．９、電導度３１９μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度２０．５質量％、窒素吸着法粒子径１１．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径２０ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例１
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ（商品名）：日産化学工業（株）製、比重１．１２９、粘度２．２ｍＰａ・ｓ、ｐＨ２．５、電導度４３９μＳ／ｃｍ、シリカ（ＳｉＯ2）濃度２０．５質量％、窒素吸着法粒子径１１．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径２０ｎｍ｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量３０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．２４４ｇ（ＣａＯ含量０．１８５ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０２６個である。）を添加して２時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．１２９、粘度２．９ｍＰａ・ｓ、ｐＨ５．９、電導度３１９μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度２０．５質量％、窒素吸着法粒子径１１．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径２０ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例２
実施例１で得た表面処理水性シリカゾル５００ｇを１Ｌガラスビーカーに取り、ディスパー型撹拌機にて１２００ｒｐｍにて撹拌している中に、１０％水酸化ナトリウム水溶液１０．０ｇを添加し、１時間撹拌混合した。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．１２９、粘度３．７ｍＰａ・ｓ、ｐＨ９．６、電導度１４５１μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度２０．１質量％、動的光散乱法粒子径２１ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例１で得た表面処理水性シリカゾル５００ｇを１Ｌガラスビーカーに取り、ディスパー型撹拌機にて１２００ｒｐｍにて撹拌している中に、１０％水酸化ナトリウム水溶液１０．０ｇを添加し、１時間撹拌混合した。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．１２９、粘度３．７ｍＰａ・ｓ、ｐＨ９．６、電導度１４５１μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度２０．１質量％、動的光散乱法粒子径２１ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例３
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量３０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．７３１ｇ（ＣａＯ含量０．５５４ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０７８個である。）を添加して２時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．１２７、粘度３．２ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．５、電導度４３２μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度２０．５質量％、窒素吸着法粒子径１１．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径２４ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、ごく少量の沈降物は認められたものの、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量３０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．７３１ｇ（ＣａＯ含量０．５５４ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０７８個である。）を添加して２時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．１２７、粘度３．２ｍＰａ・ｓ、ｐＨ７．５、電導度４３２μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度２０．５質量％、窒素吸着法粒子径１１．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径２４ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、ごく少量の沈降物は認められたものの、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例４
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ−４０（商品名）：日産化学工業（株）製、比重１．２９０、粘度４．１ｍＰａ・ｓ、ｐＨ２．７、電導度９５０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．５ｎｍ、動的光散乱法粒子径３６．５ｎｍ｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．２４１ｇ（ＣａＯ含量０．１８２ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０２５個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９２、粘度６．７ｍＰａ・ｓ、ｐＨ５．４、電導度７５７μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．５ｎｍ、動的光散乱法粒子径３９．３ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、ごく少量の沈降物は認められたものの、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ−４０（商品名）：日産化学工業（株）製、比重１．２９０、粘度４．１ｍＰａ・ｓ、ｐＨ２．７、電導度９５０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．５ｎｍ、動的光散乱法粒子径３６．５ｎｍ｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．２４１ｇ（ＣａＯ含量０．１８２ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０２５個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９２、粘度６．７ｍＰａ・ｓ、ｐＨ５．４、電導度７５７μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．５ｎｍ、動的光散乱法粒子径３９．３ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、ごく少量の沈降物は認められたものの、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例５
実施例４で得た表面処理シリカゾル５００ｇを１Ｌガラスビーカーに取り、ディスパー型撹拌機にて１２００ｒｐｍにて撹拌している中に、１０％水酸化ナトリウム水溶液７．５ｇを添加し、１時間撹拌混合した。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９０、粘度９４．６ｍＰａ・ｓ、ｐＨ９．１、電導度１７５７μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度３９．９質量％、動的光散乱法粒子径３８．９ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例４で得た表面処理シリカゾル５００ｇを１Ｌガラスビーカーに取り、ディスパー型撹拌機にて１２００ｒｐｍにて撹拌している中に、１０％水酸化ナトリウム水溶液７．５ｇを添加し、１時間撹拌混合した。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９０、粘度９４．６ｍＰａ・ｓ、ｐＨ９．１、電導度１７５７μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度３９．９質量％、動的光散乱法粒子径３８．９ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例６
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ−４０（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．２４１ｇ（ＣａＯ含量０．１８２ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０２５個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いてこの混合液をステンレス製のオートクレーブに仕込み、１２０℃で撹拌下４時間加熱した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９２、粘度１０．０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ６．９、電導度８９５μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．５ｎｍ、動的光散乱法粒子径３８．０ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ−４０（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．２４１ｇ（ＣａＯ含量０．１８２ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０２５個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いてこの混合液をステンレス製のオートクレーブに仕込み、１２０℃で撹拌下４時間加熱した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９２、粘度１０．０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ６．９、電導度８９５μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．５ｎｍ、動的光散乱法粒子径３８．０ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例７
実施例６で得た表面処理シリカゾル５００ｇを１Ｌガラスビーカーに取り、ディスパー型撹拌機にて１２００ｒｐｍにて撹拌している中に、１０％水酸化ナトリウム水溶液５．０ｇを添加し、１時間撹拌混合した。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９０、粘度９８．０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ９．０、電導度１６２９μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．１質量％、動的光散乱法粒子径３６．７ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例６で得た表面処理シリカゾル５００ｇを１Ｌガラスビーカーに取り、ディスパー型撹拌機にて１２００ｒｐｍにて撹拌している中に、１０％水酸化ナトリウム水溶液５．０ｇを添加し、１時間撹拌混合した。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９０、粘度９８．０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ９．０、電導度１６２９μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．１質量％、動的光散乱法粒子径３６．７ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例８
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ−４０（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化バリウム８水和物粉末０．３７５ｇ（ＢａＯ含量０．１８２ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＢａイオンが０．００９個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９５、粘度１５．９ｍＰａ・ｓ、ｐＨ３．９、電導度６３０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．５ｎｍ、動的光散乱法粒子径３８．０ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、ごく少量の沈降物は認められたものの、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ−４０（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化バリウム８水和物粉末０．３７５ｇ（ＢａＯ含量０．１８２ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＢａイオンが０．００９個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９５、粘度１５．９ｍＰａ・ｓ、ｐＨ３．９、電導度６３０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．５ｎｍ、動的光散乱法粒子径３８．０ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、ごく少量の沈降物は認められたものの、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例９
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯＵＰ（商品名）：日産化学工業（株）製、比重１．０９４、粘度３．６ｍＰａ・ｓ、ｐＨ２．９、電導度３４０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度１５．５質量％、窒素吸着法粒子径１２．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径４９．７ｎｍ｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量２３２．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．１８４ｇ（ＣａＯ含量０．１３９ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０２８個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．０９４、粘度３．５ｍＰａ・ｓ、ｐＨ６．７、電導度２１４μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度１５．５質量％、窒素吸着法粒子径１２．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径４９．８ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯＵＰ（商品名）：日産化学工業（株）製、比重１．０９４、粘度３．６ｍＰａ・ｓ、ｐＨ２．９、電導度３４０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度１５．５質量％、窒素吸着法粒子径１２．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径４９．７ｎｍ｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量２３２．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．１８４ｇ（ＣａＯ含量０．１３９ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０２８個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．０９４、粘度３．５ｍＰａ・ｓ、ｐＨ６．７、電導度２１４μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度１５．５質量％、窒素吸着法粒子径１２．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径４９．８ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物はほとんど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例１０
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量３０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末１．４６２ｇ（ＣａＯ含量１．１０８ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．１５６個である。）を添加して２時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、少量の凝集粒子を含有していたが、目開き約３０μｍのナイロン製メッシュでろ過して除去することができ、実用上問題のない表面処理シリカゾルを得ることが出来た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．１２７、粘度３．３ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．１、電導度５６７μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度２０．５質量％、窒素吸着法粒子径１１．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径２５ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、ごく少量の沈降物は認められたものの、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量３０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末１．４６２ｇ（ＣａＯ含量１．１０８ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．１５６個である。）を添加して２時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、少量の凝集粒子を含有していたが、目開き約３０μｍのナイロン製メッシュでろ過して除去することができ、実用上問題のない表面処理シリカゾルを得ることが出来た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．１２７、粘度３．３ｍＰａ・ｓ、ｐＨ８．１、電導度５６７μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度２０．５質量％、窒素吸着法粒子径１１．０ｎｍ、動的光散乱法粒子径２５ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、ごく少量の沈降物は認められたものの、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
実施例１１
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ−４０（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．１２１ｇ（ＣａＯ含量０．０９１ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０１３個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９６、粘度６．５ｍＰａ・ｓ、ｐＨ４．０、電導度７７６μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．５ｎｍ、動的光散乱法粒子径３５．６ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物は殆ど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ−４０（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．１２１ｇ（ＣａＯ含量０．０９１ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０１３個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２９６、粘度６．５ｍＰａ・ｓ、ｐＨ４．０、電導度７７６μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４０．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．５ｎｍ、動的光散乱法粒子径３５．６ｎｍであった。このゾルは、２０℃で３ヶ月以上放置しても、沈降物は殆ど見られず、粘度増加、ゲル化もなく安定であった。
比較例１
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ−４０（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末９．６２ｇ（ＣａＯ含量７．３０ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが１．０２個である。）を添加して５時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、水酸化カルシウム粉末の未溶解物やコロイダルシリカ粒子の粗大凝集粒子と思われるゲルを多く含有しており、実用に堪えうるものではなかった。
市販の酸性水性シリカゾル｛スノーテックスＯ−４０（商品名）｝１５００ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末９．６２ｇ（ＣａＯ含量７．３０ｇ：酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが１．０２個である。）を添加して５時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、水酸化カルシウム粉末の未溶解物やコロイダルシリカ粒子の粗大凝集粒子と思われるゲルを多く含有しており、実用に堪えうるものではなかった。
比較例２
市販のアルカリ性水性シリカゾル｛スノーテックス３０（商品名）：日産化学工業（株）製、比重１．２１０、粘度４．０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ９．９、電導度３７９０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度３０．４質量％、窒素吸着法粒子径１２．７ｎｍ、動的光散乱法粒子径２０．１ｎｍ｝１５００．０ｇ（ＳｉＯ2含量４５６．０ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．３５６ｇ（ＣａＯ含量０．２７０ｇ：アルカリ性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０３０個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２１５、粘度３．９ｍＰａ・ｓ、ｐＨ１０．１、電導度３７３０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度３０．４質量％、窒素吸着法粒子径１２．７ｎｍ、動的光散乱法粒子径２１．４ｎｍであった。このゾルは、水酸化カルシウム粉末の未溶解物やコロイダルシリカ粒子の粗大凝集粒子と思われるゲルを少量含有しており、２０℃で１週間放置すると次第にゲルの含有量が増加し、安定性が不十分であった。
市販のアルカリ性水性シリカゾル｛スノーテックス３０（商品名）：日産化学工業（株）製、比重１．２１０、粘度４．０ｍＰａ・ｓ、ｐＨ９．９、電導度３７９０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度３０．４質量％、窒素吸着法粒子径１２．７ｎｍ、動的光散乱法粒子径２０．１ｎｍ｝１５００．０ｇ（ＳｉＯ2含量４５６．０ｇ）を２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．３５６ｇ（ＣａＯ含量０．２７０ｇ：アルカリ性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０３０個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、比重１．２１５、粘度３．９ｍＰａ・ｓ、ｐＨ１０．１、電導度３７３０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度３０．４質量％、窒素吸着法粒子径１２．７ｎｍ、動的光散乱法粒子径２１．４ｎｍであった。このゾルは、水酸化カルシウム粉末の未溶解物やコロイダルシリカ粒子の粗大凝集粒子と思われるゲルを少量含有しており、２０℃で１週間放置すると次第にゲルの含有量が増加し、安定性が不十分であった。
比較例３
市販のアルカリ性水性シリカゾル｛スノーテックス５０（商品名）：日産化学工業（株）製、比重１．３８０、粘度２４．７ｍＰａ・ｓ、ｐＨ９．２、電導度４８３０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４８．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．３ｎｍ、動的光散乱法粒子径３５．５ｎｍ｝１２５２．６ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）、及び純水２４７．４ｇを２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．２４２ｇ（ＣａＯ含量０．１８２ｇ：アルカリ性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０４２個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、水酸化カルシウム粉末の未溶解物やコロイダルシリカ粒子の粗大凝集粒子と思われるゲルを多く含有しており、実用に堪えうるものではなかった。
市販のアルカリ性水性シリカゾル｛スノーテックス５０（商品名）：日産化学工業（株）製、比重１．３８０、粘度２４．７ｍＰａ・ｓ、ｐＨ９．２、電導度４８３０μＳ／ｃｍ、ＳｉＯ2濃度４８．５質量％、窒素吸着法粒子径２１．３ｎｍ、動的光散乱法粒子径３５．５ｎｍ｝１２５２．６ｇ（ＳｉＯ2含量６０７．５ｇ）、及び純水２４７．４ｇを２Ｌのガラス容器に投入し、ディスパー型撹拌機にて１５００ｒｐｍにて撹拌している中に、水酸化カルシウム粉末０．２４２ｇ（ＣａＯ含量０．１８２ｇ：アルカリ性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当りＣａイオンが０．０４２個である。）を添加して３時間撹拌を継続し、続いて水が蒸発しないように９０℃に加熱して４時間熟成した後、冷却して１５００ｇのシリカゾルを得た。得られた表面処理シリカゾルは、水酸化カルシウム粉末の未溶解物やコロイダルシリカ粒子の粗大凝集粒子と思われるゲルを多く含有しており、実用に堪えうるものではなかった。
次に、本発明の表面処理シリカゾルを使用して製造したインクジェット記録媒体に関する試験例を以下に示す。
試験例１
実施例１ないし８及び１０、１１に記載の表面処理シリカゾルに、ポリビニルアルコール｛ＪＭ−２６（商品名）：日本酢ビポバール（株）製｝を１０質量％に溶解した水溶液を該表面処理シリカゾルに含まれるコロイダルシリカ粒子とポリビニルアルコールとの質量比を８．０：１．０になるように混合してコーティング液を作製し、市販のインクジェット用マット紙（Ａ４サイズ）の裏面にバーコーターを使用して液膜厚１３７μｍで塗布した後、直ちに熱風乾燥機にて１１０℃で５分間乾燥し、インクジェット記録紙を作成した。また、実施例９に記載の表面処理シリカゾルについては、コロイダルシリカとポリビニルアルコールとの質量比を６．０：１．０として、上記と同様にインクジェット記録紙を作成した。比較例１ないし３に記載の表面処理シリカゾルについても、実施例１の場合と同様にしてインクジェット記録紙の作成を試みた。更に、比較例として各実施例、比較例の原料に使用した従来のシリカゾルであるスノーテックスＯ、スノーテックスＯ−４０、スノーテックスＯＵＰ、スノーテックス３０、スノーテックス５０（いずれも商品名）についても、上記と同様にインクジェット記録紙を作成した。しかし、これらの比較例のうち比較例１及び３に記載の市販のアルカリ性シリカゾルであるスノーテックス５０を用いた場合、ポリビニルアルコールと混合した際にコロイダルシリカ粒子が激しく凝集しインクジェット記録紙を作成できず、評価できなかった。
作成したインクジェット記録紙に、インクジェットプリンタ｛セイコーエプソン（株）製ＰＭ−Ｇ８２０｝で標準カラー画像を印刷し、インク吸収性及びクラックの発生状態を観察し、インクジェット記録特性を判定した。その結果を表１に示す。本発明の表面処理シリカゾルは、従来のシリカゾルと比較して、インクジェット記録特性に優れることが確認された。
試験例１
実施例１ないし８及び１０、１１に記載の表面処理シリカゾルに、ポリビニルアルコール｛ＪＭ−２６（商品名）：日本酢ビポバール（株）製｝を１０質量％に溶解した水溶液を該表面処理シリカゾルに含まれるコロイダルシリカ粒子とポリビニルアルコールとの質量比を８．０：１．０になるように混合してコーティング液を作製し、市販のインクジェット用マット紙（Ａ４サイズ）の裏面にバーコーターを使用して液膜厚１３７μｍで塗布した後、直ちに熱風乾燥機にて１１０℃で５分間乾燥し、インクジェット記録紙を作成した。また、実施例９に記載の表面処理シリカゾルについては、コロイダルシリカとポリビニルアルコールとの質量比を６．０：１．０として、上記と同様にインクジェット記録紙を作成した。比較例１ないし３に記載の表面処理シリカゾルについても、実施例１の場合と同様にしてインクジェット記録紙の作成を試みた。更に、比較例として各実施例、比較例の原料に使用した従来のシリカゾルであるスノーテックスＯ、スノーテックスＯ−４０、スノーテックスＯＵＰ、スノーテックス３０、スノーテックス５０（いずれも商品名）についても、上記と同様にインクジェット記録紙を作成した。しかし、これらの比較例のうち比較例１及び３に記載の市販のアルカリ性シリカゾルであるスノーテックス５０を用いた場合、ポリビニルアルコールと混合した際にコロイダルシリカ粒子が激しく凝集しインクジェット記録紙を作成できず、評価できなかった。
作成したインクジェット記録紙に、インクジェットプリンタ｛セイコーエプソン（株）製ＰＭ−Ｇ８２０｝で標準カラー画像を印刷し、インク吸収性及びクラックの発生状態を観察し、インクジェット記録特性を判定した。その結果を表１に示す。本発明の表面処理シリカゾルは、従来のシリカゾルと比較して、インクジェット記録特性に優れることが確認された。
本発明は、水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子を表面処理して改質することにより、造膜性、多孔性を改良した表面処理シリカゾルを提供し、更にこの表面処理シリカゾルを効率よく製造する方法を提供する。本発明の表面処理シリカゾルを用いることにより、インクジェット方式の印字において、高いインク吸収性を有し、高品位の画像形成を可能にするインクジェット記録媒体を提供することができる。
Claims (12)
- コロイダルシリカ粒子の表面に２価金属イオンを結合させた表面処理シリカゾル。
- 結合させた２価金属イオンの量が、コロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り０．００１ないし０．４個である請求項１に記載の表面処理シリカゾル。
- 結合させた２価金属イオンの量が、コロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り０．００５ないし０．２個である請求項１に記載の表面処理シリカゾル。
- ２価金属イオンがカルシウムイオンである請求項１ないし請求項３のうちいずれか一項に記載の表面処理シリカゾル。
- ｐＨ１ないし５を有する酸性水性シリカゾルに２価金属の水酸化物を添加して、加熱熟成することを含む表面処理シリカゾルの製造方法。
- ２価金属の水酸化物の添加量は、酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り２価金属イオンが０．００１ないし０．４個となる量とする請求項５に記載の表面処理シリカゾルの製造方法。
- ２価金属の水酸化物の添加量は、酸性水性シリカゾル中のコロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り２価金属イオンが０．００５ないし０．２個となる量とする請求項５に記載の表面処理シリカゾルの製造方法。
- ２価金属の水酸化物が水酸化カルシウムである請求項５ないし請求項７のうちいずれか一項に記載の表面処理シリカゾルの製造方法。
- コロイダルシリカ粒子の表面に２価金属イオンを結合させた表面処理シリカゾルと、水性樹脂とを含有するインク受容層を有するインクジェット記録媒体。
- 結合させた２価金属イオンの量が、コロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り０．００１ないし０．４個である請求項９に記載のインクジェット記録媒体。
- 結合させた２価金属イオンの量が、コロイダルシリカ粒子の表面１ｎｍ2当り０．００５ないし０．２個である請求項９に記載のインクジェット記録媒体。
- ２価金属イオンがカルシウムイオンである請求項９ないし請求項１１のうちいずれか一項に記載のインクジェット記録媒体。
Applications Claiming Priority (3)
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