WO2020116215A1 - 塗膜の形成方法 - Google Patents

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WO2020116215A1
WO2020116215A1 PCT/JP2019/045886 JP2019045886W WO2020116215A1 WO 2020116215 A1 WO2020116215 A1 WO 2020116215A1 JP 2019045886 W JP2019045886 W JP 2019045886W WO 2020116215 A1 WO2020116215 A1 WO 2020116215A1
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福田 輝幸
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    • B05D3/107Post-treatment of applied coatings

Definitions

  • the present invention relates to a method for forming a coating film.
  • Patent Document 1 JP-A-58-164622 (Patent Document 1), a molded product having a porous structure and having an adjustable total pore volume, an adjustable pore diameter and an adjustable pore wall is manufactured.
  • the polymer is dissolved by heating above the upper critical temperature in a mixture of two compounds A and B which are liquid and miscible at the melting temperature, in which case the polymer, compound A and compound
  • the use mixture of B has mixing defects in a fluid, cohesive state
  • compound A is a solvent for the polymer
  • compound B raises the phase separation temperature of the solution of polymer and compound A Describes a process for the production of a porous body, which is optionally shaped and solidified by cooling and optionally the components A and/or B are extracted.
  • Patent Document 2 discloses a method of forming a textured surface, which is a method of dissolving a solid in a solvent to form a solution, wherein the solid has a first temperature. Having a concentration lower than the first saturation concentration of the solid in the solvent at and higher than the second saturation concentration of the solid in the solvent at a second temperature; To form a solid particle solution, depositing the solid particle solution on a surface, and evaporating the solvent to form the textured surface.
  • Step 1 a step of applying a liquid composition I containing a solvent A, a solvent B, and a polymer C to a substrate
  • Step 2 applying a droplet of the liquid II containing water to the liquid composition I on the substrate provided in Step 1.
  • the boiling point of the solvent A is less than 99° C.
  • the distance Ra of the Hansen solubility parameter of the solvent A to water represented by the following formula (1) is 36 or less
  • the boiling point of the solvent B is 150° C.
  • the distance Ra of the Hansen solubility parameter to water represented by the following formula (1) of the solvent B is 40 or higher,
  • the solvent B is compatible with the solvent A, the polymer C is soluble in the solvent A and insoluble in the solvent B, and the average diameter d of the droplets applied in step 2 is 0.01 ⁇ m or more and 50 ⁇ m.
  • the following is a method for forming a coating film.
  • Ra (4 ⁇ D 2 + ⁇ P 2 + ⁇ H 2 ) 0.5 (1)
  • ⁇ D Difference between the solvent and water of the dispersion component in the Hansen solubility parameter
  • ⁇ P Difference between the solvent and water of the polar component in the Hansen solubility parameter
  • ⁇ H Difference between the solvent and water of the hydrogen bond component in the Hansen solubility parameter
  • FIG. 1 is an optical micrograph (magnification: 250 times) of the coating film obtained in Example 1-2 taken from the upper surface side.
  • 1 is an optical micrograph (magnification: 1,000 times) of the coating film obtained in Example 1-2 taken from the upper surface side.
  • 3 is an optical micrograph (magnification: 2,500 times) of the coating film obtained in Example 1-2 taken from the upper surface side.
  • 3 is photographs of the coating film obtained in Example 4-1 taken from the upper side before and after washing with water.
  • 3 is an optical micrograph (magnification: 2,500 times) taken from the upper surface side before and after washing the coating film obtained in Example 4-1 with water.
  • Patent Document 1 since the porous body is formed by adjusting the temperature of the mixture containing the polymer, the adjustment of the pore diameter is not sufficient. Further, in the technique of Patent Document 2, since a textured surface is formed by forming a solid particle solution and arranging the solid particle solution on the surface, the texture surface characteristic depends on the particle diameter of the solid particles. Not sufficient to control surface properties. Therefore, there is a demand for a method of forming a coating film that can control the surface properties more simply and precisely and, as a result, can exhibit optical characteristics. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for forming a coating film capable of exhibiting optical characteristics simply and precisely.
  • the present inventor contains water in a step of applying a liquid composition containing two kinds of solvents and polymers having a predetermined boiling point to a substrate and in the liquid composition on the substrate applied in the step.
  • a step of applying liquid droplets, and setting the Hansen solubility parameters of these two types of solvents in water to a predetermined range, the compatibility of the two types of solvents and the solubility of the polymer in the solvents have specific relationships,
  • By setting the average diameter of the liquid droplets applied to the liquid composition within a predetermined range a coating film containing secondary particles in which primary particles are accumulated is formed, and high whiteness can be obtained without using an inorganic pigment. It has been found that the optical property is exhibited that the hiding property is improved.
  • the present invention is Step 1: applying a liquid composition I containing a solvent A, a solvent B, and a polymer C to a substrate
  • Step 2 applying a droplet of the liquid II containing water to the liquid composition I on the substrate provided in Step 1.
  • the boiling point of the solvent A is less than 99° C.
  • the distance Ra of the Hansen solubility parameter of the solvent A to water represented by the following formula (1) is 36 or less
  • the boiling point of the solvent B is 150° C.
  • the distance Ra of the Hansen solubility parameter to water represented by the following formula (1) of the solvent B is 40 or higher
  • the solvent B is compatible with the solvent A
  • the polymer C is soluble in the solvent A and insoluble in the solvent B
  • the average diameter d of the droplets applied in step 2 is 0.01 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the following relates to a method for forming a coating film.
  • Ra (4 ⁇ D 2 + ⁇ P 2 + ⁇ H 2 ) 0.5 (1)
  • ⁇ D Difference between the solvent and water of the dispersion component in the Hansen solubility parameter
  • ⁇ P Difference between the solvent and water of the polar component in the Hansen solubility parameter
  • ⁇ H Difference between the solvent and water of the hydrogen bond component in the Hansen solubility parameter
  • the method for forming a coating film of the present invention comprises a step 1: a step of applying a liquid composition I containing a solvent A, a solvent B, and a polymer C (hereinafter, also referred to as “liquid composition I”) to a substrate, Step 2: applying a droplet of a liquid II containing water to the liquid composition I on the substrate provided in Step 1, wherein the boiling point of the solvent A is less than 99° C., The distance Ra of the Hansen solubility parameter of the solvent A in water represented by the following formula (1) is 36 or less, the boiling point of the solvent B is 150° C. or more, and the solvent B is represented by the following formula (1).
  • the distance Ra of the Hansen solubility parameter with respect to water is 40 or more, the solvent B is compatible with the solvent A, and the polymer C is soluble in the solvent A and insoluble in the solvent B.
  • the average diameter d of the applied droplets is 0.01 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • Ra (4 ⁇ D 2 + ⁇ P 2 + ⁇ H 2 ) 0.5 (1)
  • ⁇ D Difference between the solvent and water of the dispersion component in the Hansen solubility parameter
  • ⁇ P Difference between the solvent and water of the polar component in the Hansen solubility parameter
  • ⁇ H Difference between the solvent and water of the hydrogen bond component in the Hansen solubility parameter
  • “compatibility” means a phenomenon in which the solvent A and the solvent B are mutually soluble in a mixed system containing the solvent A and the solvent B.
  • the solvent A and the solvent B are not separated into multiple phases when they are mixed and left standing, or when the mixture is stirred and a stirring operation is performed and phase separation does not occur, turbidity does not occur.
  • the polymer C is soluble in the solvent A and insoluble in the solvent B, and is dissolved in the liquid composition I.
  • “the polymer C is soluble in the solvent A” means that when the polymer C that has been dried at 105° C.
  • the dissolved amount is 5 g or more. It means that.
  • the amount of dissolution is preferably 10 g or more from the viewpoint of improving whiteness and hiding power.
  • “the polymer C is insoluble in the solvent B” means that the amount of dissolution when the polymer C that has been dried at 105° C. for 2 hours and dissolved to 100 g of the solvent B at 25° C. is saturated is dissolved. It is less than 5 g.
  • the amount of dissolution is preferably 2 g or less from the viewpoint of improving whiteness and hiding power. The determination as to whether the above "compatibility” or "solubility" is made is performed at 25°C.
  • the “Hansen solubility parameter” is expressed by dividing the solubility parameter (SP value) introduced by Hildebrand into three components (dispersion component D, polar component P, hydrogen bonding component H).
  • D, P and H of each solvent are described in detail in "HANSEN SOLBILITY PARAMETERS" A User's Handbook Second Edition. HSP values for many solvents and resins are also described in Wesley L. Archer, Industrial Splvents Handbook and the like.
  • D, P, H of each solvent can also be determined using software HSPiP of Charles Hansen Consulting, Inc. (Horsholm, Denmark, hansen-solubility.com).
  • the value is used for the solvent registered in the database of HSPiP version 4.1.03 (see various HSP documents), and the value estimated by the HSPiP is used for the solvent not in the database. use.
  • the method for forming a coating film of the present invention is a liquid composition containing a solvent A and a solvent B having different boiling points and Hansen solubility parameter distances Ra with respect to water, and a polymer C that is soluble in the solvent A and insoluble in the solvent B. Item I is used. After applying such a liquid composition I to the base material, liquid droplets of the liquid II containing water are applied to the liquid composition I on the base material.
  • the solvent B that has been compatible with the solvent A is phase-separated by applying the liquid II. Since the polymer C is soluble in the solvent A and insoluble in the solvent B, the polymer C covers the phase-separated solvent B and the coalescence of the solvent B is suppressed. It is considered that primary particles having a core-shell structure having a shell of are formed. Furthermore, with the volatilization of the solvent A and the surface alignment of the formed primary particles, a cell-shaped convection structure regularly divided in the coating film, so-called Benard cells (Benard Cells) is generated, and Benard cells in each cell are generated.
  • Benard cells Benard Cells
  • the convection causes the primary particles to be accumulated to form the secondary particles, thereby obtaining the coating film according to the present invention.
  • the convection causes the primary particles to be accumulated to form the secondary particles, thereby obtaining the coating film according to the present invention.
  • Step 1 is a step of applying the liquid composition I containing the solvent A, the solvent B, and the polymer C to the substrate.
  • the liquid composition I according to the present invention contains a solvent A.
  • the solvent A has a boiling point of less than 99° C., and the distance Ra of the Hansen solubility parameter of the solvent A with respect to water represented by the above formula (1) is 36 or less. Further, the solvent A is compatible with the solvent B and dissolves the polymer C. Thereby, when the droplets of the liquid II are applied to the liquid composition I, phase separation of the solvent A and the solvent B can be caused.
  • the boiling point of the solvent A is less than 99° C., preferably 98° C. or less, more preferably 90° C. or less, further preferably 80° C. or less from the viewpoint of forming primary particles and improving whiteness and hiding power.
  • the temperature is preferably 50° C. or higher, more preferably 60° C. or higher, even more preferably 70° C. or higher.
  • the distance Ra of the Hansen solubility parameter in water of the solvent A is 36 or less, preferably 32 or less, more preferably 30 or less, further preferably 28 from the viewpoint of forming primary particles and improving whiteness and hiding power.
  • Solvent A may be used singly or in combination of two or more, and the boiling point and the distance Ra of the Hansen solubility parameter in water when two or more are used in combination are the contents (mass%) of each solvent. It can be obtained as a weighted average value.
  • a monohydric alcohol having 1 to 4 carbon atoms is preferable from the viewpoint of improving whiteness and hiding power.
  • at least one selected from methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and tert-butyl alcohol is more preferable, and from the viewpoint of handleability, more preferable is selected from ethanol, propanol, isopropanol, and tert-butyl alcohol. It is at least one kind, more preferably ethanol.
  • the liquid composition I according to the present invention contains a solvent B.
  • the boiling point of the solvent B is 150° C. or higher, and the distance Ra of the Hansen solubility parameter of the solvent B with respect to water represented by the above formula (1) is 40 or higher.
  • the solvent B is compatible with the solvent A and does not dissolve the polymer C.
  • the boiling point of the solvent B is 150° C. or higher, preferably 155° C. or higher, more preferably 160° C. or higher, further preferably 165° C. or higher, from the viewpoint of forming primary particles and improving whiteness and hiding power.
  • the temperature is more preferably 170° C. or higher, and from the viewpoint of handleability, preferably 300° C. or lower, more preferably 270° C. or lower, further preferably 250° C. or lower, even more preferably 230° C. or lower, still more preferably 210. C. or lower, more preferably 180.degree. C. or lower.
  • the distance Ra of the Hansen solubility parameter of the solvent B with respect to water is 40 or more, preferably 42 or more, more preferably 44 or more, from the viewpoint of forming primary particles and improving whiteness and hiding power, and It is preferably 60 or less, more preferably 57 or less, still more preferably 55 or less.
  • Solvent B may be used singly or in combination of two or more, and the boiling point and the distance Ra of the Hansen solubility parameter with respect to water in the case of using two or more in combination are the contents (% by mass) of each solvent. It can be obtained as a weighted average value.
  • the solvent B preferably contains at least one selected from hydrocarbon oils and silicone oils from the viewpoint of improving whiteness and hiding power.
  • hydrocarbon oil include ⁇ -olefin oligomer, liquid paraffin; liquid isoparaffin such as isododecane, isohexadecane, hydrogenated polyisobutene, heavy liquid isoparaffin, liquid ozokerite, squalane, pristane, squalene, etc., preferably liquid isoparaffin. And more preferably one or more selected from isododecane and hydrogenated polyisobutene.
  • the weight average molecular weight of the hydrocarbon oil is preferably 150 or more, more preferably 160 or more, and preferably 1,000 or less, more preferably 500 or less, still more preferably 300 or less.
  • the viscosity of hydrogenated polyisobutene at 20° C. is preferably 0.5 mPa ⁇ s or more, more preferably 0.7 mPa ⁇ s or more, further preferably 1 mPa ⁇ s or more, and preferably 30 mPa ⁇ s or less, more preferably Is 25 mPa ⁇ s or less, more preferably 20 mPa ⁇ s or less.
  • the viscosity of hydrogenated polyisobutene at 20°C can be measured using an E-type viscometer.
  • silicone oil examples include linear silicone oils such as trisiloxane; branched silicone oils such as methyltrimethicone; cyclic silicone oils such as methylcyclopolysiloxane. Of these, trisiloxane and methyltrimethicone are preferable.
  • the weight average molecular weight of the silicone oil is preferably 150 or more, more preferably 160 or more, and preferably 1,000 or less, more preferably 500 or less, still more preferably 300 or less.
  • the viscosity of silicone oil at 25°C can be measured using an E-type viscometer.
  • the solvent B may contain, in addition to the hydrocarbon oil or the silicone oil, additives such as a moisturizer, an ultraviolet absorber, a pest repellent, an anti-wrinkle agent, a fragrance and a dye.
  • the solvent B contains at least one selected from hydrocarbon oils and silicone oils having a weight average molecular weight of 150 or more and 1,000 or less, hydrocarbons having a weight average molecular weight of 150 or more and 1,000 or less in the solvent B.
  • the content of at least one selected from oils and silicone oils is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more from the viewpoint of improving whiteness and hiding power. ..
  • polymer C In the present invention, the polymer C coats the phase-separated solvent B and contributes to the formation of primary particles.
  • Polymer C is not particularly limited as long as it is soluble in solvent A and insoluble in solvent B.
  • examples of the polymer C include ionic polymers such as anionic polymers, cationic polymers and betaine polymers; nonionic polymers and the like.
  • the anionic polymer has an anionic group.
  • a carboxy group —COOM
  • a sulfonic acid group —SO 3 M
  • a phosphoric acid group —OPO 3 M 2
  • M represents a hydrogen atom, an alkali metal, ammonium or organic ammonium.
  • the anionic polymer is preferably an anionic polymer CI containing a constitutional unit derived from a monomer having an acidic group (hereinafter, also referred to as “anionic polymer CI”).
  • the monomer having an acidic group is preferably a monomer having a carboxy group, more preferably (meth)acrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid and 2-methacryloyloxymethylsuccinic acid. It is at least one selected, and (meth)acrylic acid is more preferable.
  • “(meth)acrylic acid” means at least one selected from acrylic acid and methacrylic acid.
  • the anionic polymer CI is preferably a copolymer further containing a constitutional unit derived from a monomer other than the monomer having an acidic group.
  • examples of other monomers include (meth)acrylates having a hydrocarbon group derived from an aliphatic alcohol, aromatic group-containing monomers and other hydrophobic monomers; nonionic monomers and the like.
  • (meth)acrylate means one or more selected from acrylate and methacrylate.
  • the (meth)acrylate having a hydrocarbon group derived from an aliphatic alcohol is preferably a hydrocarbon derived from an aliphatic alcohol having 1 to 22 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, still more preferably 1 to 8 carbon atoms. It has a group.
  • Examples of the (meth)acrylate include (meth)acrylates having a linear alkyl group, (meth)acrylates having a branched alkyl group, and (meth)acrylates having an alicyclic alkyl group.
  • the aromatic group-containing monomer is preferably a vinyl monomer having an aromatic group having a carbon number of 6 or more and 22 or less, which may have a substituent containing a hetero atom, and more preferably a styrene-based monomer and an aromatic group. At least one selected from group-containing (meth)acrylates.
  • the molecular weight of the aromatic group-containing monomer is preferably less than 500.
  • the styrene-based monomer include styrene, ⁇ -methylstyrene, 2-methylstyrene, vinyltoluene, divinylbenzene and the like.
  • the aromatic group-containing (meth)acrylate include phenyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, and phenoxyethyl (meth)acrylate.
  • nonionic monomers in the anionic polymer CI include (meth)acrylamide; N-vinyl-2-pyrrolidone; diacetone acrylamide; N-alkyl(meth)acrylamide; hydroxyalkyl(meth)acrylate; polyalkylene glycol(meth)acrylate.
  • N 2 to 30, n is the average number of moles of the oxyalkylene group added, and the same applies below.
  • nonionic monomers include NK ester M-20G, 40G, 90G and 230G of Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., Bremmer PE-90 and 200 of NOF CORPORATION. , 350, PME-100, 200, 400, PP-500, 800, 1000, AP-150, 400, 550, 50PEP-300, 50POEP-800B, 43PAPE-600B, etc. Is mentioned.
  • Each of the above-mentioned monomers can be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the weight average molecular weight of the anionic polymer CI is preferably 5,000 or more, more preferably 10,000 or more, even more preferably 20,000 or more, and preferably 1,000,000 or less, more preferably 500. 2,000 or less, more preferably 200,000 or less.
  • the weight average molecular weight of the anionic polymer CI is a polystyrene equivalent molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • anionic polymers CI examples include acrylic acid/acryl such as Ultrahold 8, Ultrahold Strong, Ultrahold Power (above, BASF Japan Ltd.), Unformer V-42 (National Starch). Acid alkyl ester/(N-alkyl)acrylamide copolymer; carboxyvinyl polymer such as Carbopol 980, 981 (above, Lubrizol Advanced Materials); (meth)acrylic acid such as Diahold (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.)/( (Meth)acrylic acid alkyl ester copolymer; (size acrylic acid/diacetone acrylamide) copolymer such as plus size L-53P, L-75CB, L-9540B, L-6466, L-3200B (Touyo Chemical Industry Co., Ltd.) AMP or (acrylic acid/acrylic acid alkyl ester/diacetone acrylamide) copolymer AMP; (meth)acrylic acid/acrylic acid alkyl ester/polyvinylpyrrol
  • the anionic polymer CI preferably contains a structural unit derived from a monomer having an acidic group and a structural unit derived from a (meth)acryl alkyl ester, and more preferably a structural unit derived from a monomer having an acidic group, (meth)acryl. Containing a structural unit derived from an acid alkyl ester and a structural unit derived from (N-alkyl)(meth)acrylamide, more preferably (meth)acrylic acid/(meth)acrylic acid alkyl ester/(N-alkyl)(meth) Acrylamide copolymer, and more preferably acrylic acid/acrylic acid alkyl ester/(N-alkyl)acrylamide copolymer.
  • the term “cationic” of a cationic polymer means that when an unneutralized polymer is dispersed or dissolved in pure water, the pH is higher than 7, and it is a polymer having a quaternary ammonium group or the like.
  • the pH is higher than 7, or when the polymer or the like is insoluble in pure water and the pH cannot be clearly measured, It means that the zeta potential of the dispersion dispersed in pure water becomes positive.
  • the cationic polymer preferably has a basic group such as a primary to tertiary amino group, a quaternary ammonium group and a hydrazino group, more preferably a quaternary ammonium group.
  • the basic group includes those neutralized with acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, formic acid, maleic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, adipic acid and lactic acid.
  • Examples of the cationic polymer include natural cationic polymers and synthetic cationic polymers.
  • the natural cationic polymer is a polymer obtained by an operation such as extraction or purification from a natural product, or a chemically modified polymer, and examples thereof include those having a glucose residue in the polymer skeleton. Specific examples thereof include cationized guar gum, cationized tara gum, cationized locust bean gum, cationized cellulose, cationized hydroxyalkyl cellulose, and cationic starch.
  • Examples of synthetic cationic polymers include polyethyleneimine, polyallylamine or acid neutralized products thereof, polyglycol-polyamine condensates, cationic polyvinyl alcohol, cationic polyvinylpyrrolidone, cationic silicone polymers, 2-(dimethylamino)ethyl.
  • Methacrylate polymer or acid neutralized product thereof poly(trimethyl-2-methacryloyloxyethylammonium chloride), amine/epichlorohydrin copolymer, N,N-dimethylaminoethyl methacrylate diethylsulfate/vinylpyrrolidone Polymer, N,N-dimethylaminoethyl methacrylate diethylsulfate/N,N-dimethylacrylamide/polyethylene glycol dimethacrylate copolymer, polydiallyldimethylammonium chloride, diallyldimethylammonium chloride/acrylamide copolymer, diallyldimethyl Ammonium chloride/sulfur dioxide copolymer, diallyldimethylammonium chloride/hydroxyethyl cellulose copolymer, 1-allyl-3-methylimidazolium chloride/vinylpyrrolidone copolymer, alkylamino(meth)acryl
  • cationic polymer CII-1 (hereinafter, also referred to as "cationic polymer CII-1") containing a constitutional unit derived from a monomer having a basic group, and cationic silicone polymer CII-2 are preferable.
  • the cationic polymer CII-1 contains a constitutional unit derived from a monomer having a basic group.
  • the basic group are the same as those mentioned above.
  • the monomer having a basic group include alkylamino(meth)acrylate; N,N-dialkylaminoalkyl(meth)acrylate; N-[3-(dimethylamino)propyl](meth)acrylamide; amino such as diallyldialkylammonium.
  • Examples thereof include a group-containing monomer, an acid neutralized product and a quaternized product thereof. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the acid for acid neutralization include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, formic acid, maleic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, adipic acid, lactic acid and the like, and as a quaternizing agent, methyl chloride, Examples thereof include alkyl halides such as ethyl chloride, methyl bromide and methyl iodide, and alkylating agents such as dimethyl sulfate, diethyl sulfate and di-n-propyl sulfate.
  • the cationic polymer CII-1 is preferably a homopolymer of a monomer having a basic group, a copolymer of a monomer having a basic group and a monomer other than the monomer having the basic group, or a condensation polymer.
  • a copolymer of a monomer having a basic group and a monomer other than the monomer having the basic group more preferably a structural unit derived from a monomer having a basic group, Is a copolymer containing a constitutional unit derived from the hydrophobic monomer mentioned in the anionic polymer CI and a constitutional unit derived from the nonionic monomer mentioned in the above-mentioned anionic polymer CI, and more preferably an amino group-containing monomer.
  • a copolymer containing a constitutional unit derived from a (meth)acrylic acid alkyl ester, a constitutional unit derived from an N-alkyl(meth)acrylamide, and a constitutional unit derived from an alkoxy polyethylene glycol mono(meth)acrylate. is there.
  • the cationic polymer CII-1 is produced by copolymerizing raw material monomers containing these monomers by a known polymerization method such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method. Among these polymerization methods, the solution polymerization method is preferable.
  • Content of the monomer having a basic group, the hydrophobic monomer, and the nonionic monomer in the starting monomer during the production of the cationic polymer CII-1 (content as an unneutralized amount; the same applies hereinafter), that is, a cationic polymer
  • the content of the constituent unit derived from each component in CII-1 is as follows from the viewpoint of improving whiteness and hiding power.
  • the content of the monomer having a basic group is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, further preferably 7% by mass or more, and preferably 35% by mass or less, more preferably 30% by mass. % Or less, more preferably 25% by mass or less, still more preferably 20% by mass or less.
  • the content of the hydrophobic monomer is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, further preferably 15% by mass or more, and preferably 35% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, More preferably, it is 25 mass% or less.
  • the content of the nonionic monomer is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, further preferably 50% by mass or more, and preferably 85% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, More preferably, it is 75 mass% or less.
  • the weight average molecular weight of the cationic polymer CII-1 is preferably 5,000 or more, more preferably 7,000 or more, still more preferably 10,000 or more, and even more preferably from the viewpoint of improving whiteness and hiding power. 50,000 or more, more preferably 100,000 or more, and preferably 1,000,000 or less, more preferably 500,000 or less, still more preferably 300,000 or less, still more preferably 200,000. It is below.
  • the weight average molecular weight of the cationic polymer CII-1 can be measured by the method described in Examples.
  • the cationic silicone polymer CII-2 comprises an organopolysiloxane segment (x) (hereinafter also simply referred to as “segment (x)”) and a cationic nitrogen atom bonded to at least one silicon atom of the segment (x).
  • a poly(N-acylalkyleneimine) segment (y) (hereinafter, simply referred to as “segment (y)”), which comprises an alkylene group containing ⁇ and a repeating unit of N-acylalkyleneimine represented by the following general formula (1-1). (Also referred to as “”) is preferred.
  • a poly(N-acylalkyleneimine)/organopolysiloxane copolymer is preferred.
  • R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, an aryl group having 6 to 22 carbon atoms, or an arylalkyl group or an alkylaryl group having 7 to 22 carbon atoms, and a is 2 or 3.
  • the alkyl group represented by R 1 is preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and an isopropyl group.
  • Examples of the aryl group which is R 1 include a phenyl group and a naphthyl group.
  • Examples of the arylalkyl group which is R 1 include a phenylalkyl group and a naphthylalkyl group having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • examples of the alkylaryl group include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the degree of polymerization of the repeating unit represented by formula (1-1) in the segment (y) is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 500 or less, and more preferably 6 or more and 100 or less.
  • organopolysiloxane forming the segment (x) examples include compounds represented by the following general formula (1-2).
  • R 2 represents an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, a phenyl group, or an alkyl group containing a nitrogen atom.
  • a plurality of R 2 may be the same or different, but at least one is a cation.
  • an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is more preferable.
  • a methyl group is more preferable.
  • the alkyl group containing a nitrogen atom represented by R 2 include an alkyl group containing 2 to 20 carbon atoms, which preferably contains 1 to 3 nitrogen atoms.
  • the alkyl group containing a nitrogen atom may be present in at least one of the silicon atoms at the terminal or side chain of the organopolysiloxane, and the number of the alkyl group containing a nitrogen atom in the organopolysiloxane is preferably 1 or more and 300 or less. It is more preferably 100 or more and 100 or less.
  • b is preferably 100 or more and 2,000 or less, more preferably 350 or more and 1,500 or less.
  • the weight average molecular weight of the organopolysiloxane forming the segment (x) is preferably 1,000 or more, more preferably 10,000 or more, still more preferably 30,000 or more, and preferably 1,000,000. Or less, more preferably 500,000 or less, still more preferably 200,000 or less.
  • the alkylene group containing a nitrogen atom which is interposed is, for example, an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms and preferably 1 to 3 nitrogen atoms.
  • the nitrogen atom existing between the carbon-carbon of the alkylene chain or at the terminal (i) secondary amine or tertiary amine, (ii) secondary amine or tertiary amine, and hydrogen ion Examples thereof include an ammonium salt added with (iii) quaternary ammonium salt and the like.
  • At least one of the silicon atoms at the terminal or side chain of the segment (x) has an alkylene group containing a cationic nitrogen atom, and the segment (x Those in which y) is bound are preferred.
  • Mass ratio of the content of the segment (x) to the total content of the segment (x) and the segment (y) in the poly(N-acylalkyleneimine)/organopolysiloxane copolymer [content of the segment (x)/[ The total content of the segment (x) and the segment (y)]] is preferably 0.1 or more, more preferably 0.3 or more, still more preferably 0.4 or more, from the viewpoint of improving whiteness and hiding power. , More preferably 0.5 or more, and preferably 0.99 or less, more preferably 0.95 or less, still more preferably 0.9 or less.
  • the mass ratio [content of segment (x)/[total content of segment (x) and segment (y)]] refers to a poly(N-acylalkyleneimine)/organopolysiloxane copolymer. It is a ratio of the mass (Mx) of the segment (x) to the total amount of the mass (Mx) of the segment (x) and the mass (My) of the segment (y).
  • the mass ratio [content of segment (x)/[total content of segment (x) and segment (y)]] is 5% by weight of poly(N-acylalkyleneimine)/organopolysiloxane copolymer in deuterated chloroform. It can be dissolved by mass% and can be calculated by nuclear magnetic resonance (1H-NMR) analysis from the integral ratio of the alkyl group or phenyl group in the segment (x) and the methylene group in the segment (y).
  • the weight average molecular weight of the poly(N-acylalkyleneimine)/organopolysiloxane copolymer is preferably 10,000 or more, more preferably 50,000 or more, further preferably from the viewpoint of improving whiteness and hiding power. It is 70,000 or more, and preferably 1,000,000 or less, more preferably 500,000 or less, further preferably 200,000 or less.
  • the weight average molecular weight of the poly(N-acylalkyleneimine)/organopolysiloxane copolymer is the weight average molecular weight of the organopolysiloxane forming the segment (x) and the above mass ratio [content of the segment (x)/[ Total content of segment (x) and segment (y)]].
  • poly(N-acylalkyleneimine)/organopolysiloxane copolymers include poly(N-formylethyleneimine)/organopolysiloxane copolymers and poly(N-acetylethyleneimine)/organopolysiloxane copolymers. Examples thereof include polymers and poly(N-propionylethyleneimine)/organopolysiloxane copolymers.
  • the poly(N-acylalkyleneimine)/organopolysiloxane copolymer includes, for example, poly(N-acylalkyleneimine), which is a ring-opening polymer of a cyclic imino ether, and an organopolysiloxane forming a segment (x). It can be obtained by a reaction method. More specifically, it can be obtained, for example, by the method described in JP 2011-126978 A.
  • the poly(N-acylalkyleneimine)/organopolysiloxane copolymer used as the cationic silicone polymer CII-2 can be used alone or in combination of two or more.
  • the betaine polymer is a copolymer of a monomer having an anionic group and a monomer having a cationic group, a polymer or copolymer of a betaine monomer, one in which an anionic group is introduced into a cationic polymer, and the above-mentioned.
  • the thing etc. which introduced the basic group into the anionic polymer are mentioned.
  • a polymer having a betaine structure in its side chain is preferable, and a betaine polymer CIII (hereinafter, also referred to as “betaine polymer CIII”) containing a constitutional unit derived from a betaine monomer is more preferable.
  • the betaine monomer is preferably a monomer having a betaine structure and a (meth)acrylamide structure, more preferably at least one selected from carboxybetaine monomer, sulfobetaine monomer, and phosphobetaine monomer, and further preferably carboxybetaine. It is a monomer.
  • betaine polymer examples include polymethacryloylethyldimethyl betaine, N-methacryloyloxyethyl-N,N-dimethylammonium- ⁇ -N-methylcarboxybetaine/methacrylic acid alkyl ester copolymer, methacryloylethyldimethylbetaine/methacryloylethyltrimethylammonium chloride.
  • the weight average molecular weight of the betaine polymer is preferably 5,000 or more, more preferably 10,000 or more, and preferably 1,000,000 or less, more preferably from the viewpoint of improving the hiding property and the makeup lasting property. Is 500,000 or less, more preferably 300,000 or less.
  • the weight average molecular weight of the betaine polymer is a polystyrene equivalent molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • betaine polymers examples include PLASIZE L-410W, L-402W, L-440, L-440W, K-450, and L-450W (above, Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. Company made, trade name); Yukaformer SM, Dojo 301 (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., trade name); RAM Resin-1000, Dow-2000, Dow-3000, Dow-4000 (above, Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd. Marcourt Plus 3330 (manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd., trade name), Unformer 28-4910, LV-71 (above, Akzo Nobel Co., trade name) and the like.
  • Nonionic polymer examples include polymers having a constitutional unit derived from a nonionic monomer, water-soluble polysaccharides (such as cellulose-based, gum-based, starch-based) and derivatives thereof.
  • nonionic polymer may further include a constituent unit derived from a monomer other than the nonionic monomer.
  • monomers include styrene-based monomers such as styrene; aromatic group-containing (meth)acrylates such as benzyl (meth)acrylate; and vinyl acetate.
  • nonionic polymer examples include polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polyurethane polyurea, polyvinylpyrrolidone, copolymers of vinylpyrrolidone such as vinylpyrrolidone/vinyl acetate copolymer and other nonionic monomers, and hydroxyalkyl cellulose.
  • Cellulosic polymers polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyglycerin, pullulan, guar gum, poly(N,N-dimethylacrylamide), poly(N-vinylacetamide), poly(N-vinylformamide), poly(2-alkyl-) 2-oxazoline) and the like.
  • polyvinyl acetal and polyurethane polyurea are preferable.
  • nonionic polymers examples include polyvinyl butyral such as S-REC B series (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.); polyurethane polyurea such as BAYCUSAN series (manufactured by Covestro Japan Ltd.); HEC Daicel SE900.
  • the amount of the polymer C dissolved in water is dried at 105° C. for 2 hours from the viewpoint of improving whiteness and hiding power, and the constant amount of the polymer C is dissolved in 100 g of water at 25° C. until saturated.
  • the amount dissolved is preferably less than 5 g.
  • the amount of dissolution is the amount of dissolution when the anionic groups of the polymer C are 100% neutralized with sodium hydroxide.
  • the amount of dissolution is the amount of dissolution when the cationic groups of the polymer are 100% neutralized with hydrochloric acid.
  • the polymer C is an amphiphile having an affinity for the solvent B and an affinity for water even if it is insoluble in the solvent B from the viewpoint of improving whiteness and hiding power.
  • the polymer is preferably a ionic polymer, more preferably an ionic polymer, and further contains a polymer containing at least one selected from a monomer having an acidic group, a monomer having a basic group, and a betaine monomer as a monomer constituent unit. It is even more preferable to contain at least one selected from anionic polymer CI, cationic polymer CII-1, cationic silicone polymer CII-2, and betaine polymer CIII.
  • the polymer C is preferably a combination of two or more kinds of polymers, and more preferably from the anionic polymer CI, the cationic polymer CII-1, the cationic silicone polymer CII-2, and the betaine polymer CIII. At least one selected from the group consisting of anionic polymers, and more preferably at least one selected from the cationic polymers CII-1 and betaine polymers CIII. It contains CI and a cationic polymer CII-1 or a betaine polymer CIII, and more preferably contains an anionic polymer CI and a betaine polymer CIII.
  • the viscosity of the liquid composition I at 20° C. is preferably 1 mPa ⁇ s or more, more preferably 5 mPa ⁇ s or more, further preferably 10 mPa ⁇ s or more, and preferably 1,000 mPa ⁇ s or less, more preferably It is 700 mPa ⁇ s or less, more preferably 300 mPa ⁇ s or less, even more preferably 100 mPa ⁇ s or less, even more preferably 50 mPa ⁇ s or less, still more preferably 30 mPa ⁇ s or less.
  • the viscosity of the liquid composition I at 20° C. is measured by the method described in Examples.
  • the liquid composition I preferably further contains a pH adjuster. It is considered that the pH adjuster can change the pH of the liquid composition I to change the primary particle diameter or the refractive index of the formed primary particles, and improve the whiteness and the hiding power. From this viewpoint, the pH (20° C.) of the liquid composition I is preferably 4 or more, more preferably 5 or more, still more preferably 6 or more, and preferably from the viewpoint of improving whiteness and hiding power. It is 8 or less, more preferably 7.5 or less, and further preferably 7 or less. The pH of liquid composition I (20° C.) is measured by the method described in the examples.
  • Examples of the pH adjusting agent include organic acids having a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, a phosphinic acid group, a sulfuric acid group, a sulfo group, a sulfinic acid group, or a carboxy group, and salts thereof.
  • an organic acid having a carboxy group is preferable from the viewpoint of improving whiteness and hiding power.
  • Examples of the organic acid having a carboxy group include hydroxycarboxylic acids such as lactic acid, tartaric acid, malic acid and citric acid; monocarboxylic acids such as acetic acid; saturated or unsaturated dicarboxylic acids such as succinic acid, fumaric acid and maleic acid. Organic acids and salts thereof.
  • at least one selected from hydroxycarboxylic acid and dicarboxylic acid is more preferable, hydroxycarboxylic acid is more preferable, and lactic acid is still more preferable.
  • a dye inorganic pigment, an organic pigment, an ultraviolet scattering agent, an ultraviolet absorber, a fragrance, a beauty ingredient, a medicinal ingredient, a moisturizer, an antioxidant, a bactericide, an antiseptic agent.
  • You may contain ingredients, such as an agent. Each of these may be used alone or in combination of two or more.
  • the liquid composition I can be obtained by mixing the solvent A, the solvent B, the polymer C and, if necessary, the optional components described above and stirring the mixture.
  • the mixing order is not particularly limited, but preferably, the solvent A and the polymer C are mixed first, the polymer C is dissolved in the solvent A to obtain a solution of the polymer C, and then the solvent B is added to the solution. It is preferable to include a step. If desired, the above optional components may be further added and mixed.
  • the content of each component in the liquid composition I is as follows from the viewpoint of improving whiteness and hiding power.
  • the content of the solvent A in the liquid composition I is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, further preferably 70% by mass or more, and preferably 90% by mass or less, more preferably It is 87 mass% or less, more preferably 85 mass% or less.
  • the content of the solvent B in the liquid composition I is preferably 5% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, further preferably 10% by mass or more, and preferably 40% by mass or less, more preferably It is 30 mass% or less, and more preferably 25 mass% or less.
  • the mass ratio [solvent A/solvent B] of the content of the solvent A to the solvent B in the liquid composition I is preferably 0.01 or more, more preferably 0.1 or more, further preferably 0.5 or more, More preferably 1 or more, still more preferably 1.5 or more, even more preferably 2 or more, and preferably 50 or less, more preferably 30 or less, still more preferably 10 or less, still more preferably 7 or less, More preferably, it is 5 or less.
  • the content of the polymer C in the liquid composition I is preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, further preferably 4% by mass or more, and preferably 15% by mass or less, more preferably It is 10 mass% or less, and more preferably 8 mass% or less.
  • the polymer C contains the anionic polymer CI and at least one selected from the cationic polymer CII-1, the cationic silicone polymer CII-2, and the betaine polymer CIII, the anionic polymer CI in the polymer C And a total content of at least one selected from a cationic polymer CII-1, a cationic silicone polymer CII-2 and a betaine polymer CIII, or an anionic polymer CI, a cationic polymer CII-1, in the polymer C.
  • the total content of the cationic silicone polymer CII-2 and the betaine polymer CIII is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, further preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more. , And preferably 100% by mass or less, and more preferably 100% by mass.
  • the mass ratio [content of the anionic polymer CI and betaine polymer CIII [content of anionic polymer CI/content of betaine polymer CIII]] is , Preferably 0.1 or more, more preferably 0.3 or more, still more preferably 0.5 or more, still more preferably 0.7 or more, and preferably 9 or less, more preferably 5 or less, further preferably Is 3 or less, more preferably 2 or less.
  • the mass ratio of the content of the polymer C to the total content of the solvent A and the solvent B in the liquid composition I is preferably 0.01 or more, more preferably 0.03. Or more, more preferably 0.05 or more, and preferably 1 or less, more preferably 0.5 or less, still more preferably 0.3 or less, even more preferably 0.2 or less, still more preferably 0. It is 1 or less.
  • the content of the inorganic pigment in the liquid composition I is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, further preferably 3% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, and even more preferably Is 0% by mass.
  • the content of the pH adjusting agent in the liquid composition I is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 0.2% by mass or more, and preferably 1% by mass or more.
  • the content is less than or equal to mass%, more preferably less than or equal to 0.7 mass%, still more preferably less than or equal to 0.5 mass%.
  • the substrate used in the present invention is a metal; an inorganic material such as glass or a silicon wafer; an organic material such as leather, a polyester film, a polyvinyl chloride film, a polypropylene film, a polyethylene film, a resin film such as a nylon film, or a composite material thereof.
  • the base material in the present invention is a material other than human and animal organs such as skin, hair and nails and their adjunct organs, and these artificial materials.
  • the thickness of the base material can be appropriately selected depending on the type of the base material.
  • the method of applying the liquid composition I to the substrate in step 1 is not particularly limited, but includes an inkjet method, a gravure method, a flexo method, a bar coating method, a screen method, a roll coater method, a spray method, a spin coating method, a dipping method, and the like. Is mentioned.
  • Application amount to the substrate of the liquid composition I preferably 0.5 mg / cm 2 or more, more preferably 1 mg / cm 2 or more, more preferably 3 mg / cm 2 or more, and preferably 10 mg / cm It is 2 or less, more preferably 8 mg/cm 2 or less, still more preferably 6 mg/cm 2 or less.
  • the film thickness of the liquid composition I applied on the substrate before drying is preferably 5 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more, further preferably 30 ⁇ m or more, and preferably 300 ⁇ m or less. , More preferably 200 ⁇ m or less, still more preferably 100 ⁇ m or less.
  • the application of the liquid composition I in step 1 to the substrate is preferably performed in an air atmosphere from the viewpoint of workability.
  • the temperature for applying the liquid composition I in step 1 is preferably 15° C. or higher, more preferably 18° C. or higher, further preferably 20° C. or higher, and preferably 35° C. or lower, more preferably 30° C. Hereafter, it is more preferably 28°C or lower.
  • the relative humidity when applying the liquid composition of step 1 is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, further preferably 30% or more, and preferably 85% or less, more preferably 70%. Hereafter, it is more preferably 60% or less.
  • Step 2 is a step of applying liquid droplets of a liquid II containing water to the liquid composition I on the substrate provided in step 1. Thereby, the phase separation of the solvent A and the solvent B rapidly progresses, the solvent B is coated with the polymer C, and primary particles are formed.
  • the application of the droplets in step 2 may be applied to the entire region to which the liquid composition I was applied in step 1, or may be applied to a part of the region.
  • the time interval between step 1 and step 2 is not particularly limited as long as step 2 is performed before the liquid composition I on the substrate is dried, but is preferably 0.01 seconds or more, more preferably 0.1 second or more. It is at least 10 seconds, preferably 10 seconds or less, and more preferably 5 seconds or less, from the viewpoint of whiteness and hiding power.
  • the liquid II according to the present invention contains water, but may contain other liquids in addition to water.
  • a monohydric alcohol having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and examples thereof include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and tert-butyl alcohol.
  • ethanol is more preferable.
  • the content of water in the liquid II is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, further preferably 90% by mass or more, and preferably 100% by mass or less, and even more preferably It is 100% by mass.
  • the liquid II As a method of applying the liquid II, it is preferable to generate and apply a droplet of the liquid II.
  • the method of generating droplets include piezo type, thermal type, pressure type, rotary type, steam type, ultrasonic type, electrostatic type and the like. Among them, from the viewpoint of forming fine primary particles and improving whiteness and hiding power, a method of generating droplets having a velocity at the time of occurrence of piezo type, thermal type, pressure type, rotary type, steam type and the like is preferable. ..
  • the energy E 1 (hereinafter, also referred to as “energy E 1 ”) per droplet is expressed by the following equation (2), which is the sum of the kinetic energy E M1 and the surface free energy E S1. expressed.
  • E 1 [( ⁇ /12) ⁇ d 3 V 2 + ⁇ d 2 ⁇ II ] (2)
  • is the density of the liquid II (g/cm 3 )
  • d is the average diameter of the droplet ( ⁇ m)
  • V the average velocity of the droplet (m/s)
  • ⁇ II is the surface tension of the liquid II (mJ). /M 2 ).
  • the liquid II When droplets of the liquid II are applied to the liquid composition I on the substrate, the liquid II may land on the liquid composition I in a hemispherical shape or may be embedded in the liquid composition I in a spherical shape. Conceivable. In any case, a part of the energy E 1 provided by the droplets is consumed by the formation of the droplets of the liquid II in the liquid composition I, while the rest is extra energy of the phase separation of the solvent B. It is believed that the solvent B is coated with the polymer C and forms primary particles, after being consumed for the formation of various interfaces. Therefore, it is considered that by adjusting the energy E 1 of the droplet, the particle size of the formed primary particles can be adjusted, and the whiteness of the coating film can be controlled.
  • the energy E 1 of the droplet is calculated as 6.32 ⁇ 10 ⁇ 8 mJ.
  • the liquid paraffin in the liquid droplets does not coalesce with the polymer C and exists in a spherical shape independently, and the maximum filling rate of the liquid paraffin spheres in the liquid droplet is 36.3%. In order to do so, it can be calculated that at least the average particle size of the particles formed in the water droplets must be less than 2 ⁇ m.
  • the liquid II When the liquid II is embedded in the liquid composition I in a spherical shape, it becomes a 1 pl water drop in ethanol as it is, and the interface between the water drop and ethanol is replaced with an interface having a mass ratio (ethanol/water) of 50/50. Assuming that, the surplus energy is 4.93 ⁇ 10 ⁇ 8 mJ. As in the former case, since the interfacial tension of liquid paraffin in water is 45 mJ/m 2 , the required interfacial area of liquid paraffin newly formed in water droplets is calculated to be 1.10 ⁇ 10 -9 m 2.
  • the liquid paraffin in the water droplets is spherical and independently exists, and since the maximum filling rate of the liquid paraffin spheres in the droplet is 36.3%, the above surplus energy is consumed. It can be calculated that at least the average particle size of the particles formed in the water droplets should be less than 2 ⁇ m.
  • the energy E 1 per droplet is closely related to the particle size of the formed primary particles.
  • the total energy E of the applied droplets is controlled by controlling the average diameter d of the droplets, the average velocity V of the droplets, the surface tension ⁇ II of the liquid II , and the impact density p of the droplets. It is believed that the whiteness can be controlled by adjusting the particle size of the primary particles, and a coating film that can easily and precisely exhibit optical characteristics can be obtained.
  • the total energy E of the droplet (the sum of the kinetic energy E M and the surface free energy E S ) is the product of the energy E 1 per droplet and the impact density p (dots/m 2 ) of the droplet.
  • ⁇ 8.0mJ / m 2 or more is, in view of controlling the whiteness, preferably 8.0mJ / m 2 or more, more preferably 20 mJ / m 2 or more, more preferably 100 mJ / m 2 or more, and preferably 4,000 mJ / m 2 Or less, more preferably 3,000 mJ/m 2 or less, still more preferably 2,600 mJ/m 2 or less.
  • the average diameter d of the liquid II droplets is 0.01 ⁇ m or more, preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.5 ⁇ m or more, still more preferably 1 ⁇ m or more, from the viewpoint of improving whiteness and hiding power. And 50 ⁇ m or less, preferably 40 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or less, still more preferably 20 ⁇ m or less.
  • the ratio (d/T) of the average diameter d of the droplets applied in step 2 to the wet film thickness T of the liquid composition I applied in step 1 is preferably from the viewpoint of improving whiteness and hiding power.
  • Application amount of droplets of the liquid II is preferably 0.01 mg / cm 2 or more, more preferably 0.05 mg / cm 2 or more, more preferably 0.1 mg / cm 2 or more, and, preferably 10mg / cm 2 or less, more preferably 7 mg/cm 2 or less, still more preferably 5 mg/cm 2 or less.
  • the average velocity of the droplets is preferably 1 m/s or more, more preferably 1.5 m/s or more, even more preferably 2 m/s or more, and preferably 20 m/s or less, more preferably 18 m/s or less. , And more preferably 15 m/s or less.
  • the surface tension ⁇ I of the liquid composition I is preferably 15 mN/m or more, more preferably 18 mN/m or more, even more preferably 20 mN/m or more, and preferably 35 mN/m or less, more preferably 30 mN/m. Or less, more preferably 27 mN/m or less.
  • the surface tension ⁇ II of the liquid II is preferably 25 mN/m or more, more preferably 30 mN/m or more, further preferably 35 mN/m or more, and preferably 80 mN/m or less, more preferably 75 mN/m or less. Is.
  • the difference ( ⁇ II ⁇ I ) between the surface tension ⁇ I of the liquid composition I and the surface tension ⁇ II of the liquid II is preferably 1 mN/m or more, more preferably 3 mN/m or more, still more preferably 5 mN/m or more. And is preferably 55 mN/m or less, more preferably 53 mN/m or less, still more preferably 50 mN/m or less.
  • the surface tension is measured by the method described in the examples.
  • the temperature at which the droplets are applied in step 2 is not particularly limited, but is preferably 15°C or higher, more preferably 18°C or higher, further preferably 20°C or higher, and preferably 35°C or lower.
  • the temperature is preferably 30°C or lower, more preferably 28°C or lower.
  • the relative humidity at the time of applying the droplets in the step 2 is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, further preferably 30% or more, and preferably 85% or less, more preferably 70% or less. , And more preferably 60% or less.
  • the inkjet method is preferable as the method for applying the droplets in step 2.
  • it is possible to precisely control the particle size and speed of the liquid droplets ejected from the inkjet head, adjust the particle size of the formed primary particles, and improve the whiteness. ..
  • the liquid II can be attached to the ink cartridge of the inkjet printing apparatus, and the droplets can be ejected to be applied to the liquid composition I on the substrate. At this time, the liquid II can be applied only to a part of the area of the liquid composition I applied on the base material to improve the whiteness of a desired area and form a printed image.
  • the portion to which the droplets are applied is also referred to as a “printing portion”, and the portion to which the droplets are not applied is also referred to as a “non-printing portion”.
  • the water vapor in the air atmosphere is condensed on the surface of the wet coating film (hereinafter, also referred to as “wet coating film”) before drying,
  • the solvent B is phase-separated to form white particles by forming primary particles having the solvent B as a core and the polymer C as a shell, but the whiteness is lower than that of the portion (printed portion) to which the droplets are applied, and the whiteness is It is possible to obtain a printed image on which a pattern is formed depending on the height of.
  • the voltage applied to the inkjet head is preferably 5 V or higher, more preferably 10 V or higher, still more preferably 15 V or higher, and preferably 50 V or lower, more preferably 45 V or lower, from the viewpoint of improving whiteness and hiding power. More preferably, it is 40 V or less.
  • the driving frequency of the inkjet head is preferably 1 kHz or higher, more preferably 3 kHz or higher, and preferably 300 kHz or lower, more preferably 150 kHz or lower, and further preferably 90 kHz or lower, from the viewpoint of improving whiteness and hiding power. More preferably, it is 50 kHz or less.
  • the amount of the liquid droplets discharged from the liquid II is preferably 0.01 pL or more, more preferably 0.1 pL or more, still more preferably 1 pL or more, still more preferably 4 pL. It is above, and preferably 50 pL or less, more preferably 40 pL or less, and further preferably 35 pL or less.
  • the droplet ejection density p is preferably 10,000 or more, more preferably 30,000 or more, still more preferably 50,000 or more, and preferably 3,000, as the number of dots per square inch. 000 or less, more preferably 1,000,000 or less, and further preferably 500,000 or less.
  • the droplet ejection density p is calculated from the product of the dot density (dpi) in the direction perpendicular to the substrate transport direction and the dot density (dpi) in the substrate transport direction.
  • Step 3 Step of drying the coating film obtained in Step 2 to obtain a polymer coating film.
  • the drying method includes stationary drying, blast drying, heat drying, vacuum drying, infrared drying and the like. Among them, blow drying and heat drying are preferable from the viewpoint of easy operation.
  • the drying method may be used alone or in combination of two or more.
  • the drying temperature in step 3 is preferably 100° C. or lower, more preferably 90° C. or lower, further preferably 80° C. or lower, still more preferably 70° C. or lower, and From the viewpoint of drying in a short time, the temperature is preferably 20° C. or higher, more preferably 30° C. or higher.
  • the drying time in step 3 is preferably 0.5 minutes or longer, more preferably 1 minute or longer, and preferably 30 minutes or shorter, more preferably 20 minutes or shorter, still more preferably 10 minutes or shorter.
  • Step 4 Step of Washing the Coating Film Obtained in Step 2 or Step 3 with Water
  • the polymer C is an ionic polymer
  • Step 4 the coating film on the portion to which the droplets are applied in Step 2 is removed, and While the base material surface of the part is exposed, the part to which the liquid droplets are not applied remains covered with the coating film. The difference is increased, and it is possible to obtain a printed image in which a pattern is formed easily and precisely.
  • the washing method include washing with running water and washing with immersion water, but washing with running water is preferable from the viewpoint of easy operation.
  • the water used may be tap water, ion-exchanged water, RO water, or distilled water.
  • the ratio (d/T) of the average diameter d of the droplets applied in step 2 to the wet film thickness T of the liquid composition I applied in step 1 is more than 1, as shown in FIG.
  • the diameter of the droplet is larger than the wet film thickness formed by the liquid composition I.
  • an interface between the liquid composition I and the liquid II containing water is formed over the entire thickness direction of the wet film thickness, so that the hydrophilic primary particles having the solvent B as the core and the polymer C as the shell are thick. Formed in the entire depth direction.
  • the water vapor in the air atmosphere is condensed on the surface of the wet coating film, so that the solvent B is phase-separated, and the primary particles having the solvent B as the core and the polymer C as the shell are formed. It is formed and whitened.
  • the hydrophilicity of the primary particles is inferior to the part to which the droplets are applied, it is difficult to remove the coating film by washing with water on the part to which the droplets are not applied, and the base material is covered with the coating film. Becomes As a result, it is considered that the difference in whiteness between the portions to which the droplets are applied and the portions to which the droplets are not applied increases, and the patterning can be performed accurately.
  • the reason for the difference in the hydrophilicity of the primary particles between the portion to which the droplets are applied and the portion to which the droplets are not applied is presumed as follows.
  • the solvent B and the polymer C start forming primary particles in a state where the solvent A is relatively large, so that the relative dielectric constant around the primary particles is relatively low.
  • the dissociation of the ionic groups of the polymer C is suppressed while forming the primary particles having the core-shell structure in which the solvent B is the core and the core is enclosed by the shell of the polymer C.
  • the hydrophobic functional groups of the polymer C are thereby oriented to the outside of the primary particles, and the outside of the primary particles forms a relatively hydrophobic polymer film.
  • the solvent B and the polymer C form primary particles in a relatively large amount of water by the action of the total energy E of the applied droplets and the water contained in the liquid II.
  • the relative permittivity around the primary particles is relatively high.
  • the dissociation of the ionic groups of the polymer C is promoted while forming the primary particles having the core-shell structure in which the solvent B is the core and the core is enclosed by the shell of the polymer C.
  • the hydrophilic functional groups of the polymer C are thereby oriented outside the primary particles, and the outside of the primary particles forms a relatively hydrophilic polymer film.
  • the ratio (d/T) of the average diameter d of the droplets applied in step 2 to the wet film thickness T of the liquid composition I applied in step 1 is less than 1, as shown in FIG. Moreover, the diameter of the droplet is smaller than the wet film thickness formed by the liquid composition I.
  • the coating film is formed in a state where the hydrophilic primary particles having the solvent B as the core and the polymer C as the shell are blocked inside the coating film.
  • the ratio (d/T) of the average diameter d of the droplets applied in step 2 to the wet film thickness T of the liquid composition I applied in step 1 is controlled, and the ratio (d/T)
  • the ratio is less than 1, it is possible to form primary particles having high concealing property in the portion where the droplet is applied, and when the ratio (d/T) is more than 1, the portion where the droplet is applied is hydrophilic. It is possible to form a pattern by forming the primary particles having a hydrophilic property and further washing with water, leaving the coating film in the part to which the droplets are not applied.
  • the surface energy, contact angle, or shape of a desired region of the substrate surface is intentionally changed, and another formulation is applied on the subsequent substrate.
  • the amount of adhesion to the substrate, the permeability, the adhesiveness, etc. can be changed, and the surface properties can be controlled easily and precisely.
  • the method for forming a coating film of the present invention even without using an inorganic pigment, high whiteness, because it is possible to obtain a coating film that exhibits optical properties of excellent hiding, printing methods in various fields, Among them, it is useful as an image forming method, and above all, it is preferably used as an inkjet printing method because it is easy and precise image design is easy. Further, in forming a coating film by an inkjet printing method, it is generally known that when a resin component is ejected from an inkjet head, a mist due to the influence of the resin component is generated.
  • the liquid II is applied to the wet coating film of the liquid composition I by an inkjet method to perform patterning, and fine hydrophilic primary particles are printed. Since it can be formed at a desired position as a part, generation of mist containing a resin component can be suppressed. Therefore, the method for forming a coating film of the present invention can suppress contamination around the patterning portion.
  • the measurement sample was prepared by mixing 0.1 g of the cationic polymer CII-1 with 10 mL of the eluent in a glass vial, stirring the mixture with a magnetic stirrer at 25° C. for 10 hours, and using a syringe filter (DISMIC-13HP PTFE 0.2 ⁇ m, What was filtered by Advantech Co., Ltd. was used.
  • a syringe filter DISMIC-13HP PTFE 0.2 ⁇ m, What was filtered by Advantech Co., Ltd. was used.
  • the viscosity was measured using an E-type viscometer RE80 manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., a measurement time of 1 minute, a rotation speed of 100 rpm, and a standard rotor (1°34' ⁇ R24). .. The viscosity was measured at 20° C. for hydrogenated polyisobutene, 25° C. for silicone oil, and 20° C. for liquid composition I.
  • the mixed solution was uniformly spread over the entire surface of the PET film, and the liquid overflowed from the end.
  • the weight of the PET film applied immediately was measured, and the wet film thickness T when using the wire bar was calculated by correcting the weight with the specific gravity of the mixed solution.
  • Ultrahold 8 acrylic acid/acrylic acid alkyl ester/(N-alkyl)acrylamide copolymer (BASF Japan Ltd., trade name: Ultrahold 8), solid content 100% powder Ultrahold Strong: acrylic acid/acrylic Acid alkyl ester/(N-alkyl)acrylamide copolymer (manufactured by BASF Japan Ltd., trade name: Ultrahold Strong), solid content 100% powder Ultrahold Power-dry: acrylic acid/acrylic acid alkyl ester/(N Powder obtained by drying a solution of (alkyl) acrylamide copolymer (solid content: 32%) (manufactured by BASF Japan Ltd., trade name: Ultra Hold Power)
  • Yukaformer SM-dry N-methacryloyloxyethyl-N,N-dimethylammonium- ⁇ -N-methylcarboxybetaine/methacrylic acid alkyl ester copolymer ethanol solution (solid content 30%) (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) Name: Dry powder of Yukaformer SM) RAM resin 1000-dry: N-methacryloyloxyethyl-N,N-dimethylammonium- ⁇ -N-methylcarboxybetaine/methacrylic acid alkyl ester copolymer ethanol solution (solid 30%) (Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., trade name: RAM resin-1000, molecular weight 100,000), dried powder RAM resin 2000-dry: N-methacryloyloxyethyl-N,N-dimethylammonium An ⁇ -N-methylcarboxybetaine/methacrylic acid alkyl ester copolymer ethanol solution (solid content 30%)
  • Powder RAM resin 3000-dry N-methacryloyloxyethyl-N,N-dimethylammonium- ⁇ -N-methylcarboxybetaine/methacrylic acid alkyl ester copolymer in ethanol (solid content 30%) (Osaka Organic Chemistry) Industrial Co., Ltd., trade name: RAM resin-3000, molecular weight 40,000)
  • Nonionic polymer Polyvinyl butyral: S-REC BM-1 (Sekisui Chemical Co., Ltd., trade name), 100% solid content powder
  • Polyurethane polyurea BAYCUSAN C2000 (Covestro Japan Co., Ltd., trade name, polyurethane-64 solid content 40% ethanol solution) Dried powder
  • Synthesis example 1 (synthesis of cationic polymer 1)
  • a monomer having a composition shown in the column of "initial charging monomer solution” in Table 1 was put and nitrogen gas substitution was performed.
  • a monomer and an organic solvent having the composition shown in the "dropping monomer solution” column of Table 1 are mixed to prepare a dropping monomer solution, and the organic solvent and the polymerization initiator (separately shown in the "polymerization initiator solution” column of Table 1 ( 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitrile): Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name: V-65) was mixed to prepare a polymerization initiator solution, and the dropping funnels 1 and 2 were respectively prepared.
  • cationic amphiphilic polymer (hereinafter, also referred to as “cationic polymer 1”) was obtained.
  • the weight average molecular weight of the obtained cationic polymer 1 was 130,000.
  • Synthesis example 2 (synthesis of cationic polymer 2)
  • a monomer having a composition shown in the column of "initial charging monomer solution” in Table 1 was put and nitrogen gas substitution was performed.
  • a monomer and an organic solvent having the composition shown in the "Dropped monomer solution” column of Table 1 were mixed to prepare a dropped monomer solution, and the polymerization initiator (V-65 separately shown in the "Polymerization initiator solution” column of Table 1 was separately prepared. )
  • the initially charged monomer solution in the reaction vessel was maintained at 55° C. with stirring so that the ratio of the dropped monomer solution and the polymerization initiator solution to the dropped monomer was constant.
  • the solution was gradually dropped into the reaction container over 2 hours.
  • the mixture was maintained at 55° C. with stirring and aged by heating for 5 hours.
  • an unreacted monomer and a polymerization initiator residue are removed from the reaction product by using an ultrafiltration membrane (Nippon NGK Insulators Co., Ltd., a ceramic ultrafiltration membrane, trade name: cefilt, pore diameter 10 nm), and dried.
  • a cationic amphiphilic polymer (hereinafter, also referred to as “cationic polymer 2”) was obtained.
  • the weight average molecular weight of the obtained cationic polymer 2 was 120,000.
  • poly(N- A propionylethyleneimine) (number average molecular weight 2,700) solution was obtained.
  • 100.0 g of side chain primary aminopropyl-modified polydimethylsiloxane manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KF-8015, weight average molecular weight 100,000 (catalog value), amine equivalent 20,000
  • ethyl acetate 203 0.0 g was mixed, and the mixture was dehydrated with 15.2 g of molecular sieves at 28° C. for 15 hours.
  • the weight average molecular weight of the cationic silicone polymer 1 is 115,000 (calculated value), mass ratio [content of organopolysiloxane segment (x)/[organopolysiloxane segment (x) and poly(N-acylalkyleneimine) segment] The total content of (y)]] was 0.87.
  • poly(N- A propionylethyleneimine) (number average molecular weight 1,300) solution was obtained.
  • 153.7 g of side chain primary aminopropyl modified polydimethylsiloxane manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KF-8003, weight average molecular weight 40,000 (catalog value), amine equivalent 2,000) and ethyl acetate 312. 0.1 g was mixed, and the mixture was dehydrated with 23.3 g of molecular sieves at 28° C. for 15 hours.
  • the end-reactive poly(N-propionylethyleneimine) solution obtained above was added all at once to the dehydrated side chain primary aminopropyl-modified polydimethylsiloxane solution, and the mixture was heated under reflux at 80° C. for 10 hours.
  • the reaction mixture was concentrated under reduced pressure to obtain a poly(N-propionylethyleneimine)/dimethylpolysiloxane copolymer (hereinafter, also referred to as “cationic silicone polymer 2”) as a pale yellow rubbery solid (200 g).
  • the weight average molecular weight of the cationic silicone polymer 2 is 56,000 (calculated value), mass ratio [content of organopolysiloxane segment (x)/[organopolysiloxane segment (x) and poly(N-acylalkyleneimine) segment] The total content of (y)]] was 0.71.
  • Synthesis example 5 (synthesis of cationic silicone polymer 3) 73.7 g (0.74 mol) of 2-ethyl-2-oxazoline and 156.0 g of ethyl acetate were mixed, and the resulting mixture was used with 12.0 g of molecular sieves (Zeorum A-4, manufactured by Tosoh Corporation). Dehydration was performed at 28° C. for 15 hours. 2.16 g (0.014 mol) of diethyl sulfate was added to the obtained ethyl acetate solution of dehydrated 2-ethyl-2-oxazoline, and the mixture was heated under reflux at 80° C.
  • the end-reactive poly(N-propionylethyleneimine) solution obtained above was added all at once to the above dehydrated side chain primary aminopropyl-modified polydimethylsiloxane solution, and the mixture was heated under reflux at 80° C. for 10 hours. ..
  • the reaction mixture was concentrated under reduced pressure to obtain a poly(N-propionylethyleneimine)/dimethylpolysiloxane copolymer (hereinafter, also referred to as “cationic silicone polymer 3”) as a white rubber-like solid (135 g).
  • the weight average molecular weight of the cationic silicone polymer 3 is 100,000 (calculated value), and the mass ratio is [content of organopolysiloxane segment (x)/[organopolysiloxane segment (x) and poly(N-acylalkyleneimine) segment].
  • the total content of (y) ]] was 0.50.
  • Preparation Examples 1-1 to 1-6 and Comparative Preparation Examples 1-1 to 1-7 ⁇ Preparation of Liquid Composition I> Ultrahold 8 as a polymer C, 3 parts of 100% solid content powder, and 3 parts of Yukaformer SM-dry were dissolved in the solvent A shown in Table 2, and after confirming that they were transparent and free of suspended matter and precipitate, Solvent B shown in Table 2 was added, stirred to homogenize, and filtered using a filter having a pore size of 0.20 ⁇ m to obtain liquid compositions I1-1 to I1-6 and I1-C1 to I1-C7. .
  • a liquid composition I1-1 to I1-6 and I1-C1 to I1-C2 and I1-C7 is a cellulose acetate syringe filter manufactured by Advantech Co., Ltd.
  • I1-C3 to I1-C6 a PTFE syringe filter manufactured by Advantech was used.
  • the amount of the polymer C used in Preparation Example 1-1 dissolved in 100 g of the solvent A was 43 g, and the amount dissolved in 100 g of the solvent B was 2.2 g.
  • the amount of the polymer C used in Preparation Examples 1-2 to 1-6 dissolved in 100 g of the solvent B was less than 5 g, and the amount dissolved in 100 g of the solvent A was 5 g or more.
  • Examples 1-1 to 1-6 and Comparative Examples 1-1 to 1-7 ⁇ Formation of coating film> (Process 1) A glass substrate (Matsunami Glass Industry Co., Ltd., MAS coated slide) as a base material on a tabletop coater (TC-1 made by Mitsui Electric Seiki Co., Ltd.) in an environment room where the temperature and humidity are controlled at 25°C and 50% humidity. Glass S9215) was fixed so that the MAS-coated surface was on the front side, and 1 ml of each liquid composition shown in Table 2 was dropped on the end of the slide glass, and immediately thereafter No. Each liquid composition was applied on a glass substrate using 30 wire bars (wet film thickness T: 60 ⁇ m) at a wire bar moving speed of 1 m/min.
  • the inside of the TK403 black-CS cartridge (manufactured by Kishu Giken Kogyo Co., Ltd.) was washed with ion-exchanged water and ethanol, and the ink-jet head was filled with ion-exchanged water having an electric conductivity of 0.6 microsiemens or less.
  • the ion-exchanged water discharged from was collected, and it was used after confirming that the electrical conductivity was 1.0 uS/cm or less.
  • the print image was printed using a solid image having a resolution of 600 dpi in the vertical direction and 600 dpi in the horizontal direction and a height of 12.7 mm and a width of 50.8 mm (imprinting density p: 360,000 (dots/square inch)).
  • the coating film formed on the glass substrate obtained in step 2 is allowed to stand and dry for 30 minutes in an environment room where the temperature and humidity are controlled to 25° C. and 50% humidity, and a dried polymer coating film formed from each liquid composition is formed. 1-1 to 1-6 and 1-C1 to 1-C7 were obtained.
  • Whiteness was evaluated as an index of optical characteristics.
  • JIS K5101-4:2004 one sheet each of the coating films obtained in Examples and Comparative Examples was placed on the black portion of the concealment ratio test paper, and a black image of the portion to which ion-exchanged water was applied as the liquid II The concentration was measured.
  • a spectrocolorimeter/densitometer (trade name: SpectroEye, manufactured by X-Rite Co., Ltd.) was used.
  • the measurement conditions were a light source D65, an observation visual field of 2 degrees, a density reference DIN, a white base “Abs”, and a built-in filter “No”. The results are shown in Table 2.
  • the measured value was 2.25.
  • the smaller the measured value the higher the whiteness and the more excellent the concealing property.
  • the measured value is preferably 1 or less, and in this case, the whiteness is particularly high and the hiding property is excellent.
  • the coating films 1-1 to 1-6 obtained in Examples 1-1 to 1-6 have high whiteness and show high hiding property without containing an inorganic pigment.
  • the coating films 1-C1 to 1-C7 obtained in Comparative Examples 1-1 to 1-7 had high transparency because of low whiteness, and did not exhibit the desired hiding property.
  • Example 2-1 to 2-5 and Comparative Example 2-1 The liquid composition I1-2 was applied onto a glass substrate in the same manner as in Step 1-2 of Example 1-2, except that the temperature and humidity conditions in the environment chamber were changed to a temperature of 25° C. and a humidity of 10%.
  • the print image has a resolution of 600 dpi in the vertical direction and 600 dpi in the horizontal direction, and a solid image having a height of 12.7 mm and a width of 50.8 mm is formed into a print image having the shot density shown in Table 3.
  • the same procedure was carried out except that a part of the sample was thinned out on average to add ion-exchanged water.
  • the implantation density p of 0 means that only the liquid composition was applied and ion-exchanged water was applied, that is, step 2 was not performed.
  • the coating film formed on the glass substrate obtained in step 2 is allowed to stand and dry for 30 minutes in an environment room where the temperature and humidity are controlled at 25° C. and 10% humidity, and the dried polymer coating films 2-1 to 2-5 and 2-C1 was obtained. Then, the whiteness of the portion of the obtained polymer coating film to which ion-exchanged water was applied was evaluated in the same manner as described above. The results are shown in Table 3.
  • Example 2-6 (Process 1) Ions with an electric conductivity of 0.1 uS/cm are stored in a yellow intermediate tank of a thermal inkjet printing device (product name: LPP-6010N, manufactured by LG Electronics Co., Ltd.) in an environment room where the temperature and humidity are controlled at 25°C and a humidity of 10%. Exchanged water was charged. In addition, the inkjet head is washed with ion-exchanged water having an electric conductivity of 0.1 uS/cm or less and ethanol, and is filled with ion-exchanged water having an electric conductivity of 0.1 uS/cm or less.
  • a thermal inkjet printing device product name: LPP-6010N, manufactured by LG Electronics Co., Ltd.
  • the ion-exchanged water discharged from was collected, and it was used after confirming that the electric conductivity was 1.0 uS/cm or less.
  • a glass substrate (Matsunami Glass Industry Co., Ltd., MAS coated slide glass S9215) was fixed on the printing medium of the inkjet printing apparatus so that the MAS coated surface was on the front side, and 1 ml of the liquid composition I1-2 was placed on the slide glass end. Immediately after dripping into the part.
  • the liquid composition I1-2 was applied onto a glass substrate using 30 wire bars (wet film thickness T: 60 ⁇ m) at a wire bar moving speed of 1 m/min.
  • Examples 2-7 to 2-10 (Process 1) Ion exchange with an inkjet head (Kyocera Corporation, model number: KJ4B-QA06NTB) using an inkjet printing device (manufactured by Tritec Co., Ltd., product name: OnePassJet) in an environment room where the temperature and humidity are controlled at a temperature of 25°C and a humidity of 10%. Filled with water. The inkjet head was washed with ion-exchanged water and ethanol, filled with ion-exchanged water having an electric conductivity of 0.6 microsiemens or less, and the ion-exchanged water discharged from the inkjet head was collected.
  • a glass substrate (Matsunami Glass Industry Co., Ltd., MAS coated slide glass S9215) was fixed on the carriage of the printing medium of the inkjet printing device so that the MAS coated surface was on the front side, and 1 ml of the liquid composition I1-2 was slid. Immediately after dropping on the edge of the glass, No. The liquid composition I1-2 was applied onto a glass substrate using 30 wire bars (wet film thickness T: 60 ⁇ m) at a wire bar moving speed of 1 m/min.
  • the coating films 2-1 to 2-5 obtained in Examples 2-1 to 2-5 were compared with the coating film 2-C1 obtained in Comparative Example 2-1 which did not go through the step 2. It shows high whiteness, and it can be seen that the whiteness can be adjusted by the droplet ejection density p.
  • the coating films 2-6 to 2-10 obtained in Examples 2-6 to 2-10 have higher whiteness than the coating film 2-C1 obtained in Comparative Example 2-1 which has not undergone step 2. It can be seen that it is possible to adjust the whiteness by changing the discharge droplet amount, that is, the average diameter d of the droplets.
  • Examples 3-1 to 3-5 Dried polymer coatings 3-1 to 3-5 were obtained in the same manner as in step 1-2 of Example 1-2, except that the liquid II was changed to that shown in Table 4. Then, in the same manner as described above, the whiteness of the portion of the obtained polymer coating film to which ion-exchanged water and ethanol were applied at the ratio shown in Table 4 was evaluated. The results are shown in Table 4.
  • the coating films 3-1 to 3-5 obtained in Examples 3-1 to 3-5 show high whiteness and show high hiding property without containing an inorganic pigment. .. Further, it can be seen that the whiteness can be controlled by the content of water in the liquid II.
  • Example 4-1 to 4-5 (Steps 1 to 3)
  • the base material was changed to PET film (trade name: Lumirror T60, manufactured by Toray Industries, Inc.), and the wire bar was adjusted so that the wet film thickness T of the liquid composition I was the value shown in Table 5.
  • Polymer coatings 4-1 to 4-5 were similarly dried except that the number was changed. Then, the whiteness of the portion of the obtained polymer coating film to which ion-exchanged water was applied was evaluated in the same manner as described above. The results are shown in Table 5 as the whiteness of the printed portion and the whiteness of the non-printed portion before washing with water.
  • each of the obtained polymer coating films 4-1 to 4-5 was washed with running deionized water for 3 minutes. The coating film after washing with water was evaluated by the method described below.
  • a photograph of a polymer coating film 4-1 dried in the same manner before and after washing with water is shown, except that the image is changed to a fine line image in which seven are formed so that the long sides are parallel. Further, an optical micrograph (magnification: 2,500 times) of the polymer coating film after washing with water is shown in FIG.
  • Example 2-7 the base material was changed to the PET film, and the wire bar count was changed so that the wet film thickness T of the liquid composition I was the value shown in Table 5.
  • Dried polymer coatings 4-6 to 4-10 were obtained in the same manner as in Step 2 of 7 except that the discharged liquid droplet amount of the liquid II was changed as shown in Table 5. Then, in the same manner as described above, the whiteness of the printed portion and the non-printed portion of the obtained polymer coating film before and after washing with water was evaluated, and the whiteness ratio of the printed portion and the non-printed portion after washing was calculated. The results are shown in Table 5.
  • the printed parts of the coating films 4-1 to 4-10 obtained in Examples 4-1 to 4-10 show high whiteness, and contain no inorganic pigment, and show high hiding property. I understand. Further, as shown in FIG. 6, since the coating film 4-1 obtained in Example 4-1 had a ratio (d/T) of more than 1, the whiteness of the printed portion (thin line portion) before washing with water was It can be seen that a thin line image is formed which is high and has no unification of adjacent thin lines. It can be seen that after washing with water, the substrate is exposed and the whiteness of the printed part is reduced, and the primary particles of the printed part flow out. Further, as shown in the optical microscope photograph of the fine line image of FIG.
  • the surface energy, contact angle, or shape of a desired region of the base material surface is intentionally changed, and when another formulation is applied onto the subsequent base material. It is possible to change the adhesion amount to the base material, permeability, adhesiveness and the like.
  • Example 5-1 A polymer coating film 5-1 was obtained in the same manner as in Example 1-2 except that the temperature and humidity conditions in the environment chamber were changed to a temperature of 25° C. and a humidity of 10%. Then, in the same manner as described above, the whiteness of the portion of the obtained coating film 5-1 to which ion-exchanged water was applied was evaluated. The results are shown in Table 6.
  • Examples 5-2 to 5-4 Step 1 and step 2 were performed in the same manner as in Example 1-2 except that the temperature and humidity conditions in the environment room were changed to a temperature of 25° C. and a humidity of 10%. Further, as Step 3, at the drying time shown in Table 6, in Example 5-2, cold air drying at a temperature of 25° C., in Example 5-3 warm air drying at a temperature of 60° C., and in Example 5-4, the coating film was formed. A heater (made by Yako Electric Co., Ltd., silicone rubber heater with a coated thermocouple) is brought into contact with the surface of the formed base material opposite to the surface on which the coating film is formed, and heated at 60° C. for drying treatment. Dry polymer coatings 5-2 to 5-4 were obtained. Next, in the same manner as described above, the whiteness of the obtained coating films 5-2 to 5-4 to which the ion-exchanged water was applied was evaluated. The results are shown in Table 6.
  • Preparation Examples 6-1 to 6-15 and 7-1 to 7-18 ⁇ Preparation of Liquid Composition I> Polymer C shown in Table 7 and Table 8 was dissolved in absolute ethanol as solvent A, and after confirming that it was transparent and free of suspended matter and precipitate, Pearlream 3 was added as solvent B and stirred to homogenize, Filtration was performed using a cellulose acetate syringe filter with a pore size of 0.20 ⁇ m manufactured by Advantech Co., Ltd. to obtain liquid compositions I6-1 to I6-15 and I7-1 to I7-18. The amount of the polymer C used in Preparation Examples 6-1 to 6-15 and 7-1 to 7-18 dissolved in 100 g of the solvent B was less than 5 g, and the amount dissolved in 100 g of the solvent A was 5 g or more.
  • Examples 6-1 to 6-15 and 7-1 to 7-18 Polymer coatings 6-1 to 6-15 and 7-1 to which were similarly dried except that the liquid composition I-1 was changed to the liquid composition I shown in Tables 7 and 8 in Example 1-1. 7-18 was obtained. Then, the whiteness of the portion of the obtained coating film to which ion-exchanged water was applied was evaluated in the same manner as described above. The results are shown in Tables 7 and 8.
  • the coating films 6-1 to 6-15 obtained in Examples 6-1 to 6-15 and the coating films 7-1 to 7-1 obtained in Examples 7-1 to 7-18 It can be seen that ⁇ 18 expresses high whiteness, does not contain an inorganic pigment, and shows a high hiding property. This shows that the polymer C can be widely used as long as it has the property of being soluble in the solvent A and insoluble in the solvent B as the polymer C.
  • Preparation Examples 8-1 to 8-10 ⁇ Preparation of Liquid Composition I>
  • the polymer C shown in Table 9 was dissolved in absolute ethanol as the solvent A, and after confirming that it was transparent and free of suspended matter and precipitate, the solvent B shown in Table 9 was added, and the mixture was homogenized by stirring to give a pore size of 0.
  • the mixture was filtered using a 20 ⁇ m cellulose acetate syringe filter manufactured by Advantech to obtain liquid compositions I8-1 to I8-10.
  • the amount of the polymer C used in Preparation Examples 8-1 to 8-10 dissolved in 100 g of the solvent B was less than 5 g, and the amount dissolved in 100 g of the solvent A was 5 g or more.
  • Examples 8-1 to 8-10 Dry polymer coatings 8-1 to 8-10 were obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the liquid composition I1-1 was changed to the liquid composition I shown in Table 9. Then, the whiteness of the portion of the obtained coating film to which ion-exchanged water was applied was evaluated in the same manner as described above. The results are shown in Table 9.
  • the present invention it is possible to obtain a coating film having high whiteness and excellent hiding property without using an inorganic pigment, and to form a coating film capable of exerting optical characteristics simply and precisely. You can

Abstract

溶媒A、溶媒B、及びポリマーCを含有する液体組成物Iを基材に付与する工程1と、工程1で付与された基材上の液体組成物Iに、水を含有する液体IIの液滴を付与する工程2とを含み、該溶媒Aの沸点が99℃未満であり、該溶媒Aの水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raが36以下であり、該溶媒Bの沸点が150℃以上であり、該溶媒Bの水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raが40以上であり、該溶媒Bが該溶媒Aと相溶し、かつ該ポリマーCが該溶媒Aに可溶で該溶媒Bに不溶であり、工程2で付与される液滴の平均直径dが0.01μm以上50μm以下である、塗膜の形成方法に関する。

Description

塗膜の形成方法
 本発明は、塗膜の形成方法に関する。
 従来から、電子工学分野や医学分野等において、材料の表面に細孔や凹凸等の微細でかつ規則的な形状を施す技術の検討がなされ、ポリマー溶液等を一定環境下におくことにより、自発的に秩序又は規則性を形成される自己組織化構造を利用した技術の提案がなされてきた。
 例えば、特開昭58-164622号(特許文献1)には、多孔質構造を有しかつ調節可能な総気孔容積、調節可能な気孔径及び調節可能な気孔壁を有する成形体等を製造する方法の提供を目的として、ポリマーを、溶解温度で液状のかつ混合可能な2つの化合物A及びBの混合物中で上部臨界温度を上回り加熱することにより溶解し、その場合、ポリマー、化合物A及び化合物Bより成る使用混合物が流動性の凝集状態で混合欠陥を有し、化合物Aがポリマーに対し溶剤であり、かつ化合物Bが、ポリマー及び化合物Aより成る溶液の相分離温度を上昇させ、この溶液を場合により成形し、かつ冷却することにより凝離させかつ成分A及び/又はBを場合により抽出する多孔体の製造方法が記載されている。
 また、特表2018-512265号(特許文献2)には、テクスチャ表面を形成する方法であって、溶媒中に固体を溶解させて溶液を形成することであって、前記固体は、第1温度での前記溶媒中の前記固体の第1飽和濃度よりも低く、且つ第2温度での前記溶媒中の前記固体の第2飽和濃度よりも高い濃度を有することと、前記溶液を前記第2温度に冷却させて固体粒子溶液を形成することと、前記固体粒子溶液を表面上に配置することと、前記溶媒を蒸発させて前記テクスチャ表面を形成することを含む方法が記載されている。
 本発明は、以下の〔1〕に関する。
〔1〕工程1:溶媒A、溶媒B、及びポリマーCを含有する液体組成物Iを基材に付与する工程と、
 工程2:工程1で付与された基材上の液体組成物Iに、水を含有する液体IIの液滴を付与する工程と、を含み、
 該溶媒Aの沸点が99℃未満であり、該溶媒Aの下記式(1)で表される水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raが36以下であり、
 該溶媒Bの沸点が150℃以上であり、該溶媒Bの下記式(1)で表される水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raが40以上であり、
 該溶媒Bが該溶媒Aと相溶し、かつ該ポリマーCが該溶媒Aに可溶で該溶媒Bに不溶であり、工程2で付与される液滴の平均直径dが0.01μm以上50μm以下である、塗膜の形成方法。
 Ra=(4×ΔD2+ΔP2+ΔH20.5   (1)
 ΔD:ハンセン溶解度パラメータにおける分散成分の溶媒と水との差
 ΔP:ハンセン溶解度パラメータにおける極性成分の溶媒と水との差
 ΔH:ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合成分の溶媒と水との差
本発明の塗膜の形成方法により、基材上に付与された液体組成物Iに液滴が付与された断面の一例を示す模式図である。 本発明の塗膜の形成方法により、基材上に付与された液体組成物Iに液滴が付与された断面の一例を示す模式図である。 実施例1-2で得られた塗膜を上面側より撮影した光学顕微鏡写真(倍率:250倍)である。 実施例1-2で得られた塗膜を上面側より撮影した光学顕微鏡写真(倍率:1,000倍)である。 実施例1-2で得られた塗膜を上面側より撮影した光学顕微鏡写真(倍率:2,500倍)である。 実施例4-1で得られた塗膜の水洗前後を上面側より撮影した写真である。 実施例4-1で得られた塗膜の水洗前後を上面側より撮影した光学顕微鏡写真(倍率:2,500倍)である。
 特許文献1では、ポリマーを含む混合物の温度を調整することにより、多孔体を形成するため、気孔径の調整が十分でない。また、特許文献2の技術では、固体粒子溶液を形成し、該固体粒子溶液を表面上に配置することにより、テクスチャ表面を形成するため、テクスチャ表面の特性は固体粒子の粒径によるため、テクスチャ表面の特性を制御するには十分でない。そのため、より簡便でかつ精密に表面の性状を制御でき、結果として光学的な特性を発揮し得る塗膜の形成方法が望まれている。
 本発明は、簡便でかつ精密に光学的な特性を発揮し得る塗膜の形成方法に関する。
 本発明者は、所定の沸点を有する2種類の溶媒及びポリマーを含有する液体組成物を基材に付与する工程と、該工程で付与された基材上の液体組成物に、水を含有する液体の液滴を付与する工程とを含み、これら2種類の溶媒の水に対するハンセン溶解度パラメータを所定の範囲とし、2種類の溶媒の相溶性とポリマーの溶媒に対する溶解性をそれぞれ特定の関係とし、該液体組成物に付与される液滴の平均直径を所定の範囲とすることにより、一次粒子が集積した二次粒子を含む塗膜が形成され、無機顔料を使用しなくとも、高い白色度を有し、隠蔽性が向上するという光学的な特性が発現することを見出した。
 すなわち、本発明は、
 工程1:溶媒A、溶媒B、及びポリマーCを含有する液体組成物Iを基材に付与する工程と、
 工程2:工程1で付与された基材上の液体組成物Iに、水を含有する液体IIの液滴を付与する工程と、を含み、
 該溶媒Aの沸点が99℃未満であり、該溶媒Aの下記式(1)で表される水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raが36以下であり、
 該溶媒Bの沸点が150℃以上であり、該溶媒Bの下記式(1)で表される水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raが40以上であり、
 該溶媒Bが該溶媒Aと相溶し、かつ該ポリマーCが該溶媒Aに可溶で該溶媒Bに不溶であり、工程2で付与される液滴の平均直径dが0.01μm以上50μm以下である、塗膜の形成方法に関する。
 Ra=(4×ΔD2+ΔP2+ΔH20.5   (1)
 ΔD:ハンセン溶解度パラメータにおける分散成分の溶媒と水との差
 ΔP:ハンセン溶解度パラメータにおける極性成分の溶媒と水との差
 ΔH:ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合成分の溶媒と水との差
 本発明によれば、簡便でかつ精密に光学的な特性を発揮し得る塗膜の形成方法を提供することができる。
[塗膜の形成方法]
 本発明の塗膜の形成方法は、工程1:溶媒A、溶媒B、及びポリマーCを含有する液体組成物I(以下、「液体組成物I」ともいう)を基材に付与する工程と、工程2:工程1で付与された基材上の液体組成物Iに、水を含有する液体IIの液滴を付与する工程と、を含み、該溶媒Aの沸点が99℃未満であり、該溶媒Aの下記式(1)で表される水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raが36以下であり、該溶媒Bの沸点が150℃以上であり、該溶媒Bの下記式(1)で表される水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raが40以上であり、該溶媒Bが該溶媒Aと相溶し、かつ該ポリマーCが該溶媒Aに可溶で該溶媒Bに不溶であり、工程2で付与される液滴の平均直径dが0.01μm以上50μm以下である。
 Ra=(4×ΔD2+ΔP2+ΔH20.5   (1)
 ΔD:ハンセン溶解度パラメータにおける分散成分の溶媒と水との差
 ΔP:ハンセン溶解度パラメータにおける極性成分の溶媒と水との差
 ΔH:ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合成分の溶媒と水との差
 本発明において、「相溶」とは、溶媒A及び溶媒Bを含む混合系において、溶媒Aと溶媒Bが互いに溶け合う現象をいう。溶媒Aと溶媒Bとを混合して静置したときに多相に分離しない場合、又は、混合して撹拌操作を行ったときに相分離して白濁が生じない場合を、溶媒A及び溶媒Bが相溶状態にあると判断する。
 また、ポリマーCは、溶媒Aに可溶で溶媒Bに不溶であり、液体組成物I中においては溶解してなるものである。
 本発明において、「ポリマーCが溶媒Aに可溶である」とは、105℃で2時間乾燥させ、恒量に達したポリマーCを25℃の溶媒A100gに溶解させたときの溶解量が5g以上であることをいう。前記溶解量は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは10g以上である。
 本発明において、「ポリマーCが溶媒Bに不溶である」とは、105℃で2時間乾燥させ、恒量に達したポリマーCを25℃の溶媒B100gに飽和するまで溶解させたときの溶解量が5g未満であることをいう。前記溶解量は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは2g以下である。
 上記の「相溶」又は「可溶」であるか否かの判断は25℃で行う。
 本発明において、「ハンセン溶解度パラメータ」は、Hildebrandによって導入された溶解度パラメータ(SP値)を3成分(分散成分D、極性成分P、水素結合成分H)に分割して表される。各溶媒のD、P、Hは“HANSEN SOLBILITY PARAMETERS” A User’s Handbook Second Editionに詳しく記載されている。また、多くの溶媒や樹脂についてのHSP値はWesley L.Archer著、Industrial Splvents Handbook等にも記載されている。
 各溶媒のD、P、Hは、Charles Hansen Consulting, Inc.(Horsholm, Denmark, hansen-solubility.com)のソフトウェアHSPiPを用いて求めることもできる。
 本発明においては、HSPiPバージョン4.1.03のデータベースに登録されている溶媒(各種HSPの文献参照)に関してはその値を使用し、データベースにない溶媒に関しては、前記HSPiPにより推算される値を使用する。
 本発明によれば、無機顔料を使用しなくとも、高い白色度を有し、隠蔽性に優れるという光学的な特性を発揮し得る塗膜を簡便かつ精密に形成することができる。その理由は定かではないが、以下のように考えられる。
 本発明の塗膜の形成方法は、沸点及び水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raが互いに異なる溶媒A及び溶媒B、並びに該溶媒Aに可溶で該溶媒Bに不溶なポリマーCを含有する液体組成物Iを用いる。このような液体組成物Iを基材に付与した後、該基材上の液体組成物Iに水を含有する液体IIの液滴を付与する。本発明においては溶媒A及び溶媒Bの水に対する溶解度パラメータが特定の範囲であるため、液体IIの付与により溶媒Aと相溶していた溶媒Bは相分離する。そして、ポリマーCは溶媒Aに可溶で溶媒Bに不溶であるため、相分離した溶媒BをポリマーCが被覆し、溶媒Bの合一が抑制されることにより、溶媒BをコアとしてポリマーCをシェルとするコアシェル構造を有する一次粒子が形成されると考えられる。更に、溶媒Aの揮発と形成された一次粒子の表面整列に伴い、塗膜内で規則的に区切られたセル状の対流構造、いわゆるベナールセル(Benard Cells)が発生し、各セル内でのベナール対流により、一次粒子が集積して二次粒子が形成され、本発明に係る塗膜が得られると考えられる。その結果、塗膜内に形成された粒子構造により光が散乱され、高い白色度が発現し、隠蔽性が向上すると推察される。
(工程1)
 工程1は、溶媒A、溶媒B、及びポリマーCを含有する液体組成物Iを基材に付与する工程である。
<液体組成物I>
(溶媒A)
 本発明に係る液体組成物Iは、溶媒Aを含有する。
 溶媒Aは、沸点が99℃未満であり、該溶媒Aの前記式(1)で表される水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raは36以下である。更に溶媒Aは、溶媒Bと相溶し、ポリマーCを溶解する。これにより、液体組成物Iへの液体IIの液滴の付与される際に、溶媒Aと溶媒Bの相分離を生じさせることができる。
 溶媒Aの沸点は、一次粒子を形成し、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、99℃未満であり、好ましくは98℃以下、より好ましくは90℃以下、更に好ましくは80℃以下であり、そして、取り扱い性の観点から、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、更に好ましくは70℃以上である。
 溶媒Aの水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raは、一次粒子を形成し、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、36以下であり、好ましくは32以下、より好ましくは30以下、更に好ましくは28以下、より更に好ましくは26以下であり、そして、好ましくは10以上、より好ましくは15以上、更に好ましくは20以上、より更に好ましくは22以上である。
 溶媒Aは、1種を単独で又は2種以上を併用してもよく、2種以上を併用する場合の沸点及び水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raは、各溶媒の含有量(質量%)で重み付けした加重平均値として求めることができる。
 溶媒Aとしては、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、炭素数1以上4以下の1価のアルコールが好ましい。中でも、より好ましくは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、tert-ブチルアルコールから選ばれる少なくとも1種であり、取り扱い性の観点から、更に好ましくは、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、及びtert-ブチルアルコールから選ばれる少なくとも1種であり、より更に好ましくはエタノールである。
(溶媒B)
 本発明に係る液体組成物Iは、溶媒Bを含有する。
 溶媒Bの沸点は150℃以上であり、該溶媒Bの前記式(1)で表される水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raは40以上である。更に溶媒Bは、溶媒Aと相溶し、ポリマーCを溶解しない。これにより、液体組成物Iの表面に液体IIが付与される際に、溶媒Aと溶媒Bの相分離が生じ、溶媒BをポリマーCで被覆した一次粒子が形成される。
 溶媒Bの沸点は、一次粒子を形成し、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、150℃以上であり、好ましくは155℃以上、より好ましくは160℃以上、更に好ましくは165℃以上、より更に好ましくは170℃以上であり、そして、取り扱い性の観点から、好ましくは300℃以下、より好ましくは270℃以下、更に好ましくは250℃以下、より更に好ましくは230℃以下、より更に好ましくは210℃以下、より更に好ましくは180℃以下である。
 溶媒Bの水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raは、一次粒子を形成し、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、40以上であり、好ましくは42以上、より好ましくは44以上であり、そして、好ましくは60以下、より好ましくは57以下、更に好ましくは55以下である。
 溶媒Bは、1種を単独で又は2種以上を併用してもよく、2種以上を併用する場合の沸点及び水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raは、各溶媒の含有量(質量%)で重み付けした加重平均値として求めることができる。
 溶媒Bは、白色度及び隠蔽度を向上させる観点から、炭化水素油及びシリコーン油から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
 炭化水素油としては、α-オレフィンオリゴマー、流動パラフィン;イソドデカン、イソヘキサデカン、水添ポリイソブテン等の流動イソパラフィン、重質流動イソパラフィン、流動オゾケライト、スクワラン、プリスタン、スクワレン等が挙げられ、好ましくは流動イソパラフィンであり、より好ましくはイソドデカン及び水添ポリイソブテンから選ばれる1種以上である。
 炭化水素油の重量平均分子量は、好ましくは150以上、より好ましくは160以上であり、そして、好ましくは1,000以下、より好ましくは500以下、更に好ましくは300以下である。
 水添ポリイソブテンの20℃における粘度は、好ましくは0.5mPa・s以上、より好ましくは0.7mPa・s以上、更に好ましくは1mPa・s以上であり、そして、好ましくは30mPa・s以下、より好ましくは25mPa・s以下、更に好ましくは20mPa・s以下である。水添ポリイソブテンの20℃における粘度は、E型粘度計を用いて測定することができる。
 シリコーン油としては、トリシロキサン等の直鎖状シリコーン油;メチルトリメチコン等の分岐状シリコーン油;メチルシクロポリシロキサン等の環状シリコーン油が挙げられる。中でも、トリシロキサン、メチルトリメチコンが好ましい。
 シリコーン油の重量平均分子量は、好ましくは150以上、より好ましくは160以上であり、そして、好ましくは1,000以下、より好ましくは500以下、更に好ましくは300以下である。
 シリコーン油の25℃における粘度は、好ましくは0.5mPa・s以上であり、そして、好ましくは20mPa・s以下、より好ましくは10mPa・s以下、更に好ましくは5mPa・s以下、より更に好ましくは3mPa・s以下である。シリコーン油の25℃における粘度は、E型粘度計を用いて測定することができる。
 溶媒Bは、炭化水素油又はシリコーン油に加えて、更に保湿剤、紫外線吸収剤、害虫忌避剤、シワ防止剤、香料、染料等の添加剤を含むものであってもよい。
 溶媒Bが、重量平均分子量が150以上1,000以下である炭化水素油及びシリコーン油から選ばれる少なくとも1種を含む場合、溶媒B中の重量平均分子量が150以上1,000以下である炭化水素油及びシリコーン油から選ばれる少なくとも1種の含有量は、白色度及び隠蔽度を向上させる観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは90質量%以上である。
(ポリマーC)
 本発明においてポリマーCは、相分離した溶媒Bを被覆し、一次粒子の形成に寄与する。
 ポリマーCは、溶媒Aに可溶で溶媒Bに不溶であれば特に制限はない。
 ポリマーCとしては、アニオン性ポリマー、カチオン性ポリマー、ベタインポリマー等のイオン性ポリマー;ノニオン性ポリマーなどが挙げられる。
〔アニオン性ポリマー〕
 アニオン性ポリマーはアニオン性基を有する。該アニオン性基としては、カルボキシ基(-COOM)、スルホン酸基(-SO3M)、リン酸基(-OPO32)等の解離して水素イオンが放出されることにより酸性を呈する基、又はそれらの解離したイオン形(-COO-、-SO3 -、-OPO3 2-、-OPO3 -M)等が挙げられる。上記化学式中、Mは、水素原子、アルカリ金属、アンモニウム又は有機アンモニウムを示す。
 アニオン性ポリマーは、好ましくは酸性基を有するモノマー由来の構成単位を含むアニオン性ポリマーCI(以下、「アニオン性ポリマーCI」ともいう)である。
 酸性基を有するモノマーは、好ましくはカルボキシ基を有するモノマーであり、より好ましくは、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸及び2-メタクリロイルオキシメチルコハク酸から選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくは(メタ)アクリル酸である。
 ここで、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる少なくとも1種を意味する。
 アニオン性ポリマーCIは、更に酸性基を有するモノマー以外の他のモノマー由来の構成単位を含む共重合体であることが好ましい。他のモノマーとしては、脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有する(メタ)アクリレート、芳香族基含有モノマー等の疎水性モノマー;ノニオン性モノマーなどが挙げられる。
 ここで、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートから選ばれる1種以上を意味する。
 脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有する(メタ)アクリレートは、好ましくは炭素数1以上22以下、より好ましくは炭素数1以上12以下、更に好ましくは1以上8以下の脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有するものである。該(メタ)アクリレートとしては、直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレート、分岐鎖アルキル基を有する(メタ)アクリレート、脂環式アルキル基を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 芳香族基含有モノマーは、好ましくは、ヘテロ原子を含む置換基を有していてもよい、炭素数6以上22以下の芳香族基を有するビニルモノマーであり、より好ましくはスチレン系モノマー及び芳香族基含有(メタ)アクリレートから選ばれる少なくとも1種である。芳香族基含有モノマーの分子量は、500未満が好ましい。
 スチレン系モノマーとしては、スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
 芳香族基含有(メタ)アクリレートとしては、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 アニオン性ポリマーCIにおけるノニオン性モノマーとしては、(メタ)アクリルアミド;N-ビニル-2-ピロリドン;ジアセトンアクリルアミド;N-アルキル(メタ)アクリルアミド;ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート(n=2~30、nは当該オキシアルキレン基の平均付加モル数を示す。以下も同様である。);アルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート(n=1~30、好ましくは2~30);フェノキシ(エチレングリコール・プロピレングリコール共重合)(n=1~30、その中のエチレングリコール:n=1~29)(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
 商業的に入手しうるノニオン性モノマーの具体例としては、新中村化学工業株式会社のNKエステルM-20G、同40G、同90G、同230G等、日油株式会社のブレンマーPE-90、同200、同350等、PME-100、同200、同400等、PP-500、同800、同1000等、AP-150、同400、同550等、50PEP-300、50POEP-800B、43PAPE-600B等が挙げられる。
 前述の各モノマーは、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 アニオン性ポリマーCIの重量平均分子量は、好ましくは5,000以上、より好ましくは10,000以上、更に好ましくは20,000以上であり、そして、好ましくは1,000,000以下、より好ましくは500,000以下、更に好ましくは200,000以下である。アニオン性ポリマーCIの重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の分子量である。
 商業的に入手しうるアニオン性ポリマーCIとしては、ウルトラホールド8、ウルトラホールドストロング、ウルトラホールドパワー(以上、BASFジャパン株式会社)、アンフォーマーV-42(ナショナルスターチ社)等のアクリル酸/アクリル酸アルキルエステル/(N-アルキル)アクリルアミド共重合体;カーボポール980、981(以上、Lubrizol Advanced Materials社)等のカルボキシビニルポリマー;ダイヤホールド(三菱化学株式会社)等の(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸アルキルエステル共重合体;プラスサイズL-53P、L-75CB、L-9540B、L-6466、L-3200B(互応化学工業(株))等の(アクリル酸/ジアセトンアクリルアミド)コポリマーAMP又は(アクリル酸/アクリル酸アルキルエステル/ジアセトンアクリルアミド)コポリマーAMP;ルビフレックスVBM35(BASF社)等の(メタ)アクリル酸/アクリル酸アルキルエステル/ポリビニルピロリドン共重合体等が挙げられる。
 アニオン性ポリマーCIは、好ましくは酸性基を有するモノマー由来の構成単位及び(メタ)アククリル酸アルキルエステル由来の構成単位を含み、より好ましくは、酸性基を有するモノマー由来の構成単位、(メタ)アククリル酸アルキルエステル由来の構成単位、及び(N-アルキル)(メタ)アクリルアミド由来の構成単位を含み、更に好ましくは(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸アルキルエステル/(N-アルキル)(メタ)アクリルアミド共重合体、より更に好ましくはアクリル酸/アクリル酸アルキルエステル/(N-アルキル)アクリルアミド共重合体である。
〔カチオン性ポリマー〕
 本発明においてカチオン性ポリマーの「カチオン性」とは、未中和のポリマーを純水に分散又は溶解させた場合、pHが7より大となること、第4級アンモニウム基等を有するポリマーの場合はその対イオンを水酸化物イオンとして純水に分散又は溶解させた場合、pHが7より大となること、又はポリマー等が純水に不溶であり、pHが明確に測定できない場合には、純水に分散させた分散体のゼータ電位が正となることをいう。
 カチオン性ポリマーは、好ましくは、第1~3級アミノ基、第4級アンモニウム基、ヒドラジノ基等の塩基性基を有し、より好ましくは第4級アンモニウム基を有する。
 なお、塩基性基は、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、ギ酸、マレイン酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、アジピン酸、乳酸等の酸で中和されたものを含む。
 カチオン性ポリマーとしては、天然系カチオン性ポリマー、合成系カチオン性ポリマーが挙げられる。
 天然系カチオン性ポリマーは、天然物から抽出、精製等の操作により得られるポリマー及び該ポリマーを化学的に修飾したものであり、ポリマー骨格にグルコース残基を有するものが挙げられる。具体的には、カチオン化グアガム;カチオン化タラガム;カチオン化ローカストビーンガム;カチオン化セルロース;カチオン化ヒドロキシアルキルセルロース;カチオン性澱粉などが挙げられる。
 合成系カチオン性ポリマーとしては、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン又はそれらの酸中和物、ポリグリコール-ポリアミン縮合物、カチオン性ポリビニルアルコール、カチオン性ポリビニルピロリドン、カチオン性シリコーンポリマー、2-(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート重合体又はそれらの酸中和物、ポリ(トリメチル-2-メタクリロイルオキシエチルアンモニウムクロリド)、アミン/エピクロロヒドリン共重合体、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリル酸ジエチル硫酸塩/ビニルピロリドン共重合体、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリル酸ジエチル硫酸塩/N,N-ジメチルアクリルアミド/ジメタクリル酸ポリエチレングリコール共重合体、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド/アクリルアミド共重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド/二酸化硫黄共重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド/ヒドロキシエチルセルロース共重合体、1-アリル-3-メチルイミダゾリウムクロリド/ビニルピロリドン共重合体、アルキルアミノ(メタ)アクリレート/ビニルピロリドン共重合体、アルキルアミノ(メタ)アクリレート/ビニルピロリドン/ビニルカプロラクタム共重合体、(3-(メタ)アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロリド/ビニルピロリドン共重合体、アルキルアミノアルキルアクリルアミド/アルキルアクリルアミド/(メタ)アクリレート/ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート共重合体等が挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 中でも、好ましくは塩基性基を有するモノマー由来の構成単位を含むカチオン性ポリマーCII-1(以下、「カチオン性ポリマーCII-1」ともいう)、カチオン性シリコーンポリマーCII-2である。
〔カチオン性ポリマーCII-1〕
 カチオン性ポリマーCII-1は、塩基性基を有するモノマー由来の構成単位を含む。該塩基性基としては、前述と同じものが挙げられる。
 塩基性基を有するモノマーとしては、アルキルアミノ(メタ)アクリレート;N,N-ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル](メタ)アクリルアミド;ジアリルジアルキルアンモニウムなどのアミノ基含有モノマー、その酸中和物又は四級化物が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 酸中和するための酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、ギ酸、マレイン酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、アジピン酸、乳酸等が挙げられ、四級化剤としては、塩化メチル、塩化エチル、臭化メチル、ヨウ化メチル等のハロゲン化アルキル、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル、硫酸ジ-n-プロピル等のアルキル化剤が挙げられる。
 カチオン性ポリマーCII-1は、好ましくは塩基性基を有するモノマーの単独重合体、塩基性基を有するモノマーと該塩基性基を有するモノマー以外の他のモノマーとの共重合体、又は縮重合体であり、より好ましくは塩基性基を有するモノマーと該塩基性基を有するモノマー以外の他のモノマーとの共重合体であり、更に好ましくは、塩基性基を有するモノマー由来の構成単位と、前述のアニオン性ポリマーCIで挙げた疎水性モノマー由来の構成単位と、前述のアニオン性ポリマーCIで挙げたノニオン性モノマー由来の構成単位を含む共重合体であり、より更に好ましくは、アミノ基含有モノマー由来の構成単位と、(メタ)アクリル酸アルキルエステル由来の構成単位と、N-アルキル(メタ)アクリルアミド由来の構成単位と、アルコキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート由来の構成単位を含む共重合体である。カチオン性ポリマーCII-1は、これらのモノマーを含む原料モノマーを塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により共重合させることによって製造される。これらの重合法の中では、溶液重合法が好ましい。
 カチオン性ポリマーCII-1製造時における、塩基性基を有するモノマー、疎水性モノマー、及びノニオン性モノマーの原料モノマー中における含有量(未中和量としての含有量。以下同じ)、すなわちカチオン性ポリマーCII-1中における各成分由来の構成単位の含有量は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、次のとおりである。
 塩基性基を有するモノマーの含有量は、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは7質量%以上であり、そして、好ましくは35質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは25質量%以下、より更に好ましくは20質量%以下である。
 疎水性モノマーの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは35質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。
 ノニオン性モノマーの含有量は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは50質量%以上であり、そして、好ましくは85質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは75質量%以下である。
 カチオン性ポリマーCII-1の重量平均分子量は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは5,000以上、より好ましくは7,000以上、更に好ましくは10,000以上、より更に好ましくは50,000以上、より更に好ましくは100,000以上であり、そして、好ましくは1,000,000以下、より好ましくは500,000以下、更に好ましくは300,000以下、より更に好ましくは200,000以下である。カチオン性ポリマーCII-1の重量平均分子量は、実施例に記載の方法で測定することができる。
〔カチオン性シリコーンポリマーCII-2〕
 カチオン性シリコーンポリマーCII-2は、オルガノポリシロキサンセグメント(x)(以下、単に「セグメント(x)」ともいう)と、該セグメント(x)のケイ素原子の少なくとも1個に結合するカチオン性窒素原子を含むアルキレン基と、下記一般式(1-1)で表されるN-アシルアルキレンイミンの繰り返し単位とからなるポリ(N-アシルアルキレンイミン)セグメント(y)(以下、単に「セグメント(y)」ともいう)とを含むポリ(N-アシルアルキレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

(式中、R1は水素原子、炭素数1以上22以下のアルキル基、炭素数6以上22以下のアリール基、又は炭素数7以上22以下のアリールアルキル基若しくはアルキルアリール基を示し、aは2又は3である。)
 R1であるアルキル基としては、炭素数1以上12以下のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基等の炭素数1以上3以下のアルキル基がより好ましい。
 R1であるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
 R1であるアリールアルキル基としては、アルキル基の炭素数が1以上20以下のフェニルアルキル基、ナフチルアルキル基等が挙げられ、アルキルアリール基としては、アルキル基の炭素数が1以上20以下のアルキルフェニル基、アルキルナフチル基等が挙げられる。
 セグメント(y)における一般式(1-1)で表される繰り返し単位の重合度は特に制限はないが、例えば1以上500以下が好ましく、6以上100以下がより好ましい。
 セグメント(x)を形成するオルガノポリシロキサンとしては、例えば下記一般式(1-2)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

(式中、R2は炭素数1以上22以下のアルキル基、フェニル基、又は窒素原子を含むアルキル基を示し、複数個のR2は同一でも異なっていてもよいが、少なくとも1個はカチオン性窒素原子を含むアルキル基である。bは100以上5,000以下である。)
 一般式(1-2)において、R2で示される炭素数1以上22以下のアルキル基の中では、炭素数1以上12以下のアルキル基が好ましく、炭素数1以上3以下のアルキル基がより好ましく、メチル基が更に好ましい。
 また、R2で示される窒素原子を含むアルキル基としては、窒素原子を好ましくは1個以上3個以下含む炭素数2以上20以下のアルキル基が挙げられる。窒素原子を含むアルキル基は、オルガノポリシロキサンの末端又は側鎖のケイ素原子の少なくとも1個にあればよく、オルガノポリシロキサン中の窒素原子を含むアルキル基の数は1以上300以下が好ましく、1以上100以下がより好ましい。
 一般式(1-2)において、bは、好ましくは100以上2,000以下、より好ましくは350以上1,500以下である。
 セグメント(x)を形成するオルガノポリシロキサンの重量平均分子量は、好ましくは1,000以上、より好ましくは10,000以上、更に好ましくは30,000以上であり、そして、好ましくは1,000,000以下、より好ましくは500,000以下、更に好ましくは200,000以下である。
 セグメント(x)とセグメント(y)との結合において、介在する窒素原子を含むアルキレン基として、窒素原子を好ましくは1個以上3個以下含む炭素数2以上20以下のアルキレン基が挙げられる。
 具体的には、アルキレン鎖の炭素-炭素間又は末端に存在する窒素原子としては、(i)第2級アミン又は第3級アミン、(ii)第2級アミン又は第3級アミンに水素イオンが付加したアンモニウム塩、(iii)第4級アンモニウム塩等が挙げられる。
 ポリ(N-アシルアルキレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体としては、セグメント(x)の末端又は側鎖のケイ素原子の少なくとも1個に、カチオン性窒素原子を含むアルキレン基を介して、セグメント(y)が結合したものが好ましい。
 ポリ(N-アシルアルキレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体におけるセグメント(x)及びセグメント(y)の合計含有量に対するセグメント(x)の含有量の質量比[セグメント(x)の含有量/〔セグメント(x)及びセグメント(y)の合計含有量〕]は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.3以上、更に好ましくは0.4以上、より更に好ましくは0.5以上であり、そして、好ましくは0.99以下、より好ましくは0.95以下、更に好ましくは0.9以下である。
 本明細書において、質量比[セグメント(x)の含有量/〔セグメント(x)及びセグメント(y)の合計含有量〕]は、ポリ(N-アシルアルキレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体におけるセグメント(x)の質量(Mx)及びセグメント(y)の質量(My)の合計量に対するセグメント(x)の質量(Mx)の比である。
 質量比[セグメント(x)の含有量/〔セグメント(x)及びセグメント(y)の合計含有量〕]は、ポリ(N-アシルアルキレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体を重クロロホルム中に5質量%溶解させ、核磁気共鳴(1H-NMR)分析により、セグメント(x)中のアルキル基又はフェニル基と、セグメント(y)中のメチレン基との積分比より算出することができる。
 ポリ(N-アシルアルキレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体の重量平均分子量は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは10,000以上、より好ましくは50,000以上、更に好ましくは70,000以上であり、そして、好ましくは1,000,000以下、より好ましくは500,000以下、更に好ましくは200,000以下である。ポリ(N-アシルアルキレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体の重量平均分子量は、セグメント(x)を形成するオルガノポリシロキサンの重量平均分子量と前述の質量比[セグメント(x)の含有量/〔セグメント(x)及びセグメント(y)の合計含有量〕]から算出することができる。
 ポリ(N-アシルアルキレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体の好適例としては、ポリ(N-ホルミルエチレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体、ポリ(N-アセチルエチレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体、ポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体等が挙げられる。
 ポリ(N-アシルアルキレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体は、例えば、環状イミノエーテルの開環重合物であるポリ(N-アシルアルキレンイミン)とセグメント(x)を形成するオルガノポリシロキサンとを反応させる方法により得ることができる。より具体的には、例えば特開2011-126978公報に記載の方法により得ることができる。カチオン性シリコーンポリマーCII-2として用いるポリ(N-アシルアルキレンイミン)/オルガノポリシロキサン共重合体は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
〔ベタインポリマー〕
 本発明においてベタインポリマーは、アニオン性基を有するモノマーとカチオン性基を有するモノマーとの共重合体、ベタインモノマーの重合体又は共重合体、アニオン性基をカチオン性ポリマーに導入したもの、前述の塩基性基をアニオン性ポリマーに導入したもの等が挙げられる。中でも、好ましくは側鎖にベタイン構造を含むポリマーであり、より好ましくはベタインモノマー由来の構成単位を含むベタインポリマーCIII(以下、「ベタインポリマーCIII」ともいう)である。
 ベタインモノマーは、好ましくはベタイン構造と(メタ)アクリルアミド構造とを含むモノマーであり、より好ましくはカルボキシベタインモノマー、スルホベタインモノマー、及びホスホベタインモノマーから選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくはカルボキシベタインモノマーである。
 ベタインポリマーとしては、ポリメタクリロイルエチルジメチルベタイン、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン/メタクリル酸アルキルエステル共重合体、メタクリロイルエチルジメチルベタイン/塩化メタクリロイルエチルトリメチルアンモニウム/メタクリル酸2-ヒドロキシエチル共重合体、メタクリロイルエチルジメチルベタイン/塩化メタクリロイルエチルトリメチルアンモニウム/メタクリル酸/メトキシポリエチレングリコール共重合体、オクチルアクリルアミド/アクリレート/ブチルアミノエチルメタクリレート共重合体等が挙げられる。中でも、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン/メタクリル酸アルキルエステル共重合体が好ましい。
 ベタインポリマーの重量平均分子量は、隠蔽性及び化粧持続性を向上させる観点から、好ましくは5,000以上、より好ましくは10,000以上であり、そして、好ましくは1,000,000以下、より好ましくは500,000以下、更に好ましくは300,000以下である。ベタインポリマーの重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算の分子量である。
 商業的に入手しうるベタインポリマーとしては、例えば、プラサイズL-410W、同L―402W、同L-440、同L-440W、同K-450、同L-450W(以上、互応化学工業株式会社製、商品名);ユカフォーマーSM、同301(以上、三菱ケミカル株式会社製、商品名);RAMレジン-1000、同-2000、同-3000、同-4000(以上、大阪有機化学工業株式会社製、商品名);マーコートプラス3330(日本ルーブリゾール株式会社製、商品名)、アンフォーマー28-4910、同LV-71(以上、アクゾノーベル株式会社、商品名)等が挙げられる。
〔ノニオン性ポリマー〕
 ノニオン性ポリマーとしては、ノニオン性モノマー由来の構成単位を有するポリマー、水溶性多糖類(セルロース系、ガム系、スターチ系等)及びその誘導体等が挙げられる。
 ノニオン性ポリマーにおけるノニオン性モノマーとしては、炭素数1以上22以下の脂肪族アルコール由来の炭化水素基を有する(メタ)アクリレート;N-ビニル-2-ピロリドン;ビニルアルコール;ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート(n=1~30);アルコキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート(n=1~30);(メタ)アクリルアミド及びその誘導体等が挙げられる。
 また、ノニオン性ポリマーは、更に、ノニオン性モノマー以外の他のモノマー由来の構成単位を含んでもよい。他のモノマーとしては、スチレン等のスチレン系モノマー;ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族基含有(メタ)アクリレート;酢酸ビニルなどが挙げられる。
 ノニオン性ポリマーは、具体的には、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリウレタンポリウレア、ポリビニルピロリドン、ビニルピロリドン/酢酸ビニル共重合体等のビニルピロリドンと他のノニオン性モノマーとの共重合体、ヒドロキシアルキルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、グアガム、ポリ(N,N-ジメチルアクリルアミド)、ポリ(N-ビニルアセトアミド)、ポリ(N-ビニルホルムアミド)、ポリ(2-アルキル-2-オキサゾリン)等が挙げられる。中でも、ポリビニルアセタール、ポリウレタンポリウレアが好ましい。
 商業的に入手しうるノニオン性ポリマーとしては、エスレックBシリーズ(積水化学株式会社製、商品名)等のポリビニルブチラール;BAYCUSANシリーズ(コベストロジャパン社製、商品名)等のポリウレタンポリウレア;HECダイセルSE900、同SE850、同SE600、同SE550、同SE400(以上、ダイセルファインケム株式会社製、商品名)等のヒドロキシエチルセルロース;POLYOXWSRN-12、同WSR N-60K、同WSR-301(以上、ダウ・ケミカル株式会社製、商品名)等の高重合ポリエチレングリコール;ペオPEO-27、同PEO-18、同PEO-15、同PEO-8(以上、住友精化株式会社、商品名、ポリエチレンオキサイド);ルビスコールK90、同K80、同K30(以上、BASF社製、商品名)等のポリビニルピロリドン;ゴーセノールシリーズ(以上、日本合成化学工業株式会社、商品名)等のポリビニルアルコールなどが挙げられる。
 本発明においてポリマーCの水への溶解量は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、105℃で2時間乾燥させ、恒量に達したポリマーCを25℃の水100gに飽和するまで溶解させたときの溶解量として、好ましくは5g未満である。
 なお、ポリマーCがアニオン性ポリマーの場合、前記溶解量はポリマーCのアニオン性基を水酸化ナトリウムで100%中和した時の溶解量である。ポリマーCがカチオン性ポリマーの場合、前記溶解量はポリマーのカチオン性基を塩酸で100%中和した時の溶解量である。
 本発明においてポリマーCは、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、溶媒Bには不溶であっても溶媒Bに対して親和性を有し、かつ水に対しても親和性を有する両親媒性ポリマーであることが好ましく、イオン性ポリマーがより好ましく、酸性基を有するモノマー、塩基性基を有するモノマー、及びベタインモノマーから選ばれる少なくとも1種をモノマー構成単位として含むポリマーを含有することが更に好ましく、アニオン性ポリマーCI、カチオン性ポリマーCII-1、カチオン性シリコーンポリマーCII-2、及びベタインポリマーCIIIから選ばれる少なくとも1種を含有することがより更に好ましい。
 中でも、ポリマーCは、好ましくは2種以上のポリマーを併用するものであり、より好ましくは、アニオン性ポリマーCIと、カチオン性ポリマーCII-1、カチオン性シリコーンポリマーCII-2、及びベタインポリマーCIIIから選ばれる少なくとも1種とを含有するものであり、更に好ましくは、アニオン性ポリマーCIと、カチオン性ポリマーCII-1及びベタインポリマーCIIIから選ばれる少なくとも1種とを含有するものであり、アニオン性ポリマーCIと、カチオン性ポリマーCII-1又はベタインポリマーCIIIとを含有するものであり、より更に好ましくはアニオン性ポリマーCIとベタインポリマーCIIIとを含有するものである。
 液体組成物Iの20℃における粘度は、好ましくは1mPa・s以上、より好ましくは5mPa・s以上、更に好ましくは10mPa・s以上であり、そして、好ましくは1,000mPa・s以下、より好ましくは700mPa・s以下、更に好ましくは300mPa・s以下、より更に好ましくは100mPa・s以下、より更に好ましくは50mPa・s以下、より更に好ましくは30mPa・s以下である。液体組成物Iの20℃における粘度は、実施例に記載の方法で測定される。
(pH調整剤)
 液体組成物Iは、更にpH調整剤を含有することが好ましい。pH調整剤は、液体組成物IのpHを変化させることにより、形成される一次粒子径又は一次粒子の屈折率が変化し、白色度及び隠蔽性を向上させることができると考えられる。当該観点から、液体組成物IのpH(20℃)は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは4以上、より好ましくは5以上、更に好ましくは6以上であり、そして、好ましくは8以下、より好ましくは7.5以下、更に好ましくは7以下である。液体組成物IのpH(20℃)は、実施例に記載の方法で測定される。
 pH調整剤としては、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、硫酸基、スルホ基、スルフィン酸基、又はカルボキシ基を有する有機酸、及びこれらの塩等が挙げられる。これらの中でも、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、カルボキシ基を有する有機酸が好ましい。該カルボキシ基を有する有機酸としては、乳酸、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸等のヒドロキシカルボン酸;酢酸等のモノカルボン酸;コハク酸、フマル酸、マレイン酸等の飽和又は不飽和のジカルボン酸などの有機酸及びこれらの塩が挙げられる。これらの中でも、より好ましくはヒドロキシカルボン酸及びジカルボン酸から選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくはヒドロキシカルボン酸であり、より更に好ましくは乳酸である。
 本発明に係る液体組成物Iには、任意成分として、染料、無機顔料、有機顔料、紫外線散乱剤、紫外線吸収剤、香料、美容成分、薬効成分、保湿剤、酸化防止剤、殺菌剤、防腐剤等の成分を含有してもよい。これらは、それぞれ1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(液体組成物Iの製造)
 液体組成物Iは、溶媒A、溶媒B、ポリマーC及び必要に応じて前記任意成分を混合し、撹拌することによって得ることができる。混合順序に特に制限はないが、好ましくは、まず溶媒AとポリマーCとを混合して、ポリマーCを溶媒Aに溶解させてポリマーCの溶液を得た後、該溶液に溶媒Bを添加する工程を含むことが好ましい。必要に応じて前記任意成分を更に添加及び混合してもよい。
 液体組成物I中の各成分の含有量は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、以下のとおりである。
 液体組成物I中の溶媒Aの含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上であり、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは87質量%以下、更に好ましくは85質量%以下である。
 液体組成物I中の溶媒Bの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは7質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。
 液体組成物I中の溶媒Bに対する溶媒Aの含有量の質量比[溶媒A/溶媒B]は、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.1以上、更に好ましくは0.5以上、より更に好ましくは1以上、より更に好ましくは1.5以上、より更に好ましくは2以上であり、そして、好ましくは50以下、より好ましくは30以下、更に好ましくは10以下、より更に好ましくは7以下、より更に好ましくは5以下である。
 液体組成物I中のポリマーCの含有量は、好ましくは2質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは4質量%以上であり、そして、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは8質量%以下である。
 ポリマーCが、アニオン性ポリマーCIと、カチオン性ポリマーCII-1、カチオン性シリコーンポリマーCII-2、及びベタインポリマーCIIIから選ばれる少なくとも1種とを含有する場合、ポリマーC中の、アニオン性ポリマーCIと、カチオン性ポリマーCII-1、カチオン性シリコーンポリマーCII-2及びベタインポリマーCIIIから選ばれる少なくとも1種との合計含有量、又はポリマーC中の、アニオン性ポリマーCI、カチオン性ポリマーCII-1、カチオン性シリコーンポリマーCII-2及びベタインポリマーCIIIの合計含有量は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上であり、そして、好ましくは100質量%以下であり、より更に好ましくは100質量%である。
 ポリマーCが、アニオン性ポリマーCIとベタインポリマーCIIIとを含有する場合、アニオン性ポリマーCIとベタインポリマーCIIIとの含有量の質量比[アニオン性ポリマーCIの含有量/ベタインポリマーCIIIの含有量]は、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.3以上、更に好ましくは0.5以上、より更に好ましくは0.7以上であり、そして、好ましくは9以下、より好ましくは5以下、更に好ましくは3以下、より更に好ましくは2以下である。
 液体組成物I中の溶媒A及び溶媒Bの合計含有量に対するポリマーCの含有量の質量比[ポリマーC/(溶媒A+溶媒B)]は、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.03以上、更に好ましくは0.05以上であり、そして、好ましくは1以下、より好ましくは0.5以下、更に好ましくは0.3以下、より更に好ましくは0.2以下、より更に好ましくは0.1以下である。
 液体組成物I中の無機顔料の含有量は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下、より更に好ましくは1質量%以下であり、より更に好ましくは0質量%である。
 液体組成物I中のpH調整剤の含有量は、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.2質量%以上であり、そして、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.7質量%以下、更に好ましくは0.5質量%以下である。
<基材>
 本発明で用いる基材は、金属;ガラス、シリコンウェハー等の無機材料;皮革、ポリエステルフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ナイロンフィルム等の樹脂フィルム等の有機材料、これらの複合材料などが挙げられる。すなわち、本発明における基材とは、皮膚、毛、爪等のヒトや動物の器官及びその付属器官、並びにこれらの人工物以外の材料である。
 基材の厚みは基材の種類により適宜選択することができる。
 工程1における液体組成物Iの基材への付与方法は特に限定されないが、インクジェット法、グラビア法、フレキソ法、バーコート法、スクリーン法、ロールコーター法、スプレー法、スピンコート法、ディップ法等が挙げられる。
 液体組成物Iの基材への付与量は、好ましくは0.5mg/cm2以上、より好ましくは1mg/cm2以上、更に好ましくは3mg/cm2以上であり、そして、好ましくは10mg/cm2以下、より好ましくは8mg/cm2以下、更に好ましくは6mg/cm2以下である。
 基材上に付与される液体組成物Iの乾燥前の膜厚、すなわち湿潤膜厚Tは、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上、更に好ましくは30μm以上であり、そして、好ましくは300μm以下、より好ましくは200μm以下、更に好ましくは100μm以下である。
 工程1の液体組成物Iの基材への付与は、作業の簡便性の観点から、空気雰囲気下で行うことが好ましい。
 工程1の液体組成物Iを付与する際の温度は、好ましくは15℃以上、より好ましくは18℃以上、更に好ましくは20℃以上であり、そして、好ましくは35℃以下、より好ましくは30℃以下、更に好ましくは28℃以下である。
 工程1の液体組成物を付与する際の相対湿度は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは30%以上であり、そして、好ましくは85%以下、より好ましくは70%以下、更に好ましくは60%以下である。
(工程2)
 工程2は、工程1で付与された基材上の液体組成物Iに、水を含有する液体IIの液滴を付与する工程である。
 これにより、溶媒Aと溶媒Bの相分離が速やかに進行し、溶媒BがポリマーCで被覆され、一次粒子が形成される。工程2における液滴の付与は、工程1で液体組成物Iを付与した領域全体に付与してもよく、該領域の一部に付与してもよい。
 工程1と工程2との時間の間隔は、基材上の液体組成物Iが乾燥する前に工程2を行えば特に制限はないが、好ましくは0.01秒以上、より好ましくは0.1秒以上であり、白色度及び隠蔽性の観点から、好ましくは10秒以下、より好ましくは5秒以下である。
<液体II>
 本発明に係る液体IIは、水を含有するが、水以外に他の液体を含有してもよい。
 他の液体としては、炭素数1以上4以下の1価のアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、tert-ブチルアルコール等が挙げられる。中でも、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、及びtert-ブチルアルコールから選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはエタノールである。
 液体II中の水の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは90質量%以上であり、そして、好ましくは100質量%以下であり、より更に好ましくは100質量%である。
 液体IIを付与する方法は、液体IIの液滴を発生させて付与することが好ましい。液滴を発生させる方法としては、ピエゾ式、サーマル式、加圧式、回転式、スチーム式、超音波式、静電式等が挙げられる。中でも、微細な一次粒子を形成し、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、ピエゾ式、サーマル式、加圧式、回転式、スチーム式等の発生時に速度を有する液滴を発生させる方法が好ましい。
 液滴が速度を有する場合、液滴1個あたりのエネルギーE1(以下、「エネルギーE1」ともいう)は運動エネルギーEM1と表面自由エネルギーES1との和である下記式(2)で表される。
 E1=〔(π/12)ρd32+πd2γII〕   (2)
 ここで、ρは液体IIの密度(g/cm3)、dは液滴の平均直径(μm)、Vは液滴の平均速度(m/s)、γIIは液体IIの表面張力(mJ/m2)を表す。
 基材上の液体組成物Iに液体IIの液滴が付与されると、液体IIが、液体組成物I上で半球状に着弾する場合と、液体組成物I中に球状に埋没する場合が考えられる。いずれの場合も、該液滴によりもたらされるエネルギーE1の一部は、液体組成物Iにおいて液体IIの液滴の形成により消費されるが、その残りは余剰エネルギーとして相分離する溶媒Bの新たな界面の形成に消費され、溶媒BはポリマーCにより被覆され、一次粒子を形成すると考えられる。そのため、液滴のエネルギーE1を調整すれば、形成される一次粒子の粒径を調整することができ、塗膜の白色度を制御することができると考えられる。
 ここで、液体IIが水であり、溶媒Aがエタノールであり、及び溶媒Bが流動パラフィンである場合を代表例として、液滴のエネルギーE1と形成される一次粒子の粒径との関係について説明する。
 1pLの水滴が液滴速度7.5m/sを有する場合、運動エネルギーEM1は2.81×10-8mJ、表面自由エネルギーES1は3.51×10-8mJであり、1pLの水滴のエネルギーE1は6.32×10-8mJと算出される。
 液体IIが、液体組成物I上で半球状に着弾する場合には、空気と水との半球面状の界面とエタノールと水との円状の界面が形成され、これらの界面が質量比(エタノール/水)が50/50の界面に置き換わると仮定すると、余剰エネルギーは5.13×10-8mJとなる。そして、この余剰エネルギーは、相分離により発現する水滴中の流動パラフィンの新たな界面の形成に消費される。流動パラフィンの水中界面張力は45mJ/m2であるため、水滴中で新たに形成される流動パラフィンの必要な界面の面積は1.14×10-92と算出される。
 液滴中での流動パラフィンは、ポリマーCにより合一せずに球状で独立に存在し、液滴中の流動パラフィン球体の最大充填率は36.3%であるため、上記の余剰エネルギーを消費するためには少なくとも水滴中に形成される粒子の平均粒径は2μm未満でなければならないと計算できる。
 液体IIが、液体組成物I中に球状に埋没する場合には、そのままエタノール中で1plの水滴となり、該水滴とエタノールとの界面が質量比(エタノール/水)が50/50の界面に置き換わると仮定すると、余剰エネルギーは4.93×10-8mJとなる。前者の場合と同様に流動パラフィンの水中界面張力は45mJ/m2であるため、水滴中で新たに形成される流動パラフィンの必要な界面の面積は1.10×10-92と算出される。
 更に、前者の場合と同様に水滴中での流動パラフィンは球状で独立に存在し、液滴中の流動パラフィン球体の最大充填率は36.3%であるため、上記の余剰エネルギーを消費するためには少なくとも水滴中に形成される粒子の平均粒径は2μm未満でなければならないと計算できる。
 このように、液滴1個あたりのエネルギーE1は、形成される一次粒子の粒径と密接に関係すると考えられる。そして、付与される液滴の総エネルギーEを、液滴の平均直径d、液滴の平均速度V、液体IIの表面張力γII、及び液滴の打ち込み密度pにより制御することにより、形成される一次粒子の粒径を調整し、白色度を制御することができ、簡便でかつ精密に光学的な特性を発揮し得る塗膜を得ることができると考えられる。
 液滴の総エネルギーE(運動エネルギーEMと表面自由エネルギーESとの和)は、液滴1個あたりのエネルギーE1と液滴の打ち込み密度p(ドット/m2)との積で表され、白色度を制御する観点から、好ましくは8.0mJ/m2以上、より好ましくは20mJ/m2以上、更に好ましくは100mJ/m2以上であり、そして、好ましくは4,000mJ/m2以下、より好ましくは3,000mJ/m2以下、更に好ましくは2,600mJ/m2以下である。
 液体IIの液滴の平均直径dは、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、0.01μm以上であり、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上、更に好ましくは1μm以上であり、そして、50μm以下であり、好ましくは40μm以下、より好ましくは30μm以下、更に好ましくは20μm以下である。
 工程1で付与される液体組成物Iの湿潤膜厚Tに対する、工程2で付与される液滴の平均直径dの比(d/T)は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは5未満、より好ましくは3未満、更に好ましくは1未満であり、そして、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.3以上である。
 液体IIの液滴の付与量は、好ましくは0.01mg/cm2以上、より好ましくは0.05mg/cm2以上、更に好ましくは0.1mg/cm2以上であり、そして、好ましくは10mg/cm2以下、より好ましくは7mg/cm2以下、更に好ましくは5mg/cm2以下である。
 液滴の平均速度は、好ましくは1m/s以上、より好ましくは1.5m/s以上、更に好ましくは2m/s以上であり、そして、好ましくは20m/s以下、より好ましくは18m/s以下、更に好ましくは15m/s以下である。
 液体組成物Iの表面張力γIは、好ましくは15mN/m以上、より好ましくは18mN/m以上、更に好ましくは20mN/以上であり、そして、好ましくは35mN/m以下、より好ましくは30mN/m以下、更に好ましくは27mN/m以下である。
 液体IIの表面張力γIIは、好ましくは25mN/m以上、より好ましくは30mN/m以上、更に好ましくは35mN/m以上であり、そして、好ましくは80mN/m以下、より好ましくは75mN/m以下である。
 液体組成物Iの表面張力γIと液体IIの表面張力γIIとの差(γII-γI)は、好ましくは1mN/m以上、より好ましくは3mN/m以上、更に好ましくは5mN/以上であり、そして、好ましくは55mN/m以下、より好ましくは53mN/m以下、更に好ましくは50mN/m以下である。
 表面張力は、実施例に記載の方法により測定される。
 工程2の液滴を付与する際の温度は、特に制限はないが、好ましくは15℃以上、より好ましくは18℃以上、更に好ましくは20℃以上であり、そして、好ましくは35℃以下、より好ましくは30℃以下、更に好ましくは28℃以下である。
 工程2の液滴を付与する際の相対湿度は、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは30%以上であり、そして、好ましくは85%以下、より好ましくは70%以下、更に好ましくは60%以下である。
 工程2において液滴を付与する方法としては、インクジェット法が好ましい。インクジェット法を用いることにより、インクジェットヘッドから吐出される液滴の粒径及び速度を精密に制御して、形成される一次粒子の粒径を調整することができ、白色度を向上させることができる。
 工程2における液滴の付与をインクジェット法で行う場合、インクジェット印刷装置のインクカートリッジに、液体IIを装着し、液滴を吐出させて、基材上の液体組成物Iに付与することができる。この際に基材上に付与された液体組成物Iの一部の領域のみに液体IIを付与し、所望の領域の白色度を向上させ、印刷画像を形成することもできる。
 以下、インクジェット法を用いる場合において、液滴を付与した部分を「印字部」ともいい、液滴を付与してない部分を「非印字部」ともいう。
 この場合において、液滴を付与していない部分(非印字部)は、空気雰囲気中の水蒸気が乾燥前の湿潤塗膜(以下、「湿潤塗膜」ともいう)表面上で凝縮することにより、溶媒Bが相分離し、溶媒BをコアとしてポリマーCをシェルとする一次粒子が形成されて白色化されるが、液滴を付与した部分(印字部)に比べて白色度は低く、白色度の高低によりパターンが形成された印刷画像を得ることができる。
 インクジェットヘッドの印加電圧は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは5V以上、より好ましくは10V以上、更に好ましくは15V以上であり、そして、好ましくは50V以下、より好ましくは45V以下、更に好ましくは40V以下である。
 インクジェットヘッドの駆動周波数は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、好ましくは1kHz以上、より好ましくは3kHz以上であり、そして、好ましくは300kHz以下、より好ましくは150kHz以下、更に好ましくは90kHz以下、より更に好ましくは50kHz以下である。
 液体IIの吐出液滴量は、白色度及び隠蔽性を向上させる観点から、1滴あたり、好ましくは0.01pL以上、より好ましくは0.1pL以上、更に好ましくは1pL以上、より更に好ましくは4pL以上であり、そして、好ましくは50pL以下、より好ましくは40pL以下、更に好ましくは35pL以下である。
 液滴の打ち込み密度pは、1平方インチ当たりのドット数として、好ましくは10,000以上、より好ましくは30,000以上、更に好ましくは50,000以上であり、そして、好ましくは3,000,000以下、より好ましくは1,000,000以下、更に好ましくは500,000以下である。液滴の打ち込み密度pは、基材の搬送方向と垂直な方向のドット密度(dpi)と基材の搬送方向のドット密度(dpi)の積から算出される。
(工程3)
 本発明において、白色度及び隠蔽性を効率的に向上させる観点から、工程2の後、更に下記の工程3を含むことが好ましい。
 工程3:工程2で得られた塗膜を乾燥させて、ポリマー塗膜を得る工程
 乾燥方法としては、静置乾燥、送風乾燥、加熱乾燥、真空乾燥、赤外線乾燥等が挙げられる。中でも、操作の簡便性の観点から、送風乾燥、加熱乾燥が好ましい。乾燥方法は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせてもよい。
 加熱乾燥としては、塗膜の表面に温風を付与して加熱する方法、塗膜の表面にヒーターを近づけて加熱する方法、基材の塗膜が形成された面と反対側の面にヒーターを接触させて加熱する方法、常圧又は高圧で高温蒸気を用いる蒸気養生によって加熱する方法等が挙げられる。
 工程3における乾燥時の温度は、塗膜の変形を抑制する観点から、好ましくは100℃以下、より好ましくは90℃以下、更に好ましくは80℃以下、より更に好ましくは70℃以下であり、そして、短時間で乾燥させる観点から、好ましくは20℃以上、より好ましくは30℃以上である。
 工程3における乾燥時間は、好ましくは0.5分以上、より好ましくは1分以上であり、そして、好ましくは30分以下、より好ましくは20分以下、更に好ましくは10分以下である。
(工程4)
 本発明において、工程1で付与される液体組成物Iの湿潤膜厚Tに対する、工程2で付与される液滴の平均直径dの比(d/T)が1超である場合、工程2又は工程3の後、好ましくは工程3の後、更に下記の工程4を含んでもよい。
 工程4:工程2又は工程3で得られた塗膜を水洗する工程
 ポリマーCがイオン性ポリマーである場合には、工程4により、工程2で液滴を付与した部分の塗膜を取り除き、該部分の基材表面が露出させる一方で、液滴を付与していない部分は塗膜で被覆された状態となるため、液滴を付与した部分と液滴を付与していない部分の白色度の差が増大し、簡便でかつ精密にパターンが形成された印刷画像を得ることができる。
 水洗方法としては、流水水洗、浸漬水洗等が挙げられるが、操作の簡便性の観点から、流水水洗が好ましい。使用する水は、水道水、イオン交換水、RO水、蒸留水のいずれでもよい。
 工程1で付与される液体組成物Iの湿潤膜厚Tに対する、工程2で付与される液滴の平均直径dの比(d/T)が1超である場合、図1に示すように、液体組成物Iで形成された湿潤膜厚に対して、液滴の直径の方が大きくなる。
 これにより、湿潤膜厚の厚さ方向全てにわたって、液体組成物Iと水を含む液体IIとの界面が形成されるため、溶媒BをコアとしてポリマーCをシェルとする親水性の一次粒子が厚さ方向全体で形成される。このような粒子構造を有する塗膜を水洗することにより、親水性の一次粒子が水中に分散及び流出し、液滴を付与した部分の一次粒子を厚さ方向全体で取り除くことができ、基材が露出した状態となる。一方、液滴を付与していない部分は、空気雰囲気中の水蒸気が湿潤塗膜表面上で凝縮することにより、溶媒Bが相分離し、溶媒BをコアとしてポリマーCをシェルとする一次粒子が形成されて白色化される。しかしながら、液滴を付与した部分に比べて一次粒子の親水性が劣ることから、液滴を付与してない部分については水洗により塗膜は除去され難く、基材は塗膜で被覆された状態となる。その結果、液滴を付与した部分と液滴を付与していない部分の白色度の差が増大し、パターニングを精度よく行うことができると考えられる。
 液滴を付与した部分と、液滴を付与していない部分とで一次粒子の親水性に差が生じる理由として、以下のように推察される。
 液体IIを付与していない部分は、溶媒Aが比較的多い状態で、溶媒BとポリマーCが一次粒子を形成し始めるため、一次粒子周辺の比誘電率は比較的低い。その結果、溶媒Bをコアとして、該コアをポリマーCのシェルにて内包したコアシェル構造を有する一次粒子を形成しながらも、ポリマーCのイオン性基の解離が抑制される。これにより、ポリマーCの疎水性官能基が一次粒子の外側に配向し、一次粒子の外側は比較的疎水的なポリマー膜となって成膜すると考えられる。
 一方、液体IIを付与した部分は、付与される液滴の総エネルギーEと液体II中に含まれる水との作用により、水が比較的多い状態で溶媒BとポリマーCが一次粒子を形成し始めるため、一次粒子周辺の比誘電率は比較的高い。その結果、溶媒Bをコアとして、該コアをポリマーCのシェルにて内包したコアシェル構造を有する一次粒子を形成しつつ、ポリマーCのイオン性基の解離は促進される。これにより、ポリマーCの親水性官能基が一次粒子の外側に配向し、一次粒子の外側は比較的親水的なポリマー膜となって成膜すると考えられる。
 一方、工程1で付与される液体組成物Iの湿潤膜厚Tに対する、工程2で付与される液滴の平均直径dの比(d/T)が1未満である場合、図2に示すように、液体組成物Iで形成された湿潤膜厚に対して、液滴の直径の方が小さくなる。
 これにより、湿潤膜厚中に液滴が取り込まれるため、溶媒BをコアとしてポリマーCをシェルとする親水性の一次粒子が塗膜内部に封鎖された状態で塗膜が形成される。
 このような粒子構造を有する塗膜を水洗する場合には、親水性の一次粒子が塗膜内部に封鎖された状態であるため、液滴を付与した部分の一次粒子が水中に分散又は流出され難くなると考えられる。
 このように、工程1で付与される液体組成物Iの湿潤膜厚Tに対する、工程2で付与される液滴の平均直径dの比(d/T)を制御し、比(d/T)が1未満とする場合には液滴を付与した部分に隠蔽性の高い一次粒子を形成させることができ、比(d/T)が1超とする場合には液滴を付与した部分に親水性の一次粒子を形成させ、更に水洗をすることで、液滴を付与していない部分の塗膜を残し、パターンを形成することが可能となる。
 本発明の方法により基材上にパターンを形成することにより、基材表面の所望の領域の表面エネルギー、接触角、形状を意図的に変化させ、後続の基材上に別の製剤を付与する際の、基材への付着量、浸透性、接着性等を変化させることができ、簡便でかつ精密に表面の性状を制御することができる。
 本発明の塗膜の形成方法は、無機顔料を使用しなくとも、白色度が高く、隠蔽性に優れるという光学的な特性が発現する塗膜を得ることができるため、各種分野における印刷方法、画像形成方法として有用であり、中でも、簡便性及び精密な画像設計が容易なことから、インクジェット印刷方法として用いることが好ましい。また、インクジェット印刷方法で塗膜を形成するにあたって、樹脂成分をインクジェットヘッドから吐出する際には、樹脂成分の影響によるミストが生じることが一般的に知られているが、本発明では樹脂成分を含む液体組成物Iを予め別の方法で基材に付与した上で、インクジェット法により液体組成物Iの湿潤塗膜に液体IIを付与してパターニングを行い、微細な親水性の一次粒子を印字部として所望の位置に形成することができるため、樹脂成分を含むミストの発生を抑制することができる。そのため、本発明の塗膜の形成方法は、パターニング部周辺の汚染を抑制することができる。
 以下の合成例、調製例、実施例及び比較例において、「部」及び「%」は特記しない限り「質量部」及び「質量%」である。ポリマー等の物性の測定は、以下の方法で行った。
(1)カチオン性ポリマーCII-1の重量平均分子量の測定
 N,N-ジメチルホルムアミドに、リン酸及びリチウムブロマイドをそれぞれ60mmol/Lと50mmol/Lの濃度となるように溶解した液を溶離液として、ゲル浸透クロマトグラフィー法〔東ソー株式会社製GPC装置(HLC-8320GPC)、東ソー株式会社製カラム(TSKgel SuperAWM-H、TSKgel SuperAW3000、TSKgel guardcolumn Super AW-H)、流速:1mL/min〕により、標準物質として分子量既知の単分散ポリスチレンキット〔PStQuick B(F-550、F-80、F-10、F-1、A-1000)、PStQuick C(F-288、F-40、F-4、A-5000、A-500)、東ソー株式会社製〕を用いて測定した。
 測定試料は、ガラスバイアル中にカチオン性ポリマーCII-1 0.1gを前記溶離液10mLと混合し、25℃で10時間、マグネチックスターラーで撹拌し、シリンジフィルター(DISMIC-13HP PTFE 0.2μm、アドバンテック株式会社製)で濾過したものを用いた。
(2)ポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)の数平均分子量の測定
 1mmol/L ファーミンDM20(商品名、花王株式会社製)/クロロホルムを溶離液として、ゲル浸透クロマトグラフィー法〔測定カラム:昭和電工株式会社製カラム(K-804L)を直列に2つ連結されたもの、流速:1mL/min、カラム温度:40℃、検出器:示差屈折率計〕により、標準物質として分子量既知のポリスチレンを用いて測定した。測定試料は、濃度5mg/mLにて100μL用いた。
(3)粘度の測定
 東機産業株式会社製のE型粘度計RE80を用い、測定時間1分、回転数100rpm、ロータは標準(1°34’×R24)を使用して、粘度を測定した。
 なお、粘度の測定は、水添ポリイソブテンは20℃、シリコーン油は25℃、液体組成物Iは20℃にて行った。
(4)pHの測定
 pH電極「6337-10D」(株式会社堀場製作所製)を使用した卓上型pH計「F-71」(株式会社堀場製作所製)を用いて、20℃におけるpHを測定した。
(5)表面張力の測定
 20℃に調整したサンプル5gの入った円柱ポリエチレン製容器(直径3.6cm×深さ1.2cm)に白金プレートを浸漬し、表面張力計(協和界面化学株式会社製、「CBVP-Z」)を用いて、ウィルヘルミ法で20℃における静的表面張力を測定した。
(6)ワイヤーバー塗布による湿潤膜厚Tの測定
 温度25℃、湿度50%に温湿度を制御した環境室内において、卓上コーター(三井電気精機株式会社製、商品名:TC-1)上に、あらかじめ重量を測定したA4サイズの透明PETフィルム(東レ株式会社、商品名:ルミラー T60、膜厚75μm)を乗せ、湿潤膜厚を確認したいワイヤーバーをセットした。次いで、エタノール10%、水50%、及びグリセリン40%の混合溶液をスポイトで約2~6ml滴下した後、直ちにセットしたワイヤーバーを用いて、毎分1mのワイヤーバーの移動速度で前記PETフィルム上に前記混合溶液を塗布した。塗布した際に、PETフィルム全面に一様に前記混合溶液が行き渡り、端部から液が溢れることを確認した。次いで、すぐに塗布したPETフィルムの重量を測定し、前記混合溶液の比重で補正することで、該ワイヤーバーを用いる際の湿潤膜厚Tを算出した。
 各成分の詳細は、以下のとおりである。
(アニオン性ポリマーCI)
 ウルトラホールド8:アクリル酸/アクリル酸アルキルエステル/(N-アルキル)アクリルアミド共重合体(BASFジャパン株式会社製、商品名:ウルトラホールド8)、固形分100%粉体
 ウルトラホールドストロング:アクリル酸/アクリル酸アルキルエステル/(N-アルキル)アクリルアミド共重合体(BASFジャパン株式会社製、商品名:ウルトラホールドストロング)、固形分100%粉体
 ウルトラホールドパワー-dry:アクリル酸/アクリル酸アルキルエステル/(N-アルキル)アクリルアミド共重合体の溶液(固形分32%)(BASFジャパン株式会社製、商品名:ウルトラホールドパワー)を乾燥させた粉体
(カチオン性ポリマーCII-1)
 カチオン性ポリマー1:下記合成例1で得られた共重合体
 カチオン性ポリマー2:下記合成例2で得られた共重合体
(カチオン性シリコーンポリマーCII-2)
 カチオン性シリコーンポリマー1:下記合成例3で得られたポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)/ジメチルポリシロキサン共重合体
 カチオン性シリコーンポリマー2:下記合成例4で得られたポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)/ジメチルポリシロキサン共重合体
 カチオン性シリコーンポリマー3:下記合成例5で得られたポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)/ジメチルポリシロキサン共重合体
(ベタインポリマーCIII)
 ユカフォーマーSM-dry:N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン/メタクリル酸アルキルエステル共重合体のエタノール溶液(固形分30%)(三菱ケミカル株式会社製、商品名:ユカフォーマーSM)を乾燥させた粉体
 RAMレジン1000-dry:N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン/メタクリル酸アルキルエステル共重合体のエタノール溶液(固形分30%)(大阪有機化学工業株式会社製、商品名:RAMレジン-1000、分子量100,000)を乾燥させた粉体
 RAMレジン2000-dry:N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン/メタクリル酸アルキルエステル共重合体のエタノール溶液(固形分30%)(大阪有機化学工業株式会社製、商品名:RAMレジン-2000、分子量40,000)を乾燥させた粉体
 RAMレジン3000-dry:N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン/メタクリル酸アルキルエステル共重合体のエタノール溶液(固形分30%)(大阪有機化学工業株式会社製、商品名:RAMレジン-3000、分子量40,000)を乾燥させた粉体
(ノニオン性ポリマー)
 ポリビニルブチラール:エスレックBM-1(積水化学工業株式会社、商品名)、固形分100%粉体
 ポリウレタンポリウレア:BAYCUSAN C2000(コベストロジャパン株式会社、商品名、ポリウレタン-64の固形分40%エタノール溶液)を乾燥させた粉体
(溶媒B)
〔炭化水素油〕
 パールリーム3:水添ポリイソブテン(日油株式会社製、商品名:パールリーム3、沸点179℃、Ra45、粘度1.4mPa・s)
 パールリーム4:水添ポリイソブテン(日油株式会社製、商品名:パールリーム4、沸点262℃、Ra45、粘度3.7mPa・s)
〔シリコーン油〕
 KF-96A-1cs:トリシロキサン(信越化学工業株式会社製、商品名:KF-96A-1cs、沸点153℃、Ra45、粘度0.9mPa・s)
 TMF-1.5:メチルトリメチコン(信越化学工業株式会社製、商品名:TMF-1.5、沸点191℃、Ra45、1.4mPa・s)
合成例1(カチオン性ポリマー1の合成)
 2つの滴下ロート1及び2を備えた反応容器内に、表1の「初期仕込みモノマー溶液」欄に示す組成のモノマーを入れ、窒素ガス置換を行った。
 一方、表1の「滴下モノマー溶液」欄に示す組成のモノマー及び有機溶媒を混合して滴下モノマー溶液を調製し、別途表1の「重合開始剤溶液」欄に示す有機溶媒及び重合開始剤(2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル):富士フイルム和光純薬株式会社製、商品名:V-65)を混合して重合開始剤溶液を調製し、それぞれ滴下ロート1及び2の中に入れて、窒素ガス置換を行った。
 窒素雰囲気下、反応容器内の初期仕込みモノマー溶液を撹拌しながら62℃に維持し、滴下モノマー溶液及び重合開始剤溶液を滴下されるモノマーに対する滴下される重合開始剤の割合が一定になるように2時間かけて徐々に反応容器内に滴下した。
 滴下終了後、撹拌しながら62℃に維持したまま、1時間撹拌した後、次いでアセトンを47部添加した。更に撹拌しながら62℃に維持し、4時間加熱熟成を行った。
 次いで、限外濾過膜(日本ガイシ株式会社製、セラミック製限外濾過膜、商品名:セフィルト、孔径10nm)を用いて、反応物から未反応モノマー及び重合開始剤残渣を除去し、乾燥して、カチオン性両親媒性ポリマー(以下、「カチオン性ポリマー1」ともいう)を得た。得られたカチオン性ポリマー1の重量平均分子量は130,000であった。
合成例2(カチオン性ポリマー2の合成)
 2つの滴下ロート1及び2を備えた反応容器内に、表1の「初期仕込みモノマー溶液」欄に示す組成のモノマーを入れ、窒素ガス置換を行った。
 一方、表1の「滴下モノマー溶液」欄に示す組成のモノマー及び有機溶媒を混合して滴下モノマー溶液を調製し、別途表1の「重合開始剤溶液」欄に示す重合開始剤(V-65)を混合して重合開始剤溶液を調製し、それぞれ滴下ロート1及び2の中に入れて、窒素ガス置換を行った。
 窒素雰囲気下、反応容器内の初期仕込みモノマー溶液を撹拌しながら55℃に維持し、滴下モノマー溶液及び重合開始剤溶液を滴下されるモノマーに対する滴下される重合開始剤の割合が一定になるように2時間かけて徐々に反応容器内に滴下した。
 滴下終了後、撹拌しながら55℃に維持し、5時間加熱熟成を行った。
 次いで、限外濾過膜(日本ガイシ株式会社製、セラミック製限外濾過膜、商品名:セフィルト、孔径10nm)を用いて、反応物から未反応モノマー及び重合開始剤残渣を除去し、乾燥して、カチオン性両親媒性ポリマー(以下、「カチオン性ポリマー2」ともいう)を得た。得られたカチオン性ポリマー2の重量平均分子量は120,000であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
合成例3(カチオン性シリコーンポリマー1の合成)
 2-エチル-2-オキサゾリン12.9g(0.13モル)と酢酸エチル27.7gとを混合し、混合液をモレキュラーシーブ(ゼオラムA-4、東ソー株式会社製)2.0gで、28℃15時間脱水を行った。得られた脱水2-エチル-2-オキサゾリンの酢酸エチル溶液に硫酸ジエチル0.77g(0.005モル)を加え、窒素雰囲気下8時間、80℃で加熱還流し、末端反応性ポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)(数平均分子量2,700)溶液を得た。
 別途、側鎖一級アミノプロピル変性ポリジメチルシロキサン(信越化学工業株式会社製、商品名:KF-8015、重量平均分子量100,000(カタログ値)、アミン当量20,000)100.0gと酢酸エチル203.0gとを混合し、混合液をモレキュラーシーブ15.2gで、28℃15時間脱水を行った。
 次いで、上記で得られた末端反応性ポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)溶液を、脱水した側鎖一級アミノプロピル変性ポリジメチルシロキサン溶液に一括して加え、10時間、80℃で加熱還流した。得られた反応混合物を減圧濃縮し、ポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)/ジメチルポリシロキサン共重合体(以下、「カチオン性シリコーンポリマー1」ともいう)を白色ゴム状固体(108g)として得た。カチオン性シリコーンポリマー1の重量平均分子量は115,000(計算値)、質量比[オルガノポリシロキサンセグメント(x)の含有量/〔オルガノポリシロキサンセグメント(x)及びポリ(N-アシルアルキレンイミン)セグメント(y)の合計含有量〕]は0.87であった。
合成例4(カチオン性シリコーンポリマー2の合成)
 2-エチル-2-オキサゾリン53.3g(0.54モル)と酢酸エチル127.5gとを混合し、混合液をモレキュラーシーブ(ゼオラムA-4、東ソー株式会社製)9.0gで15時間脱水を行った。得られた脱水2-エチル-2-オキサゾリンの酢酸エチル溶液に硫酸ジエチル9.48g(0.061モル)を加え、窒素雰囲気下8時間、80℃で加熱還流し、末端反応性ポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)(数平均分子量1,300)溶液を得た。
 別途、側鎖一級アミノプロピル変性ポリジメチルシロキサン(信越化学工業株式会社製、商品名:KF-8003、重量平均分子量40,000(カタログ値)、アミン当量2,000)153.7gと酢酸エチル312.1gとを混合し、混合液をモレキュラーシーブ23.3gで、28℃15時間脱水を行った。
 次いで、上記で得られた末端反応性ポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)溶液を、脱水した側鎖一級アミノプロピル変性ポリジメチルシロキサン溶液に一括して加え、10時間、80℃で加熱還流した。反応混合物を減圧濃縮し、ポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)/ジメチルポリシロキサン共重合体(以下、「カチオン性シリコーンポリマー2」ともいう)を淡黄色ゴム状固体(200g)として得た。カチオン性シリコーンポリマー2の重量平均分子量は56,000(計算値)、質量比[オルガノポリシロキサンセグメント(x)の含有量/〔オルガノポリシロキサンセグメント(x)及びポリ(N-アシルアルキレンイミン)セグメント(y)の合計含有量〕]は0.71であった。
合成例5(カチオン性シリコーンポリマー3の合成)
 2-エチル-2-オキサゾリン73.7g(0.74モル)と酢酸エチル156.0gとを混合し、得られた混合液をモレキュラーシーブ(ゼオラムA-4、東ソー株式会社製)12.0gで、28℃15時間脱水を行った。得られた脱水2-エチル-2-オキサゾリンの酢酸エチル溶液に硫酸ジエチル2.16g(0.014モル)を加え、窒素雰囲気下8時間、80℃で加熱還流し、末端反応性ポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)(数平均分子量は6,000)溶液を得た。
 別途、側鎖一級アミノプロピル変性ポリジメチルシロキサン(KF-864、信越シリコーン社製、重量平均分子量50,000(カタログ値)、アミン当量3,800)70.0gと酢酸エチル140.0gとを混合し、混合液をモレキュラーシーブ15.0gで、28℃15時間脱水を行った。
 次いで、上記で得られた末端反応性ポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)溶液を、上記の脱水した側鎖一級アミノプロピル変性ポリジメチルシロキサン溶液に一括して加え、10時間、80℃で加熱還流した。反応混合物を減圧濃縮し、ポリ(N-プロピオニルエチレンイミン)/ジメチルポリシロキサン共重合体(以下、「カチオン性シリコーンポリマー3」ともいう)を白色ゴム状固体(135g)として得た。カチオン性シリコーンポリマー3の重量平均分子量は100,000(計算値)、質量比[オルガノポリシロキサンセグメント(x)の含有量/〔オルガノポリシロキサンセグメント(x)及びポリ(N-アシルアルキレンイミン)セグメント(y)の合計含有量〕]は0.50であった。
調製例1-1~1-6及び比較調製例1-1~1-7
<液体組成物Iの調製>
 ポリマーCとしてウルトラホールド8 固形分100%粉体 3部、及びユカフォーマーSM-dry 3部を、表2に記載の溶媒Aに溶解し、透明で浮遊物及び沈殿物が無いことを確認した後、表2に記載の溶媒Bを添加し、撹拌して均一化し、孔径0.20μmのフィルターを用いてろ過し、液体組成物I1-1~I1-6及びI1-C1~I1-C7を得た。用いたフィルターは、フィルター自体の溶剤耐性の観点から、液体組成物I1-1~I1-6及びI1-C1~I1-C2及びI1-C7ではアドバンテック社製セルロースアセテートシリンジフィルターを用い、液体組成物I1-C3~I1-C6ではアドバンテック社製PTFEシリンジフィルターを用いた。
 調製例1-1で用いたポリマーCの溶媒A100gへの溶解量は43gであり、溶媒B100gへの溶解量は2.2gであった。また、調製例1-2~1-6で用いたポリマーCの溶媒B100gへの溶解量は5g未満であり、溶媒A100gへの溶解量は5g以上であった。
実施例1-1~1-6及び比較例1-1~1-7
<塗膜の形成>
(工程1)
 温度25℃湿度50%に温湿度を制御した環境室内にて、卓上コーター(三井電気精機株式会社製、TC-1)上に基材としてガラス基板(松浪硝子工業株式会社製、MASコート付きスライドガラスS9215)をMASコート面が表側になるように固定し、表2に示す各液体組成物1mlをスライドガラス端部に滴下した後、直ちにNo.30のワイヤーバー(湿潤膜厚T:60μm)を用いて、毎分1mのワイヤーバーの移動速度でガラス基板上に各液体組成物を塗布した。
(工程2)
 各液体組成物の塗布した後3~5秒の間に、印刷条件600dpiで印刷できるように改修したハンディインクジェットプリンター(紀州技研製工業株式開社製、商品名:KGKJET HQ1000H)を用いて、基材上の液体組成物表面に垂直上面方向から液体IIとしてイオン交換水の液滴を表2に示す吐出液滴量にて付与した。
 なお、インクカートリッジは、TK403黒-CSカートリッジ(紀州技研工業株式会社製)の内部をイオン交換水及びエタノールで洗浄し、電気伝導度0.6マイクロジーメンス以下のイオン交換水を充填し、インクジェットヘッドから吐出させたイオン交換水を捕集し、電気伝導度が1.0uS/cm以下となっていることを確認してから用いた。
 また、印刷画像は縦600dpi、横600dpiの解像度で、縦12.7mm、幅50.8mmのベタ画像(打ち込み密度p:360,000(ドット/平方インチ))を用いて印刷した。
(工程3)
 工程2で得られたガラス基板に形成された塗膜を温度25℃湿度50%に温湿度を制御した環境室内に30分静置乾燥し、各液体組成物から形成された乾燥したポリマー塗膜1-1~1-6及び1-C1~1-C7を得た。光学顕微鏡(株式会社ハイロックス社製、商品名:RH-2000)を用いた観察の結果、得られた塗膜の表面に一次粒子が集積した二次粒子の集合体が形成されていることを確認した。図3~5に、実施例1-2で得られた塗膜の上面側より撮影した光学顕微鏡写真を示す。
<白色度の評価>
 光学的な特性の指標として白色度の評価を行った。
 JIS K5101-4:2004に則り、隠蔽率試験紙の黒色部に、実施例及び比較例で得られた塗膜をそれぞれ1枚ずつ載せ、液体IIとしてイオン交換水を付与した部分の黒の画像濃度を測定した。画像濃度の測定装置は、分光測色計/濃度計(エックスライト株式会社製、商品名:SpectroEye)を用いた。測定条件は光源D65、観察視野2度、濃度基準DIN、白色ベース「Abs」、内蔵フィルター「No」とした。結果を表2に示す。
 何も塗布していないガラス基板の画像濃度を測定したところ、測定値は2.25となった。測定値が小さいほど白色度が高く、隠蔽性に優れることを示す。測定値は好ましくは1以下であり、この場合特に白色度が高く隠蔽性に優れる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表2から、実施例1-1~1-6で得られた塗膜1-1~1-6は、白色度が高く、無機顔料を含まずして高い隠蔽性を示すことが分かる。一方、比較例1-1~1-7で得られた塗膜1-C1~1-C7は、白色度が低いことから透明性が高く、所望の隠蔽性を発現しなかった。
実施例2-1~2-5及び比較例2-1
(工程1)
 実施例1-2の工程1において、環境室内の温湿度条件を温度25℃湿度10%に変更した以外は同様にしてガラス基板上に液体組成物I1-2を塗布した。
(工程2)
 実施例1-2の工程2において、印刷画像は縦600dpi、横600dpiの解像度で、縦12.7mm、幅50.8mmのベタ画像を、表3に記載の打ち込み密度になるように印刷画像の一部を平均的に間引いてイオン交換水を付与した以外は同様に行った。
 なお、打ち込み密度pが0とは、液体組成物の塗布のみでイオン交換水の付与、すなわち工程2は行わなかったことを意味する。
(工程3)
 工程2で得られたガラス基板に形成された塗膜を温度25℃湿度10%に温湿度を制御した環境室内に30分静置乾燥し、乾燥したポリマー塗膜2-1~2-5及び2-C1を得た。
 次いで、前述と同様にして、得られたポリマー塗膜のイオン交換水を付与した部分の白色度の評価を行った。結果を表3に示す。
実施例2-6
(工程1)
 温度25℃湿度10%に温湿度を制御した環境室内において、サーマルインクジェット印刷装置(LGエレクトロニクス社製、商品名:LPP-6010N)のイエローの中間タンクに電気伝導度が0.1uS/cmのイオン交換水を充填した。
 なお、インクジェットヘッドは、該ヘッド内部を電気伝導度が0.1uS/cm以下のイオン交換水及びエタノールで洗浄し、電気伝導度が0.1uS/cm以下のイオン交換水を充填し、インクジェットヘッドから吐出させたイオン交換水を捕集し、電気伝導度が1.0uS/cm以下となっていることを確認してから用いた。
 前記インクジェット印刷装置の印刷媒体上にガラス基板(松浪硝子工業株式会社製、MASコート付きスライドガラスS9215)をMASコート面が表側になるように固定し、液体組成物I1-2 1mlをスライドガラス端部に滴下した後、直ちにNo.30のワイヤーバー(湿潤膜厚T:60μm)を用いて、毎分1mのワイヤーバーの移動速度でガラス基板上に液体組成物I1-2を塗布した。
(工程2)
 液体組成物I1-2を塗布した後3~5秒の間に前記インクジェット印刷装置を用いて、液体IIとしてイオン交換水の液滴を表3に記載の吐出液滴量にて付与した。印刷画像は縦1600dpi、横1600dpiの解像度で、縦12.7mm、幅50.8mmのベタ画像とした。
(工程3)
 工程2で得られたガラス基板上に形成された塗膜を温度25℃湿度10%に温湿度を制御した環境室内に30分静置乾燥し、乾燥したポリマー塗膜2-6を得た。
 次いで、前述と同様にして、得られたポリマー塗膜のイオン交換水を付与した部分の白色度の評価を行った。結果を表3に示す。
実施例2-7~2-10
(工程1)
 温度25℃湿度10%に温湿度を制御した環境室内において、インクジェット印刷装置(株式会社トライテック製、商品名:OnePassJet)を用い、インクジェットヘッド(京セラ株式会社、型番:KJ4B-QA06NTB)にイオン交換水を充填した。
 なお、インクジェットヘッドは、該ヘッド内部をイオン交換水及びエタノールで洗浄し、電気伝導度0.6マイクロジーメンス以下のイオン交換水を充填し、インクジェットヘッドから吐出させたイオン交換水を捕集し、電気伝導度が1.0uS/cm以下となっていることを確認してから用いた。
 前記インクジェット印刷装置の印刷媒体のキャリッジ上にガラス基板(松浪硝子工業株式会社製、MASコート付きスライドガラスS9215)をMASコート面が表側になるように固定し、液体組成物I1-2 1mlをスライドガラス端部に滴下した後、直ちにNo.30のワイヤーバー(湿潤膜厚T:60μm)を用いて、毎分1mのワイヤーバーの移動速度でガラス基板上に液体組成物I1-2を塗布した。
(工程2)
 液体組成物I1-2を塗布した後3~5秒の間に、印刷条件600dpi×600dpiに設定した前記インクジェット印刷装置を用いて、液体IIとしてイオン交換水の液滴を表3に記載の吐出液滴量にて付与した。印刷画像として縦12.7mm、幅50.8mmのベタ画像を用いた。
(工程3)
 工程2で得られたガラス基板上に形成された塗膜を温度25℃湿度10%に温湿度を制御した環境室内に30分静置乾燥し、乾燥したポリマー塗膜2-7~2-10を得た。
 次いで、前述と同様にして、得られたポリマー塗膜のイオン交換水を付与した部分の白色度の評価を行った。結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表3から、実施例2-1~2-5で得られた塗膜2-1~2-5は、工程2を経ていない比較例2-1で得られた塗膜2-C1に比べ、高い白色度を示し、液滴の打ち込み密度pによって白色度を調整することが可能であることが分かる。
 また、実施例2-6~2-10で得られた塗膜2-6~2-10は、工程2を経ていない比較例2-1で得られた塗膜2-C1に比べ、高い白色度を示し、吐出液滴量、すなわち液滴の平均直径dを変更することによって、白色度を調整できることが可能であることが分かる。
実施例3-1~3-5
 実施例1-2の工程2において、表4に記載の液体IIに変更した以外は同様にして乾燥したポリマー塗膜3-1~3-5を得た。
 次いで、前述と同様にして、得られたポリマー塗膜の液体IIとしてイオン交換水及びエタノールを表4に示す割合で付与した部分の白色度の評価を行った。結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表4から、実施例3-1~3-5で得られた塗膜3-1~3-5は、高い白色度を示し、無機顔料を含まずして、高い隠蔽性を示すことが分かる。また、液体II中の水の含有量によって、白色度を制御できることが分かる。
実施例4-1~4-5
(工程1~3)
 実施例1-2において、基材をPETフィルム(東レ株式会社製、商品名:ルミラー T60)に変更し、液体組成物Iの湿潤膜厚Tが表5に記載の値になるようにワイヤーバーの番手を変更した以外は同様にして乾燥したポリマー塗膜4-1~4-5を得た。
 次いで、前述と同様にして、得られたポリマー塗膜のイオン交換水を付与した部分の白色度の評価を行った。水洗前の印字部の白色度と非印字部の白色度として、結果を表5に示す。
(工程4)
 次いで、得られたポリマー塗膜4-1~4-5をそれぞれイオン交換水の流水で3分間洗浄した。以下に示す方法により水洗後の塗膜の評価を行った。
<水洗後の印字部の白色度の評価>
 水洗前後のイオン交換水を付与した部分(印字部)とイオン交換水を付与しなかった部分(非印字部)の白色度をそれぞれ前述と同様の方法で測定した。更に水洗後の印字部と非印字部の白色度比を算出した。結果を表5に示す。
 また、図6には、実施例4-1の前記工程1~3において、印刷画像として、縦600dpi及び横600dpiの解像度にて、線幅20ピクセル、間隔20ピクセル、長さ50.8mmの細線を長辺側が平行になるように7本形成する細線画像に変更した以外は同様にして乾燥したポリマー塗膜4-1の水洗前後の写真を示す。また、水洗後のポリマー塗膜の光学顕微鏡写真(倍率:2,500倍)を図7に示す。
実施例4-6~4-10
 実施例2-7において、基材を前記PETフィルムに変更し、液体組成物Iの湿潤膜厚Tが表5に記載の値になるようにワイヤーバーの番手を変更し、更に実施例2-7の工程2において液体IIの吐出液滴量を表5のとおり変更した以外は同様にして乾燥したポリマー塗膜4-6~4-10を得た。
 次いで、前述と同様にして、得られたポリマー塗膜の水洗前後の印字部及び非印字部の白色度の評価、及び水洗後の印字部と非印字部の白色度比の算出を行った。結果を表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表5から、実施例4-1~4-10で得られた塗膜4-1~4-10の印字部は、高い白色度を示し、無機顔料を含まずして、高い隠蔽性を示すことが分かる。
 また、図6で示すとおり、実施例4-1で得られた塗膜4-1は、比(d/T)が1超であるため、水洗前は印字部(細線部)の白色度が高く、隣接する細線の合一もない細線画像が形成されていることが分かる。水洗後は、基材が露出して印字部の白色度が低下して、該印字部の一次粒子が流出していることが分かる。
 さらに、図7の細線画像の光学顕微鏡写真で示すとおり、水洗後の塗膜4-1の細線画像において、非印字部では一次粒子が残存していることが確認できるのに対して、印字部では一次粒子は確認されず、基材を露出して細線部が消失していることが分かる。この現象は、比(d/T)が1超である実施例4-2~4-3及び4-6~4-8で得られた塗膜4-2~4-3及び4-6~4-8でも同様に確認された。
 表5に記載の印字部の水洗前後の白色度の変化から、基材上の塗膜の有無を水洗で制御することができるため、非常に簡便にパターンを形成することができ、塗膜で構成された印刷画像を得ることができる。このようなパターンが基材上に形成されることで、基材表面の所望の領域の表面エネルギー、接触角、形状を意図的に変化させ、後続の基材上に別の製剤を付与する際の、基材への付着量、浸透性、接着性等を変化させることができる。
実施例5-1
 実施例1-2において、環境室内の温湿度条件を温度25℃湿度10%に変更した以外は同様にして乾燥したポリマー塗膜5-1を得た。
 次いで、前述と同様にして、得られた塗膜5-1のイオン交換水を付与した部分の白色度評価を行った。結果を表6に示す。
実施例5-2~5-4
 実施例1-2において、環境室内の温湿度条件を温度25℃湿度10%に変更した以外は同様にして、工程1及び工程2を行った。
 更に工程3として、表6に示す乾燥時間にて、実施例5-2では温度25℃の冷風乾燥、実施例5-3では温度60℃の温風乾燥、実施例5-4では塗膜が形成された基材の塗膜が形成された面と反対側の面にヒーター(株式会社八光電機製、被覆熱電対付きシリコーンラバヒーター)を接触させて60℃で加熱して乾燥処理を行い、乾燥したポリマー塗膜5-2~5-4を得た。
 次いで、前述と同様にして、得られた塗膜5-2~5-4のイオン交換水を付与した部分の白色度の評価を行った。結果を表6に示す。
<白色度発現速度の評価>
 白色度の評価において、イオン交換水を付与した後1分おきに白色度を測定し、白色度の値が安定するのに必要な時間を測定し、白色度発現速度を評価した。白色度を測定した際に、1分前に測定した白色度との差が0.1以下となった時点で白色度が安定したとして、その時間を記録し、その際の白色度を評価した。結果を表6に示す。白色度安定までの時間は短いほど好ましく、30分以内であれば実用上問題ない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表6から、実施例5-1~5-4で得られた塗膜5-1~5-4は、高い白色度を速やかに発現し、無機顔料を含まずして、高い隠蔽性を示すことが分かる。
調製例6-1~6-15及び7-1~7-18
<液体組成物Iの調製>
 表7及び表8に示すポリマーCを溶媒Aとして無水エタノールに溶解し、透明で浮遊物及び沈殿物が無いことを確認した後、溶媒Bとしてパールリーム3を添加し、撹拌して均一化し、孔径0.20μmのアドバンテック社製セルロースアセテートシリンジフィルターを用いてろ過し、液体組成物I6-1~I6-15及びI7-1~I7-18を得た。
 調製例6-1~6-15及び7-1~7-18で用いたポリマーCの溶媒B100gへの溶解量は5g未満であり、溶媒A100gへの溶解量は5g以上であった。
実施例6-1~6-15及び7-1~7-18
 実施例1-1において、液体組成物I-1を表7及び表8に示す液体組成物Iに変更した以外は同様にして乾燥したポリマー塗膜6-1~6-15及び7-1~7-18を得た。
 次いで、前述と同様にして、得られた塗膜のイオン交換水を付与した部分の白色度の評価を行った。結果を表7及び表8に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 表7及び表8から、実施例6-1~6-15で得られた塗膜6-1~6-15及び実施例7-1~7-18で得られた塗膜7-1~7-18は、高い白色度を発現し、無機顔料を含まずして、高い隠蔽性を示すことが分かる。これにより、ポリマーCとして溶媒Aに可溶で溶媒Bに不溶である特性を有すれば、広く用いることができることが分かる。
調製例8-1~8-10
<液体組成物Iの調製>
 表9に示すポリマーCを溶媒Aとして無水エタノールに溶解し、透明で浮遊物及び沈殿物が無いことを確認した後、表9に示す溶媒Bを添加し、撹拌して均一化し、孔径0.20μmのアドバンテック社製セルロースアセテートシリンジフィルターを用いてろ過し、液体組成物I8-1~I8-10を得た。
 調製例8-1~8-10で用いたポリマーCの溶媒B100gへの溶解量は5g未満であり、溶媒A100gへの溶解量は5g以上であった。
実施例8-1~8-10
 実施例1-1において、液体組成物I1-1を表9に示す液体組成物Iに変更した以外は同様にして乾燥したポリマー塗膜8-1~8-10を得た。
 次いで、前述と同様にして、得られた塗膜のイオン交換水を付与した部分の白色度の評価を行った。結果を表9に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 表9から、実施例8-1~8-10で得られた塗膜8-1~8-10は、高い白色度を発現し、無機顔料を含まずして、高い隠蔽性を示すことが分かる。これにより、溶媒Bが所定の物性を有すれば、その種類によらずに本発明の効果が得られることが分かる。
 本発明によれば、無機顔料を使用しなくとも、高い白色度を有し、隠蔽性に優れる塗膜が得られ、簡便でかつ精密に光学的な特性を発揮し得る塗膜を形成することができる。
  1:液体組成物I
  2:液滴
  3:基材

Claims (15)

  1.  工程1:溶媒A、溶媒B、及びポリマーCを含有する液体組成物Iを基材に付与する工程と、
     工程2:工程1で付与された基材上の液体組成物Iに、水を含有する液体IIの液滴を付与する工程と、を含み、
     該溶媒Aの沸点が99℃未満であり、該溶媒Aの下記式(1)で表される水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raが36以下であり、
     該溶媒Bの沸点が150℃以上であり、該溶媒Bの下記式(1)で表される水に対するハンセン溶解度パラメータの距離Raが40以上であり、
     該溶媒Bが該溶媒Aと相溶し、かつ該ポリマーCが該溶媒Aに可溶で該溶媒Bに不溶であり、工程2で付与される液滴の平均直径dが0.01μm以上50μm以下である、塗膜の形成方法。
     Ra=(4×ΔD2+ΔP2+ΔH20.5   (1)
     ΔD:ハンセン溶解度パラメータにおける分散成分の溶媒と水との差
     ΔP:ハンセン溶解度パラメータにおける極性成分の溶媒と水との差
     ΔH:ハンセン溶解度パラメータにおける水素結合成分の溶媒と水との差
  2.  液体II中の水の含有量が50質量%以上である、請求項1に記載の塗膜の形成方法。
  3.  工程2において、基材上の液体組成物Iに付与される液滴によってもたらされる運動エネルギーEM及び表面自由エネルギーESの総和である総エネルギーEが、8.0mJ/m2以上4,000mJ/m2以下である、請求項1又は2に記載の塗膜の形成方法。
  4.  工程2において、液滴を付与する方法がインクジェット法である、請求項1~3のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
  5.  液体組成物Iの表面張力γIと液体IIの表面張力γIIとの差(γII-γI)が1mN/m以上である、請求項1~4のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
  6.  溶媒Aが、炭素数1以上4以下の1価のアルコールである、請求項1~5のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
  7.  溶媒Bが、重量平均分子量が150以上1,000以下である、炭化水素油及びシリコーン油から選ばれる少なくとも1種を50質量%以上含む、請求項1~6のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
  8.  ポリマーCが、イオン性ポリマーである、請求項1~7のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
  9.  ポリマーCが、酸性基を有するモノマー、塩基性基を有するモノマー、及びベタインモノマーから選ばれる少なくとも1種をモノマー構成単位として含む、請求項1~8のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
  10.  ポリマーCが、酸性基を有するモノマー由来の構成単位を含むアニオン性ポリマーCIと、塩基性基を有するモノマー由来の構成単位を含むカチオン性ポリマーCII-1、カチオン性シリコーンポリマーCII-2、及びベタインモノマー由来の構成単位を含むベタインポリマーCIIIから選ばれる少なくとも1種とを含有する、請求項1~9のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
  11.  ポリマーCが、酸性基を有するモノマー由来の構成単位を含むアニオン性ポリマーCIと、ベタインモノマー由来の構成単位を含むベタインポリマーCIIIとを含有する、請求項1~10のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
  12.  ベタインモノマーが、カルボキシベタインモノマー、スルホベタインモノマー、及びホスホベタインモノマーから選ばれる少なくとも1種である、請求項9~11のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
  13.  工程2の後に更に下記工程3を含む、請求項1~12のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
     工程3:工程2で得られた塗膜を乾燥させる工程
  14.  工程1で付与される液体組成物Iの乾燥前の膜厚Tに対する、工程2で付与される液滴の平均直径dの比(d/T)が1未満である、請求項1~13のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
  15.  工程1で付与される液体組成物Iの乾燥前の膜厚Tに対する、工程2で付与される液滴の平均直径dの比(d/T)が1超であり、
     かつ工程2又は工程3の後に更に下記工程4を含む、請求項1~14のいずれかに記載の塗膜の形成方法。
     工程4:工程2又は工程3で得られた塗膜を水洗する工程
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