JP2003277672A

JP2003277672A - 着色微粒子分散体の製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JP2003277672A
Application number: JP2002088394A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Takeda; 昭彦竹田; Takahito Chiba; 隆人千葉
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】迅速に、効率的に、かつ高除去率で残存モノ
マーを除去できる着色微粒子分散体の製造方法及び製造
装置を提供し、小型で、吸着剤の使用量と吸着剤の再生
負荷が小さくランニングコストの低い着色微粒子分散体
の製造方法及び製造装置を提供すること。【解決手段】色材とポリマーからなる着色微粒子を水
中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法において、
着色微粒子形成後、活性炭吸着処理を行った後、孔径５
μｍ以上のフィルターを用いて第１ろ過を行い、第１ろ
過で用いたフィルターの孔径の０．０１〜０．２倍のフ
ィルターを用いて第２ろ過を行い、精製することを特徴
とする着色微粒子分散体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、残存モノマーの少
ない着色微粒子分散体の製造方法及び製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリンター、印刷機、マーカー、
筆記具等に用いられる記録材料、インキング材料にも脱
溶剤化、水性化が求められてきている。特にインクジェ
ット記録に用いられる水性の記録材料としては、水溶性
染料の水溶液を主体としたもの、顔料の微分散体を主体
としたものが広く用いられている。

【０００３】水溶性染料を用いた水性インクとしては、
主として酸性染料、直接染料、一部の食品用染料等に分
類される水溶性染料の水溶液に、保湿剤としてグリコー
ル類、アルカノールアミン類、表面張力調整のための界
面活性剤、更に必要に応じて増粘剤等を添加したものが
用いられている。

【０００４】これら水溶性染料を用いた水性インクは、
筆先、あるいはプリンターでの目詰まりを生じない高い
信頼性から、最も一般的に用いられているが、記録紙上
で滲みやすく、使用用途の限定、記録品位の低下を余儀
なくされている。即ち、記録紙に単に浸透し、乾燥固着
しているだけの水溶性染料は「染着」しているとは言い
難く、耐光堅牢度は非常に低い。

【０００５】また、水溶性染料を用いた水性インクの耐
水性、耐光堅牢性が低いという問題を解決するために、
油溶性染料ないし疎水性染料により水分散性樹脂を着色
する提案がインクジェット記録用インクとして提案され
ている。例えば、特開昭５５−１３９４７１号、同５８
−４５２７２号、特開平３−２５００６９号、同８−２
５３７２０号、同８−９２５１３号、同８−１８３９２
０号、特開２００１−１１３４７等には、油溶性染料に
よって染色された乳化重合粒子、または分散した重合粒
子を用いたインクが提案されている。また、油溶性染料
ないし疎水性染料により水分散性樹脂を着色するのみで
なく、色材及びこれを被覆した樹脂からなる着色微粒
子、また、色材とポリマーから成る色材粒子を更に皮膜
形成性樹脂で被覆した着色微粒子を用いる試みもなされ
ている。

【０００６】これらの技術により、水性インクの耐水
性、耐光堅牢性は確かに向上する。しかしながら、着色
微粒子中に残存モノマーがあると、染料を溶解して粒径
を増大させたり、ノズル表面に付着して表面物性を変え
て射出安定性を劣化させる。また、画像中に存在すると
ラジカル発生源となったりして画像劣化を促進するとい
う問題がある。

【０００７】一方、顔料の微分散体を主体とした顔料イ
ンクにおいては、濃度がのらない、ブロンジング等の色
再現性の問題が起こりやすくなる等の問題を軽減するた
め、また、更に耐光性向上、分散安定性、吐出安定性等
を向上させる目的で、皮膜形成性樹脂により顔料の表面
を被覆する試みがなされている。例えば、特開平８−２
６９３７４号、同９−１５１３４２号、同１０−８８０
４５号、同１０−２９２１４３等には顔料を樹脂で被覆
した例が記載されている。

【０００８】しかしながら、これらの着色粒子や顔料等
の色材微小粒子を被覆した着色微粒子分散体は、従来の
顔料を用いた水性インクの種々の問題点を克服し、高い
記録品位を実現する可能性を秘めたものではあるもの
の、製造後の分散安定性に問題があったり、更には、製
造時に工夫が要る等、製造安定性に問題があるほか、水
性媒体中での分散安定性が充分でなく、結果としてイン
クとしての安定性、また吐出安定性等が充分なレベルに
達していないのが現状である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、迅速に、効率的に、かつ高除去率で残存モノマーを
除去できる着色微粒子分散体の製造方法及び製造装置を
提供すること、第２の目的は、小型で、吸着剤の使用量
と吸着剤の再生負荷が小さくランニングコストの低い着
色微粒子分散体の製造方法及び製造装置を提供すること
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記手段により達成される。

【００１１】１．色材とポリマーからなる着色微粒子を
水中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法におい
て、着色微粒子形成後、活性炭吸着処理を行った後、孔
径５μｍ以上のフィルターを用いて第１ろ過を行い、第
１ろ過で用いたフィルターの孔径の０．０１〜０．２倍
のフィルターを用いて第２ろ過を行い、精製することを
特徴とする着色微粒子分散体の製造方法。

【００１２】２．色材とポリマーからなる着色微粒子を
水中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法におい
て、着色微粒子形成後、活性炭または水素結合性官能基
を持たない吸着樹脂を用いて第１吸着処理を行った後、
水素結合性官能基を有する吸着樹脂を用いて第２吸着処
理を行い、精製することを特徴とする着色微粒子分散体
の製造方法。

【００１３】３．色材とポリマーからなる着色微粒子を
水中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法におい
て、着色微粒子形成後、ＢＥＴ値が１２００ｍ²／ｇ以
上の活性炭及び１２００ｍ²／ｇ未満の活性炭を用い
て、２工程以上の吸着処理を行い、精製することを特徴
とする着色微粒子分散体の製造方法。

【００１４】４．色材とポリマーからなる着色微粒子を
水中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法におい
て、着色微粒子形成後、限外ろ過または精密ろ過を行っ
た後、吸着剤による吸着処理を行い、精製することを特
徴とする着色微粒子分散体の製造方法。

【００１５】５．色材とポリマーからなる着色微粒子を
水中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法におい
て、着色微粒子形成後、キレート剤を加えた後、限外ろ
過または精密ろ過を行い、精製することを特徴とする着
色微粒子分散体の製造方法。

【００１６】６．色材とポリマーからなる着色微粒子を
水中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法におい
て、着色微粒子形成後、陰イオン交換樹脂を用いて第１
イオン交換処理を行った後、陽イオン交換樹脂を用いて
第２イオン交換処理を行い、精製すること特徴とする着
色微粒子分散体の製造方法。

【００１７】７．色材とポリマーからなる着色微粒子を
水中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法におい
て、着色微粒子形成後、２価金属塩を添加した後、ろ過
し、精製することを特徴とする着色微粒子分散体の製造
方法。

【００１８】８．色材とポリマーからなる着色微粒子を
水中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法におい
て、着色微粒子形成後、水溶性有機溶媒を加えた後、限
外ろ過または精密ろ過を行い、精製することを特徴とす
る着色微粒子分散体の製造方法。

【００１９】９．着色微粒子形成後、ポンプ及び配管を
持つ外部循環経路を２つ以上有する処理釜を用い、精製
することを特徴とする上記１〜８のいずれか１項に記載
の着色微粒子分散体の製造方法。

【００２０】１０．上記１〜８のいずれか１項に記載の
着色微粒子分散体の製造方法に用いられる、ポンプ及び
配管を持つ外部循環経路を２つ以上有する処理釜を有す
ることを特徴とする着色微粒子分散体の製造装置。

【００２１】以下、本発明を詳細に説明する。従来、着
色微粒子分散体中の残存モノマーの悪影響については認
識されておらず、従ってその除去方法の開示もなかっ
た。本発明者は鋭意研究の結果、上記問題点の主要な原
因は、着色微粒子分散体中の残存モノマーであることを
見出し、その除去方法を検討し有用な方法を見出した。

【００２２】本発明者の研究の結果、着色微粒子分散体
中に残存するモノマーの総量が５０００ｐｐｍを越える
と着色微粒子の分散安定性が劣化し、上記問題点が発生
しやすく、従って、モノマーの総量は５０００ｐｐｍ以
下にまで除去することが好ましい。より好ましくは０．
１〜５０００ｐｐｍであり、さらに好ましくは０．１〜
１０００ｐｐｍ、特に好ましくは０．１〜１００ｐｐｍ
である。特に、水性インク（以下、インクとも言う）中
に残存するモノマーの内、ホモポリマー換算ＳＰ値が２
０（Ｊ／ｃｍ³）^1/2以下のモノマー総量が１０００ｐｐ
ｍ以下であることが望ましい。

【００２３】また、着色微粒子分散体中に残存するモノ
マー、着色微粒子表面や着色微粒子外に存在する染料、
その他の不純物は、染料を溶解して着色微粒子の粒径を
増大させたり、ノズル表面に付着して表面物性を変えて
射出安定性を劣化させたり、画像中に存在してラジカル
発生源となったり、着色微粒子表面や着色微粒子外に存
在する染料が凝集して新粒子を形成することがある。本
発明の方法により、残存モノマーの他、着色微粒子表面
や着色微粒子外に存在する染料、その他の不純物を除去
または減少することができる。

【００２４】請求項１では、着色微粒子形成後、活性炭
吸着処理を行った後、孔径５μｍ以上のフィルターを用
いて第１ろ過を行い、第１ろ過で用いたフィルターの孔
径の０．０１〜０．２倍のフィルターを用いて第２ろ過
を行い、着色微粒子分散体を製造する。

【００２５】活性炭吸着処理に用いられる活性炭として
は、例えば、太閤Ｋ，Ｓ，Ｍ，Ｐ，Ａ，ＳＧ，ＳＧＰ
（以上、二村化学工業社製）、白鷺Ａ，Ｍ，Ｃ，Ｐ、カ
ルボラフィン、強力白鷺（以上、武田薬品工業社製）、
梅蜂Ａ，ＭＡ，ＨＣ（以上、太平化学産業社製）、ＧＳ
−Ａ、ＧＳ−Ｂ、ＣＬ−Ｋ（以上、味の素ファインテク
ノ社製）等が挙げられる。

【００２６】孔径の異なるフィルターを用いて２回ろ過
することにより、モノマーの他、着色微粒子表面や着色
微粒子外に存在する染料、その他の不純物を吸着した活
性炭のろ過速度の迅速化と、活性炭除去率を高めること
ができる。このような孔径のフィルターは市販されてお
り容易に入手することができる。

【００２７】請求項２では、着色微粒子形成後、活性炭
または水素結合性官能基を持たない吸着樹脂を用いて第
１吸着処理を行った後、水素結合性官能基を有する吸着
樹脂を用いて第２吸着処理を行い、着色微粒子分散体を
製造する。

【００２８】水素結合性官能基とは、−ＯＨ、−ＣＯＯ
Ｈ、−ＮＨ₂、−Ｓｉ（ＯＨ）₃等の水素結合性のある官
能基をいう。水素結合性官能基を持たない吸着樹脂及び
水素結合性官能基を有する吸着樹脂としては、例えば、
ダイヤイオンＨＰ１０，ＨＰ２０，ＨＰ３０，ＨＰ１Ｍ
Ｇ，ＨＰ２ＭＧ、セパビーズＳＰ７０，ＳＰ２０５，Ｓ
Ｐ２０６，ＳＰ７００，ＳＰ８００，ＳＰ８２５，ＳＰ
８５０（以上、三菱化成社製）、アンバーライトＸＡＤ
４，ＸＡＤ７ＨＰ，ＸＡＤ１６ＨＰ，ＸＡＤ１１８０、
アンバーリスト１５Ｄｒｙ，１５ＪＷＥＴ（以上、オル
ガノ社製）、ＫＳ，ＫＨ（以上、味の素ファインテクノ
社製）等が挙げられる。

【００２９】吸着処理を２回に分け、第１吸着処理で疎
水性モノマーを、第２吸着処理で親水性モノマーを選択
吸着することにより、モノマーの除去率を上げ、吸着剤
の使用量を低減することができる。また、選択吸着によ
り吸着剤に吸着したモノマーが異なるので、それぞれ好
適な再生剤の使用が可能となり、再生効率が上昇する。

【００３０】請求項３では、着色微粒子形成後、ＢＥＴ
値が１２００ｍ²／ｇ以上の活性炭及び１２００ｍ²／ｇ
未満の活性炭を用いて、２工程以上の吸着処理を行い、
着色微粒子分散体を製造する。

【００３１】ＢＥＴ値とは、被検体の活性炭に窒素ガス
を吸着させ、吸着したガス量から求めた比表面積であ
る。ＢＥＴ比表面積は、ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１ＡＧ（ユ
アサアイオニクス社製）やフローソープ２３００（島津
製作所製）を用いて測定することができる。

【００３２】このようなＢＥＴ値の活性炭は市販されて
おり、容易に入手することができる。

【００３３】ＢＥＴ値が１２００ｍ²／ｇ以上及び１２
００ｍ²／ｇ未満の活性炭の吸着処理順序はどちらでも
よい。ＢＥＴ値が小さい活性炭は基本的に表面平滑な大
粒径分布の粒子であり、第１吸着で比較的大きい分子、
高濃度成分を、第２吸着で小さい分子、低濃度成分を選
択吸着することにより、除去率を上げ、効率的に除去
し、吸着剤の使用量を低減することができる。

【００３４】請求項４では、着色微粒子形成後、限外ろ
過または精密ろ過を行った後、吸着剤による吸着処理を
行い、着色微粒子分散体を製造する。

【００３５】限外ろ過は、メンブランフィルターを用い
て加圧あるいは減圧下でろ過を行う。市販されているメ
ンブランフィルターとしては、例えば、日東電工社製の
ＮＴＵ−２０２０，２１２０，３５２０，３１５０，３
００６，３０５０，３２５０，３５５０，４２０８，４
２２０、ＮＦＳ−１００，１０１，１０３、ＮＴＭ−９
００２等、旭化成工業社製のＡＩＶ−３０１０，５０１
０、ＡＣＶ−３０１０，３０５０，５０１０，５０５
０、ＳＩＷ−３０５４、ＳＥＰ−１０１３、ＳＡＰ−１
０１３、ＳＩＰ−１０１３、ＳＬＰ−１０５３、マイク
ローザ等、東洋紡社製のミニクロス及びクロスフロモジ
ュール等が挙げられる。限外ろ過器としては、例えば日
東電工社製のものが用いられる。

【００３６】ろ過精度については、絶対ろ過精度、準絶
対ろ過精度または公称ろ過精度等いくつかの数値があ
り、例えば通常絶対ろ過精度とは９９．９９％の粒子を
捕捉できる粒径で表され、準絶対ろ過精度とは９９．９
％の粒子を捕捉できる粒径で表され、公称ろ過精度とは
９５％の粒子が捕捉できる粒径で表されるというように
精度の異なったいくつかの表し方があるが、本発明で精
密ろ過とは、公称ろ過精度で５μｍ以下をいう。液中の
異物は、ろ過を可能な範囲で精密にすればするほど捕捉
効率が上がる。しかしながら、精密にすればするほど、
ろ材の目詰まりは早くなり、送液ラインの圧力上昇を招
き、ろ過を中断しろ材を交換しなければならない。すな
わち、ろ過精度を精密にすれば、生産性が低下してしま
うという問題点がある。そのろ材の寿命を伸ばすために
多段でろ過し、送液ライン下流へ行くに従いろ過精度を
高くすることも行われるが、必ずしも十分とはいえな
い。

【００３７】また、液中には着色微粒子を含むので、所
望の粒径はろ材を通過し、粗大な粒子はろ過除去される
ことが望ましく、ろ過はそのバランスの最適ろ過精度で
行う必要がある。

【００３８】精密ろ過に用いられるろ過膜としては、フ
ィルターろ材の内部で異物を捕捉するデプスタイプ（厚
みろ過型）と、フィルターのろ材の表面で異物を捕捉す
るサーフェスタイプ（面ろ過型）の２種類がある。サー
フェスタイプは、絶対ろ過精度が得やすく、ろ過精度以
上の粒子を確実に捕捉する特性を有しており、少なくと
も１度は通過させたいという場合が多い。総じてサーフ
ェスタイプは短時間で目詰まりを起こしやすい。

【００３９】精密ろ過に用いられるろ過膜としては、例
えば、サーフェスタイプについては日本ポール（株）製
エポセル、ポールセル、リジメッシュ、ロキテクノ
（株）製ミクロピュア、サスピュア、東洋濾紙（株）製
ＴＣＰ、ＴＣＰＥ、ＴＣ等が挙げられ、デプスタイプに
ついては日本ポール（株）製プロファイル、（株）ロキ
テクノ製マイクロシリア、ダイア、ダイアII（Ｐ）、ダ
イアII（Ｃ）、ピュアロン、シリアクリーン、ＳＬ、Ｓ
ＬＮ、グラスロン、東洋濾紙（株）製ＴＣＰＤ、ＴＣＷ
−ＰＰ、ＴＣＷ−ＣＳ、ＴＣＷ−ＥＰ等が挙げられる。

【００４０】本発明で用いられる吸着剤としては、無機
吸着剤としてゼオライト、アルミナ、シリカゲル、活性
白土、珪藻土等があり、また、有機吸着剤として活性
炭、吸着用合成樹脂、イオン交換樹脂等が挙げられる。

【００４１】市販されている吸着剤は、活性白土として
は、例えばガレオンアース（水澤化学工業社製）等、活
性炭としては、例えば太閤Ｓ，Ｋ，Ｐ（二村化学工業社
製）、白鷺Ａ，Ｍ，Ｃ，Ｐ（武田薬品工業社製）、梅蜂
Ａ，ＭＡ，ＨＣ（太平化学産業社製）、ＧＳ−Ａ，ＧＳ
−Ｂ，ＣＬ−Ｋ（味の素ファインテクノ社製）等が挙げ
られる。

【００４２】また、吸着用合成樹脂としては、例えばダ
イヤイオンＨＰ１０，ＨＰ３０，ＨＰ１ＭＧ，ＨＰ２Ｍ
Ｇ、セパビーズＳＰ７０，ＳＰ７００，ＳＰ８２５，Ｓ
Ｐ８５０（三菱化成社製）、アンバーライトＸＡＤ４，
ＸＡＤ７ＨＰ，ＸＡＤ１６ＨＰ，ＸＡＤ１１８０（オル
ガノ社製）、ＫＳ，ＫＨ（味の素ファインテクノ社製）
等が挙げられ、イオン交換樹脂としては、例えばダイヤ
イオンＰＫ２０８，ＰＫ２１６，ＰＡ３０６，ＰＡ３１
２，ＷＫ１０，ＷＫ２０，ＣＲ１１（三菱化成社製）、
アンバーライトＩＲＣ５０，ＩＲＣ７６，ＩＲＡ４０
０，ＩＲＡ４１０，ＩＲＣ７４８（オルガノ社製）、Ｐ
Ｆ，ＳＢ，ＭＡ（味の素ファインテクノ社製）等が挙げ
られる。

【００４３】限外ろ過または精密ろ過を行って精製をほ
ぼ完了し、次に残存した極微量成分を吸着剤により除去
することにより、精製効率を上げ、吸着剤の使用量を低
減し、再生負荷を低減して、ランニングコストを低減す
ることができる。特に吸着剤が活性炭の場合はろ過負荷
が低減する。

【００４４】請求項１〜４の精製では、これら吸着剤は
被処理液に直接添加し攪拌処理してもよいし、吸着剤を
充填したカラムに被処理液を通液して用いてもよい。カ
ラム通液は循環してもよい。更に、これらの吸着剤処理
は、単独あるいは２種類以上組み合わせて行うことがで
きる。

【００４５】請求項５では、着色微粒子形成後、キレー
ト剤を加えた後、限外ろ過または精密ろ過を行い、着色
微粒子分散体を製造する。

【００４６】キレート剤としては、特に制限はないが、
有機カルボン酸キレート剤、有機リン酸キレート剤、無
機リン酸キレート剤、ポリヒドロキシ化合物等が挙げら
れる。キレート剤の具体的化合物例としては、下記化合
物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
即ち、エチレンジアミンジオルトヒドロキシフェニル酢
酸、ジアミノプロパン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ヒドロ
キシエチレンジアミン三酢酸、ジヒドロキシエチルグリ
シン、エチレンジアミン二酢酸、エチレンジアミン二プ
ロピオン酸、イミノ二酸、ジエチレントリアミン五酢
酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、ジアミノプロパノ
ール四酢酸、トランスシクロヘキサンジアミン四酢酸、
グリコールエーテルジアミン四酢酸、エチレンジアミン
トリラキスメチレンホスホン酸、ニトリロトリメチレン
ホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホ
スホン酸、１，１−ジホスホノエタン−２−カルボン
酸、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン
酸、１−ヒドロキシ−１−ホスホノプロパン−１，２，
３−トリカルボン酸、カテコール−３，５−ジホスホン
酸及びこれらの酸のナトリウム塩、ピロリン酸ナトリウ
ム、テトラポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナ
トリウム等が挙げられる。

【００４７】キレート剤を加えた後、限外ろ過または精
密ろ過を行うことにより、モノマーがアニオン末端を有
する場合、膜処理では２価金属の除去率が低下するおそ
れがあるが、キレートで可溶化することで、これを除去
することができる。

【００４８】請求項６では、着色微粒子形成後、陰イオ
ン交換樹脂を用いて第１イオン交換処理を行った後、陽
イオン交換樹脂を用いて第２イオン交換処理を行い、着
色微粒子分散体を製造する。

【００４９】これらの陰イオン、陽イオン交換樹脂とし
ては、例えばダイヤイオンＰＫ２０８，ＰＫ２１６，Ｐ
Ａ３０６，ＰＡ３１２，ＷＫ１０，ＷＫ２０，ＣＲ１１
（三菱化成社製）、アンバーライトＩＲＣ５０，ＩＲＣ
７６，ＩＲＡ４００，ＩＲＡ４１０，ＩＲＣ７４８（オ
ルガノ社製）、ＰＦ，ＳＢ，ＭＡ（味の素ファインテク
ノ社製）等が挙げられる。

【００５０】陰イオン、陽イオン交換樹脂を用いた処理
は、限外ろ過または精密ろ過等の膜を用いた処理に比べ
設備が簡略化される。ただし、除去率は低くなるので、
大スケールには向かない。

【００５１】請求項７では、着色微粒子形成後、２価金
属塩を添加した後、ろ過し、着色微粒子分散体を製造す
る。

【００５２】この方法は、２価金属塩を添加してアニオ
ン界面活性剤等の不純物を水不溶塩として析出させ、ろ
過して除去するものであり、膜処理、イオン交換樹脂を
用いた精製に比較して設備が簡単である。

【００５３】２価金属塩としては特に制限はないが、水
溶性で塩析効果が大きいものが好ましい。

【００５４】請求項８では、着色微粒子形成後、水溶性
有機溶媒を加えた後、限外ろ過または精密ろ過を行い、
着色微粒子分散体を製造する。

【００５５】水溶性有機溶媒としては、例えば、アルコ
ール類（例えば、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、
セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール）、
多価アルコール類（例えば、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレン
グリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリ
コール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセ
リン、ヘキサントリオール、チオジグリコール）、多価
アルコールエーテル類（例えば、エチレングリコールモ
ノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエー
テル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチ
レングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリ
コールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモ
ノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエ
ーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテ
ル）、アミン類（例えば、エタノールアミン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタ
ノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、モルホ
リン、Ｎ−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエ
チレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチ
レンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジ
エチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミ
ン）、アミド類（例えば、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド
等）、複素環類（例えば、２−ピロリドン、Ｎ−メチル
−２−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、２−オ
キサゾリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノ
ン等）、スルホキシド類（例えば、ジメチルスルホキシ
ド）等が挙げられる。

【００５６】水溶性有機溶媒を加えて、スチレンモノマ
ーや水不溶溶媒（例えば、酢酸エチル）等の疎水成分
を、抽出し、その後の第２の精製工程である限外ろ過ま
たは精密ろ過で除去しやすくすることにより、除去効率
を上げ、第２の精製工程の工数を低減することができ
る。

【００５７】請求項９では、着色微粒子形成後、ポンプ
及び配管を持つ外部循環経路を２つ以上有する処理釜を
用い、上記１〜８のいずれか１項に記載の着色微粒子分
散体を製造する。

【００５８】上記１〜８の製造方法は、異なる精製工程
を複数有するため設備が複雑になるが、ポンプ及び配管
を持つ外部循環経路（この部分に精製工程が入る）を２
つ以上有する処理釜を用いることにより、１個の処理釜
ですませ、設備の小型化を図ることができる。

【００５９】本発明に係る着色微粒子は、各種の方法で
調製することができる。例えば、モノマー中に油溶性染
料を溶解させ、水中で乳化後、重合によりポリマー中に
染料を封入する方法、ポリマーと染料を有機溶剤中に溶
解し、水中で乳化した後有機溶剤を除去する方法、染料
溶液に多孔質のポリマー微粒子を添加し、染料を微粒子
に吸着、含浸させる方法等が挙げられ、更に、それらの
着色微粒子をポリマーで被覆するコア／シェル化法も用
いることができる。

【００６０】本発明に係る着色微粒子は、コア／シェル
化したものでも、コア／シェル化したものでなくても、
特に制限はないが、これを用いてインクを作製したと
き、長期に亘って着色微粒子分散体の凝集を防止し、微
粒子のインクサスペンションとしての安定性を向上さ
せ、メディアに印画したときの画像の色調や光沢、更に
耐光性等、画像に堅牢性を付与するためには、コア／シ
ェル化したものが好ましい。

【００６１】コア／シェル構造を有する着色微粒子は、
最初に色材を含有するポリマーコアを作製した後、ポリ
マーシェルを設ける方法と、コア及びシェルを同時に設
ける手法がある。

【００６２】（微粒子コア〈色材粒子〉作製後にシェル
を設ける場合）色材として染料を用いた場合、コアとな
る染料含有ポリマーは、各種の手法で調製することがで
きる。例えば、モノマー中に油溶性染料を溶解させ、水
中で乳化後、重合によりポリマー中に染料を封入する方
法、ポリマーと染料を有機溶剤中に溶解し、水中で乳化
後有機溶剤を除去する方法、染料溶液に多孔質のポリマ
ー微粒子を添加し、染料を微粒子に吸着、含浸させる手
法等がある。

【００６３】また、顔料を用いる場合、コアとして顔料
そのものを使用してもよい。それにポリマーのシェルを
設ける手法としては、コアとなるポリマーの水系サスペ
ンションに水溶性のポリマー分散剤を添加し吸着させる
手法、モノマーを徐々に滴下し、重合と同時にコア表面
に沈着させる方法、あるいは、有機溶剤に溶解したポリ
マーを徐々に滴下し、析出と同時にコア表面に吸着させ
る方法等がある。例えば、ヒドロキシエチルメタアクリ
レート及び不飽和二重結合を有する重合性モノマーをコ
アとなるポリマーの水系サスペンジョンに徐々に滴下し
重合させコア表面に沈着させる方法である。

【００６４】あるいは、顔料をポリマーと混練し、その
後水系で分散しポリマー被覆顔料を作製したり、更にこ
れを微粒子コアとして上記の方法によりシェル化を行う
ことも可能である。

【００６５】本発明においては、コアとなるポリマーの
水系サスペンションにモノマーを徐々に滴下し、重合と
同時にコア表面に沈着させる方法が特に好ましい。

【００６６】（微粒子形成時にコアとシェルを同時に設
ける手法）コアとなるポリマーと染料もしくは顔料を、
重合後にシェルとなるモノマーに溶解または分散し、水
中で懸濁後重合する手法や、その液を活性剤ミセルを含
有する水中に徐々に滴下しながら乳化重合していく手法
等もある。モノマーが重合後にコア、ポリマーとして加
えられた材料がシェルとなってもよい。あるいは、重合
後にコアとなり得るモノマーと、シェルとなり得るモノ
マーの混合液に染料もしくは顔料を溶解または分散し、
懸濁重合あるいは乳化重合する手法もある。

【００６７】（コア／シェル化の評価）実際にコア／シ
ェル化されているかを評価することは重要である。本発
明においては、個々の粒子径が非常に微小であるため、
分析手法は分解能の観点から限られる。このような目的
に沿う分析手法としては、ＴＥＭやＴＯＦ−ＳＩＭＳ等
が適用できる。ＴＥＭによりコア／シェル化した微粒子
を観察する場合、カーボン支持膜上に分散液を塗布、乾
燥させ観察することができる。ＴＥＭの観察像は、有機
物であるポリマーの種類のみではコントラスト差が小さ
い場合があるため、コア／シェル化されているか否かを
評価するために、微粒子を、４酸化オスミウム、４酸化
ルテニウム、クロロスルホン酸／酢酸ウラニル、硫化銀
等を用いて染色することが好ましい。コアだけの微粒子
を染色しそのＴＥＭ観察を行い、シェルを設けたものと
比較する。更に、シェルを設けた微粒子と設けていない
微粒子を混合後、染色し、染色度合いの異なる微粒子の
割合がシェルの有無に一致しているかの確認を行う。

【００６８】また、コア／シェル粒子をエポキシ樹脂内
に埋胞し、ミクロトームで超薄切片を作製、染色を行う
ことでコア／シェル化はより明瞭に観察できる。上記の
ように、ポリマーや、色材にプローブとなりうる元素が
ある場合、ＴＯＦ−ＳＩＭＳやＴＥＭによってコア／シ
ェルの組成、色材のコアとシェルへの分布量を見積もる
こともできる。

【００６９】好ましい粒子径を得るには、処方の最適化
と、乳化法の選定が重要である。処方は用いる色材、ポ
リマーによって異なるが、水中のサスペンションである
ので、コアを構成するポリマーよりシェルを構成するポ
リマーの方が一般的に親水性が高いことが必要である。
また、シェルを構成するポリマーに含有される色材は、
前記のようにコアを構成するポリマー中より少ないこと
が好ましく、色材もシェルを構成するポリマーよりも親
水性の低いことが必要である。親水性、疎水性は、例え
ば溶解性パラメータ（ＳＰ）を用いて見積もることがで
きる。溶解性パラメータは、その値や、測定、計算法が
ＰＯＬＹＭＥＲＨＡＮＤＢＯＯＫ第４版（ＪＯＨＮ
ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ．）６７５頁から
の記載が参考になる。

【００７０】また、コアで用いられるポリマーは、その
数平均分子量が５００〜１００，０００、特に１，００
０〜３０，０００であることが、印刷後の製膜性、その
耐久性及びサスペンションの形成性の点から好ましい。

【００７１】ポリマーのＴｇ（ガラス転移温度）は、各
種のものを用いることが可能であるが、用いるポリマー
のうち、少なくとも１種以上はＴｇが１０℃以上である
ものを用いる方が好ましい。

【００７２】本発明においては、一般に知られている全
てのポリマーを使用可能であるが、特に好ましいポリマ
ーは、主な官能基としてアセタール基を含有するポリマ
ー、炭酸エステル基を含有するポリマー、ヒドロキシル
基を含有するポリマー及びエステル基を有するポリマー
である。上記のポリマーは、更に置換基を有してもよ
く、その置換基は直鎖状、分岐、あるいは環状構造をと
ってもよい。また、上記の官能基を有するポリマーは、
各種のものが市販されているが、常法によって合成する
こともできる。また、これらの共重合体は、例えば一つ
のポリマー分子中にエポキシ基を導入しておき、後に他
のポリマーと縮重合させたり、光や放射線を用いてグラ
フト重合を行っても得られる。

【００７３】好ましい着色微粒子分散体において、ポリ
マーコアは、主として色材を包含し、その堅牢性や色調
を保持するのに寄与するが、一方、ポリマーシェルは色
材を包含した微粒子のインクサスペンションとしての安
定性を増すことに寄与し、更にメディア上での色材の定
着を促進、凝集を防止し、画質の向上に寄与する。ま
た、色材の堅牢性、色調の保持にも貢献する。

【００７４】本発明において、水系インクに用いられる
色材含有コア／シェル着色微粒子は、体積平均粒子径が
５ｎｍ以下になると単位体積当たりの表面積が非常に大
きくなるため、色材をコア／シェルポリマー中に封入す
る効果が小さくなる。一方、１００ｎｍを超えるほど大
きな粒子では、ヘッドに詰まりやすく、また、インク中
での沈降が起きやすく、停滞安定性が劣化する。従っ
て、着色微粒子の平均粒子径は５〜１００ｎｍであるこ
とが好ましく、１０〜１００ｎｍがより好ましく、平均
粒子径が１００ｎｍを超えると、水性インクとした場
合、光沢メディアに記録した画像では光沢感の劣化が起
こり、透明媒体に記録した画像では著しい透明感の劣化
が起こる。

【００７５】体積平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（Ｔ
ＥＭ）写真の投影面積（少なくとも１００粒子以上に対
して求める）の平均値から得られた円換算平均粒径を、
球形換算して求められる。体積平均粒子径とその標準偏
差を求め、標準偏差を体積平均粒子径で割ることで変動
係数を求められる。あるいは、動的光散乱法を利用して
変動係数を求めることもできる。例えば、大塚電子社製
レーザー粒径解析システムや、マルバーン社製ゼータサ
イザーを用いて求めることができる。

【００７６】粒子径の変動係数は、粒子径の標準偏差を
粒子径で割った値であるが、この値が大きいほど粒子径
の分布が広いことを意味する。体積平均粒子径の変動係
数が８０％以上であると、粒径分布が非常に広くなり、
コア／シェルの厚みが不均一となりやすく、粒子間の表
面物性にばらつきが生じやすくなる。表面物性のばらつ
きは粒子の凝集を招きやすく、インクジェットヘッドの
詰まりを起こしやすい。また、粒子の凝集はメディア上
で、色材の光散乱を招きやすく、画質の低下も招きやす
くする。粒径の変動係数は５０％以下が好ましく、３０
％以下が更に好ましい。

【００７７】本発明においては、シェルに用いられるポ
リマー量が総ポリマー量の５〜９５質量％であることが
好ましい。５質量％より少ないとシェルの厚みが不十分
で、色材を多く含有するコアの一部が粒子表面に現れや
すくなる。また、シェルのポリマーが多すぎると、コア
の色材保護能低下を起こしやすい。更に好ましくは１０
〜９０質量％である。

【００７８】色材の総量は、総ポリマー量に対して２０
〜１，０００質量％であることが好ましい。色材量がポ
リマーに比して少なすぎると、吐出後の画像濃度が上が
らず、また、色材質量が多すぎるとポリマーの保護能が
十分に得られない。

【００７９】次に、上記ポリマーによって封入される色
材について説明する。本発明に用いられる色材の色相と
してはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、ブル
ー、グリーン、レッドが好ましく用いられ、特に好まし
くはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各染料で
ある。油溶性染料は、通常カルボン酸やスルホン酸等の
水溶性基を有さない有機溶剤に可溶で水に不溶な染料で
あるが、水溶性染料を長鎖の塩基と造塩することにより
油溶性を示す染料も含まれる。例えば、酸性染料、直接
染料、反応性染料と長鎖アミンとの造塩染料が知られて
いる。油溶性染料としては、以下に限定されるものでは
ないが、特に好ましい具体例としては、例えばオリエン
ト化学工業社製のＶａｌｉｆａｓｔＹｅｌｌｏｗ４１
２０，３１５０，３１０８，２３１０Ｎ，１１０１、Ｖ
ａｌｉｆａｓｔＲｅｄ３３２０，３３０４，１３０
６、ＶａｌｉｆａｓｔＢｌｕｅ２６１０，２６０
６，１６０３、ＯｉｌＹｅｌｌｏｗＧＧ−Ｓ，３
Ｇ，１２９，１０７，１０５、ＯｉｌＳｃａｒｌｅｔ
３０８、ＯｉｌＲｅｄＲＲ，ＯＧ，５Ｂ、Ｏｉｌ
Ｐｉｎｋ３１２、ＯｉｌＢｌｕｅＢＯＳ，６１
３，２Ｎ、ＯｉｌＢｌａｃｋＢＹ，ＢＳ，８６０，
５９７０，５９０６，５９０５；日本化薬社製のＫａｙ
ａｓｅｔＹｅｌｌｏｗＳＦ−Ｇ，Ｋ−ＣＬ，ＧＮ，
Ａ−Ｇ，２Ｇ、ＫａｙａｓｅｔＲｅｄＳＦ−４Ｇ，
Ｋ−ＢＬ，Ａ−ＢＲ、ＫａｙａｓｅｔＭａｇｅｎｔａ
３１２、ＫａｙａｓｅｔＢｌｕｅＫ−ＦＬ；有本化
学工業社製のＦＳＹｅｌｌｏｗ１０１５、ＦＳＭ
ａｇｅｎｔａ１４０４、ＦＳＣｙａｎ１５２２、
ＦＳＢｌｕｅ１５０４、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ
Ｙｅｌｌｏｗ８８，８３，８２，７９，５６，２９，
１９，１６，１４，０４，０３，０２，０１、Ｃ．Ｉ．
ＳｏｌｖｅｎｔＲｅｄ８４：１、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖ
ｅｎｔＲｅｄ８４，２１８，１３２，７３，７２，
５１，４３，２７，２４，１８，０１、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌ
ｖｅｎｔＢｌｕｅ７０，６７，４４，４０，３５，
１１，０２，０１、Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＢｌａｃ
ｋ４３，７０，３４，２９，２７，２２，７，３、
Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＶｉｏｌｅｔ３、Ｃ．Ｉ．Ｓ
ｏｌｖｅｎｔＧｒｅｅｎ３，７等が挙げられる。ま
た、特開平９−２７７６９３号、同１０−２０５５９
号、同１０−３００６１号等に示されるような金属錯体
色素も好ましく用いられる。

【００８０】油溶性染料として分散染料を用いることが
できる。分散染料としては、以下に限定されるものでは
ないが、特に好ましい具体例としては、Ｃ．Ｉ．ディス
パーズイエロー５，４２，５４，６４，７９，８２，８
３，９３，９９，１００，１１９，１２２，１２４，１
２６，１６０，１８４：１，１８６，１９８，１９９，
２０４，２２４，２３７；Ｃ．Ｉ．ディスパーズオレン
ジ１３，２９，３１：１，３３，４９，５４，５５，６
６，７３，１１８，１１９，１６３；Ｃ．Ｉ．ディスパ
ーズレッド５４，６０，７２，７３，８６，８８，９
１，９２，９３，１１１，１２６，１２７，１３４，１
３５，１４３，１４５，１５２，１５３，１５４，１５
９，１６４，１６７：１，１７７，１８１，２０４，２
０６，２０７，２２１，２３９，２４０，２５８，２７
７，２７８，２８３，３１１，３２３，３４３，３４
８，３５６，３６２；Ｃ．Ｉ．ディスパーズバイオレッ
ト３３；Ｃ．Ｉ．ディスパーズブルー５６，６０，７
３，８７，１１３，１２８，１４３，１４８，１５４，
１５８，１６５，１６５：１，１６５：２，１７６，１
８３，１８５，１９７，１９８，２０１，２１４，２２
４，２２５，２５７，２６６，２６７，２８７，３５
４，３５８，３６５，３６８並びにＣ．Ｉ．ディスパー
ズグリーン６：１，９等が挙げられる。

【００８１】コア／シェルの形態を有する着色微粒子
は、ポリマー量として水系インク中に０．５〜５０質量
％配合されることが好ましく、０．５〜３０質量％配合
されることが更に好ましい。上記ポリマーの配合量が
０．５質量％に満たないと、色材の保護能が十分でな
く、５０質量％を超えると、サスペンションのインクと
しての保存安定性が低下したり、ノズル先端部でのイン
ク蒸発に伴うインクの増粘やサスペンションの凝集が起
こることによってプリンタヘッドの目詰りが起こる場合
があるので、上記範囲内とすることが好ましい。

【００８２】一方、上記染料及び顔料等の色材として
は、インク中に１〜３０質量％配合されることが好まし
く、１．５〜２５質量％配合されることが更に好まし
い。上記色材の配合量が１質量％に満たないと印字濃度
が不十分であり、３０質量％を超えるとサスペンション
の経時安定性が低下し、凝集等による粒径増大の傾向が
あるので、上記範囲内とすることが好ましい。

【００８３】本発明の着色微粒子を用いたインクは、水
を媒体とし、上記色材を封入したポリマーのサスペンシ
ョンからなり、該サスペンションには、従来公知の各種
添加剤、例えば無機塩、界面活性剤、防腐剤、防黴剤、
ｐＨ調整剤、粘度調整剤、ヒドロトロープ剤、湿潤剤、
分散剤、消泡剤等を必要に応じて添加することができ
る。

【００８４】インクの粘度を安定に保つため、発色をよ
くするために、インク中に無機塩を添加しても構わな
い。無機塩としては例えば塩化ナトリウム、硫酸ナトリ
ウム、塩化マグネシウム、硫化マグネシウム等が挙げら
れる。

【００８５】界面活性剤としては、カチオン牲、アニオ
ン性、両性、ノニオン性の何れも用いることができる
が、好ましくはノニオン性界面活性剤である。

【００８６】カチオン性界面活性剤としては、脂肪族ア
ミン塩、脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム
塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリ
ニウム塩等が挙げられる。

【００８７】アニオン性界面活性剤としては、脂肪酸石
鹸、Ｎ−アシル−Ｎ−メチルグリシン塩、Ｎ−アシル−
Ｎ−メチル−β−アラニン塩、Ｎ−アシルグルタミン酸
塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチ
ド、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン
酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルス
ルホ琥珀酸エステル塩、アルキルスルホ酢酸塩、α−オ
レフィンスルホン酸塩、Ｎ−アシルメチルタウリン、硫
酸化油、高級アルコール硫酸エステル塩、第２級高級ア
ルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、第
２級高級アルコールエトキシサルフェート、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、モノグリサ
ルフェート、脂肪酸アルキロールアミド硫酸エステル
塩、アルキルエーテル燐酸エステル塩、アルキル燐酸エ
ステル塩等が挙げられる。

【００８８】両性界面活性剤としては、カルボキシベタ
イン型、スルホベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミ
ダゾリニウムベタイン等が挙げられる。

【００８９】ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン２級
アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェ
ニルエーテル（エマルゲン９１１等）、ポリオキシエチ
レンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン
誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアル
キルエーテル（ニューポールＰＥ−６２等）、ポリオキ
シエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レンヒマシ油、硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソル
ビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトー
ル脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エス
テル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エ
ステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコ
ール脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステル、脂肪酸アル
カノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、
ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミンオ
キサイド、アセチレングリコール、アセチレンアルコー
ル等が挙げられる。

【００９０】これらの界面活性剤を使用する場合、単独
または２種類以上を混合して用いることができ、インク
全量に対して、０．００１〜１．０質量％の範囲で添加
することにより、インクの表面張力を任意に調整するこ
とができる。

【００９１】インクの長期保存安定性を保つため、防腐
剤、防黴剤をインク中に添加してもよい。防腐剤、防黴
剤としては、芳香族ハロゲン化合物（Ｐｒｅｖｅｎｔｏ
ｌＣＭＫ）、メチレンジチオシアナート、含ハロゲン窒
素硫黄化合物、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オ
ン（ＰＲＯＸＥＬＧＸＬ等）等が挙げられる。

【００９２】インクを安定に保つために、ｐＨ調整剤を
添加しても構わない。ｐＨ調整剤としては、塩酸や酢
酸、枸櫞酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を水
等で薄めたり、そのまま使用したりできる。

【００９３】湿潤剤としては、例えば、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、
ポリエチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリ
コールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブ
チルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノブチルエーテル、メチルカルビトール、
エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカル
ビトールアセテート、ジエチルカルビトール、トリエチ
レングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリ
コールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ
メチルエーテル等の多価アルコール及びそのエーテル、
アセテート類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−
ジメチルイミダゾリジノン、トリエタノールアミン、ホ
ルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素化合物
類、ジメチルサルフォキサイドの１種または２種以上を
使用することができる。これら湿潤剤の配合量に特に制
限はないが、上記水性インク中に好ましくは０．１〜５
０質量％配合することができ、更に好ましくは０．１〜
３０質量％の配合である。

【００９４】分散剤は特に制限されるものではないが、
そのＨＬＢ値（親水性・親油性バランス）が８〜１８で
あることが、分散剤としての効果が発現し、サスペンシ
ョンの粒子径の増大抑制効果がある点から好ましい。顔
料用として高分子分散剤（ジョンクリル等）が挙げら
れ、また、分散染料用としてアルキルナフタレンスルホ
ン酸塩等が挙げられるが、低分子のドデシル硫酸ナトリ
ウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等、低分
子のアニオン性界面活性剤が好ましい。

【００９５】分散剤として市販品も使用することができ
る。そのような市販品としては、例えば花王社製の分散
剤デモールＳＮＢ，ＭＳ，Ｎ，ＳＳＬ，ＳＴ，Ｐ（商品
名）が挙げられる。

【００９６】分散剤の配合量に特に制限はないが、水性
インク中に、０．０１〜１０質量％配合されることが好
ましい。配合量が０．０１質量％に満たないとサスペン
ションの小粒径化が困難であり、１０質量％を超えると
サスペンションの粒径が増大したりサスペンション安定
性が低下し、ゲル化するおそれがあるので、上記範囲内
とすることが好ましい。

【００９７】また、消泡剤としても、特に制限なく市販
品を使用することができる。そのような市販品として
は、例えば、信越シリコーン社製のＫＦ９６，６６，６
９，ＫＳ６８，６０４，６０７Ａ，６０２，６０３，Ｋ
Ｍ７３，７３Ａ，７３Ｅ，７２，７２Ａ，７２Ｃ，７２
Ｆ，８２Ｆ，７０，７１，７５，８０，８３Ａ，８５，
８９，９０，６８−１Ｆ，６８−２Ｆ（商品名）等が挙
げられる。これら化合物の配合量に特に制限はないが、
水性インク中に、０．００１〜２質量％配合されること
が好ましい。配合量が０．００１質量％に満たないとイ
ンク調製時に泡が発生しやすく、また、インク内での小
泡の除去が難しく、２質量％を超えると泡の発生は抑え
られるものの、印字の際、インク内でハジキが発生し印
字品質の低下が起こる場合があるので、上記範囲内とす
ることが好ましい。

【００９８】次に、本発明の着色微粒子分散体を用いた
インクの製造において用いられる乳化方法について説明
する。本発明では、例えばコアとなる色材粒子の製造に
おいて、また、直接顔料粒子とポリマーからコア／シェ
ル着色微粒子を製造する際等、各種の乳化法を用いるこ
とができる。乳化法としては、各種の方法を用いること
ができる。それらの例は、例えば「機能性乳化剤・乳化
技術の進歩と応用展開（シー・エム・シー）」の８６頁
の記載に纏められている。本発明においては、特に、超
音波、高速回転せん断、高圧による乳化分散装置を使用
することが好ましい。

【００９９】超音波による乳化分散では、所謂バッチ式
と連続式の二通りが使用可能である。バッチ式は、比較
的少量のサンプル作製に適し、連続式は大量のサンプル
作製に適する。連続式では、例えば、ＵＨ−６００ＳＲ
（エスエムテー社製）のような装置を用いることが可能
である。このような連続式の場合、超音波の照射時間
は、分散室容積／流速×循環回数で求めることができ
る。超音波照射装置が複数ある場合は、それぞれの照射
時間の合計として求められる。超音波の照射時間は実際
上は１０，０００秒以下である。また、１０，０００秒
以上必要であると、工程の負荷が大きく、実際上は乳化
剤の再選択等により乳化分散時間を短くする必要があ
る。そのため１０，０００秒以上は必要でない。更に好
ましくは１０〜２０００秒の範囲である。

【０１００】高速回転剪断による乳化分散装置として
は、「機能性乳化剤・乳化技術の進歩と応用展開（シー
・エム・シー）」の２５５〜２５６頁に記載されるよう
な、ディスパーミキサーや、２５１頁に記載のホモミキ
サー、２５６頁に記載のウルトラミキサー等が使用でき
る。これらの型式は、乳化分散時の液粘度によって使い
分けることができる。

【０１０１】これらの高速回転剪断による乳化分散機で
は、攪拌翼の回転数が重要である。ステーターを有する
装置の場合、攪拌翼とステーターとのクリアランスは通
常０．５ｍｍ程度で、極端に狭くはできないので、剪断
力は主として攪拌翼の周速に依存する。周速が５〜１５
０ｍ／ｓｅｃ内であれば、乳化・分散に使用できる。周
速が遅い場合、乳化時間を延ばしても小粒径化が達成で
きない場合が多く、１５０ｍ／ｓｅｃにするにはモータ
ーの性能を極端に上げる必要があるからである。周速は
更に好ましくは２０〜１００ｍ／ｓｅｃである。

【０１０２】高圧による乳化分散では、ＬＡＢ２０００
（エスエムテー社製）等が使用できるが、その乳化・分
散能力は、試料に掛けられる圧力に依存する。圧力は１
０⁴〜５×１０⁵ｋＰａの範囲が好ましい。また、必要に
応じて数回乳化・分散を行い、目的の粒径を得ることが
できる。圧力が低すぎる場合、何度乳化分散を行っても
目的の粒径は達成できない場合が多く、また、圧力を５
×１０⁵ｋＰａにするためには、装置に大きな負荷が掛
かり実用的ではない。更に好ましくは５×１０⁴ｋＰａ
〜２×１０⁵ｋＰａの範囲である。

【０１０３】これらの乳化・分散装置は単独で用いても
よいが、必要に応じて組み合わせて使用することが可能
である。

【０１０４】インクジェット方式で、水系インクを吐出
して画像形成を行う際に、使用するインクジェットヘッ
ドはオンデマンド方式でもコンティニュアス方式でも構
わない。また、吐出方式としては、電気−機械変換方式
（シングルキャビティ型、ダブルキャビティ型、ベンダ
ー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォ
ール型等）、電気−熱変換方式（サーマルインクジェッ
ト型、バブルジェット（Ｒ）型等）等何れの吐出方式を
用いても構わない。

【０１０５】水系インクを用いた画像形成方法において
は、例えば、水系インクを装填したプリンター等によ
り、デジタル信号に基づきインクジェットヘッドよりイ
ンクを液滴として吐出させインク受容体に付着させるこ
とで、例えば、インクジェット画像記録媒体上に画像が
形成されたインクジェットプリントが得られる。

【０１０６】インクジェット画像記録媒体としては、例
えば、普通紙、コート紙、キャストコート紙、光沢紙、
光沢フィルム、ＯＨＰフィルムの何れも使用することが
でき、中でも例えば多孔質層が形成されている、所謂、
空隙層を有する被記録媒体が好ましい。上述した支持体
の素材あるいは形状に特に限定はなく、例えば、シート
状に形成されたもの以外に立体的な構造を有するもので
あってもよい。

【０１０７】本発明の着色微粒子分散体は、インクジェ
ット記録用のインクとして以外に、例えば、一般の万年
筆、ボールペン、サインペン等の筆記具用のインクとし
ても使用可能である。本発明の着色微粒子分散体を乾燥
し、微粒の粉体を得ることもできる。得られた粉体は、
電子写真のトナー等にも使用可能である。

【０１０８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【０１０９】図１は本発明の着色微粒子分散体の製造装
置の概略図である。処理釜Ｒに精製前の着色微粒子分散
体及び活性炭（武田薬品工業社製：白鷺Ｃ）を加え、室
温下で撹拌する。次に、第１ろ過として、孔径５μｍの
フィルター（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製：Ｎｏ．３）を具備
した第１処理器Ｆ１を用いてろ過し、第２ろ過として、
孔径１μｍのフィルター（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製：Ｎ
ｏ．５Ｃ）を具備した第２処理器Ｆ２を用いてろ過し、
精製された着色微粒子分散体を得る。処理釜Ｒには、ポ
ンプＰ１、第１処理器Ｆ１及び配管Ｌ１からなる第１外
部循環経路Ｃ１、並びにポンプＰ２、第２処理器Ｆ２及
び配管Ｌ２からなる第２外部循環経路Ｃ２が接続され、
ろ過液はこの外部循環経路Ｃ１、Ｃ２を循環して精製さ
れる。

【０１１０】第１処理器Ｆ１、第２処理器Ｆ２に、活性
炭、吸着樹脂、限外ろ過膜、精密ろ過膜、吸着剤、キレ
ート剤、イオン交換樹脂、２価金属添加装置、水溶性有
機溶媒添加装置を組み合わせることにより、本発明の製
造装置が得られる。

【０１１１】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されない。

【０１１２】実施例１（着色微粒子分散体Ａの作製）５０ｇのポリビニルブチ
ラール（電気化学社製：３０００Ｋ、平均重合度８０
０）、４０ｇのＣ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ
１６２、１０ｇのＣ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌ
ｏｗ２９及び４００ｇの酢酸エチルをセパラブルフラ
スコに入れ、攪拌して上記ポリマー及び染料を完全に溶
解した。ラウリル硫酸ナトリウム５ｇを含む水溶液１０
００ｇを滴下後、超音波分散機（株式会社エスエムテー
製：ＵＨ−１５０型）を用いて、１０分間乳化した。そ
の後、減圧下で酢酸エチルを除去し、染料を含浸した着
色微粒子を得た。フラスコ内を窒素置換後、この分散液
に過硫酸カリウム１．５ｇを加えて溶解し、ヒーターを
付して７０℃に加温後、更にスチレン３０ｇ及び２−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート１５ｇの混合液を滴下し
ながら４時間反応させてコアシェル型の着色微粒子分散
体Ａを得た。大塚電子製レーザー粒径解析システムを用
いてこの着色微粒子の体積平均粒径測定したところ９５
ｎｍであった。

【０１１３】（着色微粒子分散体１１〜１４の作製）１
ｋｇの着色微粒子分散体Ａに、活性炭（武田薬品工業社
製：白鷺Ｃ）２ｇを加え、室温下で４時間撹拌した。次
に、第１ろ過として、孔径５μｍのフィルター（ＡＤＶ
ＡＮＴＥＣ社製：Ｎｏ．３）を用いてろ過し、第２ろ過
として、孔径１μｍのフィルター（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社
製：Ｎｏ．５Ｃ）を用いてろ過し、精製された着色微粒
子分散体１１を得た。

【０１１４】着色微粒子分散体１１の作製において、第
１ろ過、第２ろ過のフィルターの孔径を表１のように替
えて、着色微粒子分散体１２〜１４を得た。ただし、着
色微粒子分散体１４は第２ろ過を行わなかった。

【０１１５】得られた着色微粒子分散体について、下記
のようにろ過時間及びろ過性の評価を行った。その結果
を表１に示す。

【０１１６】（ろ過時間）第１ろ過、第２ろ過の合計ろ
過時間を測定し、着色微粒子分散体１１の合計ろ過時間
を１とする相対値で表した。

【０１１７】（ろ過性）ろ過性は、上記ろ過時間（相対
値）により下記のように５段階評価した。

【０１１８】 ◎：ろ過時間が０〜１未満 ○：ろ過時間が１〜２未満 △：ろ過時間が２〜４未満 ×：ろ過時間が４〜６未満 ××：ろ過時間が６以上。

【０１１９】

【表１】

【０１２０】実施例２実施例１で作製した１ｋｇの着色微粒子分散体Ａに、第
１吸着処理として、活性炭（武田薬品工業社製：白鷺
Ｃ）０．５ｇを加え、室温下で４時間撹拌した後、ろ過
により活性炭を分離した。さらに第２吸着処理として、
合成吸着剤（三菱化学社製：ＨＰ１ＭＧ）２０ｇを加
え、室温下で２時間撹拌した後、吸着剤をろ過により分
離し、着色微粒子分散体２１を得た。

【０１２１】着色微粒子分散体２１の作製において、第
１吸着処理、第２吸着処理の吸着剤及び吸着剤量比を表
２のように替えて、着色微粒子分散体２２〜２８を得
た。ただし、着色微粒子分散体２３〜２８は第２吸着処
理を行わなかった。

【０１２２】得られた着色微粒子分散体について、下記
のように残存モノマー量及び精製度の評価を行った。着
色微粒子分散体Ａについては残存モノマー量の測定を行
った。その結果を表２に示す。

【０１２３】（残存モノマー量）スチレン及び２−ヒド
ロキシエチルメタクリレートの残存量を、ＧＣ／ＭＡＳ
（ヒューレットパッカード社製：ＨＰ５８９０ＳＥＲ
ＩＥＳII／ＨＰ５９７１Ａ）を用いて測定した。

【０１２４】（精製度）精製度は、上記残存モノマーの
合計量により下記のように５段階評価した。

【０１２５】 ◎：０〜５０ｐｐｍ未満 ○：５０〜２００ｐｐｍ未満 △：２００〜５００ｐｐｍ未満 ×：５００〜２０００ｐｐｍ未満 ××：２０００ｐｐｍ以上。

【０１２６】

【表２】

【０１２７】本発明により、残存モノマー除去が効率的
に行われ、吸着剤使用量を低減することができる。

【０１２８】実施例３実施例１で作製した１ｋｇの着色微粒子分散体Ａに、第
１吸着処理として活性炭（武田薬品工業社製：カルボラ
フィン）０．５ｇを加え、室温下で２時間撹拌した後、
ろ過により活性炭を分離した。さらに第２吸着処理とし
て、活性炭（武田薬品工業社製：白鷺Ｃ）０．５ｇを加
え、室温下で２時間撹拌した後、吸着剤をろ過により分
離し、着色微粒子分散体３１を得た。

【０１２９】着色微粒子分散体３１の作製において、第
１吸着処理、第２吸着処理の活性炭の種類（ＢＥＴ値）
を表３のように替えて、着色微粒子分散体３２〜３４を
得た。ただし、着色微粒子分散体３３、３４は第２吸着
処理を行わなかった。

【０１３０】得られた着色微粒子分散体について、実施
例２と同様にして残存モノマー量及び精製度の評価を行
った。実施例２で測定した着色微粒子分散体Ａの残存モ
ノマー量と合わせて、その結果を表３に示す。

【０１３１】なお、活性炭のＢＥＴ値はＡＵＴＯＳＯＲ
Ｂ−１ＡＧ（ユアサアイオニクス社製）を用いて測定
した。その結果を表３に示す。

【０１３２】

【表３】

【０１３３】実施例４実施例１で作製した１ｋｇの着色微粒子分散体Ａを、限
外ろ過装置（日東電工社製：ＲＵＭ−２／Ｃ１０−Ｔ）
及び限外ろ過膜（日東電工社製：ＮＴＵ−３１５０）を
用いて、純水を加えながら定容加水ろ過を５時間行っ
た。次いで、吸着剤として活性炭（武田薬品工業社製：
白鷺Ｃ）０．１ｇを添加し室温下で２時間撹拌後、ろ過
により活性炭を分離し、着色微粒子分散体４１を得た。

【０１３４】着色微粒子分散体４１の作製において、吸
着剤を表３のように替えて、着色微粒子分散体４２を得
た。ただし、着色微粒子分散体４３は吸着剤処理を行わ
なかった。

【０１３５】得られた着色微粒子分散体について、実施
例２と同様にして残存モノマー量及び精製度の評価を行
った。実施例２で測定した着色微粒子分散体Ａの残存モ
ノマー量と合わせて、その結果を表４に示す。

【０１３６】

【表４】

【０１３７】実施例５（着色微粒子分散体Ｂの作製）５０ｇのポリビニルブチ
ラール（電気化学社製：３０００Ｋ、平均重合度８０
０）、４０ｇのＣ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ
１６２、１０ｇのＣ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌ
ｏｗ２９及び４００ｇの酢酸エチルをセパラブルフラ
スコに入れ、攪拌して上記ポリマー及び染料を完全に溶
解した。ラウリル硫酸ナトリウム５ｇを含む水溶液１０
００ｇを滴下後、超音波分散機（株式会社エスエムテー
製：ＵＨ−１５０型）を用いて、１０分間乳化した。そ
の後、減圧下で酢酸エチルを除去し、染料を含浸した着
色微粒子を得た。フラスコ内を窒素置換後、この分散液
に過硫酸カリウム１．５ｇを加えて溶解し、ヒーターを
付して７０℃に加温後、更にメタクリル酸２０ｇ及び２
−ヒドロキシエチルメタクリレート１０ｇの混合液を滴
下しながら４時間反応させてコアシェル型の着色微粒子
分散体Ｂを得た。大塚電子製レーザー粒径解析システム
を用いてこの着色微粒子の体積平均粒径測定したところ
８８ｎｍであった。

【０１３８】（着色微粒子分散体５１の作製）１ｋｇの
着色微粒子分散体Ｂに、ＥＤＴＡ−Ｎａ塩の１質量％水
溶液を１０ｇ添加し、１０分撹拌後、実施例４同様に限
外ろ過処理を行い、着色微粒子分散体５１を得た。

【０１３９】得られた着色微粒子分散体及び着色微粒子
分散体Ｂについて、イオンクロマトによりカルシウム及
びマグネシウムイオンを定量した。その合計値を表５に
示す。

【０１４０】

【表５】

【０１４１】実施例６実施例１で作製した１ｋｇの着色微粒子分散体Ａに、陰
イオン交換樹脂（三菱化学社製：ダイヤイオンＰＡ３０
６）３０ｇを添加し、室温下で１時間撹拌後、ろ過によ
りイオン交換樹脂を分離した。次いで、陽イオン交換樹
脂（三菱化学社製：ダイヤイオンＰＫ２０８）４０ｇを
添加し、同様の処理を行い、着色微粒子分散体６１を得
た。

【０１４２】得られた着色微粒子分散体及び着色微粒子
分散体Ａについて、ラウリル硫酸ナトリウムの除去率を
評価するため、表面張力計（協和界面科学株式会社製：
ＣＢＶＰ−Ｚ）を用いて、表面張力を測定した。その結
果を表６に示す。

【０１４３】

【表６】

【０１４４】実施例７実施例１で作製した１ｋｇの着色微粒子分散体Ａに、５
質量％塩化カルシウム水溶液１０ｇを添加し、３０分撹
拌後、ろ過により沈殿物を除去し、着色微粒子分散体７
１を得た。

【０１４５】得られた着色微粒子分散体について、ラウ
リル硫酸ナトリウムの除去率を評価するため、実施例６
と同様にして表面張力を測定した。その結果を実施例６
で測定した着色微粒子分散体Ａの結果と合わせて表７に
示す。

【０１４６】

【表７】

【０１４７】実施例８実施例１で作製した１ｋｇの着色微粒子分散体Ａにエタ
ノール５０ｇを添加した後、実施例４の着色微粒子分散
体４３と同様に限外ろ過処理を行い、着色微粒子分散体
７１を得た。

【０１４８】得られた着色微粒子分散体について、実施
例２と同様にして残存モノマー量及び精製度の評価を行
った。その結果を実施例２で測定した着色微粒子分散体
Ａと合わせて表８に示す。

【０１４９】

【表８】

【０１５０】

【発明の効果】本発明により、迅速に、効率的に、かつ
高除去率で残存モノマーを除去できる着色微粒子分散体
の製造方法及び製造装置を提供し、小型で、吸着剤の使
用量と吸着剤の再生負荷が小さくランニングコストの低
い着色微粒子分散体の製造方法及び製造装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の着色微粒子分散体の製造装置の概略図
である。

【符号の説明】

Ｒ処理釜Ｆ１第１処理器Ｆ２第２処理器Ｐ１、Ｐ２ポンプＬ１、Ｌ２配管Ｃ１第１外部循環経路Ｃ２第２外部循環経路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色材とポリマーからなる着色微粒子を水
中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法において、
着色微粒子形成後、活性炭吸着処理を行った後、孔径５
μｍ以上のフィルターを用いて第１ろ過を行い、第１ろ
過で用いたフィルターの孔径の０．０１〜０．２倍のフ
ィルターを用いて第２ろ過を行い、精製することを特徴
とする着色微粒子分散体の製造方法。
【請求項２】色材とポリマーからなる着色微粒子を水
中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法において、
着色微粒子形成後、活性炭または水素結合性官能基を持
たない吸着樹脂を用いて第１吸着処理を行った後、水素
結合性官能基を有する吸着樹脂を用いて第２吸着処理を
行い、精製することを特徴とする着色微粒子分散体の製
造方法。
【請求項３】色材とポリマーからなる着色微粒子を水
中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法において、
着色微粒子形成後、ＢＥＴ値が１２００ｍ²／ｇ以上の
活性炭及び１２００ｍ²／ｇ未満の活性炭を用いて、２
工程以上の吸着処理を行い、精製することを特徴とする
着色微粒子分散体の製造方法。
【請求項４】色材とポリマーからなる着色微粒子を水
中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法において、
着色微粒子形成後、限外ろ過または精密ろ過を行った
後、吸着剤による吸着処理を行い、精製することを特徴
とする着色微粒子分散体の製造方法。
【請求項５】色材とポリマーからなる着色微粒子を水
中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法において、
着色微粒子形成後、キレート剤を加えた後、限外ろ過ま
たは精密ろ過を行い、精製することを特徴とする着色微
粒子分散体の製造方法。
【請求項６】色材とポリマーからなる着色微粒子を水
中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法において、
着色微粒子形成後、陰イオン交換樹脂を用いて第１イオ
ン交換処理を行った後、陽イオン交換樹脂を用いて第２
イオン交換処理を行い、精製すること特徴とする着色微
粒子分散体の製造方法。
【請求項７】色材とポリマーからなる着色微粒子を水
中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法において、
着色微粒子形成後、２価金属塩を添加した後、ろ過し、
精製することを特徴とする着色微粒子分散体の製造方
法。
【請求項８】色材とポリマーからなる着色微粒子を水
中に分散させた着色微粒子分散体の製造方法において、
着色微粒子形成後、水溶性有機溶媒を加えた後、限外ろ
過または精密ろ過を行い、精製することを特徴とする着
色微粒子分散体の製造方法。
【請求項９】着色微粒子形成後、ポンプ及び配管を持
つ外部循環経路を２つ以上有する処理釜を用い、精製す
ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載
の着色微粒子分散体の製造方法。
【請求項１０】請求項１〜８のいずれか１項に記載の
着色微粒子分散体の製造方法に用いられる、ポンプ及び
配管を持つ外部循環経路を２つ以上有する処理釜を有す
ることを特徴とする着色微粒子分散体の製造装置。