JPH04363331A - ポリマー粒子の染色方法 - Google Patents
ポリマー粒子の染色方法Info
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- JPH04363331A JPH04363331A JP18399691A JP18399691A JPH04363331A JP H04363331 A JPH04363331 A JP H04363331A JP 18399691 A JP18399691 A JP 18399691A JP 18399691 A JP18399691 A JP 18399691A JP H04363331 A JPH04363331 A JP H04363331A
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Abstract
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Description
法に関する。
画像形成用トナー、インクなど分野においては、着色し
たポリマー粒子が用いられる。従来、このような着色し
たポリマー粒子を製造するための方法としては、例えば
(A)アニオン性のポリマー粒子にカチオン性染料を吸
着させる方法、(B)官能基を有するポリマー粒子の表
面に、当該官能基を利用して反応性染料を化学的に結合
させる方法、(C)染料モノマーを重合させることによ
り、直接的に着色したポリマー粒子を得る方法、(D)
ポリマー粒子を製造するためのモノマーを、染料の存在
下において重合させる方法、(E)ポリマー粒子を分散
染料により染色する方法、(F)水に対してある程度溶
解する溶剤に染料を溶解し、得られる染料溶液とポリマ
ー粒子であるラテックスを混合する方法などを挙げるこ
とができる。
下のような問題点がある。 (A)の方法は、染色処理によってポリマー粒子の表面
電荷および表面状態が大きく変化するため、その用途に
おいて必要な表面電荷および表面状態を有するポリマー
粒子を染色するためには不適当な方法である。
特定の官能基を導入する必要があり、しかもポリマー粒
子の表面状態および粒径が高度に制御された免疫診断薬
用担体や標準粒子として用いられるポリマー粒子の染色
に適用することは非常に困難である。また現在において
種々の面から好適なポリマー粒子とされているポリスチ
レン系ポリマー粒子の染色には適用することができない
。また、この(B)の方法は、使用することのできる染
料の種類が限定される。
ることが必要であり、このため最終的に得られる着色し
たポリマー粒子の色の選択範囲が相当に限定される。し
かも特殊なモノマーを使用する場合が多く、そのために
実際には各モノマーに適合する重合条件を個々に検討し
なければならない。
ゾ系染料やアントラキノン系染料がラジカル重合反応に
対して停止剤として作用する傾向があるためにこれらを
使用することができず、使用可能な染料の種類が著しく
限定される。
度以下に粉砕した疎水性の分散染料をポリマー粒子の分
散液に混合し、染色助剤の存在下あるいは不存在下で加
温、加圧することによって染色がなされる。この染色方
法は、処理操作が容易であるために広く実施されている
。しかしながら、分散染料は、その染料粒子の粒径が均
一ではなく、このためポリマー粒子の着色の程度を均一
とすることが困難であり、また染料粒子より小さい粒径
を有するポリマー粒子や架橋されたポリマー粒子の染色
には不適当である。
溶解する溶剤を用いるため、染料として好適な親油性の
高いものを使用することができない。また溶剤を多量に
使用すると、ポリマー粒子の凝集が生じて粒径分布が著
しく広がるようになる。
方法によっては、染色すべきポリマー粒子に対して、当
該ポリマー粒子の有する表面電荷や表面状態、粒径およ
びその分布に重要な影響を与えることなしに好適に染色
することができず、またポリマー粒子が粒径の小さいも
のである場合や架橋されたものである場合には、高い濃
度に着色したポリマー粒子を得ることは困難であった。
れたものであって、その目的は、ポリマー粒子を高い染
色効率で容易にしかも濃色に染色することができ、しか
も染色によって当該ポリマー粒子の性状に基本的に影響
を与えることがなく、しかも染色対象となるポリマー粒
子の範囲が広く、また使用する染料の選択範囲も広い、
ポリマー粒子の染色方法を提供することにある。
染色方法は、水に不溶性でかつ油性有機溶剤に可溶な染
料を油性有機溶剤に溶解させて得られる染料溶液を水系
媒体中に微分散させて染料エマルジョンを調製し、この
染料エマルジョンと、染色すべきポリマー粒子の水系媒
体によるポリマー粒子エマルジョンとを混合してポリマ
ー粒子を染色する工程を有することを特徴とする。
有機溶剤に可溶な染料、すなわち一般の樹脂の着色に用
いられるいわゆる油性染料などを用い、この染料を油性
有機溶剤に溶解させ、ここに得られる油性染料溶液を、
通常は界面活性剤および/または分散安定剤の存在下に
おいて、水系媒体中に微分散させることにより染料エマ
ルジョンを調製し、この染料エマルジョンを、染色すべ
きポリマー粒子の水系媒体によるエマルジョンと混合し
、必要に応じてこの混合系から油性有機溶剤を除去し、
これによって当該ポリマー粒子を染色する。
でかつ油性有機溶剤に可溶な染料とは、具体的には、該
染料の水に対する溶解度aと油性有機溶剤に対する溶解
度bとの比a/bが1/10以下のもの、例えば1/2
0のものをいう。この染料は油性有機溶剤への溶解度が
高いものほど好ましく、具体的にはトルエン100gに
対し0.7g以上溶解するものが好ましい。このように
油性有機溶剤に対する溶解度の高い染料を使用すること
により、溶剤の使用量を少量とすることができて濃色に
染色することができる。しかし、水に対する溶解度より
油性有機溶剤に対する溶解度が十分に大きい溶剤であれ
ば、実用上特に問題はない。
剤溶解染料といわれる油溶性染料(Oil colo
ur)を挙げることができる。化学構造的には、親水基
を含まないまたは親水基が少ないアゾ系染料およびアン
トラキノン系染料を好ましく使用することができ、具体
的にはソルベントレッド27、ソルベントレッド23、
ソルベントブルー111、ソルベントブルー12、ソル
ベントイエロー2、ソルベントイエロー14などを挙げ
ることができる。また、油溶性螢光色素、レーザー色素
も染料として用いることができる。その具体例としては
、ピレン, ペリレン、ナイルブルー、ナイルレッド、
クマリン、ローダミン6G、アントラセン、2−(1−
ナフチル)−5−フエニルオキサゾール、4−4’−ジ
フエニルスチルベン、2,5−ビス−(ビフエニル)オ
キサゾール、p−ビス−(o−メチルスチリル)ベンゼ
ンなどを挙げることができる。これらの染料の使用量は
少量で十分であり、通常、油性有機溶剤1リットルあた
り5〜300g、好ましくは5〜100g、特に好まし
くは5〜40gである。
に染色粒子を得る場合には、耐熱性の高いものであるこ
とが好ましく、この場合には、染色処理後に油性有機溶
剤を除去するために、スチームストリップ法、減圧蒸留
法などの温度上昇を伴う手段を有利に利用することがで
きる。一方、耐熱性に優れていない染料を用いる場合は
、多量の水に染料エマルジョンとポリマー粒子エマルジ
ョンの混合物を投入して有機溶剤を徐々に水相へ抽出す
ることにより、ポリマー粒子に含まれる溶剤の大部分を
除去することができる。その後、同様の操作を多数回に
わたって繰り返し、あるいは減圧蒸留をなどを低温で行
うことにより、完全に有機溶剤を除去することができる
。
染料溶液として調製される。ここに用いられる油性有機
溶剤は、染色すべきポリマー粒子を膨潤させ、あるいは
一部溶解するものであることが必要である。また、この
油性有機溶剤は、水に対する溶解度が5重量%以下のも
のであることが好ましく、これにより、染料溶液を後に
エマルジョン化することが容易となり、安定した染料エ
マルジョンを得ることができる。このような油性有機溶
剤としては、トルエン、クロロホルム、ベンゼン、エチ
ルベンゼン、塩化メチレン、キシレン、シクロヘキサノ
ン、トリクロルエチレン、クロルベンゼン、ジクロルベ
ンゼンなどを例示することができ、ビニルトルエン、メ
チルメタクリレート、ジビニルベンゼン、スチレン、ブ
チルアクリレートなどのモノマーを使用することもでき
る。
料溶液は、通常は界面活性剤および/または分散安定剤
の存在下において、水系媒体中に微分散されて染料エマ
ルジョンが調製される。この微分散状態を達成するため
には、例えば超音波を作用させる手段、高速回転するホ
モジナイザーなどを利用することができる。そして、通
常は、界面活性剤および/または分散安定剤と水系媒体
との混合物に油性有機溶剤を加えて微分散させればよい
が、界面活性剤を予め油性有機溶剤に混合したものを水
系媒体に微分散させてもよい。本発明において、水系媒
体としては、例えば水、各種の緩衝溶液などを挙げるこ
とができる。
は分散安定剤は、染色されるポリマー粒子に好ましくな
い影響を与えなければ特に限定されるものではない。界
面活性剤および/または分散安定剤は、勿論、乳化力あ
るいは分散安定化能が大きいものが好ましく、また、例
えば遠心分離などによる洗浄操作によってポリマー粒子
の表面から容易に除去されるものが好ましい。界面活性
剤の具体例としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、
ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、硫酸エステル塩
などのアニオン系界面活性剤およびノニオン系界面活性
剤を挙げることができ、ソディウムドデシルサルフェー
ト、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキ
シエチレンノニルフエニルエーテル、ポリエチレングリ
コールモノステアレート、ソルビタンモノステアレート
などを好ましいものとして挙げることができる。また、
分散安定剤の具体例としては、ポリビニルアルコール、
ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコールメチル
セルロースなどの水溶性高分子物質を挙げることができ
る。
用量は、通常、水系媒体1リットルあたり0.5〜20
gであり、水系媒体の使用量は、通常染料溶液1リット
ルあたり0.5〜10リットルである。
ンは、染色すべきポリマー粒子のエマルジョンと混合さ
れる。本発明において染色されるポリマー粒子は、粒径
が例えば0.01μm以上、通常0.2〜100μmの
ものであり、ポリマーの種類についても、またその分子
量の大きさについても特に限定されるものではない。従
って、従来から好ましいものとされているポリマー粒子
をそのまま染色処理することができる。
レン、ジビニルベンゼン、(メタ)アクリル酸メチル、
(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸−n−
ブチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、
(メタ)アクリル酸グリシジル、エチレングリコール−
ジ−(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸
トリブロモフエニル、(メタ)アクリロニトリル、(メ
タ)アクロレイン、(メタ)アクリルアミド、N−メチ
ロール−(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ
)アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ブタ
ジエン、イソプレン、(メタ)アクリル酸、イタコン酸
、フマル酸などの(共)重合体よりなるポリマー粒子を
用いることができる。
には、乳化重合法、シード重合法、ソープフリー重合法
、懸濁重合法、膨潤重合法などを利用することができる
。そして、粒径分布が狭くて粒子形状がより真球に近い
ポリマー粒子を得るためには、適宜分級などの操作を行
うことが好ましい。
じてなされる溶剤除去工程において安定であることが好
ましい。そのため、例えばポリマー粒子自体がその表面
に、カルボン酸基、硫酸基、スルホン酸基などによる負
の電荷を多く有することが好ましい。なお、水系媒体中
におけるポリマー粒子自体の安定性が著しく低い場合に
は、界面活性剤および/または分散安定剤を添加するこ
とにより、ポリマー粒子の安定化を達成することができ
る。
マルジョンとして用いられる。このポリマー粒子エマル
ジョンにおけるポリマー粒子の濃度は、通常、1リット
ルあたり10〜300g、好ましくは10〜100gで
あり、ポリマー粒子エマルジョンの使用量は、通常、染
料エマルジョン1リットルあたり0.5〜5リットルで
ある。
ョンと染料エマルジョンとが混合されるが、染料エマル
ジョンの油滴は表面積が非常に大きいため、水に対する
溶解度が相当に小さい染料溶液による染料エマルジョン
であってもその油性有機溶剤が水系媒体中に溶出するよ
うになり、その結果、染料エマルジョンの粒子が収縮す
る。
マルジョンと混合されることにより、更に粒径の小さな
染料エマルジョンとなってその染料溶液の粒子がポリマ
ー粒子に衝突し、このときに染料溶液の油性有機溶剤に
よってポリマー粒子のポリマーが膨潤しまたは一部溶解
し、その結果、染料溶液中の染料が分子単位に近い形で
ポリマー粒子中に確実に均一に拡散し、これにより、当
該ポリマー粒子が染料によって染色されるものと推定さ
れる。
ルジョンとしてポリマー粒子エマルジョンと混合するた
め、使用する染料がそれ自体は親油性のものであっても
、混合によってポリマー粒子が不安定化して凝集するよ
うなことがなく、従って、染色処理によってポリマー粒
子の粒径およびその分布が基本的に変化することがない
。同時に、使用することのできる染料の範囲が広いため
、所望の染料を用いることができる。
、染料エマルジョンにおいてもまたポリマー粒子エマル
ジョンとの混合系においても、染料が水系媒体中へ溶出
することが少なく、従って染料による染色効率が高い上
、本発明において使用される染料は一般に色の濃いもの
であるので、得られる染色されたポリマー粒子は、十分
な濃度に着色されたものとなる。
溶液の油滴の粒径を例えば0.01μm以下に小さくす
ることも可能であるから、粒径の小さいポリマー粒子を
も十分に染色することができる。従って、従来の方法で
は染色することが困難であった粒径が非常に小さいポリ
マー粒子をも、本発明の染色方法によって十分に染色す
ることができる。その上、染料エマルジョンの油性有機
溶剤としてそれがポリマー粒子を膨潤させ得るものを選
択することにより、ポリマー粒子が高度に架橋された分
子量の大きいポリマーの粒子である場合にも、これを確
実に染色することができる。
本発明がこれらによって制限されるものではない。 実施例1 油溶性染料「オイルレッド5B」(シラド化学製:CI
ソルベントレッド27)2gをトルエン80gに溶解し
て染料溶液を調製した。一方、ソディウムドデシルサル
フェート(以下「SDS」という)1gを水375gに
溶解し、これを水系媒体としてこれに上記染料溶液を加
え、攪拌しながら30分間超音波を作用させることによ
り、染料溶液を微分散させて染料エマルジョンを調製し
た。得られた染料エマルジョン458gをポリスチレン
エマルジョン〔固形分10重量%、ポリスチレン粒子の
平均粒径0.417μm、CV値(標準偏差/平均粒径
×100)1.8%〕1000gに混合し、回転撹拌機
により200rpmで12時間撹拌することにより染色
処理を行った。
き込んでトルエンを除去した。そして、当該分散液につ
いて遠心分離処理を行って上澄み液を捨てた後、更に蒸
留水を加えてポリマー粒子を再分散させて再度遠心分離
処理を行うポリマー粒子の洗浄操作を、遠心分離処理に
よる上澄み液が透明になるまで繰り返した。その後、こ
の混合物を濾過処理して、鮮やかな赤色に染色された染
色ポリマー粒子1を得た。この染色ポリマー粒子1につ
いての染色度、平均粒径およびCV値を未染色粒子の平
均粒径およびCV値と共に表1に示す。
マルジョンとせずに直接、実施例1で用いたものと同様
のポリスチレンエマルジョン1000gに混合し、その
後は実施例1と同様の処理を行った。しかしながら、得
られたポリマー粒子は全く染色していないものであった
。
染料「カヤセットレッドG」2gを用い、これをトルエ
ン80gとアセトン100gとの混合溶剤に溶解して染
料溶液を調製し、この染料溶液を、エマルジョンとせず
に直接、実施例1で用いたものと同様のポリスチレンエ
マルジョン1000gに混合し、その後は実施例1と同
様の処理を行った。しかしながら、得られたポリマー粒
子は薄赤色乃至ピンク色のものであり、染色の程度は十
分ではなかった。このポリマー粒子についての染色度、
平均粒径およびCV値を表1に示す。
ンの量を3倍に変更したこと以外は実施例1と同様の処
理を行って、染色ポリマー粒子2を得た。この染色ポリ
マー粒子2は、実施例1の染色ポリマー粒子1に比して
更に濃い深紅色のものであった。この染色ポリマー粒子
2についての染色度、平均粒径およびCV値を表1に示
す。
および実施例2の場合には、染色処理の前後においてポ
リマー粒子の粒径およびCV値に大きな変化は認められ
ないが、比較例2の場合には、ポリマー粒子の粒径およ
びCV値に大きい変化が認められる。
びに実施例1および実施例2において得られた染色ポリ
マー粒子1および2を用い、これにヒト絨毛性ゴナドト
ロピンに対するウサギ抗体を常法に従って感作させ、ス
ライドテストを行うことにより、ポリスチレン粒子を基
準として染色ポリマー粒子1および2の診断薬としての
性能を調べた。結果は表2に示すとおりである。
び2は、未染色粒子と同等の診断薬用粒子としての性能
を有することが認められ、本発明の方法による染色処理
を行っても、基本的にポリマー粒子の性状には影響がな
いことが明らかである。
200gに溶解して染料溶液を調製した。一方、SDS
2gを水1000gに溶解し、この溶液に上記染料溶液
を加え、攪拌しながら30分間超音波を作用させること
により、染料溶液を微分散させて染料エマルジョンを調
製した。得られた染料エマルジョン1209.5gを、
架橋されたジビニルベンゼン−スチレン共重合体よりな
るポリマー粒子のエマルジョン〔固形分10重量%、ポ
リマー粒子の粒径1.0μm、ジビニルベンゼン:スチ
レン=80:20(重量比)〕1000gに混合し、回
転撹拌機により200rpmで12時間撹拌することに
より染色処理を行った。
例1と同様にして油性有機溶剤の除去および洗浄操作を
行って、鮮やかな黒色に染色された染色ポリマー粒子3
を得た。この染色ポリマー粒子3についての染色の程度
、電子顕微鏡によって調べた粒径を表3に示す。また、
染色ポリマー粒子3の粒径分布の状態をレーザ光散乱に
より調べたところ、図1に示すようにシャープな単分散
の状態であった。
ン200gとアセトン200gとの混合溶剤に溶解して
染料溶液を調製し、この染料溶液を、エマルジョンとせ
ずに直接、実施例3で用いたものと同様のポリマー粒子
のエマルジョン1000gに混合したこと以外は、実施
例1と同様の処理を行った。しかしながら、得られたポ
リマー粒子は全く着色していないものであった。
に溶解して染料溶液を調製した。一方、水100gに、
SDS1.2gとノニオン系界面活性剤であるポリオキ
シエチレン(10)オクチルフエニルエーテル「トライ
トンX100」(和光純薬社製)0.6gとを溶解させ
、この溶液に上記染料溶液を混合し、超音波ホモジナイ
ザーで微分散させることにより染料溶液を微分散させて
染料エマルジョンを調製した。得られた染料エマルジョ
ンの全量と、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体より
なるポリマー粒子のエマルジョン〔固形分10重量%、
平均粒径10.35μm〕100gとを混合し、2時間
撹拌することにより染色処理を行った。
水中に投入し、トルエンをポリマー粒子から水相に24
時間かけて抽出した。そして、沈降したポリマー粒子を
トルエンを含んだ水から分離し、このポリマー粒子を0
.1重量%のSDSを含む水100kgに再分散させ、
緩く撹拌しながら24時間にわたるトルエンの抽出操作
を合計6回繰り返して染色ポリマー粒子4を得た。 この染色ポリマー粒子4はきれいな螢光粒子であった。
化メチレンを用いて染料溶液を調製し、ポリマー粒子の
量を50gに変更したほかは実施例4と同様に処理して
染色ポリマー粒子5を得た。また、実施例6として、実
施例5におけるポリマー粒子の量を10gに変更した他
は実施例5と同様に処理して染色ポリマー粒子6を得た
。これらの染色ポリマー粒子5および6はいずれもきれ
いな螢光粒子であった。
ついての染色の状態および平均粒径を表4に示す。表4
の結果から明らかなように、実施例4、5および6で得
られた染色ポリマー粒子の粒径は、染色処理の前のポリ
マー粒子の粒径と殆ど同じで変化は認められない。
リマー粒子を高い染色効率で容易にしかも濃色に染色す
ることができ、しかも染色によって当該ポリマー粒子の
性状に基本的に影響を与えることがなく、また染色対象
となるポリマー粒子の範囲が広く、使用される染料の選
択範囲も広い、ポリマー粒子の染色方法を提供すること
ができる。
ー粒子の粒径分布を示す曲線図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 水に不溶性でかつ油性有機溶剤に可溶
な染料を油性有機溶剤に溶解させて得られる染料溶液を
水系媒体中に微分散させて染料エマルジョンを調製し、
この染料エマルジョンと、染色すべきポリマー粒子の水
系媒体によるポリマー粒子エマルジョンとを混合してポ
リマー粒子を染色する工程を有することを特徴とするポ
リマー粒子の染色方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18399691A JP3042047B2 (ja) | 1990-06-29 | 1991-06-28 | ポリマー粒子の染色方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17011290 | 1990-06-29 | ||
| JP2-170112 | 1990-06-29 | ||
| JP18399691A JP3042047B2 (ja) | 1990-06-29 | 1991-06-28 | ポリマー粒子の染色方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04363331A true JPH04363331A (ja) | 1992-12-16 |
| JP3042047B2 JP3042047B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=26493211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18399691A Expired - Lifetime JP3042047B2 (ja) | 1990-06-29 | 1991-06-28 | ポリマー粒子の染色方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3042047B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2468158A (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-01 | Therefore Ltd | Dissolving Treatment Agent Evenly Through Water for Washing Machine |
| JP2016176074A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | Jsr株式会社 | 着色粒子の製造方法 |
| CN113504365A (zh) * | 2021-07-07 | 2021-10-15 | 上海市皮肤病医院 | 一种彩色乳胶颗粒、复合物、免疫层析试纸及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106133038B (zh) * | 2014-04-15 | 2019-08-02 | 艾尼股份公司 | 浸渍聚合物基底的方法 |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP18399691A patent/JP3042047B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3042047B2 (ja) | 2000-05-15 |
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