説明

カプセル化物の油性分散液の製造方法、カプセル化物の油性分散液

【課題】本発明は、芯物質が限定されない等の優れた性質を持つカプセル化物の油系分散液の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物の油系分散液の製造方法であって、(1)芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物を含んでなる水系分散液を調製する工程と、(2)当該水系分散液中のカプセル化物を油層に転相させ、カプセル化物の油系分散液を調製する工程とを有する、製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カプセル化物の油性分散液の製造方法、当該方法により得られたカプセル化物の油性分散液に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、多くの産業・技術分野で各種物質のカプセル化が行われている。印刷、塗料、インク業界では、顔料や色素等のカプセル化が数多く実用化されている。また、医薬、農薬分野において、効力増強や毒性軽減、安定性付与、効果の遅延等を目的として薬物のカプセル化が数多く試みられている。カプセル化方法としては、一般に相分離法(コアセルベーション法)、液中乾燥法(界面沈澱法)、スプレードライイング法、パンコーティング法、液中硬化被覆法、界面重合法、界面無機反応法、In‐situ重合法等が知られている。しかしながら、これらの方法では、芯物質が限定される、シェル層(芯物質の被覆層)の厚みを自由に設計しにくい、芯物質一個をカプセル化することが難しい、カプセル表面の官能基を自由に設計することが難しい、均一な表面状態を有する粒子を製造することが容易でない、ナノオーダーでのカプセル化が容易でない、比較的不安定な化合物へ適用しにくい、製剤製造時に使用する溶媒が製品へ混入しやすい、あるいは得られるカプセルの性状が満足できない等の問題があり、また得られるカプセル化物自体にも用途によっては課題があった。
【0003】
また、本発明者が創作した発明として、芯物質が限定されない、シェル層(芯物質の被覆層)の厚みを自由に設計できる、芯物質一個をカプセル化できる、芯物質とシェル物質とでその機能を分離することができる、均一な表面状態を有する粒子を製造することができる、ナノオーダーでのカプセル化が容易である、均一な粒子径を有する粒子を製造することができる、環境に対して優しい、毒性などのある芯物質のカプセル化によって低毒化または無害化が可能である、等を満足するカプセル化物を提供することを目的とし、芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物であって、当該ポリマーが、イオン性基と疎水性基とを有するイオン性界面活性剤aを介して芯物質と接し、少なくとも当該イオン性界面活性剤aに対して反対電荷を有するイオン性重合性界面活性剤B及び/又はイオン性モノマーから誘導された繰り返し構造単位と、当該イオン性界面活性剤aと同種又は反対の電荷を有するイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Cから誘導された繰り返し構造単位とからなるカプセル化物、が公知である(特許文献34参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特公平7−94634号公報
【特許文献2】特開平8−59715号公報
【特許文献3】特開2003−306661号公報
【特許文献4】特開平5−339516号公報
【特許文献5】特開平8−302227号公報
【特許文献6】特開平8−302228号公報
【特許文献7】特開平8−81647号公報
【特許文献8】特開平5−320276号公報
【特許文献9】特開平8−218015号公報
【特許文献10】特開平8−295837号公報
【特許文献11】特開平9−3376号公報
【特許文献12】特開平8−183920号公報
【特許文献13】特開平10−46075号公報
【特許文献14】特開平10−292143号公報
【特許文献15】特開平11−80633号公報
【特許文献16】特開平11−349870号公報
【特許文献17】特開平2000−7961号公報
【特許文献18】特開平9−31360号公報
【特許文献19】特開平9−217019号公報
【特許文献20】特開平9−316353号公報
【特許文献21】特開平9−104834号公報
【特許文献22】特開平9−151342号公報
【特許文献23】特開平10−140065号公報
【特許文献24】特開平11−152424号公報
【特許文献25】特開平11−166145号公報
【特許文献26】特開平11−199783号公報
【特許文献27】特開平11−209672号公報
【特許文献28】特開平9−286939号公報
【特許文献29】特開2000−44852号公報
【特許文献30】特開2000−53897号公報
【特許文献31】特開2000−53898号公報
【特許文献32】特開2000−53899号公報
【特許文献33】特開2000−53900号公報
【特許文献34】国際公開第2006/043571号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、その目的とするところは、様々な産業・技術分野において、様々な機能を高く発揮することができるカプセル化物の油性分散液の製造方法を提供することにある。
より具体的には、本発明は、(1)芯物質が限定されない、(2)シェル層(芯物質の被覆層)の厚みを自由に設計できる、(3)芯物質一個をカプセル化できる、(4)芯物質とシェル物質とでその機能を分離することができる、(5)均一な表面状態を有する粒子を製造することができる、(6)ナノオーダーでのカプセル化が容易である、(7)均一な粒子径を有する粒子を製造することができる、(8)環境に対して優しい、(9)毒性などのある芯物質のカプセル化によって低毒化または無害化が可能である、(10)カプセル化物のポリマーが柔軟性と強度との双方を兼ね備えることができる、の前記(1)〜(10)の全てを満足するカプセル化物の油性分散液の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は、鋭意検討の結果、以下の技術的構成を見出し、本発明を完成したものである。
【0007】
1.芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物の油性分散液の製造方法であって、
(1)芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物の水性分散液を製造する工程と、
(2)当該カプセル化物を油層に転相させ、当該カプセル化物の油性分散液を製造する工程とを有し、
上記工程(1)が、
(イ)芯物質の表面に、イオン性基と疎水性基とを有するイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aを吸着させる工程と、
(ロ)当該イオン性界面活性剤a及び/又は前記イオン性重合性界面活性剤Aに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上を混合し吸着させる工程と、
(ハ)疎水性モノマーを加えて混合する工程と、
(ニ)当該イオン性界面活性剤a及び/又は前記イオン性重合性界面活性剤Aと同種又は反対の電荷を有するイオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cを加えて混合する工程と、
(ホ)これに重合開始剤を加えて重合する工程と、を有し、
上記工程(2)が、
(ヘ)上記工程(1)で得られた前記芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物の水性分散液に、前記イオン性界面活性剤c及び/又は前記イオン性重合性界面活性剤Cに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤fを添加する工程と、
(ト)工程(へ)により得られた混合液に非極性の油性溶剤を滴下し混合する工程と、
(チ)工程(ト)により得られた混合液を静置してカプセル化物を含む油相と水相とを分離し、前記水相を除去する工程と、
(リ)上記油相から水分を除去する工程と、を有する、カプセル化物の油性分散液の製造方法。
【0008】
2.前記工程(ト)における非極性の油性溶剤が、脂肪族炭化水素系溶剤またはシリコーン油である、上記に記載のカプセル化物の油性分散液の製造方法。
【0009】
3.前記工程(ハ)において、さらにウレタンアクリレートを加えて混合する、上記に記載のカプセル化物の油性分散液の製造方法。
【0010】
4.前記ポリマーが、前記イオン性重合性界面活性剤Cから誘導された繰り返し構造単位とともに、当該イオン性重合性界面活性剤Cと同種の電荷を有するイオン性モノマーから誘導された繰り返し構造単位を有することを特徴とする、上記に記載のカプセル化物の油性分散液の製造方法。
【0011】
5.前記(ロ)工程において、混合後に超音波を照射して処理する工程を含む、上記に記載のカプセル化物の油性分散液の製造方法。
【0012】
6.上記に記載のカプセル化物の油性分散液の製造方法により得られたカプセル化物の油性分散液。
【0013】
本発明のカプセル化物の油性分散液の製造方法によれば、芯物質の被覆層のポリマーを目的の機能に応じて自由に設計できる。特に柔軟性の富んだ被覆ポリマーを有するカプセル化物から剛直で耐薬品性に富んだ被覆ポリマーを有するカプセル化物まで物性に優れたカプセル化物の油性分散液を得ることができる。
【0014】
本発明のカプセル化物の油性分散液中のカプセル化物は、その芯物質として無機物、有機物の何れも使用できる。具体的には無機物粒子、有機物粒子、ポリマー粒子等が使用可能で、芯物質は限定されない。また、毒性などのある芯物質をカプセル化することによって、低毒化または無害化も可能である。
【0015】
本発明のカプセル化物の油性分散液中のカプセル化物は、シェル層(芯物質の被覆(ポリマー)層)の厚みを自由に設計することができるとともに、芯物質とシェル物質とでその機能を分離することができる。しかも、均一な表面状態を有する粒子を製造することができる。
【0016】
また、本発明のカプセル化物の油性分散液の製造方法は、一個の芯物質をカプセル化することができ、ナノオーダーでのカプセル化も容易である。
また、本発明のカプセル化物の油性分散液の製造方法は、均一な粒子径を有する粒子を製造することができる。
また、本発明のカプセル化物の油性分散液の製造方法は、柔軟性の富んだ被覆ポリマーを有するカプセル化物から剛直で耐薬品性に富んだ被覆ポリマーを有するカプセル化物まで物性に優れたカプセル化物の油性分散液を製造することができる。
さらにまた、本発明のカプセル化物の油性分散液の製造方法により得られたカプセル化物の油性分散液のカプセル化物の芯物質に色材(顔料)を用いた場合においては、分散安定性に優れた色材(顔料)カプセル化物の油性分散液を得ることができる。そして、このカプセル化物の油性分散液を用いた油性インクは、堅牢性にも耐擦性にも優れた記録物を得ることができる。また、かかる油性インクをインクジェット記録用インクとして用いた場合には、記録ヘッドからの吐出安定性にも優れ、且つ画像品質も優れた記録物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の実施形態における工程(1)の概略を示す図である。
【図2】芯物質の表面に吸着した負電荷を持つアニオン性界面活性剤と、正電荷を持つカチオン性重合性界面活性剤(図示しないが上記カチオン性重合性界面活性剤の換わりに、正電荷を持つカチオン性基と重合性基とを少なくとも有するカチオン性モノマーであってもよい。)と、負電荷を持つアニオン性重合性界面活性剤と疎水性モノマーとが共存している状態を示す模式図である。
【図3】芯物質の表面に吸着した負電荷を持つアニオン性重合性界面活性剤と、正電荷を持つカチオン性重合性界面活性剤(図示しないが上記カチオン性重合性界面活性剤の換わりに、正電荷を持つカチオン性基と重合性基とを少なくとも有するカチオン性モノマーであってもよい。)と、負電荷を持つアニオン性重合性界面活性剤と疎水性モノマーとが共存している状態を示す模式図である。
【図4】図2に示す状態がカプセル化された状態を示す模式図である。
【図5】図3に示す状態がカプセル化された状態を示す模式図である。
【図6】本実施形態のカプセル化の最終状態を示す模式図。
【図7】本実施形態のカプセル化の最終状態を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明のカプセル化物の油性分散液の製造方法の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態のカプセル化物の油性分散液の製造方法は、芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物の油系分散液の製造方法であって、
(1)芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物の水性分散液を製造する工程と、
(2)当該カプセル化物を油層に転相させ、当該カプセル化物の油性分散液を製造する工程とを有し、
上記工程(1)が、
(イ)芯物質の表面に、イオン性基と疎水性基とを有するイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aを吸着させる工程と、
(ロ)当該イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上を混合し吸着させる工程と、
(ハ)疎水性モノマーを加えて混合する工程と、
(ニ)当該イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aと同種又は反対の電荷を有するイオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cを加えて混合する工程と、
(ホ)これに重合開始剤を加えて重合する工程と、を有し、
上記工程(2)が、
(ヘ)上記工程(1)で得られた芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物の水性分散液に、上記イオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤fを添加する工程と、
(ト)工程(へ)により得られた混合液に非極性の油性溶剤を滴下し混合する工程と、
(チ)工程(ト)により得られた混合液を静置してカプセル化物を含む油相と水相とを分離し、水相を除去する工程と、
(リ)上記油相から水分を除去する工程と、を有することを特徴とする。
【0019】
〔本実施形態の工程(1):カプセル化物の水系分散液を調製する工程〕
本実施形態に係るカプセル化物の油系分散液の製造方法における、上記工程(1)で製造されるカプセル化物(の水系分散液)について説明する。
【0020】
上記カプセル化物は、イオン性基と疎水性基とを有するイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aの吸着した芯物質が、ポリマーを主成分とする被覆層によって被覆されたカプセル化物であって、芯物質に吸着したイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aを介して、(i)当該イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上から誘導された繰り返し構造単位と、(ii)当該イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aと同種又は反対の電荷を有するイオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cから誘導された繰り返し構造単位と、疎水性モノマーから誘導され、かつ上記(i)及び(ii)の間に存在する繰り返し構造単位とからなることを特徴としている。
【0021】
このようなカプセル化物は、イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aを吸着させた芯物質の水性分散液に、このイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上を加えて混合後、疎水性モノマーを加えて混合し、その後芯物質に吸着したイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aと同種又は反対の電荷を有するイオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cを加えて混合し乳化した後に、重合開始剤を加えて水中にて重合することでポリマー被覆層が形成され、製造できる。
【0022】
本発明者は、芯物質の表面に、イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aを吸着させる工程、当該イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B及びイオン性モノマーから選ばれる1種以上を混合し吸着させる工程、疎水性モノマーを加えて混合する工程、当該イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aと同種又は反対の電荷を有するイオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cを加えて混合する工程、および、これに重合開始剤を加えて重合する工程を含む製造方法によって、当該イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上から誘導された繰り返し構造単位と、当該イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aと同種又は反対の電荷を有するイオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cから誘導された繰り返し構造単位と、疎水性モノマーから誘導され、かつ上記2つの繰り返し構造単位の間に存在する繰り返し構造単位とを有するポリマーが、当該イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aを介して芯物質と接し、芯物質を被覆することができるとの知見を得た。
【0023】
上記の重合法を用いることによって、芯物質に吸着したイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aのイオン性基と反対電荷を有するイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B及びイオン性モノマーから選ばれる1種以上がイオン的に結合し、イオン的に結合したイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上の疎水性基と、芯物質に吸着したイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性重合性界面活性剤Aと同種又は反対の電荷を有するイオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cの疎水性基が向き合い、このイオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cのイオン性基が水相側に向いて配向した構造が形成され、この形成された状態のまま重合反応によって芯物質上にポリマー層が形成される。
【0024】
すなわち、重合反応前に、芯物質の周囲に存在するイオン性界面活性剤、イオン性重合性界面活性剤、イオン性モノマー、疎水性モノマー等の配置形態が極めて高度に制御され、最外殻では水相に向かってイオン性基が配向した状態が形成される。そして、重合反応によって、この高度に制御された形態のまま、イオン性重合性界面活性剤、イオン性モノマー、疎水性モノマー等がポリマーに転化して芯物質上にポリマー層が形成される。これによって、本実施形態の工程(1)で製造されるカプセル化物は極めて高精度に構造が制御されたものとなる。
【0025】
上述した本実施形態に係るカプセル化物のカプセル化前の状態と、カプセル化後の状態を、以下に図面を用いて説明する。
【0026】
図1は、本実施形態の工程(1)のカプセル化物の概略を示す図である。
図2は、芯(コア)物質1の表面に吸着した負電荷を持つアニオン性基21と疎水性基22とを有するアニオン性界面活性剤2’(イオン性界面活性剤a)と、正電荷を持つカチオン性基31と疎水性基32と重合性基33を有するカチオン性重合性界面活性剤3(イオン性重合性界面活性剤B)(図示しないが上記Bの換わりに、正電荷を持つカチオン性基と重合性基とを少なくとも有するカチオン性モノマーであってもよい。)と、負電荷を持つアニオン性基41と疎水性基42と重合性基43とを有するアニオン性重合性界面活性剤4(イオン性重合性界面活性剤C)と疎水性モノマー5とが共存している状態を表す図である。
カチオン性重合性界面活性剤3は、そのカチオン性基31が芯物質1に吸着しているアニオン性界面活性剤2’のアニオン性基21に向くよう配置され、イオン性の強い結合で吸着する。そして、このカチオン性重合性界面活性剤3の疎水性基32及び重合性基33に対しては、疎水性相互作用によって、アニオン性重合性界面活性剤4の疎水性基42と重合性基43が向き合い、アニオン性重合性界面活性剤4のアニオン性基41は水性溶媒の存在する方向、すなわち芯物質1からは最も離れた方向に存在している。疎水性モノマー5はカチオン性重合性界面活性剤3の疎水性基32及び重合性基33とアニオン性重合性界面活性剤4の疎水性基42と重合性基43とが向き合って形成される疎水相に存在している。
【0027】
図3は、芯物質1の表面に吸着した負電荷を持つアニオン性基21と疎水性基22と重合性基23とを有するアニオン性界面活性剤2(イオン性重合性界面活性剤A)と、正電荷を持つカチオン性基31と疎水性基32と重合性基33とを有するカチオン性重合性界面活性剤3(イオン性重合性界面活性剤B)と、負電荷を持つアニオン性基41と疎水性基42と重合性基43とを有するアニオン性重合性界面活性剤4(イオン性重合性界面活性剤C)と疎水性モノマー5とが共存している状態を表す図である。カチオン性重合性界面活性剤3は、そのカチオン性基31が芯物質1に吸着しているアニオン性重合性界面活性剤2のアニオン性基21に向くよう配置され、イオン性の強い結合で吸着する。そして、このカチオン性重合性界面活性剤3の疎水性基32に対しては、疎水性相互作用によって、アニオン性重合性界面活性剤4の疎水性基42が向き合い、アニオン性重合性界面活性剤4のアニオン性基41は水性溶媒の存在する方向、すなわち芯物質1からは最も離れた方向に存在している。疎水性モノマー5はカチオン性重合性界面活性剤3の疎水性基32とアニオン性重合性界面活性剤4の疎水性基42とが向き合って形成される疎水相に存在している。
【0028】
図4に示すように、図2の混合液に重合開始剤を添加して、カチオン性重合性界面活性剤3(図示しないが、正電荷を持つカチオン性基と重合性基とを少なくとも有するカチオン性モノマーであってもよい。)とアニオン性重合性界面活性剤4及び疎水性モノマー5を重合させることによって、芯物質1はポリマー層60で被覆され、カプセル化物100が生成される。ここで、ポリマー層60の表面はアニオン性基41が水相側に向かって規則正しく密に存在するので、カプセル化物100は、水性溶媒に非常に良好に分散する。同様に、図5は図3の混合液に重合開始剤を添加して重合させることによって、芯物質1はポリマー層60”で被覆され、カプセル化物100”が生成された場合である。
【0029】
次に、カプセル化物の構成成分について詳細に説明する。
〔芯物質〕
カプセル化物の芯物質としては、特に限定されないが、例えば、色材、無機物、有機物、無機有機複合粒子、無機コロイド、ポリマー粒子、金属酸化物(シリカ、チタニア等)、などが挙げられる。
有機物として、例えば、危険な薬品等を意図した場合、カプセル化物は、そのような危険な薬品等の取り扱い性を良くする等の効果を奏する。
無機コロイドは、透明性の高いハードコート層に使用できるものである。
芯物質として色材粒子を用いる場合、所望の色を発色し得る無機顔料や有機顔料等の顔料、分散染料や油溶性染料等の水に不溶もしくは難溶の染料を挙げることができる。
また、本実施形態の方法によって色材をカプセル化する場合は、塗料や顔料インク、トナー等の着色剤として使用することもできる。
上記カプセル化物においては、前記の芯物質を1種又は2種以上組合せて使用することもできる。
【0030】
〔イオン性界面活性剤〕
本実施形態に用いられるイオン性界面活性剤は、イオン性基と疎水性基とを有するものであれば特に限定されない。イオン性基としては、アニオン性基、カチオン性基のいずれでもよく、カプセル化物の用途に応じて適宜選択される。
本実施形態で用いるイオン性界面活性剤において、アニオン性基を有するものをアニオン性界面活性剤、カチオン性基を有するものをカチオン性界面活性剤とする。
【0031】
アニオン性基としては、スルホン酸基、スルフィン酸基、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸エステル基、スルフィン酸エステル基、リン酸エステル基、および、これらの塩の群から選択されたものを好適に例示できる。塩としては、Na塩、K塩、Ca塩、有機アミン塩などを挙げることができる。
【0032】
カチオン性基としては、一級アンモニウムカチオン、二級アンモニウムカチオン、三級アンモニウムカチオン、及び第四級アンモニウムカチオンなる群から選択されたカチオン性基が好ましい。一級アンモニウムカチオンとしてはモノアルキルアンモニウムカチオン(RNH3+)等を、二級アンモニウムカチオンとしてはジアルキルアンモニウムカチオン(R2NH2+)等を、三級アンモニウムカチオンとしてはトリアルキルアンモニウムカチオン(R3NH+)等を、第四級アンモニウムカチオンとしては(R4+)等を挙げることができる。ここで、Rは、疎水性基であり、以下に示すものを挙げることができる。また、上記カチオン性基の対アニオンとしては、Cl-、Br-、I-、CH3OSO3-、C25OSO3-などを挙げることができる。
【0033】
疎水性基としては、炭素数が8〜16のアルキル基及びフェニル基、フェニレン基等のアリール基からなる群から選ばれる一種又は二種以上であることが好ましく、分子中にアルキル基及びアリール基の両者を有することもできる。
【0034】
〔イオン性重合性界面活性剤〕
本実施形態に用いられるイオン性重合性界面活性剤は、前記のイオン性基と前記の疎水性基とさらに重合性基を有するイオン性界面活性剤である。重合性基としては、ラジカル重合が可能な不飽和炭化水素基が好ましく、具体的には、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、プロペニル基、ビニリデン基、及びビニレン基からなる群から選択された基であることが好ましい。このなかでも特にアリル基、メタクリロイル基、アクリロイル基が好ましい。
【0035】
疎水性基としては、炭素数が8〜16のアルキル基及びフェニル基、フェニレン基等のアリール基からなる群から選ばれる一種又は二種以上であることが好ましく、分子中にアルキル基及びアリール基の両者を有することもできる。
イオン性基としては、アニオン性基、カチオン性基のいずれでもよく、カプセル化物の用途に応じて適宜選択される。
【0036】
イオン性重合性界面活性剤は、イオン性基として、アニオン性基、カチオン性基のいずれを有するかによって、それぞれアニオン性重合性界面活性剤、カチオン性重合性界面活性剤と称される。
【0037】
〔アニオン性重合性界面活性剤〕
本実施形態に用いられるアニオン性重合性界面活性剤は、アニオン性基と疎水性基とさらに重合性基を有するアニオン性界面活性剤である。
【0038】
アニオン性基としては、スルホン酸基、スルフィン酸基、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸エステル基、スルフィン酸エステル基、リン酸エステル基、および、これらの塩の群から選択されたものを好適に例示できる。塩としては、Na塩、K塩、Ca塩、有機アミン塩などを挙げることができる。
【0039】
疎水性基としては、炭素数が8〜16のアルキル基及びフェニル基、フェニレン基等のアリール基からなる群から選ばれる一種又は二種以上であることが好ましく、分子中にアルキル基及びアリール基の両者を有することもできる。
【0040】
重合性基としては、ラジカル重合が可能な不飽和炭化水素基が好ましく、具体的には、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、プロペニル基、ビニリデン基、及びビニレン基からなる群から選択された基であることが好ましい。このなかでも特にアリル基、メタクリロイル基、アクリロイル基が好ましい。
【0041】
アニオン性重合性界面活性剤の具体例としては、特公昭49−46291号公報、特公平1−24142号公報、又は特開昭62−104802号公報に記載されているようなアニオン性のアリル誘導体、特開昭62−221431号公報に記載されているようなアニオン性のプロペニル誘導体、特開昭62−34947号公報又は特開昭55−11525号公報に記載されているようなアニオン性のアクリル酸誘導体、特公昭46−34898号公報又は特開昭51−30284号公報に記載されているようなアニオン性のイタコン酸誘導体などを挙げることができる。
【0042】
本実施形態において使用するアニオン性重合性界面活性剤としては、例えば、下記一般式(31)で表される化合物である。
【0043】
【化1】

[式中、R21及びR31は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基であり、Z1は、炭素−炭素単結合又は式:
−CH2−O−CH2
で表される基であり、mは2〜20の整数であり、Xは式−SO31で表される基であり、M1はアルカリ金属、アンモニウム塩、又はアルカノールアミンである。]
【0044】
又は、例えば、下記一般式(32)で表される化合物が好ましい。
【0045】
【化2】

[式中、R22及びR32は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基であり、Dは、炭素−炭素単結合又は式:
−CH2−O−CH2
で表される基であり、nは2〜20の整数であり、Yは式−SO32で表される基であり、M2はアルカリ金属、アンモニウム塩、又はアルカノールアミンである。]
【0046】
前記式(31)で表されるアニオン性重合性界面活性剤としては、特開平5−320276号公報、又は特開平10−316909号公報に記載されている化合物を挙げることができる。式(31)におけるmの値を適宜調整することによって、色材粒子をカプセル化して得られるカプセル化色材粒子表面の親水性を調整することが可能である。式(31)で表される好ましい重合性界面活性剤としては、下記の式(310)で表される化合物を挙げることができ、さらに具体的には、下記の式(31a)〜(31d)で表される化合物を挙げることができる。
【0047】
【化3】

[式中、R31、m、及びM1は式(31)で表される化合物と同様である。]
【0048】
【化4】

【0049】
【化5】

【0050】
【化6】

【0051】
【化7】

【0052】
上記アニオン性重合性界面活性剤としては市販品を用いることもできる。旭電化工業株式会社のアデカリアソープSE−10Nは、式(310)で表される化合物において、M1がNH4、R31がC919、m=10とされる化合物である。旭電化工業株式会社のアデカリアソープSE−20Nは、式(310)で表される化合物において、M1がNH4、R31がC919、m=20とされる化合物である。
また、本実施形態において用いるアニオン性重合性界面活性剤としては、例えば、一般式(33)で表される化合物が好ましい。
【0053】
【化8】

[式中、pは9又は11であり、qは2〜20の整数であり、Aは−SO33で表わされる基であり、M3はアルカリ金属、アンモニウム塩又はアルカノールアミンである。]
式(33)で表される好ましいアニオン性重合性界面活性剤としては、以下の化合物を挙げることができる。
【0054】
【化9】

[式中、rは9又は11、sは5又は10である。]
【0055】
上記アニオン性重合性界面活性剤としては、市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、第一工業製薬株式会社製のアクアロンKHシリーズ(アクアロンKH−5、及びアクアロンKH−10)(以上、商品名)などを挙げることができる。アクアロンKH−5は、上記式(33)で示される化合物において、rが9及びsが5である化合物と、rが11及びsが5である化合物との混合物である。アクアロンKH−10は、上記式で示される化合物において、rが9及びsが10である化合物と、rが11及びsが10である化合物との混合物である。
【0056】
また、本実施形態に用いるアニオン性重合性界面活性剤としては、下記の式(34)で表される化合物が好ましい。
【0057】
【化10】

[式中、Rは炭素数8〜15のアルキル基であり、nは2〜20の整数であり、Xは−SO3Bで表わされる基であり、Bはアルカリ金属、アンモニウム塩又はアルカノールアミンである。]
【0058】
上記アニオン性重合性界面活性剤としては、市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、旭電化工業株式会社製のアデカリアソープSRシリーズ(アデカリアソープSR−10、SR−20、SR−1025)(以上、商品名)などを挙げることができる。アデカリアソープSRシリーズは、上記一般式(34)において、BがNH4で表される化合物であって、SR−10はn=10、SR−20はn=20である化合物である。
また、本実施形態に用いるアニオン性重合性界面活性剤としては、下記の式(A)で表される化合物も使用できる。
【0059】
【化11】

[上記式(A)中、R4は水素原子又は炭素数1から12の炭化水素基を表し、lは2〜20の数を表し、M4はアルカリ金属、アンモニウム塩、又はアルカノールアミンを表す。]
【0060】
上記アニオン性重合性界面活性剤としては市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、第一工業製薬株式会社製のアクアロンHSシリーズ(アクアロンHS−10、HS−20、及びHS−1025)(以上、商品名)が挙げられる。
また、本実施形態において用いるアニオン性重合性界面活性剤としては、例えば、一般式(35)で表されるアルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩を挙げることができる。
【0061】
【化12】

【0062】
上記アニオン性重合性界面活性剤としては市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、三洋化成工業株式会社のエレミノール JS−2を挙げることができ、上記一般式(35)において、m=12で表される化合物である。
また、本実施形態において用いるアニオン性重合性界面活性剤としては、例えば、一般式(36)で表されるメタクリロイルオキシポリオキシアルキレン硫酸エステルナトリウム塩を挙げることができる。下記式で、nは1〜20である。
【0063】
【化13】

【0064】
上記アニオン性重合性界面活性剤としては市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、三洋化成工業株式会社のエレミノール RS−30を挙げることができ、上記一般式(36)において、n=9で表される化合物である。
また、本実施形態において用いるアニオン性重合性界面活性剤としては、例えば、一般式(37)で表される化合物を用いることができる。
【0065】
【化14】

【0066】
上記アニオン性重合性界面活性剤としては市販品を用いることもでき、日本乳化剤株式会社のAntox MS−60がこれに当たる。
以上に例示したアニオン性重合性界面活性剤は、単独で、又は2種以上の混合物として用いることができる。
【0067】
〔カチオン性重合性界面活性剤〕
本実施形態に用いられるカチオン性重合性界面活性剤は、カチオン性基と疎水性基とさらに重合性基を有するカチオン性界面活性剤である。
カチオン性基としては、一級アンモニウムカチオン、二級アンモニウムカチオン、三級アンモニウムカチオン、及び第四級アンモニウムカチオンなる群から選択されたカチオン性基が好ましい。一級アンモニウムカチオンとしてはモノアルキルアンモニウムカチオン(RNH3+)等を、二級アンモニウムカチオンとしてはジアルキルアンモニウムカチオン(R2NH2+)等を、三級アンモニウムカチオンとしてはトリアルキルアンモニウムカチオン(R3NH+)等を、第四級アンモニウムカチオンとしては(R4+)等を挙げることができる。ここで、Rは、疎水性基であり、以下に示すものを挙げることができる。
【0068】
疎水性基としては、炭素数が8〜16のアルキル基及びフェニル基、フェニレン基等のアリール基からなる群から選ばれる一種又は二種以上であることが好ましく、分子中にアルキル基及びアリール基の両者を有することもできる。
また、上記カチオン性基の対アニオンとしては、Cl-、Br-、I-、CH3OSO3-、C25OSO3-などを挙げることができる。
【0069】
重合性基としては、ラジカル重合が可能な不飽和炭化水素基が好ましく、具体的には、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、プロペニル基、ビニリデン基、及びビニレン基からなる群から選択された基であることが好ましい。このなかでも特にアリル基、メタクリロイル基、アクリロイル基が好ましい。
【0070】
カチオン性重合性界面活性剤としては、例えば、一般式R[4-(l+m+n)]1l2m3n+・X-で表される化合物を挙げることができる(前記一般式中、Rは重合性基であり、R1、R2、R3はそれぞれ炭素数が8〜16のアルキル基及びフェニル基、フェニレン基等のアリール基であり、X-はCl-、Br-、I-、CH3OSO3-、C25OSO3-であり、l、m及びnはそれぞれ1又は0である)。ここで、重合性基としては、前述したものを挙げることができる。
【0071】
カチオン性重合性界面活性剤の具体例としては、メタクリル酸ジメチルアミノエチルオクチルクロライド塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチルセチルクロライド塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチルデシルクロライド塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチルドデシルクロライド塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチルテトラデシルクロライド塩、等を挙げることができる。以上例示したカチオン性重合性界面活性剤は、単独で、又は2種以上の混合物として用いることができる。
【0072】
〔イオン性モノマー〕
本実施形態で用いるイオン性モノマーは、イオン性基および重合性基を有する化合物で、水溶性である。
イオン性基としては、アニオン性基、カチオン性基のいずれでもよく、カプセル化物の用途に応じて適宜選択される。
アニオン性基としては、スルホン酸基、スルフィン酸基、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸エステル基、スルフィン酸エステル基、リン酸エステル基、および、これらの塩の群から選択されたものを好適に例示できる。塩としては、Na塩、K塩、Ca塩、有機アミン塩などを挙げることができる。
【0073】
カチオン性基としては、一級アンモニウムカチオン、二級アンモニウムカチオン、三級アンモニウムカチオン、及び第四級アンモニウムカチオンなる群から選択されたカチオン性基が好ましい。一級アンモニウムカチオンとしてはモノアルキルアンモニウムカチオン(RNH3+)等を、二級アンモニウムカチオンとしてはジアルキルアンモニウムカチオン(R2NH2+)等を、三級アンモニウムカチオンとしてはトリアルキルアンモニウムカチオン(R3NH+)等を、第四級アンモニウムカチオンとしては(R4+)等を挙げることができる。ここで、Rは、疎水性基であり、以下に示すものを挙げることができる。また、上記カチオン性基の対アニオンとしては、Cl-、Br-、I-、CH3OSO3-、C25OSO3-などを挙げることができる。
【0074】
イオン性基として、アニオン性基、カチオン性基のいずれを有するかによって、それぞれアニオン性水溶性モノマー、カチオン性水溶性モノマーと称される。
本実施形態で使用できるカチオン性水溶性モノマーの好ましい具体例としては、メタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチルベンジルクロライド塩、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド塩、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド塩、及び2−ヒドロキシ−3−メタクリロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド塩、等が挙げられる。上記のカチオン性水溶性モノマーとしては市販品を用いることもでき、例えば、アクリエステルDMC(三菱レイヨン(株))、アクリエステルDML60(三菱レイヨン(株))、及びC−1615(第一工業製薬(株))などを挙げることができる。以上例示したカチオン性水溶性モノマーは、単独で、又は2種以上の混合物として用いることができる。
【0075】
本実施形態において使用できるアニオン性水溶性モノマーの好ましい具体例としては、カルボキシル基を有するモノマーとして、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−メタクリロイルオキシエチルコハク酸、2−メタクリロイルオキシエチルフタル酸、イタコン酸、フマール酸、マレイン酸等が挙げられる。これらの中でもアクリル酸及びメタクリル酸が好ましい。スルホン酸基を有するモノマーとしては、例えば、4−スチレンスルホン酸及びその塩、ビニルスルホン酸及びその塩、スルホエチルアクリレート及びその塩、スルホエチルメタクリレート及びその塩、スルホアルキルアクリレート及びその塩、スルホアルキルメタクリレート及びその塩、スルホプロピルアクリレート及びその塩、スルホプロピルメタクリレート及びその塩、スルホアリールアクリレート及びその塩、スルホアリールメタクリレート及びその塩、ブチルアクリルアミドスルホン酸及びその塩、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及びその塩等が挙げられる。また、ホスホン基を有するモノマーとしては、ホスホエチルメタクリレート等のリン酸基含有(メタ)アクリレートが挙げられる。以上例示したアニオン性水溶性モノマーは、単独で、又は2種以上の混合物として用いることができる。
【0076】
なお、本発明に用いるイオン性重合性界面活性剤Aは、芯物質に吸着させる目的で使用するものであって、イオン性基はアニオン性、カチオン性の何れでも構わない。
【0077】
また、本発明で用いるイオン性重合性界面活性剤Aは、前述のイオン性重合性界面活性剤の項目およびアニオン性重合性界面活性剤の項目並びにカチオン性重合性界面活性剤の項目で記載したものと同じである。
【0078】
〔疎水性モノマー〕
本実施形態でいう疎水性モノマーとは、その構造中に少なくとも疎水性基及び重合性基を有する重合性モノマーをいい、疎水性基が脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、及び芳香族炭化水素基の群から選択されたものを例示できる。
【0079】
上記の脂肪族炭化水素基としてはメチル基、エチル基、及びプロピル基等を、脂環式炭化水素基としてはシクロヘキシル基、ジシクロペンテニル基、ジシクロペンタニル基、及びイソボルニル基等を、芳香族炭化水素基としてはベンジル基、フェニル基、及びナフチル基等を挙げることができる。
【0080】
上記疎水性モノマーの重合性基は、前述のイオン性重合性界面活性剤の項目で記載のものと同じものを用いることができる。
疎水性モノマーの具体例としては、スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、ジメチルスチレン、クロルスチレン、ジクロルスチレン、t−ブチルスチレン、ブロムスチレン、p−クロルメチルスチレン等のスチレン誘導体;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、イソプロピルアクリレート、アクリル酸n−ブチル、ブトキシエチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、アクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、フェノキシエチルアクリレート、アクリル酸シクロヘキシル、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、及びイソボルニルアクリレート、イソアミルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、ベヘニルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノールEO付加物アクリレート、イソオクチルアクリレート、イソミリスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、2−エチルヘキシルジグリコールアクリレート、オクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノアクリレート等の単官能アクリル酸エステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、イソプロピルメタクリレート、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、n−アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸イソデシル、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸フェノキシエチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、t−ブチルシクロヘキシルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート、ブトキシメチルメタクリレート、及びイソボルニルメタクリレート、オクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノメタクリレート、等の単官能メタクリル酸エステル類;アリルベンゼン、アリル−3−シクロヘキサンプロピオネート、1−アリル−3,4−ジメトキシベンゼン、アリルフェノキシアセテート、アリルフェニルアセテート、アリルシクロヘキサン、及び多価カルボン酸アリル等のアリル化合物;フマル酸、マレイン酸、及びイタコン酸等の不飽和エステル類;N−置換マレイミド、環状オレフィンなどのラジカル重合性基を有するモノマーなどが挙げられる。
【0081】
本実施形態のカプセル壁材の主成分であるポリマーを合成するために用いるモノマーとして、本実施形態の効果を損なわない範囲で、さらに下記一般式(2)で表されるモノマーを用いることができる。
【0082】
【化15】

[ただし、R1は水素原子又はメチル基を表す。R2はt−ブチル基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、又はヘテロ環基を表す。mは0〜3、nは0又は1の整数を表す。]
【0083】
上記一般式(2)において、R2が示す脂環式炭化水素基としては、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基、ジシクロペンテニル基、及びアダマンタン基等が挙げられ、ヘテロ環基としてはテトラヒドロフラン基等が挙げられる。
上記一般式(2)で表されるモノマーの具体例としては、以下のものが挙げられる。
【0084】
【化16】

【0085】
【化17】

【0086】
カプセル壁材のポリマー中に一般式(2)で表されるモノマー由来の”嵩高い”基である前記R2基を入れることによって、ポリマーの分子のたわみやすさを低下させ、すなわち、分子の運動性を低下させて、ポリマーの機械的強度や耐熱性を高めることができる。
一方、前述した疎水性モノマーのうち、長鎖アルキル基を有するモノマーから誘導された繰り返し構造単位を有するポリマーは柔軟性を有する。したがって、後述の架橋性モノマーから誘導された繰り返し構造単位及び/又は一般式(2)で表されるモノマーから誘導された繰り返し構造単位と長鎖アルキル基を有するモノマーから誘導された繰り返し構造単位との比率を適宜調整することによって、好ましい可塑性とあわせて、優れた機械的強度及び優れた耐溶剤性を有するカプセル壁材ポリマーを合成することができる。
【0087】
〔架橋性モノマー〕
架橋性モノマーを疎水性モノマーとともに用いることによって、ポリマーの機械的強度や耐熱性を高めることができ、カプセル壁材の形態維持性が向上する。また、有機溶剤によるポリマーの膨潤や有機溶剤のポリマー内部への浸透を抑制することができ、カプセル壁材の耐溶剤性を高めることができる。
【0088】
本実施形態において用いる架橋性モノマーとしては、ビニル基,アリル基,アクリロイル基,メタクリロイル基,プロペニル基,ビニリデン基,及びビニレン基から選ばれる1種以上の不飽和炭化水素基を2個以上有する化合物を有するものが挙げられる。架橋性モノマーの具体例としては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、アリルアクリレート、ビス(アクリロキシエチル)ヒドロキシエチルイソシアヌレート、ビス(アクリロキシネオペンチルグリコール)アジペート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシエトキシ・ジエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(アクリロキシエトキシ・ポリエトキシ)フェニル〕プロパン、ヒドロキシビバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラブロモビスフェノールAジアクリレート、トリグリセロールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジメタクリロキシプロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキシエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキシエトキシジエトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(メタクリロキシエトキシポリエトキシ)フェニル〕プロパン、テトラブロモビスフェノールAジメタクリレート、ジシクロペンタニルジメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、ヒドロキシビバリン酸ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタメタクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、トリグリセーロールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリス(メタクリロキシエチル)イソシアヌレート、アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルテレフタレート、ジアリルイソフタレート、及びジエチレングリコールビスアリルカーボネート等が挙げられる。
【0089】
〔ウレタンアクリレート〕
本実施形態においては、上述した疎水性モノマーと共にウレタンアクリレートを用いることもできる。これにより、カプセル化物を構成するポリマーを目的の機能に応じて自由に設計できることから、柔軟性の富んだ被覆ポリマーを有するカプセル化物から剛直で耐薬品性に富んだ被覆ポリマーを有するカプセル化物まで用途に要求される物性に優れたカプセル化物とその油性分散液を得ることができる。
【0090】
本実施形態でいうウレタンアクリレートとは、構造中にウレタン結合とアクリル基を有するものを言い、ジイソシアネートとジオールとを付加反応し、残存したイソシアネート基にさらに水酸基等の活性水素基を有する(メタ)アクリレートをさらに付加反応することで合成することができる。
【0091】
ジイソシアネート化合物は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、1,3−ジイソシアナトメチルシクロヘキサン(H6 XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、トルエンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、等がある。これらの中で、最終合成物(本実施形態のカプセル化物の被覆ポリマー)の黄変化対策として、HDI、H6 XDI、IPDIのいずれかを選択するのが好ましい。
【0092】
ジオールは、例えば、ピバリン酸ネオペンチルグリコールエステル、ポリカプロラクトンポリオール等のポリエステルポリオール;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等のポリエーテルポリオール;ポリヘキサメチレンカーボネートグリコール等のポリカーボネートポリオール;エチレングリコール、プロパンジオール、1,4−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、メチルペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、3,3−ジメチロールヘプタン、炭素数が7〜22のアルカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、炭素数が17〜20のアルカン−1,2−ジオール、水素化ビスフェノールA、1,4−ジヒドロキシ−2−ブテン、2,6−ジメチル−1−オクテン−3,8−ジオール、ビスフェノールA、グリセリン、2−メチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジヒドロキシ−3−ヒドロキシメチルペンタン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)プロパン、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−3−ブタノール、その他の炭素数が8〜24の脂肪族トリオール、テトラメチロールメタン、等がある。これらの中で、ポリカプロラクトンポリオール等のポリエステルポリオールやポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールが好ましく使用できる。
【0093】
さらに、水酸基等の活性水素基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0094】
ウレタンアクリレートは、本実施形態のカプセル化物の被覆ポリマーに求められる物性(柔軟から高強度)に応じて官能基数を選択することが好ましく、特に2官能以上であることが好ましい。また、ウレタンアクリレートの分子量は100〜5,000であることが好ましく、400〜2,000であることがより好ましい。
【0095】
ウレタンアクリレートは、市販品としては、EBECRYL8402(粘度:12,500mPa・s、2官能、分子量:1,000)、同9270(粘度:7,500mPa・s、2官能、分子量:1,000)、同4858(粘度:7,000mPa・s、2官能、分子量:450)(以上、ダイセル・サイテック株式会社製)等を好適に用いることができる。
【0096】
本実施形態のカプセル化物の成膜性、被覆膜の強度、耐薬品性、耐水性、耐光性、耐侯性、光学特性の他、物理特性や化学特性は、疎水性モノマーや架橋性モノマーやウレタンアクリレートの構造、およびこれらからなる共重合体の構造等により決まる。したがって、カプセル化物に要求される性能に応じて、疎水性モノマーや疎水性モノマーやウレタンアクリレートの最適なものを選択する。例えば、カプセル化物の成膜性、被覆膜の強度、耐薬品性は、芯物質を被覆している共重合体(コポリマー)のガラス転移点(Tg)を制御することで可能である。一般に、高分子固体、特に無定形高分子固体において、温度を低温から高温へ上げていくと、わずかな変形に非常に大きな力の要る状態(ガラス状態)から小さな力で大きな変形が起こる状態へと急変する現象が起こるが、この現象の起こる温度をガラス転移点(またはガラス転移温度)という。一般には、熱走査型熱量計(Differential scanning calorimeter)による昇温測定によって得られた示差熱曲線において、吸熱ピークの底部から吸熱の開始点に向かって接線を引いたときのベースラインとの交点の温度がガラス転移点とされる。また、ガラス転移点では弾性率、比熱、屈折率などの他の物性も急激に変化することが知られており、これらの物性を測定することによってもガラス転移点が決定されることが知られている。さらに共重合体を合成する際に使用したモノマーの重量分率と当該モノマーを単独重合して得られるホモポリマーのガラス転移点とからFoxの式によりガラス転移点を計算することができる。
【0097】
【数1】

(上記式中、Tg[p]は得られるポリマーのガラス転移温度、iは種類の異なるモノマーごとに付した番号、Tg[hp]iは重合に用いるモノマーiのホモポリマーのガラス転移温度、xiは重合するモノマーの重量総計に対するモノマーiの重量分率を表す。)
【0098】
すなわち、本実施形態のカプセル化物のおかれた温度環境が本実施形態のカプセル化物の芯物質を被覆している共重合体のガラス転移点よりも高い場合には、この共重合体は小さな力で大きな変形が起こる状態となり、さらに融点に達すると溶融する。このとき、近傍に他のカプセル化物が存在するとカプセル化物同士が融着して成膜する。また、融点まで環境温度が達しない場合であっても、カプセル化物同士が強い力によって接触するような場合で各カプセル化物を被覆している共重合体分子同士が絡み合うことが可能となるような条件が整えば、共重合体(コポリマー)同士が融着することもある。
【0099】
〔重合開始剤〕
本実施形態のカプセル化物のカプセル壁材を構成するポリマーは、上述したように、イオン性重合性界面活性剤、イオン性モノマー、疎水性モノマーを重合して得られる。この重合反応は公知の重合開始剤を用いて行うことができ、特にラジカル重合開始剤を用いることが好ましい。本実施形態においては、カプセル化物を製造するに当たり採用した重合方法に適した重合開始剤を使用することが好ましい。乳化重合法及びミニエマルション重合法を用いる場合においては、重合開始剤としては水溶性の重合開始剤が好ましく、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩、過酸化水素、2,2−アゾビス−(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、4,4−アゾビス−(4−シアノ吉草酸)等の水溶性アゾ化合物系開始剤、などが挙げられる。また、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素等の酸化剤と、亜硫酸ナトリウム、次亜硫酸ナトリウム、硫酸第一鉄、硝酸第一鉄、チオ尿素等の還元剤とを組み合わせたレドックス系開始剤を用いることもできる。また、懸濁重合法及びミニエマルション重合法を用いる場合においては、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、等の油溶性のアゾ化合物系開始剤、ジラウロイルパーオキサイド、ジサクシニックアシドパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチル(パーオキシ−2−エチルヘキサノエート)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エタヘキサノイルペルオキシ)ヘキサン等の過酸化物等の油溶性重合開始剤を用いるのが好ましい。
【0100】
〔その他の成分〕
本実施形態のカプセル化物は、芯(コア)材をポリマーを主成分とする材料で被覆したものであり、原料として上述したものに加えて、本実施形態の効果を損ねない範囲で、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、難燃剤、可塑剤、ワックス等のその他の成分をポリマー中に含有させることができる。
【0101】
〔カプセル物の重合法〕
本実施形態のカプセル化物のカプセル壁材は工程(1)において重合反応によって合成されるが、この重合反応は、超音波発生器、攪拌機、還流冷却器、滴下漏斗、及び温度調節器を備えた反応容器を使用して行うことが好ましい。
本実施形態の工程(1)のカプセル化物の製造法について以下に説明する。
【0102】
本実施形態の実施形態に係るカプセル化物は、具体的には、以下の手順によって好適に製造される。
(I)初めに、芯物質の表面にイオン性基と疎水性基とを有するイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aを吸着させる。具体的には、芯物質が固体である場合、前記イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aを溶解したイオン交換水に芯物質を入れ、混合した後、この混合液をボールミル、ロールミル、アイガーミル、又はジェットミル等の一般的な分散機に入れて分散処理を行い、前記イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aを芯物質に十分に吸着させることが好ましい。なお、前述したように、芯物質に吸着させる物質は、少なくともイオン性基を有するものであれば良い。また、芯物質の分散媒への分散性の改善等を考慮して、非イオン性界面活性剤を併用してもよく、この非イオン性界面活性剤は重合性基を有していても良い。
【0103】
さらに、限外濾過等によって、芯物質に未吸着のイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aを除去することが好ましい。未吸着のイオン性界面活性剤が多量に残存していると副生成物であるポリマー粒子の生成量が増加して芯物質のカプセル化が不十分となる。しかしながら、除去し過ぎると芯物質の分散が不安定となる場合があることから、限外濾過等の程度は分散安定性とカプセル化の状況とを鑑み、適宜決定することが好ましい。
【0104】
(II)次に、このイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aを吸着した芯物質の分散液に、前記イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上を加えて混合する。このとき、イオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上のイオン性基がイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aのイオン性基にイオン的に結合しやすくなるように超音波を混合物に照射することが好ましい。
【0105】
上記イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aを吸着した芯物質の分散液へのイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上の添加量は、イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aのイオン性基の総モル数(すなわち、用いた芯物質1gの表面に存在するイオン性基量[mol/g])に対して、0.5〜2倍モルの範囲であることが好ましく、0.8〜1.2倍モルの範囲であることがさらに好ましい。芯物質表面に吸着したイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aのイオン性基の総モル量に対して、これらに対して反対電荷を有するイオン性重合性界面活性剤B及び/又はイオン性モノマーを0.5倍モル以上添加することによって、その後の重合反応によって良好な分散性を有するカプセル化物を得ることができる。これは芯物質をイオン性重合性界面活性剤B及び/又はイオン性モノマーで充分覆うことができるためと考えられる。一方、イオン性重合性界面活性剤B及び/又はイオン性モノマーの添加量を2倍モル以下にすることによって、芯物質を持たないポリマー粒子(ポリマーのみからなる粒子)の発生を抑制することができる。
【0106】
(III)さらに、疎水性モノマーを添加する。疎水性モノマーの添加する時期は、(IV)の後であっても構わない。なお、上述したとおり、カプセル化物の被覆ポリマーの機械的強度等の物性や耐薬品性・耐水性等が要求される場合は、疎水性モノマーとともに架橋性モノマーやウレタンアクリレートを添加することが好ましい。ウレタンアクリレートは、疎水性モノマーや架橋性モノマーに溶解して用いることが好ましい。
【0107】
(IV)次いで、イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aと同種又は反対の電荷を有するイオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cを添加して混合する。ここで、イオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cの添加量は、イオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上に対して、0.5倍〜10倍モルの範囲であることが好ましく、0.5倍モル〜5倍モルの範囲であることがさらに好ましい。前記添加量を0.5倍モル以上にすることにより、カプセル化物の凝集を抑制でき、分散安定性が優れたカプセル化物水性分散液が得られる。また、前記添加量を10倍モル以下にすることによって、芯物質のカプセル化に寄与しないイオン性重合性界面活性剤Cの量を減らし、ポリマー粒子の発生を抑制できる。
【0108】
以上の工程により、イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aが吸着した芯物質表面に、そのイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aに対して反対電荷を持つイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上が静電的に付着し、その外側に、疎水性モノマー(および架橋性モノマーやウレタンアクリレート)が局在し、さらにその外側にイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aのイオン性基の電荷と同種又は反対の電荷を有するイオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cがそのイオン性基を水相側に向けて配向してアドミセル(admicell)を形成すると推定される。なお、上記の工程において超音波の照射を行わなくても、アドミセルの形成が得られる場合においては、超音波照射は必ずしも必要ではない。
【0109】
(V)次に上記のようにして調製された混合液に重合開始剤を添加して重合反応を行う。重合開始剤の添加は、重合開始剤が活性化される温度で、一括若しくは分割して添加しても、又は連続的に添加してもよい。また、重合開始剤を添加した後に、重合開始剤が活性化される温度まで上記混合液を加熱してもよい。本実施形態において、乳化重合及びミニエマルション重合では、水溶性重合開始剤をイオン交換水に溶解して得た水溶液を反応容器内の水性分散液に所定の滴下速度で滴下することにより好適に実施することができる。また、ミニエマルション重合において油溶性重合開始剤を使用する場合は、そのまま添加するか、疎水性モノマーに溶解して添加することによって好適に実施することができる。重合開始剤の活性化は、重合開始剤が開裂して開始剤ラジカルが発生する温度まで昇温することにより好適に実施できる。添加した重合開始剤が開裂して開始剤ラジカルが発生し、これがイオン性重合性界面活性剤の重合性基や、イオン性モノマー及び疎水性モノマーの重合性基を攻撃することによって重合反応が起こる。重合温度及び重合反応時間は、用いる重合開始剤の種類及び上記の重合性化合物の種類によって異なるが、適宜好ましい重合条件を設定することは容易である。一般に重合温度は、40℃〜90℃の範囲とするのが好ましく、重合時間は3時間〜12時間とするのが好ましい。
【0110】
上記重合反応においては、上記イオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤A、イオン性重合性界面活性剤B、およびイオン性重合性界面活性剤C、さらに疎水性モノマー、架橋性モノマー、およびウレタンアクリレートは、それぞれ1種又は2種以上を用いることができる。また、上記の重合反応は、イオン性重合性界面活性剤を用いて行っているため、混合液の乳化状態は乳化剤を用いなくても良好な場合が多い。したがって、必ずしも乳化剤を用いる必要はないが、必要に応じて公知のアニオン系、ノニオン系、及びカチオン系乳化剤からなる群から選ばれる少なくとも一種を用いることもできる。
【0111】
重合終了後は、得られた本実施形態のカプセル化物の水性分散液のpHを7.0〜9.0の範囲に調整し、さらに濾過を行なうことが好ましい。濾過は限外濾過が好ましい。
【0112】
上述した重合法によれば、芯物質の周囲に存在するイオン性重合性界面活性剤や重合性モノマー分子の配置形態が極めて高度に制御され、最外層ではイオン性基(アニオン性基又はカチオン性基)が水相側に向かって配向された状態で重合することによって、カプセル化物の最外層ではイオン性基(アニオン性基又はカチオン性基)が水相側に向かって高度に配向した状態を形成する。
【0113】
〔本実施形態の工程(2):カプセル化物を含んでなる油性分散液を製造する工程〕
本実施形態のカプセル化物の油性分散液の製造方法は、上述した工程(1)の後に、工程(2)を有することを特徴とする。この工程(2)は、
(ヘ)上記工程(1)で得られた芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物の水性分散液に、上記イオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤fを添加する工程と、
(ト)工程(へ)により得られた混合液に非極性の油性溶剤を滴下し混合する工程と、
(チ)工程(ト)により得られた混合液を静置してカプセル化物を含む油相と水相とを分離し、水相を除去する工程と、
(リ)上記油相から水分を除去する工程とを有する。
【0114】
上述した本実施形態の工程(2)で製造された本実施形態のカプセル化物の最終の状態を、以下に図面を用いて説明する
図6ならびに図7は、本実施形態の工程(2)のカプセル化物の概略を示す図である。すなわち、本実施形態の工程(1)で得られたカプセル化物の水性分散液に、イオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤fを添加した混合液に、非極性の油性溶剤を滴下した後に、静置してカプセル化物を含む油相と水相とを分離し、水相を除去後に油相から水分を除去することで図6ならびに図7の本実施形態の最終状態のカプセル化物を得ることができる。
【0115】
<イオン性界面活性剤f>
本実施形態に用いるイオン性界面活性剤fは、イオン性界面活性剤c、イオン性重合性界面活性剤Cのイオン性基に対して反対の電荷を有するものである。
本実施形態で用いるイオン性界面活性剤fは、イオン性基と疎水性基とを有するものであれば特に限定されない。本実施形態で用いるイオン性界面活性剤において、アニオン性基を有するものをアニオン性界面活性剤、カチオン性基を有するものをカチオン性界面活性剤とする。
【0116】
アニオン性基としては、スルホン酸基、スルフィン酸基、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸エステル基、スルフィン酸エステル基、リン酸エステル基、および、これらの塩の群から選択されたものを好適に例示できる。塩としては、Na塩、K塩、Ca塩、有機アミン塩などを挙げることができる。
【0117】
カチオン性基としては、一級アンモニウムカチオン、二級アンモニウムカチオン、三級アンモニウムカチオン、及び第四級アンモニウムカチオンなる群から選択されたカチオン性基が好ましい。一級アンモニウムカチオンとしてはモノアルキルアンモニウムカチオン(RNH3+)等を、二級アンモニウムカチオンとしてはジアルキルアンモニウムカチオン(R2NH2+)等を、三級アンモニウムカチオンとしてはトリアルキルアンモニウムカチオン(R3NH+)等を、第四級アンモニウムカチオンとしては(R4+)等を挙げることができる。ここで、Rは、疎水性基であり、以下に示すものを挙げることができる。また、上記カチオン性基の対アニオンとしては、Cl-、Br-、I-、CH3OSO3-、C25OSO3-などを挙げることができる。
【0118】
疎水性基としては、炭素数が8〜16のアルキル基及びフェニル基、フェニレン基等のアリール基からなる群から選ばれる一種又は二種以上であることが好ましく、分子中にアルキル基及びアリール基の両者を有することもできる。
【0119】
また、イオン性界面活性剤fの添加量は、上述した工程(1)で得られた水性分散液が等電点となる量であることが好ましい。具体的には、イオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cのイオン性基と等モルのイオン性基量となるイオン性界面活性剤fを添加することが好ましい。
【0120】
<非極性の油性溶剤>
本実施形態に用いる非極性の油性溶剤は、脂肪族炭化水素系溶剤またはシリコーン油を好適に用いることができる。脂肪族炭化水素系溶剤としては、イソパラフィン系溶剤が好ましい。
【0121】
非極性の油性溶剤の市販品としては、エクソン社のアイソパー(登録商標)、フィリップス石油社のソルトール、出光石油化学社のIPソルベント、石油ナフサではシェル石油化学社にシェルS.B.R、シェルゾール(登録商標)、モービル石油社のペガゾール等を好適に用いることができる。
【0122】
本実施形態のカプセル化物のアスペクト比(長短度)は1.0〜1.3であり、かつ、Zingg指数は、1.0〜1.3(より好ましくは1.0〜1.2)である。つまり、ある粒子の短径をb、長径をl、厚みをt(l≧b≧t>0)とした場合、アスペクト比(長短度)はl/b(≧1)、扁平度はb/t(≧1)であり、Zingg指数=長短度/扁平度=(l・t)/b2である。すなわち、真球は、アスペクト比が1であり、かつ、Zingg指数が1となる。Zingg指数が1.3より大きくなると、カプセル化物がより扁平形状となって等方性が低くなる。アスペクト比ならびにZingg指数を上記範囲内とする方法としては特に限定されないが、本実施形態の製造方法によるカプセル化物は、この条件を容易に満たし得る。
なお、酸析法や転相乳化法等の乳化重合法以外の方法によって作製されたカプセル化物では、アスペクト比ならびにZingg指数が上記範囲内になり難い。
【0123】
〔インク組成物〕
本実施形態において、芯物質として色材を用いた場合に得られるカプセル化色材はインク組成物に用いることができ、インクジェット記録用インクにも用いることができる。特に、色材粒子が顔料である場合が好ましい。本実施形態のカプセル化物の油性分散液を用いたインクジェット記録用インク組成物は、油性のインク組成物であり、油性媒体中に上記カプセル化顔料が分散されて含まれるものである。インク組成物中のカプセル化顔料の含有量は、インク組成物の全重量に対して1重量%〜20重量%であることが好ましく、3重量%〜15重量%であることがさらに好ましい。特に高い印刷濃度と高発色性を得るためには、前記含有量が5重量%〜15重量%であることが好ましい。用いる油性溶剤は、上述の本実施形態のカプセル化顔料の油系分散液に使用した以下のものが好ましく使用される。
【実施例】
【0124】
以下に実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されない。
また、本実施例で用いたアニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10(第一工業製薬製)は、以下の式で表される化合物である。
【0125】
【化18】

【0126】
「カプセル化顔料の油性分散液”MCP1”の製造」
<工程(1)カプセル化顔料の合成およびカプセル顔料の水性分散液の調製>
アニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10(第一工業製薬製)50gをイオン交換水850gに溶解し、これに体積平均粒子径が60nmのC.I.Pigment Blue 15:4を100g加えて混合した。この混合液を、分散機アイガーモーターミルM250型(アイガージャパン社製)を使用して、ビーズ充填率70%及び回転数5000rpmの条件下で5時間分散処理した。分散処理後、限外濾過装置を使用してクロスフロー法による限外ろ過を行い、透過液の泡立ちが無くなる程度となるまで処理し、固形分濃度を10質量%に調整した。得られた顔料分散液の熱重量測定を行い減量値からアニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10の吸着量を求めたところ、KH−10/顔料が25.6/100であった。
【0127】
得られた顔料分散液50gに、カチオン性水溶性モノマーとしてメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩を0.3g添加して混合した後、超音波を30分間照射した。次いで、得られた混合液に、19.2gのベンジルメタクリレート、6.4gのイソボルニルメタクリレート、6.4gのラウリルメタクリレートを添加して混合した後に、さらにイオン交換水50mlに溶解した0.75gのアニオン性重合性界面活性剤アデカリアソープSR−10を添加し、さらにイオン交換水380mlを加えて混合した。この混合液を1mol/l水酸化カリウム水溶液でpH9.0に調製した。
【0128】
この混合液を、攪拌機、還流冷却器、滴下漏斗、温度調整器、窒素導入管を備えた反応容器に投入し、反応容器の内温を80℃に昇温した後、重合開始剤である過硫酸カリウム0.75gをイオン交換水100gに溶解した水溶液を滴下し、反応容器内に窒素を導入しながら、80℃で5時間重合反応を行った。重合終了後、1mol/l水酸化カリウム水溶液でpHを8に調製した後、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過し粗大粒子を除去した。次いで、限外濾過装置を使用して、クロスフロー法による限外濾過を行い、濃縮して固形分濃度を15質量%として本実施形態の工程(1)のカプセル化顔料の水性分散液を得た。
【0129】
<工程(2)カプセル化顔料の油性分散液の調製>
上記工程(1)で得られたカプセル化顔料の水性分散液200gに、上記工程(1)の合成で使用したアニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10に対して反対の電荷を有するセチルトリメチルアンモニウムクロリドを0.19g添加して混合した後に、攪拌しながら、エクソン社のアイソパーH30gを徐々に滴下し、アイソパーHの全量を滴下し終わったところで、この液を分液ロートに移して室温(25℃)にて静置したところ、カプセル化顔料が油層のアイソパーHに移行した。この分液ロート中の分離した下層の水層を除去した後にシリカゲルで脱水処理して、カプセル化顔料の油成分散液を調製した。
得られた分散液をリーズ&ノースロップ社製のレーザードップラー方式粒度分布計マイクロトラックUPA150(商品名)で、体積平均粒子径を測定したところ、160nmであった。得られた分散液を室温で乾燥させて固形物を熱走査型熱量計(示差走査熱量計:DSC)DSC200(商品名、セイコー電子(株)製)を用いて熱分析を行ない、カプセル化顔料粒子の被覆ポリマーのガラス転移温度を求めたところ、33℃であった。
【0130】
「カプセル化顔料の油性分散液”MCP2”の製造」
<工程(1)カプセル化顔料の合成およびカプセル顔料の水性分散液の調製>
アニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10(第一工業製薬製)50gをイオン交換水850gに溶解し、これに体積平均粒子径が60nmのC.I.Pigment Blue 15:4を100g加えて混合した。この混合液を、分散機アイガーモーターミルM250型(アイガージャパン社製)を使用して、ビーズ充填率70%及び回転数5000rpmの条件下で5時間分散処理した。分散処理後、限外濾過装置を使用してクロスフロー法による限外ろ過を行い、透過液の泡立ちが無くなる程度となるまで処理し、固形分濃度を10質量%に調整した。得られた顔料分散液の熱重量測定を行い減量値からアニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10の吸着量を求めたところ、KH−10/顔料が25.6/100であった。
【0131】
得られた顔料分散液50gに、カチオン性水溶性モノマーとしてメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩を0.3g添加して混合した後、超音波を30分間照射した。次いで、得られた混合液に、18.0gのベンジルメタクリレート、7.2gのイソボルニルメタクリレート、10.8gのラウリルメタクリレートを添加して混合した後に、さらにイオン交換水50mlに溶解した0.75gのアニオン性重合性界面活性剤アデカリアソープSR−10を添加し、さらにイオン交換水380mlを加えて混合した。この混合液を1mol/l水酸化カリウム水溶液でpH9.0に調製した。
この混合液を、攪拌機、還流冷却器、滴下漏斗、温度調整器、窒素導入管を備えた反応容器に投入し、反応容器の内温を80℃に昇温した後、重合開始剤である過硫酸カリウム0.75gをイオン交換水100gに溶解した水溶液を滴下し、反応容器内に窒素を導入しながら、80℃で5時間重合反応を行った。重合終了後、1mol/l水酸化カリウム水溶液でpHを8に調製した後、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過し粗大粒子を除去した。次いで、限外濾過装置を使用して、クロスフロー法による限外濾過を行い、濃縮して固形分濃度を15質量%として本実施形態の工程(1)のカプセル化顔料の水性分散液を得た。
【0132】
<工程(2)カプセル化顔料の油性分散液の調製>
上記工程(1)で得られたカプセル化顔料の水性分散液200gに、上記工程(1)の合成で使用したアニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10に対して反対の電荷を有するセチルトリメチルアンモニウムクロリドを0.19g添加して混合した後に、攪拌しながら、エクソン社のアイソパーH30gを徐々に滴下し、アイソパーHの全量を滴下し終わったところで、この液を分液ロートに移して室温(25℃)にて静置したところ、カプセル化顔料が油層のアイソパーHに移行した。この分液ロート中の分離した下層の水層を除去した後にシリカゲルで脱水処理して、カプセル化顔料の油成分散液を調製した。
得られた分散液をリーズ&ノースロップ社製のレーザードップラー方式粒度分布計マイクロトラックUPA150(商品名)で、体積平均粒子径を測定したところ、145nmであった。得られた分散液を室温で乾燥させて固形物を熱走査型熱量計(示差走査熱量計:DSC)DSC200(商品名、セイコー電子(株)製)を用いて熱分析を行ない、カプセル化顔料粒子の被覆ポリマーのガラス転移温度を求めたところ、18℃であった。
【0133】
「カプセル化顔料の油性分散液”MCP3”の製造」
<工程(1)カプセル化顔料の合成およびカプセル顔料の水性分散液の調製>
アニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10(第一工業製薬製)50gをイオン交換水850gに溶解し、これに体積平均粒子径が60nmのC.I.Pigment Blue 15:4を100g加えて混合した。この混合液を、分散機アイガーモーターミルM250型(アイガージャパン社製)を使用して、ビーズ充填率70%及び回転数5000rpmの条件下で5時間分散処理した。分散処理後、限外濾過装置を使用してクロスフロー法による限外ろ過を行い、透過液の泡立ちが無くなる程度となるまで処理し、固形分濃度は14.3重量%であった。得られた顔料分散液の熱重量測定を行い減量値からアニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10の吸着量を求めたところ、KH−10/顔料が16.3/100であった。
【0134】
得られた顔料分散液105gに、イオン交換水10mlに溶解したカチオン性モノマーのメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩0.67gを添加し、攪拌混合して、さらに、超音波を30分間照射した。次いで、得られた混合液に、4.7gのベンジルメタクリレート、16.3gのジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(FANCRYL FA512A:日立化成製)、1.5gのオクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノメタクリレート(ブレンマー50POEP−800B:日油製)、0.9gのエトキシ化ポリプロピレングリコール#700ジメタクリレート(NKエステル1206PE:新中村化学製)を添加して混合した後に、さらにイオン交換水50mlに溶解した1.31gのアニオン性重合性界面活性剤アデカリアソープSR−10(アデカ製)を添加し、さらにイオン交換水400mlを加えて混合した。この混合液を1mol/l水酸化カリウム水溶液でpH9.0に調製した。
【0135】
この混合液を、攪拌機、還流冷却器、滴下漏斗、温度調整器、窒素導入管を備えた反応容器に投入し、反応容器の内温を80℃に昇温した後、重合開始剤である過硫酸カリウム0.71gをイオン交換水100gに溶解した水溶液を滴下し、反応容器内に窒素を導入しながら、80℃で5時間重合反応を行った。重合終了後、1mol/l水酸化カリウム水溶液でpHを8に調製した後、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過し粗大粒子を除去した。次いで、限外濾過装置を使用して、クロスフロー法による限外濾過を行い、濃縮して固形分濃度を15質量%として本実施形態の工程(1)のカプセル化顔料の水性分散液を得た。
【0136】
<工程(2)カプセル化顔料の油性分散液の調製>
上記工程(1)で得られたカプセル化顔料の水性分散液200gに、上記工程(1)の合成で使用したアニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10に対して反対の電荷を有するセチルトリメチルアンモニウムクロリドを0.4g添加して混合した後に、攪拌しながら、エクソン社のアイソパーH30gを徐々に滴下し、アイソパーHの全量を滴下し終わったところで、この液を分液ロートに移して室温(25℃)にて静置したところ、カプセル化顔料が油層のアイソパーHに移行した。この分液ロート中の分離した下層の水層を除去した後にシリカゲルで脱水処理して、カプセル化顔料の油成分散液を調製した。
得られた分散液をリーズ&ノースロップ社製のレーザードップラー方式粒度分布計マイクロトラックUPA150(商品名)で、体積平均粒子径を測定したところ、100nmであった。また、得られたカプセル化顔料粒子の熱重量分析を行い、ポリマー転化率を求めたところ、91%であった。
【0137】
「カプセル化顔料の油性分散液”MCP4”の製造」
<工程(1)カプセル化顔料の合成およびカプセル顔料の水性分散液の調製>
アニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10(第一工業製薬製)50gをイオン交換水850gに溶解し、これに体積平均粒子径が60nmのC.I.Pigment Blue 15:4を100g加えて混合した。この混合液を、分散機アイガーモーターミルM250型(アイガージャパン社製)を使用して、ビーズ充填率70%及び回転数5000rpmの条件下で5時間分散処理した。分散処理後、限外濾過装置を使用してクロスフロー法による限外ろ過を行い、透過液の泡立ちが無くなる程度となるまで処理し、固形分濃度は14.3重量%であった。得られた顔料分散液の熱重量測定を行い減量値からアニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10の吸着量を求めたところ、KH−10/顔料が16.3/100であった。
【0138】
得られた顔料分散液105gに、イオン交換水10mlに溶解したカチオン性モノマーのメタクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロライド塩0.67gを添加し、攪拌混合して、さらに、超音波を30分間照射した。次いで、得られた混合液に、4.7gのベンジルメタクリレート、16.3gのジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(FANCRYL FA512A:日立化成製)、1.5gのオクトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノメタクリレート(ブレンマー50POEP−800B:日油製)、0.9gのエトキシ化ポリプロピレングリコール#700ジメタクリレート(NKエステル1206PE:新中村化学製)、ウレタンアクリレートEBECRYL8402(ダイセル・サイテック製)2.7gを添加して混合した後に、さらにイオン交換水50mlに溶解した1.31gのアニオン性重合性界面活性剤アデカリアソープSR−10(アデカ製)を添加し、さらにイオン交換水400mlを加えて混合した。この混合液を1mol/l水酸化カリウム水溶液でpH9.0に調製した。
【0139】
この混合液を、攪拌機、還流冷却器、滴下漏斗、温度調整器、窒素導入管を備えた反応容器に投入し、反応容器の内温を80℃に昇温した後、重合開始剤である過硫酸カリウム0.71gをイオン交換水100gに溶解した水溶液を滴下し、反応容器内に窒素を導入しながら、80℃で5時間重合反応を行った。重合終了後、1mol/l水酸化カリウム水溶液でpHを8に調製した後、孔径1μmのメンブレンフィルターで濾過し粗大粒子を除去した。次いで、限外濾過装置を使用して、クロスフロー法による限外濾過を行い、濃縮して固形分濃度を15質量%として本実施形態の工程(1)のカプセル化顔料の水性分散液を得た。
【0140】
<工程(2)カプセル化顔料の油性分散液の調製>
上記工程(1)で得られたカプセル化顔料の水性分散液200gに、上記工程(1)の合成で使用したアニオン性重合性界面活性剤アクアロンKH−10に対して反対の電荷を有するセチルトリメチルアンモニウムクロリドを0.4g添加して混合した後に、攪拌しながら、エクソン社のアイソパーH30gを徐々に滴下し、アイソパーHの全量を滴下し終わったところで、この液を分液ロートに移して室温(25℃)にて静置したところ、カプセル化顔料が油層のアイソパーHに移行した。この分液ロート中の分離した下層の水層を除去した後にシリカゲルで脱水処理して、カプセル化顔料の油成分散液を調製した。
得られた分散液をリーズ&ノースロップ社製のレーザードップラー方式粒度分布計マイクロトラックUPA150(商品名)で、体積平均粒子径を測定したところ、100nmであった。また、得られたカプセル化顔料粒子の熱重量分析を行い、ポリマー転化率を求めたところ、91%であった。
【産業上の利用可能性】
【0141】
本実施形態の製造方法により得られたカプセル化物の油性分散液のカプセル化物の芯物質に色材を用いた場合においては、分散安定性に優れた色材(顔料)カプセル化物の油性分散液として利用できる。また、本実施形態の製造方法により得られたカプセル化物の油性分散液は、堅牢性にも耐擦性にも優れた記録物を得ることのできる油性インクとして利用できる。
【符号の説明】
【0142】
1…芯物質、2’…アニオン性界面活性剤a、2…アニオン性重合性界面活性剤A、3…カチオン性重合性界面活性剤B(若しくは、正電荷を持つカチオン性基と重合性基とを少なくとも有するカチオン性モノマーであってもよい。)、4…アニオン性重合性界面活性剤C、5…水性モノマー、7…チオン性界面活性剤f、21,41…ニオン性基、31…チオン性基、22,32,42,72…水性基、23,33,43,…重合性基、60,60”…ポリマー層、100,100”…カプセル化物。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物の油性分散液の製造方法であって、
(1)芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物の水性分散液を製造する工程と、
(2)当該カプセル化物を油層に転相させ、当該カプセル化物の油性分散液を製造する工程とを有し、
上記工程(1)が、
(イ)芯物質の表面に、イオン性基と疎水性基とを有するイオン性界面活性剤a及び/又はイオン性基と疎水性基と重合性基とを有するイオン性重合性界面活性剤Aを吸着させる工程と、
(ロ)当該イオン性界面活性剤a及び/又は前記イオン性重合性界面活性剤Aに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤b、イオン性重合性界面活性剤B、イオン性モノマーから選ばれる1種以上を混合し吸着させる工程と、
(ハ)疎水性モノマーを加えて混合する工程と、
(ニ)当該イオン性界面活性剤a及び/又は前記イオン性重合性界面活性剤Aと同種又は反対の電荷を有するイオン性界面活性剤c及び/又はイオン性重合性界面活性剤Cを加えて混合する工程と、
(ホ)これに重合開始剤を加えて重合する工程と、を有し、
上記工程(2)が、
(ヘ)上記工程(1)で得られた前記芯物質がポリマーを主成分とする壁材によって被覆されたカプセル化物の水性分散液に、前記イオン性界面活性剤c及び/又は前記イオン性重合性界面活性剤Cに対して反対電荷を有するイオン性界面活性剤fを添加する工程と、
(ト)工程(へ)により得られた混合液に非極性の油性溶剤を滴下し混合する工程と、
(チ)工程(ト)により得られた混合液を静置してカプセル化物を含む油相と水相とを分離し、前記水相を除去する工程と、
(リ)上記油相から水分を除去する工程と、を有する、カプセル化物の油性分散液の製造方法。
【請求項2】
前記工程(ト)における非極性の油性溶剤が、脂肪族炭化水素系溶剤またはシリコーン油である、請求項1に記載のカプセル化物の油性分散液の製造方法。
【請求項3】
前記工程(ハ)において、さらにウレタンアクリレートを加えて混合する、請求項1または2に記載のカプセル化物の油性分散液の製造方法。
【請求項4】
前記ポリマーが、前記イオン性重合性界面活性剤Cから誘導された繰り返し構造単位とともに、当該イオン性重合性界面活性剤Cと同種の電荷を有するイオン性モノマーから誘導された繰り返し構造単位を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のカプセル化物の油性分散液の製造方法。
【請求項5】
前記(ロ)工程において、混合後に超音波を照射して処理する工程を含む、請求項1〜4のいずれかに記載のカプセル化物の油性分散液の製造方法。
【請求項6】
請求項1〜8のいずれかに記載のカプセル化物の油性分散液の製造方法により得られたカプセル化物の油性分散液。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate


【公開番号】特開2011−173055(P2011−173055A)
【公開日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−38401(P2010−38401)
【出願日】平成22年2月24日(2010.2.24)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】