微粒子の形成方法および形成装置
【課題】ビルドアップ法で形成された粒子の凝集条件の均一化を図ることにより、凝集体の均一化、再分散時の分散性の向上を図り、均一な粒径の顔料微粒子の形成方法を提供することを目的とする。
【解決手段】良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、該良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を含む２種類以上の溶液を混合部内にて接触させて微粒子を形成する微粒子の形成方法において、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを接触させて微粒子を形成する微粒子形成工程と、前記微粒子に凝集剤を流路内にて一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成する凝集体形成工程と、前記凝集体を濾過する濾過工程と、前記濾過工程後の前記凝集体をｐＨ調整剤により再分散し、微粒子を形成する再分散工程と、を有することを特徴とする微粒子の形成方法である。
【解決手段】良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、該良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を含む２種類以上の溶液を混合部内にて接触させて微粒子を形成する微粒子の形成方法において、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを接触させて微粒子を形成する微粒子形成工程と、前記微粒子に凝集剤を流路内にて一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成する凝集体形成工程と、前記凝集体を濾過する濾過工程と、前記濾過工程後の前記凝集体をｐＨ調整剤により再分散し、微粒子を形成する再分散工程と、を有することを特徴とする微粒子の形成方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子の形成方法および形成装置に係り、特に、塗料、印刷インク、電子写真用トナー、インクジェットプリンタ用インク、カラーフィルター等に用いられる顔料微粒子をビルドアップ法により形成する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル化の進展に伴い画像などの出力表現が多様化し、経時による色像の安定性が求められている。このような動きに呼応して耐候性、耐熱性の良い透明な色像形成方法が求められており、耐候性、耐熱性の観点から顔料が注目されている。特に、近年、ブレークダウン法の技術的進歩により５０ｎｍ程度の顔料粒子径を有するインクジェットインキなどが上市されている。
【０００３】
また、市場では、このような顔料の粒子サイズを更に小さくすることで、ひかり特性を改善するための要望も多く、顔料を溶剤に溶解し、貧溶媒と接触させることで顔料微粒子を形成するビルドアップ法が注目されている。
【０００４】
このようなビルドアップ法の有機顔料製造方法として、例えば下記の特許文献１には、有機顔料を溶媒に溶解させた後、水と混合させ有機顔料を析出した後、アルカリで凝集させ、分離後、酸で処理し形成する方法が記載されている。
【０００５】
また、下記の特許文献２には、分散体の製造方法として、水不溶性色材と分散剤を溶解した溶液と、水と、を混合して媒体中に分散している水性分散体を得る方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２７７５８５号公報
【特許文献２】特開２００４−４３７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
顔料のナノ粒子を取り出すためには、分散剤を利用し、粒子成長を防ぎながらナノ粒子の安定化を図り、分離を行う必要がある。しかし、このようなナノ粒子を分離する場合、遠心沈降の場合では分散剤に包まれたナノ粒子を遠心分離する為には、超遠心が必要であるが、性能上、コスト上、実用化は難しかった。また、ろ過法、膜法などがあるがナノサイズ粒子の場合、目詰まりなど運転操作上の問題があり、実用化は困難であった。
【０００７】
このような問題を回避するために特許文献１においては、ビルドアップ法で形成した分散剤にくるまれたナノ粒子に、アルカリ溶液を添加することで、ナノ粒子の凝集体を形成し、従来の分離方法を用いるようにしたものである。
【０００８】
この方法では、タンクに存在する顔料粒子を凝集させるために、ｐＨ調整するためのアルカリを添加しているが、タンクに大量に存在する顔料粒子に瞬時に、均一にアルカリと接触させることは難しく、凝集体は添加したアルカリの不均一に伴う凝集体の形状、状態に大きな差が発生する。また、強アルカリによる分散剤、顔料粒子の分解、変質などの恐れがあった。そのため、その後の種々の分離操作の負荷になるという問題があった。また、このような顔料を使用目的に合わせて再分散する場合、分散不良の問題を引き起こす原因となっていた。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ビルドアップ法で形成された粒子の凝集条件の均一化を図ることにより、凝集体の均一化、再分散時の分散性の向上を図り、均一な粒径の顔料微粒子の形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、該良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を含む２種類以上の溶液を混合部内にて接触させて微粒子を形成する微粒子の形成方法において、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを接触させて微粒子を形成する微粒子形成工程と、前記微粒子に凝集剤を流路内にて一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成する凝集体形成工程と、前記凝集体を濾過する濾過工程と、前記濾過工程後の前記凝集体をｐＨ調整剤により再分散し、微粒子を形成する再分散工程と、を有することを特徴とする微粒子の形成方法を提供する。
【００１１】
請求項１によれば、流路内で、粒子溶液と貧溶媒溶液を含む２種類以上の溶液を接触させ、微粒子を形成した後、凝集剤を一定比率で接触させることにより、流路内において、同一の条件で凝集剤と微粒子を接触させることができるので、均一の条件で微粒子の凝集体を形成することができる。
【００１２】
請求項２は請求項１において、前記微粒子形成工程は、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液を、それぞれ別々の導入口から導入し、前記混合部において瞬時に混合させて微粒子を形成するとともに、形成した微粒子を前記混合部から直ちに放出し、前記放出された微粒子が前記混合部内に再度入り込めないようにすることを特徴とする。
【００１３】
請求項２によれば、混合部内で材料溶液と貧溶媒溶液を瞬時に混合させて微粒子を形成し、形成した微粒子を混合部外に直ちに放出している。また、一度形成され混合部外に放出された微粒子が混合部の内部に侵入しないようにしている。この２つの要因により、形成された微粒子による影響を受けずに混合部内で微粒子を形成することができる。したがって、微粒子形成場を一定の条件で行うことができるので、形成された微粒子の形状を均一にすることができ、かつ、形成した微粒子の衝突、合一などにより、粒子径の増大、多分散化を防ぐことができ、微粒子の形状を均一に保つことができる。なお、顔料溶液と貧溶媒溶液を混合部において混合させてから混合部外に排出するまでの時間は１マイクロ秒以上１０００ミリ秒以下であることが好ましい。混合部内での溶液の滞留時間を上記範囲とすることにより、形成された顔料微粒子の衝突、合一などによる粒子径の増大、多分散化を防止することができる。
【００１４】
請求項３は請求項１または２において、前記粒子形成材料が顔料であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の微粒子の形成方法は微粒子形成材料が顔料である場合において、特に効果的に用いることができる。
【００１６】
請求項４は請求項１から３いずれかにおいて、前記微粒子は粒径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の微粒子の形成方法によれば、微粒子を形成後、一定の条件で凝集体と接触させ凝集体を形成しているので、その後の再分散工程においても、良好な分散性を得ることができるので、粒径が１００ｎｍ以下の均一な顔料微粒子を形成することができ、４０ｎｍ以下の顔料微粒子を形成することが好ましい。
【００１８】
請求項５は請求項１から４いずれかにおいて、前記凝集体形成工程は、前記微粒子に対して１回の接触機会となる混合場で行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項５によれば、凝集剤を微粒子に対して１回の接触機会で接触させているため、同一の条件で接触を行い易くなり、全体として、均一な微粒子を形成しやすくなる。
【００２０】
請求項６は請求項１から５いずれかにおいて、前記流路の代表長さが、等価直径で１μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする。
【００２１】
請求項６によれば、流路の代表長さを上記範囲のマイクロ流路とすることにより、流路内での微粒子と凝集体の接触を狭い範囲で行うことができるため条件が均一となりやすく、同条件で凝集体を製造し易くなり、その後の再分散工程において、再分散も容易に行うことができる。
【００２２】
本発明の請求項７は、前記目的を達成するために、良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、該良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を含む２種類以上の溶液を混合部内にて接触させて微粒子を形成する微粒子形成装置において、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを接触させて微粒子を形成する微粒子形成手段と、前記微粒子に凝集剤を流路内にて一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成する凝集体形成手段と、前記凝集体を濾過する濾過手段と、前記濾過後の前記凝集体をｐＨ調整剤により再分散し、微粒子を形成する再分散手段と、を備えることを特徴とする微粒子形成装置を提供する。
【００２３】
請求項８は請求項７において、前記微粒子形成手段が、前記材料溶液を貯蓄する粒子形成材料タンクと、貧溶媒溶液を貯蓄する貧溶媒タンクと、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液を、前記混合部に導入するための、それぞれの導入管と、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを瞬時に混合して前記微粒子を形成するとともに、形成した微粒子を直ちに混合場から放出する混合部と、前記混合部から放出された前記微粒子を貯蓄する粒子タンクと、を有し、前記混合部が前記粒子タンク内の液に浸漬せず、前記混合部から放出された前記微粒子が、１秒以内に前記粒子タンク内の液面に到達することを特徴とする。
【００２４】
請求項９は請求項７または８において、前記粒子形成材料が顔料であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１０は請求項７から９いずれかにおいて、前記微粒子は粒径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１は請求項７から１０いずれかにおいて、前記凝集体成形手段は、Ｙ字流路であることを特徴とする。
【００２７】
請求項１２は請求項７から１１いずれかにおいて前記流路の代表長さが、等価直径で１μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする。
【００２８】
請求項７から１２は、請求項１から６の微粒子の形成方法を、微粒子形成装置として展開したものであり、請求項７から１２の微粒子形成装置によれば、微粒子の形成方法と同様の効果を得ることができる。また、凝集体形成手段をＹ字流路とすることにより、入口の一方から微粒子を、他方から凝集剤を供給し、Ｙ字流路内で凝集体を形成し、出口から放出することを連続的に行うことができる。
【００２９】
本発明の請求項１３は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするインクジェット記録用組成物を提供する。
【００３０】
本発明の請求項１４は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルター用組成物を提供する。
【００３１】
本発明の請求項１５は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラーモザイク用組成物を提供する。
【００３２】
本発明の請求項１６は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラートナー用組成物を提供する。
【００３３】
本発明の請求項１７は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする塗料用組成物を提供する。
【００３４】
本発明の請求項１８は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする建材用組成物を提供する。
【００３５】
本発明の請求項１９は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする文房具用組成物を提供する。
【００３６】
本発明の請求項２０は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする捺染用組成物を提供する。
【００３７】
請求項１３から２０は、本発明の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いた組成物であり、本発明の微粒子の形成方法により形成された微粒子は、粒径が細かく、各微粒子が均一であるため、各組成物に対して好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、顔料溶液と貧溶媒溶液を含む２種以上の溶液を流路内で、凝集剤と接触させており、例えば、タンクなどでまとめて凝集剤と混合するとタンク内の場所によっては、均一な混合を行うことができない場合があるが、本発明によれば、流路内で連続的に接触させることができるので、均一の条件で行うことができる。したがって、その後の再分散工程における分散性も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、添付図面に従って、本発明に係る微粒子の形成方法および微粒子形成装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００４０】
本発明の微粒子の形成方法は、良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を混合部内にて接触させて材料溶液の溶解度を変化させることにより、微粒子を析出させる方法（ビルドアップ再沈法）に関するものである。また、この析出した微粒子に凝集剤を一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成することにより、一定の条件で凝集体を形成することができるので、濾過により凝集体を分離した後再分散させる際に、均一な顔料微粒子を形成することができる。 図１に本発明の微粒子形成装置の一例として顔料微粒子形成装置を示す。図１に示すように顔料微粒子形成装置１０は、顔料溶液と貧溶媒溶液を混合する混合器２０、形成された顔料微粒子と凝集剤を接触させるＹ字流路３０、凝集体を貯蓄する粒子タンク４０、形成された凝集体を濾過する濾過手段５０、濾過後の凝集体を再分散する再分散タンク６０から形成されている。
【００４１】
混合器２０には、顔料タンク（粒子形成材料タンク）２１と貧溶媒タンク２２が備えられており、この顔料タンク２１および貧溶媒タンク２２から顔料溶液および貧溶媒溶液が混合器２０に供給され、接触することで、混合器２０内で顔料微粒子が形成される。顔料溶液または貧溶媒溶液には分散剤を添加することが好ましい。分散剤を添加することにより、粒子径の増大、多分散化を防止することができ、均一な粒子径の顔料微粒子を形成することができる。なお、図１においては、顔料タンク２１および貧溶媒タンク２２のみ図示したが、混合器２０内で他の溶液を接触させる場合には、さらに別のタンクを設けることも可能であり、この別のタンクから分散剤を供給することもできる。
【００４２】
混合器２０内で形成された顔料微粒子は、Ｙ字流路３０を通り粒子タンク４０に貯蓄される。その際、凝集剤タンク３１から凝集剤がＹ字流路３０に供給され、Ｙ字流路３０内で顔料微粒子と接触し、凝集体が形成され、粒子タンク４０に貯蓄される。
【００４３】
混合器２０としては、攪拌機、超音波、高圧などの動的混合機能を用いた方法、マイクロリアクターなどの混合手段として用いられるセグメント型の静的混合方法のいずれか若しくは組み合わせた方法で行うことができる。また、それぞれの液体の混合器２０内への流入方法としては、特に限定されないが、混合器２０内での混合性を良くするため、相対する方向から流入させることが好ましい。
【００４４】
動的混合機能を用いた例として、図２に混合器の概略図を示す。図２に示す混合器２０は、上面から顔料溶液供給管２３を通過させ、顔料溶液を混合器２０内に供給する。また、下面から貧溶媒供給管２４を通過させ、貧溶媒を混合器２０内に供給する。混合器２０内に供給された顔料溶液および貧溶媒溶液は、攪拌翼２６を有する攪拌機２７により攪拌され、速やかに混合し顔料微粒子が形成される。形成された顔料微粒子は混合器２０の側面に設けられた排出口２５から排出される。
【００４５】
混合器として、マイクロリアクターなどの混合手段を用いる場合は、下記に示す凝集体形成手段における流路と同様の流路のマイクロリアクターを用いることが好ましい。
【００４６】
混合器２０により形成された顔料微粒子は、Ｙ字流路３０に排出され、Ｙ字流路３０内にて凝集剤と接触し、顔料微粒子の凝集体が形成される。Ｙ字流路３０の流路は、、その流路を流れる流体の流動特性を主に決定する長さ、つまり代表さが等価直径において、１μｍ以上１０００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上８００μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以上５００μｍ以下の流路であることが好ましい。なお、「等価直径」とは、相当（直）径とも呼ばれ、機械工学の分野で用いられる用語である。任意断面形状の配管（本発明では流路）に対し等価な円管を想定するとき、その等価円管の直径を等価直径という。
【００４７】
等価直径（deq）は、Ａ：配管の断面積、ｐ：配管のぬれぶち長さ（周長）を用いて、deq=4A/pと定義される。円管に適した場合、この等価直径は円管直径に一致する。等価直径は等価円管のデータを基に、その配管の流動あるいは熱伝達特性を推定するのに用いられ、現象の空間的スケール（代表的長さ）を表わす。等価直径は、一辺ａの正四角形管でdeq=4a2/4a=a、一辺ａの正三角形管では、deq=a/√３となる。また、流路高さｈの平行平板間の流れではdeq=2hとなる（例えば、（社）日本機械学会編「機械工学事典」1997年、丸善（株）参照）。
【００４８】
混合器２０で形成された顔料微粒子は、Ｙ字流路３０の一方の流路からＹ字流路３０内に供給される。そして、他方の流路から凝集剤が供給され、Ｙ字流路３０内の合流部３０Ａにおいて、一回の接触で顔料微粒子と凝集剤が接触し、凝集体が形成される。
【００４９】
顔料微粒子と凝集剤の接触は、顔料微粒子の形成後、速やかに行うことが好ましい。顔料溶液と貧溶媒溶液を接触させることにより、顔料微粒子の析出が始まるが、凝集剤を接触させるまでの時間が長くなると、この時間にバラツキが生じるため、顔料微粒子の成長にもバラツキが生じ、その後の再分散工程において、均一な凝集剤を形成することができない。したがって、凝集剤を接触させるまでの時間を短くすることにより、均一な顔料微粒子の状態で凝集体を形成することができるので、再分散工程後においても、均一な顔料微粒子を形成することができる。顔料微粒子を形成してから凝集剤を接触させるまでの時間は０．０１秒以上１秒以下であることが好ましい。
【００５０】
形成された凝集体は、粒子タンク４０に一度貯蓄される。その後、フィルター５０で濾過され、凝集体の分離を行う。その後、濾過した凝集体を混合器２０内で、ｐＨ調整剤タンク６１から供給されるｐＨ調整剤と混合され、再分散することにより、顔料微粒子を形成することができる。凝集体をｐＨ調整剤により再分散する方法としては、上記顔料微粒子形成工程において、顔料溶液と貧溶媒溶液を接触させる際に用いた方法と同様の方法により行うことができる。また、顔料の種類によってはｐＨ調整剤を直接タンクに添加して凝集体を分散させることもできる。凝集体はｐＨの変化に伴い、自然にコンフォメーションを変えて分散するため、混合器を用いずに分散させることも可能である。
【００５１】
なお、粒子タンク４０内においては、凝集体同士を接触する機会を減らすように、凝集体の濃度を低くするようにタンク内で速やかに希釈することが好ましい。また、タンク内で凝集体同士が衝突、接触する事で粗大化を防止するために、タンク内を緩やかに出来るだけ均一に攪拌する事で沈降等が発生しないようにする事が大切である。また、この様な現象を防ぐ為にタンク内が一定量になった時点で供給量を加味した流量でタンク内の液を次の濾過工程に送り出す事も可能である。
【００５２】
また、図１においては、凝集体を粒子タンク４０に貯蓄した後に、濾過を行い凝集体の分離を行っているが、タンクにためず連続的に濾過、分離を行うことも可能である。
【００５３】
このようにして形成された顔料微粒子の粒子径は粒径が１００ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００５４】
なお、上記においては、粒子形成材料として顔料を例にして説明したが、本発明が顔料に限定されず、他の粒子形成材料を用いることも可能である。他の粒子形成材料としては、二酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化クロム、バナジン酸ビスマス、ルチル型混合相顔料、ハロゲン化銀、シリカ、及びカーボンブラックなどがあるが、これらに限定されるものではない。
【００５５】
次に本発明の顔料微粒子の形成方法および形成装置に用いられる材料について説明する。
【００５６】
本発明に用いられる有機顔料は、色相的に限定されるものではなく、マゼンタ顔料、イエロー顔料、またはシアン顔料であることができる。詳しくは、ペリレン、ペリノン、キナクリドン、キナクリドンキノン、アントラキノン、アントアントロン、ベンズイミダゾロン、ジスアゾ縮合、ジスアゾ、アゾ、インダントロン、フタロシアニン、トリアリールカルボニウム、ジオキサジン、アミノアントラキノン、ジケトピロロピロール、チオインジゴ、イソインドリン、イソインドリノン、ピラントロンまたはイソビオラントロン系顔料またはそれらの混合物などのマゼンタ顔料、イエロー顔料、またはシアン顔料である。更に詳しくは、例えば、C．Ｉ．ピグメントレッド190（C．Ｉ．番号71140）、C．Ｉ．ピグメントレッド224（C．Ｉ．番号71127）、C．I．ピグメントバイオレット29（C．I．番号71129）等のペリレン系顔料、C．I．ピグメントオレンジ43（C．I．番号71105）、もしくはC．I．ピグメントレッド194（C．I．番号71100）等のペリノン系顔料、C．I．ピグメントバイオレット19（C．I．番号73900）、C．I．ピグメントバイオレット42、C．I．ピグメントレッド122（C．I．番号73915）、C．I．ピグメントレッド192、C．I．ピグメントレッド202（C．I．番号73907）、C．I．ピグメントレッド207（C．I．番号73900、73906）、もしくはC．I．ピグメントレッド209（C．I．番号73905）のキナクリドン系顔料、C．I．ピグメントレッド206（C．I．番号73900／73920）、C．I．ピグメントオレンジ48（C．I．番号73900／73920）、もしくはC．I．ピグメントオレンジ49（C．I．番号73900／73920）等のキナクリドンキノン系顔料、C．I．ピグメントイエロー147（C．I．番号60645）等のアントラキノン系顔料、C．I．ピグメントレッド168（C．I．番号59300）等のアントアントロン系顔料、C．I．ピグメントブラウン25（C．I．番号12510）、C．I．ピグメントバイオレット32（C．I．番号12517）、C．I．ピグメントイエロー180（C．I．番号21290）、C．I．ピグメントイエロー181（C．I．番号11777）、C．I．ピグメントオレンジ62（C．I．番号11775）、もしくはC．I．ピグメントレッド185（C．I．番号12516）等のベンズイミダゾロン系顔料、C．I．ピグメントイエロー93（C．I．番号20710）、C．I．ピグメントイエロー94（C．I．番号20038）、C．I．ピグメントイエロー95（C．I．番号20034）、C．I．ピグメントイエロー128（C．I．番号20037）、C．I．ピグメントイエロー166（C．I．番号20035）、C．I．ピグメントオレンジ34（C．I．番号21115）、C．I．ピグメントオレンジ13（C．I．番号21110）、C．I．ピグメントオレンジ31（C．I．番号20050）、C．I．ピグメントレッド144（C．I．番号20735）、C．I．ピグメントレッド166（C．I．番号20730）、C．I．ピグメントレッド220（C．I．番号20055）、C．I．ピグメントレッド221（C．I．番号20065）、C．I．ピグメントレッド242（C．I．番号20067）、C．I．ピグメントレッド248、C．I．ピグメントレッド262、もしくはC．I．ピグメントブラウン23（C．I．番号20060）等のジスアゾ縮合系顔料、C．I．ピグメントイエロー13（C．I．番号21100）、C．I．ピグメントイエロー83（C．I．番号21108）、もしくはC．I．ピグメントイエロー188（C．I．番号21094）等のジスアゾ系顔料、C．I．ピグメントレッド187（C．I．番号12486）、C．I．ピグメントレッド170（C．I．番号12475）、C．I．ピグメントイエロー74（C．I．番号11714）、C．I．ピグメントレッド48（C．I．番号15865）、C．I．ピグメントレッド53（C．I．番号15585）、C．I．ピグメントオレンジ64（C．I．番号12760）、もしくはC．I．ピグメントレッド247（C．I．番号15915）等のアゾ系顔料、C．I．ピグメントブルー60（C．I．番号69800）等のインダントロン系顔料、C．I．ピグメントグリーン7（C．I．番号74260）、C．I．ピグメントグリーン36（C．I．番号74265）、ピグメントグリーン37（C．I．番号74255）、ピグメントブルー16（C．I．番号74100）、C．I．ピグメントブルー75（C．I．番号74160：2）、もしくは15（C．I．番号74160）等のフタロシアニン系顔料、C．I．ピグメントブルー56（C．I．番号42800）、もしくはC．I．ピグメントブルー61（C．I．番号42765：1）等のトリアリールカルボニウム系顔料、C．I．ピグメントバイオレット23（C．I．番号51319）、もしくはC．I．ピグメントバイオレット37（C．I．番号51345）等のジオキサジン系顔料、C．I．ピグメントレッド177（C．I．番号65300）等のアミノアントラキノン系顔料、C．I．ピグメントレッド254（C．I．番号56110）、C．I．ピグメントレッド255（C．I．番号561050）、C．I．ピグメントレッド264、C．I．ピグメントレッド272（C．I．番号561150）、C．I．ピグメントオレンジ71、もしくはC．I．ピグメントオレンジ73等のジケトピロロピロール系顔料、C．I．ピグメントレッド88（C．I．番号73312）等のチオインジゴ系顔料、C．I．ピグメントイエロー139（C．I．番号56298）、C．I．ピグメントオレンジ66（C．I．番号48210）等のイソインドリン系顔料、C．I．ピグメントイエロー109（C．I．番号56284）、もしくはC．I．ピグメントオレンジ61（C．I．番号11295）等のイソインドリノン系顔料、C．I．ピグメントオレンジ40（C．I．番号59700）、もしくはC．I．ピグメントレッド216（C．I．番号59710）等のピラントロン系顔料、またはC．I．ピグメントバイオレット31（60010）等のイソビオラントロン系顔料である。
【００５７】
好ましい顔料は、キナクリドン系、ジケトピロロピロール系、ジスアゾ縮合系、アゾ系、またはフタロシアニン系、ジオキサジン系顔料である。
【００５８】
次に、良溶媒について説明する。有機顔料を溶解する良溶媒としては、使用する有機顔料を溶解することができ、かつ貧溶媒との相溶する又は均一に混ざるものであれば、特に限定されない。良溶媒に対する有機顔料の溶解度は、０．２質量％以上であることが好ましく、０．５質量％以上であることがより好ましい。この有機顔料の溶解度は、特に上限はないが、通常用いられる有機材料を考慮すると、５０質量％以下であることが実際的である。なお、上記有機顔料の溶解度は、酸又はアルカリの存在下の溶解度であってもよい。
【００５９】
貧溶媒と良溶媒との相溶性又は均一混合性は、貧溶媒に対する良溶媒の溶解量が３０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましい。貧溶媒に対する良溶媒の溶解量は、特に上限はないが、任意の割合で混ざり合う範囲であるのが実際的である。
【００６０】
良溶媒としては、例えば、水性溶媒（例えば、水、または塩酸、水酸化ナトリウム水溶液）、アルコール化合物溶媒、アミド化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、芳香族化合物溶媒、二硫化炭素溶媒、脂肪族化合物溶媒、ニトリル化合物溶媒、スルホキシド化合物溶媒、ハロゲン化合物溶媒、エステル化合物溶媒、イオン性液体、これらの混合溶媒などが挙げられ、水性溶媒、アルコール化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、スルホキシド化合物溶媒、エステル化合物溶媒、アミド化合物溶媒、またはこれらの混合物が好ましく、水性溶媒、アルコール化合物溶媒、エステル化合物溶媒、スルホキシド化合物溶媒またはアミド化合物溶媒が好ましく、水性溶媒、スルホキシド化合物溶媒またはアミド化合物溶媒がさらに好ましく、スルホキシド化合物溶媒またはアミド化合物溶媒が特に好ましい。
【００６１】
スルホキシド化合物溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキド、ヘキサメチレンスルホキシド、スルホランなどが挙げられる。アミド化合物溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルプロパンアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドなどが挙げられる。
【００６２】
本発明において、２種類以上の有機顔料又は有機顔料の固溶体又は有機顔料と無機顔料の組み合わせも使用することができる。有機顔料は、良溶媒中に均一に溶解されなければならないが、酸性又はアルカリ性で溶解することも好ましい。一般に分子内にアルカリ性で解離可能な基を有する顔料の場合はアルカリ性が用いられ、アルカリ性で解離する基が存在せず、プロトンが付加しやすい窒素原子を分子内に多く有するときは酸性が用いられる。たとえば、キナクリドン、ジケトピロロピロール、ジスアゾ縮合系顔料はアルカリ性で溶解され、フタロシアニン系顔料は、酸性で溶解される。
【００６３】
アルカリ性で溶解させる場合に用いられる塩基は、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、もしくは水酸化バリウムなどの無機塩基、またはトリアルキルアミン、ジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）、金属アルコキシドなどの有機塩基である。使用される塩基の量は、顔料を均一に溶解可能な量であり、特に限定されないが、無機塩基の場合、好ましくは顔料に対して１．０〜３０モル当量であり、より好ましくは２．０〜２５モル当量であり、さらに好ましくは３〜２０モル当量である。有機塩基の場合は好ましくは顔料に対して１．０〜１００モル当量であり、より好ましくは５．０〜１００モル当量であり、さらに好ましくは２０〜１００モル当量である。
【００６４】
酸性で溶解させる場合に用いられる酸は、硫酸、塩酸、もしくは燐酸などの無機酸、または酢酸、トリフルオロ酢酸、シュウ酸、メタンスルホン酸、もしくはトリフルオロメタンスルホン酸などの有機酸であるが好ましくは無機酸である。特に好ましくは硫酸である。使用される酸の量は、顔料を均一に溶解可能な量であり、特に限定されないが、塩基に比べて過剰量用いられる場合が多い。無機酸および有機酸の場合を問わず、好ましくは顔料に対して３〜５００モル当量であり、より好ましくは１０〜５００モル当量であり、さらに好ましくは３０〜２００モル当量である。
【００６５】
アルカリ又は酸を有機溶媒と混合した良溶媒を用いる場合、アルカリ又は酸を良溶媒に完全に溶解させるため、アルカリ又は酸に対して高い溶解性を示す溶剤を、有機溶媒に添加することが好ましい。このような溶剤としては、たとえば、水や低級アルコール等が挙げられる。低級アルコールとしては、具体的には、水、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ブチルアルコール等を使用できる。溶剤量は、良溶媒全量に対して５０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましい。
【００６６】
次に貧溶媒について説明する。有機顔料を溶解しにくい貧溶媒としては、有機顔料を溶解する良溶媒と相溶する又は均一に混ざるものであれば、特に限定されない。このような貧溶媒は、有機顔料の溶解度が０．０２質量％以下であることが好ましく、０．０１質量％以下であることがより好ましい。貧溶媒に対する有機顔料の溶解度は、特に下限はない。この溶解度は、酸又はアルカリの存在下で溶解された場合の溶解度であってもよい。また、良溶媒と貧溶媒との相溶性もしくは均一混合性の好ましい範囲は前述の通りである。
【００６７】
貧溶媒としては、例えば、水性溶媒（例えば、水、又は塩酸、水酸化ナトリウム水溶液）、アルコール化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、芳香族化合物溶媒、二硫化炭素溶媒、脂肪族化合物溶媒、ニトリル化合物溶媒、ハロゲン化合物溶媒、エステル化合物溶媒、イオン性液体、これらの混合溶媒などが挙げられ、水性溶媒、アルコール化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、エステル化合物溶媒、またはこれらの混合物が好ましく、水性溶媒、アルコール化合物溶媒またはエステル化合物溶媒がより好ましい。
【００６８】
アルコール化合物溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール等が挙げられる。ケトン化合物溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンが挙げられる。エーテル化合物溶媒としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどが挙げられる。芳香族化合物溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエンなどが挙げられる。脂肪族化合物溶媒としては、例えば、ヘキサンなどが挙げられる。ニトリル化合物溶媒としては、例えば、アセトニトリルなどが挙げられる。ハロゲン化合物溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、トリクロロエチレンなどが挙げられる。エステル化合物溶媒としては、例えば、酢酸エチル、乳酸エチル、２−（１−メトキシ）プロピルアセテートなどが挙げられる。イオン性液体としては、例えば、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムとＰＦ６−との塩などが挙げられる。
【００６９】
本発明では、均一に溶解した溶液を流路に投入することが好ましい。懸濁液を投入すると粒子サイズが大きくなったり、粒子分布が広い顔料微粒子になったりする。場合によっては容易に流路を閉塞してしまう。「均一に溶解」の意味は可視光線下で観測した場合にほとんど濁りが観測されない溶液であり、本発明では１μｍ以下のミクロフィルターを通して得られる溶液、または１μｍのフィルターを通した場合に濾過される物を含まない溶液を均一に溶解した溶液と定義する。
【００７０】
本発明では、顔料溶液の溶解度を変化させ、顔料微粒子を製造する方法であるが、図１に示すように、混合器２０に顔料タンク２１から顔料の均一溶液を導入し、貧溶媒タンク２２から顔料溶液の溶解度を変化させる貧溶媒、またはそれらに分散剤を溶解した溶液を導入し、両液を混合器２０内で接触させることにより、顔料を含む溶液の溶解度を低下させる。顔料は貧溶媒には溶解しにくいため、顔料溶液の溶解度が低下するに従って、顔料微粒子として析出する。溶解度の変化の幅は、顔料溶液の溶解度によるが、顔料微粒子の析出を促すのに十分な範囲でよい。
【００７１】
次に溶液に添加される分散剤について説明する。分散剤は析出した顔料微粒子に素早く吸着して、顔料微粒子同士が再び凝集することを防止するからである。分散剤には、一般的にアニオン性分散剤、カチオン性分散剤、両イオン分散剤、顔料性分散剤の低分子、及び高分子分散剤がある。
【００７２】
本発明の顔料微粒子を形成する方法では、顔料を含む顔料溶液の中、又は／及び溶解度を変化させるための貧溶媒溶液の中に分散剤を添加することができる。
【００７３】
アニオン性分散剤（アニオン性界面活性剤）としては、N−アシル−N−アルキルタウリン塩、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、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、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等を挙げることができる。なかでも、N−アシル−N−アルキルタウリン塩が好ましい。N−アシル−N−アルキルタウリン塩としては、特開平3−273067号明細書に記載されているものが好ましい。これらアニオン性分散剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７４】
カチオン性分散剤（カチオン性界面活性剤）には、四級アンモニウム塩、アルコキシル化ポリアミン、脂肪族アミンポリグリコールエーテル、脂肪族アミン、脂肪族アミンと脂肪族アルコールから誘導されるジアミンおよびポリアミン、脂肪酸から誘導されるイミダゾリンおよびこれらのカチオン性物質の塩が含まれる。これらカチオン性分散剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７５】
両イオン性分散剤は、前記アニオン性分散剤が分子内に有するアニオン基部分とカチオン性分散剤が分子内に有するカチオン基部分を共に分子内に有する分散剤である。
【００７６】
ノニオン性分散剤（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アルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、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アルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステルなどを挙げることができる。なかでも、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルが好ましい。これらノニオン性分散剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７７】
顔料性分散剤とは、親物質としての有機顔料から誘導され、その親構造を化学修飾することで製造される顔料性分散剤と定義する。例えば、糖含有顔料分散剤、ピペリジル含有顔料分散剤、ナフタレンまたはペリレン誘導顔料分散剤、メチレン基を介して顔料親構造に連結された官能基を有する顔料分散剤、ポリマーで化学修飾された顔料親構造、スルホン酸基を有する顔料分散剤、スルホンアミド基を有する顔料分散剤、エーテル基を有する顔料分散剤、あるいはカルボン酸基、カルボン酸エステル基またはカルボキサミド基を有する顔料分散剤などがある。
【００７８】
高分子分散剤としては、具体的には、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリルアミド、ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール一部分ホルマール化物、ポリビニルアルコール一部分ブチラール化物、ビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロック共重合体、ポリアクリル酸塩、ポリビニル硫酸塩、ポリ（4−ビニルピリジン）塩、ポリアミド、ポリアリルアミン塩、縮合ナフタレンスルホン酸塩、スチレン−アクリル酸塩共重合物、スチレン−メタクリル酸塩共重合物、アクリル酸エステル−アクリル酸塩共重合物、アクリル酸エステル−メタクリル酸塩共重合物、メタクリル酸エステル−アクリル酸塩共重合物、メタクリル酸エステル―メタクリル酸塩共重合物、スチレン−イタコン酸塩共重合物、イタコン酸エステル−イタコン酸塩共重合物、ビニルナフタレン−アクリル酸塩共重合物、ビニルナフタレン−メタクリル酸塩共重合物、ビニルナフタレン−イタコン酸塩共重合物、セルロース誘導体、澱粉誘導体などが挙げられる。その他、アルギン酸塩、ゼラチン、アルブミン、カゼイン、アラビアゴム、トンガントゴム、リグニンスルホン酸塩などの天然高分子類も使用できる。なかでも、ポリビニルピロリドンが好ましい。これら高分子は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、アニオン性分散剤を水性媒体に含有させ、かつノニオン性分散剤および／または高分子分散剤を、顔料を溶解した溶液に含有させる態様を挙げることができる。
【００７９】
分散剤の配合量は、顔料の均一分散性および保存安定性をより一層向上させるために、顔料１００質量部に対して０．１〜１０００質量部の範囲であることが好ましく、より好ましくは１〜５００質量部の範囲であり、更に好ましくは１０〜２５０質量部の範囲である。０．１質量部未満であると顔料微粒子の分散安定性の向上が見られない場合がある。
【００８０】
次に、製造された顔料微粒子の粒径サイズの計測法について説明する。
【００８１】
微粒子の計測法において、数値化して集団の平均の大きさを表現する方法があるが、よく使用されるものとして、分布の最大値を示すモード径、積分分布曲線の中央値に相当するメジアン径、および各種の平均径（長さ平均、面積平均、重量平均など）がある。本発明の方法で製造される顔料微粒子の粒径サイズは、モード径で１μｍ以下が好ましい。好ましくは３ｎｍ〜８００ｎｍであり、特に好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００８２】
次に本発明に用いられる凝集剤について説明する。凝集剤は、析出した顔料微粒子同士を凝集させ凝集体を作り、その後の濾過工程を容易に行うことができる。
【００８３】
凝集剤としては、顔料微粒子を凝集させてスラリー、ペースト、粉状、粒状、ケーキ状（塊状）、シート状、短繊維状、フレーク状などにして従来公知の分離法によって分離することができれば、いかなるものでも使用することができる。具体的には、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、リン酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酸、メタンスルホン酸などがあげられる。なかでも、塩酸、酢酸、硫酸が特に好ましい。また、加える量は、顔料微粒子が凝集する範囲でできるだけ少ない方が好ましい。
【００８４】
次に本発明に用いられるｐＨ調整剤について説明する。ｐＨ調整剤は、凝集体形成工程において形成された凝集体を顔料微粒子に再度分散させるために用いられる。
【００８５】
ｐＨ調整剤としては、具体的に、アミノメチルプロパノール、ジメチルアミノプロパノール、ジメチルエタノールアミン、ジエチルトリアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、モルホリン等の各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、アンモニアが挙げられる。これらの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８６】
上記のｐＨ調整剤の使用量は、顔料微粒子の凝集体を水に安定に再分散できる範囲であれば特に限定されるものではないが、印刷インキやインクジェットプリンタ用インクなどの用途に用いる場合は各種部材の腐食の原因になる場合があるため、ｐＨが６〜１２、さらに好ましくは７〜１１の範囲になる量を使用するのがよい。
【００８７】
また、凝集体を再分散する際に、水溶性の有機溶剤を添加して、再分散しやすくすることができる。具体的に使用できる有機溶剤としては特に限定されるものではないが、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等の低級アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコール等の脂肪族ケトン、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、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルまたはモノエチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルまたは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、トリエチレングリコールモノメチルまたはモノエチルエーテル、Ｎ−メチルピロリドン、２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。これらは、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８８】
本発明の微粒子の形成方法および微粒子形成装置により形成された微粒子は、粒径が細かく、各微粒子が均一であるため、インクジェット記録用組成物、カラーフィルター用組成物、カラーモザイク用組成物、カラートナー用組成物、塗料用組成物、建材用組成物、文房具用組成物、捺染用組成物などの各組成物に対して好適に用いることができる。
【実施例】
【００８９】
以下の実施例に基づき本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００９０】
［実施例１］
実験装置として、以下の装置を準備した。
【００９１】
１０００ｍｌの顔料タンク、４０００ｍｌの貧溶媒タンクおよび各々の液を混合器に送液するために、富士テクノ社製プランジャーポンプを用いた。また、混合器として、直径５０ｍｍ、深さ１５ｍｍの空間の中心部にモーター駆動で高速回転（５０００ｒｐｍ）するエッジドタービン型攪拌翼（直径３０ｍｍ）を粒子タンク内（４０ｌ）に設け、この混合器の上面から顔料溶液、下面から貧溶媒溶液を羽根に対して直角方向から羽根の中心部近傍に添加し、この混合器の側面６箇所に設けた排出口（直径１．０ｍｍ）から放出し、放出液が中心部に攪拌機（上下攪拌用ジェットタービン型）を有するタンク液面に落下できる位置で、反応が終了した時点で混合器が液中に浸漬しない位置に設置した。
【００９２】
反応させる液として、顔料溶液は以下の液を用いた。ジメチルスルホキシドを８０部に、顔料としてＰＲ−１２２（ピグメントレッド１２２）を１０部、分散剤としてスチレン／アクリル酸共重合体（酸化２５０、分子量５０００）の１０部を室温で攪拌混合し、懸濁液を調整した。ここに、３０％水酸化カリウムのメタノール溶液を少量ずつ滴下し、顔料が溶解して透明になるまで滴下、混合に行い、透明になった時点で滴下を中止し、３時間攪拌状態を保持し、顔料を完全に溶解した。また、粒子形成に使用する貧溶媒溶液としては、０℃に冷却した蒸留水を準備した。
【００９３】
この２液を、顔料タンク、貧溶媒タンクから混合器に添加し顔料微粒子を形成した。２液の添加条件は、顔料溶液は１０ｍｌ／ｍｉｎ、蒸留水は４０ｍｌ／ｍｉｎで１００分間の添加により顔料微粒子の形成を行った。混合器からの出口配管部にＹ字流路を設け、一方の入口から顔料微粒子、もう一方の入口から凝集体として５０％硫酸溶液を出口のｐＨが４．０になるように調節しながら連続的に添加して混合液をタンクに導入した。
【００９４】
このようにして凝集させた顔料を０．１ミクロンメッシュの濾紙を用いて減圧濾過を行い、さらにこの残渣を５００ｍｌの蒸留水を用いて３回水洗し、ペーストを得た。その後、このペーストを５０ｃｃの蒸留水に分散し、さらに２ｇの水酸化カリウム水溶液を５０ｃｃの蒸留水で希釈した溶液をゆっくり添加した。添加終了後、上記のエッジドタービンを用いて、回転数５０００ｒｐｍで１時間分散を行い、顔料微粒子を製造した。粒子サイズの測定を行ったところ、粒子サイズの平均値は２０．０ｎｍ、サイズ分布Ｍｖ／Ｍｎ＝１．３０であった。なお、Ｍｖ／Ｍｎは粒子サイズの均一性（粒子が単分散でサイズが揃っている）ことを表わす指標であり、体積平均粒径（Ｍｖ）と数平均粒径（Ｍｎ）の比で表わされる。
【００９５】
［比較例１］
凝集操作による粒子サイズの比較を行う為に、実施例１において、凝集剤を添加しない条件にて顔料微粒子を製造し（顔料溶液と貧溶媒溶液を混合させたのみで製造、分離なし）、粒子サイズを測定した。粒子サイズの平均値は２０．１ｎｍ、サイズ分布Ｍｖ／Ｍｎ＝１．３３であった。
【００９６】
［比較例２］
上述した装置を用いて、凝集剤である５０％硫酸溶液を、Ｙ字流路を用いず、タンク内の液表面にタンク内のｐＨが４．０になるように滴下を行った。この時に要した添加時間は１分であった。この様にして得た顔料凝集体を実施例１と同様の方法で濾過を行い、水洗、アルカリを用いた再分散を行った。
【００９７】
この様にして得た粒子の粒子サイズは、平均値４１．２ｎｍ、サイズ分布Ｍｖ/Ｍｎ＝１．６８であった。
【００９８】
以上より、本発明の製造方法により製造された顔料微粒子は、凝集、再分散後においても、顔料溶液と貧溶媒溶液を接触し顔料微粒子が形成された直後の粒子形状と同様の形状であることが確認できた。
【００９９】
また、比較例２より、形成された顔料微粒子を、タンクを用いて凝集剤を添加し、混合した場合と比較し、細かい粒子サイズであり、かつ、サイズ分布も均一な顔料微粒子を形成することができた。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】顔料微粒子形成装置の一例を示す図である。
【図２】混合器の概略図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…顔料微粒子形成装置、２０…混合器、２１…顔料タンク（微粒子形成材料タンク）、２２…貧溶媒タンク、２３…顔料溶液供給管、２４…貧溶媒供給管、２５…排出口、２６…攪拌翼、２７…攪拌機、３０…Ｙ字流路、３０Ａ…合流部、３１…凝集剤タンク、４０…粒子タンク、５０…濾過手段、６０…再分散タンク、６１…ｐＨ調整剤タンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子の形成方法および形成装置に係り、特に、塗料、印刷インク、電子写真用トナー、インクジェットプリンタ用インク、カラーフィルター等に用いられる顔料微粒子をビルドアップ法により形成する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル化の進展に伴い画像などの出力表現が多様化し、経時による色像の安定性が求められている。このような動きに呼応して耐候性、耐熱性の良い透明な色像形成方法が求められており、耐候性、耐熱性の観点から顔料が注目されている。特に、近年、ブレークダウン法の技術的進歩により５０ｎｍ程度の顔料粒子径を有するインクジェットインキなどが上市されている。
【０００３】
また、市場では、このような顔料の粒子サイズを更に小さくすることで、ひかり特性を改善するための要望も多く、顔料を溶剤に溶解し、貧溶媒と接触させることで顔料微粒子を形成するビルドアップ法が注目されている。
【０００４】
このようなビルドアップ法の有機顔料製造方法として、例えば下記の特許文献１には、有機顔料を溶媒に溶解させた後、水と混合させ有機顔料を析出した後、アルカリで凝集させ、分離後、酸で処理し形成する方法が記載されている。
【０００５】
また、下記の特許文献２には、分散体の製造方法として、水不溶性色材と分散剤を溶解した溶液と、水と、を混合して媒体中に分散している水性分散体を得る方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２７７５８５号公報
【特許文献２】特開２００４−４３７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
顔料のナノ粒子を取り出すためには、分散剤を利用し、粒子成長を防ぎながらナノ粒子の安定化を図り、分離を行う必要がある。しかし、このようなナノ粒子を分離する場合、遠心沈降の場合では分散剤に包まれたナノ粒子を遠心分離する為には、超遠心が必要であるが、性能上、コスト上、実用化は難しかった。また、ろ過法、膜法などがあるがナノサイズ粒子の場合、目詰まりなど運転操作上の問題があり、実用化は困難であった。
【０００７】
このような問題を回避するために特許文献１においては、ビルドアップ法で形成した分散剤にくるまれたナノ粒子に、アルカリ溶液を添加することで、ナノ粒子の凝集体を形成し、従来の分離方法を用いるようにしたものである。
【０００８】
この方法では、タンクに存在する顔料粒子を凝集させるために、ｐＨ調整するためのアルカリを添加しているが、タンクに大量に存在する顔料粒子に瞬時に、均一にアルカリと接触させることは難しく、凝集体は添加したアルカリの不均一に伴う凝集体の形状、状態に大きな差が発生する。また、強アルカリによる分散剤、顔料粒子の分解、変質などの恐れがあった。そのため、その後の種々の分離操作の負荷になるという問題があった。また、このような顔料を使用目的に合わせて再分散する場合、分散不良の問題を引き起こす原因となっていた。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ビルドアップ法で形成された粒子の凝集条件の均一化を図ることにより、凝集体の均一化、再分散時の分散性の向上を図り、均一な粒径の顔料微粒子の形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、該良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を含む２種類以上の溶液を混合部内にて接触させて微粒子を形成する微粒子の形成方法において、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを接触させて微粒子を形成する微粒子形成工程と、前記微粒子に凝集剤を流路内にて一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成する凝集体形成工程と、前記凝集体を濾過する濾過工程と、前記濾過工程後の前記凝集体をｐＨ調整剤により再分散し、微粒子を形成する再分散工程と、を有することを特徴とする微粒子の形成方法を提供する。
【００１１】
請求項１によれば、流路内で、粒子溶液と貧溶媒溶液を含む２種類以上の溶液を接触させ、微粒子を形成した後、凝集剤を一定比率で接触させることにより、流路内において、同一の条件で凝集剤と微粒子を接触させることができるので、均一の条件で微粒子の凝集体を形成することができる。
【００１２】
請求項２は請求項１において、前記微粒子形成工程は、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液を、それぞれ別々の導入口から導入し、前記混合部において瞬時に混合させて微粒子を形成するとともに、形成した微粒子を前記混合部から直ちに放出し、前記放出された微粒子が前記混合部内に再度入り込めないようにすることを特徴とする。
【００１３】
請求項２によれば、混合部内で材料溶液と貧溶媒溶液を瞬時に混合させて微粒子を形成し、形成した微粒子を混合部外に直ちに放出している。また、一度形成され混合部外に放出された微粒子が混合部の内部に侵入しないようにしている。この２つの要因により、形成された微粒子による影響を受けずに混合部内で微粒子を形成することができる。したがって、微粒子形成場を一定の条件で行うことができるので、形成された微粒子の形状を均一にすることができ、かつ、形成した微粒子の衝突、合一などにより、粒子径の増大、多分散化を防ぐことができ、微粒子の形状を均一に保つことができる。なお、顔料溶液と貧溶媒溶液を混合部において混合させてから混合部外に排出するまでの時間は１マイクロ秒以上１０００ミリ秒以下であることが好ましい。混合部内での溶液の滞留時間を上記範囲とすることにより、形成された顔料微粒子の衝突、合一などによる粒子径の増大、多分散化を防止することができる。
【００１４】
請求項３は請求項１または２において、前記粒子形成材料が顔料であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の微粒子の形成方法は微粒子形成材料が顔料である場合において、特に効果的に用いることができる。
【００１６】
請求項４は請求項１から３いずれかにおいて、前記微粒子は粒径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の微粒子の形成方法によれば、微粒子を形成後、一定の条件で凝集体と接触させ凝集体を形成しているので、その後の再分散工程においても、良好な分散性を得ることができるので、粒径が１００ｎｍ以下の均一な顔料微粒子を形成することができ、４０ｎｍ以下の顔料微粒子を形成することが好ましい。
【００１８】
請求項５は請求項１から４いずれかにおいて、前記凝集体形成工程は、前記微粒子に対して１回の接触機会となる混合場で行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項５によれば、凝集剤を微粒子に対して１回の接触機会で接触させているため、同一の条件で接触を行い易くなり、全体として、均一な微粒子を形成しやすくなる。
【００２０】
請求項６は請求項１から５いずれかにおいて、前記流路の代表長さが、等価直径で１μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする。
【００２１】
請求項６によれば、流路の代表長さを上記範囲のマイクロ流路とすることにより、流路内での微粒子と凝集体の接触を狭い範囲で行うことができるため条件が均一となりやすく、同条件で凝集体を製造し易くなり、その後の再分散工程において、再分散も容易に行うことができる。
【００２２】
本発明の請求項７は、前記目的を達成するために、良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、該良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を含む２種類以上の溶液を混合部内にて接触させて微粒子を形成する微粒子形成装置において、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを接触させて微粒子を形成する微粒子形成手段と、前記微粒子に凝集剤を流路内にて一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成する凝集体形成手段と、前記凝集体を濾過する濾過手段と、前記濾過後の前記凝集体をｐＨ調整剤により再分散し、微粒子を形成する再分散手段と、を備えることを特徴とする微粒子形成装置を提供する。
【００２３】
請求項８は請求項７において、前記微粒子形成手段が、前記材料溶液を貯蓄する粒子形成材料タンクと、貧溶媒溶液を貯蓄する貧溶媒タンクと、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液を、前記混合部に導入するための、それぞれの導入管と、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを瞬時に混合して前記微粒子を形成するとともに、形成した微粒子を直ちに混合場から放出する混合部と、前記混合部から放出された前記微粒子を貯蓄する粒子タンクと、を有し、前記混合部が前記粒子タンク内の液に浸漬せず、前記混合部から放出された前記微粒子が、１秒以内に前記粒子タンク内の液面に到達することを特徴とする。
【００２４】
請求項９は請求項７または８において、前記粒子形成材料が顔料であることを特徴とする。
【００２５】
請求項１０は請求項７から９いずれかにおいて、前記微粒子は粒径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１は請求項７から１０いずれかにおいて、前記凝集体成形手段は、Ｙ字流路であることを特徴とする。
【００２７】
請求項１２は請求項７から１１いずれかにおいて前記流路の代表長さが、等価直径で１μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする。
【００２８】
請求項７から１２は、請求項１から６の微粒子の形成方法を、微粒子形成装置として展開したものであり、請求項７から１２の微粒子形成装置によれば、微粒子の形成方法と同様の効果を得ることができる。また、凝集体形成手段をＹ字流路とすることにより、入口の一方から微粒子を、他方から凝集剤を供給し、Ｙ字流路内で凝集体を形成し、出口から放出することを連続的に行うことができる。
【００２９】
本発明の請求項１３は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするインクジェット記録用組成物を提供する。
【００３０】
本発明の請求項１４は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルター用組成物を提供する。
【００３１】
本発明の請求項１５は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラーモザイク用組成物を提供する。
【００３２】
本発明の請求項１６は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラートナー用組成物を提供する。
【００３３】
本発明の請求項１７は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする塗料用組成物を提供する。
【００３４】
本発明の請求項１８は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする建材用組成物を提供する。
【００３５】
本発明の請求項１９は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする文房具用組成物を提供する。
【００３６】
本発明の請求項２０は前記目的を達成するために、請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする捺染用組成物を提供する。
【００３７】
請求項１３から２０は、本発明の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いた組成物であり、本発明の微粒子の形成方法により形成された微粒子は、粒径が細かく、各微粒子が均一であるため、各組成物に対して好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、顔料溶液と貧溶媒溶液を含む２種以上の溶液を流路内で、凝集剤と接触させており、例えば、タンクなどでまとめて凝集剤と混合するとタンク内の場所によっては、均一な混合を行うことができない場合があるが、本発明によれば、流路内で連続的に接触させることができるので、均一の条件で行うことができる。したがって、その後の再分散工程における分散性も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、添付図面に従って、本発明に係る微粒子の形成方法および微粒子形成装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００４０】
本発明の微粒子の形成方法は、良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を混合部内にて接触させて材料溶液の溶解度を変化させることにより、微粒子を析出させる方法（ビルドアップ再沈法）に関するものである。また、この析出した微粒子に凝集剤を一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成することにより、一定の条件で凝集体を形成することができるので、濾過により凝集体を分離した後再分散させる際に、均一な顔料微粒子を形成することができる。 図１に本発明の微粒子形成装置の一例として顔料微粒子形成装置を示す。図１に示すように顔料微粒子形成装置１０は、顔料溶液と貧溶媒溶液を混合する混合器２０、形成された顔料微粒子と凝集剤を接触させるＹ字流路３０、凝集体を貯蓄する粒子タンク４０、形成された凝集体を濾過する濾過手段５０、濾過後の凝集体を再分散する再分散タンク６０から形成されている。
【００４１】
混合器２０には、顔料タンク（粒子形成材料タンク）２１と貧溶媒タンク２２が備えられており、この顔料タンク２１および貧溶媒タンク２２から顔料溶液および貧溶媒溶液が混合器２０に供給され、接触することで、混合器２０内で顔料微粒子が形成される。顔料溶液または貧溶媒溶液には分散剤を添加することが好ましい。分散剤を添加することにより、粒子径の増大、多分散化を防止することができ、均一な粒子径の顔料微粒子を形成することができる。なお、図１においては、顔料タンク２１および貧溶媒タンク２２のみ図示したが、混合器２０内で他の溶液を接触させる場合には、さらに別のタンクを設けることも可能であり、この別のタンクから分散剤を供給することもできる。
【００４２】
混合器２０内で形成された顔料微粒子は、Ｙ字流路３０を通り粒子タンク４０に貯蓄される。その際、凝集剤タンク３１から凝集剤がＹ字流路３０に供給され、Ｙ字流路３０内で顔料微粒子と接触し、凝集体が形成され、粒子タンク４０に貯蓄される。
【００４３】
混合器２０としては、攪拌機、超音波、高圧などの動的混合機能を用いた方法、マイクロリアクターなどの混合手段として用いられるセグメント型の静的混合方法のいずれか若しくは組み合わせた方法で行うことができる。また、それぞれの液体の混合器２０内への流入方法としては、特に限定されないが、混合器２０内での混合性を良くするため、相対する方向から流入させることが好ましい。
【００４４】
動的混合機能を用いた例として、図２に混合器の概略図を示す。図２に示す混合器２０は、上面から顔料溶液供給管２３を通過させ、顔料溶液を混合器２０内に供給する。また、下面から貧溶媒供給管２４を通過させ、貧溶媒を混合器２０内に供給する。混合器２０内に供給された顔料溶液および貧溶媒溶液は、攪拌翼２６を有する攪拌機２７により攪拌され、速やかに混合し顔料微粒子が形成される。形成された顔料微粒子は混合器２０の側面に設けられた排出口２５から排出される。
【００４５】
混合器として、マイクロリアクターなどの混合手段を用いる場合は、下記に示す凝集体形成手段における流路と同様の流路のマイクロリアクターを用いることが好ましい。
【００４６】
混合器２０により形成された顔料微粒子は、Ｙ字流路３０に排出され、Ｙ字流路３０内にて凝集剤と接触し、顔料微粒子の凝集体が形成される。Ｙ字流路３０の流路は、、その流路を流れる流体の流動特性を主に決定する長さ、つまり代表さが等価直径において、１μｍ以上１０００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上８００μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以上５００μｍ以下の流路であることが好ましい。なお、「等価直径」とは、相当（直）径とも呼ばれ、機械工学の分野で用いられる用語である。任意断面形状の配管（本発明では流路）に対し等価な円管を想定するとき、その等価円管の直径を等価直径という。
【００４７】
等価直径（deq）は、Ａ：配管の断面積、ｐ：配管のぬれぶち長さ（周長）を用いて、deq=4A/pと定義される。円管に適した場合、この等価直径は円管直径に一致する。等価直径は等価円管のデータを基に、その配管の流動あるいは熱伝達特性を推定するのに用いられ、現象の空間的スケール（代表的長さ）を表わす。等価直径は、一辺ａの正四角形管でdeq=4a2/4a=a、一辺ａの正三角形管では、deq=a/√３となる。また、流路高さｈの平行平板間の流れではdeq=2hとなる（例えば、（社）日本機械学会編「機械工学事典」1997年、丸善（株）参照）。
【００４８】
混合器２０で形成された顔料微粒子は、Ｙ字流路３０の一方の流路からＹ字流路３０内に供給される。そして、他方の流路から凝集剤が供給され、Ｙ字流路３０内の合流部３０Ａにおいて、一回の接触で顔料微粒子と凝集剤が接触し、凝集体が形成される。
【００４９】
顔料微粒子と凝集剤の接触は、顔料微粒子の形成後、速やかに行うことが好ましい。顔料溶液と貧溶媒溶液を接触させることにより、顔料微粒子の析出が始まるが、凝集剤を接触させるまでの時間が長くなると、この時間にバラツキが生じるため、顔料微粒子の成長にもバラツキが生じ、その後の再分散工程において、均一な凝集剤を形成することができない。したがって、凝集剤を接触させるまでの時間を短くすることにより、均一な顔料微粒子の状態で凝集体を形成することができるので、再分散工程後においても、均一な顔料微粒子を形成することができる。顔料微粒子を形成してから凝集剤を接触させるまでの時間は０．０１秒以上１秒以下であることが好ましい。
【００５０】
形成された凝集体は、粒子タンク４０に一度貯蓄される。その後、フィルター５０で濾過され、凝集体の分離を行う。その後、濾過した凝集体を混合器２０内で、ｐＨ調整剤タンク６１から供給されるｐＨ調整剤と混合され、再分散することにより、顔料微粒子を形成することができる。凝集体をｐＨ調整剤により再分散する方法としては、上記顔料微粒子形成工程において、顔料溶液と貧溶媒溶液を接触させる際に用いた方法と同様の方法により行うことができる。また、顔料の種類によってはｐＨ調整剤を直接タンクに添加して凝集体を分散させることもできる。凝集体はｐＨの変化に伴い、自然にコンフォメーションを変えて分散するため、混合器を用いずに分散させることも可能である。
【００５１】
なお、粒子タンク４０内においては、凝集体同士を接触する機会を減らすように、凝集体の濃度を低くするようにタンク内で速やかに希釈することが好ましい。また、タンク内で凝集体同士が衝突、接触する事で粗大化を防止するために、タンク内を緩やかに出来るだけ均一に攪拌する事で沈降等が発生しないようにする事が大切である。また、この様な現象を防ぐ為にタンク内が一定量になった時点で供給量を加味した流量でタンク内の液を次の濾過工程に送り出す事も可能である。
【００５２】
また、図１においては、凝集体を粒子タンク４０に貯蓄した後に、濾過を行い凝集体の分離を行っているが、タンクにためず連続的に濾過、分離を行うことも可能である。
【００５３】
このようにして形成された顔料微粒子の粒子径は粒径が１００ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００５４】
なお、上記においては、粒子形成材料として顔料を例にして説明したが、本発明が顔料に限定されず、他の粒子形成材料を用いることも可能である。他の粒子形成材料としては、二酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化クロム、バナジン酸ビスマス、ルチル型混合相顔料、ハロゲン化銀、シリカ、及びカーボンブラックなどがあるが、これらに限定されるものではない。
【００５５】
次に本発明の顔料微粒子の形成方法および形成装置に用いられる材料について説明する。
【００５６】
本発明に用いられる有機顔料は、色相的に限定されるものではなく、マゼンタ顔料、イエロー顔料、またはシアン顔料であることができる。詳しくは、ペリレン、ペリノン、キナクリドン、キナクリドンキノン、アントラキノン、アントアントロン、ベンズイミダゾロン、ジスアゾ縮合、ジスアゾ、アゾ、インダントロン、フタロシアニン、トリアリールカルボニウム、ジオキサジン、アミノアントラキノン、ジケトピロロピロール、チオインジゴ、イソインドリン、イソインドリノン、ピラントロンまたはイソビオラントロン系顔料またはそれらの混合物などのマゼンタ顔料、イエロー顔料、またはシアン顔料である。更に詳しくは、例えば、C．Ｉ．ピグメントレッド190（C．Ｉ．番号71140）、C．Ｉ．ピグメントレッド224（C．Ｉ．番号71127）、C．I．ピグメントバイオレット29（C．I．番号71129）等のペリレン系顔料、C．I．ピグメントオレンジ43（C．I．番号71105）、もしくはC．I．ピグメントレッド194（C．I．番号71100）等のペリノン系顔料、C．I．ピグメントバイオレット19（C．I．番号73900）、C．I．ピグメントバイオレット42、C．I．ピグメントレッド122（C．I．番号73915）、C．I．ピグメントレッド192、C．I．ピグメントレッド202（C．I．番号73907）、C．I．ピグメントレッド207（C．I．番号73900、73906）、もしくはC．I．ピグメントレッド209（C．I．番号73905）のキナクリドン系顔料、C．I．ピグメントレッド206（C．I．番号73900／73920）、C．I．ピグメントオレンジ48（C．I．番号73900／73920）、もしくはC．I．ピグメントオレンジ49（C．I．番号73900／73920）等のキナクリドンキノン系顔料、C．I．ピグメントイエロー147（C．I．番号60645）等のアントラキノン系顔料、C．I．ピグメントレッド168（C．I．番号59300）等のアントアントロン系顔料、C．I．ピグメントブラウン25（C．I．番号12510）、C．I．ピグメントバイオレット32（C．I．番号12517）、C．I．ピグメントイエロー180（C．I．番号21290）、C．I．ピグメントイエロー181（C．I．番号11777）、C．I．ピグメントオレンジ62（C．I．番号11775）、もしくはC．I．ピグメントレッド185（C．I．番号12516）等のベンズイミダゾロン系顔料、C．I．ピグメントイエロー93（C．I．番号20710）、C．I．ピグメントイエロー94（C．I．番号20038）、C．I．ピグメントイエロー95（C．I．番号20034）、C．I．ピグメントイエロー128（C．I．番号20037）、C．I．ピグメントイエロー166（C．I．番号20035）、C．I．ピグメントオレンジ34（C．I．番号21115）、C．I．ピグメントオレンジ13（C．I．番号21110）、C．I．ピグメントオレンジ31（C．I．番号20050）、C．I．ピグメントレッド144（C．I．番号20735）、C．I．ピグメントレッド166（C．I．番号20730）、C．I．ピグメントレッド220（C．I．番号20055）、C．I．ピグメントレッド221（C．I．番号20065）、C．I．ピグメントレッド242（C．I．番号20067）、C．I．ピグメントレッド248、C．I．ピグメントレッド262、もしくはC．I．ピグメントブラウン23（C．I．番号20060）等のジスアゾ縮合系顔料、C．I．ピグメントイエロー13（C．I．番号21100）、C．I．ピグメントイエロー83（C．I．番号21108）、もしくはC．I．ピグメントイエロー188（C．I．番号21094）等のジスアゾ系顔料、C．I．ピグメントレッド187（C．I．番号12486）、C．I．ピグメントレッド170（C．I．番号12475）、C．I．ピグメントイエロー74（C．I．番号11714）、C．I．ピグメントレッド48（C．I．番号15865）、C．I．ピグメントレッド53（C．I．番号15585）、C．I．ピグメントオレンジ64（C．I．番号12760）、もしくはC．I．ピグメントレッド247（C．I．番号15915）等のアゾ系顔料、C．I．ピグメントブルー60（C．I．番号69800）等のインダントロン系顔料、C．I．ピグメントグリーン7（C．I．番号74260）、C．I．ピグメントグリーン36（C．I．番号74265）、ピグメントグリーン37（C．I．番号74255）、ピグメントブルー16（C．I．番号74100）、C．I．ピグメントブルー75（C．I．番号74160：2）、もしくは15（C．I．番号74160）等のフタロシアニン系顔料、C．I．ピグメントブルー56（C．I．番号42800）、もしくはC．I．ピグメントブルー61（C．I．番号42765：1）等のトリアリールカルボニウム系顔料、C．I．ピグメントバイオレット23（C．I．番号51319）、もしくはC．I．ピグメントバイオレット37（C．I．番号51345）等のジオキサジン系顔料、C．I．ピグメントレッド177（C．I．番号65300）等のアミノアントラキノン系顔料、C．I．ピグメントレッド254（C．I．番号56110）、C．I．ピグメントレッド255（C．I．番号561050）、C．I．ピグメントレッド264、C．I．ピグメントレッド272（C．I．番号561150）、C．I．ピグメントオレンジ71、もしくはC．I．ピグメントオレンジ73等のジケトピロロピロール系顔料、C．I．ピグメントレッド88（C．I．番号73312）等のチオインジゴ系顔料、C．I．ピグメントイエロー139（C．I．番号56298）、C．I．ピグメントオレンジ66（C．I．番号48210）等のイソインドリン系顔料、C．I．ピグメントイエロー109（C．I．番号56284）、もしくはC．I．ピグメントオレンジ61（C．I．番号11295）等のイソインドリノン系顔料、C．I．ピグメントオレンジ40（C．I．番号59700）、もしくはC．I．ピグメントレッド216（C．I．番号59710）等のピラントロン系顔料、またはC．I．ピグメントバイオレット31（60010）等のイソビオラントロン系顔料である。
【００５７】
好ましい顔料は、キナクリドン系、ジケトピロロピロール系、ジスアゾ縮合系、アゾ系、またはフタロシアニン系、ジオキサジン系顔料である。
【００５８】
次に、良溶媒について説明する。有機顔料を溶解する良溶媒としては、使用する有機顔料を溶解することができ、かつ貧溶媒との相溶する又は均一に混ざるものであれば、特に限定されない。良溶媒に対する有機顔料の溶解度は、０．２質量％以上であることが好ましく、０．５質量％以上であることがより好ましい。この有機顔料の溶解度は、特に上限はないが、通常用いられる有機材料を考慮すると、５０質量％以下であることが実際的である。なお、上記有機顔料の溶解度は、酸又はアルカリの存在下の溶解度であってもよい。
【００５９】
貧溶媒と良溶媒との相溶性又は均一混合性は、貧溶媒に対する良溶媒の溶解量が３０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましい。貧溶媒に対する良溶媒の溶解量は、特に上限はないが、任意の割合で混ざり合う範囲であるのが実際的である。
【００６０】
良溶媒としては、例えば、水性溶媒（例えば、水、または塩酸、水酸化ナトリウム水溶液）、アルコール化合物溶媒、アミド化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、芳香族化合物溶媒、二硫化炭素溶媒、脂肪族化合物溶媒、ニトリル化合物溶媒、スルホキシド化合物溶媒、ハロゲン化合物溶媒、エステル化合物溶媒、イオン性液体、これらの混合溶媒などが挙げられ、水性溶媒、アルコール化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、スルホキシド化合物溶媒、エステル化合物溶媒、アミド化合物溶媒、またはこれらの混合物が好ましく、水性溶媒、アルコール化合物溶媒、エステル化合物溶媒、スルホキシド化合物溶媒またはアミド化合物溶媒が好ましく、水性溶媒、スルホキシド化合物溶媒またはアミド化合物溶媒がさらに好ましく、スルホキシド化合物溶媒またはアミド化合物溶媒が特に好ましい。
【００６１】
スルホキシド化合物溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキド、ヘキサメチレンスルホキシド、スルホランなどが挙げられる。アミド化合物溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルプロパンアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドなどが挙げられる。
【００６２】
本発明において、２種類以上の有機顔料又は有機顔料の固溶体又は有機顔料と無機顔料の組み合わせも使用することができる。有機顔料は、良溶媒中に均一に溶解されなければならないが、酸性又はアルカリ性で溶解することも好ましい。一般に分子内にアルカリ性で解離可能な基を有する顔料の場合はアルカリ性が用いられ、アルカリ性で解離する基が存在せず、プロトンが付加しやすい窒素原子を分子内に多く有するときは酸性が用いられる。たとえば、キナクリドン、ジケトピロロピロール、ジスアゾ縮合系顔料はアルカリ性で溶解され、フタロシアニン系顔料は、酸性で溶解される。
【００６３】
アルカリ性で溶解させる場合に用いられる塩基は、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、もしくは水酸化バリウムなどの無機塩基、またはトリアルキルアミン、ジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）、金属アルコキシドなどの有機塩基である。使用される塩基の量は、顔料を均一に溶解可能な量であり、特に限定されないが、無機塩基の場合、好ましくは顔料に対して１．０〜３０モル当量であり、より好ましくは２．０〜２５モル当量であり、さらに好ましくは３〜２０モル当量である。有機塩基の場合は好ましくは顔料に対して１．０〜１００モル当量であり、より好ましくは５．０〜１００モル当量であり、さらに好ましくは２０〜１００モル当量である。
【００６４】
酸性で溶解させる場合に用いられる酸は、硫酸、塩酸、もしくは燐酸などの無機酸、または酢酸、トリフルオロ酢酸、シュウ酸、メタンスルホン酸、もしくはトリフルオロメタンスルホン酸などの有機酸であるが好ましくは無機酸である。特に好ましくは硫酸である。使用される酸の量は、顔料を均一に溶解可能な量であり、特に限定されないが、塩基に比べて過剰量用いられる場合が多い。無機酸および有機酸の場合を問わず、好ましくは顔料に対して３〜５００モル当量であり、より好ましくは１０〜５００モル当量であり、さらに好ましくは３０〜２００モル当量である。
【００６５】
アルカリ又は酸を有機溶媒と混合した良溶媒を用いる場合、アルカリ又は酸を良溶媒に完全に溶解させるため、アルカリ又は酸に対して高い溶解性を示す溶剤を、有機溶媒に添加することが好ましい。このような溶剤としては、たとえば、水や低級アルコール等が挙げられる。低級アルコールとしては、具体的には、水、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ブチルアルコール等を使用できる。溶剤量は、良溶媒全量に対して５０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましい。
【００６６】
次に貧溶媒について説明する。有機顔料を溶解しにくい貧溶媒としては、有機顔料を溶解する良溶媒と相溶する又は均一に混ざるものであれば、特に限定されない。このような貧溶媒は、有機顔料の溶解度が０．０２質量％以下であることが好ましく、０．０１質量％以下であることがより好ましい。貧溶媒に対する有機顔料の溶解度は、特に下限はない。この溶解度は、酸又はアルカリの存在下で溶解された場合の溶解度であってもよい。また、良溶媒と貧溶媒との相溶性もしくは均一混合性の好ましい範囲は前述の通りである。
【００６７】
貧溶媒としては、例えば、水性溶媒（例えば、水、又は塩酸、水酸化ナトリウム水溶液）、アルコール化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、芳香族化合物溶媒、二硫化炭素溶媒、脂肪族化合物溶媒、ニトリル化合物溶媒、ハロゲン化合物溶媒、エステル化合物溶媒、イオン性液体、これらの混合溶媒などが挙げられ、水性溶媒、アルコール化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、エステル化合物溶媒、またはこれらの混合物が好ましく、水性溶媒、アルコール化合物溶媒またはエステル化合物溶媒がより好ましい。
【００６８】
アルコール化合物溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、１−メトキシ−２−プロパノール等が挙げられる。ケトン化合物溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンが挙げられる。エーテル化合物溶媒としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどが挙げられる。芳香族化合物溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエンなどが挙げられる。脂肪族化合物溶媒としては、例えば、ヘキサンなどが挙げられる。ニトリル化合物溶媒としては、例えば、アセトニトリルなどが挙げられる。ハロゲン化合物溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、トリクロロエチレンなどが挙げられる。エステル化合物溶媒としては、例えば、酢酸エチル、乳酸エチル、２−（１−メトキシ）プロピルアセテートなどが挙げられる。イオン性液体としては、例えば、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムとＰＦ６−との塩などが挙げられる。
【００６９】
本発明では、均一に溶解した溶液を流路に投入することが好ましい。懸濁液を投入すると粒子サイズが大きくなったり、粒子分布が広い顔料微粒子になったりする。場合によっては容易に流路を閉塞してしまう。「均一に溶解」の意味は可視光線下で観測した場合にほとんど濁りが観測されない溶液であり、本発明では１μｍ以下のミクロフィルターを通して得られる溶液、または１μｍのフィルターを通した場合に濾過される物を含まない溶液を均一に溶解した溶液と定義する。
【００７０】
本発明では、顔料溶液の溶解度を変化させ、顔料微粒子を製造する方法であるが、図１に示すように、混合器２０に顔料タンク２１から顔料の均一溶液を導入し、貧溶媒タンク２２から顔料溶液の溶解度を変化させる貧溶媒、またはそれらに分散剤を溶解した溶液を導入し、両液を混合器２０内で接触させることにより、顔料を含む溶液の溶解度を低下させる。顔料は貧溶媒には溶解しにくいため、顔料溶液の溶解度が低下するに従って、顔料微粒子として析出する。溶解度の変化の幅は、顔料溶液の溶解度によるが、顔料微粒子の析出を促すのに十分な範囲でよい。
【００７１】
次に溶液に添加される分散剤について説明する。分散剤は析出した顔料微粒子に素早く吸着して、顔料微粒子同士が再び凝集することを防止するからである。分散剤には、一般的にアニオン性分散剤、カチオン性分散剤、両イオン分散剤、顔料性分散剤の低分子、及び高分子分散剤がある。
【００７２】
本発明の顔料微粒子を形成する方法では、顔料を含む顔料溶液の中、又は／及び溶解度を変化させるための貧溶媒溶液の中に分散剤を添加することができる。
【００７３】
アニオン性分散剤（アニオン性界面活性剤）としては、N−アシル−N−アルキルタウリン塩、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、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、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等を挙げることができる。なかでも、N−アシル−N−アルキルタウリン塩が好ましい。N−アシル−N−アルキルタウリン塩としては、特開平3−273067号明細書に記載されているものが好ましい。これらアニオン性分散剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７４】
カチオン性分散剤（カチオン性界面活性剤）には、四級アンモニウム塩、アルコキシル化ポリアミン、脂肪族アミンポリグリコールエーテル、脂肪族アミン、脂肪族アミンと脂肪族アルコールから誘導されるジアミンおよびポリアミン、脂肪酸から誘導されるイミダゾリンおよびこれらのカチオン性物質の塩が含まれる。これらカチオン性分散剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７５】
両イオン性分散剤は、前記アニオン性分散剤が分子内に有するアニオン基部分とカチオン性分散剤が分子内に有するカチオン基部分を共に分子内に有する分散剤である。
【００７６】
ノニオン性分散剤（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アルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、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アルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステルなどを挙げることができる。なかでも、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルが好ましい。これらノニオン性分散剤は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７７】
顔料性分散剤とは、親物質としての有機顔料から誘導され、その親構造を化学修飾することで製造される顔料性分散剤と定義する。例えば、糖含有顔料分散剤、ピペリジル含有顔料分散剤、ナフタレンまたはペリレン誘導顔料分散剤、メチレン基を介して顔料親構造に連結された官能基を有する顔料分散剤、ポリマーで化学修飾された顔料親構造、スルホン酸基を有する顔料分散剤、スルホンアミド基を有する顔料分散剤、エーテル基を有する顔料分散剤、あるいはカルボン酸基、カルボン酸エステル基またはカルボキサミド基を有する顔料分散剤などがある。
【００７８】
高分子分散剤としては、具体的には、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリルアミド、ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール一部分ホルマール化物、ポリビニルアルコール一部分ブチラール化物、ビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンオキシド／プロピレンオキシドブロック共重合体、ポリアクリル酸塩、ポリビニル硫酸塩、ポリ（4−ビニルピリジン）塩、ポリアミド、ポリアリルアミン塩、縮合ナフタレンスルホン酸塩、スチレン−アクリル酸塩共重合物、スチレン−メタクリル酸塩共重合物、アクリル酸エステル−アクリル酸塩共重合物、アクリル酸エステル−メタクリル酸塩共重合物、メタクリル酸エステル−アクリル酸塩共重合物、メタクリル酸エステル―メタクリル酸塩共重合物、スチレン−イタコン酸塩共重合物、イタコン酸エステル−イタコン酸塩共重合物、ビニルナフタレン−アクリル酸塩共重合物、ビニルナフタレン−メタクリル酸塩共重合物、ビニルナフタレン−イタコン酸塩共重合物、セルロース誘導体、澱粉誘導体などが挙げられる。その他、アルギン酸塩、ゼラチン、アルブミン、カゼイン、アラビアゴム、トンガントゴム、リグニンスルホン酸塩などの天然高分子類も使用できる。なかでも、ポリビニルピロリドンが好ましい。これら高分子は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、アニオン性分散剤を水性媒体に含有させ、かつノニオン性分散剤および／または高分子分散剤を、顔料を溶解した溶液に含有させる態様を挙げることができる。
【００７９】
分散剤の配合量は、顔料の均一分散性および保存安定性をより一層向上させるために、顔料１００質量部に対して０．１〜１０００質量部の範囲であることが好ましく、より好ましくは１〜５００質量部の範囲であり、更に好ましくは１０〜２５０質量部の範囲である。０．１質量部未満であると顔料微粒子の分散安定性の向上が見られない場合がある。
【００８０】
次に、製造された顔料微粒子の粒径サイズの計測法について説明する。
【００８１】
微粒子の計測法において、数値化して集団の平均の大きさを表現する方法があるが、よく使用されるものとして、分布の最大値を示すモード径、積分分布曲線の中央値に相当するメジアン径、および各種の平均径（長さ平均、面積平均、重量平均など）がある。本発明の方法で製造される顔料微粒子の粒径サイズは、モード径で１μｍ以下が好ましい。好ましくは３ｎｍ〜８００ｎｍであり、特に好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００８２】
次に本発明に用いられる凝集剤について説明する。凝集剤は、析出した顔料微粒子同士を凝集させ凝集体を作り、その後の濾過工程を容易に行うことができる。
【００８３】
凝集剤としては、顔料微粒子を凝集させてスラリー、ペースト、粉状、粒状、ケーキ状（塊状）、シート状、短繊維状、フレーク状などにして従来公知の分離法によって分離することができれば、いかなるものでも使用することができる。具体的には、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、リン酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酸、メタンスルホン酸などがあげられる。なかでも、塩酸、酢酸、硫酸が特に好ましい。また、加える量は、顔料微粒子が凝集する範囲でできるだけ少ない方が好ましい。
【００８４】
次に本発明に用いられるｐＨ調整剤について説明する。ｐＨ調整剤は、凝集体形成工程において形成された凝集体を顔料微粒子に再度分散させるために用いられる。
【００８５】
ｐＨ調整剤としては、具体的に、アミノメチルプロパノール、ジメチルアミノプロパノール、ジメチルエタノールアミン、ジエチルトリアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、モルホリン等の各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、アンモニアが挙げられる。これらの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８６】
上記のｐＨ調整剤の使用量は、顔料微粒子の凝集体を水に安定に再分散できる範囲であれば特に限定されるものではないが、印刷インキやインクジェットプリンタ用インクなどの用途に用いる場合は各種部材の腐食の原因になる場合があるため、ｐＨが６〜１２、さらに好ましくは７〜１１の範囲になる量を使用するのがよい。
【００８７】
また、凝集体を再分散する際に、水溶性の有機溶剤を添加して、再分散しやすくすることができる。具体的に使用できる有機溶剤としては特に限定されるものではないが、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール等の低級アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコール等の脂肪族ケトン、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、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルまたはモノエチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルまたは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、トリエチレングリコールモノメチルまたはモノエチルエーテル、Ｎ−メチルピロリドン、２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。これらは、１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８８】
本発明の微粒子の形成方法および微粒子形成装置により形成された微粒子は、粒径が細かく、各微粒子が均一であるため、インクジェット記録用組成物、カラーフィルター用組成物、カラーモザイク用組成物、カラートナー用組成物、塗料用組成物、建材用組成物、文房具用組成物、捺染用組成物などの各組成物に対して好適に用いることができる。
【実施例】
【００８９】
以下の実施例に基づき本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００９０】
［実施例１］
実験装置として、以下の装置を準備した。
【００９１】
１０００ｍｌの顔料タンク、４０００ｍｌの貧溶媒タンクおよび各々の液を混合器に送液するために、富士テクノ社製プランジャーポンプを用いた。また、混合器として、直径５０ｍｍ、深さ１５ｍｍの空間の中心部にモーター駆動で高速回転（５０００ｒｐｍ）するエッジドタービン型攪拌翼（直径３０ｍｍ）を粒子タンク内（４０ｌ）に設け、この混合器の上面から顔料溶液、下面から貧溶媒溶液を羽根に対して直角方向から羽根の中心部近傍に添加し、この混合器の側面６箇所に設けた排出口（直径１．０ｍｍ）から放出し、放出液が中心部に攪拌機（上下攪拌用ジェットタービン型）を有するタンク液面に落下できる位置で、反応が終了した時点で混合器が液中に浸漬しない位置に設置した。
【００９２】
反応させる液として、顔料溶液は以下の液を用いた。ジメチルスルホキシドを８０部に、顔料としてＰＲ−１２２（ピグメントレッド１２２）を１０部、分散剤としてスチレン／アクリル酸共重合体（酸化２５０、分子量５０００）の１０部を室温で攪拌混合し、懸濁液を調整した。ここに、３０％水酸化カリウムのメタノール溶液を少量ずつ滴下し、顔料が溶解して透明になるまで滴下、混合に行い、透明になった時点で滴下を中止し、３時間攪拌状態を保持し、顔料を完全に溶解した。また、粒子形成に使用する貧溶媒溶液としては、０℃に冷却した蒸留水を準備した。
【００９３】
この２液を、顔料タンク、貧溶媒タンクから混合器に添加し顔料微粒子を形成した。２液の添加条件は、顔料溶液は１０ｍｌ／ｍｉｎ、蒸留水は４０ｍｌ／ｍｉｎで１００分間の添加により顔料微粒子の形成を行った。混合器からの出口配管部にＹ字流路を設け、一方の入口から顔料微粒子、もう一方の入口から凝集体として５０％硫酸溶液を出口のｐＨが４．０になるように調節しながら連続的に添加して混合液をタンクに導入した。
【００９４】
このようにして凝集させた顔料を０．１ミクロンメッシュの濾紙を用いて減圧濾過を行い、さらにこの残渣を５００ｍｌの蒸留水を用いて３回水洗し、ペーストを得た。その後、このペーストを５０ｃｃの蒸留水に分散し、さらに２ｇの水酸化カリウム水溶液を５０ｃｃの蒸留水で希釈した溶液をゆっくり添加した。添加終了後、上記のエッジドタービンを用いて、回転数５０００ｒｐｍで１時間分散を行い、顔料微粒子を製造した。粒子サイズの測定を行ったところ、粒子サイズの平均値は２０．０ｎｍ、サイズ分布Ｍｖ／Ｍｎ＝１．３０であった。なお、Ｍｖ／Ｍｎは粒子サイズの均一性（粒子が単分散でサイズが揃っている）ことを表わす指標であり、体積平均粒径（Ｍｖ）と数平均粒径（Ｍｎ）の比で表わされる。
【００９５】
［比較例１］
凝集操作による粒子サイズの比較を行う為に、実施例１において、凝集剤を添加しない条件にて顔料微粒子を製造し（顔料溶液と貧溶媒溶液を混合させたのみで製造、分離なし）、粒子サイズを測定した。粒子サイズの平均値は２０．１ｎｍ、サイズ分布Ｍｖ／Ｍｎ＝１．３３であった。
【００９６】
［比較例２］
上述した装置を用いて、凝集剤である５０％硫酸溶液を、Ｙ字流路を用いず、タンク内の液表面にタンク内のｐＨが４．０になるように滴下を行った。この時に要した添加時間は１分であった。この様にして得た顔料凝集体を実施例１と同様の方法で濾過を行い、水洗、アルカリを用いた再分散を行った。
【００９７】
この様にして得た粒子の粒子サイズは、平均値４１．２ｎｍ、サイズ分布Ｍｖ/Ｍｎ＝１．６８であった。
【００９８】
以上より、本発明の製造方法により製造された顔料微粒子は、凝集、再分散後においても、顔料溶液と貧溶媒溶液を接触し顔料微粒子が形成された直後の粒子形状と同様の形状であることが確認できた。
【００９９】
また、比較例２より、形成された顔料微粒子を、タンクを用いて凝集剤を添加し、混合した場合と比較し、細かい粒子サイズであり、かつ、サイズ分布も均一な顔料微粒子を形成することができた。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】顔料微粒子形成装置の一例を示す図である。
【図２】混合器の概略図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…顔料微粒子形成装置、２０…混合器、２１…顔料タンク（微粒子形成材料タンク）、２２…貧溶媒タンク、２３…顔料溶液供給管、２４…貧溶媒供給管、２５…排出口、２６…攪拌翼、２７…攪拌機、３０…Ｙ字流路、３０Ａ…合流部、３１…凝集剤タンク、４０…粒子タンク、５０…濾過手段、６０…再分散タンク、６１…ｐＨ調整剤タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、該良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を含む２種類以上の溶液を混合部内にて接触させて微粒子を形成する微粒子の形成方法において、
前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを接触させて微粒子を形成する微粒子形成工程と、
前記微粒子に凝集剤を流路内にて一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成する凝集体形成工程と、
前記凝集体を濾過する濾過工程と、
前記濾過工程後の前記凝集体をｐＨ調整剤により再分散し、微粒子を形成する再分散工程と、を有することを特徴とする微粒子の形成方法。
【請求項２】
前記微粒子形成工程は、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液を、それぞれ別々の導入口から導入し、前記混合部において瞬時に混合させて微粒子を形成するとともに、形成した微粒子を前記混合部から直ちに放出し、前記放出された微粒子が前記混合部内に再度入り込めないようにすることを特徴とする請求項１に記載の微粒子の形成方法。
【請求項３】
前記粒子形成材料が顔料であることを特徴とする請求項１または２に記載の微粒子の形成方法。
【請求項４】
前記微粒子は粒径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の微粒子の形成方法。
【請求項５】
前記凝集体形成工程は、前記微粒子に対して１回の接触機会となる混合場で行うことを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の微粒子の形成方法。
【請求項６】
前記流路の代表長さが、等価直径で１μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の微粒子の形成方法。
【請求項７】
良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、該良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を含む２種類以上の溶液を混合部内にて接触させて微粒子を形成する微粒子形成装置において、
前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを接触させて微粒子を形成する微粒子形成手段と、
前記微粒子に凝集剤を流路内にて一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成する凝集体形成手段と、
前記凝集体を濾過する濾過手段と、
前記濾過後の前記凝集体をｐＨ調整剤により再分散し、微粒子を形成する再分散手段と、を備えることを特徴とする微粒子形成装置。
【請求項８】
前記微粒子形成手段が、前記材料溶液を貯蓄する粒子形成材料タンクと、
貧溶媒溶液を貯蓄する貧溶媒タンクと、
前記材料溶液と前記貧溶媒溶液を、前記混合部に導入するための、それぞれの導入管と、
前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを瞬時に混合して前記微粒子を形成するとともに、形成した微粒子を直ちに混合場から放出する混合部と、
前記混合部から放出された前記微粒子を貯蓄する粒子タンクと、を有し、
前記混合部が前記粒子タンク内の液に浸漬せず、前記混合部から放出された前記微粒子が、１秒以内に前記粒子タンク内の液面に到達することを特徴とする請求項７に記載の微粒子形成装置。
【請求項９】
前記粒子形成材料が顔料であることを特徴とする請求項７または８に記載の微粒子の形成方法。
【請求項１０】
前記微粒子は粒径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７から９いずれかに記載の微粒子形成装置。
【請求項１１】
前記凝集体成形手段は、Ｙ字流路であることを特徴とする請求項７から１０いずれかに記載の微粒子形成装置。
【請求項１２】
前記流路の代表長さが、等価直径で１μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項７から１１いずれかに記載の微粒子形成装置。
【請求項１３】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするインクジェット記録用組成物。
【請求項１４】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルター用組成物。
【請求項１５】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラーモザイク用組成物。
【請求項１６】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラートナー用組成物。
【請求項１７】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする塗料用組成物。
【請求項１８】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする建材用組成物。
【請求項１９】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする文房具用組成物。
【請求項２０】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする捺染用組成物。
【請求項１】
良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、該良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を含む２種類以上の溶液を混合部内にて接触させて微粒子を形成する微粒子の形成方法において、
前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを接触させて微粒子を形成する微粒子形成工程と、
前記微粒子に凝集剤を流路内にて一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成する凝集体形成工程と、
前記凝集体を濾過する濾過工程と、
前記濾過工程後の前記凝集体をｐＨ調整剤により再分散し、微粒子を形成する再分散工程と、を有することを特徴とする微粒子の形成方法。
【請求項２】
前記微粒子形成工程は、前記材料溶液と前記貧溶媒溶液を、それぞれ別々の導入口から導入し、前記混合部において瞬時に混合させて微粒子を形成するとともに、形成した微粒子を前記混合部から直ちに放出し、前記放出された微粒子が前記混合部内に再度入り込めないようにすることを特徴とする請求項１に記載の微粒子の形成方法。
【請求項３】
前記粒子形成材料が顔料であることを特徴とする請求項１または２に記載の微粒子の形成方法。
【請求項４】
前記微粒子は粒径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の微粒子の形成方法。
【請求項５】
前記凝集体形成工程は、前記微粒子に対して１回の接触機会となる混合場で行うことを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の微粒子の形成方法。
【請求項６】
前記流路の代表長さが、等価直径で１μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の微粒子の形成方法。
【請求項７】
良溶媒に粒子形成材料を溶解した材料溶液と、該良溶媒と相溶し粒子形成材料に対して貧溶媒である貧溶媒溶液と、を含む２種類以上の溶液を混合部内にて接触させて微粒子を形成する微粒子形成装置において、
前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを接触させて微粒子を形成する微粒子形成手段と、
前記微粒子に凝集剤を流路内にて一定比率で連続的に接触させ、凝集体を形成する凝集体形成手段と、
前記凝集体を濾過する濾過手段と、
前記濾過後の前記凝集体をｐＨ調整剤により再分散し、微粒子を形成する再分散手段と、を備えることを特徴とする微粒子形成装置。
【請求項８】
前記微粒子形成手段が、前記材料溶液を貯蓄する粒子形成材料タンクと、
貧溶媒溶液を貯蓄する貧溶媒タンクと、
前記材料溶液と前記貧溶媒溶液を、前記混合部に導入するための、それぞれの導入管と、
前記材料溶液と前記貧溶媒溶液とを瞬時に混合して前記微粒子を形成するとともに、形成した微粒子を直ちに混合場から放出する混合部と、
前記混合部から放出された前記微粒子を貯蓄する粒子タンクと、を有し、
前記混合部が前記粒子タンク内の液に浸漬せず、前記混合部から放出された前記微粒子が、１秒以内に前記粒子タンク内の液面に到達することを特徴とする請求項７に記載の微粒子形成装置。
【請求項９】
前記粒子形成材料が顔料であることを特徴とする請求項７または８に記載の微粒子の形成方法。
【請求項１０】
前記微粒子は粒径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７から９いずれかに記載の微粒子形成装置。
【請求項１１】
前記凝集体成形手段は、Ｙ字流路であることを特徴とする請求項７から１０いずれかに記載の微粒子形成装置。
【請求項１２】
前記流路の代表長さが、等価直径で１μｍ以上１０００μｍ以下であることを特徴とする請求項７から１１いずれかに記載の微粒子形成装置。
【請求項１３】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするインクジェット記録用組成物。
【請求項１４】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルター用組成物。
【請求項１５】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラーモザイク用組成物。
【請求項１６】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とするカラートナー用組成物。
【請求項１７】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする塗料用組成物。
【請求項１８】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする建材用組成物。
【請求項１９】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする文房具用組成物。
【請求項２０】
請求項１から６いずれかに記載の微粒子の形成方法により形成された微粒子を用いて製造されたことを特徴とする捺染用組成物。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１９７０９７（Ｐ２００９−１９７０９７Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３８９０１（Ｐ２００８−３８９０１）
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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