JP3922902B2

JP3922902B2 - カチオン性樹脂変性シリカ分散液及びその製造方法

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Publication number: JP3922902B2
Application number: JP2001276672A
Authority: JP
Inventors: 顕治福永; 宜典田頭; 務池田; 博也山下
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2021-09-12
Also published as: JP2003082248A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式シリカを使用したインクジェット用記録紙の塗工液、新聞紙の内填剤、研磨剤、金属表面処理剤の調製に有用な新規のカチオン性樹脂変性シリカ分散液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット用記録紙の塗工液には、インク吸収層を形成するために微粒子のシリカやアルミナ等の無機微粉体が使用されている。上記微粒子のうち、特にシリカ、とりわけ乾式シリカは、分散性に優れており、好適に使用されている。
【０００３】
一方、インクジェット用のインクとしては、一般に、アニオン性の化合物が使われることが多く、上記インク吸収層はカチオン性を有している方が、インクジェット用記録紙の画像濃度及び耐水性向上のために有利である。
【０００４】
ところが、インク吸収層を形成する無機粉体として乾式シリカを用いた場合、粒子がアニオン性を呈するため、画像濃度や耐水性に問題があった。そのため、改善策として乾式シリカに第４級アンモニウム塩基等のカチオン性基を含むカチオン性樹脂を配合したカチオン性樹脂変性シリカ分散液が提案されており、例えば、特開平１１−３２１０７９号公報には、乾式シリカ分散液を平均分子量１０万以下のカチオン性樹脂水溶液に対して添加して混合する工程を含む、混合方法を特定したカチオン性樹脂変性シリカ分散液及びその製造方法が開示されている。
【０００５】
また、特開２００１−１９４２１号公報には、ポリジアリルアミン誘導体の構成単位を有し、且つ平均分子量が１０万以下であるカチオン性樹脂水溶液に乾式シリカ微粒子を２０℃以下で添加、混合した工程を含む混合方法を特定したカチオン性樹脂変性シリカ分散液及びその製造方法が開示されている。
【０００６】
また、金属表面処理剤としては、金属の耐食性や塗料の密着性を向上させるために、シリカ分散液にカチオン性樹脂を配合した処理剤が提案されており、例えば、特開昭５６−２４４７０号公報には、カチオン性樹脂水溶液に水分散性コロイダルシリカを攪拌下に加える方法が開示されている。
【０００７】
しかし、従来の技術により得られた前記のカチオン性樹脂変性シリカ分散液中のシリカ濃度は、いずれも２５重量％以下である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
カチオン性樹脂変性シリカ分散液は、前述したようにインクジェット用紙の塗工液等に使用されるが、該カチオン性樹脂変性シリカ分散液中のシリカ濃度が高いほど、当然塗工液中のシリカ濃度も高くできる。
【０００９】
塗工液中のシリカ濃度は、高い方が塗工工程において一回の塗工で十分な厚みの塗工層が得られたり、塗工後乾燥する際のエネルギー効率が良くなるので、該カチオン性樹脂変性シリカ分散液中のシリカ濃度は高ければ高いほど好ましい。
【００１０】
また、物流コストの面からも該カチオン性樹脂変性シリカ分散液中のシリカ濃度は高い方が非常に好ましい。
【００１１】
しかしながら、前記したように従来の技術において、カチオン性樹脂水溶液とシリカを混合及び分散処理して得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液中のシリカ濃度はいずれも２５重量％以下であった。また、該分散液中のシリカ濃度が１８重量％を越えたあたりから、シリカ濃度が１％でも高くなると、該分散液の粘度が急激に上昇し、場合によっては、再分散が不可能なほどゲル化する問題もあり、シリカ濃度が２５重量％以上でありながら、安定なカチオン性樹脂変性シリカ分散液を得ることが困難であった。
【００１２】
したがって、シリカ濃度が高く、且つ分散液全体がゲル化せずに安定性に優れているカチオン性樹脂変性シリカ分散液が望まれる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、平均分子量６，０００以下であり、且つ環状アンモニウム塩型のカチオン性樹脂水溶液と乾式シリカを極性溶媒中で混合及び分散することにより、分散液中のシリカ濃度が２５重量％以上であっても、極めて安定なカチオン性樹脂変性シリカ分散液が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち、本発明は、極性溶媒中に乾式シリカ及びカチオン性樹脂を分散せしめた分散液であって、該分散液中のシリカ濃度が２５重量％以上であり、且つ該カチオン性樹脂が平均分子量６，０００以下であり、環状アンモニウム塩型のカチオン性樹脂であることを特徴とするカチオン性樹脂変性シリカ分散液である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる乾式シリカは、四塩化珪素などのシラン系ガスを酸水素炎中で燃焼させて得られる、「ヒュームドシリカ」とも称されているものが何ら制限なく使用される。
【００１６】
一般に、乾式シリカは、ＢＥＴ法による比表面積が３０〜５００ｍ^２／ｇの範囲のものが入手可能であり、これらの乾式シリカは好適に使用できる。特に、比表面積が２００〜５００ｍ^２／ｇの乾式シリカを用いたカチオン性樹脂変性シリカ分散液は、分散液の透明性が高くなるので好ましい。例えば、光沢性の高いインクジェット用記録紙の塗工液の原料として用いた場合、分散液の透明性が低くなると、塗工層の光の透過が妨げられ、塗工層が不透明となり、光沢が不足するといった問題が発生するので好ましくない。
【００１７】
本発明において、カチオン性樹脂変性シリカ分散液中のシリカの平均凝集粒子径は、１０〜１０００ｎｍの範囲、好ましくは５０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲が好ましい。
【００１８】
平均凝集粒子径が１０ｎｍよりも小さい場合は、カチオン性樹脂変性シリカ分散液の粘度が高くなり、例えば、インクジェット記録紙用塗工液とした場合は、扱い難いことがある。平均凝集粒子径が１０００ｎｍよりも大きい場合は、カチオン性樹脂変性シリカ分散液中で乾式シリカが沈降して相分離し易くなる可能性がある。
【００１９】
本発明のカチオン性樹脂変性シリカ分散液において、シリカ濃度が１．５重量％となるように希釈した後の光散乱指数（以下、単にｎ値とも云う）が２．０以上に調整されたものは、乾式シリカの分散性が特に優れ、かかるカチオン性樹脂変性シリカ分散液を用いることによって、透明性の高い塗工液が製造することができるため好ましい。
【００２０】
上記したｎ値は、分散液中のシリカの分散状態を表す指標であり、分散性が向上するにつれてこの値は大きくなる。
【００２１】
なお、ｎ値は、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙｏｆＪａｐａｎ，１０１〔６〕，７０７−７１２（１９９３）に記載の方法に準じて測定した値である。
【００２２】
即ち、市販の分光光度計を用いて、光の波長（λ）が４６０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の分散液のスペクトルを測定することにより、吸光度（τ）を求め、ｌｏｇ（λ）に対してｌｏｇ（τ）をプロットし、下記式（１）を用いて直線の傾き（−ｎ）を最小二乗法で求める。
【００２３】
τ＝αλ^−ｎ（１）
（ここで、τは吸光度、αは定数、λは光の波長、そしてｎは光散乱指数を示す。）
本発明に用いられるカチオン性樹脂は、平均分子量が６，０００以下の環状アンモニウム塩型のカチオン性樹脂である。カチオン性樹脂の平均分子量は５００〜５，５００の範囲であることが好ましい。
【００２４】
本発明に用いられる環状アンモニウム塩型のカチオン性樹脂は、ジアリルアンモニウム塩及びその誘導体を重合して得られるカチオン性樹脂であり、具体例としては、平均分子量が６，０００以下である下記の式（２）又は式（３）で示される繰り返し単位を有するジアリルアンモニウム塩及びその誘導体の重合体、平均分子量が６，０００以下である式（２）又は式（３）で示される繰り返し単位１０〜９０モル％とジアリルアンモニウム塩及びその誘導体と共重合可能なモノマーに基づく繰り返し単位９０〜１０モル％とを有する共重合体を挙げることができる。
【００２５】
【化１】

【００２６】
式（２）、（３）において、Ｒ１及びＲ２は、水素原子又はメチル基を表わす。
【００２７】
ジアリルアンモニウム塩及びその誘導体と共重合可能なモノマーに基づく繰り返し単位としては、好ましくは、アクリルアミド、モノアリルアミン塩酸塩に基づく繰り返し単位が挙げられる。
【００２８】
本発明において特に好適なカチオン性樹脂は、平均分子量５００〜５，５００である、上記（２）又は式（３）で示される繰り返し単位を有するジアリルアンモニウム塩及びその誘導体の重合体、式（２）又は式（３）で示される繰り返し単位１０〜９０モル％とアクリルアミド、モノアリルアミン塩酸塩に基づく繰り返し９０〜１０モル％とを有する共重合体から選ばれるカチオン性樹脂である。
【００２９】
平均分子量が６，０００以上の環状アンモニウム塩型のカチオン性樹脂を用いて、分散液中のシリカ濃度が２５重量％以上のカチオン性樹脂変性シリカ分散液を製造すると、シリカ粒子が凝集し、シリカ分散液全体が凝集する問題がある。また、環状アンモニウム塩型のカチオン性樹脂でない場合、例えば、メタクリル酸エステルメチルクロライド重合物やアリルアミン塩酸塩重合物、アリルアミン重合物等の１〜４級アンモニウム塩型カチオン性樹脂を用いた場合、平均分子量が６，０００以下であっても、分散液中のシリカ濃度が２５重量％以上のカチオン性樹脂変性シリカ分散液を製造しようとすると、製造途中にシリカ分散液全体が凝集する問題がある。
【００３０】
本発明において、カチオン性樹脂の使用量は、シリカ１００重量部に対して、１〜５０重量部、特に１〜１５重量部が好ましい。カチオン性樹脂変性シリカ分散液中のカチオン性樹脂の量が、乾式シリカ１００重量部に対して１重量部より少なくなるように調整した場合、乾式シリカ粒子の表面電荷のバランスが不均一となり、該シリカ粒子が強固な凝集を起こし易くなる傾向がある。また、カチオン性樹脂の量がシリカ１００重量部に対して５０重量部より多くなるように調整した場合、粘度が高くなり、分散処理が困難になる場合がある。
【００３１】
また、カチオン性樹脂変性シリカ分散液の粘度が高くなると、以降に続く製造工程においてハンドリング性が低下するので好ましくない。カチオン性樹脂の添加量に対するカチオン性樹脂変性シリカ分散液の安定性は、添加するカチオン性樹脂の種類により異なるため、予め実験により、該分散液の粘度が一番低くなる最適な添加量を前記添加量より選択することが好ましい。
【００３２】
本発明において用いられる極性溶媒は、乾式シリカ及びカチオン性樹脂が分散し易い極性溶媒であれば特に制限はない。かかる極性溶媒としては、水が最も好ましい。勿論、水以外にもメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、エーテル類、ケトン類などの極性溶媒が使用でき、また、水と上記極性との混合溶媒も好適に使用できる。
【００３３】
尚、シリカ粒子の保存安定性や分散性を向上させるために、本発明の効果を損なわない範囲で、界面活性剤や防黴剤等を少量添加しても良い。
【００３４】
本発明において、極性溶媒中に乾式シリカとカチオン性樹脂を混合又は分散してカチオン性樹脂変性シリカ分散液を製造する方法は特に制限されないが、極性溶媒、乾式シリカ粒子及びカチオン性樹脂を予め混合して、極性溶媒中に乾式シリカとカチオン性樹脂を含有している予備混合液を調製した後に、必要に応じて予備混合液中のシリカ粒子を好適な範囲の平均凝集粒子径まで微分散するための高度な分散手段を施す方法が好適に採用される。
【００３５】
上記の極性溶媒、乾式シリカ粒子及びカチオン性樹脂を予め混合する方法は、特に制限されないが、極性溶媒中にカチオン性樹脂を混合した溶液に、乾式シリカ粒子を直接混合する方法、極性溶媒中に乾式シリカ粒子を分散した後に、カチオン性樹脂を混合する方法、乾式シリカ粒子及びカチオン性樹脂をそれぞれ極性溶媒に混合した液を混合する方法などが挙げられる。
【００３６】
上記の混合に用いる混合機は特に制限されないが、プロペラ羽根、タービン羽根、パドル翼等を有する一般攪拌機、ディスパーミキサー等の高速回転遠心放射型攪拌機、ホモジナイザー、ホモミキサー、ウルトラミキサー等の高速回転せん断型攪拌機、コロイドミル、プラネタリーミキサーなどの乳化機が挙げられる。
【００３７】
上記の混合機の中でも強力なせん断力を有する混合機が好適である。具体的には、高速回転せん断型攪拌機や、プロペラ羽根及びパドル翼に更に高速せん断型攪拌機を組み合せた複合型分散機、プラネタリーミキサーと高速回転遠心放射型攪拌機又は高速回転せん断型攪拌機を組み合わせた複合型分散機が挙げられる。
【００３８】
極性溶媒、乾式シリカ粒子及びカチオン性樹脂を予め混合するときの温度（以下、単に予備混合温度という。）は、２０℃から４０℃の温度範囲で制御することが好ましい。
【００３９】
予備混合温度は、高いほど予備混合液の粘度が低くなるが、４０℃を超えると予備混合液内のシリカ粒子が凝集し易くなり、予備混合液の粘度が急上昇して予備混合液がゲル化する傾向にある。また、予備混合温度が２０℃未満の場合も、予備混合液の粘度が上昇する傾向にある。
【００４０】
更に本発明においては、該予備混合液に更に高度な分散処理を施してカチオン性樹脂変性シリカ分散液を得ることが好ましいが、予備混合液の粘度が高いほど、高度な分散処理をして得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液の粘度も高くなる傾向にある。カチオン性樹脂変性シリカ分散液粘度が高くなると、以降に続く製造工程においてハンドリング性が低下するので好ましくない。
【００４１】
予備混合温度を２０℃から４０℃の温度範囲に制御する方式は特に制限されないが、２０℃から４０℃の温度範囲において任意の一定温度となるように制御することが好ましい。
【００４２】
本発明において、上記方法で得られた予備混合液は、用途によっては予備混合液をそのままカチオン性樹脂変性シリカ分散液として用いることもできるが、予備混合に次いで、高度な分散処理を施すことにより、極めて安定性に優れ、これを使用して塗工液を調製するときにも安定性に優れたカチオン性樹脂変性シリカ分散液が得られる。
【００４３】
本発明において、上記の高度な分散処理方法は特に制限されないが、ビーズミル、サンドミル、超音波ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー等を用いた分散処理が挙げられる。中でも高圧ホモジナイザーを用いた分散処理が好ましい。
【００４４】
高圧ホモジナイザーの代表例を具体的に例示すると、ナノマイザー製の商品名；ナノマイザー、マイクロフルイディクス製の商品名；マイクロフルイダイザー、及びスギノマシン製のアルティマイザーなどを挙げることができる。上記の高圧ホモジナイザーを用いて、極性溶媒とシリカとカチオン性樹脂とを混合した混合溶液を、処理圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上で対向衝突させるか、或いはオリフィスの入口側と出口側の差圧が３００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の条件でオリフィスを通過させることによって好適な範囲の平均凝集粒子径を持ったカチオン性樹枝変性シリカ分散液を得ることができる。
【００４５】
上記の高度な分散処理による分散の程度は、前述したように得られるカチオン性樹脂変性シリカ分散液中のシリカの平均凝集粒子径が、１０〜１０００ｎｍの範囲、好ましくは５０〜３００ｎｍの範囲となるように行うことが好ましい。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるものではない。
【００４７】
なお、以下の方法によってカチオン性樹脂変性シリカ分散液の物性測定を行った。
（粘度測定）
カチオン性樹脂変性シリカ分散液３００gを５００ｃｃ容器に採取し、プロペラ羽根（羽根形状櫂十字型、羽根外径６０ｍｍφ）を用いて、３００ｒｐｍで１０分間攪拌した。次に３０℃の恒温槽に１０分間つけた後、Ｂ型粘度計（トキメック製、ＢＬ）を用いて６０ｒｐｍの条件でカチオン性樹脂変性シリカ分散液の粘度を測定した。
（ｎ値の測定）
カチオン性樹脂変性シリカ分散液の可視光吸収スペクトルを、分光光度計（日本分光製、Ｕｂｅｓｔ−３５型）を用いて測定した。まず、光路長１０ｍｍのセルを用い、参照セル及び試料セルにそれぞれイオン交換水を満たし、全波長範囲にわたってゼロ点校正を行った。次に、カチオン性樹脂変性シリカ分散液のシリカ濃度が１．５重量％となるようにイオン交換水で希釈した後、試料セルに入れて、波長（λ）４６０〜７６０ｎｍの吸光度（τ）を測定した。ｌｏｇ（λ）及びｌｏｇ（τ）をプロットし、前述した式（１）を用いて直線の傾き（−ｎ）を最小二乗法で求めた。このようにして求められたｎを光散乱指数として採用した。
（平均粒子径の測定）
カチオン性樹脂変性シリカ分散液のシリカ濃度が１０重量％となるように、イオン交換水に希釈した後、光散乱回折式の粒度分布測定装置（コールター製、コールターＬＳ−２３０）を用いて、体積基準算術平均径Ｄ_５０を測定し、この値を平均径として採用した。
【００４８】
なお、測定に際しては、水（分散媒）の屈折率１．３３２及びシリカの屈折率１．４５８をパラメーターとして入力した。
（保存安定性）
カチオン性樹脂変性シリカ分散液の保存安定性は、該分散液がゲル化して流動性がなくなるまでの日数を調べた。
【００４９】
実施例１
平均分子量２，０００のジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度３．９重量％）１，７３０ｇに、比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６７０ｇを徐々に添加し、液温度を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合することにより予備混合液を得た。この予備混合液を高圧ホモジナイザー（ナノマイザー製、ナノマイザー、ＬＡ−３１）を用いて処理圧力８００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを１回通過させて分散処理することによりカチオン性樹脂変性シリカ分散液を得た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液の物性を表１に示した。
【００５０】
実施例２
平均分子量４，５００のジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度３．６重量％）１，７６０ｇに、比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６４０ｇを徐々に添加しながら、液温度を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合することにより予備混合液を得た。この予備混合液を高圧ホモジナイザー（ナノマイザー製、ナノマイザー、ＬＡ−３１）を用いて処理圧力８００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを１回通過させて分散処理することによりカチオン性樹脂変性シリカ分散液を得た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液及の物性を表１に示した。
【００５１】
実施例３
平均分子量５，０００のジアリルジメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミド共重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度３．５重量％）１，７７５ｇに、比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６２５ｇを徐々に添加しながら、液温度を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合することにより予備混合液を得た。この予備混合液を高圧ホモジナイザー（ナノマイザー製、ナノマイザー、ＬＡ−３１）を用いて処理圧力８００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを１回通過させて分散処理することによりカチオン性樹脂変性シリカ分散液を得た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液の物性を表１に示した。
【００５２】
実施例４
平均分子量５，０００のジアリルメチルアミン塩酸塩重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度２．５重量％）１，７７５ｇに、比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６２５ｇを徐々に添加しながら、液温度を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合することにより予備混合液を得た。この予備混合液を高圧ホモジナイザー（ナノマイザー製、ナノマイザー、ＬＡ−３１）を用いて処理圧力８００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを１回通過させて分散処理することによりカチオン性樹脂変性シリカ分散液を得た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液の物性を表１に示した。
【００５３】
実施例５
比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６７０ｇを純水１，３９５ｇに徐々に添加しながら、液温度を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で分散することにより、乾式シリカ分散液を得た。この乾式シリカ分散液を分子量２，０００のジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度２０重量％）３３５ｇに徐々に添加しながら、液温度を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合することにより予備混合液を得た。この予備混合液を高圧ホモジナイザー（ナノマイザー製、ナノマイザー、ＬＡ−３１）を用いて処理圧力８００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを１回通過させて分散処理することによりカチオン性樹脂変性シリカ分散液を得た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液の物性を表１に示した。
【００５４】
実施例６
比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６４０ｇを純水１，４４０ｇに徐々に添加しながら、液温度を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で分散することにより、乾式シリカ分散液を得た。この乾式シリカ分散液を分子量４，５００のジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度２０重量％）３２０ｇに徐々に添加しながら、液温度を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合することにより予備混合液を得た。この予備混合液を高圧ホモジナイザー（ナノマイザー製、ナノマイザー、ＬＡ−３１）を用いて処理圧力８００ｋｇｆ／ｃｍ^２で、オリフィスを１回通過させて分散処理することによりカチオン性樹脂変性シリカ分散液を得た。得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液の物性を表１に示した。
【００５５】
比較例１
平均分子量３０，０００のジアリルジメチルアンモニウムクロライド重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度１．７重量％）１，８００ｇに、比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６００ｇを徐々に添加しながら、液温を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合したところ、予備混合液全体が乾式シリカ添加中にゲル化し、分散不可能となった。ゲル化した時点までに添加した乾式シリカの量は４８０ｇであった。
【００５６】
比較例２
平均分子量２００，０００のジアリルジメチルアンモニウムクロライド−アクリルアミド共重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度１．７重量％）１，８００ｇに、比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６００ｇを徐々に添加しながら、液温を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合したところ、乾式シリカ添加中に予備混合液全体がゲル化し、分散不可能となった。ゲル化した時点までに添加した乾式シリカの量は４００ｇであった。
【００５７】
比較例３
平均分子量２０，０００のジアリルメチルアミン塩酸塩重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度１．７重量％）１，８００ｇに、比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６００ｇを徐々に添加しながら、液温を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合したところ、乾式シリカ添加中に予備混合液全体がゲル化し、分散不可能となった。ゲル化した時点までに添加した乾式シリカの量は４８０ｇであった。
【００５８】
比較例４
平均分子量５，０００のアリルアミン塩酸塩重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度３．３重量％）１，８００ｇに、比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６００ｇを徐々に添加しながら、液温を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合したところ、乾式シリカ添加中に予備混合液全体がゲル化し、分散不可能となった。ゲル化した時点までに添加した乾式シリカの量は４６０ｇであった。
【００５９】
比較例５
平均分子量５，０００のアリルアミン重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度２．３重量％）１，８００ｇに、比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６００ｇを徐々に添加しながら、液温を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合したところ、乾式シリカ添加中に分散液全体がゲル化し、分散不可能となった。ゲル化した時点までに添加した乾式シリカの量は２８０ｇであった。
【００６０】
比較例６
平均分子量４，０００のメタクリル酸エステルメチルクロライド重合物水溶液（カチオン性樹脂濃度１．７重量％）１，８００ｇに、比表面積が３００ｍ^２／ｇの乾式シリカ（トクヤマ製、レオロシールＱＳ−３０）６００ｇを徐々に添加しながら、液温を３０℃に維持して、ウルトラミキサー（みづほ工業製、ウルトラミキサーＬＲ−２）で混合したところ、予備混合液全体が乾式シリカ添加中にゲル化し、分散不可能となった。ゲル化した時点までに添加した乾式シリカの量は３２０ｇであった。
【００６１】
【表１】

【００６２】
実施例１〜６で得られたカチオン性樹脂変性シリカ分散液は、分散液中のシリカ濃度が２５重量％以上であっても、凝集すること無く、極めて安定であることが確認された。
【００６３】
一方、比較例１〜６では、製造途中に分散液全体がゲル化してしまい、シリカ濃度が２５重量％以上のカチオン性樹脂変性シリカ分散液を得ることができなかった。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明で理解されるように、本発明のカチオン性樹脂変性シリカ分散液は、カチオン性樹脂を平均分子量６，０００以下の環状アンモニウム塩型のカチオン性樹脂とすることにより、該分散液中のシリカ濃度が２５重量％以上であるにも関わらず、製造時においてゲル化せず、更に安定性に優れているため、インクジェット用記録紙の塗工液、新聞紙の内填剤、研磨剤、金属表面処理剤等にも好適に使用することができる。

Claims

極性溶媒中に乾式シリカ及びカチオン性樹脂を分散せしめた分散液であって、該分散液中のシリカ濃度が２５重量％以上であり、且つ該カチオン性樹脂が平均分子量６，０００以下の環状アンモニウム塩型のカチオン性樹脂であることを特徴とするカチオン性樹脂変性シリカ分散液。
極性溶媒中に乾式シリカ及びカチオン性樹脂を分散せしめた分散液であって、該分散液中のシリカ濃度が１．５重量％となるように希釈した後の光散乱指数（ｎ値）が２．０以上であることを特徴とする請求項１記載のカチオン性樹脂変性シリカ分散液。
極性溶媒、乾式シリカ及び平均分子量６，０００以下の環状アンモニウム塩型のカチオン性樹脂を混合して得ることを特徴とするシリカ濃度２５重量％以上のカチオン性樹脂変性シリカ分散液の製造方法。
極性溶媒、乾式シリカ及びカチオン性樹脂を混合するときの温度を２０℃から４０℃の温度範囲で制御することを特徴とする請求項３記載のカチオン性樹脂変性シリカ分散液の製造方法。
極性溶媒、乾式シリカ及びカチオン性樹脂を混合した後に、高圧ホモジナイザーによる分散処理を行うことを特徴とする請求項３又は４記載のカチオン性樹脂変性シリカ分散液の製造方法。