JP2009067815A - Method for acid pasting treatment and apparatus for acid pasting treatment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顔料のアシッドペースティング処理方法およびこれを用いたアシッドペースティング処理装置に関するものである。 The present invention relates to an acid pasting treatment method for pigment and an acid pasting treatment apparatus using the same.
顔料を微粒子化する技術として再沈法やアシッドペースティング処理方法が知られている。これらの方法を用いて得られた顔料は、例えば、有機感光体の電荷発生材料等として利用される。特にアシッドペーステイング処理は、顔料の微粒子化や結晶型の変換、精製などの点で優れている。このアシッドペーステイング処理は、顔料を酸性溶液に溶解させた顔料溶解液を調合した後、この顔料溶解液を水又はアルカリ溶液（以下、両者を総括して「貧溶媒」と称す場合がある）と混合し、この混合液中で一旦溶解させた顔料を再結晶化させることにより微粒子化された顔料（顔料微粒子）を得るという手法である。 A reprecipitation method and an acid pasting treatment method are known as techniques for making pigments into fine particles. The pigment obtained by using these methods is used as, for example, a charge generating material for an organic photoreceptor. In particular, the acid pasting treatment is superior in terms of pigment fine particle conversion, crystal type conversion, and purification. In this acid pasting treatment, after preparing a pigment solution in which a pigment is dissolved in an acidic solution, the pigment solution is water or an alkaline solution (hereinafter, both may be collectively referred to as “poor solvent”). And a pigment once dissolved in the mixed solution is recrystallized to obtain finely divided pigment (pigment fine particles).
この処理に際しては、タンク内で予め顔料を酸性溶液に溶解させて調合した顔料溶解液を、貧溶媒を満たしたタンク内に滴下する方法が一般的である。この他にも、顔料溶解液を貯蔵するタンクと貧溶媒を貯蔵するタンクとに接続されたインジェクション部内にて２種類の溶液を混合する方法（特許文献１参照）が提案されている。
更に、アルカリ溶液を含む第１の流体と、顔料および該顔料を溶解する酸を含む第２の流体と、さらに前記第１の流体と第２の流体との間に、顔料が析出可能な第３の流体を送液し、３層の層流を生じさせる方法（特許文献２参照）も提案されている。
Furthermore, a first fluid containing an alkaline solution, a second fluid containing a pigment and an acid for dissolving the pigment, and a first fluid capable of depositing the pigment between the first fluid and the second fluid. A method of sending three fluids to generate a three-layer laminar flow (see Patent Document 2) has also been proposed.
しかし、従来の手順で顔料のアシッドペースティング処理を実施すると、処理後の顔料の吸収ピークの強度が、処理前の顔料（未処理顔料）と比較して低下してしまうとうい問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、顔料のアシッドペースティング処理を実施しても、処理前の顔料と比べて処理後の顔料の吸収ピークの強度の低下を抑制できるアシッドペーステティング処理方法およびこれを用いたアシッドペーステティング処理装置を提供することを課題とする。
However, when the acid pasting treatment of the pigment is performed according to the conventional procedure, there is a problem that the intensity of the absorption peak of the pigment after the treatment is lower than that of the pigment before the treatment (untreated pigment). .
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an acid that can suppress a decrease in the intensity of the absorption peak of the pigment after the treatment as compared with the pigment before the treatment even if the acid pasting treatment of the pigment is performed. It is an object of the present invention to provide a pasting processing method and an acid pasting processing apparatus using the same.
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、
請求項１に係わる発明は、
顔料供給部および酸性溶液供給部に接続された流入口と、流出口とを少なくとも備えた混合溶解部へ、
前記顔料供給部から未処理顔料を含む成分と、前記酸性溶液供給部から酸性溶液とを連続的に一定流量で供給することにより、
前記混合溶解部内で、前記未処理顔料を含む成分と前記酸性溶液とを連続的に混合する第１の混合工程と、
前記混合溶解部内で混合された前記未処理顔料を含む成分と前記酸性溶液とを含む混合液に、超音波を印加することにより、前記未処理顔料を前記酸性溶液に溶解させた顔料溶解液を調合する顔料溶解液調合工程と、
前記顔料溶解液を、前記流出口へと送液した後、貧溶媒と混合する第２の混合工程とを、を少なくとも経て、
前記顔料溶解液に溶解した状態の前記未処理顔料を、前記顔料溶解液と前記貧溶媒とを混合した混合液中に微粒子として析出させることを特徴とするアシッドペーステティング処理方法である。
The above-mentioned subject is achieved by the following present invention. That is,
The invention according to
To the mixing and dissolving section comprising at least an inlet connected to the pigment supply section and the acidic solution supply section, and an outlet.
By continuously supplying a component containing untreated pigment from the pigment supply unit and an acidic solution from the acidic solution supply unit at a constant flow rate,
A first mixing step of continuously mixing the component containing the untreated pigment and the acidic solution in the mixing and dissolving portion;
A pigment solution in which the untreated pigment is dissolved in the acidic solution by applying ultrasonic waves to a mixed solution containing the component containing the untreated pigment and the acidic solution mixed in the mixing and dissolving portion. A pigment solution preparation step to prepare;
After sending the pigment solution to the outlet, a second mixing step of mixing with a poor solvent, at least,
In the acid pasting treatment method, the untreated pigment in a state dissolved in the pigment solution is precipitated as fine particles in a mixed solution obtained by mixing the pigment solution and the poor solvent.
請求項２に係わる発明は、
前記未処理顔料を含む成分が、前記未処理顔料とシリカ粒子との混合物であることを特徴とする請求項１に記載のアシッドペーステティング処理方法である。
The invention according to claim 2
The acid pasting treatment method according to
請求項３に係わる発明は、
前記未処理顔料が、フタロシアニン系顔料であることを特徴とする請求項１に記載のアシッドペーステティング処理方法である。
The invention according to claim 3 is:
The acid pasting method according to
請求項４に係わる発明は、
流入口と、流出口とを少なくとも備えた混合溶解部と、
前記流入口に接続され、未処理顔料を含む成分を前記流入口へと連続的に供給する顔料供給部と、
前記流入口に接続され、酸性溶液を前記流入口へと連続的に供給する酸性溶液供給部と、
前記未処理顔料を前記酸性溶液に溶解させた顔料溶解液を調合するために、前記混合溶解部内にて混合された前記未処理顔料を含む成分と前記酸性溶液とを含む混合液に対して、超音波を印加する超音波印加手段と、
前記流出口側に配置され、前記流出口から排出される前記顔料溶解液を貧溶媒と混合する顔料溶解液−貧溶媒混合部と、を備えたことを特徴とするアシッドペーステティング処理装置である。
The invention according to claim 4 is:
A mixing and dissolving section having at least an inlet and an outlet;
A pigment supply unit connected to the inlet and continuously supplying a component containing untreated pigment to the inlet;
An acidic solution supply unit connected to the inlet and continuously supplying an acidic solution to the inlet;
In order to prepare a pigment solution obtained by dissolving the untreated pigment in the acidic solution, a mixed solution containing the component containing the untreated pigment and the acidic solution mixed in the mixing and dissolving unit, Ultrasonic application means for applying ultrasonic waves;
An acid pasting treatment apparatus, comprising: a pigment solution-poor solvent mixing unit that is disposed on the outflow side and mixes the pigment solution discharged from the outflow port with a poor solvent. is there.
以上に説明したように請求項１に記載の発明によれば、顔料のアシッドペースティング処理を実施しても、処理前の顔料と比べて処理後の顔料の吸収ピークの強度の低下を抑制できるアシッドペーステティング処理方法を提供することができる。
請求項２に記載の発明によれば、未処理の顔料粉末を固体状のままで、酸性溶液中に容易に分散させることができるアシッドペーステティング処理方法を提供することができる。
請求項３に記載の発明によれば、電荷発生材料として利用するのに適したアシッドペーステティング処理方法を提供することができる。
As described above, according to the invention described in
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide an acid pasting treatment method capable of easily dispersing an untreated pigment powder in an acidic solution while remaining in a solid state.
According to the third aspect of the present invention, an acid pasting treatment method suitable for use as a charge generation material can be provided.
請求項４に記載の発明によれば、顔料のアシッドペースティング処理を実施しても、処理前の顔料と比べて処理後の顔料の吸収ピークの強度の低下を抑制できるアシッドペーステティング処理装置を提供することができる。 According to the invention of claim 4, an acid pasting treatment apparatus capable of suppressing a decrease in the intensity of the absorption peak of the pigment after the treatment as compared with the pigment before the treatment even if the acid pasting treatment of the pigment is carried out. Can be provided.
本発明者らは、従来の手順でアシッドペースティング処理を実施すると、アシッドペースティング処理後の顔料の吸収ピークの強度が、アシッドペースティング処理前の顔料の吸収ピークの強度と比較して低下してしまう原因について鋭意検討した。その結果、以下に説明する理由により、吸収ピークの強度の低下は、顔料中に含まれる金属の溶出にあるものと考えた。
図１は、アシッドペースティング処理前のバナジルナフタロシアニンを硫酸に溶解させた時の硫酸中の溶解時間に対する波長８５０ｎｍにおける吸収ピークの強度の相対的変化の一例を示すグラフであり、図中、縦軸は吸収ピーク強度（ａ．ｕ．）、横軸は硫酸中の溶解時間（ｈｒ）を示す。なお、縦軸に示す吸収ピーク強度は、硫酸中の溶解時間が０ｈｒ（バナジルナフタロシアニンを硫酸に溶解させる前の状態）の時の吸収ピーク強度を１（基準値）として規格化した値を意味する。
When the acid pasting process is performed by the conventional procedure, the inventors of the present invention have reduced the intensity of the absorption peak of the pigment after the acid pasting process compared to the intensity of the absorption peak of the pigment before the acid pasting process. We studied earnestly about the cause. As a result, it was considered that the decrease in the intensity of the absorption peak was due to elution of the metal contained in the pigment for the reason described below.
FIG. 1 is a graph showing an example of a relative change in the intensity of an absorption peak at a wavelength of 850 nm with respect to the dissolution time in sulfuric acid when vanadyl naphthalocyanine before acid pasting treatment is dissolved in sulfuric acid. The axis indicates the absorption peak intensity (au), and the horizontal axis indicates the dissolution time (hr) in sulfuric acid. In addition, the absorption peak intensity shown on the vertical axis means a value normalized with the absorption peak intensity when the dissolution time in sulfuric acid is 0 hr (the state before vanadyl naphthalocyanine is dissolved in sulfuric acid) as 1 (reference value). To do.
ここで、図１に示す評価に際しては、バナジルナフタロシアニン（山本化成製）の粉末にビーカー中にて、濃硫酸を加えて、濃硫酸に対して０．５０質量％となるように混合し、スターラーを用いてバナジルナフタロシアニンが完全に溶解するまで十分に攪拌して、バナジルナフタロシアニン粉末と濃硫酸とを混合した。その後所定の時間が経過した時点で、このバナジルナフタロシアニン濃硫酸溶液を水である貧溶媒中に滴下してバナジルナフタロシアニン微結晶を得、これをろ過して回収した後、０．５ｗｔ％のバナジルナフタロシアニン水溶液スラリー（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを界面活性剤として０．１ｗｔ％含む）を作製し、その赤外線域の波長の吸収スペクトルを測定した。なお、硫酸中の溶解時間が０ｈｒの場合は、バナジルナフタロシアニンの粉末を硫酸と混合せずに水溶液スラリーとしてそのまま吸収スペクトルを測定したことを意味する。 Here, in the evaluation shown in FIG. 1, concentrated sulfuric acid was added to a powder of vanadyl naphthalocyanine (manufactured by Yamamoto Kasei) in a beaker and mixed so as to be 0.50% by mass with respect to concentrated sulfuric acid, The vanadyl naphthalocyanine was sufficiently stirred until the vanadyl naphthalocyanine was completely dissolved using a stirrer, and the vanadyl naphthalocyanine powder and concentrated sulfuric acid were mixed. Thereafter, when a predetermined time has elapsed, this vanadyl naphthalocyanine concentrated sulfuric acid solution is dropped into a poor solvent that is water to obtain vanadyl naphthalocyanine microcrystals, which are collected by filtration, and then 0.5 wt% A vanadyl naphthalocyanine aqueous solution slurry (containing 0.1 wt% sodium dodecylbenzenesulfonate as a surfactant) was prepared, and the absorption spectrum of the wavelength in the infrared region was measured. When the dissolution time in sulfuric acid is 0 hr, it means that the absorption spectrum was directly measured as an aqueous slurry without mixing vanadyl naphthalocyanine powder with sulfuric acid.
図１から明らかなように、吸収ピーク強度は、水溶液と硫酸とを混合してから１時間も経過しないうちに急激に低下した後、飽和する。また、吸収スペクトルを測定した後の溶液中のバナジウム元素の含有量を確認したところ、吸収ピーク強度の低下とリンクするようにバナジウム元素の含有量が増加していた。
この結果は、バナジルナフタロシアニン分子中に含まれるバナジウム元素が、酸の作用によってバナジルナフタロシアニン分子から脱離することにより吸収ピーク強度が低下しているものと考えられる。また、同様の結果は、顔料分子中に金属元素を含む他の顔料についても同様に生じるものと考えられる。これは、一般的に、金属元素を含む顔料分子では、金属元素が、顔料分子中で錯体を形成すると共に、特定の波長域に発現する吸収ピークのピーク波長やその吸収強度はこの金属元素により支配されるためである。
As is apparent from FIG. 1, the absorption peak intensity rapidly decreases and then saturates within 1 hour after mixing the aqueous solution and sulfuric acid. Further, when the content of the vanadium element in the solution after measuring the absorption spectrum was confirmed, the content of the vanadium element was increased so as to be linked to a decrease in the absorption peak intensity.
From this result, it is considered that the absorption peak intensity is lowered due to the vanadium element contained in the vanadyl naphthalocyanine molecule being desorbed from the vanadyl naphthalocyanine molecule by the action of an acid. Similar results are considered to occur in the same manner for other pigments containing a metal element in the pigment molecule. Generally, in a pigment molecule containing a metal element, the metal element forms a complex in the pigment molecule, and the peak wavelength of the absorption peak that appears in a specific wavelength region and the absorption intensity depend on this metal element. It is because it is ruled.
一方、従来の手順を利用したアシッドペースティング処理は、未処理顔料を予め酸性溶液に十分に溶解させて作り置きしておいた顔料溶解液を、貧溶媒と混合することにより実施される。しかし、このような手順で処理を実施しても、未処理顔料が酸性溶液と混合されてからかなりの時間が経過してから、貧溶媒と混合されることになる。それゆえ、顔料分子に含まれる金属原子が時間と共に脱離し、結果として、アシッドペースティング処理により得られた顔料微粒子の吸収ピーク強度が低下するものと考えられる。 On the other hand, the acid pasting process using a conventional procedure is performed by mixing a pigment solution prepared by sufficiently dissolving an untreated pigment in an acidic solution in advance with a poor solvent. However, even if the treatment is performed in such a procedure, a considerable time elapses after the untreated pigment is mixed with the acidic solution and then mixed with the poor solvent. Therefore, it is considered that the metal atoms contained in the pigment molecules are desorbed with time, and as a result, the absorption peak intensity of the pigment fine particles obtained by the acid pasting treatment is lowered.
上述した知見から、本発明者らは、アシッドペースティング処理により得られた顔料微粒子の吸収ピーク強度を低下するためには、未処理顔料を酸性溶液と混合・溶解した後、この混合・溶解により得られた顔料溶解液を貧溶媒と混合するまでの時間（以下、「酸性溶液中溶解時間」と称す）を短縮することが重要であると考えた。
しかし、顔料溶解液をバッチ処理で作製する従来の方法では、高い処理効率を得るために直径が数十ｃｍ乃至それ以上のサイズを有するタンクに多量の未処理顔料および酸性溶液を投入して、プロペラなどの攪拌子によって攪拌・溶解することにより、一度に多量の顔料溶解液を調合する。そして、一旦調合された顔料溶解液は、一度に全量を貧溶媒と混合するのではなく、少量づつ貧溶媒と混合される。このため、仮に、顔料溶解液の調合が顔料分子中の金属元素の脱離が十分に起こらない短い時間内に完了したとしても、顔料溶解液の全量が貧溶媒と混合されるまでの間に長時間を要する。従って、顔料溶解液の全量に着目すれば、酸性溶液中溶解時間を短縮することは事実上不可能である。また、顔料溶解液を調合する際に、プロペラなどの攪拌子を用いて攪拌する場合、タンク内の溶液に加わるせん断力にはタンク内の場所によってムラが生じる。このため、酸性溶液と混合される未処理顔料の全量が、完全に溶解するまでには時間を要することになる。
From the above-mentioned knowledge, the present inventors reduced the absorption peak intensity of the pigment fine particles obtained by the acid pasting treatment by mixing and dissolving the untreated pigment with the acidic solution, and then mixing and dissolving this. It was considered important to shorten the time until the obtained pigment solution was mixed with a poor solvent (hereinafter referred to as “dissolution time in acidic solution”).
However, in the conventional method of preparing a pigment solution by batch processing, in order to obtain high processing efficiency, a large amount of untreated pigment and acidic solution are put into a tank having a diameter of several tens of centimeters or more, A large amount of pigment solution is prepared at a time by stirring and dissolving with a stirring bar such as a propeller. The pigment solution once prepared is not mixed with the poor solvent all at once, but is mixed with the poor solvent little by little. For this reason, even if the preparation of the pigment solution is completed within a short period of time when the detachment of the metal elements in the pigment molecule does not occur sufficiently, the total amount of the pigment solution is not mixed with the poor solvent. It takes a long time. Therefore, if attention is paid to the total amount of the pigment solution, it is practically impossible to shorten the dissolution time in the acidic solution. Further, when the pigment solution is prepared, when stirring is performed using a stirring bar such as a propeller, the shearing force applied to the solution in the tank varies depending on the location in the tank. For this reason, it takes time until the total amount of the untreated pigment mixed with the acidic solution is completely dissolved.
それゆえ、本発明者らは、酸性溶液中溶解時間を短縮するためには、予め作り置きしておいた顔料分散液を用いるのではなく、貧溶媒との混合に必要な量だけ少量づつ連続的に顔料分散液を調合することが重要であると考え、以下に示す本発明を見出した。 Therefore, in order to shorten the dissolution time in an acidic solution, the present inventors do not use a preliminarily prepared pigment dispersion, but continuously in small amounts necessary for mixing with a poor solvent. In particular, it was considered important to prepare a pigment dispersion, and the present invention shown below was found.
＜アシッドペーステティング処理方法＞
すなわち、本発明のアシッドペーステティング処理方法は、顔料供給部および酸性溶液供給部に接続された流入口と、流出口とを少なくとも備えた混合溶解部へ、前記顔料供給部から未処理顔料を含む成分と、前記酸性溶液供給部から酸性溶液とを連続的に一定流量で供給することにより、前記混合溶解部内で、前記未処理顔料を含む成分と前記酸性溶液とを連続的に混合する第１の混合工程と、前記混合溶解部内で混合された前記未処理顔料を含む成分と前記酸性溶液とを含む混合液に、超音波を印加することにより、前記未処理顔料を前記酸性溶液に溶解させた顔料溶解液を調合する顔料溶解液調合工程と、前記顔料溶解液を、前前記流出口へと連続的に送液して前記流出口から排出した直後に、貧溶媒と混合する第２の混合工程とを、を少なくとも経て、前記顔料溶解液に溶解した状態の前記未処理顔料を、前記顔料溶解液と前記貧溶媒とを混合した混合液中に微粒子として析出させることを特徴とする。
<Acid pasting processing method>
That is, in the acid pasting treatment method of the present invention, the untreated pigment is fed from the pigment supply unit to the mixing and dissolving unit having at least an inlet connected to the pigment supply unit and the acidic solution supply unit, and an outlet. In the mixing and dissolving unit, the component containing the untreated pigment and the acidic solution are continuously mixed by continuously supplying the acidic component and the acidic solution from the acidic solution supply unit at a constant flow rate. The untreated pigment is dissolved in the acidic solution by applying an ultrasonic wave to the mixed solution containing the component containing the untreated pigment and the acidic solution mixed in the mixing and dissolving part of 1 A pigment solution preparation step for preparing the pigment solution, and a second solution in which the pigment solution is mixed with a poor solvent immediately after the pigment solution is continuously fed to the outlet and discharged from the outlet. The mixing process of At least through, the said unprocessed pigment in the state dissolved in the pigment solution, characterized in that precipitating as fine particles in the mixture obtained by mixing the poor solvent and the pigment solution.
本発明では、第１の混合工程において、未処理顔料を含む成分と酸性溶液とを連続的に混合して混合液を調合する。この段階では、未処理顔料が酸性溶液に十分に溶け切らないため、顔料溶解液調合工程にて、混合液に超音波を印加して未処理顔料を酸性溶液に溶解させる。これにより、顔料溶解液が得られる。そして、最後に、得られた顔料溶解液を貧溶媒と混合する第２の混合工程を実施する。これにより、顔料溶解液と貧溶媒との混合液中に顔料の微粒子を析出させる。 In the present invention, in the first mixing step, the component containing the untreated pigment and the acidic solution are continuously mixed to prepare a mixed solution. At this stage, since the untreated pigment is not sufficiently dissolved in the acidic solution, an ultrasonic wave is applied to the mixed solution in the pigment solution preparation step to dissolve the untreated pigment in the acidic solution. Thereby, a pigment solution is obtained. Finally, a second mixing step is performed in which the obtained pigment solution is mixed with a poor solvent. Thereby, pigment fine particles are precipitated in the mixed solution of the pigment solution and the poor solvent.
ここで、混合溶解部内へと供給される未処理顔料を含む成分や酸性溶液の流量や、未処理顔料を含む成分の流量および酸性溶液の流量の総和に相当する顔料溶解液の生成量は、未処理顔料の種類や粒径、酸性溶液を構成する酸成分の種類やその濃度、貧溶媒の組成等に応じて、所望の粒径や結晶型等を有する顔料微粒子が得られるように適宜選択されるものである。
また、第１の混合工程においては、混合溶解部を流れる未処理顔料と酸性溶液とを含む混合液については、未処理顔料と酸性溶液との混合が行われるように、乱流と層流との過渡状態（レイノルズ数で概ね２３００以上３０００未満の範囲）、または、乱流状態（レイノルズ数で概ね３０００以上の範囲）が維持されるが、乱流状態が維持されることがより好ましい。なお、過渡状態、乱流状態は、レイノルズ数を決定する各種因子（混合溶解部内を流れる混合液の密度、粘性係数、断面平均速度、内径）を適宜選択することにより容易に制御できる。
Here, the production amount of the pigment solution corresponding to the sum of the flow rate of the component containing the untreated pigment and the acidic solution supplied into the mixing and dissolving portion, the flow rate of the component containing the untreated pigment and the flow rate of the acidic solution, Depending on the type and particle size of the untreated pigment, the type and concentration of the acid component constituting the acidic solution, the composition of the poor solvent, etc., the pigment fine particles having the desired particle size and crystal type can be selected as appropriate. It is what is done.
In the first mixing step, the turbulent flow and the laminar flow are performed so that the untreated pigment and the acidic solution are mixed with each other for the mixed solution containing the untreated pigment and the acidic solution flowing through the mixing and dissolving portion. The transient state (in the range of approximately 2300 to less than 3000 in Reynolds number) or turbulent state (in the range of approximately 3000 or more in Reynolds number) is maintained, but it is more preferable to maintain the turbulent state. The transient state and the turbulent state can be easily controlled by appropriately selecting various factors that determine the Reynolds number (density, viscosity coefficient, cross-sectional average speed, inner diameter).
また、本発明では、混合溶解部の流入口側から連続的に一定流量で未処理顔料を含む成分と酸性溶液とが供給されるため、これに対応して、混合溶解部の流出口からは一定流量で顔料溶解液が連続的に排出される。そして、混合溶解部の流出口から連続的に排出された顔料溶解液は、流出口から排出されると直ぐに貧溶媒と混合される。
すなわち、３つの工程は、全て連動して連続的に実施される。このため、本発明では、従来のアシッドペースティング処理のように、顔料溶解液を予め作り置きしておく必要が無い。これに加えて、単位時間当たりに調合される顔料溶解液の総量と、単位時間当たりに貧溶媒との混合に用いられる顔料溶解液の総量とは、常に等しい関係にあるため、一旦調合された顔料溶解液は、混合溶解部に長時間滞留することなく速やかに貧溶媒と混合するために消費される。それゆえ、本発明では、従来のアシッドペースティング処理方法と比較して、容易に酸性溶液中溶解時間を大幅に短縮することができ、結果として、アシッドペースティング処理方法に伴う吸収ピークの強度低下を抑制することができる。
Further, in the present invention, since the component containing the untreated pigment and the acidic solution are continuously supplied at a constant flow rate from the inlet side of the mixing and dissolving part, correspondingly, from the outlet of the mixing and dissolving part, The pigment solution is continuously discharged at a constant flow rate. And the pigment solution continuously discharged | emitted from the outflow port of the mixing and dissolving part will be mixed with a poor solvent immediately after being discharged | emitted from an outflow port.
That is, all three steps are continuously performed in conjunction with each other. For this reason, in this invention, it is not necessary to prepare a pigment solution beforehand, unlike the conventional acid pasting process. In addition to this, the total amount of the pigment solution to be prepared per unit time and the total amount of the pigment solution to be used for mixing with the poor solvent per unit time are always equal to each other. The pigment solution is consumed for quickly mixing with the poor solvent without staying in the mixing and dissolving part for a long time. Therefore, in the present invention, compared with the conventional acid pasting treatment method, the dissolution time in an acidic solution can be greatly shortened easily, and as a result, the intensity of the absorption peak is reduced due to the acid pasting treatment method. Can be suppressed.
なお、酸性溶液中溶解時間、すなわち、混合溶解部中を流れる液体成分の滞留時間は、混合溶解部を構成する流入口から流出口までの流路長や、混合溶解部内に貯留できる最大液量、混合溶解部に供給される未処理顔料を含む成分の流量、酸性溶液の流量等を制御することにより容易に調整することができる。
この場合、滞留時間を３０分以下とすることが好ましく１０分以下とすることがより好ましく３分以下とすることが更に好ましい。また、滞留時間を短縮するためには、流入口から流出口までの流路長を短縮したり、混合溶解部内に貯留できる最大液量を小さくしたり、未処理顔料を含む成分や酸性溶液の流量を増大させたり等しなければならない。このため、滞留時間をより短くすることは、処理効率のより一層の向上や、酸性溶液に溶解し切れなかった未処理顔料の混合溶解部内での目詰まり防止など、実用性や信頼性の向上にも寄与する。
It should be noted that the dissolution time in the acidic solution, that is, the residence time of the liquid component flowing in the mixed dissolution part is the length of the flow path from the inlet to the outlet constituting the mixed dissolution part and the maximum amount of liquid that can be stored in the mixed dissolution part It can be easily adjusted by controlling the flow rate of the component containing the untreated pigment supplied to the mixing and dissolving part, the flow rate of the acidic solution, and the like.
In this case, the residence time is preferably 30 minutes or less, more preferably 10 minutes or less, and even more preferably 3 minutes or less. In addition, in order to shorten the residence time, the flow path length from the inlet to the outlet is shortened, the maximum amount of liquid that can be stored in the mixing and dissolving part is reduced, or the components and acidic solutions containing untreated pigments are reduced. The flow rate must be increased. For this reason, shortening the residence time improves the practicality and reliability, such as further improving the processing efficiency and preventing clogging in the mixed dissolution part of untreated pigment that could not be completely dissolved in the acidic solution. Also contributes.
但し、滞留時間が短過ぎる場合には、未処理顔料が十分に溶け切らない状態で調合された顔料溶解液が、貧溶媒と混合される可能性が高くなる。このような問題を防止する上では、滞留時間は少なくとも数秒以上であることが好ましい。
ここで、本発明において、「滞留時間」とは、混合溶解部の流入口近傍で、未処理顔料を含む成分と酸性溶液とが混合した時点から、酸性溶液中への未処理顔料の溶解が進行しながら生成した顔料溶解液が混合溶解部の流出口に到達して、貧溶媒と混合されるまでの間を意味する。
However, when the residence time is too short, there is a high possibility that the pigment solution prepared in a state where the untreated pigment is not sufficiently dissolved is mixed with the poor solvent. In order to prevent such problems, the residence time is preferably at least several seconds.
Here, in the present invention, the “residence time” means the dissolution of the untreated pigment in the acidic solution from the time when the component containing the untreated pigment and the acidic solution are mixed in the vicinity of the inlet of the mixing and dissolving portion. It means the period from the time the pigment solution produced while traveling reaches the outlet of the mixing and dissolving part and is mixed with the poor solvent.
なお、参考までに述べれば、従来のアシッドペースティング処理で調合される顔料溶解液の滞留時間（すなわち、タンクに未処理顔料と酸性溶液とを投入した時点から、攪拌子による攪拌を経て調合された顔料溶解液が、貧溶媒と混合されるまでの時間）は、タンク内での未処理顔料の溶解処理に要する時間のみを考慮しても、少なくとも３０分以上が必要である。これに加えて、バッチ処理により一度に多量に調合された顔料溶解液を、少量づつ貧溶媒と混合して、完全に消費し終えるまでに要する時間は、タンクのサイズやアシッドペースティング処理に用いる装置の構成にも依存するものの、一般的に数時間程度である。
すなわち、これらの点から、従来のアシッドペースティング処理で調合される顔料溶解液の滞留時間は、初期に貧溶媒との混合に利用される分については、３０分程度であるが、最後に貧溶媒との混合に利用される分については、数時間程度である。このため、顔料溶解液の平均的な滞留時間は、最低でも数時間以上になってしまうことになる。このような滞留時間は、図１に示される結果からも明らかなように、吸収ピークの強度の低下を確実に招くことになる。
For reference, the pigment solution prepared in the conventional acid pasting process has a residence time (i.e., from the time when the untreated pigment and the acidic solution are added to the tank, the mixture is stirred through a stirrer. The time until the pigment solution is mixed with the poor solvent is required to be at least 30 minutes even considering only the time required for the dissolution treatment of the untreated pigment in the tank. In addition to this, the time required for mixing the pigment solution prepared in a large amount by batch processing with a poor solvent little by little and completing the consumption completely is used for tank size and acid pasting processing. Although it depends on the configuration of the apparatus, it is generally several hours.
That is, from these points, the residence time of the pigment solution prepared by the conventional acid pasting treatment is about 30 minutes for the initial mixing with the poor solvent, but finally the poor time is poor. The amount used for mixing with the solvent is about several hours. For this reason, the average residence time of the pigment solution is at least several hours or more. Such a residence time surely causes a decrease in the intensity of the absorption peak, as is apparent from the results shown in FIG.
また、従来のアシッドペースティング処理方法で、滞留時間をより短くするためには、１回のバッチ処理で調合する顔料溶解液の量を少なくするという方法も考えられる。この方法を採用すれば、一旦調合された顔料溶解液のうち、最後に貧溶媒との混合に利用される分の滞留時間を大幅に短縮できることになるため、顔料溶解液の平均的な滞留時間も大幅に短縮できる。
しかし、この場合でも、未処理顔料の溶解手段として攪拌子を用いている限り、原理的には平均滞留時間を３０分以下に制御することは実質的に極めて困難である。これに加えて、同じ量の微粒子化された顔料を得るために、複数回に分けて顔料溶解液を調合しなければならなくなり、処理効率が大幅に低下することになるため、実用性に欠ける。
これに対して、本発明では、連続的に顔料溶解液を調合して、連続的に調合された顔料溶解液を貯め置きすることなく貧溶媒と混合するため、高い処理効率を得ることも容易である。
In order to shorten the residence time with the conventional acid pasting treatment method, a method of reducing the amount of the pigment solution to be prepared in one batch treatment is also conceivable. If this method is adopted, the average residence time of the pigment solution can be greatly shortened in the amount of the pigment solution once prepared, which is finally used for mixing with the poor solvent. Can be greatly shortened.
However, even in this case, as long as a stirrer is used as a means for dissolving the untreated pigment, in principle, it is extremely difficult to control the average residence time to 30 minutes or less. In addition to this, in order to obtain the same amount of finely divided pigment, the pigment solution must be prepared in several batches, and the processing efficiency is greatly reduced, so it is not practical. .
On the other hand, in the present invention, a pigment solution is continuously prepared, and the continuously prepared pigment solution is mixed with a poor solvent without storing, so it is easy to obtain high processing efficiency. It is.
また、本発明では顔料溶解液の調合に際して、顔料の溶解を促進するために超音波を利用するため、この点でも滞留時間をより短くすることが容易である。
この理由は、プロペラなどの攪拌子を用いる場合に加えて、超音波を利用する場合、未処理顔料を含む成分と酸性溶液とを混合した混合液が存在する空間中に一様な溶解力を作用させることが極めて容易なためである。
Further, in the present invention, when preparing the pigment solution, ultrasonic waves are used to promote dissolution of the pigment, so that it is easy to shorten the residence time also in this respect.
The reason for this is that, in addition to using a stirrer such as a propeller, when using ultrasonic waves, a uniform dissolving power is provided in the space where the mixed solution containing the component containing the untreated pigment and the acidic solution is present. This is because it is extremely easy to act.
すなわち、攪拌子を用いて溶解処理を行う場合、溶解処理に用いる容器のサイズや、攪拌子のサイズ・形状・回転速度などを如何様に制御しても、未処理顔料と酸性溶液とを混合した混合液が存在する空間中に生じる溶解力（せん断力）にはムラが生じる。このため、酸性溶液と混合した未処理顔料の全量が溶解し切るまでには、ある程度の時間が必要となる。 That is, when the dissolution treatment is performed using a stirrer, the untreated pigment and the acidic solution are mixed regardless of the size of the container used for the dissolution treatment, the size / shape / rotation speed of the stirrer, etc. Unevenness occurs in the dissolving force (shearing force) generated in the space where the mixed liquid exists. For this reason, a certain amount of time is required until the entire amount of the untreated pigment mixed with the acidic solution is completely dissolved.
これに対して、超音波を用いて溶解処理を行う場合、超音波振動が十分に伝播する範囲内では一様な溶解力（超音波振動）を作用させることができる。それゆえ、酸性溶液と混合した未処理顔料の全量を、ほぼ同時に溶解させることができる。従って、混合液が存在する空間中に十分な強度の超音波を印加すれば、攪拌子を用いる場合よりも短時間で未処理顔料を溶解させることができる。 On the other hand, when performing dissolution processing using ultrasonic waves, a uniform dissolution force (ultrasonic vibration) can be applied within a range in which ultrasonic vibrations are sufficiently propagated. Therefore, the entire amount of untreated pigment mixed with the acidic solution can be dissolved almost simultaneously. Therefore, if an ultrasonic wave with sufficient strength is applied to the space where the mixed liquid exists, the untreated pigment can be dissolved in a shorter time than when a stirrer is used.
また、未処理顔料の溶解を促進する上では、超音波印加により未処理顔料粒子やその周囲に存在する液体分子に振動を加えるといった物理的な溶解促進方法以外にも、加熱処理や、使用する酸性溶液として、より高濃度のものを使用するといった化学的な溶解促進方法も考えられる。
しかし、これらの化学的な溶解促進方法は、顔料分子中の金属元素と酸分子との相互作用も活性化するため、顔料分子中の金属元素の脱離もより促進する可能性がある。それゆえ、本発明では、未処理顔料の溶解を促進するために、基本的には超音波の印加を用い、顔料分子中からの金属元素の著しい脱離を招かない範囲で必要に応じて化学的な溶解促進方法を併用することが好ましい。
Further, in order to promote the dissolution of the untreated pigment, in addition to the physical dissolution promoting method of applying vibrations to the untreated pigment particles and the liquid molecules existing around the untreated pigment particles, heat treatment or use is also performed. A chemical dissolution promotion method is also conceivable in which an acidic solution having a higher concentration is used.
However, these chemical dissolution accelerating methods also activate the interaction between the metal element in the pigment molecule and the acid molecule, which may further promote the elimination of the metal element in the pigment molecule. Therefore, in the present invention, in order to promote the dissolution of the untreated pigment, basically, the application of ultrasonic waves is used, and chemicals are applied as necessary within a range that does not cause significant desorption of metal elements from the pigment molecules. It is preferable to use a common dissolution promoting method.
なお、超音波印加手段の超音波発振面の形状・面積や、超音波の出力・印加時間は、混合溶解部のサイズや形状、また、混合溶解部に対する超音波印加手段の配置位置などに応じて、適宜選択できる。なお、超音波印加手段の超音波発振面に対して垂直な方向における混合溶解部の内径長さ（液体が満たされている空間の長さ）は、２０ｃｍ以下であることが好ましい。
この理由は、超音波の伝播方向に対する混合溶解部の内径長さが、２０ｃｍを超えると、実用的な出力を有する超音波印加手段の利用が困難になる場合があるためである。すなわち、超音波振動は、超音波印加手段から離れるに従い減衰する。このため、広い空間に十分な強度の超音波振動を伝播させるためには、より出力の大きい超音波印加手段を用いればよいが、実用上、このような超音波印加手段の入手は困難であり、またコストも高くなるためである。このような観点からは、超音波の伝播方向に対する混合溶解部の内径長さは、１０ｃｍ以下であることがより好ましい。
The shape and area of the ultrasonic oscillation surface of the ultrasonic application means, and the output and application time of the ultrasonic wave depend on the size and shape of the mixing and dissolving part, the arrangement position of the ultrasonic applying means with respect to the mixing and dissolving part, etc. Can be selected as appropriate. In addition, it is preferable that the inner diameter length (the length of the space filled with the liquid) of the mixing and dissolving portion in the direction perpendicular to the ultrasonic oscillation surface of the ultrasonic application means is 20 cm or less.
This is because, when the inner diameter length of the mixing and dissolving portion with respect to the propagation direction of the ultrasonic wave exceeds 20 cm, it may be difficult to use the ultrasonic wave application means having a practical output. That is, the ultrasonic vibration attenuates as the distance from the ultrasonic wave application means increases. For this reason, in order to propagate an ultrasonic vibration having a sufficient strength in a wide space, it is sufficient to use an ultrasonic application unit having a larger output, but it is difficult to obtain such an ultrasonic application unit in practice. In addition, the cost is also increased. From such a viewpoint, it is more preferable that the inner diameter length of the mixing and dissolving portion with respect to the ultrasonic wave propagation direction is 10 cm or less.
これに加えて、より短時間で、未処理顔料を溶解させることが容易となる観点からは、超音波の伝播方向に対する混合溶解部の内径長さは、１ｃｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。超音波の伝播方向に対する混合溶解部の内径長さの下限は特に限定されるものではないが、混合溶解部内での目詰まり防止や処理効率の低か抑制などの観点からは、実用上１００μｍ以上であることが好ましく、５００μｍ以上であることがより好ましい。 In addition, from the viewpoint of facilitating dissolution of the untreated pigment in a shorter time, the inner diameter length of the mixing and dissolving portion with respect to the ultrasonic propagation direction is preferably 1 cm or less, and preferably 1 mm or less. It is more preferable that The lower limit of the inner diameter length of the mixing and dissolving part with respect to the propagation direction of the ultrasonic wave is not particularly limited. However, from the viewpoint of preventing clogging in the mixing and dissolving part and suppressing or suppressing the processing efficiency, it is practically 100 μm or more. It is preferable that it is 500 micrometers or more.
なお、顔料供給部から混合溶解部へと供給される未処理顔料を含む成分は、酸性溶液と混合された際の未処理顔料の分散性を確保する上では、液体状であることが好ましい。この場合、未処理顔料を含む成分は、未処理顔料と水などの溶媒とを少なくとも含み、必要に応じて界面活性剤などの分散剤等の添加剤が添加された未処理顔料分散液として利用できる。 In addition, it is preferable that the component containing the untreated pigment supplied from the pigment supply unit to the mixing and dissolving unit is in a liquid form in order to ensure dispersibility of the untreated pigment when mixed with the acidic solution. In this case, the component containing the untreated pigment includes at least an untreated pigment and a solvent such as water, and is used as an untreated pigment dispersion with additives such as a surfactant added as necessary. it can.
また、未処理顔料を含む成分は、流動性が確保できるのであれば、固体状態で用いることもできる。この場合は、例えば、重力を利用して粉末状の未処理顔料が酸性溶液の上方から落下してくるように、顔料供給部と酸性溶液供給部とを配置したり、あるいは、混合溶解部の流入口近傍において、毛細管現象により酸性溶液が顔料供給部側へと浸透しないように顔料供給部から混合溶解部への供給圧力や流量、また、酸性溶液供給部から混合溶解部への供給圧力や流量を制御する。 Moreover, the component containing an untreated pigment can also be used in a solid state as long as fluidity can be secured. In this case, for example, the pigment supply unit and the acidic solution supply unit are arranged so that the powdery untreated pigment falls from above the acidic solution using gravity, or the mixing and dissolving unit In the vicinity of the inflow port, the supply pressure and flow rate from the pigment supply unit to the mixing and dissolving unit, the supply pressure from the acidic solution supply unit to the mixing and dissolving unit, Control the flow rate.
但し、未処理顔料を固体状態のまま混合溶解部へと供給する場合、酸性溶液の比重が高かったり、粘度が高いと、未処理顔料が酸性溶液中に速やか且つ十分に分散できなくなる場合がある。
このような場合には、粘度の高い酸性溶液中への分散が容易な高い比重およびサイズを有し、且つ、酸性溶液に実質的に溶解しない粒子（顔料担持体粒子）と未処理顔料とを混合した混合物を、酸性溶液と混合することが好ましい。
すなわち、顔料担持体粒子と未処理顔料とを混合することによって、顔料担持体粒子表面に未処理顔料粒子を担持させた状態で酸性溶液と混合すれば、未処理顔料を容易に酸性溶液中に分散させることができる。これに加えて、顔料担持体粒子は酸性溶液に溶解することも無いため、最終的に得られる微粒子化された顔料の品質にも影響を及ぼすことも無い。
However, when supplying the untreated pigment to the mixing and dissolving part in a solid state, if the specific gravity of the acidic solution is high or the viscosity is high, the untreated pigment may not be able to disperse quickly and sufficiently in the acidic solution. .
In such a case, particles (pigment carrier particles) having a high specific gravity and size that are easy to disperse in a high-viscosity acidic solution and not substantially dissolved in the acidic solution and untreated pigment The mixed mixture is preferably mixed with an acidic solution.
That is, by mixing the pigment carrier particles with the untreated pigment and mixing with the acidic solution with the untreated pigment particles supported on the surface of the pigment carrier particles, the untreated pigment can be easily put into the acidic solution. Can be dispersed. In addition, since the pigment carrier particles are not dissolved in the acidic solution, the quality of the finely divided pigment finally obtained is not affected.
なお、顔料担持体粒子としては、その平均粒径が１００ｎｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。
平均粒径が１００ｎｍ未満では、自重が小さすぎるために、酸性溶液中へと未処理顔料粒子をその表面に担持した顔料担持体粒子が十分に浸透できず、結果として未処理顔料が、酸性溶液中に十分に分散できなくなる場合がある。また、平均粒径が５００μｍを超える場合には、混合溶解部内で目詰まりを起こしたり、未処理顔料粒子をその表面に担持した顔料担持体粒子が酸性溶液中で直ぐに沈降・堆積してしまうため、未処理顔料が、酸性溶液中に速やか且つ十分に分散できなくなる場合がある。
ここで、顔料担持体粒子の平均粒径とは、走査型電子顕微鏡により顔料担持体粒子を観察した場合に、個々の顔料担持体粒子の面積から求めた真円相当換算の直径の平均値（測定サンプル数＝１０個）を意味する。
The pigment carrier particles preferably have an average particle size of 100 nm to 500 μm, and more preferably 300 nm to 300 μm.
If the average particle diameter is less than 100 nm, the weight of the pigment is too small to allow the pigment carrier particles carrying the untreated pigment particles on the surface thereof to sufficiently penetrate into the acidic solution. As a result, the untreated pigment becomes an acidic solution. It may not be possible to disperse sufficiently. In addition, when the average particle diameter exceeds 500 μm, clogging occurs in the mixing and dissolving portion, or pigment carrier particles carrying untreated pigment particles on the surface thereof immediately settle and deposit in the acidic solution. In some cases, the untreated pigment cannot be quickly and sufficiently dispersed in the acidic solution.
Here, the average particle diameter of the pigment carrier particles is the average value of the equivalent diameters of the circles calculated from the areas of the individual pigment carrier particles when the pigment carrier particles are observed with a scanning electron microscope ( Means the number of measurement samples = 10).
また、顔料担持体粒子の比重は、１ｇ／ｃｍ３以上５ｇ／ｃｍ３以下の範囲内であることが好ましく、１．５ｇ／ｃｍ３以上２．５ｇ／ｃｍ３以下の範囲内であることがより好ましい。
比重が１ｇ／ｃｍ３未満では、顔料担持体粒子の比重が酸性溶液の比重よりも相対的に軽くなり過ぎるため、酸性溶液中へと未処理顔料粒子をその表面に担持した顔料担持体粒子が十分に浸透できず、結果として未処理顔料が、酸性溶液中に速やか且つ十分に分散できなくなる場合がある。
これに対して、比重が５ｇ／ｃｍ３を超えると、顔料担持体粒子の比重が酸性溶液の比重よりも相対的に重くなり過ぎるため、混合溶解部内で目詰まりを起こしたり、未処理顔料粒子をその表面に担持した顔料担持体粒子が酸性溶液中で直ぐに沈降・堆積してしまうため、未処理顔料が、酸性溶液中に速やか且つ十分に分散できなくなる場合がある。
The specific gravity of the pigment-carrying particles is preferably in the range of 1 g / cm 3 to 5 g / cm 3 , and preferably in the range of 1.5 g / cm 3 to 2.5 g / cm 3. More preferred.
If the specific gravity is less than 1 g / cm 3, the specific gravity of the pigment carrier particles becomes relatively lighter than the specific gravity of the acidic solution, so that the pigment carrier particles carrying the untreated pigment particles on the surface thereof into the acidic solution Insufficient penetration may result, and as a result, the untreated pigment may not be able to disperse quickly and sufficiently in the acidic solution.
On the other hand, if the specific gravity exceeds 5 g / cm 3 , the specific gravity of the pigment carrier particles becomes too heavy relative to the specific gravity of the acidic solution. Since the pigment-carrying particles carrying on the surface thereof immediately settle and deposit in the acidic solution, the untreated pigment may not be able to disperse quickly and sufficiently in the acidic solution.
顔料担持体粒子を構成する材料としては、酸性溶液に対して不溶性の材料であれば特に限定されず、酸性溶液の種類や濃度に応じて適宜選択できる。例えば、一般的な高比重の酸性溶液（濃度が１８Ｎ以上の濃硫酸、濃度が２０Ｎ以上の濃硝酸、濃度が６Ｎ以上の濃塩酸）を用いる場合に好適な顔料担持体粒子としては、例えば、シリカ粒子（比重１．１ｇ／ｃｍ３）、チタン粒子（比重４．５ｇ／ｃｍ３）、二酸化チタン粒子（比重３．８〜４．１ｇ／ｃｍ３）などが挙げられる。 The material constituting the pigment carrier particles is not particularly limited as long as the material is insoluble in the acidic solution, and can be appropriately selected according to the type and concentration of the acidic solution. For example, when using a general acidic solution having a high specific gravity (concentrated sulfuric acid having a concentration of 18N or more, concentrated nitric acid having a concentration of 20N or more, concentrated hydrochloric acid having a concentration of 6N or more), the pigment carrier particles suitable for use are, for example, silica particles (specific gravity 1.1g / cm 3), titanium particles (specific gravity 4.5g / cm 3), titanium dioxide particles (specific gravity 3.8~4.1g / cm 3), and the like.
顔料担持体粒子と未処理顔料との混合比率は特に限定されるものではないが、実用上は、質量比で１０：１〜１００：１の範囲内とすることが好ましく、３０：１〜７０：１の範囲内とすることがより好ましい。顔料担持体粒子と未処理顔料との混合比率が、上記範囲を外れる場合、処理効率が大幅に低下したり、あるいは、顔料担持体粒子表面に担持されない未処理顔料の割合が増加して、未処理顔料と酸性溶液との混合が速やかに行われなくなる場合がある。 The mixing ratio of the pigment-carrying particles and the untreated pigment is not particularly limited, but in practice, the mass ratio is preferably in the range of 10: 1 to 100: 1, and 30: 1 to 70. : 1 is more preferable. When the mixing ratio of the pigment carrier particles and the untreated pigment is out of the above range, the treatment efficiency is greatly reduced, or the ratio of the untreated pigment not supported on the pigment carrier particle surface is increased. Mixing of the treated pigment and the acidic solution may not be performed quickly.
＜顔料粒子製造装置＞
次に、本発明のアシッドペーステティング処理方法を利用したアシッドペーステティング処理装置について説明する。
本発明のアシッドペーステティング処理装置は、流入口と、流出口とを少なくとも備えた混合溶解部と、前記流入口に接続され、未処理顔料を含む成分を前記流入口へと連続的に供給する顔料供給部と、前記流入口に接続され、酸性溶液を前記流入口へと連続的に供給する酸性溶液供給部と、前記未処理顔料を前記酸性溶液に溶解させた顔料溶解液を調合するために、前記混合溶解部内にて混合された前記未処理顔料を含む成分と前記酸性溶液とを含む混合液に対して、超音波を印加する超音波印加手段と、前記流出口側に配置され、前記流出口から排出される前記顔料溶解液を貧溶媒と混合する顔料溶解液−貧溶媒混合部と、を備えたことを特徴とする。
なお、本発明のアシッドペーステティング処理装置には、上記に列挙した構成以外にも、必要に応じて、バルブ、可変弁やマスフローコントローラーなどの流量制御手段、流量計、ポンプ等の圧力供給手段、ヒーター等の液体を加熱するための加熱手段、フィルタなどその他の部材や手段が設けられていてもよい。
<Pigment particle production equipment>
Next, an acid pasting processing apparatus using the acid pasting processing method of the present invention will be described.
The acid pasting apparatus according to the present invention comprises a mixing / dissolving unit having at least an inlet and an outlet, and a component connected to the inlet and continuously supplying a component containing an untreated pigment to the inlet. A pigment supply unit, an acidic solution supply unit connected to the inlet and continuously supplying an acidic solution to the inlet, and a pigment solution in which the untreated pigment is dissolved in the acidic solution Therefore, an ultrasonic wave application means for applying ultrasonic waves to the mixed solution containing the component containing the untreated pigment and the acidic solution mixed in the mixing and dissolving part is disposed on the outlet side. And a pigment solution-poor solvent mixing unit for mixing the pigment solution discharged from the outlet with a poor solvent.
In addition to the above-described configuration, the acid pasting processing device of the present invention includes flow control means such as valves, variable valves and mass flow controllers, pressure supply means such as flow meters and pumps as necessary. Other members and means such as a heating means for heating the liquid such as a heater and a filter may be provided.
図２は、本発明のアシッドペーステティング処理装置の一構成例を示す概略模式図であり、図中、１００はアシッドペーステティング処理装置、２００は顔料供給部、２１０は酸性溶液供給部、２２０は貧溶媒供給部、２３０は回収部、３００、３１０、３２０は流量制御手段、４００は超音波印加手段、Ｌｐ、Ｌａ、Ｌｍ１、Ｌｍ２、Ｌｂは流路を表す。また、５００は（混合溶解部に相当する流路Ｌｍ１）の流入口、５１０は（混合溶解部に相当する流路Ｌｍ１）の流出口、５２０は流路Ｌｍ２の下流端（排出口）を表す。なお、図２中において、流路Ｌｍ２および回収部２３０が顔料溶解液−貧溶媒混合部に相当する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing one configuration example of the acid pasting apparatus of the present invention, in which 100 is an acid pasting apparatus, 200 is a pigment supply unit, 210 is an acidic solution supply unit, 220 denotes a poor solvent supply unit, 230 denotes a recovery unit, 300, 310, and 320 denote flow rate control means, 400 denotes an ultrasonic wave application means, and Lp, La, Lm1, Lm2, and Lb denote flow paths.
図２に示すアシッドペーステティング処理装置１００は、顔料供給部２００と、酸性溶液供給部２１０と、貧溶媒供給部２２０と、回収部２３０と、流量制御手段３００、３１０、３２０と、超音波振動器などの超音波印加手段４００と、流路Ｌｐと、流路Ｌａと、流路Ｌｍ１と、流路Ｌｍ２と、流路Ｌｂとを備えている。
なお、顔料供給部２００、酸性溶液供給部２１０、および、貧溶媒供給部２２０は、不図示の圧力供給手段（例えば、ポンプ。また、各成分の供給手段と一体化しているものとしてチュービングディスペンサなどが挙げられる）により、これら供給部内に貯蔵された液体（但し、顔料供給部２００の場合は液体又は固体）を、各々に接続された流路を介して外部へと供給できるようになっている。
The
Note that the
そして、流路Ｌｐは一方の端（上流端）が、顔料供給部２００に接続され、他方の端（下流端）が、流路Ｌｍ１の一方の端（流入口５００）および流路Ｌａの一方の端（下流端）に接続され、流路Ｌｐの途中には、流路Ｌｐを流れる液体状または固体状の未処理顔料を含む成分の流量を制御するために流量制御手段３００が設けられている。
また、流路Ｌａの他方の端（上流端）は、酸性溶液供給部２１０に接続されると共に流路Ｌａの途中には、流路Ｌａを流れる酸性溶液の流量を制御するために流量制御手段３１０が設けられている。これに加えて、混合溶解部を構成する流路Ｌｍ１は、他方の端（流出口５１０）が、流路Ｌｍ２の一方の端（上流端）および流路Ｌｂの一方の端（下流端）に接続されており、且つ、流路Ｌｍ１の流路方向に沿って超音波印加手段４００が配置されている。
さらに、流路Ｌｂは、他方の端（上流端）が貧溶媒供給部２２０に接続されており、流路Ｌｂの途中には、流路Ｌｂを流れる貧溶媒の流量を制御するために流量制御手段３２０が設けられている。また、流路Ｌｍ２の他方の端（排出口５２０）は回収部２３０に接続されている。この回収部２３０内には、流路Ｌｍ２を介して流入した混合液を攪拌するために、プロペラなどの攪拌子が配置されていてもよい。
The flow path Lp has one end (upstream end) connected to the
Further, the other end (upstream end) of the flow path La is connected to the acidic
Furthermore, the other end (upstream end) of the flow path Lb is connected to the poor
なお、流路Ｌｐ、Ｌａ、Ｌｍ１、Ｌｍ２、Ｌｂとしては、樹脂やガラス、金属などからなるチューブ状の部材により構成することができる。また、流路Ｌｐ、Ｌａ、Ｌｍ１、Ｌｍ２、Ｌｂとしては、表面にフォトリソグラフィやエッチングなどの公知の微細加工技術を利用して所望のパターンに形成された溝状の流路が形成された基板を、この溝が形成された面を被覆するように他の基板とを接着剤や熱融着などの公知の接合方法を利用して貼り合わせて一体的に形成された部材；いわゆるマイクロリアクター等の微小流路が内部に形成されたプレート状の部材であってもよい。
また、流路の断面形状は、真円形の他に楕円形、方形等適宜選択することができる。なお、これら流路を構成する材料は、流路内を流れる成分に対する耐腐食性の確保や、耐圧性などを考慮して適宜選択される。なお、以下の説明においては、特に説明の無い限り流路の断面が真円形であることを前提として説明する。
The flow paths Lp, La, Lm1, Lm2, and Lb can be configured by tube-shaped members made of resin, glass, metal, or the like. In addition, as the flow paths Lp, La, Lm1, Lm2, and Lb, a substrate having a groove-shaped flow path formed in a desired pattern using a known fine processing technique such as photolithography or etching is formed on the surface. A member formed integrally with other substrates using a known bonding method such as an adhesive or heat fusion so as to cover the surface in which the groove is formed; a so-called microreactor or the like The plate-shaped member in which the microchannel was formed may be used.
Moreover, the cross-sectional shape of the flow path can be appropriately selected from an elliptical shape and a rectangular shape in addition to a perfect circle. In addition, the material which comprises these flow paths is suitably selected in consideration of ensuring corrosion resistance with respect to components flowing in the flow paths, pressure resistance, and the like. In the following description, it is assumed that the cross section of the flow path is a true circle unless otherwise specified.
ここで、流路Ｌｐ、Ｌａ、Ｌｍ２、Ｌｂの内径は、特に限定されるものではないが、１００μｍ〜１０ｍｍの範囲内が好ましく、５００μｍ〜１ｍｍの範囲内がより好ましい。内径が１００μｍ未満の場合には目詰まりを起こしたり、処理効率が低下してしまう場合がある。また、内径が１０ｍｍを超える場合には、流路中の液体成分や固体成分の逆流が生じ易くなるため、安定したアシッドペースティング処理を連続的に実施することが困難となる場合がある。 Here, the inner diameters of the flow paths Lp, La, Lm2, and Lb are not particularly limited, but are preferably in the range of 100 μm to 10 mm, and more preferably in the range of 500 μm to 1 mm. When the inner diameter is less than 100 μm, clogging may occur or processing efficiency may be reduced. In addition, when the inner diameter exceeds 10 mm, the liquid component or the solid component in the flow path is likely to be backflowed, so that it may be difficult to continuously perform a stable acid pasting process.
また、流路Ｌａや流路Ｌｐ（但し、液体に分散させた顔料を流す場合）、流路Ｌｂの長さは特に限定されるものではないが、１ｍｍ〜３０ｃｍの範囲内が好ましく、１０ｍｍ〜１０ｃｍの範囲内がより好ましい。流路長が１ｍｍ未満の場合には、装置の作製が困難となる場合がある。これに対して流路長が３０ｃｍを超えると、圧損が大きくなるので、より出力の大きい圧力供給手段を用いることが必要となる場合がある。 Further, the length of the flow path La and the flow path Lp (however, when flowing a pigment dispersed in a liquid) and the flow path Lb are not particularly limited, but preferably within a range of 1 mm to 30 cm. More preferably within the range of 10 cm. When the flow path length is less than 1 mm, it may be difficult to manufacture the device. On the other hand, if the flow path length exceeds 30 cm, the pressure loss increases, so it may be necessary to use a pressure supply means with higher output.
一方、流路Ｌｐ（但し、固体状で顔料を流す場合）や、流路Ｌｍ２の長さも特に限定されるものではないが、１ｍｍ〜３０ｃｍの範囲内が好ましく、１０ｍｍ〜１０ｃｍの範囲内がより好ましい。流路長が１ｍｍ未満の場合には、装置の作製が困難となる場合がある。これに対して流路長が３０ｃｍを超えると、目詰まりが発生しやすくなる場合がある。この他にも、圧損が大きくなるので、より出力の大きい圧力供給手段を用いることが必要となる場合がある。 On the other hand, the length of the flow path Lp (however, in the case of flowing a solid pigment) and the length of the flow path Lm2, is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 mm to 30 cm, and more preferably in the range of 10 mm to 10 cm. preferable. When the flow path length is less than 1 mm, it may be difficult to manufacture the device. On the other hand, if the flow path length exceeds 30 cm, clogging may easily occur. In addition, since the pressure loss increases, it may be necessary to use a pressure supply means with a higher output.
また、流路Ｌｍ１の内径は特に限定されるものではないが、基本的には流路Ｌｐ、Ｌａ、Ｌｍ２、Ｌｂと同様の範囲とすることが好ましい。但し、流路Ｌｍ１の流路方向に沿って超音波印加手段４００が配置されている領域では、超音波印加手段の超音波発振面に対して垂直な方向における混合溶解部の内径長さの上限値は、既述したように２０ｃｍ以下とすることが好ましく、１０ｃｍ以下とすることがより好ましく、１ｃｍ以下とすることが更に好ましく、１ｍｍ以下とすることが特に好ましい。
なお、流路Ｌｍ１の内径は流路軸方向の全領域において一定である必要はなく、部分的に異なっていてもよい。例えば、流路Ｌｍ１内を流れる液体に対する超音波印加時間をより長くするために、超音波印加手段の超音波発振面上に位置する領域の内径を、それ以外の領域の内径よりもより太くしてもよい。
In addition, the inner diameter of the flow path Lm1 is not particularly limited, but basically, it is preferably set in the same range as the flow paths Lp, La, Lm2, and Lb. However, in the region where the ultrasonic wave application means 400 is arranged along the flow path direction of the flow path Lm1, the upper limit of the inner diameter length of the mixing and dissolving part in the direction perpendicular to the ultrasonic oscillation surface of the ultrasonic wave application means As described above, the value is preferably 20 cm or less, more preferably 10 cm or less, further preferably 1 cm or less, and particularly preferably 1 mm or less.
The inner diameter of the flow path Lm1 does not have to be constant in the entire region in the flow path axis direction, and may be partially different. For example, in order to make the ultrasonic wave application time for the liquid flowing in the flow path Lm1 longer, the inner diameter of the region located on the ultrasonic oscillation surface of the ultrasonic wave application means is made thicker than the inner diameter of the other region. May be.
一方、流路Ｌｍ１の長さは、流路Ｌｍ１の断面サイズや流路Ｌｍ１を流れる液体の流量にもよるものの、顔料分子の金属元素の脱離を抑制し滞留時間を短くするという観点からは、少なくとも、３ｍ以下が好ましい。これに加えて、目詰まり防止やより高い処理効率の確保という観点も考慮すれば、１ｍ以下がより好ましく、３０ｃｍ以下が更に好ましい。
これに対して、流路Ｌｍ１の長さの下限値は１ｃｍ以上であることが好ましく、３ｃｍ以上であることがより好ましい。流路Ｌｍ１の長さの下限値が１ｃｍ未満では、流路Ｌ１の下流端に到達した顔料溶解液中に、十分に溶解し切れなかった未処理顔料が残留したままとなり、得られる微粒子化された顔料の品質ばらつきや、処理効率の低下、また、目詰まりの発生を招く場合もある。
On the other hand, the length of the flow path Lm1 depends on the cross-sectional size of the flow path Lm1 and the flow rate of the liquid flowing through the flow path Lm1, but from the viewpoint of reducing the residence time by suppressing the detachment of the metal elements of the pigment molecules. At least 3 m or less is preferable. In addition to this, when considering the viewpoint of preventing clogging and ensuring higher processing efficiency, it is more preferably 1 m or less, and further preferably 30 cm or less.
On the other hand, the lower limit value of the length of the flow path Lm1 is preferably 1 cm or more, and more preferably 3 cm or more. If the lower limit value of the length of the flow path Lm1 is less than 1 cm, the untreated pigment that has not fully dissolved remains in the pigment solution that has reached the downstream end of the flow path L1, and the resulting fine particles are obtained. In some cases, the quality of the pigments varies, the processing efficiency decreases, and clogging occurs.
なお、図２に示すアシッドペーステティング処理装置１００では、流量の制御を行うために、流量制御手段３００、３１０、３２０を用いているが、顔料供給部２００、酸性溶液供給部２１０、および、貧溶媒供給部２２０に接続された不図示の圧力供給手段により直接流量制御を行う場合には、流量制御手段３００、３１０、３２０を省くことができる。
In the
また、図２に示すアシッドペーステティング処理装置１００は、貧溶媒供給部２２０、流路Ｌｂ、流路Ｌｍ２を省いて、流出口５１０を直接回収部２３０に接続した構成としたものであってもよい（この場合、回収部２３０が顔料溶解液−貧溶媒混合部に相当する）。
上述した態様のアシッドペーステティング処理装置における顔料溶解液と貧溶媒との混合は、回収部２３０に予め貧溶媒を満たしておく態様（第１の態様）や、回収部に顔料溶解液が流入するのに応じて貧溶媒を回収部に供給する態様（第２の態様）、または、第１および第２の態様を組み合わせた態様（第３の態様）により実施することができる。
In addition, the
The mixing of the pigment solution and the poor solvent in the acid pasting processing apparatus of the above-described mode is a mode in which the poor solvent is previously filled in the recovery unit 230 (first mode), or the pigment solution flows into the recovery unit. As a result, the poor solvent can be supplied to the recovery unit (second aspect), or the first and second aspects can be combined (third aspect).
次に、図２に示すアシッドペーステティング処理装置１００を用いた顔料微粒子の作製について説明する。
まず、顔料供給部２００から、一定流量で連続的に、固体状又は液体状の未処理顔料を含む成分を流路Ｌｐを介して流路Ｌｍ１の流入口５００へと供給する。これと同時に、酸性溶液供給部２１０から、一定流量で連続的に、酸性溶液を流路Ｌａを介して流路Ｌｍの流入口５００へと供給する。
これにより、流路Ｌｍ１の流入口５００に到達した未処理顔料を含む成分と酸性溶液とは、連続的に混合される（第１の混合工程）。
そして、未処理顔料を含む成分と酸性溶液とを含む混合液には、流路Ｌｍ１を下流方向に連続的に送液される過程で、超音波印加手段４００によって超音波が印加される。これにより、未処理顔料の酸性溶液中への溶解が促進され、流路Ｌｍ１の流出口５１０に到達するまでの間に顔料溶解液が調合される（顔料溶解液調合工程）。
Next, the production of pigment fine particles using the
First, a component containing a solid or liquid untreated pigment is continuously supplied from the
Thereby, the component containing the untreated pigment that has reached the
Then, an ultrasonic wave is applied to the mixed liquid containing the component containing the untreated pigment and the acidic solution by the ultrasonic wave application means 400 in the process of continuously feeding the flow path Lm1 in the downstream direction. Thereby, dissolution of the untreated pigment in the acidic solution is promoted, and the pigment solution is prepared until it reaches the
続いて、流路Ｌｍ１の流出口５１０にて、顔料溶解液と、貧溶媒供給部２２０から一定流量で連続的に供給される貧溶媒とが、連続的に混合される（第２の混合工程）。そして、顔料溶解液と貧溶媒とを含む混合液は、流路Ｌｍ２を介して、回収部２３０へと送液される。そして、回収部２３０にて、混合液中で生成した微粒子を、濾過、洗浄、乾燥等させることにより、微粒子化された顔料を得ることができる。
Subsequently, the pigment solution and the poor solvent continuously supplied at a constant flow rate from the poor
次に、顔料のアシッドペースティング処理に用いられる原料；すなわち、未処理顔料、酸性溶液、および、貧溶媒について説明する。 Next, raw materials used for the acid pasting treatment of the pigment; that is, untreated pigment, acidic solution, and poor solvent will be described.
−未処理顔料−
本発明で用いられる未処理顔料としては、アシッドペースティング処理を受けておらず、且つ、分子内に金属元素を含む顔料が用いられる。この未処理顔料としては、一般的には平均粒径が３００ｎｍ〜１００μｍ程度の粉末状の市販品などが利用できるが、これに限定されるものではない。
このような顔料であれば公知の顔料が利用でき、例えば、多環キノン系顔料、ペリレン系顔料、アゾ系顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、フタロシアニン系顔料などの有機系顔料を用いることができる。
-Untreated pigment-
As the untreated pigment used in the present invention, a pigment that has not been subjected to acid pasting treatment and contains a metal element in the molecule is used. As this untreated pigment, generally a powdery commercial product having an average particle diameter of about 300 nm to 100 μm can be used, but is not limited thereto.
Known pigments can be used as long as they are such pigments. For example, organic pigments such as polycyclic quinone pigments, perylene pigments, azo pigments, indigo pigments, quinacridone pigments, and phthalocyanine pigments can be used.
また、これらの中でも特に、チタニルフタロシアニン顔料、銅フタロシアニン顔料、クロロガリウムフタロシアニン顔料、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料、バナジルフタロシアニン顔料、クロロインジウムフタロシアニン顔料、ジクロロスズフタロシアニン顔料などのフタロシアニン系顔料を用いることが好ましい。
なお、フタロシアニン系顔料は、電子写真方式の画像形成装置の感光体などに用いられる電荷発生材料としても利用される。そして、本発明を利用すれば、この様な電荷発生材料として利用するのに適した顔料を作製することが容易である。これは、電荷発生材料として利用される顔料には、単位質量当たりの特定の吸収ピーク近傍の波長域の吸収強度が強く、それ以外の波長域の吸収強度（すなわち、ノイズ成分）が弱いことが特に求められるが、本発明を利用すれば、このような特性をより容易に実現することができるためである。
Of these, phthalocyanine pigments such as titanyl phthalocyanine pigment, copper phthalocyanine pigment, chlorogallium phthalocyanine pigment, hydroxygallium phthalocyanine pigment, vanadyl phthalocyanine pigment, chloroindium phthalocyanine pigment, and dichlorotin phthalocyanine pigment are particularly preferable.
The phthalocyanine pigment is also used as a charge generation material used for a photoreceptor of an electrophotographic image forming apparatus. If the present invention is used, it is easy to produce a pigment suitable for use as such a charge generation material. This is because a pigment used as a charge generation material has a strong absorption intensity in the wavelength region near a specific absorption peak per unit mass and a weak absorption intensity in other wavelength regions (that is, a noise component). This is because it is particularly required, but if the present invention is used, such characteristics can be realized more easily.
−酸性溶液−
本発明において、酸性溶液とはｐＨが４以下である液体を意味する。ここで、酸性溶液に用いられる酸成分としては、硫酸、硝酸、塩酸、トリフルオロ酢酸当の公知の酸が利用できるが、これらの中でも、上記に列挙したような顔料の溶解がより容易である点からは硫酸が好ましい。また、酸性溶液中の酸成分の濃度としては、顔料の溶解を容易にできる点から高い方が好ましく、少なくとも１Ｎ以上であることが好ましく、３Ｎ以上であることがより好ましい。
-Acidic solution-
In the present invention, an acidic solution means a liquid having a pH of 4 or less. Here, as the acid component used in the acidic solution, known acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and trifluoroacetic acid can be used, but among these, the pigments listed above are more easily dissolved. From the viewpoint, sulfuric acid is preferable. The concentration of the acid component in the acidic solution is preferably higher from the viewpoint that the pigment can be easily dissolved, and is preferably at least 1N or more, and more preferably 3N or more.
−貧溶媒−
貧溶媒としては、純水、イオン交換水、蒸留水などの水や、これに若干の酸、アルカリ、あるいは電解質等を添加したｐＨ６〜８程度の中性溶媒、又は、ｐＨが８以上のアルカリ性溶媒を用いることができる。なお、アルカリ性溶媒に使用可能なアルカリ成分としては、特に限定されず、公知のアルカリ成分が利用できるが、たとえば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。
-Poor solvent-
Examples of the poor solvent include water such as pure water, ion exchange water, and distilled water, a neutral solvent having a pH of 6 to 8 to which some acid, alkali, electrolyte, or the like is added, or alkaline having a pH of 8 or more. A solvent can be used. In addition, it does not specifically limit as an alkali component which can be used for an alkaline solvent, Although a well-known alkali component can be utilized, For example, ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide etc. are mentioned.
以下に本発明を実施例を挙げて、より詳細に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited only to the following examples.
＜実施例１＞
−顔料成分−
未処理顔料としてバナジルナフタロシアニン粉末（山本化成製）と、顔料担持体粒子としてシリカビーズＡＰＰＩＥ（日本粉体工業技術協会、ＧＢＬ−１００、平均粒径１００μｍ）とを、質量比で１：１０の割合で混合し、ミリング装置（アサヒ理化製作所社製、小型ボールミルＡＶ−１型）により８０ｒｐｍで１時間混合処理した。これにより、固体状の顔料成分を得た。
<Example 1>
-Pigment component-
Vanadyl naphthalocyanine powder (manufactured by Yamamoto Kasei Co., Ltd.) as an untreated pigment and silica beads APPIE (Japan Powder Industrial Technology Association, GBL-100,
−酸性溶液−
酸性溶液としては、１８．７Ｎの硫酸溶液（ｐＨ＝１）を準備した。
-Acidic solution-
As an acidic solution, a 18.7N sulfuric acid solution (pH = 1) was prepared.
−貧溶媒−
貧溶媒としては、純水（ｐＨ＝７）を準備した。
-Poor solvent-
Pure water (pH = 7) was prepared as a poor solvent.
−アシッドペーステティング処理装置−
アシッドペーステティング処理装置としては、基本的な構成が図２に示すアシッドペーステティング処理装置１００と同様の装置を用いた。
ここで、顔料供給部２００としては、底部に直径３ｍｍの開口部（落下口）が設けられプラスチック製の容器を用い、開口部には、テフロン（登録商標）製のチューブ（長さ１ｃｍ、内径 ３ｍｍ）を接続し、チューブの途中には可変弁（ＰＦＡ製、ＧＪ−１０８７−０１）を設けた。なお、顔料供給部２００や、これに接続されたチューブは、酸性溶液供給部２１０やこれに接続されるチューブの上方に位置するように配置した。
-Acid pasting processor-
As the acid pasting processing apparatus, an apparatus similar in basic structure to the acid
Here, as the
酸性溶液供給部２１０としては、チュービングディスペンサ（トミタエンジニアリング製、ＴＯＭ．２００）を用い、このチュービングディスペンサが、テフロン（登録商標）製のチューブ（長さ２０ｃｍ、内径１ｍｍ）に接続されている。
As the acidic
また、混合溶解部を構成するチューブとして、テフロン（登録商標）製のチューブ（長さ５ｃｍ、内径１ｍｍ）を用い、このチューブの上流端と、顔料供給部２００に接続されたチューブと、酸性溶液供給部２１０に接続されたチューブとが、Ｙ字状の三又継手（ＥＹＥＬＡ社製、Ｙ字３方ジョイントＪＹＦ−３１０）を介して接続されている。
Further, a tube made of Teflon (registered trademark) (length: 5 cm, inner diameter: 1 mm) is used as a tube constituting the mixing and dissolving unit, an upstream end of the tube, a tube connected to the
貧溶媒供給部２２０としては、中圧ポンプ（ＥＹＥＬＡ社製、ＶＳＰ−３０５０）を用い、この中圧ポンプが、テフロン（登録商標）製のチューブ（長さ３０ｃｍ、内径１ｍｍ）に接続されている。
As the poor
さらに、回収部２３０としては、ビーカーを用いた。
また、混合溶解部を構成するチューブの下流端と、貧溶媒供給部２２０に接続されたチューブと、下流端が回収部２３０へと伸びるテフロン（登録商標）製のチューブ（長さ２０ｃｍ、内径１ｍｍ）の上流端とは、Ｙ字状の三又継手（ＥＹＥＬＡ社製、Ｙ字３方ジョイントＪＹＦ−３１０）を介して接続されている。
Furthermore, a beaker was used as the
In addition, the downstream end of the tube constituting the mixing and dissolving unit, the tube connected to the poor
超音波印加手段４００としては、超音波発振面のサイズが、直径２．６ｃｍの超音波発振器（日本精機製作所社製、ＵＳ−３００ＴＣＶＰ）を用い、この発振面上に、直線状に延ばした混合溶解部を構成するチューブと、このチューブの上流端側に接続された三又継手とを配置した。なお、発振面上に位置する混合溶解部を構成するチューブの長さは５ｃｍである。 As the ultrasonic wave application means 400, an ultrasonic oscillator having a diameter of 2.6 cm as an ultrasonic oscillation surface (US-300TCVP, manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) is used. The tube which comprises a melt | dissolution part and the trifurcated joint connected to the upstream end side of this tube were arrange | positioned. In addition, the length of the tube which comprises the mixing melt | dissolution part located on an oscillation surface is 5 cm.
−顔料微粒子の製造−
次に、顔料供給部２００を構成する容器にシリカビーズと顔料粉末とを混合した顔料成分を、酸性溶液供給部２１０を構成するチュービングディスペンサに酸性溶液を、貧溶媒供給部２２０を構成するチュービングディスペンサに貧溶媒をそれぞれ充填した。
続いて、顔料成分の流量を６．６ｍｇ／ｍｉｎ、酸性溶液の流量を０．２ｍｌ／ｍｉｎ、貧溶媒の流量を２ｍｌ／ｍｉｎに設定して、各成分をチューブを介して連続的に供給すると共に、超音波振動器の出力を５Ｗに設定して、超音波を印加した。
なお、上記条件で、混合溶解部を構成するチューブの上流端で混合された顔料成分と酸性溶液の混合液が下流端に到達するまでの時間（滞留時間）は、約１２秒であった。また、混合溶解部を構成するチューブの下流端近傍を目視観察したところ、顔料が完全に溶解されていることが確認された。
-Manufacture of pigment fine particles-
Next, a pigment component obtained by mixing silica beads and pigment powder in a container constituting the
Subsequently, the flow rate of the pigment component is set to 6.6 mg / min, the flow rate of the acidic solution is set to 0.2 ml / min, and the flow rate of the poor solvent is set to 2 ml / min, and each component is continuously supplied through the tube. At the same time, the output of the ultrasonic vibrator was set to 5 W, and ultrasonic waves were applied.
In addition, the time (residence time) until the mixed solution of the pigment component and the acidic solution mixed at the upstream end of the tube constituting the mixing and dissolving part reaches the downstream end under the above conditions was about 12 seconds. Further, when the vicinity of the downstream end of the tube constituting the mixing and dissolving part was visually observed, it was confirmed that the pigment was completely dissolved.
上記条件にてアシッドペースティング処理を行ったところ、回収部２３０を構成するビーカーに回収された混合液中には、微粒子化した顔料が生成した。このようにして得られた混合液を濾過、乾燥処理することにより微粒子化された顔料を得た。
When the acid pasting process was performed under the above conditions, finely divided pigments were produced in the mixed solution collected in the beaker constituting the
−評価−
未処理顔料を固形分量が０．５質量％となるように分散させた、３質量％の界面活性剤を含む水溶液と、処理顔料を固形分量が０．５質量％となるように分散させた、３質量％の界面活性剤を含む水溶液と、それぞれ準備した。続いて、これら２種類の水溶液を用いて同一の測定条件で、波長８５０ｎｍにおける赤外線吸収スペクトルを測定した。なお、バナジルナフタロシアニンは波長８５０ｎｍ近傍に強い吸収ピークを有する顔料である。
その結果、波長８５０ｎｍにおける未処理顔料の吸収強度を１００とした時の、処理顔料の相対的な吸収強度は９８であり、アシッドペースティング処理による吸収強度の低下が 殆ど生じていないことが確認された。
-Evaluation-
An untreated pigment was dispersed so that the solid content was 0.5% by mass, an aqueous solution containing a 3% by mass surfactant, and the treated pigment was dispersed so that the solid content was 0.5% by mass. An aqueous solution containing 3% by mass of a surfactant was prepared. Subsequently, an infrared absorption spectrum at a wavelength of 850 nm was measured using the two types of aqueous solutions under the same measurement conditions. Vanadyl naphthalocyanine is a pigment having a strong absorption peak in the vicinity of a wavelength of 850 nm.
As a result, when the absorption intensity of the untreated pigment at a wavelength of 850 nm is set to 100, the relative absorption intensity of the treated pigment is 98, and it has been confirmed that there is almost no decrease in absorption intensity due to acid pasting treatment. It was.
＜比較例１＞
−顔料成分、酸性溶液、貧溶媒−
未処理顔料としてバナジルナフタロシアニン粉末（山本化成製）を用いた。また、酸性溶液および貧溶媒としては、実施例１で用いたものと同様のものを準備した。
<Comparative Example 1>
-Pigment component, acidic solution, poor solvent-
Vanadyl naphthalocyanine powder (manufactured by Yamamoto Kasei) was used as an untreated pigment. Moreover, the same thing as what was used in Example 1 was prepared as an acidic solution and a poor solvent.
−顔料溶解液の調合−
ビーカーに酸性溶液とバナジルナフタロシアニン粉末とを０．３質量％の割合で投入し、スターラーを用いてバナジルナフタロシアニンが完全に溶解するまで攪拌することにより顔料溶解液を得た。なお、攪拌に要した時間は約３０分であった。
-Preparation of pigment solution-
An acidic solution and vanadyl naphthalocyanine powder were added to a beaker at a ratio of 0.3% by mass, and stirred using a stirrer until vanadyl naphthalocyanine was completely dissolved to obtain a pigment solution. The time required for stirring was about 30 minutes.
−顔料微粒子の製造−
顔料溶解液を調合した後、直ぐに２００ｍＬの顔料溶解液を底部にコックが設けられた容器に注ぐと共に、この容器の下部に、貧溶媒４Ｌを満たした回収容器を配置した。
続いて、回収容器中の貧溶媒をスターラーで攪拌しながら、コックを調整して、顔料溶解液を１．５ｍｌ／ｍｉｎの流量で貧溶媒へ滴下した。顔料溶解液の全量を滴下するのに要した時間は約１３３分であった。
続いて、滴下終了後の回収容器中の溶液を濾過し、処理顔料（微粒子化された顔料）を得た。
-Manufacture of pigment fine particles-
Immediately after preparing the pigment solution, 200 mL of the pigment solution was poured into a container provided with a cock at the bottom, and a recovery container filled with 4 L of the poor solvent was placed at the bottom of the container.
Subsequently, while stirring the poor solvent in the collection container with a stirrer, the cock was adjusted, and the pigment solution was dropped into the poor solvent at a flow rate of 1.5 ml / min. The time required for dripping the whole amount of the pigment solution was about 133 minutes.
Subsequently, the solution in the collection container after completion of the dropping was filtered to obtain a treated pigment (a finely divided pigment).
−評価−
実施例１と同様にして、波長８５０ｎｍにおける未処理顔料の吸収強度を１００とした時の、処理顔料の相対的な吸収強度を求めたところ７５であった。
-Evaluation-
In the same manner as in Example 1, the relative absorption intensity of the treated pigment when the absorption intensity of the untreated pigment at a wavelength of 850 nm was defined as 100 was 75.
１００ アシッドペーステティング処理装置
２００ 顔料供給部
２１０ 酸性溶液供給部
２２０ 貧溶媒供給部
２３０ 回収部
３００、３１０、３２０ 流量制御手段
４００ 超音波印加手段
５００ 流入口
５１０ 流出口
５２０ 排出口
Ｌｐ、Ｌａ、Ｌｍ１、Ｌｍ２、Ｌｂ 流路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記顔料供給部から未処理顔料を含む成分と、前記酸性溶液供給部から酸性溶液とを連続的に一定流量で供給することにより、
前記混合溶解部内で、前記未処理顔料を含む成分と前記酸性溶液とを連続的に混合する第１の混合工程と、
前記混合溶解部内で混合された前記未処理顔料を含む成分と前記酸性溶液とを含む混合液に、超音波を印加することにより、前記未処理顔料を前記酸性溶液に溶解させた顔料溶解液を調合する顔料溶解液調合工程と、
前記顔料溶解液を、前記流出口へと連続的に送液して前記流出口から排出した直後に、貧溶媒と混合する第２の混合工程とを、を少なくとも経て、
前記顔料溶解液に溶解した状態の前記未処理顔料を、前記顔料溶解液と前記貧溶媒とを混合した混合液中に微粒子として析出させることを特徴とするアシッドペーステティング処理方法。 To the mixing and dissolving section comprising at least an inlet connected to the pigment supply section and the acidic solution supply section, and an outlet.
By continuously supplying a component containing untreated pigment from the pigment supply unit and an acidic solution from the acidic solution supply unit at a constant flow rate,
A first mixing step of continuously mixing the component containing the untreated pigment and the acidic solution in the mixing and dissolving portion;
A pigment solution in which the untreated pigment is dissolved in the acidic solution by applying ultrasonic waves to a mixed solution containing the component containing the untreated pigment and the acidic solution mixed in the mixing and dissolving portion. A pigment solution preparation step to prepare;
Immediately after the pigment solution is continuously fed to the outlet and discharged from the outlet, a second mixing step of mixing with a poor solvent is performed, at least,
An acid pasting treatment method, wherein the untreated pigment in a state dissolved in the pigment solution is precipitated as fine particles in a mixed solution obtained by mixing the pigment solution and the poor solvent.
前記流入口に接続され、未処理顔料を含む成分を前記流入口へと連続的に供給する顔料供給部と、
前記流入口に接続され、酸性溶液を前記流入口へと連続的に供給する酸性溶液供給部と、
前記未処理顔料を前記酸性溶液に溶解させた顔料溶解液を調合するために、前記混合溶解部内にて混合された前記未処理顔料を含む成分と前記酸性溶液とを含む混合液に対して、超音波を印加する超音波印加手段と、
前記流出口側に配置され、前記流出口から排出される前記顔料溶解液を貧溶媒と混合する顔料溶解液−貧溶媒混合部と、を備えたことを特徴とするアシッドペーステティング処理装置。 A mixing and dissolving section having at least an inlet and an outlet;
A pigment supply unit connected to the inlet and continuously supplying a component containing untreated pigment to the inlet;
An acidic solution supply unit connected to the inlet and continuously supplying an acidic solution to the inlet;
In order to prepare a pigment solution obtained by dissolving the untreated pigment in the acidic solution, a mixed solution containing the component containing the untreated pigment and the acidic solution mixed in the mixing and dissolving unit, Ultrasonic application means for applying ultrasonic waves;
An acid pasting treatment apparatus comprising: a pigment solution-poor solvent mixing unit that is disposed on the outflow side and mixes the pigment solution discharged from the outflow port with a poor solvent.
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| JP2007234145A JP2009067815A (en) | 2007-09-10 | 2007-09-10 | Method for acid pasting treatment and apparatus for acid pasting treatment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009067815A true JP2009067815A (en) | 2009-04-02 |
Family
ID=40604423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009067815A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011081375A (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Xerox Corp | Toner composition and process |
-
2007
- 2007-09-10 JP JP2007234145A patent/JP2009067815A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011081375A (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Xerox Corp | Toner composition and process |
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