JPH0532413A - アルミナゾルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】基材上に塗布したときにインクの吸収性に優れ
た透明な多孔質層を形成することができるアルミナゾル
を得る。 【構成】ベーマイト結晶の１次粒子が凝集した２次粒子
がコロイド状に分散したコロイド溶液に、分散処理を施
して、（０１０）面に垂直な方向の結晶厚さが６０Å以
上のベーマイト１次粒子が凝集してなる２次粒子を含む
コロイド溶液であって、レーザー法による平均粒子直径
が２５０ｎｍ以下であることを特徴とするアルミナゾル
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、アルミナゾルおよびそ
の製造方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、各種学会、会議等のプレゼンテー
ション用として、従来のスライドプロジェクターにかわ
り、オーバーヘッドプロジェクター（以下ＯＨＰとい
う）が用いられる機会が多くなっている。これらの透明
なシートの印字、印刷は基材であるシートそれ自体に吸
収性が無いため、一般の紙面上に行う印刷に比べ、印刷
の速度や乾燥の面で特別な配慮が必要である。 【０００３】例えば、ＯＨＰシートは、透明性とインク
吸収性を兼ね備えたものであることが必要である。本発
明者は、特開平２−２７６６７０号などにおいて、基材
上に擬ベーマイトの多孔質層を有する記録シートを提案
している。この記録シートでは、擬ベーマイト層がイン
クの吸収層となる。この層は、ベーマイト粒子を含むア
ルミナゾルをポリビニルアルコール等のバインダーとと
もに、基材上に塗布し、乾燥することによって得られ
る。ベーマイト粒子の大きさを適当なものとした場合
は、透明でかつ吸収性の優れた、多孔質層が得られる。 【０００４】アルミナゾルは、アルミン酸ナトリウム等
の水溶液に硫酸アルミニウム水溶液等を加えて中和し、
得られた凝集物に酸などを加えて解膠することによって
製造されている。あるいは、アルミニウムのイソプロポ
キシドを加水分解して得られるアルミナ水和物を解膠し
て製造する方法も知られている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】擬ベーマイト多孔質層
は、インク中の色素について高い吸着性を有し、かつ、
ベーマイト粒子が細かくそろったものを選択すれば透明
性の良好なものが得られる。しかし、アルミナゾルを塗
布乾燥して得られる多孔質層においては、吸収性の高い
ものほど、光の散乱が大きくなるという傾向があった。
本発明は、インク吸収層の透明性とインク吸収性のいず
れもが、特に良好な多孔質層を製造することのできる新
規なアルミナゾルを提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、（０１０）面
に垂直な方向の結晶厚さが６０Å以上のベーマイト１次
粒子が凝集してなる２次粒子を含むコロイド溶液であっ
て、レーザー法による平均粒子直径が２５０ｎｍ以下で
あることを特徴とするアルミナゾルを提供するものであ
る。 【０００７】本発明のアルミナゾルは、実質的に１次粒
子が凝集してできた２次粒子からなるコロイド溶液であ
る必要がある。１次粒子が単分散したようなゾルの場
合、基材に塗布して得られる多孔質層が比較的緻密なも
のになり、記録シートに必要な吸収性を有さない。この
ような凝集状態は、希薄なコロイド溶液をコロジオン膜
等に滴下して乾燥させたものを、透過型電子顕微鏡で観
察することにより確認することができる。また、２次粒
子を形成していない１次粒子が、部分的に含まれていて
も構わない。 【０００８】１次粒子の（０１０）面に垂直な方向の結
晶厚さは、６０Å以上であることが必要で、この厚さが
６０Å未満の場合は、多孔質層に形成される細孔半径が
小さくなり、インク中に含まれる色素を十分吸収できな
くなるので好ましくない。この厚さが、７０〜１００Å
である場合は、さらに好ましい。１５０Åを超える場合
は、多孔質層のヘイズが大きくなるおそれがあるので好
ましくない。 【０００９】ベーマイトは、斜方晶系に属する結晶で、
層状の結晶構造を有する。層は、（０１０）面に平行で
ある。１次粒子径は、粉末Ｘ線回折分析の（０２０）面
のピークの回折角度２θと半値幅Ｂから、シェラーの式
（ｔ＝０．９λ／Ｂｃｏｓθ）を使って求めることがで
きる。この式において、λはＸ線の波長である。 【００１０】本発明のアルミナゾルは、レーザー法で測
定したときの平均粒子直径が２５０ｎｍ以下であること
が必要である。ベーマイト粒子からなるアルミナゾルの
場合、ほとんどのベーマイト粒子は凝集して２次粒子を
形成しているので、この平均粒子直径は実質的に２次粒
子の大きさを表す。レーザー法で測定したときの平均粒
子直径が、２５０ｎｍを超える場合は、基材に塗布した
ときの散乱（ヘイズ）が大きくなるので不適当である。
この平均粒子直径が小さいほど多孔質層のヘイズが小さ
くなるが、５０ｎｍ以下の場合は、多孔質層の吸収性が
不十分になるおそれがあるので好ましくない。レーザー
法による平均粒子直径が１００〜１５０ｎｍの場合は、
多孔質層のヘイズが少なく、かつ、多孔質層のインク吸
収性も十分あるので好ましい。 【００１１】レーザー法による粒子径の測定は、ブラウ
ン運動している液体中の粒子に、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光
を照射して、レーリー散乱により光が散乱され粒子の運
動によりドップラーシフトするという原理に基づく光散
乱法によるものである。 【００１２】本発明においては、アルミナゾルから溶媒
を除去して得たキセロゲルが、平均細孔径が４０Å以上
であることが好ましい。平均細孔半径が４０Åに満たな
い場合は、インク中の色素のうち分子の大きなものを十
分吸収しないおそれがあるので、好ましくない。より好
ましい平均細孔半径は、５０〜７０Åである。さらに、
このキセロゲルにおいて、細孔半径が１００Å以下の細
孔容積が０．３ｃｃ／ｇ以上であることが好ましい。こ
の細孔容積が０．３ｃｃ／ｇ未満の場合は、インク吸収
量が不足するおそれがあるので好ましくない。細孔半径
が１００Å以下の細孔容積が０．４〜０．８ｃｃ／ｇで
ある場合は、さらに好ましい。なお、本発明における細
孔径分布の測定は、窒素吸脱着法による。 【００１３】本発明のように、１次粒子が凝集しやすい
アルミナゾルの場合、アルミナ水和物の凝集体を解膠し
ても、２次粒子の直径が１０００ｎｍ以上のゾルが得ら
れるに過ぎない。あるいは、解膠剤の選定によっては、
１次粒子が単分散に近い形で分散したゾルは得られる
が、この場合、上述のように多孔質層は緻密なものにな
ってしまう。 【００１４】１次粒子が凝集しやすいアルミナゾル２次
粒子に、機械的手段で強い力を与えることにより分散処
理して２次粒子の大きさを小さくすることができる。こ
こで、分散とは、２次粒子を破砕してより細かくする操
作であるが、１次粒子の粒子径については変化をもたら
さない。 【００１５】分散処理の方法は、特に限定されることな
く種々の方法が採用される。例えば、ゾルに機械的撹拌
により強い剪断力を与えるタイプの分散機を用いること
ができる。この場合、剪断だけでなく、キャビテーショ
ン等の機構を併用することもできる。特に、超音波振動
子を利用した分散装置は、アルミナゾルに有効で、短い
時間で２次粒子の微細化が可能であるので好ましい。 【００１６】分散装置としては、高速に回転するタービ
ンとステーターで構成され、タービンはステーター内部
の放射状バッフルの内周を、精密かつ均等な間隙を保ち
ながら高速に回転し、強力な剪断力、衝撃、乱流の働き
により分散する装置が使用できる。また、コロイド溶液
中に集中的に強力な超音波エネルギーを発生して、特に
キャビテーションによって生じる、衝撃的、瞬間的な高
圧の働きにより分散する装置も使用できる。 【００１７】分散処理は、アルミナゾルを上記のような
分散装置に通して行う。アルミナ水和物の凝集物を解膠
する際に、解膠と分散処理を同時に行うこともできる。 【００１８】アルミナ水和物の凝集物を製造する方法
は、特に限定されず、無機化合物から合成する方法も有
機アルミニウム化合物から合成する方法のいずれも採用
できる。特に、アルミニウムのアルコキシドを加水分解
する方法は、１次粒子径の大きなベーマイトを得ること
が容易なので好ましい。 【００１９】本発明のアルミナゾルは、基材上に塗布し
て乾燥することにより、擬ベーマイトの多孔質層を形成
することができる。擬ベーマイトは、インク中の色素吸
着性が高く、溶媒の吸収性が高いので、このような多孔
質層は、記録シートに好ましく使用することができる。
以下、本発明のアルミナゾルを用いて記録シートを製造
するのに好ましい方法を説明する。 【００２０】基材としては特に限定されず、種々のもの
を使用することができる。具体的には、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリエステルジアセテート等のポリエス
テル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＥＴＦＥ等のフ
ッ素系樹脂など種々のプラスチックあるいは各種ガラス
を好ましく使用することができる。また、アルミナ水和
物層の接着強度を向上させる目的で、コロナ放電処理や
アンダーコート等を行うこともできる。基材に透明なも
のを使用した場合は、ＯＨＰ用などにも好適に使用でき
る透明な記録シートが得られる。基材が不透明であって
も、色濃度が高く、にじみやかすれのない、きれいな印
刷が可能である。 【００２１】アルミナゾルだけでは、擬ベーマイト多孔
質層の機械的強度が不足するおそれがあるので、アルミ
ナゾルにバインダーを混合して基材に塗布するのが好ま
しい。バインダーとしては、でんぷんやその変性物、ポ
リビニルアルコールおよびその変性物、ＳＢＲラテック
ス、ＮＢＲラテックス、カルボキシメチルセルロース、
ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン等
の有機物を用いることができる。 【００２２】バインダーの使用量は、擬ベーマイトの５
〜５０重量％程度を採用するのが好ましい。バインダー
の使用量が、５重量％未満の場合は、擬ベーマイト層の
強度が不十分になるおそれがあり、逆に５０重量％を超
える場合は、色素の吸着性が不十分になるおそれがある
のでそれぞれ好ましくない。 【００２３】基材上に塗布する手段は、例えば、ベーマ
イトゲルにバインダーを混合してスラリー状とし、ロー
ルコーター、エアナイフコーター、ブレードコーター、
ロッドコーター、バーコーター、コンマコーターなどを
用いて塗布し、乾燥する方法を採用することができる。 【００２４】擬ベーマイト多孔質層の厚さは、用途に応
じて適宜選択されるが、一般には０．５〜５０μｍを採
用するのが好ましい。多孔質層の厚さが０．５μｍに満
たない場合は、色素を十分吸着しないおそれがあり、５
０μｍを超える場合は、多孔質の透明性が損なわれたり
層の強度が低下するおそれがあるので、それぞれ好まし
くない。 【作用】 【００２５】アルミナゾルを基材上に塗布して得られた
多孔質層においては、１次粒子はあまり光の散乱には寄
与しないものと考えられる。ヘイズは、２次粒子間の空
隙の部分の散乱に大きく影響されるものと推定される。
ヘイズはこのようにして形成された多孔質層は、インク
の吸収性が高く、かつ、透明性が高い。分散処理を施さ
ず、２次粒子の直径が大きなアルミナゾルを塗布して得
られた多孔質層に比べると、特にヘイズが少ない点で優
れている。 【００２６】 【実施例】 実施例１ 容量２０００ｃｃのガラス製反応器（セパラブルフラス
コ、撹拌羽根、温度計付き）に、イオン交換水８１０ｇ
とイソプロパノール６７５ｇを仕込み、マントルヒータ
ーにより液温を７５℃に加熱した。撹拌しながらアルミ
ニウムイソプロポキシド３０６．４ｇを添加し、液温を
７５〜７８℃に保持しながら２０時間加水分解を行っ
た。次いで、イソプロピルアルコールを留去しながら９
５℃まで昇温し、酢酸９ｇを添加して９５℃で４０時間
解膠した。さらにこの液を濃縮し、固形分濃度１５％の
白色のアルミナゾルを得た。 【００２７】このゾルをレーザー法で測定した平均粒子
直径は２８０ｎｍであった。このゾルの乾燥物は、粉末
Ｘ線回折によると、擬ベーマイトであった。窒素吸脱着
法で測定したところ、１０〜１００Åの半径の細孔容積
は０．７５ｃｃ／ｇで、平均細孔半径は６５Åであっ
た。ベーマイト粒子の（０１０）面に垂直な方向の結晶
厚みは８０Åであった。 【００２８】このゾル１０重量部（固形分）、ポリビニ
ルアルコール３重量部（固形分）および水からなる、固
形分約１０重量％のコート液を調製し、ポリエチレンテ
レフタレートフィルム（厚さ１００μｍ）にバーコータ
ーを用いて、乾燥時の厚さが５μｍになるように塗布乾
燥して、記録シートを得た。このシートのヘイズは２．
８であった。 【００２９】次に、上述のアルミナゾルを、超音波ホモ
ジナイザー（日本精機社製；ＵＳ−６００Ｔ）により２
０分間分散処理した。透明性の良好なアルミナゾルが得
られた。このゾルのレーザー法による、平均粒子直径
は、８５ｎｍであった。同様に塗布したところ、ヘイズ
は１．６であった。 【００３０】実施例２ 実施例１の合成アルミナゾル３リットルを、タービンと
ステーターからなる分散機（特殊機化工業社製；Ｏ型）
を用いて、７０００ｒｐｍで１時間処理したところ、レ
ーザー法による平均粒子直径１８０ｎｍのアルミナゾル
を得た。同様にポリエチレンテレフタレートフィルム上
に塗布したところ、ヘイズは２．３であった。 【００３１】 【発明の効果】本発明のアルミナゾルは、基材上に塗布
したときにインクの吸収性に優れた透明な多孔質層を形
成することができる。特にヘイズが低いという特長を有
する。この記録シートは、色素の吸収性定着性が良好
で、かつ、透明性も良好である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【特求項１】（０１０）面に垂直な方向の結晶厚さが６
   ０Å以上のベーマイト１次粒子が凝集してなる２次粒子
   を含むコロイド溶液であって、レーザー法による平均粒
   子直径が２５０ｎｍ以下であることを特徴とするアルミ
   ナゾル。 【請求項２】溶媒を除去してキセロゲルにしたときの平
   均細孔半径が４０Å以上で、かつ、細孔半径が１００Å
   以下の細孔容積が０．３ｃｃ／ｇ以上である請求項１の
   アルミナゾル。 【請求項３】ベーマイト結晶の１次粒子が凝集した２次
   粒子がコロイド状に分散したコロイド溶液に、機械的手
   段により分散処理を施すことを特徴とするアルミナゾル
   の製造方法。 【請求項４】分散処理が、超音波分散機により行われる
   請求項３のアルミナゾルの製造方法。 【請求項５】請求項１または請求項２のアルミナゾルを
   基材上に塗布し、乾燥して得られる記録用シート。 【請求項６】アルミナゾルにバインダーを加え、基材上
   に塗布することを特徴とする請求項５の記録シート。