説明

樹脂粒子の製造方法

【課題】 本発明の目的は、界面活性物質が樹脂粒子中または表面に残存せず、かつ粒度分布がシャープな樹脂粒子を得ることである。
【解決手段】 樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を、微粒子(A)が分散
している液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)からなる分散媒体(X0)中に分散して得られた微粒子(C1)の分散体(X1)を、圧力を減圧にすることにより分散体(X1)から(X)を除去することにより樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)の製造方法を用いる。上記樹脂(b)の代わりに樹脂(b)の前駆体(b0)を用いて、上記分散体(X1)中の(b0)を重合反応させる方法を用いてもよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は粒径が均一である樹脂粒子の製造方法、さらに詳しくは、超臨界状態の二酸化炭素を用いる樹脂粒子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、あらかじめ溶剤に樹脂を溶解させた樹脂溶液を、無機粒子、界面活性剤、水溶性ポリマー等の分散(助)剤存在下で水性媒体中に分散させ、これを加熱または減圧等によって溶剤を除去し、樹脂粒子を得る方法(溶解懸濁法)が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この方法によれば、粒子径が微細かつ粒度分布がシャープな粒子を得ることが可能である。しかしながらこの方法は、製造時に水中での界面自由エネルギーを低下させたり、水中での分散安定性を付与する目的で親水性基を有する界面活性物質(界面活性剤、高分子保護コロイド、界面活性微粒子等)を使用する必要がある。該界面活性物質が樹脂粒子中または表面に残存した場合、親水性基を有する界面活性剤等の水溶性不純物を含有するため、樹脂粒子の粉体特性、電気的特性、熱的特性、化学的安定性等の性能を損ねるという欠点があった。
一方、非水媒体中における粒子形成法として、超臨界流体中に樹脂溶液を噴霧する方法(例えば、特許文献2、3参照)が知られている。
【特許文献1】特開平9−319144号公報
【特許文献2】WO97/31691号パンフレット
【特許文献3】WO95/01221号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記の超臨界流体中に樹脂溶液を噴霧する方法によれば、親水性成分を必要とせず界面活性物質が樹脂粒子中または表面に残存しないため、粉体特性、電気特性等に優れた粒子を得ることができるが、シャープな粒度分布が得難い問題がある。
本発明の課題は、界面活性物質が樹脂粒子中または表面に残存せず、かつ粒度分布がシャープな樹脂粒子を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は、従来技術における上記の事情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、下記第2及び第3の発明である。なお、第1の発明は参考発明である。
第1の発明[参考発明]:微粒子(A)が樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)であって、該 (C)の体積平均粒子径が0.01〜300μmであり、かつ該(C)の体
積平均粒子径DVcと該(C)の個数平均粒子径DNcの比DVc/DNcが1.0〜1.5であり、かつ微粒子(A)の体積平均粒径DVaと樹脂粒子 (C)の体積平均粒径
DVcの比DVa/DVcが0.001〜0.1であり、かつ該(C)の水/アセトン溶液による表面濡れ性評価により得られる溶解度パラメータが21以下であることを特徴とする樹脂粒子(C)、
及び、第2の発明:樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を、微粒子(A)が分散している液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)からなる分散媒体(X0)中に分散して得られた微粒子(C1)の分散体(X1)を、圧力を減圧にすることにより分散体(X1)から(X)を除去することにより樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)の製造方法、 及び、第3の発明:樹脂(b)の前駆体(b0)又はその溶剤溶液を、微粒子(A)が分散している液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)からなる分散媒体(X0)
中に分散して得られた微粒子(C2)の分散体(X2)において(b0)を重合反応の後、圧力を減圧にすることにより分散体(X2)から媒体(X)を除去することにより樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)の製造方法である。
【発明の効果】
【0005】
本発明の製造方法で得られる樹脂粒子は、親水性基を有する界面活性物質(界面活性剤、高分子保護コロイド、界面活性微粒子等)を含有せず、かつ粒度分布がシャープな樹脂粒子である。このため、疎水性が高く、電気特性、粉体特性に優れた樹脂粒子が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
以下に本発明を詳述する。
まず、第1の発明[参考発明]である樹脂粒子(C)について説明する。
本発明において、微粒子(A)としては、無機あるいは有機の粒子状物質であれば特に限定されず、目的に応じて単独で用いても2種以上を使用してもよい。すなわち、無機微粒子(A1)、有機微粒子(A2)、(A1)と(A2)の組合せのいずれでもよい。
【0007】
無機微粒子(A1)としては、例えば、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、チタニア、ジルコニア、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化銅、酸化スズ、酸化クロム、酸化アンチモン、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化サマリウム、酸化ランタン、酸化タンタル、酸化テルビウム、酸化ユーロピウム、酸化ネオジウム、フェライト類等の金属酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム等の金属水酸化物、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーソナイト、ハイドロタルイサイト等の金属炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、石膏繊維等の金属硫酸塩、珪酸カルシウム(ウォラスナイト、ゾノトライト)、カオリン、クレー、タルク、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、ガラスフレーク等の金属珪酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素等の金属窒化物 、チタン酸カリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛アルミニウムボレード等の金属チタン酸塩、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アルミニウム等の金属ホウ酸塩、リン酸三カルシウム等の金属燐酸塩、硫化モリブデン等の金属硫化物、炭化珪素等の金属炭化物、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等の炭素類、金、銀その他の無機粒子が挙げられる。
【0008】
有機微粒子(A2)としては、例えば、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エステル樹脂、ポリアミド、ポリイミド、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート、セルロース及びこれらの混合物等の公知の有機樹脂微粒子(A21)が挙げられる。またエステル系ワックス(カルナバワックス、モンタンワックス、ライスワックス等)、ポリオレフィン系ワックス(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、パラフィン系ワックス、ケトン系ワックス、エーテル系ワックス、長鎖脂肪族アルコール、長鎖脂肪酸およびこれらの混合物等の有機系ワックス微粒子(A22)、長鎖脂肪酸の金属塩微粒子(A23)等が挙げられる。また一般的に着色剤として使用されるアゾ系、フタロシアニン系、縮合多環系、染色レーキ系等の各種有機系染料あるいは有機系顔料、及びこれらの誘導体を使用することができる。
【0009】
微粒子(A)はそのまま用いても良く、また樹脂粒子(B)への吸着性を持たせるために、例えばシラン系、チタネート系、アルミネート系等のカップリング剤による表面処理、各種界面活性剤による表面処理、ワックスやポリマーによるコーティング処理等により
表面改質されていてもよい。
微粒子(A)は、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属珪酸塩、金属窒化物、金属リン酸塩、金属ホウ酸塩、金属チタン酸塩、金属硫化物、炭素類からなる群から選ばれる少なくとも1種の無機微粒子(A1)、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機樹脂微粒子(A21)、長鎖脂肪酸の金属塩微粒子(A23)、又は(A1)、(A21)及び(A23)からなる群から選ばれる少なくとも2種以上の混合物を使用することが好ましい。
【0010】
樹脂粒子(B)は樹脂(b)より構成される。本発明において、樹脂(b)としては、いかなる樹脂であっても使用でき、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても良いが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂(b)といては、上記樹脂の2種以上を併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子 の水性分散体が得られやすいという観点からビニル系樹脂
、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂およびそれらの併用である。
【0011】
ビニル系樹脂は、ビニル系モノマーを単独重合または共重合したポリマーである。ビニル系モノマーとしては、下記(1)〜(10)が挙げられる。
【0012】
(1)ビニル系炭化水素:(1−1)脂肪族ビニル系炭化水素:アルケン類、例えばエチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン、前記以外のα−オレフィン等;アルカジエン類、例えばブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,6−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン。
(1−2)脂環式ビニル系炭化水素:モノ−もしくはジ−シクロアルケンおよびアルカジエン類、例えばシクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、エチリデンビシクロヘプテン等;テルペン類、例えばピネン、リモネン、インデン等。
(1−3)芳香族ビニル系炭化水素:スチレンおよびそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキルおよび/またはアルケニル)置換体、例えばα−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、トリビニルベンゼン等;およびビニルナフタレン。
【0013】
(2)カルボキシル基含有ビニル系モノマー及びその塩:炭素数3〜30の不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸ならびにその無水物およびそのモノアルキル(炭素数1〜24)エステル、例えば(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル、桂皮酸等のカルボキシル基含有ビニル系モノマー。
【0014】
(3)スルホン基含有ビニル系モノマー、ビニル系硫酸モノエステル化物及びこれらの塩:炭素数2〜14のアルケンスルホン酸、例えばビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸;およびその炭素数2〜24のアルキル誘導体、例えばα−メチルスチレンスルホン酸等;スルホ(ヒドロキシ)アルキル−(メタ)アクリレートもしくは(メタ)アクリルアミド、例えば、スルホプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリ
ロイルオキシエタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−(メタ)アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、アルキル(炭素数3〜18)アリルスルホコハク酸、ポリ(n=2〜30)オキシアルキレン(エチレン、プロピレン、ブチレン:単独、ランダム、ブロックでもよい)モノ(メタ)アクリレートの硫酸エステル[ポリ(n=5〜15)オキシプロピレンモノメタクリレート硫酸エステル等]、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル、および硫酸エステルもしくはスルホン酸基含有モノマー;ならびそれらの塩等。
【0015】
(4)燐酸基含有ビニル系モノマー及びその塩:(メタ)アクリロイルオキシアルキル(C1〜C24)燐酸モノエステル、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート、フェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1〜24)ホスホン酸類、例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸。
なお、上記(2)〜(4)の塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩もしくは4級アンモニウム塩が挙げられる。
【0016】
(5)ヒドロキシル基含有ビニル系モノマー:ヒドロキシスチレン、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオール、プロパルギルアルコール、2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル、庶糖アリルエーテル等。
【0017】
(6)含窒素ビニル系モノマー:(6−1)アミノ基含有ビニル系モノマー:アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレート、N−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4ービニルピリジン、2ービニルピリジン、クロチルアミン、N,N−ジメチルアミノスチレン、メチルα−アセトアミノアクリレート、ビニルイミダゾール、N−ビニルピロール、N−ビニルチオピロリドン、N−アリールフェニレンジアミン、アミノカルバゾール、アミノチアゾール、アミノインドール、アミノピロール、アミノイミダゾール、アミノメルカプトチアゾール、これらの塩等(6−2)アミド基含有ビニル系モノマー:(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N’−メチレン−ビス(メタ)アクリルアミド、桂皮酸アミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジベンジルアクリルアミド、メタクリルホルムアミド、N−メチルN−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン等(6−3)ニトリル基含有ビニル系モノマー:(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン、シアノアクリレート等(6−4)4級アンモニウムカチオン基含有ビニル系モノマー:ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジアリルアミン等の3級アミン基含有ビニル系モノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの)
(6−5)ニトロ基含有ビニル系モノマー:ニトロスチレン等。
【0018】
(7)エポキシ基含有ビニル系モノマー:グルシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、p−ビニルフェニルフェニルオキサイド等。
【0019】
(8)ハロゲン元素含有ビニル系モノマー:塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロルスチレン、ブロムスチレン、ジクロルスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン、クロロプレン等。
【0020】
(9)ビニルエステル、ビニル(チオ)エーテル、ビニルケトン、ビニルスルホン類:(9−1)ビニルエステル、例えば酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル4−ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチルα−エトキシアクリレート、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート等]、ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン類[ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタン等]等、ポリアルキレングリコール鎖を有するビニル系モノマー[ポリエチレングリコール(分子量300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノアクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド10モル付加物(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールエチレンオキサイド30モル付加物(メタ)アクリレート等]、ポリ(メタ)アクリレート類[多価アルコール類のポリ(メタ)アクリレート:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等;
(9−2)ビニル(チオ)エーテル、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニル2−エチルヘキシルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニル2−メトキシエチルエーテル、メトキシブタジエン、ビニル2−ブトキシエチルエーテル、3,4−ジヒドロ1,2−ピラン、2−ブトキシ−2’−ビニロキシジエチルエーテル、ビニル2−エチルメルカプトエチルエーテル、アセトキシスチレン、フェノキシスチレン、(9−3)ビニルケトン、例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルフェニルケトン;ビニルスルホン、例えばジビニルサルファイド、p−ビニルジフェニルサルファイド、ビニルエチルサルファイド、ビニルエチルスルフォン、ジビニルスルフォン、ジビニルスルフォキサイド等。
【0021】
(10)その他のビニル系モノマー:イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等。
ビニル系モノマーの共重合体としては、上記(1)〜(10)の任意のモノマー同士を、2元またはそれ以上の個数で、任意の割合で共重合したポリマーが挙げられるが、例えばスチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸、ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。
【0022】
ポリエステル樹脂としては、ポリオールと、ポリカルボン酸またはその酸無水物またはその低級アルキルエステルとの重縮合物などが挙げられる。ポリオールとしてはジオール(11)および3価以上のポリオール(12)が、ポリカルボン酸またはその酸無水物ま
たはその低級アルキルエステルとしては、ジカルボン酸(13)および3価以上のポリカルボン酸(14)およびこれらの酸無水物または低級アルキルエステルが挙げられる。ポリオールとポリカルボン酸の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
【0023】
ジオール(11)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;その他、ポリラクトンジオール(ポリε−カプロラ
クトンジオールなど)、ポリブタジエンジオールなどが挙げられる。これらのうち好まし
いものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上のポリオール(12)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);トリスフェノール類(トリスフェノールPAなど);ノボラック樹脂(フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記トリスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物;上記ノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。アクリルポリオール[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと他のビニル系モノマーの共重合物など]
これらのうち好ましいものは、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコールおよびノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物である。
【0024】
ジカルボン酸(13)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデセニルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);炭素数8以上の分岐アルキレンジカルボン酸[ダイマー酸、アルケニルコハク酸(ドデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸、オクタデセニルコハク酸など)、アルキルコハク酸(デシルコハク酸、ドデシルコハク酸、オクタデシルコハク酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上のポリカルボン酸(14)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ジカルボン酸(13)または3価以上のポリカルボン酸(14)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてもよい。
【0025】
ポリウレタン樹脂としては、ポリイソシアネート(15)と活性水素基含有化合物(D){水、ポリオール[前記ジオール(11)および3価以上のポリオール(12)]、ジカルボン酸(13)、3価以上のポリカルボン酸(14)、ポリアミン(16)、ポリチ
オール(17)等}との重付加物などが挙げられる。
【0026】
ポリイソシアネート(15)としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6〜20の芳香族ポリイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート、炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネートおよびこれらのポリイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物など)およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。上記芳香族ポリイソシアネートの具体例としては、1,3−および/または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI[粗製ジアミノフェニルメタン〔ホルムアルデヒドと芳香族アミン(アニリン)またはその混合物との縮合生成物;ジアミノジフェニルメタンと少量(たとえば5〜20重量%)の3官能以上のポリアミンとの混合物〕のホスゲン化物:ポリアリルポリイソシアネート(PAPI)]、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート、m−およびp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネートなどが挙げられる。上記脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエートなどの脂肪族ポリイソシアネートなどが挙げられる。上記脂環式ポリイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−および/または2,6−ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。上記芳香脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、m−および/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などが挙げられる。また、上記ポリイソシアネートの変性物には、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物などが挙げられる。具体的には、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、トリヒドロカルビルホスフェート変性MDIなど)、ウレタン変性TDIなどのポリイソシアネートの変性物およびこれらの2種以上の混合物[たとえば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との併用]が含まれる。これらのうちで好ましいものは6〜15の芳香族ポリイソシアネート、炭素数4〜12の脂肪族ポリイソシアネート、および炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネートであり、とくに好ましいものはTDI、MDI、HDI、水添MDI、およびIPDIである。
【0027】
ポリアミン(16)の例としては、脂肪族ポリアミン類(C2 〜C18):(1)脂肪族ポリアミン{C2〜C6 アルキレンジアミン(エチレンジアミン、プロピレンジアミン、
トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)、ポリアルキレン(C2〜C6)ポリアミン〔ジエチレントリアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン,トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなど〕};(2)これらのアルキル(C1〜C4)またはヒドロキシアルキル(C2〜C4)置換体〔ジアルキル(C1〜C3)アミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、2,5−ジメチ
ル−2,5−ヘキサメチレンジアミン、メチルイミノビスプロピルアミンなど〕;(3)脂環または複素環含有脂肪族ポリアミン〔3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなど〕;(4)芳香環含有脂肪族アミン類(C8 〜C15)(キシリレンジアミン、テトラクロル−p−キシリレンジアミンなど)、脂環式ポリアミン(C4 〜C15):1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン、4,4´−メチレンジシクロヘキサンジアミン(水添メチレンジアニリン)など、複素環式ポリアミン(C4 〜C15):ピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ジアミノエチルピペラジン、1,4ビス(2−アミノ−2−メチルプロピル)ピペラジンなど、芳香族ポリアミン類(C6 〜C20):(5)非置換芳香族ポリアミン〔1,2−、1,3−および1,4−フェニレンジアミン、2,4´−および4,4´−ジフェニルメタンジアミン、クルードジフェニルメタンジアミン(ポリフェニルポリメチレンポリアミン)、ジアミノジフェニルスルホン、ベンジジン、チオジアニリン、ビス(3,4−ジアミノフェニル)スルホン、2,6−ジアミノピリジン、m−アミノベンジルアミン、トリフェニルメタン−4,4´,4”−トリアミン、ナフチレンジアミンなど;核置換アルキル基〔メチル,エチル,n−およびi−プロピル、ブチルなどのC1〜C4アルキル基)を有する芳香族ポリアミン、たとえば2,4−および2,6−トリレンジアミン、クルードトリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、4,4´−ジアミノ−3,3´−ジメチルジフェニルメタン、4,4´−ビス(o−トルイジン)、ジアニシジン、ジアミノジトリルスルホン、1,3−ジメチル−2,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジメチル−2,6−ジアミノベンゼン、1,4−ジエチル−2,5−ジアミノベンゼン、1,4−ジイソプロピル−2,5−ジアミノベンゼン、1,4−ジブチル−2,5−ジアミノベンゼン、2,4−ジアミノメシチレン、1,3,5−トリエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1,3,5−トリイソプロピル−2,4−ジアミノベンゼン、1−メチル−3,5−ジエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1−メチル−3,5−ジエチル−2,6−ジアミノベンゼン、2,3−ジメチル−1,4−ジアミノナフタレン、2,6−ジメチル−1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジイソプロピル−1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジブチル−1,5−ジアミノナフタレン、3,3´,5,5´−テトラメチルベンジジン、3,3´,5,5´−テトライソプロピルベンジジン、3,3´,5,5´−テトラメチル−4,4´−ジアミノジフェニルメタン、3,3´,5,5´−テトラエチル−4,4´−ジアミノジフェニルメタン、3,3´,5,5´−テトライソプロピル−4,4´−ジアミノジフェニルメタン、3,3´,5,5´−テトラブチル−4,4´−ジアミノジフェニルメタン、3,5−ジエチル−3´−メチル−2´,4−ジアミノジフェニルメタン,3,5−ジイソプロピル−3´−メチル−2´,4−ジアミノジフェニルメタン、3,3´−ジエチル−2,2´−ジアミノジフェニルメタン、4,4´−ジアミノ−3,3´−ジメチルジフェニルメタン、3,3´,5,5´−テトラエチル−4,4´−ジアミノベンゾフェノン、3,3´,5,5´−テトライソプロピル−4,4´−ジアミノベンゾフェノン、3,3´,5,5´−テトラエチル−4,4´−ジアミノジフェニルエーテル、3,3´,5,5´−テトライソプロピル−4,4´−ジアミノジフェニルスルホンなど〕、およびこれらの異性体の種々の割合の混合物;(6)核置換電子吸引基(Cl,Br,I,Fなどのハロゲン;メトキシ、エトキシなどのアルコキシ基;ニトロ基など)を有する芳香族ポリアミン〔メチレンビス−o−クロロアニリン、4−クロロ−o−フェニレンジアミン、2−クロル−1,4−フェニレンジアミン、3−アミノ−4−クロロアニリン、4−ブロモ−1,3−フェニレンジアミン、2,5−ジクロル−1,4−フェニレンジアミン、5−ニトロ−1,3−フェニレンジアミン、3−ジメトキシ−4−アミノアニリン;4,4´−ジアミノ−3,3´−ジメチル−5,5´−ジブロモ−ジフェニルメタン、3,3´−ジクロロベンジジン、3,3´−ジメトキシベンジジン、ビス(4−アミノ−3−クロロフェニル)オキシド、ビス(4−アミノ−2−クロロフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−2−クロロフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−メトキシフェニル)デカン、ビス(4−アミノフェニル)スルフイド、ビス(4−アミノフェニル)テル
リド、ビス(4−アミノフェニル)セレニド、ビス(4−アミノ−3−メトキシフェニル)ジスルフイド、4,4´−メチレンビス(2−ヨードアニリン)、4,4´−メチレンビス(2−ブロモアニリン)、4,4´−メチレンビス(2−フルオロアニリン)、4−アミノフェニル−2−クロロアニリンなど〕;(7)2級アミノ基を有する芳香族ポリアミン〔上記(4)〜(6)の芳香族ポリアミンの−NH2 の一部または全部が−NH−R´(R´はアルキル基たとえばメチル,エチルなどの低級アルキル基)で置き換ったもの〕〔4,4´−ジ(メチルアミノ)ジフェニルメタン、1−メチル−2−メチルアミノ−4−アミノベンゼンなど〕、ポリアミドポリアミン:ジカルボン酸(ダイマー酸など)と過剰の(酸1モル当り2モル以上の)ポリアミン類(上記アルキレンジアミン,ポリアルキレンポリアミンなど)との縮合により得られる低分子量ポリアミドポリアミンなど、ポリエーテルポリアミン:ポリエーテルポリオール(ポリアルキレングリコールなど)のシアノエチル化物の水素化物などが挙げられる。
【0028】
ポリチオール(17)としては、エチレンジチオール、1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオールなどが挙げられる。
【0029】
エポキシ樹脂としては、ポリエポキシド(18)の開環重合物、ポリエポキシド(18)と活性水素基含有化合物(D){水、ポリオール[前記ジオール(11)および3価以上のポリオール(12)]、ジカルボン酸(13)、3価以上のポリカルボン酸(14)、ポリアミン(16)、ポリチオール(17)等}との重付加物、またはポリエポキシド(18)とジカルボン酸(13)または3価以上のポリカルボン酸(14)の酸無水物との硬化物などが挙げられる。
【0030】
本発明のポリエポキシド(18)は、分子中に2個以上のエポキシ基を有していれば、特に限定されない。ポリエポキシド(18)として好ましいものは、硬化物の機械的性質の観点から分子中にエポキシ基を2〜6個有するものである。ポリエポキシド(18)のエポキシ当量(エポキシ基1個当たりの分子量)は、通常65〜1000であり、好ましいのは90〜500である。エポキシ当量が1000を超えると、架橋構造がルーズになり硬化物の耐水性、耐薬品性、機械的強度等の物性が悪くなり、一方、エポキシ当量が65未満のものを合成するのは困難である。
【0031】
ポリエポキシド(18)の例としては、芳香族系ポリエポキシ化合物、複素環系ポリエポキシ化合物、脂環族系ポリエポキシ化合物あるいは脂肪族系ポリエポキシ化合物が挙げられる。芳香族系ポリエポキシ化合物としては、多価フェノール類のグリシジルエーテル体およびグリシジルエステル体、グリシジル芳香族ポリアミン、並びに、アミノフェノールのグリシジル化物等が挙げられる。多価フェノールのグリシジルエーテル体としては、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールBジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ハロゲン化ビスフェノールAジグリシジル、テトラクロロビスフェノールAジグリシジルエーテル、カテキンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、ピロガロールトリグリシジルエーテル、1,5−ジヒドロキシナフタリンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、オクタクロロ−4,4’−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、テトラメチルビフェニルジグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフチルクレゾールトリグリシジルエーテル、トリス(ヒドロキシフェニル)メタントリグリシジルエーテル、ジナフチルトリオールトリグリシジルエーテル、テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタンテトラグリシジルエーテル、p−グリシジルフェニルジメチルトリールビスフェノールAグリシジルエーテル、トリスメチル−tret−ブチル−ブチルヒドロキシメタントリグリシジルエーテル、9,9’−ビス(4−ヒドキシフェニル)フロオレンジグリシジルエーテル、4,4’−オキシビス(1,4−フェニルエチル)
テトラクレゾールグリシジルエーテル、4,4’−オキシビス(1,4−フェニルエチル)フェニルグリシジルエーテル、ビス(ジヒドロキシナフタレン)テトラグリシジルエーテル、フェノールまたはクレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル体、リモネンフェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル体、ビスフェノールA2モルとエピクロロヒドリン3モルの反応から得られるジグリシジルエーテル体、フェノールとグリオキザール、グルタールアルデヒド、またはホルムアルデヒドの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル体、およびレゾルシンとアセトンの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル体等が挙げられる。多価フェノールのグリシジルエステル体としては、フタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。グリシジル芳香族ポリアミンとしては、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルキシリレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルジフェニルメタンジアミン等が挙げられる。さらに、本発明において前記芳香族系として、P−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、トリレンジイソシアネートまたはジフェニルメタンジイソシアネートとグリシドールの付加反応によって得られるジグリシジルウレタン化合物、前記2反応物にポリオールも反応させて得られるグリシジル基含有ポリウレタン(プレ)ポリマーおよびビスフェノールAのアルキレンオキシド(エチレンオキシドまたはプロピレンオキシド)付加物のジグリシジルエーテル体も含む。複素環系ポリエポキシ化合物としては、トリスグリシジルメラミンが挙げられる;脂環族系ポリエポキシ化合物としては、ビニルシクロヘキセンジオキシド、リモネンジオキシド、ジシクロペンタジエンジオキシド、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、エチレングリコールビスエポキシジシクロペンチルエール、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、およびビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)ブチルアミン、ダイマー酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。また、脂環族系としては、前記芳香族系ポリエポキシド化合物の核水添化物も含む;脂肪族系ポリエポキシ化合物としては、多価脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテル体、多価脂肪酸のポリグリシジルエステル体、およびグリシジル脂肪族アミンが挙げられる。多価脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテル体としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテルおよびポリグリセロールンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。多価脂肪酸のポリグリシジルエステル体としては、ジグリシジルオキサレート、ジグリシジルマレート、ジグリシジルスクシネート、ジグリシジルグルタレート、ジグリシジルアジペート、ジグリシジルピメレート等が挙げられる。グリシジル脂肪族アミンとしては、N,N,N’,N’−テトラグリシジルヘキサメチレンジアミンが挙げられる。また、本発明において脂肪族系としては、ジグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレートの(共)重合体も含む。これらのうち、好ましいのは、脂肪族系ポリエポキシ化合物および芳香族系ポリエポキシ化合物である。本発明のポリエポキシドは、2種以上併用しても差し支えない。
【0032】
樹脂(b)の数平均分子量(GPCにて測定、以下Mnと略記)は200〜500万、好ましくは2,000〜500,000、SP値は7〜18、好ましくは8〜14である。樹脂(b)のMnは用途によって好ましい範囲に適宜調製すればよく、例えば粉体塗料に用いる場合、2,000〜50万、好ましくは4,000〜20万、電子写真用トナーに用いる場合、1,000〜500万、好ましくは2,000〜50万である。また、樹
脂粒子 (C)の、耐熱性、耐水性、耐薬品性、粒径の均一性等を向上させたい場合には
、樹脂(b)に架橋構造を導入させても良い。かかる架橋構造は、共有結合性、配位結合性、イオン結合性、水素結合性等、いずれの架橋形態であってもよい。樹脂(b)に架橋構造を導入する場合の架橋点間分子量は30以上、好ましくは50以上である。
【0033】
樹脂(b)のガラス転移温度(Tg)は0℃〜300℃、好ましくは20℃〜250℃である。この範囲以下であると、粒子の保存安定性が悪化する等の問題が発生する。なお、本発明におけるTgは、DSC測定から求められる値である。
樹脂(b)のTgは、用途に応じ適宜調整することが好ましく、例えば粉体塗料に用いる場合、0℃〜200℃、好ましくは、35℃〜150℃、電子写真用トナーに用いる場合、20℃〜300℃、好ましくは80℃〜250℃である。
【0034】
樹脂粒子(C)は微粒子(A)が樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる粒子である。
微粒子(A)の粒径は、樹脂粒子 (B)の粒径よりも小さい。粒径比[微粒子(A)の体積平均粒径]/[樹脂粒子 (C)の体積平均粒径]の値は0.001〜0.1、好ま
しくは0.002〜0.08、さらに好ましくは0.003〜0.06、特に好ましくは0.01〜0.05である。上記範囲外であると(A)が(B)の表面に効率よく吸着しないため、得られる(C)の粒度分布が広くなる。
【0035】
微粒子(A)の体積平均粒径は、所望の粒径の樹脂粒子 (C)を得るのに適した粒径
になるように、上記粒径比の範囲で適宜調整することができる。例えば、体積平均粒子径1μmの樹脂粒子 (C)を得たい場合には、好ましくは0.0005〜0.3μm、特
に好ましくは0.001〜0.2μmの範囲、10μmの樹脂粒子 (C)を得た場合に
は、好ましくは0.005〜3μm、特に好ましくは0.05〜2μm、100μmの粒子(C)を得たい場合には、好ましくは0.05〜30μm、特に好ましくは0.1〜20μmである。なお、体積平均粒径は、動的光散乱式粒度分布測定装置(例えば LB−550:堀場製作所製)、レーザー式粒度分布測定装置(例えば LA−920:堀場製作所製)、マルチタイザーIII(ベックマン・コールター社製)等で測定できる。
【0036】
樹脂粒子(C)の表面濡れ性評価(アセトン/水混合溶液使用)における溶解度パラメータは、9.8〜21、好ましくは9.8〜20である。21を越えると粒子表面は親水性となり、電気特性が悪化する。本測定方法では9.8未満は測定できない。
表面濡れ性の評価法は次の通りである。すなわち100mlビーカーに微粒子(C)0.1gを入れ、そこに20mlを添加し、マグネティックスターラーで攪拌し、液面に微粒子(C)を浮かべた後、アセトンを少しづつ滴下し、表面に浮かぶ(C)が無くなるアセトン質量(Wa)と水の質量(Ww)を求め、(1)式より、(C)表面の溶解度パラメータ(δm)を算出する。(表面濡れ性評価は、色材協会誌、第73[3]号、2000年、P132〜138 による。)
δm=(9.75×Wa+23.43×Ww)/(Wa+Ww) (1)
【0037】
樹脂粒子(C)の体積平均粒子径は0.01〜300μmであり、好ましくは0.1〜100μm、さらに好ましくは0.5〜50μmである。0.01μm未満であると粉体としてのハンドリング性が悪くなる。300μmを越えると粒度分布が悪化する。
(C)の体積平均粒子径DVcと(C)の個数平均粒子径DNcの比DVc/DNcは、1.0〜1.5、好ましくは1.0〜1.4、さらに好ましくは1.0〜1.3である。1.5を超えると粉体特性(流動性、帯電均一性等)が著しく悪化する。
【0038】
樹脂粒子 (C)の粒径均一性、粉体流動性、保存安定性等の観点からは、樹脂粒子 (B)の表面の5%以上が樹脂粒子 (A)で覆われているのが好ましく、(B)の表面の
30%以上が(A)で覆われているのが更に好ましい。なお、表面被覆率は、走査電子顕
微鏡(SEM)で得られる像の画像解析から下式に基づいて求めることができる。
表面被覆率(%)=[(A)に覆われている部分の(B)の表面積/(A)に覆われている部分の(B)の表面積+(B)の表面が露出している部分の面積]×100
【0039】
樹脂粒子 (C)の粒径均一性、保存安定性等の観点から、樹脂粒子 (C)は、通常0.01〜50重量%の(A)と50〜99.99重量%の(B)からなり、好ましくは0.1〜40重量%の(A)と60〜99.9重量%の(B)からなる。(C)中の(A)は公知の方法により測定することがでる。例えば(A)としてシリカ、チタニア等の無機微粒子を用いる場合、蛍光X線等により測定できる。
【0040】
本発明の樹脂粒子(C)の製造方法としては、以下の第2及び第3の発明である樹脂粒子(C)の製造方法である。以下、本発明の製造方法により得られる樹脂粒子を、本発明の樹脂粒子と記載する場合がある。
【0041】
次に、第2の発明である樹脂粒子(C)の製造方法について説明する。
第2の発明では、樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を、微粒子(A)が分散している液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)からなる分散媒体(X0)中に分散して得られた微粒子(C1)の分散体(X1)を、圧力を減圧にすることにより分散体(X1)から(X)を除去することにより樹脂粒子(C)を得る。微粒子(A)を表面に吸着させながら、分散された樹脂(b)を粒子成長させて樹脂粒子(C1)を形成する。粒子成長の過程で、微粒子(A)が完全に表面を被覆するまで、分散された樹脂(b)は凝集し粒子成長を続けるため、成長粒子の粒径は平均化され、シャープな粒度分布を持つ樹脂粒子が得られる。
【0042】
樹脂粒子(C)の製造方法において使用される微粒子(A)、樹脂(b)及びは樹脂粒子(B)は、上記樹脂粒子(C)を構成するものと同様のものを使用することができる。
【0043】
本発明において、微粒子(A)を液体あるいは超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散する方法はいかなる方法でもよく、例えば、容器内に(A)及び(X)を仕込み、攪拌や超音波照射等により、(A)を直接(X)中に分散する方法や、(A)の溶剤分散体を(X)中に導入する方法等が挙げられる。このようにして(X)中に(A)が分散している分散媒体(X0)が得られる。微粒子(A)としては、(X)に溶解せず、(X)中に安定分散するものが好ましい。
【0044】
樹脂(b)の溶融液は、樹脂(b)が劣化しない範囲で加熱して得ることができる。加熱により十分に粘度が低下しない場合は、溶剤(U)に溶解してもよい。樹脂(b)の溶剤溶液の濃度は、好ましくは10〜90%、さらに好ましくは20〜80%である。
【0045】
本発明に用いる溶剤(U)としては、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素系溶剤;n−ヘキサン、n−ヘプタン、ミネラルスピリット、シクロヘキサン等のの脂肪族または脂環式炭化水素系溶剤;塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロライド、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレンなどのハロゲン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのエステル系またはエステルエーテル系溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル系溶剤;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−n−ブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤;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、t−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコールなどのアルコール系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶剤;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶剤、N
−メチルピロリドンなどの複素環式化合物系溶剤、ならびにこれらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。
【0046】
樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液は、(X)中に分散するため、適度な粘度であることが好ましく、粒度分布の観点から好ましくは100Pa・s以下、さらに好ましくは10Pa・s以下である。樹脂(b)の(X)への溶解度は、好ましくは3%以下、さらに好ましくは1%以下である。
樹脂(b)のSP値(SP値の計算方法はPolymer Engineering and Science,Feburuary,1974,Vol.14,No.2 P.147〜154による)は、通常8〜16、好ましくは9〜14である。
【0047】
本発明の樹脂(b)中に他の添加物(顔料、充填剤、帯電防止剤、着色剤、離型剤、荷電制御剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ブロッキング防止剤、耐熱安定剤、難燃剤など)を混合しても差し支えない。樹脂(b)中に他の添加物する方法としては、あらかじめ樹脂(b)と添加物を混合した後、(X)中にその混合物を加えて分散させるのが好ましい。
【0048】
本発明において、樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を(X0)中に分散する方法はいかなる方法を用いても良い。
具体例としては、樹脂(b)の溶剤溶液を(X1)中にスプレーノズルを介して噴霧して液滴を形成し、液滴中の樹脂を過飽和状態とし、樹脂粒子を析出させる方法が挙げられる(ASES:Aerosol Solvent Extraction Systemとして知られている)。同軸の多重管(2重管、3重管等)から樹脂溶液、(X1)等の高圧ガス、エントレーナ等をそれぞれ別の管から同時に噴出させて、液滴に外部応力を加え分裂を促進させて、粒子を得ることもできる(SEDS:Solution Enhanced Dispersion by Supercritical Fluidsとして知られている)。その他、超音波を照射する方法や、高速分散機を用いる方法が挙げられる。
【0049】
このようにして(X0)中に樹脂(b)を分散し、微粒子(A)を表面に吸着させながら、分散された樹脂(b)を粒子成長させることにより、樹脂粒子(B)の表面に微粒子(A)が付着してなる樹脂粒子(C1)を形成する。(C1)が(X)中に分散したものを分散体(X1)とする。
分散体(X1)は単一相であることが好ましい。すなわち樹脂(b)の溶剤溶液を使用する場合、(C1)が分散している液体あるいは超臨界二酸化炭素を含む相の他に、溶剤相が分離する状態は好ましくない。したがって、(X0)中に樹脂(b)の溶剤溶液を分散する場合、溶剤相が分離しないように、(X0)に対する(b)の溶剤溶液の量を設定することが好ましい。
【0050】
本発明において、液体の二酸化炭素とは、二酸化炭素の温度軸と圧力軸とで表す相図上において、二酸化炭素の三重点(温度=−57℃、圧力=0.5MPa)と二酸化炭素の臨界点(温度=31℃、圧力=7.4MPa)を通る気液境界線、臨界温度の等温線、及び固液境界線に囲まれた部分の温度・圧力条件である二酸化炭素を表し、超臨界状態の二酸化炭素とは、臨界温度以上の温度・圧力条件である二酸化炭素を表す(本発明の圧力とは、2成分以上の混合ガスの場合、全圧を示す)。
【0051】
(X0)、(X1)の温度は、減圧時に配管内で二酸化炭素が固体に相転移し、流路を閉塞させないようにするために、30℃以上が好ましく、また、微粒子(A)、樹脂粒子(B)、樹脂粒子(C)の熱劣化を防止するために、200℃以下が好ましい。さらに30〜150℃が好ましく、より好ましくは34〜130℃、特に好ましくは35〜100
℃、最も好ましくは40℃〜80℃である。
【0052】
分散媒体(X0)及び(X1)を形成する容器内の圧力は、(C)を(X)に良好に分散させるために好ましくは7MPa以上であり、設備コスト、運転コストの観点から好ましくは40MPa以下である。さらに好ましくは7.5〜35MPa、より好ましくは8〜30MPa、特に好ましくは8.5〜25MPa、最も好ましくは9〜20MPaである。
(X0)、(X1)の温度及び圧力は、樹脂(b)が(X)中に溶解せず、且つ(b)が凝集・合一可能な範囲内で設定することが好ましい。通常、低温・低圧ほど目的分散物が(X)中に溶解しない傾向となり、高温・高圧ほど(b)が凝集・合一し易い傾向となる。
【0053】
本発明における(X)中の二酸化炭素の質量分率は、通常70%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上である。
分散媒としての物性値(粘度、拡散係数、誘電率、溶解度、界面張力等)を調整するために(X)中に他の物質(e)を適宜含んでよく、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、空気等の不活性気体等が挙げられる。
【0054】
樹脂粒子(C1)の分散した(X1)を減圧し、樹脂粒子(C)とする際は、独立に圧力制御された容器を多段に設けることにより段階的に減圧してもよく、また一気に常温常圧まで減圧してもよい。この際、溶剤(U)を揮発させるために温風やスチーム等を樹脂粒子(C1)と接触させてもよい。また樹脂粒子(C)中に有機溶剤等が残存しないよう、高圧状態で一旦フィルターに樹脂粒子(C1)を捕集した後、(X)をフィルターに通過させると同時に樹脂粒子(C1)中の有機溶剤を(X)中に溶解させた後、減圧して樹脂粒子(C)を回収することもできる。樹脂粒子(C)の回収法は特に限定されず、例えばフィルターで捕集する方法、サイクロンにより捕集する方法等が挙げられる。
【0055】
次に、第3の発明である樹脂粒子(C)の製造方法について説明する。
第3の発明では、樹脂(b)の前駆体(b0)又はその溶剤溶液を、微粒子(A)が分散している液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)からなる分散体(X0)中に分散して得られた微粒子(C2)の分散体(X2)において(b0)を重合反応の後、圧力を減圧にすることにより分散媒体(X2)から媒体(X)を除去することにより樹脂粒子(C)を得る。
第3の発明では、第2の発明の樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液の代わりに、樹脂(b)の前駆体(b0)又はその溶剤溶液を用いる点、分散体(X2)において(b0)を重合させる点以外は、第2の発明と同様の操作を用いることができる。
【0056】
本発明において、樹脂(b)の前駆体(b0)としては、化学反応により樹脂(b)になりうるものであれば特に限定されず、例えば、樹脂(b)がビニル系樹脂である場合は、(b0)は、先述のビニル系モノマー(単独で用いても、混合して用いてもよい)およびそれらの溶剤溶液が挙げられ、樹脂(b)が縮合系樹脂(例えば、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂)である場合は、(b0)は、反応性基を有するプレポリマー(α)と硬化剤(β)の組み合わせが例示される。
【0057】
ビニル系モノマーを前駆体(b0)として用いた場合、(b0)は開始剤を含有してもよい。上記開始剤としては、パーオキサイド系重合開始剤(I)、アゾ系重合開始剤(II)等が挙げられる。また、パーオキサイド系重合開始剤(I)と還元剤とを併用してレドックス系重合開始剤(III)を形成してもよい。更には、(I)〜(III)のうちから2種以上を併用してもよい。
【0058】
(I)パーオキサイド系重合開始剤としては、(I−1)油溶性パーオキサイド系重合開始剤:アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシビバレート、3,5,5−トリメチルヘキサノニルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニトリルパーオキサイド、サクシニックアシッドパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレイックアシッド、t−ブチルパーオキシラウレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ジベンゾイルパーオキシヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジイソブチルジパーオキシフタレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジt−ブチルパーオキシヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジt−ブチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、パラメンタンヒドロパーオキサイド、ピナンヒドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイド、クメンパーオキサイド等(I−2)水溶性パーオキサイド系重合開始剤:過酸化水素、過酢酸、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等。
【0059】
(II)アゾ系重合開始剤:(II−1)油溶性アゾ系重合開始剤:2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサン1−カーボニトリル、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等(II−2)水溶性アゾ系重合開始剤:アゾビスアミジノプロパン塩、アゾビスシアノバレリックアシッド(塩)、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]等
【0060】
(III)レドックス系重合開始剤(III−1)非水系レドックス系重合開始剤:ヒドロペルオキシド、過酸化ジアルキル、過酸化ジアシル等の油溶性過酸化物と、第三アミン、ナフテン酸塩、メルカプタン類、有機金属化合物(トリエチルアルミニウム、トリエチルホウ素、ジエチル亜鉛等)等の油溶性還元剤とを併用(III−2)水系レドックス系重合開始剤:過硫酸塩、過酸化水素、ヒドロペルオキシド等の水溶性過酸化物と、水溶性の無機もしくは有機還元剤(2価鉄塩、亜硫酸水素ナトリウム、アルコール、ポリアミン等)とを併用等が挙げられる。
【0061】
上記、開始剤を用いる場合、(X0)中に(b0)又はその溶剤溶液を分散する前に、予めモノマーと混合しておくことが好ましい。重合温度は好ましくは40〜100℃、さらに好ましくは60〜90℃である。
【0062】
前駆体(b0)としては、反応性基を有するプレポリマー(α)と硬化剤(β)の組み合わせを用いることもできる。ここで「反応性基」とは硬化剤(β)と反応可能な基のことをいう。反応性基含有プレポリマー(α)が有する反応性基と、硬化剤(β)の組み合わせとしては、下記(1)、(2)などが挙げられる。
(1):反応性基含有プレポリマー(α)が有する反応性基が、活性水素化合物と反応可能な官能基(α1)であり、硬化剤(β)が活性水素基含有化合物(β1)であるという組み合わせ。
(2):反応性基含有プレポリマー(α)が有する反応性基が活性水素含有基(α2)で
あり、硬化剤(β)が活性水素含有基と反応可能な化合物(β2)であるという組み合わせ。
上記組合せ(1)において、活性水素化合物と反応可能な官能基(α1)としては、イソシアネート基(α1a)、ブロック化イソシアネート基(α1b)、エポキシ基(α1c)、酸無水物基(α1d)および酸ハライド基(α1e)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、(α1a)、(α1b)および(α1c)であり、特に好ましいものは、(α1a)および(α1b)である。ブロック化イソシアネート基(α1b)は、ブロック化剤によりブロックされたイソシアネート基のことをいう。上記ブロック化剤としては、オキシム類[アセトオキシム、メチルイソブチルケトオキシム、ジエチルケトオキシム、シクロペンタノンオキシム、シクロヘキサノンオキシム、メチルエチルケトオキシム等];ラクタム類[γ−ブチロラクタム、ε−カプロラクタム、γ−バレロラクタム等];炭素数1〜20の脂肪族アルコール類[エタノール、メタノール、オクタノール等];フェノール類[フェノール、m−クレゾール、キシレノール、ノニルフェノール等];活性メチレン化合物[アセチルアセトン、マロン酸エチル、アセト酢酸エチル等];塩基性窒素含有化合物[N,N−ジエチルヒドロキシルアミン、2−ヒドロキシピリジン、ピリジンN−オキサイド、2−メルカプトピリジン等];およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。これらのうち好ましいのはオキシム類であり、特に好ましいものはメチルエチルケトオキシムである。
【0063】
反応性基含有プレポリマー(α)の骨格としては、ポリエーテル(αw)、ポリエステル(αx)、エポキシ樹脂(αy)およびポリウレタン(αz)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、(αx)、(αy)および(αz)であり、特に好ましいものは(αx)および(αz)である。ポリエーテル(αw)としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリブチレンオキサイド、ポリテトラメチレンオキサイドなどが挙げられる。ポリエステル(αx)としては、ジオール(11)とジカルボン酸(13)の重縮合物、ポリラクトン(ε−カプロラクトンの開環重合物)などが挙げらる。エポキシ樹脂(αy)としては、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど)とエピクロルヒドリンとの付加縮合物などが挙げられる。ポリウレタン(αz)としては、ジオール(11)とポリイソシアネート(15)の重付加物、ポリエステル(αx)とポリイソシアネート(15)の重付加物などが挙げられる。
【0064】
ポリエステル(αx)、エポキシ樹脂(αy)、ポリウレタン(αz)などに反応性基を含有させる方法としては、(1):二以上の構成成分のうちの一つを過剰に用いることで構成成分の官能基を末端に残存させる方法、(2):二以上の構成成分のうちの一つを過剰に用いることで構成成分の官能基を末端に残存させ、さらに残存した該官能基と反応可能な官能基及び反応性基を含有する化合物を反応させる方法などが挙げられる。上記方法(1)では、水酸基含有ポリエステルプレポリマー、カルボキシル基含有ポリエステルプレポリマー、酸ハライド基含有ポリエステルプレポリマー、水酸基含有エポキシ樹脂プレポリマー、エポキシ基含有エポキシ樹脂プレポリマー、水酸基含有ポリウレタンプレポリマー、イソシアネート基含有ポリウレタンプレポリマーなどが得られる。構成成分の比率は、例えば、水酸基含有ポリエステルプレポリマーの場合、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の比率が、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]のモル比[OH]/[
COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好まし
くは1.3/1〜1.02/1である。他の骨格、末端基のプレポリマーの場合も、構成成分が変わるだけで比率は同様である。上記方法(2)では、上記方法(1)で得られたプレプリマーに、ポリイソシアネートを反応させることでイソシアネート基含有プレポリマーが得られ、ブロック化ポリイソシアネートを反応させることでブロック化イソシアネート基含有プレポリマーが得られ、ポリエポキサイドを反応させることでエポキシ基含有プレポリマーが得られ、ポリ酸無水物を反応させることで酸無水物基含有プレポリマーが
得られる。官能基および反応性基を含有する化合物の使用量は、例えば、水酸基含有ポリエステルにポリイソシアネートを反応させてイソシアネート基含有ポリエステルプレポリマーを得る場合、ポリイソシアネートの比率が、イソシアネート基[NCO]と、水酸基含有ポリエステルの水酸基[OH]のモル比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。他の骨格、末端基を有するプレポリマーの場合も、構成成分が変わるだけで比率は同様である。
【0065】
反応性基含有プレポリマー(α)中の1分子当たりに含有する反応性基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。上記範囲にすることで、硬化剤(β)と反応させて得られる硬化物の分子量が高くなる。反応性基含有プレポリマー(α)の数平均分子量は、通常500〜30,000、好ましくは1,000〜20,000、さらに好ましくは2,000〜10,000である。反応性基含有プレポリマー(α)の重量平均分子量は、1,000〜50,000、好ましくは2,000〜40,000、さらに好ましくは4,000〜20,000である。反応性基含有プレポリマー(α)の粘度は、100℃において、通常2,000ポイズ以下、好ましくは1,000ポイズ以下である。2,000ポイズ以下にすることで、少量の溶剤で粒度分布のシャープな樹脂粒子 (C)が得られる点で好ましい。
【0066】
活性水素基含有化合物(β1)としては、脱離可能な化合物でブロック化されていてもよいポリアミン(β1a)、ポリオール(β1b)、ポリメルカプタン(β1c)および水(β1d)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、(β1a)、(β1b)および(β1d)であり、さらに好ましいもは、(β1a)および(β1d)であり、特に好ましいもは、ブロック化されたポリアミン類および(β1d)である。(β1a)としては、ポリアミン(16)と同様のものが例示される。(β1a)として好ましいものは、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ヘキサメチレンジアミンおよびそれらの混合物である。
【0067】
(β1a)が脱離可能な化合物でブロック化されたポリアミンである場合の例としては、前記ポリアミン類と炭素数3〜8のケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、炭素数2〜8のアルデヒド化合物(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド)から得られるアルジミン化合物、エナミン化合物、およびオキサゾリジン化合物などが挙げられる。
【0068】
ポリオール(β1b)としては、前記のジオール(11)およびポリオール(12)と同様のものが例示される。ジオール(11)単独、またはジオール(11)と少量のポリオール(12)の混合物が好ましい。ポリメルカプタン(β1c)としては、エチレンジチオール、1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオールなどが挙げられる。
【0069】
必要により活性水素基含有化合物(β1)と共に反応停止剤(βs)を用いることができる。反応停止剤を(β1)と一定の比率で併用することにより、(b)を所定の分子量に調整することが可能である。反応停止剤(βs)としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなど);モノアミンをブロックしたもの(ケチミン化合物など);モノオール(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、フェノール;モノメルカプタン(ブチルメルカプタン、ラウリルメルカプタンなど);モノイソシアネート(ラウリルイソシアネート、フェニルイソシアネートなど);モノエポキサイド(ブチルグリシジルエーテルなど)などが挙げられる。
【0070】
上記組合せ(2)における反応性基含有プレポリマー(α)が有する活性水素含有基(α2)としては、アミノ基(α2a)、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)(α2b)、メルカプト基(α2c)、カルボキシル基(α2d)およびそれらが脱離可能な化合物でブロック化された有機基(α2e)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、(α2a)、(α2b)およびアミノ基が脱離可能な化合物でブロック化された有機基(α2e)であり、特に好ましいものは、(α2b)である。アミノ基が脱離可能な化合物でブロック化された有機基としては、前記(β1a)の場合と同様のものが例示できる。
【0071】
活性水素含有基と反応可能な化合物(β2)としては、ポリイソシアネート(β2a)、ポリエポキシド(β2b)、ポリカルボン酸(β2c)、ポリ酸無水物(β2d)およびポリ酸ハライド(β2e)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、(β2a)および(β2b)であり、さらに好ましいものは、(β2a)である。
【0072】
ポリイソシアネート(β2a)としては、ポリイソシアネート(15)と同様のものが例示され、好ましいものも同様である。ポリエポキシド(β2b)としては、ポリエポキシド(18)と同様のものが例示され、好ましいものも同様である。
【0073】
ポリカルボン酸(β2c)としては、ジカルボン酸(β2c−1)および3価以上のポリカルボン酸(β2c−2)が挙げられ、(β2c−1)単独、および(β2c−1)と少量の(β2c−2)の混合物が好ましい。ジカルボン酸(β2c−1)としては、前記ジカルボン酸(13)と、ポリカルボン酸としては、前記ポリカルボン酸(5)と同様のものが例示され、好ましいものも同様である。
【0074】
ポリカルボン酸無水物(β2d)としては、ピロメリット酸無水物などが挙げられる。ポリ酸ハライド類(β2e)としては、前記(β2c)の酸ハライド(酸クロライド、酸ブロマイド、酸アイオダイド)などが挙げられる。さらに、必要により(β2)と共に反応停止剤(βs)を用いることができる。
【0075】
硬化剤(β)の比率は、反応性基含有プレポリマー(α)中の反応性基の当量[α]と、硬化剤(β)中の活性水素含有基[β]の当量の比[α]/[β]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。なお、硬化剤(β)が水(β1d)である場合は水は2価の活性水素化合物として取り
扱う。
【0076】
前駆体(b0)として反応性基を有するプレポリマー(α)と硬化剤(β)の組み合わせを用いる場合、微粒子(C2)の分散体(X2)において(b0)を重合反応させる方法は特に限定されないが、(X0)中に(b0)又はその溶剤溶液を分散する直前に(α)と(β)を混合し、分散すると同時に重合反応させる方法が好ましい。重合反応時間は、プレポリマー(α)の有する反応性基の構造と硬化剤(β)の組み合わせによる反応性により選択されるが、好ましくは5分〜24時間である。反応は減圧前に(X2)中で完結させてもよく、また(X2)である程度反応させ、減圧し(C)を取り出した後、恒温槽などで熟成させ完結させてもよい。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的には、例えばイソシアネートと活性水素化合物の反応の場合には、ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。重合温度は好ましくは30〜100℃、さらに好ましくは40〜80℃である。
【0077】
前駆体(b0)の溶剤溶液を使用する場合、溶剤としては、第2の発明で使用するものと同じものを同じ濃度で使用することができる。
【0078】
反応性基含有プレポリマー(α)と硬化剤(β)からなる前駆体(b0)を反応させた樹脂(b)が樹脂粒子 (B)および樹脂粒子 (C)の構成成分となる。反応性基含有プレポリマー(α)と硬化剤(β)を反応させた樹脂(b)の重量平均分子量は、通常3,000以上、好ましくは3,000〜1000万、さらに好ましくは,5000〜100万である。
【0079】
また、反応性基含有プレポリマー(α)と硬化剤(β)との反応時に、反応性基含有プレポリマー(α)および硬化剤(β)と反応しないポリマー[いわゆるデッドポリマー]を系内に含有させることもできる。この場合(b)は、反応性基含有プレポリマー(α)と硬化剤(β)を反応させて得られた樹脂と、反応させていない樹脂の混合物となる。
【0080】
本発明の樹脂粒子 (C)は、微粒子(A)と樹脂粒子 (B)の粒径、及び、微粒子(A)による樹脂粒子(B)表面の被覆率を変えることで粒子表面に所望の凹凸を付与することができる。さらに減圧時の温度・圧力をコントロールすることにより内部に気泡を有する多孔質体が得られ、比表面積を大きくすることができる。粉体流動性を向上させたい場合には、(C)のBET値比表面積が0.5〜5.0m2/gであるのが好ましい。本発明のBET比表面積は、比表面積計例えばQUANTASORB(ユアサアイオニクス製)を用いて測定(測定ガス:He/Kr=99.9/0.1vol%、検量ガス:窒素)したものである。同様に粉体流動性の観点から、(C)の表面平均中心線粗さRaが0.01〜0.8μmであるのが好ましい。Raは、粗さ曲線とその中心線との偏差の絶対値を算術平均した値のことであり、例えば、走査型プローブ顕微鏡システム(東陽テクニカ製)で測定することができる。
【0081】
樹脂粒子(C)の形状は、粉体流動性、溶融レベリング性等の観点から球状であるのが好ましい。その場合、微粒子(A)および樹脂粒子(B)も球状であるのが好ましい。(C)はWadellの実用球形度が0.85〜1.00であるのが好ましい。なお、Wadell実用球形度は、粒子の投影面積に等しい面積を持つ円の直径と粒子の投影像に外接する最小面積の円との直径の比から求められる。粒子の投影像は、例えば走査電子顕微鏡(SEM)によって撮影することができる。
本発明の樹脂粒子(C)は粒度分布がシャープであり、且つ水溶性の界面活性物質やイオン性物質を含まないため、疎水性である。したがって樹脂粒子(C)の用途としては、塗料用添加剤、化粧品用添加剤、紙塗工用添加剤、スラッシュ成形用樹脂、粉体塗料、電子部品製造用スペーサー、触媒用担体、電子写真トナー、静電記録トナー、静電印刷トナー、電子測定機器の標準粒子用等として有用である。
【0082】
実施例
以下実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の記載において「部」は重量部、「%」は重量%を示す。
【0083】
製造例1 <シリカ懸濁液の調製>
攪拌機を備えた容器内にトルエン700部、フュームドシリカ(アエロジルR974:日本アエロジル製)300部を混合し、ビーズミル(ダイノーミルMulti Labo
:シンマルエンタープライゼス製)で5時間分散させ、[シリカ分散液]を得た。分散液の平均粒径をレーザー散乱式粒度分布計(LA920:堀場製作所製)で測定したところ、0.13μmであった。
【0084】
製造例2 <ポリマー微粒子の調製>
撹拌機および温度コントローラを備えた容器に、ビスフェノールAのグリシジルエーテル(エポキシ当量:190)を 238部、ジアミノジフェニルメタン(活性水素当量4
9.5)を62部、グリセリン(92部)にプロピレンオキサイド(5100部)とエチ
レンオキサイド(800部)の混合物を付加させた3官能ポリエーテルポリオール(分子量 6,000)を700部を投入し均一に混合した後緩やかに撹拌しつつ100℃に昇温した。その後反応温度を100〜130℃に制御して5時間反応させ、乳白色の反応混合物を得た。これにメタノール800部を加えて均一に撹拌したのちろ過し、濾紙上に得られた粉体を更にメタノールで洗浄した後乾燥して平均粒径0.8μm、ガラス転移温度165℃の[ポリマー微粒子]を得た。
【0085】
製造例3 <ポリエステル溶液の調製>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、1,2−プロピレングリコール(PG)647部(24.0モル)、テレフタル酸ジメチルエステル688部(10.0モル)及び触媒としてチタン酸テトライソプロポキシド3部を仕込み、180℃で窒素気流下に、生成するメタノールを留去しながら3時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、メタノール及び過剰量のPGを留去しながら5時間反応させ、テレフタル酸ジエステルを得た。冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、上記により得られたテレフタル酸ジエステル520部(10.0モル)、ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2モル付加物353部(5.5モル)、ビスフェノールA・プロピレンオキサイド3モル付加物408部(5.5モル)及び縮合触媒としてチタン酸テトライソプロポキシド3部を仕込み、230℃に昇温した。230℃にて1時間撹拌した後、5〜20mmHgの減圧下にプロピレングリコールを留去しながら反応させた。生成するポリマーの粘度を測定しながら反応を追跡し、軟化点が110℃になった時点で取り出し、[ポリエステル1]を得た。反応所要時間は10時間であった。[ポリエステル1]のTgは60℃、Mpは12000、Mwは14000、テトラヒドロフラン(以下、THFと記す。)不溶解分は0%、スズ含量は10ppm以下であった。さらに[ポリエステル1]500部をトルエン500部に溶解し、[ポリエステル溶液]を得た。
【0086】
製造例4 <プレポリマー溶液の調製>
温度計、撹拌機及び窒素導入管を備えた反応容器に、数平均分子量(以下Mnと記す。)が1000のポリブチレンアジペート(575部)、Mnが900のポリヘキサメチレンイソフタレート(383部)、1−オクタノール(16.8部)を仕込み、窒素置換した後、撹拌しながら110℃に加熱して溶融させ、60まで冷却した。続いて、ヘキサメチレンジイソシアネート(242部)を投入し、85℃で6時間反応させた。次いで、60℃に冷却した後、THF(217部)、安定剤(2.5部)[チバスペシャリティーケミカルズ(株)社製 イルガノックス1010]及び酸化チタン(15.3部)[タイペークR−820 石原産業(株)製]を加え、均一に混合して[プレポリマー溶液]を得た。得られたプレポリマー溶液のNCO含量は、2.2%であった。
【0087】
実施例1
攪拌機を備えた高圧容器(最高使用圧力25MPa、最高使用温度200℃、容量1L)中に[シリカ分散液]17部を仕込み、真空ポンプで−0.1MPaまで減圧した。その後、二酸化炭素(純度99.99%)を導入し、圧力10MPa、温度40℃に調節し、200rpmの回転数で容器内部を攪拌状態とした。さらにキャピラリー(直径0.2mm)を介して、[ポリエステル溶液]を100ml/分の流量で1分間導入した後、3分間放置後、高圧ポンプで二酸化炭素を100ml/分の流量で5分間、高圧容器内部に導入した。この際、高圧容器を背圧調整弁により10MPaに保持した。背圧調整弁より流出した粒子と溶剤を含んだ二酸化炭素を減圧容器内で減圧し、粒子(P1)をフィルター(0.5μmメッシュ)で捕捉した。
【0088】
実施例2
攪拌機を備えた高圧容器(最高使用圧力25MPa、最高使用温度200℃、容量1L)中に[シリカ分散液]17部を仕込み、真空ポンプで−0.1MPaまで減圧した。そ
の後、二酸化炭素を導入し、圧力10MPa、温度40℃に調節し、200rpmの回転数で容器内部を攪拌状態とした。一方、[プレポリマー溶液]を98ml/分、及びヘキサメチレンジアミン溶液(トルエン50%溶液)2ml/分でライン混合した後、さらにキャピラリー(直径0.2mm)を介して、[プレポリマー溶液]及びヘキサメチレンジアミン溶液の混合物を100ml/分の流量で1分間導入した後、3分間放置後、高圧ポンプで二酸化炭素を100ml/分の流量で5分間、高圧容器内部に導入した。この際、高圧容器を背圧調整弁により10MPaに保持した。背圧調整弁より流出した粒子と溶剤を含んだ二酸化炭素を減圧容器内で減圧し、粒子(P2)をフィルター(0.5μmメッシュ)で捕捉した。
【0089】
実施例3
実施例1において[シリカ分散液]17部の代わりに[ポリマー微粒子]10部を使用した以外は実施例1と同様にして、粒子(P3)を得た。
【0090】
実施例4
実施例2において[シリカ分散液]17部の代わりに[ポリマー微粒子]10部を使用した以外は実施例2と同様にして、粒子(P4)を得た。
【0091】
比較例1
実施例1において[シリカ分散液]を使用しない以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子 (CP1)を得た。
【0092】
比較製造例1
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン139部、メタクリル酸138部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[ポリマー微粒子分散液]を得た。[ポリマー微粒子分散液]をLA−920で測定した体積平均粒径は、0.15μmであった。[ポリマー微粒子分散液]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは154℃であった。
【0093】
比較製造例2
水784部、[ポリマー微粒子分散液]136部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(「エレミノールMON−7」、三洋化成工業製)80部を混合攪拌し、乳白色の液体を得た。これを[水性分散液]とする。
【0094】
比較例2
ビーカー内に[プレポリマー1]150部、[硬化剤1]6部、酢酸エチル40部とを混合しておき、[水性分散液]457部を添加した後、TKホモミキサー(特殊機化製)を使用し、回転数12,000rpmで10分間混合した。混合後、撹拌棒および温度計をセットした反応容器に混合液を投入し、50℃で10時間で脱溶剤および反応を行い、水性分散体(XF2)を得た。次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子 (CP2)を得た。
【0095】
物性測定例
実施例1〜4および比較例1〜2で得た樹脂粒子 (P1)〜(P4)と(CP1)、
(CP2)を水に分散してDNc、DVcをコールターカウンターで測定した。DVa/DVcを算出する際、DVaはレーザー散乱式粒度分布計(LA920:堀場製作所製)
の測定値を用いた。表面濡れ性は、文献(色材協会誌、第73[3]号、2000年、P132〜138 による)に記載の上記方法により測定した。その結果を表1に示す。
【0096】
【表1】

【0097】
(P1)〜(P3)は、粒度分布がシャープ、且つ表面濡れ性が低い粒子となった。(CP1)では粒子の凝集が進み、DVc/DNcが著しく悪化した。(CP2)では粒度分布がシャープな粒子が得られたが、表面濡れ性が高く、疎水性に乏しい粒子となった。
【産業上の利用可能性】
【0098】
本発明の樹脂粒子は、塗料用添加剤、化粧品用添加剤、紙塗工用添加剤、スラッシュ成形用樹脂、粉体塗料、電子部品製造用スペーサー、触媒用担体、電子写真トナー、静電記録トナー、静電印刷トナー、電子測定機器の標準粒子、その他成形材料用樹脂粒子として極めて有用である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を、微粒子(A)が分散している液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)からなる分散媒体(X0)中に分散して得られた微粒子(C1)の分散体(X1)を、圧力を減圧にすることにより分散体(X1)から(X)を除去することにより樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)の製造方法。
【請求項2】
樹脂(b)の前駆体(b0)又はその溶剤溶液を、微粒子(A)が分散している液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)からなる分散媒体(X0)中に分散して得られた微粒子(C2)の分散体(X2)において(b0)を重合反応の後、圧力を減圧にすることにより分散体(X2)から媒体(X)を除去することにより樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)の製造方法。
【請求項3】
樹脂(b)の前駆体(b0)が反応性基を有するプレポリマー(α)と硬化剤(β)の混合物である請求項2に記載の製造方法。
【請求項4】
反応性基含有プレポリマー(α)が、イソシアネート基、ブロック化イソシアネート基及びエポキシ基からなる群から選ばれる少なくとも1種の反応性基を有し、かつ硬化剤(β)が活性水素基を有する請求項3に記載の製造方法。
【請求項5】
樹脂粒子(B)が、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、及びポリカーボネート樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂からなる請求項1又は2に記載の製造方法。
【請求項6】
樹脂粒子(B)が、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂からなる請求項3又は4に記載の製造方法。
【請求項7】
微粒子(A)が、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属珪酸塩、金属窒化物、金属リン酸塩、金属ホウ酸塩、金属チタン酸塩、金属硫化物、炭素類からなる群から選ばれる少なくとも1種の無機微粒子(A1)、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機樹脂微粒子(A21)、長鎖脂肪酸の金属塩微粒子(A23)、又は(A1)、(A21)及び(A23)からなる群から選ばれる少なくとも2種の混合物である請求項1〜6いずれか1項に記載の製造方法。

【公開番号】特開2010−138406(P2010−138406A)
【公開日】平成22年6月24日(2010.6.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−30587(P2010−30587)
【出願日】平成22年2月15日(2010.2.15)
【分割の表示】特願2005−143694(P2005−143694)の分割
【原出願日】平成17年5月17日(2005.5.17)
【出願人】(000002288)三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Fターム(参考)】