説明

顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法および顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子

【課題】 特定の中位粒子径を有し、嵩密度が大きい顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子を簡便に製造する方法を提供すること。
【解決手段】 カルボキシル基含有重合体粒子を製造する工程、不活性溶媒および極性有機溶媒の存在下で前記カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を製造する工程、および、前記カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を乾燥する工程、を有することを特徴とする顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法およびそれにより得られる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子に関する。さらに詳しくは、化粧品等の増粘剤として好適に使用しうる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法およびそれにより得られる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子に関する。
【背景技術】
【0002】
化粧品等の増粘剤、パップ剤等の保湿剤、乳化剤や懸濁物等の懸濁安定剤等に用いられるカルボキシル基含有重合体としては、架橋型カルボキシル基含有重合体やアルキル変性カルボキシル基含有重合体等が知られている。架橋型カルボキシル基含有重合体としては、例えば、アクリル酸等のα,β−不飽和カルボン酸とポリアリルエーテルとの共重合体(特許文献1参照)、α,β−不飽和カルボン酸とヘキサアリルトリメチレントリスルホンとの共重合体(特許文献2参照)、α,β−不飽和カルボン酸とグリシジルメタクリレート等との共重合体(特許文献3参照)、α,β−不飽和カルボン酸とペンタエリスリトールアリルエーテルとの共重合体(特許文献4、特許文献5および特許文献6参照)、α,β−不飽和カルボン酸と(メタ)アクリル酸エステルとペンタエリスリトールアリルエーテルとの共重合体(特許文献7および特許文献8参照)等が知られている。
【0003】
アルキル変性カルボキシル基含有重合体としては、例えば、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸アルキルエステルの共重合体等が知られている。具体的には、例えば、特定量のオレフィン系不飽和カルボン酸単量体と特定量の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(アルキル基の炭素数が10〜30)とを反応させた共重合体(特許文献9参照)、オレフィン系不飽和カルボン酸単量体と(メタ)アクリル酸アルキルエステル(アルキル基の炭素数が8〜30)とを反応させた共重合体(特許文献10参照)等が知られている。
【0004】
架橋型カルボキシル基含有重合体、アルキル変性カルボキシル基含有重合体等からなるカルボキシル基含有重合体粒子を前記の用途に使用するためには、まずカルボキシル基含有重合体粒子の均一な水分散液を調製し、その後アルカリで中和して0.1〜1質量%程度の中和粘稠液とする必要がある。しかしながら、前記カルボキシル基含有重合体粒子は、通常、微粉末であるため水に分散させる際に塊状物(ママコ)を生じやすい。いったんママコが生成すると、その表面にゲル状の層が形成されるため、その内部に水が浸透する速度が遅くなり、均一な水分散液を得ることが困難となるという欠点がある。
【0005】
したがって、カルボキシル基含有重合体粒子の水分散液を調製する場合には、ママコの生成を防ぐために、カルボキシル基含有重合体粒子の粉末を水中に高速撹拌下で徐々に添加するという生産効率が悪い操作を必要とし、場合によってはママコの生成を防止するために特殊な溶解装置を必要とする。
【0006】
また、前記カルボキシル基含有重合体粒子は、微粉末でかつ帯電しやすいため粉立ちが激しい。したがって、前記カルボキシル基含有重合体粒子は取り扱いが難しいばかりでなく、作業環境上好ましくないという欠点がある。さらにカルボキシル基含有重合体粒子の微粉末は嵩密度が小さく輸送コストの増加や保管場所を多く必要とする等の問題があった。
【0007】
そのため、顆粒状のカルボキシル基含有重合体粒子が待ち望まれている。
【0008】
通常、粉体の顆粒化には造粒機が用いられる。造粒機は造粒方法から混合造粒、強制造粒、熱利用造粒に大別される。
【0009】
混合造粒用の造粒機としては、流動層造粒機や転動造粒機といったものが挙げられ、気流や撹拌翼、転動等により粉体を流動させ、バインダーとなる液体を粉体へ均一に噴霧し顆粒体を製造する。これら混合造粒用造粒機をカルボキシル基含有重合体粒子に応用しようとした場合、カルボキシル基含有重合体粒子は非常に粒子径が細かく、嵩密度が小さいため気流や撹拌翼、転動により流動させることが困難である。またバインダーとして使用する液体は、水または極性有機溶媒が好ましいが、カルボキシル基含有重合体粒子を流動させながら水または極性有機溶媒を噴霧するとカルボキシル基含有重合体粒子が粘着性を帯び造粒機の内壁やバインダーを噴霧するノズルに付着したり、カルボキシル基含有重合体粒子同士がくっついて大きな塊を形成したりする。
【0010】
強制造粒用の造粒機としては、圧縮成形造粒機、押し出し造粒機といったものを挙げることができる。カルボキシル基含有重合体粒子を、強制造粒を利用して顆粒化した例としては、微粉末を圧縮成形装置にて圧縮し、粉砕する方法(特許文献11参照)等がある。しかしながらこの方法は、圧縮成形装置の圧力により、カルボキシル基含有重合体粒子が過度に圧縮され、得られる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の水への膨潤性が悪化する等の問題を有している。
【0011】
熱利用造粒用の造粒機としては、スプレードライヤーを挙げることができる。しかしながらこれはカルボキシル基含有重合体粒子をスプレー可能な粘度まで水または有機溶媒等で希釈する必要があり経済的でない上に、得られる顆粒が多孔質でないために水への溶解性が悪くなる等の問題を有している。
【0012】
一方、上記の造粒機を使わない顆粒化方法として、例えば高分子凝集剤の微粉末と水蒸気の湯気とを接触させて造粒する方法(特許文献12参照)、水溶性高分子微粉末を有機溶剤に分散させた後、水を添加し造粒する方法(特許文献13参照)、微粉状の水溶性高分子物質に滑剤と水とを同時的かつ連続的に供給し、ゲル体に造粒した後、粉砕する方法(特許文献14参照)等が知られている。しかしながらカルボキシル基含有重合体粒子は、(1)水蒸気の湯気が結露した水がカルボキシル基含有重合体粒子と接触すると、カルボキシル基含有重合体粒子が水に膨潤し最終的に得られる顆粒が無孔質となることから水への溶解性が悪くなること、また粉体を落下させて水蒸気の湯気と接触させる方法では、カルボキシル基含有重合体粒子は流動性が悪く均一に落下させることが困難であるとともに、粉体を落下させる際に大量の粉塵が発生するおそれがあること、(2)有機溶剤に分散させた後に水を添加したときに含水したゲルが塊状化するといった問題が生じること、(3)使用用途によっては不要な滑剤を含んでおり、かつゲル体を経て造粒されることから、得られる顆粒が多孔質でないために水への溶解性が悪くなること、等の問題を有しているため、これらの方法を適用することは困難であった。
【0013】
【特許文献1】米国特許第2,923,629号明細書
【特許文献2】米国特許第2,958,679号明細書
【特許文献3】特開昭58−84819号公報
【特許文献4】米国特許第5,342,911号明細書
【特許文献5】米国特許第5,663,253号明細書
【特許文献6】米国特許第4,996,274号明細書
【特許文献7】特公平5−39966号公報
【特許文献8】特公昭60−12361号公報
【特許文献9】特開昭51−6190号公報
【特許文献10】米国特許第5,004,598号明細書
【特許文献11】国際公開第03/016382号パンフレット
【特許文献12】特開昭52−2877号公報
【特許文献13】特開昭52−136262号公報
【特許文献14】特開平3−143605号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の課題は、特定の中位粒子径を有し、嵩密度が大きい顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子を簡便に製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明は、カルボキシル基含有重合体粒子を、不活性溶媒および極性有機溶媒の存在下で凝集させ、これを乾燥することにより、顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子が得られることを見出し完成された。すなわち、本発明は、
項1.カルボキシル基含有重合体粒子を製造する工程、
不活性溶媒および極性有機溶媒の存在下で前記カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を製造する工程、
および、前記カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を乾燥する工程、
を有することを特徴とする顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【0016】
項2.カルボキシル基含有重合体粒子が、α,β−不飽和カルボン酸類を主構成単量体とする単量体成分を、不活性溶媒中で重合させることにより得られるカルボキシル基含有重合体粒子である項1に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【0017】
項3.カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を製造する工程において、前記カルボキシル基含有重合体粒子を不活性溶媒に分散させたスラリーに、極性有機溶媒を添加して凝集させることを特徴とする項1または2に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【0018】
項4.カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を製造する工程において、前記カルボキシル基含有重合体粒子に、不活性溶媒と極性有機溶媒との混合溶媒を添加して凝集させることを特徴とする項1または2に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【0019】
項5.不活性溶媒が、α,β−不飽和カルボン酸類を主構成単量体とする単量体成分を溶解し、かつカルボキシル基含有重合体粒子を溶解しない溶媒である項1〜4のいずれか1項に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【0020】
項6.極性有機溶媒が、炭素数が1〜5のアルコール類である項1〜5のいずれか1項に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【0021】
項7.炭素数が1〜5のアルコール類が、エタノールである項6に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【0022】
項8.項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法により得られる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子であって、
1)中位粒子径が200〜800μm、
2)嵩密度が0.30g/ml以上、
の特性を有することを特徴とする顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子、に関する。
【発明の効果】
【0023】
本発明の製造方法によれば、特定の中位粒子径を有し、嵩密度が大きい顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
本発明の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法は、カルボキシル基含有重合体粒子を製造する工程を有する。前記カルボキシル基含有重合体粒子としては、例えば、α,β−不飽和カルボン酸類を主構成単量体成分とするカルボキシル基含有重合体粒子が好ましく用いられる。
【0025】
前記α,β−不飽和カルボン酸類を主構成単量体成分とするカルボキシル基含有重合体粒子としては、例えば、α,β−不飽和カルボン酸類を主構成単量体とする単量体成分を溶解し、かつカルボキシル基含有重合体粒子を溶解しない不活性溶媒中で、α,β−不飽和カルボン酸類を主構成単量体とする単量体成分を重合して得られるものが好ましく用いられる。より具体的には、α,β−不飽和カルボン酸類と、エチレン性不飽和基を2個以上有する化合物とを、ラジカル重合開始剤の存在下、不活性溶媒中で重合させることによって得られる架橋型カルボキシル基含有重合体粒子;α,β−不飽和カルボン酸類と、アルキル基の炭素数が10〜30である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを、ラジカル重合開始剤の存在下、不活性溶媒中で重合させることによって得られるアルキル変性カルボキシル基含有重合体粒子等が挙げられる。
【0026】
前記架橋型カルボキシル基含有重合体粒子を製造する場合のα,β−不飽和カルボン酸類としては、特に限定されず、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等のα,β−不飽和カルボン酸;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ミリスチル、アクリル酸ベヘニル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ミリスチル、メタクリル酸ベヘニル等のα,β−不飽和カルボン酸アルキルエステル等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0027】
なお、本発明では、アクリルおよびメタクリルを総称して(メタ)アクリルという場合もある。
【0028】
前記架橋型カルボキシル基含有重合体粒子を製造する場合、α,β−不飽和カルボン酸類の使用量は後述する不活性溶媒の100容量部に対して6〜25容量部であることが好ましく、8〜22容量部であることがより好ましく、13〜20容量部であることがさらに好ましい。α,β−不飽和カルボン酸類の使用量が6容量部未満の場合、得られる架橋型カルボキシル基含有重合体粒子の取得量が少なく、経済的でない。また、α,β−不飽和カルボン酸類の使用量が25容量部を超える場合、反応が進行するにつれ、架橋型カルボキシル基含有重合体粒子が析出し、均一に撹拌することが困難となり、反応の制御が難しくなる。
【0029】
前記エチレン性不飽和基を2個以上有する化合物としては、特に限定されず、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、サッカロース、ソルビトール等のポリオールの2置換以上のアクリル酸エステル類;前記ポリオールの2置換以上のアリルエーテル類;フタル酸ジアリル、リン酸トリアリル、メタクリル酸アリル、テトラアリルオキシエタン、トリアリルシアヌレート、アジピン酸ジビニル、クロトン酸ビニル、1,5−ヘキサジエン、ジビニルベンゼン等を挙げることができる。中でも、少量で高い増粘性を有する中和粘稠液が得られ、乳化物、懸濁物等に高い懸濁安定性を付与することができることから、ペンタエリスリトールアリルエーテルおよびポリアリルサッカロースが好適に用いられる。
【0030】
前記エチレン性不飽和基を2個以上有する化合物の使用量は、α,β−不飽和カルボン酸類100質量部に対して、0.01〜2質量部であることが好ましく、0.3〜1.5質量部であることがより好ましい。エチレン性不飽和基を2個以上有する化合物の使用量が0.01質量部未満の場合、得られる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子から調製される中和粘稠液の粘度が低下するおそれがある。エチレン性不飽和基を2個以上有する化合物の使用量が2質量部を超える場合、得られる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子から調製される中和粘稠液中に不溶性のゲルが生成しやすくなるおそれがある。
【0031】
前記アルキル変性カルボキシル基含有重合体粒子を製造する場合のα,β−不飽和カルボン酸類としては、特に限定されず、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0032】
前記アルキル変性カルボキシル基含有重合体粒子を製造する場合、α,β−不飽和カルボン酸類の使用量は後述する不活性溶媒の100容量部に対して6〜25容量部であることが好ましく、8〜22容量部であることがより好ましく、13〜20容量部であることがさらに好ましい。α,β−不飽和カルボン酸類の使用量が6容量部未満の場合、得られるアルキル変性カルボキシル基含有重合体粒子の取得量が少なく、経済的でない。また、α,β−不飽和カルボン酸類の使用量が25容量部を超える場合、反応が進行するにつれ、アルキル変性カルボキシル基含有重合体粒子が析出し、均一に撹拌することが困難となり、反応の制御が難しくなる。
【0033】
前記アルキル基の炭素数が10〜30である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとは、(メタ)アクリル酸と、アルキル基の炭素数が10〜30である高級アルコールとのエステルをいい、例えば、(メタ)アクリル酸とステアリルアルコールとのエステル、(メタ)アクリル酸とエイコサノールとのエステル、(メタ)アクリル酸とベヘニルアルコールとのエステルおよび(メタ)アクリル酸とテトラコサノールとのエステル等を挙げることができる。これらの中でも、得られる顆粒状カルボキシル基含有共重合体粒子の中和粘稠液および電解質存在下における当該液の粘度特性や質感が優れていることから、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸エイコサニル、メタクリル酸ベヘニルおよびメタクリル酸テトラコサニルが好適に用いられる。なお、アルキル基の炭素数が10〜30である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば日本油脂株式会社製の商品名ブレンマーVMA70等の市販品を用いてもよい。
【0034】
前記アルキル基の炭素数が10〜30である(メタ)アクリル酸アルキルエステルの使用量は、α,β−不飽和カルボン酸類100質量部に対して0.5〜20質量部であることが好ましく、1〜10質量部であることがより好ましい。アルキル基の炭素数が10〜30である(メタ)アクリル酸アルキルエステルの使用量が、α,β−不飽和カルボン酸類100質量部に対して0.5質量部未満である場合には、得られる顆粒状カルボキシル基含有共重合体粒子の中和粘稠液の電解質存在下における透過率が不十分になるおそれがあり、一方、20質量部を超える場合には、得られる顆粒状カルボキシル基含有共重合体粒子の水への溶解性を損なうおそれがある。
【0035】
前記ラジカル重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル、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’−アゾビスイソブチレート、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、第三級ブチルハイドロパーオキサイド等を挙げることができる。
【0036】
ラジカル重合開始剤の使用量は、α,β−不飽和カルボン酸類100質量部に対して、0.01〜0.45質量部であることが好ましく、0.01〜0.35質量部であることがより好ましい。ラジカル重合開始剤の使用量が0.01質量部未満の場合、反応速度が遅くなるため経済的でなくなるおそれがある。また、ラジカル重合開始剤の使用量が0.45質量部を超える場合、反応速度が速くなるため、反応の制御が難しくなる。
【0037】
前記不活性溶媒とは、α,β−不飽和カルボン酸類、および、エチレン性不飽和基を2個以上有する化合物またはアルキル基の炭素数が10〜30である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを溶解するが、得られるカルボキシル基含有重合体粒子を溶解しない溶媒をいう。
【0038】
前記不活性溶媒としては、例えば、ノルマルペンタン、ノルマルヘキサン、ノルマルヘプタン、ノルマルオクタン、イソオクタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、エチレンジクロライド、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、エチルメチルケトン、イソブチルメチルケトン等を挙げることができる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、品質が安定しており入手が容易である観点から、エチレンジクロライドおよびノルマルヘキサンが好適に用いられる。
【0039】
前記α,β−不飽和カルボン酸類とエチレン性不飽和基を2個以上有する化合物とを重合させる際、または、α,β−不飽和カルボン酸類とアルキル基の炭素数が10〜30である(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを重合させる際の雰囲気は、例えば、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
【0040】
反応温度は、反応溶液の粘度上昇を抑制し、反応制御を容易にする観点から、50〜90℃、好ましくは55〜75℃であることが望ましい。
【0041】
反応時間は、反応温度によって異なるので一概には決定することができないが、通常、2〜10時間である。
【0042】
反応終了後、反応溶液を80〜130℃に加熱し、不活性溶媒を揮散除去することにより白色微粉末のカルボキシル基含有重合体粒子を得ることができる。加熱温度が、80℃未満の場合、乾燥に長時間を要するおそれがあり、130℃を超える場合、得られる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子から調製される中和粘稠液の表面のなめらかさが悪化するおそれがある。
【0043】
本発明では、上記工程で得られたカルボキシル基含有重合体粒子を用いて、不活性溶媒および極性有機溶媒の存在下で前記カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を製造する工程を行う。
【0044】
前記カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を製造する方法としては、特に限定されないが、例えば、カルボキシル基含有重合体粒子を不活性溶媒に分散させたスラリーに、極性有機溶媒を添加して撹拌、混合する方法;カルボキシル基含有重合体粒子に、不活性溶媒と極性有機溶媒との混合溶媒を添加して撹拌、混合する方法等が挙げられる。なお、カルボキシル基含有重合体粒子を製造する際に得られるスラリーを、前記極性有機溶媒を添加する前のスラリーとすることも可能である。
【0045】
不活性溶媒としては、カルボキシル基含有重合体粒子を溶解しない溶媒であることが好ましく、操作の簡便性の観点からカルボキシル基含有重合体粒子を製造する工程に用いた溶媒であることがより好ましい。
【0046】
不活性溶媒の使用量は、カルボキシル基含有重合体粒子100質量部に対して、300〜2000質量部であることが好ましく、400〜1300質量部であることがより好ましい。不活性溶媒の使用量が、300質量部未満の場合、カルボキシル基含有重合体粒子を不活性溶媒または不活性溶媒と極性有機溶媒との混合溶媒に分散させたスラリーが粘稠となり凝集体を製造することが困難となるおそれがある。また、2000質量部を超える場合、凝集体を乾燥させる際に時間がかかり、経済的でなくなるおそれがある。
【0047】
極性有機溶媒としては、例えば、炭素数が1〜5のアルコール類、炭素数が3〜6のケトン類、炭素数が3〜6のエステル類および炭素数が4〜6のエーテル類等が好ましく用いられる。
【0048】
炭素数が1〜5のアルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、1,1−ジメチル−1−プロパノール、1,2−ジメチル−1−プロパノールおよび2,2−ジメチル−1−プロパノール等を挙げることができる。
【0049】
炭素数が3〜6のケトン類としては、例えば、アセトン、エチルメチルケトン、メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、ブチルメチルケトンおよびイソブチルメチルケトン等を挙げることができる。
【0050】
炭素数が3〜6のエステル類としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、ブタン酸メチルおよびブタン酸エチル等を挙げることができる。
【0051】
炭素数が4〜6のエーテル類としては、例えばメチルプロピルエーテル、ブチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ブチルエチルエーテルおよびジプロピルエーテル等を挙げることができる。
【0052】
これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、炭素数が1〜5のアルコール類が好適に用いられ、とりわけ、エタノールがより好適に用いられる。
【0053】
極性有機溶媒の使用量は、使用する極性有機溶媒により決まるので、一概には言えないが、具体的には、カルボキシル基含有重合体粒子100質量部に対して、メタノールでは2〜8質量部、エタノールでは20〜50質量部、2−プロパノールでは70〜90質量部が好ましい。
【0054】
上記のようにして、カルボキシル基含有重合体粒子を不活性溶媒および極性有機溶媒の存在下で凝集体を製造する場合、粒子同士が極性有機溶媒をバインダーとして結合し、凝集体を形成するものと考えられる。
【0055】
本発明の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法では、得られたカルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を乾燥する工程を行う。
【0056】
この凝集体を乾燥することにより、本発明の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子を得ることができる。
【0057】
乾燥に用いられる乾燥装置は特に限定されないが、例えば、減圧乾燥機を挙げることができる。乾燥温度としては30〜130℃、好ましくは50〜110℃であることが望ましい。乾燥温度が30℃未満の場合、乾燥に長時間要するおそれがあり、130℃を超える場合、得られる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の水への溶解性を損なうおそれがある。乾燥後の含液率は、長期保存中に顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の塊状化等が起こらないようにとの観点から、5質量%未満とするのが好ましい。
【0058】
このようにして、本発明の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子を得ることができるが、さらに所望の目開きの篩を用いて分級し粗粉を取り除くことによって、所望の中位粒子径となすこともできる。
【0059】
本発明の製造方法により得られる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子は、好ましくは以下のような特性を有している。
1)中位粒子径が200〜800μm、
2)嵩密度が0.30g/ml以上、
【0060】
本発明の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の中位粒子径は、200〜800μmであることが好ましく、300〜600μmであることがさらに好ましい。中位粒子径が200μm未満の場合、使用時に粉塵が立ちやすくなるおそれがある。一方、中位粒子径が800μmを超える場合、水に対して膨潤する速度が遅くなるおそれがある。なお、本発明において「中位粒子径」とは、後述の測定方法により測定した値である。
【0061】
本発明の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の嵩密度は、0.30g/ml以上であることが好ましく、0.30〜0.60g/mlであることがより好ましく、0.35〜0.55g/mlであることが特に好ましい。嵩密度が0.30g/ml未満の場合、従前のカルボキシル基含有重合体粒子にくらべ十分に嵩密度が大きいとは言えず、輸送コストの増加や保管場所を多く必要とする等の問題を解決することにならない。なお、本発明において「嵩密度」とは、後述の測定方法により測定した値である。
【0062】
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明は、これら実施例によってなんら限定されるものではない。
【0063】
[実施例1]
撹拌機、温度計、窒素吹き込み管および冷却管を備えた500ml容の四つ口フラスコに、アクリル酸45g(42.9ml)、ペンタエリスリトールアリルエーテル0.24g、α,α’−アゾビスイソブチロニトリル0.153g、ノルマルヘキサン150g(223.9ml)を仕込んだ。引き続き、均一に撹拌、混合した後、反応容器の上部空間、原料および溶媒中に存在している酸素を除去するために、溶液中に窒素ガスを吹き込んだ。次いで、窒素雰囲気下、60〜65℃に保持して4時間反応させた。
【0064】
反応終了後、生成したスラリーを90℃に加熱して、ノルマルヘキサンを留去し、さらに110℃、10mmHg、8時間減圧乾燥することにより、白色微粉末の架橋型カルボキシル基含有重合体粒子41gを得た。
【0065】
得られた架橋型カルボキシル基含有重合体粒子20gを300mlのビーカーに入れ、ノルマルヘキサン100gおよびエタノール8gからなる混合溶媒を添加し、撹拌、混合して、架橋型カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を含むスラリーを得た。これを100℃に加熱して、溶媒を留去し、さらに110℃、10mmHg、8時間減圧乾燥することにより、顆粒状架橋型カルボキシル基含有重合体粒子19gを得た。
【0066】
得られた顆粒状の架橋型カルボキシル基含有重合体粒子について、中位粒子径および嵩密度を以下の方法により評価した。その結果を表1に示す。
【0067】
(1)中位粒子径
本発明において「中位粒子径」とは、顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子を篩で分級したときに各篩上に残っている粒子の質量を順次積算して得られた積算質量が、粒子の全質量の50質量%に達したときの篩目開きに相当する粒子径をいう。より具体的には、JIS−Z8801−1982に規定された7つの標準篩(目開き850μm、500μm、355μm、300μm、250μm、180μm、106μm)および受け皿を用意し、目開きの小さい篩から目開きの大きい篩を順次積層し、一番目開きの大きい篩に顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子100gを入れ、ロータップ式篩振動機を用いて、10分間振動させ、各篩上に残った粒子を秤量し、順次積算して得られた積算質量が粒子の全質量の50質量%に達したときの篩の目開きに相当する粒子径を次式により算出して求められた粒子径を中位粒子径とする。
中位粒子径(μm)=(50−A)/(C−A)×(D−B)+B
【0068】
式中、Aは、目開きの粗い篩から順次篩上に残った顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の質量を積算し、積算質量が全質量の50質量%未満であり、かつ50質量%に最も近い篩までの積算値(g)である。Cは目開きの粗い篩から順次篩上に残った粒子の質量を積算し、積算質量が、粒子の全質量の50質量%以上であり、かつ50質量%に最も近い篩までの積算値(g)である。Dは、Aの積算値を求めた時の篩の目開き(μm)であり、BはCの積算値を求めた時の篩の目開き(μm)である。
【0069】
(2)嵩密度
本発明において「嵩密度」とは、顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の質量を、該質量の重合体粒子の容積で除した際の値をいう。より具体的には、顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子10gを50ml容の空メスシリンダー上部5cmの高さから20秒間以内で投入した後、顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の占める容積(ml)を測定し、重合体粒子の質量10gを、顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の占める容積(ml)で除することにより算出した値をいう。
【0070】
[実施例2]
実施例1と同様の方法で得られた架橋型カルボキシル基含有重合体粒子20gを300mlのビーカーに入れ、ノルマルヘキサン100gおよび2−プロパノール16gからなる混合溶媒を添加し、撹拌、混合して、架橋型カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を含むスラリーを得た。これを100℃に加熱して、溶媒を留去し、さらに110℃、10mmHg、8時間減圧乾燥することにより、顆粒状架橋型カルボキシル基含有重合体粒子19gを得た。
【0071】
得られた顆粒状の架橋型カルボキシル基含有重合体粒子について、中位粒子径および嵩密度を評価した。その結果を表1に示す。
【0072】
[実施例3]
実施例1と同様の方法で得られた架橋型カルボキシル基含有重合体粒子20gを300mlのビーカーに入れ、ノルマルヘキサン100g、アセトン28g、メタノール0.8gからなる混合溶媒を添加し、撹拌、混合して、架橋型カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を含むスラリーを得た。これを100℃に加熱して、溶媒を留去し、さらに110℃、10mmHg、8時間減圧乾燥することにより、顆粒状架橋型カルボキシル基含有重合体粒子19gを得た。
【0073】
得られた顆粒状の架橋型カルボキシル基含有重合体粒子について、中位粒子径および嵩密度を評価した。その結果を表1に示す。
【0074】
[実施例4]
実施例1と同様の方法で得られた重合反応後のスラリーを、撹拌しながら室温まで冷却し、ノルマルヘキサン75gを加えた。その後、エタノール18gを滴下ロートを用いて10分間で添加し、撹拌を続けて、架橋型カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を含むスラリーを得た。これを100℃に加熱して、溶媒を留去し、さらに110℃、10mmHg、8時間減圧乾燥することにより、顆粒状架橋型カルボキシル基含有重合体粒子44gを得た。
【0075】
得られた顆粒状の架橋型カルボキシル基含有重合体粒子について、中位粒子径および嵩密度を評価した。その結果を表1に示す。
【0076】
[比較例1]
実施例1と同様の方法で得られた架橋型カルボキシル基含有重合体粒子20gを300mlのビーカーに入れ、ノルマルヘキサン100gを添加し、撹拌して、架橋型カルボキシル基含有重合体粒子を含むスラリーを得た。これを100℃に加熱して、溶媒を留去し、さらに110℃、10mmHg、8時間減圧乾燥することにより、白色微粉末の架橋型カルボキシル基含有重合体粒子19gを得た。
【0077】
得られた架橋型カルボキシル基含有重合体粒子について、中位粒子径および嵩密度を評価した。ただし、中位粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(型式:SALD−2000J、株式会社島津製作所製、分散媒:ノルマルヘキサン)により測定した。その結果を表1に示す。
【0078】
【表1】

【0079】
表1の結果より、本発明の製造方法で得られた顆粒状の架橋型カルボキシル基含有重合体粒子は特定の中位粒子径を有し、嵩密度が大きいことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0080】
本発明の製造方法により得られる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子は、微粉末状のカルボキシル基含有重合体と比べ、嵩密度が大きく粉立ちが少なく作業性に優れているため、化粧品等の増粘剤、パップ剤等の保湿剤、乳化剤や懸濁物等の懸濁安定剤等に好適に用いられる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
カルボキシル基含有重合体粒子を製造する工程、
不活性溶媒および極性有機溶媒の存在下で前記カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を製造する工程、
および、前記カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を乾燥する工程、
を有することを特徴とする顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【請求項2】
カルボキシル基含有重合体粒子が、α,β−不飽和カルボン酸類を主構成単量体とする単量体成分を、不活性溶媒中で重合させることにより得られるカルボキシル基含有重合体粒子である請求項1に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【請求項3】
カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を製造する工程において、前記カルボキシル基含有重合体粒子を不活性溶媒に分散させたスラリーに、極性有機溶媒を添加して凝集させることを特徴とする請求項1または2に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【請求項4】
カルボキシル基含有重合体粒子の凝集体を製造する工程において、前記カルボキシル基含有重合体粒子に、不活性溶媒と極性有機溶媒との混合溶媒を添加して凝集させることを特徴とする請求項1または2に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【請求項5】
不活性溶媒が、α,β−不飽和カルボン酸類を主構成単量体とする単量体成分を溶解し、かつカルボキシル基含有重合体粒子を溶解しない溶媒である請求項1〜4のいずれか1項に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【請求項6】
極性有機溶媒が、炭素数が1〜5のアルコール類である請求項1〜5のいずれか1項に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【請求項7】
炭素数が1〜5のアルコール類が、エタノールである請求項6に記載の顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子の製造方法。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法により得られる顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子であって、
1)中位粒子径が200〜800μm、
2)嵩密度が0.30g/ml以上、
の特性を有することを特徴とする顆粒状カルボキシル基含有重合体粒子。