JP5073214B2 - 樹脂粒子の製造方法及び樹脂粒子 - Google Patents
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Description
本発明の他の目的は、真球の度合いが高く、粒子径の揃った真球状樹脂微粒子を簡易に製造できる方法、及び該製造法により得られる真球状微粒子を提供することにある。
非水溶性の樹脂成分であるポリアミド系樹脂(A’)、マトリックス成分(B)、及びブロック共重合体(C)を溶融混合し、前記ポリアミド系樹脂(A’)で形成された粒子が成分(B)からなるマトリックス中に分散した分散体を形成した後、成分(B)からなるマトリックスを除去してポリアミド系樹脂(A’)を主成分とする樹脂粒子を得る樹脂粒子の製造方法であって、ブロック共重合体(C)が、ポリアミド系樹脂(A’)に対して親和性を示すブロックaと成分(B)に対して親和性を示すブロックbとで構成されており、
ブロックaが、
ポリアミド系樹脂(A’)と同じポリマー又はプレポリマーであるポリアミド系樹脂、
ポリアミド系樹脂(A’)との親和性が損なわれない範囲で、ポリアミド系樹脂(A’)と重合度及び重量平均分子量が異なるポリマーであるポリアミド系樹脂、
ポリアミド系樹脂(A’)を構成するポリマーの一部が置換基で置換されたポリマーであるポリアミド系樹脂、並びに
ポリアミド系樹脂(A’)と、190℃、50rpmの条件下で5分間混合したときに均一な混合物を形成可能なポリマーからなる群より選択された少なくとも1つで構成されている樹脂粒子の製造方法を提供する。
前記ブロックaは、
ポリアミド系樹脂(A’)と同じポリマー又はプレポリマーであるポリアミド系樹脂、
ポリアミド系樹脂(A’)との親和性が損なわれない範囲で、ポリアミド系樹脂(A’)と重合度及び重量平均分子量が異なるポリマーであるポリアミド系樹脂、
ポリアミド系樹脂(A’)を構成するポリマーの一部が置換基で置換されたポリマーであるポリアミド系樹脂、並びに
ポリアミド系樹脂(A’)と相溶性を示すポリエステル及びポリウレタン、からなる群より選択された少なくとも1つで構成されていることが好ましい。
前記マトリックス成分(B)は、ポリエチレンオキサイド及び/又はオリゴ糖で構成されており、且つ、
前記ブロックbは、
前記ポリエチレンオキサイドと同じポリマー又はプレポリマー;
前記ポリエチレンオキサイドとの親和性が損なわれない範囲で、前記ポリエチレンオキサイドと重合度及び重量平均分子量が異なるポリマー;
前記ポリエチレンオキサイドを構成するポリマーの一部が置換基で置換されたポリマー;
ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド共重合体;
水溶性ポリプロピレンオキサイド;及びこれらの誘導体;並びに
各種のポリエーテル類からなる群より選択される少なくとも1つで構成されていることが好ましい。
前記ブロック共重合体(C)は、ジブロック共重合体、マルチブロック共重合体、及びグラフト共重合体から選択される少なくとも一つの共重合体であってもよい。また、前記ブロック共重合体(C)の使用量は、例えばポリアミド系樹脂(A’)の30重量%以下である。
なお、本明細書では、上記発明のほか、
非水溶性の樹脂成分(A)、マトリックス成分(B)、及びブロック共重合体(C)を溶融混合し、前記樹脂成分(A)で形成された粒子が成分(B)からなるマトリックス中に分散した分散体を形成した後、成分(B)からなるマトリックスを除去して樹脂成分(A)を主成分とする樹脂粒子を得る樹脂粒子の製造方法であって、ブロック共重合体(C)が、樹脂成分(A)に対して親和性を示すブロックaと成分(B)に対して親和性を示すブロックbとで構成されている樹脂粒子の製造方法、についても説明する。
なお、ポリアミド系樹脂(A’)とは、前記樹脂成分(A)の下位概念である。
また、本明細書では、上記発明のほか、上記樹脂粒子の製造方法で製造された樹脂粒子についても説明する。前記樹脂粒子の粒径は、例えば0.01μm〜20μmである。前記樹脂粒子は、真球状であってもよく、また、前記樹脂粒子は、成分(B)の含有量が、例えば5重量%以下である。
実施例1〜4,6〜8は190℃、実施例5は150℃における粘度(Pa・s)をキャピログラフで測定した。
樹脂微粒子の適当量を純水中に分散させて懸濁液を調製し、これを走査型電子顕微鏡(日本電子製、JSM−6480)の試料台上へ滴下した後、減圧乾燥した。乾燥後、樹脂微粒子の表面に蒸着器を用いて白金を蒸着した後、電子顕微鏡写真を撮影した。得られた電子顕微鏡写真の樹脂微粒子の中で無作為に抽出した100個の粒子に対して最長径aと最短径bを測定し、その比(a/b)を求め、a/bのヒストグラムを作成した。このヒストグラムから所定のa/b以下の粒子の割合を算出し、真球度とした。さらに、粒子径(円換算粒子径)の標準偏差及びCV値(変動係数)を算出した。
走査型電子顕微鏡を用いて得られた樹脂微粒子の形状観察を行った。また、樹脂微粒子の適当量を純水中に分散させて懸濁液を調製し、レーザー回折型粒度分布計(堀場製作所製、LA−910)を用いて中心径を測定した。
ステアリン酸(142g)と12−アミノウンデカン酸(645g)を撹拌機付き反応器内で、窒素気流下、250℃で脱水縮合反応させ、末端基がステアリル基とカルボキシル基で構成されたポリアミド樹脂(分子量1460)を733g製造した。次いで、この反応器に、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(日本油脂社製、商品名「ユニオックス M一2000」:分子量2000)1000gを加えてさらに脱水縮合反応を行い、ポリアミド12とポリエチレンオキサイドのジブロック体を作成した。
n−オクチルアミン64.59gと12−アミノウンデカン酸752.5gを、撹拌機付き反応器内で、窒素気流下、250℃で脱水縮合反応させ、末端基がステアリル基とカルボキシル基で構成されたポリアミド樹脂(分子量1500)を754g製造した。次いで、この反応器に、スチレン−無水マレイン酸−メトキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル共重合体(日本油脂社製、商品名「マリアリムAKM−0531)を400g添加し、200℃で1時間撹拌することによりし、スチレン−無水マレイン酸−メトキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル共重合体にポリアミド12がグラフトされたグラフト重合体を作成した。
ドデカン二酸46gと12−アミノウンデカン酸387gを、撹拌機付き反応器内で、窒素気流下、250℃で6時間脱水縮合反応させ、末端基がカルボキシル基で構成されたポリアミド樹脂(分子量2000)を400g製造した。次いで、この反応器に、ポリエチレンオキサイド(三洋化成社製、商品名「PEG−2000」:分子量2000)333g、及びテトラブチルチタネートの0.5重量%へキサン溶液15ccを反応器に加え、減圧下で脱水縮合反応をさらに6時間行い、ポリアミド12とポリエチレンオキサイドのマルチブロック体を作成した。
ビスフェノールA型固形エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(JER)社製、商品名「エピコート1004」)160gと、アミノ変性ポリエーテル(三井ファインケミカル製、商品名「ジェファーミンD2000」)400gをトルエンに分散溶解し、撹拌装置の付属したステンレスのフラスコにより90℃で、4時間撹拌し、次いでトルエンを減圧下で除くことにより、エポキシ樹脂とポリエーテルのブロック体を作成した。
ポリアミド12(ダイセル・デグサ社製、商品名「ダイアミドL1640」;粘度約290Pa・s)30部、ポリエチレンオキサイド(明成化学社製、商品名「アルコックスR−1000」;分子量25〜30万、粘度約600Pa・s)100部、及び製造例1で得たポリアミド12とポリエチレンオキサイドのジブロック共重合体5部を、二軸押し出し機を用いて190℃で混練し、得られた溶融混合物を、ダイホールが3穴(同じ高さに設けられている)のダイから水平方向にストランド状(径:約4mm)に押し出し、直ぐ下に設けられた押出方向に水平に移動するベルトコンベアにのせて搬送して冷却する方法(ベルトクーラー方式:ダイの穴からベルトコンベア表面までの垂直距離は0.1m、押出及びベルトコンベアの速度は共に5m/分、ストランドの搬送距離は5m)で冷却し、ポリアミド12からなるパウダーがオリゴ糖及びポリエチレンオキサイドのマトリックス中に分散されたペレットを作成した。
次いで、得られたペレットを5重量%濃度となるように水に溶解し、5Aのろ紙を用いてヌッチェで減圧濾過する洗浄工程を10回繰り返すことによりペレットに含まれる水溶性のポリエチレンオキサイドを溶解除去し、得られたケーキを80℃で減圧乾燥することにより、ポリアミドの真球状の粒子(パウダー)を得た。
得られた真球状ポリアミド粒子の真球度は、a/bが1.25以下の粒子の割合100%、1.10以下の粒子の割合99%、1.05以下の粒子の割合98%、粒子径のCV値は19%、中心径は0.9ミクロンであった。
実施例1において、ブロック共重合体を用いなかった点以外は実施例1と同様の操作を行い、ポリアミド粒子を得た。
得られたポリアミド粒子の真球度は、a/bが1.25以下の粒子の割合100%、1.10以下の粒子の割合97%、1.05以下の粒子の割合95%、粒子径のCV値は22%、平均長径は15.2ミクロンであった。
ポリアミド12(ダイセル・デグサ社製、商品名「ダイアミドL1940」;粘度約500Pa・s)30部、オリゴ糖(東和化成社製、商品名「粉末還元澱粉糖化物PO−10」)65部、D−ソルビトール35部(オリゴ糖とD−ソルビトールの混合物の粘度約5Pa・s)、及び製造例2で得たスチレン−無水マレイン酸−メトキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル共重合体にポリアミド12がグラフトされたグラフト重合体5部を、二軸押し出し機を用いて190℃で混練し、得られた溶融混合物をベルトクーラー方式(実施例1と同条件)で冷却し、ポリアミド12からなるパウダーがオリゴ糖及びポリエチレンオキサイドのマトリックス中に分散されたペレットを作成した。
次いで、得られたペレットを5重量%濃度となるように水に溶解し、5Aのろ紙を用いてヌッチェで減圧濾過する洗浄エ程を10回繰り返すことにより、ペレットに含まれる水溶性のオリゴ糖及びポリエチレンオキサイドを除去し、得られたケーキを80℃で減圧乾燥することにより、ポリアミドの真球状の粒子(パウダー)を得た。
得られた真球状ポリアミド粒子の真球度は、a/bが1.25以下の粒子の割合100%、1.10以下の粒子の割合98%、1.05以下の粒子の割合97%、粒子径のCV値は21%、中心径は2.4ミクロンであった。
実施例2において、ブロック共重合体として、製造例1で得たジブロック共重合体10部を用いた点以外は、実施例2と同様の操作を行ってポリアミドの真球状の粒子(パウダー)を得た。
得られた真球状ポリアミド粒子の真球度は、a/bが1.25以下の粒子の割合100%、1.10以下の粒子の割合99%、1.05以下の粒子の割合97%、粒子径のCV値は17%、中心径は2.0ミクロンであった。
実施例2において、ブロック共重合体を用いなかった点以外は実施例2と同様の操作を行い、ポリアミド粒子を得た。
得られたポリアミド粒子の真球度は、a/bが1.25以下の粒子の割合100%、1.10以下の粒子の割合96%、1.05以下の粒子の割合94%、粒子径のCV値は23%、平均長径は66.2ミクロンであった。
ポリアミド12(ダイセル・デグサ社製、商品名「ダイアミドL1500」;粘度約160Pa・s)30部、ポリエチレンオキサイド(明成化学社製、商品名「アルコックスR−1000」;分子量25〜30万、粘度約600Pa・s)100部、及び製造例3で得たマルチブロック共重合体5部を、二軸押し出し機を用いて190℃で混練し、得られた溶融混合物をベルトクーラー方式(実施例1と同条件)で冷却し、ポリアミド12からなるパウダーがポリエチレンオキサイドのマトリックス中に分散されたペレットを作成した。
次いで、得られたペレットを5重量%濃度となるように水に溶解し、5Aのろ紙を用いてヌッチェで減圧濾過する洗浄工程を10回繰り返すことによりペレットに含まれる水溶性のポリエチレンオキサイドを溶解除去し、得られたケーキを80℃で減圧乾燥することにより、ポリアミドの真球状の粒子(パウダー)を得た。
得られた真球状ポリアミド粒子の真球度は、a/bが1.25以下の粒子の割合100%、1.10以下の粒子の割合98%、1.05以下の粒子の割合96%、粒子径のCV値は20%、中心径は1.2ミクロンであった。
実施例2において、ブロック共重合体として、ヒドロキシエチルセルロース(ダイセル化学工業(株)製、商品名「S−400」)3部を用いた点以外は、実施例2と同様の操作を行ってポリアミドの真球状の粒子(パウダー)を得た。なお、溶融混合物の押出時の粘度は 5.5Pa・sであった。
得られた真球状ポリアミド粒子の真球度は、a/bが1.25以下の粒子の割合100%、1.10以下の粒子の割合97%、1.05以下の粒子の割合96%、粒子径のCV値は20%、中心径は3.2ミクロンであった。
ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、商品名「ノバテックHJ490」;粘度約380Pa・s)25部、ポリエチレンオキサイド(明成化学社製、商品名「E−100」;粘度約800Pa・s)75部、ポリエチレン主鎖にポリエチレンオキサイドがグラフトされたグラフト重合体(住友化学社製、商品名「スミエード300G」)10部を、二軸押し出し機を用いて150℃で混練し、得られた溶融混合物をベルトクーラー方式(実施例1と同条件)で冷却し、ポリエチレンからなるパウダーがポリエチレンオキサイドのマトリックス中に分散されたペレットを作成した。
次いで、得られたペレットを5重量%%濃度となるように水に溶解し、5Aのろ紙を用いてヌッチェで減圧濾過する洗浄工程を10回繰り返すことによりペレットに含まれる水溶性のポリエチレンオキサイドを溶解除去し、得られたケーキを80℃で減圧乾燥することにより、ポリエチレンの真球状の粒子(パウダー)を得た。
得られた真球状ポリアミド粒子の真球度は、a/bが1.25以下の粒子の割合100%、1.10以下の粒子の割合98%、1.05以下の粒子の割合96%、粒子径のCV値は16%、中心径は3.3ミクロンであった。
ポリアミド12(ダイセル・デグサ社製、商品名「ダイアミドL1500」)に10重量%の酸化チタン(石原産業社製、商品名「CR−90」)を混合したポリアミド組成物30部、ポリエチレンオキサイド(明成化学社製、商品名「アルコックスR−1000」:分子量25〜30 万)100部、及び製造例1で得たポリアミド12とポリエチレンオキサイドのジブロック重合体5部を、二軸押し出し機を用いて190℃で混練し、得られた溶融混合物をベルトクーラー方式(実施例1と同条件)で冷却し、ポリアミド組成物からなるパウダーがポリエチレンオキサイドのマトリックス中に分散されたペレットを作成した。
次いで、得られたペレットを5重量%濃度となるように水に溶解し、5Aのろ紙を用いてヌッチェで減圧濾過する洗浄工程を10回繰り返すことによりペレットに含まれる水溶性のポリエチレンオキサイドを溶解除去し、得られたケーキを80℃で減圧乾燥することにより、ポリアミドの真球状の粒子(パウダー)を得た。
得られた真球状ポリアミド粒子の真球度は、a/bが1.25以下の粒子の割合100%、1.10以下の粒子の割合98%、1.05以下の粒子の割合96%、粒子径のCV値は17%、中心径は6.1ミクロンであった。
実施例7において、ブロック共重合体を用いなかった点以外は実施例7と同様の操作を行い、ポリアミド粒子を得た。
得られたポリアミド粒子の真球度は、a/bが1.25以下の粒子の割合100%、1.10以下の粒子の割合95%、1.05以下の粒子の割合93%、粒子径のCV値は26%、平均長径は29.7ミクロンであった。
ビスフェノールA型固形エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(JER)社製、商品名「エピコート1004」)100部、ヘキサヒドロ無水フタル酸(硬化剤)40部、2−ヘプタデシルイミダゾール(硬化剤)1部を押出機により125℃で混練し、ペレット化した(溶融粘度340Pa・s)。
このエポキシペレットと、ポリエチレンオキサイド(明成化学社製、商品名「アルコックスR−1000」;分子量25〜30万、粘度約600Pa・s)と、製造例4で得たエポキシ樹脂とポリエーテルのジブロック共重合体3部を、二軸押し出し機を用いて200℃で溶融混練し、得られた溶融混合物をベルトクーラー方式(実施例1と同条件)で冷却し、エポキシ樹脂を主成分とする粒子がポリエチレンオキサイドからなるマトリックス中に分散したペレットを作成した。
次いで、得られたペレットを10重量%濃度となるように水に溶解し、5Aのろ紙を用いてヌッチェで減圧濾過する洗浄工程を10回繰り返すことによりペレットに含まれる水溶性のポリエチレンオキサイドを溶解除去し、得られたケーキを80℃で減圧乾燥することによりパウダーを得た。
得られたパウダーは、溶融混練過程で架橋が多少進行していたが、さらに架橋を進めるため、120℃で1時間、150℃で2時間振動をかけながら加熱し、架橋微粒子、エポキシ樹脂の真球状の粒子(パウダー)を得た。
得られた真球状エポキシ樹脂粒子の真球度は、a/bが1.25以下の粒子の割合100%、1.10以下の粒子の割合97%、1.05以下の粒子の割合94%、粒子径のCV値は20%、中心径は1.3ミクロンであった。
Claims (6)
- 非水溶性の樹脂成分であるポリアミド系樹脂(A’)、マトリックス成分(B)、及びブロック共重合体(C)を溶融混合し、前記ポリアミド系樹脂(A’)で形成された粒子が成分(B)からなるマトリックス中に分散した分散体を形成した後、成分(B)からなるマトリックスを除去してポリアミド系樹脂(A’)を主成分とする樹脂粒子を得る樹脂粒子の製造方法であって、ブロック共重合体(C)が、ポリアミド系樹脂(A’)に対して親和性を示すブロックaと成分(B)に対して親和性を示すブロックbとで構成されており、
ブロックaが、
ポリアミド系樹脂(A’)と同じポリマー又はプレポリマーであるポリアミド系樹脂、
ポリアミド系樹脂(A’)との親和性が損なわれない範囲で、ポリアミド系樹脂(A’)と重合度及び重量平均分子量が異なるポリマーであるポリアミド系樹脂、
ポリアミド系樹脂(A’)を構成するポリマーの一部が置換基で置換されたポリマーであるポリアミド系樹脂、並びに
ポリアミド系樹脂(A’)と、190℃、50rpmの条件下で5分間混合したときに均一な混合物を形成可能なポリマーからなる群より選択された少なくとも1つで構成されている樹脂粒子の製造方法。 - ブロックaが、
ポリアミド系樹脂(A’)と同じポリマー又はプレポリマーであるポリアミド系樹脂、
ポリアミド系樹脂(A’)との親和性が損なわれない範囲で、ポリアミド系樹脂(A’)と重合度及び重量平均分子量が異なるポリマーであるポリアミド系樹脂、
ポリアミド系樹脂(A’)を構成するポリマーの一部が置換基で置換されたポリマーであるポリアミド系樹脂、並びに
ポリアミド系樹脂(A’)と相溶性を示すポリエステル及びポリウレタン、からなる群より選択された少なくとも1つで構成されている請求項1記載の樹脂粒子の製造方法。 - マトリックス成分(B)が、ポリエチレンオキサイド及び/又はオリゴ糖で構成されており、且つ、
ブロックbが、
前記ポリエチレンオキサイドと同じポリマー又はプレポリマー;
前記ポリエチレンオキサイドとの親和性が損なわれない範囲で、前記ポリエチレンオキサイドと重合度及び重量平均分子量が異なるポリマー;
前記ポリエチレンオキサイドを構成するポリマーの一部が置換基で置換されたポリマー;
ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド共重合体;
水溶性ポリプロピレンオキサイド;及びこれらの誘導体;並びに
各種のポリエーテル類からなる群より選択される少なくとも1つで構成されている請求項1又は2記載の樹脂粒子の製造方法。 - ブロック共重合体(C)が、ジブロック共重合体、マルチブロック共重合体、及びグラフト共重合体から選択される少なくとも一つの共重合体である請求項1〜3の何れかの項に記載の樹脂粒子の製造方法。
- ブロック共重合体(C)の使用量が、ポリアミド系樹脂(A’)の30重量%以下である請求項1〜3の何れかの項に記載の樹脂粒子の製造方法。
- ポリアミド系樹脂(A’)が熱硬化性樹脂プレポリマーであって、該ポリアミド系樹脂(A’)からなる粒子に架橋処理を施す工程を含む請求項1〜3の何れかの項に記載の樹脂粒子の製造方法。
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