JP2000313733A - 真球状樹脂粒子分散物の製造方法および真球状樹脂粒子 - Google Patents
真球状樹脂粒子分散物の製造方法および真球状樹脂粒子Info
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Abstract
て、粒子径分布のシャープな真球状樹脂粒子分散物の製
造方法を提供する。 【解決手段】 内周面近傍に達する端部を持つ撹拌羽根
を備えた円筒容器内に、樹脂前駆体(A)からなる液状
の分散相(X)および該(A)を溶解しない分散媒
(Y)を供給し、撹拌羽根を高速回転させて(X)およ
び(Y)を遠心力で容器内周面に押し付けて中空の液膜
状で回転させながら、該攪拌羽根の端部の回転で攪拌し
て(X)を(Y)中に分散させるとともに、(A)を硬
化剤(B)と反応させることを特徴とする。
Description
製造方法に関する。更に詳しくは、幅広い粒子径範囲に
おいて粒子径分布がシャープな真球状樹脂分散物の製造
方法に関するものである。
法としては、懸濁重合法、乳化重合法、樹脂溶液を機械
分散または乳化する方法等が知られており、これらの方
法を用いて、その用途において必要な樹脂物性を満足す
ると同時に、必要な目標粒子径の樹脂粒子を得る試みが
なされてきた。目標とする粒子径は、サブミクロンの微
細粒子の領域から数百μmの比較的大粒子径の領域ま
で、その使用用途に応じた粒子径が必要とされる。
ンの樹脂粒子の製造に従来より広く用いられている方法
である。しかしながら、これらの方法は、粒子径分布
のシャープ化が十分とは言えず、特に粒子径が百ミクロ
ン以上でかつ粒子径分布がシャープな樹脂粒子の製造が
困難である;懸濁重合法等では、使用可能な材料がラ
ジカル重合性モノマーに制限される;等の欠点を有して
いる。これらの欠点を改善するものとして、本出願人は
さきに樹脂前駆体であるイソシアネート基末端ウレタン
プレポリマーを水系分散媒中に分散し、これを鎖伸長反
応させることにより真球状のポリウレタン樹脂粒子を得
る方法を提案した(特開平8−120041号公報)。
方法は、粒子径および粒子径分布の制御にかなりの効果
はあるものの、粒子径分布のシャープさの点で未だ十分
とはいえない。本発明は、数十μm以上、特に百μmを
越えるような大粒子径の真球状樹脂粒子おいて、粒子径
分布のシャープ化を図り、更には、サブミクロン〜数百
ミクロンの広い粒子径範囲において、粒子径分布のシャ
ープな真球状樹脂粒子分散物の製造方法を提供すること
を目的とする。
を解決する方法について鋭意検討した結果、本発明に到
達した。すなわち本発明は、内周面近傍に達する端部を
持つ撹拌羽根を備えた円筒容器内に、樹脂前駆体(A)
からなる液状の分散相(X)および該(A)を溶解しな
い分散媒(Y)を供給し、撹拌羽根を高速回転させて
(X)および(Y)を遠心力で容器内周面に押し付けて
中空の液膜状で回転させながら、該攪拌羽根の端部の回
転で攪拌して(X)を(Y)中に分散させるとともに、
(A)を硬化剤(B)と反応させることを特徴とする真
球状樹脂粒子分散物の製造方法;該製造方法で得られ、
平均粒子径が10〜500μm、且つ下記式で示される
粒子径分布εが0〜1.2であることを特徴とする真球
状樹脂粒子分散物; ε=(D90−D10)/D50 [式中、D90、D10およびD50は、それぞれ相対
累積粒子径分布曲線における累積量が90%、10%お
よび50%のときの粒子径である。]並びに、該分散物
から分散媒(Y)を除去してなる真球状樹脂粒子であ
る。
回転軸を中心とする円筒形状を有していれば特に制限は
なく、必要により上方または下方に向かってテーパー面
を有していてもよい。また、必要により一定の厚さを有
する液膜を得るために円筒容器の上部に遮流板を設ける
ことができる。撹拌羽根の形状は、円筒容器の内周面近
傍にその端部を有していれば特に限定されないが、具体
例としては、プロペラ羽根、ディスクタービン羽根、歯
付インペラ羽根、バドルタービン羽根、ミリングホイー
ル羽根、ワーヤーホイール羽根等が挙げられる。また、
円筒容器の内径は通常50〜1,000mm、好ましく
は80〜500mmである。
間は、該端部が該内周面に圧着形成される処理液の液膜
に充分に接液する範囲内であれば特に限定されないが、
通常0.01〜100mm、好ましくは0.1〜10m
mである。また、攪拌羽根の高速回転で円筒容器内周面
に圧着形成される液膜の厚さは通常0.3〜300m
m、好ましくは0.5〜100mmである。
(Y)を供給する方法は特に限定されないが、容器上部
から別々に供給してバッチ方式で分散させる方法、容器
下部から連続的に供給して連続分散させる方法などが挙
げられる。
体(A)の種類、分散相(X)の粘度、分散媒(Y)の
種類、分散時の温度等の条件を考慮した上で、撹拌羽根
の種類、撹拌羽根の回転数、分散相(X)および分散媒
(Y)の供給量を適宜選択することで、所望の粒子径に
コントロールすることができるが、回転羽根の周速は、
通常1〜100m/sec、好ましくは3〜50m/s
ecである。周速が1m/sec未満の場合は、粒子径
分布がブロードになり、100m/secを越えると粒
子径が小さくなりすぎ本発明の目的である10μm以上
の粒子が得られない。攪拌羽根の回転数は、羽根の回転
直径を考慮して周速が上記範囲内になるように設定され
るが、通常100〜30.000rpm、好ましくは5
00〜15,000rpmである。
樹脂前駆体(A)と硬化剤(B)との重付加反応により
形成される樹脂、たとえばポリウレタン樹脂およびエポ
キシ樹脂等が挙げられる。
ソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(A1)が用
いられ、エポキシ樹脂の前駆体としてはポリエポキシ化
合物(A2)が用いられる。
シアネート(a1)と、数平均分子量が500〜10,
000の高分子ジオール(a2)および必要により低分
子ジオール(a3)とから誘導されるイソシアネート基
末端ウレタンプレポリマーである。
は、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)2〜
18の脂肪族ジイソシアネート[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、2,2,4−トリメチルヘキサンジイソシ
アネート、リジンジイソシアネートなど];炭素数4〜
15の脂環式ジイソシアート[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)など];炭素数6〜20の芳香族ポリイソシア
ネート[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)、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)など];炭素数8〜12の芳香脂肪族ジイソ
シアネート[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];これらのジイソシアネ
ートの変性物(カーボジイミド基、ウレトジオン基、ウ
レトイミン基、ウレア基、ビューレット基、イソシアヌ
レート基、ウレタン基等を有する変性物など);および
これらの2種以上の併用が挙げられる。これらのうち好
ましいものは、HDI、IPDI、水添MDI、XDI
およびTMXDIであり、特に好ましいものはHDI、
IPDIおよび水添MDIである。
ステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリエーテル
エステルジオールおよびこれらの2種以上の混合物が挙
げられる。
低分子ジオールとジカルボン酸もしくはそのエステル
形成性誘導体との縮合重合による縮合ポリエステルジオ
ール;低分子ジオールを出発物質としてラクトンモノ
マーを開環重合させて得られるポリラクトンジオール;
縮合ポリエステルジオールにラクトンモノマーを開環
重合させて得られるポリエステルポリラクトンジオー
ル;低分子ジオールと炭酸エステル(炭酸ジメチル、
エチレンカーボネート等)との縮合重合によるポリカー
ボネートジオール;およびこれらの2種以上の混合物が
挙げられる。
ルとしては、炭素数2〜12またはそれ以上の脂肪族ジ
オール類[直鎖ジオール(エチレングリコール、1,4
−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9
−ノナンジオールなど)、分岐鎖を有するジオール(プ
ロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メ
チル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−
1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−もしく
は2,3−ブタンジオールなど);分子量500未満の
ポリアルキレン(炭素数2〜4)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、ポリオキ
シテトラメチレングリコールなど);環状基を有するジ
オール類(たとえば特公昭45−1474号公報記載の
もの、例えば1,4−シクロヘキサンジメタノール、水
添ビスフェノールA、m−またはp−キシレングリコー
ルなど);これらのアルキレン(炭素数2〜4)オキサ
イド低モル付加物(分子量500未満);多価フェノー
ル類[単環2価フェノール類(カテコール、ハイドロキ
ノンなど)、ビスフェノール類(ビフェノール、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)など]のアルキレン(炭素数2〜4)オキサイド低
モル付加物(分子量500未満);およびこれらの2種
以上の混合物が挙げられる。
り3価以上のポリオール(トリメチロープロパン、グリ
セリン等)を併用してもよい。該3価以上のポリオール
を併用する場合のその量は、低分子ポリオール中5モル
%以下である。
エステル形成性誘導体としては、炭素数2〜12の脂肪
族ジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、
グルタル酸、アゼライン酸、マレイン酸、フマル酸な
ど)、炭素数8〜15の芳香族ジカルボン酸(フタル
酸、テレフタル酸、イソフタル酸など)、これらのエス
テル形成性誘導体[無水物、低級アルキル(炭素数1〜
4)エステルなど]およびこれらの2種以上の併用など
が挙げられる。好ましいものはアジピン酸、テレフタル
酸およびイソフタル酸である。また、上記ジカルボン酸
と共に必要によりカルボン成分中5モル%を越えない量
の3価以上の多価カルボン酸を併用してもよい。このよ
うな多価カルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族
ポリカルボン酸[(無水)トリメリット酸、(無水)ピ
ロメリット酸など)などが挙げられる。
としては、炭素数4〜15またはそれ以上のラクトン、
例えばγ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン、γ−
バレロラクトンおよびこれらの2種以上の併用が挙げら
れる。
としては、ポリネオペンチルアジペートジオール、ポリ
エチレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンア
ジペートジオール、ポリブチレンヘキシレンアジペート
ジオール、ポリ−3−メチルペンタンアジペートジオー
ル、ポリブチレンイソフタレートジオール、ポリ(ジエ
チレングリコール)テレフタレートジオール、ポリカプ
ロラクトンジオール、ポリヘキサメチレンカーボネート
ジオールなどが挙げられる。
の活性水素原子を有する化合物(たとえば前記低分子ジ
オール、2価のフェノール類、アミン類など)にアルキ
レンオキサイドが付加した構造の化合物が挙げられる。
たはそれ以上のアルキルもしくはアルケニルアミン、シ
クロヘキシルアミン、アニリン、ピペラジンなどが挙げ
られる。
レンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(P
O)、1,2−、1,3−、1,4−もしくは2,3−
ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、炭素数5〜
10またはそれ以上のα−オレフンオキサイド、エピク
ロルヒドリンおよびこれらの2種以上の併用系(ブロッ
クおよび/またはランダム付加)が挙げられる。好まし
いものはEO、PO、1,4−ブチレンオキサイドおよ
びこれらの2種以上の併用である。
は、低分子ジオールにアルキレンオキサイドが付加した
ものおよびポリテトラメチレンエーテルグリコールであ
り、さらに好ましいものはネオペンチルグリコールにP
Oが付加したものである。
ては、上記ポリエーテルジオールの1種以上と前記ポリ
エリエステルジオールの原料として例示したジカルボン
酸もしくはそのエステル形成性誘導体の1種以上とを縮
重合させて得られるものが挙げられる。
10,000、好ましくは800〜5,000、さらに
好ましくは1,000〜3,000である。数平均分子
量が500未満では得られる樹脂の性能(強度、ソフト
感等)が不十分となり、10,000を越えると分散相
(X)の粘度が高くなりすぎ分散が不安定となる。
分子ジオール(a3)としては、前記ポリエステルジオ
ールの出発物質として例示した化合物が使用できる。該
(a3)として好ましいものは脂肪族ジオールである。
(a3)を併用する場合のその量は、ポリオール成分全
量に基づいて通常50モル%以下、好ましくは0.5〜
30モル%である。
ー(A1)を形成する際の(a1)のイソシアネート基
と(a2)および(a3)の水酸基との当量比(NCO
/OH)は、通常1〜3、好ましくは1.3〜2.5で
ある。また、(A1)の遊離イソシアネート基含量は通
常1〜10質量%、好ましくは3〜6質量%である。
粒子を形成させるために用いられる硬化剤(B1)とし
ては、鎖伸長剤または架橋剤、たとえば水、ポリアミン
類、ポリアミン類のケチミン化物、多価アルコール類、
ポリチオール類、アミノアルコール類、アミノカルボン
酸およびこれらの2種以上の併用が挙げられる。
2〜12の脂肪族ジアミン(例えばエチレンジアミン、
プロピレンジアミン、1,6−ヘキサンジアミンな
ど)、炭素数4〜15の脂環族ジアミン(例えば4,
4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、4,4’−ジ
アミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシル、1,4
−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミンな
ど)、炭素数6〜15の芳香環含有ジアミン(例えばフ
ェニレンジアミン、、ジアミノトルエン、ジエチルトル
エンジアミン、キシリレンジアミン、α,α,α’,
α’−テトラメチルキシリレンジアミンなど)、複素環
式ジアミン(例えばピペラジンなど)など];3〜6価
またはそれ以上のポリアミン[ポリアルキレン(炭素数
2〜4)ポリアミン(例えばジエチレントリアミン、ト
リエチレンテトラミン、ジプロピレントリアミン、トリ
エチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミンな
ど)、ポリエチレンイミン(重合度3〜10またはそれ
以上)など]およびこれらの2種以上の併用が挙げられ
る。
記ポリアミン類のアミノ基の一部または全部をケトン類
(例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサノンなど)と反応させてケチ
ミン化した化合物が挙げられる。ケトン類のうち好まし
いものはアセトンおよびメチルエチルケトンである。ケ
チミン化合物を合成する方法としては特に限定されず公
知の方法を用いてよく、例えば、アミン類と過剰量のケ
トン類の混合物を加熱し、必要により生成した水を除去
する方法が例示できる。上記ケチミン化の反応率は、ア
ミノ基のモル数を基準として、通常20%以上、好まし
くは50〜100%、更に好ましくは80〜100%で
ある。
テルポリオールの原料に例示した低分子ジオールおよび
トリオールのほかに、4〜6価またはそれ以上の多価ア
ルコール(例えばペンタエリスリトール、ジグリセリ
ン、ソルビトールなど)、3級アミノ基を有するアルコ
ール[例えばトリエタノールアミン、トリイソプロパノ
ールアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(ヒドロ
キシエチル)エチレンジアミンなど]などが挙げられ
る。
アルコールにアルカリの存在下で硫化水素を反応させて
水酸基をメルカプト基に置換した化合物が挙げられる。
2のモノまたはジアルカノールアミン(例えばモノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノー
ルアミン、N−ヒドロキシエチルアニリンなど)などが
挙げられる。
2またはそれ以上のアミノカルボン酸(例えばアミノプ
ロピオン酸、アミノカプロン酸など)などが挙げられ
る。
好ましいものは、脂環族ジアミン、脂肪族ジアミンおよ
びこれらのケチミン化物であり、特に好ましいのはイソ
ホロンジアミン、1,6−ヘキサンジアミンおよびこれ
らのケチミン化物である。(B1)として2官能のもの
を用いた場合は熱可塑性ポリウレタン樹脂粒子が得ら
れ、3官能以上のものを用いた場合は通常三次元架橋し
たポリウレタン樹脂粒子が得られる。
て、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(A
1)のイソシアネート基1当量に対する(B1)の当量
比は、通常0.5〜2当量、好ましくは0.7〜1.5
当量、さらに好ましくは0.8〜1.2当量である。
[モノアルコール(メタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノールなど)、モノアミン(モノエチルアミ
ン、モノブチルアミン、ジブチルアミンなど)、アルカ
ノール(炭素数2〜4)アミン(モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミンなど)など]を用いることがで
きる。該反応停止剤の使用量は(A1)のイソシアネー
ト基1当量に対して通常0〜0.2当量、好ましくは
0.05〜0.15当量である。
あるポリエポキシ化合物(A2)としては、芳香族系、
脂環族系、脂肪族系および複素環系のポリエポキシ化合
物が挙げられる。
価フェノールのポリグリシジルエーテル体およびポリグ
リシジル芳香族ポリアミンが挙げられる。多価フェノー
ルのポリグリシジルエーテル体としては、ビスフェノー
ル類(ビスフェノールF、ビスフェノールA、ビスフェ
ノールB、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、テ
トラブロモビスフェノールA、テトラクロロビスフェノ
ールA、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、オクタク
ロロ−4,4’−ジヒドロキシビフェニルなど)のジグ
リシジルエーテル;単環2価フェノール(カテコール、
レゾルシノール、ハイドロキノンなど)のジグリシジル
エーテル;単環3価フェノール(ピロガロールなど)の
トリグリシジルエーテル;多核2価フェノール(1,5
−ジヒドロキシナフタレンなど)のジグリシジルエーテ
ル;フェノールまたはクレゾールノボラック樹脂のポリ
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モルと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との縮合反応によ
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;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などが挙げ
られる。また、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およびビ
スフェノール類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
ーテル体も含まれる。ポリ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およびN,
N,N’,N’−テトラグリシジルジフェニルメタンジ
アミンが挙げられる。
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、ビス(3,4−エポキシ−6−メチ
ルシクロヘキシルメチル)ブチルアミンなどが挙げられ
る。また、脂環族系ポリエポキシ化合物には、前記芳香
族系ポリエポキシ化合物の核水素化物も含まれる。
肪族多価アルコール類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、およびポリグリ
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、2〜6価また
はそれ以上の多価アルコール類[エチレングリコール、
プロピレングリコール、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、ソルビトール、ポリグ
リセリン、これらのポリオキシアルキレン(炭素数2〜
4)エーテルなど]のポリグリシジルエーテル;グリシ
ジル(メタ)アクリレートを構成単位として含むビニル
系(共)重合体(数平均分子量が500〜10,000
またはそれ以上)などが挙げられる。多価脂肪酸のポリ
グリシジルエステル体としては、2〜3価またはそれ以
上の脂肪族ポリカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、ア
ゼライン酸、ドデカン二酸など)のジグリシジルエステ
ル体が挙げられる。ポリグリシジル脂肪族アミンとして
は、例えばN,N,N’,N’−テトラグリシジルヘキ
サメチレンジアミンなどが挙げられる。
えばトリスグリシジルメラミンなどが挙げられる。
ノール類のジグリシジルエーテルおよび脂肪族多価アル
コールのポリグリシジルエーテルである。該(A2)の
エポキシ当量は、通常100〜3,000、好ましくは
200〜1,000である。また、エポキシ基の数は通
常2〜6またはそれ以上である。
させるために用いられる硬化剤(B2)としては、前記
(B1)に例示したポリアミン類、そのケチミン化物お
よびポリチオール類のほかに、炭素数4〜15またはそ
れ以上のポリカルボン酸無水物(無水コハク酸、無水フ
タル酸、テトラヒドロ無水コハク酸、ドデセニル無水コ
ハク酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、メ
チルシクロヘキセンジカルボン酸無水物など);ポリア
ミドポリアミン[例えば重合脂肪酸(ダイマー酸)と過
剰当量の(ポリ)アルキレンポリアミン(エチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン等)との重縮合物など];
イミダゾール類(2−メチルイミダゾール、2−エチル
−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール
など);ポリオキサゾリン類[例えばN−ヒドロキシア
ルキル(炭素数1〜30)オキサゾリジンとポリイソシ
アネートとの反応物、N−ヒドロキシアルキル(炭素数
1〜30)オキサゾリジンとポリカルボン酸(コハク
酸、アジピン酸、フタル酸等)とのエステルなど];お
よびこれらの2種以上の併用が挙げられる。
基1当量に対して通常0.5〜1.5当量、好ましくは
0.7〜1.2当量である。
でエポキシ樹脂に通常用いられる硬化促進剤を使用する
ことができる。このような硬化促進剤としては、リン系
化合物(例えばトリフェニルホスフィン、トリフェニル
ホスファイトなど);イミダゾール類(例えば2−メチ
ルイミダゾール、2−フェニルイミダゾールなど);第
三アミン類[例えば2−(ジメチルアミノメチル)フェ
ノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)
フェノール、ベンジルジメチルアミン、1,8−ジアザ
ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7]などが挙げら
れる。硬化促進剤の使用量は、(A2)と(B2)の合
計質量に基づいて通常5質量%以下、好ましくは0.1
〜3質量%である。
は、必要により有機溶剤(C)で希釈および/または加
熱温調[温度T1:分散時の分散相(X)の温度に相
当]して分散相(X)の粘度等を調整してもよい。上記
(C)としては、例えば、エステル系溶剤(酢酸メチ
ル、酢酸エチル、酢酸ブチル等)、ケトン系溶剤(アセ
トン、メチルエチルケトン等)、炭化水素系溶剤(ベン
ゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘキ
サン、n−ヘプタンなど)などが挙げられる。
好ましい(C)としては、温度T1における水に対する
溶解度が5g以上の有機溶剤(c1)、例えば酢酸エチ
ル、メチルエチルケトン、アセトンおよびこれらの2種
以上の混合物が挙げられる。ここで、溶解度は100g
の水に対する溶解度を表す。該(c1)に加えて、さら
に温度T1における水に対する溶解度が5g未満の有機
溶剤(c2)、例えばトルエン、キシレン、n−ヘキサ
ン、n−ヘプタンなどを併用することにより、より安定
な真球状樹脂分散物を得ることができる。
準で、(c1)の場合は通常0〜50質量%、好ましく
は10〜40質量%であり、(c2)の場合は通常0〜
15質量%、好ましくは1〜10質量%である。
常20〜100℃、好ましくは30〜75℃である。T
1を上記範囲内とすることで、(A)と(B)の急激な
反応を制御しながら、安定な真球状樹脂分散物を得るこ
とができる。また、(X)の温度T1における粘度は、
通常100〜10000mPa・s、好ましくは200
〜5000mPa・sである。粘度を上記範囲とするこ
とで、安定な真球状樹脂分散物をスムーズに得ることが
できる。
体(A)からなるが、該(A)とともに必要により
(A)および(B)と反応性を有しない重量平均分子量
1,000〜50,000またはそれ以上の樹脂(d)
を含有させることもできる。該(d)としては、例えば
ポリエステル系樹脂、変性ポリエステル系樹脂、ポリウ
レタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポ
リカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリ(メ
タ)アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフ
ィン系樹脂等が挙げられる。(d)を含有させる場合の
(d)と(A)の質量比は、通常、0/100〜95/
5の範囲である。該分散相(X)には、さらに必要によ
り従来公知の無機系あるいは有機系の樹脂用添加剤(酸
化防止剤、耐光安定剤など)、可塑剤、顔料、フィラ
ー、ブロッキング防止剤などを含有させることもでき
る。
(X)中に予め存在させておいてもよいし、(Y)中に
存在させておいてもよい。また、(X)を(Y)中に分
散した後の分散物中に(B)を添加してもよい。好まし
くは(B)を(X)中に予め存在させる方法であり、さ
らに好ましくは(B)と(X)とを連続混合しながら、
連続的に(Y)中に分散する方法である。
前駆体(A)を溶解しないものであれば特に制限はされ
ないが、水系媒体であることがより好ましい。水系媒体
としては水単独でもよいが、水と混和可能な有機溶剤、
例えば、アルコール(メタノール、イソプロパノール、
エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テ
トラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブな
ど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンな
ど)を併用することもできる。分散媒(Y)の使用量
は、分散相(X)100質量部に対して、通常50〜2
000質量部、好ましくは100〜1000質量部であ
る。(Y)の量を上記範囲内とするこで、安定な真球状
樹脂分散物をよりスムーズに得ることができる。
の目的で必要により公知の分散剤を含有させることがで
きる。(Y)が水系媒体の場合の好ましい分散剤として
は、水溶性高分子(メチルセルロース、ポリビニルアル
コール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸塩
類、ポリビニルピロリドンなど)、無機粉末(炭酸カル
シウム粉末、リン酸カルシウム粉末、ハイドロキシアパ
タイト粉末、シリカ粉末など)、界面活性剤(ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウ
ムなど)などが挙げられる。分散剤の使用量は、(Y)
の質量基準で、通常10質量%以下、好ましくは0.0
01〜8質量%、さらに好ましくは0.01〜5質量%
である。10質量%を越えると、樹脂物性に影響を及ぼ
す場合があり好ましくない。
制御する点から、分散相(X)の温度と同様に、分散媒
(Y)の温度も重要である。(Y)の温度は、通常20
〜100℃、好ましくは30〜75℃である。更には
(Y)の温度T2を、(X)の温度T1に対して、T1
±10℃の範囲とすることによりより均一な分散物を得
ることができる。
れた分散相(X)および分散媒(Y)を円筒容器内に導
入し、攪拌羽根の高速回転による遠心力で容器内周面に
液膜を圧着形成せしめ、これを回転する該攪拌羽根の端
部に接触させて攪拌することにより(X)を(Y)中に
分散させ、必要により加熱反応、脱溶剤を行うことによ
って真球状樹脂粒子分散物(E)を得る。
(Y)中に分散させるに当たり、分散方式としては、バ
ッチ式および連続式の何れもが可能であるが、本発明の
効果を最大限に発揮するためには、連続式での分散がよ
り好ましい。分散を連続で行う方法としては、たとえ
ば、攪拌羽根の周速を一定に保ちながら(X)および
(Y)をそれぞれ送液ポンプ(例えばプランジャー式ポ
ンプ、ダイヤフラム式ポンプ、ベローズ式ポンプなど)
などにより円筒容器の下部から連続的に供給し、形成さ
れた分散物を円筒容器の上部に設けた排出口から連続的
に取り出す方法が挙げられる。必要により分散物をタン
ク等に移送し、加熱反応、脱溶剤を行ってもよい。攪拌
羽根の周速、分散時間(容器内周面の液膜の滞留時間)
等は目的とする樹脂粒子の粒子径に応じて適宜選択され
る。分散時間は通常1〜300秒、好ましくは1.5〜
120秒、さらに好ましくは2〜30秒である。分散時
間が1秒未満では粒子径分布がブロードになり、300
を越えると粒子径が小さくなりすぎ目的とする平均粒子
径の分散物が得られない場合がある。また、(X)と
(Y)の供給速度は、円筒容器の容積と分散時間を考慮
して設定される。
好ましくは40〜95℃の温度範囲で行われる。反応時
間は通常0〜24時間、好ましくは2〜12時間であ
る。
脂粒子分散物(E)の樹脂粒子は、平均粒子径(D)が
10〜500μmで、且つ粒子径分布εが0〜1.2で
あり、広い粒子径範囲において、粒子径分布がシャープ
であるという特徴を有する。さらに該(E)は、従来の
方法では形成が避けられなかった異形粒子(微粒子の凝
集した異形物、楕円形、棒状あるいは針状に変形した異
形粒子など)を含有しない。
子分散物(E)の樹脂粒子の平均粒子径は通常0.1〜
500μmであるが、本発明の効果を充分に発揮するた
めには、好ましい平均粒子径Dは、10μm≦D≦30
0μm、さらに好ましくは100μm≦D≦300μm
である。また、好ましい粒子径分布は、εが0〜0.
5、さらに好ましくは0〜0.2である。
子径分布εはレーザー回折式粒子径分布測定装置等によ
り測定することができる。得られる相対累積粒子径分布
曲線において、Dは累積量が50%のときの粒子径:D
50に相当し、εは累積量が90%のときの粒子径D9
0、累積量が10%ときの粒子径D10、およびD50
により、下式のように定義される。 ε=(D90−D10)/D50
(E)から公知の方法(濾別、洗浄、乾燥等)により分
散媒(Y)を除去することにより、真球状樹脂粒子
(F)を得ることができる。該(F)は、真球状で且つ
粒子径分布が極めてシャープであるため、高い粉体流動
性、均一な塗膜形成性等の優れた性能示す。
て公知の添加剤(顔料、染料、離型剤、滑剤、可塑剤等
の改質剤、アンチブロッキング剤、カップリング剤、耐
候安定剤、耐熱安定剤、難燃剤など)を含有させてもよ
い。これらの添加剤の使用量は、樹脂前駆体(A)に対
する質量基準で通常0〜40質量%の範囲で、その使用
目的および効果を考慮して適宜選択される。添加剤は、
分散前の段階で予め分散相(X)または分散媒(Y)中
に含有させておいてもよいし、分散後に添加してもよ
い。また、得られる樹脂粒子に添加して粉体混合しても
よい。
散物または真球状樹脂粒子は、芯地用接着剤、スエード
調塗料、ホットメルト接着剤、粉体塗料、スラシュ成形
用材料、各種充填剤、スペーサー、トナー等に好適に用
いることができる。
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。
平均分子量2,000のポリカプロラクトンジオール
[「プラクセルL220AL」、(株)ダイセル製]
2,000部を投入し、3mmHgの減圧下で110℃
に加熱して1時間脱水を行った。続いてイソホロンジイ
ソシアネート(以下IPDI)457部を投入し、11
0℃で10時間反応を行い、遊離イソシアネート含量が
3.6%のイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー
を得た。これを樹脂前駆体(A−1)とする。
つ口フラスコに、アセトン60部、イソホロンジアミン
(以下IPDA)60部を投入して、窒素下で40℃で
12時間反応した。このときの反応率は、65%であっ
た。更に、ジ−n−ブチルアミン14.0部を加え、混
合して鎖伸長剤溶液(B1−1)を得た。
部を混合し55℃に温調して、分散相(X−1)を調製
した。
よびタルク5部を混合し55℃に温調して、分散相(X
−2)を調製した。
5」、(株)クラレ製]15部を水985部に溶解させ
25℃に温調して、分散媒(Y−1)を得た。
18mmの遮流板(液膜の厚さ18mm)を備えた内径
80mm、高さ50mmの円筒容器内に、(Y−1)1
80部を投入した。次に、(X−1)62.5部に(B
1−1)6.6部を混合後、すぐに容器内に投入して、
周速10m/sで20秒間分散を行い分散物を得た。得
られた分散物を、攪拌機、温度計を備えたフラスコ中に
移し、80℃まで昇温して反応を5時間継続した後、減
圧下で溶剤を留去して真球状樹脂粒子分散物(E1)を
得た。得られた分散物(E−1)を濾別、洗浄、乾燥を
行って真球状樹脂粒子(F1)を得た。この(E1)お
よび(F1)の評価結果を表1および表2に示す。
部使用し、周速30m/sで20秒間分散を行った以外
は、実施例1と同様にして、真球状樹脂粒子分散物(E
2)を得た。得られた分散物(E2)から実施例1と同
様にして真球状樹脂粒子(F2)を得た。この(E2)
および(F2)の評価結果を表1および表2に示す。
媒供給口およびL字型ノズルを円筒容器内に接続した分
散相供給口を有し容器の内周面上部に分散物排出口を有
する、歯付インペラ羽根(回転直径76mm)を備えた
直径80mm、高さ50mmの円筒容器に、該羽根を1
0m/sの周速で回転させながら、(Y−1)を67.
5kg/hrの速度で供給し液膜を形成させつつ、(X
−2)および(B1−1)を、それぞれ21.1kg/
hrおよび2.06kg/hrの速度で連続送液し、ス
タティックミキサーを介してこれらを混合しながら分散
相供給口に連続供給して分散(滞留時間約20秒)さ
せ、分散物を排出口から連続的に排出させた。得られた
分散物を実施例1と同様に処理して、真球状樹脂粒子分
散物(E3)および真球状樹脂粒子(F3)を得た。こ
の(E3)および(F3)の評価結果を表1および表2
に示す。
外は実施例3と同様にして真球状樹脂粒子分散物(E
4)および真球状樹脂粒子(F4)を得た。この(E
4)および(F4)の評価結果を表1および表2に示
す。
−1)62.5部に(B1−1)を混合後すぐにビーカ
ーに入れた後、ウルトラディスパーザー[ヤマト科学
(株)製]を使用して回転数9000rpmで1分間混
合し、分散物を得た。得られた分散物を実施例1と同様
に処理して真球状樹脂粒子分散物(E11)および真球
状樹脂粒子(F11)を得た。この(E11)および
(F11)の評価結果を表1および表2に示す。
(B1−1)6.6部混合した。ギアポンプを用いて、
該混合液と分散媒(Y−1)を液比203.5:300
の割合で定量的に直径1cm、エレメント数15のスタ
ティックミキサー(ノリタケカンパニー製)に供給し
た。このときの送液速度はスタティックミキサー内の混
合時間が0.3秒になるように調整した。スタティック
ミキサーで混合された該混合分散液を、実施例1と同様
に処理して真球状樹脂粒子分散物(E12)および真球
状樹脂粒子(F12)を得た。この(E12)および
(F12)の評価結果を表1および表2に示す。
径分布測定装置[日機装(株)製]で測定した。 安息角およびスパチュラ角は、ホソカワミクロン製
「パウダーテスター」で測定した。
法および真球状樹脂粒子分散物もしくは真球状樹脂粒子
は、下記の効果を有する。 1.広い範囲の任意の目標粒子径において、粒子径分布
がシャープで且つ異形粒子のない真球状樹脂粒子を容易
に得ることができる。 2.特に、従来製造が困難であった平均粒子径50μm
以上、更には、100μm以上で且つ粒子径分布のシャ
ープな真球状粒子を得ることができる。 3.樹脂粒子の分級等の操作を必要としないため、ロス
がなく経済的である。 4.粒子径分布がシャープで且つ真球状であるから、得
られる粉体の粉体流動性が良好で取扱時の作業性がよ
い。 5.粉体流動性が良好であるため、均一な厚みの塗膜や
成型物が得られる。 上記効果を奏することから本発明の方法で得られる真球
状樹脂粒子分散物または真球状樹脂粒子は、ホットメル
ト接着剤、芯地用接着剤、スエード調塗料、粉体塗料、
スラシュ成形用材料、各種充填剤、スペーサー、トナー
等の工業用途に有用である。
Claims (8)
- 【請求項1】 内周面近傍に達する端部を持つ撹拌羽根
を備えた円筒容器内に、樹脂前駆体(A)からなる液状
の分散相(X)および該(A)を溶解しない分散媒
(Y)を供給し、撹拌羽根を高速回転させて(X)およ
び(Y)を遠心力で容器内周面に押し付けて中空の液膜
状で回転させながら、該攪拌羽根の端部の回転で攪拌し
て(X)を(Y)中に分散させるとともに、(A)を硬
化剤(B)と反応させることを特徴とする真球状樹脂粒
子分散物の製造方法。 - 【請求項2】 撹拌羽根の周速が1〜100m/sec
である請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】 (A)がイソシアネート基末端ウレタン
プレポリマーであり、(B)がポリアミン類もしくはそ
のケチミン化物、多価アルコール類、ポリチオール類お
よびアミノアルコール類からなる群から選ばれる少なく
とも1種である請求項1または2記載の製造方法。 - 【請求項4】 (A)がポリエポキシ化合物であり、
(B)がポリアミン類もしくはそのケチミン化物、ポリ
カルボン酸無水物、ポリアミドポリアミン、ポリチオー
ル類、イミダゾール類およびポリオキサゾリン類からな
る群から選ばれる少なくとも1種である請求項1または
2記載の製造方法。 - 【請求項5】 (X)の温度T1が30〜75℃、
(Y)の温度T2がTI±10℃の範囲であり、温度T
1における(X)の粘度が100〜5,000mPa・
sである請求項1〜4のいずれか記載の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか記載の製造方法
で得られ、平均粒子径が10〜500μm、且つ下記式
で示される粒子径分布εが0〜1.2であることを特徴
とする真球状樹脂粒子分散物。 ε=(D90−D10)/D50 [式中、D90、D10およびD50は、それぞれ相対
累積粒子径分布曲線における累積量が90%、10%お
よび50%のときの粒子径である。] - 【請求項7】 樹脂粒子が熱可塑性ポリウレタン樹脂粒
子である請求項6記載の分散物。 - 【請求項8】 請求項6または7記載の分散物から分散
媒(Y)を除去してなる真球状樹脂粒子。
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