JP4616218B2 - 樹脂粒子の製造方法および樹脂粒子 - Google Patents

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Description

本発明は樹脂粒子およびその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、スラッシュ成形用樹脂、トナー用バインダー樹脂、粉体塗料、液晶ディスプレイ等の電子部品製造用スペーサー、電子測定機器の標準粒子、ホットメルト接着剤、その他成形材料等に有用な樹脂粒子、およびその製造方法に関する。
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界面活性剤または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、これから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(溶解樹脂懸濁法)が知られているが、得られる粒子の粒径の均一性が不十分であり、粒径を均一にするためには、分級工程が必要になるという欠点がある。また、溶解樹脂懸濁法において、炭酸カルシウム、シリカ等の無機微粉末を分散安定剤として用いて、粒径の均一な樹脂粒子を得る方法(特許文献1参照)が知られている。しかしながら、これらの方法で得られる樹脂粒子には、無機微粉末が付着している。該無機粉末は、除去することが困難であり、仮に除去工程を設けたとしても、微量残存する無機粉末が樹脂粒子の電気的特性、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る。この欠点を克服する方法として、ビニル樹脂などの微粒子を分散安定剤として、粒径の均一な樹脂粒子を得る方法(特許文献2参照)が知られている。しかしながら樹脂の透明性が十分ではなく、スラッシュ成型用樹脂等として用いる場合には、色材本来の色を損なうことがあった。
特開平9−319144号公報 特開2002−284881公報
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、粒径が均一であり透明性の高い樹脂粒子の製造方法等を提供することを目的とする。
すなわち本発明は、下記(I)〜(V)である。
(I) 樹脂(a)からなる樹脂粒子(A)の水性分散液(W)と、樹脂(b)もしくはその溶剤溶液、または、樹脂(b)の前駆体(b0)もしくはその溶剤溶液(O)とを混合し、(W)中に(O)を分散させ、前駆体(b0)またはその溶剤溶液を用いる
の溶剤溶液、または、樹脂(b)の前駆体(b0)もしくはその溶剤溶液を分散させ、前駆体(b0)またはその溶剤溶液を用いる場合には、さらに前駆体(b0)を反応させて、水性分散液(W)中で、樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)を形成させることにより、樹脂粒子(B)の表面に樹脂粒子(A)が付着されてなる構造の樹脂粒子(C)の水性分散体(X1)を形成させ、該(X1)から水性媒体を除去する樹脂粒子の製造方法において、樹脂(b)が活性水素化合物(m)に環状エステル(n)が開環重合されてなるポリエステル樹脂(b1)および/または(b1)を構成単位として含有するポリウレタン樹脂(b2)からなることを特徴とする樹脂粒子の製造方法。
(II) 上記(I)の製造方法における水性分散体(X1)中において、付着している樹脂粒子(A)と樹脂粒子(B)を脱離させた後、水性分散体から樹脂粒子(A)を分離除去して、樹脂粒子(B)の水性分散体(X2)を得、該(X2)から水性媒体を除去する、または水性分散体(X1)中において、樹脂粒子(A)を溶解させて、樹脂粒子(B)の水性分散体(X2)を得、該(X2)から水性媒体を除去する樹脂粒子の製造方法。
(III) 上記(I)または(II)の方法により得られ、BET値比表面積が0.5〜5.0m2/gである樹脂粒子。
(IV) 樹脂(a)からなる樹脂粒子(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構造の樹脂粒子(C)であって、
〔1〕樹脂粒子(A)と樹脂粒子(B)の体積平均粒子径の比が0.001〜0.3であり、
〔2〕樹脂粒子(A)の体積平均粒子径が0.0005〜30μmであり、かつ樹脂粒子(B)の体積平均粒子径が0.1〜300μmであり、
〔3〕樹脂粒子(C)の体積平均粒子径/個数平均粒子径の値が1.0〜1.4であり、
〔4〕樹脂粒子(B)の表面の5%以上が樹脂粒子(A)で覆われており、
〔5〕樹脂粒子(C)のBET値比表面積が0.5〜5.0m2/gであり、
〔6〕樹脂粒子(C)の表面平均中心線粗さRaが0.01〜0.8μmであり、
〔7〕樹脂粒子(C)のWadellの実用球形度が0.85〜1.0であり、
〔8〕樹脂(a)が、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂およびポリエステル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1つの樹脂であり、樹脂(b)が活性水素化合物(m)に環状エステル(n)が開環重合されてなるポリエステル樹脂(b1)および/または(b1)を構成単位として含有するポリウレタン樹脂からなることを特徴とする樹脂粒子。
(V) 樹脂(b)からなる樹脂粒子であって、
〔1〕樹脂粒子の体積平均粒子径/個数平均粒子径の値が1.0〜1.4であり、
〔2〕樹脂粒子のBET値比表面積が0.5〜5.0m2/gであり、
〔3〕樹脂粒子の表面平均中心線粗さRaが0.01〜0.8μmであり、
〔4〕樹脂粒子のWadellの実用球形度が0.85〜1.0であり、
〔5〕樹脂(b)が活性水素化合物(m)に環状エステル(n)が開環重合されてなるポリエステル樹脂(b1)および/または(b1)を構成単位として含有するポリウレタン樹脂(b2)からなることを特徴とする樹脂粒子。
本発明の方法は以下の効果を有する。
1.無機微粉末を用いることなく、粒径が均一でかつ透明性に優れた樹脂粒子が得られる。
2.水中で分散により樹脂粒子が得られるため、安全かつ低コストで樹脂粒子を製造できる。
3.粉体流動性、保存安定性に優れた樹脂粒子が得られる。
4.耐熱性に優れる樹脂粒子や加熱溶融して機械的物性に優れた塗膜を与える樹脂粒子を製造できる。
本発明において、樹脂(a)としては、水性分散液(W)を形成しうる樹脂であれば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よいが、例えばビニル樹脂、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(a)としては、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。
樹脂(a)のうち、好ましい樹脂、すなわち、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂およびポリエステル樹脂について説明するが、他の樹脂についても同様にして使用できる。
ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合または共重合したポリマーである。重合には、公知の重合触媒等が使用できる。
ビニルモノマーとしては、下記(1)〜(10)等が挙げられる。
(1)ビニル炭化水素:
(1−1)脂肪族ビニル炭化水素:
炭素数2〜12のアルケン(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、オクタデセンおよび炭素数3〜24のα−オレフィン等);炭素数4〜12のアルカジエン(例えばブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,6−ヘキサジエン等)。
(1−2)脂環式ビニル炭化水素:
炭素数6〜15のモノ−またはジ−シクロアルケン(例えばシクロヘキセン、ビニルシクロヘキセンおよびエチリデンビシクロヘプテン等)、炭素数5〜12のモノ−またはジ−シクロアルカジエン(例えば、(ジ)シクロペンタジエン等);およびテルペン(例えばピネン、リモネンおよびインデン等)等。
(1−3)芳香族ビニル炭化水素:
スチレン;スチレンのハイドロカルビル(炭素数1〜24の、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、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、ジビニルベンゼン等);およびビニルナフタレン等。
(2)カルボキシル基含有ビニルモノマーおよびそれらの塩:
炭素数3〜30の不飽和モノカルボン酸(例えば(メタ)アクリル酸〔アクリル酸および/またはメタクリル酸を表す。以下同様の表現を用いる。〕、クロトン酸、イソクロトン酸および桂皮酸等);炭素数3〜30の不飽和ジカルボン酸またはその無水物(例えば、(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、(無水)シトラコン酸およびメサコン酸等);および炭素数3〜30の不飽和ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数1〜24)エステル(例えば、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノオクタデシルエステル、フマル酸モノエチルエステル、イタコン酸モノブチルエステル、イタコン酸グリコールモ等)等。
カルボキシル基含有ビニルモノマーの塩としては、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。アミン塩としては、アミン化合物であれば特に限定されないが、例えば、1級アミン塩(エチルアミン塩、ブチルアミン塩、オクチルアミン塩等)、2級アミン(ジエチルアミン塩、ジブチルアミン塩等)、3級アミン(トリエチルアミン塩、トリブチルアミン塩等)が挙げられる。4級アンモニウム塩としては、テトラエチルアンモニウム塩、トリエチルラウリルアンモニウム塩等)が挙げられる。
カルボキシル基含有ビニルモノマーの塩の具体例としては、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、マレイン酸モノナトリウム、マレイン酸ジナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム、マレイン酸モノカリウム、アクリル酸リチウム、アクリル酸セシウム、アクリル酸アンモニウム、アクリル酸カルシウムおよびアクリル酸アルミニウム等が挙げられる。
(3)スルホ基含有ビニルモノマーおよびそれらの塩:
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)アリルスルホン酸およびメチルビニルスルホン酸等);スチレンスルホン酸およびこのアルキル(炭素数2〜24)誘導体(例えばα−メチルスチレンスルホン酸等;炭素数5〜18のスルホ(ヒドロキシ)アルキル−(メタ)アクリレート(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等);炭素数5〜18のスルホ(ヒドロキシ)アルキル(メタ)アクリルアミド(例えば、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)アクリルアミド−2−メチル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(例えば、プロピルアリルスルホコハク酸、ブチルアリルスルホコハク酸);ポリ(n=2〜30)オキシアルキレン(オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン: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[例えば、ポリ(n=5〜15)オキシエチレンモノメタクリレート硫酸エステル等];下記一般式(1−1)〜(1−3)で表される化合物;およびこれらの塩等が挙げられる。
なお、塩としては、(2)カルボキシル基含有ビニルモノマーおよびそれらの塩で示した対イオン等が用いられる。
O−(AO)nSO3

CH2=CHCH2−OCH2CHCH2O−Ar−R (1−1)

CH=CH−CH3

R−Ar−O−(AO)nSO3H (1−2)

CH2COOR’

HO3SCHCOOCH2CH(OH)CH2OCH2CH=CH2 (1−3)

(式中、Rは炭素数1〜15のアルキル基を表す。Aは炭素数2〜4のアルキレン基を示し、nが複数の場合同一でも異なっていてもよく、異なる場合はランダム、ブロックおよび/またはこれらの混合である。Arはベンゼン環を示し、nは1〜50の整数を示し、R’はフッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜15のアルキル基を示す。)
(4)ホスホノ基含有ビニルモノマーおよびその塩:
(メタ)アクリロイルオキシアルキルリン酸モノエステル(アルキル基の炭素数1〜24)(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およびフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等)、(メタ)アクリロイルオキシアルキルホスホン酸(アルキル基の炭素数1〜24)(例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸等)。
なお、塩としては、(2)カルボキシル基含有ビニルモノマーおよびそれらの塩で示した対イオン等が用いられる。
(5)ヒドロキシル基含有ビニルモノマー:
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、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。
なお、塩としては、(2)カルボキシル基含有ビニルモノマーおよびそれらの塩で示した対イオン等が用いられる。
(6)含窒素ビニルモノマー:
(6−1)アミノ基含有ビニルモノマー:
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、これらの塩等。
(6−2)アミド基含有ビニルモノマー:
(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等。
(6−3)炭素数3〜10のニトリル基含有ビニルモノマー:
(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレンおよびシアノアクリレート等。
(6−4)4級アンモニウムカチオンからなる基を含有するビニルモノマー:
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)アクリルアミド等の3級アミノ基含有ビニルモノマーの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。例えば、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、トリメチルアリルアンモニウムクロライド等)。
(6−5)炭素数8〜12のニトロ基含有ビニルモノマー:
ニトロスチレン等
(7)炭素数6〜18のエポキシ基含有ビニルモノマー:
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。
(8)炭素数2〜16のハロゲン含有ビニルモノマー:
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。
(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:
(9−1)炭素数4〜16のビニルエステル:
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、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、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、ブチル(メタ)アクリレート、ドデシル(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、テトラアリロキシプロパン等]等、ポリアルキレングリコール鎖を有するビニルモノマー[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(以下EOと記載する)10モル付加物(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールEO30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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等。
(9−2)炭素数3〜16のビニル(チオ)エーテル:
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、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、フェノキシスチレン等。
(9−3)炭素数4〜12のビニルケトン(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);
炭素数2〜16のビニルスルホン(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、ビニルエチルスルホン、ジビニルスルホンおよびジビニルスルホキサイド等)等。
(9−3)炭素数4〜12のビニルケトン(例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトンおよびビニルフェニルケトン等):
炭素数2〜16のビニルスルホン(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、ビニルエチルスルホン、ジビニルスルホンおよびジビニルスルホキサイド等)等。
(10)その他のビニルモノマー:
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
ビニル樹脂のうち、ビニルモノマーを共重合したポリマー(ビニル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用いられ、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−(メタ)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、およびスチレン−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。
樹脂粒子(C)を溶解懸濁法で得る場合、樹脂(a)は、水性樹脂分散体中で樹脂粒子(A)形成することが必要であることから、少なくとも水性樹脂分散体(X1)を形成する条件下(通常5〜90℃)で水に完全に溶解していないことが必要である。そのため、ビニル樹脂が共重合体である場合には、ビニル樹脂を構成する疎水性モノマーと親水性モノマーの比率は、選ばれるモノマーの種類によるが、一般に疎水性モノマーが10%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。疎水性モノマーの比率が、10%未満になるとビニル樹脂が水溶性になりやすく、(C)の粒径均一性が損なわれることがある。なお、上記および以下において、%はとくに断りの無い限り、重量%を意味する。
ここで、親水性モノマーとは、25℃の水100gに100g以上溶解するモノマーをいい、疎水性モノマーとは、それ以外のモノマー(25℃の水100gに100g以上溶解しないモノマー)をいう(以下の樹脂についても同じである。)。
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もしくはその低級アルキルエステルとの重縮合物、および後述の活性水素化合物(m)と環状エステル(n)の開環重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3〜8価またはそれ以上のポリオール(12)が用いられる。
ポリカルボン酸、その酸無水物または低級アルキルエステルとしては、ジカルボン酸(13)、3〜6価またはそれ以上のポリカルボン酸(14)、これらの酸無水物および低級アルキルエステルが用いられる。
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、好ましくは2/1〜1/1、さらに好ましくは1.5/1〜1/1、とくに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
ジオール(11)としては、炭素数2〜30のアルキレングリコール(例えば、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および2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールなど);分子量106〜10000のアルキレンエーテルグリコール(例えば、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およびポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);炭素数6〜24の脂環式ジオール(例えば、1,4−シクロヘキサンジメタノールおよび水素添加ビスフェノールAなど);分子量100〜10000の上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(以下、AOと記載する)〔EO、プロピレンオキサイド(以下、POと記載する)、ブチレンオキサイド(以下、BOと記載する)など〕付加物(付加モル数2〜100)(例えば、1,4−シクロヘキサンジメタノールのEO10モル付加物等);炭素数15〜30のビスフェノール類(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)または炭素数12〜24のポリフェノール(例えば、カテコール、ハイドロキノンおよびレゾルシン等)のAO(EO、PO、BOなど)付加物(付加モル数2〜100)(例えば、ビスフェノールA・EO2〜4モル付加物、ビスフェノールA・PO2〜4モル付加物等);重量平均分子量(GPCによる、以下Mwと略記)100〜5000のポリラクトンジオール(例えば、ポリε−カプロラクトンジオール等);Mw1000〜20000の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、アルキレングリコールおよびビスフェノール類のAO付加物が好ましく、さらに好ましくはビスフェノール類のAO付加物、およびこれとアルキレングリコールとの混合物である。
3〜8価またはそれ以上のポリオール(12)としては、3〜8価またはそれ以上、炭素数3〜8の脂肪族多価アルコール(例えば、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、ソルビタンおよびソルビトールなど);炭素数25〜50のトリスフェノール(例えば、トリスフェノールPAなど)のAO(炭素数2〜4)付加物(付加モル数2〜100)(例えば、トリスフェノールPA・EO2〜4モル付加物、トリスフェノールPA・PO2〜4モル付加物等);重合度3〜50のノボラック樹脂(例えば、フェノールノボラックおよびクレゾールノボラックなど)のAO(炭素数2〜4)付加物(付加モル数2〜100)(フェノールノボラックPO2モル付加物、フェノールノボラックEO4モル付加物);炭素数6〜30のポリフェノール(例えば、ピロガロール、フロログルシノールおよび1,2,4−ベンゼントリオール等)のAO(炭素数2〜4)付加物(付加モル数2〜100)(ピロガロールEO4モル付加物);および重合度20〜2000の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モノマー(例えばスチレン、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル等との共重合物など]等が挙げられる。
これらのうち、脂肪族多価アルコールおよびノボラック樹脂のAO付加物が好ましく、さらに好ましくはノボラック樹脂のAO付加物である。
ジカルボン酸(13)としては、炭素数4〜32のアルカンジカルボン酸(例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸およびオクタデカンジカルボン酸など);炭素数4〜32のアルケンジカルボン酸(例えば、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸およびメサコン酸など);炭素数8〜40の分岐アルケンジカルボン酸[例えば、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);炭素数12〜40の分岐アルカンジカルボン酸[例えば、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);炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸(例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸および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、アルケンジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸が好ましく、さらに好ましくは芳香族ジカルボン酸である。
3〜6価またはそれ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(例えば、トリメリット酸および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3〜6価またはそれ以上のポリカルボン酸(14)の酸無水物としては、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物等が挙げられる。また、これらの低級アルキルエステルとしては、メチルエステル、エチルエステルおよびイソプロピルエステルなどが挙げられる。
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){例えば、水、ジオール(11)、3〜8価またはそれ以上のポリオール(12)、ジカルボン酸(13)、3〜6価またはそれ以上のポリカルボン酸(14)、ポリアミン(16)およびポリチオール(17)等}との重付加物などが挙げられる。
重付加反応には、公知の重付加反応触媒等が使用できる。
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種以上の混合物等が用いられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3−または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−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%)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−またはp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネートおよびこれらの混合物等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、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およびこれらの混合物等が挙げられる。
脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、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−または2,6−ノルボルナンジイソシアネートおよびこれらの混合物などが挙げられる。
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、m−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)およびこれらの混合物などが挙げられる。
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および/またはオキサゾリドン基を含有する変性物などが用いられ、例えば、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDIおよび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およびこれらの混合物[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)との混合物]等が挙げられる。
これらのうち、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートおよび脂環式ポリイソシアネートが好ましく、更に好ましくはTDI、MDI、HDI、水添MDIおよびIPDIである。
ポリアミン(16)としては、炭素数2〜18の脂肪族ポリアミンおよび芳香族ポリアミン(炭素数6〜20)等が使用できる。
炭素数2〜18の脂肪族ポリアミンとしては、〔1〕脂肪族ポリアミン、〔2〕これらのアルキル(炭素数1〜4)またはヒドロキシアルキル(炭素数2〜4)置換体、〔3〕脂環式または複素環含有脂肪族ポリアミンおよび〔4〕芳香環含有脂肪族アミン(炭素数8〜15)等が用いられる。
〔1〕脂肪族ポリアミンとしては、炭素数2〜12の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)およびポリアルキレン(炭素数2〜6)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、およびペンタエチレンヘキサミン等〕等が挙げられる。
〔2〕これらのアルキル(炭素数1〜4)またはヒドロキシアルキル(炭素数2〜4)置換体としては、ジアルキル(炭素数1〜3)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およびメチルイミノビスプロピルアミン等が挙げられる。
〔3〕脂環式または複素環含有脂肪族ポリアミンとしては、炭素数4〜15の脂環式ポリアミン{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)および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]ウンデカン等}および炭素数4〜15の複素環式ポリアミン{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)ピペラジン等}等が挙げられる。
〔4〕芳香環含有脂肪族アミン(炭素数8〜15)としては、キシリレンジアミンおよびテトラクロル−p−キシリレンジアミン等が挙げられる。
芳香族ポリアミン(炭素数6〜20)としては、〔1〕非置換芳香族ポリアミン、〔2〕核置換アルキル基〔メチル、エチル、n−またはi−プロピルおよびブチル等の炭素数1〜4のアルキル基)を有する芳香族ポリアミン、〔3〕核置換電子吸引基(Cl、Br、IおよびF等のハロゲン;メトキシおよびエトキシ等のアルコキシ基;ニトロ基等)を有する芳香族ポリアミンおよび〔4〕2級アミノ基を有する芳香族ポリアミン等が使用できる。
〔1〕非置換芳香族ポリアミンとしては、1,2−、1,3−または1,4−フェニレンジアミン、2,4’−または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およびこれらの混合物等が挙げられる。
〔2〕核置換アルキル基(メチル、エチル、n−またはi−プロピルおよびブチル等の炭素数1〜4のアルキル基)を有する芳香族ポリアミンとしては、例えば、2,4−または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、1,3−ジメチル−2,4−ジアミノベンゼンおよびこれらの混合物等が挙げられる。
〔3〕核置換電子吸引基(Cl、Br、IおよびF等のハロゲン;メトキシおよびエトキシ等のアルコキシ基;ニトロ基等)を有する芳香族ポリアミンとしては、例えば、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等が挙げられる。
〔4〕2級アミノ基を有する芳香族ポリアミンとしては、上記〔1〕〜〔3〕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、例えば、メチルおよびエチル等の炭素数1〜4の低級アルキル基)で置き換ったもの〔例えば、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等が挙げられる。
ポリチオール(17)としては、炭素数2〜24のジチオールおよび3〜6価またはそれ以上、炭素数5〜30のポリチオール等が使用できる。
ジチオールとしては、例えば、エチレンジチオール、1,4−ブタンジチオールおよび1,6−ヘキサンジチオールなどが挙げられる。
ポリチオールとしては、例えば、カプキュア3800(ジャパンエポキシレジン社製)、ポリビニルチオール等が挙げられる。
活性水素基含有化合物(D)のうち、水、ジオール(11)、ポリオール(12)、ジカルボン酸(13)およびポリアミン(16)が好ましく、さらに好ましくは水、ジオール(11)、ポリオール(12)およびポリアミン(16)、特に好ましくはジオール(11)、ポリオール(12)およびポリアミン(16)である。
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)、3〜6価またはそれ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3〜6価またはそれ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。
本発明に用いるポリエポキシド(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。
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、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、ジヒドロキシビフェニルジ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、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、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AO(EOまたはPO)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、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。
本発明においては、樹脂(a)からなる樹脂粒子(A)の水性分散液(W)と、樹脂(b)もしくはその溶剤溶液、または樹脂(b)の前駆体(b0)もしくはその溶剤溶液(O)を混合し、(W)中に(O)を分散させて、必要により前駆体(b0)の反応を行い、樹脂粒子(B)が形成される際に、樹脂粒子(A)を樹脂粒子(B)の表面に吸着させることで、樹脂粒子(B)同士あるいは樹脂粒子(C)同士が合一するのを防ぎ、また、高剪断条件下で樹脂粒子(C)が***され難くする。これにより、樹脂粒子(C)の粒径を一定の値に収斂させ、粒径の均一性を高める効果を発揮する。そのため、樹脂粒子(A)は、分散する際の温度において、剪断により破壊されない程度の強度を有すること、水に溶解したり、膨潤したりしにくいこと、樹脂(b)もしくはその溶剤溶液または樹脂(b)の前駆体(b0)もしくはその溶剤溶液に溶解したり、膨潤したりしにくいことが好ましい特性としてあげられる。
樹脂(a)のガラス転移温度(Tg)は、樹脂粒子(C)の粒径均一性、粉体流動性、保存時の耐熱性、耐ストレス性の観点から、通常0℃〜300℃、好ましくは20℃〜250℃、より好ましくは50℃〜200℃である。水性樹脂分散体(X1)を作成する温度よりTgが低いと、合一を防止したり、***を防止したりする効果が小さくなり、粒径の均一性を高める効果が小さくなる。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。
硬さの規格であるショアD硬度において、樹脂粒子(A)の硬さは好ましくは30以上、特に45〜100の範囲であるのが好ましい。また、水中、溶剤中に一定時間浸漬した場合における硬度も上記範囲にあるのが好ましい。
樹脂粒子(A)が水や分散時に用いる溶剤に対して、溶解したり、膨潤したりするのを低減する観点から、樹脂(a)の分子量、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)、結晶性、架橋点間分子量等を適宜調整するのが好ましい。
樹脂(a)の数平均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定、以下Mnと略記)は、通常200〜500万、好ましくは2,000〜500,000、SP値は、好ましくは7〜18、さらに好ましくは8〜14である。樹脂(a)の融点(DSCにて測定)は、好ましくは50℃以上、さらに好ましくは80℃以上である。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(a)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。(a)に架橋構造を導入する場合の架橋点間分子量は、好ましくは30以上、さらに好ましくは50以上である。
一方、後述するように、樹脂粒子(C)から樹脂粒子(A)を溶解させ、樹脂粒子(B)の水性樹脂分散体(X2)を形成させたい場合は、架橋構造を導入しない方が好ましい。
樹脂(a)を樹脂粒子(A)の水性分散液(W)にする方法は、特に限定されないが、以下の〔1〕〜〔8〕が挙げられる。
〔1〕ビニル樹脂の場合において、モノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法または分散重合法等の重合反応により、直接、樹脂粒子(A)の水性分散液(W)を製造する方法
〔2〕ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその溶剤溶液を適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、その後に加熱したり、硬化剤を加えたりして硬化させて樹脂粒子(A)の水性樹脂分散体を製造する方法
〔3〕ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその溶剤溶液(液体であることが好ましい。加熱により液状化してもよい)中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法
〔4〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により作成した樹脂を機械回転式またはジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分球するすることによって樹脂粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法
〔5〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を霧状に噴霧することにより樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法
〔6〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液に貧溶剤を添加するか、またはあらかじめ溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂粒子を析出させ、次いで、溶剤を除去して樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法
〔7〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を、適当な分散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する方法
〔8〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法
上記〔1〕〜〔8〕の方法において、併用する乳化剤または分散剤としては、公知の界面活性剤(S)、水溶性ポリマー(T)等を用いることができる。また、乳化または分散の助剤として有機溶剤(U)、可塑剤(V)等を併用することができる。
界面活性剤(S)としては、アニオン界面活性剤(S−1)、カチオン界面活性剤(S−2)、両性界面活性剤(S−3)、非イオン界面活性剤(S−4)などが挙げられる。界面活性剤(S)は2種以上の界面活性剤を併用したものであってもよい。
アニオン界面活性剤(S−1)としては、カルボン酸またはその塩、硫酸エステル塩、カルボキシメチル化物の塩、スルホン酸塩およびリン酸エステル塩が挙げられる。
カルボン酸またはその塩としては、炭素数8〜22の飽和または不飽和脂肪酸またはその塩が挙げられ、具体的にはカプリン酸,ラウリン酸,ミリスチン酸,パルミチン酸,ステアリン酸,アラキジン酸,ベヘン酸,オレイン酸,リノール酸,リシノール酸およびヤシ油,パーム核油,米ぬか油,牛脂などをケン化して得られる高級脂肪酸の混合物があげられる。塩としてはそれらのナトリウム,カリウム,アンモニウム,アルカノールアミンなどの塩があげられる。
硫酸エステル塩としては、高級アルコール硫酸エステル塩(炭素数8〜18の脂肪族アルコールの硫酸エステル塩)、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩(炭素数8〜18の脂肪族アルコールのEO1〜10モル付加物の硫酸エステル塩)、硫酸化油(天然の不飽和油脂または不飽和のロウをそのまま硫酸化して中和したもの)、硫酸化脂肪酸エステル(不飽和脂肪酸の低級アルコールエステルを硫酸化して中和したもの)および硫酸化オレフィン(炭素数12〜18のオレフィンを硫酸化して中和したもの)が挙げられる。塩としては、ナトリウム塩,カリウム塩,アンモニウム塩,アルカノールアミン塩が挙げられる。
高級アルコール硫酸エステル塩の具体例としては、オクチルアルコール硫酸エステル塩,デシルアルコール硫酸エステル塩,ラウリルアルコール硫酸エステル塩,ステアリルアルコール硫酸エステル塩,チーグラー触媒を用いて合成されたアルコール(例えば、ALFOL 1214:CONDEA社製)の硫酸エステル塩,オキソ法で合成されたアルコール(たとえばドバノール23,25,45:三菱油化製,トリデカノール:協和発酵製,オキソコール1213,1215,1415:日産化学製,ダイヤドール115−L,115H,135:三菱化成製)の硫酸エステル塩;高級アルキルエーテル硫酸エステル塩の具体例としては、ラウリルアルコールEO2モル付加物硫酸エステル塩,オクチルアルコールEO3モル付加物硫酸エステル塩;硫酸化油の具体例としては、ヒマシ油,オリーブ油,ナタネ油,牛脂などの硫酸化物のナトリウム,カリウム,アンモニウム,アルカノールアミン塩硫酸化脂肪酸エステルの具体例としては、オレイン酸ブチル,リシノレイン酸ブチルなどの硫酸化物のナトリウム,カリウム,アンモニウム,アルカノールアミン塩;硫酸化オレフィンの具体例としては、ティーポール(シェル社製)が挙げられる。
カルボキシメチル化物の塩としては、炭素数8〜16の脂肪族アルコールのカルボキシメチル化物の塩および炭素数8〜16の脂肪族アルコールのEO1〜10モル付加物のカルボキシメチル化物の塩が挙げられる。
脂肪族アルコールのカルボキシメチル化物の塩の具体例としては、オクチルアルコールカルボキシメチル化ナトリウム塩,ラウリルアルコールカルボキシメチル化ナトリウム塩,トリデカノールカルボキシメチル化ナトリウム塩,;脂肪族アルコールのEO1〜10モル付加物のカルボキシメチル化物の塩の具体例としては、オクチルアルコールEO3モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩,ラウリルアルコールEO4モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩,ドバノール23EO3モル付加物カルボキシメチル化ナトリウム塩などが挙げられる。
スルホン酸塩としては、(d1)アルキルベンゼンスルホン酸塩,(d2)アルキルナフタレンスルホン酸塩,(d3)スルホコハク酸ジエステル型,(d4)α−オレフィンスルホン酸塩,(d5)イゲポンT型、(d6)その他芳香環含有化合物のスルホン酸塩が挙げられる。
アルキルベンゼンスルホン酸塩の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩;アルキルナフタレンスルホン酸塩の具体例としては、ドデシルナフタレンスルホン酸ナトリウム塩;スルホコハク酸ジエステル型の具体例としては、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルエステルナトリウム塩などが挙げられる。芳香環含有化合物のスルホン酸塩としては、アルキル化ジフェニルエーテルのモノまたはジスルホン酸塩、スチレン化フェノールスルホン酸塩などが挙げられる。
リン酸エステル塩としては、(e1)高級アルコールリン酸エステル塩および(e2)高級アルコールEO付加物リン酸エステル塩が挙げられる。
高級アルコールリン酸エステル塩の具体例としては、ラウリルアルコールリン酸モノエステルジナトリウム塩,ラウリルアルコールリン酸ジエステルナトリウム塩;高級アルコールEO付加物リン酸エステル塩の具体例としては、オレイルアルコールEO5モル付加物リン酸モノエステルジナトリウム塩が挙げられる。
カチオン界面活性剤(S−2)としては、第4級アンモニウム塩型、アミン塩型などが挙げられる。
第4級アンモニウム塩型としては、3級アミン類と4級化剤(メチルクロライド、メチルブロマイド、エチルクロライド、ベンジルクロライド、ジメチル硫酸などのアルキル化剤;EOなど)との反応で得られ、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジオクチルジメチルアンモニウムブロマイド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド(塩化ベンザルコニウム)、セチルピリジニウムクロライド、ポリオキシエチレントリメチルアンモニウムクロライド、ステアラミドエチルジエチルメチルアンモニウムメトサルフェートなどが挙げられる。
アミン塩型としては、1〜3級アミン類を無機酸(塩酸、硝酸、硫酸、ヨウ化水素酸など)または有機酸(酢酸、ギ酸、蓚酸、乳酸、グルコン酸、アジピン酸、アルキル燐酸など)で中和することにより得られる。
例えば、第1級アミン塩型のものとしては、脂肪族高級アミン(ラウリルアミン、ステアリルアミン、セチルアミン、硬化牛脂アミン、ロジンアミンなどの高級アミン)の無機酸塩または有機酸塩;低級アミン類の高級脂肪酸(ステアリン酸、オレイン酸など)塩などが挙げられる。
第2級アミン塩型のものとしては、例えば脂肪族アミンのEO付加物などの無機酸塩または有機酸塩が挙げられる。
また、第3級アミン塩型のものとしては、例えば、脂肪族アミン(トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンなど)、脂肪族アミンのEO(2モル以上)付加物、脂環式アミン(N−メチルピロリジン、N−メチルピペリジン、N−メチルヘキサメチレンイミン、N−メチルモルホリン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセンなど)、含窒素ヘテロ環芳香族アミン(4−ジメチルアミノピリジン、N−メチルイミダゾール、4,4’−ジピリジルなど)の無機酸塩または有機酸塩;トリエタノールアミンモノステアレート、ステアラミドエチルジエチルメチルエタノールアミンなどの3級アミン類の無機酸塩または有機酸塩などが挙げられる。
本発明で用いる両性界面活性剤(S−3)としては、カルボン酸塩型両性界面活性剤、硫酸エステル塩型両性界面活性剤、スルホン酸塩型両性界面活性剤、リン酸エステル塩型両性界面活性剤などが挙げられ、カルボン酸塩型両性界面活性剤は、さらにアミノ酸型両性界面活性剤とベタイン型両性界面活性剤が挙げられる。
カルボン酸塩型両性界面活性剤は、アミノ酸型両性界面活性剤、ベタイン型両性界面活性剤、イミダゾリン型両性界面活性剤などが挙げられ、これらのうち、アミノ酸型両性界面活性剤は、分子内にアミノ基とカルボキシル基を持っている両性界面活性剤で、例えば、下記一般式で示される化合物が挙げられる。
[R−NH−(CH2)n−COO]mM
[式中、Rは1価の炭化水素基;nは通常1または2;mは1または2;Mは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウムカチオン、アミンカチオン、アルカノールアミンカチオンなどである。]
具体的には、例えば、アルキルアミノプロピオン酸型両性界面活性剤(ステアリルアミノプロピオン酸ナトリウム、ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウムなど);アルキルアミノ酢酸型両性界面活性剤(ラウリルアミノ酢酸ナトリウムなど)などが挙げられる。
ベタイン型両性界面活性剤は、分子内に第4級アンモニウム塩型のカチオン部分とカルボン酸型のアニオン部分を持っている両性界面活性剤で、例えば、下記一般式で示されるアルキルジメチルベタイン(ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタインなど)、アミドベタイン(ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタインなど)、アルキルジヒドロキシアルキルベタイン(ラウリルジヒドロキシエチルベタインなど)などが挙げられる。
さらに、イミダゾリン型両性界面活性剤としては、例えば、2−ウンデシル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインなどが挙げられる。
その他の両性界面活性剤としては、例えば、ナトリウムラウロイルグリシン、ナトリウムラウリルジアミノエチルグリシン、ラウリルジアミノエチルグリシン塩酸塩、ジオクチルジアミノエチルグリシン塩酸塩などのグリシン型両性界面活性剤;ペンタデシルスルフォタウリンなどのスルフォベタイン型両性界面活性剤などが挙げられる。
非イオン界面活性剤(S−4)としては、AO付加型非イオン界面活性剤および多価アルコ−ル型非イオン界面活性剤などが挙げられる。
AO付加型非イオン界面活性剤は、高級アルコ−ル、高級脂肪酸またはアルキルアミン等に直接AOを付加させるか、グリコ−ル類にAOを付加させて得られるポリアルキレングリコ−ル類に高級脂肪酸などを反応させるか、あるいは多価アルコ−ルに高級脂肪酸を反応して得られたエステル化物にAOを付加させるか、高級脂肪酸アミドにAOを付加させることにより得られる。
AOとしては、たとえばEO、POおよびBOが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、EOおよびEOとPOのランダムまたはブロック付加物である。
AOの付加モル数としては10〜50モルが好ましく、該AOのうち50〜100%がEOであるものが好ましい。
AO付加型非イオン界面活性剤の具体例としては、オキシアルキレンアルキルエ−テル(例えば、オクチルアルコールEO付加物、ラウリルアルコールEO付加物、ステアリルアルコールEO付加物、オレイルアルコールEO付加物、ラウリルアルコールEO・POブロック付加物など); ポリオキシアルキレン高級脂肪酸エステル(例えば、ステアリル酸EO付加物、ラウリル酸EO付加物など);
ポリオキシアルキレン多価アルコ−ル高級脂肪酸エステル(例えば、ポリエチレングリコールのラウリン酸ジエステル、ポリエチレングリコールのオレイン酸ジエステル、ポリエチレングリコールのステアリン酸ジエステルなど);
ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエ−テル(例えば、ノニルフェノールEO付加物、ノニルフェノールEO・POブロック付加物、オクチルフェノールEO付加物、ビスフェノールA・EO付加物、ジノニルフェノールEO付加物、スチレン化フェノールEO付加物など);ポリオキシアルキレンアルキルアミノエ−テルおよび(例えば、ラウリルアミンEO付加物,ステアリルアミンEO付加物など);ポリオキシアルキレンアルキルアルカノ−ルアミド(例えば、ヒドロキシエチルラウリン酸アミドのEO付加物、ヒドロキシプロピルオレイン酸アミドのEO付加物、ジヒドロキシエチルラウリン酸アミドのEO付加物など)が挙げられる。
多価アルコ−ル型非イオン界面活性剤としては、多価アルコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステルAO付加物、多価アルコールアルキルエーテル、多価アルコールアルキルエーテルAO付加物が挙げられる。
多価アルコール脂肪酸エステルの具体例としては、ペンタエリスリトールモノラウレート、ペンタエリスリトールモノオレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンジラウレート、ソルビタンジオレート、ショ糖モノステアレートなどが挙げられる。
多価アルコール脂肪酸エステルAO付加物の具体例としては、エチレングリコールモノオレートEO付加物、エチレングリコールモノステアレートEO付加物、トリメチロールプロパンモノステアレートEO・POランダム付加物、ソルビタンモノラウレートEO付加物、ソルビタンモノステアレートEO付加物、ソルビタンジステアレートEO付加物、ソルビタンジラウレートEO・POランダム付加物などが挙げられる。
多価アルコールアルキルエーテルの具体例としては、ペンタエリスリトールモノブチルエーテル、ペンタエリスリトールモノラウリルエーテル、ソルビタンモノメチルエーテル、ソルビタンモノステアリルエーテル、メチルグリコシド、ラウリルグリコシドなどが挙げられる。
多価アルコールアルキルエーテルAO付加物の具体例としては、ソルビタンモノステアリルエーテルEO付加物、メチルグリコシドEO・POランダム付加物、ラウリルグリコシドEO付加物、ステアリルグリコシドEO・POランダム付加物などが挙げられる。
水溶性ポリマー(T)としては、セルロース系化合物(例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースおよびそれらのケン化物など)、ゼラチン、デンプン、デキストリン、アラビアゴム、キチン、キトサン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド、アクリル酸(塩)含有ポリマー(ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリアクリル酸の水酸化ナトリウム部分中和物、アクリル酸ナトリウム−アクリル酸エステル共重合体)、スチレン−無水マレイン酸共重合体の水酸化ナトリウム(部分)中和物、水溶性ポリウレタン(ポリエチレングリコール、ポリカプロラクトンジオール等とポリイソシアネートの反応生成物等)などが挙げられる。
本発明に用いる有機溶剤(U)は、乳化分散の際に必要に応じて水性分散液(W)を形成する水性媒体中に加えても、被乳化分散体中[樹脂(b)もしくは前躯体(b0)を含む油相(O)中]に加えてもよい。その添加量は水性媒体中に加える場合は、好ましくは0〜30%、より好ましくは0〜25%、特に好ましくは1〜20%であり、被乳化分散媒体中に加える場合は、好ましくは0〜80%。、より好ましくは0〜70%であり、特に好ましくは1〜60%である。
(U)の具体例としては、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。水性媒体中に加える溶剤として用いる場合は、(U)としては水に対する溶解度が0〜40%の溶剤が好ましく、さらに好ましくは1〜25%である。このような溶解度を有する溶剤の具体例としては、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、およびメチルイソブチルケトン等が挙げられる。
可塑剤(V)は、乳化分散の際に必要に応じて水性媒体中に加えても、被乳化分散体中[樹脂(b)を含む油相中]に加えても良い。可塑剤(V)としては、何ら限定されず、以下のものが例示される。
(V1)フタル酸エステル[フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジイソデシル等];
(V2)脂肪族2塩基酸エステル[アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸−2−エチルヘキシル等];
(V3)トリメリット酸エステル[トリメリット酸トリ−2−エチルヘキシル、トリメリット酸トリオクチル等];
(V4)燐酸エステル[リン酸トリエチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリクレジール等];
(V5)脂肪酸エステル[オレイン酸ブチル等];
(V6)およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
樹脂粒子(A)の粒径は、通常、樹脂粒子(B)の粒径よりも小さくなり、粒径均一性の観点から、粒径比[(A)の体積平均粒径/(B)の体積平均粒径]の値が0.001〜0.3の範囲であるのが好ましい。粒径比はさらに好ましくは0.003〜0.25である。かかる粒径比が0.3より大きいと、(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傾向がある。
樹脂粒子(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。
(A)の体積平均粒径は、一般的には、0.0005〜30μmが好ましい。上限は、さらに好ましくは20μm、特に好ましくは10μmであり、下限は、さらに好ましくは0.01μm、特に好ましくは0.02μm、最も好ましくは0.04μmである。ただし、例えば、体積平均粒径1μmの(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(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、レーザー式粒度分布測定装置LA−920(堀場製作所製)やコールターカウンター〔例えば、商品名:マルチサイザーIII(コールター社製)〕、光学系としてレーザードップラー法を用いるELS−800(大塚電子社製)などで測定できる。
なお、上記粒径比が得やすいことから、後述する樹脂粒子(B)の体積平均粒径は、0.1〜300μmが好ましい。さらに好ましくは0.5〜250μm、特に好ましくは1〜200μmである。
本発明において、樹脂(b)としては、活性水素化合物(m)に環状エステル(n)が開環重合されてなるポリエステル樹脂(b1)および/または(b1)を構成単位とするポリウレタン樹脂(b2)を必須成分として用いる。
活性水素化合物(m)としては、環状エステル(n)が開環重合するものであれば特に限定されないが、アルコール、カルボン酸、アミン、水酸基および/またはカルボキシル基を有するポリエステル樹脂、並びにチオール等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。
アルコールとしては、組成設計の自由度の点から、2〜6価のポリオールが好ましい。2〜6価のポリオールとしては以下のものが挙げられる。
2価のアルコールとしては、炭素数2〜36の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);炭素数4〜100の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、ポリエチレン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);炭素数4〜36の脂環式ジオール(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);上記脂環式ジオールのAO(EO、PO、BOなど)付加物(付加モル数1〜30);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)のAO(EO、PO、BOなど)付加物(付加モル数2〜30);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);植物油系ポリオール[2価のヒマシ油ポリオールなど];およびポリブタジエンジオールなどが挙げられる。
2価のアルコールとしては、上記のヒドロキシル基以外の官能基を有しないジオール以外に、他の官能基を有するジオールを用いてもよく、例えば、カルボキシル基を有するジオール、スルホン酸基もしくはスルファミン酸基を有するジオール、およびこれらの中和塩等が挙げられる。
カルボキシル基を有するジオールとしては、ジアルキロールアルカン酸[炭素数6〜24のもの、例えば2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)、2,2−ジメチロールブタン酸、2 ,2−ジメチロールヘプタン酸、2,2−ジメチロールオクタン酸など]が挙げられる。
スルホン酸基もしくはスルファミン酸基を有するジオールとしては、スルファミン酸ジオール[N,N−ビス(2−ヒドロキシアルキル)スルファミン酸(アルキル基の炭素数1〜6)またはそのAO付加物(AOとしてはEOまたはPOなど、AOの付加モル数1〜6):例えばN,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)スルファミン酸およびN,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)スルファミン酸PO2モル付加物など];ビス(2−ヒドロキシエチル)ホスフェートなどが挙げられる。
これらの中和塩基を有するジオールの中和塩基としては、例えば炭素数3〜30の3級アミン(トリエチルアミンなど)および/またはアルカリ金属(ナトリウム塩など)が挙げられる。
3〜6価のポリオールとしては、炭素数3〜36の3〜6価の多価脂肪族アルコール(アルカンポリオールおよびその分子内もしくは分子間脱水物、例えばグリセリン、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、ソルビタン、およびポリグリセリン;糖類およびその誘導体、例えばグルコースおよびフルクトース)およびそのAO付加物;トリスフェノール類(トリスフェノールPAなど)のAO付加物(付加モル数2〜100);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)のAO付加物(付加モル数2〜30);植物油系ポリオール[3〜6価のヒマシ油ポリオールなど];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モノマーの共重合物など];などが挙げられる。
カルボン酸としては、炭素数4〜18の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、セバシン酸、グルタル酸、アゼライン酸など)、炭素数8〜18の2〜3価またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸(テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸およびピロメリット酸など)などが挙げられる。
アミンとしては、アンモニア;脂肪族アミンとして、炭素数2〜20の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、イソプロパノールアミンおよびアミノエチルエタノールアミン)、炭素数1〜20のアルキルアミン(例えば、n−ブチルアミンおよびオクチルアミン)、炭素数2〜6のアルキレンジアミン(例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミンおよびヘキサメチレンジアミン)、ポリアルキレンポリアミン(アルキレン基の炭素数が2〜6のジアルキレントリアミン〜ヘキサアルキレンヘプタミン、例えば、ジエチレントリアミンおよびトリエチレンテトラミン)などが挙げられる。
また、炭素数6〜20の芳香族モノもしくはポリアミン(例えば、アニリン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、メチレンジアニリンおよびジフェニルエーテルジアミン);炭素数4〜20の脂環式アミン(イソホロンジアミン、シクロヘキシレンジアミンおよびジシクロヘキシルメタンジアミン);炭素数4〜20の複素環式アミン(例えば、アミノエチルピペラジン)などが挙げられる。
チオールとしては、チオール基を2〜4個有し、炭素数2〜18のものが好ましく、エタンジチオール、1,2−プロパンジチオール、1,3−プロパンジチオール、1,4−プロパンジチオール、1,4−ベンゼンジチオール、1,2−ベンゼンジチオール、ビス(4−メルカプトフェニル)スルフィド、4−t−ブチル−1,2−ベンゼンジチオール、エチレングリコールジチオグリコレート、トリメチロールプロパントリス(チオグリコレート)チオシアヌル酸、およびジ(2−メルカプトエチル)スルフィド、ジ(2−メルカプトエチル)エーテルなどが挙げられる。
水酸基および/またはカルボキシル基を持つポリエステル樹脂としては、前述の2〜6価のポリオールと、前述のポリカルボン酸(2〜3価またはそれ以上の脂肪族ポリカルボン酸および/または2〜3価またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸)またはその酸無水物もしく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。また、これらの低級アルキルエステルとしては、炭素数1〜4のものが好ましく、メチルエステル、エチルエステルおよびイソプロピルエステルなどが挙げられる。
(m)のうち好ましいものは、2〜6価のポリオール、並びに水酸基および/またはカルボキシル基を有するポリエステル樹脂であり、さらに好ましくは炭素数2〜36のアルキレングリコール、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、ソルビタン、およびポリグリセリン、カルボキシル基を有するジオール、ビスフェノール類のAO付加物、炭素数4〜100のアルキレンエーテルグリコール、3〜6価の多価脂肪族アルコール、3〜6価の多価脂肪族アルコールのAO付加物、ノボラック樹脂のAO付加物、2〜6価のヒマシ油ポリオール、水酸基および/またはカルボキシル基を有するポリエステル樹脂、並びにこれらの併用である。これらのうちもっとも好ましいものは、2〜4価のヒマシ油ポリオール、水酸基価が1〜80(とくに5〜60)mgKOH/gおよび/または酸価が1〜40(とくに5〜25)mgKOH/gであるポリエステル樹脂である。水酸基価および酸価は、JIS K0070記載の方法で測定できる。
(m)に開環重合させる環状エステル(n)としては、開環重合によりポリエステルを生成するものであれば、特に限定されないが、原料入手が容易であることから、L−ラクチド、D−ラクチド、DL−ラクチド、ラセミラクチド、グリコリド、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、およびε−カプロラクトンが好ましい。これらのうち、Tgが高く透明性の高い樹脂が得られることから、さらに好ましくは、L−ラクチド、D−ラクチド、DL−ラクチド、ラセミラクチド、およびこれらの混合ラクチドであり、特に好ましくは、溶媒への溶解性が向上することから、ラセミラクチドの比率が10〜30重量%のラセミラクチドと他のラクチドとの混合ラクチドである。
活性水素化合物(m)に環状エステル(n)を開環重合させてポリエステル樹脂(b1)を得る方法としては、とくに限定されず、通常のエステル化反応と同様の方法で行うことができ、例えば、(m)と(n)、重合触媒および必要により溶媒とからなる混合物を一度に攪拌機つきの反応容器内に入れ、窒素雰囲気下反応温度(例えば120〜300℃)で加熱攪拌して製造することができる。反応初期圧力は、加圧、常圧、微減圧のいずれでもよい。触媒は一度に反応に必要な全量を加えても、数回に分けて反応途中に追加してもよい。
また、(m)に(n)が開環重合されたポリエステル樹脂(b1)を構成単位として含有するポリウレタン樹脂(b2)は、前記樹脂(a)の項で述べたポリウレタン樹脂において、活性水素基含有化合物(D)の少なくとも一部として、(b1)を用いることにより得られる。(D)中の(b1)の含有量は、好ましくは40%以上、さらに好ましくは70%以上、とくに好ましくは90%以上、最も好ましくは100%である。
樹脂(b)としては、活性水素化合物(m)に環状エステル(n)が開環重合されてなるポリエステル樹脂(b1)および/または(b1)を構成単位として含有するポリウレタン樹脂(b2)のみからなるのが好ましいが、必要により他の樹脂を併用してもよい。他の樹脂としては、(b1)以外のポリエステル樹脂、(b2)以外のポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、およびエポキシ樹脂等が挙げられ、具体例としては、樹脂(a)として例示したものと同様のものが挙げられる。(b)中の他の樹脂の含有量は、好ましくは70%以下、さらに好ましくは30%以下、とくに好ましくは10%以下である。
樹脂(b)のMn、融点、Tg、SP値は、用途によって好ましい範囲に適宜調整すればよい。
例えば、樹脂粒子(C)、樹脂粒子(B)をスラッシュ成形用樹脂、粉体塗料として用いる場合、(b)のMnは、通常2,000〜50万、好ましくは4,000〜20万である。(b)の融点(DSCにて測定、以下融点はDSCでの測定値)は、通常0℃〜200℃、好ましくは35℃〜150℃である。(b)のTgは、通常−60℃〜100℃、好ましくは−30℃〜60℃である。(b)のSP値は、通常7〜18、好ましくは8〜14である。
液晶ディスプレイ等の電子部品製造用スペーサー、電子測定機の標準粒子として用いる場合、(b)のMnは、通常2万〜1,000万、好ましくは4万〜200万である。(b)の融点は、通常40℃〜300℃、好ましくは、70℃〜250℃である。(b)のTgは、通常−0℃〜250℃、好ましくは50℃〜200℃である。(b)のSP値は、通常8〜18、好ましくは9〜14である。
電子写真、静電記録、静電印刷などに使用されるトナーとして用いる場合、(b)のMnは、通常1,000〜500万、好ましくは2,000〜50万である。(b)の融点は、通常20℃〜200℃、好ましくは80℃〜180℃である。(b)のTgは、通常20℃〜200℃、好ましくは40℃〜150℃である。(b)のSP値は、通常8〜16、好ましくは9〜14である。
本発明においては、樹脂(a)からなる樹脂粒子(A)の水性分散液(W)と、樹脂(b)またはその溶剤溶液を混合し、(W)中に(b)またはその溶剤溶液分散させて、樹脂粒子(A)の水性分散液(W)中で、樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)を形成させることにより、樹脂粒子(B)の表面に樹脂粒子(A)が付着してなる構造の樹脂粒子(C)の水性分散体(X1)を得る。または、樹脂(a)からなる樹脂粒子(A)の水性分散液(W)と、後述する樹脂(b)の前駆体(b0)またはその溶剤溶液を混合し、(W)中に(b0)またはその溶剤溶液を分散させて、さらに、前駆体(b0)を反応させて、樹脂粒子(A)の水性分散液(W)中で、樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)を形成させることにより、樹脂粒子(B)の表面に樹脂粒子(A)が付着してなる構造の樹脂粒子(C)の水性分散体(X1)を得る。なお、樹脂(b)もしくはその溶剤溶液と、前躯体(b0)もしくはその溶剤溶液とを併用してもよい。
樹脂(b)もしくはその溶剤溶液、または、樹脂(b)の前駆体(b0)もしくはその溶剤溶液を分散させる場合には、分散装置を用いることができる。本発明で使用する分散装置は、一般に乳化機、分散機として市販されているものであれば特に限定されず、例えば、ホモジナイザー(IKA社製)、ポリトロン(キネマティカ社製)、TKオートホモミキサー(特殊機化工業社製)等のバッチ式乳化機、エバラマイルダー(荏原製作所社製)、TKフィルミックス、TKパイプラインホモミキサー(特殊機化工業社製)、コロイドミル(神鋼パンテック社製)、スラッシャー、トリゴナル湿式微粉砕機(三井三池化工機社製)、キャピトロン(ユーロテック社製)、ファインフローミル(太平洋機工社製)等の連続式乳化機、マイクロフルイダイザー(みずほ工業社製)、ナノマイザー(ナノマイザー社製)、APVガウリン(ガウリン社製)等の高圧乳化機、膜乳化機(冷化工業社製)等の膜乳化機、バイブロミキサー(冷化工業社製)等の振動式乳化機、超音波ホモジナイザー(ブランソン社製)等の超音波乳化機等が挙げられる。このうち粒径の均一化の観点で好ましいものは、APVガウリン、ホモジナイザー、TKオートホモミキサー、エバラマイルダー、TKフィルミックス、TKパイプラインホモミキサーが挙げられる。
樹脂(b)を樹脂粒子(A)の水性分散液(W)に分散させる際、樹脂(b)は液体であることが好ましい。樹脂(b)が常温で固体である場合には、融点以上の高温下で液体の状態で分散させたり、(b)の溶剤溶液を用いたり、(b)の前駆体(b0)またはその溶剤溶液を用いてもよい。樹脂(b)もしくはその溶剤溶液、または、前駆体(b0)もしくはその溶剤溶液の粘度は、粒径均一性の観点から通常10〜5万mPa・s(B型粘度計で測定)、好ましくは100〜1万mPa・sである。分散時の温度としては、通常0〜150℃(加圧下)、好ましくは5〜98℃である。分散体の粘度が高い場合は、高温にして粘度を上記好ましい範囲まで低下させて、乳化分散を行うのが好ましい。樹脂(b)の溶剤溶液および前駆体(b0)の溶剤溶液に用いる溶剤は、樹脂(b)を常温もしくは加熱下で溶解しうる溶剤であれば特に限定されず、具体的には、有機溶剤(U)と同様のものが例示される。好ましいものは樹脂(b)の種類によって異なるが、(b)とのSP値差が3以下であるのが好適である。また、樹脂粒子(C)の粒径均一性の観点からは、樹脂(b)を溶解させるが、樹脂(a)からなる樹脂粒子(A)を溶解・膨潤させにくい溶剤が好ましい。
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、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。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。この場合、前駆体(b0)を反応させて樹脂(b)を形成する方法としては、反応性基含有プレポリマー(α)および硬化剤(β)および必要により有機溶剤(U)を含む油相を、樹脂粒子(A)の水系分散液中に分散させ、加熱により(α)と(β)を反応させて樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)を形成させる方法;(α)またはその溶剤溶液を樹脂粒子(A)の水系分散液中に分散させ、ここに水溶性の(β)を加え反応させて、樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)を形成させる方法;(α)が水と反応して硬化するものである場合は、(α)またはその溶剤溶液を樹脂粒子(A)の水性分散液(W)に分散させることで水と反応させて、(b)からなる樹脂粒子(B)を形成させる方法等が例示できる。
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。
これらのうち、水中での反応率の観点から、〔1〕がより好ましい。
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。
反応性基含有プレポリマー(α)の骨格としては、上記活性水素化合物(m)に開環重合させる上記環状エステル(n)を開環重合させて得られるポリエステル樹脂(b1)からなる樹脂等が挙げられる。(b1)からなる樹脂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およ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〔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]の当量比[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。
反応性基含有プレポリマー(α)として、ポリエステル樹脂(b1)からなる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得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを用い、それを活性水素基含有化合物(β1)と反応させると、(b1)を構成単位として含有するポリウレタン樹脂(b2)が得られる。
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Mnは、好ましくは500〜30,000、さらに好ましくは1,000〜20,000、とくに好ましくは2,000〜10,000である。
反応性基含有プレポリマー(α)のMwは、好ましくは1,000〜50,000、さらに好ましくは2,000〜40,000、とくに好ましくは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20万mPa・s以下、好ましくは10万mPa・s以下である。20万mPa・s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。
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およびそれらの混合物である。
(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、ポリアミン(β1a)と炭素数3〜8のケトン(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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(14)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。
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。
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)を水性分散液(W)中で反応させて得られる樹脂(b)が樹脂粒子(B)および樹脂粒子(C)の構成成分となる。(α)と(β)を反応させた樹脂(b)のMw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。
また、反応性基含有プレポリマー(α)と硬化剤(β)との水性分散液(W)中での反応時に、(α)および(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、(α)と(β)を水性分散液(W)中で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。
反応性基含有プレポリマー(α)と硬化剤(β)の反応時間は、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10分〜40時間、さらに好ましくは30分〜24時間である。
反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは50〜120℃である。
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。
樹脂粒子(A)および/または樹脂粒子(B)中に他の添加剤(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、および難燃剤など)を混合しても差し支えない。(A)または(B)中に他の添加剤を添加する方法としては、水性分散液(W)中で水性分散体(X1)を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめ樹脂(a)または樹脂(b)と添加剤を混合した後、水性分散液(W)中にその混合物を加えて分散させた方がより好ましい。
また、本発明においては、添加剤は、必ずしも、水性分散液(W)中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加したり、有機溶剤(U)および/または可塑剤(V)とともに上記添加剤を含浸させることもできる。
樹脂(b)100重量部に対する水性分散液(W)の使用量は、好ましくは50〜2,000重量部、さらに好ましくは100〜1,000重量部である。50重量部以上では(b)の分散状態が良好である。2,000重量部以下であると経済的である。
樹脂粒子(C)は、樹脂(a)からなる樹脂粒子(A)の水性分散液(W)と、樹脂(b)、(b)の溶剤溶液、樹脂(b)の前駆体(b0)、および(b0)の溶剤溶液から選ばれる1種以上(O)とを混合し、(W)中に(O)を分散させ、前駆体(b0)の場合は前駆体(b0)を反応させて樹脂(b)を形成して、樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に樹脂粒子(A)が付着してなる構造の樹脂粒子(C)の水性分散体(X1)を形成させた後、水性分散体(X1)から水および必要により有機溶剤(U)からなる水性媒体を除去することにより得られる。水性媒体を除去する方法としては、
〔1〕(X1)を減圧下または常圧下で乾燥する方法
〔2〕遠心分離器、スパクラフィルター、フィルタープレスなどにより固液分離し、得られた粉末を乾燥する方法
〔3〕(X1)を凍結させて乾燥させる方法(いわゆる凍結乾燥)
等が例示される。
上記〔1〕、〔2〕において、得られた粉末を乾燥する際、流動層式乾燥機、減圧乾燥機、循風乾燥機など公知の設備を用いて行うことができる。
また、必要に応じ、風力分級器などを用いて分級し、所定の粒度分布とすることもできる。
樹脂粒子(C)は、小粒径の樹脂粒子(A)と大粒径の樹脂粒子(B)から構成され、(A)が(B)の表面に付着した形で存在する。両粒子の付着力を強めたい場合には、水性媒体中に分散した際に、樹脂粒子(A)と樹脂粒子(B)が正負逆の電荷を持つようにしたり、(A)と(B)が同一の電荷持つ場合には、界面活性剤(S)または水溶性ポリマー(T)のうち(A)および(B)と逆電荷を持つものを使用したり、樹脂(a)と樹脂(b)のSP値差を2以下にしたりすることが有効である。
樹脂粒子(C)の粒径均一性、保存安定性等の観点から、(C)は、0.1〜50%の樹脂粒子(A)と50〜99.9%の樹脂粒子(B)からなるのが好ましく、0.2〜40%の(A)と60〜99.8%の(B)からなるのがさらに好ましい。
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面積/(A)に覆われている部分の面積+(B)が露出している部分の面積]×100
粒径均一性の観点から、樹脂粒子(C)の体積分布の変動係数は、30%以下であるのが好ましく、0.1〜15%であるのが更に好ましい。また、樹脂粒子(C)の体積平均粒径/個数平均粒径の値は、1.0〜1.4であるのが好ましく、1.0〜1.2であるのがさらに好ましい。
(C)の体積平均粒径は、用途により異なるが、一般的には0.1〜300μmが好ましい。上限は、さらに好ましくは250μm、特に好ましくは200μmであり、下限は、さらに好ましくは0.5μm、特に好ましくは1μmである。
なお、体積平均粒径および個数平均粒径は、コールターカウンターで同時に測定することができる。
本発明の樹脂粒子(C)は、樹脂粒子(A)と樹脂粒子(B)の粒径、および、(A)による(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。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。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)することができる。
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。
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、粒子(A)および粒子(B)も球状であるのが好ましい。(C)はWadellの実用球形度が0.85〜1.0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。
上記樹脂粒子(C)から、樹脂粒子(A)が除去された本発明の樹脂粒子(B)は、前記(C)の水性樹脂分散体(X1)から、樹脂粒子(B)の水性樹脂分散体(X2)を得て、さらに、この水性樹脂分散体(X2)から水および必要により有機溶剤(U)からなる水性媒体を除去することにより得られる。
樹脂粒子(B)の水性分散体(X2)は、水性分散体(X1)中において、互いに付着している樹脂粒子(A)と樹脂粒子(B)を脱離させた後、該水性分散体から樹脂粒子(A)を分離除去したり、または水性分散体(X1)中において、樹脂粒子(B)を溶解させることなく樹脂粒子(A)を溶解させたりして得られる。(A)の溶解物は必要に応じて分離除去してもよい。
この水性樹脂分散体(X2)から水性媒体を除去する方法としては、樹脂粒子(C)の場合と同様の方法が例示される。
水性樹脂分散体(X1)中において、付着している樹脂微粒子(A)と樹脂粒子(B)を脱離させる方法としては、
〔1〕(X1)を超音波処理する方法
〔2〕(X1)を大量の水またはメタノール、エタノールもしくはアセトン等の水溶性の有機溶剤で希釈し、攪拌により剪断を与える方法
〔3〕(X1)に酸、アルカリまたは無機塩類等を添加し、攪拌により剪断を与える方法
〔4〕(X1)を加熱し、攪拌により剪断を与える方法
〔5〕(X1)が溶剤を含む場合[樹脂(a)の溶剤溶液および/または樹脂(b)溶剤溶液が水性媒体中に分散されている場合や、水性媒体中に溶剤が溶解している場合]に、脱溶剤を行う方法
等が例示される。
水性分散体(X1)中において、樹脂粒子(A)を溶解させる方法としては、
〔1〕樹脂(a)がカルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基等の酸性官能基を有する樹脂(一般に酸性官能基1個当たりの分子量が1,000以下であるのが好ましい)である場合に、水性分散体(X1)中に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、DBU等のアルカリまたはそれらの水溶液を加える方法
〔2〕樹脂(a)が1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アンモニウム塩基等の塩基性官能基を有する樹脂(一般に塩基性官能基1個当たりの分子量が1,000以下であるのが好ましい)である場合に、水性分散体(X1)中に塩酸、硫酸、リン酸、酢酸等の酸またはそれらの水溶液を加える方法
〔3〕樹脂(a)が、特定の有機溶剤(U)に溶解する場合{一般に(a)と(U)のSP値の差が2.5以下であるのが好ましい}に、水性分散体(X1)中に特定の有機溶剤(U)を加える方法
等が例示される。
水性分散体から樹脂粒子(A)またはその溶解物を分離除去する方法としては、
〔1〕一定の目開きを有する濾紙、濾布、メッシュ等を用いて濾過し、樹脂粒子(B)のみを濾別する方法
〔2〕遠心分離により樹脂粒子(B)のみを沈降させ、上澄み中に含まれる樹脂粒子(A)またはその溶解物を除去する方法
等が例示される。
本発明の樹脂粒子(B)は、樹脂粒子(A)の樹脂粒子(B)に対する粒径比、および、水性分散体(X1)中における(A)による(B)表面の被覆率、(X1)中における(B)/水性媒体界面上で(A)が(B)側に埋め込まれている深さ、を変えることで粒子表面を平滑にしたり、粒子表面に所望の凹凸を付与したりすることができる。樹脂粒子(A)による樹脂粒子(B)表面の被覆率や樹脂粒子(A)が樹脂粒子(B)側に埋め込まれている深さは、以下のような方法で制御することができる。
〔1〕(X1)を製造する際に、(A)と(B)が正負逆の電荷を持つようにすると被覆率、深さが大きくなる。この場合、(A)、(B)各々の電荷を大きくするほど、被覆率、深さが大きくなる。
〔2〕(X1)を製造する際に、(A)と(B)が同極性(どちらも正、またはどちらも負)の電荷を持つようにすると、被覆率は下がり、深さが小さくなる傾向にある。この場合、一般に活性剤(S)および/または水溶性ポリマー(T)[特に(A)および(B)と逆電荷を有するもの]を使用すると被覆率が上がる。また、水溶性ポリマー(T)を使用する場合には、水溶性ポリマー(T)の分子量が大きいほど深さが小さくなる。
〔3〕(X1)を製造する際に、樹脂(a)がカルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基等の酸性官能基を有する(一般に酸性官能基1個当たりの分子量が1,000以下であるのが好ましい)場合に、水性媒体のpHが低いほど被覆率、深さが大きくなる。逆に、pHを高くするほど被覆率、深さが小さくなる。
〔4〕(X1)を製造する際に、樹脂(a)が1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アンモニウム塩基等の塩基性官能基を有する(一般に塩基性官能基1個当たりの分子量が1,000以下であるのが好ましい)場合に、水性媒体のpHが高いほど被覆率、深さが大きくなる。逆に、pHを低くするほど被覆率、深さが小さくなる。
〔5〕樹脂(a)と樹脂(b)のSP値差を小さくするほど被覆率、深さが大きくなる。
得られる樹脂粒子(B)の体積平均粒径は、用いられる用途により異なるが、一般的には0.1〜300μmが好ましい。上限は、さらに好ましくは250μm、特に好ましくは200μmであり、下限は、さらに好ましくは0.5μm、特に好ましくは1μmである。また、粒径均一性から、(B)の[体積平均粒径/個数平均粒径]は、1.0〜1.4であるのが好ましく、1.0〜1.2がさらに好ましい。
粉体流動性を向上させたい場合には、樹脂粒子(B)のBET値比表面積が0.5〜5.0m2/gであるのが好ましく、表面平均中心線粗さRaが0.01〜0.8μmであるのが好ましい。
樹脂粒子(B)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く、Wadellの実用球形度が0.85〜1.0であるのが好ましく、より好ましくは0.90〜1.0である。
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」は重量部を意味する。
製造例1
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、スチレン化フェノールEO付加物(エレミノールHB−12、三洋化成工業社製)47部とビスフェノールAジグリシジルエーテル(エピコート828、油化シェル社製)232部を投入し均一に溶解させた。攪拌下で反応容器に水を滴下した。水を31部投入したところで、系が乳白色に乳化した。更に水を224部滴下し、乳濁液(1)を得た。加熱して、系内温度70℃まで昇温した後、エチレンジアミンを20部を水446部に溶解した液を70℃を維持したまま2時間かけて滴下した。滴下後、70℃で5時間、90℃で5時間反応・熟成してアミン硬化エポキシ樹脂水性分散液[微粒子分散液A1]を得た。[微粒子分散液A1]をレーザー式粒度分布測定装置LA−920(堀場製作所製)で測定した体積平均粒径は、0.81μmであった。また、[微粒子分散液A1]の一部を遠心分離し、更に水を加えて遠心分離する工程を2回繰り返した後、乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは120℃であった。
製造例2
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EO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樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸EO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[微粒子分散液A2]を得た。[微粒子分散液A2]をLA−920で測定した体積平均粒径は、0.15μmであった。[微粒子分散液A2]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。
製造例3
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、エチレングリコール6部、L−ラクチド400部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で160℃で8時間開環重合し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、110℃まで冷却し、トルエン中にてIPDIを18部入れて110℃で5時間反応を行い、次いで脱溶剤し、重量平均分子量70,000、遊離イソシアネート含量0.5%の[ウレタン変性ポリエステル(1)]を得た。上記と同様にグリセリン9部、L−ラクチド288部を常圧下、160℃で6時間開環重合し、数平均分子量3,000の変性されていない[ポリエステル(2)]を得た。[ウレタン変性ポリエステル(1)]200部と[ポリエステル(2)]800部を酢酸エチル2,000部に溶解、混合し、[樹脂溶液1]を得た。[樹脂溶液1]の一部を減圧乾燥し、樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは55℃であった。ビーカー内に、水500部、高級アルコールEO付加物(ナロアクティーN200、三洋化成工業製)4部を入れ均一に溶解した。TK式ホモミキサーで18,000rpmに撹拌しながら、[樹脂溶液1]を投入し15分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付の反応容器に移し、昇温して酢酸エチルを留去し、さらに98℃まで昇温して5時間反応させて、[ウレタン変性ポリエステル(1)]の水伸長反応物と[ポリエステル(2)]の混合物からなる[微粒子分散液A3]を得た。[微粒子分散液A3]をLA−920で測定した体積平均粒径は、0.21μmであった。また、[微粒子分散液A3]の一部を遠心分離し、更に水を加えて遠心分離する工程を2回繰り返した後、乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは64℃であった。
製造例4
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、ポリカプロラクトンジオール(分子量2,000)787部、ポリエーテルジオール(分子量4,000、EO含量50重量%、PO含量50重量%)800部を仕込み、120℃で減圧脱水した。脱水後の水分は0.05%であった。次いでHDI55.5部、水添MDI65.5部およびジブチル錫ジラウレート0.6部を添加し80℃で5時間反応を行った。得られた生成物を[水溶性高分子T1]とする。次いで、[微粒子分散液A1]100部、[水溶性高分子1]1部および水107部を混合攪拌し、乳白色の液体を得た。これを[分散液1]とする。
製造例5
水784部、[微粒子分散液A2]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[分散液2]とする。
製造例6
水634部、[微粒子分散液A3]286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)154部を混合攪拌し、乳白色の液体を得た。これを[分散液3]とする。
製造例7
ポリビニルアルコール(「PVA−235」、(株)クラレ製)1部を水100部に溶解した。これを[分散液4]とする。
製造例8
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、ヒドロキシル価が56のポリエステルジオール[エチレングリコール6部とL−ラクチド200部を入れ、常圧で160℃で8時間開環重合して得た]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IPDIを457部を投入し、110℃で10時間反応を行い末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを得た。該ウレタンプレポリマーの遊離イソシアネート含量は3.6%であった。これを[プレポリマー1]とする。
製造例9
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、エチレンジアミン50部とメチルイソブチルケトン50部を仕込み、50℃で5時間反応を行った。得られたケチミン化合物を[硬化剤1]とする。
製造例10
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、ヒドロキシル価が56のポリエステル樹脂[ビスフェノールA・EO2モル付加物とテレフタル酸を脱水縮合して合成]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IPDIを457部投入し、110℃で10時間反応を行い末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを得た。該ウレタンプレポリマーの遊離イソシアネート含量は3.6%であった。これを[プレポリマー2]とする。
製造例11
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701部(18.8モル)、テレフタル酸ジメチルエステル716部(7.5モル)、アジピン酸180部(2.5モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成するメタノールを留去しながら8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、生成する1,2−プロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させ、軟化点が150℃になった時点で取り出した。回収された1,2−プロピレングリコールは316部(8.5モル)であった。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化し[ポリエステル(3)]を得た。[ポリエステル(3)]のMnは2000、水酸基価は43mgKOH/g、酸価は19mgKOH/gであった。
なお、( )内のモル数は、相対的なモル比を意味する。
温度計および攪拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、[ポリエステル(3)]100部、L−ラクチド500部およびテレフタル酸チタン1部を投入し、窒素置換後、160℃で6時間重合し、[ポリエステル(4)]を得た。[ウレタン変性ポリエステル(1)]200部と[ポリエステル(4)]800部を酢酸エチル2,000部に溶解、混合し、[樹脂溶液2]を得た。[樹脂溶液2]の一部を減圧乾燥し、樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは54℃であった。
製造例12
温度計および攪拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、[ポリエステル(3)]100部、L−ラクチド400部、ラセミラクチド100部およびテレフタル酸チタン1部を投入し、窒素置換後、160℃で6時間重合し、[ポリエステル(5)]を得た。[ウレタン変性ポリエステル(1)]200部と[ポリエステル(5)]800部を酢酸エチル2,000部に溶解、混合し、[樹脂溶液3]を得た。[樹脂溶液3]の一部を減圧乾燥し、樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは53℃であった。
製造例13
温度計および攪拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、[ポリエステル(3)]100部、D−ラクチド500部およびテレフタル酸チタン1部を投入し、窒素置換後、160℃で6時間重合し、[ポリエステル(6)]を得た。[ウレタン変性ポリエステル(1)]200部と[ポリエステル(6)]800部を酢酸エチル2,000部に溶解、混合し、[樹脂溶液4]を得た。[樹脂溶液4]の一部を減圧乾燥し、樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは54℃であった。
製造例14
温度計および攪拌機の付いたオートクレーブ反応槽中に、[ヒマシ油ポリオールHS 3P−255(豊国製油(株)製)]15部、L−ラクチド400部、ラセミラクチド100部およびテレフタル酸チタン1部を投入し、窒素置換後、160℃で6時間重合し、[ポリエステル(7)]を得た。[ウレタン変性ポリエステル(1)]200部と[ポリエステル(7)]800部を酢酸エチル2,000部に溶解、混合し、[樹脂溶液5]を得た。[樹脂溶液5]の一部を減圧乾燥し、樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは51℃であった。
実施例1
ビーカー内に[プレポリマー1]150部と[硬化剤1]6部とを混合しておき、[分散液1]250部を添加した後、ウルトラディスパーザー(ヤマト科学製)を使用し、回転数9000rpmで1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時間反応を行い水性分散体(XF1)を得た。次いでブロッキング防止剤[「サイロイド978」、富士デヴィソン化学製]1部および耐光安定剤[「DIC−TBS」、大日本インキ化学工業製]0.5部を加えて濾別、乾燥を行い樹脂粒子(F1)を得た。
実施例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、[分散液2]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(F2)を得た。
実施例3
水性分散体(XF2)100部に、5%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)を使用し、40℃に温調し回転数12,000rpmで10分間混合して、(F2)の表面に付着した[微粒子分散液A2]由来の微粒子を溶解させた。次いで遠心分離で上澄みを除去し、さらに水100部を加えて遠心分離する工程を2回繰り返した後、乾燥して樹脂粒子(F3)を得た。
実施例4
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、[分散液3]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(XF4)を得た。次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子(F4)を得た。
実施例5
ビーカー内に[樹脂溶液1]240部、離型剤としてトリメチロールプロパントリベヘネート(融点58℃、溶融粘度24cps)20部、着色剤として銅フタロシアニン4部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[樹脂溶液1B]を得た。ビーカー内にイオン交換水500部、[分散液1]500部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。ついで50℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに撹拌しながら、[樹脂溶液1B]300部を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、昇温して酢酸エチルを留去し、さらに98℃まで昇温して5時間反応させて、水性分散体(XF5)を得た。次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子(F5)を得た。
実施例6
ビーカー内に[樹脂溶液1]240部、離型剤としてトリメチロールプロパントリベヘネート(融点58℃、溶融粘度24cps)20部、着色剤として銅フタロシアニン4部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[樹脂溶液1B]を得た。ビーカー内に、[分散液2]500部を入れ均一に溶解した。ついで50℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに撹拌しながら、[樹脂溶液1B]214部を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、昇温して酢酸エチルを留去し、さらに98℃まで昇温して5時間反応させて、水性分散体(XF6)を得た。次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子(F6)を得た。
実施例7
水性分散体(XF6)100部に、5%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサー(特殊機化製)を使用し、40℃に温調し回転数12,000rpmで10分間混合して、(F6)の表面に付着した[微粒子分散液A2]由来の微粒子を溶解させた。次いで遠心分離で上澄みを除去し、さらに水100部を加えて遠心分離する工程を2回繰り返した後、乾燥して樹脂粒子(F7)を得た。
実施例8
ビーカー内に[樹脂溶液1]240部、離型剤としてトリメチロールプロパントリベヘネート(融点58℃、溶融粘度24cps)20部、着色剤として銅フタロシアニン4部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[樹脂溶液1B]を得た。ビーカー内に、[分散液3]500部を入れ均一に溶解した。ついで50℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに撹拌しながら、[樹脂溶液1B]214部を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、昇温して酢酸エチルを留去し、さらに98℃まで昇温して5時間反応させて、水性分散体(XF8)を得た。次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子(F8)を得た。
実施例9
ビーカー内に[樹脂溶液2]240部、離型剤としてトリメチロールプロパントリベヘネート(融点58℃、溶融粘度24cps)20部、着色剤として銅フタロシアニン4部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[樹脂溶液2B]を得た。ビーカー内に、[分散液2]500部を入れ均一に溶解した。ついで50℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに撹拌しながら、[樹脂溶液2B]214部を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、昇温して酢酸エチルを留去し、さらに98℃まで昇温して5時間反応させて、水性分散体(XF9)を得た。次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子(F9)を得た。
実施例10
ビーカー内に[樹脂溶液3]240部、離型剤としてトリメチロールプロパントリベヘネート(融点58℃、溶融粘度24cps)20部、着色剤として銅フタロシアニン4部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[樹脂溶液3B]を得た。ビーカー内に、[分散液3]500部を入れ均一に溶解した。ついで50℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに撹拌しながら、[樹脂溶液3B]214部を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、昇温して酢酸エチルを留去し、さらに98℃まで昇温して5時間反応させて、水性分散体(XF10)を得た。次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子(F10)を得た。
実施例11
ビーカー内に[樹脂溶液4]240部、離型剤としてトリメチロールプロパントリベヘネート(融点58℃、溶融粘度24cps)20部、着色剤として銅フタロシアニン4部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[樹脂溶液4B]を得た。ビーカー内に、[分散液2]500部を入れ均一に溶解した。ついで50℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに撹拌しながら、[樹脂溶液4B]214部を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、昇温して酢酸エチルを留去し、さらに98℃まで昇温して5時間反応させて、水性分散体(XF11)を得た。次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子(F11)を得た。
実施例12
ビーカー内に[樹脂溶液5]240部、離型剤としてトリメチロールプロパントリベヘネート(融点58℃、溶融粘度24cps)20部、着色剤として銅フタロシアニン4部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[樹脂溶液5B]を得た。ビーカー内に、[分散液2]500部を入れ均一に溶解した。ついで50℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに撹拌しながら、[樹脂溶液5B]214部を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、昇温して酢酸エチルを留去し、さらに98℃まで昇温して5時間反応させて、水性分散体(XF12)を得た。次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子(F12)を得た。
実施例13
ビーカー内に[ポリエステル(5)]120部、酢酸エチル120部、離型剤としてトリメチロールプロパントリベヘネート(融点58℃、溶融粘度24cps)20部、着色剤として銅フタロシアニン4部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[樹脂溶液6B]を得た。ビーカー内に、[分散液2]500部を入れ均一に溶解した。ついで50℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに撹拌しながら、[樹脂溶液6B]214部を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、昇温して酢酸エチルを留去し、さらに98℃まで昇温して5時間反応させて、水性分散体(XF13)を得た。次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子(F13)を得た。
実施例14
ビーカー内に[ポリエステル(7)]120部、酢酸エチル120部、離型剤としてトリメチロールプロパントリベヘネート(融点58℃、溶融粘度24cps)20部、着色剤として銅フタロシアニン4部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで撹拌し、均一に溶解、分散させて[樹脂溶液7B]を得た。ビーカー内に、[分散液2]500部を入れ均一に溶解した。ついで50℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに撹拌しながら、[樹脂溶液7B]214部を投入し10分間撹拌した。ついでこの混合液を撹拌棒および温度計付のコルベンに移し、昇温して酢酸エチルを留去し、さらに98℃まで昇温して5時間反応させて、水性分散体(XF14)を得た。次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子(F14)を得た。
比較例1
実施例1において[分散液1]の代わりに[分散液4]を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子(G1)を得た。
比較例2
実施例5において[分散液1]の代わりに[分散液4]を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子(G2)を得た。
比較例3
実施例1において[プレポリマー1]の代わりに[プレポリマー2]を使用した以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子(G3)を得た。
物性測定例1
実施例1〜14および比較例1〜3で得た樹脂粒子(F1)〜(F14)と(G1)〜(G3)を水に分散して粒度分布をコールターカウンターで測定した。変動係数とは、(標準偏差/体積平均粒径×100)の計算式より算出される値である。また各粒子の表面被覆率、BET比表面積,表面平均中心線粗さを前記の方法で測定した。
ヘイズ値は、樹脂粒子を用いて厚さ2mmのフィルムを作成し、JIS K7361−1に準拠して、ヘイズメーター(「NDH2000」、日本電色工業(株)製)を用いて測定した。
(A)が付着している場合の(B)の体積平均粒径は、上述の実施例3と同様の方法で(A)を除去して測定した。これらの結果を表1および表2に示す。
本発明の樹脂粒子は、粒径が均一であり、透明性が高いので、スラッシュ成形用樹脂、電子写真、静電記録、静電印刷などに用いられるトナー用バインダー樹脂、粉体塗料、液晶等の電子部品製造用スペーサー、電子測定機器の標準粒子、各種ホットメルト接着剤、その他成形材料等の用途に用いる樹脂粒子として有用である。

Claims (10)

  1. ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂およびポリエステル樹脂からなる群か
    ら選ばれる少なくとも1つの樹脂である樹脂(a)からなる樹脂粒子(A)の水性分散液
    (W)と、樹脂(b)もしくはその溶剤溶液、または、樹脂(b)の前駆体(b0)もし
    くはその溶剤溶液(O)とを混合し、(W)中に(O)を分散させ、前駆体(b0)また
    はその溶剤溶液を用いる場合には、さらに前駆体(b0)を反応させて、水性分散液(W
    )中で、樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)を形成させることにより、樹脂粒子(B)の
    表面に樹脂粒子(A)が付着されてなる構造の樹脂粒子(C)の水性分散体(X1)を形
    成させ、該(X1)から水性媒体を除去する樹脂粒子の製造方法において、樹脂(b)が
    活性水素化合物(m)にL−ラクチド、D−ラクチド、DL−ラクチド、ラセミラクチド
    、グリコリド、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、およびε−カプロラクトンから選ばれる1種以上である環状エステル(n)が開環重合されてなるポリエステル樹脂(b1)および/または(b1)を構成単位として含有するポリウレタン樹脂(b2)からなることを特徴とする樹脂粒子の製造方法。
  2. 樹脂粒子(C)が、0.1〜50重量%の樹脂粒子(A)と50〜99.9重量%の
    樹脂粒子(B)からなる請求項1記載の製造方法。
  3. 樹脂粒子(C)の体積分布の変動係数が30%以下であり、体積平均粒径/個数平均
    粒径の値が1.0〜1.4である請求項1または2記載の製造方法。
  4. 樹脂粒子(A)の体積平均粒径/樹脂粒子(B)の体積平均粒子径の値が0.001
    〜0.3である請求項1〜3のいずれか記載の製造方法。
  5. 樹脂粒子(A)の体積平均粒子径が0.0005〜30μmであり、かつ、樹脂粒子(
    B)の体積平均粒子径が0.1〜300μmである請求項1〜4のいずれか記載の製造方
    法。
  6. 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)からなる請求
    項1〜5のいずれか記載の製造方法。
  7. 請求項1〜6のいずれか記載の製造方法における水性分散体(X1)中において、付
    着している樹脂粒子(A)と樹脂粒子(B)を脱離させた後、水性分散体から樹脂粒子(
    A)を分離除去して、樹脂粒子(B)の水性分散体(X2)を得、該(X2)から水性媒
    体を除去する、または水性分散体(X1)中において、樹脂粒子(A)を溶解させて、樹
    脂粒子(B)の水性分散体(X2)を得、該(X2)から水性媒体を除去する樹脂粒子の
    製造方法。
  8. 活性水素化合物(m)が、2〜6価のポリオール、並びに水酸基および/またはカル
    ボキシル基を有するポリエステル樹脂から選ばれる1種以上である請求項1〜7のいずれか記載の製造方法。
  9. 樹脂(a)からなる樹脂粒子(A)が、樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に
    付着されてなる構造の樹脂粒子(C)であって、
    〔1〕樹脂粒子(A)と樹脂粒子(B)の体積平均粒子径の比が0.001〜0.3で
    あり、
    〔2〕樹脂粒子(A)の体積平均粒子径が0.0005〜30μmであり、かつ樹脂粒
    子(B)の体積平均粒子径が0.1〜300μmであり、
    〔3〕樹脂粒子(C)の体積平均粒子径/個数平均粒子径の値が1.0〜1.4であり

    〔4〕樹脂粒子(B)の表面の5%以上が樹脂粒子(A)で覆われており、
    〔5〕樹脂粒子(C)のBET値比表面積が0.5〜5.0m2/gであり、
    〔6〕樹脂粒子(C)の表面平均中心線粗さRaが0.01〜0.8μmであり、
    〔7〕樹脂粒子(C)のWadellの実用球形度が0.85〜1.0であり、
    〔8〕樹脂(a)が、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂およびポリエステ
    ル樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1つの樹脂であり、樹脂(b)が活性水素化合
    物(m)にL−ラクチド、D−ラクチド、DL−ラクチド、ラセミラクチド、グリコリド
    、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、およびε−カプロラクトンから選ばれる1種以上である環状エステル(n)が開環重合されてなるポリエステル樹脂(b1)および/または(b1)を構成単位として含有するポリウレタン樹脂(b2)からなることを特徴とする樹脂粒子。
  10. スラッシュ成形用樹脂用、トナー用バインダー樹脂用、粉体塗料用、電子部品製造用
    スペーサー用、または電子測定機器の標準粒子用である請求項9 記載の樹脂粒子。
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