JP5799367B2 - 樹脂粒子、樹脂粒子の製造方法、及びその用途 - Google Patents
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Description
まず、本発明の樹脂粒子は、5〜50μm、より好ましくは、7〜35μmの体積平均粒子径を有している。このような体積平均粒子径が5〜50μmの範囲内にある樹脂粒子は、塗料に配合されることにより、その塗料から得られる塗膜の艶消し性及び仕上がり外観を向上させることができる。逆に言えば、体積平均粒子径が5μm未満の樹脂粒子は、塗膜に十分な大きさの凹凸を形成させることができず、塗膜に艶消し性を付与することができないおそれがある。また、体積平均粒子径が50μmを超える樹脂粒子は、塗膜の外観をざらざらと荒れた状態にさせるおそれがあり、塗膜の仕上がり外観を悪くするおそれがある。なお、本明細書において、体積平均粒子径とは、後述する実施例の項で説明する測定方法により得られる体積平均粒子径を意味する。
本発明の樹脂粒子は、上述した単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体と一般式(I)で示される単量体と一般式(II)で示される単量体とを上記所定の割合で含む単量体混合物を重合させることにより得ることができる。
上記した本発明の樹脂粒子は、5〜50μmの体積平均粒子径及び15%以上30%未満の復元率を有し、且つ、前記体積平均粒子径(μm)との乗算値が33.0〜60.0の範囲内となる圧縮強度(MPa)を有する軟質の樹脂粒子であることから、塗料用の添加剤(例えば、艶消し剤、塗膜軟質化剤等)、光学フィルム用の光拡散剤、化粧料のような外用剤の原料等の用途に好適に使用できる。
本発明の樹脂粒子は、塗膜軟質化剤又は艶消し剤として塗料(塗料組成物)に含有させることが可能である。
本発明の樹脂粒子は、光学フィルム用の光拡散剤として使用することができる。本発明の光学フィルムは、基材フィルムの少なくとも一方の面に、上記した本発明の樹脂粒子を含む塗料組成物からなる塗膜が形成されたものである。このような本発明の光学フィルムは、防眩フィルム、光拡散フィルム等として利用できる。
更に、本発明の樹脂粒子は、外用剤の原料としても使用できる。本発明の外用剤は、本発明の樹脂粒子を含んでいる。外用剤における樹脂粒子の含有量は、外用剤の種類に応じて適宜設定できるが、1〜80重量%の範囲内であることが好ましく、5〜70重量%の範囲内であることがより好ましい。外用剤全量に対する樹脂粒子の含有量が1重量%を下回ると、樹脂粒子の含有による明確な効果が認められないことがある。また、樹脂粒子の含有量が80重量%を上回ると、含有量の増加に見合った顕著な効果が認められないことがあるため、生産コスト上好ましくない。
樹脂粒子の体積平均粒子径は、孔径50〜280μmの細孔に電解質溶液を満たし、当該電解質溶液を粒子が通過する際の電界質溶液の導電率変化から体積を求めることによって、計算した。具体的には、樹脂粒子の体積平均粒子径は、コールター方式精密粒度分布測定装置マルチサイザーII(ベックマン・コールター株式会社製)を用いてコールター方式にて測定した体積平均粒子径(体積基準の粒度分布における算術平均径)である。なお、測定に際しては、Coulter Electronics Limited発行のReference MANUAL FOR THE COULTER MULTISIZER(1987)に従って、次に示す測定する粒子の粒子径に適合したアパチャーチューブを用いてマルチサイザーIIのキャリブレーションを行い、測定を行った。つまり、体積平均粒子径が10μm未満の樹脂粒子に対しては細孔径50μmのアパチュアーチューブを用い、体積平均粒子径が10〜30μmの樹脂粒子に対しては細孔径100μmのアパチュアーチューブを用い、体積平均粒子径が30μmを超える樹脂粒子に対しては細孔径280μmのアパチュアーチューブを用いて測定を行った。
樹脂粒子の圧縮強度は、株式会社島津製作所製の微小圧縮試験機「MCTM200」を用いて、下記測定条件にて測定した。具体的には、樹脂粒子1個に対し、下記負荷速度で荷重をかけたときの樹脂粒子の変形量と荷重とを測定した。そして、樹脂粒子が変形してその粒子径が10%減少したときの荷重(N)と、変形前の樹脂粒子の粒子径とを、次式に代入して圧縮強度を算出した。
圧縮強度(Mpa)=2.8×荷重(N)/{π×(粒子径(mm))2}
<圧縮強度の測定条件>
試験温度:常温(25℃)
上部加圧圧子:直径50μmの平面圧子(材質:ダイヤモンド)
下部加圧板:SKS平板
測定モード:圧縮試験(MODE1)
試験荷重:9.8mN
負荷速度:0.71mN/秒
変位フルスケール:10μm
〔復元率の測定方法〕
樹脂粒子の復元率は、株式会社島津製作所製の微小圧縮試験機「MCTM200」を用いて、下記測定条件にて測定した。具体的には、樹脂粒子1個に対し、下記負荷速度で9.8mNの荷重をかけた後、荷重を1.96mNまで減少させた時の変位(粒子径の変位)の復元量を測定した。そして、測定された復元量と、荷重をかける前の樹脂粒子の粒子径とを、次式に代入して復元率を算出した。
復元率(%)=[復元量(μm)/粒子径(mm)]×100
<復元率の測定条件>
試験温度:常温(25℃)
上部加圧圧子:直径50μmの平面圧子(材質:ダイヤモンド)
下部加圧板:SKS平板
測定モード:除荷試験(MODE2)
反転荷重:9.8mN
原点用荷重:9.8mN
負荷速度:0.98mN/秒
変位フルスケール:10μm
〔トルエン吸収量の測定方法〕
樹脂粒子をトルエンに24時間浸漬させた時の樹脂粒子1g当たりのトルエン吸収量を次に示す方法により、測定した。
〔水相の調製〕
ビーカーに、水性媒体としての脱イオン水200重量部と、分散剤としてのピロリン酸マグネシウム10重量部と、アニオン性界面活性剤としてのラウリル硫酸ナトリウム0.04重量部とを投入し、水相を調製した。
水相の調製に用いたビーカーとは別のビーカーに、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのアクリル酸ブチル79重量部と、上記一般式(I)で示される単量体としてのエチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学株式会社製の「ライトエステルEG」)1重量部と、上記一般式(II)で示される単量体としてのテトラデカエチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学株式会社製の「ライトエステル14EG」)20重量部と、重合開始剤としての2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.2重量部と、重合開始剤としての過酸化ベンゾイル0.3重量部とを投入し、十分に攪拌して、油相となる混合物を調製した。
調製された油相を先に調製した水相に加え、ホモミクサー(プライミクス株式会社製の、卓上型「TKホモミクサー」)を用い、攪拌速度5000rpmで10分間攪拌して、油層を水相中に分散させ、分散液を得た。この分散液を、攪拌機、加熱装置、及び温度計を備えた重合反応器に投入し、60℃で6時間攪拌することにより、懸濁重合反応させた。次いで、重合反応器内の懸濁液(反応液)を30℃まで冷却させた後、塩酸を加えて、ピロリン酸マグネシウムを分解させた。次いで、懸濁液を吸引ろ過した。ろ過の残渣をイオン交換水により洗浄、脱水した後、無機粉体としてのシリカ(日本エアロジル株式会社製の「R974」、一次粒子径12nm)3重量部を添加して、60℃の真空乾燥機中で乾燥させ、さらに、粉砕することにより、目的の樹脂粒子を得た。
油相の調製において、上記一般式(II)で示される単量体として、テトラデカエチレングリコールジメタクリレートに代えて、ノナエチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学株式会社製の「ライトエステル9EG」)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、目的の樹脂粒子を得た。
油相の調製において、エチレングリコールジメタクリレートの配合量を5重量部とし、アクリル酸ブチルの配合量を75重量部とした以外は、実施例1と同様にして、目的の樹脂粒子を得た。
油相の調製において、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体として、アクリル酸ブチルに代えて、メタクリル酸ブチルを使用したこと以外は、実施例1と同様にして、目的の樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子の体積平均粒子径は、上述の測定方法により測定したところ、8.0μmであった。また、得られた樹脂粒子の圧縮強度は、上述した測定方法により測定したところ、6.1MPaであった。また、得られた樹脂粒子の復元率は、上述した測定方法により測定したところ、16.4%であった。更に、得られた樹脂粒子について、トルエンに24時間浸漬させた時の樹脂粒子1g当たりのトルエン吸収量を上述した測定方法により測定したところ、前記トルエン吸収量は4.5g/gであった。
油相の調製において、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体として、アクリル酸ブチルに代えて、メタクリル酸ブチルを使用し、さらに、上記一般式(II)で示される単量体として、テトラデカエチレングリコールジメタクリレートに代えて、ノナエチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学株式会社製の「ライトエステル9EG」)を使用した以外は、実施例1と同様にして、目的の樹脂粒子を得た。
油相の調製において、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体として、アクリル酸ブチルに代えて、メタクリル酸ブチルを使用し、このメタクリル酸ブチルの配合量を75重量部とし、さらに、エチレングリコールジメタクリレートの配合量を5重量部とした以外は、実施例1と同様にして、目的の樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子の体積平均粒子径は、上述の測定方法により測定したところ、7.8μmであった。
〔水相の調製〕
ビーカーに、水性媒体としての脱イオン水400重量部と、分散剤としてのピロリン酸マグネシウム10重量部と、アニオン性界面活性剤としてのラウリル硫酸ナトリウム0.04重量部とを投入し、水相を調製した。
水相の調製に用いたビーカーとは別のビーカーに、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのアクリル酸ブチル80重量部と、上記一般式(II)で示される単量体としてのテトラデカエチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学株式会社製の「ライトエステル14EG」)20重量部と、重合開始剤としての過酸化ベンゾイル0.3重量部とを投入し、十分に攪拌して、油相となる混合物を調製した。
調製された油相を先に調製した水相に加え、ホモミクサー(プライミクス株式会社製の、卓上型「TKホモミクサー」)を用い、攪拌速度5000rpmで10分間攪拌して、油層を水相中に分散させ、分散液を得た。この分散液を、攪拌機、加熱装置、及び温度計を備えた重合反応器に投入し、60℃で6時間攪拌することにより、懸濁重合反応させた。次いで、重合反応器内の懸濁液(反応液)を30℃まで冷却させた後、塩酸を加えて、ピロリン酸マグネシウムを分解させた。次いで、懸濁液を吸引ろ過した。ろ過の残渣をイオン交換水により洗浄、脱水した後、無機粉体としてのシリカ(日本エアロジル株式会社製の「R974」、一次粒子径12nm)3重量部を添加して、60℃の真空乾燥機中で乾燥させ、さらに、粉砕することにより、目的の樹脂粒子を得た。
油相におけるテトラデカエチレングリコールジメタクリレートの配合量を35重量部とし、油相におけるアクリル酸ブチルの配合量を65重量部とした以外は、比較例1と同様にして、目的の樹脂粒子を得た。
上記一般式(II)で示される単量体として、テトラデカエチレングリコールジメタクリレートに代えて、ノナエチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学株式会社製の「ライトエステル9EG」)を使用し、このノナエチレングリコールジメタクリレートの油相における配合量を35重量部とし、油相におけるアクリル酸ブチルの配合量を65重量部とした以外は、比較例1と同様にして、目的の樹脂粒子を得た。
油相の調製において、アクリル酸ブチルの配合量を64重量部とし、テトラデカエチレングリコールジメタクリレートの配合量を35重量部とし、さらに、上記一般式(I)で示される単量体としてのエチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学株式会社製の「ライトエステルEG」)1重量部を混合した以外は、比較例1と同様にして、目的の樹脂粒子を得た。
油相の調製において、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体として、アクリル酸ブチルの代わりにメタクリル酸ブチルを使用し、このメタクリル酸ブチルの配合量を64重量部とし、テトラデカエチレングリコールジメタクリレートの配合量を35重量部として、さらに、上記一般式(I)で示される単量体としてのエチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学株式会社製の「ライトエステルEG」)1重量部を混合した以外は、比較例1と同様にして、目的の樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子の体積平均粒子径は、上述の測定方法により測定したところ、8.0μmであった。
テトラデカエチレングリコールジメタクリレートに代えて、上記一般式(I)で示される単量体としてのエチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学株式会社製の「ライトエステルEG」)を使用した以外は、比較例1と同様にして、目的の樹脂粒子を得た。
実施例1〜6及び比較例1〜6で得られた各樹脂粒子を使用して、以下に示す方法により、実施例1〜6及び比較例1〜6で得られた樹脂粒子をそれぞれに含む各種の塗料を得た。
上記塗料の製造により得られた塗料を30℃で30日間放置した後、その塗料を手で振り混ぜ、沈降した樹脂粒子が均一に分散した時の回数(振り混ぜ回数)を以下の評価基準により、評価した。
△:振り混ぜ回数が10回以上20回未満
×:振り混ぜ回数が20回以上
〔塗膜の製造〕
上記塗料の製造により得られた塗料を、基材フィルムとしてのポリエステルフィルムの一方の面に、クリアランス100μmのブレードをセットした塗工装置を用いて塗布した後、乾燥することによって、ポリエステルフィルムの前記面に塗膜を形成した。
上記塗膜の製造により形成された塗膜を、当該塗膜の形成後1週間後に爪でひっかき、この時の塗膜の状態を以下の評価基準により、評価した。
本実施例7では、粉体部およびオイル部からなるパウダーファンデーションを製造した。すなわち、まず、実施例1で得た樹脂粒子21gと、粘土鉱物類としてのタルク38gと、粘土鉱物類としてのマイカ22gと、色材原料としての酸化チタン6gと、色材原料としての赤色酸化鉄0.6gと、色材原料としての黄色酸化鉄1gと、色材原料としての黒色酸化鉄0.1gとをヘンシェルミキサーで混合して、前記粉体部を調製した。また、脂肪酸エステルとしての2−エチルヘキサン酸セチル10gと、界面活性剤としてのソルビタンセスキオレエート1gと、防腐剤0.2gとを混合溶解して、オイル部(香料を除く)を調製した。
Claims (9)
- 単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体と、下記一般式(I);
前記単量体混合物が、前記単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体と前記一般式(I)で示される単量体と前記一般式(II)で示される単量体との合計量100重量部に対して、前記単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体を65.0〜85.0重量部、前記一般式(I)で示される単量体を0.5〜5.0重量部、前記一般式(II)で示される単量体を10.0〜30.0重量部含んでおり、
当該樹脂粒子が、5〜50μmの体積平均粒子径及び15%以上30%未満の復元率を有し、且つ、前記体積平均粒子径(μm)との乗算値が33.0〜60.0の範囲内となる10%圧縮変形時の圧縮強度(MPa)を有する
ことを特徴とする樹脂粒子。 - 請求項1に記載の樹脂粒子であって、
復元率が25%以下であることを特徴とする樹脂粒子。 - 請求項1又は2に記載の樹脂粒子であって、
前記一般式(I)で示される単量体が、エチレングリコールジ(メタ)アクリレートであることを特徴とする樹脂粒子。 - 請求項1乃至3のいずれか1つに記載の樹脂粒子であって、
前記一般式(II)におけるmが9〜14であることを特徴とする樹脂粒子。 - 請求項1乃至4のいずれか1つに記載の樹脂粒子であって、
前記重合体の表面に、1〜20nmの一次粒子径を有する無機粉体が、前記重合体と前記無機粉体の合計量100重量部に対して、0.1〜10重量部付着していることを特徴とする樹脂粒子。 - 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の樹脂粒子を製造するための製造方法であって、
前記単量体混合物を、水性媒体中で懸濁重合させる工程を有することを特徴とする樹脂粒子の製造方法。 - 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の樹脂粒子を含むことを特徴とする塗料組成物。
- 基材フィルムの少なくとも一方の面に、請求項7に記載の塗料組成物からなる塗膜が形成されていることを特徴とする光学フィルム。
- 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の樹脂粒子を含むことを特徴とする外用剤。
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