JP6134592B2 - 樹脂粒子溶剤分散体及びその用途 - Google Patents

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Description

本発明は、有機溶剤と、前記有機溶剤中に分散している樹脂粒子とを含む樹脂粒子溶剤分散体であって、フラットパネルディスプレイ等に用いられる光拡散フィルムや防眩フィルム等のフィルムのアンチブロッキング剤に好適に用いられる樹脂粒子溶剤分散体及びその用途(塗料)に関する。
フラットパネルディスプレイ等に用いられる光拡散フィルムや防眩フィルム等のフィルムは、通常、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と略記する)等の樹脂を基材とする基材層(薄層フィルム)の片面上又は両面上に、フィルムの傷付きを防止するためのハードコート層を塗工等により形成してなる積層フィルムとなっている。このような薄層フィルムの片面上又は両面上にハードコート層を形成してなる積層フィルムは、通常、ロール状に多重に巻いて保存されるため、内側部分の積層フィルムに外側部分の積層フィルムが重なり、内側部分及び外側部分の一方の部分の積層フィルムのハードコート層が他方の部分の積層フィルムの基材層又はハードコート層と当接する。その際、ハードコート層とハードコート層との間、又はハードコート層と基材層との間に、粘着力や化学的な付着力が働いて外側部分の積層フィルムが内側部分の積層フィルムに付着した状態になり、外側部分の積層フィルムを内側部分の積層フィルムから剥離することが困難になることが起こることがある。このように積層フィルムの表面同士が付着し合う現象は、ブロッキングと呼ばれる。
このようなハードコート層を備える積層フィルム表面同士のブロッキングを防止するために、雲母、合成雲母、シリカ、アルミナ、チタニア等の無機物質からなる粒子径が1μm以下の無機微粒子をハードコート塗料に練り込んでなる塗料を基材層上に塗布することにより、無機微粒子を含むハードコート層を形成する技術がある。これにより、無機微粒子に由来する凹凸がハードコート層の表面に形成されて、ハードコート層とハードコート層との間、又はハードコート層と基材層との間の接触面積が小さくなるので、ブロッキングを防止することができる。上記技術では、ハードコート層中の無機微粒子がアンチブロッキング剤として機能する。
上記技術として、例えば、特許文献1には、無機微粒子、特に10〜300nmの平均粒子径を有し鱗片状及び不規則薄片状の少なくとも一方の形状を有する無機微粒子を含むハードコート層が基材上に形成されたハードコートフィルムが開示されている。
特開2004−042653号公報
しかしながら、無機微粒子をアンチブロッキング剤として用いて積層フィルムのハードコート層に添加すると、積層フィルムがロール状に多重に巻かれて一部分の積層フィルムのハードコート層が他の部分の積層フィルムと当接したときに、一部分の積層フィルムのハードコート層の表面に存在する無機微粒子に由来する突起が他の部分の積層フィルムの表面を傷付け易くなるために、積層フィルム表面に傷等が付き易い。また、無機微粒子が添加されたハードコート層を有する積層フィルムは、無機微粒子表面での光反射に起因したぎらつき等を生じるという欠点もある。前記積層フィルム表が透明性を要求される薄層フィルムの場合には、積層フィルム表面に傷等が付くと、透明性が低下し、光学特性が損なわれることもある。
そこで、粒子径が1μm以下の粒子として無機微粒子よりも軟質な樹脂粒子をアンチブロッキング剤として用いて積層フィルムのハードコート層に添加する方法が知られている。樹脂粒子をハードコート層に添加する方法としては、樹脂粒子を有機溶剤中に分散させて樹脂粒子溶剤分散体を調製し、前記樹脂粒子溶剤分散体をバインダー樹脂を含む溶剤中に添加するか、あるいは前記樹脂粒子溶剤分散体にバインダー樹脂を添加する方法がある。
粒子径が1μm以下の樹脂粒子は、比表面積が大きいために凝集が起こり易い。そのため、前記樹脂粒子溶剤分散体では、樹脂粒子の組成や有機溶剤の種類によっては、樹脂粒子と有機溶剤との親和性が低く、樹脂粒子が凝集することがある。樹脂粒子が凝集した場合、前記樹脂粒子溶剤分散体が樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に使用されたときに樹脂フィルムの耐傷付き性が悪くなる。また、樹脂粒子が凝集した場合、前記樹脂粒子溶剤分散体を配合してなる塗料を塗工する際に、作業性が悪くなり、塗工むらが生じやすくなる。
また、前記樹脂粒子溶剤分散体では、樹脂粒子の組成によっては、樹脂粒子が膨潤することがある。樹脂粒子が膨潤した場合にも、前記樹脂粒子溶剤分散体が樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に使用されたときに樹脂フィルムの耐傷付き性が悪くなる。また、樹脂粒子が膨潤した場合にも、前記樹脂粒子溶剤分散体を配合してなる塗料を塗工する際に、作業性が悪くなり、塗工むらが生じやすくなる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、有機溶剤中で樹脂粒子が凝集したり膨潤したりすることなく良好に分散し、樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に用いた場合に、耐傷付き性が良好な樹脂フィルムを実現できる樹脂粒子溶剤分散体及びそれを用いた塗料を提供することにある。
本願発明者等は、有機溶剤と前記有機溶剤中に分散している架橋メタクリル酸エステル系樹脂粒子とを含む樹脂粒子溶剤分散体において、メタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位と多官能ビニル系単量体に由来する構造単位とをそれぞれ特定の割合で含み、かつ前記樹脂粒子溶剤分散体中における平均粒子径が0.1〜1.0μmの範囲内である架橋メタクリル酸エステル系樹脂粒子を使用すると共に、特定の範囲内の溶解度パラメータを有する有機溶剤を使用すると、有機溶剤中で樹脂粒子が凝集したり膨潤したりすることなく良好に分散した樹脂粒子溶剤分散体を実現することができ、その樹脂粒子溶剤分散体を樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に使用すると、耐傷付き性が良好な樹脂フィルムを実現できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の樹脂粒子溶剤分散体は、有機溶剤と、前記有機溶剤中に分散している樹脂粒子とを含む樹脂粒子溶剤分散体であって、前記樹脂粒子溶剤分散体中における前記樹脂粒子の平均粒子径が、0.1〜1.0μmの範囲内であり、前記樹脂粒子が、メタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位60〜85重量%と、多官能ビニル系単量体に由来する構造単位15〜40重量%とを含み、前記有機溶剤の溶解度パラメータが8.0〜12.5の範囲内であることを特徴としている。
前記構成によれば、樹脂粒子がメタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位を60重量%以上含み、樹脂粒子における多官能ビニル系単量体に由来する構造単位の含有量が40重量%以下であることで、樹脂粒子と有機溶剤との親和性が高くなり、有機溶剤中で樹脂粒子が凝集することなく良好に分散する。また、前記構成によれば、前記有機溶剤の溶解度パラメータが8.0〜12.5の範囲内であることで、樹脂粒子と有機溶剤との親和性が高くなり、有機溶剤中で樹脂粒子が凝集することなく良好に分散する。
また、前記構成によれば、樹脂粒子が多官能ビニル系単量体に由来する構造単位を15重量%以上含み、樹脂粒子におけるメタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位の含有量が85重量%以下であることで、樹脂粒子が有機溶剤に膨潤することなく有機溶剤中に良好に分散する。
これらの結果として、前記樹脂粒子溶剤分散体が樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に使用されたときに樹脂フィルムの耐傷付き性が良好となる。従って、本発明の樹脂粒子溶剤分散体は、樹脂フィルムのアンチブロッキング剤として好適である。
本発明の塗料は、本発明の樹脂粒子溶剤分散体と、バインダー樹脂とを含むことを特徴としている。
前記構成によれば、前記樹脂粒子溶剤分散体を用いているので、耐傷付き性が良好な塗膜を形成できる塗料を実現することができる。
本発明によれば、有機溶剤中で樹脂粒子が凝集したり膨潤したりすることなく良好に分散し、樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に用いた場合に、耐傷付き性が良好な樹脂フィルムを実現できる樹脂粒子溶剤分散体及びそれを用いた塗料を提供できる。
以下に、本発明について詳細に説明する。
〔樹脂粒子〕
まず、本発明の樹脂粒子溶剤分散体に使用する樹脂粒子について説明する。前記樹脂粒子は、メタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位60〜85重量%と、多官能ビニル系単量体に由来する構造単位15〜40重量%とを含んでいる。
前記樹脂粒子は、メタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルを含む単官能ビニル系単量体に由来する構造単位と、前記多官能ビニル系単量体に由来する構造単位とを含んでいる。前記単官能ビニル系単量体は、エチレン性不飽和基(広義のビニル基)を1分子中に1つ有する化合物である。
前記樹脂粒子の全体に対するメタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位の量の割合(前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与して前記樹脂粒子を形成する全ての成分の量に対するメタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルの量の割合に相当する)は、60〜85重量%の範囲内である。ここで、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与する成分とは、単官能ビニル系単量体と、多官能ビニル系単量体と、通常使用される重合開始剤と、必要に応じて用いられる重合反応に関与する添加剤(反応性界面活性剤等)とである。
前記樹脂粒子の全体に対するメタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位の量の割合が60重量%未満である場合には、前記樹脂粒子溶剤分散体中において樹脂粒子が凝集して大きな粒子径の樹脂粒子集合体を生成すると共に、前記樹脂粒子溶剤分散体の粘度が高くなる。大きな粒子径の樹脂粒子集合体が生成する結果として、前記樹脂粒子溶剤分散体が樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に使用されたときに、樹脂粒子に由来して樹脂フィルム表面に形成される突起が高くなる。それゆえ、樹脂フィルムがロール状に多重に巻かれて樹脂フィルムの表面同士が当接したときに、一方の表面に存在する突起が他の表面を傷付け易いので、樹脂フィルムの耐傷付き性が悪くなる。また、前記樹脂粒子溶剤分散体の粘度が高くなる結果として、前記樹脂粒子溶剤分散体を配合してなる塗料を塗工する際に、作業性が悪くなり、塗工むらが生じやすくなる。
一方、前記樹脂粒子の全体に対するメタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位の量の割合が85重量%を超える場合には、顕著な溶剤分散性の改善効果が得られなくなる。その場合には、前記樹脂粒子溶剤分散体中において樹脂粒子が有機溶剤に膨潤して樹脂粒子の粒子径が増大すると共に、前記樹脂粒子溶剤分散体の粘度が高くなる。樹脂粒子の粒子径が増大する結果として、前記樹脂粒子溶剤分散体が樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に使用されたときに、樹脂粒子に由来して樹脂フィルム表面に形成される突起が高くなる。それゆえ、樹脂フィルムがロール状に多重に巻かれて樹脂フィルムの表面同士が当接したときに、一方の表面に存在する突起が他の表面を傷付け易いので、樹脂フィルムの耐傷付き性が悪くなる。また、前記樹脂粒子溶剤分散体の粘度が高くなる結果として、前記樹脂粒子溶剤分散体を配合してなる塗料を塗工する際に、作業性が悪くなり、塗工むらが生じやすくなる。
前記樹脂粒子の全体に対する前記メタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位の量の割合は、65〜80重量%であることがより好ましい。これにより、粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の凝集及び膨潤をさらに抑制できる。
前記多官能ビニル系単量体は、エチレン性不飽和基(広義のビニル基)を1分子中に複数有する化合物である。前記多官能ビニル系単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン等のスチレン系多官能ビニル系単量体;アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート(例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート)、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル系多官能ビニル系単量体等が挙げられる。前記多官能ビニル系単量体としては、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、及びトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートの少なくとも1種の単量体が好ましい。これにより、前記樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の凝集をさらに抑制できると共に、樹脂粒子の強度、耐熱性、及び耐溶剤性を向上できる。前記アルキレングリコールジ(メタ)アクリレートのアルキレン基は、炭素数2〜4のアルキレン基であるのが好ましい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレート又はメタクリレートを意味するものとする。
前記樹脂粒子の全体に対する前記多官能ビニル系単量体に由来する構造単位の量の割合(前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与して前記樹脂粒子を形成する全ての成分の量に対する前記多官能ビニル系単量体の量の割合に相当する)は、15〜40重量%の範囲内である。
前記樹脂粒子の全体に対する前記多官能ビニル系単量体に由来する構造単位の量の割合が15重量%未満である場合には、前記樹脂粒子溶剤分散体中において樹脂粒子が有機溶剤に膨潤して樹脂粒子の粒子径が増大すると共に、前記樹脂粒子溶剤分散体の粘度が高くなる。樹脂粒子の粒子径が増大する結果として、前記樹脂粒子溶剤分散体が樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に使用されたときに、樹脂粒子に由来して樹脂フィルム表面に形成される突起が高くなる。それゆえ、樹脂フィルムがロール状に多重に巻かれて樹脂フィルムの表面同士が当接したときに、一方の表面に存在する突起が他の表面を傷付け易いので、樹脂フィルムの耐傷付き性が悪くなる。また、前記樹脂粒子溶剤分散体の粘度が高くなる結果として、前記樹脂粒子溶剤分散体を配合してなる塗料を塗工する際に、作業性が悪くなり、塗工むらが生じやすくなる。
一方、前記樹脂粒子の全体に対する前記多官能ビニル系単量体に由来する構造単位の量の割合が40重量%を超える場合には、樹脂粒子溶剤分散体における樹脂粒子の凝集・膨潤の顕著な抑制効果が得られなくなる。また、その場合には、メタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位の量が必要量を下回り、溶剤との親和性が悪化する。そのため、前記樹脂粒子溶剤分散体中において樹脂粒子が凝集して大きな粒子径の樹脂粒子集合体を生成すると共に、前記樹脂粒子溶剤分散体の粘度が高くなる。大きな粒子径の樹脂粒子集合体が生成する結果として、前記樹脂粒子溶剤分散体が樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に使用されたときに、樹脂粒子に由来して樹脂フィルム表面に形成される突起が高くなる。それゆえ、樹脂フィルムがロール状に多重に巻かれて樹脂フィルムの表面同士が当接したときに、一方の表面に存在する突起が他の表面を傷付け易いので、樹脂フィルムの耐傷付き性が悪くなる。また、前記樹脂粒子溶剤分散体の粘度が高くなる結果として、前記樹脂粒子溶剤分散体を配合してなる塗料を塗工する際に、作業性が悪くなり、塗工むらが生じやすくなる。
前記樹脂粒子の全体に対する前記多官能ビニル系単量体に由来する構造単位の量の割合は、15〜30重量%であることがより好ましい。これにより、重合時の樹脂粒子の凝集をさらに抑制できる。
前記樹脂粒子は、単官能ビニル系単量体に由来する構造単位として、メタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位に加えて、メタクリル酸イソブチル及びメタクリル酸tert−ブチル以外の他の単官能ビニル系単量体に由来する構造単位を含んでいてもよい。
前記他の単官能ビニル系単量体としては、例えば、芳香族ビニル単量体;メタクリル酸イソブチル及びメタクリル酸tert−ブチル以外の(メタ)アクリル酸エステル単量体、ハロゲン化ビニル単量体、シアン化ビニル系単量体等が使用できる。前記芳香族ビニル単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類(スチレン系単量体)等が使用できる。前記メタクリル酸イソブチル及びメタクリル酸tert−ブチル以外の(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキル等が使用できる。これら他の単官能ビニル系単量体は、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。これら他の単官能ビニル系単量体のうち、スチレン類及び(メタ)アクリル酸アルキル(メタクリル酸イソブチル及びメタクリル酸tert−ブチルを除く)から選ばれる少なくとも1種の単量体が好ましく、スチレン及びアルキル基の炭素数が1〜4である(メタ)アクリル酸アルキル(メタクリル酸イソブチル及びメタクリル酸tert−ブチルを除く)から選ばれる少なくとも1種の単量体がより好ましい。これにより、良好な全光線透過率を有する樹脂粒子を実現できる。単官能ビニル系単量体が、アルキル基の炭素数が5以上の(メタ)アクリル酸アルキルである場合、樹脂粒子が融着しやすくなり、樹脂粒子が樹脂粒子溶剤分散体中で一次粒子になりにくくなるため、好ましくない。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」はアクリル又はメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」はアクリレート又はメタクリレートを意味し、「(メタ)アクリロイル」はアクリロイル又はメタクリロイルを意味するものとする。
前記単官能ビニル系単量体は、その単独重合体のガラス転移温度(ただし、樹脂粒子が後述するシード重合法によって製造されたものである場合には、第2ビニル系単量体中に含まれる単官能ビニル系単量体の単独重合体のガラス転移温度)が、−60〜110℃の範囲内であることが好ましく、30〜110℃の範囲内であることがより好ましく、40〜110℃の範囲内であることがさらに好ましい。前記単官能ビニル系単量体の単独重合体のガラス転移温度が−60℃未満である場合、前記樹脂粒子溶剤分散体中において樹脂粒子が有機溶剤に膨潤しやすくなり、前記樹脂粒子溶剤分散体を用いて形成されたハードコート層の耐傷付き性が悪くなる恐れがある。前記単官能ビニル系単量体の単独重合体のガラス転移温度が110℃を超える場合、樹脂粒子が硬くなるので、前記樹脂粒子溶剤分散体を用いて形成されたハードコート層の耐傷付き性が悪くなる恐れがある。
〔樹脂粒子の製造方法〕
樹脂粒子を得るための重合方法としては、特に限定されないが、シード重合法、乳化重合法、ソープフリー乳化重合法(界面活性剤を使用しない乳化重合法)、懸濁重合法、分散重合法等の方法を用いることができる。これら重合方法の中で、一般に粒度分布が広くなる懸濁重合法以外の方法が好ましく、好ましい粒度分布(粒子径の変動係数が20%以下)を有する平均粒子径0.1〜1.0μmの樹脂粒子を容易に得ることができることから、シード重合法、乳化重合法、又はソープフリー乳化重合法がより好ましい。
〔シード重合法による樹脂粒子の製造方法〕
シード重合法による樹脂粒子の製造方法は、第1のビニル系単量体の重合体からなる種粒子に第2のビニル系単量体を吸収させ、第2のビニル系単量体を重合させる方法である。
前記種粒子の重量平均分子量(Mw)は、50000以下であることが好ましい。種粒子の重量平均分子量が50000を超える場合、種粒子が第2のビニル系単量体を吸収しにくくなり、得られる樹脂粒子の粒度分布が広がってしまう。樹脂粒子の粒度分布が広がると、樹脂粒子が一次粒子又はそれに近い状態に分散しにくくなる。
種粒子は、非架橋粒子又は微架橋粒子(溶媒に溶解できる程度に架橋された粒子)であることが好ましい。種粒子が溶媒に溶解しないほどに架橋されている場合、種粒子が吸収する第2のビニル系単量体の量が少なくなり、さらには樹脂粒子がコアシェル状になる(種粒子が球形を保つ)、樹脂粒子が変形するなど、粒子内部が均一で球状の樹脂粒子を得るためには好ましくない。
樹脂粒子を構成する原料の全重量に対する種粒子の割合、すなわち樹脂粒子の全重量に対する種粒子の割合は、10重量%以下であることが好ましい。種粒子が非架橋又は微架橋である場合、樹脂粒子の全重量に対する種粒子の割合が10重量%を超えると、ガラス転移温度の低い種粒子が、樹脂粒子の乾燥時に溶融して、樹脂粒子同士を融着させる要因となるため、好ましくない。なお、樹脂粒子の全重量に対する種粒子の割合は、樹脂粒子中の種粒子を溶媒で溶解させることによって分析できる。
前記第1のビニル系単量体及び第2のビニル系単量体は、これらを合わせたものが、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与して前記樹脂粒子を形成する全ての成分の量に対して60〜85重量%のメタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルを含む単官能ビニル系単量体と、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与して前記樹脂粒子を形成する全ての成分の量に対して15〜40重量%の多官能ビニル系単量体とを含む重合性単量体混合物となるような組成であればよい。前述したように種粒子は非架橋粒子又は微架橋粒子であることが好ましいので、前記第1のビニル系単量体が、多官能ビニル系単量体を含まないか、前記第1のビニル系単量体の重合によって微架橋粒子が得られる程度の少量の多官能ビニル系単量体を含む一方、前記第2のビニル系単量体が、単官能ビニル系単量体と多官能ビニル系単量体との混合物であって、前記第1のビニル系単量体よりも多官能ビニル系単量体の含有率が多いものであることが好ましい。
前記第1のビニル系単量体としては、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体又は芳香族ビニル単量体が好ましく、前記(メタ)アクリル酸アルキル又はスチレンがより好ましく、前記のアルキル基の炭素数が1〜4である(メタ)アクリル酸アルキルであることがさらに好ましい。
第2のビニル系単量体の重合は、通常、第2のビニル系単量体を吸収した種粒子を水性媒体中に分散させて状態で行う。前記水性媒体としては、特に限定されず、例えば、水、水と水溶性有機媒体(メタノール、エタノール等の低級アルコール(炭素数5以下のアルコール))との混合媒体が挙げられる。前記水性媒体の使用量は、樹脂粒子の安定化を図るために、通常、第2のビニル系単量体100重量部に対して、100〜1000重量部の範囲内である。
水性媒体中における第2のビニル系単量体の重合は、第2のビニル系単量体が球状滴として分散された水性懸濁液を攪拌することによって行うことが好ましい。その攪拌は、例えば、球状滴の浮上や重合後の粒子の沈降を防止できる程度に緩く行えばよい。
第2のビニル系単量体の重合温度は、30〜100℃の範囲内であることが好ましく、40〜80℃の範囲内であることがより好ましい。この重合温度を保持する時間は、0.1〜20時間の範囲内が好ましい。
第2のビニル系単量体の重合時には、通常、重合開始剤を用いる。前記重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、アセチルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、tert−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物類;2,2’−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)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ化合物類等が挙げられる。これら重合開始剤は、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、第2のビニル系単量体の重合では、界面活性剤濃度が臨界ミセル濃度以上である場合、前記重合開始剤として、過酸化ベンゾイル、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル等の油溶性重合開始剤を使用するのが好ましい。第2のビニル系単量体の重合では、油溶性重合開始剤を使用した場合、過硫酸カリウム等の水溶性重合開始剤を使用した場合と比較して、目的とする粒子径(0.1〜1.0μm)の樹脂粒子よりも小さい微小な樹脂粒子が発生することを抑制できる。
前記重合開始剤の使用量は、第2のビニル系単量体100重量部に対して、0.01〜10重量部の範囲内であることが好ましく、0.01〜5重量部の範囲内であることがより好ましい。前記重合開始剤の使用量が、第2のビニル系単量体100重量部に対して0.01重量部未満である場合、重合開始剤が重合開始の機能を果たし難い。また、前記重合開始剤の使用量が、第2のビニル系単量体100重量部に対して10重量部を超える場合には、コスト的に不経済であるため、好ましくない。
第2のビニル系単量体の重合には、界面活性剤を使用することが好ましい。前記界面活性剤としては、特に限定されるものではなく、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及び両性イオン性界面活性剤の何れをも使用することができる。
前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等のジアルキルスルホコハク酸塩;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシアルキレンアリールエーテルリン酸ナトリウム等のリン酸エステル塩;オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油カリ石鹸等の脂肪酸石鹸;ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等のアルキル硫酸塩;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩;アルキルナフタレンスルホン酸塩;アルカンスルホン酸塩;アルキルリン酸エステル塩;ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩;ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等が挙げられる。
前記ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレントリデシルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、アルキレン基の炭素数が3以上であるポリオキシアルキレントリデシルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタンモノステアレートやソルビタンモノパルミテート等のソルビタン脂肪酸エステル、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレン−オキシプロピレンブロック共重合体、ショ糖脂肪酸エステル(例えば、三菱化学フーズ株式会社製の商品名「リョートー(登録商標)シュガーエステル」)等が挙げられる。
前記カチオン性界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
前記両性イオン性界面活性剤としては、ラウリルジメチルアミンオキサイドや、リン酸エステル系又は亜リン酸エステル系界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤としては、これら界面活性剤のうち、アニオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤の少なくとも一方を用いることが好ましい。さらには、アニオン性界面活性剤として、リン酸エステル塩及びスルホコハク酸塩が好ましく、ノニオン性界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル及びポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルが好ましい。また、前記界面活性剤は、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
第2のビニル系単量体の重合における界面活性剤の使用量は、第1のビニル系単量体と第2のビニル系単量体との合計量に対して1〜5重量%の範囲内であることが好ましい。界面活性剤の使用量が第1のビニル系単量体と第2のビニル系単量体との合計量に対して1重量%未満である場合には、重合安定性を保つことが難しくなるため、好ましくない。また、界面活性剤の使用量が第1のビニル系単量体と第2のビニル系単量体との合計量に対して5重量%を超える場合、目的とする粒子径(0.1〜1.0μm)の樹脂粒子よりも小さい微小な樹脂粒子が生成し、樹脂粒子のアンブロッキング性能が低下する恐れがあるので、好ましくない。
第2のビニル系単量体の重合系には、樹脂粒子の耐熱性を向上させるために、連鎖移動剤を添加してもよい。前記連鎖移動剤としては、例えば、n−オクチルメルカプタン、tert−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン等のメルカプタン類;γ−テルピネン、ジペンテン等のテルペン類;クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロメタン、ジブロモメタン等のハロゲン化炭化水素;α−メチルスチレンダイマー;2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のフェノール系化合物;アリルアルコール等のアリル化合物等が挙げられる。また、第2のビニル系単量体の重合系には、樹脂粒子の耐熱性を向上させるために、酸化防止剤等の添加剤を添加してもよい。
なお、種粒子は、第1のビニル系単量体を重合することによって得られる。第1のビニル系単量体の重合方法としては、特に限定されないが、ソープフリー乳化重合法、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、シード重合法等を用いることができる。これら重合方法の中でも、ソープフリー乳化重合法、又は反応性界面活性剤(エチレン性不飽和基を有する界面活性剤)を用いる乳化重合法が好ましい。
第1のビニル系単量体の重合温度は、30〜100℃の範囲内であることが好ましく、40〜80℃の範囲内であることがより好ましい。この温度を保持する時間は、1〜30時間の範囲内が好ましい。
第1のビニル系単量体の重合時には、通常、重合開始剤を用いる。第1のビニル系単量体の重合に用いられる重合開始剤は、第2のビニル系単量体で用いられるものと同様の重合開始剤を用いることができるが、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤を使用するのが好ましい。
また、前記重合開始剤の使用量は、第1のビニル系単量体100重量部に対して、0.01〜10重量部の範囲内であることが好ましく、0.01〜5重量部の範囲内であることがより好ましい。前記重合開始剤の使用量が、第1のビニル系単量体100重量部に対して0.01重量部未満である場合、前記重合開始剤が重合開始の機能を果たし難い。また、前記重合開始剤の使用量が、第1のビニル系単量体100重量部に対して10重量部を超える場合には、コスト的に不経済であるため、好ましくない。
乳化重合法により第1のビニル系単量体を重合して種粒子を製造する場合、第1のビニル系単量体の重合に用いる界面活性剤としては、第2のビニル系単量体の重合に用いることができるものとして挙げた種々の界面活性剤を使用してもよく、エチレン性不飽和基を有するアニオン性界面活性剤(以下「反応性アニオン性界面活性剤」と称する)を使用してもよい。反応性アニオン性界面活性剤の具体例及び好ましい使用量については、後述する乳化重合法による樹脂粒子の製造方法と同様であるので、ここでは記載を省略する。
第1のビニル系単量体の重合には、分子量を調整するために連鎖移動剤を添加することができる。前記連鎖移動剤としては、前記第2のビニル系単量体の重合に用いられるものを使用することができる。
〔乳化重合法による樹脂粒子の製造方法〕
乳化重合法による樹脂粒子の製造方法は、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与して前記樹脂粒子を形成する全ての成分の量に対して60〜85重量%のメタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルを含む単官能ビニル系単量体と、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与して前記樹脂粒子を形成する全ての成分の量に対して15〜40重量%の多官能ビニル系単量体とを含む重合性単量体混合物を、界面活性剤の存在下で媒体中に乳化させ、重合開始剤の存在下で重合させる方法である。
前記重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、アセチルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、tert−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物類;2,2’−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)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二硫酸塩二水和物、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]水和物、2,2’−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、4,4−アゾビス(4−シアノペンタン酸)等のアゾ化合物類;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩類等が挙げられる。これら重合開始剤は、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記過硫酸塩類又は有機過酸化物類と、還元剤とを組み合わせたものを重合開始剤として用いてもよい。このような組み合わせの重合開始剤は、レドックス系重合開始剤と呼ばれる。前記還元剤としては、例えば、ナトリウムスルホキシレートホルムアルデヒド、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素アンモニウム、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸アンモニウム、過酸化水素、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム、L−アスコルビン酸又はその塩、第一銅塩、第一鉄塩等が挙げられる。これら還元剤は、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記重合開始剤は、その種類により相違するが、前記重合性単量体混合物100重量部に対して、0.1〜5重量部の範囲内で使用することが好ましく、0.3〜3重量部の範囲内で使用することがより好ましい。
また、乳化重合法における重合系には、連鎖移動剤を添加しても良い。前記連鎖移動剤としては、前記シード重合法における第2のビニル系単量体の重合に用いられるものとして挙げた種々の連鎖移動剤を使用することができる。前記連鎖移動剤は、前記重合性単量体混合物100重量部に対して、0.1〜5重量部の範囲内で使用することが好ましく、0.3〜3重量部の範囲内で使用することがより好ましい。
乳化重合法に用いる媒体としては、水性媒体を用いる方が好ましい。前記水性媒体としては、水単独、あるいは、水と低級アルコール(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等)との混合物を使用することができるが、廃液処理の点から水単独が好ましい。
前記水性媒体の使用量は、前記重合性単量体混合物100重量部に対して、200〜2000重量部の範囲内であることが好ましく、300〜1500重量部の範囲内であることがより好ましい。前記水性媒体の使用量が200重量部より少ないと、重合中の粒子の安定性が悪くなり、重合後に樹脂粒子の凝集物が生じてしまう場合があるので、好ましくない。前記水性媒体の使用量が2000重量部より多いと、生産性が悪くなる場合があるので、好ましくない。
重合系の攪拌回転数は、例えば、内容量5Lの反応容器を使用した場合、100〜500rpmであることが好ましい。また、重合温度は、使用する単量体の種類や重合開始剤の種類により相違するが、30〜100℃の範囲内であることが好ましい。また、重合時間は、2〜10時間であることが好ましい。
前記界面活性剤としては、前記シード重合法における第2のビニル系単量体の重合に用いることができるものとして挙げた種々の界面活性剤を使用することができるが、アニオン性界面活性剤を使用することが好ましく、反応性アニオン性界面活性剤(エチレン性不飽和基を有するアニオン性界面活性剤)を使用することがより好ましく、ポリオキシアルキレン部位を有する反応性アニオン性界面活性剤を使用することがさらに好ましい。前記エチレン性不飽和基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。
前記反応性アニオン性界面活性剤は、そのエチレン性不飽和基が重合性単量体混合物と共重合して、生成する樹脂粒子中に取り込まれるので、樹脂粒子を分散させている媒体(例えば水性媒体)中に残存することがない。これに対して、エチレン性不飽和基を有しない一般的なアニオン性界面活性剤を使用した場合、重合反応後にアニオン性界面活性剤が媒体(例えば水性媒体)中に残存するため、重合反応により得られる樹脂粒子の分散液が起泡して取り扱い性が低下する原因となる恐れがある。
また、ポリオキシアルキレン部位を有する反応性アニオン性界面活性剤は、エチレン性不飽和基に加えてポリオキシアルキレン部位を有していることにより、樹脂粒子の凝集・沈澱が生じ難くなる。従って、ポリオキシアルキレン部位を有する反応性アニオン性界面活性剤を使用することで、重合後にこのポリオキシアルキレン部位が樹脂粒子同士の反発作用をもたらすことによって、重合後の起泡を抑制することができる。
前記反応性アニオン性界面活性剤は、アニオン性部位として、スルホン酸塩、硫酸塩、リン酸塩、リン酸エステル、スルホコハク酸塩、カルボン酸塩、アシルアミノ酸塩等を有している。このアニオン性部位が、得られる樹脂粒子表面の官能基となる。ここで、これらの塩としては、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。
前記ポリオキシアルキレン部位を有する反応性アニオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、第一工業製薬株式会社製のポリオキシエチレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩である「アクアロン(登録商標)KH−10」(商品名、ポリオキシエチレン鎖長10)及び「アクアロン(登録商標)KH−1025」(商品名、「アクアロン(登録商標)KH−10」の25重量%水溶液);第一工業製薬株式会社製のポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩である「アクアロン(登録商標)HS−10」(商品名、ポリオキシエチレン鎖長10)、「アクアロン(登録商標)HS−20」(商品名、ポリオキシエチレン鎖長20)、「アクアロン(登録商標)BC−10」(商品名、ポリオキシエチレン鎖長10)、及び「アクアロン(登録商標)BC−20」(商品名、ポリオキシエチレン鎖長20);花王株式会社製のポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウムである「ラテムル(登録商標)PD−104」(商品名);株式会社ADEKA製のα−スルホ−ω−(1−アルコキシメチル−2−(2−プロペニルオキシ)エトキシ)−ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)アンモニウム塩である「アデカリアソープ(登録商標)(登録商標)SR−10」(商品名、ポリオキシエチレン鎖長10)及び「アデカリアソープ(登録商標)SR−20)(商品名、ポリオキシエチレン鎖長20);株式会社ADEKA製のポリオキシプロピレンアリルエーテルリン酸エステルである「アデカリアソープ(登録商標)PP−70」(商品名);日本乳化剤株式会社製のビス(ポリオキシエチレンフェニルエーテル)メタクリレート硫酸エステル塩である「アントックスMS−60」(商品名)等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらのアニオン性界面活性剤は、一種を単独で使用しても、二種以上を組み合わせて併用してもよい。
前記ポリオキシアルキレン部位を有する反応性アニオン性界面活性剤以外の反応性アニオン性界面活性剤としては、例えば、p−スチレンスルホン酸ナトリウム、アリルアルキルスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
前記界面活性剤の使用量は、前記重合性単量体混合物100重量部に対して0.01〜5重量部の範囲内であることが好ましい。
また、前記媒体中への前記重合性単量体混合物の分散を安定化させるために、ポリマーからなる重合分散剤を、前記乳化重合法における重合系に加えてもよい。前記ポリマーからなる重合分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、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、カルボキシエチルセルロース、アミノ変性シリコーン等が挙げられる。これらの重合分散剤は、一種を単独で使用しても、二種以上を組み合わせて併用してもよい。前記重合分散剤の使用量は、前記重合性単量体混合物100重量部に対して0.01〜5重量部の範囲内であることが好ましい。
〔ソープフリー乳化重合法による樹脂粒子の製造方法〕
ソープフリー乳化重合法による樹脂粒子の製造方法は、前記重合性単量体混合物を界面活性剤の非存在下で媒体中に乳化させる以外は、乳化重合法による樹脂粒子の製造方法と同様である。
〔重合の後処理〕
前述したシード重合、乳化重合、ソープフリー乳化重合等の重合では、樹脂粒子を含むスラリーが得られる。このスラリーからの樹脂粒子を単離する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、噴霧乾燥法、ドラムドライヤーに代表される加熱された回転ドラムに付着させて乾燥する方法、凍結乾燥法等を用いることができる。これら方法のうち、噴霧乾燥法が好ましい。
噴霧乾燥法とは、一般的に、スプレードライヤーや気流乾燥機などの噴霧乾燥機を用いて、ガス気流と共に水分散体(樹脂粒子を含むスラリー)を噴霧して樹脂粒子を乾燥させる方法である。
噴霧乾燥機のスラリー入口(スラリーが噴霧されて導入される入口)の温度(給気温度)は、80℃〜220℃の範囲内であることが好ましい。スラリー入口の温度が220℃より高い場合、樹脂粒子同士の融着が起こり易くなって、樹脂粒子が相互に連結した樹脂粒子集合体が得られる恐れがある。スラリー入口の温度が80℃未満である場合、乾燥が不十分になったり、乾燥効率が低くなったりする恐れがある。
また、噴霧乾燥機の粉体出口(樹脂粒子が排出される出口)の温度(排気温度)は、40℃〜100℃の範囲内であることが好ましい。また、粉体出口の温度が40℃より低い場合、乾燥が不十分になる恐れがある。一方、粉体出口の温度が100℃より高い場合、樹脂粒子同士の融着が起こり易くなる恐れがある。
なお、重合後に前記樹脂粒子を分級し、分級された樹脂粒子を噴霧乾燥してもよい。これにより、樹脂粒子溶剤分散体に含まれる粗大粒子を低減することができる。その結果、樹脂粒子溶剤分散体を配合してなるハードコート塗料を基材フィルム上に塗工してハードコート層を形成したときに、ハードコート層にスジが生じたり、ハードコート層及び基材フィルムによって構成される積層フィルムに輝点が生じたりするのを防止できる。また、噴霧乾燥法等により乾燥された樹脂粒子に対して、粉砕機、解砕機等によって凝集物を解する処理を施してもよい。
〔樹脂粒子溶剤分散体〕
本発明の樹脂粒子溶剤分散体は、有機溶剤と、前記有機溶剤中に分散している前記樹脂粒子とを含む樹脂粒子溶剤分散体であって、前記樹脂粒子溶剤分散体中における前記樹脂粒子の平均粒子径が、0.1〜1.0μmの範囲内であり、前記有機溶剤の溶解度パラメータ(以下「SP値」と称する)が8.0〜12.5の範囲内である。
前記樹脂粒子溶剤分散体中における前記樹脂粒子の平均粒子径は、0.1〜1.0μmの範囲内であるが、0.2〜0.9μmの範囲内であることが好ましい。前記樹脂粒子溶剤分散体中における前記樹脂粒子の平均粒子径が0.1μm未満の場合、前記樹脂粒子のアンチブロッキング性能が悪くなる。前記樹脂粒子溶剤分散体中における前記樹脂粒子の平均粒子径が1.0μmを超える場合、前記樹脂粒子溶剤分散体を配合してなるハードコート塗料を基材上に塗工することによってハードコート層を形成したときに、樹脂粒子に由来してハードコート層表面に形成される突起が高くなる。それゆえ、積層フィルムがロール状に多重に巻かれて一部分の積層フィルムのハードコート層が他の部分の積層フィルムと当接したときに、一部分の積層フィルムのハードコート層の表面に存在する突起が他の部分の積層フィルムの表面を傷付け易いので、ハードコート層の耐傷付き性が悪くなる。
前記樹脂粒子溶剤分散体中における前記樹脂粒子の粒子径の変動係数は、20%以下であることが好ましい。これにより、前記樹脂粒子溶剤分散体中において樹脂粒子が一次粒子又はそれに近い状態に分散し易くなる。前記樹脂粒子溶剤分散体を用いて形成した配合してなるハードコート塗料を基材上に塗工することによってハードコート層を形成したハードコート層の耐傷付き性をさらに向上させることができる。
前記有機溶剤は、8.0〜12.5の範囲内のSP値を有する有機溶剤であるが、8.0〜10.0の範囲内のSP値を有する有機溶剤であることが好ましい。前記有機溶剤のSP値が上記範囲を外れる場合、前記樹脂粒子溶剤分散体中において樹脂粒子が凝集して大きな粒子径の樹脂粒子集合体を生成すると共に、前記樹脂粒子溶剤分散体の粘度が高くなる。大きな粒子径の樹脂粒子集合体が生成する結果として、前記樹脂粒子溶剤分散体が樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に使用されたときに、樹脂粒子に由来して樹脂フィルム表面に形成される突起が高くなる。それゆえ、樹脂フィルムがロール状に多重に巻かれて樹脂フィルムの表面同士が当接したときに、一方の表面に存在する突起が他の表面を傷付け易いので、樹脂フィルムの耐傷付き性が悪くなる。また、前記樹脂粒子溶剤分散体の粘度が高くなる結果として、前記樹脂粒子溶剤分散体を配合してなる塗料を塗工する際に、作業性が悪くなり、塗工むらが生じやすくなる。
前記の8.0〜12.5の範囲内のSP値を有する有機溶剤としては、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、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、3−メチル−3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、エチル−3−エトキシプロピオネート等のエステル類;イソプロピルアルコール等のアルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、及びこれら各エーテルのアセテート;トルエン、キシレン等のトルエン類;ジメチルホルムアミド;テトラヒドロフラン等が挙げられる。これらの有機溶剤は、一種を単独で使用しても、二種以上を組み合わせて併用してもよい。前記樹脂粒子溶剤分散体の固形分濃度は、特に限定されるものではない。
また、前記有機溶剤として、沸点が50〜150℃の範囲内にある有機溶剤が好ましい。有機溶剤の沸点が50〜150℃の範囲内にあれば、樹脂粒子溶剤分散体を含む塗料の塗工後の有機溶剤の乾燥速度が適正であり、有機溶剤が均一に蒸発乾燥するため、樹脂粒子同士の凝集が生じにくく、塗工むらが起こりにくい。有機溶剤の沸点が50℃未満であれば、樹脂粒子溶剤分散体を含む塗料の塗工後の乾燥時に乾燥速度が速く、樹脂粒子同士が凝集し塗工むらが起こりやすい。また、有機溶剤の沸点が150℃より高ければ、樹脂粒子溶剤分散体を含む塗料の塗工後の乾燥速度が遅くなり、生産性が低くなる。
前記樹脂粒子溶剤分散体は、固形分濃度が20重量%となるように前記有機溶剤の量を調整したときの、見掛け粘度が100mPa・s以下であるが、前記見掛け粘度が50mPa・s以下であることがより好ましく、前記見掛け粘度が20mPa・s以下であることがよりさらに好ましい。前記見掛け粘度が100mPa・sを超える場合、前記樹脂粒子溶剤分散体を配合してなるハードコート塗料を塗工した際に塗工むらが生じやすくなり、ハードコート層の透明性が低くなる。
本発明の樹脂粒子溶剤分散体は、フラットパネルディスプレイ等に用いられる光拡散フィルムや防眩フィルム等の樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に好適に使用でき、特に、樹脂フィルムの片面上又は両面上に塗膜(特にハードコート層)を形成するための塗料に添加される樹脂粒子溶剤分散体として好適に使用できる。
〔塗料〕
本発明の塗料は、本発明の樹脂粒子溶剤分散体と、バインダー樹脂とを含んでいる。本発明の塗料は、ハードコート層用の塗工液であることが好ましい。前記ハードコート層用の塗工液は、本発明の樹脂粒子溶剤分散体と、バインダー樹脂とを含んでいる。
前記バインダー樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂と電離放射線重合開始剤との混合物等が挙げられる。
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体;酢酸ビニルの単独重合体又は共重合体、塩化ビニルの単独重合体又は共重合体、塩化ビニリデンの単独重合体又は共重合体;ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール系樹脂;アクリル樹脂(ポリアクリル酸エステル)及びその共重合樹脂、メタクリル樹脂(ポリメタクリル酸エステル)及びその共重合樹脂等の(メタ)アクリル系樹脂;ポリスチレン樹脂;ポリアミド樹脂;線状ポリエステル樹脂;ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
また、前記熱硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性アクリル樹脂、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
また、前記電離放射線硬化性樹脂としては、電離放射線(紫外線、電子線等)を照射することで硬化する樹脂であればよく、電離放射線重合性単量体又は電離放射線重合性プレポリマー(電離放射線重合性オリゴマー)等の1種又は2種以上を混合したものを使用することができる。前記電離放射線重合性単量体又は電離放射線重合性プレポリマーとしては、1分子中に2個以上の電離放射線重合性の官能基を有する電離放射線重合性の多官能単量体、又は1分子中に2個以上の電離放射線重合性の官能基を有する電離放射線重合性の多官能プレポリマーが好ましい。
前記電離放射線重合性の多官能プレポリマー又は多官能単量体が有する電離放射線重合性の官能基としては、光重合性の官能基、電子線重合性の官能基、又は放射線重合性の官能基が好ましく、光重合性の官能基が特に好ましい。前記光重合性の官能基としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の不飽和の重合性官能基等が挙げられ、これらの中でも(メタ)アクリロイル基が好ましい。
前記電離放射線重合性の多官能プレポリマーとしては、光重合性の官能基を2つ以上有する多官能プレポリマー(以下「光重合性多官能プレポリマー」と称する)が好ましい。前記光重合性多官能プレポリマーとして、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。このような(メタ)アクリル系プレポリマーは、架橋硬化することにより3次元網目構造となる。前記(メタ)アクリル系プレポリマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート等が使用できる。
前記電離放射線重合性の多官能単量体としては、前述した多官能ビニル系単量体等が使用できるが、光重合性の官能基を2つ以上有する多官能単量体(以下「光重合性多官能単量体」と称する)が好ましい。前記光重合性多官能単量体の具体例としては、ネオペンチルグリコールアクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジ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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等の3価以上の多価アルコールのジ(メタ)アクリレート類;2,2−ビス[4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシ・ポリプロポキシ)フェニル]プロパン等の多価アルコールエチレンオキシド付加物又は多価アルコールプロピレンオキシド付加物のジ(メタ)アクリレート類;1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能モノマー等を挙げることができる。
前記光重合性多官能単量体としては、これらの具体例等のような多価アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル類が好ましく、1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能モノマーがより好ましい。1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能モノマーとしては、具体的には、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、1,2,4−シクロヘキサンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタグリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールトリアクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が挙げられる。前記光重合性多官能単量体は、二種類以上を併用してもよい。
また、前記電離放射線重合性単量体として前記電離放射線重合性の多官能単量体または多官能プレポリマーを用いることが好ましいが、光重合性の官能基を1つ有する光重合性単官能単量体を併用しても良い。前記光重合性単官能単量体としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸イソウンデシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸イソドデシル、(メタ)アクリル酸イソトリデシル、(メタ)アクリル酸n−テトラデシル、(メタ)アクリル酸n−ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸n−オクタデシル、(メタ)アクリル酸イソオクタデシル、(メタ)アクリル酸n−イコシル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸4−tert−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸2−フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸2−アセトアセトキシエチル、(メタ)アクリル酸4−アセトアセトキシブチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、アクリル酸2−クロロエチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルグリシジルエーテル等の(メタ)アクリル酸アルキル類((メタ)アクリル酸アルキル、又は、(メタ)アクリル酸アルキルの誘導体であって、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル類でも、窒素原子を含む(メタ)アクリル酸アルキル類でもないもの);(メタ)アクリル酸オレイル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンテニル等の(メタ)アクリル酸アルケニル類;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸カプロラクトン(例えばジカプロラクトン変性2−ヒドロキシエチル(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、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸グリセリル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル類;(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル−N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン、ダイアセトンアクリルアミド、メチル(メタ)アクリルアミドグリコレートメチルエーテル等の(メタ)アクリルアミド類;2,2,6,6−テトラメチルピペリジル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノ(メタ)アクリレート、カルボジイミドエチル(メタ)アクリレート、tert−ブチルカルボジイミドエチル(メタ)アクリレート、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等の、窒素原子を含む(メタ)アクリル酸アルキル類;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等の、炭素原子上の水素がビニル基で置換されている含窒素複素環式化合物;N−ビニルピロリドン、N−ビニル−ε−カプロラクタム、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、1−ビニルイミダゾール等のN−ビニル化合物;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリン酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、バーサティック酸ビニル(例えば、三菱化学株式会社製の「ベオバ(登録商標)」(商品名))、安息香酸ビニル等のカルボン酸ビニル類;2−アセトアセトキシエチルビニルエーテル、4−アセトアセトキシブチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル等のビニルエーテル類;スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、4−メチルスチレン、アミノスチレン等の芳香族ビニル類;3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルジエトキシメチルシラン、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド等の、他の単官能単量体等が挙げられる。
また、前記電離放射線硬化性樹脂には、アクリル樹脂(上記(メタ)アクリル酸エステル単量体を重合させてなる単独重合体又は共重合体)、ゴム系樹脂(ポリイソプレン、ポリブタジエン等)、帯電防止剤、スリップ剤(シリコーン系スリップ剤、フッ素系スリップ剤等)、レベリング剤、酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、粘性調整剤、殺菌剤、抗菌剤、着色剤等の添加剤を併用しても良い。
前記電離放射線重合性単量体又は電離放射線重合性プレポリマーとして前記光重合性多官能単量体又は光重合性多官能プレポリマーを用いる場合には、光重合開始剤を前記電離放射線重合開始剤として用いることが好ましい。前記光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤又は光カチオン重合開始剤が好ましく、光ラジカル重合開始剤が特に好ましい。
前記光ラジカル重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、α−ヒドロキシアルキルフェノン類、α−アミノアルキルフェノン、アントラキノン類、チオキサントン類、アゾ化合物、過酸化物類(特開2001−139663号公報等に記載)、2,3−ジアルキルジオン化合物類、ジスルフィド化合物類、フルオロアミン化合物類、芳香族スルホニウム類、オニウム塩類、ボレート塩、活性ハロゲン化合物、α−アシルオキシムエステル等が挙げられる。
前記アセトフェノン類としては、例えば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、1−ヒドロキシジメチルフェニルケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−4−メチルチオ−2−モルフォリノプロピオフェノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン等が挙げられる。前記ベンゾイン類としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインベンゾエート、ベンゾインベンゼンスルホン酸エステル、ベンゾイントルエンスルホン酸エステル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等が挙げられる。前記ベンゾフェノン類としては、例えば、ベンゾフェノン、2,4−ジクロロベンゾフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノン、p−クロロベンゾフェノン等が挙げられる。前記ホスフィンオキシド類としては、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドが挙げられる。前記ケタール類としては、例えば、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン等のベンジルメチルケタール類が挙げられる。前記α−ヒドロキシアルキルフェノン類としては、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが挙げられる。前記α−アミノアルキルフェノン類としては、例えば、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−(4−モルホリニル)−1−プロパノンが挙げられる。
市販の光開裂型の光ラジカル重合開始剤としては、BASFジャパン株式会社製の商品名「イルガキュア(登録商標)651」(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)、BASFジャパン株式会社製の商品名「イルガキュア(登録商標)184」(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)、BASFジャパン株式会社製の商品名「イルガキュア(登録商標)907」(2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−(4−モルホリニル)−1−プロパノン)等が好ましい例として挙げられる。
前記光重合開始剤は、前記光重合性多官能単量体又は光重合性多官能プレポリマー100重量部に対して、0.1〜15重量部の範囲内で使用することが好ましく、1〜10重量部の範囲内で使用することがより好ましい。
前記光重合性多官能単量体又は光重合性多官能プレポリマーの重合には、前記光重合開始剤に加えて反応促進剤を用いてもよい。前記反応促進剤の具体例として、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン、ミヒラーケトン、チオキサントン類等を挙げることができる。
前記光重合性多官能単量体又は光重合性多官能プレポリマーの重合には、前記光重合開始剤に加えて光増感剤を用いてもよい。前記光増感剤の具体例として、ベンゾフェノン、アントラキノン、9,10−ジブトキシアントラセン等の、ベンゼン環を有するものを挙げることができる。
前記樹脂粒子溶剤分散体から前記塗料を得る際には、有機溶剤を追加して固形分濃度を稀釈してもよい。有機溶剤を追加する場合、前記塗料に含まれる有機溶剤のSP値が8.0〜12.5の範囲内となるようにすればよい。
〔塗料の使用方法〕
前記塗料を基材フィルム上に塗工した後、前記塗料を硬化させることで塗膜を基材フィルム上に形成することができ、基材フィルムの少なくとも一方の面上に塗膜が形成された積層フィルム(樹脂フィルム)を得ることができる。
前記基材フィルムは、樹脂材料で構成される。前記樹脂材料としては、特に限定されないが、一般的な材料を用いることができ、例えば、セルロースアシレート、前記アクリル樹脂((メタ)アクリレート系ポリマー)、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂(AS)、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン共重合樹脂(AAS)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(ABS)、環状オレフィンコポリマー(COC)、環状オレフィンポリマー(COP)、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂(EVOH)、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、エポキシ樹脂(EP)、メタクリル−スチレン共重合樹脂(MS)、ポリアリレート(PAR)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、水添スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、ポリアミド(PA)、ポリエチレン(PE)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリサルフォン(PSU)、低密度ポリエチレン(LDPE)等が挙げられる。本明細書において、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及び/又はメタクリレートを意味するものとする。
前記セルロースアシレートとしては、例えば、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート等が挙げられる。前記アクリル樹脂としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリ(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸ブチル共重合体等が挙げられる。前記ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と略記する)、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。前記基材フィルムの厚さは、20〜300μmの範囲内であることが好ましく、20〜200μmの範囲内であることがより好ましい。
前記塗料を前記基材フィルム上に塗工する方法としては、バーコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、ダイコート法、コンマコート法、スプレーコート法等を用いることができる。
前記塗料の硬化は、前記塗料が電離放射線硬化性樹脂を含む場合、前記塗料に電離放射線(紫外線、電子線等)を照射することにより行うことができる。電離放射線を照射する方法としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等から発せられる100〜400nm、好ましくは200〜400nmの波長領域の紫外線を照射する方法;走査型又はカーテン型の電子線加速器から発せられる100nm未満の波長領域の電子線を照射する方法等を用いることができる。
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。最初に、スラリー中における粒子の体積平均粒子径の測定方法、単官能ビニル系単量体の重合体のガラス転移温度の計算方法及び測定方法、有機溶剤のSP値の計算方法、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度の測定方法、樹脂粒子溶剤分散体の外観の評価方法、並びに、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径及び粒子径の変動係数の測定方法を説明する。
〔スラリー中における粒子の体積平均粒子径及び粒子径の変動係数の測定方法〕
以下の実施例及び比較例における、スラリー中における粒子(種粒子又は樹脂粒子)の体積平均粒子径の測定は、以下のようにして行った。
スラリー中における粒子の体積平均粒子径の測定は、レーザー回折・散乱方式粒度分布測定装置(ベックマン・コールター株式会社製「LS 13 320」)及びユニバーサルリキッドサンプルモジュールによって行う。
測定には、粒子を含むスラリー0.5gを0.1重量%ノニオン性界面活性剤水溶液10m1中にタッチミキサー(ヤマト科学株式会社製、「TOUCHMIXER MT−31」)及び超音波洗浄器(株式会社ヴェルヴォクリーア社製、「ULTRASONIC CLEANER VS−150」)を用いて分散させ、分散液としたものを使用する。
また、上記のレーザー回折・散乱方式粒度分布測定装置のソフトウェアにおいて、ミー理論に基づいた評価のために必要となる以下に示す光学的なパラメータを、設定する。
<パラメータ>
液体(ノニオン性界面活性剤水溶液)の屈折率B.I.の実部=1.333(水の屈折率)
固体(測定対象の粒子)の屈折率の実部=粒子の屈折率
固体の屈折率の虚部=0
固体の形状因子=1
また、測定条件及び測定手順は、以下の通りとする。
<測定条件>
測定時間:60秒
測定回数:1
ポンプ速度:50〜60%
PIDS相対濃度:40〜55%程度
超音波出力:8
<測定手順>
オフセット測定、光軸調整、バックグラウンド測定を行った後、上記した分散液を、スポイトを用いて、上記のレーザー回折・散乱方式粒度分布測定装置のユニバーサルリキッドサンプルモジュール内へ注入する。上記のユニバーサルリキッドサンプルモジュール内の濃度が上記のPIDS相対濃度に達し、上記のレーザー回折・散乱方式粒度分布測定装置のソフトウェアが「OK」と表示したら、測定を開始する。なお、測定は、ユニバーサルリキッドサンプルモジュール中でポンプ循環を行うことによって上記粒子を分散させた状態、かつ、超音波ユニット(ULM ULTRASONIC MODULE)を起動させた状態で行う。
また、測定は室温で行い、得られたデータから、上記のレーザー回折・散乱方式粒度分布測定装置のソフトウェアにより、上記の予め設定された光学的なパラメータを用いて、粒子の体積平均粒子径(体積基準の粒度分布における算術平均径)および粒子径の変動係数を算出する。
なお、粒子の屈折率については、粒子を構成する重合体の屈折率を入力し測定を実施した。
〔単官能ビニル系単量体の重合体のガラス転移温度の計算方法及び測定方法〕
本出願書類において、単官能ビニル系単量体が複数種類の単量体M1〜Mn(nは混合物を構成するモノマーの種類の数を表す)の混合物である場合、単官能ビニル系単量体の重合体(単量体M1〜Mnの共重合体)のガラス転移温度Tg(K)は、次に示すフォックス式
Figure 0006134592
(式中、Tgは単量体M1〜Mnの共重合体について計算されるガラス転移温度(K)であり、Wiは混合物中における第i番目の単量体Miの重量分率であり、
Figure 0006134592
であり、Tgiは第i番目の単量体の単独重合体のガラス転移温度(K)である)
により計算されるものとする。単独重合体のガラス転移温度は、例えば、J.Brandrup(ブランドラップ)及びE.H.Immergut(イメルグート)編、「Polymer Handbook(ポリマーハンドブック)」、Interscience Publishers(インターサイエンスパブリシャーズ)に認められうる。また、本明細書では、前記フォックス式により計算されたK単位のガラス転移温度Tg(K)から273.15を減ずることにより、℃単位のガラス転移温度を算出した。
〔有機溶剤のSP値の計算方法〕
本出願書類において、有機溶剤のSP値は、Fedorsの方法〔Robert F.Fedors、Polymer Engineering and Science、14、147−154(1974)〕により計算された値であるものとする。SP値δは、置換基の凝集エネルギーEcoh[cal/mol]及びモル分子容V[cm3/mol]から下記式
δ=[ΣEcoh/ΣV]1/2
を用いて算出できる。本出願書類では、SP値の単位として、従来慣用的に使用されている単位「(cal/cm31/2」を用いる。この単位は、以下の式
1(cal/cm31/2=2.05(MPa)1/2
によってSI単位「(MPa)1/2」に換算できる。
有機溶剤が2種類以上の成分の混合物である場合、有機溶剤のSP値は、下記式によって定義される。
Figure 0006134592
(上記式中、nは混合物を構成する成分の数を表し、δiは第i番目の成分のSP値を表し、φiは第i番目の成分の体積分率を表し、Viは第i番目の成分の体積分率のモル容積を表す)
Fedorsの方法により計算されたヘキサンのSP値は7.3(cal/cm31/2であり、Fedorsの方法により計算された酢酸ブチルのSP値は8.7(cal/cm31/2であり、Fedorsの方法により計算されたアセトンのSP値は8.43(cal/cm31/2であり、Fedorsの方法により計算されたメチルエチルケトンのSP値は9.0(cal/cm31/2であり、Fedorsの方法により計算されたトルエンのSP値は9.1(cal/cm31/2であり、Fedorsの方法により計算されたエタノールのSP値は10.97(cal/cm31/2であり、Fedorsの方法により計算されたイソプロピルアルコールのSP値は11.5(cal/cm31/2であり、Fedorsの方法により計算されたエチレングリコールのSP値は14.8(cal/cm31/2であった。
〔樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度の測定方法〕
本出願書類における、固形分濃度が20重量%となるように前記有機溶剤の量を調整したときの、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は、以下のようにして測定されるものとする。
まず、樹脂粒子溶剤分散体の固形分濃度が20重量%より少ないか20重量%より多い場合には、樹脂粒子溶剤分散体に含まれるのと同じ有機溶剤を追加又は除去することによって樹脂粒子溶剤分散体の固形分濃度を20重量%に調整し、固形分濃度調整後の樹脂粒子溶剤分散体を試料として用いる。樹脂粒子溶剤分散体の固形分濃度が20重量%の場合には、その樹脂粒子溶剤分散体をそのまま試料として用いる。
そして、試料(樹脂粒子溶剤分散体)の見掛け粘度を、JIS K 7117−1:1999の「付属書1(参考)SB形粘度計による粘度の測定方法」に準拠し、ブルックフィールド形回転粘度計(東機産業株式会社製、BM型)を用いて測定する。
試料の粘度が90mPa・s未満の場合にはNo.1スピンドルを使用し、試料の粘度が90mPa・s以上450mPa・s未満の場合にはNo.2スピンドルを使用し、試料の粘度が450mPa・s以上1000mPa・s未満の場合にはNo.3スピンドルを使用する。内容量230ml、外径:62mm、高さ:約109mmのガラス瓶M225に、試料温度20℃の試料(樹脂粒子溶剤分散体)を200g採取し、スピンドル回転数60min-1の条件にてスピンドルの回転を開始し、開始1分後の粘度計指示値(目盛りの指示値)を読み取った。粘度計指示値からJIS K7117−1:1999の「付属書1(参考)SB形粘度計による粘度の測定方法」に記載の下記計算式から見掛け粘度を算出した。
ηa=Kn×θ
(ここに、ηa:見掛け粘度[mPa・s]
n:スピンドル回転数及びスピンドル番号の組み合わせに基づく換算係数
θ:粘度計指示値)
換算係数Knは、No.1スピンドルを使用した場合には1mPa・s、No.2スピンドルを使用した場合には5mPa・s、No.3スピンドルを使用した場合には20mPa・sとする。
〔樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径及び粒子径の変動係数の測定方法〕
実施例及び比較例における、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径の測定は、以下のようにして行った。
樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の体積平均粒子径の測定は、動的光散乱型粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、商品名「FPAR−1000」)を用いて行った。測定対象の試料としては、粘度の測定に使用した固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を、樹脂粒子溶剤分散体中の有機溶剤と同じ有機溶剤にて固形分濃度0.02重量%まで希釈させることにより得た分散液を使用した。
動的光散乱型粒度分布測定装置のヒストグラム解析に使用するパラメータである有機溶剤の屈折率としては、樹脂粒子溶剤分散体中の有機溶剤がヘキサンである場合にはヘキサンの屈折率=1.375を使用し、樹脂粒子溶剤分散体中の有機溶剤が酢酸ブチルである場合には酢酸ブチルの屈折率=1.394を使用し、樹脂粒子溶剤分散体中の有機溶剤がメチルエチルケトンである場合にはメチルエチルケトンの屈折率=1.379を使用し、樹脂粒子溶剤分散体中の有機溶剤がイソプロピルアルコールである場合にはイソプロピルアルコールの屈折率=1.378を使用し、樹脂粒子溶剤分散体中の有機溶剤がエチレングリコールである場合にはエチレングリコールの屈折率=1.432を使用した。
測定は、希薄系プローブを使用し、分散液の温度(試料温度)が20℃の条件で行い、動的光散乱型粒度分布測定装置のヒストグラム解析結果における平均粒子径及び標準偏差の値を採用した。
樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は、前記測定により得られた標準偏差と平均粒子径とから下記式
粒子径の変動係数[%]=(標準偏差[μm]/平均粒子径[μm])×100
を用いて算出した。
〔製造例1〕(シード重合による、実施例で使用する樹脂粒子の製造)
攪拌機及び温度計を備えた内容量5Lのオートクレーブ内に、水性媒体としての水3200重量部と、反応性アニオン性界面活性剤としてのp−スチレンスルホン酸ナトリウム(東ソー有機化学株式会社製、商品名「スピノマー(登録商標)NaSS」)2.9重量部を供給した。次に、オートクレーブに、予め調製しておいた単官能ビニル系単量体(第1のビニル系単量体)としてのメタクリル酸メチル(三菱レイヨン株式会社製、商品名「アクリエステル(登録商標)M」)800重量部と連鎖移動剤としてのn−オクチルメルカプタン3重量部との混合物を仕込み、オートクレーブの内部を窒素置換しながらオートクレーブの内容物を攪拌下に70℃まで加温した。その後、オートクレーブの内温を70℃に保ち、重合開始剤としての過硫酸カリウム4重量部をオートクレーブの内容物に添加した後、12時間重合を行って、種粒子を含むスラリーを得た。得られた種粒子を含むスラリーは、種粒子の体積平均粒子径が0.28μm、固形分濃度が20重量%であった。
攪拌機及び温度計を備えた内容量5Lのオートクレーブ内に、界面活性剤としてのポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム(東邦化学工業株式会社製、商品名「フォスファノール(登録商標)LO−529」)26.7重量部を脱イオン水に溶解させることによって予め調製した界面活性剤水溶液2700重量部を入れた。次いで、オートクレーブ内へ、予め調製しておいた単官能ビニル系単量体としてのメタクリル酸tert−ブチル(共栄社化学株式会社製、商品名「ライトエステルTB」、その単独重合体のガラス転移温度107℃)910重量部と、多官能ビニル系単量体としてのエチレングリコールジメタクリレート390重量部と、重合開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル6.7重量部との混合液(第2のビニル系単量体)を供給し、前記混合液を界面活性剤水溶液中に分散させて分散液を得た。次いで、分散液を、高速乳化・分散機(商品名「T.K.ホモミクサーMARK II 2.5型」、プライミクス株式会社製)にて攪拌することにより、前記混合液の液滴径を5μm程度に調整した。
さらに、オートクレーブ内の分散液に、種粒子を含むスラリー330重量部を一括投入により加え、オートクレーブの内容物を30℃で1時間攪拌して、種粒子に混合液を吸収させた。次いで、得られた混合物を、窒素気流下で50℃にて2時間にわたって攪拌を続けながら重合した(1次恒温)。続いて、オートクレーブの内温を80℃に保つ処理(2次恒温)を3時間行って樹脂粒子を含むスラリーを得た後、スラリーを室温(約25℃)まで冷却した。冷却後のスラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径を測定した結果、スラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径は0.82μm、スラリー中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は13.4%であった。
得られたスラリーを、目開き400μmの篩網に通して分級することにより粗大粒子を除去した後、スプレードライヤーにて給気温度(スプレードライヤーのスラリー入口の温度)180℃、排気温度(スプレードライヤーの粉体出口の温度)60℃で噴霧乾燥させることで、乾燥粉体の樹脂粒子(1)を得た。
なお、本製造例では、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与する全ての成分の量に対するメタクリル酸メチルの量の割合(樹脂粒子全体に対するメタクリル酸メチルに由来する構造単位の量の割合に相当)が4.8重量%、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与する全ての成分の量に対するメタクリル酸tert−ブチルの量の割合(樹脂粒子全体に対するメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位の量の割合に相当)が66.3重量%、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与する全ての成分の量に対するエチレングリコールジメタクリレートの量の割合(樹脂粒子全体に対するエチレングリコールジメタクリレートに由来する構造単位の量の割合に相当)が28.4重量%である。
〔製造例2〕(乳化重合による、実施例で使用する樹脂粒子の製造)
攪拌機及び温度計を備えた内容量5Lのオートクレーブ内に、水性媒体としての水3200重量部と、反応性アニオン性界面活性剤としてのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩(第一工業製薬株式会社製、商品名「アクアロン(登録商標)KH−1025」;純分25重量%)2.25重量部(重合性単量体混合物100重量部に対して0.07重量部)とを供給した。次いで、オートクレーブ内へ、予め調製しておいたメタクリル酸tert−ブチル(共栄社化学株式会社製、商品名「ライトエステルTB」)640重量部と多官能ビニル系単量体としてのメタクリル酸アリル(三菱レイヨン株式会社製、商品名「アクリエステル(登録商標)A」)160重量部との混合液(重合性単量体混合物)を供給した。オートクレーブの内容物を200rpmの攪拌回転数で攪拌しつつ、70℃に加熱した。次に、重合開始剤としての過硫酸アンモニウム(和光純薬工業株式会社製)8.0重量部を供給した後、70℃にて2時間に亘って攪拌を続けながら乳化重合を行った(1次恒温)。続いて、オートクレーブの内温を80℃に保つ処理(2次恒温)を1時間行って樹脂粒子を含むスラリーを得た後、スラリーを室温(約25℃)まで冷却した。冷却後のスラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径を測定した結果、スラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径は0.31μm、スラリー中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は15.2%であった。
得られたスラリーを製造例1と同様にして冷却及び濾過した後、給気温度を110℃に変更する以外は製造例1と同様にして噴霧乾燥することにより、乾燥粉体の樹脂粒子(2)を得た。
なお、本製造例では、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与する全ての成分の量に対して、メタクリル酸tert−ブチルの量の割合が79.2重量%、メタクリル酸アリルの量の割合が19.8重量%である。
〔製造例3〕(乳化重合による、実施例で使用する樹脂粒子の製造)
攪拌機及び温度計を備えた内容量5Lのオートクレーブ内に、水性媒体としての水3200重量部、重合分散剤としてのヒドロキシエチルセルロース(ダイセルファインケム株式会社製、商品名「HECダイセル(登録商標)SP−200」)0.8重量部及び反応性界面活性剤としてのp−スチレンスルホン酸ナトリウム(東ソー有機化学株式会社製、商品名「スピノマー(登録商標)NaSS」)0.16重量部を供給して攪拌及び溶解した。次いで、オートクレーブ内へ、予め調製しておいたメタクリル酸イソブチル(共栄社化学株式会社製、商品名「ライトエステルIB」、その単独重合体のガラス転移温度48℃)560重量部と多官能ビニル系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、商品名「ライトエステルEG」)240重量部との混合液を供給した。オートクレーブの内容物を200rpmの攪拌回転数で攪拌しつつ、70℃に加熱した。次に、重合開始剤としての過硫酸アンモニウム(和光純薬工業株式会社製)4.0重量部をオートクレーブ内に供給した後、70℃にて2時間にわたって攪拌を続けながら乳化重合を行った(1次恒温)。続いて、オートクレーブの内温を80℃に保つ処理(2次恒温)を1時間行って樹脂粒子を含むスラリーを得た後、スラリーを室温(約25℃)まで冷却した。冷却後のスラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径を測定した結果、スラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径は0.51μm、スラリー中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は14.1%であった。
得られたスラリーを、製造例2と同様にして冷却、濾過、及び噴霧乾燥することにより、乾燥粉体の樹脂粒子(3)を得た。
なお、本製造例では、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与する全ての成分の量に対して、メタクリル酸イソブチルの量の割合が69.6重量%、メタクリル酸アリルの量の割合が29.8重量%である。
〔製造例4〕(比較例で使用する樹脂粒子の製造)
メタクリル酸tert−ブチル(共栄社化学株式会社製、商品名「ライトエステルTB」)に代えてメタクリル酸メチル(三菱レイヨン株式会社製、商品名「アクリエステル(登録商標)M」)を用いたこと以外は、製造例2と同様にして、樹脂粒子を含むスラリーを得た。得られたスラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径は0.29μmであり、得られたスラリー中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は15.7%であった。
得られたスラリーを、製造例2と同様にして冷却、濾過、及び噴霧乾燥することにより、乾燥粉体の樹脂粒子(4)を得た。
なお、本製造例では、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与する全ての成分の量に対して、メタクリル酸メチルの量の割合が79.2重量%、メタクリル酸アリルの量の割合が19.8重量%である。
〔製造例5〕(比較例で使用する樹脂粒子の製造)
メタクリル酸tert−ブチル(共栄社化学株式会社製、商品名「ライトエステルTB」)910重量部に代えてメタクリル酸メチル(三菱レイヨン株式会社製、商品名「アクリエステル(登録商標)M」、その単独重合体のガラス転移温度105℃)780重量部及びメタクリル酸tert−ブチル(共栄社化学株式会社製、商品名「ライトエステルTB」)130重量部を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、樹脂粒子を含むスラリーを得た。得られたスラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径は0.81μmであり、得られたスラリー中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は14.1%であった。
得られたスラリーを、製造例2と同様にして冷却、濾過、及び噴霧乾燥することにより、乾燥粉体の樹脂粒子(5)を得た。
なお、本製造例では、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与する全ての成分の量に対して、メタクリル酸メチルの量の割合が61.6重量%、メタクリル酸tert−ブチルの量の割合が9.5重量%、エチレングリコールジメタクリレートの量の割合が28.4重量%である。また、種粒子に吸収させた混合液(第2のビニル系単量体)中に含まれる単官能ビニル系単量体の重合体のガラス転移温度は、105℃である。
〔製造例6〕(比較例で使用する樹脂粒子の製造)
メタクリル酸tert−ブチル(共栄社化学株式会社製、商品名「ライトエステルTB」)910重量部及びエチレングリコールジメタクリレート390重量部に代えて、メタクリル酸メチル(三菱レイヨン株式会社製、商品名「アクリエステル(登録商標)M」)300重量部、メタクリル酸tert−ブチル(共栄社化学株式会社製、商品名「ライトエステルTB」)840重量部、及びエチレングリコールジメタクリレート60重量部を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、樹脂粒子を含むスラリーを得た。スラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径を測定した結果、スラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径は0.82μm、スラリー中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は13.7%であった。
得られたスラリーを、製造例2と同様にして冷却、濾過、及び噴霧乾燥することにより、乾燥粉体の樹脂粒子(6)を得た。
なお、本製造例では、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与する全ての成分の量に対して、メタクリル酸メチルの量の割合が28.7重量%、メタクリル酸tert−ブチルの量の割合が66.0重量%、エチレングリコールジメタクリレートの量の割合が4.7重量%である。また、種粒子に吸収させた混合液(第2のビニル系単量体)中に含まれる単官能ビニル系単量体の重合体のガラス転移温度は、106℃である。
〔製造例7〕(比較例で使用する樹脂粒子の製造)
Vパドル型攪拌翼を持つ撹拌機を備えた内容量5Lの反応容器内に、水2700重量部と、ピロリン酸マグネシウム265.2重量部と、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム(東邦化学工業株式会社製、商品名「フォスファノール(登録商標)LO−529」)27.0重量部とを加えた。
また、メタクリル酸tert−ブチル(共栄社化学株式会社製、商品名「ライトエステルTB」)910重量部、多官能ビニル系単量体としてのエチレングリコールジメタクリレート390重量部、及び重合開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル10.4重量部を混合して溶解させることにより単量体溶液を得た。
次いで、反応容器内に前記単量体溶液を加えて単量体混合物を得た。この単量体混合物を高速乳化・分散機(商品名「T.K.ホモミクサーMARK II 2.5型」、プライミクス株式会社製)を用いて攪拌回転数10000rpmで20分間攪拌することによって、前記単量体溶液を分散させ5μm程度の液滴にした。前記単量体混合物を、さらにマイクロフルイダイザー(型番「HC−5000」、みづほ工業株式会社製)に100kg/cm2の圧力下で1回通すことによって、微細化した水系エマルジョンを得た。次いで、得られた水系エマルジョンを窒素気流下で50℃にて2時間にわたって攪拌を続けながら重合した。続いて、反応容器の内温を105℃に保つ処理(2次恒温)を1時間行って樹脂粒子を含むスラリーを得た後、スラリーを室温(約25℃)まで冷却した。
冷却後のスラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径は2.2μm、変動係数は14.1%であった。
上記スラリーに20重量%濃度の塩酸200重量部を加えピロリン酸マグネシウムを分解した後、水により洗浄を行った。乾燥機にて60℃で15時間真空乾燥した。乾燥後、目開き400メッシュの篩網に通して分級することにより粗大粒子を除去することで、乾燥粉体の樹脂粒子(7)を得た。
なお、本製造例では、前記樹脂粒子の製造に使用した原料のうちで重合反応に関与する全ての成分の量に対して、メタクリル酸tert−ブチルの量の割合が68.0重量%、エチレングリコールジメタクリレートの量の割合が29.2重量%である。
製造例1〜7で使用した単量体(単官能ビニル系単量体及び多官能ビニル系単量体)の組成及び単官能ビニル系単量体の重合体のガラス転移温度と、製造例1〜7で得られた樹脂粒子のスラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径及び粒子径の変動係数を表1に示す。なお、表1における製造例1、5、及び6(シード重合を用いた製造例)の列では、単官能ビニル系単量体の重合体のガラス転移温度として、種粒子に吸収させた混合液(第2のビニル系単量体)中に含まれる単官能ビニル系単量体の重合体のガラス転移温度を示している。
〔製造例8〕(乳化重合による、実施例で使用する樹脂粒子の製造)
攪拌機及び温度計を備えた内容量5Lのオートクレーブ内に、水性媒体としての水3200重量部と、反応性アニオン性界面活性剤としてのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩(第一工業製薬株式会社製、商品名「アクアロン(登録商標)KH−1025」;純分25重量%)4.16重量部(重合性単量体混合物100重量部に対して0.13重量部)とを供給した。次いで、オートクレーブ内へ、予め調製しておいたメタクリル酸tert−ブチル(共栄社化学株式会社製、商品名「ライトエステルTB」)640重量部と多官能ビニル系単量体としてのメタクリル酸アリル(三菱レイヨン株式会社製、商品名「アクリエステル(登録商標)A」)160重量部との混合液(重合性単量体混合物)を供給した。オートクレーブの内容物を200rpmの攪拌回転数で攪拌しつつ、70℃に加熱した。次に、重合開始剤としての過硫酸アンモニウム(和光純薬工業株式会社製)8.0重量部を供給した後、70℃にて2時間に亘って攪拌を続けながら乳化重合を行った(1次恒温)。続いて、オートクレーブの内温を80℃に保つ処理(2次恒温)を1時間行って樹脂粒子を含むスラリーを得た後、スラリーを室温(約25℃)まで冷却した。冷却後のスラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径を測定した結果、スラリー中における樹脂粒子の体積平均粒子径は0.19μm、スラリー中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は15.8%であった。
Figure 0006134592
〔実施例1〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
内容量2リットルのステンレス鋼(SUS)製ビーカーに対して、有機溶剤としての酢酸ブチル960重量部(樹脂粒子溶剤分散体100重量%に対して80重量%)と、製造例1で得られた樹脂粒子(1)240重量部(樹脂粒子溶剤分散体100重量%に対して20重量%)とを供給して予備攪拌し、混合物を得た。その後、得られた混合物を高速乳化・分散機(商品名「T.K.ホモミクサーMARK II 2.5型」、プライミクス株式会社製)を用いて攪拌回転数6000rpmで約20分間攪拌し、樹脂粒子(1)を有機溶剤中に分散させ、固形分濃度(樹脂粒子の含有率)20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、有機溶剤中で樹脂粒子が凝集したり膨潤したりすることなく良好に分散していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は0.78μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は13.4%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は4.0mPa・sであった。
〔実施例2〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
有機溶剤として酢酸ブチルに代えてメチルエチルケトンを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、有機溶剤中で樹脂粒子が凝集したり膨潤したりすることなく良好に分散していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は0.83μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は12.9%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は3.2mPa・sであった。
〔実施例3〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
有機溶剤として酢酸ブチルに代えてイソプロピルアルコールをこと以外は、実施例1と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、樹脂粒子が凝集したり膨潤したりすることなく良好に分散していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は0.81μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は14.1%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は16.0mPa・sであった。
〔実施例4〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
製造例1で得られた樹脂粒子(1)に代えて、製造例2で得られた樹脂粒子(2)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、樹脂粒子が凝集したり膨潤したりすることなく良好に分散していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は0.35μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は10.4%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は16.1mPa・sであった。
〔実施例5〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
製造例1で得られた樹脂粒子(1)に代えて、製造例3で得られた樹脂粒子(3)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、樹脂粒子が凝集したり膨潤したりすることなく良好に分散していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は0.55μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は14.4%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は14.3mPa・sであった。
〔実施例6〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
製造例1で得られた樹脂粒子(1)に代えて、製造例8で得られた樹脂粒子(8)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、樹脂粒子が凝集したり膨潤したりすることなく良好に分散していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は0.19μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は16.8%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は5.5mPa・sであった。
〔実施例7〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
有機溶剤として酢酸ブチルに代えてアセトン/エタノール=80/20(体積比)の混合溶剤(SP値8.9(cal/cm31/2)を用いたこと以外は、実施例4と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、有機溶剤中で樹脂粒子が凝集したり膨潤したりすることなく良好に分散していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は0.34μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は11.0%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は14.9mPa・sであった。
〔比較例1〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
有機溶剤として酢酸ブチルに代えてヘキサンを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、樹脂粒子が凝集していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は2.22μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は20.2%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は225mPa・sであった。
〔比較例2〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
有機溶剤として酢酸ブチルに代えてエチレングリコールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、樹脂粒子が凝集していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は3.61μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は28.2%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は480mPa・sであった。
〔比較例3〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
製造例2で得られた樹脂粒子(2)に代えて、製造例4で得られた樹脂粒子(4)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、樹脂粒子が凝集していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は3.01μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は35.5%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は345mPa・sであった。
〔比較例4〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
製造例2で得られた樹脂粒子(2)に代えて、製造例5で得られた樹脂粒子(5)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、樹脂粒子が凝集していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は5.13μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は27.3%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は132mPa・sであった。
〔比較例5〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
製造例2で得られた樹脂粒子(2)に代えて、製造例6で得られた樹脂粒子(6)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
得られた樹脂粒子溶剤分散体は、樹脂粒子が膨潤していた。樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は1.57μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は18.6%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は652mPa・sであった。
〔比較例6〕(樹脂粒子溶剤分散体の製造)
製造例2で得られた樹脂粒子(2)に代えて、製造例7で得られた樹脂粒子(7)を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、固形分濃度20重量%の樹脂粒子溶剤分散体を得た。
樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径は2.56μm、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の粒子径の変動係数は30.2%、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度は180mPa・sであった。
〔ハードコート層の製造例〕
実施例1〜5及び比較例1〜6で得られた樹脂粒子溶剤分散体のそれぞれを用いて、以下の方法により11種類のハードコート層を作製した。
すなわち、光重合性多官能単量体としてのペンタエリスリトールトリアクリレート(商品名「ライトアクリレートPE−3A」、共栄社化学株式会社製)98.5重量部に、光ラジカル重合開始剤としての1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(商品名「イルガキュア(登録商標)184」、BASFジャパン株式会社製)1.5重量部を溶解させて、単量体組成物を作製した。実施例1〜5及び比較例1〜6で得られた樹脂粒子溶剤分散体の何れかを、前記単量体組成物100重量部に対する樹脂粒子の量が0.25重量部となるように混合し、さらにトルエンで固形分濃度30重量%になるように希釈して、塗工液(塗料)を得た。
得られた塗工液を、透明基材としてのPETフィルム(厚み125μm)上に、バーコート法で厚み5μmとなるように塗布した。塗布した塗工液を80℃で3分間かけて乾燥させ、塗工層を形成した。次いで、この塗工層に、ハロゲンランプで紫外線を照射することにより塗工層を硬化させて、ハードコート層(塗膜)を形成した。これにより、アンチブロッキング剤として機能しうる樹脂粒子が含まれたハードコート層(厚み5μm)がPETフィルム上に形成された積層フィルムが得られた。
〔ハードコート層の耐傷付き性の評価方法〕
実施例1〜5及び比較例1〜6の樹脂粒子溶剤分散体のそれぞれから得られた11種類のハードコート層について、以下の方法で耐傷付き性を評価した。
摩擦堅牢度試験機(大栄科学精器製作所社製、型番「RT−200」)を用い、ハードコート層の製造例に用いたものと同じハードコートが施されていないPETフィルムを1枚、試料台の上面に固定し、ハードコート層の製造例で得られた積層フィルムを、樹脂粒子が含まれるハードコート層を下向きにして摩擦子の下面に固定した。さらに、前記積層フィルムの上に500gの分銅(積層フィルムとの接触面積は4cm2)を乗せて摩擦子を30往復/分の速さでPETフィルムの長手方向と平行に10cmの距離を20回往復させることによって前記積層フィルムのハードコート層でPETフィルムを擦過し、擦過前後のPETフィルムのヘイズ差(ΔH)を測定し、この測定値を耐傷付き性の評価指標とした。ヘイズは、日本電色工業株式会社製のヘーズメーター(型番「NDH 2000」)を使用し、JIS K 7136に準拠して測定した。
また、擦過後のPETフィルム表面の傷の度合を肉眼で観察した。肉眼で傷が確認されなかった場合を耐傷付き性(外観)が「○」(良好)、傷が確認された場合を耐傷付き性(外観)が「×」(不良)と判定した。
〔ハードコート層の耐ブロッキング性の評価方法〕
実施例1〜5及び比較例1〜6の樹脂粒子溶剤分散体のそれぞれから得られた11種類のハードコート層について、以下の方法で耐ブロッキング性を評価した。
ハードコート層の製造例で得られた積層フィルムを、15cm×15cmの正方形に成形し、ハードコート層が同方向を向くように重ね合わせ、2枚のガラス板の間に挟んだ。この2枚のガラス板の間に積層フィルムを挟んだものを、25℃雰囲気下において荷重が50g/cm2となるよう圧力を掛けながら24時間放置した。その後、ハードコート層がブロッキングするか否かを目視により評価し、ハードコート層がブロッキングしない場合をハードコート層の耐ブロッキング性が「○」(良好)とし、ハードコート層がブロッキングする場合をハードコート層の耐ブロッキング性が「×」(不良)とした。
実施例1〜5及び比較例1〜6の樹脂粒子溶剤分散体のそれぞれから得られた11種類のハードコート層の耐傷付き性及び耐ブロッキング性の評価結果を、実施例1〜5及び比較例1〜6の樹脂粒子溶剤分散体の組成及び性状と共に表2に示す。
Figure 0006134592
実施例1〜5と比較例1・2との比較により、有機溶剤の溶解度パラメータを8.0〜12.5の範囲内にすることで、有機溶剤の溶解度パラメータを8.0〜12.5の範囲外である場合と比較して、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度を低くすることができると共に、耐傷付き性を向上させることができることが分かる。
実施例2と比較例3・4との比較により、単官能ビニル系単量体としてメタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルを樹脂粒子の全体量に対して60重量%以上使用することで、メタクリル酸イソブチル及びメタクリル酸tert−ブチルより親水性の高い単官能ビニル系単量体(メタクリル酸メチル)のみを使用した場合(比較例3)や、単官能ビニル系単量体としてメタクリル酸tert−ブチルを樹脂粒子の全体量に対して60重量%未満で使用した場合(比較例4)と比較して、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度を低くすることができると共に、耐傷付き性を向上させることができることが分かる。
実施例2と比較例5との比較により、多官能ビニル系単量体の量を樹脂粒子の全体量に対して15重量%以上とすることで、多官能ビニル系単量体の量が樹脂粒子の全体量に対して15重量%未満である場合と比較して、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度を低くすることができると共に、耐傷付き性を向上させることができることが分かる。
実施例2と比較例6との比較により、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径を1.0μm以下とすることで、樹脂粒子溶剤分散体中における樹脂粒子の平均粒子径を1.0μmを超える場合と比較して、樹脂粒子溶剤分散体の見掛け粘度を低くすることができると共に、耐傷付き性を向上させることができることが分かる。

Claims (4)

  1. 有機溶剤と、
    前記有機溶剤中に分散している樹脂粒子とを含む樹脂粒子溶剤分散体であって、
    前記樹脂粒子溶剤分散体中における前記樹脂粒子の平均粒子径が、0.1〜1.0μmの範囲内であり、
    前記樹脂粒子が、メタクリル酸イソブチル及び/又はメタクリル酸tert−ブチルに由来する構造単位66.3〜85重量%と、多官能ビニル系単量体に由来する構造単位15〜40重量%とを含み、
    前記有機溶剤の溶解度パラメータが8.0〜12.5の範囲内であることを特徴とする樹脂粒子溶剤分散体。
  2. 固形分濃度が20重量%となるように前記有機溶剤の量を調整したときの、見掛け粘度が100mPa・s以下であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂粒子溶剤分散体。
  3. 樹脂フィルムのアンチブロッキング剤に使用される請求項1又は2に記載の樹脂粒子溶剤分散体。
  4. 請求項1〜3の何れか1項に記載の樹脂粒子溶剤分散体と、バインダー樹脂とを含むことを特徴とする塗料。
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