CN1886445A - 复合粒子以及分散体 - Google Patents

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Abstract

从由含有多种有机固体物质(树脂等)的有机固体成分(A)构成的粒子状的分散相分散在由至少含有低聚糖(B1)的水溶性助剂成分(B)构成的基质中的分散体洗提出上述助剂成分(B),制造由上述有机固体成分(A)构成的复合粒子(球状粒子等)。上述多种有机固体物质对助剂成分(B)的亲和性可以不同。粒子可以具有由含有第1有机固体物质(疏水性树脂)的芯部、和含有在该有机固体物质中不相溶的上述第2有机固体物质(亲水性树脂)的壳部构成的芯-壳结构。有机固体成分(A)和助剂成分(B)的比例(重量比)可以为(A)/(B)=55/45~1/99。按照这样的方法,不管分散相和基质的亲和性或构成树脂的聚合方法如何,都可以简便地制造对应于分散相的复合粒子(芯-壳型粒子等)。

Description

复合粒子以及分散体
技术领域
本发明涉及一种具有由单一成分(树脂等)形成的粒子(树脂粒子等)不能达到的特性的复合粒子(复合树脂粒子等)、用于得到该复合粒子的分散体、以及复合粒子的制造方法。更加详细地说,涉及在化妆品、喷墨打印机等中使用的油墨或着色粒子等图像记录材料、粉体涂料等涂料等领域中有用的复合粒子(微胶囊等)。
背景技术
以往,作为制造树脂粒子的方法,使用机械粉碎法,例如,用粉碎机等将树脂或树脂组合物粗粉碎后,使用喷射式粉碎机等进行微粉碎,然后通过风力分级机等进行分级的方法。但是,在这样的方法中,不仅制造机器昂贵,而且得到的粒子也是不定形的,粒子尺寸不均。为了使树脂粒子的尺寸整齐,有必要进行分级,通过分级会生成大量不能利用的尺寸的树脂粒子,在经济上又是不利的。另外,从粒子之间的粘连、分散性、流动性等的观点看,优选球状的粒子,但在机械粉碎法中,不可能得到球状的微粒。
另外,在特开平10-176065号公报(专利文献1)中公开了一种得到球状微粒的方法,该方法是,通过在微粉末化的热塑性树脂(a)中熔融混炼其他的1种或1种以上的热塑性树脂(b),得到树脂(a)形成分散相、树脂(b)形成连续相的树脂组合物,使用树脂(a)不溶解而树脂(b)溶解的溶剂洗净上述树脂组合物,由此得到树脂(a)的球状微粒。可是,在该方法中,不仅分散相和连续相必须分别是不相溶的,而且必须根据分散相树脂的种类来选择连续相的树脂和溶剂的适当的组合,因此,不仅树脂之间的组合被限制,而且树脂和溶剂的组合也受到限制。另外,如果要利用该方法制造由多种树脂构成的微粒,不仅分散相的树脂之间的组合、分散相的树脂和连续相的树脂的组合受到限制,而且洗净溶剂的种类也受到大的限制。特别是,在这样的体系中,获得芯壳型结构的复合粒子是非常困难的。另外,形成连续相的树脂由于不会对成为制品的树脂微粒有任何贡献,因此,最终被回收或者以溶解状态直接被废弃。可是,回收溶液中的树脂是非常困难的,而且会成为使树脂微粒的制造成本上升的主要原因。另外,将树脂溶液作为废液直接废弃时,还担心对环境的不良影响。
在特开昭60-13816号公报(专利文献2)中,提出了一种热塑性树脂粒子的制造方法,该方法是将聚乙二醇和热塑性树脂熔融搅拌后,投入到水中,使两种聚合物凝固,然后,使用水来除去聚乙二醇的热塑性树脂粒子的制造方法。在特开昭61-9433号公报(专利文献3)中,公开了一种热塑性树脂粒子的制造方法,该方法是将聚氧化乙烯和热塑性树脂熔融搅拌后,冷却并使用水除去聚氧化乙烯的热塑性树脂粒子的制造方法。在特开平9-165457号公报(专利文献4)中,公开了一种树脂粒子的制造方法,该方法是将聚乙烯醇类树脂、改性淀粉、聚氧化乙烯等可以形成熔融的水溶性高分子与热塑性树脂混合,得到熔融成型物后,使用水从成型物中除去水溶性高分子的树脂微粒的制造方法。
可是,在这些方法中,由于树脂和水溶性高分子必须是非相溶性的,因此不仅使可以选择的树脂的组合受到限制,而且得到的树脂粒子的粒径分布的均匀性也不充分。特别是形成由多种树脂构成的树脂粒子时,树脂和水溶性高分子的组合也对树脂粒子的形成有大的影响,因此可以使用的原料受到大的限制。另外,这些水溶性高分子由于对水的溶解度小,因此为了溶解则需要大量的水,同时溶解速度慢,因此生产性显著降低。另外,这样的水溶性高分子由于大多是来自非天然物的,因此,溶解了这样的水溶性高分子的废液,对环境带来严重的影响。
另一方面,作为获得具有芯壳结构的树脂微粒的方法,最一般的是,合成作为芯的树脂微粒后,将聚合性单体聚合的接种乳液聚合法。例如,在特开平7-70255号公报(专利文献5)中,示出了具有丙烯酸烷基酯类橡胶状芯部、和甲基丙烯酸甲酯类玻璃状壳部的芯壳聚合物的制造方法。
可是,在接种乳液聚合法中,难以稳定地制造粒径超过1μm并且粒径分布窄的粒子,可以使用的树脂仅限于使用了可以自由基聚合的单体的树脂。因此,不可以适用于通过缩合反应或固化或交联反应得到的树脂。
专利文献1:特开平10-176065号公报(权利要求1)
专利文献2:特开昭60-13816号公报
专利文献3:特开昭61-9433号公报
专利文献4:特开平9-165457号公报
专利文献5:特开平7-70255号公报(权利要求1)
发明内容
发明要解决的问题
因此,本发明的目的在于提供一种分散体、由该分散体制造复合粒子的方法以及复合粒子,所述分散体即使是由多种有机固体物质(树脂等)构成的复合粒子(复合树脂粒子等),不论分散相和基质(matrix)的相溶性或非相溶性以及耐溶剂性如何,都可以通过简便的方法在工业上有利地制造复合粒子。
本发明的另一目的在于提供一种不论聚合方法如何,均可以适用于各种有机固体物质(树脂等),并且对于制造具有芯-壳结构的复合粒子(复合树脂粒子等)有用的分散体、复合粒子的制造方法以及复合粒子。
本发明的再一目的在于提供一种即使粒径大,也可以稳定地制造具有芯-壳结构等结构的复合粒子的分散体、复合粒子的制造方法以及复合粒子。
本发明的另一目的在于提供一种可以使粒度分布窄并可以控制复合粒子的粒径尺寸,且对获得球形复合粒子有用的分散体、复合粒子的制造方法和复合粒子。
本发明的又一目的在于提供一种可以降低由于废液等产生的环境负荷的分散体以及复合粒子的制造方法。
解决课题的方法
本发明人为了解决上述课题进行深入研究的结果发现,使用至少由低聚糖构成的助剂成分作为分散体基质时,即使是多种有机固体物质(树脂等),也可以稳定地形成具有复合结构(例如,芯-壳结构等)的粒子状分散相,另外,通过采用水性介质等洗提或提取助剂成分,可以得到兼具多种有机固体物质(树脂等)的特性的复合粒子(复合树脂粒子等),从而完成了本发明。
即,本发明的复合粒子由有机固体成分(树脂成分等)(A)构成,该有机固体成分(A)由对至少含有低聚糖(B1)的水溶性助剂成分(B)具有不同的亲和性的多种有机固体物质(树脂等)构成。上述多种有机固体物质(树脂等)可以形成合金。另外,复合粒子可以具有由含有第1有机固体物质(树脂等)(A1)的芯部(芯)、和含有第2有机固体物质(树脂等)(A2)的壳部(壳)构成的芯-壳结构。在芯-壳结构中,壳部的厚度为1μm或1μm以下,例如,可以是10nm~1μm左右。上述多种有机固体物质中的至少1种有机固体物质(树脂等)可以是由非加成聚合反应得到的树脂。有机固体成分(A)可以由对助剂成分(B)的亲和性不同的第1有机固体物质(树脂等)(A1)和第2有机固体物质(树脂等)(A2)构成,上述第1有机固体物质(树脂等)(A1)和第2有机固体物质(树脂等)(A2)的比例(重量比)可以为(A1)/(A2)=30/70~99/1。有机固体成分(A)可以由疏水性树脂(A1)、和具有选自羟基、羧基、氨基、亚氨基、醚基、氧化烯基、酯基以及酰胺基中的至少一种亲水性基团的亲水性树脂(A2)构成。上述亲水性树脂(A2)可以含有选自醋酸乙烯类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚氨酯类树脂以及纤维素衍生物中的至少一种。上述复合粒子是具有0.1~100μm的平均粒径以及60或60以下的平均粒径的变动系数,并且粒子的长径和短径的长度比为长径/短径=1.5/1~1/1的球状粒子。
在本发明中,也包含由含有多种有机固体物质的有机固体成分(A)构成的粒子状的分散相分散在由至少含有低聚糖(B1)的水溶性助剂成分(B)构成的基质中的分散体。在分散体中,上述有机固体成分(A)可以由对助剂成分(B)的亲和性低的第1有机固体物质(树脂等)(A1)和亲和性高的第2有机固体物质(树脂等)(A2)构成,上述第1有机固体物质(A1)和上述第2有机固体物质(A2)可以相互不相溶。
上述低聚糖(B1)可以至少由四糖类构成。低聚糖(B1)可以由选自淀粉糖、半乳糖低聚糖、发酵淀粉糖、果糖低聚糖、木糖低聚糖、大豆低聚糖、壳质低聚糖以及壳聚糖低聚糖中的至少一种构成。低聚糖(B1)的50重量%水溶液的粘度在25℃的温度下用B型粘度计进行测定时可以为1Pa·s或1Pa·s以上。助剂成分(B)可以由低聚糖(B1)和增塑成分(B2)构成。低聚糖(B1)和用于增塑该低聚糖(B1)的水溶性增塑成分(B2)组合时,低聚糖(B1)即使是热分解的低聚糖,也可以有效地增塑或软化。低聚糖(B1)可以在比构成有机固体成分(A)的多种有机固体物质(树脂等)的各自的热变形温度高的温度(例如,90~290℃左右)下显示熔点或软化点,或分解(热分解),增塑成分(B2)的熔点或软化点可以为上述多种有机固体物质中的至少一种有机固体物质(树脂等)的热变形温度或热变形温度以下。增塑成分(B2)可以由选自糖类(单糖类或二糖类等)以及糖醇(赤藓醇、季戊四醇、阿拉伯糖醇、核糖醇、木糖醇、山梨糖醇、卫茅醇以及甘露糖醇等)中的至少一种构成。低聚糖(B1)和增塑成分(B2)的比例(重量比)可以为低聚糖(B1)/增塑成分(B2)=99/1~50/50。有机固体成分(A)由多种树脂构成,该多种树脂分别具有60~300℃的JIS K 7206中规定的维卡软化点,在25℃的温度下用B型粘度计进行测定时,低聚糖(B1)的50重量%水溶液的粘度为3~100Pa·s,上述多种树脂的维卡软化点中,在比最低的维卡软化点高30℃的温度下测定以JIS K 7210规定的熔融流动速率时,由低聚糖(B1)和增塑成分(B2)构成的助剂成分(B)的熔融流动速率为1或1以上。有机固体成分(A)和助剂成分(B)的比例(重量比)可以为有机固体成分(A)/助剂成分(B)=55/45~1/99。
在本发明中,还包含从上述分散体中洗提出助剂成分(B),制造由含有多种有机固体物质(树脂等)的有机固体成分(A)构成的复合粒子(复合树脂粒子等)的方法。
另外,在本发明中,分散体也可以是由多种有机固体物质构成的有机固体成分和助剂成分形成分散体系的树脂组合物,二者有时同义使用。另外,在本发明中,有时将由多种有机固体物质构成的有机固体成分或复合化的多种有机固体物质只称为“有机固体成分”、将由多种树脂构成的树脂成分和复合化的多种树脂称为“树脂成分”,将水溶性助剂成分称为“助剂成分”。另外,所谓球状,并不限于真球,也包括长径和短径的长度比为长径/短径=1.5/1~1/1左右的形状。
在本说明书中,所谓“有机固体成分”是指只要是固体,则不限于碳类有机化合物,也包括硅化合物(硅树脂等)等的意思。
发明的效果
在本发明中,由于由至少以低聚糖构成的水溶性助剂成分构成分散体的基质,因此,即使是由多种有机固体物质构成的复合粒子,不论分散相和基质的亲和性(相溶性或非相溶性)以及耐溶剂性如何,都可以通过简便的方法在工业上有利地制造对应于分散相的复合粒子。另外,不论聚合方法如何,均可以制造适用于各种树脂,并且具有芯-壳结构等结构的复合粒子。即使粒径大,也可以稳定地制造具有芯-壳结构的复合粒子。可以使粒度分布宽度变窄,同时可以控制复合树脂粒子的粒子尺寸,可以获得球状的复合粒子。另外,水溶性助剂成分由于是来自天然的成分,因此可以降低由废液等引起的环境负荷。
附图说明
[图1]图1是由实施例2得到的复合树脂粒子的透过型电子显微镜照片。
[图2]图2是示出由四氢呋喃处理实施例2的复合树脂粒子之后的粒子的状态的透过型电子显微镜照片。
[图3]图3是示出实施例2的复合树脂粒子的断面的透过型电子显微镜照片。
具体实施方式
[分散体]
在本发明的分散体中,由含有多种有机固体物质的有机固体成分(A)构成的粒子状的分散相分散在由至少含有低聚糖(B1)的水溶性助剂成分(B)构成的基质中。
(A)可以熔融的有机固体成分
多种有机固体物质的组合没有特别的限制,可以是相互相溶性的有机固体物质(树脂等),也可以是相互不相溶的有机固体物质(树脂等)。在分散相(或复合粒子)中,例如,可以使用相互相溶性的多种有机固体物质(树脂等)形成合金,也可以使用相互不相溶的多种有机固体物质(树脂等)形成相分离结构(例如,海岛结构、共连续相结构、芯-壳结构(也包含多层芯-壳结构)等)。
构成有机固体物质成分(A)的多种有机固体物质可以从以下列举的物质(低分子化合物、高分子化合物)中适当选择来组合。
作为可以熔融的有机固体成分(A),通常可以使用相对于水溶性助剂(B)为非相溶的或疏水性成分(非水溶性成分)。上述有机固体成分(A)在室温(15~25℃左右)下通常为固体,可以是低分子化合物,也可以是高分子化合物(或树脂)。低分子有机固体成分(A)的熔点可以是40~280℃(优选50~270℃,更为优选70~260℃)左右,也可以使用具有100~260℃左右的比较高的熔点的化合物。
作为低分子有机固体成分(A),可以举出,例如,蜡类或脂质类、稳定剂(受阻酚类、受阻胺类、磷类等抗氧剂、二苯甲酮类、水杨酸类紫外线吸收剂、受阻胺类光稳定剂等紫外线吸收剂或光稳定剂等)、防静电剂、阻燃剂、润滑剂、结晶成核剂、硫化促进剂、防老剂、硫化剂等。作为上述蜡类或脂质类。可以举出,脂肪族烃类蜡(聚乙烯、聚丙烯蜡等聚烯烃类蜡、石蜡类蜡、微晶蜡等)、植物性或动物性蜡(巴西棕榈蜡、蜂蜡、虫胶蜡、褐煤蜡等)、高级脂肪酸酯(甘油脂肪酸酯、双甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯等)、脂肪酰胺(硬脂酰胺、芥酸酰胺等)、亚烷基双脂肪酰胺(亚甲基双硬脂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚乙基双羟基硬脂酰胺等)、脂肪酸金属盐(月桂酸钡、月桂酸锌、硬脂酸钙、硬质酸锌、硬脂酸镁等高级脂肪酸多价金属盐等)等。另外,上述蜡类或脂质类也可以作为润滑剂使用。这些成分可以单独或二种或二种以上组合使用。
在本发明中,即使是这样的低分子有机固体成分,也可以通过与上述水溶性助剂(B)组合,得到粒子(特别是真球状的粒子),因此,可以提高低分子有机固体成分(A)的处理性。
作为有机固体成分(A),多数情况下使用高分子化合物(树脂)。作为上述树脂,可以是热固性树脂[例如,环氧树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯、硅树脂(硅橡胶、硅漆等)等],但通常为热塑性树脂,例如,可以举出,缩合类热塑性树脂[例如,聚酯类树脂(例如:芳香族聚酯类树脂或脂肪族聚酯类树脂等)、聚酰胺类树脂、聚氨酯类树脂、聚(硫)醚类树脂(例如聚缩醛类树脂、聚苯醚类树脂、聚硫类树脂、聚醚酮类树脂等)、聚碳酸酯类树脂、聚砜类树脂、聚酰亚胺类树脂等]、乙烯基聚合(加成聚合)类热塑性树脂[聚烯烃类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、苯乙烯类树脂、乙烯基类树脂(例如,含卤树脂、乙烯基酯类树脂、乙烯醇类树脂等)等]、纤维素衍生物等来自天然物的树脂、热塑性硅树脂等。
(1)聚酯类树脂
作为聚酯类树脂,可以举出,例如,二羧酸成分和二醇成分通过缩聚得到的均聚酯或共聚酯;使羟基羧酸缩聚得到的均聚酯或共聚酯;使内酯开环聚合得到的均聚酯或共聚酯。这些聚酯类树脂可以单独或二种或二种以上组合使用。
作为二羧酸成分,可以举出,例如,芳香族二羧酸[例如,对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸;甲基对苯二甲酸、甲基间苯二甲酸等烷基取代的苯二甲酸;萘二羧酸(2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸等);4,4’-联苯二羧酸、3,4’-联苯二羧酸等联苯二羧酸;4,4’-二苯氧基乙烷二羧酸等二苯氧基乙烷二羧酸;二苯醚-4,4’-二羧酸等二苯醚二羧酸;二苯甲烷二羧酸、二苯乙烷二羧酸等二苯基烷烃二羧酸;二苯甲酮二羧酸等碳原子数为8~20左右的芳香族二羧酸等]、脂肪族二羧酸(例如,草酸、琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、十六烷二酸、二聚酸等碳原子数为2~40左右的脂肪族二羧酸等)、脂环族二羧酸(例如,环己烷二羧酸、六氢邻苯二甲酸、六氢间苯二甲酸、六氢对苯二甲酸、4-降冰片烯-1,2-二酸(himic acid)等碳原子数为8~12左右的脂环族二羧酸等)等。这些二羧酸成分可以单独或二种或二种以上组合使用。
另外,二羧酸成分中还包含可以形成酯的衍生物,例如,二甲基酯等低级烷基酯、酸酐、酰氯等酰卤等。
作为二醇成分,可以举出,例如,脂肪族C2-12二醇(例如,乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、新戊二醇、己二醇、聚C2-4亚烷基二醇(二乙二醇、二丙二醇等)等)、脂环族C6-12二醇(例如,环己二醇、环己烷二甲醇等)、芳香族C6-20二醇(例如,间苯二酚、对苯二酚、萘二醇、双酚A、F、AD等双酚类、双酚类的环氧烷烃加成物等)等。这些二醇成分可以单独或二种或二种以上组合使用。
作为羟基羧酸,可以举出,例如,乙醇酸、乳酸、羟基丙酸、羟基丁酸、甘油酸、羟基丙二酸等脂肪族C2-6羟基羧酸;羟基苯甲酸、羟基萘酸等芳香族羟基羧酸等。这些羟酸可以单独或二种或二种以上组合使用。
作为内酯,可以举出,例如,丙内酯、丁内酯、戊内酯、己内酯等C3-12的内酯。这些内酯可以单独或二种或二种以上组合使用。这些内酯中,优选C4-10的内酯,特别优选己内酯(例如ε-己内酯等)。
聚酯类树脂中,包括芳香族聚酯类树脂或脂肪族聚酯类树脂等。
作为芳香族聚酯类树脂,可以举出,例如,通过上述芳香族二羧酸(优选对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸等碳原子数为8~20左右的芳香族二羧酸等)和上述脂肪族二醇(优选乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇等脂肪族C2-12二醇等)或上述脂环族二醇(优选环己烷二甲醇等脂环族C6-20二醇等)的缩聚得到的均聚酯或共聚酯等,优选的可以举出,以对苯二甲酸亚烷基二醇酯或萘二酸亚烷基二醇酯等亚烷基二醇芳香酯单元为主要成分(例如50重量%或50重量%以上)的均聚酯或共聚酯等。共聚成分还可以含有具有重复数为2~4左右的氧化烯烃基单元的聚C2-4亚烷基二醇[含有二乙二醇等聚(氧化-C2-4烯烃基)单元的二醇等]或碳原子数为6~12左右的脂肪族二羧酸(己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等)等。
具体地,作为芳香族聚酯类树脂,可以举出,聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯[例如,聚(对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯)(PCT)等聚对苯二甲酸环烷二C1-4亚烷基二醇酯;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚对苯二甲酸C2-4亚烷基二醇酯]、对应于该聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的聚萘二酸C2-4亚烷基二醇酯(例如,聚萘二酸乙二醇酯等)、含有对苯二甲酸乙二醇酯单元为主要成分的聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚酯、含有对苯二甲酸丁二醇酯单元为主要成分的聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯等。芳香族聚酯类树脂也可以是液晶性聚酯。
作为脂肪族聚酯类树脂,可以举出,由上述脂肪族二羧酸成分(例如,草酸、琥珀酸、己二酸等碳原子数为2~6左右的脂肪族二羧酸、优选草酸、琥珀酸等碳原子数2~4左右的脂肪族二羧酸等)和上述脂肪族二醇成分(例如,乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、新戊二醇、己二醇等脂肪族C2-6二醇(C2-6烷二醇),优选乙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇等脂肪族C2-4二醇(C2-4烷二醇))的缩聚得到的均聚酯或共聚酯、或者上述脂肪族羟基羧酸(例如,乙醇酸、乳酸、羟基丙酸、羟基丁酸等脂肪族C2-6羟基羧酸、优选乙醇酸或乳酸等脂肪族C2-4羟基羧酸)的均聚酯或共聚酯、使用引发剂(2官能或3官能的引发剂,例如醇等活泼氢化合物)将上述内酯(优选己内酯等C4-10内酯)开环聚合得到的均聚内酯或共聚内酯。共聚成分还包括具有重复数为2~4左右的氧化亚烷基单元的聚C2-4亚烷基二醇[含有二乙二醇等聚(氧化-C2-4亚烷基)单元的二醇等]或碳原子数6~12左右的脂肪族二羧酸(己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等)等。
具体地,作为脂肪族聚酯类树脂,可以举出,例如,由二羧酸成分和二醇成分缩聚得到的聚酯类树脂(例如,聚乙二酸乙二醇酯、聚乙二酸丁二醇酯、聚乙二酸新戊二醇酯等聚乙二酸C2-6亚烷基二醇酯;聚琥珀酸乙二醇酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚琥珀酸新戊二醇酯等聚琥珀酸C2-6亚烷基二醇酯;聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯等聚己二酸C2-6亚烷基二醇酯等)、聚羟基羧酸类树脂(例如,聚乙醇酸、聚乳酸、乳酸-乙醇酸共聚物等羟基等C2-10烷羧酸的均聚物或共聚物等)、聚内酯类树脂[例如,聚己内酯(Daicel化学工业(株)制造,PCLH7、PCLH4、PCLH1等)等聚C3-12内酯类树脂等]等。作为共聚酯的具体例,可以举出,例如,使用2种二羧酸成分的共聚酯(例如,聚乙二醇琥珀酸酯-己二酸酯共聚树脂、聚丁二醇琥珀酸酯-己二酸酯共聚树脂等聚C2-4亚烷基二醇琥珀酸酯-己二酸酯共聚树脂等)、由二羧酸成分和二醇成分和内酯成分得到的共聚酯(例如,聚己内酯-聚琥珀酸丁二醇酯共聚树脂等)等。
本发明中使用的聚酯类树脂也可以是含有尿烷键的聚酯类树脂(例如,含有尿烷键的脂肪族聚酯类树脂)。含有尿烷键的聚酯类树脂优选将上述聚酯类树脂(低分子量聚酯二醇等)用二异氰酸酯(例如,脂肪族二异氰酸酯)进行高分子量化的树脂。
作为二异氰酸酯,可以举出,芳香族二异氰酸酯(例如,亚苯基二异氰酸酯、亚甲苯基二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯等)、芳香脂肪族二异氰酸酯(例如,苯二甲基二异氰酸酯等)、脂环族二异氰酸酯(例如,异佛尔酮二异氰酸酯等)、脂肪族二异氰酸酯(例如,三亚甲基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯甲酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯等)等。这些二异氰酸酯可以单独或二种或二种以上组合使用。这些二异氰酸酯中,可以使用脂肪族二异氰酸酯,例如,六亚甲基二异氰酸酯。
作为含有尿烷键的聚酯类树脂(例如,脂肪族聚酯类树脂),可以举出,昭和高分子(株)制造的“BIONOLLE#1000”、“BIONOLLE#3000”、BIONOLLE#6000”系列等。
(2)聚酰胺类树脂
作为聚酰胺类树脂,可以举出,例如,脂肪族聚酰胺类树脂、脂环族聚酰胺类树脂、芳香族聚酰胺类树脂等,通常可以使用脂肪族聚酰胺类树脂。这些聚酰胺类树脂可以单独或二种或二种以上组合使用。
作为脂肪族聚酰胺类树脂,可以举出,脂肪族二胺成分(四亚甲基二胺、六亚甲基二胺等C4-10亚烷基二胺)和脂肪族二羧酸成分(己二酸、癸二酸、十二烷二酸等C4-20亚烷基二酸等)的缩合物(例如,聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺1212等)、内酰胺(ε-己内酰胺、ω-月桂内酰胺等C4-20内酰胺等)或氨基羧酸(ω-氨基十一烷酸等C4-20的氨基羧酸等)的均聚或共聚物(例如,聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6/11、聚酰胺6/12等),这些聚酰胺成分共聚得到的共聚酰胺(例如,聚酰胺66/11、聚酰胺66/12等)等。
另外,聚酰胺类树脂可以具有生物降解性。作为生物降解性聚酰胺类树脂,可以举出,作为上述脂肪族二胺成分(四亚甲基二胺、六亚甲基二胺等C4-10亚烷基二胺)和上述脂肪族二羧酸成分(己二酸、癸二酸、十二烷二酸等C4-20亚烷基二羧酸等)、上述脂肪族二醇成分(乙二醇、丙二醇、丁二醇等C2-12亚烷基二醇等)的缩合物的聚酯酰胺。
(3)聚氨酯类树脂
聚氨酯类树脂可以通过二异氰酸酯类和多醇类(例如,二醇类)和视需要的扩链剂反应而得到。作为二异氰酸酯类,可以举出,六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯类、1,4-环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等脂环族二异氰酸酯类、亚苯基二异氰酸酯、亚甲苯基二异氰酸酯、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯类、苯二甲基二异氰酸酯等芳香脂肪族二异氰酸酯类等。
作为多醇类,可以举出,例如,聚酯多醇、聚醚多醇、聚碳酸酯多醇等。在多醇类中,特别优选二醇类(聚酯二醇、聚醚二醇、聚碳酸酯二醇等)。这些多醇成分可以单独或二种或二种以上组合使用。
作为二醇类,可以使用,聚酯二醇(由琥珀酸、己二酸、壬二酸等C4-12脂肪族二羧酸成分和乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇等C2-12脂肪族二醇成分得到的聚酯二醇、由ε-己内酯等C4-12内酯成分得到的聚酯二醇、由上述脂肪族二羧酸成分和/或上述脂肪族二醇成分和上述内酯成分得到的聚酯二醇等)、聚醚二醇(聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧化乙烯-聚氧化丙烯嵌段共聚物、聚四亚甲基二醇、双酚A-环氧烷烃加成物等)、聚酯醚二醇(使用上述聚醚二醇作为二醇成分的一部分的聚酯二醇)等。
另外,作为扩链剂,可以使用乙二醇、丙二醇等C2-10亚烷基二醇、以及二胺类[脂肪族二胺类(乙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺等直链或分支链状亚烷基二胺;二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺等直链或分支链状多亚烷基多胺等)、脂环族二胺类(异佛尔酮二胺等)、芳香族二胺类(苯二胺、甲苯二胺等)等]。这些聚氨酯类树脂可以单独或二种或二种以上组合使用。
(4)聚(硫)醚类树脂
聚(硫)醚类树脂包括聚亚烷基二醇、聚亚苯基醚类树脂、聚硫醚类树脂(聚硫醚类树脂)。作为聚亚烷基二醇,包括聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化乙烯-聚氧化丙烯嵌段共聚物等亚烷基二醇的均聚或共聚物(聚C2-4亚烷基二醇等)等。这些聚(硫)醚类树脂可以单独或二种或二种以上混合使用。
(5)聚碳酸酯类树脂
聚碳酸酯类树脂中包括以双酚类(双酚A等)为基料的芳香族聚碳酸酯、二乙二醇双烯丙基碳酸酯等脂肪族聚碳酸酯等。这些聚碳酸酯类树脂可以单独或二种或二种以上组合使用。
(6)聚砜类树脂
聚砜类树脂中,可以举出,通过二卤二苯基砜(二氯二苯基砜等)和双酚类(双酚A或其金属盐等)的缩聚得到的聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚烯丙基砜树脂(商品名:RADEL)等。这些聚砜类树脂可以单独或二种或二种以上组合使用。
(7)聚烯烃类树脂
聚烯烃类树脂,可以举出,α-C2-6烯烃的均聚或共聚物,例如,聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚(甲基戊烯-1)等烯烃的均聚或共聚物、烯烃和共聚性单体的共聚物(乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物等)。这些聚烯烃类树脂可以单独或二种或二种以上组合使用。
(8)(甲基)丙烯酸类树脂
作为(甲基)丙烯酸类树脂,可以举出,(甲基)丙烯酸类单体((甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸C1-18烷基酯、(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯腈等)的均聚或共聚物,例如,聚(甲基)丙烯酸甲酯等聚(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯-(甲基)丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、(甲基)丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)等。优选的(甲基)丙烯酸类树脂包括聚(甲基)丙烯酸C1-5烷基酯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚物、(甲基)丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)等。这些(甲基)丙烯酸类树脂可以单独或二种或二种以上组合使用。
(9)苯乙烯类树脂
作为苯乙烯类树脂,可以举出,苯乙烯类单体(苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等)的均聚或共聚物(聚苯乙烯、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-α-甲基苯乙烯共聚物等)、苯乙烯类单体和共聚性单体的共聚物(苯乙烯-丙烯腈共聚物(AS树脂)、(甲基)丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(MS树脂等)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物等共聚物等;丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物(AAS树脂)、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物(ACS树脂)、丙烯腈-醋酸乙烯-苯乙烯共聚物(AXS树脂)等苯乙烯类接枝共聚物;在橡胶成分存在下,至少将苯乙烯类单体接枝聚合的接枝聚合体,例如,耐冲击性聚苯乙烯(HIPS或橡胶接枝聚苯乙烯类树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丙烯腈-乙丙橡胶-苯乙烯共聚物(AES树脂)等)等。这些苯乙烯类树脂可以单独或二种或二种以上组合使用。
(10)乙烯基类树脂
乙烯基类树脂包括乙烯基类单体的均聚或共聚物、或者与其他的可以共聚的单体的共聚物等。作为乙烯基类单体,可以举出,例如,含有卤素的乙烯基单体[例如,含有氯的乙烯基单体(例如,氯乙烯、偏氯乙烯、氯丁二烯等)、含氟乙烯基单体(例如,氟乙烯等)等]、羧酸乙烯酯[醋酸乙烯、丙酸乙烯酯、丁烯酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等乙烯基酯等]等。这些乙烯基类树脂可以单独或二种或二种以上组合使用。
作为乙烯基类树脂,可以举出,例如,氯乙烯类树脂(例如,聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、偏氯乙烯-醋酸乙烯共聚物等)、氟树脂(例如,聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氯三氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物等)、乙烯基酯类树脂(例如,聚醋酸乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物、醋酸乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物等醋酸乙烯类共聚物等)等。
另外,乙烯基类树脂中还包括上述乙烯基酯类树脂的衍生物,例如,乙烯醇类树脂(例如,聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛等聚乙烯醇缩醛;上述醋酸乙烯类共聚物的皂化物,例如,乙烯-乙烯醇共聚物等)等。这些乙烯醇类树脂中,优选醋酸乙烯类共聚物的皂化物,特别优选乙烯-乙烯醇共聚物。在醋酸乙烯类共聚物的皂化物中,还可以通过调整疏水性共聚单体单元(例如,乙烯-乙烯醇共聚物中的乙烯单元等)的比例来调整亲水性的程度。醋酸乙烯类共聚物的皂化物作为亲水性树脂使用时,从对助剂成分(B)的亲和性这一点来看,可以将疏水性共聚单体单元的比例调整为例如10~40重量%左右。
(11)纤维素衍生物
作为纤维素衍生物,可以举出,纤维素酯类(纤维素乙酸酯、纤维素苯二甲酸酯等)、纤维素氨基甲酸酯类(纤维素苯基氨基甲酸酯等)、纤维素醚类(氰乙基纤维素等)。这些纤维素衍生物可以单独或二种或二种以上组合使用。
作为纤维素酯,可以举出,例如,纤维素二乙酸酯、纤维素三乙酸酯等纤维素乙酸酯(乙酸纤维素)、纤维素丙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素乙酸丙酸酯、纤维素乙酸丁酸酯等有机酸酯(或酰基纤维素);硝酸纤维素、硫酸纤维素、磷酸纤维素等无机酸酯;硝酸乙酸纤维素等混合酸酯等。
作为纤维素醚,可以举出,例如,烷基纤维素(例如,乙基纤维素、异丙基纤维素、丁基纤维素等C2-6烷基纤维素等)、芳烷基纤维素(例如,苄基纤维素等)、氰乙基纤维素等。
从生物降解性的观点来看,优选纤维素衍生物的取代度低者,例如,平均取代度为2.5或2.5以下,优选2或2以下(例如0.1~2),更为优选1.5或1.5以下(例如,0.1~1.5)左右。
(12)热塑性弹性体
热塑性弹性体可以举出,聚酰胺类弹性体[由作为硬链段的聚酰胺嵌段(脂肪族聚酰胺等)和作为软链段的具有低玻璃化转变温度的聚醚或聚酯嵌段(聚四氢呋喃、聚氧丙烯等聚氧化C2~4烯烃嵌段等醚嵌段;脂肪族聚酯嵌段等)构成的嵌段共聚物等]、聚酯类弹性体[由作为硬链段的聚酯嵌段(聚对苯二甲酸丁二醇酯等芳香族类结晶性聚酯、液晶聚酯等)和作为软链段的上述聚醚或聚酯嵌段构成的嵌段共聚物等]、聚氨酯类弹性体[由作为硬链段的聚氨酯嵌段和作为软链段的上述聚醚或聚酯嵌段构成的嵌段共聚物等]、聚苯乙烯类弹性体[聚苯乙烯嵌段和二烯或烯烃嵌段构成的嵌段共聚物,例如,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯·丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯·丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、无规型苯乙烯-丁二烯的加氢物(HSBR)等]、聚烯烃类弹性体[作为硬链段的聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯等)和作为软链段的橡胶成分(乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)等的掺混物等]、聚二烯烃类弹性体(间规1,2-聚丁二烯类弹性体、反式1,4-聚异戊二烯类弹性体、天然橡胶类弹性体等)、氯类弹性体[由高聚合度或部分交联的氯乙烯树脂(硬链段)和用增塑剂增塑的氯乙烯树脂(软链段)构成的掺混型弹性体、由氯乙烯树脂(硬链段)和橡胶或弹性体成分(部分交联丁腈橡胶、聚氨脂类弹性体、聚酯类弹性体等)(软链段)构成的合金型弹性体等聚氯乙烯类弹性体;氯化聚乙烯等]、氟类热塑性弹性体[由作为硬链段的氟类树脂(四氟乙烯-乙烯共聚物、聚偏氟乙烯(PVDF)等和作为软链段的氟橡胶(偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚聚合物等)构成的ABA型嵌段共聚物等]等。另外,热塑性弹性体为嵌段共聚物时,嵌段结构没有特别的限制,可以是三嵌段结构、多嵌段结构、星形嵌段结构等。
树脂的热变形温度(例如,JIS K 7206中规定的维卡软化点)可以从60~300℃的范围选择,例如,80~260℃,优选100~240℃(例如110~240℃),更加优选120~230℃(例如130~220℃)左右。
构成有机固体成分(A)的多种有机固体物质(树脂等)可以从上述有机固体物质(低分子化合物、高分子化合物等)中适当选择,例如,可以由2~5种,优选2~3种(例如2种)构成。
在本发明中,树脂的聚合方法的种类没有限制,即使使用用可以加成聚合反应的单体得到的树脂也可以得到分散体或复合树脂粒子,但即使是在接种聚合中不能得到的通过非加成聚合反应得到的树脂,也可以得到芯-壳结构等复合树脂粒子。
构成有机固体成分(A)的多种有机固体物质,相对于水溶性助剂成分(B),可以具有不同的亲和性。有机固体成分(A)的多种有机固体物质中,至少1种有机固体物质可以是对助剂成分的亲和性高的有机固体物质(亲水性树脂等)。对亲水性树脂等助剂成分的亲和性高的有机固体物质(树脂等)伴随着分散体的形成,有位于基质的附近,即,分散相的外侧或外层的倾向。
因此,组合对助剂成分(B)的亲和性高的有机固体物质(例如,亲和性树脂或亲水性树脂等)(A2)和对助剂成分(B)的亲和性低的有机固体物质(例如,非亲和性树脂或疏水性树脂、与上述树脂(A2)相比亲和性或亲水性低的树脂、蜡类或脂质类等)(A1)时,可以形成由含有有机固体物质(树脂等)(A1)的芯部和包含该芯部并且含有有机固体物质(A2)的壳部构成的芯-壳结构的分散相(或树脂粒子)。在这样的有机固体物质的组合中,有机固体物质(A1)和有机固体物质(A2)的相溶性越低(是不相溶的),可以形成芯部和壳部的边界越明显的分散相(或粒子)。即,根据两种物质(树脂等)的相溶性,有分散相的芯部由有机固体物质(A1)单独形成的情况、和由有机固体物质(A1)和有机固体物质(A2)的混合物形成的情况等。另外,作为多种有机固体物质,选择相互相溶性高的有机固体物质(树脂等)的组合时,可以得到合金化的分散相(或粒子)。
将分散相(或复合粒子)作成芯-壳结构时,通过适当选择构成芯部的有机固体物质(树脂等)的种类和构成壳部的有机固体物质(树脂等)的种类,可以控制分散相(或复合粒子)的内部特性和表面特性,根据目的,还可以对期望的层(芯部或壳部)赋予各种功能。例如,可以由硬度等机械物性优异的树脂构成芯部,同时,由润滑性、防静电性等表面物性优异的树脂构成壳部,或者只对壳部赋予热熔合特性,并可以获得可以有效地表达有机固体物质(树脂等)的性质或物性的复合粒子(复合树脂粒子等)。
在优选的方式中,有机固体成分(A)可以由对助剂成分(B)的亲和性低的第1有机固体物质(或组合物)(A1)[非亲和性(疏水性或水不溶性)树脂、与树脂(A2)相比为低亲和性或低亲水性的树脂(也可以是亲水性树脂)等]、和亲和性高的第2有机固体物质(或组合物)(A2)(亲和性树脂或亲水性树脂等)构成。第1有机固体物质(树脂等)(A1)和第2有机固体物质(树脂等)(A2)可以互相相溶,也可以不相溶。在这样的组合中,分散相可以具有由含有第1有机固体物质(树脂等)(A1)的芯部、和含有第2有机固体物质(树脂等)(A2)的壳部构成的芯-壳结构。
作为上述亲和性树脂(或亲水性树脂),具有极性基团,通常为羟基、羧基、氨基、亚氨基(-NH)、醚基、氧化烯基(聚氧化乙烯、聚氧化丙烯等聚氧化C2~4直链或分支状亚烷基等)、酯基(或酯键)、酰胺基(或酰胺键)、尿烷键(-NHC(=O)O-)等亲水性基团(或极性基团)。亲和性树脂可以单独具有上述极性基团或具有二种或二种以上上述极性基团的组合。
作为这样的亲和性树脂,可以举出,上述列举的树脂中的醋酸乙烯类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚氨酯类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂[具有(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸烷基酯等作为结构单元的(甲基)丙烯酸类树脂等]、纤维素衍生物、热塑性弹性体(具有聚C2~4氧化烯烃单元作为软链段的聚酰胺弹性体、聚酯弹性体以及聚氨酯弹性体等)等亲水性树脂。这些亲水性树脂可以单独或组合二种或二种以上使用。
第1以及第2有机固体物质的组合中,作为第1树脂和第2树脂的组合,可以举出,(a)不同的树脂,例如疏水性树脂(A1)和亲水性树脂(A2)的组合、以及(b)同系统的树脂的组合等。在同系统的树脂的组合中,含有亲水性基团等极性基团的浓度不同的树脂的组合等。另外,第1树脂和第2树脂的组合,也可以是具有亲水性高的亲水性基团(羧基、氨基、亚氨基等水溶性基团等)的亲水性树脂(A2)、和具有亲水性低的亲水性基团(羟基、醚基、氧化烯基、酯基、酰胺基、尿烷键等)的亲水性树脂(A1)的组合等。上述第1树脂(A1)中,作为疏水性树脂,可以举出,上述列举的热塑性树脂中的聚烯烃类树脂、苯乙烯类树脂、疏水性乙烯基类树脂(氯乙烯类树脂、氟树脂等)、热塑性弹性体(烯烃类弹性体、苯乙烯类弹性体等)等。疏水性树脂还可以是具有非极性基团的树脂。这些疏水性树脂可以单独或组合二种或二种以上使用。
第1树脂和第2树脂的组合中,上述(a)的组合中,包含烯烃类弹性体或苯乙烯类弹性体(A1)、和聚酰胺类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类弹性体、聚酯类弹性体或聚氨酯类弹性体(A2)的组合。另外,在(b)的组合中,包含脂肪族聚酯类树脂(A1)(例如,聚丁二酸-己二酸C2~4亚烷基二醇酯共聚树脂等共聚酯;由二羧酸成分和二醇成分和内酯得到的共聚酯(例如,聚己内酯-聚丁二酸丁二醇酯共聚树脂)等)、和短链羟基羧酸或内酯的均聚或共聚酯(A2)(聚乳酸等)的组合等。
另外,由生物降解性树脂[例如,脂肪族聚酯类树脂(例如,聚乳酸类树脂或聚C3-12内酯类树脂等)、聚酯酰胺等生物降解性聚酯类树脂、乙烯醇类树脂、上述纤维素衍生物等]构成有机固体成分(A)时,可以得到生物降解性优异的树脂粒子。
构成树脂成分的各树脂的平均分子量是,通过凝胶渗透色谱法测定的聚苯乙烯换算的重均分子量、或粘均分子量,可以是例如500000或500000以下(例如10000~500000左右),优选50000~400000左右,更加优选10000~350000左右。另外,对于通过凝胶渗透色谱法进行分子量测定困难的纤维素衍生物等热塑性树脂,可以采用粘均分子量。另外,树脂成分(A)的重均分子量还可以通过树脂成分的混炼时间或混炼温度等来调节。
在有机固体成分(A)中,上述第1有机固体物质(A1)和第2有机固体物质(A2)的比例(重量比)可以是例如,(A1)/(A2)=30/70~99/1,优选40/60~95/5,更加优选45/55~90/10(例如,50/50~90/10)左右。
另外,在不损害分散相的形成的范围,可以在有机固体成分(树脂成分等)(A)中添加助溶剂。
(B)水溶性助剂成分
水溶性助剂成分至少包含低聚糖(B1)。另外,为了调整低聚糖的热熔融特性,水溶性助剂成分还可以包含用于增塑上述低聚糖的增塑成分(B2)。将低聚糖(B1)和水溶性增塑成分(B2)组合时,可以在与有机固体成分(A)混炼时调整水溶性助剂成分(B)的粘度。另外,水溶性助剂成分与有机固体成分组合并形成分散体后,通过适当的洗提或洗净,可以形成复合粒子(复合树脂粒子等)。
(B1)低聚糖
低聚糖(B1)可以大致分为:2~10分子的单糖类通过糖苷键脱水缩合的同质寡糖、和至少2种或2种以上的单糖类和/或糖醇通过2~10分子糖苷键脱水缩合的杂寡糖。作为低聚糖(B1),例如,可以举出二糖类到十糖类,通常使用二糖类到六糖类的低聚糖。低聚糖通常在常温下为固体。另外,这些低聚糖也可以是无水物。另外,在低聚糖中,单糖类和糖醇可以结合。此外,低聚糖还可以是由多个糖成分构成的低聚糖组合物。即使是这样的低聚糖组合物,有时也只称为低聚糖。低聚糖(或低聚糖组合物)可以单独或组合二种或二种以上使用。
作为二糖类,可以举出,海藻糖(例如,α,α-海藻糖、β,β-海藻糖、α,β-海藻糖等)、曲二糖、酒二糖、麦芽糖、异麦芽糖、α-葡糖-β-葡糖苷、昆布二糖、纤维二糖、龙胆二糖等同质寡糖;乳糖、蔗糖、palatinose、蜜二糖、芸香二糖、樱草糖、松二糖等杂寡糖。
作为三糖类,可以举出,麦芽三糖、异麦芽三糖、6-α-葡萄糖基麦芽糖、纤维三糖等同质寡糖;甘露三糖、茄三糖、松三糖、车前糖、龙胆三糖、伞形糖、乳蔗糖、蜜三糖等杂寡糖。
作为四糖类,可以举出,麦芽四糖、异麦芽四糖等同质寡糖;水苏糖、纤维四糖、大蒜糖、剪秋罗糖、在6-α-葡萄糖基麦芽糖的还原末端结合了糖或糖醇的四糖等杂寡糖。
这些四糖当中,在6-α-葡萄糖基麦芽糖的还原末端结合了单糖类或糖醇的四糖,在例如特开平10-215892号公报中已经公开,可以列举出在6-α-葡萄糖基麦芽糖的还原末端结合了葡萄糖、果糖、甘露糖、木糖、阿拉伯糖等单糖类、或山梨糖醇、木糖醇、赤藓醇等的糖醇的四糖。
作为五糖类,可以举出,麦芽五糖、异麦芽五糖等同质寡糖;在6-α-葡萄糖基麦芽糖的还原末端结合了二糖类的五糖等杂寡糖。在6-α-葡萄糖基麦芽糖的还原末端结合了二糖类的五糖,在例如特开平10-215892号公报中已经公开,可以列举出在6-α-葡萄糖基麦芽糖的还原末端结合了蔗糖、乳糖、纤维二糖、海藻糖等二糖类的五糖。
作为六糖类,可以举出,麦芽六糖、异麦芽六糖等同质寡糖等。
从与有机固体成分的熔融混炼性的观点来看,低聚糖优选至少由四糖类构成的低聚糖。
低聚糖还可以是通过多糖类的分解而生成的低聚糖组合物。低聚糖组合物通常包含四糖类。作为低聚糖组合物,可以举出,例如,淀粉糖(淀粉糖化物)、半乳糖低聚糖、发酵淀粉糖、果糖低聚糖、木糖低聚糖、大豆低聚糖、壳质低聚糖、壳聚糖低聚糖等。
例如,淀粉糖是使酸或葡萄糖淀粉酶等与淀粉作用而得到的低聚糖组合物,也可以是结合了多个葡萄糖的低聚糖的混合物。作为淀粉糖,例如,可以举出东和化成工业(株)制造的还原淀粉糖化物(商品名:PO-10,四糖类的含量为90重量%或90重量%以上)等。
半乳糖低聚糖是使β-半乳糖苷酶等与乳糖作用而得到的低聚糖组合物,也可以是半乳糖基乳糖和半乳糖-(葡萄糖)n的混合物(n为1~4的整数)。
发酵淀粉糖是使环糊精合成酶(CGTase)与淀粉和蔗糖作用而得到的低聚糖组合物,也可以是(葡萄糖)n-蔗糖的混合物(n为1~4的整数)。
果糖低聚糖(果糖低聚糖)是使呋喃果糖苷酶与砂糖作用而得到的低聚糖组合物,也可以是蔗糖-(果糖)n的混合物(n为1~4的整数)。
在这些低聚糖组合物中,为了防止在熔融混炼时的急剧的粘度降低,低聚糖组合物中的三糖类、四糖类(特别是四糖类)的含量可以是例如60重量%或60重量%以上(60~100重量%),优选70重量%或70重量%以上(70~100重量%),更加优选80重量%或80重量%以上(80~100重量%),特别优选90重量%或90重量%以上(90~100重量%)。
低聚糖可以是还原型(麦芽糖型),也可以是非还原型(海藻糖型),但还原型的低聚糖由于耐热性优异,故优选。
作为还原型的低聚糖,只要是具有游离的醛基或酮基,并显示还原性的糖,则没有特别限定,例如,可以举出,曲二糖、酒二糖、麦芽糖、异麦芽糖、α-葡糖-β-葡糖苷、昆布二糖、纤维二糖、龙胆二糖、乳糖、palatinose、蜜二糖、芸香二糖、樱草糖、松二糖等二糖类;麦芽三糖、异麦芽三糖、6-α-葡萄糖基麦芽糖、纤维三糖、甘露三糖、茄三糖等三糖类;麦芽四糖、异麦芽四糖、纤维四糖、剪秋罗糖等四糖类;麦芽五糖、异麦芽五糖等五糖类;麦芽六糖、异麦芽六糖等六糖类等。
一般来说,由于上述低聚糖是作为天然物的多糖类的衍生物或通过将它们还原而制造的来自天然物的制造物,因此可以降低对环境的负荷。
有机固体成分和助剂成分的流动性可以相同,另外也可以不同。为了通过混炼使有机固体成分和助剂成分有效地分散,希望低聚糖的粘度高。具体地,使用B型粘度计在温度25℃下测定时,低聚糖的50重量%的水溶液的粘度为1Pa·s或1Pa·s以上(例如,1~500Pa·s左右),优选2Pa·s或2Pa·s以上(例如,2~250Pa·s,特别是3~100Pa·s左右),更加优选4Pa·s或4Pa·s以上(例如,4~50Pa·s左右),特别优选6Pa·s或6Pa·s以上(例如,6~50Pa·s左右),希望使用高粘度低聚糖。
另外,低聚糖(B1)的熔点或软化点优选比构成有机固体成分(树脂成分等)(A)的各有机固体物质(树脂等)的热变形温度(例如,有机固体成分(A)的熔点或软化点、JIS K 7206规定的维卡软化点)高的温度。另外,根据低聚糖的种类[例如,还原淀粉糖化物等淀粉糖等],有时不显示熔点或软化点,而是分解(热分解)。这样的场合,可以将分解温度作为低聚糖(B1)的“熔点或软化点”。
低聚糖(B1)的熔点或软化点和构成有机固体成分(A)的各有机固体物质(树脂等)的热变形温度的温度差为例如1℃或1℃以上(例如,1~80℃左右),优选10℃或10℃以上(例如,10~70℃左右),更加优选15℃或15℃以上(例如,15~60℃左右)。低聚糖(B1)的熔点或软化点,视有机固体成分(A)的种类等,可以在70~300℃的范围选择,例如,可以是90~290℃,优选100~280℃(例如,110~270℃),更加优选120~260℃(例如,130~260℃)左右。另外,一般来说,低聚糖的无水物显示高的熔点或软化点。例如,海藻糖的场合,二水合物的熔点为97℃,但无水物的熔点则为203℃。低聚糖的熔点或软化点比构成有机固体成分(A)的各有机固体物质(树脂等)的热变形温度高时,不仅可以防止熔融混炼时低聚糖的急剧的粘度降低,而且可以抑制低聚糖的热劣化。
(B2)水溶性增塑成分
作为水溶性增塑成分(B2)只要是可以使低聚糖(B1)水合而表现出成为糖稀状态的现象的物质即可,例如,可以使用糖类、糖醇等。这些增塑成分,可以单独或组合二种或二种以上使用。
(a)糖类
作为糖类,为了有效地增塑低聚糖(B1),通常使用单糖类和/或二糖类。这些糖类可以单独或组合二种或二种以上使用。
作为单糖类,可以举出,丙糖、丁糖、戊糖、己糖、庚糖、辛糖、壬糖、癸糖等。这些化合物可以是醛糖或酮糖,也可以是双醛糖(是糖的衍生物并且碳链两末端为醛基的化合物,例如,四乙酰半乳己二醛糖、艾杜己二醛糖、木戊二醛糖等)、具有多个羰基的单糖类(邻酮醛糖、酮糖等醛醇酮糖等)、具有甲基的单糖类(甲基葡糖苷等甲基糖等)、具有酰基(特别是乙酰基等C2~4的酰基等)的单糖类(上述醛糖的乙酰化物,例如,醛基葡萄糖五乙酰化合物等乙酰化物等)、导入了羧基的糖类(糖酸或糖醛酸等)、硫糖、氨基糖、脱氧糖等。
作为这样的单糖类的具体例子,可以举出,例如,丁糖(赤藓糖、苏糖(threorose等)、戊糖(阿拉伯糖、核糖、来苏糖、脱氧核糖、木糖等)、己糖(阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古洛糖、艾杜糖、半乳糖、果糖、山梨糖、岩藻糖、鼠李糖、塔罗糖、半乳糖醛酸、葡糖醛酸、甘露糖醛酸、葡糖胺等)等。
另外,单糖类还可以是通过半缩醛键形成了环状结构的环状异构体。单糖类没有必要具有旋光性,可以是D型、L型、DL型的任意一种。这些单糖类可以单独或组合二种或二种以上使用。
作为二糖类,只要是可以增塑低聚糖(B1)的物质,则没有特别限制,例如,可以举出上述二糖类中具有低熔点或软化点的二糖类(例如,龙胆二糖、蜜二糖、海藻糖(二水合物)等)、相当于上述单糖类的同质或杂二糖类的二糖类(例如,葡糖醛酸和葡萄糖以α-1,6-糖苷结合的葡糖醛酸葡萄糖等双己醛糖酸等)等。
糖类由于热稳定性优异,故优选还原糖,作为这样的糖类,除了游离的单糖类以外,还可以举出上述二糖类中低熔点或低软化点的还原糖(例如,龙胆二糖、蜜二糖等)。
(b)糖醇
作为糖醇,可以是糖醇(alditol)(糖醇(glycitol))等链状糖醇,也可以是肌醇等环状糖醇,但通常使用链状糖醇。这些糖醇可以单独或组合二种或二种以上使用。
作为链状糖醇,可以举出,丁糖醇(苏糖醇、赤藓醇等)、戊糖醇[季戊四醇、阿拉伯糖醇、戊五醇(核糖醇)、木糖醇、阿拉伯糖醇(lyxitol)等]、己糖醇[山梨糖醇、甘露糖醇、艾杜糖醇、古洛糖醇(gulitol)、塔罗糖醇、卫矛醇(半乳糖醇)、阿洛糖醇(阿洛糖醇)、阿卓糖醇(altritol)]、庚糖醇、辛糖醇、壬糖醇、癸糖醇、以及十二糖醇等。
这些糖醇中,优选赤藓醇、季戊四醇、阿拉伯糖醇、核糖醇、木糖醇、山梨糖醇、半乳糖醇以及甘露糖醇。糖醇在很多情况下含有选自赤藓醇、季戊四醇、木糖醇中的至少一种糖醇。
增塑成分(B2)在常温下(例如,15~20℃左右)可以是液体(糖浆状),但从操作性等方面看,通常大多为固体。由低聚糖(B1)和增塑成分(B2)构成助剂成分(B)时,即使低聚糖(B1)是不显示明确的熔点或软化点的热分解性低聚糖,也可以有效地增塑或软化。
增塑成分(B2)的熔点或软化点通常为构成有机固体成分(A)的多个有机固体物质(树脂等)的至少一个有机固体物质(或各有机固体物质)的热变形温度(例如,有机固体成分(A)的熔点或软化点、JIS K 7206规定的维卡软化点)或该温度以下。另外,在增塑成分中,尽管具有高熔点(例如,200℃或200℃以上),但与低聚糖共存时,存在在比实际的熔点低的温度下熔解的物质。例如,季戊四醇在比实际的熔点(260℃)低的温度(例如,160~180℃左右)对低聚糖发挥增塑效果,同时,本身也为熔融状态。这样的高熔点的增塑成分由于单独在有机固体成分(树脂成分等)的热变形温度下不熔解,因此不能利用,但通过与低聚糖组合,可以有效地利用。另外,在比实际的熔点低的温度下发挥对低聚糖的增塑效果的增塑成分(例如,季戊四醇等)中,可以将对低聚糖发挥增塑效果的温度作为增塑成分(B2)的“熔点或软化点”。
助剂成分(B)的熔点或软化点可以是构成有机固体成分(A)的各有机固体物质(树脂等)的热变形温度或该温度以上的温度,也可以是热变形温度或其以下的温度。有机固体成分(A)的各有机固体物质(树脂等)以及助剂成分(B)至少在混炼温度(或成型加工温度)下可以熔融或软化。例如,助剂成分(B)的熔点或软化点和构成有机固体成分(A)的各有机固体物质(树脂等)的热变形温度的温度差可以在0~100℃的范围选择,例如3~80℃(例如,3~55℃),优选5~60℃(例如,5~45℃),更加优选5~40℃(例如,10~35℃)左右。另外,助剂成分(B)的熔点或软化点和构成有机固体成分(A)的各有机固体物质(树脂等)的热变形温度的温度差小时(例如,上述温度差为0~20℃左右时),具有可以通过固化速度高的助剂成分(B)(例如,糖成分)在短时间固定分散形态的优点。
另外,助剂成分(B)(例如,含有低聚糖(B1)和增塑成分(B2)的助剂成分)的熔融流动速率,例如,在比构成有机固体成分(A)的各有机固体物质(树脂等)的热变形温度(例如,有机固体成分(A)的熔点或软化点、上述维卡软化点)中的最低温度(熔点或软化点、维卡软化点)高30℃的温度下,测定以JIS K 7210规定的熔融流动速率时,可以是1或1以上(例如,1~40左右),优选5或5以上(例如,5~30左右),更加优选10或10以上(例如,10~20左右)。
在助剂成分(B)中,增塑成分(B2)的比例(重量比)是,增塑成分不会伴随着熔融混炼由于凝聚等而定域化,可以有效地增塑低聚糖(B1)的量,例如,可以从低聚糖(B1)/增塑成分(B2)=99/1~50/50中选择,优选95/5~60/40,更加优选90/10~70/30左右。
有机固体成分(A)和助剂成分(B)的比例(重量比)可以视有机固体成分和助剂成分的种类或粘度、有机固体成分和助剂成分的相溶性来进行选择,没有特别的限制,但通常为不损害成型性的量,例如,有机固体成分(A)/助剂成分(B)=55/45~1/99,优选50/50~5/95,更加优选45/55~10/90左右。
在本发明中,视需要,在分散体或组合物中还可以含有各种添加剂,例如,填料(粉粒状填料、玻璃纤维等纤维状填料等)、增塑剂或软化剂、光分解性赋予剂(锐钛型氧化钛等)、润滑剂、稳定剂(热稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、耐气候(光)稳定剂等)、紫外线散射剂(氧化钛、氧化锆、氧化锌、氧化铁等金属氧化物的粉末等)、分散剂、阻燃剂、防静电剂、着色剂[油溶性有机染料等染料;无机或有机颜料(例如,包含铁、钴、镍等强磁性金属(粉末);磁铁矿、铁氧体等强磁性合金(粉末);磁性氧化铁等强磁性金属氧化物(粉末)等强磁性材料)等]、电荷控制剂(苯胺黑染料、三苯甲烷类染料、季铵盐、胍化合物、咪唑化合物、胺类化合物等正电荷控制剂;水杨酸金属配位化合物、偶氮染料金属配位化合物、铜酞菁染料、硝基咪唑衍生物、尿素衍生物等负电荷控制剂等)、流动化剂、蜡类[聚乙烯蜡、乙烯共聚物蜡、聚丙烯蜡等烯烃类蜡;石蜡;高级脂肪酸或其衍生物(盐、多元醇酯、酰胺等);酯类蜡等]、交联剂等其他的添加剂。另外,添加剂还可以包含在构成分散体的分散相(构成有机固体成分(A)的各有机固体物质等)以及基质的任何一种之中。
上述添加剂可以根据复合粒子(复合树脂粒子等)的用途来选择,例如,在化妆品(粉底、白粉、胭脂)等用途中,可以使用紫外线吸收剂(二苯甲酮类吸收剂、桂皮酸类吸收剂、对氨基苯甲酸类吸收剂、水杨酸类吸收剂、二苯酰甲烷类吸收剂、咪唑丙烯酸或其酯、β-并丙基呋喃酮(β-isopropylfuranone)、β-胡萝卜素等)、上述紫外线散射剂、着色剂等。在调色剂等图像记录材料用途中,可以使用,例如,电荷控制剂、流动化剂、蜡类、着色剂等。另外,在涂料等用途中,可以使用,例如,交联剂、耐气候(光)稳定剂、紫外线吸收剂、流动化剂、着色剂等。
这些添加剂,可以是各自的有效量,例如,相对于有机固体成分100重量份,添加剂的总量可以从0~100重量份左右的范围选择,例如,可以是0~50重量份(例如,0~30重量份),优选0.05~20重量份(例如,0.1~20重量份),更加优选0.1~10重量份(例如,0.5~10重量份)左右。
在本发明的分散体中,分散相的平均粒径没有特别限制,视用途可以从0.1μm~1mm(例如,0.1~800μm)左右的范围选择,例如,可以是0.1~500μm,优选0.1~100μm(例如,0.5~80μm),更加优选0.2~50μm(例如,0.5~50μm),特别优选1~40μm(例如,1~20μm)左右。另外,分散相的平均粒径可以是例如,0.1~10μm(例如,0.2~5μm),优选0.5~3μm(例如,0.5~2μm)左右。
在本发明中,使分散相的粒子尺寸均一,可以减小粒度分布。分散相的平均粒径的变动系数(%)([粒径的标准偏差/平均粒径]×100)可以是例如,60或60以下(例如5~60左右),更加优选50或50以下(例如,10~50左右)。
在本发明的分散体或组合物中,分散相的形状只要是粒子状即可,例如,球状、椭圆体形状、多边体形状、棱柱状、圆柱状、棒状、不定形状等。优选的分散相的形状是球状(真球形状等)。在球状分散体(或球状粒子)中,不限于真球状,例如,也包含长径和短径的长度比为,例如,长径/短径=1.5/1~1/1左右的形状。长径和短径的长度比优选长径/短径=1.3/1~1/1(例如,1.2/1~1/1),更加优选1.1/1~1/1左右。
分散相具有芯-壳结构时,视用途,通过适当调整构成壳部分的有机固体物质和构成芯部分的有机固体物质的比例、有机固体物质的组合、对助剂成分的亲和性等,可以适当调整壳部分的厚度。壳部分的厚度可以为5μm或5μm以下,例如,可以在10nm~5μm左右的宽的范围内选择,优选1μm或1μm以下(例如,10nm~1μm),更加优选20~800nm(例如,30~500nm)左右。
上述分散体可以通过将构成有机固体成分(A)的多种有机固体物质和助剂成分(B)混炼而制备,通常,多数情况是成型混炼的组合物,制备预成型体。混炼可以使用常用的混炼机(例如,单轴或双轴螺旋挤出机、捏合机、压延机等)来进行。另外,在混炼之前,还可以预先用冷冻粉碎机等将各成分预加工成粉体形状,或者用亨舍尔混和机、转筒混合机、球磨机等进行预混炼。
作为成型法,可以举出,例如,挤出成型、注塑成型、吹塑成型、压延成型等,从生产型或加工容易程度来看,通常使用挤出成型或注塑成型。预成型体(或分散体)的形状没有特别限制,可以是0维形状(粒状、颗粒状等)、1维形状(线状、棒状等)、2维形状(板状、片状、膜状等)、3维形状(管状、块状等)等。考虑助剂成分的洗提性时,希望加工成线状、棒状、片状、或膜状。
虽然可以从混炼物中洗提水溶性助剂成分,但通常是在混炼后成型并洗提水溶性助剂成分。
另外,混炼温度或成型加工温度可以根据使用的原材料(例如,有机固体成分和助剂成分)适当设定,例如,可以是90~300℃,优选110~260℃(例如,170~250℃),更加优选140~240℃(例如,170~240℃),特别优选170~230℃(例如,180~220℃)。为了避免助剂成分(低聚糖和增塑成分)的热分解,可以将混炼温度或成型加工温度设定为230℃或230℃以下。另外,混炼时间可以在例如,10秒~1小时的范围选择,通常为30秒~45分钟,优选1~30分钟(例如,1~10分钟)左右。
通过混炼和/或成型加工得到的熔融物(例如,混炼物、预成型体)可以视需要进行适当冷却。这样,通过冷却熔融物,在熔融状态,即使有机固体成分(A)(多种有机固体物质中的至少1种等)和助剂成分(B)相溶,伴随着冷却,由于表面张力、结晶化等固化速度等的不同,可以形成分散相,从而可以得到分散体。
冷却温度只要是比有机固体成分(A)的各有机固体物质(树脂等)的热变形温度、或助剂成分(B)的熔点或软化点至少低10℃的温度即可,例如,可以是比上述温度(有机固体物质(树脂等)的热变形温度、或助剂成分的熔点或软化点)低10~100℃左右的温度,优选比上述温度低15~80℃左右的温度,更加优选比上述温度低20~60℃左右的温度。具体地,例如,冷却温度可以根据有机固体物质或助剂成分的种类在5~150℃的范围选择,例如,可以是10~120℃(例如,10~60℃),优选15~100℃(例如,15~50℃),更加优选20~80℃(例如,20~40℃)左右。冷却时间可以根据有机固体成分或助剂成分的种类、冷却温度等适当设定,例如,可以在30秒~20小时的宽的范围内选择,例如,可以是45秒~10小时,优选1分钟~5小时(例如,1分钟~1小时),更加优选1.5~30分钟左右。
另外,通过调整有机固体成分和助剂成分的相溶性、混炼条件(例如,混炼时间、混炼温度等)、成型加工温度和冷却条件(例如,冷却时间、冷却温度等),可以使分散相(或粒子)的平均粒径变化,从而更加缩小粒度分布的幅度。
这样得到的分散体,由于助剂成分(B)形成海岛结构的连续相,同时有机固体成分(A)具有形成了独立的分散相的相分离结构,因此,可以迅速地洗提或提取助剂成分,从而可以得到上述分散相(有机固体成分的相)作为复合粒子(复合树脂粒子等)。
[复合粒子的制造方法]
在本发明中,从上述分散体中洗提构成基质的水溶性助剂成分(B),对应于分散相,制造由含有多种有机固体物质(树脂等)的有机固体成分(A)构成的复合粒子(复合树脂粒子等)。
水溶性助剂成分(B)的洗提(或洗净)可以通过使用水性溶剂,例如,水、水溶性溶剂(例如,醇类(甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等)、醚类(溶纤剂、丁基溶纤剂等)等)等进行。这些水性溶剂可以单独或二种或二种以上组合使用。由于可以减少对环境的负荷,并降低工业成本,因此,优选使用水作为洗提溶剂。
助剂成分(B)的洗提可以通过常用的方法,例如,将上述分散体(或预成型体)浸渍、分散在上述水性介质中,洗提或洗净助剂成分(转移到水性溶剂中)来进行。上述分散体(或预备成型体)浸渍在水性介质中时,形成分散体的基质的水溶性助剂成分慢慢洗脱出来,分散相(粒子)分散到洗提液中。为促进助剂成分的分散和洗提,也可以进行适当的搅拌等。
助剂成分也可以在,例如,加压下进行洗提,但通常可以在常压下(例如,1×105Pa左右)或减压下进行洗提。另外,助剂成分的洗提温度可以根据有机固体成分以及助剂成分来适当设定,通常是不到有机固体物质的熔点或软化点的温度,例如,10~100℃,优选25~90℃,更加优选30~80℃(例如40~80℃)左右。本发明的水溶性助剂成分由于易溶于水,因此不需要大量的水。另外,得到的洗提液的粘度低,可以容易地回收。
复合粒子可以使用常用的分离(回收)方法,例如,过滤、离心分离等从分散了上述粒子的分散液中回收。在得到的粒子中,优选实质上不残留助剂成分,但从,例如,削减洗净过程的成本等的观点来看,复合粒子中即使残存少量助剂成分,由于助剂成分是来自天然物质的化合物(也包含食品或食品添加剂等),因此,对得到的粒子带来的不良影响很小,安全性也高。另外,粒子中的助剂成分(B)的比例可以是,例如,3重量%或3重量%以下。
另外,用溶剂洗提或萃取的助剂成分可以使用常用的分离方法(例如,蒸馏、浓缩、重结晶、干燥(冷冻干燥(freeze drying))等)进行回收。
本发明的复合粒子(复合树脂粒子等),对应于分散体的分散相,粒子的形状、平均粒径、平均粒径的变动系数可以从与上述分散相同样的范围选择。另外,粒子的长径和短径之比也可以从与上述分散相同样的范围选择。另外,只要有机固体成分(A)不会洗脱至上述洗提溶剂(水性溶剂)中,则粒子的形状或尺寸,可以原样维持上述分散相的形状或尺寸。另外,视需要,粒子可以通过分级等方法使粒子尺寸变得一致。
实施例
以下,基于实施例更加详细地说明本发明,但本发明并不受这些实施例的限定。
实施例1~6
将表1所示组成的热塑性树脂成分、由水溶性助剂成分构成的树脂组合物通过布拉本德混炼机(东洋精机(株)制造,laboplastmill)在设定温度200℃下熔融混炼5分钟后,冷却,制作分散体。将得到的分散体浸渍在60℃的热水中,得到树脂粒子悬浮液。使用孔径0.45μm的聚偏氟乙烯制成的膜(membrane),通过从上述悬浮液中分离不溶成分,回收树脂微粒。
为了参考,在图1(倍率1000倍)中示出实施例2得到的复合树脂粒子的透过型电子显微镜照片。另外,在图2(倍率1000倍)中示出由四氢呋喃处理实施例2的复合树脂粒子之后的粒子的状态的透过型电子显微镜照片。
另外,实施例中使用的成分、以及得到的微粒的评价方法如下。结果示于表1。
(树脂成分)
树脂1:聚苯乙烯树脂(东洋苯乙烯(株)制造,GPPS HRM63C)
树脂2:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚树脂(SBS树脂)(JSR(株)制造,TR2003)
树脂3:聚酰胺12树脂(Daicel-Degussa Ltd.,DIAMID L1640)
树脂4:聚丁二酸丁二醇酯-聚己内酯共聚树脂(daicel化学工业(株)制造,CELLGREEN CBS17X)
树脂5:聚乳酸(三井化学(株)制造,LACEA H-100PL)
(水溶性助剂成分)
(B1)低聚糖:淀粉糖(东和化成工业(株)制造,还原淀粉糖化物PO-10、在25℃下用B型粘度计测定的50重量%水溶液的粘度:6.5Pa·s)
(B2)增塑成分:糖醇(东和化成工业(株)制造,Marinecrystal D(-)甘露糖醇)
(复合型树脂粒子的结构观察)
将树脂微粒和环氧树脂类化学反应型粘接剂(Konishi Co.,Ltd.,BONDQUICK 5)混合,制作分散了上述树脂粒子的块状物,由超薄切片机切成厚度约0.05μm~0.2μm的超薄切片后,使用可以将树脂成分(A)和树脂成分(B)分开染色的染色剂(锇酸、钌酸等)染色树脂粒子,并使用透过型电子显微镜进行结构观察。为了参考,在图3中示出将实施例2得到的复合树脂粒子染色的状态(粒子的断面)的透过型电子显微镜照片。
(树脂粒子的平均粒径)
将回收的树脂微粒干燥后,使用扫描型电子显微镜进行微粒的形状观察。另外,通过使适当量的干燥的树脂微粒再次分散到纯水中来制备悬浮液,并使用激光衍射型粒度分布计(岛津制作所(株)制造,SALD-2000J)测定数均粒径。另外,对随机抽取的100个树脂微粒,计算出标准偏差和变动系数。
[表1]
  树脂(A1)[份]   树脂(A2)[份]   (B1)[份]   (B1)[份]   数均粒径[μm]   粒子形状   粒子结构   壳的厚度[μm]
 实施例1   树脂120   树脂320   75   25   7.2   真球   芯-壳   <1
 实施例2   树脂220   树脂320   75   25   14   真球   芯-壳   <1
 实施例3   树脂230   树脂310   75   25   11   真球   芯-壳   <1
 实施例4   树脂220   树脂420   75   25   5.8   真球   芯-壳   <1
 实施例5   树脂120   树脂520   75   25   6.4   真球   芯-壳   <1
 实施例6   树脂420   树脂520   75   25   6.3   真球   芯-壳   <1
(表中,份表示重量份)
在实施例1~6中,任意一个均可获得以热塑性树脂(A)作为壳的芯-壳型并且为真球状的复合型树脂粒子。得到的粒子的壳的厚度,任何一种均为1μm或1μm以下。另外,在图3中,在以聚酰胺12树脂为壳、以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚树脂为核(芯)的芯-壳型真球状复合型树脂粒子中,通过锇酸染色形成核部的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚树脂的丁二烯部分,在透过型电子显微镜下观察到黑色,同时确认到聚酰胺12树脂形成壳。由这些可以明确,通过溶解了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚树脂的四氢呋喃处理图1的树脂粒子时,如图2所示,壳部的聚酰胺树脂破坏,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂溶解析出,从而成为壳破散的状态。
工业实用性
本发明的复合粒子(复合树脂粒子等)由于是由多种有机固体物质(树脂等)构成的,因此,对应于有机固体物质(树脂粒子)的特性,可以赋予由单一成分(单一树脂成分等)构成的粒子所不能得到的各种功能。例如,组合折射率差不同的多种有机固体物质(树脂等)时,可以得到高的光散射效果,因此,可以将复合粒子使用在化妆品(例如,粉底、白粉、胭脂、睑黛等)等用途中。另外,利用表面特性和内部特性的不同,具有芯-壳结构的复合粒子可以利用在各种用途中。另外,也可以用在喷墨打印机等中使用的油墨(也包括聚合物油墨)或着色调色剂等图像记录材料、涂料或涂布剂(粉体涂布或浆状涂装用涂料等)等中。另外,复合粒子也可以为了改良与其他微粒(例如无机微粒等)的混合适应性而使用,也可以作为防粘连剂(例如,成型体的防粘连剂)、隔膜(液晶隔膜等)、片或膜用添加剂、半导体的化学机械抛光(CMP)用的研磨剂等使用。
另外,使用生物降解性的树脂成分而得到的复合树脂粒子,由于生物降解性优异,因此,作为农药、医药、涂料(例如,粉体涂料、船底用涂料等)、涂布剂、粘接剂等精细化工领域的原料或添加剂等也是有用的。另外,也可以作为用于农林水产业、用于土木以及建设的膜或片等的添加剂、一次性尿布等卫生用品材料、需要生物体内分解吸收性的医用原料或需要缓释性的缓释性材料等使用。

Claims (24)

1.一种复合粒子,该复合粒子是由可以熔融的有机固体成分(A)构成的粒子,其中,上述有机固体成分(A)由对至少含有低聚糖(B1)的水溶性助剂成分(B)具有不同的亲和性的多种有机固体物质构成。
2.按照权利要求1所述的复合粒子,该复合粒子由含有对助剂成分(B)具有不同的亲和性的多种树脂的树脂成分(A)构成的。
3.按照权利要求1所述的复合粒子,其中,多种有机固体物质形成合金。
4.按照权利要求1所述的复合粒子,该复合粒子具有由含有第1有机固体物质(A1)的芯部、和含有第2有机固体物质(A2)的壳部构成的芯-壳结构。
5.按照权利要求4所述的复合粒子,其中,壳部的厚度为10nm~1μm。
6.按照权利要求1所述的复合粒子,其中,多种有机固体物质中的至少1种有机固体物质是由非加成聚合反应得到的树脂。
7.按照权利要求1所述的复合粒子,其中,有机固体成分(A)由对助剂成分(B)的亲和性不同的第1有机固体物质(A1)以及第2有机固体物质(A2)构成,上述第1有机固体物质(A1)和第2有机固体物质(A2)的比例(重量比)为(A1)/(A2)=30/70~99/1。
8.按照权利要求1所述的复合粒子,其中,有机固体成分(A)由疏水性树脂(A1)、和具有选自羟基、羧基、氨基、亚氨基、醚基、氧化烯基、酯基以及酰胺基中的至少一种亲水性基团的亲水性树脂(A2)构成。
9.按照权利要求8所述的复合粒子,其中,亲水性树脂(A2)含有选自醋酸乙烯类树脂、聚乙烯醇类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚氨酯类树脂以及纤维素衍生物中的至少一种。
10.按照权利要求1所述的复合粒子,该复合粒子是具有0.1~100μm的平均粒径以及60或60以下的平均粒径的变动系数,并且粒子的长径和短径的长度比为长径/短径=1.5/1~1/1的球状粒子。
11.一种分散体,其中,由含有多种有机固体物质的有机固体成分(A)构成的粒子状的分散相分散在由至少含有低聚糖(B1)的水溶性助剂成分(B)构成的基质中。
12.按照权利要求11所述的分散体,其中,有机固体成分(A)由相互不相溶并且对助剂成分(B)的亲和性不同的第1有机固体物质(A1)以及第2有机固体物质(A2)构成。
13.按照权利要求11所述的分散体,其中,分散相是平均粒径为0.1~100μm以及平均粒径的变动系数为60或60以下,并具有长径和短径的长度比(长径/短径)=1.5/1~1/1的球状分散相。
14.按照权利要求11所述的分散体,其中,低聚糖(B1)至少由四糖类构成。
15.按照权利要求11所述的分散体,其中,低聚糖(B1)由选自淀粉糖、半乳糖低聚糖、发酵淀粉糖、果糖低聚糖、木糖低聚糖、大豆低聚糖、壳质低聚糖以及壳聚糖低聚糖中的至少一种构成。
16.按照权利要求11所述的分散体,其中,低聚糖(B1)的50重量%水溶液的粘度在25℃的温度下用B型粘度计进行测定时为1Pa·s或1Pa·s以上。
17.按照权利要求11所述的分散体,其中,助剂成分(B)由低聚糖(B1)和用于增塑该低聚糖(B1)的水溶性增塑成分(B2)构成。
18.按照权利要求17所述的分散体,其中,低聚糖(B1)在比构成有机固体成分(A)的多种有机固体物质的各自的热变形温度高的温度下显示熔点或软化点,或分解,增塑成分(B2)的熔点或软化点为上述多种有机固体物质中的至少一种有机固体物质的热变形温度或热变形温度以下。
19.按照权利要求17所述的分散体,其中,增塑成分(B2)由选自糖类以及糖醇中的至少一种构成。
20.按照权利要求19所述的分散体,其中,糖醇为选自赤藓糖醇、季戊四醇、阿拉伯糖醇、核糖醇、木糖醇、山梨糖醇、卫茅醇以及甘露糖醇中的至少一种。
21.按照权利要求17所述的分散体,其中,低聚糖(B1)和增塑成分(B2)的比例(重量比)为低聚糖(B1)/增塑成分(B2)=99/1~50/50。
22.按照权利要求17所述的分散体,其中,有机固体物质(A)由多种树脂构成,该多种树脂分别具有60~300℃的JIS K 7206中规定的维卡软化点,在25℃的温度下用B型粘度计进行测定时,低聚糖(B1)的50重量%水溶液的粘度为3~100Pa·s,上述多种树脂的维卡软化点中,在比最低的维卡软化点高30℃的温度下测定以JIS K 7210规定的熔融流动速率时,由低聚糖(B1)和增塑成分(B2)构成的助剂成分(B)的熔融流动速率为1或1以上。
23.按照权利要求11所述的分散体,其中,有机固体成分(A)和助剂成分(B)的比例(重量比)为有机固体成分(A)/助剂成分(B)=55/45~1/99。
24.一种制造复合粒子的方法,其中,从权利要求11所述的分散体中洗提出助剂成分(B),制造由含有多种有机固体物质的有机固体成分(A)构成的复合粒子。
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