JP2002356558A - 結晶性ポリエステル球状粒子およびその製造方法 - Google Patents
結晶性ポリエステル球状粒子およびその製造方法Info
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Abstract
小さく真球に近い結晶性ポリエステル球状粒子粉末を製
造する。 【解決手段】 中心から放射状方向へ配向した繊維軸を
有することを特徴とする結晶性ポリエステル球状粒子。
また(1)ポリエステルを良溶媒と貧溶媒もしくは非溶媒
の2種以上の溶媒を混合した混合溶媒にポリエステルの
融点以下かつ溶媒の沸点以下の温度で溶解させる工程,
(2)上記溶液を気化することによってポリエステルを球
晶状粒子として析出させる工程,(3)ろ過、乾燥させて球
晶状粒子を回収する工程,からなる結晶性ポリエステル
球状粒子の製造方法。
Description
用担体、電子写真用トナー、薬剤用担体、化粧品などと
して利用されている樹脂粒子、特に結晶性ポリエステル
球状粒子粉末およびその製造方法に関する。
て非常に重要な材料のひとつである。これらの材料の生
産コストは安価であり、また軽量であることや成形性が
よいことにより極めて多様な用途で使用されている。そ
の中のひとつの用途として粉体状の高分子材料が挙げら
れる。従来、このようなポリエステル系樹脂粒子は懸濁
重合法やエマルジョン重合法などによって製造されてき
た。しかしながらこれらの製造法による粒子はその粒径
の制御は非常に難しくかつ塊状で重合されてしまう。結
局はこの塊状の樹脂を機械的に粉砕することによって樹
脂粒子を製造することになる。そのために粒形は真球か
らは大きくずれ、粒径にも非常に大きなばらつきが生じ
る。
溶媒を添加してポリエステル系樹脂を析出させる方法も
あるが、この方法も粒径がそろわなかったり、繊維状の
ポリエステルが析出する。またこれらの得られたポリエ
ステル系樹脂粒子は非結晶化している場合も多く、結晶
性の違いによる硬度などの物性のばらつきが生じる場合
もある。
溶融温度をTmとしたときTm−50℃を基準としてそれ
より高い温度で良溶媒、低い温度で非溶媒性を示す相分
離溶媒を用いることで結晶性ポリエステル球状粒子を作
成しているが、様々なポリエステル化合物に対して適当
な相分離溶媒が存在するとは限らない。
が不可能であった直径の分布が小さく真球に近い結晶性
ポリエステル球状粒子粉末を製造することを目的とす
る。
に本発明では次にあげる結晶性ポリエステル球状粒子お
よび製造方法を提案する。
射状方向へ配向した繊維軸を有することを特徴とする。
ヒドロキシアルカノエート(以下PHAと略す)もしくは
これを含む高分子化合物であり、このPHAが3-ヒド
ロキシ-5-フェノキシ吉草酸のホモポリマーもしくはこ
れをモノマーユニットとして含む高分子化合物であるこ
とを特徴とする。
以外のモノマーユニットが、3-ヒドロキシ酪酸、3-ヒ
ドロキシ吉草酸などの炭素数4から 12 までの飽和、不
飽和脂肪酸である3-ヒドロキシアルカン酸または3-ヒ
ドロキシアルケン酸のうち、一つ以上のモノマーユニッ
トを含む。
分子量が 10000〜500000 である。
記の工程(1)、(2)および(3)を含む製造方法であるこ
とを特徴とする。
は非溶媒の2種以上の溶媒を混合した混合溶媒にポリエ
ステルの融点以下かつ溶媒の沸点以下の温度で溶解させ
る工程。
エステルを球晶状粒子として析出させる工程。
る工程。
法が圧力の制御が可能な容器内で減圧することによって
行うことを特徴としている。
製造工程(2)において溶液の気化作業時に溶液の温度を
制御することを特徴とする。
が 0.1〜200μmであり、粒子の平均直径をDとしたと
きD±0.3Dの球状粒子が全体の 80%以上を占めること
を特徴とする。
その短直径の長直径に対する割合が0.9 以上である。こ
れらの結晶性ポリエステル球状粒子が微生物合成による
生分解性ポリエステルであることを特徴とする。
性ポリエステル球状粒子を構成するポリエステルは、結
晶性で繊維軸が配向性をもつものであれば、いかなるも
のでもかまわないが、生分解性ポリエステルである前記
PHAもしくはこれを含む高分子化合物であることが好
ましい。なかでも3-ヒドロキシ-5-フェノキシ吉草酸
のホモポリマーもしくはこれをモノマーユニットとして
含む高分子化合物であることが好ましい。他のモノマー
ユニットとしては、3-ヒドロキシ酪酸、3-ヒドロキシ
吉草酸などの炭素数4から 12 までの飽和、不飽和脂肪
酸である3-ヒドロキシアルカン酸または3-ヒドロキシ
アルケン酸のうち、一つ以上のモノマーユニットが挙げ
られる。また、ポリエステルの分子量は、数平均分子量
で 10000〜500000 であることが好ましい。
発が精力的に行なわれている。本発明者らはこれらのP
HA、特に芳香族等のバルキーな基を有するモノマーを
高率で含むPHAの微生物合成/回収方法についての発
明を行なっている。
に対する良溶媒と貧溶媒もしくは非溶媒の2種以上の溶
媒を混合した混合溶媒が用いられる。この溶媒について
は、ポリエステルの種類毎にその溶解性に差があるため
一義的に定義するのは困難であるが、本発明で好適に用
いられる芳香族を含むPHAでの例を挙げると次の通り
である。
とができ、かつ減圧や昇温により容易に揮発除去される
ものが望ましく、クロロホルムが好ましい。
相溶性がよく、良溶媒との混合状態ではポリエステルの
溶解を妨げず、かつ単独ではできるだけポリエステルを
溶解しないものが望ましい。
る。
ンが挙げられる。
は、発明の目的を達成できれば特に制限はない。
点以下かつ溶媒の沸点以下の温度で行なわれるのが好ま
しい。ポリエステルの融点以上であると、ポリエステル
自体が分解したり、あるいは配向性に望ましくない変化
が起きたりする場合がある。また、溶媒の沸点以上で行
なうのは不可能であるが、沸点付近でも溶媒の揮発が進
み目的を達しない場合があるので、沸点より10℃以上、
好ましくは15℃以上低いほうが好ましい。一方、あまり
低くすると下記析出工程において溶媒の揮発に適した温
度まで昇温する必要が生じるなどの不都合があるため、
沸点との差は70℃以下、好ましくは50℃以下とするのが
好ましい。代表的なクロロホルム-エタノール系を本発
明で好適に用いられる芳香族を含むPHAに対し用いる
場合の具体的好適範囲としては、20〜50℃であることが
好ましく、より好ましくは25〜40℃である。
を行なうことで溶解を促進し、時間の短縮を行なうこと
ができる。
し揮発させる条件であればその方法を問わないが、減圧
による方が、熱によるPHAの変性その他の不都合がな
いので好ましい。また、圧力を制御できる範囲で行なわ
れることが好ましい。代表的なクロロホルム-エタノー
ル系においては、0.5〜1気圧であることが好ましく、よ
り好ましくは0.7〜1気圧である。また、減圧揮発の際に
気化熱が奪われるので、温度低下を防ぐため適宜加温し
ながら、逆に上がりすぎないように温度制御することが
望ましい。
は、前記良溶媒を揮発させポリエステルを析出させた懸
濁液をろ過して溶媒を除去したのち、乾燥すればよい。
ろ過はフィルターを用いた吸引ろ過が好ましい。また、
乾燥の方法は、ポリエステルに熱変性などの好ましくな
い影響が残らなければ特に問わないが、真空乾燥が、溶
媒の完全除去を速やかに行なえるので好ましい。真空乾
燥を行なう場合、乾燥時間は2〜6時間が好ましい。
0.1〜200μmの範囲とすることができ、粒子の平均直
径をDとしたときD±0.3Dの球状粒子が全体の 80%以
上を占めることが好ましい。また、製造された球状粒子
の直径において、その短直径の長直径に対する割合が
0.9 以上であることが好ましい。
から放射状に配向する繊維軸を有することが必要であ
り、配向の度合いが顕著であればあるほどより好まし
い。こうした配向形態を調べる方法としては、X線回折
測定が簡便かつ確実で好ましい。
-5-phenoxyvalerate(以後PHPxV)について示す。混
合溶媒として良溶媒であるクロロホルム、非溶媒である
エタノールを2:1の割合で混合した物を用いた。この
混合溶媒を 30℃に保ちながらPHPxVを投入し溶液が
透明になるまで攪拌した。その後、溶液を 30℃に保ち
エバポレーターによって 0.7気圧まで減圧して球晶状粒
子が析出することによる溶液の白濁を確認し、その後フ
ィルターを用いた吸引ろ過により溶媒を除去したPHP
xVを3時間真空乾燥することにより球晶状粒子を回収
した。
ラリーの先端に接着したものを図1に示す。図からもわ
かるようにPHPxVの球晶状粒子はほぼ真球状に形成
されていることがわかる。
持っているかを調べるためにX線回折測定を行った。そ
のX線回折図形を図2に示す。このX線回折図形からこ
の球晶粒子が、粒子の中心から放射状方向へ配向した繊
維軸を有していることを確認することができた。
た粒径の均一な3次元球晶状の結晶性ポリエステル紛体
を容易に製造することが可能になった。
粒子(ガラスキャピラリー上に固定)
Claims (14)
- 【請求項1】 結晶性ポリエステルからなる球状粒子で
あって、 中心から放射状方向へ配向した繊維軸を有することを特
徴とする結晶性ポリエステル球状粒子。 - 【請求項2】 前記ポリエステルが、ポリヒドロキシア
ルカノエートもしくはこれを含む高分子化合物である請
求項1に記載の結晶性ポリエステル球状粒子。 - 【請求項3】 前記ポリヒドロキシアルカノエートが3
-ヒドロキシ-5-フェノキシ吉草酸のホモポリマーもし
くはこれをモノマーユニットとして含む高分子化合物で
ある請求項2に記載の結晶性ポリエステル球状粒子。 - 【請求項4】 前記3-ヒドロキシ-5-フェノキシ吉草
酸以外のモノマーユニットが、3-ヒドロキシ酪酸、3-
ヒドロキシ吉草酸などの炭素数4から12までの飽和、
不飽和脂肪酸である3-ヒドロキシアルカン酸または3-
ヒドロキシアルケン酸のうち、少なくとも一つ以上のモ
ノマーユニットを含む請求項3に記載の結晶性ポリエス
テル球状粒子。 - 【請求項5】 前記ポリエステルの数平均分子量が10
000〜500000である請求項1〜4のいずれかに
記載の結晶性ポリエステル球状粒子。 - 【請求項6】 球状粒子の直径が0.1〜200μmで
あり、粒子の平均直径をDとしたときD±0.3Dの球
状粒子が全体の80%以上を占める請求項1〜5のいず
れかに記載の結晶性ポリエステル球状粒子。 - 【請求項7】 前記球状粒子の直径において、その短直
径の長直径に対する割合が0.9以上である請求項1〜
6のいずれかに記載の結晶性ポリエステル球状粒子。 - 【請求項8】 前記結晶性ポリエステル球状粒子が微生
物合成による生分解性ポリエステルである請求項1〜7
のいずれかに記載の結晶性ポリエステル球状粒子。 - 【請求項9】 結晶性ポリエステル球状粒子の製造方法
であって、(1)ポリエステルを良溶媒と貧溶媒もしくは
非溶媒の2種以上の溶媒を混合した混合溶媒にポリエス
テルの融点以下かつ溶媒の沸点以下の温度で溶解させる
工程と、(2)上記溶液を気化することによってポリエス
テルを球晶状粒子として析出させる工程、および(3)ろ
過、乾燥させて球晶状粒子を回収する工程を有すること
を特徴とする結晶性ポリエステル球状粒子の製造方法。 - 【請求項10】 請求項9記載の製造工程(2)において
溶液の気化方法を圧力の制御が可能な容器内で減圧する
ことによって行う請求項9に記載の結晶性ポリエステル
球状粒子の製造方法。 - 【請求項11】 請求項9記載の製造工程(1)における
溶解作業および製造工程(2)において溶液の気化作業時
に溶液の温度を制御する請求項9または10に記載の結
晶性ポリエステル球状粒子の製造方法。 - 【請求項12】 製造された球状粒子の直径が0.1〜
200μmであり、粒子の平均直径をDとしたときD±
0.3Dの球状粒子が全体の80%以上を占める請求項
9〜11のいずれかに記載の結晶性ポリエステル球状粒
子の製造方法。 - 【請求項13】 製造された球状粒子の直径において、
その短直径の長直径に対する割合が0.9以上である請
求項9〜12のいずれかに記載の結晶性ポリエステル球
状粒子の製造方法。 - 【請求項14】 前記結晶性ポリエステル球状粒子が微
生物合成による生分解性ポリエステルである請求項9〜
13のいずれかに記載の結晶性ポリエステル球状粒子の
製造方法。
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