JP2004043557A

JP2004043557A - Resin particle and its production method

Info

Publication number: JP2004043557A
Application number: JP2002200254A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Kusaka; 日下　明芳; Yuji Noguchi; 野口　雄司
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-09
Also published as: JP3946587B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide resin particles in each of which parts of different types of resin are unevenly distributed. <P>SOLUTION: The method for producing the resin particles comprises suspension-polymerizing a solution comprising a polyester resin or a polystyrene resin and a (meth)acrylic monomer containing 0.01-3 wt.% phosphoric ester and 2-30 wt.% crosslinking vinyl monomer in the presence of an aqueous medium to obtain the resin particles in each of which a part comprising the polyester resin or the polystyrene resin is unevenly distributed in a part comprising a crosslinked resin derived from the (meth)acrylic monomer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂粒子及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、一粒子中に異なる樹脂種の部分が偏在した樹脂粒子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一粒子中に樹脂種の異なる二つの部分を有する粒子として、乳化重合法により得られるいわゆるコアシェル型の粒子はよく知られている。
また、懸濁重合により製造されるアクリル樹脂粒子は、例えば化粧品のすべり性付与剤、電子写真用トナー、担体、塗料、インキ、樹脂改質剤等幅広い分野で使用される。これらに用いられるアクリル樹脂粒子は真球状の単一組成からなるものである。
【０００３】
特開平１０−７７０４号公報、特開平１０−６００１１号公報、特開平１１−１４０１３９号公報では、架橋性単量体を含む重合性ビニル単量体に特定のポリオレフィン系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂あるいはスチレン系エラストマー等の樹脂を溶解して懸濁重合することにより、多孔質状あるいは表面に皺状の凹凸を有する樹脂粒子が得られている。これらの技術は、ポリオレフィン系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂あるいはスチレン系エラストマー等の線状高分子が、重合性ビニル単量体から生成する架橋共重合体に対して相溶性が低いため、重合性ビニル単量体の重合の進行に伴って析出することを利用している。
【０００４】
一方、樹脂種の異なる２つの部分が局所的に存在する樹脂粒子は、例えば、これらの粒子内の界面による光の散乱及び反射効果を有する従来の単一粒子にはない性質の粒子が得られる。また、親水性と疎水性のような異なる表面特性を有する粒子が得られる。これらの性質を利用して、診断薬用粒子、医療用基材、生体適合性材料、歯科用材料、化粧用基材、防汚染塗料、防曇材、帯電防止剤、導電性接着剤、導電性封止材、磁性粒子、記録媒体、クロマトグラフィー用充填材等への応用が考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法においては一粒子中に異なる樹脂種の部分が偏在した樹脂粒子を得ることは容易でなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かくして本発明によれば、ポリエステル系樹脂又はポリスチレン系樹脂を、リン酸エステル類を０．０１〜３重量％と架橋性ビニル単量体を２〜３０重量％含む（メタ）アクリル系単量体に溶解し、得られた溶液を、水性媒体の存在下で、懸濁重合させることで、一粒子中でポリエステル系樹脂又はポリスチレン系樹脂からなる部分が、（メタ）アクリル系単量体由来の架橋樹脂からなる部分に偏在した樹脂粒子を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法が提供される。
更に、本発明によれば、上記方法により得られ、一粒子中でポリエステル系樹脂又はポリスチレン系樹脂からなる部分が、（メタ）アクリル系単量体由来の架橋樹脂からなる部分に偏在した樹脂粒子が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の樹脂粒子は、一粒子中にポリエステル系樹脂又はポリスチレン系樹脂（以下、可溶性樹脂と称する）からなる部分と、（メタ）アクリル系単量体由来の架橋樹脂からなる部分が偏在していさえすればその形状は特に限定されない。例えば、球状、断面楕円形状のような略球状、棒状、鱗片状等の種々の形状を取りえる。また、粒子の最大長と最小長の比が１：１〜１：３であることが好ましい。特に、球状、断面楕円形状のような略球状が好ましい。樹脂粒子の大きさは、それを使用する用途により異なるが、体積平均粒径１〜５００μｍ程度であることが好ましい。ここで、体積平均粒径は、コールターカウンター法により測定した値であり、球相当直径を示した値である。
【０００８】
本発明では、個々の樹脂粒子中に可溶性樹脂からなる相（Ｂ）が、（メタ）アクリル系単量体由来の架橋樹脂からなる重合体相（Ａ）に偏在している。ここで偏在とは、１つのＡ相とｎ個のＢ相がｎ個の界面を介して存在している場合、ｎ個のＡ相とｎ−１個のＢ相がｎ−１個の界面を介して交互に存在している場合及びそれらの組合せを意味し、より具体的には、ＡとＢ相の２層からなる場合、１つの板状のＢ相を介して２層のＡ相からなる場合、１つのＡ部分中に複数のＢ相が粒状に分散する場合等が挙げられる（ＡとＢは逆であってもよい）。特に、典型的な樹脂粒子として、図１（ａ）や（ｂ）に示すようにＡとＢ相が偏在した樹脂粒子が挙げられる。上記界面は、光学顕微鏡等による透過光の観察により明確に観察できる。
【０００９】
図１（ａ）は、樹脂粒子中に（メタ）アクリル系単量体由来の架橋樹脂からなるＢ部分が凸レンズ状に存在する場合であり、図１（ｂ）は、樹脂粒子中にＢ部分が板状のドメイン構造で存在する場合である。このような構造をもつ本発明の樹脂粒子は、光拡散性や光線透過性等の光学的性質においては、外観である球状粒子の性質と樹脂粒子中のＢ相の形状に由来する凸レンズ又は板状粒子の性質を合わせもっている。
なお、本発明で言うところのレンズ状とは１つの曲面及び１つの平面から構成されるもの及び２つの曲面から構成される凸レンズ様の形態を有することを指す。また、板状とは２つの平面から構成されるものを指す。この板状には、両端が中心部に比べて厚い又は薄い形状、平面状に凹凸を有する形状等が含まれる。
以下、本発明の製造方法について詳細に説明する。
【００１０】
本発明において、ポリエステル系樹脂又はポリスチレン系樹脂（可溶性樹脂）には、アクリル系単量体由来の重合体相（Ａ）と、ポリエステル系樹脂又はポリスチレン系樹脂からなる相（Ｂ）が相分離構造をとる樹脂を使用することが必要である。重合体相（Ａ）と相（Ｂ）との相分離しやすさ（相分離性）は、ポリマーブレンド　−相溶性と界面−（株式会社シーエムシー　発行　１９８１年１２月８日　第１刷発行）、また各相を構成する重合体の溶解度パラメータ（ＳＰ値）等から推察することもできる。このＳＰ値は高分子データハンドブック−基礎編−（株式会社培風館　発行　昭和６１年１月３０日初版発行）等に記載されている。
【００１１】
従って、ポリエステル系樹脂又はポリスチレン系樹脂は、アクリル系単量体に溶解するが、その重合体相（Ａ）とは相溶性が低い樹脂を用いるのがよい。
まず、ポリエステル系樹脂としては、脂肪族多価アルコールと多塩基酸を反応させて得られるポリエステル系樹脂、芳香族多価アルコールと多塩基酸を反応させて得られるポリエステル系樹脂等の樹脂を使用することができる。具体的なポリエステル系樹脂として、東洋紡社製バイロンシリーズを好適に用いることができる。
【００１２】
また、ポリスチレン系樹脂としてはスチレンを主成分（少なくとも５０重量％以上）とする単量体を重合又は共重合させることにより得られるものを使用できる。スチレン以外の単量体としては、（メタ）アクリル酸エステル類、アクリロニトリル、無水マレイン酸等が挙げられる。これら樹脂は架橋していないものである。また、重合方法は、特に限定されず、懸濁重合法、塊状重合等が挙げられる。
上記ポリエステル系樹脂又はポリスチレン系樹脂は、２０℃以上のガラス転移温度を有し、常温で固体であることが好ましい。ガラス転移温度が２０℃未満の場合、最終的に得られる樹脂粒子の形状安定性、流動性等が低下するおそれがあるため好ましくない。
【００１３】
本発明で用いうる（メタ）アクリル系単量体は、上記可溶性樹脂を溶解しうる単量体である。なお、（メタ）アクリルは、メタクリル又はアクリルを意味する。
例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フエニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フエニル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸２ヒドロキシエチル、アクリル酸２ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２ヒドロキシエチル、メタクリル酸２ヒドロキシプロピル、メタクリル酸２ヒドロキシブチル等のアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体、
アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
【００１４】
これらの重合性単官能単量体は、それぞれ単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、（メタ）アクリル酸エステル及びその誘導体を好ましく用いることができる。また、必要に応じて（メタ）アクリル系単量体と共重合する他の単量体を用いてもよい。
また、他の単量体として、マレイン酸、フマール酸等の親水性官能基を有するビニル系単量体、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｎ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチレン等のスチレン及びその誘導体、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン不飽和モノオレフイン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、弗化ビニル等のハロゲン化ビニル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類等をその他の単量体として併用してもよい。
【００１５】
本発明の方法で用いられる架橋性ビニル単量体としては、１分子中に２つ以上のビニル基を有する多官能ビニル単量体、アリル基を有する重合性ビニル単量体、加水分解性アルコキシシリル基を有する重合性ビニル単量体が挙げられる。この内、アリル基を有する重合性ビニル単量体、加水分解性アルコキシシリル基を有する重合性ビニル単量体が好ましい。
【００１６】
メタクリル酸アリル等のアリル基を有する（メタ）アクリル酸エステル、加水分解性アルコキシシリル基を有する重合性ビニル単量体としては、例えば、（メタクリロキシ）ジメチルエトキシシラン、γ−メタクリロキシトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルジメチルクロロシラン、メタクリロキシプロピルジメチルエトキシシラン等のメタクリロイル基を有するものを用いるのがよい。これらメタクリロイル基を有する重合性ビニル単量体は（メタ）アクリル酸エステル類との反応性が高く、本発明の樹脂粒子が得られやすいため好適に用いることができる。架橋性ビニル単量体の添加により、例えば、アルコール等の溶剤に対する耐溶剤性を向上することが可能である。
なお、ジビニルベンゼン、ジメタクリル酸エチレングリコール、トリメチロールプロパントリメタクリレート等の１分子中に２つ以上のビニル基を有する単量体は、表面に凹凸のある粒子又は多孔質状の粒子が得られやすいため好ましくない。
【００１７】
また、メタクリル酸メチルを主成分とした単量体を用い、（Ｂ）相としてポリエステル系樹脂を用いた場合には、ポリエステル系樹脂に由来する水酸基又はカルボキシル基が局在化した粒子が得られる。また、メタクリル酸メチルを主成分とした単量体を用い、可溶性樹脂としてポリスチレン樹脂を用いた場合には、重合体相（Ａ）と（Ｂ）相との屈折率差の大きさから、大きな光の散乱、反射特性を付与することができる。
上記アクリル系重合体相を構成する単量体は、アクリル系単量体５３〜９８重量％、架橋性単量体２〜３０重量％、その他単量体０〜４５重量％からなる。
【００１８】
架橋性ビニル単量体の使用割合が、３０重量％を超える場合には、相分離が過度に進行し、全体として球状の粒子が得られず、粒子表面に凹凸又は窪みが生じるようになり、また場合によっては多孔質状の粒子が得られるので好ましくない。２重量％未満の使用量では得られる樹脂粒子の溶剤に対する耐溶剤性が充分でなく好ましくない。好ましい架橋性ビニル単量体の使用割合は５〜２０重量％である。
【００１９】
可溶性樹脂の使用割合は、架橋性ビニル単量体、アクリル系単量体及び可溶性樹脂の合計量に対して５〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは７〜２５重量％である。５０重量％を超える量においては、粘度の上昇により可溶性樹脂をアクリル系単量体に溶解して用いることが実質的に困難となるため好ましくない。５重量％より少ない量においては、目的とするドメイン構造が得られないため好ましくない。
【００２０】
樹脂粒子中の可溶性樹脂（Ｂ）相のドメイン構造は、重合体相（Ａ）を構成する単量体の種類、（Ｂ）相として用いる可溶性樹脂の種類及び使用量により調製が可能である。例えば、可溶性樹脂（Ｂ）相としてポリエステル系樹脂を１５〜２０重量％程度用いることにより容易に図１（ｂ）の構造に分類される樹脂粒子を得ることができ、ポリエステル系樹脂を５〜１０重量％用いることにより、図１（ａ）の構造に分類される樹脂粒子を得ることができる。
可溶性樹脂（Ｂ）相としてポリスチレン系樹脂を用いる場合には、ポリスチレン系樹脂を５〜１０重量％程度用い、アクリル系重合体相（Ａ）を構成する単量体に、親水性官能基を有するビニル系単量体を１〜３０重量％添加し、水系懸濁重合することにより、容易に図１（ａ）の構造に分類される構造を有する樹脂粒子を得ることができる。また、親水性官能基を有するビニル系単量体を添加しない場合には、図１（ｂ）の構造に分類される樹脂粒子を得ることができる。
【００２１】
本発明では、油相にリン酸エステル類を添加し溶解することで、分散液滴内で生成する架橋アクリル樹脂と可溶性樹脂との相分離を促進し、本発明の形状の樹脂粒子を再現性よく製造できる。
このようなリン酸エステル類の例として、特には限定されないが、ラウリルリン酸、ポリオキシエチレン（１）ラウリルエーテルリン酸、ジポリオキシエチレン（２）アルキルエーテルリン酸、ジポリオキシエチレン（４）アルキルエーテルリン酸、ジポリオキシエチレン（６）アルキルエーテルリン酸、ジポリオキシエチレン（８）アルキルエーテルリン酸、ジポリオキシエーテル（４）ノニルフェニルエーテルリン酸等が挙げられる。この内、効果が特に顕著なものとしてラウリルリン酸が挙げられる。
【００２２】
リン酸エステルの添加量は単官能及び多官能重合性ビニルモノマーの合計量に対し０．０１〜３重量％である。添加量が３重量％を超えると、相分離はするが相分離後のポリマーの形状が（Ｂ）相が凸レンズ状又は板状のドメイン構造で存在し難いため好ましくない。また、添加量が０．０１重量％を下回ると、相分離の促進効果が充分ではなく、従って再現性よく本発明の樹脂粒子を得られ難いため好ましくない。
【００２３】
本発明では、懸濁重合時に、必要に応じて重合開始剤を使用してもよい。重合開始剤としては、通常懸濁重合に用いられる油溶性の過酸化物系あるいはアゾ系開始剤が利用できる。例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化オクタノイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソメトキシ過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、キュメンハイドロパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等の過酸化物系開始剤、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（２，３−ジメチルブチロニトリル）、２，２´−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２´−アゾビス（２，３，３−トリメチルブチロニトリル）、２，２´−アゾビス（２−イソプロピルブチロニトリル）、１，１´−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２´−アゾビス（４−メチキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２−（カルバモイルアゾ）イソブチロニトリル、４，４´−アゾビス（４−シアノバレリン酸）、ジメチル−２，２´−アゾビスイソブチレート等が挙げられる。この中でも、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）が目的とする樹脂粒子が得られやすいという点から好ましい。
これらの重合開始剤の使用割合は、重合体相（Ａ）を構成する単量体（（メタ）アクリル系単量体、架橋性ビニル単量体及びその他の単量体）の合計量に対して、０．０１〜１０重量％、特に、０．１〜５．０重量％が更に好ましい。
【００２４】
本発明の方法では、水系懸濁重合の際に、懸濁粒子の安定化を図るために、重合体相（Ａ）及び（Ｂ）相の合計量１００重量部に対して、通常１００〜１０００重量部程度（より好ましくは、１１０〜５００重量部）の水を分散媒体として用いるとともに、水相に分散安定剤を添加することが好ましい。
分散安定剤としては、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛等のリン酸塩、ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸アルミニウム、ピロリン酸亜鉛等のピロリン酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、コロイダルシリカ等の難水溶性無機化合物等が挙げられる。これらの中でも、目的とする樹脂粒子及び樹脂粒子凝集体を安定して得ることができるという点において、第三リン酸カルシウムや複分解生成法によるピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸カルシウム、あるいはコロイダルシリカが特に好ましい。
また、本発明の方法では、上記の分散安定剤に加えて、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の界面活性剤を併用することも可能である。
【００２５】
アニオン性界面活性剤としては、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油カリ等の脂肪酸油、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エステル塩、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、ジアルキルスルホコハク酸塩、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ある。ノニオン性界面活性剤としては、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脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシ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ポリマー等がある。カチオン性界面活性剤としては、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ある。両性イオン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等がある。
【００２６】
これら分散安定剤や界面活性剤は、得られる樹脂粒子の粒子径及び樹脂粒子凝集体の大きさならびに重合時の分散安定性等を考慮して、それらの選択や組み合わせ、使用量等を適宜調整して使用される。一例を挙げれば、分散安定剤の単量体に対する添加量は　０．５〜１５重量％で程度であり、界面活性剤の添加量は水に対し０．００１〜０．１　重量％程度である。
また、水相中での単量体の重合を抑制し、液滴内部での相分離を促進し、本発明の樹脂粒子を得るために水系分散媒体中に０．０１〜１重量％程度の水溶性重合禁止剤を用いてもよい。水溶性重合禁止剤としては特に限定されないが、例えば亜硝酸塩類、ハイドロキノン等を挙げることができる。
【００２７】
以上のように調整された分散媒体に、可溶性樹脂（Ｂ）相を溶解した重合体相（Ａ）を構成する単量体を分散させるには、プロペラ翼等の撹拌力によってモノマー滴に分散する方法やローターとステーターから構成される高剪断力を利用する分散機であるホモミキサー、超音波分散機等を用いることで行うことができる。
樹脂粒子の平均最大粒径は、単量体混合物と水との混合条件や、分散安定剤等の添加量及び攪拌条件、分散条件等により調整可能である。この平均最大粒径は用途に応じて適宜調整される。
なお、樹脂粒子の径を揃えるには、マイクロフルイダイザー、ナノマイザー等の液滴同士の衝突や機壁への衝突力を利用した高圧型分散機を用いる方法等を用いればよい。
【００２８】
本発明の方法では、上記のようにして、（Ｂ）相を溶解した重合体相（Ａ）を構成する単量体が球状の液滴として分散された分散媒体を、必要に応じて加熱することにより重合を行なうことができる。重合温度は、通常３０〜１００℃が好ましく、より好ましくは４０〜８０℃である。重合温度を保持しながら重合させる時間としては一般的に０．１〜１０時間程度である。
重合中は、単量体滴の浮上や重合後の樹脂粒子の沈降が防止される程度の緩い撹拌を行うのが好ましい。
【００２９】
重合終了後、所望により、分散安定剤を塩酸等により溶解し、樹脂粒子を吸引濾過、遠心分離、遠心濾過等の操作により分散媒から樹脂粒子の含水ケーキを分離することができる。含水ケーキを水洗し、乾燥することで目的とする樹脂粒子を得ることができる。
本発明の樹脂粒子は、樹脂種の異なる２つの部分が局所的に存在する樹脂粒子であり、例えば、これらの粒子内の界面による光の散乱及び反射効果を有する従来の単一粒子にはない性質の粒子である。また、親水性と疎水性のような異なる表面特性を有する粒子である。これらの性質を利用して、診断薬用粒子、医療用基材、生体適合性材料、歯科用材料、化粧用基材、防汚染塗料、防曇材、帯電防止剤、導電性接着剤、導電性封止材、磁性粒子、記録媒体、クロマトグラフィー用充填材等へ好適に使用することができる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明する。なお、以下において、特記しない限り、「部」及び「％」は重量基準である。また、平均粒子径はベックマンコールター社製：コールターマルチサイザーＩＩにより測定し、粒子の形状及び構造は光学顕微鏡及び透過型電子顕微鏡により観察した。
実施例１
水２００ｇに対し、分散安定剤として複分解法により得られたピロリン酸マグネシウム５ｇを含ませた分散媒を５００ｍｌのセパラブルフラスコに加え、界面活性剤としてラウリル硫酸ナトリウム０．０１ｇ、亜硝酸ナトリウム０．０２ｇを分散媒中の水に溶解させた。
【００３１】
これとは別に、メチルメタクリレート７２ｇ、メタクリル酸アリル８ｇ、可溶性樹脂としてポリエステル樹脂（東洋紡社製　商品名　バイロン２００）２０ｇ、重合開始剤として２，２´−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．５ｇ、ラウリルリン酸０．１ｇを均一に混合溶解した。得られた組成物を上記分散媒に加え混合した。
混合物をホモミキサー（ＩＫＡ社製　ＵＬＴＲＡ　ＴＵＲＲＡＸ　Ｔ−２５）にて８０００ｒｐｍで微分散した。次いで、フラスコに撹拌翼、温度計及び還流冷却器を取り付け、窒素パージ後、６０℃の水浴中に設置した、撹拌速度２００ｒｐｍで１０時間加熱を継続し、重合反応を行った。
【００３２】
重合反応が終了したことを確認した後、反応液を冷却し、スラリーのｐＨが２程度になるまで塩酸を添加して分散安定剤を分解した。濾紙を用いたブフナー漏斗で樹脂粒子を吸引濾過し、１．２リットルのイオン交換水で洗浄することで、分散安定剤の分解物を除去し、６０℃のオーブン中で１夜乾燥し目的の樹脂粒子を得た。光学顕微鏡にて樹脂粒子の内部構造を観察した。
得られた粒子は、平均粒子径が１２μｍであり、光学顕微鏡の観察により、粒子内部にポリエステルが板状に存在した略球状微粒子であった。樹脂粒子の顕微鏡写真を図２に示す。
【００３３】
実施例２
メチルメタクリレートを８１ｇ、メタクリル酸アリルを９ｇ、可溶性樹脂としてポリエステル樹脂（商品名　バイロン２００　東洋紡社製）を１０ｇ使用すること以外は実施例１と同様にして樹脂粒子を得た。光学顕微鏡にて樹脂粒子の内部構造を観察した。
得られた粒子は、平均粒子径が１２μｍであり、光学顕微鏡の観察により、粒子の中心付近に界面が観察され、レンズ状のドメイン構造を有する球状粒子であった。樹脂粒子の顕微鏡写真を図３に示す。
【００３４】
実施例３
亜硝酸ナトリウムを使用せず、可溶性樹脂としてポリエステル樹脂の代わりに懸濁重合法で製造したポリスチレン樹脂（重量平均分子量　約３０万）１０ｇを使用すること以外は実施例２と同様にして樹脂粒子を得た。光学顕微鏡にて樹脂粒子の内部構造を観察し、電子顕微鏡写真にて形状の観察を行った。
得られた粒子は、平均粒子径が１０μｍであり、光学顕微鏡の観察により、粒子の中心付近に界面が観察され、板状のドメインが存在した球状粒子であった。樹脂粒子の顕微鏡写真を図４に示す。
【００３５】
実施例４
メチルメタクリレートを６１ｇ、メタクリル酸アリルを１０ｇ使用し、更にメタクリル酸２−ヒドロキシブチルを２０ｇ使用すること以外は実施例３と同様にして樹脂粒子を得た。光学顕微鏡にて樹脂粒子の内部構造を観察した。
得られた粒子は、平均粒子径が１０μｍであり、光学顕微鏡の観察により、粒子の中心付近に界面が観察され、レンズ状のドメインが存在した球状の微粒子であった。樹脂粒子の顕微鏡写真を図５に示す。
【００３６】
実施例５
メチルメタクリレートを８１ｇ使用し、メタクリル酸アリルの代わりにγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを９ｇ使用すること以外は実施例３と同様にして樹脂粒子を得た。光学顕微鏡にて樹脂粒子の内部構造を観察した。
得られた粒子は、平均粒子径が１０μｍであり、光学顕微鏡の観察により、粒子の中心付近に界面が観察され、レンズ状及び板状のドメインが存在した球状の微粒子の混合体であった。樹脂粒子の顕微鏡写真を図６に示す。
【００３７】
比較例１
ラウリル硫酸ナトリウムを０．０４ｇ、メチルメタクリレートを９０ｇ使用し、メタクリル酸アリルを使用しないこと以外は実施例３と同様にして樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子は非架橋であった。光学顕微鏡にて樹脂粒子の内部構造を観察した。
得られた粒子は、平均粒子径が９．５μｍであり、光学顕微鏡の観察により、粒子の中心付近に界面が観察され、レンズ状のドメインが存在した球状の微粒子であった。樹脂粒子の顕微鏡写真を図７に示す。
【００３８】
比較例２
メタクリル酸アリルに換えγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを用い、ラウリルリン酸の使用量を５ｇにしたこと以外は実施例１と同様の条件で樹脂粒子を得た。
得られた樹脂粒子は、平均粒子径が１０μｍであり、光学顕微鏡の観察により、界面が観察されるものの、アクリル系重合体相が略球状に存在し、ポリエステル相がその表面を被覆し、粒子表面に一部アクリル系重合体相が露出した略コアシェル状の粒子であった。樹脂粒子の顕微鏡写真を図８に示す。
【００３９】
比較例３
メタクリル酸アリルの使用量を５０ｇとしたこと以外は、実施例１と同様の条件で樹脂粒子を得た。
得られた樹脂粒子は平均粒子径が１０μｍであり、光学顕微鏡の観察により、表面に多数の凹凸を有する粒子であった。樹脂粒子の顕微鏡写真を図９に示す。
【００４０】
（耐溶剤性の評価）
実施例１〜５及び比較例１〜３の樹脂粒子をそれぞれ１ｇ、エタノール１０ｇを容量２０ｍｌのガラス瓶に計り取り、充分に振り混ぜる。ガラス瓶を５０℃の恒温槽に浸漬し、２４時間静置後に、再び充分に振り混ぜる。このとき、樹脂粒子の分散状態を顕微鏡で観察し、凝集が見られないものを○、凝集あるいは一部溶解が認められるものを×とした。表１に結果を示す。
【００４１】
【表１】

表１から、比較例１の非架橋の樹脂粒子は、耐溶剤性が劣り、エタノール中で凝集したが、実施例１〜５及び比較例２と３の架橋した樹脂粒子は充分な耐溶剤性を有していた。
【００４２】
（樹脂粒子の光学特性評価）
実施例１〜５及び比較例１〜３により得られた樹脂粒子及び市販の球状ポリメタクリル酸メチル粒子（積水化成品工業社製　商品名ＭＢ−８　粒子径８．０μｍ）の反射光特性を次のようにして測定した。白黒隠蔽性試験紙（東洋精機製）に両面テープを空気がかまないように貼り付ける。その片面の粘着面側に化粧用パフにて粉体を均一に伸ばし塗布する。余分な樹脂粒子は筆を使用して充分はき落とす。これを試料として三次元光度計（村上色彩研究所製、ゴニオフォトメーターＧＰ−２００）にて、入射角−４５°の際の反射角０〜９０°における反射光度分布を測定する。
【００４３】
反射光の拡散性の大小の指標としては、反射角０°における光度（ただし正反射方向におけるピーク光度を１００とした）の値を測定し、この値が１００に近いほど、すなわち反射光の光度が正反射方向においても拡散反射方向においても変化がないものほど、反射光の拡散性が大きいと定義した。なお、樹脂粒子の反射光特性評価の模式図を図９に示す。表２に結果を示す。
【００４４】
【表２】

上記表２から、実施例１〜５及び比較例１のレンズ状及び／又は板状のドメインが存在する樹脂粒子のほうが、存在しないものより反射光特性が優れていることがわかった。
更に、表１と２から、耐溶剤性と反射光特性が優れているのは実施例１〜５の樹脂粒子のみであった。
【００４５】
【発明の効果】
アクリル系単量体に可溶性樹脂を溶解し、それにリン酸エステル類を含みかつアクリル系単量体中の架橋性ビニル単量体を加え、アクリル系単量体を懸濁重合させることにより、一粒子中に性質の異なる二つの部分が偏在した樹脂粒子を得ることができる。得られた樹脂粒子は、樹脂の改質剤あるいは光拡散剤等とこれまでの球状粒子にはない特性を有し、塗料、粘着剤、構造材、機能性材料、充填剤等の改質剤等として使用し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂粒子の概略説明図である。
【図２】実施例１の樹脂粒子の顕微鏡写真である。
【図３】実施例２の樹脂粒子の顕微鏡写真である。
【図４】実施例３の樹脂粒子の顕微鏡写真である。
【図５】実施例４の樹脂粒子の顕微鏡写真である。
【図６】実施例５の樹脂粒子の顕微鏡写真である。
【図７】比較例１の樹脂粒子の顕微鏡写真である。
【図８】比較例２の樹脂粒子の顕微鏡写真である。
【図９】比較例３の樹脂粒子の顕微鏡写真である。
【図１０】樹脂粒子の反射光特性評価の模式図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to resin particles and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to resin particles in which portions of different resin types are unevenly distributed in one particle, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
So-called core-shell type particles obtained by an emulsion polymerization method as particles having two portions of different resin types in one particle are well known.
Acrylic resin particles produced by suspension polymerization are used in a wide range of fields such as, for example, a slipperiness imparting agent for cosmetics, an electrophotographic toner, a carrier, a paint, an ink, and a resin modifier. The acrylic resin particles used for these have a single spherical composition.
[0003]
JP-A-10-7704, JP-A-10-60011, and JP-A-11-140139 disclose polyolefin-based resins and acrylate-based resins specific to polymerizable vinyl monomers containing crosslinkable monomers. Alternatively, a resin such as a styrene-based elastomer is dissolved and subjected to suspension polymerization to obtain resin particles having porous or wrinkled irregularities on the surface. These techniques are based on the fact that linear polymers such as polyolefin-based resins, acrylate-based resins or styrene-based elastomers have low compatibility with cross-linked copolymers formed from polymerizable vinyl monomers. Utilizing the fact that the vinyl monomer precipitates as the polymerization proceeds.
[0004]
On the other hand, resin particles in which two portions of different resin types are locally present, for example, particles having properties that are not present in conventional single particles having light scattering and reflection effects due to interfaces within these particles can be obtained. . Also, particles having different surface properties such as hydrophilicity and hydrophobicity are obtained. By utilizing these properties, particles for diagnostic agents, medical materials, biocompatible materials, dental materials, cosmetic materials, antifouling paints, antifogging materials, antistatic agents, conductive adhesives, conductive materials It can be applied to sealing materials, magnetic particles, recording media, packing materials for chromatography, and the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method, it was not easy to obtain resin particles in which portions of different resin types were unevenly distributed in one particle.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Thus, according to the present invention, a (meth) acrylic monomer containing a polyester resin or a polystyrene resin containing 0.01 to 3% by weight of a phosphate ester and 2 to 30% by weight of a crosslinkable vinyl monomer And the resulting solution is subjected to suspension polymerization in the presence of an aqueous medium, so that a portion composed of a polyester-based resin or a polystyrene-based resin in one particle is derived from a (meth) acrylic monomer. There is provided a method for producing resin particles, characterized in that resin particles unevenly distributed in a portion made of a crosslinked resin are obtained.
Further, according to the present invention, the resin particles obtained by the above method, in which a portion composed of a polyester-based resin or a polystyrene-based resin in one particle is unevenly distributed in a portion composed of a crosslinked resin derived from a (meth) acrylic monomer. Is provided.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the resin particles of the present invention, a portion composed of a polyester resin or a polystyrene resin (hereinafter, referred to as a soluble resin) and a portion composed of a crosslinked resin derived from a (meth) acrylic monomer are unevenly distributed in one particle. The shape is not particularly limited as long as it is provided. For example, various shapes such as a spherical shape, a substantially spherical shape such as an elliptical cross section, a rod shape, and a scale shape can be taken. Further, the ratio between the maximum length and the minimum length of the particles is preferably from 1: 1 to 1: 3. In particular, a substantially spherical shape such as a spherical shape and an elliptical cross section is preferable. The size of the resin particles varies depending on the use in which the resin particles are used, but is preferably about 1 to 500 μm in volume average particle diameter. Here, the volume average particle diameter is a value measured by the Coulter counter method, and is a value indicating a sphere equivalent diameter.
[0008]
In the present invention, the phase (B) composed of a soluble resin in each resin particle is unevenly distributed in the polymer phase (A) composed of a crosslinked resin derived from a (meth) acrylic monomer. Here, the uneven distribution means that when one A phase and n B phases exist through n interfaces, n A phases and n-1 B phases are connected to n-1 interfaces. And a combination thereof, and more specifically, in the case of two layers of A and B phases, two layers of A phase through one plate-like B phase , A case in which a plurality of B phases are dispersed in one A portion in a granular manner (A and B may be reversed). In particular, typical resin particles include resin particles in which A and B phases are unevenly distributed as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). The interface can be clearly observed by observation of transmitted light with an optical microscope or the like.
[0009]
FIG. 1 (a) shows a case where a portion B made of a crosslinked resin derived from a (meth) acrylic monomer is present in a resin lens in a convex lens shape, and FIG. Is a plate-like domain structure. The resin particles of the present invention having such a structure, in terms of optical properties such as light diffusivity and light transmittance, are convex lenses or plates derived from the properties of spherical particles as an appearance and the shape of the B phase in the resin particles. It has the properties of particle-like particles.
Note that the lens shape in the present invention refers to having a shape composed of one curved surface and one flat surface and a convex lens-like shape composed of two curved surfaces. In addition, the term “plate-like” refers to a shape composed of two planes. The plate shape includes a shape in which both ends are thicker or thinner than the center portion, a shape having unevenness in a planar shape, and the like.
Hereinafter, the production method of the present invention will be described in detail.
[0010]
In the present invention, the polyester resin or the polystyrene resin (soluble resin) has a polymer phase (A) derived from an acrylic monomer and a phase (B) composed of a polyester resin or a polystyrene resin having a phase separation structure. It is necessary to use a resin that takes The ease of phase separation (phase separation) between the polymer phase (A) and the phase (B) is determined by the polymer blend-compatibility and interface-(CMC Co., Ltd., published on December 8, 1981, first print). It can also be inferred from the solubility parameter (SP value) of the polymer constituting each phase. This SP value is described in Polymer Data Handbook-Basic Edition-(published by Baifukan Co., Ltd., first edition issued on January 30, 1986).
[0011]
Therefore, the polyester resin or the polystyrene resin dissolves in the acrylic monomer, but it is preferable to use a resin having low compatibility with the polymer phase (A).
First, as the polyester resin, a resin such as a polyester resin obtained by reacting an aliphatic polyhydric alcohol and a polybasic acid, and a polyester resin obtained by reacting an aromatic polyhydric alcohol and a polybasic acid are used. can do. As a specific polyester-based resin, a Byron series manufactured by Toyobo can be preferably used.
[0012]
As the polystyrene resin, a resin obtained by polymerizing or copolymerizing a monomer containing styrene as a main component (at least 50% by weight or more) can be used. Examples of monomers other than styrene include (meth) acrylates, acrylonitrile, maleic anhydride and the like. These resins are not crosslinked. The polymerization method is not particularly limited, and examples thereof include a suspension polymerization method and a bulk polymerization.
It is preferable that the polyester resin or the polystyrene resin has a glass transition temperature of 20 ° C. or higher and is solid at room temperature. If the glass transition temperature is less than 20 ° C., the shape stability, fluidity, and the like of the finally obtained resin particles may be undesirably reduced.
[0013]
The (meth) acrylic monomer that can be used in the present invention is a monomer that can dissolve the above-mentioned soluble resin. In addition, (meth) acryl means methacryl or acryl.
For example, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, propyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, Phenyl acrylate, α-methyl methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, methacryl Α-methylene fats such as stearyl acrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, etc. Group monocarboxylic acid esters,
Acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxybutyl methacrylate;
Examples include acrylic acid and methacrylic acid.
[0014]
These polymerizable monofunctional monomers can be used alone or in combination of two or more. Among these, (meth) acrylic acid esters and their derivatives can be preferably used. Further, if necessary, another monomer copolymerized with the (meth) acrylic monomer may be used.
Further, as other monomers, maleic acid, vinyl monomers having a hydrophilic functional group such as fumaric acid, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene, p -Styrene such as n-dodecylstyrene, n-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene and 3,4-dichlorostyrene and derivatives thereof, and ethylene-unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene , Vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride and other vinyl halides, vinyl acetate, Vinyl propionate, may be used in combination vinyl esters of vinyl butyrate as the other monomer.
[0015]
Examples of the crosslinkable vinyl monomer used in the method of the present invention include a polyfunctional vinyl monomer having two or more vinyl groups in one molecule, a polymerizable vinyl monomer having an allyl group, and a hydrolyzable alkoxy monomer. Examples thereof include a polymerizable vinyl monomer having a silyl group. Of these, a polymerizable vinyl monomer having an allyl group and a polymerizable vinyl monomer having a hydrolyzable alkoxysilyl group are preferred.
[0016]
Examples of (meth) acrylates having an allyl group such as allyl methacrylate, and polymerizable vinyl monomers having a hydrolyzable alkoxysilyl group include, for example, (methacryloxy) dimethylethoxysilane, γ-methacryloxytrimethoxysilane, Those having a methacryloyl group such as 3-methacryloxypropyldimethylchlorosilane and methacryloxypropyldimethylethoxysilane are preferably used. These polymerizable vinyl monomers having a methacryloyl group can be suitably used because they have high reactivity with (meth) acrylic acid esters and easily obtain the resin particles of the present invention. By adding the crosslinkable vinyl monomer, for example, it is possible to improve the solvent resistance to a solvent such as alcohol.
In addition, monomers having two or more vinyl groups in one molecule, such as divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, and trimethylolpropane trimethacrylate, are obtained as particles having irregularities on the surface or porous particles. It is not preferable because it is easy.
[0017]
Further, when a monomer containing methyl methacrylate as a main component is used and a polyester resin is used as the (B) phase, particles in which a hydroxyl group or a carboxyl group derived from the polyester resin is localized can be obtained. . Further, when a monomer having methyl methacrylate as a main component is used and a polystyrene resin is used as a soluble resin, a large difference in refractive index between the polymer phase (A) and the (B) phase results in a large difference. Light scattering and reflection characteristics can be imparted.
The monomers constituting the acrylic polymer phase are composed of 53 to 98% by weight of an acrylic monomer, 2 to 30% by weight of a crosslinkable monomer, and 0 to 45% by weight of other monomers.
[0018]
When the use ratio of the crosslinkable vinyl monomer exceeds 30% by weight, phase separation proceeds excessively, spherical particles cannot be obtained as a whole, and irregularities or depressions are generated on the particle surface, In some cases, porous particles are obtained, which is not preferable. If the amount is less than 2% by weight, the resulting resin particles have insufficient solvent resistance to the solvent, which is not preferable. The preferred proportion of the crosslinkable vinyl monomer is 5 to 20% by weight.
[0019]
The proportion of the soluble resin used is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 7 to 25% by weight, based on the total amount of the crosslinkable vinyl monomer, acrylic monomer and soluble resin. If the amount is more than 50% by weight, it is not preferable because it becomes practically difficult to dissolve and use the soluble resin in the acrylic monomer due to an increase in viscosity. If the amount is less than 5% by weight, the desired domain structure cannot be obtained, which is not preferable.
[0020]
The domain structure of the soluble resin (B) phase in the resin particles can be adjusted depending on the type of the monomer constituting the polymer phase (A), the type and the amount of the soluble resin used as the (B) phase. For example, by using about 15 to 20% by weight of a polyester resin as the soluble resin (B) phase, resin particles classified into the structure of FIG. 1B can be easily obtained. By using% by weight, resin particles classified into the structure of FIG. 1A can be obtained.
When a polystyrene resin is used as the soluble resin (B) phase, the polystyrene resin is used in an amount of about 5 to 10% by weight, and a monomer constituting the acrylic polymer phase (A) has a hydrophilic functional group. By adding 1 to 30% by weight of a vinyl monomer and performing aqueous suspension polymerization, resin particles having a structure classified into the structure of FIG. 1A can be easily obtained. When no vinyl monomer having a hydrophilic functional group is added, resin particles classified into the structure shown in FIG. 1B can be obtained.
[0021]
In the present invention, by adding and dissolving phosphates to the oil phase, the phase separation between the crosslinked acrylic resin and the soluble resin generated in the dispersed droplets is promoted, and the resin particles having the shape of the present invention are reproducible. Can be manufactured well.
Examples of such phosphates include, but are not limited to, lauryl phosphoric acid, polyoxyethylene (1) lauryl ether phosphoric acid, dipolyoxyethylene (2) alkyl ether phosphoric acid, dipolyoxyethylene (4 A) alkyl ether phosphoric acid, dipolyoxyethylene (6) alkyl ether phosphoric acid, dipolyoxyethylene (8) alkyl ether phosphoric acid, dipolyoxy ether (4) nonylphenyl ether phosphoric acid, and the like. Among them, lauryl phosphoric acid is particularly effective.
[0022]
The amount of the phosphate ester added is 0.01 to 3% by weight based on the total amount of the monofunctional and polyfunctional polymerizable vinyl monomers. If the added amount exceeds 3% by weight, phase separation occurs, but the shape of the polymer after phase separation is not preferred because the (B) phase is unlikely to exist in a convex lens-like or plate-like domain structure. On the other hand, if the amount is less than 0.01% by weight, the effect of promoting phase separation is not sufficient, and it is difficult to obtain the resin particles of the present invention with good reproducibility.
[0023]
In the present invention, a polymerization initiator may be used as necessary at the time of suspension polymerization. As the polymerization initiator, oil-soluble peroxide-based or azo-based initiators usually used for suspension polymerization can be used. For example, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, octanoyl peroxide, orthochlorobenzoyl peroxide, orthomethoxybenzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropylperoxydicarbonate, cumene hydroperoxide, cyclohexanone peroxide, t-butyl hydroperoxide , Peroxide initiators such as diisopropylbenzene hydroperoxide, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis ( 2,3-dimethylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2,3,3-trimethylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2-isopropylbutyronitrile) 1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis (4-methix-2,4-dimethylvaleronitrile), 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile, 4,4 ' -Azobis (4-cyanovaleric acid), dimethyl-2,2'-azobisisobutyrate and the like. Among them, 2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) are preferable because the desired resin particles are easily obtained.
The use ratio of these polymerization initiators is based on the total amount of the monomers ((meth) acrylic monomer, crosslinkable vinyl monomer and other monomers) constituting the polymer phase (A). Thus, the content is more preferably 0.01 to 10% by weight, particularly preferably 0.1 to 5.0% by weight.
[0024]
In the method of the present invention, in order to stabilize suspended particles during aqueous suspension polymerization, usually 100 to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the polymer phases (A) and (B) is used. It is preferable to use about part by weight (more preferably 110 to 500 parts by weight) of water as a dispersion medium and to add a dispersion stabilizer to the aqueous phase.
Examples of the dispersion stabilizer include phosphates such as calcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, and zinc phosphate; pyrophosphates such as calcium pyrophosphate, magnesium pyrophosphate, aluminum pyrophosphate, and zinc pyrophosphate; calcium carbonate; and magnesium carbonate. And poorly water-soluble inorganic compounds such as calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate and colloidal silica. Among them, tricalcium phosphate, magnesium pyrophosphate, calcium pyrophosphate, or colloidal silica formed by a double decomposition method is particularly preferable in that the desired resin particles and resin particle aggregates can be stably obtained.
In the method of the present invention, in addition to the above-described dispersion stabilizer, a surfactant such as an anionic surfactant, a cationic surfactant, a zwitterionic surfactant, or a nonionic surfactant may be used in combination. Is also possible.
[0025]
Examples of the anionic surfactant include fatty acid oils such as sodium oleate and castor oil, alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate and ammonium lauryl sulfate, alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate, and alkyl naphthalene sulfonates. Alkane sulfonates, dialkyl sulfosuccinates, alkyl phosphates, naphthalene sulfonic acid formalin condensates, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfates, polyoxyethylene alkyl sulfates, and the like. Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxysorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, glycerin fatty acid ester, oxyethylene- Oxypropylene block polymers and the like. Examples of the cationic surfactant include alkylamine salts such as laurylamine acetate and stearylamine acetate, and quaternary ammonium salts such as lauryltrimethylammonium chloride. Examples of the amphoteric surfactant include lauryl dimethylamine oxide.
[0026]
These dispersion stabilizers and surfactants are appropriately adjusted in their selection, combination, and usage amount in consideration of the particle size of the obtained resin particles, the size of the resin particle aggregates, the dispersion stability during polymerization, and the like. Used as For example, the addition amount of the dispersion stabilizer to the monomer is about 0.5 to 15% by weight, and the addition amount of the surfactant is about 0.001 to 0.1% by weight based on water. .
Further, in order to suppress polymerization of the monomer in the aqueous phase, promote phase separation inside the droplet, and obtain the resin particles of the present invention, about 0.01 to 1% by weight in the aqueous dispersion medium. A water-soluble polymerization inhibitor may be used. The water-soluble polymerization inhibitor is not particularly limited, and examples thereof include nitrites and hydroquinone.
[0027]
In order to disperse the monomer constituting the polymer phase (A) in which the soluble resin (B) phase is dissolved in the dispersion medium adjusted as described above, the monomer is dispersed into the monomer droplets by a stirring force of a propeller blade or the like. The method can be performed by using a homomixer, an ultrasonic disperser, or the like, which is a disperser using a high shearing force composed of a rotor and a stator.
The average maximum particle size of the resin particles can be adjusted by the mixing conditions of the monomer mixture and water, the amount of the dispersion stabilizer added, the stirring conditions, the dispersion conditions, and the like. This average maximum particle size is appropriately adjusted depending on the application.
In order to make the diameters of the resin particles uniform, a method using a high-pressure type dispersing machine utilizing a collision force between droplets such as a microfluidizer and a nanomizer, or a collision force against a machine wall may be used.
[0028]
In the method of the present invention, the dispersion medium in which the monomer constituting the polymer phase (A) in which the phase (B) is dissolved is dispersed as spherical droplets as described above is heated as necessary. Thus, polymerization can be carried out. The polymerization temperature is usually preferably from 30 to 100 ° C, more preferably from 40 to 80 ° C. The time for performing polymerization while maintaining the polymerization temperature is generally about 0.1 to 10 hours.
During polymerization, it is preferable to perform gentle stirring such that floating of monomer droplets and sedimentation of resin particles after polymerization are prevented.
[0029]
After completion of the polymerization, if necessary, the dispersion stabilizer is dissolved with hydrochloric acid or the like, and the resin particles can be separated from the dispersion medium by a suction filtration, centrifugal separation, centrifugal filtration or the like. The desired resin particles can be obtained by washing and drying the water-containing cake.
The resin particles of the present invention are resin particles in which two portions having different resin types are locally present, and are not present in conventional single particles having a light scattering and reflection effect due to an interface within these particles, for example. Particles of nature. Further, the particles have different surface characteristics such as hydrophilicity and hydrophobicity. By utilizing these properties, particles for diagnostic agents, medical materials, biocompatible materials, dental materials, cosmetic materials, antifouling paints, antifogging materials, antistatic agents, conductive adhesives, conductive materials It can be suitably used for sealing materials, magnetic particles, recording media, packing materials for chromatography, and the like.
[0030]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. In the following, “parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified. The average particle diameter was measured by Coulter Multisizer II manufactured by Beckman Coulter, and the shape and structure of the particles were observed with an optical microscope and a transmission electron microscope.
Example 1
To 200 g of water, a dispersion medium containing 5 g of magnesium pyrophosphate obtained by a metathesis method as a dispersion stabilizer was added to a 500 ml separable flask, and 0.01 g of sodium lauryl sulfate and 0.1 g of sodium nitrite were used as surfactants. 02 g was dissolved in water in the dispersion medium.
[0031]
Separately from this, 72 g of methyl methacrylate, 8 g of allyl methacrylate, 20 g of a polyester resin (Vylon 200, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) as a soluble resin, and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) 0 as a polymerization initiator 0.5 g and lauryl phosphoric acid 0.1 g were uniformly mixed and dissolved. The obtained composition was added to the above dispersion medium and mixed.
The mixture was finely dispersed at 8000 rpm using a homomixer (ULTRA TURRAX T-25 manufactured by IKA). Next, a stirring blade, a thermometer, and a reflux condenser were attached to the flask, and after nitrogen purging, heating was continued for 10 hours at a stirring speed of 200 rpm, which was installed in a 60 ° C water bath, to perform a polymerization reaction.
[0032]
After confirming that the polymerization reaction was completed, the reaction solution was cooled, and hydrochloric acid was added until the pH of the slurry became about 2 to decompose the dispersion stabilizer. The resin particles are suction-filtered with a Buchner funnel using filter paper, and the decomposed product of the dispersion stabilizer is removed by washing with 1.2 liters of ion-exchanged water. Resin particles were obtained. The internal structure of the resin particles was observed with an optical microscope.
The obtained particles had an average particle diameter of 12 μm, and were observed by an optical microscope to be substantially spherical fine particles in which polyester was present in a plate shape inside the particles. FIG. 2 shows a micrograph of the resin particles.
[0033]
Example 2
Resin particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that 81 g of methyl methacrylate, 9 g of allyl methacrylate, and 10 g of a polyester resin (trade name: Byron 200, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) were used as the soluble resin. The internal structure of the resin particles was observed with an optical microscope.
The obtained particles had an average particle size of 12 μm, and were observed at an interface near the center of the particles by observation with an optical microscope, and were spherical particles having a lens-like domain structure. FIG. 3 shows a micrograph of the resin particles.
[0034]
Example 3
Resin particles were prepared in the same manner as in Example 2 except that 10 g of a polystyrene resin (weight average molecular weight: about 300,000) produced by a suspension polymerization method was used as a soluble resin instead of a polyester resin without using sodium nitrite. Obtained. The internal structure of the resin particles was observed with an optical microscope, and the shape was observed with an electron micrograph.
The obtained particles had an average particle diameter of 10 μm, and were observed as particles near the center of the particles by observation with an optical microscope, and were spherical particles having plate-like domains. FIG. 4 shows a micrograph of the resin particles.
[0035]
Example 4
Resin particles were obtained in the same manner as in Example 3, except that 61 g of methyl methacrylate, 10 g of allyl methacrylate, and 20 g of 2-hydroxybutyl methacrylate were used. The internal structure of the resin particles was observed with an optical microscope.
The obtained particles had an average particle diameter of 10 μm, and were observed as particles of an interface near the center of the particles by observation with an optical microscope, and were spherical fine particles having lens-like domains. FIG. 5 shows a micrograph of the resin particles.
[0036]
Example 5
Resin particles were obtained in the same manner as in Example 3, except that 81 g of methyl methacrylate was used and 9 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane was used instead of allyl methacrylate. The internal structure of the resin particles was observed with an optical microscope.
The obtained particles had an average particle diameter of 10 μm, and were observed by an optical microscope, where an interface was observed near the center of the particles, and were a mixture of spherical fine particles having lens-like and plate-like domains. FIG. 6 shows a micrograph of the resin particles.
[0037]
Comparative Example 1
Resin particles were obtained in the same manner as in Example 3 except that 0.04 g of sodium lauryl sulfate and 90 g of methyl methacrylate were used, and no allyl methacrylate was used. The obtained resin particles were non-crosslinked. The internal structure of the resin particles was observed with an optical microscope.
The resulting particles had an average particle size of 9.5 μm, and were observed as fine particles having an interface near the center of the particles by observation with an optical microscope and having lens-like domains. FIG. 7 shows a micrograph of the resin particles.
[0038]
Comparative Example 2
Resin particles were obtained under the same conditions as in Example 1 except that γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane was used instead of allyl methacrylate and the amount of lauryl phosphoric acid was changed to 5 g.
The obtained resin particles have an average particle diameter of 10 μm, and although the interface is observed by observation with an optical microscope, the acrylic polymer phase exists in a substantially spherical shape, and the polyester phase covers the surface, The particles were substantially core-shell particles having an acrylic polymer phase partially exposed on the surface. FIG. 8 shows a micrograph of the resin particles.
[0039]
Comparative Example 3
Resin particles were obtained under the same conditions as in Example 1 except that the amount of allyl methacrylate used was changed to 50 g.
The obtained resin particles had an average particle diameter of 10 μm, and were particles having a large number of irregularities on the surface as observed by an optical microscope. FIG. 9 shows a micrograph of the resin particles.
[0040]
(Evaluation of solvent resistance)
1 g of each of the resin particles of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 and 10 g of ethanol are weighed into a glass bottle having a capacity of 20 ml, and shaken sufficiently. The glass bottle is immersed in a thermostat at 50 ° C., left to stand for 24 hours, and shaken sufficiently again. At this time, the dispersion state of the resin particles was observed with a microscope, and those in which no aggregation was observed were evaluated as ○, and those in which aggregation or partial dissolution was observed were evaluated as ×. Table 1 shows the results.
[0041]
[Table 1]

From Table 1, the non-crosslinked resin particles of Comparative Example 1 had poor solvent resistance and aggregated in ethanol, but the crosslinked resin particles of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 and 3 had sufficient solvent resistance. Had.
[0042]
(Evaluation of optical properties of resin particles)
The reflected light characteristics of the resin particles obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 and commercially available spherical poly (methyl methacrylate) particles (trade name: MB-8, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., particle size: 8.0 μm) are shown below. Was measured as follows. A double-sided tape is stuck on a black-and-white opacity test paper (manufactured by Toyo Seiki) so that air does not block. The powder is evenly spread and applied on one side of the adhesive surface with a cosmetic puff. Use a brush to remove excess resin particles. Using this as a sample, the reflected luminous intensity distribution at a reflection angle of 0 to 90 ° at an incident angle of -45 ° is measured by a three-dimensional photometer (Goniophotometer GP-200, manufactured by Murakami Color Research Laboratory).
[0043]
As an index of the degree of diffusion of the reflected light, the value of the luminous intensity at a reflection angle of 0 ° (however, the peak luminous intensity in the regular reflection direction is set to 100) is measured. Is defined as the diffusivity of the reflected light increases as the change in the specular reflection direction and the diffuse reflection direction increases. FIG. 9 is a schematic diagram of the evaluation of the reflected light characteristics of the resin particles. Table 2 shows the results.
[0044]
[Table 2]

From Table 2 above, it was found that the resin particles having lens-like and / or plate-like domains of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 had better reflected light characteristics than those having no such domains.
Furthermore, from Tables 1 and 2, only the resin particles of Examples 1 to 5 had excellent solvent resistance and reflected light characteristics.
[0045]
【The invention's effect】
By dissolving a soluble resin in an acrylic monomer, adding a cross-linkable vinyl monomer in the acrylic monomer containing a phosphoric acid ester thereto, and subjecting the acrylic monomer to suspension polymerization, Resin particles in which two portions having different properties are unevenly distributed in the particles can be obtained. The resulting resin particles have properties not found in conventional spherical particles, such as resin modifiers or light diffusing agents, and modifiers such as paints, adhesives, structural materials, functional materials, and fillers And so on.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a resin particle of the present invention.
FIG. 2 is a micrograph of resin particles of Example 1.
FIG. 3 is a micrograph of resin particles of Example 2.
FIG. 4 is a micrograph of the resin particles of Example 3.
FIG. 5 is a micrograph of the resin particles of Example 4.
FIG. 6 is a micrograph of resin particles of Example 5.
FIG. 7 is a micrograph of resin particles of Comparative Example 1.
FIG. 8 is a micrograph of resin particles of Comparative Example 2.
FIG. 9 is a micrograph of resin particles of Comparative Example 3.
FIG. 10 is a schematic diagram of evaluation of reflected light characteristics of resin particles.

Claims

A polyester-based resin or a polystyrene-based resin was dissolved in a (meth) acrylic monomer containing 0.01 to 3% by weight of a phosphoric acid ester and 2 to 30% by weight of a crosslinkable vinyl monomer, and obtained. By subjecting the solution to suspension polymerization in the presence of an aqueous medium, a portion composed of a polyester resin or a polystyrene resin in one particle is unevenly distributed in a portion composed of a crosslinked resin derived from a (meth) acrylic monomer. A method for producing resin particles, characterized by obtaining resin particles obtained.

The method for producing resin particles according to claim 1, wherein the crosslinkable vinyl monomer is a vinyl monomer having an allyl group and a hydrolyzable alkoxysilyl group.

The polyester resin or the polystyrene resin is used in an amount of 5 to 50% by weight based on the total amount of the resin, the (meth) acrylic monomer and the crosslinkable vinyl monomer. A method for producing the resin particles as described above.

A portion obtained by the method according to any one of claims 1 to 3, wherein a portion composed of a polyester resin or a polystyrene resin in one particle is replaced with a portion composed of a crosslinked resin derived from a (meth) acrylic monomer. Unevenly distributed resin particles.

The resin particle according to claim 4, wherein the portion made of a polyester-based resin or a polystyrene-based resin exists in a plate shape or a lens shape in the resin particle.