JP2005162841A - 水溶性助剤及びその用途 - Google Patents
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Abstract
【課題】 樹脂との溶融混練性が高く、溶融混練又はその後の成形加工に伴って形成された所定形状の樹脂成形体を容易に分離できる水溶性助剤とその用途を提供する。
【解決手段】 水溶性助剤(A)は、オリゴ糖(A1)と、このオリゴ糖(A1)を可塑化するための水溶性可塑化成分(糖類又は糖アルコール)(A2)とで構成されており、実質的に水を含むことなく、樹脂成分などの溶融可能な有機固体成分(B)と混練して溶融成形可能である。水溶性助剤(A)は、剪断応力の温度依存特性において、20℃の温度低下に対して剪断応力が5倍以上上昇する領域を有している。さらに、溶融状態での剪断粘度が高く、しかも水に対する溶解性が高く、水溶液粘度は小さい。オリゴ糖(A1)と可塑化成分(A2)との割合(重量比)は、オリゴ糖(A1)/可塑化成分(A2)=99/1〜50/50である。
【選択図】 なし
【解決手段】 水溶性助剤(A)は、オリゴ糖(A1)と、このオリゴ糖(A1)を可塑化するための水溶性可塑化成分(糖類又は糖アルコール)(A2)とで構成されており、実質的に水を含むことなく、樹脂成分などの溶融可能な有機固体成分(B)と混練して溶融成形可能である。水溶性助剤(A)は、剪断応力の温度依存特性において、20℃の温度低下に対して剪断応力が5倍以上上昇する領域を有している。さらに、溶融状態での剪断粘度が高く、しかも水に対する溶解性が高く、水溶液粘度は小さい。オリゴ糖(A1)と可塑化成分(A2)との割合(重量比)は、オリゴ糖(A1)/可塑化成分(A2)=99/1〜50/50である。
【選択図】 なし
Description
本発明は、樹脂などの溶融可能な有機固体成分と組み合わせて用いることにより、有機固体成分の粒子(樹脂粒子など)や多孔体を得るのに有用な水溶性助剤(又は加工助剤)とその用途(前記水溶性助剤を含む溶融成形可能な組成物、分散体及び得られた粒子など)に関する。
従来、樹脂粒子を製造する方法としては、機械的な粉砕法、例えば、樹脂や樹脂組成物を、クラッシャーなどで粗粉砕した後、ジェットミルなどを用いて微粉砕し、その後風力分級機などにより分級する方法が利用されている。しかし、このような方法では、製造機器が高価であることに加え、得られた粒子も不定形で、粒子サイズにばらつきがある。樹脂粒子のサイズを揃えるためには、分級する必要があり、分級により、利用できないサイズの樹脂粒子が大量に生成するため、経済的にも不利である。また、粒子同士のブロッキング、分散性、流動性などの観点から、球状の粒子が好ましいものの、機械的な粉砕法では、球状の微粒子を得ることは不可能である。
特開平10−176065号公報(特許文献1)には、微粉末化する熱可塑性樹脂(a)に、他の1種類以上の熱可塑性樹脂(b)を溶融混練することにより、樹脂(a)が分散相、樹脂(b)が連続相を構成する樹脂組成物を得て、樹脂(a)は溶解せず、樹脂(b)が溶解するような溶媒で前記樹脂組成物を洗浄することにより、樹脂(a)の球状微粒子を得る方法が開示されている。しかし、この方法では、分散相と連続相とがそれぞれ非相溶である必要があるだけでなく、分散相の樹脂の種類によって、連続相の樹脂と溶媒との適正な組み合わせを選択する必要があるため、樹脂同士の組合せが制限されるだけでなく、樹脂及び溶媒の組み合わせについても制限される。また、連続相を形成する樹脂は、製品となる樹脂微粒子にはなんら関与しないため、最終的に回収されるか、あるいは溶解状態のまま廃棄されることになる。しかし、溶液中の樹脂を回収することは、非常に困難であるばかりか、樹脂微粒子の製造コストを上昇させる要因となる。また、樹脂溶液を廃液としてそのまま廃棄した場合、環境への悪影響も懸念される。
特開昭60−13816号公報(特許文献2)には、ポリエチレングリコールと熱可塑性樹脂とを溶融撹拌した後に、水中に投入して両ポリマーを凝固させ、その後、水を用いて、ポリエチレングリコールを除去する熱可塑性樹脂粒子の製造方法が提案されている。特開昭61−9433号公報(特許文献3)には、熱可塑性樹脂とポリエチレンオキサイドとを溶融撹拌した後に冷却させ、水を用いて、ポリエチレンオキサイドを除去する熱可塑性樹脂粒子の製造方法が開示されている。特開平9−165457号公報(特許文献4)には、ポリビニルアルコール系樹脂、変性澱粉、ポリエチレンオキサイドなどの溶融形成可能な水溶性高分子と、熱可塑性樹脂とを混合して溶融成形物を得た後、水を用いて、成形物から水溶性高分子を除去する樹脂微粒子の製造方法が開示されている。
しかし、これらの方法においても、樹脂と水溶性高分子との非相溶性が必要であるため、選択できる樹脂の組合せが限定されるだけでなく、得られる樹脂粒子の粒子径分布の均一性は十分ではない。特に、溶融状態での剪断粘度を高めて樹脂との溶融混練性を高めると、水溶性高分子の水への溶解度が小さいため、溶解させるために大量の水が必要であるとともに、溶解速度が遅いため、生産性を著しく低下させる。また、水溶性高分子の水溶液の粘度が高いため、樹脂粒子の回収をさらに困難にする。一方、水に対する水溶性高分子の溶解性を高めると、溶融状態での剪断粘度が低下するため、樹脂と均一に溶融混練できず、樹脂を粒子状などの形態に成形できなくなる。さらに、このような水溶性高分子は、非天然物由来である場合が多いため、このような水溶性高分子を溶解した廃液は、環境に悪影響を及ぼす。
特開平10−176065号公報(請求項1)
特開昭60−13816号公報
特開昭61−9433号公報
特開平9−165457号公報
従って、本発明の目的は、樹脂などの溶融可能な有機固体成分との溶融混練性を改善できるとともに、溶融混練又はその後の成形加工に伴って形成された所定形状の有機固体成分を容易に分離できる水溶性助剤(又は水溶性加工助剤)とその用途(樹脂などの有機固体成分を含む溶融成形可能な組成物や分散体、粒子や多孔体などの成形体など)を提供することにある。
本発明の他の目的は、水に対する溶解性が高いとともに水溶液粘度が低く、水溶性成分を工業的に有利に溶出でき、水による溶出分離性の高い水溶性助剤(又は水溶性加工助剤)とその用途を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、樹脂粒子などの粒子や孔径のサイズを簡便かつ効率よくコントロールできるとともに、樹脂粒子などの成形体を工業的に有利に製造するのに適した水溶性助剤(又は水溶性加工助剤)とその用途を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、球状の樹脂粒子を簡便かつ効率よく製造するのに好適な水溶性助剤(水溶性加工助剤)とその用途を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、廃液等による環境負荷を低減できる水溶性助剤(水溶性加工助剤)とその用途を提供することにある。
本発明者は、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、オリゴ糖(A1)と、このオリゴ糖(A1)を可塑化するための水溶性可塑化成分(A2)とを組み合わせると、実質的に水を含むことなく溶融成形可能であるとともに、水に対する溶解性が高く、しかも水溶液粘度の低い組成物(水溶性助剤)が得られること、この水溶性助剤を樹脂などの溶融可能な有機固体成分と組み合わせて溶融混練すると、粒子径を簡便かつ効率よくコントロールできることを見いだし、本発明を完成した。
すなわち、本発明の水溶性助剤(又は水溶性加工助剤)(A)は、(I)オリゴ糖(A1)と、このオリゴ糖(A1)を可塑化するための水溶性可塑化成分(A2)とで構成されており、実質的に水を含むことなく溶融成形可能である。
また、本発明は、(II)温度低下に対して急激に凝固又は固化する水溶性助剤(又は水溶性加工助剤)(A)も包含する。このような水溶性助剤(A)は、オリゴ糖(A1)と、このオリゴ糖(A1)を可塑化するための水溶性可塑化成分(A2)とで構成されており、歪み量1%、周波数1sec-1で、温度160℃から80℃まで降温速度2℃/分で温度を低下させながら剪断応力の温度依存性を測定したとき、下記特性(II-1)〜(II-3)のうち少なくとも1つの特性を有する。
(II-1)剪断応力の温度依存特性において、20℃の温度低下に対して剪断応力が5倍以上上昇する領域を有する
(II-2)剪断応力が100Paの温度をT(100)、剪断応力が1000Paの温度をT(1000)としたとき、温度差△T=(T(100)-T(1000))が5〜30℃である
(II-3)剪断応力が100Paの温度をT(100)、剪断応力が1000Paの温度をT(1000)としたとき、1℃当たりの剪断応力の変化値△S/△T=△(1000Pa−100Pa)/△(T(100)−T(1000))が10〜100Pa/℃程度である。
(II-2)剪断応力が100Paの温度をT(100)、剪断応力が1000Paの温度をT(1000)としたとき、温度差△T=(T(100)-T(1000))が5〜30℃である
(II-3)剪断応力が100Paの温度をT(100)、剪断応力が1000Paの温度をT(1000)としたとき、1℃当たりの剪断応力の変化値△S/△T=△(1000Pa−100Pa)/△(T(100)−T(1000))が10〜100Pa/℃程度である。
さらに、本発明は、(III)溶融粘度が高いにも拘わらず、水に対する溶解性が高く、しかも水溶液粘度の低い水溶性助剤(又は水溶性加工助剤)(A)も包含する。このような水溶性助剤(A)は、オリゴ糖(A1)と、このオリゴ糖(A1)を可塑化するための水溶性可塑化成分(A2)とで構成されている助剤であって、(1)孔径1mm及び長さ40mmのキャピラリーを用いて、温度180℃及び剪断速度126sec-1で測定したとき、剪断粘度が8Pa・s以上であり、(2)25mm×25mm×3mmの板状成形体を25℃の蒸留水500ml中に600秒間浸漬したとき、下記式
W1/(W1−W2)×600×0.5
(式中、W1は浸漬前の板状成形体の重量、W2は板状成形体を600秒間浸漬した後、乾燥により水分を除去した後の重量を示す)
で表される水中での重量半減時間が1500秒以下であり、(3)B型粘度計で測定した10重量%水溶液の粘度が25℃で10mPa・s以下である。本発明の水溶性助剤(又は水溶性加工助剤)は、前記特色(I)〜(III)のうち少なくとも1つの特色を備えていればよく、複数の特色を備えていてもよい。
W1/(W1−W2)×600×0.5
(式中、W1は浸漬前の板状成形体の重量、W2は板状成形体を600秒間浸漬した後、乾燥により水分を除去した後の重量を示す)
で表される水中での重量半減時間が1500秒以下であり、(3)B型粘度計で測定した10重量%水溶液の粘度が25℃で10mPa・s以下である。本発明の水溶性助剤(又は水溶性加工助剤)は、前記特色(I)〜(III)のうち少なくとも1つの特色を備えていればよく、複数の特色を備えていてもよい。
前記水溶性助剤(A)は、溶融可能な有機固体成分(B)と組み合わせて用いるのに有用である。すなわち、前記水溶性助剤(A)は、溶融可能な有機固体成分(B)と溶融混練して前記有機固体成分の成形体(粒子又は多孔体など)を生成するための助剤として有用である。また、水溶性助剤(A)は、樹脂と組み合わせることができ、溶融混練して溶融成形可能である。前記オリゴ糖(A1)は少なくとも四糖類で構成できる。また、オリゴ糖(A1)は、デンプン糖、ガラクトオリゴ糖、カップリングシュガー、フルクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖、大豆オリゴ糖、キチンオリゴ糖及びキトサンオリゴ糖から選択された少なくとも一種で構成してもよい。なお、オリゴ糖(A1)は、可塑化成分(A2)の融点又は軟化点より高い温度で、融点又は軟化点を示すか、若しくは分解する場合が多い。さらに、可塑化成分(A2)は、糖類及び糖アルコールから選択された少なくとも一種で構成してもよい。前記糖アルコールは、エリスリトール、ペンタエリスリトール、アラビトール、リビトール、キシリトール、ソルビトール、ズルシトール及びマンニトールから選択された少なくとも一種であってもよい。前記オリゴ糖(A1)と可塑化成分(A2)との割合(重量比)は、例えば、オリゴ糖(A1)/可塑化成分(A2)=99/1〜50/50程度であってもよい。
本発明は、前記水溶性助剤(又は水溶性加工助剤)(A)と、溶融可能な有機固体成分(B)とを含む溶融成形可能な組成物(又は溶融成形性組成物)も含む。この組成物において、有機固体成分(B)は樹脂成分であってもよい。なお、溶融成形可能な組成物において、オリゴ糖(A1)は、有機固形成分(B)の熱変形温度よりも高い温度で、融点又は軟化点を示すか、若しくは分解してもよく、可塑化成分(A2)の融点又は軟化点は、有機固形成分(B)の熱変形温度以下であってもよい。
本発明はさらに、前記水溶性助剤(A)で構成されたマトリックスと、このマトリックス中に分散し、かつ溶融可能な有機固体成分(B)で構成された分散相(粒子状又は多孔質状)とで構成された分散体も包含する。溶融可能な有機固体成分(B)は樹脂で構成してもよい。前記組成物又は分散体において、有機固体成分(B)と水溶性助剤(A)との割合 (重量比)は、有機固体成分(B)/水溶性助剤(A)=55/45〜1/99程度であってもよい。
本発明では、前記水溶性助剤(A)と溶融可能な有機固体成分(B)とを溶融混練し、生成した混練物から前記水溶性助剤(A)を溶出し、前記有機固体成分(B)で構成された成形体(粒子又は多孔体など)を製造することができる。そのため、本発明は、溶融可能な有機固体成分(B)で構成され、かつこの製造方法により得られる粒子(樹脂粒子などの有機固体成分で構成された粒子)も開示する。
なお、本明細書において、「有機固体成分」とは、固体である限り、炭素系の有機化合物に限らず、ケイ素化合物(シリコーン樹脂など)なども含む意味に用いる。
本発明では、オリゴ糖(A1)と水溶性可塑化成分(A2)とで特定の特性を有する水溶性助剤(A)を構成するので、樹脂などの溶融可能な有機固体成分との溶融混練性を改善できるとともに、溶融混練又はその後の成形加工に伴って形成された所定形状の有機固体成分を容易に分離できる。また、水溶性助剤(A)は、水に対する溶解性が高いとともに水溶液粘度が低く、水溶性成分を工業的に有利に溶出できる。そのため、溶融混練物やその後の成形加工により得られた成形品から、所定形状の有機固体成分を効率よく溶出分離できる。さらに、樹脂粒子などの粒子や孔径のサイズを簡便かつ効率よくコントロールできるとともに、樹脂粒子などの成形体を工業的に有利に製造できる。例えば、球状の樹脂粒子を簡便かつ効率よく製造することもできる。さらには、水溶性助剤(水溶性加工助剤)(A)を天然由来成分で構成できるので、廃液などによる環境負荷を低減できる。
[水溶性助剤(A)]
水溶性助剤又は水溶性加工助剤(A)は、少なくともオリゴ糖(A1)と、このオリゴ糖(A1)を可塑化するための水溶性可塑化成分(A2)とで構成できる。
水溶性助剤又は水溶性加工助剤(A)は、少なくともオリゴ糖(A1)と、このオリゴ糖(A1)を可塑化するための水溶性可塑化成分(A2)とで構成できる。
(A1)オリゴ糖
オリゴ糖(A1)は、2〜10分子の単糖類が、グリコシド結合を介して脱水縮合したホモオリゴ糖と、少なくとも2種類以上の単糖類及び/又は糖アルコールが、2〜10分子グリコシド結合を介して脱水縮合したヘテロオリゴ糖とに大別される。オリゴ糖(A1)としては、例えば、二糖類〜十糖類が挙げられ、通常、二糖類〜六糖類のオリゴ糖が使用される。オリゴ糖は、通常、常温で固体である。なお、これらのオリゴ糖は、無水物でもよい。また、オリゴ糖において、単糖類と糖アルコールとが結合していてもよい。なお、オリゴ糖は複数の糖成分で構成されたオリゴ糖組成物であってもよい。このようなオリゴ糖組成物であっても単にオリゴ糖という場合がある。オリゴ糖(又はオリゴ糖組成物)は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
オリゴ糖(A1)は、2〜10分子の単糖類が、グリコシド結合を介して脱水縮合したホモオリゴ糖と、少なくとも2種類以上の単糖類及び/又は糖アルコールが、2〜10分子グリコシド結合を介して脱水縮合したヘテロオリゴ糖とに大別される。オリゴ糖(A1)としては、例えば、二糖類〜十糖類が挙げられ、通常、二糖類〜六糖類のオリゴ糖が使用される。オリゴ糖は、通常、常温で固体である。なお、これらのオリゴ糖は、無水物でもよい。また、オリゴ糖において、単糖類と糖アルコールとが結合していてもよい。なお、オリゴ糖は複数の糖成分で構成されたオリゴ糖組成物であってもよい。このようなオリゴ糖組成物であっても単にオリゴ糖という場合がある。オリゴ糖(又はオリゴ糖組成物)は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
二糖類としては、トレハロース(例えば、α,α−トレハロース、β,β−トレハロース、α,β−トレハロースなど)、コージービオース、ニゲロース、マルトース、イソマルトース、ソホロース、ラミナリビオース、セロビオース、ゲンチオビオースなどのホモオリゴ糖;ラクトース、スクロース、パラチノース、メリビオース、ルチノース、プリメベロース、ツラノースなどのヘテロオリゴ糖が挙げられる。
三糖類としては、マルトトリオース、イソマルトトリオース、パノース、セロトリオースなどのホモオリゴ糖;マンニノトリオース、ソラトリオース、メレジトース、プランテオース、ゲンチアノース、ウンベリフェロース、ラクトスクロース、ラフィノースなどのヘテロオリゴ糖が挙げられる。
四糖類としては、マルトテトラオース、イソマルトテトラオースなどのホモオリゴ糖;スタキオース、セロテトラオース、スコロドース、リキノース、パノースの還元末端に糖又は糖アルコールが結合したテトラオースなどのヘテロオリゴ糖が挙げられる。
これらの四糖類のうち、パノースの還元末端に単糖類又は糖アルコールが結合したテトラオースは、例えば、特開平10−215892号公報に開示されており、パノースの還元末端に、グルコース、フルクトース、マンノース、キシロース、アラビノースなどの単糖類や、ソルビトール、キシリトール、エリスリトールなどの糖アルコールが結合したテトラオースが例示できる。
五糖類としては、マルトペンタオース、イソマルトペンタオースなどのホモオリゴ糖;パノースの還元末端に二糖類が結合したペンタオースなどのヘテロオリゴ糖が挙げられる。パノースの還元末端に二糖類が結合したペンタオースは、例えば、特開平10−215892号公報に開示されており、パノースの還元末端に、スクロース、ラクトース、セロビオース、トレハロースなどの二糖類が結合したペンタオースが例示できる。
六糖類としては、マルトヘキサオース、イソマルトヘキサオースなどのホモオリゴ糖などが挙げられる。
オリゴ糖は、溶融粘度特性、樹脂成分などの有機固体成分(B)との溶融混練性の観点から、少なくとも四糖類で構成されているのが好ましい。
オリゴ糖は、多糖類の分解により生成するオリゴ糖組成物であってもよい。オリゴ糖組成物は、通常、四糖類を含んでいる。オリゴ糖又はオリゴ糖組成物としては、例えば、デンプン糖(デンプン糖化物)、ガラクトオリゴ糖、カップリングシュガー、フルクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖、大豆オリゴ糖、キチンオリゴ糖、キトサンオリゴ糖などが挙げられる。
例えば、デンプン糖は、デンプンに酸又はグルコアミラーゼなどを作用させて得られるオリゴ糖組成物であり、複数個のグルコースが結合したオリゴ糖の混合物であってもよい。デンプン糖としては、例えば、東和化成工業(株)製の還元デンプン糖化物(商品名:PO−10、四糖類の含有量90重量%以上)などが挙げられる。
ガラクトオリゴ糖は、ラクトースにβ−ガラクトシダーゼなどを作用させて得られるオリゴ糖組成物であり、ガラクトシルラクトースとガラクトース−(グルコース)nの混合物(nは1〜4の整数)であってもよい。
カップリングシュガーは、デンプンとスクロースにシクロデキストリン合成酵素(CGTase)を作用させて得られるオリゴ糖組成物であり、(グルコース)n−スクロースの混合物(nは1〜4の整数)であってもよい。
フルクトオリゴ糖(フラクトオリゴ糖)は、砂糖にフルクトフラノシダーゼを作用させて得られるオリゴ糖組成物であり、スクロース−(フルクトース)nの混合物(nは1〜4の整数)であってもよい。
これらのオリゴ糖組成物において、溶融混練での急激な粘度低下を防止するため、オリゴ糖組成物中の三糖類、四糖類(特に四糖類)の含有量は、例えば、60重量%以上(例えば、60〜100重量%程度)、好ましくは70重量%以上(例えば、70〜100重量%程度)、さらに好ましくは80重量%以上(例えば、80〜100重量%程度)、特に90重量%以上(例えば、90〜100重量%程度)であってもよい。
オリゴ糖は還元型(マルトース型)であってもよく、非還元型(トレハロース型)であってもよいが、還元型のオリゴ糖は、耐熱性に優れるため好ましい。
還元型のオリゴ糖としては、遊離のアルデヒド基又はケトン基を有し、還元性を示す糖であれば、特に限定されず、例えば、コージービオース、ニゲロース、マルトース、イソマルトース、ソホロース、ラミナリビオース、セロビオース、ゲンチオビオース、ラクトース、パラチノース、メリビオース、ルチノース、プリメベロース、ツラノースなどの二糖類;マルトトリオース、イソマルトトリオース、パノース、セロトリオース、マンニノトリオース、ソラトリオースなどの三糖類;マルトテトラオース、イソマルトテトラオース、セロテトラオース、リキノースなどの四糖類;マルトペンタオース、イソマルトペンタオースなどの五糖類;マルトヘキサオース、イソマルトヘキサオースなどの六糖類などが挙げられる。
一般的に、前記オリゴ糖は、天然物である多糖類の誘導体あるいはそれらの還元によって製造される天然物由来の製造物であるため、環境への負荷を低減できる。
前記オリゴ糖(A1)は、可塑化成分(A2)の融点又は軟化点より高い温度で融点又は軟化点を示すか、若しくは分解してもよい。オリゴ糖(A1)の融点又は軟化点(若しくは分解温度)よりも、可塑化成分(A2)の融点又は軟化点を低くすると、水溶性助剤(A)又は水溶性助剤(A)を含む組成物(分散体を含む)の冷却に伴って、可塑化成分(A2)が凝固することにより、オリゴ糖(A1)も凝固し、水溶性助剤(A)又はそのマトリックスを効率よく固定できる。そのため、樹脂成分などの溶融可能な有機固体成分(B)との組合せにおいて、前記有機固体成分(B)の固化温度に達しなくても、有機固体成分(B)で構成された成形体又は分散相の形状を、例えば、球状などに固定することができる。特に、可塑化成分が低分子であるため、明瞭な凝固点を示し(凝固点の幅が狭く)、瞬時に可塑化成分を凝固することができる。
オリゴ糖(A1)の融点又は軟化点は、樹脂成分などの前記有機固体成分(B)の熱変形温度(例えば、水溶性助剤(A)の融点又は軟化点、JIS K 7206で規定される樹脂成分のビカット軟化点)より高いのが好ましい。なお、オリゴ糖の種類[例えば、還元デンプン糖化物などのデンプン糖など]によっては、融点又は軟化点を示さず、分解(熱分解)する場合がある。このような場合、分解温度をオリゴ糖(A1)の「融点又は軟化点」としてもよい。
オリゴ糖(A1)の融点又は軟化点と、樹脂成分などの前記有機固体成分(B)の熱変形温度との温度差は、例えば、1℃以上(例えば、1〜80℃程度)、好ましくは10℃以上(例えば、10〜70℃程度)、さらに好ましくは15℃以上(例えば、15〜60℃程度)である。オリゴ糖(A1)の融点又は軟化点は、樹脂成分などの前記有機固体成分(B)の種類などに応じて、70〜300℃の範囲で選択でき、例えば、90〜290℃、好ましくは100〜280℃(例えば、110〜270℃)、さらに好ましくは120〜260℃(例えば、130〜260℃)程度であってもよい。なお、一般にオリゴ糖の無水物は、高い融点又は軟化点を示す。例えば、トレハロースの場合、二水化物の融点は97℃であるが、無水物の融点は203℃である。オリゴ糖の融点又は軟化点が樹脂成分などの前記有機固体成分(B)の熱変形温度より高いと、溶融混練でのオリゴ糖の急激な粘度低下を防止できるだけでなく、オリゴ糖の熱劣化も抑制できる。
(A2)水溶性可塑化成分
水溶性可塑化成分(A2)としては、オリゴ糖(A1)が水和して水飴状態となる現象を発現できるものであればよく、例えば、糖類、糖アルコールなどが使用できる。これらの可塑化成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
水溶性可塑化成分(A2)としては、オリゴ糖(A1)が水和して水飴状態となる現象を発現できるものであればよく、例えば、糖類、糖アルコールなどが使用できる。これらの可塑化成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(a)糖類
糖類としては、オリゴ糖(A1)を有効に可塑化するために、通常、単糖類及び/又は二糖類が使用される。これらの糖類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
糖類としては、オリゴ糖(A1)を有効に可塑化するために、通常、単糖類及び/又は二糖類が使用される。これらの糖類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
単糖類としては、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、ヘプトース、オクトース、ノノース、デコースなどが挙げられる。これらの化合物は、アルドースやケトースであってもよく、ジアルドース(糖の誘導体であって炭素鎖両末端がアルデヒド基である化合物、例えば、テトラアセチルガラクトヘキソジアルドース、イドヘキソジアルドース、キシロペントドアルドース等)、複数のカルボニル基を有する単糖類(オソン、オノース等のアルドアルコケトース等)、メチル基を有する単糖類(アルトロメチロースなどのメチル糖等)、アシル基(特にアセチル基などのC2-4アシル基等)を有する単糖類(前記アルドースのアセチル体、例えば、アルデヒドグルコースペンタアセチル化合物などのアセチル体など)、カルボキシル基が導入された糖類(糖酸またはウロン酸等)、チオ糖、アミノ糖、デオキシ糖などであってもよい。
このような単糖類の具体例としては、例えば、テトロース(エリトロース、トレオロース等)、ペントース(アラビノース、リボース、リキソース、デオキシリボース、キシロース等)、ヘキソース(アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、フルクトース、ソルボース、フコース、ラムノース、タロース、ガラクチュロン酸、グルクロン酸、マンヌロン酸、グルコサミン等)などが例示できる。
また、単糖類は、ヘミアセタール結合により環状構造を形成した環状異性体であってもよい。単糖類は、旋光性を有している必要はないが、D形、L形、DL形のいずれであってもよい。これらの単糖類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
二糖類としては、オリゴ糖(A1)を可塑化できるものであれば、特に制限されず、例えば、前記二糖類のうち、低融点または低軟化点を有する二糖類(例えば、ゲンチビオース、メリビオース、トレハロース(二水化物)など)、前記単糖類のホモ及びヘテロ二糖類に相当する二糖類(例えば、グルクロン酸とグルコースとがα−1,6グリコシド結合したグルクロノグルコースなどのアルドビオウロン酸など)が例示できる。
糖類は、熱安定性に優れるため、還元糖が好ましく、そのような糖類としては、遊離の単糖類の他、前記二糖類のうち、低融点又は低軟化点の還元糖(例えば、ゲンチビオース、メリビオースなど)が挙げられる。
(b)糖アルコール
糖アルコールとしては、アルジトール(グリシトール)などの鎖状糖アルコールであってもよく、イノシットなどの環式糖アルコールであってもよいが、通常は、鎖状糖アルコールが使用される。これらの糖アルコールは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
糖アルコールとしては、アルジトール(グリシトール)などの鎖状糖アルコールであってもよく、イノシットなどの環式糖アルコールであってもよいが、通常は、鎖状糖アルコールが使用される。これらの糖アルコールは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
鎖状糖アルコールとしては、テトリトール(トレイトール、エリスリトールなど)、ペンチトール[ペンタエリスリトール、アラビトール、リビトール(アドニトール)、キシリトール、リキシトールなど]、ヘキシトール[ソルビトール、マンニトール、イジトール、グリトール、タリトール、ズルシトール(ガラクチトール)、アロズルシトール(アリトール)、アルスリトールなど]、ヘプチトール、オクチトール、ノニトール、デキトール、及びドデキトールなどが挙げられる。
これらの糖アルコールのうち、エリスリトール、ペンタエリスリトール、アラビトール、リビトール、キシリトール、ソルビトール、ズルシトール及びマンニトールが好ましい。糖アルコールは、エリスリトール、ペンタエリスリトール、キシリトールから選択された少なくとも1つの糖アルコールを含む場合が多い。
可塑化成分(A2)は、常温(例えば、15〜20℃程度)で液体(シロップ状)であってもよいが、取扱い性などの点から、通常、固体である場合が多い。水溶性助剤(A)をオリゴ糖(A1)と可塑化成分(A2)とで構成すると、オリゴ糖(A1)が明瞭な融点や軟化点を示さない熱分解性オリゴ糖であっても、有効に可塑化又は軟化できる。
可塑化成分(A2)の融点又は軟化点は、通常、樹脂成分などの前記有機固体成分(B)の熱変形温度(例えば、有機固体成分(B)の融点又は軟化点、JIS K 7206で規定されるビカット軟化点)以下である。なお、可塑化成分の中には、高融点(例えば200℃以上)を有するにも拘わらず、オリゴ糖と共存すると、実際の融点よりも低い温度で融解する物質が存在する。例えば、ペンタエリスリトールは、実際の融点(260℃)より低温(例えば160〜180℃程度)でオリゴ糖に対する可塑化効果を発揮するとともに、自身も融解状態となる。このような高融点の可塑化成分は、単独では樹脂成分などの前記水溶性助剤(A)の熱変形温度において融解しないため利用できないが、オリゴ糖と組み合わせることによって有効に利用できる。なお、実際の融点より低温でオリゴ糖に対する可塑化効果を発揮する可塑化成分(例えば、ペンタエリスリトールなど)においては、オリゴ糖に対して可塑化効果を発揮する温度を、可塑化成分(A2)の「融点又は軟化点」としてもよい。
水溶性助剤(A)において、可塑化成分(A2)の割合(重量比)は、溶融混練に伴って、可塑化成分が凝集などにより局在化せず、オリゴ糖(A1)を効率的に可塑化できる量、例えば、オリゴ糖(A1)/可塑化成分(A2)=99/1〜50/50から選択でき、好ましくは95/5〜60/40、さらに好ましくは90/10〜70/30程度である。なお、溶融混練温度(加工温度)に応じて、オリゴ糖(A1)と可塑化成分(A2)との割合を調整することにより、樹脂成分などの有機固体成分(B)と水溶性助剤(A)との混練効率をコントロールしてもよい。例えば、比較的低温(例えば、90〜160℃程度)で溶融混練する場合などには、可塑化成分の割合を大きくすると、成分(A)及び(B)を効率よく混練することもできる。
水溶性助剤(A)の融点又は軟化点は、樹脂成分などの有機固体成分(B)の熱変形温度以上であってもよく、熱変形温度以下であってもよい。樹脂成分などの有機固体成分(B)及び水溶性助剤(A)は、少なくとも混練温度(又は成形加工温度)において溶融又は軟化すればよい。例えば、水溶性助剤(A)の融点又は軟化点と、樹脂成分などの有機固体成分(B)の熱変形温度との温度差は、0〜100℃の範囲で選択してもよく、例えば、3〜80℃(例えば3〜55℃)、好ましくは5〜60℃(例えば、5〜45℃)、さらに好ましくは5〜40℃(例えば、10〜35℃)程度であってもよい。なお、水溶性助剤(A)の融点又は軟化点と、樹脂成分などの有機固体成分(B)の熱変形温度との温度差が小さい場合(例えば、前記温度差が0〜20℃程度である場合)、固化速度の高い助剤(A)により短時間で分散形態を固定化できるという利点がある。
さらに、水溶性助剤(A)のメルトフローレートは、例えば、溶融可能な有機固体成分(B)(樹脂成分など)の熱変形温度(例えば、前記ビカット軟化点など)より30℃高い温度でJIS K 7210で規定されるメルトフローレートを測定したとき、1以上(例えば、1〜40程度)、好ましくは5以上(例えば、5〜30程度)、さらに好ましくは10以上(例えば、10〜20程度)であってもよい。
このような水溶性助剤(A)は、例えば、下記(I)〜(III)に示す特異な特性を有している。
水溶性助剤(A)は、(I)実質的に水を含むことなく溶融成形可能である。すなわち、水溶性助剤(A)は、100℃又はそれ以上の温度で加熱乾燥して溶融混合し、押出成形、射出成形などの種々の成形方法で溶融成形可能である。
水溶性助剤(A)は、(II)歪み量1%、周波数1sec-1で、温度160℃から80℃まで降温速度2℃/分で温度を低下させながら剪断応力の温度依存性を測定したとき、下記特性(II-1)〜(II-3)のうち少なくとも1つの特性を有する。
(II-1)剪断応力の温度依存特性において、20℃の温度低下に対して剪断応力が5倍以上(例えば、5〜100倍)、好ましくは7倍以上(例えば、7〜50倍)、さらに好ましくは10倍以上(例えば、10〜25倍)、特に10〜20倍(例えば、10〜15倍)程度、上昇する領域を有する。
(II-2)剪断応力が100Paの温度をT(100)、剪断応力が1000Paの温度をT(1000)としたとき、温度差△T=(T(100)-T(1000))が5〜30℃、好ましくは7〜25℃、さらに好ましくは10〜25℃(例えば、12〜23℃)程度である。
(II-3)剪断応力が100Paの温度をT(100)、剪断応力が1000Paの温度をT(1000)としたとき、1℃当たりの剪断応力の変化値△S/△T=△(1000Pa−100Pa)/△(T(100)−T(1000))が10〜100Pa/℃、好ましくは12〜90Pa/℃、さらに好ましくは15〜80Pa/℃(例えば、15〜75Pa/℃)程度である。
このような特性(II)を有するため、水溶性助剤(A)は、温度低下に伴ってを急激に凝固又は固化する。なお、前記特性(II-1)〜(II-3)のうち少なくとも1つの特性を備えていればよく、複数の特性、例えば、前記特性(II-1)及び(II-2)、前記特性(II-1)及び(II-3)、前記特性(II-2)及び(II-3)を備えていてもよく、全ての前記特性(II-1)〜(II-3)を備えていてもよい。
水溶性助剤(A)は、(III)下記(III-1)乃至(III-3)の特性を備えている。
(III-1)孔径1mm及び長さ40mmのキャピラリーを用いて、温度180℃及び剪断速度126sec-1で測定したとき、水溶性助剤(A)の剪断粘度は、例えば、5Pa・s以上(例えば、5〜250Pa・s)程度の範囲から選択でき、通常、8Pa・s以上(例えば、8〜200Pa・s)、好ましくは10Pa・s以上(例えば、10〜150Pa・s)、さらに好ましくは12Pa・s以上(例えば、15〜150Pa・s)であり、20〜150Pa・s(例えば、40〜130Pa・s)程度であってもよい。このような溶融粘度特性を有する水溶性助剤(A)を用いると、水溶性助剤(A)の分離を防止しつつ樹脂成分などの有機固体成分(B)との組成物を均一に溶融混練可能であり、前記有機固体成分(B)を所定の形態(粒子状、多孔質状など)の成形体に形成できる。さらに、成形装置において、ベント部やフィードブロック、ダイスなどの継ぎ目部から水溶性助剤又は加工助剤(A)が流出することがなく、スクリューの空転を防止しつつ、混練力を前記組成物に有効に作用させることができる。なお、樹脂などの成形加工温度は、通常、140〜240℃であり、押出機などの代表的な加工機の剪断速度は、通常、50〜200sec-1程度であると思われる。そのため、本発明では、代表的な条件として、前記温度180℃及び剪断速度126sec-1を採用している。
(III-2)25mm×25mm×3mmの板状成形体を25℃の蒸留水500ml中に600秒間浸漬したとき、下記式
W1/(W1−W2)×600×0.5
(式中、W1は浸漬前の板状成形体の重量、W2は板状成形体を600秒間浸漬した後、乾燥により水分を除去した後の重量を示す)
で表される水中での重量半減時間は、1500秒以下(例えば、10〜1500秒)、好ましくは1200秒以下(例えば、20〜1200秒)、さらに好ましくは1000秒以下(例えば、30〜1000秒)であってもよい。好ましい態様において、水溶性助剤(A)の重量半減時間は、800秒以下(例えば、10〜800秒)、好ましくは780秒以下(例えば、10〜750秒)、特に720秒以下(例えば、10〜720秒)である。このような特性を有するため、水溶性助剤(A)は、水に対する溶解速度が大きく、溶解性または溶出性が高い。そのため、水溶性高分子を溶出する方法と異なり、多量の水を用いることなく、撹拌のためのエネルギー負荷を低減しつつ、必要最小限の水で水溶性助剤(A)を溶出でき、有機固体成分(B)で構成された成形体(粒子や多孔体など)の生産性を大きく向上できる。
W1/(W1−W2)×600×0.5
(式中、W1は浸漬前の板状成形体の重量、W2は板状成形体を600秒間浸漬した後、乾燥により水分を除去した後の重量を示す)
で表される水中での重量半減時間は、1500秒以下(例えば、10〜1500秒)、好ましくは1200秒以下(例えば、20〜1200秒)、さらに好ましくは1000秒以下(例えば、30〜1000秒)であってもよい。好ましい態様において、水溶性助剤(A)の重量半減時間は、800秒以下(例えば、10〜800秒)、好ましくは780秒以下(例えば、10〜750秒)、特に720秒以下(例えば、10〜720秒)である。このような特性を有するため、水溶性助剤(A)は、水に対する溶解速度が大きく、溶解性または溶出性が高い。そのため、水溶性高分子を溶出する方法と異なり、多量の水を用いることなく、撹拌のためのエネルギー負荷を低減しつつ、必要最小限の水で水溶性助剤(A)を溶出でき、有機固体成分(B)で構成された成形体(粒子や多孔体など)の生産性を大きく向上できる。
さらに、(III-3)水溶性助剤(A)は、B型粘度計で測定した10重量%水溶液の粘度が25℃で10mPa・s以下(例えば、2〜10mPa・s)、好ましくは7mPa・s以下(例えば、2〜7mPa・s)、さらに好ましくは5mPa・s以下(例えば、2〜5mPa・s)であり、通常、3〜7mPa・s程度である。このように水溶性助剤(A)の水溶液粘度が小さいため、水による溶出操作により、有機固体成分(B)で構成された成形体(粒子や多孔体など)との分離効率(又は濾過効率)を大きく向上できる。そのため、水溶性高分子を溶出する方法と異なり、水溶液の粘度を低減でき、遠心分離においては、回転数を増大させることなく短時間内に有機固体成分(B)で構成された成形体を分離でき、濾過分離においては、低圧かつ短時間内に有機固体成分(B)で構成された成形体を分離できる。そのため、エネルギー的に有利であるとともに有機固体成分(B)で構成された成形体の生産性を向上できる。
このように、特性(III)を有する水溶性助剤(A)は、溶融粘度が高いにも拘わらず、水に対する溶解性が高く、しかも水溶液粘度が低い。しかも、樹脂成分などの有機固体成分(B)と溶融混練して、射出成形、押出成形などの種々の方法で、溶融成形可能である。
本発明の水溶性助剤(又は水溶性加工助剤)は、前記特色(I)〜(III)のうち少なくとも1つの特色を備えていればよく、複数の特色、例えば、前記特色(I)及び(II)、前記特色(I)及び(III)、前記特色(II)及び(III)を備えていてもよく、全ての前記特色(I)〜(III)を備えていてもよい。
本発明の水溶性助剤(A)は、オリゴ糖(A1)と水溶性可塑化成分(A2)とで構成され、しかも前記特性を有するため、溶融可能な有機固体成分(B)と組み合わせて用い、混練により生成した有機固体成分(B)の成形体(所定形状の有機固体成分)を得るのに好適である。すなわち、水溶性助剤(A)は溶融混練して前記有機固体成分の成形体(粒子又は多孔体などの所定形状の有機固体成分)を生成するための助剤として有用である。
[溶融成形可能な組成物および分散体]
そのため、本発明は、前記水溶性助剤(A)と溶融可能な有機固体成分(樹脂成分など)(A)とを含む溶融成形可能な組成物(又は溶融成形性組成物)も提供する。また、前記水溶性助剤(A)で構成されたマトリックスと、このマトリックス中に分散し、かつ溶融可能な有機固体成分(樹脂成分など)(A)で構成された分散相(粒子状分散相)又は多孔状相分離構造など)とで構成されている分散体も提供する。
そのため、本発明は、前記水溶性助剤(A)と溶融可能な有機固体成分(樹脂成分など)(A)とを含む溶融成形可能な組成物(又は溶融成形性組成物)も提供する。また、前記水溶性助剤(A)で構成されたマトリックスと、このマトリックス中に分散し、かつ溶融可能な有機固体成分(樹脂成分など)(A)で構成された分散相(粒子状分散相)又は多孔状相分離構造など)とで構成されている分散体も提供する。
[溶融可能な有機固体成分(B)]
溶融可能な有機固体成分(B)としては、通常、水溶性助剤(A)に対して非相溶又は疎水性成分(非水溶性成分)が使用できる。前記有機固体成分(B)は、通常、室温(15〜25℃程度)で固体であり、低分子化合物であってもよく、高分子化合物(又は樹脂成分)であってもよい。低分子有機固体成分(B)の融点は、40〜280℃(好ましくは50〜270℃、さらに好ましくは70〜260℃)程度であってもよく、100〜260℃程度の比較的高い融点を有する化合物も使用できる。有機固体成分(B)は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
溶融可能な有機固体成分(B)としては、通常、水溶性助剤(A)に対して非相溶又は疎水性成分(非水溶性成分)が使用できる。前記有機固体成分(B)は、通常、室温(15〜25℃程度)で固体であり、低分子化合物であってもよく、高分子化合物(又は樹脂成分)であってもよい。低分子有機固体成分(B)の融点は、40〜280℃(好ましくは50〜270℃、さらに好ましくは70〜260℃)程度であってもよく、100〜260℃程度の比較的高い融点を有する化合物も使用できる。有機固体成分(B)は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
低分子の有機固体成分(B)としては、例えば、ワックス類又は脂質類、安定化剤(ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、リン系などの酸化防止剤、ベンゾフェノン系、サリチル酸系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤などの紫外線吸収剤など)、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、結晶核剤、加硫促進剤、老化防止剤、加硫剤などが例示できる。前記ワックス類又は脂質類としては、脂肪族炭化水素系ワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィン系ワックス、パラフィン系ワックス、マイクロクリスタリンワックスなど)、植物性又は動物性ワックス(カルナウバワックス、ミツロウ、セラックワックス、モンタンワックスなど)、高級脂肪酸エステル(グリセリン脂肪酸エステル、ジグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステルなど)、脂肪酸アミド(ステアリン酸アミド、エルカ酸アミドなど)、アルキレンビス脂肪酸アミド(メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミドなど)、脂肪酸金属塩(ラウリン酸バリウム、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの高級脂肪酸多価金属塩など)などが例示できる。なお、上記ワックス類又は脂質類は滑剤としても使用できる。これらの成分は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
本発明では、このような低分子有機固体成分であっても、前記水溶性助剤(A)と組み合わせることにより、粒子(特に真球状の粒子)として得ることができるので、低分子有機固体成分(B)の取扱い性を向上できる。
有機固体成分(B)としては、高分子化合物(樹脂成分)を用いる場合が多い。樹脂成分を構成する樹脂には、熱可塑性樹脂[ポリエステル系樹脂(例えば、芳香族ポリエステル系樹脂や脂肪族ポリエステル系樹脂など)、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ(チオ)エーテル系樹脂(例えば、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスルフィド系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂など)、ポリカーボネート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリイミド系樹脂などの縮合系熱可塑性樹脂;ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂(例えば、ハロゲン含有樹脂、ビニルエステル系樹脂、ビニルアルコール系樹脂など)などのビニル重合(付加重合)系熱可塑性樹脂;セルロース誘導体などの天然物由来樹脂;熱可塑性シリコーン樹脂など]、および熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂(シリコーンゴム、シリコーンワニスなども含む)などが含まれる。これらの樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。有機固体成分(B)としては、通常、熱可塑性樹脂、非水溶性樹脂(非水溶性熱可塑性樹脂など)が使用される。
(熱可塑性樹脂)
(1)ポリエステル系樹脂
ポリエステル系樹脂としては、例えば、ジカルボン酸成分とジオール成分との重縮合により得られるホモポリエステル又はコポリエステル;オキシカルボン酸を重縮合させて得られるホモポリエステル又はコポリエステル;ラクトンを開環重合させて得られるホモポリエステル又はコポリエステルが挙げられる。これらのポリエステル系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(1)ポリエステル系樹脂
ポリエステル系樹脂としては、例えば、ジカルボン酸成分とジオール成分との重縮合により得られるホモポリエステル又はコポリエステル;オキシカルボン酸を重縮合させて得られるホモポリエステル又はコポリエステル;ラクトンを開環重合させて得られるホモポリエステル又はコポリエステルが挙げられる。これらのポリエステル系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ジカルボン酸成分としては、例えば、芳香族ジカルボン酸[例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸;メチルテレフタル酸、メチルイソフタル酸などのアルキル置換フタル酸;ナフタレンジカルボン酸(2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸など);4,4′−ジフェニルジカルボン酸、3,4′−ジフェニルジカルボン酸などのジフェニルジカルボン酸;4,4′−ジフェノキシエタンジカルボン酸などのジフェノキシエタンジカルボン酸;ジフェニルエーテル−4,4′−ジカルボン酸などのジフェニルエーテルジカルボン酸;ジフェニルメタンジカルボン酸、ジフェニルエタンジカルボン酸などのジフェニルアルカンジカルボン酸;ジフェニルケトンジカルボン酸などの炭素数8〜20程度の芳香族ジカルボン酸など]、脂肪族ジカルボン酸(例えば、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ヘキサデカンジカルボン酸、ダイマー酸などの炭素数2〜40程度の脂肪族ジカルボン酸など)、脂環族ジカルボン酸(例えば、シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ハイミック酸などの炭素数8〜12程度の脂環族ジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのジカルボン酸成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
なお、ジカルボン酸成分には、エステル形成可能な誘導体、例えば、ジメチルエステルなどの低級アルキルエステル、酸無水物、酸クロライドなどの酸ハライドなども含まれる。
ジオール成分としては、例えば、脂肪族C2-12ジオール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、(ポリ)オキシC2-4アルキレングリコール等)、脂環族C6-12ジオール(例えば、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等)、芳香族C6-20ジオール(例えば、レゾルシノール、ヒドロキノン、ナフタレンジオール、ビスフェノールA,F,ADなどのビスフェノール類、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加体など)などが挙げられる。これらのジオール成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
オキシカルボン酸としては、例えば、グリコール酸、乳酸、オキシプロピオン酸、オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸などの脂肪族C2-6オキシカルボン酸;ヒドロキシ安息香酸、オキシナフトエ酸などの芳香族オキシカルボン酸などが挙げられる。これらのオキシカルボン酸は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ラクトンとしては、例えば、プロピオラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン、カプロラクトン等のC3-12ラクトンが挙げられる。これらのラクトンは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのラクトンのうち、C4-10ラクトン、特にカプロラクトン(例えば、ε−カプロラクトンなど)が好ましい。
ポリエステル系樹脂には、芳香族ポリエステル系樹脂や脂肪族ポリエステル系樹脂などが含まれる。
芳香族ポリエステル系樹脂としては、例えば、前記芳香族ジカルボン酸(好ましくは、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの炭素数8〜20程度の芳香族ジカルボン酸など)と、前記脂肪族ジオール(好ましくは、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオールなどの脂肪族C2-12ジオールなど)又は前記脂環族ジオール(好ましくは、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族C6-20ジオールなど)との重縮合により得られたホモポリエステル又はコポリエステルなどが挙げられ、好ましくは、アルキレンテレフタレートやアルキレンナフタレートなどのアルキレンアリレート単位を主成分(例えば、50重量%以上)とするホモポリエステル又はコポリエステルなどが例示できる。共重合成分には、繰り返し数が2〜4程度のオキシアルキレン単位を有するポリオキシC2-4アルキレングリコール[ジエチレングリコールなどのポリ(オキシ−C2-4アルキレン)単位を含むグリコールなど]や炭素数6〜12程度の脂肪族ジカルボン酸(アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸など)などが含まれていてもよい。
具体的には、芳香族ポリエステル系樹脂としては、ポリアルキレンテレフタレート[例えば、ポリ(1,4−シクロへキシルジメチレンテレフタレート)(PCT)などのポリシクロアルカンジC1-4アルキレンテレフタレート;ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などのポリC2-4アルキレンテレフタレート]、このポリアルキレンテレフタレートに対応するポリC2-4アルキレンナフタレート(例えば、ポリエチレンナフタレートなど)、エチレンテレフタレート単位を主成分として含有するポリエチレンテレフタレートコポリエステル、ブチレンテレフタレート単位を主成分として含有するポリブチレンテレフタレートコポリエステルなどが例示できる。芳香族ポリエステル系樹脂は液晶性ポリエステルであってもよい。
脂肪族ポリエステル系樹脂としては、前記脂肪族ジカルボン酸成分(例えば、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸などの炭素数2〜6程度の脂肪族ジカルボン酸、好ましくはシュウ酸、コハク酸などの炭素数2〜4程度の脂肪族ジカルボン酸など)と、前記脂肪族ジオール成分(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール等の脂肪族C2-6ジオール、好ましくはエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族C2-4ジオール)との重縮合により得られるホモポリエステル又はコポリエステルや、前記脂肪族オキシカルボン酸(例えば、グリコール酸、乳酸、オキシプロピオン酸、オキシ酪酸などの脂肪族C2-6オキシカルボン酸、好ましくはグリコール酸や乳酸などの脂肪族C2-4オキシカルボン酸)のホモポリエステル又はコポリエステル、開始剤(2官能や3官能の開始剤、例えば、アルコールなどの活性水素化合物)を用いて前記ラクトン(好ましくは、カプロラクトンなどのC4-10ラクトン)を開環重合して得られるホモポリラクトン又はコポリラクトンが挙げられる。共重合成分には、繰り返し数が2〜4程度のオキシアルキレン単位を有するポリオキシC2-4アルキレングリコール[ジエチレングリコールなどのポリ(オキシ−C2-4アルキレン)単位を含むグリコールなど]や、炭素数6〜12程度の脂肪族ジカルボン酸(アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸など)などが含まれていてもよい。
具体的には、脂肪族ポリエステル系樹脂としては、例えば、ジカルボン酸成分とジオール成分との重縮合から得られるポリエステル系樹脂(例えば、ポリエチレンオギザレート、ポリブチレンオギザレート、ポリネオペンチレンオギザレートなどのポリC2-6アルキレンオギザレート;ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリネオペンチレンサクシネートなどのポリC2-6アルキレンサクシネート;ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリネオペンチレンアジペートなどのポリC2-6アルキレンアジペートなど)、ポリオキシカルボン酸系樹脂(例えば、ポリグリコール酸やポリ乳酸など)、ポリラクトン系樹脂[例えば、ポリカプロラクトン(ダイセル化学工業(株)製,PCLH7、PCLH4、PCLH1など)などのポリC3-12ラクトン系樹脂など]などが挙げられる。コポリエステルの具体例としては、例えば、2種類のジカルボン酸成分を用いたコポリエステル(例えば、ポリエチレンサクシネート−アジペート共重合樹脂、ポリブチレンサクシネート−アジペート共重合樹脂などのポリC2-4アルキレンサクシネート−アジペート共重合樹脂など)、ジカルボン酸成分とジオール成分とラクトンとから得られるコポリエステル(例えば、ポリカプロラクトン−ポリブチレンサクシネート共重合樹脂など)などが例示できる。
本発明で使用するポリエステル系樹脂は、ウレタン結合を含むポリエステル系樹脂(例えば、ウレタン結合を含む脂肪族ポリエステル系樹脂)であってもよい。ウレタン結合を含むポリエステル系樹脂は、前記ポリエステル系樹脂(低分子量ポリエステルジオールなど)をジイソシアネート(例えば、脂肪族ジイソシアネート)で高分子量化した樹脂が好ましい。
ジイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート(例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネートなど)、芳香脂肪族ジイソシアネート(例えば、キシリレンジイソシアネートなど)、脂環族ジイソシアネート(例えば、イソホロンジイソシアネートなど)、脂肪族ジイソシアネート(例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなど)等が挙げられる。これらのジイソシアネートは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのジイソシアネートのうち、脂肪族ジイソシアネート、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートが使用できる。
ウレタン結合を含むポリエステル系樹脂(例えば、脂肪族ポリエステル系樹脂)としては、昭和高分子(株)製の「ビオノーレ♯1000」、「ビオノーレ♯3000」、「ビオノーレ♯6000」のシリーズなどが挙げられる。
(2)ポリアミド系樹脂
ポリアミド系樹脂としては、例えば、脂肪族ポリアミド系樹脂、脂環族ポリアミド系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂などが挙げられ、通常、脂肪族ポリアミド系樹脂が使用される。これらのポリアミド系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ポリアミド系樹脂としては、例えば、脂肪族ポリアミド系樹脂、脂環族ポリアミド系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂などが挙げられ、通常、脂肪族ポリアミド系樹脂が使用される。これらのポリアミド系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
脂肪族ポリアミド系樹脂としては、脂肪族ジアミン成分(テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのC4-10アルキレンジアミン)と脂肪族ジカルボン酸成分(アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などのC4-20アルカンジカルボン酸など)との縮合物(例えば、ポリアミド46、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド1010、ポリアミド1012、ポリアミド1212など)、ラクタム(ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタムなどのC4-20ラクタムなど)又はアミノカルボン酸(ω−アミノウンデカン酸などの炭素数C4-20アミノカルボン酸など)の単独又は共重合体(例えば、ポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12など)、これらのポリアミド成分が共重合したコポリアミド(例えば、ポリアミド6/11,ポリアミド6/12,ポリアミド66/11,ポリアミド66/12など)などが挙げられる。
さらに、ポリアミド系樹脂は生分解性を有していてもよい。生分解性ポリアミド系樹脂としては、前記脂肪族ジアミン成分(テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのC4-10アルキレンジアミン)と前記脂肪族ジカルボン酸成分(アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などのC4-20アルカンジカルボン酸など)、前記脂肪族ジオール成分(エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオールなどのC2-12アルキレングリコールなど)との縮合物であるポリエステルアミドが挙げられる。
(3)ポリウレタン系樹脂
ポリウレタン系樹脂は、ジイソシアネート類とポリオール類(例えばジオール類)と必要により鎖伸長剤との反応により得ることができる。ジイソシアネート類としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート類、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネート類、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート類、キシリレンジイソシアネートなどの芳香脂肪族ジイソシアネート類などが例示できる。
ポリウレタン系樹脂は、ジイソシアネート類とポリオール類(例えばジオール類)と必要により鎖伸長剤との反応により得ることができる。ジイソシアネート類としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート類、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネート類、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート類、キシリレンジイソシアネートなどの芳香脂肪族ジイソシアネート類などが例示できる。
ポリオール類としては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。ポリオール類の中でも特にジオール類(ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオールなど)が好ましい。これらのポリオール成分は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ジオール類としては、ポリエステルジオール(コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸などのC4-12脂肪族ジカルボン酸成分と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコールなどのC2-12脂肪族ジオール成分とから得られるポリエステルジオール、ε−カプロラクトンなどのC4-12ラクトン成分から得られるポリエステルジオール、前記脂肪族ジカルボン酸成分及び/又は前記脂肪族ジオール成分と、前記ラクトン成分から得られるポリエステルジオールなど)、ポリエーテルジオール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポリオキシテトラメチレングリコール、ビスフェノールA−アルキレンオキサイド付加体など)、ポリエステルエーテルジオール(ジオール成分の一部として上記ポリエーテルジオールを用いたポリエステルジオール)などが利用できる。
さらに、鎖伸長剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのC2-10アルキレングリコールの他、ジアミン類[脂肪族ジアミン類(エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミンなど直鎖又は分岐鎖状アルキレンジアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレントリアミンなどの直鎖又は分岐鎖状ポリアルキレンポリアミンなど)、脂環族ジアミン類(イソホロンジアミンなど)、芳香族ジアミン類(フェニレンジアミン、キシリレンジアミンなど)など]も使用できる。これらのポリウレタン系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(4)ポリ(チオ)エーテル系樹脂
ポリ(チオ)エーテル系樹脂には、ポリアルキレングリコール、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスルフィド系樹脂(ポリチオエーテル系樹脂)が含まれる。ポリアルキレングリコールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体などのアルキレングリコールの単独又は共重合体(ポリC2-4アルキレングリコールなど)などが含まれる。これらのポリ(チオ)エーテル系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ポリ(チオ)エーテル系樹脂には、ポリアルキレングリコール、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリスルフィド系樹脂(ポリチオエーテル系樹脂)が含まれる。ポリアルキレングリコールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体などのアルキレングリコールの単独又は共重合体(ポリC2-4アルキレングリコールなど)などが含まれる。これらのポリ(チオ)エーテル系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(5)ポリカーボネート系樹脂
ポリカーボネート系樹脂には、ビスフェノール類(ビスフェノールAなど)をベースとする芳香族ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートなどの脂肪族ポリカーボネートなどが含まれる。これらのポリカーボネート系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ポリカーボネート系樹脂には、ビスフェノール類(ビスフェノールAなど)をベースとする芳香族ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートなどの脂肪族ポリカーボネートなどが含まれる。これらのポリカーボネート系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(6)ポリスルホン系樹脂
ポリスルホン系樹脂には、ジハロゲノジフェニルスルホン(ジクロロジフェニルスルホンなど)とビスフェノール類(ビスフェノールA又はその金属塩など)との重縮合により得られるポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリルスルホン樹脂(商品名:RADEL)などが例示できる。これらのポリスルホン系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ポリスルホン系樹脂には、ジハロゲノジフェニルスルホン(ジクロロジフェニルスルホンなど)とビスフェノール類(ビスフェノールA又はその金属塩など)との重縮合により得られるポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリルスルホン樹脂(商品名:RADEL)などが例示できる。これらのポリスルホン系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(7)ポリオレフィン系樹脂
ポリオレフィン系樹脂には、α−C2-6オレフィンの単独又は共重合体、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ(メチルペンテン−1)などのオレフィンの単独又は共重合体、オレフィンと共重合性単量体との共重合体(エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体など)が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ポリオレフィン系樹脂には、α−C2-6オレフィンの単独又は共重合体、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ(メチルペンテン−1)などのオレフィンの単独又は共重合体、オレフィンと共重合性単量体との共重合体(エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体など)が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(8)(メタ)アクリル系樹脂
(メタ)アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル系単量体((メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸C1-18アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリロニトリルなど)の単独又は共重合体、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸メチルなどのポリ(メタ)アクリル酸エステル、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体(MS樹脂など)などが挙げられる。好ましい(メタ)アクリル系樹脂には、ポリ(メタ)アクリル酸C1-5アルキル、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体(MS樹脂など)などが含まれる。これらの(メタ)アクリル系樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(メタ)アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル系単量体((メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸C1-18アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリロニトリルなど)の単独又は共重合体、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸メチルなどのポリ(メタ)アクリル酸エステル、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、メタクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体(MS樹脂など)などが挙げられる。好ましい(メタ)アクリル系樹脂には、ポリ(メタ)アクリル酸C1-5アルキル、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体(MS樹脂など)などが含まれる。これらの(メタ)アクリル系樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(9)スチレン系樹脂
スチレン系樹脂としては、スチレン系単量体(スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなど)の単独又は共重合体(ポリスチレン、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−α−メチルスチレン共重合体など)、スチレン系単量体と共重合性単量体との共重合体(スチレン−アクリロニトリル共重合体(AS樹脂)、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体(MS樹脂など)、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体などの共重合体など;アクリロニトリル−アクリル酸エステル−スチレン共重合体(AAS樹脂)、アクリロニトリル−塩素化ポリエチレン−スチレン共重合体(ACS樹脂)、アクリロニトリル−酢酸ビニル−スチレン共重合体(AXS樹脂)などのスチレン系グラフト共重合体;ゴム成分の存在下、少なくともスチレン系単量体をグラフト重合したグラフト重合体、例えば、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS、又はゴムグラフトポリスチレン系樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン共重合体(AES樹脂)など)などが挙げられる。これらのスチレン系樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
スチレン系樹脂としては、スチレン系単量体(スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなど)の単独又は共重合体(ポリスチレン、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−α−メチルスチレン共重合体など)、スチレン系単量体と共重合性単量体との共重合体(スチレン−アクリロニトリル共重合体(AS樹脂)、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン共重合体(MS樹脂など)、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体などの共重合体など;アクリロニトリル−アクリル酸エステル−スチレン共重合体(AAS樹脂)、アクリロニトリル−塩素化ポリエチレン−スチレン共重合体(ACS樹脂)、アクリロニトリル−酢酸ビニル−スチレン共重合体(AXS樹脂)などのスチレン系グラフト共重合体;ゴム成分の存在下、少なくともスチレン系単量体をグラフト重合したグラフト重合体、例えば、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS、又はゴムグラフトポリスチレン系樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン共重合体(AES樹脂)など)などが挙げられる。これらのスチレン系樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(10)ビニル系樹脂
ビニル系樹脂には、ビニル系単量体の単独又は共重合体、あるいは他の共重合可能なモノマーとの共重合体などが含まれる。ビニル系単量体としては、例えば、ハロゲン含有ビニル単量体[例えば、塩素含有ビニル単量体(例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、クロロプレンなど)、フッ素含有ビニル単量体(例えば、フルオロエチレンなど)など]、カルボン酸ビニルエステル[酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、クロトン酸ビニル、安息香酸ビニルなどのビニルエステルなど]などが挙げられる。これらのビニル系樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ビニル系樹脂には、ビニル系単量体の単独又は共重合体、あるいは他の共重合可能なモノマーとの共重合体などが含まれる。ビニル系単量体としては、例えば、ハロゲン含有ビニル単量体[例えば、塩素含有ビニル単量体(例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、クロロプレンなど)、フッ素含有ビニル単量体(例えば、フルオロエチレンなど)など]、カルボン酸ビニルエステル[酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、クロトン酸ビニル、安息香酸ビニルなどのビニルエステルなど]などが挙げられる。これらのビニル系樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
ビニル系樹脂としては、例えば、塩化ビニル系樹脂(例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体など)、フッ素樹脂(例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体など)、ビニルエステル系樹脂(例えば、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニル−エチレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体など)などが挙げられる。
また、ビニル系樹脂には、前記ビニルエステル系樹脂の誘導体、例えば、ビニルアルコール系樹脂(例えば、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラールなどのポリビニルアセタール;前記酢酸ビニル系共重合体のケン化物、例えば、エチレンービニルアルコール共重合体など)なども含まれる。これらのビニルアルコール系樹脂のうち、酢酸ビニル系共重合体のケン化物、特に、エチレン−ビニルアルコール共重合体が好ましい。酢酸ビニル系共重合体のケン化物において、疎水性コモノマーユニット(例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体におけるエチレンユニットなど)の割合を調整することにより、親水性の程度を調整してもよい。酢酸ビニル系共重合体のケン化物を親水性樹脂として用いる場合には、助剤成分(B)に対する親和性の点から、疎水性コモノマーユニットの割合を、例えば、10〜40重量%程度に調整してもよい。
(11)セルロース誘導体
セルロース誘導体としては、セルロースエステル類(セルロースアセテート、セルロースフタレートなど)、セルロースカーバメート類(セルロースフェニルカーバメートなど)、セルロースエーテル類(シアノエチルセルロースなど)が挙げられる。これらのセルロース誘導体は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
セルロース誘導体としては、セルロースエステル類(セルロースアセテート、セルロースフタレートなど)、セルロースカーバメート類(セルロースフェニルカーバメートなど)、セルロースエーテル類(シアノエチルセルロースなど)が挙げられる。これらのセルロース誘導体は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
セルロースエステルとしては、例えば、セルロースジアセテート、セルローストリアセテートなどのセルロースアセテート(酢酸セルロース)、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等の有機酸エステル(又はアシルセルロース);硝酸セルロース、硫酸セルロース、リン酸セルロース等の無機酸エステル;硝酸酢酸セルロースなどの混酸エステル等が挙げられる。
セルロースエーテルとしては、例えば、アルキルセルロース(例えば、エチルセルロース、イソプロピルセルロース、ブチルセルロースなどのC2-6アルキルセルロースなど)、アラルキルセルロース(例えば、ベンジルセルロースなど)、シアノエチルセルロース等が挙げられる。
生分解性の点からは、セルロース誘導体の置換度は低いのが好ましく、例えば、平均置換度2.5以下、好ましくは2以下(例えば、0.1〜2程度)、さらに好ましくは1.5以下(例えば、0.1〜1.5程度)である。
(12)熱可塑性エラストマー
熱可塑性エラストマーには、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの熱可塑性エラストマーは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
熱可塑性エラストマーには、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの熱可塑性エラストマーは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
熱可塑性エラストマーがブロック共重合体であるとき、ブロック構造は特に制限されず、トリブロック構造、マルチブロック構造、星形ブロック構造などであってもよい。
樹脂成分などの有機固体成分(B)の熱変形温度(例えば、有機固体成分(B)の融点又は軟化点、JIS K 7206で規定されるビカット軟化点)は、60〜300℃の範囲から選択でき、例えば、80〜260℃、好ましくは100〜240℃(例えば110〜240℃)、さらに好ましくは120〜230℃(例えば130〜220℃)程度である。
好ましい樹脂としては、水不溶性熱可塑性樹脂(又は疎水性熱可塑性樹脂)、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂(例えば、ハロゲン含有樹脂、ビニルエステル系樹脂、ビニルアルコール系樹脂など)、生分解性樹脂[例えば、脂肪族ポリエステル系樹脂(例えば、ポリ乳酸系樹脂やポリC3-12ラクトン系樹脂など)、ポリエステルアミドなどの生分解性ポリエステル系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、前記セルロース誘導体]などが挙げられる。なお、水溶性助剤(A)との溶融混練を容易にするために、アミノ基、ヒドロキシル基やカルボキシル基などの親水性基を有する樹脂を使用してもよい。また、樹脂成分を前記生分解性樹脂で構成すると、生分解性に優れる樹脂粒子を得ることもできる。
また、本発明では、樹脂の重合方法の種類に限られず、付加重合反応可能な単量体を用いた樹脂を用いても分散体や樹脂粒子を得ることができるが、乳化重合や懸濁重合などでは得られない非付加重合反応により得られるような樹脂であっても、樹脂粒子(特に、球状樹脂粒子)を得ることができる。
樹脂成分(熱可塑性樹脂など)の平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算の重量平均分子量、又は粘度平均分子量で、例えば、500,000以下(例えば、10,000〜500,000程度)、好ましくは50,000〜400,000程度、さらに好ましくは10,000〜350,000程度であってもよい。なお、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量の測定が困難なセルロース誘導体などの熱可塑性樹脂については、粘度平均分子量を採用できる。なお、樹脂成分の重量平均分子量は、樹脂成分の混練時間や混練温度などによっても調節できる。
前記組成物及び分散体において、樹脂成分などの有機固体成分(B)と水溶性助剤(A)との割合(重量比)は、有機固体成分及び水溶性助剤の種類や粘度、有機固体成分と水溶性助剤との相溶性などに応じて選択でき、特に制限されないが、通常、成形性を損なわない割合、例えば、有機固体成分(B)/水溶性助剤(A)=55/45〜1/99、好ましくは50/50〜5/95、さらに好ましくは45/55〜10/90程度である。
なお、成形体(樹脂成形体など)が多孔質である場合、樹脂成分などの有機固体成分(B)と水溶性助剤(A)との割合(重量比)は、樹脂成分などの有機固体成分(B)/水溶性助剤(A)=75/25〜10/90の範囲から選択でき、好ましくは60/40〜15/85(例えば、50/50〜15/85)、さらに好ましくは40/60〜25/75程度である。例えば、樹脂成分などの有機固体成分(B)/水溶性助剤(A)(重量比)=40/60〜25/75程度であるとき、多孔質の樹脂成形体は、分離膜として有用である。また、成形体(樹脂成形体)が粉粒体(有機固体粒子)である場合、樹脂成分などの有機固体成分(B)と水溶性助剤(A)との割合(重量比)は、前記有機固体成分(B)/水溶性助剤(A)の割合と同様である。
本発明において、樹脂成分などの有機固体成分(B)と水溶性助剤(A)とは同一又は異なる溶融粘度(せん断粘度)を有していてもよい。特に、水溶性助剤(A)の溶融粘度を、樹脂成分などの有機固体成分(B)の溶融粘度に近づけると、樹脂成分などの有機固体成分(B)の分散性を向上でき、分散相(及び得られる有機固体粒子)の粒子径を小さくできるとともに、粒度分布を狭くできる。
例えば、分散体の調製に伴う樹脂成分と水溶性助剤(A)との溶融混練温度において、孔径1mm、長さ40mmのキャピラリを用いて、せん断速度126sec-1で測定した前記樹脂成分などの有機固体成分(B)のせん断粘度ηBと前記水溶性助剤(A)のせん断粘度ηAとの比ηB/ηAを小さくすることにより、平均粒子径の変動係数を低減でき、樹脂粒子の粒子径をコントロールすることができる。前記せん断粘度比ηB/ηAは、通常、20/1以下(例えば、0.05/1〜20/1程度)、好ましくは0.06/1〜15/1、さらに好ましくは0.1/1〜10/1程度であってもよい。なお、平均粒子径の変動係数は、樹脂成分などの有機固体成分(B)と水溶性助剤(A)との組合せや加工温度(混合温度又は混練温度など)を調整することにより、コントロールできる。
なお、樹脂成分などの有機固体成分(B)の前記せん断粘度ηBは、水溶性助剤(A)のせん断粘度ηAに応じて適宜選択でき、例えば、樹脂成分においては、50〜1000Pa・sec、好ましくは100〜900Pa・sec、さらに好ましくは150〜800Pa・sec程度であってもよい。また、水溶性助剤(A)のせん断粘度ηAは、前記の通りであり、例えば、5〜250Pa・sec、好ましくは10〜150Pa・sec(例えば、20〜150Pa・sec)、さらに好ましくは40〜130Pa・sec程度であってもよい。
本発明において、前記組成物又は分散体には、必要に応じて、種々の添加剤、例えば、フィラー(粉粒状フィラー、ガラス繊維などの繊維状フィラーなど)、可塑剤又は軟化剤、光分解性付与剤(アナターゼ型酸化チタンなど)、滑剤、安定剤(熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候(光)安定剤など)、紫外線散乱剤(酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化鉄などの金属酸化物の粉末など)、分散剤、難燃剤、帯電防止剤、着色剤[油溶性有機染料などの染料;無機又は有機顔料(例えば、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属(粉末);マグネタイト、フェライトなどの強磁性合金(粉末);磁性酸化鉄などの強磁性金属酸化物(粉末)などの強磁性材料も含む)など]、電荷制御剤(ニグロシン染料、トリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、アミン系化合物などの正荷電制御剤;サリチル酸金属錯体、アゾ染料金属錯体、銅フタロシアニン染料、ニトロイミダゾール誘導体、尿素誘導体などの負電荷制御剤など)、流動化剤、ワックス類[ポリエチレンワックス、エチレン共重合体ワックス、ポリプロピレンワックスなどのオレフィン系ワックス;パラフィンワックス;高級脂肪酸又はその誘導体(塩、多価アルコールエステル、アミドなど);エステル系ワックスなど]、架橋剤などの他の添加剤を含んでいてもよい。なお、添加剤は、分散体を構成する分散相(樹脂成分などの有機固体成分(B)を構成する各樹脂など)及びマトリックスのいずれに含有させてもよい。
前記添加剤は、樹脂粒子の用途などに応じて選択でき、例えば、化粧品(ファンデーション、白粉、頬紅など)などの用途では、紫外線吸収剤(ベンゾフェノン系吸収剤、ケイ皮酸系吸収剤、p−アミノ安息香酸系吸収剤、サリチル酸系吸収剤、ジベンゾイルメタン系吸収剤、ウロカニン酸又はそのエステル、β−イソプロピルフラノン、β−カロチンなど)、前記紫外線散乱剤、着色剤などを使用してもよい。トナーなどの画像記録材料用途では、例えば、電荷制御剤、流動化剤、ワックス類、着色剤などを用いてもよい。また、塗料などの用途では、例えば、架橋剤、耐候(光)安定剤、紫外線吸収剤、流動化剤、着色剤などを使用してもよい。
これらの添加剤は、それぞれ有効量であればよく、例えば、樹脂100重量部に対して、添加剤の総量は、0〜100重量部程度の範囲から選択でき、例えば、0〜50重量部(例えば、0〜30重量部)、好ましくは0.05〜20重量部(例えば、0.1〜20重量部)程度、さらに好ましくは0.1〜10重量部(例えば、0.5〜10重量部)程度であってもよい。
本発明の分散体において、分散相の平均粒子径は、特に制限されず、用途に応じて0.05μm〜1mm程度の範囲から選択でき、0.1〜800μm、好ましくは0.1〜100μm、さらに好ましくは0.2〜50μm、特に1〜40μm程度であってもよい。また、有機固体成分(B)や水溶性助剤(A)の種類を適宜選択することにより、有機固体粒子の平均粒子径を、例えば、0.05〜100μm、好ましくは0.05〜10μm、さらに好ましくは0.05〜5μm、特に0.1〜3μm程度にまで小さくすることもできる。
本発明では、分散相の粒子サイズを均一にして粒度分布(変動係数)を小さくできる。分散相の平均粒子径の変動係数(%)([粒子径の標準偏差/平均粒子径]×100)は、例えば、60以下(例えば5〜60程度)、好ましくは50以下(例えば、10〜50程度)、さらに好ましくは40以下(例えば、10〜40程度)であってもよい。
本発明の組成物又は分散体において、分散相の形状は、粒子状であればよく、例えば、球状、楕円体状、多角体状、角柱状、円柱状、棒状、不定形状などであってもよい。
なお、球状分散体(又は球状粒子)には、真球状に限らず、例えば、長径と短径との長さ比が、例えば、長径/短径=1.5/1〜1/1程度である形状も含まれる。長径と短径との長さ比は、好ましくは長径/短径=1.3/1〜1/1(例えば、1.2/1〜1/1)、さらに好ましくは1.1/1〜1/1程度であってもよい。
[有機固体粒子などの成形体の製造方法]
本発明では、水溶性助剤(A)と、溶融可能な有機固体成分(B)とを溶融混練し、生成した混練物(又は分散体)から前記水溶性助剤(A)を溶出し、前記有機固体成分(B)で構成された成形体(粒子又は多孔体など)を製造する。前記混練物(又は分散体)が、水溶性助剤(A)で構成されたマトリックス(連続相)中に、有機固体成分(B)で構成された分散相が独立した相分離構造(海島構造)を有する場合には、分散相に対応する有機固体粒子を得ることができ、有機固体成分(B)のマトリックス中に水溶性助剤(A)で構成された分散相が分散した構造を有する場合には、多孔体を得ることができる。
本発明では、水溶性助剤(A)と、溶融可能な有機固体成分(B)とを溶融混練し、生成した混練物(又は分散体)から前記水溶性助剤(A)を溶出し、前記有機固体成分(B)で構成された成形体(粒子又は多孔体など)を製造する。前記混練物(又は分散体)が、水溶性助剤(A)で構成されたマトリックス(連続相)中に、有機固体成分(B)で構成された分散相が独立した相分離構造(海島構造)を有する場合には、分散相に対応する有機固体粒子を得ることができ、有機固体成分(B)のマトリックス中に水溶性助剤(A)で構成された分散相が分散した構造を有する場合には、多孔体を得ることができる。
混練は、慣用の混練機(例えば、単軸もしくは二軸スクリュー押出機、ニーダー、カレンダーロールなど)を用いて行なうことができる。また混練に先立ち、各成分は、予め凍結粉砕機などで粉体状に予備加工したり、ヘンシェルミキサー、タンブルミキサー、ボールミルなどで予備混練してもよい。なお、有機固体成分と水溶性助剤との相溶性、溶融粘度、混練条件(例えば、混練時間、混練温度など)、成形加工温度並びに冷却条件(例えば、冷却時間、冷却温度など)を調整することにより、多孔体の平均孔径や粒子の平均粒子径を調製できる。
水溶性助剤(A)は、混練物(溶融混練物)から溶出させてもよく、混練した組成物を、成形し、得られた予備成形体から溶出させてもよい。予備成形体の成形法としては、例えば、押出成形、射出成形、ブロー成形、カレンダー成形などが挙げられ、通常、生産性や加工の容易さの点から、押出成形又は射出成形が使用される。
予備成形体(又は分散体)の形状は、特に制限されず、0次元的形状(粒状、ペレット状など)、1次元的形状(ストランド状、棒状など)、2次元的形状(板状、シート状、フィルム状など)、3次元的形状(管状、ブロック状など)などであってもよい。水溶性助剤の溶出性を考慮すると、ストランド状、棒状、シート状、又はフィルム状に加工することが望ましい。
なお、混練温度や成形加工温度は、使用される原材料(例えば、樹脂成分及び水溶性助剤)に応じて適宜設定することが可能であり、例えば、90〜300℃、好ましくは110〜260℃(例えば、170〜250℃)、さらに好ましくは140〜240℃(例えば、170〜240℃)、特に170〜230℃(例えば、180〜220℃)程度である。水溶性助剤(オリゴ糖および可塑化成分)の熱分解を避けるため、混練温度や成形加工温度を230℃以下にしてもよい。また、混練時間は、例えば、10秒〜1時間の範囲から選択してもよく、通常30秒〜45分、好ましくは1〜30分(例えば、1〜10分)程度である。
混練及び/又は成形加工により得られた溶融物(例えば、混練物、予備成形体)は、必要により適宜冷却してもよい。このように、溶融物を冷却することにより、溶融状態において、樹脂成分などの有機固体成分(B)と、水溶性助剤(A)とが相溶であっても、冷却に伴って、表面張力、結晶化などの固化速度の相違などにより分散相を形成でき、分散体を得ることもできる。
冷却温度は、有機固体成分(B)の熱変形温度、又は水溶性助剤(A)の融点若しくは軟化点よりも少なくとも10℃程度低い温度であればよく、例えば、上記温度(樹脂成分などの有機固体成分の熱変形温度、又は水溶性助剤の融点若しくは軟化点)より10〜100℃程度低い温度、好ましくは前記温度より15〜80℃程度低い温度、さらに好ましくは前記温度より20〜60℃程度低い温度であってもよい。具体的には、例えば、冷却温度は、有機固体成分又は水溶性助剤の種類に応じて5〜150℃の範囲から選択でき、例えば、10〜120℃(例えば、10〜60℃)、好ましくは15〜100℃(例えば、15〜50℃)、さらに好ましくは20〜80℃(例えば、20〜40℃)程度であってもよい。冷却時間は、有機固体成分や水溶性助剤の種類、冷却温度等に応じて適宜設定でき、例えば、30秒〜20時間の広い範囲から選択してもよく、例えば、45秒〜10時間、好ましくは1分〜5時間(例えば、1分〜1時間)、さらに好ましくは1.5〜30分程度であってもよい。
また、混練条件(例えば、混練時間、混練温度など)や冷却条件(例えば、冷却時間、冷却温度など)を調整することにより、分散相(又は樹脂粒子など)の平均粒子径を変化させたり、粒度分布幅をさらに狭めることもできる。
このようにして得られた分散体では、水溶性助剤(A)が、前記特性を有するため、水溶性助剤を速やかに溶出又は抽出でき、前記有機固体粒子又は多孔体を効率よく得ることができる。
水溶性助剤(A)の溶出(又は洗浄)は、水性溶媒、例えば、水、水溶性溶媒(例えば、アルコール類(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなど)、エーテル類(セロソルブ、ブチルセロソルブなど)など)などを用いることにより行うことができる。これらの水性溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。環境への負荷が少なく、工業コストを低減できるため、溶出溶媒として水を用いるのが好ましい。
水溶性助剤(A)の溶出は、慣用の方法、例えば、前記分散体(又は予備成形体)を、前記水性媒体中に浸漬、分散して、水溶性助剤を溶出または洗浄(水性溶媒に移行)することに行うことができる。なお、水溶性助剤の分散及び溶出を促進するため、適宜、撹拌などを行ってもよい。
水溶性助剤は、例えば、加圧下において、溶出させてもよいが、通常、常圧下(例えば、10万Pa程度)又は減圧下において溶出できる。また、水溶性助剤の溶出温度は、樹脂成分及び水溶性助剤に応じて、適宜設定することができ、通常、樹脂成分の融点又は軟化点未満の温度、例えば10〜100℃、好ましくは25〜90℃、さらに好ましくは30〜80℃(例えば、40〜80℃)程度である。
有機固体成分(B)で構成された成形体(樹脂粒子などの有機固体粒子、多孔体)は、慣用の分離(回収)方法、例えば、濾過、遠心分離などを用いて回収できる。なお、多孔体の平均孔径は、特に制限されず、用途に応じて0.1μm〜1mm程度の範囲から選択でき、例えば、0.1〜800μm(例えば0.1〜500μm)、好ましくは0.1〜100μm(例えば、0.5〜80μm)、さらに好ましくは0.5〜50μm(例えば、1〜40μm)程度であってもよい。また、孔径の変動係数([孔径の標準偏差/平均孔径]×100)は、60%以下(例えば5〜60%程度)、さらに好ましくは50%以下(例えば、10〜50%程度)であってもよい。
得られた成形体(有機固体粒子など)中には、水溶性助剤が実質的に残留していないことが望ましいが、例えば、洗浄過程のコスト削減などの点から、水溶性助剤が成形体(樹脂粒子など)に少量残存していても、水溶性助剤が天然物由来の化合物(食品又は食品添加物なども含む)であるため、得られた成形体に与える悪影響は小さく、安全性も高い。なお、成形体(有機固体粒子など)における水溶性助剤(A)の残存割合は、例えば、3重量%以下(例えば0〜3重量%)、好ましくは1重量%以下(例えば、0〜1重量%)、さらに好ましくは0.5重量%以下(例えば、0.001〜0.5重量%)であってもよい。本発明では、水溶性助剤の溶出性が高いため、成形体(有機固体粒子など)における水溶性助剤(A)の含有量を大きく低減できる。例えば、前記水溶性助剤(A)の含有量は、成形体(有機固体粒子など)全体に対して、重量基準で、10,000ppm以下(例えば、0〜10,000ppm程度)、好ましくは3,000ppm以下(例えば、0〜3,000ppm程度)、さらに好ましくは1,000ppm以下(例えば、0〜1,000ppm程度)、特に500ppm以下(例えば、0〜500ppm程度)であり、300ppm以下(例えば、1〜300ppm程度)に容易に低減させることもできる。また、前記水溶性助剤(A)の含有量は、通常、検出限界以下の濃度である場合が多い。
なお、溶媒で溶出又は抽出された水溶性助剤は、慣用の分離手段(例えば、蒸留、濃縮、再結晶、乾燥(フリーズドライ)など)を用いて簡便に回収できる。
本発明には、前記製造方法により得られる樹脂粒子も含まれる。樹脂粒子の形状、平均粒子径、平均粒子径の変動係数は、前記分散相と同様の範囲から選択できる。また、樹脂粒子の長径と短径との比も前記分散相と同様の範囲から選択できる。なお、樹脂粒子の形状やサイズは、前記溶出溶媒(水性溶媒)に樹脂成分などの有機固体成分(B)が溶出しない限り、前記分散相の形状やサイズがそのまま維持される。なお、樹脂粒子は、必要に応じて、分級などの手段により、粒子サイズを揃えてもよい。
本発明の方法により得られた樹脂粒子は、粒子サイズが均一であるので、化粧品(例えば、ファンデーション、白粉、頬紅、アイシャドーなど)、インクジェットプリントなどに使用されるインク(ポリマーインクも含む)や着色トナーなどの画像記録材料、塗料やコート剤(粉体塗装又はスラリー塗装用塗料など)、印刷インキの着色剤などに有用である。また、樹脂粒子は、他の微粒子(例えば、無機微粒子など)との混合適性を改良するために使用してもよく、ブロッキング防止剤(例えば、成形体のブロッキング防止剤)、スペーサー(液晶スペーサーなど)、シート又はフィルム用添加剤、半導体のケミカルメカニカルポリッシング(CMP)用の研磨剤などとしても使用できる。
また、生分解性の樹脂成分を用いて得られる生分解性樹脂粒子は、生分解性に優れるため、農薬、医薬、塗料(例えば、粉体塗料、船底用塗料など)、コーティング剤、接着剤などのファインケミカル分野における原料又は添加剤などとしても有用である。さらに、農林水産業用、土木用及び建設用フィルムやシートなどへの添加剤、使い捨てオムツなどの衛生用品材料、生体内分解吸収性を必要とする医用素材や徐放性を必要とする徐放性材料などとしても利用できる。また、多孔体は分離膜などとして利用できる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
実施例1〜5及び比較例1〜3
実施例及び比較例では、以下のオリゴ糖、水溶性可塑化成分及び樹脂を用いた。
実施例及び比較例では、以下のオリゴ糖、水溶性可塑化成分及び樹脂を用いた。
(水溶性助剤)
(A1)オリゴ糖
(A1-1):デンプン糖(日本食品化工(株)製、デンプン糖化物フジオリゴ450P)
(A1-2):デンプン糖(東和化成工業(株)製、還元デンプン糖化物PO−10)
(A2)水溶性可塑化成分
糖アルコール:ソルビトール(東和化成工業(株)製、ソルビット)。
(A1)オリゴ糖
(A1-1):デンプン糖(日本食品化工(株)製、デンプン糖化物フジオリゴ450P)
(A1-2):デンプン糖(東和化成工業(株)製、還元デンプン糖化物PO−10)
(A2)水溶性可塑化成分
糖アルコール:ソルビトール(東和化成工業(株)製、ソルビット)。
(A3)ポリエチレングリコール
(A3-1)ポリエチレングリコール1000(和光純薬工業(株)製、分子量1000)
(A3-2)ポリエチレングリコール20000(和光純薬工業(株)製、分子量20000)
(A3-3)ポリエチレングリコール70000(和光純薬工業(株)製、分子量70000)
(樹脂成分)
ポリカプロラクトン−ポリブチレンサクシネート共重合樹脂(ダイセル化学工業(株)製、セルグリーン CBS178)
表1に示す組成割合でオリゴ糖と水溶性可塑化成分とを、ブラベンダー(東洋精機(株)製、ラボプラストミル)により設定温度180℃で5分間溶融混練し、水溶性助剤(水溶性加工助剤)を調製した。この水溶性助剤について、剪断応力の温度依存特性、剪断粘度、10重量%水溶液粘度、水中での重量半減時間を下記の方法で測定した。
(A3-1)ポリエチレングリコール1000(和光純薬工業(株)製、分子量1000)
(A3-2)ポリエチレングリコール20000(和光純薬工業(株)製、分子量20000)
(A3-3)ポリエチレングリコール70000(和光純薬工業(株)製、分子量70000)
(樹脂成分)
ポリカプロラクトン−ポリブチレンサクシネート共重合樹脂(ダイセル化学工業(株)製、セルグリーン CBS178)
表1に示す組成割合でオリゴ糖と水溶性可塑化成分とを、ブラベンダー(東洋精機(株)製、ラボプラストミル)により設定温度180℃で5分間溶融混練し、水溶性助剤(水溶性加工助剤)を調製した。この水溶性助剤について、剪断応力の温度依存特性、剪断粘度、10重量%水溶液粘度、水中での重量半減時間を下記の方法で測定した。
(剪断応力の温度依存特性)
レオメータ(Physica社製)において、パラレルプレート(φ25mm)を用い、ギャップ1mm、歪み量1%、周波数1sec-1の条件で、温度160℃から80℃まで降温速度2℃/分で温度を低下させながら剪断応力の温度依存性を測定した。なお、比較例1〜2のポリエチレングリコールについては測定しなかった。結果を図1に示す(実施例4の水溶性助剤については省略)。
レオメータ(Physica社製)において、パラレルプレート(φ25mm)を用い、ギャップ1mm、歪み量1%、周波数1sec-1の条件で、温度160℃から80℃まで降温速度2℃/分で温度を低下させながら剪断応力の温度依存性を測定した。なお、比較例1〜2のポリエチレングリコールについては測定しなかった。結果を図1に示す(実施例4の水溶性助剤については省略)。
そして、以下の基準で、凝固性又は固化性を評価した。
○:剪断応力の温度依存特性において、20℃の温度低下に対して剪断応力が5倍以上上昇する領域を有する
×: 上記領域がない
また、剪断応力が100Paの温度をT(100)、剪断応力が1000Paの温度をT(1000)としたとき、上記剪断応力に対応する温度差△T=(T(100)-T(1000))と、1℃当たりの剪断応力の変化値△(1000Pa−100Pa)/△(T(100)-T(1000))=△S/△Tとを算出した。
×: 上記領域がない
また、剪断応力が100Paの温度をT(100)、剪断応力が1000Paの温度をT(1000)としたとき、上記剪断応力に対応する温度差△T=(T(100)-T(1000))と、1℃当たりの剪断応力の変化値△(1000Pa−100Pa)/△(T(100)-T(1000))=△S/△Tとを算出した。
(剪断粘度)
東洋精機(株)製キャピログラフを用い、孔径(D)1mm及び長さ(L)40mmのキャピラリーを用いて、温度180℃及び剪断速度126sec-1で剪断粘度を測定した。
東洋精機(株)製キャピログラフを用い、孔径(D)1mm及び長さ(L)40mmのキャピラリーを用いて、温度180℃及び剪断速度126sec-1で剪断粘度を測定した。
(10重量%水溶液粘度)
水溶性助剤の10重量%水溶液の粘度を、B型粘度計(BROOKFIELD ENGINEERING LABORATORIES社製, DIAL VISCOMETER LV-T)で温度25℃で測定した。
水溶性助剤の10重量%水溶液の粘度を、B型粘度計(BROOKFIELD ENGINEERING LABORATORIES社製, DIAL VISCOMETER LV-T)で温度25℃で測定した。
(水中での重量半減時間)
必要により加温したプレス機を用い、水溶性助剤を25mm×25mm×3mmの板状成形体に成形し、初期重量W1を測定し、25℃の蒸留水500ml中に沈め、600秒後に取り出し、乾燥により水を除去した後、重量W2を測定し、下記式により重量半減時間を算出した。
必要により加温したプレス機を用い、水溶性助剤を25mm×25mm×3mmの板状成形体に成形し、初期重量W1を測定し、25℃の蒸留水500ml中に沈め、600秒後に取り出し、乾燥により水を除去した後、重量W2を測定し、下記式により重量半減時間を算出した。
W1/(W1−W2)×600×0.5
(式中、W1は浸漬前の板状成形体の初期重量、W2は板状成形体を600秒間浸漬した後、乾燥により水分を除去した後の重量を示す)
また、有機固体成分としての樹脂との溶融混練適性を次のようにして評価した。
(式中、W1は浸漬前の板状成形体の初期重量、W2は板状成形体を600秒間浸漬した後、乾燥により水分を除去した後の重量を示す)
また、有機固体成分としての樹脂との溶融混練適性を次のようにして評価した。
(溶融混練適性)
樹脂[ポリカプロラクトン−ポリブチレンサクシネート共重合樹脂(ダイセル化学工業(株)製、セルグリーン CBS178)]20重量部と、各実施例及び比較例の水溶性助剤80重量部との樹脂組成物を180℃でブラベンダー(東洋精機(株)製、ラボプラストミル)を用いて、回転数50rpmで5分間混練した。得られた混練混合物を水中に浸漬し、樹脂粒子の懸濁液を得た。孔径0.45μmのポリビニリデンフルオライド製のメンブレン膜を用いて、この懸濁液より不溶分を分離することにより樹脂粒子を回収した。
樹脂[ポリカプロラクトン−ポリブチレンサクシネート共重合樹脂(ダイセル化学工業(株)製、セルグリーン CBS178)]20重量部と、各実施例及び比較例の水溶性助剤80重量部との樹脂組成物を180℃でブラベンダー(東洋精機(株)製、ラボプラストミル)を用いて、回転数50rpmで5分間混練した。得られた混練混合物を水中に浸漬し、樹脂粒子の懸濁液を得た。孔径0.45μmのポリビニリデンフルオライド製のメンブレン膜を用いて、この懸濁液より不溶分を分離することにより樹脂粒子を回収した。
そして、回収された樹脂粒子の走査型電子顕微鏡写真を撮影し、球状粒子の割合に基づいて、以下の基準で溶融混練適性を評価した。
◎:樹脂粒子のうち95重量%以上が球状粒子である
○:85〜95重量%が球状粒子である
×:85重量%未満が球状粒子である。
○:85〜95重量%が球状粒子である
×:85重量%未満が球状粒子である。
(溶出・分離適性)
前記10重量%水溶液粘度と水中での重量半減時間との測定結果に基づいて、以下の基準で溶出・分離適性を評価した。
前記10重量%水溶液粘度と水中での重量半減時間との測定結果に基づいて、以下の基準で溶出・分離適性を評価した。
◎:前記10重量%水溶液粘度が5mPa・s以下であり、かつ水中での重量半減時間が700秒以下である
○:前記10重量%水溶液粘度が5mPa・sを越え10mPa・s以下であり、かつ水中での重量半減時間が700秒を越え1500秒以下である
△:前記10重量%水溶液粘度が10mPa・s以下であるか、又は水中での重量半減時間が1500秒以下である(双方の条件のうちいずれか一方の条件だけを満たす)
×:前記10重量%水溶液粘度が10mPa・sを越えるとともに、水中での重量半減時間が1500秒を越える。
○:前記10重量%水溶液粘度が5mPa・sを越え10mPa・s以下であり、かつ水中での重量半減時間が700秒を越え1500秒以下である
△:前記10重量%水溶液粘度が10mPa・s以下であるか、又は水中での重量半減時間が1500秒以下である(双方の条件のうちいずれか一方の条件だけを満たす)
×:前記10重量%水溶液粘度が10mPa・sを越えるとともに、水中での重量半減時間が1500秒を越える。
なお、実施例及び比較例では、下記の成分を用いるとともに、樹脂粒子の平均粒子径及び粒径分布は下記の方法により測定した。
(樹脂粒子の平均粒径及び粒径分布)
樹脂粒子を乾燥した後、走査型電子顕微鏡を用いて微粒子形状を観察した。
(樹脂粒子の平均粒径及び粒径分布)
樹脂粒子を乾燥した後、走査型電子顕微鏡を用いて微粒子形状を観察した。
電子顕微鏡写真より無作為に選択した100個の粒子の粒径を測定し、数平均粒子径及び標準偏差を求めた。さらに、変動係数を下記式に従って算出した。
変動係数(%)=標準偏差/数平均粒子径×100
実施例及び比較例の結果を表1に示す。
実施例及び比較例の結果を表1に示す。
表1に示すように、比較例ではいずれも、測定温度では、剪断応力の温度依存特性において剪断応力が100Paに達しなかった。そのため、温度差△T=(T(100)-T(1000))と、1℃当たりの剪断応力の値△S/△Tを測定できなかった。また、比較例1で用いた水溶性成分は、溶出・分離性は高いものの、温度180℃及び剪断速度126sec-1での剪断粘度が小さく、樹脂との混練性が低い。また、比較例2及び3で用いた水溶性成分は、溶出・分離性が低く、樹脂成形体からの分離を工業的に行うことは困難である。
一方、実施例で用いた水溶性助剤は、いずれも高い剪断粘度、混練適性及び溶出・分離性を有するとともに、冷却による温度降下に伴って高い凝固性を有する。
Claims (18)
- オリゴ糖(A1)と、このオリゴ糖(A1)を可塑化するための水溶性可塑化成分(A2)とで構成され、かつ実質的に水を含むことなく溶融成形可能な水溶性助剤。
- オリゴ糖(A1)と、このオリゴ糖(A1)を可塑化するための水溶性可塑化成分(A2)とで構成され、かつ歪み量1%、周波数1sec-1で、温度160℃から80℃まで降温速度2℃/分で温度を低下させながら剪断応力の温度依存性を測定したとき、下記特性(II-1)〜(II-3)のうち少なくとも1つの特性を有する水溶性助剤。
(II-1)剪断応力の温度依存特性において、20℃の温度低下に対して剪断応力が5倍以上上昇する領域を有する
(II-2)剪断応力が100Paの温度をT(100)、剪断応力が1000Paの温度をT(1000)としたとき、温度差△T=(T(100)-T(1000))が5〜30℃である
(II-3)剪断応力が100Paの温度をT(100)、剪断応力が1000Paの温度をT(1000)としたとき、1℃当たりの剪断応力の変化値△S/△T=△(1000Pa−100Pa)/△(T(100)−T(1000))が10〜100Pa/℃である - オリゴ糖(A1)と、このオリゴ糖(A1)を可塑化するための水溶性可塑化成分(A2)とで構成されている助剤であって、(1)孔径1mm及び長さ40mmのキャピラリーを用いて、温度180℃及び剪断速度126sec-1で測定したとき、剪断粘度が8Pa・s以上であり、(2)25mm×25mm×3mmの板状成形体を25℃の蒸留水500ml中に600秒間浸漬したとき、下記式
W1/(W1−W2)×600×0.5
(式中、W1は浸漬前の板状成形体の重量、W2は板状成形体を600秒間浸漬した後、乾燥により水分を除去した後の重量を示す)
で表される水中での重量半減時間が1500秒以下であり、(3)B型粘度計で測定した10重量%水溶液の粘度が25℃で10mPa・s以下である水溶性助剤。 - 溶融可能な有機固体成分(B)と溶融混練して前記有機固体成分の成形体を生成するための助剤である請求項1〜3のいずれかの項に記載の水溶性助剤。
- 樹脂と溶融混練して溶融成形可能な請求項1〜3のいずれかの項に記載の水溶性助剤。
- オリゴ糖(A1)が少なくとも四糖類で構成されている請求項1〜3のいずれかの項に記載の水溶性助剤。
- オリゴ糖(A1)が、デンプン糖、ガラクトオリゴ糖、カップリングシュガー、フルクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖、大豆オリゴ糖、キチンオリゴ糖及びキトサンオリゴ糖から選択された少なくとも一種で構成されている請求項1〜3のいずれかの項に記載の水溶性助剤。
- オリゴ糖(A1)が、可塑化成分(A2)の融点又は軟化点より高い温度で、融点又は軟化点を示すか、若しくは分解する請求項項1〜3のいずれかの項に記載の水溶性助剤。
- 可塑化成分(A2)が、糖類及び糖アルコールから選択された少なくとも一種で構成されている請求項1〜3のいずれかの項に記載の水溶性助剤。
- 糖アルコールが、エリスリトール、ペンタエリスリトール、アラビトール、リビトール、キシリトール、ソルビトール、ズルシトール及びマンニトールから選択された少なくとも一種である請求項9記載の水溶性助剤。
- オリゴ糖(A1)と可塑化成分(A2)との割合(重量比)が、オリゴ糖(A1)/可塑化成分(A2)=99/1〜50/50である請求項1〜3のいずれかの項に記載の水溶性助剤。
- 請求項1〜3のいずれかの項に記載の水溶性助剤(A)と、溶融可能な有機固体成分(B)とを含む溶融成形可能な組成物。
- 水溶性助剤(A)と樹脂成分とを含む請求項12記載の組成物。
- オリゴ糖(A1)が、有機固形成分(B)の熱変形温度よりも高い温度で、融点又は軟化点を示すか、若しくは分解し、可塑化成分(A2)の融点又は軟化点が、有機固形成分(B)の熱変形温度以下である請求項12記載の組成物。
- 請求項1〜3のいずれかの項に記載の水溶性助剤(A)で構成されたマトリックスと、このマトリックス中に分散し、かつ溶融可能な有機固体成分(B)で構成された分散相とで構成されている分散体。
- 有機固体成分(B)と水溶性助剤(A)との割合 (重量比)が、有機固体成分(B)/水溶性助剤(A)=55/45〜1/99である請求項15記載の分散体。
- 請求項1〜3のいずれかの項に記載の水溶性助剤(A)と、溶融可能な有機固体成分(B)とを溶融混練し、生成した混練物から前記水溶性助剤(A)を溶出し、前記有機固体成分(B)で構成された成形体を製造する方法。
- 溶融可能な有機固体成分(B)で構成され、かつ請求項17記載の製造方法により得られる粒子。
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Cited By (5)
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JP2007119674A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Daicel Chem Ind Ltd | 水溶性助剤及びその用途 |
JP2008239638A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Daicel Chem Ind Ltd | 樹脂粒子およびその製造方法 |
JP6744517B1 (ja) * | 2019-11-07 | 2020-08-19 | 旭化成株式会社 | セルロース組成物、錠剤及び口腔内崩壊錠 |
RU2796502C1 (ru) * | 2019-11-07 | 2023-05-24 | Асахи Касеи Кабусики Кайся | Содержащая целлюлозу композиция, таблетка и таблетка с внутриротовой распадаемостью |
WO2023243349A1 (ja) * | 2022-06-17 | 2023-12-21 | 株式会社ダイセル | 生分解性球状粒子及びその製造方法 |
-
2003
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007119674A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Daicel Chem Ind Ltd | 水溶性助剤及びその用途 |
JP2008239638A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-09 | Daicel Chem Ind Ltd | 樹脂粒子およびその製造方法 |
JP6744517B1 (ja) * | 2019-11-07 | 2020-08-19 | 旭化成株式会社 | セルロース組成物、錠剤及び口腔内崩壊錠 |
WO2021090421A1 (ja) * | 2019-11-07 | 2021-05-14 | 旭化成株式会社 | セルロース組成物、錠剤及び口腔内崩壊錠 |
RU2796502C1 (ru) * | 2019-11-07 | 2023-05-24 | Асахи Касеи Кабусики Кайся | Содержащая целлюлозу композиция, таблетка и таблетка с внутриротовой распадаемостью |
WO2023243349A1 (ja) * | 2022-06-17 | 2023-12-21 | 株式会社ダイセル | 生分解性球状粒子及びその製造方法 |
JP2023184047A (ja) * | 2022-06-17 | 2023-12-28 | 株式会社ダイセル | 生分解性球状粒子及びその製造方法 |
JP7421599B2 (ja) | 2022-06-17 | 2024-01-24 | 株式会社ダイセル | 生分解性球状粒子及びその製造方法 |
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