JP2005336223A - 凹凸粒子およびその製造方法 - Google Patents

凹凸粒子およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2005336223A
JP2005336223A JP2004152950A JP2004152950A JP2005336223A JP 2005336223 A JP2005336223 A JP 2005336223A JP 2004152950 A JP2004152950 A JP 2004152950A JP 2004152950 A JP2004152950 A JP 2004152950A JP 2005336223 A JP2005336223 A JP 2005336223A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
group
particle
functional group
polymer compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004152950A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5182460B2 (ja
Inventor
Toshibumi Hashiba
俊文 橋場
Nami Tsukamoto
奈巳 塚本
Kazuhisa Hayakawa
和寿 早川
Satomi Kudo
里美 工藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nisshinbo Holdings Inc
Original Assignee
Nisshinbo Industries Inc
Nisshin Spinning Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nisshinbo Industries Inc, Nisshin Spinning Co Ltd filed Critical Nisshinbo Industries Inc
Priority to JP2004152950A priority Critical patent/JP5182460B2/ja
Priority to KR1020067024678A priority patent/KR20070032663A/ko
Priority to CNA2005800166133A priority patent/CN1957024A/zh
Priority to US11/569,458 priority patent/US20080020207A1/en
Priority to PCT/JP2005/009457 priority patent/WO2005113649A1/ja
Publication of JP2005336223A publication Critical patent/JP2005336223A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5182460B2 publication Critical patent/JP5182460B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F257/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of aromatic monomers as defined in group C08F12/00
    • C08F257/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of aromatic monomers as defined in group C08F12/00 on to polymers of styrene or alkyl-substituted styrenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • C08F265/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F285/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to preformed graft polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F291/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F292/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F293/00Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule
    • C08F293/005Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule using free radical "living" or "controlled" polymerisation, e.g. using a complexing agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • C08J3/126Polymer particles coated by polymer, e.g. core shell structures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12Chemical modification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/003Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/10Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/28Compounds of silicon
    • C09C1/30Silicic acid
    • C09C1/3072Treatment with macro-molecular organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/28Compounds of silicon
    • C09C1/30Silicic acid
    • C09C1/3081Treatment with organo-silicon compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/28Compounds of silicon
    • C09C1/30Silicic acid
    • C09C1/309Combinations of treatments provided for in groups C09C1/3009 - C09C1/3081
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/40Compounds of aluminium
    • C09C1/407Aluminium oxides or hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10Treatment with macromolecular organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/82Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by IR- or Raman-data
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/01Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

【課題】 コア粒子と凸部粒子とが強固に結合されているため、凸部粒子の粒子径を大きくした場合でも凸部粒子がコア粒子から容易に剥がれ落ちることを防止できる凹凸粒子を提供すること。
【解決手段】 第1官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(A)と、第1官能基と反応し得る第2官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(B)とが、第1および第2官能基で化学結合により結合されてなる凹凸粒子。
【選択図】 なし

Description

本発明は、凹凸粒子およびその製造方法に関する。
近年、ミクロンサイズの粒子の開発が活発化されており、複合化された粒子の機能も一段と進歩している。
複合粒子の中でも、特に表層部に凹凸を有する粒子(以下、凹凸粒子という)は、粒子そのものの表面積を増大させることが可能なことから、例えば、プラスチック樹脂改質剤、塗料用機能化剤、有機顔料、電子材料、トナー粒子、光学材料、分離材料、接着剤、粘着剤、食品、化粧品、生化学用担体等に幅広く用いる検討がなされている。
このような凹凸粒子は、一般的に、コア粒子と突起部(凸部)となる微粒子とを、電気的手法や物理的手法により、表層部に付着させて作成されているのが殆どである。
特に、コア粒子または突起部となる微粒子の少なくともどちらか一方がポリマー粒子の場合には、衝撃力、熱または溶剤等を用い、固形化した粒子同士の融着や、各粒子の埋め込みなどにより、凹凸粒子を作成する検討が行われている(特許文献1:特許第2762507号公報、特許文献2:特許第3374593号公報)。
しかし、例えば、帯電等を用いた電気的付着や、衝撃力等の物理的付着で得られた凹凸粒子は、コア粒子から突起部が剥がれ易いという欠点があり、粒子の用途によっては、かかる欠点が悪影響を及ぼす場合がある。
また、熱融着による埋め込み付着や、ハイブリダイゼーションシステムなどによる機械的熱的エネルギーを利用した付着の場合は、突起部の剥がれという問題はある程度解消されるものの、この問題は、コア粒子と突起部とのガラス転移点や軟化温度に大きく左右されることもあり、万全であるとは言い難い。さらに、当該凹凸粒子にめっき処理等の各種処理を施す場合において、粒子同士の付着、凝集化、粒子径のバラツキ、粒子への傷つきなどが生じる可能性が高い。
このような問題点に鑑み、表面に反応性官能基を有する粒子同士を化学的に結合させて粒子を被覆する検討がなされている(特許文献3:特開2001−342377号公報)。
この特許文献3の技術は、被覆させる粒子が微小径である場合には比較的有用な手法である。
しかし、表面積をさらに増大させるべく、凹凸粒子を構成する凸部粒子の粒子径を大きくしていくことを考えた場合、負荷面積が大きくなるため凸部が剥がれ易く、より強固な結合が必要となる。
特許第2762507号公報 特許第3374593号公報 特開2001−342377公報
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コア粒子と凸部粒子とが強固に結合されているため、凸部粒子の粒子径を大きくした場合でも凸部粒子がコア粒子から容易に剥がれ落ちることを防止できる凹凸粒子およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、第1の官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(A)と、この第1の官能基と反応し得る第2の官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(B)とが、第1および第2の官能基で化学結合により結合されてなる凹凸粒子において、粒子(A)と粒子(B)との結合が強固となり、粒子(B)が剥がれ難くなることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、
1.第1の官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(A)と、この第1の官能基と反応し得る第2の官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(B)とが、前記第1および第2の官能基で化学結合により結合されてなることを特徴とする凹凸粒子、
2.前記化学結合が、前記第1の官能基を含む高分子化合物および第2の官能基を含む高分子化合物が溶解する媒体中で形成されたことを特徴とする1の凹凸粒子、
3.前記粒子(A)が、球状または略球状粒子であることを特徴とする1または2の凹凸粒子、
4.前記粒子(A)および粒子(B)の少なくとも一方が、有機ポリマー粒子であることを特徴とする1〜3のいずれかの凹凸粒子、
5.前記第1および第2の官能基が、活性水素基、カルボジイミド基、オキサゾリン基およびエポキシ基からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする1〜4のいずれかの凹凸粒子、
6.前記第1および第2の官能基の少なくとも一方が、カルボジイミド基であることを特徴とする5の凹凸粒子、
7.前記第1および第2の官能基の組み合わせが、水酸基、カルボキシル基、アミノ基およびメルカプト基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基と、カルボジイミド基との組み合わせであることを特徴とする1〜4のいずれかの凹凸粒子、
8.前記粒子(A)の平均粒子径が、0.1〜1000μmであることを特徴とする1〜7のいずれかの凹凸粒子、
9.第1の官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(A)と、この第1の官能基と反応し得る第2の官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(B)とを、これら各粒子(A),(B)表面の各高分子化合物が溶解する少なくとも1種の溶媒の存在下で混合し、前記第1の官能基および第2の官能基を反応させることを特徴とする凹凸粒子の製造方法、
10.前記溶媒100g中に前記各高分子化合物のそれぞれが、少なくとも0.01g溶解することを特徴とする請求項9記載の凹凸粒子の製造方法
を提供する。
本発明の凹凸粒子によれば、粒子(A)と粒子(B)との結合が強固となり、粒子(B)が剥がれ難くなる結果、凸部の機械的強度を維持できる。
したがって、凸部を構成する粒子(B)の粒子径を大きくして凹凸粒子特有の比表面積の増大化を達成でき、接着性、密着性、粘着性、分散性等の優れた効果を有する機能的粒子を提供することができる。
このような凸部の接着強度に優れた本発明の凹凸粒子は、静電荷現像剤,LCDスペーサー,銀塩フィルム用表面改質剤,磁気テープ用フィルム改質剤,感熱紙走行安定剤,トナー等の電子工業分野、インク,接着剤,粘着剤,光拡散剤,塗料,紙コーティング・情報記録紙等の紙用コーティング剤等の化学分野、芳香剤,低収縮化剤,紙,歯科材料、樹脂改質剤等の一般工業分野、液状またはパウダー状化粧品に添加される滑り剤や体質顔料等の化粧品分野、抗原抗体反応検査用粒子等の医療分野、医薬および農薬分野、建築分野、自動車分野等の広範囲の分野において好適に用いることができる。
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る凹凸粒子は、第1の官能基を含む高分子化合物(以下、第1官能基含有高分子化合物という)が表面からグラフトされた粒子(A)と、この第1の官能基と反応し得る第2の官能基を含む高分子化合物(以下、第2官能基含有高分子化合物という)が表面からグラフトされた粒子(B)とが、第1および第2の官能基で化学結合により結合されてなることを特徴とする。
本発明において、「粒子」とはエマルジョン等のような媒体中に分散した形態を含む概念である。また、硬化した粒子でも、半硬化状態の粒子であってもよい。
本発明の凹凸粒子において、凸部とは、粒子(B)に起因してなるものである。この凸部は、単一の粒子(B)(一次粒子)で形成されていてもよく、複数個の粒子(B)が凝集して形成されていてもよいが、凸部の強度を高めるということを考慮すると、粒子(A)の表面に凝集のない単分散した一次粒子(B)が平均3個以上結合していることが好ましい。
このように粒子(B)から形成される凸部の数は、粒子(A)の表面上に少なくとも3個程度存在すれば特に限定はないが、粒子(A)の表面積および粒子(B)の平均粒子径等によって、好適な値が変わるため、凹凸粒子の用途や、凸部の間隔等を考慮して適宜な数に調整することが好ましい。
凸部同士の間隔は任意であり、均一でもランダムでもよく、この間隔は、粒子(A)および粒子(B)の粒子径、官能基の種類、官能基の含有量、粒子(A)および粒子(B)の使用割合、反応温度などの各種条件を変えることにより、変化させることが可能である。
粒子(A)および粒子(B)の形状としては、特に限定されるものではなく、任意の粒子形状とすることができるが、近年、より精度の高い凹凸粒子が望まれていることから、少なくとも粒子(A)は、球状または略球状の粒子であることが好ましい。
化学結合としては、共有結合、配位結合、イオン結合、金属結合等の化学的な結合であれば特に限定されるものではないが、粒子(A)と粒子(B)との結合をより強固にするということを考慮すると、共有結合であることが好ましい。
また、上記化学結合の形成手法は任意であるが、特に、第1官能基含有高分子化合物および第2の官能基含有高分子化合物が、それぞれ溶解する媒体中で形成されたものであることが好ましい。
このように各高分子化合物がそれぞれ溶解する媒体中で第1および第2官能基を反応させることで、これらが溶解されない状態で各官能基を反応させる場合よりも、高分子化合物中の官能基を最大限に利用できる、すなわち、反応点が増大する結果、結合面積が増大するため、粒子(A)と粒子(B)との結合をより強固にすることが可能となる。
粒子(A)および粒子(B)を構成する材料については、特に制限されるものではなく、双方ともに有機材料、無機材料(金属材料を含む)のいずれであってもよいが、用途によっては高比重とならない方が好まれ、さらには弾力性が求められる場合もあることから、粒子(A)および粒子(B)の少なくとも一方は有機材料であることが好ましく、特に、有機ポリマー粒子であることが好適であり、粒子(A)が有機ポリマー粒子であることが最適である。
この場合、粒子(A)および粒子(B)の構造は、双方ともに単層構造であってもよく、粒子(A)および粒子(B)の表面を被覆成分で被覆した多層構造であってもよい。
有機材料としては、例えば、架橋および非架橋の樹脂粒子、有機顔料、ワックス類等を挙げることができる。
架橋および非架橋の樹脂粒子としては、例えば、スチレン系樹脂粒子、アクリル系樹脂粒子、メタクリル系樹脂粒子、ポリエチレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、ポリエステル系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、ポリアミド系樹脂粒子、エポキシ系樹脂粒子、ポリビニルブチラール系樹脂粒子、ロジン系樹脂粒子、テルペン系樹脂粒子、フェノール系樹脂粒子、メラミン系樹脂粒子、グアナミン系樹脂粒子等が挙げられる。
有機顔料としては、アゾ系、ポリ縮合アゾ系、メタルコンプレックスアゾ系、ベンズイミダゾロン系、フタロシアニン系(ブルー、グリーン)、チオインジゴ系、アンスラキノン系、フラバンスロン系、インダンスレン系、アンスラピリジン系、ピランスロン系、イソインドリノン系、ペリレン系、ペリノン系およびキナクリドン系等の有機顔料が挙げられる。
ワックス類としては、キャンディリラワックス、カルナバワックス、ライスワックス等の植物系天然ワックス、みつろう、ラノリン等の動物系天然ワックス、モンタナワッスク、オゾケライト等の鉱物系天然ワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の天然石油系ワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素ワックス、モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体等の変性ワックス、硬化ひまし油誘導体等の水素化ワックス、合成ワックス等が挙げられる。
上記各有機材料の中でも、粒子径の揃った粒子の入手容易性、官能基付与の容易性および粒子の単分散性等を考慮すると、特に、架橋および非架橋の樹脂粒子を用いることが好ましく、具体的には、スチレン系樹脂粒子、アクリル系樹脂粒子、メタクリル系樹脂粒子等のビニル系樹脂粒子を用いることが好ましい。
これらの樹脂粒子は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて使用することができる。
なお、粒子(A)および粒子(B)のコアとなる粒子が、高分子化合物からなる粒子の場合、その平均分子量は特に限定されるものではないが、通常、重量平均分子量で1,000〜3,000,000程度である。重量平均分子量は、ゲル濾過クロマトグラフィーによる測定値である。
無機材料としては、例えば、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、酸化鉄、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、カーボンブラック、金、白金、パラジウム、銀、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、鉄、ニッケル、コバルト、銅、亜鉛、鉛、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ジルコニウム、モリブデン、インジウム、アンチモン、タングステン等の金属や、これらの合金、金属酸化物、水和金属酸化物、無機顔料、カーボン、セラミック等の粉末、微粒子等が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。
なお、上記有機材料および無機材料は、市販品があればそれをそのまま用いてもよく、これらの市販品を予めカップリング剤等の表面処理剤で修飾したものを使用することもできる。
表面処理剤としては、例えば、オレイン酸等の不飽和脂肪酸、オレイン酸ナトリウム,オレイン酸カルシウム,オレイン酸カリウム等の不飽和脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、脂肪酸エ−テル、界面活性剤、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、n−オクタデシルメチルジエトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(4−クロロスルフォニル)エチルトリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、フェネチルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン類等のシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
粒子(A)と粒子(B)との好適な組み合わせとしては、例えば、下記のようなものが挙げられる。
(1)粒子(A)
スチレン系樹脂粒子、アクリル系樹脂粒子、メタクリル系樹脂粒子等
(2)粒子(B)
アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等
第1官能基含有高分子化合物、第2官能基含有有機化合物中の各官能基としては、特に限定されるものではなく、双方の官能基間で化学的に結合可能な組み合わせとなるように任意に選択することができる。
具体的な官能基としては、例えば、ビニル基、アジリジン基、オキサゾリン基、エポキシ基、チオエポキシ基、アミド基、イソシアネート基、カルボジイミド基、アセトアセチル基、カルボキシル基、カルボニル基、水酸基、アミノ基、アルデヒド基、メルカプト基、スルホン基等が挙げられる。
第1官能基および第2官能基の少なくとも一方は、反応性が高く強固な結合が得られやすい活性水素基(アミノ基、水酸基、カルボキシル基、メルカプト基等)、カルボジイミド基、エポキシ基、およびオキサゾリン基から選ばれる少なくとも一種の官能基であることが好ましく、特にカルボジイミド基であることが好ましい。
また、活性水素基(アミノ基、水酸基、カルボキシル基、メルカプト基等)は、これを有する有機化合物が豊富であるとともにラジカル重合等で容易に多数の官能基を付与できることから、好適に用いることができる。上記各官能基は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて使用することができる。
第1および第2官能基の組み合わせとして、特に好適なものは、水酸基、カルボキシル基、アミノ基およびメルカプト基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基と、カルボジイミド基との組み合わせであり、このようにすれば、粒子(A)および粒子(B)の接着強度をより高めることができる。
本発明で使用可能な第1および第2官能基含有高分子化合物およびこれらの各高分子化合物となり得るものとしては、例えば、以下のような化合物が挙げられる。
(1)ビニル基含有化合物
高分子化合物となり得るビニル基含有化合物としては、例えば、(i)スチレン、ο−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−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、p−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類、(ii)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、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、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ェニル、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n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸エステル類、(iii)酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、(iv)アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の(メタ)アクリル酸誘導体、(v)ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類、(vi)ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、(vii)N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物、(viii)フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、アクリル酸トリフルオロエチル、アクリル酸テトラフルオロプロピレル等のフッ化アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル類、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、グリセロールアクロキシジメタクリレート、N,N−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルフォン等の多官能ビニル基含有化合物等の(共)重合体が挙げられる。これらは、1種単独で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。
(2)アジリジン基含有化合物
アジリジン基含有化合物としては、例えば、アクリロイルアジリジン、メタクリロイルアジリジン、アクリル酸−2−アジリジニルエチル、メタクリル酸−2−アジリジニルエチル等の(共)重合体が挙げられる。これらは、1種単独で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。
(3)オキサゾリン基含有化合物
本発明に用いられるオキサゾリン基含有化合物としては、特に限定されるものではないが、オキサゾリン環3個以上有する化合物等が好適に用いられる。
具体例としては、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン等のように、オキサゾリン基を有する不飽和2重結合含有単量体から得られる(共)重合体が挙げることができる。
オキサゾリン基含有高分子化合物としては市販品を用いることもでき、例えば、「エポクロス」シリーズのWS−500、WS−700、K−1010E、K−2010E、K−1020E、K−2020E、K−1030E、K−2030E、RPS−1005等が挙げられる(いずれも日本触媒(株)製)。
また、近年の環境負荷低減への配慮から、水または水溶性媒体を使用する場合が多いことから、オキサゾリン基含有高分子化合物としては、水溶性または親水性の化合物を用いることが好ましい。具体例としては、上記エポクロスシリーズ中、WS−500、WS−700等の水溶性オキサゾリン基含有化合物が挙げられる。
(4)エポキシ基含有化合物
本発明に用いられるエポキシ基含有化合物としては、特に限定されるものではないが、エポキシ基を2個以上有する化合物が好適である。
具体例としては、グリシジル(メタ)アクリレート、(β−メチル)グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、3,4−エポキシビニルシクロヘキサン、ジ(β−メチル)グリシジルマレート、ジ(β−メチル)グリシジルフマレート等の不飽和2重結合含有単量体から付加重合等により得られる(共)重合体;エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等の脂肪族多価アルコールのグリシジルエーテル類;ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのグリシジルエーテル類;ポリエステル樹脂系のポリグリシジル化物;ポリアミド樹脂系のポリグリシジル化物;ビスフェノールA系のエポキシ樹脂;フェノールノボラック系のエポキシ樹脂;エポキシウレタン樹脂等が挙げられる。これらは、単独で使用しても良いし、2種類以上を併用しても良い。これらは、1種単独で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。
エポキシ基含有化合物としては市販品を用いることもでき、例えば、「デナコール」シリーズの「デナコールEX−611」、−612、−614、−614B、−622、−512、−521、−411、−421、−313、−314、−321、−201、−211、−212、−252、−810、−811、−850、−851、−821、−830、−832、−841、−861、−911、−941、−920、−931、−721、−111、−212L、−214L、−216L、−321L、−850L、−1310、−1410、−1610、−610U(いずれもナガセケムテック(株)製)等が挙げられる。
この場合も、近年の環境負荷低減への配慮から、水または水溶性媒体を使用する場合が多いことから、エポキシ基含有化合物としては、水溶性または親水性の化合物を用いることが好ましい。具体例としては、上記エポキシ基含有化合物の中でも、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル,(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールジグリシジルエーテル類、グリセロールポリグリシジルエーテル,ジグリセロールポリグリシジルエーテル等の(ポリ)グリセロールポリグリシジルエーテル類、ソルビトールポリグリシジルエーテル類等の水溶性エポキシ基含有化合物が挙げられる。
(5)アミド基含有化合物
アミド基含有化合物としては、例えば、(メタ)アクリルアミド、α−エチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル−p−スチレンスルホンアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N−[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]ピペリジン、N−[2−(メタ)アクリロイルオキシエチレン]ピロリジン、N−[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]モルホリン、4−(N,N−ジメチルアミノ)スチレン、4−(N,N−ジエチルアミノ)スチレン、4−ビニルピリジン、2−ジメチルアミノエチルビニルエーテル、2−ジエチルアミノエチルビニルエーテル、4−ジメチルアミノブチルビニールエーテル、4−ジエチルアミノブチルビニールエーテルおよび6−ジメチルアミニヘキシルビニルエーテル等の(共)重合体等が挙げられる。これらは、1種単独で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。
(6)イソシアネート基含有化合物
本発明に用いられるイソシアネート基含有化合物としては、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合物、粗トリレンジイソシアネート、粗メチレンジフェニルジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメチレントリイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、水添メチレンジフェニルジイソシアネート、m−フェニルジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニルジイソシアネート、3,3’−ジメチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等やこれらを重合させ(例えばウレア変性、ウレタン変性等)てなる末端にイソシアネート基を有する重合体、イソシアネートエチル(メタ)アクリレート、イソシアネートプロピル(メタ)アクリレート、メタ−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等のイソシアネート基含有ビニル系単量体等により重合させてなる化合物などが挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。
(7)カルボジイミド基含有高分子化合物
本発明に用いられるカルボジイミド基含有高分子化合物としては、特に限定されるものではなく、例えば、下記式で表される化合物が挙げられる。
x−(R1−X)n−R2−Ay・・・(I)
(式中、Ax、Ayは、互いに独立して同一または異種のセグメントを示し、R1、R2は、互いに独立して2価以上の有機基を示し、Xはカルボジイミド基を示し、nは2以上の整数を示す。)
上記2価以上の有機基としては、炭化水素基、窒素原子または酸素原子を含む有機基等が挙げられるが、好ましくは2価の炭化水素基である。2価の炭化水素基としては、例えば、直鎖、分岐、環状のいずれでもよいC1〜C16のアルキレン基、またはC6〜C16のアリール基もしくはC7〜C18のアラルキル基等が挙げられる。
上記式(I)で表されるカルボジイミド化合物は、有機ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基を、カルボジイミド化を促進する触媒の存在下で製造することができる。
具体的には、例えば、特開昭51−61599号公報に開示されている方法や、L. M. Alberinoらの方法(J. Appl. Polym. Sci., 21, 190(1990))、特開平2−292316号公報に開示されている方法等によって製造することができる。
原料となる有機ポリイソシアネート化合物としては、上記(7)のイソシアネート基含有高分子化合物で例示したものと同様のものが挙げられる。
カルボジイミド化反応は、イソシアネート化合物をカルボジイミド化触媒の存在下で加熱することによって行われるものである。この際、適当な段階でイソシアネート基と反応性を有する官能基を有する化合物を末端封止剤として加え、カルボジイミド化合物の末端を封止(セグメント化)することで、分子量(重合度)を調整することができる。また、重合度は、ポリイソシアネート化合物等の濃度や反応時間によっても調整することができる。なお、用途によっては末端を封止せずイソシアネート基のままでもよい。
末端封止剤としては、水酸基、1級または2級アミノ基、カルボキシル基、チオール基、イソシアネート基を有する化合物等が挙げられる。カルボジイミド化合物の末端を封止(セグメント化)することにより、分子量(重合度)を調整することができる。
この場合も、近年の環境負荷低減への配慮から、水または水溶性媒体を使用する場合が多いことを考慮すると、カルボジイミド化合物としては、水溶性または親水性のセグメントを有しているもの好適である。
水溶性または親水性セグメント(上記式中、Ax、Ay)としては、親水基を有し、カルボジイミド化合物を水溶化可能なセグメントであれば特に限定されるものではない。具体例としては、ヒドロキシエタンスルホン酸ナトリウム、ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム等の反応性ヒドロキシル基を少なくとも1つ有するアルキルスルホン酸塩の残基、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、3−ジメチルアミノ−1−プロパノール、3−ジエチルアミノ−1−プロパノール、3−ジエチルアミノ−2−プロパノール、5−ジエチルアミノ−2−プロパノール、2−(ジ−n−ブチルアミノ)エタノール等のジアルキルアミノアルコール残基の4級塩、3−ジメチルアミノ−n−プロピルアミン、3−ジエチルアミノ−n−プロピルアミン、2(ジエチルアミノ)エチルアミン等のジアルキルアミノアルキルアミン残基の4級塩、ポリ(エチレンオキサイド)モノメチルエーテル、ポリ(エチレンオキサイド)モノエチルエーテル、ポリ(エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド)モノメチルエーテル、ポリ(エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド)モノエチルエーテル等の反応性ヒドロキシル基を少なくとも1つ有するポリ(アルキレンオキサイド)残基等が挙げられる。なお、これらの親水性となるセグメント(Ax、Ay)は、1種単独で、または2種以上組み合わせて使用することができ、共重合させた混合化合物として使用しても差し支えない。
(8)アセトアセチル基含有化合物
アセトアセチル基含有化合物としては、例えば、アリルアセトアセテート、ビニルアセトアセテート、2−アセトアセトキシエチルアクリレート、2−アセトアセトキシエチルメタクリレート、2−アセトアセトキシプロピルアクリレート、2−アセトアセトキシプロピルメタクリレート等の(共)重合体が挙げられる。これらは、1種単独で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。
(9)カルボキシル基含有化合物
カルボキシル基含有化合物としては、特に限定されるものではなく、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸モノブチル、マレイン酸モノブチルなど各種の不飽和モノもしくはジカルボン酸類または不飽和二塩基酸類等の(共)重合体が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。
(10)カルボニル基含有化合物
カルボニル基含有化合物としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、アセトフェノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、アクリル酸エチル、ブチロラクトンなどのエステル類が挙げられる。これらは、1種単独で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。
(11)水酸基含有化合物
水酸基含有化合物としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル系単量体を(共)重合させてなる化合物、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリル系化合物およびこれらを(共)重合させてなる化合物、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル等のヒドロキシアルキルビニルエーテル系化合物、アリルアルコール、2−ヒドロキシエチルアリルエーテル等の水酸基含有アリル化合物およびこれらを(共)重合させてなる化合物等が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。
さらに、水酸基含有化合物としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)等の完全けん化または部分けん化樹脂、酢酸ビニルとその他のビニル単量体との共重合体とからなる酢酸エステル含有ポリマーのけん化樹脂等の水酸基含有ポリマーを用いることもできる。
(12)アミノ基含有化合物
アミノ基含有化合物としては、例えば、アクリル酸アミノエチル,アクリル酸−N−プロピルアミノエチル,メタクリル酸−N−エチルアミノプロピル,メタクリル酸−N−フェニルアミノエチル,メタクリル酸−N−シクロヘキシルアミノエチル等のアミノ基含有アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル誘導体を(共)重合させてなる化合物、アリルアミン,N−メチルアリルアミン等のアリルアミン系誘導体、p−アミノスチレン等のアミノ基含有スチレン誘導体、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン等のトリアジン誘導体等を(共)重合させてなる化合物等が挙げられ、中でも1級または2級のアミノ基を有する化合物が好ましい。これらは1種単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。
(13)アルデヒド基含有化合物
アルデヒド基含有化合物としては、例えば、(メタ)アクロレインの重合体等が挙げられる。
(14)メルカプト基含有化合物
メルカプト基含有化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−メルカプトエチル、(メタ)アクリル酸2−メルカプト−1−カルボキシエチル、N−(2−メルカプトエチル)アクリルアミド、N−(2−メルカプト−1−カルボキシエチル)アクリルアミド、N−(2−メルカプトエチル)メタクリルアミド、N−(4−メルカプトフェニル)アクリルアミド、N−(7−メルカプトナフチル)アクリルアミド、マイレン酸モノ2−メルカプトエチルアミド等の(共)重合体や、メルカプト基を有するポリビニルアルコール変性体等のメルカプト基を含有高分子化合物等が挙げられる。これらは、1種単独で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。
(15)スルホン基含有化合物
スルホン基含有化合物としては、例えば、エチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸等のアルケンスルホン酸、スチレンスルホン酸、α−メチルスチレンスルホン酸等の芳香族スルホン酸、C1〜10アルキル(メタ)アリルスルホコハク酸エステル、スルホプロピル(メタ)アクリレート等のスルホC2〜6アルキル(メタ)アクリレート、メチルビニルスルフォネート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−(メタ)アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸等のスルホン酸基含有不飽和エステルおよびこれらの塩の(共)重合体等が挙げられる。
なお、第1および第2官能基含有高分子化合物としては、上記各官能基含有高分子化合物の原料となる官能基含有重合性モノマーと、その他の重合性モノマーとを共重合させてなる共重合として用いることもできる。
この共重合可能な重合性モノマーとしては、例えば、(i)スチレン、ο−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−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、p−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類、(ii)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、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、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ェニル、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n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸エステル類、(iii)酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、(iv)アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の(メタ)アクリル酸誘導体、(v)ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類、(vi)ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、(vii)N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物、(viii)フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、アクリル酸トリフルオロエチル、アクリル酸テトラフルオロプロピレル等のフッ化アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル類等が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。
上記第1および第2官能基含有高分子化合物として好適なものとしては、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、グアナミン系樹脂、オキサゾリン系樹脂、カルボジイミド系樹脂等が挙げられ、これらは1種単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。
上記粒子(A)および粒子(B)のコア粒子表面から第1および第2官能基含有高分子化合物をグラフト化する方法としては、特に限定されるものではなく、公知の種々の方法を採用することができる。
有機粒子の場合、予め作成した有機コア粒子の表面を、さらに官能基含有高分子化合物で覆い、当該官能基含有高分子化合物を表面に有する有機粒子を得ることができる。
有機コア粒子としては、グラフト化に用いられる反応媒体に不溶なものであれば、特に限定はなく、上述した各種合成樹脂の微粒子や、天然高分子の微粒子等を用いることができる。この場合、有機コア粒子を上述した表面処理剤で処理してもよい。
無機粒子の場合、例えば、無機粒子または表面処理剤で処理した無機粒子の表面を、官能基含有高分子化合物で覆い、当該官能基含有高分子化合物を有する無機−有機複合粒子とすればよい。
有機コア粒子および無機粒子の表面から官能基含有高分子化合物をグラフト化する手法としては、特に限定されるものではなく、例えば、スプレードライヤー法、シード重合法、官能基含有高分子化合物のコア粒子への吸着法、官能基含有高分子化合物とコア粒子とを化学的に結合させるグラフト重合法等が挙げられる。
グラフト化の反応条件としては、反応の種類、使用する原料の種類、導入する官能基の種類や官能基含有高分子化合物の種類、粒子濃度、粒子比重などにより異なるため一概には規定できないが、反応温度としては、10〜200℃、好ましくは30〜130℃、より好ましくは40〜90℃の範囲である。また、反応時、粒子を均一に分散させることが可能な速度で攪拌することが好ましい。
また、グラフト化反応は、溶媒の存在下で行うことが好ましい。溶媒存在下でグラフト化を行うことで、原料として使用するコア粒子(有機粒子、無機粒子)や、反応により得られる粒子に過剰な衝撃力を加えて物性を損なうことなく、表面に官能基を均一に導入することができるだけでなく、単分散した状態で粒子(A)、粒子(B)を得ることができる。
反応溶媒としては、特に限定されるものではなく、一般的な溶媒の中から、使用する原料等に応じて適宜なものを選択すればよい。使用可能な反応溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、イソペンチルアルコール、tert−ペンチルアルコール、1−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、2−エチルブタノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレンブリコールモノブチルエーテル等のエーテルアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル類;ペンタン、2−メチルブタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、2−メチルペンタン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、ヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、2,2,3−トリメチルペンタン、デカン、ノナン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、p−メンタン、ジシクロヘキシル、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の脂肪族又は芳香族炭化水素類;四塩化炭素、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、テトラブロムエタン等のハロゲン化炭化水素類;エチルエーテル、ジメチルエーテル、トリオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;メチラール、ジエチルアセタール等のアセタール類;ギ酸、酢酸、プロピオン酸等の脂肪酸類;ニトロプロペン、ニトロベンゼン、ジメチルアミン、モノエタノールアミン、ピリジン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の硫黄、窒素含有有機化合物類等が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
グラフト化の手法としては、上述のように種々のものが挙げられるが、中でも、(1)比較的厚く、かつ、長時間溶媒中で分散させた場合でも溶け出しにくいポリマー層を形成することができる、(2)モノマーの種類を代えることにより、多様な官能基を付与でき表面特性を付与することができる、(3)粒子表面に導入した重合開始基を基に重合を行えば、高い密度でのグラフト化が可能であることなどから、グラフト重合を用いることが好適である。
この場合、グラフト重合により予めグラフト鎖を調製した後、これを粒子表面へ化学結合させる方法、粒子表面でグラフト重合を行う方法が挙げられ、本発明においては、どちらを用いてもよいが、粒子表面におけるグラフト鎖の密度を増加させることを考慮すると、立体障害等の影響を受けにくい後者の方法を用いることが好適である。
なお、有機コア粒子および無機粒子とグラフト鎖との化学結合としては、共有結合、水素結合、配位結合等が挙げられる。
グラフト重合反応としては、ラジカル重合,イオン重合,酸化アニオン重合,開環重合などの付加重合、脱離重合,脱水素重合,脱窒素重合などのポリ縮合、ポリ付加,重付加,異性化重合,転移重合などの水素移動重合、付加縮合等が挙げられるが、簡便であるとともに経済性に優れ、種々の高分子の工業的な合成に多く用いられているという点から、特に、ラジカル重合が好ましい。また、グラフト鎖の分子量および分子量分布またはグラフト密度の制御を行いたい場合はリビングラジカル重合を用いることもできる。
なお、リビングラジカル重合は、(i)ドーマント種P−Xの共有結合が熱や光などにより可逆的に切断され、PラジカルとXラジカルとに解離して活性化されて重合が進む解離−結合機構、(ii)P−Xが遷移金属錯体の作用によって活性化されて重合が進む原子移動機構(ATRP)、(iii)P−Xが他のラジカルと交換反応を起こして重合が進む交換連鎖移動機構の3種類に大別されるが、本発明においてはいずれを用いることもできる。
グラフト重合条件は特に限定されるものではなく、使用するモノマー等に応じて公知の種々の条件を用いればよい。
例えば、有機ポリマー粒子や無機粒子表面でラジカル重合を行ってグラフト化する場合を例に挙げると、粒子上に導入された(または元から存在する)反応性官能基0.1molに対し、これと反応し得るモノマー(第1または第2官能基含有高分子化合物の原料となるモノマー)の量は1〜300molであり、重合開始剤の使用量は、通常、0.005〜30molである。また、重合温度は、通常、−20〜1000℃であり、重合時間は、通常、0.2〜72時間である。
なお、有機コア粒子、無機粒子の表面から官能基含有モノマーをグラフト重合させて粒子(A)、粒子(B)を作製する場合は、使用する用途に応じて適量の架橋剤を使用しても、特に差し支えない。
具体的に代表的なものを例示すると、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、グリセロールアクロキシジメタクリレート、N,N−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルフォン等の化合物が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
ラジカル重合に用いられる重合開始剤としては、特に限定されるものではなく、公知のラジカル重合開始剤から適宜選択して用いることができる。具体例としては、過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスメチルブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル等のアゾ系化合物等が挙げられる。これらは1種単独で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。
また、重合溶媒としては、上述した各種溶媒から、目的とする粒子、使用する原料モノマー等に応じて適宜選択して用いればよい。
なお、粒子(A)および粒子(B)を重合反応により作製する場合は、使用する重合方法に応じ、一般的な高分子合成に用いられる公知の(高分子)分散剤、安定剤、乳化剤、界面活性剤、触媒(反応促進剤)等を適宜配合することができる。
グラフト重合により形成されるポリマー層は、有機コア粒子や無機粒子表面でグラフト重合を行って形成するだけでなく、先にも述べたように、予め形成した官能基含有高分子化合物を粒子表面上の反応性官能基と反応させて形成することもできる。この場合、官能基含有高分子化合物とコア粒子との配合割合は、特に限定されるものではないが、例えば、コア粒子が有する反応性官能基に対して官能基含有高分子化合物の添加量を当量比で0.3〜30程度とすればよく、当量比で0.8〜20が好ましく、当量比で1〜10がより好ましい。
官能基含有高分子化合物の添加量が、当量比で30を超える場合でも、表面から官能基含有高分子化合物がグラフトされた粒子(A)および粒子(B)を製造することは可能であるが、未反応の高分子化合物の残存量が多くなるため製造上好ましくない場合が多い。一方、添加量が当量比で0.3未満の場合、得られた粒子(A)(または粒子(B))を原料とする凹凸粒子の凸部の密着性が低下する虞がある。
なお、コア粒子と官能基含有高分子化合物との反応方法は、例えば、脱水反応、求核置換反応、求電子置換反応、求電子付加反応、吸着反応等が挙げられる。
本発明の凹凸粒子において、粒子(B)の平均粒子径は、粒子(A)の平均粒子径未満であれば特に限定されるものではないが、一般的に粒子(A)の平均粒子径の1/2以下が好ましく、1/5以下がより好ましく、1/8以下がより一層好ましく、その上限は100μm程度であることが好適である。また、平均粒子径の上限は100μm以下、好ましくは20μm以下、より好ましくは5μm以下程度であることが好適である。一方、その下限は、0.003μm以上、好ましくは0.08μm以上、より好ましくは0.2μm以上である。
平均粒子径が0.003μm未満であると、粒子(B)の表面処理が困難になる虞があり、一方、100μm超であると、凸部を粒子(A)に付加させることは可能であるものの、負荷面積が大きくなりすぎて、使用用途によっては粒子(B)(凸部)が剥がれるなどの悪影響を及ぼす場合がある。
粒子(A)の平均粒子径は、上記粒子(B)の平均粒子径によっても変動するため一概には規定できないが、0.1〜1000μm程度であることが好ましい。この平均粒子径が上記範囲を外れると、凹凸粒子の特性が生じない場合がある。粒子(A)の平均粒子径としてより好ましくは、0.3〜200μm、さらに好ましくは0.8〜50μm、最良は1.0〜20μmである。
なお、本発明における平均粒子径は、走査電子顕微鏡(S−4800、(株)日立製作所製、以下、SEMという)を用い、測定可能な倍率(300〜200,000倍)で粒子(n=300)の写真を撮影し、粒子を二次元化した状態で測定した粒子径の平均値を意味する。
第1の官能基を含む高分子化合物(以下、第1官能基含有高分子化合物という)および第2の官能基を含む高分子化合物(以下、第2官能基含有高分子化合物という)の数平均分子量は、500〜500,000であることが好ましく、より好ましくは1,000〜100,000である。数平均分子量が500,000より大きいと、媒体中の粘度が上がりすぎるため、単分散した粒子に悪影響を及ぼす場合がある。一方、数平均分子量が500未満であると、凸部を付加させることは可能であるが、接着強度が弱くなるため剥がれ等が生じる場合がある。なお、数平均分子量は、ゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)による測定値である。
また、第1および第2官能基含有高分子化合物1分子あたりの官能基個数は、平均2個以上であればよいが、粒子(A)および粒子(B)の接着強度をより高めるために、好ましくは、平均官能基個数3個以上、より好ましくは4個以上、より一層好ましくは5個以上である。
さらに、官能基当量が、50未満であると、官能基の種類によっては自己架橋し、粒子(B)の接着強度に悪影響を及ぼす場合がある。一方、2,000を超えると、凸部を付加させることは可能であるが、接着強度が弱くなるため剥がれ等が生じる場合がある。好ましくは、官能基当量80〜1,500、より好ましくは100〜1,000、さらに好ましくは130〜800である。
なお、「当量」とは、化学反応における物質の量的関係に基づいて化合物ごとに割り当てた一定量を示すものであり、例えば、本発明においては、1分子あたり(高分子の場合は平均)の反応可能な官能基1mol当たりの化学式量を表す。
次に凹凸粒子の作製方法について説明する。
本発明に係る凹凸粒子の製造方法は、上述した第1官能基含有高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(A)と、この第1官能基と反応し得る第2官能基含有高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(B)とを、第1官能基および第2官能基の化学結合により凹凸粒子とすることができる方法であれば、特に限定されるものではないが、各粒子(A),(B)の各高分子化合物が溶解する少なくとも1種の溶媒の存在下で混合し、第1官能基および第2の官能基を反応させる方法を採用することができる。
このように処理することで、高分子化合物中の官能基を最大限に利用できる、すなわち、反応点が増大する結果、結合面積が増大するため、粒子(A)と粒子(B)との結合をより強固にすることが可能となるのみならず、高分子化合物同士の接触面積が増大するため、高分子化合物特有の密着力も発揮され、より強固な結合が形成される。
また、粒子(A),(B)の溶媒中での分散性も高まる結果、粒子の沈降速度が変わり、凹凸が形成され易くなる。
反応溶媒としては、粒子(A)および粒子(B)を構成する材料、第1および第2官能基含有高分子化合物の種類等を考慮して、上述した反応溶媒から適宜選択して用いればよいが、第1および第2官能基含有高分子化合物の溶解性等を考慮すると、特に、反応溶媒100g(混合溶媒の場合は混合溶媒全体で100g)中に、各高分子化合物のそれぞれが少なくとも0.01g以上、好ましくは0.05g以上、より好ましくは0.1g以上、さらに好ましくは1g以上、最良は2g以上溶解する溶媒を用いることが好ましい。
好適な溶媒の具体例としては、水;メタノール、エタノール、2-プロパノール等のアルコール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテルアルコール類;アセトン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド等の水溶性有機溶媒等やこられの混合溶媒が挙げられる。
その他の反応条件は、第1および第2官能基の種類、粒子濃度、粒子比重などにより異なるため一概には規定できないが、この場合も、反応温度としては10〜200℃、好ましくは30〜130℃、より好ましくは40〜90℃の範囲である。また、40〜90℃で反応を行う場合の反応時間は、通常2〜48時間、好ましくは8〜24時間程度である。
なお、反応時間を48時間以上と長くした場合でも、凹凸粒子を得ることはできるが、製造効率を考えると長時間を要する条件で反応を行うことは得策ではない。
結合反応時の溶液濃度は、下記計算式で算出した場合、1〜60質量%であり、好ましくは5〜40質量%、より好ましくは10〜30質量%である。
溶液濃度(質量%)=[〈粒子(A)質量+粒子(B)質量〉/全溶液質量]×100
この場合、溶液濃度が60質量%超であると、粒子(A)または粒子(B)の量が過剰となり、溶液内のバランスが崩れ、単分散化した凹凸粒子を得ることが困難になる場合がある。また、上記溶液濃度が1質量%未満であると、凹凸粒子を得ることはできるものの、長時間に亘って反応を行う必要が生じる等、生産性の低下を招く可能性が高く、得策ではない。
なお、凹凸粒子の製造時に、反応系内に、公知の分散剤、酸化防止剤、安定剤、乳化剤、触媒などを、反応溶液中、0.0001〜50質量%の量で適宜配合することができる。
この場合、分散剤および安定剤としては、ポリヒドロキシスチレン、ポリスチレンスルホン酸、ビニルフェノール−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニルフェノール−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等のポリスチレン誘導体;ポリ(メタ)アクリル酸、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ポリエチル(メタ)アクリレート、ポリブチル(メタ)アクリレート等のポリ(メタ)アクリル酸誘導体;ポリメチルビニルエーテル、ポリエチルビニルエーテル、ポリブチルビニルエーテル、ポリイソブチルビニルエーテル等のポリビニルアルキルエーテル誘導体;セルロース、メチルセルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体;ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリ酢酸ビニル等のポリ酢酸ビニル誘導体;ポリビニルピリジン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリ−2−メチル−2−オキサゾリン等の含窒素ポリマー誘導体;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のポリハロゲン化ビニル誘導体;ポリジメチルシロキサン等のポリシロキサン誘導体等が挙げられる。これらは1種単独で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。
また、乳化剤(界面活性剤)としては、ラウリル硫酸ナトリ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、脂肪酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩等のアニオン系乳化剤;アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩、アルキルベタイン、アミンオキサイド等のカチオン系乳化剤;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エーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等のノニオン系乳化剤等が挙げられる。これらは1種単独で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。
また、粒子(A)および粒子(B)を、アニオン−カチオン吸着、帯電吸着、スプレー法等の公知の種々の複合粒子化法により、複合粒子とした後、熱を加えて第1および第2官能基含有高分子化合物を溶融させながら反応させて、凹凸粒子を製造することもできる。
この手法においても、各高分子化合物が溶融した状態で第1および第2官能基が反応するため、上述の手法と同様、反応点が増大する結果、結合面積が増大するため、粒子(A)と粒子(B)との結合をより強固にすることが可能となる。
凹凸粒子の製造にあたっては、少なくとも粒子(A)が粒子(B)によって一様に被覆されない程度に調整することが重要である。すなわち、一様に被覆された凹凸粒子では、充分な凹凸差を持たないため、凹凸粒子独特の機能性を発揮することができない虞がある。
粒子(A)および粒子(B)の添加量、反応温度、反応時間、重合媒体の種類等を便宜調整することにより、粒子(B)から形成される凸部径や、凸部間隔を変えることが可能である。粒子(A)を粒子(B)により一様に被覆せず、適度な間隔で凸部を有する粒子を得るためには、粒子(A)および粒子(B)の粒子径や比重等にも大きく左右されるが、上述した粒子(A)と粒子(B)との粒径比程度であれば、粒子(A)に対して粒子(B)の添加量を、通常、0.01〜50質量%、好ましくは、0.1〜20質量%、さらに好ましくは1〜15質量%として混合処理すればよい。
以下、合成例、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の説明において、数平均分子量は、ゲル濾過クロマトグラフィーによる測定値である。
分子量測定条件
GPC測定装置:C−R7A、(株)島津製作所製
検出器:紫外分光光度計検出器(SPD−6A)、(株)島津製作所製
ポンプ:分子量分布測定装置ポンプ(LC−6AD)、(株)島津製作所製
使用カラム:Shodex KF804L(昭和電工(株)製) 2本、Shodex KF806(昭和電工(株)製) 1本の計3本を直列につないだもの
使用溶媒:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
[1]コア粒子の合成
[合成例1]
500mlフラスコに、下記に示した原料化合物等を下記割合で混合してなる混合物を一括して仕込み、窒素にて溶存酸素を置換した後、窒素気流下、オイルバス温度80℃で約15時間加熱攪拌して、カルボキシル基を有するスチレン系共重合体粒子溶液を作製した。
得られた粒子溶液を、公知の吸引ろ過設備にて、水−メタノール混合溶液(質量比3:7)で3〜5回程度洗浄−ろ過を繰り返して真空乾燥し、コア粒子1を得た。このコア粒子1の粒子径をSEMにて観察、測定したところ、平均粒子径3.5μmの球状粒子であった。
スチレン 48.2g
メタクリル酸 20.6g
メタノール 218.0g
水 52.0g
アゾビス2−メチルブチロニトリル(ABNE) 3.0g
スチレン−メタクリル系共重合樹脂溶液 70.0g
(スチレン−メタクリル系共重合樹脂溶液は、スチレン:メタクリル酸2−ヒドロキシエチル=2:8 40質量%メタノール溶液である。)
[合成例2]
下記に示した原料化合物等を下記割合で使用した以外は、合成例1と同様にしてコア粒子2を得た。このコア粒子2の粒子径をSEMにて観察、測定したところ、平均粒子径12.9μmの球状粒子であった。
スチレン 48.2g
アクリル酸 20.6g
メタノール 162.0g
エタノール 54.0g
水 54.0g
アゾビス2−メチルブチロニトリル(ABNE) 3.1g
スチレン−メタクリル系共重合樹脂溶液 60.0g
(スチレン−メタクリル系共重合樹脂溶液は、スチレン:メタクリル酸2−ヒドロキシエチル=2:8 40重量%メタノール溶液である。)
[合成例3]
下記に示した原料化合物等を下記割合で使用し、オイルバス温度70℃とした以外は、合成例1と同様にしてコア粒子3を得た。このコア粒子3の粒子径をSEMにて観察、測定したところ、平均粒子径0.4μmの球状粒子であった。
スチレン 23.9g
メタクリル酸 6.0g
メタノール 231.7g
水 67.3g
アゾビス2−メチルブチロニトリル(ABNE) 1.2g
スチレン−メタクリル系共重合樹脂溶液 86.3g
(スチレン−メタクリル系共重合樹脂溶液は、スチレン:メタクリル酸2−ヒドロキシエチル=2:8 40重量%メタノール溶液である。)
[合成例4]
下記に示した原料化合物等を下記割合で使用し、オイルバス温度78℃とした以外は、合成例1と同様にしてスチレン単一重合体からなるコア粒子4を得た。このコア粒子4の粒子径をSEMにて観察、測定したところ、平均粒子径4.4μmの球状粒子であった。
スチレン 73.1g
メタノール 179.9g
エタノール 39.3g
アゾビスイソブチロニトリル(AIBN) 3.4g
スチレン−メタクリル系共重合樹脂溶液 63.8g
(スチレン−メタクリル系共重合樹脂溶液は、スチレン:メタクリル酸2−ヒドロキシエチル=2:8 40重量%メタノール溶液である。)
[2]官能基含有(高分子)有機化合物の合成
[合成例5]
2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)800gと、重合度m=8のポリオキシエチレンモノメチルエーテル441.4gとを50℃で1時間初期反応させた後、カルボジイミド化触媒(3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド)8gを加え窒素気流下85℃で6時間反応させ、末端封止したカルボジイミド樹脂(平均重合度=7、平均分子量1852)を得た。これに蒸留水709.6gを徐々に入れ、カルボジイミド樹脂溶液(樹脂濃度60質量%)を得た。カルボジイミド当量は265/NCNであった。
[合成例6]
m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)800gと、カルボジイミド化触媒16gとを180℃で26時間反応させ、イソシアネート末端m−テトラメチルキシリレンカルボジイミド樹脂を得た。次いで得られたカルボジイミド668.9gと重合度m=12のポリオキシエチレンモノメチルエーテル333.9gとを140℃で6時間反応させた。これに蒸留水668.5gを徐々に入れ、カルボジイミド樹脂溶液(樹脂濃度60重量%)を得た。カルボジイミド当量は336/NCNであった(平均重合度=10、数平均分子量3364)。
[3]粒子(A),(B)の合成
[合成例7]
1000mlフラスコに、下記に示した原料化合物等を下記割合で混合してなる混合物を一括して仕込み、窒素気流下、オイルバス温度45℃で約15時間加熱攪拌を行い、カルボジイミド含有複合粒子溶液を作製した。
得られた粒子溶液を、公知の吸引ろ過設備にて、水−メタノール混合溶液(3:7)で3〜5回程度洗浄−ろ過を繰り返して真空乾燥し、複合粒子(グラフト化粒子1)を得た。 このグラフト化粒子1をフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR8200PC、(株)島津製作所製、以下FT−IRという)で測定したところ、波長2150(1/cm)前後でカルボジイミド基による吸収ピークが得られたことから、カルボジイミド基を有するポリマーがグラフト化されたことが確認された。
コア粒子1 25.0g
合成例5で得られた溶液 115.4g
水 136.7g
メタノール 506.4g
[合成例8]
コア粒子2および合成例6で得られた溶液を使用した以外は、合成例7と同様の方法でグラフトされたカルボジイミド基を有する粒子(グラフト化粒子2)を得た。
このグラフト化粒子2をFT−IRで測定したところ、波長2150(1/cm)前後でカルボジイミド基による吸収ピークが得られたことから、カルボジイミド基を有するポリマーがグラフト化されたことが確認された。
[合成例9]
コア粒子3を使用した以外は、合成例7と同様の方法でグラフトされたカルボジイミド基を有する粒子(グラフト化粒子3)を得た。
このグラフト化粒子3をFT−IRで測定したところ、波長2150(1/cm)前後でカルボジイミド基による吸収ピークが得られたことから、カルボジイミド基を有するポリマーがグラフト化されたことが確認された。
[合成例10]
300mlフラスコに、下記に示した原料化合物等を下記割合で混合してなる混合物を一括して仕込み、撹拌機により室温で1時間分散化した後、触媒であるトリブチルアミン0.1gを添加し、窒素気流下、オイルバス温度70℃で約15時間加熱を行い、エポキシ含有粒子溶液を作製した。
得られた粒子溶液を、公知の吸引ろ過設備にて、水−メタノール混合溶液(3:7)で3〜5回程度洗浄−ろ過を繰り返して真空乾燥し、複合粒子(グラフト化粒子4)を得た。このグラフト化粒子4をFT−IRで測定したところ、波長910(1/cm)前後でエポキシ基による吸収ピークが得られたことから、エポキシ基を有するポリマーがグラフト化されたことが確認された。
コア粒子1 12.0g
デナコールEX−1610 11.9g
メタノール 33.2g
水 62.3g
[「デナコールEX−1610」は、ナガセケムテック(株)製のエポキシ化合物で、エポキシ当量が170のものである。]
[合成例11]
200mlのフラスコ中でジメチルホルムアミド(以下DMFと略す)80gに平均粒径0.2μmの球状シリカ粒子(宇部日東化成(株)製)20gをよく分散させた。続いて、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(シランカップリング剤、チッソ(株)製)0.4gを添加し、70℃で30分攪拌した。その後、下記の有機化合を添加しAIBN0.32g、スチレン8.4g、メタクリル酸3.6gを添加し、70℃で約15時間加熱して反応させた。
反応終了後、未反応モノマー、グラフト化していないポリマーを除くため、テトラヒドロフラン(以下、THFと略す)で4回程度洗浄−ろ過を繰り返して乾燥し、粒子(グラフト化粒子5)を得た。このグラフト化粒子5のIRスペクトルを、FT−IRにて測定したところ、700cm-1付近にベンゼン環由来の吸収、1720cm-1が付近にエステル基由来の吸収が現れたことから、カルボキシル基を有するポリマー(スチレン−メタクリル酸共重合体)がグラフト化されたことが確認された。なお、数平均分子量は約11,000であった。また、理論上の平均カルボキシル基当量は287である。
[合成例12]
200mlのフラスコ中でDMF90gにアルミナ粒子((株)アドマテックス製)を分級してなる平均粒径0.4μmのアルミナ粒子10gをよく分散させた。続いて、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.2gを添加し、70℃で30分攪拌した。その後、AIBN0.32g、スチレン7.0g、メタクリル酸3.0gをそれぞれ添加し、70℃で約15時間加熱して反応させた。
反応終了後、上記合成例11と同様の操作を行って粒子(グラフト化粒子6)を得た。このグラフト化粒子6のIRスペクトルを、FT−IRにて測定したところ、700cm-1付近にベンゼン環由来の吸収が、1720cm-1付近にエステル基由来の吸収が現れたことから、カルボキシル基を有するポリマー(スチレン−メタクリル酸共重合体)がグラフト化されたことが確認された。なお、数平均分子量は約35,000であった。また、理論上の平均カルボキシル基当量は287である。
[合成例13]
平均粒径9.9μmの球状シリカ粒子(宇部日東化成(株)製)を用いた以外は、合成例12と同様の方法で複合粒子を得た(グラフト化粒子7)。このグラフト化粒子7のIRスペクトルを、FT−IRにて測定したところ、700cm-1付近にベンゼン環由来の吸収、1720cm-1付近にエステル基由来の吸収が現れたことから、カルボキシル基を有するポリマー(スチレン−メタクリル酸共重合体)がグラフト化されたことが確認された。なお、数平均分子量は約35,000であった。また、理論上の平均カルボキシル基当量は287である。
[合成例14]
スチレンとメタクリル酸の組成比を変更した以外は、合成例11と同様な方法で複合粒子を得た(グラフト化粒子8)。このグラフト化粒子8のIRスペクトルを、FT−IRにて測定したところ、700cm-1付近にベンゼン環由来の吸収、1720cm-1付近に微小のエステル基由来の吸収が現れたことから、カルボキシル基を有するポリマー(スチレン−メタクリル酸共重合体)がグラフト化されたことが確認された。なお、数平均分子量は約35,000であった。また、理論上の平均カルボキシル基当量は1720である。
[3]凹凸粒子の製造
[実施例1]
100mlフラスコに下記に示した原料等を下記割合で一括して仕込み、超音波にて分散させた後、窒素気流下、オイルバス温度45℃で約15時間加熱攪拌を行い、凹凸粒子溶液を作製した。
得られた粒子溶液を、公知の吸引ろ過設備にてメタノールで3〜5回程度洗浄−ろ過を繰り返して不要物を取り除き、真空乾燥後、めっきまたは蒸着処理用凹凸粒子(以下、凹凸粒子という)を得た。この粒子の形状をSEMにて観察したところ、少なくとも表層部に、凝集のない単分散した一次粒子が3個以上結合した凹凸を有する粒子群であった。得られた凹凸粒子のSEM写真を図1に示す。
なお、グラフト化粒子1の製造に使用したカルボジイミド樹脂10g、およびグラフト化粒子5に使用したスチレン−メタクリル酸共重合体3gを使用媒体成分100gに入れたところ、何れも溶解した。
粒子(A):グラフト化粒子1 5.0g
粒子(B):グラフト化粒子5 0.5g
THF 31.5g
メタノール 9.75g
水 5.25g
[実施例2]
粒子(A)をグラフト化粒子2に、粒子(B)をグラフト化粒子6に変更した以外は、実施例1と同様の方法で凹凸粒子を得た。
この粒子の形状をSEMにて観察したところ、少なくとも表層部に、凝集のない単分散した一次粒子が3個以上結合した凹凸を有する粒子群であった。
また、グラフト化粒子2に使用したカルボジイミド樹脂10g、およびグラフト化粒子5に使用したスチレン−メタクリル酸共重合体2gを使用媒体成分100gに入れたところ、何れも溶解した。
[実施例3]
100mlフラスコに下記に示した原料等を下記割合で一括して仕込み、超音波にて分散させた後、触媒としてトリブチルアミン0.05gを添加し、窒素気流下、オイルバス温度55℃で約15時間加熱を行い、凹凸粒子溶液を作製した。
得られた粒子溶液を、公知の吸引ろ過設備にてメタノールで3〜5回程度洗浄−ろ過を繰り返して不要物を取り除き、真空乾燥後、複合粒子を得た。この粒子の形状をSEMにて観察したところ、少なくとも表層部に凝集のない単分散した一次粒子が3個以上結合した凹凸を有する粒子群であった。
なお、グラフト化粒子4に使用したエポキシ化合物10g、およびグラフト化粒子5に使用したスチレン−メタクリル酸共重合体3gを使用媒体成分100gに入れたところ、何れも溶解した。
粒子(A):グラフト化粒子4 5.0g
粒子(B):グラフト化粒子5 0.5g
THF 31.5g
メタノール 9.75g
水 5.25g
[実施例4]
粒子(A)をグラフト化粒子7に、粒子(B)をグラフト化粒子3に変更した以外は、実施例1と同様の方法で凹凸粒子を得た。この粒子の形状をSEMにて観察したところ、少なくとも表層部に、凝集のない単分散した一次粒子が3個以上結合した凹凸を有する粒子群であった。
なお、グラフト化粒子7に使用したカルボジイミド樹脂10g、およびグラフト化粒子5に使用したスチレン−メタクリル酸共重合体3gを使用媒体成分100gに入れたところ、何れも溶解した。
[実施例5]
粒子(B)をグラフト化粒子8に変更した以外は、実施例1と同様の方法で凹凸粒子を得た。この粒子の形状をSEMにて観察したところ、少なくとも表層部に、凝集のない単分散した一次粒子が3個以上結合した凹凸を有する粒子群であった。
なお、グラフト化粒子1の製造に使用したカルボジイミド樹脂10g、およびグラフト化粒子5に使用したスチレン−メタクリル酸共重合体2gを使用媒体成分100gに入れたところ、何れも溶解した。
[実施例6]
使用媒体をメタノール単一媒体とした以外は、実施例1と同様の方法で凹凸粒子を得た。この粒子の形状をSEMにて観察したところ、少なくとも表層部に、凝集のない単分散した一次粒子が3個以上結合した凹凸を有する粒子群であった。
なお、グラフト化粒子1の製造に使用したカルボジイミド樹脂2g、およびグラフト化粒子5に使用したスチレン−メタクリル酸共重合体3gを使用媒体成分100gに入れたところ、スチレン−メタクリル酸共重合体は少量溶解したが、カルボジイミド樹脂は微量しか溶解せず、殆どが白色化し析出した。
[比較例1]
100mlフラスコに下記に示した原料等を下記割合で一括して仕込み、超音波にて分散させた後、窒素気流下、オイルバス温度50℃で約15時間加熱攪拌を行い、凹凸粒子溶液を作製した。
得られた粒子溶液を、公知の吸引ろ過設備にてメタノールで3〜5回程度洗浄−ろ過を繰り返して不要物を取り除き、真空乾燥後、複合粒子を得た。この粒子の形状をSEMにて観察したところ、表層部に凹凸を有する粒子は殆ど存在しなかった。
コア粒子4(ポリスチレン単体) 5.0g
グラフト化粒子5 0.5g
メタノール 49.5g
[比較例2]
100mlフラスコに下記に示した原料等を下記割合で一括して仕込み、超音波にて分散させた後、窒素気流下、オイルバス温度45℃で約15時間加熱攪拌を行い、凹凸粒子溶液を作製した。
得られた粒子溶液を、公知の吸引ろ過設備にてメタノールで3〜5回程度洗浄−ろ過を繰り返して不要物を取り除き、真空乾燥後、複合粒子を得た。この粒子の形状をSEMにて観察したところ、表層部に若干の凹凸を有する粒子であった。
グラフト化粒子1 5.0g
球状シリカ粒子(合成例11で使用したもの) 0.5g
THF 31.5g
メタノール 9.75g
水 5.25g
[比較例3]
粒子(B)として、コア粒子3を使用した以外は、実施例2と同様の方法で凹凸粒子を得た。この粒子の形状をSEMにて観察したところ、表層部に若干の凹凸を有する粒子であった。
[比較例4]
100mlフラスコに下記に示した原料等を下記割合で一括して仕込み、超音波にて分散させた後、窒素気流下、オイルバス温度45℃で約15時間加熱攪拌を行い、凹凸粒子溶液を作製した。
得られた粒子溶液を、公知の吸引ろ過設備にてメタノールで3〜5回程度洗浄−ろ過を繰り返して不要物を取り除き、真空乾燥後、複合粒子を得た。この粒子の形状をSEMにて観察したところ、表層部に若干の凹凸を有する粒子であった。
コア粒子2 5.0g
グラフト化粒子3 0.5g
メタノール 33.0g
水 13.5g
[比較例5]
100mlフラスコに下記に示した原料等を下記割合で一括して仕込み、カチオン系界面活性剤(カチオンABT2、日本油脂(株)製)0.03gを入れ、超音波にて分散させた後、比較例2で使用した球状シリカ粒子を1.5g入れて撹拌機で約15時間攪拌して極性吸着を利用した凹凸粒子溶液を作製した。
比較例1と同様に洗浄−ろ過を繰り返して不要物を取り除き、真空乾燥後、凹凸粒子を得た。この粒子の形状をSEMにて観察したところ、いくらか偏りが生じているが、表層部に凝集のない単分散した一次粒子が3個以上結合した凹凸粒子を得た。
コア粒子4 15.0g
メタノール 60.0g
上記実施例1〜5および比較例1〜5のまとめを下記表1に示す。
Figure 2005336223
◎:付着、形状共に良好
○:付着良好
△:一部付着
×:殆ど付着なし
上記実施例1〜5および比較例2〜5で得られた凹凸粒子について、下記手法により凸部粒子の結合性を評価した。結果を表2に示す。
[凸部粒子の結合性評価]
凹凸粒子各1gを水−メタノール混合溶液(質量比3:7)100mlに入れ、ホモジナイザー(US−150T、(株)日本精機製作所製)にて5分間、振動または衝撃を与えた後、300mlのフラスコに移し替えた。このフラスコ内に、さらに、水−メタノール混合溶液(質量比3:7)100mlを加え、長径8cmの三日月タイプの攪拌羽を使用して常温にて攪拌速度400rpmで3時間攪拌し、粒子にせん断を加えた。次に、公知の吸引ろ過設備にて、ろ過を2回行い、真空乾燥して粒子を得た。この粒子の形状をSEMにて観察し、凸部の結合性の評価を行った。
Figure 2005336223
◎:試験前と同レベルの凸部有り
○:付着粒子が若干減少
△:付着粒子が大きく減少
×:殆ど付着粒子なし
表2に示されるように、実施例1〜5の凹凸粒子は、粒子(A)と粒子(B)とがそれぞれ表面からグラフト化された官能基含有高分子化合物を有しているとともに、両高分子化合物の官能基を介した化学結合により結合されているから、凸部の結合強度に優れていることがわかる。これに対し、比較例2〜5の凹凸粒子では、凸部の結合強度が著しく劣っていることがわかる。
実施例1で得られためっきまたは蒸着処理用凹凸粒子のSEM写真を示す図である。

Claims (10)

  1. 第1の官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(A)と、この第1の官能基と反応し得る第2の官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(B)とが、前記第1および第2の官能基で化学結合により結合されてなることを特徴とする凹凸粒子。
  2. 前記化学結合が、前記第1の官能基を含む高分子化合物および第2の官能基を含む高分子化合物が溶解する媒体中で形成されたことを特徴とする請求項1記載の凹凸粒子。
  3. 前記粒子(A)が、球状または略球状粒子であることを特徴とする請求項1または2記載の凹凸粒子。
  4. 前記粒子(A)および粒子(B)の少なくとも一方が、有機ポリマー粒子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の凹凸粒子。
  5. 前記第1および第2の官能基が、活性水素基、カルボジイミド基、オキサゾリン基およびエポキシ基からなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の凹凸粒子。
  6. 前記第1および第2の官能基の少なくとも一方が、カルボジイミド基であることを特徴とする請求項5記載の凹凸粒子。
  7. 前記第1および第2の官能基の組み合わせが、水酸基、カルボキシル基、アミノ基およびメルカプト基からなる群から選ばれる少なくとも1種の基と、カルボジイミド基との組み合わせであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の凹凸粒子。
  8. 前記粒子(A)の平均粒子径が、0.1〜1000μmであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の凹凸粒子。
  9. 第1の官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(A)と、この第1の官能基と反応し得る第2の官能基を含む高分子化合物が表面からグラフトされた粒子(B)とを、これら各粒子(A),(B)表面の各高分子化合物が溶解する少なくとも1種の溶媒の存在下で混合し、前記第1の官能基および第2の官能基を反応させることを特徴とする凹凸粒子の製造方法。
  10. 前記溶媒100g中に前記各高分子化合物のそれぞれが、少なくとも0.01g溶解することを特徴とする請求項9記載の凹凸粒子の製造方法。
JP2004152950A 2004-05-24 2004-05-24 凹凸粒子およびその製造方法 Active JP5182460B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004152950A JP5182460B2 (ja) 2004-05-24 2004-05-24 凹凸粒子およびその製造方法
KR1020067024678A KR20070032663A (ko) 2004-05-24 2005-05-24 요철입자 및 그 제조방법
CNA2005800166133A CN1957024A (zh) 2004-05-24 2005-05-24 凹凸粒子及其制造方法
US11/569,458 US20080020207A1 (en) 2004-05-24 2005-05-24 Particle With Rough Surface And Process For Producing The Same
PCT/JP2005/009457 WO2005113649A1 (ja) 2004-05-24 2005-05-24 凹凸粒子およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004152950A JP5182460B2 (ja) 2004-05-24 2004-05-24 凹凸粒子およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005336223A true JP2005336223A (ja) 2005-12-08
JP5182460B2 JP5182460B2 (ja) 2013-04-17

Family

ID=35428389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004152950A Active JP5182460B2 (ja) 2004-05-24 2004-05-24 凹凸粒子およびその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080020207A1 (ja)
JP (1) JP5182460B2 (ja)
KR (1) KR20070032663A (ja)
CN (1) CN1957024A (ja)
WO (1) WO2005113649A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006269296A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Sekisui Chem Co Ltd 突起粒子の製造方法、突起粒子、導電性突起粒子及び異方性導電材料
JP2010254934A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Tokai Rika Co Ltd 金属調塗料及び金属調インキ、金属調塗膜、並びにこれらの製造方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2632261A1 (en) * 2005-12-05 2007-06-14 Guava Technologies Particle-based analyte characterization
KR101578242B1 (ko) 2008-05-21 2015-12-17 스미토모 세이카 가부시키가이샤 표면에 다수의 오목부를 갖는 수지 입자
US9364689B2 (en) * 2009-12-22 2016-06-14 Avon Products, Inc. Cosmetic compositions comprising fibrous pigments
EP2740673B1 (de) * 2012-12-06 2015-07-08 MSK - Verpackungs-Systeme GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer Folie auf einen Gutstapel
CN103467829B (zh) * 2013-09-25 2015-10-28 南京天诗新材料科技有限公司 负载纳米二氧化硅的蜡水性分散体及其制备方法和用途
US10449474B2 (en) * 2015-09-18 2019-10-22 Hollingsworth & Vose Company Filter media including a waved filtration layer
US10058502B2 (en) 2015-12-31 2018-08-28 L'oreal Nail polish compositions
US11021649B2 (en) 2017-03-20 2021-06-01 Fairmount Santrol Inc. Flowback resistant proppants
US10364154B1 (en) 2018-06-26 2019-07-30 Forecaster Chemicals, LLC Systems and methods to strengthen sand proppant
CN114456292B (zh) * 2022-03-14 2023-11-07 上海理工大学 一种表面褶皱的聚苯乙烯-SiO2核壳纳米复合粒子及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001342377A (ja) * 2000-05-30 2001-12-14 Nippon Shokubai Co Ltd 複合粒子およびその製造方法
JP2002173879A (ja) * 2000-09-29 2002-06-21 Kuraray Co Ltd 皮革様シートの製造方法
JP2003026813A (ja) * 2001-07-13 2003-01-29 Nippon Shokubai Co Ltd 異方導電性材料

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3929733A (en) * 1974-10-02 1975-12-30 Upjohn Co Polycarbodiimides from 4,4{40 -methylenebis(phenyl isocyanate) and certain carbocyclic monoisocyanates
US4060664A (en) * 1975-12-08 1977-11-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Bonded composite structures
JP3695616B2 (ja) * 1997-06-06 2005-09-14 明石 満 高分子超微粒子集合体の製造方法
JP4117140B2 (ja) * 2002-03-13 2008-07-16 日清紡績株式会社 カルボジイミド含有硬化型反応性粒子、その製造方法及び用途
JP4206235B2 (ja) * 2002-08-09 2009-01-07 日清紡績株式会社 カルボジイミド樹脂層を有する複合粒子及びその製造方法
JPWO2004026945A1 (ja) * 2002-09-19 2006-01-19 日清紡績株式会社 偏平粒子及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001342377A (ja) * 2000-05-30 2001-12-14 Nippon Shokubai Co Ltd 複合粒子およびその製造方法
JP2002173879A (ja) * 2000-09-29 2002-06-21 Kuraray Co Ltd 皮革様シートの製造方法
JP2003026813A (ja) * 2001-07-13 2003-01-29 Nippon Shokubai Co Ltd 異方導電性材料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006269296A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Sekisui Chem Co Ltd 突起粒子の製造方法、突起粒子、導電性突起粒子及び異方性導電材料
JP2010254934A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Tokai Rika Co Ltd 金属調塗料及び金属調インキ、金属調塗膜、並びにこれらの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1957024A (zh) 2007-05-02
US20080020207A1 (en) 2008-01-24
JP5182460B2 (ja) 2013-04-17
WO2005113649A1 (ja) 2005-12-01
KR20070032663A (ko) 2007-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080020207A1 (en) Particle With Rough Surface And Process For Producing The Same
JPWO2005113650A1 (ja) めっきまたは蒸着処理用凹凸粒子
JP4950662B2 (ja) 被覆微粒子およびその製造方法、ならびに、導電性微粒子
JP4206235B2 (ja) カルボジイミド樹脂層を有する複合粒子及びその製造方法
JP7318026B2 (ja) ポリロタキサンを有して形成する架橋体を含有する球状粉体及びその製造方法
JP2005503460A (ja) コア−シェル粒子からなる成形体
JP5162115B2 (ja) 粒状ゲルの製造方法及び該粒状ゲルを含む塗料組成物
WO2010032854A1 (ja) 導電性微粒子およびこれを用いた異方性導電材料
JP2006269296A (ja) 突起粒子の製造方法、突起粒子、導電性突起粒子及び異方性導電材料
JP4527495B2 (ja) 重合体微粒子およびその製造方法、導電性微粒子
JP4117140B2 (ja) カルボジイミド含有硬化型反応性粒子、その製造方法及び用途
JP4957871B2 (ja) 架橋ポリマー粒子及びその製造方法
JP5927862B2 (ja) サブミクロン重合体粒子及びこれを備えた絶縁被覆導電粒子の製造方法
JPWO2004026945A1 (ja) 偏平粒子及びその製造方法
JP2006192535A (ja) 高分子微粒子を原材料とするマイクロ部品及びその作製方法
KR20070031911A (ko) 도금 또는 증착처리용 요철입자
JP4215521B2 (ja) 硬化型粒子及びその製造方法
JP2005017773A (ja) 表面に凹凸を有する粒子及びその製造方法
TWI363070B (ja)
JP4223582B2 (ja) 改良されたマイクロカプセル及びその製造方法
JP3967915B2 (ja) 樹脂突起被覆ポリオルガノシロキサン微粒子及びその製造方法
JP2004327703A (ja) 回路基板及び回路基板の製造方法
JP2003082045A (ja) 有機質無機質複合体粒子、その製造方法およびその用途
JPH0717735B2 (ja) 微小樹脂粒子の製造法
JPH0711005A (ja) 着色粒子および着色複合粒子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110401

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120327

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130101

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5182460

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160125

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160125

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250