JP2012107229A - 樹脂粒子分散液の製造方法 - Google Patents

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貴司 芥川
Showa Iwata
将和 岩田
Naoko Ishibashi
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Abstract

【課題】樹脂粒子の粒度分布が狭く形状が均一であり、耐熱保存安定性に優れ、電子写真用液体現像剤としての低温定着性に優れる樹脂粒子分散液の製造方法を提供する。
【解決手段】樹脂(b)及び/又は(b)の前駆体(b0)を溶剤(S)に溶解した溶液(L1)と、フィラー(f)が分散した分散液(L2)との混合液(L)と、樹脂(a)を含有する微粒子(A)、又は微粒子(A)が非水性媒体(N)中に分散された微粒子分散液(P)とを、非水性媒体(N)中に混合して、(N)中に(b0)が含まれる場合には(b0)を(b)に変換し、樹脂(b)、フィラー(f)及び溶剤(S)を含有する樹脂粒子(B)の表面に微粒子(A)が付着してなる樹脂粒子(C1)の非水性分散液(X1)を形成させ、更に前記非水性分散液(X1)から、溶剤(S)を除去する工程及び樹脂粒子(C1)の微粒子(A)を被膜化し樹脂粒子(C)とする工程を含んでなる樹脂粒子分散液(X)の製造方法であって、前記分散液(L2)が、フィラー(f)、酸価とアミン価の合計が20〜250mgKOH/gである分散剤(I)、溶剤(S)及び圧力が2MPa以上である圧縮性流体(J)を混合し、その後減圧膨張して(J)を気化させ除去する方法で製造されることを特徴とする樹脂粒子分散液(X)の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂粒子分散液の製造方法に関する。更に詳しくは、電子写真用液体現像剤、静電記録用液体現像剤、インクジェットプリンタ用油性インク及び電子ペーパー用インク等の各種用途に有用な樹脂粒子分散液の製造方法に関する。
樹脂粒子分散液中に分散されている樹脂粒子としては、粒度分布が狭く分散安定性の高いものが望まれる。とりわけ、電子写真用液体現像剤、静電記録用液体現像剤、インクジェットプリンタ用油性インク及び電子ペーパー用インク等の分野においては、粒径が小さく、かつ粒度分布が狭いものが要求されている。
また、電子写真用途においては、トナーをより低温で定着させることにより、プリンタ等の印刷機の消費電力を低減させる要望が高い。
そこで、このような課題を解決するために、非水系分散媒体中に脂肪酸モノエステルを添加させると共に樹脂粒子の構成主成分をポリエステル樹脂とする方法が提案されている(特許文献1)。この方法は、脂肪酸モノエステルがポリエステル樹脂を可塑化することにより樹脂粒子の低温定着性を向上させようとしたものであるが、得られた樹脂粒子の分散安定性が悪く、粒度分布、低温定着性のいずれにおいても充分満足できるものではなかった。
特開2008−225442号公報
本発明の目的は、樹脂粒子の粒度分布が狭く形状が均一であり、耐熱保存安定性に優れ、電子写真用液体現像剤としての低温定着性に優れる樹脂粒子分散液の製造方法を提供することにある。
本発明者等は、上記の問題点を解決するべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、樹脂(b)及び/又は(b)の前駆体(b0)を溶剤(S)に溶解した溶液(L1)と、フィラー(f)が分散した分散液(L2)との混合液(L)と、樹脂(a)を含有する微粒子(A)、又は微粒子(A)が非水性媒体(N)中に分散された微粒子分散液(P)とを、非水性媒体(N)中に混合して、(N)中に(b0)が含まれる場合には(b0)を(b)に変換し、樹脂(b)、フィラー(f)及び溶剤(S)を含有する樹脂粒子(B)の表面に微粒子(A)が付着してなる樹脂粒子(C1)の非水性分散液(X1)を形成させ、更に前記非水性分散液(X1)から、溶剤(S)を除去する工程及び樹脂粒子(C1)の微粒子(A)を被膜化し樹脂粒子(C)とする工程を含んでなる樹脂粒子分散液(X)の製造方法であって、前記分散液(L2)が、フィラー(f)、酸価とアミン価の合計が20〜250mgKOH/gである分散剤(I)、溶剤(S)及び圧力が2MPa以上である圧縮性流体(J)を混合し、その後減圧膨張して(J)を気化させ除去する方法で製造されることを特徴とする樹脂粒子分散液(X)の製造方法である。
本発明の製造方法で得られた樹脂粒子分散液(X)は、(X)中に含有する樹脂粒子(C)の粒度分布が狭く形状が均一であり、電子写真用液体現像剤としての帯電性及び低温定着性に優れるという効果を奏する。
本発明における微粒子(A)は、樹脂(a)を含有してなる。樹脂(a)としては、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であってもよく、例えば、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂及びポリカーボネート樹脂等が挙げられる。なお、樹脂(a)は、上記樹脂の2種以上を併用してもよい。
これらのうち好ましいのは、樹脂粒子分散液(X)が得られやすいという観点から、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びこれらの併用である。
ビニル樹脂は、重合性二重結合を有する単量体を単独重合又は共重合した重合体である。重合性二重結合を有する単量体としては、下記(1)〜(9)が挙げられる。
(1)重合性二重結合を有する炭化水素:
(1−1)重合性二重結合を有する脂肪族炭化水素:炭素数2〜30のアルケン(例えばエチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン及びオクタデセン等);炭素数4〜30のアルカジエン(例えばブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,6−ヘキサジエン及び1,7−オクタジエン等)。
(1−2)重合性二重結合を有する脂環式炭化水素:炭素数6〜30のモノ又はジシクロアルケン(例えばシクロヘキセン、ビニルシクロヘキセン及びエチリデンビシクロヘプテン等)及び炭素数5〜30のモノ又はジシクロアルカジエン[例えば(ジ)シクロペンタジエン等]等。
(1−3)重合性二重結合を有する芳香族炭化水素:スチレン;スチレンのハイドロカルビル(炭素数1〜30のアルキル、シクロアルキル、アラルキル及び/又はアルケニル)置換体(例えばα−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン及びトリビニルベンゼン等);及びビニルナフタレン等。
(2)カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体及びそれらの塩:
炭素数3〜15の不飽和モノカルボン酸{例えば(メタ)アクリル酸[「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。]、クロトン酸、イソクロトン酸及び桂皮酸等};炭素数3〜30の不飽和ジカルボン酸(無水物)[例えば(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、(無水)シトラコン酸及びメサコン酸等];及び炭素数3〜10の不飽和ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数1〜10)エステル(例えばマレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノデシルエステル、フマル酸モノエチルエステル、イタコン酸モノブチルエステル及びシトラコン酸モノデシルエステル等)等。
カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体の塩を構成する塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩及びカリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩及びマグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩及び4級アンモニウム塩等が挙げられる。
アミン塩としては、アミン化合物であれば特に限定されないが、例えば1級アミン塩(エチルアミン塩、ブチルアミン塩及びオクチルアミン塩等)、2級アミン(ジエチルアミン塩及びジブチルアミン塩等)、3級アミン(トリエチルアミン塩及びトリブチルアミン塩等)が挙げられる。4級アンモニウム塩としては、テトラエチルアンモニウム塩、トリエチルラウリルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩及びトリブチルラウリルアンモニウム塩等が挙げられる。
カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体の塩としては、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、マレイン酸モノナトリウム、マレイン酸ジナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム、マレイン酸モノカリウム、アクリル酸リチウム、アクリル酸セシウム、アクリル酸アンモニウム、アクリル酸カルシウム及びアクリル酸アルミニウム等が挙げられる。
(3)スルホ基と重合性二重結合を有する単量体及びそれらの塩:
炭素数2〜14のアルケンスルホン酸(例えばビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸及びメチルビニルスルホン酸等);スチレンスルホン酸及びこのアルキル(炭素数2〜24)誘導体(例えばα−メチルスチレンスルホン酸等;炭素数5〜18のスルホ(ヒドロキシ)アルキル−(メタ)アクリレート(例えばスルホプロピル(メタ)アクリレート、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)アクリロイルオキシエタンスルホン酸及び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等);炭素数5〜18のスルホ(ヒドロキシ)アルキル(メタ)アクリルアミド[例えば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、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び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];アルキル(炭素数3〜18)アリルスルホコハク酸(例えばプロピルアリルスルホコハク酸、ブチルアリルスルホコハク酸、2−エチルヘキシル−アリルスルホコハク酸等);ポリ[n(重合度。以下同様。)=2〜30]オキシアルキレン(オキシエチレン、オキシプロピレン及びオキシブチレン等。オキシアルキレンは単独又は併用でもよく、併用する場合、付加形式はランダム付加でもブロック付加でもよい。)モノ(メタ)アクリレートの硫酸エステル[例えばポリ(n=5〜15)オキシエチレンモノメタクリレート硫酸エステル及びポリ(n=5〜15)オキシプロピレンモノメタクリレート硫酸エステル等];下記一般式(1)〜(3)で表される化合物;及びこれらの塩等が挙げられる。
なお、塩としては、(2)カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体の塩を構成する塩として例示したものが挙げられる。
O−(RO)SO3

CH2=CHCH2OCH2CHCH2O−Ar−R (1)



CH=CH−CH3

−Ar−O−(RO)SO3H (2)

CH2COOR

HOSO2CHCOOCH2CH(OH)CH2OCH2CH=CH2 (3)

式中、Rは炭素数2〜4のアルキレン基であり、ROは単独でも2種以上を併用したものでもよく、2種以上を併用した場合は、結合形式はランダムでもブロックでもよい;R及びRは、それぞれ独立に炭素数1〜15のアルキル基;m及びnは、それぞれ独立に1〜50の数;Arはベンゼン環;Rは、フッ素原子で置換されていてもよい炭素数1〜15のアルキル基を表す。
(4)ホスホノ基と重合性二重結合を有する単量体及びその塩:
(メタ)アクリロイルオキシアルキルリン酸モノエステル(アルキル基の炭素数1〜24)(例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート及びフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等)、(メタ)アクリロイルオキシアルキルホスホン酸(アルキル基の炭素数1〜24)(例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸等)。
なお、塩としては、(2)カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体を構成する塩として例示したもの挙げられる。
(5)ヒドロキシル基と重合性二重結合を有する単量体:
ヒドロキシスチレン、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオール、プロパルギルアルコール、2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル及び庶糖アリルエーテル等。
(6)重合性二重結合を有する含窒素単量体:
(6−1)アミノ基と重合性二重結合を有する単量体:
アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレート、N−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン、クロチルアミン、N,N−ジメチルアミノスチレン、メチル−α−アセトアミノアクリレート、ビニルイミダゾール、N−ビニルピロール、N−ビニルチオピロリドン、N−アリールフェニレンジアミン、アミノカルバゾール、アミノチアゾール、アミノインドール、アミノピロール、アミノイミダゾール、アミノメルカプトチアゾール及びこれらの塩等。
(6−2)アミド基と重合性二重結合を有する単量体:
(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N’−メチレン−ビス(メタ)アクリルアミド、桂皮酸アミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジベンジルアクリルアミド、メタクリルホルムアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド及びN−ビニルピロリドン等。
(6−3)ニトリル基と重合性二重結合を有する炭素数3〜10の単量体:
(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン及びシアノアクリレート等。
(6−4)ニトロ基と重合性二重結合を有する炭素数8〜12の単量体:
ニトロスチレン等。
(7)エポキシ基と重合性二重結合を有する炭素数6〜18の単量体:
グリシジル(メタ)アクリレート及びp−ビニルフェニルフェニルオキサイド等。
(8)ハロゲン元素と重合性二重結合を有する炭素数2〜16の単量体:
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロロスチレン、ブロムスチレン、ジクロロスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン及びクロロプレン等。
(9)重合性二重結合を有するエステル、重合性二重結合を有するエーテル、重合性二重結合を有するケトン及び重合性二重結合を有する含硫黄化合物:
(9−1)重合性二重結合を有する炭素数4〜16のエステル:
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル−4−ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチル−α−エトキシアクリレート、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート及びエイコシル(メタ)アクリレート等]、ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の直鎖、分枝鎖又は脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の直鎖、分枝鎖又は脂環式の基である)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン類(ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン及びテトラメタアリロキシエタン等)等、ポリアルキレングリコール鎖と重合性二重結合を有する単量体[ポリエチレングリコール[数平均分子量(以下Mnと略記する。)=300]モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(Mn=500)モノアクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド(以下エチレンオキサイドをEOと略記する。)10モル付加物(メタ)アクリレート及びラウリルアルコールEO30モル付加物(メタ)アクリレート等]、ポリ(メタ)アクリレート類[多価アルコール類のポリ(メタ)アクリレート:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート及びポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。
(9−2)重合性二重結合を有する炭素数3〜16のエーテル:
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニル−2−エチルヘキシルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニル−2−メトキシエチルエーテル、メトキシブタジエン、ビニル−2−ブトキシエチルエーテル、3,4−ジヒドロ−1,2−ピラン、2−ブトキシ−2’−ビニロキシジエチルエーテル、アセトキシスチレン及びフェノキシスチレン等が挙げられる。
(9−3)重合性二重結合を有する炭素数4〜12のケトン:
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン及びビニルフェニルケトン等が挙げられる。
(9−4)重合性二重結合を有する炭素数2〜16の含硫黄化合物:
ジビニルサルファイド、p−ビニルジフェニルサルファイド、ビニルエチルサルファイド、ビニルエチルスルホン、ジビニルスルホン及びジビニルスルホキサイド等が挙げられる。
ビニル樹脂の具体例としては、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−(無水)マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸−ジビニルベンゼン共重合体及びスチレン−スチレンスルホン酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。
ポリエステル樹脂としては、ポリオールと、ポリカルボン酸、その酸無水物又は低級アルキル(アルキル基の炭素数1〜4)エステルとの重縮合物等が使用できる。重縮合反応には、公知の重縮合触媒等が使用できる。
ポリオールとしては、ジオール(10)、及び3〜8価又はそれ以上のポリオール(11)が挙げられる。
ポリカルボン酸、その酸無水物又は低級アルキルエステルとしては、ジカルボン酸(12)、3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸(13)、これらの酸無水物及び低級アルキルエステルが用いられる。
ポリオールとポリカルボン酸の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは2/1〜1/5、更に好ましくは1.5/1〜1/4、特に好ましくは1/1.3〜1/3である。
ジオール(10)としては、炭素数2〜30のアルキレングリコール(例えばエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、ネオペンチルグリコール及び2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール等);Mn=106〜10,000のアルキレンエーテルグリコール(例えばジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラメチレンエーテルグリコール等);炭素数6〜24の脂環式ジオール(例えば1,4−シクロヘキサンジメタノール及び水素添加ビスフェノールA等);Mn=100〜10,000の上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(以下AOと略記する。)付加物(付加モル数2〜100)(例えば1,4−シクロヘキサンジメタノールのEO10モル付加物等);炭素数15〜30のビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF及びビスフェノールS等)又は炭素数12〜24のポリフェノール(例えばカテコール、ハイドロキノン及びレゾルシン等)のAO[EO、プロピレンオキサイド(以下POと略記する。)及びブチレンオキサイド等]付加物(付加モル数2〜100)(例えばビスフェノールA・EO2〜4モル付加物及びビスフェノールA・PO2〜4モル付加物等);重量平均分子量(以下Mwと略記する。)=100〜5,000のポリラクトンジオール(例えばポリ−ε−カプロラクトンジオール等);Mw=1,000〜20,000のポリブタジエンジオール等が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、アルキレングリコール及びビスフェノール類のAO付加物であり、更に好ましいのはビスフェノール類のAO付加物、及びビスフェノール類のAO付加物とアルキレングリコールとの混合物である。
3〜8価又はそれ以上のポリオール(11)としては、3〜8価又はそれ以上の炭素数3〜8の脂肪族多価アルコール(例えばグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビタン及びソルビトール等);炭素数25〜50のトリスフェノール(例えばトリスフェノールPA等)のAO(炭素数2〜4)付加物(付加モル数2〜100)(例えばトリスフェノールPA・EO2〜4モル付加物及びトリスフェノールPA・PO2〜4モル付加物等);重合度3〜50のノボラック樹脂(例えばフェノールノボラック及びクレゾールノボラック等)のAO(炭素数2〜4)付加物(付加モル数2〜100)(フェノールノボラックPO2モル付加物及びフェノールノボラックEO4モル付加物);炭素数6〜30のポリフェノール(例えばピロガロール、フロログルシノール及び1,2,4−ベンゼントリオール等)のAO(炭素数2〜4)付加物(付加モル数2〜100)(ピロガロールEO4モル付加物);及び重合度20〜2,000のアクリルポリオール{ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと他の重合性二重結合を有する単量体[例えばスチレン、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸エステル等]との共重合物等}等が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、脂肪族多価アルコール及びノボラック樹脂のAO付加物であり、更に好ましいのはノボラック樹脂のAO付加物である。
ジカルボン酸(12)としては、炭素数4〜32のアルカンジカルボン酸(例えばコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸及びオクタデカンジカルボン酸等);炭素数4〜32のアルケンジカルボン酸(例えばマレイン酸、フマール酸、シトラコン酸及びメサコン酸等);炭素数8〜40の分岐アルケンジカルボン酸[例えばダイマー酸、アルケニルコハク酸(ドデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸及びオクタデセニルコハク酸等);炭素数12〜40の分岐アルカンジカルボン酸[例えばアルキルコハク酸(デシルコハク酸、ドデシルコハク酸及びオクタデシルコハク酸等);炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及びナフタレンジカルボン酸等)等が挙げられる。
これらのうち好ましいのは、アルケンジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸であり、更に好ましいのは芳香族ジカルボン酸である。
3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸(13)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(例えばトリメリット酸及びピロメリット酸等)等が挙げられる。
なお、ジカルボン酸(12)又は3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸(13)の酸無水物としては、トリメリット酸無水物及びピロメリット酸無水物等が挙げられる。また、これらの低級アルキルエステルとしては、メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステル等が挙げられる。
ポリウレタン樹脂としては、ポリイソシアネート(14)と活性水素含有化合物{水、ポリオール[前記ジオール(10)(ヒドロキシル基以外の官能基を有するジオールを含む)、及び3〜8価又はそれ以上のポリオール(11)]、ポリカルボン酸[ジカルボン酸(12)、及び3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸(13)]、ポリオールとポリカルボン酸の重縮合により得られるポリエステルポリオール、炭素数6〜12のラクトンの開環重合体、ポリアミン(15)、ポリチオール(16)及びこれらの併用等}の重付加物、並びにポリイソシアネート(14)と活性水素含有化合物を反応させてなる末端イソシアネート基プレポリマーと、前記プレポリマーのイソシアネート基に対して等量の1級及び/又は2級モノアミン(17)とを反応させて得られる、アミノ基含有ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
ポリウレタン樹脂中のカルボキシル基の含有率は、好ましくは0.1〜10重量%である。
ポリイソシアネート(14)としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く。以下同様。)6〜20の芳香族ポリイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート、炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネート及びこれらのポリイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基及びオキサゾリドン基含有変性物等)及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、1,3−又は1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製TDI、2,4’−又は4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI{粗製ジアミノフェニルメタン[ホルムアルデヒドと芳香族アミン(アニリン)又はその混合物との縮合生成物;ジアミノジフェニルメタンと少量(例えば5〜20重量%)の3官能以上のポリアミンとの混合物]のホスゲン化物:ポリアリルポリイソシアネート(PAPI)}、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート、m−又はp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート及びこれらの混合物等が挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、エ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、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート及びこれらの混合物等が挙げられる。
脂環式ポリイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−又は2,6−ノルボルナンジイソシアネート及びこれらの混合物等が挙げられる。
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、m−又はp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)及びこれらの混合物等が挙げられる。
ポリイソシアネートの変性物には、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基及び/又はオキサゾリドン基を含有する変性物等が用いられ、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI及びトリヒドロカルビルホスフェート変性MDI等)、ウレタン変性TDI及びこれらの混合物[例えば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との混合物]等が挙げられる。
ポリイソシアネート(14)のうちで好ましいのは、炭素数6〜15の芳香族ポリイソシアネート、炭素数4〜12の脂肪族ポリイソシアネート及び炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネートであり、更に好ましいのはTDI、MDI、HDI、水添MDI及びIPDIである。
ポリアミン(15)としては、炭素数2〜18の脂肪族ポリアミン及び芳香族ポリアミン(炭素数6〜20)等が挙げられる。
炭素数2〜18の脂肪族ポリアミンとしては、脂肪族ポリアミン、これらのアルキル(炭素数1〜4)又はヒドロキシアルキル(炭素数2〜4)置換体、脂環式又は複素環含有脂肪族ポリアミン及び芳香環含有脂肪族アミン(炭素数8〜15)等が挙げられる。
脂肪族ポリアミンとしては、炭素数2〜12のアルキレンジアミン(エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン及びヘキサメチレンジアミン等)及びポリアルキレン(炭素数2〜6)ポリアミン[ジエチレントリアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)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及びペンタエチレンヘキサミン等]等が挙げられる。
脂肪族ポリアミンのアルキル(炭素数1〜4)又はヒドロキシアルキル(炭素数2〜4)置換体としては、ジアルキル(炭素数1〜3)アミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサメチレンジアミン及びメチルイミノビスプロピルアミン等が挙げられる。
脂環式又は複素環含有脂肪族ポリアミンとしては、炭素数4〜15の脂環式ポリアミン{1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン、4,4’−メチレンジシクロヘキサンジアミン(水添メチレンジアニリン)及び3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等}及び炭素数4〜15の複素環式ポリアミン[ピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ジアミノエチルピペラジン、及び1,4−ビス(2−アミノ−2−メチルプロピル)ピペラジン等]等が挙げられる。
芳香環含有脂肪族アミン(炭素数8〜15)としては、キシリレンジアミン及びテトラクロロp−キシリレンジアミン等が挙げられる。
芳香族ポリアミン(炭素数6〜20)としては、非置換芳香族ポリアミン、アルキル基(メチル基、エチル基、n−又はイソプロピル基及びブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基)を有する芳香族ポリアミン、電子吸引基(Cl、Br、I及びF等のハロゲン原子;メトキシ基及びエトキシ基等のアルコキシ基;及びニトロ基等)を有する芳香族ポリアミン及び2級アミノ基を有する芳香族ポリアミン等が使用できる。
非置換芳香族ポリアミンとしては、1,2−、1,3−又は1,4−フェニレンジアミン、2,4’−又は4,4’−ジフェニルメタンジアミン、クルードジフェニルメタンジアミン(ポリフェニルポリメチレンポリアミン)、ジアミノジフェニルスルホン、ベンジジン、チオジアニリン、ビス(3,4−ジアミノフェニル)スルホン、2,6−ジアミノピリジン、m−アミノベンジルアミン、トリフェニルメタン−4,4’,4”−トリアミン、ナフチレンジアミン及びこれらの混合物等が挙げられる。
アルキル基(メチル基、エチル基、n−又はイソプロピル基及びブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基)を有する芳香族ポリアミンとしては、2,4−又は2,6−トリレンジアミン、クルードトリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ビス(o−トルイジン)、ジアニシジン、ジアミノジトリルスルホン、1,3−ジメチル−2,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジメチル−2,6−ジアミノベンゼン、1,4−ジエチル−2,5−ジアミノベンゼン、1,4−ジイソプロピル−2,5−ジアミノベンゼン、1,4−ジブチル−2,5−ジアミノベンゼン、2,4−ジアミノメシチレン、1,3,5−トリエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1,3,5−トリイソプロピル−2,4−ジアミノベンゼン、1−メチル−3,5−ジエチル−2,4−ジアミノベンゼン、1−メチル−3,5−ジエチル−2,6−ジアミノベンゼン、2,3−ジメチル−1,4−ジアミノナフタレン、2,6−ジメチル−1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジイソプロピル−1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジブチル−1,5−ジアミノナフタレン、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン、3,3’,5,5’−テトライソプロピルベンジジン、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトライソプロピル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラブチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,5−ジエチル−3’−メチル−2’,4−ジアミノジフェニルメタン、3,5−ジイソプロピル−3’−メチル−2’,4−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジエチル−2,2’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’,5,5’−テトライソプロピル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’,5,5’−テトライソプロピル−4,4’−ジアミノジフェニルスルホン及びこれらの混合物等が挙げられる。
電子吸引基(Cl、Br、I及びF等のハロゲン原子;メトキシ基及びエトキシ基等のアルコキシ基;及びニトロ基等)を有する芳香族ポリアミンとしては、メチレンビス−o−クロロアニリン、4−クロロ−o−フェニレンジアミン、2−クロロ−1,4−フェニレンジアミン、3−アミノ−4−クロロアニリン、4−ブロモ−1,3−フェニレンジアミン、2,5−ジクロロ−1,4−フェニレンジアミン、5−ニトロ−1,3−フェニレンジアミン、3−ジメトキシ−4−アミノアニリン;4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチル−5,5’−ジブロモ−ジフェニルメタン、3,3’−ジクロロベンジジン、3,3’−ジメトキシベンジジン、ビス(4−アミノ−3−クロロフェニル)オキシド、ビス(4−アミノ−2−クロロフェニル)プロパン、ビス(4−アミノ−2−クロロフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3−メトキシフェニル)デカン、ビス(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(4−アミノフェニル)テルリド、ビス(4−アミノフェニル)セレニド、ビス(4−アミノ−3−メトキシフェニル)ジスルフィド、4,4’−メチレンビス(2−ヨードアニリン)、4,4’−メチレンビス(2−ブロモアニリン)、4,4’−メチレンビス(2−フルオロアニリン)及び4−アミノフェニル−2−クロロアニリン等が挙げられる。
2級アミノ基を有する芳香族ポリアミンとしては、上記非置換芳香族ポリアミン、アルキル基を有する芳香族ポリアミン及び電子吸引基を有する芳香族ポリアミンの−NHの一部又は全部が−NH−R’(R’はアルキル基であり、例えばメチル基及びエチル基等の炭素数1〜4の低級アルキル基)で置換されたもの[例えば4,4’−ジ(メチルアミノ)ジフェニルメタン及び1−メチル−2−メチルアミノ−4−アミノベンゼン等]、ポリアミドポリアミン:ジカルボン酸(ダイマー酸等)と過剰の(酸1モル当り2モル以上の)ポリアミン類(上記アルキレンジアミン及びポリアルキレンポリアミン等)との縮合により得られる低分子量ポリアミドポリアミン:ポリエーテルポリアミン:及びポリエーテルポリオール(ポリアルキレングリコール等)のシアノエチル化物の水素化物等が挙げられる。
ポリチオール(16)としては、炭素数2〜36のアルカンジチオール(エチレンジチオール、1,4−ブタンジチオール及び1,6−ヘキサンジチオール等)等が挙げられる。
1級及び/又は2級モノアミン(17)としては、炭素数2〜24のアルキルアミン(エチルアミン、n−ブチルアミン及びイソブチルアミン等)等が挙げられる。
エポキシ樹脂としては、ポリエポキシド(18)の開環重合物、ポリエポキシド(18)と活性水素含有化合物{水、前記ジオール(10)、ジカルボン酸(12)、ポリアミン(15)及びポリチオール(16)等}との重付加物、及びポリエポキシド(18)とジカルボン酸(12)の酸無水物との硬化物等が挙げられる。
本発明に用いるポリエポキシド(18)は、分子中に2個以上のエポキシ基を有していれば、特に限定されない。ポリエポキシド(18)として好ましいのは、硬化物の機械的性質の観点から分子中にエポキシ基を2個有するものである。ポリエポキシド(18)のエポキシ当量(エポキシ基1個当たりの分子量)は、好ましくは65〜1,000であり、更に好ましくは90〜500である。エポキシ当量が1,000以下であると、架橋構造が密になり硬化物の耐水性、耐薬品性及び機械的強度等の物性が向上し、一方、エポキシ当量が65未満のものを合成するのは困難である。
ポリエポキシド(18)の具体例としては、芳香族系ポリエポキシ化合物、複素環系ポリエポキシ化合物、脂環族系ポリエポキシ化合物及び脂肪族系ポリエポキシ化合物等が挙げられる。
芳香族系ポリエポキシ化合物としては、多価フェノール類のグリシジルエーテル体及びグリシジルエステル体、グリシジル芳香族ポリアミン並びにアミノフェノールのグリシジル化物等が挙げられる。
多価フェノールのグリシジルエーテル体としては、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールBジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ハロゲン化ビスフェノールAジグリシジル、テトラクロロビスフェノールAジグリシジルエーテル、カテキンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、ピロガロールトリグリシジルエーテル、1,5−ジヒドロキシナフタリンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、オクタクロロ−4,4’−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル、テトラメチルビフェニルジグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフチルクレゾールトリグリシジルエーテル、トリス(ヒドロキシフェニル)メタントリグリシジルエーテル、ジナフチルトリオールトリグリシジルエーテル、テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタンテトラグリシジルエーテル、p−グリシジルフェニルジメチルトリールビスフェノールAグリシジルエーテル、トリスメチル−t−ブチル−ブチルヒドロキシメタントリグリシジルエーテル、9,9’−ビス(4−ヒドキシフェニル)フロオレンジグリシジルエーテル、4,4’−オキシビス(1,4−フェニルエチル)テトラクレゾールグリシジルエーテル、4,4’−オキシビス(1,4−フェニルエチル)フェニルグリシジルエーテル、ビス(ジヒドロキシナフタレン)テトラグリシジルエーテル、フェノール又はクレゾールノボラック樹脂のグリシジルエーテル体、リモネンフェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテル体、ビスフェノールA2モルとエピクロロヒドリン3モルの反応から得られるジグリシジルエーテル体、フェノールとグリオキザール、グルタールアルデヒド、又はホルムアルデヒドの縮合反応によって得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル体、及びレゾルシンとアセトンの縮合反応により得られるポリフェノールのポリグリシジルエーテル体等が挙げられる。
多価フェノールのグリシジルエステル体としては、フタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル及びテレフタル酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。
グリシジル芳香族ポリアミンとしては、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルキシリレンジアミン及びN,N,N’,N’−テトラグリシジルジフェニルメタンジアミン等が挙げられる。
また、前記芳香族系ポリエポキシ化合物としては、p−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、トリレンジイソシアネート又はジフェニルメタンジイソシアネートとグリシドールの付加反応により得られるジグリシジルウレタン化合物、前記2反応物にポリオールも反応させて得られるグリシジル基含有ポリウレタン(プレ)ポリマー及びビスフェノールAのAO付加物のジグリシジルエーテル体が挙げられる。
複素環系ポリエポキシ化合物としては、トリスグリシジルメラミン等が挙げられる。
脂環族系ポリエポキシ化合物としては、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、リモネンジオキサイド、ジシクロペンタジエンジオキサイド、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、エチレングリコールビスエポキシジシクロペンチルエーテル、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)ブチルアミン及びダイマー酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。
また、前記脂環族系ポリエポキシ化合物としては、前記芳香族系ポリエポキシド化合物の水添化物も挙げられる。
脂肪族系ポリエポキシ化合物としては、多価脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテル体、多価脂肪酸のポリグリシジルエステル体及びグリシジル脂肪族アミン等が挙げられる。
多価脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテル体としては、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、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、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、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル及びポリグリセロールポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
多価脂肪酸のポリグリシジルエステル体としては、ジグリシジルオキサレート、ジグリシジルマレート、ジグリシジルスクシネート、ジグリシジルグルタレート、ジグリシジルアジペート及びジグリシジルピメレート等が挙げられる。
グリシジル脂肪族アミンとしては、N,N,N’,N’−テトラグリシジルヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。
また、脂肪族系ポリエポキシ化合物としては、ジグリシジルエーテル及びグリシジル(メタ)アクリレートの共重合体等も挙げられる。
ポリエポキシド(19)のうち好ましいのは、脂肪族系ポリエポキシ化合物及び芳香族系ポリエポキシ化合物である。なお、ポリエポキシド(19)は、2種以上を併用することができる。
ポリアミド樹脂としては、ラクタムの開環重合体、アミノカルボン酸の重縮合体及びポリカルボン酸とポリアミンの重縮合体等が挙げられる。
ポリイミド樹脂としては、脂肪族ポリイミド樹脂(脂肪族カルボン酸二無水物と脂肪族ジアミンとから得られる重合体等)及び芳香族ポリイミド樹脂(芳香族カルボン酸二無水物と脂肪族ジアミン又は芳香族ジアミンとから得られる重合体等)等が挙げられる。
ケイ素樹脂としては、分子鎖中にケイ素−ケイ素結合、ケイ素−炭素結合、シロキサン結合又はケイ素−窒素結合等を有する重合体(ポリシロキサン、ポリカルボシラン及びポリシラザン等)等が挙げられる。
フェノール樹脂としては、フェノール類(フェノール、クレゾール、ノニルフェノール、リグニン、レゾルシン及びカテコール等)と、アルデヒド類(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド及びフルフラール等)との縮合により得られる重合体等が挙げられる。
メラミン樹脂としては、メラミンとホルムアルデヒドとの重縮合により得られる重合体等が挙げられる。
ユリア樹脂としては、尿素とホルムアルデヒドとの重縮合により得られる重合体等が挙げられる。
アニリン樹脂としては、アニリンとアルデヒド類とを酸性下で重合して得られる重合体等が挙げられる。
アイオノマー樹脂としては、重合性二重結合を有する単量体(α−オレフィン及びスチレン系単量体等)とα,β−不飽和カルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチルエステル、無水マレイン酸及びマレイン酸モノエチルエステル等)との共重合体で共重合体中のカルボン酸の一部又は全部がカルボン酸塩(カリウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩及びカルシウム塩等)であるもの等が挙げられる。
ポリカーボネート樹脂としては、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF及びビスフェノールS等)と、ホスゲン又は炭酸ジエステル等との縮合物等が挙げられる。
本発明における樹脂(a)は、(a)の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱が、以下の関係式(1)及び(2)を満たすことが好ましい。
5≦H1≦70 (1)
0.2≦H2/H1≦1.0 (2)
関係式(1)及び(2)におけるH1は、DSCによる初回昇温時の融解熱(J/g)を表し、H2はDSCによる2回目昇温時の融解熱(J/g)を表す。
H1は、樹脂(a)の溶融速度の指標である。融解熱を有する樹脂は、シャープメルト性を有するため、少ないエネルギーで樹脂を溶融させることができる点で好ましい。しかし、融解熱が大きすぎる場合、溶融時にエネルギーが消費され樹脂が充分に溶融しない。
H1は、好ましくは6≦H1≦65、更に好ましくは7≦H1≦65である。
関係式(2)におけるH2/H1は、樹脂(a)の結晶化速度の指標である。樹脂粒子を溶融させた後冷却して使用する用途において、樹脂粒子中に結晶化していない結晶成分が含まれると、樹脂粒子の抵抗値が下る、樹脂粒子が可塑化されるといった現象が生じ、樹脂粒子の性能が当初設計したものと異なることがある。そのため、樹脂中の結晶成分は速やかに結晶化して、樹脂粒子の性能に影響を与えないようにする必要がある。
H2/H1は、好ましくは0.2≦H2/H1≦1.0を満たし、下限は、更に好ましくは0.3以上であり、特に好ましくは0.4以上である。上限は、樹脂(a)の結晶化速度が速ければ1.0に近づくため、更に好ましいもの、特に好ましいものも1.0である。なお、H2/H1は理論的には1.0を超えることはない。しかし、DSCの実測値においては、H2/H1が1.0を超える場合があるが、これも請求範囲に含めるものとする。
H1及びH2の測定は、JIS K7122(1987)「プラスチックの転移熱測定方法」に準拠して測定することができる。具体的には、樹脂(a)(5mg)を採取してアルミパンに入れ、示差走査熱量測定装置(DSC){例えば「RDC220」[エスアイアイナノテクノロジー(株)製]及び「DSC20、SSC/580」[セイコー電子工業(株)製]等}により、昇温速度毎分10℃で、溶融による吸熱ピークの温度を測定し、吸熱ピークの面積からH1を算出することができる。更に、H1測定後、冷却速度90℃/分で0℃まで冷却した後、昇温速度毎分10℃で、溶融による吸熱ピークの温度を測定し、吸熱ピークの面積からH2を算出する。
樹脂(a)の融点は、樹脂粒子(C)の粒度分布、粉体流動性、樹脂粒子分散液(X)の耐熱保存安定性の観点から、好ましくは40〜80℃であり、更に好ましくは45〜75℃である。樹脂粒子分散液(X)を作製する温度より融点が低いと、合一を防止したり、分裂を防止したりする効果が小さくなり、粒度分布を狭くする効果が小さくなる。
なお、(a)の融点は、「DSC20、SSC/580」[セイコー電子工業(株)製]を用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定することができる。
樹脂(a)の溶解度パラメータ(以下SP値と略記する。)は、好ましくは7〜18(cal/cm1/2であり、更に好ましくは8〜14(cal/cm1/2である。なお、SP値は、Fedorsによる方法[Polym.Eng.Sci.14(2)152,(1974)]により計算することができる。
樹脂(a)のMn[ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下GPCと略記する。)で測定したもの]は、好ましくは100〜500万であり、更に好ましくは200〜500万、特に好ましくは500〜500,000である。
本発明において、ポリウレタン樹脂以外の樹脂のMn及び重量平均分子量(以下Mwと略記する。)は、テトラヒドロフラン(以下THFと略記する。)可溶分について、GPCを用いて以下の条件で測定することができる。
装置(一例):「HLC−8120」[東ソー(株)製]
カラム(一例):「TSKgelGMHXL」[東ソー(株)製](2本)
「TSKgelMultiporeHXL−M」[東ソー(株)製](1本)
試料溶液:0.25重量%のTHF溶液
溶液注入量:100μl
流量:1ml/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,890,000)[東ソー(株)製]
また、ポリウレタン樹脂のMn及びMwは、GPCを用いて以下の条件で測定することができる。
装置(一例):「HLC−8220GPC」[東ソー(株)製]
カラム(一例):「Guardcolumn α」[東ソー(株)製](1本)
「TSKgel α−M」[東ソー(株)製](1本)
試料溶液:0.125重量%のジメチルホルムアミド溶液
溶液注入量:100μl
流量:1ml/分
測定温度:40℃
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,890,000)
樹脂(a)の非水性媒体(N)への溶解度は、(N)の重量に基づき、好ましくは1重量%以下であり、更に好ましくは0.5重量%以下である。樹脂(a)の(N)へ溶解度が1重量%以下であれば、樹脂粒子(C)同士が合一し難くなる。なお、樹脂(a)の(N)への溶解度は、以下の方法で測定することができる。
<樹脂(a)の非水性媒体(N)への溶解度の測定方法>
樹脂(a)を、25℃の非水性媒体(N)中に飽和に達するまで溶解し、樹脂(a)の不溶解分を含む飽和液(25℃)を、10,000ppmの条件で30分間遠心分離し、上澄み約2g(yg)をアルミ容器に採取する。次いでアルミ容器に採取した上澄み液を減圧乾燥機で、20mmHgの減圧下、(N)の沸点の温度条件で1時間乾燥を行い、残渣の重量を秤量する。このときの残渣重量をYgとすると、(a)の(N)への溶解度は、以下の式から算出することができる。
溶解度(重量%)=[Y/(y−Y)]×100
非水性媒体(N)としては、ヘキサン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、アイソパーE、アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL(アイソパー:エクソン社の商品名)、シェルゾール70、シェルゾール71(シェルゾール:シェルオイル社の商品名)、アムスコOMS、アムスコ460(アムスコ:スピリッツ社の商品名)、シリコーンオイル及び流動パラフィン等が挙げられ、これらは単独又は併用して使用することができ、(C)の分散安定性の観点から、20℃における比誘電率が1〜4であるものが好ましい。
(N)としては、臭気の観点から、沸点が100℃以上の溶剤が好ましく、更に好ましくは炭素数10以上の炭化水素系溶剤(ドデカン、イソドデカン及び流動パラフィン等)及びシリコーンオイルであり、特に好ましくは流動パラフィンである。
非水性媒体(N)の非誘電率は、ブリッジ法(JIS C2101−1999)を用いて測定することができる。
本発明における樹脂粒子分散液(X)中に含有する溶剤としては、実質的に非水性媒体(N)のみであることが好ましいが、(X)中に、好ましくは1重量%以下、更に好ましくは0.5重量%以下の範囲で、他の有機溶剤を含有していてもよい。
本発明における溶液(L1)は、樹脂(b)及び/又は(b)の前駆体(b0)を溶剤(S)に溶解したものである。
樹脂(b)としては、公知の樹脂であれば特に制限はなく、樹脂(a)と同様のものが使用でき、好ましいのは、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂及びこれらの併用である。
樹脂(b)のMn、融点、ガラス転移温度(以下Tgと略記する。)、SP値は、用途によって好ましい範囲に適宜調整すればよい。
例えば、本発明の製造方法で得られた非水系樹脂分散液(X)を、電子写真、静電記録及び静電印刷等に使用される液体現像剤として用いる場合、(b)のMnは、好ましくは1,000〜500万であり、更に好ましくは2,000〜50万である。
(b)の融点は、好ましくは20℃〜300℃であり、更に好ましくは、80℃〜250℃である。
(b)のTgは、好ましくは20℃〜200℃であり、更に好ましくは40℃〜150℃である。
(b)のSP値は、好ましくは8〜16(cal/cm1/2であり、更に好ましくは9〜14(cal/cm1/2である。
樹脂(b)の前駆体(b0)としては、化学反応により樹脂(b)になり得るものであれば特に限定されず、例えば樹脂(b)が縮合系樹脂(ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂等)である場合は、(b0)は、反応性基を有するプレポリマー(α)と硬化剤(β)の組み合わせが、樹脂(b)がビニル樹脂である場合は、(b0)は、前記重合性二重結合を有する単量体(単独で用いても、混合して用いてもよい)及びそれらの溶剤溶液が挙げられる。
重合性二重結合を有する単量体を前駆体(b0)として用いた場合、前駆体(b0)を反応させて樹脂(b)にする方法としては、例えば、油溶性開始剤、単量体及び溶剤(S)を含有する油相を油溶性ポリマー(t)の存在下、非水性媒体(N)中に分散懸濁させ、加熱によりラジカル重合反応を行わせる方法(いわゆる懸濁重合法)、単量体及び溶剤(S)を含有する油相を分散剤[界面活性剤(s)と同様のものが挙げられる]、油溶性開始剤を含む微粒子(A)の微粒子分散液(P)中に乳化させ、加熱によりラジカル重合反応を行わせる方法(いわゆる分散重合法)等が挙げられる。
上記油溶性開始剤としては、油溶性パーオキサイド系重合開始剤(I)、油溶性アゾ系重合開始剤(II)等が挙げられる。また、油溶性パーオキサイド系重合開始剤(I)と還元剤とを併用してレドックス系重合開始剤(III)を形成してもよい。更には、(I)〜(III)のうちから2種以上を併用してもよい。
油溶性パーオキサイド系重合開始剤(I):
アセチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド及びクメンパーオキサイド等。
油溶性アゾ系重合開始剤(II):
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)及び2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等。
非水系レドックス系重合開始剤(III):
ヒドロペルオキシド、過酸化ジアルキル及び過酸化ジアシル等の油溶性過酸化物と、3級アミン、ナフテン酸塩、メルカプタン類、有機金属化合物(トリエチルアルミニウム、トリエチルホウ素及びジエチル亜鉛等)等の油溶性還元剤とを併用したもの。
前駆体(b0)としては、反応性基を有するプレポリマー(α)と硬化剤(β)の組み合わせを用いることもできる。ここで「反応性基」とは硬化剤(β)と反応可能な基のことをいう。この場合、前駆体(b0)を反応させて樹脂(b)を形成する方法としては、(α)及び(β)を溶剤(S)に溶解した溶液(L1)と(L2)との混合液(L)と、微粒子(A)又は(A)の微粒子分散液(P)とを、非水性媒体(N)中に混合して、加熱により(α)と(β)を反応させて樹脂(b)を含有する樹脂粒子(B)を形成させる方法;(α)を(S)に溶解した溶液(L1)と(L2)との混合液(L)と、(A)又は(P)を(N)中に混合して、ここに油溶性の(β)を加えて反応させ、(b)を含有する樹脂粒子(B)を形成させる方法;等が挙げられる。
反応性基含有プレポリマー(α)が有する反応性基と、硬化剤(β)の組み合わせとしては、以下の〔1〕及び〔2〕等が挙げられる。
〔1〕(α)が有する反応性基が、活性水素化合物と反応可能な官能基(α1)であり、(β)が活性水素基含有化合物(β1)である組み合わせ。
〔2〕(α)が有する反応性基が活性水素含有基(α2)であり、(β)が活性水素含有基と反応可能な化合物(β2)である組み合わせ。
上記組合せ〔1〕において、活性水素化合物と反応可能な官能基(α1)としては、イソシアネート基(α1a)、ブロック化イソシアネート基(α1b)、エポキシ基(α1c)、酸無水物基(α1d)及び酸ハライド基(α1e)等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、(α1a)、(α1b)及び(α1c)であり、更に好ましいのは(α1a)及び(α1b)である。
ブロック化イソシアネート基(α1b)は、ブロック化剤によりブロックされたイソシアネート基のことをいう。
上記ブロック化剤としては、オキシム類(アセトオキシム、メチルイソブチルケトオキシム、ジエチルケトオキシム、シクロペンタノンオキシム、シクロヘキサノンオキシム及びメチルエチルケトオキシム等);ラクタム類(γ−ブチロラクタム、ε−カプロラクタム及びγ−バレロラクタム等);炭素数1〜20の脂肪族アルコール類(エタノール、メタノール及びオクタノール等);フェノール類(フェノール、m−クレゾール、キシレノール及びノニルフェノール等);活性メチレン化合物(アセチルアセトン、マロン酸エチル及びアセト酢酸エチル等);塩基性窒素含有化合物(N,N−ジエチルヒドロキシルアミン、2−ヒドロキシピリジン、ピリジンN−オキサイド及び2−メルカプトピリジン等);及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
これらのうち好ましいのはオキシム類であり、更に好ましいのはメチルエチルケトオキシムである。
反応性基含有プレポリマー(α)の構成単位としては、ポリエーテル(αw)、ポリエステル(αx)、エポキシ樹脂(αy)及びポリウレタン(αz)等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、(αx)、(αy)及び(αz)であり、更に好ましいのは(αx)及び(αz)である。
ポリエーテル(αw)としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリブチレンオキサイド及びポリテトラメチレンオキサイド等が挙げられる。
ポリエステル(αx)としては、ジオール(11)とジカルボン酸(13)の重縮合物、ポリラクトン(ε−カプロラクトンの開環重合物)等が挙げられる。
エポキシ樹脂(αy)としては、ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF及びビスフェノールS等)とエピクロルヒドリンとの付加縮合物等が挙げられる。
ポリウレタン(αz)としては、ジオール(11)とポリイソシアネート(15)の重付加物及びポリエステル(αx)とポリイソシアネート(15)の重付加物等が挙げられる。
ポリエステル(αx)、エポキシ樹脂(αy)及びポリウレタン(αz)等に反応性基を含有させる方法としては、
[1]二以上の構成成分のうちの一つを過剰に用いることで構成成分の官能基を末端に残存させる方法。
[2]二以上の構成成分のうちの一つを過剰に用いることで構成成分の官能基を末端に残存させ、更に残存した前記官能基と反応可能な官能基及び反応性基を含有する化合物を反応させる方法。
等が挙げられる。
上記[1]の方法では、水酸基含有ポリエステルプレポリマー、カルボキシル基含有ポリエステルプレポリマー、酸ハライド基含有ポリエステルプレポリマー、水酸基含有エポキシ樹脂プレポリマー、エポキシ基含有エポキシ樹脂プレポリマー、水酸基含有ポリウレタンプレポリマー及びイソシアネート基含有ポリウレタンプレポリマー等が得られる。
構成成分の比率は、例えば水酸基含有ポリエステルプレポリマーの場合、ポリオール成分とポリカルボン酸成分の比率が、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは2/1〜1/1であり、更に好ましくは1.5/1〜1/1、特に好ましくは1.3/1〜1.02/1である。他の骨格、末端基のプレポリマーの場合も、構成成分が変わるだけで比率は同様である。
上記[2]の方法では、上記方法[1]で得られたプレプリマーに、ポリイソシアネートを反応させることでイソシアネート基含有プレポリマーが得られ、ブロック化ポリイソシアネートを反応させることでブロック化イソシアネート基含有プレポリマーが得られ、ポリエポキシドを反応させることでエポキシ基含有プレポリマーが得られ、ポリ酸無水物を反応させることで酸無水物基含有プレポリマーが得られる。
官能基及び反応性基を含有する化合物の使用量は、例えば、水酸基含有ポリエステルにポリイソシアネートを反応させてイソシアネート基含有ポリエステルプレポリマーを得る場合、ポリイソシアネートの比率が、イソシアネート基[NCO]と、水酸基含有ポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、好ましくは5/1〜1/1であり、更に好ましくは4/1〜1.2/1、特に好ましくは2.5/1〜1.5/1である。他の骨格、末端基を有するプレポリマーの場合も、構成成分が変わるだけで比率は同様である。
反応性基含有プレポリマー(α)中の1分子当たりに含有する反応性基は、好ましくは1個以上であり、更に好ましくは平均1.5〜3個、特に好ましくは平均1.8〜2.5個である。上記範囲にすることで、硬化剤(β)と反応させて得られる硬化物の分子量が高くなる。
反応性基含有プレポリマー(α)のMnは、好ましくは500〜30,000であり、更に好ましくは1,000〜20,000、特に好ましくは2,000〜10,000である。
反応性基含有プレポリマー(α)のMwは、好ましくは1,000〜50,000であり、更に好ましくは2,000〜40,000、特に好ましくは4,000〜20,000である。
反応性基含有プレポリマー(α)の粘度は、100℃において、好ましくは200Pa・s以下であり、更に好ましくは100Pa・s以下である。200Pa・s以下にすることで、粒度分布の狭い樹脂粒子(C1)が得られる点で好ましい。
活性水素基含有化合物(β1)としては、脱離可能な化合物でブロック化されていてもよいポリアミン(β1a)、ポリオール(β1b)、ポリメルカプタン(β1c)及び水等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、(β1a)、(β1b)及び水であり、更に好ましいのは(β1a)及び水であり、特に好ましいのは、ブロック化されたポリアミン類及び水である。
(β1a)としては、前記ポリアミン(16)と同様のものが挙げられる。(β1a)として好ましいのは、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン及びこれらの混合物である。
(β1a)が脱離可能な化合物でブロック化されたポリアミンである場合の例としては、前記ポリアミン類と炭素数3〜8のケトン類(アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等)から得られるケチミン化合物、炭素数2〜8のアルデヒド化合物(ホルムアルデヒド及びアセトアルデヒド等)から得られるアルジミン化合物、エナミン化合物及びオキサゾリジン化合物等が挙げられる。
ポリオール(β1b)としては、前記ジオール(11)及び3〜8価又はそれ以上のポリオール(12)と同様のものが挙げられる。これらのうち好ましいのは、ジオール(11)単独、及びジオール(11)と少量のポリオール(12)の混合物である。
ポリメルカプタン(β1c)としては、エチレンジチオール、1,4−ブタンジチオール及び1,6−ヘキサンジチオール等が挙げられる。
必要により、活性水素基含有化合物(β1)と共に反応停止剤(βs)を用いることができる。反応停止剤を(β1)と一定の比率で併用することにより、樹脂(b)を所定の分子量に調整することが可能である。
反応停止剤(βs)としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン、モノエタノールアミン及びジエタノールアミン等);モノアミンをブロックしたもの(ケチミン化合物等);モノオール(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール及びフェノール等);モノメルカプタン(ブチルメルカプタン及びラウリルメルカプタン等);モノイソシアネート(ラウリルイソシアネート及びフェニルイソシアネート等);及びモノエポキシド(ブチルグリシジルエーテル等)等が挙げられる。
上記組合せ〔2〕における反応性基含有プレポリマー(α)が有する活性水素含有基(α2)としては、アミノ基(α2a)、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)(α2b)、メルカプト基(α2c)、カルボキシル基(α2d)及びそれらが脱離可能な化合物でブロック化された有機基(α2e)等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、(α2a)、(α2b)及び(α2e)であり、更に好ましいのは(α2b)である。
アミノ基が脱離可能な化合物でブロック化された有機基としては、前記(β1a)の場合と同様のものが挙げられる。
活性水素含有基と反応可能な化合物(β2)としては、ポリイソシアネート(β2a)、ポリエポキシド(β2b)、ポリカルボン酸(β2c)、ポリ酸無水物(β2d)及びポリ酸ハライド(β2e)等が挙げられる。これらのうち好ましいのは(β2a)及び(β2b)であり、更に好ましいのは(β2a)である。
ポリイソシアネート(β2a)としては、前記ポリイソシアネート(15)と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。
ポリエポキシド(β2b)としては、前記ポリエポキシド(18)と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。
ポリカルボン酸(β2c)としては、ジカルボン酸(β2c−1)及び3価以上のポリカルボン酸(β2c−2)が挙げられ、これらのうち好ましいのは、(β2c−1)単独及び(β2c−1)と少量の(β2c−2)の混合物である。
ジカルボン酸(β2c−1)としては、前記ジカルボン酸(13)及び前記3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸(14)と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。
ポリカルボン酸無水物(β2d)としては、ピロメリット酸無水物等が挙げられる。
ポリ酸ハライド類(β2e)としては、前記(β2c)の酸ハライド(酸クロライド、酸ブロマイド及び酸アイオダイド等)等が挙げられる。
更に、必要により(β2)と共に反応停止剤(βs)を用いることができる。
硬化剤(β)の比率は、反応性基含有プレポリマー(α)中の反応性基の当量[α]と、硬化剤(β)中の活性水素含有基[β]の当量の比[α]/[β]として、好ましくは1/2〜2/1であり、更に好ましくは1.5/1〜1/1.5、特に好ましくは1.2/1〜1/1.2である。なお、硬化剤(β)が水である場合は、水は2価の活性水素化合物として取り扱う。
樹脂(b)又は前駆体(b0)100重量部に対する微粒子分散液(P)の使用量は、好ましくは50〜2,000重量部であり、更に好ましくは100〜1,000重量部である。50重量部以上であれば樹脂(b)の分散状態が良好になり、2,000重量部以下であれば経済的である。
溶剤(S)は、樹脂(b)又は前駆体(b0)を常温又は加熱下で溶解し得る溶剤であれば特に制限はないが、SP値が9.5〜20(cal/cm1/2のものが好ましく、更に好ましくは10〜19(cal/cm1/2のものである。(S)として、混合溶剤を使用する場合、SP値は加成性が成立すると仮定し、各々の溶剤のSP値から計算した加重平均値が上記範囲内であればよい。SP値が上記範囲外であると、(b)又は(b0)の溶解性が不足することがある。
溶剤(S)としては、上記SP値の範囲内で樹脂(b)又は前駆体(b0)との組み合わせに適したものを適宜選択することができ、例えば芳香族炭化水素系溶剤(トルエン、キシレン、エチルベンゼン及びテトラリン等);脂肪族又は脂環式炭化水素系溶剤(n−ヘキサン、n−ヘプタン、ミネラルスピリット及びシクロヘキサン等);ハロゲン系溶剤(塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロライド、四塩化炭素、トリクロロエチレン及びパークロロエチレン等);エステル系又はエステルエーテル系溶剤(酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート及びエチルセロソルブアセテート等);エーテル系溶剤(ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等);ケトン系溶剤(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトン及びシクロヘキサノン等);アルコール系溶剤(メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコール及びベンジルアルコール等);アミド系溶剤(ジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミド等);スルホキシド系溶剤(ジメチルスルホキシド等);複素環式化合物系溶剤(N−メチルピロリドン等)、並びにこれらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。
なお、溶剤(S)の沸点は、非水性分散液(X1)から除去しやすいという観点から、好ましくは100℃以下であり、更に好ましくは90℃以下である。
溶剤(S)中に樹脂(b)又は樹脂(b)の前駆体(b0)を溶解させる方法としては、特に制限はないが、例えば溶剤(S)中に樹脂(b)又は前駆体(b0)を投入し、加熱して撹拌する方法等が挙げられる。
本発明における分散液(L2)は、フィラー(f)、酸価とアミン価の合計が20〜250mgKOH/gである分散剤(I)、溶剤(S)及び圧力が2MPa以上である圧縮性流体(J)を混合し、その後減圧膨張して(J)を気化させ除去する方法で製造される。
フィラー(f)としては、公知の染料、顔料及び着色剤等が挙げられる。
染料としては、モノアゾ、ジスアゾ、金属錯塩アゾ、アントラキノン、インジゴ系、フタロシアニン、ピラゾロン、スチルベン、チアゾール、キノリン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、アクリジン、キサンテン、アジン、チアジン、オキサジン、ポリメチン、インドフェノール及びペリレン等が挙げられる。
顔料としては、有機系顔料(アゾレーキ系、不溶アゾ系、縮合アゾ系、フタロシアニン系、ペリレン系、ジオキサジン系、インジゴ系、キナクリドン系、イソインドリノン系、ベンズイミダゾロン系、ジケトピロロピロール系及び金属錯体等)、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、二酸化チタン、金属粉顔料、着色マイカ等及びこれらの混合物が挙げられる。
着色剤としては、カーボンブラック、スーダンブラックSM、ファーストイエロ−G、ベンジジンイエロー、ピグメントイエロー、インドファーストオレンジ、イルガシンレッド、パラニトロアニリンレッド、トルイジンレッド、カーミンFB、ピグメントオレンジR、レーキレッド2G、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、メチルバイオレットBレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、ブリリアントグリーン、フタロシアニングリーン、オイルイエローGG、カヤセットYG、オラゾールブラウンB及びオイルピンクOP等が挙げられる。
分散剤(I)は、酸価とアミン価の合計が20〜250mgKOH/gであり、好ましくは30〜250mgKOH/g、更に好ましくは35〜220mgKOH/g、特に好ましくは40〜210mgKOH/gである。20未満又は250を超える場合は、分散剤(I)とフィラー(f)との相互作用が低下し、分散性が悪くなる。
分散剤(I)の酸価は、JIS K0070(1992年版)に規定の方法で測定することができる。分散剤(I)のアミン価は、JIS K7237(1996年版)に規定の方法で測定することができる。
分散剤(I)の組成は、前記の酸価とアミン価の合計を満たすものでれば特に限定されないが、好ましいのは、酸性基及び/又は塩基性基を有する高分子化合物並びに前記高分子化合物の塩である。例えば、酸性基及び/又は塩基性基を有するビニル共重合体、ポリエステル並びにポリオレフィン;酸性基を有する高分子化合物のアルキルアンモニウム塩等が挙げられる。分散剤(I)が酸性基及び/又は塩基性基を有することで、フィラー(f)の表面により吸着しやすくなり、溶剤(S)中でのフィラー(f)の分散安定化を促進することができる。
分散剤(I)のうち、例えば、酸性基及び/又は塩基性基を有するビニル共重合体としては、酸性基と重合性二重結合を有する単量体及び/又は塩基性基と重合性二重結合を有する単量体、並びに必要により他の重合性二重結合を有する単量体の共重合体が挙げられる。
酸性基と重合性二重結合を有する単量体としては、モノカルボン酸[炭素数3〜15、例えば(メタ)アクリル酸、クロトン酸及び桂皮酸等]、ジカルボン酸[炭素数4〜15、例えば(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びシトラコン酸等]、ジカルボン酸モノエステル[上記ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数1〜18)エステル、例えばマレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル及びシトラコン酸モノアルキルエステル等]等のカルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体;及びスルホン酸基と重合性二重結合を有する単量体等が挙げられる。
塩基性基と重合性二重結合を有する単量体としては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜18のアルキルアミノ基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。
他の重合性二重結合を有する単量体としては、メチル(メタ)アクリレート及びブチル(メタ)アクリレート等のアルキル基の炭素数が1〜18のアルキル(メタ)アクリレート並びにスチレン等が挙げられる。
分散剤(I)としては、前記の酸価とアミン価の合計を満たす市販品を用いてもよい。具体例としては、「DISPERBYK−106,108,145、BYK9076,9077及びANTI−TERRA−U100」[いずれもビックケミー・ジャパン(株)製]及び「SOLSPERSE21000,24000,28000,32000,33000,36000,41000,54000,56000及び71000等」[いずれも日本ルブリゾール(株)製]等が挙げられる。
分散剤(I)は、分子量分布において、少なくとも1,000〜1,000,000の範囲にピークを有するものが好ましく、更に好ましくは1,050〜100,000の範囲、特に好ましくは1,100〜30,000の範囲、最も好ましくは1,200〜10,000の範囲である。この範囲にピークを有することで、分散剤(I)が溶剤(S)に溶解しやすくなり、フィラー(f)表面に効率的に吸着することができる。また分散剤(I)は、上記ピークに加えて1,000未満(好ましくは200〜990)の範囲にピークを有していてもよい。
分散剤(I)のMn、Mwは、GPCを用いて、前記のポリウレタン樹脂以外の樹脂のMn及びMwの測定条件と同様の条件で測定することができる。
分散剤(I)は、圧縮性流体(J)及び溶剤(S)に溶解するものが好ましい。溶解することで、分散剤(I)がフィラー(f)表面に均一に接触して吸着しやすくなり、分散安定化効果を高める。
圧縮性流体(J)としては、液体状態の二酸化炭素、超臨界状態の二酸化炭素、メタン、エチレン及び代替フロン等が挙げられるが、安全性及び取り扱いの容易さ等の観点から、好ましいのは液体状態の二酸化炭素及び超臨界状態の二酸化炭素である。
本発明における液体状態の二酸化炭素とは、二酸化炭素の温度軸と圧力軸とで表す相図上において、二酸化炭素の三重点(温度=−57℃、圧力0.5MPa)と二酸化炭素の臨界点(温度=31℃、圧力=7.4MPa)を通る気液境界線、臨界温度の等温線及び固液境界線に囲まれた部分の温度・圧力条件である二酸化炭素を表す。
超臨界状態の二酸化炭素とは、臨界温度以上の温度・圧力条件である二酸化炭素を表す(ただし、圧力は2成分以上の混合ガスの場合、全圧を表す)。
圧縮性流体(J)の圧力は2MPa以上であり、好ましくは3〜100MPa、更に好ましくは4〜50MPa、特に好ましくは4〜20MPaである。(J)の圧力が上記範囲内であれば、圧縮性流体(J)がフィラー(f)により浸透してフィラー(f)が粉砕されやすくなり、更に分散剤(I)が圧縮性流体(J)と溶剤(S)の混合液に溶解しやすくなり、分散剤(I)がフィラー(f)の表面に吸着しやすくなる。
分散液(L2)の製造方法においては、フィラー(f)、分散剤(I)、溶剤(S)及び圧力が2MPa以上である圧縮性流体(J)を混合し、その後で減圧膨張して、(J)を気化させて除去することで、フィラー(f)が、溶剤(S)中に微細に分散された分散液(L2)を得ることができる。
フィラー(f)、分散剤(I)、溶剤(S)及び圧力が2MPa以上である圧縮性流体(J)を混合する順序、方法は特に限定されないが、まず、溶剤(S)に分散剤(I)を溶解させた後、フィラー(f)を混合し、次いで混合物に圧縮性流体(J)を導入する方法が好ましい。
分散剤(I)は、フィラー(f)の重量に基づいて1〜80重量%使用するのが好ましく、更に好ましくは5〜70重量%、特に好ましくは10〜50重量%である。この範囲内であれば、分散剤(I)がフィラー(f)の表面全体に効果的に吸着する。
溶剤(S)の使用量は、フィラー(f)1重量部に対して1〜100重量部が好ましく、更に好ましくは2〜80重量部、特に好ましくは3〜50重量部である。この範囲内であれば、分散液(L2)の粘度が低くなり取り扱いやすくなる。
フィラー(f)、分散剤(I)及び溶剤(S)の混合物(以下、「スラリー」と記載する)と圧縮性流体(J)との混合を耐圧容器で行う場合、スラリーを耐圧容器に投入し、耐圧容器に備え付けたポンプ等の加圧手段により、所望の圧力に達するまで圧縮性流体(J)を容器内に導入し、スラリーと混合するのが好ましい。圧縮性流体(J)を導入することでスラリー体積が膨張するため、スラリーの初期投入量は、耐圧容器の容積に対して10〜60体積%が好ましい。
分散液(L2)の製造に用いる耐圧容器は、2MPa以上の最大圧力に耐え得るものであり、容器内でスラリーと圧縮性流体(J)を撹拌混合できる設備を備え付けたものであり、更に容器下部にスラリー取り出し用のノズルを備えているものが好ましい。
ノズルの口径は、0.5〜5.0mm程度で、ニードルバルブ又はボールバルブの開閉により、圧縮性流体(J)混合後のスラリーを高圧状態から大気中に一気に噴出させることができるものが好ましい。
圧縮性流体(J)の導入後、しばらく撹拌することでフィラー(f)に分散剤(I)を吸着させる。撹拌時間は、分散剤(I)がフィラー(f)に吸着できる最低限度の時間でよく、10〜30分程度撹拌するのが好ましい。
スラリーと圧縮性流体(J)の撹拌混合時の温度は、過昇温による分散質の凝集防止や、吐出時のスラリーの温度調整等の観点から、好ましくは15〜120℃であり、更に好ましくは30〜100℃である。
撹拌後、容器下部ノズルのバルブを開けて(好ましくは全開状態で)スラリーを一気に大気圧まで減圧膨張させ、圧縮性流体(J)を気化させ除去することで、メジアン径が1μm以下のフィラー(f)が溶剤(S)中に分散された分散液(L2)を得ることができる。この減圧膨張の操作により、分散液(L2)のスラリー温度が下がるため、減圧膨張前のスラリーをある程度(好ましくは50〜100℃)加熱温調しておいてもよい。温調することで、温度低下による分散液(L2)への水分の混入を防ぐことができる。
スラリーと圧縮性流体(J)の混合は、上記の耐圧容器内で行う方法以外に、ラインブレンド(インライン混合)方法により連続的に行うことができ、生産性の向上、品質の一定化、製造スペースの縮小化等の観点からラインブレンド方法が好ましい。
ラインブレンド方法に用いる装置の具体例としては、静止型インライン混合機(スタティックミキサー、インラインミキサー、ラモンドスーパーミキサー及びスルザーミキサー等)、撹拌型インライン混合機(バイブミキサー及びターボミキサー等)が挙げられる。装置のミキサー部分の長さ、配管径及びミキシング装置(エレメント)数に特に限定はないが、2MPa以上の最大圧力に耐え得る必要がある。
ラインブレンド方法に用いる装置の出口には、耐圧容器と同様に、スラリー取り出し用のノズルを備えているものが好ましい。
ラインブレンド方法において、スラリーと圧縮性流体(J)の混合方法としては、まず、圧縮性流体(J)をラインブレンドを行う装置内に導入して圧力が2MPa以上となるよう調整し、次いでスラリーを(J)に導入するのが好ましい。上記(J)の圧力は、耐圧容器内で行う方法と同様の圧力が好ましい。
ラインブレンドを行う温度は、前記耐圧容器を用いて混合する場合と同様である。また、装置内の滞留時間は、混合が十分行われるのであれば特に限定されないが、0.1〜1,800秒が好ましい。
ラインブレンド後の混合物を大気圧まで減圧膨張させ、圧縮性流体(J)を気化させて除くことで、フィラー(f)が溶剤(S)中に微細に分散された分散液(L2)が得られる。
分散液(L2)中のフィラー(f)は、メジアン径が0.8μm以下で微細化しているのが好ましく、更に好ましくは0.6μm以下、特に好ましくは0.01〜0.5μmであり、かつ1μm以上の粒子が存在しないものである。メジアン径は、動的光散乱式粒度分布測定装置{例えば「LB−550」[(株)堀場製作所製]等}、レーザー式粒度分布測定装置{例えば「LA−920」[(株)堀場製作所製]及び「マルチサイザーIII」(ベックマン・コールター社製)等}等で測定することができる。
上記の製造方法により得られた分散液(L2)を用いることで、フィラー(f)が樹脂粒子(C)中に微細に分散された樹脂粒子分散液(X)を得ることができる。樹脂粒子(C)中のフィラー(f)のメジアン径が0.8μm以上の場合、(X)の耐熱保存安定性と帯電性が低下する。フィラー(f)が樹脂粒子(C)に均一に分散しており、かつ分散している(f)のメジアン径が0.01〜0.5μmであり、かつ1μm以上のフィラー粒子が存在しない場合、耐熱保存安定性、帯電性及び定着性が良好な樹脂粒子分散液(X)を得ることができる。
混合液(L)の粘度は、樹脂粒子(C)の粒度分布を狭くするという観点から、好ましくは10〜5万mPa・s(B型粘度計で測定)であり、更に好ましくは100〜1万mPa・sである。
本発明の樹脂粒子分散液(X)の製造方法においては、樹脂(b)及び/又は(b)の前駆体(b0)を溶剤(S)に溶解した溶液(L1)と、フィラー(f)が分散した分散液(L2)の混合液(L)と、微粒子(A)又は(A)の微粒子分散液(P)とを非水性媒体(N)中に混合して(N)中に(L)を分散させて、(N)中に(b0)が含まれる場合には(b0)を(b)に変換し、(b)、(f)及び(S)を含有する樹脂粒子(B)が形成される際に、樹脂粒子(B)の表面に微粒子(A)を吸着させることで樹脂粒子(C1)同士が合一するのを防ぎ、また、高剪断条件下で(C1)が分裂され難くする。このことにより、樹脂粒子(C1)及びそれから得られる樹脂粒子(C)の粒径を一定の範囲に収斂させ、粒度分布を狭くする効果を発揮する。そのため、微粒子(A)は、分散する際の温度において、剪断により破壊されない程度の強度を有すること、分散媒である非水性媒体(N)に溶解したり、膨潤したりし難いこと、(L)に溶解し難いことが好ましい特性として挙げられる。
(N)中に(L)を分散させる際の温度は、好ましくは0〜150℃(加圧下)であり、更に好ましくは5〜98℃である。樹脂粒子分散液(X)の粘度が高い場合は、温度を上げて粘度を上記の好ましい範囲まで低下させて、分散を行うのが好ましい。
微粒子(A)を非水性媒体(N)中に分散して微粒子分散液(P)を製造する方法としては、特に限定されないが、以下の[1]〜[7]の方法が挙げられる。
[1](a)がビニル樹脂の場合において、単量体を出発原料として、非水性媒体(N)を含む溶剤中で分散重合法等の重合反応により、直接、微粒子(A)の微粒子分散液(P)を製造し、必要により(N)以外の溶剤を除去する方法[(N)以外の溶剤を除去する際に、(N)の一部(低沸点成分)を除去してもよい。以下の溶剤除去の工程においても同様。]。
[2](a)がポリエステル樹脂及びポリウレタン樹脂等の重付加又は重縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー及びオリゴマー等)又はその溶剤溶液を必要であれば適当な分散剤存在下で非水性媒体(N)中に分散させ、更に加熱したり硬化剤を加えたりして前躯体を硬化させ、必要により(N)以外の溶剤を除去して、微粒子分散液(P)を製造する方法。
[3](a)がポリエステル樹脂及びポリウレタン樹脂等の重付加又は重縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー及びオリゴマー等)又はその溶剤溶液(液体であることが好ましい。加熱により液状化してもよい)中に必要に応じて適当な乳化剤を溶解させた後、貧溶媒となる非水性媒体(N)を加えて再沈殿し、硬化剤を加えたりして前躯体を硬化させ、必要により(N)以外の溶剤を除去して、微粒子分散液(P)を製造する方法。
[4]あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合及び重縮合等いずれの重合反応であってもよい。以下同様。)により作製した樹脂を、機械回転式又はジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで分級することにより樹脂粒子を得た後、必要に応じて適当な分散剤を添加して、非水性媒体(N)に分散させる方法。
[5]あらかじめ重合反応により作製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液(溶剤中で重合したものでもよい)を霧状に噴霧することにより樹脂粒子を得た後、前記樹脂粒子を必要に応じて適当な分散剤を添加して、非水性媒体(N)に分散させる方法。
[6]あらかじめ重合反応により作製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液(溶剤中で重合したものでもよい)に貧溶媒[非水性媒体(N)であることが好ましい]を添加するか、又はあらかじめ貧溶媒に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより、樹脂粒子を析出させ、必要により(N)以外の溶剤を除去する方法。この際、必要に応じて適当な分散剤を用いてもよい。
[7]あらかじめ重合反応により作製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液(溶剤中で重合したものでもよい)と貧溶媒[非水性媒体(N)であることが好ましい]とを混合し、これに必要に応じて適当な分散剤を添加して激しい剪断を加え、(N)中に樹脂溶液粒子を分散させ、必要により(N)以外の溶剤を除去する方法。
上記[1]〜[7]の方法のうち好ましいのは、[1]、[6]及び[7]の方法であり、更に好ましいのは[6]及び[7]の方法である。
上記[1]〜[7]の方法で併用する分散剤としては、公知の界面活性剤(s)及び油溶性ポリマー(t)等を用いることができる。また、分散の助剤として可塑剤(v)等を併用することができる。
界面活性剤(s)としては、アニオン性界面活性剤(s−1)、カチオン性界面活性剤(s−2)、両性界面活性剤(s−3)及び非イオン性界面活性剤(s−4)等が挙げられる。なお、(s)は2種以上を併用してもよい。
アニオン性界面活性剤(s−1)としては、炭素数8〜24のアルキル基を有するエーテルカルボン酸(塩)[(ポリ)オキシエチレン(繰り返し単位数1〜100)ラウリルエーテル酢酸ナトリウム等]、炭素数8〜24のアルキル基を有するエーテル硫酸エステル塩[(ポリ)オキシエチレン(繰り返し単位数1〜100)ラウリル硫酸ナトリウム等]、炭素数8〜24のアルキル基を有するスルホコハク酸エステル塩[モノ又はジアルキルスルホコハク酸エステルジ又はモノナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(繰り返し単位数1〜100)モノ又はジアルキルスルホコハク酸エステルジ又はモノナトリウム等]、(ポリ)オキシエチレン(繰り返し単位数1〜100)ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド硫酸ナトリウム、炭素数8〜24のアルキル基を有するスルホン酸塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等)、炭素数8〜24のアルキル基を有するリン酸エステル塩[ラウリルリン酸ナトリウム及び(ポリ)オキシエチレン(繰り返し単位数1〜100)ラウリルエーテルリン酸ナトリウム等]、脂肪酸塩(ラウリン酸ナトリウム及びラウリン酸トリエタノールアミン等)、アシル化アミノ酸塩(ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム等)等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤(s−2)としては、4級アンモニウム塩型及びアミン塩型のカチオン界面活性剤等が挙げられる。4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤としては、3級アミン類と4級化剤(メチルクロライド、メチルブロマイド、エチルクロライド及びベンジルクロライド等のハロゲン化アルキル、ジメチル硫酸、ジメチルカーボネート並びにエチレンオキサイド等)との反応で得られる化合物等が使用でき、例えばジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド(塩化ベンザルコニウム)、ポリオキシエチレントリメチルアンモニウムクロライド及びステアラミドエチルジエチルメチルアンモニウムメトサルフェート等が挙げられる。アミン塩型カチオン界面活性剤としては、1〜3級アミン類を無機酸(塩酸、硝酸、硫酸及びヨウ化水素酸等)又は有機酸(酢酸、ギ酸、シュウ酸、乳酸、グルコン酸、アジピン酸及びアルキルリン酸等)で中和することにより得られる化合物が使用でき、1級アミン塩型のものとしては、脂肪族高級アミン(ラウリルアミン、ステアリルアミン、硬化牛脂アミン及びロジンアミン等の高級アミン)の無機酸塩又は有機酸塩、低級アミン類の高級脂肪酸(ステアリン酸及びオレイン酸等)塩等が挙げられる。2級アミン塩型のものとしては、脂肪族アミンのエチレンオキサイド付加物等の無機酸塩又は有機酸塩が挙げられる。
両性界面活性剤(s−3)としては、カルボキシベタイン型両性界面活性剤[炭素数10〜18の脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン(ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン等)、アルキル(炭素数10〜18)ジメチルアミノ酢酸ベタイン(ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン等)、イミダゾリニウム型カルボキシベタイン(2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等)]、スルホベタイン型両性界面活性剤[炭素数10〜18の脂肪酸アミドプロピルヒドロキシエチルスルホベタイン(ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルヒドロキシエチルスルホベタイン等)、ジメチルアルキル(炭素数10〜18)ジメチルヒドロキシエチルスルホベタイン(ラウリルヒドロキシスルホベタイン等)]、アミノ酸型両性界面活性剤(β−ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム等)が挙げられる。
非イオン性界面活性剤(s−4)としては、AO付加型非イオン性界面活性剤及び多価アルコール型非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
AO付加型非イオン性界面活性剤としては、高級アルコール(炭素数8〜18)のAO(炭素数2〜4、好ましいのは2)付加物(活性水素1個当たりの付加モル数1〜30)、アルキル(炭素数1〜12)フェノールのEO付加物(付加モル数1〜30)、高級アミン(炭素数8〜22)のAO(炭素数2〜4、好ましいのは2)付加物(活性水素1個当たりの付加モル数1〜40)、脂肪酸(炭素数8〜18)のEO付加物(活性水素1個当たりの付加モル数1〜60)、ポリプロピレングリコール(Mn=200〜4,000)のEO付加物(活性水素1個当たりの付加モル数1〜50)、ポリオキシエチレン(繰り返し単位数3〜30)アルキル(炭素数6〜20)アリルエーテル並びにソルビタンモノラウレートのEO付加物(活性水素1個当たりの付加モル数1〜30)及びソルビタンモノオレートのEO付加物(活性水素1個当たりの付加モル数1〜30)等の多価(2〜8価又はそれ以上)アルコール(炭素数2〜30)の脂肪酸(炭素数8〜24)エステルEO付加物(活性水素1個当たりの付加モル数1〜30)等が挙げられる。
多価アルコール型非イオン性界面活性剤としては、グリセリンモノオレート、ソルビタンモノラウレート及びソルビタンモノオレート等の多価(2〜8価又はそれ以上)アルコール(炭素数2〜30)の脂肪酸(炭素数8〜24)エステル並びにラウリン酸モノエタノールアミド及びラウリン酸ジエタノールアミド等の脂肪酸(炭素数10〜18)アルカノールアミド等が挙げられる。
油溶性ポリマー(t)としては、例えば炭素数4以上のアルキル基、ジメチルシロキサン基及びフッ素原子を有する官能基から選ばれる少なくとも一つの官能基を有する重合体が挙げられる。更には、非親水性有機溶剤(L)に親和性を有するアルキル基、ジメチルシロキサン基又はフッ素原子を有する官能基を有すると共に、樹脂(b)に親和性を有する化学構造を有することが好ましい。
具体的には、前記の重合性二重結合を有する単量体の中で炭素数4以上のアルキル基を有する単量体、ジメチルシロキサン基を有する単量体(又は反応性オリゴマー)、及び/又はフッ素原子を有する単量体と、前記樹脂(a)を構成する重合性二重結合を有する単量体との共重合体が好ましい。共重合の形態はランダム、ブロック、グラフトのいずれでもよいが、ブロック又はグラフトが好ましい。
微粒子(A)の微粒子分散液(P)を得る際、必要により樹脂(A)の可塑剤として(N)以外の有機溶剤を用いてもよい。ただし微粒子分散液(P)を作製する際に除去する必要があることから、(P)の分散媒に用いられる(N)よりも沸点が低く、除去が容易であるものが好ましい。具体的には前記の溶剤(S)が挙げられる。
可塑剤(v)は、非水性媒体(N)に加えてもよく、また(L1)に加えてもよい。
可塑剤(v)としては特に制限はなく、以下のものが挙げられる。
(v1)フタル酸エステル(フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル及びフタル酸ジイソデシル等);
(v2)脂肪族2塩基酸エステル(アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル及びセバシン酸2−エチルヘキシル等);
(v3)トリメリット酸エステル(トリメリット酸トリ−2−エチルヘキシル及びトリメリット酸トリオクチル等);
(v4)リン酸エステル(リン酸トリエチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル及びリン酸トリクレジール等);
(v5)脂肪酸エステル(オレイン酸ブチル等);
なお、(v1)〜(v5)は、2種以上を併用してもよい。
本発明における微粒子(A)の粒径は、通常、形成される樹脂粒子(B)の粒径よりも小さく、(C)の粒度分布を狭くするという観点から、粒径比[微粒子(A)の体積平均粒径]/[樹脂粒子(B)の体積平均粒径]の値が0.001〜0.3の範囲であることが好ましい。粒径比の下限は、更に好ましくは0.003であり、上限は、更に好ましくは0.25である。粒径比が、0.3より大きいと(A)が(B)の表面に効率よく吸着しないため、得られる樹脂粒子(C1)及び(C)の粒度分布が広くなる傾向がある。
微粒子(A)の体積平均粒径は、所望の粒径の樹脂粒子(C)を得るのに適した粒径になるように、上記粒径比の範囲で適宜調整することができる。
(A)の体積平均粒径は、好ましくは0.0005〜30μmである。上限は、更に好ましくは20μmであり、特に好ましくは10μmである。下限は、更に好ましくは0.01μmであり、特に好ましくは0.02μm、最も好ましくは0.04μmである。ただし、例えば、体積平均粒径1μmの樹脂粒子(C)を得たい場合には、好ましくは0.0005〜0.3μmであり、更に好ましくは0.001〜0.2μmである。体積平均粒径10μmの樹脂粒子(C)を得た場合には、好ましくは0.005〜3μmであり、更に好ましくは0.05〜2μmである。100μmの樹脂粒子(C)を得たい場合には、好ましくは0.05〜30μmであり、更に好ましくは0.1〜20μmである。
樹脂粒子(B)の体積平均粒径は、好ましくは0.1〜300μmであり、更に好ましくは0.5〜250μm、特に好ましくは1〜200μmである。
なお、(A)、(B)の体積平均粒径は、レーザー式粒度分布測定装置「LA−920」[(株)堀場製作所製]や「マルチサイザーIII」(コールター社製)、光学系としてレーザードップラー法を用いる「ELS−800」[大塚電子(株)製]、光散乱法を用いる「LB−550」[(株)島津製作所社製]等で測定することができる。
本発明の樹脂粒子分散液(X)の製造方法においては、樹脂(b)及び/又は(b)の前駆体(b0)を溶剤(S)に溶解した溶液(L1)と、フィラー(f)が分散した分散液(L2)との混合液(L)と、微粒子(A)、又は(A)が非水性媒体(N)中に分散された微粒子分散液(P)とを(N)中に混合して(N)中に(L)を分散させて、(N)中に(b0)が含まれる場合には(b0)を(b)に変換し、(N)中で(b)及び(f)を含有する樹脂粒子(B)を形成させることにより、樹脂粒子(B)の表面に微粒子(A)が付着した構造の樹脂粒子(C1)の非水性分散液(X1)を得ることができる。
本発明における微粒子(A)と樹脂(b)の重量比率[(A):(b)]は、樹脂粒子(C)の粒度分布を狭くするという観点及び樹脂分散液(X)の耐熱保存安定性の観点から、好ましくは1:99〜70:30であり、更に好ましくは2:98〜50:50、特に好ましくは3:97〜35:65である。(A)の重量が少なすぎると(X)の耐熱保存安定性が低下することがある。また、(b)の重量が多すぎると(C)の粒度分布が広くなることがある。
樹脂粒子(C1)及び(C)を得るための微粒子(A)の樹脂粒子(B)に対する吸着力は、以下の方法で制御することができる。
[1]非水性分散液(X1)を製造する際に、微粒子(A)と樹脂粒子(B)が正負逆の電荷を持つようにすると吸着力が向上する。この場合、微粒子(A)、樹脂粒子(B)各々の電荷を大きくするほど、吸着力が強くなり微粒子(A)の樹脂粒子(B)に対する被覆率が高くなる。
[2]非水性分散液(X1)を製造する際に、微粒子(A)と樹脂粒子(B)が同極性(どちらも正又はどちらも負)の電荷を持つようにすると、被覆率は低下する傾向にある。この場合、一般に界面活性剤(s)及び/又は油性ポリマー(t)[特に微粒子(A)及び樹脂粒子(B)と逆電荷を有するもの]を使用すると吸着力が強くなり、被覆率が高くなる。
[3]樹脂(a)と樹脂(b)のSP値の差を小さくすると吸着力が強くなり、被覆率が高くなる。
本発明の(X)の製造方法における分散工程では、分散装置を用いることができる。分散装置としては、一般に乳化機、分散機として市販されているものであれば特に限定されず、例えばバッチ式乳化機{「ホモジナイザー」(IKA社製)、「ポリトロン」(キネマティカ社製)及び「TKオートホモミキサー」[特殊機化工業(株)製]等}、連続式乳化機{「エバラマイルダー」[(株)荏原製作所製]、「TKフィルミックス」、「TKパイプラインホモミキサー」[特殊機化工業(株)製]、「コロイドミル」[神鋼パンテック(株)製]、「スラッシャー」、「トリゴナル湿式微粉砕機」[サンテック(株)製]、「キャピトロン」(ユーロテック社製)及び「ファインフローミル」[太平洋機工(株)製]等}、高圧乳化機{「マイクロフルイダイザー」[みずほ工業(株)製]、「ナノマイザー」[エス・ジーエンジニアリング(株)製]及び「APVガウリン」(ガウリン社製)等}、膜乳化機{「膜乳化機」[冷化工業(株)製]等}、振動式乳化機{「バイブロミキサー」[冷化工業(株)製]等}、超音波乳化機{「超音波ホモジナイザー」(ブランソン社製)等}等が挙げられる。これらのうち、(C)の粒度分布を狭くするという観点から好ましいのは、APVガウリン、ホモジナイザー、TKオートホモミキサー、エバラマイルダー、TKフィルミックス及びTKパイプラインホモミキサーである。
本発明の樹脂粒子分散液(X)の製造方法においては、樹脂粒子(B)の表面に微粒子(A)が付着した構造の樹脂粒子(C1)の非水性分散液(X1)を得た後、非水性媒体(N)が分散液中に残存する条件で、非水性分散液(X1)から溶剤(S)を除去して本発明の樹脂粒子分散液(X)を得る。溶剤(S)を除去した後の(X)中の溶剤(S)の含有率は、好ましくは1重量%以下であり、更に好ましくは0.5重量%以下である。なお、溶媒(S)の除去と共に(N)の一部(低沸点成分)を除去してもよい。
溶媒(S)を除去する方法としては、例えば、0.003〜0.066MPaの減圧下、20℃〜(S)の沸点以下の温度で除去する方法が挙げられる。
樹脂粒子(B)で構成されるコア層(Q)の表面に、樹脂(a)を含有する被膜状のシェル層(R)を形成させる方法としては、(B)に付着した(A)を溶剤に溶解させる方法、非水性分散液(X1)を加熱して(A)を溶融し被膜化させる方法等が挙げられ、これらの方法を併用してもよい。
(B)に付着した微粒子(A)を溶剤に溶解させる方法で使用する溶剤は、被膜化する際に(X1)中に添加してもよいが、溶液(L1)に用いる溶剤(S)を、樹脂粒子(B)の形成後も直ちに除去せずに用いる方が、(B)中に溶剤が含有するため(A)の溶解が容易であり、樹脂の凝集が起こりにくく好ましい。
(A)を溶剤に溶解させる際の非水性分散液(X1)中の溶剤(S)の濃度は、(X1)の重量に基づいて好ましくは3〜50重量%であり、更に好ましくは10〜40重量%、特に好ましくは15〜30重量%である。(A)の溶解は、非水性分散液(X1)を、好ましくは15〜45℃、更に好ましくは15〜30℃で、1〜10時間撹拌することにより行うことができる。
(A)を溶融して(B)の表面に被膜化させる場合、非水性分散液(X1)中の固形分含有率(溶剤以外の成分の含有率)を、好ましくは1〜50重量%、更に好ましくは5〜30重量%に調製することができる。また、(X1)中の溶剤(S)の含有率は、好ましくは2重量%以下であり、更に好ましくは1重量%以下、特に好ましくは0.5重量%以下である。(X1)中の固形分含有率が高い場合、又は(S)の含有率が2重量%を越える場合、(X1)を60℃以上に加熱すると凝集物が発生することがある。溶融時の加熱の条件は、(A)が溶融される条件であれば特に限定されないが、例えば、撹拌下、好ましくは40〜100℃であり、更に好ましくは60〜90℃、特に好ましくは60〜80℃で、好ましくは1〜300分間加熱する方法が挙げられる。
なお、被膜化の方法として、溶剤(S)の含有率が2重量%以下の樹脂粒子(C1)の非水性分散液(X1)を加熱処理し、(A)をコア層(Q)上で溶融させることにより、より表面が平滑な樹脂粒子(C)を得ることができる。加熱処理温度は、樹脂(a)のTg以上であり、また80℃以下が好ましい。加熱処理温度が(a)のTg未満であると、得られる樹脂粒子(C)の表面平滑性はほとんど変化しない。一方、80℃を越える温度で加熱処理するとシェル層(R)がコア層(Q)から剥がれる場合がある。
(A)の被膜化の方法のうち好ましいのは、(A)を溶融させる方法、及び(A)を溶剤に溶解させる方法と(A)を溶融させる方法の併用である。
本発明における樹脂粒子分散液(X)を構成する樹脂粒子(C)の形状の制御は、樹脂(a)と樹脂(b)のSP値の差又は樹脂(a)のMwを制御することで、粒子形状や粒子表面性を制御することができる。SP値の差が小さいと、いびつな形で表面が平滑な粒子が得られやすい。SP値の差が大きいと、球形で表面にザラつきのある粒子が得られやすい。樹脂(a)の分子量が大きいと表面にザラつきのある粒子が得られやすく、分子量が小さいと表面が平滑な粒子が得られやすい。ただし、(a)と(b)のSP値の差は、小さすぎても大きすぎても造粒困難になる。また、(a)の分子量が小さすぎると造粒困難になる。このことから、(a)と(b)のSP値の差の絶対値は、好ましくは0.01〜5.0(cal/cm1/2であり、更に好ましくは0.1〜3.0(cal/cm1/2、特に好ましくは0.2〜2.0(cal/cm1/2である。
樹脂(a)のMwは、好ましくは100〜100万であり、更に好ましくは1,000〜50万、特に好ましくは2,000〜20万、最も好ましくは3,000〜10万である。
本発明の樹脂粒子分散液(X)の製造方法において、樹脂粒子(C)の粒度分布を狭くする観点及び樹脂粒子分散液(X)の耐熱保存安定性の観点から、樹脂粒子(C)は、(C)の重量に基づいて、1〜70重量%の樹脂(a)を含有する被膜状のシェル層(R)と、30〜99重量%の樹脂(b)を含有するコア層(Q)で構成されるのが好ましく、更に好ましくは5〜50重量%の(R)と50〜95重量%の(Q)、特に好ましくは10〜35重量%の(R)と65〜90重量%の(Q)で構成されるものである。
樹脂粒子(C)のシェル層(R)による表面被覆率は、樹脂粒子(C)の粒度分布を狭くする観点、樹脂粒子分散液(X)の流動性及び耐熱保存安定性の観点から、好ましくは5%以上であり、更に好ましくは30%以上、特に好ましくは50%以上、最も好ましくは80%以上である。
(C)の表面被覆率は、走査電子顕微鏡(SEM)で得られる像の画像解析から下式に基づいて求めることができる。
表面被覆率(%)=[シェル層(R)に覆われている部分の面積/シェル層(R)に覆われている部分の面積+コア層(Q)が露出している部分の面積]×100
樹脂粒子(C)の体積分布の変動係数は、樹脂粒子(C)の粒度分布を狭くするという観点から、好ましくは30%以下であり、更に好ましくは1〜26%である。
樹脂粒子(C)の体積分布の変動係数は、レーザー式粒度分布測定装置「LA−920」[(株)堀場製作所製]等の粒度分布測定装置で測定することができる。
樹脂粒子(C)の[体積平均粒径/個数平均粒径]の値は、粒度分布を狭くするという観点から好ましくは1.0〜1.4であり、更に好ましくは1.0〜1.2である。
(C)の体積平均粒径は、用途により異なるが、一般的には0.1〜300μmが好ましい。上限は、更に好ましくは250μmであり、特に好ましくは200μm、最も好ましくは100μmである。下限は、更に好ましくは0.5μmであり、特に好ましくは1μmである。なお、(C)の体積平均粒径及び個数平均粒径は、「マルチサイザーIII」(コールター社製)で同時に測定することができる。
樹脂粒子(C)には、微粒子(A)と樹脂粒子(B)の粒径及び樹脂(a)を含有する被膜状のシェル層(R)による樹脂粒子(B)表面の被覆率を変えることで、粒子表面に所望の凹凸を付与することができる。(X)の流動性の観点から、(C)の表面平均中心線粗さRaが0.01〜0.8μmであるのが好ましい。Raは、粗さ曲線とその中心線との偏差の絶対値を算術平均した値のことであり、例えば、走査型プローブ顕微鏡システム走査型プローブ顕微鏡システム[東陽テクニカ(株)製]で測定することができる。
樹脂粒子(C)の形状は、(X)の流動性及び溶融レベリング性等の観点から球状が好ましい。その場合、樹脂粒子(B)の形状は球状が好ましい。
(C)は、平均円形度が0.96〜1.0であるものが好ましく、更に好ましくは0.97〜1.0、特に好ましくは0.98〜1.0である。なお、(C)の平均円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。 (C)の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−2000」[シスメックス(株)製]を用いて測定することができる。具体的には、所定の容器にあらかじめ不純固形物を除去した水100〜150mlを投入し、分散剤として界面活性剤「ドライウエル」[富士写真フイルム(株)製]0.1〜0.5mlを加え、更に測定試料0.1〜9.5g程度を加え、試料を分散した懸濁液を超音波分散機「ウルトラソニッククリーナ モデルVS−150」(ウエルボクリア社製)で約1〜3分間分散処理を行ない、分散濃度を3,000〜10,000個/μLにして測定することができる。
樹脂粒子(C)は、非水性分散液(X1)製造時の、微粒子(A)による樹脂粒子(B)表面の被覆率、及び(X1)中における樹脂粒子(B)/非水性媒体(N)界面上で微粒子(A)が樹脂粒子(B)側に埋め込まれている深さを変えることで、粒子表面を平滑にしたり、粒子表面に所望の凹凸を付与したりすることができる。
微粒子(A)による樹脂粒子(B)表面の被覆率や微粒子(A)が樹脂粒子(B)側に埋め込まれている深さは、以下の方法で制御することができる。
[1]樹脂粒子(C1)の非水性分散液(X1)を製造する際に、微粒子(A)と樹脂粒子(B)が正負逆の電荷を持つようにすると被覆率、深さが大きくなる。この場合、微粒子(A)、樹脂粒子(B)各々の電荷を大きくするほど、被覆率、深さが大きくなる。
[2]樹脂粒子(C1)の非水性分散液(X1)を製造する際に、微粒子(A)と樹脂粒子(B)が同極性(どちらも正又はどちらも負)の電荷を持つようにすると、被覆率は下がり、深さが小さくなる傾向にある。この場合、一般に界面活性剤(s)及び/又は油溶性ポリマー(t)[好ましいのは微粒子(A)及び樹脂粒子(B)と逆電荷を有するもの]を使用すると被覆率が上がる。また、油溶性ポリマー(t)を使用する場合には、油溶性ポリマー(t)の分子量が大きいほど深さが小さくなる。
[3]樹脂(a)と樹脂(b)のSP値の差を小さくするほど被覆率、深さが大きくなる。
コア層(Q)中に、樹脂(b)と共にワックス(y)及び/又はビニルポリマー鎖がグラフトした変性ワックス(z)を含有すると、(X)の耐熱保存安定性が向上するため好ましい。
ワックス(y)としては、合成ワックス及び天然ワックスが挙げられ、合成ワックスとしてはポリオレフィンワックス、天然ワックスとしてはパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナウバワックス、カルボニル基含有ワックス及びこれらの混合物等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、パラフィンワックス及びカルナウバワックスである。
(y)の融点は、(X)の耐熱保存安定性から好ましくは40〜90℃であり、更に好ましくは50〜80℃である。
(y)のMnは、(X)の耐熱保存安定性の観点から好ましくは400〜5,000であり、更に好ましくは1,000〜3,000、特に好ましくは1,500〜2,000である。
変性ワックス(z)は、ワックスにポリマー鎖がグラフトしたものである。(z)に用いられるワックスとしては上記ワックス(y)と同様のものが挙げられ、好ましいものも同様である。(z)のポリマー鎖を構成する単量体としては、前記ビニル樹脂を構成する単量体(1)〜(9)と同様のものが挙げられるが、これらのうち好ましいのは(1)、(2)及び(6)である。ポリマー鎖は重合性二重結合を有する単量体の単独重合体でもよいし、共重合体でもよい。
変性ワックス(z)におけるワックス成分の量(未反応ワックスを含む)は、(z)の重量に基づき好ましくは0.5〜99.5重量%であり、更に好ましくは1〜80重量%、特に好ましくは5〜50重量%、最も好ましくは10〜30重量%である。
(z)のTgは、(X)の耐熱保存安定性の観点から、好ましくは40〜90℃であり、更に好ましくは50〜80℃である。
(z)のMnは、好ましくは1,500〜10,000であり、更に好ましくは1,800〜9,000である。Mnが上記の範囲内であれば、樹脂粒子(C)の機械強度が良好である。
(Q)中の(y)の含有率は、(Q)の重量に基づき好ましくは20重量%以下であり、更に好ましくは1〜15重量%である。(Q)中の(z)の含有率は、(Q)の重量に基づき好ましくは10重量%以下であり、更に好ましくは0.5〜8重量%である。 (y)と(z)の合計含有率は、(Q)の重量に基づき好ましくは25重量%以下であり、更に好ましくは1〜20重量%である。
ワックス(y)は、例えば、溶融混練処理及び/又は溶剤(S)存在下、加熱溶解混合処理した後に樹脂(b)中に分散することができる。又はあらかじめ変性ワックス(z)と溶剤(S)不存在下の溶融混練処理及び/又は前記溶剤(S)の存在下、加熱溶解混合処理した後に樹脂(b)中に分散することができる。
ワックス(y)は、変性ワックス(z)と共に、無溶剤下溶融混練処理及び/又は前記溶剤(S)の存在下、加熱溶解混合処理した後に、樹脂(b)に分散するのが好ましい。この方法により、ワックス分散処理時に変性ワックス(z)を共存させることにより、(z)が効率よく(y)表面に吸着又は(y)のマトリクス構造内に一部絡みあうことにより、ワックス(y)表面と樹脂(b)との親和性が良好になり、(y)をより均一に樹脂粒子(B)中に内包することができ、分散状態の制御が容易になる。
ワックス(y)と変性ワックス(z)を混合する方法としては、
[1]それぞれの融点以上の温度で溶融混練する方法。
[2](y)と(z)を前記溶剤(S)中に溶解又は懸濁させた後、冷却晶析、溶剤晶析等により液中に析出、あるいはスプレードライ等により気体中に析出させる方法。
[3](y)と(z)を溶剤(S)中に溶解又は懸濁させた後、前記分散装置により機械的に湿式粉砕させる方法。
等が挙げられる。これらのうち、[2]の方法が好ましい。
ワックス(y)及び変性ワックス(z)を(b)中に分散させる方法としては、(y)、(z)及び(b)を、それぞれ溶剤溶液又は分散液とした後、それら同士を混合する方法等が挙げられる。
樹脂粒子(C)を構成するシェル層(P)及び/又はコア層(Q)中には、添加剤(充填剤、帯電防止剤、離型剤、荷電制御剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ブロッキング防止剤、耐熱安定剤及び難燃剤等)を混合してもよい。シェル層(P)又はコア層(Q)中に添加剤を添加する方法としては、樹脂粒子(C)の非水性分散液(X1)を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめ樹脂(a)又は樹脂(b)と添加剤を混合した後分散させる方法が好ましい。
また、本発明においては、添加剤は、必ずしも、(X1)中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、樹脂粒子(C)を形成させた後(X1)中に添加してもよい。
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<製造例1>[ウレタン変性ポリエステルの製造]
撹拌装置、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に、MEK500重量部と、セバシン酸と1,6−ヘキサンジオールからなる水酸基価が32のポリエステル「HS2H−350S」[豊国製油(株)製]464重量部を投入し、撹拌下80℃で前記ポリエステルをMEKに溶解させた。次いで、トルエンジイソシアナート(TDI)16重量部を投入し、80℃で5時間反応を行った後、脱溶剤を行い、ウレタン変性ポリエステルを得た。ウレタン変性ポリエステルのNCO含有率は1.14重量%であった。
<製造例2>[微粒子(A−1)の微粒子分散液(P−1)の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、滴下ロート及び窒素導入管を備えた反応容器に、THF195重量部を投入した。ガラス製ビーカーに、メタクリル酸ベヘニル100重量部、メタクリル酸30重量部、メタクリル酸ヒドロキシエチルとフェニルイソシアネートの等モル反応物70重量部及びアゾビスメトキシジメチルバレロニトリル0.5重量部の混合液を投入し、20℃で撹拌、混合して単量体溶液を調整し、滴下ロートに投入した。反応容器の気相部の窒素置換を行った後に、密閉下70℃で1時間かけて単量体溶液を滴下した。滴下終了から3時間後、アゾビスメトキシジメチルバレロニトリル0.05重量部とTHF5重量部を混合したものを添加し、70℃で3時間反応した後、室温まで冷却し、ビニル樹脂(a−1)のTHF溶液を得た。得られた(a−1)のTHF溶液400重量部を撹拌下の非水性媒体(N−1){流動パラフィン[比誘電率:2.0、SP値:8.6(cal/cm1/2]}600重量部に滴下し、次いで40℃0.039MPaの減圧下でTHFを除去して、(a−1)からなる微粒子(A−1)の微粒子分散液(P−1)を得た。(P−1)の光散乱式粒度分布測定器「LB−550」[(株)島津製作所社製]で測定した体積平均粒径は、120nmであった。ビニル樹脂(a−1)の非水性媒体(N−1)への溶解度は0.7重量%であった。(P−1)から(a−1)を取り出し、融解熱を測定したところ、H1=45(J/g)、H2/H1=0.75であった。
<製造例3>[微粒子(A−2)の微粒子分散液(P−2)の製造]
製造例1において、単量体溶液を、メタクリル酸メチル40重量部、メタクリル酸40重量部、メタクリル酸ヒドロキシエチル5重量部及びアゾビスメトキシジメチルバレロニトリル0.5重量部からなる単量体溶液に変更した以外は製造例1と同様にして、共重合体のTHF溶液を得た。次いで、得られたTHF溶液400重量部に、製造例1で得られたウレタン変性ポリエステル115重量部とジブチルチンオキサイド0.1重量部を加え、50℃で5時間反応させ、更に撹拌下の非水性媒体(N−1)600重量部に滴下し、次いで40℃0.039MPaの減圧下でTHFを除去して、ウレタン樹脂(a−2)からなる微粒子(A−2)の微粒子分散液(P−2)を得た。(P−2)を製造例2と同様の方法で分析したところ、体積平均粒径:130nm、ウレタン樹脂(a−2)の非水性媒体(N−1)への溶解度:0.4重量%、(a−2)の融解熱:H1=23(J/g)、H2/H1=0.25であった。
<製造例4>[微粒子(A−3)の微粒子分散液(P−3)の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に、ポリエステル「HS2H−350S」464重量部を投入し、撹拌下90℃で前記ポリエステルを溶融させた。次いで、90℃でトルエンジイソシアナート(TDI)20重量部を60分かけて滴下し、滴下終了後110℃に昇温し、 同温度で7時間反応を行い、ポリエステル樹脂(a−3)を得た。(a)のMnは41,000であった。
得られた(a−3)10重量部をMEK10重量部に溶解したものを、撹拌下の非水性媒体(N−1)90重量部に滴下し、次いで40℃、0.039MPaの減圧下にMEKを除去して、(a−3)からなる微粒子(A−3)の微粒子分散液(P−3)を得た。(P−3)を製造例2と同様の方法で分析したところ、体積平均粒径:120nm、ポリエステル樹脂(a−3)の非水性媒体(N−1)への溶解度:0.0重量%、(a−3)の融解熱:H1=51(J/g)、H2/H1=0.65であった。
<製造例5>[溶液(L1−1)の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、冷却管及び窒素導入管を備えた反応容器に、ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2モル付加物746重量部、テレフタル酸288重量部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3重量部を投入した。常圧下、230℃で6時間重縮合した後、系内を減圧にし、酸価が1.0になった時点で常圧に戻し、180℃に冷却した。180℃で無水トリメリット酸28重量部を投入し、1時間反応させてポリエステル樹脂(b−1)を得た。(b−1)は、Tg:72℃、Mn:2,400、水酸基価:40、酸価:15であった。
次いで、ビーカーに(b−1)1,000重量部及びアセトン1,000重量部を投入し、撹拌して均一に溶解させ溶液(L1−1)を得た。
<製造例6>[溶液(L1−2)の製造]
ビーカーにポリエステル樹脂(a)1,000重量部及びアセトン1,000重量部を投入し、撹拌して均一に溶解させ、樹脂(a)を樹脂(b−2)とする溶液(L1−2)を得た。
<製造例7>[溶液(L1−3)の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計及び冷却管を備えた反応容器に、アジピン酸と1,4−ブタンジオール(モル比1:1)から得られたポリエステル(Mn:1,000)250重量部、1.2−プロピレングリコール25重量部、ジメチロールプロピオン酸165重量部、3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸9重量部及びアセトン713重量部を投入し、撹拌して内容物を均一にした。次いで、撹拌下イソホロンジイソシアネート(IPDI)260重量部を投入し、55℃に昇温後同温度で11時間反応させ、ウレタンプレポリマー(b0−1)を得た。次いで、50℃でエチレンジアミン2重量部及びn−ブチルアミン2重量部を投入し、同温度で4時間反応させ、ウレタン樹脂(b−3)の溶液(L1−3)を得た。溶液(L1−3)中の(b−3)のMn:7,500、Tg:72℃であった。
<製造例8>[分散液(L2−1)の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置及び温度計を備えた耐圧反応容器に、分散剤(I−1)「DISPERBYK−106」{酸価とアミン価の合計:206mgKOH/g(酸価:132mgKOH/g、アミン価:74mgKOH/g)である高分子化合物の塩。分散剤含有率:100重量%。Mn:460及び1,200にピークを有する。[ビックケミー・ジャパン(株)製]}1.2重量部をアセトン40重量部に溶解したもの、及びフィラー(f−1)としてフタロシアニン系顔料[シアニンブルー(C.I.ピグメントブルー15:3)]8.85重量部を、耐圧反応容器の容積の40%まで投入し、密閉して攪拌下85℃まで昇温した。次いで、耐圧反応容器内が5MPaになるまで液状化した二酸化炭素を供給した後10分間撹拌し、容器下部に取り付けたノズルを全開にして大気中に開放することで、二酸化炭素を気化させて除去し、分散液(L2−1)を得た。分散液(L2−1)の「LA−920」で測定したメジアン径は0.16μmであり、1μm以上のメジアン系を有する粒子の割合が0体積%であった。
<製造例9>[分散液(L2−2)の製造]
製造例8において、分散剤(I−1)1.2重量部を、分散剤(I−2)「SOLSPERSE 32000」[酸価とアミン価の合計:43mgKOH/g(酸価:14mgKOH/g、アミン価:29mgKOH/g)、分散剤含有率:40重量%(ルブリゾール社製)]3.0重量部に変更した以外はすべて製造例8と同様にして、分散液(L2−2)]を得た。分散液(L2−2)の「LA−920」で測定したメジアン径は0.18μmであり、1μm以上のメジアン系を有する粒子の割合が0体積%であった。
<製造例10>[分散液(L2−3)の製造]
製造例8において、分散剤(I−1)1.2重量部を、分散剤(I−3)「SOLSPERSE 71000」[酸価とアミン価の合計:78mgKOH/g(酸価:0mgKOH/g、アミン価:78mgKOH/g)、分散剤含有率:100重量%。(ルブリゾール社製)]1.2重量部に変更した以外はすべて製造例8と同様にして、分散液(L2−3)]を得た。分散液(L2−3)の「LA−920」で測定したメジアン径は0.16μmであり、1μm以上のメジアン系を有する粒子の割合が0体積%であった。
<製造例11>[比較用分散液(L2’−1)の製造]
ビーカーに、フィラー(f−1)25重量部、分散剤(I−3)4重量部及びアセトン75重量部を投入し、撹拌して均一に分散させた後、ビーズミルで微分散して、比較用分散液(L2’−1)を得た。(L2’−1)の「LA−920」で測定したメジアン径は0.7μmであり、1μm以上のメジアン系を有する粒子の割合が1.2体積%であった。
<製造例12>[比較用分散液(L2’−2)の製造]
製造例11において、フィラー(f−1)の部数25重量部を8.85重量部に、分散剤(I−3)4重量部を分散剤(I−1)1.2重量部に、アセトンの部数75重量部を40重量部に変更した以外はすべて製造例11と同様にして、比較用分散液(L2’−2)を得た。(L2’−2)の「LA−920」で測定したメジアン径は0.5μmであり、1μm以上のメジアン系を有する粒子の割合が0.7体積%であった。
<製造例13>[比較用分散液(L2’−3)の製造]
製造例8において、分散剤(I−1)1.2重量部を、分散剤(I−4)「SOLSPERSE 27000」[酸価とアミン価の合計:0mgKOH/g、分散剤含有率:100重量%(ルブリゾール社製)]1.2重量部に変更した以外はすべて製造例8と同様にして、比較用分散液(L2’−3)を得た。(L2’−3)の「LA−920」で測定したメジアン径は0.32μmであり、1μm以上のメジアン系を有する粒子の割合が0.3体積%であった。
<実施例1>
ビーカーに溶液(L1−1)45重量部及び分散液(L2−1)15重量部を投入し、25℃でTKオートホモミキサー[特殊機化工業(株)製]を用いて8,000rpmで撹拌し、均一に溶解させて混合液(L−1)を得た。
ビーカーに流動パラフィン67重量部及び微粒子分散液(P−1)6重量部を投入し、均一に分散した。次いで、25℃でTKオートホモミキサーを用いて10,000rpmで撹拌しながら、混合液(L−1)60重量部を投入し2分間撹拌した。次いでこの混合液を撹拌装置、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に投入し、35℃に昇温後、同温度で0.039MPaの減圧下、アセトン濃度が0.5重量%以下になるまでアセトンを除去し、樹脂粒子分散液(X−1)を得た。なお、(X−1)中のアセトンの濃度はガスクロマトグラフィー「GC2010」{FID方式、[(株)島津製作所製]}で定量した(以下同様)。
<実施例2>
ビーカーに溶液(L1−1)36重量部及び分散液(L2−1)15重量部を投入し、25℃でTKオートホモミキサーを用いて8,000rpmで撹拌し、均一に溶解させて混合液(L−2)を得た。
ビーカーに流動パラフィン62.5重量部及び微粒子分散液(P−2)15重量部を投入し、均一に分散した。次いで、25℃でTKオートホモミキサーを用いて10,000rpmで撹拌しながら、混合液(L−2)51重量部を投入し2分間撹拌した。次いでこの混合液を撹拌装置、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に投入し、35℃に昇温後、同温度で0.039MPaの減圧下、アセトン濃度が0.5重量%以下になるまでアセトンを除去し、樹脂粒子分散液(X−2)を得た。
<実施例3>
実施例1において、微粒子分散液(P−1)を微粒子分散液(P−3)に変更した以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子分散液(X−3)を得た。
<実施例4>
実施例1において、溶液(L1−1)を溶液(L1−2)に変更した以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子分散液(X−4)を得た。
<実施例5>
実施例1において、溶液(L1−1)を溶液(L1−3)に変更した以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子分散液(X−5)を得た。
<実施例6>
実施例1において、分散液(L2−1)を分散液(L2−2)に変更した以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子分散液(X−6)を得た。
<実施例7>
実施例1において、分散液(L2−1)を分散液(L2−3)に変更した以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子分散液(X−7)を得た。
<比較例1>
実施例1において、分散液(L2−1)を比較用分散液(L2’−1)]に変更した以外は実施例1と同様にして、比較の樹脂粒子分散液(X’−1)を得た。
<比較例2>
実施例1において、分散液(L2−1)を比較用分散液(L2’−2)に変更した以外は実施例1と同様にして、比較の樹脂粒子分散液(X’−2)を得た。
<比較例3>
実施例1において、分散液(L2−1)を比較用分散液(L2’−3)に変更した以外は実施例1と同様にして、比較の樹脂粒子分散液(X’−3)を得た。
実施例1〜7及び比較例1〜3で得られた樹脂粒子分散液(X−1)〜(X−7)、(X’−1)〜(X’−3)それぞれを流動パラフィンに分散して、「LA−920」を用いて樹脂粒子(C)の粒度分布を測定した。また、(C)について以下の方法で性能評価した。結果を表1に示す。
[定着性1]
樹脂粒子分散液(X−1)〜(X−7)、(X’−1)〜(X’−3)をそれぞれ紙面上に垂らし、バーコーター(♯10、間隙22.9μm)を用いて均一に塗布する(均一に塗布できるのであれば他の方法を用いてもよい)。この紙を加圧ローラーに定着速度(加熱ローラ周速)213mm/秒、定着圧力(加圧ローラ圧)10kg/cmの条件で通した時のコールドオフセットの発生温度を測定した。コールドオフセットの発生温度が低いほど、定着性に優れることを表す。
[定着性2]
[定着性1]で定着した画像に剥離テープ「スコッチメンディングテープ」[住友3M(株)製]を粘着させた後にテープを剥離し、画像の欠損が発生する温度を測定した。画像の欠損が発生する温度が低いほど、定着性に優れることを表す。
[耐熱保存安定性]
50℃に温調された乾燥機に樹脂粒子分散液(X−1)〜(X−7)、(X’−1)〜(X’−3)を24時間静置した後、粒度分布を測定し、加熱前後の粒度分布の変化により下記の基準で評価した。
○:粒度分布が変わらず、ブロッキングが発生していない。
△:粒度分布が変わるが、超音波分散(20kHz、200W、1分間)により元の粒度分布に戻る。
×:粒度分布が変化しており、超音波分散しても元の粒度分布に戻らない。
Figure 2012107229
本発明の製造方法で得られた樹脂粒子分散液(X)は、塗料、電子写真、静電気録、静電印刷等の液体現像剤、インクジェットプリンタ用油性インク及び電子ペーパー用インク等として有用である。また、その他の用途として、化粧品用、電子部品製造用スペーサー及び電気粘性流体用等としても有用である。

Claims (10)

  1. 樹脂(b)及び/又は(b)の前駆体(b0)を溶剤(S)に溶解した溶液(L1)と、フィラー(f)が分散した分散液(L2)との混合液(L)と、樹脂(a)を含有する微粒子(A)、又は微粒子(A)が非水性媒体(N)中に分散された微粒子分散液(P)とを、非水性媒体(N)中に混合して、(N)中に(b0)が含まれる場合には(b0)を(b)に変換し、樹脂(b)、フィラー(f)及び溶剤(S)を含有する樹脂粒子(B)の表面に微粒子(A)が付着してなる樹脂粒子(C1)の非水性分散液(X1)を形成させ、更に前記非水性分散液(X1)から、溶剤(S)を除去する工程及び樹脂粒子(C1)の微粒子(A)を被膜化し樹脂粒子(C)とする工程を含んでなる樹脂粒子分散液(X)の製造方法であって、前記分散液(L2)が、フィラー(f)、酸価とアミン価の合計が20〜250mgKOH/gである分散剤(I)、溶剤(S)及び圧力が2MPa以上である圧縮性流体(J)を混合し、その後減圧膨張して(J)を気化させ除去する方法で製造されることを特徴とする樹脂粒子分散液(X)の製造方法。
  2. 非水性媒体(N)の20℃における比誘電率が1〜4であって、(a)の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱が下記関係式(1)及び(2)を満たし、(a)と(b)の重量比率[(a):(b)]が1:99〜70:30である請求項1記載の樹脂粒子分散液(X)の製造方法。
    5≦H1≦70 (1)
    0.2≦H2/H1≦1.0 (2)
    [関係式(1)、(2)中、H1は樹脂(a)のDSCによる初回昇温時の融解熱(J/g);H2は樹脂(a)のDSCによる2回目昇温時の融解熱(J/g)を表す。]
  3. 樹脂(a)の非水性媒体(N)への溶解度が、(N)の重量に基づき1重量%以下である請求項1又は2記載の樹脂粒子分散液(X)の製造方法。
  4. 分散剤(I)が、分子量分布において、少なくとも1,000〜1,000,000の範囲にピークを有する請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂粒子分散液(X)の製造方法。
  5. 圧縮性流体(J)が液体状態の二酸化炭素又は超臨界状態の二酸化炭素である請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂粒子分散液(X)の製造方法。
  6. 樹脂(a)の融点が、40〜80℃である請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂粒子分散液(X)の製造方法。
  7. 樹脂(b)が、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂及びエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種の樹脂である請求項1〜6のいずれかに記載の樹脂粒子分散液(X)の製造方法。
  8. 樹脂粒子(C)の平均円形度が0.96〜1.0である請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂粒子分散液(X)の製造方法。
  9. 請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法で得られた樹脂粒子分散液(X)。
  10. 塗料、電子写真用液体現像剤、静電記録用液体現像剤、インクジェットプリンタ用油性インク又は電子ペーパー用インク用である請求項9記載の樹脂粒子分散液(X)。
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