JP3369181B2 - マイクロパウダー - Google Patents
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- C08J3/12—Powdering or granulating
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Description
ルスルホンもしくは−ケトンを含有しかつ該成分の溶融
物のプリリング(prilling)又は該成分の溶液の噴霧乾
燥によって得ることができる、本質的に平滑な表面構造
の球状粒子のマイクロパウダーに関する。さらに本発明
は、該マイクロパウダーの製法及び使用に関する。さら
に本発明は、マイクロパウダーを含有する水性分散液及
び該水性分散液から得られた被覆に関する。
基礎とするマイクロパウダーは、自体公知であり、かつ
例えば金属表面とポリテトラフルオロエチレンとの間の
付着助剤として、例えば非付着作用及び良好な滑走挙動
を有する被覆を得るために使用される(例えば英国特許
第1426342号明細書参照)。この種の公知のマイクロパ
ウダーは、基質を冷却することによって脆化しかつ引き
続き粉砕することによって得られる(例えば欧州特許出
願公開(EP−A2)第377170号明細書参照)。国際公開番
号WO 91/00876から、ポリアリーレンエーテルスルホン
からなるマイクロパウダーが、ポリアリーレンエーテル
スルホンを液体を用いてペーストに加工し、該ペースト
を強力な撹拌下で水中で乳化し、かつ該エマルジョンを
乾燥することによっても得ることができることが明らか
である。粉砕によって得られるマイクロパウダーは、不
規則な稜のある表面を常に有している。このことは、例
えば粉末の流動性及び嵩密度ならびに流動床中の粉末の
挙動に不利に作用する。さらに表面は、多くの使用目的
に必要とされているように著しく均一に被覆されえな
い。剪断速度の作用下でエマルジョンから得られたマイ
クロパウダーは、卵形ないし細長い粒子を有しており、
このような粒子は、粉砕された粒子と同様に、被覆すべ
き表面に不満足に施与される。英国特許第2151202号明
細書から、ポリスルホンからなる膜で包まれた油状物質
からなるマイクロカプセルは、公知であり、このマイク
ロカプセルは、相応する溶液を加圧ノズルで噴霧するこ
とによって得ることができる。特定の使用には著しく平
滑な表面構造を有する粒子が要求されるため、上記のエ
マルジョンから得られた粒子ならびにマイクロカプセル
は、この要求を満たすものではない。また欧州特許出願
公開第2441047号明細書には、非晶質熱可塑性プラスチ
ックの溶液が噴霧乾燥される場合には、多孔質表面を有
する小さな粒子が得られることが記載されている。
からなる、ポリアリーレンエーテルスルホンもしくは−
ケトンを基礎とするマイクロパウダーを提供することで
あった。
解決される。
てポリアリーレンエーテルスルホンもしくは−ケトンを
含有している。自明のことながら該粉末は、ポリアリー
レンエーテルスルホンとポリアリーレンエーテルケトン
の混合物を含有していてもよい。本発明によるマイクロ
パウダーは、意外にも、ポリアリーレンエーテルスルホ
ンもしくは−ケトンを溶融もしくは溶解するか又はその
粘度を適当な液体で減少させ、かつ引き続きプリリング
もしくは噴霧乾燥することによって得ることができる。
でありかつ丸みをもち、かつほぼ無孔質の表面を有して
いる。平均粒径(体積平均値)は、通常1μmもしくは
それ以上である。該平均粒径は、この値を下回っていて
もよいが、しかしながら殆どの場合には該平均粒径は、
0.5μmを下回らない。通常、平均粒径は、80μmまで
可能である。平均粒径が僅かにより大きい、例えば100
μmであることも可能である。より大きな平均粒径は、
通常、殆どの場合の使用にとって、特に水性分散液の製
造にとって利点はない。有利に平均粒径は、2〜70μ
m、特に2〜50μm、例えば5〜50μmである。殊に有
利に平均粒径は、1〜20μm、特に1〜10μmである。
粒子は本質的に充実であり、即ち、該粒子は中空ではな
くかつ通常該粒子の基礎となっているポリアリーレンエ
ーテルスルホンもしくは−ケトンの密度を有している。
しかし粒子の密度は、例えば少量のガスが包含されてい
る場合にはこれを僅かに下回っていてもよい。
す。粒度分布の幅の尺度として、相対スプン係数(rela
tive Spanfaktor)Δが記載される(A.H.Lefebvre:“At
omization and Sprays",Hemisphere Publising Corpora
tion,1989,100頁,方程式3.40参照)。本発明によるマ
イクロパウダーの相対スパン係数Δは、通常1〜2であ
る。しかし該相対スパン係数Δは、この値を上回ってい
てもよいが、しかしながら殆どの場合には2.5を超えな
い。有利にスパン係数は、約1.5までである。殊に有利
にスパン係数は、1未満である。
は、ポリアリーレンエーテルスルホンもしくは−ケトン
を含有する。該化合物は、繰返し単位I: を含有する。
又は異なっておりかつ値0又は整数1〜3である。N
は、−O−基又は−S−基を表わし、有利に−O−基で
ある。相互に無関係にT及びQは、同じであるか又は異
なっている。このT及びQは、化学結合を表わしてもよ
いし、−O−基、−S−基、C=O基、S=O基、−SO
2−基、−N=N−基、−RaC=CRb−基及び−CRcRd−基
から選択された基を表わしてもよい。これら基の中で
は、−O−基、C=O基、−SO2−基及び−CRcRd−基
は、特に有利である。有利にT及びQは、化学結合でも
ある。Ra〜Rdは、相互に無関係に同じであるか又は異な
っておりかつそれぞれ水素原子又はC1〜C10−アルキル
基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基もしくはt
−ブチル基、特に水素原子又はメチル基を表わす。さら
にRc及びRdは、C1〜C10−アルコキシ基、C1〜C10−アル
キルアリール基又はC6〜C18−アリール基を表わしても
よい。有利な基には、メトキシ基、エトキシ基、プロピ
ル基t−ブトキシ基、ベンジル基及びフェニル基が挙げ
られる。上記の基は、それぞれフッ素原子及び/又は塩
素原子で置換されていてもよい。例としてトリフルオロ
メチル基もしくはp−クロロフェニル基が挙げられる。
本発明によればZは、C=O基、S=O基及び−SO2−
基から選択された基であり、この場合、C=O基及び−
SO2−基は、特に有利である。Ar〜Ar3は、相互に無関係
に同じ意味を表わしてもよいし、相互に異なっていても
よい。本発明によればAr〜Ar3は、C6〜C18−アリール基
を表わす。この基には、フェニル基、ビフェニル基及び
ナフチル基が挙げられる。有利にはアリール基は、置換
されていないが、しかしC1〜C10−アルキル基、C1〜C10
−アルキルアリール基、C6〜C18−アリール基、C1〜C10
−アルコキシ基及びハロゲン原子から選択された置換基
を有していてもよい。適当な置換基の例は、メチル基、
エチル基、プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル
基、i−ペンチル基、n−ヘキシル基、メトキシ基、エ
トキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ベンジル基、エ
チルフェニル基、フェニル基、フッ素原子又は塩素原子
である。
(I25)又は(I26)を有するポリアリーレンエーテルス
ルホンもしくは−ケトンを含有するマイクロパウダー
は、殊に有利である。このようなマイクロパウダーに
は、例えば、本質的な成分Aとして、構造単位(I1)0
〜100モル%、特に5〜95モル%及び構造単位(I2)0
〜100モル%、特に5〜95モル%を有するポリアリーレ
ンエーテルスルホンを含有するマイクロパウダーが挙げ
られる。
は、ポリアリーレンエーテルセグメントと他の熱可塑性
ポリマー、例えばポリアミド、ポリエステル、芳香族ポ
リカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリシロ
キサン、ポリイミド又はポリエーテルイミドのセグメン
トが存在する共重合体もしくはブロック共重合体であっ
てもよい。共重合体中のブロック−もしくはグラフト側
鎖の分子量は、通常1000〜30000g/モルの範囲内であ
る。異なる構造のブロックは、交互に配置されていても
よいし、統計的に配置されていてもよい。共重合体もし
くはブロック共重合体中のポリアリーレンエーテルスル
ホンもしくは−ケトンの重量による含量は、通常少なく
とも3重量%、有利に少なくとも10重量%である。ポリ
アリーレンエーテルスルホンもしくは−ケトンの重量に
よる含量は、97重量%までであってもよい。ポリアリー
レンエーテルスルホンもしくは−ケトン90重量%まで含
有する共重合体もしくはブロック共重合体は、有利であ
る。ポリアリーレンエーテル20〜80重量%を含有する共
重合体もしくはブロック共重合体は、特に有利である。
は、任意の末端基、例えばハロゲン原子、メトキシ基、
ベンジルオキシ基、フェノキシ基又はアミノ基を有する
ことができる。有利な末端基は、ハロゲン原子又はメト
キシ基である。
ンは、15000〜60000g/モルの範囲内の平均分子量Mn(数
平均)及び相対粘度0.25〜0.95dl/gを有している。相対
粘度は、ポリアリーレンエーテルスルホンもしくは−ケ
トンの可溶性に応じて、1重量%のN−メチルピロリド
ン溶液中で、フェノール及びジクロロメタンからの混合
物中で、又は96%の硫酸中でそれぞれの場合に20℃ない
しは25℃で測定される。
ホンもしくは−ケトンは、自体公知でありかつ自体公知
の方法で製造することができる。ポリアリーレンエーテ
ルスルホンもしくは−ケトンは、例えば、芳香族ビスハ
ロゲン化化合物と芳香族ビスフェノールのアルカリ金属
複塩との縮合によって得られる。ポリアリーレンエーテ
ルスルホンもしくは−ケトンは、例えば、触媒の存在下
での芳香族ハロゲン化フェノールのアルカリ塩の自己縮
合によって製造することもできる。ドイツ国特許出願公
開第3843438号明細書には、例えば適当なモノマーの詳
細な一覧が示されている。適当な方法は、とりわけ米国
特許第3441538号明細書、同第4108837号明細書、ドイツ
国特許出願公開(DE−A1)第2738962号明細書及び欧州
特許出願公開(EP−A1)第361号明細書に記載されてい
る。ポリアリーレンエーテルケトンは、とりわけ国際公
開番号WO 84/03892に記載されているとおり、求電子
(フリーデル−クラフツ)重縮合によって得ることもで
きる。求電子重縮合の場合にはカルボニル橋の形成のた
めに、ジカルボン酸クロリドもしくはホスゲンが、水素
原子(求電子置換基によって交換可能である)2個を有
する芳香族化合物と反応するか或いは、酸クロリド基及
び置換可能である水素原子を有する芳香族カルボン酸ク
ロリドがそれ自体と重縮合する。
合成のための有利な処理条件は、例えば、欧州特許出願
公開第113112号明細書及び同第135130号明細書に記載さ
れている。無水アルカリ金属炭酸塩、特に炭酸カリウム
の存在下での非プロトン性溶剤、特にN−メチルピロリ
ドン中でのモノマーの反応は、特に適当である。モノマ
ーを溶融物の形で反応させることは、多くの場合に同様
に有利であると判明している。
として、ポリアリーレンエーテルスルホンもしくは−ケ
トンAを反応性化合物と反応させることによって得られ
るポリアリーレンエーテルスルホンもしくは−ケトンを
含有していてもよい。反応性化合物は、C−C二重−も
しくは三重結合とともに1個もしくはそれ以上のカルボ
ニル基、カルボン酸基、カルボキシレート基、酸無水物
基、酸イミド基、カルボン酸エステル基、アミノ基、ヒ
ドロキシル基、エポキシ基、オキサゾリン基、ウレタン
基、尿素原子、ラクタム基もしくはハロゲン化ベンジル
基を含有している。
マレイン酸、イタコン酸、テトラヒドロフタル酸、その
無水物及びイミド、フマル酸、該酸のモノ−もしくはジ
エステル、例えばC1〜C18−アルカノール、該酸のモノ
−もしくはジアミド、例えばN−フェニルマレインイミ
ド、マレイン酸ヒドラジドである。
物、下記の一般構造式: 〔式中、 R1、R2、R3及びR4は相互に無関係に水素原子及びC1〜C
18−アルキル基を表わす〕で示されるジエステル及びモ
ノエステルは、使用される。
及びイタコン酸である。
互に反応することができる。クロロベンゼン、o−ジク
ロロベンゼン及びN−メチルピロリドンは、特に適当な
溶剤であると判明している。この場合には通常常用のラ
ジカル重合開始剤が使用される。反応は、通常75〜150
℃で実施される。反応生成物は、常用の沈殿剤、例えば
低分子量アルコール及びケトンを用いた沈殿又は溶剤の
除去(例えばベント式押出機、薄膜式蒸発機での)によ
って得られる。
形で連続的もしくは回分的に処理する混合装置(例えば
一軸−もしくは二軸スクリュー型押出機、混練機)中で
反応させることもできる。
に混合装置の混練帯域内でポリマーの溶融物に添加され
る。
リアリーレンエーテルスルホンもしくは−ケトンBとし
て、改質されたポリアリーレンエーテルスルホンもしく
は−ケトンAは使用され、この化合物は、未改質のポリ
アリーレンエーテルスルホンもしくは−ケトンA80〜99.
9重量%、特に90〜99重量%を反応性化合物0.1〜20重量
%、特に1〜10重量%と反応させることによって得られ
たものである。
フトしたポリアリーレンエーテルスルホンは、特に有利
である。この場合には、単位I1 5〜95モル%及び単位
I2 5〜95モル%を含有するポリアリーレンエーテルス
ルホンは、有利である。
85〜95モル%及び相応して式I1ないしはI2の単位5〜20
モル%、特に5〜15モル%を含有するポリアリーレンエ
ーテルスルホンは、特に記載される。
Kochi,“Free Radicals",J.Wiley,New York,1973)に記
載されている化合物は、使用することができる。
レンエーテルスルホンもしくは−ケトンAに対して約0.
01〜約1重量%の量で使用される。自明のことながら種
々のラジカル重合開始剤の混合物を使用することもでき
る。
らなる混合物を含有していてもよい。本質的な成分とと
もに、マイクロパウダーは、さらに例えば別の添加剤、
例えば防炎剤、染料又は安定化剤40重量%までを含有す
ることができる。
噴霧乾燥は、処理条件下で不活性であるガス、例えば空
気もしくは窒素中での溶融物又は溶液の微粒化によって
行なわれる。有利にポリアリーレンエーテルスルホンも
しくは−ケトンは、噴霧前に溶剤中に溶解される。
この適当な溶剤には、N−置換酸アミド、スルホキシド
及びスルホンが挙げられる。例えば、N,N−ジメチルホ
ルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル
ピロリドン、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホ
ン(スルホラン)又はジフェニルスルホンである。この
中ではN−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド及
びジメチルホルムアミドは、特に有利である。特に難溶
性であるポリアリーレンエーテルケトンについては、と
りわけジフェニルスルホン、ジトリルスルホン又はトリ
フルオロ酢酸は、溶剤として適当である。
ある粒度を有する程度に選択することもできるし、溶液
の固体含量を、溶液が特定の微粒化温度の場合に適当な
粘度を有する程度に選択することもでき、この場合、後
者が有利である。溶液の減少された粘度は、微粒化温度
の場合には8000mPasまでである。該粘度は、この値を上
回っていてもよく、例えば10000mPasであってもよい。
通常、より高い粘度を有する溶液は、微粒化することが
より困難である。1000mPas及びそれ以下の減少された粘
度は、有利である。5〜500mPas、特に10〜100mPasは、
特に有利である。
度を減少させるために、溶剤を高い温度、例えば50〜10
0℃で噴霧することが要求される場合がある。しかしな
がら、微粒化温度は、通常それぞれの溶剤の沸点を下回
る。
ズル、特に二材料用ノズルは、使用することができる。
この例として、ダブル・フローもしくはトリプル・フロ
ー二材料用ノズル(zweiflutige oder dreiflutige Zwe
istoffduesen)が挙げられる。ねじれモーメント又は流
れの方向の変更を生じさせるために、二材料用ノズル
は、組込部材を有していてもよい。このような組込部材
は、ガス側に取り付けらていてもよいし、液体側に取り
付けらていてもよい。超音波式微粒化装置を使用するこ
とも可能である。
比は、通常2より大きい。微粒化ガス−/液体処理量の
比3〜10は、特に有利であると判明している。通常、5
バールもしくはそれ以上のガス圧が必要とされる。100
バール以上のガス圧は、稀にしか必要とされない。通常
ガス圧は、10〜70バールである。
噴霧塔中で乾燥することができる(例えばK.Masters:Sp
ray Drying Handbook,Leonhard Hill Books,London 197
2参照)。溶剤の蒸発は、常圧で行なうこともできる
し、真空中で行なうこともできる。この場合には、溶剤
の蒸発に必要とされる熱は、有利に塔頂部で不活性乾燥
用ガスによって供給される。乾燥用ガスとして、とりわ
け窒素は適当である。しかし他のガス、例えば二酸化炭
素又は空気は、使用することができる。乾燥塔の頭頂部
のガス温度は、有利に溶剤の蒸発温度より大きく、かつ
室温ないし500℃であることができる。通常、該温度
は、100℃もしくはそれ以上である。有利に該温度は、2
00℃〜300℃の範囲内である。
かつ塔の出口で乾燥物質と一緒に吸引される。塔の出口
のガス温度は、粉末の所望の溶剤残量に依存する。該温
度は、室温ないし乾燥塔の頭頂部のガス温度より僅かに
低い温度であることができる。通常、該温度は、50℃も
しくはそれ以上、例えば120℃〜170℃である。通常、20
0℃を超える温度は、必要とされない。
てガス流から分離することができる。本発明によるマイ
クロパウダーの製造には、有利にフィルタが固体分離に
使用される。
装置なしで通常5%以下、特に2%未満である。残留溶
剤の含量をさらに減少させるために、噴霧乾燥装置に、
後冷却装置と結合していてもよい後乾燥装置が後接続さ
れていてもよい。後乾燥は、例えば流動床中で行なわれ
る。
る。噴霧助剤として、例えば微粒状無機材料、例えば二
酸化珪素、疎水性珪酸又は酸化アルミニウム、特にポリ
テトラフルオロエチレンが挙げられる。噴霧助剤は、ポ
リアリーレンエーテルスルホンもしくは−ケトンに対し
て通常0.1〜20重量%、特に1〜5重量%の量で使用さ
れる。
覆に適当である。有利に本発明によるマイクロパウダー
は、金属表面の被覆に使用することができる。該マイク
ロパウダーは、あらゆる種類の対象物、例えば滑り軸
受、家庭電化製品又は電子部材のための滑走性を有する
表面又は付着防止性被覆の製造に殊に適当である。これ
は、例えば流動層被覆法によってか、又はマイクロパウ
ダーの分散液と塗布によって行なうことができる。その
上、マイクロパウダーを例えば静電場を用いて表面に吹
き付けることによって、表面を被覆することは、可能で
ある。
に水中で分散することができる。通常、この水性分散液
は、マイクロパウダー5〜50重量%、特に10〜30重量%
を含有している。マイクロパウダーとともに、該水性分
散液は、他の分散したプラスチックを含有していてもよ
い。有利なプラスチックは、フッ素含有オレンフィン重
合体、特にポリテトラフルオロエチレンである。さら
に、該分散液に分散助剤、例えばポリビニルアルコール
もしくはグリセリンを添加することは、可能である。さ
らに該分散液は、流動助剤及び顔料を含有していてもよ
い。該分散液は、例えば表面に吹き付けることもできる
し、塗布することもできる。
て測定した。この測定にそれぞれの場合にマイクロパウ
ダー1gをH2O100ml中に、界面活性剤を添加しながら超音
波を用いて分散し、かつこのようにして得られた分散液
から1mlを取り出し、かつ再度水100ml中に分散した。粒
度の測定をレーザー回析測定装置(レーザー回析粒度測
定装置Cilas 715)によって行なった。
らなる1:1の比の1重量%の溶液中で25℃で測定した)
及びボリュームフローインデックス140ml/10分(360℃
で測定した)を有する、本質的に、繰返し単位I1: を有するポリアリーレンエーテルスルホンを使用した。
N−メチルピロリドン中の該ポリアリーレンエーテルス
ルホンの10重量%の溶液を製造した。減少された粘度50
mPasを有するこの溶液を25℃で超音波式微粒化装置(US
1、7/0.017.16.60型、Lechler社)中で噴霧した。乾燥
室として、直径20cm及び長さ2mの乾燥塔を使用した。乾
燥用ガスとして使用した窒素は、塔の頭頂部で205℃の
温度を有していた。塔の出口での温度は、150℃であっ
た。乾燥用ガスの処理量は、20kg/時であり、かつ溶液
の処理量は300g/時であった。
する球状粒子が得られた。この粉末の溶剤残量は、5%
であった。該粒子は、図1〜3に示されている。
ーレンエーテルスルホン16重量%からなる混合物を製造
した。室温で減少された粘度200mPasを有するこの溶液
を、液体インサート(Fluessigkeitseinsatz)0.5mm(9
70型、Schlick社)を有する空気圧二材料用ノズルで圧
力2バールで噴霧した。液体処理量は、300g/時であっ
た。温度が220℃である窒素をノズル用ガスとして使用
した。乾燥室として例1に記載された乾燥塔を使用し
た。乾燥用ガスとして、乾燥塔の頭頂部での温度が180
℃である窒素を使用した。該塔の出口での窒素の温度
は、155℃であった。
る球状粒子が得られた。この場合にはこのマイクロパウ
ダーの96重量%は、24μm未満の直径を有する粒子であ
った。相対スパン係数は、2.5であった。粒子密度は、
1.37g/mlであり、該粉末の嵩重量は、200g/lであった。
た、例1に記載されたポリアリーレンエーテルスルホン
の、典型的に本発明による噴霧乾燥によって別の試験の
場合に得られた粒度分布を示している。
燥された、例1に記載されたポリアリーレンエーテルス
ルホンからの、別の試験の際に典型的に得られた本発明
によるマイクロパウダーの走査形電子顕微鏡写真を示し
ている。
Claims (4)
- 【請求項1】無孔質の表面を有し、かつ平均粒径1〜10
0μmを有する球状粒子のマイクロパウダーにおいて、
ポリアリーレンエーテルスルホンもしくは−ケトンを含
有し、かつポリアリーレンエーテルスルホンもしくは−
ケトンの密度に相当する密度であり、ポリアリーレンエ
ーテルスルホンもしくは−ケトンの溶液の噴霧乾燥によ
って得られることを特徴とするマイクロパウダー。 - 【請求項2】ポリアリーレンエーテルスルホンもしくは
−ケトンを含有し、かつポリアリーレンエーテルスルホ
ンもしくは−ケトンの密度に相当する密度である、無孔
質の表面を有し、かつ平均粒径1〜100μmを有する球
状粒子のマイクロパウダーを製造する方法において、ポ
リアリーレンエーテルスルホンもしくは−ケトン溶液を
噴霧乾燥することを特徴とする、マイクロパウダーの製
法。 - 【請求項3】水性分散液において、請求項1記載のマイ
クロパウダーを含有していることを特徴とする水性分散
液。 - 【請求項4】請求項1記載のマイクロパウダーを含有す
る水性分散液から得られる被覆。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4300326 | 1993-01-08 | ||
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