JP4093737B2 - 樹脂粒子、その製造方法および用途 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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・感熱紙走行安定剤等の電子工業分野、レオロジーコントロール剤・艶消し剤等の塗料・インク・接着剤等の化学分野、抗原抗体反応検査用粒子等の医療分野、滑り剤・体質顔料等の化粧品分野、不飽和等ポリエステルなどの樹脂の低収縮化剤、紙、歯科材料、アンチブロッキング剤、光拡散剤、樹脂改質剤などの一般工業分野への応用が可能な、水分散性に優れた樹脂粒子、その製造方法および用途に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、親水性ポリマーで粒子表面が被覆された樹脂粒子は、乳化重合を利用して製造されている。この乳化重合では、重合性ビニルモノマーが、水相を通じて核である樹脂粒子に付加されて重合反応が進行し、核としての樹脂粒子より大きな樹脂粒子が生成する。そのため、乳化重合において、重合性ビニルモノマーを逐次添加すると、重合安定性を高めたり、反応熱を除去し易いという利点がある。そして、かかる乳化重合において、重合後期に親水性の重合性ビニルモノマーを重合系に添加すると、表面が親水性である樹脂粒子が容易に生成する。この重合方法を利用して、核である樹脂粒子と水との親和性を改善したり、核である樹脂粒子に反応性官能基を導入したりすることが行なわれている。
【0003】
しかし、乳化重合では、光拡散剤、ブロッキング防止剤などに有用な1μm以上の粒子径を有する樹脂粒子を工業的に製造することは困難である。
他方、懸濁重合においては、通常、全ての重合性ビニルモノマーを重合容器に仕込んで、重合性ビニルモノマーを水中で混合分散させ、生成した重合性ビニルモノマーの液滴を重合して樹脂粒子を得る。そのため、親水性の重合性ビニルモノマーを含む重合性ビニルモノマーを懸濁重合すると、親水性の重合性ビニルモノマーが水相に移行して重合反応に関与しないので、親水性の強い樹脂粒子を製造することは困難である。
【0004】
例えば、特開平4−96902号公報には、重合転化率90%未満(例えば、40〜80%)にまで重合性ビニルモノマーを懸濁重合した後、親水性の重合性ビニルモノマーを添加して重合する方法が開示されている。しかしながら、懸濁重合の後期に親水性の重合性ビニルモノマーを添加すると、親水性の重合性ビニルモノマー単独の樹脂粒子が生成したり、1μm以下の粉末状の樹脂粒子が多量に生成し、樹脂粒子分散液から樹脂粒子を得る際に、濾過効率および脱水性が著しく低下するという問題がある。また、乾燥時に樹脂粒子が凝集するため、解砕を充分に行なう必要があり、生産工程が煩雑となる。さらには、親水性の重合性ビニルモノマーが単独で重合した水溶性樹脂が水相に溶解するので、多量の親水性の重合性ビニルモノマーを用いたとしても、親水性の強い樹脂粒子を製造することは困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、親水性が強く、水系媒体への分散性に優れた樹脂粒子、かかる樹脂粒子を簡便に製造する方法、およびその方法により得られる樹脂粒子の用途を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記の目的を達成するため、鋭意研究した結果、特定の構造を有するアゾ系重合開始剤を溶解した疎水性の重合性ビニルモノマーを用いることにより、樹脂粒子中あるいはその表面に親水性のポリオキシエチレン構造を導入することができ、得られた樹脂粒子は親水性が強く、水系媒体に対して優れた分散性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
本発明によれば、一般式(I)
【化2】
(式中、R1、R2、R3およびR4はそれぞれ独立して水素原子、低級アルキル基またはシアノ基であり、mは1〜500の整数であり、nは1〜200の整数である)
で示される繰り返し単位を有し、数平均分子量が20000〜50000であるアゾ系重合開始剤を溶解した疎水性の重合性ビニルモノマーを、両性イオン界面活性剤およびアニオン性界面活性剤の存在下に水系懸濁重合させることを特徴とする樹脂粒子の製造方法が提供される。
【0008】
また、本発明によれば、上記の方法により得られた、ポリオキシエチレン構造を有する樹脂粒子が提供される。
また、本発明によれば、上記の樹脂粒子を含んでなる外用剤および塗料が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の樹脂粒子は、特定のアゾ系重合開始剤を溶解した疎水性の重合性ビニルモノマーを、両性イオン界面活性剤およびアニオン性界面活性剤の存在下に水系懸濁重合させることにより得られる。
【0010】
この方法で用いられる疎水性の重合性ビニルモノマー(以下、「ビニルモノマー」という)としては、例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−nオクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレンおよびその誘導体、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、弗化ビニルなどのハロゲン化ビニル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸フェニル、α−クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニルなどのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、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などのビニルエーテル類、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などのビニルケトン類、N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドールなどが挙げられる。
これらのビニルモノマーは、それぞれ単独で、または2種以上を組合せて使用することができる。
【0011】
また、本発明の効果を妨げない範囲であれば、ビニルモノマーに加えて親水性モノマーを併用してもよい。親水性モノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル等のアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体、マレイン酸、フマール酸、N−ビニルピロリドンなどのN−ビニル化合物、ビニルナフタリン塩などが挙げられる。
【0012】
ビニルモノマーには、前記の一般式(I)で示されるアゾ系重合開始剤が溶解されている。
前記の一般式(I)において、低級アルキル基としては、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピルなどが挙げられる。
アゾ系重合開始剤の数平均分子量は、2000〜100000が好ましく、2000〜50000がさらに好ましい。アゾ系重合開始剤の数平均分子量が2000を下回ると、目的とする親水性、水系媒体への分散性が得られ難いため好ましくない。また、アゾ系重合開始剤の数平均分子量が100000を上回ると、モノマー相の粘度が高くなり、目的とする粒子径1μm以上の樹脂粒子が得られ難いため好ましくない。但し、本発明では、数平均分子量が20000〜50000のものを使用する。
【0013】
アゾ系重合開始剤は、ビニルモノマーに対して、通常0.1〜10重量%程度、好ましくは0.2〜5.0重量%程度用いられる。アゾ系重合開始剤の使用量が0.1重量%を下回ると、目的とする親水性の向上効果が得られ難いため好ましくない。また、アゾ系重合開始剤の使用量が10重量%を上回ると、使用量に見合った親水性の向上効果が見られず、耐溶剤性および水系媒体に対する再分散性が低下するので好ましくない。
なお、アゾ系重合開始剤は、トルエン、酢酸エチル等の疎水性の有機溶剤に一旦溶解させて、ビニルモノマーに添加してもよい。
【0014】
上記のアゾ系重合開始剤は、例えば、アゾ基含有ジカルボン酸クロライドとポリオキシエチレンとを脱塩酸剤の存在下に重縮合させる方法や、アゾ基含有ジカルボン酸とポリオキシエチレンとを無触媒または三級アミン触媒の存在下に脱水縮合試薬を用いて重縮合させる方法等により製造することができる。
【0015】
ビニルモノマーには、架橋剤として二重結合を2個以上有する重合性の化合物を溶解させてもよい。そのような化合物としては、例えばジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンおよびそれらの誘導体などの芳香族ジビニル化合物、エチレングリコールジメタクリレート、ジ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トリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート等のジエチレン性カルボン酸エステル、N,N−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルファイトなどのジビニル化合物および3以上のビニル基をもつ化合物等が挙げられる。これらの化合物は、それぞれ単独で、または2種以上を組合わせて使用することができる。
【0016】
ビニルモノマーには、顔料等の添加剤を添加または溶解させてもよい。そのような添加剤としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、水酸化鉄、酸化クロム、水酸化クロム、群青、紺青、マンガンバイオレット、群青紫、チタンブラック、カーボンブラック、アルミニウム粉、雲母チタン、オキシ塩化ビスマス、酸化鉄処理雲母チタン、紺青処理雲母チタン、カルミン処理雲母チタン、シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、ゼオライト、アルミナ、タルク、マイカ、ベントナイト、カオリン、セリサイト等の無機顔料、タートラジン、サンセットエロFCF、ブリリアントブルーFCF等のアルミニウムレーキ、ジルコニウムレーキ、バリウムレーキ、へリンドンピンクCN、リソールルビンBCA、レーキレッドCBA、フタロシアニンブルー、パーマネントオレンジ等の有機顔料等が挙げられる。
【0017】
ビニルモノマーには、本発明の効果を妨げない範囲で、一般式(I)のアゾ系重合開始剤に加えて、重合開始剤として通常懸濁重合に用いられる油溶性の過酸化物系重合開始剤あるいは一般式(I)以外のアゾ系重合開始剤を併用して溶解してもよい。
【0018】
過酸化物系重合開始剤としては、例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化オクタノイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソメトキシ過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、キュメンハイドロパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
【0019】
また、一般式(I)以外のアゾ系重合開始剤としては、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,3−ジメチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,3,3−トリメチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−イソプロピルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリン酸)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート等が挙げられる。中でも、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、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)が好ましい。
【0020】
本発明の方法で用られる両性イオン界面活性剤としては、例えばラウリルジメチルカルボキシベタイン、ラウリルアミドプロピルベタイン、ラウリルアミノ酢酸ベタイン、脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシプロピルスルホアンモニウムべタイン等が挙げられる。
【0021】
両性イオン界面活性剤は、得られる樹脂粒子の粒子径と重合時の分散安定性を考慮して、その種類や使用量を適宜調節して使用される。両性イオン界面活性剤の使用量は、水系懸濁重合で用いられる水に対して0.001〜0.2重量%が好ましく、0.005〜0.15重量%がさらに好ましい。両性イオン界面活性剤の使用量が0.001重量%を下回ると、安定的に懸濁重合を行うことが難しくなるので好ましくない。また、その使用量が0.15重量%を上回ると、その使用量に見合った効果が得られないので好ましくない。
【0022】
本発明の方法では、両性イオン界面活性剤に加えて、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の界面活性剤を併用すれば、さらに安定して樹脂粒子を製造できるので好ましい。
【0023】
アニオン性界面活性剤としては、例えばオレイン酸ナトリウム、ヒマシ油カリウム等の脂肪酸油、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等のアルキル硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等が挙げられる。
【0024】
カチオン性界面活性剤としては、例えばラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
【0025】
ノニオン性界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレン−オキシプロピレンブロックポリマー等が挙げられる。
【0026】
本発明の方法では、両性イオン界面活性剤に加えて、懸濁安定剤の存在下で水系懸濁重合するのが好ましい。懸濁安定剤としては、例えば第三リン酸カルシウムのようなリン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛等のリン酸塩、ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸アルミニウム、ピロリン酸亜鉛等のピロリン酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、コロイダルシリカ等の難水溶性無機化合物が挙げられる。中でも第三リン酸カルシウムや複分解生成法によるピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸カルシウム、コロイダルシリカのように酸やアルカリ等と反応して水に溶解するものが好ましい。
【0027】
懸濁安定剤は、得られる樹脂粒子の粒子径と重合時の分散安定性とを考慮して、その種類や使用量を適宜調節して使用される。懸濁安定剤の使用量は、ビニルモノマーに対して0.5〜50重量%程度が好ましく、0.6〜30重量%程度がさらに好ましい。
懸濁安定剤が0.5重量%を下回ると、分散安定性が低下し、目的とする粒子径が得られ難くなり、50重量%を上回ると、使用量に見合った効果が得られないので好ましくない。
【0028】
本発明の方法では、本発明の効果を妨げない範囲で、水相中において乳化重合による1μm以下の微粒子が副次的に形成されるのを抑制する目的で、水溶性重合禁止剤および水溶性電解質の存在下で水系懸濁重合を行うのが好ましい。水溶性重合禁止剤としては、例えば塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム等の電解質のものや、亜硝酸ナトリウム、ハイドロキノン等が挙げられる。
【0029】
本発明の方法では、前記のアゾ系重合開始剤および所望によりその他の成分を溶解したビニルモノマー(以下、「モノマー組成物」という)100重量部に対して、分散媒体として両性イオン界面活性剤およびその他の成分を含む水(以下、「水相」という)が100〜1000重量部程度用いられる。なお、モノマー組成物と水相との混合は、水相にモノマー組成物を添加してもよいし、モノマー組成物に水相を添加して行ってもよい。また、両者の混合は、全量を一度に加えてもよいし、少量ずつ加えてもよい。
【0030】
モノマー組成物の水系懸濁重合は、先ず、モノマー組成物を水相に微分散させてモノマー滴にする。モノマー組成物の水相への微分散方法としては、例えば、プロペラ翼等の撹拌力による方法、ローターとステーターから構成した高剪断力を利用する分散機である一般的なホモミキサーまたは超音波分散機等を用いる方法、液滴同士の衝突力を利用したマイクロフルイダイザー、ナノマイザー等、機壁への衝突力を利用した高圧型分散機を用いる方法や、MPG(マイクロポーラスガラス)多孔膜を通してモノマーを水相に圧入する方法等が挙げられる。
これらの分散方法により、モノマー組成物中のモノマー滴を中心径1〜100μm程度にするのが好ましい。
【0031】
次いで、モノマー組成物と水相との分散液を加熱することにより重合を開始する。
重合中の撹拌条件は、モノマー滴の浮上や重合後の樹脂粒子の沈降を防止できる程度の撹拌を行えばよい。
重合温度は、重合転化率が約90%以上に達するまでは、50〜90℃が好ましく、60〜80℃がさらに好ましい。重合温度が50℃を下回ると、重合が進行し難く、重合時間が長くなるので好ましくない。また、重合温度が90℃を上回ると、重合を安定して行うことが難しくなるので好ましくない。
重合反応の時間は、特に限定されないが、通常0.5〜15時間程度が好ましい。
さらに、重合転化率が約90%以上に達した時点で、重合温度を95〜120℃程度にして、約0.1〜5時間程度で重合反応を完結させる。
【0032】
重合反応の終了後、反応混合物を冷却し、懸濁安定剤を塩酸等により溶解し、吸引濾過、遠心分離、遠心濾過等の操作により、重合生成物を水相から分離し、水洗し、乾燥して樹脂粒子が得られる。
樹脂粒子の粒子径は、モノマー組成物と水相との混合比率、懸濁安定剤等の添加量および攪拌条件、分散条件などを調節することにより調整可能である。樹脂粒子の粒子径は用途に応じて適宜選択されるが、本発明の製造方法によれば、通常、粒子径1〜100μm程度の樹脂粒子を容易に得ることができる。
【0033】
一般式(I)で示されるポリオキシエチレン構造単位としてCH2CH2Oの繰り返し単位を有するアゾ系重合開始剤を用い懸濁重合を行うことにより、アゾ基から重合が開始され、ポリオキシエチレン構造単位が重合開始剤切片としてポリマー鎖中に導入される。
このようにして得られる樹脂粒子は、粒子中あるいは粒子表面に親水性のポリオキシエチレン構造を有し、親水性が強く、水系媒体への分散性に優れている。
【0034】
本発明の方法により得られる樹脂粒子を外用剤に含ませることにより、親水性が強く、水系媒体への分散性に優れた外用剤を得ることができる。このような外用剤は、滑らかでべとつき感がなく、特に水系液状外用剤中での再分散性にも優れている。
外用剤における樹脂粒子の含有量は、0.1〜50重量%が好ましく、0.2〜30重量%がさらに好ましい。
外用剤に対する樹脂粒子の含有量が0.1重量%を下回ると、樹脂粒子の含有による明確な効果が認められないので好ましくない。また、樹脂粒子の含有量が50重量%を上回ると、含有量の増加に見合った顕著な効果が認められないため、生産コスト上好ましくない。
【0035】
本発明の樹脂粒子を含有する外用剤としては、例えば化粧料、外用医薬品等が挙げられる。
化粧料としては、本発明の効果を奏するものであれば特に限定されず、例えばプレシェーブローション、ボディローション、化粧水、クリーム、乳液、ボディシャンプー、制汗剤等の液系のものや、石鹸、スクラブ洗顔料等の洗浄用化粧品、パック類、ひげ剃り用クリーム、おしろい類、ファンデーション、口紅、リップクリーム、頬紅、眉目化粧品、マニキュア化粧品、洗髪用化粧品、染毛料、整髪料、芳香性化粧品、歯磨き、浴用剤、日焼け止め製品、サンタン製品、ボディーパウダー、ベビーパウダー等のボディー用のものが挙げらる。
【0036】
外用医薬品としては、皮膚に適用するものであれば特に制限されず、例えば、医薬用クリーム、軟膏、医薬用乳剤、医薬用ローション等が挙げられる。
また、これらの外用剤には、本発明の効果を損なわない範囲で、一般に用いられている添加物を目的に応じて配合することができる。そのような添加剤としては、例えば水、低級アルコール、油脂およびロウ類、炭化水素、高級脂肪酸、高級アルコール、ステロール、脂肪酸エステル、金属石鹸、保湿剤、界面活性剤、高分子化合物、色材原料、香料、防腐・殺菌剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、シリコン系粒子、ポリスチレン粒子等のその他の樹脂粒子、特殊配合添加物等が挙げられる。
【0037】
本発明の方法により得られる樹脂粒子を塗料に含有させると、分散性に優れた塗料が得られる。この塗料は、樹脂粒子の水系媒体中への分散性が優れ、特別な分散工程および装置を用いることなく水系媒体中に分散できることから、水性塗料として好適である。また、この塗料によれば、触感、風合いに優れた塗膜が得られる。
【0038】
塗料に対する樹脂粒子の含有量は、塗料用樹脂バインダー100重量部に対して0.1〜100重量部が好ましく、0.2〜80重量部がさらに好ましい。
塗料には、本発明の効果を損なわない範囲で、一般に用いられているその他の成分を目的に応じて添加することができる。そのような成分としては、例えば界面活性剤、高分子化合物、染料、顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、特殊配合成分等が挙げられる。
【0039】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例で得られた樹脂粒子の親水性の評価は、次の方法によって行った。
【0040】
すなわち、図1に示すように、樹脂粒子2を、水平で平滑な金属板1および樹脂フィルム3に挟持させ200kg/cm2の圧力でプレスして平滑な樹脂粒子層を形成する。この樹脂粒子層表面に、高さ1cmから25mlのビュレットより水滴を1滴落とし、この水滴が樹脂粒子層に吸収されて消失するまでの時間(水滴消失時間)を測定することにより、樹脂粒子の親水性の度合いを測定した。水滴消失時間が180秒未満のものは、親水性が強く、また水滴消失時間が180秒以上のものは親水性が弱いと評価した。
【0041】
[樹脂粒子の製造および評価]
実施例1
水400gに、懸濁安定剤として複分解法により生成させたピロリン酸マグネシウム10gと、両性イオン界面活性剤としてラウリルジメチルカルボキシベタイン0.08gと、アニオン性界面活性剤としてラウリルサルフェート0.08gと、水溶性重合禁止剤として亜硝酸ナトリウム0.04gとを溶解し、水相を調製した。
別途、疎水性の重合性ビニルモノマーとしてメチルメタクリレート180gに、エチレングリコールジメタクリレート20gと、一般式(I)のアゾ系重合開始剤(和光純薬工業社製、商品名:VPE−0201、一般式(I)におけるR1およびR3がメチル基、R2およびR4がシアノ基であり、数平均分子量が約20000である)1.0gとを溶解させてモノマー組成物を調製した。
【0042】
モノマー組成物を水相に加えて、ホモミキサー(IKA社製、商品名:ULTRA TURRAX T−25)にてモノマー滴の中心径が約10μmになるまで、5分間攪拌して微分散した。この懸濁液を1Lオートクレーブに入れ、充分に窒素置換した後、撹拌速度を200rpmに保持し、60℃で10時間懸濁重合した。10時間後の重合スラリーを一部取り、重合転化率を未反応モノマー量から算出したところ98.2%であった。次いで、反応温度を60℃から100℃まで20分かけて上昇させ、100℃で1時間加熱した。
【0043】
加熱終了後、反応混合物を冷却し、重合後のスラリーに、pHが2程度になるまで塩酸を添加して懸濁安定剤を分解した。濾紙を設置したブフナー漏斗にて吸引濾過し、2.0Lのイオン交換水にてケーキを洗浄して懸濁安定剤を除去し、吸引濾過後の脱水ケーキを乾燥して樹脂粒子を得た。
この樹脂粒子の平均粒子径をコールターマルチサイザーII型(コールター社製)で測定したところ、平均粒子径は9.5μmであった。また、この樹脂粒子は、親水性が強く(水滴消失時間45秒)、凝集していなかった。
【0044】
実施例2
水200gに、懸濁安定剤として第三リン酸カルシウム10%分散スラリー200gと、電解質として塩化ナトリウム4gと、両性イオン界面活性剤としてラウリルジメチルカルボキシベタイン0.08gと、アニオン性界面活性剤としてラウリルサルフェート0.08gとを溶解し、水相を調製した。
別途、疎水性の重合性ビニルモノマーとしてメチルメタクリレート190gに、エチレングリコールジメタクリレート10gと、一般式(I)で表されるアゾ系重合開始剤(実施例1と同じもの)2.0gとを溶解して、モノマー組成物を調製した。
【0045】
モノマー組成物を水相に加え、ホモミキサー(実施例1と同じもの)にてモノマー滴の中心径が約25μmになるまで5分間微分散した。この懸濁液を1Lオートクレーブに入れ、充分に窒素置換した後、撹拌速度を200rpmに保持し、70℃で10時間懸濁重合させた。10時間後の重合スラリーを一部取り、重合率を未反応モノマー量から算出したところ97%であった。次いで、反応温度を70℃から100℃まで20分かけて上昇させ、100℃で1時間加熱した。
【0046】
加熱終了後、反応混合物を冷却し、重合後のスラリーに、pHが2程度になるまで塩酸を添加して懸濁安定剤を分解した。濾紙を設置したブフナー漏斗にて吸引濾過し、2.0Lのイオン交換水にてケーキを洗浄して懸濁安定剤を除去し、吸引濾過後の脱水ケーキを乾燥して樹脂粒子を得た。
この樹脂粒子の平均粒子径をコールターマルチサイザーII型で測定したところ、平均粒子径は23.1μmであった。また、この樹脂粒子は、親水性が強く(水滴消失時間38秒)、凝集していなかった。
【0047】
比較例1
水400gに、懸濁安定剤として複分解法により生成させたピロリン酸マグネシウム10gと、アニオン性界面活性剤としてラウリルサルフェート0.16gと、水溶性重合禁止剤として亜硝酸ナトリウム0.04gとを溶解し、水相を調製した。
【0048】
別途、疎水性の重合性ビニルモノマーとしてメチルメタクリレート160gに、エチレングリコールジメタクリレート40gと、アゾ系重合開始剤として一般式(I)に含まれない2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.0gとを溶解してモノマー組成物を調製した。
モノマー組成物を水相に加えて、ホモミキサー(実施例1と同じもの)にてモノマー滴の中心径が約25μmになるまで、5分間攪拌して微分散した。この懸濁液を1Lオートクレーブに入れ、充分に窒素置換した後、撹拌速度を200rpmに保持し、55℃で10時間懸濁重合させた。10時間後の重合スラリーを一部取り、重合率を未反応モノマー量から算出したところ98.2%であった。次いで、反応温度を55℃から100℃まで20分かけて上昇させ、100℃で1時間加熱した。
【0049】
加熱終了後、反応混合物を冷却し、重合後のスラリーに、pHが2程度になるまで塩酸を添加して懸濁安定剤を分解した。濾紙を設置したブフナー漏斗にて吸引濾過し、2.0Lのイオン交換水にてケーキを洗浄して懸濁安定剤を除去し、吸引濾過後の脱水ケーキを乾燥して樹脂粒子を得た。
この樹脂粒子の平均粒子径をコールターマルチサイザーII型で測定したところ、平均粒子径は8.5μmであった。また、この樹脂粒子は、親水性が弱かった(水滴消失時間920秒)。
【0050】
また、実施例1、実施例2および比較例1で得られた樹脂粒子の水系媒体への分散性は、次の方法により評価した。
すなわち、蒸留水50mlに樹脂粒子0.1gを投入し、マグネチックスターラー(柴田科学機器工業製のMGP−301型)により、5分間攪拌した。液面に樹脂粒子が観察されず、液中に完全に沈降分散したものを〇、液面に樹脂粒子が観察されるものを×として樹脂粒子の水系媒体への分散性を評価した。その結果を表1に示す。
【0051】
【表1】
【0052】
表1から明らかなように、本発明の樹脂粒子(実施例1および実施例2)は水系媒体への分散性に優れていることが分かる。
【0053】
比較例2
両性イオン界面活性剤を用いない以外は、実施例1と同様にして樹脂粒子を得ようとしたが、水系懸濁重合反応途中で系全体がゲル化してしまい、樹脂粒子を得ることができなかった。
【0054】
実施例3
[ボディローションの製造および評価]
実施例1で得られた樹脂粒子 3重量部
エタノール 50重量部
グリチルリチン酸 0.1重量部
香料 0.5重量部
精製水 46.4重量部
上記の各成分をミキサーにて充分混合して、ボディローションを得た。
【0055】
比較例3
実施例1で得られた樹脂粒子の代わりに、比較例1で得られた樹脂粒子を用いた以外は、実施例3と同様にして、ボディローションを得た。
実施例3および比較例3で得られたボディーローションについて、パネラー5名による官能試験と、再分散性試験を行った。この官能試験における評価項目としては、塗布時の伸び、均一塗布性、粒子の脱落性、滑らかさを選び、次のような基準で評価した。
○・・・全ての評価項目が良いと評価したパネラーが4人以上
△・・・全ての評価項目が良いと評価したパネラーが2〜3人
×・・・全ての評価項目が良いと評価したパネラーが1人以下
【0056】
再分散性試験については、ボディーローションを40℃で30日間放置した後、手で振り混ぜ、沈降した樹脂粒子全てが均一に分散するまでの振り混ぜた回数により評価した。10回未満で分散した場合は○、10回を超える場合は×とした。
以上の官能試験および再分散性試験の結果を表2に示す。
【0057】
【表2】
表2から明らかなように、本発明の外用剤(実施例3のボディローション)は、塗布時の伸び、均一塗布性、粒子の脱落性、滑らかさの全てにおいて優れており、また液中での再分散性にも優れていることが分かる。
【0058】
実施例4
[塗料の製造および評価]
実施例1で得られた樹脂粒子 3重量部
市販の水系樹脂バインダー液(固形分30%) 20重量部
上記の各成分をペイントシェーカーで5分間混合して、塗料を得た。
この塗料を、塗布厚が30μmとなるように、コート紙にアプリケーターで塗布し、オーブンで12時間乾燥して塗膜を得た。
【0059】
比較例4
実施例1で得られた樹脂粒子の代わりに、比較例1で得られた樹脂粒子を用いた以外は、実施例4と同様にして塗料および塗膜を得た。
実施例4および比較例4の塗膜について、パネラー5名による官能試験を行った。この官能試験における評価項目としては、風合い、滑らかさを選び、次のような基準で評価を行った。
○・・・全ての評価項目が良いと評価したパネラーが4人以上
△・・・全ての評価項目が良いと評価したパネラーが2〜3人
×・・・全ての評価項目が良いと評価したパネラーが1人以下
以上の官能試験の結果を表3に示す。
【0060】
【表3】
【0061】
表3から明らかなように、本発明の塗料を用いた塗膜(実施例4)は、風合い、滑らかさの全てにおいて優れていることが分かる。
【0062】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、親水性が強く、水系媒体中への分散性に優れ、粒子径が1μm以上であって凝集のない樹脂粒子が簡便に得られる。
この樹脂粒子を含んでなる外用剤は滑らかで、べとつき感がなく、液中での再分散性に優れている。
また、上記の樹脂粒子を含んでなる塗料は、風合い、滑らかさに優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】水滴消失時間の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
1、4 金属板
2 樹脂粒子
3 樹脂フィルム
Claims (4)
- 水系懸濁重合が両性イオン界面活性剤、アニオン性界面活性剤および懸濁安定剤の存在下に行われる請求項1に記載の製造方法。
- 懸濁安定剤を、疎水性の重合性ビニルモノマーに対して0.5〜50重量%の割合で使用する請求項2に記載の製造方法。
- 懸濁安定剤として、難水溶性無機化合物を使用する請求項2または3に記載の製造方法。
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