JP4713821B2 - Method for producing particulate photocurable resin, particulate photocurable resin and surface treatment method for article - Google Patents

Method for producing particulate photocurable resin, particulate photocurable resin and surface treatment method for article Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微粒子状光硬化性(活性エネルギー線硬化性)樹脂の製造方法、微粒子状光硬化性樹脂およびそれを用いた物品の表面処理方法に関し、さらに詳しくは大量生産のために合理化された製造工程によって、経済的に微粒子状光硬化性樹脂を製造することができる方法、特に粉体塗料、スラリー塗料、画像記録材料、印刷インキの構成材料として物品を表面処理する場合に有用な微粒子状光硬化性樹脂の提供を目的とする。
【0002】
【従来の技術】
従来、粉体塗料は、塗料用樹脂と色素あるいはさらに荷電制御剤などの内添剤とを計量、混合および混練して、上記成分を樹脂中に溶解あるいは分散させて得られる溶融押し出しした樹脂を、クラッシャーなどで粗粉砕した後、ジェットミルなどの微粉砕機を使用して微粉砕し、風力分級機で粗粒および微粉をカットする、いわゆる破砕造粒法によって製造されている。
【0003】
上記の製造方法において、樹脂の粉砕、各バッチ毎の樹脂や添加剤などの計量、タンブラーやヘンシルミキサーなどでの混合などの製造工程は、特許文献1において樹脂を押出成形機に供給し、色素類を自動計量装置を経由して押出成形機に供給し、押出成形機中にて色素類と溶融状態の樹脂とを混練することにより改良し得ることが提案されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−49864号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した破砕造粒方法は、使用するジェットミルなどの微粉砕機や風力分級機などが非常に高価であるという難点がある。また、近年開発された光硬化性樹脂は、粉体塗料用の樹脂として用いた場合、そのレベリング性が熱硬化性樹脂を用いた場合に比較して優れている一方、従来の粉体塗料用樹脂微粒子の製造に比較して、上記光硬化性樹脂の微粒子化工程、得られた微粒子のブロッキング防止、および微粒子の保存性を向上させるために、より厳密でコスト高な製造条件の管理が必要となってきた。
【0006】
そのために上記光硬化性樹脂およびその他の必要成分の粉砕機への投入量のコントロール、微粒子の粒径を小さく、かつ粒度分布を狭くする必要から、微粒子の生産性の低下に伴い、所望の品質の製品を効率よく安価に製造することが困難になってきた。さらには、光硬化性樹脂の微粒子の製造条件の設定が既存の設備では対応できない場合には、新規な設備の導入も必要となるなど、経済的にも問題があった。また、破砕造粒法による光硬化性樹脂からなる微粒子はその粒子形状は不定形な破砕粒状であり、かつそれらの微粒子の表面電荷の分布も不均一であり、これらの微粒子は、懸濁重合法などによる球形状樹脂微粒子に比べ、粉体塗料用樹脂として不適当な微粉も多く発生および残留し、材料のコスト面でも不経済であった。
【0007】
本発明者らはかかる問題点が解決し、大量生産が可能で、経済的かつ合理的な方法で、粒子形状が揃い、かつ性状が均質な微粒子状光硬化性樹脂を提供すべく鋭意検討を進めた結果、光硬化性樹脂を溶融状態として、これを、該樹脂の不溶性媒体中で微粒子状液滴とし、引き続き該液滴を冷却および固化させ、次いで濾過、洗浄および乾燥することにより、球状の微粒子状光硬化性樹脂が得られることを見出した。また、この方法は、上記した従来の各種微粉砕工程および分級工程を必要としないので合理化されており、この方法によれば均質な球状の微粒子状光硬化性樹脂粉体(例えば、紫外線硬化型粉体塗料)を大量生産することができ、経済的にも優れていることを見出した。本発明者らはかかる知見に基づき、微粒子状光硬化性樹脂、特に粉体塗料用の微粒子状光硬化性樹脂の提供を目的としてさらに検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。なお、本発明において「不溶性液媒体」または「不溶性媒体」とは、光硬化性樹脂を実質的に溶解しない液体または気体を意味する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、熱溶融性を有する光硬化性樹脂を溶融状態とする工程、該溶融状態の樹脂を溶解しない不溶性媒体中で上記溶融状態の樹脂を微粒子状液滴とする工程、および該微粒子状液滴を冷却固化する工程を有し、かつ、上記不溶性媒体が、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジ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から選ばれるいずれかのグリコール、または、該グリコールのモノおよびジアルキルエーテル誘導体、該グリコールのモノおよびジカルボン酸エステル誘導体、該グリコールのモノアルキルエーテルモノカルボン酸エステル誘導体、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、シリコーンオイル、ミネラルターペン、ケロシン、白灯油、炭化水素系溶媒、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸トリグリセライドまたは植物油からなる群から選択される少なくとも何れか1つであることを特徴とする微粒子状光硬化性樹脂の製造方法を提供する。
【0009】
上記本発明においては、光硬化性樹脂の溶融粘度が、80℃〜180℃の温度で1〜500Pa・sであること;光硬化性樹脂の溶融粘度が、90℃〜160℃の温度で1〜100Pa・sであること;微粒子状液滴とする工程の不溶性媒体の温度が、70℃〜200℃であり、冷却固化する工程の不溶性媒体の温度が、−10〜20℃であること;微粒子状液滴とする工程の不溶性媒体の温度が、100℃〜160℃であり、冷却固化する工程の不溶性媒体の温度が、0〜10℃であること;および微粒子状液滴とする工程において、溶融した光硬化性樹脂を、不溶性液媒体中にエマルジョン状に分散させて微粒子状とすることが好ましい。
【0010】
上記本発明においては、微粒子状液滴とする工程において、熱溶融性の光硬化性樹脂が、構造中に芳香族環または脂環式環を有し、かつ光架橋性の二重結合を有すること;熱溶融性の光硬化性樹脂のガラス転移点が、40℃以上、かつ軟化点が80℃〜150℃であること;熱溶融性の光硬化性樹脂の重量平均分子量が、1,000〜50,000であること;および光が、電子線、紫外線、または近紫外線であることが好ましい。
【0011】
また、本発明は、前記本発明の方法により製造されたことを特徴とする微粒子状光硬化性樹脂を提供する。また、該微粒子状光硬化性樹脂は、塗料用、画像記録材料用または印刷材料用として好適である。なお、本発明において「光硬化性」とは、電子線硬化性、紫外線硬化性、または近紫外線硬化性であることを意味する。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明において使用する光硬化性樹脂は、常温で固体であり、かつ熱溶融性の樹脂である。該樹脂は、着色顔料、体質顔料、荷電制御剤、ワックス、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤などの添加剤を含み得る。また、該樹脂が紫外線硬化型である場合には、光開始剤を均一に分散または溶解させて含有することができる。
【0013】
本発明において光硬化性樹脂を微粒子化する方法は、光硬化性樹脂を溶融状態とし、該溶融状態の樹脂を不溶性媒体中で微粒子状液滴とし、次いで冷却および固化させることが特徴であり、従来技術のような樹脂の破砕工程や分級工程を必須としない。本発明において、上記微粒子を得る好ましい方法としては、例えば、次のような方法が挙げられる。
(1)溶融状態の光硬化性樹脂を、該樹脂が不溶性である液媒体中に、エマルジョン分散させた後、冷却して、分散している微粒子を固化させる方法(以下「エマルジョン微粒子化法」と称する。)
【0014】
溶融状態の光硬化性樹脂を微粒子状液滴にする工程では、溶融状態の光硬化性樹脂をできるだけ低粘度に保持することが必要であり、そのためには上記樹脂が分解しない範囲の温度で、かつ上記樹脂の軟化温度よりさらに温度を高くして樹脂を完全に融解することが望ましい。また、微粒子状液滴の冷却固化工程では、生成した微粒子状液滴同士を融合させることなく、冷却および固化させるために、これらの微粒子状液滴をできるだけ低温に冷却することが望ましい。例えば、光硬化性樹脂の微粒子状液滴化工程では、前記不溶性媒体の温度は凡そ70℃〜200℃、好ましくは凡そ100℃〜160℃とし、固化工程では凡そ−10℃〜20℃、好ましくは凡そ0℃〜10℃とする。
【0015】
光硬化性樹脂を微粒子状液滴にする際には、生成した微粒子状液滴同士の融合を防止するために、不溶性液媒体中にコロイダルシリカ、無機塩類、高分子保護コロイドなどを融合防止剤として添加することも好ましい。また、生成した光硬化性樹脂の微粒子が固化した後、これを濾過、洗浄および乾燥するが、これらの工程中で、好ましくない粗大粒子、微粉あるいは凝集した微粒子が生成した場合には、それらを砕くために破砕機や粉砕機などを使用したり、粗大粒子や微粉を自動篩機や分級機などを使用して分離および除去することも好ましい。上記の溶融状態の光硬化性樹脂の微粒子状液滴化、固化、破砕、分級などは以下に述べる方法にも共通に適用される。また、光硬化性樹脂の溶融は常圧下であっても加圧下であってもよい。
【0016】
上記の各方法で使用される不溶性液媒体は、光硬化性樹脂を実質的に溶解しない溶媒である。具体的には、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジ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などのグリコール類、それらのモノおよびジアルキルエーテル、モノおよびジカルボン酸エステル、モノアルキルエーテルモノカルボン酸エステルなどの誘導体;グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン類;シリコーンオイル類;ミネラルターペン、ケロシン、白灯油や「アイソパー」(エクソン化学社製)、「シェルソール」(シェルジャパン社製)、「ハイゾール」(日本石油化学社製)などの商品名の炭化水素系溶媒類;高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸トリグリセライド、植物油類などが挙げられる。
【0017】
以下に上記の各方法を詳細に説明する。
(1)の「エマルジョン微粒子化法」としては次のような態様が挙げられる。
(a)不溶性液媒体中で溶融状態の光硬化性樹脂を高速攪拌または衝撃力で微粒子状液滴に分散させ、冷却および固化して微粒子化する方法。この方法では、強力なずり応力を与えて光硬化性樹脂の溶融物を破壊および分散させる。好ましい装置としては、高速攪拌乳化機、高圧衝突乳化機、耐圧高速攪拌機、押出機などの如く従来から使用されている乳化機が挙げられる。
【0018】
これらの装置における攪拌羽根の回転数は、得られる光硬化性樹脂の微粒子に要求される粒径、光硬化性樹脂の溶融粘度、不溶性液媒体の粘度などによって変わり、一概に規定することはできないので、その都度予備検討が必要である。例えば、光硬化性樹脂微粒子に要求される粒径が7μm〜10μmである場合には、回転数は、凡そ6,000〜20,000rpm、好ましくは凡そ7,000〜15,000rpmを目安にして、光学顕微鏡や粒度分布測定器で、生成した光硬化性樹脂微粒子の粒径を確認しながら微粒子化処理を進めるのが好ましい。
【0019】
(b)溶融状態の光硬化性樹脂を、多孔質体の細孔を通じて不溶性媒体中に吐出させ、微粒子状液滴に分散させ、冷却および固化する方法。この方法で使用する多孔質体としては、希望する粒径の微粒子を調製し得る開口部を有する各種の多孔質膜が使用される。多孔質膜の材質の物性、強度および化学的堅牢性としては、微粒子状の液滴を破損したりせず、また、使用される不溶性液媒体や溶融した光硬化性樹脂に対しても化学的に安定で、不活性な材質であり、常圧または加圧下における加熱条件下で変形したり破損したりしないことが必要である。具体的には、多孔質ステンレス膜、多孔質真鍮膜、ステンレス製金網、真鍮製金網、多孔質ガラス膜、シラス製多孔質ガラス、多孔質セラミックスなどが挙げられる。
【0020】
多孔質膜の開口部の大きさは、特に制限されず、光硬化性樹脂の溶融物の溶融粘度、吐出速度や不溶性液媒体の粘度などに依存するが、光硬化性樹脂の溶融物から生成する微粒子は概して多孔質膜の開口部の口径より大きくなるので、光硬化性樹脂微粒子に要求される粒径よりやや小さい開口部を有するものを使用する。例えば、開口部の大きさは、得られる光硬化性樹脂微粒子の粒径の1/2〜1/5、好ましくは1/3〜1/4位の大きさである。得られる光硬化性樹脂微粒子の平均粒径を7〜10μmとすると、凡そ1.5〜3μmの口径が望ましい。この際に上記の(a)の方法との併用で、多孔性ステンレス製円筒を回転翼の周りに備えた高速攪拌乳化機を使用する方法や、予め高速攪拌乳化機や高圧衝撃乳化機を使用して粗乳化分散しておいてもよい。
【0021】
上記(1)の「エマルジョン微粒子化法」において、溶融状態の光硬化性樹脂の粘度を下げるため、あるいは液滴を小さくすることを容易にするため、不溶性液媒体に、該液体と相溶性を有する高沸点の溶剤を添加することもできる。該高沸点溶剤は光硬化性樹脂を溶解する溶剤でもよいし、溶解しない溶剤でもよい。不溶性液媒体を使用する場合は前記(1)の方法では多段のエマルジョン化になる。
【0022】
上記した各方法により得られた光硬化性樹脂微粒子は、不溶性媒体中における光硬化性樹脂の微粒子状液滴の表面張力の関係で、球状または楕円球状になり、微粒子の粒径も事前の条件設定および工程上で制御できることから、得られる樹脂微粒子は比較的均質かつ均一な形状を有する。従って本発明の方法で得られる光硬化性樹脂微粒子は、粉体塗料などの用途において、その帯電性などの電気的性質と表面加飾材料としての性質は、従来技術の破砕造粒した形状が不均一な微粒子を用いたものに比べて優れている。
【0023】
本発明で使用する熱溶融性を有する光硬化性樹脂としては、従来から前記の如き各種用途で使用されている縮合重合系樹脂または付加重合系樹脂の末端に光で架橋する二重結合を有する光硬化性樹脂またはそれらの混合物が使用される。特に炭化水素環を有する縮合重合系樹脂は、その炭化水素環による結晶性により比較的低分子量であっても高いガラス転移点(すなわち、常温で固体)を示し、比較的低分子量であることから溶融粘度も低く、非常に好ましい樹脂である。また、特開2000−273361公報、特開2001−262010公報で示されるマレイミド系化合物も有用であり、特開平10−183024号公報で示されるプロペニルエーテル基含有の光カチオン硬化性樹脂も前記範囲に示される範囲で使用可能である。
【0024】
上記した高ガラス転移点と低溶融粘度を有する縮合重合系樹脂としては、特にベンゼン環、ナフタレン環などの芳香族環やシクロヘキサン環などの脂環式環などの炭化水素環を有するポリエステル樹脂およびアクリル変性ウレタン樹脂などが好ましい。芳香族環または脂環式環を有するポリエステル樹脂は、それらの環を有するジオールおよび/またはそれらの環を有するジカルボン酸を主原料として得られるポリエステル樹脂である。また、芳香族環または脂環式環を有するアクリル変性ウレタン樹脂は、それらの環を有するヒドロキシル基含有ポリエステル樹脂とそれらの環を有するポリイソシアネートおよび末端にヒドロキシル基と、重合可能なアクリレート基を少なくとも1つずつ有する化合物を主原料として得られるアクリル変性ウレタン樹脂である。
【0025】
芳香族環または脂環式環を有するジオールとしては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどのビスフェノール類のアルキレン(C2〜C4)オキサイド付加物、それらの水素添加物、p−キシレングリコール、ビス(ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。
【0026】
また、芳香族環または脂環式環を有するジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、メチルナジック酸などおよびそれらの低級アルキルエステル、酸ハロゲン化物および酸無水物などが挙げられる。
【0027】
これらの芳香族環または脂環式環を有するジオールとともに使用し得る脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸などが挙げられ、芳香族環または脂環式環を有するジカルボン酸とともに使用し得る脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、へキシレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどが挙げられる。
【0028】
アクリル変性ウレタン樹脂の製造に用いられるポリイソシアネートとしては、芳香族環または脂環式環を有するものが好ましいが、脂肪族構造のポリイソシアネートであってもかまわない。代表例としては、2−メチルペンタメチレン−1,5−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、4,4−メチレン−ビス(シクロヘキシルイソシアネート)、ノルボルナンジイソシアネート、3,3,3−トリメチル−1−イソシアナト−3−イソシアナトメチルシクロヘキサン(IPDI)などが挙げられる。また、数個のイソシアネート基同士が反応して生じるイソシアヌレート、ビューレットおよびアロファネート構造を有していても構わない。
【0029】
これらの芳香族環または脂環式環を有するポリエステル樹脂の合成に際し、アクリル酸、メタクリル酸、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどを組み合わせて上記ポリエステル樹脂に光硬化性を付与し、ガラス転移点が約40℃以上、特に好ましくは45℃〜65℃、軟化点が約80℃〜150℃、好ましくは90℃〜130℃であり、溶融温度幅の狭いシャープ・メルト性の常温で固体の光硬化性樹脂が粉体塗料などの用途に適している。また、これらの樹脂の好ましい重量平均分子量は、1,000〜50,000、好ましくは3,000〜10,000である。
【0030】
上記の芳香族環または脂環式環を有するアクリル変性ウレタン樹脂の合成に際し、末端にヒドロキシル基と、重合可能なアクリレート基を少なくとも1個ずつ有する化合物を組み合わせて、上記アクリル変性ウレタン樹脂に光硬化性を付与することができる。そのような化合物としては、ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)、ヒドロキシプロピルアクリレート、およびグルセリンジアクリレートなどが例示される。合成して得られたアクリル変性ウレタン樹脂はガラス転移点が約40℃以上、特に好ましくは45℃〜65℃、軟化点が約80℃〜150℃、好ましくは90℃〜130℃であり、溶融温度幅の狭いシャープ・メルト性の常温で固体の光硬化性樹脂が粉体塗料などの用途に適している。また、これらの樹脂の好ましい重量平均分子量は、1,000〜50,000、好ましくは3,000〜10,000である。
【0031】
上記した本発明の光硬化性樹脂微粒子の製造方法においては、光硬化性樹脂が溶融し、該溶融状態の樹脂がそれぞれの微粒子化方法に適する粘性、すなわち、溶融粘度を有することが大切である。光硬化性樹脂の溶融粘度は、測定方法によって数値が異なることもあるが、本発明においては、コーンプレート中の熱溶融性樹脂の溶融特性を測定する方法に基づいて設計・製作された「ビスコーンCV−1S」(東海八神(株)製)を使用し、以下の測定条件で測定した溶融粘度(Pa・s)である。
【0032】
また、光硬化性樹脂の溶融粘度は、溶融物の溶融している温度に大きく依存するが、該溶融粘度は、該樹脂に添加される添加剤などによっても影響され、添加されている添加剤の種類や添加量ごとに数値が異なる。従って光硬化性樹脂を微粒子化するに当たっては、添加剤を含まない光硬化性樹脂を調製し、例えば、上記した「ビスコーンCV−1S」によって該樹脂の溶融温度と押出速度を変化させてその溶融粘度を測定する。光硬化性樹脂の溶融粘度は微粒子化方法によっても異なり、一概に規定することはできないが、溶融粘度としては凡そ1〜500Pa・s、好ましくは1〜100Pa・sの粘度範囲に入るような温度を決め、その温度条件で溶融した光硬化性樹脂を上記した方法に従って微粒子化することが好ましい。温度条件としては、例えば、凡そ80℃〜180℃、好ましくは90℃〜160℃である。
【0033】
光硬化性樹脂組成物は、上記した樹脂に添加剤を添加することによって製造されるが、製造方法は特に限定されない。例えば、好ましい製造方法としては特開平11−49864号公報で提案されている方法であり、該方法は、樹脂を押出成形機に供給し、一方、添加剤を自動計量装置を経由して押出成形機に供給し、押出成形機中にて添加剤と溶融状態の樹脂とを混練する製造方法である。
【0034】
また、樹脂が、特に光硬化性ポリエステル樹脂などの縮合重合反応による樹脂の場合には、例えば、特開平11−46894号公報で提案されているような合理化された製造方法を応用することができる。この方法では、樹脂合成の各段階、すなわち、原料成分中、重合反応中の樹脂中、重合終了後の溶融状態にある樹脂中、または反応釜から取り出した溶融状態の樹脂中に添加剤を溶解または分散させる。重合反応が完了以前の場合にはさらに反応を進めて重合を完結させる。これらの方法で得られる光硬化性樹脂は、引き続き前記したような方法により微粒子化することができる。
【0035】
本発明における添加剤を含有する光硬化性樹脂の微粒子の製造方法としては、特に、合成反応後の光硬化性ポリエステル樹脂を溶融状態のままで、または該樹脂を微粉状態で自動計量装置を経由して押出成形機に供給し、添加剤を自動計量装置を経由して押出成形機に供給して添加剤を樹脂中に内添させる方法が好ましい。引き続き、得られた光硬化性樹脂組成物を前記の不溶性媒体中で微粒子化することが、製造工程上最も合理的かつ経済的である。
【0036】
本発明に使用する添加剤とは、着色剤および体質顔料、流動調整剤、消泡脱泡剤、光開始剤、荷電制御剤、強磁性材料、ワックス類、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤、各種樹脂などを包含する。これらの添加剤の種類および使用量は、光開始剤を除いて特に限定されないが、光硬化性樹脂の量を超えない範囲で使用される。
【0037】
また、光開始剤を用いる紫外線硬化性樹脂の場合は、光開始剤の使用量は該樹脂の0.5〜10質量%が好ましく、かつ着色剤類は硬化性を阻害しない範囲での添加量が選択される。着色剤としては色素である有彩色または黒色の油溶性染料、分散性染料、有機顔料、カーボンブラック顔料および無機顔料、微細強磁性材料、白色の有機顔料および無機顔料から選ばれた色素が挙げられる。
【0038】
着色剤としては、例えば、アゾ顔料、高分子量アゾ顔料、アゾメチン基を含むアゾ顔料、アゾメチン顔料、アンスラキノン顔料、フタロシアニン顔料、ペリノン・ペリレン顔料、インジゴ・チオインジゴ顔料、ジオキサジン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料、ジケトピロロピロール顔料、キノフタロン顔料、金属錯体顔料、アニリンブラック系などの有機顔料、酸化鉄顔料、複合酸化物顔料、酸化チタン顔料などの無機顔料などが挙げられる。また、アルミニウムに代表される金属粉、雲母の処理による光輝性顔料、着色架橋プラスチック微粒子なども着色剤として供される。
【0039】
また、その他の添加剤としては、例えば、沈降性硫酸バリウム、炭酸カルシウム、クレーなどの体質顔料;流動調整剤;消泡脱泡剤:1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(商品名;イルガキュア2959)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(商品名;イルガキュア819)を始めとする公知の紫外線硬化用の光開始剤;本発明の微粒子を電子写真現像剤応用する場合には、内添剤としての荷電制御剤、例えば、サリチル酸金属錯体、アゾ染料金属錯体、カチオン化合物などが挙げられる。
【0040】
また、本発明の微粒子を電子写真現像剤に応用する場合には、強磁性材料として、例えば、黒色や茶色あるいは赤褐色の磁性酸化鉄および磁性金属などから選ばれた従来公知の微細強磁性材料が挙げられる。同様に本発明の微粒子を電子写真現像剤に応用する場合には、ワックス類として、高級脂肪酸エステル系のパルミチン酸ステアリル、ステアリン酸ステアリル、ベヘニン酸ベヘニル、ステアリン酸ベヘニル、ベヘニン酸ステアリル、ヒドロキシステアリン酸グリセライドなど;パラフィンワックス類;ポリエチレンオリゴマー、エチレン共重合体オリゴマー、ポリプロピレンオリゴマーなどの従来公知のワックス類が挙げられる。また、本発明の微粒子の他の用途での添加剤としては、光安定剤、紫外線吸収剤、各種樹脂が必要に応じて用いられる。これらの添加剤の使用割合は公知の範囲でよい。
【0041】
また、本発明で使用する光硬化性樹脂の溶融粘度が低い場合には、本発明の光硬化性樹脂微粒子を用いて得られた粉体塗料あるいは乾式現像剤などが、紙、木材、プラスチック類、鉄、アルミニウム、マグネシウムなどの金属板や成形物などの基材に塗膜や画像を形成した時に、優れた定着性、優れた発色性、鮮明性、塗膜の平滑性などの優れた性質を発揮する。
【0042】
本発明の光硬化性樹脂微粒子は、公知の微粒子を使用する従来公知の用途において有用であり、例えば、前記のように、印刷インキ、静電粉体塗料、流動浸漬粉体塗料、スラリーペースト塗料などの表面処理剤および電子写真用乾式現像剤、インキジェットプリンティング用インキなどの画像記録材料の構成材料として有用であり、これらの印刷インキや塗料などにより、印刷、塗装、画像記録などを行って物品の表面処理を行うことができる。
【0043】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、文中の「部」または「%」とあるのは質量基準である。
【0044】
実施例1(エマルジョン微粒子化法)
樹脂:Uvecoat3003*1 80.6部
樹脂:Uvecoat9010*2 14.2部
光開始剤:Irugacure2959*3 2.8部
流動調整剤:ResiflowP67*4 1.1部
艶消し剤:Ceraflour969*5 1.3部
*1、*2;UCB社製光硬化性(紫外線硬化性)樹脂
*3;チバガイギー社製
*4;エントロン社製
*5;Byk−Chemie社製
【0045】
上記成分を配合しヘキシルミキサーに投入し、均一に混合した。得られた混合物を押出機に充填して90℃に加熱溶融して押し出した。この90℃での粘度はビスコーンCV−1Sで30Pa・sであった。この溶融樹脂を微粒子化するための不溶性液媒体としてエチレングリコールを選定し、エチレングリコールの温度を110℃に設定した。加熱装置および撹拌装置を装着したステンレス容器中にエチレングリコール300部と20%シリカのエチレングリコール分散液100部を仕込み、撹拌および分散させた。
【0046】
そこへ、上記押出機から90℃で押し出された紫外線硬化性樹脂組成物を約500部投入し、110℃の温度で均一に撹拌して溶融物を微分散させた。一方、加熱装置および高速攪拌機を装着したステンレス容器にエチレングリコール100部と20%シリカのエチレングリコール分散液100部を入れて、110℃に加熱し、外浴として準備した。
【0047】
上記で準備した溶融状態の紫外線硬化性樹脂組成物のエチレングリコール分散液を、加圧下に平均口径が2.7μmのガラス質系多孔質プレートを通して高速攪拌下の外浴に注入した。上記多孔質プレートにより溶融状態の紫外線硬化性樹脂組成物は液滴状の微粒子となって外浴に分散した。外浴の高速攪拌を続けながら、適宜、微粒子化の状態を顕微鏡で観察し、殆んどの微粒子の粒径が5〜10μmになったことを確認した後、外浴を冷却した。10℃まで温度が低下した後、固化した青色微粒子を濾別および充分水洗し、乾燥して平均粒径が凡そ8μmの球状の均質な本発明の紫外線硬化性樹脂微粒子を得た。
【0048】
得られた紫外線硬化性樹脂微粒子100部当たり、流動調整剤として微粉末シリカ0.2部を添加混合し、本発明の紫外線硬化性樹脂微粒子からなる粉体塗料組成物を得た。
【0049】
得られた紫外線硬化性樹脂微粒子からなる粉体塗料組成物を塩化ビニル樹脂製タイルに粉体塗装用ガン(ONODA製GX−107)で1平方メートル当たり20g塗布し、遠赤外線ランプで120℃に表面を加温して、アイグラフック製120w/cmの高圧水銀灯(オゾンアリ)で800mj/cm2で照射硬化した。この塗膜は、平均30μmに粉砕分級した通常の製造方法による粉体塗料の塗膜より、さらに平滑性の優れたものであった。
【0050】
【発明の効果】
光硬化性樹脂の微粒子を製造するにあたって、従来は、ジェットミルなどの微粉砕機により微粉砕し、分級機で粗粒および微粉をカットする、いわゆる破砕造粒法が主流であったが、製造機械が非常に高価であり、また、最近の要求される微粒子の耐熱融着に対する製造条件の高度化、処理量の減少、生産性の低下などにより目標の製品を効率よく安価に製造することは益々困難になってきた。また、破砕造粒により製造された微粒子は、不定形な破砕粒状であり、粒径の分布も不均一であり、微粒子としての性能が不充分な残留微粉も多く発生し、不経済であった。
【0051】
ところが、以上の本発明によれば、光硬化性樹脂を溶融状態で貧溶媒または不溶性媒体中で微粒子化し、冷却固化し、必要に応じて濾過および乾燥することにより、従来の各種微粉砕および分級工程を必須とせずに、特に粉体塗料および電子写真用乾式現像剤用として有用な形状および性状の揃った均質な光硬化性樹脂からなる微粒子を経済的かつ合理化された製造工程にて大量生産することができる。
【0052】
また、それぞれの用途に合った光硬化性樹脂をそれぞれ所定の粒度に調整することによって、本発明の光硬化性樹脂微粒子は、各種の表面処理剤、例えば、印刷インキ、静電粉体塗料、流動浸漬粉体塗料、スラリーペースト塗料、画像記録材料、樹脂着色剤、塗料、印刷インキなどの表面処理剤、電子写真用乾式現像剤、インキジェットプリンティング用インキなどの画像記録材料の製造に有用である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a fine particle photocurable (active energy ray curable) resin, a fine particle photocurable resin, and a surface treatment method for an article using the same, and more specifically, rationalized for mass production. Fine particles useful for surface treatment of articles as a constituent material of powder coating materials, slurry coating materials, image recording materials, printing inks, etc. An object is to provide a photocurable resin.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, powder coatings are obtained by melt-extruded resins obtained by measuring, mixing and kneading paint resins and pigments or further internal additives such as charge control agents to dissolve or disperse the above components in the resin. After being coarsely pulverized with a crusher or the like, finely pulverized with a fine pulverizer such as a jet mill, and then coarsely and finely ground with an air classifier.
[0003]
In the above production method, the resin pulverization, the measurement of the resin and additives for each batch, the production process such as mixing with a tumbler or a Hensyl mixer, etc., supply the resin to the extruder in Patent Document 1, It has been proposed that improvements can be made by supplying pigments to an extruder via an automatic metering device and kneading the pigments and a molten resin in the extruder.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 11-49864 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-mentioned crushing and granulating method has a drawback that a fine pulverizer such as a jet mill or an air classifier used is very expensive. In addition, recently developed photo-curing resins, when used as a resin for powder coatings, have superior leveling properties compared to the use of thermosetting resins, while for conventional powder coatings. Compared to the production of resin fine particles, it is necessary to manage the production conditions more strictly and costly in order to improve the microparticulation process of the photocurable resin, prevention of blocking of the obtained fine particles, and preservation of the fine particles. It has become.
[0006]
For this purpose, the above-mentioned photocurable resin and other necessary components need to be controlled in the pulverizer, the particle size of the fine particles must be reduced, and the particle size distribution must be narrowed. It has become difficult to manufacture products of this type efficiently and inexpensively. Furthermore, when the production conditions of the photocurable resin fine particles cannot be set by existing equipment, there is a problem in terms of economy, such as the introduction of new equipment is necessary. In addition, fine particles made of a photocurable resin by the crushing granulation method are crushed particles having an irregular particle shape, and the distribution of the surface charge of these fine particles is not uniform. Compared to spherical resin fine particles obtained by a legal method or the like, a lot of fine powders that are inappropriate as a resin for powder coatings are generated and remain, which is uneconomical in terms of material costs.
[0007]
The present inventors have intensively studied to provide a fine-particle photocurable resin that solves such problems, enables mass production, has a uniform particle shape, and has uniform properties in an economical and rational manner. As a result of proceeding, the photo-curable resin is made into a molten state, which is insoluble in the resin. Sex medium It has been found that spherical particulate photocurable resin can be obtained by forming fine droplets in the body, and subsequently cooling and solidifying the droplets, followed by filtration, washing and drying. In addition, this method is rationalized because it does not require the above-described conventional various pulverization steps and classification steps, and according to this method, a homogeneous spherical fine particle photocurable resin powder (for example, an ultraviolet curable type) is used. It was found that the powder coating) can be mass-produced and is economically superior. Based on such findings, the present inventors have further studied for the purpose of providing a particulate photocurable resin, particularly a particulate photocurable resin for powder coatings, and as a result, the present invention has been completed. In the present invention, “insoluble” Sex liquid "Medium" or "insoluble Sex medium “Body” means a liquid or gas that does not substantially dissolve the photocurable resin.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention provides a step of bringing a photocurable resin having heat melting property into a molten state, an insoluble material that does not dissolve the molten resin. Sex medium A step of forming the molten resin in the body into fine droplets, and a step of cooling and solidifying the fine droplets. And the insoluble medium is any glycol selected from ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, mono- and dialkyl ether derivatives of the glycol, mono- and di-alkyl ether derivatives of the glycol, and Dicarboxylic acid ester derivatives, monoalkyl ether monocarboxylic acid ester derivatives of the glycol, glycerin, diglycerin, polyglycerin, silicone oil, mineral terpenes, kerosene, white kerosene, hydrocarbon solvents, higher fatty acid esters, higher fatty acid triglycerides or vegetable oils Is at least one selected from the group consisting of There is provided a method for producing a particulate photocurable resin characterized by the above.
[0009]
In the present invention, the melt viscosity of the photocurable resin is 1 to 500 Pa · s at a temperature of 80 ° C. to 180 ° C .; the melt viscosity of the photocurable resin is 1 at a temperature of 90 ° C. to 160 ° C. ~ 100 Pa · s; insoluble in the process of forming fine droplets Sex medium The body temperature is 70 ° C to 200 ° C, and insoluble in the process of cooling and solidifying Sex medium Body temperature is −10 to 20 ° C .; insoluble in the process of forming fine droplets Sex medium The temperature of the body is 100 ° C to 160 ° C, and the process of solidifying by cooling is insoluble Sex medium The body temperature is 0 to 10 ° C .; and in the step of forming fine droplets, the molten photocurable resin is insoluble. Sex liquid It is preferable to form fine particles by dispersing in an emulsion in the medium.
[0010]
In the present invention, in the step of forming fine droplets, the heat-meltable photocurable resin has an aromatic ring or an alicyclic ring in the structure and has a photocrosslinkable double bond. The glass transition point of the heat-meltable photocurable resin is 40 ° C. or higher and the softening point is 80 ° C. to 150 ° C .; the weight average molecular weight of the heat-meltable photocurable resin is 1,000. Preferably ˜50,000; and the light is an electron beam, ultraviolet or near ultraviolet.
[0011]
The present invention also provides a particulate photocurable resin produced by the method of the present invention. The particulate photocurable resin is suitable for paints, image recording materials, or printing materials. In the present invention, “photocurability” means electron beam curable, ultraviolet curable, or near ultraviolet curable.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. The photocurable resin used in the present invention is a resin that is solid at room temperature and is heat-meltable. The resin may contain additives such as coloring pigments, extender pigments, charge control agents, waxes, cross-linking agents, light stabilizers, and ultraviolet absorbers. Further, when the resin is of an ultraviolet curable type, the photoinitiator can be uniformly dispersed or dissolved.
[0013]
In the present invention, the method of micronizing the photocurable resin is to make the photocurable resin in a molten state and insoluble the molten resin. Sex medium It is characterized by forming fine droplets in the body, then cooling and solidifying, and does not require the resin crushing and classification steps as in the prior art. In the present invention, examples of a preferable method for obtaining the fine particles include the following methods.
(1) A photocurable resin in a molten state is insoluble in the resin Liquid A method in which an emulsion is dispersed in a medium and then cooled to solidify the dispersed fine particles (hereinafter referred to as “emulsion fine particle formation method”).
[0014]
In the step of making the photocurable resin in the molten state into fine droplets, it is necessary to keep the photocurable resin in the molten state as low as possible, and for that purpose, at a temperature in a range where the resin does not decompose, Further, it is desirable to completely melt the resin by raising the temperature further than the softening temperature of the resin. Further, in the cooling and solidifying step of the particulate droplets, it is desirable to cool these particulate droplets as low as possible in order to cool and solidify the generated particulate droplets without fusing them. For example, in the step of forming fine droplets of photocurable resin, the insoluble Sex medium The body temperature is about 70 ° C. to 200 ° C., preferably about 100 ° C. to 160 ° C., and is about −10 ° C. to 20 ° C., preferably about 0 ° C. to 10 ° C. in the solidification step.
[0015]
When making the photocurable resin into fine droplets, in order to prevent fusion of the produced fine droplets, insoluble Sex liquid It is also preferable to add colloidal silica, inorganic salts, polymer protective colloids or the like as a fusion inhibitor to the medium. Moreover, after the fine particles of the produced photocurable resin are solidified, they are filtered, washed and dried. If undesirably coarse particles, fine powders or aggregated fine particles are produced during these steps, they are It is also preferable to use a crusher or a crusher for crushing, or to separate and remove coarse particles and fine powder using an automatic sieve or a classifier. The above-mentioned melted photocurable resin in the form of fine droplets, solidification, crushing, classification, etc. are commonly applied to the methods described below. The photocurable resin may be melted under normal pressure or under pressure.
[0016]
Insoluble used in each of the above methods Sex liquid The medium is a solvent that does not substantially dissolve the photocurable resin. Specifically, for example, glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol, their mono and dialkyl ethers, mono and dicarboxylic esters, monoalkyl ether monocarboxylic esters, and the like Derivatives of glycerin, diglycerin, polyglycerins; silicone oils; mineral terpenes, kerosene, white kerosene, “Isopar” (manufactured by Exxon Chemical), “shell sole” (manufactured by Shell Japan), “hyzol” (Japan) Hydrocarbon solvents having a trade name such as Petrochemical Co .; higher fatty acid esters, higher fatty acid triglycerides, vegetable oils and the like.
[0017]
Each of the above methods will be described in detail below.
Examples of the “emulsion fine particle method” of (1) include the following modes.
(A) Insoluble Sex liquid A method in which a photocurable resin in a molten state in a medium is dispersed into fine droplets by high-speed stirring or impact force, and cooled and solidified to form fine particles. In this method, a strong shear stress is applied to break and disperse the melt of the photocurable resin. Preferable apparatuses include conventionally used emulsifiers such as a high-speed stirring emulsifier, a high-pressure collision emulsifier, a pressure-resistant high-speed stirrer, and an extruder.
[0018]
The rotation speed of the stirring blade in these apparatuses is the particle size required for the fine particles of the resulting photocurable resin, the melt viscosity of the photocurable resin, and the insolubility. Sex liquid Since it varies depending on the viscosity of the medium and cannot be specified in general, preliminary examination is necessary each time. For example, when the particle size required for the photocurable resin fine particles is 7 μm to 10 μm, the rotational speed is about 6,000 to 20,000 rpm, preferably about 7,000 to 15,000 rpm. It is preferable to proceed the micronization process while confirming the particle size of the generated photocurable resin fine particles with an optical microscope or a particle size distribution measuring instrument.
[0019]
(B) Insoluble melted photocurable resin through pores of porous body Sex medium A method of discharging into the body, dispersing in fine droplets, cooling and solidifying. As the porous body used in this method, various porous films having openings capable of preparing fine particles having a desired particle diameter are used. The physical properties, strength, and chemical robustness of the porous membrane material do not damage the particulate droplets and are not soluble. Sex liquid It is an inert material that is chemically stable and inert with respect to the medium and the melted photo-curing resin, and should not be deformed or broken under heating conditions under normal pressure or under pressure. Specific examples include a porous stainless steel film, a porous brass film, a stainless steel wire mesh, a brass wire mesh, a porous glass film, a shirasu porous glass, and a porous ceramic.
[0020]
The size of the opening of the porous film is not particularly limited, and the melt viscosity, discharge speed, and insolubility of the photocurable resin melt are not limited. Sex liquid Although it depends on the viscosity of the medium, the fine particles generated from the melt of the photocurable resin are generally larger than the aperture of the opening of the porous film, so the opening is slightly smaller than the particle size required for the photocurable resin fine particles. Use one with a part. For example, the size of the opening is 1/2 to 1/5, preferably 1/3 to 1/4 of the particle size of the resulting photocurable resin fine particles. When the average particle size of the resulting photocurable resin fine particles is 7 to 10 μm, a diameter of about 1.5 to 3 μm is desirable. In this case, in combination with the above method (a), a method using a high-speed stirring emulsifier equipped with a porous stainless steel cylinder around the rotor blade, or a high-speed stirring emulsifier or a high-pressure impact emulsifier is used in advance. Then, it may be coarsely emulsified and dispersed.
[0021]
In the “emulsion microparticulation method” of (1) above, in order to reduce the viscosity of the photocurable resin in the molten state or to make it easy to make the droplets small, insoluble Sex liquid A high boiling point solvent compatible with the liquid may be added to the medium. The high boiling point solvent may be a solvent that dissolves the photocurable resin, or may be a solvent that does not dissolve. Insoluble Sex liquid When a medium is used, the method (1) results in a multistage emulsion.
[0022]
The photocurable resin fine particles obtained by the above methods are insoluble. Sex medium Due to the surface tension of the fine droplets of the photocurable resin in the body, it becomes spherical or elliptical, and the particle size of the fine particles can be controlled in advance by setting conditions and processes. It has a uniform and uniform shape. Therefore, the photocurable resin fine particles obtained by the method of the present invention are used in powder coatings and the like, and the electrical properties such as chargeability and the properties as a surface decorating material are the same as those obtained by crushing and granulating in the prior art. It is superior to those using non-uniform fine particles.
[0023]
The photocurable resin having heat melting property used in the present invention has a double bond that crosslinks with light at the terminal of the condensation polymerization resin or addition polymerization resin conventionally used in various applications as described above. A photocurable resin or a mixture thereof is used. In particular, a condensation polymerization resin having a hydrocarbon ring exhibits a high glass transition point (that is, a solid at room temperature) even at a relatively low molecular weight due to the crystallinity of the hydrocarbon ring, and thus has a relatively low molecular weight. It has a low melt viscosity and is a very preferable resin. Further, maleimide compounds shown in JP-A Nos. 2000-273361 and 2001-262010 are also useful, and propenyl ether group-containing photocationic curable resins shown in JP-A No. 10-183024 are also within the above range. It can be used within the range shown.
[0024]
As the above condensation polymerization resins having a high glass transition point and a low melt viscosity, polyester resins and acrylic resins having a hydrocarbon ring such as an aromatic ring such as a benzene ring or a naphthalene ring or an alicyclic ring such as a cyclohexane ring are used. A modified urethane resin or the like is preferable. A polyester resin having an aromatic ring or an alicyclic ring is a polyester resin obtained using a diol having these rings and / or a dicarboxylic acid having those rings as a main raw material. Further, the acrylic-modified urethane resin having an aromatic ring or an alicyclic ring has at least a hydroxyl group-containing polyester resin having these rings, a polyisocyanate having those rings, a hydroxyl group at the terminal, and a polymerizable acrylate group. It is an acrylic-modified urethane resin obtained using a compound having one by one as a main raw material.
[0025]
Examples of the diol having an aromatic ring or alicyclic ring include alkylene (C2-C4) oxide adducts of bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S, hydrogenated products thereof, p-xylene glycol, Bis (hydroxyethoxy) benzene, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol and the like can be mentioned.
[0026]
Examples of the dicarboxylic acid having an aromatic ring or alicyclic ring include terephthalic acid, isophthalic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid, methylnadic acid and the like and lower Examples include alkyl esters, acid halides and acid anhydrides.
[0027]
Examples of the aliphatic dicarboxylic acid that can be used together with the diol having an aromatic ring or alicyclic ring include maleic acid, fumaric acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, and the like. Examples of the aliphatic diol that can be used with the dicarboxylic acid having a cyclic ring include ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, hexylene glycol, neopentyl glycol, diethylene glycol, and dipropylene glycol.
[0028]
The polyisocyanate used in the production of the acrylic-modified urethane resin is preferably one having an aromatic ring or an alicyclic ring, but may be an aliphatic polyisocyanate. Representative examples include 2-methylpentamethylene-1,5-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene-1,6-diisocyanate, 4,4-methylene-bis (cyclohexyl isocyanate), norbornane diisocyanate, 3,3, Examples include 3-trimethyl-1-isocyanato-3-isocyanatomethylcyclohexane (IPDI). Moreover, you may have the isocyanurate, burette, and allophanate structure which several isocyanate groups react and produce.
[0029]
When synthesizing a polyester resin having these aromatic or alicyclic rings, acrylic acid, methacrylic acid, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, etc. are combined to impart photocurability to the polyester resin, and the glass transition point is about 40. A photo-curable resin that is solid at room temperature and has a sharp melting property with a narrow melting temperature range, with a softening point of about 80 ° C. to 150 ° C., preferably 90 ° C. to 130 ° C. Is suitable for applications such as powder coatings. Moreover, the preferable weight average molecular weight of these resin is 1,000-50,000, Preferably it is 3,000-10,000.
[0030]
When synthesizing an acrylic modified urethane resin having an aromatic ring or an alicyclic ring, the acrylic modified urethane resin is photocured by combining a compound having at least one hydroxyl group and at least one polymerizable acrylate group at the terminal. Sex can be imparted. Examples of such compounds include hydroxyethyl acrylate (HEA), hydroxypropyl acrylate, and glycerol diacrylate. The acrylic modified urethane resin obtained by synthesis has a glass transition point of about 40 ° C. or higher, particularly preferably 45 ° C. to 65 ° C., and a softening point of about 80 ° C. to 150 ° C., preferably 90 ° C. to 130 ° C. A sharp and melt room temperature solid photocurable resin with a narrow temperature range is suitable for applications such as powder coatings. Moreover, the preferable weight average molecular weights of these resins are 1,000 to 50,000, preferably 3,000 to 10,000.
[0031]
In the above-described method for producing the photocurable resin fine particles of the present invention, it is important that the photocurable resin is melted, and that the resin in the molten state has a viscosity suitable for each microparticulation method, that is, a melt viscosity. . The melt viscosity of the photo-curable resin may vary depending on the measurement method. In the present invention, the “viscorn” is designed and manufactured based on the method of measuring the melt characteristics of the hot-melt resin in the cone plate. CV-1S ”(manufactured by Tokai Yagami Co., Ltd.) and melt viscosity (Pa · s) measured under the following measurement conditions.
[0032]
In addition, the melt viscosity of the photocurable resin largely depends on the temperature at which the melt is melted. However, the melt viscosity is also affected by the additive added to the resin, and the additive added. The numerical value varies depending on the type and amount added. Therefore, in making the photocurable resin into fine particles, a photocurable resin containing no additive is prepared. For example, the melting temperature and the extrusion speed of the resin are changed by the above-mentioned “Biscorn CV-1S” to melt the photocurable resin. Measure the viscosity. The melt viscosity of the photo-curable resin varies depending on the method of atomization and cannot be generally specified, but the melt viscosity is a temperature that falls within a viscosity range of about 1 to 500 Pa · s, preferably 1 to 100 Pa · s. It is preferable that the photocurable resin melted under the temperature condition is made into fine particles according to the above-described method. As temperature conditions, it is about 80 to 180 degreeC, for example, Preferably it is 90 to 160 degreeC.
[0033]
Although a photocurable resin composition is manufactured by adding an additive to above-described resin, a manufacturing method is not specifically limited. For example, as a preferable production method, there is a method proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-49864, in which the resin is supplied to an extruder and the additive is extruded through an automatic metering device. This is a manufacturing method in which an additive and a molten resin are kneaded in an extruder.
[0034]
Further, in the case where the resin is a resin by condensation polymerization reaction such as a photo-curable polyester resin, for example, a streamlined manufacturing method as proposed in JP-A-11-46894 can be applied. . In this method, the additive is dissolved in each stage of the resin synthesis, that is, in the raw material components, in the resin during the polymerization reaction, in the molten resin after the completion of the polymerization, or in the molten resin taken out from the reaction kettle. Or disperse. If the polymerization reaction is not completed, the reaction is further advanced to complete the polymerization. The photocurable resin obtained by these methods can be subsequently made into fine particles by the method as described above.
[0035]
As a method for producing fine particles of a photocurable resin containing an additive in the present invention, in particular, the photocurable polyester resin after the synthesis reaction is kept in a molten state, or the resin is passed through an automatic metering device in a fine powder state. Then, a method is preferably used in which the additive is supplied to the extruder and the additive is supplied to the extruder via an automatic metering device so that the additive is internally added to the resin. Subsequently, the obtained photocurable resin composition was dissolved in the above insoluble. Sex medium It is the most rational and economical in the manufacturing process to make fine particles in the body.
[0036]
Additives used in the present invention are colorants and extenders, flow regulators, antifoaming defoamers, photoinitiators, charge control agents, ferromagnetic materials, waxes, crosslinkers, light stabilizers, UV absorbers Agents and various resins. The types and amounts of these additives are not particularly limited except for the photoinitiator, but are used within a range not exceeding the amount of the photocurable resin.
[0037]
In the case of an ultraviolet curable resin using a photoinitiator, the use amount of the photoinitiator is preferably 0.5 to 10% by mass of the resin, and the colorants are added in a range not inhibiting the curability. Is selected. Examples of the colorant include pigments selected from chromatic or black oil-soluble dyes, disperse dyes, organic pigments, carbon black pigments and inorganic pigments, fine ferromagnetic materials, white organic pigments and inorganic pigments. .
[0038]
Examples of the colorant include azo pigments, high molecular weight azo pigments, azo pigments containing an azomethine group, azomethine pigments, anthraquinone pigments, phthalocyanine pigments, perinone / perylene pigments, indigo / thioindigo pigments, dioxazine pigments, quinacridone pigments, isoindoindones. Examples include linone pigments, isoindoline pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, quinophthalone pigments, metal complex pigments, organic pigments such as aniline black, inorganic pigments such as iron oxide pigments, composite oxide pigments, and titanium oxide pigments. Further, metal powders typified by aluminum, bright pigments by treatment of mica, colored cross-linked plastic fine particles, and the like are also provided as colorants.
[0039]
Other additives include, for example, extender pigments such as precipitated barium sulfate, calcium carbonate, and clay; flow regulators; antifoaming defoamers: 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl]- Starting with 2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one (trade name; Irgacure 2959) and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide (trade name; Irgacure 819) Known UV-curing photoinitiator; when the fine particles of the present invention are applied to an electrophotographic developer, a charge control agent as an internal additive such as a salicylic acid metal complex, an azo dye metal complex, a cationic compound, etc. It is done.
[0040]
In addition, when the fine particles of the present invention are applied to an electrophotographic developer, a conventionally known fine ferromagnetic material selected from, for example, black, brown, or reddish brown magnetic iron oxide and magnetic metal is used as the ferromagnetic material. Can be mentioned. Similarly, when the fine particles of the present invention are applied to an electrophotographic developer, waxes include higher fatty acid ester stearyl palmitate, stearyl stearate, behenyl behenate, behenyl stearate, stearyl behenate, hydroxystearic acid. Conventionally known waxes such as glyceride, etc .; paraffin waxes; polyethylene oligomers, ethylene copolymer oligomers, polypropylene oligomers and the like can be mentioned. Moreover, as an additive in the other use of the fine particles of the present invention, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, and various resins are used as necessary. The use ratio of these additives may be in a known range.
[0041]
In addition, when the melt viscosity of the photocurable resin used in the present invention is low, the powder paint or dry developer obtained using the photocurable resin fine particles of the present invention may be paper, wood, plastics, etc. Excellent properties such as excellent fixability, excellent color development, sharpness, and smoothness of coatings when coatings and images are formed on substrates such as iron, aluminum, magnesium and other metal plates and moldings To demonstrate.
[0042]
The photocurable resin fine particles of the present invention are useful in a conventionally known application using known fine particles. For example, as described above, printing ink, electrostatic powder coating, fluid immersion powder coating, slurry paste coating It is useful as a constituent material for image recording materials such as surface treatment agents such as electrophotographic dry developers and ink jet printing inks. Printing, painting, image recording, etc. are performed using these printing inks and paints. Article surface treatment can be performed.
[0043]
【Example】
Next, an Example is given and this invention is demonstrated concretely. In the text, “part” or “%” is based on mass.
[0044]
Example 1 (Emulsion micronization method)
Resin: Uvecoat3003 * 1 80.6 parts
Resin: Uvecoat9010 * 2 14.2 parts
Photoinitiator: Irugacure2959 * 3 2.8 parts
Flow regulator: ResiflowP67 *Four 1.1 parts
Matting agent: Ceraflour969 *Five 1.3 parts
* 1, * 2; UCB photocurable (ultraviolet curable) resin
* 3: Ciba Geigy
* 4: Entron
* 5; Byk-Chemie
[0045]
The above ingredients were blended and put into a hexyl mixer and mixed uniformly. The obtained mixture was filled in an extruder, heated to 90 ° C. and extruded. The viscosity at 90 ° C. was 30 Pa · s with biscorn CV-1S. Insoluble for making fine particles of this molten resin Sex liquid Ethylene glycol was selected as the medium, and the temperature of ethylene glycol was set to 110 ° C. In a stainless steel container equipped with a heating device and a stirring device, 300 parts of ethylene glycol and 100 parts of an ethylene glycol dispersion of 20% silica were charged and stirred and dispersed.
[0046]
Thereto, about 500 parts of the ultraviolet curable resin composition extruded from the extruder at 90 ° C. was added and stirred uniformly at a temperature of 110 ° C. to finely disperse the melt. On the other hand, 100 parts of ethylene glycol and 100 parts of an ethylene glycol dispersion of 20% silica were placed in a stainless steel vessel equipped with a heating device and a high-speed stirrer, and heated to 110 ° C. to prepare an outer bath.
[0047]
The melted ethylene glycol dispersion of the ultraviolet curable resin composition prepared above was injected into an outer bath under high-speed stirring through a vitreous porous plate having an average diameter of 2.7 μm under pressure. The molten ultraviolet curable resin composition was dispersed into the outer bath in the form of droplets by the porous plate. While continuing high speed stirring of the outer bath, the state of atomization was appropriately observed with a microscope, and after confirming that the particle size of most of the fine particles became 5 to 10 μm, the outer bath was cooled. After the temperature dropped to 10 ° C., the solidified blue fine particles were filtered off, sufficiently washed with water, and dried to obtain spherical, uniform UV curable resin fine particles of the present invention having an average particle diameter of about 8 μm.
[0048]
0.2 parts of fine powder silica as a flow control agent was added and mixed per 100 parts of the obtained ultraviolet curable resin fine particles to obtain a powder coating composition comprising the ultraviolet curable resin fine particles of the present invention.
[0049]
The obtained powder coating composition comprising ultraviolet curable resin fine particles is applied to a vinyl chloride resin tile with 20 g per square meter with a powder coating gun (ONODA GX-107), and the surface is heated to 120 ° C. with a far-infrared lamp. And heated to 800 mj / cm with 120 W / cm high pressure mercury lamp (ozone ant) 2 And cured by irradiation. This coating film was more excellent in smoothness than the coating film of the powder coating material by a normal production method that was pulverized and classified to an average of 30 μm.
[0050]
【The invention's effect】
In the past, when producing fine particles of photocurable resin, the so-called crushing granulation method in which fine particles were pulverized with a fine pulverizer such as a jet mill and coarse particles and fine powders were cut with a classifier was the mainstream. The machine is very expensive, and it is difficult to manufacture the target product efficiently and inexpensively due to the advanced manufacturing conditions for heat-resistant fusion of fine particles recently required, the reduction of throughput, and the decrease in productivity. It has become increasingly difficult. In addition, the fine particles produced by crushing granulation are irregular crushing particles, the particle size distribution is uneven, and many residual fine powders with insufficient performance as fine particles are generated, which is uneconomical. .
[0051]
However, according to the present invention described above, the photocurable resin is in a molten state in a poor solvent or insoluble. Sex medium By making it fine in the body, solidifying by cooling, and filtering and drying as necessary, it is useful especially for powder coatings and electrophotographic dry developers, without requiring various conventional pulverization and classification steps. It is possible to mass-produce fine particles made of a homogeneous photo-curing resin having a uniform shape and properties in an economical and streamlined manufacturing process.
[0052]
In addition, by adjusting the photocurable resin suitable for each application to a predetermined particle size, the photocurable resin fine particles of the present invention can have various surface treatment agents such as printing ink, electrostatic powder coating, Useful for the production of image recording materials such as fluidized immersion powder coatings, slurry paste coatings, image recording materials, resin colorants, paints, surface treatment agents such as printing inks, dry developers for electrophotography, and inks for ink jet printing. is there.

Claims (13)

熱溶融性を有する光硬化性樹脂を溶融状態とする工程、該溶融状態の樹脂を溶解しない不溶性媒体中で上記溶融状態の樹脂を微粒子状液滴とする工程、および該微粒子状液滴を冷却固化する工程を有し、かつ、上記不溶性媒体が、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジ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から選ばれるいずれかのグリコール、または、該グリコールのモノおよびジアルキルエーテル誘導体、該グリコールのモノおよびジカルボン酸エステル誘導体、該グリコールのモノアルキルエーテルモノカルボン酸エステル誘導体、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、シリコーンオイル、ミネラルターペン、ケロシン、白灯油、炭化水素系溶媒、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸トリグリセライドまたは植物油からなる群から選択される少なくとも何れか1つであることを特徴とする微粒子状光硬化性樹脂の製造方法。Step of the photo-curable resin having a heat-meltable melted, process the resin in the molten state in an insoluble medium body which does not dissolve the resin in the molten state and particulate droplets and the fine particle-like droplets, It has a step of cooling and solidifying the, and the insoluble medium is ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, or glycol selected from polypropylene glycol, or mono- and dialkyl ethers of the glycols Derivatives, mono- and dicarboxylic acid ester derivatives of the glycol, monoalkyl ether monocarboxylic acid ester derivatives of the glycol, glycerin, diglycerin, polyglycerin, silicone oil, mineral terpenes, kerosene, white kerosene, hydrocarbon solvents, higher grades Fatty acid esters, method for producing a particulate photocurable resin, wherein at least any one selected from the group consisting of higher fatty acid triglyceride or a vegetable oil. 光硬化性樹脂の溶融粘度が、80℃〜180℃の温度で1〜500Pa・sである請求項1に記載の微粒子状光硬化性樹脂の製造方法。  The method for producing a particulate photocurable resin according to claim 1, wherein the melt viscosity of the photocurable resin is 1 to 500 Pa · s at a temperature of 80 ° C to 180 ° C. 光硬化性樹脂の溶融粘度が、90℃〜160℃の温度で1〜100Pa・sである請求項1に記載の微粒子状光硬化性樹脂の製造方法。  The method for producing a particulate photocurable resin according to claim 1, wherein the melt viscosity of the photocurable resin is 1 to 100 Pa · s at a temperature of 90 ° C to 160 ° C. 微粒子状液滴とする工程の不溶性媒体の温度が、70℃〜200℃であり、冷却固化する工程の不溶性媒体の温度が、−10〜20℃である請求項1に記載の微粒子状光硬化性樹脂の製造方法。Temperature of an insoluble medium of step a particulate droplets are 70 ° C. to 200 DEG ° C., a temperature of an insoluble medium of step of cooling solidification, according to claim 1 is -10 to 20 ° C. Manufacturing method of particulate photocurable resin. 微粒子状液滴とする工程の不溶性媒体の温度が、100℃〜160℃であり、冷却固化する工程の不溶性媒体の温度が、0〜10℃である請求項1に記載の微粒子状光硬化性樹脂の製造方法。Temperature of an insoluble medium of step a particulate droplets are 100 ° C. to 160 ° C., a temperature of an insoluble medium of step of cooling solidification, particles of claim 1 which is 0 ° C. For manufacturing a photocurable resin. 微粒子状液滴とする工程において、溶融した光硬化性樹脂を、不溶性液媒体中にエマルジョン状に分散させて微粒子状とする請求項1に記載の微粒子状光硬化性樹脂の製造方法。In the step of the particulate droplets, the molten photocurable resin, the manufacturing method of the particulate light-curable resin of Claim 1 which is dispersed in the emulsion form in an insoluble liquid medium and particulate. 熱溶融性の光硬化性樹脂が、構造中に芳香族環または脂環式環を有し、かつ光架橋性の二重結合を有する請求項1に記載の微粒子状光硬化性樹脂の製造方法。  The method for producing a particulate photocurable resin according to claim 1, wherein the heat-meltable photocurable resin has an aromatic ring or an alicyclic ring in the structure and has a photocrosslinkable double bond. . 熱溶融性の光硬化性樹脂のガラス転移点が、40℃以上、かつ軟化点が80℃〜150℃である請求項7に記載の微粒子状光硬化性樹脂の製造方法。  The method for producing a particulate photocurable resin according to claim 7, wherein the heat-meltable photocurable resin has a glass transition point of 40 ° C or higher and a softening point of 80 ° C to 150 ° C. 熱溶融性の光硬化性樹脂の重量平均分子量が、1,000〜50,000である請求項7に記載の微粒子状光硬化性樹脂の製造方法。  The method for producing a particulate photocurable resin according to claim 7, wherein the heat-meltable photocurable resin has a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000. 光が、電子線、紫外線、または近紫外線である請求項1に記載の微粒子状光硬化性樹脂の製造方法。  The method for producing a particulate photocurable resin according to claim 1, wherein the light is an electron beam, ultraviolet rays, or near ultraviolet rays. 請求項1〜10の何れか1項に記載の方法により製造されたことを特徴とする微粒子状光硬化性樹脂。  A particulate photocurable resin produced by the method according to any one of claims 1 to 10. 塗料用、画像記録材料用または印刷材料用の何れかである請求項11に記載の微粒子状光硬化性樹脂。The particulate photocurable resin according to claim 11, which is used for a paint, an image recording material, or a printing material. 請求項12に記載の微粒子状光硬化性樹脂を含む塗料、画像記録材料または印刷インキの何れかで物品を表面処理することを特徴とする物品の表面処理方法。A surface treatment method for an article, wherein the article is surface-treated with any one of a paint, an image recording material, and a printing ink containing the particulate photocurable resin according to claim 12.
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