JP4812557B2 - 樹脂粒子の製造方法 - Google Patents
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Description
この方法によれば、分散重合、シード重合法等により比較的単分散な粒子が得られやすい付加重合系樹脂のみならず、重縮合系樹脂や重付加系樹脂においても粒子径が微細かつ粒度分布がシャープな粒子を得ることが可能である。
しかしながらこの方法は、製造時に水中での界面自由エネルギーを低下させたり、水中
での分散安定性を付与する目的で親水性基を有する界面活性物質(界面活性剤、高分子保護コロイド、界面活性微粒子等)を使用する必要がある。該界面活性物質が樹脂粒子中または表面に残存した場合、親水性基を有する界面活性剤等の水溶性不純物を含有するため、樹脂粒子の粉体特性、電気的特性、熱的特性、化学的安定性等の性能を損ねるという欠点があった。一方、非水媒体中における粒子形成法として、超臨界流体中に樹脂溶液を噴霧する方法(例えば、特許文献2、3参照)が知られている。
本発明の課題は、親水性成分が樹脂粒子中または表面に残存せず、かつ粒度分布がシャープな樹脂粒子を得ることである。
樹脂(b)もしくは樹脂(b)の溶剤溶液、又は樹脂(b)の前駆体(b0)もしくはその溶剤溶液を、液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散させ、圧力を減圧にすることにより液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、樹脂粒子を製造する方法において、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)と微粒子(A)を併用し、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法である。
さらに、本発明は、好ましくは、微粒子(A)が、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含有する液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散してなる分散媒体(X0)中に、樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を分散して得られた樹脂粒子(C1)の分散体(X1)を、圧力を減圧にすることにより分散体(X1)から液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法(以下、好ましい第1の発明と記す。) ;
微粒子(A)が、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含有する液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散してなる分散媒体(X0)中に、樹脂(b)の前駆体(b0)又はその溶剤溶液を分散して得られた樹脂粒子(C2)の分散体(X2)において、前駆体(b0)を重合反応の後、圧力を減圧にすることにより分散体(X2)から液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法(以下、好ましい第2の発明と記す。) ;
ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含有する、樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を、微粒子(A)が液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散してなる分散媒体(X02)中に、分散して得られた樹脂粒子(C3)の分散体(X3)を、圧力を減圧にすることにより分散体(X3)から液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法(以下、好ましい第3の発明と記す。);
ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含有する、樹脂(b)の前駆体(b0)又はその溶剤溶液を、微粒子(A)が液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散してなる分散媒体(X02)中に、分散して得られた樹脂粒子(C4)の分散体(X4)において、前駆体(b0)を重合反応の後、圧力を減圧にすることにより分散体(X4)から液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法(以下、好ましい第4の発明と記す。)である。
本発明は、樹脂(b)もしくは樹脂(b)の溶剤溶液、又は樹脂(b)の前駆体(b0)もしくはその溶剤溶液を、液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散させ、圧力を減圧にすることにより液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、樹脂粒子を製造する方法において、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)と微粒子(A)を併用し、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法であるが、具体的には以下に述べる好ましい第1〜第4の発明である。
まず、好ましい第1の発明である樹脂粒子(C)の製造法について説明する。
好ましい第1の発明では、樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を、微粒子(A)、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含む液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)からなる分散媒体(X0)中に分散して得られた樹脂粒子(C1)の分散体(X1)を、圧力を減圧にすることにより分散体(X1)から(X)を除去することにより樹脂粒子(C)を得る。微粒子(A)を表面に吸着させながら、分散された樹脂(b)を粒子成長させて樹脂粒子(C1)を形成する。粒子成長の過程で、微粒子(A)が完全に表面を被覆するまで、分散された樹脂(b)は凝集し粒子成長を続けるため、成長粒子の粒径は平均化され、シャープな粒度分布を持つ樹脂粒子が得られる。
本発明において、微粒子(A)としては、無機あるいは有機の粒子状物質であれば特に限定されず、目的に応じて単独で用いても2種以上を使用してもよい。すなわち、無機微粒子(A1)、有機微粒子(A2)、(A1)と(A2)の組合せのいずれでもよい。
微粒子(A)は、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属珪酸塩、金属窒化物、金属リン酸塩、金属ホウ酸塩、金属チタン酸塩、金属硫化物、炭素類からなる群から選ばれる少なくとも1種の無機微粒子(A1)、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機樹脂微粒子(A21)、長鎖脂肪酸の金属塩微粒子(A23)、又は(A1)、(A21)及び(A23)からなる群から選ばれる少なくとも2種以上の混合物を使用することが好ましい。
(1−2)脂環式ビニル系炭化水素:モノ−もしくはジ−シクロアルケンおよびアルカジエン類、例えばシクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、エチリデンビシクロヘプテン等;テルペン類、例えばピネン、リモネン、インデン等。
(1−3)芳香族ビニル系炭化水素:スチレンおよびそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキルおよび/またはアルケニル)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、トリビニルベンゼン等;およびビニルナフタレン。
(6−5)ニトロ基含有ビニル系モノマー:ニトロスチレン等。
(9−2)ビニル(チオ)エーテル、例えば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、ビニル2−エチルメルカプトエチルエーテル、アセトキシスチレン、フェノキシスチレン、(9−3)ビニルケトン、例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルフェニルケトン;ビニルスルホン、例えば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、ビニルエチルスルフォン、ジビニルスルフォン、ジビニルスルフォキサイド等。
これらのうち好ましいものは、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコールおよびノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物である。
樹脂(b)のTgは、用途に応じ適宜調製することが好ましく、例えば粉体塗料に用いる場合、0℃〜200℃、好ましくは、35℃〜150℃、電子写真用トナーに用いる場合、20℃〜300℃、好ましくは80℃〜250℃である。
表面濡れ性の評価法は次の通りである。すなわち100mlビーカーに樹脂粒子(C)0.1gを入れ、そこに20mlを添加し、マグネティックスターラーで攪拌し、液面に微粒子(C)を浮かべた後、アセトンを少しづつ滴下し、表面に浮かぶ(C)が無くなるアセトン質量(Wa)と水の質量(Ww)を求め、(1)式より、(C)表面の溶解度パラメータ(δm)を算出する。(表面濡れ性評価は、色材協会誌、第73[3]号、2000年、P132〜138 による。)
δm=(9.75×Wa+23.43×Ww)/(Wa+Ww) (1)
(C)の体積平均粒子径DVcと(C)の個数平均粒子径DNcの比DVc/DNcは、1.0〜1.5、好ましくは1.0〜1.4、さらに好ましくは1.0〜1.3である。1.5を超えると粉体特性(流動性、帯電均一性等)が著しく悪化する。
表面被覆率(%)=[(A)に覆われている部分の(B)の表面積/(A)に覆われている部分の(B)の表面積+(B)の表面が露出している部分の面積]×100
さらには、二酸化炭素に親和性を有するジメチルシロキサン基、含フッ素基と共に、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。
より具体的には、後述のジメチルシロキサン基を有するモノマー(あるいは反応性オリゴマー)(M1−1)、及び/又はフッ素を含有するモノマー(M1−2)と、前述の樹脂(b)を構成するモノマー(M2)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、ブロックあるいはグラフトが好ましい。
(CH3 )3 SiO((CH3 )2 SiO)a Si(CH3 )2 R(但しaは、平均値で15〜45であり、Rはメタクリル基を含む有機変性基である。) Rの例としては、C3 H6 OCOC(CH3 )=CH2 が挙げられる。
また樹脂(b)が酸価を有する場合、分散安定性の観点より微粒子(A)は粒子表面にアミノ基を有することが好ましい。アミノ基は1級、2級、3級のいずれでもよく、またアミノ基を含有させる形態は特に限定されず、例えばアミノ基を有する化合物を微粒子(A)中に分散、含浸等の方法により含有させる方法、微粒子(A)を構成する成分にアミノ基を有する化合物を使用する方法、微粒子(A)表面にアミノ基含有カップリング剤等を反応させる方法、微粒子(A)表面にアミノ基含有化合物を吸着させる方法等が挙げられる。
好ましい第1の発明における分散安定剤(D)は、樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を分散する温度・圧力条件における二酸化炭素(X)中へ溶解することが好ましい。
分散安定剤(D)の添加量は、分散安定性の観点から、樹脂(b)の重量に対し0.01〜50重量%が好ましく、さらに好ましくは0.02〜40重量%、特に好ましくは0.03〜30重量%である。
一般的には、樹脂(b)は加熱のみでは十分に粒子が微分散化できる粘度まで下がり難く、また加熱により樹脂(b)に熱変性等の弊害が生じる場合が多い。また樹脂(b)は低粘度である方が、粒度分布はシャープになりやすいため、溶剤(U)を用いることが好ましい。
樹脂(b)の溶剤溶液の濃度は、好ましくは10〜90%、さらに好ましくは20〜80%である。
樹脂(b)のSP値(SP値の計算方法は下記文献1による)は、通常8〜16、好ましくは9〜14である。
文献1:Polymer Engineering and Science,Feburuary,1974,Vol.14,No.2 P.147〜154
具体例としては、樹脂(b)の溶剤溶液を攪拌機や分散機等で分散する方法、樹脂(b)の溶剤溶液を(X0)中にスプレーノズルを介して噴霧して液滴を形成し、液滴中の樹脂を過飽和状態とし、樹脂粒子を析出させる方法(ASES:Aerosol Solvent Extraction Systemとして知られている)、同軸の多重管(2重管、3重管等)から樹脂溶液、(X1)等の高圧ガス、エントレーナ等をそれぞれ別の管から同時に噴出させて、液滴に外部応力を加え分裂を促進させて、粒子を得る方法(SEDS:Solution Enhanced Dispersion by Supercritical Fluidsとして知られている)、超音波を照射する方法等が挙げられる。
分散体(X1)は単一相であることが好ましい。すなわち樹脂(b)の溶剤溶液を使用する場合、(C1)が分散している液体あるいは超臨界二酸化炭素を含む相の他に、溶剤相が分離する状態は好ましくない。したがって、(X0)中に樹脂(b)の溶剤溶液を分散する場合、溶剤相が分離しないように、(X0)に対する(b)の溶剤溶液の量を設定することが好ましい。
本発明の製造方法において、液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中で行う操作の温度及び圧力は、樹脂(b)が(X)中に溶解せず、且つ(b)が凝集・合一可能な範囲内で設定することが好ましい。通常、低温・低圧ほど目的分散物が(X)中に溶解しない傾向となり、高温・高圧ほど(b)が凝集・合一し易い傾向となる。(X0)、(X1)についても同様である。
分散媒としての物性値(粘度、拡散係数、誘電率、溶解度、界面張力等)を調整するために(X)中に他の物質(e)を適宜含んでよく、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、空気等の不活性気体等が挙げられる。
したがって、樹脂(b)の溶剤溶液を分散して得られた分散体(X1)又は分散体(X3)に、さらに液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を混合して樹脂粒子(C1)又は樹脂粒子(C3)から溶剤を二酸化炭素の相に抽出し、すなわち溶剤を含む二酸化炭素をさらに(X)で置換した後に圧力を減圧にすることが好ましい。
(X1)と混合する(X)の量は、樹脂粒子(C)の合一防止の観点から、(X1)の体積の1〜50倍が好ましく、さらに好ましくは1〜40倍、最も好ましくは1〜30倍である。上記のように樹脂粒子(C1)中に含有される溶剤を除去ないし減少させることにより、樹脂粒子(C1)同士が合一することを防ぐことができる。
溶剤を含む二酸化炭素をさらに(X)で置換する方法としては、樹脂粒子(C)を一旦フィルターやサイクロンで補足した後、圧力を保ちながら、溶剤が完全に除去されるまで(X)を流通させる方法が挙げられる。
流通させる(X)の量は、(X1)からの溶剤除去の観点から、(X1)の体積に対して1〜100倍が好ましく、さらに好ましくは1〜50倍、最も好ましくは1〜30倍である。
また、分散体(X2)又は(X4)中に溶剤(U)を含む場合も、樹脂(b)の前駆体(b0)を重合反応の後、分散体(X1)の場合と同様に行うのが好ましい。
好ましい第2の発明では、樹脂(b)の前駆体(b0)又はその溶剤溶液を、微粒子(A)、及び、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含む液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)からなる分散体(X0)中に分散して得られた微粒子(C2)の分散体(X2)において(b0)を重合反応の後、圧力を減圧にすることにより分散媒体(X2)から媒体(X)を除去することにより樹脂粒子(C)を得る。
好ましい第2の発明では、好ましい第1の発明の樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液の代わりに、樹脂(b)の前駆体(b0)又はその溶剤溶液を用いる点、分散体(X2)において(b0)を重合させる点以外は、好ましい第1の発明と同様の操作を用いることができる。また分散安定剤(D)は好ましい第1の発明と同じものを使用することができる。本発明において、分散相成分は低粘度である方が、樹脂粒子(C)の粒度分布はシャープになり易いため、樹脂(b)より、該(b)の前駆体(b0)を用いる方が好ましい。
(III)レドックス系重合開始剤(III−1)非水系レドックス系重合開始剤:ヒドロペルオキシド、過酸化ジアルキル、過酸化ジアシル等の油溶性過酸化物と、第三アミン、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、ジエチル亜鉛等)等の油溶性還元剤とを併用(III−2)水系レドックス系重合開始剤:過硫酸塩、過酸化水素、ヒドロペルオキシド等の水溶性過酸化物と、水溶性の無機もしくは有機還元剤(2価鉄塩、亜硫酸水素ナトリウム、アルコール、ポリアミン等)とを併用等が挙げられる。
(1):反応性基含有プレポリマー(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、硬化剤(β)が活性水素基含有化合物(β1)であるという組み合わせ。
(2):反応性基含有プレポリマー(α)が有する反応性基が活性水素含有基(α2)であり、硬化剤(β)が活性水素含有基と反応可能な化合物(β2)であるという組み合わせ。
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)および酸ハライド基(α1e)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、(α1a)、(α1b)および(α1c)であり、特に好ましいものは、(α1a)および(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、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、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、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、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、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、2−メルカプトピリジン等];およびこれらの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、特に好ましいものはメチルエチルケトオキシムである。
好ましい第3の発明では、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含む、樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を、微粒子(A)、及び液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)からなる分散体(X02)中に分散して得られた微粒子(C3)の分散体(X3)を、圧力を減圧にすることにより分散媒体(X3)から媒体(X)を除去することにより樹脂粒子(C)を得る。
好ましい第4の発明では、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含む、樹脂(b)の前駆体(b0)又はその溶剤溶液を、微粒子(A)、及び液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)からなる分散体(X02)中に分散して得られた微粒子(C4)の分散体(X4)において(b0)を重合反応の後、圧力を減圧にすることにより分散媒体(X4)から媒体(X)を除去することにより樹脂粒子(C)を得る。
好ましい第4の発明では、好ましい第3の発明の樹脂(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液の代わりに、樹脂(b)の前駆体(b0)又はその溶剤溶液を用いる点、分散体(X4)において(b0)を重合させる点以外は、好ましい第3の発明と同様の操作を用いることができる。
以下実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の記載において「部」は重量部、「%」は重量%を示す。
攪拌機を備えたオートクレーブ内にノルマルヘキサン700部、ジステアリン酸マグネシウム(A−1)240部、デカン酸20部、次式に示すカルボキシル変性シリコーン(D−1)(官能基等量:2,300)40部を混合し、85℃でジステアリン酸マグネシウムが完全に溶解するまで攪拌した後、30℃まで冷却して、[金属石鹸分散液](X‘0−1)を得た。分散液の体積平均粒径をレーザー散乱式粒度分布計(LA920:堀場製作所製)で測定したところ、0.3μmであった。
カルボキシル変性シリコーン(D−1)の構造:
HOOC(CH2)3(CH3)2SiO((CH3)2SiO)nSi(CH3)2(CH2)3COOH(官能基当量:2,000)
攪拌機を備えた容器内にノルマルヘキサン700部、フュームドシリカ(アエロジルR974:日本アエロジル製)(A−2)295部、[アミノ変成シリコーン1](D−2)15部を混合し、ビーズミル(ダイノーミルMultiLabo:シンマルエンタープライゼス製)で5時間分散させ、[シリカ分散液](X‘0−2)を得た。分散液の体積平均粒径をレーザー散乱式粒度分布計(LA920:堀場製作所製)で測定したところ、0.13μmであった。
[アミノ変性シリコーン1](D−2)の構造:
(CH3)3SiO((CH3)2SiO)nSi(CH3)2(CH2)3NH2
(官能基当量:2,200)
攪拌装置および脱水装置のついた反応容器に、ビスフェノールA・EO2モル付加物218部、ビスフェノールA・PO3モル付加物537部、テレフタル酸213部、アジピン酸47部、ジブチルチンオキサイド2部を投入し、常圧、230℃で5時間脱水反応を行った後、3mmHgの減圧下で5時間脱水反応を行った。更に180℃に冷却し、無水トリメリット酸43部を投入し、常圧で2時間反応を行い、[ポリエステル1](b−1)を得た。[ポリエステル1]はTg44℃、Mn2700、Mw6500、酸価25であった。さらに[ポリエステル1]400部をアセトン600部に溶解し、[ポリエステル1の溶液]を得た。
攪拌装置および脱水装置のついた反応容器に、ビスフェノールA・EO2モル付加物6
81部、ビスフェノールA・PO2モル付加物81部、テレフタル酸275部、アジピン酸7部、無水トリメリット酸22部、ジブチルチンオキサイド2部を投入し、常圧、230℃で5時間脱水反応を行った後、3mmHgの減圧下で5時間脱水反応を行い、[ポリエステル2]を得た。[ポリエステル2]はTg54℃、Mn2200、Mw9500、酸価0.8、水酸基価53であった。さらにオートクレーブに[ポリエステル2]350部、イソホロンジイソシアネート50部、アセトン600部を投入し、密閉状態で100℃、5時間反応を行い、分子末端にイソシアネート基を有する[プレポリマーの溶液]を得た。[プレポリマー](b0−1)のNCO含量は1.5%であった。
温度計、攪拌機、冷却管、窒素導入管の付いた反応槽中に、ノルマルヘキサン139部を仕込み、窒素置換した後、攪拌下で70℃まで加熱した。続いてパーフルオロオクチルエチルメタクリレート25部、スチレン55部、アクリル酸ブチル20部の混合液、及びノルマルヘキサン10部、過酸化ベンゾイル1部の混合液の各々を同時に4時間で滴下し、さらに70℃で20時間反応させ、[分散安定剤](D−3)がノルマルヘキサン中に溶解した[分散安定剤溶液]を得た。[分散安定剤溶液]の固形分濃度は40%であった。
製造例2において、フュームドシリカ(アエロジルR974:日本アエロジル製)(A−2)の代わりに表面にアミノ基を有するフュームドシリカ(アエロジルNA−50Y:日本アエロジル製)(A−3)を使用した以外は製造例2と同様にして[シリカ分散液2](X‘0−3)を得た。分散液の体積平均粒径をレーザー散乱式粒度分布計(LA920:堀場製作所製)で測定したところ、0.15μmであった。
図1の実験装置において、まずバルブV1、V2を閉じ、ボンベB2、ポンプP4より粒子回収槽T4に二酸化炭素(純度99.99%)を導入し、10MPa、40℃に調整した。また樹脂溶液タンクT1に[ポリエステル1(b−1)の溶液]、微粒子分散液タンクT2に[金属石鹸分散液(X‘0−1)]806部と[アミノ変性シリコーン1(D−2)]194部を仕込んだ。次にボンベB1、ポンプP3より二酸化炭素を分散槽T3に導入し、15MPa、40℃に調整し、さらにタンクT2、ポンプP2より[金属石鹸分散液(X’0−1)]と[アミノ変性シリコーン1(D−2)]の混合物を導入した。次に分散槽T3の内部を1500rpmで攪拌しながら、タンクT1、ポンプP1より[ポリエステル1(b−1)の溶液]を分散槽T3内に導入した。
[ポリエステル1(b−1)の溶液] 450部
[金属石鹸分散液(X‘0−1)]と[アミノ変性シリコーン1(D−2)]の混合物
30部
二酸化炭素 520部
なお導入した二酸化炭素の質量は、二酸化炭素の温度(40℃)、及び圧力(15MPa)
から二酸化炭素の密度を下記文献2に記載の状態式より算出し、これに分散槽T3の体積を乗じることにより算出した。
文献2:Journal of Physical and Chemical Refarence data、vol.25、P.1509〜1596
実施例1において、[ポリエステル1(b−1)の溶液]450部の代わりに、次の混合溶液を使用したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子(C−2)を得た。すなわち[ポリエステル1(b−1)の溶液]845部、ヘキサメチレンジアミン6部を10min間攪拌混合した後、[プレポリマー(b0−1)の溶液]149部を混合したものを使用した。[ポリエステル1(b−1)の溶液]とヘキサメチレンジアミンの混合物と[プレポリマー(b0−1)の溶液]はライン混合した後、スタティックミキサーで均一混合した。なお混合と同時に反応が進行するため、特別な重合工程の操作を行っていない。
実施例2における分散槽T3への仕込み組成の質量比は次の通りである。
[ポリエステル1(b−1)の溶液]、[プレポリマー(b0−1)の溶液]、ヘキサメチレンジアミンの混合物 450部
[金属石鹸分散液(X‘0−1)]と[アミノ変性シリコーン1(D−2)]の混合物
30部
二酸化炭素 520部
実施例1において、[ポリエステル1(b−1)の溶液]の代わりに、[ポリエステル1(b−1)の溶液]909部、[アミノ変性シリコーン2(D−4)]91部の混合物を使用したこと、また[金属石鹸分散液(X‘0−1)]806部と[アミノ変性シリコーン1(D−2)]の混合物の代わりに、[金属石鹸分散液(X‘0−1)]を使用したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子(C−3)を得た。実施例3における分散槽T3への仕込み組成の質量比は次の通りである。
[ポリエステル1(b−1)の溶液]と[アミノ変性シリコーン2(D−4)]の混合物
450部
[金属石鹸分散液](X‘0−1) 27部
二酸化炭素 523部
[アミノ変性シリコーン2(D−4)]の構造:
(CH3)3SiO((CH3)2SiO)n((CH3)(NH2)SiO)mSi(CH3)3
(官能基当量:2,000 )
実施例2において、[ポリエステル1(b−1)の溶液]、[プレポリマー(b0−1)の溶液]、ヘキサメチレンジアミンの混合物の代わりに、[ポリエステル1(b−1)の溶液]752部、[プレポリマー(b0−1)の溶液]166部、ヘキサメチレンジアミン7部、[アミノ変性シリコーン2(D−4)]75部の混合物を使用したこと、また[金属石鹸分散液(X‘0−1)]と[アミノ変性シリコーン1(D−2)]の混合物の代わりに、[金属石鹸分散液(X‘0−1)]を使用したこと以外は実施例2と同様にして、樹脂粒子(C−4)を得た。実施例4における分散槽T3への仕込み組成の質量比は次の通りである。
[ポリエステル1(b−1)の溶液]、[プレポリマー溶液1(b0−1)の]、ヘキサメチレンジアミン、[アミノ変性シリコーン2(D−4)]の混合物
450部
[金属石鹸分散液(X‘0−1)] 26部
二酸化炭素 524部
実施例3において、[アミノ変性シリコーン2(D−4)]の代わりに、[分散安定剤溶液(D−3)]を使用したこと以外は実施例3と同様にして、樹脂粒子(C−5)を得た。実施例5における分散槽T3への仕込み組成の質量比は次の通りである。
[ポリエステル1(b−1)の溶液]と[分散安定剤溶液(D−3)]の混合物
450部
[金属石鹸分散液(X‘0−1)] 24部
二酸化炭素 526部
実施例3において、[金属石鹸分散液(X‘0−1)]の代わりに、[シリカ分散液(X‘0−2)]を使用したこと以外は実施例3と同様にして、樹脂粒子(C−6)を得た。実施例6における分散槽T3への仕込み組成の質量比は次の通りである。
[ポリエステル1(b−1)の溶液]と[アミノ変性シリコーン2(D−4)]の混合物
450部
[シリカ分散液(X‘0−2)] 24部
二酸化炭素 526部
図1の実験装置において、まずバルブV1、V2を閉じ、ボンベB2、ポンプP4より粒子回収槽T4に二酸化炭素を導入し、10MPa、40℃に調整した。次に分散槽T3に[ポリエステル1]の粉体、フュームドシリカ(アエロジルR974:日本アエロジル製)(A−2)、[アミノ変性シリコーン1(D−1)]を下記質量比で仕込み、100℃に加熱した。次にボンベB1、ポンプP3より二酸化炭素を分散槽T3に導入し、15MPa、100℃に調整し、分散槽T3の内部を1500rpmで攪拌した。
[ポリエステル1] 250部
[フュームドシリカ(A−2)] 25部
[アミノ変性シリコーン1(D−2)] 1部
二酸化炭素 717部
実施例6において、[シリカ分散液(X‘0−2)]の代わりに、[シリカ分散液2(X‘0−3)]を使用したこと以外は実施例6と同様にして、樹脂粒子(C−8)を得た。
実施例3において[金属石鹸分散液(X‘0−1)]を仕込まない以外は実施例3と同様にして、樹脂粒子(C−9’)を得た。
実施例4において[金属石鹸分散液(X‘0−1)]を仕込まない以外は実施例4と同様にして、樹脂粒子(C−10’)を得た。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩11部、スチレン139部、メタクリル酸138部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[ポリマー微粒子分散液]を得た。[ポリマー微粒子分散液]をLA−920で測定した体積平均粒径は、0.15μmであった。[ポリマー微粒子分散液]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは154℃であった。
水784部、[ポリマー微粒子分散液]136部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液80部を混合攪拌し、乳白色の液体を得た。これを[水性分散液]とする。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、エチレンジアミン50部とMIBK50部を仕込み、50℃で5時間反応を行った。得られたケチミン化合物を[硬化剤]とする。
ビーカー内に[プレポリマー(b0−1)の溶液]150部、[硬化剤]6部、酢酸エチル40部とを混合しておき、[水性分散液]457部を添加した後、TKホモミキサー(特殊機化製)を使用し、回転数12,000rpmで10分間混合した。混合後、撹拌棒および温度計をセットした反応容器に混合液を投入し、50℃で10時間で脱溶剤および反応を行い、次いで濾別、乾燥を行い樹脂粒子(C−11’)を得た。
実施例1において、[アミノ変性シリコーン1(D−2)]を仕込まない以外は実施例1と同様の操作を行ったところ、樹脂粒子を得ることができなかった。樹脂(b)は分散槽T3の底面に付着していた。
実施例1〜8および比較例1〜3で得た樹脂粒子(C−1)〜(C−8)と(C−9’)〜(C−11’)をドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液(濃度0.1%)に分散してDNc、DVcをコールターカウンター[マルチタイザーIII(ベックマン・コールター社製)]で測定した。表面濡れ性は、文献(色材協会誌、第73[3]号、2000年、P132〜138 による)に記載の上記方法により測定した。その結果を表1に示す。
T2:微粒子分散液タンク
T3:分散槽(最高使用圧力20MPa、最高使用温度100℃、攪拌機つき)
T4:粒子回収槽(最高使用圧力20MPa、最高使用温度100℃)
F1:セラミックフィルター(メッシュ:0.5μm)
T5:溶剤トラップ
B1、B2:二酸化炭素ボンベ
P1、P2:溶液ポンプ
P3、P4:二酸化炭素ポンプ
V1:バルブ
V2:圧力調整バルブ
Claims (14)
- 樹脂(b)もしくは樹脂(b)の溶剤溶液、又は樹脂(b)の前駆体(b0)もしく
はその溶剤溶液を、液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散させ、圧力を減圧
にすることにより液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、樹脂
粒子を製造する方法において、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少
なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)と微粒子(A)を併用し、微粒子(A)が
樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ること
を特徴とする樹脂粒子の製造方法であって、微粒子(A)が、ジメチルシロキサン基及
びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含有する
液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散してなる分散媒体(X0)中に、樹脂
(b)の溶融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を分散して得られた樹脂粒子(C1)の分散
体(X1)を、圧力を減圧にすることにより分散体(X1)から液状又は超臨界状態の
二酸化炭素(X)を除去することにより、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子
(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする 樹脂粒子の製
造方法。 - 樹脂(b)もしくは樹脂(b)の溶剤溶液、又は樹脂(b)の前駆体(b0)もしく
はその溶剤溶液を、液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散させ、圧力を減圧
にすることにより液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、樹脂
粒子を製造する方法において、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少
なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)と微粒子(A)を併用し、微粒子(A)が
樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ること
を特徴とする樹脂粒子の製造方法であって、微粒子(A)が、ジメチルシロキサン基及
びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含有する
液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散してなる分散媒体(X0)中に、樹脂
(b)の前駆体(b0)又はその溶剤溶液を分散して得られた樹脂粒子(C2)の分散
体(X2)において、前駆体(b0)を重合反応の後、圧力を減圧にすることにより分
散体(X2)から液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、微粒
子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)
を得ることを特徴とする 樹脂粒子の製造方法。 - 樹脂(b)もしくは樹脂(b)の溶剤溶液、又は樹脂(b)の前駆体(b0)もしく
はその溶剤溶液を、液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散させ、圧力を減圧
にすることにより液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、樹脂
粒子を製造する方法において、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少
なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)と微粒子(A)を併用し、微粒子(A)が
樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ること
を特徴とする樹脂粒子の製造方法であって、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有す
る官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含有する、樹脂(b)の溶
融液又は樹脂(b)の溶剤溶液を、微粒子(A)が液状又は超臨界状態の二酸化炭素
(X)中に分散してなる分散媒体(X02)中に、分散して得られた樹脂粒子(C3)
の分散体(X3)を、圧力を減圧にすることにより分散体(X3)から液状又は超臨界
状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹
脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする 樹脂粒
子の製造方法。 - 樹脂(b)もしくは樹脂(b)の溶剤溶液、又は樹脂(b)の前駆体(b0)もしく
はその溶剤溶液を、液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散させ、圧力を減圧
にすることにより液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、樹脂
粒子を製造する方法において、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少
なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)と微粒子(A)を併用し、微粒子(A)が
樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ること
を特徴とする樹脂粒子の製造方法であって、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有す
る官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)を含有する、樹脂(b)の前
駆体(b0)又はその溶剤溶液を、微粒子(A)が液状又は超臨界状態の二酸化炭素
(X)中に分散してなる分散媒体(X02)中に、分散して得られた樹脂粒子(C4)
の分散体(X4)において、前駆体(b0)を重合反応の後、圧力を減圧にすることに
より分散体(X4)から液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、
微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子
(C)を得ることを特徴とする 樹脂粒子の製造方法。 - 樹脂(b)もしくは樹脂(b)の溶剤溶液、又は樹脂(b)の前駆体(b0)もしく
はその溶剤溶液を、液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散させ、圧力を減圧にすることにより液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、樹脂粒子を製造する方法において、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)と微粒子(A)を併用し、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法であって、樹脂(b)の溶剤溶液を分散して得られた分散体(X1)又は分散体(X3)に、さらに液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を混合して樹脂粒子(C1)又は樹脂粒子(C3)から溶剤を二酸化炭素の相に抽出し、溶剤を含む二酸化炭素をさらに(X)で置換した後、圧力を減圧にすることにより樹脂粒子(C1)又は樹脂粒子(C3)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法。 - 樹脂(b)の溶剤溶液を分散して得られた分散体(X1)又は分散体(X3)に、さ
らに液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を混合して樹脂粒子(C1)又は樹脂粒子
(C3)から溶剤を二酸化炭素の相に抽出し、溶剤を含む二酸化炭素をさらに(X)で
置換した後、圧力を減圧にすることにより樹脂粒子(C1)又は樹脂粒子(C3)を得
る請求項1又は3記載の製造方法。 - 樹脂(b)もしくは樹脂(b)の溶剤溶液、又は樹脂(b)の前駆体(b0)もしく
はその溶剤溶液を、液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散させ、圧力を減圧にすることにより液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、樹脂粒子を製造する方法において、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)と微粒子(A)を併用し、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法であって、樹脂(b)の前駆体(b0)の溶剤溶液を分散して得られた分散体(X2)又は分散体(X4)において前駆体(b0)を重合反応の後、分散体(X2)又は分散体(X4)に、さらに液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を混合して樹脂粒子(C2)又は樹脂粒子(C4)から溶剤を二酸化炭素の相に抽出し、溶剤を含む二酸化炭素をさらに(X)で置換した後、圧力を減圧にすることにより樹脂粒子(C2)又は樹脂粒子(C4)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法。 - 樹脂(b)の前駆体(b0)の溶剤溶液を分散して得られた分散体(X2)又は分散
体(X4)において前駆体(b0)を重合反応の後、分散体(X2)又は分散体(X4)に、さらに液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を混合して樹脂粒子(C2)又は樹脂粒子(C4)から溶剤を二酸化炭素の相に抽出し、溶剤を含む二酸化炭素をさらに(X)で置換した後、圧力を減圧にすることにより樹脂粒子(C2)又は樹脂粒子(C4)を得る請求項2又は4記載の製造方法。 - 樹脂(b)もしくは樹脂(b)の溶剤溶液、又は樹脂(b)の前駆体(b0)もしく
はその溶剤溶液を、液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散させ、圧力を減圧にすることにより液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、樹脂粒子を製造する方法において、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)と微粒子(A)を併用し、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法であって、樹脂(b)の酸価が1〜50であり、且つ、分散安定剤(D)がアミノ基を有することを特徴とする樹脂粒子の製造方法。 - 樹脂(b)の酸価が1〜50であり、且つ、分散安定剤(D)がアミノ基を有するこ
とを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。 - 樹脂(b)が、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及びエポキシ樹脂からなる群から
選ばれる少なくとも1種の樹脂である請求項1〜10のいずれか1項に記載の製造方法。 - 微粒子(A)が、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属珪酸塩、
金属窒化物、金属リン酸塩、金属ホウ酸塩、金属チタン酸塩、金属硫化物、炭素類から
なる群から選ばれる少なくとも1種の無機微粒子(A1)、ウレタン樹脂、エポキシ樹
脂、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フッ素
樹脂、シリコーン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の有機樹脂微粒子(A2
1)、長鎖脂肪酸の金属塩微粒子(A23)、又は無機微粒子(A1)、有機樹脂微粒
子(A21)及び長鎖脂肪酸の金属塩微粒子(A23)からなる群から選ばれる少なく
とも2種の混合物である請求項1〜11のいずれか1項に記載の製造方法。 - 樹脂(b)もしくは樹脂(b)の溶剤溶液、又は樹脂(b)の前駆体(b0)もしく
はその溶剤溶液を、液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)中に分散させ、圧力を減圧にすることにより液状又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を除去することにより、樹脂粒子を製造する方法において、ジメチルシロキサン基及びフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する分散安定剤(D)と微粒子(A)を併用し、微粒子(A)が樹脂(b)からなる樹脂粒子(B)の表面に付着されてなる樹脂粒子(C)を得ることを特徴とする樹脂粒子の製造方法であって、樹脂(b)の酸価が1〜50であり、且つ、微粒子(A)が、粒子表面にアミノ基を有することを特徴とする樹脂粒子の製造方法。 - 樹脂(b)の酸価が1〜50であり、且つ、微粒子(A)が、粒子表面にアミノ基を有することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の製造方法。
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