JP5300393B2 - 低吸湿性アクリル系重合体粒子の製造方法 - Google Patents
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Description
前記重合性モノマー100重量部に対して前記水溶性高分子が0.01〜0.2重量部使用することで平均粒子径0.01〜1μmの低吸湿性重合体粒子が得られることを見出し、本発明にいたった。
前記重合性モノマー100重量部に対して前記水溶性高分子が0.01〜0.2重量部使用される低吸湿性アクリル系重合体粒子の製造方法が提供される。
そのため、経時による分散性、流動性、帯電性等の物性が損なわれることがないことから、静電荷像現像に使用されるトナー用の添加剤として使用できる他、塗料や、インキ粘着剤用、接着剤用、人工大理石用等の添加剤、紙処理剤用、化粧品用等の充填材、クロマトグラフィーのカラム充填材、静電荷像現像に使用されるトナー用の添加剤、フィルム用のアンチブロッキング剤や、光拡散剤等として使用できる。
添加剤としては、光安定剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、消泡剤、増粘剤、熱安定剤、レベリング剤、滑剤、帯電防止剤等が挙げられる。
上記(メタ)アクリルエステル系モノマーを水性媒体中で乳化重合するに際して、該(メタ)アクリルエステル系モノマーを一括で投入すると、重合時に凝集が生じ、目的とする重合体粒子が得られにくくなる場合があるので、該(メタ)アクリルエステル系モノマーを滴下供給させることが好ましい。モノマーの滴下時間は、短すぎると、重合時に凝集が生じることがあり、長すぎると、重合開始剤が失活し、重合が完了しないことがあるため、30分〜4時間が好ましく、1〜3.5時間がより好ましい。
(平均粒子径)
ここでいう平均粒子径は、動的光散乱法あるいは光子相関法と呼ばれる方法を利用して測定した粒子径を意味する。すなわち、0.01〜0.5wt%に調製した重合体粒子の水系分散液に25℃においてレーザー光を照射し、重合体粒子から散乱される散乱光強度をマイクロ秒単位の時間変化で測定する。検出された重合体樹脂粒子に起因する散乱強度分布を正規分布に当てはめて、平均粒子径を算出するためのキュムラント解析法により求めた平均粒子径である。この種の平均粒子径は、市販の測定装置で簡便に測定可能であり、本実施例ではマルバーン社から市販されている「ゼータサイザーナノZS」を測定に使用している。
上述の市販の測定装置にはデータ解析ソフトが搭載されており、測定データを自動的に解析できる。
ここでいう水分吸着率は、重合体粒子を恒温恒湿環境下に所定時間保管し、保管前後の重量変化量から算出した値を意味する。すなわち、重合体粒子をあらかじめ55℃で24時間乾燥させ、この乾燥重合体粒子1gを温度20℃,かつ相対湿度80%の雰囲気下に1時間保管した後、重合体粒子の重量(g)を秤量する。この値をWとし、(1)式から算出して求めた値を重合体粒子の水分吸着率とした。
水分吸着率(%)=(W−1)×100・・・・(1)
ここでいう重合安定性は、得られた重合体粒子の水系分散液全量を目開き100μmのステンレスふるいに通し、ふるい上の残存物を50℃で24時間乾燥させた後、残存物の重量を秤量する。この値(Wa)より凝集物生成率を算出し((2)式)、得られた値が3%未満である場合は重合安定性が非常に優れている(◎)、3〜6%である場合は重合安定性が優れている(○)、6%を超える場合は重合安定性が悪い(×)と判断した。
凝集物生成率=(Wa/重合性モノマー使用量)×100・・・・(2)
5L容量のオートクレーブに、水3200重量部、硫酸基変性ポリビニルアルコール(L−3266)(日本合成化学社製ゴーセランL−3266)0.24重量部を供給し、250rpmの攪拌回転数で攪拌しつつ、80℃に加熱した。次に、過硫酸アンモニウム(和光純薬社製)6.4部を供給した後、メタクリル酸イソブチル(IBMA;エステル部炭素数4)(共栄社化学社製ライトエステルIB)560重量部、メタクリル酸ターシャリーブチル(TBMA;エステル部炭素数4)(共栄社化学社製ライトエステルTB)240重量部を3時間かけて滴下供給した。滴下終了後、さらに過硫酸アンモニウムを1.6部供給し、80℃にて2時間に亘って攪拌を続けながら乳化重合を行なった。その後、乳化液を室温まで冷却することで重合体粒子の水系分散液を得た。得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.28μmで、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は0.5%であった。さらに得られた重合体粒子の水系分散液をスプレードライヤーにて給気温度105℃、排気温度55℃で処理することで、重合体粒子が得られ、さらにこれをジェットミルで処理することで重合体粒子の粉末を得た。使用した原料の種類及び使用量を表1に示す。
得られた重合体粒子の水分吸着率は0.29%であり、低吸湿性に優れていた。
滴下供給時間を1時間とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.32μmであり、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は1.5%であった。水分吸着率は0.30%であり、低吸湿性に優れていた。
硫酸基変性ポリビニルアルコール(L−3266)(日本合成化学社製ゴーセランL−3266)1.2重量部とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.26μmであり、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は0.5%であった。水分吸着率は0.44%であり、低吸湿性に優れていた。
メタクリル酸ターシャリーブチルの代わりにメタクリル酸n−ブチル(NBMA;エステル部炭素数4)(共栄社化学社製ライトエステルNB)とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.38μmであり、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は1.2%であった。水分吸着率は0.32%であり、低吸湿性に優れていた。
メタクリル酸ターシャリーブチルの代わりにメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA;エステル部炭素数6)(共栄社化学社製ライトエステルCH)とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.42μmであり、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は1.4%であった。水分吸着率は0.31%であり、低吸湿性に優れていた。
硫酸基変性ポリビニルアルコールの代わりにアミノ基変性ポリビニルアルコール(クラレ社製CM−318)、過硫酸アンモニウムの代わりに2、2−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩化水素(和光純薬工業社性V−50)とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.53μmであり、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は0.9%であった。水分吸着率は0.38%であり、低吸湿性に優れていた。
メタクリル酸イソブチル(IBMA;エステル部炭素数4)(共栄社化学社製ライトエステルIB)560重量部の代わりに同480重量部、メタクリル酸ターシャリーブチル(TBMA;エステル部炭素数4)(共栄社化学社製ライトエステルTB)240重量部の代わりに同320重量部とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.35μmであり、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は1.4%であった。水分吸着率は0.38%であり、低吸湿性に優れていた。
メタクリル酸ターシャリーブチルの代わりにメタクリル酸メチル(MMA;エステル部炭素数1)(共栄社化学社製ライトエステルM)とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.22μmであり、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は0.9%であった。水分吸着率は0.51%であり、低吸湿性に優れていた。
メタクリル酸ターシャリーブチルの代わりにメタクリル酸メチル(MMA;エステル部炭素数1)(共栄社化学社製ライトエステルM)、およびモノマーを滴下供給せずに一括投入とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.27μmであり、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は5.1%であった。水分吸着率は0.51%であり、低吸湿性に優れていた。
メタクリル酸イソブチル560重量部の代わりに同240重量部、メタクリル酸ターシャリーブチル240重量部の代わりにメタクリル酸メチル560重量部とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.27μmであったが、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は0.5%であった。水分吸着率は0.65%であり、低吸湿性に優れるものではなかった。
メタクリル酸イソブチルの代わりにメタクリル酸ステアリル(SMA;エステル部炭素数18)とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は10.1%と重合安定性が悪く、目的とする重合体粒子は得られなかった。
硫酸基変性ポリビニルアルコール0.04重量部とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は6.2%と重合安定性が悪く、目的とする重合体粒子は得られなかった。
硫酸基変性ポリビニルアルコール2.4重量部とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.31μm、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は0.6%であったが、水分吸着率は0.62%であり、低吸湿性に優れるものではなかった。
メタクリル酸イソブチル560重量部、メタクリル酸ターシャリーブチル(TBMA)240重量部の代わりにメタクリル酸メチル800重量部とした以外は実施例1と同様の方法で行った。
得られた水系分散液中の重合体粒子の平均粒子径は0.24μm、100μmメッシュ濾過により評価した凝集物生成率は0.6%であった。であったが、水分吸着率は1.8%であり、低吸湿性に優れるものではなかった。
Claims (5)
- 20℃かつ相対湿度80%雰囲気下における水分吸着率が0.6%以下である低吸湿性アクリル系重合体粒子の製造方法であって、
エステル部の炭素数が3以上10以下である(メタ)アクリルエステル系モノマー50重量%以上を含む重合性モノマーを水性媒体中、変性ポリビニルアルコール、及び重合開始剤の存在下で乳化重合させて重合体粒子を得る工程を含み、
前記変性ポリビニルアルコールが、硫酸基変性ポリビニルアルコール、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール及びアミノ基変性ポリビニルアルコールからなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記重合性モノマー100重量部に対して前記変性ポリビニルアルコールが0.01〜0.2重量部使用されることを特徴とする低吸湿性アクリル系重合体粒子の製造方法。 - 前記重合性モノマーが(メタ)アクリル酸エステル系モノマーである請求項1に記載の低吸湿性アクリル系重合体粒子の製造方法。
- 前記重合性モノマーを水性媒体中で滴下して重合する請求項1に記載の低吸湿性アクリル系重合体粒子の製造方法。
- 前記変性ポリビニルアルコールが、前記重合性モノマー100重量部に対して0.03〜0.15重量部使用される請求項1記載の低吸湿性アクリル系重合体粒子の製造方法。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の方法で得られた(メタ)アクリル酸エステル系重合体粒子であって、
平均粒子径0.01〜1.0μm、かつ20℃かつ相対湿度80%雰囲気下における水分吸着率が0.6%以下で、
静電荷像現像に使用されるトナー用の添加剤に使用される低吸湿性アクリル系重合体粒子。
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