JP5785261B2 - 樹脂粒子集合体、その製造方法、およびその用途 - Google Patents

樹脂粒子集合体、その製造方法、およびその用途 Download PDF

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Description

本発明は、ビニル系単量体の重合体からなる樹脂粒子が複数、集合することによって形成された樹脂粒子集合体であって、例えば、液晶表示装置の構成要素として用いられる光拡散板、光学フィルム(防眩フィルム、光拡散フィルム等)、照明カバー等のような光拡散性部材を構成する光拡散剤として好適に使用できる樹脂粒子集合体、その製造方法、およびその用途(光拡散性樹脂組成物、コーティング用組成物、光学フィルム、および外用剤)に関するものである。
従来より、アクリル系架橋樹脂粒子やスチレン系架橋樹脂粒子は、照明カバー、液晶表示装置の光拡散フィルム、光拡散板等の光拡散性部材に配合される光拡散剤;塗料用艶消し剤等として一般的に使用されている。これら樹脂粒子に光拡散機能や艶消し機能等といった機能を発現させるためには、これら樹脂粒子を光拡散フィルムに配合する場合や、これら樹脂粒子を塗料用艶消し剤として使用する場合には、樹脂粒子をバインダー樹脂溶液中に分散させた分散液を基材上にコーティングして、表面(光拡散フィルム表面または塗膜表面)に凹凸を形成させる。この場合、表面の凹凸によって光拡散機能や艶消し機能が得られる。一方、これら樹脂粒子を照明カバーや光拡散板(光拡散層)などの光拡散性部材に配合する場合には、ポリカーボネート、ポリスチレン等の透明基材樹脂中に樹脂粒子を練り込んで混合物とし、その混合物を押出成形や射出成形などにより、成形体に成形する。この成形体は、光拡散性部材表面の凹凸や、透明基材と樹脂粒子との屈折率差を利用して、光拡散機能を発揮し、光拡散部材として機能する。
優れた光拡散性や艶消し等の特性を持つ樹脂粒子としては、比較的粒子径の小さな樹脂粒子が求められる。しかしながら、粒子径の小さな樹脂粒子は、粉塵が舞いやすいこと、流動性が悪いことなどから、取り扱いにくい。そこで、噴霧乾燥などを用いて複数の樹脂粒子を集合(凝集)させて樹脂粒子集合体とすることで、取り扱い易くすることが行われている。
例えば、特許文献1には、ジビニルベンゼンまたはトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートと非架橋性単量体とからなるビニル系単量体混合物を重合して得られた架橋重合体微粒子で構成される微粒子集合体が記載されている。
また、特許文献2には、塩化ビニルと、エチレンと、アクリルアミド等の共重合可能な官能性モノマーとからなる共重合体分散物を、無機質体質顔料等の抗拮抗剤の存在下に噴霧乾燥してなる、水に再分散可能な粉末組成物が記載されている。
また、特許文献3には、単官能単量体と多官能単量体とを含む単量体混合物からなる重合体粒子と、界面活性剤と、無機粉末と、水性媒体とを含むスラリーを噴霧乾燥させることで得られた重合体粒子集合体が記載されている。
特開2000−53720号公報 特開昭58−74724号公報 特開2010−138365号公報
しかしながら、特許文献1に記載の微粒子集合体は、「架橋重合体微粒子が相互に連結してなる」「粒子間の融着を起こす」などと記載されており、一次粒子またはそれに近い状態への分散性が悪く、架橋重合体微粒子同士が融着しているものと考えられる。特許文献1の発明は、その目的の一つが「強度の高い微粒子集合体を提供すること」と記載されており、原料の架橋重合体微粒子を融着させて容易に一次粒子に分散しないことが特徴であると考えられ、本発明とは目的が異なる。このため、特許文献1に記載の微粒子集合体を、例えば粉砕によって一次粒子にしようとしても、きれいな一次粒子に粉砕することは難しい。
また、特許文献2に記載の粉末組成物は、それを構成する重合体粉末が架橋構造を持たないため、噴霧乾燥時に重合体粉末間の融着が起こりやすいと考えられる。そのため、特許文献2に記載の粉末組成物も、光拡散剤、塗料用艶消し剤等の配合剤として用いた場合に、一次粒子またはそれに近い状態まで分散しにくく、目的の光拡散性、艶消し性等の特性が得られないという問題があった。
また、特許文献3に記載の重合体粒子集合体は、重合体粒子間に融着はないものの、単官能単量体と多官能単量体との合計100質量部に対して1質量部以上の無機粉末を含むために、光透過性が良好でないという問題があった。
本発明は、前記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的の1つは、一次粒子またはそれに近い状態に容易に分散し、かつ、良好な光透過性を有する樹脂粒子集合体を提供することにある。
本発明の他の目的は、良好な光拡散性および光透過性を有する光拡散性樹脂組成物および光学フィルムと、良好な光拡散性および光透過性を有するか、あるいは良好な艶消し性を有するコーティング用組成物と、良好なソフトフォーカス効果(皺を目立たなくする効果)および光透過性を有するか、あるいは良好な艶消し性を有する外用剤とを提供することにある。
また、特許文献3の実施例では、20質量%程度という比較的低い固形分濃度を有するスラリーを噴霧乾燥することによって、重合体粒子集合体を得ている。そのため、噴霧乾燥によって蒸発させる水の量が多いので、噴霧乾燥にかかる時間が長く、製造効率が良くない。また、特許文献3の実施例の製造方法によれば、噴霧乾燥に用いるスラリーの固形分濃度が低いので、噴霧乾燥時の1つの液滴中において、樹脂粒子の割合が少なく、水の割合が多い。噴霧乾燥の際、前記液滴は、その大きさのままで乾燥されて樹脂粒子集合体になると考えられる。このため、特許文献3の実施例の製造方法によれば、1つの樹脂粒子集合体に含まれる樹脂粒子の量が少なく、樹脂粒子集合体中における空隙の割合が多くなる。その結果、特許文献3の実施例の製造方法で得られる樹脂粒子集合体は、変形し易く、球状と異なる形状になり易いので、取り扱いにくい。
また、特許文献3の比較例6には、無機粒子を使用しなかった場合には、重合中に凝集がみられ、重合体粒子集合体を製造することができなかったことが記載されている。つまり、特許文献3に記載の重合体粒子集合体の製造方法では、無機粒子が必要であり、光透過性が良好な樹脂粒子集合体を製造することができない。
本発明のさらに他の目的は、取り扱い易い樹脂粒子集合体を効率良く製造することができ、光透過性に影響するような量の無機成分を使用しなくとも樹脂粒子集合体を得ることができる製造方法を提供することにある。
本発明の樹脂粒子集合体は、前記の課題を解決するために、ビニル系単量体の重合体からなる樹脂粒子が複数、集合することによって形成された樹脂粒子集合体であって、前記樹脂粒子100質量部と、界面活性剤1〜5質量部とを含み、前記樹脂粒子は、前記樹脂粒子の全質量に対して9〜50質量%の架橋性単量体で架橋されており、前記樹脂粒子集合体中における無機成分の含有量が0.5質量%以下であり、前記樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、前記樹脂粒子集合体を水に分散させた分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1が15以下であり、前記体積平均粒子径D2は、前記樹脂粒子集合体0.50gと水50gとを混合し、これらの混合物に出力400W、周波数20kHzの超音波分散機を用いて超音波を10分間照射することにより分散液を得た後、前記樹脂粒子の屈折率に合わせた光学モデルを使用して粒子の体積平均粒子径を算出するレーザー回折散乱法粒度分布測定装置により、前記分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径を測定する測定方法で測定されたものであることを特徴としている。
前記構成によれば、前記樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、前記樹脂粒子集合体を水に分散させた分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1が15以下であるので、前記樹脂粒子集合体は、水に分散させたときに一次粒子またはそれに近い状態に容易に分散する特性を備えている。これは、前記樹脂粒子集合体を光拡散剤、塗料用艶消し剤等の配合剤として他の成分と混合したときに、前記樹脂粒子集合体が一次粒子またはそれに近い状態まで容易に分散することを示している。なお、樹脂粒子同士が融着している従来の樹脂粒子集合体は、水に分散させても、ほぼそのままに近い状態となるので、体積平均粒子径D2は、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径とほぼ同程度で15より大きい値(例えば28〜32程度)となる。
また、前記構成の樹脂粒子集合体は、樹脂粒子100質量部に対して1〜5質量部の界面活性剤を含んでいるので、樹脂粒子間の融着を抑制することができる。また、前記構成によれば、前記樹脂粒子は、前記樹脂粒子の全質量に対して9〜50質量%の架橋性単量体で架橋されているので、硬い。その結果、樹脂粒子集合体製造時に樹脂粒子間の融着が起こることが抑制される。
また、前記構成の樹脂粒子集合体は、無機成分の含有量が0.5質量%以下であるので、良好な光透過性を有している。
したがって、本発明の構成によれば、一次粒子またはそれに近い状態に容易に分散し、かつ、良好な光透過性を有する樹脂粒子集合体を提供できる。
本発明の樹脂粒子集合体の製造方法は、前記の課題を解決するために、第1のビニル系単量体の重合体からなる種粒子に第2のビニル系単量体を吸収させ、第2のビニル系単量体を重合させるシード重合法によって樹脂粒子を得るシード重合工程と、得られた樹脂粒子100質量部と、界面活性剤1〜5質量部と、水性媒体とを含むスラリーを、前記スラリーが噴霧されて導入されるスラリー入口および前記樹脂粒子集合体が排出される粉体出口を備える噴霧乾燥機により、スラリー入口の温度が80℃〜220℃の範囲内、粉体出口の温度が40℃〜100℃の範囲内の条件で噴霧乾燥する噴霧乾燥工程とを含み、前記第2のビニル系単量体の重合時に、水溶性高分子を使用せず、前記樹脂粒子が、前記樹脂粒子100質量%に対して9〜50質量%の架橋性単量体を含み、前記スラリーの固形分濃度が24〜40質量%の範囲内であることを特徴としている。
前記方法によれば、噴霧乾燥に用いるスラリーの固形分濃度が高いので、噴霧乾燥によって蒸発させる水の量が少ないので、噴霧乾燥にかかる時間が短く、製造効率を向上できる。
また、前記方法によれば、噴霧乾燥に用いるスラリーの固形分濃度が高いので、噴霧乾燥時の1つの液滴(噴霧されたスラリー)中において、樹脂粒子の割合が多く、水の割合が少ない。噴霧乾燥の際、前記液滴は、その大きさのままで乾燥されて(水分等が除去されて)樹脂粒子集合体になると考えられる。そのため、前記方法によれば、1つの樹脂粒子集合体に含まれる樹脂粒子の量が多く(充填率が高く)なり、樹脂粒子集合体中における空隙の割合が少なくなる。その結果、得られる樹脂粒子集合体は、変形しにくく、また、球状またはそれに近い形状であるため、取り扱い易い。
また、前記方法によれば、前記第2のビニル系単量体が、前記樹脂粒子100質量%に対して9〜50質量%の架橋性単量体を含み、かつ、前記スラリーの固形分濃度が24〜40質量%の範囲内であるので、光透過性に影響するような樹脂粒子集合体100質量部に対して0.5質量部を超える量の無機粒子を使用しなくとも、重合中に凝集が起こって樹脂粒子が得られなくなることを回避でき、樹脂粒子集合体を製造できる。したがって、光透過性が良好な樹脂粒子集合体を製造することができる。
以上のことから、本発明の方法によれば、取り扱い易い樹脂粒子集合体を効率良く製造することができ、光透過性に影響するような量の無機成分を使用しなくとも樹脂粒子集合体を得ることができる。
また、前記方法によれば、前記樹脂粒子が、樹脂粒子100質量部に対して1〜5質量部の界面活性剤を含んでいるので、噴霧乾燥時に樹脂粒子同士が融着することを抑制することができる。また、前記方法によれば、前記樹脂粒子は、前記樹脂粒子の全質量に対して9〜50質量%の架橋性単量体で架橋されているので、硬い。その結果、噴霧乾燥時に樹脂粒子同士が融着することを抑制することができる。また、前記方法によれば、前記第2のビニル系単量体の重合時に、水溶性高分子を使用しないので、噴霧乾燥時に、水溶性高分子が樹脂粒子同士を連結してしまうことを回避できる。また、前記方法によれば、スラリー入口の温度が80℃〜220℃の範囲内、粉体出口の温度が40℃〜100℃の範囲内の条件で噴霧乾燥を行うので、樹脂粒子同士が融着することを抑制することができる。したがって、本発明の方法によれば、樹脂粒子同士の融着が抑制された樹脂粒子集合体を得ることができる。
また、前記方法によれば、シード重合法を用いているので、粒子径の揃った樹脂粒子で構成された樹脂粒子集合体を容易に得ることができる。
本発明の光拡散性樹脂組成物は、前記の課題を解決するために、透明基材樹脂と、本発明の樹脂粒子集合体とを混合してなることを特徴としている。
前記構成の光拡散性樹脂組成物は、本発明の樹脂粒子集合体を混合しているので、前記樹脂粒子集合体が一次粒子またはそれに近い状態となって分散しているために光拡散性を向上でき、かつ、光透過性の低下を抑制できる。
本発明のコーティング用組成物は、前記の課題を解決するために、本発明の樹脂粒子集合体を配合してなることを特徴としている。
前記構成のコーティング用組成物は、本発明の樹脂粒子集合体を混合しているので、前記樹脂粒子集合体が一次粒子またはそれに近い状態となって分散しており、透明コーティング用組成物の場合には良好な光拡散性および光透過性を有し、塗料等のような不透明コーティング用組成物の場合には良好な艶消し性を有する。
本発明の光学フィルムは、前記の課題を解決するために、前記コーティング用組成物を基材フィルム上にコーティングして得られることを特徴としている。これにより、良好な光拡散性および光透過性を有する光学フィルムを実現できる。
本発明の外用剤は、前記の課題を解決するために、本発明の樹脂粒子集合体を配合してなることを特徴としている。
前記構成の外用剤は、本発明の樹脂粒子集合体を混合しているので、前記樹脂粒子集合体が一次粒子またはそれに近い状態となって分散しており、透明外用剤の場合には良好なソフトフォーカス効果および光透過性を有し、不透明外用剤の場合には良好な艶消し性を有する。
以上のように、本発明によれば、取り扱い易い樹脂粒子集合体を効率良く製造することができ、また、無機成分の含有率が低い樹脂粒子集合体を製造するのに適した樹脂粒子集合体の製造方法、良好な光拡散性および光透過性を有する光拡散性樹脂組成物、良好な光拡散性および光透過性を有する光学フィルム、良好な光拡散性および光透過性を有するか、あるいは良好な艶消し性を有するコーティング用組成物、および、良好なソフトフォーカス効果(皺を目立たなくする)および光透過性を有するか、あるいは良好な艶消し性を有する外用剤を提供できる。
本発明の一実施例に係る樹脂粒子集合体の走査型電子顕微鏡(SEM)像である。 本発明の他の実施例に係る樹脂粒子集合体のSEM像である。
〔樹脂粒子集合体〕
本発明の樹脂粒子集合体は、ビニル系単量体の重合体からなる樹脂粒子(一次粒子)が複数、集合(凝集)することによって形成された樹脂粒子集合体であって、前記樹脂粒子100質量部と、界面活性剤1〜5質量部とを含み、前記樹脂粒子は、前記樹脂粒子の全質量に対して9〜50質量%の架橋性単量体で架橋されており、前記樹脂粒子集合体中における無機成分の含有量が0.5質量%以下であり、前記樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、前記樹脂粒子集合体を水に分散させた分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1が15以下である樹脂粒子集合体である。ここで、前記体積平均粒子径D2は、前記樹脂粒子集合体0.50gと水50gとを混合し、これらの混合物に出力400W、周波数20kHzの超音波分散機を用いて超音波を10分間照射することにより分散液を得た後、前記樹脂粒子の屈折率に合わせた光学モデルを使用して粒子の体積平均粒子径を算出するレーザー回折散乱法粒度分布測定装置により、前記分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径を測定する測定方法で測定されたものである。
前記の比D2/D1は、11以下であることがより好ましい。これにより、一次粒子またはそれに極めて近い状態に容易に分散する樹脂粒子集合体を実現できる。
本発明の樹脂粒子集合体は、前記樹脂粒子集合体を水に分散させた分散液中に含まれる粒子中における、前記樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3よりも大きい粒子径を有する粒子の割合が1体積%以下であることが好ましい。この場合、前記樹脂粒子集合体は、水に分散させたときに、99体積%以上が、より小さい粒子径の粒子に分散する特性を備えている。これは、前記樹脂粒子集合体を光拡散剤、塗料用艶消し剤等の配合剤として他の成分と混合したときに、前記樹脂粒子集合体が一次粒子またはそれに近い状態まで容易に分散することを示している。したがって、この場合、一次粒子またはそれに近い状態へさらに容易に分散する樹脂粒子集合体を実現できる。
ここで、前記樹脂粒子集合体を水に分散させた分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3よりも大きい粒子径を有する粒子の割合は、前記樹脂粒子集合体0.50gと水50gとを混合し、これらの混合物に出力400W、周波数20kHzの超音波分散機を用いて超音波を10分間照射することにより分散液を得た後、前記樹脂粒子の屈折率に合わせた光学モデルを使用して粒子の体積平均粒子径を算出するレーザー回折散乱法粒度分布測定装置により、前記分散液中に含まれる粒子の体積基準の粒度分布を測定し、測定された体積基準の粒度分布と前記樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3とから前記割合を算出する測定方法で測定されたものである。また、前記樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3は、レーザー回折散乱法により測定された算術平均の体積平均粒子径、具体的には〔実施例〕の項に記載の測定方法で測定された値を指すものとする。
前記ビニル系単量体は、単官能性ビニル系単量体と前記架橋性単量体とからなっている。
本発明で用いられる前記単官能性ビニル系単量体は、重合可能なアルケニル基(広義のビニル基)を1分子中に1つ有する化合物である。前記単官能性ビニル系単量体としては、例えば、芳香族ビニル単量体;(メタ)アクリル酸エステル単量体、ハロゲン化ビニル単量体、シアン化ビニル系単量体等が使用できる。前記芳香族ビニル単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類(スチレン系単量体)等が使用できる。前記(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ペンチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキル等が使用できる。これら単官能性ビニル系単量体は、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。これら単官能性ビニル系単量体のうち、スチレン類および(メタ)アクリル酸アルキル((メタ)アクリル酸アルキル系単量体)から選ばれる少なくとも1種の単量体が好ましく、スチレンおよびアルキル基の炭素数が1〜4である(メタ)アクリル酸アルキルから選ばれる少なくとも1種の単量体がより好ましい。これにより、良好な全光線透過率を有する樹脂粒子集合体を実現できる。単官能性ビニル系単量体が、アルキル基の炭素数が5以上の(メタ)アクリル酸アルキルである場合、樹脂粒子が融着しやすくなり、一次粒子になりにくくなるため、好ましくない
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」はアクリルまたはメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」はアクリレートまたはメタクリレートを意味するものとする。
前記樹脂粒子を架橋している前記架橋性単量体は、重合可能なアルケニル基(広義のビニル基)を1分子中に複数有する化合物である。前記架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン等のスチレン系架橋性単量体;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル系架橋性単量体等が挙げられる。前記架橋性単量体としては、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、およびトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートの少なくとも1種の単量体が好ましい。これにより、樹脂粒子集合体を構成する樹脂粒子が硬くなるので、樹脂粒子同士の融着をさらに抑制できる。また、樹脂粒子の強度、耐熱性、および耐溶剤性を向上できる。
前記樹脂粒子を架橋している前記架橋性単量体の量は、樹脂粒子の全質量(単官能性ビニル系単量体の質量と、架橋性単量体の質量と、重合開始剤の質量と、必要に応じて用いられる重合反応に関与する添加剤(連鎖移動剤等)の質量と、必要に応じて用いられる種粒子の質量との合計に等しい)に対して、9〜50質量%の範囲内である。前記架橋性単量体の量が樹脂粒子の全質量に対して9質量%未満である場合には、加熱時に樹脂粒子が柔らかくなるので、樹脂粒子を製造するための樹脂粒子の乾燥時に樹脂粒子同士が融着する。前記架橋性単量体の量が樹脂粒子の全質量に対して50質量%を超える場合には、樹脂粒子を製造するための重合時に樹脂粒子が凝集し、目的とする樹脂粒子集合体が得られなくなる。また、前記架橋性単量体の量は、樹脂粒子の全質量に対して、20〜50質量%であることがより好ましい。これにより、乾燥時の樹脂粒子同士の融着および重合時の樹脂粒子の凝集をさらに抑制できる。
本発明の樹脂粒子集合体を構成する界面活性剤としては、特に限定されるものではなく、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、および両性イオン性界面活性剤の何れをも使用することができる。
前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等のジアルキルスルホコハク酸塩;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシアルキレンアリールエーテルリン酸ナトリウム等のリン酸エステル塩;オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油カリ等の脂肪酸油;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;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。
前記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トリデシルエーテル等の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スチレン化フェニルエーテル、アルキレン基の炭素数が3以上であるポリオキシアルキレントリデシルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル、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、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン等のポリオキシエチレン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共重合体等が挙げられる。
前記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。
前記両性イオン性界面活性剤としては、ラウリルジメチルアミンオキサイドや、リン酸エステル系又は亜リン酸エステル系界面活性剤が挙げられる。
本発明の樹脂粒子集合体を構成する界面活性剤としては、これら界面活性剤のうち、アニオン性界面活性剤およびノニオン性界面活性剤の少なくとも一方を用いることが好ましい。さらには、アニオン性界面活性剤として、リン酸エステル塩およびスルホコハク酸塩が好ましく、ノニオン性界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルおよびポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルが好ましい。また、前記界面活性剤は、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記界面活性剤の含有量は、前記樹脂粒子100質量部に対して1〜5質量部の範囲内である。前記界面活性剤の含有量が、前記樹脂粒子100質量部に対して1質量部未満であると、樹脂粒子同士の融着を抑制する効果が不十分となるので、好ましくない。前記界面活性剤の含有量が、前記樹脂粒子100質量部に対して5質量部を超えると、前記界面活性剤の量に見合った効果が得られなくなるため、好ましくない。
本発明の樹脂粒子集合体中における無機成分の含有量は、実質的に0(検出限界未満)であることがより好ましいが、0.5質量%以下であれば許容される。前記無機成分としては、例えば、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、コロイダルシリカ等の無機粉末;第三リン酸カルシウム、水酸化マグネシウム、ピロリン酸マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ等の難水溶性無機塩等が挙げられる。
本発明の樹脂粒子集合体を構成する樹脂粒子を得るための重合方法としては、特に限定されないが、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、シード重合法などの方法を用いることができる。これら重合方法の中で、一般に粒度分布が広くなる懸濁重合法以外の方法がが好ましく、好ましい体積平均粒子径(0.1〜2.0μm)および好ましい粒度分布(変動係数20%以下)を有し、樹脂粒子の全質量に対して9〜50質量%の架橋性単量体で架橋された樹脂粒子を容易に得ることができることから、シード重合法が最も好ましい。前記シード重合法は、第1のビニル系単量体の重合体からなる種粒子に第2のビニル系単量体を吸収させ、第2のビニル系単量体を重合させるものである。前記種粒子は、特に限定されないが、(メタ)アクリル系樹脂粒子であることが好ましい。また、前記種粒子は、非架橋であることがより好ましい。
また、一般的な樹脂粒子の製造方法では、重合安定性を向上させるために、ポリビニルアルコールやポリビニルピロリドン等の水溶性高分子を分散安定剤として使用して重合を行うことがある。しかしながら、樹脂粒子を製造するための重合時に水溶性高分子を使用した場合、水溶性高分子がバインダーとして機能し、樹脂粒子の噴霧乾燥時に、水溶性高分子が樹脂粒子と融着して樹脂粒子同士を連結してしまうために、目的とする一次粒子またはそれに近い状態に分散し易い樹脂粒子集合体が得られなくなることがある。そのため、本発明の樹脂粒子集合体を構成する樹脂粒子は、水溶性高分子を使用しない重合によって製造されることが好ましい。また、無機の分散安定剤を用いる懸濁重合法等の重合法は、樹脂粒子集合体中に無機の分散安定剤がそのまま残り、樹脂粒子の光透過率を低下させることがあるので、好ましくない。

種粒子の質量平均分子量(Mw)は、50,000以下であることが好ましい。種粒子の質量平均分子量が50,000を超える場合、種粒子が第2のビニル系単量体を吸収しにくくなり、得られる樹脂粒子の粒度分布が広がってしまう。樹脂粒子の粒度分布が広がると、粒子同士の接触箇所が増えるため、樹脂粒子間の融着が起こり易くなり、樹脂粒子集合体が一次粒子またはそれに近い状態に分散しにくくなる。また、樹脂粒子の粒度分布が広がると、本発明の樹脂粒子集合体を他の成分と混合したときに、樹脂粒子の光拡散性や艶消し等の特性が不均一となり易い。
種粒子は、非架橋粒子または微架橋粒子(溶媒に溶解できる程度に架橋された粒子)であることが好ましい。種粒子が溶媒に溶解しないほどに架橋されている場合、種粒子が吸収するビニル系単量体の量が少なくなり、さらには樹脂粒子がコアシェル状になる(種粒子が球形を保つ)、樹脂粒子が変形するなど、粒子内部が均一で球状の粒子を得るためには好ましくない。
樹脂粒子を構成するビニル系単量体の全質量に対する種粒子の割合、すなわち樹脂粒子の全質量に対する種粒子の割合は、10質量%以下であることが好ましい。種粒子が非架橋または微架橋である場合、樹脂粒子の全質量に対する種粒子の割合が10質量%を超えると、ガラス転移温度の低い種粒子が、樹脂粒子の乾燥時に溶融して、樹脂粒子同士を融着させる要因となるため、好ましくない。なお、樹脂粒子の全質量に対する種粒子の割合は、樹脂粒子中の種粒子を溶媒で溶解させることによって分析できる。
本発明の樹脂粒子集合体を構成する樹脂粒子の体積平均粒子径D1は、0.1〜2.0μmの範囲内であることが好ましく、0.3〜1.5μmの範囲内であることがより好ましく、0.5〜1.0μmの範囲内であることがさらに好ましい。樹脂粒子の体積平均粒子径D1が0.1μm未満の場合、光透過性等の特性が低下することがある。樹脂粒子の体積平均粒子径D1が2.0μmより大きい場合、光拡散性や艶消し等の特性が低下したり、所望の光拡散性や艶消し等の特性を得るために多量の樹脂粒子集合体の使用が必要となったりすることがある。
本発明の樹脂粒子集合体を構成する樹脂粒子の粒子径の変動係数は、20%以下であることが好ましい。樹脂粒子は、体積平均粒子径D1が0.1〜2.0μmの範囲内であるり、かつ、粒子径の変動係数が20%以下であることがより好ましい。これにより、本発明の樹脂粒子集合体を他の成分と混合したときに、樹脂粒子の光拡散性や艶消し等の特性が均一となる。また、粒子同士が接触したときにおける粒子間の空隙が広くなるので、樹脂粒子間の融着が起こりにくくなり、樹脂粒子集合体が一次粒子またはそれに近い状態に分散し易くなる。なお、前記変動係数は、体積基準の粒度分布の変動係数、具体的には〔実施例〕の項で説明する測定方法で測定された値を指すものとする。
〔樹脂粒子集合体の製造方法〕
次に、本発明の樹脂粒子集合体を製造するのに適した方法である、本発明の製造方法について説明する。本発明の製造方法は、第1のビニル系単量体の重合体からなる種粒子に第2のビニル系単量体を吸収させ、第2のビニル系単量体を重合させるシード重合法によって樹脂粒子を得るシード重合工程と、得られた樹脂粒子100質量部と、界面活性剤1〜5質量部と、水性媒体とを含むスラリーを、前記スラリーが噴霧されて導入されるスラリー入口および前記樹脂粒子集合体が排出される粉体出口を備える噴霧乾燥機により、スラリー入口の温度が80℃〜220℃の範囲内、粉体出口の温度が40℃〜100℃の範囲内の条件で噴霧乾燥する噴霧乾燥工程とを含み、前記第2のビニル系単量体の重合時に、水溶性高分子を使用せず、前記樹脂粒子が、前記樹脂粒子100質量%に対して9〜50質量%の架橋性単量体を含み、前記スラリーの固形分濃度が24〜40質量%の範囲内である。
前記第1のビニル系単量体および第2のビニル系単量体としては、前述したビニル系単量体を用いることができるが、前記第1のビニル系単量体が、前記架橋性単量体を含まず、前記単官能性ビニル系単量体のみからなる一方、前記第2のビニル系単量体が、前記単官能性ビニル系単量体と前記架橋性単量体とからなっていることが好ましい。前記第1のビニル系単量体としては、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体または芳香族ビニル単量体が好ましく、前記(メタ)アクリル酸アルキルまたはスチレンがより好ましく、前記のアルキル基の炭素数が1〜4である(メタ)アクリル酸アルキルであることがさらに好ましい。
前記界面活性剤および水性媒体は何れも、第2のビニル系単量体の重合後に添加してもよく、第2のビニル系単量体の重合前に添加してもよいが、第2のビニル系単量体の重合前に添加する方が好ましい。したがって、第2のビニル系単量体を、界面活性剤を含む水性媒体中に分散させて重合させ、重合後の反応液を水の除去なしに噴霧乾燥工程に用いることが好ましい。これにより、効率良く樹脂粒子集合体を製造できる。
前記水性媒体としては、特に限定されず、例えば、水、水と水溶性有機媒体(メタノール、エタノール等の低級アルコール(炭素数5以下のアルコール))との混合媒体が挙げられる。水性媒体の使用量は、樹脂粒子の安定化を図るために、通常、第2のビニル系単量体100質量部に対して、100〜1000質量部の範囲内である。
水性媒体中における第2のビニル系単量体の重合は、第2のビニル系単量体が球状滴として分散された水性懸濁液を攪拌することによって行うことが好ましい。その攪拌は、例えば、球状滴の浮上や重合後の粒子の沈降を防止できる程度に緩く行えばよい。
第2のビニル系単量体の重合温度は、30〜100℃の範囲内であることが好ましく、40〜80℃の範囲内であることがより好ましい。この重合温度を保持する時間は、0.1〜20時間の範囲内が好ましい。
第2のビニル系単量体の重合時には、通常、重合開始剤を用いる。前記重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、tert−ブチルパーオキシイソブチレート等の過酸化物類;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−メチルプロピオネート)等のアゾ類;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過酸化塩類等が挙げられる。
なお、第2のビニル系単量体の重合に使用する重合開始剤は界面活性剤濃度が臨界ミセル濃度以上である場合、過酸化ベンゾイル、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル等の油溶性重合開始剤を使用するのが好ましい。第2のビニル系単量体の重合では、油溶性重合開始剤を使用した場合、過硫酸カリウムなどの水溶性重合開始剤を使用した場合と比較して、目的とする樹脂粒子以外の新粒子が発生することを抑制できる。
重合開始剤の使用量は、第2のビニル系単量体100質量部に対して、0.01〜10質量部の範囲内であることが好ましく、0.01〜5質量部の範囲内であることがより好ましい。重合開始剤の使用量が、第2のビニル系単量体100質量部に対して0.01質量部未満である場合、重合開始剤が重合開始の機能を果たし難い。また、重合開始剤の使用量が、第2のビニル系単量体100質量部に対して10質量部を超える場合には、コスト的に不経済であるため、好ましくない。
第2のビニル系単量体の重合における界面活性剤の使用量は、第1のビニル系単量体と第2のビニル系単量体との合計量に対して1〜5質量%の範囲内である。界面活性剤の使用量が第1のビニル系単量体と第2のビニル系単量体との合計量に対して1質量%未満である場合には、重合安定性を保つことが難しいため、好ましくない。また、界面活性剤の使用量が第1のビニル系単量体と第2のビニル系単量体との合計量に対して5質量%を超える場合、目的とする樹脂粒子以外の新粒子が発生し、光拡散剤等としての機能が低下するので、好ましくない。
第2のビニル系単量体の重合には、樹脂粒子の耐熱性を向上させるために、連鎖移動剤を添加してもよい。前記連鎖移動剤としては、例えば、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類;γ−テルピネン、ジペンテン等のテルペン類;クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。樹脂粒子の耐熱性を向上させるために、酸化防止剤等の添加剤を添加することができる。
なお、種粒子は、第1のビニル系単量体を重合することによって得られる。第1のビニル系単量体の重合方法としては、特に限定されないが、ソープフリー重合法(界面活性剤を使用しない乳化重合法)、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、シード重合法などの方法を用いることができる。これら重合方法の中でも、ソープフリー重合法が最も好ましい。
第1のビニル系単量体の重合温度は、30〜100℃の範囲内であることが好ましく、40〜80℃の範囲内であることがより好ましい。この温度を保持する時間は、1〜30時間の範囲内が好ましい。
第1のビニル系単量体の重合時には、通常、重合開始剤を用いる。第1のビニル系単量体の重合に用いられる重合開始剤は、第2のビニル系単量体で用いられるものと同様の重合開始剤を用いることができるが、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤を使用するのが好ましい。
また、前記重合開始剤の使用量は、第1のビニル系単量体100質量部に対して、0.01〜10質量部の範囲内であることが好ましく、0.01〜5質量部の範囲内であることがより好ましい。前記重合開始剤の使用量が、第1のビニル系単量体100質量部に対して0.01質量部未満である場合、前記重合開始剤が重合開始の機能を果たし難い。また、前記重合開始剤の使用量が、第1のビニル系単量体100質量部に対して10質量部を超える場合には、コスト的に不経済であるため、好ましくない。
第1のビニル系単量体の重合では、界面活性剤は使用しないことが好ましい。第1のビニル系単量体の重合には、分子量を調整するために連鎖移動剤を添加することができる。前記連鎖移動剤としては、前記第2のビニル系単量体の重合に用いられるものを使用することができる。
次に、噴霧乾燥工程では、樹脂粒子から樹脂粒子集合体を得るために噴霧乾燥を行う。樹脂粒子を含むスラリーを噴霧乾燥することで、樹脂粒子から樹脂粒子集合体を形成でき、さらに樹脂粒子集合体の粒子径や形状も制御することができる。噴霧乾燥方法とは、一般的に、スプレードライヤーや気流乾燥機などの噴霧乾燥機を用いて、ガス気流と共に水分散体(樹脂粒子を含むスラリー)を噴霧して粒子を乾燥させる。噴霧乾燥における水分散体の供給速度、乾燥温度、噴霧乾燥機のアトマイザ回転数などを適宜に調節することにより、樹脂粒子集合体の粒子径、粒子形状などを調整することが可能である。
乾燥温度は、スラリーが噴霧されて導入されるスラリー入口の温度が80℃〜220℃の範囲内、樹脂粒子集合体が排出される粉体出口の温度が40℃〜100℃の範囲内である。スラリー入口の温度が220℃より高い場合、樹脂粒子同士の融着が起こり易くなり、樹脂粒子が相互に連結した樹脂粒子集合体が得られるため、不適である。スラリー入口の温度が80℃未満である場合、乾燥が不十分になりやすく、また乾燥効率が低くなりすぎるなどの問題を生じる。
また、粉体出口の温度が40℃より低い場合、乾燥が不十分になる恐れがある。一方、粉体出口の温度が100℃より高い場合、樹脂粒子同士の融着が起こり易くなるという問題が生じる。
噴霧乾燥に用いるスラリー中の固形分濃度、すなわち噴霧乾燥に用いるスラリー(樹脂粒子分散体)中における樹脂粒子の濃度は、24質量%以上40質量%以下であることが好ましい。スラリー中の固形分濃度が24質量%より低い場合、水性媒体が多くなるため、乾燥時に樹脂粒子集合体が変形しやすい。また、スラリー中の固形分濃度が24質量%より低い場合、樹脂粒子集合体中における空隙の割合が多くなるので、樹脂粒子集合体が、変形し易く、球状と異なる形状になり易いので、取り扱いにくい。一方、スラリー中の固形分濃度が40質量%より高い場合、製造が難しくなる。
なお、前記シード重合工程の後に前記樹脂粒子を分級し、分級された樹脂粒子を前記噴霧乾燥工程に用いてもよい。これにより、スラリーに含まれる粗大粒子を低減することができるので、樹脂粒子集合体に含まれる粗大粒子を低減することができる。その結果、樹脂粒子集合体を配合してなるコーティング用組成物をコーティングしたときに、(硬化した)コーティング用組成物にスジが生じたり、樹脂粒子集合体を配合してなるコーティング用組成物を基材フィルム上にコーティングしたときに、コーティング後に得られた光学フィルムに輝点が生じたりするのを防ぐことができる。
また、前記噴霧乾燥工程に用いるスラリー中における無機成分の含有量は、前記樹脂粒子の全質量に対して0.5質量%以下であることが好ましい。これにより、無機成分の含有量が少なく、光透過性の良好な樹脂粒子集合体を得ることができる。
本発明の樹脂粒子集合体の体積平均粒子径は、2〜250μmの範囲内であることが好ましく、5〜100μmの範囲内であることがより好ましい。一般に体積平均粒子径が2μm未満の樹脂粒子集合体が得られるように噴霧乾燥することは難しいため、体積平均粒子径が2μm未満の樹脂粒子集合体は、製造が難しい。また、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径が250μmを超えると、乾燥効率が低くなるため、製造効率が低くなる。
〔光拡散性樹脂組成物〕
本発明の光拡散性樹脂組成物は、透明基材樹脂と、光拡散剤としての本発明の樹脂粒子集合体とを混合してなるものである。
本発明の光拡散性樹脂組成物を構成する透明基材樹脂としては、通常、透明性の高い熱可塑性樹脂が使用される。前記透明基材樹脂としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル樹脂(ポリ(メタ)アクリル酸エステル)、(メタ)アクリル酸アルキル−スチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これら熱可塑性樹脂の中でも、優れた透明性が求められる場合には、(メタ)アクリル樹脂、(メタ)アクリル酸アルキル−スチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリエステル、およびポリスチレンが好ましい。これら熱可塑性樹脂は、単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
透明基材樹脂への前記樹脂粒子集合体の添加割合は、透明基材樹脂100質量部に対して0.01〜100質量部の範囲内であることが好ましい。これにより、光拡散性および光透過性を良好にすることができる。前記樹脂粒子集合体が0.01質量部未満である場合、光拡散性を与えにくくなることがある。前記樹脂粒子集合体が100質量部より多い場合、光拡散性は得られるが、光透過性が低くなることがある。より好ましい樹脂粒子集合体の添加割合は、透明基材樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部の範囲内である。
光拡散性樹脂組成物の製造方法は、特に限定されず、例えば、本発明の樹脂粒子集合体と透明基材樹脂とを、機械式粉砕混合方法等のような混合方法で混合することによって、光拡散性樹脂組成物を製造できる。機械式粉砕混合方法では、例えばヘンシェルミキサー、V型混合機、ターブラミキサー、ハイブリダイザー、ロッキングミキサー等を用いて混合および攪拌を行うことができる。
光拡散性樹脂組成物を成形することにより、光拡散性樹脂組成物からなる成形体(光拡散部材)を製造できる。例えば、前記樹脂粒子集合体と透明基材樹脂とを混合機で混合し、押出機等の溶融混練機で混練することで光拡散性樹脂組成物からなるペレットを得た後、このペレットを押出成形あるいは溶融後射出成形することにより、光拡散性樹脂組成物からなる任意の形状の成形体を得ることができる。
光拡散性樹脂組成物からなる成形体は、例えば、発光ダイオード(LED)照明用照明カバー、蛍光灯照明用照明カバー等の照明カバー;液晶表示装置用光拡散板の光拡散板等として使用できる。光拡散板が用いられる液晶表示装置の構成は、光拡散板を含みさえすれば、特に限定されない。例えば、液晶表示装置は、表示面および裏面を有する液晶表示パネルと、このパネルの裏面側に配置された導光板と、導光板の側面に光を入射させる光源とを少なくとも備えている。また、液晶表示装置は、導光板における、液晶表示パネルに対向する面上に光拡散板を備え、導光板における、液晶表示パネルに対向する面の反対面側に反射シートを備えている。この光源の配置は、一般にエッジライト型バックライト配置と称される。液晶表示装置における光源の配置としては、前記エッジライト型バックライト配置以外に、直下型バックライト配置もある。この配置は、具体的には、液晶表示パネルの裏面側に光源を配置し、液晶表示パネルと光源との間に配置された光拡散板を少なくとも備えた配置である。
〔コーティング用組成物〕
本発明の樹脂粒子集合体は、塗料用艶消し剤、光拡散フィルム用光拡散剤、防眩フィルム用粒子等としてコーティング用組成物に含有させることが可能である。本発明のコーティング用組成物は、本発明の樹脂粒子集合体を他の成分と配合してなるものである。
前記コーティング用組成物は、必要に応じてバインダー樹脂を含んでいる。前記バインダー樹脂としては、有機溶剤又は水に可溶な樹脂もしくは水中に分散できるエマルション型の水性樹脂を使用できる。そのようなバインダー樹脂としては、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂、アモルファスポリオレフィン樹脂等が挙げられる。これらバインダー樹脂は、コーティングされる基材への密着性や使用される環境等によって適宜選択され得る。バインダー樹脂および樹脂粒子集合体の添加量は、用途、形成されるコーティング膜の膜厚、樹脂粒子の平均粒子径、コーティング方法によって異なる。
前記コーティング用組成物は、必要に応じて溶剤を含んでいる。コーティング用組成物を構成する溶剤としては、特に限定されないが、バインダー樹脂を溶解又は分散できる溶剤を使用することが好ましい。例えば、コーティング用組成物が油系塗料である場合等には、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤;ジオキサン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル等のエーテル系溶剤等を溶剤として使用できる。コーティング用組成物が水系塗料である場合等には、水、アルコール類等の水性溶剤(水性媒体)を使用できる。これら溶剤は、単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。コーティング用組成物中の溶剤含有量は、コーティング用組成物全量に対し、通常、20〜60質量%の範囲内である。
コーティング用組成物は、必要に応じて、公知の塗面調整剤、流動性調整剤、紫外線吸収剤、光安定剤、硬化触媒、体質顔料、着色顔料、金属顔料、マイカ粉顔料、染料、有機溶剤等を含んでいてもよい。
コーティング用組成物を使用した塗膜の形成方法は、特に限定されず、公知の方法をいずれも使用できる。コーティング用組成物を使用した塗膜の形成方法としては、例えば、スプレーコーティング法、ロールコート法、グラビアコート法、コンマコート法、ハケ塗り法、等の方法が挙げられる。
コーティング用組成物は、必要に応じて粘度を調整するために、希釈剤で希釈してもよい。希釈剤としては、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;ジオキサン、エチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル系溶剤;水;アルコール系溶剤等が挙げられる。これら希釈剤は、単独で用いてもよく2種以上を混合して用いてもよい。
〔光学フィルム〕
本発明の光学フィルムは、本発明のコーティング用組成物を基材フィルム上にコーティングして得られるものである。本発明の光学フィルムは、防眩フィルム、光拡散フィルム等として利用できる。
前記基材フィルムの材質としては、透明性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。これらの中で表面の平滑性や機械強度から、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
前記基材フィルムの厚さは、5〜300μmの範囲内であることが好ましい。前記基材フィルムの厚さが5μmより薄い場合、塗工、印刷、二次加工時の取り扱いが困難となり、作業性が低下することがある。一方、前記基材フィルムの厚さが300μmより厚い場合には、基材フィルムそのものの可視光透過率が低下してしまうことがある。
本発明の光学フィルムは、基材フィルムの少なくとも一方の面に、本発明のコーティング用組成物の層を塗布等の手段により形成することにより得られる。塗布方法としては、ロールコート法、スプレーコーティング法等が挙げられる。
〔外用剤〕
本発明の樹脂粒子集合体は、外用剤の原料としても使用できる。本発明の外用剤は、本発明の樹脂粒子集合体を他の成分と配合してなる。外用剤における樹脂粒子集合体の含有量は、外用剤の種類に応じて適宜設定できるが、1〜80質量%の範囲内であることが好ましく、5〜70質量%の範囲内であることがより好ましい。外用剤全量に対する樹脂粒子集合体の含有量が1質量%を下回ると、樹脂粒子集合体の含有による明確な効果が認められないことがある。また、樹脂粒子集合体の含有量が80質量%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ことがあるため、生産コスト上好ましくない。
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、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、制汗剤等の液系の化粧料;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化粧料が挙げられる。
前記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主剤または添加物を目的に応じて配合できる。そのような主剤または添加剤としては、例えば水、低級アルコール(炭素数5以下のアルコール)、油脂およびロウ類、炭化水素、高級脂肪酸(炭素数12以上の脂肪酸)、高級アルコール(炭素数6以上のアルコール)、ステロール、脂肪酸エステル(2−エチルヘキサン酸セチル等)、金属石鹸、保湿剤、界面活性剤(ソルビタンセスキオレエート等)、高分子化合物、粘土鉱物類(体質顔料および吸着剤などの数種の機能を兼ね備えた成分;タルク、マイカ等)、色材原料(酸化チタン、赤色酸化鉄、黄色酸化鉄、黒色酸化鉄等)、香料、防腐・殺菌剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、シリコーン系粒子、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。
以下、実施例および比較例により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
〔種粒子の質量平均分子量の測定方法〕
種粒子の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定した。測定した質量平均分子量は、ポリスチレン(PS)換算質量平均分子量である。その測定方法は、次の通りである。まず、試料50mgをテトラヒドロフラン(THF)10mlに溶解させた。得られた溶液を0.45μmの非水系クロマトディスクを用いて濾過した。得られた濾液をGPCにより分析し、PS換算質量平均分子量を測定した。GPCの測定条件は、下記の通りとした。
GPC装置:東ソー株式会社製の商品名「ゲルパーミエーションクロマトグラフ HLC−8020」
カラム:東ソー株式会社製の商品名「TSKgel GMH XL−L」(直径7.8mm×長さ30cm)2本
カラム温度:40℃
キャリアーガス:テトラヒドロフラン(THF)
キャリアーガス流量:1mL/分
注入・ポンプ温度:35℃
検出:RI(示差屈折率検出器)
注入量:100μL
PS換算質量平均分子量を算出するための検量線用標準ポリスチレン:昭和電工株式会社製の商品名「shodex」(質量平均分子量:1030000)および東ソー株式会社製の検量線用標準ポリスチレン(質量平均分子量:5480000、3840000、355000、102000、37900、9100、2630、870)
〔種粒子および樹脂粒子の体積平均粒子径、並びに樹脂粒子の変動係数の測定方法〕
以下の実施例および比較例において、種粒子および樹脂粒子の体積平均粒子径は、以下のようにして測定した。すなわち、種粒子および樹脂粒子の体積平均粒子径は、ベックマン・コールター株式会社製のレーザー回折散乱粒度分布測定装置「LS230」型で測定した。具体的には、測定対象粒子(種粒子または樹脂粒子)0.1gを試験管内に取り、0.1質量%ノニオン性界面活性剤(モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン(エチレンオキシド付加モル数20)、商品名「レオドールTW−L120」、花王株式会社製)水溶液10mlを前記測定対象粒子に加え、前記水溶液と前記測定対象粒子とをヤマト科学株式会社製のマグミキサ(タッチミキサ)「MT−31」型で2秒間混合した。その後、この試験管を、市販の超音波洗浄器である株式会社ヴェルヴォクリーア製の卓上型超音波洗浄器「VS−150」に入れ、この超音波洗浄器で前記試験管に超音波を10分間照射することにより、前記測定対象粒子を前記水溶液中に分散させて、分散液を得た。
得られた分散液中に含まれる測定対象粒子の体積平均粒子径および体積基準の粒度分布の標準偏差をベックマン・コールター株式会社製のレーザー回折散乱粒度分布測定装置「LS230」型にて測定した。このレーザー回折散乱粒度分布測定装置では、体積平均粒子径の測定値として、算術平均の体積平均粒子径の測定値(体積基準の粒度分布の算術平均値)が表示される。したがって、ここでは、前記測定対象粒子の算術平均の体積平均粒子径の測定値を、前記測定対象粒子の体積平均粒子径の測定値とした。また、測定対象粒子の粒子径の変動係数を、以下の数式によって算出した。
測定対象粒子の粒子径の変動係数=(測定対象粒子の体積基準の粒度分布の標準偏差÷測定対象粒子の体積平均粒子径)×100
なお、このレーザー回折散乱粒度分布測定装置は、測定対象粒子の屈折率に合わせた光学モデルを使用して粒子の回折・散乱光の空間強度分布データを解析することによって粒子の体積平均粒子径および粒度分布を算出するものであるので、測定対象粒子の屈折率の入力を必要とする。ここでは、前記データ解析に使用する測定対象粒子の屈折率として屈折率の推算値をレーザー回折散乱粒度分布測定装置に入力した。測定対象粒子の製造に1種類のビニル系単量体を用いた場合には、そのビニル系単量体の単独重合体の屈折率を測定対象粒子の屈折率の推算値として用いた。測定対象粒子の製造に複数種類のビニル系単量体を用いた場合には、各ビニル系単量体の単独重合体の屈折率を各ビニル系単量体の使用量で加重平均した平均値を測定対象粒子の屈折率の推算値として用いた。
〔樹脂粒子集合体の体積平均粒子径の測定方法〕
以下の実施例および比較例において、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径は、以下のようにして測定した。すなわち、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径は、ベックマン・コールター株式会社製のレーザー回折散乱粒度分布測定装置「LS230」型で測定した。具体的には、粒子(種粒子または樹脂粒子)0.1gを試験管内に取り、0.1質量%ノニオン性界面活性剤(モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン(エチレンオキシド付加モル数20)、商品名「レオドールTW−L120」、花王株式会社製)水溶液10mlを前記樹脂粒子集合体に加え、前記水溶液と前記樹脂粒子集合体とをヤマト科学株式会社製のマグミキサ(タッチミキサ)「MT−31」型で2秒間混合し、混合液を得た。
得られた混合液中に含まれる粒子の体積平均粒子径をベックマン・コールター株式会社製のレーザー回折散乱粒度分布測定装置「LS230」型にて測定した。このレーザー回折散乱粒度分布測定装置では、体積平均粒子径の測定値として、算術平均の体積平均粒子径の測定値が表示される。したがって、ここでは、前記樹脂粒子集合体の算術平均の体積平均粒子径の測定値を、前記樹脂粒子集合体の体積平均粒子径の測定値とした。
なお、樹脂粒子の屈折率の推算値をレーザー回折散乱粒度分布測定装置に入力し、樹脂粒子の屈折率に合わせた光学モデルを用いてレーザー回折散乱粒度分布測定装置のデータ解析を行った。樹脂粒子の屈折率の推算値は、前述した通り、ビニル系単量体の単独重合体の屈折率から演算した。
〔樹脂粒子集合体の分散性を評価するための評価値の測定方法〕
以下の実施例および比較例では、樹脂粒子集合体の1次粒子またはそれに近い状態への分散性を評価するための2種類の評価値として、樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、樹脂粒子集合体を水に分散させた分散液(以下、「樹脂粒子集合体分散液」と呼ぶ)中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1と、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3よりも大きい粒子径を有する粒子の割合とを、以下のようにして測定した。
すなわち、水50gに樹脂粒子集合体0.50gを入れ、水および樹脂粒子集合体の混合物にBRANSON社製の超音波分散機「BRANSON SONIFIER 450」(出力400W、周波数20kHz)を用いて超音波を10分間照射することにより、樹脂粒子集合体分散液を得た。
ここで得られた樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2および体積基準の粒度分布をベックマン・コールター株式会社製のレーザー回折散乱粒度分布測定装置「LS230」型により測定した。なお、樹脂粒子の屈折率の推算値をレーザー回折散乱粒度分布測定装置に入力し、樹脂粒子の屈折率に合わせた光学モデルを用いてレーザー回折散乱粒度分布測定装置のデータ解析を行った。樹脂粒子の屈折率の推算値は、前述した通り、ビニル系単量体の単独重合体の屈折率から演算した。
そして、ここで測定された樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2と、前述の測定方法で測定された樹脂粒子の体積平均粒子径D1とから、樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1を算出した。また、ここで測定された樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積基準の粒度分布と、前述の測定方法で測定された樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3とから、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3よりも大きい粒子径を有する粒子の割合(以下、「分散性評価値」とも呼ぶ)を算出した。樹脂粒子集合体は、前記の比(D2/D1が15以下である場合、1次粒子またはそれに近い状態への分散性が良好と評価できる。また、樹脂粒子集合体は、前記分散性評価値が1体積%以下である場合にも、一次粒子またはそれに近い状態への分散性が良好と評価できる。
〔成形体の全光線透過率およびヘーズ(ヘイズ)の測定方法〕
以下の実施例および比較例において、成形体の全光線透過率は、日本電色工業株式会社製のヘーズメーター「NDH 2000」を使用して、JIS K7361(プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法−第1部:シングルビーム法)に従って測定した。また、以下の実施例および比較例において、成形体のヘーズは、日本電色工業株式会社製のヘーズメーター「NDH 2000」を使用して、JIS K7136−1(プラスチック−透明材料のヘーズの求め方)に従って測定した。具体的には、日本電色工業社製NDH−2000を使用して測定する。成形体のヘーズが99%以上である場合、前記成形体の光拡散性が高いので、前記成形体を液晶バックライトユニットに組み込んだとき、前記成形体を照明カバーとして照明器具に取り付けたときなどに、前記成形体が、光源の隠蔽性に優れる。したがって、成形体のヘーズは、99%以上であることが好ましい。
〔実施例1〕
(種粒子の製造)
まず、単官能性ビニル系単量体(第1のビニル系単量体)としてのメタクリル酸メチル250gと連鎖移動剤としてのn−オクチルメルカプタン5gとを混合して、単量体混合物255gを調製した。また、重合開始剤としての過硫酸カリウム1.5gを水性媒体としての脱イオン水18.5gに溶解させて、過硫酸カリウム水溶液20gを得た。
次に、攪拌機および温度計を備えた重合器に水性媒体としての脱イオン水1000gを入れ、前記単量体混合物255gを前記重合器に供給した。続いて、前記重合器の内容物を前記攪拌機により攪拌しながら、前記重合器内の空気を窒素で置換し、前記重合器の内温を70℃まで昇温した。さらに、前記攪拌を継続し、かつ前記重合器の内温を70℃に保ちながら、重合開始剤としての前記過硫酸カリウム水溶液20gを前記重合器の内容物に添加した後、10時間かけて重合を行った。
これにより、種粒子(ポリメタクリル酸メチル粒子)を含むエマルジョンが得られた。得られたエマルジョンに含まれる種粒子の体積平均粒子径は、0.38μmであった。また、得られたエマルジョンに含まれる種粒子の質量平均分子量(Mw)は、15,300であった。
(樹脂粒子の製造)
まず、界面活性剤としてのジオクチルスルホコハク酸ナトリウム8gを水性媒体としての脱イオン水782gに溶解させて、界面活性剤水溶液800gを得た。また、単官能性ビニル系単量体(第2のビニル系単量体)としてのアクリル酸n−ブチル224gと、架橋性単量体(第2のビニル系単量体)としてのエチレングリコールジメタクリレート96g(樹脂粒子の全質量に対して28質量%)と、連鎖移動剤としてのn−ドデシルメルカプタン3.2gと、重合開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.6gとを混合して、単量体混合液324.8gを得た。
次に、攪拌機および温度計を備えた重合器に前記界面活性剤水溶液800gを入れ、次いで、前記重合器に前記単量体混合液324.8gを入れた。次いで、重合器の内容物をプライミクス株式会社製の高速乳化・分散機「T.K.ホモミクサー」にて攪拌することにより、分散液を得た。このとき、攪拌を調整することで分散液中における液滴(前記混合液の液滴)の径を調整し、液滴の径が5μm程度の分散液を調製した。
さらに、前記種粒子を含むエマルジョン80gを前記分散液に加え、種粒子に単量体混合液を吸収させた。その後、重合器の内容物を窒素気流下で前記攪拌機で攪拌しながら、重合器の内温を50℃に昇温し50℃に5時間保つことで、5時間かけて重合を行った。その後、重合器の内温を室温(約25℃)まで冷却した。これにより、樹脂粒子を含むスラリーが得られた。
得られたスラリーを目開き20μmのステンレス製金網に通過させて樹脂粒子の分級を行うことにより、分級された樹脂粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径D1は1.1μmであり、得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の粒子径の変動係数は12.5%であった。得られたスラリーは、固形分濃度が28質量%であり、界面活性剤の含有量が樹脂粒子100質量部に対して2.3質量部である。
(樹脂粒子集合体の製造)
前記樹脂粒子を含むスラリーを、噴霧乾燥機としての株式会社坂本技研製のスプレードライヤー(型式:アトマイザ方式かつテイクアップ方式、型番:TRS−3WK)を用いて、スラリーの供給速度:25ml/min、アトマイザ回転数:11000rpm、風量:2m3/min、入口温度(スプレードライヤーに備えられた、スラリーが噴霧されて導入されるスラリー入口の温度):150℃、出口温度(スプレードライヤーに備えられた、樹脂粒子集合体が排出される粉体出口の温度):70℃の条件下にて噴霧乾燥することにより、樹脂粒子集合体を得た。
得られた樹脂粒子集合体の屈折率の推算値は、1.48であった。得られた樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3は52μmであった。得られた樹脂粒子集合体は、無機成分を含有していない。
続いて、樹脂粒子集合体の分散性を評価するための評価値を測定した。その結果、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2は6.5μmであり、樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1は5.9であり、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3(=52μm)よりも大きい粒子径を有する粒子の割合は0.0体積%であった。
(成形体の製造)
透明基材樹脂としてのポリスチレン(東洋スチレン株式会社製の「トーヨースチロール(登録商標)GP G200C」)100質量部と、前記樹脂粒子集合体1質量部とを、押出機中に供給し、押出機中にて230℃で溶融および混練した後、ペレット化した。得られたペレットを、射出成形機を用いてシリンダー温度230℃、滞留時間10分の条件で成形することにより、光拡散性樹脂組成物からなる成形体として、厚さ2mm×幅50mm×長さ100mmの板状の成形体(光拡散板)を得た。得られた成形体の全光線透過率は65%、得られた成形体のヘーズは99%であった。
〔実施例2〕
(種粒子の製造)
実施例1で製造した種粒子を使用した。
(樹脂粒子の製造)
まず、界面活性剤としてのジオクチルスルホコハク酸ナトリウム6gを水性媒体としての脱イオン水894gに溶解させて、界面活性剤水溶液900gを得た。また、単官能性ビニル系単量体(第2のビニル系単量体)としてのメタクリル酸n−ブチル180gと、架橋性単量体(第2のビニル系単量体)としてのエチレングリコールジメタクリレート120g(樹脂粒子の全質量に対して38質量%)と、連鎖移動剤としてのn−ドデシルメルカプタン3gと、重合開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル2gとを混合して、単量体混合液305gを得た。
次に、攪拌機および温度計を備えた重合器に前記界面活性剤水溶液900gを入れ、次いで、前記重合器に前記単量体混合液305gを入れた。次いで、重合器の内容物をプライミクス株式会社製の高速乳化・分散機「T.K.ホモミクサー」にて攪拌することにより、分散液を得た。このとき、攪拌を調整することで分散液中における液滴(前記混合液の液滴)の径を調整し、液滴の径が5μm程度の分散液を調製した。
さらに、前記種粒子を含むエマルジョン60gを前記分散液に加え、種粒子に単量体混合液を吸収させた。その後、重合器の内容物を窒素気流下で前記攪拌機で攪拌しながら、重合器の内温を50℃に昇温し50℃に10時間保つことで、10時間かけて重合を行った。その後、重合器の内温を室温(約25℃)まで冷却した。これにより、樹脂粒子を含むスラリーが得られた。
得られたスラリーを目開き20μmのステンレス製金網に通過させて樹脂粒子の分級を行うことにより、分級された樹脂粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径D1は1.2μmであり、得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の粒子径の変動係数は17.3%であった。得られたスラリーは、固形分濃度が25質量%であり、界面活性剤の含有量が樹脂粒子100質量部に対して1.9質量部である。
(樹脂粒子集合体の製造)
実施例1の樹脂粒子に代えて本実施例で得られた樹脂粒子を使用した以外は実施例1と同様の条件で、樹脂粒子集合体を製造した。
得られた樹脂粒子集合体の屈折率の推算値は、1.49であった。得られた樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3は55μmであった。得られた樹脂粒子集合体は、無機成分を含有していない。
続いて、樹脂粒子集合体の分散性を評価するための評価値を測定した。その結果、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2は5.7μmであり、樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1は4.8であり、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3(=55μm)よりも大きい粒子径を有する粒子の割合は0.0体積%であった。
(成形体の製造)
実施例1の樹脂粒子集合体に代えて本実施例で得られた樹脂粒子集合体を使用した以外は実施例1と同様の条件で、光拡散性樹脂組成物からなる成形体を製造した。得られた成形体の全光線透過率は67%、得られた成形体のヘーズは99%であった。
〔実施例3〕
(種粒子の製造)
単官能性ビニル系単量体(第1のビニル系単量体)としてのスチレン250gと連鎖移動剤としてのα−メチルスチレンダイマー5gとを混合して、単量体混合物255gを調製した。また、重合開始剤としての過硫酸カリウム1.5gを水性媒体としての脱イオン水18.5gに溶解させて、過硫酸カリウム水溶液20gを得た。
次に、攪拌機および温度計を備えた重合器に水性媒体としての脱イオン水1000gを入れ、前記単量体混合物255gを前記重合器に供給した。続いて、前記重合器の内容物を前記攪拌機により攪拌しながら、前記重合器内の空気を窒素で置換し、前記重合器の内温を70℃まで昇温した。さらに、前記攪拌を継続し、かつ前記重合器の内温を70℃に保ちながら、重合開始剤としての前記過硫酸カリウム水溶液20gを前記重合器の内容物に添加した後、24時間かけて重合を行った。
これにより、種粒子(ポリスチレン粒子)を含むエマルジョンが得られた。得られたエマルジョンに含まれる種粒子の体積平均粒子径は、0.40μmであった。また、得られたエマルジョンに含まれる種粒子の質量平均分子量(Mw)は、13,500であった。
(樹脂粒子の製造)
まず、界面活性剤としてのポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム6gを水性媒体としての脱イオン水894gに溶解させて、界面活性剤水溶液900gを得た。また、単官能性ビニル系単量体(第2のビニル系単量体)としてのスチレン270gと、架橋性単量体(第2のビニル系単量体)としてのエチレングリコールジメタクリレート30g(樹脂粒子の全質量に対して9.6質量%)と、重合開始剤としての2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.5gとを混合して、単量体混合液301.5gを得た。
次に、攪拌機および温度計を備えた重合器に前記界面活性剤水溶液900gを入れ、次いで、前記重合器に前記単量体混合液301.5gを入れた。次いで、重合器の内容物をプライミクス株式会社製の高速乳化・分散機「T.K.ホモミクサー」にて攪拌することにより、分散液を得た。このとき、攪拌を調整することで分散液中における液滴(前記混合液の液滴)の径を調整し、液滴の径が5μm程度の分散液を調製した。
さらに、前記種粒子を含むエマルジョン60gを前記分散液に加え、種粒子に単量体混合液を吸収させた。その後、重合器の内容物を窒素気流下で前記攪拌機で攪拌しながら、重合器の内温を50℃に昇温し50℃に5時間保つことで、5時間かけて重合を行った。その後、重合器の内温を室温(約25℃)まで冷却した。これにより、樹脂粒子を含むスラリーが得られた。
得られたスラリーを目開き20μmのステンレス製金網に通過させて樹脂粒子の分級を行うことにより、分級された樹脂粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径D1は1.2μmであり、得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の粒子径の変動係数は11.3%であった。得られたスラリーは、固形分濃度が25質量%であり、界面活性剤の含有量が樹脂粒子100質量部に対して1.9質量部である。
(樹脂粒子集合体の製造)
前記樹脂粒子を含むスラリーを、噴霧乾燥機としての株式会社坂本技研製のスプレードライヤー(型式:アトマイザ方式かつテイクアップ方式、型番:TRS−3WK)を用いて、スラリーの供給速度:25ml/min、アトマイザ回転数:15000rpm、風量:2m3/min、入口温度(スラリー入口の温度):180℃、出口温度(粉体出口の温度):90℃の条件下にて噴霧乾燥することにより、樹脂粒子集合体を得た。
得られた樹脂粒子集合体の屈折率の推算値は、1.58であった。得られた樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3は53μmであった。得られた樹脂粒子集合体は、無機成分を含有していない。
続いて、樹脂粒子集合体の分散性を評価するための評価値を測定した。その結果、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2は6.3μmであり、樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1は5.3であり、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3(=53μm)よりも大きい粒子径を有する粒子の割合は0.0体積%であった。
(成形体の製造)
実施例1の樹脂粒子集合体に代えて本実施例で得られた樹脂粒子集合体を使用したこと、および透明基材樹脂としてポリスチレンに代えてポリメタクリル酸メチル(スミペックスEXA、住友化学株式会社製)を使用したこと以外は、実施例1と同様の条件で、光拡散性樹脂組成物からなる成形体を製造した。得られた成形体の全光線透過率は66%、得られた成形体のヘーズは99%であった。
〔実施例4〕
(種粒子の製造)
実施例3で製造した種粒子を使用した。
(樹脂粒子の製造)
まず、界面活性剤としてのジオクチルスルホコハク酸ナトリウム4gおよびポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム4gを脱イオン水792gに溶解させて、界面活性剤水溶液800gを得た。また、単官能性ビニル系単量体(第2のビニル系単量体)としてのスチレン350gと、架橋性単量体(第2のビニル系単量体)としてのジビニルベンゼン50g(樹脂粒子の全質量に対して12質量%)と、重合開始剤としての過酸化ベンゾイル2gとを混合して、単量体混合液402gを得た。
次に、攪拌機および温度計を備えた重合器に前記界面活性剤水溶液800gを入れ、次いで、前記重合器に前記単量体混合液402gを入れた。次いで、重合器の内容物をプライミクス株式会社製の高速乳化・分散機「T.K.ホモミクサー」にて攪拌することにより、分散液を得た。このとき、攪拌を調整することで分散液中における液滴(前記混合液の液滴)の径を調整し、液滴の径が5μm程度の分散液を調製した。
さらに、前記種粒子を含むエマルジョン100gを前記分散液に加え、種粒子に単量体混合液を吸収させた。その後、重合器の内容物を窒素気流下で前記攪拌機で攪拌しながら、重合器の内温を75℃に昇温し75℃に5時間保つことで、5時間かけて重合を行った。その後、重合器の内温を室温(約25℃)まで冷却した。これにより、樹脂粒子を含むスラリーが得られた。
得られたスラリーを目開き20μmのステンレス製金網に通過させて樹脂粒子の分級を行うことにより、分級された樹脂粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径D1は1.1μmであり、得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の粒子径の変動係数は13.7%であった。得られたスラリーは、固形分濃度が32質量%であり、界面活性剤の含有量が樹脂粒子100質量部に対して1.9質量部である。
(樹脂粒子集合体の製造)
実施例3の樹脂粒子に代えて本実施例で得られた樹脂粒子を使用した以外は実施例3と同様の条件で、樹脂粒子集合体を得た。
得られた樹脂粒子集合体の屈折率の推算値は、1.59であった。得られた樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3は52μmであった。得られた樹脂粒子集合体は、無機成分を含有していない。
続いて、樹脂粒子集合体の分散性を評価するための評価値を測定した。その結果、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2は5.8μmであり、樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1は5.3であり、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3(=52μm)よりも大きい粒子径を有する粒子の割合は0.0体積%であった。
(成形体の製造)
透明基材樹脂としてのポリスチレン(東洋スチレン株式会社製の「トーヨースチロール(登録商標)GP G200C」)100質量部と、前記樹脂粒子集合体50質量部とを、押出機中に供給し、押出機中にて230℃で溶融および混練した後、ペレット化した。得られたペレット3質量部とポリスチレン98質量部とを混合し、得られた混合物を、射出成形機を用いてシリンダー温度230℃、滞留時間10分の条件で成形することにより、光拡散性樹脂組成物からなる成形体として、厚さ2mm×幅50mm×長さ100mmの板状の成形体を得た。得られた成形体の全光線透過率は65%、得られた成形体のヘーズは99%であった。
〔実施例5〕
(種粒子の製造)
まず、単官能性ビニル系単量体(第1のビニル系単量体)としてのメタクリル酸メチル200gと、連鎖移動剤としてのn−オクチルメルカプタン6gとを混合して、単量体混合物206gを調製した。また、重合開始剤としての過硫酸カリウム1.5gを水性媒体としての脱イオン水18.5gに溶解させて、過硫酸カリウム水溶液20gを得た。
次に、攪拌機および温度計を備えた重合器に水性媒体としての脱イオン水1000gを入れ、前記単量体混合物206gを前記重合器に供給した。続いて、前記重合器の内容物を前記攪拌機により攪拌しながら、前記重合器内の空気を窒素で置換し、前記重合器の内温を70℃まで昇温した。さらに、前記攪拌を継続し、かつ前記重合器の内温を70℃に保ちながら、重合開始剤としての前記過硫酸カリウム水溶液20gを前記重合器の内容物に添加した後、10時間かけて重合を行った。
これにより、種粒子(ポリメタクリル酸メチル粒子)を含むエマルジョンが得られた。得られたエマルジョンに含まれる種粒子の体積平均粒子径は、0.30μmであった。また、得られたエマルジョンに含まれる種粒子の質量平均分子量(Mw)は、12,900であった。
(樹脂粒子の製造)
まず、界面活性剤としてのジオクチルスルホコハク酸ナトリウム10gを水性媒体としての脱イオン水790gに溶解させて、界面活性剤水溶液800gを得た。また、単官能性ビニル系単量体(第2のビニル系単量体)としてのアクリル酸n−ブチル240gと、架橋性単量体(第2のビニル系単量体)としてのエチレングリコールジメタクリレート160g(樹脂粒子の全質量に対して49質量%)と、連鎖移動剤としてのn−ドデシルメルカプタン4gと、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2gとを混合して、単量体混合液306gを得た。
次に、攪拌機および温度計を備えた重合器に前記界面活性剤水溶液800gを入れ、次いで、前記重合器に前記単量体混合液306gを入れ、混合物を得た。次いで、得られた混合物をプライミクス株式会社製の高速乳化・分散機「T.K.ホモミクサー」にて攪拌することにより、分散液を得た。このとき、攪拌を調整することで分散液中における液滴(前記混合液の液滴)の径を調整し、液滴の径が5μm程度の分散液を調製した。
さらに、前記種粒子を含むエマルジョン120gを前記分散液に加え、種粒子に単量体混合液を吸収させた。その後、重合器の内容物を窒素気流下で前記攪拌機で攪拌しながら、重合器の内温を50℃に昇温し50℃に5時間保つことで、5時間かけて重合を行った。その後、重合器の内温を室温(約25℃)まで冷却した。これにより、樹脂粒子を含むスラリーが得られた。
得られたスラリーを目開き20μmのステンレス製金網に通過させて樹脂粒子の分級を行うことにより、分級された樹脂粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径D1は0.86μmであり、得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の粒子径の変動係数は14.1%であった。得られたスラリーは、固形分濃度が27質量%であり、界面活性剤の含有量が樹脂粒子100質量部に対して3.1質量部である。
(樹脂粒子集合体の製造)
前記樹脂粒子を含むスラリーを、噴霧乾燥機としての株式会社坂本技研製のスプレードライヤー(型式:アトマイザ方式かつテイクアップ方式、型番:TRS−3WK)を用いて、スラリーの供給速度:25ml/min、アトマイザ回転数:13000rpm、風量:2m3/min、入口温度(スラリー入口の温度):150℃、出口温度(粉体出口の温度):70℃の条件下にて噴霧乾燥することにより、樹脂粒子集合体を得た。
得られた樹脂粒子集合体の屈折率の推算値は、1.48であった。得られた樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3は52μmであった。得られた樹脂粒子集合体は、無機成分を含有していない。
続いて、樹脂粒子集合体の分散性を評価するための評価値を測定した。その結果、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2は5.7μmであり、樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1は6.6であり、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3(=52μm)よりも大きい粒子径を有する粒子の割合は0.0体積%であった。
得られた樹脂粒子集合体をSEMで撮像し、図1のSEM画像を得た。図1より、得られた樹脂粒子集合体は、外形が球状の樹脂粒子集合体であることが分かった。また、樹脂粒子集合体をTEMで観察した結果、得られた樹脂粒子集合体は、種粒子の成分と単量体混合液が重合した成分とが均一に混ざった状態で存在しており、単一の構造を有していることが分かった。したがって、得られた樹脂粒子集合体は、コア−シェル型粒子でもなく、中心から外側に向かって徐々に組成が変化する傾斜構造を持つものでもなかった。このことから、得られた樹脂粒子集合体は、互いに異なる屈折率を有するコアおよびシェルを有するコア−シェル型粒子でもなく、中心から外側に向かって徐々に屈折率が変化する傾斜構造を持つものでもなく、単一の屈折率を持つと考えられる。
(成形体の製造)
実施例1の樹脂粒子集合体に代えて本実施例で得られた樹脂粒子集合体を使用した以外は実施例1と同様の条件で、光拡散性樹脂組成物からなる成形体を製造した。得られた成形体の全光線透過率は63%、得られた成形体のヘーズは99%であった。
〔実施例6〕
(種粒子の製造)
実施例5にて製造した種粒子を使用した。
(樹脂粒子の製造)
まず、界面活性剤としてのジオクチルスルホコハク酸ナトリウム3gを脱イオン水597gに溶解させて、界面活性剤水溶液600gを得た。また、単官能性ビニル系単量体(第2のビニル系単量体)としてのメタクリル酸メチル160gと、架橋性単量体(第2のビニル系単量体)としてのエチレングリコールジメタクリレート40g(樹脂粒子の全質量に対して18質量%)と、連鎖移動剤としてのn−ドデシルメルカプタン2gと、重合開始剤としての2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.5gとを混合して、単量体混合液203.5gを得た。
次に、攪拌機および温度計を備えた重合器に前記界面活性剤水溶液600gを入れ、次いで、前記重合器に前記単量体混合液203.5gを入れた。次いで、重合器の内容物をプライミクス株式会社製の高速乳化・分散機「T.K.ホモミクサー」にて攪拌することにより、分散液を得た。このとき、攪拌を調整することで分散液中における液滴(前記混合液の液滴)の径を調整し、液滴の径が5μm程度の分散液を調製した。
さらに、前記種粒子を含むエマルジョン100gを前記分散液に加え、種粒子に単量体混合液を吸収させた。その後、重合器の内容物を窒素気流下で前記攪拌機で攪拌しながら、重合器の内温を50℃に昇温し50℃に10時間保つことで、10時間かけて重合を行った。その後、重合器の内温を室温(約25℃)まで冷却した。これにより、樹脂粒子を含むスラリーが得られた。
得られたスラリーを目開き20μmのステンレス製金網に通過させて樹脂粒子の分級を行うことにより、分級された樹脂粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径D1は0.62μmであり、得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の粒子径の変動係数は17.9%であった。得られたスラリーは、固形分濃度が24質量%であり、界面活性剤の含有量が樹脂粒子100質量部に対して1.4質量部である。
(樹脂粒子集合体の製造)
前記樹脂粒子を含むスラリーを、噴霧乾燥機としての株式会社坂本技研製のスプレードライヤー(型式:アトマイザ方式かつテイクアップ方式、型番:TRS−3WK)を用いて、スラリーの供給速度:25ml/min、アトマイザ回転数:13000rpm、風量:2m3/min、入口温度(スラリー入口の温度):170℃、出口温度(粉体出口の温度):90℃の条件下にて噴霧乾燥することにより、樹脂粒子集合体を得た。得られた樹脂粒子集合体の屈折率の推算値は、1.49であった。得られた樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3は50μmであった。得られた樹脂粒子集合体は、無機成分を含有していない。
続いて、樹脂粒子集合体の分散性を評価するための評価値を測定した。その結果、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2は6.6μmであり、樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1は10.6であり、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3(=50μm)よりも大きい粒子径を有する粒子の割合は0.0体積%であった。
得られた樹脂粒子集合体をSEMで撮像し、図2のSEM画像を得た。図2より、得られた樹脂粒子集合体は、外形が球状の樹脂粒子集合体であることが分かった。
(成形体の製造)
本実施例で得られた樹脂粒子集合体を使用し、基材樹脂としてポリカーボネート(パンライト、帝人化成社製)を使用した以外は実施例1と同様の条件で成型体を作成した。得られた成形体の全光線透過率およびヘーズを測定した。結果を表1に示す。
実施例1の樹脂粒子集合体に代えて本実施例で得られた樹脂粒子集合体を使用したこと、および透明基材樹脂としてポリスチレンに代えてポリカーボネート(「パンライト」、帝人化成株式会社製)を使用したこと以外は、実施例1と同様の条件で、光拡散性樹脂組成物からなる成形体を製造した。得られた成形体の全光線透過率は63%、得られた成形体のヘーズは99%であった。
〔比較例1〕
(種粒子の製造)
実施例1と同様の条件で種粒子を製造した。
(樹脂粒子の製造)
アクリル酸n−ブチルの量を304gに変更したこと、およびエチレングリコールジメタクリレートの量を16g(樹脂粒子の全質量に対して4.7質量%)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、樹脂粒子を製造した。
得られたスラリーを目開き20μmのステンレス製金網に通過させて樹脂粒子の分級を行うことにより、分級された樹脂粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径D1は1.2μmであり、得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の粒子径の変動係数は12.0%であった。
(樹脂粒子集合体の製造)
実施例1の樹脂粒子に代えて本比較例で得られた樹脂粒子を使用した以外は実施例1と同様の条件で樹脂粒子集合体を得た。得られた樹脂粒子集合体の屈折率の推算値は、1.47であった。得られた樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3は52μmであった。
続いて、樹脂粒子集合体の分散性を評価するための評価値を測定した。その結果、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2は34μmであり、樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1は28.3であり、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3(=52μm)よりも大きい粒子径を有する粒子の割合は18.2体積%であった。
(成形体の製造)
実施例1の樹脂粒子集合体に代えて本比較例で得られた樹脂粒子集合体を使用した以外は実施例1と同様の条件で、光拡散性樹脂組成物からなる成形体を製造した。得られた成形体の全光線透過率は68%、得られた成形体のヘーズは98%であった。
〔比較例2〕
(種粒子の製造)
実施例1と同様の条件で種粒子を製造した。
(樹脂粒子の製造)
まず、界面活性剤としてのジオクチルスルホコハク酸ナトリウム3gを脱イオン水317gに溶解させて、界面活性剤水溶液320gを得た。また、単官能性ビニル系単量体(第2のビニル系単量体)としてのアクリル酸n−ブチル224gと、架橋性単量体(第2のビニル系単量体)としてのエチレングリコールジメタクリレート96gと、連鎖移動剤としてのn−ドデシルメルカプタン3.2gと、重合開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1.6gとを混合して、単量体混合液324.8gを得た。
次に、攪拌機および温度計を備えた重合器に前記界面活性剤水溶液320gを入れ、次いで、前記重合器に前記単量体混合液324.8gを入れた。次いで、重合器の内容物をプライミクス株式会社製の高速乳化・分散機「T.K.ホモミクサー」にて攪拌することにより、分散液を得た。このとき、攪拌を調整することで分散液中における液滴(前記混合液の液滴)の径を調整し、液滴の径が5μm程度の分散液を調製した。
さらに、前記種粒子を含むエマルジョン80gを前記分散液に加え、種粒子に単量体混合液を吸収させた。その後、重合器の内容物を常温にて3時間保持し、その後に、水溶性高分子としてのポリビニルアルコール(日本合成化学株式会社製「ゴーセノール(登録商標)GL−05」)の3質量%水溶液(ポリビニルアルコールを予め水に溶解して作製したもの)480gを重合器の内容物に加えた。次いで、重合器の内容物を窒素気流下で前記攪拌機により攪拌しながら、重合器の内温を50℃に昇温し50℃に5時間保つことで、5時間かけて重合を行った。その後、重合器の内温を室温(約25℃)まで冷却した。これにより、樹脂粒子を含むスラリーが得られた。
得られたスラリーを目開き20μmのステンレス製金網に通過させて樹脂粒子の分級を行うことにより、分級された樹脂粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径D1は1.1μmであり、得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の粒子径の変動係数は11.1%であった。得られたスラリーは、固形分濃度が48質量%であり、界面活性剤の含有量が樹脂粒子100質量部に対して0.8質量部である。
(樹脂粒子集合体の製造)
本比較例で製造した樹脂粒子を用いる以外は、実施例1と同様の条件で樹脂粒子集合体を製造した。得られた樹脂粒子集合体の屈折率の推算値は、1.48であった。得られた樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3は54μmであった。
続いて、樹脂粒子集合体の分散性を評価するための評価値を測定した。その結果、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2は35μmであり、樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1は31.8であり、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3(=54μm)よりも大きい粒子径を有する粒子の割合は20.8体積%であった。
(成形体の製造)
本比較例で製造した樹脂粒子集合体を用いる以外は実施例1と同様の条件で、成形体を製造した。得られた成形体の全光線透過率全光線透過率は69%、得られた成形体のヘーズは98%であった。
〔比較例3〕
(種粒子の製造)
実施例3と同様の条件で種粒子を製造した。
(樹脂粒子の製造)
スチレンの量を160gに変更したこと、およびジビニルベンゼンの量を240gに変更したこと以外は、実施例4と同様にして重合を行った。その結果、重合時に粒子が凝集して樹脂粒子は得られなかった。SEMで観察したところ、1μm程度の粒子同士が融着していた。このため、樹脂粒子集合体は製造できなかった。また、樹脂粒子の体積平均粒子径D1および粒子径の変動係数は測定できなかった。
〔比較例4〕
(種粒子の製造)
まず、重合開始剤としての過硫酸カリウム1gを水性媒体としての脱イオン水19gに溶解させて、過硫酸カリウム水溶液20gを得た。攪拌機および温度計を備えた重合器に水性媒体としての脱イオン水1000gを入れ、さらに、単官能性ビニル系単量体(第1のビニル系単量体)としてのメタクリル酸メチル200gと、連鎖移動剤としてのtert−ドデシルメルカプタン6gとを前記重合器に供給した。続いて、前記重合器の内容物を前記攪拌機により攪拌しながら、前記重合器内の空気を窒素で置換し、前記重合器の内温を70℃まで昇温した。さらに、前記攪拌を継続し、かつ前記重合器の内温を70℃に保ちながら、重合開始剤としての前記過硫酸カリウム水溶液20gを前記重合器の内容物に添加した後、10時間かけて重合を行った。
これにより、種粒子(ポリメタクリル酸メチル粒子)を含むエマルジョンが得られた。得られたエマルジョンに含まれる種粒子の体積平均粒子径は、0.44μmであった。
(樹脂粒子の製造)
まず、界面活性剤としてのポリオキシエチレントリデシルエーテル硫酸アンモニム3gを脱イオン水795gに溶解させて、界面活性剤水溶液800gを得た。また、単官能性ビニル系単量体(第2のビニル系単量体)としてのアクリルn−酸ブチル160gと、架橋性単量体(第2のビニル系単量体)としてのエチレングリコールジメタクリレート40gと、重合開始剤としての2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1gとを混合して、単量体混合液201gを得た。
次に、攪拌機および温度計を備えた重合器に前記界面活性剤水溶液800gを入れ、次いで、前記重合器に前記単量体混合液201gを入れた。次いで、重合器の内容物をプライミクス株式会社製の高速乳化・分散機「T.K.ホモミクサー」にて攪拌することにより、分散液を得た。
さらに、前記種粒子を含む前記エマルジョン60gを前記分散液に加え、30℃で1時間攪拌して、種粒子に単量体混合物を吸収させた。次いで、吸収させた単量体混合物を、窒素気流下で50℃、5時間加温することで重合させた後、室温(約25℃)まで冷却した。これにより、樹脂粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリーを目開き20μmのステンレス製金網に通過させて樹脂粒子の分級を行うことにより、分級された樹脂粒子を含むスラリーを得た。
得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の体積平均粒子径D1は1.2μmであり、得られたスラリー中に含まれる樹脂粒子の粒子径の変動係数は12.3%であった。
(樹脂粒子集合体の製造)
前記樹脂粒子を含むスラリーに、「スノーテックスO−40」(日産化学工業株式会社製:コロイダルシリカ(無機粉末)として固形分40%、粒子径:0.02−0.03μm)50gを加え、プライミクス株式会社製の高速乳化・分散機「T.K.ホモミクサー」にて10分間攪拌した。得られたスラリーは、固形分濃度が21質量%である。
得られたスラリーを、噴霧乾燥機としての株式会社坂本技研製のスプレードライヤー(型式:アトマイザ方式かつテイクアップ方式、型番:TRS−3WK)を用いて、スラリーの供給速度:25ml/min、アトマイザ回転数:11000rpm、風量:2m3/min、入口温度(スラリー入口の温度):130℃、出口温度(粉体出口の温度):70℃の条件下にて噴霧乾燥することにより、樹脂粒子集合体を得た。
得られた樹脂粒子集合体の屈折率の推算値は、1.48であった。得られた樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3は51μmであった。得られた樹脂粒子集合体の無機成分含有量は、8.7質量%である。
続いて、樹脂粒子集合体の分散性を評価するための評価値を測定した。その結果、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2は30μmであり、樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1は2.7であり、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3(=51μm)よりも大きい粒子径を有する粒子の割合は0.0体積%であった。なお、得られた樹脂粒子集合体をSEMにより観察した結果、樹脂粒子集合体は、球状を保持しており、樹脂粒子の融着による樹脂粒子同士の連結は確認されなかった。
(成形体の製造)
透明基材樹脂としてのポリスチレン(東洋スチレン株式会社製の「トーヨースチロール(登録商標)GP G200C」)100質量部と、前記樹脂粒子集合体1質量部とを、押出機中に供給し、押出機中にて230℃で溶融および混練した後、ペレット化した。ペレット化時にメヤニの発生は見られなかった。得られたペレットを、射出成形機を用いてシリンダー温度230℃、滞留時間10分の条件で成形することにより、光拡散性樹脂組成物からなる成形体として、厚さ2mm×幅50mm×長さ100mmの板状の成形体を得た。得られた成形体の全光線透過率は60%、得られた成形体のヘーズは99%であった。
実施例1〜6および比較例1〜4における、樹脂粒子を構成する第2のビニル系単量体の組成)、樹脂粒子の体積平均粒子径D1および粒子径の変動係数、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3、樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2、比D2/D1、分散性評価値(樹脂粒子集合体分散液中に含まれる粒子中における、樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3よりも大きい粒子径を有する粒子の割合)、成形体の組成(基材樹脂の種類および配合量)、および成形体の全光線透過率およびヘーズを表1にまとめて示す。



上記表中において、BAはアクリル酸ブチル、EDMAはエチレングリコールジメタクリレート、BMAはメタクリル酸ブチル、STはスチレン、DVBはジビニルベンゼン、MMAはメタクリル酸メチル、PMMAはポリメタクリル酸メチルを表す。
上記表中に示すように、本発明の実施例1〜6に係る樹脂粒子集合体は、樹脂粒子が9質量%未満の架橋性単量体で架橋されている比較例1の樹脂粒子集合体、および樹脂粒子が50質量%より多くの架橋性単量体で架橋されている比較例3の樹脂粒子集合体と異なり、比D2/D1が15以下であり、かつ、分散性評価値が1質量%以下であり、一次粒子またはそれに近い状態に容易に分散することが分かった。また、本発明の実施例1〜6に係る樹脂粒子集合体は、一次粒子またはそれに近い状態に容易に分散するために、光拡散性組成物(成形体)に配合したときに、良好な光拡散性(ヘーズ)を与えることが分かった。
また、上記表中に示すように、本発明の実施例1〜6に係る樹脂粒子集合体は、光拡散性組成物(成形体)に配合したときに、0.5質量%より多くの無機成分を含む比較例2の樹脂粒子集合体と比較して、良好な光透過性(全光線透過率)を与えることが分かった。
〔実施例7〕(コーティング用組成物の製造例)
実施例1で得た粒子集合体25質量部と、バインダー樹脂としての市販のアルキド樹脂(DIC株式会社製オイルフリーアルキド樹脂、商品名「ベッコライト(登録商標)M−6402−50」)(溶剤含有量50質量%)100質量部と、溶剤としてのキシレン30質量部と、着色顔料としてのカーボンブラック5質量部とを、攪拌脱泡装置である株式会社シンキー製の「あわとり練太郎(登録商標)」を用いて、10分間攪拌(混合)し、続いて1分間脱泡することによって、コーティング用組成物の1種としての塗料組成物を得た。クリアランス100μmのブレードをセットした塗工装置を用いて、得られた塗料組成物をポリエステルフィルム上に塗布した後、乾燥することによって塗膜を得た。
〔実施例8〕(光学フィルムの製造例)
実施例1で製造した樹脂粒子集合体250質量部と、バインダー樹脂としてのアクリディック(出願中の商標)A−801−P(アクリルポリオール;DIC株式会社製、固形分50質量%、水酸基価50mgKOH/g)180質量部およびタケネートD110N(ポリイソシアネート;三井化学株式会社製、固形分60質量%)50質量部と、溶剤としてのトルエン300質量部およびメチルエチルケトン(MEK)330質量部とを混合して、コーティング用組成物としての光拡散性インキを得た。
次いで、厚さ100μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に前記光拡散性インキをダイコート法によりコーティングすることで、光学フィルムとして、厚さ12μmの光拡散層(光拡散性インキが硬化することによって形成された層)を備えた光拡散フィルムを得た。
〔実施例9〕(光学フィルムの製造例)
まず、バインダー樹脂としてのペンタエリスリトールトリアクリレートとペンタエリスリトールテトラアクリレートとの混合物(KAYARAD PET−30、日本化薬株式会社製)100質量部と、実施例1で製造した樹脂粒子集合体15質量部と、紫外線重合開始剤(チバ・スペシャリティケミカルズ株式会社製、イルガキュア184)6質量部と、溶剤としてのトルエン140質量部とを混合し、混合物を得た。前記混合物をサンドミルにて30分間分散することによって、コーティング用組成物としての光拡散層形成用組成物を得た。厚さ80μmのTAC(トリアセチルセルロース)フィルムの片面に、前記光拡散層形成用組成物をグラビアリバースコート法で塗布し、100℃で2分間乾燥した。その後、120W/cmの集光型高圧水銀灯1灯で塗工膜に紫外線照射を行い、塗工膜を硬化させることにより、光学フィルムとして、層厚6μmの光拡散層(光拡散層形成用組成物が硬化することによって形成された層)を備えた防眩フィルムを得た。
〔実施例10〕(外用剤の製造例)
本例では、粉体部およびオイル部からなるパウダーファンデーションを製造した。すなわち、まず、実施例1で得た粒子集合体21gと、粘土鉱物類としてのタルク38gと、粘土鉱物類としてのマイカ22gと、色材原料としての酸化チタン6gと、色材原料としての赤色酸化鉄0.6gと、色材原料としての黄色酸化鉄1gと、色材原料としての黒色酸化鉄0.1gとをヘンシェルミキサーで混合して、前記粉体部を調製した。また、脂肪酸エステルとしての2−エチルヘキサン酸セチル10gと、界面活性剤としてのソルビタンセスキオレエート1gと、防腐剤0.2gとを混合溶解して、オイル部(香料を除く)を調製した。
次いで、前記粉体部に前記オイル部(香料を除く)を加えて均一に混合した。さらに、得られた混合物に香料0.1gを加えて混合した後、得られた混合物を粉砕して、篩いに通した。篩いに通した混合物を圧縮成形することで、外用剤としてのパウダーファンデーションを得た。

Claims (13)

  1. ビニル系単量体の重合体からなる樹脂粒子が複数、集合することによって形成された樹脂粒子集合体であって、
    前記樹脂粒子100質量部と、
    界面活性剤1〜5質量部とを含み、
    前記樹脂粒子は、前記樹脂粒子の全質量に対して9〜50質量%の架橋性単量体で架橋されており、
    前記樹脂粒子集合体中における無機成分の含有量が0.5質量%以下であり、
    前記樹脂粒子の体積平均粒子径D1に対する、前記樹脂粒子集合体を水に分散させた分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2の比D2/D1が15以下であり、
    前記体積平均粒子径D2は、前記樹脂粒子集合体0.50gと水50gとを混合し、これらの混合物に出力400W、周波数20kHzの超音波分散機を用いて超音波を10分間照射することにより分散液を得た後、前記樹脂粒子の屈折率に合わせた光学モデルを使用して粒子の体積平均粒子径を算出するレーザー回折散乱法粒度分布測定装置により、前記分散液中に含まれる粒子の体積平均粒子径を測定する測定方法で測定されたものであり、
    前記樹脂粒子集合体を水に分散させた分散液中に含まれる粒子中における、前記樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3よりも大きい粒子径を有する粒子の割合が1体積%以下であり、
    前記割合は、前記樹脂粒子集合体0.50gと水50gとを混合し、これらの混合物に出力400W、周波数20kHzの超音波分散機を用いて超音波を10分間照射することにより分散液を得た後、前記樹脂粒子の屈折率に合わせた光学モデルを使用して粒子の体積平均粒子径を算出するレーザー回折散乱法粒度分布測定装置により、前記分散液中に含まれる粒子の体積基準の粒度分布を測定し、測定された体積基準の粒度分布と前記樹脂粒子集合体の体積平均粒子径D3とから前記割合を算出する測定方法で測定されたものであることを特徴とする樹脂粒子集合体。
  2. 請求項1に記載の樹脂粒子集合体であって、
    前記ビニル系単量体が、スチレン系単量体および(メタ)アクリル酸アルキル系単量体からなる群より選ばれる少なくとも1種の単量体であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂粒子集合体。
  3. 請求項1に記載の樹脂粒子集合体であって、
    前記架橋性単量体が、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、およびトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種の単量体である樹脂粒子集合体。
  4. 請求項1に記載の樹脂粒子集合体であって、
    第1のビニル系単量体の重合体からなる種粒子に第2のビニル系単量体を吸収させ、第2のビニル系単量体を重合させるシード重合法によって得られたものであることを特徴とする樹脂粒子集合体。
  5. 請求項に記載の樹脂粒子集合体であって、
    前記樹脂粒子の全質量に対する種粒子の割合が10質量%以下であることを特徴とする樹脂粒子集合体。
  6. 請求項1に記載の樹脂粒子集合体であって、
    前記樹脂粒子の体積平均粒子径が0.1〜2.0μmであり、
    前記樹脂粒子の粒子径の変動係数が20%以下であることを特徴とする樹脂粒子集合体。
  7. 請求項1に記載の樹脂粒子集合体の製造方法であって、
    第1のビニル系単量体の重合体からなる種粒子に第2のビニル系単量体を吸収させ、第2のビニル系単量体を重合させるシード重合法によって樹脂粒子を得るシード重合工程と、
    得られた樹脂粒子100質量部と、界面活性剤1〜5質量部と、水性媒体とを含むスラリーを、前記スラリーが噴霧されて導入されるスラリー入口および前記樹脂粒子集合体が排出される粉体出口を備える噴霧乾燥機により、スラリー入口の温度が80℃〜220℃の範囲内、粉体出口の温度が40℃〜100℃の範囲内の条件で噴霧乾燥する噴霧乾燥工程とを含み、
    前記第2のビニル系単量体の重合時に、水溶性高分子を使用せず、
    前記樹脂粒子が、前記樹脂粒子100質量%に対して9〜50質量%の架橋性単量体を含み、
    前記スラリーの固形分濃度が24〜40質量%の範囲内であることを特徴とする樹脂粒子集合体の製造方法。
  8. 請求項に記載の樹脂粒子集合体の製造方法であって、
    前記シード重合工程の後に前記樹脂粒子を分級し、分級された樹脂粒子を前記噴霧乾燥工程に用いることを特徴とする樹脂粒子集合体の製造方法。
  9. 請求項またはに記載の樹脂粒子集合体の製造方法であって、
    前記スラリー中における無機成分の含有量が、前記樹脂粒子の全質量に対して0.5質量%以下であることを特徴とする樹脂粒子集合体の製造方法。
  10. 透明基材樹脂と、請求項1〜の何れか1項に記載の樹脂粒子集合体とを混合してなることを特徴とする光拡散性樹脂組成物。
  11. 請求項1〜の何れか1項に記載の樹脂粒子集合体を配合してなることを特徴とするコーティング用組成物。
  12. 請求項11に記載のコーティング用組成物を基材フィルム上にコーティングして得られることを特徴とする光学フィルム。
  13. 請求項1〜の何れか1項に記載の樹脂粒子集合体を配合してなることを特徴とする外用剤。
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