JP6137493B2 - 架橋微粒子、架橋微粒子を含む水溶液の製造方法、架橋微粒子の製造方法及び架橋微粒子組成物 - Google Patents
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Description
まず、本発明の架橋微粒子は、ポリマーIとポリマーIIとからなる架橋微粒子であるが、ビニル系モノマーで合成した架橋ポリマーのポリマーIの部分と、特定のポリマーIIの部分とが合一した複合粒子であり、その平均粒子径が1μm以下であることを特徴とする。具体的には、本発明の架橋微粒子は、ポリマーIの部分が、少なくとも多官能性ビニル系モノマーを5質量%以上含むビニル系モノマーを重合して得られる架橋ポリマーからなり、且つ、ポリマーIIの部分が、90質量%以上のメタクリル酸系モノマーからなる、下記の構造的特徴を有するA−Bブロックコポリマーからなり、これらのポリマー部が合一して複合粒子を形成していることを特徴とする。まず、A−BブロックコポリマーのAのポリマーブロックが、その80質量%以上が炭素数1〜18の、アルキル基、シクロアルキル基、ベンジル基の群から選ばれるいずれかの基を有するメタクリル酸エステルを構成成分とし、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと略す)におけるポリスチレン換算の数平均分子量が1000〜20000で、その分子量の分布を示す分散度(重量平均分子量/数平均分子量)が1.5以下である、実質的に水に不溶のポリマーブロックであることを要する。上記に加えて、Bのポリマーブロックが、少なくともメタクリル酸を構成成分とし、そのポリマーブロックの酸価が80〜250mgKOH/gであることを要する。そして、上記AのポリマーブロックとBのポリマーブロックとからなるA−Bブロックコポリマーの数平均分子量が2000〜30000で、その分散度が1.7以下であり、且つ、その酸価が40〜200mgKOH/gであることを要する。以下、本発明の架橋微粒子を構成するポリマーI、ポリマーIIについて、それぞれ詳細に説明する。
まず、本発明の架橋微粒子を構成するポリマーIについて説明する。ポリマーIは、上記構造を有するポリマーIIと合一して複合粒子を形成するものであり、架橋ポリマー(架橋体)となるものであることを要する。このため、少なくとも多官能性ビニル系モノマーを5質量%以上含むビニル系モノマーを重合して得られる。この多官能性ビニルモノマーを含むビニル系モノマーを(共)重合することで、三次元の網目構造である架橋体とすることができる。重合の際に使用する多官能性ビニル系モノマーは、そのモノマー組成中に5質量%以上添加することで、熱溶融せず、有機溶媒などで膨潤しない、架橋ポリマーとすることができる。一方、5質量%未満では、重合して得たポリマーの三次元構造が緩く、熱で溶融してしまったり、有機溶剤を含んでしまい膨潤したりする可能性がある。より好ましくは、そのモノマー組成中に10質量%以上で使用するとよい。なお、本発明の架橋微粒子では、ポリマーIとして、この多官能性ビニル系モノマーを100質量%使用したものであっても問題はない。
次に、本発明の架橋微粒子を構成するポリマーIIについて説明する。ポリマーIIは、本発明を特徴づける下記の特有の構造を有するA−Bブロックコポリマーからなる。具体的には、90質量%以上のメタクリル酸系モノマーからなるA−Bブロックコポリマーであり、Aのポリマーブロックは、その80質量%以上が炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基及びベンジル基からなる群から選ばれるいずれかの基を有するメタクリル酸エステルを構成成分とし、その数平均分子量が1000〜20000で、その分散度が1.5以下である、実質的に水に不溶のポリマーブロックであり、且つ、Bのポリマーブロックは、少なくともメタクリル酸を構成成分とし、その酸価が80〜250mgKOH/gであることを要する。更に、これらの構造のポリマーブロックからなるA−Bブロックコポリマーは、その数平均分子量が2000〜30000で、その分散度が1.7以下であり、且つ、その酸価が40〜200mgKOH/gであることを要する。本発明を特徴づけるA−Bブロックコポリマーは、上記したように、Aのポリマーは水に不溶のポリマーブロックであり、Bのポリマーブロックはカルボキシ基を有するポリマーブロックであることから、Bのポリマーブロックのカルボキシ基を中和することで、Bのポリマーブロックが水に溶解し、Aのポリマーブロックが水に不溶なので粒子を形成する結果、微粒子が水に微分散する。
以上のような構成成分からなる本発明を特徴づけるA−Bブロックコポリマーは、通常のラジカル重合で得ることは難しい。ラジカル重合すると、カルボキシル基を有すランダムコポリマーとなってしまう。すなわち、本発明で規定する構造のA−Bブロックコポリマーを簡便に得るには、リビングラジカル重合を利用することが必要になる。特に好ましくは、本発明を特徴づけるA−Bブロックコポリマーは、以下の製造方法で得るとよい。その具体的な方法としては、重合開始化合物と触媒との存在下、リビングラジカル重合する工程を有し、該工程で使用する重合開始化合物が、ヨウ素又はヨウ素化合物の少なくともいずれかであり、該工程で使用する触媒が、ハロゲン化リン、フォスファイト系化合物、フォスフィネート化合物、イミド系化合物、フェノール系化合物、ジフェニルメタン系化合物及びシクロペンタジエン系化合物からなる群より選択される少なくとも1種の化合物であり、且つ、その重合温度が30〜50℃であるとよい。
「主鎖のポリマーの理論分子量」=「重合開始化合物1モル」×「モノマー分子量」×「モノマーのモル数/重合開始化合物のモル数」 ・・・(A)
重合開始化合物の量は前記した通りである。
以上、本発明の架橋微粒子を構成する、ポリマーIである架橋ポリマー、ポリマーIIであるA−Bブロックコポリマー及びその製造方法についてそれぞれ説明したが、次に、ポリマーIの部分とポリマーIIの部分とが合一した複合粒子である本発明の架橋微粒子の製造方法について説明する。本発明の架橋微粒子は、下記のようにすることで容易に得られる。まず、水中にて、前記したA−Bブロックコポリマーを構成するBのポリマーブロックの重合成分であるメタクリル酸由来のカルボキシ基を、アルカリを用いて中和して、A−Bブロックコポリマーを水に分散する。そして、これを分散安定剤として用い、水に分散したA−Bブロックコポリマーの存在下、ポリマーIの形成成分である、少なくとも多官能性ビニル系モノマーを5質量%以上含むビニル系モノマーを重合させることで容易に得られる。
次に、以上のようにして得られる架橋微粒子の水溶液から、架橋微粒子を得る方法を説明する。本発明の架橋微粒子は上記重合後では、ポリマーIIのA−Bブロックコポリマーを構成するBのポリマーブロックがアルカリで中和されて水溶液化して水に安定に粒子として存在しているものである。このため、このBのポリマーブロックの中和されているカルボキシ基に対して、酸性物質を加えることで、Bのポリマーブロックが水に不溶化することが可能になる。上記のようにすることで、本発明の架橋微粒子が析出して凝集する。この際に使用する酸性物質としては、特に限定はなく、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸、酢酸、乳酸等の有機酸などが用いられる。より具体的には、上記で得た架橋微粒子の水溶液をそのまま撹拌しながら、好ましくは、固形分を5〜10質量%になるように水で希釈して撹拌しながら、前記した酸性物質、或いは、それらの水希釈水溶液を徐々に添加して脱中和して、Bのポリマーブロックを析出させる。十分中和することが好ましく、pHを3〜5までにするとよい。その後、必要に応じて加温して、より凝集性を高めてもよい。析出した後、系内では、架橋微粒子は凝集して大きい粒子となっているので、ろ過が非常に容易となる。また、洗浄も生成した塩を除去するだけなので、洗浄も容易である。架橋微粒子の水溶液から析出・凝集した本発明の架橋微粒子は、ろ過、洗浄後、乾燥して粉砕して使用する。本発明の架橋微粒子は、以上の操作で簡便に得ることができる。この方法は、予め粒子径をそろえたり、安定剤や活性剤を除く必要がなく、単に、特定の構造のA−Bブロックコポリマーを水に溶解し、重合開始剤を加え、ビニル系モノマーを添加して重合し、酸で析出してろ過するだけで得られる容易な方法である。
以上のようにして得られる本発明の架橋微粒子の特性について説明する。本発明の架橋微粒子は、上記のような方法で簡便に得られる、ポリマーIの部分とポリマーIIの部分とが合一して複合化したポリマーIとポリマーIIとからなる、平均粒子径が1μm以下の架橋微粒子であることを特徴とする。本発明の架橋微粒子を構成するポリマーIの部分とポリマーIIの部分は、そのポリマーIとポリマーIIの質量比が、20〜80/80〜20であることが好ましい。本発明の架橋微粒子の構成では、特に、ポリマーIIの量が重要であり、ポリマーIIが20質量未満の場合は、水可溶化するBのポリマーブロックの量が少なくなって、重合中に析出する恐れがあり、80質量%よりも多いと、架橋ポリマーであるポリマーIの量が少なくなってしまい、モノマーが充填されないフリーのA−Bブロックコポリマーが残る恐れがあるので好ましくない。また、本発明の架橋微粒子の特徴の一つとして、このA−Bブロックコポリマーの比率を変えることで、本発明の架橋微粒子の平均粒子径を調整できる点が挙げられる。使用するA−Bブロックコポリマーの、組成、分子量、酸価によって、A−Bブロックコポリマーの使用量による平均粒子径が異なるので、一概に、A−Bブロックコポリマーの使用量が、この使用量であればこの粒子径となるといった数量化はできないが、その平均粒子径を、使用するA−Bブロックコポリマーの量でコントロールできることも、本発明の架橋微粒子の特徴である。
まず、撹拌機、逆流コンデンサー、温度計及び窒素導入管を取り付けた2リッターのセパラブルフラスコの反応装置に下記のものを仕込み、下記のようにしてAのポリマーブロックを構成するポリマーを合成した。具体的には、上記反応装置に、有機溶剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテル(以下、BDGと略記)を631.1部、重合開始化合物としてのヨウ素化合物を得るため、ヨウ素を2.0部と、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(以下、V−70と略記)を7.4部、触媒としてジフェニルメタン(以下、DPMと略記)を0.3部、更に、モノマーとして、メタクリル酸ベンジル(以下、BzMAと略記)を112.8部、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(以下、HEMAと略記)を10.4部、仕込んで撹拌し、45℃に加温した。2時間後、ヨウ素の褐色が消え、この間に、重合開始剤であるV−70がヨウ素と反応してヨウ素化合物である重合開始化合物となったことが確認できた。更に、上記の温度を維持して3時間重合を行い、この時点で反応溶液の一部をサンプリングした。このサンプリング物の固形分を測定したところ16.1%であり、これに基づいて算出した重合率はほぼ100%であった。以下の重合率も、上記と同様の方法で算出した。また、テトラヒドロフラン(以下、THFと略記)を展開溶媒とするGPCにて分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)が6100、分子量分布(PDI)が1.15であった。数平均分子量は、前記したように、THF溶媒を展開溶媒とするGPCの示差屈折率検出器の測定値である。得られたポリマーの組成は、BzMA/HEMA=約91.6/8.4である。以上のようにして、Aのポリマーブロックを構成するポリマー溶液を得た。また、サンプリング物を水に添加したところ、樹脂が析出し、水と分離した。この結果、Aのポリマーブロック(A鎖)は水に不溶であることが確認された。
まず、B鎖組成1部あたりのMAA量を求める。
30.1/(123.3+30.1)=0.1962部
次いで、MAAの分子量を86.1、KOHの分子量を56.1として用いると、B鎖の酸価は、
(0.1962/86.1)×56.1×1000=127.8mgKOH/gと算出される。
以下に示したB鎖の酸価も同様に、この方法にて算出した値である。
合成例1と同様の反応装置を使用し、有機溶剤としてBDGを645.4部投入し、70℃に加温した。そして、予め別容器に調製しておいたモノマー溶液を、反応装置の2Lセパラブルフラスコ中に1.5時間かけて滴下した。予め別容器に調製したモノマー溶液は、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10部を溶解させ、更に、BzMA236.1部、HEMA10.4部、MAA30.1部を加えて調製した。滴下終了後、更に同温度で5時間重合させて、ポリマー溶液を得た。得られたポリマー溶液の固形分は30.4%であった。ポリマーのMnは9600、PDIは1.98、酸価は71.2mgKOH/gであった。
撹拌機、逆流コンデンサー、温度計、滴下装置及び窒素導入管を取り付けた1リッターのセパラブルフラスコの反応装置に、窒素気流下、合成例1で得たポリマーIIに該当するA−Bブロックコポリマーの水ペースト(BCP−1)を126.6部(ポリマー純分70部)、イオン交換水を231.7部、28%アンモニア水10.8部を加え、75℃に加温し、A−Bブロックコポリマーを溶解させた。若干青味のあるほとんど透明の水溶液となった。該溶液を、その後に、下記のビニルモノマーを重合する際の分散安定剤(保護剤)として用いた。別容器に、スチレン(以下、Stと略記)27部、ジビニルベンゼン(以下、DVBと略記)3部を量りとり、均一に混合してビニルモノマー混合液を調製した。該モノマー混合溶液は、次に説明するようにしてポリマーIの部分を形成させることで、実施例の架橋微粒子を作製するためのものである。
実施例1と同様の反応装置を用い、同様の方法で、合成例1で得たポリマーII(BCP−1)或いは比較合成例1で得たポリマーIII(RCP−1)を用いて、表3、表4に示した配合で架橋微粒子の水溶液をそれぞれ調製した。水溶液中のポリマー分が25%になるように、水の量は適宜調整した。
合成例1と同様の装置を使用し、窒素気流下、水116.7部を仕込んで75℃に撹拌した。また、別容器に、5%ポリビニルアルコール(ケン化度87〜89mol%、20℃にて4%水溶液粘度20.5〜24.5cps、以下、PVAと略記。)水溶液を200部量りとった。このPVA水溶液200部に、Stを90部、DVBを10部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1部を添加し、ホモジナイザーにて8000回転、10分撹拌して、モノマー懸濁液を作成した。得られたモノマー懸濁液を、上記の水を仕込んで加温した反応装置に仕込んで、撹拌しながら75〜80℃で4時間重合した。この一部をサンプリングし、固形分を測定したところ、23.8%であり、ほとんど重合が完結していた。平均粒子径を測定したところ、5.4μmの平均粒子径であり、大きい粒子径の架橋微粒子であった。以上のようにしてPVAを保護コロイドとして得られた比較の架橋微粒子を、HPM−3とする。
合成例1と同様の反応装置に滴下装置を装着し、水300部を仕込んで、窒素気流下、65℃に加温した。また、別容器に、Stを90部、DVBを10部、反応性活性剤としてラテムルPD−420(花王社製)を3部仕込んで均一溶液とし、モノマー混合液を調製した。次いで、KPSを0.5部仕込み、滴下装置に、上記で調製したモノマー混合液を仕込んで2時間かけて滴下した。重合が進行し、青白色から白色の乳化液を得た。この一部をサンプリングし、固形分を測定したところ、25.2%であり、ほとんど重合が完結していた。また、平均粒子径を測定したところ、146nmであった。以上のようにして得られた比較の架橋微粒子を、HPM−4とする。
実施例1で得られた架橋微粒子の水溶液であるPM−1中の架橋微粒子は、ナノサイズであり、そのままではろ過ができないため、以下の方法で析出させ、架橋微粒子を得た。具体的には、実施例1で得られた水溶液のPM−1の100部を、固形分5%なるように水400部で希釈した。次いで、pHメーターを装着し、0.1N塩酸を徐々に添加し、pH3になるまで添加した。その間、系がいったん増粘して本発明の架橋微粒子が析出した。これは、PM−1に含まれるA−BブロックコポリマーのBのポリマーブロックの中和されているカルボキシ基が、カルボキシ基となって水に不溶となったことにより析出したものである。これをろ過するために、4Aろ紙を装着した150mmヌッチェに移し、減圧ろ過した。ろ液の流出が速く、5分間もかからずにろ過が終了した。次いで、イオン交換水500部で3回洗浄した。この洗浄も非常に速いものであった。得られたペーストを80℃、24時間乾燥し、粉砕した。これを架橋微粒子−1とする。
実施例6と同様にして、実施例2〜5で得られたPM−2〜5についても同様の処理を行い、架橋微粒子を析出させた。すべて、実施例6と同様に、ろ過性が非常によいものであった。実施例2〜5で、析出、ろ過、水洗して得られた架橋微粒子を、それぞれ、架橋微粒子−2〜5とする。
比較例3で得られたPVAを保護コロイドとするHPM−3を105部、水395部で希釈して固形分5%とした。この溶液を実施例6と同様にしてろ過を試みた。しかし、非常にろ過が遅く、1日たってもほとんどろ過できていなかった。これは水溶解性のPVAというポリマー成分が存在することで、粘度が出てしまう上に、ろ紙との親和性も生じることによって、ろ過が遅くなったと考えられる。そこで、別容器に移し替え、0.5%過ヨウ素酸ナトリウム水溶液を5部添加して、撹拌してPVAを分解させた。保護コロイドであるPVAが分解されたことにより、ポリマーが不安定となって凝集が見られた。次いで、これを実施例6と同様にろ過したところ、PVAを分解しなかった場合よりはろ過が速くなったが、完全にろ別するまでに12時間を要した。更に、洗浄も合成例6と同様に行ったが、ろ過が遅い結果であった。これを乾燥して粉砕し、比較架橋微粒子−1とした。
比較例4の、反応性活性剤を使用して得たHPM−4は、本発明と同様にナノサイズであるため、そのままではろ過ができない。そこで、HPM−4を99.2部用い、固形分が5%になるように25℃で飽和食塩水400.8部に添加して従来公知の方法である塩析をした。その後、実施例6と同様にしてろ過を行った。しかし、この場合は、塩析させて凝集させても、微粒子であり、ろ過が遅く、ろ別するのに12時間かかってしまった。また、塩を大量に含むので、その除去に大量の水が必要であり、また、塩が除去されていくので、凝集が解かれるためか、更に遅いろ過性であった。また、一部はろ液となって流れてしまう結果であった。これを乾燥粉砕し、比較架橋微粒子−2とした。
実施例6〜10、比較例5、6でそれぞれに得た架橋微粒子及び比較架橋微粒子を各10部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート90部をそれぞれサンプルガラス瓶に仕込んで、スターラーピースを入れ、マグネチックスターラーにて、70℃の湯浴にて2時間撹拌した。その結果、本発明で規定する実施例6〜10の架橋微粒子−1〜5は、いずれも分散した。粒子径が最も細かい架橋微粒子−1は、ほとんど透明であり、架橋微粒子−2〜5を用いた系では、粒子径が大きくなるにつれ、白濁度が増すという分散液を得ることができた。
[合成例2:A−Bブロックコポリマー−2の合成]
合成例1と同様の装置を使用し、有機溶剤としてBDGを596.1部、ヨウ素を2.0部、V−70を7.4部、触媒としてDPMを0.3部、更に、モノマーとして、BzMAを112.8部、HEMAを10.4部、仕込んで撹拌し、45℃に加温した。上記の温度を維持して5時間重合を行い、この時点で反応溶液の一部をサンプリングした。このサンプリング物の固形分を測定したところ16.9%であり、これに基づいて算出した重合率はほぼ100%であった。GPCにて分子量を測定したところMnが6000、PDIが1.19であった。このポリマーはBzMA/HEMA=約91.6/8.4である。以上のようにして、Aのポリマーブロック溶液を得た。
合成例1と同様の装置を使用し、有機溶剤としてBDGを659部、ヨウ素を2.0部、V−70を7.4部、触媒としてDPMを0.3部、更に、モノマーとして、BzMAを112.8部、HEMAを10.4部、仕込んで撹拌し、45℃に加温した。上記の温度を維持して5時間重合を行い、この時点で反応溶液の一部をサンプリングした。このサンプリング物の固形分を測定したところ15.5%であり、これに基づいて算出した重合率はほぼ100%であった。GPCにて分子量を測定したところ、Mnが6000、PDIが1.20であった。このポリマーはBzMA/HEMA=約91.6/8.4である。以上のようにして、Aのポリマーブロック溶液を得た。
[合成例4:A−Bブロックコポリマー−4の合成]
合成例1と同様の装置を使用し、有機溶剤としてBDGを738.9部、ヨウ素を3.0部、V−70を11.2部、触媒としてDPMを0.5部、更に、モノマーとして、BzMAを84.6部、HEMAを7.8部、仕込んで撹拌し、45℃に加温した。上記の温度を維持して5時間重合を行い、この時点で反応溶液の一部をサンプリングした。このサンプリング物の固形分を測定したところ10.5%であり、これに基づいて算出した重合率はほぼ100%であった。GPCにて分子量を測定したところMnが3100、PDIが1.13であった。このポリマーはBzMA/HEMA=約91.6/8.4である。以上のようにして、Aのポリマーブロック溶液を得た。
合成例1と同様の装置を使用し、有機溶剤としてBDGを774.5部、ヨウ素を2.0部、V−70を7.4部、触媒としてDPMを0.3部、更に、BzMAを169.2部、HEMAを15.6部、仕込んで撹拌し、45℃に加温した。上記の温度を維持して5時間重合を行い、この時点で反応溶液の一部をサンプリングした。このサンプリング物の固形分を測定したところ19.0%であり、これに基づいて算出した重合率はほぼ100%であった。GPCにて分子量を測定したところMnが7700、PDIが1.20であった。このポリマーはBzMA/HEMA=約91.6/8.4である。以上のようにして、Aのポリマーブロック溶液を得た。
上記の合成例1〜5で得たポリマーIIに該当するA−Bブロックコポリマーの水ペーストをそれぞれ分散安定剤(保護剤)に用い、実施例1と同様にして、表7でまとめた配合にて、本発明の実施例の架橋微粒子の水溶液を合成した。その際、A−Bブロックコポリマーの量はすべて60部、使用するビニルモノマーの量はすべて40部となるようにした。
合成例1と同様の装置を使用し、有機溶剤としてBDGを407.3部、ヨウ素を2.0部、V−70を7.4部、触媒としてDPMを0.3部、更に、モノマーとして、MMAを64.1部、メタクリル酸2−エチルヘキシル(以下、EHMAと略記)を15.8部、仕込んで撹拌し、45℃に加温した。上記の温度を維持して5時間重合を行い、この時点で反応溶液の一部をサンプリングした。このサンプリング物の固形分を測定したところ16.0%であり、これに基づいて算出した重合率はほぼ100%であった。また、GPCにて分子量を測定したところ、Mnが4200、PDIが1.22であった。このポリマーはMMA/EHMA=約80.2/19.8である。以上のようにして、Aのポリマーブロック溶液を得た。
また、得られたA−Bブロックコポリマーの酸価を測定したところ、108.7mg/KOHであった。またMnは7200、PDIは1.41であった。これより、Bのポリマーブロックの分子量は、3000と算出された。
合成例1と同様の装置を使用し、有機溶剤としてBDGを608.9部、ヨウ素を2.0部、V−70を7.4部、触媒としてDPMを0.3部、更に、モノマーとして、CHMAを107.7部、メタクリル酸ブチル(以下、BMAと略記)を11.4部、仕込んで撹拌し、45℃に加温した。上記の温度を維持して5時間重合を行い、この時点で反応溶液の一部をサンプリングした。このサンプリング物の固形分を測定したところ16.2%であり、これに基づいて算出した重合率はほぼ100%であった。GPCにて分子量を測定したところ、Mnが5900、PDIが1.19であった。このポリマーはCHMA/BMA=約90.4/9.6である。以上のようにして、Aのポリマーブロック溶液を得た。
合成例1と同様の装置を使用し、有機溶剤としてBDGを497.4部、ヨウ素を2.0部、V−70を7.4部、触媒としてDPMを0.3部、更に、モノマーとして、CHMAを107.7部、メタクリル酸ブチル(以下、BMAと略記)を11.4部、仕込んで撹拌し、45℃に加温した。上記の温度を維持して5時間重合を行い、この時点で反応溶液の一部をサンプリングした。このサンプリング物の固形分を測定したところ19.0%であり、これに基づいて算出した重合率はほぼ100%であった。GPCにて分子量を測定したところMnが5800、PDIが1.20であった。このポリマーはCHMA/BMA=約90.4/9.6である。以上のようにして、Aのポリマーブロック溶液を得た。
上記の合成例6〜8で得たポリマーIIに該当するA−Bブロックコポリマーの水ペーストをそれぞれ分散安定剤(保護剤)に用い、実施例1と同様にして、表10でまとめた配合にて、本発明の架橋微粒子の水溶液を合成した。その際、A−Bブロックコポリマーの量はすべて60部、使用するビニルモノマーの量はすべて40部となるようにした。
Claims (9)
- ポリマーIとポリマーIIとからなる架橋微粒子であって、
ポリマーIは、多官能性ビニル系モノマーを少なくとも5質量%以上含むビニル系モノマーを重合して得られる架橋ポリマー(ビニルポリマー)であり、
ポリマーIIは、90質量%以上のメタクリル酸系モノマーからなるA−Bブロックコポリマーであり、
該A−BブロックコポリマーのAのポリマーブロックは、その80質量%以上が炭素数1〜18のアルキル基、シクロアルキル基及びベンジル基からなる群から選ばれるいずれかの基を有するメタクリル酸エステルを構成成分とし、且つ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)におけるポリスチレン換算の数平均分子量が1000〜20000であって、その分子量の分布を示す分散度(重量平均分子量/数平均分子量)が1.5以下である、実質的に水に不溶のポリマーブロックであり、
該A−BブロックコポリマーのBのポリマーブロックは、少なくともメタクリル酸を構成成分とし、且つ、その酸価が80〜250mgKOH/gであり、
該A−Bブロックコポリマーは、その数平均分子量が2000〜30000であって、その分散度が1.7以下であり、且つ、その酸価が40〜200mgKOH/gであり、
上記Aのポリマーブロックが上記ビニルポリマーと合一して、ポリマーIの部分とポリマーIIの部分とが合一した複合粒子であり、その平均粒子径が1μm以下であることを特徴とする架橋微粒子。 - 前記ポリマーIの部分と前記ポリマーIIの部分との質量比が、I/II=20〜80/80〜20の範囲内にある請求項1に記載の架橋微粒子。
- 前記複合粒子の平均粒子径が、20〜200nmである請求項1又は2に記載の架橋微粒子。
- 前記架橋ポリマーが、(メタ)アクリル酸系モノマー、スチレン系ビニルモノマー、アクリルアミド系モノマー、アルカン酸ビニル系モノマー及びマレイン酸系のビニル系モノマーからなる群から選択される2種以上のモノマーのランダム共重合物である請求項1〜3のいずれか1項に記載の架橋微粒子。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリマーIとポリマーIIとからなる架橋微粒子を含む水溶液の製造方法であって、
水中で、ポリマーIIを構成する前記A−BブロックコポリマーのBのポリマーブロックの有するカルボキシ基を、アルカリを用いて中和してA−Bブロックコポリマーを水に分散させ、これを分散安定剤として用いて、多官能性ビニル系モノマーを少なくとも5質量%以上含むビニル系モノマーを重合して前記ポリマーIである架橋ポリマーを合成することで、ポリマーIの部分とポリマーIIの部分とが合一した複合粒子を作製して水に分散した架橋微粒子を得ることを特徴とする架橋微粒子を含む水溶液の製造方法。 - 前記A−Bブロックコポリマーが、構成成分が90質量%以上のメタクリレート系モノマーからなるA−Bブロックコポリマーを、少なくとも、ヨウ素化合物からなる重合開始化合物を用い、フォスファイト系化合物、フォスフィネート化合物であるリン系化合物、イミド系化合物である窒素系化合物、フェノール系化合物である酸素系化合物、及び、ジフェニルメタン系化合物又はシクロペンタジエン系化合物である炭化水素系化合物からなる群から選択される1種以上を触媒とし、更に、その重合温度を30〜50℃として得られたものである請求項5に記載の架橋微粒子を含む水溶液の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリマーIとポリマーIIとからなる架橋微粒子を得るための製造方法であって、
水中で、ポリマーIIを構成する前記A−BブロックコポリマーのBのポリマーブロックの有するカルボキシ基を、アルカリを用いて中和してA−Bブロックコポリマーを水に分散させ、これを分散安定剤として用いて、多官能性ビニル系モノマーを少なくとも5質量%以上含むビニル系モノマーを重合して前記ポリマーIである架橋ポリマーを合成することで、ポリマーIの部分とポリマーIIの部分とが合一した複合粒子を作製して、水に分散した架橋微粒子を得、得られた架橋微粒子を含む水溶液を酸で中和して、架橋微粒子を析出させることを特徴とする架橋微粒子の製造方法。 - 前記A−Bブロックコポリマーが、構成成分が90質量%以上のメタクリレート系モノマーからなるA−Bブロックコポリマーを、少なくとも、ヨウ素化合物からなる重合開始化合物を用い、フォスファイト系化合物、フォスフィネート化合物であるリン系化合物、イミド系化合物である窒素系化合物、フェノール系化合物である酸素系化合物、及び、ジフェニルメタン系化合物又はシクロペンタジエン系化合物である炭化水素系化合物からなる群から選択される1種以上を触媒とし、更に、その重合温度を30〜50℃として得られたものである請求項7に記載の架橋微粒子の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリマーIとポリマーIIとからなる架橋微粒子を、有機溶剤または樹脂に分散してなることを特徴とする架橋微粒子組成物。
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