JPS6289711A - アクリロニトリル系重合体微粒子集合体及びその製造法 - Google Patents

アクリロニトリル系重合体微粒子集合体及びその製造法

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JPS6289711A
JPS6289711A JP9563686A JP9563686A JPS6289711A JP S6289711 A JPS6289711 A JP S6289711A JP 9563686 A JP9563686 A JP 9563686A JP 9563686 A JP9563686 A JP 9563686A JP S6289711 A JPS6289711 A JP S6289711A
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輝彦 杉森
Fumio Suzuki
文男 鈴木
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は酸化チタン、シリカゲル、カオリン、クレーな
どの無機系充填剤に代えて使用しうるアクリロニトリル
を主成分とする重合体からなる均一な微粒子及びその製
造方法に関するものである。 酸化チタン、シリカゲル、カオリン等の無機系充填剤は
耐薬品性、耐候性に優れており、その微粒子化技術も進
んでおり種々の用途分野で利用されている。しかし、こ
nらの無機充填剤はその製造工程上、強酸性物質となっ
ており、砥用光填剤として用いた場合、紙の長期保存に
よって紙の黄変現象や紙質の劣化金招くことが大きな社
会問題となってさている。また情報化社会における紙の
使用tの増大に伴い、加えられた無機系充填剤の重さに
よる紙の重さは、その印刷工程、輸送分野でも大きな問
題となってきており、無機系充填剤に代えた有機充填剤
使用による上記種々の問題点を改良する試みがなされて
いる。 ま次静電記録紙の誘電体記録層中にも、当該層の表面凹
凸性付与のため、無機質充填剤が加えられているが、こ
nら無機質充填剤は親水性物質であるため、誘電体層の
絶縁性を阻害し、その静電記録特性の低下を招くことが
知られており、このような不都合の生じにぐい充填剤の
開発が望まれている。 〔従来の技術〕 特公昭49−31753号公報には、ポリアクリロニト
リルを溶解しない溶剤、例えばメタノール、エタノール
、フタノール、シクロヘキサ/、トルエン、キシレン、
水等の溶剤中でアクリロニトリルkN合し、得られた重
合体全ボールミル、ローラーミル等の物理的分散法にて
分散処理して均一な微粒子状重合体を得る方法が開示さ
ルている。この方法によって得られるアクリロニトリル
系重合体粒子の平均径は第1図(イ)に示す如く通常的
10〜40μの不規則な形状を有する粒子であり、この
重合体粒子は溶媒中でボールミルやローラーミルの如き
物理的分散処理により平均粒子径が約6〜20μの粒子
まで徴用化することはできるが、有機重合体微粒子とし
て要求さnる平均粒子径5J1以下の重合体粒子とする
ことは難しく、粒子径分布も1〜20μの範囲と極めて
広く五機光填剤の特性からこの径の有機重合体の分級に
よる粒径分布の均一化は極めて難しい現状にある。 特公昭57−31732号公報にはカチオン濃度003
〜3グラムイオン/ /−−H2Ofxル水中でアクリ
ロニトリル金主成分とする不飽和化合物を、自生圧を発
生する12(Ic以上の温度で攪拌下に重合し、生成す
るアクリロニトリル系富含体中に少なくとも2 X 1
0=モル/グラム重合体以上のスルホン酸基’kA人せ
しめるとともに、1〜2000μの粒子径の実質的に溶
融状態にある重合体部の水性分散体を形成せしめた後、
冷却するアクリロニトリル系微粒子N合体の製造方法が
示されている。 この方法によると粒径の均一なアクリロニトリル系重合
体微粒子が得られるが、水性媒体中でアクリロニトリル
糸1合体の溶融滴を形成せしめることが必安なため、ア
クリロニトリル系重合体中のアクリロニトリルの共N 
9割合は93重を憾以下とすることが必要である。それ
故、得られ之アクリロニトリル糸重合体粒子の耐熱性が
十分でないこと、充填剤として必要な白炭が十分でない
ことが問題点として指摘さnている。 更に、この方法によって得らnるアクリロニトリル系重
合体粒子中にはスルホノ酸基又はその塩が2 X 10
−Sモル/fポリマー以上なる割合で含まれており、比
較的親水性の高いものとなるため、静電記録体形成用有
機充填剤として用い友場合には好ましいものでなく、更
に親水性の低いアクリロニトリル系重合体微粉の出現が
望まれている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来無機充填剤に代えて使用しうる有機系充填剤として
開発されてきた技術では、平均粒子径が5μ以下で、粗
大粒子を含まない有機樹脂微粒子を作ることが極めて欺
しいか、或いは親水性基や極性基を多量に含む特定の樹
脂からの微粒子集合体が作れるのみであった。 本発明者等は、稿々のアクリロニトリル系1合体につい
て超微粉化の検討を実施した処、特定の構成からなるア
クリロニトリル系重合体を粉砕分級して得られる特定の
微粉が静電記録体等の充填剤として優れた効果を発揮す
ることを見い出し、本発明を完成した。 本発明の要旨とするところは、アクリロニトリルの共重
合量が95重量%以上であり、スルホン酸基を実質的に
含量ない還元粘度1.0〜aOなる重合体よりなり体積
平均粒子径が1〜5μにあり、8μを越える径の粒子の
数含有率が1105L4以下であること全特徴とするア
クリロニトリル系重合体微粒子集合体及びその製造法に
ある。 本発明のアクリロニトリル系重合体を構成する単量体は
アクリロニトリルを95重量係以上含有するものであり
、得らnる重合体の分子量を示す還元粘度(ポリマー濃
度α5%ジメチルホルムアミド溶液を用いて25℃で測
定した粘度)は1.0〜&0なる範囲にあるものである
。 本発明の微粉体を構成するアクリロニトリルの共重合量
が95重量%未満の重合体は本発明で用−るアクリロニ
トリル系重合体に比べ熱可塑性を示すと共に硬度、耐薬
品性が不足し、充填剤として必須の要件である白変及び
耐候性、耐光性が低いものとなる。還元粘度が1.0未
満のアクリロニトリル系重合体は脆い傾向が′j)9、
一方還元粘度がaOを越えて大きな重合体からは粒子径
が5μ以下の均一な微粒子体とすることが難しい。 本発明のアクリロニトリル系重合体微粒子集合体を構成
するアクリロニトリル系重合体中には、スルホン酸基が
実質的に含まれていないこと、とくに、5×10−s当
量/lポリマー禾満であること、更に好ましくは2 X
 10−”当量/lポリマーであることが必要である。 アクリロニトリル系重合体中のスルホン酸基含量が5×
10−Sモル/lポリマーより大きな重合体より作られ
たアクリロニトリル系重合体粉末は親水性に富んだもの
となり易く、塗料用添加剤として用めた場合には、塗膜
に親水性を与える傾向が強く、塗膜の劣化を起す要因と
なり易い。また紙用添加剤として用い友場合も、紙質自
体が酸性となり長期保存中に紙質の劣化を17tすこと
となる。また、静電記録紙用充填剤として用いた際には
、画像濃度、解像度の優れた静電記録紙とすることがで
きない。このような観点より本発明で用いるアクリロニ
トリル系重合体中にはスルホン酸基が実質的に含まれな
いこと、より詳しくはスルホン酸基@量が5×10−s
当1に/fポポリー、とくに2 X 10−5当t/l
ポリマー禾満なる含有量とするのがよい。 アクリロニトリルと5mft%以下なる割合で共重合し
うる他の共重合可能なビニルモノマーとしてはメチルメ
タクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレー
ト、塩化ビニル、酢酸ビニル、スチレン、α−メチルス
チレン、マレイノ酸、マレイン酸アミド、Nフェニル置
換マレイミドなど全率げることができる。 本発明によって得られるアクリロニトリル系重合体倣粒
子は体積平均粒子径が1〜5μの範囲にあり8μを越え
る径の粒子の数含有率が(105%以下、好ましくは、
体積平均粒径が1.5〜4μの範囲にあり8μを越える
径の粒子の数含有率がno 2%以下であることが必要
である。平均粒子径が1μよりも小さな微粒子体の集合
体は塗料や紙コーテイング剤用の艶消し用充填剤として
用いる場合には、期待した程の艶消し効果を奏すること
ができず、紙コーテイング剤としては筆記性、押印性に
優れた書写面を形成することができにくくなる。 一方平均粒子径が5μを越えるアクリロニトリル系重合
体粒子の重合体は粒子径自体が荒すぎ、このような粒子
径の充填剤を用いて得られた塗膜は肌荒れが目立ち美観
に優れた塗膜全形成することができない。またこのよう
なアクリロニトリル系重合体を紙コーティング用充填剤
として用いて作られたコーテイング紙もやはり筆記性、
押印性を良好なものとすることができない。 このような傾向は8pk越える大きな径を有する粒子が
105%を超えて含まれていると顕著となる。このこと
は、例えば、アクリロニトリル系重合体粒子を球状物と
仮定し次場合、径が2.5μの粒子の最大断面積は4.
9μ2であるのに対し、径8μの粒子の最大断面積は5
[12μ2、径10μの粒子の最大断面積は7a5μ2
と、粒子径の拡大率がZ4倍、4倍と拡大するのに対し
て断面積は夫々1α5倍、16倍と急拡大してゆくこと
が認めら詐るのであり、8μを越える粒子が(10ss
t越えて宮まnる平均粒子径1〜5μのアクリロニトリ
ル系重合体微粒子集合体はその充填剤としての特性が損
われる。 上述し友如く、径の大きな粒子がわずかに含1Aている
アクリロニトリル系重合体微粒子の特注を改良するには
8μを越える径を有する粒子の含有率tα05%以下、
好ましくは1102チ以下とすれば、その特性は著るし
く改良され友ものとすることができるのであるが、とく
に記録密度が8本/Wt−越える解像度を備えることが
要求される静電記録体製造用充填剤として、当該重合体
粒子を用いる際には、更に10μを越える径の粒子数含
有率が微粒子粒径分布測定装置(コールタ−エレクトロ
ニクス社製コールタ−カウンターにて測定)にて測定し
た粒子数50万個当950ケ以下とするのがよく、かく
の如き特性を有するアクリロニトリル糸重合体粒子を用
いて作られた静電記録体は16本/wmの高密度の記録
ぞ度taUする静電記録体とすることができる。 また上述した特性を備えた本発明のアクリロニトリル系
重合体微粒子集合体を塗料用充填剤として用いることに
より形成される塗膜はプッやフィッシュアイなどの塗装
欠陥のない耐候性良好な塗膜とすることができる。 本発明全実施するに際して用いるアクリロニトリル系重
合体の重合方法としては酸化還元重合触媒を用いた水性
懸濁重合法或いは特願昭59−135552号、同59
−133553号に示した如き水溶性有機溶媒と水と全
特定割合で混合した水性溶媒中でパーオキサイド触媒に
て1合法し、アクリロニトリル95〜100g量係他の
共重合可能なビニルモノマー5gfi1以下で、スルホ
ン酸基を実質的に含んでいない還元粘度1.0〜a o
 oz合体とするのがよい。 上記1合方法によって得た重合体は第1図(イ)に示す
如く粒子径01〜2μの微細な一次重合体粒子が重合過
程で相互に結合した多孔質状の体積平均粒子径が約20
〜40μの凝集重合体粒子となっている。この凝集1合
体粒子はボールミル、ハンマーミル等、従来の粒体微粉
化手段によっては粒子径が5μ以下の微粒子集合体に粉
砕することはできない。 本発明のアクリロニトリル系重合体微粒子は、粉砕ゾー
ンが第3図(至)に示す如く衝撃粉砕部を有せず粉砕ゾ
ーンにジェット気流導入口(ハ)よりジェット気流を回
転ジェット気流が生ずるように吹込み、原料粉末供給口
より粉砕ゾーンに供給し、粉末に回転力を与えかつ粉末
同士の衝突によって粉砕する方法によつで、粉砕時にお
ける重合体の発熱現象を効率よく防止すると共に粉体の
回転力と粉体同士の衝突力によって凝集状重合体粒子が
極めて効率よく解砕され、本発明の体積平均粒径が1〜
5μ、8μを越える径t−Wする粒子数含有率がαaS
S以下、好ましくは体積平均粒子径1.5〜4μであり
、8μを越える径を有する粒子教官V率がαo.02%
以下のアクリロニトリル系重合体粒子集合体を作ること
ができる。 第3図(イ)は本発明で用いる解砕式粉砕機の一例を示
す粉砕部平面図であり、(ロ)はY−X断面図である。 第5図中α埠は、粉体の円周運動を加速するとともに、
気流の乱れを生じさせて、粉体同士の衝突頻度を増加さ
せる几めの圧縮空気の導入口、α3は粉砕ゾーン、α◆
は粉体を粉砕ゾーンに押込むための圧縮空気の導入口、
o3Fi粉体供給口、αQは粉体を圧縮空気で加速する
ためのベンチュリー管であり、(ロ)は粉砕された微粉
の排出口である。 さらに本発明においては第4図に示す如き、衝撃型粉砕
機とサイクロン方式の分級器とを併用し、この両者を特
定条件下で使用して上記アクリロニトリル系重合体粒子
全開枠粉砕することによっても目的とする性能を備えた
アクリロニ) +フル系1合停機粒子集合物を得ること
ができる。 第4図(’I)は本発明で用いる衝撃型粉砕機の一例を
示す粉砕部平面図であり、(ロ)はX−X断面図である
。第4図中eυはジェット気流導入口、に)はノズル噴
射口、(至)は原料粉体供給口、(ハ)は粒体流速加速
部、(イ)は粒体粉砕衝撃壁、翰は粉砕分級室であり、
上記の衝撃壁(イ)は粉砕室内を流れるジェット気流の
流れ方向と逆方向へ回転する機能を備えた回転リングで
あることがよい。 このタイプの装置を用いる場合には、200m/ 86
0以上の高速気流にてアクリロニトリル系重合体粒子を
加速し、衝撃粉砕壁に衝突させ。 凝集状態のアクリロニトリル系重合体粒子全開枠するの
が好ましい。ここで用いる高速気流の流速が200 m
/ sea未満である場合には凝集状態のアクリロニト
リル系重合体粒子の開砕かしにくくなる傾向にあり、5
μ以上の粒径をもつ粒子含有率が30憾以上のものしか
得られず、8μ以上の粒子径をもつ粒子含有率も10幅
以上と極めて粒子径分布の大きなものとなる。これに対
し、流速200m/sec以上の高速気流を用いること
により、5μ以上の粒子径會有する粒子含有率が10〜
15%、8μ以上の粒子径tVする粒子含有率が1〜5
4で体積平均粒子径が3〜5μの微粒子集合体として得
られるようになる。 このようにして得られた微粒子集合体り分級機で処理さ
れ、目的とする体積平均粒子径t−有し、かつ8μを越
える粒子径の粒子の数含有率がαaSS以下となるもの
が得られる。 分級機としてはサイクロン式等のものが挙げられるが、
例えば粉砕機と分級機が合体しtタイプ、即ち、ジェッ
ト気流にてアクリロニトリル系重合体粉本粒子同士を衝
突させて粉砕するとともに、旋回にともなう遠心力によ
り粉砕室内の粉本を分級する方法でもよい。 又、サイクロン方式の分級機においては、分級室内の流
体速度即ち微粒子集合体の速度としてt半径01m当り
80m/sec以上とするのが好ましい。 〔本発明の効果〕 本発明によって得られたアクリロニトリル系重合体粒子
は、体積平均粒子径が1〜5μの範囲にあり、8μを越
える径の粒子数含有率がα05係以下、好ましくは体積
平均粒径が1.5〜4μであり、8μを越える径の粒子
数含有率が102%以下であり、とくに10μを越える
径を有する粒子含有量が測定個数50万個当り50ケ以
下、好ましくは30ケ以下であるため、充填剤として、
とくに、その要求特性の厳しい静電記録体用充填剤とし
て用いた場合にも有効に利用することができる。また、
用いるアクリロニトリル系重合体はアクリロニトリル重
合単位が95fil1%で、スルホン酸基含有量がcA
、OX 10−’当量/lポリマー以下、とくに2X1
0−’当量/lポリマーのものを用いることにより、そ
の耐薬品性、耐水性、耐候性に富んでおり、白変も高く
、その比重も軽いこと、バインダーとの接着性も良好で
あるため塗料用充填剤や、艶消し剤としても従来用いら
れて′@友無機系光充填に代えて用いた場合、幾多の利
点を奏することができる。 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。 〔実施例1〜6.比較例1〜3〕 くアクリロニトリル系重合体粉末の製造〉水性懸濁重合
法にて還元粘度23なるポリアクリロニトリル重合体を
得几。スルホン酸基含有量はt 8 X 10−5当童
/lポリマーであり、その平均粒子径は25μであった
。得られた1合体粒子の電子顕微鏡拡大写真を第1図(
イ)に示した。このアクリロニトリル系重合体粒子金、
第4図に示した粉体金粒体粉砕衝撃壁に衝突させて粉砕
する型の粉砕機とサイクロ7式分級機を用い、第1表に
示す風速にて平均粒子径20μ〜五5μのアクリロニト
リル系重合体粉末を製造しアクリロニトリル重合体粉末
〔1〕〜
〔9〕を得之。得らnた粒子体集合物の電子懸
微境拡大写真?第1図(ロ)に示した。 粉体特性全測定し之結果を第1表に示した。 く静τ匡記録体への応用〉 アクリロニトリル系重合体粉末〔1〕〜〔9]各50部
をメチルエチルケトン200部中に投入し、々拌器にて
分散せしめたところ人々のアクリロニトリル系重合体粉
末はメチルエチルケトン中に良好に分散し、目視検査で
は段床同士の7礎集kcよる塊の生成は生じなかった。 メチルメタクリレート40部とブチルメタクリレート6
0部なる共会合比のアクリル樹脂の30%トルエン@液
を用意し、上記、種々のアクリロニトリル重合体粉末の
メチルエチルケトン分散液音別えることによジ、誘電記
録体形成用液を作った。 高分子カチオン処理を施した基紙上に上記種々の誘電体
記録体形成用溶液tl−塗布した後乾燥し、静電記録体
を作成した。 こnら静電記録体の表面抵抗率全200,60%RH,
100VDCT測定した結果を@2表に示した。 また、こt′L、ら静電記録体に8本/Iff+及び1
6本/5lII+ノ線密度k +Tする固定マルチヘッ
ドより負の信号電荷全印加し、正電荷をもった現像粉に
よる現mt行ない静電画像形成性テスト全行った結果を
第2表に示した。 〔比較例4〕 水性懸濁重合法により、アクリロニトリル93重量係、
酢酸ビニル7it係からなる単重体を重合し、還元粘度
2.5、スルホン酸基含有量2、2 X 10−5当量
/fポリマーなる平均粒子径30μのアクリロニトリル
系重合体粒子を得た。 このアクリロニトリル系重合体粒子を、第3図に示した
粉体を粒体粉砕衝撃壁に衝突させて粉砕する型の粉砕機
に流速230 m/ secの高速気流により供給して
粒子を粉砕し、平均粒子径65μの粉末[10)  k
得たが、平均粒子径の小さな粉末への微粉末化は不可能
であった。又、8宋〔10〕の表面は第2図に示した如
く融着していた。 また、参考の為に粉末〔10〕を使用し、実施例1のく
静電記録体への応用〉と同様の方法で静電記録体全作成
し、その特性全測定した結果を表2に示した。 〔実施例7〜12〕 実施例1のくアクリロニトリル系重合体粉本の製造〉で
使用したのと同一の重合体粒子を図3に示した粉砕ゾー
ンを有するジェット気流により粒子体同士の衝突を起し
て粉砕する方式の粉砕機に供給して、アクリロニトリル
重合体粉末〔11〕〜〔16〕を得た。粉体物性を測定
した結果を第3表に示した。 さらに、粉末〔11〕〜(16]t−使用し、実施例1
のく静電記録体への応用〉と同様の方法で静電記録体を
作成し、その特性を測定した結果を第4表に示し次。 〔実施例13〜16〕 攪拌機、温度計を備えた2tの重合容器を窒素置換し几
後第5表に示す仕込み組成物を入れ重合を開始し友。重
合系に白濁が認められた時点より、第5表に示し次追加
溶媒を加え、追加溶媒の添加終了後さらに重合を進め7
0分後に重合を終了し友。得られたアクリロニトリル系
重合体を分離し、洗浄し乾燥したところ、平均粒子径2
0〜30μの白色の重合体粒子が得らnた。 上述の如くして得友アクリロニトリル系重合体粉末(A
)〜(D)を実施例1のくアクリロニトリル系重合体粉
末の製造〉と同様にして粉砕し、平均粒子径2.0〜五
〇なるアクリロニトリル系重合体の微粉床を得、その粒
子特性t−測測定た結果を@6表に示した。 〔実施例17〜20〕 実施例3と同一の重合法で得られた体積平均粒径20〜
30μの白色のTL甘せ粒子を、実施例7と同様にして
粉砕し、体積平均粒径2〜3μのアクリロニトリル糸重
合体の微粉末を得、その粒子特性を測定した結果t−第
7表に示し友。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)は本発明で用いる懸濁1合にて得之アクリ
ロニトリル糸1合体粒子の電子顕微鏡拡大写真であり、
同図(ロ)は本発明のアクリロニトリル系重合体微粒子
集合体の電子顕微鏡拡大写真、第2図は比較例の重合体
粒子の電子顕微鏡拡大写真を示す。第3図は本発明の実
施に際して用いる解砕式粉砕装置の概略図であり、(イ
)は粉砕シーツの平面図を、(ロ)は供給部のY−Y断
面図である。第4図は衝撃式粉砕装置の概略図であり、
(イ)は粉砕ゾーンの平面図を、(ロ)はそのX−X断
面図である。 11・・・・・粉体加速用圧縮空気導入口13・・・・
・粉砕ゾーン 14・・・・・粉体押込み用圧縮空気導入口15・・・
・・粉体供給口 16・・・・・ベンチュリー管 17・・・・・粉砕された微粉の排出口21・・・・・
ジェット気流導入口 22・・・・・ノズル噴射口 23・・・・・原料粉体供給口 24・・・・・粒体流速供給口 25・・・・・粒体粉砕価′s9゜ 26・・・・・扮砕分級室

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アクリロニトリルの共重合量が95重量%以上で
    あり、スルホン酸基を実質的に含まない還元粘度1.0
    〜8.0なる重合体よりなり体積平均粒子径が1〜5μ
    にあり、8μを越える径の粒子の数含有率が0.05%
    以下であることを特徴とするアクリロニトリル系重合体
    微粒子集合体。
  2. (2)アクリロニトリルの共重合量が95重量%以上で
    あり、スルホン酸基を実質的に含まない還元粘度1.0
    〜8.0なる重合体よりなり体積平均粒子径が1.5〜
    4μにあり、8μを越える径の粒子の数含有率が0.0
    2%以下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のアクリロニトリル系重合体微粒子集合体。
  3. (3)水性懸濁重合法にて製造したアクリロニトリルの
    共重合度が95重量%以上で、スルホン酸基を実質的に
    含まない還元粘度1.0〜8.0で、粒子径0.1〜2
    μの重合体粒子が凝集した体積平均粒子径10μ以上の
    アクリロニトリル系重合体粒子を、粉砕分級により体積
    平均粒子径が1〜5μにあり、8μを越える径の粒子の
    数含有率が0.05%以下なる微粒子集合体とすること
    を特徴とするアクリロニトリル系重合体微粒子集合体の
    製造法。
  4. (4)200m/sec以上のジェット気流にてアクリ
    ロニトリル系重合体粉末を加速して粉砕室へ供給し、粉
    砕室内の粉砕衝撃壁に衝突させて粉砕することを特徴と
    する特許請求の範囲第3項記載のアクリロニトリル系重
    合体微粒子集合体の製造法。
  5. (5)ジェット気流にてアクリロニトリル系重合体粉末
    粒子同士を衝突させて粉砕することを特徴とする特許請
    求の範囲第3項記載のアクリロニトリル系重合体微粒子
    集合体の製造方法。
  6. (6)ジェット気流にてアクリロニトリル系重合体粉末
    を加速し、粉砕室内で旋回させ、該アクリロニトリル系
    重合体粉末粒子同士を衝突させて粉砕するとともに、旋
    回にともなう遠心力により粉砕室内のアクリロニトリル
    系重合体粉末を分級することを特徴とする、特許請求の
    範囲第3項記載のアクリロニトリル系重合体微粒子集合
    体の製造方法。
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