【実施例】
【0035】
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。
【0036】
製造例1
ジアミンのMEKケチミン化物の製造(K−1)
ヘキサメチレンジアミンと過剰のMEK(ジアミンに対して4倍モル量)を80℃で24時間還流させながら生成水を系外に除去した。その後減圧にて未反応のMEKを除去してMEKケチミン化物を得た。
【0037】
製造例2
数平均分子量(以下Mnと記す)が900のポリエチレンフタレート(テレフタル酸/イソフタル酸=50/50)(A1−1)の製造
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸393部、イソフタル酸393部、エチレングリコール606部を入れ、210℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた後、5〜20mmHgの減圧下で反応させ、所定の軟化点でポリエチレンフタレートジオール(A1−1)を取り出した。回収されたエチレングリコールは245部であった。得られたポリエチレンフタレートジオールの水酸基価を測定し、Mnを計算した結果900であった。
Mnが2500のポリエチレンフタレートジオール(A1−2)の製造
同様の製造方法で減圧時間の調整により、Mnが2500のポリエチレンフタレートジオール(A1−2)を得た。回収エチレングリコールは270部であった。
【0038】
製造例3
プレポリマー溶液(U−1)の製造
温度計、撹拌機及び窒素吹込み管を備えた反応容器に、ポリエチレンフタレートジオール(A1−2)(304部)、Mnが1000のポリブチレンアジペート(1214部)、1−オクタノール(27.6部)を仕込み、窒素置換した後、撹拌しながら110℃に加熱して溶融させ、60℃まで冷却した。続いて、ヘキサメチレンジイソシアネート(313.2部)を投入し、85℃で6時間反応させた。次いで、60℃に冷却した後、テトラヒドロフラン(317部)、及び安定剤(2.7部)[チバスペシャリティーケミカルズ(株)社製 イルガノックス1010]、カーボンブラック(1部)を加え、均一に混合してプレポリマー溶液(U−1)を得た。得られたプレポリマー溶液のNCO含量は、0.8%であった。
【0039】
製造例4
プレポリマー溶液(U−2)の製造
温度計、撹拌機及び窒素吹込み管を備えた反応容器に、数平均分子量(以下Mnと記す。)が1000のポリブチレンアジペート(497.9部)、Mnが900のポリヘキサメチレンイソフタレート(124.5部)、ペンタエリスリトール テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート][チバスペシャリティーケミカルズ(株)社製; イルガノックス1010]( 1.12部)、体積平均粒径9.2μmのカオリン(90.7部)を仕込み、窒素置換した後、撹拌しながら110℃に加熱して溶融させ、60℃まで冷却した。続いて、1−オクタノール(9.7部)、ヘキサメチレンジイソシアネート(153.4部)テトラヒドロフラン(125部)、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-(直鎖及び側鎖ドデシル)-4-メチルフェノール[チバスペシャリティーケミカルズ(株)社製; チヌビン571]( 2.22部)、TMXDIのポリカルボジイミド(C−1)[Mn15,000、末端基:メトキシ基、性状:70%メチルエチルケトン(以下、MEK)溶液、日清紡績(株)社製;Carbodilite V−09B](2.15部)を投入し、85℃で6時間反応させプレポリマー溶液(U−2)を得た。(U−2)のNCO含量は、2.05%であった。
【0040】
製造例5
分散媒(Y−1)の製造
分散剤としてジイソブチレンとマレイン酸との共重合体のNa塩を含む分散剤[三洋化成工業(株)製サンスパールPS−8]20部を水980部に溶解させ25℃に温調して、分散媒(Y−1)を得た。
【0041】
実施例1
熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−1)の製造
反応容器に、製造例3で得たプレポリマー溶液(U−1)100部と製造例1で得たMEKケチミン化合物(K−1)5.6部を投入し、そこに製造例5で得た分散媒(Y−1)340重量部を加え、ヤマト科学(株)製ウルトラディスパーサーを用いて9000rpmの回転数で1分間混合した。この混合物を温度計、撹拌機及び窒素吹込み管を備えた反応容器に移し、窒素置換した後、撹拌しながら50℃で10時間反応させ、熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−1)を含むスラリー(G−1−1)を作成した。
(G−1)の平均粒子径は22μm、Cv=70、熱可塑性ポリウレタン樹脂(A−1)のSP値11.2、熱軟化温度141℃であった。
【0042】
熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−1)の製造
上記にて作成した(G−1−1)180部に溶媒(B−1)であるMEK(沸点78℃、熱可塑性ポリウレタン樹脂(A−1)とのSP値の差2.2)を20部添加し、周速0.5m/sの攪拌下で、70℃まで昇温して1時間継続した後、減圧下で溶剤を留去し、濾別、洗浄、乾燥を行って熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−1)を得た。得られた(D−1)は平均粒子径が155μm、Cv=25であった。
【0043】
実施例2
熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−2)の製造
反応容器に、製造例3で得たプレポリマー溶液(U−1)100部と製造例1で得たMEKケチミン化物(K−1)5.6部を投入し、そこに製造例5で得た分散媒(Y−1)340重量部を加え、ヤマト科学(株)製ウルトラディスパーサーを用いて7000rpmの回転数で2分間混合した。この混合物を温度計、撹拌機及び窒素吹込み管を備えた反応容器に移し、窒素置換した後、撹拌しながら50℃で10時間反応させた。反応終了後、減圧下、60℃に加熱し、溶媒を除去した。溶媒除去後、濾別及び乾燥を行い、熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−2)を製造した。
(G−2)の平均粒子径は55μm、Cv=68、熱可塑性ポリウレタン樹脂(A−2)のSP値11.2、熱軟化温度142℃であった。
【0044】
熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−2)の製造
上記にて作成した(G−2)65部を、製造例5で得た分散媒(Y−1)140部に、攪拌下で分散し、スラリーを作成した。このスラリーに溶媒(B−1)であるTHF(沸点66℃、ポリウレタン樹脂(A−2)とのSP値の差2.1)を15部添加し、周速1.0m/sの攪拌下で、65℃まで昇温して3時間継続した後、減圧下で溶剤を留去し、濾別、洗浄、乾燥を行って熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−2)を得た。得られた(D−2)は平均粒子径が137μm、Cv=27であった。
【0045】
実施例3
熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−3)の製造
反応容器に、製造例3で得たプレポリマー溶液(U−1)100部と製造例1で得たMEKケチミン化合物(K−1)5.6部を投入し、そこに製造例5で得た分散媒(Y−1)500重量部を加え、ヤマト科学(株)製ウルトラディスパーサーを用いて12000rpmの回転数で1分間混合した。この混合物を温度計、撹拌機及び窒素吹込み管を備えた反応容器に移し、窒素置換した後、撹拌しながら50℃で10時間反応させ、熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体を含有するスラリー(G−3−1)を製造した。
(G−3)の平均粒子径は7μm、Cv=91、熱可塑性ポリウレタン樹脂(A−3)のSP値11.2、熱軟化温度137℃であった。
熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−3)の製造
上記にて作成した(G−3−1)180部に、さらに溶媒(B−1)であるMEK(沸点78℃、ポリウレタン樹脂(A−2)とのSP値の差2.2)を10部添加し、周速6.5m/sの攪拌下で、75℃まで昇温して1時間継続した後、減圧下で溶剤を留去し、濾別、洗浄、乾燥を行って熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−3)を得た。得られた(D−3)は平均粒子径が103μm、Cv=34であった。
【0046】
実施例4
熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−4)の製造
反応容器に、製造例3で得たプレポリマー溶液(U−1)100部と製造例1で得たMEKケチミン化合物(K−1)5.6部を投入し、そこに製造例5で得た分散媒(Y−1)340重量部を加え、ヤマト科学(株)製ウルトラディスパーサーを用いて2000rpmの回転数で1分間混合した。この混合物を温度計、撹拌機及び窒素吹込み管を備えた反応容器に移し、窒素置換した後、撹拌しながら50℃で10時間反応させた。反応終了後、減圧下、60℃に加熱し、溶媒を除去した。溶媒除去後、濾別及び乾燥を行い、熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−4)を製造した。
(G−4)の平均粒子径は98μm、Cv=82、熱可塑性ポリウレタン樹脂(A−4)のSP値11.2、熱軟化温度145℃であった。
熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−4)の製造
上記にて作成した(G−4)75部を、製造例5で得た分散媒(Y−1)90部に、攪拌下で分散し、スラリーを作成した。このスラリーに溶媒(B−1)である酢酸メチル(沸点57℃、ポリウレタン樹脂(A−2)とのSP値の差1.6)を45部添加し、周速9.7m/sの攪拌下で、50℃まで昇温して3時間継続した後、減圧下で溶剤を留去し、濾別、洗浄、乾燥を行って熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−4)を得た。得られた(D−4)は平均粒子径が430μm、Cv=53であった。
【0047】
実施例5
熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−5)の製造
反応容器に、製造例4で得たプレポリマー溶液(U−2)120部と製造例1で得たMEKケチミン化合物(K−1)6.2部を投入し、そこに製造例5で得た分散媒(Y−1)400重量部を加え、ヤマト科学(株)製ウルトラディスパーサーを用いて10000rpmの回転数で3分間混合した。この混合物を温度計、撹拌機及び窒素吹込み管を備えた反応容器に移し、窒素置換した後、撹拌しながら60℃で10時間反応させた。反応終了後、減圧下、70℃に加熱し、溶媒を除去した。溶媒除去後、濾別及び乾燥を行い、熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−5)を製造した。
(G−5)の平均粒子径は3μm、Cv=120、熱可塑性ポリウレタン樹脂(A−5)SP値10.7、熱軟化温度125℃であった。
熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−5)の製造
上記にて作成した(G−5)50部を、製造例5で得た分散媒(Y−1)150部に、攪拌下で分散し、スラリーを作成した。このスラリーに溶媒(B−1)であるアセトン(沸点56℃、ポリウレタン樹脂(A−2)とのSP値の差1.6)を11部添加し、周速3.7m/sの攪拌下で、40℃まで昇温して3時間継続した後、減圧下で溶剤を留去し、濾別、洗浄、乾燥を行って熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−5)を得た。得られた(D−5)は平均粒子径が18μm、Cv=49であった。
【0048】
実施例6
熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−6)の製造
反応容器に、製造例4で得たプレポリマー溶液(U−2)120部と製造例1で得たMEKケチミン化合物(K−1)6.2部を投入し、そこに製造例5で得た分散媒(Y−1)210重量部を加え、ヤマト科学(株)製ウルトラディスパーサーを用いて9000rpmの回転数で1分間混合した。この混合物を温度計、撹拌機及び窒素吹込み管を備えた反応容器に移し、窒素置換した後、撹拌しながら55℃で8時間反応させ、熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−6)を含むスラリー(G−6−1)を作成した。
(G−6)の平均粒子径は37μm、Cv=69、熱可塑性ポリウレタン樹脂(A−6)のSP値10.7、熱軟化温度130℃であった。
熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−6)の製造
上記にて作成したスラリー(G−6−1)200部を、製造例5で得た分散媒(Y−1)150部に、攪拌下で分散し、スラリーを作成した。このスラリーに溶媒(B−1)であるMEK(沸点78℃、ポリウレタン樹脂(A−2)とのSP値の差1.7)を33部添加し、周速2.0m/sの攪拌下で、66℃まで昇温して2時間継続した後、減圧下で溶剤を留去し、濾別、洗浄、乾燥を行って熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−6)を得た。得られた(D−6)は平均粒子径が152μm、Cv=29であった。
【0049】
実施例7
熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−7)の製造
反応容器に、製造例4で得たプレポリマー溶液(U−2)120部と製造例1で得たMEKケチミン化合物(K−1)6.2部を投入し、そこに製造例5で得た分散媒(Y−1)200重量部を加え、ヤマト科学(株)製ウルトラディスパーサーを用いて2500rpmの回転数で1分間混合した。この混合物を温度計、撹拌機及び窒素吹込み管を備えた反応容器に移し、窒素置換した後、撹拌しながら50℃で10時間反応させた。反応終了後、減圧下、55℃に加熱し、溶媒を除去した。溶媒除去後、濾別及び乾燥を行い、熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−7)を製造した。
(G−7)の平均粒子径は76μm、Cv=110、熱可塑性ポリウレタン樹脂(A−7)のSP値10.7、熱軟化温度145℃であった。
熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−7)の製造
上記にて作成した(G−7)50部を、製造例5で得た分散媒(Y−1)150部に、攪拌下で分散し、スラリーを作成した。このスラリーに溶媒(B−1)であるテトラヒドロフラン(沸点66℃、ポリウレタン樹脂(A−2)とのSP値の差2.4)を23部添加し、周速1.5m/sの攪拌下で、40℃まで昇温して3時間継続した後、減圧下で溶剤を留去し、濾別、洗浄、乾燥を行って熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−7)を得た。得られた(D−7)は平均粒子径が190μm、Cv=38であった。
【0050】
比較例1
撹拌棒、冷却管、窒素導入管及び温度計をセットした4つ口フラスコに、アセトン60部、イソホロンジアミン(以下IPDA)60部を投入して、窒素下で40℃で12時間反応した。このときの反応率は、65%であった。更に、ジ−n−ブチルアミン14.0部を加え、混合して鎖伸長剤溶液(K−2)を得た。
分散剤としてポリビニルアルコール[(株)クラレ製PVA−235]15部を水985部に溶解させ25℃に温調して、分散媒(Y−2)を得た。
撹拌棒および温度計をセットした4つ口フラスコに、数平均分子量2,000のポリカプロラクトンジオール[「プラクセルL220AL」、(株)ダイセル製]2,000部を投入し、3mmHgの減圧下で110℃に加熱して1時間脱水を行った。続いてイソホロンジイソシアネート(以下IPDI)457部を投入し、110℃で10時間反応を行い、イソシアネート含量が3.6%のイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを得た。これを樹脂前駆体(A−1−1)とする。
樹脂前駆体(A−1−1)50部および酢酸エチル12.5部を混合し55℃に温調して、分散相(X−1)を調製した。
ビーカー内に(Y−2)180部を投入した。次に(X−1)62.5部に(B1−1)を混合後すぐにビーカーに入れた後、ウルトラディスパーザー[ヤマト科学(株)製]を使用して回転数9000rpmで1分間混合し、分散物を得た。得られた分散物を実施例1と同様に処理して熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−8)を得た。得られた(D−8)は平均粒子径が181μm、Cv=210であった。
【0051】
比較例2
比較例1と同様に作成した樹脂前駆体(A−1−1)50部、酢酸エチル12.5部およびタルク5部を混合し55℃に温調して、分散相(X−2)を調製した。
撹拌装置を備えたタンク内で(X−2)67.5部と比較例1と同様に作成した(B1−1)6.6部混合した。ギアポンプを用いて、該混合液と比較例1と同様に作成した分散媒(Y−2)を液比203.5:300の割合で定量的に直径1cm、エレメント数15のスタティックミキサー(ノリタケカンパニー製)に供給した。このときの送液速度はスタティックミキサー内の混合時間が0.3秒になるように調整した。スタティックミキサーで混合された該混合分散液を、実施例1と同様に処理して熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−9)を得た。得られた(D−9)は平均粒子径が145μm、Cv=246であった。
【0052】
比較例3
実施例2にて作成した(G−2)57部を、製造例5で得た分散媒(Y−1)150部に、攪拌下で分散し、スラリーを作成した。このスラリーに溶媒(B−1)であるMIBK(沸点118℃、ポリウレタン樹脂(A−3)とのSP値の差2.5)を23部添加し、周速0.05m/sの攪拌下で、90℃まで昇温して3時間継続した後、減圧下で溶剤を留去し、濾別、洗浄、乾燥を行って熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−10)を得た。得られた(D−10)は平均粒子径が715μm、Cv=145であった。
【0053】
比較例4
実施例6にて作成した(G−6−1)を減圧下、80℃に加熱し、溶媒を除去した。溶媒除去後、濾別及び乾燥を行い、熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−6−2)を製造した。得られた(G−6−2)50部を、製造例5で得た分散媒(Y−1)150部に、攪拌下で分散し、スラリーを作成した。このスラリーに溶媒(B−1)であるTHF(沸点66℃、ポリウレタン樹脂(A−6)とのSP値の差2.4)を40部添加し、周速12.0m/sの攪拌下で、63℃まで昇温して3時間継続した後、減圧下で溶剤を留去し、濾別、洗浄、乾燥を行って熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−11)を得た。得られた(D−11)は造粒せず、平均粒子径およびCvに変化はなかった。
【0054】
比較例5
実施例6にて作成した(G−6−1)を減圧下、80℃に加熱し、溶媒を除去した。溶媒除去後、濾別及び乾燥を行い、熱可塑性ポリウレタン樹脂微粉体(G−6−2)を製造した。得られた(G−6−2)120部を、製造例5で得た分散媒(Y−1)170部に、攪拌下で分散し、スラリーを作成した。このスラリーに溶媒(B−1)であるメタノール(沸点66℃、ポリウレタン樹脂(A−6)とのSP値の差3.1)を45部添加し、周速0.5m/sの攪拌下で、60℃まで昇温して3時間継続した後、減圧下で溶剤を留去し、濾別、洗浄、乾燥を行って熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−12)を得た。得られた(D−12)は造粒せず、平均粒子径およびCvに変化はなかった。
【0055】
比較例6
実施例6にて作成した(G−6−1)375部に溶媒(B−1)であるMEK(沸点78℃、ポリウレタン樹脂(A−6)とのSP値の差1.7)を23部添加し、周速1.0m/sの攪拌下で、5℃で3時間継続した後、濾別、洗浄、乾燥を行って熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D−13)を得た。得られた(D−13)は造粒せず、平均粒子径およびCvに変化はなかった。
【0056】
下記の表1に、実施例1〜7、比較例1〜6について、樹脂微粉体(G)のSP値、熱軟化温度、有機溶媒(B)のSP値、熱可塑性ポリウレタン樹脂(A)とのSP値の差、添加量、造粒条件として攪拌の周速、温度を記載した。
【0057】
【表1】
【0058】
下記の表2に、実施例1〜7、比較例1〜6について、樹脂微粉体(G)の平均粒子径、Cv、樹脂粉体(D)の平均粒子径、Cvを記載した。
【0059】
【表2】
【0060】
平均粒子径および粒子径分布Cvは、レーザー回折式粒子径分布測定装置[日機装(株)製]で測定した。
【0061】
熱軟化温度は、フローテスターCFT−500[島津(株)製]を用いて下記条件で等速昇温し、樹脂が軟化を始める温度を熱軟化温度とした。
荷重 : 5kg
ダイ : 0.5mmΦ−1mm
昇温速度 : 5℃/min
【0062】
本発明の製造方法で得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂粉体(D)は、中心粒子径が10〜500μmであり、比較例の方法により得られたポリウレタン樹脂粉体より、シャープな粒度分布を有することがわかった。