(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024117972
(43)【公開日】2024-08-30
(54)【発明の名称】樹脂粉粒体組成物及び樹脂組成物
(51)【国際特許分類】
C08L 33/00 20060101AFI20240823BHJP
C08K 3/013 20180101ALI20240823BHJP
C08F 20/06 20060101ALI20240823BHJP
【FI】
C08L33/00
C08K3/013
C08F20/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023024095
(22)【出願日】2023-02-20
(71)【出願人】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100142309
【弁理士】
【氏名又は名称】君塚 哲也
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】岡部 光挙
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 陽
【テーマコード(参考)】
4J002
4J100
【Fターム(参考)】
4J002BG001
4J002BG002
4J002DA076
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4J100JA15
(57)【要約】
【課題】一次粒子への解砕性に優れた樹脂粉粒体組成物及び樹脂組成物の提供。
【解決手段】架橋アクリル樹脂粒子(A)と、固形酸価が60mgKOH/g以上400mgKOH/g以下であり、酸基を有するアクリル樹脂(B)とを含む樹脂粉粒体組成物、及び前記樹脂粉粒体組成物と、溶剤とを含む樹脂組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
架橋アクリル樹脂粒子(A)と、固形酸価が60mgKOH/g以上400mgKOH/g以下であり、酸基を有するアクリル樹脂(B)とを含む、樹脂粉粒体組成物。
【請求項2】
前記架橋アクリル樹脂粒子(A)が、体積平均粒子径が0.01μm以上100μm以下の一次粒子径を含む二次粒子である、請求項1に記載の樹脂粉粒体組成物。
【請求項3】
セラミックス造孔用である、請求項1又は2に記載の樹脂粉粒体組成物。
【請求項4】
前記架橋アクリル樹脂粒子(A)と前記酸基を有するアクリル樹脂(B)との含有量の合計を100質量%としたときに、前記架橋アクリル樹脂粒子(A)の含有量が80.0質量%以上99.9質量%以下である、請求項1又は2に記載の樹脂粉粒体組成物。
【請求項5】
前記酸基を有するアクリル樹脂(B)中の前記酸基の一部もしくは全てが塩基で中和されている、請求項1又は2に記載の樹脂粉粒体組成物。
【請求項6】
噴霧乾燥物である、請求項1又は2に記載の樹脂粉粒体組成物。
【請求項7】
請求項1又は2に記載の樹脂粉粒体組成物と、溶剤とを含む、樹脂組成物。
【請求項8】
前記架橋アクリル樹脂粒子(A)の総質量に対する一次粒子の含有量が、90質量%以上100質量%以下である、請求項7に記載の樹脂組成物。
【請求項9】
セラミックをさらに含む、請求項7に記載の樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂粉粒体組成物及び樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
微細な空孔を有するセラミックスはガス通過性や高温耐久性に優れており、燃料電池の電極、ディーゼルパティキュレートフィルター、ガスセンサ素子等に用いられている。
微細な空孔を有するセラミックスは、通常、バインダー樹脂、溶剤、セラミック、造孔用樹脂、必要に応じて可塑剤等の添加剤を混合して得られた組成物を高温焼成することにより得られる。
【0003】
アクリル樹脂粉粒体は、高熱分解性の観点からセラミックス造孔用の樹脂として使用されている。
樹脂粉粒体は、一次粒子である樹脂粒子(以下、「樹脂微粒子」ともいう。)の一部もしくは全てが噴霧乾燥、顆粒化等により凝集した凝集粒子(二次粒子、又はそれ以上の高次構造)である。
造孔用樹脂として樹脂粉粒体を用いる場合、造孔用樹脂粉粒体には、凝集粒子から一次粒子への易解砕性、耐溶剤性、良好な熱分解性が求められている。
【0004】
特許文献1には、ビニル系単量体を重合して得られる樹脂微粒子であって、前記ビニル系単量体が、単官能ビニル系単量体、多官能ビニル系単量体及び分子中にポリオキシアルキレン鎖を有する反応性界面活性剤を含有し、樹脂微粒子のビニル重合鎖の末端に水酸基を有する樹脂微粒子が、良好な耐溶剤性を示すことが記載されている。
特許文献2には、単官能メタクリレートと多官能メタクリレートを重合して得られる樹脂粒子が、熱分解性に優れ好適な硬さを有することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第2021/039798号
【特許文献2】特開2021-31659号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1では、樹脂微粒子のスラリーを噴霧乾燥して得られた樹脂微粒子の集合体(樹脂粉粒体)を解砕させるために、カレントジェットミルを使用している。
特許文献2では、乾燥によって得られた樹脂粉粒体をハンマーミル、ビーズミル等によって衝撃を与えることで凝集をほぐし、一次粒子又は二次粒子まで解砕している。
しかしながら、特許文献1、2で得られる樹脂粉粒体は、解砕後の粒子サイズにばらつきが生じる。そのため、造孔用樹脂として使用した場合、得られるセラミックスの空孔にばらつきが生じ、性能が大きく低下してしまうという課題がある。また、特許文献1、2で得られる樹脂粉粒体の場合、一次粒子まで解砕するためには強力な衝撃を与える工程が必要であり、工業的観点から工数を減らすためにも解砕性に優れた樹脂粉粒体が求められる。
【0007】
本発明の目的は、一次粒子への解砕性に優れた樹脂粉粒体組成物及び樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、以下の[1]~[9]を要旨とする。
[1] 架橋アクリル樹脂粒子(A)と、固形酸価が60mgKOH/g以上400mgKOH/g以下であり、酸基を有するアクリル樹脂(B)とを含む、樹脂粉粒体組成物。
[2] 前記架橋アクリル樹脂粒子(A)が、体積平均粒子径が0.01μm以上100μm以下の一次粒子径を含む二次粒子である、前記[1]の樹脂粉粒体組成物。
[3] セラミックス造孔用である、前記[1]又は[2]の樹脂粉粒体組成物。
[4] 前記架橋アクリル樹脂粒子(A)と前記酸基を有するアクリル樹脂(B)との含有量の合計を100質量%としたときに、前記架橋アクリル樹脂粒子(A)の含有量が80.0質量%以上99.9質量%以下である、前記[1]~[3]のいずれかの樹脂粉粒体組成物。
[5] 前記酸基を有するアクリル樹脂(B)中の前記酸基の一部もしくは全てが塩基で中和されている、前記[1]~[4]のいずれかの樹脂粉粒体組成物。
[6] 噴霧乾燥物である、前記[1]~[5]のいずれかの樹脂粉粒体組成物。
[7] 前記[1]~[6]のいずれかの樹脂粉粒体組成物と、溶剤とを含む、樹脂組成物。
[8] 前記架橋アクリル樹脂粒子(A)の総質量に対する一次粒子の含有量が、90質量%以上100質量%以下である、前記[7]の樹脂組成物。
[9] セラミックをさらに含む、前記[7]又は[8]の樹脂組成物。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、一次粒子への解砕性に優れた樹脂粉粒体組成物及び樹脂組成物を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に発明の好ましい実施の形態を上げて本発明をさらに詳細に説明するが、以下の説明は、本発明の実施の形態の一例であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の記載内容に限定されるものではない。
なお、本発明において「樹脂粉粒体組成物」とは、一次粒子である樹脂粒子が噴霧乾燥、顆粒化等により一部もしくは全てが凝集した凝集体(二次粒子)を意味する。
また、本明細書において「一次粒子径」とは、重合によって製造された時点での一次粒子の粒子径を意味し、「二次粒子径」とは、その一次粒子が噴霧乾燥、顆粒化等により凝集した時の二次粒子の粒子径を意味する。
また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの総称である。「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの総称である。「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル及びメタクリロイルの総称である。
また、本明細書において数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
【0011】
[樹脂粉粒体組成物]
以下、本発明の樹脂粉粒体組成物の一実施形態について説明する。
本実施形態の樹脂粉粒体組成物は、以下に示す架橋アクリル樹脂粒子(A)と、酸基を有するアクリル樹脂(B)とを含む。
樹脂粉粒体組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、必要に応じて、架橋アクリル樹脂粒子(A)及び酸基を有するアクリル樹脂(B)以外の成分(以下、「任意成分(O1)」ともいう。)をさらに含んでいてもよい。
【0012】
<架橋アクリル樹脂粒子(A)>
架橋アクリル樹脂粒子(A)は、少なくとも一つの(メタ)アクリル酸エステル単量体(以下、「単量体(a1)」ともいう。)から形成される構成単位(a1)と、少なくとも一つのラジカル重合可能な不飽和二重結合を2個以上有する架橋剤成分(以下、「架橋剤成分(a2)」ともいう。)から形成される構成単位(a2)とを有することが好ましい。
架橋アクリル樹脂粒子(A)は、構成単位(a1)及び構成単位(a2)に加えて、単量体(a1)及び架橋剤成分(a2)以外の単量体(以下、「単量体(a3)」ともいう。)から形成される構成単位(a3)をさらに有していてもよい。
【0013】
単量体(a1)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、i-ペンチル(メタ)アクリレート、n-へキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート及び4-t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート等の直鎖又は分岐状の炭化水素骨格を有するアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート及びジシクロペンタニル(メタ)アクリレート等の脂環式骨格を有するアルキル(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート及びヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等のグリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステル;フェノキシ(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノールEO付加物(メタ)アクリレート及びo-ビフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族環を有する(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸アンモニウム、(メタ)アクリル酸ナトリウム及び(メタ)アクリル酸カリウム等の(メタ)アクリル酸塩;テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等の環状エーテルを有する(メタ)アクリレート;N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基を有する(メタ)アクリレート;(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドジアセトンアクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド誘導体;2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート及び2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート・モノエタノールアミン塩、ジフェニル((メタ)アクリロイルオキシエチル)ホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、3-クロロ-2-アシッド・ホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、アシッド・ホスホオキシポリオキシエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート及びアシッド・ホスホオキシポリオキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のリン酸基を有する単量体;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシ5-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、1,1-ジヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,1-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、1,1-ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,2,3-トリヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、1,2,3-トリヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,1,2-トリヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート及び1,1,2-トリヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等の芳香環を有するヒドロキシ(メタ)アクリレート;ヒドロキシポリエチレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシポリプロピレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリエチレンオキシド-ポリプロピレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリエチレンオキシド-プロピレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリエチレンオキシド-ポリテトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリエチレンオキシド-テトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリプロピレンオキシド-ポリテトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリプロピレンオキシド-ポリテトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシポリエチルオキシド(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシポリプロピレンオキシド(メタ)アクリレート、ポリヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;1,2,3-トリヒドロキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート及び1,1,2-トリヒドロキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のヒドロキシポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレート;アクリル酸、メタクリル酸、コハク酸モノ(2-(メタ)アクリロイロキシエチル)及びω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等のカルボキシル基を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、熱分解性の観点から直鎖又は分岐鎖状の炭化水素骨格を有するアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、その中でも特に汎用性の観点から、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレートがより好ましい。
単量体(a1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0014】
架橋剤成分(a2)としては、例えば、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸1,3-ブタンジオール、ジ(メタ)アクリル酸1,4-ブタンジオール、ジ(メタ)アクリル酸ネオペンチルグリコール、ジ(メタ)アクリル酸1,6-ヘキサンジオール、ジ(メタ)アクリル酸1,9-ノナンジオール、ジ(メタ)アクリル酸1,10-デカンジオール、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の直鎖又は分岐状の炭化水素骨格を有する多官能アルキル(メタ)アクリレート;ジ(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ポリテトラメチレングリコール、エトキシレーテッドトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリル酸エステル、プロポキシレーテッドトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリル酸エステル、エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレート等の多官能ポリアルコキシレン(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基を有する多官能(メタ)アクリレート;ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリル酸エステル等のエステル骨格を有する多官能(メタ)アクリレート;グリセリントリ(メタ)アクリル酸エステル、エトキシレーテッドグリセリントリ(メタ)アクリル酸エステル等の多官能グリセリン(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、熱分解性の観点から直鎖又は分岐状の炭化水素骨格を有する多官能アルキル(メタ)アクリレートが好ましく、その中でも特に架橋密度の観点からジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸1,3-ブタンジオール、ジ(メタ)アクリル酸1,4-ブタンジオール、ジ(メタ)アクリル酸ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリル酸エステル、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートがより好ましい。
架橋剤成分(a2)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0015】
単量体(a3)としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン等の芳香族ビニル単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-シアノアクリレート、ジシアノビニリデン、フマロニトリル等のシアン化ビニル単量体;クロトン酸、イソクロトン酸、ケイ皮酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸等のカルボキシル基を有する単量体;ビニルスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸等のスルホン酸基を有する単量体;ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニルエーテル等の多官能単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニル系単量体;1,3-ブタジエン、イソプレン、2-クロロ-1、3-ブタジエン、クロロプレン等の共役ジエン単量体が挙げられる。
単量体(a3)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0016】
架橋アクリル樹脂粒子(A)における構成単位(a1)の割合は、架橋アクリル樹脂粒子(A)を構成する全ての構成単位を100質量%とした場合、80~99.9質量%が好ましく、90~99.5質量%がより好ましい。前記下限値以上であれば、架橋アクリル樹脂粒子(A)の熱分解性が向上する。前記上限値以下であれば、架橋アクリル樹脂粒子(A)の耐溶剤性が向上する。
【0017】
架橋アクリル樹脂粒子(A)における構成単位(a2)の割合は、架橋アクリル樹脂粒子(A)を構成する全ての構成単位を100質量%とした場合、0.1~20質量%が好ましく、0.5~10質量%がより好ましい。前記下限値以上であれば、架橋アクリル樹脂粒子(A)の耐溶剤性が向上する。前記上限値以下であれば、架橋アクリル樹脂粒子(A)の熱分解性が向上する。
【0018】
架橋アクリル樹脂粒子(A)における構成単位(a3)の割合は、架橋アクリル樹脂粒子(A)を構成する全ての構成単位を100質量%とした場合、0~15質量%が好ましく、0~9.5質量%がより好ましい。前記下限値以上であれば、後述の樹脂組成物となったときに、溶剤中での架橋アクリル樹脂粒子(A)の分散性が向上する。前記上限値以下であれば、架橋アクリル樹脂粒子(A)の熱分解性が向上する。
【0019】
架橋アクリル樹脂粒子(A)の一次粒子径は、0.01μm以上100μm以下が好ましく、0.05μm以上50μm以下がより好ましく、0.1μm以上10μm以下がさらに好ましい。前記下限値以上であれば、造孔後のセラミックスのガス拡散性、材料寿命、充放電容量等の特性が向上する。前記上限値以下であれば、後述の樹脂組成物となったときに、溶剤中での架橋アクリル樹脂粒子(A)の分散性が向上する。
すなわち、造孔後のセラミックスのガス拡散性、材料寿命、充放電容量等の特性が向上し、架橋アクリル樹脂粒子(A)の分散性が向上する観点から、本発明の樹脂粉粒体組成物中の架橋アクリル樹脂粒子(A)は、体積平均粒子径が0.01μm以上100μm以下の一次粒子径を含む二次粒子であることが好ましい。
【0020】
ここで、架橋アクリル樹脂粒子(A)の一次粒子径とは、透過率が75~95%の範囲内になるように調整した架橋アクリル樹脂粒子(A)の水分散体中の体積平均一次粒子径を、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、製品名「LA-960」)を用いて測定した値、すなわち体積平均一次粒子径を意味する。
【0021】
<<製造方法>>
架橋アクリル樹脂粒子(A)は、乳化重合、塊状重合、溶液重合、懸濁重合等の通常知られる重合方法によって製造することができる。これらの中でも、一次粒子径の制御のし易さ及び合成のし易さの観点から、乳化重合が好ましい。
架橋アクリル樹脂粒子(A)は、例えば以下の乳化重合法により製造することができる。すなわち、架橋アクリル樹脂粒子(A)の製造方法は、以下に示す重合工程を有することが好ましい。
【0022】
(重合工程)
乳化重合により架橋アクリル樹脂粒子(A)を製造する方法としては、例えば、単独の単量体又は複数の単量体の混合物(M1)、乳化剤及び重合開始剤を、加熱して重合することにより乳化液(エマルション)を得る方法を挙げることができる。
【0023】
混合物(M1)は、上述した単量体(a1)及び架橋剤成分(a2)を含むことが好ましく、必要に応じて単量体(a3)をさらに含んでいてもよい。
混合物(M1)の総質量に対して、単量体(a1)の含有量は、80~99.9質量%が好ましく、90~99.5質量%がより好ましい。
混合物(M1)の総質量に対して、架橋剤成分(a2)の含有量は、0.1~20質量%が好ましく、0.5~10質量%がより好ましい。
混合物(M1)の総質量に対して、単量体(a3)の含有量は、0~15質量%が好ましく、0~9.5質量%がより好ましい。
【0024】
乳化重合の際に使用する乳化剤としては特に制限されないが、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリルスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、アルケニルコハク酸ジカリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム等のアニオン性乳化剤;ポリオキシエチレン基を有するアニオン性乳化剤;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のノニオン性乳化剤;分子中に重合性二重結合を有する反応性乳化剤等、公知のものを用いることができる。
乳化剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0025】
乳化重合の際に使用する重合開始剤としては特に制限されないが、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、過酸化水素等の過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸化合物;過塩素酸化合物、過ホウ酸化合物又は過酸化物と還元性スルホキシ化合物との組み合わせからなるレドックス系開始剤等、公知のものを用いることができる。
重合開始剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0026】
乳化重合の際には、連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤としては特に制限されないが、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、n-オクチルメルカプタン、n-テトラデシルメルカプタン、n-ヘキシルメルカプタン及びチオグリコール酸2-エチルヘキシル等のメルカプタン類;α-メチルスチレンダイマー等、公知のものを用いることができる。
連鎖移動剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0027】
また、乳化重合により架橋アクリル樹脂粒子(A)を製造する方法として、例えば、重合装置の容器内でシード粒子を含む乳化液を作製し、その後、シード粒子を含む乳化液に架橋アクリル樹脂粒子(A)の原料の単量体(例えば単量体(a1)、架橋剤成分(a2)、単量体(a3)等)を少量ずつ滴下し、所定の温度で加熱して重合する方法(シード重合法)によって架橋アクリル樹脂粒子(A)を含む乳化液を製造する方法を挙げることもできる。このような方法によって架橋アクリル樹脂粒子(A)を製造した場合、架橋アクリル樹脂粒子(A)の一次粒子径を容易に制御することができる。
シード粒子は、重合装置の容器内に架橋アクリル樹脂粒子(A)の原料の単量体の一部を少量投入し、攪拌しながら加熱して残りの単量体を一括添加して(共)重合することにより、シード粒子を含む乳化液を製造する方法等により得られる。なお、シード粒子を製造する際に用いる単量体は、架橋アクリル樹脂粒子(A)を構成する単量体のうちの一部であり、シード粒子を含む乳化液に滴下される単量体と同じ組成であってもよいし、異なっていてもよい。また、シード粒子を製造する際には、空気雰囲気下又は窒素等の不活性ガス雰囲気下のいずれで行ってもよい。
【0028】
架橋アクリル樹脂粒子(A)の構造は特に限定されず、例えば、単独重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等のいずれであってもよい。また、コアシェル構造や海島状異相構造といった複合共重合体であってもよい。複合共重合体を乳化重合により製造する場合の製造方法としては、共重合体の原料の単量体のうちの一種以上の単量体を滴下した後、引き続き、残りの原料単量体のうちの一種以上の単量体を滴下する工程等が挙げられるが、特に限定はされない。
【0029】
また、乳化重合で得られた架橋アクリル樹脂粒子(A)を含むエマルションのpH値は特に限定されないが、廃水処理の観点から1~14の範囲であることが好ましい。
エマルションの固形分は特に制限されないが、重合安定性の向上及び収率向上の観点から、エマルションの総質量に対して10~70質量%が好ましく、20~60質量%がより好ましい。
【0030】
<酸基を有するアクリル樹脂(B)>
酸基を有するアクリル樹脂(B)は、特定の固形酸価を有し、かつ、酸基を有するアクリル樹脂(ただし、架橋アクリル樹脂粒子(A)を除く)である。
酸基を有するアクリル樹脂(B)の固形酸価(単に「酸価」ともいう。)は、60mgKOH/g以上400mgKOH/g以下であり、100mgKOH/g以上350mgKOH/g以下が好ましく、150mgKOH/g以上300mgKOH/g以下がより好ましい。前記下限値以上であれば、酸基を有するアクリル樹脂(B)の水溶性が向上する。前記上限値以下であれば、本発明の樹脂粉粒体組成物を溶剤に溶解した際に増粘が抑制される。
酸基を有するアクリル樹脂(B)の固形酸価は、水酸化カリウム(KOH)溶液による中和滴定により測定される値である。詳しい測定条件は後述する実施例に記載の通りである。
【0031】
酸基を有するアクリル樹脂(B)の重量平均分子量は、3,000~1,500,000が好ましく、5,000~1,000,000がより好ましい。前記下限値以上であれば、重合安定性が向上する。前記上限値以下であれば、樹脂粉粒体組成物を溶剤に溶解した際に増粘が抑制される。
酸基を有するアクリル樹脂(B)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される標準ポリスチレン換算の値である。詳しい測定条件は後述する実施例に記載の通りである。
【0032】
酸基を有するアクリル樹脂(B)は、少なくとも一つの(メタ)アクリル酸エステル単量体(以下、「単量体(b1)」ともいう。)から形成される構成単位(b1)と、少なくとも一つの酸基を有するビニル系単量体(以下、「単量体(b2)」ともいう。)から形成される構成単位(a2)とを有することが好ましい。なお、構成単位(b1)及び構成単位(b2)は互いに異なる構成単位である。
酸基を有するアクリル樹脂(B)は、構成単位(b1)及び構成単位(b2)に加えて、単量体(b1)及び単量体(b2)以外の単量体(以下、「単量体(b3)」ともいう。)から形成される構成単位(b3)をさらに有していてもよい。
【0033】
単量体(b1)(ただし、単量体(b2)を除く)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、i-ペンチル(メタ)アクリレート、n-へキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート及び4-t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート等の直鎖又は分岐状の炭化水素骨格を有するアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエニル(メタ)アクリレート及びジシクロペンタニル(メタ)アクリレート等の脂環式骨格を有するアルキル(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート及びヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル等のグリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステル;フェノキシ(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノールEO付加物(メタ)アクリレート及びo-ビフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香族環を有する(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸アンモニウム、(メタ)アクリル酸ナトリウム及び(メタ)アクリル酸カリウム等の(メタ)アクリル酸塩;テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等の環状エーテルを有する(メタ)アクリレート;N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基を有する(メタ)アクリレート;(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドジアセトンアクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド及び(メタ)アクリロイルモルホリン等の(メタ)アクリルアミド誘導体;2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート及び2-(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート・モノエタノールアミン塩、ジフェニル((メタ)アクリロイルオキシエチル)ホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、3-クロロ-2-アシッド・ホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、アシッド・ホスホオキシポリオキシエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート及びアシッド・ホスホオキシポリオキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のリン酸基を有する単量体;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシ5-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、1,1-ジヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,1-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、1,1-ジヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,2,3-トリヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、1,2,3-トリヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,1,2-トリヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート及び1,1,2-トリヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等の芳香環を有するヒドロキシ(メタ)アクリレート;ヒドロキシポリエチレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシポリプロピレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリエチレンオキシド-ポリプロピレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリエチレンオキシド-プロピレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリエチレンオキシド-ポリテトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリエチレンオキシド-テトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリプロピレンオキシド-ポリテトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(ポリプロピレンオキシド-ポリテトラメチレンオキシド)モノ(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシポリエチルオキシド(メタ)アクリレート、1,2-ジヒドロキシポリプロピレンオキシド(メタ)アクリレート、ポリヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;1,2,3-トリヒドロキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート及び1,1,2-トリヒドロキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のヒドロキシポリアルキレンオキシド(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でも、懸濁重合する際の懸濁液の安定性の観点から、直鎖又は分岐状の炭化水素骨格を有するアルキル(メタ)アクリレート、脂環式骨格を有するアルキル(メタ)アクリレート、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステル、芳香族環を有する(メタ)アクリル酸エステル、アミノ基を有する(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、その中でも特に汎用性の観点から、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、i-ペンチル(メタ)アクリレート、n-へキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートがより好ましい。
単量体(b1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0034】
単量体(b2)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、コハク酸モノ(2-(メタ)アクリロイロキシエチル)、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等のカルボキシ基を有する(メタ)アクリレート;クロトン酸、イソクロトン酸、ケイ皮酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸等のカルボキシル基を有する単量体;ビニルスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸等のスルホン酸基を有する単量体が挙げられる。これらの中でも単量体(b1)との共重合性の観点から、カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、その中でも特に汎用性の観点から、アクリル酸、メタクリル酸がより好ましい。
単量体(b2)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0035】
単量体(b3)としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン等の芳香族ビニル単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-シアノアクリレート、ジシアノビニリデン、フマロニトリル等のシアン化ビニル単量体;ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニルエーテル等の多官能単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニル系単量体;1,3-ブタジエン、イソプレン、2-クロロ-1、3-ブタジエン、クロロプレン等の共役ジエン単量体が挙げられる。
単量体(b3)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0036】
酸基を有するアクリル樹脂(B)における構成単位(b1)の割合は、酸基を有するアクリル樹脂(B)を構成する全ての構成単位を100質量%とした場合、30~94質量%が好ましく、40~92質量%がより好ましい。前記下限値以上であれば、酸基を有するアクリル樹脂(B)の熱分解性が向上する。前記上限値以下であれば、アルカリ水への溶解性が向上する。
【0037】
酸基を有するアクリル樹脂(B)における構成単位(b2)の割合は、酸基を有するアクリル樹脂(B)を構成する全ての構成単位を100質量%とした場合、6~60質量%が好ましく、8~50質量%がより好ましい。前記下限値以上であれば、アルカリ水への溶解性が向上する。前記上限値以下であれば、酸基を有するアクリル樹脂(B)の熱分解性が向上する。
【0038】
酸基を有するアクリル樹脂(B)における構成単位(b3)の割合は、酸基を有するアクリル樹脂(B)を構成する全ての構成単位を100質量%とした場合、0~40質量%が好ましく、0~20質量%がより好ましい。前記下限値以上であれば、酸基を有するアクリル樹脂(B)の熱分解性が向上する。前記上限値以下であれば、酸基を有するアクリル樹脂(B)の耐熱性が向上する。
【0039】
酸基を有するアクリル樹脂(B)の質量平均一次粒子径は、10μm以上1500μm以下が好ましく、50μm以上850μm以下がより好ましく、80μm以上700μm以下がさらに好ましい。前記下限値以上であれば、粉塵爆発の危険性が抑制される。前記上限値以下であれば、溶剤溶解性が向上する。
【0040】
ここで、酸基を有するアクリル樹脂(B)の質量平均一次粒子径とは、標準ふるいを使用して、粒状樹脂20gを5分間振とうして分級することで算出した値を意味する。
【0041】
<<製造方法>>
酸基を有するアクリル樹脂(B)は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合等の通常知られる重合方法によって製造することができる。これらの中でも、樹脂の取り扱い性が容易な球状の粒子形状の樹脂が得られる点で懸濁重合が好ましい。
酸基を有するアクリル樹脂(B)は、例えば以下の懸濁重合法により製造することができる。
得られる樹脂粉粒体組成物の品質が良好となる観点から、酸基を有するアクリル樹脂(B)の製造方法は、以下に示す重合工程と、第一の脱水工程と、洗浄工程と、第二の脱水工程と、乾燥工程とを順に有することが好ましい。
【0042】
(重合工程)
重合工程は、例えば、単独の単量体又は複数の単量体の混合物(M2)を懸濁重合し、酸基を有するアクリル樹脂(B)を得る工程である。
混合物(M2)は、上述した単量体(b1)及び単量体(b2)を含むことが好ましく、必要に応じて単量体(b3)をさらに含んでいてもよい。
混合物(M2)の総質量に対して、単量体(b1)の含有量は、30~94質量%が好ましく、40~92質量%がより好ましい。
混合物(M2)の総質量に対して、単量体(b2)の含有量は、6~60質量%が好ましく、8~50質量%がより好ましい。
混合物(M2)の総質量に対して、単量体(b3)の含有量は、0~40質量%が好ましく、0~20質量%がより好ましい。
【0043】
懸濁重合の方法としては公知の方法を採用でき、例えば、重合温度制御機能と撹拌機能とを有する容器内にて、混合物(M2)を重合用助剤の存在下、水中で懸濁状態で重合させる方法が挙げられる。
重合用助剤としては、例えば、連鎖移動剤、ラジカル重合開始剤、分散剤、分散助剤が挙げられる。
【0044】
連鎖移動剤としては特に制限されないが、例えば、水素、メルカプタン類、αメチルスチレンダイマー、テルペノイド類、コバルト連鎖移動剤類が挙げられる。これらの中でも、メルカプタン類が好ましい。
メルカプタン類の具体例としては特に制限されないが、例えば、n-ドデシルメルカプタン、tert-ドデシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、n-テトラデシルメルカプタン、n-ヘキシルメルカプタン及びチオグリコール酸2-エチルヘキシルが挙げられる。
連鎖移動剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
連鎖移動剤の添加量は特に制限されないが、酸基を有するアクリル樹脂(B)の分子量の調整の観点から、混合物(M2)100質量部に対して0.01~5質量部にすることが好ましい。
【0045】
ラジカル重合開始剤としては特に制限されないが、例えば、有機過酸化物、アゾ化合物が挙げられる。
有機過酸化物の具体例としては特に制限されないが、例えば、t-ブチルパーオキシピバレート、o-メチルベンゾイルパーオキサイド、ビス-3,5,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエートが挙げられる。
アゾ化合物の具体例としては特に制限されないが、例えば、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル)が挙げられる。
これらの中でも、単量体の重合性の観点から、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、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)及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)が好ましい。
ラジカル重合開始剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
ラジカル重合開始剤の添加量は特に制限されないが、単量体の重合率向上の観点から、混合物(M2)100質量部に対して0.0001~10質量部にすることが好ましい。
【0046】
分散剤としては特に制限されないが、例えば、水中で単量体を安定に分散させる界面活性剤が挙げられ、具体的には、メタクリル酸ナトリウムとメタクリル酸との共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースが挙げられる。
分散剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0047】
分散助剤としては特に制限されないが、例えば、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、塩化カリウム、酢酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸マンガンが挙げられる。
分散助剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0048】
懸濁重合により得られる酸基を有するアクリル樹脂(B)は、スラリーの状態で得られる。スラリーを脱水することで通常は真球に近いビーズ状の樹脂粒子である酸基を有するアクリル樹脂(B)が得られる。
【0049】
(脱水工程)
脱水工程としては、例えば、懸濁重合後のスラリーを脱水機等で脱水して、酸基を有するアクリル樹脂(B)を反応液から分離する第一の脱水工程と、後述の洗浄工程後の酸基を有するアクリル樹脂(B)の粒子を脱水機等で脱水して、樹脂粒子である酸基を有するアクリル樹脂(B)を洗浄液から分離する第二の脱水工程が挙げられる。
【0050】
各脱水工程には各種の脱水機を使用することができ、例えば、濾過布等を用いて濾過する機構の脱水機、遠心脱水機、多孔ベルト上で水を吸引除去する機構の脱水機等を適宜選択して使用することができる。脱水機は、1基を使用してもよいし、同一機種を2基用意して各脱水工程で使用してもよいし、複数の異なる機種の脱水機を使用してもよい。製品品質、設備投資費、生産性、運転コスト等の観点から目的に沿う機種を適宜選択することができる。製品品質と生産速度のバランスを重視する場合は、各脱水工程でそれぞれ専用の脱水機を使用してもよい。
【0051】
(洗浄工程)
洗浄工程は、第一の脱水工程により得られた酸基を有するアクリル樹脂(B)を洗浄する工程である。
洗浄工程により、酸基を有するアクリル樹脂(B)の純度が高まる。酸基を有するアクリル樹脂(B)の洗浄方法としては、例えば、第一の脱水工程で脱水した酸基を有するアクリル樹脂(B)の粒子に洗浄液を添加し、粒子を再度スラリー化させて撹拌混合する方法、洗浄機能を有する脱水機を用いて第一の脱水工程を行った後に、続けて洗浄液を加えて洗浄する方法等による第二の脱水工程が挙げられる。また、これらの洗浄方法を組み合わせて酸基を有するアクリル樹脂(B)の洗浄を行ってもよい。
【0052】
洗浄液は、洗浄工程の目的が達成されるようにその種類や量を選定すればよい。洗浄液としては、例えば、イオン交換水、蒸留水、精製水等の水;ナトリウム塩が溶解した水溶液;メタノール等のアルコールが挙げられる。
洗浄液は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0053】
(乾燥工程)
乾燥工程は、第二の脱水工程により得られた酸基を有するアクリル樹脂(B)の粒子(樹脂粒子)を乾燥する工程である。
第二の脱水工程後の酸基を有するアクリル樹脂(B)の粒子の表面には水が残留している。酸基を有するアクリル樹脂(B)の内部が飽和吸水に近い状態にある場合には、酸基を有するアクリル樹脂(B)の純度向上の観点から、酸基を有するアクリル樹脂(B)の含水率をさらに下げるために、乾燥することが好ましい。
【0054】
酸基を有するアクリル樹脂(B)の乾燥には各種の乾燥機を使用することができ、例えば、減圧下で加温して乾燥を行う乾燥機、加温空気を用いて樹脂粒子を管内空輸しながら同時に乾燥を行う乾燥機、多孔板の下側から加温空気を吹き込み、上側にある樹脂粒子を流動させながら乾燥を行う乾燥機が挙げられる。
【0055】
このようにして得られる酸基を有するアクリル樹脂(B)の構造は特に限定されず、例えば、単独重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体等のいずれであってもよい。また、コアシェル構造や海島状異相構造といった複合共重合体であってもよい。
【0056】
酸基を有するアクリル樹脂(B)中の酸基の一部もしくは全ては、塩基で中和されていることが好ましい。酸基を有するアクリル樹脂(B)中の酸基の一部もしくは全てが塩基で中和されていれば、樹脂粉粒体組成物の水への溶解性が向上する。
なお、本明細書において、酸基を有するアクリル樹脂(B)中の酸基の一部もしくは全てが塩基で中和された中和物を「酸基を有するアクリル樹脂(B’)」ともいう。
【0057】
酸基を有するアクリル樹脂(B’)の中和度は特に限定されないが、50%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。また、酸基を有するアクリル樹脂(B’)の中和度は100%以下が好ましい。前記範囲内であれば、樹脂粉粒体組成物の一次粒子への解砕性がより向上し、樹脂粉粒体組成物の水への溶解性が向上する。
酸基を有するアクリル樹脂(B’)の中和度は、下記式(2)より求められる値である。
中和度(%)=使用した中和剤の質量(mg)/{酸基を有するアクリル樹脂(B)の質量(g)×酸価(mgKOH/g)×(中和剤の分子量(g)/水酸化カリウムの分子量(g))}×100 ・・・(2)
【0058】
中和に用いる塩基としては特に制限されないが、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の金属水酸化物;アンモニア;モルホリン、チオモルホリン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミン、トリプロピルアミン、ジブチルアミン、アミルアミン、1-アミノオクタン、2-ジメチルアミノエタノール、エチルアミノエタノール、2-ジエチルアミノエタノール、1-アミノ-2-プロパノール、2-アミノ-1-プロパノール、3-アミノ-1-プロパノール、1-ジメチルアミノ-2-プロパノール、3-ジメチルアミノ-1-プロパノール、2-プロピルアミノエタノール、エトキシプロピルアミン、アミノベンジルアルコール、ピロリジン、ピペリジン等のアミン化合物が挙げられる。
塩基は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0059】
架橋アクリル樹脂粒子(A)と酸基を有するアクリル樹脂(B)との含有量の合計を100質量%としたときに、架橋アクリル樹脂粒子(A)の含有量は80.0質量%以上99.9質量%以下が好ましく、85.0質量%以上98.0質量%以下がより好ましく、90.0質量%以上96.0質量%以下がさらに好ましい。前記下限値以上であれば、樹脂粉粒体組成物の一次粒子への解砕性が向上する。前記上限値以下であれば、樹脂粉粒体組成物の熱分解性がより向上する。
【0060】
架橋アクリル樹脂粒子(A)と酸基を有するアクリル樹脂(B)との含有量の合計は、樹脂粉粒体組成物の総質量に対して、85質量%以上99.995質量%以下が好ましく、90質量%以上99.99質量%以下がより好ましい。前記上限値以下であれば、樹脂粉粒体組成物が帯電しにくくなり、粉塵爆発に対する危険性が低減する。前記下限値以上であれば、セラミックスのボイドが抑制される。
【0061】
<任意成分(O1)>
任意成分(O1)としては、水、中和剤、可塑剤、着色剤、離型剤、増粘剤、乳化剤、分散剤、分散助剤、開始剤等が挙げられる。
【0062】
水の含有量、すなわち、樹脂粉粒体組成物の含水率は特に限定されないが、樹脂粉粒体組成物の総質量に対して、0.005質量%以上15質量%以下が好ましく、0.01質量%以上10質量%以下がより好ましい。前記上限値以下であれば、セラミックスのボイドが抑制される。前記下限値以上であれば、樹脂粉粒体組成物が帯電しにくくなり、粉塵爆発に対する危険性が低減する。
樹脂粉粒体組成物の含水率の調整方法としては、例えば、酸基を有するアクリル樹脂(B)を乾燥する際の減圧度、乾燥温度、乾燥時間等の乾燥条件を調整する方法;酸基を有するアクリル樹脂(B)に脱水剤等の水分調整剤を添加する方法が挙げられる。
【0063】
<粒子径>
樹脂粉粒体組成物の二次粒子径は特に限定されないが、1μm以上200μm以下が好ましく、5μm以上100μm以下がより好ましい。前記下限値以上であれば、樹脂粉粒体組成物による粉塵爆発に対する危険性が低減する。前記上限値以下であれば、樹脂粉粒体組成物の一次粒子への解砕性がより向上する。
ここで、樹脂粉粒体組成物の二次粒子径とは、透過率が75~95%の範囲内になるように調整した樹脂粉粒体組成物の水分散体中の体積平均粒子径を、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、製品名「LA-960」)を用いて測定した値、すなわち体積平均二次粒子径を意味する。
【0064】
<製造方法>
樹脂粉粒体組成物は、例えば、架橋アクリル樹脂粒子(A)及び酸基を有するアクリル樹脂(B)と、必要に応じて任意成分(O1)とを混合し、得られた混合物(M3)を乾燥することにより得られる。すなわち、樹脂粉粒体組成物の製造方法は、以下に示す混合工程と、乾燥工程とを順に有することが好ましい。なお、樹脂粉粒体組成物の製造方法は、以下に例示した方法に限定されない。
【0065】
(混合工程)
混合工程は、架橋アクリル樹脂粒子(A)及び酸基を有するアクリル樹脂(B)と、必要に応じて任意成分(O1)とを混合して、混合物(M3)を得る工程である。
具体的には、架橋アクリル樹脂粒子(A)を含む乳化液に、酸基を有するアクリル樹脂(B)と、必要に応じて任意成分(O1)とを添加し、混合して混合物(M3)を得る。
任意成分(O1)として水を用いる場合に得られる混合物(M3)は、架橋アクリル樹脂粒子(A)と、酸基を有するアクリル樹脂(B)と、水とを含む樹脂組成物である。なお、後述する本発明の樹脂組成物と区別するために、任意成分(O1)として水を用いる場合に得られる混合物(M3)を「第二の樹脂組成物」ともいう。また、後述する本発明の樹脂組成物を「第一の樹脂組成物」ともいう。
【0066】
酸基を有するアクリル樹脂(B’)を含む樹脂粉粒体組成物を製造する場合、酸基を有するアクリル樹脂(B)は、架橋アクリル樹脂粒子(A)を含む乳化液と混合される前に中和されていてもよいし、混合後に中和されてもよい。例えば、架橋アクリル樹脂粒子(A)を含む乳化液に、酸基を有するアクリル樹脂(B’)を含む水溶液を添加し、混合して混合物(M3)を調製してもよい。また、架橋アクリル樹脂粒子(A)を含む乳化液に、酸基を有するアクリル樹脂(B)と、塩基と、水とを添加し、混合して混合物(M3)を調製してもよい。
混合工程の温度は、通常、0~100℃の範囲である。
【0067】
(乾燥工程)
乾燥工程は、混合工程で得られた混合物(M3)を乾燥する工程である。
混合物(M3)の乾燥方法は特に限定されないが、例えば、水分を含む混合物(M3)を熱風中に噴霧して、瞬時に水分を蒸発させ、乾燥粉末を得る噴霧乾燥法(スプレードライ法);原料中の水分を氷点以下の温度で凍結させ、その状態のまま昇華によって水分を除去乾燥させる凍結乾燥法等が挙げられる。一次粒子が多数集合した凝集粒子(二次粒子、又はそれ以上の高次構造)中で、一次粒子同士が強固に結合せず、緩く凝集している状態を作り出すことが容易な噴霧乾燥法による乾燥方法が、分散性向上の観点から好ましい。
すなわち、樹脂粉粒体組成物の一次粒子への解砕性がより向上する観点から、樹脂粉粒体組成物は、噴霧乾燥物であることが好ましい。
【0068】
<作用効果>
以上説明した本実施形態の樹脂粉粒体組成物は、上述した架橋アクリル樹脂粒子(A)と酸基を有するアクリル樹脂(B)とを含むので、一次粒子への解砕性に優れる。
本実施形態の樹脂粉粒体組成物は、セラミックス造孔用の材料(造孔用樹脂)として好適である。
【0069】
[樹脂組成物]
以下、本発明の樹脂組成物の一実施形態について説明する。
本実施形態の樹脂組成物は、上述した本発明の樹脂粉粒体組成物と、溶剤とを含む。
樹脂組成物は、セラミックをさらに含むことが好ましい。
樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、必要に応じて、樹脂粉粒体組成物、セラミック及び溶剤以外の成分(以下、「任意成分(O2)」ともいう。)をさらに含んでいてもよい。
【0070】
<樹脂粉粒体組成物>
樹脂組成物がセラミックを含まない場合、樹脂粉粒体組成物の含有量は、樹脂組成物の総質量に対して3~40質量%が好ましい。前記下限値以上であれば、樹脂組成物の固形分濃度が向上する。前記上限値以下であれば、樹脂粉粒体組成物の分散性が向上する。
樹脂組成物がセラミックを含む場合、樹脂粉粒体組成物の含有量は、樹脂組成物の総質量に対して0.1~20質量%が好ましい。前記下限値以上であれば、樹脂組成物を用いて得られるセラミックスの空隙率が向上する。前記上限値以下であれば、セラミックスの耐久性が向上する。
なお、樹脂組成物中の樹脂粉粒体組成物の含有量は、樹脂組成物中の架橋アクリル樹脂粒子(A)と酸基を有するアクリル樹脂(B)の含有量の合計を意味する。
【0071】
(溶剤)
樹脂組成物が溶剤を含むことで、樹脂粉粒体組成物の一次粒子への解砕性が向上する。加えて、後述のペースト状の樹脂組成物が容易に得られる。
溶剤としては特に制限されないが、例えば、水、α,β,γ-ターピネオール、ターピネオールアセテート、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピネオールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチル-3-エトキシプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソブチレート、イソホロン、3-メトキシブチルアセテート、ベンジルアルコール、イソプロパノール、1-オクタノール、1-ノナオール、2-エチル-1-ヘキサノール、1-デカノール、1-ウンデカノール、1,2-エタンジオール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、テキサノール、乳酸ブチル、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート、フェニルプロピレングリコール、クレゾール、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドンが挙げられる。これら中でも、水が好ましい。
溶剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0072】
樹脂組成物がセラミックを含まない場合、溶剤の含有量は、樹脂組成物の総質量に対して50~97質量%が好ましい。前記下限値以上であれば、樹脂粉粒体組成物の分散性が向上する。前記上限値以下であれば、樹脂組成物の固形分濃度が向上する。
樹脂組成物がセラミックを含む場合、溶剤の含有量は、樹脂組成物の総質量に対して3~40質量%が好ましい。前記下限値以上であれば、樹脂組成物の成形性が向上する。前記上限値以下であれば、セラミックスのクラックが抑制される。
【0073】
<セラミック>
セラミックとしては特に制限されないが、例えば、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化カルシウム等の酸化物;窒化アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素等の窒化物;銅、銀、ニッケル等の金属;低融点ガラス粉等のシリカ系粉体;各種蛍光体が挙げられる。
セラミックは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0074】
セラミックの含有量は、樹脂組成物の総質量に対して40~90質量%が好ましい。前記下限値以上であれば、樹セラミックスのクラックが抑制される。前記上限値以下であれば、樹脂組成物の成形性が向上する。
【0075】
<任意成分(O2)>
任意成分(O2)としては、例えば、中和剤、可塑剤、架橋アクリル樹脂粒子(A)及び酸基を有するアクリル樹脂(B)以外のバインダー樹脂等が挙げられる。
樹脂組成物が水を含む場合、樹脂組成物は中和剤を含むことが好ましい。
任意成分(O2)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0076】
中和剤としては特に制限されないが、例えば、酸基を有するアクリル樹脂(B)の説明において先に例示した塩基が挙げられる。
中和剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
中和剤の量は、樹脂粉粒体組成物に含まれる酸基を有するアクリル樹脂(B)の量に応じて適宜調整すればよい。
【0077】
<製造方法>
樹脂組成物は、例えば、樹脂粉粒体組成物と溶剤とを混合することで得られる。すなわち、樹脂組成物は、樹脂粉粒体組成物と溶剤との混合物(M4)である。
樹脂粉粒体組成物と溶剤とを混合する際には、必要に応じて、中和剤等の添加剤をさらに加えてもよい。
混合物(M4)は、必要に応じて、セラミックや任意成分(O2)を含んでいてもよい。
【0078】
樹脂粉粒体組成物と溶剤とを混合する方法としては特に制限されないが、本発明の樹脂粉粒体組成物は解砕性に優れるため、公知の撹拌機で樹脂粉粒体組成物と溶剤とを撹拌することで、樹脂粉粒体組成物は容易に解砕する。よって、本発明であれば、カレントジェットミル、ハンマーミル、ビーズミル等を使用して樹脂粉粒体組成物に強力な衝撃を与える工程を行う必要がなく、強力な衝撃を与える工程を経ずに樹脂粉粒体組成物が一次粒子へ容易に解砕する。
こうして得られる混合物(M4)である樹脂組成物は、一次粒子へ解砕した樹脂粉粒体組成物と溶剤とを含む組成物である。
【0079】
さらに、樹脂粉粒体組成物と、溶剤と、必要に応じて中和剤等の添加剤を混合した後に、セラミックを添加し、必要に応じて中和剤以外の任意成分(O2)を添加し、混練することで、樹脂粉粒体組成物が一次粒子へ解砕したペースト状の樹脂組成物を得ることができる。
ペースト状の樹脂組成物は、一次粒子へ解砕した樹脂粉粒体組成物、溶剤及びセラミックと、必要に応じて任意成分(O2)とを含む組成物である。
【0080】
<一次粒子の含有量>
樹脂組成物に含まれる架橋アクリル樹脂粒子(A)の総質量に対する一次粒子の含有量は、90質量%以上100質量%以下であることが好ましく、95質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、99.5質量%以上100質量%以下であることがさらに好ましい。前記範囲内であれば、樹脂粉粒体組成物の一次粒子への解砕性がより向上し、樹脂粉粒体組成物の熱分解性が向上する。
なお、ここでいう「一次粒子」とは、架橋アクリル樹脂粒子(A)の一次粒子のことである。
【0081】
<作用効果>
以上説明した本実施形態の樹脂組成物は、解砕性に優れる樹脂粉粒体組成物と溶剤とを混合して得られるものである。よって、強力な衝撃を与える工程を経ずに樹脂粉粒体組成物を解砕することができ、樹脂粉粒体組成物は樹脂組成物中で一次粒子へ解砕した状態で存在している。また、解砕後の粒子サイズにばらつきが生じにくいため、造孔用樹脂として使用したときにセラミックスの空孔にもばらつきが生じにくく、性能を良好に維持できる。
本実施形態の樹脂組成物は、セラミックスの空隙率が向上し、セラミックスの耐久性が向上する観点から、セラミックス造孔用の材料(造孔用樹脂)として好適である。
【実施例0082】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、「部」及び「%」はそれぞれ特に記載のない限り「質量部」及び「質量%」を示す。
【0083】
[測定方法]
<固形酸価の測定>
酸基を有するアクリル樹脂(B)約0.5gをビーカーに精秤し(α(g))、トルエンとエタノールの混合溶液(質量比1:1)50mLを加えた。フェノールフタレイン数滴を加え、0.05規定のKOH溶液(溶媒:エタノール)にて中和滴定した。(滴定量=β(mL)、KOH溶液の力価=f)。ブランク測定を同様に行い(滴定量=γ(mL))、下記式(1)に従って固形酸価を算出した。
固形酸価(mgKOH/g)={(β-γ)×0.05×56.11×f}/α ・・・(1)
【0084】
<重量平均分子量(Mw)の測定>
酸基を有するアクリル樹脂(B)の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーショングロマトグラフィー(GPC)により測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いてポリスチレン換算した値として算出した。GPCの測定条件は以下の通りである。
(GPC測定条件)
・装置:東ソー株式会社製の製品名「HLC-8220GPC」。
・カラム:東ソー株式会社製の製品名「TSKgel G5000HXL(7.8mmφ×300mm)」と製品名「GMHXL-L(7.8mmφ×300mm)」を直列に連結したもの。
・溶離液:テトラヒドロフラン。
・試料濃度:0.4質量%。
・測定温度:40℃。
・注入量:100μL。
・流量:1.0mL/分。
・検出器:RI(装置内蔵)、UV(東ソー UV-8220)。
【0085】
<中和度の計算>
酸基を有するアクリル樹脂(B)の中和度については、下記式(2)に従って算出した。酸基を有するアクリル樹脂を含んでいない場合は、中和度「-」、中和度が100%を超える重量の中和剤を使用した場合は、中和度「100%」とした。
中和度(%)=使用した中和剤の質量(mg)/{酸基を有するアクリル樹脂(B)の質量(g)×酸価(mgKOH/g)×(中和剤の分子量(g)/水酸化カリウムの分子量(g))}×100 ・・・(2)
【0086】
<含水率の測定>
樹脂粉粒体組成物を105℃で2時間乾燥した直後の粒状樹脂の含水率を0%として、乾燥前後の樹脂粉粒体組成物の質量の乾燥減量から算出した。
【0087】
<質量平均一次粒子径の測定>
質量平均一次粒子径は、標準ふるいを使用して粒状樹脂20gを5分間振とうさせて分級して測定した。
【0088】
<体積平均粒子径の測定>
レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(株式会社堀場製作所製、製品名「LA-960」)を用いて粒子の体積平均粒子径を測定した。
架橋アクリル樹脂粒子(A)と、酸基を有するアクリル樹脂(B)又は酸基を有するアクリル樹脂(B’)と、水を含む混合物(M3)を用いて測定した体積平均粒子径を体積平均一次粒子径とした。また、混合物(M3)の体積基準粒度分布において、累積頻度が100%となる粒子径を、累積頻度100%一次粒子径とした。
また、樹脂粉粒体組成物、すなわち混合物(M3)の乾燥物を用いて測定した体積平均粒子径を体積平均二次粒子径とした。
【0089】
<熱減量率の測定>
示差熱天秤TG-DTA(株式会社リガク製、製品名「Thermo plus EVO」)を用いて、測定サンプル5mgを空気中で開始温度30℃から500℃まで10℃/minの速度で昇温した際の、450℃での熱減量率(%)を下記式(3)に従って算出した。
熱減量率(%)=(サンプリング質量(mg)-残渣の質量(mg))×100/サンプリング質量(mg) ・・・(3)
【0090】
<一次粒子の含有量の測定>
実施例及び比較例において、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(株式会社堀場製作所製、製品名「LA-960」)を用いて得られた体積基準粒度分布において、全体の粒子数を100質量%としたときの、用いた樹脂粉粒体組成物の累積頻度100%一次粒子径以下の粒子径を有する粒子の割合(質量%)を、一次粒子の含有量とした。なお、ここでいう「全体の粒子数」とは、架橋アクリル樹脂粒子(A)の粒子の総数のことであり、「一次粒子」とは架橋アクリル樹脂粒子(A)の一次粒子のことである。
【0091】
[酸基を有するアクリル樹脂(B)の製造]
<製造例1:酸基を有するアクリル樹脂(B1)の製造>
攪拌機、冷却管、温度計を備えた重合装置中に、メチルメタクリレート33.7部、n-ブチルアクリレート30部、メタクリル酸36.3部を均一に溶解した単量体混合物と、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン1.35部と、過酸化ベンゾイル1.5部を加え、均一になるまで攪拌混合した。さらに、純水200部、硫酸ナトリウム0.3部、分散剤を均一混合したものを加え、攪拌しながら窒素置換を行った。その後、85℃にフラスコ内温度を制御して懸濁重合を開始し、重合発熱のピークを検出した後、93℃で60分保温し、スラリー状の酸基を有するアクリル樹脂(B1)を得た。
【0092】
反応液を40℃に冷却して、酸基を有するアクリル樹脂(B1)を含む懸濁液を得た。
得られた懸濁液を濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄、脱水し、40℃で16時間乾燥して、粒子状で固体の酸基を有するアクリル樹脂(B1)を得た。
得られた粒子状で固体の酸基を有するアクリル樹脂(B1)について、質量平均一次粒子径、固形酸価及び重量平均分子量(Mw)を測定した。結果を表1に示す。
【0093】
<製造例2~4:酸基を有するアクリル樹脂(B2)~(B4)の製造>
表1に示す配合組成に変更した以外は製造例1と同様にして、粒子状で固体の酸基を有するアクリル樹脂(B2)~(B4)を製造し、各種測定を行った。結果を表1に示す。
【0094】
【0095】
表1中の各略号はそれぞれ以下のものを意味する。なお、表中の空欄は、その成分が配合されていないこと(配合量0部)を意味する。
・MMA:メチルメタクリレート(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリエステルM」)
・n-BMA:n-ブチルメタクリレート(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリエステルB」)
・n-BA:n-ブチルアクリレート(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリル酸ブチル」)
・2-EHA:2-エチルヘキシルアクリレート(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリル酸2-エチルヘキシル」)
・MAA:メタクリル酸(三菱ケミカル株式会社製、商品名「メタクリル酸」)
・ST:スチレン(オキサリスケミカルズ株式会社製、商品名「スチレン」)
・αMSD:2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン(日油株式会社製、商品名「ノフマーMSD」)
・OTG:チオグリコール酸n-オクチル (淀化学株式会社製、商品名「OTG」)
・nOM:n-オクチルメルカプタン(アルケマ株式会社製、商品名「n-OM」)
・nDM:n-ドデシルメルカプタン(シェブロンフィリップス化学株式会社製、商品名「n-DM」)
・BPO:過酸化ベンゾイル(静岡川口薬品株式会社製、商品名「過酸化ベンゾイル(湿体)」)
・AMBN:2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(大塚化学株式会社製、商品名「AMBN」)
・TRX117:t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルカーボネート(化薬ヌーリオン株式会社製、商品名「トリゴノックス117」)
【0096】
[実施例1]
<架橋アクリル樹脂粒子(A)の製造>
加熱及び冷却が可能な重合装置に、水100部と、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.05部を投入した。さらに、この重合装置に、メチルメタクリレート5部を添加し、窒素雰囲気中、回転数150rpmで攪拌しながら80℃で0.5時間加熱し、重合させて、シード粒子を含む乳化液を得た。
このシード粒子を含む乳化液に、水45部と、乳化剤としてジアルキルスルホコハク酸ナトリウム(花王株式会社製、商品名「ペレックスOTP」)0.7部と、メチルメタクリレート93部と、ジメタクリル酸エチレングリコール2部を乳化処理し、4時間かけて滴下した後、80℃で1時間加熱して重合させることで、架橋アクリル樹脂粒子(A)を含む乳化液を得た。
【0097】
<樹脂粉粒体組成物の調製>
架橋アクリル樹脂(A)を含む乳化液(純分換算で100部)を50℃まで冷却させた後、粒子状で固体の酸基を有するアクリル樹脂(B1)10部と、2-ジメチルアミノエタノール4.5部と、水5部を添加し、50℃で30分加熱することで、架橋アクリル樹脂(A)と、酸基を有するアクリル樹脂(B1)中の酸基の一部もしくは全てが塩基で中和された中和物である酸基を有するアクリル樹脂(B’1)と、水とを含む混合物(M3)を得た。
得られた混合物(M3)について体積平均一次粒子径を測定した。結果を表2に示す。
【0098】
得られた混合物(M3)を、噴霧乾燥装置(大川原化工機株式会社製、製品名「L-8型」)を用い、チャンバー入口温度150℃、チャンバー出口温度60℃、アトマイザー回転数20000rpmの条件で噴霧乾燥して、セラミックス造孔用の樹脂粉粒体組成物(C1)を得た。
得られた樹脂粉粒体組成物(C1)について、含水率、体積平均二次粒子径及び熱減量率の測定を行った。結果を表2に示す。
【0099】
<樹脂組成物の調製>
水78.5部及び水酸化ナトリウム1.5部を攪拌子とともにガラス瓶(柏洋硝子株式会社製、製品名「規格瓶No.6」)に投入し、蓋をして10分間攪拌して均一に混合した。その後、樹脂粉粒体組成物(C1)20部を混合した後、攪拌子を用いて500rpmで30分間攪拌した。30分経過後攪拌を停止し、樹脂組成物を得た。樹脂組成物は合計質量が20gとなるように調製した。
得られた樹脂組成物について、一次粒子の含有量を測定した。また、樹脂組成物中の酸基を有するアクリル樹脂(B’1)の中和度を測定した。結果を表3に示す。
【0100】
[実施例2~4、比較例1、2]
表2に示す種類の酸基を有するアクリル樹脂(B)を用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂粉粒体組成物を調製し、各種測定を行った。結果を表2に示す。
また、得られた樹脂粉粒体組成物を用い、水及び水酸化ナトリウムの使用量を表3に示す値に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製し、各種測定を行った。結果を表3に示す。
【0101】
【0102】
【0103】
表2、3中の各略号はそれぞれ以下のものを意味する。なお、表中の空欄は、その成分が配合されていないこと(配合量0部)を意味する。
・MMA:メチルメタクリレート(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリエステルM」)
・EDMA:ジメタクリル酸エチレングリコール(三菱ケミカル株式会社製、商品名「アクリエステルED」)
・DMAE:2-ジメチルアミノエタノール(日本乳化剤株式会社製、商品名「アミノアルコール2Mabs」)
・NaOH:水酸化ナトリウム(富士フイルム和光純薬株式会社製、商品名「水酸化ナトリウム」、 顆粒状)
【0104】
表2、3から明らかなように、実施例1~4で得られた樹脂組成物においては、ジェットミル、ハンマーミル、ビーズミル等を使用して樹脂粉粒体組成物に強力な衝撃を与える工程を含まずに、一次粒子に近い領域まで樹脂粉粒体組成物が解砕されており、樹脂粉粒体組成物の解砕性が良好であった。
一方、比較例1は酸基を有するアクリル樹脂(B)を含まない樹脂粉粒体組成物を使用したため、樹脂粉粒体組成物が一次粒子まで十分解砕しておらず、解砕性に劣っていた。
比較例2は固形酸価の低い酸基を有するアクリル樹脂(B4)を含む樹脂粉粒体組成物を使用したため、一次粒子まで樹脂粉粒体組成物が十分解砕しておらず、解砕性に劣っていた。
本発明の樹脂粉粒体組成物は一次粒子への解砕性が良好であることから、ジェットミル、ハンマーミル、ビーズミル等を使用して樹脂粉粒体組成物に強力な衝撃を与える工程を含まなくても一次粒子へ解砕可能なセラミックス造孔用の樹脂粉粒体組成物として好適である。本発明の樹脂粉粒体組成物は易解砕性、熱分解性の観点から燃料電池の電極、ディーゼルパティキュレートフィルター、ガスセンサ素子等に用いることができ、産業上きわめて重要である。