(57)【要約】【課題】揮発性の有機溶剤による大気汚染などの問題から近年は溶媒に水を使うようになりつつある。しかし、疎水性の微粒子は水中に分散させてもすぐに沈殿をしてしまう。そこで、界面活性剤を使って微粒子の表面を親水性に替えている。しかしながら、界面活性剤による表面改質は界面活性剤の親油基が微粒子に物理的吸着のみなので、熱や経時変化で界面活性剤が脱離して微粒子が沈殿。分離してしまう。【解決手段】ポリシラザンを有機溶剤中に溶解させたポリシラザン溶液中に、表面を水で湿潤させた疎水性微粒子を添加して分散させ、次いでこの分散液に水を添加してポリシラザンをシリカガラスに化学変化させて、遮蔽性・親水性・低温セラミック化などの特性をもつポリシラザン由来のシリカガラスで被覆する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリシラザンを有機溶剤中に溶解させたポリシラザン溶液中に、表面を水で湿潤させた疎水性微粒子を添加して分散させ、次いでこの分散液に水を添加してポリシラザンをシリカガラスに化学変化させることを特徴とする疎水性微粒子をシリカガラスで被覆する方法。
【請求項２】
前記疎水性微粒子が、尿素樹脂、メラミン樹脂、ナイロン樹脂、イソシアネート樹脂のいずれかから選ばれた壁材で覆われたマイクロカプセル粒子であることを特徴とする請求項１に記載の疎水性微粒子をシリカガラスで被覆する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は疎水性微粒子をシリカガラスでコーティングする方法に関するものであり、さらに詳しくはインキ、塗料、接着剤などの水を分散媒とするペースト状組成物に配合するための疎水性微粒子に被覆したものであり、当該微粒子の表面を半永久的に親水性に変えることができ、水媒体中における微粒子の沈殿、分離がおこりにくくすることを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
従来からインク、塗料、接着剤などが使用されているが、通常、これらは有機化合物を有機溶剤に溶解したものや有機化合物の混合体が多数であり、配合される原料はほとんどが疎水性物質である。近年、有機溶剤の揮散による環境汚染や作業者の健康悪化などを考慮して分散媒体として水を使用することが増加してきた。疎水性微粒子を水媒体中に分散させるためには、その表面を界面活性剤で表面処理することが通常に行われる。
【０００３】
一方、ポリシラザンは水と反応してシリカガラスを生成することは周知であり、セラミックコーティング材として利用することは特開平７−１９６８９６号公報で開示されている。さらに、このイミダゾールなどのエポキシ樹脂用の硬化剤をポリシラザンから由来するシリカガラスで被覆することが特開２０００−１８６１３２号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に疎水性微粒子を界面活性剤で表面処理して親水性に変える方法では、微粒子の表面は官能基が少なく、かつ界面活性剤の親油基も反応性ではないので、この界面活性剤はファンデルワールス力という弱い物理的結合で疎水性微粒子の表面に吸着しているのみである。このため、界面活性剤は疎水性微粒子の表面上で吸着・脱離をしていると考えられ、熱や経時変化で疎水性微粒子の表面の親水性能が低下して、水媒体中での沈殿・分離が生じてしまう結果となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリシラザンを有機溶剤中に溶解させたポリシラザン溶液中に、表面を水で湿潤させた疎水性微粒子を添加して分散させ、次いでこの分散液に水を添加して疎水性微粒子の表面をポリシラザンをシリカガラスに化学変化させることを特徴とする疎水性微粒子をシリカガラスで被覆する方法である。
【０００６】
すなわち、本発明の被覆方法により、疎水性微粒子は親水性シリケートの壁材で覆われたマイクロカプセル状態となるので、半永久的に親水性の微粒子となり、水媒体中で沈殿や分離が起こりにくくなる。
【０００７】
ポリシラザンは親油性なので疎水性物質に対して濡れやすくかつ有機溶媒に溶解するので、疎水性微粒子をポリシラザンで被覆することは容易である。しかし、疎水性微粒子の表面をポリシラザンから由来するシリカガラスで選択的に被覆するために、本発明では前処理として疎水性微粒子を水で湿潤させておく必要がある。
【０００８】
疎水性微粒子の表面が湿潤しているとポリシラザンが疎水性微粒子の表面に接触すると同時に微粒子表面の水と反応してシリカガラスに化学変化することで、微粒子の表面に薄いシリカガラス膜を形成する。ここに水を添加することにより、さらに疎水性微粒子の表面でポリシラザンがシリカガラスに変化して、微粒子の表面で膜化することができる。
【０００９】
このため、本発明では疎水性微粒子の表面は水で湿潤されることができるように窒素化合物のような活性水素基を有するような物質で表面が覆われていることが好ましい。たとえば、尿素樹脂、メラミン樹脂、アミド樹脂、イソシアネート樹脂を壁材とするマイクロカプセル粒子が好ましい。
【００１０】
本発明で用いられるポリシラザンとしては、下記化学式１で表わされる単位からなる主骨格を有する数平均分子量が１００〜５万のポリシラザンを変性したもの（Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、またはこれらの基以外でケイ素に直結する基が炭素である基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アルコキシ基を表わす。ただし、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の少なくとも１つは水素原子である。）本発明では、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３のすべてが水素原子であるペルヒドロポリシラザンが特に好ましく、例えば、東燃（株）社製、Ｎ１１０，Ｌ１１０，ＮＶ１１０などが挙げられる。
【００１１】
【化１】
2004255298.tif 000002
【００１２】
数平均分子量が１００より小さいと収率が低く、５万より大きいと溶液の安定性が低く、健全な膜が得られない。
【００１３】
ポリシラザンを添加する有機溶剤は脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン化メタン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼン等のハロゲン化炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が使用できる。好ましい溶媒は、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ブロモホルム、塩化エチレン、塩化エチリデン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、ブチルエーテル、１，２−ジオキシエタン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のエーテル類、ペンタンヘキサン、イソヘキサン、メチルペンタン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素等である。
【００１４】
ポリシラザンと有機溶剤の配合割合は０．１ｗｔ％〜５０ｗｔ％である。０．１ｗｔ％より少ないと、ポリシラザンから由来するシリカガラスによる疎水性微粒子に対する被覆が不完全になりやすく、５０ｗｔ％より多いとポリシラザンから由来するシリカガラスが疎水性微粒子の被覆に必要以上に多く存在することになり、この過剰なシリカガラスはシリカ微粒子となって溶液中に分散するだけとなるからである。
【００１５】
上記溶液中に被覆される物質である疎水性微粒子を分散させる。疎水性微粒子は前述のとおり、水に浸して表面を湿潤させておく。この疎水性性微粒子該溶液中に添加し分散させる。さらに、該溶液中に水を添加することによりポリシラザンが化学反応を起こしシリカガラスと変化する。このとき、疎水性微粒子の表面に均一のセラミックガラスが生成して、マイクロカプセルのような膜壁となる。
ポリシラザン溶液に添加する水は水そのものを添加してもかまわないが、急激な濃度変化を防止するため、エチレングリコールやアルコールなど水溶性の有機溶媒と混合して添加することもできる。また、ポリシラザンの化学反応を促進するために水にアミン化合物を添加しても良い。アミン化合物としてはメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ペンチルアミン、ジペンチルアミン、トリペンチルアミン、ヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、トリヘキシルアミン、ヘプチルアミン、ジヘプチルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、フェニルアミン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン等（なお、炭化水素鎖は直鎖でも分枝鎖でもよい。）、また、ピリジン類としては、例えば、ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、ピペリジン、ルチジン、ピリミジン、ピリダジン等が挙げられ、更に、ＤＢＵ、ＤＢＮなどが挙げられる。
【００１６】
本発明のシリカガラスで被覆された疎水性微粒子は水性溶媒の組成物に配合される。水性溶媒の組成物は水性エマルジョンが挙げられる。
【００１７】
【発明の実施例】
以下、本発明の優れた効果を実証すべく実施例を行う。ただし、本発明は実施例に限定されるわけではない。
【００１８】
実施例
エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８）を芯材とし、メチロールメラミン樹脂を壁材とする平均粒径５５ミクロンのマイクロカプセルを疎水性微粒子とした。これを水に一晩浸しておき、濾過して水を除去し風乾して水が表面に吸着しかつ凝集していない粉末状態の疎水性微粒子を１０ｇ用意する。
【００１９】
この疎水性微粒子をポリシラザンのキシレン溶液５０ｇ（ポリシラザン濃度：２ｗｔ％、商品名；ＬＰ―１０、クラリアントジャパン社製）中に分散させるために、１２時間室温状態で撹拌を続ける。さらに、水：エチレングリコールの混合液（１：１）に０．１ｗｔ％のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを含む溶液５０ｇ添加して、乳化状態にして２４時間さらに撹拌を続けた。
【００２０】
この水の添加により、溶液中のポリシラザンがシリカガラスに化学変化するので副生成物のアンモニアガスの発生を確認した。
【００２１】
この乳化状態の溶液を吸引濾過して、水で洗浄してマイクロカプセルを回収する。回収された被覆された疎水性微粒子の電子顕微鏡と元素マッピングで観察し、マイクロカプセルがシリカガラスで被覆されていることを確認した。
【００２２】
また、このシリカガラスで被覆されたマイクロカプセル５ｇを２０ｇの水に分散させて後１時間静置して沈殿・分離することなく分散状態を維持することを確認した。
【００２３】
比較例
前記実施例で水を吸着させたマイクロカプセル粒子の代わりに、５０℃で乾燥して水分の含有量が０．１％以下（カールフィッシャー法で測定）の同じ組成のマイクロカプセル粒子を用いて実施例と同様な操作で処理をした。
【００２４】
さらに、この被覆処理および濾過で回収した粉体を電子顕微鏡と元素マッピングで観察したが、メチロールメラミン樹脂で覆われたマイクロカプセルとシリカガラスの粉体の混合物であることが確認され、シリカガラスでマイクロカプセルは覆われていなかった。
【００２５】
また、このマイクロカプセルとシリカガラスとの混合粉体の５ｇを２０ｇの水に分散させて後１時間静置したところ、白濁した上澄み液と白い沈殿物を確認した。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明は疎水性微粒子の表面にポリシラザン由来のシリカガラスをコーティングすることで組成性微粒子が親水性の微粒子となる。界面活性剤などで表面した場合と違い長期的にも親水性能が低下することが無く、水分散媒中でも沈殿・分離が生じることが無く、均一に分散可能となる。