(57)【要約】【課題】フィラーを高含有率で含む球状樹脂微粒子及びその製造方法を提供する。【解決手段】（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーとを含み、（Ｆ）フィラーの含有量が全重量基準で５０重量％以上であるフィラー含有球形樹脂粒子。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーとを含み、前記（Ｆ）フィラーの含有量が全重量基準で５０重量％以上であることを特徴とするフィラー含有球形樹脂粒子。
【請求項２】
前記（Ｆ）フィラーは、酸化チタンであることを特徴とする請求項１記載のフィラー含有球形樹脂粒子。
【請求項３】
粒子形状が真玉であることを特徴とする請求項１又は２記載のフィラー含有球形樹脂粒子。
【請求項４】
（Ａ）樹脂、（Ａ）樹脂に対して非相溶性である（Ｂ）樹脂、及び（Ｂ）樹脂よりも（Ａ）樹脂に対して相溶性である（Ｆ）フィラーを含む混合物を、（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーの総量よりも（Ｂ）樹脂が過剰の状態で加熱混練して樹脂混練物を得る工程と、
前記樹脂混練物から（Ｂ）樹脂を溶解除去し、（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーを含む粒子を抽出する工程と、
を有することを特徴とするフィラー含有球形樹脂粒子の製造方法。
【請求項５】
前記混合物は、（Ａ）樹脂：（Ｂ）樹脂（重量比）＝０．１部：９９．９部〜４０部：６０部であり、（Ａ）樹脂１００重量部に対して（Ｆ）フィラーを１００重量部以上含むことを特徴とする請求項４記載のフィラー含有球形樹脂粒子の製造方法。
【請求項６】
前記（Ｆ）フィラーは、酸化チタンであることを特徴とする請求項４又は５記載のフィラー含有球形樹脂粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラー含有球形樹脂粒子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化チタンは種々の特性を有することから今後さらなる用途と需要の拡大が期待されている物質である。かかる酸化チタンは粉砕されたままでは粒形状が異方性で、しかも粒径が均一でないため流動特性等が劣る傾向がある。そこで、酸化チタン粉体そのものを用いずに、酸化チタン粉体を樹脂粒子の中に包含等させることで、粒径の均一化と粒形状の球状化が図られている。
【０００３】
酸化チタン含有粒子の製造方法としては、例えば、重合法、二軸混練・粉砕法、複合粒子法等が提案されている（例えば、特許文献１参照）。「重合法」は、酸化チタン粉体などのフィラーを含んだ液中で樹脂を乳化重合する方法である。かかる方法によれば球形粒子が得られ、粒径制御が可能であるが、フィラーを高充填させることが困難である。「二軸混練・粉砕法」は、樹脂とフィラーを２軸混練して得られるペレットを粉砕して粒子を得る方法である。かかる方法によれば粒子を大量生産することができるが、球形粒子が得られず、粉砕と分級に時間がかかる。「複合粒子法」は、球形の母粒子の表面に子粒子をメカノケミカル的に付着させる方法である。かかる方法によれば球形単分散粒子が得られるが、母粒子表面に均一にフィラーを付着させることが困難であり、子粒子が剥落することが懸念されている。
【０００４】
また、酸化チタンの応用分野の拡大を図るべく、酸化チタンの高活性化のために、酸化チタン含有粒子の酸化チタン含有率のさらなる向上が求められている。しかし、含有率の向上を図ると共に、酸化チタン含有粒子の球形化や粒径の均一化を図る技術が見当らなかった。
【特許文献１】特開平１０−１７６０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上より、フィラーを高含有率で含む球状樹脂微粒子及びその製造方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち、本発明は、以下の記載事項に関する：
（１）（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーとを含み、前記（Ｆ）フィラーの含有量が全重量基準で５０重量％以上であるフィラー含有球形樹脂粒子。  
（２）（Ｆ）フィラーは、酸化チタンである（１）記載のフィラー含有球形樹脂粒子。  
（３）粒子形状が真玉である（１）又は（２）記載のフィラー含有球形樹脂粒子。  
（４）（Ａ）樹脂、（Ａ）樹脂に対して非相溶性である（Ｂ）樹脂、及び（Ｂ）樹脂よりも（Ａ）樹脂に対して相溶性である（Ｆ）フィラーを含む混合物を、（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーの総量よりも（Ｂ）樹脂が過剰の状態で加熱混練して樹脂混練物を得る工程と、樹脂混練物から（Ｂ）樹脂を溶解除去し、（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーを含む粒子を抽出する工程と、を有するフィラー含有球形樹脂粒子の製造方法。  
（５）混合物は、（Ａ）樹脂：（Ｂ）樹脂（重量比）＝０．１部：９９．９部〜４０部：６０部であり、（Ａ）樹脂１００重量部に対して（Ｆ）フィラーを１００重量部以上含む（４）記載のフィラー含有球形樹脂粒子の製造方法。  
（６）（Ｆ）フィラーは、酸化チタンである（４）又は（５）記載のフィラー含有球形樹脂粒子の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フィラーを高含有率で含む球状樹脂微粒子及びその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に実施形態を挙げて本発明を説明するが、本発明が以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【０００９】
（フィラー含有球形樹脂粒子の製造方法）
本発明の実施形態にかかるフィラー含有球形樹脂粒子の製造方法は、（Ａ）樹脂、（Ａ）樹脂に対して非相溶性である（Ｂ）樹脂、及び（Ｂ）樹脂よりも（Ａ）樹脂に対して相溶性である（Ｆ）フィラーを含む混合物を、（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーの総和よりも（Ｂ）樹脂が過剰の状態で加熱混練して樹脂混練物を得る工程と、上記樹脂混練物から（Ｂ）樹脂を溶解除去し、（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーを含む粒子を抽出する工程と、を有する。以下詳細に説明する。
【００１０】
（イ）まず、（Ａ）樹脂、（Ｂ）樹脂、（Ｆ）フィラーを用意する。（Ａ）樹脂としては、（Ｂ）樹脂に対して非相溶性であり、（Ａ）樹脂と（Ｂ）樹脂を（Ｂ）樹脂過剰の状態で混練した際に、（Ａ）樹脂が（Ｂ）樹脂中に浮島状に散点するものであることが好ましい。また（Ｆ）フィラーとしては、（Ｂ）樹脂よりも（Ａ）樹脂に対して相溶性があることが好ましい。具体的には、（Ａ）樹脂としては、主鎖にアミド結合を有する樹脂、例えばナイロン６、ナイロン６，６；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）；メタクリル樹脂、例えばポリメタクリル酸（ＰＭＡ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）；ポリエチレン（ＰＥ）、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）；ポリプロピレン（ＰＰ）及び上記したものの誘導体などを用いることができる。（Ｂ）樹脂としては、ポリスチレン（ＰＳ）等を用いることができる。（Ｆ）フィラーとしては、酸化チタンを用いることができる。酸化チタンとしては、例えば、一酸化チタン（ＴｉＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、三酸化二チタン（Ｔｉ２Ｏ３）等が挙げられる。（Ｆ）フィラーには、粉砕粒子の他に表面処理されたフィラーが含まれる。また、（Ｆ）フィラーとして、酸化チタンに加えてその他のフィラー（添加剤）を加えてもよい。
【００１１】
（ロ）次に、２軸加熱混練機を用意し、その２軸加熱混練機に（Ａ）樹脂、（Ｂ）樹脂、（Ｆ）フィラーを充填する。その際、（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーの総和よりも（Ｂ）樹脂を過剰とする。（Ｂ）樹脂を過剰とする理由は、（Ｂ）樹脂の体積が少ない状態で加熱混練した場合、（Ａ）樹脂を母材とする粒子が得ずらくなるからである。上記混合物は、（Ａ）樹脂と（Ｂ）樹脂の重量比がＡ：Ｂ＝０．１部：９９．９部〜４０部：６０部であることが好ましい。また（Ａ）樹脂１００重量部に対して（Ｆ）フィラーを１００重量部以上で含むことが好ましい。（Ａ）樹脂１００重量部に対する（Ｆ）フィラーの重量部の上限は特に制限されないが３５０重量部以上になると粘度が高くなり球状の粒子を得ることが難しくなる傾向がある。
【００１２】
（ハ）続いて加熱混練を行う。加熱混練は２軸混練装置において加熱温度２３０〜２６０℃、回転速度８０〜１２０ｒｐｍで行われることが好ましい。この場合回転速度を速めると粒径を小さくし、回転速度を遅くすると粒径を大きくすることができる。加熱混練により、（Ａ）樹脂が（Ｂ）樹脂中に浮島状に散点し、その散点した（Ａ）樹脂中にのみ（Ｆ）フィラーが溶解した樹脂混練物が得られる。
【００１３】
（ニ）そして、樹脂混練物から（Ｂ）樹脂のみを溶解除去する。（Ｂ）樹脂を溶解させる溶媒としては、上記樹脂混練物のうち（Ｂ）樹脂のみを溶解するものであれば特に制限はく、例えばクロロホルム溶剤等が用いられる。
【００１４】
（ホ）粒子と溶媒を遠心分離法により分離し上澄み液を回収する。そして、分離した粒子を洗浄した後、洗浄液から粒子を抽出する。その際、減圧濾過により粒子を抽出しても構わない。尚、回収した上澄み液から（Ｂ）樹脂を取り出すことで、（Ｂ）樹脂及び溶媒であるクロロホルム溶液を再利用できる。
【００１５】
（へ）その後、減圧乾燥することによりフィラー含有球形樹脂粒子が得られる。
【００１６】
上記フィラー含有球形樹脂粒子の製造方法によれば、フィラーを高い含有率で含む球形粒子が得られる。さらに任意の工程として分級工程を設けることで、より粒径が均一なフィラー含有球形樹脂粒子が得られる。また混練条件を制御することで粒子の粒径を簡易にコントロールできる。また大量生産の他に少量生産もできる。
【００１７】
（フィラー含有球形樹脂粒子）
（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーとを含み、（Ｆ）フィラーの含有量が全重量基準で５０重量％以上であるフィラー含有球形樹脂粒子が提供される。ここで（Ａ）樹脂と（Ｆ）フィラーとしては、上記製造方法で説明した成分が該当する。フィラー含有球形樹脂粒子の実施形態として、酸化チタン含有粒子について説明する。
【００１８】
本実施形態の酸化チタン含有粒子は、従来の酸化チタン含有粒子よりも酸化チタン含有率が高い。そのため、酸化チタンの所機能、例えば帯電特性、光触媒作用、抗菌作用、脱臭作用、隠蔽作用及び界面活性化作用が高い。さらに、本実施形態の酸化チタン含有粒子は、球形でしかも粒径分布が一定であり様々な材料に馴染みやすいので、インクトナー、研磨剤、コーティング剤、含浸液、塗料、紙、不織布、樹脂、布地に含浸又は混練させて使用することができる。また、表面処理された酸化チタンを加えたり、酸化チタンの他にその他のフィラー（添加剤）を加えることで、酸化チタン含有粒子の特性を変性させることができる。例えば酸化チタンに加えて、所定のフィラーを加えることで短波長紫外線を照射しなくても活性化が図られ得る。
【００１９】
また、本実施形態の酸化チタン含有粒子は、帯電特性を備えるため電子ペーパの電子インクとして利用できる。かかる電子ペーパは、例えば本実施形態の酸化チタン含有粒子（白色粒子）と青色の液体を含むマイクロカプセルを、２枚の樹脂フィルムの間に挟み込んで構成され得る。酸化チタン含有粒子が樹脂フィルムの表面側にある場合ディスプレイは白色に表示され、樹脂フィルムの裏面から電圧をかけて粒子を裏面側に移動させると、青色の液体がフィルムの表面に表示されてディスプレイ面が黒色に表示される。本実施形態の酸化チタン含有粒子は酸化チタンの含有率が高いため、電子インクとして使用した場合、ディスプレイ表示のコントラストが大きくなる。また、従来、酸化チタン含有粒子を電子インクとして使用すると、粒子同士の摩擦により研磨されて粒径が変化するため、電子ペーパの使用を繰り返すほど表示ディスプレイにブレが生じるおそれがあった。ところが、本実施形態の酸化チタン含有粒子は球状であるので粒子同士の摩擦が少なく、電子ペーパの使用を繰り返しても粒径変化が極めて生じずらいため、表示ディスプレイにブレが生じずらい。
【００２０】
（実施形態の変形例）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。例えば、上記実施形態においては、２軸混練装置を使用したが、それに限定されることなく１軸混練装置等を使用することもできる。また、上記実施形態においては、混合混練物から（Ｂ）樹脂を溶解除去したが、上記実施形態の変形例としては、（Ａ）樹脂が（Ｂ）樹脂中に浮島状に散点した樹脂が提供される。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【実施例】
【００２１】
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明は、これら実施例に何ら制限されない。  
（実施例１）
まず加熱混練装置として２軸混練機を用意した。用意した２軸混練機に、表１に示す成分比の材料を充填し、加熱温度２６０℃、回転数１００ｒｐｍで５分間加熱混練した。  
その後２軸混練機から樹脂混合物を取り出し、取り出した樹脂混合物をクロロホルム溶液浴に加え、約２時間放置してポリスチレン（ＰＳ）をクロロホルム溶液に溶解させた。  
その後、遠心分離機に数分間かけてフィラー含有粒子とクロロホルム溶液を遠心分離した。
【００２２】
上澄み液を回収した後、新たにクロロホルム溶液を加えてフィラー含有粒子を洗浄した。洗浄後、遠心分離機に数分間かけてフィラー含有粒子とクロロホルム溶液を遠心分離した。このクロロホルム洗浄作業をもう一度繰り返した後、数分間かけて加圧ろ過によりフィラー含有粒子を取り出した。取り出した粒子を減圧乾燥させてフィラー含有粒子を得た。
【００２３】
得られたフィラー含有粒子の表面を共焦点レーザー顕微鏡により観察したところ、図１に示すように真球形状の粒子が得られたことが確認された。
【００２４】
（実施例２~１４）
成分及び成分比を表１の内容に置き換えたことを除いて、実施例１と同様に実験を行った。得られた結果を表１にまとめて示す。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は粒子表面の共焦点レーザー顕微鏡写真を示す。
【図１】
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