CN103827148B - 乙烯基聚合物微粒、其制备方法、树脂组合物以及光学用材料 - Google Patents
乙烯基聚合物微粒、其制备方法、树脂组合物以及光学用材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103827148B CN103827148B CN201280046793.XA CN201280046793A CN103827148B CN 103827148 B CN103827148 B CN 103827148B CN 201280046793 A CN201280046793 A CN 201280046793A CN 103827148 B CN103827148 B CN 103827148B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vinyl polymer
- particulate
- polymer particulate
- stage
- particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F212/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0268—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the fabrication or manufacturing method
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/01—Processes of polymerisation characterised by special features of the polymerisation apparatus used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
- C08F2/16—Aqueous medium
- C08F2/18—Suspension polymerisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08L25/08—Copolymers of styrene
- C08L25/14—Copolymers of styrene with unsaturated esters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F230/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
- C08F230/04—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal
- C08F230/08—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon
- C08F230/085—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon the monomer being a polymerisable silane, e.g. (meth)acryloyloxy trialkoxy silanes or vinyl trialkoxysilanes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
- G02B5/0242—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明提供具有规定的粒度分布、同时减少了粗大粒子的数量的适合作为薄膜用添加剂的乙烯基聚合物微粒、以及该微粒的制备方法。此外,本发明提供含有上述微粒的树脂组合物、由该树脂组合物得到的光学薄膜以及光扩散薄膜。本发明的乙烯基聚合物微粒的以体积为基准的粒径的变异系数为10%以上,具有体积平均粒径的2倍以上的粒径的粗大粒子的数量在100万个微粒中为180个以下。
Description
技术领域
本发明涉及减少了粗大粒子的乙烯基聚合物微粒,具体地,涉及通过对悬浮聚合法进行改良从而极大地减少了平均粒径的2倍以上的粒子数量的乙烯基聚合物微粒、其制备方法、含有上述乙烯基聚合物微粒的树脂组合物以及光学用材料。
背景技术
聚合物粒子用于各种用途。特别是微粒材料添加到薄膜或成型加工品等的塑料产品、或者涂料、油墨、粘结剂等的液态产品中,带来物性方面的强化、产品的高功能化、高性能化。近几年,为了适用于液晶显示装置等的光学用途,需要对粒径或功能进行了高度控制的微粒。
因此,例如,针对与其它材料(树脂或其它的添加物)的亲和性的提高、微粒本身的机械特性以及光学特性的提高等,进行了各种研究。此外,对于用于这些光学薄膜的微粒,特别期望粗大粒子的含量少。这是由于粗大粒子会对薄膜表面造成损伤,或者使光扩散性降低。并且,即使是平均粒径2倍左右的、大小接近平均粒径的粗大粒子,除去的必要性也在提高。
由此,进行了减少粗大粒子的研究,专利文献1中,公开了由通过种子聚合得到的聚合物粒子的分散液进行湿式分级后,进行干式分级,由此减少了平均粒径的2倍以上的大小的粗大粒子的技术。
此外,在光扩散用途、特别是光扩散薄膜中,粗大粒子由于会成为光学缺陷,必须为规定值以下,由于粒度分布比较宽的粒子具有良好的光扩散性,所以作为添加的微粒,要求为粒度分布比较宽的粒子。
但是,通过种子聚合法所得到的聚合物粒子由于粒度分布窄,难以满足上述要求。
此外,由于通过以往的悬浮聚合法所得到的乙烯基聚合物微粒具有比较宽的粒度分布,认为只要通过分级将规定的粗大粒子除去,就可满足上述要求。然而,乙烯基聚合物微粒通常疏水性高,易带电,因而易发生凝聚。并且,以微粒的平均粒径比较细小、特别是平均粒径为3.5μm以下的细小的微粒为对象时,难以通过干式分离得到只减少了规定大小的粗大粒子的微粒。即,使平均粒径的2倍以上的粗大粒子减少到规定值以下时,粒度分布也变窄,存在不能满足上述要求的问题。
此外,在通过使用过滤器的湿式分级进行除去粗大粒子的情况下,使目标粒子的平均粒径变得细小、特别是细小到目标粒子的平均粒径为3.5μm以下时,作为用于湿式分级的过滤器,不得不使用用于粒径统一的液晶间隔物那样的昂贵的过滤器,并且,在将粒度分布宽的粒子进行湿式分级时,由于易引起过滤器堵塞,因此难以制备具有宽的粒度分布且粗大粒子减少到规定值以下的细小的微粒。
此外,作为用于薄膜的添加剂的微粒,逐年用量在增大,在要求粒径的细小化的同时,强烈要求更加廉价,必须避免使用上述那样的昂贵的过滤器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开2008/023648号小册子
发明内容
如上所述,以光扩散薄膜等的光学薄膜为首,可在薄膜添加剂中使用的乙烯基聚合物微粒,要求平均粒径的2倍左右大小的粗大粒子被抑制在规定值以下,并且,不容易得到粒度分布比较宽的粒子,另外获得方法也是未知的。
因此,本发明的发明人,不仅着眼于通过聚合之后的工序中的分级技术来除去粗大粒子,此外,作为微粒制备技术,还着眼于廉价、可得到比较宽的粒度分布的乙烯基聚合物微粒的悬浮聚合技术,对于在悬浮聚合阶段中高度减少粗大粒子的方法,进行了深入研究。
本发明中,基于上述以往技术,目的在于提供具有规定的粒度分布、同时减少了粗大粒子数的适合作为薄膜用添加剂的乙烯基聚合物微粒、以及该微粒的制备方法。此外,本发明的目的在于提供含有上述微粒的树脂组合物、从该树脂组合物得到的光学薄膜以及光扩散薄膜。
本发明的乙烯基聚合物微粒,其特征在于,以体积为基准的粒径的变异系数为10%以上,具有体积平均粒径的2倍以上的粒径的粗大粒子的数量在100万个微粒中为180个以下。
优选为具有芳香环的乙烯基聚合物的微粒,或乙烯基聚合物中的无机物成分为2质量%以下。本发明的乙烯基聚合物微粒优选为用于光学用材料的添加剂和/或薄膜用添加剂。特别优选为添加到光学薄膜的微粒,或者为用作光扩散剂的微粒。
本发明还包括制备上述乙烯基聚合物微粒的方法,其特征在于,该方法包括:将含有水、单体成分以及自由基聚合引发剂的混合液导入到悬浮装置并使其在悬浮装置中悬浮而形成液滴的液滴形成工序,和聚合工序;所述液滴形成工序至少包括阶段(1)和阶段(2),并且使阶段(2)中的剪切力比阶段(1)中的剪切力大。
上述悬浮装置优选为管道混合器。此外,以导入到悬浮装置的混合液的总量为V(kg)、以从悬浮装置的吐出量为v(m3/hr)时,使阶段(2)中的v/V比阶段(1)中的v/V大的方式;使阶段(1)中的v/V为0.01m3/(hr·kg)以上且为0.10m3/(hr·kg)以下的方式均是本发明方法的优选实施方式。
本发明包括含有上述乙烯基聚合物微粒的树脂组合物、含有上述乙烯基聚合物微粒的光学用材料、含有上述乙烯基聚合物微粒的薄膜以及含有上述乙烯基聚合物微粒的光学薄膜。
此外,本发明包括在基材薄膜的至少一面上涂布含有上述树脂组合物的涂布液而得到的光学薄膜,特别是光扩散薄膜。
本发明的乙烯基聚合物微粒不仅具有比较宽的粒度分布,且减少了粗大粒子数,因此不会在薄膜表面产生损伤,作为光扩散剂使用时,显示出良好的光扩散性。进而,本发明的乙烯基聚合物微粒的制备方法,在制作悬浮液时,通过将悬浮装置中的剪切力的设定方式变为第一阶段和第二阶段的简单方法,能够在聚合阶段减少粗大粒子数量,因而在工业上是极其有用的方法。
具体实施方式
[乙烯基聚合物微粒]
本发明的乙烯基聚合物微粒是指一个一个的乙烯基聚合物微粒多个聚集而成的微粒聚集体。另外,本发明的乙烯基聚合物微粒,其特征在于,以体积为基准的粒径的变异系数为10%以上,且具有体积平均粒径的2倍以上的粒径的粗大粒子数在乙烯基聚合物微粒100万个中为180个以下。例如,在为了得到体积平均粒径为3.0μm的乙烯基聚合物微粒时,体积平均粒径为6μm以上的粒子成为粗大粒子,可在这样细微的水平进行分级的过滤器现存的只有通过电成型所形成的非常昂贵的电成型模(エレクトロフォーム)。虽然在液晶单元的间隔物领域可利用这样昂贵的电成型模,但以粒度分布宽的粒子为原料时,由于会引起堵塞等,因此难以在维持粒径的变异系数的情况下仅除去粗大粒子。由于在要求粒度分布适当宽的粒子的光学片领域中使用,在工业水平进行分级时,不能采用这样昂贵的过滤器。粗大粒子数优选在100万个乙烯基聚合物微粒中为170个以下,更优选为160个以下,进一步优选为150个以下。
在此,对粗大粒子数的计数方法进行说明。计数方法没有特别限定,作为简便的方法,优选使用流动式粒子图像解析装置的方法。本发明中使用シスメックス社制的流动式粒子图像解析装置“FPIA(注册商标)-3000”。首先,以25万个粒子为测定对象,得到以个数为基准的粒度分布数据,以得到的粒度分布数据为基础,通过图像确认所有粒径在规定以上的粒子(粗大粒子)的形状,将圆形度为0.97以上的粒子的个数作为粗大粒子数。重复进行该测定4次,可知每100万个粒子中的粗大粒子数量。圆形度小于0.97的粒子,即使为规定的粒径以上也不作为粗大粒子。这是因为其是后述粉碎时没有松动的(凝聚没有松动的)凝聚粒子。
体积平均粒径是以体积为基准的平均粒径,可通过利用库尔特(コールター)原理的精密粒度分布测定装置来测定。例如,优选通过ベックマンコールター社制“コールターマルチサイザーIII型”等进行测定。另外,本发明的乙烯基聚合物微粒的体积平均粒径优选为10μm以下,更优选为3.5μm以下,进一步优选为3.3μm以下。体积平均粒径的下限没有特别限定,考虑到制备极限,可以为0.5μm,优选为1.0μm,更优选为2.0μm,进一步优选为2.5μm。
以体积为基准的粒径的变异系数可通过利用库尔特原理的精密粒度分布测定装置来测定,优选通过ベックマンコールター社制“コールターマルチサイザーIII型”进行测定。
本发明的乙烯基聚合物微粒的以体积为基准的粒径的变异系数(CV值)为10%以上。这是由于用作光扩散剂时光扩散性良好。基于同样的理由,优选为20%以上,更优选为25%以上,特别优选为30%以上。另一方面,粒径的变异系数的上限值没有特别限定,但是由于变异系数过大时光扩散性有时也会降低,因而优选为50%以下,更优选为40%以下。
本发明的乙烯基聚合物微粒中,最大粒径优选为体积平均粒径的10倍以下的大小。更优选为5倍以下,进一步优选为4倍以下。最大粒径为在上述的粗大粒子数的测定方法中,通过4次的测定所检测出的圆形度为0.97以上的粒子的粗大粒子粒径中最大的粒径。
[乙烯基聚合物微粒的组成]
接着,对本发明的乙烯基聚合物微粒的组成进行说明。
合成本发明的乙烯基聚合物微粒时所使用的单体成分中,优选含有具有芳香环的乙烯系单体。使用这样的单体时,得到的乙烯基聚合物微粒具有芳香环,成为易于带电的微粒。平均粒径为10μm以下(特别是3.5μm以下)且粒径的变异系数为10%以上,且容易带电的微粒的情况,在干式分级中,由于因向装置内附着而引起配管的闭塞,使作业停止,难以仅除去粗大粒子。湿式分级的情况如前所述。另一方面,本发明的制备方法中由于可得到与带电的容易性无关的、减少了粗大粒子的乙烯基聚合物微粒,因此在为易带电组成的微粒的情况下,本发明的微粒、制备方法的有用性进一步提高。因而,本发明的乙烯基聚合物微粒优选具有芳香环。此外,由于具有芳香环的乙烯基聚合物微粒的折射率高,作为光扩散剂的有用性增加。另外,在本发明中,由于如后述那样通过自由基聚合来制备微粒,可使用的单体具有自由基聚合性。
作为具有芳香环的乙烯系单体,可举出苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对苯基苯乙烯、邻氯苯乙烯、间氯苯乙烯、对氯苯乙烯、邻乙基乙烯基苯、间乙基乙烯基苯、对乙基乙烯基苯等的单官能苯乙烯系单体;二乙烯基苯、二乙烯基萘以及它们的衍生物等的芳香族二乙烯基化合物,它们可以单独使用,或者组合多种使用。
此外,变换上述具有芳香环的单体,或者除此之外,还可使用(甲基)丙烯酸系单体。作为(甲基)丙烯酸系单体,例如,可举出丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十八烷基酯等的单官能(甲基)丙烯酸系单体,但并不限于这些。这些单官能(甲基)丙烯酸系单体可以单独使用一种,也可以多种组合使用。
也优选使用分子中具有多个聚合性双键的交联性乙烯系单体。作为交联性乙烯系单体,优选上述的芳香族二乙烯基化合物及交联性(甲基)丙烯酸系单体。通过使用该单体成分,可得到分子间具有交联结构的乙烯基聚合物微粒。作为交联性(甲基)丙烯酸系单体,可举出三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、十乙二醇二甲基丙烯酸酯、十五乙二醇二甲基丙烯酸酯、五十七乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁烯二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二甲基丙烯酸酯等的(甲基)丙烯酸系单体,它们可单独使用,或者多种组合使用。
进而,也可以使用N,N-二乙烯基苯胺、二乙烯基醚、二乙烯基硫、二乙烯基磺酸等的交联剂、聚丁二烯及日本特公昭57-56507号公报、日本特开昭59-221304号公报、日本特开昭59-221305号公报、日本特开昭59-221306号公报、日本特开昭59-221307号公报等中记载的反应性聚合物等。
本发明中作为优选的乙烯基聚合物微粒为以下方式:将含有苯乙烯系单官能单体和交联性(甲基)丙烯酸系单体的单体成分共聚得到的乙烯基聚合物微粒(方式(i)),或者,将含有单官能(甲基)丙烯酸系单体和芳香族二乙烯基化合物的单体成分共聚得到的乙烯基聚合物微粒(方式(ii))。
方式(i)的情况下,优选使苯乙烯系单官能单体为10-70质量%、交联性(甲基)丙烯酸系单体为0-60质量%、其它单体为0-40质量%。在该方式(i)中,作为苯乙烯系单官能单体优选为苯乙烯,作为交联性(甲基)丙烯酸系单体,优选为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或二甲基丙烯酸乙二醇酯。
另一方面,方式(ii)的情况下,优选使单官能(甲基)丙烯酸系单体为0-60质量%、芳香族二乙烯基化合物为10-70质量%、其它单体为0-40质量%。作为单官能(甲基)丙烯酸系单体,优选为甲基丙烯酸甲酯,作为芳香族二乙烯基化合物,优选为二乙烯基苯。
作为本发明的乙烯基聚合物微粒,优选方式(i),其中,更优选为将含有苯乙烯和交联性(甲基)丙烯酸系单体的单体成分共聚得到的微粒。
此外,本发明的乙烯基聚合物微粒优选不含无机物成分,或者即使含有也优选为2质量%以下。例如,制备本发明的乙烯基聚合物微粒时,在单体成分中存在具有聚硅氧烷骨架的、或者可形成聚硅氧烷骨架的化合物或单体时,在悬浮聚合中,使用悬浮装置进行液滴形成时无法进行液滴的细小化,所得到的乙烯基聚合物微粒中的粗大粒子有可能增大。另外,无机物成分的量为将粒子在空气等的氧化性气氛中从室温开始升温,在800℃下加热处理1小时后的灰分的质量。
此外,本发明的乙烯基聚合物微粒优选为通过悬浮聚合法得到的微粒。这是由于与种子聚合法或分散聚合相比廉价,作为光学薄膜用的微粒在经济上有利,同时可容易地将粒径的变异系数控制在10%以上。
[乙烯基聚合物微粒的制备方法]
接着,对本发明的乙烯基聚合物微粒的制备方法进行说明。本发明中,基于上述的理由优选采用悬浮聚合法。悬浮聚合是指通常通过将单体成分分散并悬浮在水等中而得到的液滴状的单体成分聚合,来得到聚合物微粒分散包含在水中而形成的分散液的方法。该悬浮聚合中,液滴形成时将决定最终所得到的聚合物微粒的大小。本发明的发明人通过改良液滴形成时的悬浮方法,实现了粗大粒子的减少,从而完成了本发明。
即,本发明的制备方法,其特征在于,包括将含有水、单体成分以及自由基聚合引发剂的混合液导入到悬浮装置并使其在悬浮装置中悬浮而形成液滴的液滴形成工序和聚合工序,所述液滴形成工序至少包括阶段(1)和阶段(2),并且使阶段(2)中的剪切力比阶段(1)中的剪切力大。
本发明中,将含有单体成分、自由基聚合引发剂以及水的混合液强制搅拌悬浮,制备液滴时的悬浮方法没有特别限定。例如,可举出将混合物全部通过搅拌等直接悬浮的方法、向含有混合液的容器和与该容器相连的循环线途中所具备的悬浮装置(也称为外部悬浮装置)中供给混合液进行悬浮的方法。从悬浮效率的观点出发,优选后者的方法。后者的方法,更具体而言,是反复进行以下操作的方法:使用在与反应容器相连的循环线的途中设置了悬浮装置的装置,将上述混合液从反应容器导入到悬浮装置,赋予剪切力进行搅拌后,从悬浮装置再次返回到反应容器中。此时,将制备液滴的工序至少分为2阶段,重要的是使阶段(2)中的剪切力比阶段(1)中的剪切力大。剪切力可以通过改变悬浮装置的悬浮条件来控制,例如,在阶段(1)和(2)改变外部悬浮装置的吐出量或搅拌转数。
通过吐出量控制剪切力的情况下,以导入到悬浮装置的混合液(悬浮后供给聚合的反应液)总量为V(kg),以从悬浮装置的吐出量为v(m3/hr)时,只要使阶段(2)中的v/V比阶段(1)中的v/V大即可。阶段(1)中,以比阶段(2)低的吐出量进行悬浮,阶段(2)中以比阶段(1)高的吐出量进行悬浮。此外,通过搅拌转数进行控制的情况下,只要使阶段(2)中的转数比阶段(1)中的转数大即可。换而言之,阶段(1)以比阶段(2)低的转速进行液滴形成,阶段(2)以比阶段(1)高的转速进行液滴形成。
本发明的发明人发现:仅以低速旋转进行循环,为了减少粗大粒子需要花费较长时间,即,必须进行多次反复循环,另一方面,以高吐出量(高速旋转)进行时,体积平均粒径本身变小,但粗大粒子不减少等,之后继续进行研究的结果,发现在以低速旋转反复循环后,切换到高速旋转,可有效地减少粗大粒子,从而采用了上述构成。
作为外部悬浮装置,没有特别限定,优选管道混合器或者乳化分散机(エバラマイルダー)。更优选为管道混合器。另外,本发明的管道混合器包括管道混合器、管道高速搅拌机的任意一种。
作为悬浮装置使用管道混合器时,液滴形成工序按照以下进行。连续反复进行如下操作:使用在与反应容器相连的循环线途中设置了管道混合器的装置,将上述混合物从反应容器导入到管道混合器,赋予剪切力进行搅拌后,从管道混合器再次返回到反应容器中。此时,将制备液滴的工序分为2阶段。并且,以导入到悬浮装置的混合液(悬浮后供给到聚合的反应液)总量为V(kg)、以管道混合器的吐出量为v(m3/hr)时,使阶段(2)中的v/V比阶段(1)中的v/V大。也可以代替吐出量,以管道混合器的搅拌转数为指标同样地进行。
液滴形成工序中的阶段(1)的v/V优选为0.01m3/(hr·kg)以上,优选为0.10m3/(hr·kg)以下。更优选为0.02m3/(hr·kg)以上,0.05m3/(hr·kg)以下。阶段(2)的v/V优选为0.05m3/(hr·kg)以上,优选为0.15m3/(hr·kg)以下。此外,阶段(2)的v/V相对于阶段(1)的v/V的大小比优选为1.01倍以上,优选为1.5倍以下。更优选为1.05倍以上,1.2倍以下。该比值不足1.01倍时,将液滴形成以2阶段进行的效果有可能变小,超过1.5倍时,特别是平均粒径较大时,虽然粗大粒子量为规定值以下,但有可能变得比较多。即,为了以使平均粒径不会变得过小的方式进行控制,使通过次数变少时,粗大粒子量变得比较多,另一方面,增加通过次数时,有时平均粒径会变得过小。
另外,上述的阶段(1)及阶段(2)的v/V的优选范围、阶段(2)的v/V相对于阶段(1)的v/V的大小比的优选范围,并不因悬浮装置而异,使用管道混合器作为悬浮装置时,以上述范围进行时,从工业规模的装置能力、成本等的观点出发,是有利的。代替吐出量,以搅拌转数为指标时,阶段(2)的转数相对于阶段(1)的转数的比值的优选范围也与阶段(2)的v/V相对于阶段(1)的v/V的大小比的优选范围同样。
阶段(1)及(2)均优选反复数十次(使通过次数为数十次)向外部悬浮装置(管道混合器等)的循环。循环的次数(也称为通过次数)没有特别限定,在阶段(1)中、阶段(2)中均优选分别为5次以上、100次以下。不足5次时,各阶段中的处理效果有可能变得不充分,另一方面,超过100次时,生产性有可能降低。更优选为10次以上、60次以下。
以下,对用于悬浮聚合的各成分进行说明。
[水]
水用作提供悬浮聚合的场所的媒介。廉价且安全,最适合油溶性单体的悬浮聚合。也适于除去聚合热。
使悬浮液聚合时,有将悬浮液直接加热进行聚合的情况,和在悬浮液进一步添加水后进行加热的情况,这两种情况均可被采用。将悬浮液直接加热的情况下,在悬浮液100质量份中,水优选为60-80质量份左右。在悬浮液中加水时,在稀释前的悬浮液100质量份中,水优选为40-60质量份左右,在添加水后,在聚合反应液100质量份中,水优选为60-90质量份左右。通过以适当的水量、适当的浓度进行悬浮液的制备,能够提高悬浮液的稳定性,通过以适当的水量、适当的浓度进行悬浮聚合,能够抑制聚合时附着在反应容器上的成分等,提高聚合的稳定性。
此外,除了水,也可以使用水溶性有机溶剂。通过相对于单体成分100质量份,以0.1-10质量份的范围使用水溶性有机溶剂,能够在悬浮时使油滴的粒径变小。水溶性有机溶剂的更优选的用量,相对于单体成分100质量份,为0.1-5质量份,进一步优选为1-5质量份。作为水溶性有机溶剂,例如,可举出低级醇类;丙酮、甲基乙基酮等的酮类;乙酸乙酯等的酯类;二噁烷、二乙醚等的醚类等。其中,从沸点低易于挥发,难以残留在干燥后的粒子中的观点,以及操作的容易性的观点出发,优选为碳原子数为4以下的醇。作为碳原子数为4以下的低级醇,可举出甲醇、乙醇、异丙醇(IPA)、正丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇以及叔丁醇。优选为碳原子数为3的IPA、正丙醇,其中,由于沸点更低的IPA在干燥聚合物微粒时易于挥发,因而最优选。
[自由基聚合引发剂]
作为自由基聚合引发剂,可使用以往公知的油溶性的过氧化物或偶氮系化合物。例如,作为过氧化物,可举出过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化辛酰、过氧化邻氯苯甲酰、邻甲氧基过氧化苯甲酰、甲基乙基酮过氧化物、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化氢异丙苯、过氧化环己酮、叔丁基过氧化氢、过氧化氢二异丙苯等。此外,作为偶氮系化合物,可举出2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,3-二甲基丁腈)、2,2’-偶氮双-(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2,3,3-三甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2-异丙基丁腈)、1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2-(氨基甲酰基偶氮)异丁腈、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、二甲基-2,2’-偶氮双异丁酯等。
聚合引发剂优选相对于单体成分100质量份在0.1-5质量份的范围内使用。更优选为1-5质量份。此外,上述聚合引发剂基本均为油溶性,优选预先溶解于单体成分中后添加到水中。
[分散稳定剂]
为了使悬浮液中的油滴稳定化以使聚合反应顺利地进行,优选使用分散稳定剂。作为分散稳定剂,可使用聚乙烯醇、明胶、黄蓍胶、淀粉、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钠等的水溶性高分子;阴离子性表面活性剂;非离子性表面活性剂;阳离子性表面活性剂;两性离子性表面活性剂、其它的藻酸盐、玉米蛋白、酪蛋白、硫酸钡、硫酸钙、碳酸钡、碳酸镁、磷酸钙、滑石、粘土、硅藻土、膨润土、氢氧化钛、氢氧化钠、金属氧化物粉末等。
作为阴离子性表面活性剂,例如,可举出油酸钠、蓖麻油酸钾等的脂肪酸盐;月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵等的烷基硫酸酯盐;十二烷基苯磺酸钠等的烷基苯磺酸盐;烷基萘磺酸盐;烷基磺酸盐;二烷基磺基丁二酸盐;烷基磷酸酯盐;萘磺酸甲醛缩合物;聚氧乙烯烷基醚硫酸盐;聚氧乙烯苯基醚硫酸酯盐;聚氧乙烯烷基硫酸酯盐等。
作为非离子性表面活性剂,可举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物等。
作为阳离子性表面活性剂,有十二烷基胺乙酸酯、十八烷基胺乙酸酯等的烷基胺盐;十二烷基三甲基烷基氯化铵等的季铵盐等。作为两性表面活性剂,可举出十二烷基二甲基氧化胺等。
分散稳定剂的用量,相对于单体成分100质量份,优选为0.01-10质量份,更优选为0.05-5质量份,进一步优选为1-2质量份。
[悬浮聚合方法]
对于悬浮聚合方法,为了制作悬浮液,在反应容器中添加单体成分、水、自由基聚合引发剂,根据需要添加分散稳定剂和/或水溶性有机溶剂。此时的各成分的添加顺序没有特别限定。举一个例子,如以下所述。首先,在容器中加入水以及使用分散稳定剂时的分散稳定剂。分散稳定剂可以溶解在水中后再加入,也可以在容器中充分搅拌而溶解。接着,在该容器中添加单体成分和自由基聚合引发剂。当然该顺序也可以反过来。
接着,在所述的方法及条件下进行液滴形成。即,利用泵使上述反应容器内的混合液通过悬浮装置(例如管道混合器),制备悬浮液。
得到所期望的悬浮液后,进行聚合即可。具体地,将循环线封堵,用氮气等惰性气体置换反应容器内部并加热,使悬浮液升温。
聚合温度优选为60-100℃,更优选为65-95℃,进一步优选为70-90℃。聚合反应优选为2-7小时,更优选为2.5-5小时,进一步优选为3-4.5小时。此外,聚合反应优选在pH4-10的范围内进行。
在悬浮聚合时,或者悬浮聚合后,在不损害本发明方法的目的的范围内,可以添加公知的添加物。具体地,可举出颜料、塑化剂、聚合稳定剂、荧光增白剂、磁性粉、紫外线吸收剂、防静电剂、阻燃剂等。
聚合结束后,可以适当地进行过滤、离心分离、干燥、粉碎等。本发明的乙烯基聚合物微粒由于减少了粗大粒子,因此不需要进行分级,优选预先通过过滤等公知的方法去除异物等。另外,粉碎是指将干燥时凝聚在一起的粒子返回(拆散)到最初的一次粒子的工序,并非是进一步将一次粒子细化(破坏)的工序。
[用途]
以上说明的利用悬浮聚合得到的本发明的乙烯基聚合物微粒,粒径的变异系数为规定值以上,且减少了粗大粒子的数量。因此,本发明的乙烯基聚合物微粒在各种用途中是有用的,即使是在用作光学用材料的添加剂或薄膜用添加剂中也是有用的。作为用于光学用材料的添加剂的具体例子,例如,作为适合的例子,可举出用于LCD等的光扩散薄膜或导光板,或者用于PDP、EL显示器以及触摸面板等的光学用树脂中所含的光扩散剂或防粘连剂等的添加剂、或各种光学薄膜用的防粘连剂、滑剂等。此外,作为薄膜用添加剂,可优选举出光学薄膜或光学薄膜以外的各种薄膜的各种添加剂(防粘连剂、滑剂、光扩散剂等)。本发明的乙烯基聚合物粒子,作为更优选的用途可举出光学薄膜用添加剂。进而,本发明的乙烯基聚合物粒子特别优选用作光扩散薄膜、防眩薄膜、防反射薄膜等的光学薄膜用的光扩散剂。
另外,用作薄膜用添加剂时,从薄膜在逐步薄膜化、减少作为添加剂的微粒的脱落、容易充分发挥微粒的添加目的(赋予防粘连性、润滑性、光扩散性等)的观点出发,乙烯基聚合物微粒的体积平均粒径优选为10μm以下,特别优选为3.5μm以下。
本发明的乙烯基聚合物微粒还可适用于光学用材料等的上述用途以外的用途。例如,适用于用于显影静电图像的调色剂用添加剂、化妆板用添加剂、人工大理石用添加剂、色谱仪的柱填充剂、液晶显示面板的间隙调节剂、库尔特计数器的显示粒子、免疫诊断药用载体、化妆品用添加剂等。
[树脂组合物]
接着,对本发明的树脂组合物进行说明。另外,在本发明的说明中,在没有特别说明的情况下,作为树脂组合物的加工形态,使用板(状)、薄膜(状)的表达,板(状)是指厚度为1mm以上,薄膜(状)是指厚度为不足1mm(1000μm)。
本发明的树脂组合物是指必须含有上述的本发明的乙烯基聚合物微粒的树脂组合物。此外,本发明的树脂组合物中也可以含有透明的粘合剂树脂。
上述树脂组合物中所含的微粒量,可以根据树脂组合物的用途或所期望的特性进行适当地决定,通常,用于光扩散板等的光学用途等的光学用材料时(下述(I)的方式),相对于粘合剂树脂100质量份,优选为0.01质量份以上、20质量份以下。更优选为0.05质量份以上,进一步优选为0.1质量份以上,更优选为10质量份以下,进一步优选为5质量份以下。此外,用作在薄膜等的基材上涂布含有上述树脂组合物的涂布液而得到的光扩散薄膜等的光学薄膜时(下述(II)的方式),相对于粘合剂树脂100质量份,优选为5质量份以上、600质量份以下。更优选为10质量份以上、500质量份以下,进一步优选为20质量份以上、400质量份以下。乙烯基聚合物微粒的含量过多时,使用该树脂组合物得到的成型体的强度有时会降低,另一方面,过少时,有时难以得到使用乙烯基聚合物微粒所带来的效果(光扩散性等)。
上述树脂组合物中所含的透明的粘合剂树脂没有特别限定,可使用本领域中作为粘合剂树脂使用的任意粘合剂树脂。例如,(I)使用本发明的树脂组合物形成的部件为将该树脂组合物本身成型为板状、薄膜状等的形状的情况下(以粘合剂树脂作为板状、薄膜状成型体的基材树脂的情况下),可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯等的聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚醚砜系树脂、聚氨酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚砜系树脂、聚醚系树脂、聚甲基戊烯系树脂、聚醚酮系树脂、(甲基)丙烯腈系树脂、聚丙烯系树脂等的聚烯烃系树脂、降冰片烯系树脂、非晶聚烯烃系树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、以及三乙酸纤维素树脂等。
此外,(II)所成型的部材通过在预先准备的板状或薄膜状等的基材表面层压本发明的树脂组合物(涂覆、层压等)一体化而成的情况下,作为粘合剂树脂,例如,可举出丙烯酸系树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、氟树脂、聚硅氧烷树脂、以及聚氨酯树脂等。
本发明的树脂组合物,除了上述乙烯基聚合物微粒及透明的粘合剂树脂以外,在不损害本发明的效果的范围内,还可以根据需要含有其它的添加物。作为其它的添加物,例如,可举出用于提高耐光性或耐UV性等物性的紫外线吸收剂、交联剂、荧光增白剂、阻燃剂等的各种添加剂等。它们可以仅使用一种,也可以两种以上并用。
本发明的乙烯基聚合物微粒具有良好的光扩散性,可表现出高的亮度及高的透过性等良好的光学特性。因此,特别适合用作在图像显示装置内,使来自光源的光均匀地扩散到图像显示面的光扩散薄膜或光扩散板等的面向光学用材料的光扩散剂。另外,成型体的形状并不限于薄膜状或板状,也可以为柱体、椎体、球等的成型体。
例如,由本发明的树脂组合物得到的成型体为光扩散薄膜那样的薄膜状的成型体的情况下,其形态可举出具有面状部分、至少具有一部分具有通过粘合剂树脂将乙烯基聚合物微粒固定的结构的形态。例如,可举出(i)将树脂组合物本身成型为板状的(光扩散板),(ii)在预先准备的板状或薄膜状的基材表面的一部分或整体上层压上述树脂组合物形成的层,并使其一体化的形态(光扩散薄膜等的光学薄膜)等。在上述(i)、(ii)的任意形态的情况下,由于均在透明粘合剂树脂中分散固定了本发明的乙烯基聚合物微粒,因此能够发挥良好的光学特性。
另外,上述“具有面状部分”是指通常如光学部件的形状为板状、或者薄膜状那样扩展有一定面积的实质平坦的表面部分(包括具有微米级水平的凸凹的情况)成为其形状的主要构成要素,但在本发明中,并不限于这种形态,即使不是主要构成要素,只要其形状的至少一部分具有实质平坦的表面部分即可。此外,用于光扩散薄膜等的情况等,为了进一步发挥扩散性能,优选在上述面状部分基于本发明的乙烯基聚合物微粒的存在以较高的密度形成细小的突起。
作为制备上述(i)的形态的成型体(光扩散板)的方法,可举出将本发明的树脂组合物通过公知的挤出机在熔融混炼的同时挤出成型为板状(厚度:1mm以上)及薄膜状(厚度:1μm以上且小于1000μm)的方法。此外,成型为薄膜状的成型体可以使用以往公知的延伸装置沿单轴或双轴方向延伸,成型为薄膜状的延伸薄膜(厚度:5-100μm)。此时,根据需要,为了提高耐光性或耐UV性等物性,也可以在上述树脂组合物中添加各种添加剂或稳定剂及阻燃剂等的添加物来成型。为了得到光学特性均匀的成型体,上述树脂组合物优选预先在粘合剂树脂中混合并分散本发明的乙烯基聚合物微粒。另外,同样地,上述添加物也可以预先与树脂组合物混合。将乙烯基聚合物微粒或添加物与粘合剂树脂混合时,可以在供给到挤出机时混合使用,也可以将它们与粘合剂树脂的一部分熔融混炼制作成母料后使用。从防止成型体中的乙烯基聚合物微粒的偏析的观点出发,优选作为母料使用。
作为得到上述(ii)的形态的成型体的方法,可举出在预先准备的基材表面上层压本发明的树脂组合物形成的层的方法。作为层压方法没有特别限定,可以将树脂组合物分散或溶解到有机溶剂(例如,甲醇、乙醇、异丙醇等的醇类;丙酮、甲基乙基酮等的酮类;甲苯、二甲苯等的芳香族烃类;乙酸乙酯等的酯类),将其涂布(涂布法、浇注法等)到基材(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等的聚酯;三乙酸纤维素;环聚烯烃、非晶聚烯烃等的烯烃系聚合物;聚甲基丙烯酸甲酯、具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸酯等的(甲基)丙烯酸酯树脂系聚合物;聚苯乙烯树脂;聚碳酸酯树脂等)上。作为具体的涂布方法,可举出逆辊涂布法、凹版涂布法、模涂法、逗号涂布法(コンマコート法)、及喷涂法等公知的层压方法。另外,也可以在基材上设置易粘接层。
此外,在基材表面层压本发明的树脂组合物后,可以通过以往公知的延伸装置,将层压有树脂组合物的基材沿单轴或双轴方向延伸形成延伸薄膜。此时,树脂组合物的涂布时机没有特别限定,可以采用在薄膜的制备工序的任意阶段形成树脂组合物层的方法(在线方式)。此外,在将上述基材延伸得到延伸薄膜后,在该薄膜上形成本发明的树脂组合物形成的层的方法(离线方式)。
本发明的光扩散薄膜等的光学薄膜的膜厚优选为300μm以下,光扩散板的厚度优选为8mm以下。
另外,光扩散薄膜等的光学薄膜也可按照上述(i)的形态的制备方法来制备。此外,也可以根据需要将所得到的成型体沿单轴或双轴方向延伸。
本申请基于2011年9月29日申请的日本专利申请第2011-215609号主张优先权的权利。2011年9月29日申请的日本专利申请第2011-215609号的说明书的全部内容可作为参考援引到本申请中。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行更具体地说明,但本发明并不受它们的任何限定。另外,以下为了方便,有时将“质量份”简单记为“份”。此外,有时将“质量%”记为“%”。首先,对于本发明的实施例中记载的测定方法如下所示。
[聚合物粒子的体积平均粒径、粒径的变异系数的测定]
将下述例中得到的分散液(换算为粒子为0.005份)或粉体0.005份、和1质量%表面活性剂水溶液(“ネオペレックス(注册商标)G-15”;十二烷基苯磺酸钠;花王株式会社制)20份混合,用超声波分散10分钟得到分散液。以该分散液作为测定试样,使用精密粒度分布测定装置(“コールターマルチサイザーIII型”;ベックマン·コールター社制),求出以体积为基准的平均粒径、粒径的变异系数。另外,粒径的变异系数为通过下述式求出的值。
粒径的变异系数(%)=100×(粒径的标准偏差/体积平均粒径)
[聚合物粒子中的粗大粒子数和聚合物粒子的最大粒径]
使用流动式粒子图像解析装置(“FPIA(注册商标)-3000”;シスメックス社制),以25万个粒子为测定对象得到以个数为基准的粒度分布数据,以所得到的粒度分布数据为基础,通过图像确认全部6.043μm以上的粒子(粗大粒子)的形状,以圆形度为0.97以上的粒子的个数作为粗大粒子数。反复进行4次该测定,作为每100万个聚合物粒子中的粗大粒子数。此外,粗大粒子中,以最大的粒子的粒径作为最大粒径。4次测定中所得到的4个最大粒径中,以最大的值作为该粒子的最大粒径。另外,在下述表3所示的粉体的评价中,以各粉体的体积平均粒径的2倍以上的、圆形度为0.97以上的粒子作为粗大粒子进行计数。
上述测定在将1.4质量%表面活性剂水溶液(“ネオペレックス(注册商标)G-15”;十二烷基苯磺酸钠;花王株式会社制)17.5份添加到分散液(换算为粒子0.05份)或者粒子粉体0.05份中,用超声波分散10分钟后进行。
实验例1
在具备搅拌机、惰性气体导入管、回流冷凝器及温度计的反应釜中,加入溶解了聚氧乙烯二苯乙烯基苯基醚硫酸酯铵盐(“ハイテノール(注册商标)NF-08”,第一工业制药株式会社制)1份的去离子水溶液150份和预先调制好的溶解了甲基丙烯酸甲酯(MMA)50份、苯乙烯(St)40份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)10份、过氧化月桂酰(LPO)3份的单体溶液,得到混合液。
按照如下操作由该混合液得到悬浮液。即,在管道混合器中,在使v/V(v为混合器的吐出量(m3/hr),V为混合液总量(kg))为0.0283m3/(hr·kg)的一定条件下,从吐出量进行换算,以相当于上述的混合液总量通过24次的时间进行循环(阶段(1)),然后,在使v/V为0.0322m3/(hr·kg)的一定条件下,以相当于通过25次的时间进行循环(阶段(2)),得到均匀的悬浮液。
在所得到的悬浮液中进一步添加去离子水250份。然后,向反应容器内吹入氮气,同时将液温加热至60℃,并将反应容器在60℃保温。通过自发热液温达到75℃的时刻作为反应开始,90分钟后,进一步将液温升温至85℃,搅拌2小时,完成聚合反应。得到含有体积平均粒径为3.1μm、变异系数为36.0%的乙烯基聚合物微粒的分散液。
通过离心沉降从所得到的分散液分离出微粒,用干燥机在80℃下进行干燥,在水分量达到0.5%以下的时刻完成干燥。将干燥后的微粒用碾磨机粗磨后,通过粉碎机得到粉碎处理的粉体。该粉体的体积平均粒径为3.1μm、变异系数为36.3%、粗大粒子数(每100万个)为113个、最大粒径为9.3μm。分散液的特性值表示在表2中,粉体化后的特性值表示在表3中。
实验例2
除了在与实验例1同样地配制混合液后,按照表1所示的条件配制悬浮液以外,与实验例1同样地通过2阶段得到均匀的悬浮液。然后,与实验例1同样地进行聚合,得到含有体积平均粒径为3.0μm、变异系数为36.5%的乙烯基聚合物微粒的分散液。
通过离心沉降从所得到的分散液分离出微粒,用干燥机在80℃下进行干燥,在水分量达到0.5%以下的时刻完成干燥。将干燥后的微粒用碾磨机粗磨后,通过粉碎机得到粉碎处理的粉体。该粉体的体积平均粒径为3.0μm、变异系数为35.9%、粗大粒子数(每100万个)为95个、最大粒径为8.0μm。分散液的特性值表示在表2中,粉体化后的特性值表示在表3中。
实验例3
与实验例1同样地配制混合液后,按照表1所示的条件通过1阶段配制悬浮液。除此以外,与实验例1同样地进行聚合,得到含有体积平均粒径为3.1μm、变异系数为37.0%的乙烯基聚合物微粒的分散液。使用分散液的一部分,与实验例1同样地制备粉体。分散液的特性值表示在表2中,粉体化后的特性值表示在表3中。
实验例4
与实验例1同样地配制混合液后,按照表1所示的条件通过1阶段配制悬浮液。除此以外,与实验例1同样地进行聚合,得到含有体积平均粒径为3.0μm、变异系数为39.4%的乙烯基聚合物微粒的分散液。使用分散液的一部分,与实验例1同样地制备粉体。分散液的特性值表示在表2中,粉体化后的特性值表示在表3中。
将所得到的粉体用网孔为5μm的电子过滤器进行分级,但马上发生堵塞,未能进行分级。认为粗大粒子是其原因。
此外,将所得到的粉体用气流分级机(“微米分离器”,ホソカワミクロン株式会社制)进行分级,但配管中发生闭塞,未能进行分级。认为是由于易带电的乙烯基聚合物粒子凝聚,使配管闭塞。
实验例5
与实验例1同样地配制混合液后,按照表1所示的条件通过1阶段配制悬浮液。除此以外,与实验例1同样地进行聚合,得到含有体积平均粒径为2.8μm、变异系数为35.0%的乙烯基聚合物微粒的分散液。使用分散液的一部分,与实验例1同样地制备粉体。分散液的特性值表示在表2中,粉体化后的特性值表示在表3中。
实验例6
与实验例1同样地配制混合液后,按照表1所示的条件通过2阶段配制悬浮液,得到均匀的悬浮液。然后与实验例1同样地进行聚合,得到含有体积平均粒径为3.1μm、变异系数为31.7%的乙烯基聚合物微粒的分散液。使用分散液的一部分,与实验例1同样地制备粉体。分散液的特性值表示在表2中,粉体化后的特性值表示在表3中。
实验例7
将实验例6中得到的分散液倾析,将所得到的沉淀物再次进行水分散,反复进行倾析除去微粒,得到含有平均粒径为2.9μm、变异系数为26.2%的乙烯基聚合物微粒的分散液。使用分散液的一部分,与实验例1同样地制备粉体。分散液的特性值表示在表2中,粉体化后的特性值表示在表3中。
实验例8
在具备冷却管、搅拌机、温度计及滴液口的反应容器中加入离子交换水800份、25摩尔%氨水溶液1.6份、甲醇118份,在搅拌下从滴液口滴加3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(“KBM-503”,信越化学株式会社制)20份,进行3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的水解缩合,配制成为种子粒子的具有甲基丙烯酰基的聚硅氧烷粒子(聚合性聚硅氧烷粒子)。反应开始2小时后,对所得到的聚合性聚硅氧烷粒子的乳浊液进行取样,测定粒径,个数平均粒径为1.0μm。
另外,在使作为乳化剂的所述ハイテノールNF-08的20%水溶液2.0份溶解到离子交换水175份而成的溶液中,添加作为单体的St80份、MMA100份、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)20份和作为聚合引发剂的2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(“V-52”,第一工业制药株式会社制)2份的混合溶液,进行乳化分散来配制单体乳液。
将所得到的单体乳液添加到聚合性聚硅氧烷粒子的乳浊液中,进行搅拌。添加单体乳液2小时后,对乳浊液取样并用显微镜观察,可确认到聚合性聚硅氧烷粒子吸收单体乳液而变得肥大。
接着,将所述ハイテノールNF-08的20%水溶液8份和离子交换水20.6份添加到所述乳浊液中,使所得到的反应液在氮气气氛下升温至65℃,在65℃下保持2小时,进行自由基聚合。将自由基聚合后的反应液固液分离,将所得到的滤饼用离子交换水、甲醇洗净后,在100℃下干燥6小时,得到种子聚合物粒子(粉体)。该粉体的特性值表示在表3中。
参考例1
在具备冷却线、搅拌机、温度计及滴液口的反应釜中,加入三聚氰胺100份、苯代三聚氰胺150份、浓度为37%的福尔马林400份及浓度为10%的碳酸钠水溶液1份,配制用于形成氨基树脂前体的混合物。将该混合物搅拌下升温至70℃后,在70℃下保持1.5小时,得到初期缩合物。
另外,将所述ネオペレックス30份溶解于离子交换水3000份中配制成的表面活性剂溶液保持在70℃下,在搅拌下,投入所述初期缩合物,得到氨基树脂前体乳浊液。在该乳浊液中投入浓度为1%的十二烷基苯磺酸水溶液250份,在70-90℃下缩合、交联,得到含有氨基树脂交联粒子的悬浮液。将该悬浮液过滤,将过滤物干燥,得到氨基树脂交联粒子的粉体。该粉体的特性值表示在表3中。
参考例2
在具备冷却线、搅拌机、温度计及滴液口的反应釜中,加入三聚氰胺75份、苯代三聚氰胺75份、浓度为37%的福尔马林290份及浓度为10%的碳酸钠水溶液1份,配制用于形成氨基树脂前体的混合物。在搅拌下将该混合物升温至85℃后,在85℃下保持1.5小时,得到初期缩合物。
另外,将十二烷基苯磺酸钠7.5份溶解于离子交换水2455份中配制成的表面活性剂溶液保持在50℃,在搅拌下,投入所述初期缩合物,得到氨基树脂前体乳浊液。在该乳浊液中投入浓度为5%的十二烷基苯磺酸水溶液290份,在70-90℃下缩合、交联,得到含有氨基树脂交联粒子的悬浮液。将该悬浮液过滤,将过滤物干燥,得到氨基树脂交联粒子的粉体。该粉体的特性值表示在表3中。
[表1]
[表2]
分散液的特性
体积平均粒径(μm) | 变异系数(%) | 粗大粒子数(个/100万个) | 最大粒径(μm) | |
实验例1 | 3.1 | 36.0 | 108 | 10.9 |
实验例2 | 3.0 | 36.5 | 64 | 12.3 |
实验例3 | 3.1 | 37.0 | 191 | 10.2 |
实验例4 | 3.0 | 39.4 | 201 | 11.4 |
实验例5 | 2.8 | 35.0 | 210 | 9.5 |
实验例6 | 3.1 | 31.7 | 55 | 9.8 |
实验例7 | 2.9 | 26.2 | 78 | 11.2 |
[表3]
粉体的特性
体积平均粒径(μm) | 变异系数(%) | 粗大粒子数(个/100万个) | 最大粒径(μm) | |
实验例1 | 3.1 | 36.3 | 113 | 9.3 |
实验例2 | 3.0 | 35.9 | 95 | 8.0 |
实验例3 | 3.1 | 36.8 | 212 | 13.3 |
实验例4 | 3.0 | 35.4 | 228 | 12.2 |
实验例5 | 2.8 | 34.3 | 220 | 9.9 |
实验例6 | 2.9 | 31.5 | 68 | 10.8 |
实验例7 | 3.0 | 27.3 | 92 | 12.1 |
实验例8 | 3.0 | 8.0 | 150 | 8.9 |
参考例1 | 3.0 | 25.0 | 56 | 9.5 |
参考例2 | 8.5 | 15.0 | 129 | 18.0 |
[作为光扩散薄膜的评价]
将丙烯酸系树脂(“ユーダブル(注册商标)S-2840”,株式会社日本触媒制)22份、各实验例中得到的粉体27份、甲苯39份用分散机混合分散得到混合液,使用棒式涂布机涂布在厚度为100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(“コスモシャイン(注册商标)A-4300”,东洋纺织株式会社制)的表面上,使其干燥,得到形成有厚度为10μm的光扩散层的与各实验例对应的光扩散薄膜。
目视观察在所得到的光扩散薄膜(试样:长148mm、宽210mm的长方形状)的表面上是否有起因于粗大粒子的缺陷,不能确认到缺陷的评价为○,存在缺陷但为15个以下的评价为△,缺陷多于15个的评价为×。
此外,还进行亮度不均的评价。评价使用夏普株式会社制的液晶电视“AQUOS(注册商标)LC-37AD”的背光单元。该背光单元具备光源和光扩散板。在该背光单元的光扩散板上载置各实验例的光扩散薄膜,在距离光扩散薄膜50cm的位置上设置亮度计,在任意的9个位置测定正面亮度,评价亮度不均。无亮度不均评价为○,存在微少亮度不均评价为△,存在亮度不均评价为×。进而,对使用通常的恒温恒湿机将光扩散薄膜在30℃、相对湿度90%RH的条件下放置7日后的亮度不均(耐湿试验后的亮度不均)进行评价。对于光扩散薄膜表面的缺陷、初期(耐湿试验前)的亮度不均、耐湿试验后的亮度不均的各评价结果表示在表4中。
[表4]
实验例1、2、6、7均为本发明的例子,均没有起因于粗大粒子的薄膜表面的缺陷,也未确认到亮度不均,为高性能的光扩散薄膜。实验例3-5由于粗大粒子数较多,作为光扩散薄膜时,薄膜表面的缺陷显著,性能较差。此外,实验例8虽然粗大粒子较少,但变异系数小,即粒度分布过窄,光扩散性不足,因而引起亮度不均。参考例1和2为与本发明的乙烯基聚合物粒子不同的氨基树脂粒子的例子,由于粗大粒子数少因而无薄膜表面的缺陷,但由于氨基树脂的耐湿性差,确认到与本发明的例子相比耐湿试验后的亮度不均较差。
工业实用性
利用悬浮聚合得到的本发明的乙烯基聚合物微粒,不仅具有比较宽的粒度分布,且减少了粗大粒子的数量。因而,本发明的乙烯基聚合物微粒可适用于各种用途,例如,用于LCD等的光扩散片或导光板,或者用于PDP、EL显示器以及触摸面板等的光学用树脂中所含的光扩散剂或防粘连剂等的添加剂等的光学用途、或者各种薄膜用的防粘连剂、滑剂等。除了光学用材料以外,例如,还可适用于用于显影静电图像的调色剂用添加剂、化妆板用添加剂、人工大理石用添加剂、色谱仪的柱填充剂、液晶显示面板的间隙调节剂、库尔特计数器的显示粒子、免疫诊断药用载体、化妆品用添加剂等。
此外,本发明的制备方法,由于仅通过使用悬浮装置以2阶段进行悬浮,能够简单地制备减少了粗大粒子数的乙烯基聚合物微粒,在工业上是极其有用的方法。
Claims (18)
1.一种乙烯基聚合物微粒,其特征在于,所述乙烯基聚合物微粒的体积平均粒径为1.0μm以上且为3.5μm以下,以体积为基准的粒径的变异系数为20%以上,具有体积平均粒径的2倍以上的粒径的粗大粒子的数量在100万个微粒中为180个以下。
2.根据权利要求1所述的乙烯基聚合物微粒,其中,该乙烯基聚合物微粒为具有芳香环的乙烯基聚合物的微粒。
3.根据权利要求1或2所述的乙烯基聚合物微粒,其中,乙烯基聚合物中的无机物成分为2质量%以下。
4.根据权利要求1所述的乙烯基聚合物微粒,其中,该乙烯基聚合物微粒为用于光学用材料的添加剂和/或薄膜用添加剂。
5.根据权利要求1所述的乙烯基聚合物微粒,其中,该乙烯基聚合物微粒为添加到光学薄膜中的微粒。
6.根据权利要求1所述的乙烯基聚合物微粒,其中,该乙烯基聚合物微粒为用作光扩散剂的微粒。
7.一种乙烯基聚合物微粒的制备方法,该制备方法为使用具备循环线和位于循环线途中的悬浮装置的反应容器来制备权利要求1-6中任意一项所述的乙烯基聚合物微粒的方法,其特征在于,该制备方法包括:将含有水、单体成分以及自由基聚合引发剂的混合液从所述反应容器导入到悬浮装置并使其在悬浮装置中悬浮而形成液滴的液滴形成工序,和聚合工序;
所述液滴形成工序至少包括阶段(1)和阶段(2),在阶段(1)和阶段(2)中分别进行5次以上的循环,该循环为使在悬浮装置中得到的悬浮液再次返回到反应容器中的循环;
并且使阶段(2)中的剪切力比阶段(1)中的剪切力大。
8.根据权利要求7所述的乙烯基聚合物微粒的制备方法,其中,所述悬浮装置为管道混合器。
9.根据权利要求7或8所述的乙烯基聚合物微粒的制备方法,其中,以导入到所述悬浮装置的混合液的总量为Vkg、以从悬浮装置的吐出量为vm3/hr时,使阶段(2)中的v/V比阶段(1)中的v/V大。
10.根据权利要求9所述的乙烯基聚合物微粒的制备方法,其中,使阶段(1)中的v/V为0.01m3/(hr·kg)以上且为0.10m3/(hr·kg)以下。
11.一种树脂组合物,其特征在于,该树脂组合物含有权利要求1-6中任意一项所述的乙烯基聚合物微粒。
12.一种光学用材料,其特征在于,该光学用材料含有权利要求1-6中任意一项所述的乙烯基聚合物微粒。
13.一种薄膜,其特征在于,该薄膜含有权利要求1-6中任意一项所述的乙烯基聚合物微粒。
14.一种光学薄膜,其特征在于,该光学薄膜含有权利要求1-6中任意一项所述的乙烯基聚合物微粒。
15.一种光学薄膜,其特征在于,该光学薄膜为在基材薄膜的至少一面上涂布含有权利要求11所述的树脂组合物的涂布液而得到的薄膜。
16.根据权利要求15所述的光学薄膜,其中,该光学薄膜为光扩散薄膜。
17.根据权利要求1所述的乙烯基聚合物微粒,其中,所述乙烯基聚合物微粒的最大粒径为体积平均粒径的10倍以下。
18.根据权利要求1所述的乙烯基聚合物微粒,其中,所述乙烯基聚合物微粒为将含有苯乙烯系单官能单体和交联性(甲基)丙烯酸系单体的单体成分共聚而得到的微粒,或者为将含有单官能(甲基)丙烯酸系单体和芳香族二乙烯基化合物的单体成分共聚而得到的微粒。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011215609 | 2011-09-29 | ||
JP2011-215609 | 2011-09-29 | ||
PCT/JP2012/074944 WO2013047687A1 (ja) | 2011-09-29 | 2012-09-27 | ビニル重合体微粒子、その製造方法、樹脂組成物および光学用材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103827148A CN103827148A (zh) | 2014-05-28 |
CN103827148B true CN103827148B (zh) | 2015-11-25 |
Family
ID=47995714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280046793.XA Active CN103827148B (zh) | 2011-09-29 | 2012-09-27 | 乙烯基聚合物微粒、其制备方法、树脂组合物以及光学用材料 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5740479B2 (zh) |
KR (2) | KR102141982B1 (zh) |
CN (1) | CN103827148B (zh) |
WO (1) | WO2013047687A1 (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6018007B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2016-11-02 | 積水化成品工業株式会社 | アクリル系樹脂粒子、塗料組成物及び光学材料 |
JP6313974B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2018-04-18 | 積水化成品工業株式会社 | 架橋アクリル系樹脂粒子及びその製造方法、樹脂組成物並びに包装物品 |
KR102091410B1 (ko) * | 2013-08-30 | 2020-03-20 | 세키스이가세이힝코교가부시키가이샤 | 수지 입자군 및 그 제조 방법 |
EP3357934B8 (en) * | 2015-09-30 | 2024-01-17 | Sekisui Kasei Co., Ltd. | Polymer particles and use thereof |
JP6739949B2 (ja) * | 2016-03-07 | 2020-08-12 | 積水化学工業株式会社 | 防眩性フィルム及び表示装置 |
JP6650857B2 (ja) * | 2016-03-29 | 2020-02-19 | 積水化成品工業株式会社 | 重合体粒子並びにその製造方法及び用途 |
JP7329353B2 (ja) * | 2018-04-20 | 2023-08-18 | 株式会社日本触媒 | ビニル重合体微粒子並びにそれを用いたマスターバッチ及び樹脂フィルム |
JP2021162720A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 日本カーバイド工業株式会社 | 光拡散フィルム、および光拡散フィルムの製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5965676A (en) * | 1996-11-14 | 1999-10-12 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Production process, production apparatus, and product of resin particle |
CN101331153A (zh) * | 2005-12-12 | 2008-12-24 | 株式会社钟化 | 聚合物粒子及其制备方法以及含有该聚合物粒子的树脂组合物和成型体 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07234304A (ja) * | 1994-02-23 | 1995-09-05 | Soken Kagaku Kk | 光拡散板 |
JP3828645B2 (ja) * | 1996-11-14 | 2006-10-04 | 株式会社日本触媒 | 樹脂粒子の製造方法、製造装置およびその製品 |
JP3784336B2 (ja) | 2002-03-04 | 2006-06-07 | 積水化成品工業株式会社 | 重合体粒子の製造方法 |
JP5256590B2 (ja) * | 2006-08-04 | 2013-08-07 | 東亞合成株式会社 | 重合体微粒子の製造方法 |
CN101490138B (zh) * | 2006-08-21 | 2012-07-18 | 株式会社日本触媒 | 微粒、微粒的制备方法、含有该微粒的树脂组合物及光学薄膜 |
US7482793B2 (en) | 2006-09-11 | 2009-01-27 | Micrel, Inc. | Ripple generation in buck regulator using fixed on-time control to enable the use of output capacitor having any ESR |
JP5087303B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2012-12-05 | 積水化成品工業株式会社 | 光拡散フィルム |
KR20120116393A (ko) | 2009-11-18 | 2012-10-22 | 소켄 케미칼 앤드 엔지니어링 캄파니, 리미티드 | 수지 입자 및 그 제조방법 |
-
2012
- 2012-09-27 KR KR1020147006945A patent/KR102141982B1/ko active IP Right Grant
- 2012-09-27 CN CN201280046793.XA patent/CN103827148B/zh active Active
- 2012-09-27 JP JP2013536398A patent/JP5740479B2/ja active Active
- 2012-09-27 KR KR1020197024133A patent/KR102133923B1/ko active IP Right Grant
- 2012-09-27 WO PCT/JP2012/074944 patent/WO2013047687A1/ja active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5965676A (en) * | 1996-11-14 | 1999-10-12 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Production process, production apparatus, and product of resin particle |
CN101331153A (zh) * | 2005-12-12 | 2008-12-24 | 株式会社钟化 | 聚合物粒子及其制备方法以及含有该聚合物粒子的树脂组合物和成型体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2013047687A1 (ja) | 2015-03-26 |
KR102141982B1 (ko) | 2020-08-06 |
KR102133923B1 (ko) | 2020-07-14 |
CN103827148A (zh) | 2014-05-28 |
KR20140080484A (ko) | 2014-06-30 |
KR20190099540A (ko) | 2019-08-27 |
JP5740479B2 (ja) | 2015-06-24 |
WO2013047687A1 (ja) | 2013-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103827148B (zh) | 乙烯基聚合物微粒、其制备方法、树脂组合物以及光学用材料 | |
JP4002320B2 (ja) | シリカ複合樹脂粒子、その製造方法 | |
CN102934033B (zh) | 磁性调色剂 | |
US9499713B2 (en) | Resin particle aggregate, method for manufacturing same and application of same | |
CN101490138A (zh) | 微粒、微粒的制备方法、含有该微粒的树脂组合物及光学薄膜 | |
TWI486412B (zh) | 抗反射塗料組合物及其製備方法 | |
JP5000613B2 (ja) | 有機粒子含有組成物 | |
JP5419625B2 (ja) | コアシェル型粒子、光拡散剤、および光拡散媒体 | |
JP2008250129A (ja) | 光拡散フィルム | |
CN106661168A (zh) | 聚合物微粒组合物以及其作为光扩散剂的应用 | |
US9645289B2 (en) | Optical effect coating | |
JP5370367B2 (ja) | スチレン系樹脂組成物 | |
JP2012057177A (ja) | 光拡散媒体用有機粒子 | |
JP5452978B2 (ja) | 光拡散性有機微粒子の製造法及び光拡散フィルム又は成形体 | |
JP2008231306A (ja) | 着色樹脂粒子及びその製造方法 | |
TW202319422A (zh) | 金屬氧化物分散液、顯示器用薄膜組合物及顯示器用光學元件 | |
JP2006084927A (ja) | 光拡散剤およびその製造法 | |
JP5281781B2 (ja) | 単分散重合体粒子、その製造方法、光拡散性成形体及び光拡散性塗布物 | |
JP5773234B2 (ja) | 有機系艶消し材 | |
JP2006312746A (ja) | シリカ複合樹脂粒子の用途 | |
JP2004307644A (ja) | 光学樹脂用添加剤および光学樹脂組成物 | |
CN118085303B (zh) | 一种水性聚碳化二亚胺交联剂及其制备方法和应用 | |
TWI821809B (zh) | 金屬氧化物分散液 | |
KR100856718B1 (ko) | 이중크기분포를 갖는 실리콘계 확산제, 그 제조 방법, 및이를 이용한 광확산판 | |
JP2007204695A (ja) | 光拡散剤及びそれを用いた光拡散性樹脂組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |