CN107406547A - 聚合物粒子、聚合物粒子的制造方法及其用途 - Google Patents
聚合物粒子、聚合物粒子的制造方法及其用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107406547A CN107406547A CN201680019769.5A CN201680019769A CN107406547A CN 107406547 A CN107406547 A CN 107406547A CN 201680019769 A CN201680019769 A CN 201680019769A CN 107406547 A CN107406547 A CN 107406547A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polymer particle
- monomer
- methyl
- hydroxyl
- formula
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/043—Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
- B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
-
- 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
- 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
- C08F212/02—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
-
- 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
- C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
- C08F220/28—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
- C08F220/283—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing one or more carboxylic moiety in the chain, e.g. acetoacetoxyethyl(meth)acrylate
-
- 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
- C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
- C08F220/28—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
- C08F220/285—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing a polyether chain in the alcohol moiety
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/046—Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
-
- 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
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D201/00—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
-
- 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
- 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
- C08F220/20—Esters of polyhydric alcohols or phenols, e.g. 2-hydroxyethyl (meth)acrylate or glycerol mono-(meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/10—Transparent films; Clear coatings; Transparent materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明提供一种能够均匀分散到醇类溶剂等亲水性溶剂并具有合适的凝聚性的聚合物粒子、该聚合物粒子的制造方法及其用途。聚合物粒子包含来自单官能(甲基)丙烯酸类单体的结构单元及来自单官能苯乙烯类单体的至少一个、来自由下述通式(1)所表示的含羟基单体的结构单元与来自交联性单体的结构单元,聚合物粒子的羟值为5.0mgKOH/g以上且30mgKOH/g以下,(上述式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示可以具有取代基的二价的环状烃基,m和n分别独立表示0~4的整数,R3表示具有任意方向的酯基或醚基)。
Description
技术领域
本发明涉及能够作为防眩膜、光扩散膜等的光学部件等部件的原料使用的聚合物粒子、这种聚合物粒子的制造方法及其用途(使用这种聚合物粒子的分散液、光学用膜、涂料、成型材料及光学部件)。
背景技术
聚合物粒子可以在液晶用间隔物、色谱用填料、诊断试剂等广阔领域中使用。并且,还可以在作为光扩散板、光扩散膜、防眩膜等的光学部件的显示装置等的各种装置的领域内使用。这种聚合物粒子在用于实际用途时,多以如下形式使用:聚合物粒子分散在水、有机溶剂等的溶剂中而成的分散液,另外进一步在该分散液中加入粘合剂树脂等的树脂成分的涂料等。
用于显示装置的光学部件中,例如,防眩膜需要防反射功能。防反射功能是通过由聚合物粒子形成的细小的凹凸而使外部光散射来实现的。为了实现特别高品质的防反射功能,需要整个防眩膜形成均匀且细小的凹凸。
在细小凹凸的形成中,首先,在含有溶剂和粘合剂树脂的分散液中使聚合物粒子均匀分散而不凝聚。然后,将分散液涂布在膜基材等的表面,并干燥使溶液挥发。由此,在膜基材上聚合物粒子聚集并形成疑似凝聚状态,从而形成细小的凹凸。
作为这样的聚合物粒子,专利文献1中公开了自凝聚性的聚合物粒子。并且,作为分散性优异的聚合物粒子,专利文献2公开了通过使含有亲水性大分子单体的种子粒子吸收聚合性乙烯基类单体并使其聚合而得到的具有高亲水性的聚合物粒子。
专利文献1:特开2013-231133号公报
专利文献1:特开2012-062389号公报
然而,随着近年来显示装置的高精细化和薄层化,防眩膜等光学用膜的品质也多样化,会有在光学用膜的制作所使用的分散液中使用醇类溶剂等的亲水性溶剂的情况,因此要求聚合物粒子在醇类溶剂等亲水性溶剂中均匀地分散。因此,希望开发能够均匀分散在醇类溶剂等亲水性溶剂并且可以在涂布后充分凝聚的聚合物粒子。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供能够均匀地分散在醇类溶剂等亲水性溶剂中并具有适度的凝聚性的聚合物粒子、这种聚合物粒子的制造方法及其用途(使用这种聚合物粒子的分散液、光学用膜、涂料、成型材料和光学部件)。
为了解决上述问题,本发明的聚合物粒子是包含来自单官能(甲基)丙烯酸类单体的结构单元及来自单官能苯乙烯类单体的至少一个、来自由下述通式(1)所表示的含羟基单体的结构单元与来自交联性单体的结构单元,
上述式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示可以具有取代基的二价的环状烃基,m和n分别独立表示0~4的整数,R3表示由下述式(2)~式(4)的任一个所表示的二价基团,
上述式(2)~式(4)中的*表示与的结合位置,
所述聚合物粒子的羟值为5.0mgKOH/g以上且30mgKOH/g以下。
上述构成的聚合物粒子的羟值为5.0mg KOH/g以上且30mgKOH/g以下,由此能够在醇类等亲水性溶剂中均匀地分散,并且具有适当的凝聚性。因此,例如,在包含醇类溶剂等亲水性溶剂与粘合剂的分散液中使聚合物粒子分散,将该分散液在基材膜上涂布后使亲水性溶剂挥发时,能够制造出不产生不均匀的具有均匀特性的光学用膜。而且,在将该分散液在基材膜上涂布后使亲水性溶剂挥发时,均匀分散的聚合物粒子能够适度凝聚并形成细小的凹凸。结果,能够制造出散射从外部荧光灯发出的光等外部光而防止反射的防眩性良好的、防眩膜等的光学用膜。
本发明的聚合物粒子的制造方法为使乙烯基类单体聚合而制造聚合物粒子的方法,所述乙烯基类单体包含单官能(甲基)丙烯酸类单体及单官能苯乙烯类单体的至少一个、由下述通式(1)所表示的含羟基单体与交联性单体,
上述式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示可以具有取代基的二价的环状烃基,m和n分别独立表示0~4的整数,R3表示由下述式(2)~式(4)的任一个所表示的二价基团,
上述式(2)~式(4)中的*表示与的结合位置,
所述乙烯基类单体包含2mol%以上且小于20mol%的范围内的所述含羟基单体。
根据上述方法,所述乙烯基类单体包含2mol%以上且小于20mol%的范围内的所述含羟基单体,从而能够在醇类溶剂等亲水性溶剂中均匀分散,并且,能够获得具有适当凝聚性的聚合物粒子。因此,使聚合物粒子分散在例如包含醇类溶剂等亲水性溶剂与粘合剂的分散液中,并将该分散液涂布在基材膜上,然后将亲水性溶剂挥发,这时能够制造不产生不均匀的具有均匀特性的光学用膜。而且,将该分散液涂布在基材膜上,然后将亲水性溶剂挥发,这时均匀分散的聚合物粒子适当凝聚而能够形成细小的凹凸。结果,可以制造防眩性良好的防眩膜等光学用膜。
本发明的分散液的特征在于包含本发明的聚合物粒子和粘合剂,其中所述聚合物粒子作为分散质分散在所述粘合剂中。
根据上述构成,即使含有醇类溶剂等亲水性溶剂的情况下,也能够实现所述聚合物粒子均匀分散的分散液。
本发明的光学用膜的特征在于将本发明的分散液涂布在基材膜上而成。
在上述构成中,通过将本发明的分散液涂布在基材膜上而得到时,即使在如上所述地分散液含有醇类溶剂等亲水性溶剂的情况下,可以实现所述聚合物粒子均匀分散的分散液,从而可以实现具有没有产生斑的均匀特性的光学用膜。并且,由于聚合物粒子适当凝聚而能够形成细小的凹凸,所以可以制造出具有防眩性良好的防眩膜等光学用膜。
本发明的涂料的特征在于含有本发明的聚合物粒子。
根据上述构成,即使含有醇类溶剂等亲水性溶剂的情况下,也可以实现聚合物粒子均匀分散的涂布。
根据本发明,可以提供均匀分散在醇类溶剂等亲水性溶剂中并具有适当凝聚性的聚合物粒子、这种聚合物粒子的制造方法及其用途(使用这种聚合物粒子的分散液、光学用膜、涂料、成型材料和光学部件)。
具体实施方式
下面将对本发明进行详细描述。
[聚合物粒子]
本发明的聚合物粒子包含来自单官能(甲基)丙烯酸类单体的结构单元及来自单官能苯乙烯类单体的至少一个、来自由下述通式(1)所表示的含羟基单体的结构单元与来自交联性单体的结构单元,
上述式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示可以具有取代基的二价的环状烃基,m和n分别独立表示0~4的整数,R3表示由下述式(2)~式(4)的任一个所表示的二价基团,
上述式(2)~式(4)中的*表示与的结合位置,
所述聚合物粒子的羟值为5.0mgKOH/g以上且30mgKOH/g以下。
所述聚合物粒子,通过其羟值为5.0mgKOH/g以上且30mgKOH/g以下,可以均匀地分散在醇类溶剂等亲水性溶剂,并且具有适当的凝聚性。在羟值小于5.0mgKOH/g的聚合物粒子的情况下,不能均匀分散在醇类溶剂等亲水性溶剂中而凝聚。另一方面,在羟值大于30mgKOH/g的聚合物粒子的情况下,凝聚性不足。另外,羟值是通过羟值定量分析法(JIS K0070)测定。
上述单官能(甲基)丙烯酸类单体为除由上述通式(1)所示的含羟基单体以外的、具有一个烯键式不饱和基团的(甲基)丙烯酸类单体(具有(甲基)丙烯酰基的化合物)。作为所述单官能(甲基)丙烯酸类单体,例如可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酰酯等(甲基)丙烯酸烷基酯。另外,在本申请文件中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸,“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
所述单官能(甲基)丙烯酸类单体优选包含在25℃水中的溶解度为2.00重量%的单官能(甲基)丙烯酸类单体。从而,可以赋予聚合物粒子更好的凝聚性。因此,例如,当将聚合物粒子分散在含有溶剂和粘合剂的分散液中并且涂布在基材膜上之后使溶剂挥发时,由于能够抑制聚合物粒子形成良好尺寸的凹凸,因此能够制造防眩性更好的防眩膜等光学用膜。
作为上述的在25℃水中的溶解度为2.00重量%以下的单官能(甲基)丙烯酸类单体,具体可举出甲基丙烯酸甲酯(在25℃水中的溶解度为1.72重量%)、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯(甲基丙烯酸正丁酯在25℃水中的溶解度为0.04重量%)、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酰酯等(甲基)丙烯酸烷基酯等。
另外,在本申请文件中,在25℃水中的溶解度通过以下方法测定。
(在25℃水中的溶解度的测定方法)
以1:1的重量比混合水和单官能(甲基)丙烯酸类单体,并在25℃下搅拌30分钟。接着,使用分液漏斗分离水相和油相,通过高效液相色谱法(HPLC)测定溶解在水相中的单官能(甲基)丙烯酸类单体的量(重量%)。
在所述单官能(甲基)丙烯酸类单体中,在25℃水中的溶解度为2.00重量%以下的单官能(甲基)丙烯酸类单体的比例优选为50重量%以上,更优选为70重量%以上,进一步优选为90重量%以上。从而,可以赋予聚合物粒子良好的凝聚性。因此,例如,当聚合物粒子分散在含有溶剂和粘合剂的分散液中并且涂布在基材膜上之后使溶剂挥发时,可以抑制聚合物粒子进一步形成良好尺寸的凹凸,从而可以制造防眩性进一步良好的防眩膜等光学用膜。
所述单官能苯乙烯单体为具有一个烯键式不饱和基团的苯乙烯单体(苯乙烯或其衍生物)。作为所述单官能苯乙烯类单体,例如可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基乙烯基苯等,其中,从醇类溶剂分散性和聚合反应性的观点出发,优选使用苯乙烯。
所述由通式(1)表示的含羟基单体是以下单体中的任一个:R3为上述式(2)所示的二价基团(酯基)的含羟基单体、即含羟基的(甲基)丙烯酸酯;R3为由所述通式(3)表示的二价基团(醚基)的含羟基单体、即含羟基的乙烯基醚或含羟基的异丙烯基醚;以及R3为由所述通式(4)表示的二价基团(酯基)的含羟基单体、即含羟基的乙烯基酯或含羟基的异丙烯基酯。所述由通式(1)表示的含羟基单体优选为R3为上述式(2)所示的二价基团的含羟基单体,即含羟基(甲基)丙烯酸酯。若使用含羟基(甲基)丙烯酸酯作为由所述通式(1)表示的含羟基单体的种子聚合来制造聚合物粒子,则能够得到单分散性更高的聚合物粒子。并且,包含来自含羟基(甲基)丙烯酸酯的结构单元作为由所述通式(1)表示的含羟基单体的聚合物粒子用于防眩膜或光扩散膜等的光学部件,能够提高光学部件的防眩性或光扩散性等光学特性。
在所述通式(1)中,由R2表示的可以具有取代基的二价环状烃基是可以具有取代基的二价脂环式烃基或芳族烃基。作为二价脂环族烃基或芳香族烃基可以具有的取代基,可举出羟基、烷基(特别是具有1~3个碳原子数的烷基)、烷氧基(特别是具有1~3个碳原子数的烷氧基)、卤素基团、卤代烷基(特别是具有1~3个碳原子数的卤代烷基)或羟烷基(特别是具有1~3个碳原子数的羟烷基)。
在通式(1)表示的含羟基的(甲基)丙烯酸酯中,作为R2是可以具有取代基的二价脂环族烃基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出R2是可以具有取代基的环己二基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯、R2是可以具有取代基的金刚烷二基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯、R2是环癸烷二基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯、R2是降冰片烷二基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯、R2是四环[4.4.0.12,5.17,10]十二烷二基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯、R2是六环[6.6.1.13,6.110,13.02,7.09,14]十七烷二基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯等。
作为由通式(1)表示且R2为可以具有取代基的环己二基的含羟基(甲基)丙烯酸酯,例如可举出1,4-环己烷二甲醇单(甲基)丙烯酸酯、环己烷二醇单(甲基)丙烯酸酯、4-羟甲基环己基乙基(甲基)丙烯酸酯、3-羟甲基环己基乙基(甲基)丙烯酸酯、4-羟甲基环己基丙基(甲基)丙烯酸酯、3-羟甲基环己基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羟甲基环己基丁基(甲基)丙烯酸酯、3-羟甲基环己基丁基(甲基)丙烯酸酯、3,4-二羟基环己基甲基(甲基)丙烯酸酯、3,4-二羟基环己基乙基(甲基)丙烯酸酯、3,4-二羟基环己基丙基(甲基)丙烯酸酯等。
作为由通式(1)表示且R2是可以具有取代基的金刚烷二基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯,例如可举出3-羟基-1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯(别名1,3-金刚烷二醇单(甲基)丙烯酸酯)、1,3,5-金刚烷三醇单(甲基)丙烯酸酯、3,5,7-三羟基-1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、5,7-二甲基-3-羟基-1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、5-甲氧基-3-羟基-1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、5-乙氧基-3-羟基-1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰氧基-(1-(3-羟甲基)金刚烷基)甲烷等。
作为由通式(1)表示且R2为环癸烷二基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯,例如可举出三环癸烷二甲醇单丙烯酸酯等。
作为由通式(1)表示且R2是降冰片烷二基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯,例如可举出2,5-降冰片烷二甲醇单(甲基)丙烯酸酯、2,6-降冰片烷二甲醇单(甲基)丙烯酸酯、2-羟甲基双环[2.2.1]庚-5-基(甲基)丙烯酸酯、2-羟甲基双环[2.2.1]庚-6-基(甲基)丙烯酸酯、2-羟乙基双环[2.2.1]庚-5-基丙烯酸酯、2-羟乙基双环[2.2.1]庚-6-基丙烯酸酯等。
作为由通式(1)表示且R2是四环[4.4.0.12,5.17,10]十二烷二基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯,例如可举出3-羟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二碳-8-基(甲基)丙烯酸酯、3-羟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二碳-9-基(甲基)丙烯酸酯、3-羟乙基四环[4.4.0.12,5.17,10]十二碳-8-基丙烯酸酯、3-羟乙基四环[4.4.0.12,5.17.0]十二碳-9-基丙烯酸酯等。
作为由通式(1)表示且R2是六环[6.6.1.13,6.110,13.02,7.09,14]十七烷二基含羟基的(甲基)丙烯酸酯,例如可举出4-羟甲基六环[6.6.1.13,6.110,13.02,7.09,14]十七烷-4-基(甲基)丙烯酸酯、4-羟甲基六环[6.6.1.13,6.110,13.02,7.09,14]十七烷-4-基丙烯酸酯等。
作为这些含羟基的(甲基)丙烯酸酯的市售产品,可举出日本化成株式会社制造的1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯,三菱气体化学株式会社制造的HADM(3-羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯)、HADA(3-羟基-1-金刚烷基丙烯酸酯)、DHADM(1,3,5-金刚烷三醇单甲基丙烯酸酯),大阪有机化学工业株式会社制造的HQMA(环己二醇单甲基丙烯酸酯)等。
在由通式(1)表示的含羟基的(甲基)丙烯酸酯中,作为R2为可具有取代基的二价芳香族烃基的含羟基的(甲基)丙烯酸酯,例如可举出丙烯酸4-羟基苯酯(BOC Sciences公司市售)、甲基丙烯酸4-羟基苯酯(昭和电工株式会社市售))等。
作为通式(1)表示的含羟基的乙烯基醚或含羟基的异丙烯基醚,例如可举出环己烷二甲醇单乙烯基醚(NIPPON CARBIDE INDUSTRIES CO.,INC.市售)、1,4-环己烷二甲醇单乙烯基醚(参照日本特开平5-186383号公报)等。这些由通式(1)表示的含羟基单体可以单独使用,也可以两种以上组合使用。
本发明的聚合物粒子优选含有2mol%以上且小于20mol%范围内的来自所述含羟基单体的结构单元。当来自所述含羟基单体的结构单元小于2mol%时,在醇类溶剂等亲水性溶剂中的分散性不足。因此,例如,当将聚合物粒子分散在含有醇类溶剂等亲水性溶剂和粘合剂的分散液中,并将分散液涂布在基材膜上以制造光学用膜时,可能无法获得具有均匀特效的光学用膜。另一方面,当来自所述含羟基单体的结构单元为20mol%以上时,聚合物粒子的凝聚性可能过高。因此,例如,当试图将聚合物粒子分散在含有溶剂和粘合剂的分散液中时,聚合物粒子凝聚而可能无法获得能够涂布的分散液。
所述交联性单体是具有多个烯键式不饱和基团的多官能的单体,具有作为交联剂的作用。作为交联性单体,例如可举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、十二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、十五碳二醇二(甲基)丙烯酸酯、五十碳/一百碳(ペンタコンタヘクタ)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二烯二(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、季戊四醇四丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸类单体;二乙烯基苯、二乙烯基萘、N,N-二乙烯基苯胺等二乙烯基类单体等。
本发明的聚合物粒子优选含有3~50重量%的来自所述交联性单体的结构单元。当来自所述交联性单体的结构单元小于3重量%时,聚合物粒子的交联度降低,聚合物粒子的耐溶剂性下降。结果,例如,当聚合物粒子分散在有机溶剂和粘合剂中并作为分散液进行涂布时,聚合物粒子膨胀而引起分散液的粘度增加,涂布的操作性可能降低。此外,当来自所述交联性单体的结构单元大于50重量%时,得不到与所述交联性单体的使用量相称的效果的提高,生产成本增加。
此外,本发明的聚合物粒子的体积平均粒径优选为0.2~100μm。当用于防眩膜等时,本发明的聚合物粒子的体积平均粒径优选为10μm以下。通过将体积平均粒径设为10μm以下,当将聚合物粒子分散在含有溶剂和粘合剂的分散液中并涂布到基材膜上之后使溶剂挥发时,以适当数量凝聚而能够形成优选尺寸的凸部。因此,例如,可以制造防眩性更好的防眩膜等光学用膜。本发明的聚合物粒子的体积平均粒径更优选为0.5μm以上且10μm以下。由此,当在将聚合物粒子分散在含有溶剂和粘合剂的分散液中并涂布到基材膜上之后使溶剂挥发时,可以形成更优选尺寸的凸部。因此,例如,可以制造防眩性更好的防眩膜等光学用膜。
当聚合物粒子的体积平均粒径大于10μm时,例如将聚合物粒子分散在粘合剂中所构成的分散液涂覆在基材膜上制造光学用膜,并将该光学用膜作为防眩膜配置于显示装置的表面时,聚合物粒子凝聚且形成的凸部变得陡峭,使得外部光过度散射,显示表面发白。当聚合物粒子用于更精细的显示器的防眩膜的情况下,更优选体积平均粒径为5.0μm以下。而且,当聚合物粒子的体积平均粒径小于0.5μm时,将聚合物粒子分散在粘合剂中所构成的分散液涂覆在基材膜上制造光学用膜,并将该光学用膜作为防眩膜配置于显示装置的表面时,聚合物粒子凝聚而形成的凸部变得平坦,从而不能够散射外来光,可能不会抑制对显示表面的反射。
当用于涂料等时,本发明的聚合物粒子的体积平均粒径优选为0.8~50μm。当聚合物粒子的体积平均粒径在上述范围内时,当将聚合物粒子用于涂料时,聚合物粒子易于发挥充分的消光性,并且颗粒难以从涂膜脱落,因此是优选的。
聚合物粒子的粒径的变异系数(CV)优选为35%以下。当聚合物粒子用于防眩膜或光扩散膜等光学部件时,所述聚合物粒子的粒径的变异系数(CV)更优选为15%以下。由此,当聚合物粒子用于防眩膜或光扩散膜等的光学部件时,可以提高光学部件的防眩性和光扩散性等光学性能。当聚合物粒子用于涂料等时,聚合物粒子的粒径的变异系数(CV)更优选为15~35%。当在上述范围内时,易于发挥充分的消光性。
通过使用气相色谱法、液相色谱法、红外光谱法(IR)、核磁共振光谱法(NMR)等分析方法,能够确认聚合物粒子中来自各单体的结构单元的定量和定性。另外,单体混合物中的各单体的重量比和聚合物粒子中来自各单体的结构单元的重量比大致相同。
[聚合物粒子的制造方法]
接着,对本发明的聚合物粒子的制造方法进行说明。
本发明的聚合物粒子的制造方法是通过聚合乙烯基类单体以制造聚合物粒子的聚合物粒子的制造方法,所述乙烯基类单体包含单官能(甲基)丙烯酸类单体和单官能苯乙烯单体中的至少一种、下述通式(1)所表示的含羟基单体与交联性单体,
上述式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示可以具有取代基的二价的环状烃基,m和n分别独立表示0~4的整数,R3表示由下述式(2)~式(4)的任一个所表示的二价基团,
上述式(2)~式(4)中的*表示与的结合位置,
所述乙烯基类单体包含2mol%以上且小于20mol%的范围内的所述含羟基单体。
所述乙烯基类单体的聚合优选种子聚合,所述种子聚合是在水性介质中种子粒子吸收所述乙烯基类单体而进行。从而,能够抑制所得的聚合物粒子粒径的不均。通过抑制粒径的不均,当聚合物粒子用于防眩膜或光扩散膜等光学用膜时,能够提高光学用膜的防眩性和光扩散性等光学特性。然而,制造本发明的聚合物粒子不需限定于种子聚合,可以通过乳液聚合或悬浮聚合等聚合方法进行。
[种子聚合]
接下来,对于种子聚合进行详细描述。
种子聚合是使用种子(种)粒子进行聚合的方法,所述种子粒子由使单体、优选乙烯基类单体(以下称为“种子粒子乙烯基类单体”)聚合的聚合物构成,具体地说,其为如下的方法:在水性介质中使种子粒子吸收所述乙烯基类单体(以下称为“种子聚合用乙烯基类单体”),并使所吸收的种子聚合用乙烯基类单体在种子粒子内进行聚合。
种子粒子用乙烯基类单体可以是具有至少一个烯键式不饱和基团的化合物,例如可举出上述的单官能(甲基)丙烯酸类单体、上述的单官能苯乙烯类单体、上述的由通式(1)表示的含羟基单体、上述的交联性单体等。上述种子粒子用乙烯基类单体优选含有单官能(甲基)丙烯酸类单体和单官能苯乙烯单体中的至少一种。也就是说,种子粒子优选含有来自单官能(甲基)丙烯酸类单体的结构单元和来自单官能苯乙烯类单体的结构单元中的至少一种。并且,为了易于吸收种子聚合用乙烯基类单体,种子粒子优选不含来自交联性单体的结构单元的非交联聚合物粒子或含有微量来自交联性单体的结构单元的微交联聚合物粒子。
作为上述种子聚合用乙烯基类单体,可以为具有至少一个烯键式不饱和基团的化合物,例如可举出上述的单官能(甲基)丙烯酸类单体、上述的单官能苯乙烯类单体、上述的交联性单体等。所述种子聚合用乙烯基类单体优选包含上述的单官能(甲基)丙烯酸类单体和单官能苯乙烯类单体的至少一种、上述的由通式(1)表示的含羟基单体、上述的交联性单体。
在种子聚合中,首先,将种子粒子加入到含有种子聚合用乙烯基类单体和水性介质的乳液(悬浮液)中。
作为所述水性介质,例如可举出水;甲醇和乙醇等的低级醇(碳原子数为5以下的醇);以及水和低级醇的混合物等。
优选在所述乳液中添加表面活性剂。作为所述表面活性剂,可以使用阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的任一种。
作为所述阴离子表面活性剂,例如可举出油酸钠、蓖麻油钾皂等的脂肪酸皂;月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵等烷基硫酸酯盐;十二烷基苯磺酸钠等烷基苯磺酸盐;烷基萘磺酸盐、链烷磺酸盐、二(2-乙基己基)磺基琥珀酸盐、二辛基磺基琥珀酸钠等二烷基磺基琥珀酸盐;烯基琥珀酸盐(二钾盐);烷基磷酸酯盐;萘磺酸-福尔马林缩聚物;聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸酯盐;聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠等聚氧乙烯烷基醚硫酸盐;聚氧乙烯烷基硫酸酯等。
作为所述非离子表面活性剂,例如可举出聚氧乙烯十三烷基醚等聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚等聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚、亚烷基的碳原子数为3以上的聚氧化烯十三烷基醚等聚氧化烯烷基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯等的聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、甘油脂肪酸酯、氧乙烯-氧丙烯嵌段聚合物等。
作为阳离子表面活性剂,例如可举出乙酸月桂胺、乙酸硬脂胺等烷基胺盐,月桂基三甲基氯化铵等季铵盐等。
作为两性表面活性剂,例如可举出月桂基二甲基氧化胺、磷酸酯类表面活性剂、亚磷酸酯类表面活性剂等。上述表面活性剂可以单独使用,也可以两种以上组合使用。
相对于100重量份种子聚合用乙烯基类单体,种子聚合中表面活性剂的用量优选为0.01~5重量份。当表面活性剂的使用量小于上述范围时,聚合稳定性可能降低。此外,当表面活性剂的用量大于上述范围时,表面活性剂的成本方面变差。
乳化液可以通过已知的方法进行制造。例如,在水性介质中添加种子聚合用乙烯基类单体及表面活性剂,通过高速搅拌器、超声波处理器、Nanomizer(注册商标)等的微乳化机使其分散,能够得到乳液。
种子粒子可以直接加入到乳液中,也可以以分散在水性介质中的形式加入到乳液中。种子粒子被添加到乳液后,种子聚合用乙烯基类单体被种子粒子吸收。这种吸收通常通过在室温(约20℃)下搅拌该乳液1~12小时来进行。为了加速种子粒子吸收种子聚合用乙烯基类单体,可以将乳液加热至约30~50℃。
种子粒子通过吸收种子聚合用乙烯基类单体而膨胀。用于吸收的种子聚合用乙烯基类单体和种子粒子的混合比为,相对于1重量份种子粒子,种子聚合用乙烯基类单体优选在5~300重量份的范围内,更优选在100~250重量份的范围内。当种子聚合用乙烯基类单体的混合比小于上述范围时,聚合带来的粒径的增加变小,从而生产效率降低。另一方面,当用于吸收的种子聚合用乙烯基类单体的混合比大于上述范围时,种子聚合用乙烯基类单体不会完全被种子粒子吸收,独自在水性介质中悬浮聚合,有可能生成粒径异常小的聚合物粒子。另外,种子粒子对种子聚合用乙烯基类单体的吸收的完成,可以通过用光学显微镜观察确认粒径的增大而判定。
并且,通过使种子粒子所吸收的种子聚合用乙烯基类单体聚合,能够获得本发明的聚合物粒子。另外,将种子粒子对种子聚合用乙烯基类单体吸收并聚合的工序多次重复,从而可以获得本发明的聚合物粒子。
在种子聚合中,根据需要可以在聚合反应体系中加入聚合引发剂。所述聚合引发剂可以与种子聚合用乙烯基类单体混合,然后将所得混合物分散在水性介质中,也可以将聚合引发剂和种子聚合用乙烯基类单体二者分别分散在水性介质中,然后进行混合。存在于所得乳液中的种子聚合用乙烯基类单体的液滴的粒径优选比种子粒子的粒径小,这是由于在这种情况下种子聚合用乙烯基类单体可以被种子粒子有效地吸收。
作为上述聚合引发剂,不做特别限定,例如可以举出过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、邻氯过氧化苯甲酰、邻甲氧基苯甲酰基过氧化物、3,5,5-三甲基己酰基过氧化物、叔丁基过氧-2-乙基己酸酯、二叔丁基过氧化物等有机过氧化物;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'-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮二(2,3,3-三甲基丁腈)、2,2'-偶氮二(2-异丙基丁腈)、1,1'-偶氮二(环己烷-1-腈)、2,2'-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、(2-氨基甲酰基偶氮)异丁腈、4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸)、二甲基-2,2'-偶氮二异丁酸酯等偶氮化合物等。相对于100重量份种子聚合用乙烯基类单体,上述聚合引发剂优选在0.1~1.0重量份的范围内使用。
所述种子聚合的聚合温度可以根据种子聚合用乙烯基类单体的种类和根据需要使用的聚合引发剂的种类适当确定。具体地说,种子聚合的聚合温度优选为25~110℃,更优选为50~100℃。并且,种子聚合的聚合时间优选为1~12小时。种子聚合的聚合反应可以在对聚合不具有活性的非活性气体(例如氮气)的气氛中进行。另外,种子聚合的聚合反应优选在种子聚合用乙烯基类单体及根据需要使用的聚合引发剂被完全吸收到种子粒子之后再升温进行。
在所述种子聚合中,为了提高聚合物粒子的分散稳定性,可以在聚合反应体系中添加高分子分散稳定剂。作为高分子分散稳定剂,例如可举出聚乙烯醇、多元羧酸、纤维素类(羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等)、聚乙烯吡咯烷酮等。并且,上述高分子分散稳定剂与三聚磷酸钠等无机类水溶性高分子化合物可以组合使用。这些高分子分散稳定剂中,优选聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮。相对于100重量份的种子聚合用乙烯基类单体,高分子分散稳定剂的添加量优选为1~10重量份的范围内。
而且,在上述聚合反应中为了抑制水性介质中产生乳化粒子(粒径过小的聚合物粒子),可以向水性介质中加入亚硝酸钠等亚硝酸盐类、亚硫酸盐类、氢醌类、抗坏血酸类、水溶性维生素B类、柠檬酸、多酚类等水溶性阻聚剂。相对于100重量份的种子聚合用乙烯基类单体,阻聚剂的添加量优选为0.02~0.2重量份。
这样,通过使被种子粒子吸收的种子聚合用乙烯基类单体聚合而得到的聚合物粒子,在聚合完成后,根据需要通过离心分离或过滤等除去水性介质,用水和/或溶剂洗涤后进行干燥。作为干燥的方法,可以举出以喷雾干燥机为代表的喷雾干燥法、以鼓式烘干机为代表的附着于加热的旋转鼓的干燥方法、冻干法等方法。
另外,关于为了获得种子粒子而使种子粒子用乙烯基类单体聚合的聚合法,不做特别限定,可以使用分散聚合、乳液聚合、无皂乳液聚合、种子聚合、悬浮聚合等。为了通过种子聚合获得具有大致均匀粒径的聚合物粒子,需要最初使用具有大致上均匀粒径的种子粒子,并且使这些种子粒子大致相同地生长。用无皂乳液聚合(不使用表面活性剂的乳液聚合)和分散聚合等的聚合方法将种子粒子用乙烯基类单体进行聚合,由此能够制造作为原料的具有大致均匀粒径的种子粒子。因此,作为用于获得种子粒子的聚合方法,优选乳液聚合、无皂乳液聚合、种子聚合和分散聚合。
在用于获得种子粒子的种子粒子用乙烯基类单体的聚合中,根据需要可以使用聚合引发剂。作为上述聚合引发剂,例如可举出过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等过硫酸盐类;过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、邻氯过氧化苯甲酰、邻甲氧基苯甲酰基过氧化物、3,5,5-三甲基己酰基过氧化物、叔丁基过氧-2-乙基己酸酯、二叔丁基过氧化物等有机过氧化物;2,2'-偶氮二异丁腈、1,1'-偶氮二环己烷腈、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)等的偶氮类化合物等。相对于100重量份种子粒子用乙烯基类单体,上述聚合引发剂的用量优选在0.1~3重量份的范围内。通过调整上述聚合引发剂的使用量,能够调整所得种子粒子的重均分子量。
在用于获得种子粒子的聚合中,为了调整所得的种子粒子的重均分子量,可以使用分子量调节剂。作为所述分子量调节剂,能够使用正辛基硫醇、叔十二烷基硫醇等硫醇类;α-甲基苯乙烯二聚体、γ-萜品烯、二戊烯等萜类;氯仿、四氯化碳等卤化烃化合物类等。通过调整上述分子量调节剂的使用量,能够调整所得种子粒子的重均分子量。
[悬浮聚合]
接下来,对于悬浮聚合进行详细说明。
悬浮聚合是将乙烯基类单体(以下称为“悬浮聚合用乙烯基类单体”)悬浮在水性介质中并进行聚合的方法。所述悬浮聚合用乙烯基类单体与上述的种子聚合用乙烯基类单体相同。在悬浮聚合中,根据需要可以使用表面活性剂、聚合引发剂、阻聚剂、分子量调节剂等。所述水性介质、表面活性剂、聚合引发剂、阻聚剂、分子量调节剂等与用于种子聚合或获得种子粒子的聚合中所涉及说明的相同。并且,在悬浮聚合中,聚合条件(聚合温度、聚合时间等)、聚合后根据需要进行的后处理(水性介质的除去、洗涤、干燥)等均与种子聚合的情况相同。
根据需要,在所述悬浮聚合的反应体系中可以使用分散剂。作为所述分散剂,可以举出磷酸钙、焦磷酸镁等可溶性的水难溶性无机化合物;聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素(羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等)、多元羧酸等的水溶性高分子等。上述分散剂可以单独使用,也可以两种以上组合使用。相对于100重量份悬浮聚合用乙烯基类单体,上述分散剂的添加量优选为1~10重量份的范围内。
[聚合物粒子的用途]
本发明的聚合物粒子适合用作如下用途的粒子:添加在防眩膜或光扩散膜等的光学用膜等的光学部件中而在光学用膜中赋予防眩性或光扩散性,并且,使其分散在粘合剂中而适合作为分散液使用。
[分散液]
本发明的分散液包含聚合物粒子和粘合剂,所述聚合物粒子作为分散质分散于所述粘合剂等的分散介质中。
作为上述粘合剂,根据透明性、聚合物粒子分散性、耐光性、耐湿性及耐热性等所要求的特性,如果为在该领域中所使用的物质则不做特别限定。作为上述粘合剂,例如可举出(甲基)丙烯酸类树脂;(甲基)丙烯酸-聚氨酯类树脂;聚氨酯类树脂;聚氯乙烯类树脂;聚偏二氯乙烯类树脂;三聚氰胺类树脂;苯乙烯类树脂;醇酸类树脂;酚醛类树脂;环氧类树脂;聚酯类树脂;烷基聚硅氧烷类树脂等的硅类树脂;(甲基)丙烯酸-硅酮类树脂、硅酮-醇酸类树脂、硅酮-聚氨酯类树脂、硅酮-聚酯类树脂等改性有机硅树脂;聚偏氟乙烯、氟烯烃乙烯基醚聚合物等氟类树脂等的粘合剂树脂。
从提高涂布用分散液的耐久性的观点出发,所述粘合剂树脂优选为能够通过交联反应形成交联结构的固化性树脂。固化性树脂可以在各种固化条件下固化。根据固化的种类,固化性树脂可分为紫外线固化性树脂、电子束固化树脂等电离辐射固化性树脂、热固性树脂、暖风固化性树脂(温気硬化性樹脂)等。
作为所述热固性树脂,可举出由丙烯酸多元醇和异氰酸酯预聚物构成的热固性聚氨酯树脂、酚醛树脂、脲三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、硅树脂等。
作为所述电离辐射固化树脂,可举出多元醇多官能(甲基)丙烯酸酯等多官能团(甲基)丙烯酸酯树脂;由二异氰酸酯、多元醇以及具有羟基的(甲基)丙烯酸酯等合成的多官能团聚氨酯丙烯酸酯树脂等。
除此之外,作为所述电离辐射固化性树脂,也可以使用具有丙烯酸酯类官能团的聚醚树脂、聚酯树脂、环氧树脂、醇酸树脂、螺缩醛树脂、聚丁二烯树脂、聚硫醇多烯树脂等。
作为所述粘合剂树脂,除了上述固化性树脂之外,还可以使用热塑性树脂。作为热塑性树脂,可举出乙酰纤维素、硝基纤维素、乙酰丁基纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素等纤维素衍生物;乙酸乙烯酯的均聚物和共聚物、氯乙烯的均聚物和共聚物、偏二氯乙烯的均聚物和共聚物等乙烯基类树脂;聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩丁醛等乙缩醛树脂;丙烯酸酯的均聚物和共聚物、甲基丙烯酸酯的均聚物和共聚物等(甲基)丙烯酸类树脂;聚苯乙烯树脂;聚酰胺树脂;线性聚酯树脂;聚碳酸酯树脂等。
并且,作为所述粘合剂,除了上述的粘合剂树脂之外,可以使用合成橡胶、天然橡胶等橡胶类粘合剂、其他无机类粘合剂等。作为橡胶类粘合剂树脂,可举出乙烯-丙烯共聚橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶等。
所述分散液可以含有作为分散介质的有机溶剂。所述有机溶剂不做特别限制。在所述分散液用于涂布在后述的基材膜等的基材上的情况下,通过在分散液中包含所述有机溶剂,能够容易地向基材上涂布分散液。作为所述有机溶剂,例如能够使用如甲苯,二甲苯等芳香族类溶剂;甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙二醇单甲醚等醇类溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类溶剂;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮等酮类溶剂;2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二甘醇二甲醚、丙二醇甲基醚等乙二醇醚类;2-甲氧基乙酸乙酯、乙酸2-乙氧基乙酸乙酯(乙酸溶纤剂)、2-丁氧基乙酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯等乙二醇醚酯类;氯仿、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯甲烷等氯化类溶剂;四氢呋喃、二乙醚、1,4-二恶烷、1,3-二氧戊环等醚类溶剂;N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺等酰胺类溶剂等。这些有机溶剂可以单独使用,也可以两种以上组合使用。从聚合物粒子在分散液中的均匀分散性和干燥后的聚合物粒子的凝聚性的观点出发,在这些有机溶剂中优选碳原子数为5以下的醇类溶剂,更优选甲醇、乙醇、丙醇。在含有作为亲水性溶剂的碳原子数为5以下的醇类溶剂作为分散介质的分散液中,疏水性聚合物粒子不会均匀分散,但由于本发明的聚合物粒子的羟值为5.0mgKOH/g以上30mgKOH/g以下,因而可均匀分散。
[光学用膜]
本发明的光学用膜为包含本发明的聚合物粒子与粘合剂的涂膜形成于基材膜上而成的光学用膜,所述聚合物粒子作为分散质分散于所述粘合剂中。本发明的光学用膜是通过将本发明的分散液涂布与基材膜上而获得的。通过将本发明的分散液涂布在基材膜上并进行干燥(将分散液所含的有机溶剂等挥发成分馏去),从而在基材膜上形成涂膜的方法来制造本发明的光学用膜。
所述基材膜优选透明的基材膜。作为透明基材膜,例如可举出使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类聚合物,二乙酰纤维素、三乙酰纤维素(TAC)等纤维素类聚合物,聚碳酸酯类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸类聚合物等聚合物的膜。并且,作为透明的基材膜,还可举出使用聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物等苯乙烯类聚合物,聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃、乙烯-丙烯共聚物等烯烃类聚合物、氯乙烯基类聚合物、尼龙或芳香族聚酰胺等酰胺聚合物等的聚合物的膜。此外,作为透明的基材膜,还可举出使用酰亚胺类聚合物、砜类聚合物、聚醚砜型聚合物、聚醚醚酮聚合物、聚苯硫醚类聚合物、乙烯基醇类聚合物、偏二氯乙烯基类聚合物、乙烯基缩丁醛类聚合物、烯丙酯类聚合物、聚甲醛类聚合物、环氧类聚合物、这些聚合物的共混物等的聚合物的膜等。作为所述基材膜,特别适合使用双折射率低的物质。并且,在这些膜上进一步设置(甲基)丙烯酸类树脂、共聚聚酯类树脂、聚氨酯类树脂、苯乙烯-马来酸接枝聚酯类树脂、丙烯酸接枝聚酯类树脂等的易粘合层的膜也可以作为所述基材膜进行使用。
所述基材膜的厚度可以适当确定,从强度、处理等操作性、薄层性等的观点出发,通常在10~500μm的范围内,优选在20~300μm的范围内,更优选在30~200μm的范围内。此外,可以向所述基材膜添加紫外线吸收剂、红外线吸收剂、抗静电剂、折射率调节剂、增强剂等添加剂。
将本发明的分散液涂布在基材膜上的方法包括棒涂、刮刀涂布、旋涂、反涂、模涂、喷涂、辊涂、凹版涂布、微凹版涂布、唇涂、空气刀涂、浸渍等。
[涂料]
本发明的聚合物粒子也可以用于涂料,并且可以作为涂膜软化剂、涂料用消光剂、光扩散剂等而含有在涂料中。本发明的涂料含有本发明的聚合物粒子。当本发明的涂料含有醇类溶剂等亲水性溶剂时,可以均匀地使聚合物粒子分散。
所述涂料根据需要含有粘合剂树脂。作为粘合剂树脂,可以使用可溶于有机溶剂或水的树脂,或可以分散在水中的乳液型水性树脂,并且可以使用任何已知的粘合剂树脂。作为粘合剂树脂,例如可举出三菱人造丝有限公司的商品名“Dianal(注册商标)LR-102”和“Dianal(注册商标)BR-106”,或大日精化工业株式会社制造的商品名“Medium VM”等的丙烯酸类树脂;醇酸树脂;聚酯树脂;大同化成工业株式会社制造的商品名“E-5221P”等聚氨酯树脂;氯化聚烯烃树脂;无定形聚烯烃树脂;硅树脂等。这些粘合剂树脂可以根据涂料对所涂布的基材的粘附性或所使用的环境等适当选择。
聚合物粒子的配合量根据由含有粘合剂树脂的涂料形成的涂膜的厚度、聚合物粒子的平均粒径、涂布方法、使用用途等适当调整,但相对于100重量份粘合剂树脂,优选为1~300重量份的范围内,更优选为5~100重量份的范围。相对于100重量份粘合剂树脂,聚合物粒子的配合量小于1重量份时,不能得到足够的消光效果。并且,相对于100重量份粘合剂树脂,聚合物粒子的配合量大于300重量份时,涂料的粘度变得过高,因此会引起聚合物粒子分散不良,其结果,通过涂料的涂布而得到的涂膜表面产生大裂纹,或者,所得的涂膜表面产生粗糙,从而造成涂膜表面的外观不良。
所述涂料根据需要包括介质。作为介质,优选使用能够溶解粘合剂树脂的溶剂(溶剂)或能够分散粘合剂树脂的分散介质。作为分散介质或溶剂,可以使用水性介质和油性介质的任一种。作为油性介质,可举出甲苯、二甲苯、环己烷等烃类溶剂;甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯类溶剂;二恶烷、乙二醇二乙醚、乙二醇单丁醚等醚类溶剂等。作为水性介质,可举出水、醇类(例如异丙醇)等。这些介质可以单独使用,也可以两种以上组合使用。涂料中介质的含量相对于涂料总量通常在20~60重量%的范围内。
此外,涂料中可以含有固化剂、着色剂(体质颜料、着色颜料、金属颜料、云母粉末颜料、染料等)、抗静电剂、流平剂、流动性调节剂、紫外线吸收剂、光稳定剂等其他添加剂。
作为涂料的被涂布基材,不做特别限定,可以根据用途使用基材。
例如,在光学用途中,由玻璃基材、透明基材树脂构成的透明基材等可作为被涂布基材使用。使用透明基材作为被涂布基材,将不含着色剂的涂料(光扩散涂布剂)涂布于透明基材上而形成透明的涂膜,从而能够制造光扩散膜或防眩膜等的光学用膜。在这种情况下,聚合物粒子可起到光扩散剂的功能。
此外,使用纸作为被涂布基材,涂布不含着色剂的涂料(纸张用涂布剂)而形成透明的涂膜,从而可以制造无光纸。
涂料的涂布方法不做特别限制,可以使用任何已知的方法。作为涂布方法,可举出逗号涂布法(コンマダイレクト法)、旋涂法、喷涂法、辊涂法、浸渍法、刮刀涂布法、帘式流动法、层压法等方法。为了根据需要调整粘度,可以加入稀释剂进行稀释。作为稀释剂,可以举出甲苯、二甲苯等烃类溶剂;甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯类等酯类溶剂;二恶烷、乙二醇二乙醚等醚类溶剂;水;醇类溶剂等。这些稀释剂可以单独使用,也可以两种以上混合使用。在制造光学用膜的情况下,作为涂布方法优选使用在涂膜表面上形成来自于聚合物粒子的凹凸的方法。
[成型材料和光学部件]
本发明的聚合物粒子能够用于将聚合物粒子与透明树脂(粘合剂)混合而成的成型材料及将该成型材料进行成型而构成的光扩散体(例如LED照明罩等照明罩)等的光学部件。在将本发明的聚合物粒子用于所述光扩散体等的光学部件的情况下,当与由具有极性基团的聚合物(例如PET)构成的透明树脂(粘合剂)混合时,聚合物粒子与透明树脂(粘合剂)易于融合。
本发明的成型材料含有本发明的聚合物粒子和透明树脂。所述透明树脂是上述成型材料的基材,例如可举出(甲基)丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、(甲基)丙烯酸-苯乙烯树脂((甲基)丙烯酸酯和苯乙烯的共聚物)等。其中,优选聚苯乙烯树脂或(甲基)丙烯酸-苯乙烯树脂作为所述透明树脂。
相对于100重量份的透明树脂,所述成型材料所含的聚合物粒子的量优选为0.01~5重量份的范围内,更优选为0.1~5重量份的范围内。在所述成型材料中可以添加紫外线吸收剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、荧光增白剂等添加剂。
上述成型材料能够通过使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等将所述透明树脂与所述聚合物粒子进行熔融混炼而获得。并且,所述成型材料可以为将由熔融混炼获得的成型材料进行造粒而得到的颗粒状的成型材料(主颗粒)。
本发明的光学部件是将本发明的成型材料进行成型而成的,即为本发明的成型材料的成型体。所述光学部件中,所述聚合物粒子起到光扩散剂的功能。因此,上述光学部件起到光扩散板等的光扩散体的功能,能够用于LED照明罩等。
所述光学部件的厚度及形状等可以根据光学部件的用途来适当地选择。
作为将成型材料进行成型而获得光学部件的方法,例如能够使用将通过熔融混炼获得的成型材料经由T模和辊单元成型为板状等的方法、将颗粒状的成型材料(主颗粒)通过注塑成型或压制成型等成型为板状的方法等。
[其他用途]
本发明的聚合物粒子也可以用于光学用膜以外的产品,例如油墨、外用制剂(化妆品等)等。此外,当本发明的聚合物粒子用于油墨或外用制剂时,当油墨或外用制剂含有醇类溶剂等亲水性溶剂时,能够将聚合物粒子均匀分散。
实施例
以下,通过实施例及比较例对本发明进行说明,但本发明并不限定于此。首先,在以下的实施例及比较例中,对于聚合物粒子的体积平均粒径及粒径的变异系数的测定方法、制造聚合物粒子时使用的种子粒子的体积平均粒径的测定方法、聚合物粒子的羟值的测定方法以及醇类溶剂分散试验进行说明。
[聚合物粒子的体积平均粒径和粒径变异系数的测定方法]
通过Coulter Multisizer III(贝克曼库尔特株式会社制造的测量装置)测定聚合物粒子的体积平均粒径。使用根据贝克曼库尔特株式会社发布的MultisizerTM3用户手册校正后的光圈来进行测定。
另外,用于测量的光圈根据要测量的粒子的大小进行适当地选择。当选择具有50μm尺寸的光圈时,光圈电流(Current)设定为-800,增益(Gain)设定为4。
使用如下的分散体作为测量样品:使用触摸搅拌机(大和科学株式会社制造的“TOUCHMIXER MT-31”)和超声波清洗机(ヴェルヴォクリーア株式会社制造的“ULTRASONICCLEANER VS-150”)将0.1g聚合物粒子分散于10ml的0.1重量%非离子表面活性剂水溶液。测定中以烧杯内不混入气泡的程度进行慢慢搅拌,在测定了10万个聚合物粒子时结束测定。聚合物粒子的体积平均粒径是基于10万个粒子的体积的粒度分布的算术平均值。
聚合物粒子的粒径的变异系数(CV值)通过以下的数学式算出。
聚合物粒子的粒径的变异系数=(基于聚合物粒子的体积的粒度分布的标准偏差÷聚合物粒子的体积平均粒径)×100
[制造聚合物粒子时使用的种子粒子的体积平均粒径的测量方法]
通过激光衍射/散射型粒度分布测量装置(贝克曼库尔特株式会社制造的“LS 13320”)和通用液体样品模块对制造聚合物粒子时使用的种子粒子的体积平均粒径进行测定。
具体而言,使用如下的分散体:使用触摸搅拌机(大和科学株式会社制造的“TOUCHMIXER MT-31”)和超声波清洗机(ヴェルヴォクリーア株式会社制造的“ULTRASONICCLEANER VS-150”)将0.1g种子粒子分散体分散于10ml的0.1重量%非离子表面活性剂水溶液。
在通用液体样品模块中进行泵循环而使上述种子粒子分散的状态并且使超声波单元(ULM ULTRASONIC MODULE)开启的状态下进行测定,计算出种子粒子的体积平均粒径(基于体积的粒度分布的算术平均直径)。测量条件如下所示。
介质=水
介质的折射率=1.333
固体的折射率=种子粒子的折射率
(当种子粒子是聚甲基丙烯酸甲酯颗粒时为1.495)
PIDS相对浓度:约40~55%
[聚合物粒子的羟值的测定方法]
聚合物粒子的羟值根据羟值定量分析法(JIS K 0070-1992)进行测定。具体地说,通过以下步骤对聚合物粒子的羟值进行测定。
<用于羟值测定的酸值测定方法(JIS K 0070)>
将2g样品和20mL吡啶溶剂置于200mL平底烧瓶中,在室温下搅拌1小时使其分散后,加入3滴酚酞试剂,用0.5mol/L氢氧化钾乙醇溶液进行滴定,当变为紫红色时为终点。使用同样的方法进行空白试验,由下式计算出酸值。进行两次测定,将平均值作为酸值。
<酸值计算公式>
酸值(mgKOH/g)=(V1-V0)×f×0.1×56.11÷S
其中,
S:采用样品的质量(g)
V0:空白试验所需的0.1mol/L氢氧化钾乙醇溶液的量(mL)···空白滴定量(mL)
V1:该试验所需的0.1mol/L氢氧化钾乙醇溶液的量(mL)···样品滴定量(mL)
f:0.1mol/L氢氧化钾乙醇溶液的校正因子···1.0
<分析方法步骤>
在200mL平底烧瓶中加入2g样品和3mL乙酰化试剂,搅拌使其融合,再加入20mL吡啶溶液,搅拌10分钟后,在110℃油浴中反应1小时。然后,在振荡器上搅拌10分钟,使其冷却后,加入1mL蒸馏水,并在105℃的油浴中反应10分钟。然后加入3滴酚酞试剂,用0.5mol/L氢氧化钾乙醇溶液滴定,变成紫红色时为终点。此外,以相同的方法进行空白测试,并且通过下式计算羟值。进行两次测定,将平均值作为羟值。
<羟值的计算公式>
羟值(mgKOH/g)=[(V0-V1)×f×0.5×56.11÷S]+酸值
其中,
S:采用样品重量(g)
V0:空白试验所需的0.5mol/L氢氧化钾乙醇溶液的量(mL)···空白滴定量(mL)
V1:本试验所需的0.5mol/L氢氧化钾乙醇溶液的量(mL)···样品滴定量(mL)
f:0.5mol/L氢氧化钾乙醇溶液的校正因子···1.0
[醇类溶剂分散试验]
在醇溶剂分散试验中,在10mL容量的塑料制软膏壶中称量0.1g颗粒和5g作为醇类溶剂的甲醇或异丙醇,并使用搅拌脱泡机(あわとり練太郎(注册商标)AR-100:新基株式会社制造)搅拌3分钟。搅拌结束后,用注射器在玻璃板上滴下1滴分散液,从上方盖上盖玻片。然后,用数字显微镜VHX(由Keyence株式会社制造)观察分散状态,由此进行评价试验。基于观察结果,将分散在甲醇和异丙醇中的情况判断为“◎”,将分散在其中任一个中的情况判断为“○”,将不分散在任一个的情况判断为“×”。
[种子粒子的制造例1]
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的分液烧瓶中,加入3000g作为水性介质的水、500g作为单官能(甲基)丙烯酸类单体的甲基丙烯酸甲酯与5g作为分子量调节剂的正辛基硫醇,一边搅拌分液烧瓶中的内容物,一边将分液烧瓶的内部进行氮气置换,并将分液烧瓶的内部温度升至70℃。并且,在将分液烧瓶的内部温度保持在70℃的同时,将2.5g作为聚合引发剂的过硫酸钾加入到分液烧瓶的内容物中,进行12小时聚合反应,得到乳液(种子粒子分散体)。
所得乳液含有14重量%的固体成分(聚甲基丙烯酸甲酯颗粒),其固体成分是体积平均粒径为0.45μm、重均分子量为15000的球形颗粒(种子粒子)。
[种子粒子的制造例2]
在装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的分液烧瓶中,加入600g作为水性介质的水、70g由种子粒子的制造例1所得的乳液、100g作为单官能(甲基)丙烯酸类单体的甲基丙烯酸甲酯与1.0g作为分子量调节剂的正辛基硫醇,一边搅拌分液烧瓶中的内容物,一边将分液烧瓶的内部进行氮气置换,并将分液烧瓶的内部温度升至70℃。并且,在将分液烧瓶的内部温度保持在70℃的同时,加入0.5g作为聚合引发剂的过硫酸钾,然后将分液烧瓶的内部温度在70℃保持8小时进行聚合反应,得到乳液(种子粒子分散体)。
所得乳液含有14重量%的固体成分(聚甲基丙烯酸甲酯颗粒),其固体成分是体积平均粒径为1.00μm的球形颗粒(种子粒子)。将含有该球形颗粒的乳液作为种子粒子分散液,在后述聚合物粒子的实施例及比较例中使用。
[实施例1:基于种子聚合的聚合物粒子的制造例]
在装有搅拌器和温度计的5L反应器中,使600g作为单官能苯乙烯类单体的苯乙烯、50g作为单官能(甲基)丙烯酸类单体的甲基丙烯酸甲酯、300g作为交联单体的乙二醇二甲基丙烯酸酯、50g由上述通式(1)表示的作为含羟基单体的1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯(日本化成株式会社制造;由上述通式(1)表示的化合物,R1为氢原子,R2为环己二基,R3为上述式(2)所示的二价基团,m=1,n=1)、8g作为聚合引发剂的2,2'-偶氮二异丁腈相互溶解,得到单体混合物。
将得到的单体混合物与1000g表面活性剂水溶液混合,放入高速乳化/分散机(商品名“Homomixer MARK II 2.5型”,Primix株式会社制造)并以转数10000rpm处理10分钟,得到乳化液。所述表面活性剂水溶液为预先将10g作为非离子表面活性剂的聚氧乙烯辛基苯基醚溶解在990g离子交换水中而获得。在该乳化液中加入143g上述种子粒子的制造例2中所得的体积平均粒径为1.00μm的种子粒子分散液(固体成分(聚甲基丙烯酸甲酯)20g),在30℃下搅拌3小时得到分散液。
在该分散液中,加入2000g作为高分子分散稳定剂的聚乙烯醇(日本合成化学工业株式会社制,商品名“高先诺尔(注册商标)GH-17”)4重量%的水溶液与0.6g作为阻聚剂的亚硝酸钠,然后,在70℃下搅拌5小时,然后在105℃下搅拌2.5小时,由此进行聚合反应。使用压滤器将聚合后的分散液脱水,并使用温水洗涤,然后在70℃下真空干燥24小时,从而得到由交联(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂构成的聚合物粒子(以下称为“聚合物粒子A”)。
所得的聚合物粒子A的体积平均粒径为3.8μm,粒径的变异系数为11.3%,羟值为12.3mgKOH/g。并且,本实施例中使用的由通式(1)表示的含羟基单体的使用量相对于本实施例中使用的种子聚合用乙烯基类单体的总量为3.1mol%(5.0重量%),聚合物粒子A中来自由通式(1)表示的含羟基单体的结构单元的含量为3.1mol%(4.9重量%)。
[实施例2:基于种子聚合的聚合物粒子的制造例]
不使用甲基丙烯酸甲酯,将苯乙烯的使用量变更为400g,乙二醇二甲基丙烯酸酯的使用量变更为400g,作为由上述通式(1)表示的含羟基单体使用200g的3-羟基-1-金刚烷基丙烯酸酯(三菱气体化学株式会社制造;是由上述通式(1)表示的化合物,R1是氢原子,R2是金刚烷基,R3是由上述式(2)表示的二价基团,m=0,n=0)来代替50g的1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯,除此以外其他与实施例1相同,得到聚合物粒子(以下称为“聚合物粒子B”)。
所得的聚合物粒子B的体积平均粒径为3.7μm,粒径的变异系数为12.4%,羟值为23.2mgKOH/g。并且,在本实施例中,由通式(1)表示的含羟基单体的使用量相对于本实施例中使用的种子聚合用乙烯基类单体的总量为13.3mol%(20.0重量%),聚合物粒子B中来自由通式(1)表示的含羟基单体的结构单元的含量为12.9mol%(19.6重量%)。
[实施例3:基于种子聚合的聚合物粒子的制造例]
不使用甲基丙烯酸甲酯,苯乙烯的使用量变更为550g,乙二醇二甲基丙烯酸酯的使用量变更为400g,作为由上述通式(1)表示的含羟基单体使用50g的3-羟基-1-金刚烷二基甲基丙烯酸酯(三菱气体化学株式会社制造;是由上述通式(1)表示的化合物,R1是氢原子,R2是金刚烷基,R3是由上述式(2)表示的二价基团,m=0,n=0)代替50g的1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯,除此以外其他与实施例1相同,得到聚合物粒子(以下称为“聚合物粒子C”)。
所得的聚合物粒子C的体积平均粒径为3.7μm,粒径的变异系数为10.7%,羟值为5.26mgKOH/g。并且,在本实施例中,使用通式(1)表示的含羟基单体的量相对于本实施例中使用的种子聚合用乙烯基类单体的总量为2.8mol%(5.0重量%),聚合物粒子B中来自由通式(1)表示的含羟基单体的结构单元的含量为2.7mol%(4.9重量%)。
[比较例1:聚合物粒子的制造例]
将作为单官能苯乙烯类单体的苯乙烯设为300g、作为交联性单体的乙二醇二甲基丙烯酸酯设为400g与作为由上述通式(1)表示的含羟基单体的1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯设为300g,除此以外与实施例1相同,得到聚合物粒子(以下称为“聚合物粒子D”)。
所得的聚合物粒子D的体积平均粒径为3.8μm,粒径的变异系数为12.3%,羟值为64.1mgKOH/g。并且,在本比较例中,通式(1)表示的含羟基单体的使用量相对于本实施例中使用的种子聚合用乙烯基类单体的总量为23.6mol%(30.0重量%),因此在聚合物粒子B中来自由通式(1)表示的含羟基单体的结构单元的含量为22.9mol%(29.4重量%)。
[比较例2:聚合物粒子的制造例]
将作为单官能(甲基)丙烯酸类单体的甲基丙烯酸甲酯设为100g、作为单官能苯乙烯类单体的苯乙烯设为600g和作为交联性单体的乙二醇二甲基丙烯酸酯设为300g,除此以外与实施例1相同,得到聚合物粒子(以下称为“聚合物粒子E”)。所得的聚合物粒子E的体积平均粒径为3.7μm,粒径的变异系数为11.9%,羟值为2.42mgKOH/g。
[防眩膜分散液的制造及防眩膜的制造]
分别使用实施例1~3、比较例1和比较例2中制造的聚合物粒子A~E,尝试制作5种防眩膜。
即,首先将80重量份作为紫外线固化型树脂的季戊四醇三丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯的混合物(商品名“ARONIX(注册商标)M-305”,东亚合成株式会社制造)、120重量份作为有机溶剂的异丙醇(IPA)和环戊酮的混合溶液(IPA和环戊酮的体积比=5:5)、5重量份通过上述实施例1~3、比较例1和比较例2中制造的聚合物粒子A~E、5重量份光聚合引发剂(2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮,商品名“IRGACURE(注册商标)907”,BASF(注册商标)日本株式会社制造)混合,制造作为分散液的5种防眩膜用分散液。
作为基材膜,准备作为透明塑料膜的厚度为0.2mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。使用湿膜厚度为60μm的刮棒涂布机将上述防眩膜用分散液涂在上述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的一个表面上,从而形成涂膜。其中,含有由上述比较例2制造的聚合物粒子E的防眩膜用分散液的分散性不足,不能进行涂布。
接着,将上述涂膜在80℃下加热1分钟从而使上述涂膜干燥。然后,使用高压水银灯以300mJ/cm2的累积光量向上述涂膜照射紫外线,从而使上述涂膜固化而形成防眩性硬涂层。由此,作为防眩膜(成型品),分别制造含有由上述实施例1~3和比较例1中分别制造的聚合物粒子A~D的4种防眩性硬涂膜。
[实施例4:基于种子聚合的聚合物粒子的制造例]
作为由通式(1)表示的含羟基单体使用50g环己烷二甲醇单乙烯基醚(NIPPONCARBIDE INDUSTRIES CO.,INC.制造;由上述通式(1)表示的化合物,R1是氢原子,R2是环己二基,R3是由上式(3)表示的二价基团,m=1,n=1)来代替50g的1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯以外,除此以外与实施例1相同,得到聚合物粒子(以下称为“聚合物粒子F”)。
所得的聚合物粒子F的体积平均粒径为3.9μm,粒径的变异系数为11.4%,羟值为13.2mgKOH/g。并且,在本实施例中,由通式(1)表示的含羟基单体的使用量相对于本实施例中使用的种子聚合用乙烯基类单体的总量为3.6mol%(5.0重量%),聚合物粒子F中来自由通式(1)表示的含羟基单体的结构单元的含量为3.1mol%(4.9重量%)。
[实施例5:基于悬浮聚合的聚合物粒子的制造例]
将600g作为单官能(甲基)丙烯酸类单体的甲基丙烯酸丁酯、300g作为交联性单体的乙二醇二甲基丙烯酸酯(共荣社化学株式会社制造)、100g作为由通式(1)表示的含羟基单体的1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯(由日本化成株式会社制造;由上述通式(1)表示的化合物,其中R1是氢原子,R2是环己二基,R3是由上式(2)表示的二价基团,m=1且n=1的化合物)、5.0g作为聚合引发剂的2,2'-偶氮二异丁腈与2.0g过氧化苯甲酰混合以制备油相。并且,将2500g作为水性介质的去离子水、30.1g作为分散剂的通过复分解法生成的焦磷酸镁混合以制备水相。
接着,将上述油相分散在上述水相中,得到分散液。使用搅拌装置(商品名“Homomixer MARK II 2.5型”,由Primix株式会社制造)以2000rpm转速搅拌从而制备悬浮液。然后,将该悬浮液置于装有搅拌器和温度计的内容量为5L的聚合容器中,将聚合容器的内部温度升至55℃,持续进行6小时的上述悬浮液的搅拌,进行悬浮聚合。向得到的悬浮液中加入盐酸,直到pH变为2以下,使焦磷酸镁分解后,过滤除去水相,洗涤后,在70℃下真空干燥24小时,得到聚合物粒子(以下称为“聚合物粒子G”)。
所得的聚合物粒子G的体积平均粒径为15.9μm,粒径的变异系数为32.4%,羟值为17.2mgKOH/g。并且,在该实施例中,聚合物粒子G中来自由通式(1)表示的含羟基单体的结构单元的含量为8.1mol%(10.0重量%)。
[防眩膜的防眩性的评价方法]
对于通过上述方法制造的防眩膜的防眩性的评价方法进行说明。
将每个制造的防眩膜的不是涂布面的表面粘贴到ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂)板上,并且从距离防眩膜2m处将具有10000cd/cm2的亮度的荧光灯投射在涂布表面上,通过目视评价防眩膜的防眩性。防眩性的评价标准如下:当荧光灯的反射图像的轮廓不清晰可见时防眩性评价为“○”(良好),并且当荧光灯的反射图像的轮廓清晰可见时防眩性评价为“×”(不良)。
对于实施例1~5、比较例1及比较例2,将制造聚合物粒子时使用的种子粒子的体积平均粒径(μm)、种子聚合用乙烯基类单体[甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯(CHDMMA)、3-羟基-1-金刚烷基丙烯酸酯(HADA)、3-羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯(HADM)、环己烷二甲醇单丙烯酸酯(CHMVE)]的使用量(g)、来自由通式(1)表示的含羟基单体的结构单元(含羟基单体结构单元)的含量(重量%)、聚合物粒子的体积平均粒径(μm)及粒径的变异系数(CV值)(%)的测定结果、聚合物粒子的羟值的测定值(mgKOH/g)、聚合物粒子的醇类溶剂分散试验的评价结果以及将含有聚合物粒子的分散液涂布在基材膜而形成的防眩膜的防眩性的评价结果示于表1。
[表1]
根据表1所示的结果,当聚合物粒子的羟值为5.0mgKOH/g以上且30mgKOH/g以下时,醇类溶剂分散试验的评价结果和防眩膜的防眩性的评价结果均被认为良好。
另一方面,当聚合物粒子的羟值超出上述范围时,醇类溶剂分散试验的评价结果或防眩膜的防眩性的评价结果均为不良的结果。即,羟值低于5.0mgKOH/g的聚合物粒子E的醇分散试验的评价结果不良,并且不能涂布,从而不能评价防眩膜的防眩性。而且,羟值超过30mgKOH/g的聚合物粒子D的防眩膜的防眩性的评价结果不良。这是因为当聚合物粒子的羟值过大时,在将分散液涂布在基材膜上之后,在使溶剂挥发的过程中,聚合物粒子的凝聚性不足而聚合物粒子不凝聚,不能充分形成带来防眩性的凸部。
[涂料的制作例]
使用搅拌脱泡装置,将7重量份的实施例5中得到的聚合物粒子G、50重量份的作为粘合剂树脂的丙烯酸类粘合剂树脂(三菱人造丝株式会社制造,商品名“Dianal(注册商标)LR-102”)、作为介质的100重量份甲苯和20重量份甲基乙基酮、15重量份的作为固化剂的异氰酸酯固化剂(旭化成化学品株式会社制造,商品名“Duranate(注册商标)TKA-100”)混合3分钟,脱泡1分钟,从而得到涂料。
使用设置了间隔为50μm的刮板的涂布装置,将所得的涂料涂布在ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂)板上,然后干燥而获得涂膜。对于所得的涂膜,使用株式会社堀场制作所制造的光泽度检查器(型号:IG-330)测定光泽度(60°),并且光泽度(60°)为11。
产业上的可利用性
本发明的聚合物粒子能够作为例如光学部件(光扩散膜、防眩膜等的光学用膜,通过将聚合物粒子与粘合剂混合成型而形成的光扩散体等)用的光扩散剂、涂料用的添加剂,油墨用的添加剂、化妆品等外用制剂用的添加剂等。
在不脱离本发明的精神或主要特征的情况下,本发明可以以其他各种形式实施。因此,上述实施例在各方面只是示例,不应该限制性地解释。本发明的范围由权利要求书的范围表示,并不受在说明书本文的约束。此外,属于权利要求书的等同范围内的变形或变更都是本发明的范围内的内容。
而且,该申请要求基于2015年3月31日在日本申请的专利申请2015-072817的优先权。通过在此处提及,其所有内容都被并入本申请中。
Claims (16)
1.一种聚合物粒子,其特征在于,包含来自单官能(甲基)丙烯酸类单体的结构单元及来自单官能苯乙烯类单体的至少一个、来自由下述通式(1)所表示的含羟基单体的结构单元与来自交联性单体的结构单元,
上述式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示可以具有取代基的二价的环状烃基,m和n分别独立表示0~4的整数,R3表示由下述式(2)~式(4)的任一个所表示的二价基团,
上述式(2)~式(4)中的*表示与的结合位置,
所述聚合物粒子的羟值为5.0mgKOH/g以上且30mgKOH/g以下。
2.根据权利要求1所述的聚合物粒子,其特征在于,R3为由式(2)所表示的二价基团。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物粒子,其特征在于,包含2mol%以上且小于20mol%的范围内的来自所述含羟基单体的结构单元。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的聚合物粒子,其特征在于,包含3~50重量%的来自交联性单体的结构单元。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的聚合物粒子,其特征在于,粒径的变异系数为15%以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的聚合物粒子,其特征在于,所述单官能(甲基)丙烯酸类单体包含在25℃的水中的溶解度为2.00重量%以下的单官能(甲基)丙烯酸类单体。
7.一种聚合物粒子的制造方法,其为使乙烯基类单体聚合而制造聚合物粒子的方法,其特征在于,所述乙烯基类单体包含单官能(甲基)丙烯酸类单体以及单官能苯乙烯类单体的至少一个、由下述通式(1)所表示的含羟基单体与交联性单体,
上述式中,R1表示氢原子或甲基,R2表示可以具有取代基的二价的环状烃基,m和n分别独立表示0~4的整数,R3表示由下述式(2)~式(4)的任一个所表示的二价基团,
上述式(2)~式(4)中的*表示与的结合位置,
所述乙烯基类单体包含2mol%以上且小于20mol%的范围内的所述含羟基单体。
8.根据权利要求7所述的聚合物粒子的制造方法,其特征在于,R3为由所述式(2)表示的二价基团。
9.根据权利要求7或8所述的聚合物粒子的制造方法,其特征在于,所述乙烯基类单体的聚合是在水性介质中种子粒子吸收所述乙烯基类单体而进行的种子聚合。
10.根据权利要求9所述的聚合物粒子的制造方法,其特征在于,所述种子粒子含有来自单官能(甲基)丙烯酸类单体的结构单元及来自单官能苯乙烯类单体的结构单元的至少一个。
11.根据权利要求7~10中任一项所述的聚合物粒子的制造方法,其特征在于,所述聚合物粒子的羟值为5.0mgKOH/g以上且30mgKOH/g以下。
12.一种分散液,其特征在于,包含权利要求1~6中任一项所述的聚合物粒子和粘合剂,所述聚合物粒子作为分散质分散于所述粘合剂中。
13.一种光学用膜,其特征在于,所述光学用膜为包含权利要求1~6中任一项所述的聚合物粒子和粘合剂的涂膜形成于基材膜上而成,所述聚合物粒子作为分散质分散于所述粘合剂中。
14.一种涂料,其特征在于,包含权利要求1~6中任一项所述的聚合物粒子。
15.一种成型材料,其特征在于,包含权利要求1~6中任一项所述的聚合物粒子与透明树脂。
16.一种光学部件,其特征在于,其为权利要求15所述的成型材料的成型体。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015-072817 | 2015-03-31 | ||
JP2015072817 | 2015-03-31 | ||
PCT/JP2016/060550 WO2016159175A1 (ja) | 2015-03-31 | 2016-03-30 | 重合体粒子、重合体粒子の製造方法、及びその用途 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107406547A true CN107406547A (zh) | 2017-11-28 |
CN107406547B CN107406547B (zh) | 2019-10-15 |
Family
ID=57006035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201680019769.5A Active CN107406547B (zh) | 2015-03-31 | 2016-03-30 | 聚合物粒子、聚合物粒子的制造方法及其用途 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6550456B2 (zh) |
KR (1) | KR101947402B1 (zh) |
CN (1) | CN107406547B (zh) |
WO (1) | WO2016159175A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113840653A (zh) * | 2019-05-21 | 2021-12-24 | 国立大学法人九州大学 | 聚合物材料及其制造方法、气体吸收材料、气体回收装置 |
CN115335731A (zh) * | 2020-03-26 | 2022-11-11 | 三星Sdi株式会社 | 光学构件及包含其的光学显示装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7255102B2 (ja) * | 2018-08-14 | 2023-04-11 | 株式会社レゾナック | 樹脂粒子の製造方法、導電性粒子の製造方法、異方導電材料の製造方法、及び接続構造体の製造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101193928A (zh) * | 2005-06-09 | 2008-06-04 | 东曹株式会社 | 亲水性优异的新型填充剂及其制备方法 |
WO2012074076A1 (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | 日産化学工業株式会社 | 含フッ素高分岐ポリマー及びそれを含む感光性組成物 |
JP2013028733A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 液状樹脂組成物および半導体装置 |
JP2014080485A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Hitachi Chemical Co Ltd | 架橋ポリマー粒子、導電性粒子、異方性導電材料及び回路部材の接続構造体 |
KR20140079755A (ko) * | 2010-12-30 | 2014-06-27 | 제일모직주식회사 | 아크릴계 미립자 및 이를 포함하는 확산필름 |
JP2014145030A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 樹脂組成物及び樹脂組成物を使用して作製した半導体装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5552726B2 (ja) * | 2007-04-09 | 2014-07-16 | 株式会社カネカ | 重合体微粒子の製造方法 |
CN103339193B (zh) * | 2011-01-11 | 2016-07-20 | 三菱丽阳株式会社 | 环氧树脂用交联聚合物颗粒、环氧树脂组合物以及环氧树脂固化物 |
EP2532691A1 (de) * | 2011-06-07 | 2012-12-12 | Basf Se | Assoziativverdicker auf Basis von Methacrylat |
-
2016
- 2016-03-30 JP JP2017510151A patent/JP6550456B2/ja active Active
- 2016-03-30 WO PCT/JP2016/060550 patent/WO2016159175A1/ja active Application Filing
- 2016-03-30 CN CN201680019769.5A patent/CN107406547B/zh active Active
- 2016-03-30 KR KR1020177030410A patent/KR101947402B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101193928A (zh) * | 2005-06-09 | 2008-06-04 | 东曹株式会社 | 亲水性优异的新型填充剂及其制备方法 |
WO2012074076A1 (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | 日産化学工業株式会社 | 含フッ素高分岐ポリマー及びそれを含む感光性組成物 |
KR20140079755A (ko) * | 2010-12-30 | 2014-06-27 | 제일모직주식회사 | 아크릴계 미립자 및 이를 포함하는 확산필름 |
JP2013028733A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 液状樹脂組成物および半導体装置 |
JP2014080485A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Hitachi Chemical Co Ltd | 架橋ポリマー粒子、導電性粒子、異方性導電材料及び回路部材の接続構造体 |
JP2014145030A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 樹脂組成物及び樹脂組成物を使用して作製した半導体装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113840653A (zh) * | 2019-05-21 | 2021-12-24 | 国立大学法人九州大学 | 聚合物材料及其制造方法、气体吸收材料、气体回收装置 |
CN115335731A (zh) * | 2020-03-26 | 2022-11-11 | 三星Sdi株式会社 | 光学构件及包含其的光学显示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2016159175A1 (ja) | 2018-01-25 |
KR101947402B1 (ko) | 2019-02-13 |
KR20170131539A (ko) | 2017-11-29 |
CN107406547B (zh) | 2019-10-15 |
WO2016159175A1 (ja) | 2016-10-06 |
JP6550456B2 (ja) | 2019-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101452207B1 (ko) | 수지 입자 및 그 제조 방법, 및 방현 필름, 광확산성 수지 조성물, 및 외용제 | |
CN103781843B (zh) | 树脂粒子聚集体、其制造方法以及其用途 | |
EP2415786B1 (en) | Irregularly shaped particles and method for producing same | |
CN104968730B (zh) | 树脂粒子及其用途 | |
CN108137719B (zh) | 聚合物颗粒和其用途 | |
CN107406547B (zh) | 聚合物粒子、聚合物粒子的制造方法及其用途 | |
CN110229267B (zh) | 聚合物颗粒及其用途 | |
JP6087189B2 (ja) | 多孔質樹脂粒子及びその製造方法、並びに、その用途 | |
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 | |
JP6690319B2 (ja) | 有彩色微粒子カプセル | |
JP6231030B2 (ja) | 重合体粒子、重合体粒子の製造方法、及びその用途 | |
TWI534159B (zh) | 樹脂粒子及其用途 | |
CN105778008B (zh) | 聚合物粒子、聚合物粒子的制造方法及其用途 | |
CN103030731A (zh) | 树脂粒子及其用途 | |
TWI504617B (zh) | 樹脂粒子及其製造方法,以及防炫膜、光擴散性樹脂組成物及外用劑 | |
JP2012193244A (ja) | 光拡散剤用樹脂粒子、その製造方法およびそれを含む光拡散フィルム | |
TWI619748B (zh) | 聚合物粒子以及其製造方法與用途 | |
KR102159531B1 (ko) | 중합체 입자, 중합체 입자의 제조 방법 및 그 용도 | |
JP6169988B2 (ja) | 黒色の多孔質樹脂ビーズ、その製造方法、並びに該樹脂ビーズを用いた光沢感を抑えた質感の製品 | |
KR20160079391A (ko) | 중합체 입자, 중합체 입자의 제조 방법 및 그 용도 | |
KR20150122311A (ko) | 단분산성 pmma 나노입자의 제조방법 및 이를 이용한 필름 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |