JP2000186148A - 球状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子の製造方法 - Google Patents
球状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 平均粒子径と、平均粒子径に対する標準偏差
のばらつきを制御可能な球状ポリメチルシルセスキオキ
サン微粒子。 【解決手段】 （Ａ）一般式：ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＲ）3
……（Ｉ）（式中、Ｒは置換または非置換のアルキル基
を表す）で表されるメチルトリアルコキシシランを、２
〜６００μＳ／ｃｍの電気伝導度に調整した酸性水中で
加水分解して、一般式：ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＨ）3 ……
（II）で表されるメチルシラントリオールおよび／また
はその部分縮合物の水／アルコール溶液を得る工程と、
（Ｂ）メチルシラントリオールおよび／またはその部分
縮合物の水／アルコール溶液に、アルカリ性水溶液を添
加、混合し、この混合溶液を静置状態において、メチル
シラントリオールおよび／またはその部分縮合物を重縮
合反応させ、球状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子
を形成させる工程とを含むことを特徴とする。
のばらつきを制御可能な球状ポリメチルシルセスキオキ
サン微粒子。 【解決手段】 （Ａ）一般式：ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＲ）3
……（Ｉ）（式中、Ｒは置換または非置換のアルキル基
を表す）で表されるメチルトリアルコキシシランを、２
〜６００μＳ／ｃｍの電気伝導度に調整した酸性水中で
加水分解して、一般式：ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＨ）3 ……
（II）で表されるメチルシラントリオールおよび／また
はその部分縮合物の水／アルコール溶液を得る工程と、
（Ｂ）メチルシラントリオールおよび／またはその部分
縮合物の水／アルコール溶液に、アルカリ性水溶液を添
加、混合し、この混合溶液を静置状態において、メチル
シラントリオールおよび／またはその部分縮合物を重縮
合反応させ、球状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子
を形成させる工程とを含むことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、球状ポリメチルシ
ルセスキオキサン微粒子の製造方法に関し、さらに詳し
くは、平均粒子径と、平均粒子径に対する標準偏差のば
らつきを制御可能な球状ポリメチルシルセスキオキサン
微粒子を効率よく製造する方法に関する。
ルセスキオキサン微粒子の製造方法に関し、さらに詳し
くは、平均粒子径と、平均粒子径に対する標準偏差のば
らつきを制御可能な球状ポリメチルシルセスキオキサン
微粒子を効率よく製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、球状ポリメチルシルセスキオ
キサン微粒子を得る方法としては、次のような方法が知
られている。
キサン微粒子を得る方法としては、次のような方法が知
られている。
【０００３】特開昭６３−７７９４０号公報には、メチ
ルトリアルコキシシランおよび／またはその部分加水分
解物、あるいはメチルトリアルコキシシランおよび／ま
たはその部分加水分解物と有機溶剤との混合液を上層に
し、アンモニアおよび／またはアミンと有機溶剤の混合
液を下層にして、これらの界面でメチルトリアルコキシ
シランおよび／またはその部分加水分解物を加水分解・
重縮合させて、粒子の形状が真球状で、粒度分布が平均
粒子径の±３０％の範囲である球状ポリメチルシルセス
キオキサン微粒子を得る方法が開示されている。
ルトリアルコキシシランおよび／またはその部分加水分
解物、あるいはメチルトリアルコキシシランおよび／ま
たはその部分加水分解物と有機溶剤との混合液を上層に
し、アンモニアおよび／またはアミンと有機溶剤の混合
液を下層にして、これらの界面でメチルトリアルコキシ
シランおよび／またはその部分加水分解物を加水分解・
重縮合させて、粒子の形状が真球状で、粒度分布が平均
粒子径の±３０％の範囲である球状ポリメチルシルセス
キオキサン微粒子を得る方法が開示されている。
【０００４】この製造方法で得られたポリメチルシルセ
スキオキサン微粒子は、粒子の形状が真球状で、疎水性
が高く、凝集性が小さく、比重が小さいという特徴を有
している。
スキオキサン微粒子は、粒子の形状が真球状で、疎水性
が高く、凝集性が小さく、比重が小さいという特徴を有
している。
【０００５】このような特性を生かして、このポリメチ
ルシルセスキオキサン微粒子は、塗料、プラスチック、
ゴム、化粧品、紙などへの滑り性付与、分散性向上、光
拡散機能付加を目的とした改質用添加剤として用いられ
ている。
ルシルセスキオキサン微粒子は、塗料、プラスチック、
ゴム、化粧品、紙などへの滑り性付与、分散性向上、光
拡散機能付加を目的とした改質用添加剤として用いられ
ている。
【０００６】しかしながら、このような球状ポリメチル
シルセスキオキサン微粒子の製造方法は、メチルトリア
ルコキシシランおよび／またはその部分加水分解物を加
水分解・重縮合する反応界面の維持が繁雑であり、時間
と装置容積に対する生産効率が低いという問題点があ
る。
シルセスキオキサン微粒子の製造方法は、メチルトリア
ルコキシシランおよび／またはその部分加水分解物を加
水分解・重縮合する反応界面の維持が繁雑であり、時間
と装置容積に対する生産効率が低いという問題点があ
る。
【０００７】この問題点を解決するため、本発明者らの
ひとりはオルガノトリアルコキシシランを加水分解して
得られるオルガノシラントリオールおよび／またはその
部分縮合物の水／アルコール溶液に、アルカリ性水溶液
を添加して、混合後、静置することからな球状ポリメチ
ルシルセスキオキサン微粒子の製造方法を提案した（特
願平８−２０３４８４号）。
ひとりはオルガノトリアルコキシシランを加水分解して
得られるオルガノシラントリオールおよび／またはその
部分縮合物の水／アルコール溶液に、アルカリ性水溶液
を添加して、混合後、静置することからな球状ポリメチ
ルシルセスキオキサン微粒子の製造方法を提案した（特
願平８−２０３４８４号）。
【０００８】この製造方法によると、加水分解・重縮合
する反応界面の繁雑な維持を必要とせず、したがって均
一な反応状態によって加水分解・重縮合反応を行うこと
ができ、時間と装置容積に対する生産効率か大幅に改善
される。
する反応界面の繁雑な維持を必要とせず、したがって均
一な反応状態によって加水分解・重縮合反応を行うこと
ができ、時間と装置容積に対する生産効率か大幅に改善
される。
【０００９】この製造方法で得られる球状ポリメチルシ
ルセスキオキサン微粒子は，それ以前に提案された製造
方法に比較して、平均粒子径が制御されている。
ルセスキオキサン微粒子は，それ以前に提案された製造
方法に比較して、平均粒子径が制御されている。
【００１０】このため、この製造方法で得られる球状ポ
リメチルシルセスキオキサン微粒子は、プラスチックに
配合して液晶表示装置の光拡散板を製造するための光拡
散材料や、高画質用ビデオテープの走行安定性を高める
ための滑り性付与剤として用いられている。
リメチルシルセスキオキサン微粒子は、プラスチックに
配合して液晶表示装置の光拡散板を製造するための光拡
散材料や、高画質用ビデオテープの走行安定性を高める
ための滑り性付与剤として用いられている。
【００１１】ところで、最近、球状ポリメチルシルセス
キオキサン微粒子を配合した応用製品が増えるにつれ
て、応用製品のさらなる性能の向上を目的として、粒子
径の単分散化、つまり平均粒子径に対する標準偏差の低
減（ばらつきの減少）が望まれるようになってきてい
る。
キオキサン微粒子を配合した応用製品が増えるにつれ
て、応用製品のさらなる性能の向上を目的として、粒子
径の単分散化、つまり平均粒子径に対する標準偏差の低
減（ばらつきの減少）が望まれるようになってきてい
る。
【００１２】しかしながら、上記した従来の方法では、
平均粒子径と標準偏差の精密な制御を同時に行うことが
できないという問題があった。
平均粒子径と標準偏差の精密な制御を同時に行うことが
できないという問題があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
の問題を解消すべくなされたもので、平均粒子径が１〜
１０μｍの範囲で、しかも平均粒子径に対する標準偏差
のばらつきの小さい、好ましくは標準偏差が平均粒子径
の１０％以下に精密に制御された球状ポリメチルシルセ
スキオキサン微粒子を効率よく製造できる方法を提供す
ることを目的とする。
の問題を解消すべくなされたもので、平均粒子径が１〜
１０μｍの範囲で、しかも平均粒子径に対する標準偏差
のばらつきの小さい、好ましくは標準偏差が平均粒子径
の１０％以下に精密に制御された球状ポリメチルシルセ
スキオキサン微粒子を効率よく製造できる方法を提供す
ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成するために検討を重ねた結果、メチルトリアル
コキシシランを加水分解してメチルシラントリオールお
よび／またはそのその部分縮合物の水／アルコール溶液
を得る工程において、加水分解に用いる水の電気伝導度
を加水分解用の酸触媒により２〜６００μＳ／ｃｍに調
整して加水分解反応を制御し、このようにして得られた
メチルシラントリオールおよび／またはその部分縮合物
の水／アルコール溶液に、アルカリ性水／溶液を添加し
て、速やかに均一混合した後、静置することにより、上
記の目的を達成し得ることを見出して、本発明を完成す
るに至った。
的を達成するために検討を重ねた結果、メチルトリアル
コキシシランを加水分解してメチルシラントリオールお
よび／またはそのその部分縮合物の水／アルコール溶液
を得る工程において、加水分解に用いる水の電気伝導度
を加水分解用の酸触媒により２〜６００μＳ／ｃｍに調
整して加水分解反応を制御し、このようにして得られた
メチルシラントリオールおよび／またはその部分縮合物
の水／アルコール溶液に、アルカリ性水／溶液を添加し
て、速やかに均一混合した後、静置することにより、上
記の目的を達成し得ることを見出して、本発明を完成す
るに至った。
【００１５】すなわち、本発明の球状ポリメチルシルセ
スキオキサン微粒子の製造方法は、 （Ａ）一般式： ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＲ）3 ……（Ｉ） （式中、Ｒは置換または非置換のアルキル基を表す）で
表されるメチルトリアルコキシシランを、２〜６００μ
Ｓ／ｃｍの電気伝導度に調整した酸性水中で加水分解し
て、 一般式： ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＨ）3 ……（II） で表されるメチルシラントリオールおよび／またはその
部分縮合物の水／アルコール溶液を得る工程と、（Ｂ）
前記メチルシラントリオールおよび／またはその部分縮
合物の水／アルコール溶液に、アルカリ性水溶液を添
加、混合し、この混合溶液を静置状態において、前記メ
チルシラントリオールおよび／またはその部分縮合物を
重縮合反応させ、球状ポリメチルシルセスキオキサン微
粒子を形成させる工程とを含むことを特徴としている。
スキオキサン微粒子の製造方法は、 （Ａ）一般式： ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＲ）3 ……（Ｉ） （式中、Ｒは置換または非置換のアルキル基を表す）で
表されるメチルトリアルコキシシランを、２〜６００μ
Ｓ／ｃｍの電気伝導度に調整した酸性水中で加水分解し
て、 一般式： ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＨ）3 ……（II） で表されるメチルシラントリオールおよび／またはその
部分縮合物の水／アルコール溶液を得る工程と、（Ｂ）
前記メチルシラントリオールおよび／またはその部分縮
合物の水／アルコール溶液に、アルカリ性水溶液を添
加、混合し、この混合溶液を静置状態において、前記メ
チルシラントリオールおよび／またはその部分縮合物を
重縮合反応させ、球状ポリメチルシルセスキオキサン微
粒子を形成させる工程とを含むことを特徴としている。
【００１６】なお、本発明において、酸やアルカリの濃
度単位に電気伝導度を用いたのは、酸やアルカリの使用
量が非常に小さく重量単位では誤差が大きくなるためで
ある。
度単位に電気伝導度を用いたのは、酸やアルカリの使用
量が非常に小さく重量単位では誤差が大きくなるためで
ある。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法の第一工程
（（Ａ）の工程）は、前記一般式（Ｉ）で表されるメチ
ルトリアルコキシシランを、水に酸性触媒を加えて、２
〜６００μＳ／ｃｍの電気伝導度に調整した酸性水中で
加水分解して、前記一般式（II）で表されるメチルシラ
ントリオールおよび／またはその部分縮合物の水／アル
コール溶液を得る工程である。
（（Ａ）の工程）は、前記一般式（Ｉ）で表されるメチ
ルトリアルコキシシランを、水に酸性触媒を加えて、２
〜６００μＳ／ｃｍの電気伝導度に調整した酸性水中で
加水分解して、前記一般式（II）で表されるメチルシラ
ントリオールおよび／またはその部分縮合物の水／アル
コール溶液を得る工程である。
【００１８】本発明に用いられるメチルトリアルコキシ
シランとしては、例えば公知の方法によりメチルトリク
ロロシランを適当なアルコールでアルコキシ化したもの
を使用し得る。すなわち、一般式（Ｉ）におけるＲが、
メチル、エチル、ブチルのようなアルキル基；および２
−メトキシエチル、２−エトキシエチル、２−プロポキ
シエチル、２ブトキシエチルのようなアルコキシ置換炭
化水素基であるものが例示され、加水分解速度が大きい
ことから、メチル、エチル、および２−メトキシエチル
基が好ましく、特にメチル基が好ましい。このような好
ましいメチルトリアルコキシシランとしては、メチルト
リメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチル
トリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリイソプロポキ
シシランおよびメチルトリス（２−メトキシエトキシ）
シランが例示され、１種又は２種以上混合したものが用
いられる。
シランとしては、例えば公知の方法によりメチルトリク
ロロシランを適当なアルコールでアルコキシ化したもの
を使用し得る。すなわち、一般式（Ｉ）におけるＲが、
メチル、エチル、ブチルのようなアルキル基；および２
−メトキシエチル、２−エトキシエチル、２−プロポキ
シエチル、２ブトキシエチルのようなアルコキシ置換炭
化水素基であるものが例示され、加水分解速度が大きい
ことから、メチル、エチル、および２−メトキシエチル
基が好ましく、特にメチル基が好ましい。このような好
ましいメチルトリアルコキシシランとしては、メチルト
リメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチル
トリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリイソプロポキ
シシランおよびメチルトリス（２−メトキシエトキシ）
シランが例示され、１種又は２種以上混合したものが用
いられる。
【００１９】メチルトリアルコキシシランの加水分解
は、水に酸性触媒を加えて、２〜６００μＳ／ｃｍの電
気伝導度に調整した酸性水中で行われる。
は、水に酸性触媒を加えて、２〜６００μＳ／ｃｍの電
気伝導度に調整した酸性水中で行われる。
【００２０】酸性触媒に用いられる酸としては、有機
酸、無機酸のいずれも使用可能である。
酸、無機酸のいずれも使用可能である。
【００２１】有機酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン
酸、シュウ酸、クエン酸などを例示することができる
が、電気伝導度の制御が容易で、かつ生成したポリメチ
ルシラントリオールの部分縮合反応の制御が容易である
ことから、酢酸が特に好ましい。
酸、シュウ酸、クエン酸などを例示することができる
が、電気伝導度の制御が容易で、かつ生成したポリメチ
ルシラントリオールの部分縮合反応の制御が容易である
ことから、酢酸が特に好ましい。
【００２２】無機酸としては、最終的に得られるポリメ
チルシルセスキオキサン微粒子の用途を制限するような
イオン性物質などの不純物を残さないものであればどの
ような無機酸も使用可能であるが、入手が容易であるこ
とから、塩酸が特に好ましい。
チルシルセスキオキサン微粒子の用途を制限するような
イオン性物質などの不純物を残さないものであればどの
ような無機酸も使用可能であるが、入手が容易であるこ
とから、塩酸が特に好ましい。
【００２３】なお、メチルトリアルコキシシランに不純
物として微量含有される塩化水素やメチルトリクロロシ
ランのようなオルガノクロロシラン類の存在は、加水分
解に使用する水の電気伝導度を変動させ加水分解反応に
影響を与えて、最終的に得られるポリメチルシルセスキ
オキサン微粒子の平均粒子径および、その標準偏差の精
密な制御という本発明の目的達成のための障害となるの
で、極力避けなければならない。
物として微量含有される塩化水素やメチルトリクロロシ
ランのようなオルガノクロロシラン類の存在は、加水分
解に使用する水の電気伝導度を変動させ加水分解反応に
影響を与えて、最終的に得られるポリメチルシルセスキ
オキサン微粒子の平均粒子径および、その標準偏差の精
密な制御という本発明の目的達成のための障害となるの
で、極力避けなければならない。
【００２４】加水分解に使用する水しては、電気伝導度
が２μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水が適している。
が２μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水が適している。
【００２５】酸の使用量は、使用する水の量により異な
るため、酸を水に溶かした酸水溶液の電気伝導度により
管理することが望ましい。
るため、酸を水に溶かした酸水溶液の電気伝導度により
管理することが望ましい。
【００２６】本発明における加水分解に用いる酸水溶液
の電気伝導度は２〜６００μＳ／ｃｍである。２μＳ／
ｃｍ未満の場合、十分な加水分解の進行が得られず、粒
度分布の標準偏差が平均粒子径の１０％より大きい、つ
まり粒子径のばらつきの大きいポリメチルシルセスキオ
キサン微粒子になりやすい。
の電気伝導度は２〜６００μＳ／ｃｍである。２μＳ／
ｃｍ未満の場合、十分な加水分解の進行が得られず、粒
度分布の標準偏差が平均粒子径の１０％より大きい、つ
まり粒子径のばらつきの大きいポリメチルシルセスキオ
キサン微粒子になりやすい。
【００２７】また、電気伝導度が６００μＳ／ｃｍを超
える場合、加水分解反応が制御しづらく、最終的に得ら
れるポリメチルシルセスキオキサン微粒子の平均粒子径
の任意の制御ができなくなる。
える場合、加水分解反応が制御しづらく、最終的に得ら
れるポリメチルシルセスキオキサン微粒子の平均粒子径
の任意の制御ができなくなる。
【００２８】加水分解反応に用いる水の量は、メチルト
リアルコキシシラン１モルに対して１〜５０モルの範囲
にあることが好ましい。水の量が１モル未満の場合、加
水分解が十分に進行せず、５０モルを超える場合には、
最終的に得られるポリメチルシルセスキオキサン微粒子
の収量が低下して生産効率が低下するようになる。
リアルコキシシラン１モルに対して１〜５０モルの範囲
にあることが好ましい。水の量が１モル未満の場合、加
水分解が十分に進行せず、５０モルを超える場合には、
最終的に得られるポリメチルシルセスキオキサン微粒子
の収量が低下して生産効率が低下するようになる。
【００２９】ポリメチルシルセスキオキサン微粒子の平
均粒子径は、加水分解時に使用する水の量により制御す
ることができる。また、平均粒子径の標準偏差は、加水
分解時の電気伝導度により制御することが可能である。
均粒子径は、加水分解時に使用する水の量により制御す
ることができる。また、平均粒子径の標準偏差は、加水
分解時の電気伝導度により制御することが可能である。
【００３０】加水分解反応は特に制限されないが、メチ
ルシラントリオールおよび／またはその部分縮合物を収
率良く、なおかつ平均粒子径およびその標準偏差を精度
良く制御するには、１０〜６０℃の範囲の温度を１〜６
時間保持した状態で反応を行うことが好ましい。
ルシラントリオールおよび／またはその部分縮合物を収
率良く、なおかつ平均粒子径およびその標準偏差を精度
良く制御するには、１０〜６０℃の範囲の温度を１〜６
時間保持した状態で反応を行うことが好ましい。
【００３１】このようにして、第一工程にで用いられた
メチルトリアルコキシシランの加水分解によって、メチ
ルシラントリオールおよび／またはその部分縮合物が、
加水分解に消費された以外の過剰の水と、反応によって
生成したアルコールまたは置換アルコールとの混合液に
溶解した溶液の形で得られる。
メチルトリアルコキシシランの加水分解によって、メチ
ルシラントリオールおよび／またはその部分縮合物が、
加水分解に消費された以外の過剰の水と、反応によって
生成したアルコールまたは置換アルコールとの混合液に
溶解した溶液の形で得られる。
【００３２】本発明の製造方法の第二工程（（Ｂ）の工
程）は、第一工程で得られた、または、さらに水で希釈
して得られたメチルシラントリオールおよび／またはそ
の部分縮合物の水／アルコール溶液（以下、シラノ一ル
溶液という）から、重縮合反応により、球状ポリメチル
シルセスキオキサン微粒子を得る工程である。
程）は、第一工程で得られた、または、さらに水で希釈
して得られたメチルシラントリオールおよび／またはそ
の部分縮合物の水／アルコール溶液（以下、シラノ一ル
溶液という）から、重縮合反応により、球状ポリメチル
シルセスキオキサン微粒子を得る工程である。
【００３３】この第二工程の反応は、第一工程で得られ
たシラノ一ル溶液にアルカリ性水溶液を速やかに添加、
混合し、均一に混合された反応系を、さらに速やかに静
置状態に置くことによって行われる。
たシラノ一ル溶液にアルカリ性水溶液を速やかに添加、
混合し、均一に混合された反応系を、さらに速やかに静
置状態に置くことによって行われる。
【００３４】第二工程で用いられるアルカリ性水溶液
は、塩基性を示す水溶液であり、第一工程で用いられた
酸の中和剤として作用するとともに、さらに第二工程の
重縮合反応の触媒としても作用する。
は、塩基性を示す水溶液であり、第一工程で用いられた
酸の中和剤として作用するとともに、さらに第二工程の
重縮合反応の触媒としても作用する。
【００３５】このようなアルカリ性水溶液に用いるアル
カリ性物質としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウムのようなアルカリ金属水酸化物；ア
ンモニア；およびモノメチルアミン、ジメチルアミンの
ような有機アミン類を例示することができる。これらの
中でも、得られる球状ポリメチルシルセスキオキサン微
粒子の用途を制限するような微量の不純物を残さないこ
とから、アンモニアおよび有機アミン類が好ましく、除
去が容易なことからアンモニアが特に好ましい。
カリ性物質としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウムのようなアルカリ金属水酸化物；ア
ンモニア；およびモノメチルアミン、ジメチルアミンの
ような有機アミン類を例示することができる。これらの
中でも、得られる球状ポリメチルシルセスキオキサン微
粒子の用途を制限するような微量の不純物を残さないこ
とから、アンモニアおよび有機アミン類が好ましく、除
去が容易なことからアンモニアが特に好ましい。
【００３６】アルカリ性水溶液の使用量は、酸を中和す
るとともに、重縮合反応の触媒として有効に作用する量
であり、また速やかに添加、混合し、均一に混合された
反応系を、ポリメチルシルセスキオキサン微粒子の生成
・析出の前に速やかに静置状態に置くことが可能な時間
を維持できる量である。
るとともに、重縮合反応の触媒として有効に作用する量
であり、また速やかに添加、混合し、均一に混合された
反応系を、ポリメチルシルセスキオキサン微粒子の生成
・析出の前に速やかに静置状態に置くことが可能な時間
を維持できる量である。
【００３７】すなわち、中和に必要な量を超えることを
前提として、たとえば、濃度０．１〜０．５％のアンモ
ニア水溶液を、第一工程で得られた、またはさらに水で
希釈したシラノ一ル溶液１００重量部に対して、０．５
〜５重量部である。
前提として、たとえば、濃度０．１〜０．５％のアンモ
ニア水溶液を、第一工程で得られた、またはさらに水で
希釈したシラノ一ル溶液１００重量部に対して、０．５
〜５重量部である。
【００３８】また第二工程における理論樹脂濃度は、
７．６％以下が好ましく、より好ましくは７．５％以下
である。
７．６％以下が好ましく、より好ましくは７．５％以下
である。
【００３９】第二工程においては、シラノ一ル溶液を反
応容器に仕込み、該シラノ一ル溶液中に、上記のアルカ
リ性溶液を添加して、撹拌などの任意の手段により、速
やかに均一に混合する。添加方法は、最小限の混合時間
内に有効に添加できる方法であれば特に限定されず、シ
ラノ一ル溶液の上から添加しても、ノズルなどを介して
シラノ一ル溶液中に送入してもよい。混合時間は、アル
カリ触媒を反応系に溶解させるのに必要な、適切には最
小限の時間であり、たとえば、５〜３０℃、好ましくは
１０〜２０℃の温度において、添加時間を含めて０．５
〜１０分、好ましくは０．５〜３分かけて行う。
応容器に仕込み、該シラノ一ル溶液中に、上記のアルカ
リ性溶液を添加して、撹拌などの任意の手段により、速
やかに均一に混合する。添加方法は、最小限の混合時間
内に有効に添加できる方法であれば特に限定されず、シ
ラノ一ル溶液の上から添加しても、ノズルなどを介して
シラノ一ル溶液中に送入してもよい。混合時間は、アル
カリ触媒を反応系に溶解させるのに必要な、適切には最
小限の時間であり、たとえば、５〜３０℃、好ましくは
１０〜２０℃の温度において、添加時間を含めて０．５
〜１０分、好ましくは０．５〜３分かけて行う。
【００４０】均一に混合した後、系を静置して、重縮合
を完結させる。静置は、好ましい平均粒子径および平均
粒子径の１０％以下の標準偏差を可能にし、時間と装置
容積に対する効率も優れることから、たとえば上記の混
合温度のまま２〜２４時間、好ましくは２〜１０時間行
う。
を完結させる。静置は、好ましい平均粒子径および平均
粒子径の１０％以下の標準偏差を可能にし、時間と装置
容積に対する効率も優れることから、たとえば上記の混
合温度のまま２〜２４時間、好ましくは２〜１０時間行
う。
【００４１】標準偏差の小さい微粉末を得るには、静置
状態の確立完了から微粒子の生成・析出までの時間的な
間隔が大きいほうが好ましい。
状態の確立完了から微粒子の生成・析出までの時間的な
間隔が大きいほうが好ましい。
【００４２】第二工程で重縮合反応を行うことにより、
球状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子を、水／アル
コール混合液中にディスバージョンまたはゾルとして得
ることができる。
球状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子を、水／アル
コール混合液中にディスバージョンまたはゾルとして得
ることができる。
【００４３】本発明によって得られる球状ポリメチルシ
ルセスキオキサン微粒子は、このようなディスバージョ
ンまたはゾルの形のまま用いることができ、また、必要
に応じて、さらにろ過、乾燥、解砕などの適当な処理を
施して、微粉体として回収することもできる。
ルセスキオキサン微粒子は、このようなディスバージョ
ンまたはゾルの形のまま用いることができ、また、必要
に応じて、さらにろ過、乾燥、解砕などの適当な処理を
施して、微粉体として回収することもできる。
【００４４】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、球状ポリメ
チルシルセスキオキサン微粒子の平均粒子径の制御と同
時に、標準偏差をも平均粒子径の１０％以下に制御可能
である。
チルシルセスキオキサン微粒子の平均粒子径の制御と同
時に、標準偏差をも平均粒子径の１０％以下に制御可能
である。
【００４５】本発明の製造方法は、従来法では平均粒子
径の制御と同時に、標準偏差を平均粒子径の１０％以下
に制御することが困難であつた１〜１０μｍの平均粒径
領域における球状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子
の製造に適用するときに、最も効果的である。
径の制御と同時に、標準偏差を平均粒子径の１０％以下
に制御することが困難であつた１〜１０μｍの平均粒径
領域における球状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子
の製造に適用するときに、最も効果的である。
【００４６】本発明の製造方法によって得られた球状ポ
リメチルシルセスキオキサン微粒子は、有機溶媒に不溶
で、しかも非溶融性であり、その表面は撥水性および潤
滑性に優れ、無機系粉末より比重が小さい一方で、有機
系粉末より耐熱性に優れ、そのうえ凝集性が少なく、分
散性に優れるという特徴を有している。さらに最大の特
徴として、平均粒子径の標準偏差が極めて小さく制御さ
れることによる粒子径の均一化により、これまでにない
滑り性およびころがり性付与にすぐれ、なおかつ均一な
光反射あるいは光拡散作用を有する。
リメチルシルセスキオキサン微粒子は、有機溶媒に不溶
で、しかも非溶融性であり、その表面は撥水性および潤
滑性に優れ、無機系粉末より比重が小さい一方で、有機
系粉末より耐熱性に優れ、そのうえ凝集性が少なく、分
散性に優れるという特徴を有している。さらに最大の特
徴として、平均粒子径の標準偏差が極めて小さく制御さ
れることによる粒子径の均一化により、これまでにない
滑り性およびころがり性付与にすぐれ、なおかつ均一な
光反射あるいは光拡散作用を有する。
【００４７】したがって、このような特徴を生かして、
塗料、プラスチック、ゴム、紙、化粧品などに充填剤や
滑り性向上剤として、あるいは光学液晶表示装置への光
拡散機能付加を目的としたプラスチック改質用添加剤と
して有用である。
塗料、プラスチック、ゴム、紙、化粧品などに充填剤や
滑り性向上剤として、あるいは光学液晶表示装置への光
拡散機能付加を目的としたプラスチック改質用添加剤と
して有用である。
【００４８】
【実施例】以下、実施例および比較例によって、本発明
をさらに詳しく説明する。これらの例において、部は重
量部を表す。本発明は、これらの実施例によって限定さ
れるものではない。
をさらに詳しく説明する。これらの例において、部は重
量部を表す。本発明は、これらの実施例によって限定さ
れるものではない。
【００４９】［実施例１］第１工程 温度計、還流器および撹拌器を備えた反応容器に、電気
伝導度計（東亜電波工業（株）製 ＣＭ‐１１Ｐ）を用
いて測定した電気伝導度が１．０２μＳ／ｃｍの水３６
００部を仕込み、酢酸を添加して混合溶液の電気伝導度
を５．１９μＳ／ｃｍとした。この溶液を２５℃で撹拌
しながら、この中にメチルトリメトキシシラン６００部
を添加したところ、加水分解が進行し、約１５分で温度
が３５℃まで上昇した。さらに撹拌を２時間継続したの
ち、１８℃まで冷却してシラノ一ル溶液を得た。このシ
ラノ一ル溶液の電気伝導度は３．７６μＳ／ｃｍであっ
た。
伝導度計（東亜電波工業（株）製 ＣＭ‐１１Ｐ）を用
いて測定した電気伝導度が１．０２μＳ／ｃｍの水３６
００部を仕込み、酢酸を添加して混合溶液の電気伝導度
を５．１９μＳ／ｃｍとした。この溶液を２５℃で撹拌
しながら、この中にメチルトリメトキシシラン６００部
を添加したところ、加水分解が進行し、約１５分で温度
が３５℃まで上昇した。さらに撹拌を２時間継続したの
ち、１８℃まで冷却してシラノ一ル溶液を得た。このシ
ラノ一ル溶液の電気伝導度は３．７６μＳ／ｃｍであっ
た。
【００５０】第２工程 第１工程で得られたシラノ一ル溶液を１８℃で撹拌しな
がら、０．３７％のアンモニア水溶液を１３０部添加
し、３分間撹拌したのち、撹拌を停止して４時間静置し
た。この工程において、アンモニア水溶液を添加して約
９分後に粒子が祈出して反応容器全体が白濁した。
がら、０．３７％のアンモニア水溶液を１３０部添加
し、３分間撹拌したのち、撹拌を停止して４時間静置し
た。この工程において、アンモニア水溶液を添加して約
９分後に粒子が祈出して反応容器全体が白濁した。
【００５１】この反応溶液を４時間静置した後、２００
メッシュの金網を通過させてから、吸引ろ過を行い湿ケ
ーキを得た。これを２００℃で１２時間乾燥し、白色粉
末を得た。
メッシュの金網を通過させてから、吸引ろ過を行い湿ケ
ーキを得た。これを２００℃で１２時間乾燥し、白色粉
末を得た。
【００５２】この粉末を電子顕微鏡で観察したところ粒
子形状は真球状であった。この粉末を粒度分布測定装置
（ＣＯＵＬＴＥＲ（株）製 ＬＳ１００Ｑ）を用い、屈
折率を１．４２５に設定して測定したところ、平均粒子
径は４．６４５μｍ、標準偏差は０．４４μｍであっ
た。
子形状は真球状であった。この粉末を粒度分布測定装置
（ＣＯＵＬＴＥＲ（株）製 ＬＳ１００Ｑ）を用い、屈
折率を１．４２５に設定して測定したところ、平均粒子
径は４．６４５μｍ、標準偏差は０．４４μｍであっ
た。
【００５３】この粉末を磁性るつぼに入れ、空気中で９
００℃に加熱して熱分解させたところ、残量は８９．０
％であった。これはポリメチルシルセスキオキサンが酸
化熱分解して二酸化ケイ素になる理論量の８９．６％に
近い値である。また、この熱分解物をＸ線分析した結
果、非晶質シリカであることが確認された。
００℃に加熱して熱分解させたところ、残量は８９．０
％であった。これはポリメチルシルセスキオキサンが酸
化熱分解して二酸化ケイ素になる理論量の８９．６％に
近い値である。また、この熱分解物をＸ線分析した結
果、非晶質シリカであることが確認された。
【００５４】［実施例２］第１工程 温度計、還流器および撹拌器を備えた反応容器に、電気
伝導度１．３７μＳ／ｃｍの水４００部を仕込み、さら
に塩酸を添加して混合溶液の電気伝導度を４．９７μＳ
／ｃｍとした。この溶液を２５℃で撹拌しながら、メチ
ルトリメトキシシラン６００部を添加したところ、加水
分解が進行し、約２７分で温度が３６℃まで上昇した。
さらに撹拌を１時間半継続して、均一なシラノ一ル溶液
を得た。
伝導度１．３７μＳ／ｃｍの水４００部を仕込み、さら
に塩酸を添加して混合溶液の電気伝導度を４．９７μＳ
／ｃｍとした。この溶液を２５℃で撹拌しながら、メチ
ルトリメトキシシラン６００部を添加したところ、加水
分解が進行し、約２７分で温度が３６℃まで上昇した。
さらに撹拌を１時間半継続して、均一なシラノ一ル溶液
を得た。
【００５５】第２工程 第１工程で得られたシラノ一ル溶液に水３２００部を添
加して均一な溶液とした。このシラノール溶液の電気伝
導度は２．３６μＳ／ｃｍであった。このシラノール溶
液を１３℃まで冷却し、そのままの温度で撹拌を続けな
がら、０．３７％のアンモニア水溶液を１３０部添加
し、３分間撹拌したのち、撹拌を停止して４時間静置し
た。
加して均一な溶液とした。このシラノール溶液の電気伝
導度は２．３６μＳ／ｃｍであった。このシラノール溶
液を１３℃まで冷却し、そのままの温度で撹拌を続けな
がら、０．３７％のアンモニア水溶液を１３０部添加
し、３分間撹拌したのち、撹拌を停止して４時間静置し
た。
【００５６】この工程において、アンモニア水溶液を添
加して約１２分後に粒子が析出して反応容器全体が白濁
した。４時間静置後の反応溶液を、２００メッシュの金
網を通過させてから、吸引ろ過を行い湿ケーキを得た。
これを２００℃で１２時間乾燥し、白色粉末を得た。
加して約１２分後に粒子が析出して反応容器全体が白濁
した。４時間静置後の反応溶液を、２００メッシュの金
網を通過させてから、吸引ろ過を行い湿ケーキを得た。
これを２００℃で１２時間乾燥し、白色粉末を得た。
【００５７】この粉末を電子顕微鏡で観察したところ粒
子形状は真球状であった。この粉末を粒度分布測定装置
で測定したところ、平均粒子径は１．７７４μｍ、標準
偏差は０．１５μｍであつた。
子形状は真球状であった。この粉末を粒度分布測定装置
で測定したところ、平均粒子径は１．７７４μｍ、標準
偏差は０．１５μｍであつた。
【００５８】［実施例３〜１０］仕込む水の量を表１の
ようにした以外は実施例２と同様にしてポリメチルシル
セスキオキサン微粒子を得た。得られた粒子の形状、平
均粒子径および標準偏差を表１に示した。
ようにした以外は実施例２と同様にしてポリメチルシル
セスキオキサン微粒子を得た。得られた粒子の形状、平
均粒子径および標準偏差を表１に示した。
【００５９】得られた粒子の形状、平均粒子径および標
準偏差を表１に示した。
準偏差を表１に示した。
【００６０】
【表１】 これらの実施例は、第一工程でのシラン１モルに対する
水のモル数と塩酸添加後の伝導度（塩酸の添加量）を変
化させ、第二工程で使用するアンモニア量を固定し、な
おかつ添加する水の量を制御しすべての実施例における
樹脂分濃度を固定したものである。これらの実施例から
粒径の変化や標準偏差の保持が第二工程のアンモニア量
に影響されないことがわかる。
水のモル数と塩酸添加後の伝導度（塩酸の添加量）を変
化させ、第二工程で使用するアンモニア量を固定し、な
おかつ添加する水の量を制御しすべての実施例における
樹脂分濃度を固定したものである。これらの実施例から
粒径の変化や標準偏差の保持が第二工程のアンモニア量
に影響されないことがわかる。
【００６１】［実施例１１〜１４］加水分解反応終了後
に添加する水の量を表２のようにした以外は実施例２と
同様にしてポリメチルシルセスキオキサン微粒子を得
た。得られた粒子の形状、平均粒子径および標準偏差を
表２に示した。
に添加する水の量を表２のようにした以外は実施例２と
同様にしてポリメチルシルセスキオキサン微粒子を得
た。得られた粒子の形状、平均粒子径および標準偏差を
表２に示した。
【００６２】
【表２】 これらの実施例と以下の実験例は、第二工程における理
論樹脂分が標準偏差に与える影響を検討したもので、理
論樹脂濃度が７．５％を越えた比較例において標準偏差
が大きくなっていることがわかる。
論樹脂分が標準偏差に与える影響を検討したもので、理
論樹脂濃度が７．５％を越えた比較例において標準偏差
が大きくなっていることがわかる。
【００６３】（実験例１〜３）加水分解反応終了後に添
加する水の量を表２のようにした以外は実施例２と同様
にしてポリメチルシルセスキオキサン微粒子を得た。得
られた粒子の形状、平均粒子径および標準偏差を第２表
に示した。これらの標準偏差は実施例１１〜１４に比し
て大きなものであつた。
加する水の量を表２のようにした以外は実施例２と同様
にしてポリメチルシルセスキオキサン微粒子を得た。得
られた粒子の形状、平均粒子径および標準偏差を第２表
に示した。これらの標準偏差は実施例１１〜１４に比し
て大きなものであつた。
【００６４】［実施例１５〜１７］第２工程において添
加するアンモニア水の量を表３のようにした以外は実施
例１と同様にしてポリメチルシルセスキオキサン微粒子
を得た。得られた粒子の形状、平均粒子径および標準偏
差を表３に示した。
加するアンモニア水の量を表３のようにした以外は実施
例１と同様にしてポリメチルシルセスキオキサン微粒子
を得た。得られた粒子の形状、平均粒子径および標準偏
差を表３に示した。
【００６５】
【表３】 これらの実施例は、酸の種類による影響を検討したもの
であるが、酸の種類は影響がないことがわかる。
であるが、酸の種類は影響がないことがわかる。
【００６６】［実験例４〜８］第１工程において添加す
るメチルトリメトキシシランの量を表４のようにし、第
２工程において添加するアンモニア水の量を１５０部に
した以外は実施例１と同様にしてポリメチルシルセスキ
オキサン微粒子を得た。得られた粒子の形状、平均粒子
径および標準偏差を第４表に示した。これらの標準偏差
は実施例に示された同様の粒子径を持つ粒子に比して大
きいものであった。
るメチルトリメトキシシランの量を表４のようにし、第
２工程において添加するアンモニア水の量を１５０部に
した以外は実施例１と同様にしてポリメチルシルセスキ
オキサン微粒子を得た。得られた粒子の形状、平均粒子
径および標準偏差を第４表に示した。これらの標準偏差
は実施例に示された同様の粒子径を持つ粒子に比して大
きいものであった。
【００６７】
【表４】 これらの実験例は、第二工程での水による稀釈の有無
（第一工程での理論樹脂分）および理論樹脂濃度の影響
を比較したものであるが、稀釈による影響はなく、理論
樹脂濃度が標準偏差に影響していることがわかる。
（第一工程での理論樹脂分）および理論樹脂濃度の影響
を比較したものであるが、稀釈による影響はなく、理論
樹脂濃度が標準偏差に影響していることがわかる。
【００６８】
Claims (5)
- 【請求項１】 （Ａ）一般式： ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＲ）3 ……（Ｉ） （式中、Ｒは置換または非置換のアルキル基を表す）で
表されるメチルトリアルコキシシランを、２〜６００μ
Ｓ／ｃｍの電気伝導度に調整した酸性水中で加水分解し
て、 一般式： ＣＨ3 Ｓｉ（ＯＨ）3 ……（II） で表されるメチルシラントリオールおよび／またはその
部分縮合物の水／アルコール溶液を得る工程と、 （Ｂ）前記メチルシラントリオールおよび／またはその
部分縮合物の水／アルコール溶液に、アルカリ性水溶液
を添加、混合し、この混合溶液を静置状態において、前
記メチルシラントリオールおよび／またはその部分縮合
物を重縮合反応させ、球状ポリメチルシルセスキオキサ
ン微粒子を形成させる工程とを含むことを特徴とする球
状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子の製造方法。 - 【請求項２】 前記（Ａ）の工程において、 メチルトリアルコキシシランを加水分解するときに使用
する水の量を、メチルトリアルコキシシラン１モルに対
して１〜５０モルの範囲とし、この水に酸性触媒を加え
て、２〜６００μＳ／ｃｍの電気伝導度に調整した酸性
水中で前記メチルトリアルコキシシランの加水分解を行
わせることを特徴とする請求項１に記載の球状ポリメチ
ルシルセスキオキサン微粒子の製造方法。 - 【請求項３】 前記（Ｂ）の工程において、理論樹脂濃
度が７．６％以下で加水分解を行わせることを特徴とす
る請求項１又は２記載の球状ポリメチルシルセスキオキ
サン微粒子の製造方法。 - 【請求項４】 加水分解に使用する酸性にされる前の水
が電気伝導度２μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水であるこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の球
状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子の製造方法。 - 【請求項５】 加水分解反応が、１０〜６０℃の範囲の
温度で、１〜６時間を要して行われることを特徴とする
請求項１乃至３のいずれか１項記載の球状ポリメチルシ
ルセスキオキサン微粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36310198A JP3970449B2 (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 球状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36310198A JP3970449B2 (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 球状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000186148A true JP2000186148A (ja) | 2000-07-04 |
| JP3970449B2 JP3970449B2 (ja) | 2007-09-05 |
Family
ID=18478509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36310198A Expired - Lifetime JP3970449B2 (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 球状ポリメチルシルセスキオキサン微粒子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3970449B2 (ja) |
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