JP2003192939A - Resin-coated fine particle, method for producing the same and spacer for liquid crystal display device - Google Patents

Resin-coated fine particle, method for producing the same and spacer for liquid crystal display device

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JP2003192939A
JP2003192939A JP2001397625A JP2001397625A JP2003192939A JP 2003192939 A JP2003192939 A JP 2003192939A JP 2001397625 A JP2001397625 A JP 2001397625A JP 2001397625 A JP2001397625 A JP 2001397625A JP 2003192939 A JP2003192939 A JP 2003192939A
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fine particles
resin
coated
coating
polymer
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JP2001397625A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Fujino
賢一 藤野
Junji Kawashima
淳二 川島
Saori Kato
さおり 加藤
Toku Ishii
徳 石井
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Ube Exsymo Co Ltd
Original Assignee
Ube Nitto Kasei Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin projection-coated fine particle which is suitable as a spacer particle for a liquid crystal display device, and has good properties in melt adhesion, solvent resistance, liquid crystal resistance and dispersion stability in a dispersing solvent. <P>SOLUTION: The resin projection-coated fine particle comprises a core fine particle and a monolayer or multilayer thermoplastic resin film formed on the surface, wherein the thermoplastic resin film is a film formed by precipitation polymerization, has projections on the surface and may be coated with a polymer having a siloxane bond on the surface. The method produces the resin projection-coated fine particle. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂被覆微粒子、
その製造方法および液晶表示装置用スペーサに関する。
さらに詳しくは、本発明は、液晶表示装置の液晶の厚み
を制御するスペーサ粒子などとして好適な樹脂被覆微粒
子、このものを効率よく製造する方法、および該樹脂被
覆微粒子からなる液晶表示装置用スペーサに関するもの
である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to resin-coated fine particles,
The present invention relates to a manufacturing method thereof and a spacer for a liquid crystal display device.
More specifically, the present invention relates to resin-coated fine particles suitable as spacer particles for controlling the thickness of liquid crystal of a liquid crystal display device, a method for efficiently producing the same, and a spacer for a liquid crystal display device comprising the resin-coated fine particles. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置はフラットパネルディスプ
レイの代表的なものであり、その低消費電力性および低
電圧駆動性から電子式卓上計算機、テレビ、コンピュー
タ、ワードプロセッサ等、種々の機器の表示装置として
広く利用されている。この液晶表示装置の表示パネル
は、例えば、透明電極や配向膜等の所定の部材が設けら
れた2枚の透明基板を所定の間隔に保ちつつシール材で
貼り合わせて液晶セルを形成し、この液晶セル内に液晶
を封入することで形成される。このとき、2枚の透明基
板のうちの一方の基板の所定面(液晶セルの内壁になる
面)には、例えば湿式散布やドライ散布などにより、2
枚の透明基板の間隔(セルギャップ)を所定の値に保っ
て所望厚の液晶層を形成するためのスペーサが予め分散
配置される。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices are typical of flat panel displays, and because of their low power consumption and low voltage drivability, they are used as display devices for various devices such as electronic desk calculators, televisions, computers and word processors. Widely used. In the display panel of this liquid crystal display device, for example, two transparent substrates provided with a predetermined member such as a transparent electrode or an alignment film are attached with a sealing material while keeping a predetermined gap to form a liquid crystal cell. It is formed by enclosing a liquid crystal in a liquid crystal cell. At this time, the predetermined surface (the surface which becomes the inner wall of the liquid crystal cell) of one of the two transparent substrates is, for example, wet-sprayed or dry-sprayed to
Spacers for forming a liquid crystal layer of a desired thickness are dispersed and arranged in advance while keeping the distance (cell gap) between the transparent substrates to a predetermined value.

【0003】表示特性が良好な液晶表示装置を得るため
には、スペーサからの溶出成分により液晶が悪影響を被
らないようにする必要がある他、液晶セルを構成する2
枚の透明基板の間隔に局所的なバラツキが生じないよう
にする必要がある。
In order to obtain a liquid crystal display device having good display characteristics, it is necessary to prevent the liquid crystal from being adversely affected by the elution component from the spacer, and to configure a liquid crystal cell.
It is necessary to prevent local variations in the distance between the transparent substrates.

【0004】このような要件を満たし得るスペーサ材料
としては、シリコンアルコキシドを加水分解・重縮合さ
せてシード粒子を形成した後、このシード粒子を所定の
方法で成長させることで得たシリカ微粒子がある。この
シリカ微粒子は純度が高いため、液晶と接しても溶出成
分により液晶に悪影響を及ぼすことが少ない。また、個
々のシリカ微粒子の粒径精度が高く、かつ、同一条件で
製造したシリカ微粒子についての粒径の変動係数(CV
値)が低いため、スペーサとして用いた場合には2枚の
透明基板の間隔を実質的に均一に保つことが可能であ
る。しかしながら従来のシリカ微粒子製スペーサにおい
ては、液晶セルに液晶を注入する過程でシリカ微粒子の
一部が移動してしまい、この移動のときに配向膜が損傷
を受けて配向斑が生じることがある。また、液晶の注入
時に液晶セル周囲に付着した液晶は一般に超音波洗浄に
より除去されるが、この超音波洗浄のときにシリカ微粒
子の一部に移動が起こり、この移動により配向膜が損傷
を受けて配向斑が生じることがある。従って、表示特性
の高い液晶表示装置を高い生産性の下に製造するために
は、液晶セルの形成後に行われる液晶注入や超音波洗浄
のときにスペーサの移動が実質的に起こらないようにす
る必要がある。
As a spacer material which can meet such requirements, there are silica fine particles obtained by hydrolyzing and polycondensing silicon alkoxide to form seed particles and then growing the seed particles by a predetermined method. . Since the silica fine particles have a high purity, even if the silica fine particles come into contact with the liquid crystal, the elution component hardly affects the liquid crystal. Moreover, the particle size variation accuracy (CV) of the individual silica fine particles is high and the particle size of the silica fine particles manufactured under the same conditions is high.
Since the value) is low, it is possible to keep the distance between the two transparent substrates substantially uniform when used as a spacer. However, in the conventional silica fine particle spacer, some of the silica fine particles move during the process of injecting the liquid crystal into the liquid crystal cell, and during this movement, the alignment film may be damaged to cause alignment unevenness. Further, the liquid crystal attached around the liquid crystal cell at the time of injecting the liquid crystal is generally removed by ultrasonic cleaning. However, during this ultrasonic cleaning, some of the silica fine particles move, and this movement damages the alignment film. Uneven alignment may occur. Therefore, in order to manufacture a liquid crystal display device having high display characteristics with high productivity, it is necessary to prevent the spacers from substantially moving during liquid crystal injection or ultrasonic cleaning performed after the liquid crystal cell is formed. There is a need.

【0005】特に近年LCDの大画面、高精細表示、視
野角の拡大を可能とする強誘電液晶材料が使用されつつ
ある。この液晶は、従来のTN液晶と比較して流動性が
低く、液晶セル形成後の液晶注入に時間がかかるため、
超音波などの物理的な力で注入を促進することになる。
しかしながら、注入の際にスペーサと配向膜との固定
(接着性)が弱いと、注入されてくる液晶に圧されてス
ペーサが移動してしまい、均一な厚さの液晶セルが作製
できなくなるという問題点がある。
In particular, in recent years, a ferroelectric liquid crystal material which enables a large screen of LCD, a high-definition display, and a wide viewing angle is being used. This liquid crystal has lower fluidity than the conventional TN liquid crystal, and it takes time to inject the liquid crystal after the liquid crystal cell is formed.
The physical force such as ultrasonic waves will accelerate the injection.
However, if the fixing (adhesion) between the spacer and the alignment film is weak during the injection, the spacer will move due to the pressure of the injected liquid crystal, making it impossible to produce a liquid crystal cell with a uniform thickness. There is a point.

【0006】液晶セルの形成後に実質的に移動が起こら
ないスペーサとしては、シリカ微粒子の表面を市販の合
成樹脂粉末で被覆したものがある。具体的には、シリカ
微粒子の表面に静電気力によって市販の合成樹脂粉末を
吸着させた後、これに衝撃力を加え、その際に発生する
熱により前記合成樹脂の一部を融解させて合成樹脂粉末
同士を接合させると共に合成樹脂粉末をシリカ微粒子に
固定させてなるものが知られている(特開昭63−94
224号公報)。このスペーサでは、シリカ微粒子を被
覆している合成樹脂粉末は2枚の透明基板をシール材で
貼り合わせて液晶セルを形成する際に加えられる熱によ
り溶融する。このためスペーサは各透明基板に固着し、
結果として、液晶セル形成後にはスペーサの移動が実質
的に起こらなくなるというものである。しかしながら、
シリカ微粒子の表面を市販の合成樹脂粉末で被覆してな
る、このスペーサは、合成樹脂粉末とシリカ微粒子との
結合力が十分でないため、シリカ微粒子表面に付着した
樹脂層が剥離しやすく、また、剥離した樹脂層が液晶物
質を損傷する恐れがある。
As a spacer that does not substantially move after the liquid crystal cell is formed, there is a silica fine particle whose surface is coated with a commercially available synthetic resin powder. Specifically, after a commercially available synthetic resin powder is adsorbed on the surface of the silica fine particles by an electrostatic force, an impact force is applied to the powder, and a part of the synthetic resin is melted by the heat generated at that time to synthesize the synthetic resin powder. It is known that the powder is bonded to each other and the synthetic resin powder is fixed to silica fine particles (JP-A-63-94).
224). In this spacer, the synthetic resin powder coating the silica fine particles is melted by the heat applied when the two transparent substrates are bonded together with the sealing material to form the liquid crystal cell. Therefore, the spacer is fixed to each transparent substrate,
As a result, the spacer does not substantially move after the liquid crystal cell is formed. However,
The surface of the silica fine particles is coated with a commercially available synthetic resin powder, this spacer, because the binding force between the synthetic resin powder and the silica fine particles is not sufficient, the resin layer attached to the silica fine particle surface is easily peeled, The peeled resin layer may damage the liquid crystal substance.

【0007】また、特開平1−294702号(特公平
6−96605号)公報には、核物質を所定の溶液中に
溶解ないし分散させた後に当該分散系に水酸化物と強酸
を投入し、これにより核物質を中心としてモノマー、重
合開始剤等の油溶性物質からなる油滴を形成し、この油
滴中のモノマーを選択的に重合させることで粒度分布が
単分散の重合体粒子を製造する方法が開示されている。
そして、この公報にはシリカ微粒子を核物質として用い
て製造した重合体微粒子が開示されており、この重合体
粒子を液晶表示装置用のスペーサとして用いた場合に
は、同公報に開示されていない効果ではあるが、液晶セ
ル形成後に移動を起しにくいものと推察される。しかし
ながら、この公報に記載の方法では、生成する微粒子の
粒度分布にかなりの幅があり、液晶表示装置用のスペー
サに要求される粒度分布の単分散性(CV値3%以下)
を満たすものは得られない。前記単分散性を満たすもの
を得るためには、製造後にふるい等の手段による分級操
作が必要になる。
Further, in JP-A-1-294702 (Japanese Patent Publication No. 6-96605), a nuclear material is dissolved or dispersed in a predetermined solution, and then a hydroxide and a strong acid are added to the dispersion system. This forms oil droplets consisting of oil-soluble substances such as monomers and polymerization initiators centering on the core substance, and selectively polymerizes the monomers in these oil droplets to produce polymer particles with a monodispersed particle size distribution. A method of doing so is disclosed.
Then, this publication discloses polymer particles produced by using silica particles as a nuclear material, and when the polymer particles are used as a spacer for a liquid crystal display device, it is not disclosed in the publication. Although effective, it is presumed that the liquid crystal cell does not easily move after being formed. However, in the method described in this publication, the particle size distribution of the fine particles to be produced has a considerable range, and the monodispersity of the particle size distribution required for the spacer for a liquid crystal display device (CV value of 3% or less).
You can't get what you meet. In order to obtain the one which satisfies the monodispersibility, it is necessary to carry out a classification operation by means such as a sieve after the production.

【0008】また、シリカ微粒子を核物質として用いた
場合、被覆前のシリカ微粒子の平均粒径は0.02μm
であるが、被覆を施すことにより、最終的に平均粒径が
10.3μmまで大きくなってしまい、被覆厚さを制御
することができないという欠点がある。被覆厚さをスペ
ーサとして好適な0.05〜1μm程度とするには、モ
ノマー濃度を低くする必要があるが、モノマー濃度を低
くすると、シリカ微粒子表面の重合性官能基が少ないた
め、均一な被覆を施すことができなくなる。
When silica fine particles are used as the nuclear material, the average particle diameter of the silica fine particles before coating is 0.02 μm.
However, when the coating is applied, the average particle diameter finally increases to 10.3 μm, and there is a drawback that the coating thickness cannot be controlled. It is necessary to lower the monomer concentration in order to obtain a coating thickness of about 0.05 to 1 μm, which is suitable for spacers. Cannot be applied.

【0009】さらに、特開平5−232480号公報に
は、所定の活性水素を有する架橋重合体粒子の表面にS
i−H基を導入し、このSi−H基をグリシジル基に変
換し、さらにこのグリシジル基をビニル基に変換した
後、ビニル基を導入した当該架橋重合体粒子の表面にグ
ラフト重合法により、熱可塑性樹脂製の付着層を形成し
てなる液晶スペーサが開示されている。この公報に開示
されている液晶スペーサでは、付着層とその基材である
架橋重合体粒子とが、共有結合により結合されているの
で付着層の剥離が起こりにくく、かつ、付着層は加熱に
より軟化して配向基板に対して付着性を示す。このた
め、当該液晶スペーサは液晶セル形成後に移動を起しに
くいものと推察される。
Further, in JP-A-5-232480, S is formed on the surface of crosslinked polymer particles having a predetermined active hydrogen.
By introducing an i-H group, converting this Si-H group into a glycidyl group, and further converting this glycidyl group into a vinyl group, a graft polymerization method is applied to the surface of the crosslinked polymer particles into which a vinyl group has been introduced. A liquid crystal spacer formed by forming an adhesive layer made of a thermoplastic resin is disclosed. In the liquid crystal spacer disclosed in this publication, the adhesive layer and the cross-linked polymer particles that are the base material thereof are bonded by a covalent bond, so that peeling of the adhesive layer does not easily occur, and the adhesive layer is softened by heating. And exhibits adhesion to the alignment substrate. Therefore, it is presumed that the liquid crystal spacer does not easily move after the liquid crystal cell is formed.

【0010】しかしながら、この公報に記載の方法で
は、分散安定剤を用いておらず、製造過程において樹脂
被覆粒子同士が凝集しやすく、表面に均一な樹脂被膜を
有する単分散の樹脂被覆粒子を製造することは困難であ
る。LCD用スペーサは、特に、セルギャップ精度が要
求され、凝集した粒子では、セルギャップを一定間隔に
保つというスペーサとしての役割を十分に果たすことが
できない。さらに、架橋重合体粒子表面にビニル基を導
入するまでの工程が複雑であり、製造コストが高くなっ
てしまう問題点がある。また、この公報記載の方法で得
られた樹脂被覆粒子は、本発明者らの研究によると、配
向基板に付着させる際、一般に点接触で付着するため、
例えば該基板が垂直に配置される場合には、基板から脱
離しやすい、すなわち法面付着性に劣るという問題も有
している。
However, in the method described in this publication, a dispersion stabilizer is not used, and resin-coated particles are easily aggregated in the production process, and monodisperse resin-coated particles having a uniform resin coating on the surface are produced. Is difficult to do. Particularly, the LCD spacer is required to have a high cell gap accuracy, and the aggregated particles cannot sufficiently fulfill the role of the spacer for keeping the cell gap at a constant interval. Further, there is a problem in that the process for introducing the vinyl group on the surface of the crosslinked polymer particles is complicated and the manufacturing cost becomes high. Further, the resin-coated particles obtained by the method described in this publication, according to the study of the present inventors, when attached to the alignment substrate, because generally attached by point contact,
For example, when the substrate is arranged vertically, it also has a problem that it is easily detached from the substrate, that is, the surface adhesion is poor.

【0011】ところで、最近、液晶表示装置分野におい
ては、フィルム液晶など、液晶の部材に有機物が多く用
いられるようになり、それに伴って、液晶表示装置の製
造プロセスにおける熱処理の低温化が求められるように
なってきた。したがって、スペーサ粒子についても、よ
り低温での固着が必要となってきた。固着成分として、
一般に熱可塑性樹脂が用いられるが、より低温で溶融固
着させようとすると分子量を低下させたり、軟化温度の
低い樹脂を使用する必要がある。しかしながら、このよ
うな樹脂は一般に有機溶媒や液晶に対する耐久性に劣る
という欠点がある。このため、湿式散布などにおいて、
分散溶媒中に、このような樹脂を被覆した粒子を長時間
浸漬しておくと粒子同士の凝集が発生するので、粒子分
散液を短時間で使用しなければならなかったり、散布溶
媒の組成が限定されるなどの問題があった。
By the way, recently, in the field of liquid crystal display devices, a lot of organic substances are used for liquid crystal members such as film liquid crystal, and accordingly, it is required to lower the temperature of heat treatment in the manufacturing process of the liquid crystal display device. Has become. Therefore, the spacer particles also need to be fixed at a lower temperature. As a fixed component,
Generally, a thermoplastic resin is used, but when it is attempted to melt and fix at a lower temperature, it is necessary to lower the molecular weight or use a resin having a low softening temperature. However, such resins generally have a drawback that they have poor durability against organic solvents and liquid crystals. Therefore, in wet spraying,
When the particles coated with such a resin are immersed in the dispersion solvent for a long time, the particles are aggregated with each other.Therefore, the particle dispersion must be used in a short time, or the composition of the dispersion solvent is There were problems such as being limited.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、(i) 全体として硬度、強度が高く、液晶表示
装置用スペーサとして用いたときに、セルギャップを所
定の間隔に保つというスペーサとしての機能を長期間に
亘って果たすことができる、(ii) 超音波振動により散
布液(アルコール水溶液)に分散させた場合でも樹脂突
起被膜の剥離が実質的に起こらない、 (iii) 液晶表示
装置用の配向基板に対して良好な付着性を有し、法面付
着性も良好であるとともに、液晶自体だけでなく液晶の
配向にも悪影響を及ぼすことが実質的にない等の利点を
有する樹脂突起被覆微粒子、さらにはこれらの性質を充
分に満足すると共に、低温で溶融固着する上、散布溶媒
及び液晶に対する耐久性に優れ、かつ分散溶媒中に長時
間分散させておいても凝集しにくく、良好な分散安定性
を有し、液晶表示装置用スペーサとして好適な樹脂突起
被覆微粒子を提供することを目的とするものである。
Under such circumstances, the present invention (i) has a high hardness and strength as a whole and maintains a cell gap at a predetermined interval when used as a spacer for a liquid crystal display device. The function as a spacer can be achieved over a long period of time. (Ii) Peeling of the resin projection coating does not substantially occur even when dispersed in a spray liquid (alcohol aqueous solution) by ultrasonic vibration, (iii) It has good adhesion to the alignment substrate for liquid crystal display devices, good slope adhesion, and has practically no adverse effect not only on the liquid crystal itself but also on the liquid crystal alignment. The resin projection-coated fine particles having, and further satisfying these properties, melted and fixed at a low temperature, excellent in durability against a spray solvent and liquid crystal, and aggregated even after being dispersed in a dispersion solvent for a long time. It is an object of the present invention to provide resin protrusion-coated fine particles that are difficult to do and have good dispersion stability and that are suitable as spacers for liquid crystal display devices.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の優
れた機能を有する樹脂突起被覆微粒子を開発すべく鋭意
研究を重ねた結果、コア微粒子表面に、析出重合により
形成され、かつ表面に突起を有する単層または複層構造
の熱可塑性樹脂突起被膜を有する樹脂突起被覆微粒子、
さらには、上記熱可塑性樹脂突起被膜を、シロキサン結
合を有する重合体で被覆してなる樹脂突起被覆微粒子が
その目的に適合し得ること、そして、この樹脂突起被覆
微粒子は、シリカ微粒子の表面処理工程、単官能ビニル
系モノマーを析出重合し、表面処理されたシリカ微粒子
の表面上に析出および成長させて、ビニル系重合体突起
被膜を形成する工程、さらに場合により、ビニル系重合
体突起被膜の上にカップリング剤重合体からなる被覆層
を形成する工程および加水分解処理工程を順次施すこと
により、効率よく得られることを見出し、この知見に基
づいて本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to develop resin projection coated fine particles having the above-mentioned excellent function, and as a result, formed on the surface of core fine particles by precipitation polymerization and Resin projection coated fine particles having a thermoplastic resin projection coating of a single-layer or multilayer structure having projections on the
Furthermore, the resin protrusion-coated fine particles obtained by coating the thermoplastic resin protrusion-coated film with a polymer having a siloxane bond may be suitable for the purpose, and the resin protrusion-coated fine particles may be a surface treatment step of silica fine particles. A step of depositing and polymerizing a monofunctional vinyl-based monomer to deposit and grow on the surface-treated silica fine particles to form a vinyl-based polymer protrusion coating, and, if necessary, on the vinyl-based polymer protrusion coating. Based on this finding, the present invention has been completed based on the finding that it can be efficiently obtained by sequentially performing a step of forming a coating layer made of a coupling agent polymer and a hydrolysis treatment step.

【0014】すなわち、本発明は、(1)コア微粒子
と、その表面に形成された単層または複層構造の熱可塑
性樹脂被膜とを有し、かつ該熱可塑性樹脂被膜が、析出
重合により形成された被膜であり、表面に突起を有する
ことを特徴とする樹脂突起被覆微粒子、(2)樹脂突起
被覆スペーサが平均粒径1〜17μmで、かつ粒度分布
の変動係数(CV値)が3.0%以下である上記(1)
項に記載の樹脂突起被覆粒子(3)熱可塑性樹脂突起被
膜が、さらにシロキサン結合を有する重合体で被覆され
てなる上記(1)または(2)項に記載の樹脂突起被覆
微粒子、(4)コア微粒子が、焼成シリカ微粒子である
上記(1)、(2)または(3)項に記載の樹脂突起被
覆微粒子、
That is, the present invention has (1) a core fine particle and a thermoplastic resin coating having a single-layer or multi-layer structure formed on the surface thereof, and the thermoplastic resin coating is formed by precipitation polymerization. 2. The resin projection-coated fine particles characterized by having projections on the surface, (2) the resin projection-coated spacers have an average particle diameter of 1 to 17 μm, and the coefficient of variation of particle size distribution (CV value) is 3. Above 0% (1)
(3) The resin protrusion-coated particles according to item (3), wherein the thermoplastic resin protrusion-coated film is further coated with a polymer having a siloxane bond, and the resin protrusion-coated particles according to item (4), (4). The resin projection-coated fine particles according to the above item (1), (2) or (3), wherein the core fine particles are calcined silica fine particles.

【0015】(5)熱可塑性樹脂突起被膜がポリスチレ
ン樹脂被膜である上記(1)ないし(4)項のいずれか
1項に記載の樹脂突起被覆微粒子、(6)シリカ微粒子
をカップリング剤で表面処理する工程(A)、単官能ビ
ニル系モノマーを析出重合し、表面処理されたシリカ微
粒子の表面上に析出および成長させてビニル系重合体突
起被膜を形成する工程(B)、さらに場合により、ビニ
ル系シランカップリング剤を重合させて、シリカ微粒子
の表面に形成されたビニル系重合体突起被膜上にカップ
リング剤重合体からなる被覆層を形成する工程(C)、
およびビニル系重合体突起被膜上に形成されたカップリ
ング剤重合体からなる被覆層を加水分解処理して、シロ
キサン結合を有する重合体からなる被覆層とする工程
(D)を順次施すことを特徴とする上記(1)ないし
(5)項のいずれか1項に記載の樹脂突起被覆微粒子の
製造方法、
(5) The resin projection-coated fine particles according to any one of the above (1) to (4), wherein the thermoplastic resin projection coating is a polystyrene resin coating, and (6) silica fine particles are surface-coated with a coupling agent. A step (A) of treating, a step (B) of depositing and polymerizing a monofunctional vinyl-based monomer to deposit and grow on the surface of the surface-treated silica fine particles to form a vinyl-based polymer projection coating, and optionally, A step of polymerizing a vinyl-based silane coupling agent to form a coating layer made of a coupling-agent polymer on the vinyl-based polymer protrusion coating formed on the surface of silica fine particles (C),
And the step (D) of sequentially subjecting the coating layer made of the coupling agent polymer formed on the vinyl polymer protrusion coating film to hydrolysis to give a coating layer made of a polymer having a siloxane bond. A method for producing resin protrusion-coated fine particles according to any one of the above items (1) to (5),

【0016】(7)工程(A)において、カップリング
剤を、全溶液中の濃度が0.20〜2.0重量%になる
割合で用い、表面処理する上記(6)項に記載の方法、
(8)工程(B)において、単官能ビニル系モノマーの
析出重合を、極性溶媒中にて分散安定剤、ラジカル重合
開始剤および連鎖移動剤の存在下で行う上記(6)また
は(7)項に記載の方法、(9)工程(B)を1回また
は2回以上施し、単層構造または複層構造からなるビニ
ル系重合体被膜を形成させる上記(6)ないし(8)項
のいずれか1項に記載の方法、および(10)上記
(1)ないし(5)項のいずれか1項に記載の樹脂突起
被覆微粒子からなる液晶表示装置用スペーサ、を提供す
るものである。
(7) In the step (A), the coupling agent is used in a proportion such that the concentration in the total solution is 0.20 to 2.0% by weight, and the surface treatment is carried out. ,
(8) In the step (B), the precipitation polymerization of the monofunctional vinyl-based monomer is carried out in a polar solvent in the presence of a dispersion stabilizer, a radical polymerization initiator and a chain transfer agent, (6) or (7) above. Any one of the above (6) to (8), wherein the step (B) of step (9) is performed once or twice or more to form a vinyl polymer coating having a single-layer structure or a multi-layer structure. A method according to item 1 and (10) a spacer for a liquid crystal display device comprising the resin projection-coated fine particles according to any one of items (1) to (5) above.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の樹脂被覆微粒子は、コア
微粒子と、その表面に形成された熱可塑性樹脂突起被膜
またはシロキサン結合を有する重合体で被覆されてなる
熱可塑性樹脂突起被膜から構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The resin-coated fine particles of the present invention are composed of core fine particles and a thermoplastic resin projection coating formed on the surface thereof or a thermoplastic resin projection coating coated with a polymer having a siloxane bond. ing.

【0018】本発明の樹脂被覆微粒子において、コア微
粒子は、コア部分を形成する母材であって、シリカ微粒
子を用いることができ、このシリカ微粒子は、いわゆる
ゾルゲル法によりシリコンアルコキシドを加水分解およ
び重縮合反応して得られる生シリカ微粒子であってもよ
いし、これを焼成してなる焼成シリカ微粒子であっても
よいが、特に焼成シリカ微粒子が好ましい。この生シリ
カ微粒子および焼成シリカ微粒子の製法、性質などは、
後述する本発明の樹脂突起被覆微粒子の製造方法におい
て詳しく説明する。
In the resin-coated fine particles of the present invention, the core fine particles are a base material for forming the core portion, and silica fine particles can be used. The silica fine particles are hydrolyzed and deuterated by a so-called sol-gel method. Raw silica fine particles obtained by a condensation reaction may be used, or fired silica fine particles obtained by firing this may be used, but fired silica fine particles are particularly preferable. The production method and properties of these raw silica particles and calcined silica particles are as follows.
The method for producing resin protrusion-coated fine particles of the present invention described below will be described in detail.

【0019】本発明の樹脂被覆微粒子において、前記コ
ア微粒子の表面に形成される熱可塑性樹脂突起被膜は、
単層構造および複層構造のいずれであってもよく、ま
た、カップリング剤を介して、該コア微粒子表面に突起
形成されていてもよい。
In the resin-coated fine particles of the present invention, the thermoplastic resin projection coating formed on the surface of the core fine particles is
It may have either a single-layer structure or a multi-layer structure, and may have protrusions formed on the surface of the core fine particles through a coupling agent.

【0020】前記カップリング剤としてはシラン系カッ
プリング剤が好ましく、その例としては、ビニルトリメ
トキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ
ス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキ
シプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラ
ン、ビニルトリス(β−メトキシ)シラン、N−β−
(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β
−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメト
キシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)
−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメ
トキシシランなどが挙げられる。これらは1種を単独で
用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The coupling agent is preferably a silane coupling agent, examples of which include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxy) silane, N-β-
(N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β
-(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl)
-Γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-
Examples thereof include aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

【0021】本発明の樹脂被覆微粒子においては、前記
熱可塑性樹脂被膜は、析出重合により形成され、かつ表
面に突起を有していることを特徴とするものである。こ
こで、析出重合とは、単量体は溶解するが、それから得
られた重合体は実質上溶解しない溶媒中で、該単量体を
重合し、重合体を析出させる重合法である。
The resin-coated fine particles of the present invention are characterized in that the thermoplastic resin film is formed by precipitation polymerization and has projections on the surface. Here, the precipitation polymerization is a polymerization method in which the monomer is polymerized in a solvent in which the monomer is dissolved but the polymer obtained therefrom is not substantially dissolved to precipitate the polymer.

【0022】前記熱可塑性樹脂突起被膜の形成には、原
料モノマーとして、単官能ビニル系モノマーを用いるこ
とができる。この単官能ビニル系モノマーには、多官能
ビニル系モノマーを実質上架橋が起こらない範囲、例え
ば全モノマーに対して0.5モル%未満の量で加えてな
るモノマー混合物であってもよい。
In forming the thermoplastic resin projection coating, a monofunctional vinyl monomer can be used as a raw material monomer. The monofunctional vinyl-based monomer may be a monomer mixture obtained by adding a polyfunctional vinyl-based monomer in a range in which crosslinking does not substantially occur, for example, in an amount of less than 0.5 mol% based on all monomers.

【0023】該熱可塑性樹脂突起被膜が複層構造を有す
る場合、複数の層は、同一種類の重合体からなっていて
もよいし、異なる種類の重合体からなっていてもよい。
また、同一種類の重合体からなっている場合において
も、その重合体の原料である単官能ビニル系のモノマー
の組成は異なっていてもよい。この熱可塑性樹脂突起被
膜としては、特にポリスチレン樹脂被膜が好適である。
When the thermoplastic resin projection coating has a multilayer structure, the plurality of layers may be made of the same kind of polymer or different kinds of polymers.
Further, even when the same type of polymer is used, the composition of the monofunctional vinyl-based monomer, which is a raw material of the polymer, may be different. A polystyrene resin coating is particularly suitable as the thermoplastic resin projection coating.

【0024】また、前記熱可塑性樹脂突起被膜の表面に
有する突起は、析出重合により、該被膜表面に連続的に
形成され、通常母粒子径の1/70〜1/5の径を有し
ている。なお、突起径の母粒子径に対する比率は、熱可
塑性樹脂突起被覆微粒子約100個について走査型電子
顕微鏡(SEM)観察および粒径測定を行い、突起径を
平均粒径で除すことにより、求めた値である。本発明の
樹脂被覆微粒子においては、前記の表面に突起を有する
熱可塑性樹脂突起被膜を、所望により、シロキサン結合
を有する重合体で被覆することができる。
The projections on the surface of the thermoplastic resin projection coating are continuously formed on the surface of the coating by precipitation polymerization, and usually have a diameter of 1/70 to 1/5 of the mother particle diameter. There is. The ratio of the protrusion diameter to the mother particle diameter is obtained by observing about 100 thermoplastic resin protrusion-coated fine particles with a scanning electron microscope (SEM) and measuring the particle diameter, and dividing the protrusion diameter by the average particle diameter. It is a value. In the resin-coated fine particles of the present invention, the thermoplastic resin projection coating having projections on the surface can be coated with a polymer having a siloxane bond, if desired.

【0025】このシロキサン結合を有する重合体からな
る被覆層は、後述する本発明の樹脂突起被覆微粒子の製
造方法において説明するように、次のようにして形成す
ることができる。まずビニル系シランカップリング剤を
ラジカル重合させて、ビニル系重合体被膜の上にカップ
リング剤重合体からなる被覆層を形成したのち、加水分
解処理することにより、ビニル系シランカップリング剤
重合体中の例えばアルコキシル基部分などが加水分解−
縮合され、ビニル系重合体突起被膜上に網目状のシロキ
サン結合を有する重合体からなる被覆層が形成される。
The coating layer made of the polymer having a siloxane bond can be formed as follows, as will be described in the method for producing resin projection coated fine particles of the present invention described later. First, a vinyl silane coupling agent is radically polymerized to form a coating layer of the coupling agent polymer on the vinyl polymer coating, and then a hydrolysis treatment is performed to obtain a vinyl silane coupling agent polymer. For example, the alkoxyl group portion therein is hydrolyzed-
By condensation, a coating layer made of a polymer having a network-like siloxane bond is formed on the vinyl polymer protrusion coating film.

【0026】ビニル系シランカップリング剤のラジカル
重合の際には、ビニル系重合体突起被膜中の残存ビニル
基に該ビニル系シランカップリング剤がグラフトされ、
炭素−炭素結合が形成し、その結果、シロキサン結合を
有する重合体からなる被覆層とビニル系重合体突起被膜
との密着性が優れたものになるものと思われる。
During the radical polymerization of the vinyl-based silane coupling agent, the vinyl-based silane coupling agent is grafted onto the residual vinyl groups in the vinyl-based polymer projection coating.
It is considered that a carbon-carbon bond is formed, and as a result, the adhesiveness between the coating layer made of the polymer having a siloxane bond and the vinyl polymer protrusion coating film becomes excellent.

【0027】ここで用いられるビニル系シランカップリ
ング剤としては、ビニル基とシラン部分を有するもので
あればよく、特に制限はないが、前記のシリカ微粒子の
表面処理に用いられるシラン系カップリング剤の説明に
おいて例示したものの中のビニル基を有するものと同じ
ものを挙げることができる。
The vinyl-based silane coupling agent used here is not particularly limited as long as it has a vinyl group and a silane moiety, but the silane-based coupling agent used for the surface treatment of the silica fine particles is not particularly limited. The same as the one having a vinyl group among those exemplified in the description can be mentioned.

【0028】なお、シロキサン結合を有する重合体のポ
リマー鎖の長さおよびシロキサン結合の量は、加熱時の
熱可塑性樹脂突起被膜の溶融固着に影響を及ぼさない程
度にとどめるのがよい。
The length of the polymer chain of the polymer having a siloxane bond and the amount of the siloxane bond are preferably set so as not to affect the melt fixation of the thermoplastic resin projection coating during heating.

【0029】本発明の樹脂突起被覆微粒子は、下記の利
点を有する。 (i)コア微粒子としてシリカ微粒子を用いることによ
り、強度、硬度が高く、液晶表示装置用スペーサとして
用いた場合に、セルギャップを所定の間隔に保つという
スペーサとしての機能を長期間に亘って果たすことがで
きる。 (ii)シラン系カップリング剤で表面処理することによ
り、シリカ微粒子表面と樹脂突起被膜との密着性に優れ
ている。従って超音波振動により散布液(アルコール水
溶液)に分散させた場合でもシリカ微粒子からの樹脂突
起被膜の剥離が起こり難くなる。すなわち、前記樹脂突
起被膜は超音波処理に対して耐久性を有している。
The resin projection-coated fine particles of the present invention have the following advantages. (I) By using silica fine particles as the core fine particles, the strength and hardness are high, and when used as spacers for liquid crystal display devices, they function as spacers for keeping the cell gap at a predetermined interval for a long period of time. be able to. (Ii) By the surface treatment with a silane coupling agent, the adhesion between the silica fine particle surface and the resin projection coating is excellent. Therefore, even when dispersed in the spray liquid (alcohol aqueous solution) by ultrasonic vibration, the resin projection coating is unlikely to peel off from the silica fine particles. That is, the resin projection coating has durability against ultrasonic treatment.

【0030】(iii)シリカ微粒子表面に形成された樹
脂突起被膜は、母材のシリカ微粒子よりも硬度が低く適
度の弾力性、柔軟性および熱可塑性を有している。従っ
て、本発明の樹脂突起被覆微粒子を液晶表示用スペーサ
として用いた場合には、樹脂突起被膜が適度の加熱によ
り基板表面(配向膜表面)に面接触により固着する結
果、液晶セル形成後においても実質的に移動を起こさな
い上、法面付着性がよく、基板を垂直に配置した場合で
も、脱離することがない。また、粒子同士が合着または
凝集していないため、基板表面への散布作業性が向上す
るとともに、凝集した粒子が異物として作用することに
よる液晶表示不良の恐れを低減できる。さらに、樹脂突
起被膜からの成分溶出により液晶に悪影響を及ぼすこと
が実質的にないため、液晶の配向乱れによる表示不良は
実質的に起きない。
(Iii) The resin projection coating formed on the surface of the silica fine particles has lower hardness than the silica fine particles of the base material and has appropriate elasticity, flexibility and thermoplasticity. Therefore, when the resin protrusion-coated fine particles of the present invention are used as a spacer for liquid crystal display, the resin protrusion coating adheres to the substrate surface (alignment film surface) by surface contact due to appropriate heating, and as a result, even after liquid crystal cell formation. It does not substantially move, has good slope adhesion, and does not detach even when the substrate is placed vertically. Moreover, since the particles are not fused or aggregated, the spraying workability on the substrate surface is improved, and the risk of liquid crystal display failure due to the aggregated particles acting as foreign matter can be reduced. Further, since the components are not eluted from the resin protrusion coating film, there is substantially no adverse effect on the liquid crystal, so that the display failure due to the disordered alignment of the liquid crystal does not substantially occur.

【0031】(iv)液晶表示装置の製造プロセスにおい
て、スペーサ粒子をより低温で固着させるために、樹脂
突起被膜として、軟化点の低いビニル系重合体突起被膜
を用いても、その表面にシロキサン結合を有する重合体
からなる被覆層を形成することにより、分散溶媒や液晶
に対する耐久性が低下することがなく、また、分散溶媒
中に長時間分散させておいても凝集が生じにくい。
(Iv) In the manufacturing process of the liquid crystal display device, even if a vinyl polymer protrusion coating having a low softening point is used as the resin protrusion coating in order to fix the spacer particles at a lower temperature, a siloxane bond is formed on the surface thereof. By forming the coating layer made of the polymer having the above, the durability against the dispersion solvent or the liquid crystal is not deteriorated, and the aggregation is less likely to occur even when dispersed in the dispersion solvent for a long time.

【0032】次に、本発明の樹脂被覆微粒子の好ましい
数値条件について述べる。本発明の樹脂突起被覆微粒子
は、その平均粒径が0.6〜17μmであり、かつその
粒度分布の変動係数(CV値)が3.0%以下であるの
が好ましい。
Next, preferable numerical conditions for the resin-coated fine particles of the present invention will be described. The resin projection-coated fine particles of the present invention preferably have an average particle size of 0.6 to 17 μm and a coefficient of variation (CV value) of the particle size distribution of 3.0% or less.

【0033】樹脂突起被覆微粒子の平均粒径が上記範囲
内であれば、液晶表示装置用スペーサとして用いるのに
好適である。平均粒径の下限として0.6μmが好まし
い理由は、液晶表示装置のセルギャップの下限が概ね
0.6μmだからである。一方、平均粒径として17μ
m以下が好ましい理由は、以下のとおりである。平均粒
径の大きい樹脂突起被覆微粒子を得るためには母材であ
るコア微粒子(シリカ微粒子)としても平均粒径の大き
なものを使用する必要がある。しかし、粒径の大きいコ
ア微粒子は後述する本発明の方法により樹脂突起被覆微
粒子を得る際に溶液中で沈降して互いに合着し易く、合
着が生じた場合には所望の樹脂突起被覆微粒子を得るこ
とが困難になる。このため、母材として使用するコア微
粒子の平均粒径の上限に応じて本発明の樹脂突起被覆微
粒子の平均粒径の上限も規定され、その値は17μm程
度となる。
When the average particle diameter of the resin projection-coated fine particles is within the above range, it is suitable for use as a spacer for a liquid crystal display device. The reason why the lower limit of the average particle size is preferably 0.6 μm is that the lower limit of the cell gap of the liquid crystal display device is approximately 0.6 μm. On the other hand, the average particle size is 17μ
The reason why m or less is preferable is as follows. In order to obtain fine particles of resin protrusions having a large average particle diameter, it is necessary to use those having a large average particle diameter as core fine particles (silica fine particles) as a base material. However, the core fine particles having a large particle size are likely to settle in the solution and coalesce with each other when the resin projection-coated fine particles are obtained by the method of the present invention described later, and when coalescence occurs, the desired resin projection-coated fine particles Will be difficult to obtain. Therefore, the upper limit of the average particle size of the resin projection coated fine particles of the present invention is also defined according to the upper limit of the average particle size of the core fine particles used as the base material, and the value is about 17 μm.

【0034】本発明の樹脂突起被覆微粒子を液晶表示装
置用のスペーサとして利用する場合、その平均粒径は
1.0〜12μmであることが好ましく、特に1.2〜
10μmであることが好ましい。
When the resin projection-coated fine particles of the present invention are used as a spacer for a liquid crystal display device, the average particle size thereof is preferably 1.0 to 12 μm, and particularly 1.2 to
It is preferably 10 μm.

【0035】粒度分布の変動係数(以下、「CV値」と
いう。)が3.0%以下とは、液晶表示装置用スペーサ
としての機能を果たし得る程度の、いわゆる単分散性を
満たすことを意味する。CV値3.0%以下が好ましい
理由は、CV値が3.0%を超えると、液晶の駆動電圧
に変化をきたし、その結果コントラストの低下、表示色
の不均一を招くため、液晶表示装置用のスペーサとして
用いるには不適だからである。なお、CV値は次式によ
り算出される。 CV値(%)=(粒径の標準偏差)÷(平均粒径)×1
00
The coefficient of variation of the particle size distribution (hereinafter referred to as "CV value") of 3.0% or less means that the so-called monodispersity, which is sufficient to function as a spacer for a liquid crystal display device, is satisfied. To do. The reason why the CV value is preferably 3.0% or less is that when the CV value exceeds 3.0%, the driving voltage of the liquid crystal changes, resulting in a decrease in contrast and non-uniformity of display color. This is because it is unsuitable to be used as a spacer for use. The CV value is calculated by the following equation. CV value (%) = (standard deviation of particle size) ÷ (average particle size) × 1
00

【0036】本発明の樹脂突起被覆微粒子における熱可
塑性樹脂突起被膜の厚さは、樹脂突起被覆微粒子の粒径
にもよるが、概ね0.01〜0.5μmの範囲内である
のが好ましい。この樹脂突起被膜の厚さが0.01μm
未満では、液晶表示装置用の配向基板に対して十分な付
着力を有する樹脂突起被覆微粒子を得ることが困難であ
る。一方、樹脂突起被膜の厚さが0.5μmを超える
と、加熱にて溶融した樹脂量が多すぎ、スチレン樹脂が
液晶に混在し、表示不良をきたす恐れがある。、CV値
3.0%以下の微粒子が得られにくくなる。熱可塑性樹
脂突起被膜の好ましい厚さは、コア微粒子の粒径が概ね
4μm以下のときは0.02〜0.2μm程度であり、
コア微粒子の粒径が4μm以上のときは0.02〜0.
5μm程度である。
The thickness of the thermoplastic resin projection coating in the resin projection coating fine particles of the present invention depends on the particle diameter of the resin projection coating fine particles, but is preferably in the range of 0.01 to 0.5 μm. The thickness of this resin projection coating is 0.01 μm
If the amount is less than the above, it is difficult to obtain resin protrusion-coated fine particles having sufficient adhesion to the alignment substrate for the liquid crystal display device. On the other hand, when the thickness of the resin projection coating exceeds 0.5 μm, the amount of resin melted by heating is too large and the styrene resin is mixed in the liquid crystal, which may cause display failure. , It becomes difficult to obtain fine particles having a CV value of 3.0% or less. The preferable thickness of the thermoplastic resin projection coating is about 0.02 to 0.2 μm when the particle diameter of the core fine particles is approximately 4 μm or less,
When the particle size of the core fine particles is 4 μm or more, 0.02 to 0.
It is about 5 μm.

【0037】また、本発明の樹脂突起被覆微粒子におい
て、所望により設けられるシロキサン結合を有する重合
体からなる被覆層の厚さは、該重合体のポリマー鎖の長
さやシロキサン結合の量にもよるが、概ね0.005〜
0.2μmの範囲内にあるのが好ましい。この厚さが
0.005μm未満では熱可塑性樹脂突起被膜として軟
化点の低いものを用いた場合、分散溶媒及び液晶に対す
る耐久性や、分散溶媒中における分散安定性が低下する
おそれがあるし、0.2μmを超えると目的の加熱温度
で固着しにくくなる。
Further, in the resin projection-coated fine particles of the present invention, the thickness of the coating layer formed of a polymer having a siloxane bond, which is optionally provided, depends on the length of the polymer chain of the polymer and the amount of the siloxane bond. , About 0.005
It is preferably in the range of 0.2 μm. When the thickness is less than 0.005 μm, when a thermoplastic resin projection coating having a low softening point is used, the durability against the dispersion solvent and the liquid crystal and the dispersion stability in the dispersion solvent may decrease, If it exceeds 0.2 μm, it becomes difficult to adhere at the intended heating temperature.

【0038】次に、本発明の樹脂突起被覆微粒子を製造
する方法について説明する。本発明の方法においては、
シリカ微粒子をカップリング剤で表面処理する工程
(A)、単官能ビニル系モノマーを析出重合し、表面処
理されたシリカ微粒子の表面に析出・成長させてビニル
系重合体突起被膜を形成する工程(B)、さらに場合に
より、ビニル系シランカップリング剤を重合させて、シ
リカ微粒子の表面に形成されたビニル系重合体突起被膜
上にカップリング剤重合体からなる被覆層を形成する工
程(C)、およびビニル系重合体突起被膜上に形成され
たカップリング剤重合体からなる被覆層を加水分解処理
して、シロキサン結合を有する重合体からなる被覆層と
する工程(D)を順次施すことにより、所望の樹脂突起
被覆微粒子を製造することである。
Next, a method for producing the resin projection-coated fine particles of the present invention will be described. In the method of the present invention,
A step (A) of surface-treating the silica fine particles with a coupling agent, a step of depositing and polymerizing a monofunctional vinyl-based monomer to deposit and grow on the surface of the surface-treated silica fine particles to form a vinyl-based polymer projection coating ( B), and optionally, a step of polymerizing a vinyl-based silane coupling agent to form a coating layer made of a coupling agent polymer on the vinyl-based polymer projection coating formed on the surface of the silica fine particles (C). By subjecting the coating layer made of the coupling agent polymer formed on the vinyl polymer protrusion coating film to a hydrolysis treatment to form a coating layer made of a polymer having a siloxane bond (D). , To produce the desired resin protrusion-coated fine particles.

【0039】以下、工程毎に詳説する。工程(A) 工程(A)は、シリカ微粒子と、その表面に形成される
ビニル系重合体突起被膜との密着性を向上させるため
に、該シリカ微粒子の表面をカップリング剤で処理する
工程である。
Each step will be described in detail below. Step (A) Step (A) is a step of treating the surface of the silica fine particles with a coupling agent in order to improve the adhesion between the silica fine particles and the vinyl-based polymer protrusion coating film formed on the surface thereof. is there.

【0040】樹脂突起被覆微粒子のコアとなるシリカ微
粒子は、実質的に真球の微粒子であり、粒子同士が実質
的に合着していないものであればよく、このシリカ微粒
子は多孔質であってもよい。また、生シリカ微粒子であ
ってもよいし、焼成シリカ微粒子であってもよい。本明
細書において、焼成シリカ微粒子とは、生シリカ微粒子
の焼成により、通常粒子強度が690N/mm2以上に
なったものをいう。
The silica fine particles to be the core of the resin projection-coated fine particles may be substantially spherical fine particles, as long as the particles are not substantially agglomerated, and the silica fine particles are porous. May be. Further, it may be raw silica fine particles or calcined silica fine particles. In the present specification, the term "calcined silica fine particles" refers to particles having a normal particle strength of 690 N / mm 2 or more due to the calcining of raw silica particles.

【0041】粒子強度は、島津製作所製の微小圧縮試験
機(MCTE−200)を用いて、圧縮破壊荷重を求
め、日本鉱業会誌81巻、10号、1024頁(196
5)に記載されている次式により粒子強度(St)に置
き換えた数値である。 粒子強度St(N/mm2)=2.8P/πd2 P:圧縮破壊荷重(N) d:粒径(mm)
For the particle strength, a compressive fracture load was obtained using a micro compression tester (MCTE-200) manufactured by Shimadzu Corporation, and the volume of the mining industry of Japan was 81, 1024, 1024 (196).
It is the numerical value replaced with the particle strength (St) by the following equation described in 5). Particle strength St (N / mm 2 ) = 2.8 P / πd 2 P: compressive fracture load (N) d: particle size (mm)

【0042】また、コアとなるシリカ微粒子の平均粒径
は、目的とする樹脂突起被覆微粒子が得られる大きさで
あればよく、樹脂突起被覆微粒子の平均粒径や樹脂突起
被膜の厚さ、シロキサン結合を有する重合体からなる被
覆層の厚さなどに応じて異なってくるが、具体的には
0.5〜15μmであり、好ましくは0.8〜12μ
m、特に好ましくは1.0〜10μmの範囲内である。
CV値は3.0%以下が好ましく、特に2.0%以下が
好ましい。シリカ微粒子の平均粒径として0.5〜15
μmの範囲が好ましい理由は、平均粒径が前記範囲から
外れると目的とする粒径を有する樹脂突起被覆微粒子を
得ることが困難になるからである。また、シリカ微粒子
のCV値として3.0%以下が好ましい理由は、CV値
が3.0%を超えるシリカ微粒子をコアとして用いたの
では、液晶表示装置用のスペーサに要求される粒度分布
の単分散性(変動率3.0%以下)を満たす樹脂突起被
覆微粒子が実質的に得られないからである。
The average particle size of the silica fine particles to be the core may be any size as long as the desired resin projection coated fine particles can be obtained, and the average particle size of the resin projection coated fine particles, the thickness of the resin projection coating, and the siloxane. Although it varies depending on the thickness of the coating layer made of a polymer having a bond, it is specifically 0.5 to 15 μm, preferably 0.8 to 12 μm.
m, particularly preferably in the range of 1.0 to 10 μm.
The CV value is preferably 3.0% or less, and particularly preferably 2.0% or less. The average particle size of the silica fine particles is 0.5 to 15
The reason why the range of μm is preferable is that if the average particle diameter deviates from the above range, it becomes difficult to obtain resin projection-coated fine particles having a target particle diameter. Further, the reason why the CV value of the silica fine particles is preferably 3.0% or less is that when silica fine particles having a CV value of more than 3.0% are used as the core, the particle size distribution required for the spacer for the liquid crystal display device can be improved. This is because the resin protrusion-coated fine particles satisfying the monodispersity (variability of 3.0% or less) cannot be substantially obtained.

【0043】本発明の樹脂突起被覆微粒子のコアとなる
シリカ微粒子は上述の要件を満たすものでありさえすれ
ばいかなる方法により得たものであってもよい。生シリ
カ微粒子は、いわゆるゾルゲル法により得られるが、そ
の具体例としては、下記(a)および(b)のものが挙
げられる。
The silica fine particles to be the core of the resin projection-coated fine particles of the present invention may be obtained by any method as long as the above requirements are met. The raw silica fine particles are obtained by a so-called sol-gel method, and specific examples thereof include the following (a) and (b).

【0044】(a)シリコンアルコキシドの加水分解お
よび重縮合反応によって粒度分布が単分散のシード粒子
を生成させる。次にこのシード粒子の分散液に触媒の存
在下にシリコンアルコキシドを添加して前記シード粒子
を成長させて粒径を増大させるという成長過程を、1回
の成長過程が終了する毎に分級によって粒度分布を単分
散に保ちつつ複数回行うことによりシリカ微粒子を得
る。
(A) Seed particles having a monodisperse particle size distribution are produced by the hydrolysis and polycondensation reaction of silicon alkoxide. Next, the growth process of adding silicon alkoxide to the dispersion liquid of the seed particles in the presence of a catalyst to grow the seed particles to increase the particle size is performed by classifying the seed particles by classifying each time the growth process is completed. Silica fine particles are obtained by carrying out plural times while keeping the distribution monodisperse.

【0045】(b)シリカシード粒子をアルコールとア
ンモニア水との混合溶媒に分散させてなる分散液にシリ
コンアルコキシドを添加してこれを加水分解させ、これ
によりシリカ種粒子を成長させてシリカ粒子を得る。そ
の際、シリコンアルコキシドを添加する前の分散液中の
全シリカ種粒子の合計表面積Soと同分散液中の溶液成
分の合計容積Voとの比So/Voを300cm2/c
3以上とするとともに、シリコンアルコキシドを添加
した後の分散液中の成長した全シリカ粒子の合計表面積
Sと同分散液中の溶液成分の合計容積Vとの比S/Vを
300〜1200cm2/cm3以上とする。このように
して、お互いに分布が重なり合わない2種類の粒径分布
をもつシリカ微粒子を得た後、分級によって一方のシリ
カ微粒子を得る(特開平6−48720号公報参照)。
(B) Silicon alkoxide is added to a dispersion obtained by dispersing silica seed particles in a mixed solvent of alcohol and aqueous ammonia to hydrolyze them, whereby silica seed particles are grown and silica particles are formed. obtain. At that time, the ratio So / Vo of the total surface area So of all the silica seed particles in the dispersion liquid before adding the silicon alkoxide to the total volume Vo of the solution components in the dispersion liquid was 300 cm 2 / c.
m 3 or more, and the ratio S / V of the total surface area S of all the grown silica particles in the dispersion after adding the silicon alkoxide to the total volume V of the solution components in the dispersion is 300 to 1200 cm 2. / Cm 3 or more. In this way, silica fine particles having two kinds of particle size distributions which do not overlap with each other are obtained, and then one of the silica fine particles is obtained by classification (see JP-A-6-48720).

【0046】生シリカ微粒子は、上記のようにシリコン
アルコキシドを水、アンモニアおよびアルコールからな
る混合液中において加水分解および脱水・重縮合させる
こと等の手段により製造される。上記のようにして得ら
れた生シリカ微粒子は、シラノール基(Si−OH)が
多いため、シラン系カップリング剤による効果が良好に
発揮されるが、有機物、水、アンモニアがかなり残存
し、強度や硬度が低い場合がある。このような場合に
は、この生シリカ微粒子を500〜1200℃程度で焼
成すると有機物や水は揮発し、さらにシラノール基同士
が縮合してシロキサン結合(Si−O−Si)が増加
し、強度、硬度が増加する。従って、焼成により強度、
硬度は改善されるが、シリカ微粒子の表面に存在する、
シラン系カップリング剤との反応活性点であるシラノー
ル基が縮合に消費されてかなり減少し、該シラン系カッ
プリング剤の効果が低下するおそれがある。
The raw silica fine particles are produced by means such as hydrolysis and dehydration / polycondensation of silicon alkoxide in a mixed solution of water, ammonia and alcohol as described above. Since the raw silica fine particles obtained as described above have many silanol groups (Si-OH), the effect of the silane coupling agent is excellently exhibited, but organic substances, water, and ammonia are considerably left and strength is high. And hardness may be low. In such a case, when the raw silica fine particles are calcined at about 500 to 1200 ° C., organic substances and water are volatilized, and silanol groups are condensed with each other to increase siloxane bonds (Si—O—Si), resulting in strength, Hardness increases. Therefore, strength by firing,
Hardness is improved, but it exists on the surface of silica fine particles,
The silanol group, which is a reaction active point with the silane coupling agent, is consumed in the condensation and is considerably reduced, and the effect of the silane coupling agent may be reduced.

【0047】シリカ微粒子の焼成温度、時間、粒子の表
面積等の条件により失われるシラノール基の量にはかな
りの幅がある。例えば、焼成度が低く、表面のシラノー
ル基の量が比較的に多い焼成シリカ微粒子の場合には、
シラン系カップリング剤との反応が比較的容易に進行す
るので、焼成シリカ微粒子を直接シラン系カップリング
剤で表面処理することができる。しかし、焼成度が高
く、反応活性点であるシラノール基の量が低減している
焼成シリカ微粒子をそのままシラン系カップリング剤で
処理しても十分な効果が発揮されにくい。
The amount of silanol groups lost depending on conditions such as firing temperature of silica fine particles, time, surface area of particles and the like has a wide range. For example, in the case of fired silica fine particles having a low degree of firing and a relatively large amount of silanol groups on the surface,
Since the reaction with the silane coupling agent proceeds relatively easily, the calcined silica fine particles can be directly surface-treated with the silane coupling agent. However, even if the calcined silica fine particles having a high degree of calcination and a reduced amount of silanol groups, which are the reaction active points, are directly treated with the silane coupling agent, it is difficult to exert a sufficient effect.

【0048】そこで、焼成シリカ微粒子表面のシラノー
ル基が不足する場合には、シリコンアルコキシドまたは
その部分加水分解物を焼成シリカ微粒子と反応させて焼
成シリカ微粒子の表面にシラノール基を導入することに
より、シラン系カップリング剤との反応活性点を増加さ
せるのが好ましい。すなわち、焼成度の高い焼成シリカ
微粒子についてシリコンアルコキシドまたはその部分加
水分解物による処理を行うことにより、従来は液晶表示
装置用のスペーサのコア微粒子として使用することがで
きなかった高強度・高硬度の焼成シリカ微粒子をコアと
して有利に使用することができる。もちろん、生シリカ
微粒子についても、表面にシラノール基を導入するため
に、シリコンアルコキシドまたはその部分加水分解物で
表面処理してもよい。
Therefore, when the silanol groups on the surface of the calcined silica fine particles are insufficient, silicon alkoxide or a partial hydrolyzate thereof is reacted with the calcined silica fine particles to introduce a silanol group on the surface of the calcined silica fine particles, and the silane It is preferable to increase the number of active sites for reaction with the coupling agent. That is, by treating the fired silica fine particles with a high degree of firing with silicon alkoxide or a partial hydrolyzate thereof, it is possible to obtain high strength and high hardness which could not be conventionally used as core fine particles of spacers for liquid crystal display devices. Pyrogenic silica fine particles can be advantageously used as the core. Of course, the raw silica fine particles may be surface-treated with a silicon alkoxide or a partial hydrolyzate thereof in order to introduce a silanol group on the surface.

【0049】なお、アルカリ性条件下で、シリコンアル
コキシドは、下記反応式で示されるように加水分解さ
れ、徐々に脱水・縮合される。 Si(OR)4 + 4H2O → Si(OH)4 + 4ROH Si(OH)4 → SiO2 + 2H2
Under alkaline conditions, the silicon alkoxide is hydrolyzed and gradually dehydrated and condensed as shown by the following reaction formula. Si (OR) 4 + 4H 2 O → Si (OH) 4 + 4ROH Si (OH) 4 → SiO 2 + 2H 2 O

【0050】焼成シリカ微粒子のシロキサン結合の多い
表面と、上記加水分解によって生じるテトラヒドロキシ
シランは、本質的に同質成分であり、区別できない。そ
のため上記のように生成したテトラヒドロキシシラン
が、焼成シリカ微粒子の表面と一体化され、焼成シリカ
微粒子の表面にテトラヒドロキシシランの薄い膜が形成
されたような状態となる。焼成シリカ微粒子の表面に形
成されたテトラヒドロキシシラン薄膜中のシラノール基
にシラン系カップリング剤が反応する。
The surface of the calcined silica fine particles having many siloxane bonds and the tetrahydroxysilane produced by the hydrolysis are essentially the same component and cannot be distinguished from each other. Therefore, the tetrahydroxysilane produced as described above is integrated with the surface of the fired silica fine particles, and a thin film of tetrahydroxysilane is formed on the surface of the fired silica fine particles. The silane coupling agent reacts with the silanol groups in the tetrahydroxysilane thin film formed on the surface of the fine silica particles.

【0051】本発明で用いることができるシリコンアル
コキシドまたはその部分加水分解物については、特に制
限はないが、通常、一般式 Si(OR14またはSi(R2n(OR14-n (式中、R1およびR2アルキル基またはアシル基、特に
炭素数1〜5のアルキル基または炭素数2〜6のアシル
基であり、nは1〜3の整数である。)で示されるシリ
コンアルコキシド、例えばテトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブ
トキシシラン等、またはその部分加水分解物が好ましく
使用される。
The silicon alkoxide or the partial hydrolyzate thereof that can be used in the present invention is not particularly limited, but is usually of the general formula Si (OR 1 ) 4 or Si (R 2 ) n (OR 1 ) 4-. n (wherein R 1 and R 2 are alkyl groups or acyl groups, particularly alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms or acyl groups having 2 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 3). Silicon alkoxides such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane and the like, or partial hydrolysates thereof are preferably used.

【0052】シリコンアルコキシドの部分加水分解物と
は、上記一般式で示されるシリコンアルコキシド中の複
数のアルコキシ基(OR1)の一部を加水分解したもの
が挙げられる。
Examples of the partial hydrolyzate of silicon alkoxide include those obtained by partially hydrolyzing a plurality of alkoxy groups (OR 1 ) in the silicon alkoxide represented by the above general formula.

【0053】シリコンアルコキシドまたはその部分加水
分解物との反応(以下、「シリコンアルコキシド処理」
という。)は、シリカ微粒子をシラン系カップリング剤
による表面処理(以下、「カップリング剤処理」とい
う。)(すなわち工程(A)))と同時および/または
その前に行うことができる。すなわち、シリコンアルコ
キシド処理は、カップリング剤処理の前、カップリング
剤処理と同時、または両方で行ってもよい。
Reaction with silicon alkoxide or its partial hydrolyzate (hereinafter referred to as “silicon alkoxide treatment”)
Say. ) Can be performed simultaneously with and / or before the surface treatment of the silica fine particles with a silane coupling agent (hereinafter referred to as “coupling agent treatment”) (that is, step (A))). That is, the silicon alkoxide treatment may be performed before the coupling agent treatment, simultaneously with the coupling agent treatment, or both.

【0054】シリコンアルコキシド処理のためのシリコ
ンアルコキシドまたはその部分加水分解物の使用量は、
シラン系カップリング剤の使用量に対するモル比で0.
5以下が好ましく、特に0.25以下が好ましい。この
工程(A)で使用するシラン系カップリング剤について
は、前述の本発明の樹脂突起被覆微粒子の説明において
例示したとおりである。
The amount of silicon alkoxide or its partial hydrolyzate used for the treatment of silicon alkoxide is
The molar ratio to the amount of the silane coupling agent used is 0.
It is preferably 5 or less, and particularly preferably 0.25 or less. The silane coupling agent used in this step (A) is as exemplified in the description of the resin projection coated fine particles of the present invention.

【0055】シラン系カップリング剤の使用量は、表面
処理時の全溶液中のその濃度が0.20〜2.0重量%
の範囲になるような割合で選ぶことができる。この量が
0.20重量%未満ではシラン系カップリング剤を用い
た効果が十分に発揮されないし、2.0重量%を超える
と、その量の割には効果の向上がみられず、むしろ経済
的に不利となる。
The amount of the silane coupling agent used is such that its concentration in the total solution during the surface treatment is 0.20 to 2.0% by weight.
It can be selected in such a ratio as to fall within the range. If the amount is less than 0.20% by weight, the effect of using the silane coupling agent is not sufficiently exerted, and if it exceeds 2.0% by weight, the effect is not improved for the amount, but rather It is economically disadvantageous.

【0056】本発明の樹脂突起被覆微粒子の製造方法で
は、上述したシリカ微粒子をシラン系カップリング剤で
表面処理する工程(A)をまず実施するわけであるが、
この工程(A)は例えば次のようにして行うことができ
る。まず、超音波振動等を利用して、シリカ微粒子をメ
タノール、エタノール、2−プロパノール等のアルコー
ル溶媒中に分散させて所望の分散液を得る。このときの
溶媒は1種類のアルコールであってもよいし、複数種の
アルコールからなる混合物であってもよい。アルコール
溶媒の重量はシリカ微粒子の重量の5〜30倍が好適で
ある。このようにして得られた分散液に、シリカ微粒子
の重量に対して2〜30倍の25〜30重量%程度の濃
度のアンモニア水を添加し、さらに、シラン系カップリ
ング剤を添加する。分散液の液温を20〜80℃程度に
保ちつつ1〜24時間程度攪拌する。これにより、シリ
カ微粒子がシラン系カップリング剤により表面処理され
る。
In the method for producing resin projection-coated fine particles of the present invention, the step (A) of surface-treating the above silica fine particles with a silane coupling agent is first carried out.
This step (A) can be performed, for example, as follows. First, using ultrasonic vibration or the like, silica fine particles are dispersed in an alcohol solvent such as methanol, ethanol, or 2-propanol to obtain a desired dispersion liquid. The solvent at this time may be one type of alcohol or a mixture of a plurality of types of alcohol. The weight of the alcohol solvent is preferably 5 to 30 times the weight of the silica fine particles. Ammonia water having a concentration of about 25 to 30% by weight, which is 2 to 30 times the weight of the silica fine particles, is added to the dispersion liquid thus obtained, and a silane coupling agent is further added. The dispersion is stirred for about 1 to 24 hours while maintaining the liquid temperature at about 20 to 80 ° C. Thereby, the silica fine particles are surface-treated with the silane coupling agent.

【0057】工程(B) この工程(B)では、前記工程(A)でシラン系カップ
リング剤により表面処理されたシリカ微粒子の存在下
に、単官能ビニル系モノマーを析出重合させる。この析
出重合においては、通常、シリカ微粒子を分散安定剤を
用いて極性溶媒中に分散させつつ、この分散液に単官能
ビニル系モノマーを加えて溶解させ、ラジカル重合開始
剤および連鎖移動剤の存在下に前記ビニル系モノマーを
析出重合させる方法が用いられる。これにより、表面処
理されたシリカ微粒子の表面上にビニル系樹脂成分が析
出し、その析出した樹脂成分に対して溶媒中のビニル系
モノマーが反応および/あるいは溶媒中に析出した粒状
の樹脂単独重合体成分が取り込まれることにより、ビニ
ル系重合体突起被膜が成長、形成される。
Step (B) In this step (B), a monofunctional vinyl monomer is precipitated and polymerized in the presence of the silica fine particles surface-treated with the silane coupling agent in the step (A). In this precipitation polymerization, usually, while dispersing silica fine particles in a polar solvent using a dispersion stabilizer, a monofunctional vinyl-based monomer is added and dissolved in this dispersion, and a radical polymerization initiator and a chain transfer agent are present. A method of depositing and polymerizing the vinyl-based monomer is used below. As a result, a vinyl-based resin component is deposited on the surface of the surface-treated silica fine particles, and the vinyl-based monomer in the solvent reacts with the deposited resin component and / or the granular resin alone weight is deposited in the solvent. By incorporating the coalescing component, a vinyl polymer protrusion coating film is grown and formed.

【0058】工程(B)で用いることができる単官能ビ
ニル系モノマーとは、炭素−炭素不飽和二重結合を1個
有するモノマーであり、その具体例としてはビニル芳香
族炭化水素(スチレン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、α−クロロスチレン、o−クロロスチレン、m
−クロロスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルス
チレン等)、アクリル酸、アクリル酸のエステル(メチ
ルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリ
レート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、
2−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアク
リレート、β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ア
ミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチ
ルアクリレート、γ−ヒドロキシプロピルアクリレート
等)、メタクリル酸、メタクリル酸のエステル(メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタ
クリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリ
レート、2−エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘ
キシルメタクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリ
レート、β−アミノエチルメタクリレート、N,N−ジ
メチルアミノエチルメタクリレート、γ−ヒドロキシプ
ロピルメタクリレート、グリシジルメタクリレート
等)、およびビニルシラン(ビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメチルシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
等)が挙げられ、これらの単官能ビニル系モノマーを重
合することにより、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、
メタアクリル系樹脂などのビニル系重合体からなる樹脂
突起被膜が形成される。本発明においては、ポリスチレ
ン樹脂突起被膜が好適である。
The monofunctional vinyl-based monomer which can be used in the step (B) is a monomer having one carbon-carbon unsaturated double bond, and specific examples thereof include vinyl aromatic hydrocarbons (styrene, α -Methylstyrene, vinyltoluene, α-chlorostyrene, o-chlorostyrene, m
-Chlorostyrene, p-chlorostyrene, p-ethylstyrene, etc.), acrylic acid, esters of acrylic acid (methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate,
2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, β-hydroxyethyl acrylate, β-aminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, etc.), methacrylic acid, methacrylic acid esters (methyl methacrylate, ethyl methacrylate) , Propyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-aminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, glycidyl methacrylate, etc.), And vinylsilane (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysila) Vinyl trimethyl silane, .gamma.-methacryloxypropyl trimethoxysilane) are exemplified by polymerizing these monofunctional vinyl monomers, styrene resins, acrylic resins,
A resin projection coating made of a vinyl polymer such as a methacrylic resin is formed. In the present invention, a polystyrene resin protrusion coating is suitable.

【0059】なお、既に述べたように、架橋を実質的に
起こさない範囲で多官能ビニル系モノマーを単官能ビニ
ル系モノマーとともに用いることができる。
As described above, the polyfunctional vinyl-based monomer can be used together with the monofunctional vinyl-based monomer as long as the crosslinking does not substantially occur.

【0060】工程(B)では、析出重合を分散安定剤の
存在下で行うのが有利である。分散安定剤の添加によ
り、樹脂突起被膜が形成された後のシリカ微粒子同士、
すなわち樹脂突起被覆微粒子同士の合着を実質的に防止
することができ、シリカ微粒子表面上に析出した重合体
成分の成長による樹脂突起被膜の形成が好適に進行す
る。
In step (B), it is advantageous to carry out the precipitation polymerization in the presence of a dispersion stabilizer. By the addition of the dispersion stabilizer, silica fine particles after the resin projection coating is formed,
That is, it is possible to substantially prevent the resin projection coated fine particles from coalescing with each other, and the formation of the resin projection coating due to the growth of the polymer component deposited on the surface of the silica fine particles suitably proceeds.

【0061】工程(B)で用いる分散安定剤の具体例と
しては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエー
テル、ポリエチレンイミン、ポリアクリル酸、ポリビニ
ルアルコール、エチルセルロース、ヒドロキシプロピル
セルロース等が挙げられる。
Specific examples of the dispersion stabilizer used in the step (B) include polyvinylpyrrolidone, polyvinyl methyl ether, polyethyleneimine, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and the like.

【0062】重合は、通常、いわゆる極性溶媒または極
性溶媒と任意の比率で混和できる有機溶媒の存在下に行
われる。本発明において「極性溶媒」とは、いわゆる極
性溶媒だけでなく極性溶媒混和性有機溶媒をも含む広い
概念である。極性溶媒の具体例としては、例えば水、メ
タノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノー
ル、アミルアルコール、ベンジルアルコール等の低級ア
ルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール等の多価アルコール類、酢酸エチル等の
エステル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、アセトニトリル等のニトリル類、ホルムアミド、ジ
メチルホルムアミド等のアミド類、テトラヒドロフラン
等のエーテル類が挙げられる。極性溶媒混和性有機溶媒
の具体例としては、例えばジオキサン、テトラヒドロフ
ラン等のエーテル類が挙げられる。これらの中からビニ
ル系モノマーは溶解するがその重合体は溶解しないもの
を、使用するビニル系モノマーに応じて適宜選択し、単
独または複数のものを混合して用いる。
The polymerization is usually carried out in the presence of a so-called polar solvent or an organic solvent miscible with the polar solvent in any proportion. In the present invention, the “polar solvent” is a broad concept including not only so-called polar solvents but also polar solvent-miscible organic solvents. Specific examples of the polar solvent include, for example, water, methanol, ethanol, 2-propanol, butanol, amyl alcohol, lower alcohols such as benzyl alcohol, and polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, diethylene glycol, and triethylene glycol. Examples thereof include alcohols, esters such as ethyl acetate, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, nitriles such as acetonitrile, amides such as formamide and dimethylformamide, and ethers such as tetrahydrofuran. Specific examples of the polar solvent-miscible organic solvent include ethers such as dioxane and tetrahydrofuran. Among these, a vinyl monomer that dissolves but a polymer that does not dissolve is appropriately selected according to the vinyl monomer to be used, and a single monomer or a mixture of plural monomers is used.

【0063】上記極性溶媒として、特に多価アルコール
類を用いると、溶媒の粘度が上がると共に重合体の溶解
度は低下することになる。その結果、溶媒中に析出して
くるビニル系重合体粒子の粒径が小さくなり、この樹脂
粒子がシリカ表面上で形成された樹脂成分に取り込ま
れ、被膜を成長させる際、より均一でかつ緻密な状態で
突起被膜を形成することができる。
When a polyhydric alcohol is used as the polar solvent, the viscosity of the solvent increases and the solubility of the polymer decreases. As a result, the particle size of the vinyl polymer particles precipitated in the solvent becomes smaller, and the resin particles are incorporated into the resin component formed on the silica surface, and when the film is grown, it is more uniform and dense. The protrusion coating can be formed in this state.

【0064】表面処理後のシリカ微粒子を分散安定剤を
用いて極性溶媒中に分散させる方法に特別の制限はない
が、例えば下記(イ)または(ロ)の方法により所望の
分散液を得ることができる。
There is no particular limitation on the method of dispersing the surface-treated silica fine particles in a polar solvent using a dispersion stabilizer, but for example, the desired dispersion can be obtained by the following method (a) or (b). You can

【0065】(イ)まず、極性溶媒に分散安定剤を溶解
させて、分散安定剤の濃度が2〜15重量%程度の溶液
を調製する。次に、この溶液に表面処理後のシリカ微粒
子を加え、超音波振動等を利用して前記シリカ微粒子を
分散させて目的とする分散液を得る。このときの前記シ
リカ微粒子の添加量は、極性溶媒に対して、好ましくは
1〜5重量%とする。
(A) First, a dispersion stabilizer is dissolved in a polar solvent to prepare a solution having a dispersion stabilizer concentration of about 2 to 15% by weight. Next, silica fine particles after surface treatment are added to this solution, and the silica fine particles are dispersed by utilizing ultrasonic vibration or the like to obtain a target dispersion liquid. At this time, the addition amount of the silica fine particles is preferably 1 to 5% by weight with respect to the polar solvent.

【0066】(ロ)まず、極性溶媒に表面処理後のシリ
カ微粒子を加え、超音波振動等を利用して前記シリカ微
粒子を分散させる。このときの前記シリカ微粒子の添加
量は、最終的に得られる分散液において前記シリカ微粒
子の割合が極性溶媒に対して、好ましくは1〜5重量%
になる量とする。また、別途、極性溶媒に分散安定剤を
溶解させた溶液を調製する。この溶液における分散安定
剤の濃度は、最終的に得られる分散液において分散安定
剤の割合が極性溶媒に対して、好ましくは2〜15重量
%になる量とする。そして、前記シリカ微粒子を分散さ
せた極性溶媒と前記分散安定剤を溶解させた極性溶媒と
を混合して、目的とする分散液を得る。
(B) First, silica fine particles after surface treatment are added to a polar solvent, and the silica fine particles are dispersed by utilizing ultrasonic vibration or the like. The amount of the silica fine particles added at this time is preferably 1 to 5% by weight based on the polar solvent in the finally obtained dispersion liquid.
The amount is Separately, a solution in which a dispersion stabilizer is dissolved in a polar solvent is prepared. The concentration of the dispersion stabilizer in this solution is such that the ratio of the dispersion stabilizer in the finally obtained dispersion liquid is preferably 2 to 15% by weight with respect to the polar solvent. Then, the polar solvent in which the silica fine particles are dispersed and the polar solvent in which the dispersion stabilizer is dissolved are mixed to obtain a target dispersion liquid.

【0067】工程(B)では、工程(A)の表面処理後
のシリカ微粒子を、通常上述のように分散安定剤を用い
て極性溶媒中に分散させた後、この分散液にビニル系モ
ノマーと、ラジカル重合開始剤および連鎖移動剤の存在
下に前記モノマー混合物を析出重合させる。このとき用
いるラジカル重合開始剤の具体例としては2,2′−ア
ゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系重合開始剤や、過
酸化ベンゾイル等の過酸化物が挙げられる。
In the step (B), the silica fine particles after the surface treatment in the step (A) are usually dispersed in a polar solvent using a dispersion stabilizer as described above, and then the dispersion is mixed with a vinyl monomer. Precipitation polymerization of the monomer mixture in the presence of a radical polymerization initiator and a chain transfer agent. Specific examples of the radical polymerization initiator used at this time include azo polymerization initiators such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and peroxides such as benzoyl peroxide.

【0068】ラジカル重合開始剤の添加量は、モノマー
混合物の添加量に対して1〜50モル%とすることが好
ましく、特に10〜30モル%とすることが好ましい。
The addition amount of the radical polymerization initiator is preferably 1 to 50 mol%, particularly preferably 10 to 30 mol% with respect to the addition amount of the monomer mixture.

【0069】工程(B)では、析出重合が連鎖移動剤の
存在下で行われるのが有利である。連鎖移動剤の添加に
より、樹脂突起被膜が形成された後のシリカ微粒子同
士、すなわち樹脂突起被覆シリカ微粒子同士の合着を実
質的に防止することができ、シリカ微粒子表面上に析出
した重合体成分の成長による樹脂突起被膜の形成が好適
に進行する。
In step (B), the precipitation polymerization is advantageously carried out in the presence of a chain transfer agent. By adding a chain transfer agent, it is possible to substantially prevent coalescence of silica fine particles after the resin projection coating is formed, that is, resin projection-coated silica fine particles, and a polymer component deposited on the silica fine particle surface. The formation of the resin protrusion coating film by the growth of the resin proceeds properly.

【0070】連鎖移動剤を添加すると、樹脂突起被覆微
粒子同士の合着・凝集が少なくなる理由としては、(使
用する極性溶媒に対する、ビニル系重合体の溶解度によ
っても影響されるが)基本的に、連鎖移動剤を添加する
ことにより、重合体のポリマー鎖が短くなり、析出して
くるビニル系重合体の粒径が小さくなることから、単一
のシリカ粒子表面に均一な表面突起を有する突起被膜形
成がなされるためと考えられる。
The reason why the addition of the chain transfer agent reduces the coalescence / aggregation of the resin protrusion-coated fine particles is basically (although it is also affected by the solubility of the vinyl polymer in the polar solvent used). By adding a chain transfer agent, the polymer chain of the polymer is shortened, and the particle size of the precipitated vinyl polymer is reduced, so that the projections having a uniform surface projection on the surface of a single silica particle. It is considered that this is because the film is formed.

【0071】連鎖移動剤を添加すると、ポリマー鎖を構
成するビニル系モノマー分子の繰り返し単位数が少なく
なり、ポリマー鎖の長さが短くなるため、比較的粒径の
小さいシリカ微粒子であっても、均一な樹脂突起被覆が
可能となる。
When the chain transfer agent is added, the number of repeating units of the vinyl-based monomer molecule constituting the polymer chain is reduced and the length of the polymer chain is shortened. Therefore, even silica fine particles having a relatively small particle size, A uniform resin protrusion coating is possible.

【0072】一方、連鎖移動剤を添加せずに、粒径がお
よそ3μm以下の比較的粒径の小さいシリカ微粒子に樹
脂突起被覆を施した場合、樹脂突起被膜はシリカ微粒子
表面に突起が均一に形成されず、被膜が部分的に厚いと
ころ、薄いところができてしまう。これは、単官能ビニ
ル系モノマーを重合して得られたポリマーが線状ポリマ
ーであり、被覆されるシリカ微粒子の粒径がポリマー鎖
の長さに対して小さすぎるため、均一な突起膜厚でシリ
カ微粒子を被覆できないためと考えられる。
On the other hand, when the resin projection coating is applied to the silica fine particles having a relatively small particle diameter of about 3 μm or less without adding the chain transfer agent, the resin projection coating has uniform projections on the silica fine particle surface. The film is not formed, and the film is partially thick and thin. This is because the polymer obtained by polymerizing the monofunctional vinyl-based monomer is a linear polymer, and the particle size of the silica fine particles to be coated is too small with respect to the length of the polymer chain. This is probably because the silica fine particles cannot be covered.

【0073】ところで、粒径がおよそ3μmを超える比
較的大粒径のシリカ微粒子の場合には、連鎖移動剤を添
加しなくても、比較的均一な膜厚の樹脂突起被膜を形成
させることができる。しかしながら、連鎖移動剤を用い
ないで形成される樹脂突起被膜は、分子鎖が長く、軟化
温度が高いポリマーからなるため、このような高軟化点
ポリマーからなる樹脂を突起被覆したシリカ微粒子を液
晶表示装置用スペーサとして用いる場合、スペーサを配
向膜基板に確実に付着させるためには高い温度で加熱処
理を行わなければならず、熱によって配向膜を損傷する
危険性がある。
By the way, in the case of silica fine particles having a relatively large particle diameter exceeding about 3 μm, it is possible to form a resin protrusion coating film having a relatively uniform thickness without adding a chain transfer agent. it can. However, a resin projection coating formed without using a chain transfer agent is composed of a polymer having a long molecular chain and a high softening temperature. Therefore, silica fine particles projection-coated with a resin composed of such a high softening point polymer are used for liquid crystal display. When used as a device spacer, heat treatment must be performed at a high temperature in order to reliably attach the spacer to the alignment film substrate, and there is a risk of damaging the alignment film by heat.

【0074】これに対し、連鎖移動剤を用いて形成され
る樹脂突起被膜を構成するポリマーは、分子鎖が短く、
軟化温度も比較的低く、配向膜を損傷する危険性のない
温度で、スペーサを配向膜基板に確実に付着させること
ができる。
On the other hand, the polymer constituting the resin projection coating formed by using the chain transfer agent has a short molecular chain,
The softening temperature is also relatively low, and the spacer can be reliably attached to the alignment film substrate at a temperature at which there is no risk of damaging the alignment film.

【0075】工程(B)で用いる連鎖移動剤の具体例と
しては、例えばラジカル重合で一般的に用いられるイソ
プロピルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、n−
ドデシルメルカプタン、3−エトキシプロパンチオー
ル、ビス−2−アミノジフェニルジスルフィッド、ビス
−2−ベンゾチアゾイルジスルフィッド、エチルチオグ
リコレート、アミルメルカプタン、メルカプト酢酸等の
メルカプタン類;四塩化炭素、四塩化臭素等のハロゲン
化炭素類;ジフェニルメタン、トリフェニルメタン等の
炭化水素類;およびトリエチルアミンなどが挙げられ
る。
Specific examples of the chain transfer agent used in the step (B) include, for example, isopropyl mercaptan, n-butyl mercaptan and n-, which are generally used in radical polymerization.
Mercaptans such as dodecyl mercaptan, 3-ethoxypropanethiol, bis-2-aminodiphenyldisulfide, bis-2-benzothiazoyldisulfide, ethylthioglycolate, amyl mercaptan, mercaptoacetic acid; carbon tetrachloride , Halogenated carbons such as bromine tetrachloride; hydrocarbons such as diphenylmethane and triphenylmethane; and triethylamine.

【0076】工程(B)における単官能ビニル系モノマ
ーの添加は、カップリング剤処理後のシリカ微粒子と分
散安定剤を含む極性溶媒分散液にラジカル重合開始剤お
よび連鎖移動剤を添加した後であってもよいし、ラジカ
ル重合開始剤および連鎖移動剤の添加と同時であっても
よい。
The addition of the monofunctional vinyl monomer in the step (B) is carried out after the radical polymerization initiator and the chain transfer agent are added to the polar solvent dispersion containing the silica fine particles after the coupling agent treatment and the dispersion stabilizer. Alternatively, the radical polymerization initiator and the chain transfer agent may be added at the same time.

【0077】工程(B)における単官能ビニル系モノマ
ーの重合は、単官能ビニル系モノマー、ラジカル重合開
始剤および連鎖移動剤が添加された後の分散液の液温を
20〜80℃程度に保ちつつ、当該分散液を1〜24時
間程度攪拌することにより行うことができる。この重合
により、前述したシラン系カップリング剤で表面処理さ
れた後のシリカ微粒子の表面に重合樹脂粒子が析出、成
長し、所望のビニル系重合体突起被膜が形成され、反応
液中に樹脂突起被覆微粒子が生成する。
The polymerization of the monofunctional vinyl-based monomer in the step (B) is carried out by maintaining the liquid temperature of the dispersion liquid at about 20 to 80 ° C. after the addition of the monofunctional vinyl-based monomer, the radical polymerization initiator and the chain transfer agent. Meanwhile, it can be performed by stirring the dispersion for about 1 to 24 hours. By this polymerization, polymerized resin particles are deposited and grown on the surface of the silica fine particles that have been surface-treated with the above-mentioned silane coupling agent, and a desired vinyl polymer protrusion coating film is formed. Coated fine particles are generated.

【0078】この析出重合により溶液中に析出するビニ
ル系単独重合体粒状物の径は、通常コア粒子の径に対し
て1/200〜1/10程度であり、この析出重合体粒
状物が連続的にコア粒子表面上で析出した樹脂成分に取
り込まれて、樹脂突起被膜が成長、形成される。このよ
うにして形成された樹脂突起被膜は、その表面に、母粒
子径の1/70〜1/5程度の径をもつ突起を有するも
のとなる。
The diameter of the vinyl-based homopolymer particles precipitated in the solution by this precipitation polymerization is usually about 1/200 to 1/10 of the diameter of the core particles, and the precipitation polymer particles are continuous. Incorporated into the resin component deposited on the surface of the core particles, a resin protrusion coating film is grown and formed. The resin projection coating thus formed has a projection having a diameter of about 1/70 to 1/5 of the diameter of the mother particle on the surface thereof.

【0079】工程(B)の重合反応によって形成される
樹脂突起被膜の厚さは0.01〜0.5μmとすること
が好ましい。樹脂突起被膜の厚さは、分散液中のモノマ
ー混合物の濃度、ラジカル重合開始剤および連鎖移動剤
の濃度、重合時間等を適宜変更することにより制御する
ことができる。
The thickness of the resin projection coating formed by the polymerization reaction in step (B) is preferably 0.01 to 0.5 μm. The thickness of the resin projection coating can be controlled by appropriately changing the concentration of the monomer mixture in the dispersion, the concentration of the radical polymerization initiator and the chain transfer agent, the polymerization time and the like.

【0080】工程(B)のビニルモノマーの重合に伴っ
て、反応液中には多数の樹脂微粒子が副生する。これら
の樹脂微粒子は樹脂突起被覆微粒子に比べて著しく小さ
く、反応液中に樹脂突起被覆微粒子とともに懸濁状態で
存在している。従って、工程(B)の重合反応終了後
に、反応液中に副生した樹脂微粒子を洗浄により容易に
除去することができる。
With the polymerization of the vinyl monomer in step (B), a large number of resin fine particles are by-produced in the reaction solution. These resin fine particles are remarkably smaller than the resin protrusion-coated fine particles and are present in the reaction liquid together with the resin protrusion-coated fine particles in a suspended state. Therefore, after the completion of the polymerization reaction in step (B), the resin fine particles by-produced in the reaction solution can be easily removed by washing.

【0081】このようにして処理された樹脂突起被覆微
粒子は、例えば洗浄液を水で置換したのち、凍結乾燥法
などを用いて乾燥処理し、単離することにより、本発明
の樹脂突起被覆微粒子が得られる。また、所望により、
以下に示す工程(C)および(D)を施す場合には、こ
の単離した樹脂突起被覆微粒子を工程(C)に用いても
よいし、上記の乾燥処理を行わずに、樹脂突起被覆粒子
をそのまま工程(C)に用いてもよい。
The resin projection-covered fine particles treated in this manner are isolated by subjecting the resin projection-covered fine particles of the present invention to isolation by, for example, substituting the washing solution with water, and then drying and lysing using a freeze-drying method or the like. can get. Also, if desired,
When performing the steps (C) and (D) shown below, the isolated resin protrusion-coated fine particles may be used in the step (C), or the resin protrusion-coated particles may be used without performing the above-mentioned drying treatment. May be used as it is in the step (C).

【0082】なお、上述の工程(A)および(B)を実
施することにより得られる樹脂突起被覆微粒子では、こ
れを構成する樹脂突起被膜は単層構造となっている(以
下、「単層樹脂突起被覆微粒子」という。)。樹脂突起
被膜は前述したように単層構造であってもよいし複数層
構造であってもよく、樹脂突起被膜が2層以上の構造を
有するようにするには、例えば次に示す方法を用いれば
よい。
In the resin projection coated fine particles obtained by carrying out the steps (A) and (B) described above, the resin projection coating constituting the fine particles has a single layer structure (hereinafter, referred to as "single layer resin"). Protrusion-coated fine particles ".). The resin protrusion coating may have a single-layer structure or a multi-layer structure as described above. To make the resin protrusion coating have a structure of two or more layers, for example, the following method is used. Good.

【0083】まず、上述のようにして単層樹脂突起被覆
微粒子を分取した後、この単層樹脂突起被覆微粒子を分
散安定剤を用いて極性溶媒中に分散させつつ、この分散
液に単官能ビニル系モノマーを加えて溶解させる。次に
ラジカル重合開始剤および連鎖移動剤の存在下に前記単
官能ビニル系モノマーを重合させることにより前記単層
樹脂突起被覆微粒子の表面に更に樹脂突起被膜を形成さ
せて、反応液中に新たな2層目の樹脂突起被膜を有する
樹脂突起被覆微粒子を生成させる。
First, the single-layer resin projection-coated fine particles are collected as described above, and then the single-layer resin projection-coated fine particles are dispersed in a polar solvent using a dispersion stabilizer, and a monofunctional compound is added to the dispersion. Add vinyl monomer and dissolve. Next, by further polymerizing the monofunctional vinyl-based monomer in the presence of a radical polymerization initiator and a chain transfer agent, a resin protrusion coating film is further formed on the surface of the single-layer resin protrusion-coated fine particles, and a new resin protrusion film is added to the reaction solution. The resin protrusion-coated fine particles having the second layer of resin protrusion coating are generated.

【0084】次いで、前述したと同様に反応液中に副生
した樹脂微粒子を洗浄により除去した後に新たな2層樹
脂突起被覆微粒子を分取する。これにより、目的とする
複数層構造からなるビニル系重合体突起被膜が形成され
る。
Then, as described above, the resin fine particles by-produced in the reaction solution are removed by washing, and new two-layer resin protrusion-coated fine particles are collected. As a result, a vinyl-based polymer protrusion coating having a desired multi-layer structure is formed.

【0085】このとき用いる分散安定剤、極性溶媒、単
官能ビニルモノマー、ラジカル重合開始剤および連鎖移
動剤は、1層目の樹脂突起被膜を形成する際に用いたも
のと同じであってもよいし異なっていてもよい。これら
の具体例は、前述したとおりである。また、単層樹脂突
起被覆微粒子を分散安定剤を用いて極性溶媒中に分散さ
せる方法は、工程(B)における方法に準じる。そし
て、これ以降の手順も単層樹脂突起被覆微粒子を得る際
の手順に準じる。この場合においても、極性溶媒として
多価アルコールを用いると、ビニル系重合体突起被膜の
形成を効果的に行うことができる。
The dispersion stabilizer, polar solvent, monofunctional vinyl monomer, radical polymerization initiator and chain transfer agent used at this time may be the same as those used in forming the first resin projection coating. It may be different. Specific examples of these are as described above. The method for dispersing the single-layer resin protrusion-coated fine particles in the polar solvent using the dispersion stabilizer is similar to the method in step (B). The procedure thereafter is also the same as the procedure for obtaining the single-layer resin protrusion-coated fine particles. Even in this case, when a polyhydric alcohol is used as the polar solvent, the vinyl polymer protrusion coating film can be effectively formed.

【0086】以下同様にしてビニル系重合体突起被膜の
表面に新たな樹脂突起被膜を析出重合法により形成する
ことにより、ビニル系重合体被膜が3層構造以上の樹脂
突起被覆微粒子を得ることもできる。
Similarly, by forming a new resin protrusion coating on the surface of the vinyl polymer protrusion coating by the precipitation polymerization method, it is possible to obtain resin protrusion-coated fine particles having a vinyl polymer coating having a three-layer structure or more. it can.

【0087】工程(C) 工程(C)は、上述のようにして工程(B)を実施し、
シリカ微粒子の表面に形成されたビニル系重合体突起被
膜上に、ビニル系シランカップリング剤重合体からなる
被覆層を形成する工程である。
Step (C) In step (C), step (B) is carried out as described above,
It is a step of forming a coating layer made of a vinyl-based silane coupling agent polymer on the vinyl-based polymer projection coating formed on the surface of the silica fine particles.

【0088】この工程(C)で用いられるビニル系シラ
ンカップリング剤としては、ビニル基およびシラン部分
を有するものであればよく特に制限はないが、例えば前
記工程(A)で用いるシラン系カップリング剤として例
示したものの中からビニル基を有するものと同じものを
挙げることができる。これらのビニル系シランカップリ
ング剤は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせ
て用いてもよい。
The vinyl silane coupling agent used in this step (C) is not particularly limited as long as it has a vinyl group and a silane moiety. For example, the silane coupling agent used in the above step (A). Among the agents, the same ones having a vinyl group can be mentioned. These vinyl-based silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more kinds.

【0089】このビニル系シランカップリング剤の重合
方法としては、例えば極性溶媒中に、工程(B)で得ら
れたビニル系重合体突起被膜を有するシリカ微粒子を分
散させたのち、これにラジカル重合開始剤とビニル系シ
ランカップリング剤を添加して重合させる方法などを用
いることができる。この際、必要ならば、分散安定剤を
用いてもよい。
As a method for polymerizing the vinyl-based silane coupling agent, for example, the silica-based fine particles having the vinyl-based polymer protrusion coating film obtained in the step (B) are dispersed in a polar solvent, and then radical-polymerized. A method in which an initiator and a vinyl-based silane coupling agent are added and polymerized can be used. At this time, if necessary, a dispersion stabilizer may be used.

【0090】この工程(C)で用いられる極性溶媒、ラ
ジカル重合開始剤および分散安定剤としては、それぞれ
前記工程(B)の説明において例示したものと同じもの
を挙げることができる。また、ビニル系重合体突起被膜
を有するシリカ微粒子の極性溶媒中への分散方法は前記
工程Bの場合と同様である。またラジカル重合開始剤の
添加量は、モノマー混合物の添加量に対して1〜500
モル%とするのが好ましく、特に1〜300モル%とす
るのが好ましい。
The polar solvent, the radical polymerization initiator and the dispersion stabilizer used in this step (C) may be the same as those exemplified in the explanation of the above step (B). The method of dispersing the silica fine particles having the vinyl polymer protrusion coating film in the polar solvent is the same as in the case of the step B. The addition amount of the radical polymerization initiator is 1 to 500 with respect to the addition amount of the monomer mixture.
The amount is preferably mol%, and particularly preferably 1 to 300 mol%.

【0091】工程(C)におけるビニル系シランカップ
リング剤の重合は、一般に、温度20〜80℃程度に保
ちながら、1〜24時間程度撹拌することにより行われ
る。
The polymerization of the vinyl silane coupling agent in step (C) is generally carried out by stirring for about 1 to 24 hours while maintaining the temperature at about 20 to 80 ° C.

【0092】このようにして、ビニル系重合体突起被膜
の上に、ビニル系シランカップリング剤重合体からなる
被覆層が形成される。この際、前述したように、該ビニ
ル系重合体突起被膜中に残存するビニル基にビニル系シ
ランカップリング剤がグラフトされ、炭素−炭素結合が
形成するものと思われる。カップリング剤重合体からな
る被覆層の厚さは、次の工程(D)で形成されるシロキ
サン結合を有する重合体からなる被覆層の所望厚さによ
り、適宜選定されるが、分散液中のビニル系シランカッ
プリング剤の濃度、ラジカル重合開始剤の濃度、重合時
間などを適宜変更することにより、制御することができ
る。
In this way, the coating layer made of the vinyl-based silane coupling agent polymer is formed on the vinyl-based polymer projection coating. At this time, as described above, it is considered that a vinyl-based silane coupling agent is grafted on the vinyl groups remaining in the vinyl-based polymer protrusion coating to form a carbon-carbon bond. The thickness of the coating layer made of the coupling agent polymer is appropriately selected depending on the desired thickness of the coating layer made of the polymer having a siloxane bond formed in the next step (D). It can be controlled by appropriately changing the concentration of the vinyl-based silane coupling agent, the concentration of the radical polymerization initiator, the polymerization time, and the like.

【0093】工程(D) 工程(D)は、上述のようにして工程(C)を実施し、
ビニル系重合体突起被膜上に形成されたカップリング剤
重合体からなる被覆層を、加水分解処理する工程であ
る。この加水分解処理により、カップリング剤重合体中
の親水性置換基(例えば、アルコキシル基など)が加水
分解され、さらに脱水・縮合反応により、網目状のシロ
キサン結合が形成し、該カップリング剤重合体からなる
被覆層は、シロキサン結合を有する重合体からなる被覆
層となる。この際、カップリング剤重合体からなる被覆
層中の親水性置換基の全てが加水分解されてシロキサン
結合を形成する必要はなく、その一部のみが加水分解さ
れてシロキサン結合を形成してもよい。
Step (D) In step (D), step (C) is carried out as described above,
In this step, the coating layer made of the coupling agent polymer formed on the vinyl polymer protrusion coating film is subjected to hydrolysis treatment. By this hydrolysis treatment, hydrophilic substituents (eg, alkoxyl groups) in the coupling agent polymer are hydrolyzed, and further a dehydration / condensation reaction forms a network siloxane bond. The coating layer made of a united material is a coating layer made of a polymer having a siloxane bond. At this time, it is not necessary that all of the hydrophilic substituents in the coating layer made of the coupling agent polymer are hydrolyzed to form a siloxane bond, and even if only a part thereof is hydrolyzed to form a siloxane bond. Good.

【0094】工程(D)における加水分解処理は、前記
工程(C)で得られたカップリング剤重合体からなる被
覆層を有する樹脂突起被覆微粒子に対して、通常アンモ
ニア水を用いて行われるが、塩酸、硫酸、硝酸などの希
薄水溶液で加水分解処理し、その後アンモニア水を用い
て縮合反応を促進させ、シロキサン結合を形成してもよ
い。加水分解に用いるアンモニアの使用量は、カップリ
ング剤重合体に対して、通常10〜5000重量%、好
ましくは50〜2000重量%の範囲である。また、加
水分解、脱水・縮合反応は、通常0〜70℃、好ましく
は5〜60℃、特に好ましくは10〜40℃の範囲で行
い、反応時間は、通常0.1〜50時間、好ましくは1
〜30時間の範囲である。
The hydrolysis treatment in step (D) is usually carried out using aqueous ammonia on the resin projection-coated fine particles having a coating layer made of the coupling agent polymer obtained in step (C). Alternatively, a siloxane bond may be formed by hydrolyzing with a dilute aqueous solution of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid or the like, and then using ammonia water to accelerate the condensation reaction. The amount of ammonia used for hydrolysis is usually 10 to 5000% by weight, preferably 50 to 2000% by weight, based on the coupling agent polymer. The hydrolysis, dehydration / condensation reaction is usually carried out at 0 to 70 ° C., preferably 5 to 60 ° C., particularly preferably 10 to 40 ° C., and the reaction time is usually 0.1 to 50 hours, preferably 1
~ 30 hours.

【0095】反応終了後、常法に従って粒子を回収し、
十分に洗浄したのち、凍結乾燥法などで乾燥処理するこ
とにより、本発明の樹脂突起被覆微粒子、すなわちシリ
カ微粒子の表面にシラン系カップリング剤を介して形成
された単層構造又は複数層構造からなるビニル系重合体
突起被膜の上に、シロキサン結合を有する重合体からな
る被覆層を有する本発明の樹脂突起被覆微粒子が得られ
る。
After the reaction was completed, the particles were recovered by a conventional method,
After sufficiently washing, by a drying treatment such as a freeze-drying method, from the resin protrusion-coated fine particles of the present invention, that is, a single-layer structure or a multi-layer structure formed on the surface of silica fine particles via a silane coupling agent. The resin protrusion-coated fine particles of the present invention having a coating layer made of a polymer having a siloxane bond on the vinyl-based polymer protrusion coating film are obtained.

【0096】このようにして得られた本発明の樹脂突起
被覆微粒子は、ふるい等による分級操作を行わずとも液
晶表示装置用のスペーサとしてそのまま使用できる他、
半導体封止用樹脂の充填材や歯科材料樹脂の充填材とし
ても好適に使用できる。本発明はまた、前述の本発明の
樹脂突起被覆微粒子からなる液晶表示装置用スペーサを
も提供する。
The resin projection-coated fine particles of the present invention thus obtained can be used as they are as a spacer for a liquid crystal display device without any classification operation such as sieving.
It can also be suitably used as a filler for semiconductor encapsulating resin or a filler for dental material resin. The present invention also provides a spacer for a liquid crystal display device, which comprises the resin protrusion-coated fine particles of the present invention.

【0097】[0097]

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、各例で得られた樹脂突起被覆
微粒子について、下記の試験を行い、固着力および溶媒
耐久性を評価した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The resin protrusion-coated fine particles obtained in each example were subjected to the following tests to evaluate the sticking force and the solvent durability.

【0098】(1)固着力評価 洗浄したスライドガラス上に、ポリイミド溶液(日産化
学社製「サンエバー5291」)をスピンコーターにて
コーティングし、対流式オーブンにて140℃、60分
間加熱処理を行った。突起樹脂被覆シリカ粒子0.1g
を窒素ガスによりポリイミドコーティングガラスへドラ
イ散布(散布密度250〜850個/mm2程度)す
る。これを、対流式オーブンにて140℃、90分間加
熱処理を行った。乾燥雰囲気下で冷却した後、光学顕微
鏡(拡大倍率100倍)にて粒子個数(粒子個数A)を
計測した。
(1) Evaluation of Adhesion Strength A polyimide solution (“San Ever 5291” manufactured by Nissan Kagaku Co., Ltd.) was coated on a washed slide glass by a spin coater and heat-treated at 140 ° C. for 60 minutes in a convection oven. It was Projection resin coated silica particles 0.1g
Is spray-dried (dispersion density of 250 to 850 pieces / mm 2 ) on the polyimide-coated glass with nitrogen gas. This was heat-treated at 140 ° C. for 90 minutes in a convection oven. After cooling in a dry atmosphere, the number of particles (particle number A) was measured with an optical microscope (magnification of 100 times).

【0099】次に、そのままの状態に固定し、専用ノズ
ル(ノズル口径1.5mm)を45°、距離10mmの
条件になるよう設置し、設置後、ノズルから窒素ガスを
0.3MPaで10秒間吹き付けて粒子を吹き飛ばし
た。その後、粒子個数(粒子個数B)を計測し、粒子残
存率(%)[(B/A)×100]を求め、固着力を評
価した。
Next, the nozzle was fixed as it was, and a dedicated nozzle (nozzle diameter: 1.5 mm) was installed under the conditions of 45 ° and a distance of 10 mm. After installation, nitrogen gas was supplied from the nozzle at 0.3 MPa for 10 seconds. The particles were blown off by blowing. After that, the number of particles (the number of particles B) was measured, the particle residual rate (%) [(B / A) × 100] was determined, and the adhesion strength was evaluated.

【0100】(2)溶媒耐久性評価 突起樹脂被覆シリカ粒子1gを100ml三角フラスコ
に入れ、イソプロピルアルコール溶液を50ml添加し
超音波分散させたのち、スターラチップをフラスコ内に
入れ、マグネチックスターラーにて3日間連続攪拌を行
う。試験後の突起樹脂被覆シリカ粒子についてSEMに
て顕微鏡観察を行い、突起被覆樹脂層の状態観察を行
う。被覆層が剥離していた場合は×、樹脂層に変化が見
られれば△、変化がない場合は○、の3段階にて評価し
た。
(2) Solvent Durability Evaluation 1 g of protrusion resin-coated silica particles was placed in a 100 ml Erlenmeyer flask, 50 ml of an isopropyl alcohol solution was added and ultrasonically dispersed, and then a stirrer chip was placed in the flask and a magnetic stirrer was used. Stir continuously for 3 days. After the test, the protrusion-coated resin-coated silica particles are observed under a microscope with an SEM to observe the state of the protrusion-coated resin layer. When the coating layer was peeled off, the evaluation was made in three grades: x, when there was a change in the resin layer, Δ; when there was no change, ○.

【0101】実施例1 (1)シラン系カップリング剤による表面処理 焼成温度500℃で焼成したシリカ粒子(平均粒径7.
328μm)20gを、500ml三角フラスコに入
れ、ここにイソプロピルアルコール126gとメチルア
ルコール126gを加えた後、超音波振動を与えて良く
分散させた。この分散液に、25重量%アンモニア水1
00gを添加し、液温30℃で攪拌した。この混合溶液
に、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
(MPTMS)4.65gとテトラエトキシシラン(T
EOS)1.12gの混合物を15分かけて添加した。
添加終了後、得られた溶液の液温を60℃まで上昇さ
せ、当該溶液を10時間攪拌しながら表面処理シリカ粒
子を生成した。
Example 1 (1) Surface Treatment with Silane Coupling Agent Silica particles (average particle size 7.
328 μm) (20 g) was placed in a 500 ml Erlenmeyer flask, 126 g of isopropyl alcohol and 126 g of methyl alcohol were added thereto, and ultrasonic vibration was applied to disperse the mixture well. To this dispersion liquid, 25% by weight ammonia water 1
00 g was added, and the mixture was stirred at a liquid temperature of 30 ° C. 4.65 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTMS) and tetraethoxysilane (T
1.12 g of a mixture of EOS) was added over 15 minutes.
After the addition was completed, the liquid temperature of the obtained solution was raised to 60 ° C., and the surface-treated silica particles were produced while stirring the solution for 10 hours.

【0102】放冷後、表面処理シリカ粒子を遠心沈降法
にて洗浄した。洗浄後、得られた表面処理シリカ粒子を
120℃のオーブン中で1時間乾燥し、乾燥粉体を得
た。得られた表面処理シリカ粒子についてSEMにて観
察および粒径測定を行ったところ、平均粒径7.328
μmであり、粒径増加は認められなかった。なお、表面
処理時におけるシラン系カップリング剤(MPTMS)
の全溶液(イソプロピルアルコール、メチルアルコー
ル、アンモニア水、MPTMSおよびTEOSの合計)
中の濃度は、1.30重量%であった。
After cooling, the surface-treated silica particles were washed by the centrifugal sedimentation method. After washing, the obtained surface-treated silica particles were dried in an oven at 120 ° C. for 1 hour to obtain a dry powder. When the obtained surface-treated silica particles were observed by SEM and the particle size was measured, the average particle size was 7.328.
μm, and no increase in particle size was observed. The silane coupling agent (MPTMS) during surface treatment
Solution (total of isopropyl alcohol, methyl alcohol, aqueous ammonia, MPTMS and TEOS)
The concentration inside was 1.30% by weight.

【0103】(2)樹脂被覆処理 5Lフラスコに、メタノール560mlとエチレングリ
コール1040mlを入れ、この混合液に分散安定剤で
あるポリビニルピロリドン「K−90」(和光純薬工業
社製 分子量36万)80gを溶解させた。この溶液に
上記(1)で得た表面処理シリカ粒子20gを添加し、
超音波振動を与えて良く分散させた。この分散液に、
2,2′−アゾビスイソブチロニトリル4gとスチレン
18gおよびメルカプト酢酸0.57gを加え、65℃
で8時間重合を行った。この重合によって、表面処理シ
リカ粒子の表面にはポリスチレン層が形成され、スチレ
ン樹脂被覆シリカ粒子が生成した。放冷後、遠心沈降法
にて洗浄した後、凍結乾燥により乾燥粉体を得た。
(2) Resin-coated treatment Into a 5 L flask, 560 ml of methanol and 1040 ml of ethylene glycol were placed, and 80 g of polyvinylpyrrolidone "K-90" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight 360,000) as a dispersion stabilizer was added to this mixture. Was dissolved. 20 g of the surface-treated silica particles obtained in (1) above was added to this solution,
Ultrasonic vibration was applied to disperse well. In this dispersion,
2,2'-azobisisobutyronitrile 4g, styrene 18g and mercaptoacetic acid 0.57g were added, and the temperature was 65 ° C.
Polymerization was carried out for 8 hours. By this polymerization, a polystyrene layer was formed on the surface of the surface-treated silica particles, and styrene resin-coated silica particles were produced. After allowing to cool, it was washed by a centrifugal sedimentation method and then freeze-dried to obtain a dry powder.

【0104】得られた突起スチレン樹脂被覆シリカ粒子
についてSEMによる観察および粒径測定を行ったとこ
ろ、樹脂被覆層は、径0.24〜0.66μmの突起を
連続して有し、平均粒径7.595μm、CV値1.0
4%、平均厚さ0.134μmであった。なお、突起の
径および粒径は、明細書本文記載の方法に従って測定し
た(以下、同様)。
When the obtained protrusion styrene resin-coated silica particles were observed by SEM and the particle size was measured, the resin coating layer had protrusions having a diameter of 0.24 to 0.66 μm continuously and had an average particle size of 0.24 to 0.66 μm. 7.595 μm, CV value 1.0
4% and the average thickness was 0.134 μm. The diameter and particle size of the protrusions were measured according to the method described in the text of the specification (the same applies hereinafter).

【0105】(3)シロキサン結合を有する重合体から
なる被覆層の形成 2Lフラスコに、メタノール750gを入れ、これに分
散安定剤であるポリビニルピロリドン「K−90」(和
光純薬工業社製 分子量36万)45gを溶解させた。
この溶液に上記(2)で得た突起スチレン樹脂被覆シリ
カ粒子15gを加え、超音波振動を与えて良く分散させ
た。この分散液に、2,2′−アゾビス(4−メトキシ
−2,4−ジメチルバレロニトリル)15gとγ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン7.5gを加
え、30℃で12時間重合を行った。
(3) Formation of Coating Layer Made of Polymer Having Siloxane Bond 750 g of methanol was placed in a 2 L flask, and polyvinyl pyrrolidone "K-90" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight 36) was added as a dispersion stabilizer. 10,000) 45 g was dissolved.
To this solution, 15 g of the projected styrene resin-coated silica particles obtained in (2) above was added, and ultrasonic vibration was applied to disperse the solution well. To this dispersion, 15 g of 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) and 7.5 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane were added, and polymerization was carried out at 30 ° C for 12 hours.

【0106】反応終了後、メタノール500mlを加
え、そのまま静置して、表面にカップリング剤重合体か
らなる被覆層が形成された樹脂被覆粒子(以下、表面処
理樹脂被覆粒子と称す)を沈降させた。沈降後、上澄液
を除去したのち、メタノール300mlを添加し、撹拌
して前記粒子を分散させた。次いで、表面処理樹脂被覆
粒子の沈降、上澄みの除去の一連の操作を7回繰り返し
て、表面処理樹脂被覆粒子の洗浄を行った。
After completion of the reaction, 500 ml of methanol was added, and the mixture was allowed to stand as it was to precipitate resin-coated particles having a coating layer made of a coupling agent polymer formed on the surface thereof (hereinafter referred to as surface-treated resin-coated particles). It was After sedimentation, the supernatant was removed, 300 ml of methanol was added, and the mixture was stirred to disperse the particles. Then, a series of operations of sedimentation of the surface-treated resin-coated particles and removal of the supernatant were repeated 7 times to wash the surface-treated resin-coated particles.

【0107】次に、洗浄溶媒を水/メタノール混合溶媒
(体積比5/5)450mlに置換したのち、25重量
%アンモニア水15mlを添加し、室温で約10時間撹
拌し、樹脂被覆粒子の表面に形成されたカップリング剤
重合体からなる被覆層中のアルコキシル基の加水分解縮
合を行った。
Next, after replacing the washing solvent with 450 ml of a water / methanol mixed solvent (volume ratio 5/5), 15 ml of 25% by weight aqueous ammonia was added, and the mixture was stirred at room temperature for about 10 hours to give a resin-coated particle surface. The alkoxyl group in the coating layer formed of the coupling agent polymer formed in Step 1 was hydrolyzed and condensed.

【0108】反応終了後、前記と同様にして粒子の洗浄
を行ったのち、凍結乾燥を行い、最外層にシロキサン結
合を有する重合体からなる被覆層が形成された突起樹脂
被覆シリカ粒子粉体15.5gを得た。
After the reaction was completed, the particles were washed in the same manner as described above, and then freeze-dried to form a projection resin-coated silica particle powder 15 having a coating layer made of a polymer having a siloxane bond on the outermost layer. 0.5 g was obtained.

【0109】この突起スチレン樹脂被覆シリカ粒子につ
いて、SEM写真を撮影し、この写真からその粒径を測
定した結果、平均粒径は7.595μm、CV値は1.
04%であり、粒径増加は認められなかった。なお、シ
ロキサン結合を有する重合体からなる被覆層の厚さは
0.01μmであった。
An SEM photograph was taken of the protruding styrene resin-coated silica particles, and the particle size was measured from the photograph. As a result, the average particle size was 7.595 μm and the CV value was 1.
It was 04%, and no increase in particle size was observed. The coating layer made of a polymer having a siloxane bond had a thickness of 0.01 μm.

【0110】この突起スチレン樹脂被覆シリカ粒子の性
状と共に、評価結果を表1に示す。また、図1に突起ス
チレン樹脂被覆シリカ粒子全体のSEM写真(2,50
0倍)も示す。図1より、シリカ粒子の表面に突起が認
められることが明らかであるが、この突起をさらに明瞭
に示すため、シリカ粒子の部分を30,000倍に拡大
したSEM写真を図2で示す。
The evaluation results are shown in Table 1 together with the properties of the protruding styrene resin-coated silica particles. In addition, FIG. 1 is a SEM photograph (2,50
(0 times) is also shown. It is clear from FIG. 1 that protrusions are recognized on the surface of the silica particles, but in order to show these protrusions more clearly, FIG. 2 shows a SEM photograph in which the silica particles are magnified 30,000 times.

【0111】実施例2 実施例1(1)において、MPTMSの量を6.2gに
変更した以外は、実施例1と同様な操作を行い、シロキ
サン結合を有する重合体からなる被覆層が形成された突
起スチレン樹脂被覆シリカ粒子粉体を得た。なお、樹脂
被覆処理後、得られた突起スチレン樹脂被覆シリカ粒子
について、SEMによる観察および粒径測定を行ったと
ころ、樹脂被覆層は、径0.28〜0.68μmの突起
を連続して有し、平均粒径7.603μm、CV値0.
91%、平均厚さ0.139μmであった。この突起ス
チレン樹脂被覆シリカ粒子の性状と共に、評価結果を表
1に示す。
Example 2 The same operation as in Example 1 was carried out except that the amount of MPTMS was changed to 6.2 g in Example 1 (1) to form a coating layer made of a polymer having a siloxane bond. A powder of silica particles coated with protruding styrene resin was obtained. After the resin coating treatment, the obtained protruding styrene resin-coated silica particles were observed by SEM and the particle size was measured. As a result, the resin coating layer continuously had protrusions with a diameter of 0.28 to 0.68 μm. The average particle size was 7.603 μm and the CV value was 0.
The average thickness was 91% and the average thickness was 0.139 μm. The evaluation results are shown in Table 1 together with the properties of the protruding styrene resin-coated silica particles.

【0112】実施例3 実施例1(1)において、MPTMSの量を0.8gに
変更した以外は、実施例1と同様な操作を行い、シロキ
サン結合を有する重合体からなる被覆層が形成された突
起スチレン樹脂被覆シリカ粒子粉体を得た。なお、樹脂
被覆処理後、得られた突起スチレン樹脂被覆シリカ粒子
について、SEMによる観察および粒径測定を行ったと
ころ、樹脂被覆層は、径0.15〜0.42μmの突起
を連続して有し、平均粒径7.568μm、CV値1.
31%、平均厚さ0.122μmであった。この突起ス
チレン樹脂被覆シリカ粒子の性状と共に、評価結果を表
1に示す。
Example 3 The same operation as in Example 1 was carried out except that the amount of MPTMS was changed to 0.8 g in Example 1 (1) to form a coating layer made of a polymer having a siloxane bond. A powder of silica particles coated with protruding styrene resin was obtained. After the resin coating treatment, the obtained protruding styrene resin-coated silica particles were observed by SEM and the particle size was measured. As a result, the resin coating layer continuously had protrusions having a diameter of 0.15 to 0.42 μm. The average particle size was 7.568 μm and the CV value was 1.
The thickness was 31% and the average thickness was 0.122 μm. The evaluation results are shown in Table 1 together with the properties of the protruding styrene resin-coated silica particles.

【0113】[0113]

【表1】 [Table 1]

【0114】[0114]

【発明の効果】本発明によれば、(i) 全体として硬度、
強度が高く、液晶表示装置用スペーサとして用いたとき
に、セルギャップを所定の間隔に保つというスペーサと
しての機能を長期間に亘って果たすことができる、(ii)
超音波振動により散布液(アルコール水溶液)に分散
させた場合でも樹脂被膜の剥離が実質的に起こらない、
(iii) 液晶表示装置用の配向基板に対して良好な付着性
を有し、法面付着性も良好であるとともに、液晶自体だ
けでなく液晶の配向にも悪影響を及ぼすことが実質的に
ない等の利点を有する樹脂突起被覆微粒子、さらにはこ
れらの性質を充分に満足すると共に、低温で溶融固着す
る上、散布溶媒及び液晶に対する耐久性に優れ、かつ分
散溶媒中に長時間分散させておいても凝集しにくく、良
好な分散安定性を有し、液晶表示装置用スペーサとして
好適な樹脂突起被覆微粒子を提供することができる。
According to the present invention, (i) the hardness as a whole,
High strength, when used as a spacer for a liquid crystal display device, can function as a spacer for maintaining a cell gap at a predetermined interval for a long period of time, (ii)
Peeling of the resin coating does not substantially occur even when dispersed in a spray liquid (alcoholic aqueous solution) by ultrasonic vibration.
(iii) It has good adhesion to the alignment substrate for the liquid crystal display device, good slope adhesion, and does not substantially affect not only the liquid crystal itself but also the liquid crystal alignment. The resin projection coated fine particles having the advantages such as the above, and further satisfying these properties sufficiently, melted and fixed at a low temperature, excellent in durability against a spray solvent and liquid crystal, and dispersed in a dispersion solvent for a long time. Even if it does not aggregate, it is possible to provide resin protrusion-coated fine particles which have good dispersion stability and are suitable as spacers for liquid crystal display devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1で得られた突起スチレン樹脂被覆シリ
カ粒子の走査型電子顕微鏡写真図(2,500倍)であ
る。
FIG. 1 is a scanning electron micrograph (2,500 times) of the protruding styrene resin-coated silica particles obtained in Example 1.

【図2】実施例1で得られた突起スチレン樹脂被覆シリ
カ粒子の走査型電子顕微鏡写真図(3,000倍)であ
FIG. 2 is a scanning electron micrograph (3,000 times) of the protruding styrene resin-coated silica particles obtained in Example 1.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年2月1日(2002.2.1)[Submission date] February 1, 2002 (2002.2.1)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 樹脂被覆微粒子、その製造方法および
液晶表示装置用スペーサ
Title: Resin-coated fine particles, method for producing the same, and spacer for liquid crystal display device

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂被覆微粒子、
その製造方法および液晶表示装置用スペーサに関する。
さらに詳しくは、本発明は、液晶表示装置の液晶の厚み
を制御するスペーサ粒子などとして好適な樹脂被覆微粒
子、このものを効率よく製造する方法、および該樹脂被
覆微粒子からなる液晶表示装置用スペーサに関するもの
である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to resin-coated fine particles,
The present invention relates to a manufacturing method thereof and a spacer for a liquid crystal display device.
More specifically, the present invention relates to resin-coated fine particles suitable as spacer particles for controlling the thickness of liquid crystal of a liquid crystal display device, a method for efficiently producing the same, and a spacer for a liquid crystal display device comprising the resin-coated fine particles. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置はフラットパネルディスプ
レイの代表的なものであり、その低消費電力性および低
電圧駆動性から電子式卓上計算機、テレビ、コンピュー
タ、ワードプロセッサ等、種々の機器の表示装置として
広く利用されている。この液晶表示装置の表示パネル
は、例えば、透明電極や配向膜等の所定の部材が設けら
れた2枚の透明基板を所定の間隔に保ちつつシール材で
貼り合わせて液晶セルを形成し、この液晶セル内に液晶
を封入することで形成される。このとき、2枚の透明基
板のうちの一方の基板の所定面(液晶セルの内壁になる
面)には、例えば湿式散布やドライ散布などにより、2
枚の透明基板の間隔(セルギャップ)を所定の値に保っ
て所望厚の液晶層を形成するためのスペーサが予め分散
配置される。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices are typical of flat panel displays, and because of their low power consumption and low voltage drivability, they are used as display devices for various devices such as electronic desk calculators, televisions, computers and word processors. Widely used. In the display panel of this liquid crystal display device, for example, two transparent substrates provided with a predetermined member such as a transparent electrode or an alignment film are attached with a sealing material while keeping a predetermined gap to form a liquid crystal cell. It is formed by enclosing a liquid crystal in a liquid crystal cell. At this time, the predetermined surface (the surface which becomes the inner wall of the liquid crystal cell) of one of the two transparent substrates is, for example, wet-sprayed or dry-sprayed to
Spacers for forming a liquid crystal layer of a desired thickness are dispersed and arranged in advance while keeping the distance (cell gap) between the transparent substrates to a predetermined value.

【0003】表示特性が良好な液晶表示装置を得るため
には、スペーサからの溶出成分により液晶が悪影響を被
らないようにする必要がある他、液晶セルを構成する2
枚の透明基板の間隔に局所的なバラツキが生じないよう
にする必要がある。
In order to obtain a liquid crystal display device having good display characteristics, it is necessary to prevent the liquid crystal from being adversely affected by the elution component from the spacer, and to configure a liquid crystal cell.
It is necessary to prevent local variations in the distance between the transparent substrates.

【0004】このような要件を満たし得るスペーサ材料
としては、シリコンアルコキシドを加水分解・重縮合さ
せてシード粒子を形成した後、このシード粒子を所定の
方法で成長させることで得たシリカ微粒子がある。この
シリカ微粒子は純度が高いため、液晶と接しても溶出成
分により液晶に悪影響を及ぼすことが少ない。また、個
々のシリカ微粒子の粒径精度が高く、かつ、同一条件で
製造したシリカ微粒子についての粒径の変動係数(CV
値)が低いため、スペーサとして用いた場合には2枚の
透明基板の間隔を実質的に均一に保つことが可能であ
る。しかしながら従来のシリカ微粒子製スペーサにおい
ては、液晶セルに液晶を注入する過程でシリカ微粒子の
一部が移動してしまい、この移動のときに配向膜が損傷
を受けて配向斑が生じることがある。また、液晶の注入
時に液晶セル周囲に付着した液晶は一般に超音波洗浄に
より除去されるが、この超音波洗浄のときにシリカ微粒
子の一部に移動が起こり、この移動により配向膜が損傷
を受けて配向斑が生じることがある。従って、表示特性
の高い液晶表示装置を高い生産性の下に製造するために
は、液晶セルの形成後に行われる液晶注入や超音波洗浄
のときにスペーサの移動が実質的に起こらないようにす
る必要がある。
As a spacer material which can meet such requirements, there are silica fine particles obtained by hydrolyzing and polycondensing silicon alkoxide to form seed particles and then growing the seed particles by a predetermined method. . Since the silica fine particles have a high purity, even if the silica fine particles come into contact with the liquid crystal, the elution component hardly affects the liquid crystal. Moreover, the particle size variation accuracy (CV) of the individual silica fine particles is high and the particle size of the silica fine particles manufactured under the same conditions is high.
Since the value) is low, it is possible to keep the distance between the two transparent substrates substantially uniform when used as a spacer. However, in the conventional silica fine particle spacer, some of the silica fine particles move during the process of injecting the liquid crystal into the liquid crystal cell, and during this movement, the alignment film may be damaged to cause alignment unevenness. Further, the liquid crystal attached around the liquid crystal cell at the time of injecting the liquid crystal is generally removed by ultrasonic cleaning. However, during this ultrasonic cleaning, some of the silica fine particles move, and this movement damages the alignment film. Uneven alignment may occur. Therefore, in order to manufacture a liquid crystal display device having high display characteristics with high productivity, it is necessary to prevent the spacers from substantially moving during liquid crystal injection or ultrasonic cleaning performed after the liquid crystal cell is formed. There is a need.

【0005】特に近年LCDの大画面、高精細表示、視
野角の拡大を可能とする強誘電液晶材料が使用されつつ
ある。この液晶は、従来のTN液晶と比較して流動性が
低く、液晶セル形成後の液晶注入に時間がかかるため、
超音波などの物理的な力で注入を促進することになる。
しかしながら、注入の際にスペーサと配向膜との固定
(接着性)が弱いと、注入されてくる液晶に圧されてス
ペーサが移動してしまい、均一な厚さの液晶セルが作製
できなくなるという問題点がある。
In particular, in recent years, a ferroelectric liquid crystal material which enables a large screen of LCD, a high-definition display, and a wide viewing angle is being used. This liquid crystal has lower fluidity than the conventional TN liquid crystal, and it takes time to inject the liquid crystal after the liquid crystal cell is formed.
The physical force such as ultrasonic waves will accelerate the injection.
However, if the fixing (adhesion) between the spacer and the alignment film is weak during the injection, the spacer will move due to the pressure of the injected liquid crystal, making it impossible to produce a liquid crystal cell with a uniform thickness. There is a point.

【0006】液晶セルの形成後に実質的に移動が起こら
ないスペーサとしては、シリカ微粒子の表面を市販の合
成樹脂粉末で被覆したものがある。具体的には、シリカ
微粒子の表面に静電気力によって市販の合成樹脂粉末を
吸着させた後、これに衝撃力を加え、その際に発生する
熱により前記合成樹脂の一部を融解させて合成樹脂粉末
同士を接合させると共に合成樹脂粉末をシリカ微粒子に
固定させてなるものが知られている(特開昭63−94
224号公報)。このスペーサでは、シリカ微粒子を被
覆している合成樹脂粉末は2枚の透明基板をシール材で
貼り合わせて液晶セルを形成する際に加えられる熱によ
り溶融する。このためスペーサは各透明基板に固着し、
結果として、液晶セル形成後にはスペーサの移動が実質
的に起こらなくなるというものである。しかしながら、
シリカ微粒子の表面を市販の合成樹脂粉末で被覆してな
る、このスペーサは、合成樹脂粉末とシリカ微粒子との
結合力が十分でないため、シリカ微粒子表面に付着した
樹脂層が剥離しやすく、また、剥離した樹脂層が液晶物
質を損傷する恐れがある。
As a spacer that does not substantially move after the liquid crystal cell is formed, there is a silica fine particle whose surface is coated with a commercially available synthetic resin powder. Specifically, after a commercially available synthetic resin powder is adsorbed on the surface of the silica fine particles by an electrostatic force, an impact force is applied to the powder, and a part of the synthetic resin is melted by the heat generated at that time to produce a synthetic resin. It is known that the powder is bonded to each other and the synthetic resin powder is fixed to silica fine particles (JP-A-63-94).
224). In this spacer, the synthetic resin powder coating the silica fine particles is melted by the heat applied when the two transparent substrates are bonded together with the sealing material to form the liquid crystal cell. Therefore, the spacer is fixed to each transparent substrate,
As a result, the spacer does not substantially move after the liquid crystal cell is formed. However,
The surface of the silica fine particles is coated with a commercially available synthetic resin powder, this spacer, because the binding force between the synthetic resin powder and the silica fine particles is not sufficient, the resin layer attached to the silica fine particles surface is easily peeled, The peeled resin layer may damage the liquid crystal substance.

【0007】また、特開平1−294702号(特公平
6−96605号)公報には、核物質を所定の溶液中に
溶解ないし分散させた後に当該分散系に水酸化物と強酸
を投入し、これにより核物質を中心としてモノマー、重
合開始剤等の油溶性物質からなる油滴を形成し、この油
滴中のモノマーを選択的に重合させることで粒度分布が
単分散の重合体粒子を製造する方法が開示されている。
そして、この公報にはシリカ微粒子を核物質として用い
て製造した重合体微粒子が開示されており、この重合体
粒子を液晶表示装置用のスペーサとして用いた場合に
は、同公報に開示されていない効果ではあるが、液晶セ
ル形成後に移動を起しにくいものと推察される。しかし
ながら、この公報に記載の方法では、生成する微粒子の
粒度分布にかなりの幅があり、液晶表示装置用のスペー
サに要求される粒度分布の単分散性(CV値3%以下)
を満たすものは得られない。前記単分散性を満たすもの
を得るためには、製造後にふるい等の手段による分級操
作が必要になる。
Further, in JP-A-1-294702 (Japanese Patent Publication No. 6-96605), a nuclear material is dissolved or dispersed in a predetermined solution, and then a hydroxide and a strong acid are added to the dispersion system. As a result, oil droplets composed of oil-soluble substances such as monomers and polymerization initiators centering on the nuclear substance are formed, and the monomers in the oil droplets are selectively polymerized to produce polymer particles having a monodispersed particle size distribution. A method of doing so is disclosed.
Then, this publication discloses polymer particles produced by using silica particles as a nuclear material, and when this polymer particle is used as a spacer for a liquid crystal display device, it is not disclosed in the publication. Although effective, it is presumed that the liquid crystal cell does not easily move after being formed. However, in the method described in this publication, the particle size distribution of fine particles to be produced has a considerable range, and the monodispersity of the particle size distribution required for a spacer for a liquid crystal display device (CV value of 3% or less).
You can't get what you meet. In order to obtain the one which satisfies the monodispersibility, it is necessary to carry out a classification operation by means such as a sieve after the production.

【0008】また、シリカ微粒子を核物質として用いた
場合、被覆前のシリカ微粒子の平均粒径は0.02μm
であるが、被覆を施すことにより、最終的に平均粒径が
10.3μmまで大きくなってしまい、被覆厚さを制御
することができないという欠点がある。被覆厚さをスペ
ーサとして好適な0.05〜1μm程度とするには、モ
ノマー濃度を低くする必要があるが、モノマー濃度を低
くすると、シリカ微粒子表面の重合性官能基が少ないた
め、均一な被覆を施すことができなくなる。
When silica fine particles are used as the nuclear material, the average particle diameter of the silica fine particles before coating is 0.02 μm.
However, when the coating is applied, the average particle diameter finally increases to 10.3 μm, and there is a drawback that the coating thickness cannot be controlled. It is necessary to lower the monomer concentration in order to obtain a coating thickness of about 0.05 to 1 μm, which is suitable for spacers. Cannot be applied.

【0009】さらに、特開平5−232480号公報に
は、所定の活性水素を有する架橋重合体粒子の表面にS
i−H基を導入し、このSi−H基をグリシジル基に変
換し、さらにこのグリシジル基をビニル基に変換した
後、ビニル基を導入した当該架橋重合体粒子の表面にグ
ラフト重合法により、熱可塑性樹脂製の付着層を形成し
てなる液晶スペーサが開示されている。この公報に開示
されている液晶スペーサでは、付着層とその基材である
架橋重合体粒子とが、共有結合により結合されているの
で付着層の剥離が起こりにくく、かつ、付着層は加熱に
より軟化して配向基板に対して付着性を示す。このた
め、当該液晶スペーサは液晶セル形成後に移動を起しに
くいものと推察される。
Further, in JP-A-5-232480, S is formed on the surface of crosslinked polymer particles having a predetermined active hydrogen.
By introducing an i-H group, converting this Si-H group into a glycidyl group, and further converting this glycidyl group into a vinyl group, a graft polymerization method is applied to the surface of the crosslinked polymer particles into which a vinyl group has been introduced. A liquid crystal spacer formed by forming an adhesive layer made of a thermoplastic resin is disclosed. In the liquid crystal spacer disclosed in this publication, the adhesive layer and the cross-linked polymer particles that are the base material thereof are bonded by a covalent bond, so that peeling of the adhesive layer does not easily occur, and the adhesive layer is softened by heating. And exhibits adhesion to the alignment substrate. Therefore, it is presumed that the liquid crystal spacer does not easily move after the liquid crystal cell is formed.

【0010】しかしながら、この公報に記載の方法で
は、分散安定剤を用いておらず、製造過程において樹脂
被覆粒子同士が凝集しやすく、表面に均一な樹脂被膜を
有する単分散の樹脂被覆粒子を製造することは困難であ
る。LCD用スペーサは、特に、セルギャップ精度が要
求され、凝集した粒子では、セルギャップを一定間隔に
保つというスペーサとしての役割を十分に果たすことが
できない。さらに、架橋重合体粒子表面にビニル基を導
入するまでの工程が複雑であり、製造コストが高くなっ
てしまう問題点がある。また、この公報記載の方法で得
られた樹脂被覆粒子は、本発明者らの研究によると、配
向基板に付着させる際、一般に点接触で付着するため、
例えば該基板が垂直に配置される場合には、基板から脱
離しやすい、すなわち面付着性に劣るという問題も有
している。
However, in the method described in this publication, a dispersion stabilizer is not used, and resin-coated particles are easily aggregated in the production process, and monodisperse resin-coated particles having a uniform resin coating on the surface are produced. Is difficult to do. Particularly, the LCD spacer is required to have a high cell gap accuracy, and the aggregated particles cannot sufficiently fulfill the role of the spacer for keeping the cell gap at a constant interval. Further, there is a problem in that the process for introducing the vinyl group on the surface of the crosslinked polymer particles is complicated and the manufacturing cost becomes high. Further, the resin-coated particles obtained by the method described in this publication, according to the study of the present inventors, when attached to the alignment substrate, because generally attached by point contact,
For example, when the substrate is placed vertically, it is easily eliminated from the substrate, i.e., has inferior on the front surface adhesion.

【0011】ところで、最近、液晶表示装置分野におい
ては、フィルム液晶など、液晶の部材に有機物が多く用
いられるようになり、それに伴って、液晶表示装置の製
造プロセスにおける熱処理の低温化が求められるように
なってきた。したがって、スペーサ粒子についても、よ
り低温での固着が必要となってきた。固着成分として、
一般に熱可塑性樹脂が用いられるが、より低温で溶融固
着させようとすると分子量を低下させたり、軟化温度の
低い樹脂を使用する必要がある。しかしながら、このよ
うな樹脂は一般に有機溶媒や液晶に対する耐久性に劣る
という欠点がある。このため、湿式散布などにおいて、
分散溶媒中に、このような樹脂を被覆した粒子を長時間
浸漬しておくと粒子同士の凝集が発生するので、粒子分
散液を短時間で使用しなければならなかったり、散布溶
媒の組成が限定されるなどの問題があった。
By the way, recently, in the field of liquid crystal display devices, a lot of organic substances are used for liquid crystal members such as film liquid crystal, and accordingly, it is required to lower the temperature of heat treatment in the manufacturing process of the liquid crystal display device. Has become. Therefore, the spacer particles also need to be fixed at a lower temperature. As a fixed component,
Generally, a thermoplastic resin is used, but when it is attempted to melt and fix at a lower temperature, it is necessary to lower the molecular weight or use a resin having a low softening temperature. However, such resins generally have a drawback that they have poor durability against organic solvents and liquid crystals. Therefore, in wet spraying,
When the particles coated with such a resin are immersed in the dispersion solvent for a long time, the particles are aggregated with each other.Therefore, the particle dispersion must be used in a short time, or the composition of the dispersion solvent is There were problems such as being limited.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、(i) 全体として硬度、強度が高く、液晶表示
装置用スペーサとして用いたときに、セルギャップを所
定の間隔に保つというスペーサとしての機能を長期間に
亘って果たすことができる、(ii) 超音波振動により散
布液(アルコール水溶液)に分散させた場合でも突起を
有する樹脂被膜の剥離が実質的に起こらない、 (iii)
液晶表示装置用の配向基板に対して良好な付着性を有
し、面付着性も良好であるとともに、液晶自体だけで
なく液晶の配向にも悪影響を及ぼすことが実質的にない
等の利点を有する樹脂突起被覆微粒子、さらにはこれら
の性質を充分に満足すると共に、低温で溶融固着する
上、散布溶媒及び液晶に対する耐久性に優れ、かつ分散
溶媒中に長時間分散させておいても凝集しにくく、良好
な分散安定性を有し、液晶表示装置用スペーサとして好
適な樹脂突起被覆微粒子を提供することを目的とするも
のである。
Under such circumstances, the present invention (i) has a high hardness and strength as a whole and maintains a cell gap at a predetermined interval when used as a spacer for a liquid crystal display device. The function as a spacer can be achieved for a long period of time. (Ii) Even when dispersed in the spray liquid (alcohol aqueous solution) by ultrasonic vibration, the protrusions
Substantially no peeling of the resin coating has , (iii)
Have good adhesion to the textured substrate for a liquid crystal display device, as well as a better front surface adhesion, also adversely affect the alignment of the liquid crystal not only the liquid crystal itself, such as substantially no advantage The resin projection-coated fine particles having, and further satisfying these properties, melted and fixed at a low temperature, excellent in durability against a spray solvent and liquid crystal, and aggregated even after being dispersed in a dispersion solvent for a long time. It is an object of the present invention to provide resin protrusion-coated fine particles that are difficult to do and have good dispersion stability and that are suitable as spacers for liquid crystal display devices.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の優
れた機能を有する樹脂突起被覆微粒子を開発すべく鋭意
研究を重ねた結果、コア微粒子表面に、析出重合により
形成され、かつ表面に突起を有する単層または複層構造
突起を有する熱可塑性樹脂被膜を有する樹脂突起被覆
微粒子、さらには、上記突起を有する熱可塑性樹脂被膜
を、シロキサン結合を有する重合体で被覆してなる樹脂
突起被覆微粒子がその目的に適合し得ること、そして、
この樹脂突起被覆微粒子は、シリカ微粒子の表面処理工
程、単官能ビニル系モノマーを析出重合し、表面処理さ
れたシリカ微粒子の表面上に析出および成長させて、
起を有するビニル系重合体被膜を形成する工程、さらに
場合により、突起を有するビニル系重合体被膜の上にカ
ップリング剤重合体からなる被覆層を形成する工程およ
び加水分解処理工程を順次施すことにより、効率よく得
られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成
するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to develop resin projection coated fine particles having the above-mentioned excellent function, and as a result, formed on the surface of core fine particles by precipitation polymerization and resin protrusion coated microparticles having a thermoplastic resin film having projections of a single layer or a multilayer structure having a projection, and further, the thermoplastic resin film <br/> with the protrusion, coated with a polymer having a siloxane bond That the resin projection-coated fine particles obtained by the method are suitable for the purpose, and
The resin protrusion coated microparticles, the surface treatment process of the silica particles, precipitated polymerizing a monofunctional vinyl monomer and precipitated and grown on the surface of the surface-treated silica fine particles, butt
The step of forming a vinyl-based polymer coating having a protrusion , and optionally a step of forming a coating layer made of a coupling agent polymer on the vinyl-based polymer coating having protrusions and a hydrolysis treatment step are sequentially performed. As a result, they have found that they can be obtained efficiently, and have completed the present invention based on this finding.

【0014】すなわち、本発明は、(1)コア微粒子
と、その表面に形成された単層または複層構造の熱可塑
性樹脂被膜とを有し、かつ該熱可塑性樹脂被膜が、析出
重合により形成された被膜であり、表面に突起を有する
ことを特徴とする樹脂突起被覆微粒子、(2)均粒径
1〜17μmで、かつ粒度分布の変動係数(CV値)が
3.0%以下である上記(1)項に記載の樹脂突起被覆
粒子(3)突起を有する熱可塑性樹脂被膜が、さらに
シロキサン結合を有する重合体で被覆されてなる上記
(1)または(2)項に記載の樹脂突起被覆微粒子、
(4)コア微粒子が、焼成シリカ微粒子である上記
(1)、(2)または(3)項に記載の樹脂突起被覆微
粒子、
That is, the present invention has (1) a core fine particle and a thermoplastic resin coating having a single-layer or multi-layer structure formed on the surface thereof, and the thermoplastic resin coating is formed by precipitation polymerization. a have been coated, the resin protrusions coated microparticles characterized by having a projection on the surface, (2) flat Hitoshitsubu径1~17Myuemu, and coefficient of variation (CV value) of the particle size distribution is 3.0% or less The resin protrusion-coated particles according to item (1) above , or (3) the thermoplastic resin film having protrusions is further covered with a polymer having a siloxane bond, according to item (1) or (2) above. Resin projection coated fine particles,
(4) The resin projection-coated fine particles according to the above item (1), (2) or (3), wherein the core fine particles are calcined silica fine particles.

【0015】(5)突起を有する熱可塑性樹脂被膜がポ
リスチレン樹脂被膜である上記(1)ないし(4)項の
いずれか1項に記載の樹脂突起被覆微粒子、(6)シリ
カ微粒子をカップリング剤で表面処理する工程(A)、
単官能ビニル系モノマーを析出重合し、表面処理された
シリカ微粒子の表面上に析出および成長させて、突起を
有するビニル系重合体被膜を形成する工程(B)、さら
に場合により、ビニル系シランカップリング剤を重合さ
せて、シリカ微粒子の表面に形成された突起を有するビ
ニル系重合体被膜上にカップリング剤重合体からなる被
覆層を形成する工程(C)、および突起を有するビニル
系重合体被膜上に形成されたカップリング剤重合体から
なる被覆層を加水分解処理して、シロキサン結合を有す
る重合体からなる被覆層とする工程(D)を順次施すこ
とを特徴とする上記(1)ないし(5)項のいずれか1
項に記載の樹脂突起被覆微粒子の製造方法、
(5) The resin projection-coated fine particles according to any one of the above items (1) to (4), wherein the thermoplastic resin coating having protrusions is a polystyrene resin coating, and (6) silica fine particles as a coupling agent. Surface treatment with (A),
A monofunctional vinyl monomer is deposited and polymerized to deposit and grow on the surface of the surface-treated silica fine particles to form protrusions.
The step (B) of forming the vinyl-based polymer coating which has , and optionally a vinyl-based silane coupling agent is polymerized to form a vinyl-based polymer having a protrusion formed on the surface of the silica fine particles.
Step (C) of forming a coating layer made of a coupling agent polymer on a nil polymer coating , and vinyl having protrusions
The step (D) of subjecting the coating layer made of the coupling agent polymer formed on the polymer coating to hydrolysis to form a coating layer made of the polymer having a siloxane bond is sequentially performed. Any one of (1) to (5)
A method for producing resin protrusion-coated fine particles according to item,

【0016】(7)工程(A)において、カップリング
剤を、全溶液中の濃度が0.20〜2.0重量%になる
割合で用い、表面処理する上記(6)項に記載の方法、
(8)工程(B)において、単官能ビニル系モノマーの
析出重合を、極性溶媒中にて分散安定剤、ラジカル重合
開始剤および連鎖移動剤の存在下で行う上記(6)また
は(7)項に記載の方法、(9)工程(B)を1回また
は2回以上施し、単層構造または複層構造からなる突起
を有するビニル系重合体被膜を形成させる上記(6)な
いし(8)項のいずれか1項に記載の方法、および(1
0)上記(1)ないし(5)項のいずれか1項に記載の
樹脂突起被覆微粒子からなる液晶表示装置用スペーサ、
を提供するものである。
(7) In the step (A), the coupling agent is used in a proportion such that the concentration in the total solution is 0.20 to 2.0% by weight, and the surface treatment is carried out. ,
(8) In the step (B), the precipitation polymerization of the monofunctional vinyl-based monomer is carried out in a polar solvent in the presence of a dispersion stabilizer, a radical polymerization initiator and a chain transfer agent, (6) or (7) above. The method described in paragraph (9), the step (B) is performed once or twice or more to form a protrusion having a single-layer structure or a multi-layer structure.
The method according to any one of the above items (6) to (8) for forming a vinyl-based polymer film having:
0) A spacer for a liquid crystal display device, comprising the resin protrusion-coated fine particles according to any one of the above items (1) to (5),
Is provided.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の樹脂被覆微粒子は、コア
微粒子と、その表面に形成された突起を有する熱可塑性
樹脂被膜またはシロキサン結合を有する重合体で被覆さ
れてなる突起を有する熱可塑性樹脂被膜から構成されて
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The resin-coated fine particles of the present invention are thermoplastic particles having core fine particles and protrusions formed on the surface thereof.
It is composed of a resin coating or a thermoplastic resin coating having protrusions coated with a polymer having a siloxane bond.

【0018】本発明の樹脂突起被覆微粒子において、コ
ア微粒子は、コア部分を形成する母材であって、シリカ
微粒子を用いることができ、このシリカ微粒子は、いわ
ゆるゾルゲル法によりシリコンアルコキシドを加水分解
および重縮合反応して得られる生シリカ微粒子であって
もよいし、これを焼成してなる焼成シリカ微粒子であっ
てもよいが、特に焼成シリカ微粒子が好ましい。この生
シリカ微粒子および焼成シリカ微粒子の製法、性質など
は、後述する本発明の樹脂突起被覆微粒子の製造方法に
おいて詳しく説明する。
In the resin projection- covered fine particles of the present invention, the core fine particles are a base material for forming the core portion, and silica fine particles can be used. The silica fine particles hydrolyze silicon alkoxide by a so-called sol-gel method. Raw silica fine particles obtained by polycondensation reaction may be used, or fired silica fine particles obtained by firing this may be used, but fired silica fine particles are particularly preferable. The production method and properties of the raw silica fine particles and the calcined silica fine particles will be described in detail in the method for producing resin projection coated fine particles of the present invention described later.

【0019】本発明の樹脂被覆微粒子において、前記コ
ア微粒子の表面に形成される、突起を有する熱可塑性樹
脂被膜は、単層構造および複層構造のいずれであっても
よく、また、カップリング剤を介して、該コア微粒子表
面に突起形成されていてもよい。
In the resin-coated fine particles of the present invention, a thermoplastic resin having protrusions formed on the surface of the core fine particles.
The oil film may have either a single-layer structure or a multi-layer structure, and may be formed on the surface of the core fine particles by means of a coupling agent.

【0020】前記カップリング剤としてはシラン系カッ
プリング剤が好ましく、その例としては、ビニルトリメ
トキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ
ス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキ
シプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラ
ン、ビニルトリス(β−メトキシ)シラン、N−β−
(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β
−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメト
キシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)
−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメ
トキシシランなどが挙げられる。これらは1種を単独で
用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The coupling agent is preferably a silane coupling agent, examples of which include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, Vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxy) silane, N-β-
(N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β
-(3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl)
-Γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-
Examples thereof include aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

【0021】本発明の樹脂突起被覆微粒子においては、
前記熱可塑性樹脂被膜は、析出重合により形成され、か
つ表面に突起を有していることを特徴とするものであ
る。ここで、析出重合とは、単量体は溶解するが、それ
から得られた重合体は実質上溶解しない溶媒中で、該単
量体を重合し、重合体を析出させる重合法である。
In the resin projection coated fine particles of the present invention,
The thermoplastic resin coating is formed by precipitation polymerization and has projections on the surface. Here, the precipitation polymerization is a polymerization method in which the monomer is polymerized in a solvent in which the monomer is dissolved but the polymer obtained therefrom is not substantially dissolved to precipitate the polymer.

【0022】前記突起を有する熱可塑性樹脂被膜の形成
には、原料モノマーとして、単官能ビニル系モノマーを
用いることができる。この単官能ビニル系モノマーに
は、多官能ビニル系モノマーを実質上架橋が起こらない
範囲、例えば全モノマーに対して0.5モル%未満の量
で加えてなるモノマー混合物であってもよい。
In forming the thermoplastic resin film having the protrusions , a monofunctional vinyl monomer can be used as a raw material monomer. The monofunctional vinyl-based monomer may be a monomer mixture obtained by adding a polyfunctional vinyl-based monomer in a range in which crosslinking does not substantially occur, for example, in an amount of less than 0.5 mol% based on all monomers.

【0023】突起を有する熱可塑性樹脂被膜が複層構造
を有する場合、複数の層は、同一種類の重合体からなっ
ていてもよいし、異なる種類の重合体からなっていても
よい。また、同一種類の重合体からなっている場合にお
いても、その重合体の原料である単官能ビニル系のモノ
マーの組成は異なっていてもよい。この突起を有する熱
可塑性樹脂被膜としては、特にポリスチレン樹脂被膜が
好適である。
When the thermoplastic resin coating having protrusions has a multilayer structure, the plurality of layers may be made of the same type of polymer or different types of polymers. Further, even when the same type of polymer is used, the composition of the monofunctional vinyl-based monomer, which is a raw material of the polymer, may be different. Heat with this protrusion
A polystyrene resin coating is particularly suitable as the plastic resin coating .

【0024】また、前記熱可塑性樹脂被膜の表面に有す
る突起は、析出重合により、該被膜表面に連続的に形成
され、通常母粒子径の1/70〜1/5の径を有してい
る。なお、突起径の母粒子径に対する比率は、熱可塑性
樹脂突起被覆微粒子約100個について走査型電子顕微
鏡(SEM)観察および粒径測定を行い、突起径を平均
粒径で除すことにより、求めた値である。本発明の樹脂
被覆微粒子においては、前記の表面に突起を有する熱可
塑性樹脂被膜を、所望により、シロキサン結合を有する
重合体で被覆することができる。
The protrusions on the surface of the thermoplastic resin coating are continuously formed on the surface of the coating by precipitation polymerization and usually have a diameter of 1/70 to 1/5 of the base particle diameter. . The ratio of the protrusion diameter to the mother particle diameter is obtained by observing about 100 thermoplastic resin protrusion-coated fine particles with a scanning electron microscope (SEM) and measuring the particle diameter, and dividing the protrusion diameter by the average particle diameter. It is a value. In the resin-coated fine particles of the present invention, heat- resistant particles having protrusions on the surface are used.
The plastic resin coating can be coated with a polymer having a siloxane bond, if desired.

【0025】このシロキサン結合を有する重合体からな
る被覆層は、後述する本発明の樹脂突起被覆微粒子の製
造方法において説明するように、次のようにして形成す
ることができる。まずビニル系シランカップリング剤を
ラジカル重合させて、ビニル系重合体被膜の上にカップ
リング剤重合体からなる被覆層を形成したのち、加水分
解処理することにより、ビニル系シランカップリング剤
重合体中の例えばアルコキシル基部分などが加水分解−
縮合され、突起を有するビニル系重合体被膜上に網目状
のシロキサン結合を有する重合体からなる被覆層が形成
される。
The coating layer made of the polymer having a siloxane bond can be formed as follows, as will be described in the method for producing resin projection coated fine particles of the present invention described later. First, a vinyl silane coupling agent is radically polymerized to form a coating layer of the coupling agent polymer on the vinyl polymer coating, and then a hydrolysis treatment is performed to obtain a vinyl silane coupling agent polymer. For example, the alkoxyl group portion therein is hydrolyzed-
A coating layer made of a polymer having a network-like siloxane bond is formed on the vinyl polymer coating which is condensed and has protrusions .

【0026】ビニル系シランカップリング剤のラジカル
重合の際には、突起を有するビニル系重合体被膜中の残
存ビニル基に該ビニル系シランカップリング剤がグラフ
トされ、炭素−炭素結合が形成し、その結果、シロキサ
ン結合を有する重合体からなる被覆層と突起を有するビ
ニル系重合体被膜との密着性が優れたものになるものと
思われる。
During radical polymerization of the vinyl-based silane coupling agent, the vinyl-based silane coupling agent is grafted on the residual vinyl groups in the vinyl-based polymer coating having protrusions to form a carbon-carbon bond, As a result, a coating layer made of a polymer having a siloxane bond and a bead having a protrusion are formed.
It is believed that the adhesion with the nil-based polymer film will be excellent.

【0027】ここで用いられるビニル系シランカップリ
ング剤としては、ビニル基とシラン部分を有するもので
あればよく、特に制限はないが、前記のシリカ微粒子の
表面処理に用いられるシラン系カップリング剤の説明に
おいて例示したものの中のビニル基を有するものと同じ
ものを挙げることができる。
The vinyl-based silane coupling agent used here is not particularly limited as long as it has a vinyl group and a silane moiety, but the silane-based coupling agent used for the surface treatment of the silica fine particles is not particularly limited. The same as the one having a vinyl group among those exemplified in the description can be mentioned.

【0028】なお、シロキサン結合を有する重合体のポ
リマー鎖の長さおよびシロキサン結合の量は、突起を有
する熱可塑性樹脂被膜加熱時の溶融固着に影響を及ぼ
さない程度にとどめるのがよい。
The length of the polymer chain and the amount of siloxane bonds of the polymer having siloxane bonds have protrusions.
It is preferable to limit the amount to such an extent that it does not affect the melt fixation of the thermoplastic resin coating during heating .

【0029】本発明の樹脂突起被覆微粒子は、下記の利
点を有する。 (i)コア微粒子としてシリカ微粒子を用いることによ
り、強度、硬度が高く、液晶表示装置用スペーサとして
用いた場合に、セルギャップを所定の間隔に保つという
スペーサとしての機能を長期間に亘って果たすことがで
きる。 (ii)シラン系カップリング剤で表面処理することによ
り、シリカ微粒子表面と、突起を有する樹脂被膜との密
着性に優れている。従って超音波振動により散布液(ア
ルコール水溶液)に分散させた場合でもシリカ微粒子か
らの、突起を有する樹脂被膜の剥離が起こり難くなる。
すなわち、前記突起を有する樹脂被膜は超音波処理に対
して耐久性を有している。
The resin projection-coated fine particles of the present invention have the following advantages. (I) By using silica fine particles as the core fine particles, the strength and hardness are high, and when used as spacers for liquid crystal display devices, they function as spacers for keeping the cell gap at a predetermined interval for a long period of time. be able to. (Ii) By the surface treatment with a silane coupling agent, the adhesion between the surface of the silica fine particles and the resin coating having protrusions is excellent. Therefore, even when dispersed in the spray liquid (alcohol aqueous solution) by ultrasonic vibration, the resin coating having the protrusions is unlikely to peel off from the silica fine particles.
That is, the resin film having the protrusion has durability against ultrasonic treatment.

【0030】(iii)シリカ微粒子表面に形成された
起を有する樹脂被膜は、母材のシリカ微粒子よりも硬度
が低く適度の弾力性、柔軟性および熱可塑性を有してい
る。従って、本発明の樹脂突起被覆微粒子を液晶表示用
スペーサとして用いた場合には、突起を有する樹脂被膜
が適度の加熱により基板表面(配向膜表面)に面接触に
より固着する結果、液晶セル形成後においても実質的に
移動を起こさない上、面付着性がよく、基板を垂直に
配置した場合でも、脱離することがない。また、粒子同
士が合着または凝集していないため、基板表面への散布
作業性が向上するとともに、凝集した粒子が異物として
作用することによる液晶表示不良の恐れを低減できる。
さらに、突起を有する樹脂被膜からの成分溶出により液
晶に悪影響を及ぼすことが実質的にないため、液晶の配
向乱れによる表示不良は実質的に起きない。
(Iii) Protrusions formed on the surface of silica fine particles
The resin coating having an origin has a hardness lower than that of the silica fine particles of the base material, and has appropriate elasticity, flexibility and thermoplasticity. Therefore, when the resin projection-coated fine particles of the present invention are used as a spacer for a liquid crystal display, the resin coating having projections is fixed to the substrate surface (alignment film surface) by surface heating due to appropriate heating, on substantially cause movement even after the liquid crystal cell formed, the front surface adhesion is good, even when the substrate is placed vertically, not be eliminated. Moreover, since the particles are not fused or aggregated, the spraying workability on the substrate surface is improved, and the risk of liquid crystal display failure due to the aggregated particles acting as foreign matter can be reduced.
Further, since there is substantially no adverse effect on the liquid crystal due to the elution of the components from the resin film having the protrusions, display defects due to the alignment disorder of the liquid crystal do not substantially occur.

【0031】(iv)液晶表示装置の製造プロセスにおい
て、スペーサ粒子をより低温で固着させるために、突起
を有する樹脂被膜として、軟化点の低いビニル系重合体
被膜を用いても、その表面にシロキサン結合を有する重
合体からなる被覆層を形成することにより、分散溶媒や
液晶に対する耐久性が低下することがなく、また、分散
溶媒中に長時間分散させておいても凝集が生じにくい。
(Iv) In the manufacturing process of the liquid crystal display device, the protrusions are formed in order to fix the spacer particles at a lower temperature.
A vinyl-based polymer with a low softening point as a resin coating having
Even if a coating is used, by forming a coating layer made of a polymer having a siloxane bond on the surface, durability against a dispersion solvent or liquid crystal does not decrease, and it is dispersed in a dispersion solvent for a long time. Even if it is left, aggregation is unlikely to occur.

【0032】次に、本発明の樹脂被覆微粒子の好ましい
数値条件について述べる。本発明の樹脂突起被覆微粒子
は、その平均粒径が0.6〜17μmであり、かつその
粒度分布の変動係数(CV値)が3.0%以下であるの
が好ましい。
Next, preferable numerical conditions for the resin-coated fine particles of the present invention will be described. The resin projection-coated fine particles of the present invention preferably have an average particle size of 0.6 to 17 μm and a coefficient of variation (CV value) of the particle size distribution of 3.0% or less.

【0033】樹脂突起被覆微粒子の平均粒径が上記範囲
内であれば、液晶表示装置用スペーサとして用いるのに
好適である。平均粒径の下限として0.6μmが好まし
い理由は、液晶表示装置のセルギャップの下限が概ね
0.6μmだからである。一方、平均粒径として17μ
m以下が好ましい理由は、以下のとおりである。平均粒
径の大きい樹脂突起被覆微粒子を得るためには母材であ
るコア微粒子(シリカ微粒子)としても平均粒径の大き
なものを使用する必要がある。しかし、粒径の大きいコ
ア微粒子は後述する本発明の方法により樹脂突起被覆微
粒子を得る際に溶液中で沈降して互いに合着し易く、合
着が生じた場合には所望の樹脂突起被覆微粒子を得るこ
とが困難になる。このため、母材として使用するコア微
粒子の平均粒径の上限に応じて本発明の樹脂突起被覆微
粒子の平均粒径の上限も規定され、その値は17μm程
度となる。
When the average particle diameter of the resin projection-coated fine particles is within the above range, it is suitable for use as a spacer for a liquid crystal display device. The reason why the lower limit of the average particle size is preferably 0.6 μm is that the lower limit of the cell gap of the liquid crystal display device is approximately 0.6 μm. On the other hand, the average particle size is 17μ
The reason why m or less is preferable is as follows. In order to obtain fine particles of resin protrusions having a large average particle diameter, it is necessary to use those having a large average particle diameter as core fine particles (silica fine particles) as a base material. However, the core fine particles having a large particle size are likely to settle in the solution and coalesce with each other when the resin projection-coated fine particles are obtained by the method of the present invention described later, and when coalescence occurs, the desired resin projection-coated fine particles Will be difficult to obtain. Therefore, the upper limit of the average particle size of the resin projection coated fine particles of the present invention is also defined according to the upper limit of the average particle size of the core fine particles used as the base material, and the value is about 17 μm.

【0034】本発明の樹脂突起被覆微粒子を液晶表示装
置用のスペーサとして利用する場合、その平均粒径は
1.0〜12μmであることが好ましく、特に1.2〜
10μmであることが好ましい。
When the resin projection-coated fine particles of the present invention are used as a spacer for a liquid crystal display device, the average particle size thereof is preferably 1.0 to 12 μm, and particularly 1.2 to
It is preferably 10 μm.

【0035】粒度分布の変動係数(以下、「CV値」と
いう。)が3.0%以下とは、液晶表示装置用スペーサ
としての機能を果たし得る程度の、いわゆる単分散性を
満たすことを意味する。CV値3.0%以下が好ましい
理由は、CV値が3.0%を超えると、液晶の駆動電圧
に変化をきたし、その結果コントラストの低下、表示色
の不均一を招くため、液晶表示装置用のスペーサとして
用いるには不適だからである。なお、CV値は次式によ
り算出される。 CV値(%)=(粒径の標準偏差)÷(平均粒径)×1
00
The coefficient of variation of the particle size distribution (hereinafter referred to as "CV value") of 3.0% or less means that the so-called monodispersity, which is sufficient to function as a spacer for a liquid crystal display device, is satisfied. To do. The reason why the CV value is preferably 3.0% or less is that when the CV value exceeds 3.0%, the driving voltage of the liquid crystal changes, resulting in a decrease in contrast and non-uniformity of display color. This is because it is unsuitable to be used as a spacer for use. The CV value is calculated by the following equation. CV value (%) = (standard deviation of particle size) ÷ (average particle size) × 1
00

【0036】本発明の樹脂突起被覆微粒子における突起
を有する熱可塑性樹脂被膜の厚さは、樹脂突起被覆微粒
子の粒径にもよるが、概ね0.01〜0.5μmの範囲
内であるのが好ましい。この突起を有する樹脂被膜の厚
さが0.01μm未満では、液晶表示装置用の配向基板
に対して十分な付着力を有する樹脂突起被覆微粒子を得
ることが困難である。一方、突起を有する樹脂被膜の厚
さが0.5μmを超えると、加熱にて溶融した樹脂量が
多すぎ、スチレン樹脂が液晶に混在し、表示不良をきた
す恐れがあり、CV値3.0%以下の微粒子が得られに
くくなる。突起を有する熱可塑性樹脂被膜の好ましい厚
さは、コア微粒子の粒径が概ね4μm以下のときは0.
02〜0.2μm程度であり、コア微粒子の粒径が4μ
m以上のときは0.02〜0.5μm程度である。
The protrusions of the resin protrusions coated fine particles of the present invention
The thickness of the thermoplastic resin coating having a value of 0.01 to 0.5 μm is preferable, although it depends on the particle diameter of the resin protrusion-coated fine particles. When the thickness of the resin coating film having the protrusions is less than 0.01 μm, it is difficult to obtain resin protrusion-coated fine particles having sufficient adhesion to the alignment substrate for the liquid crystal display device. On the other hand, if the thickness of the resin film having the projections is greater than 0.5 [mu] m, the amount of resin melted in a heating too much, carry the risk that a styrene resin are mixed in the liquid crystal, leading to display defects, CV value 3. It becomes difficult to obtain fine particles of 0% or less. The preferable thickness of the thermoplastic resin coating having the protrusions is 0. 0 when the particle diameter of the core fine particles is approximately 4 μm or less.
02 to 0.2 μm, and the particle size of the core fine particles is 4 μm.
When it is m or more, it is about 0.02 to 0.5 μm.

【0037】また、本発明の樹脂突起被覆微粒子におい
て、所望により設けられるシロキサン結合を有する重合
体からなる被覆層の厚さは、該重合体のポリマー鎖の長
さやシロキサン結合の量にもよるが、概ね0.005〜
0.2μmの範囲内にあるのが好ましい。この厚さが
0.005μm未満では突起を有する熱可塑性樹脂被膜
として軟化点の低いものを用いた場合、分散溶媒及び液
晶に対する耐久性や、分散溶媒中における分散安定性が
低下するおそれがあるし、0.2μmを超えると目的の
加熱温度で固着しにくくなる。
Further, in the resin projection-coated fine particles of the present invention, the thickness of the coating layer formed of a polymer having a siloxane bond, which is optionally provided, depends on the length of the polymer chain of the polymer and the amount of the siloxane bond. , About 0.005
It is preferably in the range of 0.2 μm. When this thickness is less than 0.005 μm, when a thermoplastic resin film having protrusions having a low softening point is used, durability against the dispersion solvent and the liquid crystal and dispersion stability in the dispersion solvent decrease. If it exceeds 0.2 μm, sticking becomes difficult at the target heating temperature.

【0038】次に、本発明の樹脂突起被覆微粒子を製造
する方法について説明する。本発明の方法においては、
シリカ微粒子をカップリング剤で表面処理する工程
(A)、単官能ビニル系モノマーを析出重合し、表面処
理されたシリカ微粒子の表面に析出・成長させて、突起
を有するビニル系重合体被膜を形成する工程(B)、さ
らに場合により、ビニル系シランカップリング剤を重合
させて、シリカ微粒子の表面に形成された突起を有する
ビニル系重合体被膜上にカップリング剤重合体からなる
被覆層を形成する工程(C)、および突起を有するビニ
ル系重合体被膜上に形成されたカップリング剤重合体か
らなる被覆層を加水分解処理して、シロキサン結合を有
する重合体からなる被覆層とする工程(D)を順次施す
ことにより、所望の樹脂突起被覆微粒子を製造すること
である。
Next, a method for producing the resin projection-coated fine particles of the present invention will be described. In the method of the present invention,
Step (A) of surface-treating the silica fine particles with a coupling agent, precipitation-polymerizing a monofunctional vinyl-based monomer, depositing and growing on the surface of the surface-treated silica fine particles, and then forming protrusions.
A step (B) of forming a vinyl-based polymer coating having: and further optionally, polymerizing a vinyl-based silane coupling agent to have protrusions formed on the surface of the silica fine particles.
Step (C) of forming a coating layer made of a coupling agent polymer on a vinyl polymer coating , and a vinyl resin having protrusions
The coating layer made of the coupling agent polymer formed on the polymer coating film is hydrolyzed to obtain a coating layer made of a polymer having a siloxane bond. The purpose is to produce resin projection coated fine particles.

【0039】以下、工程毎に詳説する。工程(A) 工程(A)は、シリカ微粒子と、その表面に形成される
突起を有するビニル系重合体被膜との密着性を向上させ
るために、該シリカ微粒子の表面をカップリング剤で処
理する工程である。
Each step will be described in detail below. Step (A) Step (A) is formed on silica fine particles and their surfaces.
In this step, the surface of the silica fine particles is treated with a coupling agent in order to improve the adhesion with the vinyl polymer coating having protrusions .

【0040】樹脂突起被覆微粒子のコアとなるシリカ微
粒子は、実質的に真球の微粒子であり、粒子同士が実質
的に合着していないものであればよく、このシリカ微粒
子は多孔質であってもよい。また、生シリカ微粒子であ
ってもよいし、焼成シリカ微粒子であってもよい。本明
細書において、焼成シリカ微粒子とは、生シリカ微粒子
の焼成により、通常粒子強度が690N/mm2以上に
なったものをいう。
The silica fine particles to be the core of the resin projection-coated fine particles may be substantially spherical fine particles, as long as the particles are not substantially agglomerated, and the silica fine particles are porous. May be. Further, it may be raw silica fine particles or calcined silica fine particles. In the present specification, the term "calcined silica fine particles" refers to particles having a normal particle strength of 690 N / mm 2 or more due to the calcining of raw silica particles.

【0041】粒子強度は、島津製作所製の微小圧縮試験
機(MCTE−200)を用いて、圧縮破壊荷重を求
め、日本鉱業会誌81巻、10号、1024頁(196
5)に記載されている次式により粒子強度(St)に置
き換えた数値である。 粒子強度St(N/mm2)=2.8P/πd2 P:圧縮破壊荷重(N) d:粒径(mm)
For the particle strength, a compressive fracture load was obtained using a micro compression tester (MCTE-200) manufactured by Shimadzu Corporation, and the volume of the mining industry of Japan was 81, 1024, 1024 (196).
It is the numerical value replaced with the particle strength (St) by the following equation described in 5). Particle strength St (N / mm 2 ) = 2.8 P / πd 2 P: compressive fracture load (N) d: particle size (mm)

【0042】また、コアとなるシリカ微粒子の平均粒径
は、目的とする樹脂突起被覆微粒子が得られる大きさで
あればよく、樹脂突起被覆微粒子の平均粒径や突起を有
する樹脂被膜の厚さ、シロキサン結合を有する重合体か
らなる被覆層の厚さなどに応じて異なってくるが、具体
的には0.5〜15μmであり、好ましくは0.8〜1
2μm、特に好ましくは1.0〜10μmの範囲内であ
る。CV値は3.0%以下が好ましく、特に2.0%以
下が好ましい。シリカ微粒子の平均粒径として0.5〜
15μmの範囲が好ましい理由は、平均粒径が前記範囲
から外れると目的とする粒径を有する樹脂突起被覆微粒
子を得ることが困難になるからである。また、シリカ微
粒子のCV値として3.0%以下が好ましい理由は、C
V値が3.0%を超えるシリカ微粒子をコアとして用い
たのでは、液晶表示装置用のスペーサに要求される粒度
分布の単分散性(変動率3.0%以下)を満たす樹脂突
起被覆微粒子が実質的に得られないからである。
[0042] The average particle diameter of the silica fine particles as the core may be any size that the resin protrusions coated microparticles of interest is obtained, have a mean particle diameter and protrusion of the resin protrusion coated microparticles
The thickness varies depending on the thickness of the resin coating, the thickness of the coating layer made of a polymer having a siloxane bond, etc., but is specifically 0.5 to 15 μm, preferably 0.8 to 1
It is in the range of 2 μm, particularly preferably 1.0 to 10 μm. The CV value is preferably 3.0% or less, and particularly preferably 2.0% or less. The average particle size of the silica fine particles is 0.5 to
The reason why the range of 15 μm is preferable is that if the average particle size deviates from the above range, it becomes difficult to obtain resin projection-coated fine particles having a target particle size. The reason why the CV value of the silica fine particles is preferably 3.0% or less is that C
When silica fine particles having a V value of more than 3.0% are used as the core, resin protrusion-coated fine particles satisfying the monodispersity of the particle size distribution (variability of 3.0% or less) required for spacers for liquid crystal display devices. Is not substantially obtained.

【0043】本発明の樹脂突起被覆微粒子のコアとなる
シリカ微粒子は上述の要件を満たすものでありさえすれ
ばいかなる方法により得たものであってもよい。生シリ
カ微粒子は、いわゆるゾルゲル法により得られるが、そ
の具体例としては、下記(a)および(b)のものが挙
げられる。
The silica fine particles to be the core of the resin projection-coated fine particles of the present invention may be obtained by any method as long as the above requirements are met. The raw silica fine particles are obtained by a so-called sol-gel method, and specific examples thereof include the following (a) and (b).

【0044】(a)シリコンアルコキシドの加水分解お
よび重縮合反応によって粒度分布が単分散のシード粒子
を生成させる。次にこのシード粒子の分散液に触媒の存
在下にシリコンアルコキシドを添加して前記シード粒子
を成長させて粒径を増大させるという成長過程を、1回
の成長過程が終了する毎に分級によって粒度分布を単分
散に保ちつつ複数回行うことによりシリカ微粒子を得
る。
(A) Seed particles having a monodisperse particle size distribution are produced by the hydrolysis and polycondensation reaction of silicon alkoxide. Next, the growth process of adding silicon alkoxide to the dispersion liquid of the seed particles in the presence of a catalyst to grow the seed particles to increase the particle size is performed by classifying the seed particles by classifying each time the growth process is completed. Silica fine particles are obtained by carrying out plural times while keeping the distribution monodisperse.

【0045】(b)シリカシード粒子をアルコールとア
ンモニア水との混合溶媒に分散させてなる分散液にシリ
コンアルコキシドを添加してこれを加水分解させ、これ
によりシリカ種粒子を成長させてシリカ粒子を得る。そ
の際、シリコンアルコキシドを添加する前の分散液中の
全シリカ種粒子の合計表面積Soと同分散液中の溶液成
分の合計容積Voとの比So/Voを300cm2/c
3以上とするとともに、シリコンアルコキシドを添加
した後の分散液中の成長した全シリカ粒子の合計表面積
Sと同分散液中の溶液成分の合計容積Vとの比S/Vを
300〜1200cm2/cm3以上とする。このように
して、お互いに分布が重なり合わない2種類の粒径分布
をもつシリカ微粒子を得た後、分級によって一方のシリ
カ微粒子を得る(特開平6−48720号公報参照)。
(B) Silicon alkoxide is added to a dispersion obtained by dispersing silica seed particles in a mixed solvent of alcohol and aqueous ammonia to hydrolyze them, whereby silica seed particles are grown and silica particles are formed. obtain. At that time, the ratio So / Vo of the total surface area So of all the silica seed particles in the dispersion liquid before adding the silicon alkoxide to the total volume Vo of the solution components in the dispersion liquid was 300 cm 2 / c.
m 3 or more, and the ratio S / V of the total surface area S of all the grown silica particles in the dispersion after adding the silicon alkoxide to the total volume V of the solution components in the dispersion is 300 to 1200 cm 2. / Cm 3 or more. In this way, silica fine particles having two kinds of particle size distributions which do not overlap with each other are obtained, and then one of the silica fine particles is obtained by classification (see JP-A-6-48720).

【0046】生シリカ微粒子は、上記のようにシリコン
アルコキシドを水、アンモニアおよびアルコールからな
る混合液中において加水分解および脱水・重縮合させる
こと等の手段により製造される。上記のようにして得ら
れた生シリカ微粒子は、シラノール基(Si−OH)が
多いため、シラン系カップリング剤による効果が良好に
発揮されるが、有機物、水、アンモニアがかなり残存
し、強度や硬度が低い場合がある。このような場合に
は、この生シリカ微粒子を500〜1200℃程度で焼
成すると有機物や水は揮発し、さらにシラノール基同士
が縮合してシロキサン結合(Si−O−Si)が増加
し、強度、硬度が増加する。従って、焼成により強度、
硬度は改善されるが、シリカ微粒子の表面に存在する、
シラン系カップリング剤との反応活性点であるシラノー
ル基が縮合に消費されてかなり減少し、該シラン系カッ
プリング剤の効果が低下するおそれがある。
The raw silica fine particles are produced by means such as hydrolysis and dehydration / polycondensation of silicon alkoxide in a mixed solution of water, ammonia and alcohol as described above. Since the raw silica fine particles obtained as described above have many silanol groups (Si-OH), the effect of the silane coupling agent is excellently exhibited, but organic substances, water, and ammonia are considerably left and strength is high. And hardness may be low. In such a case, when the raw silica fine particles are calcined at about 500 to 1200 ° C., organic substances and water are volatilized, and silanol groups are condensed with each other to increase siloxane bonds (Si—O—Si), resulting in strength, Hardness increases. Therefore, strength by firing,
Hardness is improved, but it exists on the surface of silica fine particles,
The silanol group, which is a reaction active point with the silane coupling agent, is consumed in the condensation and is considerably reduced, and the effect of the silane coupling agent may be reduced.

【0047】シリカ微粒子の焼成温度、時間、粒子の表
面積等の条件により失われるシラノール基の量にはかな
りの幅がある。例えば、焼成度が低く、表面のシラノー
ル基の量が比較的に多い焼成シリカ微粒子の場合には、
シラン系カップリング剤との反応が比較的容易に進行す
るので、焼成シリカ微粒子を直接シラン系カップリング
剤で表面処理することができる。しかし、焼成度が高
く、反応活性点であるシラノール基の量が低減している
焼成シリカ微粒子をそのままシラン系カップリング剤で
処理しても十分な効果が発揮されにくい。
The amount of silanol groups lost depending on conditions such as firing temperature of silica fine particles, time, surface area of particles and the like has a wide range. For example, in the case of fired silica fine particles having a low degree of firing and a relatively large amount of silanol groups on the surface,
Since the reaction with the silane coupling agent proceeds relatively easily, the calcined silica fine particles can be directly surface-treated with the silane coupling agent. However, even if the calcined silica fine particles having a high degree of calcination and a reduced amount of silanol groups, which are the reaction active points, are directly treated with the silane coupling agent, it is difficult to exert a sufficient effect.

【0048】そこで、焼成シリカ微粒子表面のシラノー
ル基が不足する場合には、シリコンアルコキシドまたは
その部分加水分解物を焼成シリカ微粒子と反応させて焼
成シリカ微粒子の表面にシラノール基を導入することに
より、シラン系カップリング剤との反応活性点を増加さ
せるのが好ましい。すなわち、焼成度の高い焼成シリカ
微粒子についてシリコンアルコキシドまたはその部分加
水分解物による処理を行うことにより、従来は液晶表示
装置用のスペーサのコア微粒子として使用することがで
きなかった高強度・高硬度の焼成シリカ微粒子をコアと
して有利に使用することができる。もちろん、生シリカ
微粒子についても、表面にシラノール基を導入するため
に、シリコンアルコキシドまたはその部分加水分解物で
表面処理してもよい。
Therefore, when the silanol groups on the surface of the calcined silica fine particles are insufficient, silicon alkoxide or a partial hydrolyzate thereof is reacted with the calcined silica fine particles to introduce a silanol group on the surface of the calcined silica fine particles, and the silane It is preferable to increase the number of active sites for reaction with the coupling agent. That is, by treating the fired silica fine particles with a high degree of firing with silicon alkoxide or a partial hydrolyzate thereof, it is possible to obtain high strength and high hardness which could not be conventionally used as core fine particles of spacers for liquid crystal display devices. Pyrogenic silica fine particles can be advantageously used as the core. Of course, the raw silica fine particles may be surface-treated with a silicon alkoxide or a partial hydrolyzate thereof in order to introduce a silanol group on the surface.

【0049】なお、アルカリ性条件下で、シリコンアル
コキシドは、下記反応式で示されるように加水分解さ
れ、徐々に脱水・縮合される。 Si(OR)4 + 4H2O → Si(OH)4 + 4ROH Si(OH)4 → SiO2 + 2H2
Under alkaline conditions, the silicon alkoxide is hydrolyzed and gradually dehydrated and condensed as shown by the following reaction formula. Si (OR) 4 + 4H 2 O → Si (OH) 4 + 4ROH Si (OH) 4 → SiO 2 + 2H 2 O

【0050】焼成シリカ微粒子のシロキサン結合の多い
表面と、上記加水分解によって生じるテトラヒドロキシ
シランは、本質的に同質成分であり、区別できない。そ
のため上記のように生成したテトラヒドロキシシラン
が、焼成シリカ微粒子の表面と一体化され、焼成シリカ
微粒子の表面にテトラヒドロキシシランの薄い膜が形成
されたような状態となる。焼成シリカ微粒子の表面に形
成されたテトラヒドロキシシラン薄膜中のシラノール基
にシラン系カップリング剤が反応する。
The surface of the calcined silica fine particles having many siloxane bonds and the tetrahydroxysilane produced by the hydrolysis are essentially the same component and cannot be distinguished from each other. Therefore, the tetrahydroxysilane produced as described above is integrated with the surface of the fired silica fine particles, and a thin film of tetrahydroxysilane is formed on the surface of the fired silica fine particles. The silane coupling agent reacts with the silanol groups in the tetrahydroxysilane thin film formed on the surface of the fine silica particles.

【0051】本発明で用いることができるシリコンアル
コキシドまたはその部分加水分解物については、特に制
限はないが、通常、一般式 Si(OR14またはSi(R2n(OR14-n (式中、R1およびR2アルキル基またはアシル基、特に
炭素数1〜5のアルキル基または炭素数2〜6のアシル
基であり、nは1〜3の整数である。)で示されるシリ
コンアルコキシド、例えばテトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブ
トキシシラン等、またはその部分加水分解物が好ましく
使用される。
The silicon alkoxide or the partial hydrolyzate thereof that can be used in the present invention is not particularly limited, but is usually of the general formula Si (OR 1 ) 4 or Si (R 2 ) n (OR 1 ) 4-. n (wherein R 1 and R 2 are alkyl groups or acyl groups, particularly alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms or acyl groups having 2 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 3). Silicon alkoxides such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane and the like, or partial hydrolysates thereof are preferably used.

【0052】シリコンアルコキシドの部分加水分解物と
は、上記一般式で示されるシリコンアルコキシド中の複
数のアルコキシ基(OR1)の一部を加水分解したもの
が挙げられる。
Examples of the partial hydrolyzate of silicon alkoxide include those obtained by partially hydrolyzing a plurality of alkoxy groups (OR 1 ) in the silicon alkoxide represented by the above general formula.

【0053】シリコンアルコキシドまたはその部分加水
分解物との反応(以下、「シリコンアルコキシド処理」
という。)は、シリカ微粒子をシラン系カップリング剤
による表面処理(以下、「カップリング剤処理」とい
う。)(すなわち工程(A)))と同時および/または
その前に行うことができる。すなわち、シリコンアルコ
キシド処理は、カップリング剤処理の前、カップリング
剤処理と同時、または両方で行ってもよい。
Reaction with silicon alkoxide or its partial hydrolyzate (hereinafter referred to as “silicon alkoxide treatment”)
Say. ) Can be performed simultaneously with and / or before the surface treatment of the silica fine particles with a silane coupling agent (hereinafter referred to as “coupling agent treatment”) (that is, step (A))). That is, the silicon alkoxide treatment may be performed before the coupling agent treatment, simultaneously with the coupling agent treatment, or both.

【0054】シリコンアルコキシド処理のためのシリコ
ンアルコキシドまたはその部分加水分解物の使用量は、
シラン系カップリング剤の使用量に対するモル比で0.
5以下が好ましく、特に0.25以下が好ましい。この
工程(A)で使用するシラン系カップリング剤について
は、前述の本発明の樹脂突起被覆微粒子の説明において
例示したとおりである。
The amount of silicon alkoxide or its partial hydrolyzate used for the treatment of silicon alkoxide is
The molar ratio to the amount of the silane coupling agent used is 0.
It is preferably 5 or less, and particularly preferably 0.25 or less. The silane coupling agent used in this step (A) is as exemplified in the description of the resin projection coated fine particles of the present invention.

【0055】シラン系カップリング剤の使用量は、表面
処理時の全溶液中のその濃度が0.20〜2.0重量%
の範囲になるような割合で選ぶことができる。この量が
0.20重量%未満ではシラン系カップリング剤を用い
た効果が十分に発揮されないし、2.0重量%を超える
と、その量の割には効果の向上がみられず、むしろ経済
的に不利となる。
The amount of the silane coupling agent used is such that its concentration in the total solution during the surface treatment is 0.20 to 2.0% by weight.
It can be selected in such a ratio as to fall within the range. If the amount is less than 0.20% by weight, the effect of using the silane coupling agent is not sufficiently exerted, and if it exceeds 2.0% by weight, the effect is not improved for the amount, but rather It is economically disadvantageous.

【0056】本発明の樹脂突起被覆微粒子の製造方法で
は、上述したシリカ微粒子をシラン系カップリング剤で
表面処理する工程(A)をまず実施するわけであるが、
この工程(A)は例えば次のようにして行うことができ
る。まず、超音波振動等を利用して、シリカ微粒子をメ
タノール、エタノール、2−プロパノール等のアルコー
ル溶媒中に分散させて所望の分散液を得る。このときの
溶媒は1種類のアルコールであってもよいし、複数種の
アルコールからなる混合物であってもよい。アルコール
溶媒の重量はシリカ微粒子の重量の5〜30倍が好適で
ある。このようにして得られた分散液に、シリカ微粒子
の重量に対して2〜30倍の25〜30重量%程度の濃
度のアンモニア水を添加し、さらに、シラン系カップリ
ング剤を添加する。分散液の液温を20〜80℃程度に
保ちつつ1〜24時間程度攪拌する。これにより、シリ
カ微粒子がシラン系カップリング剤により表面処理され
る。
In the method for producing resin projection-coated fine particles of the present invention, the step (A) of surface-treating the above silica fine particles with a silane coupling agent is first carried out.
This step (A) can be performed, for example, as follows. First, using ultrasonic vibration or the like, silica fine particles are dispersed in an alcohol solvent such as methanol, ethanol, or 2-propanol to obtain a desired dispersion liquid. The solvent at this time may be one type of alcohol or a mixture of a plurality of types of alcohol. The weight of the alcohol solvent is preferably 5 to 30 times the weight of the silica fine particles. Ammonia water having a concentration of about 25 to 30% by weight, which is 2 to 30 times the weight of the silica fine particles, is added to the dispersion liquid thus obtained, and a silane coupling agent is further added. The dispersion is stirred for about 1 to 24 hours while maintaining the liquid temperature at about 20 to 80 ° C. Thereby, the silica fine particles are surface-treated with the silane coupling agent.

【0057】工程(B) この工程(B)では、前記工程(A)でシラン系カップ
リング剤により表面処理されたシリカ微粒子の存在下
に、単官能ビニル系モノマーを析出重合させる。この析
出重合においては、通常、シリカ微粒子を分散安定剤を
用いて極性溶媒中に分散させつつ、この分散液に単官能
ビニル系モノマーを加えて溶解させ、ラジカル重合開始
剤および連鎖移動剤の存在下に前記ビニル系モノマーを
析出重合させる方法が用いられる。これにより、表面処
理されたシリカ微粒子の表面上にビニル系樹脂成分が析
出し、その析出した樹脂成分に対して溶媒中のビニル系
モノマーが反応および/あるいは溶媒中に析出した粒状
の樹脂単独重合体成分が取り込まれることにより、突起
を有するビニル系重合体被膜が成長、形成される。
Step (B) In this step (B), a monofunctional vinyl monomer is precipitated and polymerized in the presence of the silica fine particles surface-treated with the silane coupling agent in the step (A). In this precipitation polymerization, usually, while dispersing silica fine particles in a polar solvent using a dispersion stabilizer, a monofunctional vinyl-based monomer is added and dissolved in this dispersion, and a radical polymerization initiator and a chain transfer agent are present. A method of depositing and polymerizing the vinyl-based monomer is used below. As a result, a vinyl-based resin component is deposited on the surface of the surface-treated silica fine particles, and the vinyl-based monomer in the solvent reacts with the deposited resin component and / or the granular resin alone weight is deposited in the solvent. By incorporating the coalescing component, the protrusion
A vinyl-based polymer film having

【0058】工程(B)で用いることができる単官能ビ
ニル系モノマーとは、炭素−炭素不飽和二重結合を1個
有するモノマーであり、その具体例としてはビニル芳香
族炭化水素(スチレン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、α−クロロスチレン、o−クロロスチレン、m
−クロロスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルス
チレン等)、アクリル酸、アクリル酸のエステル(メチ
ルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリ
レート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、
2−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアク
リレート、β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ア
ミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチ
ルアクリレート、γ−ヒドロキシプロピルアクリレート
等)、メタクリル酸、メタクリル酸のエステル(メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタ
クリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリ
レート、2−エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘ
キシルメタクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリ
レート、β−アミノエチルメタクリレート、N,N−ジ
メチルアミノエチルメタクリレート、γ−ヒドロキシプ
ロピルメタクリレート、グリシジルメタクリレート
等)、およびビニルシラン(ビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメチルシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
等)が挙げられ、これらの単官能ビニル系モノマーを重
合することにより、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、
メタアクリル系樹脂などのビニル系重合体からなる突起
を有する樹脂被膜が形成される。本発明においては、
起を有するポリスチレン樹脂被膜が好適である。
The monofunctional vinyl-based monomer which can be used in the step (B) is a monomer having one carbon-carbon unsaturated double bond, and specific examples thereof include vinyl aromatic hydrocarbons (styrene, α -Methylstyrene, vinyltoluene, α-chlorostyrene, o-chlorostyrene, m
-Chlorostyrene, p-chlorostyrene, p-ethylstyrene, etc.), acrylic acid, esters of acrylic acid (methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate,
2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, β-hydroxyethyl acrylate, β-aminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, etc.), methacrylic acid, methacrylic acid esters (methyl methacrylate, ethyl methacrylate) , Propyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-aminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, glycidyl methacrylate, etc.), And vinylsilane (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysila) Vinyl trimethyl silane, .gamma.-methacryloxypropyl trimethoxysilane) are exemplified by polymerizing these monofunctional vinyl monomers, styrene resins, acrylic resins,
Protrusions made of vinyl polymer such as methacrylic resin
A resin film having is formed. In the present invention, collision
A polystyrene resin coating having an origin is preferable.

【0059】なお、既に述べたように、架橋を実質的に
起こさない範囲で多官能ビニル系モノマーを単官能ビニ
ル系モノマーとともに用いることができる。
As described above, the polyfunctional vinyl-based monomer can be used together with the monofunctional vinyl-based monomer as long as the crosslinking does not substantially occur.

【0060】工程(B)では、析出重合を分散安定剤の
存在下で行うのが有利である。分散安定剤の添加によ
り、突起を有する樹脂被膜が形成された後のシリカ微粒
子同士、すなわち樹脂突起被覆微粒子同士の合着を実質
的に防止することができ、シリカ微粒子表面上に析出し
た重合体成分の成長による突起を有する樹脂被膜の形成
が好適に進行する。
In step (B), it is advantageous to carry out the precipitation polymerization in the presence of a dispersion stabilizer. By adding a dispersion stabilizer, it is possible to substantially prevent coalescence of silica fine particles after the resin film having projections is formed, that is, resin projection coated fine particles, and a polymer deposited on the surface of the silica fine particles. The formation of the resin coating film having the protrusions due to the growth of the components suitably proceeds.

【0061】工程(B)で用いる分散安定剤の具体例と
しては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエー
テル、ポリエチレンイミン、ポリアクリル酸、ポリビニ
ルアルコール、エチルセルロース、ヒドロキシプロピル
セルロース等が挙げられる。
Specific examples of the dispersion stabilizer used in the step (B) include polyvinylpyrrolidone, polyvinyl methyl ether, polyethyleneimine, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and the like.

【0062】重合は、通常、いわゆる極性溶媒または極
性溶媒と任意の比率で混和できる有機溶媒の存在下に行
われる。本発明において「極性溶媒」とは、いわゆる極
性溶媒だけでなく極性溶媒混和性有機溶媒をも含む広い
概念である。極性溶媒の具体例としては、例えば水、メ
タノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノー
ル、アミルアルコール、ベンジルアルコール等の低級ア
ルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール等の多価アルコール類、酢酸エチル等の
エステル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、アセトニトリル等のニトリル類、ホルムアミド、ジ
メチルホルムアミド等のアミド類、テトラヒドロフラン
等のエーテル類が挙げられる。極性溶媒混和性有機溶媒
の具体例としては、例えばジオキサン、テトラヒドロフ
ラン等のエーテル類が挙げられる。これらの中からビニ
ル系モノマーは溶解するがその重合体は溶解しないもの
を、使用するビニル系モノマーに応じて適宜選択し、単
独または複数のものを混合して用いる。
The polymerization is usually carried out in the presence of a so-called polar solvent or an organic solvent miscible with the polar solvent in any proportion. In the present invention, the “polar solvent” is a broad concept including not only so-called polar solvents but also polar solvent-miscible organic solvents. Specific examples of the polar solvent include, for example, water, methanol, ethanol, 2-propanol, butanol, amyl alcohol, lower alcohols such as benzyl alcohol, and polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, diethylene glycol, and triethylene glycol. Examples thereof include alcohols, esters such as ethyl acetate, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, nitriles such as acetonitrile, amides such as formamide and dimethylformamide, and ethers such as tetrahydrofuran. Specific examples of the polar solvent-miscible organic solvent include ethers such as dioxane and tetrahydrofuran. Among these, a vinyl monomer that dissolves but a polymer that does not dissolve is appropriately selected according to the vinyl monomer to be used, and a single monomer or a mixture of plural monomers is used.

【0063】上記極性溶媒として、特に多価アルコール
類を用いると、溶媒の粘度が上がると共に重合体の溶解
度は低下することになる。その結果、溶媒中に析出して
くるビニル系重合体粒子の粒径が小さくなり、この樹脂
粒子がシリカ表面上で形成された樹脂成分に取り込ま
れ、被膜を成長させる際、より均一でかつ緻密な状態で
突起を有する被膜を形成することができる。
When a polyhydric alcohol is used as the polar solvent, the viscosity of the solvent increases and the solubility of the polymer decreases. As a result, the particle size of the vinyl polymer particles precipitated in the solvent becomes smaller, and the resin particles are incorporated into the resin component formed on the silica surface, and when the film is grown, it is more uniform and dense. It is possible to form a coating film having protrusions in such a state.

【0064】表面処理後のシリカ微粒子を分散安定剤を
用いて極性溶媒中に分散させる方法に特別の制限はない
が、例えば下記(イ)または(ロ)の方法により所望の
分散液を得ることができる。
There is no particular limitation on the method of dispersing the surface-treated silica fine particles in a polar solvent using a dispersion stabilizer, but for example, the desired dispersion can be obtained by the following method (a) or (b). You can

【0065】(イ)まず、極性溶媒に分散安定剤を溶解
させて、分散安定剤の濃度が2〜15重量%程度の溶液
を調製する。次に、この溶液に表面処理後のシリカ微粒
子を加え、超音波振動等を利用して前記シリカ微粒子を
分散させて目的とする分散液を得る。このときの前記シ
リカ微粒子の添加量は、極性溶媒に対して、好ましくは
1〜5重量%とする。
(A) First, a dispersion stabilizer is dissolved in a polar solvent to prepare a solution having a dispersion stabilizer concentration of about 2 to 15% by weight. Next, silica fine particles after surface treatment are added to this solution, and the silica fine particles are dispersed by utilizing ultrasonic vibration or the like to obtain a target dispersion liquid. At this time, the addition amount of the silica fine particles is preferably 1 to 5% by weight with respect to the polar solvent.

【0066】(ロ)まず、極性溶媒に表面処理後のシリ
カ微粒子を加え、超音波振動等を利用して前記シリカ微
粒子を分散させる。このときの前記シリカ微粒子の添加
量は、最終的に得られる分散液において前記シリカ微粒
子の割合が極性溶媒に対して、好ましくは1〜5重量%
になる量とする。また、別途、極性溶媒に分散安定剤を
溶解させた溶液を調製する。この溶液における分散安定
剤の濃度は、最終的に得られる分散液において分散安定
剤の割合が極性溶媒に対して、好ましくは2〜15重量
%になる量とする。そして、前記シリカ微粒子を分散さ
せた極性溶媒と前記分散安定剤を溶解させた極性溶媒と
を混合して、目的とする分散液を得る。
(B) First, silica fine particles after surface treatment are added to a polar solvent, and the silica fine particles are dispersed by utilizing ultrasonic vibration or the like. The amount of the silica fine particles added at this time is preferably 1 to 5% by weight based on the polar solvent in the finally obtained dispersion liquid.
The amount is Separately, a solution in which a dispersion stabilizer is dissolved in a polar solvent is prepared. The concentration of the dispersion stabilizer in this solution is such that the ratio of the dispersion stabilizer in the finally obtained dispersion liquid is preferably 2 to 15% by weight with respect to the polar solvent. Then, the polar solvent in which the silica fine particles are dispersed and the polar solvent in which the dispersion stabilizer is dissolved are mixed to obtain a target dispersion liquid.

【0067】工程(B)では、工程(A)の表面処理後
のシリカ微粒子を、通常上述のように分散安定剤を用い
て極性溶媒中に分散させた後、この分散液にビニル系モ
ノマーと、ラジカル重合開始剤および連鎖移動剤の存在
下に前記モノマー混合物を析出重合させる。このとき用
いるラジカル重合開始剤の具体例としては2,2′−ア
ゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系重合開始剤や、過
酸化ベンゾイル等の過酸化物が挙げられる。
In the step (B), the silica fine particles after the surface treatment in the step (A) are usually dispersed in a polar solvent using a dispersion stabilizer as described above, and then the dispersion is mixed with a vinyl monomer. Precipitation polymerization of the monomer mixture in the presence of a radical polymerization initiator and a chain transfer agent. Specific examples of the radical polymerization initiator used at this time include azo polymerization initiators such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and peroxides such as benzoyl peroxide.

【0068】ラジカル重合開始剤の添加量は、モノマー
混合物の添加量に対して1〜50モル%とすることが好
ましく、特に10〜30モル%とすることが好ましい。
The addition amount of the radical polymerization initiator is preferably 1 to 50 mol%, particularly preferably 10 to 30 mol% with respect to the addition amount of the monomer mixture.

【0069】工程(B)では、析出重合が連鎖移動剤の
存在下で行われるのが有利である。連鎖移動剤の添加に
より、突起を有する樹脂被膜が形成された後のシリカ微
粒子同士、すなわち樹脂突起被覆シリカ微粒子同士の合
着を実質的に防止することができ、シリカ微粒子表面上
に析出した重合体成分の成長による突起を有する樹脂被
の形成が好適に進行する。
In step (B), the precipitation polymerization is advantageously carried out in the presence of a chain transfer agent. By the addition of the chain transfer agent, it is possible to substantially prevent the silica fine particles after the resin film having the protrusions is formed, that is, the resin protrusion-coated silica fine particles from being coalesced with each other. Resin coating with protrusions due to the growth of coalescing components
The film formation proceeds properly.

【0070】連鎖移動剤を添加すると、樹脂突起被覆微
粒子同士の合着・凝集が少なくなる理由としては、(使
用する極性溶媒に対する、ビニル系重合体の溶解度によ
っても影響されるが)基本的に、連鎖移動剤を添加する
ことにより、重合体のポリマー鎖が短くなり、析出して
くるビニル系重合体の粒径が小さくなることから、単一
のシリカ粒子表面に均一な表面突起を有する被膜形成が
なされるためと考えられる。
The reason why the addition of the chain transfer agent reduces the coalescence / aggregation of the resin protrusion-coated fine particles is basically (although it is also affected by the solubility of the vinyl polymer in the polar solvent used). , By adding a chain transfer agent, the polymer chain of the polymer is shortened, and the particle size of the precipitated vinyl polymer is reduced, so that the surface of a single silica particle has a uniform surface protrusion. that it is considered for the film formation is performed.

【0071】連鎖移動剤を添加すると、ポリマー鎖を構
成するビニル系モノマー分子の繰り返し単位数が少なく
なり、ポリマー鎖の長さが短くなるため、比較的粒径の
小さいシリカ微粒子であっても、均一な表面突起を有す
る樹脂被膜が可能となる。
When the chain transfer agent is added, the number of repeating units of the vinyl-based monomer molecule constituting the polymer chain is reduced and the length of the polymer chain is shortened. Therefore, even silica fine particles having a relatively small particle size, Has a uniform surface protrusion
It is possible to form a resin coating .

【0072】一方、連鎖移動剤を添加せずに、粒径がお
よそ3μm以下の比較的粒径の小さいシリカ微粒子に樹
脂突起被覆を施した場合、突起を有する樹脂被膜はシリ
カ微粒子表面に突起が均一に形成されず、被膜が部分的
に厚いところ、薄いところができてしまう。これは、単
官能ビニル系モノマーを重合して得られたポリマーが線
状ポリマーであり、被覆されるシリカ微粒子の粒径がポ
リマー鎖の長さに対して小さすぎるため、均一な表面
を有する膜厚でシリカ微粒子を被覆できないためと考
えられる。
On the other hand, when silica resin fine particles having a relatively small particle diameter of about 3 μm or less are coated with resin protrusions without adding a chain transfer agent, the resin coating having the protrusions has protrusions on the surface of the silica fine particles. The film is not formed uniformly, and the film is partially thick and thin. This is because the polymer obtained by polymerizing the monofunctional vinyl-based monomer is a linear polymer, and the particle size of the silica fine particles to be coated is too small with respect to the length of the polymer chain, so that a uniform surface protrusion is obtained. It is considered that this is because the silica fine particles cannot be coated with a film thickness having a certain degree.

【0073】ところで、粒径がおよそ3μmを超える比
較的大粒径のシリカ微粒子の場合には、連鎖移動剤を添
加しなくても、比較的均一な膜厚の樹脂被膜を形成させ
ることができる。しかしながら、連鎖移動剤を用いない
で形成される突起を有する樹脂被膜は、分子鎖が長く、
軟化温度が高いポリマーからなるため、このような高軟
化点ポリマーからなる樹脂を突起被覆したシリカ微粒子
を液晶表示装置用スペーサとして用いる場合、スペーサ
を配向膜基板に確実に付着させるためには高い温度で加
熱処理を行わなければならず、熱によって配向膜を損傷
する危険性がある。
By the way, in the case of silica fine particles having a relatively large particle diameter exceeding about 3 μm, a resin film having a relatively uniform film thickness can be formed without adding a chain transfer agent. . However, a resin coating having a protrusion formed without using a chain transfer agent has a long molecular chain,
Since it is composed of a polymer having a high softening temperature, when silica fine particles coated with protrusions of a resin having such a high softening point polymer are used as spacers for a liquid crystal display device, a high temperature is required to surely attach the spacer to the alignment film substrate Therefore, there is a risk that the alignment film is damaged by heat.

【0074】これに対し、連鎖移動剤を用いて形成され
突起を有する樹脂被膜を構成するポリマーは、分子鎖
が短く、軟化温度も比較的低く、配向膜を損傷する危険
性のない温度で、スペーサを配向膜基板に確実に付着さ
せることができる。
On the other hand, the polymer constituting the resin coating film having the protrusions formed by using the chain transfer agent has a short molecular chain, a relatively low softening temperature, and a temperature at which there is no risk of damaging the alignment film. The spacer can be surely attached to the alignment film substrate.

【0075】工程(B)で用いる連鎖移動剤の具体例と
しては、例えばラジカル重合で一般的に用いられるイソ
プロピルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、n−
ドデシルメルカプタン、3−エトキシプロパンチオー
ル、ビス−2−アミノジフェニルジスルフィッド、ビス
−2−ベンゾチアゾイルジスルフィッド、エチルチオグ
リコレート、アミルメルカプタン、メルカプト酢酸等の
メルカプタン類;四塩化炭素、四塩化臭素等のハロゲン
化炭素類;ジフェニルメタン、トリフェニルメタン等の
炭化水素類;およびトリエチルアミンなどが挙げられ
る。
Specific examples of the chain transfer agent used in the step (B) include, for example, isopropyl mercaptan, n-butyl mercaptan and n-, which are generally used in radical polymerization.
Mercaptans such as dodecyl mercaptan, 3-ethoxypropanethiol, bis-2-aminodiphenyldisulfide, bis-2-benzothiazoyldisulfide, ethylthioglycolate, amyl mercaptan, mercaptoacetic acid; carbon tetrachloride , Halogenated carbons such as bromine tetrachloride; hydrocarbons such as diphenylmethane and triphenylmethane; and triethylamine.

【0076】工程(B)における単官能ビニル系モノマ
ーの添加は、カップリング剤処理後のシリカ微粒子と分
散安定剤を含む極性溶媒分散液にラジカル重合開始剤お
よび連鎖移動剤を添加した後であってもよいし、ラジカ
ル重合開始剤および連鎖移動剤の添加と同時であっても
よい。
The addition of the monofunctional vinyl monomer in the step (B) is carried out after the radical polymerization initiator and the chain transfer agent are added to the polar solvent dispersion containing the silica fine particles after the coupling agent treatment and the dispersion stabilizer. Alternatively, the radical polymerization initiator and the chain transfer agent may be added at the same time.

【0077】工程(B)における単官能ビニル系モノマ
ーの重合は、単官能ビニル系モノマー、ラジカル重合開
始剤および連鎖移動剤が添加された後の分散液の液温を
20〜80℃程度に保ちつつ、当該分散液を1〜24時
間程度攪拌することにより行うことができる。この重合
により、前述したシラン系カップリング剤で表面処理さ
れた後のシリカ微粒子の表面に重合樹脂粒子が析出、成
長し、所望の突起を有するビニル系重合体被膜が形成さ
れ、反応液中に樹脂突起被覆微粒子が生成する。
The polymerization of the monofunctional vinyl-based monomer in the step (B) is carried out by maintaining the liquid temperature of the dispersion liquid at about 20 to 80 ° C. after the addition of the monofunctional vinyl-based monomer, the radical polymerization initiator and the chain transfer agent. Meanwhile, it can be performed by stirring the dispersion for about 1 to 24 hours. By this polymerization, polymerized resin particles are deposited and grown on the surface of the silica fine particles after being surface-treated with the above-mentioned silane coupling agent, and a vinyl polymer film having desired projections is formed, which is added to the reaction solution. The resin projection coated fine particles are generated.

【0078】この析出重合により溶液中に析出するビニ
ル系単独重合体粒状物の径は、通常コア粒子の径に対し
て1/200〜1/10程度であり、この析出重合体粒
状物が連続的にコア粒子表面上で析出した樹脂成分に取
り込まれて、突起を有する樹脂被膜が成長、形成され
る。このようにして形成された突起を有する樹脂被膜
は、その表面に、母粒子径の1/70〜1/5程度の径
をもつ突起を有するものとなる。
Vinyl chloride precipitated in the solution by this precipitation polymerization
The size of the homopolymer granules is usually smaller than that of the core particles.
It is about 1/200 to 1/10, and the precipitated polymer particles
Of the resin particles continuously deposited on the core particle surface.
Get in,Resin coating with protrusionsIs grown and formed
It Formed in this wayResin coating with protrusions
Has a diameter of about 1/70 to 1/5 of the mother particle diameter on its surface.
Will have a protrusion with.

【0079】工程(B)の重合反応によって形成される
突起を有する樹脂被膜の厚さは0.01〜0.5μmと
することが好ましい。突起を有する樹脂被膜の厚さは、
分散液中のモノマー混合物の濃度、ラジカル重合開始剤
および連鎖移動剤の濃度、重合時間等を適宜変更するこ
とにより制御することができる。
Formed by the polymerization reaction of step (B)
The thickness of the resin coating having protrusions is preferably 0.01 to 0.5 μm. The thickness of the resin coating with protrusions is
It can be controlled by appropriately changing the concentration of the monomer mixture in the dispersion, the concentration of the radical polymerization initiator and the chain transfer agent, the polymerization time and the like.

【0080】工程(B)のビニルモノマーの重合に伴っ
て、反応液中には多数の樹脂微粒子が副生する。これら
の樹脂微粒子は樹脂突起被覆微粒子に比べて著しく小さ
く、反応液中に樹脂突起被覆微粒子とともに懸濁状態で
存在している。従って、工程(B)の重合反応終了後
に、反応液中に副生した樹脂微粒子を洗浄により容易に
除去することができる。
With the polymerization of the vinyl monomer in step (B), a large number of resin fine particles are by-produced in the reaction solution. These resin fine particles are remarkably smaller than the resin protrusion-coated fine particles and are present in the reaction liquid together with the resin protrusion-coated fine particles in a suspended state. Therefore, after the completion of the polymerization reaction in step (B), the resin fine particles by-produced in the reaction solution can be easily removed by washing.

【0081】このようにして処理された樹脂突起被覆微
粒子は、例えば洗浄液を水で置換したのち、凍結乾燥法
などを用いて乾燥処理し、単離することにより、本発明
の樹脂突起被覆微粒子が得られる。また、所望により、
以下に示す工程(C)および(D)を施す場合には、こ
の単離した樹脂突起被覆微粒子を工程(C)に用いても
よいし、上記の乾燥処理を行わずに、樹脂突起被覆粒子
をそのまま工程(C)に用いてもよい。
The resin projection-covered fine particles treated in this manner are isolated by subjecting the resin projection-covered fine particles of the present invention to isolation by, for example, substituting the washing solution with water, and then drying and lysing using a freeze-drying method or the like. can get. Also, if desired,
When performing the steps (C) and (D) shown below, the isolated resin protrusion-coated fine particles may be used in the step (C), or the resin protrusion-coated particles may be used without performing the above-mentioned drying treatment. May be used as it is in the step (C).

【0082】なお、上述の工程(A)および(B)を実
施することにより得られる樹脂突起被覆微粒子では、こ
れを構成する突起を有する樹脂被膜は単層構造となって
いる(以下、「単層樹脂突起被覆微粒子」という。)。
突起を有する樹脂被膜は前述したように単層構造であっ
てもよいし複数層構造であってもよく、突起を有する樹
脂被膜が2層以上の構造を有するようにするには、例え
ば次に示す方法を用いればよい。
In the resin projection coated fine particles obtained by carrying out the steps (A) and (B) described above, the resin coating having the projections constituting the fine particles has a single layer structure (hereinafter, referred to as "single layer"). Layer resin projection coated fine particles ".).
It resin film having projections may be single-layer structure as described above may be a multilayer structure, tree having projections
To make the oil film have a structure of two or more layers, for example, the following method may be used.

【0083】まず、上述のようにして単層樹脂突起被覆
微粒子を分取した後、この単層樹脂突起被覆微粒子を分
散安定剤を用いて極性溶媒中に分散させつつ、この分散
液に単官能ビニル系モノマーを加えて溶解させる。次に
ラジカル重合開始剤および連鎖移動剤の存在下に前記単
官能ビニル系モノマーを重合させることにより前記単層
樹脂突起被覆微粒子の表面に更に突起を有する樹脂被膜
を形成させて、反応液中に新たな2層目の突起を有する
樹脂被膜を有する樹脂突起被覆微粒子を生成させる。
First, the single-layer resin projection-coated fine particles are collected as described above, and then the single-layer resin projection-coated fine particles are dispersed in a polar solvent using a dispersion stabilizer, and a monofunctional compound is added to the dispersion. Add vinyl monomer and dissolve. Next, by polymerizing the monofunctional vinyl-based monomer in the presence of a radical polymerization initiator and a chain transfer agent, a resin film having protrusions is further formed on the surface of the single-layer resin protrusion-coated fine particles, Has a new second layer protrusion in the reaction solution
To produce a resin protrusion coated microparticles having a resin coating.

【0084】次いで、前述したと同様に反応液中に副生
した樹脂微粒子を洗浄により除去した後に新たな2層樹
脂突起被覆微粒子を分取する。これにより、目的とする
複数層構造からなる突起を有するビニル系重合体被膜
形成される。
Then, as described above, the resin fine particles by-produced in the reaction solution are removed by washing, and new two-layer resin protrusion-coated fine particles are collected. As a result, the intended vinyl polymer coating having a protrusion having a multi-layer structure is formed.

【0085】このとき用いる分散安定剤、極性溶媒、単
官能ビニルモノマー、ラジカル重合開始剤および連鎖移
動剤は、1層目の突起を有する樹脂被膜を形成する際に
用いたものと同じであってもよいし異なっていてもよ
い。これらの具体例は、前述したとおりである。また、
単層樹脂突起被覆微粒子を分散安定剤を用いて極性溶媒
中に分散させる方法は、工程(B)における方法に準じ
る。そして、これ以降の手順も単層樹脂突起被覆微粒子
を得る際の手順に準じる。この場合においても、極性溶
媒として多価アルコールを用いると、突起を有するビニ
ル系重合体被膜の形成を効果的に行うことができる。
The dispersion stabilizer, polar solvent, monofunctional vinyl monomer, radical polymerization initiator and chain transfer agent used at this time are the same as those used in forming the resin film having the protrusions of the first layer. May be different or different. Specific examples of these are as described above. Also,
The method for dispersing the single-layer resin protrusion-coated fine particles in the polar solvent using the dispersion stabilizer is similar to the method in step (B). The procedure thereafter is also the same as the procedure for obtaining the single-layer resin protrusion-coated fine particles. Even in this case, when a polyhydric alcohol is used as the polar solvent, the vinyl chloride having protrusions is used.
It is possible to effectively form a polymer coating film .

【0086】以下同様にして突起を有するビニル系重合
体被膜の表面に新たな突起を有する樹脂被膜を析出重合
法により形成することにより、ビニル系重合体被膜が3
層構造以上の樹脂突起被覆微粒子を得ることもできる。
In the same manner as above, vinyl-based polymerization having protrusions
By forming a resin coating having new protrusions on the surface of the body coating by a precipitation polymerization method, the vinyl-based polymer coating becomes 3
It is also possible to obtain resin protrusion-coated fine particles having a layer structure or more.

【0087】工程(C) 工程(C)は、上述のようにして工程(B)を実施し、
シリカ微粒子の表面に形成された突起を有するビニル系
重合体被膜上に、ビニル系シランカップリング剤重合体
からなる被覆層を形成する工程である。
Step (C) In step (C), step (B) is carried out as described above,
Vinyl-based with protrusions formed on the surface of silica particles
On the polymer film, a step of forming a coating layer comprising a vinyl based silane coupling agent polymer.

【0088】この工程(C)で用いられるビニル系シラ
ンカップリング剤としては、ビニル基およびシラン部分
を有するものであればよく特に制限はないが、例えば前
記工程(A)で用いるシラン系カップリング剤として例
示したものの中からビニル基を有するものと同じものを
挙げることができる。これらのビニル系シランカップリ
ング剤は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせ
て用いてもよい。
The vinyl silane coupling agent used in this step (C) is not particularly limited as long as it has a vinyl group and a silane moiety. For example, the silane coupling agent used in the above step (A). Among the agents, the same ones having a vinyl group can be mentioned. These vinyl-based silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more kinds.

【0089】このビニル系シランカップリング剤の重合
方法としては、例えば極性溶媒中に、工程(B)で得ら
れた突起を有するビニル系重合体被膜を有するシリカ微
粒子を分散させたのち、これにラジカル重合開始剤とビ
ニル系シランカップリング剤を添加して重合させる方法
などを用いることができる。この際、必要ならば、分散
安定剤を用いてもよい。
As a method for polymerizing the vinyl-based silane coupling agent, for example, silica fine particles having a vinyl-based polymer coating having protrusions obtained in the step (B) are dispersed in a polar solvent, and then the resultant is added thereto. A method in which a radical polymerization initiator and a vinyl-based silane coupling agent are added and polymerized may be used. At this time, if necessary, a dispersion stabilizer may be used.

【0090】この工程(C)で用いられる極性溶媒、ラ
ジカル重合開始剤および分散安定剤としては、それぞれ
前記工程(B)の説明において例示したものと同じもの
を挙げることができる。また、突起を有するビニル系重
合体被膜を有するシリカ微粒子の極性溶媒中への分散方
法は前記工程Bの場合と同様である。またラジカル重合
開始剤の添加量は、モノマー混合物の添加量に対して1
〜500モル%とするのが好ましく、特に1〜300モ
ル%とするのが好ましい。
The polar solvent, the radical polymerization initiator and the dispersion stabilizer used in this step (C) may be the same as those exemplified in the explanation of the above step (B). In addition, the vinyl-based
The method of dispersing the silica fine particles having the coalesced film in the polar solvent is the same as in the case of the step B. The addition amount of the radical polymerization initiator is 1 with respect to the addition amount of the monomer mixture.
It is preferably in the range of ˜500 mol%, particularly preferably in the range of 1 to 300 mol%.

【0091】工程(C)におけるビニル系シランカップ
リング剤の重合は、一般に、温度20〜80℃程度に保
ちながら、1〜24時間程度撹拌することにより行われ
る。
The polymerization of the vinyl silane coupling agent in step (C) is generally carried out by stirring for about 1 to 24 hours while maintaining the temperature at about 20 to 80 ° C.

【0092】このようにして、突起を有するビニル系重
合体被膜の上に、ビニル系シランカップリング剤重合体
からなる被覆層が形成される。この際、前述したよう
に、突起を有するビニル系重合体被膜中に残存するビニ
ル基にビニル系シランカップリング剤がグラフトされ、
炭素−炭素結合が形成するものと思われる。カップリン
グ剤重合体からなる被覆層の厚さは、次の工程(D)で
形成されるシロキサン結合を有する重合体からなる被覆
層の所望厚さにより、適宜選定されるが、分散液中のビ
ニル系シランカップリング剤の濃度、ラジカル重合開始
剤の濃度、重合時間などを適宜変更することにより、制
御することができる。
Thus, the vinyl-based polymer having the protrusions is
A coating layer made of a vinyl-based silane coupling agent polymer is formed on the combined coating . At this time, as described above, a vinyl-based silane coupling agent is grafted onto the vinyl group remaining in the vinyl -based polymer coating having protrusions ,
It seems that carbon-carbon bonds are formed. The thickness of the coating layer made of the coupling agent polymer is appropriately selected depending on the desired thickness of the coating layer made of the polymer having a siloxane bond formed in the next step (D). It can be controlled by appropriately changing the concentration of the vinyl-based silane coupling agent, the concentration of the radical polymerization initiator, the polymerization time, and the like.

【0093】工程(D) 工程(D)は、上述のようにして工程(C)を実施し、
突起を有するビニル系重合体被膜上に形成されたカップ
リング剤重合体からなる被覆層を、加水分解処理する工
程である。この加水分解処理により、カップリング剤重
合体中の親水性置換基(例えば、アルコキシル基など)
が加水分解され、さらに脱水・縮合反応により、網目状
のシロキサン結合が形成し、該カップリング剤重合体か
らなる被覆層は、シロキサン結合を有する重合体からな
る被覆層となる。この際、カップリング剤重合体からな
る被覆層中の親水性置換基の全てが加水分解されてシロ
キサン結合を形成する必要はなく、その一部のみが加水
分解されてシロキサン結合を形成してもよい。
Step (D) In step (D), step (C) is carried out as described above,
This is a step of subjecting the coating layer made of the coupling agent polymer formed on the vinyl polymer coating having protrusions to hydrolysis treatment. By this hydrolysis treatment, hydrophilic substituents (eg, alkoxyl groups) in the coupling agent polymer
Is hydrolyzed, and further a dehydration / condensation reaction forms a network-shaped siloxane bond, and the coating layer made of the coupling agent polymer becomes a coating layer made of a polymer having a siloxane bond. At this time, it is not necessary that all of the hydrophilic substituents in the coating layer made of the coupling agent polymer are hydrolyzed to form a siloxane bond, and even if only a part thereof is hydrolyzed to form a siloxane bond. Good.

【0094】工程(D)における加水分解処理は、前記
工程(C)で得られたカップリング剤重合体からなる被
覆層を有する樹脂突起被覆微粒子に対して、通常アンモ
ニア水を用いて行われるが、塩酸、硫酸、硝酸などの希
薄水溶液で加水分解処理し、その後アンモニア水を用い
て縮合反応を促進させ、シロキサン結合を形成してもよ
い。加水分解に用いるアンモニアの使用量は、カップリ
ング剤重合体に対して、通常10〜5000重量%、好
ましくは50〜2000重量%の範囲である。また、加
水分解、脱水・縮合反応は、通常0〜70℃、好ましく
は5〜60℃、特に好ましくは10〜40℃の範囲で行
い、反応時間は、通常0.1〜50時間、好ましくは1
〜30時間の範囲である。
The hydrolysis treatment in step (D) is usually carried out using aqueous ammonia on the resin projection-coated fine particles having a coating layer made of the coupling agent polymer obtained in step (C). Alternatively, a siloxane bond may be formed by hydrolyzing with a dilute aqueous solution of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid or the like, and then using ammonia water to accelerate the condensation reaction. The amount of ammonia used for hydrolysis is usually 10 to 5000% by weight, preferably 50 to 2000% by weight, based on the coupling agent polymer. The hydrolysis, dehydration / condensation reaction is usually carried out at 0 to 70 ° C., preferably 5 to 60 ° C., particularly preferably 10 to 40 ° C., and the reaction time is usually 0.1 to 50 hours, preferably 1
~ 30 hours.

【0095】反応終了後、常法に従って粒子を回収し、
十分に洗浄したのち、凍結乾燥法などで乾燥処理するこ
とにより、本発明の樹脂突起被覆微粒子、すなわちシリ
カ微粒子の表面にシラン系カップリング剤を介して形成
された単層構造又は複数層構造からなる突起を有するビ
ニル系重合体被膜の上に、シロキサン結合を有する重合
体からなる被覆層を有する本発明の樹脂突起被覆微粒子
が得られる。
After the reaction was completed, the particles were recovered by a conventional method,
After sufficiently washing, by a drying treatment such as a freeze-drying method, from the resin protrusion-coated fine particles of the present invention, that is, a single-layer structure or a multi-layer structure formed on the surface of silica fine particles via a silane coupling agent. With a protrusion
The resin projection-coated fine particles of the present invention having a coating layer made of a polymer having a siloxane bond on the nil polymer coating film can be obtained.

【0096】このようにして得られた本発明の樹脂突起
被覆微粒子は、ふるい等による分級操作を行わずとも液
晶表示装置用のスペーサとしてそのまま使用できる他、
半導体封止用樹脂の充填材や歯科材料樹脂の充填材とし
ても好適に使用できる。本発明はまた、前述の本発明の
樹脂突起被覆微粒子からなる液晶表示装置用スペーサを
も提供する。
The resin projection-coated fine particles of the present invention thus obtained can be used as they are as a spacer for a liquid crystal display device without any classification operation such as sieving.
It can also be suitably used as a filler for semiconductor encapsulating resin or a filler for dental material resin. The present invention also provides a spacer for a liquid crystal display device, which comprises the resin protrusion-coated fine particles of the present invention.

【0097】[0097]

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、各例で得られた樹脂突起被覆
微粒子について、下記の試験を行い、固着力および溶媒
耐久性を評価した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The resin protrusion-coated fine particles obtained in each example were subjected to the following tests to evaluate the sticking force and the solvent durability.

【0098】(1)固着力評価 洗浄したスライドガラス上に、ポリイミド溶液(日産化
学社製「サンエバー5291」)をスピンコーターにて
コーティングし、対流式オーブンにて140℃、60分
間加熱処理を行った。突起を有する樹脂被覆シリカ粒子
0.1gを窒素ガスによりポリイミドコーティングガラ
スへドライ散布(散布密度250〜850個/mm2
度)する。これを、対流式オーブンにて140℃、90
分間加熱処理を行った。乾燥雰囲気下で冷却した後、光
学顕微鏡(拡大倍率100倍)にて粒子個数(粒子個数
A)を計測した。
(1) Evaluation of Adhesion Strength A polyimide solution (“San Ever 5291” manufactured by Nissan Kagaku Co., Ltd.) was coated on a washed slide glass by a spin coater and heat-treated at 140 ° C. for 60 minutes in a convection oven. It was 0.1 g of resin-coated silica particles having protrusions is dry-sprayed (spraying density of about 250 to 850 particles / mm 2 ) on polyimide-coated glass with nitrogen gas. This is placed in a convection oven at 140 ° C and 90
Heat treatment was performed for a minute. After cooling in a dry atmosphere, the number of particles (particle number A) was measured with an optical microscope (magnification of 100 times).

【0099】次に、そのままの状態に固定し、専用ノズ
ル(ノズル口径1.5mm)を45°、距離10mmの
条件になるよう設置し、設置後、ノズルから窒素ガスを
0.3MPaで10秒間吹き付けて粒子を吹き飛ばし
た。その後、粒子個数(粒子個数B)を計測し、粒子残
存率(%)[(B/A)×100]を求め、固着力を評
価した。
Next, the nozzle was fixed as it was, and a dedicated nozzle (nozzle diameter: 1.5 mm) was installed under the conditions of 45 ° and a distance of 10 mm. After installation, nitrogen gas was supplied from the nozzle at 0.3 MPa for 10 seconds. The particles were blown off by blowing. After that, the number of particles (the number of particles B) was measured, the particle residual rate (%) [(B / A) × 100] was determined, and the adhesion strength was evaluated.

【0100】(2)溶媒耐久性評価 突起を有する樹脂被覆シリカ粒子1gを100ml三角
フラスコに入れ、イソプロピルアルコール溶液を50m
l添加し超音波分散させたのち、スターラチップをフラ
スコ内に入れ、マグネチックスターラーにて3日間連続
攪拌を行う。試験後の突起を有する樹脂被覆シリカ粒子
についてSEMにて顕微鏡観察を行い、突起被覆樹脂層
の状態観察を行う。被覆層が剥離していた場合は×、樹
脂層に変化が見られれば△、変化がない場合は○、の3
段階にて評価した。
(2) Evaluation of Solvent Durability 1 g of resin-coated silica particles having protrusions was placed in a 100 ml Erlenmeyer flask and 50 ml of isopropyl alcohol solution was added.
After adding 1 and ultrasonically dispersing, a stirrer chip is put in the flask and continuously stirred by a magnetic stirrer for 3 days. The resin-coated silica particles having the protrusions after the test are observed under a microscope with an SEM to observe the state of the protrusion-covered resin layer. 3 when the coating layer was peeled off, Δ when there was a change in the resin layer, and ○ when there was no change.
It was evaluated in stages.

【0101】実施例1 (1)シラン系カップリング剤による表面処理 焼成温度500℃で焼成したシリカ粒子(平均粒径7.
328μm)20gを、500ml三角フラスコに入
れ、ここにイソプロピルアルコール126gとメチルア
ルコール126gを加えた後、超音波振動を与えて良く
分散させた。この分散液に、25重量%アンモニア水1
00gを添加し、液温30℃で攪拌した。この混合溶液
に、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
(MPTMS)4.65gとテトラエトキシシラン(T
EOS)1.12gの混合物を15分かけて添加した。
添加終了後、得られた溶液の液温を60℃まで上昇さ
せ、当該溶液を10時間攪拌しながら表面処理シリカ粒
子を生成した。
Example 1 (1) Surface Treatment with Silane Coupling Agent Silica particles (average particle size 7.
328 μm) (20 g) was placed in a 500 ml Erlenmeyer flask, 126 g of isopropyl alcohol and 126 g of methyl alcohol were added thereto, and ultrasonic vibration was applied to disperse the mixture well. To this dispersion liquid, 25% by weight ammonia water 1
00 g was added, and the mixture was stirred at a liquid temperature of 30 ° C. 4.65 g of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTMS) and tetraethoxysilane (T
1.12 g of a mixture of EOS) was added over 15 minutes.
After the addition was completed, the liquid temperature of the obtained solution was raised to 60 ° C., and the surface-treated silica particles were produced while stirring the solution for 10 hours.

【0102】放冷後、表面処理シリカ粒子を遠心沈降法
にて洗浄した。洗浄後、得られた表面処理シリカ粒子を
120℃のオーブン中で1時間乾燥し、乾燥粉体を得
た。得られた表面処理シリカ粒子についてSEMにて観
察および粒径測定を行ったところ、平均粒径7.328
μmであり、粒径増加は認められなかった。なお、表面
処理時におけるシラン系カップリング剤(MPTMS)
の全溶液(イソプロピルアルコール、メチルアルコー
ル、アンモニア水、MPTMSおよびTEOSの合計)
中の濃度は、1.30重量%であった。
After cooling, the surface-treated silica particles were washed by the centrifugal sedimentation method. After washing, the obtained surface-treated silica particles were dried in an oven at 120 ° C. for 1 hour to obtain a dry powder. When the obtained surface-treated silica particles were observed by SEM and the particle size was measured, the average particle size was 7.328.
μm, and no increase in particle size was observed. The silane coupling agent (MPTMS) during surface treatment
Solution (total of isopropyl alcohol, methyl alcohol, aqueous ammonia, MPTMS and TEOS)
The concentration inside was 1.30% by weight.

【0103】(2)樹脂被覆処理 5Lフラスコに、メタノール560mlとエチレングリ
コール1040mlを入れ、この混合液に分散安定剤で
あるポリビニルピロリドン「K−90」(和光純薬工業
社製 分子量36万)80gを溶解させた。この溶液に
上記(1)で得た表面処理シリカ粒子20gを添加し、
超音波振動を与えて良く分散させた。この分散液に、
2,2′−アゾビスイソブチロニトリル4gとスチレン
18gおよびメルカプト酢酸0.57gを加え、65℃
で8時間重合を行った。この重合によって、表面処理シ
リカ粒子の表面にはポリスチレン層が形成され、突起を
有するスチレン樹脂被覆シリカ粒子が生成した。放冷
後、遠心沈降法にて洗浄した後、凍結乾燥により乾燥粉
体を得た。
(2) Resin-coated treatment Into a 5 L flask, 560 ml of methanol and 1040 ml of ethylene glycol were placed, and 80 g of polyvinylpyrrolidone "K-90" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight 360,000) as a dispersion stabilizer was added to this mixture. Was dissolved. 20 g of the surface-treated silica particles obtained in (1) above was added to this solution,
Ultrasonic vibration was applied to disperse well. In this dispersion,
2,2'-azobisisobutyronitrile 4g, styrene 18g and mercaptoacetic acid 0.57g were added, and the temperature was 65 ° C.
Polymerization was carried out for 8 hours. By this polymerization, a polystyrene layer is formed on the surface of the surface-treated silica particles, and projections are formed.
The resulting styrene resin-coated silica particles were produced. After allowing to cool, it was washed by a centrifugal sedimentation method and then freeze-dried to obtain a dry powder.

【0104】得られた突起を有するスチレン樹脂被覆シ
リカ粒子についてSEMによる観察および粒径測定を行
ったところ、樹脂被覆層は、径0.24〜0.66μm
の突起を連続して有し、平均粒径7.595μm、CV
値1.04%、平均厚さ0.134μmであった。な
お、突起の径および粒径は、明細書本文記載の方法に従
って測定した(以下、同様)。
Observation of the obtained styrene resin-coated silica particles having protrusions by SEM and particle size measurement revealed that the resin coating layer had a diameter of 0.24 to 0.66 μm.
Have continuous projections, average particle size 7.595 μm, CV
The value was 1.04% and the average thickness was 0.134 μm. The diameter and particle size of the protrusions were measured according to the method described in the text of the specification (the same applies hereinafter).

【0105】(3)シロキサン結合を有する重合体から
なる被覆層の形成 2Lフラスコに、メタノール750gを入れ、これに分
散安定剤であるポリビニルピロリドン「K−90」(和
光純薬工業社製 分子量36万)45gを溶解させた。
この溶液に上記(2)で得た突起を有するスチレン樹脂
被覆シリカ粒子15gを加え、超音波振動を与えて良く
分散させた。この分散液に、2,2′−アゾビス(4−
メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)15gと
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン7.5
gを加え、30℃で12時間重合を行った。
(3) Formation of Coating Layer Made of Polymer Having Siloxane Bond 750 g of methanol was placed in a 2 L flask, and polyvinyl pyrrolidone "K-90" (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight 36) was added as a dispersion stabilizer. 10,000) 45 g was dissolved.
To this solution, 15 g of the styrene resin-coated silica particles having the protrusion obtained in (2) above was added, and ultrasonic vibration was applied to disperse the particles well. 2,2'-azobis (4-
Methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) 15 g and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane 7.5
g was added and polymerization was carried out at 30 ° C. for 12 hours.

【0106】反応終了後、メタノール500mlを加
え、そのまま静置して、表面にカップリング剤重合体か
らなる被覆層が形成された樹脂被覆粒子(以下、表面処
理樹脂被覆粒子と称す)を沈降させた。沈降後、上澄液
を除去したのち、メタノール300mlを添加し、撹拌
して前記粒子を分散させた。次いで、表面処理樹脂被覆
粒子の沈降、上澄みの除去の一連の操作を7回繰り返し
て、表面処理樹脂被覆粒子の洗浄を行った。
After completion of the reaction, 500 ml of methanol was added, and the mixture was allowed to stand as it was to precipitate resin-coated particles having a coating layer made of a coupling agent polymer formed on the surface thereof (hereinafter referred to as surface-treated resin-coated particles). It was After sedimentation, the supernatant was removed, 300 ml of methanol was added, and the mixture was stirred to disperse the particles. Then, a series of operations of sedimentation of the surface-treated resin-coated particles and removal of the supernatant were repeated 7 times to wash the surface-treated resin-coated particles.

【0107】次に、洗浄溶媒を水/メタノール混合溶媒
(体積比5/5)450mlに置換したのち、25重量
%アンモニア水15mlを添加し、室温で約10時間撹
拌し、樹脂被覆粒子の表面に形成されたカップリング剤
重合体からなる被覆層中のアルコキシル基の加水分解縮
合を行った。
Next, after replacing the washing solvent with 450 ml of a water / methanol mixed solvent (volume ratio 5/5), 15 ml of 25% by weight aqueous ammonia was added, and the mixture was stirred at room temperature for about 10 hours to give a resin-coated particle surface. The alkoxyl group in the coating layer formed of the coupling agent polymer formed in Step 1 was hydrolyzed and condensed.

【0108】反応終了後、前記と同様にして粒子の洗浄
を行ったのち、凍結乾燥を行い、最外層にシロキサン結
合を有する重合体からなる被覆層が形成された突起を有
する樹脂被覆シリカ粒子粉体15.5gを得た。
After the completion of the reaction, the particles were washed in the same manner as described above, and then freeze-dried to form protrusions on the outermost layer having a coating layer made of a polymer having a siloxane bond.
To obtain a resin-coated silica particles powder 15.5g to.

【0109】この突起を有するスチレン樹脂被覆シリカ
粒子について、SEM写真を撮影し、この写真からその
粒径を測定した結果、平均粒径は7.595μm、CV
値は1.04%であり、粒径増加は認められなかった。
なお、シロキサン結合を有する重合体からなる被覆層の
厚さは0.01μmであった。
SEM photographs of the styrene resin-coated silica particles having the protrusions were taken, and the particle diameters were measured from the photographs. As a result, the average particle diameter was 7.595 μm and CV was measured.
The value was 1.04%, and no increase in particle size was observed.
The coating layer made of a polymer having a siloxane bond had a thickness of 0.01 μm.

【0110】この突起を有するスチレン樹脂被覆シリカ
粒子の性状と共に、評価結果を表1に示す。また、図1
に突起を有するスチレン樹脂被覆シリカ粒子全体のSE
M写真(2,500倍)も示す。図1より、シリカ粒子
の表面に突起が認められることが明らかであるが、この
突起をさらに明瞭に示すため、シリカ粒子の部分を3
0,000倍に拡大したSEM写真を図2で示す。
The evaluation results are shown in Table 1 together with the properties of the styrene resin-coated silica particles having the protrusions. Also, FIG.
SE of styrene resin-coated silica particles having protrusions on the entire surface
An M photograph (2,500 times) is also shown. It is clear from FIG. 1 that protrusions are recognized on the surface of the silica particles.
A SEM photograph magnified 10,000 times is shown in FIG.

【0111】実施例2 実施例1(1)において、MPTMSの量を6.2gに
変更した以外は、実施例1と同様な操作を行い、シロキ
サン結合を有する重合体からなる被覆層が形成された突
を有するスチレン樹脂被覆シリカ粒子粉体を得た。な
お、樹脂被覆処理後、得られた突起を有するスチレン樹
脂被覆シリカ粒子について、SEMによる観察および粒
径測定を行ったところ、樹脂被覆層は、径0.28〜
0.68μmの突起を連続して有し、平均粒径7.60
3μm、CV値0.91%、平均厚さ0.139μmで
あった。この突起を有するスチレン樹脂被覆シリカ粒子
の性状と共に、評価結果を表1に示す。
Example 2 The same operation as in Example 1 was carried out except that the amount of MPTMS was changed to 6.2 g in Example 1 (1) to form a coating layer made of a polymer having a siloxane bond. Styrene resin-coated silica particle powder having protruding protrusions was obtained. After the resin coating treatment, the obtained styrene resin-coated silica particles having protrusions were observed by SEM and the particle size was measured.
Continuously having projections of 0.68 μm, average particle size 7.60
The thickness was 3 μm, the CV value was 0.91%, and the average thickness was 0.139 μm. The evaluation results are shown in Table 1 together with the properties of the styrene resin-coated silica particles having the protrusions.

【0112】実施例3 実施例1(1)において、MPTMSの量を0.8gに
変更した以外は、実施例1と同様な操作を行い、シロキ
サン結合を有する重合体からなる被覆層が形成された突
を有するスチレン樹脂被覆シリカ粒子粉体を得た。な
お、樹脂被覆処理後、得られた突起を有するスチレン樹
脂被覆シリカ粒子について、SEMによる観察および粒
径測定を行ったところ、樹脂被覆層は、径0.15〜
0.42μmの突起を連続して有し、平均粒径7.56
8μm、CV値1.31%、平均厚さ0.122μmで
あった。この突起を有するスチレン樹脂被覆シリカ粒子
の性状と共に、評価結果を表1に示す。
Example 3 The same operation as in Example 1 was carried out except that the amount of MPTMS was changed to 0.8 g in Example 1 (1) to form a coating layer made of a polymer having a siloxane bond. Styrene resin-coated silica particle powder having protruding protrusions was obtained. After the resin coating treatment, the obtained styrene resin-coated silica particles having protrusions were observed by SEM and the particle size was measured.
Continuously having protrusions of 0.42 μm, average particle size 7.56
The thickness was 8 μm, the CV value was 1.31%, and the average thickness was 0.122 μm. The evaluation results are shown in Table 1 together with the properties of the styrene resin-coated silica particles having the protrusions.

【0113】[0113]

【表1】 [Table 1]

【0114】[0114]

【発明の効果】本発明によれば、(i) 全体として硬度、
強度が高く、液晶表示装置用スペーサとして用いたとき
に、セルギャップを所定の間隔に保つというスペーサと
しての機能を長期間に亘って果たすことができる、(ii)
超音波振動により散布液(アルコール水溶液)に分散
させた場合でも樹脂被膜の剥離が実質的に起こらない、
(iii) 液晶表示装置用の配向基板に対して良好な付着性
を有し、法面付着性も良好であるとともに、液晶自体だ
けでなく液晶の配向にも悪影響を及ぼすことが実質的に
ない等の利点を有する樹脂突起被覆微粒子、さらにはこ
れらの性質を充分に満足すると共に、低温で溶融固着す
る上、散布溶媒及び液晶に対する耐久性に優れ、かつ分
散溶媒中に長時間分散させておいても凝集しにくく、良
好な分散安定性を有し、液晶表示装置用スペーサとして
好適な樹脂突起被覆微粒子を提供することができる。
According to the present invention, (i) the hardness as a whole,
High strength, when used as a spacer for a liquid crystal display device, can function as a spacer for maintaining a cell gap at a predetermined interval for a long period of time, (ii)
Peeling of the resin coating does not substantially occur even when dispersed in a spray liquid (alcoholic aqueous solution) by ultrasonic vibration.
(iii) It has good adhesion to the alignment substrate for the liquid crystal display device, good slope adhesion, and does not substantially affect not only the liquid crystal itself but also the liquid crystal alignment. The resin projection coated fine particles having the advantages such as the above, and further satisfying these properties sufficiently, melted and fixed at a low temperature, excellent in durability against a spray solvent and liquid crystal, and dispersed in a dispersion solvent for a long time. Even if it does not aggregate, it is possible to provide resin protrusion-coated fine particles which have good dispersion stability and are suitable as spacers for liquid crystal display devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1で得られた突起を有するスチレン樹脂
被覆シリカ粒子の走査型電子顕微鏡写真図(2,500
倍)である。
FIG. 1 is a scanning electron micrograph (2,500 ) of styrene resin-coated silica particles having protrusions obtained in Example 1.
Times).

【図2】実施例1で得られた突起を有するスチレン樹脂
被覆シリカ粒子の走査型電子顕微鏡写真図(3,000
倍)である
FIG. 2 is a scanning electron microscope photograph (3,000 ) of the styrene resin-coated silica particles having protrusions obtained in Example 1.
Times)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08F 257/02 C08F 257/02 C09C 3/10 C09C 3/10 3/12 3/12 G02F 1/1339 500 G02F 1/1339 500 (72)発明者 加藤 さおり 岐阜県岐阜市藪田西2丁目1番1号 宇部 日東化成株式会社内 (72)発明者 石井 徳 岐阜県岐阜市藪田西2丁目1番1号 宇部 日東化成株式会社内 Fターム(参考) 2H089 LA03 LA07 MA01 MA04 QA14 4G075 AA27 BA10 BC10 BD16 FB01 4J011 AA08 NA12 NA24 NA25 NA26 NC01 PA13 PA65 PB03 PB16 PC02 4J026 AA17 BA43 DA02 DA12 DB02 DB12 EA05 FA07 GA02 4J037 AA18 CB23 CC13 CC16 CC28 EE03 EE04 EE12 EE16 EE43 FF17 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C08F 257/02 C08F 257/02 C09C 3/10 C09C 3/10 3/12 3/12 G02F 1/1339 500 G02F 1/1339 500 (72) Inventor Saori Kato 2-1-1 Yabuda Nishi, Gifu-shi, Gifu Ube Nitto Kasei Co., Ltd. (72) Toku Ishii 2-1-1 Yabuda Nishi, Gifu-shi, Gifu Ube Nitto Kasei Co., Ltd. F-term (Reference) 2H089 LA03 LA07 MA01 MA04 QA14 4G075 AA27 BA10 BC10 BD16 FB01 4J011 AA08 NA12 NA24 NA25 NA26 NC01 PA13 PA65 PB03 PB16 PC02 4J026 AA17 BA43 DA02 DA12 DB02 DB12 EA05 CC37 A13 4 EE03 EE04 EE12 EE16 EE43 FF17

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コア微粒子と、その表面に形成された単
層または複層構造の熱可塑性樹脂被膜とを有し、かつ該
熱可塑性樹脂被膜が、析出重合により形成された被膜で
あり、表面に突起を有することを特徴とする樹脂突起被
覆微粒子。
1. A core fine particle and a thermoplastic resin coating having a monolayer or multilayer structure formed on the surface thereof, and the thermoplastic resin coating is a coating formed by precipitation polymerization. A resin protrusion-coated fine particle having protrusions on its surface.
【請求項2】樹脂突起被覆スペーサが平均粒径1〜17
μmで、かつ粒度分布の変動係数(CV値)が3.0%
以下である請求項1に記載の樹脂突起被覆粒子。
2. The resin projection coated spacer has an average particle size of 1 to 17
μm and variation coefficient (CV value) of particle size distribution is 3.0%
The resin protrusion-coated particles according to claim 1, which are as follows.
【請求項3】 熱可塑性樹脂突起被膜が、さらにシロキ
サン結合を有する重合体で被覆されてなる請求項1また
は2に記載の樹脂突起被覆微粒子。
3. The resin projection-coated fine particles according to claim 1, wherein the thermoplastic resin projection coating is further coated with a polymer having a siloxane bond.
【請求項4】 コア微粒子が、焼成シリカ微粒子である
請求項1、2または3に記載の樹脂突起被覆微粒子。
4. The resin protrusion-coated fine particles according to claim 1, 2 or 3, wherein the core fine particles are pyrogenic silica fine particles.
【請求項5】 熱可塑性樹脂突起被膜がポリスチレン樹
脂被膜である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の
樹脂突起被覆微粒子。
5. The resin projection-coated fine particles according to any one of claims 1 to 4, wherein the thermoplastic resin projection coating is a polystyrene resin coating.
【請求項6】 シリカ微粒子をカップリング剤で表面処
理する工程(A)、単官能ビニル系モノマーを析出重合
し、表面処理されたシリカ微粒子の表面上に析出および
成長させてビニル系重合体突起被膜を形成する工程
(B)、さらに場合により、ビニル系シランカップリン
グ剤を重合させて、シリカ微粒子の表面に形成されたビ
ニル系重合体突起被膜上にカップリング剤重合体からな
る被覆層を形成する工程(C)、およびビニル系重合体
突起被膜上に形成されたカップリング剤重合体からなる
被覆層を加水分解処理して、シロキサン結合を有する重
合体からなる被覆層とする工程(D)を順次施すことを
特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の樹
脂突起被覆微粒子の製造方法。
6. A step (A) of surface-treating silica fine particles with a coupling agent, wherein a monofunctional vinyl-based monomer is deposited and polymerized to deposit and grow on the surface of the surface-treated silica fine particles to produce a vinyl-based polymer protrusion. The step (B) of forming a coating film, and further, if necessary, a vinyl-based silane coupling agent is polymerized to form a coating layer made of a coupling agent polymer on the vinyl-based polymer protrusion coating film formed on the surface of the silica fine particles. Step (C) of forming and a step of hydrolyzing the coating layer of the coupling agent polymer formed on the vinyl polymer protrusion coating film to form a coating layer of the polymer having a siloxane bond (D). 6. The method for producing resin protrusion-coated fine particles according to claim 1, wherein
【請求項7】 工程(A)において、カップリング剤
を、全溶液中の濃度が0.20〜2.0重量%になる割
合で用い、表面処理する請求項6に記載の方法。
7. The method according to claim 6, wherein in step (A), the coupling agent is used in a ratio such that the concentration in the total solution is 0.20 to 2.0% by weight, and the surface treatment is performed.
【請求項8】 工程(B)において、単官能ビニル系モ
ノマーの析出重合を、極性溶媒中にて分散安定剤、ラジ
カル重合開始剤および連鎖移動剤の存在下で行う請求項
6または7に記載の方法。
8. The process according to claim 6, wherein the precipitation polymerization of the monofunctional vinyl-based monomer is carried out in a polar solvent in the presence of a dispersion stabilizer, a radical polymerization initiator and a chain transfer agent in the step (B). the method of.
【請求項9】 工程(B)を1回または2回以上施し、
単層構造または複層構造からなるビニル系重合体突起被
膜を形成させる請求項6ないし8のいずれか1項に記載
の方法。
9. The step (B) is carried out once or twice or more,
9. The method according to claim 6, wherein a vinyl-based polymer protrusion coating film having a single-layer structure or a multi-layer structure is formed.
【請求項10】 請求項1ないし5のいずれか1項に記
載の樹脂突起被覆微粒子からなる液晶表示装置用スペー
サ。
10. A spacer for a liquid crystal display device, comprising the resin projection-coated fine particles according to claim 1. Description:
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