JP2005200613A - Coated particle, spacer for liquid crystal display element and liquid crystal display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被覆粒子、該被覆粒子を用いてなる液晶表示用スペーサ及び液晶表示素子に関
する。
The present invention relates to coated particles, a liquid crystal display spacer using the coated particles, and a liquid crystal display element.
基材粒子の表面の一部を樹脂により被覆した粒子(以下、被覆粒子ともいう)は、基材粒
子に耐熱性、耐磨耗性、絶縁性、導電性、撥水性、接着性、分散性、光沢、着色等の性能
を付与することができ、種々の充填剤、改質剤としてフィルム、粘着剤、接着剤、塗料等
に用いられている。なかでも、高度に粒径の制御された基材粒子の表面に接着性の被覆樹
脂層を設けることで、透明電極基板等への固着性を付与した被覆粒子は、液晶表示用のス
ペーサや、燃料電池等のセル基板間のギャップ材として用いた場合、基板間で移動がおこ
らず、被覆粒子の配置に偏りが生じにくくなることが期待されている。
Particles in which a part of the surface of the base particle is coated with a resin (hereinafter also referred to as coated particle) are heat resistance, wear resistance, insulation, conductivity, water repellency, adhesiveness, dispersibility on the base particle. It is possible to impart performances such as gloss and coloring, and it is used as various fillers and modifiers in films, pressure-sensitive adhesives, adhesives, paints and the like. Among them, by providing an adhesive coating resin layer on the surface of the base particle having a highly controlled particle size, the coated particles imparted with adhesion to a transparent electrode substrate or the like are spacers for liquid crystal display, When used as a gap material between cell substrates of a fuel cell or the like, it is expected that movement between the substrates does not occur, and the arrangement of the coated particles is less likely to occur.
このような被覆粒子としては、例えば、特許文献1には、粒子表面にグラフト重合により
接着性の被覆層を形成させた被覆液晶表示用スペーサが開示されており、特許文献2には
、母粒子表面に母粒子より小さい接着性の子粒子を高速気流中加熱により付着させた被覆
液晶表示素子用スペーサが開示されており、特許文献3には、母粒子の表面に母粒子より
粒径が小さくかつ母粒子と電荷の符号が異なる子粒子を静電引力により被覆することによ
って得られた被覆液晶表示用スペーサが開示さている。
As such coated particles, for example, Patent Document 1 discloses a coated liquid crystal display spacer in which an adhesive coating layer is formed on the particle surface by graft polymerization. Patent Document 2 discloses mother particles. A spacer for a coated liquid crystal display element in which adhesive child particles smaller than the mother particles are attached to the surface by heating in a high-speed air stream is disclosed, and Patent Document 3 discloses a particle size smaller than the mother particles on the surface of the mother particles. Also disclosed is a coated liquid crystal display spacer obtained by coating a child particle having a different charge sign from that of the mother particle by electrostatic attraction.
しかし、従来の被覆粒子では、ガラス基板上に確実に固着させるためには、被覆層を形成
する熱可塑性樹脂に長鎖アルキル基を有する重合性単量体50%以上含有させることが必
要であり、このため、被覆層のガラス転移温度(Tg)が室温以下となり、被覆粒子同士
の合着、凝集を引き起こすといった問題があった。この問題を解決するため、特許文献4
では、長鎖アルキル基を有する重合性単量体の含有量を50%未満とすることによるTg
が50℃以上の子粒子を用い、特許文献3に開示されている方法と同様の方法で得られる
被覆液晶表示用スペーサが開示さている。しかし、被覆層全体のTgが50℃以上である
ため、ガラス基板間で充分な固着性を得るためには、熱圧着の条件を厳しくする必要があ
り、ガラス基板に大きな負担がかかるといった問題があった。
However, in the case of the conventional coated particles, it is necessary to contain 50% or more of a polymerizable monomer having a long-chain alkyl group in the thermoplastic resin forming the coating layer in order to firmly fix the coated particle on the glass substrate. For this reason, there has been a problem that the glass transition temperature (Tg) of the coating layer becomes room temperature or lower, which causes coalescence and aggregation of the coated particles. In order to solve this problem, Patent Document 4
Then, Tg by making the content of the polymerizable monomer having a long chain alkyl group less than 50%
Discloses a coated liquid crystal display spacer obtained by using a child particle having a temperature of 50 ° C. or higher and obtained by a method similar to the method disclosed in Patent Document 3. However, since the Tg of the entire coating layer is 50 ° C. or more, in order to obtain sufficient adhesion between the glass substrates, it is necessary to tighten the conditions of thermocompression bonding, and there is a problem that a large burden is placed on the glass substrate. there were.
本発明は、上記に鑑み、低温低圧条件下で透明電極基板等への圧着を行っても透明電極基
板等への固着性に優れ、液晶表示素子用スペーサ等に好適に用いることができる被覆粒子
、該被覆粒子を用いてなる液晶表示用スペーサ及び液晶表示素子を提供することを目的す
る。
In view of the above, the present invention provides coated particles that are excellent in adhesion to a transparent electrode substrate and the like and can be suitably used for spacers for liquid crystal display elements even when pressure-bonded to a transparent electrode substrate or the like under low temperature and low pressure conditions An object of the present invention is to provide a liquid crystal display spacer and a liquid crystal display element using the coated particles.
本発明は、基材粒子と前記基材粒子を被覆する中空粒子とからなる被覆粒子である。
以下に本発明を詳述する。
The present invention is coated particles comprising substrate particles and hollow particles that coat the substrate particles.
The present invention is described in detail below.
本発明の被覆粒子は、基材粒子と該基材粒子を被覆する中空粒子とからなる。
上記基材粒子としては特に限定されず、例えば、単一の原料のみからなる構造;複数の原
料が層状に構成されたコアシェル構造等が挙げられる。なかでも、基材粒子に機械的特性
や電気的特性等の種々の特性を付与することができることから、コアシェル構造が好適で
ある。
The coated particles of the present invention comprise base particles and hollow particles that coat the base particles.
The base particle is not particularly limited, and examples thereof include a structure composed of only a single raw material; a core-shell structure in which a plurality of raw materials are formed in layers. Especially, since various characteristics, such as a mechanical characteristic and an electrical property, can be provided to base material particle | grains, a core-shell structure is suitable.
上記基材粒子を構成する材料としては特に限定されず、公知のシリカ等の無機化合物や有
機化合物等が挙げられる。なかでも、本発明の被覆粒子が液晶表示素子スペーサとして用
いられる場合に、圧着時に変形して接合面積を増やすことができ、透明電極基板間のギャ
ップ安定性や固着性に優れることから、有機化合物が好ましい。
It does not specifically limit as a material which comprises the said base particle, Well-known inorganic compounds, such as a silica, an organic compound, etc. are mentioned. Among them, when the coated particles of the present invention are used as a liquid crystal display element spacer, it can be deformed at the time of pressure bonding to increase the bonding area, and is excellent in gap stability and adhesion between transparent electrode substrates. Is preferred.
上記有機化合物としては特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等のポリオレフィン、ポ
リメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のアクリル樹脂、ポリアルキレンテ
レフタレート、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノールホルムアルデ
ヒド樹脂等のフェノール樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂等のメラミン樹脂、ベンゾ
グアナミンホルムアルデヒド樹脂等のベンゾグアナミン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂
、エポキシ樹脂、(不)飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリスル
ホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン等からなるものが挙げられる。なかで
も、エチレン性不飽和基を有する種々の重合性単量体を1種又は2種以上重合させてなる
樹脂を用いてなるものは、好適な硬さを得やすいことから好ましい。
The organic compound is not particularly limited. For example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, polypropylene, polyisobutylene, and polybutadiene, acrylic resins such as polymethyl methacrylate and polymethyl acrylate, polyalkylene terephthalate, polysulfone, polycarbonate, polyamide, Phenolic resins such as phenol formaldehyde resin, melamine resins such as melamine formaldehyde resin, benzoguanamine resins such as benzoguanamine formaldehyde resin, urea formaldehyde resin, epoxy resin, (unsaturated) polyester resin, polyethylene terephthalate, polysulfone, polyphenylene oxide, polyacetal, polyimide, Polyamideimide, polyetheretherketone, Include those consisting of Li ether sulfone. Especially, what uses the resin formed by superposing | polymerizing 1 type, or 2 or more types of various polymerizable monomers which have an ethylenically unsaturated group is preferable from being easy to obtain suitable hardness.
上記エチレン性不飽和基を有する重合性単量体は、非架橋性の単量体でも架橋性の単量体
でもよい。
上記非架橋性の単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルス
チレン、p−クロロスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン系単量体;(メタ)ア
クリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基含有単量体;メチル(メタ)
アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(
メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アク
リレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキ
シル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、エチレングリコール(
メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロプロピ
ル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;2−ヒドロキシエチル(
メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)
アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の酸素原子含有(メタ)アクリレート
類;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル含有単量体;メチルビニルエーテル、エチル
ビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類;酢酸ビニル、酪酸ビニ
ル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、フッ化ビニル、塩化ビニル、プロピオン酸
ビニル等の酸ビニルエステル類;エチレン、プロピレン、ブチレン、メチルペンテン、イ
ソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素等が挙げられる。
The polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group may be a non-crosslinkable monomer or a crosslinkable monomer.
Examples of the non-crosslinkable monomer include styrene monomers such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene, chloromethylstyrene; (meth) acrylic acid, maleic acid, Carboxyl group-containing monomers such as maleic anhydride; methyl (meth)
Acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (
(Meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, ethylene glycol (
Alkyl (meth) acrylates such as meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate and pentafluoropropyl (meth) acrylate; 2-hydroxyethyl (
(Meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, polyoxyethylene (meth)
Oxygen atom-containing (meth) acrylates such as acrylate and glycidyl (meth) acrylate; Nitrile-containing monomers such as (meth) acrylonitrile; Vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and propyl vinyl ether; Vinyl acetate, vinyl butyrate and laurin Acid vinyl esters such as vinyl acid vinyl, vinyl stearate, vinyl fluoride, vinyl chloride and vinyl propionate; and unsaturated hydrocarbons such as ethylene, propylene, butylene, methylpentene, isoprene and butadiene.
上記架橋性の単量体としては、例えば、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレ
ート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンジ(
メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリ
スリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリ
レート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート;グリセロールジ(メタ)アクリレート
、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ
)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;トリアリル(イソ)シアヌレート、
トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリル
アミド、ジアリルエーテル等;γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン含有単量体;フタル
酸等のジカルボン酸類;ジアミン類;ジアリルフタレート、ベンゾグアナミン、トリアリ
ルイソシアネート等が挙げられる。
Examples of the crosslinkable monomer include tetramethylolmethane tetra (meth) acrylate, tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane di (
(Meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate; glycerol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) ) Polyfunctional (meth) acrylates such as acrylate and polypropylene glycol di (meth) acrylate; triallyl (iso) cyanurate,
Triallyl trimellitate, divinylbenzene, diallyl phthalate, diallyl acrylamide, diallyl ether, etc .; γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane,
Silane-containing monomers such as trimethoxysilylstyrene and vinyltrimethoxysilane; dicarboxylic acids such as phthalic acid; diamines; diallyl phthalate, benzoguanamine, triallyl isocyanate and the like.
上記基材粒子の平均粒子径の好ましい下限は0.5μm、好ましい上限は1000μmで
ある。0.5μm未満であると、基材粒子製造時に凝集が生じやすく、また、このような
小さな粒径の基材粒子を用いて製造した被覆粒子は、液晶表示素子用スペーサとして使用
することができないことがある。1000μmを超えると、本発明の被覆粒子を液晶表示
素子用スペーサとして使用できないことがある。
なお、上記基材粒子の平均粒子径は光学顕微鏡、電子顕微鏡、粒度分布計、動的光散乱粒
度分布計、レーザー回折粒度分布計等を用いて計測した粒子径を統計的に処理して求める
ことができる。
The preferable lower limit of the average particle diameter of the substrate particles is 0.5 μm, and the preferable upper limit is 1000 μm. If it is less than 0.5 μm, aggregation is likely to occur during the production of the base particles, and the coated particles produced using the base particles having such a small particle diameter cannot be used as spacers for liquid crystal display elements. Sometimes. If it exceeds 1000 μm, the coated particles of the present invention may not be used as a spacer for a liquid crystal display element.
The average particle size of the substrate particles is obtained by statistically processing the particle size measured using an optical microscope, electron microscope, particle size distribution meter, dynamic light scattering particle size distribution meter, laser diffraction particle size distribution meter, etc. be able to.
上記基材粒子の平均粒子径の変動係数は10%以下であることが好ましい。10%を超え
ると、得られる被覆粒子を液晶表示素子用スペーサ等の基板間のギャップ材として用いる
と、相対向する透明電極基板間隔を任意に制御することが困難になる。なお、上記変動係
数とは、粒子径分布から得られる標準偏差を平均粒子径で除して得られる数値である。
上記基材粒子の10%K値の好ましい下限は1000MPa、好ましい上限は15000
MPaである。1000MPa未満であると、得られる被覆粒子の強度が不充分であるた
め、本発明の被覆粒子を液晶表示素子用スペーサに用いると、圧縮変形させたときに粒子
の破壊が生じスペーサとしての機能を果たさなくなることがあり、15000MPaを超
えると、本発明の被覆粒子を液晶表示素子用スペーサに用いると、透明電極基板を傷つけ
ることがある。より好ましい下限は2000MPa、より好ましい上限は10000MP
aである。なお、上記10%K値は、微小圧縮試験器(例えば、島津製作所製PCT−2
00等)を用い、粒子を直径50μmのダイアモンド製円柱からなる平滑圧子端面で、圧
縮速度2.6mN/秒、最大試験荷重10gの条件下で圧縮した場合の圧縮変位(mm)
を測定し、下記式により求めることができる。
The coefficient of variation of the average particle diameter of the substrate particles is preferably 10% or less. When it exceeds 10%, when the obtained coated particles are used as a gap material between substrates such as spacers for liquid crystal display elements, it becomes difficult to arbitrarily control the distance between the transparent electrode substrates facing each other. The coefficient of variation is a numerical value obtained by dividing the standard deviation obtained from the particle size distribution by the average particle size.
The preferable lower limit of the 10% K value of the substrate particles is 1000 MPa, and the preferable upper limit is 15000.
MPa. If it is less than 1000 MPa, the strength of the resulting coated particles is insufficient. Therefore, when the coated particles of the present invention are used for a spacer for a liquid crystal display element, the particles are destroyed when compressed and deformed, and the function as a spacer is achieved. If it exceeds 15000 MPa, the transparent electrode substrate may be damaged if the coated particles of the present invention are used for spacers for liquid crystal display elements. A more preferable lower limit is 2000 MPa, and a more preferable upper limit is 10,000 MP.
a. In addition, the 10% K value is a micro compression tester (for example, PCT-2 manufactured by Shimadzu Corporation).
, Etc.), and the particles are compressed with a smooth indenter end face made of a diamond cylinder having a diameter of 50 μm under a compression rate of 2.6 mN / sec and a maximum test load of 10 g (mm).
Can be obtained by the following formula.
K値(N/mm2)=(3/√2)・F・S−3/2・R−1/2
F:粒子の10%圧縮変形における荷重値(N)
S:粒子の10%圧縮変形における圧縮変位(mm)
R:粒子の半径(mm)
K value (N / mm 2) = ( 3 / √2) · F · S -3/2 · R -1/2
F: Load value at 10% compression deformation of particles (N)
S: Compression displacement (mm) in 10% compression deformation of particles
R: radius of particle (mm)
なお、10%K値が上記条件を満たす基材粒子を得るためには、基材粒子は、上述のエチ
レン性不飽和基を有する重合性単量体を重合させてなる樹脂からなることが好ましく、こ
の場合、構成成分として架橋性単量体を少なくとも20重量%以上含有することがより好
ましい。
In order to obtain base particles having a 10% K value satisfying the above conditions, the base particles are preferably made of a resin obtained by polymerizing the above polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated group. In this case, it is more preferable to contain at least 20% by weight of a crosslinkable monomer as a constituent component.
上記基材粒子は、回復率が20%以上であることが好ましい。20%未満であると、得ら
れる被覆粒子を圧縮した場合に変形しても元に戻らないため接続不良を起こすことがある
。より好ましくは40%以上である。なお、上記回復率とは、粒子に9.8mNの荷重を
負荷した後の回復率をいう。
The substrate particles preferably have a recovery rate of 20% or more. If it is less than 20%, the resulting coated particles may not be restored to their original shape even when they are deformed, resulting in poor connection. More preferably, it is 40% or more. In addition, the said recovery rate means the recovery rate after applying a 9.8 mN load to particle | grains.
このような基材粒子の製造方法としては、従来公知の方法を用いることができ特に限定さ
れないが、例えば、エマルジョン重合法、転相乳化重合、懸濁重合法、分散重合法、シー
ド重合法、ソープフリー析出重合法等が挙げられる。なかでも粒径の制御性に優れるシー
ド重合法が好適である。
また、上記基材粒子として市販されているものを用いることもできる。
As a method for producing such base particles, conventionally known methods can be used and are not particularly limited. For example, emulsion polymerization, phase inversion emulsion polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, seed polymerization, Examples include a soap-free precipitation polymerization method. Among these, a seed polymerization method that is excellent in controllability of particle diameter is preferable.
Moreover, what is marketed as the said base particle can also be used.
なお、上記シード重合とは、分散重合や乳化重合等にて合成した種粒子を水中に単分散さ
せ、該種粒子に更に単量体を油溶性重合開始剤等とともに吸収させた後、目的とする粒径
にまで膨らませ加熱等により重合させる方法である。上記シード重合は、分級することな
く単分散粒子が得られるので、特定の粒子径の微粒子を大量に製造する目的に適する。
The seed polymerization is intended to be obtained by monodispersing seed particles synthesized by dispersion polymerization, emulsion polymerization or the like in water, further absorbing the monomer together with an oil-soluble polymerization initiator, and the like. This is a method of polymerizing by heating and the like until the particle size is expanded. The seed polymerization is suitable for the purpose of producing a large amount of fine particles having a specific particle diameter because monodispersed particles can be obtained without classification.
上記シード重合法により基材粒子を作製する場合、上記種粒子の粒子径分布は、シード重
合後に得られる基材粒子の粒子径分布にも反映されるのでできるだけ単分散であることが
好ましく、CV値として10%以下であることが好ましい。
When preparing the base particles by the seed polymerization method, the particle size distribution of the seed particles is also reflected in the particle size distribution of the base particles obtained after the seed polymerization, and is preferably as monodisperse as possible. The value is preferably 10% or less.
上記油溶性重合開始剤としては特に限定されず、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウ
ロイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソメトキシ過酸化ベンゾイル、3,5,5
−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノ
エート、ジ−t−ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル
、アゾビスシクロヘキサカルボニトリル、アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)
等のアゾ系化合物等が挙げられる。
The oil-soluble polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, orthochlorobenzoyl peroxide, orthomethoxybenzoyl peroxide, 3, 5, 5
Organic peroxides such as trimethylhexanoyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and di-t-butyl peroxide; azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexacarbonitrile, azobis ( 2,4-dimethylvaleronitrile)
An azo compound such as
また、上記シード重合に際しては、必要に応じて界面活性剤や分散安定剤を用いてもよい
。
上記界面活性剤としては、媒体中に可溶の高分子、ノニオン性又はイオン性の界面活性剤
等を適宜使用することができる。また、上記分散安定剤としては、通常、媒体に可溶の高
分子が用いられ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる
。
In the seed polymerization, a surfactant or a dispersion stabilizer may be used as necessary.
As the surfactant, a polymer soluble in the medium, a nonionic surfactant, an ionic surfactant, or the like can be used as appropriate. The dispersion stabilizer is usually a polymer that is soluble in a medium, and examples thereof include polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone.
本発明の被覆粒子において、上記基材粒子は、中空粒子により被覆されている。
上記中空粒子は、その内部に大きな空隙が1つ形成された構造であってもよく、また、複
数個の空隙が形成されていてもよく、更にその内部に複数の小さな空隙が形成されスポン
ジ状となった構造であってもよい。また、上記中空粒子の内部がスポンジ状である場合、
各空隙は、互いに連通していてもよく、独立していてもよく、これらが混在していてもよ
い。更に、上記中空粒子は、その内部に形成された空隙が表面に開孔していてもよい。
In the coated particles of the present invention, the substrate particles are coated with hollow particles.
The hollow particles may have a structure in which one large void is formed therein, or a plurality of voids may be formed, and a plurality of small voids may be further formed therein to form a sponge. The resulting structure may be used. Further, when the inside of the hollow particles is sponge-like,
Each space | gap may be mutually connected, may be independent, and these may be mixed. Further, the hollow particles may have voids formed in the inside thereof on the surface.
上記中空粒子の空隙率は10%以上であることが好ましい。10%未満であると、基材粒
子を中空粒子で被覆する効果が余り得られず、本発明の被覆粒子を液晶表示素子用スペー
サに用いると、高い圧力をかけないと基材粒子と透明電極基板との間から中空粒子を排除
しきれず、透明電極基板を傷つけることがある。
なお、上記空隙率とは、上記中空粒子の空隙部分を含んだ全体の体積に占める空隙部分の
割合のことをいい、この中空粒子の空隙率は、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)によ
る粒子断面の観察や粒子比重を測定することによって得られる。
The porosity of the hollow particles is preferably 10% or more. If it is less than 10%, the effect of coating the base particles with the hollow particles is not so much obtained. If the coated particles of the present invention are used for the spacer for the liquid crystal display element, the base particles and the transparent electrode must be applied unless a high pressure is applied. Hollow particles cannot be completely excluded from the space between the substrate and the transparent electrode substrate may be damaged.
In addition, the said porosity means the ratio of the space | gap part which occupies for the whole volume including the space | gap part of the said hollow particle, The porosity of this hollow particle is particle | grains by a transmission electron microscope (TEM), for example It can be obtained by observing the cross section or measuring the particle specific gravity.
また、上記中空粒子は、基材粒子が2%変形した際に、変形及び/又は破壊されることが
好ましい。2%を超えると、透明電極基板等の接続を行う際に厳しい圧着条件で行う必要
があり、透明電極基板等を損傷するおそれがある。
このような中空粒子が基材粒子に被覆された本発明の被覆粒子を液晶表示素子用スペーサ
として用い、圧着により透明電極基板等の接続を行う場合、圧着条件が低圧であっても上
記基材粒子と透明電極基板との間に被覆された中空粒子が変形又は破壊されやすく、また
、この変形又は破壊された中空粒子が上記基材粒子と透明電極基板との間に残留する量も
少ないため、基材粒子と透明電極基板とを直接接続することができる。
The hollow particles are preferably deformed and / or destroyed when the base particles are deformed by 2%. If it exceeds 2%, it is necessary to carry out under severe pressure bonding conditions when connecting a transparent electrode substrate or the like, which may damage the transparent electrode substrate or the like.
When the coated particles of the present invention in which such hollow particles are coated on the base particles are used as spacers for a liquid crystal display element and a transparent electrode substrate or the like is connected by pressure bonding, the above-mentioned base material even if the pressure bonding conditions are low pressure The hollow particles coated between the particles and the transparent electrode substrate are easily deformed or destroyed, and the amount of the deformed or broken hollow particles remaining between the base material particles and the transparent electrode substrate is small. The base particle and the transparent electrode substrate can be directly connected.
上記中空粒子を構成する材料としては特に限定されないが、基板等を圧着により接続する
際に変形や破壊されやすいことから有機化合物からなることが好ましい。
上記有機化合物としては特に限定されず、例えば、上述の基材粒子に用いられる有機化合
物等が挙げられる。
なお、上記中空粒子を構成する材料としては上記有機化合物に限定されることはなく、例
えば、シリカ等の無機化合物からなるものであってもよい。
Although it does not specifically limit as a material which comprises the said hollow particle, Since it is easy to deform | transform or destroy when connecting a board | substrate etc. by pressure bonding, it consists of an organic compound.
It does not specifically limit as said organic compound, For example, the organic compound etc. which are used for the above-mentioned base material particle are mentioned.
In addition, as a material which comprises the said hollow particle, it is not limited to the said organic compound, For example, you may consist of inorganic compounds, such as a silica.
なお、本発明の被覆粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いる場合、上記中空粒子を構
成する材料は、固着性を有しており、液晶表示素子のセルガラス圧着時の温度条件下で軟
化されるものが好ましく、より好ましくは圧着時の温度条件下によってセルガラスに固着
し、液晶等を汚染することのないものである。本発明の被覆粒子を液晶表示素子用スペー
サとして用いた場合に、液晶を汚染することなくセルガラスとの強固な固着性を得ること
ができるからである。
When the coated particle of the present invention is used as a spacer for a liquid crystal display element, the material constituting the hollow particle has adhesiveness and is softened under temperature conditions when the liquid crystal display element is pressed against cell glass. It is preferable that it adheres to the cell glass depending on the temperature conditions during pressure bonding and does not contaminate the liquid crystal or the like. This is because when the coated particles of the present invention are used as spacers for liquid crystal display elements, it is possible to obtain strong adhesion to cell glass without contaminating the liquid crystals.
上記中空粒子を製造する方法としては特に限定されず、公知の方法により製造することが
できる。例えば、ミニエマルジョン重合法、エマルジョン重合法、転相乳化重合、マイク
ロサスペンジョン重合法、懸濁重合法、分散重合法、シード重合法、ソープフリー析出重
合法等が挙げられる。これらの中でも中空率の制御性に優れるミニエマルジョン重合法又
はシード重合法が好適に用いられる。また、中空粒子として市販されているものを用いる
こともできる。
It does not specifically limit as a method to manufacture the said hollow particle, It can manufacture by a well-known method. Examples thereof include a mini-emulsion polymerization method, an emulsion polymerization method, a phase inversion emulsion polymerization, a micro suspension polymerization method, a suspension polymerization method, a dispersion polymerization method, a seed polymerization method, and a soap-free precipitation polymerization method. Among these, a mini-emulsion polymerization method or a seed polymerization method that is excellent in controllability of the hollow ratio is preferably used. Moreover, what is marketed as a hollow particle can also be used.
上記中空粒子の粒子径は、基材粒子の粒子径及び本発明の被覆粒子の用途によっても異な
るが、基材粒子の粒子径の1/10以下であることが好ましい。1/10を超えると、基
材粒子の物性が、中空粒子の物性によって支配されることがあり、基材粒子を用いる効果
が得られにくくなることがある。更に好ましくは、中空粒子の粒子径の下限は、10nm
、好ましい上限は2000nmである。
また、上記中空粒子の粒子径が上記基材粒子の1/10以下である場合、後述するヘテロ
凝集法により本発明の被覆粒子を製造する際に、効率よく基材粒子上に中空粒子を吸着さ
せることができる。
なお、大きな中空粒子により被覆された隙間に小さな中空粒子が入り込み、被覆密度を向
上できるため、粒子径の異なる2種以上の中空粒子を併用してもよい。この際、小さな中
空粒子の粒子径は大きな中空粒子の粒子径の1/2以下であることが好ましく、また、小
さな中空粒子の数は大きな中空粒子の数の1/4以下であることが好ましい。
The particle diameter of the hollow particles varies depending on the particle diameter of the base particle and the application of the coated particle of the present invention, but is preferably 1/10 or less of the particle diameter of the base particle. If it exceeds 1/10, the physical properties of the base particles may be governed by the physical properties of the hollow particles, and the effect of using the base particles may be difficult to obtain. More preferably, the lower limit of the particle diameter of the hollow particles is 10 nm.
The preferred upper limit is 2000 nm.
Moreover, when the particle diameter of the hollow particles is 1/10 or less of the base material particles, the hollow particles are efficiently adsorbed on the base particles when the coated particles of the present invention are produced by the heteroaggregation method described later. Can be made.
In addition, since small hollow particles enter a gap covered with large hollow particles and the coating density can be improved, two or more kinds of hollow particles having different particle diameters may be used in combination. At this time, the particle diameter of the small hollow particles is preferably ½ or less of the particle diameter of the large hollow particles, and the number of small hollow particles is preferably ¼ or less of the number of large hollow particles. .
上記中空粒子は、粒子径のCV値が20%以下であることことが好ましい。20%を超え
ると、得られる被覆粒子の被覆層の厚さが不均一となり、本発明の被覆粒子を液晶表示素
子用スペーサ等の基板間のギャップ材として用いられる場合、透明電極間で圧着する際に
均一に圧力がかけにくくなり、固着不良を起こすことがある。なお、上記粒子径のCV値
は、下記式により算出することができる。
粒子径のCV値(%)=粒子径の標準偏差/平均粒子径×100
上記粒子径分布の測定方法としては、基材粒子を被覆する前は粒度分布計等で測定できる
が、被覆した後はSEM写真の画像解析等で測定することができる。
The hollow particles preferably have a particle diameter CV value of 20% or less. When it exceeds 20%, the thickness of the coating layer of the resulting coated particles becomes non-uniform, and when the coated particles of the present invention are used as a gap material between substrates such as spacers for liquid crystal display elements, they are pressure-bonded between transparent electrodes. In this case, it becomes difficult to apply pressure uniformly, which may cause improper fixing. The CV value of the particle diameter can be calculated by the following formula.
CV value of particle diameter (%) = standard deviation of particle diameter / average particle diameter × 100
As a method for measuring the particle size distribution, it can be measured with a particle size distribution meter or the like before coating the substrate particles, but after coating, it can be measured by image analysis of an SEM photograph or the like.
本発明の被覆粒子は、このような中空粒子が基材粒子の表面に被覆されているのであるが
、上記中空粒子は、その表面積の20%以下が上記基材表面粒子の表面と接触しているこ
とが好ましい。20%を超えると、上記中空粒子の変形が大きく、得られる被覆粒子の被
覆層の厚さが不均一となることがある、なお、下限については特に限定されず、中空粒子
と基材粒子とが、例えば鎖長の長いポリマー等により結ばれている場合には、実質的に0
%であってもよい。
The coated particles of the present invention are such that the hollow particles are coated on the surface of the substrate particles. The hollow particles have a surface area of 20% or less in contact with the surface of the substrate surface particles. Preferably it is. If it exceeds 20%, the deformation of the hollow particles is large, and the thickness of the coating layer of the resulting coated particles may be non-uniform. The lower limit is not particularly limited, and the hollow particles and the base particles Is, for example, substantially 0 when it is connected by a polymer having a long chain length.
%.
本発明の被覆粒子は、上記基材粒子の表面の5%以上が上記中空粒子により被覆されてい
ることが好ましい。5%未満であると、充分な固着性が得られない。
なお、上記基材粒子表面の中空粒子による被覆率は、中空粒子の添加量(濃度)、中空粒
子表面の電荷密度、基材粒子表面に導入する官能基の量(密度)、水及び/又は有機溶媒
のpH及び/又はイオン強度等によって制御可能である。
In the coated particles of the present invention, it is preferable that 5% or more of the surface of the substrate particles is coated with the hollow particles. If it is less than 5%, sufficient adhesion cannot be obtained.
In addition, the coverage with the hollow particles on the surface of the base particles is defined by the addition amount (concentration) of the hollow particles, the charge density of the surface of the hollow particles, the amount of functional groups (density) introduced to the surface of the base particles, water, and / or It can be controlled by the pH and / or ionic strength of the organic solvent.
上記中空粒子は、上記基材粒子の表面に単層で被覆されていることが好ましい。中空粒子
の粒子径を制御することで、容易に本発明の被覆粒子の粒子径を均一なものとすることが
でき、本発明の被覆粒子を用いて圧着により透明電極基板等の接続を行う際、被覆粒子に
加わる圧力を均一なものとすることができ、本発明の被覆粒子と透明電極基板とを確実に
固着させることができる。
The hollow particles are preferably coated with a single layer on the surface of the substrate particles. By controlling the particle diameter of the hollow particles, the particle diameter of the coated particles of the present invention can be easily made uniform, and when connecting the transparent electrode substrate or the like by pressure bonding using the coated particles of the present invention. The pressure applied to the coated particles can be made uniform, and the coated particles of the present invention and the transparent electrode substrate can be reliably fixed.
本発明の被覆粒子において、上記中空粒子と基材粒子との結合方法としては特に限定され
ないが、物理的な吸着や化学的な吸着いずれを用いてもよい。物理的な吸着方法としては
、例えば、高速攪拌機やハイブリタイザー等の乾式方法等が挙げられる。しかしながら、
上記高速攪拌機やハイブリダイザー等を用いた乾式方法により基材粒子表面に中空粒子を
導入すると、必要以上の圧力や摩擦熱等の負荷がかかりやすくなる。この際、中空粒子が
基材粒子との衝撃や摩擦熱により変形又は破壊し、被覆粒子の膜厚が不均一になったり、
中空粒子が積層付着し、被覆厚の制御が困難になったりすることがあるため、上記中空粒
子と基材粒子とは、化学結合していることが好ましく、共有結合していることが更に好ま
しい。上記中空粒子と上記基材粒子とが化学結合していると、ファンデルワールス力や静
電気力のみによる結合に比べて結合力が強く、中空粒子が基材粒子から剥がれ落ちるのを
防ぐことができる。また、この化学結合は基材粒子と中空粒子との間にのみ形成され、中
空粒子同士が結合することはないので、中空粒子による被覆層は単層となる。このことか
ら、基材粒子及び中空粒子として粒子径の揃ったものを用いれば、容易に本発明の被覆粒
子の粒子径を均一なものとすることができる。
In the coated particles of the present invention, the method for bonding the hollow particles and the base particles is not particularly limited, and either physical adsorption or chemical adsorption may be used. Examples of the physical adsorption method include dry methods such as a high-speed stirrer and a hybridizer. However,
When hollow particles are introduced onto the surface of the substrate particles by a dry method using the high-speed stirrer, a hybridizer, or the like, a load such as an excessive pressure or frictional heat is easily applied. At this time, the hollow particles are deformed or destroyed by impact and frictional heat with the base particles, and the coating particle thickness becomes non-uniform,
The hollow particles and the base particles may be chemically bonded, and more preferably covalently bonded, because the hollow particles may be laminated and the control of the coating thickness may be difficult. . When the hollow particles and the base particles are chemically bonded, the binding force is stronger than that by only van der Waals force or electrostatic force, and the hollow particles can be prevented from peeling off from the base particles. . Moreover, since this chemical bond is formed only between the base particles and the hollow particles, and the hollow particles are not bonded to each other, the coating layer of the hollow particles is a single layer. From this, if the thing with a uniform particle diameter is used as a base particle and a hollow particle, the particle diameter of the covering particle | grains of this invention can be made uniform easily.
上記中空粒子を上記基材粒子に共有結合させる方法としては、例えば、表面にNH2基を
有する基材粒子(例えば、ポリアリルアミンを分散安定剤に用いて懸濁重合によって得ら
れたジビニルベンゼンを主成分とする粒子)の表面のNH2基に、ミニエマルジョン重合
等によって得られた表面にエポキシ基を有する中空粒子のエポキシ基を反応させる方法等
が挙げられる。
Examples of the method for covalently bonding the hollow particles to the base particles include base particles having NH 2 groups on the surface (for example, divinylbenzene obtained by suspension polymerization using polyallylamine as a dispersion stabilizer). For example, a method of reacting an epoxy group of a hollow particle having an epoxy group on the surface obtained by miniemulsion polymerization or the like with the NH 2 group on the surface of the main particle).
本発明の被覆粒子は、中空粒子によって基材粒子表面が単層で被覆されていることが好ま
しい。単層であると、被覆粒子の粒径の制御がしやすくなる。なお、中空粒子によって基
材粒子表面を単層で被覆する方法としては、後述するヘテロ凝集法が好ましい。
In the coated particles of the present invention, the surface of the substrate particles is preferably coated with a single layer by hollow particles. When it is a single layer, the particle size of the coated particles can be easily controlled. In addition, as a method of coating the surface of the substrate particle with a single layer with the hollow particles, the heteroaggregation method described later is preferable.
本発明の被覆粒子を製造する方法としては特に限定されず、例えば、静電相互作用、ドラ
イブレンド法、融解分散冷却法、溶解分散乾燥法、ヘテロ凝集法、スプレードライ法、界
面重合法等で基材粒子の表面に中空粒子を導入し、中空粒子と基材粒子とを化学結合させ
る方法が挙げられる。基材粒子の表面が導電性の金属からなり、単層の中空粒子で被覆す
る場合、中空粒子の導入の際にはヘテロ凝集法が好適に用いられる。
The method for producing the coated particles of the present invention is not particularly limited. For example, electrostatic interaction, dry blending method, melt dispersion cooling method, solution dispersion drying method, heteroaggregation method, spray drying method, interfacial polymerization method, etc. Examples thereof include a method in which hollow particles are introduced on the surface of the substrate particles, and the hollow particles and the substrate particles are chemically bonded. When the surface of the substrate particles is made of a conductive metal and is coated with a single layer of hollow particles, a heteroaggregation method is suitably used when introducing the hollow particles.
上記ヘテロ凝集法は、水及び/又は有機溶剤中で中空粒子を基材粒子表面に凝集させこと
により導電性を有する金属からなる基材粒子表面に均一に中空粒子を被覆することができ
る。また、水及び/又は有機溶剤が介在することにより、溶媒効果により基材粒子表面又
は基材粒子表面に導入された官能基と中空粒子の官能基との化学反応が迅速に起こるため
、必要以上の圧力を必要とせず、また、系全体の温度の制御も容易であるため、基材粒子
への負荷が小さくなる。また、中空粒子が過剰の熱により変形や破壊するといった問題が
起こりにくくなり、被覆の精度が極めて高くなる。
上記有機溶剤としては、中空粒子を溶解しないのもであれば特に限定されない。
In the heteroaggregation method, the hollow particles can be uniformly coated on the surface of the base particles made of a conductive metal by aggregating the hollow particles on the surface of the base particles in water and / or an organic solvent. In addition, the presence of water and / or organic solvent causes a rapid chemical reaction between the functional group introduced to the surface of the base particle or the surface of the base particle due to the solvent effect and the functional group of the hollow particle. Is not required, and the temperature of the entire system is easily controlled, so the load on the base particles is reduced. In addition, the problem that the hollow particles are deformed or broken by excessive heat is less likely to occur, and the accuracy of the coating becomes extremely high.
The organic solvent is not particularly limited as long as it does not dissolve the hollow particles.
本発明の被覆粒子は、被覆粒子1gと10mLの超純水とを石英管に封入し、120℃、
24時間抽出したときに、上記超純水中に抽出されるイオンの濃度が10ppm以下であ
ることが好ましい。10ppmを超えると、本発明の被覆粒子を液晶表示素子用スペーサ
として用いた場合、被覆粒子に起因するイオン成分等により液晶を汚染することがある。
このような抽出されるイオンの濃度を達成する方法としては特に限定されないが、上記被
覆粒子を構成する基材粒子又は被覆する中空粒子を以下の方法により作製する方法が挙げ
られる。
The coated particles of the present invention enclose 1 g of coated particles and 10 mL of ultrapure water in a quartz tube,
When extracted for 24 hours, the concentration of ions extracted in the ultrapure water is preferably 10 ppm or less. If it exceeds 10 ppm, when the coated particles of the present invention are used as spacers for liquid crystal display elements, the liquid crystal may be contaminated by ionic components or the like resulting from the coated particles.
A method for achieving the concentration of ions to be extracted is not particularly limited, and examples thereof include a method for producing the base particles constituting the coated particles or the hollow particles to be coated by the following method.
即ち、イオン性官能基を有する重合性単量体を含む重合性単量体混合物と、ノニオン性重
合開始剤とを含有する重合性組成物を水中に均一に分散した状態で重合して表面にイオン
性官能基を有する基材樹脂又は中空粒子となる樹脂微粒子を得る。更に、得られた樹脂微
粒子のイオン性官能基を非イオン性官能基に変換する方法により基材粒子又は被覆する中
空粒子を作製したり、基材粒子を中空粒子で被覆した後、被覆粒子表面のイオン性官能基
を非イオン性官能基に変換したりすることによって作製する。
That is, a polymerizable composition containing a polymerizable monomer containing a polymerizable monomer having an ionic functional group and a polymerizable composition containing a nonionic polymerization initiator are polymerized in a state of being uniformly dispersed in water, and are then applied to the surface. Resin fine particles to be a base resin or hollow particles having an ionic functional group are obtained. Further, the surface of the coated particle is prepared after the base particle or the hollow particle to be coated is prepared by the method of converting the ionic functional group of the obtained resin fine particle to the nonionic functional group, or the base particle is coated with the hollow particle. The ionic functional group is converted into a nonionic functional group.
本発明の被覆粒子は、基材粒子の表面に容易に軟化/変形されやすい中空粒子が被覆され
たものであるため、中空粒子の材料がガラス転移温度(Tg)の高い物質を使用すること
ができ、その結果、凝集を引き起こすことがなく、長期安定性に優れたものとなる。
また、透明電極基板等への圧着を低温低圧条件下で行った場合であっても、中空粒子が容
易に軟化及び変形されて基材粒子と透明電極基板との固着剤として作用するため、透明電
極基板と被覆粒子との固着性に優れたものとすることができる。また、中空粒子を用いる
ことで、基材粒子と透明電極基板との間からはみ出す中空粒子を構成する樹脂の量も少な
くなるため、基材粒子の見かけ粒径が必要以上に大きくならず、また、樹脂による液晶汚
染が発生しにくくなる。
Since the coated particles of the present invention are those in which the surface of the base particles is coated with hollow particles that are easily softened / deformed, a material having a high glass transition temperature (Tg) may be used as the material of the hollow particles. As a result, it does not cause aggregation and has excellent long-term stability.
In addition, even when pressure bonding to a transparent electrode substrate or the like is performed under low-temperature and low-pressure conditions, the hollow particles are easily softened and deformed to act as a fixing agent between the base particle and the transparent electrode substrate. It can be made excellent in adhesion between the electrode substrate and the coated particles. Moreover, since the amount of the resin constituting the hollow particles protruding from between the base material particles and the transparent electrode substrate is reduced by using the hollow particles, the apparent particle diameter of the base material particles is not increased more than necessary. Liquid crystal contamination due to resin is less likely to occur.
また、本発明の被覆粒子の中空粒子を基材粒子に対して共有結合させる場合、中空粒子が
基材粒子の表面から剥がれることを防止することができ、粒径の揃った被覆粒子を得るこ
とができる。
更に、本発明の被覆粒子1gと10mLの超純水とを石英管に封入し、120℃、24時
間抽出したときに、上記超純水中に抽出されるイオンの濃度が10ppm以下である場合
、本発明の被覆粒子を液晶表示素子用スペーサとして用いて液晶表示素子を製造すると、
液晶表示素子用スペーサと液晶とが直接接触する滴下工法により作製した場合であっても
、液晶表示素子用スペーサの成分がイオンとして液晶中に溶出することがないため、液晶
が汚染されることもない。
本発明の被覆粒子を用いてなる液晶表示素子用スペーサもまた、本発明の1つである。
更に、本発明の液晶表示素子用スペーサを用いてなる液晶表示素子もまた、本発明の1で
ある。
Further, when the hollow particles of the coated particles of the present invention are covalently bonded to the base particles, it is possible to prevent the hollow particles from being peeled off from the surface of the base particles, and to obtain coated particles having a uniform particle size. Can do.
Further, when 1 g of the coated particles of the present invention and 10 mL of ultrapure water are sealed in a quartz tube and extracted at 120 ° C. for 24 hours, the concentration of ions extracted into the ultrapure water is 10 ppm or less. When manufacturing a liquid crystal display element using the coated particles of the present invention as a spacer for a liquid crystal display element,
Even when the liquid crystal display element spacer and the liquid crystal are directly contacted with each other, the liquid crystal is contaminated because the liquid crystal display element spacer component does not elute into the liquid crystal as ions. Absent.
The spacer for liquid crystal display elements using the coated particles of the present invention is also one aspect of the present invention.
Furthermore, the liquid crystal display element using the spacer for liquid crystal display elements of this invention is also 1 of this invention.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定
されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
(合成例1)
イオン交換水10000重量部、ポリビニルアルコール(日本合成化学社製、「GH−2
0」)30重量部、及び、ポリアリルアミン(日東紡社製、「PPA−H−10C」)1
0重量部の溶液に、ジビニルベンゼン100重量部及び過酸化ベンゾイル1重量部の混合
液を、孔径約0.8マイクロメートルのSPG膜を用いて分散させ、90℃で10時間重
合を行った。洗浄後、分級を行い平均粒径5μm(CV値5%)の表面にアミノ基を有す
る基材粒子を得た。
(Synthesis Example 1)
10000 parts by weight of ion exchange water, polyvinyl alcohol (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., “GH-2
0 ") 30 parts by weight and polyallylamine (manufactured by Nittobo," PPA-H-10C ") 1
A mixture of 100 parts by weight of divinylbenzene and 1 part by weight of benzoyl peroxide was dispersed in 0 part by weight of the solution using an SPG membrane having a pore diameter of about 0.8 micrometers, and polymerization was performed at 90 ° C. for 10 hours. After washing, classification was performed to obtain base particles having an amino group on the surface having an average particle diameter of 5 μm (CV value 5%).
(合成例2)
ドデシルメルカプタン10重量部、スチレン95重量部、ジメチルアミノプロピルアクリ
ルアミド5重量部、イオン交換水1000重量部に、AIBA1重量部、ドデシルトリメ
チルアンモニウムクロライド1重量部を添加し、70℃で8時間重合させ、平均粒径80
nm(CV値10%)のラテックス分散液を得た。このラテックスを種粒子として用い、
このラテックスを固形分で10重量部、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド2重
量部、及び、AIBA1重量部をイオン交換水900重量部に分散させた。これに、メチ
ルメタクリレート40重量部、グリシジルメタクリレート20重量部、スチレン30重量
部、及び、ジビニルベンゼン10重量部の混合物を加えて、室温で48時間攪拌したとこ
ろ、上記物質のほとんどが種粒子に吸収された。引き続き、これを60℃で6時間重合し
たところ、平均粒径180nm(CV値10%)の中空粒子(1)の分散液が得られた。
この粒子分散液を乾燥させ、透過型電子顕微鏡で観察したところ、粒子の中央部が透けて
おり、内径は90nmであった(中空率12.5%)。また、この粒子のガラス転移温度
(Tg)は107℃であった。この中空粒子(1)の分散液を遠心分離によりアセトンに
置換し、中空粒子(1)のアセトン分散液(1)を得た。
(Synthesis Example 2)
To 10 parts by weight of dodecyl mercaptan, 95 parts by weight of styrene, 5 parts by weight of dimethylaminopropylacrylamide, 1000 parts by weight of ion-exchanged water, 1 part by weight of AIBA and 1 part by weight of dodecyltrimethylammonium chloride are added and polymerized at 70 ° C. for 8 hours. Average particle size 80
A latex dispersion having a nm (CV value of 10%) was obtained. Using this latex as seed particles,
10 parts by weight of this latex in solid content, 2 parts by weight of dodecyltrimethylammonium chloride, and 1 part by weight of AIBA were dispersed in 900 parts by weight of ion-exchanged water. When a mixture of 40 parts by weight of methyl methacrylate, 20 parts by weight of glycidyl methacrylate, 30 parts by weight of styrene and 10 parts by weight of divinylbenzene was added and stirred for 48 hours at room temperature, most of the above substances were absorbed by the seed particles. It was done. Subsequently, when this was polymerized at 60 ° C. for 6 hours, a dispersion of hollow particles (1) having an average particle diameter of 180 nm (CV value 10%) was obtained.
When this particle dispersion was dried and observed with a transmission electron microscope, the central portion of the particles was transparent and the inner diameter was 90 nm (hollow rate 12.5%). Moreover, the glass transition temperature (Tg) of this particle | grain was 107 degreeC. The hollow particle (1) dispersion was replaced with acetone by centrifugation to obtain an acetone dispersion (1) of the hollow particles (1).
(合成例3)
合成例2と同様にして得られたラテックスを種粒子に用い、このラテックスを固形分で1
0重量部及びドデシルトリメチルアンモニウムクロライド2重量部をイオン交換水900
重量部に分散させた。これに、メチルメタクリレート40重量部、グリシジルメタクリレ
ート20重量部、スチレン30重量部、過酸化ベンゾイル1重量部、ジビニルベンゼン1
0重量部、及び、エタノール40重量部の混合物を加えて、室温で48時間攪拌したとこ
ろ、上記物質のほとんどが種粒子に吸収された。引き続き、これを60℃で6時間重合し
たところ、平均粒径160nm(CV値10%)の中実粒子(1)の分散液が得られた。
この粒子分散液を乾燥させ、透過型電子顕微鏡で観察したところ、この粒子には空隙は認
められなかった。また、この粒子のガラス転移温度(Tg)は107℃であった。この中
実粒子(1)の分散液を遠心分離によりアセトンに置換し、中実粒子(1)のアセトン分
散液(1)を得た。
(Synthesis Example 3)
Latex obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 was used as seed particles, and this latex was solid content of 1
0 parts by weight and 2 parts by weight of dodecyltrimethylammonium chloride were added to ion-exchanged water 900.
Dispersed in parts by weight. To this, 40 parts by weight of methyl methacrylate, 20 parts by weight of glycidyl methacrylate, 30 parts by weight of styrene, 1 part by weight of benzoyl peroxide, 1 divinylbenzene
When a mixture of 0 part by weight and 40 parts by weight of ethanol was added and stirred at room temperature for 48 hours, most of the substance was absorbed by the seed particles. Subsequently, when this was polymerized at 60 ° C. for 6 hours, a dispersion of solid particles (1) having an average particle size of 160 nm (CV value of 10%) was obtained.
When this particle dispersion was dried and observed with a transmission electron microscope, no voids were observed in the particles. Moreover, the glass transition temperature (Tg) of this particle | grain was 107 degreeC. The solid particle (1) dispersion was replaced with acetone by centrifugation to obtain an acetone dispersion (1) of solid particles (1).
(実施例1)
合成例1で得られた基材粒子10重量部をアセトンに分散させ、合成例2で得られた中空
粒子(1)のアセトン分散液(1)を固形分で10重量部添加し、室温で3時間攪拌した
。濾過後、更にアセトンで洗浄し、乾燥させて被覆粒子(1)を得た。
(Example 1)
10 parts by weight of the base particles obtained in Synthesis Example 1 are dispersed in acetone, and 10 parts by weight of solid dispersion of acetone dispersion (1) of the hollow particles (1) obtained in Synthesis Example 2 is added at room temperature. Stir for 3 hours. After filtration, it was further washed with acetone and dried to obtain coated particles (1).
(比較例1)
合成例1で得られた基材粒子10重量部をアセトンに分散させ、合成例3で得られた中実
粒子(1)のアセトン分散液(1)を固形分で10重量部添加し、室温で3時間攪拌した
。濾過後、更にアセトンで洗浄し、乾燥させて被覆粒子(2)を得た。
(Comparative Example 1)
10 parts by weight of the base material particles obtained in Synthesis Example 1 were dispersed in acetone, and 10 parts by weight of solid dispersion (1) of the solid particles (1) obtained in Synthesis Example 3 was added at a solid content. For 3 hours. After filtration, it was further washed with acetone and dried to obtain coated particles (2).
(被覆状態の観察)
実施例1及び比較例1で得られた被覆粒子(1)及び(2)を走査電子顕微鏡(SEM)
により表面観察したところ、被覆粒子(1)の中空粒子(1)、及び、被覆粒子(2)の
中実粒子(1)は、ともに基材粒子の表面に単層で被覆されていた。
(Observation of coating state)
The coated particles (1) and (2) obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were scanned with a scanning electron microscope (SEM).
When the surface was observed, the hollow particles (1) of the coated particles (1) and the solid particles (1) of the coated particles (2) were both coated with a single layer on the surface of the substrate particles.
(固着性の評価)
実施例1及び比較例1で得られた被覆粒子(1)及び(2)のそれぞれを液晶パネル用透
明電極板の表面に散布し、同じ透明電極板で挟み込んだ後、ホットプレート上で120℃
、30分の条件で加熱した。その後、非加熱面の透明電極を取り除き、エアーブロー試験
を行った。このエアーブロー試験では、光学顕微鏡を用いて所定領域内の被覆粒子の個数
を計測した後、エアガン(0.3MPa)を用い、液晶パネル用透明電極基板の表面より
10cm離れた距離から空気を5秒間吹き付け、所定領域内に残留した被覆粒子の個数を
再計測し、以下の式による値をエアーブロー残存率とした。
(Evaluation of adhesiveness)
Each of the coated particles (1) and (2) obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was dispersed on the surface of a transparent electrode plate for a liquid crystal panel, and sandwiched between the same transparent electrode plates, and then 120 ° C. on a hot plate.
And heated for 30 minutes. Thereafter, the transparent electrode on the non-heated surface was removed, and an air blow test was performed. In this air blow test, after measuring the number of coated particles in a predetermined region using an optical microscope, an air gun (0.3 MPa) is used to remove air from a distance of 10 cm from the surface of the transparent electrode substrate for a liquid crystal panel. It sprayed for 2 seconds, the number of the covering particles which remained in the predetermined area was re-measured, and the value by the following formula was made into the air blow residual rate.
エアーブロー残存率=(エアーブロー後の粒子の個数)/(エアーブロー前の粒子の個数
)×100
Air blow residual ratio = (number of particles after air blow) / (number of particles before air blow)
) × 100
その結果、実施例1に係る被覆粒子(1)のエアーブロー残存率は98%と非常に高く、
固着されていたのに対し、比較例1に係る被覆粒子(2)のエアーブロー残存率は63%
と非常に低く、固着性が低かった。
As a result, the air blow residual rate of the coated particles (1) according to Example 1 is as high as 98%,
The air blow residual ratio of the coated particles (2) according to Comparative Example 1 was 63%, whereas it was fixed.
It was very low and the adhesiveness was low.
本発明は、上記の構成よりなるので、低温低圧条件下で透明電極基板等への圧着を行って
も透明電極基板等への固着性に優れ、液晶表示素子用スペーサ等に好適に用いることがで
きる被覆粒子、該被覆粒子を用いてなる液晶表示用スペーサ及び液晶表示素子を提供する
ことができる。
Since the present invention is constituted as described above, it is excellent in adhesion to a transparent electrode substrate or the like even if it is pressure-bonded to the transparent electrode substrate or the like under low temperature and low pressure conditions, and can be suitably used for a liquid crystal display element spacer or the like. It is possible to provide a coated particle that can be produced, a spacer for liquid crystal display and a liquid crystal display element using the coated particle.
Claims (8)
求項1記載の被覆粒子。 The coated particles according to claim 1, wherein the hollow particles are deformed and / or broken when the base particles are deformed by 2%.
の被覆粒子。 4. The coated particle according to claim 1, 2, or 3, wherein the base particle and the hollow particle are made of an organic compound.
3又は4記載の被覆粒子。 The surface of the base particle is covered with a single layer by hollow particles, 1, 2,
3. Coated particles according to 3 or 4.
に、前記超純水中に抽出されるイオンの濃度が10ppm以下であることを特徴とする請
求項1、2、3、4又は5記載の被覆粒子。 1 g of coated particles and 10 mL of ultrapure water are sealed in a quartz tube, and when extracted at 120 ° C. for 24 hours, the concentration of ions extracted into the ultrapure water is 10 ppm or less. Item 6. The coated particle according to Item 1, 2, 3, 4 or 5.
用スペーサ。 A spacer for a liquid crystal display element, comprising the coated particles according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6.
A liquid crystal display element comprising the spacer for a liquid crystal display element according to claim 7.
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-
2004
- 2004-01-19 JP JP2004010753A patent/JP2005200613A/en not_active Withdrawn
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