JP2010211182A - Liquid crystal capsule and method for manufacturing the same - Google Patents

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Masayoshi Okubo
政芳 大久保
Hideto Minami
秀人 南
Toyoko Suzuki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tough liquid crystal capsule capable of resisting pressurization or the like during use. <P>SOLUTION: In the liquid crystal capsule constituted by including a liquid crystal material in a hollow part of a hollow capsule composed of a shell and the hollow part, the shell includes a layer composed of: a polymer of crosslinkable monomers or a copolymer of two or more crosslinkable monomers; or a copolymer of at least one crosslinkable monomer and at least one monofunctional monomer. The polymer or the copolymer contains 5 to 100 wt.%. of crosslinkable monomers. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶カプセルおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal capsule and a manufacturing method thereof.

中空カプセルの中空部分に液晶材料が内包された液晶カプセルは、液晶スクリーンや電子ペーパー等の表示材料として利用されている(例えば、特許文献1)。   A liquid crystal capsule in which a liquid crystal material is included in a hollow portion of a hollow capsule is used as a display material for a liquid crystal screen, electronic paper, or the like (for example, Patent Document 1).

この液晶カプセルには、使用中の加圧等に耐える強靱性が求められている。   The liquid crystal capsules are required to have toughness that can withstand pressure during use.

国際公開WO2005/062119International Publication WO2005 / 062119

本発明は、使用中の加圧等に耐える強靱な液晶カプセルを提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a tough liquid crystal capsule that can withstand pressurization during use.

本発明は、下記に示すとおりの液晶カプセルおよびその製造方法を提供するものである。
項1. シェル及び中空部分からなる中空カプセルの中空部分に液晶材料が内包された液晶カプセルであって、シェルが、架橋性モノマーの重合体若しくは2種以上の架橋性モノマーの共重合体、又は少なくとも1種の架橋性モノマーと少なくとも1種の単官能性モノマーとの共重合体で構成される層を含み、この重合体又は共重合体が架橋性モノマー成分を5〜100重量%含むものである液晶カプセル。
項2. 平均粒子径が0.05〜35μmである項1に記載の液晶カプセル。
項3. シェルが、少なくとも1種の架橋性モノマーと少なくとも1種の単官能性モノマーとの共重合体で構成される層を含む項1又は2に記載の液晶カプセル。
項4. 重合体中に占める架橋性モノマーの比率が5〜95重量%である項3に記載の液晶カプセル。
項5. 液晶材料を液晶カプセルの全量に対して10〜90重量%含む項1〜4のいずれか1項に記載の液晶カプセル。
項6. 分散安定剤の水溶液中に、(i)液晶材料、(ii)少なくとも1種の架橋性モノマーを5〜100重量%、少なくとも1種の単官能性モノマーを0〜95重量%含むモノマー成分、(iii)モノマー成分を重合又は共重合することにより得られるポリマー(PA)に対して相溶性が低く、かつ、補助ポリマーと水との間の界面張力(γ)(mN/m)とポリマー(PA)と水との間の界面張力(γ)(mN/m)との関係において、γ≧γの条件を満たす補助ポリマー、及び(iv)開始剤の混合物を分散させ、懸濁重合反応を行う工程を含む液晶カプセルの製造方法。
項7. 液晶材料を液晶カプセルの全量に対して10〜90重量%使用する項6に記載の方法。
項8. 項1〜5のいずれか1項に記載の液晶カプセルを含むディスプレイの表示用スイッチング材料。
The present invention provides a liquid crystal capsule and a method for producing the same as described below.
Item 1. A liquid crystal capsule in which a liquid crystal material is encapsulated in a hollow portion of a hollow capsule composed of a shell and a hollow portion, wherein the shell is a polymer of a crosslinkable monomer, a copolymer of two or more crosslinkable monomers, or at least one type A liquid crystal capsule comprising a layer composed of a copolymer of a crosslinkable monomer and at least one monofunctional monomer, wherein the polymer or copolymer contains 5 to 100% by weight of a crosslinkable monomer component.
Item 2. Item 2. The liquid crystal capsule according to item 1, wherein the average particle size is 0.05 to 35 µm.
Item 3. Item 3. The liquid crystal capsule according to item 1 or 2, wherein the shell includes a layer composed of a copolymer of at least one crosslinkable monomer and at least one monofunctional monomer.
Item 4. Item 4. The liquid crystal capsule according to item 3, wherein the ratio of the crosslinkable monomer in the polymer is 5 to 95% by weight.
Item 5. Item 5. The liquid crystal capsule according to any one of items 1 to 4, comprising 10 to 90% by weight of the liquid crystal material with respect to the total amount of the liquid crystal capsule.
Item 6. (I) a liquid crystal material, (ii) a monomer component containing 5 to 100% by weight of at least one crosslinkable monomer, and 0 to 95% by weight of at least one monofunctional monomer in an aqueous dispersion stabilizer solution ( iii) Low compatibility with the polymer (PA) obtained by polymerizing or copolymerizing the monomer component, and the interfacial tension (γ x ) (mN / m) between the auxiliary polymer and water and the polymer ( In the relationship between the interfacial tension (γ y ) (mN / m) between PA) and water, the auxiliary polymer satisfying the condition of γ x ≧ γ y and (iv) a mixture of initiators are dispersed and suspended. A method for producing a liquid crystal capsule, comprising a step of performing a polymerization reaction.
Item 7. Item 7. The method according to Item 6, wherein the liquid crystal material is used in an amount of 10 to 90% by weight based on the total amount of the liquid crystal capsules.
Item 8. Item 6. A switching material for display of a display comprising the liquid crystal capsule according to any one of items 1 to 5.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

[液晶カプセル]
本発明の液晶カプセルは、シェル及び中空部分からなる中空カプセルの中空部分に液晶材料が内包され、シェルが少なくとも1種の架橋性モノマーの重合体若しくは共重合体、又は少なくとも1種の架橋性モノマーと少なくとも1種の単官能性モノマーとの共重合体で構成される層を含み、この重合体又は共重合体が架橋性モノマー成分を5〜100重量%含む液晶カプセルである。
[Liquid crystal capsule]
In the liquid crystal capsule of the present invention, a liquid crystal material is encapsulated in a hollow portion of a hollow capsule composed of a shell and a hollow portion, and the shell is a polymer or copolymer of at least one crosslinkable monomer, or at least one crosslinkable monomer. And a layer composed of a copolymer of at least one monofunctional monomer, and the polymer or copolymer is a liquid crystal capsule containing 5 to 100% by weight of a crosslinkable monomer component.

すなわち、本発明の液晶カプセルのシェルは、架橋性モノマーを重合若しくは共重合させるか、又は架橋性モノマーと単官能性モノマーとを共重合させることにより得られる層を含み、このとき、架橋性モノマーを全モノマーに対して5〜100重量%程度使用したものである。シェルの上記重合体又は共重合体からなる層は、実質的に単層構造である。シェルは、この層のみからなっていてもよく、又はさらにその他の層を有していてよい。   That is, the shell of the liquid crystal capsule of the present invention includes a layer obtained by polymerizing or copolymerizing a crosslinkable monomer or copolymerizing a crosslinkable monomer and a monofunctional monomer. Is used in an amount of about 5 to 100% by weight based on the total monomers. The layer of the polymer or copolymer of the shell has a substantially single layer structure. The shell may consist of only this layer or may have other layers.

本発明のカプセルのシェルを構成する重合体又は共重合体中に占める架橋性モノマー成分の比率は、10〜100重量%程度が好ましく、20〜100重量%がより好ましい。架橋性モノマー成分の比率が上記範囲であれば、十分な強度及び靭性を有し、使用中の加圧等に耐えることができる。その結果、液晶性能が長期にわたり維持される。   About 10 to 100 weight% is preferable and, as for the ratio of the crosslinkable monomer component which occupies in the polymer or copolymer which comprises the shell of the capsule of this invention, 20 to 100 weight% is more preferable. If the ratio of the crosslinkable monomer component is within the above range, it has sufficient strength and toughness and can withstand the pressure applied during use. As a result, the liquid crystal performance is maintained for a long time.

本発明の液晶カプセルにおいて、シェルを構成するモノマーとして上記単官能性モノマーを用いる場合は、重合体中に占める架橋性モノマーの比率が5〜95重量%程度であるものも好ましく、15〜80重量%程度であるものもより好ましい。   In the liquid crystal capsule of the present invention, when the above monofunctional monomer is used as the monomer constituting the shell, the ratio of the crosslinkable monomer in the polymer is preferably about 5 to 95% by weight, and preferably 15 to 80% by weight. What is about% is more preferable.

本発明の液晶カプセルの平均粒子径は、0.05〜35μm程度が好ましく、0.1〜15μm程度がより好ましい。35μmを超えるカプセルは、中空部を有さない多孔質微粒子となるおそれがある。   The average particle size of the liquid crystal capsules of the present invention is preferably about 0.05 to 35 μm, more preferably about 0.1 to 15 μm. Capsules exceeding 35 μm may become porous fine particles having no hollow part.

この平均粒子径は、100個のカプセルについて電子顕微鏡あるいは光学顕微鏡により測定した場合の粒子径の平均値である。上記平均粒子径の範囲であれば、適当な比界面積を有して取り扱い易く、かつシェル壁の相対厚みが十分に厚く、破壊され難いものとなる。平均粒子径は後述する方法で調節できる。   This average particle diameter is an average value of particle diameters when 100 capsules are measured with an electron microscope or an optical microscope. When the average particle size is within the above range, the shell has an appropriate specific interfacial area and is easy to handle, and the shell wall has a sufficiently large relative thickness and is not easily destroyed. The average particle diameter can be adjusted by the method described later.

また、本発明の液晶カプセルにおける中空部分の容積比率は、10〜80%程度、特に10〜60%程度が好ましい。上記中空部分の容積比率の範囲であれば、液晶材料の相対的な内包量ひいては液晶性能が十分になるとともに、シェル壁が相対的に厚くなり破壊され難くなる。   Moreover, the volume ratio of the hollow part in the liquid crystal capsule of the present invention is preferably about 10 to 80%, particularly preferably about 10 to 60%. If the volume ratio of the hollow portion is within the range, the relative inclusion amount of the liquid crystal material and thus the liquid crystal performance become sufficient, and the shell wall becomes relatively thick and hardly broken.

ここで、本明細書において、「中空部分の容積比率」Rは、下記の式に従い算出されるものである。
R(%)=(rh/rp)×100
(式中、rhは、芳香性微粒子の中空部分の半径(シェルの内径の1/2)であり、rpは、芳香性微粒子の半径(シェルの外径の1/2)である。)
中空部分の容積比率を算出するための前記半径は、電子顕微鏡あるいは光学顕微鏡により測定した値である。
Here, in the present specification, the “volume ratio of the hollow portion” R is calculated according to the following formula.
R (%) = (rh / rp) 3 × 100
(In the formula, rh is the radius of the hollow portion of the aromatic fine particles (1/2 of the inner diameter of the shell), and rp is the radius of the aromatic fine particles (1/2 of the outer diameter of the shell).)
The radius for calculating the volume ratio of the hollow portion is a value measured by an electron microscope or an optical microscope.

[液晶材料]
液晶材料は、シェルを構成するモノマーと相溶性であり、水に難溶性であれば、特に限定されない。
[Liquid crystal materials]
The liquid crystal material is not particularly limited as long as it is compatible with the monomer constituting the shell and hardly soluble in water.

このような液晶材料としては、低分子液晶、例えば、ネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶(カイラルネマチック液晶を含む)、あるいはこれらの液晶化合物に二色性色素(分子長軸方向と短軸方向とで吸光度の異なる色素)を添加したゲストホスト液晶等が挙げられる。これらの中でも、コレステリック液晶が好適であり、例えば、ステロイド系コレステロール誘導体;不斉炭素を有するシッフ塩基系、アゾ系、エステル系、ビフェニル系等のカイラル物質;これらのカイラル物質を、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、エタン系、ビフェニル系、ターフェニル系、シクロヘキシルカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサン系、安息香酸エステル系、ピリミジン系、ジオキサン系、トラン系、シクロヘキシルシクロヘキサンエステル系、アルケニル系等のネマチック液晶又はこれらの混合物に添加した液晶材料;等が挙げられる。   Such liquid crystal materials include low-molecular liquid crystals such as nematic liquid crystals, smectic liquid crystals, cholesteric liquid crystals (including chiral nematic liquid crystals), or dichroic dyes (molecular major axis direction and minor axis direction). And guest-host liquid crystals to which dyes having different absorbances are added. Among these, cholesteric liquid crystals are suitable, for example, steroidal cholesterol derivatives; chiral substances such as Schiff bases having an asymmetric carbon, azo series, ester series, and biphenyl series; Nematics such as azo, azoxy, ethane, biphenyl, terphenyl, cyclohexylcarboxylate, phenylcyclohexane, benzoate, pyrimidine, dioxane, tolane, cyclohexylcyclohexane ester, alkenyl And a liquid crystal material added to a liquid crystal or a mixture thereof.

本発明の液晶カプセルにおける液晶材料の内包量は、液晶カプセルの全体量に対して10〜90重量%程度が好ましく、40〜80重量%程度がより好ましい。上記の内包量の範囲であれば、十分な液晶性能が得られるとともに、シェル壁の相対厚みが十分になり破壊され難いものとなる。本明細書において、液晶材料の内包量の比率は、仕込み重量比による計算により簡単に求められる。   The content of the liquid crystal material in the liquid crystal capsule of the present invention is preferably about 10 to 90% by weight, more preferably about 40 to 80% by weight with respect to the total amount of the liquid crystal capsule. When the amount is within the above range, sufficient liquid crystal performance can be obtained, and the relative thickness of the shell wall is sufficient, so that it is difficult to be destroyed. In this specification, the ratio of the inclusion amount of the liquid crystal material can be easily obtained by calculation based on the charged weight ratio.

[架橋性モノマー]
架橋性モノマーは、疎水性であることが好ましいが、通常この要件は満たされる。
[Crosslinking monomer]
The crosslinkable monomer is preferably hydrophobic, but this requirement is usually met.

本発明の液晶カプセルのシェルを構成する共重合体層の架橋性モノマーとしては、重合性反応基、特に重合性二重結合を2個以上(特に、2〜4個)有する多官能性モノマーを例示できる。特に、重合性C=C二重結合を2個以上(特に、2〜4個)有する多官能性モノマーが好ましい。例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジビニルナフタレン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレートなどが挙げられる。特に、ジビニルベンゼンおよびエチレングリコールジメタクリレートなどが好ましく、最も好ましいのはエチレングリコールジメタクリレートである。多官能性モノマーは単独で、又は2種以上を混合して使用できる。   As the crosslinkable monomer of the copolymer layer constituting the shell of the liquid crystal capsule of the present invention, a polyfunctional monomer having two or more polymerizable reactive groups, particularly 2 or more polymerizable double bonds (particularly 2 to 4) is used. It can be illustrated. In particular, a polyfunctional monomer having two or more polymerizable C═C double bonds (particularly 2 to 4) is preferable. For example, divinylbenzene, divinylbiphenyl, divinylnaphthalene, diallyl phthalate, triallyl cyanurate, ethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate and the like can be mentioned. Particularly preferred are divinylbenzene and ethylene glycol dimethacrylate, and most preferred is ethylene glycol dimethacrylate. A polyfunctional monomer can be used individually or in mixture of 2 or more types.

[単官能性モノマー]
単官能性モノマーも疎水性であることが好ましいが、通常この条件は満たされる。
[Monofunctional monomer]
The monofunctional monomer is also preferably hydrophobic, but this condition is usually met.

単官能性モノマーとしては、例えば、モノビニル芳香族モノマー、(メタ)アクリル系モノマー、ビニルエステル系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、モノオレフィン系モノマー、ハロゲン化オレフィン系モノマー、ジオレフィン等が挙げられる。   Examples of the monofunctional monomer include monovinyl aromatic monomers, (meth) acrylic monomers, vinyl ester monomers, vinyl ether monomers, monoolefin monomers, halogenated olefin monomers, and diolefins.

上記モノビニル芳香族モノマーとしては、モノビニル芳香族炭化水素、低級(炭素数1〜4)アルキル基で置換されていてもよいビニルビフェニル、低級(炭素数1〜4)アルキル基で置換されていてもよいビニルナフタレン等が挙げられる。   The monovinyl aromatic monomer may be a monovinyl aromatic hydrocarbon, a vinyl biphenyl optionally substituted with a lower (C1-4) alkyl group, or a lower (C1-4) alkyl group. Good vinyl naphthalene etc. are mentioned.

上記モノビニル芳香族炭化水素の具体例としては、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、スチレンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。   Specific examples of the monovinyl aromatic hydrocarbon include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, α-chlorostyrene, o-chlorostyrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, sodium styrenesulfonate, and the like. .

更に、低級アルキル基で置換されていてもよいビニルビフェニル、低級アルキル基で置換されていてもよいビニルナフタレンとしては、ビニルビフェニル、メチル基、エチル基等の低級(炭素数1〜4)アルキル基で置換されているビニルビフェニル、ビニルナフタレン、メチル基、エチル基等の低級(炭素数1〜4)アルキル基で置換されているビニルナフタレン等を例示できる。これらモノビニル芳香族モノマーは、単独であるいは2種類以上併用することができる。   Furthermore, vinyl biphenyl which may be substituted with a lower alkyl group, and vinyl naphthalene which may be substituted with a lower alkyl group include lower (C1-4) alkyl groups such as vinyl biphenyl, methyl group and ethyl group. And vinyl naphthalene substituted with lower (1 to 4 carbon atoms) alkyl group such as vinyl biphenyl, vinyl naphthalene, methyl group, and ethyl group. These monovinyl aromatic monomers can be used alone or in combination of two or more.

上記(メタ)アクリル系モノマーの具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸γ−ヒドロキシブチル、アクリル酸δ−ヒドロキシブチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸γ−アミノプロピル、アクリル酸γ−N,N−ジエチルアミノプロピル等が挙げられる。   Specific examples of the (meth) acrylic monomer include acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, methacryl Acid butyl, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, β-hydroxyethyl acrylate, γ-hydroxybutyl acrylate, δ-hydroxybutyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, γ-aminopropyl acrylate, acrylic acid γ-N, N-diethylaminopropyl and the like can be mentioned.

上記ビニルエステル系モノマーの具体例としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等が挙げられる。   Specific examples of the vinyl ester monomer include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate and the like.

上記ビニルエーテル系モノマーの具体例としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルn−ブチルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニルシクロヘキシルエーテル等が挙げられる。   Specific examples of the vinyl ether monomer include vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl n-butyl ether, vinyl phenyl ether, vinyl cyclohexyl ether and the like.

上記モノオレフィン系モノマーの具体例としては、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、4−メチルペンテン−1等が挙げられる。   Specific examples of the monoolefin monomer include ethylene, propylene, butene-1, pentene-1, 4-methylpentene-1, and the like.

上記ハロゲン化オレフィン系モノマーとしては、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデンを挙げることができる。   Examples of the halogenated olefin-based monomer include vinyl chloride and vinylidene chloride.

さらに、ジオレフィン類である、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等も単官能性モノマーに含めることができる。   Furthermore, diolefins such as butadiene, isoprene, chloroprene and the like can also be included in the monofunctional monomer.

単官能性モノマーは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。   Monofunctional monomers can be used alone or in admixture of two or more.

架橋性モノマーと共重合させる単官能性モノマーとしては、モノビニル芳香族モノマー、(メタ)アクリル系モノマー、ビニルエステル系モノマー、及びビニルエーテル系モノマーなどが好ましく、モノビニル芳香族モノマー、及び(メタ)アクリル系モノマーがより好ましい。モノビニル芳香族モノマーの中では、スチレンが好ましい。(メタ)アクリル系モノマーの中では、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルのような(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。   As the monofunctional monomer to be copolymerized with the crosslinkable monomer, a monovinyl aromatic monomer, a (meth) acrylic monomer, a vinyl ester monomer, a vinyl ether monomer, and the like are preferable. A monovinyl aromatic monomer and a (meth) acrylic monomer are preferable. Monomers are more preferred. Of the monovinyl aromatic monomers, styrene is preferred. Among (meth) acrylic monomers, (meth) acrylic acid esters such as butyl acrylate, ethyl acrylate, and butyl methacrylate are preferred.

[架橋性モノマーと単官能性モノマーとの組合せ]
架橋性モノマー単独でも十分な液晶材料内包粒子が得られるが、架橋性モノマーと単官能性モノマーとの好適な組合せとしては、例えば以下の表1の組合せが挙げられる。
[Combination of crosslinkable monomer and monofunctional monomer]
Although sufficient liquid crystal material-containing particles can be obtained even with the crosslinkable monomer alone, examples of suitable combinations of the crosslinkable monomer and the monofunctional monomer include the combinations shown in Table 1 below.

Figure 2010211182
Figure 2010211182

[液晶カプセルの製造方法]
本発明の液晶カプセルは、種々の方法により製造することができるが、例えば以下の方法により製造することができる。
[Method of manufacturing liquid crystal capsule]
The liquid crystal capsule of the present invention can be produced by various methods, for example, by the following method.

すなわち、分散安定剤の水溶液中に、
(i) 液晶材料、
(ii) 少なくとも1種の架橋性モノマーを5〜100重量%、少なくとも1種の単官能性モノマーを0〜95重量%含むモノマー成分、
(iii) モノマー成分を重合又は共重合することにより得られるポリマー(PA)に
対して相溶性が低く、かつ、補助ポリマーと水との間の界面張力(γ)(mN/m)とポリマー(PA)と水との間の界面張力(γ)(mN/m)との関係において、γ≧γの条件を満たす補助ポリマー、及び
(iv) 開始剤
からなる混合物を分散させ、懸濁重合反応を行う方法である。
That is, in an aqueous dispersion stabilizer solution,
(I) liquid crystal material,
(Ii) a monomer component containing 5 to 100% by weight of at least one crosslinkable monomer and 0 to 95% by weight of at least one monofunctional monomer;
(Iii) Low compatibility with the polymer (PA) obtained by polymerizing or copolymerizing the monomer component, and the interfacial tension (γ x ) (mN / m) between the auxiliary polymer and water and the polymer An auxiliary polymer that satisfies the condition of γ x ≧ γ y in the relationship with the interfacial tension (γ y ) (mN / m) between (PA) and water, and (iv) a mixture consisting of an initiator is dispersed, This is a method of performing a suspension polymerization reaction.

[分散安定剤]
分散安定剤としては、液晶材料、モノマー成分、補助ポリマーおよび開始剤の混合物を、水中に分散して形成した液滴が、合一しないようにする作用を有するものを広い範囲から使用できる。
[Dispersion stabilizer]
As the dispersion stabilizer, those having a function of preventing droplets formed by dispersing a mixture of a liquid crystal material, a monomer component, an auxiliary polymer and an initiator in water from being combined can be used from a wide range.

例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルイミド、ポリエチレンオキシド、ポリ(ハイドロオキシステアリン酸−g−メタクリル酸メチル−co−メタクリル酸)共重合体等の高分子分散安定剤、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。この中でも、ポリビニルアルコール等の高分子分散安定剤が好ましい。   For example, polymer dispersion stabilizers such as polyvinyl alcohol, methyl cellulose, ethyl cellulose, polyacrylic acid, polyacrylimide, polyethylene oxide, poly (hydroxystearic acid-g-methyl methacrylate-co-methacrylic acid) copolymer, nonion -Based surfactants, anionic surfactants, amphoteric surfactants and the like. Among these, polymer dispersion stabilizers such as polyvinyl alcohol are preferable.

これら分散安定剤の使用量は、広い範囲から選択できるが、一般には、液晶材料、モノマー成分、補助ポリマーおよび開始剤の混合物の1重量部に対して、0.005〜1重量部程度、特に0.01〜0.1重量部程度とするのが好ましい。   The amount of these dispersion stabilizers to be used can be selected from a wide range, but is generally about 0.005 to 1 part by weight with respect to 1 part by weight of the mixture of the liquid crystal material, the monomer component, the auxiliary polymer and the initiator. The amount is preferably about 0.01 to 0.1 parts by weight.

また、分散安定剤の水溶液において、分散安定剤の濃度は、上記液滴が合一しないような濃度となるように適宜選択すればよい。一般には、分散安定剤水溶液の濃度は、0.05〜5重量%程度、特に0.1〜1重量%程度の範囲に調整するのが好ましい。   Further, the concentration of the dispersion stabilizer in the aqueous dispersion stabilizer solution may be appropriately selected so that the droplets do not coalesce. In general, the concentration of the aqueous dispersion stabilizer solution is preferably adjusted to about 0.05 to 5% by weight, particularly about 0.1 to 1% by weight.

[液晶材料]
液晶材料の種類、及び使用量は前述した通りである。
[Liquid crystal materials]
The kind of liquid crystal material and the amount used are as described above.

また、液晶材料として、次の1)〜3)の要件を満たす成分を用いることが好ましい。   In addition, it is preferable to use a component that satisfies the following requirements 1) to 3) as the liquid crystal material.

すなわち、
1)モノマー成分に対して高い相溶性を有する。
2)モノマー成分を重合又は共重合することにより得られるポリマー(PA)に対して低い相溶性を有する。
3)液晶材料と水との間の界面張力(γ)(mN/m)と、ポリマー(PA)と水との間の界面張力(γ)(mN/m)との関係において、γ≧γの条件を満たす。
That is,
1) High compatibility with monomer components.
2) Low compatibility with a polymer (PA) obtained by polymerizing or copolymerizing monomer components.
3) and the surface tension (γ z) (mN / m ) between the liquid crystal material and the water, in relation to the interfacial tension (γ y) (mN / m ) between the polymer (PA) and water, gamma Satisfy the condition of z ≧ γ y .

1)〜3)の要件を満たす液晶材料を用いる場合には、補助ポリマーを用いてもよいが、用いなくてもよい。   When a liquid crystal material that satisfies the requirements 1) to 3) is used, an auxiliary polymer may be used, but it may not be used.

1)〜3)の要件を満たすポリマー(PA)と液晶材料との組み合わせは、後述する方法により容易に選択することができるが、例えば多官能性モノマーであるエチレングリコールジメタクリレート及び単官能性モノマーであるメタクリル酸ブチルから得られるポリマーと、液晶材料のシアノビフェニル類縁体との組合せ等が挙げられる。   The combination of the polymer (PA) satisfying the requirements 1) to 3) and the liquid crystal material can be easily selected by the method described later. For example, ethylene glycol dimethacrylate and monofunctional monomer which are polyfunctional monomers And a combination of a polymer obtained from butyl methacrylate and a cyanobiphenyl analog of a liquid crystal material.

本明細書において、液晶材料とポリマー(PA)との相溶性は、次の方法で測定したものである。すなわち、ポリマー(PA)の原料であるモノマー成分と液晶材料と、必要であればトルエンとを、適当な重量比率で含むモノマー成分溶液に、開始剤(モノマー成分に対して2重量%)を添加し、30℃、窒素ガス雰囲気中で、モノマー成分の重合反応を起こさせる。この反応を光路長1cmの石英ガラスセル内で行い、波長600nmの光を照射した場合の光透過率を経時的に測定する。液晶材料の濃度を増加させていくと、当初約100%であった透過率が、ポリマー(PA)が相分離することによって重合時間経過時に急激に0%近くまで低下する。この場合に、液晶材料とポリマー(PA)との相溶性が低いと0%近くまで低下するが、液晶材料とポリマー(PA)との相溶性が高いと透過率はほとんど低下しない。また、液晶材料とポリマー(PA)との相溶性が低いほど、重合開始から透過率の低下が起こるまでの時間が短くなる。   In the present specification, the compatibility between the liquid crystal material and the polymer (PA) is measured by the following method. That is, an initiator (2% by weight with respect to the monomer component) is added to a monomer component solution containing a monomer component and a liquid crystal material as raw materials for the polymer (PA), and if necessary, toluene in an appropriate weight ratio. Then, the polymerization reaction of the monomer component is caused in a nitrogen gas atmosphere at 30 ° C. This reaction is carried out in a quartz glass cell having an optical path length of 1 cm, and the light transmittance is measured over time when irradiated with light having a wavelength of 600 nm. As the concentration of the liquid crystal material is increased, the transmittance, which was about 100% at the beginning, rapidly decreases to near 0% when the polymerization time elapses due to phase separation of the polymer (PA). In this case, when the compatibility between the liquid crystal material and the polymer (PA) is low, the liquid crystal material is reduced to nearly 0%. However, when the compatibility between the liquid crystal material and the polymer (PA) is high, the transmittance is hardly reduced. Further, the lower the compatibility between the liquid crystal material and the polymer (PA), the shorter the time from the start of polymerization until the decrease in transmittance occurs.

ポリマー(PA)に対して低い相溶性を有する液晶材料としては、前記方法で透過率を測定した場合に、モノマー成分の重合率が1〜10%程度、好ましくは1〜5%程度で透過率の低下が起こる液晶材料が挙げられる。   As a liquid crystal material having low compatibility with the polymer (PA), the transmittance is about 1 to 10%, preferably about 1 to 5% when the transmittance is measured by the above method. A liquid crystal material in which a decrease in the above occurs.

また、本明細書において、界面張力は、ASTM−971−50において規定されるデュヌイの白金リング法で測定した値である。   In the present specification, the interfacial tension is a value measured by Dunui's platinum ring method as defined in ASTM-971-50.

1)〜3)の要件を満たす液晶材料を用いる場合には、補助ポリマーを使用しなくても、液晶材料がモノマー成分とそれが重合または共重合することにより得られるポリマー(PA)との相分離を促進する。   When a liquid crystal material satisfying the requirements of 1) to 3) is used, the liquid crystal material is a phase of a monomer component and a polymer (PA) obtained by polymerization or copolymerization without using an auxiliary polymer. Promote separation.

また、補助ポリマーを使用しなくても、液晶材料、モノマー成分および開始剤の均一溶液中で、モノマー成分が重合または共重合してポリマー(PA)となり、ポリマーが水との界面に吸着される際に、液晶材料よりもポリマー(PA)の方が水との界面に吸着され易くなり、その結果、ポリマー(PA)からなるシェル内部に液晶材料が内包された微粒子が得られる。   Even without using an auxiliary polymer, the monomer component is polymerized or copolymerized into a polymer (PA) in a uniform solution of liquid crystal material, monomer component and initiator, and the polymer is adsorbed at the interface with water. In this case, the polymer (PA) is more easily adsorbed at the interface with water than the liquid crystal material, and as a result, fine particles in which the liquid crystal material is encapsulated inside the shell made of the polymer (PA) are obtained.

[補助ポリマー]
補助ポリマーとしては、次の4)および5)の要件を満たすポリマーを広く用いることができる。
[Auxiliary polymer]
As the auxiliary polymer, polymers satisfying the following requirements 4) and 5) can be widely used.

すなわち、
4)モノマー成分を重合又は共重合することにより得られるポリマー(PA)に対して低い相溶性を有する。
5)補助ポリマーと水との間の界面張力(γ)(mN/m)とポリマー(PA)と水との間の界面張力(γ)(mN/m)との関係において、γ≧γの条件を満たす。
That is,
4) Low compatibility with a polymer (PA) obtained by polymerizing or copolymerizing monomer components.
5) in relation to the interfacial tension (γ y) (mN / m ) between the interfacial tension (gamma x) and (mN / m) and the polymer (PA) and water between the auxiliary polymer and water, gamma x The condition of ≧ γ y is satisfied.

具体的には、補助ポリマーとしては、架橋性モノマー成分と単官能性モノマーとが共重合することにより得られるポリマー(PA)より、極性が低いものを用いることができる。   Specifically, as the auxiliary polymer, a polymer having a lower polarity than a polymer (PA) obtained by copolymerizing a crosslinkable monomer component and a monofunctional monomer can be used.

本明細書において、補助ポリマーとポリマー(PA)との相溶性は、液晶材料とポリマー(PA)との相溶性について説明した方法において、液晶材料に加えて補助ポリマーを用いて測定したものである。   In this specification, the compatibility between the auxiliary polymer and the polymer (PA) is measured by using the auxiliary polymer in addition to the liquid crystal material in the method described for the compatibility between the liquid crystal material and the polymer (PA). .

ポリマー(PA)に対して低い相溶性を有する補助ポリマーとしては、モノマー成分の重合率が0.01〜4%程度で、透過率の低下が起こる補助ポリマーを例示できる。   Examples of the auxiliary polymer having low compatibility with the polymer (PA) include auxiliary polymers in which the polymerization rate of the monomer component is about 0.01 to 4% and the transmittance is lowered.

また、界面張力については、前述したとおりASTM−971−50において規定されるデュヌイの白金リング法で測定した値である。   The interfacial tension is a value measured by Dunui's platinum ring method as defined in ASTM-971-50 as described above.

なお、補助ポリマーは、モノマー成分に溶解するものであることが望ましいが、通常この条件は満たされる。   The auxiliary polymer is desirably dissolved in the monomer component, but this condition is usually satisfied.

4)および5)の要件を満たす補助ポリマーは、モノマー成分とそれが重合または共重合することにより得られるポリマー(PA)との相分離を促進する。   The auxiliary polymer satisfying the requirements of 4) and 5) promotes phase separation between the monomer component and the polymer (PA) obtained by polymerization or copolymerization thereof.

さらに、液晶材料、モノマー成分、補助ポリマーおよび開始剤の混合物中で、モノマー成分が共重合してポリマー(PA)となり、ポリマー(PA)が水との界面に吸着される際に、ポリマー(PA)の方が補助ポリマーよりも水との界面に吸着され易くなり、その結果、ポリマー(PA)からなるシェル内部に液晶材料が内包された微粒子が得られる。   Further, in the mixture of the liquid crystal material, the monomer component, the auxiliary polymer and the initiator, the monomer component is copolymerized to become a polymer (PA), and the polymer (PA) is adsorbed at the interface with water. ) Is more easily adsorbed at the interface with water than the auxiliary polymer, and as a result, fine particles in which a liquid crystal material is encapsulated inside a shell made of polymer (PA) are obtained.

このような補助ポリマーとしては、例えば、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、またはこれらの共重合体などを用いることができる。   As such an auxiliary polymer, for example, polystyrene, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, or a copolymer thereof can be used.

4)および5)の要件を満たすような、モノマー成分と補助ポリマーとの組合せは、前述した方法により容易に選択することができるが、例えば、以下の表2の組合せを例示できる。   The combination of the monomer component and the auxiliary polymer that satisfies the requirements of 4) and 5) can be easily selected by the above-described method. For example, the combinations in Table 2 below can be exemplified.

Figure 2010211182
Figure 2010211182

補助ポリマーの使用量は、広い範囲から適宜選択できるが、一般には、モノマー成分1重量部に対して、0.01〜0.4重量部程度、特に0.05〜0.2重量部程度とするのが好ましい。   The amount of the auxiliary polymer used can be appropriately selected from a wide range, but is generally about 0.01 to 0.4 parts by weight, particularly about 0.05 to 0.2 parts by weight with respect to 1 part by weight of the monomer component. It is preferable to do this.

補助ポリマーの分子量は、通常、数万〜数十万程度のものを用いることができる。   The molecular weight of the auxiliary polymer can usually be about tens of thousands to hundreds of thousands.

[開始剤]
本発明方法で使用する開始剤は、上記液滴中で、モノマー成分の重合を開始させるものであり、油溶性の重合開始剤が広く使用できる。例えば、ラジカル重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物や、クメンヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル等の過酸化物等のモノマーに可溶なものが挙げられる。また、紫外線等の光により重合開始する光重合開始剤を用いてもよい。このような光重合開始剤としては、油溶性であれば、特に制限されるものではなく、従来から使用されているものが挙げられる。
[Initiator]
The initiator used in the method of the present invention starts polymerization of the monomer component in the droplet, and an oil-soluble polymerization initiator can be widely used. For example, azo compounds such as azobisisobutyronitrile which is a radical polymerization initiator, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, etc. Those soluble in monomers such as peroxides can be mentioned. Moreover, you may use the photoinitiator which starts superposition | polymerization by light, such as an ultraviolet-ray. Such a photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it is oil-soluble, and includes those conventionally used.

上記開始剤の使用量は、モノマー成分の1重量部に対して、0.005〜0.1重量部程度、特に0.01〜0.06重量部程度とするのが好ましい。   The amount of the initiator used is preferably about 0.005 to 0.1 part by weight, particularly about 0.01 to 0.06 part by weight, based on 1 part by weight of the monomer component.

[分散工程]
本発明方法では、上記分散安定剤の水溶液中に、液晶材料、モノマー成分、開始剤、および補助ポリマーを、前記使用割合で含有する混合物を分散させ、懸濁重合を行う。
[Dispersion process]
In the method of the present invention, a suspension polymerization is performed by dispersing a mixture containing the liquid crystal material, the monomer component, the initiator, and the auxiliary polymer in the above-described use ratio in an aqueous solution of the dispersion stabilizer.

液晶材料、補助ポリマーおよび開始剤は、モノマー成分に溶解して、均一溶液となっているのが好ましい。混合時の温度としては特に限定はなく、例えば、0〜30℃程度で混合すればよい。   The liquid crystal material, auxiliary polymer and initiator are preferably dissolved in the monomer component to form a uniform solution. There is no limitation in particular as temperature at the time of mixing, For example, what is necessary is just to mix at about 0-30 degreeC.

こうして得られた液晶材料、モノマー成分、開始剤および補助ポリマーの混合物を、次いで、上記分散安定剤の水溶液中で分散させる。   The liquid crystal material, monomer component, initiator and auxiliary polymer mixture thus obtained are then dispersed in an aqueous solution of the dispersion stabilizer.

この混合物は、分散安定剤の水溶液100重量部当たり、1〜200重量部程度、特に10〜100重量部程度となるような量で使用するのが好ましいが、特にこの範囲に限定されるものではない。   The mixture is preferably used in an amount of about 1 to 200 parts by weight, particularly about 10 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the aqueous dispersion stabilizer solution, but is not limited to this range. Absent.

分散方法としては、ホモジナイザーや膜乳化法など機械的せん断力による分散方法等の公知の方法を種々採用できる。分散の際の温度条件は、使用する液晶材料および開始剤の分解に影響する温度以下であれば限定されるものではないが、0〜30℃程度であるのが好ましい。   As the dispersion method, various known methods such as a dispersion method using mechanical shearing force such as a homogenizer or a membrane emulsification method can be employed. Although the temperature condition in the case of dispersion | distribution will not be limited if it is below the temperature which affects decomposition | disassembly of the liquid crystal material to be used and an initiator, It is preferable that it is about 0-30 degreeC.

上記分散方法では、液晶材料、モノマー成分、開始剤および補助ポリマーの均一混合物が分散されて形成される液滴の大きさは単分散ではなく、一般に種々の異なる粒子径の液滴が混在したものとなる。従って、最終的に得られる液晶カプセルも異なる粒子径を有する。   In the above dispersion method, the size of droplets formed by dispersing a uniform mixture of liquid crystal material, monomer component, initiator and auxiliary polymer is not monodispersed, but generally a mixture of droplets of various different particle sizes It becomes. Therefore, finally obtained liquid crystal capsules also have different particle sizes.

一方、分散方法を選択することにより、液滴の大きさを均一にして、単分散の液滴を得ることもできる。そのような単分散液滴を得る方法としては、例えば、多孔質ガラス(SPG)を利用した膜乳化法による単分散液滴を作製する方法やシード膨潤法(特開平8−20604号公報に記載の方法)などを挙げることができる。   On the other hand, by selecting a dispersion method, it is possible to make the size of the droplets uniform and obtain monodispersed droplets. As a method for obtaining such monodispersed droplets, for example, a method of producing monodispersed droplets by a membrane emulsification method using porous glass (SPG) or a seed swelling method (described in JP-A-8-20604). Method).

このような粒子径が均一に揃った単分散の液滴を調製した場合は、最終的に得られる液晶カプセルも、粒子径が均一に揃った単分散となる。   When such monodispersed droplets having a uniform particle diameter are prepared, the finally obtained liquid crystal capsule is also monodispersed with a uniform particle diameter.

いずれの場合も、上記液滴の平均粒子径は、液晶カプセルの所望する平均粒子径に応じて適宜決定すればよいが、一般には0.05〜35μm程度、特に0.1〜15μm程度とするのが好ましい。液晶材料、モノマー成分、開始剤および補助ポリマーの混合物の粘度、分散安定剤の使用量、分散安定剤水溶液の粘度、分散方法・分散条件を前記範囲で適宜設定することにより、前記範囲の液滴平均粒子径が得られる。   In any case, the average particle size of the droplets may be appropriately determined according to the desired average particle size of the liquid crystal capsule, but is generally about 0.05 to 35 μm, particularly about 0.1 to 15 μm. Is preferred. By appropriately setting the viscosity of the mixture of the liquid crystal material, the monomer component, the initiator and the auxiliary polymer, the amount of the dispersion stabilizer used, the viscosity of the aqueous dispersion stabilizer solution, and the dispersion method / dispersion conditions within the above range, the droplets within the above range are used. An average particle size is obtained.

[懸濁重合]
こうして得られた液晶材料、モノマー成分、開始剤および補助ポリマーの均一混合物が分散された分散安定剤の水溶液を、懸濁重合に供するには、この水溶液を撹拌しながら加熱すればよい。
[Suspension polymerization]
In order to use the aqueous solution of the dispersion stabilizer in which a uniform mixture of the liquid crystal material, monomer component, initiator and auxiliary polymer thus obtained is subjected to suspension polymerization, the aqueous solution may be heated while stirring.

加熱温度としては、液晶材料、モノマー成分、開始剤および補助ポリマーの均一混合物の液滴中で、モノマー成分が開始剤により重合開始されるに足りる温度であれば特に限定されないが、一般には、30〜90℃程度、特に40〜70℃程度が好ましい。   The heating temperature is not particularly limited as long as it is a temperature that allows the monomer component to be polymerized by the initiator in the liquid droplet material, a uniform mixture of the monomer component, the initiator, and the auxiliary polymer. About -90 degreeC and especially about 40-70 degreeC are preferable.

懸濁重合は、所望の液晶カプセルが得られるまで行う。懸濁重合に要する時間は、使用する液晶材料、モノマー成分および開始剤の種類等により変動するが、一般には3〜48時間程度である。   Suspension polymerization is performed until a desired liquid crystal capsule is obtained. The time required for suspension polymerization varies depending on the type of liquid crystal material, monomer component, and initiator used, but is generally about 3 to 48 hours.

また、懸濁重合に際しては、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。   The suspension polymerization is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas.

こうして懸濁重合を行うことにより、液晶材料、モノマー成分、開始剤および補助ポリマーの混合物の液滴中で、モノマー成分が重合する。   By performing suspension polymerization in this way, the monomer component is polymerized in the droplets of the mixture of the liquid crystal material, the monomer component, the initiator and the auxiliary polymer.

得られたモノマー成分の共重合体(PA)は、液晶材料またはさらに補助ポリマーの存在により、相分離が促進され、その結果、単層構造のシェル、すなわち、ポリマー(PA)からなるシェルが形成される。一方、中空部分には、液晶材料および場合により補助ポリマーが内包された状態となる。   In the obtained monomer component copolymer (PA), the phase separation is promoted by the presence of the liquid crystal material or the auxiliary polymer, and as a result, a shell having a single layer structure, that is, a polymer (PA) is formed. Is done. On the other hand, the hollow portion is in a state in which a liquid crystal material and possibly an auxiliary polymer are included.

このようにして得られた液晶カプセルは、分散液のままで使用してもよく、また、濾過し必要に応じて水洗した後、粉体の形態で、各種用途に供することができる。分散液を乾燥して粉体の形態の液晶カプセルを得る場合には、液晶材料が蒸発しない温度・圧力条件下で、例えば温度0〜50℃程度、圧力10〜10Pa程度の条件下で乾燥することができる。また、自然蒸発、減圧処理、シリカゲルなどの乾燥剤の使用によっても微粒子を乾燥することができる。 The liquid crystal capsules thus obtained may be used in the form of a dispersion, or after being filtered and washed with water as necessary, can be used for various purposes in the form of powder. In the case of obtaining a liquid crystal capsule in the form of powder by drying the dispersion, under conditions of temperature and pressure at which the liquid crystal material does not evaporate, for example, a temperature of about 0 to 50 ° C. and a pressure of about 10 3 to 10 5 Pa Can be dried. The fine particles can also be dried by natural evaporation, reduced pressure treatment, or the use of a desiccant such as silica gel.

本発明の液晶カプセルは、シェルを構成する重合体又は共重合体層中の架橋性モノマー成分の比率が5〜100重量%と大きいため、強度及び靭性に優れ、表示材料やスイッチング材料として用いる場合にも実用上十分な耐久性を有するものとなる。特に、該液晶カプセルを、ディスプレイの表示用スイッチング材料として用いる場合、耐久性に優れるだけでなく、表示特性、スイッチング特性等も優れるため、好適に使用され得る。   The liquid crystal capsule of the present invention is excellent in strength and toughness because the ratio of the crosslinkable monomer component in the polymer or copolymer layer constituting the shell is as large as 5 to 100% by weight, and used as a display material or a switching material. In addition, it has sufficient practical durability. In particular, when the liquid crystal capsule is used as a display switching material for a display, it not only has excellent durability, but also has excellent display characteristics, switching characteristics, and the like, and therefore can be suitably used.

本発明の液晶カプセルの製造方法は、煩雑な工程を有さず、強靱な液晶カプセルを容易かつ効率良く製造できる。   The method for producing a liquid crystal capsule of the present invention does not have a complicated process and can produce a tough liquid crystal capsule easily and efficiently.

本発明の実施例1で製造された液晶カプセルの偏光顕微鏡写真である(観察温度[i]25℃)。It is a polarizing microscope photograph of the liquid crystal capsule manufactured in Example 1 of this invention (observation temperature [i] 25 degreeC). 本発明の実施例1で製造された液晶カプセルの偏光顕微鏡写真である(観察温度[ii]60℃)。It is a polarizing microscope photograph of the liquid crystal capsule manufactured in Example 1 of this invention (observation temperature [ii] 60 degreeC). 本発明の実施例1で製造された液晶カプセルの偏光顕微鏡写真である(観察温度[iii]25℃)。It is a polarizing microscope photograph of the liquid crystal capsule manufactured in Example 1 of this invention (observation temperature [iii] 25 degreeC). 本発明の実施例1で製造された液晶カプセルに対して、昇温/降温繰り返し(35℃⇔75℃)連続測定(操作速度:5℃/min)を行ったときの液晶内包カプセル粒子(11.15mg)の示差走査熱量測定曲線である。Liquid crystal-encapsulated capsule particles when the liquid crystal capsule produced in Example 1 of the present invention was subjected to repeated temperature increase / decrease (35 ° C. to 75 ° C.) (operation speed: 5 ° C./min) (11 .15 mg) differential scanning calorimetry curve.

次に、実施例を挙げて本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these.

実施例1
ポリビニルアルコール0.37gが溶解したイオン交換水37gに、液晶(フロロマテリアル社製、商品名「E−7」)3g、ポリスチレン(分子量20万)0.3g(モノマーに対して10重量%)および過酸化ベンゾイル0.12g(モノマーに対して4重量%)が溶解したエチレングリコールジメタクリレート(EGDM)モノマー3gを、膜乳化法(膜孔径0.8μm)により分散させてエマルジョン(分散液)を調製した。この状態でエマルジョンを光学顕微鏡で観察したところ、エチレングリコールジメタクリレート/液晶/過酸化ベンゾイルの滴は、真球状で粒径が約3〜4μmであった。次いで、このエマルジョンを封かんにて撹拌しながら、70℃で24時間反応させた。
Example 1
In 37 g of ion-exchanged water in which 0.37 g of polyvinyl alcohol is dissolved, 3 g of liquid crystal (trade name “E-7”, manufactured by Fluoromaterial Co., Ltd.), 0.3 g of polystyrene (molecular weight 200,000) (10% by weight with respect to the monomer) and An emulsion (dispersion liquid) is prepared by dispersing 3 g of ethylene glycol dimethacrylate (EGDM) monomer in which 0.12 g of benzoyl peroxide (4% by weight with respect to the monomer) is dissolved by a membrane emulsification method (membrane pore diameter 0.8 μm). did. When the emulsion was observed with an optical microscope in this state, the ethylene glycol dimethacrylate / liquid crystal / benzoyl peroxide droplets were spherical and had a particle size of about 3 to 4 μm. The emulsion was then allowed to react at 70 ° C. for 24 hours while stirring in a seal.

上記重合反応により得られた重合物を濾過した後、乾燥させて、液晶カプセル微粒子を得た。この微粒子の平均粒子径は3μmであった。   The polymer obtained by the polymerization reaction was filtered and then dried to obtain liquid crystal capsule fine particles. The average particle diameter of the fine particles was 3 μm.

この微粒子を光学顕微鏡を用いて、微粒子の超薄切片を透過型顕微鏡を用いて観察したところ、中心部に空隙を有する中空微粒子が観察された。また、偏光顕微鏡にて観察温度を[i]25℃→[ii]60℃→[iii]25℃と変化させながら連続的に観察したところ、コア部は常に25℃では偏光性を示すのに対し、60℃では偏光性を示さないことが確認された。このことから、実施例1で得られた液晶カプセルは、スイッチング機能を有することが確認された。内包物が液晶であることは、示差走査熱量測定(セイコーインスツル株式会社、DSC6200、操作速度5℃/分)でも確認した。すなわち、示差走査熱量測定において35℃→75℃→35℃という操作を1サイクルとして、100サイクルの連続繰り返し測定を行った結果、昇温及び降温過程においてそれぞれ吸熱及び発熱ピークが観察され,それらの測定された熱量はつねにそれぞれ約1ジュール/g−液晶であり,該液晶カプセルの液晶性は維持された。また、強靱性を評価したところ、優れた強靱性を示した。   When these fine particles were observed using an optical microscope and an ultrathin section of the fine particles was observed using a transmission microscope, hollow fine particles having a void at the center were observed. Moreover, when the observation temperature was continuously changed with a polarizing microscope from [i] 25 ° C. → [ii] 60 ° C. → [iii] 25 ° C., the core portion always showed polarization at 25 ° C. On the other hand, it was confirmed that no polarization was exhibited at 60 ° C. From this, it was confirmed that the liquid crystal capsule obtained in Example 1 has a switching function. It was confirmed by differential scanning calorimetry (Seiko Instruments Inc., DSC6200, operation speed 5 ° C./min) that the inclusion was a liquid crystal. That is, in the differential scanning calorimetry, the operation of 35 ° C. → 75 ° C. → 35 ° C. is taken as one cycle, and as a result of continuous measurement of 100 cycles, endothermic and exothermic peaks are observed in the temperature rising and cooling processes, respectively. The amount of heat measured was always about 1 Joule / g-liquid crystal, and the liquid crystal properties of the liquid crystal capsule were maintained. Moreover, when toughness was evaluated, it showed excellent toughness.

実施例2
実施例1において、ポリスチレンの使用量を0.18g(EGDMモノマーに対して6重量%)とした他は、実施例1と同様にして液晶カプセル微粒子を得た。
Example 2
Liquid crystal capsule fine particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of polystyrene used was 0.18 g (6% by weight based on the EGDM monomer).

平均粒子径、シェル厚さ、中空部分の容積比率及び強靱性は、実施例1で得られた微粒子のそれらと同様であった。   The average particle diameter, shell thickness, volume ratio of the hollow portion, and toughness were the same as those of the fine particles obtained in Example 1.

実施例3
実施例1において、ポリスチレンの分子量を4万とした他は、実施例1と同様にして液晶カプセル微粒子を得た。
Example 3
In Example 1, liquid crystal capsule fine particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the molecular weight of polystyrene was 40,000.

平均粒子径、シェル厚さ、中空部分の容積比率及び強靱性は、実施例1で得られた微粒子のそれらと同様であった。   The average particle diameter, shell thickness, volume ratio of the hollow portion, and toughness were the same as those of the fine particles obtained in Example 1.

実施例4
実施例1において、過酸化ベンゾイルの使用量を0.03g(EGDMモノマーに対して1重量%)とした他は、実施例1と同様にして液晶カプセル微粒子を得た。
Example 4
Liquid crystal capsule fine particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of benzoyl peroxide used was 0.03 g (1 wt% based on the EGDM monomer).

平均粒子径、シェル厚さ、中空部分の容積比率及び強靱性は、実施例1で得られた微粒子のそれらと同様であった。   The average particle diameter, shell thickness, volume ratio of the hollow portion, and toughness were the same as those of the fine particles obtained in Example 1.

実施例5
実施例1において、モノマーとして、エチレングリコールジメタクリレート2.7g及びメタクリル酸ブチル0.3gを使用した他は、実施例1と同様にして液晶カプセル微粒子を得た。
Example 5
In Example 1, liquid crystal capsule fine particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that 2.7 g of ethylene glycol dimethacrylate and 0.3 g of butyl methacrylate were used as monomers.

平均粒子径、シェル厚さ、中空部分の容積比率及び強靱性は、実施例1で得られた微粒子のそれらと同様であった。   The average particle diameter, shell thickness, volume ratio of the hollow portion, and toughness were the same as those of the fine particles obtained in Example 1.

本発明の液晶カプセルは、液晶スクリーンや電子ペーパー等の表示材料やスイッチング材料として利用される。   The liquid crystal capsules of the present invention are used as display materials and switching materials such as liquid crystal screens and electronic paper.

Claims (8)

シェル及び中空部分からなる中空カプセルの中空部分に液晶材料が内包された液晶カプセルであって、シェルが、架橋性モノマーの重合体若しくは2種以上の架橋性モノマーの共重合体、又は少なくとも1種の架橋性モノマーと少なくとも1種の単官能性モノマーとの共重合体で構成される層を含み、この重合体又は共重合体が架橋性モノマー成分を5〜100重量%含むものである液晶カプセル。   A liquid crystal capsule in which a liquid crystal material is encapsulated in a hollow portion of a hollow capsule comprising a shell and a hollow portion, wherein the shell is a polymer of a crosslinkable monomer, a copolymer of two or more crosslinkable monomers, or at least one type A liquid crystal capsule comprising a layer composed of a copolymer of a crosslinkable monomer and at least one monofunctional monomer, wherein the polymer or copolymer contains 5 to 100% by weight of a crosslinkable monomer component. 平均粒子径が0.05〜35μmである請求項1に記載の液晶カプセル。   The liquid crystal capsule according to claim 1, having an average particle diameter of 0.05 to 35 μm. シェルが、少なくとも1種の架橋性モノマーと少なくとも1種の単官能性モノマーとの共重合体で構成される層を含む請求項1又は2に記載の液晶カプセル。   The liquid crystal capsule according to claim 1 or 2, wherein the shell includes a layer composed of a copolymer of at least one crosslinkable monomer and at least one monofunctional monomer. 重合体中に占める架橋性モノマーの比率が5〜95重量%である請求項3に記載の液晶カプセル。   The liquid crystal capsule according to claim 3, wherein a ratio of the crosslinkable monomer in the polymer is 5 to 95% by weight. 液晶材料を液晶カプセルの全量に対して10〜90重量%含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶カプセル。   The liquid crystal capsule according to any one of claims 1 to 4, comprising 10 to 90% by weight of the liquid crystal material with respect to the total amount of the liquid crystal capsule. 分散安定剤の水溶液中に、
(i)液晶材料、
(ii)少なくとも1種の架橋性モノマーを5〜100重量%、少なくとも1種の単官能性モノマーを0〜95重量%含むモノマー成分、
(iii)モノマー成分を重合又は共重合することにより得られるポリマー(PA)に対して相溶性が低く、かつ、補助ポリマーと水との間の界面張力(γ)(mN/m)とポリマー(PA)と水との間の界面張力(γ)(mN/m)との関係において、γ≧γの条件を満たす補助ポリマー、及び
(iv)開始剤
の混合物を分散させ、懸濁重合反応を行う工程を含む液晶カプセルの製造方法。
In an aqueous dispersion stabilizer solution,
(I) liquid crystal material,
(Ii) a monomer component containing 5 to 100% by weight of at least one crosslinkable monomer and 0 to 95% by weight of at least one monofunctional monomer;
(Iii) Low compatibility with the polymer (PA) obtained by polymerizing or copolymerizing the monomer component, and the interfacial tension (γ x ) (mN / m) between the auxiliary polymer and water and the polymer In the relationship with the interfacial tension (γ y ) (mN / m) between (PA) and water, an auxiliary polymer that satisfies the condition of γ x ≧ γ y and (iv) a mixture of initiators are dispersed and suspended. A method for producing a liquid crystal capsule, comprising a step of carrying out a turbid polymerization reaction.
液晶材料を液晶カプセルの全量に対して10〜90重量%使用する請求項6に記載の方法。   The method according to claim 6, wherein the liquid crystal material is used in an amount of 10 to 90% by weight based on the total amount of the liquid crystal capsules. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶カプセルを含むディスプレイの表示用スイッチング材料。   A display switching material for a display, comprising the liquid crystal capsule according to claim 1.
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