JP2010270319A - ポリオルガノシロキサン系粒子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリオルガノシロキサン系粒子は、アルコキシドの加水分解及び縮合を通じて製造される。ポリオルガノシロキサン系粒子の製造方法では、アルコキシドを加水分解及び縮合させることで、液滴状のポリオルガノシロキサン粒子が分散してなる水性分散液を調製する。次に、水中で油滴を形成可能なアルコキシドを油滴として分散してなる油滴アルコキシドの水性分散液を調製した後に、同分散液とポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液とを接触させる。これにより、ポリオルガノシロキサン粒子に油滴アルコキシドが吸収させることで、油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液が得られる。こうした油滴アルコキシド吸収粒子を固化させる。
【選択図】なし
Description
R1 n−Si−(OR2)4−n ・・・(1)
(一般式(1)中、R1は非加水分解性基であって、炭素数1〜20のアルキル基、(メタ)アクリロイルオキシ基若しくはエポキシ基を有する炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、又は、炭素数7〜20のアラルキル基を示し、R2は炭素数1〜6のアルキル基を示し、nは1〜3の整数を示し、R1が複数ある場合、各R1は互いに同一であっても異なっていてもよく、OR2が複数ある場合、各OR2は互いに同一であっても異なっていてもよい。)で表されるアルコキシドの加水分解及び縮合を通じてポリオルガノシロキサン系粒子を製造するポリオルガノシロキサン系粒子の製造方法であって、前記アルコキシドを加水分解及び縮合させることで、液滴状のポリオルガノシロキサン粒子が分散してなる水性分散液を調製する工程と、前記一般式(1)で表されるアルコキシドのうち、水中で油滴を形成可能なアルコキシドを油滴として分散してなる油滴アルコキシドの水性分散液を調製した後に、同油滴アルコキシドの水性分散液と前記液滴状のポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液とを接触させることで、前記液滴状のポリオルガノシロキサン粒子に前記油滴アルコキシドを吸収させた油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液を得る工程と、前記油滴アルコキシド吸収粒子を固化させる工程とを含むことを要旨とする。
ポリオルガノシロキサン系粒子の製造方法は、アルコキシドの加水分解及び縮合を通じてポリオルガノシロキサン系粒子を製造する。この製造方法は、液滴状のポリオルガノシロキサン粒子が分散してなる水性分散液を調製する工程(液滴状粒子形成工程)と、液滴状のポリオルガノシロキサン粒子に油滴アルコキシドを吸収させた油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液を得る工程(油滴アルコキシド吸収粒子形成工程)と、油滴アルコキシド吸収粒子を固化させる工程(固化工程)とを含む。本実施形態では、固化工程の前工程として、油滴アルコキシド吸収粒子に重合性有機系モノマーの油滴を吸収させる工程(油滴モノマー吸収工程)を実施する。
液滴状粒子形成工程に供されるアルコキシドは、下記一般式(1)で表される。
R1 n−Si−(OR2)4−n ・・・(1)
一般式(1)中、R1は非加水分解性基であって、炭素数1〜20のアルキル基、(メタ)アクリロイルオキシ基若しくはエポキシ基を有する炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、又は、炭素数7〜20のアラルキル基を示し、R2は炭素数1〜6のアルキル基を示し、nは1〜3の整数を示し、R1が複数ある場合、各R1は互いに同一であっても異なっていてもよく、OR2が複数ある場合、各OR2は互いに同一であっても異なっていてもよい。
一般式(2)中、R2及びnは、上記一般式(1)と同一であり、OR2が複数ある場合、各OR2は互いに同一であっても異なっていてもよい。
CV値(%)={[粒子径の標準偏差(μm)]/[平均粒径(μm)]}×100
ポリオルガノシロキサン粒子水性分散液中における粒子のCV値は、好ましくは10%以下、より好ましくは5%以下である。ポリオルガノシロキサン粒子の平均粒径は、例えば1μm〜50μmの範囲である。
油滴アルコキシド吸収粒子形成工程では、まず、水中で油滴を形成可能なアルコキシドから油滴アルコキシドの水性分散液を調製する。次に、油滴アルコキシドの水性分散液と液滴状のポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液とを接触させる。これにより、液滴状のポリオルガノシロキサン粒子に油滴アルコキシドを吸収させた油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液を得る。
水中で油滴を形成可能なアルコキシドとしては、疎水性基を有するジアルコキシシラン、及び疎水性基を有するトリアルコキシシランから選ばれる少なくとも一種が好適である。
油滴モノマー吸収工程では、まず、重合性有機系モノマーを油滴として分散してなる水性分散液を調製する。次に、この水性分散液と、油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液とを接触させることで、油滴アルコキシド吸収粒子に重合性有機系モノマーの油滴を吸収させる。これにより、重合用粒子の水性分散液が得られる。
固化工程においては、重合用粒子の水性分散液をラジカル重合開始剤の種類に応じて所定の温度まで加熱することで重合性有機系モノマーのラジカル重合反応を開始させる。こうしたラジカル重合反応により、重合性有機系モノマーの重合体が生成される。これにより、重合用粒子が水性分散媒中で固化されることで、固体状のポリオルガノシロキサン系粒子の水性分散液が得られる。
次に、ポリオルガノシロキサン系粒子を洗浄する洗浄工程が実施される。この洗浄工程においては、ポリオルガノシロキサン系粒子の水性分散液からポリオルガノシロキサン系粒子を分離した後に、そのポリオルガノシロキサン系粒子を水性分散媒等により洗浄することで効率的に洗浄することができる。洗浄されたポリオルガノシロキサン系粒子は、分散媒に再分散することで、ポリオルガノシロキサン系粒子の分散液として得ることができる。また、洗浄されたポリオルガノシロキサン系粒子は、乾燥されることで粉体として得ることができる。
(1)本実施形態の製造方法では、油滴アルコキシド吸収粒子形成工程を実施している。すなわち、水中で油滴を形成可能なアルコキシドを油滴の状態としてポリオルガノシロキサン粒子に吸収させることで、加水分解及び縮合を伴わずに、粒子を成長させることができる。このため、分散系の安定性が、加水分解及び縮合といった反応に伴って低下することを回避しながら、最終的にポリオルガノシロキサン系粒子の粒径を大きく形成することができる。このように、本実施形態の製造方法によれば、粒径を大きくするに際して分散系の安定性を維持することが容易である。
・前記油滴モノマー吸収工程を省略してもよい。すなわち、油滴アルコキシド吸収粒子形成工程の後に、吸収させたアルコキシドを加水分解及び縮合させることで、油滴アルコキシド吸収粒子を固化させることもできる。
・前記固化工程で得られたポリオルガノシロキサン系粒子に焼成処理を施してもよい。こうした焼成処理により、ポリオルガノシロキサン系粒子の硬度を高めることができるようになる。また、ポリオルガノシロキサン系粒子の焼成処理により、ポリオルガノシロキサン系粒子に含まれる有機成分を分解して除去することで、シリカ粒子を得ることができる。シリカ粒子を得るには、ポリオルガノシロキサン系粒子を、その中に含まれる有機基の分解温度より150℃低い温度ないし有機基の分解温度未満の温度において予備焼成処理した後に、当該有機基の分解温度以上の温度で焼成処理することが好ましい。このように焼成処理を段階的に行うことで、有機成分の燃焼熱の急激な発生が抑制される。この結果、シリカ粒子において、割れ、亀裂等が抑制されることにより、歩留まりを向上させることができる。こうして得られたシリカ粒子は、例えば液晶表示装置のスペーサ、樹脂用充填剤、セラミックス原料等の用途に適している。
(イ)前記成長粒子を固化させる工程の後に、固化した粒子を焼成する工程を含むポリオルガノシロキサン系粒子の製造方法。
(実施例1)
<液滴状粒子形成工程(1)>
1リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水75gを入れた後に、そのセパラブルフラスコを20℃に調整した恒温槽内に設置した。次に、イオン交換水を撹拌羽根により撹拌しながら、ビニルトリメトキシシラン25gを加えて3時間撹拌した。続いて、1mol/Lのアンモニア水0.02mlを触媒として加えた後に、更に1時間撹拌することにより、液滴状のポリオルガノシロキサン粒子が分散した水性分散液を得た。得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径をベックマンコールター社製のコールターカウンター、商品名“マルチサイザーIII”にて測定した結果、12.41μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、2.16%であった。
1リットル容量のプラスチック製ビーカーにイオン交換水300gとビニルトリメトキシシラン100gを入れた後、スターラーチップを入れて室温にて3時間撹拌した。撹拌後、水溶液は均一となった。この水溶液を、20℃に保持した恒温槽内に設置されたセパラブルフラスコ内の上記液滴状のポリオルガノシロキサン粒子が分散した水性分散液に添加し、2.5時間撹拌することにより、液滴状のポリオルガノシロキサン粒子を成長させた。得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、21.48μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、1.88%であった。
1リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水300gを入れた後、20質量%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液2.9gと、フェニルトリメトキシシラン100gを加え、ホモジナイザーにて3分間撹拌することで、油滴アルコキシドの水性分散液を調製した。この水性分散液は、フェニルトリメトキシシランを油滴としたO/W型エマルションである。次に、同分散液の入ったセパラブルフラスコを、20℃に調整した恒温槽内に設置した後、同分散液を撹拌羽根により撹拌しながら、上記液滴状粒子形成工程(2)で得られた液滴状のポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液200gを加えて1時間撹拌することにより、油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液を得た。得られた油滴アルコキシド吸収粒子を光学顕微鏡にて観察した結果、その粒子径は約40μmであった。
2リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水300gを入れた後、エチレングリコールジメタクリレート40g及び55質量%ジビニルベンゼン60gに、2,2′−アゾビス(イソブチロニトリル)1.0gを溶解させた溶液と、20質量%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液2.9gとを加え、ホモジナイザーにて3分間撹拌することで、重合性有機系モノマーを油滴として分散した水性分散液を調製した。この水性分散液は、エチレングリコールジメタクリレート及びジビニルベンゼンからなる重合性有機系モノマーを油滴としたO/W型エマルションである。
重合用粒子の水性分散液の撹拌を継続した状態で、恒温槽を70℃に昇温することにより、重合用粒子に含まれる重合性有機系モノマーのラジカル重合反応を開始した。恒温槽を70℃に保持するとともに5時間撹拌を継続することにより、ポリオルガノシロキサン系粒子水性分散液を得た。次に、撹拌を停止するとともに恒温槽による加温を停止することで、ラジカル重合反応を停止した。
洗浄工程においては、固化工程により得られたポリオルガノシロキサン系粒子と分散媒とを遠心分離機によって分離した後、上澄みを捨て、さらにメタノールを加えることによりポリオルガノシロキサン系粒子を再分散させた。この操作を3回繰り返すことにより、ポリオルガノシロキサン系粒子の洗浄を行い、最後にメタノールを除去した。次に、ポリオルガノシロキサン系粒子をオーブンで80℃にて1時間乾燥処理を行うことにより、ポリオルガノシロキサン系粒子を粉体として得た。得られたポリオルガノシロキサン系粒子の平均粒子径を上記コールターカウンターにて測定したところ、72.87μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン系粒子のCV値は、3.40%であった。また、アッベ屈折計により測定したポリオルガノシロキサン系粒子の屈折率は1.55であった。
<液滴状粒子形成工程(1)>
実施例2においては、実施例1の液滴状粒子形成工程(1)と同様にして、ポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を得た。得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、12.96μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、3.55%であった。
実施例2においては、実施例1の液滴状粒子形成工程(2)と同様にして、ポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を得た。得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、21.53μmであった。また、CV値は、3.21%であった。
実施例2おいては、実施例1の油滴アルコキシド吸収粒子形成工程と同様にして、油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液を得た。得られた油滴アルコキシド吸収粒子を光学顕微鏡にて観察した結果、その粒子径は約40μmであった。
実施例2においては、重合性有機系モノマーをエチレングリコールジメタクリレート80g及び55質量%ジビニルベンゼン20gに変更した以外は、実施例1の油滴モノマー吸収工程と同様にして、重合用粒子の水性分散液を得た。
実施例2の固化工程及び洗浄工程は、実施例1と同様にして行った。得られたポリオルガノシロキサン系粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、66.26μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン系粒子のCV値は、3.40%であった。また、アッベ屈折計により測定したポリオルガノシロキサン系粒子の屈折率は1.52であった。
<液滴状粒子形成工程>
1リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水100gを入れた後に、そのセパラブルフラスコを20℃に調整した恒温槽内に設置した。次に、イオン交換水を撹拌羽根により撹拌しながら、25質量%のアンモニア水0.2mlを触媒として加えた。続いて、フェニルトリメトキシシラン30gとメタノール50gの混合液を作製し、これを上記イオン交換水中に加えて1時間撹拌することにより、液滴状のポリオルガノシロキサン粒子が分散した水性分散液を得た。得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、9.01μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、2.94%であった。
1リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水300gを入れた後、20質量%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液2.9gと、フェニルトリメトキシシラン100gを加え、ホモジナイザーにて3分間撹拌することで、油滴アルコキシドの水性分散液を調製した。この水性分散液は、フェニルトリメトキシシランを油滴としたO/W型エマルションである。次に、同分散液の入ったセパラブルフラスコを、30℃に調整した恒温槽内に設置した後、同分散液を撹拌羽根により撹拌しながら、上記液滴状粒子形成工程で得られた液滴状のポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液20gを加えて3時間撹拌することにより、油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液を得た。油滴アルコキシド吸収粒子を光学顕微鏡にて観察したところ、その粒子径は約35μmであった。
2リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水300gを入れた後、エチレングリコールジメタクリレート20g及び55質量%ジビニルベンゼン80gに、2,2′−アゾビス(イソブチロニトリル)1.0gを溶解させた溶液と、20質量%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液2.9gとを加え、ホモジナイザーにて3分間撹拌することで、重合性有機系モノマーを油滴として分散した水性分散液を調製した。この水性分散液は、エチレングリコールジメタクリレート及びジビニルベンゼンからなる重合性有機系モノマーを油滴としたO/W型エマルションである。
実施例3の固化工程及び洗浄工程は、実施例1と同様にして行った。得られたポリオルガノシロキサン系粒子を上記のコールターカウンターにて測定した結果、60.61μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン系粒子のCV値は、6.69%であった。また、アッベ屈折計により測定したポリオルガノシロキサン系粒子の屈折率は、1.57であった。
<液滴状粒子形成工程(1)>
実施例4においては、実施例1の液滴状粒子形成工程(1)と同様にして、ポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を得た。得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、12.52μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、2.24%であった。
実施例4においては、実施例1の液滴状粒子形成工程(2)と同様にして、ポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を得た。得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、21.45μmであった。また、CV値は、2.10%であった。
実施例4おいては、実施例1の油滴アルコキシド吸収粒子形成工程と同様にして、油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液を得た。得られた油滴アルコキシド吸収粒子を光学顕微鏡にて観察した結果、その粒子径は約40μmであった。
実施例4においては、重合性有機系モノマーとして、55質量%ジビニルベンゼンを配合せずに、エチレングリコールジメタクリレート100gを配合した以外は、実施例1の油滴モノマー吸収工程と同様にして、重合用粒子の水性分散液を得た。
実施例4の固化工程及び洗浄工程は、実施例1と同様にして行った。得られたポリオルガノシロキサン系粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、69.30μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン系粒子のCV値は、2.57%であった。また、アッベ屈折計により測定したポリオルガノシロキサン系粒子の屈折率は1.50であった。
<液滴状粒子形成工程(1)>
実施例5においては、実施例1の液滴状粒子形成工程(1)と同様にして、ポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を得た。得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、11.83μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、2.67%であった。
実施例5においては、実施例1の液滴状粒子形成工程(2)と同様にして、ポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を得た。得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、20.30μmであった。また、CV値は、2.12%であった。
実施例5おいては、実施例1の油滴アルコキシド吸収粒子形成工程と同様にして、油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液を得た。得られた油滴アルコキシド吸収粒子を光学顕微鏡にて観察した結果、その粒子径は約40μmであった。
実施例5においては、重合性有機系モノマーをエチレングリコールジメタクリレート70g及び55質量%ジビニルベンゼン30gに変更した以外は、実施例1の油滴モノマー吸収工程と同様にして、重合用粒子の水性分散液を得た。
実施例5の固化工程及び洗浄工程は、実施例1と同様にして行った。得られたポリオルガノシロキサン系粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、64.30μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン系粒子のCV値は、2.57%であった。また、アッベ屈折計により測定したポリオルガノシロキサン系粒子の屈折率は1.53であった。
<液滴状粒子形成工程(1)>
実施例6においては、実施例1の液滴状粒子形成工程(1)と同様にして、ポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を得た。得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、13.15μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、3.04%であった。
実施例6においては、実施例1の液滴状粒子形成工程(2)と同様にして、ポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を得た。得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、23.18μmであった。また、CV値は、2.98%であった。
実施例6おいては、上記液滴状粒子形成工程(2)で得られた液滴状のポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液について、その添加量を200gから80gに変更した以外は実施例1の油滴アルコキシド吸収粒子形成工程と同様にして、油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液を得た。得られた油滴アルコキシド吸収粒子を光学顕微鏡にて観察した結果、その粒子径は約50μmであった。
実施例6においては、重合性有機系モノマーをエチレングリコールジメタクリレート80g及び55質量%ジビニルベンゼン20gに変更した以外は、実施例1の油滴モノマー吸収工程と同様にして、重合用粒子の水性分散液を得た。
実施例6の固化工程及び洗浄工程は、実施例1と同様にして行った。得られたポリオルガノシロキサン系粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、63.75μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン系粒子のCV値は、2.88%であった。また、アッベ屈折計により測定したポリオルガノシロキサン系粒子の屈折率は1.50であった。
<液滴状粒子形成工程(1)及び(2)>
比較例1においては、実施例1の液滴状粒子形成工程(1)及び(2)と同様にして、ポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を得た。液滴状粒子形成工程(1)で得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、12.41μmであった。また、液滴状粒子形成工程(1)で得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、2.16%であった。また、液滴状粒子形成工程(2)で得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、21.48μmであった。また、液滴状粒子形成工程(2)で得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、1.88%であった。
2リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水300gを入れた後、エチレングリコールジメタクリレート40g及び55質量%ジビニルベンゼン60gに、2,2′−アゾビス(イソブチロニトリル)1.0gを溶解させた溶液と、20質量%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液2.9gとを加え、ホモジナイザーにて3分間撹拌することで、重合性有機系モノマーを油滴として分散した水性分散液を調製した。この水性分散液は、エチレングリコールジメタクリレート及びジビニルベンゼンからなる重合性有機系モノマーを油滴としたO/W型エマルションである。
比較例1の固化工程及び洗浄工程は、実施例1と同様にして行った。得られたポリオルガノシロキサン系粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、54.46μmであった。また、得られたポリオルガノシロキサン系粒子のCV値は、3.27%であった。また、アッベ屈折計により測定したポリオルガノシロキサン系粒子の屈折率は、1.55であった。
<液滴状粒子形成工程(1)及び(2)>
比較例2においては、実施例1の液滴状粒子形成工程(1)及び(2)と同様にして、ポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を得た。液滴状粒子形成工程(1)で得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、13.57μmであった。また、液滴状粒子形成工程(1)で得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、3.84%であった。また、液滴状粒子形成工程(2)で得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、25.29μmであった。また、液滴状粒子形成工程(2)で得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、3.02%であった。
1リットル容量のプラスチック製ビーカーにイオン交換水300gとビニルトリメトキシシラン100gを入れた後、スターラーチップを入れて室温にて3時間撹拌した。撹拌後、水溶液は均一となった。この水溶液を、2リットル容量のガラス製セパラブルフラスコに移し替え、20℃に保持した恒温槽内に設置した。この水溶液を撹拌しながら、上記液滴状粒子形成工程(2)で得られたポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を添加し、3時間撹拌した後、水溶液中の粒子を光学顕微鏡にて観察したところ、その粒子径は約25μmであり、液滴状粒子形成工程(2)で得られたポリオルガノシロキサン粒子とほぼ同じ粒径であった。更に2時間撹拌を続けた結果、水溶液中の粒子は凝集したため、その後の工程に供することができなかった。
<液滴状粒子形成工程(1)及び(2)>
比較例3においては、実施例1の液滴状粒子形成工程(1)及び(2)と同様にして、ポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液を得た。液滴状粒子形成工程(1)で得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、12.41μmであった。また、液滴状粒子形成工程(1)で得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、3.27%であった。また、液滴状粒子形成工程(2)で得られたポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径を上記のコールターカウンターにて測定した結果、21.55μmであった。また、液滴状粒子形成工程(2)で得られたポリオルガノシロキサン粒子のCV値は、3.06%であった。
1リットル容量のガラス製セパラブルフラスコを、30℃に調整した恒温槽内に設置した後、イオン交換水225gとメタノール75gを入れて撹拌羽根により撹拌した。続いて、フェニルトリメトキシシラン100gを加えて3時間撹拌した。撹拌後、水溶液は均一となった。この水溶液を撹拌しながら、上記液滴状粒子形成工程(2)で得られたポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液20gを加えて3時間撹拌した後、水溶液中の粒子を光学顕微鏡にて観察したところ、その粒子径は約21μmであり、液滴状粒子形成工程(2)で得られたポリオルガノシロキサン粒子とほぼ同じ粒径であった。
各実施例では、60μm以上の平均粒子径を有するポリオルガノシロキサン系粒子を得ることができるとともにそれら粒子のCV値が10%以下であった。比較例1では、成長粒子形成工程を行っていないため、実施例1及び2のポリオルガノシロキサン系粒子よりも平均粒子径が小さいものであった。比較例2では、液滴状粒子形成工程(2)と同様にして液滴状粒子形成工程(3)を行うことで、ポリオルガノシロキサン粒子を成長させることを試みているが、ポリオルガノシロキサン粒子が凝集する結果となった。比較例3では、液滴状粒子形成工程(3)として、アルコキシドの水性溶液をポリオルガノシロキサン粒子に吸収させることを試みているが、ポリオルガノシロキサン粒子の成長が確認されなかった。また、各実施例で得られたポリオルガノシロキサン系粒子の屈折率は、1/100単位で調整されていることから、重合性有機モノマーの配合量を調整することによってポリオルガノシロキサン系粒子の屈折率を1/100単位で調整することができることが分かる。
各実施例で得られたポリオルガノシロキサン系粒子を光硬化型変性アクリル系樹脂(協立化学産業株式会社製、XVL−90K、硬化後の屈折率:1.52)に2質量%となるように添加し、混合機(株式会社シンキー製、商品名:あわとり錬太郎、MX−201)を用いて1分間混合した。次に、得られた樹脂組成物をスライドガラス上に一滴載せて、さらにスライドガラスを1枚重ねることによって樹脂を挟み込み、紫外線を0.5mW/cm2の条件下で1分間照射することで、光硬化型変性アクリル系樹脂を硬化させることで、ヘイズ値測定用のサンプルを得た。得られたサンプルのヘイズ値を濁度計(日本電色工業株式会社製、NDH2000)を用いて測定した。その結果を表1に示す。
Claims (4)
- 一般式(1):
R1 n−Si−(OR2)4−n ・・・(1)
(一般式(1)中、R1は非加水分解性基であって、炭素数1〜20のアルキル基、(メタ)アクリロイルオキシ基若しくはエポキシ基を有する炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、又は、炭素数7〜20のアラルキル基を示し、R2は炭素数1〜6のアルキル基を示し、nは1〜3の整数を示し、R1が複数ある場合、各R1は互いに同一であっても異なっていてもよく、OR2が複数ある場合、各OR2は互いに同一であっても異なっていてもよい。)
で表されるアルコキシドの加水分解及び縮合を通じてポリオルガノシロキサン系粒子を製造するポリオルガノシロキサン系粒子の製造方法であって、
前記アルコキシドを加水分解及び縮合させることで、液滴状のポリオルガノシロキサン粒子が分散してなる水性分散液を調製する工程と、
前記一般式(1)で表されるアルコキシドのうち、水中で油滴を形成可能なアルコキシドを油滴として分散してなる油滴アルコキシドの水性分散液を調製した後に、同油滴アルコキシドの水性分散液と前記液滴状のポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液とを接触させることで、前記液滴状のポリオルガノシロキサン粒子に前記油滴アルコキシドを吸収させた油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液を得る工程と、
前記油滴アルコキシド吸収粒子を固化させる工程とを含むことを特徴とするポリオルガノシロキサン系粒子の製造方法。 - 重合性有機系モノマーを油滴として分散してなる水性分散液を、前記液滴状のポリオルガノシロキサン粒子の水性分散液、及び前記油滴アルコキシド吸収粒子の水性分散液の少なくとも一方の水性分散液に接触させることで、その水性分散液中の粒子に前記重合性有機系モノマーの油滴を吸収させる工程を含み、
前記油滴アルコキシド吸収粒子を固化させる工程が前記重合性有機系モノマーを重合させる工程であることを特徴とする請求項1に記載のポリオルガノシロキサン系粒子の製造方法。 - 前記重合性有機系モノマーの配合量、及び前記重合性有機系モノマーの種類のうち、少なくとも一方を変更することで、ポリオルガノシロキサン系粒子の屈折率を制御することを特徴とする請求項2に記載のポリオルガノシロキサン系粒子の製造方法。
- 前記重合性有機系モノマーの油滴を吸収させる工程、及びその重合性有機系モノマーを重合させる工程により、前記ポリオルガノシロキサン系粒子の屈折率を1.48〜1.60の範囲に調整することを特徴とする請求項3に記載のポリオルガノシロキサン系粒子の製造方法。
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