JP2021138831A - 樹脂微粒子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]
下記(a)〜(c)の要件を満たす樹脂微粒子。
(a)樹脂微粒子を構成する樹脂が、分子内に芳香環を1つ以上と、エチレン性不飽和基を1つ有する単官能エステル系単量体に由来する構造単位を全構造単位に基づいて3〜95質量%、及び、分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体に由来する構造単位を全構造単位に基づいて3〜50質量%含有する。
(b)平均一次粒子径が50〜800nmである。
(c)蒸留水20質量部に樹脂微粒子1質量部を分散させた水分散体の導電率が、1〜200μS/cmである。
[2]
下記式(1)で表される値Aが0.9以上、5.0以下である、[1]に記載の樹脂微粒子。
A=(トルエン中での樹脂微粒子の体積平均粒子径÷樹脂微粒子の平均一次粒子径) ・・・(1)
[3]
下記式(2)で表される平均一次粒子径の変動係数が25%以下である、[1]又は[2]に記載の樹脂微粒子。
変動係数=(樹脂微粒子の体積基準の粒度分布の標準偏差÷樹脂微粒子の体積平均粒子径)× 100 ・・・(2)
[4]
前記単官能エステル系単量体が、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される1種類以上である、[1]〜[3]のいずれかに記載の樹脂微粒子。
[5]
全単量体成分に基づいて、分子内に芳香環を1つ以上と、エチレン性不飽和基を1つ有する単官能エステル系単量体を3〜95質量%、分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体を3〜50質量%含む単量体成分を、少なくとも1種類の水溶性アゾ系重合開始剤を用いて水性媒体中で乳化重合する、樹脂微粒子の製造方法。
[6]
乳化重合時に、エチレン性不飽和基を有する反応性界面活性剤を少なくとも1種類使用する、[5]に記載の樹脂微粒子の製造方法。
[7]
[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂微粒子から成る、アンチブロッキング剤。
[8]
[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂微粒子と、樹脂バインダーを含む、樹脂組成物。
[9]
[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂微粒子を含む、光学部材。
[10]
[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂微粒子を含む、樹脂成形体。
本発明の樹脂微粒子は、下記(a)〜(c)の要件を満たす。
(a)樹脂微粒子を構成する樹脂が、分子内に芳香環を1つ以上と、エチレン性不飽和基を1つ有する単官能エステル系単量体に由来する構造単位を全構造単位に基づいて3〜95質量%、及び、分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体に由来する構造単位を全構造単位に基づいて3〜50質量%含有する。
(b)平均一次粒子径が50〜800nmである。
(c)蒸留水20質量部に樹脂微粒子1質量部を分散させた水分散体の導電率が、1〜200μS/cmである。
また、本発明の樹脂微粒子は、下記式(1)で表される値Aを、0.9以上、5.0以下とすることができる。
A=(トルエン中での樹脂微粒子の体積平均粒子径÷樹脂微粒子の平均一次粒子径) ・・・(1)
また、本発明の樹脂微粒子は、下記式(2)で表される平均一次粒子径の変動係数を、25%以下とすることができる。
変動係数=(樹脂微粒子の体積基準の粒度分布の標準偏差÷樹脂微粒子の体積平均粒子径)× 100 ・・・(2)
分子内に芳香環を1つ以上と、エチレン性不飽和基を1つ有する単官能エステル系単量体としては、分子内にフェニル環やナフタレン環等の芳香環を1つ以上有する(メタ)アクリル酸エステル系化合物、分子内に芳香環を1つ以上有するビニルエステル系化合物、分子内に芳香環を1つ以上有するアリルエステル系化合物等からなる群より選ばれる1種類以上があげられる。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸又はメタクリル酸を指し、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを指す。
分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体としては、分子内にビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基等のエチレン性不飽和基を2つ以上有する化合物であればよい。多官能(メタ)アクリル系単量体、多官能ビニル系単量体、多官能アリル系単量体等からなる群より選ばれる1種類以上があげられる。
上記分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体に由来する構造単位の含有割合が上記範囲より少ない場合、樹脂微粒子の架橋度が低くなる。その結果、樹脂微粒子をバインダーに混合した樹脂組成物を塗工液として使用する場合に、樹脂微粒子が膨潤して塗工液の粘度上昇が起こり塗工の作業性が低下するおそれがある。また、樹脂微粒子の架橋度が低くなる結果、樹脂微粒子をバインダーに混合して成形する用途(いわゆる練り込み用途)等において樹脂微粒子に熱をかけた際に、樹脂微粒子の溶解や変形が発生しやすくなる。上記分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体に由来する構造単位の含有割合が上記範囲より多い場合、その使用量に見合った効果の向上が認められず、生産コストが上昇する場合がある。
本発明の樹脂微粒子は、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の構造単位を含んでいてもよい。その他の構造単位の由来となる単量体としては、特に限定されない。例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステル系単量体;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル;2−(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルマレイン酸等のカルボン酸含有(メタ)アクリル酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル系単量体等からなる群より選ばれる1種類以上があげられる。
本発明の樹脂微粒子は、平均一次粒子径が50〜800nmであって、好ましくは50〜300nmである。平均一次粒子径を上記上限以下とすることで、樹脂微粒子がフィルムから脱落しにくくなるため、フィルムの透明性を維持しやすく、また製造工程の汚染を防ぎやすくなる。また、上記下限以上とすることで、フィルムのブロッキング防止性能を確保しやすくなる。
本発明において、樹脂微粒子の平均一次粒子径は、コールター法、例えば実施例に記載した方法により測定することができる。
本発明の樹脂微粒子は、蒸留水20質量部に対し、該樹脂微粒子1質量部を分散させた水分散体の導電率が1〜200μS/cm、好ましくは1〜100μS/cmである。導電率がこの範囲内であることで、樹脂微粒子をフィルムに添加した際、フィルムの透明性を維持することができる。
導電率は、樹脂微粒子に含まれる水溶性成分、特にイオン性成分の残渣の量を制御することで、調整することができる。例えば、本発明の樹脂微粒子を、水溶性アゾ系重合開始剤を用いて重合することにより、重合開始剤の残渣によって生じる水分散体の導電率の上昇を抑えることができる。
本発明の樹脂微粒子は、下記式(1)で表される値Aが0.9以上、5.0以下であることが好ましい。
A=(トルエン中での樹脂微粒子の体積平均粒子径÷樹脂微粒子の平均一次粒子径) ・・・(1)
値Aは、樹脂微粒子を含むフィルムを作製する際に調製することになる樹脂微粒子の分散体における、樹脂微粒子の凝集の度合いの目安となるものである。この値が上記上限以下であることにより、この分散体を用いて調製した塗工液中において、樹脂微粒子の凝集が生じにくいため、フィルムの透明性を維持しやすくなる。
変動係数は、レーザー回折散乱粒度分布測定装置を用いて樹脂微粒子を測定して粒度分布を求め、それを用いて、下記式(2)より算出される。具体的には、レーザー回折散乱粒度分布測定装置を用いて樹脂微粒子の平均一次粒子径を求める際に、併せて求めることができる。
変動係数=(樹脂微粒子の体積基準の粒度分布の標準偏差÷樹脂微粒子の体積平均粒子径)×100 ・・・(2)
樹脂微粒子の粒子径の変動係数は25%であることが望ましく、20%以下であることがさらに望ましい。この範囲に入ることで、粒子をフィルムに添加した際に、粗大粒子の脱落によって発生したボイドによりフィルムが白化しにくい。
本発明の樹脂微粒子の製造方法としては、公知の樹脂微粒子の製造方法を制限なく用いることができる。例えば、水性媒体中で、分子内に芳香環を1つ以上と、エチレン性不飽和基を1つ有する単官能エステル系単量体と、分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体とを含む単量体成分を、乳化重合する方法があげられる。その際、重合開始剤として水溶性アゾ系重合開始剤を少なくとも1種類使用することが好ましい。また、乳化重合による樹脂微粒子の製造の際には、単量体の混合物を、界面活性剤の存在下で媒体中に乳化させ、重合開始剤の存在下で重合させることができる。
本発明においては、全単量体成分に基づいて、分子内に芳香環を1つ以上と、エチレン性不飽和基を1つ有する単官能エステル系単量体を3〜95質量%、分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体を3〜50質量%含む単量体成分を、少なくとも1種類の水溶性アゾ系重合開始剤を用いて水性媒体中で乳化重合する、樹脂微粒子の製造方法とすることが好ましい。
これらの単量体の使用量は、[樹脂微粒子]に記載したのと同様のものとすることができる。
特に、使用する単量体の合計量100質量%に対して、「分子内に芳香環を1つ以上と、エチレン性不飽和基を1つ有する単官能エステル系単量体」を3〜95質量%、「分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体」を3〜50質量%用いることが好ましい。
この製造方法における乳化重合は、公知の乳化重合法で行えばよく、例えば、モノマー滴下法、プレエマルジョン法、一括仕込み重合法などを採用することができるが、粒度分布が狭く、スケールの少ない樹脂微粒子を得るうえでは、モノマー滴下法を採用するのが好ましい。
乳化重合は、撹拌機能の付いた反応容器を用いて行うことが好ましい。重合温度は、使用する単量体の種類や重合開始剤の種類により相違するが、30〜100℃の範囲内であることが好ましい。また、重合時間は、2〜10時間であることが好ましい。
なお、本発明の樹脂微粒子を乳化重合で得る場合、反応性乳化剤を用いることにより、重合後に得られた水分散体を洗浄せずそのまま乾燥することで、洗浄工程を省略することができる。
乳化重合で用いられる水性媒体としては、水単独、あるいは、水と低級アルコール(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等)との混合物を使用することができる。廃液処理の点から水単独が好ましい。
水性媒体の使用量は、上記乳化重合において使用する全ての単量体の合計量100質量部に対して、200〜2000質量部の範囲内であることが好ましく、300〜1500質量部の範囲内であることがより好ましい。上記水性媒体の使用量を上記下限以上とすることで、重合中の粒子の安定性を保ち、重合後に樹脂微粒子の凝集物が生じてしまうことを防止しやすくなる。上記水性媒体の使用量を上記上限以下とすることで、生産性が良好となりやすい。
上記水性媒体中には、界面活性剤を加えることが望ましい。加える界面活性剤は、特に限定されないが、反応性界面活性剤(エチレン性不飽和基を有する界面活性剤)を使用することが好ましい。また、界面活性剤としては、アニオン性のものを用いても、非イオン性のものを用いてもよいが、重合安定性の面からアニオン性界面活性剤を1種類以上使用することが好ましい。
反応性界面活性剤に含まれるエチレン性不飽和基としては、例えば、ビニル基、(メタ)アクリロイル基等があげられる。反応性を有することで、界面活性剤が粒子中に取り込まれ、樹脂微粒子を分散させている媒体(例えば水性媒体)中に残存することがない。これに対して、エチレン性不飽和基を有しない一般的な界面活性剤を使用した場合、重合反応後にアニオン性界面活性剤が媒体(例えば水性媒体)中に残存するため、フィルム中に取り込まれ、ヘイズを引き起こす原因となることがある。
界面活性剤の使用量は、上記乳化重合において使用するすべての単量体の合計量100質量部に対して0.01〜5質量部の範囲内であることが好ましい。界面活性剤の使用量を上記下限以上とすることで、重合時の微粒子の分散性が低下して重合安定性も低下することを防止しやすくなる。界面活性剤の使用量を上記上限以下とすることで、樹脂微粒子の吸湿性が高くなることや、樹脂微粒子の分散体が発泡しやすくなることを防止しやすくなる。
本発明において使用することができる重合開始剤としては、特に限定されない。一般的に知られている過硫酸塩(例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等)、過酸化水素、アゾ化合物等の重合開始剤が使用される。
本発明における重合開始剤の使用量は、その種類により相違するが、上記重合において使用する全ての単量体の合計量100質量部に対して、0.1〜5質量部の範囲内で使用することが好ましく、0.3〜 3質量部の範囲内で使用することがより好ましい。
本発明の樹脂微粒子を乳化重合によって製造する際には、その重合系に連鎖移動剤を添加してもよい。添加する連鎖移動剤としては、例えば、n−オクチルメルカプタン、tert−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン等のメルカプタン類;γ−テルピネン、ジペンテン等のテルペン類;クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロメタン、ジブロモメタン等のハロゲン化炭化水素;α−メチルスチレンダイマー;2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のフェノール系化合物;アリルアルコール等のアリル化合物等があげられる。本発明における連鎖移動剤の使用量は特に限定されないが、上記重合において使用するすべての単量体の合計量100質量部に対して0.1〜5質量部の範囲内で使用することが好ましく、0.3〜3質量部の範囲内で使用することがより好ましい。
これらの重合開始剤は、1種のみ使用していてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。また、これらの重合開始剤は、ビニル系単量体100質量部に対して、好ましくは0.1〜2質量部、より好ましくは0.2〜1質量部、さらに好ましくは0.3〜0.8質量部の範囲で使用される。
本発明のアンチブロッキング剤は、上記の樹脂微粒子を含み、フィルムに含有されることによりフィルムの表面に凹凸を付与して、フィルムのすべりを良くしたり、フィルム同士が密着し剥離しづらくなること(ブロッキング)を防止したりすることができる。
本発明のアンチブロッキング剤は、フィルムを構成する樹脂と混合してフィルム化することによりフィルム中に含有させてもよく、また、アンチブロッキング剤を含む樹脂組成物をフィルム表面に塗布してもよい。
本発明の樹脂組成物は、前記の本発明の樹脂微粒子と、樹脂バインダーとを含むものである。本発明の樹脂組成物は、押出成形、射出成形等の公知の成形手段を用いて成形体とすることができ、また、必要により溶媒を加えて、コーティング剤とすることもできる。
樹脂バインダーとしては、透明性、樹脂微粒子分散性、耐光性、耐湿性及び耐熱性等の要求される特性に応じて適宜選択されるもので、特に限定されない。
例えば、シクロオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、(メタ)アクリル−ウレタン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、メラミン系樹脂、スチレン系樹脂、アルキド系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリシロキサン系樹脂等のシリコーン系樹脂、(メタ)アクリル−シリコーン系樹脂、シリコーン−アルキド系樹脂、シリコーン−ウレタン系樹脂、シリコーン−ポリエステル樹脂等の変性シリコーン樹脂、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィンビニルエーテル重合体等のフッ素系樹脂等よりなる群から選ばれる1種類以上の樹脂バインダーがあげられる。
熱硬化性樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレ重合体とからなる熱硬化型ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等よりなる群から選ばれる1種類以上があげられる。
電離放射線硬化性樹脂としては、多官能(メタ)アクリレート樹脂を含むものが好ましく、1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多価アルコール多官能(メタ)アクリレートを含むものがより好ましい。1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多価アルコール多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、1,2,4−シクロヘキサントリ(メタ)アクリレート、ペンタグリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(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、トリペンタエリスリトールトリアクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサアクリレート等よりなる群から選ばれる1種類以上があげられる。
樹脂バインダーとしては、硬化性樹脂以外に、熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニルの単独重合体及び共重合体、塩化ビニルの単独重合体及び共重合体、塩化ビニリデンの単独重合体及び共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル酸エステルの単独重合体及び共重合体、メタクリル酸エステルの単独重合体及び共重合体等の(メタ)アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等よりなる群から選ばれる1種類以上があげられる。
無機系結着剤としては、シリカゾル、アルカリ珪酸塩、シリコンアルコキシド、リン酸塩等よりなる群から選ばれる1種類以上があげられる。無機系結着剤として、金属アルコキシド又はシリコンアルコキシドを加水分解及び脱水縮合して得られる無機系又は有機無機複合系マトリックスを用いることもできる。無機系又は有機無機複合系マトリックスとしては、シリコンアルコキシド、例えばテトラエトキシシラン等を加水分解及び脱水縮合して得られる酸化珪素系マトリックスを使用できる。
光重合開始剤は、どのようなものを用いてもよいが、用いる光硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂にあったものを用いることが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、α−ヒドロキシアルキルフェノン類、α−アミノアルキルフェノン、アントラキノン類、チオキサントン類、アゾ化合物、過酸化物類、2,3−ジアルキルジオン化合物類、ジスルフィド化合物類、フルオロアミン化合物類、芳香族スルホニウム類、オニウム塩類、ボレート塩、活性ハロゲン化合物、α−アシルオキシムエステル等よりなる群から選ばれる1種類以上を用いることができる。
光重合開始剤の使用量は、バインダー100重量%に対し、通常、0.5〜20重量%の範囲内であり、好ましくは1〜5重量%の範囲内である。
シクロオレフィン系樹脂は、その構造単位に脂環式構造を有する重合体である。シクロオレフィン系樹脂は、主鎖に脂環式構造を有する重合体、側鎖に脂環式構造を有する重合体、主鎖及び側鎖に脂環式構造を有する重合体、並びに、これらの2つ以上を任意の比率で混合した混合物である。この中でも、機械的強度及び耐熱性の観点から、主鎖に脂環式構造を有する重合体が好ましい。
樹脂組成物中における樹脂微粒子の量は、バインダーの固形分100質量部に対して、300質量部以下、好ましくは200質量部以下、より好ましくは100質量部以下である。300質量部以下にすることにより、コーティング用樹脂組成物によって形成される塗膜の直線透過性を十分なものにし易くなる。
本発明の光学部材は、本発明の樹脂微粒子と、樹脂とを含むものである。
光学部材としては、前記樹脂組成物をフィルム状に成形した光学部材や、前記樹脂組成物をフィルム基材上に塗工して、このフィルム基材上に塗膜を形成することにより得られる光学部材等があげられる。
光学部材としては、例えば、ディスプレイパネルに使用する位相差フィルムや、拡散フィルム、防眩フィルム、偏光板等があげられる。
さらに、これらの基材の少なくとも一方の面に、(メタ)アクリル系樹脂、共重合ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、スチレン−マレイン酸グラフトポリエステル樹脂、アクリルグラフトポリエステル樹脂等の易接着層を設けたものを基材として用いることができる。
基材は、添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、帯電防止剤、屈折率調整剤、増強剤等があげられる。
樹脂組成物を基材上に塗布する方法としては、特に限定されない。例えば、バーコート、ブレードコート、スピンコート、リバースコート、ダイコート、スプレーコート、ロールコート、グラビアコート、マイクログラビアコート、リップコート、エアーナイフコート、ディップコート法等の公知の塗工方法を用いることができる。
樹脂組成物の層の厚さ(乾燥厚さ)は、特に限定されず、樹脂微粒子の粒子径により適宜決定される。例えば、1〜10μm、好ましくは3〜7μmとすることができる。
例えば、特開2017−88715号公報に記載されているような、溶液流延法が比較的簡便である。シクロオレフィン系樹脂を溶解する良溶媒としては、n−ペンタン、n−ヘキサン等の鎖状脂肪族炭化水素系溶媒;シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素系溶媒;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒;ニトロメタン、ニトロベンゼン、アセトニトリル等の含窒素炭化水素系溶媒;酢酸エチル等のエステル系溶媒;アセトン等のケトン系溶媒;ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;等があげられる。これらの溶媒は、1種を単独で使用してもよく、2種類以上を適宜組み合わせて使用してもよい。中でも、トルエンは多種のシクロオレフィン系樹脂を溶解することが可能であり、トルエンに樹脂微粒子を分散させることで、フィルムへの分散が可能となる。
本発明の樹脂微粒子は、それ単独で用い、又は、他の樹脂と混合して用い、各種の成形法により樹脂成形体を構成することができる。他の樹脂としては、好ましくは透明樹脂を用いることができ、樹脂微粒子を含有することで樹脂成形体表面の融着や貼りつきを防ぐことができる。
樹脂成形体の厚み及び形状等は、用途によって適宜選択することができる。
本発明の樹脂微粒子を含む樹脂成形体は、樹脂微粒子の分散均一性に優れたものであり、成形体の色や透明性を維持しながらブロッキング防止性を付与することができる。
得られた樹脂微粒子について、平均一次粒子径、樹脂微粒子の水分散体の導電率、トルエン中での樹脂微粒子の体積平均粒子径、値A及び変動係数は、以下の方法により求めた。
また、重合時の分散安定性、アンチブロッキング性及びフィルムの透明性は、以下のように評価した。
樹脂微粒子の平均一次粒子径は、ベックマン・コールター株式会社製のレーザー回折散乱粒度分布測定装置「LS230」型で測定した。具体的には、樹脂微粒子0.1gを100mL樹脂製カップ内に取り、0.1質量%ノニオン性界面活性剤(モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン(エチレンオキシド付加モル数20)、商品名「レオドールTW−L120」、花王株式会社製)水溶液50mlを前記測定対象粒子に加え、水および樹脂微粒子集合体の混合物にBRANSON社製の超音波分散機「BRANSONSONIFIER450」(出力400W、周波数20kHz)を用いて超音波を10分間照射することにより、樹脂微粒子集合体分散体を得た。ここで得られた樹脂微粒子集合体分散体中に含まれる粒子の体積平均粒子径D2および体積基準の粒度分布をベックマン・コールター株式会社製のレーザー回折散乱粒度分布測定装置「LS230」型により測定した。なお、樹脂微粒子の屈折率の推算値をレーザー回折散乱粒度分布測定装置に入力し、樹脂微粒子の屈折率に合わせた光学モデルを用いてレーザー回折散乱粒度分布測定装置のデータ解析を行った。
樹脂微粒子1質量部に対し蒸留水20質量部を加え、超音波洗浄機(アズワン株式会社製、VS−150)を用いて水面に粉が浮かなくなるまで十分に分散させる。得られた水分散体の導電率を導電率計(株式会社堀場製作所製、「LAQUAtwin」)を用いて測定する。
樹脂微粒子1質量部とトルエン50質量部を100mL蓋付きディスポーザブル容器に入れ、脱泡撹拌機(株式会社シンキー製、自転・公転ミキサー(大気圧タイプ)AR-100(商品名:あわとり練太郎 AR-100(THINKYMIXER(Non Vacuum) AR-100)))で3分間撹拌し、動的光散乱方式 濃厚系ナノ粒子径分布測定装置(CORDOUAN TECHNOLOGIES社製、「VASCO」)により樹脂微粒子の体積平均粒子径を測定する。測定条件及び測定手順は、以下の通りとする。
−測定条件−
・分散媒:トルエン(屈折率1.490)
・測定温度:20℃
・Statistical mode
−timelimit timestep:60秒×3回
・laser power:35%
なお、解析方法はキュムラントを選択し、得られたZ−avarageをトルエン中における樹脂微粒子の体積平均粒子径とする。
値Aは、前記樹脂微粒子の平均一次粒子径と、前記トルエン中での樹脂微粒子の体積平均粒子径とを用い、下記の式(1)から算出した。
A=(トルエン中での樹脂微粒子の体積平均粒子径÷樹脂微粒子の平均一次粒子径)・・・(1)
変動係数に関しては、レーザー回折散乱粒度分布測定装置を用いた測定において得られた粒度分布を用いて、下記式(2)より算出した。
変動係数=(樹脂微粒子の体積基準の粒度分布の標準偏差÷樹脂微粒子の体積平均粒子径)×100 ・・・(2)
樹脂微粒子の重合後に、沈殿の発生の有無を目視により観察し、以下の基準で評価した。
○:重合後に沈殿が観察されない
×:重合後に沈殿が観察される
(フィルムの作製)
実施例1〜3及び比較例1〜4で得た樹脂微粒子を用いて、それぞれ以下の手順で光学部材を作製した。
10質量部の樹脂微粒子と、100質量部のトルエンとを投入し、脱泡撹拌機(株式会社シンキー製、自転・公転ミキサー(大気圧タイプ)AR-100(商品名:あわとり練太郎 AR-100(THINKYMIXER(Non Vacuum) AR-100)))で5分間撹拌混合し、樹脂微粒子分散体を得た。この樹脂微粒子分散体の調製は常温(20℃)で行った。
得られた樹脂微粒子分散体24質量部、シクロオレフィン系樹脂(日本ゼオン株式会社製、「ZEONEX330R」)40質量部及びトルエン260部を密閉容器に投入し、加熱、撹拌しながら完全に溶解させ、塗工液を得た。塗工液において、樹脂微粒子の含有量は、シクロオレフィン系樹脂100質量部に対して6.0質量部となる量である。
得られた塗工液を、透明なフィルム基材としてのPETフィルム(コクヨ株式会社製、OHPフィルム、厚み125μm)の上に、バーコート法で厚み100μmとなるように塗布した。塗布した塗工液を60℃のオーブンで10分間かけて乾燥させ、樹脂微粒子を含むフィルムを得た。
上記のようにして得られた、シクロオレフィン系樹脂100質量部に対して樹脂微粒子の含有量が6.0質量部となるフィルムについて、目視により透明性を観察し、以下の基準で評価した。
○:白筋や白点が見られない(最も良好なものを◎とする)
×:白筋や白点が見られる
上記のようにして得られた、シクロオレフィン系樹脂100質量部に対して樹脂微粒子の含有量が6.0質量部となるフィルムについて、フィルムの塗工面同士を指で押さえながら10回摺り合わせ、引っかかりの有無を確認した。
〇:引っかかりやフィルムの削れが見られない(最も良好なものを◎とする)
×:引っかかりやフィルムの削れが生じる
攪拌機及び温度計を備えた内容量5Lのオートクレーブ内に、水性媒体としての水3600質量部と、反応性アニオン性界面活性剤としてのポリオキシエチレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム(第一工業製薬株式会社製、「アクアロンKH−1025」)4.8質量部を供給した。次に、このオートクレーブに、予め調製しておいた単官能ビニル系単量体としてのメタクリル酸メチル(三菱ケミカル株式会社製、「アクリエステルM」)240質量部と、分子内に芳香環を1つ以上と、エチレン性不飽和基を1つ有する単官能エステル系単量体としてのベンジルメタクリレート(共栄社化学株式会社製、「ライトエステルBZ」)80質量部と、分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体としてのエチレングリコールジメタクリレート(共栄社化学株式会社製、「ライトエステルEG−50」)80質量部との混合物を仕込み、オートクレーブの内部を窒素置換しながらオートクレーブの内容物を攪拌下に75℃まで加温した。次に、オートクレーブの内温を75℃に保ち、重合開始剤としての2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド](富士フイルム和光純薬株式会社製、「VA−086」)2質量部をオートクレーブの内容物に添加した後、6時間重合を行った。その後オートクレーブの内温を85℃に上げ、さらに6時間反応を行い、樹脂微粒子を含むスラリーを得た。得られた樹脂微粒子を含むスラリーは、固形分濃度が10重量%であった。
得られたスラリーを、目開き32μmの篩網に通して分級することにより粗大粒子を除去した後、スプレードライヤーにて給気温度(スプレードライヤーのスラリー入口の温度)180℃、排気温度(スプレードライヤーの粉体出口の温度)60℃で噴霧乾燥させることで、乾燥樹脂微粒子を得た。
実施例1において、ポリオキシエチレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウムを、反応性アニオン性界面活性剤としてのポリオキシエチレンスチレン化プロペニルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム(第一工業製薬株式会社製、「アクアロンAR−1025」)3.2質量部と反応性非イオン性界面活性剤としてのポリオキシエチレンスチレン化プロペニルフェニルエーテル(第一工業製薬株式会社製、「アクアロンAN−5065」)0.3質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして樹脂微粒子を作製した。得られた樹脂微粒子の平均一次粒子径は148nmであった。
実施例2において、エチレングリコールジメタクリレートを、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPTMA、共栄社化学株式会社製「ライトエステルTMP」)に変更したこと以外は、実施例2と同様にして樹脂微粒子のスラリーを作製した。
得られたスラリーを、目開き32μmの篩網に通して分級することにより粗大粒子を除去した後、スプレードライヤー(株式会社プリス製、「TR100」)にて給気温度(スプレードライヤーのスラリー入口の温度)180℃、排気温度(スプレードライヤーの粉体出口の温度)60℃で噴霧乾燥させることで、乾燥樹脂微粒子を得た。得られた樹脂微粒子の平均一次粒子径は153nmであった。
実施例2において、ベンジルメタクリレートをスチレンに変更したこと以外は、実施例2と同様にして樹脂微粒子を作製した。重合後に沈殿が生じ、均一な粒子が得られなかった。
比較例1において反応性アニオン性界面活性剤「アクアロンAR−1025」を32質量部に、反応性ノニオン性界面活性剤「アクアロンAN−5065」を3質量部に増量したこと以外は、比較例1と同様にして、樹脂微粒子を作製した。得られた樹脂微粒子の平均一次粒子径は87nmであった。
実施例2において、重合開始剤を2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]から過硫酸アンモニウムに変更したこと以外は、実施例2と同様にして樹脂微粒子を作製した。得られた樹脂微粒子の平均一次粒子径は130nmであった。
攪拌機及び温度計を備えた内容量5Lのオートクレーブ内に、水性媒体としての水3000質量部と、反応性アニオン性界面活性剤としてのポリオキシエチレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム(第一工業製薬株式会社製、「アクアロンKH−1025」)30.8質量部を供給した。次に、オートクレーブに、予め調製しておいた単官能ビニル系単量体としてのメタクリル酸メチル(三菱ケミカル株式会社製、「アクリエステル(登録商標) M」)615質量部とアリルメタクリレート(三菱ガス化学株式会社製、「アクリエステルA」)154質量部の混合物を仕込み、オートクレーブの内部を窒素置換しながらオートクレーブの内容物を攪拌下に70℃まで加温した。その後、オートクレーブの内温を70℃に保ち、重合開始剤としての過硫酸アンモニウム(富士フイルム和光純薬株式会社製、APS)3.85質量部をオートクレーブの内容物に添加した後、1.5時間重合を行った。その後オートクレーブの内温を80℃に上げ、さらに1時間反応を行い、樹脂微粒子を含むスラリーを得た。以降の操作は実施例1と同様にし、乾燥樹脂微粒子を得た。得られた樹脂微粒子の平均一次粒子径は102nmであった。
MMA:メタクリル酸メチル
BzMA:ベンジルメタクリレート
St:スチレン
EGDMA:エチレングリコールジメタクリレート
TMPTMA:トリメチロールプロパントリメタクリレート
AMA:アリルメタクリレート
KH−1025:ポリオキシエチレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム
AR−1025:ポリオキシエチレンスチレン化プロペニルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム
AN−5065:ポリオキシエチレンスチレン化プロペニルフェニルエーテル
APS:過硫酸アンモニウム
VA−086:2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]
また、比較例4においてメタクリル酸メチルとメタクリル酸アリルを用いて架橋樹脂微粒子を作製したところ、重合時の分散性は良好であったが、トルエン中での分散性が実施例の粒子と比べて著しく劣り、フィルム中に分散させることが困難であった。
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
Claims (10)
- 下記(a)〜(c)の要件を満たす樹脂微粒子。
(a)樹脂微粒子を構成する樹脂が、分子内に芳香環を1つ以上と、エチレン性不飽和基を1つ有する単官能エステル系単量体に由来する構造単位を全構造単位に基づいて3〜95質量%、及び、分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体に由来する構造単位を全構造単位に基づいて3〜50質量%含有する。
(b)平均一次粒子径が50〜800nmである。
(c)蒸留水20質量部に樹脂微粒子1質量部を分散させた水分散体の導電率が、1〜200μS/cmである。 - 下記式(1)で表される値Aが0.9以上、5.0以下である、請求項1に記載の樹脂微粒子。
A=(トルエン中での樹脂微粒子の体積平均粒子径÷樹脂微粒子の平均一次粒子径) ・・・(1) - 下記式(2)で表される平均一次粒子径の変動係数が25%以下である、請求項1又は2に記載の樹脂微粒子。
変動係数=(樹脂微粒子の体積基準の粒度分布の標準偏差÷樹脂微粒子の体積平均粒子径)× 100 ・・・(2) - 前記単官能エステル系単量体が、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される1種類以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂微粒子。
- 全単量体成分に基づいて、分子内に芳香環を1つ以上と、エチレン性不飽和基を1つ有する単官能エステル系単量体を3〜95質量%、分子内に2つ以上のエチレン性不飽和基を有する多官能単量体を3〜50質量%含む単量体成分を、少なくとも1種類の水溶性アゾ系重合開始剤を用いて水性媒体中で乳化重合する、樹脂微粒子の製造方法。
- 乳化重合時に、エチレン性不飽和基を有する反応性界面活性剤を少なくとも1種類使用する、請求項5に記載の樹脂微粒子の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂微粒子から成る、アンチブロッキング剤。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂微粒子と、樹脂バインダーを含む、樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂微粒子を含む、光学部材。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂微粒子を含む、樹脂成形体。
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