JP2023087095A - Production method of polymethylsilsesquioxane particles - Google Patents

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茉莉絵 新井
Marie Arai
純子 木太
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Abstract

To provide polymethylsilsesquioxane particles with small CV values and a production method thereof.SOLUTION: A production method of polymethylsilsesquioxane particles comprises hydrolysis condensation of a compound represented by formula (1), CH3Si(OR1)3, in the presence of water, an anionic surfactant, and an amine having a boiling point of 50°C or more. (In the formula (1), each R1 represents a C1-4 alkyl group, where the multiple occurrences of R1 may be identical or different.)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリメチルシルセスキオキサン粒子及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to polymethylsilsesquioxane particles and a method for producing the same.

ポリメチルシルセスキオキサン粒子は、無機構造と有機構造とを有する粒子であり、様々な分野で注目されている。ポリメチルシルセスキオキサン粒子を得る方法として、例えば特許文献1には、水系溶媒存在下に分散安定剤、塩基触媒及びトリアルコキシシラン類を混合することによって、ポリシルセスキオキサン微粒子水分散液を製造することが記載され、前記塩基触媒として具体的には、アンモニア水が用いられている。 Polymethylsilsesquioxane particles are particles having an inorganic structure and an organic structure, and are attracting attention in various fields. As a method for obtaining polymethylsilsesquioxane particles, for example, Patent Document 1 discloses an aqueous dispersion of polysilsesquioxane fine particles by mixing a dispersion stabilizer, a basic catalyst and trialkoxysilanes in the presence of an aqueous solvent. is described, and specifically, aqueous ammonia is used as the basic catalyst.

国際公開第2006/070846号WO2006/070846

しかし、本発明者らが検討したところ、前記特許文献1のように、塩基触媒としてアンモニア水を用いた場合には、得られるポリメチルシルセスキオキサン粒子の粒子径の変動係数(以下、「CV値」とも称する)が大きくなることが明らかになった。 However, as a result of investigation by the present inventors, as in Patent Document 1, when aqueous ammonia is used as a basic catalyst, the coefficient of variation of the particle size of the obtained polymethylsilsesquioxane particles (hereinafter referred to as " (also referred to as "CV value") increased.

そこで、本発明は、粒子径のCV値の小さなポリメチルシルセスキオキサン粒子及びその製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide polymethylsilsesquioxane particles having a small CV value of particle diameter and a method for producing the same.

本発明は以下の通りである。
[1]下記式(1)で表される化合物を、水、アニオン性界面活性剤、及び沸点が50℃以上のアミンの存在下、加水分解縮合するポリメチルシルセスキオキサン粒子の製造方法。
CH3Si(OR13 ・・・(1)
(上記式(1)中、R1は、炭素数が1~4のアルキル基を表し、複数のR1は同一であっても異なっていてもよい。)
[2]前記沸点が50℃以上のアミンは、pKaが6以上であるアミンを少なくとも1種含む[1]に記載の製造方法。
The present invention is as follows.
[1] A method for producing polymethylsilsesquioxane particles by hydrolyzing and condensing a compound represented by the following formula (1) in the presence of water, an anionic surfactant, and an amine having a boiling point of 50°C or higher.
CH3Si ( OR1 ) 3 (1)
(In formula (1) above, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and multiple R 1s may be the same or different.)
[2] The production method according to [1], wherein the amine having a boiling point of 50°C or higher includes at least one amine having a pKa of 6 or higher.

本発明によれば、所定の式で表されるメチルトリアルコキシシランの加水分解縮合の際に、所定以上の沸点を有するアミンを用いているため、粒子径のCV値の小さいポリメチルシルセスキオキサン粒子を得ることができる。 According to the present invention, an amine having a boiling point higher than a predetermined value is used in the hydrolytic condensation of methyltrialkoxysilane represented by the predetermined formula. Sun particles can be obtained.

本発明の製造方法は、下記式(1)で表される化合物、すなわちメチルトリアルコキシシランを、水、アニオン性界面活性剤、及び沸点が50℃以上のアミンの存在下、加水分解縮合してポリメチルシルセスキオキサン粒子を製造する方法である。 In the production method of the present invention, a compound represented by the following formula (1), that is, methyltrialkoxysilane, is hydrolyzed and condensed in the presence of water, an anionic surfactant, and an amine having a boiling point of 50° C. or higher. A method for producing polymethylsilsesquioxane particles.

CH3Si(OR13 ・・・(1)
(上記式(1)中、R1は、炭素数が1~4のアルキル基を表し、複数のR1は同一であっても異なっていてもよい。)
CH3Si ( OR1 ) 3 (1)
(In formula (1) above, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and multiple R 1s may be the same or different.)

1は、直鎖状、分岐状のいずれであってもよく、メチル基、エチル基、n-プロピル
基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基が挙げられる。上記式(1)において、複数のR1が同一であることが好ましく、更
に、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
R 1 may be linear or branched, and may be a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group or tert-butyl group. mentioned. In the above formula (1), the plurality of R 1 are preferably the same, and more preferably a methyl group or an ethyl group.

沸点が50℃以上のアミンを用いることにより、上記式(1)で表される化合物(以下、モノマーと呼ぶ場合がある)の加水分解縮合反応時の粒子の分散性を向上でき、粒子径のCV値が低減できると考えられる。また、前記モノマーは、上述の通り、R1が炭素数
1~4のアルキル基であって、分子量が小さい化合物であり、高分子量のモノマーと比較すると加水分解縮合反応時の凝集は抑制しやすいが、揮発性が高く、また前記特許文献1では塩基性触媒として揮発性の高いアンモニアが用いられていたため、揮発したモノマーと揮発したアンモニアの反応物が、得られるポリメチルシルセスキオキサン粒子に凝集物として混入すると考えられる。しかし、本発明では、沸点が50℃以上のアミンを用いているため、揮発したモノマーとアミンとが反応して凝集物を形成することを抑制できるため、CV値の上昇を抑制できる。また、本発明の製造方法では、前記した揮発したモノマーと揮発した塩基性触媒の反応物による、反応容器上部の汚れを低減できるという利点も有する。
By using an amine having a boiling point of 50° C. or higher, the dispersibility of particles during the hydrolytic condensation reaction of the compound represented by the above formula (1) (hereinafter sometimes referred to as a monomer) can be improved, and the particle diameter can be reduced. It is thought that the CV value can be reduced. In addition, as described above, the monomer is a compound in which R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and has a small molecular weight, and aggregation during the hydrolytic condensation reaction is easily suppressed compared to a monomer with a high molecular weight. However, since highly volatile ammonia is used as a basic catalyst in Patent Document 1, the reaction product of the volatilized monomer and volatilized ammonia is added to the obtained polymethylsilsesquioxane particles. It is considered that it is mixed as an aggregate. However, in the present invention, since an amine having a boiling point of 50° C. or higher is used, it is possible to suppress the volatilized monomer from reacting with the amine to form an aggregate, thereby suppressing an increase in the CV value. In addition, the production method of the present invention also has the advantage of being able to reduce fouling of the upper portion of the reaction vessel due to the reaction product of the volatilized monomer and the volatilized basic catalyst.

沸点が50℃以上のアミンは、1種のみ用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。沸点が50℃以上のアミンとして、沸点が80℃以上のアミンが好ましく、より好ましくは沸点が100℃以上であり、さらに好ましくは沸点が150℃以上であり、沸点の上限は限定されないが、例えば400℃である。沸点が50℃以上のアミンは、通常、塩基性触媒として作用することができる。本発明では、沸点が50℃以上のアミンとともに、沸点が50℃以上のアミン以外の塩基性触媒を用いてもよいが、塩基性触媒中、沸点が50℃以上のアミンは70質量%以上含まれることが好ましく、沸点が50℃以上のアミンの含有率はより好ましくは80質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。また、沸点が50℃以上のアミンは、pKaが6以上であるアミンを少なくとも1種含むことが好ましい。沸点が50℃以上であり、かつpKaが6以上のアミンについて、pKaは、6.5以上がより好ましく、7.0以上が更に好ましく、7.5以上が特に好ましく、pKaの上限は通常12であり、またより好ましい沸点は100℃以上、更に好ましい沸点は150℃以上であり、沸点の上限は通常400℃であり、前記した沸点の範囲とpKaの範囲は、任意に組み合わせることができる。 Amines having a boiling point of 50° C. or higher may be used alone or in combination of two or more. The amine having a boiling point of 50°C or higher is preferably an amine having a boiling point of 80°C or higher, more preferably a boiling point of 100°C or higher, and still more preferably a boiling point of 150°C or higher. 400°C. Amines with a boiling point of 50° C. or higher can usually act as a basic catalyst. In the present invention, a basic catalyst other than an amine having a boiling point of 50°C or higher may be used together with an amine having a boiling point of 50°C or higher. The content of the amine having a boiling point of 50° C. or higher is more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, and may be 100% by mass. Moreover, the amine having a boiling point of 50° C. or higher preferably contains at least one amine having a pKa of 6 or higher. For amines having a boiling point of 50° C. or higher and a pKa of 6 or higher, the pKa is more preferably 6.5 or higher, still more preferably 7.0 or higher, particularly preferably 7.5 or higher, and the upper limit of the pKa is usually 12. A more preferred boiling point is 100°C or higher, and a more preferred boiling point is 150°C or higher, and the upper limit of the boiling point is usually 400°C.

更に、塩基性触媒中、pKaが12を超える塩基性触媒は、10質量%以下であることが好ましく、より好ましくは5質量%以下であり、更に好ましくは2質量%以下であり、0質量%であってもよい。このようにすることで、後述する範囲の個数平均粒子径(1nm以上、100nm未満)のポリメチルシルセスキオキサン粒子を高濃度で製造できる。 Furthermore, among the basic catalysts, the basic catalyst having a pKa of more than 12 is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less, and 0% by mass. may be By doing so, polymethylsilsesquioxane particles having a number average particle size (1 nm or more and less than 100 nm) in the range described later can be produced at a high concentration.

沸点が50℃以上のアミンとしては、モノブチルアミン、モノペンチルアミン、モノヘキシルアミン、モノヘプチルアミン、モノオクチルアミン、モノノニルアミン、モノデシルアミン、モノドデシルアミン、モノトリデシルアミン、モノテトラデシルアミン等のモノC4-14アルキルアミン;ジエチルアミン等のジ-C2-4アルキルアミン;トリエチルア
ミン等のトリ-C2-4アルキルアミン;N-メチルエタノールアミン等のN-C1-4アルキルアルカノールアミン;ジメチルアミノエタノール等のジ-C1-4アルキルアルカノール
アミン;アミノエチルエタノールアミン等のアミノC2-4アルキルアルカノールアミン;
モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、モノイソプロパノールアミン等のモノC2-4アルカノールアミン;ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のジ-C2-4アルカノールアミン;トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン等のトリ-
2-4アルカノールアミン;エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテ
トラミン、テトラエチレンペンタミン等の(ポリ)エチレンアミン;エチレンイミン;ポリエチレンイミン;アミノエチルピペラジン;アニリン;ピリジン;ピペリジン等が挙げられる。沸点が50℃以上のアミンとしては、モノC4-14アルキルアミン、ジ-C2-4
ルキルアミン、トリ-C2-4アルキルアミン、N-C1-4アルキルアルカノールアミン、ジ-C1-4アルキルアルカノールアミン、アミノC2-4アルキルアルカノールアミン、モノC2-4アルカノールアミン、ジ-C2-4アルカノールアミン、トリ-C2-4アルカノールアミ
ン等のアルカノールアミンが好ましく、特にモノC2-4アルカノールアミン、ジ-C2-4アルカノールアミン又はトリ-C2-4アルカノールアミンが好ましい。
Amines having a boiling point of 50° C. or higher include monobutylamine, monopentylamine, monohexylamine, monoheptylamine, monooctylamine, monononylamine, monodecylamine, monododecylamine, monotridecylamine, and monotetradecylamine. di-C 2-4 alkylamines such as diethylamine; tri-C 2-4 alkylamines such as triethylamine; NC 1-4 alkylalkanolamines such as N-methylethanolamine . di-C 1-4 alkylalkanolamines such as dimethylaminoethanol; amino-C 2-4 alkylalkanolamines such as aminoethylethanolamine;
mono-C 2-4 alkanolamines such as monoethanolamine, monopropanolamine and monoisopropanolamine; di-C 2-4 alkanolamines such as diethanolamine and diisopropanolamine; tri-C 2-4 alkanolamines such as triethanolamine and triisopropanolamine
C 2-4 alkanolamine; (poly)ethyleneamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine and tetraethylenepentamine; ethyleneimine; polyethyleneimine; aminoethylpiperazine; aniline; Amines having a boiling point of 50° C. or higher include mono-C 4-14 alkylamines, di-C 2-4 alkylamines, tri-C 2-4 alkylamines, N--C 1-4 alkylalkanolamines and di-C 1 Alkanolamines such as -4 alkyl alkanolamine, amino C 2-4 alkyl alkanolamine, mono C 2-4 alkanolamine, di-C 2-4 alkanolamine, tri-C 2-4 alkanolamine are preferred, especially mono C 2-4 alkanolamine. 2-4 alkanolamines, di-C 2-4 alkanolamines or tri-C 2-4 alkanolamines are preferred.

前記アニオン性界面活性剤としては、脂肪族モノカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、脂肪酸油等のカルボン酸型アニオン性界面活性剤;ジアルキルスルホこはく酸塩、ポリオキシエチレンアルキルスルホこはく酸塩、アルカンスルホン酸塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、分岐鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩-ホルムアルデヒド縮合物、アルキルナフタレンスルホン酸塩等のスルホン酸型アニオン性界面活性剤;アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、油脂硫酸エステル塩等の硫酸エステル型アニオン性界面活性剤;アルキルりん酸塩、アルキルりん酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルりん酸塩等のりん酸エステル型アニオン性界面活性剤;等が挙げられ、スルホン酸型アニオン性界面活性剤、硫酸エステル型アニオン性界面活性剤が好ましく、硫酸エステル型アニオン性界面活性剤がより好ましい。 Examples of the anionic surfactant include carboxylic acid type anionic surfactants such as aliphatic monocarboxylates, polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, and fatty acid oils; dialkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl sulfosuccinates sulfonic acid-type anionic surfactants such as acid salts, alkanesulfonates, straight-chain alkylbenzenesulfonates, branched-chain alkylbenzenesulfonates, naphthalenesulfonate-formaldehyde condensates, and alkylnaphthalenesulfonates; Sulfuric acid ester type anionic surfactants such as salts, polyoxyalkylene alkyl ether sulfates, oil sulfates, etc.; alkyl phosphates, alkyl phosphate ester salts, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, polyoxyethylene alkyl aryl Phosphate ester type anionic surfactants such as ether phosphate; more preferred.

前記アニオン性界面活性剤としては、具体的には、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシアルキレン分岐デシルエーテル硫酸ナトリウム(好ましくは、ポリオキシエチレン分岐デシルエーテル硫酸ナトリウム)、ポリオキシエチレンイソデシルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレントリデシルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンオレイルセチルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンオレイルセチルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩;ポリオキシエチレントリデシルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸エステル・モノエタノールアミン塩、ポリオキシエチレンアルキル(C8)エーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキル(C8)エーテルリン酸エステル・モノエタノールアミン塩、ポリオキシエチレンアルキル(C12,13)エーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキル(C10)エーテルリン酸エステル等のポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩;ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩;ポリオキシエチレンラウリルエーテルスルホコハク酸二ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキル(C12~14)スルホコハク酸二ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルスルホこはく酸塩;ポリオキシエチレンスチレン化フェニエーテルリン酸エステル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルりん酸塩;オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油カリなどの脂肪酸油;ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウムなどのアルキル硫酸エステル塩;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩;アルキルナフタレンスルホン酸塩;アルカンスルホン酸塩;ジアルキルスルホコハク酸塩;アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸-ホルムアルデヒド縮合物、などが挙げられる。 Specific examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene styrenated ammonium phenyl ether sulfate, sodium polyoxyalkylene branched decyl ether sulfate (preferably sodium polyoxyethylene branched decyl ether sulfate), polyoxyethylene isodecyl Polyoxyethylene alkyl ethers such as ammonium ether sulfate, sodium polyoxyethylene tridecyl ether sulfate, sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, ammonium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, ammonium polyoxyethylene oleyl cetyl ether sulfate, and sodium polyoxyethylene oleyl cetyl ether sulfate Sulfate; polyoxyethylene tridecyl ether phosphate, polyoxyethylene lauryl ether phosphate/monoethanolamine salt, polyoxyethylene alkyl (C8) ether phosphate, polyoxyethylene alkyl (C8) ether phosphate - Polyoxyethylene alkyl ether phosphates such as monoethanolamine salts, polyoxyethylene alkyl (C12,13) ether phosphates, polyoxyethylene alkyl (C10) ether phosphates; polyoxyethylene lauryl ether sodium acetate, etc. polyoxyethylene alkyl ether carboxylate; polyoxyethylene alkyl sulfosuccinate such as polyoxyethylene lauryl ether disodium sulfosuccinate, polyoxyethylene alkyl (C12-14) disodium sulfosuccinate; polyoxyethylene styrenated phenyl Polyoxyethylene alkylaryl ether phosphates such as ether phosphates; Fatty acid oils such as sodium oleate and castor oil potassium; Alkyl sulfate ester salts such as sodium lauryl sulfate and ammonium lauryl sulfate; Alkyl benzene sulfones such as sodium dodecylbenzene sulfonate acid salts; alkylnaphthalenesulfonates; alkanesulfonates; dialkylsulfosuccinates; alkylphosphoric acid ester salts; naphthalenesulfonic acid-formaldehyde condensates;

また、前記アニオン性界面活性剤としては、分子内にオキシアルキレン単位(-R1
-単位(R1は、炭素数2~3のアルキレン基を表し、好ましくはエチレン基を表す))
を含むことが好ましい。ポリメチルシルセスキオキサン粒子の粒子径をよりいっそう均一
にしやすくなるとともに、得られるポリメチルシルセスキオキサン粒子をより真球状に近づけることが容易となる。具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸塩、ポリオキシエチレンアルキルスルホこはく酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルりん酸塩等のオキシエチレン単位を含むアニオン性界面活性剤が好ましく、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩がより好ましく、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸アンモニウムがさらに好ましい。
Further, as the anionic surfactant, an oxyalkylene unit (-R 1 O
-unit (R 1 represents an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms, preferably an ethylene group))
is preferably included. It becomes easier to make the particle size of the polymethylsilsesquioxane particles more uniform, and it becomes easier to make the obtained polymethylsilsesquioxane particles more spherical. Specifically, anionic interfaces containing oxyethylene units such as polyoxyethylene alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, polyoxyethylene alkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl aryl ether phosphates, etc. Activators are preferred, more preferably polyoxyethylene alkyl ether sulfates, more preferably polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ammonium salts, sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfates, and ammonium polyoxyethylene alkyl ether sulfates.

前記モノマー100質量部に対する、沸点が50℃以上のアミンの割合は、0.3質量部以上が好ましく、より好ましくは0.5質量部以上であり、更に好ましくは1.0質量部以上であり、また5.0質量部以下が好ましく、より好ましくは4.5質量部以下であり、更に好ましくは4.0質量部以下である。 The ratio of the amine having a boiling point of 50° C. or higher to 100 parts by mass of the monomer is preferably 0.3 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and still more preferably 1.0 parts by mass or more. , and preferably 5.0 parts by mass or less, more preferably 4.5 parts by mass or less, and even more preferably 4.0 parts by mass or less.

前記モノマー100質量部に対する、前記アニオン性界面活性剤の割合は、1.0質量部以上が好ましく、より好ましくは3.0質量部以上であり、更に好ましくは5.0質量部以上であり、また20質量部以下が好ましく、より好ましくは15質量部以下であり、更に好ましくは10質量部以下である。アニオン性界面活性剤の使用量を増やすと、得られるポリメチルシルセスキオキサン粒子の粒子径が均一になりやすくなり、また、該粒子の凝集を抑制しやすくなる。また、アニオン性界面活性剤の使用量が抑制されていると、反応液の発泡を低減しやすくなり、粗大粒子の生成を抑制しやすくなる。 The ratio of the anionic surfactant to 100 parts by mass of the monomer is preferably 1.0 parts by mass or more, more preferably 3.0 parts by mass or more, and still more preferably 5.0 parts by mass or more, Also, it is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and still more preferably 10 parts by mass or less. When the amount of the anionic surfactant used is increased, the resulting polymethylsilsesquioxane particles tend to have a uniform particle size, and aggregation of the particles tends to be suppressed. Further, when the amount of the anionic surfactant used is suppressed, it becomes easier to reduce the foaming of the reaction liquid, and it becomes easier to suppress the formation of coarse particles.

水、アニオン性界面活性剤、及び塩基性触媒を含む、モノマーの加水分解縮合反応液100質量%中、モノマーの仕込み量は、例えば5質量%以上であり、好ましくは10質量%以上であり、更に好ましくは15質量%以上であり、また40質量%以下が好ましく、より好ましくは35質量%以下であり、更に好ましくは30質量%以下である。 In 100% by mass of the monomer hydrolysis-condensation reaction liquid containing water, an anionic surfactant, and a basic catalyst, the amount of the monomer charged is, for example, 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more, It is more preferably 15% by mass or more, preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and still more preferably 30% by mass or less.

モノマーに対する水の仕込み比(水/モノマー)は、モル基準で5以上が好ましく、より好ましくは7以上であり、更に好ましくは10以上であり、また30以下が好ましく、より好ましくは27以下であり、更に好ましくは25以下である。 The charge ratio of water to monomer (water/monomer) is preferably 5 or more, more preferably 7 or more, still more preferably 10 or more, and preferably 30 or less, more preferably 27 or less on a molar basis. , more preferably 25 or less.

本発明の製造方法では、モノマー、水、アニオン性界面活性剤及び塩基触媒を1つの反応容器に全て添加して、モノマーの加水分解縮合反応を行えばよく、モノマーの加水分解縮合反応が行える限り添加の順序は特に限定されないが、水、アニオン性界面活性剤、塩基性触媒を含む液に、モノマーを添加することが好ましい。 In the production method of the present invention, the monomer, water, anionic surfactant and basic catalyst are all added to one reaction vessel, and the hydrolytic condensation reaction of the monomer may be performed, as long as the hydrolytic condensation reaction of the monomer can be performed. The order of addition is not particularly limited, but it is preferable to add the monomers to a liquid containing water, an anionic surfactant, and a basic catalyst.

加水分解縮合反応液の温度は、30℃以上が好ましく、より好ましくは35℃以上であり、このような温度範囲とすることで、後記する粒径範囲(すなわち、1nm以上、100nm未満)のポリメチルシルセスキオキサン粒子を、高濃度に製造することができるため好ましい。また、加水分解縮合反応液の温度は50℃未満が好ましく、より好ましくは45℃以下である。モノマーは所定時間をかけて連続添加(特に連続滴下)することが好ましく、モノマーの添加時間(モノマーの全量を添加するのに要する時間)は、用いるモノマー量、用いる塩基性触媒の種類等に応じて適宜設定可能であるが、例えば60分~600分とすればよく、好ましくは100分~480分である。モノマーの全量を添加した後は、反応液の温度を50~70℃(好ましくは55~65℃)に昇温して、30分~5時間程度保持してもよく、このようにすることで未反応モノマーの加水分解縮合反応を促進できる。 The temperature of the hydrolysis-condensation reaction solution is preferably 30° C. or higher, more preferably 35° C. or higher. Methylsilsesquioxane particles are preferred because they can be produced at a high concentration. The temperature of the hydrolysis-condensation reaction solution is preferably less than 50°C, more preferably 45°C or less. Monomers are preferably added continuously (particularly by continuous dropwise addition) over a predetermined period of time. For example, it may be set to 60 minutes to 600 minutes, preferably 100 minutes to 480 minutes. After adding the total amount of the monomer, the temperature of the reaction solution may be raised to 50 to 70° C. (preferably 55 to 65° C.) and maintained for about 30 minutes to 5 hours. It can promote the hydrolytic condensation reaction of unreacted monomers.

本発明の製造方法により得られるポリメチルシルセスキオキサン粒子は、個数平均粒子径を1nm以上、100nm未満、前記粒子径の変動係数を40%以下にできる。前記個
数平均粒子径は、5nm以上が好ましく、より好ましくは10nm以上であり、また90nm以下が好ましく、より好ましくは70nm以下、更に好ましくは50nm以下である。前記粒子径の変動係数は、35%以下が好ましく、より好ましくは30%以下であり、25%以下が特に好ましく、下限は特に限定されないが、通常3%程度である。前記個数平均粒子径は、本発明の製造方法により得られたポリメチルシルセスキオキサン粒子の水分散体を、光散乱粒度分布によって測定することができる。また、ポリメチルシルセスキオキサン粒子の粒子径は、前記水分散体を乾燥させて取り出したポリメチルシルセスキオキサン粒子を、走査型透過電子顕微鏡を用いて撮影することで測定することができ、このようにして測定された一次粒子径の個数平均粒子径は、例えば1nm以上、100nm未満であり、5nm以上が好ましく、より好ましくは10nm以上であり、また90nm以下が好ましく、より好ましくは70nm以下、更に好ましくは50nm以下である。また、前記一次粒子径の変動係数は例えば3%以上、40%以下であり、35%以下が好ましく、より好ましくは30%以下であり、25%以下が更に好ましい。
The polymethylsilsesquioxane particles obtained by the production method of the present invention can have a number average particle diameter of 1 nm or more and less than 100 nm, and a coefficient of variation of the particle diameter of 40% or less. The number average particle diameter is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and preferably 90 nm or less, more preferably 70 nm or less, and still more preferably 50 nm or less. The coefficient of variation of the particle size is preferably 35% or less, more preferably 30% or less, particularly preferably 25% or less, and the lower limit is not particularly limited, but is usually about 3%. The number average particle diameter can be measured by light scattering particle size distribution of an aqueous dispersion of polymethylsilsesquioxane particles obtained by the production method of the present invention. In addition, the particle size of the polymethylsilsesquioxane particles can be measured by photographing the polymethylsilsesquioxane particles obtained by drying the aqueous dispersion using a scanning transmission electron microscope. The number average particle size of the primary particle size measured in this manner is, for example, 1 nm or more and less than 100 nm, preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and preferably 90 nm or less, more preferably 70 nm. 50 nm or less, more preferably 50 nm or less. The coefficient of variation of the primary particle size is, for example, 3% or more and 40% or less, preferably 35% or less, more preferably 30% or less, and even more preferably 25% or less.

本発明の製造方法により、ポリメチルシルセスキオキサン粒子の水分散液を得た後は、有機溶媒で置換することが好ましい。有機溶媒に置換する方法として、例えば有機溶媒を添加して蒸留する方法、分液処理による方法、更には膜分離による方法などが挙げられる。該水分散液中のアニオン性界面活性剤、塩基性触媒などを除去できる観点から、分液処理による方法、膜分離による方法が好ましい。有機溶媒で置換し、アニオン性界面活性剤、塩基性触媒などを除去することで、乾燥後のポリメチルシルセスキオキサン粒子の凝集硬さを下げることができる。 After obtaining an aqueous dispersion of polymethylsilsesquioxane particles by the production method of the present invention, it is preferable to replace with an organic solvent. Examples of the method of substituting with an organic solvent include a method of adding an organic solvent and distillation, a method of liquid separation, and a method of membrane separation. From the viewpoint of being able to remove the anionic surfactant, basic catalyst, etc. in the aqueous dispersion, a method by liquid separation treatment and a method by membrane separation are preferred. By substituting with an organic solvent to remove the anionic surfactant, basic catalyst, etc., the aggregation hardness of the dried polymethylsilsesquioxane particles can be lowered.

分液処理による方法では、有機溶媒として水非混和性有機溶媒を使用することが好ましい。水分散液に水非混和性有機溶媒を添加して水分散液中の微粒子を抽出し、次いで静置することによって、水分散液中のポリメチルシルセスキオキサン微粒子を有機層に抽出する。この際、分散安定剤は水層に存在する。次いで有機層のみを分取し、ポリメチルシルセスキオキサン微粒子有機溶媒分散液を得ることができる。 In the liquid separation method, it is preferable to use a water-immiscible organic solvent as the organic solvent. A water-immiscible organic solvent is added to the aqueous dispersion to extract the fine particles in the aqueous dispersion, and then allowed to stand still to extract the polymethylsilsesquioxane fine particles in the aqueous dispersion into the organic layer. At this time, the dispersion stabilizer exists in the water layer. Then, only the organic layer is separated to obtain a polymethylsilsesquioxane fine particle organic solvent dispersion.

添加する有機溶媒の量は、水分散液中の水分に対して通常0.3~10重量倍、好ましくは0.5~5重量倍である。抽出時間は水層中の微粒子が有機層に抽出される時間であれば特に限定されない。
水非混和性有機溶媒は、ベンゼン、トルエン、キシレン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、n-ブタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、フェノール、クレゾール、アニソール、アセタール、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、クロロホルム、ジクロロメタンなどが挙げられ、特に酢酸エチルが好ましい。これらの溶媒は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The amount of the organic solvent to be added is usually 0.3 to 10 times, preferably 0.5 to 5 times the weight of water in the aqueous dispersion. The extraction time is not particularly limited as long as the fine particles in the aqueous layer are extracted into the organic layer.
Water-immiscible organic solvents include benzene, toluene, xylene, monochlorobenzene, dichlorobenzene, n-butanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, phenol, cresol, anisole, acetal, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl Examples include isobutyl ketone, hexane, heptane, cyclohexane, chloroform, and dichloromethane, with ethyl acetate being particularly preferred. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

膜分離の方法では、該水分散液を孔径が0.001~0.01μm程度の膜(限外ろ過膜など)、孔径が0.002μm以下の膜(ナノろ過膜、逆浸透膜など)などを用いて精製することが好ましく、精製効率の観点から限外ろ過が好ましい。膜分離(膜ろ過)によれば、微細なポリメアルキルシルセスキオキサン粒子と、加水分解縮合反応で用いたアニオン性界面活性剤、塩基性触媒などとを分離できる。分離膜の形状は特に限定されず、平膜状、中空糸状、管状、スパイラル状、モノリス状などが挙げられ、中空糸状、管状、モノリス状が好ましい。 In the method of membrane separation, the aqueous dispersion is subjected to a membrane with a pore size of about 0.001 to 0.01 μm (ultrafiltration membrane, etc.), a membrane with a pore size of 0.002 μm or less (nanofiltration membrane, reverse osmosis membrane, etc.), etc. is preferably used for purification, and ultrafiltration is preferred from the viewpoint of purification efficiency. Membrane separation (membrane filtration) can separate fine polymethylsilsesquioxane particles from the anionic surfactant, basic catalyst, etc. used in the hydrolytic condensation reaction. The shape of the separation membrane is not particularly limited, and includes flat membrane, hollow fiber, tubular, spiral and monolithic shapes, with hollow fiber, tubular and monolithic shapes being preferred.

限外ろ過の分散媒としては、例えば、水、アルコール系溶媒、又は水とアルコール系溶媒の混合溶媒などが好ましい。前記アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール、ブタノール、2-ブタノール、イソブチルアルコール、ペンタノール、メチルブタノール、ネオペンチルアルコール、イソペンチルアルコ
ール、ヘキサノール、2-ヘキサノール、ヘプタノール、2-ヘプタノール、オクタノール、2-オクタノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノールが挙げられ、特にメタノールが好ましい。これらの溶媒は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
As a dispersion medium for ultrafiltration, for example, water, an alcoholic solvent, or a mixed solvent of water and an alcoholic solvent is preferable. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propanol, 2-propanol, butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, pentanol, methylbutanol, neopentyl alcohol, isopentyl alcohol, hexanol, 2-hexanol, heptanol, 2- Heptanol, octanol, 2-octanol, cyclohexanol and methylcyclohexanol can be mentioned, and methanol is particularly preferred. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

ポリメチルシルセスキオキサン粒子の有機溶媒分散液を乾燥し、必要に応じて解砕することで、ポリメチルシルセスキオキサン粒子を粉体として単離できる。乾燥方法は、ポリメチルシルセスキオキサン粒子の凝集硬さを小さくできる観点から噴霧乾燥が好ましいが、加熱乾燥(攪拌加熱乾燥、静置加熱乾燥など。好ましくは円錐型リボン混合機などの混合機内での攪拌加熱乾燥、ドラムドライヤなどのドラム式乾燥)も可能である。ポリメチルシルセスキオキサン粒子を有機溶媒分散液にしているため、乾燥中の粒子同士の結合が低減されるため、加熱乾燥を行ってもポリメチルシルセスキオキサン粒子の凝集硬さが過度になり過ぎない。解砕方法は、衝突板式ミル等のジェットミル、回転型機械ミル等、機械式粉砕機等が挙げられる。 The polymethylsilsesquioxane particles can be isolated as powder by drying the organic solvent dispersion of the polymethylsilsesquioxane particles and, if necessary, pulverizing. The drying method is preferably spray drying from the viewpoint of reducing the aggregation hardness of the polymethylsilsesquioxane particles, but heat drying (stirring heat drying, stationary heat drying, etc.) is preferably performed in a mixer such as a conical ribbon mixer. Drying by stirring and heating in a furnace, and drum-type drying such as a drum dryer) are also possible. Since the polymethylsilsesquioxane particles are dispersed in an organic solvent, the bonding between the particles during drying is reduced. Don't overdo it. Examples of crushing methods include jet mills such as impact plate mills, rotary mechanical mills and the like, and mechanical pulverizers.

また、本発明の製造方法により得られるポリメチルシルセスキオキサン粒子(乾燥粉体)は、疎水性を高くすることができる。具体的には、後述の実施例の方法に従って測定した疎水化度又はTG-DTA測定した際の重量減少率で、疎水性の程度を評価できる。本発明の製造方法により得られるポリメチルシルセスキオキサン粒子の疎水化度は35%以上であることが好ましく、より好ましくは36%以上であり、更に好ましくは37%以上であり、上限は特に限定されないが、通常50%程度である。このように、疎水性の高いポリメチルシルセスキオキサン粒子は、トナー外添剤として使用でき、流動性を向上させるのに有効である。また、後述の実施例の方法に従って測定した室温から400℃までの熱重量減変化率は、2.2%以下であることが好ましく、より好ましくは2.0%以下であり、更に好ましくは1.8%以下である。 Moreover, the polymethylsilsesquioxane particles (dry powder) obtained by the production method of the present invention can be made highly hydrophobic. Specifically, the degree of hydrophobicity can be evaluated by the degree of hydrophobicity measured according to the method of Examples described later or the weight loss rate when TG-DTA is measured. The degree of hydrophobicity of the polymethylsilsesquioxane particles obtained by the production method of the present invention is preferably 35% or more, more preferably 36% or more, still more preferably 37% or more, and the upper limit is particularly Although not limited, it is usually about 50%. Thus, highly hydrophobic polymethylsilsesquioxane particles can be used as a toner external additive and are effective in improving fluidity. In addition, the heat weight loss change rate from room temperature to 400 ° C. measured according to the method of the examples described later is preferably 2.2% or less, more preferably 2.0% or less, and still more preferably 1 .8% or less.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前記、後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples. The present invention is not limited by the following examples, and it is of course possible to make appropriate modifications within the scope that can be adapted to the spirit of the above and the following. Included in scope.

各種物性の測定及び評価は、以下の方法で行った。 Various physical properties were measured and evaluated by the following methods.

(1)ポリメチルシルセスキオキサン粒子の個数平均粒子径及び変動係数(CV値)の測定
(1-1)光散乱粒度分布による測定
実施例及び比較例で得られたポリメチルシルセスキオキサン粒子の水分散液(後述の実施例における、反応溶液300メッシュ及び3μmメンブラン膜で濾過した後の水分散液)を、フィルターポジションを280に固定し、散乱強度が300kHzになるようにイオン交換水で希釈し、光散乱粒度分布測定機(Particle Sizing Systems社製、「NicompMODEL380」)にて測定して、個数平均粒子径を求めた。また上記装置により得られた個数平均粒子径を基に標準偏差を算出し、下式より変動係数(CV値:%)を求めた。
変動係数(CV値:%)=100×(標準偏差/個数平均粒子径)
(1) Measurement of number average particle size and coefficient of variation (CV value) of polymethylsilsesquioxane particles (1-1) Measurement by light scattering particle size distribution Polymethylsilsesquioxane obtained in Examples and Comparative Examples An aqueous dispersion of particles (an aqueous dispersion after filtering the reaction solution with a 300-mesh and 3 μm membrane membrane in the examples described later) was fixed at a filter position of 280, and ion-exchanged water was added so that the scattering intensity was 300 kHz. and measured with a light scattering particle size distribution analyzer (manufactured by Particle Sizing Systems, "Nicomp MODEL380") to determine the number average particle size. Also, the standard deviation was calculated based on the number average particle size obtained by the above apparatus, and the coefficient of variation (CV value: %) was obtained from the following formula.
Variation coefficient (CV value: %) = 100 x (standard deviation / number average particle size)

(1-2)走査型透過電子顕微鏡による測定
後述の実施例1で得られたポリメチルシルセスキオキサン粒子の水分散液をコロジオン膜にのせて乾燥させた後、走査型透過電子顕微鏡を用いてポリメチルシルセスキオキサン粒子を20万倍で撮影した。得られた画像から任意に100個のポリメチルシルセスキオキサン粒子を選び、装置付属のノギス算出ツールを使用し各々の一次粒子径を測定し、こ
の測定値の平均値を個数平均粒子径とした。
上記方法により得られた一次粒子の個数平均粒子径を基に標準偏差を算出し、下式より変動係数(CV値:%)を求めた。
変動係数(CV値:%)=100×(標準偏差/一次粒子の個数平均粒子径)
(1-2) Measurement by Scanning Transmission Electron Microscope An aqueous dispersion of polymethylsilsesquioxane particles obtained in Example 1 described below was put on a collodion membrane and dried, and then a scanning transmission electron microscope was used. The polymethylsilsesquioxane particles were photographed at a magnification of 200,000. Randomly select 100 polymethylsilsesquioxane particles from the obtained image, measure the primary particle diameter of each using the vernier caliper calculation tool attached to the device, and take the average value of the measured values as the number average particle diameter. bottom.
The standard deviation was calculated based on the number average particle size of the primary particles obtained by the above method, and the coefficient of variation (CV value: %) was obtained from the following formula.
Variation coefficient (CV value: %) = 100 x (standard deviation / number average particle size of primary particles)

(2)凝集物の確認
実施例及び比較例で得られたポリメチルシルセスキオキサン粒子の水分散液(上記(1)の測定対象の水分散液と同義)を300メッシュ(JISメッシュ)の金網を用いて濾過を行ったのち、3μmメンブラン膜で濾過し目視にて下記基準で凝集物の形成度合いを評価した。
○:濾過後にメンブラン膜上に凝集物がない、または凝集物があるが目詰まりは発生していない。
×:濾過後にメンブラン膜に目詰まりが発生した。
(2) Confirmation of Aggregates Aqueous dispersions of polymethylsilsesquioxane particles obtained in Examples and Comparative Examples (synonymous with the aqueous dispersion to be measured in (1) above) were subjected to 300 mesh (JIS mesh). After filtration using a wire mesh, the solution was filtered through a 3 μm membrane membrane and the degree of formation of aggregates was visually evaluated according to the following criteria.
Good: No aggregates on the membrane after filtration, or there are aggregates but no clogging.
x: Clogging occurred in the membrane after filtration.

(3)ポリメチルシルセスキオキサン粒子の乾燥粉体の疎水化度の測定
底部に撹拌子を置いた容量200mLのガラスビーカーに水50mLを加え、その水面に、実施例1、2で得られたポリメチルシルセスキオキサン粒子の乾燥粉体(1)または(2)を0.2g静かに置いた後、水面が波立たない様に撹拌子を緩やかに回転させた。その後、ビーカー内の水中にビュレットの先端部を挿入し、このビュレットから水中にメタノールを徐々に導入した。この導入を、水面の粒子が全て沈んだことを目視確認できるまで行い、以下の式により疎水化度を評価した。
疎水化度(%)=メタノールの導入量/(水の量+メタノールの導入量)×100
(3) Measurement of Hydrophobicity of Dry Powder of Polymethylsilsesquioxane Particles Add 50 mL of water to a glass beaker with a capacity of 200 mL with a stirrer at the bottom, and add the water obtained in Examples 1 and 2 to the surface of the water. After gently placing 0.2 g of dry powder (1) or (2) of polymethylsilsesquioxane particles, the stirrer was gently rotated so that the water surface was not rippling. After that, the tip of the burette was inserted into the water in the beaker, and methanol was gradually introduced into the water through the burette. This introduction was continued until it was possible to visually confirm that all the particles on the surface of the water had sunk, and the hydrophobization degree was evaluated according to the following formula.
Degree of hydrophobicity (%) = introduced amount of methanol / (amount of water + introduced amount of methanol) x 100

(4)ポリメチルシルセスキオキサン粒子の乾燥粉体の示差熱熱重量同時測定(TG-DTA)
示差熱熱重量測定装置(TG-DTA)を用いて、実施例1のポリメチルシルセスキオキサン粒子の乾燥粉体(1)を、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分で室温から500℃まで昇温し、400℃までの熱重量減変化率を測定した。
(4) Simultaneous differential thermal thermogravimetric measurement (TG-DTA) of dry powder of polymethylsilsesquioxane particles
Using a differential thermal thermogravimetric analyzer (TG-DTA), dry powder (1) of polymethylsilsesquioxane particles of Example 1 was heated from room temperature to 500°C at a temperature elevation rate of 10°C/min under a nitrogen atmosphere. C., and the thermogravimetric loss rate up to 400.degree. C. was measured.

(5)トナー流動性
スチレン-n-ブチルアクリレート共重合体からなるバインダー樹脂に、着色剤としてカーボンブラックを分散させた平均粒子径10μmのトナー50部と、ポリメチルシルセスキオキサン粒子の乾燥粉体0.5部を室温下において混合器(岩谷産業株式会社製、「Labo Milser LM-PLUS」)により周速20m/s(回転速度6,000rpm)で90秒間均一に混合して、トナー組成物を得た。
パウダテスタ(登録商標)(PT-E型、ホソカワミクロン株式会社製)を用いて、目開き150μm、100μm、45μmの篩(平織金網、規格JIS Z8801-1)を強度4.0の条件で10秒間振動させ、前記トナー組成物を篩い分けた後、それぞれの篩上のトナー組成物残量を測定し、以下に示す式を用いて流動性指数を算出した。流動性指数が小さいものほど、流動性が良好なトナー組成物が得られることを示す。
流動性指数(%)=〔(A+0.6×B+0.2×C)/測定試料重量〕×100
A:目開き150μmの篩上のトナー組成物残量(g)
B:目開き100μmの篩上のトナー組成物残量(g)
C:目開き45μmの篩上のトナー組成物残量(g)
(5) Toner Fluidity 50 parts of a toner having an average particle size of 10 μm in which carbon black is dispersed as a coloring agent in a binder resin made of a styrene-n-butyl acrylate copolymer, and a dry powder of polymethylsilsesquioxane particles. 0.5 part of the toner was uniformly mixed at room temperature with a mixer (“Labo Milser LM-PLUS” manufactured by Iwatani Corporation) at a peripheral speed of 20 m/s (rotational speed of 6,000 rpm) for 90 seconds to obtain a toner composition. got stuff
Using a powder tester (registered trademark) (PT-E type, manufactured by Hosokawa Micron Corporation), sieves with openings of 150 μm, 100 μm, and 45 μm (plain weave wire mesh, standard JIS Z8801-1) were vibrated for 10 seconds at an intensity of 4.0. After the toner composition was sieved, the remaining amount of the toner composition on each sieve was measured, and the fluidity index was calculated using the following formula. A smaller fluidity index indicates that a toner composition with better fluidity can be obtained.
Fluidity index (%) = [(A + 0.6 x B + 0.2 x C) / weight of measurement sample] x 100
A: Remaining amount (g) of toner composition on a sieve with an opening of 150 μm
B: Remaining amount of toner composition on a 100 μm sieve (g)
C: Remaining amount (g) of toner composition on a sieve with an opening of 45 μm

実施例1-1
攪拌機、温度計、滴下口および冷却機を備えたガラス製の反応釜に、脱イオン水622.5質量部およびモノエタノールアミン(MEA、沸点は170℃、pKa=9.5)1.40質量部、トリエタノールアミン(TEA、沸点は335℃、pKa=7.8)3.42質量部、アニオン性界面活性剤の水溶液としてポリオキシエチレンアルキルエーテル
硫酸エステル塩(日本乳化剤社製、ニューコール1305-SN)の20%水溶液79.5質量部を加えて室温で均一になるように攪拌した。次いで、40℃で攪拌しながらメチルトリメトキシシラン(以下、「MTMS」と称する)201.2質量部を滴下口より120分かけて滴下したところ、ポリメチルシルセスキオキサン粒子が析出し、さらにMTMSを全量滴下した後、反応液を60℃に昇温して60℃で1時間熟成を行った。その後反応溶液を冷却して300メッシュで濾過を行ったのち、3μmメンブラン膜濾過で分散安定性評価を行うとともに、ポリメチルシルセスキオキサン粒子の分散した水分散液を得た。得られたポリメチルシルセスキオキサン粒子の、光散乱粒度分布によって測定した個数平均粒子径、変動係数及び凝集物の測定結果を表1に示す。
また、上記「(1-2)走査型透過電子顕微鏡による測定」に記載した要領で測定した、実施例1で得られたポリメチルシルセスキオキサン粒子の走査型透過電子顕微鏡による一次粒子の個数平均粒子径は18.0nm、CV値は19.5%であった。
Example 1-1
622.5 parts by weight of deionized water and 1.40 parts by weight of monoethanolamine (MEA, boiling point: 170°C, pKa = 9.5) were added to a glass reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping port, and cooler. part, triethanolamine (TEA, boiling point: 335 ° C., pKa = 7.8) 3.42 parts by mass, polyoxyethylene alkyl ether sulfate salt as an aqueous solution of anionic surfactant (Nippon Nyukazai Co., Ltd., New Cole 1305 -SN) was added, and the mixture was stirred at room temperature until uniform. Then, 201.2 parts by mass of methyltrimethoxysilane (hereinafter referred to as “MTMS”) was added dropwise from the dropping port over 120 minutes while stirring at 40° C., and polymethylsilsesquioxane particles precipitated. After the entire amount of MTMS was added dropwise, the reaction solution was heated to 60° C. and aged at 60° C. for 1 hour. After that, the reaction solution was cooled and filtered through a 300-mesh filter, and dispersion stability was evaluated by filtering with a 3 μm membrane membrane, and an aqueous dispersion in which polymethylsilsesquioxane particles were dispersed was obtained. Table 1 shows the number-average particle size, coefficient of variation, and agglomerate measured by light scattering particle size distribution of the obtained polymethylsilsesquioxane particles.
In addition, the number of primary particles of the polymethylsilsesquioxane particles obtained in Example 1 measured by scanning transmission electron microscopy as described in "(1-2) Scanning transmission electron microscopy" above. The average particle size was 18.0 nm and the CV value was 19.5%.

このポリメチルシルセスキオキサン粒子の水分散液を限外ろ過モジュール(旭化成ケミカルズ(株)製、マイクローザUF)で濃縮およびメタノールを適宜加えながら溶媒置換し、水分値2.0%、濃度20%のポリメチルシルセスキオキサン粒子メタノール分散液を得た。その後、40℃で2時間加熱乾燥し、ラボミルサー(LM-PLUS)で90秒間粉砕し、ポリメチルシルセスキオキサン粒子の乾燥粉体(1-1)を得た。 This aqueous dispersion of polymethylsilsesquioxane particles was concentrated with an ultrafiltration module (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corp., Microza UF), and the solvent was replaced while adding methanol as appropriate. % polymethylsilsesquioxane particle methanol dispersion was obtained. After that, it was dried by heating at 40° C. for 2 hours and pulverized for 90 seconds with a labo miller (LM-PLUS) to obtain dry powder (1-1) of polymethylsilsesquioxane particles.

実施例1-2
実施例1-1と同様にして、ポリメチルシルセスキオキサン粒子の水分散液を得た後、限外濾過を行う代わりに、分液処理を行った。すなわち、ガラス製のビーカーに実施例1-1で得られたポリメチルシルセスキオキサン粒子の水分散液100.0質量部を加え、次いで酢酸エチル50.0質量部を加え、スターラーで攪拌回転数200rpmで室温にて2時間攪拌した。得られた乳白色の懸濁液を分液ロートに移し、室温にて24時間静置することで水層が上層に、酢酸エチルが下層に分離し、下層にポリメチルシルセスキオキサン粒子が移行していることを確認した。下層のポリメチルシルセスキオキサン粒子酢酸エチル分散液を分取し、60℃で2時間加熱乾燥し、ラボミルサー(LM-PLUS)で90秒間粉砕し、ポリメチルシルセスキオキサン粒子の乾燥粉体(1-2)を得た。
Example 1-2
After obtaining an aqueous dispersion of polymethylsilsesquioxane particles in the same manner as in Example 1-1, liquid separation treatment was performed instead of ultrafiltration. That is, 100.0 parts by mass of the aqueous dispersion of polymethylsilsesquioxane particles obtained in Example 1-1 was added to a glass beaker, and then 50.0 parts by mass of ethyl acetate was added, followed by stirring and rotating with a stirrer. The mixture was stirred for 2 hours at room temperature at several 200 rpm. The resulting milky white suspension was transferred to a separating funnel and allowed to stand at room temperature for 24 hours to separate the aqueous layer into the upper layer and the ethyl acetate into the lower layer, and the polymethylsilsesquioxane particles migrated to the lower layer. I confirmed that The ethyl acetate dispersion of polymethylsilsesquioxane particles in the lower layer was separated, dried by heating at 60° C. for 2 hours, and pulverized for 90 seconds with a laboratory miller (LM-PLUS) to obtain a dry powder of polymethylsilsesquioxane particles. (1-2) was obtained.

実施例2
モノエタノールアミン(MEA)を添加せず、トリエタノールアミン(TEA)を6.84質量部添加し、MTMSの滴下時間を360分にしたこと以外は、実施例1-1と同様にして、ポリメチルシルセスキオキサン粒子の水分散液及び乾燥粉体(2)を得た。
Example 2
In the same manner as in Example 1-1, except that 6.84 parts by mass of triethanolamine (TEA) was added without adding monoethanolamine (MEA), and the dropping time of MTMS was set to 360 minutes. An aqueous dispersion of methylsilsesquioxane particles and a dry powder (2) were obtained.

実施例3
モノエタノールアミン(MEA)を添加せず、トリエタノールアミン(TEA)を6.84質量部添加したこと以外は、実施例1-1と同様にして、ポリメチルシルセスキオキサン粒子の水分散液及び乾燥粉体(3)を得た。
Example 3
An aqueous dispersion of polymethylsilsesquioxane particles was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that 6.84 parts by mass of triethanolamine (TEA) was added without adding monoethanolamine (MEA). and dry powder (3) was obtained.

比較例1
モノエタノールアミン(MEA)及びトリエタノールアミン(TEA)を添加せず、25%アンモニア水を3.22質量部添加したこと以外は、実施例1-1と同様にして、ポリメチルシルセスキオキサン粒子の水分散液を得た。なお、アンモニアの沸点は約-33℃である。
Comparative example 1
Polymethylsilsesquioxane was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that monoethanolamine (MEA) and triethanolamine (TEA) were not added and 3.22 parts by mass of 25% aqueous ammonia was added. An aqueous dispersion of particles was obtained. The boiling point of ammonia is about -33°C.

実施例及び比較例の結果を表1に示す。 Table 1 shows the results of Examples and Comparative Examples.

Figure 2023087095000001
Figure 2023087095000001

表1より、沸点が50℃以上のアミンを用いた実施例1-1、2、3では、粒子径のC
V値の低減されたポリメチルシルセスキオキサン粒子を得ることができたのに対し、沸点が50℃未満であるアンモニアを用いた比較例1では、粒子径のCV値が40%を超える値となったことが分かる。また、実施例1-1、2、3では、凝集物の形成度合いについても○の評価であった。
From Table 1, in Examples 1-1, 2, and 3 using an amine having a boiling point of 50° C. or higher, the particle diameter C
While it was possible to obtain polymethylsilsesquioxane particles with a reduced V value, in Comparative Example 1 using ammonia having a boiling point of less than 50 ° C., the CV value of the particle diameter exceeded 40%. It can be seen that In addition, in Examples 1-1, 2 and 3, the degree of aggregate formation was also evaluated as ◯.

また、実施例1-1で得られた乾燥粉体(1-1)の疎水化度は41.3%であり、400℃までの熱重量減変化率は1.8%であり、実施例2で得られた乾燥粉体(2)の疎水化度は38.8%であり、実施例1-1、2のポリメチルシルセスキオキサン粒子は疎水性が高いことが分かる。また実施例1-1の乾燥粉体(1-1)を用いて調製したトナー組成物の流動性指数は55.0%であり、実施例1-2で得られた乾燥粉体(1-2)を用いて調製したトナー組成物の流動性指数は56.0%であり、いずれも60%以下の良好な流動性指数を示した。 In addition, the dry powder (1-1) obtained in Example 1-1 had a hydrophobicity of 41.3%, and a heat weight loss rate up to 400 ° C. was 1.8%. The degree of hydrophobicity of the dry powder (2) obtained in 2 was 38.8%, indicating that the polymethylsilsesquioxane particles of Examples 1-1 and 1-2 are highly hydrophobic. The fluidity index of the toner composition prepared using the dry powder (1-1) of Example 1-1 was 55.0%, and the dry powder (1-1) obtained in Example 1-2 had a flow index of 55.0%. The fluidity index of the toner composition prepared using 2) was 56.0%, and all of them exhibited a good fluidity index of 60% or less.

本発明の製造方法によって得られるポリメチルシルセスキオキサン粒子は、粒子径が小さく、CV値が低減されている。このため、例えば、ポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム等の各種フィルムのアンチブロッキング剤や滑り性付与剤;各種フィルム、成型体など高分子材料のコーティング剤、あるいはコーティング剤用の添加剤;各種樹脂の粘度、チクソ性、粘弾性、或いは強度などの改質剤;液晶表示素子用面内スペーサー、液晶表示素子用シール部スペーサー、EL表示素子用スペーサー、タッチパネル用スペーサー、セラミックスやプラスチック等の各種基板間の隙間保持剤等のスペーサー;半導体用封止材、液晶用シール材、LED発光素子用封止材等の各種電子部品用封止材;光拡散フィルム、光拡散板、導光板、防眩フィルム等の光拡散剤;白色体質顔料等の化粧品用添加剤;歯科材料;電子写真機、複写機、プリンター等に用いられる現像剤に使用されるトナーの外添剤;等の用途への適用が可能である。 The polymethylsilsesquioxane particles obtained by the production method of the present invention have a small particle size and a reduced CV value. For this reason, for example, anti-blocking agents and slipperiness imparting agents for various films such as polyolefin films, polyester films, polyimide films and fluororesin films; coating agents for polymeric materials such as various films and molded bodies, or additives for coating agents Agents; Modifiers for viscosity, thixotropy, viscoelasticity, strength, etc. of various resins; In-plane spacers for liquid crystal display elements, seal part spacers for liquid crystal display elements, spacers for EL display elements, spacers for touch panels, ceramics and plastics spacers such as gap holding agents between various substrates; sealing materials for semiconductors, sealing materials for liquid crystals, sealing materials for various electronic parts such as sealing materials for LED light emitting elements; light diffusing agents such as light plates and antiglare films; cosmetic additives such as white extender pigments; dental materials; It is possible to apply to the usage.

Claims (2)

下記式(1)で表される化合物を、水、アニオン性界面活性剤、及び沸点が50℃以上のアミンの存在下、加水分解縮合するポリメチルシルセスキオキサン粒子の製造方法。
CH3Si(OR13 ・・・(1)
(上記式(1)中、R1は、炭素数が1~4のアルキル基を表し、複数のR1は同一であっても異なっていてもよい。)
A method for producing polymethylsilsesquioxane particles by hydrolyzing and condensing a compound represented by the following formula (1) in the presence of water, an anionic surfactant, and an amine having a boiling point of 50° C. or higher.
CH3Si ( OR1 ) 3 (1)
(In formula (1) above, R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and multiple R 1s may be the same or different.)
前記沸点が50℃以上のアミンは、pKaが6以上であるアミンを少なくとも1種含む請求項1に記載の製造方法。 The production method according to claim 1, wherein the amine having a boiling point of 50°C or higher includes at least one amine having a pKa of 6 or higher.
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