JP3117485B2 - 表面が改質されたプラスチック微粒子及びその製造方法 - Google Patents

表面が改質されたプラスチック微粒子及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は表面が改質されたプラス
チック微粒子及びその製造方法に関し、詳しくは液晶表
示素子あるいはエレクトロクロミック表示素子用のスペ
ーサーとして用いられる表面が改質されたプラスチック
微粒子及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチック微粒子は、従来より種々の
分野に使用されている。例えば、特開昭62−1298
19号公報には、プラスチック微粒子を液晶表示体用の
スペーサーとして使用することが提案されている。
【0003】しかし、これらのプラスチック微粒子は以
下に示すような欠点がある。
【0004】プラスチック微粒子の表面は概して疎水
性の強い傾向をもっている。そのため、水濡れ性が悪
く、水中にプラスチック微粒子を均一に懸濁させること
が困難である。
【0005】プラスチック微粒子の表面はマイナスの
帯電性を強く持つ傾向にある。そのため、他の材料へプ
ラスチック微粒子が付着したり、プラスチック微粒子同
士が凝集する傾向が著しい。従って、プラスチック微粒
子を、例えば液晶表示素子用のスペーサーとして使用す
る場合には、プラスチック微粒子を液晶表示素子の基板
上に均一に分散させることができない。
【0006】プラスチック微粒子は上記した問題を有し
ているために、その表面を改質することが望まれてい
る。例えば、特開昭62−242857号公報には、過
酸化物等の薬液による湿式処理、低温プラズマ処理、コ
ロナ放電処理によって、プラスチック成形品の表面を処
理する方法が提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、湿式酸化処
理、低温プラズマ処理またはコロナ放電処理によって成
形品の表面を処理する場合には、処理効果が経時的に低
下していくという問題がある。低温プラズマ処理は高真
空下で行う必要があるので、装置設計面での制約が多
く、微粒子の表面処理に適していない。
【0008】本発明は上記従来の問題を解決するもので
あり、その目的とするところは、プラスチック微粒子の
表面の水濡れ性を良くすることができ、プラスチック微
粒子の凝集等を防止することができる、表面が改質され
たプラスチック微粒子及びその製造方法を提供すること
にある。本発明の他の目的は、表面処理効果が長く、し
かも従来のように、特に高真空下で表面処理を行う必要
のない、表面が改質されたプラスチック微粒子及びその
製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の表面が改質され
たプラスチック微粒子は、プラスチック微粒子が、アル
ミニウムアルコキシド重縮合物の薄膜で被覆されてなる
ことを特徴とし、そのことにより上記目的が達成され
る。
【0010】また本発明の表面が改質されたプラスチッ
ク微粒子の製造方法は、プラスチック微粒子をアルミニ
ウムアルコキシドで処理し、アルミニウムアルコキシド
の加水分解によりプラスチック微粒子の表面にアルミニ
ウムアルコキシド重縮合物の薄膜を形成させることを特
徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
【0011】本発明に使用されるプラスチック微粒子を
形成する樹脂としては、例えば、以下のものがあげられ
る。
【0012】ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチ
ルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリフ
ェニレンオキサイド、ポリアセタール等の線状または架
橋高分子;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジビニルベンゼン重合
体、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体、ジビニルベ
ンゼン−アクリル酸エステル共重合体、ジアリルフタレ
ート重合体、トリアリルイソシアヌレート重合体、ベン
ゾグアナミン重合体等の網目構造を有する樹脂。
【0013】これらの樹脂のうちで、特に好ましいもの
は、ジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン−スチ
レン共重合体、ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル
共重合体、ジアリルフタレート重合体等の網目構造を有
する樹脂である。
【0014】本発明に使用されるアルミニウムアルコキ
シド重縮合物は、アルミニウムアルコキシドの重縮合に
より形成されるものであり、アルミニウムアルコキシド
としては、例えば、トリイソブチルアルミニウムアルコ
キシド、トリメチルアルミニウムアルコキシド、トリエ
チルアルミニウムアルコキシド、トリノルマルプロピル
アルミニウムアルコキシド、トリイソプロピルアルミニ
ウムアルコキシド、トリノルマルブチルアルミニウムア
ルコキシド、トリイソブチルアルミニウムアルコキシ
ド、トリノルマルペンチルアルミニウムアルコキシド、
トリノルマルヘキシルアルミニウムアルコキシド等があ
げられる。
【0015】このアルミニウムアルコキシド重縮合物の
薄膜は、プラスチック微粒子の全外周面に亘って均一に
被覆しているのが好ましく、アルミニウムアルコキシド
重縮合物の薄膜の厚さは、0.001μm 〜1μm が好
ましく、さらに好ましくは0.005〜0.1μm であ
る。
【0016】アルミニウムアルコキシド重縮合物薄膜の
厚さが0.001μmより薄いと、薄膜の機械的強度が
弱くなり、摩擦等の外力によって薄膜がプラスチック微
粒子表面から脱落しやすくなり実用に耐えない。
【0017】また、アルミニウムアルコキシド重縮合物
薄膜の厚さが1μm より厚いと、アルミニウムアルコキ
シド重縮合物薄膜自体の厚さが均一でなくなる傾向が生
じ、アルミニウムアルコキシド重縮合物薄膜で被覆した
プラスチック微粒子の粒径の均一性が損なわれる。特
に、液晶スペーサーとして微粒子を使用する場合には、
粒径が均一でない微粒子は実用的価値が低下する。
【0018】このようなプラスチック微粒子を製造する
方法としては、例えば、以下の方法があげられる。
【0019】湿式法 プラスチック微粒子をアルミニウムアルコキシドの溶液
に浸漬し、次いでアルミニウムアルコキシドが表面に付
着したプラスチック微粒子を、水蒸気または水/アルコ
ール混合液により加水分解する。ここで、アルミニウム
アルコキシドの溶液としては、例えば、トルエン溶液が
あげられる。上記アルコールとしては、例えば、メチル
アルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコー
ル等があげられる。
【0020】乾式法 プラスチック微粒子にアルミニウムアルコキシドの蒸気
を吸着させ、次いで水蒸気または水/アルコール混合液
により加水分解する。
【0021】プラスチック微粒子の表面を予め珪素化
合物で処理し、次に上記、と同様にアルミニウムア
ルコキシドによる処理を行う。
【0022】このように、プラスチック微粒子の表面に
アルミニウムアルコキシドを反応させると、アルミニウ
ムアルコキシドがプラスチック微粒子の表面に吸着する
か、またはプラスチック微粒子表面の材料と化学結合す
る。次に、これを加水分解することにより、図1で示さ
れるように、プラスチック微粒子10の表面にアルミニ
ウムアルコキシド重縮合物の薄膜11が形成されるもの
と考えられる。
【0023】従って、プラスチック微粒子の表面にアル
ミニウムアルコキシド重縮合物の薄膜が強固に結合する
ため、処理効果が経時的に低下することがほとんど見ら
れなないのである。また、このような処理は、大気圧下
で行うことができるので、従来のような低温プラズマ重
合処理における高真空の条件は不要である。そのため、
工業的規模の処理設備の設計が容易である。
【0024】
【作用】プラスチック微粒子の表面をアルミニウムアル
コキシド重縮合物薄膜で被覆することにより、プラスチ
ック微粒子の親水性を向上することができ、微粒子同志
の凝集が防止される。このプラスチック微粒子の表面に
形成されたアルミニウムアルコキシド重縮合物薄膜は水
酸基を有しているので、このことが表面改質プラスチッ
ク微粒子に親水性が付与されるものと考えられる。従っ
て、例えば、液晶スペーサーとして使用する場合、微粒
子を基板上に均一に分散することが可能となる。
【0025】
【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する。
【0026】実施例1 ジビニルベンゼンを懸濁重合させた後分級することによ
り、数平均粒子径10.0mm、標準偏差0.32μm の
プラスチック微粒子を調製した。このプラスチック微粒
子を5gをとり、トルエン50mlにトリイソブチルア
ルコキシド1gを溶解した溶液中に添加し、室温で3分
間超音波を照射しつつ含浸処理を行った。
【0027】次いで、この混合物をガラスフィルターで
濾過し、得られたケーキを風乾にて充分乾燥させた。
【0028】このものをメタノール15mlと水15m
lの混合液中に投入して室温で1時間攪拌して加水分解
を行った。このものを濾過してプラスチック微粒子を取
り出し、風乾後、真空下60℃で2時間乾燥した。
【0029】次に、このプラスチック微粒子を液晶スペ
ーサーとして使用するため、図2に示す乾式散布装置を
用いて、乾式分散における単粒子分散性を調べた。
【0030】図2に示す乾式散布装置は、底部に基板ガ
ラス1を配置する密閉ボックス2と、このボックス2内
にスペーサーを散布する装置3とを有している。スペー
サーの散布装置3はモータ4によって駆動される計量フ
ィーダー5、この計量フィーダー5内にスペーサーを供
給するホッパー6、計量フィーダー5から送り出された
スペーサーと加圧ガスとを混合するための混合室7、お
よびノズル8を備えている。
【0031】上記装置を用い、ノズル8から基板ガラス
1(面積:450cm2)上にスペーサーの散布密度が
平均120個/mm2となるよう散布した。その結果、
5個以上の凝集塊の数は全く見られず、3個以上5個未
満の凝集塊の数は63mm2当り2個であり、優れた単
粒子分散性を示した。
【0032】実施例2 プラスチック微粒子として、スチレン60重量%及びジ
ビニルベンゼン40重量%からなる組成物を懸濁重合さ
せた後分級することにより得られた平均粒子径10.2
mm、標準偏差0.35μm のプラスチック微粒子を用い
たこと以外は、実施例1と全く同様にしてプラスチック
微粒子を処理した。
【0033】得られた微粒子を液晶スペーサーとして使
用するため、単粒子分散性を実施例1と同様に測定し
た。その結果、3個以上の凝集塊は全く見られず、極め
て優れた単粒子分散性を示した。
【0034】比較例1 実施例1で用いたプラスチック微粒子を実施例1の処理
を行わないで、このプラスチック微粒子を液晶スペーサ
ーとして使用するため、単粒子分散性を実施例1と同様
に測定した。その結果、3個以上の凝集塊は40であ
り、単粒子分散性は不良であった。
【0035】
【発明の効果】本発明の表面が改質されたプラスチック
微粒子とその製造方法によれば、以下の利点を有する。
【0036】水濡れ性がよくなり、水性または極性の
強い溶剤中で均一で安定な懸濁状態がもたらされる。
【0037】液晶表示素子、エレクトロクロミック表
示素子等におけるスペーサーとして使用した際、単粒子
分散性が改良される。従って、基材上でのスペーサーの
均一な配置状態がもたらされる。
【0038】本発明の方法は、装置的な制約がなく、
工業化が容易でプラスチック微粒子の処理に適してい
る。
【0039】プラスチック微粒子にアルミニウムアル
コキシド重縮合物の薄膜が形成されているので、処理効
果の経時的変化がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】プラスチック微粒子の表面にアルミニウムアル
コキシド重縮合物の薄膜が形成される機構を説明するた
めの図である。
【図2】本発明の方法により得られたプラスチック微粒
子の単粒子分散性を測定するための乾式散布装置の概略
図である。
【符号の説明】
1 基板ガラス 2 密閉ボックス 3 散布装置 4 モーター 5 計量フィーダー 6 ホッパー 7 混合室 8 ノズル 10 プラスチック微粒子 11 薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−101857(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 3/00 - 3/28 C08J 7/00 - 7/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プラスチック微粒子が、 アルミニウムア
    ルコキシド重縮合物の薄膜で被覆されてなることを特徴
    とする、表面が改質されたプラスチック微粒子。
  2. 【請求項2】プラスチック微粒子をアルミニウムアルコ
    キシドで処理し、該アルミニウムアルコキシドの加水分
    解によりプラスチック微粒子の表面にアルミニウムアル
    コキシド重縮合物の薄膜を形成させることを特徴とす
    る、表面が改質されたプラスチック微粒子の製造方法。
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WO2008023746A1 (en) 2006-08-22 2008-02-28 Mitsubishi Chemical Corporation Semiconductor device member, liquid for forming semiconductor device member, method for manufacturing semiconductor device member, and liquid for forming semiconductor device member using the method, phosphor composition, semiconductor light emitting device, illuminating apparatus and image display apparatus
WO2009119841A1 (ja) 2008-03-28 2009-10-01 三菱化学株式会社 硬化性ポリシロキサン組成物、並びに、それを用いたポリシロキサン硬化物、光学部材、航空宇宙産業用部材、半導体発光装置、照明装置、及び画像表示装置
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