JP3971547B2

JP3971547B2 - 粉体の分級方法

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Publication number: JP3971547B2
Application number: JP2000069539A
Authority: JP
Inventors: 成史倉本; 浩伸鳥淵; 伸治若槻; 令晋佐々木; 伸彦藤澤; 大樹波元
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2020-03-13
Also published as: JP2001252587A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体の分級方法、さらに詳しくは、種々の粒子径を有する粉体を精密に所望の粒度範囲の粒子に分級する分級方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種分野で取り扱われる粉体はその種類、目的、用途によって、必要とされる平均粒子径及び粒子径の分布が異なる。特に、液晶表示素子用スペーサー、異方導電フィルム用導電性粒子、液体クロマトグラフィー用充填剤、フィルム用滑剤あるいは静電荷像現像用トナーといった用途に用いられる粉体の場合、粒子径の分布を狭くする必要がある。
中でも、液晶表示素子用スペーサーとして用いられる粉体は、粒子径分布を特に狭くする必要があり、種々の方法により作製した原料粉体から目的とする粒子径および粒子径分布となるように精密に分別して使用する必要がある。
【０００３】
一般に、粉体の粒子径分布を狭くするためには、いわゆる分級装置が用いられる。分級装置としては、サイクロン、沈降塔、あるいはふるい等が乾式または湿式で用いられる。しかしながら、旋回流中の遠心力と重力とのバランスを利用して分級を行うサイクロンでは、その構造上、分級ゾーンをショートパスする粒子が存在するため、粒子径分布を狭くすることに限界があり、また少量ではあるものの粒子径分布から大きく外れた粒子が残存するといった問題を有している。
また、媒体中での沈降速度の差を利用して分級する沈降塔においては、温度、振動などの要因によって沈降速度が変化するため、分級精度を上げることが困難であり、また粒子径の小さいものについては、沈降速度が極めて小さいため分級に多大な時間が必要である。沈降塔を改良し、下方より媒体を供給し上方よりオーバーフローさせる装置も提案されているが、上記した沈降塔と同様の問題を有している。
【０００４】
一方、ふるいは一定の目開きを通過するか否かで分級を行うものである。目開き１０μｍ以上のものについては細線を編んだふるいが用いられ、それ以下のものについては金属箔などをエッチングにより微細な孔をあけたものや、電成ふるいと呼ばれる、メッキによって矩形の孔を有するスクリーンを作製したものが用いられ、これらは細線を編んだものと比較して目開きが非常によくそろっており分級の精度を向上させることができるものである。特に電成ふるいはエッチングにより孔をあけたものと比較して、厚みより小さな孔加工が可能であり、サイドエッジがなく断面形状がきれいであり、優れたふるいである。
【０００５】
しかしながら、ふるいを分級装置として使用した場合、操作中にふるいが目詰まりを起こしたり、粒子が凝集することによってふるいわけの速度が著しく低下する現象がしばしば観察される。この現象はふるいの目開きが小さくなるほど顕著にかつ短時間で発生し、その都度ふるいの洗浄や粒子の再分散といった操作が必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、電成ふるいを用いた精密な分級方法において、ふるいの目詰まりや粒子の凝集を起こさずに粉体の分級を行う方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の構成を採用する。
すなわち、本発明の分級方法は、原料粉体を液状媒体に分散させた分散体を、電成ふるいを備えた分級装置に通すことによって、前記原料粉体を所望の粒度範囲の粒子に分級する方法であって、前記分散体における原料粉体の濃度が０．０１〜５０ｗｔ％、前記分級装置内の分散体における粒子の濃度が０．０１〜５０ｗｔ％で、前記液状媒体として粘度が５０ｃＰ以下のものを用い、分級中の前記液状媒体および／または前記分散体の温度を０〜１００℃とし、前記分級装置内の分散体の少なくとも一部を流動させるとともに、分級中の前記分級装置内の液量を一定に保つことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明では、電成ふるいを備えた分級装置を用いて粒子の分級を行う。
電成ふるいとは、メッキによって矩形の孔を有するスクリーンを作製したものである。電成ふるいの製造方法としては、高精度にクロスライン状に腐食させたガラス原板上に、真空蒸着、スパッタリング等の物理メッキ、あるいは電解メッキ、無電解メッキ等の化学メッキにより導電性被膜を形成した後、腐食部分の溝以外のメッキ層を除去し、これに電解メッキ等の方法でメッシュを形成し、ガラス原板から剥離する方法が挙げられる。このようにして作製されたメッシュはガラス原板から剥離後、必要に応じてさらに電解メッキを施してもかまわない。また、他の製造方法として、ガラス平板上に真空蒸着、スパッタリング等の物理メッキ、あるいは電解メッキ、無電解メッキ等の化学メッキにより導電性被膜を形成し、その被膜上にレジストを塗布した後、所定の形状のパターンを形成し、その後エッチングによりパターン以外の部分を除去し、ガラス原板から剥離後、電解メッキを施す方法も挙げられる。
【００１０】
電成ふるいの材質としては、金、白金、銀、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル及びこれらをベースとする種々の合金が用いられるが、ふるいの耐久性、耐蝕性やメッキ作業の容易さからニッケルを主成分とするものが特に好適に用いられる。
電成ふるいは、開孔径、単位あたりの開孔数の調整が容易であるばかりでなく、開孔径分布が非常に良好であるため、ふるいとして用いた場合、非常に精度良く分級することが可能となる。
電成ふるいは非常に薄いため簡単に傷ついたり、破れたりし、分級された粒子へ金属系不純物の混入のおそれがある。特に分級された粒子を液晶表示素子用スペーサー等の電子材料の用途に用いる場合、金属系不純物の混入は信頼性低下の原因となるため重大な問題である。そのため、電成ふるいの片面あるいは両面に格子状あるいはリング状等のサポートを設けて強度を上げることが好ましい。
【００１１】
電成ふるいの分級装置への取り付けに関しては、特に超音波振動を印加する場合など、電成ふるいと分級装置とが擦れて電成ふるいが破損し分級された粒子へ金属系不純物が混入するおそれがあるため、エラストマーからなる部材を介して取り付けることが好ましい。
本発明では、原料粉体を液状媒体に分散させた分散体を電成ふるいを備えた分級装置に通すことによって湿式法により分級を行う。媒体として不活性ガスや空気などを用いる乾式法と比較して、湿式法によった場合の方が超音波の照射効率、分散の安定性が高く、また電成ふるいへの粒子の付着が少ない。特に液晶表示素子用スペーサーなどに用いる１０μｍ程度以下の粒子径の小さいものは凝集力が強いため、乾式法では分散が不十分になる場合がある。
【００１２】
本発明では、液状媒体として粘度が５０ｃＰ以下のものを用いることを特徴とする。好ましくは２０ｃＰ以下である。原料粉体を分散させる液状媒体としては、用いる電成ふるいの材質、開孔径、線数、および粉体の性状あるいは粒子径分布などによって適切に選択することができるが、分級速度を上げるためにはできるだけ低粘度のものが好ましいためである。特に液晶表示素子用スペーサーなどに用いる１０μｍ程度以下の粒子径の小さいものを分級するためには、開孔径が小さく、開孔面積の小さい電成ふるいを用いる必要がある。この場合、液状媒体は原料粉体に対して不活性であることも必要であるため、これらを考慮すると、液状媒体としては水；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類；ヘキサン、オクタン等の炭化水素類；およびベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等が挙げられ、これらのうちメタノールおよびｎ−ヘキサンが好ましく用いられる。もちろん粒子の分散性を向上させるために液状媒体に各種分散剤を添加してもかまわない。また、液状媒体として、各種のポリマー（ポリイミドなど）の溶液を用いてもかまわない。
【００１３】
本発明では、分散体における原料粉体の濃度を規定し、分級装置内の分散体における粒子の濃度を規定する。これらはいずれも０．０１〜５０ｗｔ％であることが重要であり、好ましくは０．５〜３０ｗｔ％である。濃度が０．０１ｗｔ％未満の場合、分級に多大な時間を必要とする。一方、５０ｗｔ％を超える場合、粉体を媒体に分散させることが困難となり、かつ電成ふるいの開口部を目詰まりさせやすく、分級の効率が低下したり、分級精度の低下を引き起こし、その結果として分級の時間が長くなったり、あるいは短時間で行うためには強い超音波を印加する必要が生じるため、電成ふるいが損傷しやすくなる。特に液晶表示素子用スペーサーなどに用いる１０μｍ程度以下の粒子径の小さいものを分級する場合、電成ふるいを目詰まりさせる傾向が強くなる。分級装置内の分散体における粒子の濃度を上記範囲とするためには、適宜媒体を追加して調整すればよい。また、分級によって系内の粒子濃度が変動すると、分級速度が変化したり分級精度が変化するおそれがあるため、適宜媒体を追加することで粒子濃度の変動を抑えることが好ましい。
【００１４】
本発明では、分級装置内の分散体の少なくとも一部を流動させることを特徴とする。これにより、沈降などによる濃度変化、電成ふるい上への粒子の堆積などを防止することができる。分散体の少なくとも一部を流動させる方法としては、分散体を撹拌羽根などによって撹拌する方法や、ポンプによって分散体の少なくとも一部を吸引し吐出することで循環させる方法などを挙げることができる。ポンプによって分散体を循環させる場合、分級装置へ戻る分散体の吐出が電成ふるい面に衝突するようにし、かつ吐出方向と電成ふるい面とのなす角度が好ましくは３０〜９０度、より好ましくは４５〜９０度となるようにすると、電成ふるいの表面に粒子が堆積するのをより効果的に防止することができる。循環に際しての流量については特に制限はないが、大きすぎる場合、電成ふるいを損傷し分級した粉体へ金属系不純物が混入するおそれがあり、小さすぎる場合、分散体の流動効果が小さくなるため、０．１〜１０Ｌ／ｍｉｎ程度が適当である。
【００１５】
本発明では、分級中の液状媒体および／または分散体の温度が０〜１００℃であることを特徴とする。好ましくは５〜７０℃、さらに好ましくは５〜５０℃である。この温度範囲にあることで、粒子、媒体および電成ふるいの機能を損なわずに分級を行うことができる。また、熱可塑性樹脂を含有する粒子、例えば表面に熱可塑性樹脂成分を有する固着性スペーサーなどのように温度変化によって性状が大きく変化するものの場合、一定温度の媒体を追加供給したり、装置の接液部にジャケットを設けて温度コントロールをしたり、あるいは上記したように分散体を循環する場合には循環ラインに熱交換器を導入して温度コントロールをしたりして、温度変化を小さくすることが好ましい。分級中の温度変化の幅は３０℃以内であることが好ましく、２０℃以内であることがより好ましい。
【００１６】
本発明では、分級中の分級装置内の液量を一定に保つことを特徴とする。液量を一定に保つことで、温度、系内の粒子の濃度、超音波振動の大きさ等を一定に保つことができるため、分級速度や分級精度の変化を抑制することができる。なお、本発明で「液量を一定に保つ」とは、液量の変化が３０％以内であることをいい、好ましくは２０％以内である。
分級に際しては、分級装置内に超音波照射チップを挿入し、媒体に超音波照射を行うことで、分級の効率を向上させることができる。
図１に、電成ふるいを備えた分級装置の一例を示すが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。図１において、電成ふるい１は、ハウジング上部４およびハウジング下部４′によって挟み込まれる形で固定される。電成ふるい１の強度を上げるためのサポート２が設けられ、エラストマーからなるパッキン３を介してハウジング４、４′に接続されている。ハウジング上部４内には超音波照射チップ５が挿入され、これによりハウジング内の媒体に超音波振動が照射される。ハウジング上部４内には媒体の循環ライン６、６′及び媒体の供給ライン７が設けられている。原料粉体を液状媒体に分散させた分散体はハウジング上部４内に仕込まれ、媒体とともに電成ふるいの開孔径よりも小さい粒子がハウジング下部４′へと移動する。操作の経過に伴い、ハウジング上部４内に存在する電成ふるいの開孔径よりも小さい粒子が減少していき、最終的には電成ふるいの開孔径を境にして、粒子径の大きいもの（ハウジング上部４内に残留した粒子）と粒子径の小さいもの（ハウジング下部４′に移動した粒子）とに分級することができる。
【００１７】
上記した本発明の分級方法により、各種粉体は容易にかつ低コストで精密に、しかもふるいの目詰まりや粒子の凝集を起こさずに分級を行うことができる。したがって、得られる粒子の粒子径は極めてそろっており、かつ不純物の混入が極めて少ないものである。用いる粉体の平均粒子径、粒子径分布および電成ふるいの開孔径によって、分級により得られる粒子の平均粒子径および粒子径分布は異なるが、粒子径の標準偏差と平均粒子径の比Ｃｖを２〜１０％とすることができる。
本発明の分級方法により得られる粒子の平均粒子径は特に限定されず、平均粒子径が０．５μｍ程度の小さなものから、平均粒子径が１００μｍ程度の大きなものまで可能である。中でも、平均粒子径が１０μｍ以下の小さな粒子を得る場合にも、低コストで精密に、しかもふるいの目詰まりや粒子の凝集を起こさずに分級を行うことができるのが本発明の大きな効果である。
【００１８】
上記において、本発明の分級方法における各条件についてそれぞれ説明したが、これらの条件を組み合わせて実施することで、優れた効果が得られる。
本発明の分級方法により分級することのできる粉体としては、特に限定されないが、後述する液晶表示素子用スペーサーの他、無電解めっき粉体およびその基材粉体、クロマトグラフィー用充填剤、各種標準粒子、免疫学的診断試薬用担体、ブロッキング防止剤、滑剤等の各種粉体を挙げることができる。また、その材質も特に限定されず、有機架橋重合体粒子、無機系粒子、有機質無機質複合体粒子等が挙げられる。
【００１９】
本発明を適用することによって得られる液晶表示素子用スペーサー（「本発明の液晶表示素子用スペーサー」という）は、上記した本発明の分級方法により分級された粒子を本体とする。そのため、粒子径が極めてそろっており、正確な間隔で配置されるべき一対の電極基板間の隙間距離を精度良く一定に保持することが可能である。
本発明の液晶表示素子用スペーサーは、上記した本発明の分級方法により分級された粒子を本体とするものであり、該粒子のみからなるものであってもよいし、本体である粒子の表面に接着剤層を有する接着性スペーサーであってもよい。また、本体である粒子が染料および／または顔料を含むことにより着色した着色粒子からなる着色スペーサーであってもよい。
【００２０】
液晶表示素子において、従来のスペーサーの代わりに本発明の液晶表示素子用スペーサーを電極基板間に介在させることで、同スペーサーとほぼ同じ隙間距離を有する液晶表示素子を作製することができる。使用されるスペーサーの量は、そのスペーサーの材質や基板の大きさ等によって左右されるが、通常３０〜３００個／ｍｍ²であり、従来用いられているスペーサーと同様の条件をとることができる。
液晶表示素子は、たとえば、図２にみるように、第１電極基板と、第２電極基板と、液晶表示素子用スペーサーと、シール材と液晶とを備えている。第１電極基板は、第１基板と、第１基板の表面に形成された第１電極とを有する。第２電極基板は、第２基板と、第２基板の表面に形成された第２電極とを有し、第１電極基板と対向している。液晶表示素子用スペーサとしては上述の本発明のものが使用され、第１電極基板と第２電極基板との間に介在し、その電極基板間の間隔を保持する。シール材は、第１電極基板と第２電極基板とを周辺部で接着する。液晶は、第１電極基板と第２電極基板との間に封入されており、第１電極基板と第２電極基板とシール材とで囲まれた空間に充填されている。
【００２１】
本発明の液晶表示板において、スペーサー以外の、電極基板、シール材、液晶などについては従来と同様のものを同様に使用することができる。
電極基板は、ガラス基板、フィルム基板などの基板と、基板の表面に形成された電極とを有しており、必要に応じて、電極基板の表面に電極を覆うように形成された配向膜をさらに有する。シール材としては、エポキシ樹脂接着シール材などが使用される。液晶としては、従来より用いられているものでよく、たとえば、ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、安息香酸エステル系、ターフェニル系、シクロヘキシルカルボン酸エステル系、ビフェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサンエステル系、シクロヘキシルエタン系、シクロヘキセン系、フッ素系などの液晶が使用できる。
【００２２】
液晶表示素子を作製する方法としては、たとえば、本発明のスペーサー（本発明を適用して得られるスペーサー）を面内スペーサーとして２枚の電極基板のうちの一方の電極基板に湿式法または乾式法により均一に散布したものに、本発明のスペーサーをシール部スペーサーとしてエポキシ樹脂等の接着シール材に分散させた後、もう一方の電極基板の接着シール部分にスクリーン印刷などの手段により塗布したものを載せ、適度の圧力を加え、１００〜１８０℃の温度で１〜６０分間の加熱、または、照射量４０〜３００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線照射により、接着シール材を硬化させた後、液晶を注入し、注入部を封止して、液晶表示素子を得る方法を挙げることができるが、液晶表示板の作製方法によって本発明が限定されるものではない。例えば、面内スペーサーは、上記方法以外に、面内スペーサーを分散含有するポリマー溶液を用いて配向膜を形成して、配向膜の形成と同時に面内スペーサーをも形成する方法によって形成してもよい。
【００２３】
本発明の液晶表示素子は、従来の液晶表示素子と同じ用途、たとえば、テレビ、モニター、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサー、カーナビゲーションシステム、ＤＶＤ、デジタルビデオカメラ、ＰＨＳ（携帯情報端末）などの画像表示素子として使用される。
【００２４】
【実施例】
以下に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨の範囲で設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
（実施例１）
懸濁重合により製造した平均粒子径４．７μｍ、粒子径の標準偏差０．５２μｍのジビニルベンゼン系球状粒子からなる粉体を図１に示した装置を用いて分級を行った。分級にあたって、粉体の分散媒としてメタノール（粘度０．６ｃＰ）を用い、初期粉体濃度７ｗｔ％で、分級装置内の粒子濃度７〜５．５ｗｔ％、２Ｌ／ｍｉｎの流量で循環した。なお、液循環において吐出方向と電成ふるい面とのなす角度が７５度になるように調整した。また、分級中適宜メタノールの補給を行い、ハウジング上部にある液量の変化が１８％以内となるようにした。
【００２５】
電成ふるいとしてニッケル系で開孔径３．９μｍ、線数１５００本／インチのもの（ふるいＡ）を用い、上記条件で１時間分級を行った後、ハウジング上部に残存した液を回収し（下分級）、これをニッケル系で開孔径４．７μｍ、線数１５００本／インチの電成ふるい（ふるいＢ）を用いて再び１０分間分級し、ハウジング下部に流出した分散体を回収した（上分級）。なお、分級中液温は２０〜３５℃の間であった。
回収した分散体のろ過、乾燥を行い、分級粒子１を得た。分級粒子１の平均粒子径は４．２８μｍで、粒子径の標準偏差は０．１８μｍであった。
【００２６】
（実施例２）
実施例１と同様の装置を用いて、平均粒子径６．５μｍ、粒子径の標準偏差０．７３μｍの球状シリカ粒子を、ニッケル系で開孔径６．０μｍ、線数１０００本／インチのふるい（ふるいＣ）およびニッケル系で開孔径７．０μｍ、線数１０００本／インチのふるい（ふるいＤ）を用いて、分級を行った。分級にあたって、粉体の分散媒としてｎ−ヘキサン（粘度０．３ｃＰ）を用い、初期粉体濃度２５ｗｔ％で、分級装置内の粒子濃度２５〜２２ｗｔ％、２Ｌ／ｍｉｎの流量で循環した。なお、液循環において吐出方向と電成ふるい面とのなす角度が７０度になるように調整した。また、分級中適宜ｎ−ヘキサンの補給を行い、ハウジング上部にある液量の変化が１５％以内となるようにした。分級中液温は２０〜３０℃の間であった。
【００２７】
この分級の結果、平均粒子径６．５２μｍ、粒子径の標準偏差０．２１μｍの分級粒子２が得られた。
（実施例３）
実施例１と同様の装置を用いて、平均粒子径５．３μｍ、粒子径の標準偏差０．３４μｍのアクリル−シロキサン複合球状粒子を、実施例１で使用したふるいＡおよび実施例２で使用したふるいＣを用いて、分級を行った。分級にあたって、粉体の分散媒としてメタノール（粘度０．６ｃＰ）を用い、初期粉体濃度５ｗｔ％で、分級装置内の粒子濃度５〜４ｗｔ％、１．５Ｌ／ｍｉｎの流量で循環した。なお、液循環において吐出方向と電成ふるい面とのなす角度が８０度になるように調整した。また、分級中適宜メタノールの補給を行い、ハウジング上部にある液量の変化が１２％以内となるようにした。分級中液温は１５〜３０℃の間であった。
【００２８】
この分級の結果、平均粒子径５．３４μｍ、粒子径の標準偏差０．１８μｍの分級粒子３が得られた。
（実施例４）
実施例１と同様の装置を用いて、平均粒子径１０．５μｍ、粒子径の標準偏差０．５０μｍの球状ベンゾグアナミン粒子を、ニッケル系で開孔径９．３μｍ、線数１０００本／インチのふるい（ふるいＥ）およびニッケル系で開孔径１１．４μｍ、線数１０００本／インチのふるい（ふるいＦ）を用いて、分級を行った。分級にあたって、粉体の分散媒としてメタノール（粘度０．６ｃＰ）を用い、初期粉体濃度７ｗｔ％で、分級装置内の粒子濃度７〜５ｗｔ％、３Ｌ／ｍｉｎの流量で循環した。なお、液循環において吐出方向と電成ふるい面とのなす角度が７５度になるように調整した。また、分級中適宜メタノールの補給を行い、ハウジング上部にある液量の変化が２５％以内となるようにした。分級中液温は２０〜４０℃の間であった。
【００２９】
この分級の結果、平均粒子径１０．４８μｍ、粒子径の標準偏差０．４４μｍの分級粒子４が得られた。
（実施例５）
実施例２において、粉体の分散媒としてポリイミド溶液（粘度２０ｃＰ）を用い、初期粉体濃度２ｗｔ％で、分級装置内の粒子濃度２ｗｔ％、循環流量０．５Ｌ／ｍｉｎ、追加する分散媒を上記ポリイミド溶液に変更した以外は、同様の方法で分級を行った。ハウジング上部にある液量の変化は１５％以内であった。分級中液温は２０〜２５℃の間であった。
【００３０】
この分級の結果、平均粒子径６．５１μｍ、粒子径の標準偏差０．１８μｍの分級粒子を含有するポリイミド溶液５が得られた。
（実施例６）
コア粒子として実施例３で得られた分級粒子３の表面をスチレン−アクリル樹脂（平均粒子径０．４μｍ、Ｔｇ６８℃）で乾式コーティングを行い、熱可塑性樹脂コーティング粒子とした。この粒子の平均粒子径は６．２μｍ、粒子径の標準偏差０．７８μｍであった。このコーティング粒子を、実施例１と同様の装置を用いて、実施例１で使用したふるいＡおよび実施例２で使用したふるいＣを用いて、分級を行った。分級にあたって、粉体の分散媒としてｎ−ブタノール（粘度２５ｃＰ）を用い、初期粉体濃度５ｗｔ％で、分級装置内の粒子濃度５〜４ｗｔ％、１．５Ｌ／ｍｉｎの流量で循環した。なお、液循環において吐出方向と電成ふるい面とのなす角度が８０度になるように調整した。また、分級中適宜ｎ−ブタノールの補給を行い、ハウジング上部にある液量の変化が２０％以内となるようにした。分級中液温は１５〜３０℃の間であった。
【００３１】
この分級の結果、平均粒子径５．５４μｍ、粒子径の標準偏差０．２７μｍの分級粒子６が得られた。
（比較例１）
実施例１において初期粉体濃度を５５ｗｔ％にした以外は同様の操作を行ったところ、ふるいＢ上に多量の粒子が沈降しわずかしか分級粒子（比較分級粒子１）が得られなかった。なお、比較分級粒子１の平均粒子径は４．２２μｍ、粒子径の標準偏差０．２７μｍであった。
（比較例２）
実施例１において初期粉体濃度を０．００５ｗｔ％とし、分級装置内の粒子濃度を０．０２〜０．００５ｗｔ％で分級を行う以外は同様の操作を行ったところ、実施例１と比べて１／２０以下の収量しか分級粒子が得られなかった。
【００３２】
（比較例３）
実施例２において初期粉体濃度を３０ｗｔ％にし、分級中の溶媒の追加を行わなわずにふるいＣを用いて分級を行ったところ、装置内の粒子濃度が５３ｗｔ％に増加した。また、ハウジング上部にある液量の変化が５５％となった。このときふるいＣ上に多量の粒子が沈降しハウジング下部への分級液の流出が著しく低下したため下分級を終了した。その後ふるいＤを用いて上分級を行った後、ろ過、乾燥を行い、比較分級粒子３を得た。
比較分級粒子３の平均粒子径は６．５０μｍ、粒子径の標準偏差は０．２５μｍであった。
【００３３】
（比較例４）
実施例２において初期粉体濃度を０．０２ｗｔ％とし、分級中に溶媒であるヘキサンを追加することによって、分級装置内の粒子濃度を０．００８〜０．００５ｗｔ％として分級を行ったところ、実施例２と比べて１／５０以下の収量しか分級粒子が得られなかった。
（比較例５）
実施例５において分散媒のポリイミド溶液を６０ｃＰのものに変更した以外は同様の操作を行ったところ、ハウジング下部に液が流出せず、分級することができなかった。
【００３４】
（比較例６）
実施例６において液温を１０５℃としたところ、粒子が凝集しハウジング下部へ分散媒のみ流出し、分級することができなかった。
（比較例７）
実施例３において液循環を行わずにふるいＣを用いて分級を行ったところ、分級中３０分経過したところでハウジング下部への分級液の流出が著しく低下したため操作を中止した。それまでに回収した分散体は実施例３の収量に対して２０ｗｔ％以下であった。
【００３５】
（実施例７）
図２に示すような液晶表示素子を以下の方法により作製した。まず、３００ｍｍ×３４５ｍｍ×１．１ｍｍの下側ガラス基板２１上に、透明電極１５およびポリイミド配向膜１４を形成した後、ラビングを行って、下側電極基板２１０を得た。その下側電極基板２１０に、メタノール３０重量部、イソプロパノール２０重量部、水５０重量部の混合溶媒中に実施例１で得られた分級粒子１を液晶表示素子用スペーサー１８として１重量％となるように均一に分散させたものを５秒間散布した。
【００３６】
一方、３００ｍｍ×３４５ｍｍ×１．１ｍｍの上側ガラス基板２２上に、透明電極１５およびポリイミド配向膜１４を形成した後、ラビングを行って、上側電極基板２２０を得た。そして、エポキシ樹脂接着シール剤中に実施例１で得られた分級粒子１をシール部スペーサー１３として３０重量％となるように分散させたものを上側電極基板２２０の接着シール部分にスクリーン印刷した。
最後に、上側電極基板２２０、下側電極基板２１０を電極１５および配向膜１４がそれぞれ対向するように、液晶表示素子用スペーサー１８を介して貼り合わせ、４ｋｇ／ｃｍ²の圧力を加え、１５０℃の温度で３０分間加熱し、接着シール剤１２を硬化させた。その後、２枚の電極基板２１０、２２０の隙間を真空とし、さらに大気圧に戻すことによりビフェニル系およびフェニルシクロヘキサン系の液晶物質を混合した液晶１７を注入し、注入部を封止した。そして、上下ガラス基板２２、２１の外側にポリビニルアルコール系偏光膜１６を貼り付けて液晶表示素子１とした。
【００３７】
液晶表示素子１について画像むらの有無を目視により評価したところ、画像むらは確認されなかった。
（実施例８〜１１、比較例８および９）
実施例２〜４および６、比較例１および３で得られた分級粒子を用いて、実施例７と同様にして液晶表示素子２〜５、比較液晶表示素子１および２をそれぞれ作製し、実施例７と同じ方法で評価を行った。結果を表１に示す。
（実施例１２）
図２に示すような液晶表示素子を以下の方法により作製した。まず、３００ｍｍ×３４５ｍｍ×１．１ｍｍの下側ガラス基板２１上に、透明電極１５を形成した後、実施例５で得られたポリイミド溶液を用いて液晶表示素子用スペーサー８を含有するポリイミド配向膜１４を形成しラビングを行って、下側電極基板２１０を得た。
【００３８】
一方、３００ｍｍ×３４５ｍｍ×１．１ｍｍの上側ガラス基板２２上に、透明電極１５を形成した後、スペーサーを含有しないポリイミド配向膜１４を形成しラビングを行って、上側電極基板２２０を得た。そして、エポキシ樹脂接着シール剤中に実施例２で得られた分級粒子２をシール部スペーサー１３として３０重量％となるように分散させたものを上側電極基板２２０の接着シール部分にスクリーン印刷した。
最後に、上側電極基板２２０、下側電極基板２１０を電極１５および配向膜１４がそれぞれ対向するように、液晶表示素子用スペーサー１８を介して貼り合わせ、４ｋｇ／ｃｍ²の圧力を加え、１５０℃の温度で３０分間加熱し、接着シール剤１２を硬化させた。その後、２枚の電極基板２１０、２２０の隙間を真空とし、さらに大気圧に戻すことによりビフェニル系およびフェニルシクロヘキサン系の液晶物質を混合した液晶１７を注入し、注入部を封止した。そして、上下ガラス基板２２、２１の外側にポリビニルアルコール系偏光膜１６を貼り付けて液晶表示素子６とした。
【００３９】
液晶表示素子６について画像むらの有無を目視により評価したところ、画像むらは確認されなかった。
【００４０】
【表１】

【００４１】
【発明の効果】
本発明の分級方法では、分散体における原料粉体の濃度が０．０１〜５０ｗｔ％であるため、分級に多大な時間を必要とせず、かつ電成ふるいの開口部の目詰まりが生じにくい。そのため、分級の効率及び分級精度が高く、電成ふるいの損傷の問題も少ない。
また、前記分級装置内の分散体における粒子の濃度が０．０１〜５０ｗｔ％であるため、分級に多大な時間を必要とせず、かつ電成ふるいの開口部の目詰まりが生じにくい。そのため、分級の効率及び分級精度が高く、電成ふるいの損傷の問題も少ない。
【００４２】
さらに、前記液状媒体として粘度が５０ｃＰ以下のものを用いるため、分級速度を向上させることができる。
また、分級中の前記液状媒体および／または前記分散体の温度が０〜１００℃であるため、粒子、媒体および電成ふるいの機能を損なわずに分級を行うことができる。
しかも、前記分級装置内の分散体の少なくとも一部を流動させるため、沈降などによる濃度変化、電成ふるい上への粒子の堆積などを防止することができる。
【００４３】
また、分級中の前記分級装置内の液量を一定に保つため、温度、系内の粒子の濃度、超音波振動の大きさ等を一定に保つことができるため、分級速度や分級精度の変化を抑制することができる。
以上の結果、本発明の方法により分級された粒子は、粒子径が極めてそろったものであり、かつ不純物の混入が極めて少ないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分級方法に用いられる分級装置の一例を表す概略断面図である。
【図２】本発明の液晶表示素子用スペーサーが用いられる液晶表示素子の一例を表す概略断面図である。
【符号の説明】
１電成ふるい
２サポート
３パッキン
４ハウジング上部
４′ ハウジング下部
５超音波照射チップ
６、６′ 媒体循環ライン
７媒体供給ライン
１２接着シール材
１３シール部スペーサー
１４配向膜
１５電極
１６偏光膜
１７液晶
１８面内スペーサー
２１下側ガラス基板
２２上側ガラス基板
２１０下側電極基板
２２０上側電極基板

Claims

原料粉体を液状媒体に分散させた分散体を、電成ふるいを備えた分級装置に通すことによって、前記原料粉体を所望の粒度範囲の粒子に分級する方法であって、前記分散体における原料粉体の濃度が０．０１〜５０ｗｔ％、前記分級装置内の分散体における粒子の濃度が０．０１〜５０ｗｔ％で、前記液状媒体として粘度が５０ｃＰ以下のものを用い、分級中の前記液状媒体および／または前記分散体の温度を０〜１００℃とし、前記分級装置内の分散体の少なくとも一部を流動させるとともに、分級中の前記分級装置内の液量を一定に保つことを特徴とする粉体の分級方法。