JP5390239B2 - Organic-inorganic composite fine particles and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、均一な粒子径を有する有機無機複合微粒子に関し、詳細には着色の少ない有機無機複合微粒子およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to organic / inorganic composite fine particles having a uniform particle diameter, and more particularly to organic / inorganic composite fine particles with little coloring and a method for producing the same.
現在、液晶表示装置は、携帯電話、PDA端末、デジタルカメラ、テレビ、パーソナルコンピュータ用ディスプレイ、ノートパソコン等の幅広い分野で利用されている。液晶表示装置においては、例えば、液晶表示パネルの背後にバックライトユニットを配置し、このバックライトユニットからの光を液晶表示パネルに供給することにより、画像を表示する。このような液晶表示装置に用いられるバックライトユニットは、その表示画像を見やすくするために、液晶表示パネルに均一な光を供給するだけでなく、できるだけ多くの光を供給することが要求される。 Currently, liquid crystal display devices are used in a wide range of fields such as mobile phones, PDA terminals, digital cameras, televisions, personal computer displays, and notebook computers. In a liquid crystal display device, for example, a backlight unit is arranged behind a liquid crystal display panel, and an image is displayed by supplying light from the backlight unit to the liquid crystal display panel. The backlight unit used in such a liquid crystal display device is required not only to supply uniform light to the liquid crystal display panel but also to supply as much light as possible in order to make the display image easy to see.
従来のバックライトユニットは、光源の他に、光源から後方に出射した光を正面方向に反射する役割を果たす反射シート、光源(線光源)からの光を拡散し、面光源とすると共に、光源の形状を消す役割を果たす光拡散板、光拡散板を通過した光をさらに拡散し、光源の形状を消すと共に、光を正面方向に集光し、輝度を向上させる役割を果たす光拡散シート、光拡散シートを通過した光を正面方向に集光し、輝度を向上させる役割を果たすプリズムシート等の多くの部材から構成されている。 A conventional backlight unit diffuses light from a light source (line light source) in addition to a light source, a reflection sheet that plays a role of reflecting light emitted backward from the light source in the front direction, and serves as a surface light source. A light diffusing plate that plays the role of erasing the shape of the light, further diffuses the light that has passed through the light diffusing plate, erases the shape of the light source, condenses the light in the front direction, and plays a role of improving the brightness, It consists of many members, such as a prism sheet, which collects the light that has passed through the light diffusion sheet in the front direction and improves the brightness.
上記の部材の、例えば、光拡散層や反射層には光学的特性を高めるために、微粒子が配合されることが多い。本願出願人も、有機ポリマー骨格とポリシロキサン骨格とを必須骨格として含む構造を有する有機無機複合微粒子が、光学樹脂用の添加剤として有用であることを見出し、既に出願している(例えば、特許文献1等)。上記複合微粒子は、粒子径の均一性、強度、光拡散性、面発光性に優れ、高性能な光学用の微粒子である。 In order to improve optical characteristics, for example, the light diffusing layer and the reflecting layer of the above members are often mixed with fine particles. The applicant of the present application has also found that organic-inorganic composite fine particles having a structure containing an organic polymer skeleton and a polysiloxane skeleton as essential skeletons are useful as additives for optical resins (for example, patents). Literature 1 etc.). The composite fine particles are high-performance optical fine particles having excellent particle size uniformity, strength, light diffusibility, and surface light emission.
しかしながら、上記有機無機複合微粒子は、合成時に若干黄色みを帯びていることがある。光学装置に関する技術が飛躍的に進歩していることや、液晶画面の大画面化に伴い、従来はあまり問題にならなかった上記複合微粒子の着色が、現在は好ましくない現象として改善が要求されていた。 However, the organic-inorganic composite fine particles may be slightly yellowish during synthesis. As the technology related to optical devices has been dramatically improved and the liquid crystal screen has become larger, the coloring of the composite fine particles, which has not been a problem in the past, is now required to be improved as an undesirable phenomenon. It was.
そこで、本発明では、有機ポリマー骨格とポリシロキサン骨格とを必須骨格として含む構造の有機無機複合微粒子の着色の原因を突き止め、着色の少ない有機無機複合微粒子を提供することを課題とした。 Accordingly, an object of the present invention is to identify the cause of coloring of organic-inorganic composite fine particles having a structure containing an organic polymer skeleton and a polysiloxane skeleton as essential skeletons, and to provide organic-inorganic composite fine particles with little coloring.
上記課題を解決し得た本発明は、水と親水性有機溶剤との混合溶媒中でアルコキシシランの加水分解縮合反応を行ってポリオルガノシロキサン粒子を合成し、このポリオルガノシロキサン粒子にカテコール系重合禁止剤を含んだラジカル重合性モノマー成分を吸収させてからラジカル重合させることにより得られる有機無機複合微粒子であって、2倍質量のメタノール中に分散させたときのb*値が5以下であるところに特徴を有する。 The present invention has been able to solve the above problems by synthesizing polyorganosiloxane particles by hydrolytic condensation reaction of alkoxysilane in a mixed solvent of water and a hydrophilic organic solvent, and catechol-based polymerization to the polyorganosiloxane particles. Organic-inorganic composite fine particles obtained by radical polymerization after absorbing a radically polymerizable monomer component containing an inhibitor, and having a b * value of 5 or less when dispersed in twice the mass of methanol However, it has characteristics.
また、本発明は、水と親水性有機溶剤との混合溶媒中でアルコキシシランの加水分解縮合反応を行ってポリオルガノシロキサン粒子を合成し、このポリオルガノシロキサン粒子に、カテコール系重合禁止剤を含まず、カテコール系以外の重合禁止剤を含んだラジカル重合性モノマー成分を吸収させてからラジカル重合させることにより得られる有機無機複合微粒子であって、2倍質量のメタノール中に分散させたときのb*値が2.5以下であるところに特徴を有する。 Further, the present invention synthesizes polyorganosiloxane particles by hydrolytic condensation reaction of alkoxysilane in a mixed solvent of water and a hydrophilic organic solvent, and the polyorganosiloxane particles contain a catechol polymerization inhibitor. The organic-inorganic composite fine particles obtained by radical polymerization after absorbing a radically polymerizable monomer component containing a polymerization inhibitor other than catechol type, when dispersed in 2 times mass of methanol * Characteristic where the value is 2.5 or less.
本発明には、上記有機無機複合微粒子を合成する方法であって、
水と親水性有機溶剤とを混合し、アンモニアおよび/またはアミンを加えてアルカリ性にした溶媒中で、アルコキシシランの加水分解縮合反応を行って、ポリオルガノシロキサン粒子分散液を合成する工程、
カテコール系あるいはカテコール系以外の重合禁止剤を含んだラジカル重合性モノマー成分をプレエマルション化する工程、
上記ポリオルガノシロキサン粒子分散液および/またはプレエマルションに、上記アンモニアおよび/またはアミンを中和するのに必要な酸量のうちの0.75当量以上の酸を添加する工程、
酸添加後に、ポリオルガノシロキサン粒子分散液とプレエマルションとを混合し、ポリオルガノシロキサン粒子にラジカル重合性モノマー成分を吸収させる工程、
ラジカル重合性モノマーを重合する工程を含むことを特徴とする有機無機複合微粒子の製造方法も含まれる。
The present invention provides a method for synthesizing the organic-inorganic composite fine particles,
A step of synthesizing a polyorganosiloxane particle dispersion by mixing water and a hydrophilic organic solvent and hydrolyzing the alkoxysilane in a solvent made alkaline by adding ammonia and / or an amine,
A step of pre-emulsifying a radical polymerizable monomer component containing a polymerization inhibitor other than catechol-based or catechol-based,
Adding 0.75 equivalent or more of the acid amount necessary for neutralizing the ammonia and / or amine to the polyorganosiloxane particle dispersion and / or pre-emulsion;
A step of mixing the polyorganosiloxane particle dispersion and the pre-emulsion after the acid addition, and absorbing the radical polymerizable monomer component into the polyorganosiloxane particles;
Also included is a method for producing organic-inorganic composite fine particles, which comprises a step of polymerizing a radical polymerizable monomer.
着色が少ない有機無機複合微粒子を提供することができた。 Organic-inorganic composite fine particles with little coloring could be provided.
本発明者等が、有機無機複合微粒子の着色の原因について検討したところ、重合禁止剤が含まれているラジカル重合性モノマーを単独でエマルション重合しても、得られる粒子は着色しないことがわかった。さらに検討を続けたところ、ポリオルガノシロキサン粒子を製造する工程で用いるアルカリ触媒であるアンモニアおよび/またはアミンと、ラジカル重合性モノマーに含まれている重合禁止剤とが何らかの反応を起こして着色の原因になっていることを突き止めた。そして、ポリオルガノシロキサン粒子にラジカル重合性モノマーを吸収させる工程の前に、アンモニアおよび/またはアミンを酸で中和すれば、重合禁止剤とアンモニアおよび/またはアミンとの反応を抑制でき、着色の少ない有機無機複合微粒子が得られることを見出し、本発明に想到した。以下、本発明を詳細に説明する。 When the present inventors examined the cause of coloring of the organic-inorganic composite fine particles, it was found that even when a radical polymerizable monomer containing a polymerization inhibitor was solely emulsion-polymerized, the resulting particles were not colored. . As a result of further investigation, ammonia and / or amine, which are alkali catalysts used in the process of producing polyorganosiloxane particles, and a polymerization inhibitor contained in the radical polymerizable monomer cause some kind of reaction and cause coloring. I found out. If the ammonia and / or amine is neutralized with an acid before the step of absorbing the radical polymerizable monomer into the polyorganosiloxane particles, the reaction between the polymerization inhibitor and ammonia and / or amine can be suppressed, and coloring can be prevented. The inventors have found that a small number of organic / inorganic composite fine particles can be obtained, and have come to the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明の有機無機複合微粒子(以下、単に複合微粒子ということがある。)は、水と親水性溶媒との混合溶媒中でアルコキシシランの加水分解縮合反応を行ってポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)を合成し、このポリオルガノシロキサン粒子に重合禁止剤を含んだラジカル重合性モノマー成分を吸収させてからラジカル重合させることにより得られるものである。この有機無機複合微粒子は、ポリオルガノシロキサンからなる外殻の中に、ビニル系重合体とポリオルガノシロキサンが混在している粒子である態様、ポリオルガノシロキサンの外殻の中に、ポリオルガノシロキサンとビニル系重合体が共重合して一体化して内部を形成した粒子の態様、ポリオルガノシロキサンとビニル系重合体が共重合して一体化した粒子となっている態様等がある。 The organic-inorganic composite fine particles of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as composite fine particles) are polyorganosiloxane particles (seed particles) obtained by performing a hydrolytic condensation reaction of alkoxysilane in a mixed solvent of water and a hydrophilic solvent. And a radical polymerization monomer component containing a polymerization inhibitor is absorbed into the polyorganosiloxane particles, followed by radical polymerization. The organic-inorganic composite fine particle is an embodiment in which a vinyl polymer and a polyorganosiloxane are mixed in an outer shell made of polyorganosiloxane, and a polyorganosiloxane outer shell in a polyorganosiloxane outer shell. There are an aspect of particles in which a vinyl polymer is copolymerized and integrated to form an inside, an aspect in which polyorganosiloxane and a vinyl polymer are copolymerized and integrated into particles, and the like.
本発明の有機無機複合微粒子は、ラジカル重合性モノマーに含まれている重合禁止剤がカテコール系の場合は、2倍質量のメタノール中に分散させたときのb*値が5以下でなければならない。b*値が特に5を超えると、人間の目によっても明らかに薄く黄色に着色していることが認識でき、光拡散板や反射板等を製造する際に着色が問題となる。また、ラジカル重合性モノマーが、カテコール系重合禁止剤を含まず、カテコール系以外の重合禁止剤を含む場合は、着色度合いがカテコール系重合禁止剤よりも顕著でないため、b*値は2.5以下でなければならない。b*値は、複合微粒子を例えば5gと、その2倍質量すなわち10gのメタノール(試薬特級)を各々精秤し、例えば50mlのスクリュー管に両者を入れ、タッチミキサー等を用いてよく分散させた後、色差計の測定部において測定すればよい。なお、測定回数は3回以上とし、その平均値をb*値とする。 When the polymerization inhibitor contained in the radical polymerizable monomer is a catechol type, the organic / inorganic composite fine particles of the present invention must have a b * value of 5 or less when dispersed in twice the mass of methanol. . When the b * value exceeds 5, in particular, it can be recognized by human eyes that it is clearly pale yellow, and coloring becomes a problem when manufacturing a light diffusing plate or a reflecting plate. In addition, when the radical polymerizable monomer does not contain a catechol polymerization inhibitor and contains a polymerization inhibitor other than catechol, the degree of coloring is not as remarkable as that of the catechol polymerization inhibitor, so the b * value is 2.5. Must be: For the b * value, for example, 5 g of the composite fine particles and twice the mass thereof, that is, 10 g of methanol (special reagent grade) were precisely weighed, and both were placed in, for example, a 50 ml screw tube and well dispersed using a touch mixer or the like. Thereafter, the measurement may be performed at the measuring unit of the color difference meter. Note that the number of measurements is 3 or more, and the average value is the b * value.
上記b*値は、ラジカル重合性モノマー成分の含有する重合禁止剤が、カテコール系以外の、例えばキノン系重合禁止剤である場合は1.9以下であることが好ましい。カテコール系重合禁止剤よりも、キノン系重合禁止剤の方が着色が小さいからである。カテコール系重合禁止剤としては、4−t−ブチルカテコール等が挙げられ、スチレン系モノマー(スチレンやジビニルベンゼン等)等に使用されている。カテコール系重合禁止剤を含むスチレン系モノマーを用いると着色度合いの点では不利であるが、高屈折率の粒子が得られる利点があるため、ある程度の着色は許容される。キノン系重合禁止剤としては、ハイドロキノン、メトキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル等が挙げられ、(メタ)アクリル系モノマー等に使用されている。 The b * value is preferably 1.9 or less when the polymerization inhibitor contained in the radical polymerizable monomer component is a quinone polymerization inhibitor other than the catechol type. This is because the quinone polymerization inhibitor is less colored than the catechol polymerization inhibitor. Examples of the catechol-based polymerization inhibitor include 4-t-butylcatechol and are used for styrene monomers (styrene, divinylbenzene, etc.) and the like. When a styrene monomer containing a catechol polymerization inhibitor is used, it is disadvantageous in terms of the degree of coloring, but since there is an advantage that particles with a high refractive index can be obtained, a certain degree of coloring is allowed. Examples of the quinone polymerization inhibitor include hydroquinone, methoquinone, hydroquinone monomethyl ether and the like, and are used for (meth) acrylic monomers.
本発明において、b*値が5以下の複合微粒子を得るためには、下記製造方法の採用が好ましい。その製造方法とは、
(A)水と親水性有機溶剤とを混合し、アンモニアおよび/またはアミンを加えてアルカリ性にした溶媒中で、アルコキシシランの加水分解縮合反応を行って、ポリオルガノシロキサン粒子分散液を合成する工程
(B)カテコール系またはカテコール系以外の重合禁止剤を含んだラジカル重合性モノマー成分をプレエマルション化する工程
(C)上記ポリオルガノシロキサン粒子分散液および/またはプレエマルションに、上記アンモニアおよび/またはアミンを中和するのに必要な酸量のうちの0.75当量以上の酸を添加する工程
(D)酸添加後に、ポリオルガノシロキサン粒子分散液とプレエマルションとを混合し、ポリオルガノシロキサン粒子にラジカル重合性モノマー成分を吸収させる工程
(E)ラジカル重合性モノマーを重合する工程
を含む方法である。
In the present invention, in order to obtain composite fine particles having a b * value of 5 or less, the following production method is preferably employed. The manufacturing method is
(A) A step of synthesizing a polyorganosiloxane particle dispersion by mixing water and a hydrophilic organic solvent and hydrolyzing the alkoxysilane in a solvent made alkaline by adding ammonia and / or amine. (B) A step of pre-emulsifying a radical polymerizable monomer component containing a catechol-based or non-catechol-based polymerization inhibitor (C) The ammonia and / or amine is added to the polyorganosiloxane particle dispersion and / or pre-emulsion. (D) After adding the acid, the polyorganosiloxane particle dispersion and the pre-emulsion are mixed to form polyorganosiloxane particles. Step of absorbing radical polymerizable monomer component (E) Polymerizing radical polymerizable monomer It is a method including the process to do.
(A)の工程において用い得るアルコキシシランは、ラジカル重合性二重結合を有するアルコキシシラン(以下、重合性アルコキシシランということがある)を必須的に含むことが好ましい。粒子形成後に吸収させるラジカル重合性モノマーとの共重合が可能になるからである。これらの重合性アルコキシシランとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリアセトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシエトキシプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらは1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。 The alkoxysilane that can be used in the step (A) preferably contains an alkoxysilane having a radical polymerizable double bond (hereinafter sometimes referred to as polymerizable alkoxysilane). This is because copolymerization with a radical polymerizable monomer that is absorbed after particle formation is possible. Examples of these polymerizable alkoxysilanes include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, and 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxy. Silane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriacetoxysilane, γ- (meth) acryloxyethoxypropyltrimethoxy A silane etc. can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、下記式で表される(メタ)アクリロキシ基を有するアルコキシシランが好ましい。 Among these, an alkoxysilane having a (meth) acryloxy group represented by the following formula is preferable.
(上記一般式(1)中、Raは、水素原子またはメチル基を表し、Rbは、置換基を有していても良い炭素数1〜20の2価の有機基を表し、Rcは、同一または異なって、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基および炭素数2〜5のアシル基よりなる群から選択される少なくとも1つの1価基を表す。Rdは、同一または異なって、炭素数1〜5のアルキル基およびフェニル基よりなる群から選択される少なくとも1つの1価の基を示す。lは1または2であり、mは0または1である。) (In the general formula (1), R a represents a hydrogen atom or a methyl group, R b represents an optionally substituted divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and R c. They are the same or different, a hydrogen atom, .R d representing at least one monovalent group selected from the group consisting of alkyl and acyl groups of 2 to 5 carbon atoms of 1 to 5 carbon atoms, which may be the same or different And at least one monovalent group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a phenyl group, l is 1 or 2, and m is 0 or 1.)
上記(メタ)アクリロキシ基を有するアルコキシシランの中でも、最も好ましいのは、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。 Among the alkoxysilanes having the (meth) acryloxy group, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane is most preferable.
上記重合性アルコキシシランと共に、または重合性アルコキシシランに代えて、必要に応じて、下記一般式(2)
Re nSi(ORf)4-n (2)
(ここで、Reは、同一または異なって、炭素数1〜20のアルキル基、エポキシ基を有する炭素数1〜20のアルキル基および炭素数6〜20のアリール基よりなる群から選択される少なくとも1つの1価基を表し、Rfは、同一または異なって、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基および炭素数2〜5のアシル基よりなる群から選択される少なくとも1つの1価基を示す。nは0〜3の整数である。)で示されるアルコキシシラン(以下、非重合性アルコキシシランということがある)を用いてもよい。
In addition to the polymerizable alkoxysilane or in place of the polymerizable alkoxysilane, if necessary, the following general formula (2)
R e n Si (OR f ) 4-n (2)
(Here, R e is the same or different and is selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms having an epoxy group, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Represents at least one monovalent group, and R f is the same or different and is at least one monovalent selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an acyl group having 2 to 5 carbon atoms. An alkoxysilane represented by the following formula (n is an integer of 0 to 3) may be used.
一般式(2)で示される非重合性アルコキシシランの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラアセトキシシラン等の上記一般式(2)においてn=0の4官能性シラン;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3,4−エポキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等の上記一般式(2)においてn=1の3官能性シラン;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジアセトキシジメチルシラン、ジフェニルジシランジオール等の上記一般式(2)においてn=2の2官能性シラン等を挙げることができる。これらは1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。 Specific examples of the non-polymerizable alkoxysilane represented by the general formula (2) include n = in the above general formula (2) such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetraacetoxysilane, and the like. 0 tetrafunctional silane; methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriacetoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy Trifunctional silane of n = 1 in the above general formula (2) such as silane, 3,4-epoxybutyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane; Dimethoxysilane, dimethyl Diethoxy silane can be cited diacetoxy dimethyl silane, a bifunctional silane of n = 2, etc. In the above general formula such as diphenyl disilane diol (2). These may be used alone or in combination of two or more.
上記アルコキシシラン(以下においては、特に限定しない限り、重合性アルコキシシランと非重合性アルコキシシランの両方を含む)としては、その誘導体を用いても良く、具体的には、例えば、アルコキシシランが含有するORc基またはORf基に関して、その少なくとも1つがβ−ジカルボニル基および/または他のキレート化合物を形成し得る基で置換された化合物や、このような化合物と上記アルコキシシランとが部分的に加水分解縮合した低縮合物等が挙げられる。 Derivatives thereof may be used as the alkoxysilane (in the following, unless otherwise specified, including both a polymerizable alkoxysilane and a non-polymerizable alkoxysilane). Specifically, for example, an alkoxysilane contains oR regard c group or oR f group, at least one of which compounds substituted with a group capable of forming a β- dicarbonyl groups and / or other chelating compounds and, in part and such compounds and the alkoxysilane is And a low condensate obtained by hydrolysis and condensation.
上記アルコキシシランの加水分解縮合反応は、水と親水性有機溶剤との混合溶媒中で行う。水としては、超純水を用いることが好ましい。なお、超純水は、イオン交換、逆浸透膜、限外ろ過等で、無機イオン、溶存気体、固形粒子等を除去して得られるものである。 The hydrolysis condensation reaction of the alkoxysilane is performed in a mixed solvent of water and a hydrophilic organic solvent. As water, it is preferable to use ultrapure water. The ultrapure water is obtained by removing inorganic ions, dissolved gas, solid particles, etc. by ion exchange, reverse osmosis membrane, ultrafiltration, or the like.
親水性有機溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類;ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類等が挙げられる。中でも、使用するアルコキシシランの加水分解によって生成するアルコールと同じアルコールを用いることが好ましい。異なる種類のアルコールを用いると、交換反応によって様々なアルコキシシランが生成し、加水分解速度の制御が困難となることがある。水と親水性有機溶剤との質量比率は、95:5〜60:40程度が好ましい。 Examples of the hydrophilic organic solvent include lower alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; esters such as ethyl acetate; ethers such as dioxane and diethyl ether. Among these, it is preferable to use the same alcohol as that generated by hydrolysis of the alkoxysilane to be used. When different types of alcohols are used, various alkoxysilanes are produced by the exchange reaction, and it may be difficult to control the hydrolysis rate. The mass ratio of water to the hydrophilic organic solvent is preferably about 95: 5 to 60:40.
加水分解縮合反応を促進するためには触媒を用いることが好ましく、触媒としては、揮発性のアルカリ触媒であるアンモニアおよび/またはアミンが好ましい。これらの触媒を用いた場合に発生する複合微粒子の着色を抑制するのが本発明の目的だからである。アミンとしては、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノプロピルアミン、ジメチルプロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリエチレンイミン等が挙げられる。アンモニアおよび/またはアミンは、アルコキシシラン100質量部に対し、0.5〜5質量部程度用いると良い。なお、アンモニアおよび/またはアミンに加えて、尿素、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等のアルカリ触媒を添加しても構わない。 In order to promote the hydrolysis condensation reaction, it is preferable to use a catalyst. As the catalyst, ammonia and / or amine which are volatile alkali catalysts are preferable. This is because it is an object of the present invention to suppress the coloring of the composite fine particles generated when these catalysts are used. Examples of amines include monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, monopropylamine, dimethylpropylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, dimethylaminoethyl methacrylate, and polyethyleneimine. Can be mentioned. Ammonia and / or amine is preferably used in an amount of about 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of alkoxysilane. In addition to ammonia and / or amine, an alkali catalyst such as urea, tetramethylammonium hydroxide, alkali metal hydroxide, or alkaline earth metal hydroxide may be added.
水と親水性有機溶剤との混合溶媒に、アルカリ触媒と、アルコキシシランを添加して撹拌すれば、加水分解縮合反応が始まる。反応温度は特に限定されず、0〜100℃程度が好ましく、0〜70℃程度がより好ましい。反応時間も特に限定されず、適宜設定可能である。アルコキシシランは、混合溶媒100質量部に対し、1〜20質量部程度とすることが好ましい。 If an alkali catalyst and an alkoxysilane are added to a mixed solvent of water and a hydrophilic organic solvent and stirred, a hydrolysis condensation reaction starts. Reaction temperature is not specifically limited, About 0-100 degreeC is preferable and about 0-70 degreeC is more preferable. The reaction time is not particularly limited and can be set as appropriate. The alkoxysilane is preferably about 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the mixed solvent.
アルコキシシランの添加方法は、一括、分割、連続等、任意の方法を採ることができるが、最終的に得られる有機無機複合微粒子の平均粒子径をシャープに制御するためには、シード粒子となるポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径をシャープに制御することが望ましい。このため、加水分解縮合反応が進行して、ある程度の大きさのポリオルガノシロキサン粒子が析出したら、一旦、この一次粒子の平均粒子径を測定してから、所望の大きさの平均粒子径のシード粒子になるようにアルコキシシランの必要量を計算して追加するといった、二段階以上に分けた添加方法を採用することが好ましい。シード粒子の平均粒子径は、最終的な有機無機複合微粒子の平均粒子径をどの程度にするかによって決まり、目的とする有機無機複合微粒子の平均粒子径の20%〜80%程度にすることが好ましい。なお本発明では、シード粒子の平均粒子径は、コールター原理を採用した精密粒度分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター社製の「マルチサイザーII」等)により測定される数中位径(数基準メディアン径)である。 The addition method of alkoxysilane can be any method such as batch, division, and continuous, but it becomes seed particles in order to sharply control the average particle size of the finally obtained organic-inorganic composite fine particles. It is desirable to control the average particle diameter of the polyorganosiloxane particles sharply. For this reason, once the hydrolysis and condensation reaction has progressed and polyorganosiloxane particles of a certain size have been deposited, the average particle size of the primary particles is once measured, and then a seed having an average particle size of a desired size is obtained. It is preferable to employ an addition method divided into two or more steps, such as calculating and adding the required amount of alkoxysilane so as to form particles. The average particle size of the seed particles is determined by how much the average particle size of the final organic-inorganic composite fine particles is set, and may be about 20% to 80% of the average particle size of the target organic-inorganic composite fine particles. preferable. In the present invention, the average particle size of the seed particles is a number median diameter (number basis) measured by a precision particle size distribution measuring apparatus (for example, “Multisizer II” manufactured by Beckman Coulter, Inc.) employing the Coulter principle. Median diameter).
加水分解縮合反応が進行すると、ポリオルガノシロキサン粒子分散液が得られ、工程(A)が終了する。アルコキシシランとして重合性アルコキシシランを用いた場合には、得られたポリオルガノシロキサンもラジカル重合性二重結合を有しており、後述するラジカル重合性モノマーと重合反応することができる。 When the hydrolysis condensation reaction proceeds, a polyorganosiloxane particle dispersion is obtained, and the step (A) is completed. When polymerizable alkoxysilane is used as alkoxysilane, the obtained polyorganosiloxane also has a radical polymerizable double bond, and can be polymerized with a radical polymerizable monomer described later.
工程(B)は、ポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)に吸収させるためのラジカル重合性モノマー成分をプレエマルション化する工程である。ラジカル重合性モノマー成分をプレエマルション化せずに、工程(A)で得られたポリオルガノシロキサン粒子分散液に直接添加することも可能であるが、モノマーをプレエマルション化しておき、両者を接触させる方が、モノマーがポリオルガノシロキサン粒子に吸収されやすいため、好ましい。 Step (B) is a step of pre-emulsifying a radical polymerizable monomer component to be absorbed by polyorganosiloxane particles (seed particles). It is possible to add the radical polymerizable monomer component directly to the polyorganosiloxane particle dispersion obtained in step (A) without pre-emulsification, but the monomer is pre-emulsified and brought into contact with each other. This is preferable because the monomer is easily absorbed by the polyorganosiloxane particles.
ラジカル重合性モノマーとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシル基含有モノマー類;メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコール鎖を有するモノマー類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類;トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ペンタンフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロアミル(メタ)アクリレート等のフッ素原子含有(メタ)アクリレート類;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、α−クロロスチレン、O−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン等の芳香族ビニル化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル等の単官能モノマー類;(ジ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリル系モノマー;ジビニルベンゼン類;ジアリルフタレート類;トリアリルシアヌレート等の多官能モノマーが挙げられる。これらラジカル重合性モノマーは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。 Examples of the radical polymerizable monomer include hydroxyl group-containing monomers such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and 2-hydroxybutyl (meth) acrylate; methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate and the like Monomers having a polyethylene glycol chain: methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) (Meth) acrylates such as acrylate; trifluoroethyl (meth) acrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate, pentanefluoropropyl (meth) acrylate, Fluorine atom-containing (meth) acrylates such as tafluoroamyl (meth) acrylate; styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, α-chlorostyrene, O-chlorostyrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, p- Aromatic vinyl compounds such as ethylstyrene; monofunctional monomers such as glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, (meth) acrylonitrile; (di) ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol Di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylol Poly (meth) acrylate, tetramethylolmethane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tri (meth) acrylate of tris (hydroxyethyl) isocyanurate ( And polyfunctional monomers such as (meth) acrylic monomers; divinylbenzenes; diallyl phthalates; triallyl cyanurate. These radically polymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more.
単官能モノマーと多官能モノマーとを組み合わせると、多官能モノマー量を変更することにより、得られる粒子の硬さや耐溶剤性を容易にコントロールすることができる。また、スチレン等の芳香環を有する高屈折率のモノマーと、メチル(メタ)アクリレート等の比較的低屈折率のモノマーを組み合わせると、例えば光学用途に用いる場合に両者の比率を制御することで屈折率をコントロールできるため、好適である。これらの観点から、メチル(メタ)アクリレートおよびスチレンよりなる群から選択される1種以上の単官能モノマーと、エチレングリコールジ(メタ)アクリレートおよびジビニルベンゼンよりなる群から選択される1種以上の多官能モノマーとの組み合わせが、好ましい例として挙げられる。 When a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer are combined, the hardness and solvent resistance of the resulting particles can be easily controlled by changing the amount of the polyfunctional monomer. In addition, when a high refractive index monomer having an aromatic ring such as styrene and a relatively low refractive index monomer such as methyl (meth) acrylate are combined, the refractive index is controlled by controlling the ratio of both when used for optical applications, for example. It is preferable because the rate can be controlled. From these viewpoints, one or more monofunctional monomers selected from the group consisting of methyl (meth) acrylate and styrene, and one or more types selected from the group consisting of ethylene glycol di (meth) acrylate and divinylbenzene. A combination with a functional monomer is a preferred example.
プレエマルション化する際に好適に用いられる界面活性剤としては、特に限定はされないが、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子界面活性剤、分子中に1個以上の重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する重合性界面活性剤等がある。なかでも、アニオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤が、ポリオルガノシロキサン粒子、モノマー成分を吸収したポリオルガノシロキサン粒子および重合体粒子の分散状態を安定化させることもできるので好ましい。これらの界面活性剤は、1種のみを使用しても2種以上を併用してもよい。 The surfactant suitably used for pre-emulsification is not particularly limited, and examples thereof include anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, and polymers. There are surfactants, polymerizable surfactants having one or more polymerizable carbon-carbon unsaturated bonds in the molecule, and the like. Among these, an anionic surfactant and a nonionic surfactant are preferable because they can stabilize the dispersion state of the polyorganosiloxane particles, the polyorganosiloxane particles having absorbed the monomer component, and the polymer particles. These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
上記アニオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ナトリウムドデシルサルフェート、カリウムドデシルサルフェート等のアルカリ金属アルキルサルフェート類;アンモニウムドデシルサルフェート等のアンモニウムアルキルサルフェート類;ナトリウムドデシルポリグリコールエーテルサルフェート、ナトリウムスルホシノエート、スルホン化パラフィンのアルカリ金属塩類;スルホン化パラフィンのアンモニウム塩等のアルキルスルホネート類;ナトリウムラウリレート、トリエタノールアミンオレエート、トリエタノールアミンアビエテート等の脂肪酸塩類、ナトリウムドデシルベンゼンスルホネート、アルカリフェノールヒドロキシエチレンのアルカリ金属サルフェート等のアルキルアリールスルホネート類;高級アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩等を好ましく挙げることができる。 Although it does not specifically limit as said anionic surfactant, For example, Alkali metal alkyl sulfates, such as sodium dodecyl sulfate and potassium dodecyl sulfate; Ammonium alkyl sulfates, such as ammonium dodecyl sulfate; Sodium dodecyl polyglycol ether Sulfates, sodium sulfosinoates, alkali metal salts of sulfonated paraffins; alkyl sulfonates such as ammonium salts of sulfonated paraffins; fatty acid salts such as sodium laurate, triethanolamine oleate, triethanolamine abiate, sodium dodecylbenzene Alkyl aryl sulfonates such as sulfonates and alkali metal sulfates of alkali phenol hydroxyethylene S; higher alkyl naphthalene sulfonate, naphthalenesulfonic acid formalin condensates, dialkyl sulfosuccinate, polyoxyethylene alkyl sulfate salt, and preferably a polyoxyethylene alkylaryl sulfate salts.
上記カチオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、アミン塩、4級アンモニウム塩、オキシエチレン付加型アンモニウム塩酸塩等が挙げられ、具体的には、トリメチルアルキルアンモニウム塩酸塩、ジメチルジアルキルアンモニウム塩酸塩、モノアルキルアミン酢酸塩、アルキルメチルジポリオキシエチレンアンモニウム塩酸塩等が例示できる。 Although it does not specifically limit as said cationic surfactant, For example, an amine salt, quaternary ammonium salt, oxyethylene addition type ammonium hydrochloride etc. are mentioned, Specifically, Trimethyl alkyl ammonium hydrochloride Dimethyldialkylammonium hydrochloride, monoalkylamine acetate, alkylmethyldipolyoxyethyleneammonium hydrochloride, and the like.
上記非イオン界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセロールのモノラウレート等の脂肪酸モノグリセライド類;ポリオキシエチレンオキシプロピレン共重合体、エチレンオキサイドと脂肪酸アミン、アミドまたは酸との縮合生成物等を好ましく挙げることができる。 The nonionic surfactant is not particularly limited, and specific examples include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl aryl ether, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and monoglycerol glycerol. Preferable examples include fatty acid monoglycerides such as laurate; polyoxyethyleneoxypropylene copolymers, condensation products of ethylene oxide and fatty acid amines, amides or acids.
上記高分子界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウム、ポリ(メタ)アクリル酸カリウム、ポリ(メタ)アクリル酸アンモニウム、ポリヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、これらの重合体の構成単位である重合性単量体の2種以上の共重合体または他の単量体との共重合体、クラウンエーテル類の相関移動触媒等を好ましく挙げることができる。 The polymer surfactant is not particularly limited. For example, polyvinyl alcohol, sodium poly (meth) acrylate, potassium poly (meth) acrylate, ammonium poly (meth) acrylate, polyhydroxyethyl (Meth) acrylates, polyhydroxypropyl (meth) acrylates, copolymers of two or more polymerizable monomers that are constituent units of these polymers, or copolymers with other monomers, crown ethers Preferred examples include a phase transfer catalyst.
上記重合性界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、プロペニル−2−エチルヘキシルベンゼンスルホコハク酸エステルナトリウム、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンの硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルエーテル硫酸アンモニウム塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンエステルのリン酸エステル等のアニオン性重合性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルベンゼンエーテル(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(メタ)アクリレート等のノニオン性重合性界面活性剤等を好ましく挙げることができる。 The polymerizable surfactant is not particularly limited. For example, sodium propenyl-2-ethylhexylbenzenesulfosuccinate, sulfate of polyoxyethylene (meth) acrylate, polyoxyethylene alkylpropenyl ether ammonium sulfate Anionic polymerizable surfactants such as salts, phosphoric esters of (meth) acrylic acid polyoxyethylene esters; nonionic polymerizable properties such as polyoxyethylene alkylbenzene ether (meth) acrylates and polyoxyethylene alkyl ether (meth) acrylates Preferred examples include surfactants.
上記界面活性剤の使用量は、特に限定されるものではなく、具体的には、上記ラジカル重合性モノマーの総質量に対して0.01〜10質量%とするのが好ましく、より好ましくは0.05〜8質量%、さらに好ましくは0.1〜5質量%である。上記界面活性剤の使用量が0.01質量%未満の場合は、安定なプレエマルションが得られないことがあり、10質量%を超える場合は、ポリオルガノシロキサン粒子へモノマーがうまく吸収されず、乳化重合等が副反応として併発してしまうおそれがある。 The amount of the surfactant used is not particularly limited, and specifically, it is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0 with respect to the total mass of the radical polymerizable monomer. 0.05 to 8 mass%, more preferably 0.1 to 5 mass%. When the amount of the surfactant used is less than 0.01% by mass, a stable pre-emulsion may not be obtained. When the amount exceeds 10% by mass, the monomer is not absorbed well into the polyorganosiloxane particles, There is a risk that emulsion polymerization or the like may occur as a side reaction.
プレエマルションには、重合開始剤を添加してもよい。ラジカル重合開始剤としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、過酸化水素、過酢酸、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソメトキシ過酸化ベンゾイル、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の過酸化物系開始剤類;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサカルボニトリル、アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)・二塩酸塩、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物類;等を好ましく挙げることができる。これらラジカル重合開始剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。 A polymerization initiator may be added to the pre-emulsion. The radical polymerization initiator is not particularly limited, and specific examples include persulfates such as potassium persulfate, hydrogen peroxide, peracetic acid, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, orthochlorobenzoyl peroxide, orthomethoxy. Benzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, di-t-butyl peroxide, benzoyl peroxide, 1,1-bis (t-butyl Peroxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, peroxide initiators such as t-butyl hydroperoxide; azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexacarbonitrile, azobis (2,4-dimethyl) Valeronitrile), 2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2- Midinopropane) dihydrochloride, 4,4′-azobis (4-cyanopentanoic acid), 2,2′-azobis- (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2 Preferred examples include azo compounds such as 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile); These radical polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
ラジカル重合開始剤の使用量は、上記ラジカル重合性モノマー成分の総質量に対して、0.001質量%〜20質量%とするのが好ましく、より好ましくは0.01質量%〜10質量%、さらに好ましくは0.1質量%〜5質量%である。上記ラジカル重合開始剤の使用量が、0.001質量%未満の場合は、ラジカル重合性モノマーの重合度が上がらないことがある。 The amount of the radical polymerization initiator used is preferably 0.001% by mass to 20% by mass, more preferably 0.01% by mass to 10% by mass, based on the total mass of the radical polymerizable monomer component. More preferably, it is 0.1 mass%-5 mass%. When the amount of the radical polymerization initiator used is less than 0.001% by mass, the degree of polymerization of the radical polymerizable monomer may not increase.
ラジカル重合開始剤は、その一部または全部を、プレエマルションではなく、後の重合の際に反応容器に逐次または一括添加する態様を採用しても構わない。また、モノマーに油溶性の重合開始剤を溶解させてから、これを界面活性剤を溶解させた水に投入して、プレエマルションにすることが好ましい。プレエマルション化に際しては、ホモミキサーや超音波ホモジナイザー等を用いて乳濁状態とすればよい。プレエマルションの固形分濃度は特に限定されないが、20〜60質量%程度が好適である。 A part or all of the radical polymerization initiator may be sequentially or collectively added to the reaction vessel at the time of the subsequent polymerization instead of the pre-emulsion. It is also preferable to dissolve an oil-soluble polymerization initiator in the monomer and then add it to water in which a surfactant is dissolved to form a pre-emulsion. In pre-emulsification, an emulsion state may be obtained using a homomixer or an ultrasonic homogenizer. The solid content concentration of the pre-emulsion is not particularly limited, but is preferably about 20 to 60% by mass.
工程(B)が終了したら、ポリオルガノシロキサン粒子分散液とプレエマルションとを接触させるのであるが、本発明では、両者が接触する前に、あるいは接触後速やかに、ポリオルガノシロキサン粒子を合成する際に用いたアルカリ触媒を中和する必要がある。 When the step (B) is completed, the polyorganosiloxane particle dispersion and the pre-emulsion are brought into contact with each other. In the present invention, the polyorganosiloxane particles are synthesized before or after contact with each other. It is necessary to neutralize the alkali catalyst used in the above.
上記ラジカル重合性モノマーには、重合禁止剤が必須的に追加されている。移送中や保管中に重合してしまうのを防ぐためである。この重合禁止剤が、前記したようにポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)合成時に用いられるアルカリ触媒(アンモニアおよび/またはアミン)と何らかの反応を起こし、有機無機複合微粒子が着色するものと考えられる。予め、モノマーから重合禁止剤を分離除去してから用いることで上記着色を抑制することも可能であるが、蒸留等が必要となって工程が煩雑となる上、その後のモノマーの重合を禁止できなくなるため、配管閉塞等のトラブルが起きやすい。本発明では、アルカリ触媒と重合禁止剤とが併存すると、着色の主要因となることを突き止めたので、工程(B)の後、ポリオルガノシロキサン粒子分散液とプレエマルションとが接触する前に、アルカリ触媒を中和することとしたのである。本発明では、単にアルカリ触媒を中和するという簡便な方法で着色を防止できるため、予め重合禁止剤を分離除去する場合のような上記不都合は起こり得ない。 A polymerization inhibitor is essentially added to the radical polymerizable monomer. This is to prevent polymerization during transfer or storage. This polymerization inhibitor is considered to cause some reaction with the alkali catalyst (ammonia and / or amine) used in the synthesis of the polyorganosiloxane particles (seed particles) as described above, and the organic-inorganic composite fine particles are colored. It is possible to suppress the above coloration by separating and removing the polymerization inhibitor from the monomer in advance, but the distillation becomes necessary and the process becomes complicated, and subsequent polymerization of the monomer can be prohibited. Because it disappears, troubles such as pipe blockage are likely to occur. In the present invention, when an alkali catalyst and a polymerization inhibitor coexist, it has been found that it becomes a main factor of coloring, so after the step (B), before the polyorganosiloxane particle dispersion and the pre-emulsion come into contact, It was decided to neutralize the alkali catalyst. In the present invention, since the coloring can be prevented by a simple method of simply neutralizing the alkali catalyst, the above inconvenience as in the case of separating and removing the polymerization inhibitor in advance cannot occur.
工程(C)では、ポリオルガノシロキサン粒子分散液および/またはプレエマルションに、上記アンモニアおよび/またはアミンを中和するのに必要な酸量のうちの0.75当量以上の酸を添加する。アンモニアおよび/またはアミンが含まれているのはポリオルガノシロキサン粒子分散液であるが、酸を含まないポリオルガノシロキサンと、酸が添加されたプレエマルションが接触すれば、速やかに中和反応が起こるため、酸を添加するのは、ポリオルガノシロキサン粒子分散液とプレエマルションのいずれでもよく、また、両方に添加してもよい。さらに、ポリオルガノシロキサン粒子分散液にプレエマルションを添加した後、速やかに、両者の混合液に酸を添加する方法でも構わない。 In step (C), 0.75 equivalent or more of the acid amount necessary for neutralizing the ammonia and / or amine is added to the polyorganosiloxane particle dispersion and / or pre-emulsion. Ammonia and / or amine is contained in the polyorganosiloxane particle dispersion, but if the polyorganosiloxane containing no acid and the pre-emulsion to which the acid is added come into contact with each other, a neutralization reaction will occur quickly. Therefore, the acid may be added to either the polyorganosiloxane particle dispersion or the pre-emulsion, or to both. Furthermore, after adding a pre-emulsion to a polyorganosiloxane particle dispersion liquid, the method of adding an acid to a liquid mixture of both may be used.
アンモニアおよび/またはアミンを中和するのに必要な酸量(当量)は、ポリオルガノシロキサン粒子分散液中のアンモニアおよびアミンの合計量(当量)、すなわち、ポリオルガノシロキサン粒子合成の際に、混合溶媒へ添加したアンモニアおよびアミンの合計量(当量)から求まる。工程(C)では、この必要な酸量の0.75当量以上を添加する。本発明者等の検討の結果、0.75当量の添加でも、着色防止効果が発現することが明らかとなったからである。この理由は明らかではないが、アンモニアやアミンが工程(A)や重合反応中に揮散しているためではないかと考えられる。逆に、中和に必要な酸量の1当量を超えて添加すると、重合後の反応溶液が酸性に傾き、設備の腐食等の不都合が発生するおそれがある。従って、酸量は1当量以下とすることが好ましい。より好ましい酸の添加量は、中和に必要な酸量の0.8〜0.95当量である。 The amount of acid (equivalent) required to neutralize ammonia and / or amine is the total amount (equivalent) of ammonia and amine in the polyorganosiloxane particle dispersion, that is, mixed during the synthesis of polyorganosiloxane particles. It is obtained from the total amount (equivalent) of ammonia and amine added to the solvent. In the step (C), 0.75 equivalent or more of the necessary acid amount is added. This is because, as a result of the study by the present inventors, it has been clarified that even when 0.75 equivalent is added, the anti-coloring effect is exhibited. The reason for this is not clear, but it is thought that ammonia or amine is volatilized during the step (A) or the polymerization reaction. On the other hand, if it exceeds 1 equivalent of the amount of acid required for neutralization, the reaction solution after polymerization tends to be acidic, and there is a risk that inconveniences such as corrosion of equipment occur. Therefore, the acid amount is preferably 1 equivalent or less. A more preferable amount of acid added is 0.8 to 0.95 equivalent of the amount of acid required for neutralization.
中和に用いることのできる酸としては、硫酸、硝酸、塩酸等の無機酸;ギ酸、シュウ酸、酢酸、クエン酸等の有機酸が挙げられる。作業の安全性や、ステンレス鋼を主とする通常の製造装置の耐食性を考慮すれば、有機酸の方が好ましい。これらの酸は、通常、水溶液の形態でポリオルガノシロキサン粒子分散液および/またはプレエマルション、あるいはこれらの混合液に添加する。 Examples of the acid that can be used for neutralization include inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, and hydrochloric acid; and organic acids such as formic acid, oxalic acid, acetic acid, and citric acid. Considering the safety of work and the corrosion resistance of ordinary production equipment mainly made of stainless steel, organic acids are preferred. These acids are usually added to the polyorganosiloxane particle dispersion and / or pre-emulsion, or a mixture thereof in the form of an aqueous solution.
工程(C)を終えたら、ポリオルガノシロキサン粒子分散液とプレエマルションとを混合し、ポリオルガノシロキサン粒子にラジカル重合性モノマー成分を吸収させる工程(D)を行う。この場合、ポリオルガノシロキサン粒子分散液が入った反応容器にプレエマルションを添加してもよく、プレエマルションが入った反応容器にポリオルガノシロキサン粒子分散液を添加してもよい。添加方法も、一括添加、分割添加、連続滴下等、公知の添加方法が採用可能である。 When the step (C) is completed, the polyorganosiloxane particle dispersion and the pre-emulsion are mixed, and the step (D) is performed in which the polyorganosiloxane particles absorb the radical polymerizable monomer component. In this case, the pre-emulsion may be added to the reaction vessel containing the polyorganosiloxane particle dispersion, or the polyorganosiloxane particle dispersion may be added to the reaction vessel containing the pre-emulsion. As the addition method, known addition methods such as batch addition, divided addition, and continuous dropping can be employed.
吸収工程(D)では、上述のモノマー成分がポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)の構造中に容易に吸収されるように、種々の条件を設定し、その条件のもとで行うことが好ましい。そのような条件としては、上記ポリオルガノシロキサン粒子およびモノマー成分のそれぞれの濃度や、上記ポリオルガノシロキサン粒子とモノマー成分との混合比、混合の処理方法・手段、混合時の温度や時間、混合後の処理方法・手段等が挙げられる。これらの条件は、用いるポリオルガノシロキサン粒子やモノマー成分の種類等に応じて、適宜決定すればよい。なお、吸収工程中に重合反応が起こらないように、また、これらの条件は1種のみを採用しても、2種以上を組み合わせて採用してもよい。 In the absorption step (D), it is preferable to set various conditions so that the above-described monomer component is easily absorbed in the structure of the polyorganosiloxane particles (seed particles), and to perform the process under the conditions. Such conditions include the respective concentrations of the polyorganosiloxane particles and the monomer component, the mixing ratio of the polyorganosiloxane particles and the monomer component, the processing method and means for mixing, the temperature and time at the time of mixing, and after mixing. These processing methods and means are included. These conditions may be appropriately determined according to the type of polyorganosiloxane particles and monomer components used. In order to prevent a polymerization reaction from occurring during the absorption step, these conditions may be used alone or in combination of two or more.
上記吸収工程におけるモノマー成分の使用量は、ポリオルガノシロキサン粒子の質量、すなわち、ポリオルガノシロキサン粒子の合成原料として使用したアルコキシシランの総量に対して、質量比で0.01倍〜100倍とするのが好ましい。上記添加量が0.01倍より少ない場合は、ポリオルガノシロキサン粒子のモノマー成分の吸収量が少ないため、所望の粒子径の複合微粒子が得られなかったり、複合微粒子の機械的特性が損なわれたりするおそれがある。一方、100倍を超える場合は、モノマー成分をポリオルガノシロキサン粒子に完全に吸収させることが困難となり、未吸収のモノマー成分が残存するため、後の重合段階において粒子間の凝集が発生したり、未吸収のモノマー成分がそのまま重合した有機物のみの粒子(複合化されていない粒子)が生成するおそれがある。 The amount of the monomer component used in the absorption step is 0.01 to 100 times in mass ratio with respect to the mass of the polyorganosiloxane particles, that is, the total amount of alkoxysilane used as a synthesis raw material for the polyorganosiloxane particles. Is preferred. If the amount added is less than 0.01 times, the amount of the monomer component of the polyorganosiloxane particles is small, so that composite fine particles having a desired particle diameter cannot be obtained or the mechanical properties of the composite fine particles are impaired. There is a risk. On the other hand, when it exceeds 100 times, it becomes difficult to completely absorb the monomer component into the polyorganosiloxane particles, and the unabsorbed monomer component remains, so that aggregation between particles occurs in the subsequent polymerization stage, There is a possibility that particles of organic matter (uncomplexed particles) in which the unabsorbed monomer component is polymerized as it is may be generated.
この吸収工程(D)において、モノマー成分が吸収されたかどうかの判断は、例えば、モノマーを加える前および吸収工程終了後の粒子径を顕微鏡で観察することにより、容易に判断できる。すなわち、吸収工程終了後の粒子径が、吸収工程前の粒子径に比べて大きくなっていれば、ポリオルガノシロキサン粒子内にモノマー成分が吸収されているものと判断できる。また、吸収させるべきモノマー成分の量から、モノマー成分を全量吸収した後の粒子径がどの程度になるかも計算できるので、吸収工程が終了しているか否かが確認できる。 In this absorption step (D), whether or not the monomer component has been absorbed can be easily determined by, for example, observing the particle diameter with a microscope before adding the monomer and after completion of the absorption step. That is, if the particle diameter after the absorption process is larger than the particle diameter before the absorption process, it can be determined that the monomer component is absorbed in the polyorganosiloxane particles. Further, it can be calculated from the amount of the monomer component to be absorbed how much the particle diameter will be after the entire amount of the monomer component has been absorbed, so it can be confirmed whether or not the absorption step has been completed.
ラジカル重合性モノマーがポリオルガノシロキサン粒子に吸収された後は、ラジカル重合を行う。重合開始剤の全量が既にプレエマルションに添加されている場合は、反応系を不活性ガス雰囲気に置換して、昇温することで重合が始まる。重合開始剤をプレエマルションに添加していない場合は、昇温前および/または後の段階で適宜添加すればよいが、油溶性重合開始剤の全量をモノマーに溶解させてプレエマルション化しておく方が、乳化重合の併発を防止できる点で好ましい。 After the radical polymerizable monomer is absorbed by the polyorganosiloxane particles, radical polymerization is performed. When the entire amount of the polymerization initiator has already been added to the pre-emulsion, the polymerization is started by replacing the reaction system with an inert gas atmosphere and raising the temperature. If the polymerization initiator has not been added to the pre-emulsion, it may be added as appropriate before and / or after the temperature rise, but the pre-emulsion method is performed by dissolving the total amount of the oil-soluble polymerization initiator in the monomer. However, it is preferable in that the simultaneous occurrence of emulsion polymerization can be prevented.
重合温度は、40〜100℃程度が好ましく、50〜80℃がより好ましい。また、重合時間は、5〜600分が好ましく、10〜300分がより好ましい。重合温度が低かったり、重合時間が短いと、重合度が充分に上がらず、複合微粒子の機械的特性が低くなることがある。また、重合温度が高かったり、重合時間が長すぎる場合は、重合中に粒子間の凝集が起こりやすくなるため好ましくない。 The polymerization temperature is preferably about 40 to 100 ° C, more preferably 50 to 80 ° C. The polymerization time is preferably 5 to 600 minutes, more preferably 10 to 300 minutes. If the polymerization temperature is low or the polymerization time is short, the degree of polymerization may not be sufficiently increased, and the mechanical properties of the composite fine particles may be lowered. Further, when the polymerization temperature is high or the polymerization time is too long, aggregation between particles tends to occur during the polymerization, which is not preferable.
本発明の有機無機複合微粒子では、ポリオルガノシロキサン合成時に重合性アルコキシシランを用いることが好ましいが、この場合は、ラジカル重合性モノマーの重合時に、ポリオルガノシロキサンが有するラジカル重合性二重結合とラジカル重合性モノマーのラジカル重合性二重結合とが重合反応するため、ポリオルガノシロキサンの外殻に粒子内部の有機質ポリマーが化学的に連結した有機無機複合微粒子が得られる。非重合性のポリマー粒子をシードとして用いたシード重合により得られた粒子の場合、インキ化したときに、シード粒子が未架橋なため、溶剤に膨潤してインキの粘度が変化したり、塗工後の乾燥に悪影響を与えて、例えば、光拡散シートの物性が損なわれることがある。また、拡散板用樹脂に混合して使用する場合に、未架橋部分の存在によって、耐熱性が不充分で粒子が変形し、所望の光拡散性能が得られないことがある。しかしながら、上記タイプの本発明の有機無機複合粒子では、有機部分と無機部分とが確実に複合しており、未架橋部分も少ないため、上記のような不具合はない。 In the organic / inorganic composite fine particles of the present invention, it is preferable to use a polymerizable alkoxysilane during the synthesis of the polyorganosiloxane. In this case, the radical polymerizable double bond and radicals possessed by the polyorganosiloxane are used during the polymerization of the radical polymerizable monomer. Since the radically polymerizable double bond of the polymerizable monomer undergoes a polymerization reaction, organic-inorganic composite fine particles in which the organic polymer inside the particle is chemically connected to the outer shell of the polyorganosiloxane are obtained. In the case of particles obtained by seed polymerization using non-polymerizable polymer particles as seeds, the seed particles are uncrosslinked when converted to ink, so that they swell in the solvent and change the viscosity of the ink. For example, the physical properties of the light diffusing sheet may be impaired by adversely affecting the subsequent drying. In addition, when mixed with a diffusion plate resin, the presence of an uncrosslinked portion may result in insufficient heat resistance and deformation of the particles, and the desired light diffusion performance may not be obtained. However, in the organic-inorganic composite particles of the present invention of the above type, the organic portion and the inorganic portion are surely combined and there are few uncrosslinked portions, so there is no such inconvenience.
本発明の有機無機複合微粒子の質量平均粒子径は、2〜30μmが好ましい。なお、機械的特性や光学特性は、無機質成分、有機質成分の含有比、あるいは、使用するモノマー成分の種類や量等を調整することにより、各種用途に応じて所望の特性を有するように設計することができる。 The mass average particle diameter of the organic-inorganic composite fine particles of the present invention is preferably 2 to 30 μm. The mechanical characteristics and optical characteristics are designed to have desired characteristics according to various applications by adjusting the content ratio of the inorganic component and the organic component, or the type and amount of the monomer component to be used. be able to.
以下に、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、以下では、便宜上、「質量部」を単に「部」と記すことがある。また、「質量%」を「%」と記すことがある。まず、本発明の実施例において記載する測定値の定義、測定方法、評価基準について以下に示す。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples. Hereinafter, for convenience, “parts by mass” may be simply referred to as “parts”. In addition, “mass%” may be written as “%”. First, definitions of measurement values, measurement methods, and evaluation criteria described in the examples of the present invention are shown below.
[粒子径の測定]
下記実験例で得られた粒子0.03gを、1%界面活性剤水溶液(第一工業製薬株式会社製;「ハイテノールN−08」;「ハイテノール」は登録商標)5mlに分散させた後、精密粒度分布測定装置(ベックマン・コールター社製;「コールターマルチサイザーII」)を用いて、有機無機複合微粒子の質量平均粒子径の測定を行った。なお、シード粒子については、シード粒子液0.3gを上記1%界面活性剤水溶液5mlに分散させた後、数中位径を測定した。
[Measurement of particle size]
After 0.03 g of the particles obtained in the following experimental example were dispersed in 5 ml of a 1% surfactant aqueous solution (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .; “Hitenol N-08”; “Hitenol” is a registered trademark) The mass average particle size of the organic-inorganic composite fine particles was measured using a precision particle size distribution analyzer (Beckman Coulter, Inc .; “Coulter Multisizer II”). Regarding the seed particles, 0.3 g of the seed particle solution was dispersed in 5 ml of the 1% surfactant aqueous solution, and then the number median diameter was measured.
[b*値の測定]
乾燥後の有機無機複合微粒子5gを精秤し、同じく精秤したメタノール10gが入った50mlのスクリュー管に、複合微粒子を加えた。タッチミキサー(井内盛栄堂社製(現アズワン);「HM−10」)を用いて微粒子を分散させ、色差計(日本電色社製;型式「SE−2000」)の測定部に置いて測定する。測定は3回行い、平均値を求めた。
[B * value measurement]
5 g of the organic / inorganic composite fine particles after drying was precisely weighed, and the composite fine particles were added to a 50 ml screw tube containing 10 g of methanol that was also precisely weighed. Fine particles are dispersed using a touch mixer (manufactured by Inoue Seieido (currently ASONE); “HM-10”), and placed in the measuring section of a color difference meter (manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd .; model “SE-2000”). To do. The measurement was performed 3 times, and the average value was obtained.
実施例1
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、超純水700部、メタノール300部および25%アンモニア水3.29部を混合した溶液を入れ、撹拌した。撹拌を継続しながら、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製;「KBM−503」)110部を滴下口から添加して、ポリオルガノシロキサン粒子を合成した。この段階で粒子径(数中位径)を測定したところ4.3μmであった。撹拌を継続しながら、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを173部追加し、さらに反応を続けて粒子を成長させ、反応開始から2時間後に、数中位径5.7μmのポリオルガノシロキサン粒子の分散液を得た。
Example 1
A solution obtained by mixing 700 parts of ultrapure water, 300 parts of methanol and 3.29 parts of 25% aqueous ammonia was put into a four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer, and a dripping port, and stirred. While continuing stirring, 110 parts of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .; “KBM-503”) was added from the dropping port to synthesize polyorganosiloxane particles. The particle diameter (number median diameter) was measured at this stage to be 4.3 μm. While continuing stirring, 173 parts of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane was added, and the reaction was further continued to grow particles. After 2 hours from the start of the reaction, polyorganosiloxane particles having a median diameter of several 5.7 μm A dispersion was obtained.
メチルメタクリレート225部、エチレングリコールジメタクリレート75部を混合し、この混合物に、2,2’−(2,4−ジメチルバレロニトリル)6.6部を溶解した。この混合物と、イオン交換水240部、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩1.5部を混合した後、ホモミキサー(プライミクス社製;「T.K.ホモミクサーMARKII」)を用いて8000回転で5分間撹拌し、プレエマルションを調製した。なお、重合禁止剤であるハイドロキノンモノメチルエーテルは、メチルメタクリレートには15ppm、エチレングリコールジメタクリレートには100ppm含まれていた。 225 parts of methyl methacrylate and 75 parts of ethylene glycol dimethacrylate were mixed, and 6.6 parts of 2,2 '-(2,4-dimethylvaleronitrile) was dissolved in this mixture. This mixture was mixed with 240 parts of ion-exchanged water and 1.5 parts of polyoxyethylene distyrylphenyl ether sulfate ammonium salt, and then mixed with 8000 using a homomixer (manufactured by Primix; “TK Homomixer MARKII”). A pre-emulsion was prepared by stirring for 5 minutes on rotation. The polymerization inhibitor hydroquinone monomethyl ether contained 15 ppm in methyl methacrylate and 100 ppm in ethylene glycol dimethacrylate.
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、上記プレエマルションを全量投入して撹拌した。このフラスコへ、96%硫酸0.08部をイオン交換水430部で希釈した希硫酸を投入し、続いて、上記ポリオルガノシロキサン粒子分散液を55部投入した。投入後、90分間撹拌を継続し、シード粒子にプレエマルションを吸収させた。吸収時の温度は23℃であった。 The whole amount of the pre-emulsion was charged into a four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer, and a dripping port and stirred. Dilute sulfuric acid obtained by diluting 0.08 part of 96% sulfuric acid with 430 parts of ion-exchanged water was added to the flask, and then 55 parts of the polyorganosiloxane particle dispersion was added. After the addition, stirring was continued for 90 minutes to allow the seed particles to absorb the pre-emulsion. The temperature at the time of absorption was 23 ° C.
プレエマルション吸収終了後にイオン交換水を520部追加して、60℃まで昇温し、窒素ガス雰囲気下、重合反応を行った。重合開始による発熱ピーク確認後、75℃で2時間熟成し、質量平均粒子径19.3μmの有機無機複合微粒子を得た。濾紙にて固液分離後、80℃の熱風乾燥機で2時間乾燥した後、ラボ・ジェットミル(日本ニューマチック工業社製)で解砕して、乾燥粒子を得た。得られた粒子の質量平均粒子径は20μmであった。また、この粒子のb*値は、1.69であった。 After completion of preemulsion absorption, 520 parts of ion-exchanged water was added, the temperature was raised to 60 ° C., and a polymerization reaction was performed in a nitrogen gas atmosphere. After confirming the exothermic peak due to the initiation of polymerization, the mixture was aged at 75 ° C. for 2 hours to obtain organic-inorganic composite fine particles having a mass average particle diameter of 19.3 μm. After solid-liquid separation with a filter paper, drying was performed with a hot air dryer at 80 ° C. for 2 hours, and then pulverized with a lab jet mill (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.) to obtain dry particles. The mass average particle diameter of the obtained particles was 20 μm. The b * value of this particle was 1.69.
比較例1
硫酸を用いない以外は、実施例1と同様にして、乾燥した有機無機複合微粒子を得た。得られた粒子の質量平均粒子径は20μmであった。また、この粒子のb*値は、2.76であった。
Comparative Example 1
Dry organic-inorganic composite fine particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that sulfuric acid was not used. The mass average particle diameter of the obtained particles was 20 μm. The b * value of this particle was 2.76.
実施例2
スチレン200部と、「DVB−570」(新日鐵化学社製;ジビニルベンゼン57%、エチルビニルベンゼン39%、その他4%)100部とを混合し、この混合物に2,2’−(2,4−ジメチルバレロニトリル)6.6部を溶解させた。得られた混合物と、イオン交換水240部、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩1.5部を混合した後、ホモミキサーを用いて8000回転で5分間撹拌し、プレエマルションを調製した。なお、重合禁止剤である4−t−ブチルカテコールは、スチレンには30ppm、DVB−570には1000ppm含まれていた。
Example 2
200 parts of styrene and 100 parts of “DVB-570” (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd .; 57% divinylbenzene, 39% ethylvinylbenzene, and 4% other) were mixed, and 2,2 ′-(2 , 4-dimethylvaleronitrile) 6.6 parts. The obtained mixture was mixed with 240 parts of ion exchange water and 1.5 parts of polyoxyethylene distyryl phenyl ether sulfate ammonium salt, and then stirred at 8000 rpm for 5 minutes using a homomixer to prepare a pre-emulsion. . In addition, 4-t-butylcatechol which is a polymerization inhibitor was contained in styrene at 30 ppm and DVB-570 at 1000 ppm.
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、シュウ酸無水物0.456部をイオン交換水10部に溶解させた水溶液を投入し、続いて、実施例1で得られたポリオルガノシロキサン分散液を330部投入した。投入後、240分間撹拌を継続し、シード粒子にプレエマルションを吸収させた。吸収時の温度は23℃であった。 An aqueous solution in which 0.456 parts of oxalic anhydride was dissolved in 10 parts of ion-exchanged water was added to a four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer, and a dropping port, and subsequently obtained in Example 1. 330 parts of polyorganosiloxane dispersion was added. After the addition, stirring was continued for 240 minutes to allow the preemulsion to be absorbed by the seed particles. The temperature at the time of absorption was 23 ° C.
プレエマルション吸収終了後にイオン交換水を220部追加して、60℃まで昇温し、窒素ガス雰囲気下、重合反応を行った。重合開始による発熱ピーク確認後、75℃で2時間熟成し、有機無機複合微粒子を得た。濾紙にて固液分離後、80℃の熱風乾燥機で2時間乾燥した後、ラボ・ジェットミルで解砕して、乾燥粒子を得た。得られた粒子の質量平均粒子径は10.3μmであった。また、この粒子のb*値は、4.78であった。 After completion of pre-emulsion absorption, 220 parts of ion-exchanged water was added, the temperature was raised to 60 ° C., and a polymerization reaction was performed in a nitrogen gas atmosphere. After confirming the exothermic peak due to the initiation of polymerization, the mixture was aged at 75 ° C. for 2 hours to obtain organic-inorganic composite fine particles. After solid-liquid separation with filter paper, it was dried with a hot air dryer at 80 ° C. for 2 hours and then crushed with a lab jet mill to obtain dry particles. The mass average particle diameter of the obtained particles was 10.3 μm. The b * value of the particles was 4.78.
比較例2
シュウ酸水溶液を用いなかった以外は実施例2と同様にして、有機無機複合微粒子を得た。この粒子のb*値は、10.74であった。
Comparative Example 2
Organic-inorganic composite fine particles were obtained in the same manner as in Example 2 except that the oxalic acid aqueous solution was not used. The b * value of this particle was 10.74.
本発明では、着色が少ない有機無機複合微粒子を提供することができた。この複合微粒子は、光拡散板の光拡散層や反射板の反射層、光拡散シートの光拡散層、集光層等を形成する際に用いることができる。 In the present invention, it was possible to provide organic-inorganic composite fine particles with little coloring. The composite fine particles can be used when forming a light diffusion layer of a light diffusion plate, a reflection layer of a reflection plate, a light diffusion layer of a light diffusion sheet, a light collection layer, or the like.
Claims (4)
水と親水性有機溶剤とを混合し、アンモニアおよび/またはアミンを加えてアルカリ性にした溶媒中で、アルコキシシランの加水分解縮合反応を行って、ポリオルガノシロキサン粒子分散液を合成する工程、
カテコール系重合禁止剤を含んだラジカル重合性モノマー成分をプレエマルション化する工程、
上記ポリオルガノシロキサン粒子分散液および/またはプレエマルションに、上記アンモニアおよび/またはアミンを中和するのに必要な酸量のうちの0.75当量以上の酸を添加する工程、
酸添加後に、ポリオルガノシロキサン粒子分散液とプレエマルションとを混合し、ポリオルガノシロキサン粒子にラジカル重合性モノマー成分を吸収させる工程、
ラジカル重合性モノマーを重合する工程を含むことを特徴とする有機無機複合微粒子の製造方法。 A method for synthesizing the organic-inorganic composite fine particles according to claim 1,
A step of synthesizing a polyorganosiloxane particle dispersion by mixing water and a hydrophilic organic solvent and hydrolyzing the alkoxysilane in a solvent made alkaline by adding ammonia and / or an amine,
A step of pre-emulsifying a radical polymerizable monomer component containing a catechol polymerization inhibitor;
Adding 0.75 equivalent or more of the acid amount necessary for neutralizing the ammonia and / or amine to the polyorganosiloxane particle dispersion and / or pre-emulsion;
A step of mixing the polyorganosiloxane particle dispersion and the pre-emulsion after the acid addition, and absorbing the radical polymerizable monomer component into the polyorganosiloxane particles;
The manufacturing method of the organic inorganic composite fine particle characterized by including the process of superposing | polymerizing a radically polymerizable monomer.
水と親水性有機溶剤とを混合し、アンモニアおよび/またはアミンを加えてアルカリ性にした溶媒中で、アルコキシシランの加水分解縮合反応を行って、ポリオルガノシロキサン粒子分散液を合成する工程、
カテコール系重合禁止剤を含まず、キノン系重合禁止剤を含んだラジカル重合性モノマー成分をプレエマルション化する工程、
上記ポリオルガノシロキサン粒子分散液および/またはプレエマルションに、上記アンモニアおよび/またはアミンを中和するのに必要な酸量のうちの0.75当量以上の酸を添加する工程、
酸添加後に、ポリオルガノシロキサン粒子分散液とプレエマルションとを混合し、ポリオルガノシロキサン粒子にラジカル重合性モノマー成分を吸収させる工程、
ラジカル重合性モノマーを重合する工程を含むことを特徴とする有機無機複合微粒子の製造方法。 A method for synthesizing the organic-inorganic composite fine particles according to claim 2,
A step of synthesizing a polyorganosiloxane particle dispersion by mixing water and a hydrophilic organic solvent and hydrolyzing the alkoxysilane in a solvent made alkaline by adding ammonia and / or an amine,
A step of pre-emulsifying a radical polymerizable monomer component containing a quinone polymerization inhibitor without containing a catechol polymerization inhibitor;
Adding 0.75 equivalent or more of the acid amount necessary for neutralizing the ammonia and / or amine to the polyorganosiloxane particle dispersion and / or pre-emulsion;
A step of mixing the polyorganosiloxane particle dispersion and the pre-emulsion after the acid addition, and absorbing the radical polymerizable monomer component into the polyorganosiloxane particles;
The manufacturing method of the organic inorganic composite fine particle characterized by including the process of superposing | polymerizing a radically polymerizable monomer.
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