JP5399886B2 - Method for producing hollow inorganic particles, and hollow inorganic particles - Google Patents

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Description

本発明は、中空部に無機粒子が存在する中空無機粒子の製造方法、及び中空無機粒子に関する。   The present invention relates to a method for producing hollow inorganic particles in which inorganic particles are present in the hollow part, and hollow inorganic particles.

無機粒子は、各種樹脂材料のフィラーとして広く用いられている。近年、無機粒子の中でも、光拡散用のフィラーとして用いられる中空無機粒子を合成する方法が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1では、外殻部と外殻部に接して中心に向かって凸部を形成する内殻部とを有する中空無機粒子が開示されている。この中空無機粒子は、シリカ複合重合体粒子を焼成することで得られている。シリカ複合重合体粒子は、水性コロイダルシリカを出発原料として、重合性ビニル系モノマー由来の重合体部分を形成し、その後、ポリアルコキシシロキサンオリゴマーの重合によりポリアルコキシシロキサン部分を形成することで製造されている。   Inorganic particles are widely used as fillers for various resin materials. In recent years, a method for synthesizing hollow inorganic particles used as a light diffusion filler among inorganic particles has been proposed (see Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a hollow inorganic particle having an outer shell part and an inner shell part that is in contact with the outer shell part and forms a convex part toward the center. The hollow inorganic particles are obtained by firing silica composite polymer particles. Silica composite polymer particles are produced by forming a polymer portion derived from a polymerizable vinyl monomer using aqueous colloidal silica as a starting material, and then forming a polyalkoxysiloxane portion by polymerization of a polyalkoxysiloxane oligomer. Yes.

国際公開2007/037202号パンフレットInternational Publication No. 2007-037202 Pamphlet

本発明は、中空部に無機粒子が存在する中空無機粒子を、オルガノアルコキシシランを出発原料として製造することができることを見出すことでなされたものである。本発明の目的は、中空部に無機粒子が存在する中空無機粒子の製造方法及び中空無機粒子を提供することにある。   This invention is made | formed by discovering that the hollow inorganic particle in which an inorganic particle exists in a hollow part can be manufactured from organoalkoxysilane as a starting material. The objective of this invention is providing the manufacturing method and hollow inorganic particle of a hollow inorganic particle in which an inorganic particle exists in a hollow part.

上記の目的を達成するために請求項1に記載の発明は、オルガノアルコキシシランを含む第1単量体を重合させることにより、液滴状態の第1重合体を含む第1粒子を形成する第1粒子形成工程と、前記第1粒子に対して、ビニルアルコキシシラン以外のビニル系単量体を含む第2単量体を乳化状態で接触させることにより、前記第1粒子に前記第2単量体を吸収させた第2粒子を形成する第2粒子形成工程と、前記第2粒子に吸収させた前記第2単量体を重合させることにより、重合体粒子を形成する重合工程と、ポリオルガノシロキサン被膜を前記重合体粒子に形成することで、被覆重合体粒子を得る被覆工程と、前記被覆重合体粒子を焼成する焼成工程とを含むことを要旨とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the first monomer containing the first polymer in the droplet state is formed by polymerizing the first monomer containing the organoalkoxysilane. A second monomer containing a vinyl monomer other than vinylalkoxysilane is brought into contact with the first particle in the emulsified state with respect to the first particle and the second particle. A second particle forming step of forming second particles having absorbed the body, a polymerization step of forming polymer particles by polymerizing the second monomer absorbed by the second particles, and a polyorgano The gist is to include a coating step of obtaining coated polymer particles by forming a siloxane film on the polymer particles, and a firing step of firing the coated polymer particles.

この方法によれば、焼成工程により、被覆重合体粒子に含まれる有機成分が除去される。このとき、ポリオルガノシロキサン被膜から無機成分の外殻が形成される。ここで、第2単量体から生成した重合体には、ビニルアルコキシシラン以外のビニル系単量体から生成したビニル系重合体が含まれている。主としてビニル系重合体に含まれる有機成分が、除去されることで、中空部が形成される。またこのとき、中空無機粒子の内部には、第1単量体に由来する無機粒子が形成される。   According to this method, the organic component contained in the coated polymer particles is removed by the firing step. At this time, an outer shell of an inorganic component is formed from the polyorganosiloxane film. Here, the polymer produced from the second monomer includes a vinyl polymer produced from a vinyl monomer other than vinylalkoxysilane. A hollow portion is formed by removing organic components mainly contained in the vinyl polymer. At this time, inorganic particles derived from the first monomer are formed inside the hollow inorganic particles.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の中空無機粒子の製造方法において、前記被覆工程が、前記重合体粒子の分散液と前記ポリオルガノシロキサン被膜の原料としてのオルガノアルコキシシランとの混合液において前記オルガノアルコキシシランを塩基性触媒の存在下で加水分解及び縮合させる工程であるとともに、前記重合体粒子の分散液は、前記重合工程において重合反応を行うことで得られた分散液であることを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the method for producing hollow inorganic particles according to the first aspect, the coating step includes a dispersion of the polymer particles and an organoalkoxysilane as a raw material for the polyorganosiloxane coating. In the mixed solution, the organoalkoxysilane is hydrolyzed and condensed in the presence of a basic catalyst, and the dispersion of the polymer particles is a dispersion obtained by performing a polymerization reaction in the polymerization step. It is a summary.

この方法によれば、重合体粒子を重合工程で得られた分散液として被覆工程に供することで、重合体粒子の分散性が維持されやすくなるため、得られる被覆重合体粒子の凝集が抑制されるようになる。   According to this method, the polymer particles are subjected to the coating step as a dispersion obtained in the polymerization step, so that the dispersibility of the polymer particles can be easily maintained, so that aggregation of the resulting coated polymer particles is suppressed. Become so.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の中空無機粒子の製造方法において、前記被覆工程が、前記ポリオルガノシロキサン被膜の原料としてのオルガノアルコキシシランを塩基性触媒の存在下で加水分解及び縮合させることで、オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を生成させるとともに前記重合体粒子の外面に前記オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を付着させる第1段階と、前記縮合を進行させることで前記オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を固化させる第2段階とを含むことを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the method for producing hollow inorganic particles according to the first or second aspect, the coating step comprises using an organoalkoxysilane as a raw material for the polyorganosiloxane coating in the presence of a basic catalyst. Hydrolyzing and condensing under the first stage to form droplets of the organoalkoxysilane condensate and to attach the droplets of the organoalkoxysilane condensate to the outer surface of the polymer particles, and the condensation proceeds And the second stage of solidifying the droplets of the organoalkoxysilane condensate.

この方法によれば、第1段階において、ポリオルガノシロキサンの液滴を重合体粒子に付着させることで、ポリオルガノシロキサンの固体微粒子の生成が抑制される。この状態で第2段階を実施することで、ポリオルガノシロキサンの固体微粒子の生成を抑制しながら、ポリオルガノシロキサン被膜を形成することができるようになる。   According to this method, in the first stage, the formation of solid polyorganosiloxane particles is suppressed by attaching the polyorganosiloxane droplets to the polymer particles. By carrying out the second stage in this state, it becomes possible to form a polyorganosiloxane film while suppressing the formation of solid fine particles of polyorganosiloxane.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の中空無機粒子の製造方法において、前記被覆工程において、前記第1段階における前記塩基性触媒の添加量が、前記ポリオルガノシロキサン被膜の原料としてのオルガノアルコキシシランの1モルに対して0.015モル以下とされることを要旨とする。   Invention of Claim 4 is a manufacturing method of the hollow inorganic particle of Claim 3, WHEREIN: In the said coating process, the addition amount of the said basic catalyst in the said 1st step is a raw material of the said polyorganosiloxane film. The content is 0.015 mol or less per 1 mol of the organoalkoxysilane.

この方法によれば、ポリオルガノシロキサンの固体微粒子が生成されることを顕著に抑制することができるようになる。
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の製造方法により得られた中空無機粒子であって、中空部に、前記第1単量体に由来する無機粒子が存在してなることを要旨とする。
According to this method, it is possible to significantly suppress the formation of polyorganosiloxane solid fine particles.
Invention of Claim 5 is a hollow inorganic particle obtained by the manufacturing method as described in any one of Claim 1 to 4, Comprising: It originates in a hollow part from the said 1st monomer. The gist is that inorganic particles exist.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の中空無機粒子において、外殻により、前記中空部が閉塞されていることを要旨とする。
請求項7に記載の発明は、請求項5に記載の中空無機粒子において、外殻の外面が、前記中空部に連通する開口を有していることを要旨とする。
The gist of the invention according to claim 6 is that, in the hollow inorganic particles according to claim 5, the hollow portion is closed by the outer shell.
The gist of the invention according to claim 7 is that, in the hollow inorganic particles according to claim 5, the outer surface of the outer shell has an opening communicating with the hollow portion.

上記の方法によれば、請求項5から請求項7に記載の中空無機粒子を得ることができるようになる。   According to said method, the hollow inorganic particle of Claims 5-7 can be obtained.

本発明によれば、中空部に無機粒子が存在する中空無機粒子の製造方法及び中空無機粒子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method and hollow inorganic particle of a hollow inorganic particle in which an inorganic particle exists in a hollow part can be provided.

外殻により閉塞されている中空無機粒子を示す光学顕微鏡写真。The optical micrograph which shows the hollow inorganic particle obstruct | occluded by the outer shell. (a)及び(b)は、外殻により閉塞されている中空無機粒子を示す電子顕微鏡写真。(A) And (b) is an electron micrograph which shows the hollow inorganic particle obstruct | occluded by the outer shell. (a)及び(b)は、外殻により閉塞されている中空無機粒子の断面構造を示す電子顕微鏡写真。(A) And (b) is an electron micrograph which shows the cross-sectional structure of the hollow inorganic particle obstruct | occluded by the outer shell. (a)及び(b)は、外殻により閉塞されている中空無機粒子の断面構造を示す電子顕微鏡写真。(A) And (b) is an electron micrograph which shows the cross-sectional structure of the hollow inorganic particle obstruct | occluded by the outer shell. (a)及び(b)は、外殻に開口を有する中空無機粒子を示す電子顕微鏡写真。(A) And (b) is an electron micrograph which shows the hollow inorganic particle which has opening in an outer shell. (a)及び(b)は、外殻により閉塞されている中空無機粒子であって、被覆工程(第1段階)の条件を変更した一例を示す電子顕微鏡写真。(A) And (b) is a hollow inorganic particle obstruct | occluded by the outer shell, Comprising: The electron micrograph which shows an example which changed the conditions of the coating | coated process (1st step).

以下、本発明を具体化した実施形態について詳細に説明する。
本実施形態の中空無機粒子の製造方法は、重合体粒子に、ポリオルガノシロキサン被膜を形成することで被覆重合体粒子を得る被覆工程と、その被覆重合体粒子を焼成する焼成工程とを含む。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described in detail.
The method for producing hollow inorganic particles of the present embodiment includes a coating step of obtaining coated polymer particles by forming a polyorganosiloxane film on the polymer particles, and a firing step of firing the coated polymer particles.

重合体粒子は、液滴状態の第1重合体を含む第1粒子を形成する第1粒子形成工程と、第1粒子に第2単量体を吸収させた第2粒子を形成する第2粒子形成工程と、第2粒子に吸収させた第2単量体を重合させる重合工程とを通じて製造される。   The polymer particles include a first particle forming step for forming first particles including the first polymer in a droplet state, and second particles for forming second particles in which the second monomer is absorbed by the first particles. It is manufactured through a forming step and a polymerization step in which the second monomer absorbed in the second particles is polymerized.

第1粒子形成工程では、オルガノアルコキシシランを含む第1単量体を重合させる。オルガノアルコキシシランとしては、下記一般式(1)及び一般式(2)から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。   In the first particle forming step, the first monomer containing organoalkoxysilane is polymerized. Examples of the organoalkoxysilane include at least one selected from the following general formula (1) and general formula (2).

−Si−(OR4−n ・・・(1)
一般式(1)中、Rは非加水分解性基であって、炭素数1〜20のアルキル基、(メタ)アクリロイルオキシ基若しくはエポキシ基を有する炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、炭素数6〜20のアリール基、又は、炭素数7〜20のアラルキル基を示し、Rは炭素数1〜6のアルキル基を示し、nは1又は2の整数を示し、Rが複数ある場合、各Rは互いに同一であっても異なっていてもよく、各ORは互いに同一であっても異なっていてもよい。
R 1 n —Si— (OR 2 ) 4-n (1)
In the general formula (1), R 1 is a non-hydrolyzable group, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, (meth) acrylic alkyl group having 1 to 20 carbon atoms having acryloyloxy group or epoxy group, the carbon number An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 or 2 When there are a plurality of R 1 s , each R 1 may be the same as or different from each other, and each OR 2 may be the same as or different from each other.

Si−(OR ・・・(2)
一般式(2)中、Rは炭素数1〜6のアルキル基を示し、各ORは互いに同一であっても異なっていてもよい。
Si- (OR 3 ) 4 (2)
In General Formula (2), R 3 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and each OR 3 may be the same as or different from each other.

第1粒子形成工程では、オルガノアルコキシシランを含む第1単量体を水性溶媒に溶解した後に、塩基性触媒を加えて、水性溶媒中にてオルガノアルコキシシランを加水分解及び縮合させる。   In the first particle forming step, after dissolving the first monomer containing the organoalkoxysilane in an aqueous solvent, a basic catalyst is added to hydrolyze and condense the organoalkoxysilane in the aqueous solvent.

水性溶媒としては、水と水混和性有機溶剤との混合溶媒、又は水が挙げられる。水混和性有機溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の低級アルコール類、アセトン、ジメチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル等のエーテル類等が挙げられる。これら水混和性有機溶剤は、単独で水と混合してもよいし、二種以上を組み合わせて水と混合してもよい。   Examples of the aqueous solvent include a mixed solvent of water and a water-miscible organic solvent, or water. Examples of the water-miscible organic solvent include lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ketones such as acetone, dimethyl ketone and methyl ethyl ketone, and ethers such as diethyl ether and dipropyl ether. These water-miscible organic solvents may be mixed with water alone or in combination of two or more.

加水分解及び縮合のための塩基性触媒としては、アンモニア及びアミンの少なくとも一方が挙げられる。アミンとしては、例えばモノメチルアミン、ジメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン等が挙げられる。こうした塩基性触媒は、単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。触媒の中でも、毒性が少なく、粒子から除去することが容易であり、かつ安価であるという観点から、アンモニアが好適である。   The basic catalyst for hydrolysis and condensation includes at least one of ammonia and amine. Examples of the amine include monomethylamine, dimethylamine, monoethylamine, diethylamine, and ethylenediamine. These basic catalysts may be used alone or in combination of two or more. Among the catalysts, ammonia is preferable from the viewpoint of low toxicity, easy removal from the particles, and low cost.

塩基性触媒を用いた加水分解及び縮合の反応形態は、混合均一系反応又は二層系反応が挙げられる。混合均一系反応は、オルガノアルコキシシランを含む第1単量体及び塩基性触媒を水性溶媒に溶解した後に、その溶液を撹拌しながら、加水分解及び縮合を行う反応である。この混合均一系反応において、反応開始時のpHは、好ましくは9.7〜11.7、より好ましくは9.7〜11.2である。そして、反応開始時のpHよりも例えば0.7〜1.5の範囲で低下するまで、反応を進行させる。反応終了時のpHは、例えば9.0〜11.0の範囲である。混合均一系反応における反応温度は、例えばオルガノアルコキシシランの種類に応じて適宜設定されるが、例えば0〜50℃の範囲であることが好適である。   Examples of the reaction form of hydrolysis and condensation using a basic catalyst include a mixed homogeneous reaction or a two-layer reaction. The mixed homogeneous reaction is a reaction in which after the first monomer containing the organoalkoxysilane and the basic catalyst are dissolved in an aqueous solvent, the solution is stirred and hydrolyzed and condensed. In this mixed homogeneous reaction, the pH at the start of the reaction is preferably 9.7 to 11.7, more preferably 9.7 to 11.2. And reaction is advanced until it falls in the range of 0.7-1.5 rather than pH at the time of reaction start. The pH at the end of the reaction is, for example, in the range of 9.0 to 11.0. The reaction temperature in the mixed homogeneous reaction is appropriately set according to, for example, the type of organoalkoxysilane, but is preferably in the range of 0 to 50 ° C, for example.

二層系反応においては、比重(23℃)が1以下であるオルガノアルコキシシランが原料として用いられる。二層系反応は、オルガノアルコキシシランと、塩基性触媒を溶解した水性溶液とから形成される二層の状態を保持しながら、オルガノアルコキシシランと水性溶液との界面においてオルガノアルコキシシランを加水分解及び縮合させる。このとき、二層の状態を維持する範囲で撹拌してもよい。塩基性触媒の添加量は、特に制限はないが、下層のpHが例えば9.0〜12.0の範囲になる添加量とすることが好ましい。こうした二層系反応により、上層のオルガノアルコキシシランが加水分解されて下層に移行し、同下層においてポリオルガノシロキサン微粒子が生成する。二層系反応における反応温度は、例えばオルガノアルコキシシランの種類に応じて適宜設定されるが、例えば0〜50℃の範囲が好適である。   In the two-layer reaction, an organoalkoxysilane having a specific gravity (23 ° C.) of 1 or less is used as a raw material. In the two-layer reaction, the organoalkoxysilane is hydrolyzed at the interface between the organoalkoxysilane and the aqueous solution while maintaining the two-layer state formed from the organoalkoxysilane and the aqueous solution in which the basic catalyst is dissolved. Allow to condense. At this time, you may stir in the range which maintains the state of two layers. The addition amount of the basic catalyst is not particularly limited, but it is preferable to set the addition amount so that the pH of the lower layer is in the range of, for example, 9.0 to 12.0. By such a two-layer reaction, the upper organoalkoxysilane is hydrolyzed and transferred to the lower layer, and polyorganosiloxane fine particles are generated in the lower layer. Although the reaction temperature in a two-layer system reaction is suitably set according to the kind of organoalkoxysilane, for example, the range of 0-50 degreeC is suitable, for example.

以上のように、オルガノアルコキシシランを含む第1単量体を加水分解及び縮合させることで、第1粒子の分散液が得られる。第1粒子には液滴状態のポリオルガノシロキサンが含まれている。   As described above, a dispersion of the first particles can be obtained by hydrolyzing and condensing the first monomer containing the organoalkoxysilane. The first particles contain polyorganosiloxane in a droplet state.

なお、第1単量体には、オルガノアルコキシシラン以外の単量体が含まれていてもよい。オルガノアルコキシシラン以外の単量体としては、例えばビニル系単量体(但し、上記ビニルアルコキシシランを除く。)が挙げられる。   The first monomer may contain a monomer other than the organoalkoxysilane. As a monomer other than the organoalkoxysilane, for example, a vinyl monomer (however, excluding the above vinylalkoxysilane) may be mentioned.

第1単量体中におけるオルガノアルコキシシランの含有量は、第1単量体の全体のモル量に対して、好ましくは50モル%以上であり、より好ましくは60モル%以上であり、さらに好ましくは70モル%以上である。第1粒子の平均粒子径は、例えば0.1〜100μmの範囲であることが好ましい。   The content of the organoalkoxysilane in the first monomer is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, even more preferably relative to the total molar amount of the first monomer. Is 70 mol% or more. The average particle diameter of the first particles is preferably in the range of 0.1 to 100 μm, for example.

第2粒子形成工程では、第1粒子に対して、ビニル系単量体を含む第2単量体を乳化状態で接触させる。こうした第2単量体は、水中油滴型エマルションの油滴を形成することが可能なものである。   In the second particle forming step, a second monomer containing a vinyl monomer is brought into contact with the first particle in an emulsified state. Such a second monomer is capable of forming oil droplets of an oil-in-water emulsion.

ビニルアルコキシシラン以外のビニル系単量体は、重合工程で重合された後に、焼成工程により大部分が除去されることで、中空無機粒子の中空部を形成する。ビニルアルコキシシラン以外のビニル系単量体は、被覆重合体粒子を形成するに際して被膜の基材となる重合体、すなわち固体状の重合体を形成可能であれば特に限定されない。ビニルアルコキシシラン以外のビニル系単量体としては、例えば芳香族ビニル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、及びビニルエステル系単量体が挙げられる。なお、(メタ)アクリル酸エステル系単量体は、アクリル酸エステル系単量体と、メタクリル酸エステル系単量体とを示している。   A vinyl monomer other than vinylalkoxysilane is polymerized in the polymerization step, and then, most of the vinyl monomer is removed by the firing step, thereby forming hollow portions of the hollow inorganic particles. The vinyl monomer other than vinylalkoxysilane is not particularly limited as long as it can form a polymer that becomes a base material of the coating when forming the coated polymer particles, that is, a solid polymer. Examples of vinyl monomers other than vinylalkoxysilane include aromatic vinyl monomers, (meth) acrylic acid ester monomers, and vinyl ester monomers. In addition, the (meth) acrylic acid ester monomer indicates an acrylic acid ester monomer and a methacrylic acid ester monomer.

芳香族ビニル系単量体としては、例えばスチレン、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、及びp−エチルスチレンが挙げられる。   Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, vinyl toluene, α-chlorostyrene, o-chlorostyrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, and p-ethylstyrene.

(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−アミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、及びγ−ヒドロキシプロピルアクリレート、並びに、これらアクリル酸エステル系単量体に対応するメタクリル酸エステル単量体が挙げられる。   Examples of (meth) acrylic acid ester monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, β-hydroxyethyl acrylate, β-aminoethyl acrylate, N , N-dimethylaminoethyl acrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, and methacrylate monomers corresponding to these acrylate monomers.

上記ビニル系単量体としては、重合体粒子を焼成する焼成工程において、ビニル系単量体を由来とする有機成分を除去しやすいという観点から、単官能のビニル系単量体好ましい。すなわち、多官能のビニル系単量体を用いた場合、重合度の高い重合体が形成されやすくなるため、有機成分の除去が困難となるおそれがある。   The vinyl monomer is preferably a monofunctional vinyl monomer from the viewpoint of easy removal of an organic component derived from the vinyl monomer in the firing step of firing the polymer particles. That is, when a polyfunctional vinyl monomer is used, a polymer having a high degree of polymerization is likely to be formed, and thus it may be difficult to remove the organic component.

なお、多官能のビニル系単量体としては、例えば多価アルコールの(メタ)アクリレート類、及びジビニル系単量体が挙げられる。多価アルコールの(メタ)アクリレート類としては、例えばエチレングリコールジアクリレート、グリセリンジアクリレート、グリセリントリアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、グリセリントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、及びポリエチレングリコールジメタクリレートが挙げられる。ジビニル系単量体としては、例えばジビニルベンゼン、ジビニルキシレン、及びジビニルナフタレンが挙げられる。   Examples of the polyfunctional vinyl monomer include (meth) acrylates of polyhydric alcohols and divinyl monomers. Examples of polyhydric alcohol (meth) acrylates include ethylene glycol diacrylate, glycerol diacrylate, glycerol triacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, glycerol dimethacrylate, glycerol trimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, and polyethylene glycol dimethacrylate. Is mentioned. Examples of the divinyl monomer include divinylbenzene, divinylxylene, and divinylnaphthalene.

これらのビニル系単量体は、単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、第2単量体には、上記ビニル系単量体以外の単量体が含まれていてもよい。ビニル系単量体以外の単量体としては、例えば上記オルガノアルコキシシランが挙げられる。第2単量体中における上記ビニル系単量体の含有量は、好ましくは50モル%以上であり、より好ましくは60モル%以上であり、さらに好ましくは70モル%以上である。   These vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more. The second monomer may contain a monomer other than the vinyl monomer. Examples of the monomer other than the vinyl monomer include the above organoalkoxysilane. The content of the vinyl monomer in the second monomer is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, and further preferably 70 mol% or more.

第2単量体の添加量は、特に限定されない。ビニルアルコキシシラン以外のビニル系単量体の添加量としては、第1単量体として添加したオルガノアルコキシシラン100質量部に対して、好ましくは0.1〜5000質量部、より好ましくは1〜3000質量部となる範囲である。   The amount of the second monomer added is not particularly limited. As addition amount of vinyl-type monomers other than vinyl alkoxysilane, Preferably it is 0.1-5000 mass parts with respect to 100 mass parts of organoalkoxysilane added as a 1st monomer, More preferably, it is 1-3000. It is a range that becomes a mass part.

第2単量体は、乳化剤とともに水性分散媒に分散することで、乳化状態とされる。水性分散媒としては、水と水混和性有機溶剤との混合溶媒、又は水が挙げられる。水混和性有機溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の低級アルコール類、アセトン、ジメチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル等のエーテル類等が挙げられる。これら水混和性有機溶剤は、単独で水と混合してもよいし、二種以上を組み合わせて水と混合してもよい。   A 2nd monomer is made into an emulsified state by disperse | distributing to an aqueous dispersion medium with an emulsifier. Examples of the aqueous dispersion medium include a mixed solvent of water and a water-miscible organic solvent, or water. Examples of the water-miscible organic solvent include lower alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ketones such as acetone, dimethyl ketone and methyl ethyl ketone, and ethers such as diethyl ether and dipropyl ether. These water-miscible organic solvents may be mixed with water alone or in combination of two or more.

乳化剤は、第2単量体を水中油滴型エマルションの油相とする乳化剤を、例えばHLB値(親水性親油性バランス値)を指標として適宜選択して用いることができる。乳化剤としては、例えば炭素数6〜30のアルキル基を有するアルキル硫酸塩が好適に使用される。アルキル硫酸塩の塩としては、カリウム塩、ナトリウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。乳化剤の配合量は、第1単量体100質量部に対して、好ましくは100質量部以下、より好ましくは50重量部以下である。乳化剤の配合量が単量体100質量部に対して100質量部を超える場合、第1単量体が第1粒子に吸収され難くなるおそれがある。   As the emulsifier, an emulsifier having the second monomer as the oil phase of the oil-in-water emulsion can be appropriately selected and used, for example, using the HLB value (hydrophilic / lipophilic balance value) as an index. As the emulsifier, for example, an alkyl sulfate having an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms is preferably used. Examples of the alkyl sulfate salt include potassium salt, sodium salt, ammonium salt and the like. The amount of the emulsifier is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the first monomer. When the compounding quantity of an emulsifier exceeds 100 mass parts with respect to 100 mass parts of monomers, there exists a possibility that a 1st monomer may become difficult to be absorbed by 1st particle | grains.

本実施形態では、第2単量体に含まれるビニル系単量体のラジカル重合を開始するラジカル重合開始剤とともに乳化状態とされる。ラジカル重合開始剤の種類は、特に限定されず、例えば2,2′−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系重合開始剤、過酸化ベンゾイル等の過酸化物が挙げられる。このラジカル重合開始剤の添加量は、単量体1モルに対して、好ましくは0.001〜20モル、より好ましくは0.01〜10モルの範囲である。   In the present embodiment, the emulsion is brought into an emulsified state together with a radical polymerization initiator that initiates radical polymerization of the vinyl monomer contained in the second monomer. The type of radical polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include azo polymerization initiators such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and peroxides such as benzoyl peroxide. The addition amount of this radical polymerization initiator is preferably in the range of 0.001 to 20 mol, more preferably 0.01 to 10 mol with respect to 1 mol of the monomer.

第2単量体を乳化状態にするには、例えばホモジナイザー等の撹拌機を用いて第2単量体、水性分散媒、乳化剤、及びラジカル重合開始剤を混合することで得られる。こうして得られた水中油滴型エマルションと第1粒子とを混合することにより、乳化状態の第2単量体を第1粒子に接触させる。   In order to make the second monomer into an emulsified state, for example, it is obtained by mixing the second monomer, the aqueous dispersion medium, the emulsifier, and the radical polymerization initiator using a stirrer such as a homogenizer. The oil-in-water emulsion thus obtained and the first particles are mixed to bring the emulsified second monomer into contact with the first particles.

このようにして第1粒子に第2単量体が吸収されることで第2粒子が形成される。すなわち、第1粒子がシード粒子となって第2粒子が成長する。得られた第2粒子の分散液では、粒子径測定において、第1粒子よりも粒子径の大きい第2粒子が確認されるようになる。   In this way, the second particles are formed by absorbing the second monomer into the first particles. That is, the first particles become seed particles and the second particles grow. In the obtained dispersion liquid of the second particles, second particles having a particle diameter larger than that of the first particles are confirmed in the particle diameter measurement.

第2粒子形成工程において第2単量体を吸収させる時間は、24時間未満であることが好ましい。吸収させる時間が24時間を超える場合、生産性の低下を招き、かつ、第2粒子の安定性が低下する結果、凝集したり粒度分布が多分散になったりするおそれがある。   The time for absorbing the second monomer in the second particle forming step is preferably less than 24 hours. When the absorption time exceeds 24 hours, the productivity is lowered, and the stability of the second particles is lowered. As a result, the particles may be aggregated or the particle size distribution may be polydispersed.

続いて、重合工程においては、第2粒子の分散液をラジカル重合開始剤の種類に応じて所定の温度まで加熱することでビニル系単量体のラジカル重合反応を開始させる。こうしたラジカル重合反応により、重合体粒子の分散液が得られる。   Subsequently, in the polymerization step, the radical polymerization reaction of the vinyl monomer is started by heating the dispersion of the second particles to a predetermined temperature according to the type of the radical polymerization initiator. By such radical polymerization reaction, a dispersion of polymer particles is obtained.

重合体粒子の平均粒子径は、例えば0.1〜200μmの範囲であって、同重合体粒子のCV値は、好ましくは15%以下の範囲である。CV値(粒度分布の変動係数)は、下式により求められる。   The average particle diameter of the polymer particles is, for example, in the range of 0.1 to 200 μm, and the CV value of the polymer particles is preferably in the range of 15% or less. The CV value (variation coefficient of the particle size distribution) is obtained by the following equation.

CV値(%)={[粒子径の標準偏差(μm)]/[平均粒子径(μm)]}×100
被覆工程では、重合体粒子にポリオルガノシロキサン被膜を形成する。ポリオルガノシロキサン被膜は、その原料としてのオルガノアルコキシシランを塩基性触媒の存在下で加水分解及び縮合により形成することができる。オルガノアルコキシシランとしては、上記一般式(1)及び一般式(2)から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。塩基性触媒としては、アンモニア及びアミンの少なくとも一方が挙げられる。アミンとしては、例えばモノメチルアミン、ジメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン等が挙げられる。こうした塩基性触媒は、単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。触媒の中でも、毒性が少なく、粒子から除去することが容易であり、かつ安価であるという観点から、アンモニアが好適である。
CV value (%) = {[standard deviation of particle diameter (μm)] / [average particle diameter (μm)]} × 100
In the coating step, a polyorganosiloxane film is formed on the polymer particles. The polyorganosiloxane film can be formed by hydrolysis and condensation of organoalkoxysilane as a raw material in the presence of a basic catalyst. Examples of the organoalkoxysilane include at least one selected from the above general formula (1) and general formula (2). The basic catalyst includes at least one of ammonia and amine. Examples of the amine include monomethylamine, dimethylamine, monoethylamine, diethylamine, and ethylenediamine. These basic catalysts may be used alone or in combination of two or more. Among the catalysts, ammonia is preferable from the viewpoint of low toxicity, easy removal from the particles, and low cost.

被覆工程では、重合体粒子、オルガノアルコキシシラン、及び塩基性触媒を水性分散媒中で混合する。被覆工程は、撹拌機を用いて撹拌しながら行うことが好ましい。被覆工程における反応条件は、オルガノアルコキシシランの反応条件に応じて適宜設定される。重合体粒子は、粉体として被覆工程に供されてもよいし、重合体粒子の分散液として被覆工程に供されてもよい。ここで、重合体粒子を上記の重合工程で得られた分散液として供することで、重合体粒子の分散性が維持されやすくなるため、得られる被覆重合体粒子の凝集が抑制されるようになる。   In the coating step, polymer particles, organoalkoxysilane, and basic catalyst are mixed in an aqueous dispersion medium. The coating step is preferably performed while stirring using a stirrer. The reaction conditions in the coating step are appropriately set according to the reaction conditions of the organoalkoxysilane. The polymer particles may be subjected to a coating process as a powder, or may be subjected to a coating process as a dispersion of polymer particles. Here, by providing the polymer particles as a dispersion obtained in the above polymerization step, the dispersibility of the polymer particles is easily maintained, and thus aggregation of the resulting coated polymer particles is suppressed. .

こうした被覆工程においては、ポリオルガノシロキサンの一部が、重合体粒子に付着せずに、ポリオルガノシロキサンの固体微粒子を生成することがある。こうした固体微粒子の生成量が増すと、被覆重合体粒子の歩留まりを低下させたり、被覆重合体粒子の分級操作を煩雑にしたりするおそれがある。この点、被覆工程は、重合体粒子の外面にポリオルガノシロキサンの液滴を付着させる第1段階と、ポリオルガノシロキサンの液滴を固化させる第2段階とを含むことが好ましい。第1段階では、オルガノアルコキシシランを塩基性触媒の存在下で加水分解及び縮合させることで、オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を生成させる。こうした液滴を重合体粒子に付着させることで、第1段階では、ポリオルガノシロキサンの固体微粒子の生成が抑制される。そして、第2段階において、オルガノアルコキシシラン縮合物の縮合を進行させる。これにより、重合体粒子の外面ではオルガノアルコキシシラン縮合物が固化され、ポリオルガノシロキサン被膜となる。   In such a coating process, a part of the polyorganosiloxane may not adhere to the polymer particles, and solid organopolysiloxane fine particles may be generated. If the amount of such solid fine particles generated increases, the yield of the coated polymer particles may be reduced, and the classification operation of the coated polymer particles may be complicated. In this regard, the coating step preferably includes a first stage in which the polyorganosiloxane droplets adhere to the outer surface of the polymer particles and a second stage in which the polyorganosiloxane droplets are solidified. In the first step, the organoalkoxysilane is hydrolyzed and condensed in the presence of a basic catalyst to form droplets of the organoalkoxysilane condensate. By attaching such droplets to the polymer particles, the formation of solid fine particles of polyorganosiloxane is suppressed in the first stage. In the second stage, the condensation of the organoalkoxysilane condensate proceeds. Thereby, the organoalkoxysilane condensate is solidified on the outer surface of the polymer particles to form a polyorganosiloxane film.

第1段階では、オルガノアルコキシシランの縮合反応の条件を緩和させることで、オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を形成する。こうした液滴は、塩基性触媒の添加量を所定量以下に設定することで容易に形成される。第1段階における塩基性触媒の添加量は、ポリオルガノシロキサンの固体微粒子の生成を抑制するという観点から、ポリオルガノシロキサン被膜の原料としてのオルガノアルコキシシランの1モルに対して0.015モル以下とされることが好ましい。すなわち、第1段階における塩基性触媒の添加量が前記オルガノアルコキシシランの1モルに対して0.015モルを超える場合には、オルガノアルコキシシランの縮合が短時間で進行しやすくなる結果、重合体粒子の外面に付着せずに、固体微粒子を生成するポリオルガノシロキサンの量が増すことになる。なお、第1段階における塩基性触媒の添加量の下限は、オルガノアルコキシシランの1モルに対して0.0001モル以上とされることが好ましい。   In the first stage, droplets of the organoalkoxysilane condensate are formed by relaxing the conditions for the condensation reaction of the organoalkoxysilane. Such droplets are easily formed by setting the addition amount of the basic catalyst to a predetermined amount or less. The addition amount of the basic catalyst in the first stage is 0.015 mol or less with respect to 1 mol of the organoalkoxysilane as a raw material of the polyorganosiloxane film from the viewpoint of suppressing the formation of polyorganosiloxane solid fine particles. It is preferred that That is, when the addition amount of the basic catalyst in the first stage exceeds 0.015 mol with respect to 1 mol of the organoalkoxysilane, the condensation of the organoalkoxysilane easily proceeds in a short time. The amount of polyorganosiloxane that produces solid particulates without increasing on the outer surface of the particles will increase. In addition, it is preferable that the minimum of the addition amount of the basic catalyst in a 1st step shall be 0.0001 mol or more with respect to 1 mol of organoalkoxysilane.

第2段階における塩基性触媒の添加量は、特に限定されないが、ポリオルガノシロキサン被膜の原料としてのオルガノアルコキシシランの1モルに対して、好ましくは0.1〜10.0モルである。第2段階における塩基性触媒の添加量が前記オルガノアルコキシシランの1モルに対して、0.1モル未満の場合、被膜の形成される時間が長くなる傾向にあるため、被覆工程の時間短縮が困難となるおそれがある。一方、第2段階における塩基性触媒の添加量が前記オルガノアルコキシシランの1モルに対して、10.0モルを超える場合、特に製造上には問題はないが、過剰な添加は無駄が生じることになる。   The addition amount of the basic catalyst in the second stage is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10.0 mol with respect to 1 mol of the organoalkoxysilane as a raw material for the polyorganosiloxane coating. When the addition amount of the basic catalyst in the second stage is less than 0.1 mol with respect to 1 mol of the organoalkoxysilane, the time during which the coating is formed tends to be long, so that the coating process time can be shortened. May be difficult. On the other hand, when the addition amount of the basic catalyst in the second stage exceeds 10.0 mol with respect to 1 mol of the organoalkoxysilane, there is no problem in production, but excessive addition causes waste. become.

得られた被覆重合体粒子は、必要に応じて洗浄される。洗浄工程においては、被覆重合体粒子と分散媒とを分離した後に、その被覆重合体粒子を水性分散媒等により洗浄する。洗浄された被覆重合体粒子は、乾燥されることで粉体とされる。   The resulting coated polymer particles are washed as necessary. In the washing step, after the coated polymer particles and the dispersion medium are separated, the coated polymer particles are washed with an aqueous dispersion medium or the like. The washed coated polymer particles are dried to form a powder.

被覆重合体粒子の平均粒子径は、例えば0.1〜200μmの範囲であって、同被覆重合体粒子のCV値は、好ましくは15%以下の範囲である。CV値(粒度分布の変動係数)は、上述した式により求められる。   The average particle diameter of the coated polymer particles is, for example, in the range of 0.1 to 200 μm, and the CV value of the coated polymer particles is preferably in the range of 15% or less. The CV value (variation coefficient of the particle size distribution) is obtained by the above-described formula.

次に、被覆重合体粒子は、焼成工程に供される。焼成工程では、被覆重合体粒子を焼成炉内で焼成することで、被覆重合体粒子に含まれる有機成分を除去する。これにより、中空無機粒子が得られる。中空無機粒子の外殻は、被覆工程で形成したポリオルガノシロキサン被膜から形成される。中空無機粒子の中空部は、第2単量体に含まれていたビニル系単量体に基づく重合体が主として除去されることで形成される。さらに、中空粒子の内部には、第1単量体に由来する無機粒子が形成される。すなわち、第1単量体に含有するオルガノアルコキシシランを由来としてシリカ粒子が形成される。   Next, the coated polymer particles are subjected to a firing step. In the baking step, the coated polymer particles are baked in a baking furnace to remove organic components contained in the coated polymer particles. Thereby, hollow inorganic particles are obtained. The outer shell of the hollow inorganic particles is formed from a polyorganosiloxane film formed in the coating process. The hollow part of the hollow inorganic particles is formed by mainly removing the polymer based on the vinyl monomer contained in the second monomer. Furthermore, inorganic particles derived from the first monomer are formed inside the hollow particles. That is, silica particles are formed from the organoalkoxysilane contained in the first monomer.

焼成工程において、焼成炉内の雰囲気は、空気下であってもよいし、窒素、アルゴン等の不活性ガスにより酸素濃度を調整した雰囲気であってもよい。焼成の温度は、有機成分の分解温度に応じて、例えば200℃〜1000℃の範囲で設定される。焼成時間は、例えば3〜100時間の範囲で設定される。   In the firing step, the atmosphere in the firing furnace may be in the air or an atmosphere in which the oxygen concentration is adjusted with an inert gas such as nitrogen or argon. The firing temperature is set, for example, in the range of 200 ° C. to 1000 ° C. according to the decomposition temperature of the organic component. The firing time is set in the range of 3 to 100 hours, for example.

ここで、上記の被覆工程における条件等を変更することで、中空無機粒子の外殻の状態を変化させることができる。例えば、ポリオルガノシロキサン被膜の厚みを調整することで、外殻により中空部を閉塞させたり、外殻の外面に中空部と連通する開口を形成したりすることもできる。外殻に開口を有する中空無機粒子では、その開口が第1単量体に由来する無機粒子の粒径よりも小さいことで、同無機粒子が中空部において可動な状態で存在する場合であっても同無機粒子は中空部に保持される。また例えば、外殻に開口を有する中空無機粒子において、その開口が第1単量体に由来する無機粒子の粒径よりも大きい場合、同無機粒子が外殻と連結していることで、無機粒子は中空部に保持される。また、被覆工程において撹拌状態等を調整することで、中空部が偏倚した中空無機粒子を得ることもできる。   Here, the state of the outer shell of the hollow inorganic particles can be changed by changing the conditions in the coating step. For example, by adjusting the thickness of the polyorganosiloxane coating, the hollow portion can be closed by the outer shell, or an opening communicating with the hollow portion can be formed on the outer surface of the outer shell. In the case of hollow inorganic particles having an opening in the outer shell, the opening is smaller than the particle size of the inorganic particles derived from the first monomer, so that the inorganic particles exist in a movable state in the hollow part. The inorganic particles are held in the hollow part. Further, for example, in the hollow inorganic particles having an opening in the outer shell, when the opening is larger than the particle size of the inorganic particles derived from the first monomer, the inorganic particles are connected to the outer shell, The particles are held in the hollow part. Moreover, the hollow inorganic particle in which the hollow part was biased can also be obtained by adjusting a stirring state etc. in a coating | coated process.

得られた中空無機粒子の平均粒子径は、例えば0.1〜200μmの範囲であって、同中空無機粒子のCV値は、好ましくは15%以下の範囲である。CV値(粒度分布の変動係数)は、上述した式により求められる。   The average particle diameter of the obtained hollow inorganic particles is, for example, in the range of 0.1 to 200 μm, and the CV value of the hollow inorganic particles is preferably in the range of 15% or less. The CV value (variation coefficient of the particle size distribution) is obtained by the above-described formula.

このようにして得られた中空無機粒子の用途は、特に限定されない。中空無機粒子は、例えば、液晶表示装置のスペーサ、フィラー、セラミックス原料等として好適に用いられる。中空無機粒子は、樹脂材料に配合されることで、樹脂材料に光拡散性を付与することができるため、光拡散用のフィラーとして好適に用いることができる。中空無機粒子は、中空構造に基づいて、断熱性向上、軽量化、多孔質化、低誘電率化等の機能を発揮させる機能性フィラーとして用いることができる。   The use of the hollow inorganic particles thus obtained is not particularly limited. The hollow inorganic particles are suitably used, for example, as spacers, fillers, ceramic raw materials, etc. for liquid crystal display devices. Since the hollow inorganic particles can be imparted with light diffusibility to the resin material by being blended with the resin material, the hollow inorganic particles can be suitably used as a filler for light diffusion. The hollow inorganic particles can be used as a functional filler that exhibits functions such as improvement of heat insulation, weight reduction, porosity, and low dielectric constant based on the hollow structure.

以上詳述した本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
(1)ポリオルガノシロキサン被膜を重合体粒子に形成することで、被覆重合体粒子を得る被覆工程と、被覆重合体粒子を焼成する焼成工程とを含むことで、中空部に無機粒子が存在する中空無機粒子を製造することができる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects are exhibited.
(1) By forming a polyorganosiloxane film on polymer particles, a coating step for obtaining coated polymer particles and a firing step for firing the coated polymer particles include inorganic particles in the hollow portion. Hollow inorganic particles can be produced.

(2)重合体粒子を重合工程で得られた分散液として被覆工程に供することで、重合体粒子の分散性が維持されやすくなるため、得られる被覆重合体粒子の凝集が抑制されるようになる。これにより、中空無機粒子の歩留まりを向上させることが容易となる。   (2) By subjecting the polymer particles to the coating step as a dispersion obtained in the polymerization step, the dispersibility of the polymer particles is easily maintained, so that aggregation of the resulting coated polymer particles is suppressed. Become. Thereby, it becomes easy to improve the yield of the hollow inorganic particles.

(3)被覆工程においては、ポリオルガノシロキサンの一部が、重合体粒子に付着せずに、ポリオルガノシロキサンの固体微粒子を生成することがある。この点、第1段階において、オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を重合体粒子に付着させることで、ポリオルガノシロキサンの固体微粒子の生成が抑制される。この状態で第2段階を実施することで、上記固体微粒子の生成を抑制しながら、ポリオルガノシロキサン被膜を形成することができるようになる。   (3) In the coating step, a part of the polyorganosiloxane may not adhere to the polymer particles, and may produce polyorganosiloxane solid fine particles. In this regard, in the first step, the formation of polyorganosiloxane solid fine particles is suppressed by attaching droplets of the organoalkoxysilane condensate to the polymer particles. By carrying out the second stage in this state, it becomes possible to form a polyorganosiloxane film while suppressing the formation of the solid fine particles.

(4)重合体粒子の外面において、固化途中のポリオルガノシロキサンに、オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴が付着すると、その液滴が突状をなして固化されることで、ポリオルガノシロキサン被膜の外面の平滑性が低下すると考えられる。この点、第1及び第2段階を含む被覆工程では、第1段階でオルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を重合体粒子に付着させ、第2段階で、その液滴を固化させている。このため、重合体粒子の外面において液滴の固化がより均一に進行すると推測され、その結果、ポリオルガノシロキサン被膜外面の平滑性を高めることができるようになる。   (4) When the droplets of the organoalkoxysilane condensate adhere to the polyorganosiloxane that is being solidified on the outer surface of the polymer particles, the droplets are solidified in a protruding shape, so that the polyorganosiloxane film It is considered that the smoothness of the outer surface is lowered. In this regard, in the coating step including the first and second stages, droplets of the organoalkoxysilane condensate are attached to the polymer particles in the first stage, and the droplets are solidified in the second stage. For this reason, it is presumed that the solidification of the droplets proceeds more uniformly on the outer surface of the polymer particles, and as a result, the smoothness of the outer surface of the polyorganosiloxane film can be improved.

(5)第1段階における塩基性触媒の添加量が、ポリオルガノシロキサン被膜の原料としてのオルガノアルコキシシランの1モルに対して0.015モル以下とされることで、ポリオルガノシロキサンの固体微粒子が生成されることを顕著に抑制することができるようになる。   (5) The addition amount of the basic catalyst in the first stage is 0.015 mol or less with respect to 1 mol of the organoalkoxysilane as the raw material of the polyorganosiloxane film, so that the solid fine particles of the polyorganosiloxane are reduced. Generation | occurrence | production can be suppressed notably.

(6)上記の中空無機粒子の製造方法によれば、外殻により中空部を閉塞させた中空無機粒子、及び外殻の外面に中空部と連通する開口を有する中空無機粒子を得ることができる。   (6) According to the above-described method for producing hollow inorganic particles, hollow inorganic particles in which the hollow portion is closed by the outer shell, and hollow inorganic particles having an opening communicating with the hollow portion on the outer surface of the outer shell can be obtained. .

なお、前記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・第1単量体又は第2単量体に、分散剤、着色剤等の添加剤を含有させてもよい。すなわち、第1重合体又は第2重合体に、分散剤、着色剤等の添加剤が含有されていてもよい。
The embodiment may be modified as follows.
-You may make the 1st monomer or the 2nd monomer contain additives, such as a dispersing agent and a coloring agent. That is, additives such as a dispersant and a colorant may be contained in the first polymer or the second polymer.

・被覆工程を複数回繰り返すことで、多層構造のポリオルガノシロキサン被膜を形成してもよい。
・ポリオルガノシロキサン被膜には、着色剤等の添加剤が含有されていてもよい。被覆工程において、着色剤等の添加剤とともにポリオルガノシロキサン被膜を形成させることで、ポリオルガノシロキサン被膜を形成してもよい。
-A polyorganosiloxane film having a multilayer structure may be formed by repeating the coating step a plurality of times.
-The polyorganosiloxane film may contain additives such as colorants. In the coating step, the polyorganosiloxane film may be formed by forming a polyorganosiloxane film together with an additive such as a colorant.

・被覆工程において、オルガノアルコキシシランを重合体粒子の分散液に例えば滴下することで、オルガノアルコキシシランの所定量を反応系に徐々に添加してもよい。
・焼成工程において、温度、時間等の条件を調整することで、例えば第2単量体に由来する有機成分を完全に除去せずに有機成分の一部を残留させた中空無機粒子を得ることもできる。
In the coating step, a predetermined amount of organoalkoxysilane may be gradually added to the reaction system by dropping, for example, organoalkoxysilane into the dispersion of polymer particles.
In the firing step, by adjusting conditions such as temperature and time, for example, to obtain hollow inorganic particles in which a part of the organic component remains without completely removing the organic component derived from the second monomer You can also.

上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
(イ)外殻により、中空部が閉塞されているとともに、中空部に無機粒子が存在してなる中空無機粒子。
The technical idea that can be grasped from the above embodiment will be described below.
(A) Hollow inorganic particles in which a hollow portion is closed by an outer shell and inorganic particles are present in the hollow portion.

(ロ)前記無機粒子が前記外殻と連結している上記(イ)に記載の中空無機粒子。
(ハ)前記無機粒子が前記中空部で可動な状態で存在する上記(イ)に記載の中空無機粒子。
(B) The hollow inorganic particle according to (a), wherein the inorganic particle is connected to the outer shell.
(C) The hollow inorganic particles according to (a), wherein the inorganic particles exist in a movable state in the hollow part.

上記の中空無機粒子は、例えば、光拡散性の付与、断熱性向上、軽量化、多孔質化、低誘電率化等の機能を発揮させる機能性フィラーとして用いることができる。   The hollow inorganic particles can be used, for example, as a functional filler that exhibits functions such as imparting light diffusibility, improving heat insulation, reducing weight, making it porous, and reducing the dielectric constant.

次に、実施例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
(実施例1:外殻により閉塞されている中空無機粒子の製造)
<第1粒子形成工程>
1リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水500gを入れた後に、そのセパラブルフラスコを40℃に調整した恒温槽内に設置した。次に、イオン交換水を撹拌羽根により撹拌しながら、オルガノアルコキシシラン(第1単量体)としてのビニルトリメトキシシラン25gを加えて1時間撹拌した。続いて、1規定のアンモニア水5.0mlを塩基性触媒として加えた後に、更に15分間撹拌することにより、第1粒子分散液を得た。なお、第1粒子分散液は、混合均一系反応によって調製されている。
Next, the embodiment will be described more specifically with reference to examples.
(Example 1: Production of hollow inorganic particles closed by outer shell)
<First particle forming step>
After putting 500 g of ion-exchanged water into a 1-liter glass separable flask, the separable flask was placed in a thermostat adjusted to 40 ° C. Next, 25 g of vinyltrimethoxysilane as organoalkoxysilane (first monomer) was added while stirring the ion-exchanged water with a stirring blade, followed by stirring for 1 hour. Subsequently, after adding 5.0 ml of 1N aqueous ammonia as a basic catalyst, the mixture was further stirred for 15 minutes to obtain a first particle dispersion. The first particle dispersion is prepared by a mixed homogeneous reaction.

<第2粒子形成工程>
第2単量体を乳化状態とした乳化液(O/W型エマルション)を調製した。この乳化液は、2リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水750gを入れた後、アクリル系単量体(第2単量体)としてのメタクリル酸メチル250gに、ラジカル重合開始剤としての2,2′−アゾビス(イソブチロニトリル)2.5gを溶解させた溶液と、乳化剤としての20質量%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液7.3gとを加え、ホモジナイザーにて3分間撹拌することにより調製した。次に、乳化液の入った上記セパラブルフラスコを、30℃に調整した恒温槽内に設置した後、乳化液を撹拌羽根により撹拌しながら、同乳化液に上記第1粒子分散液の全量を加えた。これにより、第1粒子にはメタクリル酸メチルが吸収されることで、第1粒子の膨潤とともに第2粒子の形成が開始される。そして恒温槽を30℃に保持した状態で1時間撹拌することにより、第2粒子分散液を得た。
<Second particle forming step>
An emulsion (O / W emulsion) in which the second monomer was emulsified was prepared. This emulsified liquid was charged with 750 g of ion-exchanged water in a 2 liter glass separable flask, and then added to 250 g of methyl methacrylate as an acrylic monomer (second monomer) as a radical polymerization initiator. A solution in which 2.5 g of 2,2'-azobis (isobutyronitrile) was dissolved and 7.3 g of a 20% by mass aqueous ammonium dodecyl sulfate solution as an emulsifier were added, and the mixture was stirred for 3 minutes with a homogenizer. Next, after the separable flask containing the emulsion is placed in a thermostatic chamber adjusted to 30 ° C., the total amount of the first particle dispersion is added to the emulsion while stirring the emulsion with a stirring blade. added. Thereby, the formation of the second particles is started together with the swelling of the first particles because the first particles absorb methyl methacrylate. And the 2nd particle dispersion liquid was obtained by stirring for 1 hour in the state which maintained the thermostat at 30 degreeC.

<重合工程>
第2粒子分散液の撹拌を継続した状態で、恒温槽を70℃に昇温することにより、第2粒子に含まれるメタクリル酸メチルのラジカル重合反応を開始した。恒温槽を70℃に保持するとともに5時間撹拌を継続することにより、重合体粒子分散液を得た。次に、撹拌を停止するとともに恒温槽による加温を停止することで、ラジカル重合反応を停止した。得られた重合体粒子の平均粒子径をベックマンコールター社製のコールターカウンター、商品名“マルチサイザーIII”にて測定したところ、1.09μmであった。また、得られた重合体粒子のCV値は、10.1%であった。
<Polymerization process>
With the second particle dispersion kept stirring, the thermostatic bath was heated to 70 ° C. to initiate radical polymerization reaction of methyl methacrylate contained in the second particles. By maintaining the thermostat at 70 ° C. and continuing stirring for 5 hours, a polymer particle dispersion was obtained. Next, the radical polymerization reaction was stopped by stopping the stirring and stopping the heating in the thermostatic bath. The average particle size of the polymer particles obtained was 1.09 μm as measured with a Coulter counter manufactured by Beckman Coulter, Inc., trade name “Multisizer III”. Further, the CV value of the obtained polymer particles was 10.1%.

<被覆工程(第1段階)>
2リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水800gを入れた後に、そのセパラブルフラスコを30℃に調整した恒温槽内に設置した。次に、イオン交換水を撹拌羽根により撹拌しながら、メチルトリメトキシシラン100gを加えて3時間撹拌した。続いて、上記重合体粒子分散液200gを加えた後、5分間撹拌して重合体粒子を系中に均一に分散させた。続いて、1規定のアンモニア水1.0mlを塩基性触媒として加えて90分間撹拌することで、重合体粒子の外面に、オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を付着させた。
<Coating process (first stage)>
After putting 800 g of ion-exchanged water into a 2 liter glass separable flask, the separable flask was placed in a thermostatic chamber adjusted to 30 ° C. Next, 100 g of methyltrimethoxysilane was added and stirred for 3 hours while ion-exchanged water was stirred with a stirring blade. Subsequently, 200 g of the polymer particle dispersion liquid was added, and the mixture was stirred for 5 minutes to uniformly disperse the polymer particles in the system. Subsequently, 1.0 ml of 1N ammonia water was added as a basic catalyst and stirred for 90 minutes, whereby droplets of the organoalkoxysilane condensate were adhered to the outer surface of the polymer particles.

<被覆工程(第2段階)>
次に、25質量%のアンモニア水100gとイオン交換水400gの混合溶液を加えて12時間撹拌することで、オルガノアルコキシシラン縮合物の縮合を進行させた。これにより、オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を固化することで、被覆重合体粒子の分散液を得た。
<Coating process (second stage)>
Next, a mixed solution of 100 g of 25% by mass of ammonia water and 400 g of ion-exchanged water was added and stirred for 12 hours, thereby proceeding with the condensation of the organoalkoxysilane condensate. Thereby, a dispersion of coated polymer particles was obtained by solidifying the droplets of the organoalkoxysilane condensate.

<洗浄工程>
洗浄工程においては、得られたポリオルガノシロキサン被覆重合体粒子と分散媒とを遠心分離機によって分離した後、上澄みを捨て、さらにメタノールを加えることにより被覆重合体粒子を再分散させた。この操作を3回繰り返すことにより、被覆重合体粒子の洗浄を行い、最後にメタノールを除去した。次に、被覆重合体粒子をオーブンで120℃にて1時間乾燥処理を行うことにより、被覆重合体粒子を粉体として得た。被覆重合体粒子の平均粒子径は1.92μmであり、CV値は6.9%であった。
<Washing process>
In the washing step, the obtained polyorganosiloxane-coated polymer particles and the dispersion medium were separated by a centrifugal separator, the supernatant was discarded, and methanol was added to re-disperse the coated polymer particles. By repeating this operation three times, the coated polymer particles were washed, and finally methanol was removed. Next, the coated polymer particles were dried in an oven at 120 ° C. for 1 hour to obtain coated polymer particles as a powder. The average particle diameter of the coated polymer particles was 1.92 μm, and the CV value was 6.9%.

<焼成工程>
得られた被覆重合体粒子を箱形電気炉内に入れ、500℃に昇温した後、32時間保持した。この焼成工程により、被覆重合体粒子中の有機成分を除去した。その後、電気炉内の温度を室温まで降温して中空無機粒子を得た。中空無機粒子の平均粒子径は1.59μmであり、CV値は6.7%であった。
<Baking process>
The obtained coated polymer particles were placed in a box-type electric furnace, heated to 500 ° C., and held for 32 hours. By this firing step, organic components in the coated polymer particles were removed. Thereafter, the temperature in the electric furnace was lowered to room temperature to obtain hollow inorganic particles. The average particle diameter of the hollow inorganic particles was 1.59 μm, and the CV value was 6.7%.

<中空無機粒子の顕微鏡観察>
中空無機粒子を光学顕微鏡及び電子顕微鏡(電解放出形走査電子顕微鏡)で観察した。図1は、光学顕微鏡写真を示し、図2及び図3は、電子顕微鏡写真を示している。図1の光学顕微鏡写真により、中空無機粒子中に屈折率の異なる部位が存在することが確認された。また、図2(a)及び図2(b)の電子顕微鏡写真により、中空無機粒子の中空部は、外殻により完全に閉塞されていることが確認された。
<Microscopic observation of hollow inorganic particles>
The hollow inorganic particles were observed with an optical microscope and an electron microscope (electrolytic emission scanning electron microscope). FIG. 1 shows an optical micrograph, and FIGS. 2 and 3 show electron micrographs. From the optical micrograph of FIG. 1, it was confirmed that there are portions having different refractive indexes in the hollow inorganic particles. Moreover, it was confirmed from the electron micrographs of FIGS. 2A and 2B that the hollow portions of the hollow inorganic particles are completely closed by the outer shell.

<中空無機粒子の断面観察>
中空無機粒子を未硬化のエポキシ樹脂に分散させた後、硬化剤を加えて硬化させた。これをミクロトームにて切り出し、電子顕微鏡(電解放出形走査電子顕微鏡)で中空無機粒子の断面を観察した。図3(a)、図3(b)、図4(a)及び図4(b)は、中空無機粒子の断面の電子顕微鏡写真を示している。図3(a)、図3(b)及び図4(a)から中空部に無機粒子が存在していることが確認された。また、図4(b)から中空部が偏倚して形成されている中空無機粒子の存在が確認された。
<Section observation of hollow inorganic particles>
After the hollow inorganic particles were dispersed in the uncured epoxy resin, a curing agent was added and cured. This was cut out with a microtome, and the cross section of the hollow inorganic particles was observed with an electron microscope (electrolytic emission scanning electron microscope). 3 (a), 3 (b), 4 (a) and 4 (b) show electron micrographs of the cross section of the hollow inorganic particles. From FIG. 3A, FIG. 3B, and FIG. 4A, it was confirmed that inorganic particles were present in the hollow portion. Moreover, presence of the hollow inorganic particle in which the hollow part was deviated and formed was confirmed from FIG.4 (b).

(実施例2:平均粒子径の異なる中空無機粒子の製造)
実施例2では、実施例1として記載した第1粒子形成工程において、塩基性触媒として添加した1規定のアンモニア水を5.0mlから3.0mlに変更した以外は、実施例1と同様に中空無機粒子を得た。重合工程で得られた重合体粒子の平均粒子径は1.52μmであり、CV値は8.1%であった。また、被覆工程で得られた被覆重合体粒子の平均粒子径は2.67μmであり、CV値は3.9%であった。焼成工程で得られた中空無機粒子の平均粒子径は2.14μmであり、CV値は3.7%であった。
(Example 2: Production of hollow inorganic particles having different average particle diameters)
In Example 2, the first particle formation step described as Example 1 was hollow as in Example 1 except that 1N ammonia water added as a basic catalyst was changed from 5.0 ml to 3.0 ml. Inorganic particles were obtained. The average particle diameter of the polymer particles obtained in the polymerization step was 1.52 μm, and the CV value was 8.1%. Moreover, the average particle diameter of the coated polymer particles obtained in the coating step was 2.67 μm, and the CV value was 3.9%. The average particle diameter of the hollow inorganic particles obtained in the firing step was 2.14 μm, and the CV value was 3.7%.

(実施例3:開口を有する中空無機粒子の製造)
<第1粒子形成工程>
1リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水100gを入れた後に、そのセパラブルフラスコを30℃に調整した恒温槽内に設置した。次に、イオン交換水を撹拌羽根により撹拌しながら、オルガノアルコキシシラン(第1単量体)としてのビニルトリメトキシシラン20gを加えて1時間撹拌した。続いて、1規定のアンモニア水0.3mlを触媒として加えた後に、更に15分間撹拌することにより、第1粒子分散液を得た。なお、第1粒子分散液は、混合均一系反応によって調製されている。
(Example 3: Production of hollow inorganic particles having openings)
<First particle forming step>
After 100 g of ion-exchanged water was put into a 1-liter glass separable flask, the separable flask was placed in a thermostat adjusted to 30 ° C. Next, 20 g of vinyltrimethoxysilane as organoalkoxysilane (first monomer) was added while stirring the ion-exchanged water with a stirring blade, followed by stirring for 1 hour. Subsequently, after adding 0.3 ml of 1N ammonia water as a catalyst, the mixture was further stirred for 15 minutes to obtain a first particle dispersion. The first particle dispersion is prepared by a mixed homogeneous reaction.

<第2粒子形成工程>
第2単量体を乳化状態とした乳化液(O/W型エマルション)を調製した。この乳化液は、2リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水600gを入れた後、アクリル系単量体(第2単量体)としてのメタクリル酸メチル180gに、ラジカル重合開始剤としての2,2′−アゾビス(イソブチロニトリル)2.0gを溶解させた溶液と、乳化剤としての20質量%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液10.0gとを加え、ホモジナイザーにて3分間撹拌することにより調製した。次に、乳化液の入った上記セパラブルフラスコを、30℃に調整した恒温槽内に設置した後、乳化液を撹拌羽根により撹拌しながら、同乳化液に上記第1粒子分散液115gを加えた。これにより、第1粒子にはメタクリル酸メチルが吸収されることで、第1粒子の膨潤とともに第2粒子の形成が開始される。そして恒温槽を30℃に保持した状態で1時間撹拌することにより、第2粒子分散液を得た。
<Second particle forming step>
An emulsion (O / W emulsion) in which the second monomer was emulsified was prepared. This emulsified liquid was charged with 600 g of ion-exchanged water in a 2 liter glass separable flask, and then added to 180 g of methyl methacrylate as an acrylic monomer (second monomer) as a radical polymerization initiator. A solution in which 2.0 g of 2,2'-azobis (isobutyronitrile) was dissolved and 10.0 g of a 20% by mass aqueous ammonium dodecyl sulfate solution as an emulsifier were added, and the mixture was stirred for 3 minutes with a homogenizer. Next, after placing the separable flask containing the emulsion in a thermostat adjusted to 30 ° C., 115 g of the first particle dispersion is added to the emulsion while stirring the emulsion with a stirring blade. It was. Thereby, the formation of the second particles is started together with the swelling of the first particles because the first particles absorb methyl methacrylate. And the 2nd particle dispersion liquid was obtained by stirring for 1 hour in the state which maintained the thermostat at 30 degreeC.

<重合工程>
実施例1の重合工程と同様の操作により、重合体粒子分散液を得た。得られた重合体粒子の平均粒子径は4.59μmであり、CV値は3.3%であった。
<Polymerization process>
A polymer particle dispersion was obtained in the same manner as in the polymerization step of Example 1. The average particle diameter of the obtained polymer particles was 4.59 μm, and the CV value was 3.3%.

<被覆工程(第1段階)>
7リットル容量のガラス製セパラブルフラスコにイオン交換水4000gを入れた後に、そのセパラブルフラスコを30℃に調整した恒温槽内に設置した。次に、イオン交換水を撹拌羽根により撹拌しながら、メチルトリメトキシシラン500gを加えて3時間撹拌した。続いて、上記重合体粒子分散液1000gを加えた後、5分間撹拌して重合体粒子を系中に均一に分散させた。続いて、1規定のアンモニア水5.0mlを塩基性触媒として加えて120分間撹拌することで、重合体粒子の外面に、オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を付着させた。
<Coating process (first stage)>
After putting 4000 g of ion-exchanged water into a 7-liter glass separable flask, the separable flask was placed in a thermostat adjusted to 30 ° C. Next, 500 g of methyltrimethoxysilane was added and the mixture was stirred for 3 hours while ion-exchanged water was being stirred with a stirring blade. Subsequently, 1000 g of the above polymer particle dispersion was added, and the mixture was stirred for 5 minutes to uniformly disperse the polymer particles in the system. Subsequently, 5.0 ml of 1N ammonia water was added as a basic catalyst and stirred for 120 minutes, whereby droplets of the organoalkoxysilane condensate were adhered to the outer surface of the polymer particles.

<被覆工程(第2段階)>
次に、25質量%のアンモニア水200gとイオン交換水800gの混合溶液を加えて12時間撹拌することで、オルガノアルコキシシラン縮合物の縮合を進行させた。これにより、オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を固化することで、被覆重合体粒子の分散液を得た。
<Coating process (second stage)>
Next, a mixed solution of 200 g of 25% by mass of ammonia water and 800 g of ion-exchanged water was added and stirred for 12 hours to proceed the condensation of the organoalkoxysilane condensate. Thereby, a dispersion of coated polymer particles was obtained by solidifying the droplets of the organoalkoxysilane condensate.

<洗浄工程>
実施例1の洗浄工程と同様の操作により、被覆重合体粒子を粉体として得た。被覆重合体粒子の平均粒子径は6.04μmであり、CV値は3.5%であった。
<Washing process>
The coated polymer particles were obtained as a powder by the same operation as in the washing step of Example 1. The average particle diameter of the coated polymer particles was 6.04 μm, and the CV value was 3.5%.

<焼成工程>
実施例1の焼成工程と同様の操作により、中空無機粒子を得た。中空無機粒子の平均粒子径は4.82μmであり、CV値は2.6%であった。
<Baking process>
Hollow inorganic particles were obtained by the same operation as in the firing step of Example 1. The average particle diameter of the hollow inorganic particles was 4.82 μm, and the CV value was 2.6%.

<中空無機粒子の顕微鏡観察>
中空無機粒子を電子顕微鏡(電解放出形走査電子顕微鏡)で観察した。図5(a)及び図5(b)は、中空無機粒子の電子顕微鏡写真を示している。図5(a)及び図5(b)の電子顕微鏡写真から、外殻に開口を有する中空無機粒子の存在が確認された。
<Microscopic observation of hollow inorganic particles>
The hollow inorganic particles were observed with an electron microscope (electrolytic emission scanning electron microscope). Fig.5 (a) and FIG.5 (b) have shown the electron micrograph of the hollow inorganic particle. From the electron micrographs of FIGS. 5 (a) and 5 (b), the presence of hollow inorganic particles having openings in the outer shell was confirmed.

(実施例1a〜1d)
実施例1a〜1dでは、被覆工程(第1段階)において、塩基性触媒の添加量を表1に示すように変更した以外は、上記実施例1と同様に中空無機粒子を製造した。
(Examples 1a to 1d)
In Examples 1a to 1d, hollow inorganic particles were produced in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of the basic catalyst was changed as shown in Table 1 in the coating step (first stage).

実施例1a及び実施例1bとして製造した中空無機粒子群に含まれる固体微粒子を電子顕微鏡(電解放出形走査電子顕微鏡)で観察し、実施例1として製造した中空無機粒子群に含まれる固体微粒子の量と目視で対比した。この結果、実施例1a及び実施例1bについては、実施例1と同程度の量であることが確認された。ここで、図6(a)及び図6(b)は、実施例1cとして製造した中空無機粒子群の電子顕微鏡(電解放出形走査電子顕微鏡)写真を示している。これら電子顕微鏡写真から、実施例1cでは実施例1よりも固体微粒子の量が増加していることが確認された。実施例1dについても、中空無機粒子群に含まれる固体微粒子を電子顕微鏡(電解放出形走査電子顕微鏡)で観察した結果、実施例1cと同様に多量の固体微粒子が確認された。 The solid fine particles contained in the hollow inorganic particle group produced as Example 1a and Example 1b were observed with an electron microscope (electrolytic emission scanning electron microscope), and the solid fine particles contained in the hollow inorganic particle group produced as Example 1 were observed. The amount was compared visually. As a result, it was confirmed that Example 1a and Example 1b had the same amount as Example 1. Here, Fig.6 (a) and FIG.6 (b) have shown the electron microscope (electrolytic emission scanning electron microscope) photograph of the hollow inorganic particle group manufactured as Example 1c. From these electron micrographs, it was confirmed that the amount of solid fine particles was increased in Example 1c than in Example 1. Also in Example 1d, solid fine particles contained in the hollow inorganic particle group were observed with an electron microscope (electrolytic emission scanning electron microscope). As a result, a large amount of solid fine particles was confirmed as in Example 1c.

Claims (7)

オルガノアルコキシシランを含む第1単量体を重合させることにより、液滴状態の第1重合体を含む第1粒子を形成する第1粒子形成工程と、
前記第1粒子に対して、ビニルアルコキシシラン以外のビニル系単量体を含む第2単量体を乳化状態で接触させることにより、前記第1粒子に前記第2単量体を吸収させた第2粒子を形成する第2粒子形成工程と、
前記第2粒子に吸収させた前記第2単量体を重合させることにより、重合体粒子を形成する重合工程と、
ポリオルガノシロキサン被膜を前記重合体粒子に形成することで、被覆重合体粒子を得る被覆工程と、
前記被覆重合体粒子を焼成する焼成工程とを含むことを特徴とする中空無機粒子の製造方法。
A first particle forming step of forming first particles containing a first polymer in a droplet state by polymerizing a first monomer containing an organoalkoxysilane;
A second monomer containing a vinyl monomer other than vinylalkoxysilane is brought into contact with the first particle in an emulsified state, thereby allowing the first particle to absorb the second monomer. A second particle forming step of forming two particles;
A polymerization step for forming polymer particles by polymerizing the second monomer absorbed in the second particles;
A coating step of obtaining coated polymer particles by forming a polyorganosiloxane film on the polymer particles;
A method of producing hollow inorganic particles, comprising a firing step of firing the coated polymer particles.
前記被覆工程が、
前記重合体粒子の分散液と前記ポリオルガノシロキサン被膜の原料としてのオルガノアルコキシシランとの混合液において前記オルガノアルコキシシランを塩基性触媒の存在下で加水分解及び縮合させる工程であるとともに、
前記重合体粒子の分散液は、前記重合工程において重合反応を行うことで得られた分散液であることを特徴とする請求項1に記載の中空無機粒子の製造方法。
The covering step is
A step of hydrolyzing and condensing the organoalkoxysilane in the presence of a basic catalyst in a mixed solution of the dispersion of polymer particles and the organoalkoxysilane as a raw material for the polyorganosiloxane coating;
The method for producing hollow inorganic particles according to claim 1, wherein the dispersion of polymer particles is a dispersion obtained by performing a polymerization reaction in the polymerization step.
前記被覆工程が、
前記ポリオルガノシロキサン被膜の原料としてのオルガノアルコキシシランを塩基性触媒の存在下で加水分解及び縮合させることで、オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を生成させるとともに前記重合体粒子の外面に前記オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を付着させる第1段階と、前記縮合を進行させることで前記オルガノアルコキシシラン縮合物の液滴を固化させる第2段階とを含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の中空無機粒子の製造方法。
The covering step is
By hydrolyzing and condensing organoalkoxysilane as a raw material for the polyorganosiloxane coating in the presence of a basic catalyst, droplets of the organoalkoxysilane condensate are generated and the organoalkoxysilane is formed on the outer surface of the polymer particles. 2. The method according to claim 1, further comprising: a first step of attaching droplets of the silane condensate; and a second step of solidifying the droplets of the organoalkoxysilane condensate by advancing the condensation. 2. The method for producing hollow inorganic particles according to 2.
前記被覆工程において、前記第1段階における前記塩基性触媒の添加量が、前記ポリオルガノシロキサン被膜の原料としてのオルガノアルコキシシランの1モルに対して0.015モル以下とされることを特徴とする請求項3に記載の中空無機粒子の製造方法。 In the coating step, the addition amount of the basic catalyst in the first stage is 0.015 mol or less with respect to 1 mol of organoalkoxysilane as a raw material of the polyorganosiloxane coating. The method for producing hollow inorganic particles according to claim 3. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の製造方法により得られた中空無機粒子であって、中空部に前記第1単量体に由来する無機粒子が存在してなることを特徴とする中空無機粒子。 It is a hollow inorganic particle obtained by the manufacturing method as described in any one of Claims 1-4, Comprising: The inorganic particle derived from the said 1st monomer exists in a hollow part, It is characterized by the above-mentioned. Hollow inorganic particles. 外殻により、前記中空部が閉塞されていることを特徴とする請求項5に記載の中空無機粒子。 The hollow inorganic particle according to claim 5, wherein the hollow portion is closed by an outer shell. 外殻の外面が、前記中空部に連通する開口を有していることを特徴とする請求項5に記載の中空無機粒子。 The hollow inorganic particle according to claim 5, wherein an outer surface of the outer shell has an opening communicating with the hollow portion.
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