JP6728692B2 - 多孔質ポリマ粒子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、多孔質ポリマ粒子の製造方法に関する。

液晶パネル用スペーサー、クロマトグラフィー用充填剤、診断試薬担体等に用いられる樹脂粒子には、その粒径が均一（単分散性）であることが要求されている。また、近年、光拡散材用途の樹脂粒子に関しても粒径の均一性が求められてきている。このような単分散樹脂粒子の製造方法としては、従来から多くの技術が報告されている。

例えば、極細の流路を用いて水系媒体に反応性モノマを合流させることで、単一粒径の液滴を一滴ずつ発生させ、その液滴を加熱や活性エネルギー線を用いて重合させることで、単分散性の樹脂粒子を製造する方法が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

また、反応性モノマを、ＳＰＧ膜のような多孔質膜を通して、水系媒体中に吐出させることで、反応性モノマの液滴を含むエマルジョンとし、液滴を加熱や活性エネルギー線を用いて重合させる方法が知られている（例えば、下記特許文献２参照）。

さらに、反応性モノマを、多数の孔を有するマイクロチャネルを備えた基板を介して、水系媒体中に吐出させることで、反応性モノマの液滴を含むエマルジョンを得た後、エマルジョンにポリビニルアルコール溶液を加えて液滴の分散安定性を高め、その状態で、攪拌しながらの加熱により液滴を重合させることで、単分散性の樹脂粒子を製造する方法が知られている（例えば、下記特許文献３参照）。

あるいは、ソープフリー乳化重合や分散重合によりシード粒子を作製し、乳化させた重合性単量体を当該シード粒子に吸収させて重合を行う、シード重合法が知られている（例えば、下記特許文献４参照）。

特開２００４−１２２１０７号公報 特開２００４−３５２８８２号公報 特開２００１−１８１３０９号公報 特開２００５−２７２７７９号公報

ところで、各種用途に用いられる多孔質ポリマ粒子に対しては、更に優れた単分散性が求められている。

本発明は、単分散性に優れた多孔質ポリマ粒子を得ることが可能な多孔質ポリマ粒子の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る多孔質ポリマ粒子の製造方法は、スチレン系モノマと、多孔質化剤と、重合開始剤と、を含有する第１の混合物を得る工程Ａと、前記第１の混合物と、高分子分散剤０．０１〜０．５質量％及び界面活性剤０．０１〜０．２質量％を含む第２の混合物とを混合して乳化物を得る工程Ｂと、前記乳化物と第三リン酸カルシウムとを混合する工程Ｃと、前記工程Ｃの後、前記乳化物を重合させて多孔質ポリマ粒子を得る工程Ｄと、を備える。

本発明に係る多孔質ポリマ粒子の製造方法によれば、凝集が少なく、単分散性に優れた多孔質ポリマ粒子（単分散多孔質ポリマ粒子）を得ることができる。本発明に係る多孔質ポリマ粒子の製造方法により得られた多孔質ポリマ粒子は、クロマトグラフィー用充填剤（分離材）等に有用である。

ところで、上記特許文献１の方法では、時間当たりの液滴発生個数が少ないこと、単分散性の液滴を発生させるためには、反応性モノマと水系媒体の流量とを正確に制御する必要があること、モノマ種によってはモノマが壁面に吸着して液滴を形成しづらいこと等の問題があった。また、特許文献２の方法では、作製できるエマルジョン中の液滴径のバラツキが大きいこと、反応性モノマと水系媒体の圧力バランスを狭い範囲で調整しなければ、液滴径のバラツキも非常に大きくなってしまうこと等、安定して粒径の比較的揃った樹脂粒子を製造することが難しいという問題があった。さらに、特許文献３の方法では、モノマの種類により細孔に濡れが発生し、単分散滴が形成されなくなることや、マイクロチャネルがフォトリソグラフィーによって作製されるため非常に高額になり、しかも薄いため、壊れ易いといった製造上の問題があった。特許文献４の方法では、シード粒子の粒径が１μｍ未満と小さく、例えば数十μｍの粒子をシード重合法により製造しようとした場合、単分散性を維持した状態でシード重合により粒径を大きくするためにシード重合を繰り返す必要があった。そのため、工程数の削減が必要であった。一方、本発明に係る多孔質ポリマ粒子の製造方法によれば、これらの問題を解決しつつ、単分散性に優れた多孔質ポリマ粒子を得ることができる。

また、本発明は、マイクロリアクタを使用した単分散多孔質ポリマ粒子の製造方法に関する。すなわち、本発明に係る多孔質ポリマ粒子の製造方法は、前記工程Ｂが、マイクロリアクタを用いて前記乳化物を得る工程であり、前記マイクロリアクタが、前記第１の混合物が流れる第１の管と、前記第２の混合物が流れる第２の管と、を備える二重管構造を有し、且つ、前記第２の混合物中に前記第１の混合物を吐出するＯ／Ｗ用マイクロリアクタであり、前記第１の管が、前記第２の管の内側において前記二重管構造の中心軸に配置されている態様であってもよい。

前記スチレン系モノマは、ジビニルベンゼンであることが好ましい。

前記界面活性剤は、スルホン酸基及びスルホン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも一種を有するアニオン性界面活性剤であることが好ましい。

前記第１の混合物に対する前記第２の混合物の質量比は、１〜９であることが好ましい。

前記多孔質ポリマ粒子の粒径Ｃ．Ｖ．値は、１０％以下であることが好ましい。

本発明によれば、凝集が少なく、単分散性に優れた（例えば、粒径Ｃ．Ｖ．値が１０％以下である）多孔質ポリマ粒子を得ることができる。

実施例１の多孔質ポリマ粒子の光学顕微鏡写真を示す図面である。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。なお、本明細書において、「（メタ）アクリル」とは、アクリル、及び、それに対応するメタクリルの少なくとも一方を意味する。「（メタ）アクリレート」等の他の類似の表現においても同様である。

本実施形態に係る多孔質ポリマ粒子の製造方法は、スチレン系モノマと、多孔質化剤と、重合開始剤と、を含有する第１の混合物を得る工程Ａと、前記第１の混合物と、高分子分散剤０．０１〜０．５質量％及び界面活性剤０．０１〜０．２質量％を含む第２の混合物とを混合して乳化物を得る工程Ｂと、前記乳化物と第三リン酸カルシウムとを混合する工程Ｃと、前記工程Ｃの後、前記乳化物を重合させて多孔質ポリマ粒子を得る工程Ｄと、を備える。

（工程Ａ）
工程Ａは、スチレン系モノマと、多孔質化剤と、重合開始剤と、を含有するモノマ混合物（第１の混合物、混合組成物。以下、場合により「分散相」（スチレン系モノマの分散相）ともいう）を得る工程である。工程Ａでは、例えば、スチレン系モノマ及び多孔質化剤を含む混合物に重合開始剤を加えてモノマ混合物を得てもよい。

多孔質ポリマ粒子は、モノマ、多孔質化剤及び重合開始剤を含むモノマ混合物を重合させて得られる粒子であり、従来の懸濁重合等により合成することができる。モノマ混合物は、スチレン系モノマを含有する。「スチレン系モノマ」とは、スチレン基を有するモノマである。スチレン系モノマは、多官能性モノマ及び単官能性モノマのいずれであってもよい。多官能性スチレン系モノマとしては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジビニルナフタレン等のジビニル化合物が挙げられる。単官能性スチレン系モノマとしては、例えば、スチレン、及び、スチレン誘導体（ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｏ−エチルスチレン、ｍ−エチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロロスチレン、３，４−ジクロロスチレン等）が挙げられる。スチレン系モノマは、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

上記の中でも、耐久性及び膨潤性に優れる観点から、ジビニルベンゼンが好ましい。ジビニルベンゼンの含有量は、モノマの全質量を基準として、６０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上が更に好ましい。単官能性スチレン系モノマの中では、耐酸性及び耐アルカリ性に優れるスチレンが好ましい。

また、従来、光重合開始剤を用いて短時間で（メタ）アクリルモノマ、（メタ）アクリル酸エステル誘導体等のモノマの重合が行われているが、これらのモノマで粒子を合成した場合、耐酸性及び耐アルカリ性に問題があった。これに対し、スチレン系モノマを重合させて得られるスチレン系ポリマは、これらのモノマの重合により得られるポリマよりも耐酸性及び耐アルカリ性が強い。それゆえ、スチレン系モノマを含むモノマ混合物を重合して多孔質ポリマ粒子を得ることにより、多孔質ポリマ粒子の耐酸性及び耐アルカリ性を向上させることができる。よって、このような多孔質ポリマ粒子をカラム充填材に使用した場合、優れた耐酸性及び耐アルカリ性を得ることができる。

モノマ混合物は、スチレン系モノマ以外のモノマを含有していてもよい。このようなモノマとしては、特に限定されないが、（メタ）アクリル系モノマ等を使用することができる。モノマの具体例としては、例えば、以下のような多官能性モノマ及び単官能性モノマが挙げられる。

多官能性モノマとしては、例えば、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート等の（ポリ）アルキレングリコール系ジ（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、テトラメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタントリ（メタ）アクリレート、１，１，１−トリスヒドロキシメチルプロパントリアクリレート等の３官能以上の（メタ）アクリレート；エトキシ化ビスフェノールＡ系ジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールＡ系ジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタンジ（メタ）アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート等のジ（メタ）アクリレート；ジアリルフタレート及びその異性体；トリアリルイソシアヌレート及びその誘導体が挙げられる。多官能性モノマは、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

多官能性モノマとしては、新中村化学工業株式会社製のＮＫエステル（Ａ−ＴＭＰＴ−６Ｐ０、Ａ−ＴＭＰＴ−３Ｅ０、Ａ−ＴＭＭ−３ＬＭＮ、Ａ−ＧＬＹシリーズ、Ａ−９３００、ＡＤ−ＴＭＰ、ＡＤ−ＴＭＰ−４ＣＬ、ＡＴＭ−４Ｅ、Ａ−ＤＰＨ）等が商業的に入手できる。

単官能性モノマとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸２−クロロエチル、（メタ）アクリル酸フェニル、α−クロロ（メタ）アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物；フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、アクリル酸トリフルオロエチル、アクリル酸テトラフルオロプロピル等の含フッ素化モノマ；ブタジエン、イソプレン等の共役ジエンが挙げられる。単官能性モノマは、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

多孔質化剤は、重合時に相分離を促し、粒子の多孔質化を促進する作用を有する。多孔質化剤としては、溶媒（有機溶媒等）を用いることができる。多孔質化剤としては、具体的には、脂肪族又は芳香族の炭化水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類、アルコール類等が挙げられる。具体的には、トルエン、ジエチルベンゼン、キシレン、シクロヘキサン、オクタン、酢酸ブチル、フタル酸ジブチル、メチルエチルケトン、ジブチルエーテル、ヘキサノール（１−ヘキサノール等）、イソアミルアルコール、オクタノール（２−オクタノール等）、デカノール、ラウリルアルコール、シクロヘキサノール等が挙げられる。多孔質化剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

多孔質化剤の配合量によって粒子の空孔率をコントロールできる。さらに、多孔質化剤の種類によって孔の大きさや形状をコントロールすることができる。

溶媒として水を使用する場合、水を多孔質化剤として用いることができる。この場合、モノマに油溶性界面活性剤を溶解させることで、水を吸収し、粒子を多孔質化させることができる。

多孔質化に使用される油溶性界面活性剤としては、分岐Ｃ１６〜Ｃ２４脂肪酸、鎖状不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２脂肪酸又は鎖状飽和Ｃ１２〜Ｃ１４脂肪酸のソルビタンモノエステル（例えば、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノミリステート、及び、ヤシ脂肪酸から誘導されるソルビタンモノエステル）；分岐Ｃ１６〜Ｃ２４脂肪酸、鎖状不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２脂肪酸又は鎖状飽和Ｃ１２〜Ｃ１４脂肪酸のジグリセロールモノエステル（例えば、ジグリセロールモノオレエート（例えば、Ｃ１８：１脂肪酸のジグリセロールモノエステル）、ジグリセロールモノミリステート、ジグリセロールモノイソステアレート、及び、ヤシ脂肪酸のジグリセロールモノエステル）；分岐Ｃ１６〜Ｃ２４アルコール、鎖状不飽和Ｃ１６〜Ｃ２２アルコール又は鎖状飽和Ｃ１２〜Ｃ１４アルコール（例えば、ヤシ脂肪アルコール）のジグリセロールモノ脂肪族エーテル、並びに、これらの混合物が挙げられる。好ましい油溶性界面活性剤としては、ソルビタンモノラウレート（例えば、ＳＰＡＮ（登録商標）２０、好ましくは純度約４０％を超える、より好ましくは純度約５０％を超える、更に好ましくは純度約７０％を超えるソルビタンモノラウレート）、ソルビタンモノオレエート（例えば、ＳＰＡＮ（登録商標）、好ましくは純度約４０％を超える、より好ましくは純度約５０％を超える、更に好ましくは純度約７０％を超えるソルビタンモノオレエート）、ジグリセロールモノオレエート（例えば、好ましくは純度約４０％を超える、より好ましくは純度約５０％を超える、更に好ましくは純度約７０％を超えるジグリセロールモノオレエート）、ジグリセロールモノイソステアレート（例えば、好ましくは純度約４０％を超える、より好ましくは純度約５０％を超える、更に好ましくは純度約７０％を超えるジグリセロールモノイソステアレート）、ジグリセロールモノミリステート（例えば、好ましくは純度約４０％を超える、より好ましくは純度約５０％を超える、更に好ましくは純度約７０％を超えるソルビタンモノミリステート）、ジグリセロールのココイル（例えば、ラウリル及びミリストイル）エーテル、並びに、これらの混合物が挙げられる。

油溶性界面活性剤は、モノマの全質量を基準として５〜８０質量％の範囲で使用することが好ましい。５質量％以上の場合、水滴の充分な安定性が得られることから、大きな単一孔を形成し易くなる。８０質量％以下の場合、重合後に粒子形状を保つことが容易である。

重合開始剤としては、例えば、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、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物；２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）等のアゾ系化合物が挙げられる。重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤を用いることができる。重合開始剤は、モノマの総量１００質量部に対して０．１〜７．０質量部の範囲で使用するとよい。

（工程Ｂ）
工程Ｂは、工程Ａで得られた分散相（モノマ混合物、第１の混合物）と、高分子分散剤（例えば高分子分散安定剤）０．０１〜０．５質量％及び界面活性剤（前記高分子分散剤に該当する化合物を除く）０．０１〜０．２質量％を含む連続相（第２の混合物）とを混合して乳化物（乳化液等）を得る工程である。工程Ｂにより、スチレン系モノマ（モノマ滴）の表面（界面）には、後述する工程Ｃにおいて第三リン酸カルシウム（ＴＣＰ）が吸着するためのＴＣＰ吸着層が形成される。工程Ｂでは、スチレン系モノマを連続相中で乳化させることができる。

連続相としては、例えば水系媒体が挙げられる。水系媒体としては、例えば、水、及び、水と水溶性溶媒（例えば低級アルコール）との混合媒体が挙げられる。

高分子分散剤は、例えば高分子化合物である。高分子分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリカルボン酸、セルロース類（ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等）、ポリビニルピロリドン、及び、無機系水溶性高分子化合物（トリポリリン酸ナトリウム等）が挙げられる。高分子分散剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうち、ポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンが好ましい。

高分子分散剤の濃度は、連続相の全質量を基準として０．０１〜０．５質量％である。高分子分散剤の濃度が０．０１質量％未満である場合、乳化後、モノマ滴が流路内にて合一し易くなる。高分子分散剤の濃度が０．５質量％を超える場合、ＴＣＰの吸着が阻害されるため、重合時に粒子が凝集してしまう。これらの観点から、高分子分散剤の濃度は、連続相の全質量を基準として、０．０１〜０．４質量％が好ましく、０．０１〜０．３質量％がより好ましい。

界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系及び両性イオン系の界面活性剤のうち、工程ＣにおいてＴＣＰが吸着すれば、いずれも用いることができる。

アニオン系界面活性剤としては、例えば、オレイン酸ナトリウム、ヒマシ油カリ等の脂肪酸油、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム等のアルキル硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等のジアルキルスルホコハク酸塩、アルケルニルコハク酸塩（ジカリウム塩）、アルキルリン酸エステル塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩及びポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩が挙げられる。この中でも、ＴＣＰの吸着性が高い観点から、スルホン酸基及びスルホン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも一種を有するアニオン性界面活性剤が好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムがより好ましい。

カチオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等のアルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩が挙げられる。

ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコールアルキルエーテル類、ポリエチレングリコールアルキルアリールエーテル類、ポリエチレングリコールエステル類、ポリエチレングリコールソルビタンエステル類、ポリアルキレングリコールアルキルアミン又はアミド類等の炭化水素系ノニオン界面活性剤、シリコンのポリエチレンオキサイド付加物類、ポリプロピレンオキサイド付加物類等のポリエーテル変性シリコン系ノニオン界面活性剤、パーフルオロアルキルグリコール類等のフッ素系ノニオン界面活性剤が挙げられる。

両性イオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の炭化水素界面活性剤、リン酸エステル系界面活性剤及び亜リン酸エステル系界面活性剤が挙げられる。

界面活性剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。上記界面活性剤の中でも、モノマの重合時の分散安定性に優れる観点から、アニオン系界面活性剤が好ましい。

界面活性剤の濃度は、連続相の全質量を基準として、０．０１〜０．２質量％である。界面活性剤の濃度が０．０１質量％未満である場合、ＴＣＰ吸着層が厚くなり、球状を保持できなくなる。また、分散安定性が維持できなくなり、粒子凝集が発生し易くなる。界面活性剤の濃度が０．２質量％を超える場合、ＴＣＰに直接界面活性剤が吸着し、モノマ滴にＴＣＰが吸着しなくなり、重合中の粒子分散安定性を保持できなくなる。これらの観点から、界面活性剤の濃度は、連続相の全質量を基準として、０．０１〜０．１質量％が好ましく、０．０１〜０．０７５質量％がより好ましい。

水中でモノマが単独に乳化重合した粒子の発生を抑えるために、亜硝酸塩類、亜硫酸塩類、ハイドロキノン類、アスコルビン酸類、水溶性ビタミンＢ類、クエン酸、ポリフェノール類等の水溶性の重合禁止剤を用いてもよい。

熱による変質がモノマ混合物に発生する場合があるため、高温下でのエマルジョン製造は好ましくない。エマルジョンの製造温度は、０〜４０℃が好ましく、３０〜４０℃がより好ましい。

工程Ｂは、例えば、マイクロリアクタを用いて前記乳化物を得る工程である。本実施形態において用いるマイクロリアクタは、例えば、分散相（モノマ混合物）が流れる第１の管（以下、「分散相管」という）と、連続相（第２の混合物）が流れる第２の管（以下、「連続相管」という）と、を備える二重管構造を有し、且つ、連続相中に分散相（モノマ混合物）を吐出するＯ／Ｗ用マイクロリアクタであり、前記分散相管が、前記連続相管の内側において二重管構造の中心軸に配置されている。連続相中に分散相を吐出することにより、スチレン系モノマ（単分散モノマ滴等）を乳化させることができる。すなわち、本実施形態において用いるマイクロリアクタは、分散相が流れる分散相管が中心軸に配置され、連続相が分散相管の外側を流れる構造を有しており、連続相中に分散相を吐出し、スチレン系モノマを乳化する、二重管構造のＯ／Ｗ用マイクロリアクタであってもよい。

前記二重管構造を有するマイクロリアクタを用いることにより、モノマ滴が流路（分散相流路）に接触しないため、安定的にモノマを乳化することができ、様々な種類のモノマを乳化することができる。このようなマイクロリアクタは、下記文献に示すような装置を用いて簡易的に作製することができる。
文献：Ｌａｎｇｍｕｉｒ，２３（２００７），７７４５−７７５０

モノマ滴径は、分散相管の内径、連続相の流速等によって決まる。分散相に対する連続相の流速を速くすることによって、せん断力が高くなり、モノマ滴径を小さくすることが可能であるが、エマルジョン濃度が希薄となるため、分散相に対する連続相の流速は１〜４倍（エマルジョン濃度２０〜５０体積％）であることが好ましい。さらに、エマルジョンの生産性を考慮した場合、１〜３倍（２５〜５０体積％）がより好ましい。また、分散相管の内径は、乳化滴の安定性に優れる観点から、３０〜５００μｍが好ましく、３０〜３００μｍがより好ましい。

分散相（混合組成物）に対する連続相（水系媒体等）の質量比（連続相／分散相）は、生産性の観点から、１〜９であることが好ましい。マイクロリアクタに分散相（混合組成物）と連続相（水系媒体等）とを供給する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、ポンプで供給する方法、重力を利用して水圧をもって供給する方法等が挙げられる。ポンプとしては、例えば、シリンジポンプ、モーノポンプ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ、ロータリーポンプ、チューブポンプ、ギヤーポンプ等が挙げられる。重力を利用して水圧をもって供給する方法としては、例えば、マイクロスフィア製造装置と、分散相（混合組成物）及び連続相（水系媒体等）のそれぞれを供給するタンクとの高低差を調節して、分散相と連続相の水圧差から、それぞれの流量バランスを調節する方法が挙げられる。

分散相と連続相とのそれぞれの流れに脈流が発生すると、得られる粒子の単分散性が影響を受けるため、できるだけ脈流を抑えた方法を取ることが好ましい。

（工程Ｃ）
工程Ｃは、工程Ｂで得られた乳化物（乳化液等）と、第三リン酸カルシウム（ＴＣＰ）と、を混合する工程である。これにより、乳化物（特に、スチレン系モノマ（モノマ滴）
）にＴＣＰを吸着させることができる。工程Ｃでは、乳化物と、ＴＣＰの水溶液（ＴＣＰ水溶液）とを混合することができる。

乳化物とＴＣＰとを混合する際に、乳化物中のモノマ（例えばスチレン系モノマ）の濃度は、乳化物の全体積を基準として、５体積％以上が好ましく、１０体積％以上がより好ましい。モノマの濃度が５体積％以上である場合、所望の細孔特性を有する多孔質ポリマ粒子が得られやすい傾向にある。

乳化物（モノマ滴等）へのＴＣＰの吸着は、一般的な懸濁重合の条件にて行うことができる。ＴＣＰ水溶液に事前に界面活性剤を混合しておくこともできる。ＴＣＰの含有量に対する界面活性剤の含有量の割合（界面活性剤／ＴＣＰ）は、１／１０以下であることが好ましい。当該割合が１／１０以下の場合、混合した乳化物に吸着しやすくなり、乳化物の安定性が維持される傾向にある。

（工程Ｄ）
工程Ｄは、前記工程Ｃの後、前記乳化物を重合させることにより多孔質ポリマ粒子を得る工程である。重合させる対象である乳化物は、ＴＣＰが吸着した乳化物（モノマ乳化液等）である。工程Ｄでは、例えば、スチレン系モノマを含むモノマを重合させる。重合温度は、モノマ及び重合開始剤の種類に応じて適宜選択することができる。重合温度は、２５〜１１０℃が好ましく、５０〜１００℃がより好ましい。

多孔質ポリマ粒子の平均粒径は、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下、更に好ましくは１５０μｍ以下である。また、多孔質ポリマ粒子の平均粒径は、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上、更に好ましくは５０μｍ以上である。平均粒径が１０μｍ以上であると、生産性が良好となる傾向がある。前記「平均粒径」は、体積平均粒径であり、例えば、フロー型粒径測定装置（例えば、ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス株式会社製）により測定することができる。

多孔質ポリマ粒子としては、細孔容積が粒子の３０体積％以上７０体積％以下であり、且つ、大部分の細孔直径が０．０１μｍ以上０．６μｍ以下である細孔（すなわちマクロポア）を有するものが好ましく、細孔容積が粒子の５０体積％以上７０体積％以下であり、且つ、細孔直径が０．１μｍ以上０．６μｍ以下であるものがより好ましい。細孔直径が０．０１μｍ以上の場合、細孔に入れる物質が増える傾向にある。細孔直径が０．６μｍ以下である場合、表面積が大きくなる傾向にある。これらは前出の多孔質化剤により調整できる。

多孔質ポリマ粒子の表面積は、例えば３０ｍ^２／ｇ以上である。多孔質ポリマ粒子の表面積は、実用性を鑑みると、３５ｍ^２／ｇ以上が好ましく、４０ｍ^２／ｇ以上がより好ましい。表面積が３０ｍ^２／ｇ以上であると、分離材において用いられた場合において、分離する物質の吸着量が増える傾向にある。

多孔質ポリマ粒子の平均細孔径及び比表面積は、例えば、水銀圧入測定装置（オートポア：株式会社島津製作所）にて測定した値であり、以下のようにして測定した値である。試料として、そのままの多孔質ポリマ粒子約０．０５ｇを使用し、標準５ｃｃ粉体用セル（ステム容積０．４ｃｃ）に採り、初期圧２１ｋＰａ（約３ｐｓｉａ、細孔直径約６０μｍ 相当）の条件で測定する。水銀パラメータは、装置デフォルトの水銀接触角１３０ｄｅｇｒｅｅｓ、水銀表面張力４８５ｄｙｎｅｓ／ｃｍに設定する。また、細孔径０．０５〜５μｍの範囲に限定してそれぞれの値を算出する。
１）粒子を、超音波分散装置を使用して水（界面活性剤等の分散剤を含む）に分散させ、１質量％の粒子を含む分散液を調製する。
２）粒度分布計（シスメックスフロー、シスメックス株式会社製）を用いて、上記分散液中の粒子約１万個の画像により平均粒径と粒径を測定した。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
（工程Ａ）
モノマとして純度９６％のジビニルベンゼン（ＤＶＢ）１６ｇと、多孔質化剤としてオクタノール１６ｇ及びトルエン１６ｇと、重合開始剤として過酸化ベンゾイル０．６４ｇと、を混合し、モノマ混合液（分散相）を調製した。

（工程Ｂ）
二重管構造を有するＯ／Ｗ用マイクロリアクタに、工程Ａで調製したモノマ混合液と、高分子分散剤（ＰＶＡ）０．０５質量％、界面活性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＳＤＳ））０．０３質量％及び溶媒（純水）を含有する溶液（連続相）と、をシリンジポンプで別々に流し、２５体積％の乳化液を得た。なお、前記Ｏ／Ｗ用マイクロリアクタとして、モノマ混合液が流れる分散相管と、高分子分散剤及び界面活性剤を含有する前記溶液が流れる連続相管と、を備える二重管構造（分散相管は、連続相管の内側において二重管構造の中心軸に配置されている）を有し、且つ、前記溶液中にモノマ混合液を吐出し、ジビニルベンゼンを含むモノマ混合液を乳化するマイクロリアクタを用いた。

また、事前に水／分散相の界面張力を懸滴法により測定したところ３０ｍＮ／ｃｍであった。ＰＶＡ水溶液との界面張力は１８ｍＮ／ｃｍであり、ＳＤＳ水溶液との界面張力は１４ｍＮ／ｃｍであった。ＰＶＡ／ＳＤＳ混合溶液との界面張力は１２ｍＮ／ｃｍであり、モノマ滴にＰＶＡ及びＳＤＳが吸着することにより、界面張力が低くなったことが分かった。

（工程Ｃ）
１％ＴＣＰ水溶液（太平化学産業株式会社製）１００ｇと、前記乳化液１００ｇとを混合し、前記乳化液のモノマ滴にＴＣＰを吸着させた。

（工程Ｄ）
得られた乳化液を５００ｍＬのセパラブルフラスコに移しかえた後、８０℃に昇温し、７時間重合を行った。塩酸を用いて、得られた粒子分散液のｐＨを２に調整した。工程Ｃで添加した分散剤であるＴＣＰを溶解させた後、ろ過を行った。さらに、アセトン３００ｍＬに粒子を浸漬して３０分攪拌した後にろ過する工程を３回繰り返し、洗浄を行うことにより多孔質ポリマ粒子を得た。得られた粒子の粒径をフロー型粒径測定装置（ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス株式会社製）で測定し、体積平均粒径及び粒径のＣ．Ｖ．値を算出した。体積平均粒径は１０７μｍであり、粒径Ｃ．Ｖ．値は４．５％であった。実施例１の多孔質ポリマ粒子の光学顕微鏡写真を図１示す。

（実施例２）
工程Ｂにおいて高分子分散剤の濃度を０．１質量％、界面活性剤の濃度を０．０５質量％に変更した以外は、実施例１と同様にして、粒子を合成すると共に評価を行った。

（実施例３）
工程Ｂにおいて高分子分散剤の濃度を０．２５質量％、界面活性剤の濃度を０．１質量％に変更した以外は、実施例１と同様にして、粒子を合成すると共に評価を行った。

（実施例４）
工程Ｂにおいて高分子分散剤の濃度を０．５質量％、界面活性剤の濃度を０．１８質量％に変更した以外は、実施例１と同様にして、粒子を合成すると共に評価を行った。

（比較例１）
工程Ｂにおいて高分子分散剤を使用しなかった以外は、実施例２と同様にして、粒子を合成すると共に評価を行った。

（比較例２）
工程Ｂにおいて界面活性剤を使用しなかった以外は、実施例１と同様にして、粒子を合成すると共に評価を行った。

（比較例３）
工程Ｃにおいて乳化液とＴＣＰとを混合しなかった以外は、実施例１と同様にして、粒子を合成すると共に評価を行った。

表１に示すとおり、高分子分散剤及び界面活性剤を用いた上で、モノマ滴にＴＣＰを吸着させることにより、単分散性に優れるスチレン系の単分散多孔質ポリマ粒子を合成することができた。

Claims (6)

1. スチレン系モノマと、多孔質化剤と、重合開始剤と、を含有する第１の混合物を得る工程Ａと、
   前記第１の混合物と、高分子分散剤０．０１〜０．５質量％及び界面活性剤０．０１〜０．２質量％を含む第２の混合物とを混合して乳化物を得る工程Ｂと、
   前記乳化物と第三リン酸カルシウムとを混合する工程Ｃと、
   前記工程Ｃの後、前記乳化物を重合させて多孔質ポリマ粒子を得る工程Ｄと、を備え、
   前記スチレン系モノマがジビニルベンゼンであり、
   前記ジビニルベンゼンの含有量がモノマの全質量を基準として６０質量％以上である、多孔質ポリマ粒子の製造方法。
2. 前記工程Ｂが、マイクロリアクタを用いて前記乳化物を得る工程であり、
   前記マイクロリアクタが、前記第１の混合物が流れる第１の管と、前記第２の混合物が流れる第２の管と、を備える二重管構造を有し、且つ、前記第２の混合物中に前記第１の混合物を吐出するＯ／Ｗ用マイクロリアクタであり、
   前記第１の管が、前記第２の管の内側において前記二重管構造の中心軸に配置されている、請求項１に記載の多孔質ポリマ粒子の製造方法。
3. 前記多孔質化剤が、芳香族の炭化水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類、及び、アルコール類からなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項１又は２に記載の多孔質ポリマ粒子の製造方法。
4. 前記界面活性剤が、スルホン酸基及びスルホン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも一種を有するアニオン性界面活性剤である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多孔質ポリマ粒子の製造方法。
5. 前記第１の混合物に対する前記第２の混合物の質量比が１〜９である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の多孔質ポリマ粒子の製造方法。
6. 前記多孔質ポリマ粒子の粒径Ｃ．Ｖ．値が１０％以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の多孔質ポリマ粒子の製造方法。