JP6913901B2 - コア−シェル型高分子微粒子、粒子分散液及び前記微粒子の製造方法 - Google Patents
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Description
そのため、非特許文献1に記載の技術では、界面活性剤の代わりにコモノマーを添加することで微粒子の凝集を抑制しているが、このようにコア成分とシェル成分の他に第三成分であるコモノマーを添加した場合、コモノマー由来の化学構造によって微粒子の化学的特性が所望の特性とは別のものとなり、目的とする機能に影響を及ぼす可能性がある。
しかしながら、上記のコア−シェル型高分子微粒子は、PEG系高分子アゾ開始剤を多量に用いて合成されたものであるため、微粒子中に高分子アゾ開始剤の分解生成物が多く残存している。アゾ開始剤の分解生成物は毒性が強いため、この微粒子は、用途によっては使用が制限される。
また、上記のコア−シェル型高分子微粒子は、シェル部を構成するものがPEG系高分子アゾ開始剤に限られていることから、シェル部の化学的特性を所望の特性に変化させることが困難という問題もある。また、工業的に製造する場合、開始剤使用量の増大はコスト面や原料調達の際に問題となる。
しかしながら、ポリビニルアルコールの粒子が重合中に微粒子を被覆してしまうため、上記手法によって得られた微粒子は、100nm以上の微粒子(一次粒子)とはならない。また、PVAが分子間で会合する影響で、凝集やこれによる粒子サイズの増大(二次粒子の発生)が生じ、粒子径分布が広くなり、分散安定性や機能の発現に問題がある。
ビニルエーテル化合物の重合法は数多く検討されてきたが、親水性ビニルエーテル、特に水酸基含有ビニルエーテル(特許文献4)やポリエーテル構造含有ビニルエーテルのラジカル重合法は、近年新たに見出されたものであり、この技術を利用した応用研究は非常に少ない。
<1> 親水性ビニルエーテル重合体(a)を含むシェル部と疎水性重合体(b)を含むコア部とからなるコア−シェル型高分子微粒子(以下、「本発明の微粒子」とも称する)。
<2> 前記シェル部が、前記親水性ビニルエーテル重合体(a)から構成され、且つ前記コア部が、前記疎水性重合体(b)から構成されるものである前記<1>に記載の微粒子。
<3> 前記親水性ビニルエーテル重合体(a)が、下記式(1)
で表されるものである前記<1>又は<2>に記載の微粒子。
<5> 平均粒子径が100〜2000nmである前記<1>〜<4>のいずれかに記載の微粒子。
<6> 前記親水性ビニルエーテル重合体(a)及び前記疎水性重合体(b)が、線状重合体である前記<1>〜<5>のいずれかに記載の微粒子。
<7> 親水性ビニルエーテル重合体と疎水性単量体とを水性媒体中で乳化重合させて得られるものである、前記<1>〜<6>のいずれかに記載の微粒子。
<10> 前記重合工程を、界面活性剤非存在下で行うものである、前記<9>に記載の方法。
また、本発明の微粒子製造方法によれば、界面活性剤や高分子アゾ開始剤を使用しない場合でも、水性媒体に対し良好な分散性を示し、且つ分散剤や金属保護安定剤、金属吸着剤等として有用なコア−シェル型高分子微粒子を、簡便かつ工業的に有利に製造できる。
本発明の微粒子は、親水性ビニルエーテル重合体(a)を含むシェル部と疎水性重合体(b)を含むコア部とからなるコア−シェル型高分子微粒子である。まず、本発明の微粒子について詳細に説明する。
R2で示されるアルキル基の炭素数は、好ましくは1又は2である。アルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。これらの中でも、アルキル基としては、メチル基、エチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
nは1〜10の整数であるが、1〜6の整数が好ましく、1〜4の整数がより好ましく、1〜3の整数が特に好ましい。なお、nが2〜10の整数の場合、n個のR1は同一であっても異なっていてもよい。
上記単量体としては、具体的には、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、3−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、2−メトキシエチルビニルエーテル、2−エトキシエチルビニルエーテル、2−(2−メトキシエトキシ)エチルビニルエーテル、2−(2−エトキシエトキシ)エチルビニルエーテル、2−(2−(2−エトキシエトキシ)エトキシ)エチルビニルエーテル、2−(2−(2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ)エトキシ)エチルビニルエーテル、2−(2−(2−(2−エトキシエトキシ)エトキシ)エトキシ)エチルビニルエーテル等が挙げられる。
親水性ビニルエーテル重合体(a)は、上記単量体より選ばれる1種の単独重合体でも2種以上を含む共重合体でもよい。なお、親水性ビニルエーテル重合体(a)が共重合体の場合、当該共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体のいずれでもよい。
なお、本明細書における数平均分子量、分子量分布は、GPC等により測定することができる。
疎水性重合体(b)を構成する単量体としては、ラジカル重合性を有する疎水性単量体が好ましく、疎水性の単官能重合性化合物がより好ましい。
上記単量体としては、例えば、オレフィン、ビニル芳香族化合物、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸誘導体、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド誘導体、飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステル等が挙げられる。これら単量体の中では、ビニル芳香族化合物、(メタ)アクリル酸誘導体、(メタ)アクリルアミド誘導体、及び飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステルから選ばれる1種又は2種以上が好ましい。
疎水性重合体(b)は、上記単量体より選ばれる1種の単独重合体でも2種以上を含む共重合体でもよい。なお、疎水性重合体(b)が共重合体の場合、当該共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体のいずれでもよい。
式(2)中、R4で示されるアルキル基の炭素数としては、1〜4が好ましく、1又は2がより好ましい。また、当該アルキル基は、直鎖状でも分岐状でもよく、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。
また、R4で示されるアルコキシ基の炭素数としては、1〜4が好ましく、1又は2がより好ましい。また、当該アルコキシ基は、直鎖状でも分岐状でもよく、具体的には、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
また、R4で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
また、pは0〜4の整数であるが、0又は1が好ましい。なお、pが2〜4の整数の場合、p個のR4は同一であっても異なっていてもよい。
N−C1-10アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジC1-10アルキル(メタ)アクリルアミドにおけるアルキル基としては、R6で示されるアルキル基と同様のものが挙げられる。
(メタ)アクリルアミド誘導体としては、具体的には、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステルとしては、具体的には、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ヘキサン酸ビニル、ラウリル酸ビニル等が挙げられる。
また、親水性ビニルエーテル重合体(a)、疎水性重合体(b)は、ノニオン性重合体であるのが好ましい。
また、本発明の微粒子は、親水性ビニルエーテル重合体(a)と疎水性重合体(b)との一部又は全部が化学結合したものが好ましく、親水性ビニルエーテル重合体(a)の末端と疎水性重合体(b)の末端とが化学結合したものがより好ましい。
粒子径分布(PDI)は、好ましくは0.005以上、より好ましくは0.01以上、特に好ましくは0.02以上であり、また、好ましくは0.9以下、より好ましくは0.8以下、特に好ましくは0.7以下である。
変動係数(CV)は、好ましくは1%以上、より好ましくは2%以上、特に好ましくは2.5%以上であり、また、好ましくは7%以下、より好ましくは6%以下、特に好ましくは5.5%以下である。
本明細書において、平均粒子径は、動的光散乱法で測定される体積平均粒子径を意味し、平均粒子径、粒子径分布(PDI)及び変動係数(CV)は、具体的には、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
疎水性重合体(b)の含有量は、本発明の微粒子全質量に対して、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上、特に好ましくは20質量%以上であり、また、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、特に好ましくは85質量%以下である。
親水性ビニルエーテル重合体(a)と疎水性重合体(b)との含有質量比〔(a):(b)〕は、所望の粒子径や用途に応じて適宜選択すればよいが、分散性の観点からは、10:1〜1:10の範囲が好ましく、7.5:1〜1:7.5の範囲がより好ましく、5:1〜1:5の範囲が特に好ましい。
なお、親水性ビニルエーテル重合体(a)、疎水性重合体(b)の含有量は、微粒子含有液を3000rpm程度の回転速度で遠心分離した後、その上澄み液に存在する非微粒子成分を1H NMR分析することにより測定することができる。
また、本発明の微粒子は、所望の性能や用途に応じて、シェル部を親水性ビニルエーテル重合体(a)から、コア部を疎水性重合体(b)から、それぞれ幅広く選定可能であり、塗料や接着剤、化粧品、金属等の分散剤、樹脂改質剤、金属保護安定剤、金属吸着・回収剤、診断薬(ラテックス診断薬等)、ドラッグデリバリーシステム等の用途に応用可能である。上記金属としては、ルテニウム、オスミウム等の第8族金属;ロジウム、イリジウム等の第9族金属;ニッケル、パラジウム、白金等の第10族金属、銀、金等の第11族金属;これらのイオンが挙げられ、0価の金属でもよい。また、HAuCl4等の金属化合物やそのイオンであってもよい。これらの中でも、本発明の微粒子は、第11族金属や第11族金属化合物、それらのイオンの分散、保護安定化、吸着に適する。なお、金属の保護安定化とは、分散媒中で金属を安定に分散させることをいう。
次に、本発明の微粒子製造方法について詳細に説明する。
本発明のコア−シェル型高分子微粒子の製造方法は、親水性ビニルエーテル重合体と疎水性単量体とを水性媒体中で乳化重合させる重合工程を含むことを特徴とするものである。本発明の微粒子製造方法により、本発明の微粒子を製造できる。
親水性ビニルエーテル重合体の使用量は、親水性ビニルエーテル重合体と疎水性単量体との合計100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、特に好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは95質量部以下、より好ましくは90質量部以下、更に好ましくは85質量部以下、特に好ましくは80質量部以下である。
なお、親水性ビニルエーテル重合体の合成は公知の方法を用いることができる。例えば、特許5936184号公報に記載の方法が挙げられる。
疎水性単量体の使用量は、親水性ビニルエーテル重合体と疎水性単量体との合計100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上、特に好ましくは20質量部以上であり、また、好ましくは95質量部以下、より好ましくは90質量部以下、特に好ましくは85質量部以下である。
なお、親水性ビニルエーテル重合体と疎水性単量体との合計使用量は、重合性化合物(なお、この重合性化合物は、重合体及び非重合体を含む。)全量に対して、90〜100質量%が好ましく、95〜100質量%がより好ましく、99〜100質量%が特に好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]テトラハイドレート、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)等のアゾ系重合開始剤;クメンハイドロパーオキサイド、ジt−ブチルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート等の有機過酸化物が挙げられる。ラジカル重合開始剤は1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、上記ラジカル重合開始剤は、親水性ビニルエーテル重合体末端の水素原子等の引き抜きに使用され、上記ラジカル重合開始剤を用いた場合、得られる微粒子に開始剤の分解生成物が付着・残存しない。
ラジカル重合開始剤の使用量は、疎水性単量体100質量部に対して、好ましくは0.01〜50質量部であり、より好ましくは0.1〜10質量部であり、更に好ましくは0.5〜5質量部であり、特に好ましくは0.5〜2.5質量部である。本発明の微粒子製造方法によれば、このようにラジカル重合開始剤が低濃度の場合でも、本発明の微粒子を効率よく得ることができる。
これら水性媒体の中では、水、水と1価アルコール系溶媒、多価アルコール系溶媒及びアミド系溶媒から選ばれる1種又は2種以上との混合溶媒が好ましく、水がより好ましい。
水性媒体の使用量は、所望の粒子径や用途に応じて適宜選択すればよいが、親水性ビニルエーテル重合体と疎水性単量体との合計100質量部に対して、好ましくは100〜3000質量部、より好ましくは200〜2500質量部である。
また、重合工程は、環境負荷を軽減する観点から、界面活性剤非存在下で行うのが好ましい。
重合工程の反応時間は、試薬の種類、量、反応温度によって異なるが、好ましくは2〜50時間であり、より好ましくは3〜30時間である。
また、重合工程は撹拌して行うのが好ましい。撹拌速度は重合反応液に大きなせん断力を与えるため可能な限り速い方が好ましい。例えば、シュレンク管中で撹拌子によって撹拌する場合は600rpm以上が好ましい。
本発明の粒子分散液は、本発明の微粒子が分散しているものである。
分散媒としては、上記重合工程で使用される水性媒体と同様のものが好ましい。微粒子の濃度は、粒子分散液全量に対して、0.01〜30質量%が好ましく、1〜25質量%がより好ましく、5〜20質量%が特に好ましい。
また、本発明の粒子分散液は、本発明の微粒子とともに金属が分散したものであってもよい。当該金属としては、ルテニウム、オスミウム等の第8族金属;ロジウム、イリジウム等の第9族金属;ニッケル、パラジウム、白金等の第10族金属、銀、金等の第11族金属;これらのイオンが挙げられ、0価の金属でもよい。また、HAuCl4等の金属化合物やそのイオンであってもよい。これらの中では、第11族金属や第11族金属化合物、それらのイオンが好ましい。
SEM測定は、日立ハイテクノロジー社製S−2600Hを用い、カーボンテープを接着したアルミ試料台へサンプル(微粒子の水分散液)を投入し十分に風乾させた後に、金を蒸着して行った。
TEM測定は、JEOL社製JEM2100(Gatan ORIUS SC200D CCDカメラ付属)を用い、200kVの加速電圧にて行った。また、グロー放電により表面を親水処理したカーボンコート銅グリッド(応研商事社 ELS−C10)上に微粒子の水分散液5μLを滴下し、余分な分散液を除いた後、EMステイナー(日新EM社)にてネガティブ染色し、得られたグリッドを乾燥したものを、サンプルとして用いて測定した。
DLSによる粒子径測定は、Malvern社製Zetasizer Nano−ZSPを用い、173°の散乱角で行った。測定データはZeta Software Ver.7.02にてキュムラント法で解析し、粒子径(Dh)と粒子径分布(PDI)を算出した。また、得られた平均粒子径は9回以上の測定で得られた結果であり、その粒子径測定結果の標準偏差から変動係数(CV)を算出した。
IR測定は、Varian社製FTS−3000を用いて行った。また、微粒子を3000rpmで30分間遠心分離した後、沈降物を乾燥したものをサンプルとして用いて、KBr錠剤法(実施例6、10、12)又はCaF2へのキャスト法(実施例11)で測定を行った。
1H NMR測定は、JEOL社製JNM−ECX500を用いて行った。また、微粒子を3000rpmで30分間遠心分離した後、沈降物を重水中に分散させたものをサンプルとして用いて測定した(実施例6、10〜12)。
シュレンク管に、撹拌子と、既知の手法で合成したポリ(2−ヒドロキシエチルビニルエーテル)(以下、「PHEVE」と記載し、実施例1〜12では、DMF+10mM LiBrを溶離液として用いたGPCで、数平均分子量が36500、分子量分布が1.97と測定されたポリマーを使用した)0.2g(2−ヒドロキシエチルビニルエーテル単量体換算で2.3mmol)と、酢酸ビニル(以下、「VAc」と記載する)1.0g(11.6mmol)と、イオン交換水5.0g(280mmol)と、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロライド(和光純薬工業(株)製「V−50」、以下、「AIBA」と記載する)10mg(0.04mmol、酢酸ビニル単量体100質量部に対して1質量部)とを入れ、凍結脱気を3回行った後、60℃、600rpmで24時間加熱しながら撹拌した。重合後、シュレンク管内に空気を導入し、冷却することにより重合を停止させることで、コア部がポリ酢酸ビニル、シェル部がPHEVEのコア−シェル型高分子微粒子を得た。
DLSによる粒子径測定により得られた微粒子の粒子径(Dh)は696nm、粒子径分布(PDI)は0.20、変動係数(CV)は2.7%であった。
VAcの使用量を0.5gに、AIBAの使用量を5mgに、それぞれ変更した以外は、実施例1と同様の手順によりコア−シェル型高分子微粒子を合成した。
得られた微粒子の粒子径(Dh)は831nm、粒子径分布(PDI)は0.15、変動係数(CV)は3.0%であった。
VAcの使用量を0.25gに、AIBAの使用量を2.5mgに、それぞれ変更した以外は、実施例1と同様の手順によりコア−シェル型高分子微粒子を合成した。
得られた微粒子の粒子径(Dh)は702nm、粒子径分布(PDI)は0.21、変動係数(CV)は3.1%であった。
PHEVEの使用量を0.1gに、VAcの使用量を0.5gに、AIBAの使用量を5mgに、それぞれ変更した以外は、実施例1と同様の手順によりコア−シェル型高分子微粒子を合成した。
得られた微粒子の粒子径(Dh)は1021nm、粒子径分布(PDI)は0.18、変動係数(CV)は2.9%であった。
PHEVEの使用量を0.05gに、VAcの使用量を0.25gに、AIBAの使用量を2.5mgに、それぞれ変更した以外は、実施例1と同様の手順によりコア−シェル型高分子微粒子を合成した。
得られた微粒子の粒子径(Dh)は725nm、粒子径分布(PDI)は0.02、変動係数(CV)は2.8%であった。
PHEVEの使用量を0.05gに、VAcの使用量を0.2gに、AIBAの使用量を2mgに、イオン交換水の使用量を4.75gに、それぞれ変更した以外は、実施例1と同様の手順によりコア−シェル型高分子微粒子を合成した。
得られた微粒子の粒子径(Dh)は666nm、粒子径分布(PDI)は0.16、変動係数(CV)は3.2%であった。
IRスペクトル(図3)では、3500cm-1付近にPHEVEの水酸基由来の吸収が観測され、1700cm-1付近にポリ酢酸ビニルのカルボニル基由来の吸収が観測された。このように、微粒子中にPHEVEとポリ酢酸ビニルが存在していることが確認された。
1H NMRスペクトル(図4)では、ポリ酢酸ビニル由来のシグナルは観測されず、PHEVE由来のシグナルのみが観測された(3.5ppm付近)。NMRシグナルは核の運動性に影響されるため、重水中で運動性の良いPHEVEのみが観測され、運動性が悪いポリ酢酸ビニルは観測されなかった。この結果とIRスペクトルの結果、SEM・TEMの画像から、実施例6で得られた微粒子が、水中ではポリ酢酸ビニルをコア部とし、PHEVEをシェル部とするコア−シェル構造であることが確認された。
PHEVEの使用量を0.1gに、VAcの使用量を0.15gに、AIBAの使用量を2mgに、イオン交換水の使用量を4.75gに、それぞれ変更した以外は、実施例1と同様の手順によりコア−シェル型高分子微粒子を合成した。
得られた微粒子の粒子径(Dh)は857nm、粒子径分布(PDI)は0.17、変動係数(CV)は3.1%であった。
PHEVEの使用量を0.15gに、VAcの使用量を0.1gに、AIBAの使用量を2mgに、イオン交換水の使用量を4.75gに、それぞれ変更した以外は、実施例1と同様の手順によりコア−シェル型高分子微粒子を合成した。
得られた微粒子の粒子径(Dh)は1387nm、粒子径分布(PDI)は0.18、変動係数(CV)は3.1%であった。
PHEVEの使用量を0.2gに、VAcの使用量を0.05gに、AIBAの使用量を2mgに、イオン交換水の使用量を4.75gに、それぞれ変更した以外は、実施例1と同様の手順によりコア−シェル型高分子微粒子を合成した。
得られた微粒子の粒子径(Dh)は299nm、粒子径分布(PDI)は0.16、変動係数(CV)は5.4%であった。
短シュレンク管に、撹拌子と、既知の手法で合成したPHEVE0.05g(2−ヒドロキシエチルビニルエーテル単量体換算で0.6mmol)と、スチレン0.2g(1.9mmol)と、イオン交換水4.75g(260mmol)と、AIBA2mg(0.007mmol、スチレン単量体100質量部に対して1質量部)とを入れ、凍結脱気を3回行った後、60℃、600rpmで24時間加熱しながら撹拌した。重合後、シュレンク管内に空気を導入し、冷却することにより重合を停止させることで、コア部がポリスチレン、シェル部がPHEVEのコア−シェル型高分子微粒子を得た。
DLSによる粒子径測定により得られた微粒子の粒子径(Dh)は567nm、粒子径分布(PDI)は0.22、変動係数(CV)は3.5%であった。
スチレンをアクリル酸エチル0.2g(2.0mmol)に変更した以外は実施例10と同様の手順によりコア−シェル型高分子微粒子を合成した。
得られた微粒子の粒子径(Dh)は546nm、粒子径分布(PDI)は0.02、変動係数(CV)は3.6%であった。
スチレンをメタクリル酸メチル0.2g(2.0mmol)に変更した以外は実施例10と同様の手順によりコア−シェル型高分子微粒子を合成した。
得られた微粒子の粒子径(Dh)は697nm、粒子径分布(PDI)は0.69、変動係数(CV)は3.1%であった。
IRスペクトル(図9〜11)では、実施例10〜12のいずれのスペクトルにおいても3500cm-1付近にPHEVEの水酸基由来の吸収が観測された。また、実施例11と12のスペクトルでは1700cm-1付近にポリアクリル酸エチル、ポリメタクリル酸メチルのカルボニル基由来の吸収が観測され、微粒子中にPHEVEとポリアクリル酸エチル又はポリメタクリル酸メチルが存在していることが確認された。
1H NMRスペクトル(図13)では、実施例10〜12のいずれのスペクトルにおいてもコア部を構成する重合体由来のシグナルは観測されず、PHEVE由来のシグナルのみが観測された。NMRシグナルは核の運動性に影響されるため、重水中で運動性の良いPHEVEが観測され、運動性が悪いポリスチレン、ポリアクリル酸エチル、ポリメタクリル酸メチルはほとんど観測されなかった。この結果とIRスペクトルの結果、SEM・TEMの画像から、実施例10〜12で得られた微粒子が、ポリスチレン、ポリアクリル酸エチル又はポリメタクリル酸メチルをコア部とし、PHEVEをシェル部とするコア−シェル構造であることが確認された。
短シュレンク管に、撹拌子と、既知の手法で合成したポリ(2−メトキシエチル(ビニル)エーテル)(以下、「PMOVE」と記載し、DMF+10mM LiBrを溶離液として用いたGPCで数平均分子量が11500、分子量分布が1.49と測定されたポリマーを使用した)0.05g(2−メトキシエチル(ビニル)エーテル単量体換算で0.5mmol)と、スチレン0.2g(1.9mmol)と、イオン交換水4.75g(260mmol)と、AIBA2mg(0.007mmol、スチレン単量体100質量部に対して1質量部)とを入れ、凍結脱気を3回行った後、60℃、600rpmで24時間加熱しながら撹拌した。重合後、シュレンク管内に空気を導入し、冷却することにより重合を停止させることで、コア部がポリスチレン、シェル部がPMOVEのコア−シェル型高分子微粒子を得た。
DLSによる粒子径測定により得られた微粒子の粒子径(Dh)は445nm、粒子径分布(PDI)は0.21、変動係数(CV)は3.9%であった。
実施例13で得られた微粒子のDLSデータを図14に、SEM像を図15に、それぞれ示す。
実施例6で得られた微粒子と水を混合して、1.0質量%水分散液を調製した。また同様にして、実施例10で得られた微粒子の分散液、実施例13で得られた微粒子の分散液を調製した。
次いで、各分散液(乳化液)を室温にて放置し、放置開始から120日経過後に各分散液の状態を目視にて確認したところ、いずれの分散液についても微粒子が沈殿することなく分散(乳化)したままの状態であった。
また、合成直後(放置開始前)の各微粒子、及び放置開始から120日経過後の各分散液の微粒子についてDLS測定を行い、粒子径分布を比較したところ、120日経過しても粒子径分布に大きな変化はなかった。DLSデータ(散乱強度データ)を図16に示す。
実施例13で得られた微粒子と水を混合して、実施例13で得られた微粒子の0.05質量%水分散液を調製し、紫外可視分光計(JASCO V−550)にて紫外・可視分光スペクトルを測定した(図17:b 微粒子)。
次いで、上記水分散液5gに1000ppm金標準液(和光純薬工業(株)製)を0.097mL加え、約5分間攪拌し、紫外可視分光計(JASCO V−550)にて紫外・可視分光スペクトルを測定した(図17:HAuCl4+微粒子)。図17に示すとおり、このスペクトルの313nmの吸収から、微粒子に金の化合物のイオン(HAuCl4)が取り込まれたことがわかった。
また、上記金の化合物のイオンを水素化ホウ素ナトリウムで直接還元したところ、分散液全体が薄赤褐色に呈色し、0価の金が直接ナノ分散したことがわかった。また、還元後の微粒子についても紫外可視分光計(JASCO V−550)にて紫外・可視分光スペクトルを測定した(図17:a Au(0)を分散した微粒子)。図17中のAu(0)を分散した微粒子(a)と微粒子(b)との差吸光度(a−b)に示される518nmの吸収からも、0価の金の分散を確認することができた。
試験例2の結果から、実施例13で得られた微粒子が、金属イオンの分散剤、金属の保護安定剤、金属吸着剤等として有用なことがわかる。
Claims (7)
- 親水性線状ビニルエーテル重合体(a)のみから構成されるシェル部と疎水性線状重合体(b)のみから構成されるコア部とからなり、前記親水性線状ビニルエーテル重合体(a)と前記疎水性線状重合体(b)との一部又は全部が化学結合しており、前記疎水性線状重合体(b)を構成する単量体が、オレフィン、ビニル芳香族化合物、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸誘導体、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド誘導体、及び飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステルから選ばれる1種又は2種以上の単量体であるコア−シェル型高分子微粒子。
- 平均粒子径が100〜2000nmである請求項1又は2に記載の微粒子。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の微粒子が分散している粒子分散液。
- 親水性ビニルエーテル重合体(a)を含むシェル部と疎水性重合体(b)を含むコア部とからなり、前記親水性ビニルエーテル重合体(a)と前記疎水性重合体(b)との一部又は全部が化学結合しており、前記疎水性重合体(b)を構成する単量体が、オレフィン、ビニル芳香族化合物、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸誘導体、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド誘導体、及び飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステルから選ばれる1種又は2種以上の単量体であるコア−シェル型高分子微粒子を製造する方法であって、親水性ビニルエーテル重合体(a)とオレフィン、ビニル芳香族化合物、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸誘導体、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミド誘導体、及び飽和脂肪族カルボン酸のビニルエステルから選ばれる1種又は2種以上の疎水性単量体とを水性媒体中で乳化重合させる重合工程を含む、コア−シェル型高分子微粒子の製造方法。
- 前記重合工程を、界面活性剤非存在下で行うものである、請求項5に記載の方法。
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