JP7015137B2 - Organic-inorganic composite particles - Google Patents

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Description

本発明は、有機無機複合粒子に関するものである。 The present invention relates to organic-inorganic composite particles.

一般に、電子部材における基板等、二つの部品の間隔が一定になるよう制御する際には、ギャップ材(スペーサ)が用いられる。特に、液晶ディスプレイ(LCD)、高分子分散型液晶(PDLC)フィルムなどの液晶表示素子、有機ELディスプレイ(OLED)においては、設計上、ミクロンオーダーかつ高精度なスペーサが求められている。こうした電子部材では、シリカ粒子等の無機粒子あるいは樹脂粒子などの微粒子がスペーサとして用いられている。 Generally, a gap material (spacer) is used when controlling the distance between two parts such as a substrate in an electronic member to be constant. In particular, in liquid crystal displays (LCDs), liquid crystal display elements such as polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) films, and organic EL displays (OLEDs), micron-order and high-precision spacers are required in terms of design. In such electronic members, inorganic particles such as silica particles or fine particles such as resin particles are used as spacers.

無機粒子は、粒径精度やギャップ保持性に優れるものの、硬さが大きいときはギャップ材として使用できない場合がある。硬い無機粒子は、負荷により生じたギャップ変動に追従して変形できないため、基板の配線や周辺部材を傷つけてしまう。硬い無機粒子は、液晶の熱膨張率や熱収縮による厚み変化に追従して変形することもできず、低温発泡することもある。 Inorganic particles are excellent in particle size accuracy and gap retention, but may not be used as a gap material when the hardness is high. Since the hard inorganic particles cannot be deformed by following the gap fluctuation caused by the load, they damage the wiring of the substrate and the peripheral members. The hard inorganic particles cannot be deformed by following the change in thickness due to the thermal expansion rate or thermal shrinkage of the liquid crystal display, and may foam at a low temperature.

一方、樹脂粒子は、柔軟性を有しているので、配線等を傷つけるおそれが小さく、熱膨張や熱収縮による厚み変化にも追従して変形しやすい。しかしながら、樹脂粒子は、タッピングや振動、熱衝撃などによる繰り返しの負荷やギャップ変動があった場合に、負荷-除荷時のタイムラグによる粒径回復の遅れが生じる。すなわち、荷重に対する応答性が悪い。 On the other hand, since the resin particles have flexibility, there is little risk of damaging the wiring or the like, and the resin particles are easily deformed by following a change in thickness due to thermal expansion or heat shrinkage. However, when the resin particles are repeatedly loaded or have gap fluctuations due to tapping, vibration, thermal shock, etc., the particle size recovery is delayed due to the time lag during load-unloading. That is, the responsiveness to the load is poor.

さらに、樹脂粒子は、ストレスを繰り返して受けた際、塑性変形によるへたりが生じてギャップ保持性が損なわれてしまう。樹脂粒子は、中長期的なギャップ保持性が不十分である。一般的に、樹脂粒子の粒径は、繰り返されるギャップ変動に追従して変化することができない。ギャップ変動が繰り返されると、基板と樹脂粒子との間に隙間が生じて、樹脂粒子が移動する。あるいは、樹脂粒子の粒径が変動することによって、ギャップを精密に保持できなくなる。 Further, when the resin particles are repeatedly subjected to stress, sagging due to plastic deformation occurs and the gap holding property is impaired. The resin particles have insufficient medium- to long-term gap retention. In general, the particle size of the resin particles cannot change following repeated gap fluctuations. When the gap fluctuation is repeated, a gap is created between the substrate and the resin particles, and the resin particles move. Alternatively, the gap cannot be accurately maintained due to the fluctuation of the particle size of the resin particles.

近年、電子デバイス等の薄型化や小型化に伴って、設計上ギャップ精度が厳密になっている。また、持ち運び、車載などの使用エリアの拡大や、タッチパネル等の圧力感知機能の活用により、移動・使用時において繰り返し微振動や熱衝撃が加わる環境下での部材使用も増加している。微振動の熱衝撃は、基板間のギャップ変動をもたらす。したがって、荷重変動に対し即座に応答し、繰り返しの圧縮に対する塑性変形(永久歪み)が極力抑制されたスペーサ粒子が望まれる。 In recent years, as electronic devices and the like have become thinner and smaller, the gap accuracy has become stricter in design. In addition, due to the expansion of the usage area such as portability and in-vehicle use, and the utilization of pressure sensing functions such as touch panels, the use of materials in an environment where slight vibrations and thermal shocks are repeatedly applied during movement and use is increasing. The thermal shock of micro-vibration causes gap fluctuation between the substrates. Therefore, spacer particles that immediately respond to load fluctuations and suppress plastic deformation (permanent strain) due to repeated compression as much as possible are desired.

そこで、ポリオルガノシロキサンに代表される有機無機ハイブリッド粒子がスペーサとして有望とされている。有機無機ハイブリッド粒子は、樹脂粒子並みの柔軟さに加えてシリカに匹敵する粒径精度を備えている。 Therefore, organic-inorganic hybrid particles typified by polyorganosiloxane are considered to be promising as spacers. The organic-inorganic hybrid particles have a particle size accuracy comparable to that of silica in addition to the flexibility of resin particles.

特定のポリシロキサンを主成分とし、硬さと機械的復元性とを備えた有機質-無機質複合体粒子が、液晶表示板用スペーサ用の有機無機ハイブリッド粒子として開示されている(例えば、特許文献1)。ここでのポリシロキサンは、有機基中の少なくとも1個の炭素原子が直接ケイ素原子に化学結合した有機ケイ素を分子内に有している。特許文献1に記載の有機質-無機質複合体粒子は、10%変形後の残留変位が5%以下に規定されている。 Organic-inorganic composite particles containing a specific polysiloxane as a main component and having hardness and mechanical resilience are disclosed as organic-inorganic hybrid particles for a spacer for a liquid crystal display board (for example, Patent Document 1). .. The polysiloxane here has organosilicon in which at least one carbon atom in the organic group is directly chemically bonded to the silicon atom. The organic-inorganic complex particles described in Patent Document 1 have a residual displacement of 5% or less after 10% deformation.

特開平7-140472号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-140472

しかしながら、特許文献1に記載されている有機質-無機質複合体粒子は、繰り返し荷重に供されるギャップスペーサとして十分な機械的復元力を備えていない。特許文献1では、高回復性の定義を、10%変形後の残留変位0~5%としている。この指標は、粒子径に対する残留変位量を表わしている。特許文献1の実施例に開示されている負荷された変位量によれば、最大でも1/2程度変位が戻っていない。このことから、特許文献1に記載されている有機質-無機質複合体粒子は、荷重を負荷し、その後に除荷した後には、粒径が元通りには回復しないことがわかる。 However, the organic-inorganic complex particles described in Patent Document 1 do not have sufficient mechanical restoring force as a gap spacer to be subjected to repeated loading. In Patent Document 1, the definition of high recoverability is 0 to 5% of residual displacement after 10% deformation. This index represents the amount of residual displacement with respect to the particle size. According to the loaded displacement amount disclosed in the examples of Patent Document 1, the displacement does not return by about 1/2 at the maximum. From this, it can be seen that the particle size of the organic-inorganic complex particles described in Patent Document 1 does not recover to the original size after being loaded and then unloaded.

従来の有機質-無機質複合体粒子からなるスペーサ粒子を用いた場合には、物理的要因や熱衝撃により繰り返しストレスがかかった場合に基板-粒子間に隙間が生じることがあった。そのようなスペーサ粒子は、変形の蓄積によってギャップを精密に保持できない。すなわち、そのようなスペーサ粒子は、ギャップ保持性が損なわれるおそれがある。 When the conventional spacer particles composed of organic-inorganic complex particles are used, a gap may be formed between the substrate and the particles when stress is repeatedly applied due to physical factors or thermal shock. Such spacer particles cannot precisely hold the gap due to the accumulation of deformation. That is, such spacer particles may have impaired gap retention.

繰り返し微振動が加わる環境下であっても優れたギャップ保持性を維持するスペーサ粒子、荷重の変動に対し即座に反応し(高応答性)、繰り返し圧縮に対して歪みの残らずに粒径の回復率が高く、塑性変形がより抑制されたスペーサ粒子として好適な有機無機複合粒子が求められている。 Spacer particles that maintain excellent gap retention even in an environment where repeated micro-vibrations are applied, respond immediately to load fluctuations (high responsiveness), and have a particle size that does not leave strain against repeated compression. There is a demand for organic-inorganic composite particles suitable as spacer particles having a high recovery rate and more suppressed plastic deformation.

そこで本発明は、荷重の変動に対して追従して変形でき、塑性変形がより抑制された有機無機複合粒子を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an organic-inorganic composite particle that can be deformed by following a fluctuation of a load and whose plastic deformation is further suppressed.

本発明に係る有機無機複合粒子は、シロキサン結合を有する化合物からなる粒径Zの有機無機複合粒子であって、荷重Fで負荷して変位量Dとし、その後、変位量Dが0.08Z≦D≦0.15Zとなる荷重F(F>F)で負荷して2秒間保持した後、荷重Fまで除荷するサイクルを10回繰り返した際、前記粒径Zの変位量が下記式(1)および(2)の条件を満たすことを特徴とする。
{(D-D)/D)}×100<10% 式(1)
{(D(10)-D(1))/Z}×100<1% 式(2)
(ここで、DおよびDは、それぞれ1サイクル目での荷重F(F<F<F)における負荷時および除荷時の(Z-D)を基準とした変位量であり、D(10)は(Z-D)を基準とした10サイクル目の荷重F時の変位量であり、D(1)は(Z-D)を基準とした1サイクル目の荷重F時の変位量である。なお、荷重F、F、Fおよび変位量D、D、D、D、D(10)、D(1)の値は、いずれも微小圧縮試験機を用いて得られる測定値である。)
The organic-inorganic composite particles according to the present invention are organic-inorganic composite particles having a particle size Z made of a compound having a siloxane bond, and are loaded with a load F 0 to obtain a displacement amount D 0 , and then the displacement amount D s is 0. Displacement of the particle size Z when the cycle of loading with a load F (F> F 0 ) such that 08Z ≤ D s ≤ 0.15Z, holding for 2 seconds, and then unloading to the load F 0 is repeated 10 times. The quantity is characterized by satisfying the conditions of the following formulas (1) and (2).
{(DR- DL ) / DL ) } × 100 <10% Equation (1)
{(D (10) -D (1)) / Z} x 100 <1% formula (2)
(Here, DL and DR are displacement amounts based on ( Z - D 0 ) at the time of loading and unloading at the load F m (F 0 <F m <F) in the first cycle, respectively. Yes, D (10) is the displacement amount at the time of the load F in the 10th cycle based on (Z-D 0 ), and D (1) is the load in the 1st cycle based on (Z-D 0 ). Displacement amount at F. The values of the loads F, F 0 , F m and the displacement amounts D s , D 0 , DL, DR , D (10), and D (1) are all minute compressions. It is a measured value obtained by using a testing machine.)

本発明の有機無機複合粒子は、所定の荷重を印加して除去した際、粒径の変位量が所定の範囲内である。本発明の有機無機複合粒子は、荷重の変動に即座に反応できることから、応答性に優れている。さらに、本発明の有機無機複合粒子は、負荷-除荷サイクルを繰り返しても変位量が蓄積されることはない。本発明の有機無機複合粒子は、塑性変形がより抑制された高弾性粒子である。 When the organic-inorganic composite particles of the present invention are removed by applying a predetermined load, the displacement amount of the particle size is within a predetermined range. The organic-inorganic composite particles of the present invention are excellent in responsiveness because they can immediately react to fluctuations in load. Further, the organic-inorganic composite particles of the present invention do not accumulate a displacement amount even if the load-unload cycle is repeated. The organic-inorganic composite particles of the present invention are highly elastic particles in which plastic deformation is further suppressed.

本実施形態の有機無機複合粒子の負荷-除荷サイクルにおける変位量を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the displacement amount in the load-unloading cycle of the organic-inorganic composite particle of this embodiment. 本実施形態の有機無機複合粒子の1回目の負荷-除荷サイクルにおける変位量を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the displacement amount in the 1st load-unloading cycle of the organic-inorganic composite particle of this embodiment. 従来の複合粒子の応力歪み曲線である。It is a stress strain curve of a conventional composite particle. 本実施形態の有機無機複合粒子の1回目の負荷-除荷サイクルの際の応力歪み曲線である。It is a stress strain curve at the time of the first load-unloading cycle of the organic-inorganic composite particle of this embodiment. 本実施形態の有機無機複合粒子の10回の負荷-除荷サイクルの際の応力歪み曲線である。It is a stress strain curve at the time of 10 load-unloading cycles of the organic-inorganic composite particle of this embodiment. 本実施形態の有機無機複合粒子の弾性を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the elasticity of the organic-inorganic composite particle of this embodiment. 実施例1の有機無機複合粒子の1回目の負荷-除荷サイクルの際の応力歪み曲線である。6 is a stress-strain curve during the first load-unload cycle of the organic-inorganic composite particles of Example 1. 実施例1の有機無機複合粒子の10回の負荷-除荷サイクルの際の応力歪み曲線である。6 is a stress-strain curve of the organic-inorganic composite particles of Example 1 during 10 load-unload cycles. 比較例1の有機無機複合粒子の1回目の負荷-除荷サイクルの際の応力歪み曲線である。It is a stress strain curve at the time of the first load-unloading cycle of the organic-inorganic composite particle of Comparative Example 1. 比較例1の有機無機複合粒子の10回の負荷-除荷サイクルの際の応力歪み曲線である。It is a stress-strain curve in the case of 10 load-unloading cycles of the organic-inorganic composite particles of Comparative Example 1.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

1.全体構成
本実施形態の有機無機複合粒子(以下、単に複合粒子とも称する)は、シロキサン結合(Si-O-Si結合)を有する化合物からなる。本発明の複合粒子は、負荷-除荷のサイクルを繰り返した際、粒径の変位量が所定の条件を満たす。
1. 1. Overall Structure The organic-inorganic composite particles of the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as composite particles) are composed of a compound having a siloxane bond (Si—O—Si bond). In the composite particle of the present invention, the displacement amount of the particle size satisfies a predetermined condition when the load-unloading cycle is repeated.

具体的には、本実施形態の複合粒子は、荷重Fで負荷して変位量Dとし、その後、変位量Dが0.08Z≦D≦0.15Zとなる荷重F(F>F)で負荷して2秒間保持した後、荷重Fまで除荷するという負荷-除荷サイクルを10回繰り返した際、下記式(1)および(2)の条件を満たす。Zは、無荷重時の粒径である。本明細書において、粒径Zとは、コールターカウンター法により求めた平均粒径を意味する。 Specifically, the composite particles of the present embodiment are loaded with a load F 0 to obtain a displacement amount D 0 , and then a load F (F>) in which the displacement amount D s becomes 0.08Z ≤ D s ≤ 0.15 Z. When the load-unloading cycle of loading with F 0 ) and holding for 2 seconds and then unloading to the load F 0 is repeated 10 times, the following equations (1) and (2) are satisfied. Z is the particle size when no load is applied. In the present specification, the particle size Z means the average particle size obtained by the Coulter counter method.

{(D-D)/D)}×100<10% 式(1)
{(D(10)-D(1))/Z}×100<1% 式(2)
{(DR- DL ) / DL ) } × 100 <10% Equation (1)
{(D (10) -D (1)) / Z} x 100 <1% formula (2)

およびDは、それぞれ1サイクル目での荷重F(F<F<F)における負荷時および除荷時の(Z-D)を基準とした変位量であり、D(10)は(Z-D)を基準とした10サイクル目の荷重F時の変位量であり、D(1)は(Z-D)を基準とした1サイクル目の荷重F時の変位量である。 DL and DR are displacement amounts based on (Z-D 0 ) at the time of loading and unloading at the load F m (F 0 <F m <F) in the first cycle, respectively, and D ( 10) is the displacement amount at the time of the load F in the 10th cycle based on (Z-D 0 ), and D (1) is the displacement at the time of the load F in the 1st cycle based on (Z-D 0 ). The quantity.

図1,2を参照して、本発明の複合粒子に負荷-除荷のサイクルを繰り返した際の粒径の変化について説明する。 With reference to FIGS. 1 and 2, changes in particle size when the composite particles of the present invention are repeatedly loaded and unloaded will be described.

複合粒子10は、図1に示すように無荷重時に粒径Zを有している。複合粒子10を平面加圧板上に配置し、直径50μmのダイヤモンド製の円形平板圧子を用いて変位量D(Dは0.08Zより非常に小さい値である)となる除荷荷重Fを印加する。1サイクル目の除荷荷重を、初期荷重と称する。複合粒子10には、変位量D(0.08Z≦D≦0.15Z)となる荷重Fを、さらに印加する。 As shown in FIG. 1, the composite particle 10 has a particle size Z when no load is applied. The composite particles 10 are placed on a flat pressure plate, and a unloading load F 0 having a displacement amount D 0 (D 0 is a value much smaller than 0.08 Z) using a circular flat plate indenter made of diamond having a diameter of 50 μm. Is applied. The unloading load in the first cycle is called the initial load. A load F having a displacement amount D s (0.08Z ≦ D s ≦ 0.15Z) is further applied to the composite particles 10.

複合粒子10に荷重Fを印加した状態で2秒間保持して、複合粒子10を変形させる。この際の変位量を、初期荷重を負荷したときの粒径(Z-D)を基準粒径として求めて、1サイクル目の負荷荷重時の変位量D(1)とする。除荷荷重Fまで除荷して1サイクル目を終了し、2サイクル目の負荷-除荷を行う。複合粒子10の変位量を測定しつつ同様の負荷-除荷サイクルを10回繰り返して、10サイクル目の負荷荷重F時の変位量D(10)を求める。 The composite particle 10 is deformed by holding it for 2 seconds with the load F applied to the composite particle 10. The displacement amount at this time is determined by using the particle size (Z-D 0 ) when the initial load is applied as the reference particle size, and is used as the displacement amount D (1) when the load is applied in the first cycle. Unloading load F 0 is unloaded, the first cycle is completed, and the load-unloading in the second cycle is performed. While measuring the displacement amount of the composite particle 10, the same load-unloading cycle is repeated 10 times to obtain the displacement amount D (10) at the load load F in the 10th cycle.

1回目の負荷-除荷サイクルにおける荷重と粒径の変化を、図2に示す。負荷時の荷重は、初期荷重Fから途中荷重Fを経て、負荷荷重Fまで増加する。除荷時の荷重は、負荷荷重Fから途中荷重Fを経て、除荷荷重Fまで減少する。理想的には、除荷荷重F時における粒径は、初期荷重F時と同等となる。負荷時の途中荷重Fにおける変位量をDとし、除荷時の途中荷重Fにおける変位量をDとする。負荷時および除荷時の途中荷重Fは、例えば0.5Fである。変位量DおよびDは、上述と同様に基準粒径からの変位量として求める。 The changes in load and particle size in the first load-unload cycle are shown in FIG. The load at the time of loading increases from the initial load F 0 to the intermediate load F m and then to the load load F. The load at the time of unloading decreases from the load load F through the intermediate load F m to the unloading load F 0 . Ideally, the particle size at the unloading load F 0 o'clock is the same as the initial load F 0 o'clock. Let the displacement amount at the intermediate load F m at the time of loading be DL, and let the displacement amount at the intermediate load F m at the time of unloading be DR. The intermediate load Fm at the time of loading and unloading is, for example, 0.5F . The displacement amounts DL and DR are obtained as the displacement amounts from the reference particle size in the same manner as described above.

上述したとおり、本実施形態の複合粒子10は、下記式(1)の条件を満たす。
{(D-D)/D)}×100<10% 式(1)
{(D-D)/D)}×100の値は、荷重に対する追従性の指標となる。{(D-D)/D)}×100の値が正に大きいほど、つまり、除荷時の変位量が同一荷重での負荷時の変位量より大きいほど、荷重に対する追従性が悪いことを示す。弾性ヒステリシス損による歪みが多く残ると、荷重を取り除いた際、粒径が回復するのに時間を要して応答性が悪くなることに起因する。
As described above, the composite particle 10 of the present embodiment satisfies the condition of the following formula (1).
{(DR- DL ) / DL ) } × 100 <10% Equation (1)
{(DR- DL ) / DL ) } The value of × 100 is an index of followability to the load. {( DR-DL) / D L ) } The larger the value of x100, that is, the larger the displacement amount at the time of unloading is larger than the displacement amount at the time of loading with the same load, the more the followability to the load becomes. Show bad things. If a large amount of strain due to elastic hysteresis loss remains, it takes time for the particle size to recover when the load is removed, resulting in poor responsiveness.

本実施形態の複合粒子10は{(D-D)/D)}×100の値が10%未満に規定されているので、複合粒子10の粒径は、荷重に対して迅速に追従して変化できる。{(D-D)/D)}×100の値は、5%以下が好ましく、0%未満(D<D)がより好ましい。(D-D)が負の値を示すことについては、追って説明する。 Since the value of {(DR- DL ) / DL ) } × 100 of the composite particle 10 of the present embodiment is specified to be less than 10%, the particle size of the composite particle 10 is rapidly adjusted with respect to the load. Can follow and change. {( DR-DL) / D L ) } The value of × 100 is preferably 5% or less, and more preferably less than 0% ( DR < DL ). It will be described later that ( DR - DL ) shows a negative value.

本実施形態の複合粒子10は、上記式(1)の条件に加えて、下記式(2)の条件も満たす。
{(D(10)-D(1))/Z}×100<1% 式(2)
{(D(10)-D(1))/Z}×100の値は、塑性変形性の指標となる。{(D(10)-D(1))/Z}×100の値が正に大きいほど、つまり、負荷荷重時の10サイクル目の変位量が、負荷荷重時の1サイクル目の変位量より大きいほど、塑性変形性が大きい。
The composite particle 10 of the present embodiment satisfies the condition of the following formula (2) in addition to the condition of the above formula (1).
{(D (10) -D (1)) / Z} x 100 <1% formula (2)
The value of {(D (10) −D (1)) / Z} × 100 is an index of plastic deformability. The larger the value of {(D (10) -D (1)) / Z} × 100, that is, the displacement amount in the 10th cycle under load is larger than the displacement amount in the 1st cycle under load. The larger the value, the greater the plastic deformability.

そのような複合粒子は、除荷後に粒径が回復するまでに遅れ(タイムラグ)が生じて、粒子内部に歪みが蓄積される。変位量は、負荷-除荷のサイクルを繰り返す毎に増加して、粒子の潰れがより大きくなる。そのような粒子は、ギャップ材として用いた際、精度よくギャップを保持することができない。 In such composite particles, a delay (time lag) occurs before the particle size recovers after unloading, and strain is accumulated inside the particles. The amount of displacement increases with each load-unload cycle, resulting in greater particle crushing. When such particles are used as a gap material, they cannot accurately hold the gap.

本実施形態の複合粒子10は、{(D(10)-D(1))/Z}×100の値が1%未満に規定されているので、塑性変形が十分に抑制されている。したがって、本実施形態の複合粒子10は、弾性が大きい。{(D(10)-D(1))/Z}×100の値は、0.5%以下であることが好ましい。本実施形態の複合粒子10は、10サイクル目の負荷荷重時の変位量D(10)が、1サイクル目の負荷荷重時の変位量D(1)より小さくなる場合がある。(D(10)<D(1))の場合については、追って説明する。 In the composite particle 10 of the present embodiment, the value of {(D (10) −D (1)) / Z} × 100 is specified to be less than 1%, so that plastic deformation is sufficiently suppressed. Therefore, the composite particle 10 of the present embodiment has high elasticity. The value of {(D (10) −D (1)) / Z} × 100 is preferably 0.5% or less. In the composite particle 10 of the present embodiment, the displacement amount D (10) at the time of the load load in the 10th cycle may be smaller than the displacement amount D (1) at the time of the load load in the 1st cycle. The case of (D (10) <D (1)) will be described later.

本発明の複合粒子は、10%圧縮弾性率が2GPa以上20GPa以下であることが好ましい。10%圧縮弾性率が小さすぎる粒子は、柔らかすぎて荷重に対する変位が大きい。このため、10%圧縮弾性率が小さすぎる粒子は、スペーサとしての機能を十分に発揮できない。一方、10%圧縮弾性率が大きすぎる粒子は、スペーサとしては硬すぎる。10%圧縮弾性率が大きすぎる粒子は、この粒子が接触している周辺部材の破損等の原因となる。 The composite particles of the present invention preferably have a 10% compressive elastic modulus of 2 GPa or more and 20 GPa or less. Particles with a 10% compressive modulus too small are too soft and have a large displacement with respect to the load. Therefore, particles having a 10% compressive elastic modulus that is too small cannot fully exhibit the function as a spacer. On the other hand, particles having an excessively large 10% compressive elastic modulus are too hard as a spacer. Particles with an excessively large 10% compressive elastic modulus cause damage to peripheral members with which the particles are in contact.

シロキサン結合を有する化合物からなる複合粒子の10%圧縮弾性率が2GPa以上であれば、荷重が変化しても適切な基板間隔を保持できるので、10%圧縮弾性率が2GPa以上の複合粒子は、スペーサとして使用することができる。10%圧縮弾性率が20GPa以下であれば、複合粒子の弾性体的性質は、より好ましいものとなる。 If the 10% compressive elastic modulus of the composite particle made of a compound having a siloxane bond is 2 GPa or more, an appropriate substrate spacing can be maintained even if the load changes. Therefore, the composite particle having a 10% compressive elastic modulus of 2 GPa or more can be used. It can be used as a spacer. When the 10% compressive elastic modulus is 20 GPa or less, the elastic properties of the composite particles are more preferable.

本発明の複合粒子は、コールターカウンター法により求めた平均粒径が0.5~200μmであることが好ましい。平均粒径がこの範囲内である複合粒子は、電子部材等において、スペーサとして好適に用いることができる。本発明の複合粒子の平均粒径は、1~100μmであることがより好ましい。特に、液晶パネル用途に用いる場合には、複合粒子の平均粒径は、1~15μmが好ましく、2~12μmがより好ましく、3~7μmが最も好ましい。 The composite particles of the present invention preferably have an average particle size of 0.5 to 200 μm determined by the Coulter counter method. Composite particles having an average particle size within this range can be suitably used as a spacer in an electronic member or the like. The average particle size of the composite particles of the present invention is more preferably 1 to 100 μm. In particular, when used for liquid crystal panel applications, the average particle size of the composite particles is preferably 1 to 15 μm, more preferably 2 to 12 μm, and most preferably 3 to 7 μm.

また、本発明の複合粒子の粒度分布の変動係数CV値は、5%以下であることが好ましい。CV値は、後述する数式(A1)で示すように、粒径の標準偏差と平均粒径とによって求められる。CV値の算出法については、追って説明する。CV値が5%以下の複合粒子は、粒径のばらつきが小さいので、スペーサとして好適に用いることができる。複合粒子のCV値は、2.5%以下であることがより好ましい。また、本実施形態の複合粒子は、真球形状の単分散粒子であることが好ましい。 Further, the coefficient of variation CV value of the particle size distribution of the composite particles of the present invention is preferably 5% or less. The CV value is obtained by the standard deviation of the particle size and the average particle size as shown by the mathematical formula (A1) described later. The method of calculating the CV value will be described later. Composite particles having a CV value of 5% or less can be suitably used as a spacer because the variation in particle size is small. The CV value of the composite particles is more preferably 2.5% or less. Further, the composite particles of the present embodiment are preferably spherical monodisperse particles.

複合粒子の適切な平均粒径の範囲は、用途に応じて異なる。適切な平均粒径は、例えば有機EL用途の場合には6~16μm、PDLC用途では7~25μm、3Dシャッター用途では25~50μm、LED照明用用途では40~120μmである。 The range of suitable average particle sizes for composite particles will vary depending on the application. Suitable average particle sizes are, for example, 6 to 16 μm for organic EL applications, 7 to 25 μm for PDLC applications, 25 to 50 μm for 3D shutter applications, and 40 to 120 μm for LED lighting applications.

2.製造方法
次に、本発明の有機無機複合粒子の製造方法を説明する。
2. 2. Manufacturing Method Next, a manufacturing method of the organic-inorganic composite particles of the present invention will be described.

本発明の有機無機複合粒子は、ゾルゲル法により合成されたポリシロキサン粒子に由来する。かかるポリシロキサン粒子は、シード粒子形成工程、粒子成長工程、および焼成工程を含む方法により製造することができる。以下、各工程について説明する。 The organic-inorganic composite particles of the present invention are derived from polysiloxane particles synthesized by the sol-gel method. Such polysiloxane particles can be produced by a method including a seed particle forming step, a particle growth step, and a firing step. Hereinafter, each step will be described.

<シード粒子形成工程>
シード粒子形成工程においては、原料としてのケイ素化合物を、触媒とともに水性溶媒中で加水分解縮合させて液滴状のシード粒子を形成する。これによって、シード粒子が水性溶媒に分散したシード粒子液が得られる。原料として用いられるケイ素化合物は、非加水分解性有機基および加水分解性有機基がケイ素原子に結合したアルコキシドであり、下記一般式(PS1)で表される。
1 nSi(OR24-n 一般式(PS1)
<Seed particle formation process>
In the seed particle forming step, a silicon compound as a raw material is hydrolyzed and condensed in an aqueous solvent together with a catalyst to form droplet-shaped seed particles. As a result, a seed particle liquid in which the seed particles are dispersed in an aqueous solvent is obtained. The silicon compound used as a raw material is an alkoxide in which a non-hydrolyzable organic group and a hydrolyzable organic group are bonded to a silicon atom, and is represented by the following general formula (PS1).
R 1 n Si (OR 2 ) 4-n general formula (PS1)

上記一般式(PS1)中、Rは、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、および炭素数7~20のアラルキル基から選択される非加水分解性有機基である。アルキル基における少なくとも1つの水素原子は、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、またはエポキシ基で置換されていてもよい。Rは炭素数1~6のアルキル基であり、nは1~3の整数である。nが2以上の場合、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。nが2以下の場合、複数の加水分解性有機基ORは、互いに同一でも異なっていてもよい。 In the above general formula (PS1), R 1 is selected from an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms. It is a non-hydrolytable organic group. At least one hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a methacryloyloxy group, an acryloyloxy group, or an epoxy group. R2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, the plurality of R 1s may be the same or different from each other. When n is 2 or less, the plurality of hydrolyzable organic groups OR 2 may be the same or different from each other.

上記一般式(PS1)で表わされるケイ素化合物は、トリアルコキシシラン(n=1)であることが好ましい。トリアルコキシシランは、原料全体の60%以上(モル換算)を占めることが好ましく、80%以上(モル換算)を占めることがより好ましい。好ましいトリアルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、およびγ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 The silicon compound represented by the general formula (PS1) is preferably trialkoxysilane (n = 1). The trialkoxysilane preferably occupies 60% or more (molar equivalent) of the entire raw material, and more preferably 80% or more (molar equivalent). Preferred trialkenylsilanes include, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, and the like. Phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, etc. Can be mentioned.

これらの中で、加水分解縮合の反応性に優れていることから、メチルトリメトキシシランおよびビニルトリメトキシシランが好適である。ケイ素化合物は、単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。 Among these, methyltrimethoxysilane and vinyltrimethoxysilane are suitable because they are excellent in the reactivity of hydrolysis condensation. Silicon compounds can be used alone or in combination of two or more.

組み合わせてもよい成分としては、下記一般式(PS2)で表わされる化合物が挙げられる。
3 mSi(OR44-m 一般式(PS2)
Examples of the components that may be combined include compounds represented by the following general formula (PS2).
R 3 m Si (OR 4 ) 4-m general formula (PS2)

上記一般式(PS2)中、R3は、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、および炭素数7~20のアラルキル基から選択される非加水分解性有機基である。アルキル基における少なくとも1つの水素原子は、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、またはエポキシ基で置換されていてもよい。R4は炭素数1~6のアルキル基であり、mは0~3の整数である。mが2以上の場合、複数のR3は互いに同一でも異なっていてもよい。mが2以下の場合、複数の加水分解性有機基OR4は、互いに同一でも異なっていてもよい。 In the above general formula (PS2), R 3 is selected from an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms. It is a non-hydrolytable organic group. At least one hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a methacryloyloxy group, an acryloyloxy group, or an epoxy group. R 4 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and m is an integer of 0 to 3. When m is 2 or more, a plurality of R 3s may be the same or different from each other. When m is 2 or less, the plurality of hydrolyzable organic groups OR 4 may be the same or different from each other.

上記一般式(PS2)において、m=0のケイ素化合物(テトラアルコキシシラン)としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等が挙げられる。 In the above general formula (PS2), examples of the silicon compound (tetraalkoxysilane) having m = 0 include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane.

上記一般式(PS2)において、m=2のケイ素化合物(ジアルコキシシラン)としては、例えばジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等が挙げられる。 In the above general formula (PS2), examples of the silicon compound (dialkoxysilane) having m = 2 include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, and diphenyldimethoxysilane.

上記一般式(PS2)において、m=3のケイ素化合物(モノアルコキシシラン)としては、例えばトリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリイソブチルメトキシシラン、ジイソブチルメチルメトキシシラン、およびトリエチルメトキシシラン等が挙げられる。 In the above general formula (PS2), examples of the silicon compound (monoalkoxysilane) having m = 3 include trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, triisobutylmethoxysilane, diisobutylmethylmethoxysilane, and triethylmethoxysilane.

上記一般式(PS2)においてm=1の場合には、非加水分解性有機基R3および加水分解性有機基OR4が、上記一般式(PS1)における非加水分解性有機基R1および加水分解性有機基OR2とは異なるトリアルコキシシランが用いられる。 When m = 1 in the general formula (PS2), the non-hydrolyzable organic group R 3 and the hydrolyzable organic group OR 4 are the non-hydrolyzable organic group R 1 and water in the general formula (PS 1). A trialkoxysilane different from the degradable organic group OR 2 is used.

ケイ素化合物は、触媒とともに水性溶媒に溶解して原料溶液を調製する。原料溶液中のケイ素化合物の濃度は、20質量%以下が好ましい。ケイ素化合物の濃度が5~15質量%の範囲の場合には、生成するシード粒子の粒径および容積効率などの点から有利である。 The silicon compound is dissolved in an aqueous solvent together with a catalyst to prepare a raw material solution. The concentration of the silicon compound in the raw material solution is preferably 20% by mass or less. When the concentration of the silicon compound is in the range of 5 to 15% by mass, it is advantageous in terms of the particle size and volumetric efficiency of the seed particles produced.

水性溶媒としては、水と水混和性有機溶剤との混合溶媒、または水を用いることができる。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、および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、およびメチルエチルケトン等のケトン類、ジエチルエーテル、およびジプロピルエーテル等のエーテル類などが挙げられる。水混和性有機溶剤は、単独で水と混合して用いることがきる。二種以上の水混和性有機溶剤を組み合わせて、水と混合して用いてもよい。 As the aqueous solvent, a mixed solvent of water and a water-miscible organic solvent or water can be used. 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. .. The water-miscible organic solvent can be used alone by mixing with water. Two or more kinds of water-miscible organic solvents may be combined and used by mixing with water.

触媒としては、塩基性触媒が好ましく、アンモニアまたはアミンを用いることができる。アミンは、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、ジエチルアミンおよびエチレンジアミンから選択することができる。触媒は、単独でも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。 As the catalyst, a basic catalyst is preferable, and ammonia or amine can be used. The amine can be selected from, for example, monomethylamine, dimethylamine, monoethylamine, diethylamine and ethylenediamine. The catalyst 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 particles, and low cost.

原料溶液には、安定化剤が含有されていてもよい。安定化剤は、ケイ素化合物の溶解性を高めるとともに、生成したシード粒子を安定化させる。安定化剤としては、例えば界面活性剤および高分子分散剤が挙げられる。 The raw material solution may contain a stabilizer. The stabilizer enhances the solubility of the silicon compound and stabilizes the seed particles produced. Examples of the stabilizer include a surfactant and a polymer dispersant.

上記一般式(PS1)で表わされるケイ素化合物は、ケイ素原子に結合した加水分解性有機基(OR)を有しているので、原料溶液を所定条件で撹拌することで加水分解縮合が生じる。原料溶液は、周知の撹拌機を用いて撹拌することができる。反応開始時のpHは、原料としてのケイ素化合物の種類に応じて適宜設定される。例えばメチルトリメトキシシランの場合、反応開始時のpHは、9.7~11.7が好ましく、9.7~11.2がより好ましい。反応温度は、ケイ素化合物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。 Since the silicon compound represented by the general formula (PS1) has a hydrolyzable organic group (OR 2 ) bonded to a silicon atom, hydrolytic condensation occurs by stirring the raw material solution under predetermined conditions. The raw material solution can be stirred using a well-known stirrer. The pH at the start of the reaction is appropriately set according to the type of the silicon compound as a raw material. For example, in the case of methyltrimethoxysilane, the pH at the start of the reaction is preferably 9.7 to 11.7, more preferably 9.7 to 11.2. The reaction temperature is appropriately set according to the type of the silicon compound, but is preferably in the range of 0 to 50 ° C., for example.

ケイ素化合物が加水分解縮合することで、Si-C結合を有するポリオルガノシロキサンからなるシード粒子が生成される。ポリオルガノシロキサンは、例えばアルコールに対しては可溶であるものの、例えば水とアルコールとの混合液に対しては不溶である。このため、液滴状のシード粒子が水性溶媒に分散したシード粒子液が得られる。 Hydrolytic condensation of the silicon compound produces seed particles made of polyorganosiloxane having a Si—C bond. Polyorganosiloxane is, for example, soluble in alcohol, but insoluble in, for example, a mixture of water and alcohol. Therefore, a seed particle liquid in which droplet-shaped seed particles are dispersed in an aqueous solvent can be obtained.

液滴状のシード粒子は、従来知られている固形状のシード粒子とは性状が異なる。液滴状のシード粒子は、洗浄工程や乾燥工程を経た粒子ではなく、基本的には、シード粒子が形成された液中のみで存在が確認される。液滴状態は、例えば、シード粒子液に大量のアルコールを添加し、粒子の溶解を観察して判断することができる。あるいは、光学顕微鏡観察の前に、スライドガラス上のカバーガラスを指で加圧し、その後に光学顕微鏡で粒子の潰れた状態を観察して、液滴状態を判断することもできる。 The properties of the droplet-shaped seed particles are different from those of the conventionally known solid-shaped seed particles. The presence of the droplet-shaped seed particles is basically confirmed only in the liquid in which the seed particles are formed, not the particles that have undergone the washing step or the drying step. The droplet state can be determined, for example, by adding a large amount of alcohol to the seed particle solution and observing the dissolution of the particles. Alternatively, before observing with an optical microscope, the cover glass on the slide glass may be pressed with a finger, and then the crushed state of the particles may be observed with an optical microscope to determine the droplet state.

シード粒子の粒径の精度は、例えばCV値により評価することができる。上述したように、粒子のCV値は、粒径の標準偏差と平均粒径とによって求められる。シード粒子の平均粒径は、例えば1~50μmの範囲である。シード粒子のCV値は、10%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。 The accuracy of the particle size of the seed particles can be evaluated, for example, by the CV value. As described above, the CV value of the particles is determined by the standard deviation of the particle size and the average particle size. The average particle size of the seed particles is, for example, in the range of 1 to 50 μm. The CV value of the seed particles is preferably 10% or less, more preferably 5% or less.

一般に、親水性物質と疎水性物質とを混合すると相分離という現象を生ずる。あるいは、界面活性剤などに代表される一つの分子内に親水性基と疎水性基を有する物質は、同じ性質の官能基が向き合ったミセルを形成することが知られている。このような水との混ざりやすさの違いにより形成される会合体は、会合体内で結合が生じていないため柔軟であり、弾性的な性質を示す。 In general, mixing a hydrophilic substance and a hydrophobic substance causes a phenomenon called phase separation. Alternatively, it is known that a substance having a hydrophilic group and a hydrophobic group in one molecule represented by a surfactant or the like forms micelles in which functional groups having the same properties face each other. The aggregate formed by such a difference in ease of mixing with water is flexible and exhibits elastic properties because no binding occurs in the aggregate.

一方、一般式(PS1)で表わされるケイ素化合物の加水分解物は、疎水性の有機基部(非加水分解性有機基R1)と、加水分解性有機基OR2から得られる親水性のシラノール基とを有している。有機基部は、会合体を形成して、負荷に応じて変形できる大きな弾性体部となり得る。上記一般式(PS1)で表わされるケイ素化合物を、触媒量が比較的多い環境で反応させた場合、シラノール基の脱水縮合による分子間のSi-O-Si結合の形成が促進される。会合体形成における自由度が失われるため、大きな会合体を得ることができない。 On the other hand, the hydrolyzate of the silicon compound represented by the general formula (PS1) is a hydrophobic organic base (non-hydrolyzable organic group R 1 ) and a hydrophilic silanol group obtained from the hydrolyzable organic group OR 2 . And have. The organic base can form an aggregate and become a large elastic body that can be deformed in response to a load. When the silicon compound represented by the above general formula (PS1) is reacted in an environment having a relatively large amount of catalyst, the formation of Si—O—Si bonds between molecules by dehydration condensation of silanol groups is promoted. Since the degree of freedom in the formation of the aggregate is lost, it is not possible to obtain a large aggregate.

弾性的な性質を示す大きな有機基部による会合体を得るためには、Si-O-Si結合の形成を適度に抑制することが必要となる。また、大きな有機基部による会合体を形成することで、緻密なSi-O骨格の形成が阻害されるため、架橋密度の増大を抑制することができる。会合体およびSi-O-Si結合は、それぞれソフトセグメントおよびハードセグメントとして、擬似的なエラストマー構造を形成し、結果として、適度な硬さで塑性変形がより抑制された有機無機複合粒子が得られたと考えられる。 In order to obtain an aggregate with a large organic base exhibiting elastic properties, it is necessary to appropriately suppress the formation of Si—O—Si bonds. Further, by forming an aggregate formed by a large organic base, the formation of a dense Si—O skeleton is inhibited, so that an increase in the crosslink density can be suppressed. The aggregates and Si—O—Si bonds form pseudo-elastomer structures as soft and hard segments, respectively, resulting in organic-inorganic composite particles with moderate hardness and less plastic deformation. It is thought that it was.

シード粒子内の緻密なSi-O骨格は、シード粒子の成長が完結すると形成される。シード粒子の成長途中であれば、緻密なSi-O骨格は生じない。シード粒子の成長が完結する時間は、合成条件によって一義的に決定される。予め同一の原料溶液を用いて同条件で粒子を合成し、原料溶液の状態および粒径変化を観察することで、シード粒子の成長が完結する時間を把握できる。シード粒子の成長が完結する時間は、原料溶液が白濁してからシード粒子の成長が停止するまでの時間である。この時間を成長停止時間とする。 The dense Si—O skeleton within the seed particles is formed when the growth of the seed particles is complete. During the growth of seed particles, a dense Si—O skeleton does not occur. The time to complete the growth of seed particles is uniquely determined by the synthetic conditions. By synthesizing particles under the same conditions using the same raw material solution in advance and observing the state of the raw material solution and the change in particle size, it is possible to grasp the time when the growth of seed particles is completed. The time for completing the growth of the seed particles is the time from when the raw material solution becomes cloudy until the growth of the seed particles stops. This time is referred to as the growth stop time.

本実施形態においては、シード粒子形成工程における合成時間は、成長停止時間の40~80%であることが好ましいが、必ずしも限定されない。シード粒子の合成時間が長すぎる場合には、緻密なSi-O骨格が形成される。一方、シード粒子の合成時間が短すぎる場合には、単分散のシード粒子を得ることが困難となる。成長停止時間の40~80%の時間でシード粒子の合成を行なうことによって、Si-O骨格が比較的疎であるシード粒子を効率よく形成することができる。シード粒子の成長が完結する前に、粒子成長工程に供することができるので、成長粒子内での有機基部の会合体形成も阻害されにくくなる。 In the present embodiment, the synthesis time in the seed particle forming step is preferably 40 to 80% of the growth arrest time, but is not always limited. If the seed particle synthesis time is too long, a dense Si—O skeleton is formed. On the other hand, if the synthesis time of the seed particles is too short, it becomes difficult to obtain monodisperse seed particles. By synthesizing seed particles in a time of 40 to 80% of the growth arrest time, seed particles having a relatively sparse Si—O skeleton can be efficiently formed. Since the seed particles can be subjected to the particle growth step before the growth of the seed particles is completed, the formation of aggregates of organic bases in the growth particles is less likely to be inhibited.

荷重に応じて変形できる粒子を得るためには、触媒量を低く抑えることが求められる。原理的には、シード粒子が合成される際にも、触媒量を抑えることが望ましい。しかしながら、シード粒子の合成時に触媒量が少ないと、粒子成長に長時間を要し、最悪の場合には核が発生しないこともある。また、得られる粒子の粒径の変動が大きく、CV値で表わされる粒径精度も高くなる傾向がある。 In order to obtain particles that can be deformed according to the load, it is required to keep the amount of catalyst low. In principle, it is desirable to reduce the amount of catalyst even when seed particles are synthesized. However, if the amount of catalyst is small during the synthesis of seed particles, it takes a long time for particle growth, and in the worst case, nuclei may not be generated. In addition, the particle size of the obtained particles fluctuates greatly, and the particle size accuracy expressed by the CV value tends to be high.

適切な粒径およびCV値を有するシード粒子を得るためには、シード粒子形成工程における触媒濃度は、例えばメチルトリメトキシシランを単独で使用する場合、0.001mol/L以上とすることが好ましく、0.005~0.020mol/L程度がより好ましい。 In order to obtain seed particles having an appropriate particle size and CV value, the catalyst concentration in the seed particle forming step is preferably 0.001 mol / L or more when, for example, methyltrimethoxysilane is used alone. More preferably, it is about 0.005 to 0.020 mol / L.

<粒子成長工程>
粒子成長工程では、シード粒子を成長させて成長粒子を得た後、成長粒子を固化させて固化粒子を得る。まず、上記一般式(PS1)で表わされるケイ素化合物を水性溶媒に溶解して、粒子成長用溶液を調製する。すでに説明したように、ケイ素化合物としては、メチルトリメトキシシランまたはビニルトリメトキシシランが好適である。例えば、シード粒子の形成に用いたものと同種のケイ素化合物を用いることができるが、異種のケイ素化合物を用いてもよい。
<Particle growth process>
In the particle growth step, seed particles are grown to obtain grown particles, and then the grown particles are solidified to obtain solidified particles. First, the silicon compound represented by the above general formula (PS1) is dissolved in an aqueous solvent to prepare a particle growth solution. As described above, as the silicon compound, methyltrimethoxysilane or vinyltrimethoxysilane is suitable. For example, the same type of silicon compound as that used for forming the seed particles can be used, but different types of silicon compounds may be used.

水性溶媒としては、すでに説明したような水混和性有機溶媒、または水を用いることができる。上述したように、水混和性有機溶剤は、単独で水と混合することができる。水混和性有機溶媒は、二種以上を組み合わせて水と混合してもよい。粒子成長用溶液は、周知の撹拌機を用いて調製することができる。 As the aqueous solvent, a water-miscible organic solvent as described above or water can be used. As mentioned above, the water-miscible organic solvent can be mixed with water alone. The water-miscible organic solvent may be mixed with water in combination of two or more. The particle growth solution can be prepared using a well-known stirrer.

粒子成長用溶液には、安定化剤が含有されていてもよい。安定化剤は、ケイ素化合物の溶解性を高める作用を有する。安定化剤は特に限定されないが、界面活性剤、例えばアニオン系界面活性剤が挙げられる。アニオン性界面活性剤としては、炭素数6~30のアルキル基を有するアルキル硫酸塩が好ましい。 The particle growth solution may contain a stabilizer. The stabilizer has an action of increasing the solubility of the silicon compound. The stabilizer is not particularly limited, and examples thereof include a surfactant, for example, an anionic surfactant. As the anionic surfactant, an alkyl sulfate having an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms is preferable.

アルキル硫酸塩は、例えばカリウム塩、ナトリウム塩およびアンモニウム塩から選択することができ、ドデシル硫酸ナトリウムやドデシル硫酸アンモニウムが好適である。安定化剤は、粒子成長用溶液をシード粒子液と混合する際、Si-O骨格の形成が疎であるシード粒子の表面保護剤としても機能する。 The alkyl sulfate can be selected from, for example, potassium salt, sodium salt and ammonium salt, and sodium dodecyl sulfate and ammonium dodecyl sulfate are suitable. The stabilizer also functions as a surface protectant for seed particles in which the formation of Si—O skeleton is sparse when the particle growth solution is mixed with the seed particle solution.

こうして調整された粒子成長用溶液とシード粒子液とを混合し、撹拌することで、シード粒子にケイ素化合物を吸収させる。これにより、シード粒子が成長して成長粒子となって、成長粒子液が得られる。 The particle growth solution thus prepared and the seed particle solution are mixed and stirred to allow the seed particles to absorb the silicon compound. As a result, the seed particles grow to become growth particles, and a growth particle liquid is obtained.

粒子成長工程では、Si-O骨格を疎にするために、触媒濃度が低い状態で合成することが好ましい。触媒が含有されたシード粒子液と粒子成長用溶液とを混合するので、液中の触媒濃度は小さくなる。例えばメチルトリメトキシシランの場合、溶液全体における触媒濃度が0.005mol/L以下になるように、シード粒子液を粒子成長用溶液中に添加することが望ましい。粒子成長工程における最終触媒濃度は、0.005mol/L以下であることが好ましい。 In the particle growth step, in order to make the Si—O skeleton sparse, it is preferable to synthesize the particles in a low catalyst concentration. Since the seed particle liquid containing the catalyst and the particle growth solution are mixed, the catalyst concentration in the liquid becomes small. For example, in the case of methyltrimethoxysilane, it is desirable to add the seed particle solution to the particle growth solution so that the catalyst concentration in the entire solution is 0.005 mol / L or less. The final catalyst concentration in the particle growth step is preferably 0.005 mol / L or less.

目的とされる成長粒子の粒径が大きい場合には、粒子成長工程を複数回繰り返してもよい。粒子成長工程を繰り返すことによって、溶液中の触媒濃度が低下することがある。触媒が少なすぎる場合には、目的の大きさの成長粒子を得ることが困難になるので、必要に応じて適宜触媒を加えて、0.005mol/L以下の適切な触媒濃度に保つことが望まれる。 When the particle size of the target growth particles is large, the particle growth step may be repeated a plurality of times. By repeating the particle growth step, the catalyst concentration in the solution may decrease. If the amount of catalyst is too small, it will be difficult to obtain growth particles of the desired size. Therefore, it is desirable to add an appropriate catalyst as necessary to maintain an appropriate catalyst concentration of 0.005 mol / L or less. Is done.

成長粒子が目的の粒径に達したら、成長粒子液に新たに触媒を添加して、成長粒子に含まれるケイ素化合物を加水分解縮合させる。触媒としては、シード粒子の形成において説明したような塩基性触媒が挙げられる。ケイ素化合物の加水分解縮合を進行させることによって、成長粒子が熟成して固化し、固化粒子が得られる。固化粒子は、Si-C結合を有するポリオルガノシロキサンからなる。 When the growth particles reach the desired particle size, a new catalyst is added to the growth particle solution to hydrolyze and condense the silicon compound contained in the growth particles. Examples of the catalyst include basic catalysts as described in the formation of seed particles. By advancing the hydrolysis condensation of the silicon compound, the growth particles mature and solidify, and solidified particles are obtained. The solidified particles consist of polyorganosiloxanes with Si—C bonds.

固化粒子と水性溶媒とを分離した後、固化粒子に含まれる微小粒子等を洗浄により適宜除去する。洗浄後の固化粒子を乾燥することで、Si-O骨格が疎であり、かつ、有機基部による会合体を有する複合粒子が得られる。 After separating the solidified particles and the aqueous solvent, the fine particles and the like contained in the solidified particles are appropriately removed by washing. By drying the solidified particles after washing, composite particles having a sparse Si—O skeleton and an aggregate with an organic base can be obtained.

<焼成工程>
乾燥後の固化粒子は、Si-C結合が維持される条件で焼成する。Si-C結合が維持されることによって、得られる複合粒子中に有機基部による会合体が残留する。適切な条件で焼成することによって、用途に応じた圧縮強度を備えた複合粒子を得ることができる。焼成は、窒素などの不活性雰囲気下または真空中、200℃~1000℃で行なうことが好ましい。こうした条件で焼成を行なうことにより、スペーサとして適切な圧縮強度と硬さとを備えた複合粒子が得られる。焼成温度は、400~800℃がより好ましい。
<Baking process>
The solidified particles after drying are calcined under the condition that the Si—C bond is maintained. By maintaining the Si—C bond, aggregates due to the organic base remain in the obtained composite particles. By firing under appropriate conditions, composite particles having a compressive strength suitable for the intended use can be obtained. The firing is preferably carried out at 200 ° C. to 1000 ° C. under an inert atmosphere such as nitrogen or in a vacuum. By firing under these conditions, composite particles having appropriate compressive strength and hardness as a spacer can be obtained. The firing temperature is more preferably 400 to 800 ° C.

焼成温度は、粒子に含まれている有機基の種類に応じて選択する。熱分解しやすい有機基を有する粒子の場合、上述の焼成温度範囲内で、比較的低い温度で処理するのが望ましい。一方、熱分解しにくい有機基を有する粒子の場合には、上述の焼成温度の範囲内で、より高温で処理するのが好ましい。 The firing temperature is selected according to the type of organic group contained in the particles. In the case of particles having an organic group that is easily pyrolyzed, it is desirable to treat them at a relatively low temperature within the above-mentioned firing temperature range. On the other hand, in the case of particles having an organic group that is difficult to be thermally decomposed, it is preferable to treat the particles at a higher temperature within the above-mentioned firing temperature range.

例えば、メチルトリメトキシシラン由来の粒子の場合、適切な焼成温度は600~730℃であり、ビニルトリメトキシシラン由来の粒子の場合には、適切な焼成温度は250~350℃である。いずれの場合も、目的の粒子に要求される破壊強度や弾性率に応じて適切な条件を選択すればよい。焼成装置は特に限定されず、電気炉やロータリーキルンなどを用いることができる。ロータリーキルンを用いる場合には、粒子を攪拌しつつ焼成できるので有利である。 For example, in the case of particles derived from methyltrimethoxysilane, the appropriate firing temperature is 600 to 730 ° C., and in the case of particles derived from vinyltrimethoxysilane, the appropriate firing temperature is 250 to 350 ° C. In either case, appropriate conditions may be selected according to the fracture strength and elastic modulus required for the target particles. The firing device is not particularly limited, and an electric furnace, a rotary kiln, or the like can be used. When a rotary kiln is used, it is advantageous because the particles can be fired while stirring.

焼成は、酸素共存下(例えば、空気中)で行なうことも可能である。酸素共存下での焼成によって、有機成分の酸化分解や燃焼熱の発生が促進される。このため、酸素が存在する場合には、不活性雰囲気下または真空中における焼成よりも低い温度で焼成する。好ましい温度範囲は、固化粒子中に含まれる有機基の分解温度より100℃低い温度以上で、かつ当該有機基の分解温度未満の範囲である。 The calcination can also be performed in the presence of oxygen (for example, in the air). Firing in the presence of oxygen promotes oxidative decomposition of organic components and generation of combustion heat. Therefore, in the presence of oxygen, firing is performed in an inert atmosphere or at a lower temperature than firing in vacuum. The preferable temperature range is a temperature that is 100 ° C. lower than the decomposition temperature of the organic group contained in the solidified particles and is lower than the decomposition temperature of the organic group.

当該有機基の分解温度以上の温度に直ちに昇温して焼成すると、当該有機基が急激に分解、脱離して、得られる粒子の破壊強度が低下する。場合によっては、急激な収縮に耐えきれずに粒子に割れが生じる。さらに、当該有機基が過剰に失われて、求められる柔軟性を有する粒子を得ることができない。有機基の種類に応じた適切な温度で焼成することで、そのような問題を避けることができる。 Immediately raising the temperature to a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the organic group and firing, the organic group is rapidly decomposed and desorbed, and the breaking strength of the obtained particles is lowered. In some cases, the particles cannot withstand the rapid shrinkage and cracks occur. Furthermore, the organic group is excessively lost, and particles having the required flexibility cannot be obtained. By firing at an appropriate temperature according to the type of organic group, such a problem can be avoided.

具体的には、メチルトリメトキシシランから得られる粒子に対しては、250~350℃の範囲の温度で焼成処理するのが好ましい。分解、脱離した有機成分がその場で燃焼した場合には、過剰に熱が伝わることがある。例えば酸素濃度を10容量%以下に低減することによって、分解、脱離した有機成分がその場で燃焼するのを避けることができる。分解、脱離した有機成分を、送風などで直ちに系外に除去することも、有効な措置の1つである。 Specifically, the particles obtained from methyltrimethoxysilane are preferably calcined at a temperature in the range of 250 to 350 ° C. When the decomposed and desorbed organic components burn on the spot, excessive heat may be transferred. For example, by reducing the oxygen concentration to 10% by volume or less, it is possible to prevent the decomposed and desorbed organic components from burning on the spot. Immediately removing the decomposed and desorbed organic components to the outside of the system by blowing air is one of the effective measures.

有機基の分解量は、例えば、赤外分光分析(IR)や炭素・硫黄分析装置等の元素分析装置を用いて、焼成前後の当該有機基のピーク強度や炭素含有量を比較して、把握することが可能である。分解量の割合は、必要となる破壊強度や弾性率に応じて最適な割合を選定することができる。なお、有機基の残留率は、炭素の残留率を測定することにより類推することができる。炭素の残留率は、20%以上であることが好ましく、30~95%の範囲がより好ましい。 The amount of decomposition of an organic group can be grasped by comparing the peak intensity and carbon content of the organic group before and after firing by using an elemental analyzer such as an infrared spectroscopic analysis (IR) or a carbon / sulfur analyzer. It is possible to do. The optimum ratio of the decomposition amount can be selected according to the required fracture strength and elastic modulus. The residual ratio of organic groups can be inferred by measuring the residual ratio of carbon. The residual ratio of carbon is preferably 20% or more, more preferably 30 to 95%.

3.作用および効果
上記のように製造された複合粒子は、Si-C結合を有するポリシロキサンからなり、所定の負荷-除荷のサイクルを繰り返した際、粒径の変位量が所定の条件を満たす。具体的には、本実施形態の複合粒子は、変位量Dが0.08Z≦D≦0.15Zとなる荷重Fで負荷して2秒間保持した後、除荷するという負荷-除荷サイクルを10回繰り返した際、上記式(1)および(2)の条件を満たす。
3. 3. Actions and effects The composite particles produced as described above are made of polysiloxane having a Si—C bond, and when a predetermined load-unload cycle is repeated, the displacement amount of the particle size satisfies a predetermined condition. Specifically, the composite particle of the present embodiment is loaded with a load F having a displacement amount D s of 0.08Z ≤ D s ≤ 0.15Z, held for 2 seconds, and then unloaded. When the cycle is repeated 10 times, the conditions of the above equations (1) and (2) are satisfied.

このような特性は、従来の複合粒子には見られない。従来の複合粒子に同様の負荷-除荷サイクルを10回行った際の応力歪み曲線には、図3に示すような弾性ヒステリシス損が確認される。負荷時には、矢印A方向に荷重とともに変位量が増加して、粒子が圧縮される。除荷時には、矢印B方向に荷重とともに変位量が減少するものの、荷重F(除荷荷重)でも粒子の変位量は負荷前の状態に戻らない。この現象が負荷-除荷サイクルのたびに繰り返されて、荷重F(負荷荷重)時の変位量が増大している。 Such properties are not found in conventional composite particles. An elastic hysteresis loss as shown in FIG. 3 is confirmed in the stress-strain curve when the same load-unloading cycle is performed 10 times on the conventional composite particle. At the time of loading, the amount of displacement increases with the load in the direction of arrow A, and the particles are compressed. At the time of unloading, the displacement amount decreases with the load in the direction of arrow B, but the displacement amount of the particles does not return to the state before the load even with the load F 0 (unloading load). This phenomenon is repeated every load-unloading cycle, and the amount of displacement at the time of load F (load load) increases.

図3においては、F=0.5Fとして、1サイクル目での負荷途中の変位量Dと除荷途中の変位量Dとを求めている。除荷途中の変位量Dは、負荷途中の変位量Dより大きい。従来の複合粒子は、除荷時の粒径の変化が負荷時より遅く、応答性が悪いことが示されている。従来の複合粒子は、このように応答性が悪いため、{(D-D)/D)}×100の値が10%以上である。 In FIG. 3, with F m = 0.5 F , the displacement amount DL during the loading and the displacement amount DR during the unloading in the first cycle are obtained. The displacement amount DR during unloading is larger than the displacement amount DL during loading. It has been shown that the conventional composite particles have a slower change in particle size at the time of unloading than at the time of loading, and have poor responsiveness. Since the conventional composite particles have such poor responsiveness, the value of {(DR- DL ) / DL ) } × 100 is 10% or more.

上述したように、従来の複合粒子は、負荷-除荷サイクルの繰り返しによって負荷荷重時の変位量が増大している。これは、負荷-除荷サイクルを繰り返すことで従来の複合粒子に歪みが蓄積され、それによって粒子が潰れて塑性変形することが原因である。従来の複合粒子は、このように塑性変形しやすいので、{(D(10)-D(1))/Z}×100の値が1%以上である。 As described above, in the conventional composite particle, the displacement amount at the time of loading is increased by repeating the load-unloading cycle. This is because the strain is accumulated in the conventional composite particles by repeating the load-unload cycle, and the particles are crushed and plastically deformed. Since conventional composite particles are easily plastically deformed in this way, the value of {(D (10) −D (1)) / Z} × 100 is 1% or more.

本実施形態の複合粒子の応力歪み曲線の一例を、図4に示す。図4には、1サイクル目の負荷および除荷における変位量を示している。負荷時には、矢印A方向に荷重とともに変位量が増加して、粒子が圧縮される。除荷時には、矢印B方向に荷重とともに変位量が減少している。除荷により荷重F(除荷荷重)になると、粒子は負荷前の状態に戻っている。 An example of the stress-strain curve of the composite particle of this embodiment is shown in FIG. FIG. 4 shows the displacement amount in the load and unloading in the first cycle. At the time of loading, the amount of displacement increases with the load in the direction of arrow A, and the particles are compressed. At the time of unloading, the displacement amount decreases with the load in the direction of arrow B. When the load becomes F 0 (unloading load) due to unloading, the particles return to the state before loading.

図4の場合、荷重0.5Fにおける負荷途中の変位量Dと除荷途中の変位量Dとがほぼ等しい。すなわち、(D-D)の値は、実質的に0である。本実施形態の粒子は、除荷時においても負荷時と同等の速さで粒径が変化し、荷重に対する変位の追従性が優れていることがわかる。本実施形態の複合粒子は、このように応答性が良好であるため、{(D-D)/D)}×100の値が10%未満である。 In the case of FIG. 4, the displacement amount DL in the middle of loading and the displacement amount DR in the middle of unloading at a load of 0.5F are almost equal. That is, the value of ( DR −DL ) is substantially 0. It can be seen that the particle size of the particles of the present embodiment changes at the same speed as when loaded even when unloading, and the displacement followability to the load is excellent. Since the composite particles of the present embodiment have such good responsiveness, the value of {(DR- DL ) / DL ) } × 100 is less than 10%.

本実施形態の複合粒子について、負荷-除荷サイクルを10回繰り返して得られた応力歪み曲線の一例を、図5に示す。この場合、{(D(10)-D(1))/Z}×100の値は、1%未満である。本実施形態の複合粒子は、上記式(2)の条件を満たすので、負荷-除荷のサイクルを繰り返しても潰れる程度が小さく、初期の粒径程度まで回復する。このため、ギャップ保持性が損なわれることはない。 FIG. 5 shows an example of the stress-strain curve obtained by repeating the load-unload cycle 10 times for the composite particle of the present embodiment. In this case, the value of {(D (10) −D (1)) / Z} × 100 is less than 1%. Since the composite particles of the present embodiment satisfy the condition of the above formula (2), the degree of crushing is small even if the load-unloading cycle is repeated, and the particles recover to the initial particle size. Therefore, the gap retention is not impaired.

しかも、図5に示す例では、{(D(10)-D(1))/Z}×100の値がマイナスである。10サイクル目の負荷荷重時の変位量が、1サイクル目の負荷荷重時の変位量より小さい。これは、本実施形態の複合粒子が完全弾性体に近い弾性的性質が強いことを示す証拠である。その理由を、以下に説明する。 Moreover, in the example shown in FIG. 5, the value of {(D (10) −D (1)) / Z} × 100 is negative. The displacement amount at the time of load loading in the 10th cycle is smaller than the displacement amount at the time of load loading in the 1st cycle. This is evidence that the composite particles of the present embodiment have strong elastic properties close to those of a completely elastic body. The reason will be explained below.

一般に弾性領域では、応力と歪みは静的には一義的に決まるが、動的にはその限りではない。ばね(弾性体)に吊るされた錘が、ばね定数から求められる伸びを中心に上下に振動している状態に例えることができる。本実施形態で複合粒子が供される負荷除荷試験は、動的試験に相当する。複合粒子は、負荷荷重が印加されて2秒間保持する間に歪みが少なくなる方向に揺り戻していると考えられる。 Generally, in the elastic region, stress and strain are statically uniquely determined, but not dynamically. It can be likened to a state in which a weight suspended from a spring (elastic body) vibrates up and down around the elongation obtained from the spring constant. The load unloading test in which the composite particles are provided in this embodiment corresponds to a dynamic test. It is considered that the composite particles swing back in a direction in which the strain is reduced while the load is applied and the particles are held for 2 seconds.

{(D(10)-D(1))/Z}×100の値がマイナスになることは、粒子に生じた歪みは弾性変形であって、粒子が弾性体であることを示している。本実施形態の複合粒子は、弾性体であるゆえに、圧縮に対し元の粒径に戻ろうとする力(反発力)が強く、負荷に対して優れた追従性(応答性)を示すことに加え、中長期的なギャップ保持性という観点において、さらに効果的に作用すると考えられる。同様の理由から、{(D-D)/D)}×100の値もマイナスとなり得る。 A negative value of {(D (10) −D (1)) / Z} × 100 indicates that the strain generated in the particle is an elastic deformation and the particle is an elastic body. Since the composite particle of the present embodiment is an elastic body, it has a strong force (repulsive force) to return to the original particle size against compression, and in addition to exhibiting excellent followability (responsiveness) to a load. , It is considered that it works more effectively from the viewpoint of medium- to long-term gap retention. For the same reason, the value of {(DR- DL ) / DL ) } × 100 can also be negative.

図6には、{(D(10)-D(1))/Z}×100の値がマイナスになる状態を示す。1サイクル目の負荷後、除荷荷重Fまで除荷した際の粒径は(Z-D0*)となる。2サイクル目においては、除荷荷重Fの際の変位量D0*は、D0*<Dとなり、負荷荷重Fの際の変位量D(2)は、D(2)<D(1)となる。負荷-除荷サイクルを繰り返した後、10サイクル目の負荷荷重Fの際の変位量D(10)は、D(10)<D(1)となる。複合粒子は反発力が大きいことは、このような粒径の変化に現れる。 FIG. 6 shows a state in which the value of {(D (10) −D (1)) / Z} × 100 becomes negative. After the load in the first cycle, the particle size when unloading to the unloading load F 0 is (Z-D 0 * ). In the second cycle, the displacement amount D 0 * when the unloading load F 0 is D 0 * <D 0 , and the displacement amount D (2) * when the load load F is D (2) * <. It becomes D (1). After repeating the load-unload cycle, the displacement amount D (10) * at the load load F in the 10th cycle becomes D (10) * <D (1). The fact that the composite particles have a large repulsive force appears in such a change in particle size.

なお、本発明の負荷除荷試験においては、装置の都合上、基準粒径(Z-D)からの変位量を求めている。Dは、初期荷重Fの際の変位量である。本実施形態の複合粒子は反発力が大きいので、除荷荷重Fまで除荷した際に、無荷重時の粒径Zに戻ることもあり得る。この場合、変位量は負の値、具体的には-Dとなる。 In the load unloading test of the present invention, the amount of displacement from the reference particle size (ZD 0 ) is obtained for the convenience of the apparatus. D 0 is the amount of displacement when the initial load F 0 . Since the composite particles of the present embodiment have a large repulsive force, they may return to the particle size Z at the time of no load when the unloading load is F0 . In this case, the displacement amount is a negative value, specifically −D 0 .

本実施形態の複合粒子は、制限された合成時間でシード粒子を形成し、このシード粒子を成長させた後、所定の条件で焼成することによって製造されるので、上記式(1)および式(2)の条件を満たす。 The composite particles of the present embodiment are produced by forming seed particles in a limited synthesis time, growing the seed particles, and then firing them under predetermined conditions. The condition of 2) is satisfied.

一般的に、ポリオルガノシロキサン粒子の合成においては、触媒(アンモニア)の濃度が高ければ緻密な粒子が成長し、触媒の濃度が低ければ、粒子は疎な状態で成長することが知られている。シード粒子の合成の際、触媒量は比較的多く、緻密なSi-O骨格がシード粒子内に形成される。このため、シード粒子におけるSi-O骨格の密度と成長した部分におけるSi-O骨格の密度とは異なるものとなる。 Generally, in the synthesis of polyorganosiloxane particles, it is known that if the concentration of the catalyst (ammonia) is high, dense particles grow, and if the concentration of the catalyst is low, the particles grow in a sparse state. .. During the synthesis of seed particles, the amount of catalyst is relatively large, and a dense Si—O skeleton is formed in the seed particles. Therefore, the density of the Si—O skeleton in the seed particles and the density of the Si—O skeleton in the grown portion are different.

こうして生じるSi-O骨格の密度の違いは、製造工程を経ても完全に解消されるものではなく、製造された複合粒子中にも残存する。Si-O骨格の密度の違いは、複合粒子における屈折率差を引き起こすことが知られている。Si-O骨格の密度の境界は、シード粒子をコアとし、成長した部分をシェルとするコアシェル構造の界面として確認される。 The difference in the density of the Si—O skeleton thus generated is not completely eliminated even through the manufacturing process, and remains in the manufactured composite particles. It is known that the difference in the density of the Si—O skeleton causes the difference in the refractive index in the composite particles. The boundary of the density of the Si—O skeleton is confirmed as the interface of the core-shell structure having the seed particles as the core and the grown portion as the shell.

本実施形態の複合粒子を製造する際には、シード粒子の合成時間を短く設定して成長停止時間の40~80%としているので、シード粒子の成長は完結していない。このようなシード粒子を成長させるので、コアシェル構造が存在しない複合粒子を製造することができる。複合粒子中にコアシェル構造が存在しないことは、一般的な光学観察により確認することができる。 When producing the composite particles of the present embodiment, the synthesis time of the seed particles is set short to be 40 to 80% of the growth stop time, so that the growth of the seed particles is not completed. Since such seed particles are grown, it is possible to produce composite particles in which the core-shell structure does not exist. The absence of a core-shell structure in the composite particles can be confirmed by general optical observation.

複合粒子がコアシェル構造を有しないことは、シード粒子内における緻密なSi-O骨格の形成が抑制されたことを示す証拠となる。上述したとおり、Si-O骨格の密度差は、界面の屈折率差として複合粒子中に存在する。複合粒子中に界面の屈折率差が確認されない場合、複合粒子中にはSi-O骨格の密度差は存在しない。すなわち、複合粒子内の骨格が一様である。 The absence of a core-shell structure in the composite particles is evidence that the formation of a dense Si—O skeleton within the seed particles was suppressed. As described above, the density difference of the Si—O skeleton exists in the composite particle as the refractive index difference of the interface. If no difference in the refractive index of the interface is confirmed in the composite particles, there is no difference in the density of the Si—O skeleton in the composite particles. That is, the skeleton in the composite particle is uniform.

コアシェル構造を有しない複合粒子は、シード粒子の緻密なSi-O骨格の形成が抑制されたことに起因して、粒子内の有機基部は自由度が高い状態で一様に存在する。複合粒子には、より大きな有機基部による会合体が形成されて弾性体的性質が増す。その結果、Si-O骨格に起因する塑性変形や弾性ヒステリシス損の発生が抑制された複合粒子が得られた。 In the composite particles having no core-shell structure, the organic base in the particles is uniformly present with a high degree of freedom due to the suppression of the formation of the dense Si—O skeleton of the seed particles. The composite particles are formed with aggregates of larger organic bases to increase their elastic properties. As a result, composite particles in which the occurrence of plastic deformation and elastic hysteresis loss due to the Si—O skeleton were suppressed were obtained.

本実施形態の複合粒子を液晶パネル等のギャップ材として使用した場合、衝撃や外力を受けて粒子が圧縮変形して粒径が変化しても、回復速度が速いため、基板のギャップに追従することができる。基板とギャップ材との間に隙間ができ難くなり、ギャップ材が動くことを防止できる。さらに、優れた追従性により歪みが少なくなる結果、繰り返し荷重に対しても優れたギャップ保持性を示すことができる。 When the composite particles of the present embodiment are used as a gap material for a liquid crystal panel or the like, even if the particles are compressed and deformed by an impact or an external force and the particle size changes, the recovery speed is fast, so that the particles follow the gap of the substrate. be able to. It becomes difficult to create a gap between the substrate and the gap material, and it is possible to prevent the gap material from moving. Further, as a result of the excellent followability, the distortion is reduced, and as a result, excellent gap retention can be exhibited even with a repeated load.

本実施形態の複合粒子と接着剤樹脂とを混合し、ギャップ保持用接着剤として用いる場合には、接着剤樹脂自体の塑性変形の影響を抑制することができる。この場合には、長期使用時にも信頼性の高いギャップ保持用接着剤となることが期待できる。 When the composite particles of the present embodiment and the adhesive resin are mixed and used as an adhesive for holding a gap, the influence of plastic deformation of the adhesive resin itself can be suppressed. In this case, it can be expected to be a highly reliable gap-retaining adhesive even during long-term use.

本実施形態の複合粒子は、荷重が印加されると、その荷重に応じた変位量に直ちに変化することから応答速度が非常に速い。しかも、本実施形態の複合粒子は、長期的に精度を維持することができる、このような特性を有しているので、本実施形態の複合粒子は、高感度圧力センサ等のギャップ保持材としても好適に使用できる。 When a load is applied, the composite particle of the present embodiment immediately changes to a displacement amount corresponding to the load, so that the response speed is very fast. Moreover, since the composite particles of the present embodiment have such characteristics that the accuracy can be maintained for a long period of time, the composite particles of the present embodiment can be used as a gap holding material for a high-sensitivity pressure sensor or the like. Can also be suitably used.

本実施形態の複合粒子を製造する際には、原料となるケイ素化合物を触媒とともに水性溶媒中で撹拌してシード粒子が形成されるので、原料が粒子内に染み込んで膨潤のような状態でシード粒子の粒径が成長する。合成途中の粒子は、固体状ではなく液滴状である。例えば、合成途中の粒子にアルコールを添加すると、粒子界面が消失して、粒子が溶出していることが確認される。こうした現象から、合成途中の粒子が液滴状であることを確認することができる。 When producing the composite particles of the present embodiment, the silicon compound as a raw material is stirred together with a catalyst in an aqueous solvent to form seed particles, so that the raw material permeates into the particles and is seeded in a swelling state. The particle size of the particles grows. The particles in the process of synthesis are not solid but droplets. For example, when alcohol is added to the particles during synthesis, the particle interface disappears and it is confirmed that the particles are eluted. From such a phenomenon, it can be confirmed that the particles in the process of synthesis are in the form of droplets.

液滴状のシード粒子内には、有機基部が自由度の高い状態で存在するために、より大きな会合体が形成される。これによって、得られる複合粒子の弾性体的性質が増すことから、塑性変形が抑制される。さらに、自由度の高い有機基部の存在によりSi-O骨格の形成を妨害するため、Si-O骨格に起因する塑性変形を抑制することができる。その結果、弾性体的性質に優れた粒子が得られる。 Larger aggregates are formed in the droplet-shaped seed particles due to the presence of the organic base with a high degree of freedom. As a result, the elastic properties of the obtained composite particles are increased, so that plastic deformation is suppressed. Furthermore, since the presence of the organic base having a high degree of freedom interferes with the formation of the Si—O skeleton, it is possible to suppress the plastic deformation caused by the Si—O skeleton. As a result, particles having excellent elastic properties can be obtained.

なお、従来の一般的なポリオルガノシロキサン粒子の合成方法では、触媒量が比較的多く、徐々に原料が供給される。こうした方法は、二層法や均一法と称され、Si-O骨格を形成しながら粒子成長していく。従来の製造方法では、有機基部の存在範囲が限られるので、大きな弾性体部は形成されない。 In the conventional general method for synthesizing polyorganosiloxane particles, the amount of catalyst is relatively large, and the raw materials are gradually supplied. Such a method is called a two-layer method or a uniform method, and particles grow while forming a Si—O skeleton. In the conventional manufacturing method, the existence range of the organic base is limited, so that a large elastic body portion is not formed.

従来の製造方法では、得られる粒子の弾性率は低下するが、弾性体的性質、塑性変形の抑制の点では十分ではなかった。また、従来の二層法では、比重が溶媒よりも低くなければならないという原料としてのケイ素化合物に制限があり、特定のケイ素化合物しか用いることができなかった。 In the conventional manufacturing method, the elastic modulus of the obtained particles is lowered, but it is not sufficient in terms of elastic properties and suppression of plastic deformation. Further, in the conventional two-layer method, there is a limitation on the silicon compound as a raw material that the specific gravity must be lower than that of the solvent, and only a specific silicon compound can be used.

本実施形態の複合粒子を製造する方法では、二層法等の従来の方法より反応時間を著しく短縮でき、生産性が向上する。粒子が短時間で成長する。このことも、Si-O骨格の形成が疎となって大きな有機基部による会合体が得られる一因である。しかも、本実施形態の複合粒子を製造する方法は、原料としてのケイ素化合物が制限されず、原料として使用できるケイ素化合物の選択の幅が広いという利点がある。 In the method for producing composite particles of the present embodiment, the reaction time can be remarkably shortened as compared with the conventional method such as the two-layer method, and the productivity is improved. Particles grow in a short time. This is also one of the reasons why the formation of the Si—O skeleton is sparse and an aggregate with a large organic base is obtained. Moreover, the method for producing composite particles of the present embodiment has an advantage that the silicon compound as a raw material is not limited and the range of selection of the silicon compound that can be used as a raw material is wide.

4.変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
4. Modifications The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified within the scope of the gist of the present invention.

上記実施形態においては、負荷時に印加する荷重Fには、複合粒子10の粒径Zの10%が変形する荷重を用いることができるが、荷重Fはこれに限定されない。複合粒子10の粒径Zの8~15%変形する荷重Fで2秒間保持して除荷すれば、同様の結果を得ることができる。また、除荷荷重Fは任意の値とできるが、0に近いほうが望ましく、具体的には微小圧縮試験機における最小荷重(原点荷重)の値が好ましく用いられる。Fは、0<F<0.1Fの範囲で適宜設定することができる。 In the above embodiment, as the load F applied at the time of loading, a load that deforms 10% of the particle size Z of the composite particles 10 can be used, but the load F is not limited to this. Similar results can be obtained by holding for 2 seconds with a load F deforming 8 to 15% of the particle size Z of the composite particle 10 and unloading. The unloading load F 0 can be any value, but it is preferably close to 0, and specifically, the value of the minimum load (origin load) in the microcompression tester is preferably used. F 0 can be appropriately set in the range of 0 <F 0 <0.1 F.

複合粒子10に荷重Fを印加する円形平板圧子の直径は、測定される複合粒子10の粒径Zに応じて適宜選択することできる。円形平板圧子の直径は、例えば、200μm、500μmに変更することができる。 The diameter of the circular flat plate indenter that applies the load F to the composite particles 10 can be appropriately selected according to the particle size Z of the composite particles 10 to be measured. The diameter of the circular plate indenter can be changed to, for example, 200 μm or 500 μm.

実施形態の複合粒子を母粒子として、表面に被覆処理を施して機能層を設けることで、以下のような機能性粒子を得ることもできる。機能性粒子としては、導電性粒子および固着粒子が挙げられる。 The following functional particles can also be obtained by using the composite particles of the embodiment as mother particles and subjecting the surface to a coating treatment to provide a functional layer. Examples of the functional particles include conductive particles and fixed particles.

導電性粒子は、母粒子としての複合粒子の表面に機能性層としての導電層を設けることによって、製造することができる。導電性粒子は、例えば、液晶表示素子、半導体素子における、上下基板間の電気伝導性を有するギャップ保持粒子として、あるいは、このギャップ保持粒子を含有する異方性導電材料等として用いることができる。 The conductive particles can be produced by providing a conductive layer as a functional layer on the surface of the composite particles as mother particles. The conductive particles can be used, for example, as gap-holding particles having electrical conductivity between the upper and lower substrates in a liquid crystal display element or a semiconductor element, or as an anisotropic conductive material containing the gap-holding particles.

このような導電性粒子は、中長期的に荷重のかかる環境下でもギャップ変動しないため、安定した電気接続性を維持することができる。本実施形態の複合粒子を含む導電性粒子は、長期信頼性に優れたスペーサとなる。 Since such conductive particles do not fluctuate in gap even in an environment where a load is applied over the medium to long term, stable electrical connectivity can be maintained. The conductive particles containing the composite particles of the present embodiment are spacers having excellent long-term reliability.

導電層は、導通の得られる任意の材料を用いて形成することができる。使用し得る材料としては、例えば金属、金属塩、および導電性樹脂などが挙げられる。好ましい材料は、金、銀、または合金(はんだ等)である。導電層の厚さは特に限定されないが、50nm以上の厚さを有していれば、安定した導電性を発揮できる。複合粒子の表面に金属核を形成させて前処理を施したり、シランカップリング剤等による表面処理を施すことによって、複合粒子と導電層との密着性を高めることができる。 The conductive layer can be formed by using any material that can obtain conductivity. Materials that can be used include, for example, metals, metal salts, conductive resins and the like. Preferred materials are gold, silver, or alloys (solder, etc.). The thickness of the conductive layer is not particularly limited, but if it has a thickness of 50 nm or more, stable conductivity can be exhibited. By forming a metal core on the surface of the composite particle and performing a pretreatment, or by performing a surface treatment with a silane coupling agent or the like, the adhesion between the composite particle and the conductive layer can be enhanced.

導電性粒子は、電気抵抗値が30Ω以下であれば、電気的接続を確保できる。 The conductive particles can secure an electrical connection if the electric resistance value is 30 Ω or less.

固着粒子は、母粒子としての複合粒子の表面に熱可塑性樹脂からなる固着層を設けることによって、製造することができる。固着粒子を液晶表示素子用の面内スペーサとして使用する場合には、固着層が加熱溶融することで固着粒子が基板に固着する。固着粒子からなるスペーサは、液晶注入時に液晶が流動しても、基板に固着しているので移動が抑制される。 The fixed particles can be produced by providing a fixed layer made of a thermoplastic resin on the surface of the composite particles as the mother particles. When the fixed particles are used as an in-plane spacer for a liquid crystal display element, the fixed particles are fixed to the substrate by heating and melting the fixed layer. Even if the liquid crystal flows when the liquid crystal is injected, the spacer made of the fixed particles is fixed to the substrate, so that the movement is suppressed.

このような固着粒子は、上下基板間に挟まれた状態において、圧縮変形に対する潜在的な反発力を有するため、より移動しにくい粒子となる。固着粒子における固着層は、液晶注入時の液晶の流動、実使用時の衝撃や外力に対する移動防止の作用を発揮する。したがって、本実施形態の複合粒子を含む固着粒子は、より移動が抑制されたスペーサとなる。 Such fixed particles have a potential repulsive force against compressive deformation when sandwiched between the upper and lower substrates, and thus become particles that are more difficult to move. The fixed layer of the fixed particles exerts an effect of preventing the flow of the liquid crystal when the liquid crystal is injected and the movement of the liquid crystal against impact and external force during actual use. Therefore, the fixed particles containing the composite particles of the present embodiment become spacers whose movement is further suppressed.

反発力が大きい粒子が、より移動しにくくなる理由を以下のように説明する。最大静止摩擦力Fは、静止摩擦係数μおよび垂直抗力Nを用いて、F=μNで表わされる。垂直抗力Nとは、物体が接触している他の物体や地面等の固体の面を押しているとき、その力の面に垂直な成分に対し、同じ大きさで反対向きに固体の面が物体を押し返す力である。ここで、上下基板間に固着粒子が挟まれると、物体(固着粒子)の反発力が大きい場合、固体(基板)の面を押す力が大きくなるため、垂直抗力Nが大きくなり、最大静止摩擦力Fも大きくなる。そのため、固着力と反発力とを併せ持つ固着粒子は、従来の固着粒子と比べ、より移動しにくいスペーサとすることができる。 The reason why particles with a large repulsive force are more difficult to move will be explained as follows. The maximum static friction force F is expressed by F = μN using the static friction coefficient μ and the normal force N. The normal force N is that when an object is pushing a solid surface such as another object or the ground that the object is in contact with, the solid surface of the same magnitude and opposite to the component perpendicular to the surface of the force is the object. It is the force that pushes back. Here, when the fixed particles are sandwiched between the upper and lower substrates, when the repulsive force of the object (fixed particles) is large, the force pushing the surface of the solid (substrate) becomes large, so the normal force N becomes large and the maximum static friction. The force F also increases. Therefore, the fixed particles having both the fixing force and the repulsive force can be a spacer that is more difficult to move than the conventional fixing particles.

このような固着粒子は移動しにくい面内スペーサとして、通常の真空注入方式や滴下注入(ODF)方式の液晶表示素子に用いることができる。特にODF方式において、固着粒子は効果的に用いることができる。ODF方式は、従来の真空注入方式に比べて、液晶使用量の削減や工程数および工程時間の短縮が可能であり、液晶セルの製造コストを減らすことができるとして注目されている。 Such fixed particles can be used as an in-plane spacer that is difficult to move in a liquid crystal display element of a normal vacuum injection method or a drop injection (ODF) method. Especially in the ODF method, the fixed particles can be effectively used. Compared with the conventional vacuum injection method, the ODF method is attracting attention as it can reduce the amount of liquid crystal used, the number of processes, and the process time, and can reduce the manufacturing cost of the liquid crystal cell.

このODF方式では、セルギャップから計算して見積もった所定量の液晶を滴下して狭持する。このため、張り合わせ時に面内に圧力変化が生じると共に、液晶が周囲に向かって広がり流動する。本実施形態の複合粒子を含む固着粒子は、圧力変化に追従可能な高い弾性回復特性と、液晶流動により移動しない固着性とを備えているので、基板上に配置するスペーサとして好適に用いることができる。 In this ODF method, a predetermined amount of liquid crystal calculated and estimated from the cell gap is dropped and held narrowly. For this reason, a pressure change occurs in the plane at the time of bonding, and the liquid crystal spreads and flows toward the surroundings. Since the fixed particles containing the composite particles of the present embodiment have high elastic recovery characteristics that can follow pressure changes and stickability that does not move due to liquid crystal flow, they can be suitably used as spacers to be placed on the substrate. can.

固着層の形成には、熱可塑性成分を含有する任意の材料を用いることができる。熱可塑性成分は、ガラス転移点温度が150℃以下であることが好ましい。熱可塑性成分としては、単官能ビニル系モノマーの重合体を好ましく用いることができ、例えばスチレン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。 Any material containing a thermoplastic component can be used to form the anchoring layer. The thermoplastic component preferably has a glass transition temperature of 150 ° C. or lower. As the thermoplastic component, a polymer of a monofunctional vinyl-based monomer can be preferably used, and examples thereof include styrene resin and acrylic resin.

単官能ビニル系モノマーとは、炭素-炭素不飽和二重結合を1個有するモノマーである。具体例としては、ビニル芳香族炭化水素(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)、アクリル酸、アクリル酸のエステル(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、γ-ヒドロキシプロピルアクリレート等)、メタクリル酸、メタクリル酸エステル(メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、β-ヒドロキシエチルメタクリレート、β-アミノエチルメタクリレート、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート、γ-ヒドロキシプロピルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等)、およびビニルシラン(ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメチルシラン、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等)が挙げられる。 The monofunctional vinyl-based monomer is a monomer having one carbon-carbon unsaturated double bond. Specific examples include vinyl aromatic hydrocarbons (styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, α-chlorostyrene, o-chlorostyrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, p-ethylstyrene, etc.) and acrylic acids. , Acrylate esters (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, etc.), methacrylic acid, methacrylic acid ester (methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-aminoethyl methacrylate, etc. N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, glycidyl methacrylate, etc.), and vinylsilane (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethylsilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxy). Propyltrimethoxysilane, etc.).

これらの単官能ビニル系モノマーは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、より強固な接合力を付与するために、エポキシ樹脂等の硬化性成分や、硬化剤を混合してもよい。単官能ビニル系モノマーを重合することにより、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂などのビニル系重合体からなる樹脂被膜が形成される。 These monofunctional vinyl-based monomers may be used alone or in combination of two or more. Further, in order to impart a stronger bonding force, a curable component such as an epoxy resin or a curing agent may be mixed. By polymerizing the monofunctional vinyl-based monomer, a resin film made of a vinyl-based polymer such as a styrene-based resin, an acrylic-based resin, or a methacrylic-based resin is formed.

固着層の厚さは、特に限定されないが、複合粒子の直径の0.05%~10%程度が好ましい。固着層の厚さがこの範囲内であれば、ギャップ幅に悪影響を及ぼさずに十分な固着力を得ることができる。 The thickness of the fixing layer is not particularly limited, but is preferably about 0.05% to 10% of the diameter of the composite particles. When the thickness of the fixing layer is within this range, a sufficient fixing force can be obtained without adversely affecting the gap width.

固着層を設ける前に、複合粒子の表面にシランカップリング剤等による表面処理を施すことによって、複合粒子と樹脂層との密着性を高めることができる。シランカップリング剤としては、ビニル系シランカップリング剤が好ましく用いられる。複合粒子表面のシラノール基との反応性を有するシラン基(例えばアルコキシシラン基、ハロゲノシラン基、アセトキシシラン基など)を有し、かつ熱可塑性樹脂層形成用モノマーとの反応性を有するビニル基を有する任意のカップリング剤を使用できる。 By surface-treating the surface of the composite particles with a silane coupling agent or the like before providing the fixing layer, the adhesion between the composite particles and the resin layer can be enhanced. As the silane coupling agent, a vinyl-based silane coupling agent is preferably used. A vinyl group having a silane group (for example, an alkoxysilane group, a halogenosilane group, an acetoxysilane group, etc.) having reactivity with a silanol group on the surface of the composite particle and having reactivity with a monomer for forming a thermoplastic resin layer. Any coupling agent having can be used.

上記ビニル基とは最広義に解釈し、ビニル基それ自体に加え、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基などを含むものとする。上記のビニル系シランカップリング剤の具体例としては、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、ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β-メトキシ)シラン、N-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、およびγ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。 The vinyl group is interpreted in the broadest sense and includes an acryloyl group, a methacryloyl group, an allyl group, etc. in addition to the vinyl group itself. Specific examples of the above vinyl-based silane coupling agent include, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, and γ-methacryloxypropyltrimethoxy. Silane, vinyltricrolsilane, vinyltris (β-methoxy) silane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, etc. Can be mentioned.

固着粒子は、所定条件で加熱して基板上に固定することができる。150℃以下で1時間以内の加熱を行なえば、生産性に問題を及ぼすことはない。 The fixed particles can be heated under predetermined conditions and fixed on the substrate. If it is heated at 150 ° C. or lower for less than 1 hour, there is no problem in productivity.

固着粒子は、吹き飛ばし試験における固着率が50%以上であることが好ましい。固着率が50%以上の固着粒子は、液晶注入時における液晶の流動に耐えることができる。固着粒子がパネルの縁部分に流されることはないので、面内のギャップを安定に保持することができる。 It is preferable that the fixed particles have a fixing rate of 50% or more in the blow-off test. The fixed particles having a fixing rate of 50% or more can withstand the flow of the liquid crystal at the time of injecting the liquid crystal. Since the fixed particles are not washed away at the edge of the panel, the in-plane gap can be stably maintained.

5.評価方法
後述する実施例においては、有機無機複合粒子について、以下の負荷除荷サイクル試験を行う。有機無機複合粒子の各物性値は、以下の手法により評価する。
5. Evaluation method In the examples described later, the following load unloading cycle test is performed on the organic-inorganic composite particles. Each physical property value of the organic-inorganic composite particle is evaluated by the following method.

<負荷除荷サイクル試験>
図1に示したように、平面加圧板上に複合粒子10を配置し、直径50μmのダイヤモンド製の円形平板圧子を用いて、初期荷重Fを印加する。その後、0.14mN/秒の速度で所定の負荷荷重Fまで荷重を増加する。負荷荷重Fは、複合粒子10の粒径Zの8~15%が変形する荷重とする。この負荷荷重Fで2秒間保持し、1回目の負荷における負荷荷重時の変位量D(1)を求める。その後、除荷荷重Fまで同速度で除荷する。
<Load unloading cycle test>
As shown in FIG. 1, the composite particles 10 are arranged on a flat pressure plate, and an initial load F0 is applied using a circular flat plate indenter made of diamond having a diameter of 50 μm. After that, the load is increased to a predetermined load load F at a speed of 0.14 mN / sec. The load load F is a load in which 8 to 15% of the particle size Z of the composite particle 10 is deformed. It is held for 2 seconds with this load load F, and the displacement amount D (1) at the time of the load load in the first load is obtained. After that, the load is unloaded up to the unloading load F0 at the same speed.

負荷荷重Fとしては、予め10%圧縮弾性率を測定した際に印加した荷重を用いた。変位比率が10%から僅かにずれるのは、微小圧縮試験にて印加される個々の複合粒子の粒径のバラツキの影響を受けるためであるが、変位比率が8~15%の範囲に含まれていれば良い。負荷荷重Fの値に対応して、装置上設定可能な初期荷重(除荷荷重)Fは変動する。本実施例においては、F<1.96mNの場合F=0.01mN、19.6mN≦F<196mNの場合F=0.2mN、F≧196mNの場合F=2mNとした。 As the load load F, the load applied when the 10% compressive elastic modulus was measured in advance was used. The displacement ratio deviates slightly from 10% because it is affected by the variation in the particle size of each composite particle applied in the microcompression test, but the displacement ratio is included in the range of 8 to 15%. I just need to be there. The initial load (unloading load) F 0 that can be set on the device fluctuates according to the value of the load load F. In this embodiment, F 0 = 0.01 mN when F <1.96 mN, F 0 = 0.2 mN when F <196 mN ≤ F <196 mN, and F 0 = 2 mN when F ≥ 196 mN.

さらに、荷重F(F=0.5F)時点での負荷時における変位量D、および同様の荷重F時点での除荷時における変位量Dとを用いて、{(D-D)/D)}×100の値を算出する。 Further, using the displacement amount DL at the time of loading at the time of load F m (F m = 0.5F) and the displacement amount DR at the time of unloading at the same time of load F m , {( DR ). -DL ) / DL )} × Calculate the value of 100.

同様の負荷除荷サイクルを10回繰り返し、10回目の負荷における負荷荷重時の変位量D(10)を求める。無荷重時の粒径Z、1回目の変位量D(1)、および10回目の変位量D(10)を用いて、{(D(10)-D(1))/Z}×100の値を算出する。 The same load unloading cycle is repeated 10 times, and the displacement amount D (10) at the time of load loading at the 10th load is obtained. Using the particle size Z when no load is applied, the first displacement amount D (1), and the tenth displacement amount D (10), {(D (10) -D (1)) / Z} × 100. Calculate the value.

<粒径、CV値>
複合粒子の平均粒径Zおよび粒径の標準偏差は、コールターカウンター(マルチサイザーIVe、ベックマン・コールター(株)製)を用いて求める。粒度分布の変動係数CV値は、下記数式(A1)により算出することができる。
CV値(%)=(粒径の標準偏差/平均粒径)X100 数式(A1)
<particle size, CV value>
The average particle size Z and the standard deviation of the particle size of the composite particles are determined using a Coulter counter (Multisizer IVe, manufactured by Beckman Coulter Co., Ltd.). The coefficient of variation CV value of the particle size distribution can be calculated by the following mathematical formula (A1).
CV value (%) = (standard deviation of particle size / average particle size) X100 formula (A1)

<10%圧縮弾性率>
複合粒子の10%圧縮弾性率は、圧縮挙動に基づいて求めることができる。圧縮挙動は、微小圧縮試験機(MCTM-200、(株)島津製作所製)を用いて複合粒子に荷重を印加して観察する。10%圧縮弾性率は、以下の方法により算出することができる。
<10% compressive modulus>
The 10% compressive elastic modulus of the composite particle can be determined based on the compressive behavior. The compression behavior is observed by applying a load to the composite particles using a microcompression tester (MCTM-200, manufactured by Shimadzu Corporation). The 10% compressive elastic modulus can be calculated by the following method.

試料としての複合粒子を、平面加工板(材質:SKS平板)上に散布し、一定速度で荷重を印加して圧縮変位量が粒径Zの10%となるまで粒子を変形させる。荷重の印加には、直径50μmのダイヤモンド製の円形平板圧子を用いる。粒子が10%変形した際の荷重Fと、圧縮変位量Dxを求め、下記数式(A2)を用いて、10%圧縮弾性率Eを算出する。なお、Kは粒子のポアソン比(定数0.38)、rは粒子の半径である。 The composite particles as a sample are sprayed on a flattened plate (material: SKS flat plate), and a load is applied at a constant speed to deform the particles until the compressive displacement amount becomes 10% of the particle size Z. A diamond circular flat plate indenter having a diameter of 50 μm is used to apply the load. The load F when the particles are deformed by 10% and the compressive displacement amount Dx are obtained, and the 10% compressive elastic modulus E is calculated using the following mathematical formula (A2). K is the Poisson's ratio of the particles (constant 0.38), and r is the radius of the particles.

Figure 0007015137000001
Figure 0007015137000001

<炭素の残留率>
試料としての複合粒子について、粒子中の炭素含有量測定を行った。炭素含有量測定では、炭素・硫黄分析装置(LECO社製、CS844型)を用いた高周波誘導加熱燃焼-赤外線吸収法によって炭素を定量した。炭素・硫黄分析装置の運転条件は、以下の通りである。
分析時間:40秒
サイクルタイム:90秒
キャリアガス:酸素(純度99.6%)
駆動ガス:窒素
キャリアガス流量:3L/分
なお、炭素・硫黄分析装置のガスドージングは使用せず、標準試料としてLECO社製スチールレンズを使用して、1点検量線で定量した。固化粒子中の炭素含有量の理論値に対し、上記測定で得られた定量値の割合を炭素の残留率として算出した。固化粒子中の炭素含有量は、原料に用いるケイ素化合物の組成により異なる値をとる。固化粒子中の炭素含有量の理論値は、例えば、原料にメチルトリメトキシシランを用いた場合は17.9%であり、ビニルトリメトキシシランを用いた場合は30.4%である。
<Carbon residual rate>
For the composite particles as a sample, the carbon content in the particles was measured. In the carbon content measurement, carbon was quantified by a high frequency induction heating combustion-infrared absorption method using a carbon / sulfur analyzer (manufactured by LECO, CS844 type). The operating conditions of the carbon / sulfur analyzer are as follows.
Analysis time: 40 seconds Cycle time: 90 seconds Carrier gas: Oxygen (purity 99.6%)
Driving gas: Nitrogen Carrier gas flow rate: 3 L / min In addition, gas dosing of the carbon / sulfur analyzer was not used, and a steel lens manufactured by LECO was used as a standard sample, and the quantification was performed with one inspection amount line. The ratio of the quantitative value obtained by the above measurement to the theoretical value of the carbon content in the solidified particles was calculated as the residual ratio of carbon. The carbon content in the solidified particles takes a different value depending on the composition of the silicon compound used as a raw material. The theoretical value of the carbon content in the solidified particles is, for example, 17.9% when methyltrimethoxysilane is used as a raw material and 30.4% when vinyltrimethoxysilane is used.

<電気抵抗値>
導電性粒子の電気接続性は、電気抵抗値を測定して評価する。具体的には、微小圧縮試験機((株)島津製作所製)を用いて、20個の複合粒子それぞれについて電気抵抗値を測定し、20個の測定値の平均値を電気抵抗値とする。
<Electrical resistance value>
The electrical connectivity of conductive particles is evaluated by measuring the electrical resistance value. Specifically, the electric resistance value is measured for each of the 20 composite particles using a microcompression tester (manufactured by Shimadzu Corporation), and the average value of the 20 measured values is taken as the electric resistance value.

<固着率>
固着粒子の固着性能は、吹き飛ばし試験により評価する。吹き飛ばし試験を行なうには、まず、固着粒子をスライドガラス上に散布し、120℃にて30分加熱する。スライドガラス上の粒子個数を、吹き飛ばし試験前の個数N0とする。
<Fixing rate>
The fixing performance of the fixed particles is evaluated by a blow-off test. To perform the blow-off test, first, the fixed particles are sprayed on a slide glass and heated at 120 ° C. for 30 minutes. The number of particles on the slide glass is defined as the number N0 before the blow-off test.

その後、スライドガラスを室温まで冷却し、窒素ガスを所定の条件で30秒間吹き付ける。吹き付けの条件は、ノズル圧0.01MPa、ノズル-スライドガラス間距離10mm、吹き付け角度45°とする。吹き飛ばし試験後にスライドガラス上に存在する粒子の個数をN1として、下記数式(A3)により固着率bpを算出する。
bp=(N1/N0)x100 数式(A3)
Then, the slide glass is cooled to room temperature, and nitrogen gas is blown under predetermined conditions for 30 seconds. The spraying conditions are a nozzle pressure of 0.01 MPa, a nozzle-slide glass distance of 10 mm, and a spraying angle of 45 °. The fixation rate bp is calculated by the following mathematical formula (A3), where the number of particles existing on the slide glass after the blow-off test is N1.
bp = (N1 / N0) x100 formula (A3)

6.実施例
次に、本発明に係る実施例について説明する。
6. Examples Next, examples according to the present invention will be described.

<実施例1>
(シード粒子形成工程)
原料としてのメチルトリメトキシシラン(以下、MTMSと略記する)360gとイオン交換水48gを1Lプラスチック容器に収容し、約200rpmで撹拌した。3時間後、均一な溶液が得られた。
<Example 1>
(Seed particle formation process)
360 g of methyltrimethoxysilane (hereinafter abbreviated as MTMS) and 48 g of ion-exchanged water as raw materials were housed in a 1 L plastic container and stirred at about 200 rpm. After 3 hours, a uniform solution was obtained.

水1800gと1規定アンモニア水溶液18gを2Lガラス容器に収容し、前述の均一溶液を加えて原料溶液を調製した。この原料溶液を用いてシード粒子を成長させて、成長停止時間を求めた。原料溶液は、均一溶液を加えてから数十秒で白濁し、液中に粒子の核が発生した。シード粒子の粒径成長は、原料溶液が白濁してから20分で停止した。成長停止時間は20分である。 1800 g of water and 18 g of a 1N aqueous ammonia solution were placed in a 2 L glass container, and the above-mentioned uniform solution was added to prepare a raw material solution. Seed particles were grown using this raw material solution, and the growth arrest time was determined. The raw material solution became cloudy several tens of seconds after the uniform solution was added, and nuclei of particles were generated in the solution. The particle size growth of the seed particles stopped 20 minutes after the raw material solution became cloudy. The growth arrest time is 20 minutes.

実施例1におけるシード粒子形成工程での粒子の合成時間は、成長停止時間の50%、すなわち10分に設定する。 The particle synthesis time in the seed particle forming step in Example 1 is set to 50% of the growth arrest time, that is, 10 minutes.

前述と同様の原料溶液を用いて、10分間合成を行なってシード粒子を形成し、シード粒子液が得られた。光学顕微鏡画像から求めたシード粒子の粒径は、約6.3μmであった。 Using the same raw material solution as described above, synthesis was carried out for 10 minutes to form seed particles, and a seed particle solution was obtained. The particle size of the seed particles obtained from the optical microscope image was about 6.3 μm.

(粒子成長工程)
水14962g、MTMS3000g、および1%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液38gを20L反応容器内で撹拌して、粒子成長用溶液を調製した。粒子成長用溶液にシード粒子液1500gを加え、光学顕微鏡で粒径を随時確認しつつ、約80rpmで撹拌した。これによってシード粒子が成長して、成長粒子が得られた。粒子成長工程におけるアンモニア濃度は、0.0006mol/Lとなる。
(Particle growth process)
A solution for particle growth was prepared by stirring 14962 g of water, 3000 g of MTMS, and 38 g of a 1% aqueous solution of ammonium dodecyl sulfate in a 20 L reaction vessel. 1500 g of the seed particle solution was added to the particle growth solution, and the mixture was stirred at about 80 rpm while checking the particle size with an optical microscope at any time. As a result, the seed particles grew and the grown particles were obtained. The ammonia concentration in the particle growth step is 0.0006 mol / L.

約2時間経過後、粒径の成長が停止した。ここで、25質量%アンモニア水200gを添加して粒子を熟成させた。粒子は固化して、固化粒子が得られた。その後、デカンテーションにより固液分離し、メタノールで3回洗浄した。次いで、2日間かけて自然乾燥し、さらに110℃で加熱して乾燥させた。乾燥した固化粒子は、平均粒径が16.34μm、CV値が1.37%であった。 After about 2 hours, the growth of the particle size stopped. Here, 200 g of 25% by mass aqueous ammonia was added to mature the particles. The particles solidified to give solidified particles. Then, it was separated into solid and liquid by decantation and washed with methanol three times. Then, it was air-dried for 2 days, and further heated at 110 ° C. to dry. The dried solidified particles had an average particle size of 16.34 μm and a CV value of 1.37%.

(焼成工程)
乾燥させた固化粒子を、傾斜型ロータリーキルン((株)長門電気工作所製)で撹拌しつつ窒素雰囲気下640℃で6時間焼成して、実施例1の複合粒子を得た。
(Baking process)
The dried solidified particles were fired at 640 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere while stirring with a tilted rotary kiln (manufactured by Nagato Electric Works Co., Ltd.) to obtain composite particles of Example 1.

実施例1の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表1にまとめる。図7には、1回目の負荷-除荷サイクルの際の応力歪み曲線を示し、図8には、10回の負荷-除荷サイクルの際の応力歪み曲線を示す。 The load-bearing property of the composite particle of Example 1 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 1 below together with the physical property values of. FIG. 7 shows the stress-strain curve during the first load-unloading cycle, and FIG. 8 shows the stress-strain curve during the 10-load-unloading cycle.

実施例1の複合粒子は、図7に示すように、除荷時においても負荷時と同等に粒径が変化することから、荷重に対する変位の追従性が優れていることがわかる。また、実施例1の複合粒子は、図8に示すように、10サイクル目の負荷荷重時の変位量が1サイクル目より小さいことから、反発力が大きいことがわかる。 As shown in FIG. 7, the composite particles of Example 1 have an excellent displacement followability with respect to the load because the particle size changes at the time of unloading as well as at the time of loading. Further, as shown in FIG. 8, the composite particle of Example 1 has a large repulsive force because the displacement amount at the time of loading in the 10th cycle is smaller than that in the 1st cycle.

<実施例2>
ロータリーキルンでの固化粒子の焼成温度を680℃に変更した以外は実施例1と同様の手法により、実施例2の複合粒子を得た。
<Example 2>
The composite particles of Example 2 were obtained by the same method as in Example 1 except that the firing temperature of the solidified particles in the rotary kiln was changed to 680 ° C.

実施例2の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表1にまとめる。 The load-bearing property of the composite particle of Example 2 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 1 below together with the physical property values of.

<実施例3>
焼成工程において、強制熱風循環方式の乾燥機(エスペック(株)製、SPHH-202)を用い、固化粒子を、空気雰囲気下300℃で6時間焼成した以外は、実施例1と同様の手法により実施例3の複合粒子を得た。
<Example 3>
In the firing step, the same method as in Example 1 was used except that the solidified particles were fired at 300 ° C. for 6 hours in an air atmosphere using a forced hot air circulation type dryer (SPHH-202 manufactured by ESPEC CO., LTD.). The composite particles of Example 3 were obtained.

実施例3の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表1にまとめる。 The load-bearing property of the composite particle of Example 3 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 1 below together with the physical property values of.

<実施例4>
(シード粒子形成工程)
原料としてのMTMS180gとイオン交換水1800gを2Lのガラス容器に収容し、約200rpmで撹拌した。3時間後、均一な溶液が得られた。均一溶液に1規定アンモニア水18gを加えて、原料溶液を調製した。この原料溶液を用いてシード粒子を成長させて、成長停止時間を求めた。原料溶液は、アンモニア水を加えてから数十秒で白濁し、液中に粒子の核が発生した。シード粒子の粒径成長は、原料溶液が白濁してから20分で停止した。成長停止時間は20分である。
<Example 4>
(Seed particle formation process)
180 g of MTMS as a raw material and 1800 g of ion-exchanged water were housed in a 2 L glass container and stirred at about 200 rpm. After 3 hours, a uniform solution was obtained. 18 g of 1N ammonia water was added to the uniform solution to prepare a raw material solution. Seed particles were grown using this raw material solution, and the growth arrest time was determined. The raw material solution became cloudy several tens of seconds after the addition of aqueous ammonia, and nuclei of particles were generated in the solution. The particle size growth of the seed particles stopped 20 minutes after the raw material solution became cloudy. The growth arrest time is 20 minutes.

実施例4におけるシード粒子形成工程での粒子の合成時間は、成長停止時間の50%、すなわち10分に設定する。 The particle synthesis time in the seed particle forming step in Example 4 is set to 50% of the growth arrest time, that is, 10 minutes.

前述と同様の原料溶液を用いて、10分間合成を行なってシード粒子を形成し、シード粒子液が得られた。光学顕微鏡画像から求めたシード粒子の粒径は、約2.1μmであった。 Using the same raw material solution as described above, synthesis was carried out for 10 minutes to form seed particles, and a seed particle solution was obtained. The particle size of the seed particles obtained from the optical microscope image was about 2.1 μm.

(粒子成長工程)
水17955g、MTMS1800g、および1%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液45gを20L反応容器内で撹拌して、粒子成長用溶液を調製した。粒子成長用溶液にシード粒子液を全量加え、光学顕微鏡で粒径を随時確認しつつ約80rpmで撹拌した。これによってシード粒子が成長し、成長粒子が得られた。粒子成長工程におけるアンモニア濃度は、0.0008mol/Lとなる。
(Particle growth process)
A solution for particle growth was prepared by stirring 17955 g of water, 1800 g of MTMS, and 45 g of a 1% aqueous solution of ammonium dodecyl sulfate in a 20 L reaction vessel. The whole amount of the seed particle solution was added to the particle growth solution, and the mixture was stirred at about 80 rpm while checking the particle size with an optical microscope at any time. As a result, the seed particles grew and the grown particles were obtained. The ammonia concentration in the particle growth step is 0.0008 mol / L.

約1時間経過後、粒径の成長が停止した。ここで、25質量%アンモニア水50gを添加して粒子を熟成させた。粒子は固化して、固化粒子が得られた。その後、実施例1と同様の手法により、粒子の分離、洗浄、乾燥を行なって乾燥した固化粒子を得た。乾燥した固化粒子は、平均粒径が4.53μm、CV値が1.68%であった。 After about 1 hour, the growth of the particle size stopped. Here, 50 g of 25% by mass aqueous ammonia was added to mature the particles. The particles solidified to give solidified particles. Then, the particles were separated, washed, and dried by the same method as in Example 1 to obtain dried solidified particles. The dried solidified particles had an average particle size of 4.53 μm and a CV value of 1.68%.

(焼成工程)
乾燥した固化粒子を、実施例1と同様の条件で焼成して実施例4の複合粒子を得た。実施例4の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表1にまとめる。
(Baking process)
The dried solidified particles were calcined under the same conditions as in Example 1 to obtain composite particles of Example 4. The load-bearing property of the composite particle of Example 4 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 1 below together with the physical property values of.

<実施例5>
(シード粒子形成工程)
原料としてのMTMS180g、イオン交換水1800g、およびドデシル硫酸ナトリウム0.1gを2Lガラス容器に収容し、約200rpmで撹拌した。3時間後、均一な溶液が得られた。均一溶液に1規定アンモニア水18gを加えて、原料溶液を調製した。この原料溶液を用いてシード粒子を成長させて、成長停止時間を求めた。原料溶液は、アンモニア水を加えてから数十秒で白濁し、液中に粒子の核が発生した。シード粒子の粒径成長は、原料溶液が白濁してから20分で停止した。成長停止時間は20分である。
<Example 5>
(Seed particle formation process)
180 g of MTMS, 1800 g of ion-exchanged water, and 0.1 g of sodium dodecyl sulfate as raw materials were placed in a 2 L glass container and stirred at about 200 rpm. After 3 hours, a uniform solution was obtained. 18 g of 1N ammonia water was added to the uniform solution to prepare a raw material solution. Seed particles were grown using this raw material solution, and the growth arrest time was determined. The raw material solution became cloudy several tens of seconds after the addition of aqueous ammonia, and nuclei of particles were generated in the solution. The particle size growth of the seed particles stopped 20 minutes after the raw material solution became cloudy. The growth arrest time is 20 minutes.

実施例5におけるシード粒子形成工程での粒子の合成時間は、成長停止時間の50%、すなわち10分に設定する。 The particle synthesis time in the seed particle forming step in Example 5 is set to 50% of the growth arrest time, that is, 10 minutes.

前述と同様の原料溶液を用いて、10分間合成を行なってシード粒子を形成し、シード粒子液が得られた。光学顕微鏡画像から求めたシード粒子の粒径は、約1.1μmであった。 Using the same raw material solution as described above, synthesis was carried out for 10 minutes to form seed particles, and a seed particle solution was obtained. The particle size of the seed particles obtained from the optical microscope image was about 1.1 μm.

(粒子成長工程)
水17955g、MTMS1800g、および1%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液45gを20L反応容器内で撹拌して、粒子成長用溶液を調製した。粒子成長用溶液にシード粒子液を全量加え、光学顕微鏡で粒径を随時確認しつつ約80rpmで撹拌した。これによってシード粒子が成長し、成長粒子が得られた。粒子成長工程におけるアンモニア濃度は、0.0008mol/Lとなる。
(Particle growth process)
A solution for particle growth was prepared by stirring 17955 g of water, 1800 g of MTMS, and 45 g of a 1% aqueous solution of ammonium dodecyl sulfate in a 20 L reaction vessel. The whole amount of the seed particle solution was added to the particle growth solution, and the mixture was stirred at about 80 rpm while checking the particle size with an optical microscope at any time. As a result, the seed particles grew and the grown particles were obtained. The ammonia concentration in the particle growth step is 0.0008 mol / L.

約1時間経過後、粒径の成長が停止した。ここで、25質量%アンモニア水50gを添加して粒子を熟成させた。粒子は固化して、固化粒子が得られた。その後、実施例1と同様の手法により、粒子の分離、洗浄、乾燥を行なって乾燥した固化粒子を得た。乾燥した固化粒子は、平均粒径が2.15μm、CV値が1.98%であった。 After about 1 hour, the growth of the particle size stopped. Here, 50 g of 25% by mass aqueous ammonia was added to mature the particles. The particles solidified to give solidified particles. Then, the particles were separated, washed, and dried by the same method as in Example 1 to obtain dried solidified particles. The dried solidified particles had an average particle size of 2.15 μm and a CV value of 1.98%.

(焼成工程)
乾燥した固化粒子を、実施例1と同様の条件で焼成して実施例5の複合粒子を得た。実施例5の複合粒子の荷重追従持性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表1にまとめる。
(Baking process)
The dried solidified particles were calcined under the same conditions as in Example 1 to obtain composite particles of Example 5. The load-following holdability of the composite particles of Example 5 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100. It is summarized in Table 1 below together with other physical property values.

<実施例6>
(シード粒子形成工程)
原料としてのMTMS240gとイオン交換水24gを1Lプラスチック容器に収容し、30℃、約200rpmで撹拌した。3時間後、均一な溶液が得られた、
<Example 6>
(Seed particle formation process)
240 g of MTMS as a raw material and 24 g of ion-exchanged water were housed in a 1 L plastic container and stirred at 30 ° C. and about 200 rpm. After 3 hours, a uniform solution was obtained,

水1200gと1規定アンモニア水12gを2Lガラス容器に収容し、20℃、80rmpで撹拌しつつ、前述の均一溶液を全量加えて原料溶液を調製した。この原料溶液を用いてシード粒子を成長させて、成長停止時間を求めた。原料溶液は、均一溶液を加えてから数十秒で白濁し、液中に粒子の核が発生した。シード粒子の粒径成長は、原料溶液が白濁してから20分で停止した。成長停止時間は20分である。 A raw material solution was prepared by accommodating 1200 g of water and 12 g of 1N ammonia water in a 2 L glass container and adding all of the above-mentioned uniform solution while stirring at 20 ° C. and 80 rmp. Seed particles were grown using this raw material solution, and the growth arrest time was determined. The raw material solution became cloudy several tens of seconds after the uniform solution was added, and nuclei of particles were generated in the solution. The particle size growth of the seed particles stopped 20 minutes after the raw material solution became cloudy. The growth arrest time is 20 minutes.

実施例6におけるシード粒子形成工程での粒子の合成時間は、成長停止時間の50%、すなわち10分に設定する。 The particle synthesis time in the seed particle forming step in Example 6 is set to 50% of the growth arrest time, that is, 10 minutes.

前述と同様の原料溶液を用いて、10分間合成を行なってシード粒子を形成し、シード粒子液が得られた。光学顕微鏡画像から求めたシード粒子の粒径は、約14.8μmであった。 Using the same raw material solution as described above, synthesis was carried out for 10 minutes to form seed particles, and a seed particle solution was obtained. The particle size of the seed particles obtained from the optical microscope image was about 14.8 μm.

(粒子成長工程)
本実施例においては、粒子成長工程を3回繰り返して、粒径の大きな固化粒子を得る。
(Particle growth process)
In this embodiment, the particle growth step is repeated three times to obtain solidified particles having a large particle size.

・初回
水936g、MTMS192g、および1%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液24gを2L反応容器内で撹拌して、粒子成長用溶液を調製した。粒子成長用溶液にシード粒子液500g加え、25℃、50rpmで撹拌した。このとき、アンモニア濃度は0.0025mol/Lとなる。シード粒子が成長して、35分後には、23.7μmの粒径の粒子が確認された。
A solution for particle growth was prepared by stirring 936 g of initial water, 192 g of MTMS, and 24 g of a 1% aqueous solution of ammonium dodecyl sulfate in a 2 L reaction vessel. 500 g of the seed particle solution was added to the particle growth solution, and the mixture was stirred at 25 ° C. and 50 rpm. At this time, the ammonia concentration is 0.0025 mol / L. After 35 minutes after the seed particles grew, particles having a particle size of 23.7 μm were confirmed.

・2回目以降
初回と同様の操作を、さらに2回行なった。なお、2回目におけるアンモニア濃度は、0.00075mol/Lであり、2回目終了時に得られた粒径は36.4μmであった。最終合成工程である3回目におけるアンモニア濃度は、0.00047mol/Lであった。
・ From the second time onward, the same operation as the first time was performed twice more. The ammonia concentration at the second time was 0.00075mol / L, and the particle size obtained at the end of the second time was 36.4 μm. The ammonia concentration in the third final synthesis step was 0.00047 mol / L.

その後、実施例1と同様の熟成、分離、洗浄、乾燥を行なって、乾燥した固化粒子を得た。乾燥した固化粒子は、平均粒径が53.84μm、CV値が2.04%であった。 Then, the same aging, separation, washing and drying as in Example 1 were carried out to obtain dried solidified particles. The dried solidified particles had an average particle size of 53.84 μm and a CV value of 2.04%.

(焼成工程)
乾燥した固化粒子を、実施例1と同様の条件で焼成して実施例6の複合粒子を得た。実施例6の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表1にまとめる。
(Baking process)
The dried solidified particles were calcined under the same conditions as in Example 1 to obtain composite particles of Example 6. The load-bearing property of the composite particle of Example 6 {(DR-DL) / DL )} x 100 and the plastic deformability {( D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 1 below together with the physical property values of.

<実施例7>
(シード粒子形成工程)
原料としてのMTMS240gとイオン交換水16gを1Lプラスチック容器に収容し、30℃、約200rpmで撹拌した。3時間後、均一な溶液が得られた。
<Example 7>
(Seed particle formation process)
240 g of MTMS as a raw material and 16 g of ion-exchanged water were housed in a 1 L plastic container and stirred at 30 ° C. and about 200 rpm. After 3 hours, a uniform solution was obtained.

水1200gと1規定アンモニア水12gを2Lガラス容器に収容し、20℃、80rpmで撹拌しつつ、前述の均一溶液を全量加えて原料溶液を調製した。この原料溶液を用いてシード粒子を成長させて、成長停止時間を求めた。原料溶液は、均一溶液を加えてから数十秒で白濁し、液中に粒子の核が発生した。シード粒子の粒径成長は、原料溶液が白濁してから20分で停止した。成長停止時間は20分である。 A raw material solution was prepared by accommodating 1200 g of water and 12 g of 1N ammonia water in a 2 L glass container and adding all the above-mentioned uniform solution while stirring at 20 ° C. and 80 rpm. Seed particles were grown using this raw material solution, and the growth arrest time was determined. The raw material solution became cloudy several tens of seconds after the uniform solution was added, and nuclei of particles were generated in the solution. The particle size growth of the seed particles stopped 20 minutes after the raw material solution became cloudy. The growth arrest time is 20 minutes.

実施例7におけるシード粒子形成工程での粒子の合成時間は、成長停止時間の50%、すなわち10分に設定する。 The particle synthesis time in the seed particle forming step in Example 7 is set to 50% of the growth arrest time, that is, 10 minutes.

前述と同様の原料溶液を用いて、10分間合成を行なってシード粒子を形成し、シード粒子液が得られた。光学顕微鏡画像から求めたシード粒子の粒径は、約10.0μmであった。 Using the same raw material solution as described above, synthesis was carried out for 10 minutes to form seed particles, and a seed particle solution was obtained. The particle size of the seed particles obtained from the optical microscope image was about 10.0 μm.

(粒子成長工程)
本実施例においては、粒子成長工程を4回繰り返して、粒径の大きな固化粒子を得る。
(Particle growth process)
In this embodiment, the particle growth step is repeated four times to obtain solidified particles having a large particle size.

・初回
水936g、MTMS192g、および1%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液24gを2L反応容器内で撹拌して、粒子成長用溶液を調製した。粒子成長用溶液にシード粒子液400gを加え、25℃、50rpmで撹拌した。このとき、アンモニア濃度は0.0021mol/Lとなる。シード粒子が成長し、40分後には、粒径15.8μmの粒径の粒子が確認された。
A solution for particle growth was prepared by stirring 936 g of initial water, 192 g of MTMS, and 24 g of a 1% aqueous solution of ammonium dodecyl sulfate in a 2 L reaction vessel. 400 g of the seed particle solution was added to the particle growth solution, and the mixture was stirred at 25 ° C. and 50 rpm. At this time, the ammonia concentration is 0.0021 mol / L. Seed particles grew, and 40 minutes later, particles having a particle size of 15.8 μm were confirmed.

・追加(2回目、3回目、4回目)
初回と同様の操作を、さらに3回行なった。2回目においては、アンモニア濃度は0.00050mol/Lであり、終了時の粒径は27.7μmであった。3回目においては、アンモニア濃度は0.00037mol/Lであり、終了時の粒径は49.5μmであった。最終合成工程である4回目では、アンモニア濃度は0.00016mol/Lであった。
・ Addition (2nd, 3rd, 4th)
The same operation as the first time was performed three more times. In the second time, the ammonia concentration was 0.00050 mol / L, and the particle size at the end was 27.7 μm. At the third time, the ammonia concentration was 0.00037 mol / L, and the particle size at the end was 49.5 μm. In the fourth final synthesis step, the ammonia concentration was 0.00016 mol / L.

その後、実施例1と同様の熟成、分離、洗浄、乾燥を行なって乾燥した固化粒子を得た。乾燥した固化粒子は、平均粒径が106.0μm、CV値が1.15%であった。 Then, the same aging, separation, washing and drying as in Example 1 were carried out to obtain dried solidified particles. The dried solidified particles had an average particle size of 106.0 μm and a CV value of 1.15%.

(焼成工程)
乾燥した固化粒子を、実施例1と同様の条件で焼成して実施例7の複合粒子を得た。実施例7の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表1にまとめる。
(Baking process)
The dried solidified particles were calcined under the same conditions as in Example 1 to obtain composite particles of Example 7. The load-bearing property of the composite particle of Example 7 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 1 below together with the physical property values of.

<実施例8>
(シード粒子形成工程)
原料としてのMTMS240gとイオン交換水16gを1Lプラスチック容器に収容し、33℃、約200rpmで撹拌した。3時間後、均一な溶液が得られた。
<Example 8>
(Seed particle formation process)
240 g of MTMS as a raw material and 16 g of ion-exchanged water were housed in a 1 L plastic container and stirred at 33 ° C. and about 200 rpm. After 3 hours, a uniform solution was obtained.

水1200gと1規定アンモニア水12gを2Lガラス容器に収容し、20℃、80rpmで撹拌しつつ、前述の均一溶液を全量加えて原料溶液を調製した。この原料溶液を用いてシード粒子を成長させて、成長停止時間を求めた。原料溶液は、均一溶液を加えてから数十秒で白濁し、液中に粒子の核が発生した。シード粒子の粒径成長は、原料溶液が白濁してから20分で停止した。成長停止時間は20分である。 A raw material solution was prepared by accommodating 1200 g of water and 12 g of 1N ammonia water in a 2 L glass container and adding all the above-mentioned uniform solution while stirring at 20 ° C. and 80 rpm. Seed particles were grown using this raw material solution, and the growth arrest time was determined. The raw material solution became cloudy several tens of seconds after the uniform solution was added, and nuclei of particles were generated in the solution. The particle size growth of the seed particles stopped 20 minutes after the raw material solution became cloudy. The growth arrest time is 20 minutes.

実施例8におけるシード粒子形成工程での粒子の合成時間は、成長停止時間の50%、すなわち10分に設定する。 The particle synthesis time in the seed particle forming step in Example 8 is set to 50% of the growth arrest time, that is, 10 minutes.

前述と同様の原料溶液を用いて、10分間合成を行なってシード粒子を形成し、シード粒子液が得られた。光学顕微鏡画像から求めたシード粒子の粒径は、約13.5μmであった。 Using the same raw material solution as described above, synthesis was carried out for 10 minutes to form seed particles, and a seed particle solution was obtained. The particle size of the seed particles obtained from the optical microscope image was about 13.5 μm.

(粒子成長工程)
本実施例においては、粒子成長工程を5回繰り返して、粒径の大きな固化粒子を得る。
(Particle growth process)
In this embodiment, the particle growth step is repeated 5 times to obtain solidified particles having a large particle size.

・初回
水936g、MTMS192g、および1%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液24gを2L反応容器内で撹拌して、粒子成長用溶液を調製した。粒子成長用溶液にシード粒子液400gを加え、25℃、50rpmで撹拌した。このとき、アンモニア濃度は0.0021mol/Lとなる。シード粒子が成長し、40分後には、粒径23.2μmの粒子が確認された。
A solution for particle growth was prepared by stirring 936 g of initial water, 192 g of MTMS, and 24 g of a 1% aqueous solution of ammonium dodecyl sulfate in a 2 L reaction vessel. 400 g of the seed particle solution was added to the particle growth solution, and the mixture was stirred at 25 ° C. and 50 rpm. At this time, the ammonia concentration is 0.0021 mol / L. Seed particles grew, and 40 minutes later, particles having a particle size of 23.2 μm were confirmed.

・追加(2回目、3回目、4回目、5回目)
初回と同様の操作を、さらに4回行なった。なお、2回目においては、アンモニア濃度は0.00050mol/Lであり、終了時の粒径は38.6μmであった。3回目においては、アンモニア濃度は0.00037mol/Lであり、終了時の粒径は56.9μmであった。4回目においては、アンモニア濃度は0.00035mol/Lであり、終了時の粒径は77.7μmであった。最終合成工程である5回目においては、アンモニア濃度は、0.00015mol/Lであった。
・ Addition (2nd, 3rd, 4th, 5th)
The same operation as the first time was performed four more times. In the second time, the ammonia concentration was 0.00050 mol / L, and the particle size at the end was 38.6 μm. At the third time, the ammonia concentration was 0.00037 mol / L, and the particle size at the end was 56.9 μm. At the fourth time, the ammonia concentration was 0.00035mol / L, and the particle size at the end was 77.7 μm. In the fifth final synthesis step, the ammonia concentration was 0.00015 mol / L.

その後、実施例1と同様の熟成、分離、洗浄、乾燥を行なって乾燥した固化粒子を得た。乾燥した固化粒子は、平均粒径が156.3μm、CV値が1.79%であった。 Then, the same aging, separation, washing and drying as in Example 1 were carried out to obtain dried solidified particles. The dried solidified particles had an average particle size of 156.3 μm and a CV value of 1.79%.

(焼成工程)
乾燥した固化粒子を、実施例1と同様の条件で焼成して実施例8の複合粒子を得た。実施例8の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表1にまとめる。
(Baking process)
The dried solidified particles were calcined under the same conditions as in Example 1 to obtain composite particles of Example 8. The load-bearing property of the composite particle of Example 8 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 1 below together with the physical property values of.

<実施例9>
実施例4で得られた複合粒子を母粒子として用い、以下の手順で表面に導電層を設けて導電性粒子を作製した。
<Example 9>
Using the composite particles obtained in Example 4 as mother particles, a conductive layer was provided on the surface by the following procedure to prepare conductive particles.

まず、所定量の複合粒子の表面に金属核を形成した。金属核の形成にあたっては、複合粒子10gを、イソプロピルアルコールとメタノールとの混合溶媒130mLに浸漬し、塩化金酸(HAuCl・4HO) 0.2gと3-アミノプロピルトリメトキシシラン2.6mlを加え、テトラヒドロホウ酸ナトリウム(NaBH) 0.084gで還元した。 First, a metal core was formed on the surface of a predetermined amount of composite particles. To form the metal nuclei, 10 g of the composite particles were immersed in 130 mL of a mixed solvent of isopropyl alcohol and methanol, and 0.2 g of chloroauric acid (HAuCl · 4H 2 O) and 2.6 ml of 3-aminopropyltrimethoxysilane were added. In addition, it was reduced with 0.084 g of sodium tetrahydroborate (NaBH 4 ).

表面に金属核が形成された粒子10gを水475mLに分散させ、ポリビニルピロリドン28g、硝酸銀28.65g、および25質量%アンモニア水溶液375mLを加えた。3.57mol/Lホルマリン水溶液250mLを加えて液中の銀イオンを還元することにより、複合粒子の表面に銀被膜を形成した。こうして、導電層としての銀被膜を有する本実施例の複合粒子が得られた。銀被膜の金属厚みは0.14μmであった。 10 g of particles having metal nuclei formed on the surface were dispersed in 475 mL of water, and 28 g of polyvinylpyrrolidone, 28.65 g of silver nitrate, and 375 mL of a 25 mass% ammonia aqueous solution were added. A silver film was formed on the surface of the composite particles by adding 250 mL of a 3.57 mol / L formalin aqueous solution to reduce the silver ions in the liquid. In this way, the composite particles of this example having a silver film as a conductive layer were obtained. The metal thickness of the silver film was 0.14 μm.

実施例9の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表2にまとめる。 The load-bearing property of the composite particle of Example 9 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 2 below together with the physical property values of.

<実施例10>
実施例4で得られた複合粒子を母粒子として用い、以下の手順で表面に固着樹脂層を設けて固着粒子を作製した。
<Example 10>
Using the composite particles obtained in Example 4 as mother particles, a fixed resin layer was provided on the surface by the following procedure to prepare fixed particles.

(シランカップリング剤表面処理)
実施例4で得られた複合粒子100gに、メタノール1200gと25質量%アンモニア水500gを加えて、粒子分散液を調製した。得られた粒子分散液を、30℃にて100rpmで攪拌しつつ、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン40gを5g/minで滴下した。粒子分散液は、70℃にて3時間撹拌した。
(Silane coupling agent surface treatment)
To 100 g of the composite particles obtained in Example 4, 1200 g of methanol and 500 g of 25% by mass aqueous ammonia were added to prepare a particle dispersion. 40 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane was added dropwise at 5 g / min while stirring the obtained particle dispersion at 100 rpm at 30 ° C. The particle dispersion was stirred at 70 ° C. for 3 hours.

撹拌後の粒子は、遠心分離機により液体から分離し、メタノールに分散してデカンテーションを行なった。この操作を数回繰り返した後、メタノールを除去して粒子を風乾した。風乾後の粒子は、150℃に加熱して乾燥させて、シランカップリング剤で表面処理された複合粒子が得られた。 The particles after stirring were separated from the liquid by a centrifuge and dispersed in methanol for decantation. After repeating this operation several times, methanol was removed and the particles were air-dried. The air-dried particles were heated to 150 ° C. and dried to obtain composite particles surface-treated with a silane coupling agent.

(固着層被覆)
表面処理後の複合粒子50gを、メタノール1000gとエチレングリコール2500gとの混合液に分散させた。得られた粒子分散液を、30℃にて100rpmで攪拌しつつ、ポリビニルピロリドン(PVP)150gを添加した。添加から30分後、PVPが十分に溶解していることを確認し、スチレン120g、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル25g、およびメルカプト酢酸3gを加えた。混合物は、65℃にて60rpmで8時間撹拌した。
(Fixed layer coating)
50 g of the surface-treated composite particles were dispersed in a mixed solution of 1000 g of methanol and 2500 g of ethylene glycol. 150 g of polyvinylpyrrolidone (PVP) was added to the obtained particle dispersion while stirring at 30 ° C. at 100 rpm. After 30 minutes from the addition, it was confirmed that PVP was sufficiently dissolved, and 120 g of styrene, 25 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile, and 3 g of mercaptoacetic acid were added. The mixture was stirred at 65 ° C. at 60 rpm for 8 hours.

粒子は、遠心分離機により液体から分離した後、水に分散してデカンテーションを行なった。この操作を数回繰り返した後、粒子の水分散液を液体窒素により凍結させ、凍結乾燥機を用いて乾燥させた。こうして、表面に固着層としてのポリスチレン(PSt)層が形成された実施例10の複合粒子が得られた。 The particles were separated from the liquid by a centrifuge and then dispersed in water for decantation. After repeating this operation several times, the aqueous dispersion of the particles was frozen in liquid nitrogen and dried using a freeze-dryer. In this way, the composite particles of Example 10 in which a polystyrene (PSt) layer as a fixing layer was formed on the surface were obtained.

実施例10の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表2にまとめる。 The load-bearing property of the composite particle of Example 10 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 2 below together with the physical property values of.

<実施例11>
実施例10とは異なる複合粒子を母粒子として用い、実施例10と同様の手順で表面に固着樹脂層を設けて固着粒子を作製した。
<Example 11>
Composite particles different from those of Example 10 were used as mother particles, and a fixed resin layer was provided on the surface in the same procedure as in Example 10 to prepare fixed particles.

(シード粒子形成工程)
原料としてのMTMS500gとイオン交換水5000gを6Lガラス容器に収容し、約100rpmで撹拌した。3時間後、均一な溶液が得られた。均一溶液に1規定アンモニア水50gを加えて、原料溶液を調製した。この原料溶液を用いてシード粒子を成長させて、成長停止時間を求めた。
(Seed particle formation process)
500 g of MTMS as a raw material and 5000 g of ion-exchanged water were housed in a 6 L glass container and stirred at about 100 rpm. After 3 hours, a uniform solution was obtained. A raw material solution was prepared by adding 50 g of 1N ammonia water to the uniform solution. Seed particles were grown using this raw material solution, and the growth arrest time was determined.

原料溶液は、アンモニア水を加えてから数十秒後に白濁し、液中に粒子の核が発生した。シード粒子の粒径成長は、原料溶液が白濁してから20分で停止した。成長停止時間は20分である。 The raw material solution became cloudy several tens of seconds after the addition of aqueous ammonia, and nuclei of particles were generated in the solution. The particle size growth of the seed particles stopped 20 minutes after the raw material solution became cloudy. The growth arrest time is 20 minutes.

実施例11におけるシード粒子形成工程での粒子の合成時間は、成長停止時間の50%、すなわち10分に設定する。 The particle synthesis time in the seed particle forming step in Example 11 is set to 50% of the growth arrest time, that is, 10 minutes.

前述と同様の原料溶液を用いて、10分間合成を行なってシード粒子を形成し、シード粒子液が得られた。光学顕微鏡画像から求めたシード粒子の粒径は、約1.8μmであった。 Using the same raw material solution as described above, synthesis was carried out for 10 minutes to form seed particles, and a seed particle solution was obtained. The particle size of the seed particles obtained from the optical microscope image was about 1.8 μm.

(粒子成長工程)
水33000g、MTMS4950g、および1%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液16.5gを50L反応容器内で撹拌して、粒子成長用溶液を調製した。粒子成長用溶液にシード粒子液5500gを加え、光学顕微鏡で粒径を随時確認しつつ、約20rpmで撹拌した。これによってシード粒子が成長して、成長粒子が得られた。粒子成長工程におけるアンモニア濃度は、0.0011mol/Lとなる。
(Particle growth process)
A solution for particle growth was prepared by stirring 33000 g of water, 4950 g of MTMS, and 16.5 g of a 1% aqueous solution of ammonium dodecyl sulfate in a 50 L reaction vessel. 5500 g of a seed particle solution was added to the particle growth solution, and the mixture was stirred at about 20 rpm while checking the particle size with an optical microscope at any time. As a result, the seed particles grew and the grown particles were obtained. The ammonia concentration in the particle growth step is 0.0011 mol / L.

約3時間経過後、粒径の成長が停止した。ここで、25質量%アンモニア水500gを添加して粒子を熟成させた。粒子は固化して、固化粒子が得られた。その後、デカンテーションにより固液分離し、メタノールで3回洗浄した。次いで、2日間かけて自然乾燥し、さらに150℃で加熱して乾燥させた。乾燥した固化粒子は、平均粒径が3.65μm、CV値が2.56%であった。 After about 3 hours, the growth of the particle size stopped. Here, 500 g of 25% by mass aqueous ammonia was added to mature the particles. The particles solidified to give solidified particles. Then, it was separated into solid and liquid by decantation and washed with methanol three times. Then, it was air-dried for 2 days, and further heated at 150 ° C. to dry. The dried solidified particles had an average particle size of 3.65 μm and a CV value of 2.56%.

(焼成工程)
乾燥させた固化粒子を、傾斜型ロータリーキルン((株)長門電気工作所製)で撹拌しつつ大気雰囲気下300℃で5時間焼成して、実施例11に用いる複合粒子を得た。
(Baking process)
The dried solidified particles were fired at 300 ° C. for 5 hours in an atmospheric atmosphere while stirring with a tilted rotary kiln (manufactured by Nagato Electric Works Co., Ltd.) to obtain composite particles used in Example 11.

(シランカップリング剤表面処理)
得られた複合粒子100gに、実施例10と同様の手法によりシランカップリング剤で表面処理を施した。
(Silane coupling agent surface treatment)
The obtained composite particles (100 g) were surface-treated with a silane coupling agent by the same method as in Example 10.

(固着層被覆)
表面処理後の複合粒子50gを、メタノール1000gとエチレングリコール2500gとの混合液に分散させた。スチレン120gをメタクリル酸エチル120gに変更した以外は実施例10と同様の処理を施した。こうして、表面に固着層としてのポリメタクリル酸エチル(PEMA)層が形成された実施例11の複合粒子が得られた。
(Fixed layer coating)
50 g of the surface-treated composite particles were dispersed in a mixed solution of 1000 g of methanol and 2500 g of ethylene glycol. The same treatment as in Example 10 was performed except that 120 g of styrene was changed to 120 g of ethyl methacrylate. In this way, the composite particles of Example 11 in which the polyethyl methacrylate (PEMA) layer as a fixing layer was formed on the surface were obtained.

実施例11の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表2にまとめる。 The load-bearing property of the composite particle of Example 11 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 2 below together with the physical property values of.

<実施例12>
(シード粒子形成工程)
原料としてのビニルトリメトキシシラン(以下、VTMSと略記する)300gとイオン交換水1500gを2Lガラス容器に収容し、約200rpmで撹拌した。1時間後、均一な溶液が得られた。均一溶液に1規定アンモニア水0.5gを加えて、原料溶液を調製した。この原料溶液を用いてシード粒子を成長させて、成長停止時間を求めた。
<Example 12>
(Seed particle formation process)
300 g of vinyltrimethoxysilane (hereinafter abbreviated as VTMS) and 1500 g of ion-exchanged water as raw materials were housed in a 2 L glass container and stirred at about 200 rpm. After 1 hour, a uniform solution was obtained. A raw material solution was prepared by adding 0.5 g of 1N ammonia water to the uniform solution. Seed particles were grown using this raw material solution, and the growth arrest time was determined.

原料溶液は、アンモニア水を加えてから17分後に白濁し、液中に粒子の核が発生した。シード粒子の粒径成長は、原料溶液が白濁してから60分で停止した。成長停止時間は60分である。 The raw material solution became cloudy 17 minutes after the addition of aqueous ammonia, and nuclei of particles were generated in the solution. The particle size growth of the seed particles stopped 60 minutes after the raw material solution became cloudy. The growth arrest time is 60 minutes.

実施例12におけるシード粒子形成工程での粒子の合成時間は、成長停止時間の50%、すなわち30分に設定する。 The particle synthesis time in the seed particle forming step in Example 12 is set to 50% of the growth arrest time, that is, 30 minutes.

前述と同様の原料溶液を用いて、30分間合成を行なってシード粒子を形成し、シード粒子液が得られた。光学顕微鏡画像から求めたシード粒子の粒径は、約6.5μmであった。 Using the same raw material solution as described above, synthesis was carried out for 30 minutes to form seed particles, and a seed particle solution was obtained. The particle size of the seed particles obtained from the optical microscope image was about 6.5 μm.

(粒子成長工程)
水1350g、VTMS500g、および1%ドデシル硫酸アンモニウム水溶液150gを5L反応容器内で撹拌して、粒子成長用溶液を調製した。粒子成長用溶液に、1050gのシート粒子液と1規定アンモニア水0.1gと加え、光学顕微鏡で粒径を随時確認しつつ約80rpmで撹拌した。シード粒子が成長して、成長粒子が得られた。粒子成長工程でのアンモニア濃度は、0.00013mol/Lとなる。
(Particle growth process)
A solution for particle growth was prepared by stirring 1350 g of water, 500 g of VTMS, and 150 g of a 1% aqueous solution of ammonium dodecyl sulfate in a 5 L reaction vessel. To the particle growth solution, 1050 g of the sheet particle solution and 0.1 g of 1N ammonia water were added, and the mixture was stirred at about 80 rpm while checking the particle size with an optical microscope at any time. The seed particles grew and the grown particles were obtained. The ammonia concentration in the particle growth step is 0.00013 mol / L.

約3時間経過後、粒径の成長が停止した。ここで、25質量%アンモニア水10gを添加して粒子を熟成させた。粒子は固化して、固化粒子が得られた。その後、デカンテーションにより固液分離し、メタノールで3回洗浄した。次いで、2日間かけて自然乾燥し、さらに80℃加熱して乾燥した固化粒子を得た。乾燥した固化粒子は、平均粒径が11.12μm、CV値が1.85%であった。 After about 3 hours, the growth of the particle size stopped. Here, 10 g of 25% by mass aqueous ammonia was added to mature the particles. The particles solidified to give solidified particles. Then, it was separated into solid and liquid by decantation and washed with methanol three times. Then, it was naturally dried over 2 days and further heated at 80 ° C. to obtain dried solidified particles. The dried solidified particles had an average particle size of 11.12 μm and a CV value of 1.85%.

(焼成工程)
乾燥した固化粒子を、前述と同様のロータリーキルンで撹拌しつつ、窒素雰囲気下200℃で6時間焼成して、実施例12の複合粒子を得た。
(Baking process)
The dried solidified particles were calcined at 200 ° C. for 6 hours in a nitrogen atmosphere while stirring with a rotary kiln similar to the above to obtain composite particles of Example 12.

実施例12の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに下記表1にまとめる。 The load-bearing property of the composite particle of Example 12 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 1 below together with the physical property values of.

<実施例13>
シード粒子形成工程での粒子の合成時間を成長停止時間の80%に設定した以外は、実施例1と同様の手法により実施例13の複合粒子を得た。
<Example 13>
The composite particles of Example 13 were obtained by the same method as in Example 1 except that the particle synthesis time in the seed particle forming step was set to 80% of the growth arrest time.

実施例13の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表1にまとめる。 The load-bearing property of the composite particle of Example 13 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 1 below together with the physical property values of.

<比較例1>
焼成工程において、マッフル炉(光洋サーモシステム(株)製、KBF728N)を用い、空気中360℃で6時間焼成した以外は実施例1と同様の手法により、比較例1の複合粒子を得た。
<Comparative Example 1>
In the firing step, composite particles of Comparative Example 1 were obtained by the same method as in Example 1 except that the muffle furnace (KBF728N manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd.) was used and fired in air at 360 ° C. for 6 hours.

比較例1の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表3にまとめる。図9には、1回目の負荷-除荷サイクルの際の応力歪み曲線を示し、図10には、10回の負荷-除荷サイクルの際の応力歪み曲線を示す。 The load-following property of the composite particle of Comparative Example 1 {(DR-DL) / DL )} × 100 and the plastic deformability {( D (10) -D (1)) / Z} × 100, and others. It is summarized in Table 3 below together with the physical property values of. FIG. 9 shows the stress-strain curve during the first load-unloading cycle, and FIG. 10 shows the stress-strain curve during the 10-load-unloading cycle.

比較例1の複合粒子は、除荷時の粒径の変化が負荷時より遅く、荷重追従性が劣ることが図9に示されている。また、比較例1の複合粒子は、図10に示すように、負荷-除荷サイクルを繰り返すことによって、負荷荷重時の変位量が増大していることから、塑性変形しやすいことがわかる。 It is shown in FIG. 9 that the composite particles of Comparative Example 1 have a slower change in particle size at the time of unloading than at the time of loading and are inferior in load followability. Further, as shown in FIG. 10, the composite particles of Comparative Example 1 are easily plastically deformed because the displacement amount at the time of loading is increased by repeating the load-unloading cycle.

<比較例2>
従来の二層法により、比較例2の複合粒子を作製する。
<Comparative Example 2>
The composite particles of Comparative Example 2 are produced by the conventional two-layer method.

イオン交換水1600gと25質量%アンモニア水1gを2Lガラス容器に収容し、約20rpmで撹拌した。ここに、MTMS160gを徐々に加え、アンモニアを含む水相の上にMTMS相を形成させた。本合成におけるアンモニアは、0.008mol/Lとなる。 1600 g of ion-exchanged water and 1 g of 25 mass% ammonia water were placed in a 2 L glass container and stirred at about 20 rpm. Here, 160 g of MTMS was gradually added to form an MTMS phase on an aqueous phase containing ammonia. Ammonia in this synthesis is 0.008 mol / L.

約5時間経過後、MTMS相が消失して均一となった。ここに、25質量%アンモニア水10gを加えて粒子を熟成させた。次いで、実施例1と同様の手法により、粒子の分離、洗浄、乾燥を行なって乾燥した固化粒子を得た。乾燥した固化粒子は、平均粒径が4.58μm、CV値が1.83%であった。 After about 5 hours, the MTMS phase disappeared and became uniform. To this, 10 g of 25 mass% ammonia water was added to mature the particles. Then, the particles were separated, washed, and dried by the same method as in Example 1 to obtain dried solidified particles. The dried solidified particles had an average particle size of 4.58 μm and a CV value of 1.83%.

乾燥した固化粒子を、実施例1と同様の条件で焼成して比較例2の複合粒子を得た。比較例2の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表3にまとめる。 The dried solidified particles were calcined under the same conditions as in Example 1 to obtain composite particles of Comparative Example 2. The load-bearing property of the composite particle of Comparative Example 2 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 3 below together with the physical property values of.

<比較例3>
従来の均一法により、比較例3の複合粒子を作製する。
<Comparative Example 3>
The composite particles of Comparative Example 3 are produced by a conventional uniform method.

MTMS360gとイオン交換水48gを1Lプラスチック容器に収容し、約200rpmで撹拌した。3時間経過後、均一なMTMS水溶液が得られた。 360 g of MTMS and 48 g of ion-exchanged water were placed in a 1 L plastic container and stirred at about 200 rpm. After 3 hours, a uniform MTMS aqueous solution was obtained.

水1800gと1規定アンモニア水18gとを2Lガラス容器に収容し、MTMS水溶液を全量加えた。得られた混合物中におけるアンモニア濃度は、0.008mol/Lとなる。 1800 g of water and 18 g of 1N ammonia water were placed in a 2 L glass container, and the entire amount of MTMS aqueous solution was added. The ammonia concentration in the obtained mixture is 0.008 mol / L.

約1時間経過後、粒径の成長が停止した。ここで、25質量%アンモニア水10gを添加して粒子を熟成させた。次いで、実施例1と同様の手法により、粒子の分離、洗浄、乾燥を行なって乾燥した固化粒子を得た。乾燥した固化粒子は、平均粒径が6.05μm、CV値が1.47%であった。 After about 1 hour, the growth of the particle size stopped. Here, 10 g of 25% by mass aqueous ammonia was added to mature the particles. Then, the particles were separated, washed, and dried by the same method as in Example 1 to obtain dried solidified particles. The dried solidified particles had an average particle size of 6.05 μm and a CV value of 1.47%.

乾燥した固化粒子を、実施例1と同様の条件で焼成して比較例3の複合粒子を得た。比較例3の複合粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表3にまとめる。 The dried solidified particles were calcined under the same conditions as in Example 1 to obtain composite particles of Comparative Example 3. The load-bearing property of the composite particle of Comparative Example 3 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 3 below together with the physical property values of.

<比較例4>
シリカ粒子を母粒子として、表面に固着層を形成する。
<Comparative Example 4>
A fixing layer is formed on the surface using silica particles as mother particles.

(シード粒子形成工程)
原料としてのMTMS180gとイオン交換水1800g、およびドデシル硫酸ナトリウム0.1gを2Lガラス容器に収容し、約200rpmで撹拌した。3時間後、均一な溶液が得られた。均一溶液に1規定アンモニア水18gを加えて、原料溶液を調製した。この原料溶液を用いてシード粒子を成長させて、成長停止時間を求めた。
(Seed particle formation process)
180 g of MTMS as a raw material, 1800 g of ion-exchanged water, and 0.1 g of sodium dodecyl sulfate were housed in a 2 L glass container and stirred at about 200 rpm. After 3 hours, a uniform solution was obtained. 18 g of 1N ammonia water was added to the uniform solution to prepare a raw material solution. Seed particles were grown using this raw material solution, and the growth arrest time was determined.

原料溶液は、アンモニア水を加えてから数十秒後に白濁し、液中に粒子の核が発生した。シード粒子の粒径成長は、原料溶液が白濁してから20分で停止した。成長停止時間は20分である。 The raw material solution became cloudy several tens of seconds after the addition of aqueous ammonia, and nuclei of particles were generated in the solution. The particle size growth of the seed particles stopped 20 minutes after the raw material solution became cloudy. The growth arrest time is 20 minutes.

比較例4におけるシード粒子形成工程での粒子の合成時間は、成長停止時間の50%、すなわち10分に設定する。 The particle synthesis time in the seed particle forming step in Comparative Example 4 is set to 50% of the growth arrest time, that is, 10 minutes.

前述と同様の原料溶液を用いて、10分間合成を行なってシード粒子を形成し、シード粒子液が得られた。光学顕微鏡画像から求めたシード粒子の粒径は、約2.78μmであった。 Using the same raw material solution as described above, synthesis was carried out for 10 minutes to form seed particles, and a seed particle solution was obtained. The particle size of the seed particles obtained from the optical microscope image was about 2.78 μm.

(粒子成長工程)
水18000gおよびMTMS2700gを20L反応容器内で撹拌して、粒子成長用溶液を調製した。粒子成長用溶液にシード粒子液全量を加え、光学顕微鏡で粒径を随時確認しつつ、約80rpmで撹拌した。これによってシード粒子が成長して、成長粒子が得られた。粒子成長工程におけるアンモニア濃度は、0.0008mol/Lとなる。
(Particle growth process)
18,000 g of water and 2700 g of MTMS were stirred in a 20 L reaction vessel to prepare a particle growth solution. The entire amount of the seed particle solution was added to the particle growth solution, and the mixture was stirred at about 80 rpm while checking the particle size with an optical microscope at any time. As a result, the seed particles grew and the grown particles were obtained. The ammonia concentration in the particle growth step is 0.0008 mol / L.

約1時間経過後、粒径の成長が停止した。ここで、25質量%アンモニア水50gを添加して粒子を熟成させた。粒子は固化して、固化粒子が得られた。その後、デカンテーションにより固液分離し、メタノールで3回洗浄した。次いで、2日間かけて自然乾燥し、さらに110℃で加熱して乾燥させた。乾燥した固化粒子は、平均粒径が6.10μm、CV値が1.41%であった。 After about 1 hour, the growth of the particle size stopped. Here, 50 g of 25% by mass aqueous ammonia was added to mature the particles. The particles solidified to give solidified particles. Then, it was separated into solid and liquid by decantation and washed with methanol three times. Then, it was air-dried for 2 days, and further heated at 110 ° C. to dry. The dried solidified particles had an average particle size of 6.10 μm and a CV value of 1.41%.

(焼成工程)
乾燥させた固化粒子を、傾斜型ロータリーキルン((株)長門電気工作所製)で撹拌しつつ空気中460℃で13時間焼成した。13時間の焼成を行っているので、固化粒子の原料中のSi-C結合は維持されない。こうして、比較例4に用いるシリカ粒子が得られた。
(Baking process)
The dried solidified particles were calcined in air at 460 ° C. for 13 hours while stirring with a tilted rotary kiln (manufactured by Nagato Electric Works Co., Ltd.). Since the firing is performed for 13 hours, the Si—C bond in the raw material of the solidified particles is not maintained. In this way, the silica particles used in Comparative Example 4 were obtained.

(シランカップリング剤表面処理)
得られたシリカ粒子に、実施例10と同様の手法によりシランカップリング剤で表面処理を施した。
(固着層被覆)
実施例10と同様に固着層被覆を行い、表面に固着層としてのポリスチレン(PSt)層が形成された比較例4のシリカ粒子が得られた。
(Silane coupling agent surface treatment)
The obtained silica particles were surface-treated with a silane coupling agent by the same method as in Example 10.
(Fixed layer coating)
The fixing layer was coated in the same manner as in Example 10 to obtain silica particles of Comparative Example 4 in which a polystyrene (PSt) layer as a fixing layer was formed on the surface.

比較例4のシリカ粒子の荷重追従性{(D-D)/D)}×100、および塑性変形性{(D(10)-D(1))/Z}×100を、その他の物性値とともに、下記表2にまとめる。 The load-bearing property of the silica particles of Comparative Example 4 {( DR-DL) / D L ) } x 100 and the plastic deformability {(D (10) -D (1)) / Z} x 100, and others. It is summarized in Table 2 below together with the physical property values of.

Figure 0007015137000002
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Figure 0007015137000003
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Figure 0007015137000004
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上記表1に示すように、実施例1~8,12,13の複合粒子は、所定の荷重を印加して負荷除荷を繰り返した際、{(D-D)/D)}×100<10%、かつ{(D(10)-D(1))/Z}×100<1%という条件を備えている。これらの複合粒子は、荷重に対して迅速に追従して変形できる。しかも、これらの複合粒子は、塑性変形性が小さいので大きな弾性を有している。 As shown in Table 1 above, when the composite particles of Examples 1 to 8, 12, and 13 were repeatedly loaded and unloaded by applying a predetermined load, {(DR- DL ) / DL ) } . It has the conditions of × 100 <10% and {(D (10) −D (1)) / Z} × 100 <1%. These composite particles can quickly follow the load and deform. Moreover, these composite particles have high elasticity because they have low plastic deformability.

実施例1~8,12,13では、成長停止時間の40~80%に制限された合成時間でシード粒子を形成し、このシード粒子を成長させたことによって、成長粒子中に有機基部による会合体が形成された。いずれの場合も、粒子成長工程における最終触媒濃度は比較的小さく、0.0008mol/L以下である。しかも、実施例1~8,12,13では、Si-C結合が維持される条件で焼成されたので、十分な弾性を確保することができた。 In Examples 1 to 8, 12, and 13, seed particles were formed in a synthesis time limited to 40 to 80% of the growth arrest time, and the seed particles were grown to cause the organic base to meet in the growth particles. A coalescence was formed. In each case, the final catalyst concentration in the particle growth step is relatively small, 0.0008 mol / L or less. Moreover, in Examples 1 to 8, 12, and 13, the firing was performed under the condition that the Si—C bond was maintained, so that sufficient elasticity could be ensured.

上記表2に示すように、実施例4の複合粒子を母粒子として機能層を設けた場合(実施例9、10,11)も、{(D-D)/D)}×100<10%、かつ{(D(10)-D(1))/Z}×100<1%という条件を備えている。導電層を設けた実施例9の複合粒子は適切な導電性を有し、固着層を設けた実施例10,11の複合粒子は、優れた固着性を有することが示されている。 As shown in Table 2 above, even when the functional layer is provided using the composite particles of Example 4 as the mother particles (Examples 9, 10 and 11), {(DR- DL ) / DL ) } x 100. It has the conditions of <10% and {(D (10) -D (1)) / Z} × 100 <1%. It has been shown that the composite particles of Example 9 provided with the conductive layer have appropriate conductivity, and the composite particles of Examples 10 and 11 provided with the fixing layer have excellent fixing properties.

上記表3に示すように、比較例1~3の複合粒子は、所定の荷重を印加して負荷除荷を繰り返した際、{(D-D)/D)}×100<10%、かつ{(D(10)-D(1))/Z}×100<1%という条件を備えていない。比較例1の複合粒子は、空気中360℃で焼成したことにより原料(MTMS)中の有機基が過剰に失われて荷重追従性が損なわれ、塑性変形性が増大したものと推測される。 As shown in Table 3 above, when the composite particles of Comparative Examples 1 to 3 were repeatedly loaded and unloaded by applying a predetermined load, {( DR −DL ) / DL )} × 100 <10. % And {(D (10) -D (1)) / Z} × 100 <1% does not have the condition. It is presumed that the composite particles of Comparative Example 1 were fired at 360 ° C. in the air, so that the organic groups in the raw material (MTMS) were excessively lost, the load followability was impaired, and the plastic deformability was increased.

比較例2の複合粒子は従来の二層法により製造し、比較例3の複合粒子は従来の均一法により製造した。比較例2,3においては、シード粒子の合成時間は、成長停止時間とは無関係に設定された。しかも、粒子成長工程における最終触媒量が0.008mol/Lと多い。このため、比較例2,3では、シード粒子の成長が完結して、シード粒子中に緻密なSi-O骨格が形成されたものと推測される。この場合には、Si-C結合を維持できる条件(窒素雰囲気中、640℃)で焼成しても、実施例の複合粒子のようなSi-O骨格が疎で弾性の大きな粒子とすることはできず、塑性変形性が増大したものと推測される。 The composite particles of Comparative Example 2 were produced by a conventional two-layer method, and the composite particles of Comparative Example 3 were produced by a conventional uniform method. In Comparative Examples 2 and 3, the seed particle synthesis time was set independently of the growth arrest time. Moreover, the final amount of catalyst in the particle growth step is as high as 0.008 mol / L. Therefore, in Comparative Examples 2 and 3, it is presumed that the growth of the seed particles was completed and a dense Si—O skeleton was formed in the seed particles. In this case, even if the particles are fired under conditions where the Si—C bond can be maintained (640 ° C. in a nitrogen atmosphere), the Si—O skeleton such as the composite particles of the example cannot be made into sparse and highly elastic particles. It is presumed that it could not be done and the plastic deformability increased.

固着層を設けた比較例4のシリカ粒子は、焼成時間が13時間と長いため、原料中の有機基が失われて母粒子が硬く弾性を有さない。このような固着粒子は、固着層(樹脂層)の塑性変形性による影響を受け、粒子全体としての塑性変形性が増大したものと推測される。 Since the silica particles of Comparative Example 4 provided with the fixing layer have a long firing time of 13 hours, the organic groups in the raw material are lost and the mother particles are hard and have no elasticity. It is presumed that such fixed particles are affected by the plastic deformability of the fixed layer (resin layer), and the plastic deformability of the particles as a whole is increased.

本実施形態の複合粒子は、上下基板間の隙間(ギャップ)を一定の距離に保持するための任意の用途に適用することができる。例えば、高分子分散型液晶や3Dシャッター等を含む液晶表示素子、有機ELやLED等の半導体素子、接着剤、異方性導電膜、および圧力センサ等のギャップ保持材として広く用いることができる。 The composite particles of the present embodiment can be applied to any application for maintaining a gap between the upper and lower substrates at a constant distance. For example, it can be widely used as a liquid crystal display element including a polymer dispersed liquid crystal or a 3D shutter, a semiconductor element such as an organic EL or LED, an adhesive, an anisotropic conductive film, and a gap holding material such as a pressure sensor.

本実施形態の複合粒子は、タッチパネル、ポータブル、フレキシブル、およびウェアラブル(時計等)といった、中長期的に荷重が加わる環境下で使用する部材において、特に効果を発揮する。
The composite particles of the present embodiment are particularly effective in members used in medium- to long-term load-bearing environments such as touch panels, portables, flexible particles, and wearables (watches, etc.).

Claims (5)

トリアルコキシシランを含有する化合物を原料として形成され、シロキサン結合を有する化合物からなる粒径Zの有機無機複合粒子であって、
荷重Fで負荷して変位量Dとし、その後、変位量Dが0.08Z≦D≦0.15Zとなる荷重F(F>F)で負荷して2秒間保持した後、荷重Fまで除荷するサイクルを10回繰り返した際、前記粒径Zの変位量が下記式(1)および(2)の条件を満たすことを特徴とする有機無機複合粒子。
{(D-D)/D)}×100<10% 式(1)
{(D(10)-D(1))/Z}×100<1% 式(2)
(ここで、DおよびDは、それぞれ1サイクル目での荷重F(F<F<F)における負荷時および除荷時の(Z-D)を基準とした変位量であり、D(10)は(Z-D)を基準とした10サイクル目の荷重F時の変位量であり、D(1)は(Z-D)を基準とした1サイクル目の荷重F時の変位量である。)
It is an organic-inorganic composite particle having a particle size Z, which is formed from a compound containing trialkoxysilane as a raw material and is composed of a compound having a siloxane bond.
After loading with a load F 0 to obtain a displacement amount D 0 , and then loading with a load F (F> F 0 ) at which the displacement amount D s becomes 0.08Z ≤ D s ≤ 0.15Z and holding for 2 seconds, An organic-inorganic composite particle characterized in that the displacement amount of the particle size Z satisfies the conditions of the following formulas (1) and (2) when the cycle of unloading to a load F 0 is repeated 10 times.
{(DR- DL ) / DL ) } × 100 <10% Equation (1)
{(D (10) -D (1)) / Z} x 100 <1% formula (2)
(Here, DL and DR are displacement amounts based on ( Z - D 0 ) at the time of loading and unloading at the load F m (F 0 <F m <F) in the first cycle, respectively. Yes, D (10) is the displacement amount at the time of the load F in the 10th cycle based on (Z-D 0 ), and D (1) is the load in the 1st cycle based on (Z-D 0 ). Displacement amount at F.)
10%圧縮弾性率が2~20GPaであることを特徴とする請求項1記載の有機無機複合粒子。 The organic-inorganic composite particle according to claim 1, wherein the 10% compressive elastic modulus is 2 to 20 GPa. 前記粒径Zが0.5~200μmであり、粒度分布の変動係数CV値が5%以下であることを特徴とする請求項1または2記載の有機無機複合粒子。 The organic-inorganic composite particle according to claim 1 or 2, wherein the particle size Z is 0.5 to 200 μm, and the coefficient of variation CV value of the particle size distribution is 5% or less. 表面が導電層により被覆されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項記載の有機無機複合粒子。 The organic-inorganic composite particle according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface is covered with a conductive layer. 表面が固着層により被覆されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項記載の有機無機複合粒子。
The organic-inorganic composite particle according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface is covered with a fixing layer.
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