JPH07196752A - Modification of crosslinked polymer particles - Google Patents

Modification of crosslinked polymer particles

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JPH07196752A
JPH07196752A JP35334493A JP35334493A JPH07196752A JP H07196752 A JPH07196752 A JP H07196752A JP 35334493 A JP35334493 A JP 35334493A JP 35334493 A JP35334493 A JP 35334493A JP H07196752 A JPH07196752 A JP H07196752A
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JP
Japan
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particles
monomer
meth
polymerization
weight
Prior art date
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Application number
JP35334493A
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Japanese (ja)
Inventor
Kakun Han
可君 范
Kengo Wakabayashi
研悟 若林
Kiyoshi Kasai
澄 笠井
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JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a crosslinked polymer having high compression stress and fracture strength suitably useful as a fine space supporter such as a spacer for liquid crystal displays by adding a crosslinking monomer and an organic solvent to crosslinked polymer particles, then removing the solvent and polymerizing the crosslinking monomer. CONSTITUTION:Particles of a crosslinked polymer in an amount of 100 pts.wt. prepared by polymerization of a monomer mixture of at least 20wt.%, preferably more than 50wt.%, of a crosslinking monomer such as divinylbenzene with an uncrosslinking monomer such as styrene are combined with 5 to 300 pts.wt., preferably 7 to 100 pts.wt., of a crosslinking polymer and an organic solvent (preferably high volatile and having high surface tension; for example, acetone or methanol is suitable). Then, the solvent is removed and the crosslinking monomer is polymerized to give the objective polymer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネル用スペ
ーサなどの微小間隙保持材に好適な高い圧縮応力および
破壊強度を有する架橋重合体からなる微粒子の改質方
法、およびその粒子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for modifying fine particles of a crosslinked polymer having a high compressive stress and a high fracture strength, which is suitable for a minute gap retaining material such as a spacer for a liquid crystal display panel, and a particle thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
に、液晶表示パネルでは液晶物質を間隙に有する2枚の
ガラス基板を一定の間隙に保持することが必要とされて
おり、そのためにガラス基板の間にスペーサを介在さ
せ、両ガラス基板を所望のセルギャップになるまで押圧
し、固定する方法がとられている。スペーサ材料として
はガラス系およびプラスチック系に大別されるが、ガラ
ス系スペーサは粒子圧縮応力があまりにも高すぎる硬質
材料であるために、配向膜に傷をつけたり、電極の断線
を引き起こしやすいなどの欠点があり、最近では弾力性
に優れたプラスチック系スペーサが多く用いられてい
る。このようなプラスチック系スペーサとして、従来よ
りスチレン系単量体などを懸濁重合させて得られるポリ
マー微粒子が用いられてきている。しかしながら、スチ
レン系のポリマー微粒子は一般に機械的強度が低く、押
圧時の圧力によりスペーサが破壊もしくは変形し、適正
なセルギャップが得られず、また耐溶剤性に乏しく液晶
を汚染するなどの問題が生じる。これらの問題を解決す
る手段として、架橋性単量体を用いた架橋ポリマー粒子
が提案されているが、これでも粒子強度が低く、特に圧
縮変位が小さい実用使用領域での抗圧縮力が低く、スペ
ーサとしてセルギャップを確保する上で大きな問題とな
っていた。
2. Description of the Related Art Generally, in a liquid crystal display panel, it is necessary to hold two glass substrates having a liquid crystal substance in a gap in a certain gap. A method is adopted in which a spacer is interposed therebetween and both glass substrates are pressed and fixed until a desired cell gap is obtained. The spacer material is roughly classified into glass-based and plastic-based materials.Because the glass-based spacer is a hard material with too high a particle compressive stress, it may easily damage the alignment film or cause electrode disconnection. Recently, plastic-based spacers, which have drawbacks and have excellent elasticity, have been widely used. As such a plastic spacer, polymer fine particles obtained by suspension polymerization of a styrene monomer or the like have been conventionally used. However, styrene-based polymer fine particles generally have low mechanical strength, the spacer is broken or deformed by the pressure at the time of pressing, an appropriate cell gap cannot be obtained, and the solvent resistance is poor and the liquid crystal is contaminated. Occurs. As means for solving these problems, cross-linked polymer particles using a cross-linkable monomer have been proposed, but this also has a low particle strength, particularly low compression displacement, low anti-compression force in a practical use region, This has been a big problem in securing a cell gap as a spacer.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討を
重ねた結果、従来の懸濁重合、分散重合、膨潤重合、シ
ード重合および膜乳化重合により得た架橋性粒子に架橋
性モノマーと有機溶剤を添加し、脱有機溶剤処理し、架
橋粒子の内部にさらに架橋性モノマーを含浸させてから
重合することにより、架橋性粒子の内部組成および構造
を改質できる架橋粒子の製造方法を提供するものであ
る。
Means for Solving the Problems As a result of intensive investigations by the present inventors, as a result of conventional suspension polymerization, dispersion polymerization, swelling polymerization, seed polymerization and membrane emulsion polymerization, crosslinkable particles were treated with a crosslinkable monomer. Provided is a method for producing crosslinked particles capable of modifying the internal composition and structure of the crosslinkable particles by adding an organic solvent, subjecting to organic solvent removal treatment, further impregnating the crosslinkable monomer into the inside of the crosslinkable particles, and then polymerizing. To do.

【0004】本発明における10%変位粒子圧縮応力と
は、粒子直径d(μm)の粒子1個を水平な金属板に置
き、粒子中心方向を向けて荷重を一定の速度でかけ、そ
の粒子の直径の10%相当分が圧縮されたとき、つまり
粒子直径が90%になったときの荷重をP(g)とした
とき、10%変位粒子圧縮応力=2.8P/(πd2
×103 (kg/mm2 )で定義される。上記の式のな
かに粒子が破壊されるときの荷重を代入すれば、粒子の
破壊強度が算出できる。
The 10% displacement particle compressive stress in the present invention means one particle having a particle diameter d (μm) placed on a horizontal metal plate, a load is applied at a constant speed with the particle center direction directed, and the diameter of the particle. When the load corresponding to 10% is compressed, that is, when the load when the particle diameter reaches 90% is P (g), 10% displacement particle compressive stress = 2.8P / (πd 2 )
It is defined by × 10 3 (kg / mm 2 ). The breaking strength of particles can be calculated by substituting the load when the particles are broken into the above equation.

【0005】本発明に用いられる架橋性モノマーとは、
一般的にラジカル重合可能な不飽和二重結合を2個以上
有する架橋性ビニル単量体から重合されるものであれば
特に限定されるものではない。例えば、ジビニルベンゼ
ン、1,4−ジビニロキシブタン、ジビニルスルホンな
どのビニル化合物;ジアリルフタレート、ジアリルアク
リルアミド、トリアリル(イソ)シアヌレート、トリア
リルトリメリテートなどのアリル化合物;(ポリ)エチ
レングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロ
ピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの(ポ
リ)オキシアルキレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、
ペンタエリストリトールジ(メタ)アクリレート、トリ
メチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペン
タエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペン
タエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートおよびグ
リセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールジ
(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの架橋
性ビニル単量体は、単独または2種類以上混合して用い
ることができる。それらのなかで、特にエチレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン
トリ(メタ)アクリレートのような多官能基をもつアク
リレート系モノマー、またはジビニルベンゼンは好適で
ある。通常、市販のジビニルベンゼンは55〜96重量
%程度の純度で、エチルスチレンなどの不純物を含み、
また主成分であるジビニルベンゼン自体もパラ体とメタ
体との混合物(パラ体60〜70重量%)である。より
高い10%変位圧縮応力および破壊強度を得るために、
純度の高いジビニルベンゼン、特にメタ体の高純度品が
好ましい。また、粒子の表面改質の目的から、上記架橋
性モノマーのなかに極性官能基をもつモノマーを混合し
て用いてもよい。具体的には、メタクリル酸、アクリル
酸、イタコン酸などのアクリル酸モノマ;メタクリル酸
メチル、メタクリル酸ラウリル、ジエチルアミノエチル
メタクリレートなどのメタクリル酸エステル系モノマ
ー;アクリル酸ラウリル、ジエチルアミノエチルアクリ
レートなどのアクリル酸エステル系モノマー;N−メチ
ルメタクリルアミド、N−メチルアクリルアミドなどの
アクリルアミド類モノマーが挙げられる。これら極性モ
ノマーと架橋性モノマーの混合重合比は、目的によって
違うが一般的に1:100〜100:1まで任意調整す
ることができる。
The crosslinkable monomer used in the present invention is
Generally, it is not particularly limited as long as it is polymerized from a crosslinkable vinyl monomer having two or more unsaturated double bonds capable of radical polymerization. For example, vinyl compounds such as divinylbenzene, 1,4-divinyloxybutane, and divinylsulfone; allyl compounds such as diallyl phthalate, diallyl acrylamide, triallyl (iso) cyanurate, and triallyl trimellitate; (poly) ethylene glycol di ( (Poly) oxyalkylene glycol di (meth) acrylates such as (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate; pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate,
Pentaerythritol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate and glycerol tri (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate And so on. These crosslinkable vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more. Among them, acrylate-based monomers having a polyfunctional group such as ethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, or divinylbenzene are particularly preferable. Usually, commercially available divinylbenzene has a purity of about 55 to 96% by weight and contains impurities such as ethylstyrene.
The main component, divinylbenzene itself, is also a mixture of para-form and meta-form (60-70% by weight of para-form). To obtain higher 10% displacement compressive stress and fracture strength,
Highly pure divinylbenzene, particularly a highly pure meta form, is preferred. Further, for the purpose of modifying the surface of the particles, a monomer having a polar functional group may be mixed and used in the crosslinkable monomer. Specifically, acrylic acid monomers such as methacrylic acid, acrylic acid, and itaconic acid; methacrylic acid ester-based monomers such as methyl methacrylate, lauryl methacrylate, and diethylaminoethyl methacrylate; acrylic acid esters such as lauryl acrylate and diethylaminoethyl acrylate. System monomers; acrylamide monomers such as N-methylmethacrylamide and N-methylacrylamide. The mixed polymerization ratio of the polar monomer and the crosslinkable monomer varies depending on the purpose, but generally can be arbitrarily adjusted from 1: 100 to 100: 1.

【0006】非架橋性モノマーとしては、具体的に、例
えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、
ビニルピリジンなどの芳香族ビニル系化合物;(メタ)
アクリル酸、α−クロロアクリル酸、クロトン酸、無水
マレイン酸などの不飽和カルボン酸類;(メタ)アクリ
ル酸メチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル
酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、
(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アク
リル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メ
タ)アクリル酸ベンジル、(ポリ)エチレングリコール
のモノあるいはジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロ
ピレングリコールのモノあるいはジ(メタ)アクリレー
ト、1,4−ブタンジオールのモノ−あるいはジ−(メ
タ)アクリレート、トリメチロールプロパンのモノー、
ジ−あるいはトリ−(メタ)アクリレートなどの不飽和
カルボン酸エステル類;(メタ)アクリルアミド、N−
メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)ア
クリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミ
ド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−メ
チルロール(メタ)アクリルアミド、N−2−ヒドロキ
シエチル(メタ)アクリルアミド、N,N′−メチレン
ビス(メタ)アクリルアミド、N,N′−エチレンビス
(メタ)アクリルアミドなどの不飽和アミド類;(メ
タ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、
α−クロロメチルアクリロニトリル、α−メトキシアク
リロニトリル、シアン化ビニリデンなどの不飽和ニトリ
ル類が挙げられる。また、架橋性モノマーとしては、ラ
ジカル重合可能な不飽和二重結合を2個以上有する単量
体なら特に限定しない。
Specific examples of non-crosslinkable monomers include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene,
Aromatic vinyl compounds such as vinyl pyridine; (meth)
Unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, α-chloroacrylic acid, crotonic acid, maleic anhydride; methyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, (meth ) N-hexyl acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate,
2-Ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, mono or di (meth) acrylate of (poly) ethylene glycol, (poly) propylene glycol Mono or di (meth) acrylate, 1,4-butanediol mono- or di- (meth) acrylate, trimethylolpropane mono,
Unsaturated carboxylic acid esters such as di- or tri- (meth) acrylate; (meth) acrylamide, N-
Methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-methyllol (meth) acrylamide, N-2-hydroxyethyl ( Unsaturated amides such as (meth) acrylamide, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, N, N′-ethylenebis (meth) acrylamide; (meth) acrylonitrile, α-chloroacrylonitrile,
Unsaturated nitriles such as α-chloromethylacrylonitrile, α-methoxyacrylonitrile, and vinylidene cyanide can be mentioned. The crosslinkable monomer is not particularly limited as long as it is a monomer having two or more radically polymerizable unsaturated double bonds.

【0006】架橋性モノマーは全モノマーの少なくとも
20重量%、好ましくは50重量%以上である。これら
の架橋性または非架橋性モノマーに、またはこれらの混
合物を用いて一般的に知られている重合方法により、2
〜10μmの架橋粒子を製造することができる。通常、
よく使用される重合方法としては、懸濁重合、分散重
合、シード重合、膨潤重合または膜乳化重合などの方法
が挙げられる。
The crosslinkable monomer is at least 20% by weight, preferably 50% by weight or more of the total monomers. The cross-linking or non-cross-linking monomers, or a mixture of these cross-linking monomers can be used to obtain a polymer by a generally known polymerization method.
Crosslinked particles of 10 μm can be produced. Normal,
Examples of the polymerization method often used include suspension polymerization, dispersion polymerization, seed polymerization, swelling polymerization, film emulsion polymerization and the like.

【0007】本発明の最大の特徴は、上記のようにして
得られた架橋ポリマー粒子にさらに架橋性モノマーを含
浸させる工程にある。この含浸工程とは、架橋性モノマ
ーを有機溶剤に溶解した溶液を架橋粒子の内部に染み込
ませた後、脱有機溶剤操作によって、有機溶剤のみを架
橋ポリマー粒子内部から除去した後重合を行なう行程で
ある。つまり、有機溶剤の使用は架橋性モノマーを粒子
内部に染み込ませる工程において必須である。ここで使
用できる架橋性モノマーとしては前記と同様のものを挙
げることができ、好ましい架橋性モノマーはジビニルベ
ンゼンである。また、有機溶剤は、使用する架橋性モノ
マーの種類によって異なるが、脱有機溶剤およびモノマ
ーとの置換を効率的に行なう目的から、揮発性の高い、
または表面張力の高いものが好ましい。具体的には、メ
チルアルコール、エチルアルコール、イソアミルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、オクチルアルコールな
どのアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソ
アミルなどのエステル類;アセトン、メチルエチルケト
ンなどのケトン類;アセトニトリル、プロピオニトリル
などのニトリル類;または、トルエン、キシレン、ベン
ゼンなどの芳香族なども使用できる。これらのなかで、
低分子量のアセトン、メチルアルコールは特に好まし
い。本発明における脱有機溶剤工程は、一般的に常温常
圧で行なうことが好ましい。有機溶剤の使用量が多くな
る場合、減圧、加熱処理または空気等のガスを流して有
機溶剤の蒸発を促進しながら行なってもよい。
The most important feature of the present invention is the step of impregnating the crosslinked polymer particles obtained as described above with a crosslinkable monomer. This impregnation step is a process in which a solution of a crosslinkable monomer dissolved in an organic solvent is impregnated into the inside of the crosslinked particles, and then the organic solvent is removed from the inside of the crosslinked polymer particles by a deorganization solvent operation to perform polymerization. is there. That is, the use of the organic solvent is essential in the step of impregnating the inside of the particles with the crosslinkable monomer. Examples of the crosslinkable monomer that can be used here include the same as those mentioned above, and a preferable crosslinkable monomer is divinylbenzene. Further, the organic solvent varies depending on the type of the crosslinkable monomer used, but is highly volatile for the purpose of efficiently performing the replacement with the organic solvent and the monomer,
Alternatively, those having a high surface tension are preferable. Specifically, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isoamyl alcohol, isopropyl alcohol and octyl alcohol; esters such as methyl acetate, ethyl acetate and isoamyl acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; acetonitrile, propionitrile Nitriles such as; or aromatics such as toluene, xylene, and benzene can also be used. Among these,
Particularly preferred are low molecular weight acetone and methyl alcohol. The organic solvent removing step in the present invention is generally preferably carried out at room temperature and atmospheric pressure. When the amount of the organic solvent used increases, it may be carried out under reduced pressure, heat treatment, or by flowing a gas such as air to accelerate the evaporation of the organic solvent.

【0008】本発明において用いられるラジカル重合開
始剤としては、一般に用いられる油溶性ラジカル重合開
始剤が使用できる。具体的には、過酸化ベンゾイル、過
酸化ラウロイルなどの過酸化物;2,2′−アゾビスイ
ソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2,4−ジメ
チルバレロニトリル)などのアゾ化合物などが挙げられ
る。これらのラジカル重合開始剤は単量体混合物100
重量部に対して、通常0.1〜20重量部、好ましくは
3〜15重量部が使用される。開始剤は、モノマー含浸
工程のなかで架橋性モノマーと有機溶剤に溶かして使用
してもよいし、または水系加熱重合時に入れて使用して
もよい。粒子の内部まで重合反応を行なうこと、および
水系重合以外の重合を利用することから、あらかじめ架
橋性モノマーと一緒に架橋粒子内部に含浸させることが
好ましい。
As the radical polymerization initiator used in the present invention, a generally used oil-soluble radical polymerization initiator can be used. Specifically, peroxides such as benzoyl peroxide and lauroyl peroxide; azo compounds such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) Is mentioned. These radical polymerization initiators are used as the monomer mixture 100.
Usually, 0.1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 15 parts by weight is used with respect to parts by weight. The initiator may be used by dissolving it in the crosslinkable monomer and the organic solvent in the monomer impregnation step, or may be used by adding it during the aqueous heating polymerization. It is preferable to impregnate the inside of the crosslinked particles together with the crosslinkable monomer in advance, since the polymerization reaction is carried out to the inside of the particles and the polymerization other than the aqueous polymerization is utilized.

【0009】本発明におけるベース架橋粒子と架橋性モ
ノマーの混合重量比は、ベース架橋粒子100重量部に
対して、架橋性モノマーは5〜300重量部、好ましく
は7〜100受領部である。架橋性モノマーの混合量は
ベース架橋粒子100重量部に対して5重量部以下にな
ると、粒子の圧縮応力および破壊強度がベース架橋粒子
のそれらに比べて、さほど高くならないので好ましくな
い。また、架橋性モノマー量がベース架橋粒子100重
量部に対して300重量部以上となると、水系重合での
分散性は著しく劣り、ベース架橋粒子の凝集を引起こす
ので好ましくない。
The mixing weight ratio of the base crosslinked particles and the crosslinkable monomer in the present invention is 5 to 300 parts by weight, preferably 7 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base crosslinked particles. When the mixing amount of the crosslinkable monomer is 5 parts by weight or less relative to 100 parts by weight of the base crosslinked particles, the compressive stress and the breaking strength of the particles are not so high as those of the base crosslinked particles, which is not preferable. Further, when the amount of the crosslinkable monomer is 300 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the base crosslinked particles, the dispersibility in aqueous polymerization is remarkably poor, and the base crosslinked particles are agglomerated, which is not preferable.

【0010】本発明におけるベース架橋粒子と有機溶剤
の混合重量比は、基本的に有機溶剤によって粉体粒子全
体が流体のような流動できるような状態になれる量があ
ればよい。添加した有機溶剤とベース架橋粒子および架
橋性モノマーの重量比によって、粒子内部に含浸した有
機溶剤と置換して架橋性モノマーがベース架橋粒子の内
部に含浸する速度が異なるので、有機溶剤の量があまり
少なくなると架橋性モノマーが粒子内部に含浸できず、
粒子圧縮応力、破壊強度がさほど高めることができな
い。一方、有機溶剤の量があまり多くなると、脱溶剤に
多くの時間を費す欠点がある。故に、ベース架橋粒子と
有機溶剤の重量比は、ベース架橋粒子が100重量部に
対して、有機溶剤が1〜1,000重量部であることが
好ましい。
In the present invention, the mixing weight ratio of the base crosslinked particles and the organic solvent may basically be an amount such that the whole organic particles can be made to flow like a fluid by the organic solvent. Depending on the weight ratio of the added organic solvent to the base crosslinked particles and the crosslinkable monomer, the speed at which the crosslinkable monomer is impregnated into the inside of the base crosslinked particles by substituting the organic solvent impregnated inside the particles is different. If it is too small, the crosslinkable monomer cannot be impregnated inside the particles,
Particle compressive stress and fracture strength cannot be increased so much. On the other hand, if the amount of the organic solvent is too large, there is a drawback that it takes a lot of time to remove the solvent. Therefore, the weight ratio of the base crosslinked particles to the organic solvent is preferably 1 to 1,000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base crosslinked particles.

【0011】ベース架橋粒子、架橋性モノマー、開始剤
および有機溶剤の混合系を公知の方法で脱有機溶剤す
る。そのときの温度は、使用する開始剤および有機溶剤
によって異なるが、一般的に35℃以下が好ましい。ま
た、使用する有機溶剤の量が多いとき、減圧して行なっ
てもよい。脱有機溶剤後のベース架橋粒子、架橋性モノ
マー、開始剤の混合系は粉体またはスラリー状であり、
界面活性剤または水溶性高分子安定化剤を含有する水を
添加して分散できる。必要があれば、ホモミキサー、ホ
モジナイザーで分散処理してもよい。
The mixed system of the base crosslinked particles, the crosslinkable monomer, the initiator and the organic solvent is deorganized by a known method. The temperature at that time varies depending on the initiator and organic solvent used, but is generally preferably 35 ° C. or lower. When the amount of the organic solvent used is large, the pressure may be reduced. The mixed system of the base crosslinked particles after the deorganization solvent, the crosslinkable monomer and the initiator is powder or slurry,
Water containing a surfactant or a water-soluble polymer stabilizer can be added and dispersed. If necessary, dispersion treatment may be carried out with a homomixer or homogenizer.

【0012】ここで使用できる界面活性剤は、一般に使
用されるノニオン系またはアニオン系のものが利用でき
る。具体的には、ドテシル硫酸ナトリウム、ラウリル硫
酸ナトリウム、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテルなどの界面活性剤、お
よびポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ゼ
ラチン、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアル
キルエーテル、カルボキシメチルセルロースなどの水溶
性高分子からなる安定化剤が挙げられる。界面活性剤の
添加量は、使用するモノマーの量によって異なるが、一
般的に0.01〜10重量%、好ましくは0.01〜1
重量%である。
As the surfactant that can be used here, nonionic or anionic ones that are generally used can be used. Specifically, surfactants such as sodium dodecyl sulfate, sodium lauryl sulfate, polyoxyethylene derivative, polyoxyethylene nonylphenyl ether, and polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, gelatin, hydroxyethyl cellulose, polyvinyl alkyl ether, carboxymethyl cellulose, etc. Examples of the stabilizer include water-soluble polymers. The amount of the surfactant added varies depending on the amount of the monomer used, but is generally 0.01 to 10% by weight, preferably 0.01 to 1
% By weight.

【0013】本発明において架橋性モノマーおよび開始
剤含浸後のベース架橋粒子の微分散は含浸する架橋性モ
ノマーの量にもよるが、上記界面活性剤または水溶性高
分子安定化剤を含有する水溶液を単なる添加操作すれば
分散できる場合もあるし、ある程度の超音波照射または
ホモミキサーで処理しないとよい分散液を得られないこ
ともある。超音波処理については、直接照射であっても
よいし、間接照射であってもよい。この重合の際の重合
開始剤は、ベース架橋粒子に架橋性モノマーを吸収させ
る際に、あらかじめ架橋性モノマーに混合しておいても
よいし、架橋性モノマーを吸収したベース架橋粒子を水
に分散した後に加えてもよい。
In the present invention, the fine dispersion of the crosslinkable monomer and the base crosslinked particles after impregnation with the initiator depends on the amount of the crosslinkable monomer to be impregnated, but an aqueous solution containing the above-mentioned surfactant or water-soluble polymer stabilizer. In some cases, it may be dispersed by a simple addition operation, and in some cases it may not be possible to obtain a good dispersion without irradiating ultrasonic waves to some extent or treating with a homomixer. The ultrasonic treatment may be direct irradiation or indirect irradiation. The polymerization initiator at the time of this polymerization may be mixed with the crosslinkable monomer in advance when the crosslinkable monomer is absorbed by the base crosslinked particles, or the base crosslinked particles having absorbed the crosslinkable monomer may be dispersed in water. You may add after doing.

【0014】上記、架橋性モノマーおよび開始剤含浸粒
子の微分散液を加熱して重合を行なえば、本発明の高い
圧縮応力および破壊強度を有する架橋粒子が得られる。
重合温度は一般的に50〜100℃、時間は0.5〜1
0時間であることが挙げられる。 また、開始剤を水系
重合時に加える場合、架橋性モノマー含浸ベース架橋粒
子の微分散液に開始剤を加えて重合するればよい。その
ときの開始剤は、エマルジョンの形状で添加してもよい
し、油滴の形状で加えてもよい。また、上記架橋性モノ
マーおよび開始剤含浸粒子を水系に分散して加熱重合す
るほかに、水系に分散せず、粉体またはスラリー状の状
態で加熱して重合させてもよい。特に使用架橋性モノマ
ー量が粒子に対して少ないとき、粉体加熱重合の方が簡
便であり、粉体粒子の凝集も起こらず好ましい。加熱重
合以外にも、光、紫外線また電子線照射などの方法によ
っても、所定の圧縮応力および破壊強度を有する架橋粒
子を得ることができる。
By heating and polymerizing the fine dispersion of the crosslinkable monomer and the particles impregnated with the initiator, the crosslinked particles having high compressive stress and breaking strength of the present invention can be obtained.
The polymerization temperature is generally 50 to 100 ° C., and the time is 0.5 to 1
It may be 0 hours. When the initiator is added at the time of aqueous polymerization, the initiator may be added to the fine dispersion of the crosslinkable monomer-impregnated base crosslinked particles for polymerization. The initiator at that time may be added in the form of an emulsion or in the form of oil drops. Further, in addition to dispersing the crosslinkable monomer and the initiator-impregnated particles in an aqueous system and polymerizing by heating, it may be polymerized by heating in a powder or slurry state without being dispersed in an aqueous system. In particular, when the amount of the crosslinkable monomer used is small relative to the particles, the powder heat polymerization is simpler and preferred because the powder particles do not aggregate. Crosslinked particles having a predetermined compressive stress and breaking strength can be obtained by a method other than heat polymerization, such as irradiation with light, ultraviolet rays, or electron beams.

【0015】上記の本発明の方法によって改質された架
橋ポリマー粒子の標準偏差値(CV値)は、ベース架橋
粒子のCV値と同一レベルないしはベース架橋粒子のC
V値よりもシャープになり、またベース架橋粒子以外の
異種粒子、小粒子、また巨大粒子などが一切発生しな
い。また、添加する架橋性モノマーの量をベース架橋粒
子100重量部に対して20重量部以下な場合では、改
質前後の粒径変化がほとんどなく、分散性の極めてよい
粒子が得られた。
The standard deviation value (CV value) of the crosslinked polymer particles modified by the method of the present invention is the same as the CV value of the base crosslinked particles or the CV value of the base crosslinked particles.
It becomes sharper than the V value, and no foreign particles other than the base crosslinked particles, small particles, and giant particles are generated. Further, when the amount of the crosslinkable monomer to be added was 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the base crosslinked particles, there was almost no change in particle size before and after the modification, and particles having excellent dispersibility were obtained.

【0016】本発明の方法によれば、架橋ポリマー粒子
の抗圧縮力の高い架橋ポリマー粒子が得られる。本発明
で得られる架橋粒子の10%圧縮変位応力は、5.0〜
10.0kg/mm2 の範囲にある。従来知られている
架橋ポリマー粒子の値は、一般的には2〜3.5kg/
mm2 の範囲にあり、スペーサ粒子としては、厳しい使
用条件ではギャップ間隙の確保の上で問題を生じてい
た。一方、シリカ粒子、ガラス粒子、ガラス繊維片など
の無機粒子からなる無機スペーサでは、10%圧縮変位
応力は50kg/mm2 を超えるもので、硬すぎるため
材質を傷つけるとの問題がある。本発明の架橋粒子は適
度な圧縮応力を有している。
According to the method of the present invention, crosslinked polymer particles having a high anticompressive force of the crosslinked polymer particles can be obtained. The 10% compressive displacement stress of the crosslinked particles obtained in the present invention is 5.0 to
It is in the range of 10.0 kg / mm 2 . The value of conventionally known crosslinked polymer particles is generally 2 to 3.5 kg /
Since it is in the range of mm 2 , the spacer particles have a problem in securing a gap under severe usage conditions. On the other hand, with an inorganic spacer made of inorganic particles such as silica particles, glass particles, and glass fiber pieces, the 10% compressive displacement stress exceeds 50 kg / mm 2 , and there is a problem that the material is damaged because it is too hard. The crosslinked particles of the present invention have an appropriate compressive stress.

【0017】[0017]

【作 用】本発明の特徴を端的に述べれば、架橋粒子に
さらに架橋性モノマー、または極性基含有モノマー、ま
たはこれらの混合物を有機溶剤と一緒に架橋粒子内部に
含浸させてから、有機溶剤を蒸発させた後、加熱重合す
ることにより粒子内部をさらにポリマーで補うことによ
って、ベース架橋粒子の圧縮応力および破壊強度をとも
に高めることと、粒子表面の親疎水性状を改質できるこ
とにある。本発明の方法を用いれば、改質後粒子が硬
く、強くなったほかに、粒子のCV値はベース架橋粒子
と同一レベル、またはさらにシャープになる。さらに、
ベース架橋粒子表面の親疎水性などを自由に調製するこ
とができる。本発明を用いて作製される架橋粒子は、特
に液晶表示パネル用スペーサ粒子として好適である。
[Operation] To briefly describe the features of the present invention, the crosslinked particles are further impregnated with a crosslinkable monomer, a polar group-containing monomer, or a mixture thereof inside the crosslinked particles, and then the organic solvent is added. By evaporating and then heating and polymerizing, the inside of the particles is further supplemented with a polymer, whereby both the compressive stress and the breaking strength of the base crosslinked particles can be increased and the hydrophilic / hydrophobic property of the particle surface can be modified. Using the method of the present invention, the modified particles are harder and stronger, and the CV value of the particles is at the same level as the base crosslinked particles or even sharper. further,
The hydrophilicity / hydrophobicity of the surface of the base crosslinked particles can be freely adjusted. The crosslinked particles produced using the present invention are particularly suitable as spacer particles for liquid crystal display panels.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明による重合法を実施例によって
さらに説明するが、本発明はこの実施例に限定されるも
のではない。 実施例1 ジビニルベンゼン81重量%およびスチレン19重量%
からなるベース架橋粒子(粒径7.12μm、CV値
1.10%、10%圧縮応力3.5kg/mm2、破壊
強度85kg/mm2 )の粉体を、それぞれ4つの1リ
ットルスケールのマルゾコフラスコに100gずつ秤量
し添加した。4つのマルゾコフラスコに、それぞれジビ
ニルベンゼン〔以下「DVB」という、純度96%、新
日鉄化学製〕、エチレングリコールジメタアクリレート
(以下「EG」という)、トリメチルロールプロパント
リメタアクリレート〔以下「TMP」という、共に共栄
社化学(株)製〕、DVBとN−メチルメタクリルアミ
ドの混合物〔MMAA、和光試薬、重量比1:1〕を2
0gずつ添加した後、過酸化ベンゾイル〔BPO、和光
試薬〕0.6gおよびアセトン50gを添加し、よく撹
拌後、室温で1時間静置した。次いで、マルゾコフラス
コをエバポレータにセットし、水槽温度を25℃にセッ
トし、常圧で回転させながら脱アセトンを行なった。続
いて、4つのマルゾコフラスコに0.5重量%ドデシル
硫酸ナトリウムおよび3.0重量%エマルゲン(花王
製)含有水溶液を1リットルを加え、よく撹拌した後、
高速回転式ホモミキサー〔Polytron, Kinematica社製〕
20,000rpmで1分間攪拌した。得られた分散液
を1リットルセパラブルフラスコに入れて、80℃にて
5時間重合させ、均一粒径の架橋ポリマー粒子148g
を得た。ベース架橋粒子以外の異種粒子はまったくなか
った。結果は表1に示す。なお、粒径は電子顕微鏡値で
あり、10%圧縮応力および破壊強度は、微小圧縮試験
機〔MCTM−200、島津製作所製〕を用いて測定し
た。
EXAMPLES The polymerization method according to the present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 81% by weight of divinylbenzene and 19% by weight of styrene
Of base cross-linked particles (particle size: 7.12 μm, CV value: 1.10%, 10% compressive stress: 3.5 kg / mm 2 , breaking strength: 85 kg / mm 2 ) each into four 1-liter scale Marzoco flasks. 100 g each was weighed and added. Divinylbenzene [hereinafter referred to as "DVB", purity 96%, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.], ethylene glycol dimethacrylate (hereinafter referred to as "EG"), trimethyl roll propane trimethacrylate [hereinafter referred to as "TMP", respectively, in four Maruzoko flasks. Kyoeisha Chemical Co., Ltd.], a mixture of DVB and N-methylmethacrylamide [MMAA, Wako reagent, weight ratio 1: 1] 2
After adding 0 g each, 0.6 g of benzoyl peroxide [BPO, Wako reagent] and 50 g of acetone were added, and after stirring well, the mixture was allowed to stand at room temperature for 1 hour. Next, the Marzoco flask was set in an evaporator, the water bath temperature was set to 25 ° C., and acetone was removed while rotating at normal pressure. Subsequently, 1 liter of an aqueous solution containing 0.5% by weight sodium dodecyl sulfate and 3.0% by weight Emulgen (manufactured by Kao) was added to the four Marzoco flasks, and after thoroughly stirring,
High-speed rotary homomixer [Polytron, Kinematica]
The mixture was stirred at 20,000 rpm for 1 minute. The obtained dispersion was placed in a 1 liter separable flask and polymerized at 80 ° C. for 5 hours to obtain 148 g of crosslinked polymer particles having a uniform particle size.
Got There were no foreign particles other than the base crosslinked particles. The results are shown in Table 1. The particle size is an electron microscopic value, and the 10% compressive stress and the fracture strength were measured using a micro compression tester [MCTM-200, manufactured by Shimadzu Corporation].

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】実施例2 55重量%のDVBおよび45重量%のスチレンを用い
て、常法に従ってそれぞれ懸濁重合、分散重合(小竹無
二雄監修、大有機化学合成高分子化合物I、II、朝倉
書店)でベース架橋粒子を調整した。これらのベース架
橋粒子を実施例1と同様に、それぞれ100gを2つの
マルゾコフラスコに入れた。続いて、2つのマルゾコフ
ラスコに、それぞれTMP、BPO、メチルアルコール
を、それぞれ10g、0.5g、50gずつ加え、よく
撹拌した後、一夜静置した。次いで、水槽温度を25℃
にしてアスピレーターで減圧しながら、マルゾコフラス
コを回転させ、約30分で脱メタノールを行なった。続
いて、減圧を常圧に戻し、水槽温度を85℃に設定し直
して、回転を5時間重合した。これによって得られた分
散した粉末粒子は、それぞれ110gであり、べース架
橋粒子以外の異種粒子はまったく見られず、その結果を
表2にまとめた。
Example 2 Using 55% by weight of DVB and 45% by weight of styrene, suspension polymerization and dispersion polymerization were carried out according to a conventional method (supervised by M. Otake, superorganic compounds I and II, Asakura). The base crosslinked particles were prepared at a bookstore. 100 g of each of these base crosslinked particles was placed in two Marzoco flasks as in Example 1. Then, 10 g, 0.5 g, and 50 g of TMP, BPO, and methyl alcohol were added to the two Marzoco flasks, respectively, and after stirring well, they were left to stand overnight. Next, set the water bath temperature to 25 ° C.
While depressurizing with an aspirator, the Marzoco flask was rotated, and demethanol was carried out in about 30 minutes. Subsequently, the reduced pressure was returned to normal pressure, the water bath temperature was reset to 85 ° C., and the rotation was polymerized for 5 hours. The dispersed powder particles thus obtained weighed 110 g each, and no heterogeneous particles other than the base crosslinked particles were observed. The results are summarized in Table 2.

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】比較例1 実施例1と同様なベース架橋粒子を用いて、固形分10
重量%の分散液1リットルを調整した。一方、エマルゲ
ンA60〔花王製〕の1重量%で調整したEG10重量
%、BPO0.3重量%、エマルジョン分散液1リット
をベース架橋粒子分散液に入れた。35℃にて24時間
でゆっくり撹拌した後、85℃に昇温した。重合8時間
を行なった後に、実施例1と同様な方法で評価したとこ
ろ、粒径7.01μm、CV値1.10%、粒径の10
%圧縮応力は3.5kg/mm2、破壊強度は80kg
/mm2 であった。
Comparative Example 1 Using the same base crosslinked particles as in Example 1, a solid content of 10
1 liter of a weight% dispersion was prepared. On the other hand, 10% by weight of EG prepared by 1% by weight of Emulgen A60 (manufactured by Kao Corporation), 0.3% by weight of BPO, and 1 liter of emulsion dispersion were added to the base crosslinked particle dispersion. After slowly stirring at 35 ° C for 24 hours, the temperature was raised to 85 ° C. After 8 hours of polymerization, the same method as in Example 1 was evaluated. The particle size was 7.01 μm, the CV value was 1.10%, and the particle size was 10
% Compressive stress is 3.5 kg / mm 2 , breaking strength is 80 kg
/ Mm 2 .

【0023】比較例2 実施例2において、ベース架橋粒子として表2中のNo
2−1の粒子を用い、メチルアルコールを添加しなかっ
たこと以外は、実施例2と同様な操作を行なった。得ら
れた重合後粒子は凝集塊となり、再分散できなかった。
Comparative Example 2 In Example 2, No. in Table 2 was used as the base crosslinked particles.
The same operation as in Example 2 was performed except that the particles of No. 2-1 were used and methyl alcohol was not added. The obtained particles after polymerization became aggregates and could not be redispersed.

【0024】[0024]

【発明の効果】上記、実施例の結果からも明らかなよう
に、本発明によればベース架橋粒子を有機溶剤を介し
て、粒子内部に架橋性モノマー、開始剤を含浸させ、重
合を行なうことにより、粒子の10%圧縮応力、破壊強
度ともに、ベース架橋粒子に比べて著しく改善できる。
このようにして得られる粒子は、液晶表示パネルのスペ
ーサ粒子として好適に用いることができる。
As is clear from the results of the above examples, according to the present invention, the base crosslinked particles are polymerized by impregnating the inside of the particles with a crosslinking monomer and an initiator through an organic solvent. Thereby, both the 10% compressive stress and the fracture strength of the particles can be remarkably improved as compared with the base crosslinked particles.
The particles thus obtained can be suitably used as spacer particles for a liquid crystal display panel.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 架橋性モノマーを少なくとも20重量%
含むモノマーを重合して得られる架橋ポリマー粒子10
0重量部に架橋性モノマー5〜300重量部と有機溶剤
を添加し、次いで脱有機溶剤処理をした後、架橋性モノ
マーを重合することを特徴とする架橋ポリマー粒子の改
質方法。
1. At least 20% by weight of a crosslinkable monomer.
Crosslinked polymer particles 10 obtained by polymerizing a monomer containing
A method for modifying crosslinked polymer particles, which comprises adding 5 to 300 parts by weight of a crosslinkable monomer and an organic solvent to 0 part by weight, followed by a treatment for removing an organic solvent, and then polymerizing the crosslinkable monomer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013047643A1 (en) 2011-09-27 2013-04-04 積水化成品工業株式会社 Spacer particle for resin composition layer and use thereof
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