JPH10226512A - Resin-coated silica particle and its production - Google Patents

Resin-coated silica particle and its production

Info

Publication number
JPH10226512A
JPH10226512A JP2686497A JP2686497A JPH10226512A JP H10226512 A JPH10226512 A JP H10226512A JP 2686497 A JP2686497 A JP 2686497A JP 2686497 A JP2686497 A JP 2686497A JP H10226512 A JPH10226512 A JP H10226512A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fine particles
silica fine
vinyl
resin
coupling agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2686497A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3819983B2 (en
Inventor
Tadashi Koike
匡 小池
Kenichi Fujino
賢一 藤野
Tatsuhiko Adachi
龍彦 足立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Exsymo Co Ltd
Original Assignee
Ube Nitto Kasei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Nitto Kasei Co Ltd filed Critical Ube Nitto Kasei Co Ltd
Priority to JP02686497A priority Critical patent/JP3819983B2/en
Publication of JPH10226512A publication Critical patent/JPH10226512A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3819983B2 publication Critical patent/JP3819983B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve melt sticking property at a low temp., solvent resistance, liquid crystallinity resistance and dispersion stability by treating silica fine particles with a vinyl silane coupling agent and then coating the particles with a vinyl polymer coating film and a polymer having siloxane bonds. SOLUTION: Silica particles having 0.5 to 15μm average particle size with <=2% coefft. of variation in the particle size distribution are dispersed in an alcohol solvent to obtain a dispersion liquid, to which ammonia water and a vinyl silane coupling agent are added to treat the surface of particles to introduce vinyl groups into the surface of the silica fine particles. The silica fine particles are dispersed in a polar solvent to obtain a dispersion liquid, to which a unifunctlonal vinyl monomer is added and polymerized to form a vinyl polymer coating film on the surface of the silica fine particles. Then the silica fine particles are dispersed in a polar solvent, to which a radical polymn. initiator and a vinyl silane coupling agent are added to form a coupling agent polymer layer. The coupling agent polymer layer is then hydrolyzed to form a polymer coating layer having siloxane bonds.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂被覆シリカ微
粒子およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、本
発明は、液晶表示装置の液晶の厚みを制御するスペーサ
粒子などとして好適な樹脂被覆シリカ微粒子、およびこ
のものを効率よく製造する方法に関するものである。
The present invention relates to resin-coated silica fine particles and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to resin-coated silica fine particles suitable as spacer particles for controlling the thickness of liquid crystal of a liquid crystal display device, and a method for efficiently producing the fine particles.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置はフラットパネルディスプ
レイの代表的なものであり、その低消費電力性および低
電圧駆動性から電子式卓上計算機、テレビ、コンピュー
タ、ワードプロセッサ等、種々の機器の表示装置として
広く利用されている。この液晶表示装置の表示パネル
は、例えば、透明電極や配向膜等の所定の部材が設けら
れた2枚の透明基板を所定の間隔に保ちつつシール材で
貼り合わせて液晶セルを形成し、この液晶セル内に液晶
を封入することで形成される。このとき、2枚の透明基
板のうちの一方の基板の所定面(液晶セルの内壁になる
面)には、例えば湿式散布により、2枚の透明基板の間
隔(セルギャップ)を所定の値に保って所望厚の液晶層
を形成するためのスペーサが予め分散配置される。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices are typical of flat panel displays. Due to their low power consumption and low voltage drive, they are used as display devices for various devices such as electronic desktop computers, televisions, computers and word processors. Widely used. The display panel of this liquid crystal display device forms a liquid crystal cell by bonding two transparent substrates provided with predetermined members such as a transparent electrode and an alignment film with a sealing material while maintaining a predetermined interval. It is formed by enclosing liquid crystal in a liquid crystal cell. At this time, the interval (cell gap) between the two transparent substrates is set to a predetermined value by, for example, wet spraying on a predetermined surface of one of the two transparent substrates (the surface that becomes the inner wall of the liquid crystal cell). Spacers for forming a liquid crystal layer having a desired thickness while maintaining the predetermined thickness are dispersed in advance.

【0003】表示特性が良好な液晶表示装置を得るため
には、スペーサからの溶出成分により液晶が悪影響を被
らないようにする必要がある他、液晶セルを構成する2
枚の透明基板の間隔に局所的なバラツキが生じないよう
にする必要がある。
In order to obtain a liquid crystal display device having good display characteristics, it is necessary to prevent the liquid crystal from being adversely affected by components eluted from the spacer.
It is necessary to prevent local variations in the distance between the transparent substrates.

【0004】このような要件を満たし得るスペーサ材料
としては、シリコンアルコキシドを加水分解・重縮合さ
せてシード粒子を形成した後、このシード粒子を所定の
方法で成長させることで得たシリカ微粒子がある。この
シリカ微粒子は純度が高いため、液晶と接しても溶出成
分により液晶に悪影響を及ぼすことが少ない。また、個
々のシリカ微粒子の粒径精度が高く、かつ、同一条件で
製造したシリカ微粒子についての粒径の変動係数(CV
値)が低いため、スペーサとして用いた場合には2枚の
透明基板の間隔を実質的に均一に保つことが可能であ
る。しかしながら従来のシリカ微粒子製スペーサにおい
ては、液晶セルに液晶を注入する過程でシリカ微粒子の
一部が移動してしまい、この移動のときに配向膜が損傷
を受けて配向斑が生じることがある。また、液晶の注入
時に液晶セル周囲に付着した液晶は一般に超音波洗浄に
より除去されるが、この超音波洗浄のときにシリカ微粒
子の一部に移動が起こり、この移動により配向膜が損傷
を受けて配向斑が生じることがある。従って、表示特性
の高い液晶表示装置を高い生産性の下に製造するために
は、液晶セルの形成後に行われる液晶注入や超音波洗浄
のときにスペーサの移動が実質的に起こらないようにす
る必要がある。
As a spacer material which can satisfy such requirements, silica fine particles obtained by hydrolyzing and polycondensing silicon alkoxide to form seed particles, and then growing the seed particles by a predetermined method. . Since the silica fine particles have a high purity, even if they come into contact with the liquid crystal, the elution components hardly affect the liquid crystal. In addition, the particle size accuracy of individual silica fine particles is high, and the coefficient of variation (CV) of the particle size of the silica fine particles manufactured under the same conditions is high.
Value), the spacing between the two transparent substrates can be kept substantially uniform when used as a spacer. However, in the conventional spacer made of fine silica particles, a part of the fine silica particles is moved in the process of injecting the liquid crystal into the liquid crystal cell, and the alignment film may be damaged at the time of the movement, resulting in uneven alignment. In addition, the liquid crystal adhered to the periphery of the liquid crystal cell during the injection of the liquid crystal is generally removed by ultrasonic cleaning. During the ultrasonic cleaning, some of the silica fine particles move, and the movement damages the alignment film. May cause uneven alignment. Therefore, in order to manufacture a liquid crystal display device having high display characteristics with high productivity, it is necessary to substantially prevent the movement of the spacer during liquid crystal injection or ultrasonic cleaning performed after the liquid crystal cell is formed. There is a need.

【0005】特に近年LCDの大画面、高精細表示、視
野角の拡大を可能とする強誘電液晶材料が使用されつつ
ある。この液晶は、従来のTN液晶と比較して流動性が
低く、液晶セル形成後の液晶注入に時間がかかるため、
超音波などの物理的な力で注入を促進することになる。
しかしながら、注入の際にスペーサと配向膜との固定
(接着性)が弱いと、注入されてくる液晶に圧されてス
ペーサが移動してしまい、均一な厚さの液晶セルが作製
できなくなるという問題点がある。
In particular, in recent years, ferroelectric liquid crystal materials which enable a large screen, high-definition display, and a wide viewing angle of an LCD have been used. This liquid crystal has lower fluidity than the conventional TN liquid crystal, and it takes time to inject the liquid crystal after forming the liquid crystal cell.
The injection is promoted by physical force such as ultrasonic waves.
However, if the fixation (adhesion) between the spacer and the alignment film is weak during the injection, the spacer is moved by the pressure of the injected liquid crystal, and a liquid crystal cell having a uniform thickness cannot be manufactured. There is a point.

【0006】液晶セルの形成後に実質的に移動が起こら
ないスペーサとしては、シリカ微粒子の表面を市販の合
成樹脂粉末で被覆したものがある。具体的には、シリカ
微粒子の表面に静電気力によって市販の合成樹脂粉末を
吸着させた後、これに衝撃力を加え、その際に発生する
熱により前記合成樹脂の一部を融解させて合成樹脂粉末
同士を接合させると共に合成樹脂粉末をシリカ微粒子に
固定させてなるものが知られている(特開昭63−94
224号公報)。このスペーサでは、シリカ微粒子を被
覆している合成樹脂粉末は2枚の透明基板をシール材で
貼り合わせて液晶セルを形成する際に加えられる熱によ
り溶融する。このためスペーサは各透明基板に固着し、
結果として、液晶セル形成後にはスペーサの移動が実質
的に起こらなくなるというものである。しかしながら、
シリカ微粒子の表面を市販の合成樹脂粉末で被覆してな
る、このスペーサは、合成樹脂粉末とシリカ微粒子との
結合力が十分でないため、シリカ微粒子表面に付着した
樹脂層が剥離しやすく、また、剥離した樹脂層が液晶物
質を損傷する恐れがある。
As a spacer which does not substantially move after the formation of the liquid crystal cell, there is a spacer in which the surface of silica fine particles is coated with a commercially available synthetic resin powder. Specifically, after a commercially available synthetic resin powder is adsorbed on the surface of the silica fine particles by electrostatic force, an impact force is applied thereto, and a part of the synthetic resin is melted by heat generated at that time, thereby synthesizing the synthetic resin powder. There is known a method in which powders are joined together and a synthetic resin powder is fixed to silica fine particles (JP-A-63-9463).
224). In this spacer, the synthetic resin powder covering the silica fine particles is melted by heat applied when two transparent substrates are bonded together with a sealant to form a liquid crystal cell. For this reason, the spacer is fixed to each transparent substrate,
As a result, the spacer does not substantially move after the liquid crystal cell is formed. However,
The surface of the silica fine particles is coated with a commercially available synthetic resin powder.Since the spacer has insufficient bonding force between the synthetic resin powder and the silica fine particles, the resin layer adhered to the surface of the silica fine particles easily peels off, The peeled resin layer may damage the liquid crystal material.

【0007】また、特開平1−294702号(特公平
6−96605号)公報には、核物質を所定の溶液中に
溶解ないし分散させた後に当該分散系に水酸化物と強酸
を投入し、これにより核物質を中心としてモノマー、重
合開始剤等の油溶性物質からなる油滴を形成し、この油
滴中のモノマーを選択的に重合させることで粒度分布が
単分散の重合体粒子を製造する方法が開示されている。
そして、この公報にはシリカ微粒子を核物質として用い
て製造した重合体微粒子が開示されており、この重合体
粒子を液晶表示装置用のスペーサとして用いた場合に
は、同公報に開示されていない効果ではあるが、液晶セ
ル形成後に移動を起しにくいものと推察される。しかし
ながら、この公報に記載の方法では、生成する微粒子の
粒度分布にかなりの幅があり、液晶表示装置用のスペー
サに要求される粒度分布の単分散性(CV値2%以下)
を満たすものは得られない。前記単分散性を満たすもの
を得るためには、製造後にふるい等の手段による分級操
作が必要になる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-294702 (Japanese Patent Publication No. 6-96605) discloses that a nuclear material is dissolved or dispersed in a predetermined solution, and then a hydroxide and a strong acid are added to the dispersion system. As a result, oil droplets composed of an oil-soluble substance such as a monomer and a polymerization initiator are formed around the core substance, and the monomers in the oil droplets are selectively polymerized to produce polymer particles having a monodisperse particle size distribution. A method for doing so is disclosed.
This publication discloses polymer fine particles produced using silica fine particles as a nucleus substance.When this polymer particle is used as a spacer for a liquid crystal display device, it is not disclosed in the publication. Although it is an effect, it is presumed that it is hard to cause movement after the liquid crystal cell is formed. However, in the method described in this publication, the particle size distribution of the generated fine particles has a considerable range, and the monodispersity (CV value of 2% or less) of the particle size distribution required for the spacer for the liquid crystal display device is required.
The one that satisfies is not obtained. In order to obtain a material satisfying the above monodispersity, a classification operation by means such as a sieve after the production is required.

【0008】また、シリカ微粒子を核物質として用いた
場合、被覆前のシリカ微粒子の平均粒径は0.02μm
であるが、被覆を施すことにより、最終的に平均粒径が
10.3μmまで大きくなってしまい、被覆厚さを制御
することができないという欠点がある。被覆厚さをスペ
ーサとして好適な0.05〜1μm程度とするには、モ
ノマー濃度を低くする必要があるが、モノマー濃度を低
くすると、シリカ微粒子表面の重合性官能基が少ないた
め、均一な被覆を施すことができなくなる。
When silica fine particles are used as a core material, the average particle diameter of the silica fine particles before coating is 0.02 μm.
However, applying the coating has a disadvantage that the average particle diameter eventually increases to 10.3 μm, and the coating thickness cannot be controlled. In order to make the coating thickness about 0.05 to 1 μm suitable as a spacer, it is necessary to lower the monomer concentration. However, when the monomer concentration is low, the polymerizable functional groups on the surface of the silica fine particles are small, so that a uniform coating is required. Cannot be applied.

【0009】さらに、特開平5−232480号公報に
は、所定の活性水素を有する架橋重合体粒子の表面にS
i−H基を導入し、このSi−H基をグリシジル基に変
換し、さらにこのグリシジル基をビニル基に変換した
後、ビニル基を導入した当該架橋重合体粒子の表面にグ
ラフト重合法により、熱可塑性樹脂製の付着層を形成し
てなる液晶スペーサが開示されている。この公報に開示
されている液晶スペーサでは、付着層とその基材である
架橋重合体粒子とが、共有結合により結合されているの
で付着層の剥離が起こりにくく、かつ、付着層は加熱に
より軟化して配向基板に対して良好な付着性を示す。こ
のため、当該液晶スペーサは液晶セル形成後に移動を起
しにくいものと推察される。
Further, JP-A-5-232480 discloses that the surface of a crosslinked polymer particle having a predetermined active hydrogen is
After introducing an i-H group, converting the Si-H group into a glycidyl group, and further converting the glycidyl group into a vinyl group, the surface of the crosslinked polymer particle having the introduced vinyl group is graft-polymerized, A liquid crystal spacer formed by forming an adhesion layer made of a thermoplastic resin is disclosed. In the liquid crystal spacer disclosed in this publication, the adhesion layer and the base material of the crosslinked polymer particles are bonded by covalent bonds, so that the adhesion layer hardly peels off, and the adhesion layer is softened by heating. Shows good adhesion to the alignment substrate. For this reason, it is presumed that the liquid crystal spacer hardly moves after the liquid crystal cell is formed.

【0010】しかしながら、この公報に記載の方法で
は、分散安定剤を用いておらず、製造過程において樹脂
被覆粒子同士が凝集しやすく、表面に均一な樹脂被膜を
有する単分散の樹脂被覆粒子を製造することは困難であ
る。LCD用スペーサは、特に、セルギャップ精度が要
求され、凝集した粒子では、セルギャップを一定間隔に
保つというスペーサとしての役割を十分に果たすことが
できない。さらに、架橋重合体粒子表面にビニル基を導
入するまでの工程が複雑であり、製造コストが高くなっ
てしまう問題点がある。
However, according to the method described in this publication, no dispersion stabilizer is used, and the resin-coated particles tend to aggregate during the production process, and monodisperse resin-coated particles having a uniform resin film on the surface are produced. It is difficult to do. In particular, the LCD spacer is required to have high cell gap accuracy, and the aggregated particles cannot sufficiently fulfill the role of the spacer for keeping the cell gap at a constant interval. Further, there is a problem that the process until the vinyl group is introduced on the surface of the crosslinked polymer particle is complicated, and the production cost is increased.

【0011】そこで、本発明者らは、(i) 全体として硬
度、強度が高く、液晶表示装置用スペーサとして用いた
ときに、セルギャップを所定の間隔に保つというスペー
サとしての機能を長期間に亘って果たすことができる、
(ii) 超音波振動により散布液(アルコール水溶液)に
分散させた場合でも樹脂被膜の剥離が実質的に起こらな
い、 (iii) 液晶表示装置用の配向基板に対して良好な
付着性を有するとともに、液晶自体だけでなく液晶の配
向にも悪影響を及ぼすことが実質的にない等の利点を有
する樹脂被覆シリカ微粒子を開発すべく研究を重ね、先
に焼成シリカ微粒子の表面にビニル基を有するシランカ
ップリング剤を介して形成された単層構造または複数層
構造からなる熱可塑性樹脂被膜を有する樹脂被覆シリカ
微粒子を見出した(特願平7−260185号)。
Therefore, the present inventors have proposed that (i) when used as a spacer for a liquid crystal display device as a whole, have a high hardness and strength and, as a spacer, maintain the cell gap at a predetermined interval as a spacer for a long period of time. Can be fulfilled across,
(ii) peeling of the resin film does not substantially occur even when dispersed in a spray liquid (aqueous alcohol solution) by ultrasonic vibration; (iii) it has good adhesion to an alignment substrate for a liquid crystal display device and Research has been conducted to develop resin-coated silica fine particles that have substantially no adverse effect not only on the liquid crystal itself but also on the orientation of the liquid crystal. A resin-coated silica fine particle having a thermoplastic resin film having a single-layer structure or a multi-layer structure formed via a coupling agent has been found (Japanese Patent Application No. 7-260185).

【0012】この樹脂被覆シリカ微粒子は、前記の
(i)、(ii)および(iii)の性質を満足し、液晶表示装置の
スペーサ粒子として良好な性能を有するものである。
The resin-coated silica fine particles are
It satisfies the properties of (i), (ii) and (iii) and has good performance as spacer particles for a liquid crystal display device.

【0013】ところで、最近、液晶表示装置分野におい
ては、フィルム液晶など、液晶の部材に有機物が多く用
いられるようになり、それに伴って、液晶表示装置の製
造プロセスにおける熱処理の低温化が求められるように
なってきた。したがって、スペーサ粒子についても、よ
り低温での固着が必要となってきた。固着成分として、
一般に熱可塑性樹脂が用いられるが、より低温で溶融固
着させようとすると分子量を低下させたり、軟化温度の
低い樹脂を使用する必要がある。しかしながら、このよ
うな樹脂は一般に有機溶媒や液晶に対する耐久性に劣る
という欠点がある。このため、湿式散布などにおいて、
分散溶媒中に、このような樹脂を被覆した粒子を長時間
浸漬しておくと粒子同士の凝集が発生するので、粒子分
散液を短時間で使用しなければならなかったり、散布溶
媒の組成が限定されるなどの問題があった。
By the way, recently, in the field of liquid crystal display devices, organic substances are often used in liquid crystal members such as film liquid crystal, and accordingly, it is required to lower the temperature of heat treatment in the manufacturing process of liquid crystal display devices. It has become Therefore, it is necessary to fix the spacer particles at a lower temperature. As a fixing component,
Generally, a thermoplastic resin is used. However, in order to fix the resin at a lower temperature, it is necessary to reduce the molecular weight or use a resin having a low softening temperature. However, such resins generally have a drawback that they have poor durability against organic solvents and liquid crystals. For this reason, in wet spraying,
If the particles coated with such a resin are immersed in a dispersion solvent for a long time, aggregation of the particles occurs, so that the particle dispersion must be used in a short time, or the composition of the spraying solvent is reduced. There were problems such as being limited.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、前述した(i)、(ii)、iii)の性質を充分に満
足すると共に、低温で溶融固着する上、散布溶媒及び液
晶に対する耐久性に優れ、かつ分散溶媒中に長時間分散
させておいても凝集しにくく、良好な分散安定性を有
し、液晶表示装置用スペーサとして好適な樹脂被覆シリ
カ微粒子を提供することを目的とするものである。
Under such circumstances, the present invention sufficiently satisfies the above-mentioned properties (i), (ii), and iii), melts and fixes at a low temperature, and furthermore, disperses a solvent. And to provide resin-coated silica fine particles having excellent durability against liquid crystals, hardly aggregating even after being dispersed in a dispersion solvent for a long time, having good dispersion stability, and suitable as a spacer for liquid crystal display devices. It is intended for.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の優
れた機能を有する樹脂被覆シリカ微粒子を開発すべく鋭
意研究を重ねた結果、シロキサン結合を有する重合体で
被覆されたビニル系重合体被膜を、ビニル系シランカッ
プリング剤を介して、シリカ微粒子の表面に設けてなる
樹脂被覆シリカ微粒子がその目的に適合しうること、そ
して、この樹脂被覆シリカ微粒子は、シリカ微粒子の表
面処理工程、表面処理されたシリカ微粒子の表面にビニ
ル系重合体被膜を形成する工程、ビニル系重合体被膜の
上にカップリング剤重合体からなる被覆層を形成する工
程および加水分解処理工程を順次施すことにより、効率
よく得られることを見出し、この知見に基づいて本発明
を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to develop resin-coated silica fine particles having the above-mentioned excellent functions, and as a result, have found that a vinyl-based polymer coated with a polymer having siloxane bonds has been obtained. The resin-coated silica fine particles provided with the coalesced film on the surface of the silica fine particles via the vinyl-based silane coupling agent can meet the purpose, and the resin-coated silica fine particles are subjected to a surface treatment step of the silica fine particles. Forming a vinyl-based polymer film on the surface of the surface-treated silica fine particles, forming a coating layer of a coupling agent polymer on the vinyl-based polymer film, and sequentially performing a hydrolysis treatment process. As a result, the present inventors have found that they can be efficiently obtained, and have completed the present invention based on this finding.

【0016】すなわち、本発明は、シリカ微粒子の表面
にビニル系シランカップリング剤を介して形成された単
層構造又は複数層構造からなるビニル系重合体被膜を、
さらにシロキサン結合を有する重合体で被覆したことを
特徴とする樹脂被覆シリカ微粒子を提供するものであ
る。
That is, the present invention provides a vinyl-based polymer film having a single-layer structure or a multi-layer structure formed on the surface of silica fine particles via a vinyl-based silane coupling agent.
Furthermore, the present invention provides resin-coated silica fine particles characterized by being coated with a polymer having a siloxane bond.

【0017】また、本発明に従えば、前記樹脂被覆シリ
カ微粒子は、シリカ微粒子をビニル系シランカップリン
グ剤で表面処理してシリカ微粒子の表面にビニル基を導
入する工程(A)、単官能ビニル系モノマーを分散重合
させて、表面処理されたシリカ微粒子の表面にビニル系
重合体被膜を形成する工程(B)、ビニル系シランカッ
プリング剤を重合させて、シリカ微粒子の表面に形成さ
れたビニル系重合体被膜上にカップリング剤重合体から
なる被覆層を形成する工程(C)、およびビニル系重合
体被膜上に形成されたカップリング剤重合体からなる被
覆層を加水分解処理して、シロキサン結合を有する重合
体からなる被覆層とする工程(D)を順次施すことによ
り、製造することができる。
Further, according to the present invention, the resin-coated silica fine particles may be obtained by a step (A) of treating the silica fine particles with a vinyl silane coupling agent to introduce a vinyl group into the surface of the silica fine particles; (B) forming a vinyl-based polymer film on the surface of the surface-treated silica fine particles by dispersing and polymerizing the system-based monomer, and polymerizing the vinyl-based silane coupling agent to form the vinyl formed on the surface of the silica fine particles. (C) forming a coating layer made of a coupling agent polymer on the polymer film, and hydrolyzing the coating layer made of the coupling agent polymer formed on the vinyl polymer film, It can be manufactured by sequentially performing the step (D) of forming a coating layer made of a polymer having a siloxane bond.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子を
構成するものは、シリカ微粒子、ビニル系シランカップ
リング剤、ビニル系重合体被膜およびシロキサン結合を
有する重合体からなる被覆層である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The resin-coated silica fine particles of the present invention are a coating layer comprising silica fine particles, a vinyl-based silane coupling agent, a vinyl-based polymer film, and a polymer having a siloxane bond.

【0019】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子において、
シリカ微粒子は、コア部分を形成する母材であって、い
わゆるゾルゲル法によりシリコンアルコキシドを加水分
解および重縮合反応して得られる生シリカ微粒子であっ
てもよいし、これを焼成してなる焼成シリカ微粒子であ
ってもよい。この生シリカ微粒子および焼成シリカ微粒
子の製法、性質などは、後述する本発明の樹脂被覆シリ
カ微粒子の製造方法において詳しく説明する。
In the resin-coated silica fine particles of the present invention,
The silica fine particles may be a base material forming a core portion, and may be raw silica fine particles obtained by hydrolyzing and polycondensing silicon alkoxide by a so-called sol-gel method, or calcined silica obtained by calcining the raw silica fine particles. Fine particles may be used. The production method and properties of the raw silica particles and the calcined silica particles will be described in detail in the method of producing the resin-coated silica particles of the present invention described later.

【0020】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子において、
ビニル系シランカップリング剤は、シリカ微粒子と後記
するビニル系重合体被膜との間に介在し、シリカ微粒子
の表面に密着性に優れたビニル系重合体被膜を形成する
ためのものである。この点を詳述すると、ビニル系シラ
ンカップリング剤のシラン部分がシリカ微粒子表面のシ
ラノール基と反応して化学結合を形成し、同時にビニル
系シランカップリング剤のビニル基が、ビニル系重合体
被膜形成用モノマーの重合時に該モノマー中の不飽和二
重結合と反応して化学結合を形成することにより、シリ
カ微粒子表面に、連結剤としてのビニル系シランカップ
リング剤を介して密着性に優れたビニル系重合体被膜が
形成される。
In the resin-coated silica fine particles of the present invention,
The vinyl-based silane coupling agent is interposed between the silica fine particles and a vinyl-based polymer film described below to form a vinyl-based polymer film having excellent adhesion on the surface of the silica fine particles. In detail, the silane portion of the vinyl silane coupling agent reacts with silanol groups on the surface of the silica fine particles to form a chemical bond, and at the same time, the vinyl group of the vinyl silane coupling agent forms a vinyl polymer film. By reacting with the unsaturated double bond in the monomer during the polymerization of the monomer for forming to form a chemical bond, the surface of the silica fine particles has excellent adhesion through a vinyl silane coupling agent as a linking agent. A vinyl polymer coating is formed.

【0021】なお、本発明の樹脂被覆シリカ微粒子にお
いて、連結剤であるビニル系シランカップリング剤は、
その反応性の基であるビニル基およびシラン部分が反応
した形で存在していることは、上述の説明より明らかで
ある。
In the resin-coated silica fine particles of the present invention, the vinyl silane coupling agent as a linking agent is
It is clear from the above description that the vinyl group and the silane moiety, which are reactive groups, are present in a reacted form.

【0022】ビニル系シランカップリング剤としては、
シリカ微粒子表面のシラノール基との反応性を有するシ
ラン部分(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、かつビニル系重
合体被膜形成用モノマーとの反応性を有するビニル基を
有するものであればいかなるものも使用できる。ここに
上記ビニル基とは最広義に解釈し、ビニル基それ自体以
外にアクリロイル基、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−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、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。
As the vinyl silane coupling agent,
A vinyl group having a silane moiety (e.g., an alkoxysilane group, a halogenosilane group, an acetoxysilane group, etc.) having a reactivity with a silanol group on the surface of silica fine particles, and having a reactivity with a monomer for forming a vinyl polymer film. Any material can be used as long as it has the following. Here, the vinyl group is interpreted in the broadest sense and includes an acryloyl group, a methacryloyl group, an allyl group and the like in addition to the vinyl group itself. Specific examples of the above-mentioned vinyl silane coupling agent include, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltris (β -Methoxy) silane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and the like.

【0023】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子において、
ビニル系重合体被膜は、シリカ微粒子表面にビニル系シ
ランカップリング剤を介して形成されたものである。こ
のビニル系重合体被膜は、樹脂被覆シリカ微粒子の目
的、用途などによって種々のものを選択できるが、下記
条件 (a)重合性の炭素−炭素二重結合を1個有する、
(b)ビニル系シランカップリング剤のビニル基と反応
し得る官能基を有する、を満足する単官能ビニル系モノ
マーを主として重合して得られたものであることを要す
る。なお、単官能ビニル系モノマーの種類は後記する。
In the resin-coated silica fine particles of the present invention,
The vinyl polymer coating is formed on the surface of the silica fine particles via a vinyl silane coupling agent. The vinyl polymer film can be selected from various types according to the purpose and application of the resin-coated silica fine particles. The following conditions (a) having one polymerizable carbon-carbon double bond:
(B) It must be obtained by mainly polymerizing a monofunctional vinyl monomer satisfying that it has a functional group capable of reacting with the vinyl group of the vinyl silane coupling agent. The type of the monofunctional vinyl monomer will be described later.

【0024】単官能ビニル系モノマーの重合により得ら
れたものであるため、樹脂被膜は上述のとおりビニル系
重合体によって構成される。ここにビニル系重合体と
は、基本的にはモノマー成分として単官能ビニル系モノ
マーのみを重合して得た重合体を意味するが、上記単官
能ビニル系モノマーに、多官能ビニル系モノマーを実質
的な架橋が起こらない範囲で(例えば全モノマーに対し
て0.5モル%未満の量で)加えたモノマー混合物を重
合して得た樹脂も含むものとする。
Since the resin film is obtained by polymerization of a monofunctional vinyl monomer, the resin film is composed of a vinyl polymer as described above. Here, the vinyl polymer basically means a polymer obtained by polymerizing only a monofunctional vinyl monomer as a monomer component, and a polyfunctional vinyl monomer is substantially added to the monofunctional vinyl monomer. Resins obtained by polymerizing a monomer mixture added within a range that does not cause cross-linking (for example, in an amount of less than 0.5 mol% based on all monomers) are also included.

【0025】ビニル系重合体被膜が複数層構造の場合、
これらの複数の層は同一種類の重合体からなっていても
よいし、異なる種類の重合体からなっていてもよい。ま
た、同一種類の重合体からなっている場合においても、
その重合体の原料であるビニル系モノマーの組成は異な
っていてもよい。
When the vinyl polymer film has a multilayer structure,
These multiple layers may be composed of the same type of polymer or different types of polymers. In addition, even when composed of the same type of polymer,
The composition of the vinyl monomer which is a raw material of the polymer may be different.

【0026】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子において、
シロキサン結合を有する重合体からなる被覆層は、前記
ビニル系重合体被膜の上に形成された外郭層を構成する
ものである。
In the resin-coated silica fine particles of the present invention,
The coating layer made of a polymer having a siloxane bond constitutes an outer layer formed on the vinyl polymer film.

【0027】このシロキサン結合を有する重合体からな
る被覆層は、後述する本発明の樹脂被覆シリカ微粒子の
製造方法において説明するように、次のようにして形成
することができる。まずビニル系シランカップリング剤
をラジカル重合させて、ビニル系重合体被膜の上にカッ
プリング剤重合体からなる被覆層を形成したのち、加水
分解処理することにより、ビニル系シランカップリング
剤重合体中の例えばアルコキシル基部分などが加水分解
−縮合され、ビニル系重合体被膜上に網目状のシロキサ
ン結合を有する重合体からなる被覆層が形成される。
The coating layer made of a polymer having a siloxane bond can be formed as follows, as described in the method for producing resin-coated silica fine particles of the present invention described below. First, a vinyl-based silane coupling agent polymer is radically polymerized to form a coating layer made of the coupling-agent polymer on the vinyl-based polymer film, and then subjected to hydrolysis treatment. For example, an alkoxyl group portion therein is hydrolyzed and condensed to form a coating layer made of a polymer having a network-like siloxane bond on the vinyl polymer film.

【0028】ビニル系シランカップリング剤のラジカル
重合の際には、ビニル系重合体被膜中の残存ビニル基に
該ビニル系シランカップリング剤がグラフトされ、炭素
−炭素結合が形成し、その結果、シロキサン結合を有す
る重合体からなる被覆層とビニル系重合体被膜との密着
性が優れたものになるものと思われる。
In the radical polymerization of the vinyl-based silane coupling agent, the vinyl-based silane coupling agent is grafted onto the remaining vinyl groups in the vinyl-based polymer film to form a carbon-carbon bond. It is considered that the adhesion between the coating layer made of a polymer having a siloxane bond and the vinyl polymer film becomes excellent.

【0029】ここで用いられるビニル系シランカップリ
ング剤としては、ビニル基とシラン部分を有するもので
あればよく、特に制限はないが、前記のシリカ微粒子の
表面に設けられるビニル系シランカップリング剤の説明
において例示したものと同じものを挙げることができ
る。
The vinyl silane coupling agent used here is not particularly limited as long as it has a vinyl group and a silane moiety. The vinyl silane coupling agent provided on the surface of the silica fine particles is not limited. The same ones as exemplified in the description can be given.

【0030】なお、シロキサン結合を有する重合体のポ
リマー鎖の長さおよびシロキサン結合の量は、加熱時の
ビニル系重合体被膜の溶融固着に影響を及ぼさない程度
にとどめるのがよい。
The length of the polymer chain of the polymer having a siloxane bond and the amount of the siloxane bond are preferably set to such an extent as not to affect the melting and fixing of the vinyl polymer film during heating.

【0031】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子は、下記の
利点を有する。
The resin-coated silica fine particles of the present invention have the following advantages.

【0032】(i)シリカ微粒子によってコア部分(母
材)を形成しているため、強度、硬度が高く、液晶表示
装置用スペーサとして用いたときに、セルギャップを所
定の間隔に保つというスペーサとしての機能を長期間に
亘って果たすことができる。
(I) Since the core portion (base material) is formed of silica fine particles, the strength and hardness are high, and when used as a spacer for a liquid crystal display device, the cell gap is maintained at a predetermined interval. Can be performed over a long period of time.

【0033】(ii)ビニル系シランカップリング剤を介
してシリカ微粒子表面にビニル系重合体被膜を形成して
あるので、シリカ微粒子表面と樹脂被膜との密着性に優
れている。従って超音波振動により散布液(アルコール
水溶液)に分散させた場合でもシリカ微粒子からの樹脂
被膜の剥離が起こり難くなる。すなわち、前記樹脂被膜
は超音波処理に対して耐久性を有している。
(Ii) Since the vinyl polymer film is formed on the surface of the silica fine particles via the vinyl silane coupling agent, the adhesion between the surface of the silica fine particles and the resin film is excellent. Therefore, even when dispersed in a spray liquid (aqueous alcohol solution) by ultrasonic vibration, peeling of the resin film from the silica fine particles hardly occurs. That is, the resin coating has durability to the ultrasonic treatment.

【0034】(iii)シリカ微粒子表面に形成された樹
脂被膜は、母材のシリカ微粒子よりも硬度が低く適度の
弾力性、柔軟性および熱可塑性を有している。従って、
本発明の樹脂被覆シリカ微粒子を液晶表示用スペーサと
して用いた場合には、樹脂被膜が適度の加熱により基板
表面(配向膜表面)に固着する結果、液晶セル形成後に
おいても実質的に移動を起こさない。また、粒子同士が
合着または凝集していないため、基板表面への散布作業
性が向上するとともに、凝集した粒子が異物として作用
することによる液晶表示不良の恐れを低減できる。さら
に、樹脂被膜からの成分溶出により液晶に悪影響を及ぼ
すことが実質的にないため、液晶の配向乱れによる表示
不良は実質的に起きない。
(Iii) The resin film formed on the surface of the silica fine particles has lower hardness than the silica fine particles of the base material, and has appropriate elasticity, flexibility and thermoplasticity. Therefore,
When the resin-coated silica fine particles of the present invention are used as a spacer for a liquid crystal display, the resin coating adheres to the surface of the substrate (the surface of the alignment film) by moderate heating. Absent. Further, since the particles are not coalesced or aggregated, the workability of spraying on the substrate surface is improved, and the risk of liquid crystal display failure due to the aggregated particles acting as foreign matter can be reduced. Further, since there is substantially no adverse effect on the liquid crystal due to elution of the components from the resin film, display failure due to disorder in the alignment of the liquid crystal does not substantially occur.

【0035】(iv)液晶表示装置の製造プロセスにおい
て、スペーサ粒子をより低温で固着させるために、樹脂
被膜として、軟化点の低いビニル系重合体被膜を用いて
も、その表面にシロキサン結合を有する重合体からなる
被覆層が形成されているので、分散溶媒や液晶に対する
耐久性が低下することがなく、また、分散溶媒中に長時
間分散させておいても凝集が生じにくい。
(Iv) In the manufacturing process of the liquid crystal display device, even if a vinyl-based polymer film having a low softening point is used as the resin film in order to fix the spacer particles at a lower temperature, the surface has siloxane bonds. Since the coating layer made of the polymer is formed, the durability to the dispersing solvent and the liquid crystal does not decrease, and aggregation does not easily occur even when dispersed in the dispersing solvent for a long time.

【0036】次に、本発明の樹脂被覆シリカ微粒子の好
ましい数値条件について述べる。
Next, preferable numerical conditions of the resin-coated silica fine particles of the present invention will be described.

【0037】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子は、その平
均粒径が0.6〜17μmであり、かつその粒度分布の
変動係数(CV値)が2%以下であるのが好ましい。
The resin-coated silica fine particles of the present invention preferably have an average particle size of 0.6 to 17 μm and a coefficient of variation (CV value) of the particle size distribution of 2% or less.

【0038】樹脂被覆シリカ微粒子の平均粒径が上記範
囲内であれば、液晶表示装置用スペーサとして用いるの
に好適である。平均粒径の下限として0.6μmが好ま
しい理由は、液晶表示装置のセルギャップの下限が概ね
0.6μmだからである。一方、平均粒径として17μ
m以下が好ましい理由は、以下のとおりである。平均粒
径の大きい樹脂被覆シリカ微粒子を得るためには母材で
あるシリカ微粒子としても平均粒径の大きなものを使用
する必要がある。しかし、粒径の大きいシリカ微粒子は
後述する本発明の方法により樹脂被覆シリカ微粒子を得
る際に溶液中で沈降して互いに合着し易く、合着が生じ
た場合には所望の樹脂被覆シリカ微粒子を得ることが困
難になる。このため、母材として使用するシリカ微粒子
の平均粒径の上限に応じて本発明の樹脂被覆シリカ微粒
子の平均粒径の上限も規定され、その値は17μm程度
となる。
If the average particle size of the resin-coated silica fine particles is within the above range, it is suitable for use as a spacer for a liquid crystal display device. The reason why the lower limit of the average particle diameter is preferably 0.6 μm is that the lower limit of the cell gap of the liquid crystal display device is approximately 0.6 μm. On the other hand, the average particle size is 17 μm.
The reason why m or less is preferable is as follows. In order to obtain resin-coated silica fine particles having a large average particle size, it is necessary to use silica fine particles having a large average particle size also as a base material. However, when the silica fine particles having a large particle diameter are sedimented in a solution when the resin-coated silica fine particles are obtained by the method of the present invention described later, they are apt to coalesce with each other. Will be difficult to obtain. For this reason, the upper limit of the average particle size of the resin-coated silica fine particles of the present invention is defined according to the upper limit of the average particle size of the silica fine particles used as the base material, and the value is about 17 μm.

【0039】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子を液晶表示
装置用のスペーサとして利用する場合、その平均粒径は
1.0〜12μmであることが好ましく、特に1.2〜
10μmであることが好ましい。
When the resin-coated silica fine particles of the present invention are used as a spacer for a liquid crystal display device, the average particle size is preferably from 1.0 to 12 μm, particularly preferably from 1.2 to 12 μm.
It is preferably 10 μm.

【0040】粒度分布の変動係数(以下、「CV値」と
いう。)が2%以下とは、液晶表示装置用スペーサとし
ての機能を果たし得る程度の、いわゆる単分散性を満た
すことを意味する。CV値2%以下が好ましい理由は、
CV値が2%を超えると、液晶の駆動電圧に変化をきた
し、その結果コントラストの低下、表示色の不均一を招
くため、液晶表示装置用のスペーサとして用いるには不
適だからである。
A coefficient of variation of the particle size distribution (hereinafter, referred to as “CV value”) of 2% or less means that the material satisfies so-called monodispersity, which can function as a spacer for a liquid crystal display device. The reason why the CV value is preferably 2% or less is as follows.
If the CV value exceeds 2%, the driving voltage of the liquid crystal changes, resulting in a decrease in contrast and non-uniform display colors, which is unsuitable for use as a spacer for a liquid crystal display device.

【0041】なお、CV値は次式により算出される。The CV value is calculated by the following equation.

【0042】CV値(%)=(粒径の標準偏差)÷(平
均粒径)×100 本発明の樹脂被覆シリカ微粒子におけるビニル系重合体
被膜の厚さは、樹脂被覆シリカ微粒子の粒径にもよる
が、概ね0.01〜0.5μmの範囲内であるのが好ま
しい。この樹脂被膜の厚さが0.01μm未満では、液
晶表示装置用の配向基板に対して十分な付着力を有する
樹脂被覆シリカ微粒子を得ることが困難である。一方、
樹脂被膜の厚さが0.5μmを超えると、ビニル系重合
体被覆シリカ微粒子同士の合着が発生しやすくなり、C
V値2%以下の微粒子が得られにくくなる。ビニル重合
体被膜の好ましい厚さは、シリカ微粒子の粒径が概ね4
μm以下のときは0.02〜0.2μm程度であり、シ
リカ微粒子の粒径が4μm以上のときは0.02〜0.
5μm程度である。
CV value (%) = (standard deviation of particle size) ÷ (average particle size) × 100 The thickness of the vinyl polymer film in the resin-coated silica fine particles of the present invention is determined by the particle size of the resin-coated silica fine particles. Although it depends, it is preferable that it is generally in the range of 0.01 to 0.5 μm. If the thickness of the resin film is less than 0.01 μm, it is difficult to obtain resin-coated silica fine particles having a sufficient adhesive force to an alignment substrate for a liquid crystal display device. on the other hand,
When the thickness of the resin coating exceeds 0.5 μm, coalescence of the vinyl polymer-coated silica fine particles tends to occur, and C
It becomes difficult to obtain fine particles having a V value of 2% or less. The preferred thickness of the vinyl polymer coating is such that the particle size of the silica fine particles is approximately 4%.
When the particle size of the silica fine particles is 4 μm or more, it is about 0.02 to 0.2 μm.
It is about 5 μm.

【0043】また、本発明の樹脂被覆シリカ微粒子にお
けるシロキサン結合を有する重合体からなる被覆層の厚
さは、該重合体のポリマー鎖の長さやシロキサン結合の
量にもよるが、概ね0.005〜0.2μmの範囲内に
あるのが好ましい。この厚さが0.005μm未満では
ビニル系重合体被膜として軟化点の低いものを用いた場
合、分散溶媒及び液晶に対する耐久性や、分散溶媒中に
おける分散安定性が低下するおそれがあるし、0.2μ
mを超えると目的の加熱温度で固着しにくくなる。
The thickness of the coating layer comprising a polymer having a siloxane bond in the resin-coated silica fine particles of the present invention depends on the length of the polymer chain of the polymer and the amount of the siloxane bond. It is preferably in the range of 0.2 μm. When the thickness is less than 0.005 μm, when a vinyl polymer film having a low softening point is used, the durability to the dispersion solvent and the liquid crystal and the dispersion stability in the dispersion solvent may be reduced. .2μ
If it exceeds m, it becomes difficult to fix at the intended heating temperature.

【0044】次に、本発明の樹脂被覆シリカ微粒子を製
造する方法について説明する。
Next, a method for producing the resin-coated silica fine particles of the present invention will be described.

【0045】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子の製造方法
は、シリカ微粒子をビニル系シランカップリング剤で表
面処理してシリカ微粒子の表面にビニル基を導入する工
程(A)、単官能ビニル系モノマーを分散重合させて、
表面処理されたシリカ微粒子の表面にビニル系重合体被
膜を形成する工程(B)、ビニル系シランカップリング
剤を重合させて、シリカ微粒子の表面に形成されたビニ
ル系重合体被膜上にカップリング剤重合体からなる被覆
層を形成する工程(C)、およびビニル系重合体被膜上
に形成されたカップリング剤重合体からなる被覆層を加
水分解処理して、シロキサン結合を有する重合体からな
る被覆層とする工程(D)を順次施すことを特徴とす
る。
In the method for producing resin-coated silica fine particles of the present invention, the step (A) of treating the silica fine particles with a vinyl silane coupling agent to introduce a vinyl group into the surface of the silica fine particles comprises the steps of: Dispersion polymerization,
Step (B) of forming a vinyl-based polymer film on the surface of the surface-treated silica fine particles, polymerizing a vinyl-based silane coupling agent, and coupling onto the vinyl-based polymer film formed on the surface of the silica fine particles. (C) forming a coating layer made of an agent polymer, and hydrolyzing the coating layer made of the coupling agent polymer formed on the vinyl-based polymer film to form a polymer having a siloxane bond. The step (D) of forming a coating layer is sequentially performed.

【0046】以下、工程毎に詳説する。Hereinafter, each step will be described in detail.

【0047】工程(A) 工程(A)は、シリカ微粒子と、その表面に形成される
ビニル系重合体被膜とを連結する分子(ビニル系シラン
カップリング剤)をシリカ微粒子表面に導入する工程で
ある。
Step (A) Step (A) is a step of introducing a molecule (vinyl-based silane coupling agent) for linking the fine silica particles with the vinyl polymer film formed on the surface of the fine silica particles to the surface of the fine silica particles. is there.

【0048】樹脂被覆シリカ微粒子の母材となるシリカ
微粒子は、実質的に真球の微粒子であり、粒子同士が実
質的に合着していないものであればよく、このシリカ微
粒子は多孔質であってもよい。また、生シリカ微粒子で
あってもよいし、焼成シリカ微粒子であってもよい。本
明細書において、焼成シリカ微粒子とは、生シリカ微粒
子の焼成により、粒子強度が70kgf/mm2以上に
なったものをいう。
The silica fine particles serving as the base material of the resin-coated silica fine particles are substantially spherical fine particles, and may be those in which the particles are not substantially coalesced. The silica fine particles are porous. There may be. Raw silica fine particles or calcined silica fine particles may be used. In the present specification, the baked silica fine particles refer to particles having a particle strength of 70 kgf / mm 2 or more by calcination of raw silica fine particles.

【0049】粒子強度は、島津製作所製の微小圧縮試験
機(MCTE−200)を用いて、圧縮破壊荷重を求
め、日本鉱業会誌81巻、10号、1024頁(196
5)に記載されている次式により粒子強度(St)に置
き換えた数値である。
The particle strength was determined by using a micro compression tester (MCTE-200) manufactured by Shimadzu Corporation, and the compressive breaking load was calculated.
It is a numerical value replaced with the particle strength (St) by the following equation described in 5).

【0050】 粒子強度St(kgf/mm2)=2.8P/πd2 P:圧縮破壊荷重(kgf) d:粒径(mm) また、母材となるシリカ微粒子の平均粒径は、目的とす
る樹脂被覆シリカ微粒子が得られる大きさであればよ
く、樹脂被覆シリカ微粒子の平均粒径や樹脂被膜の厚
さ、シロキサン結合を有する重合体からなる被覆層の厚
さなどに応じて異なってくるが、具体的には0.5〜1
5μmであり、好ましくは0.8〜12μm、特に好ま
しくは1.0〜10μmの範囲内である。CV値は2%
以下が好ましく、特に1.5%以下が好ましい。シリカ
微粒子の平均粒径として0.5〜15μmの範囲が好ま
しい理由は、平均粒径が前記範囲から外れると目的とす
る粒径を有する樹脂被覆シリカ微粒子を得ることが困難
になるからである。また、シリカ微粒子のCV値として
2%以下が好ましい理由は、CV値が2%を超えるシリ
カ微粒子を母材(コア物質)として用いたのでは、液晶
表示装置用のスペーサに要求される粒度分布の単分散性
(変動率2%以下)を満たす樹脂被覆シリカ微粒子が実
質的に得られないからである。
Particle strength St (kgf / mm 2 ) = 2.8 P / πd 2 P: compressive breaking load (kgf) d: particle size (mm) The average particle size of the silica fine particles serving as the base material depends on the purpose. Any size can be used as long as the resin-coated silica fine particles to be obtained can be obtained. The average particle size of the resin-coated silica fine particles, the thickness of the resin coating, the thickness of the coating layer made of a polymer having a siloxane bond, and the like vary. However, specifically, 0.5 to 1
5 μm, preferably 0.8 to 12 μm, particularly preferably 1.0 to 10 μm. CV value is 2%
Or less, particularly preferably 1.5% or less. The reason that the average particle diameter of the silica fine particles is preferably in the range of 0.5 to 15 μm is that if the average particle diameter is out of the above range, it becomes difficult to obtain resin-coated silica fine particles having a target particle diameter. The reason why the CV value of the silica fine particles is preferably 2% or less is that if silica fine particles having a CV value exceeding 2% are used as a base material (core material), the particle size distribution required for a spacer for a liquid crystal display device is reduced. This is because substantially no resin-coated silica fine particles satisfying the monodispersity (variation rate of 2% or less) can be obtained.

【0051】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子の母材とな
るシリカ微粒子は上述の要件を満たすものでありさえす
ればいかなる方法により得たものであってもよい。生シ
リカ微粒子は、いわゆるゾルゲル法により得られるが、
その具体例としては、下記(a)および(b)のものが
挙げられる。
The silica fine particles serving as a base material of the resin-coated silica fine particles of the present invention may be obtained by any method as long as the above-mentioned requirements are satisfied. Raw silica fine particles are obtained by the so-called sol-gel method,
Specific examples thereof include the following (a) and (b).

【0052】(a)シリコンアルコキシドの加水分解お
よび重縮合反応によって粒度分布が単分散のシード粒子
を生成させる。次にこのシード粒子の分散液に触媒の存
在下にシリコンアルコキシドを添加して前記シード粒子
を成長させて粒径を増大させるという成長過程を、1回
の成長過程が終了する毎に分級によって粒度分布を単分
散に保ちつつ複数回行うことによりシリカ微粒子を得
る。
(A) Monodispersed seed particles having a particle size distribution are produced by hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide. Next, a silicon alkoxide is added to the dispersion liquid of the seed particles in the presence of a catalyst to grow the seed particles to increase the particle size. By carrying out a plurality of times while maintaining the distribution to be monodisperse, silica fine particles are obtained.

【0053】(b)シリカシード粒子をアルコールとア
ンモニア水との混合溶媒に分散させてなる分散液にシリ
コンアルコキシドを添加してこれを加水分解させ、これ
によりシリカ種粒子を成長させてシリカ粒子を得る。そ
の際、シリコンアルコキシドを添加する前の分散液中の
全シリカ種粒子の合計表面積Soと同分散液中の溶液成
分の合計容積Voとの比So/Voを300cm2/c
3以上とするとともに、シリコンアルコキシドを添加
した後の分散液中の成長した全シリカ粒子の合計表面積
Sと同分散液中の溶液成分の合計容積Vとの比S/Vを
300〜1200cm2/cm3以上とする。このように
して、お互いに分布が重なり合わない2種類の粒径分布
をもつシリカ微粒子を得た後、分級によって一方のシリ
カ微粒子を得る(特開平6−48720号公報参照)。
(B) Silicon alkoxide is added to a dispersion obtained by dispersing silica seed particles in a mixed solvent of alcohol and aqueous ammonia and hydrolyzed, whereby silica seed particles are grown and silica particles are grown. obtain. At that time, the ratio So / Vo of the total surface area So of all the silica seed particles in the dispersion before adding the silicon alkoxide to the total volume Vo of the solution components in the dispersion is 300 cm 2 / c.
m 3 or more, and the ratio S / V of the total surface area S of all the grown silica particles in the dispersion after adding the silicon alkoxide to the total volume V of the solution components in the dispersion is 300 to 1200 cm 2. / Cm 3 or more. In this way, after obtaining silica fine particles having two kinds of particle size distributions whose distributions do not overlap with each other, one of the silica fine particles is obtained by classification (see JP-A-6-48720).

【0054】生シリカ微粒子は、上記のようにシリコン
アルコキシドを水、アンモニアおよびアルコールからな
る混合液中において加水分解および脱水・重縮合させる
こと等の手段により製造される。上記のようにして得ら
れた生シリカ微粒子は、シラノール基(Si−OH)が
多いため、シランカップリング剤によって重合性官能基
をシリカ微粒子表面に導入することは比較的容易である
が、有機物、水、アンモニアがかなり残存し、強度や硬
度が低い場合がある。このような場合には、この生シリ
カ微粒子を500〜1200℃程度で焼成すると有機物
や水は揮発し、さらにシラノール基同士が縮合してシロ
キサン結合(Si−O−Si)が増加し、強度、硬度が
増加する。従って、焼成により強度、硬度は改善される
が、シリカ微粒子の表面に存在する、ビニル系シランカ
ップリング剤との反応活性点であるシラノール基が縮合
に消費されてかなり減少し、ビニル系シランカップリン
グ剤との反応が進行しにくくなったり、全く進行しなく
なったりする。
The raw silica fine particles are produced by means such as hydrolysis, dehydration and polycondensation of a silicon alkoxide in a mixture of water, ammonia and alcohol as described above. The raw silica fine particles obtained as described above contain a large amount of silanol groups (Si-OH), so that it is relatively easy to introduce a polymerizable functional group onto the surface of the silica fine particles using a silane coupling agent, In some cases, water and ammonia remain, and strength and hardness may be low. In such a case, when the raw silica fine particles are fired at about 500 to 1200 ° C., organic substances and water are volatilized, and silanol groups are condensed to increase siloxane bonds (Si—O—Si), thereby increasing strength and strength. Hardness increases. Therefore, although the strength and hardness are improved by firing, the silanol groups present on the surface of the silica fine particles, which are active sites for reaction with the vinyl-based silane coupling agent, are consumed for condensation and considerably reduced. The reaction with the ring agent hardly progresses or does not progress at all.

【0055】シリカ微粒子の焼成温度、時間、粒子の表
面積等の条件により失われるシラノール基の量にはかな
りの幅がある。例えば、焼成度が低く、表面のシラノー
ル基の量が比較的に多い焼成シリカ微粒子の場合には、
ビニル系シランカップリング剤との反応によるビニル基
の導入が比較的容易に進行するので、焼成シリカ微粒子
を直接ビニル系シランカップリング剤で表面処理するこ
とができる。
The amount of silanol groups lost depending on conditions such as the firing temperature, time, and surface area of the silica fine particles varies considerably. For example, in the case of calcined silica fine particles having a low calcining degree and a relatively large amount of silanol groups on the surface,
Since the introduction of the vinyl group by the reaction with the vinyl-based silane coupling agent proceeds relatively easily, the calcined silica fine particles can be directly surface-treated with the vinyl-based silane coupling agent.

【0056】しかし、焼成度が高く、反応活性点である
シラノール基の量が低減している焼成シリカ微粒子をそ
のままビニル系シランカップリング剤で処理しても十分
な量のビニル基をシリカ微粒子表面に導入することがで
きず、それ故均一な樹脂被膜を有するシリカ微粒子を得
ることができない。
However, even if the calcined silica fine particles having a high degree of calcining and having a reduced amount of silanol groups, which are the reactive sites, are treated with a vinyl silane coupling agent as they are, a sufficient amount of vinyl groups will be formed on the surface of the silica fine particles. Therefore, silica fine particles having a uniform resin film cannot be obtained.

【0057】そこで、焼成シリカ微粒子表面のシラノー
ル基が不足する場合(すなわち、ビニル系シランカップ
リング剤が反応することによってシリカ微粒子表面に導
入されるビニル基の量が不十分となる場合)には、シリ
コンアルコキシドまたはその部分加水分解物を焼成シリ
カ微粒子と反応させて焼成シリカ微粒子の表面にシラノ
ール基を導入することにより、ビニル系シランカップリ
ング剤との反応活性点を増加させて必要量のビニル基を
導入するのが好ましい。すなわち、焼成度の高い焼成シ
リカ微粒子についてシリコンアルコキシドまたはその部
分加水分解物による処理を行うことにより、従来は液晶
表示装置用のスペーサの母材として使用することができ
なかった高強度・高硬度の焼成シリカ微粒子を母材とし
て有利に使用することができる。もちろん、生シリカ微
粒子についても、表面にシラノール基を導入するため
に、シリコンアルコキシドまたはその部分加水分解物で
表面処理してもよい。
Therefore, when the silanol groups on the surface of the calcined silica fine particles are insufficient (that is, when the amount of vinyl groups introduced into the surface of the silica fine particles by the reaction of the vinyl silane coupling agent becomes insufficient). By reacting silicon alkoxide or a partial hydrolyzate thereof with calcined silica fine particles to introduce silanol groups on the surface of the calcined silica fine particles, it is possible to increase the number of active sites for reaction with the vinyl-based silane coupling agent to increase the required amount of vinyl. It is preferred to introduce groups. That is, by performing a treatment with a silicon alkoxide or a partial hydrolyzate thereof on a calcined silica fine particle having a high calcining degree, a high-strength and high-hardness which could not be conventionally used as a base material of a spacer for a liquid crystal display device was obtained. The calcined silica fine particles can be advantageously used as a base material. Of course, the raw silica fine particles may be surface-treated with silicon alkoxide or a partial hydrolyzate thereof in order to introduce silanol groups on the surface.

【0058】なお、アルカリ性条件下で、シリコンアル
コキシドは、下記反応式で示されるように加水分解さ
れ、徐々に脱水・縮合される。
Under alkaline conditions, silicon alkoxide is hydrolyzed as shown by the following reaction formula, and is gradually dehydrated and condensed.

【0059】 Si(OR)4 + 4H2O → Si(OH)4 + 4ROH Si(OH)4 → SiO2 + 2H2O 焼成シリカ微粒子のシロキサン結合の多い表面と、上記
加水分解によって生じるテトラヒドロキシシランは、本
質的に同質成分であり、区別できない。そのため上記の
ように生成したテトラヒドロキシシランが、焼成シリカ
微粒子の表面と一体化され、焼成シリカ微粒子の表面に
テトラヒドロキシシランの薄い膜が形成されたような状
態となる。焼成シリカ微粒子の表面に形成されたテトラ
ヒドロキシシラン薄膜中のシラノール基にビニル系シラ
ンカップリング剤が反応し、シリカ微粒子の表面にビニ
ル基が導入される。
Si (OR) 4 + 4H 2 O → Si (OH) 4 + 4ROH Si (OH) 4 → SiO 2 + 2H 2 O The surface of baked silica fine particles having a large number of siloxane bonds and tetrahydroxy Silanes are essentially homogeneous components and are indistinguishable. Therefore, the tetrahydroxysilane generated as described above is integrated with the surface of the calcined silica fine particles, so that a thin film of tetrahydroxysilane is formed on the surface of the calcined silica fine particles. The vinyl silane coupling agent reacts with the silanol groups in the tetrahydroxysilane thin film formed on the surfaces of the baked silica fine particles, and the vinyl groups are introduced into the surfaces of the silica fine particles.

【0060】本発明で用いることができるシリコンアル
コキシドまたはその部分加水分解物は、シリカ微粒子表
面にシラノール基が導入できるものであれば特に制限は
ない。ここで用いることができるシリコンアルコキシド
とは、一般式 Si(OR14またはSi(R2n(OR14-n (式中、R1およびR2はアルキル基またはアシル基、特
に炭素数1〜5のアルキル基または炭素数2〜6のアシ
ル基であり、nは1〜3の整数である。)で示されるも
のであり、その具体例としては、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。
The silicon alkoxide or its partial hydrolyzate which can be used in the present invention is not particularly limited as long as it can introduce a silanol group on the surface of the silica fine particles. The silicon alkoxide that can be used herein is represented by the general formula Si (OR 1 ) 4 or Si (R 2 ) n (OR 1 ) 4-n (wherein R 1 and R 2 are an alkyl group or an acyl group, especially An alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 3). Specific examples thereof include tetramethoxysilane and tetramethoxysilane. Ethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane and the like can be mentioned.

【0061】シリコンアルコキシドの部分加水分解物と
は、上記一般式で示されるシリコンアルコキシド中の複
数のアルコキシ基(OR1)または(OR2)の一部を加
水分解したものが挙げられる。
The partial hydrolyzate of silicon alkoxide is obtained by hydrolyzing a part of a plurality of alkoxy groups (OR 1 ) or (OR 2 ) in the silicon alkoxide represented by the above general formula.

【0062】シリコンアルコキシドまたはその部分加水
分解物との反応(以下、「シリコンアルコキシド処理」
という。)は、シリカ微粒子をビニル系シランカップリ
ング剤による表面処理(以下、「カップリング剤処理」
という。)(すなわち工程(A)))と同時および/ま
たはその前に行うことができる。すなわち、シリコンア
ルコキシド処理は、カップリング剤処理の前、カップリ
ング剤処理と同時、または両方で行ってもよい。
Reaction with silicon alkoxide or its partial hydrolyzate (hereinafter referred to as “silicon alkoxide treatment”)
That. ) Is a surface treatment of silica fine particles with a vinyl silane coupling agent (hereinafter referred to as “coupling agent treatment”).
That. ) (Ie, step (A))) and / or before the step (A)). That is, the silicon alkoxide treatment may be performed before the coupling agent treatment, simultaneously with the coupling agent treatment, or both.

【0063】シリコンアルコキシド処理のためのシリコ
ンアルコキシドまたはその部分加水分解物の使用量は、
ビニル系シランカップリング剤の使用量に対するモル比
で0.5以下が好ましく、特に0.25以下が好まし
い。
The amount of silicon alkoxide or its partial hydrolyzate used for silicon alkoxide treatment is as follows:
The molar ratio to the amount of the vinyl silane coupling agent used is preferably 0.5 or less, and particularly preferably 0.25 or less.

【0064】本発明において、本発明の樹脂被覆シリカ
微粒子の製造方法の工程(A)のカップリング剤処理に
おいて用いるビニル系シランカップリング剤とは、既に
述べたようにシリカ微粒子表面のシラノール基との反応
性を有するシラン部分(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
つビニル系重合体被膜形成用モノマーとの反応性を有す
るビニル基を有するものであれば、いかなるものも使用
できる。ここに上記ビニル基とは最広義に解し、ビニル
基それ自体以外にアクリロイル基、メタクリロイル基、
アリル基などを含むものとする。
In the present invention, the vinyl silane coupling agent used in the coupling agent treatment in the step (A) of the method for producing the resin-coated silica fine particles of the present invention is, as described above, a silanol group on the surface of the silica fine particles. Having a reactive silane moiety (e.g., an alkoxysilane group, a halogenosilane group, an acetoxysilane group, etc.) and a vinyl group having a reactivity with a vinyl polymer film-forming monomer. Anything can be used. Here, the vinyl group is understood in the broadest sense, and in addition to the vinyl group itself, an acryloyl group, a methacryloyl group,
It shall include an allyl group and the like.

【0065】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−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、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。
Specific examples of the above-mentioned vinyl silane coupling agent include, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, Vinyl tris (β-methoxy) silane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and the like.

【0066】ビニル系シランカップリング剤は1種のみ
で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよ
い。
The vinyl silane coupling agent may be used alone or in combination of two or more.

【0067】ビニル系シランカップリング剤の使用量
は、シリカ微粒子の単位表面積当たり0.5〜5ミリモ
ル/m2に相当する量が好ましく、特に1〜3ミリモル
/m2に相当する量が好ましい。
The amount of the vinyl silane coupling agent to be used is preferably an amount corresponding to 0.5 to 5 mmol / m 2 , more preferably an amount corresponding to 1 to 3 mmol / m 2 per unit surface area of the silica fine particles. .

【0068】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子の製造方法
では、上述したシリカ微粒子をビニル系シランカップリ
ング剤で表面処理する工程(A)をまず実施するわけで
あるが、この工程(A)は例えば次のようにして行うこ
とができる。まず、超音波振動等を利用して、シリカ微
粒子をメタノール、エタノール、2−プロパノール等の
アルコール溶媒中に分散させて所望の分散液を得る。こ
のときの溶媒は1種類のアルコールであってもよいし、
複数種のアルコールからなる混合物であってもよい。ア
ルコール溶媒の重量はシリカ微粒子の重量の5〜30倍
が好適である。このようにして得られた分散液に、シリ
カ微粒子の重量に対して2〜30倍の25〜30重量%
程度の濃度のアンモニア水を添加し、さらに、ビニル系
シランカップリング剤を添加する。分散液の液温を20
〜80℃程度に保ちつつ1〜24時間程度攪拌する。こ
れにより、シリカ微粒子がビニル系シランカップリング
剤により表面処理され、シリカ微粒子の表面にはビニル
基が導入される。
In the method for producing resin-coated silica fine particles of the present invention, the step (A) of surface-treating the above-mentioned silica fine particles with a vinyl-based silane coupling agent is first carried out. This can be done as follows. First, silica fine particles are dispersed in an alcohol solvent such as methanol, ethanol, or 2-propanol using ultrasonic vibration or the like to obtain a desired dispersion. The solvent at this time may be one kind of alcohol,
It may be a mixture of a plurality of alcohols. The weight of the alcohol solvent is preferably 5 to 30 times the weight of the silica fine particles. In the dispersion obtained in this manner, 25 to 30% by weight of 2 to 30 times the weight of the silica fine particles.
Aqueous ammonia water is added at a moderate concentration, and a vinyl silane coupling agent is further added. When the temperature of the dispersion is 20
Stir for about 1 to 24 hours while maintaining the temperature at about 80 ° C. As a result, the silica fine particles are surface-treated with the vinyl-based silane coupling agent, and a vinyl group is introduced into the surface of the silica fine particles.

【0069】前述したように、ビニル系シランカップリ
ング剤での表面処理時に必要に応じて少量(ビニル系シ
ランカップリング剤に対するモル比で0.5以下)のシ
リコンアルコキシドを添加することができる。ビニル系
シランカップリング剤と加水分解速度の速いシリコンア
ルコキシドを共存させることにより、シリカ微粒子表面
に、均一な樹脂被膜を形成するのに十分な量のビニル基
を導入することができる。
As described above, a small amount of silicon alkoxide (0.5 or less in terms of a molar ratio to the vinyl silane coupling agent) can be added as needed during the surface treatment with the vinyl silane coupling agent. By coexisting a vinyl silane coupling agent and a silicon alkoxide having a high hydrolysis rate, it is possible to introduce a sufficient amount of vinyl groups to form a uniform resin film on the surface of the silica fine particles.

【0070】工程(B) 次に、シリカ微粒子の表面にビニル系重合体被膜を形成
する工程(B)について説明する。
Step (B) Next, the step (B) of forming a vinyl polymer film on the surface of the silica fine particles will be described.

【0071】この工程(B)では、上述のようにして工
程(A)を実施し、表面にビニル基が導入されたシリカ
微粒子の存在下に、単官能ビニル系モノマーを分散重合
させる。この分散重合においては、通常、シリカ微粒子
を分散安定剤を用いて極性溶媒中に分散させつつ、この
分散液に単官能ビニル系モノマーを加えて溶解させ、ラ
ジカル重合開始剤および連鎖移動剤の存在下に前記ビニ
ル系モノマーを重合させる方法が用いられる。これによ
り、表面にビニル基が導入されたシリカ微粒子の表面
に、ビニル系重合体被膜が形成される。
In the step (B), the step (A) is carried out as described above, and a monofunctional vinyl monomer is dispersed and polymerized in the presence of the silica fine particles having a vinyl group introduced on the surface. In this dispersion polymerization, usually, while dispersing silica fine particles in a polar solvent using a dispersion stabilizer, a monofunctional vinyl monomer is added to this dispersion and dissolved, and the presence of a radical polymerization initiator and a chain transfer agent is present. A method of polymerizing the vinyl monomer below is used. As a result, a vinyl-based polymer film is formed on the surface of the silica fine particles having a vinyl group introduced into the surface.

【0072】工程(B)で用いることができる単官能ビ
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り、その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、メタクリル酸のエステル(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−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、これらの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、
メタア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。
The monofunctional vinyl monomer which can be used in the step (B) is a monomer having one carbon-carbon unsaturated double bond, and specific examples thereof include vinyl aromatic hydrocarbons (styrene, α -Methylstyrene, vinyltoluene, α-chlorostyrene, o-chlorostyrene, m
-Chlorostyrene, p-chlorostyrene, p-ethylstyrene, etc.), acrylic acid, esters of acrylic acid (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, esters of methacrylic acid (methyl methacrylate, ethyl methacrylate) Propyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-aminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, glycidyl methacrylate, etc.), And vinylsilane (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysila Vinyl trimethyl silane, .gamma.-methacryloxypropyl trimethoxysilane) are exemplified by polymerizing these monofunctional vinyl monomers, styrene resins, acrylic resins,
A resin film made of a vinyl polymer such as a methacrylic resin is formed.

【0073】なお、既に述べたように、架橋を実質的に
起こさない範囲で多官能ビニル系モノマーを単官能ビニ
ル系モノマーとともに用いることができる。
As described above, a polyfunctional vinyl monomer can be used together with a monofunctional vinyl monomer as long as crosslinking is not substantially caused.

【0074】工程(B)では、分散重合が分散安定剤の
存在下で行われるのが有利である。分散安定剤の添加に
より、樹脂被膜が形成された後のシリカ微粒子同士、す
なわち樹脂被覆シリカ微粒子同士の合着を実質的に防止
することができ、シリカ微粒子表面での樹脂被膜の重合
が好適に進行する。
In step (B), the dispersion polymerization is advantageously carried out in the presence of a dispersion stabilizer. By the addition of the dispersion stabilizer, it is possible to substantially prevent coalescence between the silica fine particles after the resin film is formed, that is, the resin-coated silica fine particles, and the polymerization of the resin film on the surface of the silica fine particles is preferably performed. proceed.

【0075】工程(B)で用いる分散安定剤の具体例と
しては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエー
テル、ポリエチレンイミン、ポリアクリル酸、ポリビニ
ルアルコール、エチルセルロース、ヒドロキシプロピル
セルロース等が挙げられる。
Specific examples of the dispersion stabilizer used in the step (B) include polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl methyl ether, polyethylene imine, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, ethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and the like.

【0076】重合は、通常、いわゆる極性溶媒または極
性溶媒と任意の比率で混和できる有機溶媒の存在下に行
われる。本発明において「極性溶媒」とは、いわゆる極
性溶媒だけでなく極性溶媒混和性有機溶媒をも含む広い
概念である。極性溶媒の具体例としては、例えば水、メ
タノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノー
ル、アミルアルコール、ベンジルアルコール等の低級ア
ルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール等の多価アルコール類、酢酸エチル等の
エステル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、アセトニトリル等のニトリル類、ホルムアミド、ジ
メチルホルムアミド等のアミド類、テトラヒドロフラン
等のエーテル類が挙げられる。極性溶媒混和性有機溶媒
の具体例としては、例えばジオキサン、テトラヒドロフ
ラン等のエーテル類が挙げられる。これらの中からビニ
ル系モノマーは溶解するがその重合体は溶解しないもの
を、使用するビニル系モノマーに応じて適宜選択し、単
独または複数のものを混合して用いる。
The polymerization is usually carried out in the presence of a so-called polar solvent or an organic solvent miscible with the polar solvent in any ratio. In the present invention, the “polar solvent” is a broad concept including not only a so-called polar solvent but also a polar solvent-miscible organic solvent. Specific examples of the polar solvent include, for example, water, lower alcohols such as methanol, ethanol, 2-propanol, butanol, amyl alcohol, and benzyl alcohol, and polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, diethylene glycol, and triethylene glycol. Examples thereof include alcohols, esters such as ethyl acetate, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, nitriles such as acetonitrile, amides such as formamide and dimethylformamide, and ethers such as tetrahydrofuran. Specific examples of the polar solvent-miscible organic solvent include ethers such as dioxane and tetrahydrofuran. Among them, those which dissolve the vinyl monomer but do not dissolve the polymer are appropriately selected according to the vinyl monomer to be used, and are used alone or in combination of a plurality thereof.

【0077】上記極性溶媒として、特に多価アルコール
類を用いると、溶媒の粘度が上がると共に重合体の溶解
度は低下することになる。その結果、溶媒中に析出して
くるビニル系重合体粒子の粒径が小さくなり、この樹脂
粒子がシリカ表面に付着して被膜を形成する際、より均
一でかつ緻密な状態で被膜を形成することができる。
When a polyhydric alcohol is used as the polar solvent, the viscosity of the solvent increases and the solubility of the polymer decreases. As a result, the particle size of the vinyl polymer particles precipitated in the solvent decreases, and when the resin particles adhere to the silica surface to form a film, the film is formed in a more uniform and dense state. be able to.

【0078】本発明の目的である単分散の樹脂被覆シリ
カ微粒子を得るために特に好ましい極性溶媒の組み合わ
せおよびその混合割合としては、例えばエチレングリコ
ール:水:メタノール=20〜60重量%:20〜40
重量%:20〜40重量%が挙げられる。
Particularly preferred combinations of polar solvents and the mixing ratio thereof for obtaining the monodispersed resin-coated silica fine particles which are the object of the present invention are, for example, ethylene glycol: water: methanol = 20 to 60% by weight: 20 to 40%.
% By weight: 20 to 40% by weight.

【0079】表面処理後のシリカ微粒子を分散安定剤を
用いて極性溶媒中に分散させる方法に特別の制限はない
が、例えば下記(イ)または(ロ)の方法により所望の
分散液を得ることができる。
The method for dispersing the silica fine particles after the surface treatment in a polar solvent using a dispersion stabilizer is not particularly limited. For example, a desired dispersion may be obtained by the following method (a) or (b). Can be.

【0080】(イ)まず、極性溶媒に分散安定剤を溶解
させて、分散安定剤の濃度が2〜15重量%程度の溶液
を調製する。次に、この溶液に表面処理後のシリカ微粒
子を加え、超音波振動等を利用して前記シリカ微粒子を
分散させて目的とする分散液を得る。このときの前記シ
リカ微粒子の添加量は、極性溶媒に対して、好ましくは
1〜5重量%とする。
(A) First, a dispersion stabilizer is dissolved in a polar solvent to prepare a solution having a concentration of the dispersion stabilizer of about 2 to 15% by weight. Next, the silica fine particles after the surface treatment are added to this solution, and the silica fine particles are dispersed using ultrasonic vibration or the like to obtain a target dispersion. At this time, the addition amount of the silica fine particles is preferably 1 to 5% by weight based on the polar solvent.

【0081】(ロ)まず、極性溶媒に表面処理後のシリ
カ微粒子を加え、超音波振動等を利用して前記シリカ微
粒子を分散させる。このときの前記シリカ微粒子の添加
量は、最終的に得られる分散液において前記シリカ微粒
子の割合が極性溶媒に対して、好ましくは1〜5重量%
になる量とする。また、別途、極性溶媒に分散安定剤を
溶解させた溶液を調製する。この溶液における分散安定
剤の濃度は、最終的に得られる分散液において分散安定
剤の割合が極性溶媒に対して、好ましくは2〜15重量
%になる量とする。そして、前記シリカ微粒子を分散さ
せた極性溶媒と前記分散安定剤を溶解させた極性溶媒と
を混合して、目的とする分散液を得る。
(B) First, silica particles after surface treatment are added to a polar solvent, and the silica particles are dispersed using ultrasonic vibration or the like. At this time, the addition amount of the silica fine particles is preferably such that the ratio of the silica fine particles in the finally obtained dispersion is 1 to 5% by weight with respect to the polar solvent.
Amount. Separately, a solution in which a dispersion stabilizer is dissolved in a polar solvent is prepared. The concentration of the dispersion stabilizer in this solution is such that the proportion of the dispersion stabilizer in the finally obtained dispersion is preferably 2 to 15% by weight with respect to the polar solvent. Then, a polar solvent in which the silica fine particles are dispersed and a polar solvent in which the dispersion stabilizer is dissolved are mixed to obtain a target dispersion.

【0082】工程(B)では、工程(A)の表面処理後
のシリカ微粒子を、通常上述のように分散安定剤を用い
て極性溶媒中に分散させた後、この分散液にビニル系モ
ノマーと、ラジカル重合開始剤および連鎖移動剤の存在
下に前記モノマー混合物を重合させる。このとき用いる
ラジカル重合開始剤の具体例としては2,2′−アゾビ
スイソブチロニトリル等のアゾ系重合開始剤や、過酸化
ベンゾイル等の過酸化物が挙げられる。
In the step (B), the silica fine particles after the surface treatment in the step (A) are usually dispersed in a polar solvent using a dispersion stabilizer as described above. The monomer mixture is polymerized in the presence of a radical polymerization initiator and a chain transfer agent. Specific examples of the radical polymerization initiator used at this time include an azo polymerization initiator such as 2,2'-azobisisobutyronitrile and a peroxide such as benzoyl peroxide.

【0083】ラジカル重合開始剤の添加量は、モノマー
混合物の添加量に対して1〜50モル%とすることが好
ましく、特に10〜30モル%とすることが好ましい。
The amount of the radical polymerization initiator to be added is preferably from 1 to 50 mol%, more preferably from 10 to 30 mol%, based on the amount of the monomer mixture.

【0084】工程(B)では、分散重合が連鎖移動剤の
存在下で行われるのが有利である。連鎖移動剤の添加に
より、樹脂被膜が形成された後のシリカ微粒子同士、す
なわち樹脂被覆シリカ微粒子同士の合着を実質的に防止
することができ、シリカ微粒子表面での単官能ビニル系
モノマーの重合による樹脂被膜の形成が好適に進行す
る。
In step (B), the dispersion polymerization is advantageously carried out in the presence of a chain transfer agent. By the addition of the chain transfer agent, it is possible to substantially prevent coalescence between the silica fine particles after the resin coating is formed, that is, the resin-coated silica fine particles, and to polymerize the monofunctional vinyl monomer on the surface of the silica fine particles. The formation of the resin film by the process suitably proceeds.

【0085】連鎖移動剤を添加すると、樹脂被覆シリカ
微粒子同士の合着・凝集が少なくなる理由としては、
(使用する極性溶媒に対する、ビニル系重合体の溶解度
によっても影響されるが)基本的に、連鎖移動剤を添加
することにより、重合体のポリマー鎖が短くなり、析出
してくるビニル系重合体の粒径が小さくなることから、
単一のシリカ粒子表面に均一でかつ緻密な状態で被膜形
成がなされるためと考えられる。
The reason why the addition of the chain transfer agent reduces the coalescence and aggregation of the resin-coated silica fine particles is as follows.
(Although it is also affected by the solubility of the vinyl polymer in the polar solvent used.) Basically, the addition of a chain transfer agent shortens the polymer chain of the polymer and causes the vinyl polymer to precipitate. Because the particle size of
It is considered that the film is formed on the surface of a single silica particle in a uniform and dense state.

【0086】連鎖移動剤を添加すると、ポリマー鎖を構
成するビニル系モノマー分子の繰り返し単位数が少なく
なり、ポリマー鎖の長さが短くなるため、比較的粒径の
小さいシリカ微粒子であっても、均一な樹脂被覆が可能
となる。
When a chain transfer agent is added, the number of repeating units of the vinyl monomer molecule constituting the polymer chain is reduced, and the length of the polymer chain is shortened. Uniform resin coating becomes possible.

【0087】一方、連鎖移動剤を添加せずに、粒径がお
よそ3μm以下の比較的粒径の小さいシリカ微粒子に樹
脂被覆を施した場合、樹脂被膜はシリカ微粒子表面に均
一に形成されず、被膜が部分的に厚いところ、薄いとこ
ろができてしまう。これは、単官能ビニル系モノマーを
重合して得られたポリマーが線状ポリマーであり、被覆
されるシリカ微粒子の粒径がポリマー鎖の長さに対して
小さすぎるため、均一な膜厚でシリカ微粒子を被覆でき
ないためと考えられる。
On the other hand, when a resin coating is applied to silica fine particles having a relatively small particle size of about 3 μm or less without adding a chain transfer agent, the resin coating is not uniformly formed on the surface of the silica fine particles. Some parts of the coating are thick and some parts are thin. This is because the polymer obtained by polymerizing the monofunctional vinyl monomer is a linear polymer, and the particle size of the silica fine particles to be coated is too small with respect to the length of the polymer chain. This is probably because the particles cannot be coated.

【0088】ところで、粒径がおよそ3μmを超える比
較的大粒径のシリカ微粒子の場合には、連鎖移動剤を添
加しなくても、比較的均一な膜厚の樹脂被膜を形成させ
ることができる。しかしながら、連鎖移動剤を用いない
で形成される樹脂被膜は、分子鎖が長く、軟化温度が高
いポリマーからなるため、このような高軟化点ポリマー
からなる樹脂を被覆したシリカ微粒子を液晶表示装置用
スペーサとして用いる場合、スペーサを配向膜基板に確
実に付着させるためには高い温度で加熱処理を行わなけ
ればならず、熱によって配向膜を損傷する危険性があ
る。
In the case of silica fine particles having a relatively large particle diameter exceeding about 3 μm, a resin film having a relatively uniform film thickness can be formed without adding a chain transfer agent. . However, since a resin film formed without using a chain transfer agent is made of a polymer having a long molecular chain and a high softening temperature, silica fine particles coated with a resin made of such a high softening point polymer are used for a liquid crystal display device. When used as a spacer, heat treatment must be performed at a high temperature in order to securely attach the spacer to the alignment film substrate, and there is a risk that the alignment film may be damaged by heat.

【0089】これに対し、連鎖移動剤を用いて形成され
る樹脂被膜を構成するポリマーは、分子鎖が短く、軟化
温度も比較的低く、配向膜を損傷する危険性のない温度
で、スペーサを配向膜基板に確実に付着させることがで
きる。
On the other hand, the polymer constituting the resin film formed by using the chain transfer agent has a short molecular chain, a relatively low softening temperature, and a temperature at which there is no risk of damaging the alignment film. It can be reliably attached to the alignment film substrate.

【0090】工程(B)で用いる連鎖移動剤の具体例と
しては、例えばラジカル重合で一般的に用いられるイソ
プロピルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、n−
ドデシルメルカプタン、3−エトキシプロパンチオー
ル、ビス−2−アミノジフェニルジスルフィッド、ビス
−2−ベンゾチアゾイルジスルフィッド、エチルチオグ
リコレート、アミルメルカプタン、メルカプト酢酸等の
メルカプタン類;四塩化炭素、四塩化臭素等のハロゲン
化炭素類;ジフェニルメタン、トリフェニルメタン等の
炭化水素類;およびトリエチルアミンなどが挙げられ
る。
Specific examples of the chain transfer agent used in the step (B) include, for example, isopropyl mercaptan, n-butyl mercaptan, and n-butyl mercaptan generally used in radical polymerization.
Mercaptans such as dodecyl mercaptan, 3-ethoxypropane thiol, bis-2-aminodiphenyl disulfide, bis-2-benzothiazoyl disulfide, ethyl thioglycolate, amyl mercaptan, mercaptoacetic acid; carbon tetrachloride And halogenated carbons such as bromine tetrachloride; hydrocarbons such as diphenylmethane and triphenylmethane; and triethylamine.

【0091】工程(B)における単官能ビニル系モノマ
ーの添加は、カップリング剤処理後のシリカ微粒子と分
散安定剤を含む極性溶媒分散液にラジカル重合開始剤お
よび連鎖移動剤を添加した後であってもよいし、ラジカ
ル重合開始剤および連鎖移動剤の添加と同時であっても
よい。
The addition of the monofunctional vinyl monomer in the step (B) is performed after the addition of the radical polymerization initiator and the chain transfer agent to the polar solvent dispersion containing the silica fine particles and the dispersion stabilizer after the treatment with the coupling agent. And the addition may be simultaneously with the addition of the radical polymerization initiator and the chain transfer agent.

【0092】工程(B)における単官能ビニル系モノマ
ーの重合は、単官能ビニル系モノマー、ラジカル重合開
始剤および連鎖移動剤が添加された後の分散液の液温を
20〜80℃程度に保ちつつ、当該分散液を1〜24時
間程度攪拌するこにより行うことができる。この重合に
より、前述したビニル系シランカップリング剤で表面処
理された後のシリカ微粒子の表面に所望のビニル系重合
体被膜が形成され、反応液中に樹脂被覆シリカ微粒子が
生成する。
In the polymerization of the monofunctional vinyl monomer in the step (B), the liquid temperature of the dispersion after the addition of the monofunctional vinyl monomer, the radical polymerization initiator and the chain transfer agent is maintained at about 20 to 80 ° C. The dispersion can be performed by stirring the dispersion for about 1 to 24 hours. By this polymerization, a desired vinyl-based polymer film is formed on the surface of the silica fine particles after the surface treatment with the above-mentioned vinyl-based silane coupling agent, and resin-coated silica fine particles are generated in the reaction solution.

【0093】工程(B)の重合反応によって形成される
樹脂被膜の厚さは0.01〜0.5μmとすることが好
ましい。樹脂被膜の厚さは、分散液中のモノマー混合物
の濃度、ラジカル重合開始剤および連鎖移動剤の濃度、
重合時間等を適宜変更することにより制御することがで
きる。
The thickness of the resin film formed by the polymerization reaction in the step (B) is preferably 0.01 to 0.5 μm. The thickness of the resin coating depends on the concentration of the monomer mixture in the dispersion, the concentration of the radical polymerization initiator and the chain transfer agent,
It can be controlled by appropriately changing the polymerization time and the like.

【0094】工程(B)のビニルモノマーの重合に伴っ
て、反応液中には多数の樹脂微粒子が副生する。これら
の樹脂微粒子は樹脂被覆シリカ微粒子に比べて著しく小
さく、反応液中に樹脂被覆シリカ微粒子とともに懸濁状
態で存在している。従って、工程(B)の重合反応終了
後に、反応液中に副生した樹脂微粒子を洗浄により容易
に除去することができる。
With the polymerization of the vinyl monomer in the step (B), a large number of resin fine particles are by-produced in the reaction solution. These resin fine particles are significantly smaller than the resin-coated silica fine particles, and are present in a suspended state together with the resin-coated silica fine particles in the reaction solution. Therefore, after the completion of the polymerization reaction in the step (B), the resin fine particles by-produced in the reaction solution can be easily removed by washing.

【0095】樹脂被覆シリカ微粒子は、上述のようにし
て樹脂微粒子を除去したのち、そのまま次の工程(C)
に用いてもよいが、必要ならば、例えば洗浄液を水で置
換したのち、凍結乾燥法などを用いて乾燥処理すること
により単離し、工程(C)に用いてもよい。
After removing the resin fine particles as described above, the resin-coated silica fine particles are directly used in the next step (C).
If necessary, for example, the washing solution may be replaced with water, and then isolated by drying using a freeze-drying method or the like, and used in the step (C).

【0096】なお、上述の工程(A)および(B)を実
施することにより得られる樹脂被覆シリカ微粒子では、
これを構成する樹脂被膜は単層構造となっている(以
下、「単層樹脂被覆シリカ微粒子」という。)。樹脂被
膜は前述したように単層構造であってもよいし複数層構
造であってもよく、樹脂被膜が2層以上の構造を有する
ようにするには、例えば次に示す方法を用いればよい。
The resin-coated silica fine particles obtained by performing the above steps (A) and (B)
The resin film constituting this has a single-layer structure (hereinafter, referred to as “single-layer resin-coated silica fine particles”). The resin film may have a single-layer structure or a multi-layer structure as described above. To make the resin film have a structure of two or more layers, for example, the following method may be used. .

【0097】まず、上述のようにして単層樹脂被覆シリ
カ微粒子を分取した後、この単層樹脂被覆シリカ微粒子
を分散安定剤を用いて極性溶媒中に分散させつつ、この
分散液に単官能ビニル系モノマーを加えて溶解させる。
次にラジカル重合開始剤および連鎖移動剤の存在下に前
記単官能ビニル系モノマーを重合させることにより前記
単層樹脂被覆シリカ微粒子の表面に更に樹脂被膜を形成
させて、反応液中に新たな2層目の樹脂被膜を有する樹
脂被覆シリカ微粒子を生成させる。
First, the single-layer resin-coated silica fine particles are fractionated as described above, and the single-layer resin-coated silica fine particles are dispersed in a polar solvent using a dispersion stabilizer. A vinyl monomer is added and dissolved.
Next, by polymerizing the monofunctional vinyl-based monomer in the presence of a radical polymerization initiator and a chain transfer agent, a resin film is further formed on the surface of the single-layer resin-coated silica fine particles, and new 2 A resin-coated silica fine particle having a resin coating layer is generated.

【0098】次いで、前述したと同様に反応液中に副生
した樹脂微粒子を洗浄により除去した後に新たな2層樹
脂被覆シリカ微粒子を分取する。これにより、目的とす
る複数層構造からなるビニル系重合体被膜が形成され
る。
Next, as described above, the resin fine particles by-produced in the reaction solution are removed by washing, and then new two-layer resin-coated silica fine particles are collected. As a result, a desired vinyl polymer film having a multilayer structure is formed.

【0099】このとき用いる分散安定剤、極性溶媒、単
官能ビニルモノマー、ラジカル重合開始剤および連鎖移
動剤は、1層目の樹脂被膜を形成する際に用いたものと
同じであってもよいし異なっていてもよい。これらの具
体例は、前述したとおりである。また、単層樹脂被覆シ
リカ微粒子を分散安定剤を用いて極性溶媒中に分散させ
る方法は、工程(B)における方法に準じる。そして、
これ以降の手順も単層樹脂被覆シリカ微粒子を得る際の
手順に準じる。この場合においても、極性溶媒として多
価アルコールを用いると、ビニル系重合体被膜の形成を
効果的に行うことができる。
The dispersion stabilizer, polar solvent, monofunctional vinyl monomer, radical polymerization initiator and chain transfer agent used at this time may be the same as those used when forming the first resin coating. It may be different. These specific examples are as described above. The method of dispersing the single-layer resin-coated silica fine particles in a polar solvent using a dispersion stabilizer conforms to the method in the step (B). And
The procedure after this also conforms to the procedure for obtaining single-layer resin-coated silica fine particles. Also in this case, when a polyhydric alcohol is used as the polar solvent, the vinyl polymer film can be effectively formed.

【0100】以下同様にしてビニル系重合体被膜の表面
に新たな樹脂被膜を分散重合法により形成することによ
り、ビニル系重合体被膜が3層構造以上の樹脂被覆シリ
カ微粒子を得ることもできる。
In the same manner, a new resin film is formed on the surface of the vinyl polymer film by a dispersion polymerization method, whereby resin-coated silica fine particles having a vinyl polymer film having a three-layer structure or more can be obtained.

【0101】工程(C) 工程(C)は、上述のようにして工程(B)を実施し、
シリカ微粒子の表面に形成されたビニル系重合体被膜上
に、ビニル系シランカップリング剤重合体からなる被覆
層を形成する工程である。
Step (C) In the step (C), the step (B) is performed as described above.
This is a step of forming a coating layer made of a vinyl-based silane coupling agent polymer on the vinyl-based polymer film formed on the surface of the silica fine particles.

【0102】この工程(C)で用いられるビニル系シラ
ンカップリング剤としては、ビニル基およびシラン部分
を有するものであればよく特に制限はないが、例えば前
記工程(A)で用いるビニル系シランカップリング剤と
して例示したものと同じものを挙げることができる。こ
れらのビニル系シランカップリング剤は単独で用いても
よいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The vinyl silane coupling agent used in the step (C) is not particularly limited as long as it has a vinyl group and a silane moiety. For example, the vinyl silane coupling agent used in the step (A) can be used. The same ones as those exemplified as the ring agent can be exemplified. These vinyl silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.

【0103】このビニル系シランカップリング剤の重合
方法としては、例えば極性溶媒中に、工程(B)で得ら
れたビニル系重合体被膜を有するシリカ微粒子を分散さ
せたのち、これにラジカル重合開始剤とビニル系シラン
カップリング剤を添加して重合させる方法などを用いる
ことができる。この際、必要ならば、分散安定剤を用い
てもよい。
As a polymerization method of the vinyl-based silane coupling agent, for example, after dispersing silica fine particles having a vinyl-based polymer film obtained in the step (B) in a polar solvent, radical polymerization is started. For example, a method of adding an agent and a vinyl silane coupling agent to perform polymerization may be used. At this time, if necessary, a dispersion stabilizer may be used.

【0104】この工程(C)で用いられる極性溶媒、ラ
ジカル重合開始剤および分散安定剤としては、それぞれ
前記工程(B)の説明において例示したものと同じもの
を挙げることができる。また、ビニル系重合体被膜を有
するシリカ微粒子の極性溶媒中への分散方法は前記工程
Bの場合と同様である。またラジカル重合開始剤の添加
量は、モノマー混合物の添加量に対して1〜500モル
%とするのが好ましく、特に1〜300モル%とするの
が好ましい。
The polar solvent, radical polymerization initiator and dispersion stabilizer used in this step (C) can be the same as those exemplified in the description of step (B). The method of dispersing the silica fine particles having a vinyl polymer coating in a polar solvent is the same as in the case of the step B. The amount of the radical polymerization initiator to be added is preferably from 1 to 500 mol%, more preferably from 1 to 300 mol%, based on the amount of the monomer mixture.

【0105】工程(C)におけるビニル系シランカップ
リング剤の重合は、一般に、温度20〜80℃程度に保
ちながら、1〜24時間程度撹拌することにより行われ
る。
The polymerization of the vinyl silane coupling agent in the step (C) is generally carried out by stirring for about 1 to 24 hours while maintaining the temperature at about 20 to 80 ° C.

【0106】このようにして、ビニル系重合体被膜の上
に、ビニル系シランカップリング剤重合体からなる被覆
層が形成される。この際、前述したように、該ビニル系
重合体被膜中に残存するビニル基にビニル系シランカッ
プリング剤がグラフトされ、炭素−炭素結合が形成する
ものと思われる。カップリング剤重合体からなる被覆層
の厚さは、次の工程(D)で形成されるシロキサン結合
を有する重合体からなる被覆層の所望厚さにより、適宜
選定されるが、分散液中のビニル系シランカップリング
剤の濃度、ラジカル重合開始剤の濃度、重合時間などを
適宜変更することにより、制御することができる。
Thus, a coating layer made of the vinyl silane coupling agent polymer is formed on the vinyl polymer coating. At this time, as described above, it is considered that the vinyl-based silane coupling agent is grafted to the vinyl group remaining in the vinyl-based polymer film to form a carbon-carbon bond. The thickness of the coating layer made of the coupling agent polymer is appropriately selected depending on the desired thickness of the coating layer made of the polymer having a siloxane bond formed in the next step (D). It can be controlled by appropriately changing the concentration of the vinyl silane coupling agent, the concentration of the radical polymerization initiator, the polymerization time, and the like.

【0107】工程(D) 工程(D)は、上述のようにして工程(C)を実施し、
ビニル系重合体被膜上に形成されたカップリング剤重合
体からなる被覆層を、加水分解処理する工程である。こ
の加水分解処理により、カップリング剤重合体中の親水
性置換基(例えば、アルコキシル基など)が加水分解さ
れ、さらに脱水・縮合反応により、網目状のシロキサン
結合が形成し、該カップリング剤重合体からなる被覆層
は、シロキサン結合を有する重合体からなる被覆層とな
る。この際、カップリング剤重合体からなる被覆層中の
親水性置換基の全てが加水分解されてシロキサン結合を
形成する必要はなく、その一部のみが加水分解されてシ
ロキサン結合を形成してもよい。
Step (D) In the step (D), the step (C) is performed as described above.
This is a step of hydrolyzing the coating layer formed of the coupling agent polymer formed on the vinyl polymer film. By this hydrolysis treatment, a hydrophilic substituent (eg, an alkoxyl group) in the coupling agent polymer is hydrolyzed, and a network-like siloxane bond is formed by a dehydration / condensation reaction. The coating layer formed of the union becomes a coating layer formed of a polymer having a siloxane bond. At this time, it is not necessary that all of the hydrophilic substituents in the coating layer made of the coupling agent polymer are hydrolyzed to form a siloxane bond, and even if only a part thereof is hydrolyzed to form a siloxane bond. Good.

【0108】工程(D)における加水分解処理は、前記
工程(C)で得られたカップリング剤重合体からなる被
覆層を有する樹脂被覆シリカ微粒子に対して、通常アン
モニア水を用いて行われるが、塩酸、硫酸、硝酸などの
希薄水溶液で加水分解処理し、その後アンモニア水を用
いて縮合反応を促進させ、シロキサン結合を形成しても
よい。加水分解に用いるアンモニアの使用量は、カップ
リング剤重合体に対して、通常10〜5000重量%、
好ましくは50〜2000重量%の範囲である。また、
加水分解、脱水・縮合反応は、通常0〜70℃、好まし
くは5〜60℃、特に好ましくは10〜40℃の範囲で
行い、反応時間は、通常0.1〜50時間、好ましくは
1〜30時間の範囲である。
The hydrolysis treatment in the step (D) is usually performed on the resin-coated silica fine particles having a coating layer made of the coupling agent polymer obtained in the step (C) using aqueous ammonia. , A hydrolysis treatment with a dilute aqueous solution of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, or the like, and then a condensation reaction is promoted with aqueous ammonia to form a siloxane bond. The amount of ammonia used for the hydrolysis is usually 10 to 5000% by weight based on the coupling agent polymer,
Preferably it is in the range of 50 to 2000% by weight. Also,
The hydrolysis, dehydration / condensation reaction is usually performed at 0 to 70 ° C, preferably 5 to 60 ° C, particularly preferably 10 to 40 ° C, and the reaction time is usually 0.1 to 50 hours, preferably 1 to 50 hours. The range is 30 hours.

【0109】反応終了後、常法に従って粒子を回収し、
十分に洗浄したのち、凍結乾燥法などで乾燥処理するこ
とにより、本発明の樹脂被覆シリカ微粒子、すなわちシ
リカ微粒子の表面にビニル系シランカップリング剤を介
して形成された単層構造又は複数層構造からなるビニル
系重合体被膜の上に、シロキサン結合を有する重合体か
らなる被覆層を有する樹脂被覆シリカ微粒子が得られ
る。
After completion of the reaction, the particles were recovered according to a conventional method.
After sufficient washing, the resin-coated silica fine particles of the present invention are subjected to a drying treatment by a freeze-drying method or the like, that is, a single-layer structure or a multi-layer structure formed on the surface of the silica fine particles via a vinyl-based silane coupling agent. Resin-coated silica fine particles having a coating layer of a polymer having a siloxane bond on a vinyl polymer coating of

【0110】このようにして得られた本発明の樹脂被覆
シリカ微粒子は、ふるい等による分級操作を行わずとも
液晶表示装置用のスペーサとしてそのまま使用できる
他、半導体封止用樹脂の充填材や歯科材料樹脂の充填材
としても好適に使用できる。
The resin-coated silica fine particles of the present invention thus obtained can be used as a spacer for a liquid crystal display device without performing a classification operation using a sieve or the like. It can also be suitably used as a filler for the material resin.

【0111】[0111]

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0112】実施例1 (1)樹脂被覆粒子の調製 コアとなる球状粒子として、表面にビニル基を導入した
MPTMS(γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン)処理シリカ微粒子(平均粒径5.80μm、粒
径についての変動係数(以下「CV値」と略記する。)
0.9%)30gを用意した。このMPTMS処理シリ
カ微粒子は、MPTMSと、当該MPTMSに対するモ
ル比で0.15のテトラエトキシシランとを混合液の状
態で用いて表面処理した後、150℃のオーブン中で1
時間乾燥して得たものである。
Example 1 (1) Preparation of Resin-Coated Particles As spherical particles serving as cores, MPTMS (γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane) -treated silica fine particles having a vinyl group introduced to the surface (average particle size: 5.80 μm, Coefficient of variation for particle size (hereinafter abbreviated as "CV value")
(0.9%) 30 g was prepared. The MPTMS-treated silica fine particles are subjected to a surface treatment using MPTMS and tetraethoxysilane having a molar ratio of 0.15 with respect to the MPTMS in a mixed liquid state.
It was obtained by drying for hours.

【0113】また、上記のMPTMS処理シリカ微粒子
の分散液を得るための分散媒として、メタノール840
mlとエチレングリコール1560mlとの混合液に分
散安定剤としてポリビニルピロリドン(平均分子量36
万)120gを熔解させた溶液を用意した。そして、上
記の分散媒に上記のMPTMS処理シリカ微粒子を加
え、超音波振動を与えてよく分散させて分散液を得た。
As a dispersion medium for obtaining a dispersion of the above-mentioned MPTMS-treated silica fine particles, methanol 840 is used.
of polyvinylpyrrolidone (average molecular weight 36) as a dispersion stabilizer in a mixed solution of ethylene glycol and ethylene glycol 1560 ml.
A solution in which 120 g was dissolved was prepared. Then, the above-mentioned MPTMS-treated silica fine particles were added to the above-described dispersion medium, and the mixture was dispersed well by applying ultrasonic vibration to obtain a dispersion.

【0114】この分散液に2−2′−アゾビスイソブチ
ロニトリル6g,スチレン27gおよびメルカプト酢酸
0.85gを加え、65°で撹拌しながら重合を行っ
た。8時間後、反応液に水とメタノールとの混合液
(水:メタノール=8:2(体積比))500mlを注
ぎ、放冷した。この重合によって、MPTMS処理シリ
カ微粒子の表面にはポリスチレン層が形成され、樹脂被
覆粒子が生成した。また、系内にはポリスチレン微粒子
も生成した。放冷後、樹脂被覆粒子(表面にポリスチレ
ン層が形成されMPTMS処理シリカ微粒子)を沈降さ
せ、上層のポリスチレン微粒子をデカンテーションによ
り除去した。
6 g of 2-2'-azobisisobutyronitrile, 27 g of styrene and 0.85 g of mercaptoacetic acid were added to this dispersion, and polymerization was carried out at 65 ° with stirring. After 8 hours, 500 ml of a mixture of water and methanol (water: methanol = 8: 2 (volume ratio)) was poured into the reaction solution, and the mixture was allowed to cool. By this polymerization, a polystyrene layer was formed on the surface of the MPTMS-treated silica fine particles, and resin-coated particles were generated. Polystyrene fine particles were also generated in the system. After cooling, the resin-coated particles (MPTMS-treated silica fine particles having a polystyrene layer formed on the surface) were allowed to settle, and the upper polystyrene fine particles were removed by decantation.

【0115】デカンテーション後の溶液に水400ml
とメタノール400mlとの混合液を加え、沈降粒子が
均一に分散されるまで撹拌した後に樹脂被覆粒子を再び
沈降させ、このときの上層のポリスチレン微粒子をデカ
ンテーションにより除去するという一連の操作からなる
分級を5回以上繰り返した。この後、分散媒を水に置換
し、凍結乾燥を行って、MPTMS処理シリカ微粒子の
表面をポリスチレン層によって被覆してなる樹脂被覆粒
子31gを得た。
400 ml of water was added to the solution after decantation.
And a mixture of methanol and 400 ml of methanol. The mixture was stirred until the settled particles were uniformly dispersed, and then the resin-coated particles were settled again. At this time, the classification was performed by a series of operations of removing the upper polystyrene fine particles by decantation. Was repeated 5 times or more. Thereafter, the dispersion medium was replaced with water, and lyophilization was performed to obtain 31 g of resin-coated particles obtained by coating the surfaces of MPTMS-treated silica fine particles with a polystyrene layer.

【0116】上記の樹脂被覆粒子について走査型電子顕
微鏡写真を撮影し、この写真からその粒径を測定した結
果、平均粒径は5.88μm、CV値は1.0%であ
り、当該樹脂被覆粒子は材料として用いたMPTMS処
理シリカ微粒子の単分散性を維持していた。また、粒子
間の合着は認められず、個々の樹脂被覆粒子には実質的
に均一なポリスチレン層が形成されていることが確認さ
れた。そして、ポリスチレン層を形成しているポリスチ
レンの数平均分子量は、GPC(ゲルパーミネーション
クロマトグラフィー)でのポリスチレン換算で5500
であった。
A scanning electron micrograph was taken of the resin-coated particles, and the particle diameter was measured from the photograph. As a result, the average particle diameter was 5.88 μm, the CV value was 1.0%, and the resin-coated particles were obtained. The particles maintained the monodispersibility of the MPTMS-treated silica fine particles used as the material. No coalescence between the particles was observed, and it was confirmed that a substantially uniform polystyrene layer was formed on each resin-coated particle. The number average molecular weight of the polystyrene forming the polystyrene layer is 5500 in terms of polystyrene by GPC (gel permeation chromatography).
Met.

【0117】(2)最外層にシロキサン結合を有する重
合体からなる被覆層が形成された樹脂被覆粒子の調製 メタノール750gに分散安定剤であるポリビニルピロ
リドン(和光純薬工業社製、商品名:K−90、分子量
40万)45gを溶解した溶液に、上記(1)で調製し
た樹脂被覆粒子15gを超音波振動を利用して分散させ
た。この分散液に、2,2−アゾビス(4−メトキシ−
2,4−ジメチルバレロニトリル)15gを加え、溶解
させたのち、さらにビニル系シランカップリング剤であ
るγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン7.
5gを添加し、30℃にて約12時間撹拌してラジカル
重合を行った。
(2) Preparation of resin-coated particles having a coating layer made of a polymer having a siloxane bond on the outermost layer Polyvinylpyrrolidone (trade name: K, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a dispersion stabilizer in 750 g of methanol 15 g of the resin-coated particles prepared in the above (1) was dispersed in a solution in which 45 g of (−90, molecular weight 400,000) was dissolved using ultrasonic vibration. To this dispersion, 2,2-azobis (4-methoxy-
After adding and dissolving 15 g of (2,4-dimethylvaleronitrile), γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, which is a vinyl silane coupling agent, is added.
5 g was added, and the mixture was stirred at 30 ° C. for about 12 hours to perform radical polymerization.

【0118】反応終了後、メタノール500mlを加
え、そのまま静置して、表面にカップリング剤重合体か
らなる被覆層が形成された樹脂被覆粒子(以下、表面処
理樹脂被覆粒子と称す)を沈降させた。沈降後、上澄液
を除去したのち、メタノール300mlを添加し、撹拌
して前記粒子を分散させた。次いで、表面処理樹脂被覆
粒子の沈降、上澄みの除去の一連の操作を7回繰り返し
て、表面処理樹脂被覆粒子の洗浄を行った。
After the completion of the reaction, 500 ml of methanol was added, and the mixture was allowed to stand still to settle resin-coated particles having a coating layer formed of a coupling agent polymer on the surface (hereinafter referred to as surface-treated resin-coated particles). Was. After sedimentation, the supernatant was removed, 300 ml of methanol was added, and the mixture was stirred to disperse the particles. Next, a series of operations of sedimentation of the surface-treated resin-coated particles and removal of the supernatant were repeated seven times to wash the surface-treated resin-coated particles.

【0119】次に、洗浄溶媒を水/メタノール混合溶媒
(体積比5/5)450mlに置換したのち、25重量
%アンモニア水15mlを添加し、室温で約10時間撹
拌し、樹脂被覆粒子の表面に形成されたカップリング剤
重合体からなる被覆層中のアルコキシル基の加水分解縮
合を行った。
Next, after replacing the washing solvent with 450 ml of a mixed solvent of water / methanol (5/5 by volume), 15 ml of 25% by weight aqueous ammonia was added, and the mixture was stirred at room temperature for about 10 hours to obtain a resin-coated particle surface. Was subjected to hydrolysis and condensation of the alkoxyl group in the coating layer formed of the coupling agent polymer formed in the above.

【0120】反応終了後、前記と同様にして粒子の洗浄
を行ったのち、凍結乾燥を行い、最外層にシロキサン結
合を有する重合体からなる被覆層が形成された樹脂被覆
粒子15.5gを得た。
After the completion of the reaction, the particles were washed in the same manner as described above, and then lyophilized to obtain 15.5 g of resin-coated particles having a coating layer made of a polymer having a siloxane bond in the outermost layer. Was.

【0121】この樹脂被覆粒子について、走査型電子顕
微鏡写真を撮影し、この写真からその粒径を測定した結
果、平均粒径は5.9μm、CV値は1.0%であっ
た。また、シロキサン結合を有する重合体からなる被覆
層の厚さは0.01μmであった。
A scanning electron microscope photograph was taken of the resin-coated particles, and the particle diameter was measured from the photograph. As a result, the average particle diameter was 5.9 μm and the CV value was 1.0%. The thickness of the coating layer made of a polymer having a siloxane bond was 0.01 μm.

【0122】(3)評価 上記(2)で得られた最外層にシロキサン結合を有する
重合体からなる被覆層が形成された樹脂被覆粒子につい
て、下記の試験を行い、評価した。
(3) Evaluation The following test was carried out on the resin-coated particles having the outermost layer obtained by the above (2) and having a coating layer comprising a polymer having a siloxane bond formed thereon, and evaluated.

【0123】(i)耐液晶性試験 上記(2)で得られた樹脂被覆粒子1gを、STN型液
晶(メルク社製、ZLI−5150−075、比抵抗:
2.1×1011Ωcm)2ccと混合し、これを入れた
容器を封印して90℃のオーブンに3日間放置すること
で熱処理した後、液晶の比抵抗を測定した。その結果、
熱処理後の液晶の比抵抗は、2×1011Ωcmであり、
STN型液晶の元来の比抵抗2.1×1011Ωcmから
ほとんど変化していなかった。このことから、該樹脂被
覆粒子は、液晶に対して耐性を有し、液晶と接してもイ
オン等の液晶にとって有害な成分の溶出を実質的に起こ
さないことがわかる。
(I) Liquid crystal resistance test 1 g of the resin-coated particles obtained in the above (2) was mixed with an STN type liquid crystal (ZLI-5150-075, manufactured by Merck, specific resistance:
2.1 × 10 11 Ωcm), and the container containing the mixture was sealed and left to stand in an oven at 90 ° C. for 3 days for heat treatment. Then, the specific resistance of the liquid crystal was measured. as a result,
The specific resistance of the liquid crystal after the heat treatment is 2 × 10 11 Ωcm,
There was almost no change from the original specific resistance of the STN type liquid crystal of 2.1 × 10 11 Ωcm. This indicates that the resin-coated particles have resistance to the liquid crystal and do not substantially elute components harmful to the liquid crystal, such as ions, even when in contact with the liquid crystal.

【0124】(ii)耐久性試験 上記(2)で得られた樹脂被覆粒子の超音波振動処理に
対する耐久性を次のようにして調べた。まず、内容積2
00ccのフラスコに該樹脂被覆粒子1gと分散媒10
0ccを入れ、これを周波数50kHz、出力150W
の超音波洗浄機(井内盛栄堂(株)製のVS150)の
洗浄槽(内寸;50mm(縦)×200mm(横)×1
00mm(深さ))に浸漬した。この後、50kHz、
150Wの出力条件で15分間超音波処理を行った。こ
のとき、前記分散媒としてはメタノールまたは2−プロ
パノールの低級アルコールと純水との混合溶媒、または
純水を用い、試験は分散媒を種々変更して行った。ま
た、超音波洗浄機の洗浄槽内には、当該洗浄槽の2/3
の高さまで水を張った。
(Ii) Durability test The durability of the resin-coated particles obtained in the above (2) to the ultrasonic vibration treatment was examined as follows. First, the internal volume 2
In a 00 cc flask, 1 g of the resin-coated particles and the dispersion medium 10
0cc, put this into 50kHz frequency, 150W output
Cleaning tank (inside dimensions: 50 mm (length) x 200 mm (width) x 1) of the ultrasonic cleaner (VS150 manufactured by Inuchi Seieido Co., Ltd.)
00 mm (depth)). After this, 50kHz,
Ultrasonic treatment was performed for 15 minutes under an output condition of 150 W. At this time, a mixed solvent of a lower alcohol of methanol or 2-propanol and pure water or pure water was used as the dispersion medium, and the test was carried out by changing the dispersion medium variously. Also, the cleaning tank of the ultrasonic cleaning machine has two thirds of the cleaning tank.
Water to the height of

【0125】超音波処理終了後、所定個数の樹脂被覆粒
子を無作為に抽出して走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、いずれの分散媒を用いた場合でも、樹脂被覆粒子に
被膜の剥離等の変化は何等認められなかった。
After the completion of the ultrasonic treatment, a predetermined number of resin-coated particles were randomly extracted and observed by a scanning electron microscope. No change was noted.

【0126】(iii)付着性能試験 上記(2)で得られた樹脂被覆粒子0.02gを、乾式
散布機を用いて、予めポリイミド製配向膜をコーティン
グしておいた2枚のガラス板上に散布した。一方のガラ
ス板を、120℃のオーブン中で2時間加熱処理し、他
方のガラス板は、比較対照として室温にて静置した。こ
れらの2枚のガラス板を専用架台に取り付け、ガラス板
の上面から上1cmの位置に45度の角度で窒素ガス吹
き付けノズルを固定し、ガラス板に向けて窒素ガスを3
kg/cm2の圧力で30秒間吹き付けた。吹き付け終
了後、光学顕微鏡により、窒素ガス吹き付け前と吹き付
け後のガラス板上の樹脂被覆粒子の数を計数し、次式に
より粒子残存率を算出した。
(Iii) Adhesion performance test 0.02 g of the resin-coated particles obtained in the above (2) was placed on two glass plates which had been coated with a polyimide alignment film using a dry sprayer. Sprayed. One glass plate was heat-treated in an oven at 120 ° C. for 2 hours, and the other glass plate was allowed to stand at room temperature as a control. These two glass plates were mounted on a special stand, and a nitrogen gas spray nozzle was fixed at a position of 1 cm above the upper surface of the glass plate at an angle of 45 degrees and nitrogen gas was directed toward the glass plate.
It was sprayed at a pressure of kg / cm 2 for 30 seconds. After the spraying, the number of resin-coated particles on the glass plate before and after spraying with nitrogen gas was counted by an optical microscope, and the particle remaining ratio was calculated by the following equation.

【0127】粒子残存率(%)=(窒素ガス吹き付け後
の粒子数/窒素ガス吹き付け前の粒子数)×100 その結果、熱処理されたガラス板の粒子残存率は100
%であり、樹脂被覆粒子が配向基板に完全に固着してい
ることがわかった。これに対して、比較対照のガラス板
では、粒子残存率が0%であり、樹脂被覆粒子が全く固
着していなかった。
Particle Residual Rate (%) = (Number of Particles after Spraying with Nitrogen Gas / Number of Particles before Spraying with Nitrogen Gas) × 100 As a result, the particle remaining rate of the heat-treated glass plate is 100
%, Which indicates that the resin-coated particles are completely fixed to the alignment substrate. On the other hand, in the glass plate of the comparative example, the particle residual ratio was 0%, and the resin-coated particles were not fixed at all.

【0128】(iv)液晶セルにおける評価 ITO膜付きガラス基板(30×24×1.1mm)を
用意し、ITO膜上にポリイミド中間体を印刷し、25
0℃で90分焼成することによりポリイミド配向膜を形
成した。次に上下基板で液晶が240°ツイストになる
様にラビングを行った。この配向膜がコートされた片側
の基板に面内スペーサー(本発明で得られた粒子)を散
布し、もう一方の基板にはシール剤(宇部日東化成社
製:ハイプレシカ)を含んだ一液性エポキシ系硬化剤
(三井東圧化学社製:ストラクトボンド)を印刷した
後、上下基板を張り合わせた。次いでこれをオーブンに
入れ120℃にて120分間かけてエポキシ系硬化剤を
加熱硬化させた。得られたセルに液晶を注入することに
よりSTN液晶セルを作成した。液晶注入時の観察を行
ったところ、面内スペーサーの移動は全く確認されなか
った。得られた液晶セルを用いた液晶表示素子は、図1
の点灯作動時の電子顕微鏡写真(倍率:300倍)に示
すように点灯作動時に液晶分子と液晶表示素子用スペー
サー界面での液晶分子の異常配向に起因する光抜けは観
察されなかった。
(Iv) Evaluation in a liquid crystal cell A glass substrate (30 × 24 × 1.1 mm) with an ITO film was prepared, and a polyimide intermediate was printed on the ITO film to obtain a film.
By baking at 0 ° C. for 90 minutes, a polyimide alignment film was formed. Next, rubbing was performed on the upper and lower substrates so that the liquid crystal was twisted 240 °. An in-plane spacer (particles obtained in the present invention) is sprayed on one substrate coated with the alignment film, and the other substrate contains a one-liquid type containing a sealant (Ube Nitto Kasei Co., Ltd .: High Pressica). After printing an epoxy-based curing agent (manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals: Struct Bond), the upper and lower substrates were bonded together. Next, this was put in an oven and the epoxy-based curing agent was cured by heating at 120 ° C. for 120 minutes. An STN liquid crystal cell was prepared by injecting a liquid crystal into the obtained cell. When the liquid crystal was injected, no movement of the in-plane spacer was observed. A liquid crystal display device using the obtained liquid crystal cell is shown in FIG.
As shown in the electron micrograph (magnification: 300 times) at the time of the lighting operation, no light leakage due to the abnormal alignment of the liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display element was observed at the time of the lighting operation.

【0129】(v)分散性試験 上記(2)で得られた樹脂被覆粒子0.2gをメタノー
ル/水混合溶媒(体積比5/5)20mlに超音波で分
散したのち、マグネチックスターラーで撹拌し、30分
後、1時間後、3時間後の粒子の分散性を光学顕微鏡に
より確認した。その結果、分散溶媒中で3時間撹拌後に
おいても、粒子1個、1個が良好に分散しており、凝集
などは確認されなかった。
(V) Dispersibility test 0.2 g of the resin-coated particles obtained in the above (2) was ultrasonically dispersed in 20 ml of a methanol / water mixed solvent (5/5 by volume), and then stirred with a magnetic stirrer. After 30 minutes, 1 hour, and 3 hours, the dispersibility of the particles was confirmed by an optical microscope. As a result, even after stirring for 3 hours in the dispersion solvent, one particle and one particle were well dispersed, and no aggregation or the like was confirmed.

【0130】比較例 実施例1と同様にして樹脂被覆粒子(表面にポリスチレ
ン層がされたMPTMS処理シリカ微粒子)を作成し
た。この粒子を実施例1と同様に評価を行った所、
(i)耐液晶性試験、(iii)付着性能試験については実
施例1と同じ結果が得られ問題はなかったが、(ii)耐
久性試験、(iv)液晶セルにおける評価及び(v)分散
性試験においては以下に示す様な結果となった。
Comparative Example Resin-coated particles (MPTMS-treated silica fine particles having a polystyrene layer on the surface) were prepared in the same manner as in Example 1. When the particles were evaluated in the same manner as in Example 1,
Regarding (i) the liquid crystal resistance test and (iii) the adhesion performance test, the same results as in Example 1 were obtained without any problem, but (ii) the durability test, (iv) the evaluation in the liquid crystal cell, and (v) the dispersion In the sex test, the following results were obtained.

【0131】(ii)耐久性試験 実施例1と同様に評価を行い、走査型電子顕微鏡で観察
したところ、アルコール混合比に高い分散媒を使用した
場合に一部樹脂層の剥離が観察された。
(Ii) Durability Test Evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the observation with a scanning electron microscope showed that when a dispersion medium having a high alcohol mixing ratio was used, peeling of the resin layer was partially observed. .

【0132】(iv)液晶セルにおける評価 実施例1と同様に液晶セルにおける評価を行った所、液
晶注入時のスペーサーの移動は全く観察されなかった
が、図2の点灯作動時の電子顕微鏡写真(倍率:300
倍)に示すように、点灯作動時において被覆樹脂の膨潤
(溶けだし)によると見られる光抜けがスペーサー周り
に観察された。
(Iv) Evaluation in liquid crystal cell When the liquid crystal cell was evaluated in the same manner as in Example 1, no movement of the spacer was observed at the time of injecting the liquid crystal. (Magnification: 300
As shown in (2), during the lighting operation, light leakage observed due to swelling (dissolution) of the coating resin was observed around the spacer.

【0133】(v)分散性試験 実施例1と同様にして分散性試験を行ったところ、分散
溶媒中での3時間攪拌後に樹脂被覆粒子の一部が凝集し
ているのが観察された。
(V) Dispersibility test A dispersibility test was conducted in the same manner as in Example 1. As a result, it was observed that a part of the resin-coated particles was aggregated after stirring for 3 hours in a dispersion solvent.

【0134】[0134]

【発明の効果】本発明の樹脂被覆シリカ微粒子は、特に
下記の優れた性能を有し、液晶表示装置のスペーサ粒子
として好適に用いられる。すなわち、液晶表示装置の製
造プロセスにおいて、スペーサ粒子をより低温で固着さ
せるために、軟化点の低い樹脂被膜を用いても、その表
面にシロキサン結合を有する重合体からなる被覆層が形
成されているので、分散溶媒や液晶に対する耐久性が低
下することがなく、また、分散溶媒中に長時間分散させ
ておいても、凝集が生じにくい。さらに、樹脂被膜表面
にシラノール基が存在するために、これを起点に、例え
ば異常配向を防止するための機能性置換基などの導入も
可能である。
The resin-coated silica fine particles of the present invention have the following excellent properties, and are suitably used as spacer particles for liquid crystal display devices. That is, in the manufacturing process of the liquid crystal display device, a coating layer made of a polymer having a siloxane bond is formed on the surface thereof even if a resin film having a low softening point is used in order to fix the spacer particles at a lower temperature. Therefore, the durability to the dispersing solvent and the liquid crystal does not decrease, and aggregation does not easily occur even when dispersed in the dispersing solvent for a long time. Furthermore, since a silanol group is present on the surface of the resin film, it is possible to introduce a functional substituent for preventing abnormal orientation, for example, starting from the silanol group.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で得られた本発明の樹脂被覆シリカ粒
子をスペーサーとして用いて得られた液晶表示装置の点
灯操作時の電子顕微鏡写真。
FIG. 1 is an electron micrograph of a liquid crystal display device obtained by using the resin-coated silica particles of the present invention obtained in Example 1 as a spacer during a lighting operation.

【図2】比較例の樹脂被覆粒子をスペーサーとして用い
て得られた液晶表示装置の電子顕微鏡写真。
FIG. 2 is an electron micrograph of a liquid crystal display device obtained by using a resin-coated particle of a comparative example as a spacer.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリカ微粒子の表面にビニル系シランカ
ップリング剤を介して形成された単層構造又は複数層構
造からなるビニル系重合体被膜を、さらにシロキサン結
合を有する重合体で被覆したことを特徴とする樹脂被覆
シリカ微粒子。
1. A method in which a silica polymer film having a single-layer structure or a multi-layer structure formed on a surface of a silica fine particle via a vinyl-silane coupling agent is further coated with a polymer having a siloxane bond. Characteristic resin-coated silica fine particles.
【請求項2】 平均粒径が0.6〜17μmであり、か
つその粒度分布の変動係数が2%以下である請求項1に
記載の樹脂被覆シリカ微粒子。
2. The resin-coated silica fine particles according to claim 1, having an average particle size of 0.6 to 17 μm and a coefficient of variation of the particle size distribution of 2% or less.
【請求項3】 シリカ微粒子が、シリコンアルコキシド
またはその部分加水分解物で表面処理されたものである
請求項1または2に記載の樹脂被覆シリカ微粒子。
3. The resin-coated silica fine particles according to claim 1, wherein the silica fine particles are surface-treated with silicon alkoxide or a partial hydrolyzate thereof.
【請求項4】 シリカ微粒子の表面に形成されたビニル
系重合体被膜の厚さが0.05〜1μmである請求項1
〜3のいずれか1項に記載の樹脂被覆シリカ微粒子。
4. The thickness of the vinyl polymer film formed on the surface of the silica fine particles is 0.05 to 1 μm.
4. The resin-coated silica fine particles according to any one of items 1 to 3.
【請求項5】 シリカ微粒子をビニル系シランカップリ
ング剤で表面処理してシリカ微粒子の表面にビニル基を
導入する工程(A)、単官能ビニル系モノマーを分散重
合させて、表面処理されたシリカ微粒子の表面にビニル
系重合体被膜を形成する工程(B)、ビニル系シランカ
ップリング剤を重合させて、シリカ微粒子の表面に形成
されたビニル系重合体被膜上にカップリング剤重合体か
らなる被覆層を形成する工程(C)、およびビニル系重
合体被膜上に形成されたカップリング剤重合体からなる
被覆層を加水分解処理して、シロキサン結合を有する重
合体からなる被覆層とする工程(D)を順次施すことを
特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂被
覆シリカ微粒子の製造方法。
5. A step of surface-treating silica fine particles with a vinyl-based silane coupling agent to introduce a vinyl group onto the surface of the silica fine particles, and dispersing and polymerizing a monofunctional vinyl-based monomer to obtain surface-treated silica. Step (B) of forming a vinyl polymer film on the surface of the fine particles, comprising polymerizing the vinyl silane coupling agent to form a coupling agent polymer on the vinyl polymer film formed on the surface of the silica fine particles. A step (C) of forming a coating layer, and a step of subjecting the coating layer of a coupling agent polymer formed on the vinyl polymer coating to a hydrolysis treatment to form a coating layer of a polymer having a siloxane bond. The method for producing resin-coated silica fine particles according to any one of claims 1 to 4, wherein (D) is sequentially applied.
【請求項6】 工程(A)において、焼成シリカ微粒子
を、ビニル系シランカップリング剤で表面処理すると同
時および/またはその前にシリコンアルコキシドまたは
その部分加水分解物と反応させる請求項5に記載の方
法。
6. The process according to claim 5, wherein in the step (A), the calcined silica fine particles are reacted with a silicon alkoxide or a partial hydrolyzate thereof simultaneously with and / or before the surface treatment with a vinyl silane coupling agent. Method.
【請求項7】 工程(B)において、単官能ビニル系モ
ノマーの分散重合を、極性溶媒中で分散安定剤、ラジカ
ル重合開始剤および連鎖移動剤の存在下に行う請求項5
または6に記載の方法。
7. In the step (B), the dispersion polymerization of the monofunctional vinyl monomer is carried out in a polar solvent in the presence of a dispersion stabilizer, a radical polymerization initiator and a chain transfer agent.
Or the method of 6.
【請求項8】 工程(B)を1回又は2回以上を施し、
単層構造または複数層構造からなるビニル系重合体被膜
を形成させる請求項5、6または7に記載の方法。
8. The step (B) is performed once or twice or more,
The method according to claim 5, 6 or 7, wherein a vinyl polymer film having a single-layer structure or a multi-layer structure is formed.
JP02686497A 1997-02-10 1997-02-10 Resin-coated silica fine particles and method for producing the same Expired - Lifetime JP3819983B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02686497A JP3819983B2 (en) 1997-02-10 1997-02-10 Resin-coated silica fine particles and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02686497A JP3819983B2 (en) 1997-02-10 1997-02-10 Resin-coated silica fine particles and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10226512A true JPH10226512A (en) 1998-08-25
JP3819983B2 JP3819983B2 (en) 2006-09-13

Family

ID=12205164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02686497A Expired - Lifetime JP3819983B2 (en) 1997-02-10 1997-02-10 Resin-coated silica fine particles and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3819983B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001302227A (en) * 2000-04-26 2001-10-31 Ube Nitto Kasei Co Ltd Method for producing silica particle
WO2003081328A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-02 Sekisui Chemical Co., Ltd. Method for manufacturing liquid crystal display device, substrate for liquid crystal display device, method for manufacturing substrate for liquid crystal display device, and spacer particle dispersion
JP2003295198A (en) * 2002-04-04 2003-10-15 Sekisui Chem Co Ltd Spacer dispersion liquid for manufacturing liquid crystal display device
WO2004051352A1 (en) * 2002-12-05 2004-06-17 Sekisui Chemical Co., Ltd. Spacer for liquid crystal display and process for producing the same
JP2006505665A (en) * 2002-11-05 2006-02-16 ソントル ナショナル ド ラ ルシェルシュ ションティフィーク Nanometric or mesoscopic asymmetric particles and methods for preparing them
JP2006317716A (en) * 2005-05-12 2006-11-24 Eastman Kodak Co Modified silica particles and photosensitive composition including same, and photosensitive planographic printing plate
JP2007070163A (en) * 2005-09-07 2007-03-22 Tokuyama Corp Method for producing silica-based oxide particle
JP2010538806A (en) * 2007-08-29 2010-12-16 エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ Method for coating particles
JP2015059054A (en) * 2013-09-18 2015-03-30 信越化学工業株式会社 Surface organic resin-coated hydrophobic spherical silica fine particle, production method of the same, and toner external additive for electrostatic charge image development using the same
JP2016052953A (en) * 2014-09-02 2016-04-14 株式会社日本触媒 Fired silica substrate and silica dispersion

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001302227A (en) * 2000-04-26 2001-10-31 Ube Nitto Kasei Co Ltd Method for producing silica particle
CN100376987C (en) * 2002-03-26 2008-03-26 积水化学工业株式会社 Method for manufacturing liquid crystal display device, substrate for liquid crystal display device, method for manufacturing substrate for liquid crystal display device, and spacer particle dispersio
WO2003081328A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-02 Sekisui Chemical Co., Ltd. Method for manufacturing liquid crystal display device, substrate for liquid crystal display device, method for manufacturing substrate for liquid crystal display device, and spacer particle dispersion
JP2003295198A (en) * 2002-04-04 2003-10-15 Sekisui Chem Co Ltd Spacer dispersion liquid for manufacturing liquid crystal display device
JP2006505665A (en) * 2002-11-05 2006-02-16 ソントル ナショナル ド ラ ルシェルシュ ションティフィーク Nanometric or mesoscopic asymmetric particles and methods for preparing them
US7443480B2 (en) 2002-12-05 2008-10-28 Sekisui Chemical Co., Ltd. Spacer for liquid crystal display and process for producing the same
WO2004051352A1 (en) * 2002-12-05 2004-06-17 Sekisui Chemical Co., Ltd. Spacer for liquid crystal display and process for producing the same
EP1880978A1 (en) * 2005-05-12 2008-01-23 Eastman Kodak Company Modified silica particles, photosensitive composition containing same, and photosensitive lithography plate
JP2006317716A (en) * 2005-05-12 2006-11-24 Eastman Kodak Co Modified silica particles and photosensitive composition including same, and photosensitive planographic printing plate
EP1880978A4 (en) * 2005-05-12 2012-03-28 Eastman Kodak Co Modified silica particles, photosensitive composition containing same, and photosensitive lithography plate
JP2007070163A (en) * 2005-09-07 2007-03-22 Tokuyama Corp Method for producing silica-based oxide particle
JP2010538806A (en) * 2007-08-29 2010-12-16 エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ Method for coating particles
JP2015059054A (en) * 2013-09-18 2015-03-30 信越化学工業株式会社 Surface organic resin-coated hydrophobic spherical silica fine particle, production method of the same, and toner external additive for electrostatic charge image development using the same
JP2016052953A (en) * 2014-09-02 2016-04-14 株式会社日本触媒 Fired silica substrate and silica dispersion

Also Published As

Publication number Publication date
JP3819983B2 (en) 2006-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3703487B2 (en) Crosslinked resin-coated silica fine particles and method for producing the same
KR0149201B1 (en) Organic/inorganic composite particle &amp; preparing method thereof
JP3819983B2 (en) Resin-coated silica fine particles and method for producing the same
JP4809993B2 (en) Core-shell type fine particles and method for producing the same
JP2000026692A (en) Thermosetting resin coated particle, preparation thereof and spacer composed of same particle
JP2003192939A (en) Resin-coated fine particle, method for producing the same and spacer for liquid crystal display device
JPH11199671A (en) Production of organic and inorganic composite particle
JP3642540B2 (en) Resin-coated silica fine particles and method for producing the same
JP3964000B2 (en) Photocurable resin-coated particles, method for producing the same, and spacers comprising the particles
JP3911144B2 (en) Manufacturing method of adhesive spacer for liquid crystal display device
JP3967915B2 (en) Resin protrusion-coated polyorganosiloxane fine particles and method for producing the same
JP4102637B2 (en) Silica particles and their use
JP3708142B2 (en) Manufacturing method of liquid crystal spacer and liquid crystal spacer
JPH0611719A (en) Spacer for liquid crystal display element, liquid crystal display element, and its production
JP3802619B2 (en) Light-shielding particles and method for producing the same
JPH09328624A (en) Colored particle, its production and use
JP4674908B2 (en) Touch panel spacers and their applications
JP3995771B2 (en) Method for producing photocurable resin-coated particles and spacer material comprising the particles
JPH05232480A (en) Liquid crystal spacer
JPH10206861A (en) Production of spacer for liquid crystal display plate
JP2702650B2 (en) Coated fine particles
JP4911843B2 (en) Organic-inorganic composite particles, production method thereof, and use thereof
JP3417670B2 (en) LCD spacer
JP3851074B2 (en) Method for producing adhesive spacer for liquid crystal display panel
JP4205193B2 (en) Adhesive spacer for liquid crystal display panel, its manufacturing method and liquid crystal display panel

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031211

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20031211

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060613

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060616

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623

Year of fee payment: 5

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623

Year of fee payment: 5

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130623

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130623

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140623

Year of fee payment: 8

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term