KR20180132703A - 금속 피복 이형 수지 입자와 그 제조 방법, 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막과 그 제조 방법, 입자군, 및 입자 배열막의 제조 방법 - Google Patents

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소우 아이자와
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Abstract

본 발명은 진구상 금속 피복 수지 입자와 비교하여, 광학 용도로 사용하는 경우에는 광확산 특성, 반사 특성 등의 특성을 향상할 수 있는 비진구상 금속 피복 이형 수지 입자를 제공한다. 본 발명은 구체적으로는, 이형 수지 입자의 표면 일부가 금속으로 피복되어 있는 금속 피복 이형 수지 입자를 제공한다.

Description

금속 피복 이형 수지 입자와 그 제조 방법, 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막과 그 제조 방법, 입자군, 및 입자 배열막의 제조 방법
본 발명은 금속 피복 이형 수지 입자와 그 제조 방법, 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막과 그 제조 방법, 입자군, 및 입자 배열막의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 금속 피복 이형 수지 입자를 포함하는 분산체, 수지 조성물 및 외용제에 관한 것이다.
구상 입자를 부분적으로 금속으로 피복한 금속-비금속 야누스 입자는 종래부터 공지의 등방적인 입자와는 상이한 움직임을 하는 것이 주목되어 다방면으로 연구되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는 구상 미립자 상에 모자상으로 금, 은, 백금, 알루미늄, 구리 등의 금속층이 부분적으로 형성된 금속-비금속 야누스 입자가 기재되어 있다.
또한, 비특허문헌 1에는 유리 기판 상에 구상 실리카 입자의 단층을 형성하고, 그에 금속(주로 금)을 증착함으로써, 반구면이 금속 코트된 금속-비금속 야누스 입자가 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2013-231641호
과학 연구비 조성 사업 연구 성과 보고서 「비열적 요동력에 의한 새로운 콜로이드 메조 구조의 창성」
그러나, 특허문헌 1 및 비특허문헌 1에 기재된 금속-비금속 야누스 입자는 모두 구상 입자이며, 비진구상 금속-비금속 야누스 입자는 지금까지 보고되어 있지 않다.
또한, 형상이 진구와는 상이한 이형 입자(비진구상 입자)를 제어하는 것은 어렵고, 당해 이형 입자의 표면 일부에 금속을 피복한 금속-비금속 야누스 입자를 작성하는 것은 곤란하다.
이에, 본 발명의 목적은 이형 수지 입자의 표면 일부가 금속으로 피복되어 있는 금속 피복 이형 수지 입자와 그 간편한 제조 방법을 제공함에 있다. 또한, 본 발명의 목적은 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막과 그 제조 방법, 입자군, 및 입자 배열막의 간편한 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성할 수 있도록 예의 연구를 거듭한 결과, 이형 수지 입자와 특정 유기 용제의 혼합물을 물에 유화시켜 유화액을 얻고, 이어서 당해 유기 용매를 휘발시킴으로써 이형 수지 입자의 입자 배열막을 형성하고, 또한 입자 배열막의 일부를 금속으로 피복한 후, 배열막으로부터 이형 수지 입자를 취출함으로써, 당해 이형 수지 입자의 표면 일부가 금속으로 피복된 금속 피복 이형 수지 입자가 얻어지는 것을 알아냈다. 본 발명은 이러한 지견에 기초하여 더욱 연구를 거듭해 완성시킨 것이다.
즉, 본 발명은 이하의 항에 기재된 발명을 포함한다.
항 1. 이형 수지 입자의 표면 일부가 금속으로 피복되어 있는 금속 피복 이형 수지 입자.
항 2. 애스펙트비가 1.2 이상인 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자.
항 3. 투영 면적이 최대가 되는 방향에서 보았을 때의 상기 이형 수지 입자의 외형이 원형이며, 투영 면적이 최소가 되는 방향에서 보았을 때의 상기 이형 수지 입자의 외형이 비원형인 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자.
항 4. (1) 복수의 평면부, (2) 평면부 및 곡면부, 또는 (3) 곡면부를 갖는 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자.
항 5. 금속으로 피복된 면과 금속으로 피복되어 있지 않은 면을 갖는 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자.
항 6. 이형 수지 입자가 반구면부와 평면부를 갖는 반구 형상인 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자.
항 7. 반구면부 표면의 적어도 일부가 금속으로 피복되어 있는 항 6에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자.
항 8. 평면부 표면의 적어도 일부가 금속으로 피복되어 있는 항 6에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자.
항 9. 상기 이형 수지 입자가 곡면부를 갖는 양볼록 렌즈 형상, 또는 편평 형상인 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자.
항 10. 상기 양볼록 렌즈 형상의 편측 볼록 렌즈부만이 피복되어 있거나, 또는 상기 편평 형상의 편측부만이 피복되어 있는 항 9에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자.
항 11. 주광성을 갖는 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자.
항 12. 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자가 평면상으로 규칙적으로 배열되어 있는 배열막.
항 13. 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군으로서, 개수 평균 입자 직경의 변동 계수가 30％ 이하인 입자군.
항 14. 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군으로서, 애스펙트비의 평균값이 1.2 이상인 입자군.
항 15. 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군으로서, 애스펙트비의 변동 계수가 30％ 이하인 입자군.
항 16. 이형 수지 입자와, 당해 이형 수지 입자를 분산 가능하고, 물보다 저비중이며, 또한 물과 비상용인 유기 용제와의 혼합물을 조제하는 공정,
혼합물을 물에 유화시켜 유화액을 얻는 공정, 및
유화액을 정치하고, 유기 용제를 휘발시켜 기액 계면에 이형 수지 입자의 입자 배열막을 형성하는 공정을 구비하는 입자 배열막의 제조 방법.
항 17. 이형 수지 입자가 반구면부와 평면부를 갖는 반구 형상인 항 16에 기재된 입자 배열막의 제조 방법.
항 18. 항 16 또는 17에 기재된 제조 방법에 의해 얻어진 입자 배열막을 취출하는 공정, 및
입자 배열막의 일부를 금속으로 피복하는 공정을 구비하는 금속 피복 이형 수지 입자 배열막의 제조 방법.
항 19. 항 18에 기재된 제조 방법에 의해 얻어진 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막으로부터 금속 피복 이형 수지 입자를 취출하는 공정을 구비하는 금속 피복 이형 수지 입자의 제조 방법.
항 20. 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자를 포함하는 분산체.
항 21. 도전성을 갖는 항 20에 기재된 분산체.
항 22. 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자를 포함하는 수지 조성물.
항 23. 항 1에 기재된 금속 피복 이형 수지 입자를 포함하는 외용제.
본 발명에 의하면, 진구상 금속 피복 수지 입자와 비교하여, 광학 용도로 사용하는 경우에는 광확산 특성, 반사 특성 등의 특성을 향상할 수 있는 비진구상 금속 피복 이형 수지 입자를 제공할 수 있다.
도 1의 (a)∼(e)는 이형 수지 입자의 개략 설명도이다.
도 2는 실시예(금속 피복 이형 수지 입자의 제조예 1)에서 얻어진 이형 수지 입자의 입자 배열막을 SEM으로 촬영함으로써 얻어진 SEM 사진이다.
도 3은 실시예(금속 피복 이형 수지 입자의 제조예 2)에서 얻어진 이형 수지 입자의 입자 배열막을 SEM으로 촬영함으로써 얻어진 SEM 사진이다.
도 4는 실시예(금속 피복 이형 수지 입자의 제조예 3)에서 얻어진 이형 수지 입자의 입자 배열막을 SEM으로 촬영함으로써 얻어진 SEM 사진이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 상세히 설명한다.
본 발명은 금속 피복 이형 수지 입자와 그 제조 방법, 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막과 그 제조 방법, 입자군, 및 입자 배열막의 제조 방법을 포함한다.
본 발명에서는 후술하는 제조 방법에 따라 이형 수지 입자의 입자 배열막을 제조한 후, 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막을 제조하고, 이어서 당해 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막으로부터 금속 피복 이형 수지 입자를 취출함으로써 금속 피복 이형 수지 입자를 간편하게 제조할 수 있다.
이하에서는, 입자 배열막(이형 수지 입자의 배열막)의 제조 방법 및 금속 피복 이형 수지 입자 배열막의 제조 방법에 대해서 먼저 설명하고 그 후, 금속 피복 이형 수지 입자에 대해서 설명한다.
1. 입자 배열막의 제조 방법
본 발명의 입자 배열막의 제조 방법은
(1) 이형 수지 입자와, 당해 이형 수지 입자를 분산 가능하고, 물보다 저비중이며, 또한 물과 비상용인 유기 용제와의 혼합물을 조제하는 공정 1,
(2) 당해 혼합물을 물에 유화시켜 유화액을 얻는 공정 2, 및
(3) 당해 유화액을 정치하고, 당해 유기 용제를 휘발시켜 기액 계면에 이형 수지 입자의 입자 배열막을 형성하는 공정 3을 구비하는 제조 방법이다.
이하, 각 공정에 대해서 설명한다.
(공정 1)
공정 1은 이형 수지 입자와, 당해 이형 수지 입자를 분산 가능하고, 물보다 저비중이며, 또한 물과 비상용인 유기 용제와의 혼합물을 조제하는 공정이다.
(이형 수지 입자)
이형 수지 입자는 투영 면적이 최대가 되는 방향에서 보았을 때의 당해 이형 수지 입자의 외형이 원형이며, 투영 면적이 최소가 되는 방향에서 보았을 때의 당해 이형 수지 입자의 외형이 비원형인 것이 바람직하다.
상기 이형 수지 입자의 형상을 도 1(a)∼(e)를 사용하여 설명한다.
도 1(a)는 단면 말굽 형상 이형 수지 입자의 투영도이며, 상측 도면이 투영 면적이 최대가 되는 도면이고, 하측 도면이 최소가 되는 도면이다. 투영 면적이 최대가 되는 도면의 입자 외형은 원형이 된다. 또한, 투영 면적이 최소가 되는 도면의 입자 외형은 노치부의 투영도에 대응하는 오목부와 선형으로 이루어지는 형상이 된다. 여기서, 오목부는 이형 수지 입자의 입자 직경 A의 0.1∼0.9배의 깊이 B를 갖고, 또한 0.1∼0.95배의 개구부의 폭 C를 갖고 있다.
도 1(b)는 버섯 형상 이형 수지 입자의 투영 면적이 최소가 되는 도면이다. 이 도면에서는 이형 수지 입자는 산부와 축부로 이루어진다. 여기서, 축부의 바닥의 폭 D1이 이형 수지 입자의 입자 직경 A의 0.1∼0.8배이며, 축부의 중간부의 폭 D2가 이형 수지 입자의 입자 직경 A의 0.2∼0.9배이며, 축 길이 방향의 높이 E가 이형 수지 입자의 입자 직경 A의 0.2∼1.5배이다.
도 1(c)는 반구 형상 이형 수지 입자의 투영도이며, 상측 도면이 투영 면적이 최대가 되는 도면이고, 하측 도면이 최소가 되는 도면이다. 여기서, 투영 면적이 최소가 되는 도면에 있어서 이형 수지 입자의 높이 F가 이형 수지 입자의 입자 직경 A의 0.2∼0.8배이다.
도 1(d)는 바둑돌 형상 이형 수지 입자의 투영도이며, 상측 도면이 투영 면적이 최대가 되는 도면이고, 하측 도면이 최소가 되는 도면이다. 여기서, 투영 면적이 최소가 되는 도면에 있어서 볼록 렌즈의 높이 H 및 I가 이형 수지 입자의 입자 직경 A의 0.2∼0.8배이다.
도 1(e)는 편평 형상 이형 수지 입자의 투영도이며, 상측 도면이 투영 면적이 최대가 되는 도면이고, 하측 도면이 최소가 되는 도면이다. 여기서, 투영 면적이 최소가 되는 도면에 있어서 편평 입자의 높이 J가 이형 수지 입자의 입자 직경 A의 0.2∼0.8배이다.
도 1(a)∼(e)에 있어서 입자 직경 A는 0.5∼30㎛의 범위로 할 수 있다. 또한, 이형 수지 입자의 구환산 체적 평균 입자 직경은 0.5∼30㎛의 범위로 할 수 있다. 도 1(a)∼(e)에 기재된 이형 수지 입자는 후술하는 이형 수지 입자의 제조 방법에 의해 얻을 수 있다. 한편, 도 1(a)∼(e)는 이형 수지 입자의 형상의 설명을 위한 이상적인 형상을 나타내는 도면이고, 실제 이형 수지 입자에는 약간의 팽창이나 패임이 존재하고 있는 이형 수지 입자도 본 발명에 사용할 수 있다.
이형 수지 입자는 비진구 형상이며, (1) 복수의 평면부, (2) 평면부 및 곡면부, 또는 (3) 곡면부를 갖는 것이 바람직하다.
이형 수지 입자가 (1) 복수의 평면부를 갖는 경우란, 예를 들면 삼각뿔 형상, 입방체 형상, 직방체 형상으로 구성되는 경우를 말한다. 본 명세서에 있어서 이형 수지 입자가 복수의 평면부만으로 이루어지는 경우도 포함된다.
이형 수지 입자가 (2) 평면부 및 곡면부를 갖는 경우란, 예를 들면 반구 형상, 원판 형상, 원주 형상으로 구성되는 경우를 말한다. 본 명세서에 있어서 이형 수지 입자가 평면부 및 곡면부만으로 이루어지는 경우도 포함된다.
이형 수지 입자가 (3) 곡면부를 갖는 경우란, 예를 들면 바둑돌 형상, 편평 형상, 적혈구 형상, 양볼록 렌즈 형상, 요철 렌즈 형상으로 구성되는 경우를 말한다. 본 명세서에 있어서 이형 수지 입자가 곡면부만으로 이루어지는 경우도 포함된다.
이형 수지 입자의 형상이 상기 (1)∼(3)의 구성에 의하면 이형도가 높은 형상이기 때문에, 본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자를 광학 용도로 사용하는 경우에는 진구상 금속 피복 수지 입자와 비교하여 광확산 특성, 반사 특성 이방성 등의 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이형 수지 입자의 구환산 체적 평균 입자 직경은 0.1∼300㎛인 것이 바람직하고, 0.5∼100㎛인 것이 보다 바람직하고, 1∼30㎛인 것이 특히 바람직하다.
이형 수지 입자의 애스펙트비는 상기 광확산 특성, 반사 특성 등의 관점에서, 1.2 이상인 것이 바람직하고, 1.2∼5.0인 것이 보다 바람직하고, 1.4∼3.5인 것이 특히 바람직하다.
본 명세서에 있어서 이형 수지 입자의 애스펙트비란, 각 이형 수지 입자의 장경과 단경의 비(이형 수지 입자의 장경/이형 수지 입자의 단경)를 의미한다.
이형 수지 입자의 제조 방법은 한정적이지는 않지만, 예를 들면, 종입자에 수성 유화액 중의 중합성 비닐계 단량체를 흡수시키고, 흡수시킨 중합성 비닐계 단량체를 중합시킴으로써 바람직하게 제조할 수 있다.
이하, 이 제조법을 대표예로서 설명한다.
(이형 수지 입자의 제조용 원료 및 이형 수지 입자의 제조법)
이하, 이형 수지 입자의 제조용 원료 및 이형 수지 입자의 제조법을 설명한다.
＜종입자＞
종입자는 탄소수 5 이하의 알킬기를 에스테르부에 적어도 포함하는 (메타)아크릴산에스테르를 포함하는 단량체에서 유래하는 수지 입자인 것이 바람직하다.
수지 입자를 형성하기 위한 단량체 중에는 탄소수 3 이상 5 이하의 알킬기를 에스테르부에 포함하는 (메타)아크릴산에스테르를 50중량％ 이상 포함하는 것이 바람직하다.
이러한 단량체에서 유래하는 수지 입자는 비진구상(이형) 입자가 되기 용이하다.
탄소수 3 이상 5 이하의 알킬기로는 예를 들면, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 등의 직쇄 알킬기, 이소프로필, 이소부틸, t-부틸 등의 분기 알킬기를 들 수 있다.
(메타)아크릴산에스테르로는 예를 들면, (메타)아크릴산n-프로필, (메타)아크릴산이소프로필, (메타)아크릴산n-부틸, (메타)아크릴산이소부틸, (메타)아크릴산t-부틸 등의 단량체를 들 수 있다. 이들 단량체는 1종만을 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
이들 중에서도, 분기 알킬기(예를 들면, 이소프로필, 이소부틸, t-부틸)를 갖는 (메타)아크릴산에스테르를 사용한 수지 입자는 비진구상(이형) 수지 입자가 되기 용이하므로 바람직하다.
종입자의 중량 평균 분자량은 이형 수지 입자를 제작하는 관점에서, GPC(겔 퍼미에이션 크로마토그래피)에 의한 측정으로 15만∼100만의 범위이며, 바람직하게는 20만∼80만의 범위이다.
한편, 종입자의 크기 및 형상은 특별히 한정되지 않는다. 종입자에는 통상 0.1∼5㎛ 입자 직경의 구상 입자가 사용된다. 종입자의 입자 직경은 레이저 회절 산란 입도 분포 측정 장치로 측정할 수 있다.
＜종입자의 제조 방법＞
종입자의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 유화 중합, 소프 프리 유화 중합, 시드 중합, 현탁 중합 등의 공지의 방법을 사용할 수 있다. 제조 방법은 종입자의 입자 직경 균일성 및 제조 방법의 간편성을 고려하면, 유화 중합, 소프 프리 유화 중합 및 시드 중합법이 바람직하다.
중합은 분자량 조정제의 존재하에서 행해도 된다. 분자량 조정제로는 α-메틸스티렌 다이머; n-옥틸메르캅탄, t-도데실메르캅탄 등의 메르캅탄류; t-테르피넨, 디펜텐 등의 테르펜류; 할로겐화 탄화수소류(예를 들면, 클로로포름, 사염화탄소)와 같은 연쇄 이동제를 사용할 수 있다. 분자량 조정제는 종입자 제조용 단량체 100중량부에 대해 0.1∼10중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
＜중합성 비닐계 단량체＞
중합성 비닐계 단량체로는 가교성 단량체가 5∼50중량％ 포함되어 있는 단량체이면 특별히 한정되지 않는다. 가교성 단량체로는 예를 들면, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 디비닐벤젠 등의 중합성 비닐기를 1분자 중에 2개 이상 갖는 다관능성 단량체가 사용된다. 가교성 단량체의 사용량은 이형 수지 입자를 제작하는 관점에서, 중합성 비닐 단량체 전체량에 대해 5∼50중량％인 것이 바람직하고, 10∼40중량％인 것이 더욱 바람직하다.
필요에 따라 중합성 비닐계 단량체는 다른 단량체를 포함하고 있어도 된다. 다른 단량체로는 (메타)아크릴산; (메타)아크릴산메틸, (메타)아크릴산에틸, (메타)아크릴산n-부틸, (메타)아크릴산이소부틸, (메타)아크릴산t-부틸 등의 (메타)아크릴산알킬에스테르; (메타)아크릴아미드, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴산 유도체; 초산비닐; 아크릴로니트릴; 스티렌, 비닐톨루엔, t-부틸스티렌 등의 방향족 비닐 단량체 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 비진구상(이형)의 입자가 얻어지기 쉬운 점에서, (메타)아크릴산알킬에스테르가 바람직하고, 알킬렌옥사이드기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르가 보다 바람직하다.
상기 (메타)아크릴산에스테르로는 예를 들면, 하기 식(1)의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00001
[식 중, R1은 H 또는 CH3이며, R2 및 R3은 C2H4, C3H6, C4H8, C5H10에서 상이하게 선택되는 알킬렌기이며, m은 0∼50, n은 0∼50(단, m과 n은 동시에 0이 되지 않는다)의 정수이며, R4는 H 또는 CH3이다]
상기 식(1)의 단량체에 있어서, 중합 안정성의 관점에서, m 및 n의 범위는 0∼30인 것이 바람직하고, 0∼15인 것이 보다 바람직하다.
알킬렌옥사이드기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르로는 시판품을 이용할 수 있다. 시판품으로서 예를 들면, 니치유사 제조의 블렘머 시리즈를 들 수 있다. 또한, 블렘머 시리즈 중에서 블렘머 50PEP-300(R1은 CH3이며, R2는 C2H5, R3은 C3H6, m 및 n은 평균하여 m=3.5 및 n=2.5의 혼합물, R4는 H이다), 블렘머 70PEP-350B(상기 식(1)에 있어서 R1은 CH3이며, R2는 C2H5, R3은 C3H6, m 및 n은 평균하여 m=3.5 및 n=2.5의 혼합물, R4는 H이다), 블렘머 PP-1000(상기 식(1)에 있어서 R1은 CH3이며, R3은 C3H6, m은 0, n은 평균하여 4∼6의 혼합물, R4는 H이다), 블렘머 PME-400(R1은 CH3이며, R2는 C2H5, m은 평균하여 9의 혼합물, n은 0, R4는 CH3이다) 등이 바람직하다.
상기 알킬렌옥사이드기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르의 사용량은 중합 안정성의 관점에서, 중합성 비닐계 단량체의 전체량에 대해 1∼40중량％가 바람직하고, 3∼40중량％가 보다 바람직하고, 더 바람직하게는 5∼30중량％, 특히 바람직하게는 10∼20중량％이다.
＜이형 수지 입자의 제조 방법＞
이형 수지 입자의 제조 방법은 종입자에 수성 유화액 중의 중합성 비닐계 단량체를 흡수시키고, 흡수시킨 중합성 비닐계 단량체를 중합시키는, 이른바 시드 중합법이다. 이하에 시드 중합법의 일반적인 방법을 설명한다. 또한, 원료인 수지를 분쇄하여 얻어진 수지 입자를 구형화하고, 그 후, 구형화한 입자를 물리적으로 힘을 가하는 방법에 의해 이형 수지 입자를 제조할 수도 있지만 이들 방법으로 한정되는 것은 아니다.
우선, 중합성 비닐계 단량체와 수성 매체로부터 구성되는 수성 유화액에 종입자를 첨가한다.
수성 매체로는 물, 물과 친수성 용매(예를 들면, 저급 알코올)의 혼합 매체를 들 수 있다.
수성 매체에는 계면 활성제가 포함되어 있다. 계면 활성제로는 음이온계, 양이온계, 비이온계 및 양쪽성 이온계 모두 사용할 수 있다.
음이온계 계면 활성제로는 예를 들면, 올레산나트륨, 피마자유 칼륨 등의 지방산유, 라우릴황산나트륨, 라우릴황산암모늄 등의 알킬황산에스테르염, 도데실벤젠술폰산나트륨 등의 알킬벤젠술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, 알칸술폰산염, 디옥틸술포숙신산나트륨 등의 디알킬술포숙신산염, 알케닐숙신산염(디칼륨염), 알킬인산에스테르염, 나프탈렌술폰산포르말린 축합물, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르황산에스테르염, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르황산나트륨 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산염, 폴리옥시에틸렌알킬황산에스테르염 등을 들 수 있다.
양이온계 계면 활성제로는 예를 들면, 라우릴아민아세테이트, 스테아릴아민아세테이트 등의 알킬아민염, 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 제4급 암모늄염 등을 들 수 있다.
비이온계 계면 활성제로는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬알릴에테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르 등을 사용할 수 있다.
양쪽성 이온계 계면 활성제로는 라우릴디메틸아민옥사이드, 인산에스테르계, 아인산에스테르계 계면 활성제 등을 들 수 있다.
상기 계면 활성제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 상기 계면 활성제 중에서도 중합시의 분산 안정성의 관점에서, 음이온계 계면 활성제가 바람직하다.
수성 유화액은 공지의 방법에 의해 제작할 수 있다. 예를 들면, 중합성 비닐계 단량체를 수성 매체에 첨가하여 호모지나이저, 초음파 처리기, 나노마이저 등의 미세 유화기에 의해 분산시킴으로써 수성 유화액을 얻을 수 있다. 중합성 비닐계 단량체는 필요에 따라 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다. 중합 개시제는 중합성 비닐계 단량체에 미리 혼합시킨 후, 수성 매체 중에 분산시켜도 되고, 양자를 따로 따로 수성 매체에 분산시킨 것을 혼합해도 된다. 얻어진 수성 유화액 중의 중합성 비닐계 단량체의 액적 입자 직경은, 수지 입자보다 작은 편이 중합성 비닐계 단량체가 수지 입자에 효율적으로 흡수되므로 바람직하다.
종입자는 수성 유화액에 직접 첨가해도 되며, 종입자를 수성 분산 매체에 분산시킨 형태(이하, 종입자 분산액이라고 한다)로 첨가해도 된다.
종입자의 수성 유화액에 대해 첨가 후, 종입자 중으로 중합성 비닐계 단량체를 흡수시킨다. 이 흡수는 통상, 종입자 첨가 후의 수성 유화액을 실온(약 20℃)에서 1∼12시간 교반함으로써 행할 수 있다. 또한, 수성 유화액을 30∼50℃ 정도로 가온함으로써 흡수를 촉진해도 된다.
종입자는 중합성 비닐계 단량체의 흡수에 의해 팽윤된다. 중합성 비닐계 단량체와 종입자의 혼합 비율은 종입자 1중량부에 대해 중합성 비닐계 단량체 5∼150중량부의 범위인 것이 바람직하고, 10∼120중량부의 범위인 것이 보다 바람직하다. 단량체의 혼합 비율이 작아지면 중합에 의한 입자 직경의 증가가 작아짐으로써 생산성이 저하하고, 커지면 종입자에 완전히 흡수되지 않고 수성 매체 중에서 독자적으로 현탁 중합하여 이상 입자를 생성할 수 있다. 한편, 흡수 종료는 광학 현미경의 관찰로 입자 직경의 확대를 확인함으로써 판정할 수 있다.
중합 개시제를 필요에 따라 첨가할 수 있다. 중합 개시제로는 예를 들면, 과산화벤조일, 과산화라우로일, 오쏘클로로과산화벤조일, 오쏘메톡시과산화벤조일, 3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디-t-부틸퍼옥사이드 등의 유기 과산화물; 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 1,1'-아조비스시클로헥산카르보니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조계 화합물 등을 들 수 있다. 중합 개시제는 중합성 비닐계 단량체 100중량부에 대해 0.1∼3중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 수지 입자에 흡수시킨 중합성 비닐계 단량체를 중합시킴으로써 이형 수지 입자가 얻어진다.
중합 온도는 중합성 비닐계 단량체, 중합 개시제의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있다. 중합 온도는 25∼110℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼100℃이다. 중합 반응은 수지 입자에 단량체, 임의의 중합 개시제가 완전히 흡수된 후, 승온하여 행하는 것이 바람직하다. 중합 완료 후, 필요에 따라 이형 수지 입자는 원심 분리를 행하여 수성 매체를 제거하고, 물 및 용제로 세정한 후, 건조, 단리된다.
상기 중합 공정에 있어서 이형 수지 입자의 분산 안정성을 향상시키기 위해 고분자 분산 안정제를 첨가해도 된다.
고분자 분산 안정제로는 예를 들면, 폴리비닐알코올, 폴리카르복실산, 셀룰로오스 화합물(히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등), 폴리비닐피롤리돈 등이다. 또한, 트리폴리인산나트륨 등의 무기계 수용성 고분자 화합물도 병용할 수 있다. 이들 중 폴리비닐알코올 및 폴리비닐피롤리돈이 바람직하다. 고분자 분산 안정제의 첨가량은 중합성 비닐계 단량체 100중량부에 대해 1∼10중량부가 바람직하다.
또한, 수계에서의 유화 입자의 발생을 억제하기 위해, 아질산염 화합물, 아황산염 화합물, 히드로퀴논 화합물, 아스코르브산 화합물, 수용성 비타민B 화합물, 구연 화합물, 폴리페놀 화합물 등의 수용성 중합 금지제를 사용해도 된다.
(유기 용제)
공정 1에서 사용하는 유기 용제로는 이형 수지 입자를 분산 가능하고, 물보다 저비중이며, 또한 물과 비상용인 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 톨루엔, 벤젠, 자일렌, 노르말헥산, 시클로헥산, 노르말펜탄, 시클로펜탄, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥산온, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 이형 수지 입자를 분산시키기 쉬운 점에서 톨루엔이 바람직하다.
(물)
상기 물로는 공정 2에서 사용하는 물을 의미하고, 예를 들면, 이온 교환수를 사용할 수 있다.
본 명세서에 있어서 분산 가능이란, 이형 수지 입자와 유기 용제를 혼합했을 때 분산 입자가 단분자로 분산하고 있는 상태이며, 분산 입자가 서로 용해하고 있지 않은 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 비상용이란, 물과 유기 용제를 혼합했을 때 분자 수준에서 서로 용해하지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 저비중이란, 유기 용제 비중이 물 비중보다 작은 것을 의미한다.
(공정 2)
공정 2는 공정 1에서 조제한 혼합물을 물에 유화시켜 유화액을 얻는 공정이다.
공정 1에서 얻어진 이형 수지 입자와 유기 용제의 혼합물을 물에 유화 분산시킴으로써, 혼합물이 물에 유화하고 있는 유화액을 얻을 수 있다.
유화 분산 방법으로는 예를 들면, 초음파 조사에 의해 유화하는 방법, 호모지나이저, 나노마이저 등의 미세 유화기에 의해 유화하는 방법 등을 들 수 있다.
(공정 3)
공정 3은 공정 2에서 얻어진 유화액을 정치하고, 유기 용제를 휘발시켜 기액 계면에 이형 수지 입자의 입자 배열막을 형성하는 공정이다.
공정 2에서 얻어진 유화액을 5∼12시간 정치하면 유기 용제의 비중이 물보다 작기 때문에, 이형 수지 입자가 분산된 유기 용제와 물의 분리가 일어나고, 유기 용제상이 수상보다 위에 존재한 2상 분리 상태가 형성된다. 그 후, 유기 용제상의 유기 용제가 휘발함으로써, 기액 계면에 이형 수지 입자의 입자 배열막이 형성된다.
예를 들면, 이형 수지 입자의 형상이 반구면부와 평면부를 갖는 반구 형상인 경우에는 기상과 접하는 표면적이 작아지도록 이형 수지 입자의 반구면부가 수상면에 접하고, 또한 이형 수지 입자의 평면부가 기상면에 대향하도록 이형 수지 입자가 배열된다. 이러한 구성을 취함으로써 반구 형상의 이형 수지 입자가 평면상으로 규칙적으로, 즉 방향을 정렬하여 이차원적으로 배열하게 된다. 예를 들면, 도 2는 이형 수지 입자 배열막의 SEM 사진이며, 이형 수지 입자가 방향을 정렬하여 이차원적으로 배열되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, 이형 수지 입자의 형상이 곡면부를 갖는 양볼록 렌즈 형상인 경우에도 기상과 접하는 표면적이 작아지도록, 양볼록 렌즈 각각의 볼록 렌즈면이 수상면, 기상면에 대향하도록 이형 수지 입자가 배열된다. 이러한 구성을 취함으로써 양볼록 렌즈 형상의 이형 수지 입자가 평면적으로 규칙적이고, 이차원적으로 배열하게 된다. 편평 형상의 경우도 동일하다.
2. 금속 피복 이형 수지 입자 배열막의 제조 방법
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자 배열막의 제조 방법은
(4) 이형 수지 입자의 입자 배열막의 제조 방법에 의해 얻어진 이형 수지 입자의 입자 배열막을 취출하는 공정 4, 및
(5) 취출한 이형 수지 입자의 입자 배열막 일부를 금속으로 피복하는 공정 5로 되어 있다.
이하, 각 공정에 대해서 설명한다.
(공정 4)
공정 4는 공정 3에서 얻어진 이형 수지 입자의 입자 배열막을 취출하는 공정이다.
기재를 공정 3에서 얻어진 기액 계면에 입자 배열막을 갖는 액 중에 넣고, 기액 계면에 존재하는 이형 수지 입자의 입자 배열막을 기재 상으로 옮김으로써 입자 배열막을 취출할 수 있다.
기재로는 각종 수지로 이루어지는 필름 등의 투명 필름 기재; 각종 수지로 이루어지는 투명 수지판, 유리판 등과 같은 투명 필름 기재 이외의 광투과 기재; 알루미늄판 등을 사용할 수 있다.
상기 수지로는 예를 들면, 아크릴 수지, (메타)아크릴산알킬-스티렌 공중합체, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등을 들 수 있다.
기재 상으로 옮기는 수단으로는 예를 들면, 기재에 차아염소산나트륨 등에 의해 표면 산화 처리 등의 친수화 처리를 한 후, 기재를 액면에 대해 수직으로 삽입하고 인상함으로써, 기재 상에 이형 수지 입자의 입자 배열막을 전사하는 수단, LB막 작성 장치 등을 들 수 있다.
(공정 5)
공정 5는 공정 4에서 취출한 이형 수지 입자의 입자 배열막 일부를 금속으로 피복하는 공정이다.
이형 수지 입자의 입자 배열막 일부를 피복할 때, 사용되는 금속으로는 예를 들면, 금, 은, 백금, 구리, 알루미늄, 티타늄, 니켈, 크롬, 스트론튬, 주석 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 광학 용도로 사용하는 경우의 광확산 특성 및 반사 특성의 관점에서, 금 및 은이 바람직하고, 가시광에서의 플라스몬 공명을 이용하는 경우에는 금, 은, 백금 및 구리가 바람직하다.
금속으로 피복하는 방법으로는 증착, 이온 플레이팅, 스퍼터링, 레이저 어블레이션, 분자선 에피택시, CVD 등을 들 수 있다.
이형 수지 입자의 입자 배열막을 금속으로 피복했을 때, 금속 피복의 두께는 1㎚∼500㎚이다.
본 명세서에 있어서 이형 수지 입자의 입자 배열막 일부가 금속으로 피복되어 있다란, 이형 수지 입자의 입자 배열막이 국소적으로 금속으로 피복되어 있는 것을 의미한다. 구체적으로는, 이형 수지 입자의 입자 배열막이 금속으로 피복된 부분과 금속으로 피복되어 있지 않은 부분이 존재하는 것을 의미하고, 예를 들면, 입자 배열막(필름)의 편면을 금속으로 피복하는 것을 들 수 있다.
이형 수지 입자의 입자 배열막 일부가 금속으로 피복되어 있는 상태에서의 용도는 한정적이지는 않지만, 예를 들면, 메타 물질의 메타 분자, 비선형 광학 재료 등으로서 유용하다.
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 평면상으로 규칙적으로 배열되어 있는 배열막을 형성하고 있다. 예를 들면, 복수개의 금속 피복 이형 수지 입자가 기재(예를 들면, 유리, PET 필름 등) 상에 평면상으로 규칙적으로 배열되어 있는 배열막을 형성함으로써, 광학 용도로 사용하는 경우에는 광확산성이 우수하다.
3. 금속 피복 이형 수지 입자의 제조 방법
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자의 제조 방법은 공정 5에서 얻어진 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막으로부터 금속 피복 이형 수지 입자를 취출함으로써, 금속 피복 이형 수지 입자를 얻는 제조 방법이다.
금속 피복 이형 수지 입자의 배열막으로부터 금속 피복 이형 수지 입자를 취출하는 방법으로는 예를 들면, 배열막을 입자 채로 해쇄하는 방법, 배열막을 물에 분산하고, 초음파를 조사하여 분리하는 방법 등을 들 수 있다.
이하, 상기 금속 피복 이형 수지 입자의 제조 방법에 의해 얻어진 금속 피복 이형 수지 입자에 대해서 설명한다.
4. 금속 피복 이형 수지 입자
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는, 바람직하게는 상기 금속 피복 이형 수지 입자의 제조 방법에 의해 얻어진 금속 피복 이형 수지 입자이며, 각 이형 수지 입자의 표면 일부가 금속으로 피복되어 있다.
본 명세서에 있어서 이형 수지 입자의 표면 일부가 금속으로 피복되어 있다란, 이형 수지 입자의 표면이 국소적으로 금속으로 피복되어 있는 것을 의미한다. 구체적으로는, 이형 수지 입자의 표면이 금속으로 피복된 부분과 금속으로 피복되어 있지 않은 부분이 존재하는 것을 의미한다.
당해 일부란, 이형 수지 입자 표면의 1％ 이상 100％ 미만이 금속으로 피복되어 있는 것을 의미하고, 그 중에서도 20％ 이상 80％ 미만이 바람직하고, 25％ 이상 75％ 미만이 보다 바람직하다.
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자에 있어서, 이형 수지 입자의 표면 일부를 금속으로 피복했을 경우, 피복한 금속의 두께에 의해 진구상 금속 피복 이형 수지 입자가 되는 것은 제외된다.
다음으로, 금속 피복 이형 수지 입자의 형상에 대해서 설명한다.
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 투영 면적이 최대가 되는 방향에서 보았을 때의 이형 수지 입자의 외형이 원형이며, 투영 면적이 최소가 되는 방향에서 보았을 때의 이형 수지 입자의 외형이 비원형인 것이 바람직하다.
상기 구성의 이형 수지 입자는 투영 면적이 최대가 되는 방향에서 보았을 때의 이형 수지 입자의 외형이 원형이며, 투영 면적이 최소가 되는 방향에서 보았을 때의 이형 수지 입자의 외형이 비원형이므로, 형상 이방성을 가질 수 있다. 이 때문에, 이형 수지 입자 표면의 광확산 효과, 반사 효과 등의 효과는 이방성을 가질 수 있다.
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 애스펙트비가 1.2 이상인 것이 바람직하다.
본 명세서에 있어서 금속 피복 이형 수지 입자의 애스펙트비란, 각 금속 피복 이형 수지 입자의 장경과 단경의 비(금속 피복 이형 수지 입자의 장경/금속 피복 이형 수지 입자의 단경)를 의미한다.
각 금속 피복 이형 수지 입자의 애스펙트비는 광학 용도로 사용하는 경우에는 광확산 특성, 반사 특성 등의 관점에서, 1.2 이상 5.0 이하인 것이 바람직하고, 1.2 이상 3.0 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.2 이상 2.5 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1.4∼2.1인 것이 특히 바람직하다. 이에 의해 형상이 진구, 즉 애스펙트비가 1인 것과 비교하여 형상 이방성이 높아지기 때문에 광의 확산 및 반사가 복잡해지는 결과, 광학 재료로서 높은 광확산성, 반사 특성인 것이 얻어진다.
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 (1) 복수의 평면부, (2) 평면부 및 곡면부, 또는 (3) 곡면부로 구성되는 입자 형상을 갖는 것이 바람직하다.
금속 피복 이형 수지 입자가 (1) 복수의 평면부를 갖는 경우란, 예를 들면 삼각뿔상, 입방체상, 직방체상으로 구성되는 경우를 말한다. 본 명세서에 있어서 이형 수지 입자가 복수의 평면부만으로 이루어지는 경우도 포함된다.
금속 피복 이형 수지 입자가 (2) 평면부 및 곡면부를 갖는 경우란, 예를 들면 반구 형상, 원판상, 원주상으로 구성되는 경우를 말한다. 본 명세서에 있어서 이형 수지 입자가 평면부 및 곡면부만으로 이루어지는 경우도 포함된다.
금속 피복 이형 수지 입자가 (3) 곡면부를 갖는 경우란, 예를 들면 바둑돌상, 적혈구상, 양볼록 렌즈상, 요철 렌즈상으로 구성되는 경우를 말한다. 본 명세서에 있어서 이형 수지 입자가 곡면부만으로 이루어지는 경우도 포함된다.
금속 피복 이형 수지 입자의 형상이 상기 (1)∼(3)의 구성에 의하면, 복수의 면으로 구성되는 규칙성이 있는 형상이기 때문에 큰 이방성을 갖는다.
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 이형 수지 입자가 반구면부(곡면부)와 평면부를 갖는 반구 형상인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 이형 수지 입자가 곡면부를 갖는 양볼록 렌즈상, 편평상(편평 형상)인 것이 바람직하다.
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 당해 반구면부 표면의 적어도 일부가 금속으로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 당해 일부란, 당해 반구면부 표면의 1％ 이상 100％가 금속으로 피복되어 있는 것을 의미하고, 그 중에서도 30％ 이상 100％가 바람직하고, 50％ 이상 100％가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 당해 평면부 표면의 적어도 일부가 금속으로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 당해 일부란, 당해 평면부 표면의 1％ 이상 100％가 금속으로 피복되어 있는 것을 의미하고, 그 중에서도 30％ 이상 100％가 바람직하고, 50％ 이상 100％가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 당해 곡면부 표면의 적어도 일부가 금속으로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 당해 일부란, 당해 평면부 표면의 1％ 이상 100％가 금속으로 피복되어 있는 것을 의미하고, 그 중에서도 30％ 이상 100％가 바람직하고, 50％ 이상 100％가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 금속이 피복되어 있는 면과 금속이 피복되어 있지 않은 면을 갖기 때문에, 입자 자체가 이방 도전성, 이방 광학 특성, 이방 표면 특성, 이방 발색성, 이방 열특성 등의 특수한 성질을 갖는다.
이형 수지 입자가 (1) 복수의 평면부를 갖는 경우란, 삼각뿔 형상, 입방체 형상, 직방체 형상의 평면부의 한 면만이 금속으로 피복된 금속 피복 이형 수지 입자를 들 수 있다.
이형 수지 입자가 (2) 평면부 및 곡면부를 갖는 경우란, 반구 형상, 원판 형상, 원주 형상의 평면부의 한 면만이 금속으로 피복된 금속 피복 이형 수지 입자를 들 수 있다.
이형 수지 입자가 (3) 곡면부를 갖는 경우란, 양볼록 렌즈 형상, 편평 형상, 바둑돌 형상, 적혈구 형상, 사발 형상의 입자를 입자 두께에 대해 수평으로 이등분했을 때, 한쪽 입자의 표면에 상당하는 면을 금속으로 피복한 금속 피복 이형 수지 입자를 들 수 있다.
예를 들면, 반구면부와 평면부를 갖는 반구 형상의 이형 수지 입자에 있어서, 반구면부 또는 평면부 표면의 적어도 일부가 금속으로 피복되는 것, 혹은 곡면부를 갖는 양볼록 렌즈 형상의 이형 수지 입자에 있어서, 볼록 렌즈 편면의 적어도 일부가 금속으로 피복됨으로써, 이하의 실시예에서 나타내는 바와 같이, 광확산 특성, 반사 특성 등의 특성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 편평 형상의 이형 수지 입자에 있어서, 편평 형상의 이형 수지 입자의 입자 두께에 대해 수평으로 이등분했을 때의 한쪽 입자의 표면이 금속으로 피복됨으로써, 이하의 실시예에서 나타내는 바와 같이, 광확산 특성, 반사 특성 등의 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 주광성을 갖는 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서 주광성을 갖는다란, 금속 피복 이형 수지 입자를 수중에 분산시키고, 레이저 광(예를 들면, 405㎚, 75㎷의 레이저 광)을 비춘 경우, 금속 피복 이형 수지 입자가 이동하는 것을 의미한다.
(금속 피복 이형 수지 입자의 용도)
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자의 용도는 한정적이지 않고 예를 들면, 광확산 필름(광학 시트)용 등의 광확산 부재용 코팅제 등으로서 사용되는 코팅제(도포용 조성물)의 첨가제; 광확산판 제조용 광확산성 수지 조성물을 구성하는 광확산제; 2배파 발생을 위한 비선형 광학 재료, 유전율 및 투자율을 제어 가능한 메타 물질 재료로서 유용하다.
또한, 본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 이하의 용도로 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 구환산 체적 평균 입자 직경이 0.1∼300㎛의 범위인 것이 바람직하고, 0.5∼100㎛인 것이 보다 바람직하고, 1∼30㎛인 것이 특히 바람직하다. 이에 의해 각종 용도에 적합한 입자가 된다.
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 코팅제의 첨가재로서 사용하는 경우, 구환산 체적 평균 입자 직경이 1∼30㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해 양호한 광학 특성을 갖는 광학 시트를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자는 광확산판의 구성 요소(광확산제)로서 사용하는 경우, 구환산 체적 평균 입자 직경이 0.5∼20㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 이에 의해 양호한 광확산성을 갖는 광확산 부재를 실현할 수 있다.
(분산체)
본 발명의 분산체는 본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자를 포함하는 것이다. 본 발명의 분산체의 분산매로는 수성 매체가 바람직하다. 본 발명에 있어서 수성 매체란 물을 주성분으로 하는 액체이며, 알코올, 케톤, 에스테르, 방향족 탄화수소 등의 유기 용제를 함유하고 있어도 된다.
(도전성 잉크)
본 발명의 분산체는 도전성을 갖는 것이 바람직하다. 도전성을 갖는 분산체란, 예를 들면 도전성 도료, 도전성 잉크를 들 수 있다. 예를 들면, 도전성 잉크는 본 발명의 분산체를 포함하고 있으며, 필요에 따라 경화성 모노머, 바인더 수지를 포함하고 있어도 된다. 상기 도전성 잉크를, 예를 들면 잉크젯법, 스크린 인쇄법 등에 의해 기재 상에 도포하고 건조 후, 가열하여 배선, 박막 등의 도전 부재로 할 수 있다.
(수지 조성물)
본 발명의 수지 조성물은 기재 수지와 본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자를 포함하는 것이다. 본 발명의 수지 조성물은 본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자를 포함함으로써, 광학 특성, 도전성이 우수한 점에서, 조명 커버(발광 다이오드(LED) 조명용 조명 커버, 형광등 조명용 조명 커버 등)의 원료로서 사용할 수 있고, 광확산 시트, 광확산판 등의 광확산체, 또는 도전성 수지의 원료로서도 사용할 수 있다. 상기 기재 수지로는 통상, 금속 피복 이형 수지 입자를 구성하는 중합체 성분과 상이한 열가소성 수지를 사용할 수 있다.
상기 열가소성 수지로는 예를 들면, 아크릴 수지, (메타)아크릴산알킬-스티렌 공중합체, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등을 들 수 있다. 이들 열가소성 수지 중에서도 우수한 투명성이 기재 수지에 요구되는 경우에는 아크릴 수지, (메타)아크릴산알킬-스티렌 공중합체, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 및 폴리스티렌이 바람직하다. 이들 열가소성 수지는 각각 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 상기 기재 수지에 대한 금속 피복 이형 수지 입자의 첨가 비율은 기재 수지 100중량부에 대해 1∼1000중량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 10∼500중량부의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
(외용제)
본 발명의 외용제는 본 발명의 금속 피복 수지 입자를 포함하는 것이다. 본 발명의 외용제는 피부에 도포됨으로써, 광학 특성을 발휘하기 때문에, 모공, 기미, 주름 등을 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 본 발명의 외용제에 있어서의 상기 금속 피복 이형 수지 입자의 함유량은 외용제의 종류에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 1∼90중량％의 범위 내인 것이 바람직하고, 3∼80중량％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 외용제는 예를 들면, 외용 의약품, 화장료 등으로서 사용할 수 있다. 외용 의약품으로는 피부에 적용하는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 크림, 연고, 유제 등을 들 수 있다. 화장료로는 예를 들면, 비누, 바디 샴푸, 세안 크림, 스크럽 세안료, 치약 등의 세정용 화장품; 분류, 페이스 파우더(루스 파우더, 프레스트 파우더 등), 파운데이션(파우더 파운데이션, 리퀴드 파운데이션, 유화형 파운데이션 등), 립스틱, 립크림, 블러셔, 눈 화장품(아이섀도우, 아이라이너, 마스카라 등), 매니큐어 등의 메이크업 화장료; 프리 쉐이빙 로션, 바디 로션 등의 로션제; 바디 파우더, 베이비 파우더 등의 바디용 외용제; 화장수, 크림, 유액(화장 유액) 등의 스킨케어제, 땀 발생 억제제(액상 땀 발생 억제제, 고형상 땀 발생 억제제, 크림상 땀 발생 억제제 등), 팩류, 모발 세정용 화장품, 염모료, 헤어 스타일링제, 방향성 화장품, 욕용제, 자외선 차단 제품, 선탠 제품, 면도용 크림 등을 들 수 있다.
5. 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군은 광확산 특성, 반사 특성 등의 관점에서, 애스펙트비의 평균값이 1.2 이상인 것이 바람직하고, 1.2∼5.0인 것이 보다 바람직하고, 1.4∼3.5인 것이 특히 바람직하다.
금속 피복 이형 수지 입자의 입자군 애스펙트비의 평균값은 이하의 방법에 의해 측정할 수 있다.
주사형 전자 현미경 「JSM-6360LV」(니혼덴시 주식회사 제조)를 이용하여 5,000∼10,000배의 배율로 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군에 있어서의 임의의 30개의 금속 피복 이형 수지 입자를 관찰하고, 각 금속 피복 이형 수지 입자의 장경 및 단경을 측정한다. 금속 피복 이형 수지 입자의 애스펙트비는 하기 수식으로 산출하여 30개의 평균값으로 한다.
금속 피복 이형 수지 입자의 애스펙트비=금속 피복 이형 수지 입자의 장경/금속 피복 이형 수지 입자의 단경
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군은 개수 평균 입자 직경의 변동 계수가 30％ 이하인 것이 바람직하다.
개수 평균 입자 직경의 변동 계수가 30％ 이하인 경우에는 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군의 입자 직경이 균일해지며, 입자군이 배향하기 쉽고, 광학 용도로 사용하는 경우에는 광확산성 등의 기능이 발휘되기 쉽다.
또한, 개수 평균 입자 직경의 변동 계수가 10％ 이상 20％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 10％ 이상 15％ 이하인 것이 특히 바람직하다.
금속 피복 이형 수지 입자의 개수 평균 입자 직경의 변동 계수는 쿨터 카운터법 등에 의해 측정할 수 있다.
본 발명의 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군은 애스펙트비의 변동 계수가 30％ 이하인 것이 바람직하다.
애스펙트비의 변동 계수가 30％ 이하인 경우에는 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군의 형상이 균일해지며, 입자군이 배향하기 쉽고, 광학 용도로 사용하는 경우에는 광확산성 등의 기능이 발휘되기 쉽다.
또한, 애스펙트비의 변동 계수가 10％ 이상 20％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 10％ 이상 15％ 이하인 것이 특히 바람직하다.
금속 피복 이형 수지 입자의 애스펙트비의 변동 계수는 주사형 전자 현미경 등의 촬영 이미지를 측장함으로써 측정할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
(중량 평균 분자량)
중량 평균 분자량(Mw)의 측정 방법은 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정했다. 측정한 중량 평균 분자량은 폴리스티렌(PS) 환산 중량 평균 분자량을 의미한다. 그 측정 방법은 다음과 같다. 우선, 시료 50㎎을 테트라히드로푸란(THF) 10㎖에 용해시켰다. 얻어진 용액을 0.45㎛의 비수계 크로마토디스크로 여과했다. 얻어진 여과액을 GPC에 의해 분석하여 PS 환산 중량 평균 분자량을 측정했다. GPC의 측정 조건은 하기와 같이 하였다.
GPC 장치: 토소사 제조, 상품명 「겔 퍼미에이션 크로마토그래프 HLC-8020」
컬럼: 토소사 제조, 상품명 「TSKgel GMH-XL-L」(직경 7.8㎜×길이 30㎝) 2개
컬럼 온도: 40℃
캐리어 가스: 테트라히드로푸란(THF)
캐리어 가스 유량: 1㎖/분
주입·펌프 온도: 35℃
검출: RI(시차 굴절률 검출기)
주입량: 100㎕
PS 환산 중량 평균 분자량을 산출하기 위한 검량선용 표준 폴리스티렌: 쇼와 덴코 주식회사 제조의 상품명 「shodex」(중량 평균 분자량: 1030000) 및 토소 주식회사 제조의 검량선용 표준 폴리스티렌(중량 평균 분자량: 5480000, 3840000, 355000, 102000, 37900, 9100, 2630, 870)
(종입자의 평균 입자 직경)
종입자의 평균 입자 직경은 레이저 회절 산란 입도 분포 측정 장치(벡크만 쿨터 주식회사 제조, LS230형)로 측정했다. 구체적으로는, 시험관에 종입자 0.1g 및 0.1중량％ 비이온성 계면 활성제 용액 10㎖를 투입하고, 터치 믹서(야마토 과학 주식회사 제조, 「TOUCHMIXER MT-31」)로 2초간 혼합했다. 이 후, 시험관 내의 종입자를 시판의 초음파 세정기(주식회사 벨보 클리어 제조, 「ULTRASONIC CLEANER VS-150」)를 이용하여 10분간 걸쳐 분산시켜 분산액을 얻었다. 분산액에 초음파를 조사하면서 분산액 중의 종입자의 평균 입자 직경을 레이저 회절 산란 입도 분포 측정 장치(벡크만 쿨터 주식회사 제조, LS230형)로 측정했다. 그 측정시의 광학 모델은 제작한 종입자의 굴절률에 맞추었다. 종입자의 제조에 1종류의 단량체를 사용한 경우에는 종입자의 굴절률로서 그 단량체의 단독 중합체의 굴절률을 사용했다. 종입자의 제조에 복수 종류의 단량체를 사용한 경우에는 종입자의 굴절률로서 각 단량체의 단독 중합체의 굴절률을 각 단량체의 사용량으로 가중 평균한 평균값을 사용했다.
(이형 수지 입자의 길이 및 애스펙트비의 측정 방법)
이형 수지 입자의 길이는 이하와 같이 하여 측정했다. 주사형 전자 현미경 「JSM-6360LV」(니혼덴시 주식회사 제조)를 이용하여 5,000∼10,000배의 배율로 임의의 30개의 이형 수지 입자를 관찰하고, 각 이형 수지 입자의 장경 및 단경을 측정했다. 이형 수지 입자의 애스펙트비는 하기의 수식으로 산출했다.
이형 수지 입자의 애스펙트비=이형 수지 입자의 장경/이형 수지 입자의 단경
애스펙트비의 변동 계수=(이형 수지 입자의 애스펙트비의 표준 편차)/(이형 수지 입자의 애스펙트비의 평균값)×100
(이형 수지 입자, 금속 피복 이형 수지 입자의 구환산 체적 평균 입자 직경 및 구환산 개수 평균 입자 직경의 측정 방법)
이형 수지 입자, 금속 피복 이형 수지 입자의 구환산 체적 평균 입자 직경 및 구환산 개수 평균 입자 직경은 쿨터 MultisizerTM 3(벡크만 쿨터 주식회사 제조 측정 장치)에 의해 측정했다. 측정은 벡크만 쿨터 주식회사 발행의 MultisizerTM 3 사용자 매뉴얼에 따라 교정된 애퍼처를 이용하여 실시했다.
측정에 사용하는 애퍼처는 측정하는 중합체 입자의 크기에 의해 적절히 선택했다. Current(애퍼처 전류) 및 Gain(게인)은 선택한 애퍼처 사이즈에 의해 적절히 설정했다. 예를 들면, 50㎛ 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택했을 경우, Current(애퍼처 전류)는 -800, Gain(게인)은 4로 설정했다.
측정용 시료로는 중합체 입자 0.1g을 0.1중량％ 비이온성 계면 활성제 수용액 10㎖ 중에 터치 믹서(야마토 과학 주식회사 제조, 「TOUCHMIXER MT-31」) 및 초음파 세정기(주식회사 벨보 클리어 제조, 「ULTRASONIC CLEANER VS-150」)를 이용하여 분산시키고, 분산액으로 한 것을 사용했다. 측정 중에는 비커 내에 기포가 들어가지 않을 정도로 천천히 교반해 두고, 중합체 입자를 10만개 측정한 시점에서 측정을 종료했다.
이형 수지 입자, 금속 피복 이형 수지 입자의 개수 평균 입자 직경은 10만개 입자의 개수 기준의 입도 분포에 있어서의 산술 평균으로 했다.
이형 수지 입자, 금속 피복 이형 수지 입자의 개수 평균 입자 직경은 10만개 입자의 체적 기준의 입도 분포에 있어서의 산술 평균으로 했다.
(금속 피복 이형 수지 입자의 개수 평균 입자 직경의 변동 계수의 측정 방법)
이형 수지 입자의 개수 평균 입자 직경의 변동 계수(CV값)를 이하의 수식에 의해 산출했다.
이형 수지 입자의 개수 평균 입자 직경의 변동 계수=(이형 수지 입자의 개수 기준의 입도 분포의 표준 편차)/(이형 수지 입자의 개수 평균 입자 직경)×100
(종입자 형성용 에멀션의 합성예 1)
교반기, 온도계 및 환류 콘덴서를 구비한 분리형 플라스크에 수성 매체로서의 물 600g과, (메타)아크릴산에스테르로서의 메타크릴산메틸 100g과, 연쇄 이동제로서의 n-도데실메르캅탄 0.5g을 주입하고, 분리형 플라스크의 내용물을 교반기로 교반하면서 분리형 플라스크 내의 공간을 질소 치환하고, 분리형 플라스크의 내온을 70℃로 승온시켰다. 분리형 플라스크의 내온을 70℃로 유지하면서 중합 개시제로서 과황산칼륨 0.5g을 분리형 플라스크의 내용물에 첨가한 후, 분리형 플라스크의 내온을 70℃로 유지한 채로 8시간에 걸쳐 중합 반응시켜 에멀션(수성 유화액)을 얻었다. 얻어진 에멀션은 고형분(메타크릴산메틸 중합체)을 14중량％ 함유하고, 그 고형분은 평균 입자 직경 0.4㎛, 중량 평균 분자량 60만의 진구상 입자로 이루어져 있었다.
(종입자 제조예 1)
교반기, 온도계 및 환류 콘덴서를 구비한 분리형 플라스크에 수성 매체로서의 물 550g과, 합성예 1에서 얻어진 에멀션 70g과, 탄소수 2∼10의 할로겐화 알킬기를 에스테르부에 포함하는 (메타)아크릴산에스테르로서의 메타크릴산 2,2,2-트리플루오로에틸 100g과, 연쇄 이동제로서의 n-도데실메르캅탄 0.3g을 주입하고, 분리형 플라스크의 내용물을 교반기로 교반하면서 분리형 플라스크 내의 공간을 질소 치환하고, 분리형 플라스크의 내온을 70℃로 승온시켰다. 분리형 플라스크의 내온을 70℃로 유지하면서 중합 개시제로서의 과황산칼륨 0.5g을 첨가한 후, 분리형 플라스크의 내온을 70℃로 유지한 채로 8시간에 걸쳐 중합 반응시켰다. 이에 의해 종입자를 함유하는 에멀션(이하, 「종입자 함유 에멀션」으로 칭한다)이 얻어졌다.
(이형 수지 입자 제조예 1)
교반기, 온도계를 구비한 5L의 반응기에 중합성 비닐계 단량체로서 메타크릴산메틸 600g, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 300g, 폴리(에틸렌글리콜-프로필렌글리콜)모노메타크릴레이트(제품명: 블렘머 50PEP-300/니치유사 제조, 식(1) 중, R1=CH3, R2=C2H4, R3=C3H6, R4=H이며, m 및 n은 평균하여 m=3.5 및 n=2.5의 혼합물이다) 100g, 중합 개시제로서 아조비스부티로니트릴 6g을 넣어 혼합했다. 얻어진 혼합물을 계면 활성제로서 숙신술폰산나트륨 10g이 포함된 이온 교환수 1L와 혼합하고, TK 호모 믹서(프라이믹스사 제조)로 8000rpm으로 10분간 처리하여 수성 유화액을 얻었다. 이 수성 유화액에 종입자 제조예 1에서 얻은 평균 입자 직경이 1.0㎛인 수지 입자 함유 에멀션 360g을 교반하면서 첨가했다.
교반을 3시간 계속한 후, 분산액을 광학 현미경으로 관찰한 결과, 수성 유화액 중의 중합성 비닐계 단량체는 종입자에 흡수되어 있는 것을 확인했다(팽윤 배율 약 20배). 그 후, 분산 안정제로서 폴리비닐알코올(쿠라레사 제조, PVA-224E) 40g을 용해한 수용액 2000g을 반응기에 넣고 교반하면서 60℃에서 6시간 중합을 행했다. 얻어진 수지 입자를 주사형 전자 현미경으로 관찰한 결과, 반구상 이형 수지 입자였다. 또한, 이형 수지 입자의 구환산 체적 평균 입자 직경은 2.60㎛이며, 개수 평균 입자 직경의 변동 계수는 11.8％였다.
(이형 수지 입자 제조예 2)
중합성 비닐계 단량체로서 스티렌 600g, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 300g, 폴리(에틸렌글리콜-프로필렌글리콜)모노메타크릴레이트(제품명: 블렘머 50PEP-300/니치유사 제조, 식(1) 중, R1=CH3, R2=C2H4, R3=C3H6, R4=H이며, m 및 n은 평균하여 m=3.5 및 n=2.5의 혼합물이다) 100g으로 한 것 이외에는 이형 수지 입자 제조예 1과 동일하게 하여 수지 입자를 얻었다. 얻어진 수지 입자를 주사형 전자 현미경으로 관찰한 결과, 양볼록 렌즈상의 이형 수지 입자였다. 또한, 이형 수지 입자의 구환산 체적 평균 입자 직경은 2.57㎛이며, 개수 평균 입자 직경의 변동 계수는 11.4％였다.
(이형 수지 입자 제조예 3)
폴리에틸렌테레프탈레이트(Honam Petrochemical Corp.사 제조, 상품명: GLOBIO BCB80)의 펠릿 50g, 3-메톡시-3-메틸-1-부탄올(쿠라레사 제조, 상품명: 솔핏) 100g을 교반기 부착 용량 300㎖의 오토클레이브에 투입하고, 185℃의 조건하에서 2시간 교반했다. 2시간 후에 신속하게 실온까지 냉각하고, 내용물을 여별, 수세, 80℃의 오븐에서의 건조를 거쳐, 용제와 접촉된 폴리에스테르계 원료 수지의 펠릿 49g을 얻었다. 당해 폴리에스테르계 원료 수지를 라보 밀서(오사카 케미컬사 제조, 상품명: 소형 분쇄기 라보 밀서 PLUS LMPLUS)로 조분쇄한 후, 닛신 엔지니어링사 제조, 상품명: 커런트 제트밀 CJ-10(분쇄 공기압 0.5MPa)으로 미분쇄 처리를 행한 결과, 체적 평균 입자 직경 6.5㎛의 미세한 폴리에스테르계 수지 입자를 얻었다.
상기 폴리에스테르계 수지 입자를 열풍 표면 개질 장치(니혼 뉴매틱사 제조, 상품명: 메테오 레인보우 MR-10(열풍 온도 450℃)으로 구상화 처리를 행한 결과, 원형도 0.98의 진구상 폴리에스테르계 수지 입자를 얻었다.
내용적 33cc의 플라스틱 항아리 용기에 상기 진구상 폴리에스테르계 수지 입자 10g, IPA 10㎖, 직경 5㎜의 지르코니아 비즈 10g을 넣고 교반 장치(주식회사 싱키사 제조, 상품명: 아와토리 렌타로)에 넣어 2000rpm으로 10분간 교반 혼합했다. 얻어진 슬러리를 여별, 수세, 건조하여 편평상 폴리에스테르계 수지 입자를 얻었다.
이형 수지 입자의 구환산 체적 평균 입자 직경은 6.20㎛이며, 개수 평균 입자 직경의 변동 계수는 29.1％였다.
(금속 피복 이형 수지 입자의 제조예 1)
이형 수지 입자 제조예 1에서 얻어진 평균 입자 직경 2.60㎛의 반구상 이형 수지 입자 30㎎과 톨루엔 3㎖를 혼합하고, 별도로 100㎖의 비커에 이온 교환수 100㎖를 넣은 것에 첨가했다. 초음파 분산기(엔에스디사 제조, 상품명 US-1)로 10분간 처리함으로써 상기 혼합액을 유화시켰다.
상기 유화액을 8시간 방치하여 톨루엔을 휘발시킴으로써, 비커 액면에 입자 배열막을 얻었다. 차아염소산나트륨으로 친수화 처리한 유리 플레이트를 액면에 대해 수직으로 삽입하고 인상함으로써, 유리 플레이트에 입자 배열막(이형 수지 입자의 배열막)을 전사했다.
얻어진 입자 배열막을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 촬영하여 도 2의 SEM 화상을 얻었다. 도 2의 SEM 화상으로부터 각 이형 수지 입자의 반구면부가 유리 플레이트에 대향하도록 유리 플레이트 상에 규칙적으로 배열되어 있는 것을 알 수 있었다.
추가로, 입자 배열막에 은을 증착함으로써, 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막을 얻었다. 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막을 이온 교환수 50㎖에 분산한 후, 초음파 분산기(엔에스디사 제조, 상품명 US-1)를 이용하여 초음파를 조사해 배열막을 분리함으로써, 반구상의 평면부에 금속이 피복된 금속 피복 이형 수지 입자를 얻었다.
얻어진 금속 피복 이형 수지 입자의 애스펙트비의 평균값은 1.70이며, 측정된 임의의 입자 중 모든 입자의 애스펙트비는 1.5 이상이며, 애스펙트비의 변동 계수는 11.7％, 금속 피복의 두께는 60㎚였다. 이 금속 피복 이형 수지 입자는 반구상의 평면부 전체가 금속으로 피복되어 있던 점에서 계산상, 이형 수지 입자 표면의 30％가 금속으로 피복되어 있는 것이다. 또한, 얻어진 금속 피복 이형 수지 입자를 수중에 분산시키고, 405㎚, 75㎷의 레이저 광을 비춘 결과, 금속 피복 이형 수지 입자가 이동하는(주광성을 갖는) 것을 확인했다.
(금속 피복 이형 수지 입자의 제조예 2)
금속 피복 이형 수지 입자의 제조예 1과 동일하게 하여 유리 플레이트 상에 입자 배열막(이형 수지 입자의 입자 배열막)을 전사한 후, 입자 배열막에 셀로판 테이프의 점착면을 대고 눌러 전사했다.
얻어진 입자 배열막을 주사형 전자기 현미경(SEM)으로 촬영하여 도 3의 SEM 화상을 얻었다. 도 3의 SEM 화상으로부터 각 이형 수지 입자의 평면부가 셀로판 테이프에 대향하도록 셀로판 테이프 상에 규칙적으로 배열되어 있는 것을 알 수 있었다.
추가로, 입자 배열면에 백금을 증착함으로써, 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막을 얻었다. 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막을 아세톤 50㎖에 침지하고, 초음파 분산기(엔에스디사 제조, 상품명 US-1)를 이용하여 초음파를 조사해 배열막을 분리함으로써, 반구상의 구면에 금속이 피복된 금속 피복 이형 수지 입자를 얻었다. 얻어진 금속 피복 이형 수지 입자의 금속 피복의 두께는 65㎚였다. 이 금속 피복 이형 수지 입자는 반구상의 반구부 전체가 금속으로 피복되어 있던 점에서 계산상, 이형 수지 입자 표면의 70％가 금속으로 피복되어 있는 것이다.
(금속 피복 이형 수지 입자의 제조예 3)
이형 수지 입자의 제조예 2에서 얻어진 평균 입자 직경 2.57㎛의 양볼록 렌즈상의 이형 수지 입자를 사용한 것 이외에는 금속 피복 이형 수지 입자의 제조예 1과 동일하게 하여 유리 플레이트 상에 입자 배열막(이형 수지 입자의 배열막)을 전사했다.
얻어진 입자 배열막을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 촬영하여 도 4의 SEM 화상을 얻었다. 도 4의 SEM 화상으로부터 각 이형 수지 입자의 볼록 렌즈부가 유리 플레이트에 대향하도록 유리 플레이트 상에 규칙적으로 배열되어 있는 것을 알 수 있었다.
추가로, 입자 배열막에 백금을 증착함으로써, 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막을 얻었다. 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막을 이온 교환수 50㎖에 분산한 후, 초음파 분산기(엔에스디사 제조, 상품명: US-1)를 이용하여 초음파를 조사해 배열막을 분리함으로써, 양면 렌즈상의 편면 렌즈부에 금속이 피복된 금속 피복 이형 수지 입자를 얻었다.
얻어진 금속 피복 이형 수지 입자의 애스펙트비의 평균값은 1.50이며, 측정된 임의의 입자 중 모든 입자의 애스펙트비는 1.4 이상이며, 애스펙트비의 변동 계수는 10.1％, 금속 피복의 두께는 55㎚였다. 이 금속 피복 이형 수지 입자는 양볼록상의 절반의 면이 금속으로 피복되어 있던 점에서 계산상, 이형 수지 입자 표면의 50％가 금속으로 피복되어 있는 것이다.
(금속 피복 이형 수지 입자의 제조예 4)
이형 수지 입자의 제조예 3에서 얻어진 편평상 폴리에스테르계 수지 입자 30㎎을 톨루엔 3㎖에 분산시키고, 그 분산액을 별도로 100㎖의 비커에 이온 교환수 100㎖를 넣은 수면 상에 천천히 전개했다. 전개 후, 8시간 방치하여 톨루엔을 휘발시킴으로써, 비커 액면에 입자 배열막을 얻었다. 차아염소산나트륨으로 친수화 처리한 유리 플레이트를 액면에 대해 수직으로 삽입하고 인상함으로써, 유리 플레이트에 입자 배열막(이형 수지 입자의 배열막)을 전사했다.
추가로, 입자 배열막에 백금을 증착함으로써, 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막을 얻었다. 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막을 이온 교환수 50㎖에 분산한 후, 초음파 분산기(엔에스디사 제조, 상품명: US-1)를 이용하여 초음파를 조사해 배열막을 분리함으로써, 편평상 폴리에스테르 입자의 입자 두께에 대해 수평으로 이등분했을 때, 한쪽 입자의 표면에 금속이 피복된 금속 피복 이형 수지 입자를 얻었다.
얻어진 금속 피복 이형 수지 입자의 애스펙트비의 평균값은 1.55이고, 측정된 임의의 입자 중 모든 입자의 애스펙트비는 1.3 이상이며, 애스펙트비의 변동 계수는 13.1％이고, 금속 피복의 두께는 35㎚였다. 이 금속 피복 이형 수지 입자는 입자 두께에 대해 수평으로 이등분했을 때, 한쪽의 표면이 금속으로 피복되어 있던 점에서 계산상, 이형 수지 입자 표면의 50％가 금속으로 피복되어 있는 것이다.

Claims (23)

  1. 이형 수지 입자의 표면 일부가 금속으로 피복되어 있는 금속 피복 이형 수지 입자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    애스펙트비가 1.2 이상인 금속 피복 이형 수지 입자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    투영 면적이 최대가 되는 방향에서 보았을 때의 상기 이형 수지 입자의 외형이 원형이며, 투영 면적이 최소가 되는 방향에서 보았을 때의 상기 이형 수지 입자의 외형이 비원형인 금속 피복 이형 수지 입자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    (1) 복수의 평면부, (2) 평면부 및 곡면부, 또는 (3) 곡면부를 갖는 금속 피복 이형 수지 입자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    금속으로 피복된 면과 금속으로 피복되어 있지 않은 면을 갖는 금속 피복 이형 수지 입자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이형 수지 입자가 반구면부와 평면부를 갖는 반구 형상인 금속 피복 이형 수지 입자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반구면부 표면의 적어도 일부가 금속으로 피복되어 있는 금속 피복 이형 수지 입자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 평면부 표면의 적어도 일부가 금속으로 피복되어 있는 금속 피복 이형 수지 입자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 이형 수지 입자가 곡면부를 갖는 양볼록 렌즈 형상, 또는 편평 형상인 금속 피복 이형 수지 입자.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 양볼록 렌즈 형상의 편측 볼록 렌즈부만이 피복되어 있거나, 또는 상기 편평 형상의 편측부만이 피복되어 있는 금속 피복 이형 수지 입자.
  11. 제 1 항에 있어서,
    주광성을 갖는 금속 피복 이형 수지 입자.
  12. 제 1 항의 금속 피복 이형 수지 입자가 평면상으로 규칙적으로 배열되어 있는 배열막.
  13. 제 1 항의 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군으로서, 개수 평균 입자 직경의 변동 계수가 30％ 이하인 입자군.
  14. 제 1 항의 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군으로서, 애스펙트비의 평균값이 1.2 이상인 입자군.
  15. 제 1 항의 금속 피복 이형 수지 입자의 입자군으로서, 애스펙트비의 변동 계수가 30％ 이하인 입자군.
  16. 이형 수지 입자와, 당해 이형 수지 입자를 분산 가능하고, 물보다 저비중이며, 또한 물과 비상용인 유기 용제와의 혼합물을 조제하는 공정,
    상기 혼합물을 물에 유화시켜 유화액을 얻는 공정, 및
    상기 유화액을 정치하고, 상기 유기 용제를 휘발시켜 기액 계면에 상기 이형 수지 입자의 입자 배열막을 형성하는 공정을 구비하는 입자 배열막의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 이형 수지 입자가 반구면부와 평면부를 갖는 반구 형상인 입자 배열막의 제조 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항의 제조 방법에 의해 얻어진 입자 배열막을 취출하는 공정, 및
    상기 입자 배열막의 일부를 금속으로 피복하는 공정을 구비하는 금속 피복 이형 수지 입자 배열막의 제조 방법.
  19. 제 18 항의 제조 방법에 의해 얻어진 금속 피복 이형 수지 입자의 배열막으로부터 금속 피복 이형 수지 입자를 취출하는 공정을 구비하는 금속 피복 이형 수지 입자의 제조 방법.
  20. 제 1 항의 금속 피복 이형 수지 입자를 포함하는 분산체.
  21. 제 20 항에 있어서,
    도전성을 갖는 분산체.
  22. 제 1 항의 금속 피복 이형 수지 입자를 포함하는 수지 조성물.
  23. 제 1 항의 금속 피복 이형 수지 입자를 포함하는 외용제.
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