KR20190008804A - Polymer hollow particle, preparing method thereof, and composite comprising the polymer hollow particle - Google Patents

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Abstract

A method for manufacturing polymeric hollow particles comprises: a first step of providing at least one expandable particle containing an expandable core and a thermoplastic polymer shell comprising a foaming agent in a substrate having an engraved pattern; a second step of removing excess expandable particles from the product in the first step; a third step of heat-treating the product in the second step to expand the expandable particles having the engraved pattern; and a fourth step of separating the polymeric hollow particles expanded according to the third step from the substrate. Disclosed are monodisperse polymeric hollow particles having low specific gravity and various shapes manufactured according to the manufacturing method and a composite comprising the same.

Description

고분자 중공 입자 및 그 제조방법 및 이를 포함하는 복합체 {Polymer hollow particle, preparing method thereof, and composite comprising the polymer hollow particle} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a polymer hollow particle, a method for producing the hollow polymer particle, a composite material comprising the polymer hollow particle,

고분자 중공 입자, 그 제조방법 및 이를 포함하는 복합체에 대한 것으로서, 보다 상세하기로는 팽창성 입자를 이용한 고분자 중공 입자를 제조하는 방법과 이 제조방법에 따라 제조된 고분자 중공 입자와 이를 포함하는 복합체가 제시된다.The present invention relates to polymer hollow particles, a method for producing the hollow polymer particles, and a composite comprising the polymer hollow particles, and more particularly, to a method for producing polymer hollow particles using expandable particles, and a polymer hollow particle prepared by the method .

고분자 입자는 서방성 제제나 광학물질, 크로마토그래피의 매질 등 다양한 분야에서 폭넓게 이용되고 있다. 최근의 연구들은 복잡한 구조의 제조를 위한 빌딩 블록(building block)으로서 고분자 입자를 사용하는 것에 대한 연구들이 진행되고 있다. 이러한 응용분야에서, 고분자 입자의 구조, 크기, 모양, 다공성, 표면의 전하, 친수성, 소수성 등의 물리적, 화학적 성질은 입자의 기능에 영향을 미치기 때문에 입자의 구조에 복잡성을 도입하고, 이를 균일하게 제어하는 것은 매우 중요하다. 또한 다양한 형태와 물리화학적 성질을 갖는 고분자 입자의 디자인은 이들의 응용분야를 더욱 확장시킬 수 있다.Polymer particles have been widely used in various fields such as sustained release agents, optical materials, and chromatography media. Recent studies have been conducted on the use of polymeric particles as building blocks for the fabrication of complex structures. In such applications, the physical and chemical properties of polymer particles such as structure, size, shape, porosity, surface charge, hydrophilicity, and hydrophobicity affect the function of the particles, so they introduce complexity into the structure of the particles and uniformly Control is very important. The design of polymeric particles with various forms and physicochemical properties can further expand their applications.

형태 및 모양이 제어된 고분자 마이크로입자를 제조하는 방법으로는 마이크로 유체 시스템, 유화 중합의 제어, 및 상분리와 같은 제조방법이 알려져 있다. 그런데 이러한 제조방법으로는 입자의 밀도 특성을 제어하는 것이 용이하지 않고 제조공정 자체가 복잡하여 이에 대한 개선이 요구된다.Methods for producing polymer microparticles with controlled morphology and shape are known such as microfluidic systems, control of emulsion polymerization, and phase separation. However, in this manufacturing method, it is not easy to control the density characteristics of the particles, and the manufacturing process itself is complicated and needs to be improved.

일 측면은 열에 의하여 팽창하는 입자를 이용하여 다양한 형태를 갖는 고분자 중공 입자를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a method for producing polymer hollow particles having various shapes by using heat expandable particles.

다른 측면은 상술한 제조방법에 의하여 제조되어 단분산성을 갖고 저비중의 고분자 중공 입자를 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a polymer hollow particle having a low specific gravity, which is produced by the above-described production method and has a simple dispersibility.

또 다른 측면은 상술한 고분자 중공 입자를 함유한 복합체를 제공하는 것이다. Another aspect is to provide a composite containing the above-mentioned polymeric hollow particles.

일 측면에 따라, According to one aspect,

음각화된 패턴을 갖는 기판에 발포제를 포함하는 팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 포함하는 팽창성 입자 하나 이상을 제공하는 제1단계;A first step of providing at least one expandable particle comprising an expandable core comprising a blowing agent and a thermoplastic polymer shell to a substrate having a decoratched pattern;

상기 제1단계의 결과물에서 과잉의 팽창성 입자를 제거하는 제2단계;A second step of removing excess expandable particles from the result of the first step;

상기 제2단계의 결과물을 열처리하여 음각화된 패턴의 팽창성 입자를 팽창시키는 제3단계; 및A third step of heat-treating the resultant product of the second step to swell the intumescent patterned expandable particles; And

상기 제3단계에 따라 팽창이 완료된 고분자 중공 입자를 기판으로부터 분리하는 제4단계를 포함하는 고분자 중공 입자의 제조방법이 제공된다.And a fourth step of separating the expanded polymeric hollow particles from the substrate according to the third step.

상기 음각화된 패턴을 갖는 기판에 라인 또는 홀 패턴이 형성되어 고분자 중공 입자의 적어도 일 면에 라인 또는 홀 패턴이 형성될 수 있다.A line or a hole pattern may be formed on the substrate having the engraved pattern to form a line or hole pattern on at least one surface of the polymer hollow particles.

다른 측면에 따라 According to other aspects

상술한 제조방법에 따라 제조되어 팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 포함하는 단분산형 입자이며, 비중이 0.001 내지 1g/cm3인 고분자 중공 입자가 제공된다. The polymer particles are monodispersed particles prepared according to the above-described production method and comprising an expandable core and a thermoplastic polymer shell, and have a specific gravity of 0.001 to 1 g / cm 3 .

또 다른 측면에 따라 고분자 중공 입자; 및 전자전도성 물질, 전자파 차폐 성능을 갖는 물질, 열전자전도성 물질, 고분자 수지 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 복합체가 제공된다.According to another aspect polymer hollow particles; And a composite comprising at least one material selected from the group consisting of an electron conductive material, a material having electromagnetic wave shielding performance, a thermoelectrically conductive material, and a polymer resin.

상기 복합체는 고분자 중공 입자; 및 상기 고분자 중공 입자의 표면에 배치되며, 전자전도성 물질, 전자파 차폐 성능을 갖는 물질, 열전자전도성 물질 및 고분자 수지 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 함유한 코팅막을 함유한 구조를 갖거나 또는 상기 복합체는 고분자 중공 입자와, 전자전도성 물질, 전자파 차폐 성능을 갖는 물질, 열전자전도성 물질, 고분자 수지 중에서 선택된 하나 이상의 물질이 복합화된 구조를 갖는다.The composite may comprise polymeric hollow particles; And a coating film disposed on the surface of the polymer hollow particles and containing a coating film containing at least one substance selected from the group consisting of an electron conductive material, a material having electromagnetic wave shielding ability, a thermoelectrically conductive material and a polymer resin, Particles and at least one material selected from an electron conductive material, a material having an electromagnetic wave shielding performance, a thermoelectrically conductive material, and a polymer resin.

일 측면에 따르면, 열에 의하여 팽창되는 팽창성 입자를 이용하여 다양한 모양을 갖는 고분자 중공 입자를 제조할 수 있다. 이러한 고분자 중공 입자는 다양한 모양의 패턴내에 팽창성 입자를 공급하고 가열한 경우, 고분자 입자가 패턴의 형태에 맞게 팽창하여 그 모양이 제어되기 때문에 모양이 손쉽게 제어되면서 비중이 낮다. According to one aspect, polymer hollow particles having various shapes can be produced by using heat expandable particles. When such expandable particles are supplied and heated in a pattern of various shapes, the polymer particles expand to fit the shape of the pattern and the shape thereof is controlled, so that the shape is easily controlled and the specific gravity is low.

도 1a은 일구현예에 따른 단분산형 고분자 중공 입자의 제조과정을 설명하기 위한 것이다.
도 1b은 일구현예에 따른 고분자 중공 입자의 특성에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 1c 내지 도 1f는 일구현예에 따른 고분자 중공 입자의 광학현미경 사진이다.
도 2a 내지 도 2c는 실시예 1, 실시예 5 및 6에 따라 제조된 고분자 중공 입자에 대한 광학현미경 사진이다.
도 3a 내지 3g는 실시예 8-14에 따라 제조된 고분자 중공 입자에 대한 광학 현미경 사진이다.
도 3h는 도 3g의 네모 영역을 확대하여 나타낸 것이다.
도 4a는 실시예 14에 따라 제조된 고분자 중공 입자의 광학현미경 사진이다.
도 4b는 도 4a의 네모 영역을 확대하여 나타낸 것이다.
FIG. 1A is a view for explaining a manufacturing process of monodispersed polymeric hollow particles according to one embodiment.
FIG. 1B is a view for explaining the characteristics of the polymer hollow particles according to one embodiment.
1C-1F are optical microscope photographs of polymer hollow particles according to one embodiment.
FIGS. 2A to 2C are optical microscope photographs of polymer hollow particles prepared according to Example 1, Examples 5 and 6. FIG.
3A to 3G are optical microscope photographs of polymer hollow particles prepared according to Examples 8 to 14.
FIG. 3H is an enlarged view of the square area of FIG. 3G.
FIG. 4A is an optical microscope photograph of the polymer hollow particles produced according to Example 14. FIG.
4B is an enlarged view of the square area of FIG. 4A.

이하, 일구현예에 따른 고분자 중공 입자, 그 제조방법 및 상기 고분자 중공 입자를 함유한 복합체에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, polymer hollow particles according to one embodiment, a method for producing the same, and a composite containing the polymer hollow particles will be described in more detail.

음각화된 패턴을 갖는 기판에 발포제를 포함하는 팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 포함하는 팽창성 입자 하나 이상을 제공하는 제1단계;A first step of providing at least one expandable particle comprising an expandable core comprising a blowing agent and a thermoplastic polymer shell to a substrate having a decoratched pattern;

상기 제1단계의 결과물에서 과잉의 팽창성 입자를 제거하는 제2단계;A second step of removing excess expandable particles from the result of the first step;

상기 제2단계의 결과물을 열처리하여 음각화된 패턴의 팽창성 입자를 팽창시키는 제3단계; 및A third step of heat-treating the resultant product of the second step to swell the intumescent patterned expandable particles; And

상기 제3단계에 따라 팽창이 완료된 고분자 중공 입자를 기판으로부터 분리하는 제4단계를 포함하는 고분자 중공 입자의 제조방법이 제공된다.And a fourth step of separating the expanded polymeric hollow particles from the substrate according to the third step.

상술한 제조방법을 이용하면, 열에 의하여 팽창되는 특성을 갖는 팽창성 입자를 이용하여 다양한 모양과 저비중의 단분산화된 고분자 중공 입자를 용이하게 제조할 수 있다.By using the above-mentioned production method, it is possible to easily produce monodispersed polymer hollow particles of various shapes and low specific gravity by using expandable particles having the characteristic of expanding by heat.

상기 제1단계에서 음각화된 패턴에 제공되는 팽창성 입자는 단분산형 또는 다분산형의 1개 이상, 예를 들어 1개 내지 1000개, 예를 들어 1개 내지 500개, 예를 들어 1개 내지 100개 범위에서 제공되어 단분산형의 팽창이 완료된 고분자 중공 입자의 밀도 및 형태를 제어할 수 있다. 이와 같이 출발물질인 팽창성 입자를 단분산형이 아닌 다분산형을 사용한다고 하더라도 최종 목적물로서 단분산형 고분자 중공입자를 제조할 수 있다. 이러한 고분자 중공입자는 사이즈가 균일하며 입자끼리의 응집이 실질적으로 거의 없다.The expandable particles provided in the pattern engraved in the first step may have at least one, for example from 1 to 1000, for example from 1 to 500, for example from 1 to 500, of monodisperse or polydisperse type It is possible to control the density and the shape of the polymer particles which have been expanded in the monodisperse type and are provided in the range of 100. Even if the expandable particles, which are the starting materials, are not monodisperse but polylactic, the monodispersed polymer hollow particles can be produced as the final object. These polymer hollow particles are uniform in size and substantially do not aggregate with each other.

고분자 중공 입자의 직경 분포를 동적 광산란법(dynamic light scattering)으로 측정하면 입자의 직경이 잘 제어되어 입자 크기의 분산도가 5% 이하, 예를 들어 1%, 예를 들어 0.1% 이하, 예를 들어 0.01% 이하, 예를 들어 0.0001 내지 0.01%로 균일한 단분산형 입자이다. When the diameter distribution of the polymer hollow particles is measured by dynamic light scattering, the diameter of the particles is well controlled so that the degree of dispersion of the particle size is 5% or less, for example, 1% or less, for example, 0.1% Is 0.01% or less, for example, 0.0001 to 0.01%.

상기 제1단계는 상기 팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 포함하는 팽창성 입자 하나 이상이 용매와 혼합되어 습식으로 음각화된 패턴을 갖는 기판에 제공되거나 또는 팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 포함하는 팽창성 입자 하나 이상을 건식으로 제공할 수 있다. 여기에서 건식은 러빙법, 스프레이법 등을 의미한다.Wherein the first step comprises mixing one or more expandable particles comprising the expandable core and the thermoplastic polymer shell with a solvent to provide a substrate having a wet intaglio pattern or providing one or more expandable particles comprising an expandable core and a thermoplastic polymer shell Can be provided as a dry type. Here, the dry type means a rubbing method, a spray method and the like.

상기 3단계에서 열처리는 50 내지 170℃, 예를 들어 90 내지 120℃, 예를 들어 100 내지 120℃ 범위에서 실시한다. 열처리시 승온속도는 0.1 내지 20℃/min, 예를 들어 10℃/min이다. 열처리온도 및 승온속도가 상기 범위일 때 팽창형 입자의 팽창이 원활하게 이루어져서 목적하는 고분자 쉘 두께를 갖는 팽창이 완료된 고분자 중공 입자를 얻을 수 있다. 특히 승온속도가 상술한 범위일 때 코어 및 쉘의 구조적 결함(defect)이나 파손 없는 팽창성 입자를 유지할 수 있다. 그 결과, 고분자 중공 입자의 진비중이 예상보다 커지거나 또는 팽창배율이 원하는 바대로 제어되지 않아 열팽창 물성이 저하되는 것을 막을 수 있다. 음각화된 패턴을 갖는 기판은 예를 들어 마이크로웰을 갖는 기판이다.In the above step 3, the heat treatment is performed at a temperature of 50 to 170 ° C, for example, 90 to 120 ° C, for example, 100 to 120 ° C. The heating rate during the heat treatment is 0.1 to 20 占 폚 / min, for example, 10 占 폚 / min. When the heat treatment temperature and the temperature raising rate are within the above ranges, the expandable particles are smoothly expanded, and the expanded polymer hollow particles having the desired polymer shell thickness can be obtained. Especially, when the rate of temperature rise is within the above-mentioned range, structural defects of the core and the shell or intumescent particles without breakage can be maintained. As a result, it is possible to prevent the true specific gravity of the polymer hollow particles from being larger than expected, or the expansion magnification can not be controlled as desired so that the thermal expansion property can be prevented from deteriorating. The substrate having the intaglio pattern is, for example, a substrate having microwells.

만약 팽창성 입자가 팽창성 입자 수분산액 형태로 몰드의 마이크로웰에 제공되는 경우, 상술한 열처리과정에서 불필요한 용매가 제거될 수 있다. 그리고 열처리과정에서 팽창이 진행되며, 열처리시간은 예를 들어 1초 내지 24시간 범위에서 변화될 수 있다.If the expandable particles are provided in the microwell of the mold in the form of an expandable particle water dispersion, unnecessary solvents can be removed in the heat treatment process described above. And the expansion progresses in the heat treatment process, and the heat treatment time can be changed in the range of, for example, 1 second to 24 hours.

음각화된 패턴이 형성된 기판은 광식각 공정과 열경화성 실리콘 고분자인 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane: PDMS)을 이용하여 제조할 수 있다.The substrate on which the pattern is intaglio patterned can be manufactured using the photolithography process and polydimethylsiloxane (PDMS), a thermosetting silicone polymer.

실리콘 기판 위에 감광성 수지를 코팅한 후, 소정의 너비와 깊이를 가지는 다양한 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등의 패턴을 가지는 광 마스크를 통해 자외선을 선택적으로 조사하고, 자외선이 조사되지 않은 부분을 현상액을 통해 제거하면 원하는 패턴을 갖는 몰드를 얻을 수 있다.After a photosensitive resin is coated on a silicon substrate, ultraviolet rays are selectively irradiated through a photomask having a pattern of various circular, triangular, square, pentagonal, hexagonal, etc. having a predetermined width and depth, And removed through a developer to obtain a mold having a desired pattern.

상기와 같이 얻어진 몰드에 열경화성 고분자인 PDMS를 도포하고 60 내지 90℃의 온도에서 10 내지 30시간 동안 경화시켜 실리콘 기판으로부터 분리한 후, 이를 산소 분위기 하에서 노출되어 표면에 친수성 화학 그룹의 형성을 유도하여 다향안 형태의 음각화된 패턴을 갖는 PDMS 기판을 얻었다. 상기에서 도포한 PDMS를 열경화하는 것에 의하여 채널 부재가 제조된다.PDMS, which is a thermosetting polymer, was applied to the mold thus obtained and cured at a temperature of 60 to 90 DEG C for 10 to 30 hours to separate the substrate from the silicon substrate. Then, it was exposed in an oxygen atmosphere to induce formation of a hydrophilic chemical group on the surface A PDMS substrate having intaglio pattern of polygonal shape was obtained. The channel member is manufactured by thermally curing the PDMS applied in the above.

상기로부터 얻어진 다양한 형태의 음각화된 패턴을 가지는 PDMS 기판 위에 평평한 상태로 얻어진 PDMS 채널 부재를 결합시켜 일체화하여 소자가 제조된다.The PDMS channel member obtained in the flat state is bonded to the PDMS substrate having the various types of intaglio patterns obtained from the above, and integrated to manufacture the device.

음각화된 패턴의 사이즈는 특별하게 제한되는지 않으며, 목적하는 고분자 중공 입자의 사이즈에 따라 달라진다. 음각화된 패턴의 두께 방향의 형태를 제어하여 팽창된 고분자 중공 입자의 형태를 제어할 수 있다.The size of the engraved pattern is not particularly limited, and depends on the size of the desired polymer hollow particles. It is possible to control the shape of the expanded polymer hollow particles by controlling the shape of the intaglio pattern in the thickness direction.

음각화된 패턴은 예를 들어 평면상의 한 변의 길이를 A, 상기 변의 개수를 N이라고 정의하고, N은 1 내지 100의 범위에서 변화시킴으로써, 모든 변의 A가 동일한 경우에, 팽창하는 입자의 형태를 등방형 모양으로팽창성 입자의 형태를 다양하게 변화시킬 수 있다. For example, if the length of one side on a plane is defined as A, the number of sides is defined as N, and N is varied in the range of 1 to 100, the intensely patterned pattern can be obtained by changing the shape of the expanding particles The shape of the expandable particles can be variously changed in an isotropic shape.

상기 음각화된 패턴의 평면 상의 한 변의 길이를 A, 상기 변의 개수를 N이라고 정의하고, N은 1 내지 100의 범위에서 변화시킴으로써, 모든 변의 A가 동일하지 않은 경우에, 팽창하는 입자의 형태를 비등방형 모양으로 변형하는, 팽창하는 입자를 이용할 수 있다.The length of one side on the plane of the intaglio pattern is defined as A, the number of sides is defined as N, and N is varied in the range of 1 to 100, whereby the shape of the expanding particle An expanding particle that deforms into an anisotropic shape can be used.

음각화된 패턴의 너비 및 높이는 특별한 형태로 제한되는 것은 아니며, 예를들어 음각화된 패턴의 너비는 10 nm 내지 1,000μm, 높이가 10nm 내지 1,000μm이다. The width and height of the engraved pattern are not limited to a particular shape, for example, the width of the engraved pattern is 10 nm to 1,000 μm and the height is 10 nm to 1,000 μm.

상술한 열처리시 중간에 1 내지 100 분 동안 숙성하는 과정을 거칠 수 있다. 이러한 과정을 통하여 팽창성 입자의 팽창배율을 극대화할 수 있고 불필요한 공기 등을 제거할 수 있다.It may be aged for 1 to 100 minutes in the middle of the above-mentioned heat treatment. Through this process, the expansion ratio of the expandable particles can be maximized and unnecessary air can be removed.

일구현예에 따른 고분자 중공입자의 제조방법에서 몰드의 형상은 원형, 정사각형, 직사각형 등과 같이 목적하는 고분자 중공 입자의 형상에 따라 다양하게 제작가능하다. The shape of the mold in the method of manufacturing the polymer hollow particles according to one embodiment can be variously formed according to the shape of the desired polymer hollow particles such as a circle, a square, and a rectangle.

일구현예에 따른 고분자 중공 입자는 도 1b에 나타난 바와 같이 그 형상을 원하는 바대로 제어하기가 용이하다(complexity: #1 및 도 1c 참조). 그리고 본 발명의 고분자 중공 입자는 열처리 온도 등을 제어하여 그 에지를 라운드하게 처리하거나 또는 샤프하게 제어하는 것이 가능하다(complexity: #2 및 도 1d 참조). 그리고 도 1c에 나타난 바와 같이 고분자 중공입자는 1개, 2개, 3개 입자 등과 같이 입자 갯수를 원하는 바대로 제어할 수 있다(complexity: #3 및 도 1e 참조). 일체형 입자(one-body particle), 일차 입자 또는 이차 입자 형태를 가질 수 있다. 이차입자는 일차 입자의 응집체를 말한다. 고분자 중공입자가 일체형 입자일 때, 입자에서 결정립계가 거의 없다. The polymer hollow particles according to one embodiment are easy to control their shape as desired as shown in FIG. 1B (see complexity # 1 and FIG. 1C). The polymer hollow particles of the present invention can control the heat treatment temperature or the like to round the edge or control the sharpness (see complexity # 2 and FIG. 1d). As shown in FIG. 1C, the polymer hollow particles can control the number of particles such as 1, 2, and 3 particles as desired (see complexity # 3 and FIG. 1e). May have one-body particles, primary particles, or secondary particle forms. Secondary particles are aggregates of primary particles. When the polymer hollow particles are integral particles, there is almost no grain boundary in the particles.

일구현예에 따른 고분자 중공입자에 표면처리를 실시하여 입자들의 응집 및 결착을 막을 수 있다. 상기 표면처리는 예를 들어 불소계 물질을 코팅하는 것이다. 여기에서 불소계 물질로는 1,1-다이플로로에탄 등의 저분자 물질을 이용한다.The polymer hollow particles according to one embodiment can be surface-treated to prevent aggregation and adhesion of the particles. The surface treatment is, for example, coating of a fluorine-based material. As the fluorine-based material, a low-molecular substance such as 1,1-difluoroethane is used.

본 발명의 고분자 입자는 그 외부 표면(상부, 하부 및 측면 표면) 상에 홀, 라인 등의 패턴을 원하는 바대로 형성할 수 있다(complexity: #4. 및 도 1f 참조). The polymer particles of the present invention can form patterns of holes, lines and the like on their outer surfaces (upper, lower and side surfaces) as desired (see complexity # 4 and Figure 1F).

팽창성 입자에서 코어의 함량은 팽창성 입자 총중량을 기준으로 하여 2 내지 85 중량%, 예를 들어 0.1 내지 5.0 중량%, 예를 들어 1 내지 3 중량%이고 열가소성 고분자 쉘은 팽창성 입자 총중량을 기준으로 하여 95 내지 99.9 중량%이다. 열가소성 고분자 쉘의 두께는 0.1 내지 10㎛이다.The content of core in the expandable particles is from 2 to 85% by weight, for example from 0.1 to 5.0% by weight, for example from 1 to 3% by weight, based on the total weight of the expandable particles, and the thermoplastic polymer shell comprises 95% To 99.9% by weight. The thickness of the thermoplastic polymer shell is 0.1 to 10 탆.

팽창성 입자의 평균 입경은 예를 들어 0.2 내지 50㎛이다. The average particle diameter of the expandable particles is, for example, 0.2 to 50 占 퐉.

팽창성 입자에서 발포제는 고분자 쉘을 구성하는 열가소성 수지의 연화점 온도 이상의 온도에서 가열하여 팽창성 입자를 그 체적팽창비율이 약 10배 이상, 예를 들어 0.01배 내지 10배가 되도록 팽창시킨다. In the expandable particles, the blowing agent is heated at a temperature higher than the softening point temperature of the thermoplastic resin constituting the polymer shell to expand the expandable particles such that the volume expansion ratio thereof is about 10 times or more, for example, 0.01 to 10 times.

일구현예에 따른 고분자 중공 입자는 팽창에 의하여 내부에 큰 기공을 가지며, 저비중을 요구하는 구조체로 적용하기 위하여 고분자 기재내 필러로서 혼합되어 사용될 수 있다. 본 발명의 고분자 중공 입자를 필러로 사용하는 경우, 제품의 밀도, 투명도, 굴절율, 방음, 절연 등의 다양한 특성을 원하는 바대로 조절하기가 용이하다.The polymer hollow particles according to one embodiment have large pores inside due to expansion, and can be used as a filler in a polymer substrate to be applied as a structure requiring a low specific gravity. When the polymer hollow particles of the present invention are used as a filler, various properties such as density, transparency, refractive index, sound insulation and insulation of the product can be easily adjusted as desired.

열가소성 수지로는 중합성 모노머로부터 얻어진 고분자 또는 중합성 모노머와 가교제의 반응 생성물로 얻어진 고분자이며, 상기 중합성 모노머는 니트릴계 모노머, 카르복실산계 모노머, (메타)아크릴산계 에스테르 모노머, 아크릴아미드계 모노머, 말레이미드계 모노머, 비닐에테르계 모노머, 스티렌계 모노머, 비닐케톤계 모노머, 방향족 디비닐계 모노머, N-비닐계 모노머, 할로겐화 비닐계 모노머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이다. The thermoplastic resin is a polymer obtained from a polymer obtained from a polymerizable monomer or a reaction product of a polymerizable monomer and a crosslinking agent, and the polymerizable monomer includes a nitrile monomer, a carboxylic acid monomer, a (meth) acrylic acid ester monomer, an acrylamide monomer , Maleimide monomer, vinyl ether monomer, styrene monomer, vinyl ketone monomer, aromatic divinyl monomer, N-vinyl monomer, halogenated vinyl monomer, and combinations thereof.

상기 니트릴계 모노머의 예로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, a-클로르아크릴로니트릴, a-에톡시아크릴로니트릴, 푸마로니트릴 등이 있다. 그리고 카르복실산계 모노머는 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 시트라콘산과 같은 카르복실산 단량체; 염화비닐리덴, 초산비닐; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 노르말부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, 터셔리부틸(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 카르복시에틸렌아크릴레이트 등이 있다. 상기 스티렌계 모노머의 예로는, 스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-에틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, p-n-부틸스티렌, p-tert-부틸스티렌, p-n-헥실스티렌, p-n-옥틸스티렌, p-n-노닐스티렌, p-n-데실스티렌, p-n-도데실스티렌, n-메톡시스티렌, p-페닐스티렌, p-클로르스티렌, 3,4-디클로르스티렌등이 있고, 아크릴아미드계 모노머의 예로는 아크릴아미드, 치환 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 치환 메타크릴아미드 등이 있다. 그리고 말레이미드계 모노머의 예는 N-페닐말레이미드, N-(2-클로로페닐)말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-라우릴말레이미드 등이 있다.Examples of the nitrile-based monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, a-chloracrylonitrile, a-ethoxyacrylonitrile, and fumaronitrile. And carboxylic acid monomers include, for example, carboxylic acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and citraconic acid; Vinylidene chloride, vinyl acetate; (Meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, isobonyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (Meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, carboxyethylene acrylate, and the like. Examples of the styrene-based monomer include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p- Dodecylstyrene, pn-dodecylstyrene, n-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, Examples of the acrylamide-based monomer include acrylamide, substituted acrylamide, methacrylamide, substituted methacrylamide, and the like. Examples of the maleimide-based monomer include N-phenylmaleimide, N- (2-chlorophenyl) maleimide, N-cyclohexylmaleimide and N-laurylmaleimide.

상기 비닐에테르계 모노머는 예를 들어 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 비닐이소부틸에테르 등이 있고, 비닐케톤계 모노머는 비닐메틸케톤, 비닐헥실케톤, 메틸이소프로페닐케톤 등이 있다. Examples of the vinyl ether monomer include vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, and vinyl isobutyl ether. Vinyl ketone monomers include vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, and methyl isopropenyl ketone.

방향족 디비닐계 모노머는 예를 들어 디비닐벤젠, 디비닐나프타렌 등이 있다.Examples of the aromatic divinyl-based monomer include divinylbenzene, divinylnaphthalene, and the like.

(메타)아크릴산계 에스테르 모노머는 예를 들어 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트,스테아릴(메타)아크릴레이트, 2-클로르에틸(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴The (meth) acrylic acid ester monomer may be, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) Acrylate, propyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, stearyl Acrylate, phenyl (meth) acrylate, isobonyl (meth) acrylate

레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, β-카르복시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.(Meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate,? -Carboxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl .

N-비닐계 모노머는 예를 들어 N-비닐피롤, N-비닐카르바졸, N-비닐인돌, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 그리고 할로겐화비닐계 모노머는 예를 들어 염화비닐, 염화비닐리덴, 브롬화비닐, 불화비닐 등을 들 수 있다.상기 가교제는 메타크릴산알릴, 트리아크릴포르말, 트리알릴이소시아네이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 1, 10-데칸디올디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 글리세롤디메타크릴레이트, 디메틸올-트리시클로데칸디아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아크릴산안식향산에스테르, 트리메틸올프로판아크릴산안식향산에스테르, 2-히드록시-3-아크릴로일옥시프로필메타크릴레이트, 히드록시피바란산네오펜틸글리콘디아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올디아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함한다. 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트에서 폴리에틸렌글리콜의 중량평균분자량은 200, 400 또는 600일 수 있다.Examples of the N-vinyl monomer include N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone and the like. Examples of the vinylidene halide monomer include vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, etc. The crosslinking agent includes allyl methacrylate, triacryl acrylate, triallyl isocyanate, ethylene glycol di (meth) Acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,9- Acrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, glycerol dimethacrylate, dimethylol-tricyclodecane (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di Diacrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, neopentyl glycol acrylate esters Acrylic acid esters such as 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, hydroxypivalic acid neopentylglycoldiacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, 2-butyl- 2-ethyl-1,3-propanediol diacrylate, and combinations thereof. The weight average molecular weight of the polyethylene glycol in the polyethylene glycol di (meth) acrylate may be 200, 400 or 600.

팽창성 입자의 코어를 구성하는 발포제는 열가소성 수지 고분자 쉘의 열가소성 수지의 연화점 온도 이하에서 가스상이 되는 저비점의 비불소계 탄화수소 화합물을 포함한다. The blowing agent constituting the core of the expandable particles includes a non-fluorinated hydrocarbon compound having a low boiling point which becomes a gaseous phase at a temperature below the softening point of the thermoplastic resin of the thermoplastic resin polymer shell.

발포제는 예를 들어 150℃ 이상의 초기 분해 온도와 210℃ 내지 240℃에서 최대 발포도를 유지한다. 팽창성 입자의 코어의 열팽창 개시온도는 -20 내지 내지 150℃, 예를 들어 -15 내지 100℃, 예를 들어 -12 내지 50℃이고 열팽창 최대온도는 160 내지 170℃인 발포제를 함유한다. The foaming agent maintains an initial decomposition temperature of, for example, 150 ° C or higher and a maximum foaming degree at 210 ° C to 240 ° C. The core of the expandable particles has a thermal expansion starting temperature of -20 to 150 캜, for example, -15 to 100 캜, for example, -12 to 50 캜 and a maximum thermal expansion temperature of 160 to 170 캜.

팽창성 코어의 함량은 팽창성 입자의 총중량을 기준으로 하여 5 내지 30 중량%이다. 발포제는 예를 들어 프로판, 프로필렌, 부텐, 노르말부탄, 이소부탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 노르말펜탄, 노르말헥산, 이소헥산, 헵탄, 옥탄, 석유에테르, 메탄의 할로겐화물, 테트라알킬실란, 아조디카르본아미드중에서 선택된 하나 이상을 이용한다.The content of the expandable core is 5 to 30% by weight based on the total weight of the expandable particles. The foaming agent may be selected from, for example, propane, propylene, butene, n-butane, isobutane, isopentane, neopentane, n-pentane, n-hexane, isohexane, heptane, octane, petroleum ether, Lt; / RTI > amide.

고분자 쉘을 구성하는 열가소성 수지는 예를 들어 (메타)아크릴계 제1반복단위를 필수구성성분으로 함유하고 이외에 니트릴계 제2반복단위와 상기 (메타)아크릴계 제1반복단위와 니트릴계 제2반복단위와 반응성을 갖지 않는 제3반복단위를 포함하는 터폴리머일 수 있다. The thermoplastic resin constituting the polymer shell may contain, for example, a (meth) acrylic first recurring unit as an essential constituent, and a second recurring unit of a nitrile, a second recurring unit of the (meth) And a third repeating unit having no reactivity.

열가소성 수지는 상기 제1반복단위, 제2반복단위를 임의의 혼합비로 포함할 수 있다.The thermoplastic resin may contain the first repeating unit and the second repeating unit at an arbitrary mixing ratio.

일구현예에 의하면, (메타)아크릴계 제1반복단위의 함량은 반복단위 총함량을 기준으로 하여 10 내지 50중량%, 예를 들어 15 내지 30 중량%이고, 니트릴계 제2반복단위의 함량은 반복단위 총함량을 기준으로 하여 30 내지 80중량%, 예를 들어 35 내지 50중량%이다. According to one embodiment, the content of the first (meth) acrylic repeating unit is 10 to 50% by weight, for example, 15 to 30% by weight based on the total amount of the repeating units, 30 to 80% by weight, for example 35 to 50% by weight, based on the total content of the repeating units.

상기 제3반복단위는 폴리비닐클로라이드, N-메틸올(메타)아크릴아미드, N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴레이트, 마그네슘모노(메타)아크릴레이트, 아연 모노(메타)아크릴레이트, 비닐글리시딜에테르, 프로페닐글리시딜에테르, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트 중에서 선택된 하나 이상을 들 수 있다. The third repeating unit may be at least one selected from the group consisting of polyvinyl chloride, N-methylol (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, (Meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, (Meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate.

열가소성 수지는 상기 제1반복단위, 제2반복단위 및 제3반복단위를 임의의 혼합비로 포함할 수 있다.The thermoplastic resin may contain the first repeating unit, the second repeating unit and the third repeating unit in an arbitrary mixing ratio.

상기 제3반복단위의 함량은 10 내지 50 중량%, 예를 들어 35 내지 45 중량%이다. The content of the third repeating unit is 10 to 50% by weight, for example, 35 to 45% by weight.

상기 열가소성 수지는 예를 들어 비닐클로라이드-co-아크릴로니트릴-co-메틸 메타크릴레이트 공중합체를 들 수 있다. 아크릴로니트릴 반복단위의 함량은 10 내지 50 중량%이고, 메틸 메타크릴레이트 반복단위의 함량은 30 내지 80 중량%이고, 비닐 클로라이드 반복단위의 함량은 10 내지 50 중량%이다.The thermoplastic resin includes, for example, vinyl chloride-co-acrylonitrile-co-methyl methacrylate copolymer. The content of the acrylonitrile repeating unit is 10 to 50% by weight, the content of the repeating unit of methyl methacrylate is 30 to 80% by weight, and the content of the vinyl chloride repeating unit is 10 to 50% by weight.

상술한 조성을 갖는 열가소성 수지를 함유한 고분자 쉘을 포함한 팽창성 입자를 이용하는 경우, 목적하는 고분자 쉘 두께를 갖는 팽창이 완료된 고분자 중공 입자를 얻을 수 있고, 팽창이 완료된 후, 코어 및 쉘의 구조적 결함(defect)이나 파손 없는 팽창성 입자를 유지할 수 있고, 고분자 중공 입자의 비중 및 열팽창 물성이 우수하다.When the expandable particles including the polymer shell containing the thermoplastic resin having the above composition are used, the expanded polymer hollow particles having the desired polymer shell thickness can be obtained, and after the expansion is completed, the structural defects of the core and the shell ) Or expandable particles without breakage, and has excellent specific gravity and thermal expansion properties of the polymer hollow particles.

이하, 일구현예에 따른 고분자 중공 입자의 제조방법을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of producing the polymer hollow particles according to one embodiment will be described in more detail.

음각화된 패턴을 갖는 기판인 몰드의 마이크로웰에 발포제를 포함하는 팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 포함하는 팽창성 입자 하나 이상을 제공한다. 상기 팽창성 입자 하나 이상은 분말 형태로 별도의 용매 없이 마이크로웰에 러빙 또는 스프레이하는 방법과 같은 건식 방법에 의하여 기판에 제공될 수 있다. A microwell of a mold that is a substrate with a patterned pattern provides one or more expandable particles comprising an expandable core comprising a blowing agent and a thermoplastic polymer shell. One or more of the expandable particles may be provided to the substrate by a dry method such as rubbing or spraying the microwell in powder form without any additional solvent.

마이크로웰에 제공되는 팽창성 입자가 다분산형 타입이라고 하더라도 최종적으로 얻어진 고분자 중공 입자는 분산도가 매우 우수한 단분산형 입자 타입을 갖는다. Even though the expandable particles provided in the microwell are of the polydisperse type, the finally obtained polymer hollow particles have a monodisperse particle type with a very high degree of dispersion.

습식 공정을 이용하여 고분자 중공 입자를 제조하는 경우, 몰드 덮개를 설치하는 것이 필요하고 입자의 도킹 및 몰드의 마이크로웰내에 입자를 분산할 때 사용된 용매의 증발 과정 등이 반드시 필요하다. 그리고 습식 공정을 이용하는 몰드에 대한 용매의 친화성, 표면에너지는 정밀하게 조절해야 하고 고분자 중공 입자를 양산하는 경우 용매 증발이 균일하게 이루어지도록 제어되어야 한다. In the case of producing polymer hollow particles using a wet process, it is necessary to provide a mold lid, and it is necessary to dope the particles and to evaporate the solvent used in dispersing the particles in the microwells of the mold. In addition, the affinity and surface energy of the solvent for the mold using the wet process should be precisely controlled, and the solvent evaporation must be controlled to be uniform when mass production of the polymer hollow particles.

습식 공정을 이용하여 고분자 중공 입자를 제조하는 경우에 대하여 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.The production of polymer hollow particles using a wet process will be described in more detail as follows.

습식 공정을 이용하여 고분자 중공 입자를 제조하는 방법은 기판에 팽창성 입자 하나 이상을 제공할 때 상술한 건식 제조방법과 비교하여 마이크로웰에 팽창성 입자 분말을 제공하는 대신 팽창성 입자와 이를 분산하는 용매를 함유하는 팽창성 입자 함유 분산액을 제공하는 것을 제외하고는 동일하게 실시한다.The method of producing polymeric hollow particles by using a wet process includes the steps of providing swellable particles and a solvent for dispersing the swellable particles instead of providing the swellable particle powder in the microwell as compared with the above- The present invention also provides an expandable particle-containing dispersion comprising the above-mentioned particles.

상기 용매로는 물, 등을 이용한다. 용매의 함량은 팽창성 입자 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 99 중량부를 이용한다.As the solvent, water or the like is used. The content of the solvent is 1 to 99 parts by weight based on 100 parts by weight of the expandable particles.

상기 음각화된 패턴을 가지는 폴리디메틸실록산(PDMS) 기판 위에 PDMS 채널 부재 기판을 결합시켜 일체화하여 소자를 제조한다. 상기 PDMS 채널 부재 기판의 채널을 통하여 팽창성 입자 함유 분산액이 음각화된 패턴을 가지는 PDMS 기판(몰드)의 마이크로웰에 공급될 수 있다.A PDMS channel member substrate is bonded to a polydimethylsiloxane (PDMS) substrate having the intaglio pattern to form an integrated device. Through the channel of the PDMS channel member substrate, the expandable particle-containing dispersion can be supplied to the microwell of the PDMS substrate (mold) having the intaglio pattern.

상기 몰드로는 폴리우레탄, 폴리디메틸실록산과 같은 고분자를 이용한 소프트 몰드 또는 금속 몰드와 같은 하드 몰드를 사용할 수 있다. 소프트 몰드는 실리콘 마스터 몰드로부터 단순한 복제 공정을 통하여 쉽게 제작 가능하다.As the mold, a soft mold using a polymer such as polyurethane, polydimethylsiloxane, or a hard mold such as a metal mold may be used. The soft mold can be easily manufactured from a silicon master mold through a simple duplication process.

건식 공정을 이용하여 고분자 중공 입자를 제조하는 경우, 상술한 습식 공정에서 요구되는 공정 및 장비가 불필요하게 되므로 제조과정이 더 단순화되고 용이할 수 있다. 건식 공정을 이용하면 습식 공정에서 요구되는 팽창성 입자 함유 분산액을 공급하기 위한 PDMS 채널 부재 기판이 불필요하므로 많은 이점이 있다.When the polymer hollow particles are produced by using the dry process, the process and equipment required in the above-mentioned wet process are not required, so that the manufacturing process can be further simplified and facilitated. The use of the dry process has many advantages because a PDMS channel member substrate for supplying the expandable particle-containing dispersion required in the wet process is unnecessary.

건식 공정에 의하면, 팽창성 입자를 몰드의 마이크로웰에 스프레이한 후, 접착력이 있는 테이핑 공정, 블로잉 공정, 또는 초음파를 가하는 공정을 수행할 수 있다. 테이핑 공정은 테이프 소재를 이용하여 여분의 입자를 제거하는 과정이며, 블로잉 공정 및 초음파를 가하는 공정을 통해서도 마이크로웰에 과잉으로 공급된 팽창성 입자를 제거할 수 있다. 그 중에서도 테이핑 공정은 블로잉 공정 및 초음파를 가하는 공정에 비하여 과잉의 입자를 보다 균일하게 제거할 수 있다. According to the dry process, after the expandable particles are sprayed on the microwell of the mold, a taping process, a blowing process, or a process of applying ultrasonic waves with an adhesive force can be performed. The taping process is a process of removing excess particles using a tape material, and it is possible to remove the swelling particles supplied to the microwells excessively even through a blowing process and a process of applying ultrasonic waves. Among them, the taping process can remove excess particles more uniformly than the blowing process and the process of applying ultrasonic waves.

상술한 테이핑 공정, 블로잉 공정 또는 초음파를 가하는 공정을 거침으로써 몰드의 마이크로웰에 팽창성 입자를 목적하는 고분자 중공 입자에 대응되도록 적절하게 공급할 수 있게 된다. By the above-described taping process, blowing process, or ultrasonic wave applying process, the expandable particles can be appropriately supplied to the microwells of the mold so as to correspond to the desired polymer hollow particles.

팽창성 입자를 몰드의 마이크로웰에 상술한 바와 같이 습 식 또는 건식에 따라 공급한 후, 열처리를 실시한다. 이 때 열처리는 팽창성 입자의 쉘을 구성하는 열가소성 수지의 유리전이온도보다 큰 온도 범위에서 실시한다. The expandable particles were added to the microwells of the mold, And then heat treatment is carried out. In this case, the heat treatment is performed in a temperature range higher than the glass transition temperature of the thermoplastic resin constituting the shell of the expandable particles.

제1단계의 결과물을 열처리하여 음각화된 패턴의 팽창성 입자를 팽창시키는 단계를 실시한다. The result of the first step is heat-treated to expand the intumescent pattern of the intaglio pattern.

상기 제2단계에 따라 팽창이 완료된 고분자 중공 입자를 기판으로부터 분리한다. 입자들이 몰드내에서 팽창이 완료된 후에는 몰드로부터 팽창이 완료된 고분자 중공 입자를 분리해낸다. 몰드로부터 고분자 중공 입자를 분리해낼 때 초음파를 이용하거나 블로잉 또는 수용성 테이프를 이용한다.And the expanded polymeric hollow particles are separated from the substrate according to the second step. After the particles have been expanded in the mold, the expanded polymeric hollow particles are separated from the mold. Ultrasonic waves or blowing or water-soluble tapes are used to separate the polymer hollow particles from the mold.

일구현예에 따른 고분자 중공 입자의 제조방법에 따르면, 일체형 입자, 일차 입자, 또는 이차 입자의 형태를 갖는 고분자 중공 입자를 얻을 수 있다. 고분자 중공 입자의 형태는 열처리 온도 및 열처리 시간, 표면처리 등에 따라 달라질 수 있다.According to one embodiment of the process for producing a polymeric hollow particle, polymer hollow particles having the form of integral particles, primary particles, or secondary particles can be obtained. The shape of the polymer hollow particles may vary depending on the heat treatment temperature, heat treatment time, and surface treatment.

상기 고분자 중공 입자로서 입자 표면에 불소계 물질로 코팅막이 형성되어 표면처리된 고분자자 중공 입자를 사용할 수 있다. 이와 같이 표면처리된 고분자 중공 입자는 입자간의 응집, 결착이 억제되어 결정립계가 거의 없는 단일 입자를 제조하는 것이 가능하다. 불소계 물질의 구체적인 예로는 1,1-다이플로로에탄과 같은 저분자 물질 등을 들 수 있다. As the polymer hollow particles, a polymer magnetic particle having a coating film formed of a fluorine-based substance on the particle surface and surface-treated may be used. The polymer hollow particles thus surface-treated are inhibited from aggregating and binding between particles, and thus it is possible to produce a single particle having almost no grain boundary system. Specific examples of the fluorine-based substance include low-molecular substances such as 1,1-difluoroethane.

다른 측면에 따르면, 상술한 제조방법에 따라 제조되어 팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 포함하는 단분산형 입자이며, 밀도가 0.001 내지 1g/cm3 인 단분산형 입자 형태를 갖는 고분자 중공 입자가 제공된다. 이러한 고분자 중공 입자의 분산도는 5% 이하이다.According to another aspect, there is provided a polymer hollow particle having a monodisperse particle shape and having a density of 0.001 to 1 g / cm < 3 >, which is a monodispersed particle prepared according to the aforementioned manufacturing method and including an expandable core and a thermoplastic polymer shell . The degree of dispersion of the polymer hollow particles is 5% or less.

일구현예에 따른 고분자 중공 입자는 저온 가열 및 단시간 공정에 의하여 다양한 형태를 갖는 입자를 용이하게 제조할 수 있다. 일구현예에 따른 고분자 중공 입자가 온도 및 팽창압 조건 변화에 의하여 입자의 엣지를 정밀하게 제어하는 것이 가능하다. 또한 입자수, 팽창정도를 다양화하여 고분자 중공 입자의 밀도를 제어하는 것이 가능하다. 그리고 높은 팽창압에 의하여 높은 고정밀도 패턴을 구현할 수 있다. The polymer hollow particles according to one embodiment can easily produce particles having various shapes by low-temperature heating and a short-time process. It is possible for the polymer hollow particles according to one embodiment to precisely control the edge of the particle by the change of the temperature and the expansion pressure condition. It is also possible to control the density of the polymer hollow particles by varying the number of particles and degree of expansion. And high high-precision patterns can be realized by high expansion pressure.

또 다른 측면에 따라 상술한 고분자 중공 입자를 이용한 복합체가 제공된다.According to another aspect, there is provided a composite using the above-described polymer hollow particles.

상기 복합체는 고분자 중공 입자 및 전자전도성 물질, 전자파 차폐 성능을 갖는 물질, 열전자전도성 물질, 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함한다.The composite includes at least one material selected from the group consisting of polymer hollow particles and an electron conductive material, a material having an electromagnetic wave shielding ability, a thermoelectric material, a thermoplastic resin and a thermosetting resin.

일구현예에 의하면, 상기 전자전자전도성 물질, 전자파 차폐 성능을 갖는 물질, 열전자전도성 물질, 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중에서 선택된 하나 이상의 물질은 상기 고분자 중공 입자의 표면에 배치된 코팅막에 포함될 수 있다. 다른 일구현예에 의하면, 전자전도성 물질, 전자파 차폐 성능을 갖는 물질, 열전자전도성 물질, 열가소성 수지 및 열경화성 수지 중에서 선택된 하나 이상의 물질은 고분자 중공 입자와 함께 복합체를 형성할 수 있다.According to one embodiment, the at least one material selected from the group consisting of the electron-electron conductive material, the electromagnetic shielding material, the thermoelectrically conductive material, the thermoplastic resin and the thermosetting resin may be included in the coating layer disposed on the surface of the polymer hollow particles. According to another embodiment, at least one material selected from among an electron conductive material, a material having electromagnetic wave shielding ability, a thermoelectric conductive material, a thermoplastic resin and a thermosetting resin can form a complex together with the polymeric hollow particles.

상술한 복합체는 필러로 사용될 수 있다. 그리고 복합체의 사이즈는 예를 들어 100 내지 100,000nm이다. 사이즈는 복합체가 구형인 경우에는 평균직경을 의미하며 비구형인 경우에는 장축길이를 의미한다. The above-described complex can be used as a filler. And the size of the composite is, for example, 100 to 100,000 nm. The size refers to the average diameter when the composite is spherical, and to the long axis when it is non-spherical.

상기 복합체는 고분자 중공 입자 및 전자전도성 물질, 전자파 차폐 성능을 갖는 물질, 열전자전도성 물질, 열가소성 수지, 열경화성 수지 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. The composite may include at least one material selected from the group consisting of polymer hollow particles and an electron conductive material, a material having an electromagnetic wave shielding property, a thermoelectric material, a thermoplastic resin, and a thermosetting resin.

상기 물질은 예를 들어 Al, Ag, Au, Cu, Ni, Sn, Pt, Si, Ge, In, Sb, Pb, Bi, Cd, Zn, Mo, W, Ti 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The material may be selected from the group consisting of, for example, Al, Ag, Au, Cu, Ni, Sn, Pt, Si, Ge, In, Sb, Pb, Bi, Cd, Zn, Mo, At least one.

상기 물질은 예를 들어 CuO, Cu2O, SiO, Fe2O3, Fe3O4, CaO, B2O3, B2O, B6O, Al2O3, BeO, ZnO, MgO, SiC, AlN, SiN, BN, BCN, TixCy(타이타늄카바이드), TixNy(타이타늄나이트라이드), TixCyNz(타이타늄카보나이트라이드), 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT), 그래파이트(Graphite), 그래핀(Graphene), 다이아몬드(Diamond), 풀러린(Fullerene), 카본블랙(Carbon black) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The material may be selected from, for example, CuO, Cu 2 O, SiO 2 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , CaO, B 2 O 3 , B 2 O, B 6 O, Al 2 O 3 , BeO, ZnO, MgO, SiC, AlN, SiN, BN, BCN, Ti x C y (titanium carbide), Ti x N y (titanium nitride), Ti x C y N z (titanium carbide nitride), Carbon Nanotube At least one selected from the group consisting of graphite, graphene, diamond, fullerene, carbon black and combinations thereof.

상기 열가소성 수지 및 열경화성 수지는 당해기술분야에서 통상적으로 알려진 것이라면 모두 다 사용 가능하다.The thermoplastic resin and the thermosetting resin may all be used as long as they are commonly known in the art.

상기 복합체는 입자 형태 및 구조, 그 조성 등을 다양하게 제작 가능하며 이에 따라 밀도, 전기 전도성, 전자파 차폐 특성, 열 전도특성 등이 효율적으로 제어될 수 있다. 따라서 이러한 복합체는 낮은 밀도, 큰 표면적, 표면 특성이 제어 가능하여 이를 이용하면 바이오, 화학, 융합소재 및 건축소재에도 유용하다. The composite can be manufactured in various shapes such as particle shape, structure, composition and the like, so that density, electric conductivity, electromagnetic wave shielding property, heat conduction property, and the like can be efficiently controlled. Therefore, these composites can be used for biochemicals, fused materials, and building materials by using low density, large surface area, and surface characteristics.

일구현예에 따른 고분자 중공 입자 및 이를 포함한 복합체를 바이오소재에 적용하는 경우에는 고분자 중공 입자는 구형입자의 한계에서 벗어나 이방성의 입자뿐만 아니라 중공 형태의 입자 응용을 통하여 약물 전달 및 방출 시스템을 위한 기능성 입자를 제조할 수 있다. 그리고 일구현예에 따른 고분자 중공 입자 및 이를 포함한 복합체를 건축 소재에 적용하는 경우에는, 구형 입자가 갖는 최밀충진의 한계를 뛰어 넘는 형태로서 이들의 충진으로부터 건축 및 외장재의 경량화가 용이하다.When the polymer hollow particles according to one embodiment and the composite containing the same are applied to a biomaterial, the hollow polymer particles are separated from the spherical particles and subjected to application of hollow particles as well as anisotropic particles. Particles can be produced. In addition, when the polymer hollow particles according to one embodiment and the composite containing the hollow polymer particles are applied to building materials, it is possible to overcome the limit of the high-density filling of the spherical particles and to lighten the construction and the exterior material from the filling thereof.

일구현예에 따른 고분자 중공 입자 및 이를 포함한 복합체를 광자 결정소재에 응용되는 경우에는 이방성 입자들은 종래에 존재하지 않은 형태의 광결정구조를 구현할 수 있게 되어 이를 이용하면 차세대 광전 소자를 제작할 수 있다. 또한, 일구현예에 따른 고분자 중공 입자 및 복합체는 광학 소재, 지능형 약물 전달 및 방출 시스템, 소형 전자회로, 바이오센서, 촉매 지지체 등과 같이 여러 가지 분야에 사용될 수 있는 나노입자이다. In the case where the polymer hollow particles according to one embodiment and the composite containing the same are applied to a photonic crystal material, the anisotropic particles can realize a photonic crystal structure not existing in a conventional form, and thus, a next generation photoelectric device can be manufactured. In addition, the polymer hollow particles and the complex according to one embodiment are nanoparticles that can be used in various fields such as optical materials, intelligent drug delivery and release systems, small electronic circuits, biosensors, catalyst supports, and the like.

이하에서는 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로써 제한되는 것을 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, specific embodiments will be described. It should be understood, however, that the embodiments described below are intended to be illustrative or for the purpose of illustration only and are not intended to be limiting.

실시예Example 1: 고분자 중공 입자의 제조 1: Preparation of polymer hollow particles

음각화된 패턴을 포함하는 기판은, 광식각 공정과 열경화성 실리콘 고분자인 PDMS (Poly(dimethylsiloxane))을 이용하여 제조하였다.Substrates containing intaglio patterns were fabricated using photolithographic processes and PDMS (poly (dimethylsiloxane)), a thermosetting silicone polymer.

실리콘 기판 위에 감광성 수지를 코팅한 후, 20μm의 너비와 20μm의 깊이를 가지는 사각형 패턴을 가지는 광 마스크를 통해 자외선을 선택적으로 조사하고, 자외선이 조사되지 않은 부분을 현상액을 통해 제거하면 원하는 패턴의 몰드를 얻을 수 있었다.A photosensitive resin is coated on a silicon substrate, ultraviolet rays are selectively irradiated through a photomask having a rectangular pattern having a width of 20 m and a depth of 20 m, and a portion not irradiated with ultraviolet rays is removed through a developer, .

상기와 같이 얻어진 몰드에 열경화성 고분자인 PDMS를 도포하고 80℃의 온도에서 24 시간 동안 경화시켜 실리콘 기판으로부터 분리하여 음각화된 패턴을 가지는 PDMS 기판(PDMS 기판 A)을 제조하였다. A PDMS substrate (PDMS substrate A) having an intaglio pattern was prepared by applying PDMS, which is a thermosetting polymer, to the mold obtained as described above and curing at 80 DEG C for 24 hours.

상기 음각화된 패턴을 가지는 PDMS 기판 위에 PDMS 채널 부재 기판을 결합시켜 일체화하여 소자를 제조하였다. 상기 PDMS 채널 부재 기판의 채널을 통하여 하기 과정에 따라 얻은 팽창성 입자 함유 분산액이 PDMS 기판 A의 마이크로웰에 공급되었다. 상기 PDMS 채널 부재 기판에 산소 플라즈마 처리를 약 1분동안 실시하여 PDMS 채널 부재 기판 표면에 친수성 화학 그룹인 하이드록시기의 형성을 유도하였다. 이러한 산소 플라즈마와 같은 표면처리릍 통하여 PDMS 채널 부재 기판의 채널을 통하여 PDMS 기판 A의 마이크로웰에 상기 팽창성 입자 함유 분산액에 균일하게 잘 공급될 수 있게 되었다. A PDMS channel member substrate was bonded to the PDMS substrate having the intaglio pattern to manufacture a device. The expandable particle-containing dispersion obtained by the following procedure was supplied to the microwell of the PDMS substrate A through the channel of the PDMS channel member substrate. The PDMS channel member substrate was subjected to an oxygen plasma treatment for about one minute to induce formation of a hydrophilic chemical group hydroxyl group on the surface of the PDMS channel member substrate. It was possible to uniformly and well supply the PDMS substrate A to the microwells of the PDMS substrate A through the channel of the PDMS channel member substrate through the surface treatment such as the oxygen plasma.

상기 팽창성 입자 함유 분산액은 약 10 μm의 직경을 가지는 팽창성 입자 (461DU, SEKISUI) 2개가 물에 분산하여 얻었다. 이 팽창성 입자 함유 분산액에서 팽창성 입자의 함량은 1 중량%이었다. The above expandable particle-containing dispersion was obtained by dispersing two expandable particles (461DU, SEKISUI) having a diameter of about 10 μm in water. The content of expandable particles in this expandable particle-containing dispersion was 1% by weight.

상기 팽창 가능한 입자는 이소부탄 코어와 비닐리덴 클로라이드-co-아크릴로니트릴-co-메틸 메타크릴레이트 공중합체 쉘을 포함하는 팽창 가능한 입자 분말이다. 비닐리덴 클로라이드-co-아크릴로니트릴-co-메틸 메타크릴레이트 공중합체에서 비닐리덴 클로라이드, 아크릴로니트릴 및 메틸 메타크릴레이트 반복단위의 혼합 중량비는 (25:35:40 중량비)이었다.The expandable particle is an expandable particle powder comprising an isobutane core and a vinylidene chloride-co-acrylonitrile-co-methyl methacrylate copolymer shell. The mixing weight ratio of vinylidene chloride, acrylonitrile and methyl methacrylate repeating units in the vinylidene chloride-co-acrylonitrile-co-methyl methacrylate copolymer was (25:35:40 by weight).

상기 과정에 따라 얻은 결과물로부터 PDMS 채널 부재 기판을 분리해내고 채널이 존재하지 않는 막힌 상태의 PDMS 기판(몰드 덮개)를 결합시켜 일체화하였다. 일체화된 결과물을 핫스테이지내에 위치한 후, 이를 100℃까지 분당 10℃의 속도로 가열시켜 팽창성 입자를 팽창시켜 팽창된 고분자 중공 입자를 제조하였다. The PDMS channel member substrate was separated from the resultant product obtained by the above procedure, and the PDMS substrate (mold lid) in a closed state in which no channel existed was combined and integrated. The integrated product was placed in a hot stage and heated to 100 ° C at a rate of 10 ° C per minute to expand the expandable particles to produce expanded polymer hollow particles.

상기와 같은 제조 공정을 거쳐 만들어진 팽창된 입자를 가지는 소자로부터 상단에 위치한 채널이 존재하지 않는 PDMS 기판을 분리하였다.A PDMS substrate having no channel located at the upper end was separated from the device having the expanded particles made through the above-described manufacturing process.

팽창이 완료된 입자를 가지는 음각의 PDMS 기판 상단에 수용성 테이프 (Clover 사)를 부착한 후, 이를 몰드로부터 서서히 떼어내었다. 이후, 팽창된 입자가 붙은 수용성 테이프를 물에 용해시킴으로써 팽창된 고분자 중공 입자들을 분리시켜 목적하는 사각형 단분산형 고분자 중공 입자를 얻었다.A water-soluble tape (Clover yarn) was attached to the upper portion of the intaglio PDMS substrate having the expanded particles, and then it was gradually removed from the mold. Thereafter, the expanded polymeric hollow particles were separated by dissolving the water-soluble tape having the expanded particles in water to obtain the desired quadrangle monodispersed polymer hollow particles.

실시예Example 2 2

실시예 1에 따라 얻은 음각화된 패턴을 갖는 PDMS 기판(몰드)(PDMS 기판 A))의 마이크로웰(깊이가 20 μm이고, 너비가 20μm임) 위에 0.1 g의 팽창 가능한 입자들을 위치시키고, 평면의 PDMS 블록을 사용하여 러빙 공정 (rubbing process)을 통해 한쪽 방향으로 문질러 줌으로써 입자들을 몰드의 마이크로웰내에 채웠다. 이후, 통상의 3M 스카치 테이프를 입자가 채워진 몰드 위에 부착한 후 떼어내어 과량(excess)의 입자들을 제거하였다. 상기 공정을 3번 반복하여 최소한의 입자로 채워진 몰드를 준비하였다.Place 0.1 g of inflatable particles on a microwell (20 μm in depth and 20 μm in width) of a PDMS substrate (mold) (PDMS substrate A) with intaglio pattern obtained according to Example 1) Particles were filled into the microwells of the mold by rubbing in one direction through a rubbing process using a PDMS block of < RTI ID = 0.0 > Then, a conventional 3M scotch tape was attached onto the particle-filled mold and then peeled off to remove excess particles. The above process was repeated three times to prepare a mold filled with a minimum of particles.

팽창 가능한 입자로는 이소부탄 코어와 비닐리덴 클로라이드-co-아크릴로니트릴-co-메틸 메타크릴레이트 공중합체 쉘을 포함하는 팽창 가능한 입자 분말을 이용하였다. 비닐리덴 클로라이드-co-아크릴로니트릴-co-메틸 메타크릴레이트 공중합체에서 비닐리덴 클로라이드, 아크릴로니트릴 및 메틸 메타크릴레이트의 혼합 중량비는 (25:35: 40 중량부 )이었다. As the expandable particles, an expandable particle powder comprising an isobutane core and a vinylidene chloride-co-acrylonitrile-co-methyl methacrylate copolymer shell was used. The blend weight ratio of vinylidene chloride, acrylonitrile and methyl methacrylate in the vinylidene chloride-co-acrylonitrile-co-methyl methacrylate copolymer was (25:35:40 parts by weight).

상기 과정에 따라 얻은 결과물에 채널이 존재하지 않는 막힌 상태의 PDMS 기판(몰드 덮개)를 결합시켜 일체화하였다. 이를 핫스테이지내에 위치한 후, 이를 100℃까지 분당 10의 속도로 가열시켜 팽창성 입자를 팽창시켜 팽창된 고분자 중공 입자를 제조하였다.A PDMS substrate (mold lid) in a clogged state in which no channel exists is bonded to the resultant product obtained through the above process to integrate. After placing it in a hot stage, it was heated to 100 ° C at a rate of 10 per minute to expand the expandable particles to produce expanded polymer hollow particles.

팽창이 완료된 입자를 가지는 음각의 PDMS 기판 상단에 수용성 테이프 (Clover 사)를 부착한 후, 이를 몰드로부터 서서히 떼어내었다. 이후, 팽창된 입자가 붙은 수용성 테이프를 물에 용해시킴으로써 팽창된 고분자 중공 입자들을 분리시켜 목적하는 사각형 단분산형 고분자 중공 입자를 얻었다.A water-soluble tape (Clover yarn) was attached to the upper portion of the intaglio PDMS substrate having the expanded particles, and then it was gradually removed from the mold. Thereafter, the expanded polymeric hollow particles were separated by dissolving the water-soluble tape having the expanded particles in water to obtain the desired quadrangle monodispersed polymer hollow particles.

실시예Example 3: 고분자 중공 입자/에폭시 수지 복합체의 제조 3: Preparation of Polymeric Hollow Particle / Epoxy Resin Composite

상온 경화형 에폭시 수지와 경화제를 당량비로 계산한 배합비로 배합하여 몰드에 부은 후, 공전형 원심 믹서에 넣고 1000 RPM에서 5분 동안 교반하여 에폭시 수지와 경화제가 균일하게 혼합된 에폭시 혼합물(에폭시 용융체)를 제조하였다.The epoxy resin and the curing agent were poured into a mold, and then the mixture was stirred at 1000 RPM for 5 minutes to prepare an epoxy mixture (epoxy melt) uniformly mixed with an epoxy resin and a curing agent. .

상기 실시예 1에 따라 제조된 고분자 중공 입자 10 g를 상기 과정에 따라 얻은 에폭시 혼합물(에폭시 용융체) 10 g과 혼합한 후, 이를 공전형 원심 믹서에 넣고 1000 rpm에서 5분 동안 교반하여 넣고 고분자 중공 입자/에폭시 복합체를 제조하였다.10 g of the polymer hollow particles prepared according to Example 1 were mixed with 10 g of the epoxy mixture (epoxy melt) obtained according to the above procedure, and the mixture was placed in a co-rotating centrifugal mixer, stirred at 1000 rpm for 5 minutes, Particle / epoxy composite.

실시예Example 4: 고분자 중공 입자/에폭시 수지 복합체의 제조 4: Preparation of Polymeric Hollow Particles / Epoxy Resin Composites

실시예 1에 따라 제조된 고분자 중공 입자 10g을 산처리하여 표면의 불순물을 제거하여 제1고분자 중공 입자를 제조하였다.10 g of the polymer hollow particles prepared according to Example 1 were acid-treated to remove impurities on the surface to prepare first polymer hollow particles.

구리염인 황산구리 수용액 (CuSO4 5H2O) 7ml, 환원제인 포름알데히드 (HCHO) 0.7 ml 및 착화제인 에틸렌다이아민테트라아세트산 (C10H16N2O8) 2.8g을 포함하는 조성의 무전해 구리 용액을 제조하고, 상기 제1고분자 중공 입자를 상기 무전해 구리 용액에 120 분 간 침지 및 교반하여 구리 코팅막이 배치된 고분자 중공 입자를 제조하였다.Electroless deposition of a composition comprising 7 ml of an aqueous copper sulfate solution (CuSO 4 5H 2 O), 0.7 ml of a reducing agent, formaldehyde (HCHO) and 2.8 g of complexing agent ethylenediaminetetraacetic acid (C 10 H 16 N 2 O 8 ) Copper solution was prepared, and the first polymer hollow particles were immersed in the electroless copper solution for 120 minutes and stirred to prepare polymer hollow particles having a copper coating film disposed thereon.

이와 별도로 에폭시 수지와 경화제를 당량비로 계산한 배합비로 배합하여 몰드에 부은 후, 공전형 원심 믹서에 넣고 1000rpm에서 5분 동안 교반하여 에폭시 수지와 경화제가 균일하게 혼합된 에폭시 용융체를 제조하였다.Separately, an epoxy resin and a curing agent were blended at a compounding ratio calculated in an equivalence ratio, and the mixture was poured into a mold. Then, the mixture was stirred in a centrifugal mixer at 1000 rpm for 5 minutes to prepare an epoxy melt in which an epoxy resin and a curing agent were uniformly mixed.

상기 구리 코팅막이 배치된 고분자 중공 입자 10ml를 상기 혼합된 에폭시 용융체 10g과 혼합한 후, 공전형 원심 믹서에 넣고 1000rpm에서 5분 동안 혼합하여 고분자 중공 입자/에폭시 복합체를 제조하였다.10 ml of the polymer hollow particles in which the copper coating film was disposed was mixed with 10 g of the mixed epoxy melt, and the mixture was placed in a co-rotating centrifugal mixer and mixed at 1000 rpm for 5 minutes to prepare a polymer hollow particle / epoxy composite.

실시예Example 5 5

상기 실시예 1에 따라 상기 음각화된 패턴을 가지는 PDMS 기판 위에 평평한 상태로 얻어진 PDMS 채널 부재를 결합시켜 일체화함으로써 제조된 소자를 핫스테이지내에 위치한 후, 이를 100℃까지 분당 20℃의 속도로 가열시키는 과정에서 열처리온도를 90℃로 변화된 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 구형의 고분자 중공 입자를 제조하였다.The device manufactured by integrating the PDMS channel member obtained in a flat state on the PDMS substrate having the decorating pattern according to Example 1 was integrated into the hot stage and then heated to 100 ° C at a rate of 20 ° C per minute Was carried out in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature was changed to 90 캜 to prepare spherical polymer hollow particles.

실시예Example 6 6

상기 실시예 1에 따라 상기 음각화된 패턴을 가지는 PDMS 기판 위에 평평한 상태로 얻어진 PDMS 채널 부재를 결합시켜 일체화함으로써 제조된 소자를 핫스테이지내에 위치한 후, 이를 100℃까지 분당 20℃의 속도로 가열시키는 과정에서 열처리온도를 110℃로 변화된 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 팽창성 입자를 팽창시켜 샤프한 에지를 갖는 삼각형 형상의 고분자 중공 입자를 제조하였다.The device manufactured by integrating the PDMS channel member obtained in a flat state on the PDMS substrate having the decorating pattern according to Example 1 was integrated into the hot stage and then heated to 100 ° C at a rate of 20 ° C per minute The procedure of Example 1 was repeated except that the heat treatment temperature was changed to 110 ° C to expand the expandable particles to prepare hollow polymer hollow particles having a sharp edge.

실시예Example 7 7

채널이 존재하지 않는 막힌 상태의 PDMS(몰드 덮개)에 라인 나노 패턴(라인 너비: 600nm)이 형성되고 음각화된 패턴이 형성된 기판에서 마이크로웰의 형상이 원형으로 변화되고, 마이크로웰에 팽창성 입자 하나가 배치된 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 중공 입자를 제조하였다.A line nano pattern (line width: 600 nm) is formed on a PDMS (mold lid) in a closed state in which no channel exists and the shape of the microwell is changed to a circular shape in the substrate on which the intaglio pattern is formed, Was prepared in the same manner as in Example 1 to prepare polymer hollow particles.

실시예Example 8 8

음각화된 패턴이 형성된 기판의 마이크로웰에 팽창성 입자 2개가 배치된 것을 제외하고는, 실시예 7과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 중공 입자를 제조하였다.Polymer hollow particles were prepared in the same manner as in Example 7 except that two expandable particles were arranged in a microwell of a substrate on which a decoratched pattern was formed.

실시예Example 9 9

채널이 존재하지 않는 막힌 상태의 PDMS(몰드 덮개)에 라인 나노 패턴이 형성되고 마이크로웰에 팽창성 입자 하나가 배치된 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 중공 입자를 제조하였다.Polymer hollow particles were produced in the same manner as in Example 1 except that a line nano pattern was formed on a PDMS (mold lid) in a closed state in which no channel existed and one expandable particle was disposed in the microwell .

실시예Example 10 10

음각화된 패턴이 형성된 기판의 마이크로웰에 팽창성 입자 2개가 배치된 것을 제외하고는, 실시예 9와 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 중공 입자를 제조하였다.The polymer hollow particles were prepared in the same manner as in Example 9, except that two expandable particles were arranged in a microwell of a substrate on which a decorrelated pattern was formed.

실시예Example 11 11

채널이 존재하지 않는 막힌 상태의 PDMS(몰드 덮개)에 라인 나노 패턴이 형성되고 음각화된 패턴이 형성된 기판에서 마이크로웰의 형상이 사각형으로 변화되고, 마이크로웰에 팽창성 입자 하나가 배치된 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 중공 입자를 제조하였다.Except that a line nano pattern is formed on a PDMS (mold lid) in a closed state in which no channel exists and the shape of the microwell is changed to a quadrangle in the substrate on which the intaglio pattern is formed and one expandable particle is arranged in the microwell Was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare polymer hollow particles.

실시예Example 12 12

음각화된 패턴이 형성된 기판의 마이크로웰에 팽창성 입자 2개가 배치된 것을 제외하고는, 실시예 11과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 중공 입자를 제조하였다.Polymer hollow particles were prepared in the same manner as in Example 11, except that two expandable particles were arranged in a microwell of a substrate on which a decorrelated pattern was formed.

실시예Example 13 13

채널이 존재하지 않는 막힌 상태의 PDMS(몰드 덮개)에 라인 나노 패턴이 형성되고 음각화된 패턴이 형성된 기판에서 마이크로웰의 형상이 오각형으로 변화되고, 마이크로웰에 팽창성 입자 하나가 배치된 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 중공 입자를 제조하였다.Except that a line nano pattern was formed in a PDMS (mold lid) in a closed state in which no channel existed and the shape of the microwell was changed to a pentagon in the substrate on which the intaglio pattern was formed and one expandable particle was arranged in the microwell Was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare polymer hollow particles.

실시예Example 14 14

덮개의 나노패턴 또는 몰드의 나노패턴이 홀 패턴(홀 직경: 약 600nm)으로 변화되고, 음각화된 패턴이 형성된 기판의 마이크로웰에 팽창성 입자 1개가 배치된 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 중공 입자를 제조하였다.Except that the nanopattern of the cover or the nano pattern of the mold was changed to a hole pattern (hole diameter: about 600 nm), and one expandable particle was arranged in the microwell of the substrate on which the decorativeness pattern was formed, To prepare polymer hollow particles.

실시예Example 15-16 15-16

일체화된 결과물을 핫스테이지내에 위치한 후, 이를 100℃까지 분 당 0.1℃의 속도 및 분당 20℃의 속도로 각각 가열시켜 팽창성 입자를 팽창시켜 팽창된 고분자 중공 입자를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 중공 입자를 제조하였다.The resultant integrated product was placed in a hot stage and heated to 100 DEG C at a rate of 0.1 DEG C per minute and at a rate of 20 DEG C per minute to expand the expandable particles to produce expanded polymer hollow particles. 1 to prepare polymer hollow particles.

실시예Example 17-18 17-18

일체화된 결과물을 핫스테이지내에 위치한 후, 이를 100℃까지 분 당 0.1℃의 속도 및 분당 20℃의 속도로 각각 가열시켜 팽창성 입자를 팽창시켜 팽창된 고분자 중공 입자를 제조한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 중공 입자를 제조하였다.The resultant integrated product was placed in a hot stage and heated to 100 DEG C at a rate of 0.1 DEG C per minute and at a rate of 20 DEG C per minute to expand the expandable particles to produce expanded polymer hollow particles. 2 to prepare polymer hollow particles.

비교예Comparative Example 1 One

폴리스타이렌 입자 (직경 40 um) 10 ml를 실시예 3의 에폭시 혼합물(에폭시 융합체) 10 ml과 혼합한 후, 공전형 원심 믹서에 넣고 1000rpm에서 5분 동안 혼합하여 고분자 입자/에폭시 복합체를 제조하였다.10 ml of polystyrene particles (40 μm in diameter) were mixed with 10 ml of the epoxy mixture (epoxy fusion material) of Example 3, and then mixed in a co-centrifugal mixer at 1000 rpm for 5 minutes to prepare a polymer particle / epoxy composite.

비교예Comparative Example 2 2

실제 존재하는 구리 입자의 양을 비교하기 위하여, 실시예 4에 따라 제조된 구리 코팅된 형태가 제어된 고분자 중공 입자 표면에 존재하는 구리의 양과 동일한 통상의 구리 입자 (직경 10 um) 0.1 ml를 상기 혼합된 에폭시 융합체 10 ml과 혼합한 후, 공전형 원심 믹서에 넣고 1000 RPM에서 5분 동안 혼합하여 고분자 입자/에폭시 복합체를 제조하였다.In order to compare the amount of copper particles actually present, 0.1 ml of common copper particles (10 μm in diameter) identical to the amount of copper present on the surface of the polymer-coated hollow particle of copper-coated form prepared according to Example 4 The mixture was mixed with 10 ml of the mixed epoxy resin, and the mixture was placed in a co-centrifugal mixer and mixed at 1000 RPM for 5 minutes to prepare a polymer particle / epoxy composite.

비교예Comparative Example 3 3

깊이가 50㎛이고, 한변의 길이가 150㎛인 정삼각형 단면의 마이크로웰을 갖는 복제몰드를 사용하여 나노입자를 제조하였다. 복제몰드의 마이크로웰에 PEG-DA(polyethylene glycol diacrylate, Mw=575, Sigma-Aldrich Chemicals)를 가하여 충진하였다. 진공 챔버내에 PEG-DA가 채워진 복제 몰드를 5분간 방치하여, 마이크로웰 내에 형성된 공기방울을 제거하였다. 마이크로웰을 채우고 남는 과량의 PEG-DA는 복제몰드를 기울이거나 피펫팁을 사용하여 캐필러리힘을 이용하여 다시 회수하여 마이크로웰의 경계까지 PEG-DA로 충진되도록 하였다. 이후 광개시제인 2,2-diethoxyacetophenone (DEAP)을 1-5 vol%함유하는 용매로 마이크로웰의 상면을 덮도록 가하였다. 상기 용매를 가한 시점부터 CCD 카메라(Coolsnap, Photometrics, USA)가 장착된 역상 현미경(TE2000, Nikon, Japan)을 사용하여 시간의 진행에 따른 이미지의 변화를 관측하였다. 용매를 가한 지 20분이 경과하면, 8 W 소형 UV 램프(Spectronics Corp., Westbury, NY)를 사용하여 365nm 자외선을 2분간 조사하였다. UV 조사 후 복제몰드를 IPA(isopropyl alcohol)에 담궈 고분자 마이크로입자를 회수하였다. 용매로는 PDMS oil(Dow Corning) 또는 Fluorinert? FC-40(Sigma)을 사용하였다.Nanoparticles were prepared using a replica mold having a microwell of a regular triangular cross section having a depth of 50 mu m and a length of 150 mu m. PEG-DA (polyethylene glycol diacrylate, Mw = 575, Sigma-Aldrich Chemicals) was added to the microwell of the replica mold. A replica mold filled with PEG-DA in a vacuum chamber was left for 5 minutes to remove air bubbles formed in the microwell. Excess PEG-DA filling the microwell was re-collected using a capillary rig by tilting the replica mold or using a pipette tip to fill the boundary of the microwell with PEG-DA. Then, 2,2-diethoxyacetophenone (DEAP), a photoinitiator, was added to cover the top surface of the microwell with a solvent containing 1-5 vol%. From the point of time when the solvent was added, a change in image with time was observed using a reversed-phase microscope equipped with a CCD camera (Coolsnap, Photometrics, USA) (TE2000, Nikon, Japan). 20 minutes after the addition of the solvent, an ultraviolet ray of 365 nm was irradiated for 2 minutes using an 8 W compact UV lamp (Spectronics Corp., Westbury, NY). After UV irradiation, the replica mold was soaked in IPA (isopropyl alcohol) to recover the polymer microparticles. Examples of the solvent include PDMS oil (Dow Corning) or Fluorinert ? FC-40 (Sigma) was used.

평가예Evaluation example 1: 비중 1: Specific gravity

실시예 3 및 비교예 1에 따라 얻어진 복합체의 비중을 측정하였고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 복합체의 비중은 겉보기 비중 방법에 근거하여 측정하였다.The specific gravity of the composite obtained according to Example 3 and Comparative Example 1 was measured and the results are shown in Table 1 below. The specific gravity of the composite was measured based on the apparent specific gravity method.

실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비중 (g/cm3)Specific gravity (g / cm 3 ) 0.080.08 1.101.10

표 1을 참조하여, 실시예 3에 따른 복합체는 매우 많은 기공을 갖는 중공 입자이므로 비교예 1의 경우에 비하여 비중이 현저하게 감소된다는 것을 알 수 있었다Referring to Table 1, it can be seen that the composite according to Example 3 is hollow particles having a very large number of pores, and thus the specific gravity is significantly reduced as compared with Comparative Example 1

평가예Evaluation example 2: 전기 전도도 및 열 전도도 2: Electrical Conductivity and Thermal Conductivity

실시예 4에 따라 제조한 복합체와, 비교예 2에서 제조한 복합체의 전기 전도도 및 열 전도도를 비교하였다.The electrical conductivity and thermal conductivity of the composite prepared in Example 4 and the composite prepared in Comparative Example 2 were compared.

상기의 실시예 4 및 비교예 2의 복합체들은 두께 2 mm로 가공되었고, ASTM F 390과 ASTM E 1461-92 의 방법에 근거하여 전기 전도도 및 열 확산도를 각각 측정하였다. 열 확산도는 밀도 및 비열과의 곱을 통하여 열전도도로 환산하였고, 전기 전도도 및 열 전도도의 값을 하기 표 2에 나타내었다.The composites of Example 4 and Comparative Example 2 were processed to a thickness of 2 mm and the electrical conductivity and thermal diffusivity were measured based on the method of ASTM F 390 and ASTM E 1461-92, respectively. The thermal diffusivity was converted to the thermal conductivity through the product of density and specific heat, and the values of electrical conductivity and thermal conductivity are shown in Table 2 below.

구 분division 실시예 4Example 4 비교예 2Comparative Example 2 전기 전도도 (S/cm)Electrical Conductivity (S / cm) 6.0 × 102 6.0 × 10 2 1.0 × 10-6 1.0 x 10 -6 열 전도도 (W/mK)Thermal conductivity (W / mK) 4.04.0 0.50.5

표 2를 참조하여, 본 발명의 실시예 4에 의해 제조된 구리 코팅된 형태가 제어된 고분자 중공 입자/에폭시 복합체의 전기 전도도 및 열 전도도는 구리로 이루어진 전기 및 열 전달 통로에 의한 효율적인 전도 효과로 인하여 비교예 2에 의해 제조된 구리/에폭시 복합체와 비교하여 현저하게 우수한 전기 전도도 및 열 전도도를 나타낸다는 점을 확인하였다.Referring to Table 2, the electrical conductivity and the thermal conductivity of the copper-coated shape-controlled polymer hollow particle / epoxy composite prepared according to Example 4 of the present invention were measured by an efficient conduction effect by the electricity and heat transfer path made of copper Epoxy composite exhibited remarkably excellent electrical conductivity and thermal conductivity as compared with the copper / epoxy composite prepared by Comparative Example 2.

평가예Evaluation example 3:  3: 광학현미경Optical microscope

1)실시예 1, 5-61) Examples 1, 5-6

상기 실시예 1, 5-6에 따라 제조된 고분자 중공 입자를 광학현미경을 이용하여 분석하였다. 분석 결과를 도 2a 내지 도 2c에 나타내었다. 광학현미경으로는 Leica 사의 DM-2500을 이용하였다.The polymer hollow particles produced according to Examples 1 and 5-6 were analyzed using an optical microscope. The results of the analysis are shown in Figs. 2A to 2C. DM-2500 from Leica was used as an optical microscope.

이를 참조하면, 마이크로웰에 팽창성 입자를 공급하고 이를 90℃로 가열하는 경우 도 2a에 나타난 바와 같이 팽창되지 않은 마이크로입자가 관찰되었다. 그리고 도 2b를 참조하여, 마이크로웰에 팽창성 입자를 공급하고 이를 100℃로 가열하는 경우, 라운드 에지를 갖는 마이크로입자가 관찰되었다.Referring to this, when the expandable particles were supplied to the microwells and heated to 90 ° C, unexpanded microparticles were observed as shown in FIG. Referring to FIG. 2B, when the expandable particles were supplied to the microwells and heated to 100 DEG C, microparticles having a rounded edge were observed.

마이크로웰에 팽창성 입자를 공급하고 이를 110℃로 가열하는 경우 샤프한 에지를 갖는 마이크로봄베가 관찰되었다. 그리고 마이크로웰에 팽창성 입자를 공급하고 이를 120℃로 가열하는 경우 마이크로봄베가 파열된 구조를 관찰할 수 있었다. 이로부터 팽창성 입자의 열처리온도에 따라 고분자 중공 입자의 형태가 제어될 수 있다는 점을 알 수 있었다.Microbubbles with sharp edges were observed when the expandable particles were fed into the microwells and heated to 110 ° C. When the expandable particles were supplied to the microwell and heated to 120 ° C, the microbubble rupture structure was observed. From this, it can be seen that the shape of the polymer hollow particles can be controlled according to the heat treatment temperature of the expandable particles.

상술한 바와 같이 실시예 1, 5-7과 같이 열처리온도를 변화시며 고분자 중공 입자가 라운드 에지 또는 샤프한 에지를 갖도록 에지의 형상을 제어하기가 용이하다. 이에 비하여 비교예 3에 따라 실시하는 경우, 목적하는 입자의 에지 형상을 제어하고자 하는 경우에는 몰드의 형상을 제어해야 하므로 제조비용이 상승되고 구현하고자하는 입자의 형상이 제한될 수 있다. As described above, it is easy to control the shape of the edge such that the polymer hollow particles have round edges or sharp edges when the heat treatment temperature is changed as in Examples 1 and 5-7. On the other hand, in the case of performing the process according to Comparative Example 3, in order to control the shape of the edge of the desired particle, the shape of the mold must be controlled, which may increase the manufacturing cost and restrict the shape of the particle to be implemented.

2)실시예 8-142) Examples 8-14

실시예 8-14에 따라 제조된 고분자 중공 입자를 광학현미경으로 관찰하였다. The polymer hollow particles prepared according to Examples 8-14 were observed under an optical microscope.

실시예 8-14에 따라 제조된 고분자 중공 입자의 광학현미경 사진은 각각 도 3a- 3h에 나타난 바와 같다. 도 3h는 도 3g의 네모 영역을 확대하여 나타낸 것이다.Optical micrographs of the polymer hollow particles prepared according to Examples 8-14 are shown in Figs. 3A-3H, respectively. FIG. 3H is an enlarged view of the square area of FIG. 3G.

이를 참조하면, 실시예 7-13의 고분자 중공입자는 몰드의 마이크로웰의 나노패턴 및 덮개의 나노패턴을 라인 패턴으로 변경하면 그 표면에 라인 패턴을 형성할 수 있어 나노패턴 임프린팅이 가능하다는 것을 알 수 있었다.Referring to this, the polymer hollow particles of Examples 7-13 can be formed into a line pattern by changing the nanopattern of the microwell of the mold and the nanopattern of the cover to form a line pattern on the surface thereof, Could know.

3)실시예 143) Example 14

실시예 14에 따라 제조된 고분자 중공 입자를 광학현미경으로 관찰하였다. The polymer hollow particles prepared according to Example 14 were observed with an optical microscope.

실시예 14에 따라 제조된 고분자 중공 입자의 광학현미경 사진은 각각 도 4a 및 도 4b에 나타난 바와 같다. 도 4b는 도 4a의 네모 영역을 확대하여 나타낸 것이다.Optical micrographs of the polymer hollow particles prepared according to Example 14 are shown in FIGS. 4A and 4B, respectively. 4B is an enlarged view of the square area of FIG. 4A.

이를 참조하면, 실시예 14의 고분자 중공입자는 몰드의 마이크로웰의 나노패턴 및 덮개의 나노패턴을 홀 패턴으로 변경하면 그 표면에 홀 패턴을 형성할 수 있어 나노패턴 임프린팅이 가능하다는 것을 알 수 있었다.Referring to this, it can be seen that the polymer hollow particles of Example 14 can form a hole pattern on the surface of the mold by changing the nano pattern of the microwell of the mold and the nano pattern of the cover into a hole pattern, there was.

평가예Evaluation example 4: 제한적 팽창 거동 관찰 4: Observation of limited expansion behavior

실시예 1에 따라 제조된 경우 제한적인 팽창 거동을 살펴보기 위하여 실시간 추적 과정을 확인하였다.In order to investigate the limited expansion behavior when prepared according to Example 1, a real time tracking process was confirmed.

이를 참조하면, 몰드의 마이크로웰의 형상에 따라 최종적으로 얻어지는 고분자 중공 입자의 형상이 결정되고, 시간이 경과됨에 따라 각 입자의 팽창율이 증가되는 것을 알 수 있었다. As a result, the shape of the polymer hollow particles finally determined according to the shape of the microwell of the mold was determined, and the expansion ratio of each particle was found to increase with time.

평가예Evaluation example 5: 입자의 사이즈 분포 특성 5: Size distribution characteristic of particle

실시예 1-2에 따라 제조된 고분자 중공입자와 비교예 3에 따라 제조된 고분자 입자의 사이즈 분포 특성을 평가하였다. The size distribution characteristics of the polymer hollow particles prepared according to Example 1-2 and the polymer particles prepared according to Comparative Example 3 were evaluated.

평가 결과, 실시예 1-2에 따라 제조된 고분자 중공입자는 동일한 입자 사이즈를 갖는 단분산형 입자 형태를 나타냈다. 이에 비하여 비교예 3에 따라 제조된 고분자 입자는 실시예 1-2의 고분자 중공 입자와 달리 서로 다른 입자 사이즈를 갖는 다분산형 입자 형태를 나타냈다. As a result of the evaluation, the polymer hollow particles produced according to Example 1-2 exhibited a monodispersed particle shape having the same particle size. On the other hand, the polymer particles prepared according to Comparative Example 3 exhibited a multi-dispersed particle shape having different particle sizes unlike the polymer hollow particles of Example 1-2.

또한 실시예 15-18에 따라 제조된 고분자 중공 입자의 사이즈 분포 특성을 평가하였다. 그 결과, 실시예 15-18에 따라 제조된 고분자 중공 입자는 실시예 1-2에 따라 제조된 고분자 중공 입자와 마찬가지로 동일한 입자 사이즈를 갖는 단분산형 입자 형태를 나타냈다. The size distribution characteristics of the polymer hollow particles produced in accordance with Examples 15-18 were also evaluated. As a result, the polymer hollow particles produced according to Examples 15-18 exhibited monodispersed particle shapes having the same particle size as the polymer hollow particles prepared according to Example 1-2.

이상을 통해 일구현예에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Do.

10: 음각화된 패턴이 형성된 기판 11: 마이크로웰
12: 팽창성 입자 13: 고분자 중공 입자
10: Substrate 11 on which a pattern with intonation is formed 11: Microwell
12: expandable particles 13: polymer hollow particles

Claims (15)

음각화된 패턴을 갖는 기판에 발포제를 포함하는 팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 함유하는 팽창성 입자 하나 이상을 제공하는 제1단계;
상기 제1단계의 결과물에서 과잉의 팽창성 입자를 제거하는 제2단계;
상기 제2단계의 결과물을 열처리하여 음각화된 패턴의 팽창성 입자를 팽창시키는 제3단계; 및
상기 제3단계에 따라 팽창이 완료된 고분자 중공 입자를 기판으로부터 분리하는 제4단계를 포함하는 고분자 중공 입자의 제조방법.
A first step of providing at least one expandable particle containing an expandable core and a thermoplastic polymer shell comprising a blowing agent in a substrate having a pattern engraved;
A second step of removing excess expandable particles from the result of the first step;
A third step of heat-treating the resultant product of the second step to swell the intumescent patterned expandable particles; And
And a fourth step of separating the expanded polymeric hollow particles from the substrate according to the third step.
제1항에 있어서,
상기 제1단계에서 음각화된 패턴에 제공되는 팽창성 입자는 단분산형 또는 다분산형 입자로 제공되며, 상기 제4단계에 따라 얻은 고분자 중공 입자는 단분산형의 고분자 중공 입자인 고분자 중공 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
The expandable particles provided in the pattern engraved in the first step are provided as monodisperse or polydisperse particles, and the polymer hollow particles obtained in the fourth step are obtained by preparing polymer hollow particles which are monodispersed polymer hollow particles Way.
제1항에 있어서,
상기 제1단계가,
상기 팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 포함하는 팽창성 입자 하나 이상이 용매와 혼합되어 음각화된 패턴을 갖는 기판에 제공되거나 또는
팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 포함하는 팽창성 입자 하나 이상을 건식으로 제공하는 고분자 중공 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first step comprises:
One or more expandable particles comprising the expandable core and the thermoplastic polymer shell are mixed with a solvent to provide a substrate having a textured pattern or
A method for the production of polymeric hollow particles which provides one or more swellable particles comprising an expandable core and a thermoplastic polymer shell dry.
제1항에 있어서,
상기 제3단계에서 열처리는 50 내지 170℃에서 실시하는 고분자 중공 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heat treatment in the third step is carried out at 50 to 170 ° C.
제1항에 있어서,
상기 발포제는 열가소성 수지 고분자 쉘의 열가소성 수지의 연화점 온도 이하에서 가스상이 되는 저비점의 비불소계 탄화수소 화합물을 포함하는 고분자 중공 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the foaming agent comprises a non-fluorinated hydrocarbon compound having a low boiling point which becomes a gaseous phase at a temperature lower than the softening point temperature of the thermoplastic resin of the thermoplastic resin polymer shell.
제1항에 있어서,
상기 팽창성 입자의 열가소성 고분자 쉘에서 열가소성 수지는 중합성 모노머로부터 얻어진 고분자 또는 중합성 모노머와 가교제의 반응 생성물로 얻어진 고분자이며,
상기 중합성 모노머는 니트릴계 모노머, 카르복실산계 모노머, (메타)아크릴산계 에스테르 모노머, 아크릴아미드계 모노머, 말레이미드계 모노머, 비닐에테르계 모노머, 비닐케톤계 모노머, 방향족 디비닐계 모노머, N-비닐계 모노머, 할로겐화 비닐계 모노머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고,
상기 가교제는 메타크릴산알릴, 트리아크릴포르말, 트리알릴이소시아네이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 1, 10-데칸디올디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 글리세롤디메타크릴레이트, 디메틸올-트리시클로데칸디아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아크릴산안식향산에스테르, 트리메틸올프로판아크릴산안식향산에스테르, 2-히드록시-3-아크릴로일옥시프로필메타크릴레이트, 히드록시피바란산네오펜틸글리콘디아크릴레이트, 디 트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올디아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 고분자 중공 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the thermoplastic polymer shell of the expandable particles, the thermoplastic resin is a polymer obtained from a polymerizable monomer or a reaction product of a polymerizable monomer and a crosslinking agent,
The polymerizable monomer may be at least one selected from the group consisting of nitrile monomers, carboxylic acid monomers, (meth) acrylic acid ester monomers, acrylamide monomers, maleimide monomers, vinyl ether monomers, vinyl ketone monomers, aromatic divinyl monomers, N- Based monomer, a vinyl-based monomer, a halogenated vinyl-based monomer, and combinations thereof,
The crosslinking agent may be at least one selected from the group consisting of allyl methacrylate, triacryloformate, triallyl isocyanate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (Meth) acrylate, 1, 10-decanediol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di Acrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, glycerol dimethacrylate, dimethylol-tricyclodecane diacrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, neo Pentyl glycol acrylic acid benzoic acid ester, trimethylolpropane acrylic acid benzoic acid ester, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate Butyl-2-ethyl-1,3-propanediol diacrylate, and combinations thereof. The polymerizable composition according to claim 1, wherein the polymerizable monomer is selected from the group consisting of poly Wherein the hollow polymer particle has an average particle diameter of not more than 100 nm.
제1항에 있어서,
상기 팽창성 입자의 열가소성 고분자 수지 쉘의 열가소성 수지는 (메타)아크릴계 제1반복단위, 니트릴계 제2반복단위 및 상기 (메타)아크릴계 제1반복단위와 니트릴계 제2반복단위와 반응성을 갖지 않는 제3반복단위를 포함하는 터폴리머를 포함하며,
상기 (메타)아크릴계 제1반복단위의 함량은 반복단위 총함량을 기준으로 하여 10 내지 50중량%, 니트릴계 제2반복단위의 함량은 제1반복단위, 제2반복단위 및 제3반복단위의 총함량을 기준으로 하여 30 내지 80중량%이고, 상기 제3반복단위의 함량은 10 내지 50중량%인 고분자 중공 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
The thermoplastic resin of the thermoplastic polymer resin shell of the expandable particles is preferably a thermoplastic resin having a first (meth) acrylic repeating unit, a second repeating unit of a nitrile and a second repeating unit of a (meth) 3 repeating units,
The content of the first (meth) acrylic repeating unit is 10 to 50% by weight based on the total amount of the repeating units, the content of the second repeating unit is Wherein the content of the third repeating unit is in the range of 30 to 80 wt% based on the total content, and the content of the third repeating unit is in the range of 10 to 50 wt%.
제1항에 있어서,
상기 팽창성 입자에서 발포제는 프로판, 프로필렌, 부텐, 노르말부탄, 이소부탄, 이소펜탄, 네오펜탄, 노르말펜탄, 노르말헥산, 이소헥산, 헵탄, 옥탄, 석유에테르, 메탄의 할로겐화물, 테트라알킬실란, 아조디카르본아미드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 고분자 중공 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
The blowing agent in the expandable particles may be at least one selected from the group consisting of propane, propylene, butene, n-butane, isobutane, isopentane, neopentane, n-pentane, n-hexane, isohexane, heptane, octane, Dicarbonamide, and combinations thereof. ≪ Desc / Clms Page number 24 >
제1항에 있어서,
상기 음각화된 패턴을 갖는 기판에 라인 또는 홀 패턴이 형성되어 고분자 중공 입자의 적어도 일 면에 라인 또는 홀 패턴이 형성되는 고분자 중공 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein a line or a hole pattern is formed on the substrate having the engraved pattern so that a line or a hole pattern is formed on at least one surface of the polymer hollow particle.
제1항에 있어서,
상기 제조방법에 따라 얻어진 고분자 중공 입자의 비중은 0.001 내지 1g/cm3이고, 단분산형 입자인 고분자 중공 입자의 제조방법.
The method according to claim 1,
The specific gravity of the polymer hollow particles obtained according to the above production method is 0.001 to 1 g / cm < 3 >, which is a monodisperse type particle.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조되어 팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 포함하는 단분산형 입자이며, 비중이 0.001 내지 1g/cm3 인 고분자 중공 입자.10. A polymer hollow particle having a specific gravity of from 0.001 to 1 g / cm < 3 >, the monodispersed particle comprising an expandable core and a thermoplastic polymer shell produced by the manufacturing method of any one of claims 1 to 10. 제11항에 있어서,
상기 고분자 중공 입자의 분산도는 5% 이하인 고분자 중공 입자.
12. The method of claim 11,
Wherein the polymer hollow particles have a degree of dispersion of 5% or less.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조되어 팽창성 코어와 열가소성 고분자 쉘을 포함하는 단분산형 입자이며, 비중이 0.001 내지 1g/cm3 인 고분자 중공 입자; 및
전자전도성 물질, 전자차 차폐 성능을 갖는 물질, 열전자전도성 물질 및 고분자 수지 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하는 복합체.
10. A polymeric hollow particle having a specific gravity of 0.001 to 1 g / cm < 3 >, which is a monodisperse type particle prepared by the manufacturing method of any one of claims 1 to 10 and comprising an expandable core and a thermoplastic polymer shell; And
A composite comprising at least one material selected from an electron conductive material, a material having an electromagnetic shielding ability, a thermoelectrically conductive material and a polymer resin.
제13항에 있어서,
상기 복합체는 고분자 중공 입자; 및 상기 고분자 중공 입자의 표면에 배치된 전자전도성 물질, 전자차 차폐 성능을 갖는 물질, 열전자전도성 물질 및 고분자 수지 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 함유한 코팅막을 함유한 구조를 갖거나 또는
상기 복합체는 고분자 중공 입자와, 전자전도성 물질, 전자차 차폐 성능을 갖는 물질, 열전자전도성 물질, 고분자 수지 중에서 선택된 하나 이상의 물질이 복합화된 구조를 갖는 복합체.
14. The method of claim 13,
The composite may comprise polymeric hollow particles; And a coating film containing at least one material selected from an electron conductive material disposed on the surface of the polymer hollow particles, a material having an electromagnetic shielding property, a thermoelectric material, and a polymer resin, or
Wherein the composite has a structure in which polymer hollow particles and at least one material selected from the group consisting of an electron conductive material, a material having an electromagnetic shielding property, a thermoelectrically conductive material, and a polymer resin are combined.
제13항에 있어서,
상기 고분자 중공 입자의 분산도는 5% 이하인 복합체.
14. The method of claim 13,
Wherein the polymer hollow particles have a degree of dispersion of 5% or less.
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