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JP5543722B2 - Method for producing polyorganosiloxane particles and organic-inorganic composite particles - Google Patents
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Description

本発明は、ポリオルガノシロキサン粒子および有機無機複合粒子の製造方法に関するものであり、より詳細には、所望の粒子径を有し、且つ、製造ロット間における粒子径の変動が少ないポリオルガノシロキサン粒子および有機無機複合粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing polyorganosiloxane particles and organic-inorganic composite particles, and more specifically, polyorganosiloxane particles having a desired particle size and having a small variation in particle size between production lots. And a method for producing organic-inorganic composite particles.

液晶表示装置などの表示ディスプレイやタッチパネルなどのセル間隙(またはパネル間隙)用のスペーサーや、マイクロ素子実装用の導電性接着剤、異方導電性接着剤などの導電性間隙部材などには、充填剤として重合体粒子が広く用いられている。これらの用途においては、粒子形状が略均一であること、柔軟で弾力性に優れることなどが求められており、かかる観点から、重合体粒子の材料として、有機材料や、有機成分と無機成分とを併用した有機無機複合材料が用いられている(特許文献1など)。   Fill in spacers for cell gaps (or panel gaps) for display displays such as liquid crystal display devices and touch panels, and conductive gap members such as conductive adhesives and anisotropic conductive adhesives for mounting micro devices. Polymer particles are widely used as an agent. In these applications, it is required that the particle shape is substantially uniform, flexible and excellent in elasticity, and from such a viewpoint, as a material of polymer particles, an organic material, an organic component and an inorganic component are used. An organic-inorganic composite material using a combination of these is used (Patent Document 1, etc.).

上記要求特性の中でも特に粒子径に対する要求は高く、粒度(粒子径)分布が狭い単分散の重合体粒子を製造する方法が多数検討されている。例えば、特許文献2には、ケイ素化合物を加水分解、縮合させて得られたポリオルガノシロキサン粒子を、特定の計算式により導き出される希釈倍率で希釈し、所望の粒径となるまで粒子径を測定しながら成長反応を行う方法が記載されている。また、特許文献3では、球状シリコーン微粒子の粒子径をばらつかせる原因が、反応系内に存在する塩素やイオン性物質にあるとして、反応系内に存在する塩素含有量や、イオン性物質量を低減させることが提案されている。   Among the above required characteristics, there is a particularly high demand for particle size, and many methods for producing monodisperse polymer particles having a narrow particle size (particle size) distribution have been studied. For example, in Patent Document 2, polyorganosiloxane particles obtained by hydrolyzing and condensing a silicon compound are diluted at a dilution rate derived by a specific calculation formula, and the particle size is measured until a desired particle size is obtained. A method for carrying out the growth reaction is described. Further, in Patent Document 3, assuming that the cause of the variation in the particle size of the spherical silicone fine particles is the chlorine and ionic substances present in the reaction system, the chlorine content and the amount of ionic substances present in the reaction system It has been proposed to reduce.

特開平11−199671号公報、特許請求の範囲などJapanese Patent Laid-Open No. 11-199671, claims, etc. 特開2002−80598号公報、特許請求の範囲、[0006]などJP 2002-80598 A, claims, [0006], etc. 特開平6−248081号公報、特許請求の範囲などJapanese Patent Application Laid-Open No. 6-248081, claims, etc.

また、上記用途に用いられる重合体粒子は、最終製品間における品質のバラツキを抑える観点から、製造ロット間で粒子径の変動が少ないものであることが求められる。しかしながら、従来の方法では、同一の条件を採用していても、複数回重合体粒子の製造を行った場合には、目的とする粒子径に対して40%程度のバラツキが生じることが指摘されている(特許文献2)。このように製造ロット間で粒子径がばらつく場合には、当該重合体粒子を使用する製品、特に、上述のような画像表示装置におけるセル間隙用のスペーサーや、導電性間隙部材などに用いると、製品品質を一定に保つことが困難になるといった問題があった。   In addition, the polymer particles used for the above applications are required to have a small variation in particle diameter between production lots from the viewpoint of suppressing quality variation between final products. However, in the conventional method, it is pointed out that even when the same conditions are adopted, when the polymer particles are produced a plurality of times, there is a variation of about 40% with respect to the target particle diameter. (Patent Document 2). Thus, when the particle diameter varies between production lots, when used for a product using the polymer particles, particularly a spacer for a cell gap in the image display device as described above, a conductive gap member, There was a problem that it was difficult to keep product quality constant.

本発明は、上述のような問題に着目してなされたものであって、その目的は、所望の粒子径を有し、且つ、製造ロット間における粒子径の変動が少ないポリオルガノシロキサン粒子および有機無機複合粒子の製造方法を提供することである。   The present invention has been made by paying attention to the above-described problems, and the object thereof is to provide polyorganosiloxane particles and organic materials having a desired particle diameter and little variation in particle diameter between production lots. It is to provide a method for producing inorganic composite particles.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねたところ、ポリオルガノシロキサン粒子の合成反応系内に不可避的に存在し、目視では確認できないが、パーティクルカウンターなどでは観測される夾雑物(パーティクル)と、生成するポリオルガノシロキサン粒子の粒子径との間に相関関係があることを見出し、本発明を完成した。   The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-mentioned problems, and are inevitably present in the synthesis reaction system of the polyorganosiloxane particles and cannot be visually confirmed, but are observed with a particle counter or the like. The present inventors have found that there is a correlation between (particles) and the particle diameter of the polyorganosiloxane particles to be produced.

すなわち、上記課題を解決し得た本発明の方法とは、ポリオルガノシロキサン粒子の製造方法であって、アルコールを必須とする混合溶媒中で、アルコキシシラン化合物の加水分解縮合反応を行ってポリオルガノシロキサン粒子を合成する合成工程を含み、上記合成工程において、不可避不純物である粒子径2μm以上のパーティクル量が5個/ml〜200個/mlのアルコールを用いるところに要旨を有する。   That is, the method of the present invention that has solved the above-mentioned problems is a method for producing polyorganosiloxane particles, in which a polyorganosiloxane compound is subjected to a hydrolytic condensation reaction of an alkoxysilane compound in a mixed solvent in which alcohol is essential. It includes a synthesis step of synthesizing siloxane particles, and the gist is that in the synthesis step, alcohol having an inevitable impurity particle diameter of 2 μm or more is used in an amount of 5/200 to 200 / ml.

本発明の製造方法により、製造ロット間における粒子径のバラツキが抑えられ、所望の粒子径を有する粒子が精度良く得られる理由について、本発明者らは、以下のように考えている。上記本発明の製造方法では、まず、出発原料であるアルコキシシラン化合物の加水分解、縮合反応の進行により、微小な1次縮合体粒子が生成する。その後、反応系内では、引力と斥力(静電反発力)がつり合うところまで1次縮合体粒子の合一が進行し、その結果、核が生成する(合一による核形成)。次いで、生成した核の周囲で加水分解、縮合反応がさらに進行して、核が成長することにより、ポリオルガノシロキサン粒子が生成する。このような生成過程において、特定のサイズのパーティクルが存在する場合、このパーティクルを起点とする合一も進行すると考えられる。すなわち、反応系中の粒子数(核の数)は、パーティクル数の影響を受けるため、具体的には、パーティクルが少ないと生成する核の数は少なくなり、パーティクル数が多くなると生成する核の数も多くなる。したがって、たとえ、出発原料濃度やその他の反応条件を一定にそろえたとしても、製造ロット間において、反応系内に存在するパーティクル量が異なる場合には、各製造ロット間において、反応系中の粒子数が異なるため、各製造ロット間で生成する粒子の粒子径にバラツキが見られていたものと考えられる。すなわち、その他の反応条件が同一であれば、核の個数が多い場合には(パーティクル数が多い)、生成粒子の粒子径は小さくなり、一方、核の個数が少ない場合には(パーティクル数が少ない)、粒子径は大きいものとなるのである。なお、反応溶媒であるアルコール中に存在するパーティクルが核の形成に与える影響は、パーティクル数が一定量を超えると飽和して一定になるが、パーティクル数が少ない領域では、パーティクル数に応じて、核の生成量が変動する。市販のアルコールに含まれるパーティクル数は、核の生成量が変動する領域に含まれており、本発明者らは、上記反応溶媒中のパーティクルが、従来技術において、粒子径が大きく変動する原因であることを見出した。   The inventors consider as follows why the particle diameter variation among production lots can be suppressed and particles having a desired particle diameter can be obtained with high accuracy by the production method of the present invention. In the production method of the present invention, first, fine primary condensate particles are generated by the hydrolysis and condensation reaction of the alkoxysilane compound as a starting material. Thereafter, in the reaction system, the coalescence of the primary condensate particles proceeds until the attractive force and the repulsive force (electrostatic repulsive force) are balanced, and as a result, nuclei are formed (nucleation by coalescence). Next, hydrolysis and condensation reaction further proceeds around the generated nucleus, and the nucleus grows to produce polyorganosiloxane particles. In such a generation process, when there is a particle of a specific size, it is considered that the coalescence starting from this particle also proceeds. In other words, since the number of particles (number of nuclei) in the reaction system is affected by the number of particles, specifically, when the number of particles is small, the number of nuclei generated decreases, and when the number of particles increases, the number of nuclei generated The number also increases. Therefore, even if the starting material concentration and other reaction conditions are kept constant, if the amount of particles present in the reaction system differs between production lots, the particles in the reaction system vary between production lots. Since the numbers are different, it is considered that there was a variation in the particle size of the particles generated between the production lots. That is, if the other reaction conditions are the same, when the number of nuclei is large (the number of particles is large), the particle diameter of the generated particles is small, while when the number of nuclei is small (the number of particles is The particle size is large). In addition, the influence which the particle which exists in alcohol which is a reaction solvent has on the formation of the nucleus becomes saturated and constant when the number of particles exceeds a certain amount, but in the region where the number of particles is small, depending on the number of particles, The amount of nuclei generated varies. The number of particles contained in commercially available alcohol is included in the region where the amount of nuclei produced varies, and the present inventors have determined that the particles in the reaction solvent have a large variation in particle diameter in the prior art. I found out.

本発明の製造方法では、上記合成工程を、アルコールを必須とする混合溶媒中でアルコキシシラン化合物の加水分解縮合反応を行ってポリオルガノシロキサンの1次シード粒子を生成させる生成工程と、上記生成工程で得られた1次シード粒子を含む反応溶液に、さらにアルコキシシラン化合物を添加して、1次シード粒子を成長させて2次シード粒子を得る成長工程の2段階に分けて行ってもよく、この場合、上記成長工程において添加するアルコキシシラン化合物量Aを下記式(I)により算出される量とすることが好ましい。   In the production method of the present invention, the synthesis step includes a generation step of generating a primary seed particle of polyorganosiloxane by performing a hydrolytic condensation reaction of an alkoxysilane compound in a mixed solvent in which alcohol is essential, and the generation step. The reaction solution containing the primary seed particles obtained in (1) may be further divided into two stages of a growth process in which an alkoxysilane compound is further added to grow primary seed particles to obtain secondary seed particles, In this case, it is preferable that the amount A of alkoxysilane compound added in the growth step is an amount calculated by the following formula (I).

[上記式(I)中、Aは成長工程において添加するアルコキシシラン化合物の質量(g)、rは1次シード粒子径、Rは2次シード粒子の設定粒子径、Bは、生成工程で使用したアルコキシシラン化合物の質量(g)を意味する。] [In the above formula (I), A is the mass (g) of the alkoxysilane compound added in the growth step, r is the primary seed particle size, R is the set particle size of the secondary seed particle, and B is used in the production step. Means the mass (g) of the obtained alkoxysilane compound. ]

これにより、製造ロット間における2次シード粒子の粒子径のバラツキが抑えられるため、結果として、最終目的物である有機無機複合粒子の粒子径の変動を一層低減させることができる。   Thereby, since the variation in the particle diameter of the secondary seed particle between production lots is suppressed, as a result, the variation in the particle diameter of the organic-inorganic composite particle that is the final object can be further reduced.

上記アルコールは、メタノールであるのが望ましい。   The alcohol is preferably methanol.

本発明には、上記製法により得られたポリオルガノシロキサン粒子を用いた有機無機複合体粒子の製造方法も含まれ、当該製造方法とは、上記方法で得られたポリオルガノシロキサン粒子に、ラジカル重合性ビニルモノマー成分を吸収させる吸収工程、および、上記吸収工程で吸収させたモノマー成分をラジカル重合させる重合工程を含むところに要旨を有する。   The present invention also includes a method for producing organic-inorganic composite particles using the polyorganosiloxane particles obtained by the above production method. The production method refers to radical polymerization of the polyorganosiloxane particles obtained by the above method. The present invention has a gist in that it includes an absorption step of absorbing a functional vinyl monomer component and a polymerization step of radical polymerization of the monomer component absorbed in the absorption step.

なお、本明細書において、「パーティクル」とは、反応系内あるいは反応溶媒中に存在する粒子径2μm以上の不可避不純物のことを意味し、上記「粒子径」とは、例えば、PAMAS社製の液体用パーティクルカウンターにより、観測される粒子径を意味し、粒子が球形である場合の直径を意味することはもちろんのこと、楕円や針状などの形状である場合には、各形状を球に近似した場合の直径を意味する。   In this specification, “particle” means an inevitable impurity having a particle diameter of 2 μm or more present in the reaction system or in the reaction solvent, and the “particle diameter” is, for example, made by PAMAS. By particle counter for liquid, it means the diameter of the observed particle, not to mention the diameter when the particle is spherical, but when it is oval or needle shape, each shape is made into a sphere It means the diameter when approximated.

本発明の製造方法によれば、所望の粒子径を有し、且つ、粒度分布の狭いポリオルガノシロキサン粒子が得られ、さらに、製造ロット間におけるポリオルガノシロキサン粒子および有機無機複合粒子の粒子径のバラツキも低レベルに抑えることができる。   According to the production method of the present invention, polyorganosiloxane particles having a desired particle size and a narrow particle size distribution can be obtained, and the particle sizes of the polyorganosiloxane particles and the organic-inorganic composite particles between production lots can be obtained. Variations can be suppressed to a low level.

図1は、実験例の結果を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the results of an experimental example.

本発明のポリオルガノシロキサン粒子の製造方法とは、アルコールを必須とする混合溶媒中で、アルコキシシラン化合物の加水分解反応、縮合反応を行ってポリオルガノシロキサンの粒子を合成する合成工程を含み、上記合成工程において、不可避不純物である粒子径2μm以上のパーティクル量が5個/ml〜200個/mlのアルコールを用いるところに特徴を有するものである。   The method for producing polyorganosiloxane particles of the present invention includes a synthesis step of synthesizing polyorganosiloxane particles by performing a hydrolysis reaction and a condensation reaction of an alkoxysilane compound in a mixed solvent in which alcohol is essential. The synthesis step is characterized in that an alcohol having an inevitable impurity particle size of 2 μm or more of 5/200 to 200 / ml is used.

上述のように、合成工程で使用するアルコール中に存在する特定サイズのパーティクルは、ポリオルガノシロキサン粒子生成時の核形成数と相関すると考えられ、上記特定サイズのパーティクル量が製造ロット間で異なる場合には、生成するポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)の粒子径がばらつき、最終的に得られる有機無機複合粒子の粒子径に変動が生じる。そこで、本発明においては、ポリオルガノシロキサン粒子、ひいては、有機無機複合粒子の粒子径の変動を防ぐため、粒子径2μm以上のパーティクル数を上記範囲内とする。パーティクルの粒子径の上限は特に限定されないが、10μm以下とするのが好ましい。粒子径が10μmを超えるパーティクルの数は極めて少なくなるために検出が困難であり、合成に適するアルコールであるかどうかの判定に用いるには不適当である。   As mentioned above, the specific size particles present in the alcohol used in the synthesis process are considered to correlate with the number of nucleation during the production of polyorganosiloxane particles, and the amount of particles of the specific size varies between production lots. In this case, the particle diameter of the resulting polyorganosiloxane particles (seed particles) varies, and the particle diameter of the finally obtained organic-inorganic composite particles varies. Therefore, in the present invention, the number of particles having a particle diameter of 2 μm or more is set within the above range in order to prevent fluctuations in the particle diameter of the polyorganosiloxane particles and thus the organic / inorganic composite particles. The upper limit of the particle diameter of the particles is not particularly limited, but is preferably 10 μm or less. Since the number of particles having a particle diameter exceeding 10 μm is extremely small, it is difficult to detect and is not suitable for use in determining whether the alcohol is suitable for synthesis.

上記特定サイズのパーティクル量は5個/ml〜150個/mlであるのが好ましく、より好ましくは10個/ml〜100個/mlである。合成反応系内に存在するパーティクル量が上記範囲内であれば、ポリオルガノシロキサン粒子および有機無機複合粒子の粒子径の変動が抑制される。なお、パーティクル量が上記範囲を超えると、製造ロット間における粒子径に対する影響は小さくなるが、得られる粒子の特性(機械的特性、光学特性など)にバラツキが見られたり、所期の特性が得られない場合がある。また、パーティクル量が上記範囲内に満たない場合には、合成装置の汚れ、空気中を漂っている異物、合成装置等に備えられたパッキン類から発生する不純物など、合成工程においてある程度不可避的に混入する制御困難な不純物の影響により、製造ロット間における粒子径の変動が大きくなる虞がある。したがって、パーティクル量は上記範囲内とするのが好ましい。   The amount of particles of the specific size is preferably 5/150 to 150 / ml, more preferably 10/100 to 100 / ml. When the amount of particles present in the synthesis reaction system is within the above range, fluctuations in the particle diameters of the polyorganosiloxane particles and the organic-inorganic composite particles are suppressed. If the amount of particles exceeds the above range, the effect on the particle size between production lots will be reduced, but there will be variations in the properties of the resulting particles (mechanical properties, optical properties, etc.), and the expected properties will be It may not be obtained. In addition, if the amount of particles is less than the above range, contamination of the synthesizer, foreign matter floating in the air, impurities generated from packings provided in the synthesizer, etc. are inevitably to some extent in the synthesis process. Due to the influence of impurities that are difficult to control, there is a risk that the fluctuation of the particle size between production lots will increase. Therefore, the particle amount is preferably within the above range.

なお、上記粒子径およびパーティクル数(個/ml)は、パーティクルカウンター(PAMAS社製の液体用パーティクルカウンター、本体部形式:SVSS-C-16、センサー部形式:HCB-LD-50/50)により測定される値であり、合成工程で使用する反応溶媒およびアルコールを測定試料として測定される値である。   The particle size and the number of particles (pieces / ml) are determined by the particle counter (PAMAS liquid particle counter, body part type: SVSS-C-16, sensor part type: HCB-LD-50 / 50) It is a value to be measured, and is a value measured using the reaction solvent and alcohol used in the synthesis step as a measurement sample.

尚、アルコール中に存在する特定サイズのパーティクル量は、予めアルコールを所定サイズの孔径を有するフィルター等でろ過することにより、上記範囲とすることができる。また、市販のアルコールであっても、特定サイズのパーティクルの含有量が上記範囲であれば、そのままポリオルガノシロキサン粒子の合成に用いることができる。   The amount of particles having a specific size present in the alcohol can be set to the above range by previously filtering the alcohol with a filter having a pore size of a predetermined size. Moreover, even if it is a commercially available alcohol, if content of the particle of a specific size is the said range, it can be used for the synthesis | combination of a polyorganosiloxane particle as it is.

本発明に係る有機無機複合粒子は、無機質成分を含むポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)と有機質成分であるビニル系重合体とを必須としてなる複合体粒子である。上記ポリオルガノシロキサン粒子は、後述するように重合性不飽和結合を有するシリコン化合物を必須とする無機化合物原料を加水分解、縮合してなるポリシロキサン骨格構造からなる粒子、例えば、ビニル基、特に、(メタ)アクリロキシ基を有するポリオルガノシロキサン粒子であるのが好ましい。そして、上記有機質成分であるビニル系重合体は、このポリオルガノシロキサン粒子の中に含まれている。つまり、本発明に係る有機無機複合粒子とは、主として上記ポリオルガノシロキサンからなる成分と、ビニル系重合体からなる成分が混在している粒子である。なお、本発明でいうビニル系重合体は、ラジカル重合性ビニルモノマーを必須とするモノマー成分を、ラジカル重合してなるものである。   The organic-inorganic composite particles according to the present invention are composite particles essentially comprising polyorganosiloxane particles (seed particles) containing an inorganic component and a vinyl polymer as an organic component. The polyorganosiloxane particles are particles composed of a polysiloxane skeleton structure obtained by hydrolyzing and condensing an inorganic compound raw material containing a silicon compound having a polymerizable unsaturated bond as described later, for example, vinyl groups, in particular, Polyorganosiloxane particles having a (meth) acryloxy group are preferred. And the vinyl polymer which is the said organic component is contained in this polyorganosiloxane particle. That is, the organic-inorganic composite particles according to the present invention are particles in which a component mainly composed of the polyorganosiloxane and a component composed of a vinyl polymer are mixed. The vinyl polymer referred to in the present invention is obtained by radical polymerization of a monomer component essentially containing a radical polymerizable vinyl monomer.

以下、本発明の製造方法について、各工程に分けて詳細に説明する。   Hereinafter, the production method of the present invention will be described in detail for each step.

〔ポリオルガノシロキサン粒子の合成工程〕
本発明に係るポリオルガノシロキサン粒子の合成工程とは、アルコールを必須とする混合溶媒の存在下において、アルコキシシラン化合物の加水分解、縮合反応を行って、ポリオルガノシロキサン粒子を得る工程である。なお、この縮合反応時には、触媒としてアンモニアなどの塩基性触媒を用いるのが好ましい。
[Synthesis process of polyorganosiloxane particles]
The step of synthesizing the polyorganosiloxane particles according to the present invention is a step of obtaining polyorganosiloxane particles by performing hydrolysis and condensation reaction of the alkoxysilane compound in the presence of a mixed solvent in which alcohol is essential. In this condensation reaction, it is preferable to use a basic catalyst such as ammonia as a catalyst.

上記ポリオルガノシロキサン粒子は、アルコキシシラン化合物を出発原料とするものであり、重合性不飽和結合と加水分解性シリル基とを有する加水分解性シリコン化合物群(以下、重合性シリコン化合物ということがある)を必須的に含む出発原料とするものであるのが好ましく、特に、上記重合性不飽和結合としてビニル基を有するものが好ましい。このような原料を用いれば、加水分解、縮合反応後に得られるポリオルガノシロキサン粒子は、ビニル基を有するものとなる。後述する重合工程において、ビニル基(ポリオルガノシロキサン粒子)とラジカル重合性ビニルモノマー間にも共重合による結合が形成されるため、得られる有機無機複合粒子の機械的特性が優れるものとなる。また、有機無機複合粒子の耐溶剤性が向上するため、当該粒子をインキ化して用いる用途にも好適となる。   The polyorganosiloxane particles are obtained by using an alkoxysilane compound as a starting material, and a hydrolyzable silicon compound group having a polymerizable unsaturated bond and a hydrolyzable silyl group (hereinafter sometimes referred to as a polymerizable silicon compound). ) Is essential as a starting material, and those having a vinyl group as the polymerizable unsaturated bond are particularly preferable. If such a raw material is used, the polyorganosiloxane particles obtained after the hydrolysis and condensation reaction will have vinyl groups. In the polymerization step described later, since a bond is formed by copolymerization between the vinyl group (polyorganosiloxane particles) and the radical polymerizable vinyl monomer, the mechanical properties of the resulting organic-inorganic composite particles are excellent. Further, since the solvent resistance of the organic / inorganic composite particles is improved, the particles are also suitable for use in ink form.

上記重合性シリコン化合物としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリアセトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシエトキシプロピルトリメトキシシラン等ビニル基を有するアルコキシシランを挙げることができる。これらは1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。   Examples of the polymerizable silicon compound include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, and γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane. , Γ- (meth) acryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloxypropyltriacetoxysilane, γ- (meth) acryloxyethoxypropyltrimethoxysilane An alkoxysilane having an equal vinyl group can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、下記式(1)で表される(メタ)アクリロキシ基を有するシリコン化合物(1)が好ましい。この(メタ)アクリロキシ基は、後述するラジカル重合性ビニルモノマーとの相溶性に優れるため、当該モノマー成分が、ポリオルガノシロキサン粒子へのラジカル重合性ビニルモノマーの吸収が容易となる。   Among these, the silicon compound (1) having a (meth) acryloxy group represented by the following formula (1) is preferable. Since this (meth) acryloxy group is excellent in compatibility with the radical polymerizable vinyl monomer described later, the monomer component can easily absorb the radical polymerizable vinyl monomer into the polyorganosiloxane particles.

(上記一般式(1)中、Raは、水素原子またはメチル基を表し、Rbは、置換基を有していても良い炭素数1〜20の2価の有機基を表し、Rcは、同一または異なって、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基および炭素数2〜5のアシル基よりなる群から選択される少なくとも1つの1価基を表す。Rdは、同一または異なって、炭素数1〜5のアルキル基およびフェニル基よりなる群から選択される少なくとも1つの1価の基を示す。lは1または2であり、mは0または1である。) (In the general formula (1), R a represents a hydrogen atom or a methyl group, R b represents an optionally substituted divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and R c. They are the same or different, a hydrogen atom, .R d representing at least one monovalent group selected from the group consisting of alkyl and acyl groups of 2 to 5 carbon atoms of 1 to 5 carbon atoms, which may be the same or different And at least one monovalent group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a phenyl group, l is 1 or 2, and m is 0 or 1.)

重合性シリコン化合物(1)としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリアセトキシシラン、γ−メタクリロキシエトキシプロピルトリメトキシシラン(または、γ−トリメトキシシリルプロピル−β−メタクリロキシエチルエーテルともいう)、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等を挙げることができる。これらは1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。上記(メタ)アクリロキシ基を有するアルコキシシランの中でも、最も好ましいのは、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランである。   The polymerizable silicon compound (1) is not particularly limited, and specifically, for example, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriacetoxysilane, γ-methacryloxyethoxypropyltrimethoxysilane (also referred to as γ-trimethoxysilylpropyl-β-methacryloxyethyl ether), γ-methacrylic Examples include loxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, and γ-acryloxypropylmethyldimethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more. Among the alkoxysilanes having the (meth) acryloxy group, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane is most preferable.

上記重合性シリコン化合物(1)と共に、必要に応じて、下記一般式(2)
e nSi(ORf4-n (2)
(上記一般式(2)中、Reは同一または異なって、炭素数1〜20のアルキル基と、エポキシ基を有する炭素数1〜20のアルキル基と、炭素数2〜20のアルケニル基と、炭素数6〜20のアリール基とからなる群から選ばれる少なくとも1つの1価基を示し;Rfは同一または異なって、水素原子と、炭素数1〜5のアルキル基と、炭素数2〜5のアシル基とからなる群から選ばれる少なくとも1つの1価基を示す。nは0〜3の整数である。)で示されるアルコキシシラン(以下、非重合性シリコン化合物(2)ということがある)を併用してもよい。
Together with the polymerizable silicon compound (1), if necessary, the following general formula (2)
R e n Si (OR f ) 4-n (2)
(In the above general formula (2), R e is the same or different and includes an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms having an epoxy group, and an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms. , Represents at least one monovalent group selected from the group consisting of an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; R f is the same or different and represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and 2 carbon atoms. An alkoxysilane (hereinafter referred to as non-polymerizable silicon compound (2)) represented by at least one monovalent group selected from the group consisting of ˜5 acyl groups, wherein n is an integer of 0-3. May be used in combination.

非重合性シリコン化合物(2)としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラアセトキシシラン等の上記一般式(2)においてn=0の4官能性シラン;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3,4−エポキシブチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等の上記一般式(2)においてn=1の3官能性シラン;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジアセトキシジメチルシラン、ジフェニルジシランジオール等の上記一般式(2)においてn=2の2官能性シラン;等を挙げることができる。これらは1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。   Although it does not specifically limit as a non-polymerizable silicon compound (2), Specifically, for example, the said general formula (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetraacetoxysilane etc.) 2) a tetrafunctional silane in which n = 0; methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriacetoxysilane, β- (3,4-epoxy (Cyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3,4-epoxybutyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, etc. Functional silane; dimethyl dimethoxy And the like can be given; silane, dimethyl diethoxy silane, diacetoxy dimethyl silane, difunctional silane of n = 2 in the above general formula such as diphenyl disilane diol (2). These may be used alone or in combination of two or more.

シリコン化合物(1)および(2)の誘導体としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、シリコン化合物(1)および(2)が含有するORc 基またはORf 基に関してその少なくとも1つがβ−ジカルボニル基および/または他のキレート化合物を形成し得る基で置換された化合物と、シリコン化合物(1)および(2)および/またはそのキレート化合物を部分的に加水分解・縮合して得られた低縮合物と、からなる群より選ばれる少なくとも1つが好ましい。 The derivatives of the silicon compounds (1) and (2) are not particularly limited. Specifically, for example, at least one of the OR c group or the OR f group contained in the silicon compounds (1) and (2) may be used. By partially hydrolyzing and condensing a compound substituted with a β-dicarbonyl group and / or a group capable of forming another chelate compound and the silicon compounds (1) and (2) and / or the chelate compound. At least one selected from the group consisting of the obtained low condensate is preferable.

本発明に係るポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)は、上記シリコン化合物群を、水を含む溶媒中で加水分解させ縮合させて得られる。加水分解および縮合については、一括、分割、連続等、任意の方法を採ることができる。加水分解および縮合をさせるにあたり、アンモニア、尿素、エタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物等の触媒を用いてもよい。   The polyorganosiloxane particles (seed particles) according to the present invention are obtained by hydrolyzing and condensing the silicon compound group in a solvent containing water. About hydrolysis and condensation, arbitrary methods, such as a lump, a division | segmentation, and a continuation, can be taken. In the hydrolysis and condensation, a catalyst such as ammonia, urea, ethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, alkali metal hydroxide, or alkaline earth metal hydroxide may be used.

上述のように、本発明の製法では、合成工程において、アルコールを必須とする混合溶媒を用いる。反応溶媒として用いるアルコールは特に限定されず、使用するシリコン化合物に応じて適宜変更すればよい。好ましいアルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール等が挙げられ、より好ましくはメタノールである。例えば、シリコン化合物としてメトキシシランを用いる場合には、メタノールを反応溶媒とするのが好ましく、また、エトキシシランをシリコン化合物として用いる場合には、エタノールを反応溶媒とすることが推奨される。   As described above, in the production method of the present invention, a mixed solvent in which alcohol is essential is used in the synthesis step. The alcohol used as the reaction solvent is not particularly limited, and may be appropriately changed according to the silicon compound to be used. Preferred alcohols include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, t-butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and more preferably methanol. It is. For example, when methoxysilane is used as the silicon compound, methanol is preferably used as the reaction solvent, and when ethoxysilane is used as the silicon compound, ethanol is recommended as the reaction solvent.

上記混合溶媒には、アルコールの他に、水、その他の有機溶剤が含まれていてもよい。好ましくは水である。混合溶媒に水が含まれる場合、水/アルコールの混合割合は、95/5〜50/50(質量比)であり、より好ましくは95/5〜60/40であり、さらに好ましくは90/10〜65/35である。   The mixed solvent may contain water and other organic solvents in addition to the alcohol. Preferably it is water. When water is contained in the mixed solvent, the mixing ratio of water / alcohol is 95/5 to 50/50 (mass ratio), more preferably 95/5 to 60/40, and still more preferably 90/10. ~ 65/35.

反応溶媒として使用する水としては、イオン交換水、超純水などが挙げられる。これらの中でも、電気伝導度1μS/cm以下の超純水が好ましい。なお、超純水は、イオン交換装置や逆浸透膜純水製造装置、限外ろ過装置などで、無機イオン、溶存気体、固形粒子などを除去して得られる。   Examples of water used as the reaction solvent include ion exchange water and ultrapure water. Among these, ultrapure water having an electric conductivity of 1 μS / cm or less is preferable. Note that ultrapure water is obtained by removing inorganic ions, dissolved gas, solid particles, and the like with an ion exchange device, a reverse osmosis membrane pure water production device, an ultrafiltration device, or the like.

その他の有機溶剤としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類;イソオクタン、シクロヘキサン等の(シクロ)パラフィン類;ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類などが好ましく挙げられる。これらは、1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。   Other organic solvents are not particularly limited, but specific examples include ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; esters such as ethyl acetate; (cyclo) paraffins such as isooctane and cyclohexane; dioxane and diethyl ether Preferred examples include ethers such as benzene, and aromatic hydrocarbons such as toluene. These may be used alone or in combination of two or more.

なお、アルコール中の特定サイズのパーティクル数を所定範囲内とすることに代えて、各製造ロット毎に、反応溶媒として使用するアルコールを一部サンプリングして、小スケールで、ポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)の合成を行って、生成するポリオルガノシロキサン粒子の粒子径を確かめてもよい。このような事前検査は、より精度の高い粒子径制御を行うためには有効である。   Instead of setting the number of particles of a specific size in the alcohol within a predetermined range, a part of the alcohol used as a reaction solvent is sampled for each production lot, and the polyorganosiloxane particles (seed Particles) may be synthesized to confirm the particle diameter of the resulting polyorganosiloxane particles. Such a pre-inspection is effective for more accurate particle size control.

加水分解および縮合反応時の条件は、特に限定はされないが、例えば、上記シリコン化合物群および有機溶剤等を、水を含む溶媒に添加し、0℃〜100℃、好ましくは0℃〜70℃、より好ましくは10℃〜50℃の温度範囲で、30分〜100時間攪拌することによって行われる。   The conditions during the hydrolysis and condensation reaction are not particularly limited. For example, the above silicon compound group and an organic solvent are added to a solvent containing water, and the temperature is 0 ° C to 100 ° C, preferably 0 ° C to 70 ° C. More preferably, it is carried out by stirring in a temperature range of 10 ° C. to 50 ° C. for 30 minutes to 100 hours.

上記加水分解および縮合を行うにあたっては、水濃度は50質量%〜99.99質量%、触媒濃度は0.01質量%〜10質量%、有機溶剤濃度は0質量%〜90質量%、上記シリコン化合物群の濃度は0.1質量%〜30質量%、上記シリコン化合物群の添加時間は0.001時間〜500時間、反応温度は0℃〜100℃に設定することが好ましい。   In carrying out the hydrolysis and condensation, the water concentration is 50% by mass to 99.99% by mass, the catalyst concentration is 0.01% by mass to 10% by mass, the organic solvent concentration is 0% by mass to 90% by mass, and the silicon The concentration of the compound group is preferably set to 0.1 mass% to 30 mass%, the addition time of the silicon compound group is set to 0.001 hour to 500 hours, and the reaction temperature is preferably set to 0 ° C to 100 ° C.

本発明に係る方法においては、このようにして、上記シリコン化合物群を、水を含む溶媒中で、適切な条件下で、加水分解および縮合させることにより、粒子が析出しスラリーが生成する。析出した粒子は、上述の重合性シリコン化合物を必須成分として用いて得られたものであるため、重合性不飽和結合を有するポリオルガノシロキサン粒子が得られる。ここで、適切な条件とは、特に限定はされないが、具体的には、例えば、得られたスラリーにおいて、重合性シリコン化合物(1)および非重合性シリコン化合物(2)の濃度(原料化合物に換算)が20質量%以下、水濃度が50質量%以上、触媒濃度が10質量%以下となるような条件が好ましい。   In the method according to the present invention, the silicon compound group is thus hydrolyzed and condensed under a suitable condition in a solvent containing water, whereby particles are precipitated and a slurry is produced. The precipitated particles are obtained using the above-described polymerizable silicon compound as an essential component, so that polyorganosiloxane particles having a polymerizable unsaturated bond can be obtained. Here, the appropriate conditions are not particularly limited. Specifically, for example, in the obtained slurry, the concentration of the polymerizable silicon compound (1) and the non-polymerizable silicon compound (2) (in the raw material compound) (Conversion) is preferably 20% by mass or less, a water concentration of 50% by mass or more, and a catalyst concentration of 10% by mass or less.

これまで、本発明に係る合成工程として、上記アルコキシシラン化合物を反応系に一時に添加して、1段階で加水分解、縮合反応を行ってポリオルガノシロキサン粒子を得る方法について述べてきたが、より精度の高い粒子径の制御を行う観点からは、合成工程を2段階以上の複数の工程に分けて行うことも、推奨される本発明の実施態様である。例えば、2段階の工程を採用してポリオルガノシロキサン粒子を得る場合であれば、上記合成工程は、ポリオルガノシロキサンの1次シード粒子を得る生成工程と、生成工程で得られた1次シード粒子を成長させて2次シード粒子を得る成長工程とに分けて行うことができる。粒子径の制御は、得られる有機無機複合粒子の物性を安定させる観点からも望まれることである。例えば、粒子径のバラツキ自体は、後述する吸収工程において、シード粒子に吸収させるモノマー成分量の使用量により、ある程度調整することができる。しかしながら、このような調整を行った場合、反応系中のシラン化合物濃度が変動するため、製造ロット間における粒子の収量が変動し、また、1次シード粒子があまりに小さい場合には粒子濃度が高くなりすぎるため、合一や凝集が生じやすくなる。また、同様の調整を行わなかった粒子とは、有機質成分量と無機質成分量との含有量が異なるため、有機無機複合粒子の物性(機械的特性、光学特性など)にバラツキが生じる。したがって、シード粒子径は製造ロット間におけるバラツキが小さいものであるのが好ましく、予め、生成および/または成長工程(あるいは合成工程)において、調整しておくことが好ましい。以下、合成工程を2段階で行う場合について説明する。   So far, as a synthesis step according to the present invention, a method for obtaining polyorganosiloxane particles by adding the above alkoxysilane compound to the reaction system at a time and performing hydrolysis and condensation reaction in one step has been described. From the viewpoint of controlling the particle size with high accuracy, it is also a recommended embodiment of the present invention to divide the synthesis step into a plurality of steps of two or more steps. For example, if polyorganosiloxane particles are obtained by adopting a two-step process, the synthesis process includes a production process for obtaining primary seed particles of polyorganosiloxane, and primary seed particles obtained in the production process. Can be performed separately from the growth process of obtaining secondary seed particles. Control of the particle size is also desired from the viewpoint of stabilizing the physical properties of the obtained organic-inorganic composite particles. For example, the particle size variation itself can be adjusted to some extent by the amount of the monomer component to be absorbed by the seed particles in the absorption step described later. However, when such adjustment is performed, the concentration of the silane compound in the reaction system varies, so the yield of particles varies between production lots. If the primary seed particles are too small, the particle concentration is high. Therefore, coalescence and aggregation are likely to occur. Further, since the contents of the organic component amount and the inorganic component amount are different from the particles not adjusted in the same manner, the physical properties (mechanical characteristics, optical characteristics, etc.) of the organic-inorganic composite particles vary. Therefore, it is preferable that the seed particle diameter has a small variation between production lots, and it is preferable to adjust the seed particle diameter in advance in the generation and / or growth process (or synthesis process). Hereinafter, a case where the synthesis process is performed in two stages will be described.

〔1次シード粒子の生成工程〕
上述のように1次シード粒子の生成工程とは、上記アルコキシシラン化合物の加水分解、縮合反応を行って、ポリオルガノシロキサン粒子の核となる縮合体を生成させる工程である。このとき使用可能なアルコキシシランとしては、上述のものと同様のものが用いられる。また、反応溶媒も、上記合成工程と同様の条件を採用すればよい。もちろん、この生成工程においても、反応系内に存在する特定サイズのパーティクル数は、上述の範囲内とするのが好ましいことは言うまでもない。
[Primary seed particle generation process]
As described above, the primary seed particle generating step is a step of performing a hydrolysis and condensation reaction of the alkoxysilane compound to generate a condensate that becomes the nucleus of the polyorganosiloxane particle. As the alkoxysilane usable at this time, the same ones as described above are used. Moreover, the reaction solvent should just employ | adopt the conditions similar to the said synthetic process. Of course, it is needless to say that the number of particles of a specific size existing in the reaction system is preferably within the above-mentioned range also in this generation step.

合成工程を2段階に分けて行う場合、1次シード粒子の生成工程において、出発原料である上記シリコン化合物群の濃度は、1質量%〜30質量%とするのが好ましい。より好ましくは2質量%〜20質量%であり、さらに好ましくは2質量%〜15質量%である。出発原料濃度が1質量%未満では反応が進行し難く、縮合体の生成に長時間要したり、あるいは得られる縮合体の粒子数が増加したりする虞がある。一方、濃度が高すぎる場合には、多数の粒子が生成し、後述する成長工程を採用しても、最終生成物である有機無機重合体の成長が不十分となり、所期サイズを有する粒子が得られなかったり、後述する吸収工程における原材料の増減が必要になり、経済的にも、また安定操業面からも望ましくない。   When the synthesis process is performed in two stages, the concentration of the silicon compound group as a starting material is preferably 1% by mass to 30% by mass in the primary seed particle generation process. More preferably, it is 2 mass%-20 mass%, More preferably, it is 2 mass%-15 mass%. If the starting material concentration is less than 1% by mass, the reaction hardly proceeds, and it may take a long time to produce a condensate, or the number of particles of the condensate obtained may increase. On the other hand, when the concentration is too high, a large number of particles are generated, and even when the growth step described later is adopted, the growth of the organic-inorganic polymer as the final product becomes insufficient, and particles having the desired size are obtained. It is not possible to obtain it, or it is necessary to increase or decrease the raw materials in the absorption process described later, which is undesirable from the economical and stable operation aspects.

〔2次シード粒子への成長工程〕
2次シード粒子への成長工程とは、上記生成工程で得られた1次シード粒子含有水溶液に、さらに、出発原料であるアルコキシシラン化合物を添加して、所望の粒子径になるまで1次シード粒子径を増大(成長)させる工程である。このとき、添加するアルコキシシラン化合物は、上記生成工程で例示したものと同様のものが使用できる。なお、アルコキシシラン化合物の添加量は、下記式(I)を満足する量とするのが好ましい。
[Growth process to secondary seed particles]
The growth process to secondary seed particles refers to the addition of an alkoxysilane compound as a starting material to the primary seed particle-containing aqueous solution obtained in the above-mentioned generation process, and the primary seed until a desired particle diameter is obtained. This is a step of increasing (growing) the particle diameter. At this time, as the alkoxysilane compound to be added, the same compounds as those exemplified in the production step can be used. The addition amount of the alkoxysilane compound is preferably an amount that satisfies the following formula (I).

ここで、上記式(I)中、rは1次シード粒子径、Rは2次シード粒子の設定粒子径、Bは、生成工程で使用したアルコキシシラン化合物の質量(g)、Aは成長工程において添加するアルコキシシラン化合物量(g)を意味する。   Here, in the above formula (I), r is the primary seed particle diameter, R is the set particle diameter of the secondary seed particles, B is the mass (g) of the alkoxysilane compound used in the production process, and A is the growth process. Means the amount (g) of alkoxysilane compound to be added.

このように、2段階の工程を採用することで、最初に生成し核となる縮合体の発生量のコントロールがより一層容易となる。また、成長工程では、すでに生成している縮合体を核として使用するため、新たな粒子の生成よりも、成長反応が優先して進行することとなる。   Thus, by adopting a two-step process, it becomes much easier to control the amount of condensate that is initially produced and becomes a nucleus. In addition, in the growth process, the condensate that has already been generated is used as a nucleus, so that the growth reaction proceeds in preference to the generation of new particles.

ところで、工業的にポリオルガノシロキサン粒子(あるいは有機無機複合体)を製造する場合、連続してシード粒子の合成を行うときには、通常、反応終了後の反応容器を洗浄して再び反応槽として用いる。このとき、洗浄溶剤としてメタノールのみを用いると、シード粒子径のロット間変動が大きくなることが本発明者らの検討により明らかになった。なお、実験室レベルの実施では、クレンザー等で反応容器を磨き、超純水ですすげば、1次粒子径を安定化させることは可能である。しかしながら、実操業レベルで同様の洗浄方法を実施することは現実的でない。そこで、本発明者らが検討を重ねたところ、反応容器をメタノールで洗浄した後、さらに、水/メタノール混合溶剤で洗浄するのが好ましいことが分かった。水/メタノールの混合比率は、3/7〜1/9とするのが好ましい。   By the way, when polyorganosiloxane particles (or organic-inorganic composites) are produced industrially, when continuously synthesizing seed particles, the reaction vessel after completion of the reaction is usually washed and used again as a reaction vessel. At this time, when only methanol was used as a cleaning solvent, it became clear by examination of the present inventors that the lot-to-lot variation of the seed particle size was increased. In the laboratory level, the primary particle size can be stabilized by polishing the reaction vessel with a cleanser or the like and rinsing with ultrapure water. However, it is not practical to carry out the same cleaning method at the actual operation level. Thus, as a result of repeated studies by the present inventors, it was found that it is preferable to wash the reaction vessel with methanol and then wash with a water / methanol mixed solvent. The mixing ratio of water / methanol is preferably 3/7 to 1/9.

〔ポリオルガノシロキサン粒子〕
上記1次および2次シード粒子(ポリオルガノシロキサン粒子)の数平均粒子径は、目的とする有機無機複合粒子(ビニル系モノマー重合後の最終生成物)の粒子径に応じて適宜決定すればよいが、例えば、3μm〜30μmの有機無機複合粒子を得たい場合であれば、1次シード粒子の粒子径は、0.3μm〜12μmであるのが好ましく、より好ましくは0.4μm〜10μmであり、2次シード粒子(ポリオルガノシロキサン粒子)の粒子径は、0.5μm〜12μmであるのが好ましく、より好ましくは0.6μm〜11μm、最も好ましくは0.7μm〜10μmである。ポリオルガノシロキサン粒子の平均粒子径が上記範囲内であれば、後述するビニル重合性モノマーの吸収が効率よく進行するといった有利な効果を発揮することができる。また、上記1次シード粒子(ポリオルガノシロキサン粒子)の平均粒子径が0.5μm未満であると、目的の粒子径にするための(2次シード粒子合成時)シラン化合物の添加量が多すぎて、シード粒子スラリーの濃度が濃くなりすぎるため、シード粒子の合一や凝集が生じやすくなる。一方、12μmを超えると、粒子の質量が大きくなって反応器中で重合体粒子の沈降が起こり、粒子同士が凝集し易くなる場合がある。なお、上記平均粒子径とは、コールター原理を採用した精密粒度分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター社製の「マルチサイザーII」など)により測定される値である。
[Polyorganosiloxane particles]
The number average particle size of the primary and secondary seed particles (polyorganosiloxane particles) may be appropriately determined according to the particle size of the target organic / inorganic composite particles (final product after vinyl monomer polymerization). However, for example, when it is desired to obtain organic / inorganic composite particles of 3 μm to 30 μm, the primary seed particles preferably have a particle size of 0.3 μm to 12 μm, more preferably 0.4 μm to 10 μm. The particle diameter of the secondary seed particles (polyorganosiloxane particles) is preferably 0.5 μm to 12 μm, more preferably 0.6 μm to 11 μm, and most preferably 0.7 μm to 10 μm. If the average particle diameter of the polyorganosiloxane particles is within the above range, an advantageous effect that absorption of a vinyl polymerizable monomer described later proceeds efficiently can be exhibited. Further, if the average particle size of the primary seed particles (polyorganosiloxane particles) is less than 0.5 μm, the amount of the silane compound added is too large (at the time of secondary seed particle synthesis) to achieve the target particle size. As a result, the concentration of the seed particle slurry becomes too high, and the coalescence and aggregation of the seed particles are likely to occur. On the other hand, if it exceeds 12 μm, the mass of the particles becomes large, and the polymer particles may settle in the reactor, and the particles may easily aggregate. The average particle diameter is a value measured by a precision particle size distribution measuring apparatus (for example, “Multisizer II” manufactured by Beckman Coulter, Inc.) employing the Coulter principle.

上記本発明に係る製造方法を採用すれば、ポリオルガノシロキサン粒子は、後述する実施例において記載する変動係数(CV値)で表される粒度分布のシャープさを15%以下とすることができる。このように、ポリオルガノシロキサン粒子の粒度分布が狭い場合には、後述する、吸収工程、重合工程を経て生成する有機無機複合体微粒子の粒度分布も狭いものとなる。なお、変動係数(CV値)が上記範囲内である場合は、後述するビニル重合性モノマーの吸収が効率よく行えるといった有利な効果も発揮することができる。15%を超える場合は、得られる有機無機複合粒子の粒子径のバラツキが大きくなる。   If the production method according to the present invention is employed, the polyorganosiloxane particles can have a sharpness of the particle size distribution represented by a coefficient of variation (CV value) described in Examples described later, of 15% or less. Thus, when the particle size distribution of the polyorganosiloxane particles is narrow, the particle size distribution of the organic-inorganic composite fine particles produced through the absorption process and the polymerization process, which will be described later, is also narrow. When the coefficient of variation (CV value) is within the above range, an advantageous effect that the vinyl polymerizable monomer described later can be efficiently absorbed can be exhibited. When it exceeds 15%, the variation in the particle diameter of the obtained organic-inorganic composite particles becomes large.

本発明でいうポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)は、上記シリコン化合物群を原料無機化合物として得られるものであるため、この無機化合物中のケイ素原子に由来する無機質部分(ポリシロキサン骨格)を含んでなり、(メタ)アクリロキシ基などの有機基を有する。本発明でいうポリオルガノシロキサン粒子は、該粒子中に、つまり、該粒子を構成するポリシロキサン骨格間に、後述するラジカル重合性ビニルモノマーを容易に吸収し、かつ、保持しておくことのできる粒子である。これは、ポリオルガノシロキサン粒子が有している(メタ)アクリロキシ基がビニルモノマー等の有機化合物との相溶性に非常に優れているからであり、また、上記ポリオルガノシロキサン粒子がビニルモノマーを吸収するのに好適な縮合度(分子量)となっているからであるともいえる。   Since the polyorganosiloxane particles (seed particles) referred to in the present invention are obtained by using the above silicon compound group as a raw material inorganic compound, the polyorganosiloxane particles (seed particles) include an inorganic portion (polysiloxane skeleton) derived from silicon atoms in the inorganic compound. And has an organic group such as a (meth) acryloxy group. The polyorganosiloxane particles referred to in the present invention can easily absorb and retain the radical polymerizable vinyl monomer described later in the particles, that is, between the polysiloxane skeletons constituting the particles. Particles. This is because the (meth) acryloxy group of the polyorganosiloxane particles is very compatible with organic compounds such as vinyl monomers, and the polyorganosiloxane particles absorb vinyl monomers. It can also be said that the degree of condensation (molecular weight) is suitable for this.

〔有機無機複合粒子の製造方法〕
本発明の有機無機複合粒子は、上記合成工程に次いで、合成工程(あるいは、生成工程および/または成長工程)で得られたポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)に、ラジカル重合性ビニルモノマーを吸収させ(吸収工程)、次いで、上記吸収工程で吸収させたモノマー成分をラジカル重合させることで(重合工程)得られる。上記製造方法により得られたポリオルガノシロキサン粒子をシード粒子とすることで、製造ロット間における粒子径のバラツキが少ない有機無機複合粒子が得られる。以下、吸収工程から順に説明する。
[Method for producing organic-inorganic composite particles]
In the organic-inorganic composite particles of the present invention, the radically polymerizable vinyl monomer is absorbed into the polyorganosiloxane particles (seed particles) obtained in the synthesis step (or the production step and / or the growth step) after the synthesis step. Then, the monomer component absorbed in the absorption step is subjected to radical polymerization (polymerization step). By using the polyorganosiloxane particles obtained by the above production method as seed particles, organic-inorganic composite particles with little variation in particle diameter between production lots can be obtained. Hereinafter, the absorption process will be described in order.

〔吸収工程〕
吸収工程では、ポリオルガノシロキサン粒子に、ラジカル重合性ビニルモノマー成分を吸収させる。この吸収工程では、得られる有機無機複合粒子の粒子径をコントロールするため、吸収工程に導入するシード粒子量を調整してもよい。シード粒子とラジカル重合性ビニルモノマーの配合比率を変更することにより、1種類の粒子径のシード粒子から、様々な粒子径の有機無機複合粒子を製造することができる。
[Absorption process]
In the absorption step, the polyorganosiloxane particles are allowed to absorb the radical polymerizable vinyl monomer component. In this absorption step, the amount of seed particles introduced into the absorption step may be adjusted in order to control the particle diameter of the obtained organic-inorganic composite particles. By changing the blending ratio of the seed particles and the radical polymerizable vinyl monomer, organic-inorganic composite particles having various particle sizes can be produced from seed particles having a single particle size.

吸収工程では、ポリオルガノシロキサン粒子にラジカル重合性ビニルモノマーを必須とするモノマー成分を吸収させられれば良く、その実施形態は特に限定されない。したがって、ポリオルガノシロキサン粒子を分散させた溶媒中にモノマー成分を加える形態であってもよいし、また、モノマー成分を含む溶媒中にポリオルガノシロキサン粒子を加える形態であっても良い。最終的に、ポリオルガノシロキサン粒子と上記モノマー成分とが共存する状態で吸収工程を進行させるものであればよい。中でも、前者のように、予めポリオルガノシロキサン粒子を分散させた溶媒中に、モノマー成分を加える形態が好ましく、さらには、ポリオルガノシロキサン粒子を合成して得られたポリオルガノシロキサン粒子分散液から、ポリオルガノシロキサン粒子を取り出すことなく、該分散液にモノマー成分を加える形態は、複雑な工程が必要とならず、生産性に優れており、好ましい。   In the absorption step, the polyorganosiloxane particles may be allowed to absorb the monomer component essentially containing the radical polymerizable vinyl monomer, and the embodiment thereof is not particularly limited. Accordingly, the monomer component may be added to the solvent in which the polyorganosiloxane particles are dispersed, or the polyorganosiloxane particles may be added to the solvent containing the monomer component. Eventually, it is sufficient if the absorption step proceeds in a state where the polyorganosiloxane particles and the monomer component coexist. Among them, like the former, a form in which a monomer component is added to a solvent in which polyorganosiloxane particles are dispersed in advance is preferable, and further, from a polyorganosiloxane particle dispersion obtained by synthesizing polyorganosiloxane particles, The form in which the monomer component is added to the dispersion without taking out the polyorganosiloxane particles does not require a complicated process and is excellent in productivity, which is preferable.

本発明で使用可能なラジカル重合性ビニルモノマーとしては、分子内に少なくとも1個以上のエチレン性不飽和基を含有する化合物であれば、その種類等は特に限定されず、本発明に係る有機無機複合粒子が所望の物性を発揮できるよう、そのモノマー成分は適宜選択することができる。具体的なモノマー成分としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキブチル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する単量体類;メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコール成分を有する単量体類;(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル等のアルキル(メタ)アクリレート類;トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ペンタンフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロアミル(メタ)アクリレート等のフッ素原子含有(メタ)アクリレート類;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、α−クロロスチレン、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン等の芳香族ビニル化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロニトリル等を用いることが好ましい。これらラジカル重合性ビニルモノマーは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。   The radically polymerizable vinyl monomer that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound containing at least one ethylenically unsaturated group in the molecule. The monomer component can be appropriately selected so that the composite particles can exhibit desired physical properties. Specific monomer components include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, monomers having a hydroxyl group such as 2-hydroxybutyl (meth) acrylate; methoxypolyethylene glycol (meth) Monomers having a polyethylene glycol component such as acrylate; butyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, (meth ) Alkyl (meth) acrylates such as benzyl acrylate and tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate; trifluoroethyl (meth) acrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate, pentanefluoropropyl (meth) acrylate, octafluoroa Fluorine atom-containing (meth) acrylates such as ru (meth) acrylate; styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, α-chlorostyrene, o-chlorostyrene, m-chlorostyrene, p-chlorostyrene, p-ethylstyrene It is preferable to use aromatic vinyl compounds such as glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, (meth) acrylonitrile and the like. These radical polymerizable vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more.

上記モノマー成分を効率よくポリオルガノシロキサン粒子に吸収させるためには、予め上記モノマー成分を乳化分散させてエマルションを生成しておくのが好ましい。また、上記モノマー成分として、架橋性モノマーを用いれば、得られる重合体粒子に関する機械的特性の調整が容易となるため好ましい。上記架橋性モノマーとしては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジアリルフタレートおよびその異性体、トリアリルイソシアヌレートおよびその誘導体、などが挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を併用してもよい。   In order to efficiently absorb the monomer component in the polyorganosiloxane particles, it is preferable to preliminarily emulsify and disperse the monomer component to produce an emulsion. Moreover, it is preferable to use a crosslinkable monomer as the monomer component because the mechanical properties of the polymer particles obtained can be easily adjusted. Although it does not specifically limit as said crosslinkable monomer, Specifically, for example, divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethyleneglycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate , Neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethane tri (meth) acrylate, tetramethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, diallyl phthalate and its Isomers, triallyl isocyanurate and derivatives thereof, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

上記吸収工程は、上述のモノマー成分がポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)の構造中に容易に吸収されるよう、種々の条件を設定し、その条件の下で行うことが好ましい。そのような条件としては、上記ポリオルガノシロキサン粒子およびモノマー成分のそれぞれの濃度や、上記ポリオルガノシロキサン粒子とモノマー成分との混合比、混合の処理方法・手段、混合時の温度や時間、混合後の処理方法・手段などが挙げられる。これらの条件は、用いるポリオルガノシロキサン粒子やモノマー成分の種類などに応じて、適宜決定すればよい。また、これらの条件は1種のみを採用しても、2種以上を組み合わせて採用してもよい。   The absorption step is preferably performed under various conditions set so that the monomer component described above is easily absorbed into the structure of the polyorganosiloxane particles (seed particles). Such conditions include the respective concentrations of the polyorganosiloxane particles and the monomer component, the mixing ratio of the polyorganosiloxane particles and the monomer component, the processing method and means for mixing, the temperature and time at the time of mixing, and after mixing. These processing methods and means are listed. These conditions may be appropriately determined according to the type of polyorganosiloxane particles and monomer components used. Moreover, these conditions may employ | adopt only 1 type, or may employ | adopt in combination of 2 or more types.

上記吸収工程におけるモノマー成分の使用量は、ポリオルガノシロキサン粒子の原料として使用したシリコン化合物の質量に対して、質量で0.01倍〜100倍とするのが好ましい。上記添加量が0.01倍より小さい場合は、ポリオルガノシロキサン粒子のモノマー成分の吸収量が少なくなり所期の粒子径が得られ難くなったり、重合体粒子の機械的特性が損なわれたりするおそれがあり、一方、100倍を超える場合は、添加したモノマー成分をポリオルガノシロキサン粒子に完全に吸収させることが困難となり、未吸収のモノマー成分が残存するため、得られる最終組成物が有機無機複合粒子と有機粒子との混合物となり、また、後の重合段階において粒子間の凝集が発生しやすくなる虞がある。   The amount of the monomer component used in the absorption step is preferably 0.01 to 100 times by mass with respect to the mass of the silicon compound used as the raw material for the polyorganosiloxane particles. When the addition amount is smaller than 0.01 times, the absorption amount of the monomer component of the polyorganosiloxane particles is reduced, and it is difficult to obtain the intended particle diameter, or the mechanical properties of the polymer particles are impaired. On the other hand, if it exceeds 100 times, it becomes difficult to completely absorb the added monomer component in the polyorganosiloxane particles, and the unabsorbed monomer component remains, so that the final composition obtained is organic-inorganic. It becomes a mixture of composite particles and organic particles, and there is a possibility that aggregation between particles is likely to occur in the subsequent polymerization stage.

吸収工程において、モノマー成分の添加方法は、特に限定されず、使用するモノマー成分の全量を一括で反応系に加えてもよく、数回に分けて加えてもよく、又、任意の速度でフィードしてもよい。さらに、このとき、モノマー成分のみを添加しても、あるいは、モノマー成分を溶媒に分散あるいは溶解させたモノマー成分溶液を添加してもよいが、モノマー成分を予め乳化分散させた状態でポリオルガノシロキサン粒子に加えることにより、ポリオルガノシロキサン粒子への吸収がより効率よく行われるため、好ましい。   In the absorption process, the method for adding the monomer component is not particularly limited, and the entire amount of the monomer component to be used may be added to the reaction system all at once, or may be added in several batches, or fed at an arbitrary rate. May be. Further, at this time, only the monomer component may be added, or a monomer component solution in which the monomer component is dispersed or dissolved in a solvent may be added. Addition to the particles is preferable because absorption into the polyorganosiloxane particles is performed more efficiently.

上記乳化剤としては、特に限定はされないが、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子界面活性剤、分子中に1個以上の重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する重合性界面活性剤等がある。なかでも、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤が、ポリオルガノシロキサン粒子や、モノマー成分を吸収したポリオルガノシロキサン粒子や、重合体粒子の分散状態を安定化させることもできるので好ましい。これら乳化剤は、1種のみを使用しても2種以上を併用してもよい。   The emulsifier is not particularly limited, and examples thereof include an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant, a polymer surfactant, and one or more in the molecule. Examples thereof include polymerizable surfactants having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond. Among these, anionic surfactants and nonionic surfactants are preferable because they can stabilize the dispersion state of polyorganosiloxane particles, polyorganosiloxane particles having absorbed monomer components, and polymer particles. These emulsifiers may be used alone or in combination of two or more.

上記アニオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ナトリウムドデシルサルフェート、カリウムドデシルサルフェート等のアルカリ金属アルキルサルフェート類;アンモニウムドデシルサルフェート等のアンモニウムアルキルサルフェート類;ナトリウムドデシルポリグリコールエーテルサルフェート、ナトリウムスルホシノエート、スルホン化パラフィンのアルカリ金属塩類、スルホン化パラフィンのアンモニウム塩等のアルキルスルホネート類;ナトリウムラウリレート、トリエタノールアミンオレエート、トリエタノールアミンアビエテート等の脂肪酸塩類;ナトリウムドデシルベンゼンスルホネート、アルカリフェノールヒドロキシエチレンのアルカリ金属サルフェート等のアルキルアリールスルホネート類;高級アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩等を好ましく挙げることができる。   Although it does not specifically limit as said anionic surfactant, For example, Alkali metal alkyl sulfates, such as sodium dodecyl sulfate and potassium dodecyl sulfate; Ammonium alkyl sulfates, such as ammonium dodecyl sulfate; Sodium dodecyl polyglycol ether Alkylsulfonates such as sulfate, sodium sulfosinoate, alkali metal salts of sulfonated paraffin, ammonium salt of sulfonated paraffin; fatty acid salts such as sodium laurate, triethanolamine oleate, triethanolamine abiate; sodium dodecylbenzene Alkyl aryl sulfonates such as sulfonates and alkali metal sulfates of alkali phenol hydroxyethylene S; higher alkyl naphthalene sulfonate, naphthalenesulfonic acid formalin condensates, dialkyl sulfosuccinate, polyoxyethylene alkyl sulfate salt, and preferably a polyoxyethylene alkylaryl sulfate salts.

上記カチオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、アミン塩、4級アンモニウム塩、オキシエチレン付加型アンモニウム塩酸塩などが挙げられ、具体的には、トリメチルアルキルアンモニウム塩酸塩、ジメチルジアルキルアンモニウム塩酸塩、モノアルキルアミン酢酸塩、アルキルメチルジポリオキシエチレンアンモニウム塩酸塩などが例示できる。   The cationic surfactant is not particularly limited, and examples thereof include amine salts, quaternary ammonium salts, oxyethylene addition type ammonium hydrochlorides, and the like, and specifically, trimethylalkylammonium hydrochloride. Dimethyldialkylammonium hydrochloride, monoalkylamine acetate, alkylmethyldipolyoxyethyleneammonium hydrochloride, and the like.

上記非イオン界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、グリセロールのモノラウレート等の脂肪酸モノグリセライド類;ポリオキシエチレンオキシプロピレン共重合体、エチレンオキサイドと脂肪酸アミン、アミドまたは酸との縮合生成物等を好ましく挙げることができる。   The nonionic surfactant is not particularly limited, and specific examples include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl aryl ether, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and monoglycerol glycerol. Preferable examples include fatty acid monoglycerides such as laurate; polyoxyethyleneoxypropylene copolymers, condensation products of ethylene oxide and fatty acid amines, amides or acids.

上記高分子界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウム、ポリ(メタ)アクリル酸カリウム、ポリ(メタ)アクリル酸アンモニウム、ポリヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、これらの重合体の構成単位である重合性単量体の2種以上の共重合体または他の単量体との共重合体、クラウンエーテル類の相関移動触媒等を好ましく挙げることができる。   The polymer surfactant is not particularly limited. For example, polyvinyl alcohol, sodium poly (meth) acrylate, potassium poly (meth) acrylate, ammonium poly (meth) acrylate, polyhydroxyethyl (Meth) acrylates, polyhydroxypropyl (meth) acrylates, copolymers of two or more polymerizable monomers that are constituent units of these polymers, or copolymers with other monomers, crown ethers Preferred examples include a phase transfer catalyst.

上記重合性界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、プロペニル−2−エチルヘキシルベンゼンスルホコハク酸エステルナトリウム、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンの硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルエーテル硫酸アンモニウム塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンエステルのリン酸エステル等のアニオン性重合性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルベンゼンエーテル(メタ)アクリル酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(メタ)アクリル酸エステル等のノニオン性重合性界面活性剤等を好ましく挙げることができる。   The polymerizable surfactant is not particularly limited. For example, sodium propenyl-2-ethylhexylbenzenesulfosuccinate, sulfate of polyoxyethylene (meth) acrylate, polyoxyethylene alkylpropenyl ether ammonium sulfate Anionic polymerizable surfactants such as salts, phosphoric acid esters of (meth) acrylic acid polyoxyethylene esters; polyoxyethylene alkylbenzene ether (meth) acrylic acid esters, polyoxyethylene alkyl ether (meth) acrylic acid esters, etc. Preferred examples include nonionic polymerizable surfactants.

上記乳化剤の使用量は、特に限定されるものではなく、具体的には、上記ラジカル重合性ビニルモノマーを必須に含むモノマー成分の総質量に対して0.01質量%〜10質量%とするのが好ましく、より好ましくは0.05質量%〜8質量%、さらに好ましくは1質量%〜5質量%である。上記乳化剤の使用量が、0.01質量%未満の場合は、安定なモノマーの乳化分散物が得られないことがあり、10質量%を超える場合は、乳化重合等が副反応として併発してしまうおそれがある。上記乳化分散については、通常、上記モノマー成分を乳化剤とともにホモミキサーや超音波ホモジナイザー等を用いて水中で乳濁状態とすることが好ましい。   The amount of the emulsifier used is not particularly limited. Specifically, the amount used is 0.01% by mass to 10% by mass with respect to the total mass of the monomer components essentially including the radical polymerizable vinyl monomer. More preferably, it is 0.05 mass%-8 mass%, More preferably, it is 1 mass%-5 mass%. When the amount of the emulsifier used is less than 0.01% by mass, a stable monomer emulsified dispersion may not be obtained. When the amount exceeds 10% by mass, emulsion polymerization or the like occurs as a side reaction. There is a risk that. About the said emulsification dispersion | distribution, it is preferable to usually make the said monomer component into an emulsion state in water using a homomixer, an ultrasonic homogenizer, etc. with an emulsifier.

上記吸収工程において、モノマー成分が吸収されたかどうかの判断は、例えば、モノマーを加える前および吸収工程終了後の粒子径を顕微鏡で観察することにより容易に判断できる。すなわち、吸収工程終了後の粒子径が、吸収工程前の粒子径に比べて大きくなっていれば、ポリオルガノシロキサン粒子内にモノマー成分が吸収されているものと判断できる。   In the above absorption step, whether or not the monomer component has been absorbed can be easily determined, for example, by observing the particle diameter with a microscope before adding the monomer and after the absorption step. That is, if the particle diameter after the absorption process is larger than the particle diameter before the absorption process, it can be determined that the monomer component is absorbed in the polyorganosiloxane particles.

〔重合工程〕
重合工程では、上記吸収工程でシード粒子内に吸収されたラジカル重合性ビニルモノマーをラジカル重合させる。重合工程において、ラジカル重合する方法としては、特に限定はされないが、例えば、ラジカル重合開始剤を用いる方法、紫外線や放射線を照射する方法、熱を加える方法などが挙げられる。
[Polymerization process]
In the polymerization step, the radical polymerizable vinyl monomer absorbed in the seed particles in the absorption step is subjected to radical polymerization. In the polymerization step, the radical polymerization method is not particularly limited, and examples thereof include a method using a radical polymerization initiator, a method of irradiating ultraviolet rays and radiation, and a method of applying heat.

上記ラジカル重合開始剤としては、特に限定はされないが、具体的には、例えば、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、過酸化水素、過酢酸、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソメトキシ過酸化ベンゾイル、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の過酸化物系開始剤類;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサカルボニトリル、アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)・二塩酸塩、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)、2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物類;などを好ましく挙げることができる。これらラジカル重合開始剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。   The radical polymerization initiator is not particularly limited. Specifically, for example, persulfate such as potassium persulfate, hydrogen peroxide, peracetic acid, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, orthochlorobenzoyl peroxide, Orthomethoxybenzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, di-t-butyl peroxide, benzoyl peroxide, 1,1-bis (t -Butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, peroxide initiators such as t-butyl hydroperoxide; azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexacarbonitrile, azobis (2,4 -Dimethylvaleronitrile), 2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis 2-amidinopropane) · dihydrochloride, 4,4′-azobis (4-cyanopentanoic acid), 2,2′-azobis- (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobisisobutyro Preferred examples include nitriles and azo compounds such as 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile). These radical polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

ラジカル重合開始剤の使用量は、上記ラジカル重合性ビニルモノマーを必須に含むモノマー成分の総質量に対して、0.001質量%〜20質量%とするのが好ましく、より好ましくは0.01質量%〜10質量%、さらに好ましくは0.1質量%〜5質量%である。上記ラジカル重合開始剤の使用量が、0.001質量%未満の場合は、ラジカル重合性ビニルモノマーの重合度が上がらないことがある。上記ラジカル重合開始剤の上記溶媒に対する仕込み方については、特に限定はなく、最初(重合反応開始前)に全量仕込む態様(吸収工程において、上記モノマー成分にラジカル重合開始剤を溶解させ、これを乳化分散させておく態様、シード粒子に重合性成分を吸収させた後ラジカル重合開始剤を仕込む態様);最初に一部を仕込んでおき、残りを連続フィード添加する態様、または、断続的にパルス添加する態様、あるいは、これらの組み合わせる態様など、従来公知の方法はいずれも採用することができる。   The amount of the radical polymerization initiator used is preferably 0.001% by mass to 20% by mass, more preferably 0.01% by mass, based on the total mass of the monomer components essentially including the radical polymerizable vinyl monomer. % To 10% by mass, more preferably 0.1% to 5% by mass. When the usage-amount of the said radical polymerization initiator is less than 0.001 mass%, the polymerization degree of a radically polymerizable vinyl monomer may not rise. The method for charging the radical polymerization initiator to the solvent is not particularly limited. First, the whole amount is charged first (before the start of the polymerization reaction) (in the absorption process, the radical polymerization initiator is dissolved in the monomer component and emulsified. A mode of dispersing, a mode in which a radical polymerization initiator is charged after absorbing a polymerizable component in seed particles); a mode in which a part is charged first, and the rest is continuously fed, or pulse addition is intermittently performed Any conventionally known method such as an embodiment to be performed or an embodiment in which these are combined can be employed.

上記重合工程において、ラジカル重合する際の反応温度は40℃〜100℃であることが好ましく、50℃〜80℃がより好ましい。上記反応温度が40℃未満では、重合度が十分に上がらず重合体粒子の機械的特性が得られ難い場合があり、100℃を超えると、重合中に粒子間の凝集が起こりやすくなる場合がある。上記重合工程において、ラジカル重合する際の反応時間は用いる重合開始剤の種類により適宜変更可能であるが、5分〜600分であることが好ましく、10分〜300分がより好ましい。反応時間が5分未満の場合は、重合度が十分に上がらない結果となり、600分を超える場合は、粒子間の凝集が起こり易くなる。   In the polymerization step, the reaction temperature for radical polymerization is preferably 40 ° C to 100 ° C, more preferably 50 ° C to 80 ° C. If the reaction temperature is less than 40 ° C., the degree of polymerization may not be sufficiently increased, and the mechanical properties of the polymer particles may be difficult to obtain. If the reaction temperature exceeds 100 ° C., aggregation between the particles may easily occur during the polymerization. is there. In the polymerization step, the reaction time for radical polymerization can be appropriately changed depending on the type of polymerization initiator used, but it is preferably 5 minutes to 600 minutes, more preferably 10 minutes to 300 minutes. When the reaction time is less than 5 minutes, the polymerization degree does not increase sufficiently, and when it exceeds 600 minutes, aggregation between particles tends to occur.

尚、これまで、ポリオルガノシロキサン粒子(シード粒子)を合成し、得られたシード粒子に、ラジカル重合性モノマー成分を吸収させた後、重合反応を行って有機無機複合粒子を製造する方法について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリオルガノシロキサン粒子が重合性不飽和結合(好ましくはビニル基)を有する場合には、上記吸収工程を経ることなく、重合反応を行って、有機無機複合粒子を得ても良い。すなわち、上記ポリオルガノシロキサン粒子の合成工程についで、重合工程を行うことも、本発明の好ましい態様の一つであり、当該態様においても本発明の効果は得られる。   Until now, polyorganosiloxane particles (seed particles) have been synthesized, and after the radically polymerizable monomer component is absorbed in the obtained seed particles, a polymerization reaction is performed to produce organic-inorganic composite particles. However, the present invention is not limited to this. For example, when the polyorganosiloxane particles have a polymerizable unsaturated bond (preferably a vinyl group), the organic-inorganic composite particles may be obtained by performing a polymerization reaction without passing through the absorption step. That is, it is one of the preferable embodiments of the present invention to perform the polymerization step after the polyorganosiloxane particle synthesizing step, and the effects of the present invention can also be obtained in this embodiment.

〔有機無機複合粒子〕
上記本発明の製造方法により得られる有機無機複合粒子は、数平均粒子径3〜30μmである。また、本発明の製造方法によれば、得られる有機無機複合粒子について、変動係数(CV値)で表される有機無機複合粒子の粒度分布のシャープさを15%以下にすることができる。
[Organic inorganic composite particles]
The organic-inorganic composite particles obtained by the production method of the present invention have a number average particle diameter of 3 to 30 μm. Further, according to the production method of the present invention, the sharpness of the particle size distribution of the organic-inorganic composite particles represented by the coefficient of variation (CV value) can be reduced to 15% or less for the obtained organic-inorganic composite particles.

なお、機械的特性や光学特性は、無機質成分、有機質成分の含有比、あるいは、使用するモノマー成分の種類や量等を調整することにより、各種用途に応じて所望の特性を有するように設計することができる。例えば、光学用途に用いる場合には、吸収させるモノマーの種類や配合量を選択することで、有機無機複合粒子の屈折率を調整できる。具体的には、シード粒子に吸収させるモノマー成分として、スチレンとメチルメタクリレートとを用いる場合であれば、スチレンの配合量を増加することで屈折率を高めることができ、一方、メチルメタクリレートの配合量を増加することで、屈折率を低下させることができる。   The mechanical characteristics and optical characteristics are designed to have desired characteristics according to various applications by adjusting the content ratio of the inorganic component and the organic component, or the type and amount of the monomer component to be used. be able to. For example, when used for optical applications, the refractive index of organic-inorganic composite particles can be adjusted by selecting the type and amount of the monomer to be absorbed. Specifically, if styrene and methyl methacrylate are used as monomer components to be absorbed by the seed particles, the refractive index can be increased by increasing the amount of styrene, while the amount of methyl methacrylate is increased. By increasing the refractive index, the refractive index can be lowered.

本発明の重合体粒子の形状は、特に限定されるわけではなく、具体的には、例えば、球状、針状、板状、鱗片状、粉砕(破砕)状、繭状、金平糖状などの形状を挙げることができる。本発明に係る重合体粒子は、染料および/または顔料などで着色されたものであってもよい。なお、本発明に係る有機無機複合粒子が着色されているものである場合、染料および/または顔料は、単に重合体粒子に含まれるものでもよく、あるいは、染料および/または顔料と重合体粒子を構成するマトリックスとが化学結合によって結び付けられた構造を有するものでもよいが、特にこれらに限定されない。   The shape of the polymer particle of the present invention is not particularly limited, and specifically, for example, a shape such as a spherical shape, a needle shape, a plate shape, a scale shape, a pulverized (crushed) shape, a bowl shape, and a confetti shape. Can be mentioned. The polymer particles according to the present invention may be colored with a dye and / or a pigment. In the case where the organic-inorganic composite particles according to the present invention are colored, the dye and / or pigment may be simply contained in the polymer particles, or the dye and / or pigment and the polymer particles may be combined. Although it may have a structure in which the constituting matrix is linked by chemical bonds, it is not particularly limited thereto.

また、本発明に係る有機無機複合粒子は、その表面に導体層を形成すれば、導電性微粒子としても好ましく用いられる。このとき、導体層は、有機無機複合粒子表面の少なくとも一部に形成されていればよい。   The organic-inorganic composite particles according to the present invention are also preferably used as conductive fine particles if a conductor layer is formed on the surface thereof. At this time, the conductor layer should just be formed in at least one part of the organic-inorganic composite particle surface.

本発明に係る有機無機複合粒子の用途は、特に限定されるわけではないが、具体的には、例えば、液晶表示素子用面内スペーサー、液晶表示素子用シール部スペーサー、EL表示素子用スペーサー、タッチパネル用スペーサー、セラミックやプラスチック等の各種基板間の隙間を均一に保持し得る隙間保持材等の隙間距離保持用スペーサーや、導電性粒子などを好ましく挙げることができる。   The use of the organic-inorganic composite particles according to the present invention is not particularly limited. Specifically, for example, an in-plane spacer for a liquid crystal display element, a seal portion spacer for a liquid crystal display element, a spacer for an EL display element, Preferable examples include a spacer for a touch panel, a spacer for holding a gap distance such as a gap holding material capable of uniformly holding gaps between various substrates such as ceramic and plastic, and conductive particles.

以下に、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、以下では、便宜上、「質量部」を単に「部」と記すことがある。また、「質量%」を「wt%」と記すことがある。まず、本発明の実施例において記載する測定値の定義、測定方法、評価基準について以下に示す。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples. Hereinafter, for convenience, “parts by mass” may be simply referred to as “parts”. In addition, “mass%” may be described as “wt%”. First, definitions of measurement values, measurement methods, and evaluation criteria described in the examples of the present invention are shown below.

[パーティクル数の測定方法]
メタノールおよび、反応溶液中のパーティクル数は、PAMAS社製の液体用パーティクルカウンター(本体部形式:SVSS-C-16、センサー部形式:HCB-LD-50/50)を用いて測定した。
[Measurement method of the number of particles]
Methanol and the number of particles in the reaction solution were measured using a liquid particle counter manufactured by PAMAS (main body part type: SVSS-C-16, sensor part type: HCB-LD-50 / 50).

[平均粒子径と、粒子径の変動係数]
ポリオルガノシロキサン粒子、および有機無機複合粒子の平均粒子径、ならびに粒子径の変動係数は、次のようにして求めた。下記実験例で得られたポリオルガノシロキサン粒子の分散液、または、有機無機複合粒子の反応溶液各0.1mlを、1%界面活性剤水溶液(「ハイテノール(登録商標) N−08」、第一工業製薬株式会社製)5mlに分散させた後、精密粒度分布測定装置(「コールターマルチサイザーII」、ベックマン・コールター社製)のeditモードにより、30000個の粒子の粒子径を測定し、平均粒子径(数平均)を求めた。
粒子径の変動係数は、下記式に従って求めた。
[Average particle size and coefficient of variation of particle size]
The average particle diameter of the polyorganosiloxane particles and the organic-inorganic composite particles and the coefficient of variation of the particle diameter were determined as follows. Each 0.1 ml of a dispersion of polyorganosiloxane particles obtained in the following experimental example or a reaction solution of organic-inorganic composite particles was added to a 1% surfactant aqueous solution (“Hytenol (registered trademark) N-08”, No. 1). After dispersing in 5 ml of Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., the particle size of 30000 particles was measured by the edit mode of a precision particle size distribution analyzer (“Coulter Multisizer II”, manufactured by Beckman Coulter, Inc.). The particle diameter (number average) was determined.
The variation coefficient of the particle diameter was determined according to the following formula.

〔実験例1〕
(シルセスキオキサン(ポリオルガノシロキサン)粒子の合成)
攪拌羽根、還流管、滴下口および温度計を備えた容量2Lのステンレス製の反応容器に、予め調整した超純水451g(逆浸透膜装置(「ピュアライトPRA−0030」、オルガノ株式会社製)を通した後、超純水製造装置(「PURIC−MIX II」オルガノ株式会社製)を通した水、電気伝導度0.0549μS/cm)と、工業用メタノール193g(北港化学株式会社製、パーティクル数12.8個/ml、M1)を投入し、回転数120回転で攪拌混合した後、25%アンモニア水を1.64g加え、混合溶液の温度を28℃に調節した。次いで、この混合溶液の撹拌下、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン71.5gを10秒間かけて投入し、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの加水分解、縮合反応を行ったところ、数分後に反応容器内が白濁した。そのまま60分間、加水分解縮合反応を行い、シルセスキオキサン粒子(ポリオルガノシロキサン粒子)の分散液を得た。
[Experimental Example 1]
(Synthesis of silsesquioxane (polyorganosiloxane) particles)
451 g of ultrapure water prepared in advance (reverse osmosis membrane device (“Purelite PRA-0030”, manufactured by Organo Corporation)) in a stainless steel reaction vessel with a capacity of 2 L equipped with a stirring blade, a reflux pipe, a dropping port and a thermometer , Then passed through ultrapure water production equipment ("PURIC-MIX II" Organo Co., Ltd.), electric conductivity 0.0549 μS / cm) and industrial methanol 193 g (Hokuko Chemical Co., Ltd., Particle (12.8 pcs / ml, M1) was added, and the mixture was stirred and mixed at 120 rpm, then 1.64 g of 25% aqueous ammonia was added, and the temperature of the mixed solution was adjusted to 28 ° C. Next, under stirring of this mixed solution, 71.5 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane was added over 10 seconds to conduct hydrolysis and condensation reaction of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane. The reaction vessel became cloudy. A hydrolytic condensation reaction was carried out for 60 minutes as it was to obtain a dispersion of silsesquioxane particles (polyorganosiloxane particles).

得られたシルセスキオキサン粒子(シード粒子)の数平均粒子径を測定したところ、数平均粒子径は4.96μm、変動係数(CV値)は4.0%であった。得られたシルセスキオキサン粒子の粒子径と、このとき使用したメタノール中に含まれるパーティクル数を表1に示す。   When the number average particle diameter of the obtained silsesquioxane particles (seed particles) was measured, the number average particle diameter was 4.96 μm and the coefficient of variation (CV value) was 4.0%. Table 1 shows the particle size of the obtained silsesquioxane particles and the number of particles contained in the methanol used at this time.

(モノマー懸濁液の調製)
別途用意した容量1Lのガラス製のフラスコに、スチレン150g、エチレングリコールジメタクリレート150g、2,2’−アゾビス(2,4’−ジメチルバレロニトリル)6.6g、界面活性剤(「ハイテノール(登録商標)NF−08」、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩、第一工業製薬株式会社製)1.5gおよびイオン交換水204gを添加し、ホモミキサー(「T.K.ホモミキサマークII」、プライミクス株式会社製)を用いて乳化分散させて、モノマー懸濁液を調整した。
(Preparation of monomer suspension)
In a separately prepared glass flask with a volume of 1 L, 150 g of styrene, 150 g of ethylene glycol dimethacrylate, 6.6 g of 2,2′-azobis (2,4′-dimethylvaleronitrile), a surfactant (“Hitenol (registered) (Trademark) NF-08 ", 1.5 g of polyoxyethylene distyrylphenyl ether sulfate ammonium salt (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 204 g of ion-exchanged water were added, and a homomixer (" TK homomixer mark ") was added. II ”(manufactured by Primix Co., Ltd.) was used to prepare a monomer suspension.

(有機無機複合粒子の合成)
得られたシルセスキオキサン粒子の懸濁液301gを、攪拌羽根と還流管を備えた2Lのガラス製フラスコに加えて攪拌した。ここに、上記モノマー懸濁液を全量一度に添加し、室温で60分間攪拌することにより、シルセスキオキサンシード粒子にモノマー成分を吸収させ、有機モノマーを吸収した膨潤粒子を作製した。なお、モノマー成分の吸収は、モノマー懸濁液の添加から60分後にフラスコから取り出したシード粒子を顕微鏡で観察することにより、シード粒子の粒子径の増大を確認した。
(Synthesis of organic-inorganic composite particles)
301 g of the resulting suspension of silsesquioxane particles was added to a 2 L glass flask equipped with a stirring blade and a reflux tube and stirred. The monomer suspension was added all at once and stirred at room temperature for 60 minutes to absorb the monomer component in the silsesquioxane seed particles, thereby producing swollen particles that absorbed the organic monomer. The absorption of the monomer component was confirmed by observing the seed particles taken out from the flask 60 minutes after the addition of the monomer suspension with a microscope, thereby increasing the particle size of the seed particles.

シード粒子がモノマーを吸収したことを確認した後、モノマー成分を吸収して膨潤した粒子分散液を65℃まで昇温し、3時間重合反応を行って、有機無機複合粒子を得た。反応溶液を冷却した後、吸引濾過により固液分離を行い、得られたケーキを真空乾燥機で乾燥し、解砕機で解砕して凝集粒子を単粒子に戻して有機無機複合粒子の粉体を得た。得られた粒子の粒子径を表1に示す。   After confirming that the seed particles had absorbed the monomer, the particle dispersion that had swelled by absorbing the monomer component was heated to 65 ° C. and subjected to a polymerization reaction for 3 hours to obtain organic-inorganic composite particles. After cooling the reaction solution, solid-liquid separation is performed by suction filtration, and the resulting cake is dried with a vacuum dryer, pulverized with a pulverizer to return the aggregated particles to single particles, and the powder of organic-inorganic composite particles Got. Table 1 shows the particle diameters of the obtained particles.

〔実験例2〜6〕
反応溶媒として、下記に示すM2〜M6のメタノールを用いたこと以外は、上記実験例1と同様にしてシルセスキオキサン粒子を製造した。3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの投入から60分後のシルセスキオキサン粒子の粒子径と、このとき用いた各メタノール中に含まれるパーティクル数および、反応開始から60分後のシルセスキオキサン粒子の粒子径およびその変動係数(CV値)、並びに、重合後の粒子径を下記表1に併せて示す。
[Experimental Examples 2 to 6]
Silsesquioxane particles were produced in the same manner as in Experimental Example 1 except that M2-M6 methanol shown below was used as a reaction solvent. The particle diameter of the silsesquioxane particles 60 minutes after the introduction of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, the number of particles contained in each methanol used at this time, and the silsesquioxane 60 minutes after the start of the reaction The particle diameter of the particles, the coefficient of variation (CV value), and the particle diameter after polymerization are also shown in Table 1 below.

(メタノールの種類)
M1:工業用メタノール(北港化学株式会社製)をそのまま用いた(2μm以上のパーティクル数12.8個/ml)。
M2:試薬級メタノール(試薬特級メタノール、和光純薬工業製)をそのまま用いた(2μm以上のパーティクル数99.8個/ml)。
M3:M2のメタノールを、0.1μmのフィルター(PTFEタイプメンブレンフィルター、T010A090C、アドバンテック東洋株式会社製)で6回濾過したものを用いた(2μm以上のパーティクル数5.2個/ml)。
M4:M1のメタノールに、圧縮空気を5分間バブリングさせたものを用いた(2μm以上のパーティクル数27.8個/ml)。なお、バブリングは、シード粒子の合成工程で、合成反応系内に混入する夾雑物を再現するために行ったものである。
M5:電子工業用メタノール(品名:ELメタノール、関東化学株式会社製)をそのまま用いた(2μm以上のパーティクル数0.6個/ml)。
M6:M5のメタノールに圧縮空気を5分間バブリングさせたものを用いた(2μm以上のパーティクル数13.8個/ml)。
(Methanol type)
M1: Industrial methanol (made by Hokuko Chemical Co., Ltd.) was used as it was (number of particles of 2 μm or more 12.8 particles / ml).
M2: Reagent grade methanol (reagent special grade methanol, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as it was (99.8 particles / ml of 2 μm or more).
M3: M2 methanol filtered through a 0.1 μm filter (PTFE type membrane filter, T010A090C, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) six times (5.2 particles / ml of 2 μm or more particles / ml) was used.
M4: M1 methanol bubbled with compressed air for 5 minutes was used (number of particles of 2 μm or more 27.8 particles / ml). The bubbling is performed in order to reproduce the impurities mixed in the synthesis reaction system in the seed particle synthesis process.
M5: Methanol for electronic industry (Product name: EL methanol, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was used as it was (0.6 μm / ml of particles of 2 μm or more).
M6: M5 methanol in which compressed air was bubbled for 5 minutes (number of particles of 2 μm or more 13.8 particles / ml) was used.

表1中、「2μm以上のパーティクル数」とは、アルコール(メタノール)中に含まれる2μm以上のパーティクル数を示す。「60分後の粒子径」とは、加水分解縮合反応の開始から60分後のシード粒子の粒子径を意味する。「重合後」とは、シルセスキオキサン粒子(シード粒子)を合成するのに用いた3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランに対して、質量で10倍のモノマー成分を吸収させて合成した有機無機複合粒子の数平均粒子径を意味する。「CV値」は、シルセスキオキサン粒子のCV値である。   In Table 1, “the number of particles of 2 μm or more” indicates the number of particles of 2 μm or more contained in alcohol (methanol). The “particle size after 60 minutes” means the particle size of the seed particles after 60 minutes from the start of the hydrolysis condensation reaction. “After polymerization” means organic inorganic synthesized by absorbing 10 times the monomer component in mass with respect to 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane used to synthesize silsesquioxane particles (seed particles). It means the number average particle size of the composite particles. “CV value” is the CV value of silsesquioxane particles.

図1のグラフに示すように、合成反応系内おける特定サイズのパーティクル量を所定範囲内とすることで、製造ロット間にけるポリオルガノシロキサン粒子の粒子径のバラツキを低減できることが分かる。   As shown in the graph of FIG. 1, it can be seen that the variation in the particle diameter of the polyorganosiloxane particles among the production lots can be reduced by setting the amount of particles of a specific size in the synthesis reaction system within a predetermined range.

本発明の製造方法によれば、所望の粒子径を有し、且つ、粒度分布の狭いポリオルガノシロキサン粒子が得られるのみならず、製造ロット間におけるポリオルガノシロキサン粒子および有機無機複合粒子の粒子径のバラツキを低レベルに抑えることができる。従って、本発明の製造方法により得られたポリオルガノシロキサン粒子を用いれば、最終製品間における品質のバラツキをごく低レベルに抑えられるものと考えられる。また、本発明の製造方法により得られる有機無機複合粒子は、晶表示素子用面内スペーサー、液晶表示素子用シール部スペーサー、EL表示素子用スペーサー、タッチパネル用スペーサー、セラミックやプラスチック等の各種基板間の隙間を均一に保持し得る隙間保持材等の隙間距離保持用スペーサーや、導電性粒子などの用途に好適である。   According to the production method of the present invention, not only polyorganosiloxane particles having a desired particle diameter and a narrow particle size distribution can be obtained, but also the particle diameters of polyorganosiloxane particles and organic-inorganic composite particles between production lots. Variation can be suppressed to a low level. Therefore, if the polyorganosiloxane particles obtained by the production method of the present invention are used, it is considered that the quality variation between the final products can be suppressed to a very low level. In addition, the organic-inorganic composite particles obtained by the production method of the present invention include an in-plane spacer for a crystal display element, a seal spacer for a liquid crystal display element, a spacer for an EL display element, a spacer for a touch panel, and between various substrates such as ceramic and plastic. It is suitable for applications such as a gap distance holding spacer such as a gap holding material that can hold the gap uniformly, and conductive particles.

Claims (5)

ポリオルガノシロキサン粒子の製造方法であって、
アルコールを必須とする混合溶媒中で、アルコキシシラン化合物の加水分解縮合反応を行ってポリオルガノシロキサン粒子を合成する合成工程を含み、
上記合成工程において、不可避不純物である粒子径2μm以上のパーティクル量が5個/ml〜200個/mlのアルコールと、電気伝導度1μS/cm以下の超純水を含む混合溶媒を用いることを特徴とするポリオルガノシロキサン粒子の製造方法。
A method for producing polyorganosiloxane particles, comprising:
Including a synthesis step of synthesizing polyorganosiloxane particles by performing a hydrolytic condensation reaction of an alkoxysilane compound in a mixed solvent in which alcohol is essential,
In the synthesis step, a mixed solvent containing alcohol having an inevitable impurity particle size of 2 μm or more and 5 to 200 particles / ml of alcohol and ultrapure water having an electric conductivity of 1 μS / cm or less is used. A process for producing polyorganosiloxane particles.
上記合成工程を、アルコールを必須とする混合溶媒中でアルコキシシラン化合物の加水分解縮合反応を行ってポリオルガノシロキサンの1次シード粒子を生成させる生成工程と、上記生成工程で得られた1次シード粒子を含む反応溶液に、さらにアルコキシシラン化合物を添加して、1次シード粒子を成長させて2次シード粒子を得る成長工程の2段階に分けて行い、且つ、
上記成長工程において添加するアルコキシシラン化合物量Aを下記式(I)により決定するものである請求項1に記載のポリオルガノシロキサン粒子の製造方法。
[上記式(I)中、Aは成長工程において添加するアルコキシシラン化合物の質量(g)、rは1次シード粒子径、Rは2次シード粒子の設定粒子径、Bは、生成工程で使用したアルコキシシラン化合物の質量(g)を意味する。]
The above synthesis process includes a generation process in which an alkoxysilane compound is hydrolyzed and condensed in a mixed solvent in which alcohol is essential to generate primary seed particles of polyorganosiloxane, and a primary seed obtained in the above generation process. An alkoxysilane compound is further added to the reaction solution containing particles to grow primary seed particles to obtain secondary seed particles, and is performed in two stages, and
The method for producing polyorganosiloxane particles according to claim 1, wherein the amount A of alkoxysilane compound added in the growth step is determined by the following formula (I).
[In the above formula (I), A is the mass (g) of the alkoxysilane compound added in the growth step, r is the primary seed particle size, R is the set particle size of the secondary seed particle, and B is used in the production step. Means the mass (g) of the obtained alkoxysilane compound. ]
上記アルコールがメタノールである請求項1または2に記載のポリオルガノシロキサン粒子の製造方法。   The method for producing polyorganosiloxane particles according to claim 1 or 2, wherein the alcohol is methanol. 上記アルコールとして、予めフィルターでろ過したアルコールを用いる請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリオルガノシロキサン粒子の製造方法。The method for producing polyorganosiloxane particles according to any one of claims 1 to 3, wherein an alcohol filtered in advance with a filter is used as the alcohol. 請求項1〜のいずれか1項に記載の方法で得られたポリオルガノシロキサン粒子に、ラジカル重合性ビニルモノマー成分を吸収させる吸収工程、および、
上記吸収工程で吸収させたモノマー成分をラジカル重合させる重合工程を含むことを特徴とする有機無機複合粒子の製造方法。
An absorption step for causing the polyorganosiloxane particles obtained by the method according to any one of claims 1 to 4 to absorb a radical polymerizable vinyl monomer component; and
The manufacturing method of the organic inorganic composite particle characterized by including the superposition | polymerization process of radical-polymerizing the monomer component absorbed at the said absorption process.
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