JP3519418B2 - 均一粒子径焼成微粒子及びその製造方法 - Google Patents
均一粒子径焼成微粒子及びその製造方法Info
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Description
粒子径焼成微粒子及びその製造方法に関する。 【0002】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
焼成微粒子は耐摩耗性、耐熱性、滑性、導電性に優れる
事から、焼成微粒子をそのままで、或いは樹脂等に混入
して、自動車用部品、電気部品、産業機械、事務機器等
の分野において、滑材、顔料、導電体等に幅広く用いら
れている。また、この焼成微粒子の原料には天然黒鉛、
石炭、コークス、各種ピッチ等の天然物、或いはアクリ
ロニトリル樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂等
の合成物が使用されている。しかしながら焼成微粒子の
原料として天然物を用いた場合、その形状はブロック或
いは塊状物であるため、焼成の前あるいは焼成後に粉砕
加工が必要である。この粉砕加工により得られた焼成微
粒子の破断面は尖っているため、滑材として用いること
には不向きである。またこの焼成微粒子を樹脂に混入し
て用いる場合、樹脂への分散性、流動性が損なわれる。 【0003】一方、焼成微粒子の原料として合成物を用
いた場合、重合体微粒子を調製し、これを焼成すること
により、上記天然物の如き粉砕加工は不要で、球状焼成
微粒子が得られる。しかし、焼成微粒子を滑材あるいは
導電粒子として用いる場合、焼成微粒子の粒径が均一で
あるほどその性能が向上する。しかしながら、通常の合
成法で、焼成微粒子の原料となる重合体微粒子の粒径の
標準偏差をその平均粒径の20%以下にコントロールする
ことは困難であり、従って、粒径分布が均一な焼成微粒
子は得られていなかったのが現状である。 【0004】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な実情に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、均一粒子径焼成
微粒子が、滑剤・導電性微粒子等に極めて好適に使用で
きることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、
本発明は、シード重合法を用いて合成した有機重合体微
粒子を、非酸化性雰囲気下で焼成する、平均粒子径が2
〜30μm、粒子径分布の標準偏差がその平均粒子径の20
%以下である均一粒子径焼成微粒子の製造法を提供する
ものである。 【0005】本発明の均一粒子径焼成微粒子を得る方法
は、焼成微粒子用基体となる重合体微粒子として粒径の
標準偏差がその平均粒子径の20%以下であるものを用
い、このような重合体微粒子を焼成する方法である。 【0006】本発明に用いられる、粒径の標準偏差がそ
の平均粒子径の20%以下である重合体微粒子を得る方法
としてシード重合法が挙げられる。シード重合法とは、
一般的にスチレン系重合体等の単分散種粒子にビニル系
単量体を吸収させた後、重合を行いその粒径を均一に増
大させる方法である。このシード重合を改良した重合法
として特公昭57−24369 号に代表される二段階膨潤シー
ド重合法が挙げられる。この方法では、予めシード粒子
上に膨潤助剤と呼ばれる疎水性有機化合物を吸収させ、
シード粒子の膨潤能力を増大させた後にビニル系単量体
で膨潤させ重合を行う。一方、本発明者らはシード重合
法として、特開平1−81810 号に代表される拡散促進シ
ード重合法を開示している。この方法は油溶性エチレン
性不飽和単量体に、特定の非イオン性有機化合物を添加
し、水中で微分散させた微小乳化液が、種ポリマー粒子
に室温で迅速に吸収されることを利用し、従来のシード
重合に比べ短時間にシード粒子にビニル系単量体を吸収
させるものである。これらのいずれのシード重合法を用
いて合成した重合体微粒子も目的とする粒子径が単分散
な焼成微粒子用基体として用いうるが、簡便な操作で短
時間で効率よく且つ広範な単量体組成からなる均一粒径
重合体微粒子が得られる拡散促進シード重合法を用いる
ことが特に好ましい。 【0007】本発明において、シード重合に用いられる
油溶性エチレン性不飽和単量体としては、例えばスチレ
ン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン、p−ク
ロロメチルスチレン、スチレンスルホン酸、p−t−ブ
トキシスチレン、α−メチル−p−t−アミロキシスチ
レン、p−t−アミロキシスチレン等のスチレン系モノ
マー;アクリル酸エチル、アクリル酸−2−エチルヘキ
シル、アクリル酸ラウリル、ジメチルアミノエチルアク
リレート、ジエチルアミノエチルアクリレート等のアク
リル酸エステル系モノマー;メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸ラウリル、ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタク
リレート等のメタクリル酸エステル系モノマー;アクリ
ル酸、メタクリル酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸
系モノマー;ポリエチレングリコールモノ(メタ)アク
リレート;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテ
ル等のアルキルビニルエーテル;酢酸ビニル、酪酸ビニ
ル等のビニルエステル系モノマー;N−メチルアクリル
アミド、N−エチルアクリルアミド、N−メチルメタク
リルアミド、N−エチルメタクリルアミド等のN−アル
キル置換(メタ)アクリルアミド;アクリロニトリル、
メタクリロニトリル等のニトリル系モノマー等が挙げら
れる。これら単量体は、単独あるいは2種以上混合して
用いることが可能であるが、焼成時に軟化あるいは溶融
して粒子形が変形してしまう場合、多官能モノマーで架
橋する必要がある。多官能モノマーとしては、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、
トリメチロールプロパントリアクリレート、 1,4−ジビ
ニロキシブタン、ジビニルスルホン、ジアリルアミン等
が挙げられ、これらの多官能モノマーは、単独あるいは
2種以上を組み合わせて用いることができる。単量体と
多官能モノマーはどの様な組み合わせでも良いが、特に
炭素収率の点からスチレン系単量体あるいはニトリル系
単量体を芳香族系多官能モノマーで架橋することが好ま
しい。 【0008】本発明において用いられる油溶性重合開始
剤としては、一般に用いられる油溶性重合開始剤が使用
できる。具体的には、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロ
イル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソメトキシ
過酸化ベンゾイル等の過酸化物系開始剤;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)等のアゾ系開始剤が挙げられる。これ
らはモノマー 100重量部に対して通常 0.1〜10重量部、
好ましくは 0.5〜5重量部が使用される。 【0009】本発明にかかわる重合体微粒子の平均粒子
径は、シード重合法を用いた場合、焼成微粒子の用途に
応じて任意に設計し得る。シード重合法では、粒径分布
の標準偏差をその平均粒子径の20%以下とする事ができ
るが、通常の懸濁重合を用いた場合、粒径分布の標準偏
差をその平均粒径の20%以下とすることは困難である。 【0010】本発明において、重合体微粒子の焼成方法
は特に限定されず、例えば窒素、ヘリウム、アルゴン、
水素或いは一酸化炭素等の非酸化性雰囲気下、 300〜20
00℃程度で必要とする性質になる温度まで昇温すれば良
い。また、焼成時に一部微粒子が融着する場合、エアー
ジェット等で粒子の融着を解除すれば良い。 【0011】本発明の均一粒子径焼成微粒子の平均粒子
径は2〜30μm である。また、本発明の均一粒子径焼成
微粒子の粒子径分布はその標準偏差が平均粒子径の20%
以下(即ち変動係数が20%以下)であり、例えば焼成微
粒子を滑材として用いる場合では、粒子径分布の変動係
数が20%を越えると滑材として有効に用いられる焼成微
粒子が少なくなり好ましくない。また、異方導電フィル
ム用導電粒子として用いる場合、粒子径分布の変動係数
が20%を越えると接続可能な電極間の間隔が広くなり、
さらに接続信頼性も低下するため好ましくない。 【0012】 【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。尚、例中の部は重量基準である。 【0013】参考例(種ポリマーの製造例) ポリビニルピロリドン(分子量4万) 7.2部、エアロゾ
ールOT(和光純薬工業(株)製アニオン性界面活性
剤)2部、アゾイソブチロニトリル0.5部をエタノール
340部に溶解させた溶液を撹拌しながら窒素気流下70℃
に昇温させ、次いでスチレン50部を加え、同温度で24時
間保持して重合体微粒子を得た。この微粒子の平均粒子
径は1.83μm 、平均粒子径に対する粒子径分布の標準偏
差の比率(以下、変動係数と略記する)は 2.5%であっ
た。 【0014】実施例1 参考例で得た重合体微粒子 2.0部にイオン交換水 300部
とラウリル硫酸ナトリウム 0.8部を加え、均一に分散さ
せた。アクリロニトリル50部とジビニルベンゼン(純度
55%品)50部とからなる単量体混合物 100部にエタノー
ル80部、及び過酸化ベンゾイル1部を溶解させたもの
に、イオン交換水 700部、ラウリル硫酸ナトリウム2部
を混合してこれを超音波処理した。得られた乳化液を4
分割し、その一部を前記種ポリマー粒子の分散液に加
え、30℃にて1時間撹拌すると完全に単量体は種ポリマ
ーに吸収された。この操作を繰り返し行い、全単量体を
完全に種ポリマーに吸収させた後、この分散液にポリビ
ニルアルコール(GH−17;ケン化度86.5〜89 mol%、
日本合成化学工業(株)製)の3%水溶液 200部を加
え、撹拌しながら窒素気流下80℃で12時間重合を行っ
た。得られた均一粒径重合体微粒子をイオン交換水及び
溶剤で洗浄後、単離し乾燥させた。収率94%。この粒子
の平均粒子径は 7.8μm 、変動係数は 3.0%であった。 【0015】上記方法で得た均一重合体微粒子50gを入
れた100mmφのアルミナ焼成管を発熱炉中に収め、これ
に流速 100ml/min で窒素ガスを導入し、発熱炉の温度
を室温から1000℃まで3時間かけて昇温した後、1000℃
の設定温度で2時間保持した。得られた焼成微粒子を室
温まで冷却した後、融着した粒子をエアージェットによ
り凝集を解除した。この粒子の平均粒子径は 6.5μm 、
変動係数は8%であった。 【0016】実施例2〜4 表1に示す各種モノマー組成にて、実施例1と同様にし
て拡散促進シード重合を行い、均一粒子径重合体微粒子
を得た。これらの均一粒子径重合体微粒子を実施例1と
同様な操作にて焼成した。結果を表1に示したが、粒径
分布の標準偏差は平均粒径の20%以内であり、粒子径分
布の単分散性は良好であった。 【0017】比較例1 ポリビニルアルコール(GH−17、日本合成化学工業
(株)製;ケン化度86.5〜89 mol%)の3%水溶液 800
部に、アクリロニトリル50部、ジビニルベンゼン50部、
過酸化ベンゾイル 2.0部の混合液を加えて微分散させ、
撹拌しながら窒素気流下80℃で15時間重合を行った。得
られた微粒子をイオン交換水及び溶剤で洗浄後、分級操
作を施し、更に単離乾燥した。得られた均一粒径重合体
微粒子の収率は62%、平均粒径は20μm 、変動係数は15
%であった。これを実施例1と同様な操作で 800℃にて
焼成した。得られた焼成微粒子の平均粒径は17μm 、変
動係数は15%であった。 【0018】比較例2 ポリビニルアルコール(GH−17、日本合成化学工業
(株)製;ケン化度86.5〜89 mol%)の3%水溶液 800
部に、アクリロニトリル50部、ジビニルベンゼン50部、
過酸化ベンゾイル 2.0部の混合液を加えて微分散させ、
撹拌しながら窒素気流下80℃で15時間重合を行った。得
られた微粒子をイオン交換水及び溶剤で洗浄後、単離乾
燥した。得られた均一粒径重合体微粒子の収率は80%、
平均粒径は20μm 、変動係数は40%であった。これを実
施例1と同様な操作で 800℃にて焼成した。得られた焼
成微粒子の平均粒径は17μm 、変動係数は60%であっ
た。 【0019】比較例3 ポリビニルアルコール(GH−17、日本合成化学工業
(株)製;ケン化度86.5〜89 mol%)の3%水溶液 800
部に、スチレン50部、ジビニルベンゼン50部、過酸化ベ
ンゾイル 2.0部の混合液を加えて微分散させ、撹拌しな
がら窒素気流下80℃で15時間重合を行った。得られた微
粒子をイオン交換水及び溶剤で洗浄後、単離乾燥した。
得られた均一粒径重合体微粒子の収率は85%、平均粒径
は18μm 、変動係数は45%であった。これを実施例1と
同様な操作で1000℃にて焼成した。得られた焼成微粒子
の平均粒径は15.5μm 、変動係数は62%であった。実施
例1〜4及び比較例1〜3の結果をまとめて表1に示
す。 【0020】 【表1】【0021】 【発明の効果】上記実施例からも明らかなように、本発
明によれば粒子径分布の単分散性に優れた焼成微粒子を
容易に、且つ効率よく製造できることが判った。従っ
て、本発明の均一粒子径焼成微粒子は、滑材、顔料、異
方導電フィルム用導電粒子等において好適に用いられ
る。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 油溶性エチレン性不飽和単量体を含むモ
ノマー成分を用いたシード重合法により合成した有機重
合体微粒子を、非酸化性雰囲気下で焼成する、平均粒子
径が2〜30μm、粒子径分布の標準偏差がその平均粒子
径の20%以下である均一粒子径焼成微粒子の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29708691A JP3519418B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 均一粒子径焼成微粒子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29708691A JP3519418B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 均一粒子径焼成微粒子及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05139711A JPH05139711A (ja) | 1993-06-08 |
JP3519418B2 true JP3519418B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=17842022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29708691A Expired - Lifetime JP3519418B2 (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 均一粒子径焼成微粒子及びその製造方法 |
Country Status (1)
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GB9908163D0 (en) * | 1999-04-09 | 1999-06-02 | Dyno Ind Asa | Process |
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-
1991
- 1991-11-13 JP JP29708691A patent/JP3519418B2/ja not_active Expired - Lifetime
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