JP7101070B2 - 樹脂粒子の製造方法 - Google Patents
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Description
しかし、樹脂粒子には、微小かつ高い単分散性が求められる場合があるところ、シード重合法による樹脂粒子の製造では、高い単分散性を得ることは難しい。
即ち、本発明は、微小かつ高い単分散性を有する樹脂粒子、及びその製造方法を提供することを目的とする。
<1> 構成成分としてジビニルベンゼンを含有するビニル重合体を含有し、
個数平均粒子径が、2.5μm以上10.0μm以下であり、
個数基準の粒子径の変動係数(CV値)が、20%以下であり、
円形度が、0.990以上である、ことを特徴とする樹脂粒子である。
<2> 前記ビニル重合体が、構成成分として、重合性二重結合を一つ有するモノマーを含有する前記<1>に記載の樹脂粒子である。
<3> 多孔質であり、
細孔径が、10Å以上950Å以下であり、
比表面積が、10m2/g以上600m2/g以下である、前記<1>から<2>のいずれかに記載の樹脂粒子である。
<4> 細孔容積が、0.1cm3/g以上2.0cm3/g以下である前記<3>に記載の樹脂粒子である。
<5> 前記<1>から<4>のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法であって、
ジビニルベンゼンを含有するモノマーと、重合開始剤とを含有する混合液を、マイクロチャンネル内を通過させて連続相中に送り込むことで、前記連続相中に前記混合液による分散相が分散したエマルションを作製する工程と、
前記エマルションを加熱することで前記モノマーを重合し、前記ビニル重合体である前記樹脂粒子を得る工程と、を含むことを特徴とする樹脂粒子の製造方法である。
<6> 前記モノマーが、重合性二重結合を一つ有するモノマーを含有する前記<5>に記載の樹脂粒子の製造方法である。
<7> 前記混合液が、溶剤を含有する前記<5>から<6>のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
<8> 前記溶剤が、トルエン、デカン、トリデカン、オクタン、及びイソオクタンの少なくともいずれかである前記<7>に記載の樹脂粒子の製造方法である。
<9> 前記連続相が、水を含有する前記<5>から<8>のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法である。
本発明の樹脂粒子は、構成成分としてジビニルベンゼンを含有するビニル重合体を含有し、更に以下の特徴を有する。
(1)個数平均粒子径が、2.5μm以上10.0μm以下である。
(2)個数基準の粒子径の変動係数(CV値)が、20%以下である。
(3)円形度が、0.990以上である。
前記樹脂粒子は、ビニル重合体を含有する。例えば、前記樹脂粒子は、前記ビニル重合体自体である。
前記ビニル重合体は、構成成分としてジビニルベンゼンを少なくとも含有し、好ましくは構成成分として重合性二重結合を一つ有するモノマー(以下、「単官能モノマー」と称することがある。)を含有する。言い換えれば、前記ビニル重合体は、ジビニルベンゼンを少なくとも含有するモノマーを重合して得られる重合体である。前記重合としては、例えば、ラジカル重合が挙げられる。
前記ビニル重合体が構成成分としてジビニルベンゼンを含有することで、外力に対して破壊されにくく、各種用途の適用可能な樹脂粒子が得られる。
前記単官能モノマーとしては、分子内に重合性二重結合を一つのみ有する化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記単官能モノマーとしては、例えば、スチレン又はその誘導体、(メタ)アクリル酸エステル、ビニルエステル、N-ビニル化合物、含フッ素化モノマーなどが挙げられる。
前記スチレン又はその誘導体としては、例えば、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン(4-メチルスチレン)、α-メチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-t-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、p-メトキシスチレン、p-フェニルスチレン、p-クロロスチレン、3,4-ジクロロスチレンなどが挙げられる。
前記(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸n-オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸2-クロロエチル、アクリル酸フェニル、α-クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸n-オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸グリシジルなどが挙げられる。
前記ビニルエステルとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニルなどが挙げられる。
前記N-ビニル化合物としては、例えば、N-ビニルピロール、N-ビニルカルバゾール、N-ビニルインドール、N-ビニルピロリドンなどが挙げられる。
前記含フッ素化モノマーとしては、例えば、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、アクリル酸トリフルオロエチル、アクリル酸テトラフルオロプロピルなどが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記不斉源を有するモノマーにおける不斉源としては、例えば、プロリン誘導体などが挙げられる。
前記色素誘導体を有するモノマーにおける色素誘導体としては、例えば、フタロシアニン誘導体などが挙げられる。
また、前記ビニル重合体の構成成分が、前記単官能モノマーを含有する場合には、前記ビニル重合体の構成成分におけるジビニルベンゼンの割合としては、構成成分である全モノマーに対して、10質量%以上70質量%以下が好ましい。
また、前記ビニル重合体の構成成分が、前記単官能モノマーを含有する場合には、前記ビニル重合体の構成成分における前記単官能モノマーの割合としては、構成成分である全モノマーに対して、30質量%以上90質量%以下が好ましい。
前記樹脂粒子の前記個数平均粒子径は、2.5μm以上10.0μm以下であり、2.5μm以上4.0μm以下が好ましい。
具体的には、例えば、以下の測定方法により測定できる。
測定器:F-PIA3000(Malvern)
撮像法:ストロボ光を照射して粒子を直接撮像することで、粒度分布を測定する。
測定サンプル:セルシース溶媒(シスメックス株式会社)中のスラリー粒子濃度5000個/μL~100000個/μLに調整したものを使用する。
前記樹脂粒子の個数基準の粒子径の変動係数(CV値)は、20%以下であり、18%以下が好ましい。前記CV値の下限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記CV値は、5%以上であってもよいし、8%以上であってもよい。
CV=標準偏差/平均値
本明細書におけるCV値は、前記樹脂粒子の個数基準の粒子径の変動係数であり、以下の式で計算される。
CV=個数基準の粒子径の標準偏差/個数平均粒子径
前記CV値は、例えば、レーザー回折を用いて測定した粒度分布より求めることができる。具体的な測定方法は、前記個数平均粒子径の測定方法と同様である。
前記樹脂粒子の円形度は、0.990以上であり、0.992以上が好ましく、0.995以上がより好ましい。
ここで、「投影面積の等しい円の周長」とは、ある粒子を真上から観察したとき、下の平面に映った粒子の影の面積を求め、この面積に等しい円を計算し、その円の輪郭の長さである。「粒子の周長」とは、粒子を真上から観察したとき、下の平面に映った粒子の影の輪郭の長さである。
前記比表面積は、BET比表面積であり、例えば、高速比表面積/細孔分布測定装置ASAP-2020(micromeritics社製)を用いて測定することができる。
測定に用いるガスとしては、窒素ガスが挙げられる。
前記樹脂粒子は、例えば、多孔質である。即ち、前記樹脂粒子は、例えば、多孔質粒子である。
多孔質である前記樹脂粒子の細孔径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10Å以上950Å以下が好ましい。
多孔質である前記樹脂粒子の細孔容積としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1cm3/g以上2.0cm3/g以下が好ましく、0.1cm3/g以上1.4cm3/g以下がより好ましい。
多孔質である前記樹脂粒子の比表面積としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10m2/g以上600m2/g以下が好ましく、100m2/g以上600m2/g以下がより好ましく、250m2/g以上550m2/g以下が特に好ましい。
前記比表面積は、BET比表面積である。
測定に用いるガスとしては、窒素ガスが挙げられる。
かかる装置では、粉体粒子の表面に吸着占有面積のわかったガス分子を吸着させ、その量から試料の比表面積を求めたり、ガス分子の凝縮から細孔分布を測定する。
前記樹脂粒子を各種用途に用いる場合、含まれるイオンが悪影響を与える場合がある。例えば、前記樹脂粒子を、半導体製造における洗浄液等のろ過カートリッジの吸着剤に用いる場合、前記樹脂粒子にイオンが含まれていると、製造される半導体に当該イオンが移行し、半導体に悪影響を与える。その点において、前記樹脂粒子のイオン含有量は、少ないことが好ましい。例えば、イオンの含有量の好ましい範囲は、以下の通りである。
前記樹脂粒子におけるナトリウムカチオン(Na+)の含有量は、0.5ppm以下が好ましく、0.3ppm以下がより好ましい。
前記樹脂粒子におけるアンモニウムカチオン(NH4 +)の含有量は、0.5ppm以下が好ましく、0.3ppm以下がより好ましい。
前記樹脂粒子におけるマグネシウムカチオン(Mg+)の含有量は、0.1ppm以下が好ましく、0.05ppm未満がより好ましい。
前記樹脂粒子におけるカルシウムカチオン(Ca+)の含有量は、0.1ppm以下が好ましく、0.05ppm未満がより好ましい。
前記樹脂粒子におけるフッ素アニオン(F-)の含有量は、0.1ppm以下が好ましく、0.05ppm未満がより好ましい。
前記樹脂粒子における酢酸アニオン(CH3COO-)の含有量は、1.0ppm以下が好ましく、0.5ppm以下がより好ましい。
前記樹脂粒子におけるプロピオン酸アニオン(C2H5COO-)の含有量は、0.1ppm以下が好ましく、0.05ppm未満がより好ましい。
前記樹脂粒子におけるギ酸アニオン(HCOO-)の含有量は、3.0ppm以下が好ましく、2.0ppm以下がより好ましい。
前記樹脂粒子における塩素アニオン(Cl-)の含有量は、1.5ppm以下が好ましく、0.1ppm以下がより好ましい。
前記樹脂粒子における臭素アニオン(Br-)の含有量は、0.2ppm以下が好ましく、0.1ppm以下がより好ましい。
測定試料の調製は、例えば、以下の方法で行われる。
〔測定試料の調製〕
樹脂粒子0.2gを10mLの超純水ともに、50mLのポリプロピレン製の容器に入れる。その容器を100℃のオーブン内に10時間放置する。そうすることで、水に樹脂粒子中のイオンを抽出させる。その後、水から樹脂粒子を取り除き、樹脂粒子中のイオンが含まれた水を得る。この水を測定試料とする。
前記樹脂粒子を各種用途に用いる場合、含まれる残留モノマーが悪影響を与える場合がある。例えば、残留モノマーは揮発成分であるため、揮発成分の存在を好まない用途(例えば、高温に曝される用途)においては、前記樹脂粒子の残留モノマーの含有量は、少ないことが好ましい。例えば、残留モノマーの含有量の好ましい範囲は、以下の通りである。
前記樹脂粒子におけるジビニルベンゼンモノマーの含有量は、30ppm以下が好ましく、20ppm以下がより好ましく、15ppm以下が特に好ましい。
前記樹脂粒子における単官能モノマーの含有量は、5ppm以下がより好ましく、1ppm以下がよりに好ましい。
測定試料の調製は、例えば、以下の方法で行われる。
〔測定試料の調製〕
アセトニトリルに10質量%の樹脂粒子を加え、樹脂粒子中の残存モノマーをアセトニトリルに抽出させ、測定試料を得る。
前記樹脂粒子は、色変化が少ないことが好ましい。その点で、前記樹脂粒子は、150℃での加熱前後のL*a*b*色空間におけるb*の変化が、5.0以下が好ましく、4.0以下がより好ましい。
通常、樹脂粒子は、劣化することにより黄色味がかかる。そのことから、L*a*b*色空間における黄方向であるb*の変化(劣化の指標)において、その変化が小さいことが好ましい。
測定試料の調製は、例えば、以下の方法で行われる。
〔測定試料の調製〕
[加熱前の試料]
樹脂粒子を乳鉢で解砕し、2.5gを測定容器(コニカミノルタセンシング社製粉体セル「CR-A50」)内に充填する。
[加熱後の試料]
樹脂粒子をアルミフォイル容器にとり、150℃恒温槽にて2時間加熱後、乳鉢で解砕し、2.5gを測定容器(コニカミノルタセンシング社製粉体セル「CR-A50」)内に充填する。
前記樹脂粒子の圧縮強度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記樹脂粒子の20%圧縮強度は、5Mpa以上100Mpa以下が好ましい。
前記樹脂粒子が多孔質粒子の場合、前記樹脂粒子の20%圧縮強度は、5Mpa以上40Mpa以下が好ましい。
前記樹脂粒子が多孔質粒子ではない場合、前記樹脂粒子の20%圧縮強度は、50Mpa以上100Mpa以下が好ましい。
〔測定条件〕
・MCT CSV File Version;1000
・圧子の種類:FLAT50
・対物レンズ倍率:50
・計算圧縮率:20%
・試験モード:圧縮試験
・試料形状:粒子
・試験終了条件:設定試験力到達
・試験力:25mN
・負荷速度:1(0.3331mN/sec)
・負荷保持時間:0sec
・実試験回数:5
前記標準偏差は、例えば、5回の試験の結果の標準偏差である。
図1A、及び図1Bの樹脂粒子は、以下の特性を有する。
個数平均粒子径:3.36μm
CV値:15.2%
細孔径:234Å
比表面積:451m2/g
細孔容積:1.09cm3/g
本発明の樹脂粒子の製造方法は、エマルション作製工程と、重合工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記樹脂粒子の製造方法は、本発明の前記樹脂粒子の製造方法である。
前記エマルション作製工程は、ジビニルベンゼンを含有するモノマーと、重合開始剤とを含有する混合液を、マイクロチャンネル内を通過させて連続相中に送り込むことで、前記連続相中に前記混合液による分散相が分散したエマルションを作製する工程である。
前記混合液は、モノマーと、重合開始剤とを少なくとも含有し、更に必要に応じて、溶剤などのその他の成分を含有する。
前記モノマーは、ジビニルベンゼンを少なくとも含有し、更に必要に応じて、重合性二重結合を一つ有するモノマーなどのその他の成分を含有する。
前記重合性二重結合を一つ有するモノマーとしては、例えば、本発明の前記樹脂粒子の説明において例示した前記重合性二重結合を一つ有するモノマー(前記単官能モノマー)などが挙げられる。
また、前記モノマーが、前記単官能モノマーを含有する場合には、前記モノマーにおけるジビニルベンゼンの割合としては、前記モノマーに対して、10質量%以上70質量%以下が好ましい。
また、前記モノマーが、前記単官能モノマーを含有する場合には、前記モノマーにおける前記単官能モノマーの割合としては、前記モノマーに対して、30質量%以上90質量%以下が好ましい。
前記重合開始剤としては、前記モノマーを重合させることができるかぎり、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、過硫酸塩、アゾ化合物、過酸化物などが挙げられる。
前記アゾ化合物としては、例えば、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス-2-メチル-N-1,1’-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチルプロピオアミド、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビス(1-シクロヘキサンカルボニトリル)などが挙げられる。
前記過酸化物としては、例えば、ジ-t-ブチルパーオキシド、アセチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ジラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーブチルネオデカノエート、t-ヘキシルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシピバレート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、ジ-イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-t-ブチルパーオキシイソフタレート、1,1’,3,3’-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシイソブチレートなどが挙げられる。
前記混合液が、前記溶剤を含有することにより、後述する重合工程において、多孔質の樹脂粒子を作製することができる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記マイクロチャンネルとは、幅、高さが数百nmから数μmの、液体が流通可能な微細な流路である。
前記連続相としては、前記混合液を分散相として分散できる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水などが挙げられる。
前記水には、分散助剤が含まれていてもよい。前記分散助剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
前記分散助剤の前記分散相における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
図2は、マイクロチャンネルを形成するためのガラス部材の走査型電子顕微鏡写真(SEM写真)である。
図2のガラス部材10は、ガラス板1を、フォトリソグラフィー加工により加工することで作製され、複数の溝部2と、テラス部3とを有する。
複数の溝部2は、所定の幅、及び深さ(溝高)を有する。
テラス部3は、ガラス板1の端部に、複数の溝部2と連通しかつ複数の溝部2と同じ深さとなるように形成されている。
図2のガラス部材10上に溝部2に蓋をするように、ガラス板を重ねることで、複数の溝部2が、複数のマイクロチャンネルとして機能し、テラス部3が、テラスとして機能する。
図2のガラス部材10の溝幅が、マイクロチャンネルの幅(流路幅)となり、溝高が、マイクロチャンネルの深さ(流路深さ)となる。
前記重合工程としては、前記エマルションを加熱することで前記モノマーを重合し、前記ビニル重合体である前記樹脂粒子を得る工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記重合工程における重合時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1時間以上24時間以下などが挙げられる。
図2に示すガラス部材を用い、本発明の樹脂粒子の製造方法を適用して、樹脂粒子を製造した。具体的には以下の方法により樹脂粒子を製造した。
表1-1に示す配合の混合液を、図2に示すガラス部材〔マイクロチャンネル(MC)基板〕であって表1-1に示すパターン寸法のMC基板上にガラス板を重ねて作製したマイクロチャンネル内を通過させ、テラスから表1-1に示す連続相に落とすことで、エマルションを得た。なお、連続相(水)には、1.0質量%のペレックスSS-L(花王社製、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム)が含有されている。
次に、得られたエマルションを、窒素バブリング下、1時間で85±5℃に昇温し、その後15時間保持することで、モノマーを重合し、樹脂粒子を得た。
その他の諸条件を以下に示す。
〔諸条件〕
・混合液の輸送:シリンジポンプ
・連続相の輸送:ダブルプランジャーポンプ
・混合液の輸送量:1ml/時間~5ml/時間
・混合液/連続相:5質量%~10%質量%
・乳化温度:5℃~15℃
得られた樹脂粒子について、以下の特性を以下の測定方法により測定した。結果を表1-1に示した。
撮像法を用いて測定した粒度分布より求めた。
具体的には、以下の測定方法により測定した。
測定器:F-PIA3000(Malvern)
撮像法:ストロボ光を照射して粒子を直接撮像することで、粒度分布を測定した。
測定サンプル:セルシース溶媒(シスメックス株式会社)中のスラリー粒子濃度5000個/μ~100000個/μLに調整したものを使用した。
CV値は、レーザー回折を用いて測定した粒度分布より求めた。具体的な測定方法は、前記個数平均粒子径の測定方法と同様である。
円形度は、Image Pro Plusという画像解析ソフトを用いて粒子の面積と周長を求め、円形度の計算式に当てはめて算出した。
細孔径、細孔容積、及び比表面積は、高速比表面積/細孔分布測定装置ASAP-2020(micromeritics社製)を用いて測定した。
前記比表面積は、BET比表面積である。
測定に用いるガスとして、窒素ガスを用いた。
実施例1において、混合液の配合、MC基板のパターン寸法などを表1-1及び表1-2に示す混合液の配合、MC基板のパターン寸法などに変えた以外は、実施例1と同様にして、樹脂粒子を作製した。
得られた樹脂粒子について、実施例1と同様にして、各種測定を行った。結果を表1-1及び表1-2に示した。
A:(o,m,p,α)-メチルスチレン、東京化成工業社製
B:(メタ)アクリル酸グリシジル、東京化成工業社製
C:ジビニルベンゼン、新日鉄住友化学社製
D:ジラウロイルパーオキサイド、日油社製
E:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、富士フイルム和光純薬社製
F:過酸化ベンゾイル、日油社製
G:トルエン、富士フイルム和光純薬社製
H:イソオクタン、富士フイルム和光純薬社製
DVB:ジビニルベンゼン
SS-L:ペレックスSS-L(アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液)、花王社製
PVA:ポリビニルアルコール、富士フイルム和光純薬社製
実施例1で作製した混合液と同じ組成の混合液を、実施例1で作製した連続相の組成と同じ水相に添加した後、ホモジナイザーにより撹拌し、前記混合液からなる液滴が水相に分散されたエマルションを得た。
得られたエマルションを、窒素バブリング下、1時間で85±5℃に昇温し、その後15時間保持することで、モノマーを重合し、樹脂粒子を得た。
得られた樹脂粒子の個数平均粒子径は、4.0μm、CV値は、26.8%であった。
実施例2で作製した混合液と同じ組成の混合液を、実施例2で作製した連続相の組成と同じ水相に添加した後、ホモジナイザーにより撹拌し、前記混合液からなる液滴が水相に分散されたエマルションを得た。
得られたエマルションを、窒素バブリング下、1時間で85±5℃に昇温し、その後15時間保持することで、モノマーを重合し、樹脂粒子を得た。
得られた樹脂粒子の個数平均粒子径は、3.5μm、CV値は、26.1%であった。
実施例3で作製した混合液と同じ組成の混合液を、実施例3で作製した連続相の組成と同じ水相に添加した後、ホモジナイザーにより撹拌し、前記混合液からなる液滴が水相に分散されたエマルションを得た。
得られたエマルションを、窒素バブリング下、1時間で85±5℃に昇温し、その後15時間保持することで、モノマーを重合し、樹脂粒子を得た。
得られた樹脂粒子の個数平均粒子径は、5.1μm、CV値は、28.5%であった。
実施例4で作製した混合液と同じ組成の混合液を、実施例4で作製した連続相の組成と同じ水相に添加した後、ホモジナイザーにより撹拌し、前記混合液からなる液滴が水相に分散されたエマルションを得た。
得られたエマルションを、窒素バブリング下、1時間で85±5℃に昇温し、その後15時間保持することで、モノマーを重合し、樹脂粒子を得た。
得られた樹脂粒子の個数平均粒子径は、7.7μm、CV値は、27.8%であった。
実施例5で作製した混合液と同じ組成の混合液を、実施例5で作製した連続相の組成と同じ水相に添加した後、ホモジナイザーにより撹拌し、前記混合液からなる液滴が水相に分散されたエマルションを得た。
得られたエマルションを、窒素バブリング下、1時間で85±5℃に昇温し、その後15時間保持することで、モノマーを重合し、樹脂粒子を得た。
得られた樹脂粒子の個数平均粒子径は、5.4μm、CV値は、33.0%であった。
実施例8で作製した混合液と同じ組成の混合液を、実施例8で作製した連続相の組成と同じ水相に添加した後、ホモジナイザーにより撹拌し、前記混合液からなる液滴が水相に分散されたエマルションを得た。
得られたエマルションを、窒素バブリング下、1時間で85±5℃に昇温し、その後15時間保持することで、モノマーを重合し、樹脂粒子を得た。
得られた樹脂粒子の個数平均粒子径は、3.9μm、CV値は、22.2%であった。
〔評価〕
<濾過性>
実施例1、2、5、8、及び9、並びに比較例1、及び2の樹脂粒子をろ過装置用カートリッジの吸着剤として用いた際の濾過性について以下の方法で評価した。
内径3mm×長さ100mmのカートリッジに樹脂粒子を充填し、流速1.0ml/minで、1%溶液のアクリルモノマー10μLを濾過した際の時間を、以下の評価基準で評価した。結果を表2に示した。なお、実施例については、代表として、実施例1、2、5、8、9を評価した。
[判定基準]
○(良い) :濾過時間5分以内
△(やや良い):濾過時間5分超10分未満
×(悪い) :濾過時間10分以上
実施例3、4、及び8の樹脂粒子におけるイオン含有量を、イオンクロマトグラフィーにより測定した。結果を表3に示した。
測定試料の調製は、以下の方法で行った。
〔測定試料の調製〕
樹脂粒子0.2gを10mLの超純水ともに、50mLのポリプロピレン製の容器に入れた。その容器を100℃のオーブン内に10時間放置した。そうすることで、水に樹脂粒子中のイオンを抽出させた。その後、水から樹脂粒子を取り除き、樹脂粒子中のイオンが含まれた水を得た。この水を測定試料とした。
実施例3、4、及び8の樹脂粒子における残留モノマーの含有量を、LC/MS法(液体クロマトグラフ質量分析法)により測定した。結果を表4に示した。
測定試料の調製は、以下の方法で行った。
〔測定試料の調製〕
アセトニトリルに10質量%の樹脂粒子を加え、樹脂粒子中の残存モノマーをアセトニトリルに抽出させ、測定試料を得た。
加熱前後の実施例2、3、4、及び8の樹脂粒子のL*a*b*値を、色彩色差計(CR-400、コニカミノルタセンジング社製)を用い、JIS Z 8729「色の表示方法-L*a*b*表色系」に準拠して求めた。そして、その値から、加熱前後のb*値の変化(Δb*)を求めた。結果を表5に示した。
測定試料の調製は、以下の方法で行った。
〔測定試料の調製〕
[加熱前の試料]
樹脂粒子を乳鉢で解砕し、2.5gを測定容器(コニカミノルタセンシング社製粉体セル「CR-A50」)内に充填した。
[加熱後の試料]
樹脂粒子をアルミフォイル容器にとり、150℃恒温槽にて2時間加熱後、乳鉢で解砕し、2.5gを測定容器(コニカミノルタセンシング社製粉体セル「CR-A50」)内に充填した。
実施例2~5、及び8、並びに比較例2~6の樹脂粒子の20%圧縮強度を、微小圧縮試験機(MCMT-200、島津製作所製)を用い、以下の条件下で測定した。なお、20%圧縮強度は、5回の試験の結果の算術平均値である。結果を表6に示した。
〔測定条件〕
・MCT CSV File Version;1000
・圧子の種類:FLAT50
・対物レンズ倍率:50
・計算圧縮率:20%
・試験モード:圧縮試験
・試料形状:粒子
・試験終了条件:設定試験力到達
・試験力:25mN
・負荷速度:1(0.3331mN/sec)
・負荷保持時間:0sec
・実試験回数:5
比較例2の樹脂粒子についての微小圧縮試験機による5回の試験の結果を図4の圧縮強度変位曲線に示した。
また、マイクロチャンネルで製造した樹脂粒子は、荷重に応じて変位が生じていることから、反発力が小さいことが分かる。
Claims (7)
- 構成成分としてジビニルベンゼンを含有するビニル重合体を含有し、
個数平均粒子径が、2.5μm以上10.0μm以下であり、
個数基準の粒子径の変動係数(CV値)が、20%以下であり、
円形度が、0.990以上である樹脂粒子の製造方法であって、
ジビニルベンゼンを含有するモノマーと、重合開始剤とを含有する混合液を、マイクロチャンネル内を通過させて連続相中に送り込むことで、前記連続相中に前記混合液による分散相が分散したエマルションを作製する工程と、
前記エマルションを加熱することで前記モノマーを重合し、前記ビニル重合体である前記樹脂粒子を得る工程と、を含み、
前記マイクロチャンネルが、ガラス板を重ねたガラス部材により形成され、複数の流路とテラス部とを有するマイクロチャンネルであり、6.0±0.1μmの流路幅、0.75±0.01μm又は1.40±0.1μmの流路深さ、及び6.0±0.1μm又は15.0±0.1μmのテラス長を有し、
前記流路内を前記混合液が通過し、前記テラス部に到達して液滴となり、前記テラス部から連続相中に落下して分散相が分散したエマルションが作製される、ことを特徴とする樹脂粒子の製造方法。 - 前記モノマーが、重合性二重結合を一つ有するモノマーを含有する請求項1に記載の樹脂粒子の製造方法。
- 前記樹脂粒子が、多孔質であり、
前記樹脂粒子の細孔径が、10Å以上950Å以下であり、
前記樹脂粒子の比表面積が、10m2/g以上600m2/g以下である、請求項1から2のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法。 - 前記樹脂粒子の細孔容積が、0.1cm3/g以上2.0cm3/g以下である請求項3に記載の樹脂粒子の製造方法。
- 前記混合液が、溶剤を含有する請求項1から4のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法。
- 前記溶剤が、トルエン、デカン、トリデカン、オクタン、及びイソオクタンの少なくともいずれかである請求項5に記載の樹脂粒子の製造方法。
- 前記連続相が、水を含有する請求項1から6のいずれかに記載の樹脂粒子の製造方法。
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