JPH0496902A - 架橋重合体微粒子の製造方法 - Google Patents

架橋重合体微粒子の製造方法

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JPH0496902A
JPH0496902A JP21416190A JP21416190A JPH0496902A JP H0496902 A JPH0496902 A JP H0496902A JP 21416190 A JP21416190 A JP 21416190A JP 21416190 A JP21416190 A JP 21416190A JP H0496902 A JPH0496902 A JP H0496902A
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monomer
monomers
liquid crystal
fine particles
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JP21416190A
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English (en)
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Katsuhiko Hayashifuji
克彦 林藤
Tsukasa Ito
司 伊藤
Yoichi Suzuki
陽一 鈴木
Akira Yoshimatsu
吉松 明
Akihiro Kondo
近藤 昭裕
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、架橋重合体微粒子の製造方法に関し、詳しく
は液晶表示用スペーサ等として有用な新規架橋重合体微
粒子の製造方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、
液晶表示パネルにおいてはパネルの平行度を維持するた
め、無機ないし有機の所定粒径の粒子が液晶表示用スペ
ーサとして用いられている。
この液晶表示パネル用スペーサとしての要求性能には、
1)粒径分布が狭いこと、2)強度が充分であること、
3)液晶パネル面への付着性が良好であること等が挙げ
られる。3)の液晶パネル面への良好な付着性が必要で
ある理由としては、パネル作製時に液晶中でスペーサが
移動すると、電極パネル面上にあるポリイミド配向膜を
傷つけ、その部分の液晶配向が阻害されるといったこと
が挙げられる。
これらの性能のうち粒径分布や強度に関しては、種々の
方法が試みられておりほぼ満足のいくレベルに達してい
るが、液晶パネル面への付着性に関しては満足な性能の
ものは得られていなかった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、上記のような従来技術の欠点を解決し電
極パネル面への付着性に優れた液晶表示用スペーサに用
いる架橋重合体微粒子について鋭意検討を重ねた結果、
架橋重合体微粒子の比較的外層に親水性重合体層を設け
、いわゆるコアーシェル型の構造を形成させることによ
りポリイミド膜への付着性が著しく向上すること、更に
は水に対する分散性が著しく向上することを見出し、本
発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、架橋性単量体及び非架橋性単量体をラ
ジカル重合開始剤の存在下で水系懸濁重合させるに際し
、重合開始後、重合率が90%未満の時点で、親水性単
量体を添加するか、親水性単量体及び架橋性単量体を添
加して重合を行うことを特徴とする架橋重合体微粒子の
製造方法、及び、架橋性単量体及び非架橋性単量体をラ
ジカル重合開始剤の存在下で水系懸濁重合させるに際し
、重合開始後、重合率が90%未満の時点で非イオン性
の親水性単量体(及び架橋性単量体)を添加して重合を
行うことを特徴とする液晶表示用スペーサの製造方法を
提供するものである。
本発明において、架橋性単量体及び非架橋性単量体をラ
ジカル重合開始剤の存在下で水系懸濁重合させるに際し
、使用される架橋性単量体と非架橋性単量体の組み合わ
せとしては、スチレン/ジビニルベンゼン、スチレン/
エチレングリコールジメタクリレート、スチレン/ジエ
チレングリコールジメタクリレート、スチレン/ブタジ
ェン等のスチレン系単量体と架橋性単量体との組み合わ
せ;メチル(メタ)アクリレート/ジビニルベンゼン、
メチル(メタ)アクリレート/エチレングリコールジメ
タクリレート、メチル(メタ)アクリレート/ジエチレ
ングリコールジメタクリレート、メチル(メタ)アクリ
レート/メチレンビスアクリルアミド等の(メタ)アク
リル酸エステル系単量体と架橋性単量体との組み合わせ
;エチレン/ブタジェン、メチルビニルエーテル/ジビ
ニロキシブタン、酢酸ビニル/ジビニロキシブタン、塩
化ビニル/ジビニルベンゼン等のビニル系単量体と架橋
性単量体との組み合わせ等の組み合わせを用いることが
できるが、これらに限定されるものではない。
上記の組み合わせにおいて、全単量体中の架橋性単量体
の使用量は、所望の重合体微粒子の用途及び物性に応じ
て適宜選ぶことができるが、液晶表示用スペーサとして
用いる場合は、全単量体中の5重量%以上、特に5〜7
0重置%であることが好ましい。架橋性単量体が上記よ
りも少ない場合には、得られる重合体微粒子の強度が充
分でなく、液晶表示パネルに組み込んで使用する際に色
むらの発生原因となる。
本発明においては、上記の水系懸濁重合の重合率が90
%未満の時点で親水性単量体、及び必要に応じて架橋性
単量体、重合開始剤を添加し更に重合を行う。この添加
時期が重合率90%以上の時点であると本発明の効果は
得られにくく、また、添加量によっては異形粒子が生成
する場合があり好ましくない。
一方、親水性単量体等を添加する時点での重合率の下限
は用いられる親水性単量体の種類及び架橋性単量体/非
架橋性単量体との組み合わせによって左右される。従っ
て、得られる架橋重合体微粒子の用途に応じて適当な重
合率を実験により設定すればよい。
なお、本発明において、重合率は以下の重量法により求
めた。
即ち、架橋重合体微粒子を合成中の重合槽から一定重量
の分散液をサンプリングし、多量のメタノール(ヒドロ
キノン七ツメチルエーテル1000pps+含有)中に
分散させる。得られる沈澱物を濾過もしくは遠心分離等
の方法により単離し減圧乾燥させて秤量し、下式により
算出する。
重合分散液中の単量体重量(g)とは、サンプリングし
た分散液重量(g)×仕込み単量体濃度(%)である。
本発明において、親水性単量体を添加する方法としては
、単量体混合物をそのまま加えるか、もしくはラウリル
硫酸ナトリウム等の界面活性剤水溶液中でホモミキサー
等により分散した乳化液を加えてもよい。
本発明において、親水性単量体としては、水又はアルコ
ール系有機溶剤に可溶な親水性の単量体を用いれば良い
。例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジ
エチレングリコールモノ (メタ)アクリレート、ポリ
エチレングリコールモノ (メタ)アクリレート、グリ
セロールモノ (メタ)アクリレート、ポリエチレング
リコールポリプロピレングリコールモノ (メタ)アク
リレート、ブタンジオールモノ (メタ)アクリレート
等の(メタ)アクリル酸エステル系七ツマ−; N−ビ
ニルピロリドン、N−ビニルオキサゾリドン等の非イオ
ン性単量体が挙げられる。
また、p−スチレンスルホン酸ナトリウム、2−アクリ
ルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アクリル酸
、メタクリル酸、メタリルスルホン酸、メタクリルオキ
シエチルホスフェート等のアニオン性単量体、  N、
N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N、N−ジ
メチルアミノプロピルアクリルアミド、それらの4級塩
型モノマー等のカチオン性単量体、N−(3−スルホプ
ロピル)−N−メタクリルオキシエチルN、N−ジメチ
ルアンモニウムヘタイン、N(3−スルホプロピル)−
N−メタクリロイルアミドプロピル−N、N−ジメチル
アンモニウムヘタイン、■−(3−スルホプロピル)−
2−ビニルピリジニウムベタイン等の両性単量体等も使
用できる。
次に、親水性単量体とともに添加される架橋性単量体と
しては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
ジ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 (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、ジビニ
ロキシブタン等の多官能七ツマ−が挙げられるが、前記
七ツマ−に限定されるものではない。
上記の単量体は、単独又は2種以上混合して用いること
が可能である。
また、上記親水性単量体の添加量は、これら単量体の水
への溶解度にもよるが、一般的には最初の懸濁重合に用
いられる架橋性単量体及び非架橋性単量体の合計量50
重量部に対して5〜500重量部程度が好ましい。5重
量部未満の場合には架橋重合体微粒子の表面の親水化が
充分ではなく、また500重量部より多く加えると重合
系の凝集等の問題が発生しやすく好ましくない。
また、親水性単量体とともに添加される架橋性単量体の
量は、これら親水性単量体と架橋性単量体との合計量の
うちで0〜50重量%の範囲が好ましい。
本発明で得られる架橋重合体微粒子がコアーシェル型の
構造を有していることは、通常の元素分析法で得られる
炭素、水素、窒素、酸素等の元素含有量と、XPS (
Xray−photospectorscopy)法に
よる表面分析で得られる元素含有量の差(酸素、窒素等
親水性単量体由来の元素含有量の増大)により容易に確
認することが可能である。
本発明の方法で得られる架橋重合体微粒子を液晶表示用
スペーサとして用いる場合、液晶汚染の観点から上記の
親水性単量体は非イオン性であることが好ましく、例え
ば、カチオン性、アニオン性単量体を用いた場合には、
液晶を汚染しやすく、その結果、転移温度(固体相→液
晶相)の低下現象が起こりやすい。
一方、重合に用いる開始剤としては、一般に用いられる
油溶性重合開始剤が使用できる。例えば、過酸化ヘンジ
イル、過酸化ラウロイル、0−クロロ過酸化ヘンジイル
、0−メトキシ過酸化ヘンジ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)等のアブ系開始
剤が使用できる。これらの開始剤は、架橋重合体微粒子
を合成する最初の段階では必須であるが、親水性単量体
を添加して重合を行う際には用いなくてもよい。
本発明で得られる架橋重合体微粒子の粒子径は用途に応
して適宜設計することができる。また得られた架橋重合
体微粒子をそのまま使用する場合もあるし、分級操作を
施して粒子径分布の狭いものとすることもできる。液晶
表示用スペーサとして用いる場合の平均粒子径は、目的
、液晶表示パネルの種類によって異なるが、通常5〜1
〇−程度である。粒子径分布が広い架橋性重合体微粒子
を液晶表示パネルに組み込んだ場合には、パネル内の2
枚の透明電極の間隔を一定に保つことができず、表示の
際の色むらの発生原因となるため、粒径分布の標準偏差
がその粒子径の20%以下であることが好ましい。
重合後の重合体微粒子は、濾別して水層を除き、水洗及
び/又は溶剤洗浄の後、噴霧乾燥、減圧乾燥等の通常の
手段によって粉体として単離することができる。
〔実施例] 以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実
施例中、部は重量部を示す。
実施例1 スチレン40部、ジビニルベンゼン(M度ss%)60
部、2,2−アゾビスイソブチロニトリル1.0部の混
合液に、ポリビニルアルコール(Gl(−17、日本合
成化学工業■製;ケン化度86.5〜89mo1%)の
3%水溶液800部を加え、撹拌しながら窒素気流下8
0°Cで2時間重合を行った。このときの重合率を重量
法で求めたところ、32.7%であった。
この重合系に2,2−アゾビスイソブチロニトリル1.
0部、エチレングリコールジメタクリレ−1−10部、
ポリエチレングリコールモノメタクリレート(日本油脂
■製、ブレンマーPE350) 40部、ラウリル硫酸
ナトリウム1.5部、イオン交換水200部からなる混
合液を超音波処理した乳化液を添加し、撹拌しながら窒
素気流下80″Cで更に12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、更に単離乾燥して平均粒径9.5飢標準偏差が1
.8pである架橋重合体微粒子を得た。
この架橋重合体微粒子を液晶表示用スペーサとして用い
、液晶パネルへの付着性を下記方法により評価した。
即ち、予め減圧乾燥した(60″c/24時間)液晶表
示用スペーサを0.5g秤量し、フロンS3−E(ダイ
キン工業■製)/イソプロパツール(和光純薬玉業■製
) −3/2 (V/V)混合溶媒50m/に分散する
。その中へポリイミド膜−ガラス(日量化学@製、サン
エバー150をlO10X5ガラス板に100μ厚でコ
ート後、200°c/30分間焼結)を10秒間浸漬し
、5分間室温で分散媒を蒸散させた。光学顕微鏡にて所
定視野内の液晶スペーサーの個数を測定した後、エアガ
ン(l kg/ cm2、口径11、距!9mm)で空
気を15秒間ガラス板に吹き付け、所定視野内の液晶ス
ペーサの個数を再測定した。吹き付は前後の個数変化か
ら残存率を計算し付着性の評価を行ったところ、上記液
晶用スペーサは95%の残存率を示した。
実施例2〜9.比較例1〜4 表1に示す各種モノマー組成にて懸濁重合を行い、表1
に示す添加時期に実施例1と同様の操作にて表1に示す
各種親水性単量体及び架橋性単量体を添加し共重合を行
った。更に得られた各架橋重合体微粒子からなる液晶表
示用スペーサの付着性評価を実施例1と同様の方法で行
った、結果を表1に示した。
また、比較のため親水性単量体添加を行わない架橋重合
体微粒子についても付着性の評価を行った。結果を表1
に合わせて示した。
注〕 本I 率2 S仁:スチレン DVBニジヒ゛ニルヘンゼン MM八:メタクリル酸メチル EGDMA :エチレングリコールジメタクリレート M8AA :メチレンビスアクリルアミドDED ニジ
エチレングリコールジメタクリレート HEMA :ヒドロキシエチルメタクリレートGMMA
 :グリセロールモノメタクリレートPGMへ:ポリエ
チレングリコールボリブロビレングリコールモノメタク
リレート BGMA ニブタンジオールメタクリレートPEG?I
A :ポリエチレングリコールメタクリレート(EO付
加7〜9モル) EGDMA :エチレングリコールジメタクリレート トリメチロールプロパントリアクリ レート TMPTA : DPEHA ニジペンタエリスリトールへキサアクリレ
ート DED ニジエチレングリコールジメタクリレート ネ3  AIBN : 2,2’−アゾビスイソブチロ
二トIJルν−65: 2.2’−アゾビス(2,4−
ジメチルバレロニトリル) BPO:ベンゾイルバーオキシド 実施例から明らかなように、本発明の方法にて製造した
液晶表示用スペーサは72.5〜95%の残存率を示し
付着性が良好であるが、親水性単量体を添加しない比較
例の液晶表示用スペーサはほとんど付着性を示さないこ
とがわかった。
〔発明の効果〕
上記実施例の結果からも明らかなように、本発明で得ら
れる架橋重合体微粒子を液晶表示用スペーサとして用い
ると、電極パネル面への付着性に優れている。従って、
ポリイミド配向膜の損傷を防止でき、液晶表示用スペー
サとして好適である。
また親水性を付与した架橋重合体微粒子として種々の用
途に用いることができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、架橋性単量体及び非架橋性単量体をラジカル重合開
    始剤の存在下で水系懸濁重合させるに際し、重合開始後
    、重合率が90%未満の時点で親水性単量体を添加して
    重合を行うことを特徴とする架橋重合体微粒子の製造方
    法。 2、架橋性単量体及び非架橋性単量体をラジカル重合開
    始剤の存在下で水系懸濁重合させるに際し、重合開始後
    、重合率が90%未満の時点で親水性単量体及び架橋性
    単量体を添加して重合を行うことを特徴とする架橋重合
    体微粒子の製造方法。 3、架橋性単量体及び非架橋性単量体をラジカル重合開
    始剤の存在下で水系懸濁重合させるに際し、重合開始後
    、重合率が90%未満の時点で非イオン性の親水性単量
    体を添加して重合を行うことを特徴とする液晶表示用ス
    ペーサの製造方法。 4、架橋性単量体及び非架橋性単量体をラジカル重合開
    始剤の存在下で水系懸濁重合させるに際し、重合開始後
    、重合率が90%未満の時点で非イオン性の親水性単量
    体及び架橋性単量体を添加して重合を行うことを特徴と
    する液晶表示用スペーサの製造方法。
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