JPH09201526A - エマルジョン及び重合体微粒子の製造方法 - Google Patents

エマルジョン及び重合体微粒子の製造方法

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JPH09201526A
JPH09201526A JP8293871A JP29387196A JPH09201526A JP H09201526 A JPH09201526 A JP H09201526A JP 8293871 A JP8293871 A JP 8293871A JP 29387196 A JP29387196 A JP 29387196A JP H09201526 A JPH09201526 A JP H09201526A
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JP
Japan
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phase liquid
emulsion
oil phase
weight
producing
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JP8293871A
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English (en)
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Katsunori Mukai
克典 向井
Takashi Hisada
隆史 久田
Masanori Naito
真典 内藤
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 SPG法において、その本質的欠点である連
続使用による粒子径分布拡大の欠点を解消するエマルジ
ョンの製造方法を提供する。 【解決手段】 分散相となるべき油相液を細孔を有する
ミクロ多孔体膜を通して連続相となる水相液中に圧入す
ることによりエマルジョンを製造する方法において、上
記油相液に、0.1〜40重量%の水を添加するエマル
ジョンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、重合体微粒子の粒
子径が均一なエマルジョンを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】重合体微粒子は、塗料、ゴム、インク等
の添加剤、各種診断試薬や分析用カラム充填材、標準粒
子、LCD用ギャップ制御材等の用途に広く用いられて
いる。このような重合体微粒子は、その粒子径が均一で
あることが要求され、粒子径の精度の向上に種々の技術
が開発されている。
【0003】特開平2−95433号公報には、分散相
となるべき油相液を、細孔を有するミクロ多孔体膜を通
して連続相となる水相液中に圧入することにより、均一
な粒子径を有する重合体微粒子のエマルジョンを製造す
る技術が開示されている。この方法によれば、この方法
を使用しない在来法に比較して格段に優れた微粒子を得
ることができるので、シラス・ポーラス・グラス(SP
G)法と命名された革新的な技術であった。
【0004】しかしながら、このSPG法においては、
油相液を、細孔を有するミクロ多孔体膜を通して連続相
となる水相液中に圧入する際に、その油相液がミクロ多
孔体膜の多孔の出口近辺に付着し、連続して操作するう
ちに単一の粒子を構成することが困難となり粒子径分布
が次第に広くなる欠点があった。
【0005】また、特開平6−1854号公報には、油
相液として特定の化合物を使用することにより、時間経
過とともに粒子径分布が広くなる欠点を解消する技術が
開示されている。しかしながら、この方法では、油相液
に添加される化合物がエマルジョン中に残存するため、
その影響を無視することができず、製造されたエマルジ
ョンの使用範囲が限定される本質的な欠点があった。
【0006】SPG法には更に、粒子径が大きい微粒子
を得ようとする場合、高濃度にすると粒子径分布が広く
なる欠点があるが、特開平5−184895号公報に
は、界面活性剤を連続相に連続的に添加して、この欠点
を解消する技術が開示されている。しかしながら、この
方法においても、SPG法の本質的な欠点である連続使
用による粒子径分布拡大の欠点を解消するに至るもので
はなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、SPG法において、その本質的欠点である連続使用
による粒子径分布拡大の欠点を解消するエマルジョンの
製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、分散相となる
べき油相液を細孔を有するミクロ多孔体膜を通して連続
相となる水相液中に圧入することによりエマルジョンを
製造する方法において、上記油相液に、0.1〜40重
量%の水を添加するものである。以下に本発明を詳述す
る。
【0009】本発明は、SPG法の改良に係り、本発明
においては、基本的にSPG法が適用される。本発明で
使用される油相液としては、水に相溶しない有機液体で
あれば特に限定されず、重合体微粒子を得るためには重
合性モノマーを使用することができる。
【0010】上記重合性モノマーとしては特に限定され
ず、得ようとするエマルジョンに応じて適宜選択するこ
とができる。上記重合性モノマーとしては、例えば、以
下のもの等が挙げられる。
【0011】スチレン、アルキルエチレン、ビニルトル
エン、ビニルナフタレン、クロロスチレン、ジビニルベ
ンゼン、ジアリルフタレート等の芳香族単量体;塩化ビ
ニル、塩化ビニリデン等のビニル単量体;酢酸ビニル等
のビニールエステル;(メタ)アクリル酸メチル、(メ
タ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチル
ヘキシル、(メタ)アクリル酸トリフルオロエチル、マ
レイン酸ジブチル、マレイン酸エチル、フマル酸ジブチ
ル、(メタ)アクリル酸メトキシジメチル、(メタ)ア
クリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸シアノエ
チル、(メタ)アクリル酸2−エチル−6−シアノヘキ
シル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)
アクリル酸ヒドロキシプロピル、グリシジル(メタ)ア
クリレート、2−スルホエチルアクリレート等のエチレ
ン性不飽和カルボン酸エステル;
【0012】(メタ)アクリロニトリル、フマロニトリ
ル、α−クロロ(メタ)アクリロニトリル、α−シアノ
エチル(メタ)アクリロニトリル等のエチレン性不飽和
ニトリル単量体;N,N−ジメチルアミノ(メタ)アク
リルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)ア
クリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)
アクリルアミド等のエチレン性不飽和アミド単量体;メ
チルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、フロロエ
チルビニルエーテル等のビニルエーテル;ビニルピリジ
ン、ビニルノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,
4−ヘキサジエン等の非共役ジエン単量体;エチレン、
プロピレン等のオレフィン;1,3−ブタジエン、イソ
プレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,
3−ペンタジエン、クロロプレン等の共役ジエン単量
体;エチレングリコール、ボリエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリ
セリン、ペンタエリスリトール、テトラメチロールメタ
ン等の多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル
酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸等のエチレン性
不飽和カルボン酸単量体及びその塩等。
【0013】上記重合性モノマーは、単独で用いてもよ
くまた必要に応じて2種以上を組み合わせて使用しても
良い。
【0014】本発明においては、上記重合性モノマーに
加えて、油相液に、0.1〜40重量%の水を添加す
る。本発明の要旨は、上記水の添加と、その添加量の限
定にある。添加する水の量が、0.1重量%未満であっ
ても、40重量%を超えても、本発明の特有の効果であ
る重合体微粒子の粒子径が均一なエマルジョンを得るこ
とができない。
【0015】上記油相液には、常法に従って、重合開始
剤を添加してもよい。このような重合開始剤としては、
例えば、ベンゾイルパーオキサイド、オクタノイルパー
オキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパ
ーオキサイド、ターシャリブチルパーオキサイド、アセ
チルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、タ
ーシャリブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイド
ロパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボ
ネート、ターシャリブチルパーオキシベンゾエート等の
過酸化物;2,2−アゾビスイソブチロニトリル、ジメ
チルー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;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過
硫酸塩等が挙げられる。
【0016】また、過酸化物と還元剤とを組み合わせた
レドックス系重合開始剤も使用することができる。上記
重合開始剤の量は、上記重合性モノマーに対して0.0
5〜10重量%が好ましい。0.05重量%未満の場合
は末反応の重合性モノマーが残り易く、10重量%を超
えると重合反応を制御しにくくなる。
【0017】本発明においては、上記油相液を、細孔を
有するミクロ多孔体膜を通して連続相となる水相液中に
圧入する。上記ミクロ多孔体膜は、均一な細孔径を有す
る多孔性膜である。本明細書において、「均一な細孔
径」とは、多孔性膜の細孔径分布が、相対累積細孔径分
布曲線において、大きい細孔径の方からの積算値が10
%のときの細孔径(φ10)を、90%のときの細孔径
(φ90)で除した値が、1〜2.5であることをいう。
この範囲外にあるときには、得られたエマルジョンの粒
子径は不均一になる。
【0018】上記均一な細孔径を有する多孔性膜として
は、例えば、多孔性のアルミナ、ジルコニア、マグネシ
ア、アラルダイト、カーボランダム等のセラミックスの
膜状成型物;CaO−B2 3 −SiO2 −Al2 3
系多孔性ガラス(特公昭62−25618号公報)、C
aO−B2 3 −SiO2 −Al2 3 −Na2 O系多
孔性ガラス、CaO−B2 3 −SiO2 −Al2 3
−Na2 O−MgO系多孔性ガラス(特開昭61―40
84号公報)等の多孔性ガラスの膜状成型物等が挙げら
れる。
【0019】特に多孔性ガラスの膜状成型体は、平均細
孔径を任意に調整できるうえ、細孔径が均一であるので
好ましい。上記多孔性膜は、必要に応じて、シリル化
剤、シランカップリング剤等で表面処理をしたものでも
良い。
【0020】本発明で使用される水相液としては、水単
独であってもよいが、水に界面活性剤、懸濁安定剤を単
独で又は併用して溶解したものが好ましい。特に懸濁安
定剤を使用した場合には、重合時に凝集物の発生が少な
く、より均一な粒子径の重合体微粒子を得ることができ
る。
【0021】上記界面活性剤としては特に限定されず、
例えば、ポリオキシエチレンアルキレンエーテル、ポリ
オキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキ
シエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソル
ビタンアルキルエステル、ソルビタナルキルエステル等
の非イオン性界面活性剤;ミリスチン酸、パルミチン
酸、オレイン酸等の脂肪酸又はその塩;高級アルコール
硫酸エステル等のアニオン性界面活性剤;トリメチルア
ンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロラ
イド等のアンモニウムクロライド;ベンジルアンモニウ
ム塩、第4級アンモニウム塩等のカチオン性界面活性
剤;α,β−不飽和カルボン酸のスルホエステル;α,
β−不飽和カルボン酸のサルフェートエステル;スルホ
アルキルアリルエーテル等の二重結合を含む界面活性剤
が挙げられる。
【0022】上記界面活性剤の使用量は、水相液全量に
対して0.1〜10重量%が好ましい。0.1重量%未
満の場合には得られたエマルジョンの安定性が低下する
ことがあり、10重量%を超えると経済的でなく、ま
た、得られる粒子の粒径が小さくなることがある。
【0023】上記懸濁安定剤としては特に限定されず、
例えば、ポリビニルアルコール等の水酸基含有ポリマ
ー;ポリ酢酸ビニル等のポリビニルエステル;ポリエチ
レンオキサイド等のポリエーテル;ポリアクリルアミド
等のアミド基含有ポリマー;ポリアクリル酸等のカルボ
キシル基含有ポリマー;ポリピロリドン、ポリビニルメ
チルエーテル、カルボキシメチルセルロース等のセルロ
ース類;デキストリン、カルボキシメチル澱粉等の多糖
類等の水溶性ポリマー等が挙げられる。
【0024】上記懸濁安定剤の添加量は、水相液全量に
対して0.1〜20重量%が好ましい。0.1重量%未
満であると得られるエマルジョンの安定性が低下するこ
とがあり、20重量%を超えると経済的でない。
【0025】本発明においては、上記油相液を上記ミク
ロ多孔体膜を通して上記水相液中に圧入してエマルジョ
ンを作成する。上記油相液をミクロ多孔体膜を通して水
相液に圧入するための具体的方法としては、例えば、ポ
ンプ、窒素、空気等を使用して油相液を加圧したり、静
水圧を利用して油相液を加圧したり、流速の差を利用し
て油相液を加圧する方法等が挙げられる。その際の圧力
差は、油相液の種類、ミクロ多孔体膜の細孔径、水相液
の種類等により適宜選択できる。
【0026】油相液を水相液中に圧入する際に、生成し
た油相液のエマルジョンの相分離及び沈降を防ぐため
に、油相液を攪拌、循環等により流動させることが好ま
しい。また、水相液中に圧入された油滴がミクロ多孔体
膜から離脱しやすいように水相液を攪拌したり、循環流
通させることが好ましい。
【0027】水相液中に圧入する油相液の量は、水相液
100重量部に対して1〜100重量部が好ましい。1
重量部未満ではエマルジョンの生産性が低く、100重
量部を超えると粒子径が不均一になることがある。より
好ましくは5〜100重量部である。
【0028】本発明2は、本発明1のエマルジョンの製
造方法により得られたエマルジョンを重合する重合体微
粒子の製造方法である。本発明2においては、本発明1
における油相液を水相液中に圧入した容器をそのまま使
用してもよいし、本発明1のエマルジョンを重合容器に
移し変えて重合してもよい。エマルジョンを他の重合容
器に移し変える場合、その方法は特に限定されず、重合
器に一括して仕込む方法、分割して仕込む方法、連続的
に仕込む方法等適宜選択して適用できる。
【0029】上記重合方法は、通常懸濁重合法が用いら
れるが、反応器の形式、攪拌方法等は特に限定されるも
のではなく、また、重合温度は使用される重合開始剤に
より決定される。
【0030】上記重合にあたっては、必要に応じて、水
溶性高分子、界面活性剤、連鎖移動剤、重合禁止剤等を
添加してもよい。上記水溶性高分子、界面活性剤として
は、油相液を圧入する際に使用したものをそのまま使用
してもよいし、重合の際に更に添加してもよい。その添
加量は、重合時において前述の量の範囲にあることが好
ましい。
【0031】上記連鎖移動剤としては特に限定されず、
通常の重合において用いられるものが用いられ、例え
ば、t−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン;キサ
ントゲンジスルフィド等のジスルフィド;四塩化炭素等
のハロゲン化炭化水素;α−メチルスチレン、α−メチ
ルスチレンダイマー等の芳香族ビニルモノマーのオリゴ
マー等が挙げられる。また、その使用量は特に限定され
ない。
【0032】
【発明の実施の形態】本発明は、図1の装置を用いて実
施することができる。まずミクロ多孔体膜1を二重管2
に装着する。連続相となる水溶液は、タンク4からポン
プ8を備えた配管6を経て二重管2の内側に入り、更に
タンク4へと循環している。分散相はポンプ9又は他の
手段(窒素、空気等による加圧、重力等による差圧等)
により配管7を経てミクロ多孔体膜1の外側から内側へ
圧入される。
【0033】上記のように分散相が連続相に圧入される
と、分散相粒子が連続相中に分散したエマルジョンが形
成される。タンク4、二重管2、配管7の途中等に必要
に応じて圧力計、流量計等の計量装置をつけることがで
きる。
【0034】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
【0035】実施例1 スチレン50重量部、ジビニルベンゼン50重量部、ベ
ンゾイルパーオキサイド1.5重量部及び水0.5重量
部を混合、攪拌して油相液を得た。一方純水900重量
部にポリビニルアルコール1.8重量部を溶解して水相
液を得た。所定の円筒状多孔質ガラス(細孔径0.7μ
m、D=10mm、L=170mm)を装着した膜乳化
装置(図1)の所定の容器に油相液及び水相液を投入し
た後に、多孔質ガラスの内部に水溶液相を流通させ、円
筒の外側から油相液を0.8kg/cm2 の圧力差で円
筒内部に圧入し、エマルジョンを得た。次に攪拌翼、冷
却コンデンサー、温度計を装着した反応器に得られたエ
マルジョンを仕込み、85℃で10時間反応させて重合
体粒子を得た。得られた粒子の平均粒子径をコールター
カウンター(コールター社製)により測定した。重量平
均粒子径は4.29μmで変動係数(CV値)は24%
であった。結果を表1に示した。
【0036】実施例2〜7 表1に示した条件で実施例1と同様にして重合体粒子を
得た。得られた粒子の重量平均粒子径及びCV値を測定
し、表1に示した。表1中、テトラメチロールメタンテ
トラアクリレートをA−TMMTとした。
【0037】比較例1〜5 表1に示した量の水相液と油相液を攪拌翼、冷却コンデ
ンサー、温度計を装着した反応器に仕込んだ後に回転数
300rpmで乳化した後に同様の条件で重合し、重合
体粒子を得た。得られた粒子の重量平均粒子径及びCV
値を測定し、表1に示した。
【0038】
【表1】
【0039】
【発明の効果】本発明は、上述の構成よりなるので、上
記油相液がミクロ多孔体膜中のパイプ表面から離脱する
のを助け、結果的に粒径分布が広くなることを効果的に
防止することができ、均一なエマルジョンを得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための装置の一例を示す。
【符号の説明】 1 多孔膜 2 二重管 3 流量計 4 水相液 5 油相液 6 水相液用配管 7 油相液用配管 8 ポンプ 9 ポンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分散相となるべき油相液を細孔を有する
    ミクロ多孔体膜を通して連続相となる水相液中に圧入す
    ることによりエマルジョンを製造する方法において、前
    記油相液に、0.1〜40重量%の水を添加することを
    特徴とするエマルジョンの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のエマルジョンの製造方法
    により得られたエマルジョンを重合することを特徴とす
    る重合体微粒子の製造方法。
JP8293871A 1995-11-22 1996-11-06 エマルジョン及び重合体微粒子の製造方法 Pending JPH09201526A (ja)

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JP30417595 1995-11-22
JP7-304175 1995-11-22
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