JP6498505B2 - Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same - Google Patents
Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP6498505B2 JP6498505B2 JP2015087817A JP2015087817A JP6498505B2 JP 6498505 B2 JP6498505 B2 JP 6498505B2 JP 2015087817 A JP2015087817 A JP 2015087817A JP 2015087817 A JP2015087817 A JP 2015087817A JP 6498505 B2 JP6498505 B2 JP 6498505B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- monomer
- particles
- resin
- core
- vinyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
- Non-Insulated Conductors (AREA)
Description
本発明は、突起を有する導電性微粒子とそれを用いた異方性導電材料に関する。 The present invention relates to conductive fine particles having protrusions and an anisotropic conductive material using the same.
従来、電子機器の組み立てにおいて、対向する多数の電極や配線間の電気的接続を行うために、異方性導電材料による接続方式が採用されている。異方性導電材料は、導電性微粒子をバインダー樹脂等に分散した材料であり、例えば異方性導電ペースト(ACP)、異方性導電フィルム(ACF)、異方性導電インク、異方性導電シート等がある。この異方性導電材料に用いられる導電性微粒子としては、金属粒子の他、基材となる樹脂粒子の表面を導電性金属層で被覆したものが使用されている。樹脂粒子と導電性金属層とから構成される導電性微粒子は、表面に形成された導電性を有する金属層によって、電極や配線間の電気的接続を図っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in assembling electronic devices, a connection method using an anisotropic conductive material has been adopted to make electrical connection between a large number of opposing electrodes and wirings. An anisotropic conductive material is a material in which conductive fine particles are dispersed in a binder resin or the like. For example, anisotropic conductive paste (ACP), anisotropic conductive film (ACF), anisotropic conductive ink, anisotropic conductive There are sheets. As the conductive fine particles used for this anisotropic conductive material, those obtained by coating the surface of resin particles as a substrate with a conductive metal layer in addition to metal particles are used. The conductive fine particles composed of the resin particles and the conductive metal layer are electrically connected between electrodes and wirings by a conductive metal layer formed on the surface.
この際、十分な接続信頼性を確保するために、導電性微粒子の表面に突起を形成する試みがなされている。例えば、特許文献1には、球状芯材粒子表面上に無電解めっき法によりニッケル又はニッケル合金皮膜を形成する際に、同時に微小突起を形成させる方法が記載されている。しかしこの方法は、めっきの異常析出を利用したものであり、微小突起を形成するためには無電解めっき条件を特殊な条件に制御する必要があったため、微小突起の形状を一定範囲に制御することが困難となる場合があった。また、特許文献2には、プラスチック核体に非導電性無機粒子を吸着させ、金属めっき層を形成することで突起部を形成する方法が記載されているが、この方法では、プラスチック核体と非導電性無機粒子の吸着力が十分でない場合、突起部が脱落しやすくなり、十分な接続信頼性が確保されない場合があった。 At this time, attempts have been made to form protrusions on the surface of the conductive fine particles in order to ensure sufficient connection reliability. For example, Patent Document 1 describes a method of forming microprotrusions at the same time when a nickel or nickel alloy film is formed on the surface of spherical core particles by an electroless plating method. However, this method uses abnormal deposition of plating, and it was necessary to control the electroless plating conditions to a special condition in order to form microprotrusions, so the shape of microprotrusions is controlled within a certain range. Sometimes it was difficult. Patent Document 2 describes a method of forming protrusions by adsorbing non-conductive inorganic particles to a plastic core and forming a metal plating layer. In this method, When the adsorption power of the non-conductive inorganic particles is not sufficient, the protrusions are likely to drop off, and sufficient connection reliability may not be ensured.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、めっき条件によらず、突起の脱離が抑制され、十分な接続信頼性を確保しうる導電性微粒子を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide conductive fine particles that can prevent protrusions from being removed and can ensure sufficient connection reliability regardless of plating conditions.
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、基材粒子として特定の凸部を有する樹脂粒子を用いることで、突起の脱離が抑制された導電性微粒子をめっき条件によらず形成できることを見出して、本発明を完成した。 As a result of intensive investigations to solve the above problems, the present inventors have made conductive fine particles, in which protrusion detachment has been suppressed, by using resin particles having specific convex portions as substrate particles, as plating conditions. The present invention was completed by finding that it can be formed regardless.
すなわち、上記目的を達成し得た本発明の導電性微粒子とは、表面に複数の凸部を有する樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面凸部をこの凸部形状に沿って被覆する導電性金属層とを有する導電性微粒子であって、前記樹脂粒子は、前記表面の複数の凸部を有する周縁部と、この周縁部に囲まれる球状部とから構成される樹脂粒子であり、かつ、前記樹脂粒子の断面を透過型電子顕微鏡で観察したときの前記周縁部と球状部の間の境界線の曲率中心が球状部に存在するものである。前記凸部の接触角は、平均して30°以上、90°以下であることが好ましい。また、前記凸部の平均高さと前記樹脂粒子の体積平均粒子径との比率(凸部の平均高さ/樹脂粒子の体積平均粒子径)は、0.001以上、0.20以下であることが好ましい。
前記樹脂粒子1個あたりの凸部個数の変動係数は20%以下であることが好ましい。さらに、樹脂粒子の走査型電子顕微鏡画像において、樹脂粒子中心にて互いに直交する直線を2本引いて樹脂粒子を4区画に分割し、樹脂粒子1個について、1区画あたりの凸部個数の標準偏差を算出して、この標準偏差を樹脂粒子1個あたりの凸部の個数で除したとき、その平均値は10%以下であることが好ましい。また、本発明の導電性微粒子の体積平均粒子径は1μm以上、50μm以下であることが好ましい。
さらに、本発明の導電性微粒子を含む異方性導電材料も本発明の技術的範囲に包含される。
That is, the conductive fine particles of the present invention that can achieve the above-mentioned object are the resin particles having a plurality of convex portions on the surface and the conductive metal that covers the surface convex portions of the resin particles along the convex shape. Conductive particles having a layer, wherein the resin particles are resin particles composed of a peripheral portion having a plurality of convex portions on the surface and a spherical portion surrounded by the peripheral portion, and When the cross section of the resin particle is observed with a transmission electron microscope, the center of curvature of the boundary line between the peripheral portion and the spherical portion exists in the spherical portion. The contact angle of the convex part is preferably 30 ° or more and 90 ° or less on average. The ratio of the average height of the protrusions to the volume average particle diameter of the resin particles (average height of the protrusions / volume average particle diameter of the resin particles) is 0.001 or more and 0.20 or less. Is preferred.
The variation coefficient of the number of convex portions per one resin particle is preferably 20% or less. Further, in the scanning electron microscope image of the resin particle, two straight lines perpendicular to each other are drawn at the center of the resin particle to divide the resin particle into four sections, and the standard number of protrusions per section for each resin particle. When the deviation is calculated and this standard deviation is divided by the number of convex portions per resin particle, the average value is preferably 10% or less. The volume average particle diameter of the conductive fine particles of the present invention is preferably 1 μm or more and 50 μm or less.
Furthermore, an anisotropic conductive material containing the conductive fine particles of the present invention is also included in the technical scope of the present invention.
本発明の導電性微粒子は、基材粒子として特定の凸部を有する樹脂粒子を用いているため、導電性微粒子表面の突起形状を制御でき、かつ突起の脱離が抑制されたものとなる。 Since the conductive fine particles of the present invention use resin particles having specific convex portions as the base particles, the shape of the protrusions on the surface of the conductive fine particles can be controlled and the detachment of the protrusions is suppressed.
本発明の導電性微粒子は、基材粒子としての樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面を被覆する導電性金属層とで構成される。 The conductive fine particles of the present invention are composed of resin particles as base particles and a conductive metal layer covering the surface of the resin particles.
(樹脂粒子)
本発明の導電性微粒子の基材粒子として用いられる樹脂粒子は、表面に複数の凸部を有する樹脂粒子であり、球状部と周縁部とから構成される。周縁部は、前記球状部の表面に形成されており、球状部は前記周縁部に囲まれている。そして周縁部は、前記複数の凸部を有する。この樹脂粒子の断面を透過型電子顕微鏡で観察したとき、前記周縁部と球状部の間の境界線の曲率中心が球状部に存在する。これにより、凸部が脱離しにくくなる。後述するように、樹脂粒子断面の透過型電子顕微鏡写真において、通常、周縁部は暗色部として表示され、球状部は明色部として表示される。
(Resin particles)
The resin particles used as the base particles of the conductive fine particles of the present invention are resin particles having a plurality of convex portions on the surface, and are composed of a spherical portion and a peripheral portion. The peripheral portion is formed on the surface of the spherical portion, and the spherical portion is surrounded by the peripheral portion. And a peripheral part has the said some convex part. When the cross section of the resin particle is observed with a transmission electron microscope, the center of curvature of the boundary line between the peripheral portion and the spherical portion exists in the spherical portion. This makes it difficult for the convex portion to be detached. As will be described later, in the transmission electron micrograph of the resin particle cross section, the peripheral portion is usually displayed as a dark color portion and the spherical portion is displayed as a light color portion.
以下、樹脂粒子の構成について、図面を用いて説明する。図1(a)、(b)は、樹脂粒子断面の突起部分の模式図を表す。図1(a)に示すように、球状部(1)の表面に凸部(3)を有する周縁部(2a)が存在しており、球状部(1)と周縁部(2a)の間の境界線(10)は、その曲率中心が球状部(1)に存在している。境界線(10)の曲率中心が球状部(1)に存在しているとは、前記境界線(10)が周縁部側に凸であることを意味する。さらに、周縁部(2a)は、周縁層(2b)と凸部(3)とで構成されていてもよい。 Hereinafter, the structure of the resin particles will be described with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B are schematic views of protrusions on a resin particle cross section. As shown to Fig.1 (a), the peripheral part (2a) which has a convex part (3) exists in the surface of a spherical part (1), Between a spherical part (1) and a peripheral part (2a) The boundary line (10) has the center of curvature in the spherical portion (1). The fact that the center of curvature of the boundary line (10) exists in the spherical part (1) means that the boundary line (10) is convex toward the peripheral part side. Furthermore, the peripheral part (2a) may be comprised by the peripheral layer (2b) and the convex part (3).
また、前記周縁部(2a)は、周縁層(2b)を有せず(すなわち、周縁層(2b)の厚みが0μmであり)、凸部(3)のみで構成されるものであってもよい。このような場合にも、図1(b)に示すように、球状部(1)の表面に凸部(3)を有する周縁部(2a)が存在しており、球状部(1)と周縁部(2a)の間の境界線(10)は、その曲率中心が球状部(1)に存在している。 Moreover, the said peripheral part (2a) does not have a peripheral layer (2b) (namely, the thickness of a peripheral layer (2b) is 0 micrometer), and may be comprised only by a convex part (3). Good. Even in such a case, as shown in FIG. 1B, the peripheral portion (2a) having the convex portion (3) is present on the surface of the spherical portion (1), and the spherical portion (1) and the peripheral portion The boundary line (10) between the parts (2a) has a center of curvature in the spherical part (1).
前記球状部は、それのみでは突起を有しない球状であることが好ましく、真球状であることがより好ましい。樹脂粒子断面における周縁部と球状部の間の境界線の曲率中心が球状部に存在するとは、境界線が直線または曲線であり、その曲がりが周縁部側に(外部に)向いていることを意味する。曲線の曲率は、曲線の接触円の半径(曲率半径)として定義されるものであり、前記周縁部と球状部の間の境界線の曲率半径と、球状部の半径の変化率(曲率半径−球状部の半径)/球状部の半径)の絶対値は、10%以内であることが好ましく、より好ましくは5%以内である。なお、樹脂粒子を切断して断面を出す際に、樹脂粒子に圧縮応力がかかる場合があり、球状部が真球状であったとしても、透過型電子顕微鏡写真における球状部の境界線は真円にならないこともある。 The spherical portion alone is preferably a spherical shape having no protrusion, and more preferably a true spherical shape. The presence of the center of curvature of the boundary line between the peripheral edge and the spherical part in the resin particle cross section in the spherical part means that the boundary line is a straight line or a curve, and that the bending is directed to the peripheral part side (to the outside). means. The curvature of the curve is defined as the radius of the contact circle of the curve (curvature radius), the curvature radius of the boundary line between the peripheral edge portion and the spherical portion, and the change rate of the radius of the spherical portion (curvature radius− The absolute value of the radius of the spherical part) / the radius of the spherical part) is preferably within 10%, more preferably within 5%. In addition, when the resin particles are cut and the cross section is taken out, the resin particles may be subjected to compressive stress, and even if the spherical part is a perfect sphere, the boundary line of the spherical part in the transmission electron micrograph is a perfect circle. Sometimes not.
樹脂粒子の周縁部において、凸部とは、高さ(μm)と底面直径(μm)の積、すなわち、高さ×底面直径(μm2)が、0.001(μm2)以上のものを意味する。高さと底面直径の積は、より好ましくは0.005(μm2)以上、さらに好ましくは0.009
(μm2)以上である。上限は特に限定されないが、通常50(μm2)以下である。
In the periphery of the resin particle, the convex portion is a product of height (μm) and bottom diameter (μm), that is, height × bottom diameter (μm 2 ) is 0.001 (μm 2 ) or more. means. The product of the height and the bottom diameter is more preferably 0.005 (μm 2 ) or more, and further preferably 0.009.
(Μm 2 ) or more. Although an upper limit is not specifically limited, Usually, it is 50 (micrometer < 2 >) or less.
前記凸部は、接触角(凸部を液滴と仮定したときの周縁層又は球状部に対する接触角)が、例えば、平均で90°以下であることが好ましい。前記接触角が小さいほど、突起がより一層脱離しにくくなる。そのため、より好ましくは85°以下であり、さらに好ましくは80°以下、特に好ましくは70°以下である。また、前記接触角が大きいほど、凸部による接続安定性向上効果をより効果的に発揮することができるため、30°以上であることが好ましく、より好ましくは35°以上、さらに好ましくは45°以上である。 The convex portion preferably has an average contact angle (contact angle with respect to the peripheral layer or the spherical portion when the convex portion is assumed to be a droplet) of, for example, 90 ° or less. The smaller the contact angle, the more difficult the protrusions are detached. Therefore, it is more preferably 85 ° or less, further preferably 80 ° or less, and particularly preferably 70 ° or less. Moreover, since the connection stability improvement effect by a convex part can be exhibited more effectively, so that the said contact angle is large, it is preferable that it is 30 degrees or more, More preferably, it is 35 degrees or more, More preferably, it is 45 degrees. That's it.
前記凸部接触角は、凸部の起点において、周縁層或いは球状部の接線と凸部の接線とがなす角と定義することができ、倍率1万倍以上で撮影した透過型電子顕微鏡写真に基づいて測定することができる。具体的には、樹脂粒子の断面を透過型電子顕微鏡により倍率1万倍以上で撮影し、得られた透過型電子顕微鏡写真に基づき、凸部(3)の一つの起点(6a)を通る周縁部表面(周縁層が前記透過型電子顕微鏡写真において確認できない場合は球状部)に対する接線(9a)と、前記起点(6a)を通る凸部に対する接線(9b)とがなす角(θ)を接触角とする(図3(a)、(b))。さらに、1種類の樹脂粒子の凸部10個以上について、前記の方法により接触角を測定し、平均して、各樹脂粒子についての接触角とすることができる。 The convex contact angle can be defined as an angle formed by the tangent of the peripheral layer or the spherical portion and the tangent of the convex portion at the starting point of the convex portion. Can be measured based on. Specifically, a cross-section of the resin particle was photographed with a transmission electron microscope at a magnification of 10,000 times or more, and based on the obtained transmission electron micrograph, the peripheral edge passing through one starting point (6a) of the convex portion (3) The angle (θ) formed by the tangent (9a) to the surface of the part (spherical part when the peripheral layer cannot be confirmed in the transmission electron micrograph) and the tangent (9b) to the convex part passing through the starting point (6a) Let it be a corner (FIGS. 3A and 3B). Furthermore, about 10 or more convex parts of one type of resin particles, the contact angle can be measured by the above method and averaged to be the contact angle for each resin particle.
凸部の平均高さは0.05μm以上、5μm以下であることが好ましい。凸部の平均高さが高いほど、凸部による接続安定性向上効果をより確実に発揮できる。そのため、凸部の平均高さは、より好ましくは0.10μm以上、さらに好ましくは0.12μm以上である。また、凸部の平均高さが低いほど、凸部が脱離しにくくなる。そのため、凸部の平均高さは、より好ましくは5.0μm以下、さらに好ましくは4.5μm以下、よりいっそう好ましくは4.0μm以下である。 The average height of the convex portions is preferably 0.05 μm or more and 5 μm or less. The higher the average height of the protrusions, the more reliably the connection stability improvement effect by the protrusions can be exhibited. Therefore, the average height of the protrusions is more preferably 0.10 μm or more, and further preferably 0.12 μm or more. Further, the lower the average height of the convex portions, the harder the convex portions are detached. Therefore, the average height of the convex portions is more preferably 5.0 μm or less, further preferably 4.5 μm or less, and even more preferably 4.0 μm or less.
前記樹脂粒子は、凸部の平均底面直径が0.10μm以上、10μm以下であることが好ましい。より好ましくは0.12μm以上、さらに好ましくは0.15μm以上である。凸部の平均底面直径が大きいほど、球状部と凸部の接触面積が大きくなるため、凸部が脱離しにくくなる。また、凸部の平均底面直径が小さいほど、樹脂粒子の粒子径を小さくした場合でも、凸部による接続安定性向上効果をより効果的に発揮することができる。従って、より好ましくは9.0μm以下、さらに好ましくは8.0μm以下である。 The resin particles preferably have an average bottom diameter of convex portions of 0.10 μm or more and 10 μm or less. More preferably, it is 0.12 micrometer or more, More preferably, it is 0.15 micrometer or more. The larger the average bottom diameter of the convex portion, the larger the contact area between the spherical portion and the convex portion, so that the convex portion is less likely to be detached. Further, the smaller the average bottom diameter of the convex portion, the more effectively the effect of improving the connection stability by the convex portion can be exhibited even when the particle diameter of the resin particles is reduced. Therefore, it is more preferably 9.0 μm or less, and still more preferably 8.0 μm or less.
また樹脂粒子は、凸部の平均高さと平均底面直径の比率(高さ/底面直径)が、0.10以上、0.80以下であることが好ましい。前記比率(高さ/底面直径)が大きいほど、凸部による接続安定性向上効果をより効果的に発揮することができる。そのため、より好ましくは0.15以上、さらに好ましくは0.20以上である。また、前記比率(高さ/底面直径)が小さいと、突起がより一層脱離しにくくなる。従って、より好ましくは0.70以下、さらに好ましくは0.60以下である。 The resin particles preferably have a ratio (height / bottom diameter) of the average height of the protrusions to the average bottom diameter (height / bottom diameter) of 0.10 or more and 0.80 or less. The larger the ratio (height / bottom diameter), the more effectively the effect of improving the connection stability by the convex portion can be exhibited. Therefore, it is more preferably 0.15 or more, and still more preferably 0.20 or more. Further, when the ratio (height / bottom diameter) is small, the protrusions are more difficult to be detached. Therefore, it is more preferably 0.70 or less, and still more preferably 0.60 or less.
さらに樹脂粒子は、凸部の平均高さと樹脂粒子の体積平均粒子径との比率(凸部の平均高さ/体積平均粒子径)が、0.001以上、0.20以下であることが好ましい。前記比率(凸部の平均高さ/体積平均粒子径)が大きいほど、凸部による接続安定性向上効果をより効果的に発揮することができる。そのため、より好ましくは0.003以上、さらに好ましくは0.005以上である。また、前記比率(凸部の平均高さ/体積平均粒子径)が小さいと、突起の脱離がより抑制される。従って、より好ましくは0.19以下、さらに好ましくは0.18以下である。 Furthermore, the resin particles preferably have a ratio of the average height of the protrusions to the volume average particle diameter of the resin particles (average height of the protrusions / volume average particle diameter) of 0.001 or more and 0.20 or less. . The larger the ratio (average height of protrusions / volume average particle diameter), the more effectively the effect of improving the connection stability by the protrusions can be exhibited. Therefore, it is more preferably 0.003 or more, and further preferably 0.005 or more. Further, when the ratio (average height of convex portions / volume average particle diameter) is small, the detachment of the protrusions is further suppressed. Therefore, it is more preferably 0.19 or less, and still more preferably 0.18 or less.
前記凸部の平均高さ及び平均底面直径は、倍率1万倍以上で撮影した走査型電子顕微鏡写真に基づいて測定できる。具体的には、樹脂粒子を走査型電子顕微鏡により倍率1万倍以上で撮影し、得られた走査型電子顕微鏡写真において、図2(a)、(b)に示すように、樹脂粒子の周縁部(2a)に存在する凸部(3)の2箇所の起点(6a、6b)を結ぶ線分を底辺とし、前記凸部(3)の頂部(8)を頂点とする三角形(4)を描く。この三角形(4)の底辺(5)を凸部(3)の底辺と定義し、三角形(4)の高さを凸部(3)の高さと定義する。さらに、樹脂粒子の凸部50個以上について、前記の方法により高さ及び底面直径を測定し、平均して、それぞれ、各樹脂粒子の凸部の平均高さ及び平均底面直径とする。 The average height and the average bottom diameter of the convex portions can be measured based on a scanning electron micrograph taken at a magnification of 10,000 times or more. Specifically, the resin particles were photographed with a scanning electron microscope at a magnification of 10,000 times or more, and in the obtained scanning electron micrographs, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the periphery of the resin particles A triangle (4) having a line segment connecting two starting points (6a, 6b) of the convex part (3) existing in the part (2a) as a base, and a top part (8) of the convex part (3) as a vertex. Draw. The base (5) of the triangle (4) is defined as the base of the convex portion (3), and the height of the triangle (4) is defined as the height of the convex portion (3). Furthermore, about 50 or more convex parts of the resin particle, the height and the bottom diameter are measured by the above-described method, and averaged to obtain the average height and the average bottom diameter of the convex part of each resin particle, respectively.
本発明の樹脂粒子は、樹脂粒子1個当たりの凸部の個数が5個以上、5000個以下であることが好ましい。樹脂粒子1個当たりの凸部の個数が多いほど、凸部の分布密度がより均一になるとともに、凸部による接続安定性向上効果をより効果的に発揮することができる。そのため、より好ましくは7個以上、さらに好ましくは10個以上である。また、樹脂粒子1個当たりの凸部の個数が少ないほど、凸部と球状部の接触面積を大きくすることができるため、凸部の脱離を一層抑制できる。従って、より好ましくは4000個以下、さらに好ましくは3500個以下である。 In the resin particles of the present invention, the number of convex portions per resin particle is preferably 5 or more and 5000 or less. As the number of convex portions per resin particle increases, the distribution density of the convex portions becomes more uniform, and the effect of improving the connection stability by the convex portions can be more effectively exhibited. Therefore, it is more preferably 7 or more, and still more preferably 10 or more. Moreover, since the contact area of a convex part and a spherical part can be enlarged, so that the number of convex parts per resin particle is small, detachment | desorption of a convex part can be suppressed further. Accordingly, the number is more preferably 4000 or less, and still more preferably 3500 or less.
樹脂粒子1個当たりの凸部の個数は、倍率3000倍以上で撮影した走査型電子顕微鏡写真に基づいて測定することができる。具体的には、樹脂粒子1個について、走査型電子顕微鏡写真の観察面側に存在する凸部の数を2倍したものを樹脂粒子1個あたりの凸部の個数とする。樹脂粒子につき、5個の樹脂粒子について、前記の方法により凸部の個数を測定し、平均したものを樹脂粒子1個当たりの凸部の個数とする。 The number of convex portions per resin particle can be measured based on a scanning electron micrograph taken at a magnification of 3000 times or more. Specifically, for each resin particle, the number of protrusions present on the observation surface side of the scanning electron micrograph is doubled to be the number of protrusions per resin particle. For the five resin particles per resin particle, the number of convex portions is measured by the method described above, and the average is taken as the number of convex portions per resin particle.
また、本発明によれば、樹脂粒子1個あたりの凸部の数を揃える事も可能である。樹脂粒子1個あたりの凸部個数の変動係数は、例えば、20%以下、好ましくは18%以下、さらに好ましくは15%以下にすることができ、樹脂粒子間のばらつきを抑制でき、導電性微粒子の性能を均一にできる。前記変動係数は、通常、0.1%以上であることが好ましく、より好ましくは1%以上、さらに好ましくは2%以上である。 Moreover, according to this invention, it is also possible to arrange | equalize the number of the convex parts per resin particle. The coefficient of variation of the number of convex portions per resin particle can be, for example, 20% or less, preferably 18% or less, more preferably 15% or less, and can suppress variation between resin particles. Performance can be made uniform. The coefficient of variation is usually preferably 0.1% or more, more preferably 1% or more, and further preferably 2% or more.
さらに、本発明によれば、樹脂粒子表面において、凸部を偏ることなく均等に形成でき、導電性微粒子の性能を均一にできる。具体的には、樹脂粒子の走査型電子顕微鏡画像(例えば、拡大倍率3000倍以上)において、樹脂粒子の中心を通りかつ粒子中心にて互いに直交する直線を2本引いて樹脂粒子を4区画に分割し、樹脂粒子1個について、1区画あたりの凸部の個数についての標準偏差を算出して、この標準偏差を樹脂粒子1個あたりの凸部の個数で除したとき、その平均値を、例えば、10%以下、好ましくは8%以下、より好ましくは7%以下にできる。前記平均値は、通常、0.01%以上であることが好ましく、より好ましくは0.1%以上、さらに好ましくは0.2%以上である。 Furthermore, according to the present invention, the convex portions can be formed evenly on the surface of the resin particles, and the performance of the conductive fine particles can be made uniform. Specifically, in a scanning electron microscope image of the resin particles (for example, an enlargement magnification of 3000 times or more), the resin particles are divided into four sections by drawing two straight lines that pass through the center of the resin particles and are orthogonal to each other at the particle center. Dividing and calculating the standard deviation of the number of convex parts per section for one resin particle, and dividing this standard deviation by the number of convex parts per resin particle, the average value is For example, it can be 10% or less, preferably 8% or less, more preferably 7% or less. The average value is usually preferably 0.01% or more, more preferably 0.1% or more, and further preferably 0.2% or more.
樹脂粒子は、凸部の個数密度が、0.01個/μm2以上、10個/μm2以下であることが好ましい。凸部の個数密度が大きいほど、凸部の分布がより均一になるとともに、凸部による接続安定性向上効果をより効果的に発揮することができる。そのため、より好ましくは0.015個/μm2以上、さらに好ましくは0.02個/μm2以上である。また、凸部の個数密度が小さいほど、凸部と球状部の接触面積を大きくすることができるため、凸部の脱離を一層抑制できる。従って、より好ましくは8.0個/μm2以下、さらに
好ましくは7.0個/μm2以下である。前記凸部の個数密度は、前記球状部又は周縁層
の面積1μm2当たりに存在する凸部の個数を意味する。
The resin particles preferably have a convex number density of 0.01 / μm 2 or more and 10 / μm 2 or less. As the number density of the convex portions is larger, the distribution of the convex portions becomes more uniform, and the effect of improving the connection stability by the convex portions can be more effectively exhibited. Therefore, it is more preferably 0.015 / μm 2 or more, and further preferably 0.02 / μm 2 or more. Moreover, since the contact area of a convex part and a spherical part can be enlarged, so that the number density of a convex part is small, detachment | desorption of a convex part can be suppressed further. Therefore, it is more preferably 8.0 pieces / μm 2 or less, still more preferably 7.0 pieces / μm 2 or less. The number density of the convex portions means the number of convex portions existing per 1 μm 2 of the area of the spherical portion or the peripheral layer.
樹脂粒子における凸部の個数密度は、球状部の半径又は球状部の半径と周縁層の厚みの合計、及び、樹脂粒子1個当たりの凸部の個数に基づいて算出することができる。具体的には、倍率1万倍以上で撮影した走査型電子顕微鏡写真を用いて、装置付属のノギス径算出ツールを使用し、球状部の直径、又は球状部と周縁層を含めた直径を算出し、樹脂粒子1個当たりの凸部の個数を球状部の表面積(4×π×球状部の半径の二乗)又は周縁層の表面積(4×π×(球状部の半径と周縁層の厚みの合計)の二乗)で除して算出することができる。 The number density of the convex portions in the resin particles can be calculated based on the radius of the spherical portion or the sum of the radius of the spherical portion and the thickness of the peripheral layer, and the number of convex portions per resin particle. Specifically, using a scanning electron micrograph taken at a magnification of 10,000 or more, use the caliper diameter calculation tool attached to the device to calculate the diameter of the spherical part or the diameter including the spherical part and the peripheral layer. The number of protrusions per resin particle is the surface area of the spherical part (4 × π × square of the radius of the spherical part) or the surface area of the peripheral layer (4 × π × (the radius of the spherical part and the thickness of the peripheral layer). It can be calculated by dividing by the square of the sum).
また、前記周縁部が凸部と周縁層とで構成されている場合、周縁層の厚みは、透過型電子顕微鏡で観察したとき、例えば、5μm以下であることが好ましく、より好ましくは3μm以下であり、さらに好ましくは1μm以下である。周縁層の厚みの下限は、好ましくは0μmであってもよい。 Moreover, when the said peripheral part is comprised by the convex part and the peripheral layer, when observed with a transmission electron microscope, it is preferable that it is 5 micrometers or less, for example, and the thickness of a peripheral layer is 3 micrometers or less. More preferably, it is 1 μm or less. The lower limit of the thickness of the peripheral layer may preferably be 0 μm.
前記周縁部において、周縁部の厚みを凸部の平均高さと周縁層の厚みの合計とすると、周縁部の厚みは、10μm以下であることが好ましく、より好ましくは9μm以下であり、さらに好ましくは8μm以下である。また、周縁部の厚みは、0.10μm以上であることが好ましく、より好ましくは0.11μm以上、さらに好ましくは0.12μm以上である。 In the peripheral portion, if the thickness of the peripheral portion is the sum of the average height of the convex portions and the thickness of the peripheral layer, the peripheral portion preferably has a thickness of 10 μm or less, more preferably 9 μm or less, and even more preferably. 8 μm or less. Moreover, it is preferable that the thickness of a peripheral part is 0.10 micrometer or more, More preferably, it is 0.11 micrometer or more, More preferably, it is 0.12 micrometer or more.
さらに、凸部の平均高さと周縁部の厚みの比(凸部の平均高さ/周縁部の厚み)は、例えば、0.5以上であることが好ましく、より好ましくは0.7以上、さらに好ましくは0.8以上、特に好ましくは0.9以上である。前記比(凸部の平均高さ/周縁部の厚み)の最大値は、好ましくは1であってもよい。 Further, the ratio of the average height of the convex portion to the thickness of the peripheral portion (the average height of the convex portion / the thickness of the peripheral portion) is, for example, preferably 0.5 or more, more preferably 0.7 or more, Preferably it is 0.8 or more, Especially preferably, it is 0.9 or more. The maximum value of the ratio (average height of convex portions / thickness of peripheral edge portion) may be preferably 1.
また、周縁部の厚みと樹脂粒子の体積平均粒子径の比(周縁部の厚み/体積平均粒子径)は、0.001以上であることが好ましく、より好ましくは0.005以上、さらに好ましくは0.01以上である。前記比(周縁部の厚み/体積平均粒子径)は、好ましくは0.40以下、より好ましくは0.38以下、さらに好ましくは0.36以下である。 The ratio of the thickness of the peripheral part to the volume average particle diameter of the resin particles (peripheral part thickness / volume average particle diameter) is preferably 0.001 or more, more preferably 0.005 or more, and still more preferably. 0.01 or more. The ratio (peripheral thickness / volume average particle diameter) is preferably 0.40 or less, more preferably 0.38 or less, and still more preferably 0.36 or less.
また、樹脂粒子は、周縁部の融点が200℃以上であることが好ましい。これにより凸部の硬度を向上することができる。周縁部の融点は、より好ましくは220℃以上、さらに好ましくは240℃以上、特に好ましくは250℃以上である。融点の上限は特に限定されないが、例えば400℃である。周縁部の融点は、加熱により周縁部が変形する温度として測定することができる。また、周縁部の融点を高める観点からは、周縁部を構成する全成分の融点が200℃以上であることが好ましい。例えば、周縁部が複数の重合体で構成されている場合、全ての重合体の融点が200℃以上であることが好ましく、より好ましくは220℃以上、さらに好ましくは240℃以上、一層好ましくは250℃以上である。融点は、例えば400℃以下であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that melting | fusing point of a peripheral part of a resin particle is 200 degreeC or more. Thereby, the hardness of a convex part can be improved. The melting point of the peripheral portion is more preferably 220 ° C. or higher, further preferably 240 ° C. or higher, and particularly preferably 250 ° C. or higher. Although the upper limit of melting | fusing point is not specifically limited, For example, it is 400 degreeC. The melting point of the peripheral edge can be measured as the temperature at which the peripheral edge is deformed by heating. Further, from the viewpoint of increasing the melting point of the peripheral portion, it is preferable that the melting points of all the components constituting the peripheral portion are 200 ° C. or higher. For example, when the peripheral portion is composed of a plurality of polymers, the melting points of all the polymers are preferably 200 ° C. or higher, more preferably 220 ° C. or higher, further preferably 240 ° C. or higher, more preferably 250. It is above ℃. The melting point is preferably 400 ° C. or lower, for example.
また、前記樹脂粒子は、コアとシェルで構成されるコア−シェル構造を有するものであって、コアが球状部を含み、シェルが凸部を有する周縁部を含むものであることが好ましい。特に凸部を有する周縁部がシェルのみで形成されるのが望ましく、このような樹脂粒子には、球状部がコアのみで構成され、凸部を有する周縁部がシェルのみで構成されるもの、球状部がコアとシェルの一部で構成され、凸部を有する周縁部がシェルのみで構成されるものなどが含まれる。 Moreover, it is preferable that the said resin particle has a core-shell structure comprised with a core and a shell, Comprising: A core contains a spherical part and a shell contains the peripheral part which has a convex part. In particular, it is desirable that the peripheral portion having the convex portion is formed only by the shell, and in such a resin particle, the spherical portion is configured by only the core, and the peripheral portion having the convex portion is configured by only the shell, A spherical part is comprised by a part of core and shell, and the peripheral part which has a convex part is comprised only by a shell.
さらに、本発明においては、異なる凸部(高さ、底面直径、構成成分、個数密度等)を有する樹脂粒子を混合して、基材粒子として用いてもよい。 Furthermore, in the present invention, resin particles having different convex portions (height, bottom diameter, constituent component, number density, etc.) may be mixed and used as base particles.
樹脂粒子は、体積平均粒子径が1μm以上、50μm以下であることが好ましい。より好ましくは1.5μm以上、40μm以下であり、さらに好ましくは2μm以上、35μm以下、特に好ましくは2.5μm以上、30μm以下である。また、樹脂粒子の粒子径の変動係数(CV値)は、10.0%以下が好ましく、より好ましくは8.0%以下、さらに好ましくは5.0%以下、一層好ましくは4.5%以下、特に好ましくは4.0%以下である。また粒子径の変動係数は、下記式に従って算出した値とする。
粒子径の変動係数(%)=100×(粒子径の標準偏差/体積平均粒子径)
粒子の体積平均粒子径および粒子径の変動係数は、コールター原理を使用した精密粒度分布測定装置(例えば、商品名「コールターマルチサイザーIII型」、ベックマンコールター株式会社製)により測定することができ、具体的には実施例で後述する方法で測定することができる。
The resin particles preferably have a volume average particle diameter of 1 μm or more and 50 μm or less. More preferably, they are 1.5 micrometers or more and 40 micrometers or less, More preferably, they are 2 micrometers or more and 35 micrometers or less, Most preferably, they are 2.5 micrometers or more and 30 micrometers or less. Further, the coefficient of variation (CV value) of the particle diameter of the resin particles is preferably 10.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably 5.0% or less, and even more preferably 4.5% or less. Particularly preferably, it is 4.0% or less. The coefficient of variation of the particle diameter is a value calculated according to the following formula.
Variation coefficient of particle diameter (%) = 100 × (standard deviation of particle diameter / volume average particle diameter)
The volume average particle diameter of the particles and the coefficient of variation of the particle diameter can be measured by a precision particle size distribution measuring apparatus using the Coulter principle (for example, trade name “Coulter Multisizer III type”, manufactured by Beckman Coulter, Inc.) Specifically, it can be measured by the method described later in Examples.
なお、樹脂粒子断面を観察する際に用いる透過型電子顕微鏡は、試料に電子線を照射して、透過、散乱した光を検出するものであり、これらのうち明視野信号(散乱角が0を含む範囲の透過信号)を検出した場合には、試料内部の粗密の違いを明暗の違いで表すことができ、暗視野信号(散乱角が0を含まない(明視野信号よりも大きい)散乱角範囲の透過信号)を検出した場合には、含まれる元素の原子量の違いを明暗の違いで表すことができるものである。本発明においては、暗視野信号を検出する透過型電子顕微鏡法が好ましい。暗視野信号を検出した場合には、特定の領域に含まれる元素の原子量と、その周囲の領域に含まれる元素の原子量に違いにより明暗の違いが生じ、境界線を観察できる。本発明の透過型電子顕微鏡写真では、元素の原子量が大きいほど、明度が低くなる様に表示されており、シリコン、リン、硫黄などの比較的原子量の高い元素が含まれている領域がより暗く、水素、炭素、酸素などの比較的原子量の低い元素のみが含まれている領域がより明るく表される。なお、原子量が大きいほど明度が高くなる様に表示することも勿論可能であり、元素の原子量の違いに由来する境界線を観察できればよい。透過型電子顕微鏡の代わりに、走査透過型電子顕微鏡を使用しても同様の断面像を得ることができる。 The transmission electron microscope used for observing the cross section of the resin particle is to detect the transmitted and scattered light by irradiating the sample with an electron beam. Among these, a bright field signal (scattering angle is 0). In the case of detecting a transmission signal in a range that includes the light, the difference in density inside the sample can be expressed by the difference in light and dark, and the dark field signal (scattering angle does not include 0 (larger than the bright field signal) scattering angle. When the transmission signal of the range is detected, the difference in the atomic weight of the contained element can be expressed by the difference in brightness. In the present invention, transmission electron microscopy that detects dark field signals is preferred. When a dark field signal is detected, a difference in brightness occurs due to a difference between the atomic weight of an element included in a specific region and the atomic weight of an element included in the surrounding region, and a boundary line can be observed. In the transmission electron micrograph of the present invention, the larger the atomic weight of the element, the lower the brightness, and the darker the region containing relatively high atomic weight elements such as silicon, phosphorus and sulfur. A region containing only an element having a relatively low atomic weight, such as hydrogen, carbon, and oxygen, is shown brighter. Needless to say, the larger the atomic weight, the higher the brightness can be displayed, and it is only necessary to observe the boundary line derived from the difference in the atomic weight of the element. A similar cross-sectional image can be obtained by using a scanning transmission electron microscope instead of the transmission electron microscope.
樹脂粒子は、ビニル重合体及び/又はポリシロキサン成分で形成されているものであることが好ましく、ビニル重合体とポリシロキサン成分とを含むものであることがより好ましい。
また樹脂粒子の球状部は、少なくともビニル重合体を含むことが好ましく、ビニル重合体とポリシロキサン成分を含むことがより好ましい。周縁部は、少なくともポリシロキサン成分を含むことが好ましく、ビニル重合体とポリシロキサン成分を含むことがより好ましい。また、球状部と周縁部とで組成は同一でも異なっていてもよく、同一の組成であることがさらに好ましい。
同様に、コア部は少なくともビニル重合体を含むことが好ましく、ビニル重合体とポリシロキサン成分を含むことがより好ましい。またシェル部は少なくともポリシロキサン成分を含むことが好ましく、ビニル重合体とポリシロキサン成分を含むことがより好ましい。また、コア部とシェル部とで組成は同一でも異なっていてもよく、同一の組成であることがさらに好ましい。ここで、前記球状部や周縁部等の組成は、球状部、周縁部等を形成する各単量体の種類と質量割合で表現するものとする。
The resin particles are preferably formed of a vinyl polymer and / or a polysiloxane component, and more preferably contain a vinyl polymer and a polysiloxane component.
The spherical portion of the resin particle preferably contains at least a vinyl polymer, and more preferably contains a vinyl polymer and a polysiloxane component. The peripheral portion preferably includes at least a polysiloxane component, and more preferably includes a vinyl polymer and a polysiloxane component. Moreover, the composition may be the same or different between the spherical portion and the peripheral portion, and more preferably the same composition.
Similarly, the core part preferably contains at least a vinyl polymer, and more preferably contains a vinyl polymer and a polysiloxane component. The shell part preferably contains at least a polysiloxane component, and more preferably contains a vinyl polymer and a polysiloxane component. In addition, the composition may be the same or different between the core part and the shell part, and the same composition is more preferable. Here, the composition of the spherical portion, the peripheral portion, and the like is expressed by the type and mass ratio of each monomer that forms the spherical portion, the peripheral portion, and the like.
なお、本発明においてビニル重合体とは、ビニル重合体骨格を有する重合体を意味し、ビニル単量体(ビニル基を含有する単量体)を重合(好ましくはラジカル重合)することによって形成できる。本発明において、「ビニル基」には、炭素−炭素二重結合(エテニル基)のみならず、(メタ)アクリロキシ基、アリル基、イソプロペニル基、ビニルフェニル基、イソプロペニルフェニル基のような、官能基と重合性炭素−炭素二重結合から構成される置換基も含まれる。またポリシロキサン成分(ポリシロキサン骨格ともいう)は、シロキサン結合(Si−O−Si)を有する成分を意味し、シラン単量体を重合することによって形成できる。ポリシロキサン成分としては、シラン架橋性単量体(好ましくは後述する第三の形態のシラン架橋性単量体、より好ましくはビニル基を有するシラン単量体)を用いて形成されたポリシロキサン成分が好ましい。 In the present invention, the vinyl polymer means a polymer having a vinyl polymer skeleton and can be formed by polymerizing (preferably radical polymerization) a vinyl monomer (a monomer containing a vinyl group). . In the present invention, the “vinyl group” includes not only a carbon-carbon double bond (ethenyl group) but also a (meth) acryloxy group, an allyl group, an isopropenyl group, a vinylphenyl group, an isopropenylphenyl group, A substituent composed of a functional group and a polymerizable carbon-carbon double bond is also included. A polysiloxane component (also referred to as a polysiloxane skeleton) means a component having a siloxane bond (Si—O—Si) and can be formed by polymerizing a silane monomer. As the polysiloxane component, a polysiloxane component formed using a silane crosslinkable monomer (preferably a silane crosslinkable monomer of the third form described later, more preferably a silane monomer having a vinyl group). Is preferred.
以下、まず樹脂粒子を形成するための原料となる単量体成分全般について説明する。 Hereinafter, first, general monomer components as raw materials for forming resin particles will be described.
ビニル重合体を形成するビニル単量体は、ビニル架橋性単量体とビニル非架橋性単量体とに分けられる。
前記ビニル架橋性単量体とは、ビニル基を有し架橋構造を形成し得るものであり、具体的には、1分子中に2個以上のビニル基を有する単量体(単量体(1))、又は1分子中に1個のビニル基とビニル基以外の結合性官能基(カルボキシ基、ヒドロキシ基等のプロトン性水素含有基、アルコキシ基等の末端官能基等)を有する単量体(単量体(2))が挙げられる。ただし、単量体(2)によって架橋構造を形成させるには、当該単量体(2)のビニル基以外の結合性官能基と反応(結合)可能な相手方単量体の存在が必要であり、相手方単量体が存在しない場合、ビニル非架橋性単量体に分類される。
The vinyl monomer forming the vinyl polymer is classified into a vinyl crosslinkable monomer and a vinyl non-crosslinkable monomer.
The vinyl crosslinkable monomer has a vinyl group and can form a crosslinked structure, and specifically, a monomer having two or more vinyl groups in one molecule (monomer ( 1)), or a monomer having one vinyl group and a binding functional group other than a vinyl group (carboxyl group, protic hydrogen-containing group such as hydroxy group, terminal functional group such as alkoxy group, etc.) in one molecule Body (monomer (2)). However, in order to form a crosslinked structure with the monomer (2), it is necessary to have a counterpart monomer capable of reacting (binding) with a binding functional group other than the vinyl group of the monomer (2). When the other monomer is not present, it is classified as a vinyl non-crosslinkable monomer.
前記ビニル架橋性単量体のうち前記単量体(1)(1分子中に2個以上のビニル基を有する単量体)の例として、例えば、アリル(メタ)アクリレート等のアリル(メタ)アクリレート類;アルカンジオールジ(メタ)アクリレート(例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(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、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレンジ(メタ)アクリレート等)、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート(例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、デカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタデカエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタコンタヘクタ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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等)等のジ(メタ)アクリレート類;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のトリ(メタ)アクリレート類;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等のテトラ(メタ)アクリレート類;ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のヘキサ(メタ)アクリレート類;ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、及びこれらの誘導体等の芳香族炭化水素系架橋剤(好ましくはジビニルベンゼン等のスチレン系多官能モノマー);N,N−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルサルファイド、ジビニルスルホン酸等のヘテロ原子含有架橋剤;等が挙げられる。これらの中でも、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート類(多官能(メタ)アクリレート)や、芳香族炭化水素系架橋剤(特にスチレン系多官能モノマー)が好ましい。
前記1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレート類の中でも、前記1分子中に2個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートが特に好ましい。また、1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートが好ましく、さらにその中でも、1分子中に3個以上のアクリロイル基を有するアクリレートが好ましい。前記スチレン系多官能モノマーの中では、ジビニルベンゼンのように1分子中に2個のビニル基を有する単量体が好ましい。単量体(1)は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the monomer (1) (monomer having two or more vinyl groups in one molecule) among the vinyl crosslinkable monomers include, for example, allyl (meth) such as allyl (meth) acrylate. Acrylates; alkanediol di (meth) acrylate (for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonane Diol di (meth) acrylate, 1,10-decanediol di (meth) acrylate, 1,3-butylene di (meth) acrylate, etc.), polyalkylene glycol di (meth) acrylate (for example, diethylene glycol di (meth) acrylate, tri Ethylene glycol di (meth) acrylate, decaethylene glycol di (me ) Acrylate, pentadecaethylene glycol di (meth) acrylate, pentacontactor ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, polytetramethylene glycol di (meth) acrylate, etc. Di (meth) acrylates such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate; tetra (meth) acrylates such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate; dipentaerythritol hexa (meth) Hexa (meth) acrylates such as acrylates; aromatic hydrocarbon cross-linking agents such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, and derivatives thereof (preferably stears such as divinylbenzene) Emission-type polyfunctional monomer); N, N-divinyl aniline, divinyl ether, divinyl sulfide, hetero atom-containing crosslinking agents such as divinyl sulfonic acid; and the like. Among these, (meth) acrylates (polyfunctional (meth) acrylate) having two or more (meth) acryloyl groups in one molecule and aromatic hydrocarbon crosslinking agents (especially styrene polyfunctional monomers) are included. preferable.
Among the (meth) acrylates having two or more (meth) acryloyl groups in one molecule, (meth) acrylates having two (meth) acryloyl groups in one molecule are particularly preferable. A (meth) acrylate having 3 or more (meth) acryloyl groups in one molecule is preferable, and among them, an acrylate having 3 or more acryloyl groups in one molecule is preferable. Among the styrenic polyfunctional monomers, monomers having two vinyl groups in one molecule such as divinylbenzene are preferable. A monomer (1) may be used independently and may use 2 or more types together.
前記ビニル架橋性単量体のうち前記単量体(2)(1分子中に1個のビニル基とビニル基以外の結合性官能基を有する単量体)としては、例えば、(メタ)アクリル酸等のカルボキシ基を有する単量体;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−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート類、p−ヒドロキシスチレン等のヒドロキシ基含有スチレン類等のヒドロキシ基を有する単量体;2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシ基含有(メタ)アクリレート類、p−メトキシスチレン等のアルコキシスチレン類等のアルコキシ基を有する単量体;等が挙げられる。単量体(2)は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Among the vinyl crosslinkable monomers, the monomer (2) (monomer having one vinyl group and a binding functional group other than vinyl group in one molecule) is, for example, (meth) acrylic Monomers having a carboxy group such as acid; hydroxy group-containing (meth) acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, p- Monomers having a hydroxy group such as hydroxy group-containing styrenes such as hydroxystyrene; containing alkoxy groups such as 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate and 2-butoxyethyl (meth) acrylate (Meth) acrylates, having alkoxy groups such as alkoxystyrenes such as p-methoxystyrene Mer; and the like. A monomer (2) may be used independently and may use 2 or more types together.
前記ビニル非架橋性単量体としては、1分子中に1個のビニル基を有する単量体(単量体(3))か、もしくは相手方単量体が存在しない場合の前記単量体(2)(1分子中に1個のビニル基とビニル基以外の結合性官能基を有する単量体)が挙げられる。 As the vinyl non-crosslinkable monomer, a monomer having one vinyl group in one molecule (monomer (3)), or the monomer in the case where there is no counterpart monomer ( 2) (monomer having one vinyl group and a binding functional group other than vinyl group in one molecule).
前記ビニル非架橋性単量体のうち前記単量体(3)(1分子中に1個のビニル基を有する単量体)には、(メタ)アクリレート系単官能モノマーやスチレン系単官能モノマーが含まれる。(メタ)アクリレート系単官能モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;シクロプロピル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、シクロウンデシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、4−t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート類;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、トリル(メタ)アクリレート、フェネチル(メタ)アクリレート等の芳香環含有(メタ)アクリレート類が挙げられ、メチル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレートが好ましい。スチレン系単官能モノマーとしては、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、α−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン等のアルキルスチレン類、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン等のハロゲン基含有スチレン類等が挙げられ、スチレンが好ましい。単量体(3)は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Among the vinyl non-crosslinkable monomers, the monomer (3) (a monomer having one vinyl group in one molecule) includes a (meth) acrylate monofunctional monomer and a styrene monofunctional monomer. Is included. Examples of the (meth) acrylate monofunctional monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and pentyl (meth) acrylate. , Hexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate Alkyl (meth) acrylates such as: cyclopropyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, cyclooctyl (meth) acrylate, cyclo Cycloalkyl (meth) acrylates such as ndecyl (meth) acrylate, cyclododecyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 4-t-butylcyclohexyl (meth) acrylate; phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate And aromatic ring-containing (meth) acrylates such as tolyl (meth) acrylate and phenethyl (meth) acrylate, and alkyl (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate are preferred. Styrene monofunctional monomers include styrene; alkyl styrenes such as o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, α-methyl styrene, pt-butyl styrene, o-chlorostyrene, m-chloro. Examples include halogen group-containing styrenes such as styrene and p-chlorostyrene, and styrene is preferred. A monomer (3) may be used independently and may use 2 or more types together.
前記ビニル単量体としては、少なくとも前記ビニル架橋性単量体(1)を含む態様が好ましく、中でも前記ビニル架橋性単量体(1)と前記ビニル非架橋性単量体(3)とを含む態様(特に単量体(1)と単量体(3)との共重合体)が好ましい。 As the vinyl monomer, an embodiment containing at least the vinyl crosslinkable monomer (1) is preferable. Among them, the vinyl crosslinkable monomer (1) and the vinyl non-crosslinkable monomer (3) are included. An embodiment (in particular, a copolymer of the monomer (1) and the monomer (3)) is preferable.
樹脂粒子は、樹脂粒子100質量%中、ビニル重合体を20質量%以上含むことが好ましく、より好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上、よりいっそう好ましくは60質量%以上、特に好ましくは70質量%以上含む。ビニル重合体の含有割合の上限は、100質量%である。 The resin particles preferably contain 20% by mass or more of the vinyl polymer in 100% by mass of the resin particles, more preferably 30% by mass or more, still more preferably 50% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, particularly Preferably it contains 70 mass% or more. The upper limit of the content ratio of the vinyl polymer is 100% by mass.
前記ポリシロキサン成分は、シラン単量体を用いることによって形成でき、このシラン単量体は、シラン架橋性単量体とシラン非架橋性単量体とに分けられる。また、シラン単量体としてシラン架橋性単量体を使用すると、架橋構造を形成し得る。シラン架橋性単量体により形成される架橋構造としては、ビニル重合体骨格とビニル重合体骨格とを架橋するもの(第一の形態);ポリシロキサン骨格とポリシロキサン骨格とを架橋するもの(第二の形態);ビニル重合体骨格とポリシロキサン骨格とを架橋するもの(第三の形態);が挙げられる。 The polysiloxane component can be formed by using a silane monomer, which is divided into a silane crosslinkable monomer and a silane non-crosslinkable monomer. When a silane crosslinkable monomer is used as the silane monomer, a crosslinked structure can be formed. The cross-linked structure formed by the silane cross-linkable monomer includes one that cross-links the vinyl polymer skeleton and the vinyl polymer skeleton (first form); one that cross-links the polysiloxane skeleton and polysiloxane skeleton (first A second form); a substance that cross-links a vinyl polymer skeleton and a polysiloxane skeleton (third form).
第一の形態(ビニル重合体間架橋)を形成し得るシラン架橋性単量体としては、例えば、ジメチルジビニルシラン、メチルトリビニルシラン、テトラビニルシラン等の2つ以上のビニル基を有するシラン化合物が挙げられる。
第二の形態(ポリシロキサン間架橋)を形成し得るシラン架橋性単量体としては、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等の4官能性シラン単量体;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等の3官能性シラン単量体等が挙げられる。
第三の形態(ビニル重合体−ポリシロキサン間架橋)を形成し得るシラン架橋性単量体としては、例えば、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシエトキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリロイル基を有するジ又はトリアルコキシシラン;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等のビニル基(エテニル基)を有するジ又はトリアルコキシシラン;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(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等のエポキシ基を有するジ又はトリアルコキシシラン;3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノ基を有するジ又はトリアルコキシシラン;が挙げられる。これらのシラン架橋性単量体は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the silane crosslinkable monomer capable of forming the first form (crosslinking between vinyl polymers) include silane compounds having two or more vinyl groups such as dimethyldivinylsilane, methyltrivinylsilane, and tetravinylsilane. It is done.
Examples of the silane crosslinkable monomer that can form the second form (crosslink between polysiloxanes) include tetrafunctional silane monomers such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, and tetrabutoxysilane. A trifunctional silane monomer such as methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, and ethyltriethoxysilane;
Examples of silane crosslinkable monomers that can form the third form (crosslinking between vinyl polymer and polysiloxane) include, for example, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, and 3-acrylonitrile. (Meth) acryloyl groups such as loxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-acryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxyethoxypropyltrimethoxysilane Di- or trialkoxysilanes having a vinyl group (ethenyl group) such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane; 3-glycidoxypropyltrimeth Di- or trialkoxysilanes having an epoxy group such as silane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane; 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyl And di- or trialkoxysilanes having an amino group such as triethoxysilane. These silane crosslinkable monomers may be used alone or in combination of two or more.
前記シラン非架橋性単量体として、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のジアルキルシラン等の2官能性シラン単量体;トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等のトリアルキルシラン等の1官能性シラン単量体等が挙げられる。これらのシラン非架橋性単量体は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the silane non-crosslinkable monomer include bifunctional silane monomers such as dialkyl silane such as dimethyldimethoxysilane and dimethyldiethoxysilane; monofunctional such as trialkylsilane such as trimethylmethoxysilane and trimethylethoxysilane. Silane monomer and the like. These silane non-crosslinkable monomers may be used alone or in combination of two or more.
特に前記ポリシロキサン骨格は、ラジカル重合可能なビニル基(例えば、炭素−炭素二重結合、(メタ)アクリロイル基等のビニル基)を有する重合性ポリシロキサン由来の骨格であることが好ましい。つまり、ポリシロキサン骨格は、構成成分として、少なくとも前記第三の形態(ビニル重合体−ポリシロキサン間架橋)を形成し得るシラン架橋性単量体(好ましくはビニル基を有するもの、より好ましくはビニル基(エテニル基)又は(メタ)アクリロイル基を有するもの、さらに好ましくは3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン)を加水分解及び縮合することにより形成されたポリシロキサン骨格であることが好ましい。
樹脂粒子に、ポリシロキサン成分を導入する場合、ビニル単量体の使用量は、シラン単量体100質量部に対して1質量部以上が好ましく、より好ましくは5質量部以上、さらに好ましくは10質量部以上であり、5000質量部以下が好ましく、より好ましくは4000質量部以下、さらに好ましくは3000質量部以下である。
In particular, the polysiloxane skeleton is preferably a skeleton derived from a polymerizable polysiloxane having a vinyl group capable of radical polymerization (for example, a vinyl group such as a carbon-carbon double bond or a (meth) acryloyl group). That is, the polysiloxane skeleton is a silane crosslinkable monomer (preferably having a vinyl group, more preferably vinyl, which can form at least the third form (crosslinking between vinyl polymer and polysiloxane) as a constituent component. Formed by hydrolysis and condensation of a group (ethenyl group) or (meth) acryloyl group, more preferably 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane) A polysiloxane skeleton is preferable.
When the polysiloxane component is introduced into the resin particles, the amount of vinyl monomer used is preferably 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and even more preferably 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silane monomer. It is not less than 5000 parts by mass, preferably not more than 4000 parts by mass, more preferably not more than 3000 parts by mass.
樹脂粒子を形成する単量体成分は、ビニル架橋性単量体やシラン架橋性単量体等の架橋性単量体を含むことが好ましい。この際、ビニル重合体粒子を形成する全単量体に占める架橋性単量体(ビニル架橋性単量体及びシラン架橋性単量体の合計)の割合は、弾性変形、復元力等に優れる点からは、1質量%以上が好ましく、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上である。本発明の樹脂粒子において、架橋性単量体の割合が上記範囲内であれば、優れた弾性変形特性を維持しつつ、復元力を向上させることができる。架橋性単量体の割合の上限は、特に限定されないが、用いる架橋性単量体の種類によっては、架橋性単量体の割合が多すぎると硬くなりすぎて弾性変形しにくくなる場合がある。そのため、架橋性単量体の割合は97質量%以下であることが好ましく、より好ましくは95質量%以下、さらに好ましくは93質量%以下、よりいっそう好ましくは90質量%以下、特に好ましくは85質量%以下である。 The monomer component forming the resin particles preferably contains a crosslinkable monomer such as a vinyl crosslinkable monomer or a silane crosslinkable monomer. At this time, the ratio of the crosslinkable monomer (total of the vinyl crosslinkable monomer and the silane crosslinkable monomer) to the total monomers forming the vinyl polymer particles is excellent in elastic deformation, restoring force, and the like. From the viewpoint, it is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and further preferably 5% by mass or more. In the resin particles of the present invention, if the ratio of the crosslinkable monomer is within the above range, the restoring force can be improved while maintaining excellent elastic deformation characteristics. The upper limit of the ratio of the crosslinkable monomer is not particularly limited, but depending on the type of the crosslinkable monomer used, if the ratio of the crosslinkable monomer is too large, it may become too hard to be elastically deformed. . Therefore, the proportion of the crosslinkable monomer is preferably 97% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, still more preferably 93% by mass or less, still more preferably 90% by mass or less, and particularly preferably 85% by mass. % Or less.
樹脂粒子を形成する単量体成分は、ビニル重合体及び/又はポリシロキサン成分の特性を損なわない程度に、他の成分を含んでもよい。この場合、樹脂粒子は、ビニル重合体及び/又はポリシロキサン成分を85質量%以上含むことが好ましく、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上含む。 The monomer component forming the resin particles may contain other components to the extent that the properties of the vinyl polymer and / or polysiloxane component are not impaired. In this case, the resin particles preferably contain 85% by mass or more of the vinyl polymer and / or polysiloxane component, more preferably 95% by mass or more, and still more preferably 98% by mass or more.
このような樹脂粒子は、例えば、
工程(a):ビニル単量体及び/又はシラン単量体を重合成分として含むコア用単量体組成物を重合して、コア粒子を形成する工程、
工程(b):前記コア粒子の表面に、シラン単量体を重合成分として含むシラン単量体組成物を被覆しシェルを形成して、樹脂粒子1を得る工程、
を含む製造方法により製造することができる。
前記製造方法は、さらに、
工程(c):工程(b)で得られた樹脂粒子1に、ビニル単量体を重合成分として含むシェル用ビニル単量体組成物を吸収させた後、重合して、樹脂粒子2を得る工程
を含むことが好ましい。
Such resin particles are, for example,
Step (a): A step of polymerizing a core monomer composition containing a vinyl monomer and / or a silane monomer as a polymerization component to form core particles,
Step (b): A step of obtaining a resin particle 1 by coating a surface of the core particle with a silane monomer composition containing a silane monomer as a polymerization component to form a shell,
It can manufacture with the manufacturing method containing.
The manufacturing method further includes:
Step (c): The resin particles 1 obtained in the step (b) are absorbed with a vinyl monomer composition for shell containing a vinyl monomer as a polymerization component, and then polymerized to obtain resin particles 2. It is preferable to include a process.
工程(a):コア粒子形成工程
工程(a)では、上記単量体を重合成分として含むコア用単量体組成物を重合することによって樹脂粒子のコアを製造することができる。コア用単量体組成物に使用する単量体により、樹脂粒子の機械的性質を調整することができる。なお、「単量体組成物」は、単量体のみで構成される組成物を意味するが、コア用単量体組成物を重合するにあたっては、通常は、重合開始剤などの触媒成分を該組成物と共存させた状態で行う。
Step (a): Core particle forming step In the step (a), a core of resin particles can be produced by polymerizing a monomer composition for core containing the monomer as a polymerization component. The mechanical properties of the resin particles can be adjusted by the monomer used in the core monomer composition. The “monomer composition” means a composition composed only of a monomer, but when polymerizing the monomer composition for the core, usually a catalyst component such as a polymerization initiator is added. It is carried out in the state of coexisting with the composition.
前記コア用単量体組成物は、上記単量体から選ばれるビニル単量体(以下、「コア用ビニル単量体」という。)及び/又はシラン単量体(以下、「コア用シラン単量体」という。)を含むことが好ましく、少なくともコア用ビニル単量体を含むことが好ましい。コア用ビニル単量体としては、上記で例示したビニル単量体のうち、2個以上のビニル基を有する単量体(1)、ビニル基とそれ以外の官能基を含む単量体(2)及び1個のビニル基を有する単量体(3)の中から選択することができる。ビニル単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよいが、機械的性質を調節する観点から、2種以上を用いることが好ましい。 The core monomer composition comprises a vinyl monomer selected from the above monomers (hereinafter referred to as “core vinyl monomer”) and / or a silane monomer (hereinafter referred to as “core silane monomer”). It is preferable to include at least a vinyl monomer for the core. As the vinyl monomer for the core, among the vinyl monomers exemplified above, a monomer having two or more vinyl groups (1), a monomer having a vinyl group and other functional groups (2 ) And a monomer (3) having one vinyl group. A vinyl monomer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types, However, From a viewpoint of adjusting a mechanical property, it is preferable to use 2 or more types.
前記2個以上のビニル基を有する単量体(1)としては、ジ(メタ)アクリレート類、芳香族炭化水素系架橋剤が好ましく、1個のビニル基を有する単量体(3)としては、アルキル(メタ)アクリレート類、シクロアルキルメタクリレート類、スチレン系単官能モノマーが好ましい。 As the monomer (1) having two or more vinyl groups, di (meth) acrylates and aromatic hydrocarbon crosslinking agents are preferable, and as the monomer (3) having one vinyl group, , Alkyl (meth) acrylates, cycloalkyl methacrylates, and styrene monofunctional monomers are preferred.
また、前記コア用単量体組成物は、コア用ビニル単量体として、ビニル基とそれ以外の官能基を含む単量体(2)を含むことが好ましく、単量体(2)の中でも、カルボキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、チオール基等の親水性基とビニル基とを有する単量体を含むことが好ましい。これにより、後述する溶解度パラメータの調整が容易になり、より一層凸部が形成されやすくなる。 The core monomer composition preferably includes a monomer (2) containing a vinyl group and other functional groups as the vinyl monomer for the core. Among the monomers (2), It is preferable to include a monomer having a hydrophilic group such as a carboxy group, a hydroxy group, an amino group, or a thiol group and a vinyl group. Thereby, the adjustment of the solubility parameter mentioned later becomes easy and it becomes easier to form a convex part.
前記コア用単量体組成物がコア用シラン単量体を含む場合、コア用ビニル単量体とコア用シラン単量体の合計100質量%中、コア用ビニル単量体の割合は、10質量%以上であることが好ましく、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上、よりいっそう好ましくは60質量%以上、よりさらに好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上である。なお上限は100質量%である。また、コア用単量体組成物がコア用シラン単量体を含む場合、コア用ビニル単量体の含有量は、コア用シラン単量体1質量部に対して0.3質量部以上であることが好ましく、より好ましくは0.5質量部以上、さらに好ましくは2質量部以上、よりいっそう好ましくは3質量部以上、よりさらに好ましくは4質量部以上である。また、コア用シラン単量体1質量部に対して50質量部以下であることが好ましく、より好ましくは40質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下である。 When the core monomer composition contains the core silane monomer, the ratio of the core vinyl monomer is 10% in the total of 100% by mass of the core vinyl monomer and the core silane monomer. It is preferably at least 20% by mass, more preferably at least 20% by mass, even more preferably at least 30% by mass, even more preferably at least 60% by mass, even more preferably at least 70% by mass, particularly preferably at least 80% by mass. It is. The upper limit is 100% by mass. When the core monomer composition includes the core silane monomer, the content of the core vinyl monomer is 0.3 parts by mass or more with respect to 1 part by mass of the core silane monomer. Preferably, it is 0.5 parts by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, still more preferably 3 parts by mass or more, and even more preferably 4 parts by mass or more. Moreover, it is preferable that it is 50 mass parts or less with respect to 1 mass part of silane monomers for cores, More preferably, it is 40 mass parts or less, More preferably, it is 30 mass parts or less.
さらに、コア用ビニル単量体の割合は、コア用ビニル単量体とコア用シラン単量体の合計100質量%中、60質量%未満であることも好ましく、より好ましくは55質量%以下であり、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることが好ましい。さらに、コア用ビニル単量体の量は、コア用シラン単量体1質量部に対して、2質量部未満であることも好ましく、より好ましくは1.5質量部以下、さらに好ましくは1.2質量部以下であり、0.3質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であることがさらに好ましい。
コア用ビニル単量体の割合がこの範囲にあると、特に、小粒径のコア粒子を得やすくなる。
Further, the ratio of the core vinyl monomer is preferably less than 60% by mass, more preferably 55% by mass or less, out of the total of 100% by mass of the core vinyl monomer and the core silane monomer. Yes, preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more. Furthermore, the amount of the vinyl monomer for the core is preferably less than 2 parts by mass, more preferably 1.5 parts by mass or less, and still more preferably 1. with respect to 1 part by mass of the silane monomer for the core. 2 parts by mass or less, preferably 0.3 parts by mass or more, and more preferably 0.5 parts by mass or more.
When the ratio of the vinyl monomer for the core is within this range, it is particularly easy to obtain core particles having a small particle size.
また、コア用シラン単量体としては、シラン架橋性単量体を好ましく用いることができ、有機重合体骨格とポリシロキサン骨格とを形成し得るシラン架橋性単量体(第三の形態)をより好ましく用いることができる。 Moreover, as a silane monomer for cores, a silane crosslinkable monomer can be preferably used, and a silane crosslinkable monomer (third form) capable of forming an organic polymer skeleton and a polysiloxane skeleton is used. More preferably, it can be used.
コア用単量体組成物は、溶解度パラメータが8(cal/cm3)1/2以上であることが好ましく、11(cal/cm3)1/2以下であることが好ましい。コア用単量体組成物の溶解度パラメータは、より好ましくは8.5(cal/cm3)1/2以上、さらに好ましくは8.9(cal/cm3)1/2以上、特に好ましくは9.1(cal/cm3)1/2以上である。また、コア用単量体組成物の溶解度パラメータは、より好ましくは10.5(cal/cm3)1/2以下、さらに好ましくは10(cal/cm3)1/2以下である。溶解度パラメータが大きいほどコア用単量体組成物の親水性が高くなり、溶解度パラメータが小さいほどコア用単量体組成物の疎水性が高くなる。 The core monomer composition preferably has a solubility parameter of 8 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, and preferably 11 (cal / cm 3 ) 1/2 or less. The solubility parameter of the core monomer composition is more preferably 8.5 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, further preferably 8.9 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, and particularly preferably 9 .1 (cal / cm 3 ) 1/2 or more. The solubility parameter of the core monomer composition is more preferably 10.5 (cal / cm 3 ) 1/2 or less, and even more preferably 10 (cal / cm 3 ) 1/2 or less. The higher the solubility parameter, the higher the hydrophilicity of the core monomer composition, and the lower the solubility parameter, the higher the hydrophobicity of the core monomer composition.
本発明においては、溶解度パラメータはFedorsの方法によって求められる溶解度パラメータを表すものとする。Fedorsの方法を用いることで、単量体の溶解度パラメータを直接算出することができる。また、複数の単量体を含む単量体組成物の溶解度パラメータは、その単量体組成物に含まれる各単量体について、溶解度パラメータと組成物中での質量割合の積を計算し、得られた積を合計することによって算出することができる。前記Fedorsの方法の詳細については、Polymer Engineering and Science,1974,vol.14,p.147−154に記載されている。 In the present invention, the solubility parameter represents the solubility parameter obtained by the Fedors method. By using the Fedors method, the solubility parameter of the monomer can be directly calculated. Moreover, the solubility parameter of the monomer composition containing a plurality of monomers is calculated for each monomer contained in the monomer composition by calculating the product of the solubility parameter and the mass ratio in the composition, It can be calculated by summing the obtained products. For details of the Fedors method, see Polymer Engineering and Science, 1974, vol. 14, p. 147-154.
工程(a)において、コア用単量体組成物を重合する方法としては、(i)コア用ビニル単量体及び/又はシラン単量体を、従来公知の水性懸濁重合、分散重合、乳化重合により重合する方法;(ii)コア用シラン単量体を用いてビニル基含有ポリシロキサンを得た後、このビニル基含有ポリシロキサンとコア用ビニル単量体とを重合(ラジカル重合)する方法;(iii)シード粒子にコア用ビニル単量体を吸収させ、重合(好ましくはラジカル重合)する、いわゆるシード重合する方法;が好ましい。
なお、(i)〜(iii)いずれの方法においても、コア用単量体組成物を重合するにあたっては、重合開始剤等の重合反応に必要な触媒をコア用単量体組成物と混合し、該組成物に重合開始剤を均一に分散または溶解させることが好ましい。また製造方法(i)〜(iii)においては、界面活性剤を使用してもよく、その使用量は、コア用単量体組成物の合計100質量部に対して0.1〜5質量部の範囲にあることが好ましい。工程(a)で使用する界面活性剤は、得られたコア粒子をイオン交換水、メタノール等の有機溶剤で洗浄することにより除去できる。
In the step (a), as a method of polymerizing the core monomer composition, (i) a core vinyl monomer and / or a silane monomer are conventionally known aqueous suspension polymerization, dispersion polymerization, emulsification. Method of polymerizing by polymerization; (ii) A method of polymerizing (radical polymerization) the vinyl group-containing polysiloxane and the core vinyl monomer after obtaining the vinyl group-containing polysiloxane using the core silane monomer (Iii) a so-called seed polymerization method in which the seed particles absorb the vinyl monomer for the core and polymerize (preferably radical polymerization);
In any of the methods (i) to (iii), when the core monomer composition is polymerized, a catalyst necessary for the polymerization reaction such as a polymerization initiator is mixed with the core monomer composition. The polymerization initiator is preferably uniformly dispersed or dissolved in the composition. Moreover, in manufacturing method (i)-(iii), you may use surfactant, The usage-amount is 0.1-5 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of monomer compositions for cores. It is preferable that it exists in the range. The surfactant used in the step (a) can be removed by washing the obtained core particles with an organic solvent such as ion-exchanged water or methanol.
コア粒子の粒子径を均一にする観点からは、前記製造方法(ii)、(iii)が好ましく、工業的に有利である観点からは、前記製造方法(i)が好ましい。コア粒子の形成方法は、目的とする用途に応じて適宜選択することができる。 From the viewpoint of uniforming the particle diameter of the core particles, the production methods (ii) and (iii) are preferred, and the production method (i) is preferred from the viewpoint of being industrially advantageous. The method for forming the core particles can be appropriately selected depending on the intended application.
前記製造方法(i)において、コア用ビニル単量体としては、上記ビニル単量体を特に制限なく使用することができる。また、コア用シラン単量体としては、シラン架橋性単量体が好ましく、前記2つ以上のビニル基を有するシラン架橋性単量体(第一の形態)、ビニル基を有するジ又はトリアルコキシシラン等のビニル基を有するシラン架橋性単量体(第三の形態)がより好ましい。前記製造方法(i)の具体例として水性懸濁重合を例に挙げれば、コア用単量体組成物を(ラジカル)重合開始剤と混合した組成物を水性媒体(たとえば水)に懸濁し、攪拌しながら加熱(通常は50〜100℃)することにより、コア粒子が得られる。
前記製造方法(ii)においては、コア用シラン単量体として、少なくとも前記第三の形態を形成し得るシラン架橋性単量体を用いることによって、ポリシロキサン骨格が導入されたコア粒子が得られる。
In the said manufacturing method (i), as said vinyl monomer for cores, the said vinyl monomer can be especially used without a restriction | limiting. Moreover, as a silane monomer for cores, a silane crosslinkable monomer is preferable, the silane crosslinkable monomer having two or more vinyl groups (first form), a di- or trialkoxy having a vinyl group. A silane crosslinkable monomer having a vinyl group such as silane (third form) is more preferred. As an example of the production method (i), an aqueous suspension polymerization is taken as an example. A composition obtained by mixing a core monomer composition with a (radical) polymerization initiator is suspended in an aqueous medium (for example, water), The core particles are obtained by heating (usually 50 to 100 ° C.) while stirring.
In the production method (ii), a core particle into which a polysiloxane skeleton is introduced can be obtained by using a silane crosslinkable monomer capable of forming at least the third form as a core silane monomer. .
また、前記製造方法(iii)において、コア粒子の製造に使用されるシード粒子としては、非架橋又は架橋度の低いポリスチレン粒子、ポリシロキサン粒子を用いることが好ましい。シード粒子にポリシロキサン粒子を用いると、ビニル重合体にポリシロキサン骨格が導入される。
さらに、前記製造方法(iii)において、前記シード粒子としてのポリシロキサン粒子は、前記第三の形態(ビニル重合体−ポリシロキサン間架橋)を形成し得るシラン架橋性単量体を含む組成物を、(共)加水分解縮合して得られるものであることが好ましく、特にビニル基含有ポリシロキサン粒子であることが好ましい。ポリシロキサン粒子がビニル基を有する場合、得られるコア粒子において、ビニル重合体とポリシロキサン骨格がポリシロキサンを構成するケイ素原子を介して結合するため、弾性特性や復元力に優れたものとなる。このようなコア粒子としてのビニル基含有ポリシロキサン粒子は、例えば、前記第三の形態(ビニル重合体−ポリシロキサン間架橋)を形成し得るシラン架橋性単量体(好ましくは、ビニル基を有するジ又はトリアルコキシシランを含むシラン単量体(混合物でもよい))を(共)加水分解縮合することによって製造できる。
Moreover, in the said manufacturing method (iii), it is preferable as a seed particle used for manufacture of a core particle to use the polystyrene particle | grains and polysiloxane particle | grains with a non-crosslinked or low crosslinking degree. When polysiloxane particles are used as seed particles, a polysiloxane skeleton is introduced into the vinyl polymer.
Furthermore, in the said manufacturing method (iii), the polysiloxane particle as said seed particle is a composition containing the silane crosslinkable monomer which can form said 3rd form (crosslinking between a vinyl polymer and polysiloxane). , (Co) hydrolytic condensation is preferable, and vinyl group-containing polysiloxane particles are particularly preferable. When the polysiloxane particle has a vinyl group, in the obtained core particle, the vinyl polymer and the polysiloxane skeleton are bonded via the silicon atom constituting the polysiloxane, so that the elastic property and the restoring force are excellent. Such a vinyl group-containing polysiloxane particle as the core particle has, for example, a silane crosslinkable monomer (preferably having a vinyl group) capable of forming the third form (crosslinking between vinyl polymer and polysiloxane). It can be produced by (co) hydrolytic condensation of a silane monomer (which may be a mixture) containing a di- or trialkoxysilane.
なお、製造方法(iii)において、コア用単量体組成物は、シード粒子とシード粒子に吸収させるコア用ビニル単量体とを合わせたものを意味するものとする。そして、このコア用単量体組成物の溶解度パラメータは、シード粒子の質量割合と溶解度パラメータの積と、前記コア用ビニル単量体それぞれの質量割合と溶解度パラメータの積とを合計することで計算することができる。シード粒子の溶解度パラメータは、シード粒子を形成する単量体組成物の溶解度パラメータと同一とする。
前記製造方法(iii)では、具体的には、例えば、シード粒子を溶媒に分散させた状態で攪拌しながら、コア用ビニル単量体の乳化液を混合することにより、シード粒子にコア用ビニル単量体を吸収させることができ、さらに加熱し重合反応を進めることによって、コアを製造することができる。シード粒子を分散させる溶媒としては、水または水を主成分とする有機溶媒が好ましい。またコア用ビニル単量体を含む乳化液としては、コア用ビニル単量体と重合開始剤との混合物を水に乳化させた乳化液を用いることが好ましい。加熱温度は、50〜100℃の範囲が好ましい。
In the production method (iii), the core monomer composition means a combination of seed particles and a core vinyl monomer to be absorbed by the seed particles. The solubility parameter of the core monomer composition is calculated by adding the product of the seed particle mass ratio and the solubility parameter and the product of the mass ratio and solubility parameter of each of the core vinyl monomers. can do. The solubility parameter of the seed particles is the same as the solubility parameter of the monomer composition forming the seed particles.
In the production method (iii), specifically, for example, the core particles are mixed with an emulsion of the core vinyl monomer while stirring in a state where the seed particles are dispersed in a solvent. The monomer can be absorbed, and the core can be produced by further heating to advance the polymerization reaction. As the solvent for dispersing the seed particles, water or an organic solvent containing water as a main component is preferable. Further, as the emulsion containing the core vinyl monomer, an emulsion obtained by emulsifying a mixture of the core vinyl monomer and the polymerization initiator in water is preferably used. The heating temperature is preferably in the range of 50 to 100 ° C.
工程(b):シラン単量体被覆工程
工程(b)では、前記コア粒子の表面に、シラン単量体を重合成分として含むシラン単量体組成物を被覆しシェルを形成して、本発明の樹脂粒子1を得ることができる。これにより、凸部を適切に形成でき、本発明の樹脂粒子を効率よく得ることができる。
特に、上記方法によれば、凸部を形成する樹脂の融点が200℃以上である場合にも、所定の凸部を形成することができる。
Step (b): Silane monomer coating step In the step (b), the surface of the core particles is coated with a silane monomer composition containing a silane monomer as a polymerization component to form a shell, and the present invention. The resin particles 1 can be obtained. Thereby, a convex part can be formed appropriately and the resin particle of this invention can be obtained efficiently.
In particular, according to the above method, the predetermined convex portion can be formed even when the melting point of the resin forming the convex portion is 200 ° C. or higher.
工程(b)のシラン単量体組成物で用いるシラン単量体(以下、「シェル用シラン単量体」という。)としては、シラン架橋性単量体を好ましく用いることができる。これにより、凸部の融点を高めることができるとともに、得られるシェルにおいて、ビニル重合体とポリシロキサン骨格がポリシロキサンを構成するケイ素原子を介して結合するため、弾性特性や復元力が優れたものとなる。シェル用シラン単量体としては、より好ましくは第三の形態(ビニル重合体−ポリシロキサン間架橋)を形成し得るシラン架橋性単量体であり、さらに好ましくはビニル基を有するシラン架橋性単量体であり、特に好ましくはビニル基を有するジ又はトリアルコキシシランである。シェル用シラン単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合せて用いてもよい。
また、後述する工程(c)を行わない場合、シェル用シラン単量体としては、第三の形態(ビニル重合体−ポリシロキサン間架橋)を形成し得るシラン架橋性単量体を用いることが好ましい。
As the silane monomer used in the silane monomer composition in the step (b) (hereinafter referred to as “shell silane monomer”), a silane crosslinkable monomer can be preferably used. As a result, the melting point of the convex portion can be increased, and in the resulting shell, the vinyl polymer and the polysiloxane skeleton are bonded via the silicon atoms constituting the polysiloxane, so that the elastic properties and the restoring force are excellent. It becomes. The silane monomer for shell is more preferably a silane crosslinkable monomer capable of forming the third form (crosslinking between vinyl polymer and polysiloxane), and more preferably a silane crosslinkable monomer having a vinyl group. A dimer or trialkoxysilane having a vinyl group is particularly preferred. As the silane monomer for shell, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
Moreover, when not performing the process (c) mentioned later, as a silane monomer for shells, using the silane crosslinkable monomer which can form the 3rd form (crosslinking between a vinyl polymer and polysiloxane) is used. preferable.
また、シェル用シラン単量体組成物の溶解度パラメータは、6(cal/cm3)1/2以上であることが好ましく、10(cal/cm3)1/2以下であることが好ましい。シェル用シラン単量体組成物の溶解度パラメータは、より好ましくは6.5(cal/cm3)1/2以上、さらに好ましくは7(cal/cm3)1/2以上である。また、シェル用シラン単量体組成物の溶解度パラメータは、より好ましくは9.5(cal/cm3)1/2以下、さらに好ましくは9(cal/cm3)1/2以下である。溶解度パラメータが大きいほどシェル用シラン単量体組成物の親水性が高くなり、溶解度パラメータが小さいほどシェル用シラン単量体組成物の疎水性が高くなる。 Further, the solubility parameter of the silane monomer composition for shell is preferably 6 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, and preferably 10 (cal / cm 3 ) 1/2 or less. The solubility parameter of the silane monomer composition for shell is more preferably 6.5 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, and further preferably 7 (cal / cm 3 ) 1/2 or more. The solubility parameter of the silane monomer composition for shell is more preferably 9.5 (cal / cm 3 ) 1/2 or less, and further preferably 9 (cal / cm 3 ) 1/2 or less. The larger the solubility parameter, the higher the hydrophilicity of the shell silane monomer composition, and the lower the solubility parameter, the higher the hydrophobicity of the shell silane monomer composition.
前記シェル用シラン単量体は、凸部を形成しやすくするため、コア用単量組成物と親疎水性の点で相違するものであることが好ましい。このような観点からは、コア用単量体組成物とシェル用シラン単量体組成物の溶解度パラメータの差の絶対値は0.35(cal/cm3)1/2以上であることが好ましい。溶解度パラメータの差の絶対値が大きいほど、親疎水性の差が大きくなり、凸部の接触角が大きくなる。このため、コア用単量体組成物とシェル用シラン単量体組成物の溶解度パラメータの差の絶対値は、0.4(cal/cm3)1/2以上であることがより好ましく、さらに好ましくは0.45(cal/cm3)1/2以上である。また、溶解度パラメータの差が大きくなりすぎると、親疎水性の相違によりコアとシェルとが分離してしまう場合がある。そのため、コア用単量体組成物とシェル用シラン単量体組成物の溶解度パラメータの差の絶対値は、例えば10(cal/cm3)1/2以下であることが好ましく、より好ましくは5(cal/cm3)1/2以下であり、さらに好ましくは3(cal/cm3)1/2以下である。 It is preferable that the shell silane monomer is different from the core monomer composition in terms of hydrophilicity / hydrophobicity in order to easily form a convex portion. From such a viewpoint, the absolute value of the difference in solubility parameter between the core monomer composition and the shell silane monomer composition is preferably 0.35 (cal / cm 3 ) 1/2 or more. . The larger the absolute value of the difference in solubility parameter, the greater the difference in hydrophilicity / hydrophobicity and the larger the contact angle of the convex portion. Therefore, the absolute value of the difference in solubility parameter between the core monomer composition and the shell silane monomer composition is more preferably 0.4 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, Preferably, it is 0.45 (cal / cm 3 ) 1/2 or more. Further, if the difference in solubility parameter becomes too large, the core and the shell may be separated due to the difference in hydrophilicity / hydrophobicity. Therefore, the absolute value of the difference in solubility parameter between the core monomer composition and the shell silane monomer composition is preferably, for example, 10 (cal / cm 3 ) 1/2 or less, more preferably 5 (Cal / cm 3 ) 1/2 or less, more preferably 3 (cal / cm 3 ) 1/2 or less.
工程(b)において、コア用単量体組成物と、シェル用シラン単量体組成物の質量比率(シェル用シラン単量体組成物/コア用単量体組成物)は、0.025以上、1以下であることが好ましい。前記質量比率(シェル用シラン単量体組成物/コア用単量体組成物)が大きいほど、凸部の接触角やサイズ(高さ、底面直径)が大きくなりやすくなる。前記質量比率(シェル用シラン単量体組成物/コア用単量体組成物)は、より好ましくは0.03以上、さらに好ましくは0.04以上であり、より好ましくは0.5以下、さらに好ましくは0.1以下である。なお、シェル用シラン単量体が2種以上の単量体を含む場合、シェル用シラン単量体の溶解度パラメータは、各単量体の溶解度パラメータとその質量割合の積を合計したものとして計算できる。 In the step (b), the mass ratio of the core monomer composition to the shell silane monomer composition (shell silane monomer composition / core monomer composition) is 0.025 or more. 1 or less. As the mass ratio (silane monomer composition for shell / monomer composition for core) is larger, the contact angle and size (height, bottom diameter) of the convex portion are likely to increase. The mass ratio (silane monomer composition for shell / monomer composition for core) is more preferably 0.03 or more, further preferably 0.04 or more, more preferably 0.5 or less, Preferably it is 0.1 or less. When the shell silane monomer contains two or more monomers, the solubility parameter of the shell silane monomer is calculated as the sum of the product of the solubility parameter of each monomer and its mass ratio. it can.
前記コア粒子の表面に、シェル用シラン単量体組成物を被覆しシェルを形成する方法としては、コア粒子の表面でシェル用シラン単量体組成物を(共)加水分解縮合する方法が好ましい。
具体的には、コア粒子を水及び加水分解触媒を含む溶媒に分散させた液を攪拌しながら、シェル用シラン単量体組成物を添加混合することにより、コア粒子の表面にシェルが形成された樹脂粒子1が得られる。コア粒子を分散させる溶媒としては、水または水溶性に優れる有機溶媒が好ましく、水、メタノール、エタノールまたは2−プロパノールがより好ましい。前記コア粒子を分散させる溶媒は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。反応温度は、0〜100℃の範囲が好ましく、より好ましくは10〜50℃である。また、コア粒子を重合した後のコア粒子が分散した反応溶液にシェル用シラン単量体組成物を添加混合することでも、コア粒子の表面にシェルが形成された樹脂粒子1を得ることができる。
As a method for forming the shell by coating the surface of the core particle with the shell silane monomer composition, a method of (co) hydrolytic condensation of the shell silane monomer composition on the surface of the core particle is preferable. .
Specifically, a shell is formed on the surface of the core particle by adding and mixing the silane monomer composition for the shell while stirring a liquid in which the core particle is dispersed in a solvent containing water and a hydrolysis catalyst. Resin particles 1 are obtained. As the solvent for dispersing the core particles, water or an organic solvent excellent in water solubility is preferable, and water, methanol, ethanol or 2-propanol is more preferable. As the solvent for dispersing the core particles, one kind may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used. The reaction temperature is preferably in the range of 0 to 100 ° C, more preferably 10 to 50 ° C. Moreover, the resin particle 1 in which the shell was formed on the surface of the core particle can also be obtained by adding and mixing the silane monomer composition for shell to the reaction solution in which the core particle is dispersed after the polymerization of the core particle. .
なお、後述する工程(c)を行わない場合において、シェル用シラン単量体としてビニル基を有するシラン架橋性単量体を用いた場合は、上記加水分解縮合反応した後に、ビニル基の重合反応を行わせることが好ましい。具体的には、加水分解縮合反応後の反応液を重合開始剤共存下で加熱(好ましくは50〜100℃)すればよい。これによりポリシロキサン成分(ポリシロキサン骨格)とビニル重合体(骨格)を有し、かつビニル重合体−ポリシロキサン間架橋を有するシェル層が形成された樹脂粒子1が得られる。 In the case where step (c) described later is not performed, when a silane crosslinkable monomer having a vinyl group is used as the shell silane monomer, the polymerization reaction of the vinyl group is carried out after the hydrolysis condensation reaction. Is preferably performed. Specifically, the reaction liquid after the hydrolysis condensation reaction may be heated (preferably 50 to 100 ° C.) in the presence of a polymerization initiator. Thereby, resin particles 1 having a polysiloxane component (polysiloxane skeleton) and a vinyl polymer (skeleton) and having a shell layer having a cross-link between the vinyl polymer and the polysiloxane are obtained.
工程(c):ビニル単量体吸収工程
工程(c)では、工程(b)で得られた樹脂粒子1に、ビニル単量体を重合成分として含むシェル用ビニル単量体組成物を吸収させた後、重合して、本発明の樹脂粒子2を得ることができる。
Step (c): Vinyl monomer absorption step In step (c), the resin particle 1 obtained in step (b) is made to absorb a vinyl monomer composition for a shell containing a vinyl monomer as a polymerization component. After polymerization, the resin particles 2 of the present invention can be obtained.
シェル用ビニル単量体組成物に用いられるビニル単量体(以下、「シェル用ビニル単量体」という。)としては、上記で例示したビニル単量体から選択することができる。具体的には、シェル用ビニル単量体としては、2個以上のビニル基を有する単量体(1)、1個のビニル基とビニル基以外の結合性官能基を有する単量体(2)、及び1個のビニル基を有する単量体(3)の中から好ましく選択することができる。シェル用ビニル単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよいが、機械的性質を調節する観点から、2種以上を用いることが好ましい。2個以上のビニル基を有する単量体(1)としては、ジ(メタ)アクリレート類、芳香族炭化水素系架橋剤が好ましい。1個のビニル基とビニル基以外の結合性官能基を有する単量体(2)としては、ヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート類が好ましい。また、1個のビニル基を有する単量体(3)としては、アルキル(メタ)アクリレート類、スチレン系単官能モノマーが好ましい。 The vinyl monomer used for the shell vinyl monomer composition (hereinafter referred to as “shell vinyl monomer”) can be selected from the vinyl monomers exemplified above. Specifically, as a vinyl monomer for shell, a monomer having two or more vinyl groups (1), a monomer having one vinyl group and a binding functional group other than vinyl groups (2 ) And a monomer (3) having one vinyl group. As the vinyl monomer for shell, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used, but it is preferable to use two or more kinds from the viewpoint of adjusting mechanical properties. As the monomer (1) having two or more vinyl groups, di (meth) acrylates and aromatic hydrocarbon crosslinking agents are preferable. As the monomer (2) having one vinyl group and a binding functional group other than the vinyl group, hydroxy group-containing (meth) acrylates are preferable. Moreover, as a monomer (3) which has one vinyl group, alkyl (meth) acrylates and a styrene monofunctional monomer are preferable.
シェル用ビニル単量体組成物は、シェル用ビニル単量体以外の単量体を含んでいてもよいが、シェル用ビニル単量体を主成分とすることが好ましく、具体的には、シェル用ビニル単量体組成物100質量%中、シェル用ビニル単量体の質量割合が、80質量%以上であることが好ましく、より好ましくは90質量%以上であり、さらに好ましくは98質量%以上、特に好ましくは100質量%である。 The vinyl monomer composition for shell may contain a monomer other than the vinyl monomer for shell, but it is preferable that the vinyl monomer for shell is a main component. In 100% by mass of the vinyl monomer composition for use, the mass ratio of the vinyl monomer for shell is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and further preferably 98% by mass or more. Especially preferably, it is 100 mass%.
シェル用ビニル単量体組成物中、ビニル架橋性単量体の割合は、10質量%以上であることが好ましく、より好ましくは15質量%である。ビニル架橋性単量体の割合が大きいほど、凸部の接触角が大きくなる傾向がある。ビニル架橋性単量体の割合の上限は、100質量%である。 In the vinyl monomer composition for shell, the proportion of the vinyl crosslinkable monomer is preferably 10% by mass or more, and more preferably 15% by mass. As the proportion of the vinyl crosslinkable monomer increases, the contact angle of the convex portion tends to increase. The upper limit of the ratio of the vinyl crosslinkable monomer is 100% by mass.
また、シェル用ビニル単量体組成物の溶解度パラメータは、8(cal/cm3)1/2以上であることが好ましく、11(cal/cm3)1/2以下であることが好ましい。シェル用ビニル単量体組成物の溶解度パラメータは、より好ましくは8.5(cal/cm3)1/2以上、さらに好ましくは8.9(cal/cm3)1/2以上、特に好ましくは9.1(cal/cm3)1/2以上である。また、シェル用ビニル単量体組成物の溶解度パラメータは、より好ましくは10.5(cal/cm3)1/2以下、さらに好ましくは10(cal/cm3)1/2以下である。溶解度パラメータが大きいほどシェル用ビニル単量体組成物の親水性が高くなり、溶解度パラメータが小さいほどシェル用ビニル単量体組成物の疎水性が高くなる。 The solubility parameter of the vinyl monomer composition for shell is preferably 8 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, and preferably 11 (cal / cm 3 ) 1/2 or less. The solubility parameter of the vinyl monomer composition for shell is more preferably 8.5 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, further preferably 8.9 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, particularly preferably 9.1 (cal / cm 3 ) 1/2 or more. Further, the solubility parameter of the vinyl monomer composition for shells is more preferably 10.5 (cal / cm 3 ) 1/2 or less, and further preferably 10 (cal / cm 3 ) 1/2 or less. The higher the solubility parameter, the higher the hydrophilicity of the vinyl monomer composition for shells, and the lower the solubility parameter, the higher the hydrophobicity of the vinyl monomer composition for shells.
また、シェル用ビニル単量体組成物の溶解度パラメータとコア用単量体組成物の溶解度パラメータの差の絶対値は、0.1(cal/cm3)1/2以上であることが好ましい。溶解度パラメータの差の絶対値が大きいほど、凸部の接触角が大きくなる傾向がある。
また、溶解度パラメータの差の絶対値は、1.0(cal/cm3)1/2以下であることが好ましく、0.9(cal/cm3)1/2以下であることがより好ましい。シェル用ビニル単量体組成物の溶解度パラメータとコア用単量体組成物の溶解度パラメータの差の絶対値がこの範囲にあると、凸部の形状の制御が容易である。
The absolute value of the difference between the solubility parameter of the shell vinyl monomer composition and the solubility parameter of the core monomer composition is preferably 0.1 (cal / cm 3 ) 1/2 or more. As the absolute value of the solubility parameter difference increases, the contact angle of the convex portion tends to increase.
The absolute value of the difference in solubility parameter is preferably 1.0 (cal / cm 3 ) 1/2 or less, and more preferably 0.9 (cal / cm 3 ) 1/2 or less. When the absolute value of the difference between the solubility parameter of the shell vinyl monomer composition and the solubility parameter of the core monomer composition is within this range, the shape of the convex portion can be easily controlled.
また、工程(b)において、シェル用ビニル単量体組成物とシェル用シラン単量体の質量比率(シェル用ビニル単量体組成物/シェル用シラン単量体)が、0.05以上、14未満であることが好ましい。前記質量比率(シェル用ビニル単量体組成物/シェル用シラン単量体)が大きいほど、凸部のサイズ(高さ、底面直径)は大きくなり、また樹脂粒子1個当たりの凸部の個数や、個数密度は小さくなる。より好ましくは0.1以上、さらに好ましくは0.15以上であり、より好ましくは12以下、さらに好ましくは10以下である。シェル用ビニル単量体組成物とシェル用シラン単量体の質量比率(シェル用ビニル単量体組成物/シェル用シラン単量体)がこの範囲であると、接触角を30°以上に調整することが容易である。 In the step (b), the mass ratio of the vinyl monomer composition for shell and the silane monomer for shell (vinyl monomer composition for shell / silane monomer for shell) is 0.05 or more, Preferably it is less than 14. The larger the mass ratio (the vinyl monomer composition for shell / the silane monomer for shell) is, the larger the size (height, bottom diameter) of the convex portion is, and the number of convex portions per resin particle Or the number density is small. More preferably, it is 0.1 or more, More preferably, it is 0.15 or more, More preferably, it is 12 or less, More preferably, it is 10 or less. When the mass ratio of the shell vinyl monomer composition to the shell silane monomer (shell vinyl monomer composition / shell silane monomer) is within this range, the contact angle is adjusted to 30 ° or more. Easy to do.
また、シェル用ビニル単量体を吸収させた後の重合方法としては、好ましくは、ラジカル重合が挙げられる。
工程(c)の具体例としては、例えば、樹脂粒子1を溶媒に分散させた状態で攪拌しながらシェル用ビニル単量体組成物の乳化液を混合することによってシェル用ビニル単量体を吸収させた後、加熱し重合反応を進めることによって、樹脂粒子2を製造することができる。樹脂粒子1を分散させる好ましい溶媒としては、工程(b)におけるコア粒子を分散させた溶媒が挙げられる。シェル用ビニル単量体組成物を含む乳化液としては、シェル用ビニル単量体組成物と重合開始剤との混合物を水に乳化させた乳化液を用いることが好ましい。乳化させる際、界面活性剤(好ましくはアニオン性界面活性剤)を使用してもよく、その使用量は、コア用ビニル単量体100質量部に対して、例えば、1〜10質量部であることが好ましく、1〜5質量部であることがより好ましい。また、分散助剤を併用してもよい。分散助剤の使用量は、界面活性剤100質量部に対して、例えば0.1〜10質量部であることが好ましい。上記加熱温度は、50〜100℃の範囲が好ましい。
The polymerization method after absorbing the shell vinyl monomer is preferably radical polymerization.
As a specific example of the step (c), for example, the vinyl monomer for shell is absorbed by mixing the emulsion of the vinyl monomer composition for shell while stirring with the resin particles 1 dispersed in a solvent. Then, the resin particles 2 can be produced by heating to advance the polymerization reaction. A preferable solvent in which the resin particles 1 are dispersed includes a solvent in which the core particles in the step (b) are dispersed. As the emulsion containing the shell vinyl monomer composition, an emulsion obtained by emulsifying a mixture of the shell vinyl monomer composition and the polymerization initiator in water is preferably used. When emulsifying, a surfactant (preferably an anionic surfactant) may be used, and the amount used is, for example, 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl monomer for core. It is preferably 1 to 5 parts by mass. Further, a dispersion aid may be used in combination. It is preferable that the usage-amount of a dispersion | distribution adjuvant is 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of surfactant. The heating temperature is preferably in the range of 50 to 100 ° C.
さらに、得られた微粒子を必要に応じて分級し、乾燥ないし焼成してもよい。加熱温度は特に限定されないが、通常50℃〜350℃の範囲であることが好ましい。
上述した製法により、基材粒子に用いられる樹脂粒子を製造することができる。
Further, the obtained fine particles may be classified as necessary and dried or fired. Although heating temperature is not specifically limited, Usually, it is preferable that it is the range of 50 to 350 degreeC.
The resin particles used for the base particles can be manufactured by the above-described manufacturing method.
(導電性微粒子)
本発明の導電性微粒子では、上記基材粒子(樹脂粒子)の表面に少なくとも一層の導電性金属層が形成されている。
(Conductive fine particles)
In the conductive fine particles of the present invention, at least one conductive metal layer is formed on the surface of the substrate particles (resin particles).
導電性金属層を構成する金属としては、例えば、例えば、金、銀、銅、白金、鉄、鉛、アルミニウム、クロム、パラジウム、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、スズ、コバルト、インジウム及びニッケル−リン、ニッケル−ホウ素等の金属や金属化合物、及び、これらの合金等が挙げられる。これらの中でも、金、ニッケル、パラジウム、銀、銅、錫が導電性に優れた導電性微粒子となることから好ましい。また、安価な点で、ニッケル、ニッケル合金(Ni−Au、Ni−Pd、Ni−Pd−Au、Ni−Ag、Ni−P、Ni−B、Ni−Zn、Ni−Sn、Ni−W、Ni−Co、Ni−W、Ni−Ti);銅、銅合金(CuとFe、Co、Ni、Zn、Sn、In、Ga、Tl、Zr、W、Mo、Rh、Ru、Ir、Ag、Au、Bi、Al、Mn、Mg、P、Bからなる群から選択される少なくとも1種の金属元素との合金、好ましくはAg、Ni、Sn、Znとの合金);銀、銀合金(AgとFe、Co、Ni、Zn、Sn、In、Ga、Tl、Zr、W、Mo、Rh、Ru、Ir、Au、Bi、Al、Mn、Mg、P、Bからなる群から選択される少なくとも1種の金属元素との合金、好ましくはAg−Ni、Ag−Sn、Ag−Zn);錫、錫合金(たとえばSn−Ag、Sn−Cu、Sn−Cu−Ag、Sn−Zn、Sn−Sb、Sn−Bi−Ag、Sn−Bi−In、Sn−Au、Sn−Pb等)等が好ましい。中でもニッケル、ニッケル合金が好ましい。また、導電性金属層は、単層でもよいし複層であってもよく、複層の場合には、例えば、ニッケル−金、ニッケル−パラジウム、ニッケル−パラジウム−金、ニッケル−銀等の組合せが好ましく挙げられる。 Examples of the metal constituting the conductive metal layer include, for example, gold, silver, copper, platinum, iron, lead, aluminum, chromium, palladium, nickel, rhodium, ruthenium, antimony, bismuth, germanium, tin, cobalt, and indium. And metals such as nickel-phosphorus and nickel-boron, metal compounds, and alloys thereof. Among these, gold, nickel, palladium, silver, copper, and tin are preferable because they become conductive fine particles having excellent conductivity. Further, in terms of inexpensiveness, nickel, nickel alloy (Ni-Au, Ni-Pd, Ni-Pd-Au, Ni-Ag, Ni-P, Ni-B, Ni-Zn, Ni-Sn, Ni-W, Ni—Co, Ni—W, Ni—Ti); copper, copper alloy (Cu and Fe, Co, Ni, Zn, Sn, In, Ga, Tl, Zr, W, Mo, Rh, Ru, Ir, Ag, Alloy with at least one metal element selected from the group consisting of Au, Bi, Al, Mn, Mg, P, B, preferably an alloy with Ag, Ni, Sn, Zn); Silver, silver alloy (Ag And Fe, Co, Ni, Zn, Sn, In, Ga, Tl, Zr, W, Mo, Rh, Ru, Ir, Au, Bi, Al, Mn, Mg, P, B Alloy with one metal element, preferably Ag-Ni, Ag-Sn, Ag-Z ); Tin, tin alloy (for example, Sn—Ag, Sn—Cu, Sn—Cu—Ag, Sn—Zn, Sn—Sb, Sn—Bi—Ag, Sn—Bi—In, Sn—Au, Sn—Pb, etc.) Etc.) are preferred. Of these, nickel and nickel alloys are preferred. The conductive metal layer may be a single layer or multiple layers. In the case of multiple layers, for example, a combination of nickel-gold, nickel-palladium, nickel-palladium-gold, nickel-silver, etc. Are preferred.
前記導電性金属層の厚さは、0.01μm以上が好ましく、より好ましくは0.03μm以上、さらに好ましくは0.05μm以上であり、0.3μm以下が好ましく、より好ましくは0.25μm以下、さらに好ましくは0.2μm以下、いっそう好ましくは、0.15μm以下である。基材とする樹脂粒子が凸部を有するものである本発明においては、導電性金属層の厚さが上記範囲内であれば、導電性微粒子とした後でも、その表面に樹脂粒子の凸部に対応した凸部が形成され、接続安定性が良好となる。導電性金属層の厚さは、例えば実施例で後述する方法で測定することができる。 The thickness of the conductive metal layer is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.03 μm or more, further preferably 0.05 μm or more, preferably 0.3 μm or less, more preferably 0.25 μm or less, More preferably, it is 0.2 micrometer or less, More preferably, it is 0.15 micrometer or less. In the present invention in which the resin particles used as the substrate have convex portions, if the thickness of the conductive metal layer is within the above range, the convex portions of the resin particles are formed on the surface even after the conductive fine particles are formed. Convex portions corresponding to are formed, and the connection stability is improved. The thickness of the conductive metal layer can be measured, for example, by a method described later in Examples.
なお、前記導電性金属層は、樹脂粒子表面の少なくとも一部を被覆していればよいが、導電性金属層の表面には、実質的な割れや、導電性金属層が形成されていない面が存在しないことが好ましい。ここで、「実質的な割れや、導電性金属層が形成されていない面」とは、走査型電子顕微鏡(倍率1000倍)を用いて任意の10000個の導電性微粒子の表面を観察したときに、導電性金属層の割れ、および、樹脂粒子表面の露出が、実質的に目視で観察されないことを意味する。 The conductive metal layer only needs to cover at least a part of the surface of the resin particles, but the surface of the conductive metal layer has no substantial cracks or conductive metal layer. Is preferably absent. Here, “substantially cracked or a surface on which the conductive metal layer is not formed” means that the surface of any 10,000 conductive fine particles is observed using a scanning electron microscope (magnification 1000 times). Furthermore, it means that the crack of the conductive metal layer and the exposure of the resin particle surface are not substantially visually observed.
本発明の導電性微粒子の体積平均粒子径は、1μm以上が好ましく、より好ましくは1.1μm以上、さらに好ましくは1.6μm以上、よりいっそう好ましくは2.1μm以上であり、51μm以下が好ましく、より好ましくは50μm以下、さらに好ましくは41μm以下、よりいっそう好ましくは36μm以下、よりさらに好ましくは31μm以下である。体積平均粒子径がこの範囲内であれば、微細化、狭小化された電極や配線の電気接続に対して、好適に使用できる。また、導電性微粒子の粒子径の変動係数(CV値)は、10.0%以下が好ましく、より好ましくは8.0%以下、さらに好ましくは5.0%以下、一層好ましくは4.5%以下、特に好ましくは4.0%以下である。また粒子径の変動係数は、下記式に従って算出した値とする。
粒子径の変動係数(%)=100×(粒子径の標準偏差/体積平均粒子径)
なお、導電性微粒子の体積平均粒子径としては、フロー式粒子像解析装置(シスメックス社製「FPIA(登録商標)−3000」)を用いて求めた、3000個の粒子の個数基準の平均粒子径を採用することが好ましい。
The volume average particle diameter of the conductive fine particles of the present invention is preferably 1 μm or more, more preferably 1.1 μm or more, further preferably 1.6 μm or more, still more preferably 2.1 μm or more, and preferably 51 μm or less. More preferably, it is 50 micrometers or less, More preferably, it is 41 micrometers or less, More preferably, it is 36 micrometers or less, More preferably, it is 31 micrometers or less. If the volume average particle diameter is in this range, it can be suitably used for electrical connection of electrodes and wirings that are miniaturized and narrowed. In addition, the coefficient of variation (CV value) of the conductive fine particles is preferably 10.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably 5.0% or less, and even more preferably 4.5%. Hereinafter, it is particularly preferably 4.0% or less. The coefficient of variation of the particle diameter is a value calculated according to the following formula.
Variation coefficient of particle diameter (%) = 100 × (standard deviation of particle diameter / volume average particle diameter)
As the volume average particle diameter of the conductive fine particles, the average particle diameter based on the number of 3000 particles obtained by using a flow type particle image analyzer (“FPIA (registered trademark) -3000” manufactured by Sysmex Corporation). Is preferably adopted.
本発明の導電性微粒子は、表面の少なくとも一部に絶縁性樹脂層を有することもできる。つまり、前記導電性金属層の表面にさらに絶縁性樹脂層を設けた態様であってもよい。このように表面の導電性金属層にさらに絶縁性樹脂層が積層されていると、高密度回路の形成時や端子接続時などに生じやすい横導通を防ぐことができる。
前記絶縁性樹脂層としては、導電性微粒子の粒子間における絶縁性が確保でき、一定の圧力及び/又は加熱により容易にその絶縁性樹脂層が崩壊あるいは剥離するものであれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンなどのポリオレフィン類;ポリメチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート重合体および共重合体;ポリスチレン;等の熱可塑性樹脂やその架橋物;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂(メラミン樹脂等)等の熱硬化性樹脂;ポリビニルアルコール等の水溶性樹脂およびこれらの混合物;等が挙げられる。但し、基材粒子(樹脂粒子)に比べて絶縁性樹脂層が硬過ぎる場合には、絶縁性樹脂層の破壊よりも先に基材粒子(樹脂粒子)自体が破壊してしまうおそれがある。したがって、絶縁性樹脂層には、未架橋または比較的架橋度の低い樹脂を用いることが好ましい。
The conductive fine particles of the present invention may have an insulating resin layer on at least a part of the surface. That is, the aspect which provided the insulating resin layer further on the surface of the said electroconductive metal layer may be sufficient. When the insulating resin layer is further laminated on the conductive metal layer on the surface in this way, it is possible to prevent the lateral conduction that is likely to occur when a high-density circuit is formed or when a terminal is connected.
The insulating resin layer is not particularly limited as long as the insulating property between the particles of the conductive fine particles can be secured, and the insulating resin layer can be easily collapsed or peeled off by a certain pressure and / or heating. For example, polyolefins such as polyethylene; (meth) acrylate polymers and copolymers such as polymethyl (meth) acrylate; thermoplastic resins such as polystyrene; and cross-linked products thereof; epoxy resins, phenol resins, amino resins (melamine resins, etc.) And the like; and water-soluble resins such as polyvinyl alcohol and mixtures thereof. However, when the insulating resin layer is too hard compared with the base particle (resin particle), the base particle (resin particle) itself may be destroyed before the insulating resin layer is destroyed. Therefore, it is preferable to use an uncrosslinked or relatively low degree of crosslinking resin for the insulating resin layer.
前記絶縁性樹脂層は、単層であっても、複数の層からなるものであってもよい。例えば、単一又は複数の皮膜状の層が形成されていてもよいし、絶縁性を有する粒状、球状、塊状、鱗片状その他の形状の粒子を導電性金属層の表面に付着させた層であってもよいし、さらには、導電性金属層の表面を化学修飾することにより形成された層であってもよく、または、これらが組み合わされたものであってもよい。絶縁性樹脂層の厚さは0.01μm以上、1μm以下が好ましく、より好ましくは0.02μm以上、0.5μm以下、さらに好ましくは0.03μm以上、0.4μm以下である。絶縁性樹脂層の厚さが前記範囲内であれば、導電性微粒子による導通特性を良好に維持しつつ、粒子間の電気絶縁性が良好となる。 The insulating resin layer may be a single layer or a plurality of layers. For example, a single or a plurality of film-like layers may be formed, or a layer in which particles having insulating, granular, spherical, lump, scale or other shapes are attached to the surface of the conductive metal layer. Further, it may be a layer formed by chemically modifying the surface of the conductive metal layer, or a combination thereof. The thickness of the insulating resin layer is preferably 0.01 μm or more and 1 μm or less, more preferably 0.02 μm or more and 0.5 μm or less, and further preferably 0.03 μm or more and 0.4 μm or less. If the thickness of the insulating resin layer is within the above range, the electrical insulation between the particles is good while maintaining the conduction characteristics by the conductive fine particles.
導電性金属層の形成方法および絶縁性樹脂層の形成方法は特に限定されないが、例えば導電性金属層は、基材表面に無電解メッキ法、電解メッキ法等によってメッキを施す方法;基材表面に真空蒸着、イオンプレーティング、イオンスパッタリング等の物理的蒸着方法により導電性金属層を形成する方法;等により形成できる。これらの中でも特に無電解メッキ法が、大掛かりな装置を必要とせず容易に導電性金属層を形成できる点で好ましい。 The formation method of the conductive metal layer and the formation method of the insulating resin layer are not particularly limited. For example, the conductive metal layer is plated on the substrate surface by an electroless plating method, an electrolytic plating method, or the like; Or a method of forming a conductive metal layer by a physical vapor deposition method such as vacuum vapor deposition, ion plating, or ion sputtering; Among these, the electroless plating method is particularly preferable in that a conductive metal layer can be easily formed without requiring a large-scale apparatus.
(異方性導電材料)
本発明の異方性導電材料は、上記本発明の導電性微粒子とバインダー樹脂とを含み、導電性微粒子がバインダー樹脂に分散している。異方性導電材料の形態は特に限定されず、例えば、異方性導電フィルム、異方性導電ペースト、異方性導電接着剤、異方性導電インクなど様々な形態が挙げられる。これらの異方性導電材料を相対向する基板同士や電極端子間に設けることにより、良好な電気的接続が可能になる。なお、本発明の導電性微粒子を用いた異方性導電材料には、液晶表示素子用導通材料(導通スペーサーおよびその組成物)も含まれる。異方性導電材料の好適な用途としてはタッチパネルの入力用、LED用などが挙げられ、特にタッチパネルの実装用に好適に用いられる。
(Anisotropic conductive material)
The anisotropic conductive material of the present invention includes the conductive fine particles of the present invention and a binder resin, and the conductive fine particles are dispersed in the binder resin. The form of the anisotropic conductive material is not particularly limited, and examples thereof include various forms such as an anisotropic conductive film, an anisotropic conductive paste, an anisotropic conductive adhesive, and an anisotropic conductive ink. By providing these anisotropic conductive materials between opposing substrates or between electrode terminals, good electrical connection can be achieved. The anisotropic conductive material using the conductive fine particles of the present invention includes a conductive material for a liquid crystal display element (conductive spacer and composition thereof). Suitable applications of the anisotropic conductive material include touch panel input, LED use, and the like, and particularly suitable for touch panel mounting.
前記バインダー樹脂は絶縁性の樹脂であり、例えば、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、スチレン−ブタジエンブロック共重合体などの熱可塑性樹脂;グリシジル基を有する単量体やオリゴマーおよびイソシアネートなどの硬化剤との反応により硬化する硬化性樹脂組成物;光や熱により硬化する硬化性樹脂組成物;等が挙げられる。
なお、本発明の異方性導電材料は、前記バインダー樹脂中に本発明の導電性微粒子を分散させ、所望の形態とすることで得られるが、例えば、バインダー樹脂と導電性微粒子とを別々に使用し、接続しようとする基材間や電極端子間に導電性微粒子をバインダー樹脂とともに存在させることによって接続してもかまわない。
The binder resin is an insulating resin, for example, a thermoplastic resin such as an acrylic resin, an ethylene-vinyl acetate resin, a styrene-butadiene block copolymer; a curing agent such as a monomer or oligomer having a glycidyl group and isocyanate. Curable resin composition cured by reaction with curable resin; curable resin composition cured by light or heat; and the like.
The anisotropic conductive material of the present invention can be obtained by dispersing the conductive fine particles of the present invention in the binder resin to obtain a desired form. For example, the binder resin and the conductive fine particles are separately provided. You may connect by making electroconductive fine particles exist with a binder resin between the base material to be used and connecting between electrode terminals.
本発明の異方性導電材料において、導電性微粒子の含有量は、用途に応じて適宜決定すればよいが、例えば、異方性導電材料の全量中1体積%以上が好ましく、より好ましくは2体積%以上、さらに好ましくは5体積%以上であり、50体積%以下が好ましく、より好ましくは30体積%以下、さらに好ましくは20体積%以下である。導電性微粒子の含有量が少なすぎると、充分な電気的導通が得られ難い場合があり、一方、導電性微粒子の含有量が多すぎると、導電性微粒子同士が接触してしまい、異方性導電材料としての機能が発揮され難い場合がある。 In the anisotropic conductive material of the present invention, the content of the conductive fine particles may be appropriately determined according to the use. For example, the content is preferably 1% by volume or more, more preferably 2% in the total amount of the anisotropic conductive material. Volume% or more, More preferably, it is 5 volume% or more, 50 volume% or less is preferable, More preferably, it is 30 volume% or less, More preferably, it is 20 volume% or less. If the content of the conductive fine particles is too small, it may be difficult to obtain sufficient electrical continuity. On the other hand, if the content of the conductive fine particles is too large, the conductive fine particles are in contact with each other, and anisotropy is caused. The function as a conductive material may be difficult to be exhibited.
本発明の異方性導電材料におけるフィルム膜厚、ペーストや接着剤の塗工膜厚、印刷膜厚等については、使用する本発明の導電性微粒子の粒子径と、接続すべき電極の仕様とを考慮し、接続すべき電極間に導電性微粒子が狭持され、且つ接続すべき電極が形成された接合基板同士の空隙がバインダー樹脂層により充分に満たされるように、適宜設定することが好ましい。 About the film thickness in the anisotropic conductive material of the present invention, the coating thickness of the paste or adhesive, the printed film thickness, etc., the particle diameter of the conductive fine particles of the present invention to be used and the specifications of the electrode to be connected In consideration of the above, it is preferable to appropriately set so that the conductive fine particles are sandwiched between the electrodes to be connected and the gap between the bonding substrates on which the electrodes to be connected are formed is sufficiently filled with the binder resin layer. .
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、以下においては、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味する。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention. In the following, “part” means “part by mass” and “%” means “mass%” unless otherwise specified.
1.物性測定方法
各種物性の測定は以下の方法で行った。
<樹脂粒子の体積平均粒子径・変動係数(CV値)>
樹脂粒子及びコアの場合には、樹脂粒子又はコア0.1部に、乳化剤であるポリオキシエチレンアルキ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「ハイテノール(登録商標)N−08」)の1%水溶液20部を加え、超音波で10分間分散させた分散液を測定試料とし、シード粒子の場合には、加水分解、縮合反応で得られた分散液をポリオキシエチレンアルキ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「ハイテノール(登録商標)N−08」)の1%水溶液により希釈したものを測定試料として、粒度分布測定装置(ベックマンコールター社製「コールターマルチサイザーIII型」)により30000個の粒子の粒子径(μm)を測定し、体積平均粒子径を求めた。また樹脂粒子及びコアについては、体積平均粒子径とともに体積基準での粒子径の標準偏差をも求め、下記式に従って粒子径の変動係数(CV値)を算出した。
粒子径の変動係数(%)=100×(粒子径の標準偏差/体積平均粒子径)
1. Physical property measurement method Various physical properties were measured by the following methods.
<Volume average particle diameter and coefficient of variation (CV value) of resin particles>
In the case of resin particles and core, 0.1 part of resin particles or core is mixed with polyoxyethylene alkyl ether sulfate ammonium salt (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. “Hitenol (registered trademark) N-08”). 20 parts of a 1% aqueous solution of 1) and dispersed for 10 minutes with ultrasonic waves are used as measurement samples. In the case of seed particles, the dispersion obtained by hydrolysis and condensation reaction is treated with polyoxyethylene alkyl ether sulfate. Using a sample diluted with a 1% aqueous solution of an ester ammonium salt (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. “Hitenol (registered trademark) N-08”) as a measurement sample, The particle size (μm) of 30000 particles was measured by “type”), and the volume average particle size was determined. In addition, for the resin particles and the core, the standard deviation of the particle size on the volume basis was obtained together with the volume average particle size, and the coefficient of variation (CV value) of the particle size was calculated according to the following formula.
Variation coefficient of particle diameter (%) = 100 × (standard deviation of particle diameter / volume average particle diameter)
<凸部の構造>
樹脂粒子の断面を倍率10,000倍〜30,000倍、加速電圧20kVの条件で、走査透過電子顕微鏡により撮影した。
<Structure of convex part>
The cross section of the resin particles was photographed with a scanning transmission electron microscope under the conditions of a magnification of 10,000 to 30,000 times and an acceleration voltage of 20 kV.
<凸部の平均高さ、平均底面直径>
走査型電子顕微鏡(SEM)を用い、倍率1万倍以上で樹脂粒子を撮影して得られたSEM画像において、樹脂粒子の周縁部に存在する凸部の境界と球状部の境界とが交わる2点を線分で結び、当該線分と凸部の最凸部との距離を高さとし、当該線分の長さ(凸部の境界と球状部の境界とが交わる2点間の距離)を底面直径として測定した。1種類の樹脂粒子につき凸部50個の高さ及び底面直径を測定し、平均して、樹脂粒子の凸部の平均高さ及び平均底面直径とした。
<Average height of protrusions, average bottom diameter>
In an SEM image obtained by photographing a resin particle at a magnification of 10,000 times or more using a scanning electron microscope (SEM), the boundary of the convex portion and the boundary of the spherical portion that exist at the peripheral portion of the resin particle intersect 2 Connect the points with line segments, make the distance between the line segment and the most convex part of the convex part the height, and the length of the line segment (distance between the two points where the boundary of the convex part and the boundary of the spherical part intersect) The bottom diameter was measured. The height and bottom surface diameter of 50 convex portions per one type of resin particles were measured and averaged to obtain the average height and average bottom surface diameter of the convex portions of the resin particles.
<凸部の個数>
走査型電子顕微鏡(SEM)を用い、倍率3000倍以上で樹脂粒子を撮影して、樹脂粒子上の凸部の個数を測定した。1種類の樹脂粒子につき5個の樹脂粒子の凸部の個数を測定し、平均し2倍して、樹脂粒子1個当たりの凸部の個数とした。
<Number of convex parts>
Using a scanning electron microscope (SEM), resin particles were photographed at a magnification of 3000 times or more, and the number of convex portions on the resin particles was measured. The number of convex portions of five resin particles per one type of resin particles was measured and averaged and doubled to obtain the number of convex portions per resin particle.
<粒子間の凸部ばらつき指数>
樹脂粒子5個について、1個当たりの凸部の個数を算出してその標準偏差を算出し、下記式に従って、粒子間の凸部ばらつき指数とした。
粒子間の突起ばらつき指数=(粒子5個あたりの凸部の個数の標準偏差)/(樹脂粒子1個当たりの凸部の平均個数)
<Convex unevenness index between particles>
For five resin particles, the number of convex portions per particle was calculated and the standard deviation was calculated, and the convex portion variation index between particles was calculated according to the following formula.
Protrusion variation index between particles = (standard deviation of the number of protrusions per 5 particles) / (average number of protrusions per resin particle)
<単一粒子上での凸部ばらつき指数>
粒子を正投影面で見たときに、粒子中心にて互いに直交する線を2本引き、粒子を4区画に分割した。それぞれの区画について凸部の個数を測定し、1つの粒子における突起個数の標準偏差を算出した。1種類の樹脂粒子につき、5個の樹脂粒子の凸部の個数を測定し、標準偏差の平均値を算出し、下記式に従って、単一粒子上での突起ばらつき指数を算出した。
単一粒子上での突起ばらつき指数=(樹脂粒子1個当たりの凸部の標準偏差)/(樹脂粒子1個当たりの凸部の平均個数)
<Convex unevenness index on a single particle>
When the particle was viewed on the orthographic projection plane, two lines perpendicular to each other were drawn at the particle center to divide the particle into four sections. The number of protrusions was measured for each section, and the standard deviation of the number of protrusions in one particle was calculated. The number of convex portions of five resin particles was measured for one type of resin particles, the average value of standard deviations was calculated, and the projection variation index on a single particle was calculated according to the following formula.
Protrusion variation index on a single particle = (standard deviation of protrusions per resin particle) / (average number of protrusions per resin particle)
<凸部の個数密度>
倍率1万倍以上で撮影した走査型電子顕微鏡写真を用い、装置付属のノギス径算出ツールを使用し、球状部の直径、又は球状部と周縁層を含めた直径を算出した。樹脂粒子1個当たりの凸部の個数を球状部の表面積(4×π×球状部の半径の二乗)又は周縁層の表面積(4×π×(球状部の半径と周縁層の厚みの合計)の二乗)で除して算出した。
<Number density of protrusions>
Using a scanning electron micrograph taken at a magnification of 10,000 times or more, the diameter of the spherical portion or the diameter including the spherical portion and the peripheral layer was calculated using a caliper diameter calculation tool attached to the apparatus. The number of convex parts per resin particle is the surface area of the spherical part (4 × π × the square of the radius of the spherical part) or the surface area of the peripheral layer (4 × π × (the sum of the radius of the spherical part and the thickness of the peripheral layer). Divided by the square of).
<凸部を球状部に対する液滴と仮定したときの接触角>
走査透過型電子顕微鏡を用い、倍率1万倍以上で樹脂粒子の断面を撮影して、凸部の境界線と球状部の境界線とがなす角を接触角とした。さらに、1種類の樹脂粒子の凸部10個以上について接触角を測定し、平均して、樹脂粒子の凸部を球状部に対する液滴と仮定したときの接触角とした。
<Contact angle when the convex portion is assumed to be a droplet with respect to the spherical portion>
Using a scanning transmission electron microscope, a cross section of the resin particle was photographed at a magnification of 10,000 times or more, and an angle formed by the boundary line of the convex part and the boundary line of the spherical part was defined as a contact angle. Further, the contact angle was measured for 10 or more convex portions of one type of resin particle, and the average was taken as the contact angle when the convex portion of the resin particle was assumed to be a droplet with respect to the spherical portion.
<突起脱落試験>
樹脂粒子1部にトルエン25部を加え、さらに直径1mmのジルコニアビーズを250部加えて、ステンレス製の2枚攪拌羽根を用い200rpmで10分間分散を行った。分散処理後、目開き500μmの金属製ふるいを通過させジルコニアビーズを除去し、メンブレンフィルター(3.0μm;アドバンテック社製)でろ過を行うことにより樹脂粒子を取り出し、乾燥させた。
得られた粒子を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用い観察し、5個の粒子について突起数を算出した。突起の脱落性は、処理前後の粒子の1個あたりの突起数の平均値より以下の基準で判断した。
(処理後の粒子1個当たりの突起数の平均値)/(処理前の粒子1個当たりの突起数の平均値)の値が、0.9を超える場合を「○」、0.9以下を「×」と評価した。
<Projection drop test>
25 parts of toluene was added to 1 part of resin particles, 250 parts of zirconia beads having a diameter of 1 mm were further added, and dispersion was performed at 200 rpm for 10 minutes using two stainless steel stirring blades. After the dispersion treatment, a metal sieve having an opening of 500 μm was passed through to remove zirconia beads, and the resin particles were taken out by filtration through a membrane filter (3.0 μm; manufactured by Advantech) and dried.
The obtained particles were observed using a scanning electron microscope (SEM), and the number of protrusions was calculated for five particles. The drop-off property of the protrusions was judged according to the following criteria from the average value of the number of protrusions per particle before and after the treatment.
When the value of (average value of the number of protrusions per particle after treatment) / (average value of the number of protrusions per particle before treatment) exceeds 0.9, “◯”, 0.9 or less Was evaluated as “×”.
<融点測定方法>
粒子を散布したガラス板を所定温度に加熱した加熱炉に入れ、60分間加熱処理をした。加熱処理前後の粒子をSEMで観察し、粒子とガラス板との接点の形状が変化した温度を周縁部の融点とした。
<Measuring method of melting point>
The glass plate on which the particles were dispersed was placed in a heating furnace heated to a predetermined temperature, and heat-treated for 60 minutes. The particles before and after the heat treatment were observed with an SEM, and the temperature at which the shape of the contact point between the particles and the glass plate was changed was defined as the melting point of the peripheral portion.
<導電性微粒子の個数平均粒子径、及び導電性金属層の膜厚>
フロー式粒子像解析装置(シスメックス社製「FPIA(登録商標)−3000」)を用いて、基材粒子(樹脂粒子)3000個の個数平均粒子径X(μm)および導電性微粒子3000個の個数平均粒子径Y(μm)を測定した。なお、測定は、粒子0.25部に、乳化剤であるポリオキシエチレンオレイルエーテル(花王株式会社製「エマルゲン(登録商標)430」)の1.4%水溶液17.5部を加え、超音波で10分間分散させた後に行った。そして、下記式に従って導電性金属層の膜厚を算出した。
導電性金属層膜厚(μm)=(Y−X)/2
<Number average particle diameter of conductive fine particles and film thickness of conductive metal layer>
Using a flow type particle image analyzer (“FPIA (registered trademark) -3000” manufactured by Sysmex Corporation), the number average particle diameter X (μm) of 3000 base particles (resin particles) and the number of 3000 conductive fine particles The average particle size Y (μm) was measured. In addition, the measurement was performed by adding 17.5 parts of a 1.4% aqueous solution of polyoxyethylene oleyl ether (“Emulgen (registered trademark) 430” manufactured by Kao Corporation) to 0.25 parts of the particles and ultrasonically. After dispersing for 10 minutes. And the film thickness of the electroconductive metal layer was computed according to the following formula.
Conductive metal layer thickness (μm) = (Y−X) / 2
<導電性評価>
実施例および比較例で得られた導電性微粒子を用い、下記の方法で異方性導電材料(異方性導電ペースト)を作製し、圧痕形成の有無および初期抵抗値を下記の方法で評価した。その初期抵抗値および圧痕の評価結果は表5に示す。
すなわち、自転公転式攪拌機を用いて、導電性微粒子2.0部に、バインダー樹脂としてエポキシ樹脂(三井化学社製「ストラクトボンド(登録商標)XN−5A」)100部を添加して10分間攪拌して分散させ、導電性ペーストを得た。
得られた異方性導電ペーストを、100μmピッチにITO電極が配線されたガラス基板と100μmピッチにアルミパターンを形成したガラス基板との間に挟みこみ、2MPa、150℃の圧着条件で熱圧着するとともに、バインダー樹脂を硬化させることによって接続構造体を得た。
<Electrical conductivity evaluation>
Using the conductive fine particles obtained in the examples and comparative examples, an anisotropic conductive material (anisotropic conductive paste) was prepared by the following method, and the presence or absence of indentation and the initial resistance value were evaluated by the following method. . The initial resistance value and the evaluation result of the indentation are shown in Table 5.
That is, using a rotating and rotating stirrer, 100 parts of an epoxy resin (“Stractbond (registered trademark) XN-5A” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) as a binder resin was added to 2.0 parts of conductive fine particles and stirred for 10 minutes. And dispersed to obtain a conductive paste.
The obtained anisotropic conductive paste is sandwiched between a glass substrate on which ITO electrodes are wired at a pitch of 100 μm and a glass substrate on which an aluminum pattern is formed at a pitch of 100 μm, and is thermocompression bonded under pressure bonding conditions of 2 MPa and 150 ° C. At the same time, the connection structure was obtained by curing the binder resin.
得られた接続構造体の電極間の初期抵抗値を測定し、初期抵抗値が5Ω未満の場合を「優」、5Ω以上10Ω未満の場合を「良」、10Ω以上15Ω未満の場合を「可」、15Ω以上の場合を「不可」と評価した。 Measure the initial resistance value between the electrodes of the obtained connection structure. If the initial resistance value is less than 5Ω, it is “excellent”. If it is 5Ω or more and less than 10Ω, “good”. The case of 15Ω or more was evaluated as “impossible”.
2.樹脂粒子の作製
樹脂粒子の作製に用いたモノマーの略称、溶解度パラメータを表1に示す。
2. Production of Resin Particles Table 1 shows the abbreviations and solubility parameters of monomers used for production of resin particles.
2−1.コア粒子の作製
(合成例1)
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、イオン交換水1000部と、25%アンモニア水3部、メタノール600部を入れ、攪拌下、滴下口からコア用単量体成分(コア用シラン単量体)としてMPTMS(信越化学工業社製、「KBM503」)100部を添加して、MPTMSの加水分解、縮合反応を行って、メタクリロイル基を有するシード粒子としてのポリシロキサン粒子(重合性ポリシロキサン粒子)の乳濁液を調製した。反応開始から2時間後、得られたポリシロキサン粒子の乳濁液をサンプリングし、粒子径を測定したところ、体積平均粒子径は6.06μmであった。
2-1. Preparation of core particles (Synthesis Example 1)
In a four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and dripping port, 1000 parts of ion-exchanged water, 3 parts of 25% aqueous ammonia, and 600 parts of methanol are placed under stirring and the monomer component for core ( 100 parts of MPTMS (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “KBM503”) is added as a core silane monomer), and MPTMS is hydrolyzed and condensed to produce polysiloxane particles (seed particles having methacryloyl groups). An emulsion of polymerizable polysiloxane particles) was prepared. Two hours after the start of the reaction, the obtained emulsion of polysiloxane particles was sampled and the particle size was measured. The volume average particle size was 6.06 μm.
次いで、乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製、「ハイテノール(登録商標)NF−08」)の20%水溶液50部をイオン交換水2000部で希釈した溶液に、コア用単量体成分(コア用ビニル単量体)としてのnBMA850部、MMA850部、HEMA150部、16HXA150部と、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、「V−65」)42部とを溶解した溶液を加え、乳化分散させてコア用単量体成分(コア用ビニル単量体)を含む乳化液を調製した。 Next, 50 parts of a 20% aqueous solution of polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ammonium salt (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., “Hitenol (registered trademark) NF-08”) as an emulsifier was diluted with 2000 parts of ion-exchanged water. In the solution, nBMA 850 parts, MMA 850 parts, HEMA 150 parts, 16HXA 150 parts as core monomer component (core vinyl monomer), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (Wako Pure) A solution in which 42 parts of “V-65” manufactured by Yakuhin Kogyo Co., Ltd. was dissolved was added and emulsified and dispersed to prepare an emulsified liquid containing a monomer component for core (vinyl monomer for core).
得られた乳化液をポリシロキサン粒子の乳濁液に加え、一時間撹拌した後、さらに、ポリビニルアルコールの10%水溶液840部、イオン交換水2000部を加え、窒素雰囲気下で反応液を65℃まで昇温させて2時間保持し、単量体成分のラジカル重合を行った。ラジカル重合後の乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、メタノールで洗浄した後、40℃で12時間真空乾燥させてコア粒子1を得た。コア粒子1の体積平均粒子径、変動係数(CV値)、架橋度は表2に示す通りであった。 After adding the obtained emulsion to the emulsion of polysiloxane particles and stirring for 1 hour, 840 parts of a 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol and 2000 parts of ion-exchanged water were further added, and the reaction solution was heated to 65 ° C. under a nitrogen atmosphere. The temperature was raised to 2 hours and held for 2 hours to perform radical polymerization of the monomer component. The emulsion after radical polymerization was subjected to solid-liquid separation, and the resulting cake was washed with ion-exchanged water and methanol, and then vacuum-dried at 40 ° C. for 12 hours to obtain core particles 1. The volume average particle size, coefficient of variation (CV value), and degree of cross-linking of the core particles 1 are as shown in Table 2.
(合成例2〜9)
コア用シラン単量体、イオン交換水、メタノール、アンモニア水の量を適宜変更して表2に示す通りの体積基準の平均粒子径のポリシロキサン粒子(シード粒子)を作製し、コア用ビニル単量体の種類と使用量を表2に示す通りに変更したこと以外は合成例1と同様にして、コア粒子2〜9を得た。コア粒子2〜9の体積平均粒子径、変動係数(CV値)、架橋度は表2に示す通りであった。
(Synthesis Examples 2-9)
By appropriately changing the amount of the silane monomer for the core, ion-exchanged water, methanol, and aqueous ammonia, polysiloxane particles (seed particles) having an average particle diameter based on volume as shown in Table 2 were prepared. Core particles 2 to 9 were obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the type and amount of the monomer were changed as shown in Table 2. The volume average particle diameter, the coefficient of variation (CV value), and the degree of crosslinking of the core particles 2 to 9 were as shown in Table 2.
(合成例10)
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製、「ハイテノール(登録商標)NF−08」)の20%水溶液50部をイオン交換水2000部で溶解した溶液に、コア用単量体成分(コア用吸収モノマー)としてのMPTMS100部、nBMA850部、MMA850部、HEMA150部、16HXA150部と、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、「V−65」)42部を溶解した溶液を加え、懸濁させて単量体成分の懸濁液を調製した。
(Synthesis Example 10)
Polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ammonium salt (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., “Hytenol (registered trademark) NF-08”) as an emulsifier in a four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and dropping port In a solution obtained by dissolving 50 parts of a 20% aqueous solution in 2000 parts of ion-exchanged water, 100 parts of MPTMS, 850 parts of NBMA, 850 parts of MMA, 150 parts of HEMA, 150 parts of 16 HXA, A solution of 42 parts of 2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, “V-65”) was added and suspended to prepare a suspension of monomer components. did.
さらに、ポリビニルアルコールの10%水溶液840部、イオン交換水6000部を加え、窒素雰囲気下で反応液を65℃まで昇温させて2時間保持し、単量体成分のラジカル重合を行った。ラジカル重合後の懸濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、メタノールで洗浄した後、40℃で12時間真空乾燥させて、コア粒子10を得た。さらに、目開き17μmと24μmのメッシュを用いて分級することによりコア粒子10を得た。コア粒子10の粒子径、変動係数(CV値)、架橋度は表2に示す通りであった。なお分級前の粒子径は21.81μm、変動係数(CV値)は47.7%であった。 Furthermore, 840 parts of a 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol and 6000 parts of ion-exchanged water were added, and the reaction solution was heated to 65 ° C. and held for 2 hours in a nitrogen atmosphere to perform radical polymerization of the monomer component. The suspension after radical polymerization was subjected to solid-liquid separation, and the obtained cake was washed with ion-exchanged water and methanol, and then vacuum-dried at 40 ° C. for 12 hours to obtain core particles 10. Furthermore, the core particle 10 was obtained by classifying using a mesh with an opening of 17 μm and 24 μm. The particle diameter, coefficient of variation (CV value), and degree of crosslinking of the core particles 10 were as shown in Table 2. The particle size before classification was 21.81 μm, and the coefficient of variation (CV value) was 47.7%.
(合成例11)
コア用単量体成分の種類と使用量を表2に示す通りに変更したこと、及び目開き8μmと15μmのメッシュを用いて分級したこと以外は合成例10と同様にして、コア粒子11を得た。コア粒子11の粒子径、変動係数(CV値)、架橋度は表2に示す通りであった。なお分級前の粒子径は12.84μm、変動係数(CV値)は30.7%であった。
(Synthesis Example 11)
The core particles 11 were prepared in the same manner as in Synthesis Example 10 except that the types and amounts of the monomer components for the core were changed as shown in Table 2 and classified using meshes having openings of 8 μm and 15 μm. Obtained. Table 2 shows the particle diameter, coefficient of variation (CV value), and degree of crosslinking of the core particles 11. The particle size before classification was 12.84 μm, and the coefficient of variation (CV value) was 30.7%.
(合成例12)
コア用シラン単量体、イオン交換水、メタノール、アンモニア水の量を適宜変更してポリシロキサン粒子(シード粒子)を作製し、コア用ビニル単量体の種類と使用量を表2に示す通りに変更したこと以外は合成例1と同様にして、コア粒子12を得た。コア粒子12の粒子径、変動係数(CV値)、架橋度は表2に示す通りであった。
(Synthesis Example 12)
Polysiloxane particles (seed particles) were prepared by appropriately changing the amounts of the silane monomer for the core, ion exchange water, methanol, and ammonia water, and the types and amounts of the vinyl monomer for the core are shown in Table 2. A core particle 12 was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that Table 2 shows the particle size, coefficient of variation (CV value), and degree of crosslinking of the core particles 12.
(合成例13)
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、イオン交換水1000部と、25%アンモニア水3部、メタノール600部を入れ、攪拌下、滴下口からコア用単量体成分(コア用シラン単量体)としてMPTMS(信越化学工業社製、「KBM503」)40.7部及びVTMS(信越化学工業社製、「KBM1003」)59.3部、MPTMS及びVTMSの加水分解、縮合反応を行って、メタクリロイル基及びビニル基を有するシード粒子としてのポリシロキサン粒子(重合性ポリシロキサン粒子)の乳濁液を調製した。反応開始から2時間後、得られたポリシロキサン粒子の乳濁液をサンプリングし、粒子径を測定したところ、体積平均粒子径は2.36μmであった。
次いで、乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製、「ハイテノール(登録商標)NF−08」)の20%水溶液2.5部をイオン交換水50部で溶解した溶液に、コア用単量体成分(コア用ビニル単量体)としてのDVB(新日鉄住金化学社製「DVB960」)50部と、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、「V−65」)1.6部を溶解した溶液を加え、乳化分散させてコア用単量体成分(コア用ビニル単量体)を含む乳化液Aを調製した。
次いで、乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製、「ハイテノール(登録商標)NF−08」)の20%水溶液0.4部をイオン交換水15部で溶解した溶液に、コア用単量体成分(コア用ビニル単量体)としてのCHMA15部を加え、乳化分散させてコア用単量体成分(コア用ビニル単量体)を含む乳化液Bを調製した。
得られた乳化液Aをポリシロキサン粒子の乳濁液に加え、一時間撹拌した後、さらに、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製、「ハイテノール(登録商標)NF−08」)の20%水溶液8.3部を加え、窒素雰囲気下で反応液を65℃まで昇温させて1時間保持した後、乳化液Bを加え、さらに窒素雰囲気下で反応液を65℃、2時間保持して、単量体成分のラジカル重合を行った。
ラジカル重合後の乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、メタノールで洗浄した後、120℃で2時間真空乾燥させてコア粒子13を得た。コア粒子13の体積平均粒子径、変動係数(CV値)、架橋度は表2に示す通りであった。
(Synthesis Example 13)
In a four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, and dripping port, 1000 parts of ion-exchanged water, 3 parts of 25% aqueous ammonia, and 600 parts of methanol are placed under stirring and the monomer component for core ( 40.7 parts of MPTMS (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “KBM503”) and 59.3 parts of VTMS (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “KBM1003”) as core silane monomers), hydrolysis and condensation of MPTMS and VTMS Reaction was performed to prepare an emulsion of polysiloxane particles (polymerizable polysiloxane particles) as seed particles having methacryloyl groups and vinyl groups. Two hours after the start of the reaction, the obtained emulsion of polysiloxane particles was sampled and the particle size was measured. The volume average particle size was 2.36 μm.
Next, 2.5 parts of a 20% aqueous solution of polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ammonium salt (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., “Hitenol (registered trademark) NF-08”) as an emulsifier is added with 50 parts of ion-exchanged water. In the dissolved solution, 50 parts of DVB (“DVB960” manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) as a core monomer component (core vinyl monomer) and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) ) (Manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., “V-65”) A solution in which 1.6 parts are dissolved is added and emulsified and dispersed to obtain an emulsion A containing a core monomer component (core vinyl monomer). Prepared.
Next, 0.4 part of 20% aqueous solution of polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ammonium salt (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., “Hytenol (registered trademark) NF-08”) as an emulsifier is added with 15 parts of ion-exchanged water. To the dissolved solution, 15 parts of CHMA as a core monomer component (core vinyl monomer) is added and emulsified and dispersed to prepare emulsion B containing the core monomer component (core vinyl monomer). Prepared.
The obtained emulsion A was added to an emulsion of polysiloxane particles, stirred for 1 hour, and then further polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ammonium salt (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., “Hitenol (registered trademark) ) NF-08 ") 20% aqueous solution (8.3 parts) was added, the reaction solution was heated to 65 ° C under a nitrogen atmosphere and held for 1 hour, then Emulsion B was added, and the reaction solution was further added under a nitrogen atmosphere. Was held at 65 ° C. for 2 hours to carry out radical polymerization of the monomer component.
The emulsion after radical polymerization was subjected to solid-liquid separation, and the obtained cake was washed with ion-exchanged water and methanol, and then vacuum dried at 120 ° C. for 2 hours to obtain core particles 13. The volume average particle size, coefficient of variation (CV value), and degree of crosslinking of the core particles 13 are as shown in Table 2.
2−2.樹脂粒子の作製
(製造例1)
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、メタノール525部、イオン交換水1050部、25%アンモニア水1.4部、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩の20%水溶液17.5部を混合し、コア粒子1を70部分散させた後、シェル用単量体成分(シェル用シラン単量体)としてMPTMS7.0部を加え、2時間攪拌してコア粒子分散液を調製した。ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩の20%水溶液0.9部をイオン交換水100部で溶解した溶液に、シェル用単量体成分(シェル用ビニル単量体)としてのSt30.8部、DVB(新日鉄住金化学社製「DVB960」)4.2部と、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、「V−65」)0.4部を溶解した溶液を加え、乳化分散させたシェル用単量体成分(シェル用ビニル単量体)の乳化液をコア粒子分散液に加え1時間攪拌した後、分散助剤としてのカヤノールミーリング4GW(日本化薬社製)0.04部をイオン交換水20部に溶解した溶液を加え、窒素雰囲気下で反応液を65℃まで昇温させて2時間保持し、単量体成分のラジカル重合を行った。ラジカル重合後の乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、メタノールで洗浄した後、40℃で12時間真空乾燥させて樹脂粒子(1)を得た。
2-2. Production of resin particles (Production Example 1)
In a four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer and a dropping port, 525 parts of methanol, 1050 parts of ion-exchanged water, 1.4 parts of 25% aqueous ammonia, 20% of polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ammonium salt After mixing 17.5 parts of aqueous solution and dispersing 70 parts of core particles 1, 7.0 parts of MPTMS was added as a monomer component for shell (shell silane monomer) and stirred for 2 hours to disperse core particles A liquid was prepared. St30.8 as a monomer component for shell (vinyl monomer for shell) was added to a solution of 0.9 part of 20% aqueous solution of polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ammonium salt dissolved in 100 parts of ion exchange water. Parts, DVB (“DVB960” manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) 4.2 parts and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, “V-65”) After adding 4 parts of the dissolved solution and emulsifying and dispersing the emulsified dispersion of the shell monomer component (shell vinyl monomer) to the core particle dispersion, the mixture is stirred for 1 hour, and then used as a dispersion aid. A solution obtained by dissolving 0.04 part of Milling 4GW (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) in 20 parts of ion-exchanged water is added, and the reaction solution is heated to 65 ° C. and held for 2 hours under a nitrogen atmosphere. Perform radical polymerization It was. The emulsion after radical polymerization was subjected to solid-liquid separation, and the obtained cake was washed with ion-exchanged water and methanol, and then vacuum-dried at 40 ° C. for 12 hours to obtain resin particles (1).
(製造例2〜8、10〜13、16、17、19〜23)
表3又は表4に示す通りに、コア粒子、シェル用シラン単量体、シェル用ビニル単量体、シェル用単量体成分(シェル用ビニル単量体)の乳化液に用いたポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(表3、4において、「界面活性剤水溶液」と記載)の20%水溶液、カヤノールミーリング4GWを使用したこと以外は製造例1と同様にして、樹脂粒子(2)〜(8)、(10)〜(13)、(16)、(17)、(19)〜(23)を得た。なお、コア粒子10の分級前の粒子を用い、製造例22と同様にして得られた樹脂粒子の粒子径は27.79μm、変動係数(CV値)は40.2%、球状部の表面積は1494μm2、凸部の平均高さは0.26μm、凸部の平均底辺直径は0.87μm、凸部の接触角は57°、樹脂粒子1個あたりの凸部個数は1563個数/1粒子、凸部の個数密度は1.05個数/μm2、粒子間の凸部ばらつき指数は2.0、融点は250℃以上であり、突起脱落試験評価結果は○であった。また、コア粒子11の分級前の粒子を用い、製造例23と同様にして得られた樹脂粒子の粒子径は16.65μm、変動係数(CV値)は31.1%、球状部の表面積は518μm2、凸部の平均高さは0.21μm、凸部の平均底辺直径は0.45μm、凸部の接触角は83°、樹脂粒子1個あたりの凸部の個数は3009個数/1粒子、凸部の個数密度は5.81個数/μm2、粒子間の凸部ばらつき指数は8.7、融点は250℃以上であり、突起脱落試験評価結果は○であった。
(Production Examples 2-8, 10-13, 16, 17, 19-23)
As shown in Table 3 or Table 4, polyoxyethylene used in the emulsion of core particles, shell silane monomer, shell vinyl monomer, shell monomer component (shell vinyl monomer) In the same manner as in Production Example 1 except that a 20% aqueous solution of styrenated phenyl ether sulfate ammonium salt (described as “surfactant aqueous solution” in Tables 3 and 4) and Kayanol Milling 4 GW were used, resin particles ( 2) to (8), (10) to (13), (16), (17), and (19) to (23) were obtained. The particle diameter of the resin particles obtained in the same manner as in Production Example 22 using the particles before classification of the core particles 10 is 27.79 μm, the coefficient of variation (CV value) is 40.2%, and the surface area of the spherical portion is 1494 μm 2 , the average height of the protrusions is 0.26 μm, the average base diameter of the protrusions is 0.87 μm, the contact angle of the protrusions is 57 °, the number of protrusions per resin particle is 1563 / particle, The number density of the convex portions was 1.05 number / μm 2 , the convex portion variation index between particles was 2.0, the melting point was 250 ° C. or higher, and the evaluation result of the projection drop test was “◯”. The particle diameter of the resin particles obtained in the same manner as in Production Example 23 using the particles before classification of the core particles 11 is 16.65 μm, the coefficient of variation (CV value) is 31.1%, and the surface area of the spherical portion is 518 μm 2 , the average height of the protrusions is 0.21 μm, the average base diameter of the protrusions is 0.45 μm, the contact angle of the protrusions is 83 °, and the number of protrusions per resin particle is 3009 particles / particle. The number density of the convex portions was 5.81 number / μm 2 , the convex portion variation index between particles was 8.7, the melting point was 250 ° C. or higher, and the evaluation result of the protrusion drop test was “good”.
(製造例9)
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、メタノール525部、イオン交換水1050部、25%アンモニア水1.4部、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩の20%水溶液17.5部を混合し、コア粒子3を70部分散させた後、シェル用単量体成分(シェル用シラン単量体)としてVTMS14.0部を加え、2時間攪拌してコア粒子分散液を調製した。2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、「V−65」)0.4部をメタノール4部に溶解した溶液を加え、窒素雰囲気下で反応液を65℃まで昇温させて2時間保持し、単量体成分のラジカル重合を行った。ラジカル重合後の乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、メタノールで洗浄した後、40℃で12時間真空乾燥させて樹脂粒子(9)を得た。
(Production Example 9)
In a four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer and a dropping port, 525 parts of methanol, 1050 parts of ion-exchanged water, 1.4 parts of 25% aqueous ammonia, 20% of polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ammonium salt After mixing 17.5 parts of aqueous solution and dispersing 70 parts of core particles 3, add 14.0 parts of VTMS as a monomer component for shell (shell silane monomer), and stir for 2 hours to disperse core particles A liquid was prepared. A solution prepared by dissolving 0.4 part of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., “V-65”) in 4 parts of methanol was added, and the reaction solution was added in a nitrogen atmosphere. The temperature was raised to 65 ° C. and held for 2 hours to perform radical polymerization of the monomer component. The emulsion after radical polymerization was subjected to solid-liquid separation, and the obtained cake was washed with ion-exchanged water and methanol, and then vacuum-dried at 40 ° C. for 12 hours to obtain resin particles (9).
(製造例14、15、18)
コア粒子として表3、4に示す通りのコア粒子を使用し、シェル用シラン単量体として、表3、4に示す通りのモノマー種を表3、4に示す通りの使用量で使用したこと以外は製造例9と同様にして、樹脂粒子(14)、(15)、(18)を得た。
(Production Examples 14, 15, 18)
The core particles shown in Tables 3 and 4 were used as the core particles, and the monomer species shown in Tables 3 and 4 were used as the silane monomers for the shells in the amounts used as shown in Tables 3 and 4. Except that, resin particles (14), (15), and (18) were obtained in the same manner as in Production Example 9.
(製造例24)
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、エタノール80部、イオン交換水30部、ポリビニルピロリドン((和光純薬工業社製、「PVP K−30」)3.6部を混合し、コア粒子2を30部分散させた後、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)(和光純薬工業社製、「V−59」)0.03部、NPGDMA0.6部、St2.4部を混合した溶液を加え、窒素雰囲気下で反応液を70℃まで昇温させて5時間保持し、単量体成分のラジカル重合を行った。ラジカル重合後の乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、メタノールで洗浄した後、40℃で12時間真空乾燥させて樹脂粒子(24)を得た。
(Production Example 24)
In a four-necked flask equipped with a cooling tube, a thermometer, and a dropping port, 80 parts of ethanol, 30 parts of ion-exchanged water, and 3.6 parts of polyvinylpyrrolidone (“PVP K-30” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) After mixing and dispersing 30 parts of the core particles 2, 0.03 part of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, “V-59”), NPGDMA 0.6 The mixture was mixed with a solution of 2.4 parts of St and 2.4 parts, and the reaction solution was heated to 70 ° C. and held for 5 hours under a nitrogen atmosphere to carry out radical polymerization of the monomer components. The cake was washed with ion-exchanged water and methanol and then vacuum-dried at 40 ° C. for 12 hours to obtain resin particles (24).
(製造例25)
コア粒子として表3、4に示す通りのコア粒子を使用したこと以外は、製造例24と同様にして、樹脂粒子(25)を得た。
(Production Example 25)
Resin particles (25) were obtained in the same manner as in Production Example 24 except that the core particles as shown in Tables 3 and 4 were used as the core particles.
(製造例26)
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、イオン交換水1000部、St95部、MAA5部を加え混合した溶液を窒素雰囲気下で70℃まで昇温させた後、過硫酸アンモニウム0.8部とイオン交換水100部を混合した溶液を投入し、8時間単量体成分のラジカル重合をした。ラジカル重合後の乳濁液をスプレードライにて粉体化し、300nmの子粒子を得た。得られた子粒子10部とコア粒子(9)100部をハイブリダイゼーションにて複合化し、樹脂粒子(26)を得た。
(Production Example 26)
A solution obtained by adding 1000 parts of ion-exchanged water, 95 parts of StA and 5 parts of MAA to a four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer, and a dripping port was heated to 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, and then ammonium persulfate 0 A solution in which 8 parts and 100 parts of ion-exchanged water were mixed was added and radical polymerization of the monomer component was performed for 8 hours. The emulsion after radical polymerization was pulverized by spray drying to obtain child particles of 300 nm. 10 parts of the obtained child particles and 100 parts of the core particles (9) were combined by hybridization to obtain resin particles (26).
(製造例27)
冷却管、温度計、滴下口を備えた四つ口フラスコに、メタノール364部、イオン交換水1456部、25%アンモニア水4.4部、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩の20%水溶液17.5部を混合し、コア粒子12を70部分散させた後、シェル用単量体成分(シェル用シラン単量体)としてMPTMS14.0部を加え、2時間攪拌してコア粒子分散液を調製した。ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩の20%水溶液0.2部をイオン交換水100部で溶解した溶液に、シェル用単量体成分(シェル用ビニル単量体)としてのDVB(新日鉄住金化学社製「DVB960」)7.0部と、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、「V−65」)2.1部を溶解した溶液を加え、乳化分散させたシェル用単量体成分(シェル用ビニル単量体)の乳化液をコア粒子分散液に加え1時間攪拌した後、ポリビニルアルコールの10%水溶液21.0部に溶解した溶液を加え、窒素雰囲気下で反応液を65℃まで昇温させて2時間保持し、単量体成分のラジカル重合を行った。ラジカル重合後の乳濁液を固液分離し、得られたケーキをイオン交換水、メタノールで洗浄した後、80℃で4時間真空乾燥させて樹脂粒子(27)を得た。
(Production Example 27)
In a four-necked flask equipped with a condenser, a thermometer, and a dropping port, 364 parts of methanol, 1456 parts of ion-exchanged water, 4.4 parts of 25% aqueous ammonia, 20% of polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ammonium salt After mixing 17.5 parts of aqueous solution and dispersing 70 parts of core particles 12, 14.0 parts of MPTMS is added as a monomer component for shell (shell silane monomer) and stirred for 2 hours to disperse core particles. A liquid was prepared. DVB (Nippon Steel) as a monomer component for shells (vinyl monomer for shells) was prepared by dissolving 0.2 parts of a 20% aqueous solution of polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfate ammonium salt with 100 parts of ion-exchanged water. 7.0 parts of “DVB960” manufactured by Sumikin Chemical Co., Ltd. and 2.1 parts of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (“V-65” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were dissolved. After adding the solution and emulsifying and dispersing the emulsified shell monomer component (shell vinyl monomer) to the core particle dispersion, the mixture is stirred for 1 hour and then dissolved in 21.0 parts of a 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol. The solution was added, and the reaction solution was heated to 65 ° C. and held for 2 hours under a nitrogen atmosphere, and radical polymerization of the monomer component was performed. The emulsion after radical polymerization was subjected to solid-liquid separation, and the obtained cake was washed with ion-exchanged water and methanol, and then vacuum-dried at 80 ° C. for 4 hours to obtain resin particles (27).
(製造例28)
表4に示す通りに、コア粒子、シェル用シラン単量体、シェル用ビニル単量体を使用し、乾燥を窒素雰囲気下280℃で1時間の焼成処理に変更したこと以外は製造例27と同様にして、樹脂粒子(28)を得た。
(Production Example 28)
As shown in Table 4, Production Example 27 except that the core particles, the shell silane monomer, and the shell vinyl monomer were used, and the drying was changed to a baking treatment at 280 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. Similarly, resin particles (28) were obtained.
製造例1〜28における、コア用単量体組成物とシェル用シラン単量体の質量比率(シェル用シラン単量体/コア用単量体組成物)、シェル用ビニル単量体とシェル用シラン単量体の質量比率(シェル用ビニル単量体/シェル用シラン単量体)、コア用単量体組成物の溶解度パラメータSPCORE、シェル用シラン単量体の溶解度パラメータとコア用単量体組成物の溶解度パラメータとの差(シェル用シラン単量体−コア用単量体組成物)ΔSPを表3、4に示す。
また、得られた樹脂粒子(1)〜(28)について、体積平均粒子径、変動係数(CV値)、凸部の平均高さ、凸部の平均底辺直径、凸部の高さと底辺の比(高さ/底辺)、凸部の高さと樹脂粒子の体積平均粒子径の比(高さ/樹脂粒子径)、凸部の高さと凸部の底辺の積(高さ×底辺)、粒子間の凸部ばらつき指数、単一粒子上での凸部ばらつき指数、樹脂粒子1個当たりの凸部の個数、球状部の表面積1μm2あたりの凸部の個数(個数密度)、球状部の表面積(球状部表面積)の結果を表3、4に示す。
Mass ratio of the monomer composition for core and the silane monomer for shell in Production Examples 1 to 28 (silane monomer for shell / monomer composition for core), vinyl monomer for shell and shell Mass ratio of silane monomer (vinyl monomer for shell / silane monomer for shell), solubility parameter SP CORE of core monomer composition, solubility parameter of silane monomer for shell and single amount for core Tables 3 and 4 show the difference from the solubility parameter of the body composition (silane monomer for shell-monomer composition for core) ΔSP.
In addition, for the obtained resin particles (1) to (28), the volume average particle diameter, the coefficient of variation (CV value), the average height of the protrusions, the average bottom diameter of the protrusions, and the ratio of the height of the protrusions to the base (Height / bottom), the ratio of the height of the protrusion to the volume average particle diameter of the resin particles (height / resin particle diameter), the product of the height of the protrusion and the bottom of the protrusion (height × bottom), between the particles Convexity variation index, convexity variation index on a single particle, number of convex portions per resin particle, number of convex portions per 1 μm 2 of spherical surface area (number density), surface area of spherical portion ( The results of the spherical surface area are shown in Tables 3 and 4.
走査透過型電子顕微鏡観察の結果、製造例1〜7、9〜20、22、23、27、28で得られた樹脂粒子は、球状部とその表面に形成された複数の凸部を有し、凸部と球状部の間の境界線が凸部側に膨らんだ構造を有しており、凸部が脱離しにくいものであった。また、球状部の境界線は、凸部が存在するとしないとに関わらず、変曲点を有することなく連続していた。 As a result of scanning transmission electron microscope observation, the resin particles obtained in Production Examples 1 to 7, 9 to 20, 22, 23, 27, and 28 have a spherical portion and a plurality of convex portions formed on the surface thereof. The boundary line between the convex part and the spherical part has a structure in which the convex part swells to the convex part side, and the convex part is difficult to be detached. Moreover, the boundary line of the spherical part was continuous without having an inflection point regardless of whether or not the convex part was present.
(実施例1〜23、比較例1〜5)
基材とする樹脂粒子に、水酸化ナトリウムによるエッチング処理を施した後、二塩化スズ溶液に接触させることによりセンシタイジングし、次いで二塩化パラジウム溶液に浸漬させることによりアクチベーティングする方法(センシタイジング−アクチベーション法)によって、パラジウム核を形成させた。次に、パラジウム核を形成させた樹脂粒子2部をイオン交換水400部に添加し、超音波分散処理を行った後、得られた樹脂粒子懸濁液を70℃の温浴で加温した。このように懸濁液を加温した状態で、別途70℃に加温した無電解めっき液(日本カニゼン(株)製「シューマーS680」)600部を加えることにより、無電解ニッケルめっき反応を生じさせた。水素ガスの発生が終了したことを確認した後、固液分離を行い、イオン交換水、メタノールの順で洗浄し、100℃で2時間真空乾燥して、ニッケルめっきを施した粒子を得た。次いで、得られたニッケルめっき粒子を、シアン化金カリウムを含有する置換金めっき液に加え、ニッケル層表面にさらに金めっきを施すことにより、導電性微粒子を得た。
得られた導電性微粒子について、基材粒子(樹脂粒子)の凸部の接触角、導電性金属層の膜厚、及び導電性評価の結果は表5に示すとおりであった。
(Examples 1 to 23, Comparative Examples 1 to 5)
After the resin particles used as the base material are etched with sodium hydroxide, they are sensitized by bringing them into contact with a tin dichloride solution, and then activated by immersing them in a palladium dichloride solution. Palladium nuclei were formed by the tizing-activation method). Next, 2 parts of resin particles with palladium nuclei formed were added to 400 parts of ion-exchanged water, and after ultrasonic dispersion treatment, the resulting resin particle suspension was heated in a 70 ° C. hot bath. By adding 600 parts of electroless plating solution (“Schumar S680” manufactured by Nippon Kanisen Co., Ltd.) separately heated to 70 ° C. with the suspension heated in this way, an electroless nickel plating reaction occurs. I let you. After confirming that the generation of hydrogen gas was completed, solid-liquid separation was performed, followed by washing with ion-exchanged water and methanol in that order, and vacuum drying at 100 ° C. for 2 hours to obtain nickel-plated particles. Next, the obtained nickel plating particles were added to a displacement gold plating solution containing potassium gold cyanide, and gold plating was further performed on the surface of the nickel layer to obtain conductive fine particles.
With respect to the obtained conductive fine particles, the contact angles of the convex portions of the substrate particles (resin particles), the film thickness of the conductive metal layer, and the results of the conductivity evaluation were as shown in Table 5.
実施例1〜23の導電性微粒子は、いずれも基材粒子(樹脂粒子)が複数の凸部を有するものであり、異方性導電材料としたときの導電性に優れていた。また、凸部の接触角が90°以下の範囲で大きくなるほど、導電性に優れる傾向にあった。これに対して、凸部を有しない基材粒子(樹脂粒子)を用いた比較例1、2や、周縁部と球状部の間の境界線の曲率中心が球状部に存在しない比較例3〜5は、異方性導電材料としたときに凸部が脱離しやすくなり、導電性に劣るものであった。 In all of the conductive fine particles of Examples 1 to 23, the base particles (resin particles) had a plurality of convex portions, and were excellent in conductivity when an anisotropic conductive material was used. Moreover, it was in the tendency for it to be excellent in electroconductivity, so that the contact angle of a convex part became large in the range of 90 degrees or less. On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 using base particles (resin particles) having no convex part, and Comparative Examples 3 and 3 in which the center of curvature of the boundary line between the peripheral part and the spherical part does not exist in the spherical part. No. 5 was inferior in conductivity because the convex portion was easily detached when an anisotropic conductive material was used.
本発明の導電性微粒子は、表面に複数の凸部を有する樹脂粒子と、この凸部形状に沿って被覆する導電性金属層とから構成されているため、凸部が脱離しにくい導電性微粒子をめっき条件によらず得ることができる。このため、異方性導電フィルム、異方性導電ペースト、異方性導電接着剤、異方性導電インク等の異方性導電材料に極めて有用である。 Since the conductive fine particles of the present invention are composed of resin particles having a plurality of convex portions on the surface and a conductive metal layer covering along the convex shape, the conductive fine particles are difficult to remove. Can be obtained regardless of the plating conditions. For this reason, it is extremely useful for anisotropic conductive materials such as anisotropic conductive films, anisotropic conductive pastes, anisotropic conductive adhesives, and anisotropic conductive inks.
1 球状部
2a 周縁部
2b 周縁層
3 凸部
4 三角形
5 三角形の底辺
6a,6b 凸部の起点
8 凸部の頂部
9a 凸部側の接線
9b 周縁層側の接線
10 境界線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spherical part 2a Peripheral part 2b Peripheral layer 3 Convex part 4 Triangle 5 Triangular base 6a, 6b Protrusion starting point 8 Convex top part 9a Convex side tangent 9b Peripheral layer side tangent 10 Boundary line
Claims (8)
前記樹脂粒子は、前記表面の複数の凸部を有する周縁部と、この周縁部に囲まれる球状部とから構成される樹脂粒子であり、かつ、
前記樹脂粒子の断面を透過型電子顕微鏡で観察したときの前記周縁部と球状部の間の境界線の曲率中心が球状部に存在し、
前記周縁部は、ビニル基を有するシラン架橋性単量体を用いて形成されたものである導電性微粒子。 Conductive fine particles having resin particles having a plurality of convex portions on the surface and a conductive metal layer covering the surface convex portions of the resin particles along the convex shape,
The resin particles are resin particles composed of a peripheral portion having a plurality of convex portions on the surface and a spherical portion surrounded by the peripheral portion, and
When the cross section of the resin particle is observed with a transmission electron microscope, the center of curvature of the boundary line between the peripheral portion and the spherical portion exists in the spherical portion ,
The peripheral edge is a conductive fine particle formed using a silane crosslinkable monomer having a vinyl group .
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014216368 | 2014-10-23 | ||
JP2014216368 | 2014-10-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016085959A JP2016085959A (en) | 2016-05-19 |
JP6498505B2 true JP6498505B2 (en) | 2019-04-10 |
Family
ID=55972354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015087817A Active JP6498505B2 (en) | 2014-10-23 | 2015-04-22 | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6498505B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190035735A (en) * | 2016-08-08 | 2019-04-03 | 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 | Member for continuity test apparatus and continuity test apparatus |
JP7363918B2 (en) * | 2019-11-20 | 2023-10-18 | 日産化学株式会社 | Anisotropic conductive material |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3696429B2 (en) * | 1999-02-22 | 2005-09-21 | 日本化学工業株式会社 | Conductive electroless plating powder, method for producing the same, and conductive material comprising the plating powder |
KR100694529B1 (en) * | 2002-03-25 | 2007-03-13 | 소니 케미카루 앤드 인포메이션 디바이스 가부시키가이샤 | Conductive particle and adhesive agent |
JP5563232B2 (en) * | 2009-03-27 | 2014-07-30 | 株式会社日本触媒 | Core-shell type organic-inorganic composite particle production method, core-shell type organic-inorganic composite particle, and conductive fine particle |
JP4640531B2 (en) * | 2009-07-02 | 2011-03-02 | 日立化成工業株式会社 | Conductive particles |
JP5581166B2 (en) * | 2010-10-05 | 2014-08-27 | 株式会社日本触媒 | Conductive fine particles, insulating resin-coated conductive fine particles, and anisotropic conductive materials |
JP6333626B2 (en) * | 2013-05-29 | 2018-05-30 | 積水化学工業株式会社 | Projection particle, conductive particle, conductive material, and connection structure |
-
2015
- 2015-04-22 JP JP2015087817A patent/JP6498505B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016085959A (en) | 2016-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6131383B2 (en) | Resin particles, conductive fine particles, and anisotropic conductive materials using the same | |
JP5140209B2 (en) | Conductive fine particles, resin particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP5583647B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP5583712B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP5998048B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP2014192051A (en) | Electroconductive particulates and anisotropic electroconductive material using the same | |
JP5998032B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP5956906B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP6002026B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP6498505B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP5856379B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP2014207193A (en) | Electroconductive particulates and anisotropic electroconductive material using the same | |
JP6014438B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP5583714B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP6378905B2 (en) | Conductive fine particles | |
JP6719859B2 (en) | Polymer fine particles, conductive fine particles and anisotropic conductive materials | |
JP5998018B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP6397552B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP5583654B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP6446514B2 (en) | Conductive fine particles and anisotropic conductive material using the same | |
JP7414404B2 (en) | Base material particles for conductive particles, their use and manufacturing method | |
JP7522573B2 (en) | Particles and classification method | |
JP2012190560A (en) | Conductive particulate, and anisotropic conductive material using the same | |
JP2020193239A (en) | Resin particle for conductive fine particle | |
JP2017128706A (en) | Polymer fine particle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180111 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181211 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181218 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190218 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20190218 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190305 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190313 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6498505 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |