KR101790509B1 - 중합체 입자, 그 제조 방법 및 그 용도 - Google Patents
중합체 입자, 그 제조 방법 및 그 용도 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101790509B1 KR101790509B1 KR1020167008406A KR20167008406A KR101790509B1 KR 101790509 B1 KR101790509 B1 KR 101790509B1 KR 1020167008406 A KR1020167008406 A KR 1020167008406A KR 20167008406 A KR20167008406 A KR 20167008406A KR 101790509 B1 KR101790509 B1 KR 101790509B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polymer particles
- surfactant
- medium
- polymer
- filter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F6/00—Post-polymerisation treatments
- C08F6/14—Treatment of polymer emulsions
- C08F6/16—Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
- C08F2/16—Aqueous medium
- C08F2/22—Emulsion polymerisation
- C08F2/24—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
- C08F2/26—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents anionic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
- C08F2/16—Aqueous medium
- C08F2/22—Emulsion polymerisation
- C08F2/24—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
- C08F2/30—Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents non-ionic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/0236—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element
- G02B5/0242—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place within the volume of the element by means of dispersed particles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
중합체 입자에 있어서의 계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만이다. 중합체 입자의 제조 방법은 매체 중, 계면활성제의 존재하에서 비닐계 단량체를 중합시켜 얻은 조생성물(P)을 여과기(1)에 투입하고, 조생성물(P)에 포함되는 매체를 여과기(1)의 여과재(3)에 통과시키는 고액 분리 공정과, 여과기(1)에 세정액을 투입하고, 여과재(3) 위의 중합체 입자를 세정하는 세정 공정을 포함한다. 여과재(3)와 피여과물의 계면의 면적을 A(㎡)로 했을 때, 고액 분리 공정에서는 여과재(3)를 통과한 상기 매체의 단위 시간당의 양(X)(㎏/min)가 X≤5.50×A를 만족하고, 세정 공정에서는 여과재(3)를 통과한 세정액의 단위 시간당의 양(Y)가 Y≤8.50×A를 만족한다. 세정 공정에서 사용되는 세정액의 중량은 여과재(3) 위에 유지된 중합체 입자의 중량의 10배 이상이다.
Description
본 발명은 광확산 필름이나 방현 필름 등의 광학 부재의 원료로서 바람직하게 사용되는 중합체 입자, 이 중합체 입자의 용도(광학 필름 및 수지 성형체) 및 이 중합체 입자의 제조 방법에 관한 것이다.
체적 평균 입자 직경이 1∼100㎛인 중합체 입자는, 예를 들면 도료 등의 코팅제용의 첨가제(광택 제거제 등), 잉크용의 첨가제(광택 제거제 등), 접착제의 주성분 또는 첨가제, 인공 대리석용의 첨가제(저수축화제 등), 종이 처리제, 화장품 등의 외용제의 충전제(미끄럼성 향상을 위한 충전제), 크로마토그래피에 사용되는 컬럼 충전제, 정전하상 현상에 사용되는 토너용의 첨가제, 필름용의 안티 블로킹제, 광학 부재(광확산 필름, 방현 필름 등의 광학 필름, 광확산체 등)용의 광확산제 등의 용도로 사용되고 있다.
이러한 중합체 입자는 중합성의 단량체를 중합시킴으로써 제조할 수 있다. 중합성의 단량체를 중합시키기 위한 중합법으로는, 현탁 중합, 시드 중합, 유화 중합 등이 알려져 있다. 이들 중합 방법에서는, 통상, 안정적으로 중합 반응을 행하고, 조대 입자의 발생을 억제할 수 있도록 계면활성제가 사용된다.
예를 들면, 특허문헌 1에는 광확산제로서 사용되는 수지 미립자(중합체 입자)로서, 계면활성제를 포함하는 매체 중에서 비닐계 단량체를 중합함으로써 얻어지고, 당해 수지 미립자에 잔류하는 계면활성제량이 수지 미립자 100중량부에 대해, 0.05중량부 이하(구체적으로는, 0.005∼0.36중량부)인 것이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는 에폭시계 수지 조성물에 배합되는 유기계 입자로서, 유화 중합 또는 현탁 중합에 의해 얻어진 계면활성제가 표면에 부착된 유기계 입자(중합체 입자)를 세정 처리한 것이 개시되어 있다.
그런데, 광확산 필름이나 방현 필름 등의 광학 필름으로서, 중합체 입자와 바인더를 포함하는 수지 조성물을 필름 기재 위에 도공하여 이루어지는 것이 있다.
이러한 광학 필름을 제작하는 경우에는, 필름 기재 위의 상기 수지 조성물로 이루어지는 도막에 의해 안정적인 광학 특성이 얻어지도록, 필름 기재 위에 수지 조성물을 도공하기 전에, 그 수지 조성물 중(구체적으로는, 바인더 중)에 균일하게 중합체 입자를 분산시켜 둘 필요가 있다.
그러나, 특허문헌 1 및 2에 개시된 계면활성제를 사용하여 제조된 중합체 입자를 바인더 중에 균일하게 분산시켜 수지 조성물을 얻어도, 이 수지 조성물을 상기 필름 기재 위에 도공하여 도막을 형성하는 과정에서, 그 수지 조성물 중에서의 중합체 입자의 분산 상태가 불안정해진다. 예를 들면, 특허문헌 1 및 2에 개시된 중합체 입자를 사용하여 상기 광학 필름을 제작하는 경우에는, 상기 도공에 의해 도막이 형성되는 과정에서 상기 수지 조성물 중의 중합체 입자의 분산 상태가 안정되지 않고, 중합체 입자가 과도하게 응집되는 경우가 있었다. 그 결과, 상기 기재 필름 위에 형성된 도막 전체에 중합체 입자가 퍼지지 않아, 원하는 광학 특성이 안정적으로 얻어지지 않는 경우가 있었다.
이에, 중합체 입자를 바인더에 분산시켜 얻어지는 수지 조성물을 상기 필름 기재 위에 도공하여 도막을 형성하는 과정에 있어서, 안정적인 분산 상태가 얻어지고, 광학 필름에 안정적으로 광학 특성을 부여할 수 있는 분산 안정성이 우수한 중합체 입자의 개발이 요구되고 있었다.
본 발명은 상기 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 분산 안정성이 우수한 중합체 입자 및 그 제조 방법, 및 중합체 입자를 사용한 광학 필름 및 수지 성형체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 감안하여 예의 검토를 행한 결과, 중합체 입자의 표면 상태가 분산 안정성에 영향을 주고 있으며, 분산 안정성의 향상에는 중합체 입자 중에 있어서의 제조 공정에서 사용한 계면활성제의 함유량(잔존량)을 극히 소량으로(구체적으로는, 50ppm 미만으로) 억제할 필요가 있다는 것을 알아내었다.
본 발명의 중합체 입자는 계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 중합체 입자는 계면활성제의 함유량이 50ppm 미만으로 억제된 것이기 때문에, 바인더와 혼합하여 사용되는 경우에 있어서, 상기 바인더 중에서의 분산 안정성이 우수하다. 또한, 본 발명의 중합체 입자를 바인더에 분산시켜 얻어지는 수지 조성물을 필름 기재 위에 도공하는 경우에는, 그 수지 조성물 중에서의 중합체 입자의 분산 상태가 상기 도공에 의해 도막이 형성되는 과정에 있어서 거의 안정적으로 유지되어, 상기 도공시에 있어서의 중합체 입자의 과도한 응집이 억제된다. 그 결과, 상기 중합체 입자는 필름 기재 위에 편차 없이 확산되어, 상기 도공에 의해 형성된 도막 전체에 편차 없는 안정된 광확산성이나 방현성 등의 광학 특성을 부여할 수 있다.
본 발명의 광학 필름은 본 발명의 중합체 입자와 바인더를 포함하는 코팅용 수지 조성물을 필름 기재 위에 도공하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학 필름은 분산 안정성이 우수한 본 발명의 중합체 입자를 포함하는 코팅용 수지 조성물을 기재에 도공하여 이루어지는 것이기 때문에, 상기 도공에 의해 형성된 도막 전체에 있어서, 편차 없는 광확산성이나 방현성 등의 광학 특성이 안정적으로 얻어진다. 따라서, 본 발명의 광학 필름에 의하면 높은 품질 안정성이 얻어진다.
본 발명의 수지 성형체는 본 발명의 중합체 입자와 투명 수지를 포함하는 성형용 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 수지 성형체는 분산 안정성이 우수한 본 발명의 중합체 입자를 포함하는 성형용 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 것이기 때문에, 그 수지 성형체에 있어서, 편차 없는 광확산성이나 방현성 등의 광학 특성이 안정적으로 얻어진다. 따라서, 본 발명의 수지 성형체에 의하면 높은 품질 안정성이 얻어진다.
본 발명의 중합체 입자의 제조 방법은 액상의 매체 중, 계면활성제의 존재하에서 비닐계 단량체를 중합시켜, 상기 계면활성제를 포함하는 중합체 입자와 상기 매체를 포함하는 조생성물을 얻는 중합 공정과, 여과기에 상기 조생성물을 투입하고, 투입한 상기 조생성물에 포함되는 매체를 상기 여과기의 여과재에 통과시키는 한편, 상기 조생성물에 포함되는 중합체 입자를 상기 여과재 위에 유지시키는 고액 분리 공정과, 상기 중합체 입자를 상기 여과재 위에 유지한 상기 여과기에 세정액을 투입하고, 상기 세정액을 상기 중합체 입자와 접촉시켜, 상기 중합체 입자와 접촉한 상기 세정액을 상기 여과재에 통과시킴으로써, 상기 세정액으로 세정된 중합체 입자를 상기 여과재 위에 얻는 세정 공정을 포함하고, 상기 고액 분리 공정에 있어서, 상기 여과재를 통과한 상기 매체의 단위 시간당의 양이 하기 조건식(1);
X≤5.50×A… (1)
(식(1) 중, X는 상기 여과재를 통과한 상기 매체의 단위 시간당의 양(㎏/min)을 의미하고, A는 여과재와 피여과물의 계면의 면적(㎡)을 의미한다)을 만족하며, 상기 세정 공정에 있어서, 상기 여과재를 통과한 상기 세정액의 단위 시간당의 양이 하기 조건식(2);
Y≤8.50×A …(2)
(식(2) 중, Y는 상기 여과재를 통과한 상기 세정액의 단위 시간당의 양(㎏/min)을 의미하고, A는 여과재와 피여과물의 계면의 면적(㎡)을 의미한다)를 만족하고, 상기 세정 공정에서는 상기 여과재 위에 유지된 중합체 입자의 중량의 10배 이상의 중량의 세정액을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 제조 방법에서는 고액 분리 공정에 있어서, 여과재를 통과한 매체의 단위 시간당의 양이 조건식(1)을 만족하고, 세정 공정에 있어서, 여과재를 통과한 세정액의 단위 시간당의 양이 조건식(2)를 만족하며, 또한 그 세정 공정에 있어서, 여과재 위에 유지된 중합체 입자의 중량의 10배 이상의 중량의 세정액을 사용한다는 점에서, 중합 공정에 있어서 중합체 입자에 부착된 계면활성제의 대부분을 매체 및 세정액과 함께 제거할 수 있다. 그 결과, 계면활성제의 함유량(잔존량)이 극히 적은 분산 안정성이 우수한 중합체 입자를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 분산 안정성이 우수한 중합체 입자 및 그 제조 방법, 및 중합체 입자를 사용한 광학 필름 및 수지 성형체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에서 사용 가능한 가압 여과기의 개략 구성을 나타내는 개략도로서, (a)는 상기 가압 여과기의 개략 단면도이고, (b)는 상기 가압 여과기의 내압 용기의 내부를 나타내는 개략 상면도이다.
이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
[중합체 입자]
본 발명의 중합체 입자는 계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 중합체 입자에 있어서, 계면활성제의 함유량은 적으면 적을수록 바람직하고, 0ppm 초과∼30ppm인 것이 바람직하며, 0ppm 초과∼20ppm인 것이 보다 바람직하고, 0ppm 초과∼15ppm인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 중합체 입자 중에 있어서의 계면활성제의 함유량은, 예를 들면, 액체 크로마토그래프 질량분석법(LC-MS-MS)을 이용해 측정할 수 있다.
본 발명의 중합체 입자에 포함되는 계면활성제는 당해 중합체 입자의 제조에 있어서 사용한 계면활성제가 잔존한 것이다. 이 때문에 상기 계면활성제로는, 중합체 입자의 제조에 통상 사용되는 모든 계면활성제, 예를 들면, 후술하는 [중합체 입자의 제조 방법]의 항에 기재된 바와 같은 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽이온성 계면활성제를 들 수 있다. 또한, 본 발명의 중합체 입자에 포함되는 계면활성제는 음이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제의 적어도 일방을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 중합체 입자에 있어서, 계면활성제를 포함하는 것, 즉 계면활성제의 함유량이 0ppm를 초과하는 것은, 예를 들면, 비행 시간형 2차 이온 질량 분석계(TOF-SIMS)에 의한 측정에 있어서 계면활성제에서 유래하는 프래그먼트의 피크가 검출됨으로써, 혹은, 후술하는 액체 크로마토그래프 질량 분석계(LC/MS/MS 장치)를 이용한 중합체 입자 중의 계면활성제의 함유량의 측정에 있어서, 크로마토 그램 상에 피크가 검출됨으로써 확인 가능하다.
본 발명의 중합체 입자는 제조에 사용된 계면활성제의 함유량(잔존량)이 50ppm 미만으로 억제된 것이라는 점에서, 입자 표면에 있어서의 상기 계면활성제의 양이 적은 것이라 할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 중합체 입자가 바인더와 혼합되어 사용되는 경우에 있어서, 바인더에 혼합되는 중합체 입자끼리의 표면 상태의 차가 적고, 그 결과로서 본 발명의 중합체 입자를 분산매 중에 분산시켜 사용하는 경우에 있어서, 분산매 중에서의 중합체 입자의 분산 상태가 거의 안정적으로 유지된다. 즉, 본 발명의 중합체 입자는 분산 안정성이 우수하다. 또한, 본 발명의 중합체 입자는 제조에 사용된 계면활성제의 함유량(잔존량)이 50ppm 미만으로 억제된 것으로, 입자 표면에 있어서의 상기 계면활성제의 양이 적은 것이라는 점에서, 본 발명의 중합체 입자가 분산매와 혼합되어 사용되는 경우에 있어서, 분산매에 균일하게 분산시키기 위해 필요로 하는 시간이 안정적이다. 또한, 본 발명의 중합체 입자는 상기한 바와 같이, 입자 표면에 있어서의 상기 계면활성제의 양이 적고, 분산 안정성이 우수한 것이기 때문에, 예를 들면, 중합체 입자를 바인더에 분산시켜 얻어지는 수지 조성물을 필름 기재 위에 도공하여 사용하는 경우에는, 그 수지 조성물 중에서의 중합체 입자의 분산 상태가 상기 도공에 의해 도막이 형성되는 과정에 있어서 거의 안정적으로 유지되어, 상기 도공시에 있어서의 중합체 입자의 과도한 응집이 억제된다. 그 결과, 상기 중합체 입자는 필름 기재 위에 편차 없이 확산되어, 상기 도공에 의해 형성된 도막 전체에 편차 없는 안정된 광확산성이나 방현성 등의 광학 특성을 부여할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 중합체 입자를 사용해 제작되는 광학 필름은 품질 안정성이 우수한 것이 된다.
본 발명의 중합체 입자에 있어서, 입자 표면에 있어서의 계면활성제의 함유량은 적으면 적을수록 바람직하고, 예를 들면, 비행 시간형 2차 이온 질량 분석계에 의해 측정되는 정이온의 총이온 강도 및 부이온의 총이온 강도의 합계에 대한 상기 계면활성제에서 유래하는 부이온의 이온 강도의 비(이하, 이온 강도비라고 한다)가 0.01×10-4∼2.0×10-4인 것이 바람직하다. 여기서, 비행 시간형 2차 이온 질량 분석계에 의한 측정에 있어서, 상기 계면활성제에서 유래하는 부이온의 프래그먼트의 피크가 복수 검출되는 경우에는, 이들 검출된 프래그먼트 중, 가장 이온 강도가 높은 프래그먼트의 이온 강도를 상기 계면활성제에서 유래하는 부이온의 이온 강도로 하여, 상기 이온 강도비를 얻는 것으로 한다.
상기 이온 강도비가 상기 범위 내에 있는 중합체 입자는 그 이온 강도비로부터, 입자 표면에 있어서의 상기 계면활성제의 양이 극히 적은 것으로 인정된다. 이 때문에, 이온 강도비가 상기 범위 내에 있는 중합체 입자가 바인더와 혼합되어 사용되는 경우에 있어서, 바인더에 혼합되는 중합체 입자끼리의 표면 상태는 거의 동일해지고, 그 결과로 상기 중합체 입자를 분산매 중에 분산시켜 사용하는 경우에 있어서, 분산매 중에서의 중합체 입자의 분산 상태가 극히 안정적으로 유지된다. 즉, 이온 강도비가 상기 범위 내에 있는 중합체 입자는 분산 안정성이 극히 우수하다. 또한, 이온 강도비가 상기 범위 내에 있는 중합체 입자는 입자 표면에 있어서의 상기 계면활성제의 양이 극히 적은 것이라는 점에서, 본 발명의 중합체 입자가 분산매와 혼합되어 사용되는 경우에 있어서, 분산매에 균일하게 분산시키기 위해 필요로 하는 시간이 보다 안정적이다. 또한, 이온 강도비가 상기 범위 내에 있는 중합체 입자를 바인더에 분산시켜 얻어지는 수지 조성물을 필름 기재 위에 도공하여 사용하는 경우에는, 그 수지 조성물 중에서의 중합체 입자의 분산 상태가 상기 도공에 의해 도막이 형성되는 과정에 있어서 극히 안정적으로 유지되어, 상기 도공시에 있어서의 중합체 입자의 과도한 응집이 확실히 억제된다. 그 결과, 상기 중합체 입자는 필름 기재 위에 보다 편차 없이 확산되어, 상기 도공에 의해 형성된 도막 전체에 편차 없는 안정된 광확산성이나 방현성 등의 광학 특성을 확실히 부여할 수 있다. 이 때문에, 이온 강도비가 상기 범위 내에 있는 상기 중합체 입자를 사용하여 제작된 광학 필름은 품질 안정성이 보다 우수한 것이 된다.
본 발명의 중합체 입자를 구성하는 중합체는, 예를 들면 비닐계 단량체의 중합체이다. 상기 비닐계 단량체로는, 1개의 에틸렌성 불포화기를 갖는 단관능 비닐계 단량체와 2개 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 다관능 비닐계 단량체를 들 수 있다.
상기 단관능 비닐계 단량체로는, 예를 들면, (메타)아크릴산에스테르계 단량체; 스티렌계 단량체(방향족 비닐계 단량체); 초산비닐, 프로피온산비닐, 버사트산비닐 등의 포화 지방산 비닐계 단량체; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시안화 비닐계 단량체; 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 시트라콘산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 등의 에틸렌성 불포화 카르복실산; 무수 말레산 등의 에틸렌성 불포화 카르복실산 무수물; 모노부틸말레산 등의 에틸렌성 불포화 디카르복실산모노알킬에스테르; 상기 에틸렌성 불포화 카르복실산이나 에틸렌성 불포화 디카르복실산모노알킬에스테르의 암모늄염 또는 알칼리 금속염 등의 에틸렌성 불포화 카르복실산염류; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드 등의 에틸렌성 불포화 카르복실산 아미드류; N-메틸올아크릴아미드, N-메틸올메타크릴아미드, 메틸올화디아세톤아크릴아미드, 및 이들 단량체와 탄소수 1∼8인 알코올류의 에테르화물(예를 들면, N-이소부톡시메틸아크릴아미드) 등의 에틸렌성 불포화 카르복실산 아미드류의 메틸올화물 및 그 유도체 등을 들 수 있다.
상기 (메타)아크릴산에스테르계 단량체로는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산이소부틸, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산 n-옥틸, 아크릴산이소노닐, 아크릴산라우릴, 아크릴산스테아릴 등의 아크릴산알킬계 단량체; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산스테아릴 등의 메타크릴산알킬계 단량체; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 에폭시기(글리시딜기)를 갖는 (메타)아크릴산에스테르; 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트 등의 히드록시알킬(메타)아크릴레이트; 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸메타크릴레이트 등의 아미노기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 등을 들 수 있다. 상기 (메타)아크릴산에스테르계 단량체는 아크릴산알킬계 단량체 및 메타크릴산알킬계 단량체의 적어도 일방을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「(메타)아크릴레이트」는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미하고, 「(메타)아크릴」은 아크릴 또는 메타크릴을 의미하는 것으로 한다.
상기 스티렌계 단량체로는, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 에틸비닐벤젠 등을 들 수 있다.
상기 다관능 비닐계 단량체로는, 예를 들면, (메타)아크릴산알릴, 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트, 트리알릴시아누레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 비닐계 단량체는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 중합체 입자를 구성하는 중합체는 (메타)아크릴계 중합체, 스티렌계 중합체, (메타)아크릴-스티렌계 중합체 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 이로 인해, 광투과성이 높은 중합체 입자를 실현할 수 있다. 상기 (메타)아크릴계 중합체는 (메타)아크릴산에스테르계 단량체의 중합체, 또는 (메타)아크릴산에스테르계 단량체와 (메타)아크릴산에스테르계 단량체 및 스티렌계 단량체 이외의 비닐계 단량체와의 공중합체이다. 상기 스티렌계 중합체는 스티렌계 단량체의 중합체, 또는 스티렌계 단량체와 (메타)아크릴산에스테르계 단량체 및 스티렌계 단량체 이외의 비닐계 단량체의 공중합체이다. 또한, 상기 (메타)아크릴-스티렌계 공중합체는 (메타)아크릴산에스테르계 단량체와 스티렌계 단량체의 공중합체, 또는 (메타)아크릴산에스테르계 단량체와, 스티렌계 단량체와, (메타)아크릴산에스테르계 단량체 및 스티렌계 단량체 이외의 비닐계 단량체와의 공중합체이다.
상기 중합체 입자를 구성하는 중합체는 상기 단관능 비닐계 단량체와 상기 다관능 비닐계 단량체의 공중합체(가교 중합체)인 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 중합체에 있어서의 상기 다관능 비닐계 단량체에서 유래하는 구성 단위의 양은 상기 중합체 100중량%에 대해 5∼50중량%의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 다관능 비닐계 단량체에서 유래하는 구성 단위의 양이 상기 범위보다 적은 경우, 상기 중합체의 가교도가 낮아진다. 그 결과, 중합체 입자를 바인더와 혼합하여 수지 조성물로서 도공하는 경우에, 중합체 입자가 팽윤하여 수지 조성물의 점도 상승이 일어나, 도공의 작업성이 저하될 우려가 있다. 또한, 상기 중합체의 가교도가 낮아진 결과, 중합체 입자를 바인더와 혼합하여 성형하는 용도(이른바, 혼입 용도)에 있어서 혼합시나 성형시에 중합체 입자에 열을 가했을 때, 중합체 입자가 용해 또는 변형되기 쉬워진다. 상기 다관능 비닐계 단량체에서 유래하는 구성 단위의 양이 상기 범위보다 많은 경우, 상기 다관능 비닐계 단량체의 사용량에 걸맞는 효과의 향상이 확인되지 않고, 생산 비용이 상승하는 경우가 있다.
본 발명의 중합체 입자의 겔분율은 90% 이상인 것이 바람직하고, 97% 이상인 것이 보다 바람직하다. 겔분율이 90% 미만이면, 충분한 내용제성을 확보할 수 없기 때문에, 예를 들면 중합체 입자를 바인더와 함께 유기 용제와 혼합하여 필름 기재 위에 도공해, 방현 필름이나 광확산 필름 등의 광학 필름으로 하는 경우에 있어서, 유기 용제에 중합체 입자가 용해되어 광확산성이나 방현성 등의 광학 특성이 충분히 얻어지지 못할 우려가 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 겔분율은 예를 들면, 실시예의 항목에 기재된 방법에 따라 측정된 겔분율을 가리키는 것으로 한다.
또한, 상기 중합체 입자의 체적 평균 입자 직경은 0.5∼100㎛인 것이 바람직하고, 1∼30㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 이로 인해, 방현 필름이나 광확산 필름 등의 광학 부재에 중합체 입자를 사용했을 때, 광학 부재의 방현성이나 광확산성 등의 광학 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 중합체 입자의 체적 평균 입자 직경은 쿨터법, 예를 들면 실시예의 항목에 기재된 방법에 따라 측정된 체적 기준의 입도 분포의 산술 평균을 가리키는 것으로 한다.
상기 중합체 입자의 입자 직경의 변동 계수(CV)는 15% 이하인 것이 바람직하다. 이로 인해, 방현 필름이나 광확산 필름 등의 광학 부재에 중합체 입자를 사용했을 때, 광학 부재의 방현성이나 광확산성 등의 광학 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 중합체 입자는 계면활성제의 존재하에서, 비닐계 단량체를 종입자에 흡수시켜 중합하는(즉, 시드 중합하는) 것에 의해 얻어지는 것이 바람직하다. 시드 중합에 의해 얻어지는 중합체 입자는 입자 직경의 편차가 적기 때문에, 이로 인해 방현 필름이나 광확산 필름 등의 광학 부재에 사용되었을 때, 광학 부재의 방현성이나 광확산성 등의 광학 특성을 향상시킬 수 있다.
[중합체 입자의 제조 방법]
본 발명의 중합체 입자는 본 발명의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 발명의 중합체 입자의 제조 방법은 액상의 매체 중, 계면활성제의 존재하에서 비닐계 단량체를 중합시키고, 상기 계면활성제를 포함하는 중합체 입자와 상기 매체를 포함하는 조생성물을 얻는 중합 공정과, 여과기에 상기 조생성물을 투입하고, 투입한 상기 조생성물에 포함되는 매체를 상기 여과기의 여과재에 통과시키는 한편으로, 상기 조생성물에 포함되는 중합체 입자를 상기 여과재 위에 유지시키는 고액 분리 공정과, 상기 중합체 입자를 상기 여과재 위에 유지한 상기 여과기에 세정액을 투입하고, 상기 세정액을 상기 중합체 입자와 접촉시켜, 상기 중합체 입자와 접촉한 상기 세정액을 상기 여과재에 통과시킴으로써, 상기 세정액으로 세정된 중합체 입자를 상기 여과재 위에 얻는 세정 공정을 포함한다.
이하, 본 발명의 제조 방법의 각 공정에 대해 상술한다.
[중합 공정]
중합 공정에서는 액상의 매체 중, 계면활성제의 존재하에서 비닐계 단량체를 중합시켜, 상기 계면활성제를 포함하는 중합체 입자와 상기 매체를 포함하는 조생성물을 얻는다.
액상의 매체(조생성물에 포함되는 매체)로는 수성 매체가 바람직하고, 예를 들면, 물; 메틸알코올, 에틸알코올 등의 저급 알코올(탄소수 5 이하의 알코올); 물과 저급 알코올의 혼합물 등을 들 수 있다.
또한, 상기 중합 공정에 있어서, 상기 계면활성제는 액상의 매체 중에서의 비닐계 단량체의 분산을 안정화시킨다. 상기 계면활성제로는, 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 및 양쪽이온성 계면활성제의 어느 것도 사용할 수 있으나, 상기 중합 공정에 있어서, 액상의 매체 중에서의 비닐계 단량체의 분산을 보다 안정적으로 확보할 수 있으며, 또한 입자 직경이 균일한 중합체 입자를 얻을 수 있다는 점에서, 음이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제의 적어도 일방을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 음이온성 계면활성제로는, 지방산염형, 황산에스테르염형, 술폰산염형 등 공지의 음이온성 계면활성제를 어느 것도 사용할 수 있고, 예를 들면, 올레산나트륨, 피마자유 칼륨 비누 등의 지방산 비누; 라우릴황산나트륨, 라우릴황산암모늄 등의 알킬황산에스테르염; 도데실벤젠술폰산나트륨 등의 알킬벤젠술폰산염; 알킬나프탈렌술폰산염, 알칸술폰산염, 디(2-에틸헥실)술포숙신산염(나트륨염), 디옥틸술포숙신산염(나트륨염) 등의 디알킬술포숙신산염; 알케닐숙신산염(디칼륨염); 알킬인산에스테르염; 나프탈렌술폰산포르말린 축합물; 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르황산에스테르염; 폴리옥시에틸렌라우릴에테르황산나트륨 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산염; 폴리옥시에틸렌알킬황산에스테르; 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르염 등을 들 수 있다. 이들 음이온성 계면활성제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 비이온성 계면활성제로는, 에스테르형, 에테르형, 에스테르·에테르형 등의 공지의 비이온성 계면활성제를 어느 것도 사용할 수 있고, 예를 들면, 폴리옥시에틸렌트리데실에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르, 알킬렌기의 탄소수가 3 이상인 폴리옥시알킬렌트리데실에테르 등의 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 지방산에스테르, 소르비탄 지방산에스테르, 모노라우르산폴리옥시에틸렌소르비탄 등의 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 글리세린 지방산에스테르, 옥시에틸렌-옥시프로필렌 블록 중합체 등을 들 수 있다. 이들 비이온성 계면활성제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 양이온성 계면활성제로는, 아민염형, 제4급 암모늄염형 등의 공지의 양이온성 계면활성제를 어느 것도 사용할 수 있으나, 수용성의 양이온성 계면활성제가 그 취급의 관점에서 유리하다. 상기 양이온성 계면활성제의 구체예로는, 라우릴아민아세테이트, 스테아릴아민아세테이트 등의 알킬아민염; 라우릴트리메틸암모늄클로라이드, 헥사데실트리메틸암모늄클로라이드, 코코일트리메틸암모늄클로라이드, 도데실트리메틸암모늄클로라이드 등의 알킬트리메틸암모늄클로라이드; 헥사데실디메틸벤질암모늄클로라이드, 라우릴디메틸벤질암모늄클로라이드 등의 알킬디메틸벤질클로라이드 등을 들 수 있다. 이들 양이온성 계면활성제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 양쪽이온성 계면활성제로는, 라우릴디메틸아민옥사이드, 인산에스테르계 계면활성제, 아인산에스테르계 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들 양쪽이온성 계면활성제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 계면활성제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 상기 계면활성제로는, 액체 온도 25℃의 물에 대한 용해도가 0.3g/100㎖∼5.0g/100㎖의 것이 바람직하고, 0.5g/100㎖∼3.0g/100㎖의 것이 보다 바람직하다. 상기 용해도가 0.3g/100㎖ 미만의 계면활성제를 사용하면, 상기 중합 공정에 있어서, 상기 액상의 매체가 수성 매체인 경우에, 당해 수성 매체 중에서 비닐계 단량체가 안정적으로 분산되지 않을 우려가 있으며, 또한 당해 계면활성제의 물에 대한 용출이 곤란하다는 점에서, 중합체 입자를 세정하는 후술의 세정 공정에 있어서 다량의 세정액을 필요로 하여, 생산성의 면에서 바람직하지 않다. 한편, 상기 용해도가 5.0g/100㎖를 초과하는 계면활성제는 소수기의 효력이 부족하고, 수성 매체 중에서 비닐계 단량체의 분산을 안정화시키는 효과가 부족하다는 점에서, 당해 계면활성제를 사용하면, 상기 중합 공정에 있어서 상기 액상의 매체가 수성 매체인 경우에, 당해 수성 매체 중에서의 비닐계 단량체의 분산을 안정화시키기 위해 다량의 계면활성제를 필요로 하여, 생산성의 면에서 바람직하지 않다.
상기 비닐계 단량체의 중합에 있어서의 계면활성제의 사용량은 비닐계 단량체의 사용량 100중량부에 대해 0.01∼5중량부의 범위 내인 것이 바람직하다. 계면활성제의 사용량이 상기 범위보다 적은 경우에는, 중합 안정성이 낮아질 우려가 있다. 또한, 계면활성제의 사용량이 상기 범위보다 많은 경우에는, 비용적으로 비경제적이다.
비닐계 단량체의 중합법으로는, 액상의 매체와 계면활성제를 사용하는 공지의 중합 방법이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 시드 중합, 유화 중합, 현탁 중합 등의 방법을 들 수 있다. 이들 중합법 중에서 얻어지는 중합체 입자의 입자 직경의 편차가 가장 적다는 점에서, 시드 중합이 가장 바람직하다.
상기 유화 중합이란, 액상의 매체와, 이 매체에 용해되기 어려운 비닐계 단량체와, 계면활성제(유화제)를 혼합하고, 거기에 매체에 용해 가능한 중합 개시제를 첨가하여 중합을 행하는 중합법이다. 상기 유화 중합은 얻어지는 중합체 입자의 입자 직경의 편차가 적다고 하는 특징이 있다. 상기 현탁 중합이란, 비닐계 단량체와 물 등의 수성 매체를 기계적으로 교반하여, 비닐계 단량체를 수성 매체 중에 현탁시켜 중합시키는 중합법이다. 상기 현탁 중합은 입자 직경이 작으며, 또한 입자 직경이 비교적 균일한 중합체 입자를 얻을 수 있다고 하는 특징이 있다.
상기 시드 중합은 비닐계 단량체의 중합을 개시할 때, 별도 제작된 비닐계 단량체의 중합체로 이루어지는 종(시드)입자를 투입하여 중합을 행하는 방법이다. 보다 상세하게는, 상기 시드 중합은 비닐계 단량체의 중합체로 이루어지는 중합체 입자를 종입자로서 사용하고, 수성 매체 중에서 상기 종입자에 비닐계 단량체를 흡수시켜, 종입자 내에서 비닐계 단량체를 중합시키는 방법이다. 이 방법에서는 종입자를 성장시킴으로써, 원래의 종입자보다 큰 입자 직경의 중합체 입자를 얻을 수 있다. 상기한 바와 같이, 비닐계 단량체의 중합법으로는 시드 중합이 가장 바람직하다는 점에서, 본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 중합 공정은 액상의 매체 중, 종입자 및 계면활성제의 존재하에서 비닐계 단량체를 시드 중합시켜, 상기 계면활성제를 포함하는 중합체 입자와 상기 매체를 포함하는 조생성물을 얻는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
이하에 시드 중합의 일반적인 방법을 서술하나, 본 발명의 제조 방법에 있어서의 중합법은 이 방법으로 한정되지 않는다.
시드 중합에서는, 우선 비닐계 단량체와 수성 매체와 계면활성제를 포함하는 유화액(현탁액)에 종입자를 첨가한다. 상기 유화액은 공지의 방법에 의해 제작할 수 있다. 예를 들면, 비닐계 단량체 및 계면활성제를 수성 매체에 첨가하고, 호모지나이저, 초음파 처리기, 나노마이저 등의 미세 유화기에 의해 분산시킴으로써 유화액을 얻을 수 있다. 상기 수성 매체로는, 물, 또는 물과 유기 용매(예를 들면, 저급 알코올(탄소수 5 이하의 알코올))의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 시드 중합에 있어서의 계면활성제의 사용량은 비닐계 단량체 100중량부에 대해 0.01∼5중량부의 범위 내인 것이 바람직하다. 계면활성제의 사용량이 상기 범위보다 적은 경우에는, 중합 안정성이 낮아질 우려가 있다. 또한, 계면활성제의 사용량이 상기 범위보다 많은 경우에는, 비용적으로 비경제적이다.
종입자는 그대로 유화액에 첨가되어도 되고, 수성 매체에 분산된 형태로 유화액에 첨가되어도 된다. 종입자가 유화액에 첨가된 후, 비닐계 단량체가 종입자에 흡수된다. 이 흡수는 통상, 유화액을 실온(약 20℃)에서 1∼12시간 교반함으로써 행할 수 있다. 또한, 종입자에 대한 비닐계 단량체의 흡수를 촉진하기 위해, 유화액을 30∼50℃ 정도로 가온해도 된다.
종입자는 비닐계 단량체를 흡수함으로써 팽윤된다. 비닐계 단량체와 종입자의 혼합 비율은 종입자 1중량부에 대해, 비닐계 단량체가 5∼300중량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 100∼250중량부의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 비닐계 단량체의 혼합 비율이 상기 범위보다 작아지면, 중합에 의한 입자 직경의 증가가 작아지므로 제조 효율이 저하된다. 한편, 비닐계 단량체의 혼합 비율이 상기 범위보다 커지면, 비닐계 단량체가 완전히 종입자에 흡수되지 않고, 수성 매체 중에서 독자적으로 현탁 중합하여, 비정상적으로 입자 직경이 작은 중합체 입자가 생성되는 경우가 있다. 또한, 종입자에 대한 비닐계 단량체의 흡수의 종료는 광학 현미경의 관찰에 의해 입자 직경의 확대를 확인함으로써 판정할 수 있다.
이어서, 종입자에 흡수된 비닐계 단량체를 중합시킴으로써, 중합체 입자가 얻어진다. 또한, 비닐계 단량체를 종입자에 흡수시켜 중합시키는 공정을 수 차례 반복함으로써 중합체 입자를 얻어도 된다.
상기 비닐계 단량체에는 필요에 따라 중합 개시제를 첨가해도 된다. 상기 중합 개시제는 상기 중합 개시제를 비닐계 단량체에 혼합한 후, 얻어진 혼합물을 수성 매체 중에 분산시켜도 되고, 중합 개시제와 비닐계 단량체 양쪽을 따로 따로 수성 매체에 분산시킨 것을 혼합해도 된다. 얻어진 유화액 중에 존재하는 비닐계 단량체의 액적의 입자 직경은 종입자의 입자 직경보다 작은 편이 비닐계 단량체가 종입자에 효율적으로 흡수되므로 바람직하다.
상기 중합 개시제로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 과산화벤조일, 과산화라우로일, o-클로로과산화벤조일, o-메톡시과산화벤조일, 3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디-tert-부틸퍼옥사이드 등의 유기 과산화물; 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,3-디메틸부티로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 2,2'-아조비스(2,3,3-트리메틸부티로니트릴), 2,2'-아조비스(2-이소프로필부티로니트릴), 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), (2-카르바모일아조)이소부티로니트릴, 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산), 디메틸-2,2'-아조비스이소부티레이트 등의 아조 화합물 등을 들 수 있다. 상기 중합 개시제는 비닐계 단량체 100중량부에 대해, 0.1∼1.0중량부의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하다.
상기 시드 중합의 중합 온도는 비닐계 단량체의 종류나, 필요에 따라 사용되는 중합 개시제의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있다. 상기 시드 중합의 중합 온도는 구체적으로는 25∼110℃인 것이 바람직하고, 50∼100℃인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 시드 중합의 중합 시간은 1∼12시간인 것이 바람직하다. 상기 시드 중합의 중합 반응은 중합에 대해 불활성인 불활성 가스(예를 들면, 질소)의 분위기하에서 행해도 된다. 또한, 상기 시드 중합의 중합 반응은 비닐계 단량체 및 필요에 따라 사용되는 중합 개시제가 종입자에 완전히 흡수된 후에, 승온되어 행해지는 것이 바람직하다.
상기 시드 중합에 있어서는 중합체 입자의 분산 안정성을 향상시키기 위해, 고분자 분산 안정제를 중합 반응계에 첨가해도 된다. 상기 고분자 분산 안정제로는, 예를 들면, 폴리비닐알코올, 폴리카르복실산, 셀룰로오스류(히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등), 폴리비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 또한, 상기 고분자 분산 안정제와, 트리폴리인산나트륨 등의 무기계 수용성 고분자 화합물이 병용되어도 된다. 이들 고분자 분산 안정제 중, 폴리비닐알코올 및 폴리비닐피롤리돈이 바람직하다. 상기 고분자 분산 안정제의 첨가량은 비닐계 단량체 100중량부에 대해 1∼10중량부의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한, 상기 중합 반응에 있어서의 수성 매체 중에서의 유화 입자(입자 직경이 지나치게 작은 중합체 입자)의 발생을 억제하기 위해, 아질산나트륨 등의 아질산염류, 아황산염류, 히드로퀴논류, 아스코르브산류, 수용성 비타민 B류, 시트르산, 폴리페놀류 등의 수용성 중합 금지제를 수성 매체에 첨가해도 된다. 상기 중합 금지제의 첨가량은 비닐계 단량체 100중량부에 대해 0.02∼0.2중량부의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한, 비닐계 단량체를 중합하여 종입자를 얻기 위한 중합법에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 분산 중합, 유화 중합, 소프 프리 유화 중합(유화제로서의 계면활성제를 사용하지 않는 유화 중합), 시드 중합, 현탁 중합 등을 이용할 수 있다. 시드 중합에 의해 대략 균일한 입자 직경의 중합체 입자를 얻기 위해서는, 최초로 대략 균일한 입자 직경의 종입자를 사용하여, 이들 종입자를 대략 일정하게 성장시키는 것이 필요해진다. 원료가 되는 대략 균일한 입자 직경의 종입자는 비닐계 단량체를 소프 프리 유화 중합(계면활성제를 사용하지 않는 유화 중합) 및 분산 중합 등의 중합법으로 중합함으로써 제조할 수 있다. 따라서, 비닐계 단량체를 중합하여 종입자를 얻기 위한 중합법으로는, 유화 중합, 소프 프리 유화 중합, 시드 중합 및 분산 중합이 바람직하다.
종입자를 얻기 위한 중합에 있어서도, 필요에 따라 중합 개시제가 사용된다. 상기 중합 개시제로는, 예를 들면, 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과황산나트륨 등의 과황산염류; 과산화벤조일, 과산화라우로일, o-클로로과산화벤조일, o-메톡시과산화벤조일, 3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, tert-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디-tert-부틸퍼옥사이드 등의 유기 과산화물; 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 1,1'-아조비스시클로헥산카르보니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조계 화합물 등을 들 수 있다. 상기 중합 개시제의 사용량은 종입자를 얻기 위해 사용되는 비닐계 단량체 100중량부에 대해 0.1∼3중량부의 범위 내인 것이 바람직하다. 상기 중합 개시제의 사용량의 가감에 의해, 얻어지는 종입자의 중량 평균 분자량을 조정할 수 있다.
종입자를 얻기 위한 중합에 있어서는, 얻어지는 종입자의 중량 평균 분자량을 조정하기 위해, 분자량 조정제를 사용해도 된다. 상기 분자량 조정제로는, n-옥틸메르캅탄, tert-도데실메르캅탄 등의 메르캅탄류; α-메틸스티렌 다이머; γ-테르피넨, 디펜텐 등의 테르펜류; 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류 등을 사용할 수 있다. 상기 분자량 조정제의 사용량의 가감에 의해, 얻어지는 종입자의 중량 평균 분자량을 조정할 수 있다.
[고액 분리 공정]
고액 분리 공정에서는 여과기에 상기 조생성물을 투입하고, 투입한 상기 조생성물에 포함되는 매체를 상기 여과기의 여과재에 통과시키는 한편, 상기 조생성물에 포함되는 중합체 입자를 상기 여과재 위에 유지시킨다.
상기 고액 분리 공정에서는 상기 여과재를 통과한 상기 매체의 단위 시간당의 양이 하기 조건식(1);
X≤5.50×A …(1)
(식(1) 중, X는 상기 여과재를 통과한 상기 매체의 단위 시간당의 양(㎏/min)을 의미하고, A는 여과재와 피여과물의 계면의 면적(㎡)을 의미한다)을 만족한다.
상기 고액 분리 공정에 있어서, 상기 여과재를 통과한 상기 매체의 단위 시간당의 양을 상기 조건식(1)을 만족하도록 제어함으로써, 매체와 함께 조생성물에 포함되는 계면활성제를 제거할 수 있어, 여과재 위에 남은 중합체 입자에 있어서의 계면활성제의 잔존량(구체적으로는, 중합체 입자의 표면에 있어서의 계면활성제의 부착량)을 줄일 수 있다.
상기 고액 분리 공정에 있어서, 상기 여과기로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같은 원기둥형의 내부 공간을 갖는 내압 용기(2)와, 이 내압 용기(2)의 내부 바닥부에 배치된 여과재(3)와, 압축 기체(질소 등의 불활성 가스, 공기 등)를 내압 용기 내에 공급하는 압축 기체 공급기(도시하지 않음)를 구비하는 가압 여과기(1)를 들 수 있다. 도 1에 나타내는 가압 여과기(1)에서는 내압 용기(2)의 원기둥형의 내부 공간의 바닥면의 면적(도 1(b) 참조)이 여과재(3)와 피여과물(조생성물(P))의 계면의 면적과 대략 동일해진다.
상기 가압 여과기(1)를 사용한 고액 분리 공정에서는, 예를 들면, 가압 여과기(1)의 내압 용기(2)에 조생성물(P)을 슬러리 용액의 형태로 투입하고, 내압 용기(2) 내의 여과재(3) 위에 조생성물(P)을 충전한 후, 압축 기체 공급기에 의해 내압 용기(2) 내에 있어서의 여과재(3)의 상측 공간(S)에 압축 기체를 공급함으로써 내압 용기(2)의 내부에 있어서의 여과재(3)의 상측 공간(S)을 가압한다. 이로 인해, 조생성물(P)이 여과재(3)에 눌려, 조생성물(P)에 포함되는 액상의 매체가 여과재(3)를 통과하고, 그 액상의 매체가 여과액으로서 내압 용기(2) 밖으로 배출된다. 그리고, 여과재(3) 위에 중합체 입자의 케이크가 남는다.
상기 내압 용기(2)로는, 예를 들면, 스테인리스 제품으로, 0.50MPa 이상의 내압성을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
여과재(3)로는, 중합체 입자를 확실히 포집할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 천연 섬유, 합성 섬유 등으로 이루어지는 직포, 부직포 등의 거름천; 소결 금속으로 이루어지는 철망; 소결 금속으로 이루어지는 부직포; 천연 섬유, 유리 섬유 등으로 이루어지는 여과판(다공판); 합성 수지로 이루어지는 망: 여과지; 유리 섬유 필터 등을 들 수 있으나, 거름천이 바람직하다.
상기 고액 분리 공정에 있어서, 가압 여과기(1)를 사용하여 내압 용기(2) 내에 있어서의 여과재(3)의 상측 공간(S)을 가압할 때의 가압 조건은 상기 조건식(1)을 만족하는 압력이면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 내압 용기(2)의 내압이 0.01MPa∼0.50MPa의 범위 내가 되도록 가압하는 것이 바람직하다. 또한 고체 분리 공정에 있어서, 내압 용기(2)의 내압은 가압 개시부터 고액 분리 공정의 종료까지, 상기 조건식(1)을 만족하도록 거의 일정하게 유지되어 있는 것이 바람직하지만, 내압 용기(2)의 내압은 가압 후 조생성물(P)에 포함되는 매체가 여과재(3)를 통과함에 따라, 내압 용기(2) 내의 압력이 서서히 저하된다. 구체적으로는, 여과재(3)를 통과하는 매체가 적어지거나 혹은 거의 없어지면, 내압 용기(2) 내의 압축 공기압이 바닥으로부터 빠져, 내압 용기(2)의 내압을 가압시의 압력으로 유지하는 것이 어려워지고, 상기 가압시의 압력을 밑돌게 된다.
또한, 상기 고액 분리 공정에서는 여과기(가압 여과기(1))에 투입한 조생성물(P)에 포함되는 매체의 양(중합 공정에서 얻어진 모든 조생성물을 여과기에 투입한 경우에는, 중합 공정에서 사용한 매체의 양) 100중량%에 대해, 70중량% 이상의 양의 매체를 여과재(3)에 통과시켜, 조생성물(P)에 포함되는 매체를 제거하는 것이 바람직하다. 상기 고액 분리 공정에 있어서, 여과기(가압 여과기(1))에 투입한 조생성물(P)에 포함되는 매체의 양 100중량%에 대해, 70중량% 이상의 양의 매체를 여과재(3)에 통과시킴으로써, 여과재(3) 위에 남은 중합체 입자에 있어서의 계면활성제의 잔존량을 줄일 수 있다. 그 결과, 후술하는 세정 공정에 있어서의 세정액의 양을 줄이는 것이 가능해진다.
예를 들면 상기 고액 분리 공정에 있어서, 여과기로서 가압 여과기(1)를 사용한 경우에는, 당해 고액 분리 공정은 가압 여과기(1)에 투입한 조생성물(P)에 포함되는 매체의 양(중합 공정에서 얻어진 모든 조생성물(P)을 가압 여과기(1)에 투입한 경우에는, 중합 공정에서 사용한 매체의 양) 100중량%에 대해, 70중량% 이상의 양의 매체가 여과재(3)를 통과하며, 또한 내압 용기(2)의 내압이 가압시의 압력 100%에 대해, 80% 이하가 되었을 때 종료하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 여과재(3) 위에 남은 중합체 입자에 있어서의 계면활성제의 잔존량을 확실히 줄여, 후술하는 세정 공정에 있어서의 세정액의 양을 줄이는 것이 가능해진다.
[세정 공정]
세정 공정에서는, 상기 중합체 입자를 상기 여과재 위에 유지한 상기 여과기에 세정액을 투입하고, 상기 세정액을 상기 중합체 입자와 접촉시켜, 상기 중합체 입자와 접촉한 상기 세정액을 상기 여과재에 통과시킴으로써, 상기 세정액으로 세정된 중합체 입자를 상기 여과재 위에 얻는다.
상기 세정 공정에서는, 상기 여과재를 통과한 상기 세정액의 단위 시간당의 양이 하기 조건식(2);
Y≤8.50×A …(2)
(식(2) 중, Y는 상기 여과재를 통과한 상기 세정액의 단위 시간당의 양(㎏/min)을 의미하고, A는 여과재와 피여과물의 계면의 면적(㎡)을 의미한다)를 만족한다. 상기 여과재를 통과한 상기 세정액의 단위 시간당의 양이 상기 조건식(2)를 만족하지 않는 경우에는, 중합체 입자와 세정액이 접하고 있는 시간이 짧기 때문에, 중합체 입자의 표면에 부착된 계면활성제가 충분히 제거되지 않고, 최종적으로 얻어지는 중합체 입자에 다량의 계면활성제가 잔존될 우려가 있다.
또한, 상기 세정 공정에 있어서의 상기 여과재를 통과한 상기 세정액의 단위 시간당의 양은 상기 세정액을 여과재에 통과시키는 것에 의한 상기 중합체 입자의 세정의 개시부터 종료까지, 평균적으로 하기 조건식(3);
2.50×A≤Y≤8.50×A …(3)
(식(3) 중, Y는 상기 여과재를 통과한 상기 세정액의 단위 시간당의 양(㎏/min)을 의미하고, A는 여과재와 피여과물의 계면의 면적(㎡)을 의미한다)을 만족하는 것이 바람직하다. 상기 세정 공정에 있어서의 상기 여과재를 통과한 상기 세정액의 단위 시간당의 양이 평균적으로 상기 조건식(3)을 만족하는 경우, 효율적으로 중합체 입자의 표면에 부착된 계면활성제를 충분히 제거하고, 최종적으로 얻어지는 중합체 입자에 있어서의 계면활성제의 잔존량을 줄일 수 있다.
예를 들면, 상기 고액 분리 공정에 있어서 도 1에 나타내는 바와 같은 가압 여과기(1)를 사용했을 경우, 여과재(3) 위에 남은 중합체 입자의 케이크를 그대로 여과재(3) 위에 유지시킨 채로, 세정액을 내압 용기(2) 내에 공급함으로써 상기 케이크와 세정액을 접촉시키고, 압축 기체 공급기에 의해 내압 용기(2) 내에 있어서의 여과재(3)의 상측 공간(S)에 압축 기체를 공급함으로써 여과재(3)의 상측 공간(S)을 가압한다. 이로 인해, 상기 케이크가 세정액에 접촉해 세정되고, 그리고 세정 후의 세정액이 여과액으로서 내압 용기(2) 밖으로 배출된다. 또한 세정액을 공급한 후, 가압을 행하기 전에, 교반기를 사용해 내압 용기(2) 내에 공급한 세정액을 상기 케이크와 혼합함으로써 슬러리화해도 된다. 또한, 세정용의 세정액을 공급하기 전에, 교반기를 사용해 케이크의 크랙을 수복해도 된다. 이로 인해, 세정액의 쇼트 패스가 없어져, 효율적인 세정을 행할 수 있다.
상기 세정 공정에 있어서, 가압 여과기(1)를 사용해 내압 용기(2) 내에 있어서의 여과재(3)의 상측 공간(S)을 가압할 때의 가압 조건은 상기 조건식(2)를 만족하는 압력이면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 내압 용기(2)의 내압이 0.01MPa∼0.50MPa의 범위 내가 되도록 가압하는 것이 바람직하다. 또한, 여과재(3)의 상측 공간(S)은 0.01∼0.30MPa/min의 속도로 가압되는 것이 바람직하다. 또한 세정 공정에 있어서, 내압 용기(2)의 내압은 가압 개시부터 세정 공정의 종료까지, 상기 조건식(2)를 만족하도록 거의 일정하게 유지되어 있는 것이 바람직하지만, 내압 용기(2)의 내압은 가압 후 내압 용기(2)에 투입한 세정액이 여과재(3)를 통과함에 따라, 내압 용기(2) 내의 압력이 서서히 저하된다. 구체적으로는, 여과재(3)를 통과하는 세정액이 적어지거나 혹은 거의 없어지면, 내압 용기(2) 내의 압축 공기압이 바닥으로부터 빠져, 내압 용기(2)의 내압을 가압시의 압력으로 유지하는 것이 어려워지고, 상기 가압시의 압력을 밑돌게 된다.
상기 세정 공정에 있어서 사용되는 세정액으로는 수성 매체가 바람직하고, 예를 들면, 물; 메틸알코올, 에틸알코올 등의 저급 알코올(탄소수 5 이하의 알코올); 물과 저급 알코올의 혼합물 등을 들 수 있으나, 상기 중합 공정에서 사용한 매체와 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
세정 공정에서 사용하는 세정액의 중량은 여과재(3) 위에 유지되어 있는 중합체 입자의 중량(고액 분리 공정에 있어서 중합 공정에서 얻어진 모든 조생성물을 여과기에 투입한 경우에는, 중합 공정에서 사용한 비닐계 단량체의 총량)의 10배 이상이다. 세정 공정에서 사용하는 세정액의 중량이 여과재(3) 위에 유지되어 있는 중합체 입자의 중량의 10배 미만이면, 중합체 입자에 포함되는 계면활성제의 제거가 불충분해져, 원하는 중합체 입자(계면활성제의 함유량이 50ppm 미만인 중합체 입자)가 얻어지지 않을 우려가 있다.
또한, 세정 공정에서 사용되는 세정액의 중량은 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 이하의 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 이상인 것이 바람직하다. 세정 공정에서 사용되는 세정액의 중량이 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 이하의 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 이상이면, 중합체 입자 중에 있어서의 계면활성제의 함유량을 더욱 저감시킬 수 있다.
D=(E÷F)×2000…(4)
D: 1종의 계면활성제에 대해 필요로 되는 세정액 중량의 하한값(g)
E: 상기 1종의 계면활성제의 사용량(g)
F: 액체 온도 25℃의 세정액에 대한 상기 1종의 계면활성제의 용해도(g/100㎖)
또한, 세정에 사용하는 세정액의 온도는 계면활성제가 충분히 용출하는 온도인 것이 바람직하며, 예를 들면, 40∼80℃인 것이 바람직하고, 50∼80℃인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 세정액을 상기 온도로 가열하여 세정을 행하는 방법으로는, 가열한 세정액을 여과기(예를 들면, 가압 여과기(1)의 내압 용기(2))에 공급하는 방법을 이용해도 되고, 세정액을 여과기에 공급한 후, 여과기의 주위에 배설한 히터 재킷에 의해 세정액을 가열하는 방법을 이용해도 된다.
상기 세정 공정은 여과재(3)를 통과한 세정액의 도전율이 여과기(가압 여과기(1))에 투입하기 전의 세정액의 도전율의 2.0배 이하가 되고, 또한 내압 용기(2)의 내압이 가압시의 압력 100%에 대해 80% 이하가 되었을 때 종료하는 것이 바람직하다. 여과재(3)를 통과한 세정액의 도전율이 여과기(가압 여과기(1))에 투입하기 전의 세정액의 도전율의 2.0배 이하가 될 때까지 세정액을 내압 용기(2)에 투입함으로써, 최종적으로 얻어지는 중합체 입자에 포함되는 계면활성제의 잔존량을 확실히 줄일 수 있다. 또한, 내압 용기(2)의 내압이 가압시의 압력 100%에 대해 80% 이하가 될 때까지 내압 용기(2)에 투입한 세정액을 여과재(3)에 통과시킴으로써, 중합체 입자에 흡수될 수 있는 수분량을 줄일 수 있어, 세정 후의 중합체 입자의 건조에 필요로 하는 시간을 단축화할 수 있다.
세정 공정에서 얻어진 중합체 입자는 진공 건조기로 건조시킴으로써, 세정액을 거의 완전하게 제거하고, 필요에 따라 분급(바람직하게는, 기류 분급)함으로써, 제품으로서 이용 가능한 중합체 입자로 할 수 있다.
상기 중합체 입자의 제조 방법에 의하면, 고액 분리 공정에 있어서, 여과재를 통과한 매체의 단위 시간당의 양이 조건식(1)을 만족하고, 세정 공정에 있어서, 여과재를 통과한 세정액의 단위 시간당의 양이 조건식(2)를 만족하며, 또한 그 세정 공정에 있어서, 여과재 위에 유지된 중합체 입자의 중량의 10배 이상의 중량의 세정액을 사용한다는 점에서, 중합 공정에 있어서 중합체 입자에 부착된 계면활성제의 대부분을 매체 및 세정액과 함께 제거할 수 있다. 그 결과, 계면활성제의 함유량(잔존량)이 극히 적은 분산 안정성이 우수한 중합체 입자를 얻을 수 있다. 또한, 상기 제조 방법에 의하면, 중합 공정에서 사용될 수 있는 고분자 분산 안정제도 고액 분리 공정 및 세정 공정에서 다량으로 제거된다. 이 때문에, 상기 제조 방법에서 얻어지는 중합체 입자는 고분자 분산 안정제의 양도 적은 것이 될 수 있다.
[중합체 입자의 용도]
본 발명의 중합체 입자는 방현 필름이나 광확산 필름 등의 광학 필름이나 광확산체 등의 광학 부재용으로서 바람직하고, 특히 방현 부재용으로서 바람직하다.
[광학 필름]
본 발명의 광학 필름은 본 발명의 중합체 입자와 바인더를 포함하는 코팅용 수지 조성물을 필름 기재 위에 도공하여 이루어진다. 본 발명의 광학 필름은, 예를 들면, 바인더 중에 상기 중합체 입자를 분산시켜 코팅용 수지 조성물을 얻고, 얻어진 코팅용 수지 조성물을 필름 기재 위에 도공하여, 상기 코팅용 수지 조성물로 이루어지는 도막을 상기 필름 기재 위에 형성함으로써 얻어진다.
상기 바인더로는, 투명성, 중합체 입자 분산성, 내광성, 내습성 및 내열성 등의 요구되는 특성에 따라, 당해 분야에 있어 사용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 상기 바인더로는, 예를 들면, (메타)아크릴계 수지; (메타)아크릴-우레탄계 수지; 우레탄계 수지; 폴리염화비닐계 수지; 폴리염화비닐리덴계 수지; 멜라민계 수지; 스티렌계 수지; 알키드계 수지; 페놀계 수지; 에폭시계 수지; 폴리에스테르계 수지; 알킬폴리실록산계 수지 등의 실리콘계 수지; (메타)아크릴-실리콘계 수지, 실리콘-알키드계 수지, 실리콘-우레탄계 수지, 실리콘-폴리에스테르 수지 등의 변성 실리콘 수지; 폴리불화비닐리덴, 플루오로올레핀비닐에테르 중합체 등의 불소계 수지 등의 바인더 수지를 들 수 있다.
상기 바인더 수지는 코팅용 수지 조성물의 내구성을 향상시키는 관점에서, 가교 반응에 의해 가교 구조를 형성할 수 있는 경화성 수지인 것이 바람직하다. 상기 경화성 수지는 다양한 경화 조건에서 경화시킬 수 있다. 상기 경화성 수지는 경화 타입에 따라, 자외선 경화성 수지, 전자선 경화성 수지 등의 전리 방사선 경화성 수지, 열경화성 수지, 온기 경화성 수지 등으로 분류된다.
상기 열경화성 수지로는, 아크릴폴리올과 이소시아네이트 프리 중합체로 이루어지는 열경화형 우레탄 수지, 페놀 수지, 요소 멜라민 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다.
상기 전리 방사선 경화성 수지로는, 다가 알코올 다관능 (메타)아크릴레이트 등과 같은 다관능 (메타)아크릴레이트 수지; 디이소시아네이트, 다가 알코올 및 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴산에스테르 등으로 합성되는 다관능 우레탄아크릴레이트 수지 등을 들 수 있다. 상기 전리 방사선 경화성 수지로는 다관능 (메타)아크릴레이트 수지가 바람직하고, 1분자 중에 3개 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 다가 알코올 다관능 (메타)아크릴레이트가 보다 바람직하다. 1분자 중에 3개 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 다가 알코올 다관능 (메타)아크릴레이트로는, 구체적으로는, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메타)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 전리 방사선 경화성 수지는 2종류 이상을 병용해도 된다.
상기 전리 방사선 경화성 수지로는, 이들 외에도 아크릴레이트계의 관능기를 갖는 폴리에테르 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 스피로아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리티올폴리엔 수지 등도 사용할 수 있다.
상기 전리 방사선 경화성 수지 중 자외선 경화성 수지를 사용하는 경우, 자외선 경화성 수지에 광중합 개시제를 첨가하여 바인더로 한다. 상기 광중합 개시제는 어떠한 것을 사용해도 되나, 사용하는 자외선 경화성 수지에 적합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 광중합 개시제로는, 아세토페논류, 벤조인류, 벤조페논류, 포스핀옥사이드류, 케탈류, α-히드록시알킬페논류, α-아미노알킬페논, 안트라퀴논류, 티오크산톤류, 아조 화합물, 과산화물류(일본 공개특허공보 2001-139663호 등에 기재), 2,3-디알킬디온 화합물류, 디술파이드 화합물류, 플루오로아민 화합물류, 방향족 술포늄류, 오늄염류, 보레이트염, 활성 할로겐 화합물, α-아실옥심에스테르 등을 들 수 있다.
상기 아세토페논류로는, 예를 들면, 아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, p-디메틸아세토페논, 1-히드록시디메틸페닐케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-4-메틸티오-2-모르폴리노프로피오페논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄온 등을 들 수 있다. 상기 벤조인류로는, 예를 들면, 벤조인, 벤조인벤조에이트, 벤조인벤젠술폰산에스테르, 벤조인톨루엔술폰산에스테르, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 등을 들 수 있다. 상기 벤조페논류로는, 예를 들면, 벤조페논, 2,4-디클로로벤조페논, 4,4-디클로로벤조페논, p-클로로벤조페논 등을 들 수 있다. 상기 포스핀옥사이드류로는, 예를 들면, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 상기 케탈류로는, 예를 들면, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온 등의 벤질메틸케탈류를 들 수 있다. 상기 α-히드록시알킬페논류로는, 예를 들면, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤을 들 수 있다. 상기 α-아미노알킬페논류로는, 예를 들면, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-(4-모르폴리닐)-1-프로판온을 들 수 있다.
시판되는 광라디칼 중합 개시제로는 BASF 재팬 주식회사 제조의 상품명 「이르가큐어(등록상표) 651」(2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온), BASF 재팬 주식회사 제조의 상품명 「이르가큐어(등록상표) 184」, BASF 재팬 주식회사 제조의 상품명 「이르가큐어(등록상표) 907」(2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-(4-모르폴리닐)-1-프로판온) 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.
상기 광중합 개시제의 사용량은 바인더 100중량%에 대해, 통상 0.5∼20중량%의 범위 내이며, 바람직하게는 1∼5중량%의 범위 내이다.
상기 바인더 수지로서 상기 경화성 수지 이외에, 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 상기 열가소성 수지로는, 아세틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 아세틸부틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체; 초산비닐의 단독 중합체 및 공중합체, 염화비닐의 단독 중합체 및 공중합체, 염화비닐리덴의 단독 중합체 및 공중합체 등의 비닐계 수지; 폴리비닐포르말, 폴리비닐부티랄 등의 아세탈 수지; 아크릴산에스테르의 단독 중합체 및 공중합체, 메타크릴산에스테르의 단독 중합체 및 공중합체 등의 (메타)아크릴계 수지; 폴리스티렌 수지; 폴리아미드 수지; 선형 폴리에스테르 수지; 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다.
또한, 상기 바인더로서 상기 바인더 수지 외에, 합성 고무나 천연 고무 등의 고무계 바인더나, 무기계 결착제 등을 사용할 수도 있다. 상기 고무계 바인더 수지로는, 에틸렌-프로필렌 공중합 고무, 폴리부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 등을 들 수 있다. 이들 고무계 바인더 수지는 단독으로 사용되어도 되고, 2종류 이상이 병용되어도 된다.
상기 무기계 결착제로는, 실리카졸, 알칼리 규산염, 실리콘 알콕시드, 인산염 등을 들 수 있다. 상기 무기계 결착제로서 금속 알콕시드 또는 실리콘 알콕시드를 가수분해 및 탈수 축합하여 얻어지는 무기계 또는 유기 무기 복합계 매트릭스를 사용할 수도 있다. 상기 무기계 또는 유기 무기 복합계 매트릭스로는, 실리콘 알콕시드, 예를 들면 테트라에톡시실란 등을 가수분해 및 탈수 축합하여 얻어지는 산화 규소계 매트릭스를 사용할 수 있다. 이들 무기계 결착제는 단독으로 사용되어도 되고, 2종류 이상이 병용되어도 된다.
상기 코팅용 수지 조성물 중에 있어서의 중합체 입자의 양은 바인더의 고형분 100중량부에 대해 2중량부 이상인 것이 바람직하고, 4중량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 6중량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 중합체 입자의 양을 바인더의 고형분 100중량부에 대해 2중량부 이상으로 함으로써, 코팅용 수지 조성물에 의해 형성되는 도막의 광택 제거성을 충분한 것으로 하기 쉬워진다. 따라서, 코팅용 수지 조성물을 필름 기재 위에 도공하여 이루어지는 필름의 방현성이나 광확산성 등의 광학 특성을 충분한 것으로 하기 쉬워진다. 상기 코팅용 수지 조성물 중에 있어서의 중합체 입자의 양은 바인더의 고형분 100중량부에 대해 300중량부 이하인 것이 바람직하고, 200중량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 100중량부 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 중합체 입자의 양을 바인더의 고형분 100중량부에 대해 300중량부 이하로 함으로써, 코팅용 수지 조성물에 의해 형성되는 도막의 직선 투과성을 충분한 것으로 하기 쉬워진다.
상기 코팅용 수지 조성물은 유기 용제를 추가로 포함하고 있어도 된다. 후술하는 필름 기재 등의 기재에 상기 코팅용 수지 조성물을 도공하는 경우, 상기 유기 용제는 그것을 코팅용 수지 조성물에 함유시킴으로써, 기재에 대한 코팅용 수지 조성물의 도공이 용이하게 되는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 상기 유기 용제로는, 예를 들면, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족계 용매; 메틸알코올, 에틸알코올, n-프로필알코올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, 이소부틸알코올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올계 용매; 초산에틸, 초산부틸 등의 에스테르계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매; 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-부톡시에탄올, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜메틸에테르 등의 글리콜에테르류; 2-메톡시에틸아세테이트, 초산 2-에톡시에틸아세테이트(셀로솔브아세테이트), 2-부톡시에틸아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 등의 글리콜에테르에스테르류; 클로로포름, 디클로로메탄, 트리클로로메탄, 염화메틸렌 등의 염소계 용매; 테트라히드로푸란, 디에틸에테르, 1,4-디옥산, 1,3-디옥소란 등의 에테르계 용매; N-메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드, 디메틸아세토아미드 등의 아미드계 용매 등을 사용할 수 있다. 이들 유기 용제는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
상기 필름 기재는 투명한 것이 바람직하다. 투명한 필름 기재로는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 중합체, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스계 중합체, 폴리카보네이트계 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 (메타)아크릴계 중합체 등의 중합체로 이루어지는 필름을 들 수 있다. 또한, 투명 필름 기재로서 폴리스티렌, 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체 등의 스티렌계 중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 고리형 내지 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌·프로필렌 공중합체 등의 올레핀계 중합체, 염화비닐계 중합체, 나일론이나 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 중합체 등의 중합체로 이루어지는 필름도 들 수 있다. 또한, 투명한 필름 기재로서 이미드계 중합체, 술폰계 중합체, 폴리에테르술폰계 중합체, 폴리에테르에테르케톤계 중합체, 폴리페닐술파이드계 중합체, 비닐알코올계 중합체, 염화비닐리덴계 중합체, 비닐부티랄계 중합체, 아릴레이트계 중합체, 폴리옥시메틸렌계 중합체, 에폭시계 중합체나 상기 중합체의 블렌드물 등의 중합체로 이루어지는 필름 등도 들 수 있다. 상기 필름 기재로서 특히 복굴절률이 적은 것이 바람직하게 사용된다. 또한, 이들 필름에 추가로 (메타)아크릴계 수지, 공중합 폴리에스테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 스티렌-말레산 그래프트 폴리에스테르 수지, 아크릴 그래프트 폴리에스테르 수지 등의 접착용이층을 형성한 필름도 상기 필름 기재로서 사용할 수 있다.
상기 필름 기재의 두께는 적절하게 결정할 수 있으나, 일반적으로는 강도나 취급 등의 작업성, 박층성 등의 점에서 10∼500㎛의 범위 내이고, 20∼300㎛의 범위 내인 것이 바람직하며, 30∼200㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
또한, 필름 기재에는 첨가제를 첨가해도 된다. 상기 첨가제로는, 예를 들면, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 대전 방지제, 굴절률 조정제, 증강제 등을 들 수 있다.
상기 코팅용 수지 조성물을 필름 기재 위에 도포하는 방법으로는, 바 코팅, 블레이드 코팅, 스핀 코팅, 리버스 코팅, 다이 코팅, 스프레이 코팅, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 립 코팅, 에어 나이프 코팅, 딥핑법 등의 공지의 도공 방법을 들 수 있다.
상기 코팅용 수지 조성물에 포함되는 바인더가 전리 방사선 경화성 수지인 경우, 상기 코팅용 수지 조성물의 도포 후에, 필요에 따라 용제를 건조시켜, 추가로 활성 에너지선을 조사함으로써 전리 방사선 경화성 수지를 경화시키면 된다.
상기 활성 에너지선으로는, 예를 들면, 크세논 램프, 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 메탈할라이드 램프, 카본 아크등, 텅스텐 램프 등의 광원으로부터 발생되는 자외선; 통상 20∼2000KeV의 콕크로프트 월튼형, 반데그라프형, 공진 변압형, 절연 코어 변압기형, 직선형, 다이나미트론형, 고주파형 등의 전자선 가속기로부터 취출되는 전자선, α선, β선, γ선 등을 사용할 수 있다.
코팅용 수지 조성물의 도포(및 경화)에 의해 형성되는 바인더 중에 중합체 입자가 분산된 층의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 중합체 입자의 입자 직경에 의해 적절히 결정되나, 1∼10㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 3∼7㎛의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 광학 필름은 분산 안정성이 우수한 본 발명의 중합체 입자를 포함하는 코팅용 수지 조성물을 기재에 도공하여 이루어지는 것이기 때문에, 상기 도공에 의해 형성된 도막 전체에 있어서, 편차 없는 광확산성이나 방현성 등의 광학 특성이 안정적으로 얻어진다. 따라서, 본 발명의 광학 필름에 의하면, 높은 품질 안정성이 얻어진다.
상기 본 발명의 광학 필름은 광확산용 또는 방현용으로서, 즉 광확산 필름 또는 방현 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있다.
[수지 성형체]
본 발명의 수지 성형체는 상기 중합체 입자와 투명 수지를 포함하는 성형용 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 것이다. 본 발명의 수지 성형체 중에 있어서, 상기 중합체 입자는 광확산 입자로서 기능한다. 따라서, 본 발명의 수지 성형체는 광확산판 등의 광확산체로서 기능하고, LED 조명 커버 등으로서 이용할 수 있다.
상기 투명 수지는 상기 수지 성형체의 기재이며, 예를 들면, (메타)아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, (메타)아크릴-스티렌 수지((메타)아크릴산에스테르와 스티렌의 공중합체) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리스티렌 수지 또는 (메타)아크릴-스티렌 수지가 상기 투명 수지로서 바람직하다.
상기 수지 조성물에 포함되는 중합체 입자의 양은 투명 수지 100중량부에 대해 0.01∼5중량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.1∼5중량부의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 상기 수지 조성물에는 자외선 흡수제, 산화 방지제, 열안정제, 광안정제, 형광증백제 등의 첨가제를 첨가해도 된다.
상기 수지 성형체의 두께 및 형상 등은 수지 성형체의 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다.
본 발명의 수지 성형체는 상기 투명 수지와 상기 중합체 입자를 1축 압출기나 2축 압출기 등으로 용융 혼련함으로써 얻을 수 있다. 또한, 용융 혼련에 의해 얻어진 수지 조성물을 T다이 및 롤 유닛을 개재하여 판형으로 성형하여 수지 성형체를 얻어도 된다. 또한, 용융 혼련에 의해 얻어진 수지 조성물을 펠렛화하고, 펠렛을 사출 성형이나 프레스 성형 등에 의해 판형으로 성형하여 수지 성형체를 얻어도 된다.
본 발명의 수지 성형체는 분산 안정성이 우수한 본 발명의 중합체 입자를 포함하는 성형용 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 것이기 때문에, 그 수지 성형체에 있어서, 편차 없는 광확산성이나 방현성 등의 광학 특성이 안정적으로 얻어진다. 따라서, 본 발명의 수지 성형체에 의하면 높은 품질 안정성이 얻어진다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 우선, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서의 중합체 입자의 체적 평균 입자 직경 및 입자 직경의 변동 계수의 측정 방법, 중합체 입자의 제조에 사용한 종입자의 체적 평균 입자 직경의 측정 방법, 중합체 입자의 제조의 고액 분리 공정에 있어서의 X값(여과재를 통과한 매체의 단위 시간당의 양(㎏/min))의 측정 방법, 중합체 입자의 제조의 세정 공정에 있어서의 Y값(여과재를 통과한 세정액의 단위 시간당의 양(㎏/min))의 측정 방법, 중합체 입자에 있어서의 계면활성제의 함유량의 측정 방법(액체 크로마토그래프 질량 분석법(LC-MS-MS)에 의한 측정 방법) 중합체 입자의 TOF-SIMS에 의한 측정 방법, 중합체 입자의 겔분율의 측정 방법, 및 중합체 입자의 분산 안정화 시간의 측정 방법을 설명한다.
[중합체 입자의 체적 평균 입자 직경 및 입자 직경의 변동 계수의 측정 방법]
체적 평균 입자 직경은 쿨터 멀티사이저 Ⅲ(베크만·쿨터 주식회사 제조 측정 장치)에 의해 측정한다. 측정은 베크만·쿨터 주식회사 발행의 MultisizerTM 3 사용자 매뉴얼에 따라 교정된 애퍼처를 사용하여 실시하는 것으로 한다.
여기서, 측정에 사용하는 애퍼처의 선택은 측정하는 중합체 입자의 상정한 체적 평균 입자 직경이 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 경우는 50㎛의 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택하고, 측정하는 중합체 입자의 상정한 체적 평균 입자 직경이 10㎛보다 크고 30㎛ 이하인 경우는 100㎛의 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택하며, 중합체 입자의 상정한 체적 평균 입자 직경이 30㎛보다 크고 90㎛ 이하인 경우는 280㎛의 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택하고, 중합체 입자의 상정한 체적 평균 입자 직경이 90㎛보다 크고 150㎛ 이하인 경우는 400㎛의 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택하는 등, 적절히 행한다. 측정 후의 체적 평균 입자 직경이 상정한 체적 평균 입자 직경과 상이한 경우에는 적정한 사이즈를 갖는 애퍼처로 변경하고, 재차 측정을 행한다.
또한, 50㎛의 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택했을 경우, Current(애퍼처 전류)는 -800, Gain(게인)은 4로 설정하고, 100㎛의 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택했을 경우, Current(애퍼처 전류)는 -1600, Gain(게인)은 2로 설정하며, 280㎛ 및 400㎛의 사이즈를 갖는 애퍼처를 선택했을 경우, Current(애퍼처 전류)는 -3200, Gain(게인)은 1로 설정한다.
측정용 시료로는, 중합체 입자 0.1g을 0.1중량% 비이온성 계면활성제 수용액 10㎖ 중에 터치 믹서(야마토 과학 주식회사 제조, 「TOUCHMIXER MT-31」) 및 초음파 세정기(주식회사 벨보 클리어 제조, 「ULTRASONIC CLEANER VS-150」)를 이용해 분산시켜, 분산액으로 한 것을 사용한다. 쿨터 멀티사이저 Ⅲ의 측정부에 ISOTON(등록상표) Ⅱ(베크만·쿨터 주식회사 제조: 측정용 전해액)를 채운 비커를 세트해, 비커 내를 느슨하게 교반하면서 상기 분산액을 적하하고, 쿨터 멀티사이저 Ⅲ 본체 화면의 농도계의 시도를 5∼10%에 맞춘 후에 측정을 개시한다. 측정 중에는 비커 내를 기포가 들어가지 않을 정도로 천천히 교반해 두고, 중합체 입자를 10만개 측정한 시점에서 측정을 종료한다. 중합체 입자의 체적 평균 입자 직경은 10만개의 입자의 체적 기준의 입도 분포에 있어서의 산술 평균이다.
중합체 입자의 입자 직경의 변동 계수(CV값)를 이하의 수식에 의해 산출한다.
중합체 입자의 입자 직경의 변동 계수=(중합체 입자의 체적 기준의 입도 분포의 표준 편차 ÷ 중합체 입자의 체적 평균 입자 직경)×100
[종입자의 체적 평균 입자 직경의 측정 방법]
종입자의 체적 평균 입자 직경의 측정은 레이저 회절·산란 방식 입도 분포 측정 장치(베크만·쿨터 주식회사 제조 「LS 13 320」) 및 유니버설 리퀴드 샘플 모듈에 의해 행한다.
측정에는 종입자 0.1g을 0.1중량% 비이온성 계면활성제 수용액 10㎖ 중에 터치 믹서(야마토 과학 주식회사 제조, 「TOUCHMIXER MT-31」) 및 초음파 세정기(주식회사 벨보 클리어 제조, 「ULTRASONIC CLEANER VS-150」)를 이용해 분산시켜, 분산액으로 한 것을 사용한다.
또한, 상기 레이저 회절·산란 방식 입도 분포 측정 장치의 소프트웨어에 있어서, 미에 이론에 기초한 평가를 위해 필요한 이하에 나타내는 광학적인 파라미터를 설정한다.
〈파라미터〉
액체(비이온성 계면활성제 수용액)의 굴절률 B.I.의 실수부=1.333(물의 굴절률)
고체(측정 대상의 종입자)의 굴절률의 실수부=종입자의 굴절률
고체의 굴절률의 허수부=0
고체의 형상 인자=1
또한, 측정 조건 및 측정 순서는 이하와 같이 한다.
〈측정 조건〉
측정 시간: 60초
측정 횟수: 1
펌프 속도: 50∼60%
PIDS 상대 농도: 40∼55% 정도
초음파 출력: 8
〈측정 순서〉
오프셋 측정, 광축 조정, 백그라운드 측정을 행한 후, 상기한 분산액을 스포이드를 이용하여, 상기 레이저 회절·산란 방식 입도 분포 측정 장치의 유니버설 리퀴드 샘플 모듈 내에 주입한다. 상기 유니버설 리퀴드 샘플 모듈 내의 농도가 상기 PIDS 상대 농도에 이르러, 상기 레이저 회절·산란 방식 입도 분포 측정 장치의 소프트웨어가 「OK」로 표시되면, 측정을 개시한다. 또한, 측정은 유니버설 리퀴드 샘플 모듈 내에서 펌프 순환을 행함으로써 상기 종입자를 분산시킨 상태, 또한 초음파 유닛(ULM ULTRASONIC MODULE)을 기동시킨 상태로 행한다.
또한, 측정은 실온에서 행하고, 얻어진 데이터로부터 상기 레이저 회절·산란 방식 입도 분포 측정 장치의 소프트웨어에 의해, 상기 미리 설정된 광학적인 파라미터를 이용하여, 종입자의 체적 평균 입자 직경(체적 기준의 입도 분포에 있어서의 산술 평균 직경)을 산출한다.
또한, 종입자의 굴절률에 대해서는 종입자를 구성하는 중합체의 굴절률을 입력하여 측정을 실시하였다. 예를 들면, 후술하는 실시예 및 비교예의 제조에 사용된 종입자를 구성하는 중합체는 폴리메타크릴산메틸 또는 폴리메타크릴산에틸이기 때문에, 주지된 폴리메타크릴산메틸 및 폴리메타크릴산에틸의 굴절률 1.495를 입력하였다.
[X값의 측정 방법]
고액 분리 공정에 있어서, 조생성물에 포함되는 매체를 여과재에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)(min)을 측정한다. 또한, 고액 분리 공정에 있어서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)(㎏)을 계량한다. 그리고, 이하의 산출식에 의해 여과재를 통과한 매체의 단위 시간당의 양(X)(㎏/min)를 구한다.
X(㎏/min)=G1(㎏)/T1(min)
[Y값의 측정 방법]
세정 공정에서 사용한 세정액의 중량(G2)(㎏)를 측정한다. 또한 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 세정 공정에 사용된 세정액의 중량(G2)(g)의 0.8배의 중량의 세정액이 여과재를 통과하기까지 소요된 시간(T2)(min)를 측정한다. 그리고, 이하의 산출식에 의해 여과재를 통과한 세정액의 단위 시간당의 양(Y)(㎏/min)를 구한다.
Y(㎏/min)=0.8×G2(㎏)/T2(min)
[중합체 입자에 있어서의 계면활성제의 함유량의 측정 방법]
중합체 입자 중의 계면활성제의 함유량은 중합체 입자를 용매에 의해 추출하고, 액체 크로마토그래프 질량 분석계(LC/MS/MS 장치)를 이용하여 측정한다.
또한, 후술하는 실시예 및 비교예의 중합체 입자에 있어서의 계면활성제의 함유량의 측정에는, LC/MS/MS 장치로서 Thermo Fisher Scientific 제조의 「UHPLC ACCELA」, 및 Thermo Fisher Scientific 제조의 「Linear Ion Trap LC/MSn LXQ」를 이용하였다.
또한, 후술하는 실시예 및 비교예에 있어서의 중합체 입자는 계면활성제로서 디(2-에틸헥실)술포숙신산염, 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르염(후술의 식(A) 참조), 알케닐숙신산염(후술의 식(C) 참조) 및 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르(후술의 식(E) 참조) 중 적어도 1개를 사용하고 있으며, 실시예 및 비교예의 중합체 입자에 있어서의 계면활성제의 함유량은 이하에 나타내는 방법에 의해 측정하였다.
시료로서의 중합체 입자 약 0.10g을 원심관에 정칭하고, 추출액으로서의 메탄올 5㎖를 홀 피펫으로 주입 첨가하여, 중합체 입자와 추출액을 균일하게 혼합시킨다. 15분간 초음파 추출을 행한 후, 3500rpm로 15분간 원심분리를 행하여, 이것에 의해 얻어진 상청액을 시험액으로 한다.
이 시험액 중의 계면활성제 농도를 LC/MS/MS 장치를 이용하여 측정한다. 그리고, 측정된 시험액 중의 계면활성제 농도(㎍/㎖)와, 시료로서 사용한 중합체 입자의 중량(시료 중량(g))과, 추출액의 양(추출액량(㎖))으로부터, 하기 산출식에 의해 중합체 입자 중의 계면활성제의 함유량(㎍/g)을 구한다. 여기서, 추출액량은 5㎖이다.
계면활성제의 함유량(㎍/g)
={시험액 중의 계면활성제 농도(㎍/㎖)×추출액량(㎖)}÷시료 중량(g)
또한, 계면활성제 농도는 LC/MS/MS 장치를 이용하여 얻어진 크로마토 그램상의 피크 면적값으로부터 미리 작성한 검량선에 의해 함유량을 산출한다. 또한, 중합체 입자가 복수종의 계면활성제를 포함하는 경우에는, 이들 계면활성제의 각각에 대해 검량선을 작성하고, 작성한 검량선에 의해 계면활성제 농도를 산출해, 산출된 각 계면활성제의 계면활성제 농도의 합계를 상기 산출식에 있어서의 「시험액 중의 계면활성제 농도(㎍/㎖)」로 하여, 중합체 입자 중의 계면활성제의 함유량을 구한다.
검량선 작성 방법은 실시예 및 비교예에서 사용한 계면활성제의 종류에 따라, 이하와 같다.
-디(2-에틸헥실)술포숙신산염의 검량선 작성 방법-
디(2-에틸헥실)술포숙신산염의 약 1000ppm 중간 표준액(메탄올 용액)을 조제 후, 추가로 메탄올로 단계적으로 희석해 0.1ppm, 0.2ppm, 0.5ppm, 1.0ppm, 2.0ppm의 검량선 작성용 표준액을 조제한다. 각 농도의 검량선 작성용 표준액을 후술하는 LC 측정 조건 및 MS 측정 조건에서 측정하여, 모니터 이온 m/z=421.3(프리커서 이온)→227.2(프로덕트 이온)의 크로마토 그램상의 피크 면적값을 얻는다. 각 농도와 면적값을 플롯하고 최소 제곱법에 의해 근사 곡선(2차 곡선)을 구하여 이것을 정량용의 검량선으로 한다.
-폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르염의 검량선 작성 방법-
폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르염의 약 1000ppm 중간 표준액(메탄올 용액)을 조제 후, 추가로 메탄올로 단계적으로 희석해 0.1ppm, 0.5ppm, 1.0ppm, 2.0ppm, 10.0ppm의 검량선 작성용 표준액을 조제한다. 각 농도의 검량선 작성용 표준액을 후술하는 LC 측정 조건 및 MS 측정 조건에서 측정하여, 모니터 이온 m/z=601.4(프리커서 이온)→301.2(프로덕트 이온)의 크로마토 그램상의 피크 면적값을 얻는다. 각 농도와 면적값을 플롯하고 최소 제곱법에 의해 근사 곡선(2차 곡선)을 구하여 이것을 정량용의 검량선으로 한다.
-알케닐숙신산염의 검량선 작성 방법-
알케닐숙신산염의 약 1000ppm 중간 표준액(메탄올 용액)을 조제 후, 추가로 메탄올로 단계적으로 희석해 0.03ppm, 0.15ppm, 0.60ppm, 1.5ppm, 3.0ppm의 검량선 작성용 표준액을 조제한다. 각 농도의 검량선 작성용 표준액을 후술하는 LC 측정 조건 및 MS 측정 조건에서 측정하여, 모니터 이온 m/z=339.3(프리커서 이온)→295.2(프로덕트 이온)의 크로마토 그램상의 피크 면적값을 얻는다. 각 농도와 면적값을 플롯하고 최소 제곱법에 의해 근사 곡선(2차 곡선)을 구하여 이것을 정량용의 검량선으로 한다.
-폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르의 검량선 작성 방법-
폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르의 약 1000ppm 중간 표준액(메탄올 용액)을 조제 후, 추가로 메탄올로 단계적으로 희석해 0.1ppm, 0.5ppm, 2.5ppm, 5.0ppm, 10.0ppm의 검량선 작성용 표준액을 조제한다. 각 농도의 검량선 작성용 표준액을 후술하는 LC 측정 조건 및 MS 측정 조건에서 측정하여, 모니터 이온 m/z=980.5(프리커서 이온)→963.2(프로덕트 이온)의 크로마토 그램상의 피크 면적값을 얻는다. 각 농도와 면적값을 플롯하고 최소 제곱법에 의해 근사 곡선(2차 곡선)을 구하여 이것을 정량용의 검량선으로 한다.
실시예 및 비교예에서 사용한 계면활성제의 종류에 따른 LC 측정 조건은 이하와 같다.
-디(2-에틸헥실)술포숙신산염, 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르염 및 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르의 LC 측정 조건-
측정 장치: UHPLC ACCELA(Thermo Fisher Scientific 제조)
컬럼: Thermo Fisher Scientific 제조 Hypersil GOLD C18 1.9㎛(내경 2.1㎜, 길이 100㎜)
컬럼 온도: 40℃
이동상: (A: 10mM 초산암모늄/B: 아세토니트릴)
이동상 조건: (0min=B 농도 90%, 0→0.5min=B 농도 90%→100%, 0.5→1min=B 농도 100%, 1→1.1min=B 농도 100%→90%, 1.1→3min=B 농도 90%)
유량: 0.3㎖/min
펌프 온도: 실온(25℃)
주입량: 2㎕
측정 시간: 3min
-알케닐숙신산염의 LC 측정 조건-
측정 장치: UHPLC ACCELA(Thermo Fisher Scientific 제조)
컬럼: Thermo Fisher Scientific 제조 Hypersil GOLD C18 1.9㎛(내경 2.1㎜, 길이 100㎜)
컬럼 온도: 40℃
이동상: (A: 10mM 초산암모늄/B: 아세토니트릴=25/75)
유량: 0.3㎖/min
펌프 온도: 실온(25℃)
주입량: 2㎕
측정 시간: 5min
실시예 및 비교예에서 사용한 계면활성제의 종류에 따른 MS 측정 조건은 이하와 같다.
-디(2-에틸헥실)술포숙신산염의 MS 측정 조건-
측정 장치: Linear Ion Trap LC/MSn LXQ(Thermo Fisher Scientific 제조)
이온화법(Ionization): (ESI/negative)
시스 가스(Sheath Gas): 30arb
보조 가스(AUX Gas): 10arb
스위프 가스(Sweep Gas): 0arb
스프레이 전압(I Spray Voltage): 5.0㎸
캐필러리 온도(Capillary Temp): 350℃
캐필러리 전압(Capillary voltage): -20V
튜브 렌즈 전압(Tube lens Voltage): -100V
Monitoring ion(m/Z): 디(2-에틸헥실)술포숙신산염(n=421.3/n2=227.2)
-폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르염의 MS 측정 조건-
측정 장치: Linear Ion Trap LC/MSn LXQ(Thermo Fisher Scientific 제조)
이온화법(Ionization): (ESI/negative)
시스 가스(Sheath Gas): 30arb
보조 가스(AUX Gas): 10arb
스위프 가스(Sweep Gas): 0arb
스프레이 전압(I Spray Voltage): 5.0㎸
캐필러리 온도(Capillary Temp): 350℃
캐필러리 전압(Capillary voltage): -20V
튜브 렌즈 전압(Tube lens Voltage): -100V
Monitoring ion(m/Z): 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르염(n=601.4/n2=301.2)
-알케닐숙신산염의 MS 측정 조건-
측정 장치: Linear Ion Trap LC/MSn LXQ(Thermo Fisher Scientific 제조)
이온화법(Ionization): (ESI/negative)
시스 가스(Sheath Gas): 30arb
보조 가스(AUX Gas): 10arb
스위프 가스(Sweep Gas): 0arb
스프레이 전압(I Spray Voltage): 5.0㎸
캐필러리 온도(Capillary Temp): 350℃
캐필러리 전압(Capillary voltage): -20V
튜브 렌즈 전압(Tube lens Voltage): -100V
Monitoring ion(m/Z): 알케닐숙신산염(n=339.3/n2=295.3)
-폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르의 MS 측정 조건-
측정 장치: Linear Ion Trap LC/MSn LXQ(Thermo Fisher Scientific 제조)
이온화법(Ionization): (ESI/negative)
시스 가스(Sheath Gas): 30arb
보조 가스(AUX Gas): 10arb
스위프 가스(Sweep Gas): 0arb
스프레이 전압(I Spray Voltage): 5.0㎸
캐필러리 온도(Capillary Temp): 350℃
캐필러리 전압(Capillary voltage): -20V
튜브 렌즈 전압(Tube lens Voltage): -100V
Monitoring ion(m/Z): 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르(n=980.5/n2=963.2)
[중합체 입자의 TOF-SIMS에 의한 측정 방법]
중합체 입자(시료)를 비행 시간형 2차 이온 질량 분석계(TOF-SIMS)에 의해 측정해, 계면활성제에서 유래하는 피크가 검출되는 것을 확인한다.
예를 들면, 중합체 입자를 비행 시간형 2차 이온 질량 분석계(ION-TOF사 제조의 「TOF-SIMS 5」)의 시료대에 고정하고, 이하의 측정 조건에서 측정을 행한다. 측정에는 대전 보정용 전자총을 사용해 정과 부 양쪽 모두의 2차 이온을 검출한 다음, 계면활성제에서 유래하는 피크가 검출되는 것을 확인한다.
〈측정 조건〉
1차 이온: Bi3 2+
1차 이온 가속 전압: 25㎸
측정 면적: 사방 200㎛
여기서, 실시예 및 비교예에서는 계면활성제(음이온성 계면활성제 및/또는 비이온성 계면활성제)에서 유래하는 피크가 검출된다. 이에, 상기 비행 시간형 2차 이온 질량 분석계에 의해 측정되는 정이온의 총이온 강도 및 부이온의 총이온 강도의 합계에 대한 계면활성제에서 유래하는 부이온의 이온 강도의 비를 이온 강도비로서 구한다.
구체적으로, 실시예 1∼7 및 비교예 1∼2에서는 계면활성제로서 음이온성 계면활성제인 디(2-에틸헥실)술포숙신산나트륨을 사용하고 있어, 상기 비행 시간형 2차 이온 질량 분석계에 의한 측정에 있어서는, 디(2-에틸헥실)술포숙신산나트륨에서 유래하는 부이온의 프래그먼트의 피크가 복수 검출된다. 검출되는 디(2-에틸헥실)술포숙신산나트륨에서 유래하는 부이온의 프래그먼트 중, 디(2-에틸헥실)술포숙신산 이온(분자식: C20H37SO7 -, 분자량 421)이 가장 높은 이온 강도를 나타낸다는 점에서, 실시예 1∼7 및 비교예 1∼2에서는 디(2-에틸헥실)술포숙신산 이온(분자식: C20H37SO7 -, 분자량 421)을 평가 이온종으로 하여, 정이온의 총이온 강도 및 부이온의 총이온 강도의 합계에 대한 디(2-에틸헥실)술포숙신산 이온의 이온 강도의 비를 이온 강도비로서 구한다.
또한, 실시예 8에서는 계면활성제로서 음이온성 계면활성제인 하기 식(A)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르암모늄을 사용하고 있어, 상기 비행 시간형 2차 이온 질량 분석계에 의한 측정에 있어서는, 하기 식(A)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르암모늄에서 유래하는 부이온의 프래그먼트의 피크가 복수 검출된다. 검출되는 하기 식(A)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르암모늄에서 유래하는 부이온의 프래그먼트 중, 하기 식(B)로 나타낼 수 있는 스티렌화페닐옥시 이온(분자식: C22H21O-, 분자량 301)이 가장 높은 이온 강도를 나타낸다는 점에서, 실시예 8에서는 스티렌화페닐옥시 이온(분자식: C22H21O-, 분자량 301)을 평가 이온종으로 하여, 정이온의 총이온 강도 및 부이온의 총이온 강도의 합계에 대한 하기 식(B)로 나타낼 수 있는 스티렌화페닐옥시 이온(분자식: C22H21O-, 분자량 301)의 이온 강도의 비를 이온 강도비로서 구한다.
(식(A) 중, n은 에틸렌옥시기(-CH2CH2O-)의 반복 단위수를 의미한다.)
또한, 실시예 9에서는 계면활성제로서 음이온성 계면활성제인 하기 식(C)로 나타낼 수 있는 알케닐숙신산디칼륨을 사용하고 있어, 상기 비행 시간형 2차 이온 질량 분석계에 의한 측정에 있어서는, 하기 식(C)로 나타낼 수 있는 알케닐숙신산디칼륨에서 유래하는 부이온의 프래그먼트의 피크가 복수 검출되고, 가장 이온 강도가 높은 부이온종으로서 하기 식(D1) 또는 식(D2)로 나타낼 수 있는 알케닐숙신산의 1가 이온(분자식: C20H35O4 -, 분자량 339)이 검출되었다. 즉, 검출되는 하기 식(C)로 나타낼 수 있는 알케닐숙신산디칼륨에서 유래하는 부이온의 프래그먼트 중, 하기 식(D1) 또는 식(D2)로 나타낼 수 있는 알케닐숙신산의 1가 이온(분자식: C20H35O4 -, 분자량 339)이 가장 높은 이온 강도를 나타낸다는 점에서, 실시예 9에서는 하기 식(D1) 또는 식(D2)로 나타낼 수 있는 알케닐숙신산의 1가 이온(분자식: C20H35O4 -, 분자량 339)을 평가 이온종으로 하여, 정이온의 총이온 강도 및 부이온의 총이온 강도의 합계에 대한 하기 식(D1) 또는 식(D2)로 나타낼 수 있는 알케닐숙신산의 1가 이온(분자식: C20H35O4 -, 분자량 339)의 이온 강도의 비를 이온 강도비로서 구한다.
(식(C) 중, R은 알케닐기를 의미한다.)
(식(D1) 및 식(D2) 중, R'는 탄소수 16의 알케닐기를 의미한다.)
또한, 실시예 10에서는 계면활성제로서 음이온성 계면활성제인 상기 식(A)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르암모늄과 비이온성 계면활성제인 하기 식(E)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르를 사용하고 있어, 상기 비행 시간형 2차 이온 질량 분석계에 의한 측정에 있어서는, 상기 식(A)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르암모늄 및 하기 식(E)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르에서 유래하는 부이온의 프래그먼트의 피크가 복수 검출된다. 검출되는 상기 식(A)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르암모늄 및 하기 식(E)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르에서 유래하는 부이온의 프래그먼트 중, 상기 식(B)로 나타낼 수 있는 스티렌화페닐옥시 이온(분자식: C22H21O-, 분자량 301)이 가장 높은 이온 강도를 나타낸다는 점에서, 실시예 10에서는 상기 식(B)로 나타낼 수 있는 스티렌화페닐옥시 이온(분자식: C22H21O-, 분자량 301)을 평가 이온종으로 하여, 정이온의 총이온 강도 및 부이온의 총이온 강도의 합계에 대한 상기 식(B)로 나타낼 수 있는 스티렌화페닐옥시 이온(분자식: C22H21O-, 분자량 301)의 이온 강도의 비를 이온 강도비로서 구한다.
(식(E) 중, n은 에틸렌 옥시기(-CH2CH2O-)의 반복 단위수를 의미한다.)
[중합체 입자의 겔분율의 측정 방법]
200㎖ 가지 플라스크에 시료로서의 중합체 입자 1.0g과, 비등석 0.03g을 정칭하여 투입하고, 추가로 톨루엔 100㎖를 주입 첨가한 후, 상기 가지 플라스크에 냉각관을 장착하고 130℃로 유지한 오일 배스에 상기 가지 플라스크를 침지하여 24시간 환류한다.
환류 후, 상기 가지 플라스크 내의 내용물(용해액)을 ADVANTEC사 제조의 유리 섬유 필터 「GB-140(φ37㎜)」 및 「GA-200(φ37㎜)」을 장착해 칭량한 TOP사 제조의 뷰흐너 깔때기형 필터 3G(유리 입자 세공 직경 20∼30㎛, 용량 30㎖)를 사용해 여과하고, 상기 뷰흐너 깔때기형 필터 3G 내에 고형분을 회수한다. 그리고, 상기 뷰흐너 깔때기형 필터 3G 내에 회수한 고형분을 상기 뷰흐너 깔때기형 필터 3G 채로 130℃의 진공 오븐에서 1시간 건조시킨 후, 게이지압 0.06MPa에서 2시간 건조시켜 톨루엔을 제거하고, 실온까지 냉각시킨다.
냉각 후, 상기 뷰흐너 깔때기형 필터 3G 내에 상기 고형분을 포함한 상태로, 뷰흐너 깔때기형 필터 3G와 유리 섬유 필터와 고형분의 총중량을 측정하였다. 그리고, 측정한 총중량에서 뷰흐너 깔때기형 필터 3G와 유리 섬유 필터의 중량 및 비등석의 중량을 빼서, 건조 분체의 중량(g)을 구하였다.
그리고, 건조 분체의 중량(g)과 가지 플라스크에 투입한 시료의 중량(g)을 사용하고, 이하의 산출식에 의해 겔분율을 산출하였다.
겔분율(중량%)={건조 분체(g)/시료 중량(g)}×100
[중합체 입자의 분산 안정화 시간의 측정 방법]
분산매에 중합체 입자를 분산시켜 이루어지는 분산액의 점도값은 분산액 중에서의 중합체 입자의 분산 상태의 변화에 수반하여 변화한다. 이에, 분산액을 조제 후, 1시간마다 상기 분산액의 점도값을 측정하고 점도값의 변화율을 구하여, 얻어진 변화율이 소정의 범위 내가 될 때까지 필요로 하는 시간, 즉, 분산액 중에서 중합체 입자의 분산 상태가 안정화되기 위해 필요로 하는 시간(분산 안정화 시간)을 측정하였다.
구체적으로는 이하의 방법에 의해, 변화율이 소정의 범위 내가 될 때까지 필요로 하는 시간을 측정하였다.
(1) 분산액의 조제 방법
10㎖의 샘플관에 중합체 입자 0.15g과, 분산매로서의 메틸에틸케톤 0.90g을 첨가한 후, 초음파 세정기(주식회사 벨보클리어 제조 「ULTRASONIC CLEANER VS-150」)를 이용하여 1분간 교반하고, 메틸에틸케톤 중에 중합체 입자를 분산시켜, 분산액을 얻는다. 이 분산액에, 추가로 아크릴계 수지(DIC 주식회사 제조의 「아크리딕(등록상표) A-811」) 2.10g을 첨가하고, 상기 초음파 세정기로 2분 정도 교반하여, 메틸에틸케톤 및 아크릴계 수지 중에 중합체 입자를 분산시켜 분산액을 조제한다.
(2) 점도값의 측정 방법
분산액의 점도값의 측정은 점토계(일본 르푸트 주식회사 제조의 미량 샘플 점토계 m-VROC)를 이용하고, 다음에 나타내는 방법에 의해 행한다. 여기서, 상기 점토계는 점도값의 측정 전에 미리 측정 환경하에 30분 이상 방치해 두는 것으로 한다.
측정 대상의 분산액을 초음파 세정기로 30분 교반하고, 이어서 10분 정치시킨 후, 상기 점토계를 사용하여 상기 분산액의 점도(mPa·s)를 측정한다. 그리고, 점도의 측정값(mPa·s)과 측정 온도(K)를 사용하고, 하기 산출식에 의해 단위 온도(K)당 점도값(V)(mPa·s/K)를 구한다.
점도값(V)(mPa·s/K)=측정값(mPa·s)÷측정 온도(K)
(3) 분산 안정화 시간의 측정 방법
분산액의 조제로부터 1시간 간격으로, 상기 점도값의 측정 방법을 따라 분산액의 점도값(V)(mPa·s/K)를 측정한다. 측정한 분산액의 점도값(V)를 VT(mPa·s/K)로 하고, 이 분산액의 1시간 전의 점도값을 VT-1(mPa·s/K)로 하여, 하기 산출식에 의해 변화율(W)(%)를 구한다.
W=((VT-1-VT)/VT-1)×100
변화율(W)가 -1% 초과∼1% 미만의 범위 내가 될 때까지, 1시간 간격으로 점도값의 측정을 실시한다. 그리고, 분산액의 조제 후, 점도값의 상기 변화율(W)가 -1% 초과∼1% 미만의 범위 내가 될 때까지의 경과 시간(T)를 측정해, 경과 시간(T)를 분산 안정화 시간으로 하였다.
[종입자의 제조예 1]
교반기, 온도계 및 환류 콘덴서를 구비한 분리형 플라스크에, 수성 매체로서의 물 1000g과, (메타)아크릴산에스테르계 단량체로서의 메타크릴산에틸 180g과, 분자량 조정제로서의 n-옥틸메르캅탄 3.6g을 주입하고, 분리형 플라스크의 내용물을 교반하면서 분리형 플라스크의 내부를 질소 치환하여, 분리형 플라스크의 내온을 55℃로 승온하였다. 또한 분리형 플라스크의 내온을 55℃로 유지하면서, 중합 개시제로서의 과황산칼륨 0.9g을 물 80g에 용해시킨 수용액을 분리형 플라스크 내의 내용물에 첨가한 후, 12시간 중합 반응시켰다. 중합 후의 반응액을 400메시(눈금 간격 32㎛)의 철망으로 여과하여, 고형분으로서 폴리메타크릴산에틸로 이루어지는 종입자(종입자(1)이라고 한다)를 14중량% 함유하는 슬러리를 제작하였다. 이 슬러리에 포함되는 종입자(1)은 체적 평균 입자 직경이 0.76㎛인 진구상 입자였다.
[종입자의 제조예 2]
교반기 및 온도계를 구비한 5ℓ의 반응기에, (메타)아크릴산에스테르계 단량체로서의 메타크릴산메틸 450g과, 분자량 조정제로서의 n-옥틸메르캅탄 4.5g과, 중합 개시제로서의 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 4.5g을 혼합하였다. 얻어진 혼합물을 이온 교환수 1800g에 계면활성제로서의 디(2-에틸헥실)술포숙신산나트륨(니치유 주식회사 제조의 「라피졸(등록상표) A-80」, 액체 온도 25℃의 물에 대한 용해도; 1.5g/100㎖)을 순분으로서 4.5g 첨가한 것에 혼합해, 호모 믹서(프라이믹스 주식회사 제조의 「T.K 호모 믹서 MARK 2.5형」)에서 8000rpm로 10분간 처리하여 유화액을 얻었다.
상기 반응기 내의 상기 유화액에, 종입자의 제조예 1에서 제조한 종입자(1)의 슬러리를 고형분(종입자)으로서 12.6g이 되도록 첨가하고, 실온 분위기하에서 5시간 교반하였다. 그 후, 고분자계 분산 안정제로서의 폴리비닐피롤리돈(주식회사 쿠라레 제조의 「PVP-90」) 15g을 용해시킨 수용액 900g을 상기 반응기에 투입하고, 교반하면서 55℃에서 12시간 중합 반응시켰다.
중합 후의 반응액을 400메시(눈금 간격 32㎛)의 철망으로 여과하여, 고형분으로서 폴리메타크릴산에틸 및 폴리메타크릴산메틸로 이루어지는 종입자(이하, 종입자(2)라고 한다)를 14중량% 함유하는 슬러리를 제작하였다. 이 슬러리에 포함되는 종입자(2)는 체적 평균 입자 직경이 2.30㎛의 진구상 입자였다.
[실시예 1: 중합체 입자의 제조예]
(1) 중합 공정
(메타)아크릴산에스테르계 단량체로서의 메타크릴산메틸(MMA) 280g과, 스티렌계 단량체로서의 스티렌(St) 280g과, 다관능 비닐계 단량체로서의 에틸렌글리콜디메타크릴레이트(EGDMA) 240g과, 중합 개시제로서의 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 4g과, 중합 개시제로서의 과산화벤조일 4g을 용해하여 얻어진 단량체 혼합물을 수성 매체로서의 이온 교환수 800g에 음이온성 계면활성제로서의 디(2-에틸헥실)술포숙신산나트륨(니치유 주식회사 제조의 「라피졸(등록상표) A-80」, 액체 온도 25℃의 물에 대한 용해도; 1.5g/100㎖)을 순분으로서 8g 첨가한 것과 혼합해, 호모 믹서(프라이믹스 주식회사 제조의 「T.K 호모 믹서 MARK 2.5형」)에 투입하고, 10000rpm로 10분간 처리하여 유화액을 얻었다. 이 유화액에, 종입자의 제조예 1에서 얻어진 종입자(1)의 슬러리를 고형분(종입자)으로서 4.2g이 되도록 첨가하고, 30℃에서 5시간 교반하여 분산액을 얻었다.
이 분산액에 고분자 분산 안정제로서의 폴리비닐알코올(닛폰 합성 화학 주식회사 제조의 「고세놀(등록상표) GM-14L」) 40g과, 중합 금지제로서의 아질산나트륨 0.64g을 용해시킨 수용액 2400g을 첨가하고, 그 후 60℃에서 5시간, 이어서 105℃에서 3시간 교반하고 중합 반응을 행하여, 중합체 입자의 슬러리(이하, 슬러리(1)이라고 한다)를 조생성물로서 얻었다.
(2) 고액 분리 공정
도 1에 나타내는 구성을 갖는 가압 여과기(1)의 내압 용기(2)에 조생성물(P)로서 중합체 입자의 슬러리(1)을 투입하고, 내압 용기(2) 내의 여과재(3)로서의 거름천(시키시마 캔버스 주식회사 제조의 「T713」) 위에 중합체 입자의 슬러리(1)을 충전한 후, 압축 기체 공급기에 의해 내압 용기(2) 내에 있어서의 여과재(3)의 상측 공간(S)에 압축 기체를 공급함으로써 내압 용기(2)의 내부(구체적으로는, 여과재(3)의 상측 공간(S))를 0.08MPa로 가압하였다. 이로 인해, 조생성물(P)로서의 중합체 입자의 슬러리(1)을 가압 여과·탈수하여, 중합체 입자의 슬러리(1)로부터 수성 매체로서의 물을 여과액으로서 제거하였다. 여과액의 양이 2.24㎏(중합 공정에서 사용한 물의 중량의 70%) 이상이 되고, 내압 용기(2)의 내압이 0.064MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 된 시점에서, 가압을 종료하였다. 이로 인해, 여과재(3) 위에 중합체 입자의 케이크가 얻어졌다. 여기서, 본 실시예에서 사용한 가압 여과기(1)의 여과재(3)(거름천)와 피여과물(즉, 조생성물(P))의 계면은 원형상이며, 그 직경은 내압 용기(2)의 내부 공간의 바닥면의 직경(도 1의 부호 R로 나타내는 직경)과 동일한 0.115m이다. 따라서, 본 실시예에서 사용한 가압 여과기(1)의 여과재(3)(거름천)와 피여과물(즉, 조생성물(P))의 계면의 면적(A)는 0.0104㎡이다. 또한, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.46㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 55.7분이었다.
(3) 세정 공정
여과재(3) 위에 상기 중합체 입자의 케이크를 유지시킨 채로, 세정액으로서의 물을 내압 용기(2) 내의 여과재(3) 위에 공급한 후, 압축 기체 공급기에 의해 내압 용기(2) 내에 있어서의 여과재(3)의 상측 공간(S)에 압축 기체를 공급함으로써 내압 용기(2)의 내부(구체적으로는, 여과재(3)의 상측 공간(S))를 0.08MPa로 가압하였다. 이로 인해, 가압 여과·탈수가 행해지고, 상기 중합체 입자의 케이크가 세정됨과 함께, 세정 후의 물이 여과액으로서 제거되어, 여과재(3) 위에 세정 후의 중합체 입자가 얻어졌다. 세정은 중합 공정에서 얻어진 중합체 입자(중합 공정에서 사용한 비닐계 단량체의 합계량 800g)의 중량의 10배 이상의 중량의 세정액을 사용하고, 여과액의 도전율이 세정전의 물의 도전율의 2.0배 이하(구체적으로는, 15μS 이하)가 되며, 내압 용기(2)의 내압이 0.064MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 될 때까지 행하였다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)는 12㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 15배의 중량)이며, 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 상기 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 10.7㎏(8(g)÷1.5(g/100㎖)×2000=10667(g))보다 많은 중량이었다. 또한, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 9.6㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 230.8분이었다.
(4) 후처리 공정
세정 공정에 의해 얻어진 세정 후의 중합체 입자를 진공 건조기로 건조시켜, 기류 분급기(닛세이 엔지니어링 주식회사 제조의 「터보 클래시파이어(TC-15)」)를 이용해 분급하여, 목적으로 하는 중합체 입자를 얻었다.
[실시예 2: 중합체 입자의 제조예]
고액 분리 공정에 있어서, 내압 용기(2)의 내부를 0.15MPa로 가압하여, 여과액의 양이 2.24㎏(중합 공정에서 사용한 물의 중량의 70%) 이상이 되고, 내압 용기(2)의 내압이 0.12MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 되었을 때 당해 고액 분리 공정을 종료한 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 목적으로 하는 중합체 입자를 얻었다. 또한, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.48㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 46.6분이었다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)는 12㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 15배의 중량)이며, 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 상기 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 10.7㎏(8(g)÷1.5(g/100㎖)×2000=10667(g))보다 많은 중량이었다. 또한, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 9.6㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 355.6분이었다.
[실시예 3: 중합체 입자의 제조예]
(1) 중합 공정
종입자의 제조예 1에서 얻어진 종입자(1)의 슬러리의 사용량을 고형분(종입자)으로서 16.7g으로 한 이외에는 실시예 1의 중합 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(이하, 슬러리(2)라고 한다)를 조생성물로서 얻었다.
(2) 고액 분리 공정
조생성물로서 중합체 입자의 슬러리(1)을 대신하여 중합체 입자의 슬러리(2)를 사용하고, 내압 용기(2)의 내부를 0.20MPa로 가압해, 여과액의 양이 2.24㎏(중합 공정에서 사용한 물의 중량의 70%) 이상이 되고, 내압 용기(2)의 내압이 0.16MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 되었을 때 고액 분리 공정을 종료한 이외에는 실시예 1의 고액 분리 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(2)로부터 수성 매체로서의 물을 제거하였다. 여기서, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.38㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 73.9분이었다.
(3) 세정 공정
내압 용기(2)의 내부를 0.20MPa로 가압해, 여과액의 도전율이 세정전의 물의 도전율의 2.0배 이하(구체적으로는, 15μS 이하)가 되며, 내압 용기(2)의 내압이 0.16MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 될 때까지 세정을 행한 이외에는 실시예 1의 세정 공정과 동일하게 하여, 여과재(3) 위의 중합체 입자의 케이크를 세정해, 여과재(3) 위에 세정 후의 중합체 입자를 얻었다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)는 12㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 15배의 중량)이며, 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 상기 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 10.7㎏(8(g)÷1.5(g/100㎖)×2000=10667(g))보다 많은 중량이었다. 또한, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 9.6㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 346.6분이었다.
(4) 후처리 공정
세정 공정에 의해 얻어진 세정 후의 중합체 입자를 진공 건조기로 건조시켜, 기류 분급기(닛세이 엔지니어링 주식회사 제조의 「터보 클래시파이어(TC-15)」)를 이용해 분급하여, 목적으로 하는 중합체 입자를 얻었다.
[실시예 4: 중합체 입자의 제조예]
(1) 중합 공정
종입자로서 종입자의 제조예 1에서 얻어진 종입자(1)의 슬러리를 고형분(종입자)으로서 4.2g을 대신하여, 종입자의 제조예 2에서 얻어진 종입자(2)의 슬러리를 고형분(종입자)으로서 18.7g 사용한 것 이외에는 실시예 1의 중합 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(이하, 슬러리(3)이라고 한다)를 조생성물로서 얻었다.
(2) 고액 분리 공정
조생성물로서 중합체 입자의 슬러리(1)을 대신하여 중합체 입자의 슬러리(3)을 사용하고, 내압 용기(2)의 내부를 0.15MPa로 가압해, 여과액의 양이 2.24㎏(중합 공정에서 사용한 물의 중량의 70%) 이상이 되고, 내압 용기(2)의 내압이 0.12MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 되었을 때 고액 분리 공정을 종료한 이외에는 실시예 1의 고액 분리 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(3)으로부터 수성 매체로서의 물을 제거하였다. 여기서, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.50㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 49.7분이었다.
(3) 세정 공정
내압 용기(2)의 내부를 0.20MPa로 가압해, 여과액의 도전율이 세정전의 물의 도전율의 2.0배 이하(구체적으로는, 15μS 이하)가 되며, 내압 용기(2)의 내압이 0.16MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 될 때까지 세정을 행한 이외에는 실시예 1의 세정 공정과 동일하게 하여, 여과재(3) 위의 중합체 입자의 케이크를 세정해, 여과재(3) 위에 세정 후의 중합체 입자를 얻었다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)는 12㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 15배의 중량)이며, 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 상기 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 10.7㎏(8(g)÷1.5(g/100㎖)×2000=10667(g))보다 많은 중량이었다. 또한, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 9.6㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 119.7분이었다.
(4) 후처리 공정
세정 공정에 의해 얻어진 세정 후의 중합체 입자를 진공 건조기로 건조시켜, 기류 분급기(닛세이 엔지니어링 주식회사 제조의 「터보 클래시파이어(TC-15)」)를 이용해 분급하여, 목적으로 하는 중합체 입자를 얻었다.
[실시예 5: 중합체 입자의 제조예]
(1) 중합 공정
상기 단량체 혼합물에 있어서, 스티렌계 단량체로서의 스티렌(St)을 배합하지 않고, (메타)아크릴산에스테르계 단량체로서의 메타크릴산메틸(MMA)의 배합량을 560g으로 하며, 다관능 비닐계 단량체로서의 에틸렌글리콜디메타크릴레이트(EGDMA)의 배합량을 240g으로 한 것 이외에는 실시예 1의 중합 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(이하, 슬러리(4)라고 한다)를 조생성물로서 얻었다.
(2) 고액 분리 공정
조생성물로서 중합체 입자의 슬러리(1)을 대신하여 중합체 입자의 슬러리(4)를 사용하고, 내압 용기(2)의 내부를 0.15MPa로 가압해, 여과액의 양이 2.24㎏(중합 공정에서 사용한 물의 중량의 70%) 이상이 되고, 내압 용기(2)의 내압이 0.12MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 되었을 때 고액 분리 공정을 종료한 이외에는 실시예 1의 고액 분리 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(4)로부터 수성 매체로서의 물을 제거하였다. 여기서, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.48㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 46.1분이었다.
(3) 세정 공정
내압 용기의 내부를 0.15MPa로 가압해, 여과액의 도전율이 세정전의 물의 도전율의 2.0배 이하(구체적으로는, 15μS 이하)가 되며, 내압 용기(2)의 내압이 0.12MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 될 때까지 세정을 행한 이외에는 실시예 1의 세정 공정과 동일하게 하여, 여과재(3) 위의 중합체 입자의 케이크를 세정해, 여과재(3) 위에 세정 후의 중합체 입자를 얻었다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)는 12㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 15배의 중량)이며, 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 상기 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 10.7㎏(8(g)÷1.5(g/100㎖)×2000=10667(g))보다 많은 중량이었다. 또한, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 9.6㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 263.7분이었다.
(4) 후처리 공정
세정 공정에 의해 얻어진 세정 후의 중합체 입자를 진공 건조기로 건조시켜, 기류 분급기(닛세이 엔지니어링 주식회사 제조의 「터보 클래시파이어(TC-15)」)를 이용해 분급하여, 목적으로 하는 중합체 입자를 얻었다.
[실시예 6: 중합체 입자의 제조예]
(1) 중합 공정
상기 단량체 혼합물에 있어서, (메타)아크릴산에스테르계 단량체로서의 메타크릴산메틸(MMA)을 배합하지 않고, 스티렌계 단량체로서의 스티렌(St)의 배합량을 560g으로 하며, 다관능 비닐계 단량체로서의 에틸렌글리콜디메타크릴레이트(EGDMA)의 배합량을 240g으로 한 것 이외에는 실시예 1의 중합 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(이하, 슬러리(5)라고 한다)를 조생성물로서 얻었다.
(2) 고액 분리 공정
조생성물로서 중합체 입자의 슬러리(1)을 대신하여 중합체 입자의 슬러리(5)를 사용하고, 내압 용기(2)의 내부를 0.15MPa로 가압해, 여과액의 양이 2.24㎏(중합 공정에서 사용한 물의 중량의 70%) 이상이 되고, 내압 용기(2)의 내압이 0.12MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 되었을 때 고액 분리 공정을 종료한 이외에는 실시예 1의 고액 분리 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(5)로부터 수성 매체로서의 물을 제거하였다. 여기서, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.48㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 45.3분이었다.
(3) 세정 공정
내압 용기(2)의 내부를 0.10MPa로 가압해, 여과액의 도전율이 세정전의 물의 도전율의 2.0배 이하(구체적으로는, 15μS 이하)가 되며, 내압 용기(2)의 내압이 0.08MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 될 때까지 세정을 행한 이외에는 실시예 1의 세정 공정과 동일하게 하여, 여과재(3) 위의 중합체 입자의 케이크를 세정해, 여과재(3) 위에 세정 후의 중합체 입자를 얻었다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)는 12㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 15배의 중량)이며, 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 상기 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 10.7㎏(8(g)÷1.5(g/100㎖)×2000=10667(g))보다 많은 중량이었다. 또한, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 9.6㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 183.6분이었다.
(4) 후처리 공정
세정 공정에 의해 얻어진 세정 후의 중합체 입자를 진공 건조기로 건조시켜, 기류 분급기(닛세이 엔지니어링 주식회사 제조의 「터보 클래시파이어(TC-15)」)를 이용해 분급하여, 목적으로 하는 중합체 입자를 얻었다.
[실시예 7: 중합체 입자의 제조예]
(1) 중합 공정
상기 단량체 혼합물에 있어서, (메타)아크릴산에스테르계 단량체로서의 메타크릴산메틸(MMA)을 배합하지 않고, 스티렌계 단량체로서의 스티렌(St)의 배합량을 560g으로 하며, 다관능 비닐계 단량체로서 에틸렌글리콜디메타크릴레이트(EGDMA) 240g을 대신하여 디비닐벤젠(DVB) 240g을 배합한 것 이외에는 실시예 1의 중합 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(이하, 슬러리(6)이라고 한다)를 조생성물로서 얻었다.
(2) 고액 분리 공정
조생성물로서 중합체 입자의 슬러리(1)을 대신하여 중합체 입자의 슬러리(6)을 사용하고, 내압 용기(2)의 내부를 0.10MPa로 가압해, 여과액의 양이 2.24㎏(중합 공정에서 사용한 물의 중량의 70%) 이상이 되고, 내압 용기(2)의 내압이 0.08MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 되었을 때 고액 분리 공정을 종료한 이외에는 실시예 1의 고액 분리 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(6)으로부터 수성 매체로서의 물을 제거하였다. 여기서, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.50㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 77.2분이었다.
(3) 세정 공정
내압 용기(2)의 내부를 0.15MPa로 가압해, 여과액의 도전율이 세정전의 물의 도전율의 2.0배 이하(구체적으로는, 15μS 이하)가 되며, 내압 용기(2)의 내압이 0.12MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 될 때까지 세정을 행한 이외에는 실시예 1의 세정 공정과 동일하게 하여, 여과재(3) 위의 중합체 입자의 케이크를 세정해, 여과재(3) 위에 세정 후의 중합체 입자를 얻었다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)는 12㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 15배의 중량)이며, 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 상기 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 10.7㎏(8(g)÷1.5(g/100㎖)×2000=10667(g))보다 많은 중량이었다. 또한, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 9.6㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 151.9분이었다.
(4) 후처리 공정
세정 공정에 의해 얻어진 세정 후의 중합체 입자를 진공 건조기로 건조시켜, 기류 분급기(닛세이 엔지니어링 주식회사 제조의 「터보 클래시파이어(TC-15)」)를 이용해 분급하여, 목적으로 하는 중합체 입자를 얻었다.
[실시예 8: 중합체 입자의 제조예]
(1) 중합 공정
음이온성 계면활성제로서 디(2-에틸헥실)술포숙신산나트륨(니치유 주식회사 제조의 「라피졸(등록상표) A-80」, 액체 온도 25℃의 물에 대한 용해도; 1.5g/100㎖)을 순분으로서 8g을 대신하여, 상기 식(A)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르암모늄(다이이치 공업 제약 주식회사 제조의 「하이테놀(등록상표) NF08」, 액체 온도 25℃의 물에 대한 용해도; 1.2g/100㎖)을 순분으로서 8g 사용한 것 이외에는 실시예 1의 중합 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(이하, 슬러리(7)이라고 한다)를 조생성물로서 얻었다.
(2) 고액 분리 공정
조생성물로서 중합체 입자의 슬러리(1)을 대신하여 중합체 입자의 슬러리(7)을 사용한 이외에는 실시예 1의 고액 분리 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(7)로부터 수성 매체로서의 물을 제거하였다. 여기서, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.44㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 60.1분이었다.
(3) 세정 공정
실시예 1의 세정 공정과 동일하게 하여, 여과재(3) 위의 중합체 입자의 케이크를 세정해, 여과재(3) 위에 세정 후의 중합체 입자를 얻었다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)는 15.0㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 18.75배의 중량)이며, 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 상기 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 13.3㎏(8(g)÷1.2(g/100㎖)×2000=13333(g))보다 많은 중량이었다. 또한, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 12.0㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 311.7분이었다.
(4) 후처리 공정
세정 공정에 의해 얻어진 세정 후의 중합체 입자를 진공 건조기로 건조시켜, 기류 분급기(닛세이 엔지니어링 주식회사 제조의 「터보 클래시파이어(TC-15)」)를 이용해 분급하여, 목적으로 하는 중합체 입자를 얻었다.
[실시예 9: 중합체 입자의 제조예]
(1) 중합 공정
음이온성 계면활성제로서 디(2-에틸헥실)술포숙신산나트륨(니치유 주식회사 제조의 「라피졸(등록상표) A-80」, 액체 온도 25℃의 물에 대한 용해도; 1.5g/100㎖)을 순분으로서 8g을 대신하여, 상기 식(C)로 나타낼 수 있는 알케닐숙신산디칼륨(카오 주식회사 제조의 「람텔 ASK」, 액체 온도 25℃의 물에 대한 용해도; 1.7g/100㎖)을 순분으로서 8g 사용한 것 이외에는 실시예 1의 중합 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(이하, 슬러리(8)이라고 한다)를 조생성물로서 얻었다.
(2) 고액 분리 공정
조생성물로서 중합체 입자의 슬러리(1)을 대신하여 중합체 입자의 슬러리(8)을 사용한 이외에는 실시예 1의 고액 분리 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(8)로부터 수성 매체로서의 물을 제거하였다. 여기서, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.49㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 62.0분이었다.
(3) 세정 공정
실시예 1의 세정 공정과 동일하게 하여, 여과재(3) 위의 중합체 입자의 케이크를 세정해, 여과재(3) 위에 세정 후의 중합체 입자를 얻었다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)는 12.0㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 15배의 중량)이며, 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 상기 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 9.4㎏(8(g)÷1.7(g/100㎖)×2000=9412(g))보다 많은 중량이었다. 또한, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 9.6㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 250.7분이었다.
(4) 후처리 공정
세정 공정에 의해 얻어진 세정 후의 중합체 입자를 진공 건조기로 건조시켜, 기류 분급기(닛세이 엔지니어링 주식회사 제조의 「터보 클래시파이어(TC-15)」)를 이용해 분급하여, 목적으로 하는 중합체 입자를 얻었다.
[실시예 10: 중합체 입자의 제조예]
(1) 중합 공정
음이온성 계면활성제로서 디(2-에틸헥실)술포숙신산나트륨(니치유 주식회사 제조의 「라피졸(등록상표) A-80」, 액체 온도 25℃의 물에 대한 용해도; 1.5g/100㎖)을 순분으로서 8g을 대신하여, 상기 식(A)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르황산에스테르암모늄(다이이치 공업 제약 주식회사 제조의 「하이테놀(등록상표) NF08」, 액체 온도 25℃의 물에 대한 용해도; 1.2g/100㎖)을 순분으로서 8g 사용하고, 고분자 분산 안정제로서의 폴리비닐알코올(닛폰 합성 화학 주식회사 제조의 「고세놀(등록상표) GM-14L」) 40g을 대신하여, 비이온성 계면활성제로서의 상기 식(E)로 나타낼 수 있는 폴리옥시에틸렌스티렌화페닐에테르(다이이치 공업 제약 주식회사 제조의 「노이겐(등록상표) EA-167」, 액체 온도 25℃의 물에 대한 용해도; 1.1g/100㎖)를 순분으로서 8g 사용한 것 이외에는 실시예 1의 중합 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(이하, 슬러리(9)라고 한다)를 조생성물로서 얻었다.
(2) 고액 분리 공정
조생성물로서 중합체 입자의 슬러리(1)을 대신하여 중합체 입자의 슬러리(9)를 사용한 이외에는 실시예 1의 고액 분리 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(9)로부터 수성 매체로서의 물을 제거하였다. 여기서, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.44㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 65.8분이었다.
(3) 세정 공정
실시예 1의 세정 공정과 동일하게 하여, 여과재(3) 위의 중합체 입자의 케이크를 세정해, 여과재(3) 위에 세정 후의 중합체 입자를 얻었다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)는 30.0㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 37.5배의 중량)이며, 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 상기 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 양의 합계량 27.9㎏({8(g)÷1.2(g/100㎖)×2000}+{8(g)÷1.1(g/100㎖)×2000}=13333+14545=27878(g))보다 많은 중량이었다. 또한, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 24.0㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 633.2분이었다.
(4) 후처리 공정
세정 공정에 의해 얻어진 세정 후의 중합체 입자를 진공 건조기로 건조시켜, 기류 분급기(닛세이 엔지니어링 주식회사 제조의 「터보 클래시파이어(TC-15)」)를 이용해 분급하여, 목적으로 하는 중합체 입자를 얻었다.
[비교예 1: 중합체 입자의 비교 제조예]
(1) 중합 공정
실시예 1의 중합 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(이하, 슬러리(1)이라고 한다)를 조생성물로서 얻었다.
(2) 고액 분리 공정
내압 용기(2)의 내부를 0.10MPa로 가압해, 여과액의 양이 2.24㎏(중합 공정에서 사용한 물의 중량의 70%) 이상이 되고, 내압 용기(2)의 내압이 0.08MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 되었을 때 당해 고액 분리 공정을 종료한 이외에는 실시예 1의 고액 분리 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(1)로부터 수성 매체로서의 물을 제거하였다. 여기서, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.49㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 82.5분이었다.
(3) 세정 공정
세정 공정에서 사용되는 세정액으로서의 물의 중량(G2)를 4.0㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 5배의 중량)으로 하고, 내압 용기(2)의 내부를 0.10MPa로 가압해, 여과액의 도전율이 세정전의 물의 도전율의 2.0배 이하(구체적으로는, 15μS 이하)가 되는 것을 확인하지 않고, 내압 용기(2)의 내압이 0.08MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 될 때까지 세정을 행한 이외에는 실시예 1의 세정 공정과 동일하게 하여, 여과재(3) 위의 중합체 입자의 케이크를 세정해, 여과재(3) 위에 세정 후의 중합체 입자를 얻었다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 3.2㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 74.1분이었다.
[비교예 2: 중합체 입자의 비교 제조예]
(1) 중합 공정
실시예 1의 중합 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(이하, 슬러리(1)이라고 한다)를 조생성물로서 얻었다.
(2) 고액 분리 공정
내압 용기(2)의 내부를 0.25MPa로 가압해, 여과액의 양이 2.24㎏(중합 공정에서 사용한 물의 중량의 70%) 이상이 되고, 내압 용기(2)의 내압이 0.20MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 되었을 때 당해 고액 분리 공정을 종료한 이외에는 실시예 1의 고액 분리 공정과 동일하게 하여, 중합체 입자의 슬러리(1)로부터 수성 매체로서의 물을 제거하였다. 여기서, 본 실시예의 고액 분리 공정에서 얻어진 여과액(매체)의 총중량(G1)은 2.45㎏이고, 조생성물(P)에 포함되는 매체(물)를 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 상기 매체의 여과재(3)의 통과를 종료시킬 때까지의 시간(T1)은 19.5분이었다.
(3) 세정 공정
세정액으로서의 물을 8.0㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 10배의 중량) 이상 사용하고, 내압 용기(2)의 내부를 0.20MPa로 가압해, 여과액의 도전율이 세정전의 물의 도전율의 2.0배 이하가 되고, 내압 용기(2)의 내압이 0.16MPa(가압시의 압력의 80%) 이하가 될 때까지 세정을 행한 이외에는 실시예 1의 세정 공정과 동일하게 하여, 여과재(3) 위의 중합체 입자의 케이크를 세정해, 여과재(3) 위에 세정 후의 중합체 입자를 얻었다. 여기서, 본 실시예의 세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)는 12.0㎏(중합 공정에서 얻어진 중합체 입자의 15배의 중량)이고, 상기 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 종류마다 상기 산출식(4)에 의해 산출한 세정액 중량의 하한값(D)의 합계량 10.7㎏(8(g)÷1.5(g/100㎖)×2000=10667(g))보다 많은 중량이었다. 또한, 본 실시예의 세정 공정에 있어서, 세정액을 여과재(3)에 통과시키는 것을 개시하고 나서, 9.6㎏(세정 공정에서 사용한 세정액으로서의 물의 중량(G2)의 0.8배의 중량)의 세정액이 여과재(3)를 통과하기까지 소비된 시간(T2)(min)는 80.2분이었다.
실시예 1∼10 및 비교예 1∼2에 대해, 중합 공정에서 얻어지는 중합체 입자의 슬러리의 번호(슬러리 No.), 이 슬러리에 포함되는 중합체를 구성하는 단량체 혼합물의 조성(중합체 조성), 고액 분리 공정에 있어서의 X값(여과재를 통과한 매체의 단위 시간당의 양(㎏/min))의 측정 결과, 세정 공정에 있어서의 Y값(여과재를 통과한 세정액의 단위 시간당의 양(㎏/min))의 측정 결과, 세정 공정에서 사용한 세정액(물)의 양(㎏), 얻어진 중합체 입자의 체적 평균 입자 직경(㎛) 및 입자 직경의 변동 계수(CV값(%))의 측정 결과, 얻어진 중합체 입자 중에 포함되는(중합 공정에서 사용한) 계면활성제의 화합물명, 얻어진 중합체 입자 중의 계면활성제의 함유량(ppm)의 측정 결과, 얻어진 중합체 입자의 TOF-SIMS에 의한 측정 결과(정이온의 총이온 강도 및 부이온의 총이온 강도의 합계에 대한 계면활성제에서 유래하는 부이온의 이온 강도의 비(이온 강도비), 얻어진 중합체 입자의 겔분율(%)의 측정 결과 및 중합체 입자의 분산 안정화 시간의 측정 결과(분산액의 조제로부터, 점도값의 변화율이 -1% 초과∼1% 미만이 될 때까지의 경과 시간(T))를 표 1에 나타낸다. 또한, 실시예 1∼10 및 비교예 1∼2의 중합체 입자의 TOF-SIMS에 의한 측정 결과의 상세한 내용, 구체적으로는, TOF-SIMS에 의해 검출된 정이온의 프래그먼트의 이온 강도의 합계(정이온의 총이온 강도), TOF-SIMS에 의해 검출된 부이온의 프래그먼트의 이온 강도의 합계(부이온의 총이온 강도), TOF-SIMS에 의해 검출된 계면활성제에서 유래하는 부이온 중 가장 높은 이온 강도를 나타내는 부이온(평가 이온종), 이 부이온(평가 이온종)의 이온 강도 및 정이온의 총이온 강도 및 부이온의 총이온 강도의 합계에 대한 부이온(평가 이온종)의 이온 강도의 비(즉, 이온 강도비)를 표 2에 나타낸다.
실시예 1∼10 및 비교예 1∼2의 고액 분리 공정 및 세정 공정에서 사용한 가압 여과기(1)(도 1 참조)의 여과재(3)(거름천)와 여과물(즉, 조생성물(P))의 계면의 면적(A)는 0.0104(㎡)이다. 이 때문에, 실시예 1∼10 및 비교예 1∼2에 있어서, 상기 조건식(1)로 나타내는 X값(여과재를 통과한 매체의 단위 시간당의 양(㎏/min))의 상한값은 0.0572㎏/min가 된다. 또한, 상기 조건식(2)로 나타내는 Y값(여과재를 통과한 세정액의 단위 시간당의 양(㎏/min))의 상한값은 0.0884㎏/min가 된다.
표 1에 나타내는 결과로부터, 고액 분리 공정에 있어서의 X값 및 세정 공정에 있어서의 Y값이 각각 상기 상한값 이하이고, 세정에 사용된 세정액(물)의 양이 8.0㎏ 이상(중합체 입자의 중량의 10배 이상)인 실시예 1∼10에서 얻어지는 중합체 입자는 세정에 사용된 세정액(물)의 양이 8.0㎏ 미만(중합체 입자의 중량의 10배 미만)인 비교예 1에서 얻어지는 중합체 입자, 및 고액 분리 공정에 있어서의 X값 및 세정 공정에 있어서의 Y값이 상기 상한값보다 큰 비교예 2에서 얻어지는 중합체 입자와 비교하여, 이온 강도비가 작고, 중합체 입자의 표면에 있어서의 계면활성제의 양이 적다는 것을 알 수 있었다. 즉, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 고액 분리 공정 및 세정 공정에 의해, 중합 공정에서 사용한 계면활성제의 중합체 입자 표면에 대한 부착량을 저감시킬 수 있다는 것이 확인되었다.
또한, 계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만의 범위 내에 있는 실시예 1∼10의 중합체 입자는 계면활성제의 함유량이 156ppm인 비교예 1의 중합체 입자와 비교하여, 분산매에 분산시켜 분산액으로 했을 경우에, 이 분산액의 점도값이 안정될 때까지의 시간(즉, 점도값의 변화율이 -1% 초과∼1% 미만이 될 때까지의 시간)이 짧았다. 즉, 계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만의 범위 내에 있는 실시예 1∼10의 중합체 입자는 계면활성제의 함유량이 156ppm인 비교예 1의 중합체 입자와 비교하여, 분산매에 대해서 균일하게 분산될 때까지의 시간이 짧다는 것이 관찰되었다.
[실시예 11: 광학 필름의 제조예]
10㎖의 샘플관에 실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g과, 메틸에틸케톤 0.90g을 첨가한 후, 초음파 세정기(주식회사 벨보클리어 제조 「ULTRASONIC CLEANER VS-150」)를 이용하여 1분간 교반하고, 메틸에틸케톤 중에 중합체 입자를 분산시켜 분산액을 얻는다. 이 분산액에, 추가로 아크릴계 수지(DIC 주식회사 제조의 「아크리딕(등록상표) A-811」)를 2.10g 첨가하고, 상기 초음파 세정기로 2분 정도 교반하여 코팅용 수지 조성물을 얻었다. 이 코팅용 수지 조성물을 12시간 정치시킨 후, 코팅용 수지 조성물에 메틸에틸케톤 5.40g을 첨가하고, 상기 초음파 세정기로 1분간 교반하여, 코팅용 수지 조성물의 희석액을 얻었다.
얻어진 코팅용 수지 조성물의 희석액을 PET 필름 위에 75㎛ 슬릿의 코터를 사용하여 도공하였다. 도공 후, 온도를 70℃로 유지한 건조기에 넣어 1시간 방치함으로써, 광학 필름을 얻었다.
[실시예 12: 광학 필름의 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 실시예 2에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
[실시예 13: 광학 필름의 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 실시예 3에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
[실시예 14: 광학 필름의 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 실시예 4에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
[실시예 15: 광학 필름의 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 실시예 5에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
[실시예 16: 광학 필름의 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 실시예 6에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
[실시예 17: 광학 필름의 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 실시예 7에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
[실시예 18: 광학 필름의 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 실시예 8에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
[실시예 19: 광학 필름의 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 실시예 9에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
[실시예 20: 광학 필름의 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 실시예 10에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
[비교예 3: 광학 필름의 비교 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 비교예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
[비교예 4: 광학 필름의 비교 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 비교예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용하고, 코팅용 수지 조성물의 정치 시간을 12시간에서 24시간으로 변경한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
[비교예 5: 광학 필름의 비교 제조예]
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 대신하여, 비교예 2에서 얻어진 중합체 입자 0.15g을 사용한 이외에는 실시예 11과 동일하게 하여, 광학 필름을 얻었다.
실시예 11∼20 및 비교예 3∼5의 광학 필름에 대해, 이하에 나타내는 방법에 의해 광학 특성을 평가하였다.
[광학 특성의 평가 방법]
광학 필름을 6㎝×6㎝의 정방형상으로 커트한 것을 시험편으로 한다. 시험편의 코팅용 수지 조성물이 도공된 면의 상하 좌우의 4개의 단부 및 중앙부(합계 5개 지점)의 각각의 헤이즈를, JIS K 7136에 따라 일본 전색 공업 주식회사 제조의 「NDH-4000」을 사용하여 측정한다. 그리고, 측정한 5개 지점의 헤이즈(%)의 최대값, 최소값 및 평균값을 사용하고, 이하의 산출식에 의해 헤이즈차(%)를 산출해, 그 헤이즈차(%)를 이하의 평가 기준에 의해 평가하였다.
〈헤이즈차(%)의 산출식〉
R={(HzMAX-HzMIN)/HzAVE)}×100
R: 헤이즈차(%)
HzMAX: 5개 지점의 헤이즈(%)의 최대값
HzMIN: 5개 지점의 헤이즈(%)의 최소값
HzAVE: 5개 지점의 헤이즈(%)의 평균값
〈평가 기준〉
◎: 헤이즈차가 0.5% 미만
○: 헤이즈차가 0.5% 이상 1.0% 미만
△: 헤이즈차가 1.0% 이상 3.0% 미만
×: 헤이즈차가 3.0 이상
실시예 11∼20 및 비교예 3∼5의 광학 필름에 대해, 광학 필름의 제조에 사용된 중합체 입자의 실시예 번호 및 계면활성제 함유량, 코팅용 수지 조성물의 정치 시간 및 광학 필름의 광학 특성의 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만의 범위 내에 있는 중합체 입자를 포함하는 코팅용 수지 조성물을 도공하여 이루어지는 광학 필름(실시예 11∼20의 광학 필름)은 계면활성제의 함유량이 50ppm 이상의 중합체 입자를 포함하는 코팅용 수지 조성물을 도공하여 이루어지는 광학 필름(비교예 3∼5)과 비교하여 헤이즈차가 적고, 광확산성의 편차가 적다는 것이 확인되었다. 즉, 계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만의 범위 내에 있는 중합체 입자를 포함하는 광학 필름에서는 안정적인 광학 특성(방현성 및 광확산성)이 얻어진다는 것이 확인되었다.
또한, 계면활성제의 함유량이 50ppm 이상인 비교예 1의 중합체 입자는 표 1에 나타내는 결과로부터, 정치 시간을 16시간 이상으로 함으로써 점도가 안정되고, 분산매에 균일하게 분산되는(분산 상태가 안정화되는) 것이 확인되었기 때문에, 비교예 4의 광학 필름의 제작에 있어서, 코팅용 수지 조성물의 정치 시간을 24시간으로 하여 코팅용 수지 조성물 중에 중합체 입자가 균일하게 분산되도록 하였으나, 표 3에 나타내는 바와 같이, 비교예 4의 광학 필름에서는 헤이즈차가 커서 안정적인 광학 특성이 얻어지지 않았다.
이에 대해, 계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만의 범위 내에 있는 실시예 1∼10, 및 계면활성제의 함유량이 59ppm인 비교예 2의 중합체 입자는 표 1에 나타내는 결과로부터, 11시간∼13시간의 짧은 시간으로 점도가 안정되고, 분산매에 균일하게 분산되는(분산 상태가 안정화되는) 것이 확인되었다. 이에, 실시예 1∼10의 중합체 입자를 사용하는 실시예 11∼20의 광학 필름의 제작 및 비교예 2의 중합체 입자를 사용하는 비교예 5의 광학 필름의 제작에 있어서는, 코팅용 수지 조성물의 정치 시간을 12시간으로 하여, 코팅용 수지 조성물 중에 중합체 입자가 균일하게 분산되도록 하였다.
그 결과, 표 3에 나타내는 바와 같이, 계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만의 범위 내에 있는 실시예 1∼10의 중합체 입자를 사용하여 제작된 실시예 11∼20의 광학 필름에서는 헤이즈차가 작아, 안정적인 광학 특성이 얻어졌다. 한편, 계면활성제의 함유량이 59ppm인 비교예 2를 사용하여 제작한 비교예 5의 광학 필름에서는 실시예 11∼20의 광학 필름과 비교하여 헤이즈차가 커서 안정적인 광학 특성이 얻어지지 않았다.
이러한 점에서, 계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만의 범위 내에 있는 중합체 입자는 당해 중합체 입자를 바인더에 분산시켜 얻어지는 코팅용 수지 조성물을 필름 기재 위에 도공하여 도막을 형성하는 과정에 있어서, 상기 수지 조성물 중에서의 분산 상태를 거의 안정적으로 유지할 수 있어, 광학 필름에 안정적인 광학 특성을 부여할 수 있는 분산 안정성이 우수한 것이라 할 수 있다. 또한, 계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만의 범위 내에 있는 중합체 입자를 포함하는 코팅용 수지 조성물을 도공하여 이루어지는 광학 필름은, 상기한 바와 같이 헤이즈차가 적고, 광학 특성이 안정되어 있어, 품질 안정성이 우수하다고 할 수 있다.
본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 벗어나지 않고, 다른 여러 형태로 실시할 수 있다. 이 때문에, 상술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해 나타내는 것으로서, 명세서 본문에는 전혀 구속되지 않는다. 또한, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은 전부 본 발명의 범위 내의 것이다.
또한, 이 출원은 2013년 9월 30일에 일본에서 출원된 특허출원 2013-204577에 기초하는 우선권을 청구한다. 이에 언급함으로써, 그 모든 내용은 본 출원에 포함되는 것이다.
1 가압 여과기
2 내압 용기
3 여과재
R 여과재와 피여과물의 계면(탈액면)의 직경
P 조생성물
S 여과재의 상측 공간
2 내압 용기
3 여과재
R 여과재와 피여과물의 계면(탈액면)의 직경
P 조생성물
S 여과재의 상측 공간
Claims (14)
- 계면활성제의 함유량이 0ppm 초과∼50ppm 미만이고,
체적 평균 입자 직경이 1∼100㎛이고,
입자 직경의 변동 계수가 15% 이하이고,
겔분율 95.2% 이상인 것을 특징으로 하는 중합체 입자. - 제 1 항의 중합체 입자로서,
비행 시간형 2차 이온 질량 분석계에 의해 측정되는 정이온의 총이온 강도 및 부이온의 총이온 강도의 합계에 대한 상기 계면활성제에서 유래하는 부이온의 이온 강도의 비가 0.01×10-4∼2.00×10-4인 것을 특징으로 하는 중합체 입자. - 제 1 항 또는 제 2 항의 중합체 입자로서,
상기 계면활성제가 음이온성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제 중 적어도 일방을 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 입자. - 제 1 항 또는 제 2 항의 중합체 입자로서,
당해 중합체 입자를 구성하는 중합체가 (메타)아크릴계 중합체, 스티렌계 중합체 및 (메타)아크릴-스티렌계 공중합체 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 중합체 입자. - 제 1 항 또는 제 2 항의 중합체 입자로서,
상기 중합체 입자를 구성하는 중합체는 단관능 비닐계 단량체와 다관능 비닐계 단량체의 공중합체인 것을 특징으로 하는 중합체 입자. - 제 1 항의 중합체 입자로서,
상기 중합체 입자를 구성하는 중합체는 단관능 비닐계 단량체와 다관능 비닐계 단량체의 공중합체이고,
상기 단관능 비닐계 단량체는 스티렌계 단량체를 포함하고,
계면활성제의 함유량이 3∼35ppm이고,
비행 시간형 2차 이온 질량 분석계에 의해 측정되는 정이온의 총이온 강도 및 부이온의 총이온 강도의 합계에 대한 상기 계면활성제에서 유래하는 부이온의 이온 강도의 비가 0.22×10-4∼0.69×10-4인 것을 특징으로 하는 중합체 입자. - 제 1 항 또는 제 2 항의 중합체 입자로서,
계면활성제의 존재하에서, 비닐계 단량체를 종입자에 흡수시켜 중합함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 중합체 입자. - 제 1 항, 제 2 항 또는 제 6 항의 중합체 입자로서,
광학 부재용인 것을 특징으로 하는 중합체 입자. - 제 1 항, 제 2 항 또는 제 6 항의 중합체 입자로서,
방현 부재용인 것을 특징으로 하는 중합체 입자. - 제 1 항, 제 2 항 또는 제 6 항의 중합체 입자와 바인더를 포함하는 코팅용 수지 조성물을 필름 기재 위에 도공하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 필름.
- 제 10 항의 광학 필름으로서,
방현용인 것을 특징으로 하는 광학 필름. - 제 1 항, 제 2 항 또는 제 6 항의 중합체 입자와 투명 수지를 포함하는 성형용 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수지 성형체.
- 제 1 항의 중합체 입자의 제조 방법으로서,
액상의 매체 중, 계면활성제의 존재하에서 비닐계 단량체를 중합시켜, 상기 계면활성제를 포함하는 중합체 입자와 상기 매체를 포함하는 조생성물을 얻는 중합 공정과,
여과기에 상기 조생성물을 투입하고, 투입한 상기 조생성물에 포함되는 매체를 상기 여과기의 여과재에 통과시키는 한편, 상기 조생성물에 포함되는 중합체 입자를 상기 여과재 위에 유지시키는 고액 분리 공정과,
상기 중합체 입자를 상기 여과재 위에 유지한 상기 여과기에 세정액을 투입하고, 상기 세정액을 상기 중합체 입자와 접촉시켜, 상기 중합체 입자와 접촉한 상기 세정액을 상기 여과재에 통과시킴으로써, 상기 세정액으로 세정된 중합체 입자를 상기 여과재 위에 얻는 세정 공정을 포함하고,
상기 고액 분리 공정에 있어서, 상기 여과재를 통과한 상기 매체의 단위 시간당의 양이 하기 조건식(1);
X≤5.50×A …(1)
(식(1) 중, X는 상기 여과재를 통과한 상기 매체의 단위 시간당의 양(㎏/min)을 의미하고, A는 여과재와 피여과물의 계면의 면적(㎡)을 의미한다)을 만족하며,
상기 세정 공정에 있어서, 상기 여과재를 통과한 상기 세정액의 단위 시간당의 양이 하기 조건식(2);
Y≤8.50×A …(2)
(식(2) 중, Y는 상기 여과재를 통과한 상기 세정액의 단위 시간당의 양(㎏/min)을 의미하고, A는 여과재와 피여과물의 계면의 면적(㎡)을 의미한다)를 만족하고,
상기 세정 공정에서는 상기 여과재 위에 유지된 중합체 입자의 중량의 10배 이상의 중량의 세정액을 사용하는 것을 특징으로 하는 중합체 입자의 제조 방법. - 제 13 항의 중합체 입자의 제조 방법으로서,
상기 중합 공정이 액상의 매체 중, 종입자 및 계면활성제의 존재하에서 비닐계 단량체를 시드 중합시켜, 상기 계면활성제를 포함하는 중합체 입자와 상기 매체를 포함하는 조생성물을 얻는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 입자의 제조 방법.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2013-204577 | 2013-09-30 | ||
JP2013204577 | 2013-09-30 | ||
PCT/JP2014/058618 WO2015045448A1 (ja) | 2013-09-30 | 2014-03-26 | 重合体粒子、その製造方法、及びその用途 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20160049545A KR20160049545A (ko) | 2016-05-09 |
KR101790509B1 true KR101790509B1 (ko) | 2017-10-26 |
Family
ID=52742608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020167008406A KR101790509B1 (ko) | 2013-09-30 | 2014-03-26 | 중합체 입자, 그 제조 방법 및 그 용도 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (4) | JP6410266B2 (ko) |
KR (1) | KR101790509B1 (ko) |
CN (1) | CN105593248B (ko) |
WO (1) | WO2015045448A1 (ko) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108137719B (zh) * | 2015-09-30 | 2021-05-14 | 积水化成品工业株式会社 | 聚合物颗粒和其用途 |
JP6650857B2 (ja) * | 2016-03-29 | 2020-02-19 | 積水化成品工業株式会社 | 重合体粒子並びにその製造方法及び用途 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006233055A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Jsp Corp | 光拡散剤及び光拡散剤の製造方法並びに光拡散性シート |
JP2010083987A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Nippon Shokubai Co Ltd | 有機粒子およびそれを用いた有機粒子含有組成物 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5889603A (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-28 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 共重合体の製法 |
JPS6372713A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-02 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 耐溶剤型均一粒径微粒子の製造方法 |
JPH0791348B2 (ja) * | 1987-01-30 | 1995-10-04 | 日本合成ゴム株式会社 | 架橋ポリマー粒子の製造方法 |
JPH0735403B2 (ja) * | 1990-04-18 | 1995-04-19 | 工業技術院長 | 感熱特性を有する微細なポリマービーズの製造方法 |
JPH06289660A (ja) * | 1993-04-06 | 1994-10-18 | Konica Corp | 静電荷像現像剤用キャリア |
JPH07173217A (ja) * | 1993-12-17 | 1995-07-11 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 樹脂粉末の製法 |
JPH07238105A (ja) * | 1994-08-19 | 1995-09-12 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 高架橋ポリマー粒子およびその製造方法 |
JP3441193B2 (ja) * | 1994-09-30 | 2003-08-25 | 日本ゼオン株式会社 | 高純度の重合体の製造方法 |
JP2005239837A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 光拡散塗膜形成用塗料及び光拡散シート |
JP5212853B2 (ja) * | 2006-05-19 | 2013-06-19 | 綜研化学株式会社 | 光拡散ポリマー粒子、その製造方法およびこの光拡散ポリマー粒子を含む光拡散シート |
US7666929B2 (en) * | 2006-05-31 | 2010-02-23 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for reducing fluorosurfactant content of fluropolymer dispersions using anionic surfactant-treated anion exchange resin |
JP2008007666A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Jsr Corp | 光学材料用組成物及びその製造方法、並びに光学材料成形品 |
JP5231004B2 (ja) * | 2007-12-03 | 2013-07-10 | 株式会社日本触媒 | 粒子、および粒子の製造方法 |
JP5634031B2 (ja) * | 2009-03-27 | 2014-12-03 | 株式会社日本触媒 | 重合体粒子およびそれを用いた重合体粒子含有組成物 |
JP5417102B2 (ja) * | 2009-09-18 | 2014-02-12 | 積水化成品工業株式会社 | 重合体粒子及びその製造方法 |
JP2011075704A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | 静電荷像現像用トナー |
JP5500981B2 (ja) * | 2009-12-28 | 2014-05-21 | 積水化成品工業株式会社 | 光拡散フィルム用樹脂粒子、その製造方法及び光拡散フィルム |
WO2011142482A1 (en) * | 2010-05-12 | 2011-11-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
JP5392188B2 (ja) * | 2010-06-01 | 2014-01-22 | 旭硝子株式会社 | 含フッ素ポリマー水性分散液の製造方法 |
US9890223B2 (en) * | 2010-09-28 | 2018-02-13 | Sekisui Plastics Co., Ltd. | Resin particles and process for producing same, antiglare film, light-diffusing resin composition, and external preparation |
JP2012224735A (ja) * | 2011-04-19 | 2012-11-15 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 樹脂組成物、光学フィルムおよび液晶表示装置 |
-
2014
- 2014-03-26 KR KR1020167008406A patent/KR101790509B1/ko active IP Right Review Request
- 2014-03-26 CN CN201480054204.1A patent/CN105593248B/zh active Active
- 2014-03-26 WO PCT/JP2014/058618 patent/WO2015045448A1/ja active Application Filing
- 2014-03-26 JP JP2015538928A patent/JP6410266B2/ja active Active
-
2018
- 2018-09-18 JP JP2018173414A patent/JP2019052306A/ja active Pending
-
2020
- 2020-05-22 JP JP2020090130A patent/JP6913210B2/ja active Active
-
2021
- 2021-07-08 JP JP2021113459A patent/JP2021183692A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006233055A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Jsp Corp | 光拡散剤及び光拡散剤の製造方法並びに光拡散性シート |
JP2010083987A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Nippon Shokubai Co Ltd | 有機粒子およびそれを用いた有機粒子含有組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015045448A1 (ja) | 2015-04-02 |
JP2020158772A (ja) | 2020-10-01 |
JP6410266B2 (ja) | 2018-10-24 |
CN105593248A (zh) | 2016-05-18 |
JPWO2015045448A1 (ja) | 2017-03-09 |
JP6913210B2 (ja) | 2021-08-04 |
JP2019052306A (ja) | 2019-04-04 |
CN105593248B (zh) | 2019-06-28 |
KR20160049545A (ko) | 2016-05-09 |
JP2021183692A (ja) | 2021-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101729111B1 (ko) | 중합체 입자 및 그 용도 | |
CN108137719B (zh) | 聚合物颗粒和其用途 | |
JP2021183692A (ja) | 重合体粒子及びその用途 | |
JP6668489B2 (ja) | 重合体粒子分散液及びそれに用いる重合体粒子、分散剤及び分散媒体、並びにそれらの用途 | |
KR101947402B1 (ko) | 중합체 입자, 중합체 입자의 제조 방법 및 그 용도 | |
KR102001826B1 (ko) | 중합체 입자 및 그 제조 방법 및 용도 | |
KR101959749B1 (ko) | 착색 수지 입자, 그 제조 방법 및 그 용도 | |
JPWO2021171669A5 (ko) | ||
KR20220119097A (ko) | 중합체 입자 및 그 용도 | |
WO2022181349A1 (ja) | 樹脂微粒子及び樹脂微粒子含有組成物 | |
WO2023153109A1 (ja) | 重合体粒子、重合体粒子組成物及び光学フィルム | |
JP2023118042A (ja) | 重合体粒子、重合体粒子組成物及び光学フィルム | |
KR20160113564A (ko) | 중합체 입자, 중합체 입자의 제조 방법 및 그 용도 | |
KR20160079391A (ko) | 중합체 입자, 중합체 입자의 제조 방법 및 그 용도 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
Z031 | Request for patent cancellation [new post grant opposition system introduced on 1 march 2017] | ||
Z072 | Maintenance of patent after cancellation proceedings: certified copy of decision transmitted [new post grant opposition system as of 20170301] | ||
Z131 | Decision taken on request for patent cancellation [new post grant opposition system as of 20170301] |