(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応性モノマーを重合させてなる単分散固体微粒子を製造する方法であって、
（１）反応性モノマーを含む分散相用組成物を加圧し、前記分散相用組成物をマイクロチャネルを介して、 界面活性剤を添加した連続相中に分散せしめてエマルションを生成する工程、
（２）前記エマルションをポリビニルアルコール溶液と撹拌混合した後重合させることにより固体微粒子のサスペンジョンを作製する工程、及び、
（３）前記サスペンジョンから連続相を除去することにより固体微粒子を回収する工程からなる
ことを特徴とする単分散固体微粒子の製造方法。
【請求項２】
界面活性剤は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムであることを特徴とする請求項１記載の単分散固体微粒子の製造方法。
【請求項３】
本体に本体温度を所定の温度に制御可能な恒温槽が設けられ、且つ、反応性モノマーを含む分散相用組成物を本体に供給する配管の周囲にはヒータが設けられているエマルション生成装置を用いる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の単分散固体微粒子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の単分散固体微粒子の製造方法を用いてなる液晶表示素子用スペーサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬、化粧品、液晶表示装置用スペーサ、標準粒子、分析用充填材、診断薬の担体、各種標識材等に用いられる単分散固体微粒子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体微粒子の製造方法としては従来から懸濁重合法や乳化重合法が知られている。懸濁重合法は、エマルションの分散相を重合させて固体微粒子を合成する方法であり、乳化重合法は、界面活性剤ミセル中で重合反応を行うことにより固体微粒子を合成する方法である。
【０００３】
このような懸濁重合法では、作製される固体微粒子の粒径分布は重合前のエマルションの粒径分布に依存するため、単分散固体微粒子を作製することが困難である。また、乳化重合法で通常合成できる固体微粒子の粒径は０．１μｍ程度であり、数μｍ以上の固体微粒子の合成は困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑み、粒径が数μｍ以上の単分散固体微粒子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応性モノマーを重合させてなる単分散固体微粒子を製造する方法であって、（１）反応性モノマーを含む分散相用組成物を加圧し、上記分散相用組成物をマイクロチャネルを介して連続相中に分散せしめてエマルションを生成する工程、（２）上記エマルションを重合させることにより固体微粒子のサスペンジョンを作製する工程、及び、（３）上記サスペンジョンから連続相を除去することにより固体微粒子を回収する工程からなる単分散固体微粒子の製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
【０００６】
本発明の単分散固体微粒子の製造方法は、反応性モノマーを重合させてなる。
上記反応性モノマーとしては、エマルションを生成して重合によって固体微粒子を作製することができるものであれば特に限定されず、例えば、炭素−炭素二重結合を有する重合性モノマー等が挙げられ、固体微粒子の用途に応じて適宜選定すればよい。
【０００７】
本発明の単分散固体微粒子の製造方法は、（１）、（２）及び（３）の工程からなる。
上記（１）の工程は、反応性モノマーを含む分散相用組成物を加圧し、上記分散相用組成物をマイクロチャネルを介して連続相中に分散せしめてエマルションを生成する工程である。
上記反応性モノマーを含む分散相用組成物は、反応性モノマー以外の成分を含んでいてもよい。
【０００８】
上記（１）の工程において、固体微粒子の単分散性を良好とするため、界面活性剤を連続相若しくは分散相用組成物のいずれか又は両方に添加することが好ましい。
上記界面活性剤としては特に限定されず、例えば、反応性モノマーの種類、連続相の種類、固体微粒子の用途等に応じて適宜選定すればよい。
上記反応性モノマーを含む分散相用組成物を加圧する圧力としては特に限定されず、例えば、分散相に要求される大きさ；製造効率等に応じて適宜設定すればよい。
【０００９】
上記マイクロチャネルとは、分散相用組成物を連続相中に分散せしめて分散相を形成させることができる一定の形状からなる間隙を意味する。
上記マイクロチャネルは、製造効率が向上することから、多数の一定の形状からなる間隙により形成されていることが好ましい。
上記分散相用組成物をマイクロチャネルを介して連続相中に分散せしめることにより、分散相用組成物を連続相中で均一な大きさの微粒子（マイクロスフィア）からなる分散相とすることができる。
上記（１）の工程において、エマルションを生成する装置としては特に限定されず、例えば、本出願人が特願平１１−７８８６２号で提案した装置等を使用することができる。
【００１０】
上記（２）の工程は、上記エマルションを重合させることにより固体微粒子のサスペンジョンを作製する工程である。
上記（２）の工程において、エマルションを重合させることにより分散相を形成する微粒子を固化して固体微粒子のサスペンジョンを作製することができる。
上記エマルションの重合方法としては特に限定されず、例えば、エマルションに重合開始剤を添加してから温度を上昇させる方法；あらかじめ重合開始剤を分散相用組成物に溶解させておいて（１）の工程でエマルションを作製した後、温度を上昇させる方法；光重合開始剤を用いて特定波長の光を照射する方法等が挙げられ、反応性モノマーの種類、反応性、用途等により適宜選定すればよい。
【００１１】
上記重合においては、重合時に粒子同士の合着を防止するため、エマルションに分散剤を添加してから重合することが好ましい。また、（１）の工程におけるエマルション生成時に、分散相用組成物若しくは連続相のいずれか又は両方に分散剤を添加することもできる。
【００１２】
上記（３）の工程は、上記サスペンジョンから連続相を除去することにより固体微粒子を回収する工程である。
上記（３）の工程において、サスペンジョンから連続相を除去し、固体微粒子を回収する方法としては特に限定されず、例えば、真空乾燥法、噴霧乾燥法等の乾燥方法を用いることができる。また、固体微粒子の用途によって、未反応モノマー、界面活性剤、分散剤等が残存すると問題がある場合は、連続相を除去する前に、抽出操作等により固体微粒子を洗浄することが好ましい。
【００１３】
本発明の単分散固体微粒子の製造方法は、数μｍ以上の単分散固体微粒子を製造することができる。
上記単分散固体微粒子は、医薬、化粧品、液晶表示装置用スペーサ、標準粒子、分析用充填剤、診断薬の担体、各種標識材等に用いることができるものである。
【００１４】
本発明２は、反応性モノマーを重合させてなる液晶表示装置用スペーサを製造する方法であって、（１）反応性モノマーを含む分散相用組成物を加圧し、上記分散相用組成物をマイクロチャネルを介して連続相中に分散せしめてエマルションを生成する工程、（２）上記エマルションを重合させることにより固体微粒子のサスペンジョンを作製する工程、及び、（３）上記サスペンジョンから連続相を除去することにより液晶表示装置用スペーサを固体微粒子として回収する工程からなる液晶表示装置用スペーサの製造方法である。
【００１５】
本発明２の液晶表示装置用スペーサの製造方法は、本発明１の単分散固体微粒子の製造方法と同様にして行うことができる。
本発明２の液晶表示装置用スペーサの製造方法により得られた液晶表示装置用スペーサは、粒径が数μｍ以上で単分散性にも優れるものである。
上記液晶表示装置用スペーサにより、液晶層の厚み（セルギャップ）が均一で表示ムラ等の欠陥の少ない液晶表示装置を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図１〜５に基づいて説明する。
図１は本発明の単分散固体微粒子の製造方法の概略を工程順に示したブロック図である。
上記ブロック図によれば、先ず、反応性モノマーを含む分散相用組成物を用意する。次いで、（１）工程として、この分散相用組成物を加圧し、上記分散相用組成物をマイクロチャネルを介して水等の連続相中に分散せしめてマイクロチャネル乳化を行って、単分散エマルションを生成する。次いで、（２）工程として、単分散エマルションを加熱等により重合させて単分散サスペンジョンとする。この後、（３）工程として、単分散サスペンジョンから連続相を乾燥除去して単分散固体微粒子を回収する。
【００１７】
以下に単分散エマルションを生成する装置の一例を図２〜５に基づいて説明する。ここで、図２は、エマルション生成装置の全体断面図、図３は、同じエマルション生成装置の要部の拡大模式図であり、図４（ａ）は、エマルション生成装置における基板の平面図、（ｂ）は、エマルション生成装置における基板の裏面図であり、図５は、マイクロチャネルの部分の拡大斜視図である。
【００１８】
図２〜５において、エマルション生成装置は本体１を恒温槽２につなげて本体１の温度を所定の温度に制御可能としている。そして、本体１の一方の開口にガラス板等から構成されるプレート３を嵌め込み、他方の開口に蓋体４を嵌め込み、蓋体４の中央に分散相用組成物（Ｏ）の供給口５を形成し、蓋体４の中央から外れた箇所（図では上方）に連続相（Ｗ）の供給口６を形成し、更に蓋体４の中央から外れた箇所（図では下方）にエマルション（Ｅ）の取出口７を形成している。
【００１９】
そして、分散相用組成物（Ｏ）の供給口５には配管を介して分散相用組成物リザーバ８を接続し、配管の周囲にはヒータ９を設け、また、連続相（Ｗ）の供給口６には配管を介して連続相リザーバ１０を接続し、更にエマルション（Ｅ）の取出口７には回収用配管１１を接続している。ここで、分散相用組成物リザーバ８及び連続相リザーバ１０は上下位置の調整が可能であり、水位差による加圧が行えるよう分散相用組成物（Ｏ）に作用する圧力及び連続相（Ｗ）に作用する圧力がそれぞれ調整できる構成になっている。
【００２０】
また、プレート３と蓋体４との間の空間には基板１２が配置されている。基板１２の中央には開口１３が形成され、基板１２のプレート３に対向する正面側には開口１３を矩形状に囲むように突条１４が形成され、この突条１４の上面を平坦なテラス１５にし、このテラス１５上に突部１６を一定間隔で多数形成し、これら突部１６、１６間をマイクロチャネル１７としている。
マイクロチャネル１７の寸法としては、例えば幅１６μｍ、高さ２μｍ、テラス長さ３０μｍとする。また、マイクロチャネル１７を含む突条１４の形成方法としては、ウェットエッチング又はドライエッチングが適当である。
【００２１】
更に、基板１２と蓋体４の間にはＯリング等の隔壁部材１８を介在させ、この隔壁部材１８の弾発力（弾性力）で上記突部１６をプレート３内側に当接している。そして、隔壁部材１８にて囲まれる内側領域には上記分散相用組成物（Ｏ）の供給口５が開口し、外側領域には連続相（Ｗ）の供給口６及びエマルション（Ｅ）の取出口７が開口している。尚、プレート３の外側には、ビデオシステムに繋がるカメラ１９が配置されている。
【００２２】
単分散エマルションを生成する装置としては、上記の構成に限定されるものではない。例えば、図１〜５の例にあっては、プレート３、蓋体４及び基板１２を縦方向に配置したが、これらを水平方向に配置してもよい。また、他の装置としては、ケース内に基板を配置し、この基板とプレートとの間に連続相の流路を形成し、この流路に対し交差する方向に開口するマイクロチャネルを上記基板に形成し、流動状態にある連続相に対して交差する方向から分散相用組成物を供給するクロスフロータイプとしてもよい。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００２４】
分散相用組成物として、ラジカル重合開始剤である過酸化ベンゾイルの２５％含水物を２％の濃度で溶解したジビニルベンゼンを用い、連続相に０．３％ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液を用いて常温でマイクロチャネル乳化を行った。分散相用組成物の供給圧力は４．９〜６．９ｋＰａ（０．０５〜０．０７ｋｇ／ｃｍ２  ）の範囲とした。生成したエマルション１００部を２％ポリビニルアルコール溶液１００部と攪拌混合した後、９０℃で反応を行った。この後、このサスペンジョンを乾燥して白色の固体微粒子を得た。得られた微粒子は平均粒径が１６．４μｍで、標準偏差が１．１８μｍであった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の固体微粒子の製造方法は、上述の構成からなるので、液晶表示装置用スペーサ等に用いることができる粒径が数μｍ以上の単分散固体微粒子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略を工程順に示したブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態として用いるエマルション生成装置の全体図である。
【図３】図２のエマルション生成装置における要部の拡大模式図である。
【図４】（ａ）は、図２のエマルション生成装置における基板の平面図である。
（ｂ）は、図２のエマルション生成装置における基板の裏面図である。
【図５】図２のエマルション生成装置におけるマイクロチャネルの部分の拡大斜視図である。
【符号の説明】
１    エマルション生成装置本体
２    恒温槽
３    プレート
４    蓋体
５    分散相用組成物（Ｏ）の供給口
６    連続相（Ｗ）の供給口
７    エマルション（Ｅ）の取出口
８    分散相用組成物リザーバ
９    ヒータ
１０  連続相リザーバ
１１  回収用配管
１２  基板
１３  開口
１４  突条
１５  テラス
１６  突部
１７  マイクロチャネル
１８  隔壁部材
１９  ビデオカメラ
２０  分散相用組成物（Ｏ）
２１  連続相（Ｗ）
２２  マイクロスフィア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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