(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023131785
(43)【公開日】2023-09-22
(54)【発明の名称】金属酸化物中空粒子を用いた樹脂組成物及びその用途
(51)【国際特許分類】
C08F 2/44 20060101AFI20230914BHJP
C01G 23/047 20060101ALI20230914BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20230914BHJP
【FI】
C08F2/44 A
C01G23/047
G09F9/00 313
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022036737
(22)【出願日】2022-03-10
(71)【出願人】
【識別番号】000004086
【氏名又は名称】日本化薬株式会社
(72)【発明者】
【氏名】古江 誠
(72)【発明者】
【氏名】稲葉 健一
(72)【発明者】
【氏名】西川 慧史
(72)【発明者】
【氏名】原 幸広
【テーマコード(参考)】
4G047
4J011
5G435
【Fターム(参考)】
4G047CA02
4G047CB05
4G047CC03
4G047CD03
4J011PA07
4J011PB07
4J011PB40
4J011QA23
4J011QA33
4J011QB19
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4J011SA83
4J011SA84
4J011TA02
4J011TA07
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4J011WA10
5G435AA01
5G435BB04
5G435BB05
5G435BB12
5G435FF14
5G435HH02
5G435KK07
5G435LL07
5G435LL08
(57)【要約】
【課題】
本発明によれば、可使時間が長い金属酸化物中空粒子を有する樹脂組成物を実現することができ、またこの樹脂組成物は、特定波長の選択的光散乱性に優れる樹脂組成物である為、ブルーライトをカットする用途への展開に特に有用である。
【解決手段】
(A)金属酸化物中空粒子、及び(B)回転式B型粘度計で測定した25℃における粘度が7,000mPa・s以上100,000mPa・s以下の光硬化性樹脂を有する分散液。また好ましくは前記(B)が2以下の不飽和二重結合を有する光硬化性樹脂である分散液。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)金属酸化物中空粒子、及び(B)回転式B型粘度計で測定した25℃における粘度が7,000mPa・s以上100,000mPa・s以下の光硬化性樹脂を有する分散液。
【請求項2】
前記(B)が2以下の不飽和二重結合を有する光硬化性樹脂である請求項1に記載の分散液。
【請求項3】
前記(A)金属酸化物中空粒子が、中空粒子の中空径をA、中空粒子の粒子径をBとしたとき、A/Bの値が0.30以上0.95以下である金属酸化物中空粒子である請求項1又は2に記載の分散液。
【請求項4】
前記(A)金属酸化物中空粒子が、(A-1)ルチル型酸化チタン中空粒子である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の分散液。
【請求項5】
前記(A-1)ルチル型酸化チタン中空粒子が、(A-2)シリカを含有する請求項4に記載の分散液。
【請求項6】
更に(C)光開始剤を含有する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
更に(D)分散剤を含有する請求項1乃至6のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項8】
前記(D)が、分子内にカルボニル基(-C(=O)-)、又はアミノ基(-NR3 Rは水素原子又はアルキル基を表す)を有する非シリコーン系分散剤である請求項7に記載の樹脂組成物。
【請求項9】
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の表示装置用ブルーライトカット樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属酸化物中空粒子と光反応性樹脂を含有する樹脂組成物、及びその用途に関する。より詳細には、特定の波長を選択的に散乱できるという光学特性を有し、特にブルーライトカットに優れた樹脂組成物とその用途に関する。
【0002】
中空粒子は、その粒子内部に種々の機能物質を包含したマイクロカプセルとして広く利用されており、また内部空孔による特異な光散乱特性を利用して、紙、繊維、皮革、ガラス、金属等へのコーティング、インク及び塗料や化粧品等の分野において、光輝、光沢、不透明度、白色度などの性能を付与する為の光散乱剤、光散乱助剤としても有用であることが知られている。さらに、内部が空孔である為、屈折率調整剤、誘電率調整剤、軽量剤、遮音材、断熱材としての効果も期待できる。
中空粒子の中でも、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の金属酸化物の中空粒子は、構造安定性、化学的安定性にすぐれていることから、工業的に有用である。特に、酸化チタンを含有する中空粒子は、高屈折率であること、触媒活性を有すること等の理由から、光散乱材料や触媒材料として有用とされている。
【0003】
このような金属酸化物中空粒子の製造方法として幾つかの方法が提案されている。特許文献1には、樹脂粒子をテンプレート粒子とし、樹脂粒子表面に酸化チタンの層を形成させたコア―シェル型粒子を作製し、前記樹脂粒子を除去する方法が提案されている。しかしながら、この方法は樹脂粒子を焼成によって除去する際に、前記コア―シェル粒子同士が融着、又は中空構造が崩壊するという問題点があった。
【0004】
また、特許文献2には無機化合物水溶液を、界面活性剤を用いて有機溶媒と混合乳化し、油中水滴型エマルジョン液を作製し、これを別の水溶液と混合することにより水滴界面で沈殿反応させることで中空粒子を作製する方法が提案されている。しかしながら、この方法は中空粒子の粒子径分布が広く、強度や粒子径の再現性が良くないという問題点があった。
【0005】
特許文献3には樹脂粒子と、樹脂粒子よりも小さい無機質粒子を気流中で高速撹拌することで、前記樹脂粒子上に無機質粒子を被覆し複合粒子を作製し、次いで該複合粒子を加熱することにより樹脂粒子を分解させることで中空粒子を作製する方法が提案されている。しかしながら、この方法で作製される中空粒子は粒子径が大きく、強度が脆弱であるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2013-23676号公報
【特許文献2】特開平06-330606号公報
【特許文献3】特開平05-138009号公報
【特許文献4】特開2010-120786号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記したような従来の中空粒子を用いた樹脂組成物は、沈降性の影響によって可使時間が短く、製造工程中の不良の要因となる場合がある。また、光学特性も十分とは言えず、特に所望の波長以外の波長も散乱してしまう為、各種用途への展開が困難であった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは鋭意検討の結果、金属酸化物中空粒子と、特定の粘度を有する光硬化性樹脂を用いた樹脂組成物は、沈降性が低く、すなわち保存安定性に優れることを見出した。
即ち、本発明は、以下1)~9)に関するものである。
1)
(A)金属酸化物中空粒子、及び(B)回転式B型粘度計で測定した25℃における粘度が7,000mPa・s以上100,000mPa・s以下の光硬化性樹脂を有する分散液。
2)
前記(B)が2以下の不飽和二重結合を有する光硬化性樹脂である上記1)に記載の分散液。
3)
前記(A)金属酸化物中空粒子が、中空粒子の中空径をA、中空粒子の粒子径をBとしたとき、A/Bの値が0.30以上0.95以下である金属酸化物中空粒子である上記1)又は2)に記載の分散液。
4)
前記(A)金属酸化物中空粒子が、(A-1)ルチル型酸化チタン中空粒子である上記1)乃至3)のいずれか一項に記載の分散液。
5)
前記(A-1)ルチル型酸化チタン中空粒子が、(A-2)シリカを含有する上記4)に記載の分散液。
6)
更に(C)光開始剤を含有する上記1)乃至5)のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
7)
更に(D)分散剤を含有する上記1)乃至6)のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
8)
前記(D)が、分子内にカルボニル基(-C(=O)-)、又はアミノ基(-NR3 Rは水素原子又はアルキル基を表す)を有する非シリコーン系分散剤である上記7)に記載の樹脂組成物。
9)
上記1)乃至8)のいずれか一項に記載の表示装置用ブルーライトカット樹脂組成物。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、可使時間が長い金属酸化物中空粒子を有する樹脂組成物を実現することができ、またこの樹脂組成物は、特定波長の選択的光散乱性に優れる樹脂組成物である為、ブルーライトをカットする用途への展開に特に有用である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本明細書において、金属酸化物中空粒子を有する樹脂組成物は、単に樹脂組成物と表現する場合がある。また「~」は数値の前後は含むものとする。
[(A)金属酸化物中空粒子]
本発明の樹脂組成物は、成分(A)として、金属酸化物中空粒子を含有する。
金属酸化物とは、例えば、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化鉄、およびシリカ等が挙げられ、これらを1種又は2種以上組み合せて用いることができる。これら微粒子金属酸化物の中でも、酸化亜鉛、酸化チタンが好ましく、酸化チタンがより好ましい。
これらの金属酸化物は、アルミニウムの酸化物及び/又は水酸化物や、シリカ、ケイ素酸化物及び/又は水酸化物で表面処理されていてもよい。または、これらの金属酸化物は、フッ素化合物、シリコーン化合物、金属石鹸、レシチン、水素添加レシチン、コラーゲン、炭化水素、高級脂肪酸、高級アルコール、エステル、ワックス、ロウ、界面活性剤等の1種又は2種以上を用いて表面処理を施してあってもよい。
また中空粒子とは、内部に空孔が形成され、殻が上記金属酸化物で形成されている球状、略球状、凹凸状、異形状等の粒子であり、球状又は略球状である場合が好ましく、球状である場合が更に好ましい。また中空粒子内部の空孔は、空孔を球と見なしたときに真円度が高いものが好ましい。
なお本明細書において金属酸化物中空粒子を単に中空粒子と、ルチル型酸化チタンを単に酸化チタンと記載する場合がある。
【0011】
[(A-1)ルチル型酸化チタン中空粒子]
上記(A)金属酸化物中空粒子として最も好ましくは、酸化チタンであり、当該酸化チタンはルチル型であることが特に好ましい。
(A-1)ルチル型酸化チタンは、光触媒機能が低い、屈折率が高いので波長に対する反射率を制御できる点において優れる。酸化チタン中のルチル型酸化チタンの割合は、通常80質量%~100質量%、好ましくは85質量%~100質量%、より好ましくは90質量%~100質量%である。なお当該割合はX線回折ピークから算出される値であり、詳細は実施例において記載する。
【0012】
本実施形態に用いるルチル型酸化チタン中空粒子は、単結晶である場合が好ましい。
本実施形態に係る中空粒子を構成する酸化チタンが単結晶であることは、公知の方法で確認することができる。公知の方法としては、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)を使用して、単粒子の電子回折像を測定する方法が挙げられる。本明細書において「単結晶」とは、単粒子の電子回折像がスポット像であることを意味する。
【0013】
[(A-2)シリカ]
本発明の樹脂組成物に用いられる(A)金属酸化物中空粒子は、その殻部分に、(A-2)シリカを含有することが好ましい。このシリカは結晶性であってもアモルファスであってもよいが、アモルファスであることが好ましい。シリカがアモルファスであることは、公知の方法で確認することができる。公知の方法としては、例えば、X線回折装置等を使用して、シリカ結晶(例えばα-SiO2)に由来する回折ピークを測定する方法が挙げられる。本明細書において「アモルファス」とは、結晶に由来する明確な回折ピークが現れないことを意味する。
また、(A-1)ルチル型酸化チタン中にシリカを有する場合、酸化チタンの含有率が70.0質量%以上99.5質量%以下であることが好ましい。酸化チタンの含有率の上限としてより好ましい値は、順に99.0質量%、98.5質量%であり、特に好ましくは98.0質量%である。また下限としてより好ましい値は、75.0質量%、80.0質量%、85.0質量%、90.0質量%、95.0質量%、95.5質量%、96.0質量%、96.5質量%であり、特に好ましくは97.0質量%である。従って、酸化チタンの含有率として最も好ましくは97.0質量%以上98.0質量%以下である。
また、本実施形態に係る中空粒子は、シリカの含有率が0.5質量%以上30.0質量%以下であることが好ましい。シリカの含有率の上限としてより好ましい値は、順に25.0質量%、20.0質量%、15.0質量%、10.0質量%、5.0質量%、4.5質量%、4.0質量%、3.5質量%であり、特に好ましくは3.0質量%である。また下限としてより好ましい値は、0.5質量%、1.0質量%、1.5質量%であり、特に好ましくは2.0質量%である。従って、シリカの含有率として最も好ましくは2.0質量%以上3.0質量%である。
中空粒子が含有する酸化チタン及びシリカの含有率は、中空粒子を製造する際の酸化チタン前駆体及びシリカ前駆体が、100%の変換率で酸化チタン及びシリカに変換されたものとして算出する。これらの含有率を算出するときは、小数点以下2桁目を四捨五入して、小数点以下1桁目までを記載する。
なお、この中空粒子は、中空構造を有する酸化チタン層とシリカ層の境界は複合酸化物となっていても良い。なおシリカがこの範囲であることにより、ブルーライトである波長400~500nmの透過率を効率的に遮蔽することができる。
【0014】
[中空径と粒子径のパラメーター A/B]
本発明の樹脂組成物に用いられる金属酸化物中空粒子は、中空粒子の中空径をA(nm)、中空粒子の粒子径をB(nm)としたとき、A/Bが0.65~0.90である場合が好ましい。A/Bの更に好ましい下限の値は順に0.68、0.70、0.75、0.77であり、特に好ましくは0.80である。また、上限の値は、好ましい順に0.89、0.88、0.87であり、特に好ましくは0.86である。すなわち、A/Bの最も好ましい範囲は0.80~0.86である。殻の厚みが薄過ぎる場合は混合時に中空構造が崩壊することがあり、殻の厚みが厚過ぎる場合は密度が高くなって沈殿することがあるので好ましくない。
なお、本実施形態に係る中空粒子としては、粒子の表面から内部の空孔へと通じる細孔を有さないものが好ましい。そのような細孔を有するか否かは、例えば、細孔分布測定装置(例えば、マイクロトラック・ベル株式会社製、BELSORP-mini II)を用いて、相対圧力に対する吸着量及び脱着量を測定することにより確認することができる。本明細書において「内部の空孔へと通じる細孔を有さない」とは、吸着量及び脱着量から作成される吸脱着等温線がIUPAC分類におけるIV型又はV型ではないことを意味する。IUPAC分類の中では、II型及びIII型が好ましく、II型がより好ましい。使用するガスは窒素等、適宜選択する。
中空粒子の中空径A及び中空粒子の1次粒子径Bは、透過型電子顕微鏡(TEM)で無作為に撮影した中空構造粒子10個の中空構造の中空径A、及び中空粒子の1次粒子径Bの算術平均値である。比A/Bの有効数字が小数点以下1桁のときは、小数点以下2桁目を四捨五入して算出する。また、比A/Bの有効数字が小数点以下2桁のときは、小数点以下3桁目を四捨五入して算出する。
なお本明細書において、中空粒子の中空径を内径と表現する場合がある。
【0015】
[中空粒子の1次粒子径]
本発明の樹脂組成物に用いられる金属酸化物中空粒子の1次粒子径は、B(nm)で表した場合、100nm≦B≦350nmである場合が好ましい。すなわち(A)金属酸化物中空粒子の一次粒子径は100nm以上350nm以下である場合が好ましい。Bの上限としてさらに好ましい値は順に340nm、330nm、320nm310nm、300nm、290nm、280nm、270nm、260nm、250nm、240nm、235nm、230nm、225nm、220nm、215nmであり、特に好ましくは210nmである。また下限としてさらに好ましい値は順に、120mn、140nm、150nm、160nm、170nm、180nmであり、特に好ましくは190nmである。すなわちBの範囲として最も好ましくは、190nm以上210nm以下である。
【0016】
<中空粒子のその他の構成>
本発明の樹脂組成物に用いられる(A)金属酸化物中空粒子は、金属酸化物の他に、上記シリカ、更には、例えば、Sn、Cd、Fe、Ni、Zn、Mn、Co、Cr、Cu、K、Na、Li、P、S等から選択される元素を含有しても良い。これらの元素は、1種類であっても2種類以上であってもよい。
【0017】
本発明の樹脂組成物に用いられる(A)金属酸化物中空粒子が、酸化チタン及びシリカ以外の元素をさらに含有する場合、これらの元素の総含有率は、酸化チタン中のチタンのモル数に対して、通常0.1質量%~15質量%、好ましくは0.1質量%~10質量%、より好ましくは0.1質量%~5質量%である。このような範囲とすることにより、着色が少ない中空粒子を得やすい傾向がある。
【0018】
本発明の樹脂組成物に用いられる金属酸化物中空粒子は、必要に応じて、その表面に他の物質の層をさらに有していてもよい。他の物質としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、ジルコニア、有機物等が挙げられる。
【0019】
<中空粒子の製造方法>
本発明の樹脂組成物に用いられる金属酸化物中空粒子は、例えば、Xiong Wen(David)Lou,Lynden A.Archer and Zichao Yang,Adv.Mater.,2008,20,3987-4019等に記載されている公知の方法に準じて製造することができる。ただしこの製造方法に限定されるものではない。なお以下は金属酸化物を酸化チタンとした場合の例として記載する。
【0020】
特にコアとなるテンプレート粒子の表面に、酸化チタン前駆体及びシリカ前駆体を含有するシェルを形成し、コア/シェル粒子を得る工程(以下、「第1工程」ともいう。)と、コア/シェル粒子からテンプレート粒子を除去してシェル粒子を得る工程(以下、「第2工程」ともいう。)と、シェル粒子を空気雰囲気下で焼成して中空粒子を得る工程(以下、「第3工程」ともいう。)と、を含む製造方法が好ましい。
【0021】
以下に記載する各工程は、特に断りの無い限り、撹拌下に行うのが好ましい。
【0022】
<第1工程>
第1工程としては、テンプレート粒子と酸化チタン前駆体及びシリカ前駆体とを、有機溶媒中で塩基の存在下に反応させる工程が挙げられる。シリカ前駆体は、酸化チタン前駆体の添加後に添加してもよく、酸化チタン前駆体と同時に添加してもよい。第1工程により、コアとなるテンプレート粒子の表面に酸化チタン前駆体及びシリカ前駆体を含有するシェルが形成されたコア/シェル粒子を得ることができる。
【0023】
テンプレート粒子としては、ポリマー粒子及び無機粒子から選択される粒子が挙げられる。その具体例としては、例えば、(メタ)アクリレート系、ビニル系、スチレン系、ウレタン系から選択される少なくとも1種類のモノマーを重合することにより得られるポリマー粒子;炭酸カルシウム、酸化鉄、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化クロム、酸化ニッケル等の無機粒子;が挙げられる。これらの中ではポリマー粒子が好ましく、構成モノマーとしてスチレンを含むポリマー粒子がより好ましく、スチレン-(メタ)アクリル酸ポリマー粒子がさらに好ましく、スチレン-メタクリル酸ポリマー粒子が特に好ましい。
なお、本明細書において「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの両方を意味し、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸の両方を意味する。
【0024】
酸化チタン前駆体としては、化学的又は物理的な方法により酸化チタンに変換できる物質であれば特に制限されない。酸化チタン前駆体の中では、チタニウムアルコキシドが好ましい。チタニウムアルコキシドとしては、チタニウムテトラアルコキシドが好ましく、チタニウムテトラC1-C6アルコキシドがより好ましく、チタニウムテトラブトキシドがさらに好ましい。
【0025】
酸化チタン前駆体を添加する量を制御することにより、シェルの厚さを制御することができる。酸化チタン前駆体は、シェルを特定の厚さにする必要量を、一度に添加してもよく、数度に分けて添加してもよい。酸化チタン前駆体を数度に分けて添加することにより、シェルの厚さがより均一になる傾向にある。
【0026】
シリカ前駆体としては、化学的又は物理的な方法によりシリカに変換できる物質であれば特に制限されない。シリカ前駆体の中では、シランアルコキシドが好ましい。シランアルコキシドとしては、シランテトラアルコキシドが好ましく、シランテトラC1-C4アルコキシドがより好ましく、シランテトラエトキシドがさらに好ましい。
【0027】
有機溶媒としては、例えば、炭化水素系溶媒(トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、n-ヘプタン等)、アルコール系溶媒(メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、t-ブタノール、ベンジルアルコール等)、ケトン系溶媒(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセチルアセトン等)、エステル系溶媒(酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブ、酢酸アミル等)、エーテル系溶媒(イソプロピルエーテル、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等)、グリコール系溶媒(エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、オクチレングリコール等)、グリコールエーテル系溶媒(ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等)、グリコールエステル系溶媒(エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等)、グライム系溶媒(モノグライム、ジグライム等)、ハロゲン系溶媒(ジクロロメタン、クロロホルム等)、アミド系溶媒(N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン)、ピリジン、スルホラン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。
【0028】
有機溶媒は、1種類を単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。2種類以上の有機溶媒を併用し、その比率、テンプレート粒子の濃度、塩基を加える方法等を制御することにより、反応液の分散状態を良好に維持しながら第1工程を行うことができる。
【0029】
塩基としては、無機塩基及び有機塩基が挙げられる。無機塩基としては、例えば、周期表の第1族元素又は第2族元素の水酸化物、好ましくはNa、K、Ca、Mg、Al、Fe等の水酸化物;アンモニア;などが挙げられる。有機塩基としては、例えば、ピリジン等の複素芳香環化合物;トリエチルアミン等のアルキルアミン(好ましくはトリアルキルアミン、より好ましくはトリC1-C4アルキルアミン);トリエタノールアミン等のヒドロキシアルキルアミン(好ましくはトリ(ヒドロキシアルキル)アミン、より好ましくはトリ(ヒドロキシC1-C4アルキルアミン));などが挙げられる。
【0030】
第1工程は、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。
第1工程の反応温度は、通常-30℃~80℃、好ましくは0℃~50℃である。
第1工程の反応時間は、反応温度、シェルの厚さ等によって変わるため、一概に決めることは困難である。その目安としては、通常0.1時間~10時間、好ましくは0.5時間~7時間程度である。
【0031】
なお、テンプレート粒子がポリマー粒子であり、その表面電位が酸化チタンと同じ符号であるときは、以下の方法によりコア/シェル粒子を形成することもできる。
すなわち、上記の表面電位と反対符号を有する有機ポリマー(例えば、ポリエチレンイミン等)をテンプレート粒子の表面に吸着させる。次いで、酸化チタンの微粒子を有機ポリマーの表面に堆積又は吸着させ、必要に応じて酸化チタン前駆体を加えることにより、コア/シェル粒子を形成することができる。酸化チタンの微粒子として、例えばルチル型の酸化チタンを用いることにより、酸化チタン前駆体から生成する酸化チタンの結晶型をルチル型にすることができる。
【0032】
第1工程は、分散液の状態で反応が行われる。このため、その分散液の分散安定性を向上する目的で、第1工程は分散剤の存在下に行うのが好ましい。分散剤の種類は、シェルの形成を妨害しなければ特に制限されない。そのような分散剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール;ポリビニルピロリドン;共栄社化学株式会社製のフローレンシリーズ;ビックケミー・ジャパン株式会社製のDISPERBYKシリーズ;日本ルーブリゾール株式会社製のソルスパースシリーズ;味の素ファインテクノ株式会社製のアジスパーシリーズ;楠本化成株式会社製のディスパロンシリーズ;などが挙げられる。
【0033】
<第2工程>
第2工程としては、テンプレート粒子を溶剤により溶解して除去する工程が挙げられる。そのような溶剤としては、シェル粒子を溶解又は破壊しない溶剤が好ましい。テンプレート粒子がポリマー粒子の場合、第2工程で使用する溶剤としては、メチルエチルケトン、トルエン、テトラヒドロフラン、クロロホルム等の有機溶剤が挙げられる。また、テンプレート粒子が無機粒子の場合、第2工程で使用する溶剤としては、希塩酸、希硝酸、希硫酸等の酸の水溶液が挙げられる。
【0034】
<第3工程>
第3工程としては、第2工程で得られたシェル粒子を焼成することにより、中空粒子を得る工程が挙げられる。通常、焼成は、空気、窒素、アルゴン、水素、アンモニア等の1種類以上から選択されるガスの雰囲気下で行うことができるが、単結晶の酸化チタンを得るためには、空気雰囲気下で焼成するのが好ましい。なお、本明細書において「空気」とは、地球の大気圏の最下層を構成している気体であり、人類が生活する通常の環境で得られる気体を意味する。
【0035】
第3工程の焼成温度は、中空粒子の材質等によって変わるため、一概に決めることは困難である。その目安としては、通常600℃~1500℃以下、好ましくは650℃~1400℃、より好ましくは700℃~1300℃、さらに好ましくは750℃~1200℃程度である。
第3工程の焼成時間は、焼成温度等によって変わるため、一概に決めることは困難である。その目安としては、通常0.5時間~数十時間、好ましくは1時間~10時間程度である。
【0036】
なお、テンプレート粒子がポリマー粒子である場合、上記の第2工程が不要となる。すなわち、第1工程で得られるコア/シェル粒子を焼成する第3工程により、テンプレート粒子の除去とシェル粒子の焼成とが同時に行える。このため、第1工程及び第3工程の2工程のみで、中空粒子を製造することができる。
【0037】
第3工程で得られる中空粒子には、形状が不均一な副生成物の粒子が含まれることがある。副生成物の粒子の割合は、通常10%以下、好ましくは5%以下である。合成条件を精密に制御すること等により、副生成物の粒子の生成を抑制することができる。副生成物の含有率は、透過型電子顕微鏡(TEM)又は走査型電子顕微鏡(SEM)で無作為に撮影した中空粒子100個のうちの、形状が不均一な粒子の個数により算出することができる。
【0038】
[(B)回転式B型粘度計で測定した25℃における粘度が7,000mPa・s以上100,000mPa・s以下以下の光硬化性樹脂]
本発明の樹脂組成物は、(B)回転式B型粘度計で測定した25℃における粘度が7,000mPa・s以上100,000mPa・s以下以下の光硬化性樹脂を含有する。
なお、本明細書においては、樹脂としての性状を有さない、例えば低分子単官能アクリルモノマーのような光硬化性化合物も光硬化性樹脂として記載する。
成分(B)の粘度は、7,000mPa・s以上100,000mPa・s以下であるが、さらに好ましい下限としては、好ましい順に8,000mPa・s、9,000mPa・s、10,000mPa・s、15,000mPa・s、17,000mPa・s、20,000mPa・sである。またさらに好ましい上限としては、好ましい順に80,000mPa・s、70,000mPa・s、60,000mPa・s、50,000mPa・s、40,000mPa・s、35,000mPa・s、30,000mPa・s、28,000mPa・s、25,000mPa・sである。従って、硬化性樹脂の粘度として最も好ましくは、20,000mPa・s以上25,000mPa・s以下である。
【0039】
光硬化性樹脂とは、例えば、ビニル基、ビニルエーテル基、アリル基、マレイミド基、(メタ)アクリロイル基等を有する樹脂が挙げられる。また、光開始剤として光カチオン発生剤を用いる場合には、オキシラン基、オキセタン基、チイラン基を有する樹脂も光硬化性樹脂である。このなかでも反応性や汎用性の面より(メタ)アクリロイル基を有する樹脂、例えば(メタ)アクリレート化合物、が好ましい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリロイル」等の用語は、「アクリロイル」又は「メタクリロイ」を意味し、例えば「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」又は「メタクリレート」を意味する。
【0040】
成分(B)の具体例としては、ポリペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、 ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ポリエステル系ウレタンアクリレート(UX3204、UX-7101、UXF-4001-M35、UXF-4002、UX-5103D 日本化薬製)、モノ又はポリグリシジル化合物と(メタ)アクリル酸の反応物であるエポキシ(メタ)アクリレートに用いられるグリシジル化合物としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、4,4’-ビフェニルフェノール、テトラメチルビスフェノールA、ジメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、ジメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールS、ジメチルビスフェノールS、テトラメチル-4,4’-ビフェノール、ジメチル-4,4’-ビフェニルフェノール、1-(4-ヒドロキシフェニル)-2-[4-(1,1-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)エチル)フェニル]プロパン、2,2’-メチレン-ビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデン-ビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、トリスヒドロキシフェニルメタン、レゾルシノール、ハイドロキノン、ピロガロール、ジイソプロピリデン骨格を有するフェノール類、フェノール化ポリブタジエン、ブロム化ビスフェノールA、ブロム化ビスフェノールF、ブロム化ビスフェノールS、クロル化ビスフェノールS、クロル化ビスフェノールA等のポリフェノール類のグリシジルエーテル化物が挙げられる。
【0041】
本発明の樹脂組成物の総質量に対して、(B)硬化性樹脂の含有量は0.5~90質量%、好ましくは5~80質量%である。
【0042】
<(C)光開始剤>
本発明の樹脂組成物では、上記(B)光硬化性樹脂を硬化させるために、(C)光開始剤を含有する場合が好ましい。
(C)光開始剤とは、光ラジカル重合開始剤が好ましい。これは紫外線や可視光の照射によって、ラジカルを発生し、連鎖重合反応を開始させる化合物であれば特に限定されないが、例えばベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエチルチオキサントン、ベンゾフェノン、2-エチルアンスラキノン、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン、2-メチル-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルフォリノ-1-プロパン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスヒンオキサイド、カンファーキノン、9-フルオレノン、ジフェニルジスルヒド等を挙げることができる。具体的には、OMNIRADRTM 651、184、2959、127、907、369、379EG、819、784、754、500、OXE01、OXE02、DAROCURERTM1173、LUCIRINRTM TPO(いずれもBASF社製)、セイクオールRTMZ、BZ、BEE、BIP、BBI(いずれも精工化学株式会社製)等を挙げることができる。
また、365nmにおけるモル吸光係数(ε)が50以上10000(mL/g・cm)以下である場合が好ましく、100以上8000(mL/g・cm)以下である場合がさらに好ましく、1000以上7500(mL/g・cm)以下である場合が特にに好ましい。なお、モル吸光係数は、メタノール又はアセトニトリルを溶剤として測定したものである。
365nmにおけるモル吸光係数(ε)が100以上10000(mL/g・cm)以下である光重合開始剤とは、OmniradRTM 651(メタノール中ε=360mL/g・cm)、OmniradRTM 907(メタノール中ε=4700mL/g・cm)、OmniradRTM 369(メタノール中ε=7900mL/g・cm)、OmniradRTM 379(メタノール中ε=7900mL/g・cm)、OmniradRTM 819(メタノール中ε=2300mL/g・cm)、OmniradRTM TPO(アセトニトリル中ε=4700mL/g・cm)、OmniradRTM OXE-01(アセトニトリル中ε=7000mL/g・cm)、OmniradRTM OXE-02(アセトニトリル中ε=7700mL/g・cm)等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
光ラジカル重合開始剤が用いられる場合、その含有量はバインダー樹脂の総量100質量部に対して0.01質量部以上10質量部以下が好ましい。
この含有量の好ましい上限としては、7質量部、更に好ましくは5質量部、特に好ましくは4質量部、最も好ましくは3質量部である。
また好ましい下限としては、0.01質量部、更に好ましくは0.1質量部、特に好ましくは1質量部、最も好ましくは1.5質量部である。
【0043】
本発明の樹脂組成物の総質量に対して、(A)金属酸化物中空粒子の含有量は0.1~90質量%であることが好ましい。なお含有率の上限としては、80質量%がより好ましく、更に好ましい順に75質量%、70質量%、65質量%、60質量%、55質量%であり50質量%が特に好ましい。また下限としては、1質量%がより好ましく、更に好ましい順に5質量%、8質量%、10質量%、12質量%であり、15質量%が特に好ましい。従って、(A)金属酸化物中空粒子の最も好ましい含有率は15質量%以上50質量%以下である。含有量が少なすぎるとブルーライトを遮蔽することができず、含有量が多すぎると可視光透過率が減少するので好ましくない。
【0044】
[(D)分散剤]
本発明の樹脂組成物は、成分(D)として分散剤を含有してもよい。
(D)分散剤としては、脂肪酸塩(石けん)、α-スルホ脂肪酸エステル塩(MES)、アルキルベンゼンスルホン酸塩(ABS)、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩(LAS)、アルキル硫酸塩(AS)、アルキルエーテル硫酸エステル塩(AES)、アルキル硫酸トリエタノールといった低分子陰イオン性(アニオン性)化合物、脂肪酸エタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(AE)、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル(APE)、ソルビトール、ソルビタンといった低分子非イオン系化合物、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウムクロリド、アルキルピリジニウムクロリド、といった低分子陽イオン性(カチオン性)化合物、アルキルカルボキシルベタイン、スルホベタイン、レシチンといった低分子両性系化合物や、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ビニル化合物とカルボン酸系単量体の共重合体塩、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールなどに代表される高分子水系分散剤、ポリアクリル酸部分アルキルエステル、ポリアルキレンポリアミンといった高分子非水系分散剤、ポリエチレンイミン、アミノアルキルメタクリレート共重合体といった高分子カチオン系分散剤が代表的なものであるが、本発明の樹脂組成物に好適に適用されるものであれば、ここに例示したような形態のもの以外の構造を有するものを排除しない。
【0045】
添加する分散剤としては、具体的名称を挙げると次のようなものが知られている。フローレンDOPA-15B、フローレンDOPA-17(共栄社化学株式会社製)、ソルプラスAX5、ソルプラスTX5、ソルスパース9000、ソルスパース12000、ソルスパース17000、ソルスパース20000、ソルスパース21000、ソルスパース24000、ソルスパース26000、ソルスパース27000、ソルスパース28000、ソルスパース32000、ソルスパース35100、ソルスパース54000、ソルシックス250、(日本ルーブリゾール株式会社製)、EFKA4008、EFKA4009、EFKA4010、EFKA4015、EFKA4046、EFKA4047、EFKA4060、EFKA4080、EFKA7462、EFKA4020、EFKA4050、EFKA4055、EFKA4400、EFKA4401、EFKA4402、EFKA4403、EFKA4300、EFKA4320、EFKA4330、EFKA4340、EFKA6220、EFKA6225、EFKA6700、EFKA6780、EFKA6782、EFKA8503(エフカアディディブズ社製)、アジスパーPA111、アジスパーPB711、アジスパーPB821、アジスパーPB822、アジスパーPN411、フェイメックスL-12(味の素ファインテクノ株式会社製)、TEXAPHOR-UV21、TEXAPHOR-UV61(コグニスジャパン株式会社製)、DisperBYK101、DisperBYK102、DisperBYK106、DisperBYK108、DisperBYK111、DisperBYK116、DisperBYK130、DisperBYK140、DisperBYK142、DisperBYK145、DisperBYK161、DisperBYK162、DisperBYK163、DisperBYK164、DisperBYK166、DisperBYK167、DisperBYK168、DisperBYK170、DisperBYK171、DisperBYK174、DisperBYK180、DisperBYK182、DisperBYK192、DisperBYK193、DisperBYK2000、DisperBYK2001、DisperBYK2020、DisperBYK2025、DisperBYK2050、DisperBYK2070、DisperBYK2155、DisperBYK2164、BYK220S、BYK300、BYK306、BYK320、BYK322、BYK325、BYK330、BYK340、BYK350、BYK377、BYK378、BYK380N、BYK410、BYK425、BYK430(ビックケミー・ジャパン株式会社製)、ディスパロン1751N、ディスパロン1831、ディスパロン1850、ディスパロン1860、ディスパロン1934、ディスパロンDA-400N、ディスパロンDA-703-50、ディスパロンDA-725、ディスパロンDA-705、ディスパロンDA-7301、ディスパロンDN-900、ディスパロンNS-5210、ディスパロンNVI-8514L、ヒップラードED-152、ヒップラードED-216、ヒップラードED-251、ヒップラードED-360(楠本化成株式会社)、FTX-207S、FTX-212P、FTX-220P、FTX-220S、FTX-228P、FTX-710LL、FTX-750LL、フタージェント212P、フタージェント220P、フタージェント222F、フタージェント228P、フタージェント245F、フタージェント245P、フタージェント250、フタージェント251、フタージェント710FM、フタージェント730FM、フタージェント730LL、フタージェント730LS、フタージェント750DM、フタージェント750FM(株式会社ネオス製)、AS-1100、AS-1800、AS-2000(東亞合成株式会社製)、カオーセラ2000、カオーセラ2100、KDH-154、MX-2045L、ホモゲノールL-18、ホモゲノールL-95、レオドールSP-010V、レオドールSP-030V、レオドールSP-L10、レオドールSP-P10(花王株式会社製)、エバンU103、シアノールDC902B、ノイゲンEA-167、ブライサーフA219B、ブライサーフAL(第一工業製薬株式会社製)、メガファックF-477、メガファック480SF、メガファックF-482、(DIC株式会社製)、シルフェイスSAG503A、ダイノール604(日信化学工業株式会社製)、SNスパーズ2180、SNスパーズ2190、SNレベラーS-906(サンノプコ株式会社製)、S-386、S-420(AGCセイミケミカル株式会社製)といったものが例示できる。
【0046】
このうち、分子内にカルボニル基(-C(=O)-)、又はアミノ基(-NR3 Rは水素原子又はアルキル基を表す)を有する非シリコーン系分散剤である場合が、本発明の樹脂組成物用途としては特に好適である。カルボニル基は、炭素-酸素二重結合を有する基であり、本明細書においてはカルボキシ基中の-C(=O)-もカルボニル基として定義する。またアミノ基は、1~4級のいずれであっても良い。すなわち-NR3という基において、Rは水素原子、アルキル基、アルコキシ基のいずれであっても良く、その数も任意に設定できる。またアルキル基で置換された4級アンモニウム基の場合、上記Rが全てアルキル基のものが分散剤分子に共有結合で結合していても、分散剤分子と4級アンモニウムがイオン結合または配位結合で結合していてもよい。すなわち分散剤分子内にアミノ基が存在すれば、本発明の効果は奏する。なお上記Rにおけるアルキル基とは、炭素数1-10のアルキル基を表し、直鎖、分岐、環状のいずれであっても良いが、好ましくはメチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基であり、特に好ましくはメチル基である。またRにおけるアルコキシ基も同様に炭素数1-10のアルコキシ基を表し、直鎖、分岐、環状のいずれであって良く、例えばメトキシ基、エトキシ基等を挙げることができる。
当該分散剤としての具体例としては、エチレングリコールとポリカプロラクトンのブロック共重合体のリン酸エステル化合物、ポリエステル酸アミドアミン塩、及びポリアルキレングリコールアクリレート、5-(モルホリノメチル)-3-[(5-ニトロフルフリリデン)アミノ]-2-オキサゾリジノン、アルキロールアンモニウム塩、アルキロールアミノアマイド、変性アクリル系ブロック共重合物、2級アミノ基を含有するポリウレタン系ブロック共重合体の混合物、ポリウレタン-ポリオキシエチレン系ブロック共重合体、ポリエステル系グラフト共重合体、ポリエステル-ポリオキシエチレン系グラフト共重合体、ポリウレタン-ポリエステル系ブロック共重合体、等を挙げることができる。製品名としては、DISPERS BYK-111、2013、2158(ビックケミー・ジャパン株式会社製)、ディスパロンDA7301、703-50(楠本化成株式会社製)を挙げることができる。
【0047】
<その他成分>
本発明の樹脂組成物は、上記成分(A)~(C)以外に溶剤、界面活性剤、粉体、水溶性高分子、紫外線吸収剤、金属イオン封鎖剤、アミノ酸、高分子エマルジョン、pH調整剤、酸化防止剤、酸化防止助剤等を必要に応じて適宜含有することができる。
【0048】
<溶剤>
本発明の樹脂組成物には、溶剤を含有しても良い。
用いられ得る溶剤としては、水溶性であっても非水溶性であっても良い。
非水溶性溶剤としては、例えば、炭化水素系溶媒(トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、n-ヘプタン等)、ケトン系溶媒(メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセチルアセトン等)、エステル系溶媒(酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブ、酢酸アミル等)、エーテル系溶媒(イソプロピルエーテル、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、1、4-ジオキサン等)、グリコールエーテル系溶媒(ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等)、グリコールエステル系溶媒(エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等)、グライム系溶媒(モノグライム、ジグライム等)、ハロゲン系溶媒(ジクロロメタン、クロロホルム等)、テトラヒドロフランが挙げられる。
水溶性溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、第二ブタノール、第三ブタノール等のC1-C6アルコール;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のカルボン酸アミド;2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、N-メチルピロリジン-2-オン等のラクタム;1,3-ジメチルイミダゾリジン-2-オン、1,3-ジメチルヘキサヒドロピリミド-2-オン等の環式尿素類;アセトン、2-メチル-2-ヒドロキシペンタン-4-オン、エチレンカーボネート等のケトン又はケトアルコール;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル;エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、分子量400、800、1540、又はそれ以上のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、チオジグリコール、ジチオジグリコール等のC2-C6ジオール、又はC2-C6アルキレン単位を有するモノ、オリゴ、若しくはポリアルキレングリコール若しくはチオグリコール;グリセリン、ジグリセリン、ヘキサン-1,2,6-トリオール、トリメチロールプロパン等のポリオール(トリオール);ジメチルスルホキシド;プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノブチルエーテルプロピオネート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルブチレート、エチレングリコールモノエチルエーテルブチレート、エチレングリコールモノブチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルブチレート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルブチレート、プロピレングリコールモノメチルエーテルブチレート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルブチレート等のグリコールエーテル類又はグリコールエーテルアセテート類;などが挙げられる。
【0049】
なお、上記の水溶性有機溶剤には、例えばトリメチロールプロパン等のように、常温で固体の物質も含まれている。しかし、該物質等は固体であっても水溶性を示し、さらに該物質等を含有する水溶液は水溶性有機溶剤と同様の性質を示し、同じ効果を期待して使用することができる。このため本明細書においては、便宜上、このような固体の物質であっても上記と同じ効果を期待して使用できる限り、水溶性有機溶剤の範疇に含むこととする。
【0050】
上記の水溶性有機溶剤として好ましいものは、イソプロパノール、グリセリン、モノ、ジ、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2-ピロリドン、ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、トリメチロールプロパン、及びブチルカルビトールであり、より好ましくはイソプロパノール、グリセリン、ジエチレングリコール、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、及びブチルカルビトールである。これらの水溶性有機溶剤は、単独又は混合して用いられる。
本発明の樹脂組成物の総質量に対して、溶剤の含有量は1~90質量%である場合が好ましい。なお、上記(A)金属酸化物中空粒子を用いた樹脂組成物において、(B)透明樹脂、(C)硬化剤やその他成分を適切な配合量で使用し、残部がある場合には、その残部は溶剤で良い。
含有率の上限としては、80質量%がより好ましく、60質量%が更に好ましく、40質量%が特に好ましい。また下限としては、10質量%がより好ましく、20質量%が更に好ましく、30質量%が特に好ましい。従って、溶剤の最も好ましい含有率は30質量%以上40質量%以下である。
【0051】
<界面活性剤>
界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、親油性非イオン界面活性剤、親水性非イオン界面活性剤等を挙げることができる。なお、本発明の樹脂組成物の総質量に対して、界面活性剤の含有量は0.1~20質量%、好ましくは0.2~10質量%である。
(アニオン性界面活性剤)
アニオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸セッケン(例えば、ラウリン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム等);高級アルキル硫酸エステル塩(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸カリウム等);アルキルエーテル硫酸エステル塩(例えば、POE-ラウリル硫酸トリエタノールアミン、POE-ラウリル硫酸ナトリウム等);N-アシルサルコシン酸(例えば、ラウロイルサルコシンナトリウム等);高級脂肪酸アミドスルホン酸塩(例えば、N‐ステアロイルーNーメチルタウリンナトリウム、N-ミリストイル-N-メチルタウリンナトリウム、ヤシ油脂肪酸メチルタウリッドナトリウム、ラウリルメチルタウリッドナトリウム等);リン酸エステル塩(POE-オレイルエーテルリン酸ナトリウム、POE-ステアリルエーテルリン酸等);スルホコハク酸塩(例えば、ジ-2-エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、モノラウロイルモノエタノールアミドポリオキシエチレンスルホコハク酸ナトリウム、ラウリルポリプロピレングリコールスルホコハク酸ナトリウム等);アルキルベンゼンスルホン酸塩(例えば、リニアドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、リニアドデシルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミン、リニアドデシルベンゼンスルホン酸等);高級脂肪酸エステル硫酸エステル塩(例えば、硬化ヤシ油脂肪酸グリセリン硫酸ナトリウム等);N-アシルグルタミン酸塩(例えば、N-ラウロイルグルタミン酸モノナトリウム、N-ステアロイルグルタミン酸ジナトリウム、N-ミリストイル-L-グルタミン酸モノナトリウム等);硫酸化油(例えば、ロート油等);POE-アルキルエーテルカルボン酸;POE-アルキルアリルエーテルカルボン酸塩;α-オレフィンスルホン酸塩;高級脂肪酸エステルスルホン酸塩;二級アルコール硫酸エステル塩;高級脂肪酸アルキロールアミド硫酸エステル塩;ラウロイルモノエタノールアミドコハク酸ナトリウム;N-パルミトイルアスパラギン酸ジトリエタノールアミン;カゼインナトリウム等を使用することができる。
(カチオン性界面活性剤)
カチオン界面活性剤としては、例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩(例えば、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ラウリルトリメチルアンモニウム等);アルキルピリジニウム塩(例えば、塩化セチルピリジニウム等);塩化ジステアリルジメチルアンモニウムジアルキルジメチルアンモニウム塩;塩化ポリ(N,N’-ジメチル-3,5-メチレンピペリジニウム);アルキル四級アンモニウム塩;アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩;アルキルイソキノリニウム塩;ジアルキルモリホニウム塩;POE-アルキルアミン;アルキルアミン塩;ポリアミン脂肪酸誘導体;アミルアルコール脂肪酸誘導体;塩化ベンザルコニウム;塩化ベンゼトニウム等が挙げられる。
(両性界面活性剤)
シル-N,N,N-(ヒドロキシエチルカルボキシメチル)-2-イミダゾリンナトリウム、2-ココイル-2-イミダゾリニウムヒドロキサイド-1-カルボキシエチロキシ2ナトリウム塩等);ベタイン系界面活性剤(例えば、2-ヘプタデシル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルベタイン、アミドベタイン、スルホベタイン等)等が挙げられる。
(親油性非イオン界面活性剤)
親油性非イオン界面活性剤としては、例えば、ソルビタン脂肪酸エステル(例えば、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノイソステアレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート、ペンタ-2-エチルヘキシル酸ジグリセロールソルビタン、テトラ-2-エチルヘキシル酸ジグリセロールソルビタン等);グリセリンポリグリセリン脂肪酸(例えば、モノ綿実油脂肪酸グリセリン、モノエルカ酸グリセリン、セスキオレイン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリン、α,α'-オレイン酸ピログルタミン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリンリンゴ酸等);プロピレングリコール脂肪酸エステル(例えば、モノステアリン酸プロピレングリコール等);硬化ヒマシ油誘導体;グリセリンアルキルエーテル等が挙げられる。
(親水性非イオン界面活性剤)
親水性非イオン界面活性剤としては、例えば、POE-ソルビタン脂肪酸エステル(例えば、POE-ソルビタンモノオレエート、POE-ソルビタンモノステアレート、POE-ソルビタンモノオレエート、POE-ソルビタンテトラオレエート等);POE-ソルビット脂肪酸エステル(例えば、POE-ソルビットモノラウレート、POE-ソルビットモノオレエート、POE-ソルビットペンタオレエート、POE-ソルビットモノステアレート等);POE-グリセリン脂肪酸エステル(例えば、POE-グリセリンモノステアレート、POE-グリセリンモノイソステアレート、POE-グリセリントリイソステアレート等のPOE-モノオレエート等);POE-脂肪酸エステル(例えば、POE-ジステアレート、POE-モノジオレエート、ジステアリン酸エチレングリコール等);POE-アルキルエーテル(例えば、POE-ラウリルエーテル、POE-オレイルエーテル、POE-ステアリルエーテル、POE-ベヘニルエーテル、POE-2-オクチルドデシルエーテル、POE-コレスタノールエーテル等);プルロニック(登録商標)型(例えば、プルロニック(登録商標)等);POE・POP-アルキルエーテル(例えば、POE・POP-セチルエーテル、POE・POP-2-デシルテトラデシルエーテル、POE・POP-モノブチルエーテル、POE・POP-水添ラノリン、POE・POP-グリセリンエーテル等);テトラPOE・テトラPOP-エチレンジアミン縮合物(例えば、テトロニック等);POE-ヒマシ油硬化ヒマシ油誘導体(例えば、POE-ヒマシ油、POE-硬化ヒマシ油、POE-硬化ヒマシ油モノイソステアレート、POE-硬化ヒマシ油トリイソステアレート、POE-硬化ヒマシ油モノピログルタミン酸モノイソステアリン酸ジエステル、POE-硬化ヒマシ油マレイン酸等);POE-ミツロウ・ラノリン誘導体(例えば、POE-ソルビットミツロウ等);アルカノールアミド(例えば、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、ラウリン酸モノエタノールアミド、脂肪酸イソプロパノールアミド等);POE-プロピレングリコール脂肪酸エステル;POE-アルキルアミン;POE-脂肪酸アミド;ショ糖脂肪酸エステル;アルキルエトキシジメチルアミンオキシド;トリオレイルリン酸等が挙げられる。
【0052】
<粉体>
粉体としては成分(A)金属酸化物中空粒子とは別に通常の樹脂組成物に使用されるものであればその形状(球状、針状、板状、等)や粒子径(煙霧状、微粒子、顔料級等)、粒子構造(多孔質、無孔質等)を問わず、使用することができるが、例えば以下に挙げるもののうち1種又は2種以上を使用することができる。無機粉体として、例えば酸化マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、合成雲母、マイカ、カオリン、セリサイト、白雲母、合成雲母、金雲母、紅雲母、黒雲母、リチア雲母、ケイ酸、無水ケイ酸、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸ストロンチウム、タングステン酸金属塩、ヒドロキシアパタイト、バーミキュライト、ハイジライト、モンモリロナイト、ゼオライト、セラミックスパウダー、第二リン酸カルシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカ、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化ホウ素、窒化ボロン等;有機粉体として、例えばポリアミドパウダー、ポリエステルパウダー、ポリエチレンパウダー、ポリプロピレンパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリウレタンパウダー、ベンゾグアナミンパウダー、ポリメチルベンゾグアナミンパウダー、テトラフルオロエチレンパウダー、ポリメチルメタクリレートパウダー、セルロースパウダー、シルクパウダー、ナイロンパウダー、12ナイロンパウダー、6ナイロンパウダー、スチレン・アクリル酸共重合体パウダー、ジビニルベンゼン・スチレン共重合体パウダー、ビニル樹脂パウダー、尿素樹脂パウダー、フェノール樹脂パウダー、フッ素樹脂パウダー、ケイ素樹脂パウダー、アクリル樹脂パウダー、メラミン樹脂パウダー、エポキシ樹脂パウダー、ポリカーボネイト樹脂パウダー、微結晶繊維パウダー、ラウロイルリジン等;有色顔料として、例えば酸化鉄、水酸化鉄、チタン酸鉄の無機赤色顔料、γ-酸化鉄等の無機褐色系顔料、黄酸化鉄、黄土等の無機黄色系顔料、黒酸化鉄、カーボンブラック等の無機黒色顔料、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット等の無機紫色顔料、水酸化クロム、酸化クロム、酸化コバルト、チタン酸コバルト等の無機緑色顔料、紺青、群青等の無機青色系顔料、タール系色素をレーキ化したもの、天然色素をレーキ化したもの、及びこれらの粉体を複合化した複合粉体等;パール顔料として、例えば酸化チタン被覆雲母、酸化チタン被覆マイカ、オキシ塩化ビスマス、酸化チタン被覆オキシ塩化ビスマス、酸化チタン被覆タルク、魚鱗箔、酸化チタン被覆着色雲母等;金属粉末顔料として、例えばアルミニウムパウダー、カッパーパウダー、ステンレスパウダー等;タール色素として、例えば赤色3号、赤色104号、赤色106号、赤色201号、赤色202号、赤色204号、赤色205号、赤色220号、赤色226号、赤色227号、赤色228号、赤色230号、赤色401号、赤色505号、黄色4号、黄色5号、黄色202号、黄色203号、黄色204号、黄色401号、青色1号、青色2号、青色201号、青色404号、緑色3号、緑色201号、緑色204号、緑色205号、橙色201号、橙色203号、橙色204号、橙色206号、橙色207号等;天然色素として、例えばカルミン酸、ラッカイン酸、カルサミン、ブラジリン、クロシン等が挙げられる。なお、これらの粉体を複合化したり、油剤やシリコーン、又はフッ素化合物等で表面処理を行った粉体を用いても良い。
【0053】
<水溶性高分子>
水溶性高分子としては、天然、合成のいずれであっても用いることができ、また併用することも可能である。
天然の水溶性高分子としては、例えば、植物系高分子(例えば、アラビアガム、トラガカントガム、ガラクタン、グアガム、キャロブガム、カラヤガム、カラギーナン、ペクチン、カンテン、クインスシード(マルメロ)、アルゲコロイド(カッソウエキス)、デンプン(コメ、トウモロコシ、バレイショ、コムギ)、グリチルリチン酸);微生物系高分子(例えば、キサンタンガム、デキストラン、サクシノグルカン、ブルラン等);動物系高分子(例えば、コラーゲン、カゼイン、アルブミン、ゼラチン等)等が挙げられる。
合成の水溶性高分子としては、例えば、デンプン系高分子(例えば、カルボキシメチルデンプン、メチルヒドロキシプロピルデンプン等);セルロース系高分子(メチルセルロース、エチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース硫酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、結晶セルロース、セルロース末等);アルギン酸系高分子(例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル等)、ビニル系高分子(例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー等);ポリオキシエチレン系高分子(例えば、ポリエチレングリコール20,000、40,000、60,0000のポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体等);アクリル系高分子(例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチルアクリレート、ポリアクリルアミド等);ポリエチレンイミン;カチオンポリマー等が挙げられる。
【0054】
<紫外線吸収剤>
紫外線吸収剤としては、例えば、安息香酸系紫外線吸収剤(例えば、パラアミノ安息香酸(以下、PABAと略す)、PABAモノグリセリンエステル、N,N-ジプロポキシPABAエチルエステル、N,N-ジエトキシPABAエチルエステル、N,N-ジメチルPABAエチルエステル、N,N-ジメチルPABAブチルエステル、N,N-ジメチルPABAエチルエステル等);アントラニル酸系紫外線吸収剤(例えば、ホモメンチル-N-アセチルアントラニレート等);サリチル酸系紫外線吸収剤(例えば、アミルサリシレート、メンチルサリシレート、ホモメンチルサリシレート、オクチルサリシレート、フェニルサリシレート、ベンジルサリシレート、p-イソプロパノールフェニルサリシレート等);桂皮酸系紫外線吸収剤(例えば、オクチルメトキシシンナメート、エチル-4-イソプロピルシンナメート、メチル-2,5-ジイソプロピルシンナメート、エチル-2,4-ジイソプロピルシンナメート、メチル-2,4-ジイソプロピルシンナメート、プロピル-p-メトキシシンナメート、イソプロピル-p-メトキシシンナメート、イソアミル-p-メトキシシンナメート、オクチル-p-メトキシシンナメート(2-エチルヘキシル-p-メトキシシンナメート)、2-エトキシエチル-p-メトキシシンナメート、シクロヘキシル-p-メトキシシンナメート、エチル-α-シアノ-β-フェニルシンナメート、2-エチルヘキシル-α-シアノ-β-フェニルシンナメート、グリセリルモノ-2-エチルヘキサノイル-ジパラメトキシシンナメート等);ベンゾフェノン系紫外線吸収剤(例えば、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-4’-メチルベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン-5-スルホン酸塩、4-フェニルベンゾフェノン、2-エチルヘキシル-4’-フェニル-ベンゾフェノン-2-カルボキシレート、2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノン、4-ヒドロキシ-3-カルボキシベンゾフェノン等);3-(4’-メチルベンジリデン)-d,l-カンファー、3-ベンジリデン-d,l-カンファー;2-フェニル-5-メチルベンゾキサゾール;2,2’-ヒドロキシ-5-メチルフェニルベンゾトリアゾール;2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール;2-(2’-ヒドロキシ-5-メチルフェニルベンゾトリアゾール;ジベンザラジン;ジアニソイルメタン;4-メトキシ-4’-t-ブチルジベンゾイルメタン;5-(3,3-ジメチル-2-ノルボルニリデン)-3-ペンタン-2-オン、ジモルホリノピリダジノ;2-エチルヘキシル-2-シアノ-3,3-ジフェニルアクリレート;2,4-ビス-{[4-(2-エチルヘキシルオキシ)-2-ヒドロキシ]-フェニル}-6-(4-メトキシフェニル)-(1,3,5)-トリアジン等が挙げられる。
【0055】
<金属イオン封鎖剤>
金属イオン封鎖剤としては、例えば、1-ヒドロキシエタン-1,1-ジフォスホン酸、1-ヒドロキシエタン-1,1-ジフォスホン酸四ナトリウム塩、エデト酸二ナトリウム、エデト酸三ナトリウム、エデト酸四ナトリウム、クエン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、グルコン酸、リン酸、クエン酸、アスコルビン酸、コハク酸、エデト酸、エチレンジアミンヒドロキシエチル三酢酸3ナトリウム等が挙げられる。
【0056】
<アミノ酸>
アミノ酸としては、例えば、中性アミノ酸(例えば、スレオニン、システイン等);塩基性アミノ酸(例えば、ヒドロキシリジン等)等が挙げられる。また、アミノ酸誘導体として、例えば、アシルサルコシンナトリウム(ラウロイルサルコシンナトリウム)、アシルグルタミン酸塩、アシルβ-アラニンナトリウム、グルタチオン、ピロリドンカルボン酸等が挙げられる。
【0057】
<有機アミン>
有機アミンとしては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、トリイソプロパノールアミン、2-アミノ-2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール等が挙げられる。
【0058】
<高分子エマルジョン>
高分子エマルジョンとしては、例えば、アクリル樹脂エマルジョン、ポリアクリル酸エチルエマルジョン、アクリルレジン液、ポリアクリルアルキルエステルエマルジョン、ポリ酢酸ビニル樹脂エマルジョン、天然ゴムラテックス等が挙げられる。
【0059】
<pH調整剤>
pH調整剤としては、例えば、乳酸-乳酸ナトリウム、クエン酸-クエン酸ナトリウム、コハク酸-コハク酸ナトリウム等の緩衝剤等が挙げられる。
【0060】
<酸化防止剤>
酸化防止剤としては、例えば、トコフェロール類、ジブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、没食子酸エステル類等が挙げられる。
【0061】
<酸化防止助剤>
酸化防止助剤としては、例えば、リン酸、クエン酸、アスコルビン酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、ケファリン、ヘキサメタフォスフェイト、フィチン酸、エチレンジアミン四酢酸等が挙げられる。
【0062】
[用途]
本発明の樹脂組成物は、450nm付近の波長を有するブルーライトを効率的にカットしながら、その他の波長の透過性に優れるという特徴を有する。従って例えばアイウェア用途として非常に有用である。特にアイウェア用途の中でも、パソコンやスマートフォン、タブレット等の電子機器、通信機器から発せられるブルーライトをカットし、目の負担を軽減する用途や、また白内障手術後の保護メガネ用途として効果的に用いられる。
【0063】
また、発光装置用部材、光散乱用膜、量子ドットカラーレジスト、遮光レジスト、電子部品用接着剤等の光学素子用途としても有用である。
例えば、発光装置用部材としては、本発明の樹脂組成物を硬化した硬化膜は、中空構造粒子の粒子径と中空径を調整することで特に青色を選択的に散乱できるので、効率的な発光装置用部材となる。特に液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等の表示装置用途として好適に用いられる。
光散乱用膜は、本発明の樹脂組成物中の金属酸化物中空粒子が、形状と粒子径において均一である為、均一な散乱光を発生させる層を形成することができ有用である。
量子ドットカラーレジストは、本発明の樹脂組成物中の中空粒子が、光源から出た光を多重散乱させることで量子ドットへ光を効率的に誘導し、発光強度を高めることができ、且つ通常の酸化チタン粒子よりも沈降安定性に優れる為有用である。
遮光レジストは、本発明の樹脂組成物中の中空粒子による多重散乱によって、効率的に遮光するので、マイクロLED等の遮光隔壁剤として有用である。
【0064】
[硬化フィルム]
上記用途のうち、フィルム(膜)として使用する用途においては、本発明の樹脂組成物を硬化してなる硬化膜が非常に有用である。この硬化膜の製造方法としては、コンマコーター、スプレーコーター、ロールコーター、ナイフコーター、バーコーター、スピンコーター、ダイコーター、マイクログラビアコーター、スクリーン印刷、ディスペンサー、カーテンコーター、ディップコーター、インクジェット、ラミネート等の転写法等で塗工した後、紫外線照射機により100~10000mJ/cm2、より好ましくは1000~6000mJ/cm2程度の紫外線を照射させて光硬化させ、または50~200℃、より好ましくは80~130℃程度で、0.1時間~5時間、より好ましくは0.5~2時間程度熱硬化させ、または上記光硬化と熱硬化を併用することで製造できる。
なお評価においては5μmの硬化フィルムを作成するが、ブルーライトカットフィルムとして使用する場合には、1μm~300μm程度である場合が好ましい。より好ましくは2μm~200μm程度であり、更に好ましくは3μm~100μm程度であり、特に好ましくは4μm~50μm程度である。
【0065】
[ブルーライトカット用樹脂組成物の透過率X(%)]
本発明の樹脂組成物を塗布し、膜厚5μmに成膜した膜の波長400nm~500nmにおける極小透過率をX(%)とすると、上記式(3)を満たすことが好ましい。透過率Xの好ましい上限値は順に、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、であり0%であっても良い。透過率が高すぎるとブルーライトを遮蔽できないので、当該波長において透過率が低いほど好ましい。
透過率は分光光度計を用いて測定することができ、具体的には、分光光度計(株式会社島津製作所製、UV-3100)を用いて測定する。
【0066】
[透過率パラメーター X/Y]
本発明の樹脂組成物を塗布し、膜厚5μmに成膜した膜の波長600nmにおける透過率をY(%)とすると、上記式(4)を満たすことが好ましい。これはブルーライト領域の透過率が視感度が高い600nmと比較して、1/4から4/5に抑えられていることを意味している。X/Yの好ましい下限の値は順に0.26、0.28、0.30であり、好ましい上限の値は順に0.78、0.76、0.75、0.70、0.68、0.67、0.66、0.65、0.64、0.56、0.55、0.54、0.52、0.51、0.50、0.47、0.46であり、特に好ましくは0.45である。すなわちX/Yの最も好ましい範囲は0.30以上0.45以下である。
【0067】
[樹脂組成物の製造方法]
本発明の樹脂組成物を得る方法の一例としては、次に示す方法がある。まず必要に応じて用いる(B)成分、その他成分を混合溶解する。必要であれば加熱溶解しても良い。次いで(A)成分、(C)成分を添加し、公知の混合装置、例えば3本ロール、サンドミル、ボールミル、ビーズミル等により均一に混合し、金属メッシュにて濾過することにより本発明の樹脂組成物を製造することができる。
【実施例0068】
以下実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、実施例のみに限定されるものではない。
金属酸化物中空粒子合成例において、1回の合成操作等で目的とする物質の量が得られなかったときは、目的とする物質の量が得られるまで、その合成操作等を繰り返し行った。
金属酸化物中空粒子ならびにテンプレート粒子の1次粒子径、及び、その中空構造の内径の測定が必要なときは、透過型電子顕微鏡(日本電子株式会社製のJEM-2800)を用いて測定した。
また、アナターゼ型とルチル型の量比は、粉末X線回析装置(パナリティカル製、X’Pert PRO)を用い、下記式(3)で算出した。
作製したブルーライトカットフィルムの分光測定は、分光光度計(島津製作所社製 UV-3100)を用いて、波長380nm~780nmにおける透過率を測定した。
【0069】
下記式(1)中の略号等は、以下の意味を有する。
FR:ルチル型酸化チタン質量含有率。
IA(101):粉末X線回折装置で測定したアナターゼ結晶(101)面の強度。
IR(110):粉末X線回折装置で測定したルチル結晶(110)面の強度。
【0070】
【0071】
[テンプレート粒子のエタノール分散液(エマルジョン1)の調製]
蒸留水900gにスチレン10g、メタクリル酸2g、過硫酸カリウム0.1gを加え、75℃で乳化重合を行い、スチレン-メタクリル酸ポリマー粒子を含有する水分散液を得た。得られたテンプレート粒子の1次粒子径は、180nmであった。
前記のようにして得た水分散液を、エバポレータで濃縮しながらエタノールを加え、水をエタノールで置換することにより、エマルジョン1を調製した。分散液1中のテンプレート粒子の含有量は、6%であった。
[テンプレート粒子のエタノール分散液(エマルジョン2)の調製]
合成例1で使用したスチレン10gを28gに、反応温度を75℃から70℃に変更した以外は、合成例1と同様にしてエマルジョン2を調製した。得られたテンプレート粒子の1次粒子径は、290nmであった。エマルジョン2中のテンプレート粒子の含有量は、9%であった。
【0072】
[合成例1]
[工程1]:第1のコア/シェル粒子を得る工程。
エタノール12g、アセトニトリル8g、ポリビニルピロリドン0.1g、及び、エマルジョン1(12g)を10℃に冷却して液を得た。この液に、チタニウムテトラブトキシド9g、及び2%アンモニア水3gを3回に分けて、0.5時間おきに加え、10℃で4時間反応させることにより、第1のコア/シェル粒子を含有する液を得た。得られた液は、単離/精製することなく、次の「工程2」に使用した。
【0073】
[工程2]:第2のコア/シェル粒子を得る工程。
合成例1の工程1により得た液に、オルトケイ酸テトラエチル0.17gと、蒸留水7gとを25℃で加え、25℃で10時間反応させて液を得た。
得られた液を15000rpmで25分間、遠心分離して上澄み液を除去し、残渣を60℃に加熱した減圧乾燥機で乾燥させることにより、目的とする第2のコア/シェル粒子4gを得た。
【0074】
[工程3]:第2のコア/シェル粒子を焼成し、テンプレート粒子の除去と共に金属酸化物中空粒子を製造する工程。
合成例1の工程2により得た第2のコア/シェル粒子2.0gをセラミックボードに乗せて焼成炉にセットし、空気雰囲気下、1000℃で1時間焼成することにより、酸化チタン、及びシリカを含有する(A)金属酸化物中空粒子1を0.9g得た。
【0075】
[合成例2]
[工程1]:第1のコア/シェル粒子を得る工程。
エタノール15g、アセトニトリル8g、ポリビニルピロリドン0.1g、及び、エマルジョン2(18g)を10℃に冷却して液を得た。この液に、チタニウムテトラブトキシド12g、及び2%アンモニア水6gを6回に分けて、0.5時間おきに加え、10℃で4時間反応させることにより、第1のコア/シェル粒子を含有する液を得た。得られた液は、単離/精製することなく、次の「工程2」に使用した。
【0076】
[工程2]:第2のコア/シェル粒子を得る工程。
合成例2の工程1により得た液に、オルトケイ酸テトラエチル0.35gと、蒸留水7gとを25℃で加え、25℃で10時間反応させて液を得た。
得られた液を15000rpmで25分間、遠心分離して上澄み液を除去し、残渣を60℃に加熱した減圧乾燥機で乾燥させることにより、目的とする第2のコア/シェル粒子7.5gを得た。
【0077】
[工程3]:第2のコア/シェル粒子を焼成し、テンプレート粒子の除去と共に金属酸化物中空粒子を製造する工程。
合成例2の工程2により得た第2のコア/シェル粒子2.0gをセラミックボードに乗せて焼成炉にセットし、空気雰囲気下、1000℃で1時間焼成することにより、酸化チタン、及びシリカを含有する(A)金属酸化物中空粒子2を0.9g得た。
【0078】
[合成例3]
合成例1で使用したチタニウムテトラブトキシド9gを150g、2%アンモニア水3gを50g、及びオルトケイ酸テトラエチル0.17gを2.8gに変更した以外は、合成例1と同様にして酸化チタン、及びシリカを含有する(A)金属酸化物中空粒子3を115g得た。
【0079】
[合成例4]
[工程1]:第1のコア/シェル粒子を得る工程。
エタノール15g、アセトニトリル8g、ポリビニルピロリドン0.1g、及び、エマルジョン1(18g)を10℃に冷却して液を得た。この液に、オルトケイ酸テトラエチル5.5g、及び2%アンモニア水6gを6回に分けて、0.5時間おきに加え、25℃で10時間反応させることにより、第1のコア/シェル粒子を含有する液を得た。得られた液は、単離/精製することなく、次の「工程2」に使用した。
【0080】
[工程2]:第2のコア/シェル粒子を得る工程。
得られた液を15000rpmで25分間、遠心分離して上澄み液を除去し、残渣を60℃に加熱した減圧乾燥機で乾燥させることにより、目的とする第2のコア/シェル粒子7.3gを得た。
【0081】
[工程3]:第2のコア/シェル粒子を焼成し、テンプレート粒子の除去と共に金属酸化物中空粒子を製造する工程。
合成例4の工程2により得た第2のコア/シェル粒子2.0gをセラミックボードに乗せて焼成炉にセットし、空気雰囲気下、500℃で1時間焼成することにより、シリカを含有する(A)金属酸化物中空粒子4を0.7g得た。
【0082】
合成例1~4で得た金属酸化物中空粒子の一次粒子径、変動係数、内径と外径の比(内径A/外径B)、真球度、ルチル化率(F
R)を、下記表1に示す。
【表1】
【0083】
[実施例1]
合成例1で製造した(A)金属酸化物中空粒子1を2g及び分散剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製、DISPERBYK-111)0.2g、光反応開始剤として2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン(IGM-RESINS B.V.社製、Omnirad 907)0.15gをプロピレングリコール光硬化樹脂(新中村化学工業社製、TPOA-50)7.65gに添加し、薬さじで撹拌させることにより実施例1の樹脂組成物を調製した。
【0084】
[実施例2~4]
実施例2~4については実施例1で使用した(A)金属酸化物中空粒子1をそれぞれ表2に記載の(A)金属酸化物中空粒子2、3,4に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂組成物を得た。なお、表2に記載の(B)回転式B型粘度計で測定した25℃における粘度が7,000mPa・s以上100,000mPa・s以下の光硬化性樹脂
は全て新中村化学工業(株)製であり、括弧内は25℃における粘度を表す。
【0085】
[比較例1、2]
比較例1、2については実施例1で使用した光硬化樹脂をそれぞれ表2に記載の光硬化樹脂に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂組成物を得た。
【0086】
[沈降性]
実施例1~4、及び比較例1~2で調製した樹脂組成物を100mLビーカーに加え1週間放置し、金属酸化物中空粒子の沈み具合を目視で確認した。下記評価基準で判定を行った。
(評価基準)
〇:上部まで濃淡なくすべて白濁している。
△:濃淡ができている。
×:上澄みが発生している。
【0087】
【0088】
表2より、実施例は沈降性が優れることがわかる。また、比較例においては、光硬化樹脂の粘度が低いため、沈降性が低下している。
本発明によれば、可使時間が長い金属酸化物中空粒子を有する樹脂組成物を実現することができ、またこの樹脂組成物は、特定波長の選択的光散乱性に優れる樹脂組成物である為、ブルーライトをカットする用途への展開に特に有用である。