[发明专利]纤维素微粒及其分散液和分散体

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维素微粒及其分散液和分散体。

背景技术

由高分子构成的微粒利用其特征而被应用于各种领域。影 响该特征的主要因素有粒径、机械强度、粒度分布、形状、凝 聚程度等，根据用途而将这些主要因素最适化，从而被使用。

据称，伴随着微粒的粒径变小，其比表面积增大，对微粒 的特征带来很大的影响。一般认为，其中具有1000nm以下的粒 径的微粒与超过1000nm的微粒表现出完全不同的特征，正在尝 试进行各种材料的微粒的微细化。

微粒的机械强度影响其耐久性，并受到构成的高分子的聚 合度、分子量和结构等的影响。一方面有机械强度越高用途越 好的情况，另一方面还有具有最适值那样的用途的情况。然而 机械强度低的微粒，其利用受到很大限制，因此一般要求具有 一定程度的机械强度。

微粒的粒度分布可以看作为微粒所具有的特征的偏差。这 是因为，微粒的特征很大程度上被其粒径所影响。因此除了一 部分情况之外，要求粒径的均匀性更高的微粒。

微粒的形状根据用途被调制为各种形状。既可采取球状的 微粒，也可采取扁平状的微粒、具有多孔的微粒、不能明确规 定形状的微粒等各种形状，根据目的不同而要求不同的形状。

另外微粒之间的凝聚很大程度上使其粒径和形状发生变 化。凝聚中有可逆性可再分散的轻度的凝聚和不可逆性坚固的 凝聚，但一般要求凝聚少的微粒。

这些特征的组合及其具体的用途不胜枚举，例如光滑性赋 予剂、调色剂、涂料用消光剂、光扩散用添加剂、包装材料的 抗粘连剂、绝缘填料、晶核剂、层析用填充剂、研磨剂和其他 各种添加剂等。此外，近年来免疫诊断试剂用载体、液晶显示 器间隔物、分析仪器的校正用标准粒子和多孔膜的检测用标准 粒子等的用途也在扩大。

特别是，用于免疫诊断试剂用载体、液晶显示器间隔物、 分析仪器的校正用标准粒子和多孔膜的检测用标准粒子等的粒 子被要求具有以下特征：粒径小、具有充分的机械强度、粒子 尺寸均匀、球度高、粒子之间的凝聚少。具有这种特征的微粒 被称为单分散微粒，其通过使用乳液聚合、分散聚合、种子 (seed)聚合和悬浮聚合等方法来制造，作为材料，聚苯乙烯 制的微粒被广泛使用。

然而，聚苯乙烯为疏水性，具有在水中的分散稳定性差、 由凝聚而导致的粒径变化和沉降等问题。因此在用作水分散液 的情况下，不得不添加表面活性剂等分散稳定剂或通过表面处 理提高亲水性。而且，聚苯乙烯为一种在有机溶剂中的溶解性 非常高、熔点非常低的材料。因此具有对于各种有机溶剂均可 溶解或溶胀、在放热环境下难以使用等缺点。

作为更具体的事例，指出以下问题点。

(1)作为免疫诊断试剂用载体使用的情况下，由于表面活 性剂的存在而导致非特异性吸附，因此产生测定误差。

(2)作为免疫诊断试剂用载体使用的情况下，由于疏水性 而导致附着在测定池上的微粒难以用水冲洗，因此产生由于测 定池的白浊而引起的测定误差。

(3)作为多孔膜的检测用标准粒子使用的情况下，由于疏 水性而导致附着在多孔膜上的微粒难以用水冲洗，因此并没有 达到本来的目的即过滤，而是由于吸附而导致粒子阻止率发生 变化，产生测定误差。

(4)作为多孔膜的检测用标准粒子使用的情况下，由于在 多种有机溶剂中均可溶解或溶胀，因此能够作为过滤的液体而 使用的有机溶剂的种类有限。

(5)作为添加在其他材料成型体中的材料使用的情况下， 由于在多数有机溶剂中均可溶解或溶胀，因此使其分散的介质 受到限制。

另一方面，纤维素具有聚苯乙烯等合成高分子所不具备的 各种特征。作为其特征的具体例子，可举出：(1)化学性质比 较稳定且难以溶解；(2)具有耐热性，高温下也不溶解；(3) 为具有吸水性、吸油性两者的两亲性聚合物；(4)来源于天然 物质，可认为对人体无害；(5)具有赋形性和成形性；(6)难 以引起与蛋白质等物质的相互作用，且不引起吸附；(7)具有 多个羟基，容易进行化学修饰；(8)易燃，不产生有害物质； (9)为生物降解性聚合物，可认为对环境无害等。