JP5333062B2 - Aqueous dispersion containing hollow polymer particles, method for producing the same, and method for producing internal paper - Google Patents

Aqueous dispersion containing hollow polymer particles, method for producing the same, and method for producing internal paper Download PDF

Info

Publication number
JP5333062B2
JP5333062B2 JP2009197904A JP2009197904A JP5333062B2 JP 5333062 B2 JP5333062 B2 JP 5333062B2 JP 2009197904 A JP2009197904 A JP 2009197904A JP 2009197904 A JP2009197904 A JP 2009197904A JP 5333062 B2 JP5333062 B2 JP 5333062B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
monomer
aqueous dispersion
polymer particles
mass
monomer mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009197904A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011046861A (en
Inventor
祥 劉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zeon Corp
Original Assignee
Zeon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zeon Corp filed Critical Zeon Corp
Priority to JP2009197904A priority Critical patent/JP5333062B2/en
Publication of JP2011046861A publication Critical patent/JP2011046861A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5333062B2 publication Critical patent/JP5333062B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous dispersion containing a hollow polymer particle, which provides filler-containing paper having high whiteness and opacity and has high dispersion stability when applied to filler-containing paper and a method for producing the aqueous dispersion. <P>SOLUTION: The method for producing an aqueous dispersion containing a hollow polymer particle includes a step for polymerizing or copolymerizing a monomer composed of 97-100 mass% of a monoethylenic unsaturated monomer and 3-0 mass% of an acidic group-containing polymer or a monomer mixture (c) in the presence of a core polymer particle (A) enclosed by an intermediate layer (B) using a specific surfactant and forming an outer layer (C) substantially enclosing the intermediate layer (B) and further performing a step for mixing the aqueous dispersion with a water-soluble cationic resin. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、内添紙用に適用した場合に、白色度及び不透明度が高い内添紙を与え、分散安定性が高い中空重合体粒子を含む水性分散液とその製造方法、当該水性分散液を使用する内添紙の製造方法に関する。   The present invention provides an aqueous dispersion containing hollow polymer particles having high dispersion stability when applied to an internally-added paper and having high whiteness and opacity, and a method for producing the same, and the aqueous dispersion The present invention relates to a method for producing an internally attached paper.

中空重合体粒子は、粒子中に密実均一に重合体が充填された重合体粒子よりも、光を散乱させ、光の透過性を低くするので、不透明度、白色度等の光学的性質に優れる有機顔料、隠蔽剤として、水系塗料、紙塗被組成物等の用途で使用されている。塩基を、少なくとも3層構造を有する重合体粒子を含有する水性分散液に添加して、中空重合体粒子を含有する水性分散液を調製し、次いで、当該中空重合体粒子表面にカチオン性を示す官能基を導入して、良好な不透明度、白色度、吸水性、インク転位性等の特性を示す中空重合体粒子を含有する水性分散液が検討された(例えば、特許文献1参照)。   Hollow polymer particles scatter light and lower light transmission than polymer particles that are filled with a polymer in a dense and uniform manner, so that optical properties such as opacity and whiteness are improved. As an excellent organic pigment and masking agent, it is used in applications such as water-based paints and paper coating compositions. A base is added to an aqueous dispersion containing polymer particles having at least a three-layer structure to prepare an aqueous dispersion containing hollow polymer particles, and then the surface of the hollow polymer particles is cationic. An aqueous dispersion containing hollow polymer particles having a functional group introduced and exhibiting properties such as good opacity, whiteness, water absorption, and ink transferability has been studied (see, for example, Patent Document 1).

特開平10−279639号公報JP-A-10-279539

近年、中空重合体粒子を含む水性分散液を含有する填料をパルプスラリーに添加して内添紙を抄造する際、白色度及び不透明度が高い内添紙を与え、分散安定性が高い水性分散液が希求されている。しかしながら、このような特性を有する中空重合体粒子を含む水性分散液は得られていなかった。
本発明が解決しようとする課題は、内添紙用に適用した場合に、白色度及び不透明度が高い内添紙を与え、分散安定性が高い中空重合体粒子を含む水性分散液とその製造方法の提供である。更に、本発明が解決しようとする別の課題は、当該水性分散液を使用する内添紙の製造方法の提供である。
In recent years, when an internal additive paper is made by adding a filler containing an aqueous dispersion containing hollow polymer particles to a pulp slurry, an aqueous dispersion having high whiteness and opacity is given, and the dispersion stability is high. Liquid is sought after. However, an aqueous dispersion containing hollow polymer particles having such characteristics has not been obtained.
The problem to be solved by the present invention is to provide an aqueous dispersion containing hollow polymer particles having high dispersion stability and giving an internal paper having high whiteness and opacity when applied to an internal paper and its production The provision of a method. Furthermore, another problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing an internal paper using the aqueous dispersion.

本発明の発明者は、上記課題を解決するため、中空重合体粒子を含む水性分散液の製造方法を鋭意検討した結果、モノエチレン性不飽和単量体97〜100質量%及び酸性基含有単量体3〜0質量%からなる単量体又は単量体混合物を、 中間層で包囲されたコア重合体粒子の存在下に、特定の界面活性剤を用いて重合又は共重合して、中間層を実質的に包囲する外層を形成し、その後、塩基を、コア重合体粒子、中間層及び外層の少なくとも3層構造を有する重合体粒子を含有する水性分散液に添加し、当該水性分散液のpHを7以上にして中空重合体粒子を含有する水性分散液を調製し、次いで、前記水性分散液のpHを酸性にした状態で、水溶性カチオン性樹脂を混合する工程を実施する水性分散液の製造方法が、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させるに至った。 In order to solve the above problems, the inventor of the present invention has intensively studied a method for producing an aqueous dispersion containing hollow polymer particles, and as a result, 97 to 100% by mass of a monoethylenically unsaturated monomer and an acidic group-containing monomer. A monomer or monomer mixture consisting of 3 to 0% by weight of a monomer is polymerized or copolymerized with a specific surfactant in the presence of core polymer particles surrounded by an intermediate layer, Forming an outer layer substantially surrounding the layer, and then adding a base to the aqueous dispersion containing polymer particles having at least a three-layer structure of core polymer particles, an intermediate layer and an outer layer, the aqueous dispersion Preparing an aqueous dispersion containing hollow polymer particles with a pH of 7 or higher, and then carrying out the step of mixing the water-soluble cationic resin in a state where the pH of the aqueous dispersion is acidified The method for producing the solution solves the above problems. As a result, the present invention has been completed.

本発明は、(1)酸性基含有単量体20〜60質量%及びこれと共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体80〜40質量%からなる単量体混合物(a)を共重合してコア重合体粒子(A)を調製する工程、
(2)モノエチレン性不飽和単量体88〜100質量%及び酸性基含有単量体12〜0質量%からなる単量体又は単量体混合物(b)を、コア重合体粒子(A)の存在下に重合又は共重合して、 コア重合体粒子(A)を実質的に包囲する中間層(B)を形成する工程、
(3)モノエチレン性不飽和単量体97〜100質量%及び酸性基含有単量体3〜0質量%からなる単量体又は単量体混合物(c)を、中間層(B)で包囲されたコア重合体粒子(A)の存在下に、下記一般式(I)で示される界面活性剤を用いて重合又は共重合して、中間層(B)を実質的に包囲する外層(C)を形成する工程、
R−O−(CH2CH2O)n−SO3M (I)
(式中、Rは炭素数8〜20のアルキル基又はアルケニル基であり、Mはアルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、nは47〜70の整数である。)
(4)塩基を、コア重合体粒子(A)、中間層(B)及び外層(C)の少なくとも3層構造を有する重合体粒子を含有する水性分散液に添加し、当該水性分散液のpHを7以上にして中空重合体粒子を含有する水性分散液を調製する工程、
(5)前記水性分散液のpHを酸性にした状態で、水溶性カチオン性樹脂を混合する工程を実施する水性分散液の製造方法を提供する。
In the present invention, (1) a monomer mixture (a) comprising 20 to 60% by mass of an acid group-containing monomer and 80 to 40% by mass of a monoethylenically unsaturated monomer copolymerizable therewith is copolymerized. And preparing the core polymer particles (A),
(2) A monomer or monomer mixture (b) consisting of 88 to 100% by mass of a monoethylenically unsaturated monomer and 12 to 0% by mass of an acidic group-containing monomer is converted into a core polymer particle (A). Polymerizing or copolymerizing in the presence of to form an intermediate layer (B) substantially surrounding the core polymer particles (A),
(3) A monomer or monomer mixture (c) consisting of 97 to 100% by mass of a monoethylenically unsaturated monomer and 3 to 0% by mass of an acidic group-containing monomer is surrounded by an intermediate layer (B). In the presence of the core polymer particles (A) thus obtained, an outer layer (C) that substantially surrounds the intermediate layer (B) by polymerization or copolymerization using a surfactant represented by the following general formula (I) )
R—O— (CH 2 CH 2 O) n —SO 3 M (I)
(In the formula, R is an alkyl group or alkenyl group having 8 to 20 carbon atoms, M is an alkali metal ion or ammonium ion, and n is an integer of 47 to 70.)
(4) A base is added to an aqueous dispersion containing polymer particles having at least a three-layer structure of a core polymer particle (A), an intermediate layer (B), and an outer layer (C), and the pH of the aqueous dispersion A step of preparing an aqueous dispersion containing 7 or more and hollow polymer particles,
(5) Provided is a method for producing an aqueous dispersion in which a step of mixing a water-soluble cationic resin is performed in a state where the pH of the aqueous dispersion is acidified.

本発明の水性分散液の製造方法において、上記水溶性カチオン性樹脂はポリエチレンイミンであることが好ましい。
また、本発明は、上記水性分散液の製造方法で製造された水性分散液を提供する。
さらに、本発明は、上記水性分散液を含有する填料をパルプスラリーに添加して抄造する工程を実施する内添紙の製造方法を提供する。
In the method for producing an aqueous dispersion of the present invention, the water-soluble cationic resin is preferably polyethyleneimine.
Moreover, this invention provides the aqueous dispersion manufactured with the manufacturing method of the said aqueous dispersion.
Furthermore, this invention provides the manufacturing method of the internal paper which implements the process which adds the filler containing the said aqueous dispersion to a pulp slurry, and carries out papermaking.

本発明の水性分散液は、内添紙用に適用した場合に、白色度及び不透明度が高い内添紙を与え、その分散安定性は高い。   The aqueous dispersion of the present invention gives an internal paper having high whiteness and opacity when applied to an internal paper, and its dispersion stability is high.

コア重合体粒子(A)
本発明の水性分散液の製造方法で調製されるコア重合体粒子(A)は、酸性基含有単量体及びこれと重合可能なモノエチレン性不飽和単量体からなる単量体混合物(a)を共重合して得られる。
酸性基含有単量体は、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスフィニル基等の酸基を有するエチレン性不飽和単量体であり、特定の単量体に限定されない。エチレン性不飽和酸単量体の具体例は、エチレン性不飽和カルボン酸単量体、エチレン性不飽和スルホン酸単量体、エチレン性不飽和リン酸単量体等である。
エチレン性不飽和カルボン酸単量体の具体例は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などの不飽和モノカルボン酸;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、メタコン酸、グルタコン酸、イタコン酸、テトラヒドロフタル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ナジック酸、ブテントリカルボン酸などの不飽和多価カルボン酸;フマル酸モノブチル、マレイン酸モノエチル、イタコン酸モノメチルなどのエチレン性不飽和多価カルボン酸の部分エステル化物等である。
Core polymer particles (A)
The core polymer particle (A) prepared by the method for producing an aqueous dispersion of the present invention comprises a monomer mixture comprising an acidic group-containing monomer and a monoethylenically unsaturated monomer polymerizable with the monomer (a ) Is copolymerized.
The acidic group-containing monomer is an ethylenically unsaturated monomer having an acid group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a phosphinyl group, and is not limited to a specific monomer. Specific examples of the ethylenically unsaturated acid monomer include an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, an ethylenically unsaturated sulfonic acid monomer, and an ethylenically unsaturated phosphoric acid monomer.
Specific examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer include unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid; fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, metaconic acid, glutaconic acid, itaconic acid, tetrahydrophthalate Unsaturated polyvalent carboxylic acids such as acid, crotonic acid, isocrotonic acid, nadic acid, butenetricarboxylic acid; partially esterified products of ethylenically unsaturated polyvalent carboxylic acids such as monobutyl fumarate, monoethyl maleate, monomethyl itaconate, etc. is there.

エチレン性不飽和スルホン酸単量体の具体例は、ビニルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリルスルホン酸、(メタ)アクリル酸−2−スルホン酸エチル、2−アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸等である。
エチレン性不飽和リン酸単量体の具体例は、(メタ)アクリル酸−3−クロロ−2−リン酸プロピル、(メタ)アクリル酸−2−リン酸エチル、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンリン酸等である。
上記酸性基含有単量体のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩も用い得る。上記酸性基含有単量体1種又は2種以上の組み合わせを用いる。
Specific examples of the ethylenically unsaturated sulfonic acid monomer include vinyl sulfonic acid, methyl vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, (meth) acryl sulfonic acid, (meth) acrylic acid-2-ethyl sulfonate, 2-acrylamide- Such as 2-hydroxypropanesulfonic acid.
Specific examples of the ethylenically unsaturated phosphate monomer include (meth) acrylic acid-3-chloro-2-phosphate propyl, (meth) acrylic acid-2-ethyl phosphate, 3-allyloxy-2-hydroxypropane Such as phosphoric acid.
Alkali metal salts or ammonium salts of the above acidic group-containing monomers can also be used. One or a combination of two or more acidic group-containing monomers is used.

好ましい酸性基含有単量体はエチレン性不飽和カルボン酸であり、更に好ましい酸性基含有単量体はエチレン性不飽和モノカルボン酸である。特に好ましい酸性基含有単量体はメタクリル酸である。
単量体混合物(a)中の酸性基含有単量体の使用割合は20〜60質量%であり、好ましくは25〜50質量%であり、更に好ましくは30〜40質量%である。当該使用割合が20質量%より少ない場合、中空部分を重合体粒子中に形成しにくくなる。一方、当該使用割合が60質量%より多い場合、酸性基がコア重合体粒子の表面に局在し、中間層(B)を形成しにくくなる。
A preferred acidic group-containing monomer is an ethylenically unsaturated carboxylic acid, and a more preferred acidic group-containing monomer is an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid. A particularly preferred acidic group-containing monomer is methacrylic acid.
The ratio of the acidic group-containing monomer in the monomer mixture (a) is 20 to 60% by mass, preferably 25 to 50% by mass, and more preferably 30 to 40% by mass. When the said usage rate is less than 20 mass%, it becomes difficult to form a hollow part in a polymer particle. On the other hand, when the said usage rate is more than 60 mass%, an acidic group localizes on the surface of a core polymer particle, and it becomes difficult to form an intermediate | middle layer (B).

酸性基含有単量体と共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体の具体例は、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ハロゲン化スチレンなどの芳香族ビニル単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのエチレン性不飽和ニトリル単量体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどのエチレン性不飽和カルボン酸エステル単量体;(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)ア
クリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドなどのエチレン性不飽和カルボン酸アミド単量体;ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエン単量体;酢酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル単量体;塩化ビニルなどのハロゲン化ビニル単量体;塩化ビニリデンなどのハロゲン化ビニリデン単量体;ビニルピリジン;等である。1種又は2種以上の単量体が使用される。好ましい単量体は、エチレン性不飽和カルボン酸エステル単量体であり、更に好ましい単量体はメチル(メタ)アクリレート及びブチル(メタ)アクリレートである。
Specific examples of the monoethylenically unsaturated monomer copolymerizable with the acid group-containing monomer include aromatic vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, and halogenated styrene; acrylonitrile, Ethylenically unsaturated nitrile monomers such as methacrylonitrile; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, glycidyl (meth) Ethylenically unsaturated carboxylic acid ester monomers such as acrylate and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate; ethylenically unsaturated such as (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, and N-butoxymethyl (meth) acrylamide Carboxylic acid amide monomer; butadiene Conjugated diene monomers such as isoprene; carboxylic acid vinyl ester monomers such as vinyl acetate; vinyl halide monomers such as vinyl chloride; vinylidene halide monomers such as vinylidene chloride; vinyl pyridine; . One or more monomers are used. Preferred monomers are ethylenically unsaturated carboxylic acid ester monomers, and more preferred monomers are methyl (meth) acrylate and butyl (meth) acrylate.

好ましいコア重合体粒子(A)は、メチルメタクリレート35〜77質量%、ブチルアクリレート3〜15質量%及びメタクリル酸20〜50質量%からなる単量体混合物から形成される。より好ましいコア重合体粒子(A)は、メチルメタクリレート42〜71質量%、ブチルアクリレート4〜13質量%及びメタクリル酸25〜45質量%からなる単量体混合物から形成される。更に好ましいコア重合体粒子(A)は、メチルメタクリレート50〜65質量%、ブチルアクリレート5〜10質量%及びメタクリル酸30〜40質量%からなる単量体混合物から形成される。   Preferred core polymer particles (A) are formed from a monomer mixture comprising 35 to 77% by weight of methyl methacrylate, 3 to 15% by weight of butyl acrylate and 20 to 50% by weight of methacrylic acid. More preferable core polymer particles (A) are formed from a monomer mixture comprising 42 to 71% by mass of methyl methacrylate, 4 to 13% by mass of butyl acrylate, and 25 to 45% by mass of methacrylic acid. Further preferred core polymer particles (A) are formed from a monomer mixture comprising 50 to 65% by weight of methyl methacrylate, 5 to 10% by weight of butyl acrylate and 30 to 40% by weight of methacrylic acid.

ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの架橋性単量体が、当該単量体混合物(a)の共重合時に使用され得る。ただし、多量の架橋性単量体が使用されると、当該コア重合体粒子内部の空隙の形成が困難になるので、その量は安定な空隙形成が維持できる範囲にとどめられる必要がある。   Crosslinkable monomers such as divinylbenzene, diallyl phthalate, allyl (meth) acrylate, and ethylene glycol di (meth) acrylate can be used during the copolymerization of the monomer mixture (a). However, when a large amount of the crosslinkable monomer is used, it becomes difficult to form voids inside the core polymer particles, and therefore the amount needs to be kept within a range in which stable void formation can be maintained.

単量体混合物(a)の共重合は、通常、水性媒体中で行なわれる。通常、水が水性媒体として用いられ、製造時の重合体粒子の分散安定性を損なわない範囲で、メタノール、エタノールなどの水溶性有機溶媒も併用され得る。水性媒体の使用量は、単量体混合物(a)100質量部に対して、通常、100〜1000質量部、好ましくは200〜600質量部である。水性媒体の使用量が少なすぎると、重合時の凝集物発生量が増加する傾向にあり、水性媒体の使用量が多すぎると、中空重合体粒子の生産性が劣る傾向にある。   The copolymerization of the monomer mixture (a) is usually performed in an aqueous medium. Usually, water is used as an aqueous medium, and a water-soluble organic solvent such as methanol and ethanol can be used in combination as long as the dispersion stability of the polymer particles during production is not impaired. The usage-amount of an aqueous medium is 100-1000 mass parts normally with respect to 100 mass parts of monomer mixtures (a), Preferably it is 200-600 mass parts. If the amount of aqueous medium used is too small, the amount of aggregates generated during polymerization tends to increase, and if the amount of aqueous medium used is too large, the productivity of hollow polymer particles tends to be poor.

当該単量体混合物(a)の共重合方法は、通常、乳化重合法である。重合方式は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方式でもよい。重合圧力、重合温度および重合時間は格別限定されず、公知の条件が採られる。
乳化重合反応に一般に使用される、例えば、界面活性剤、重合開始剤、連鎖移動剤、キレート剤、電解質、脱酸素剤などの各種添加剤が、重合用副資材として使用され得る。
The copolymerization method of the monomer mixture (a) is usually an emulsion polymerization method. The polymerization method may be any of batch, semi-continuous and continuous methods. The polymerization pressure, polymerization temperature, and polymerization time are not particularly limited, and known conditions are employed.
Various additives generally used in the emulsion polymerization reaction, such as a surfactant, a polymerization initiator, a chain transfer agent, a chelating agent, an electrolyte, and an oxygen scavenger, can be used as a secondary material for polymerization.

当該単量体混合物(a)の共重合時に使用される界面活性剤としては、一般に公知の界面活性剤が併用され得る。具体的には、ロジン酸カリウム、ロジン酸ナトリウム等のロジン酸塩;オレイン酸カリウム、ラウリン酸カリウム、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等の脂肪酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム等の脂肪族アルコールの硫酸エステル塩;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルアリルスルホン酸;などのアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムなどのアルキルエーテル硫酸塩;ポリエチレングリコールのアルキルエステル、アルキルエーテル又はアルキルフェニルエーテルなどのノニオン性界面活性剤、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルスルホン酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール等の親水性合成高分子物質;ゼラチン、水溶性でんぷん等の天然親水性高分子物質;カルボキシメチルセルロース等の親水性半合成高分子物質;などの分散安定剤などが挙げられる。
これらの界面活性剤は、1種又は2種以上が使用される。
中でも、重合安定性が良好であるため、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムなどのアルキルエーテル硫酸塩が好ましい。
界面活性剤の使用量は、当該単量体混合物(a)の全量に対して、0.1〜5質量%、好ましくは0.5〜3質量%である。この使用量が過小であると凝集物が生成し易く、逆に過大であると中空重合体粒子の空隙率が低くなる。
As the surfactant used in the copolymerization of the monomer mixture (a), generally known surfactants can be used in combination. Specifically, rosinates such as potassium rosinate and sodium rosinate; fatty acid salts such as potassium oleate, potassium laurate, sodium laurate, sodium stearate and potassium stearate; aliphatic alcohols such as sodium lauryl sulfate Anionic surfactants such as sodium dodecylbenzenesulfonate; alkyl ether sulfates such as sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate; alkyl esters of polyethylene glycol, alkyl ethers or alkylphenyls Hydrophilic synthesis of nonionic surfactants such as ether, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, etc. Molecular substance; like dispersion stabilizer and the like; carboxymethyl hydrophilic semi-synthetic polymeric substances such as methylcellulose; gelatin, natural hydrophilic polymeric substance, such as a water soluble starch.
These surfactants are used alone or in combination of two or more.
Of these, alkyl ether sulfates such as sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate are preferred because of good polymerization stability.
The usage-amount of surfactant is 0.1-5 mass% with respect to the whole quantity of the said monomer mixture (a), Preferably it is 0.5-3 mass%. If this amount is too small, aggregates are likely to be formed, and conversely if too large, the porosity of the hollow polymer particles will be low.

当該単量体混合物(a)の共重合は、望ましくは、シードの存在下で行われる。シードの使用は、生成する重合体粒子の径の制御を容易にする。シードの組成は格別限定されない。重合反応における単量体混合物(a)の重合転化率は、通常、90質量%以上、好ましくは97質量%以上である。生成する共重合体の組成は、単量体混合物(a)の組成とほぼ同じである。   The copolymerization of the monomer mixture (a) is desirably performed in the presence of seeds. Use of a seed facilitates control of the diameter of the polymer particles produced. The composition of the seed is not particularly limited. The polymerization conversion rate of the monomer mixture (a) in the polymerization reaction is usually 90% by mass or more, preferably 97% by mass or more. The composition of the produced copolymer is almost the same as that of the monomer mixture (a).

界面活性剤の添加方法は、特に限定されない。当該界面活性剤は、反応器に一括で、分割して、又は連続的に添加される。製造時の凝集物発生量がより少なくなる点で、好ましくは、界面活性剤が反応系に連続的に添加される。単量体混合物(a)と界面活性剤は、混合して反応系に添加されても、別々に反応系に添加されてもよい。好ましくは、単量体混合物(a)と上記界面活性剤と水性媒体が混合されて得られる乳化物が、反応系に添加される。   The method for adding the surfactant is not particularly limited. The surfactant is added to the reactor in batches, in portions or continuously. A surfactant is preferably added continuously to the reaction system in that the amount of aggregates produced during production is reduced. The monomer mixture (a) and the surfactant may be mixed and added to the reaction system, or may be added separately to the reaction system. Preferably, an emulsion obtained by mixing the monomer mixture (a), the surfactant and the aqueous medium is added to the reaction system.

単量体混合物(a)は、好ましくは、少量の無機塩の存在下に共重合される。界面活性剤と無機塩が併用されると、凝集物の生成が抑制され、粒径分布が狭い中空重合体粒子を含む水性分散液が得られる。
無機塩は、特に限定されない。無機塩の具体例は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩;塩化カルシウム、硫酸バリウムなどのアルカリ土類金属塩;硫酸アルミニウム、塩化アルミニウムである。なかでも、アルカリ金属塩が好ましく、トリポリリン酸ナトリウムがより好ましい。
The monomer mixture (a) is preferably copolymerized in the presence of a small amount of inorganic salt. When the surfactant and the inorganic salt are used in combination, the formation of aggregates is suppressed, and an aqueous dispersion containing hollow polymer particles having a narrow particle size distribution is obtained.
The inorganic salt is not particularly limited. Specific examples of inorganic salts include sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, potassium sulfate, sodium nitrate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, sodium tripolyphosphate, and other alkali metal salts; calcium chloride, barium sulfate Alkaline earth metal salts such as aluminum sulfate and aluminum chloride. Of these, alkali metal salts are preferable, and sodium tripolyphosphate is more preferable.

無機塩の使用量は、単量体混合物(a)の全量に対して、0.01〜1質量%、好ましくは0.05〜0.5質量%である。使用量が過小であると、その効果が発現しにくく、逆に過大であると、凝集物の発生が助長される傾向にある。無機塩の添加方法は、特に限定されない。無機塩は、反応系に一括で、分割して、又は連続的に添加される。   The usage-amount of an inorganic salt is 0.01-1 mass% with respect to the whole quantity of a monomer mixture (a), Preferably it is 0.05-0.5 mass%. If the amount used is too small, it is difficult to achieve the effect, while if it is too large, the generation of aggregates tends to be promoted. The method for adding the inorganic salt is not particularly limited. The inorganic salt is added to the reaction system all at once, in portions or continuously.

コア重合体粒子(A)の酸性基含有単量体単位の半径方向の分布は、特に限定されない。単量体混合物(a)の組成が逐次変化させられて重合反応系に添加されながら、共重合が行われ得る。このような重合方法によって、酸性基含有単量体単位の含有量の半径方向の分布がコア重合体粒子(A)中に生じる場合、酸性基含有単量体単位の最も少ない部分が、当該部分を形成する全単量体単位に対して酸性基含有単量体単位を10質量%以上、好ましくは15質量%以上含有する。この割合が10質量%未満では、中空重合体粒子の空隙の中に小粒子が生成し、空隙率が低くなることがある。   The distribution in the radial direction of the acidic group-containing monomer units of the core polymer particles (A) is not particularly limited. Copolymerization can be performed while the composition of the monomer mixture (a) is sequentially changed and added to the polymerization reaction system. When a radial distribution of the content of acidic group-containing monomer units occurs in the core polymer particles (A) by such a polymerization method, the least part of the acidic group-containing monomer units is the part. The acid group-containing monomer unit is contained in an amount of 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more, based on the total monomer units forming the. When this ratio is less than 10% by mass, small particles may be generated in the voids of the hollow polymer particles, and the porosity may be lowered.

コア重合体(A)の体積平均粒子径は、好ましくは100〜600nm、より好ましくは250〜500nmである。この粒子径が小さすぎると、空隙率が高くかつ粒子径が大きい中空重合体粒子の製造が困難になる傾向があり、逆に当該粒子径が大きすぎると、中間層(B)によるコア重合体粒子(A)の被覆が困難になり、コア重合体粒子(A)内の空隙の形成が困難になる傾向がある。   The volume average particle diameter of the core polymer (A) is preferably 100 to 600 nm, more preferably 250 to 500 nm. If the particle size is too small, it tends to be difficult to produce hollow polymer particles having a high porosity and a large particle size. Conversely, if the particle size is too large, the core polymer formed by the intermediate layer (B). It tends to be difficult to coat the particles (A) and to form voids in the core polymer particles (A).

中間層(B)
中間層(B)は、実質的にコア重合体粒子(A)を包囲している。モノエチレン性不飽和単量体88〜100質量%及び酸性基含有単量体12〜0質量%からなる単量体又は単量体混合物(b)が、当該コア重合体粒子(A)の存在下で共重合され、当該コア重合体粒子(A)を実質的に包囲する中間層(B)が形成される。
Middle layer (B)
The intermediate layer (B) substantially surrounds the core polymer particle (A). The monomer or monomer mixture (b) comprising 88 to 100% by mass of the monoethylenically unsaturated monomer and 12 to 0% by mass of the acidic group-containing monomer is present in the core polymer particles (A). Underneath, an intermediate layer (B) is formed which substantially surrounds the core polymer particles (A).

単量体混合物(b)に含まれる酸性基含有単量体は、単量体混合物(a)に含まれる酸性基含有単量体と同様である。単量体混合物(b)に含まれる好ましい酸性基含有単量体はエチレン性不飽和モノカルボン酸であり、より好ましい当該酸性基含有単量体はアクリル酸及びメタクリル酸である。
単量体又は単量体混合物(b)に含まれるモノエチレン性不飽和単量体は、単量体混合物(a)に含まれるモノエチレン性不飽和単量体と同様である。
The acidic group-containing monomer contained in the monomer mixture (b) is the same as the acidic group-containing monomer contained in the monomer mixture (a). A preferred acidic group-containing monomer contained in the monomer mixture (b) is an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid, and more preferred acidic group-containing monomers are acrylic acid and methacrylic acid.
The monoethylenically unsaturated monomer contained in the monomer or monomer mixture (b) is the same as the monoethylenically unsaturated monomer contained in the monomer mixture (a).

好ましい中間層(B)は、メチルメタクリレート68〜89質量%、ブチルアクリレート10〜22質量%、メタクリル酸及び/又はアクリル酸1〜10質量%からなる単量体混合物から形成され、より好ましい中間層(B)は、メチルメタクリレート71〜85質量%、ブチルアクリレート12〜20質量%、メタクリル酸及び/又はアクリル酸3〜9質量%からなる単量体混合物から形成され、更に好ましい中間層(B)は、メチルメタクリレート74〜81質量%、ブチルアクリレート14〜18質量%、メタクリル酸及び/又はアクリル酸5〜8質量%からなる単量体混合物から形成される。   The preferred intermediate layer (B) is formed from a monomer mixture comprising methyl methacrylate 68 to 89% by mass, butyl acrylate 10 to 22% by mass, methacrylic acid and / or acrylic acid 1 to 10% by mass, and more preferred intermediate layer. (B) is formed from a monomer mixture consisting of 71 to 85% by weight of methyl methacrylate, 12 to 20% by weight of butyl acrylate, 3 to 9% by weight of methacrylic acid and / or acrylic acid, and more preferred intermediate layer (B) Is formed from a monomer mixture consisting of 74 to 81% by weight of methyl methacrylate, 14 to 18% by weight of butyl acrylate, and 5 to 8% by weight of methacrylic acid and / or acrylic acid.

単量体又は単量体混合物(b)の共重合は、単量体又は単量体混合物(b)の全量に対して、連鎖移動剤が、好ましくは0.1〜2質量%、より好ましくは0.1〜1.5質量%、特に好ましくは0.2〜1質量%の存在下に行なわれる。連鎖移動剤の量が過小であると、得られる中空重合体粒子の空隙率が低くなる傾向にあり、逆に連鎖移動剤の量が過大になると、重合時の凝集物発生量が増加する傾向があるだけでなく、空隙率も低くなる傾向にある。   In the copolymerization of the monomer or monomer mixture (b), the chain transfer agent is preferably 0.1 to 2% by mass, more preferably, based on the total amount of the monomer or monomer mixture (b). Is carried out in the presence of 0.1 to 1.5% by mass, particularly preferably 0.2 to 1% by mass. If the amount of the chain transfer agent is too small, the void ratio of the resulting hollow polymer particles tends to be low. Conversely, if the amount of the chain transfer agent is too large, the amount of aggregates generated during polymerization tends to increase. In addition, there is a tendency for the porosity to be low.

一般の乳化重合に使用されている公知の連鎖移動剤が使用される。連鎖移動剤の具体例は、オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ヘキサデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、t−テトラデシルメルカプタンなどのメルカプタン類;ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィドなどのキサントゲンジスルフィド類;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィドなどのチウラムジスルフィド類;四塩化炭素、四臭化炭素
などのハロゲン化炭化水素類;ジフェニルエチレン、ペンタフェニルエタン、α−メチルスチレンダイマーなどの炭化水素類;アクロレイン、メタクロレイン、アリルアルコール、2−エチルヘキシルチオグリコレート、ターピノーレン、α−テルピネン、γ−テルピネン、ジペンテンである。1種又は2種以上の連鎖移動剤が使用される。好ましい連鎖移動剤はメルカプタン類およびα−メチルスチレンダイマーであり、より好ましい連鎖移動剤はメルカプタン類であり、特に好ましい連鎖移動剤はt−ドデシルメルカプタンである。
A known chain transfer agent used in general emulsion polymerization is used. Specific examples of chain transfer agents include mercaptans such as octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-hexadecyl mercaptan, n-tetradecyl mercaptan, t-tetradecyl mercaptan; dimethylxanthogen disulfide, diethylxanthogen disulfide Xanthogen disulfides such as diisopropylxanthogen disulfide; thiuram disulfides such as tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetrabutylthiuram disulfide; halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride and carbon tetrabromide; diphenylethylene, pentaphenyl Hydrocarbons such as ethane and α-methylstyrene dimer; acrolein, methacrolein, allyl alcohol, 2-ethane Hexyl thioglycolate, terpinolene, alpha-terpinene, .gamma.-terpinene, is dipentene. One or more chain transfer agents are used. Preferred chain transfer agents are mercaptans and α-methylstyrene dimers, more preferred chain transfer agents are mercaptans, and a particularly preferred chain transfer agent is t-dodecyl mercaptan.

外層(C)
外層(C)は、実質的に中間層(B)を包囲している。モノエチレン性不飽和単量体97〜100質量%及び酸性基含有単量体3〜0質量%からなる単量体又は単量体混合物(c)が、当該中間層(B)により実質的に包囲された当該コア重合体粒子(A)の存在下で重合又は共重合され、当該中間層(B)を実質的に包囲する外層(C)が形成される。
Outer layer (C)
The outer layer (C) substantially surrounds the intermediate layer (B). A monomer or monomer mixture (c) composed of 97 to 100% by mass of a monoethylenically unsaturated monomer and 3 to 0% by mass of an acidic group-containing monomer is substantially formed by the intermediate layer (B). Polymerization or copolymerization is performed in the presence of the surrounding core polymer particles (A) to form an outer layer (C) that substantially surrounds the intermediate layer (B).

単量体又は単量体混合物(c)に含まれる酸性基含有単量体は、単量体混合物(a)に含まれる酸性基含有単量体と同様である。単量体又は単量体混合物(c)に含まれるモノエチレン性不飽和単量体は、単量体混合物(a)に含まれるモノエチレン性不飽和単量体と同様である。好ましい当該単量体は芳香族ビニル単量体、エチレン性不飽和モノカルボン酸エステル単量体であり、より好ましい当該単量体はスチレンである。芳香族ビニル単量体以外の単量体が併用される場合、好ましくは、単量体混合物(c)に含まれる単量体の全量に対し90質量%以上の芳香族ビニル単量体が使用される。   The acidic group-containing monomer contained in the monomer or monomer mixture (c) is the same as the acidic group-containing monomer contained in the monomer mixture (a). The monoethylenically unsaturated monomer contained in the monomer or monomer mixture (c) is the same as the monoethylenically unsaturated monomer contained in the monomer mixture (a). Preferred monomers are aromatic vinyl monomers and ethylenically unsaturated monocarboxylic acid ester monomers, and more preferred monomers are styrene. When a monomer other than the aromatic vinyl monomer is used in combination, preferably 90% by mass or more of the aromatic vinyl monomer is used with respect to the total amount of monomers contained in the monomer mixture (c). Is done.

好ましい外層(C)は、メタクリル酸及び/又はアクリル酸0〜2.2質量%及びスチレン97.8〜100質量%からなる単量体混合物から形成され、より好ましい外層(C)は、メタクリル酸及び/又はアクリル酸0〜1.8質量%及びスチレン98.2〜100質量%からなる単量体混合物から形成され、更に好ましい外層(C)は、スチレン100質量%からなる単量体混合物から形成される。   A preferred outer layer (C) is formed from a monomer mixture consisting of methacrylic acid and / or acrylic acid 0 to 2.2% by weight and styrene 97.8 to 100% by weight, and more preferred outer layer (C) is methacrylic acid. And / or a monomer mixture composed of 0 to 1.8% by mass of acrylic acid and 98.2 to 100% by mass of styrene, and a more preferable outer layer (C) is formed from a monomer mixture composed of 100% by mass of styrene. It is formed.

単量体混合物(a)、単量体又は単量体混合物(b)及び単量体又は単量体混合物(c)の質量比(質量部)は、好ましくは1〜25/2〜65/40〜85であり、より好ましくは3〜20/3〜55/44〜80であり、更に好ましくは5〜15/5〜50/48〜75の範囲である。単量体混合物(a)の割合が少なすぎると、空隙率の高い中空重合体粒子が得られ難い傾向があり、逆に単量体混合物(a)の割合が多すぎると、塩基処理の際に凝集物発生量が増大する傾向にある。   The mass ratio (parts by mass) of the monomer mixture (a), the monomer or monomer mixture (b), and the monomer or monomer mixture (c) is preferably 1 to 25/2 to 65 / It is 40-85, More preferably, it is 3-20 / 3-55 / 44-80, More preferably, it is the range of 5-15 / 5-50 / 48-75. When the proportion of the monomer mixture (a) is too small, hollow polymer particles having a high porosity tend to be difficult to obtain. Conversely, when the proportion of the monomer mixture (a) is too large, the base treatment is performed. However, the amount of aggregates tends to increase.

中間層(B)及び外層(C)の形成は、通常、乳化重合により行なわれる。重合方式として、回分式、半連続式、連続式のいずれの方式も採用される。重合圧力、重合温度および重合時間は格別限定されず、公知の条件が採られる。   The formation of the intermediate layer (B) and the outer layer (C) is usually performed by emulsion polymerization. As the polymerization method, any of batch method, semi-continuous method, and continuous method is adopted. The polymerization pressure, polymerization temperature, and polymerization time are not particularly limited, and known conditions are employed.

コア重合体粒子(A)の形成において例示された重合用副資材が使用される。界面活性剤の種類は、外層(C)の形成時を除き、特に限定されず使用される。水性媒体が追加添加され得る。水性媒体の追加添加量は、通常、少なくとも3層構造を有する重合体粒子の固形分濃度が、10〜50質量%、好ましくは20〜40質量%となる範囲内である。   The polymerization auxiliary material exemplified in the formation of the core polymer particles (A) is used. The type of the surfactant is not particularly limited, except when forming the outer layer (C). An aqueous medium can be additionally added. The additional amount of the aqueous medium is usually in the range where the solid content concentration of the polymer particles having at least a three-layer structure is 10 to 50% by mass, preferably 20 to 40% by mass.

単量体又は単量体混合物(c)を、当該中間層(B)により実質的に包囲された当該コア重合体粒子(A)の存在下で重合又は共重合する際、下記一般式(I)で示される界面活性剤を使用する。
R−O−(CH2CH2O)n−SO3M (I)
(式中、Rは炭素数8〜20のアルキル基又はアルケニル基であり、Mはアルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、nは47〜70の整数である。
上記一般式(I)で示される界面活性剤は市販されており、市販品の具体例は、花王(株)製ラテムル(登録商標)E−150である。
When the monomer or monomer mixture (c) is polymerized or copolymerized in the presence of the core polymer particle (A) substantially surrounded by the intermediate layer (B), the following general formula (I) ) Is used.
R—O— (CH 2 CH 2 O) n —SO 3 M (I)
(In the formula, R is an alkyl group or alkenyl group having 8 to 20 carbon atoms, M is an alkali metal ion or ammonium ion, and n is an integer of 47 to 70).
The surfactant represented by the above general formula (I) is commercially available, and a specific example of the commercially available product is LATEMUL (registered trademark) E-150 manufactured by Kao Corporation.

上記一般式(I)で示される界面活性剤の使用量は、当該単量体混合物(c)の全量に対して、好ましくは0.1〜5質量%、より好ましくは0.5〜3質量%である。この使用量が過小であると凝集物が生成し易く、逆に過大であると中空重合体粒子の空隙率が低くなる。
勿論、本発明の効果を実質的に阻害しない限り、上記一般式(I)で示される界面活性剤以外の界面活性剤を併用することもできる。
The amount of the surfactant represented by the general formula (I) used is preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass with respect to the total amount of the monomer mixture (c). %. If this amount is too small, aggregates are likely to be formed, and conversely if too large, the porosity of the hollow polymer particles will be low.
Of course, as long as the effect of the present invention is not substantially inhibited, a surfactant other than the surfactant represented by the general formula (I) may be used in combination.

上記一般式(1)で示される界面活性剤の添加方法は、特に限定されない。当該界面活性剤は、反応器に一括で、分割して、又は連続的に添加される。製造時の凝集物発生量がより少なくなる点で、好ましくは、界面活性剤が反応系に連続的に添加される。単量体又は単量体混合物(c)と界面活性剤は、混合して反応系に添加されても、別々に反応系に添加されてもよい。好ましくは、単量体又は単量体混合物(c)と上記界面活性剤と水性媒体が混合されて得られる乳化物が、反応系に添加される。   The method for adding the surfactant represented by the general formula (1) is not particularly limited. The surfactant is added to the reactor in batches, in portions or continuously. A surfactant is preferably added continuously to the reaction system in that the amount of aggregates produced during production is reduced. The monomer or monomer mixture (c) and the surfactant may be mixed and added to the reaction system, or may be added separately to the reaction system. Preferably, an emulsion obtained by mixing the monomer or monomer mixture (c), the surfactant and the aqueous medium is added to the reaction system.

塩基処理
塩基が、コア重合体粒子(A)、中間層(B)及び外層(C)の少なくとも3層構造を有する重合体粒子を含有する水性分散液に添加され、当該水性分散液のpHが7以上とされ、コア重合体粒子(A)に含まれる酸性基の少なくとも一部が中和されて形成された少なくとも一つの空隙を有する中空重合体粒子が得られる。当該空隙は水性分散液を形成する水性媒体で充満されている。
Base treatment A base is added to an aqueous dispersion containing polymer particles having at least a three-layer structure of a core polymer particle (A), an intermediate layer (B) and an outer layer (C), and the pH of the aqueous dispersion is The hollow polymer particles having at least one void formed by neutralizing at least a part of the acidic groups contained in the core polymer particles (A) are 7 or more. The voids are filled with an aqueous medium that forms an aqueous dispersion.

当該塩基は、揮発性塩基及び/又は不揮発性塩基である。揮発性塩基の具体例は、アンモニア、水酸化アンモニウム、モルホリン、トリメチルアミン、トリエチルアミンである。不揮発性塩基の具体例は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属水酸化物;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物;炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムなどのアルカリ金属(重)炭酸塩;炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウムなどの(重)炭酸アンモニウム塩である。好ましい塩基は揮発性塩基又はアルカリ金属水酸化物であり、より好ましい塩基はアンモニア、水酸化ナトリウムである。   The base is a volatile base and / or a nonvolatile base. Specific examples of the volatile base are ammonia, ammonium hydroxide, morpholine, trimethylamine, and triethylamine. Specific examples of the non-volatile base include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide; alkaline earth metal hydroxides such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide; sodium carbonate, potassium bicarbonate Alkali metal (bi) carbonates such as; ammonium (bi) carbonates such as ammonium carbonate and ammonium bicarbonate. Preferred bases are volatile bases or alkali metal hydroxides, and more preferred bases are ammonia and sodium hydroxide.

塩基の使用量は、前記コア重合体粒子(A)の酸性基の少なくとも一部を中和して、前記水性分散液のpHを7以上とする量である。塩基処理の際の水性分散液のpHは、好ましくは7.5〜11、より好ましくは8〜10の範囲である。pHが低すぎると中空重合体粒子の空隙率が低くなる傾向があり、逆に高すぎると、次の酸処理工程で添加する酸の量が多くなり、粗大凝集物が生成し易い傾向がある。
塩基は、添加時の凝集物発生の抑制の観点から、好ましくは水溶液の状態で添加され、その濃度は、好ましくは0.5〜20質量%、より好ましくは1〜10質量%である。更に、上記観点から、塩基が添加される前又は添加されると同時に、アニオン界面活性剤及び/又は非イオン界面活性剤が添加され得る。
ここで用いる界面活性剤としては、前記一般式(I)で示される界面活性剤が好ましく挙げられる。この界面活性剤を、単量体混合物(a)、単量体又は単量体混合物(b)及び単量体又は単量体混合物(c)の全量に対して、好ましくは0.1〜5質量%、より好ましくは0.5〜3質量%の範囲で添加すると、塩基処理時のみならず、その後の工程においても、粗大凝集物の発生を効果的に抑制することができる。
The amount of the base used is an amount that neutralizes at least some of the acidic groups of the core polymer particles (A) so that the pH of the aqueous dispersion is 7 or more. The pH of the aqueous dispersion during the base treatment is preferably in the range of 7.5 to 11, more preferably 8 to 10. If the pH is too low, the void ratio of the hollow polymer particles tends to be low. On the other hand, if the pH is too high, the amount of acid added in the next acid treatment step tends to increase, and coarse aggregates tend to be generated. .
The base is preferably added in the form of an aqueous solution from the viewpoint of suppressing the generation of aggregates at the time of addition, and the concentration is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 1 to 10% by mass. Furthermore, from the above viewpoint, an anionic surfactant and / or a nonionic surfactant may be added before or simultaneously with the addition of the base.
As the surfactant used here, a surfactant represented by the general formula (I) is preferably exemplified. This surfactant is preferably used in an amount of 0.1 to 5 with respect to the total amount of the monomer mixture (a), the monomer or monomer mixture (b), and the monomer or monomer mixture (c). When added in the range of mass%, more preferably in the range of 0.5 to 3 mass%, the generation of coarse aggregates can be effectively suppressed not only during the base treatment but also in the subsequent steps.

重合体粒子内部の酸性基が、塩基の水性分散液への添加により中和されるためには、塩基が重合体粒子内部に拡散する時間が必要である。従って、望ましくは、塩基の添加後、時間をかけた攪拌が行われる。好ましい塩基処理温度は、重合体粒子が十分に軟化される温度以上であることが好ましく、70℃以上が好ましく、75〜95℃の範囲であることがより好ましい。あまりに高い塩基処理温度に設定すると、水性媒体の蒸気圧に耐える圧力容器が必要となり、過大な設備費用がかかることになる。塩基添加後の塩基処理時間は、通常、5〜180分、好ましくは10〜120分間である。   In order for the acidic groups inside the polymer particles to be neutralized by adding the base to the aqueous dispersion, it is necessary to allow time for the bases to diffuse into the polymer particles. Thus, desirably, stirring is performed over time after the addition of the base. A preferable base treatment temperature is preferably equal to or higher than a temperature at which the polymer particles are sufficiently softened, preferably 70 ° C. or higher, and more preferably in a range of 75 to 95 ° C. If the base treatment temperature is set too high, a pressure vessel that can withstand the vapor pressure of the aqueous medium is required, resulting in excessive equipment costs. The base treatment time after the base addition is usually 5 to 180 minutes, preferably 10 to 120 minutes.

塩基が、特開平3−26724号公報に開示されている方法に準じて、有機溶剤の存在下に添加され得る。重合体粒子は有機溶剤の使用によって軟化され、塩基の拡散が促進される。有機溶剤の具体例は、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、アルコール類、エーテル類、ケトン類、飽和カルボン酸エステル類である。有機溶剤は、前記重合体粒子100質量部に対して、通常、0.1〜1000質量部の範囲で使用される。使用された有機溶剤は、塩基処理後、蒸発させられ、除去される。   The base can be added in the presence of an organic solvent according to the method disclosed in JP-A-3-26724. The polymer particles are softened by using an organic solvent, and the diffusion of the base is promoted. Specific examples of the organic solvent are aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, alcohols, ethers, ketones, and saturated carboxylic acid esters. The organic solvent is usually used in the range of 0.1 to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer particles. The used organic solvent is evaporated and removed after the base treatment.

上記有機溶剤のかわりに、重合性単量体が使用され得る。重合性単量体には酸性基を含む単量体を含んでも良く、前記重合体粒子100質量部に対して、通常、1〜20質量部、好ましくは2〜10質量部の範囲で使用される。重合性単量体は新たに添加され得る。重合性単量体が中間層(B)及び外層(C)の形成時に過剰に添加され、重合禁止剤または還元剤等の添加により重合反応が停止された状態で上記塩基処理が行われ得る。過剰の重合性単量体は、塩基処理後に重合開始剤を追加添加することにより重合される。   Instead of the organic solvent, a polymerizable monomer can be used. The polymerizable monomer may contain a monomer containing an acidic group and is usually used in the range of 1 to 20 parts by mass, preferably 2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer particles. The The polymerizable monomer can be newly added. The above-mentioned base treatment can be performed in a state where the polymerizable monomer is added excessively during the formation of the intermediate layer (B) and the outer layer (C) and the polymerization reaction is stopped by adding a polymerization inhibitor or a reducing agent. Excess polymerizable monomer is polymerized by adding a polymerization initiator after the base treatment.

酸処理
塩基処理した水性分散液を、酸で処理して水性分散液のpHを酸性に調節する。この酸処理により、中空重合体粒子の粒子径及び空隙率を大きくすることができる。酸処理の際の水性分散液のpHは、3〜6.5の範囲にあることが好ましい。
酸処理に使用される酸は、特に限定されない。当該酸の具体例は、塩酸、硫酸などの鉱酸;酢酸、マロン酸などの有機酸である。酸処理工程において、酸性基含有単量体を酸として使用できる。酸性基含有単量体を酸として使用する場合、コア重合体粒子(A)、中間層(B)および外層(C)の形成に使用した単量体合計100質量部に対して、通常0.01〜20質量部、好ましくは0.05〜10質量部、さらに好ましくは0.2〜5質量部の範囲の酸性基含有単量体を使用する。
Acid Treatment The base-treated aqueous dispersion is treated with an acid to adjust the pH of the aqueous dispersion to acidic. By this acid treatment, the particle diameter and porosity of the hollow polymer particles can be increased. The pH of the aqueous dispersion during the acid treatment is preferably in the range of 3 to 6.5.
The acid used for acid treatment is not particularly limited. Specific examples of the acid are mineral acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid; organic acids such as acetic acid and malonic acid. In the acid treatment step, an acidic group-containing monomer can be used as the acid. When an acidic group-containing monomer is used as an acid, the amount of the monomer is generally 0.8% relative to 100 parts by mass of the monomers used for forming the core polymer particles (A), the intermediate layer (B), and the outer layer (C). An acidic group-containing monomer in the range of 01 to 20 parts by mass, preferably 0.05 to 10 parts by mass, and more preferably 0.2 to 5 parts by mass is used.

ここで用いる酸性基含有単量体としては、単量体混合物(a)で用いるものと同様のものが挙げられ、好ましくはエチレン性不飽和カルボン酸であり、より好ましくはエチレン性不飽和モノカルボン酸、特に好ましくはメタクリル酸である。
酸処理工程において、酸性基含有単量体と共に、これと共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体を共存させてもよい。このモノエチレン性不飽和単量体としては、単量体混合物(a)で用いるものと同様のものが挙げられ、好ましくは芳香族ビニル単量体、より好ましくはスチレンが使用できる。
酸性基含有単量体とこれと共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体を使用する場合、その組成は、酸性基含有単量体が好ましくは0.5〜10質量%、より好ましくは1〜5質量%、モノエチレン性不飽和単量体が好ましくは99.5〜90質量%、より好ましくは99〜95質量%の範囲である。酸性基含有単量体の含有割合が少なすぎると、酸処理のために酸性基含有単量体を含む単量体混合物を大量に添加する必要が生じ、その単量体混合物を重合した場合に、中空重合体粒子の空隙率が低下する傾向がある。また、酸性基含有単量体の含有割合が多すぎると、添加した酸性基含有単量体を含む単量体混合物を重合した場合に、親水性の高い重合体が生成して、水性分散液の粘度が高くなりすぎて取り扱いが困難になったり、粗大凝集物が発生し易くなったりする場合がある。
酸性基含有単量体を含む単量体混合物を添加する場合の添加量は、コア重合体粒子(A)、中間層(B)および外層(C)の形成に使用した単量体合計100質量部に対して、単量体混合物として、好ましくは20〜100質量部、より好ましくは40〜80質量部である。
Examples of the acidic group-containing monomer used herein include those similar to those used in the monomer mixture (a), preferably an ethylenically unsaturated carboxylic acid, more preferably an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid. Acid, particularly preferably methacrylic acid.
In the acid treatment step, together with the acidic group-containing monomer, a monoethylenically unsaturated monomer copolymerizable therewith may coexist. Examples of the monoethylenically unsaturated monomer include those similar to those used in the monomer mixture (a), preferably an aromatic vinyl monomer, more preferably styrene.
When using an acidic group-containing monomer and a monoethylenically unsaturated monomer copolymerizable therewith, the composition is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably the acidic group-containing monomer. 1 to 5% by mass, and the monoethylenically unsaturated monomer is preferably 99.5 to 90% by mass, and more preferably 99 to 95% by mass. When the content ratio of the acidic group-containing monomer is too small, it is necessary to add a large amount of the monomer mixture containing the acidic group-containing monomer for the acid treatment, and when the monomer mixture is polymerized The void ratio of the hollow polymer particles tends to decrease. In addition, if the content ratio of the acidic group-containing monomer is too large, a polymer having a high hydrophilicity is produced when the monomer mixture containing the added acidic group-containing monomer is polymerized, and the aqueous dispersion In some cases, the viscosity of the resin becomes too high, making it difficult to handle, or forming coarse aggregates.
When the monomer mixture containing an acidic group-containing monomer is added, the total amount of monomers used for forming the core polymer particles (A), the intermediate layer (B) and the outer layer (C) is 100 mass. The amount of the monomer mixture is preferably 20 to 100 parts by mass, more preferably 40 to 80 parts by mass with respect to parts.

酸処理工程の処理温度、処理時間などは、塩基処理の条件とほぼ同様である。酸の添加により水性分散液の安定性が低下することがあるが、これを防ぐために、酸を添加する前又は添加と同時に、アニオン界面活性剤、非イオン界面活性剤を単独または併用して添加してもよい。
ここで用いる界面活性剤としては、前記一般式(I)で示される界面活性剤が好ましく挙げられる。この界面活性剤を、単量体混合物(a)、単量体又は単量体混合物(b)及び単量体又は単量体混合物(c)の全量に対して、好ましくは0.1〜5質量%、より好ましくは0.5〜3質量%の範囲で添加すると、酸処理時のみならず、その後の工程においても、粗大凝集物の発生を効果的に抑制することができる。
酸として酸性基含有単量体を用いる場合、酸性基含有単量体を含む単量体混合物を界面活性剤の存在下で、水性媒体中で乳化し、得られた乳化物を添加する方法が、粗大凝集物の発生を効果的に抑制できる点から好ましく採用できる。
The treatment temperature, treatment time, etc. in the acid treatment step are substantially the same as the conditions for the base treatment. In order to prevent the stability of the aqueous dispersion from decreasing due to the addition of acid, an anionic surfactant and a nonionic surfactant are added either alone or in combination before or simultaneously with the addition of acid. May be.
As the surfactant used here, a surfactant represented by the general formula (I) is preferably exemplified. This surfactant is preferably used in an amount of 0.1 to 5 with respect to the total amount of the monomer mixture (a), the monomer or monomer mixture (b), and the monomer or monomer mixture (c). When added in the range of mass%, more preferably in the range of 0.5 to 3 mass%, the generation of coarse aggregates can be effectively suppressed not only during the acid treatment but also in the subsequent steps.
When an acidic group-containing monomer is used as the acid, a method of emulsifying a monomer mixture containing the acidic group-containing monomer in an aqueous medium in the presence of a surfactant, and adding the obtained emulsion From the point that the generation of coarse aggregates can be effectively suppressed, it can be preferably employed.

最外層(D)
酸処理を行った後、所望により、上記外層(C)が形成された重合体粒子の存在下にモノエチレン系不飽和単量体を重合し、外層(C)の外周に最外層(D)を形成できる。最外層(D)の形成に用いる好ましい単量体は、芳香族ビニル単量体、または芳香族ビニル単量体90重量%以上およびこれと共重合可能なモノエチレン系不飽和単量体10重量%以下とからなる単量体混合物である。芳香族ビニル単量体またはそれを主成分とする単量体混合物の重合によって、ガラス転移温度(Tg)の高い最外層(D)が形成され、得られる中空重合体粒子の不透明化効果が向上し、粒子同士の融着も防止される。
酸処理工程で、酸性基含有単量体を含む単量体混合物を用いた場合には、通常、該単量体混合物の重合も同時に進行するので、該単量体混合物から形成した重合体が最外層(D)を構成することになる。また、酸処理工程において、重合禁止剤などを添加して重合反応を抑制した場合には、その後にさらに重合開始剤を追加的に添加して、最外層(D)の形成を行ってもよい。
Outermost layer (D)
After the acid treatment, if desired, a monoethylenically unsaturated monomer is polymerized in the presence of the polymer particles on which the outer layer (C) is formed, and the outermost layer (D) is formed on the outer periphery of the outer layer (C). Can be formed. A preferable monomer used for forming the outermost layer (D) is an aromatic vinyl monomer or 90% by weight or more of an aromatic vinyl monomer and 10% of a monoethylenically unsaturated monomer copolymerizable therewith. % Monomer mixture. The outermost layer (D) having a high glass transition temperature (Tg) is formed by polymerization of an aromatic vinyl monomer or a monomer mixture containing the aromatic vinyl monomer as a main component, thereby improving the opacifying effect of the resulting hollow polymer particles. In addition, fusion between the particles is prevented.
When a monomer mixture containing an acidic group-containing monomer is used in the acid treatment step, usually, the polymerization of the monomer mixture proceeds simultaneously, so that the polymer formed from the monomer mixture The outermost layer (D) is formed. In addition, in the acid treatment step, when the polymerization reaction is suppressed by adding a polymerization inhibitor or the like, an outermost layer (D) may be formed by additionally adding a polymerization initiator thereafter. .

コア重合体粒子(A)、中間層(B)および外層(C)からなる重合体粒子と最外層(D)との質量比〔(コア重合体粒子(A)+中間層(B)+外層(C))/最外層(D)〕は、通常100/20〜100/100、好ましくは100/40〜100/80である。所望ならば、少割合の架橋性単量体を最外層(D)形成用単量体混合物の一部として用い得る。最外層(D)を形成する重合方法は、他の層の場合と同様に、通常、乳化重合法であり、重合条件、重合用副資材も公知のものである。   Mass ratio of polymer particles consisting of core polymer particles (A), intermediate layer (B) and outer layer (C) to outermost layer (D) [(core polymer particles (A) + intermediate layer (B) + outer layer (C)) / outermost layer (D)] is usually 100/20 to 100/100, preferably 100/40 to 100/80. If desired, a small proportion of the crosslinkable monomer can be used as part of the outermost layer (D) forming monomer mixture. The polymerization method for forming the outermost layer (D) is usually an emulsion polymerization method as in the case of the other layers, and polymerization conditions and secondary materials for polymerization are also known.

カチオン性樹脂の混合
酸処理により、前記の水性分散液のpHは酸性になっており、その状態で、中空重合体粒子を含有する水性分散液に水溶性カチオン性樹脂を混合する。
本発明で用いる水溶性カチオン性樹脂は、水溶性であって、分子内にカチオン性部分を含むものであれば特に限られるものではないが、例えば、ポリアクリルアミドのカチオン変性物あるいはアクリルアミドとカチオン性モノマーの共重合体、ポリアリルアミン、ポリアミンスルホン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン、ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂、ポリビニルピリジニウムハライド等が挙げられる。さらに、ビニルピロリドン系モノマーと他の一般的なモノマーとの共重合体、ビニルオキサゾリドン系モノマーと他の一般的なモノマーとの共重合体、ビニルイミダゾール系モノマーと他の一般的なモノマーとの共重合体等が挙げられる。水溶性カチオン性樹脂の中でも、ポリエチレンイミンが好ましい。これらの水溶性カチオン性樹脂は、四級化された状態や酸により中和された状態でも使用できる。これらの水溶性カチオン性樹脂は、単独で用いても、複数を混合して用いてもよい。
水溶性カチオン性樹脂の重量平均分子量は、好ましくは5,000〜500,000、より好ましくは10,000〜300,000、特に好ましくは20,000〜200,000の範囲である。この重量平均分子量が低すぎると、内添紙の引張強度が低下する傾向にあり、逆に高すぎると、水溶性カチオン性樹脂を混合した後の水分散液の粘度が高くなり過ぎて取り扱いが困難となったり、粗大な凝集物が発生したりする場合がある。
Mixing of Cationic Resin Due to the acid treatment, the pH of the aqueous dispersion becomes acidic, and in this state, the water-soluble cationic resin is mixed with the aqueous dispersion containing the hollow polymer particles.
The water-soluble cationic resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is water-soluble and contains a cationic moiety in the molecule. For example, it is a polyacrylamide cation-modified product or acrylamide and a cationic compound. Examples thereof include a monomer copolymer, polyallylamine, polyaminesulfone, polyvinylamine, polyethyleneimine, polyamide epichlorohydrin resin, and polyvinylpyridinium halide. Furthermore, copolymers of vinyl pyrrolidone monomers and other common monomers, copolymers of vinyl oxazolidone monomers and other common monomers, copolymers of vinyl imidazole monomers and other common monomers. A polymer etc. are mentioned. Among the water-soluble cationic resins, polyethyleneimine is preferable. These water-soluble cationic resins can be used even in a quaternized state or a neutralized state with an acid. These water-soluble cationic resins may be used alone or in combination.
The weight average molecular weight of the water-soluble cationic resin is preferably in the range of 5,000 to 500,000, more preferably 10,000 to 300,000, and particularly preferably 20,000 to 200,000. If the weight average molecular weight is too low, the tensile strength of the internal paper tends to decrease. Conversely, if the weight average molecular weight is too high, the viscosity of the aqueous dispersion after mixing the water-soluble cationic resin becomes too high and handling is difficult. It may be difficult or coarse aggregates may be generated.

水溶性カチオン性樹脂の混合量は、前段階で形成されている中空重合体粒子100質量部に対して、好ましくは0.1〜50質量部、より好ましくは0.5〜30質量部、特に好ましくは1〜20質量部である。   The mixing amount of the water-soluble cationic resin is preferably 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 0.5 to 30 parts by mass, particularly 100 parts by mass of the hollow polymer particles formed in the previous stage. Preferably it is 1-20 mass parts.

水溶性カチオン性樹脂の混合は、水溶性カチオン性樹脂の水溶液の状態で混合することが好ましい。このようにすると、混合の際の粗大凝集物の発生を効果的に抑制することができる。水溶液濃度は、好ましくは1〜40質量%、より好ましくは3〜30質量%の範囲である。この濃度が低すぎると、最終的に得られる水分散液の濃度が低下して、移送効率が低下する場合がある。
また、混合が均一になるように、水分散液を攪拌しながら、水溶性カチオン性樹脂の水溶液を水分散液に添加することが好ましい。
The water-soluble cationic resin is preferably mixed in the state of an aqueous solution of the water-soluble cationic resin. If it does in this way, generation | occurrence | production of the coarse aggregate in the case of mixing can be suppressed effectively. The concentration of the aqueous solution is preferably in the range of 1 to 40% by mass, more preferably 3 to 30% by mass. If this concentration is too low, the concentration of the finally obtained aqueous dispersion may decrease, and the transfer efficiency may decrease.
Further, it is preferable to add an aqueous solution of the water-soluble cationic resin to the aqueous dispersion while stirring the aqueous dispersion so that the mixing is uniform.

この水溶性カチオン性樹脂の混合により、中空重合体粒子の表面に水溶性カチオン性樹脂の分子が吸着し、中空重合体粒子の表面がカチオン化され、本発明の効果を奏するものと推測される。このことは、最終的に得られた中空重合体粒子のゼータ電位を測定すると、プラスの電位を示すことからもわかる。   By mixing the water-soluble cationic resin, the water-soluble cationic resin molecules are adsorbed on the surface of the hollow polymer particles, the surface of the hollow polymer particles is cationized, and the effect of the present invention is presumed. . This can also be seen from the fact that when the zeta potential of the finally obtained hollow polymer particles is measured, it shows a positive potential.

コア重合体粒子(A)の形成、中間層(B)の形成、外層(C)の形成、塩基処理、酸処理、必要に応じた最外層(D)の形成及び水溶性カチオン性樹脂の混合は、同一の反応器内で段階的に行なわれてもよく、前段階の工程後、前段階の生成物が別の反応器に移送され、その反応器内で次段階の工程が行なわれてもよい。   Formation of core polymer particles (A), formation of intermediate layer (B), formation of outer layer (C), base treatment, acid treatment, formation of outermost layer (D) as required, and mixing of water-soluble cationic resin May be carried out stepwise in the same reactor, after the previous step, the product of the previous step is transferred to another reactor and the next step is carried out in that reactor. Also good.

中空重合体粒子を含有する水性分散液の重合反応は、重合系の冷却、重合禁止剤の添加等により停止される。その後、所望により、未反応単量体が除去され、水性分散体のpH及び固形分濃度が調整され、本発明の中空重合体粒子を含む水性分散液が得られる。   The polymerization reaction of the aqueous dispersion containing the hollow polymer particles is stopped by cooling the polymerization system, adding a polymerization inhibitor or the like. Thereafter, if desired, unreacted monomers are removed, the pH and solid content concentration of the aqueous dispersion are adjusted, and an aqueous dispersion containing the hollow polymer particles of the present invention is obtained.

本発明の水性分散液中の中空重合体粒子の数平均粒子径は、好ましくは100nm〜1.5μm、より好ましくは300nm〜1.2μm、更に好ましくは500nm〜1μmである。当該数平均粒子径は、透過型電子顕微鏡による中空重合体粒子200個各々の最大粒子径が単純平均された値である。   The number average particle diameter of the hollow polymer particles in the aqueous dispersion of the present invention is preferably 100 nm to 1.5 μm, more preferably 300 nm to 1.2 μm, still more preferably 500 nm to 1 μm. The number average particle diameter is a value obtained by simply averaging the maximum particle diameter of each of the 200 hollow polymer particles measured by a transmission electron microscope.

中空重合体粒子の空隙率は、好ましくは30〜65%、より好ましくは35〜60%、更に好ましくは40〜58%である。当該空隙率は、透過型電子顕微鏡による中空重合体粒子200個各々の最大粒子径と空隙の最大径の数値から計算により求められる空隙率が単純平均された値である。   The porosity of the hollow polymer particles is preferably 30 to 65%, more preferably 35 to 60%, and still more preferably 40 to 58%. The porosity is a value obtained by simply averaging the porosity obtained by calculation from the numerical values of the maximum particle diameter and the maximum diameter of each of the 200 hollow polymer particles measured by a transmission electron microscope.

本発明の製造方法で得られた水分散液中の中空重合体粒子はその粒子表面にカチオンを有するため、低pH領域での分散安定性に優れ、中空重合体粒子を含む水性分散液に更に他のカチオン性物質を混合しても、凝集物を発生したりすることがなく、各種用途に適用できる。
例えば、印刷用塗工紙、インクジェット記録紙、感熱紙、感圧紙などの塗工紙用の塗工組成物に配合する有機顔料;感熱紙、感熱転写紙などにおける断熱層を形成するための材料;水性印刷インキ、水性インクジェット用インキなどの水性インキの隠蔽剤や顔料;内添紙の不透明度向上剤;などに用いることができる。なかでも、内添紙に用いた場合、白色度と不透明度に優れる内添紙を高い歩留率で製造することができる。
Since the hollow polymer particles in the aqueous dispersion obtained by the production method of the present invention have cations on the surface of the particles, the dispersion is excellent in dispersion stability in a low pH region, and further to the aqueous dispersion containing the hollow polymer particles. Even if other cationic substances are mixed, aggregates are not generated, and it can be applied to various applications.
For example, organic pigments blended in coating compositions for coated paper such as coated paper for printing, ink jet recording paper, thermal paper, and pressure sensitive paper; a material for forming a heat insulating layer in thermal paper, thermal transfer paper, etc. A masking agent or pigment for water-based inks such as water-based printing inks and water-based inkjet inks; an opacity improver for internal paper; In particular, when used for internal paper, an internal paper having excellent whiteness and opacity can be produced at a high yield.

内添紙の製造方法
本発明の中空重合体粒子を含む水性分散液を含む填料を、水に分散したパルプに添加してスラリーを得、当該スラリーを抄紙して内添紙を製造できる。
Method for Producing Internally Added Paper A filler containing an aqueous dispersion containing hollow polymer particles of the present invention can be added to pulp dispersed in water to obtain a slurry, and the slurry can be made to produce an internally added paper.

上記パルプの具体例は、未晒しクラフトパルプ、晒しクラフトパルプなどのケミカルパルプ;メカニカルパルプ;セミケミカルパルプ;合成木材パルプ、回収古紙から得られるパルプ;非木材パルプ等である。所望により、これらのパルプと共に、ガラス繊維、ロックウール等の無機繊維;ポリエステル、ナイロン、ポリアクリロニトリルなどの合成繊維;セラミック繊維;麦藁、木綿くず等を併用できる。   Specific examples of the pulp include chemical pulp such as unbleached kraft pulp and bleached kraft pulp; mechanical pulp; semi-chemical pulp; synthetic wood pulp; pulp obtained from recovered recovered paper; non-wood pulp. If desired, together with these pulps, inorganic fibers such as glass fibers and rock wool; synthetic fibers such as polyester, nylon and polyacrylonitrile; ceramic fibers; wheat straw, cotton scraps and the like can be used in combination.

パルプ及び中空重合体粒子以外に、充填剤、紙力向上剤、歩留向上剤、その他の添加剤を内添紙に所望量含有させられる。これらの各種添加剤の添加方法は制限はされない。   In addition to the pulp and the hollow polymer particles, a desired amount of a filler, a paper strength improver, a yield improver, and other additives can be contained in the internally added paper. The method for adding these various additives is not limited.

充填剤の具体例は、酸化チタン、シリカ、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、珪酸アルミニウム、珪藻土、クレー、水酸化マグネシウム、タルク等の無機充填剤;中空重合体粒子、お椀型重合体粒子、プラスチックピグメント等の有機充填剤である。   Specific examples of the filler include inorganic fillers such as titanium oxide, silica, zinc oxide, barium sulfate, calcium carbonate, calcium oxide, aluminum silicate, diatomaceous earth, clay, magnesium hydroxide, and talc; hollow polymer particles, bowl-shaped heavy Organic fillers such as coalesced particles and plastic pigments.

紙力向上剤の具体例は、澱粉、酸化澱粉、カチオン化澱粉、エステル化澱粉、グアーガム、変性グアーガム、アニオン性ポリアクリルアミド、カチオン性ポリアクリルアミド、両性ポリアクリルアミド、ポリアミドエピクロルヒドリン、ポリアミドエポキシ樹脂、メラミン樹脂等である。   Specific examples of the paper strength improver include starch, oxidized starch, cationized starch, esterified starch, guar gum, modified guar gum, anionic polyacrylamide, cationic polyacrylamide, amphoteric polyacrylamide, polyamide epichlorohydrin, polyamide epoxy resin, and melamine resin. Etc.

歩留まり向上剤の具体例は、硫酸アルミニウム、ミョウバン、アルミン酸ナトリウム、カチオン化澱粉、カチオン性ポリアクリルアミド、両性ポリアクリルアミド等である。歩留まり向上剤の量は、特に限定されないが、通常、パルプに対して、3質量%以下、好ましくは2質量%以下である。   Specific examples of the yield improver include aluminum sulfate, alum, sodium aluminate, cationized starch, cationic polyacrylamide, and amphoteric polyacrylamide. The amount of the yield improver is not particularly limited, but is usually 3% by mass or less, preferably 2% by mass or less based on the pulp.

内添サイズ剤の具体例は、溶液ロジンサイズ剤、強化ロジンサイズ剤、ロジンエマルションサイズ剤、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸等である。   Specific examples of the internal sizing agent include solution rosin sizing agent, reinforced rosin sizing agent, rosin emulsion sizing agent, alkyl ketene dimer, alkenyl succinic anhydride and the like.

各種の添加剤の具体例は、界面活性剤、酸化防止剤、防かび剤、防腐剤、殺菌剤、pH調整剤、水溶性有機染料、水分散性着色顔料、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、尿素−ホルマリン樹脂、ワックスエマルション、難燃剤、可塑剤等である。   Specific examples of various additives include surfactants, antioxidants, fungicides, antiseptics, bactericides, pH adjusters, water-soluble organic dyes, water-dispersible color pigments, melamine-formaldehyde resins, urea-formalins. Resins, wax emulsions, flame retardants, plasticizers and the like.

中空重合体粒子を含有するパルプスラリーの抄紙方法は、特に限定されない。当該抄紙方法の一例を、以下に示す。パルプを、所望ならば適宜叩解した後、所定量の水に分散し、中空重合体粒子を含む水性分散液又は中空重合体粒子を含有する填料をパルプの分散液に添加して撹拌する。次いで、歩留まり向上剤等の所望成分を添加して更に撹拌した後、スラリーの濃度を調整して紙料スラリーを得る。これを抄紙機にかけて、次いで乾燥して所望の内添紙を製造できる。抄紙後、必要に応じて、カレンダー処理を行い得る。   The papermaking method of the pulp slurry containing hollow polymer particles is not particularly limited. An example of the papermaking method is shown below. The pulp is appropriately beaten if desired, then dispersed in a predetermined amount of water, and an aqueous dispersion containing hollow polymer particles or a filler containing hollow polymer particles is added to the pulp dispersion and stirred. Next, after adding desired components such as a yield improver and further stirring, the slurry concentration is adjusted to obtain a paper slurry. This can be applied to a paper machine and then dried to produce the desired internal paper. After paper making, calendar processing can be performed as necessary.

内添紙の坪量は、特に制限されないが、通常、20〜500g/m2の範囲で選ばれる。内添紙の厚さも、特に制限されない。 The basis weight of the internal paper is not particularly limited, but is usually selected in the range of 20 to 500 g / m2. The thickness of the internal paper is not particularly limited.

以下、実施例により本発明が詳細に説明されるが、本発明はこれらの実施例に限定されない。なお、以下の実施例における「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。
水性分散液、中空重合体粒子及び内添紙の物性は以下のように測定された。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples. In the following examples, “part” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
The physical properties of the aqueous dispersion, the hollow polymer particles, and the internal paper were measured as follows.

(1)水性分散液の安定性
得られた水性分散液を80メッシュのろ布を用いてろ過し、ろ布上の残渣を、水洗後、乾燥して残渣分の質量を秤量した。ろ過した水性分散液中の固形分に対する、残渣分の割合を百分率で求め、以下の基準で判定した。残渣分が少ないほど、安定性に優れている。
評価 A:残渣が0.1%未満
評価 B:残渣が0.1%以上、1%未満
評価 C:残渣が1%以上
(1) Stability of aqueous dispersion The obtained aqueous dispersion was filtered using an 80-mesh filter cloth, and the residue on the filter cloth was washed with water and dried, and the mass of the residue was weighed. The ratio of the residue to the solid content in the filtered aqueous dispersion was determined as a percentage, and judged according to the following criteria. The smaller the residue, the better the stability.
Evaluation A: Residue is less than 0.1% Evaluation B: Residue is 0.1% or more and less than 1% Evaluation C: Residue is 1% or more

(2)ゼータ電位
水性分散液中の中空重合体粒子のゼータ電位を、0.01N KCl及びpH5.5の条件下で全自動界面動電現象解析装置(PenKem社製PenKem System3000)を使用して測定した。この測定条件下では、中空重合体粒子の電界による移動が検知される(高分子電解質は検出されない)。従って、プラスのゼータ電位が観測される場合、中空重合体粒子はプラスの電荷を有している。
(2) Zeta potential The zeta potential of the hollow polymer particles in the aqueous dispersion was measured using a fully automatic electrokinetic phenomenon analyzer (PenKem System 3000, PenKem) under the conditions of 0.01 N KCl and pH 5.5. It was measured. Under this measurement condition, the movement of the hollow polymer particles due to the electric field is detected (the polymer electrolyte is not detected). Therefore, when a positive zeta potential is observed, the hollow polymer particles have a positive charge.

(3)中空重合体粒子の空隙率
中空重合体粒子200個各々の最大粒子径と空隙の最大径が、透過型電子顕微鏡(日立製作所製H−7500)により測定され、以下の式により計算される空隙率が単純に平均された値が、中空重合体粒子の空隙率とされた。

空隙率(%)=100×(空隙の最大径)/(最大粒子径)
(3) Porosity of hollow polymer particles The maximum particle diameter and the maximum void diameter of each of the 200 hollow polymer particles were measured with a transmission electron microscope (H-7500, manufactured by Hitachi, Ltd.) and calculated according to the following equation: The value obtained by simply averaging the void ratio was the void ratio of the hollow polymer particles.

Porosity (%) = 100 × (maximum void diameter) 3 / (maximum particle diameter) 3

(4)中空重合体粒子の数平均粒子径
中空重合体粒子の数平均粒子径は、透過型電子顕微鏡による中空重合体粒子200個各々の最大粒子径が単純平均されて求められた。
(4) Number average particle diameter of hollow polymer particles The number average particle diameter of the hollow polymer particles was determined by simply averaging the maximum particle diameter of each of the 200 hollow polymer particles by a transmission electron microscope.

(5)中空重合体粒子の歩留率
スチレンピーク面積対中空重合体粒子質量の検量線を、スチレン含有量既知の中空重合体粒子と熱分解ガスクロマトグラフィーを用いて作成した。次に、中空重合体粒子を含有する内添紙約1gを冷凍粉砕器で紙粉化し、紙粉中の中空重合体粒子量を熱分解ガスクロマトグラフィーによって測定し、内添紙中の中空重合体粒子の含有率(質量%)を上記検量線により算出した。そして、内添紙中の中空重合体粒子の歩留率を下式により算出した。

歩留率=(内添紙中の中空重合体粒子の質量)/(パルプスラリーに添加された中空重合体粒子の質量)×100
(5) Yield rate of hollow polymer particles A calibration curve of styrene peak area versus hollow polymer particle mass was prepared using hollow polymer particles with known styrene content and pyrolysis gas chromatography. Next, about 1 g of the internal paper containing the hollow polymer particles is pulverized with a freeze pulverizer, the amount of the hollow polymer particles in the paper powder is measured by pyrolysis gas chromatography, and the hollow weight in the internal paper is measured. The content rate (% by mass) of the coalesced particles was calculated using the calibration curve. And the yield of the hollow polymer particles in the internal paper was calculated by the following formula.

Yield rate = (mass of hollow polymer particles in internal paper) / (mass of hollow polymer particles added to pulp slurry) × 100

(6)白色度
内添紙のISO白色度(単位:%)を、JIS P8113−1976に基づいて、分光色彩白色度計(日本電色工業社製PF10)を用いて測定した。数値が大きいほど白色度が優れている。
(6) Whiteness The ISO whiteness (unit:%) of the internal paper was measured using a spectral color whiteness meter (PF10 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) based on JIS P8113-1976. The higher the value, the better the whiteness.

(7)不透明度
内添紙の不透明度(単位:%)を、JIS P8138−1976に基づいて、分光色彩白色度計(日本電色工業社製PF10)を用いて測定した。数値が大きいほど不透明度が優れている。
(7) Opacity The opacity (unit:%) of the internal paper was measured using a spectral color whiteness meter (PF10 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) based on JIS P8138-1976. The greater the number, the better the opacity.

(8)裂断長
内添紙の裂断長を、JIS P8113−1976に基づいて、次式で求める。
裂断長(km)=引張強さ/(試験片の幅×試験片の坪量)×1000
(8) Breaking length The breaking length of the internal paper is determined by the following formula based on JIS P8113-1976.
Breaking length (km) = tensile strength / (width of test piece × basis weight of test piece) × 1000

実施例1
単量体混合物の調整
メタクリル酸メチル60%、アクリル酸ブチル5%及びメタクリル酸35%を混合して、コア重合体粒子(A)形成用単量体混合物(a)5部を調整した。メタクリル酸メチル78%、アクリル酸ブチル16%及びメタクリル酸6%を混合して、中間層(B)形成用単量体混合物(b)45部を調整した。スチレンからなる外層(C)形成用単量体(c)73部を調整した。スチレン97%及びメタクリル酸メチル3%を混合して、酸処理及び最外層(D)形成用の単量体混合物(d)75部を調整した。
Example 1
Preparation of monomer mixture 60 parts of methyl methacrylate, 5% butyl acrylate and 35% methacrylic acid were mixed to prepare 5 parts of the monomer mixture (a) for forming the core polymer particles (A). Methyl methacrylate 78%, butyl acrylate 16% and methacrylic acid 6% were mixed to prepare 45 parts of an intermediate layer (B) forming monomer mixture (b). The outer layer (C) forming monomer (c) 73 parts made of styrene was prepared. Styrene 97% and methyl methacrylate 3% were mixed to prepare 75 parts of a monomer mixture (d) for acid treatment and outermost layer (D) formation.

コア重合体粒子(A)の形成
単量体混合物(a)5部、イオン交換水4部及び乳化剤としてアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム(花王(株)製ペレックスSS−H)0.045部を、混合、攪拌して、単量体混合物(a)の乳化物を調整した。
攪拌機、還流冷却管、温度計及び分液ロートを取り付けた反応器に、イオン交換水13.25部および数平均粒子径が35nmのアクリル系重合体シードを0.2部含有するラテックス(固形分濃度:12%)を仕込み、80℃に昇温した。
次いで、3%の過硫酸カリウム水溶液0.85部を添加した後、単量体混合物(a)の乳化物を3時間に亘り、反応器に連続的に添加した。添加終了後、さらに、80℃で重合反応を2時間行った。重合転化率は98%であった。
Formation of core polymer particles (A) 5 parts of monomer mixture (a), 4 parts of ion-exchanged water and 0.045 part of sodium alkyldiphenyl ether disulfonate (Perex SS-H manufactured by Kao Corporation) as an emulsifier were mixed. The emulsion of the monomer mixture (a) was prepared by stirring.
A latex (solid content) containing 13.25 parts of ion-exchanged water and 0.2 part of an acrylic polymer seed having a number average particle size of 35 nm in a reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a separatory funnel. Concentration: 12%), and the temperature was raised to 80 ° C.
Subsequently, 0.85 part of 3% aqueous potassium persulfate solution was added, and then the emulsion of the monomer mixture (a) was continuously added to the reactor over 3 hours. After completion of the addition, a polymerization reaction was further performed at 80 ° C. for 2 hours. The polymerization conversion rate was 98%.

中間層(B)の形成
3%の過硫酸カリウム水溶液7部を、コア重合体粒子(A)を含む反応液に添加した後、80℃で攪拌した。次いで、単量体混合物(b)45部及び乳化剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム(花王(株)製ラテムルE−150、C1225−O−(CH2CH2O)47−SO3Na:C817−O−(CH2CH2O)47−SO3Na=5:1(モル比))0.36部を2時間かけて反応液に連続的に添加し、更に重合反応を1時間行った。単量体混合物(b)の転化率は98%であった。
Formation of Intermediate Layer (B) After adding 7 parts of 3% potassium persulfate aqueous solution to the reaction solution containing the core polymer particles (A), the mixture was stirred at 80 ° C. Subsequently, 45 parts of monomer mixture (b) and sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate as an emulsifier ( Latemul E-150 manufactured by Kao Corporation, C 12 H 25 —O— (CH 2 CH 2 O) 47 —SO 3 Na: C 8 H 17 -O- ( CH 2 CH 2 O) 47 -SO 3 Na = 5: 1 ( molar ratio)) to the reaction mixture over a period of 2 hours 0.36 parts continuously added, the polymerization The reaction was carried out for 1 hour. The conversion rate of the monomer mixture (b) was 98%.

外層(C)の形成
3%の過硫酸カリウム水溶液10部を、中間層(B)で包囲されたコア重合体粒子(A)を含む反応液に添加した後、80℃で攪拌した。次いで、単量体(c)73部及びラテムルE−150 0.584部を2時間かけて反応液に連続的に添加し、更に重合反応を1時間行った。単量体(c)の転化率は98%であった。
Formation of outer layer (C) 10 parts of a 3% potassium persulfate aqueous solution was added to the reaction solution containing the core polymer particles (A) surrounded by the intermediate layer (B), and then stirred at 80 ° C. Subsequently, 73 parts of monomer (c) and 0.584 part of Latemul E-150 were continuously added to the reaction solution over 2 hours, and the polymerization reaction was further performed for 1 hour. The conversion rate of the monomer (c) was 98%.

塩基処理
重合反応終了直後、10%の水酸化ナトリウム水溶液15.4部及びラテムルE−150 0.6部を分液ロートから添加し、塩基処理を85℃で2時間行った。得られた水性分散液の一部を採取し、水性分散液のpHを室温で測定した。pHは9.0であった。
Base treatment Immediately after the completion of the polymerization reaction, 15.4 parts of a 10% aqueous sodium hydroxide solution and 0.6 part of Latemul E-150 were added from a separating funnel, and the base treatment was carried out at 85 ° C. for 2 hours. A part of the obtained aqueous dispersion was collected, and the pH of the aqueous dispersion was measured at room temperature. The pH was 9.0.

酸処理及び最外層(D)の形成
単量体混合物(d)75部及びラテムルE−150 0.637部を、上記水性分散液に2時間かけて連続的に添加し、更に重合反応を2時間行った。単量体混合物(d)の転化率は99%であった。得られた水性分散液を室温まで冷却した。その水性分散液のpHは6.0であった。
Acid Treatment and Formation of Outermost Layer (D) 75 parts of monomer mixture (d) and 0.637 part of Latemul E-150 were continuously added to the aqueous dispersion over 2 hours, and the polymerization reaction was further reduced to 2 Went for hours. The conversion rate of the monomer mixture (d) was 99%. The resulting aqueous dispersion was cooled to room temperature. The pH of the aqueous dispersion was 6.0.

水溶性カチオン性樹脂の混合
重量平均分子量が約70,000のポリエチレンイミンの30%水溶液((株)日本触媒製:エポミン P−1000)に、1%の塩酸水溶液を添加し、pHが4.5になるまで中和したものを水溶性カチオン性樹脂水溶液として用いた。
酸処理後の前記水性分散液を攪拌しながら、それに有効成分量が1部に相当する前記水溶性カチオン性樹脂水溶液を添加した。
得られた水性分散液に、0.1N塩酸を添加して、pHを3.5に調整し、中空重合体粒子を含有する水性分散液を得た。
得られた水性分散液の安定性、当該水性分散液に含まれる中空重合体粒子のゼータ電位、空隙率及び平均粒子径を測定した。
Mixing of water-soluble cationic resin To a 30% aqueous solution of polyethyleneimine having a weight average molecular weight of about 70,000 (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd .: Epomin P-1000), a 1% hydrochloric acid aqueous solution is added, and the pH is 4. What was neutralized to 5 was used as a water-soluble cationic resin aqueous solution.
While stirring the aqueous dispersion after acid treatment, the water-soluble cationic resin aqueous solution corresponding to 1 part of the active ingredient was added thereto.
To the resulting aqueous dispersion, 0.1N hydrochloric acid was added to adjust the pH to 3.5 to obtain an aqueous dispersion containing hollow polymer particles.
The stability of the obtained aqueous dispersion, the zeta potential, the porosity, and the average particle diameter of the hollow polymer particles contained in the aqueous dispersion were measured.

内添紙の製造
ナイヤガラビーターで叩解された広葉樹晒しパルプとナイヤガラビーターで叩解された針葉樹晒しパルプを80:20の割合で混合し、濃度2.4%のカナディアンフリーネス(CSF) JIS P8121−1976)のパルプスラリーを調整した。上記中空重合体粒子を含む水性分散液を、パルプの絶乾質量に対して5%(固形分換算)となるように上記パルプスラリーに添加し、5分間攪拌した。その後、濃度1%の硫酸アルミニウム水溶液を、パルプの絶乾質量に対して0.5%(固形分換算)となるように上記パルプスラリーに添加し、2分間攪拌した。次いで、パルプスラリーを濃度0.02%となるように水で希釈し、2分間攪拌して紙料スラリーを得た。当該紙料スラリーを、漉き箱中のパルプスラリー濃度が0.004%となるように水を張ってある角型シート抄紙機の漉き箱に移して100メッシュの金網で漉いてウェットシートを作製した。当該ウェットシートを線圧5〜8kg/cmの絞りロールで脱水した後、95〜110℃の回転式ドラムドライヤーで1分間乾燥し、次いで、線圧35〜40kg/cmのスーパーカレンダーに通し、JIS P8121−1976に基づいて20℃、湿度65%の雰囲気で24時間調湿し、坪量65g/cm2の内添紙を作製し、当該内添紙中の中空重合体粒子の歩留率、内添紙の坪量、白色度、不透明度及び裂断長を測定した。結果を表1に示す。
Manufacture of internal paper Mixed hardwood bleached pulp beaten by Niagara Beater and softwood bleached pulp beaten by Niagara Beater at a ratio of 80:20, Canadian Freeness (CSF) JIS P811-1976) A pulp slurry was prepared. The aqueous dispersion containing the hollow polymer particles was added to the pulp slurry so as to be 5% (in terms of solid content) with respect to the absolute dry mass of the pulp, and stirred for 5 minutes. Thereafter, an aqueous aluminum sulfate solution having a concentration of 1% was added to the pulp slurry so as to be 0.5% (in terms of solid content) with respect to the absolute dry mass of the pulp, followed by stirring for 2 minutes. Next, the pulp slurry was diluted with water to a concentration of 0.02%, and stirred for 2 minutes to obtain a paper slurry. The stock slurry was transferred to a box of a square sheet paper machine that had been filled with water so that the pulp slurry concentration in the box was 0.004%, and was then sprinkled with a 100-mesh wire mesh to produce a wet sheet. . The wet sheet was dehydrated with a squeeze roll having a linear pressure of 5 to 8 kg / cm, dried with a rotary drum dryer at 95 to 110 ° C. for 1 minute, and then passed through a super calender with a linear pressure of 35 to 40 kg / cm. Humidity was adjusted for 24 hours in an atmosphere of 20 ° C. and humidity 65% based on P8121-1976 to prepare an internal paper having a basis weight of 65 g / cm 2 , and the yield rate of the hollow polymer particles in the internal paper, The basis weight, whiteness, opacity and tear length of the internal paper were measured. The results are shown in Table 1.

実施例2
水溶性カチオン性樹脂の添加量を5部に変更した以外は、実施例1と同様にした。
Example 2
The procedure of Example 1 was repeated except that the addition amount of the water-soluble cationic resin was changed to 5 parts.

比較例1
外層(C)及び最外層(D)の形成において、表1に示す界面活性剤の種類と使用量に変更した以外は、実施例1と同様にした。
なお、ラテムルE−118B(花王(株)製)は、以下の構造を有する界面活性剤である。
1225−O−(CH2CH2O)18−SO3Na

得られた水性分散液の安定性が極めて低く、中空重合体粒子の物性を測定できず、内添紙を製造できなかった。
Comparative Example 1
In the formation of the outer layer (C) and the outermost layer (D), the procedure was the same as in Example 1 except that the type and amount of the surfactant shown in Table 1 were changed.
Laterum E-118B (manufactured by Kao Corporation) is a surfactant having the following structure.
C 12 H 25 -O- (CH 2 CH 2 O) 18 -SO 3 Na

The stability of the obtained aqueous dispersion was extremely low, the physical properties of the hollow polymer particles could not be measured, and the internal paper could not be produced.

比較例2
水溶性カチオン性樹脂の添加を行わなかった以外は、実施例1と同様にした。
Comparative Example 2
Example 1 was repeated except that no water-soluble cationic resin was added.

外層(C)の形成時に、本発明で規定する界面活性剤を使用せずに製造した水性分散液の安定性は低かった(比較例1)。
水溶性カチオン性樹脂を添加しないで製造した水性分散液は、中空重合体粒子のデータ電位がマイナスを示し、当該水性分散液を使用して得た内添紙中の中空重合体粒子の歩留率は低く、当該内添紙の白色度及び不透明度は低く、当該内添紙の裂断長は短かった(比較例2)。
本発明の製造方法で製造した水性分散液に含まれる中空重合体粒子のゼータ電位はプラスであり、水性分散液の安定性も良好で、該水性分散液を使用して得た内添紙中の中空重合体粒子の歩留率は高く、当該内添紙の白色度及び不透明度は高く、当該内添紙の裂断長は長かった(実施例1、2)。
When forming the outer layer (C), the stability of the aqueous dispersion produced without using the surfactant defined in the present invention was low (Comparative Example 1).
The aqueous dispersion produced without adding the water-soluble cationic resin shows a negative data potential of the hollow polymer particles, and the yield of the hollow polymer particles in the internal paper obtained using the aqueous dispersion is The rate was low, the whiteness and opacity of the internal paper were low, and the tear length of the internal paper was short (Comparative Example 2).
The zeta potential of the hollow polymer particles contained in the aqueous dispersion produced by the production method of the present invention is positive, the stability of the aqueous dispersion is good, and the inner paper obtained using the aqueous dispersion The hollow polymer particles had a high yield, whiteness and opacity of the internal paper were high, and the tear length of the internal paper was long (Examples 1 and 2).

本発明の中空重合体粒子を含む水性分散液は、紙、繊維、皮革等のコーティング;水性インキ、塗料等の用途における有機顔料、光散乱剤又は光散乱助剤、インクジェット紙の吸収性充填剤、製紙工程の内添充填剤、修正インキ又は修正リボン用の高隠蔽性顔料、マイクロカプセル材料、電子写真に用いられるトナーの中間材料、樹脂、セメント、コンクリートなどへの内添による軽量化などの空気による軽量化を利用する用途、半導体封止材料等に添加され、空気の低誘電性を利用する用途などに用いることができる。本発明の中空重合体粒子を含む水性分散液は、内添紙用填料に好適であり、白色度及び不透明度の高い内添紙の製造を可能にする。   The aqueous dispersion containing the hollow polymer particles of the present invention is a coating of paper, fiber, leather, etc .; an organic pigment, a light scattering agent or a light scattering aid in applications such as aqueous inks and paints, and an absorbent filler for inkjet paper , Internal fillers for papermaking processes, high hiding pigments for correction inks or correction ribbons, microcapsule materials, intermediate materials for toners used in electrophotography, resin, cement, concrete, etc. It can be used for applications utilizing weight reduction by air, semiconductor sealing materials, etc., and applications utilizing the low dielectric property of air. The aqueous dispersion containing the hollow polymer particles of the present invention is suitable for an internal paper filler, and enables the production of an internal paper having high whiteness and opacity.

Claims (4)

(1)酸性基含有単量体20〜60質量%及びこれと共重合可能なモノエチレン性不飽和単量体80〜40質量%からなる単量体混合物(a)を共重合してコア重合体粒子(A)を調製する工程、
(2)モノエチレン性不飽和単量体88〜100質量%及び酸性基含有単量体12〜0質量%からなる単量体又は単量体混合物(b)を、コア重合体粒子(A)の存在下に重合又は共重合して、コア重合体粒子(A)を実質的に包囲する中間層(B)を形成する工程、
(3)モノエチレン性不飽和単量体97〜100質量%及び酸性基含有単量体3〜0質量%からなる単量体又は単量体混合物(c)を、中間層(B)で包囲されたコア重合体粒子(A)の存在下に、下記一般式(I)で示される界面活性剤を用いて重合又は共重合して、中間層(B)を実質的に包囲する外層(C)を形成する工程、
R−O−(CH2CH2O)n−SO3M (I)
(式中、Rは炭素数8〜20のアルキル基又はアルケニル基であり、Mはアルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンであり、nは47〜70の整数である。)
(4)塩基を、コア重合体粒子(A)、中間層(B)及び外層(C)の少なくとも3層構造を有する重合体粒子を含有する水性分散液に添加し、当該水性分散液のpHを7以上にして中空重合体粒子を含有する水性分散液を調製する工程、
(5)前記水性分散液のpHを酸性にした状態で、水溶性カチオン性樹脂を混合する工程を実施する水性分散液の製造方法。
(1) A monomer mixture (a) comprising 20 to 60% by mass of an acid group-containing monomer and 80 to 40% by mass of a monoethylenically unsaturated monomer copolymerizable therewith is copolymerized to form a core weight A step of preparing coalesced particles (A),
(2) A monomer or monomer mixture (b) consisting of 88 to 100% by mass of a monoethylenically unsaturated monomer and 12 to 0% by mass of an acidic group-containing monomer is converted into a core polymer particle (A). Polymerizing or copolymerizing in the presence of to form an intermediate layer (B) that substantially surrounds the core polymer particles (A),
(3) A monomer or monomer mixture (c) consisting of 97 to 100% by mass of a monoethylenically unsaturated monomer and 3 to 0% by mass of an acidic group-containing monomer is surrounded by an intermediate layer (B). In the presence of the core polymer particles (A) thus obtained, an outer layer (C) that substantially surrounds the intermediate layer (B) by polymerization or copolymerization using a surfactant represented by the following general formula (I) )
R—O— (CH 2 CH 2 O) n —SO 3 M (I)
(In the formula, R is an alkyl group or alkenyl group having 8 to 20 carbon atoms, M is an alkali metal ion or ammonium ion, and n is an integer of 47 to 70.)
(4) A base is added to an aqueous dispersion containing polymer particles having at least a three-layer structure of a core polymer particle (A), an intermediate layer (B), and an outer layer (C), and the pH of the aqueous dispersion A step of preparing an aqueous dispersion containing 7 or more and hollow polymer particles,
(5) The manufacturing method of the aqueous dispersion which implements the process of mixing water-soluble cationic resin in the state which made the pH of the said aqueous dispersion acidic.
上記水溶性カチオン性樹脂がポリエチレンイミンである、請求項1に記載の水性分散液の製造方法。The method for producing an aqueous dispersion according to claim 1, wherein the water-soluble cationic resin is polyethyleneimine. 請求項1又は2に記載された水性分散液の製造方法で製造された水性分散液。 Aqueous dispersion produced by the production method of the aqueous dispersion according to claim 1 or 2. 請求項に記載された水性分散液を含有する填料をパルプスラリーに添加して抄造する工程を実施する内添紙の製造方法。 The manufacturing method of the internal paper which implements the process which adds the filler containing the aqueous dispersion described in Claim 3 to a pulp slurry, and carries out papermaking.
JP2009197904A 2009-08-28 2009-08-28 Aqueous dispersion containing hollow polymer particles, method for producing the same, and method for producing internal paper Expired - Fee Related JP5333062B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009197904A JP5333062B2 (en) 2009-08-28 2009-08-28 Aqueous dispersion containing hollow polymer particles, method for producing the same, and method for producing internal paper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009197904A JP5333062B2 (en) 2009-08-28 2009-08-28 Aqueous dispersion containing hollow polymer particles, method for producing the same, and method for producing internal paper

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011046861A JP2011046861A (en) 2011-03-10
JP5333062B2 true JP5333062B2 (en) 2013-11-06

Family

ID=43833523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009197904A Expired - Fee Related JP5333062B2 (en) 2009-08-28 2009-08-28 Aqueous dispersion containing hollow polymer particles, method for producing the same, and method for producing internal paper

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5333062B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7128703B2 (en) 2018-09-26 2022-08-31 Fdk株式会社 Power storage system and control method for power storage system

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2511312B1 (en) 2011-03-21 2013-06-05 Organik Kimya Sanayi Ve Tic. A.S. Process of preparing an emulsion containing core-sheath-shell polymer particles
WO2014142237A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 日本ゼオン株式会社 Aqueous dispersion of hollow polymer particles and process for producing same
WO2014186953A1 (en) 2013-05-22 2014-11-27 Dow Global Technologies Llc Paper composition and process for making the same
US20180291561A1 (en) * 2015-10-29 2018-10-11 Zeon Corporation Method for producing aqueous dispersion of hollow polymer particles, composition for paper coating, and coated paper
JP7026882B2 (en) 2018-03-16 2022-03-01 株式会社リコー Image forming method and image forming apparatus
JP7067160B2 (en) 2018-03-19 2022-05-16 株式会社リコー White ink, storage container, inkjet printing device, inkjet printing method, and printed matter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2713081B2 (en) * 1993-02-22 1998-02-16 日本ゼオン株式会社 Method for producing hollow polymer particles
JP2000160496A (en) * 1998-09-22 2000-06-13 Nippon Zeon Co Ltd Complex hollow polymer particle, its production, complex loading material for paper composed of the complex hollow polymer particle and paper containing the internally added loading material
JP4479252B2 (en) * 2004-01-26 2010-06-09 日本ゼオン株式会社 Hollow polymer particles, aqueous dispersions thereof, and methods for producing them
US7914647B2 (en) * 2004-08-25 2011-03-29 Omnova Solutions Inc. Paper manufacturing using agglomerated hollow particle latex
JP5382330B2 (en) * 2009-07-03 2014-01-08 日本ゼオン株式会社 Aqueous dispersion and production method thereof, hollow polymer particles and production method thereof, and production method of internal paper

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7128703B2 (en) 2018-09-26 2022-08-31 Fdk株式会社 Power storage system and control method for power storage system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011046861A (en) 2011-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5333062B2 (en) Aqueous dispersion containing hollow polymer particles, method for producing the same, and method for producing internal paper
JP6197865B2 (en) Aqueous dispersion of hollow polymer particles and process for producing the same
RU2365696C2 (en) Production of paper using latex with agglomerated hollow particles
CN102351973B (en) Preparation method for paper nanometer level surface sizing agents capable of realizing fast curing
CN101611196B (en) Additive for papermaking and paper containing filler
CN103806332B (en) A kind of Cypres and preparation method thereof
JP2011526657A (en) Aqueous suspension of finely particulate filler, process for its production and use of said aqueous suspension for producing filler-containing paper
KR20140130165A (en) Aqueous polymer dispersion obtainable by free-radically initiated emulsion polymerization in the presence of lignosulfonate
JP2017040021A (en) Rosin-based emulsion sizing agent and paper
JP4843850B2 (en) Method for producing hollow polymer particles
JP5382330B2 (en) Aqueous dispersion and production method thereof, hollow polymer particles and production method thereof, and production method of internal paper
US20180237548A1 (en) Method for producing aqueous dispersion of hollow polymer particles
JP2668909B2 (en) Alkali-swellable polymer particles, polymer particles having pores inside, and paper coating compositions using these
KR20070039066A (en) Printability improver and paper coated therewith
JP4479252B2 (en) Hollow polymer particles, aqueous dispersions thereof, and methods for producing them
WO2017073443A1 (en) Method for producing aqueous dispersion of hollow polymer particles, composition for paper coating, and coated paper
JP2003155690A (en) Rosin-based emulsion composition, method for sizing paper and paper
JP6366161B2 (en) Water dispersible sizing agent, paper manufacturing method and paperboard manufacturing method
JP2005179493A (en) Hollow polymer particles, their water dispersion liquid, and their manufacturing method
JP2009144029A (en) Aqueous dispersion containing hollow polymer particle and method for producing the same
JP5034244B2 (en) Coated paper composition and coated paper obtained using the composition
JP4259320B2 (en) Method for producing hollow polymer particle aqueous dispersion
JP4300550B2 (en) Emulsion dispersant comprising polymer, rosin emulsion sizing agent using the emulsion dispersant
KR101083194B1 (en) Paper product having a latex distribution-controlled coating structure and a method for preparing thereof
JP5946233B2 (en) Method for producing paper coating composition and method for producing coated paper

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120326

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120808

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121001

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130702

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130715

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees