JP2005067943A - Pore forming material for ceramic composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pore forming material for a ceramic composition which hardly destructs particles in the mixing or the forming of the ceramic composition and can easily obtain a ceramic formed body having large porosity. <P>SOLUTION: This pore forming material comprises at least one kind of particles selected from the group consisting of hollow resin particles, thermally expanded microcapsules and a mixture of the thermally expanded microcapsules with thermally expandable microcapsules in which the particles having ≥20 μm diameter occupy ≥20% frequency in a particle distribution shown by number frequency and the absolute specific gravity is <0.04. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば多孔質セラミックフィルタ等の成形に用いられるセラミック組成物用の造孔材に関する。   The present invention relates to a pore former for a ceramic composition used for forming, for example, a porous ceramic filter.

近年、多孔質のセラミックフィルタとして、コージェライトからなるハニカム構造体の隔壁を多孔質構造となして、そのような隔壁を通過せしめることにより、ガス等の流体に対してフィルタ機能を持たせた種々の多孔質ハニカムフィルタが開発され、例えばディ−ゼル車から排出される排ガスの微粒子捕集用フィルタ(ディ−ゼルパティキュレ−トフィルタ)等として用いられている。   In recent years, as a porous ceramic filter, the honeycomb structure made of cordierite has a porous structure, and a porous structure is allowed to pass through such a partition to provide a filter function for a fluid such as a gas. Porous honeycomb filters have been developed, and are used, for example, as filters for collecting particulates of exhaust gas discharged from diesel vehicles (diesel particulate filters).

このような多孔質セラミックフィルタにおいては、多孔質の平均細孔径および気孔率がフィルタの性能を決定する非常に重要な因子であり、特にディ−ゼルパティキュレ−トフィルタのような多孔質セラミックフィルタにあっては、排ガスの微粒子の捕集効率、圧損、捕集時間の関係から、平均細孔径および気孔率の大きいフィルタが要望されている。   In such a porous ceramic filter, the average pore diameter and porosity of the porous material are very important factors that determine the performance of the filter, and are particularly suitable for porous ceramic filters such as a diesel particulate filter. Therefore, a filter having a large average pore diameter and high porosity has been demanded from the relationship between the collection efficiency of exhaust gas particulates, pressure loss, and collection time.

従来、このような要望を達成するため、造孔材を用いる方法が検討されている。例えば、各種造孔材を含有するセラミック成形体(セラミック組成物)を高温で焼成することにより、多孔質のセラミックフィルタを得ることができる。この際、優れた品質を有するセラミックフィルタを得るためには、セラミック成形体を高い寸法精度で成形することも要求されている。   Conventionally, in order to achieve such a demand, a method using a pore former has been studied. For example, a porous ceramic filter can be obtained by firing a ceramic molded body (ceramic composition) containing various pore formers at a high temperature. At this time, in order to obtain a ceramic filter having excellent quality, it is also required to mold the ceramic molded body with high dimensional accuracy.

このような要求を満たすために種々の試みがなされており、例えば、造孔材としてグラファイトを用いることによる寸法精度の高い多孔質セラミックの製造方法が開示されている。
特開平5−330943号公報
Various attempts have been made to satisfy such demands. For example, a method for producing a porous ceramic with high dimensional accuracy by using graphite as a pore former is disclosed.
JP-A-5-330943

しかし、上記多孔質セラミックの製造方法においても、未焼成のセラミック組成物は、成形加工に適する適度な可塑性を保持することが難しいため、時間の経過とともに流動性が減少して脆くなり、寸法精度の高いセラミック成形体を安定的に成形することが難しいという問題点がある。また、セラミック組成物を混合(混練)する時や成形する時に、造孔材が破壊されて、造孔材が十分に機能しなくなることがあるという問題点もある。特に、燃焼エネルギーの低い樹脂粒子や中空粒子は破壊されやすい。   However, even in the above porous ceramic manufacturing method, the unfired ceramic composition is difficult to maintain an appropriate plasticity suitable for forming, so that the fluidity decreases with time and becomes fragile. There is a problem that it is difficult to stably form a high-quality ceramic molded body. In addition, when mixing (kneading) or forming the ceramic composition, the pore former may be destroyed and the pore former may not function sufficiently. In particular, resin particles and hollow particles having low combustion energy are easily destroyed.

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、セラミック組成物の混合時や成形時に粒子が破壊されにくく、気孔率の大きいセラミック成形体を容易に得ることができるセラミック組成物用造孔材を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a pore former for a ceramic composition, in which particles are not easily broken during mixing or molding of the ceramic composition, and a ceramic molded body having a high porosity can be easily obtained. There is to do.

請求項1に記載の発明(本発明)によるセラミック組成物用造孔材は、中空樹脂粒子、熱膨張済みマイクロカプセルおよび熱膨張済みマイクロカプセルと熱膨張性マイクロカプセルとの混合物からなる群より選択される少なくとも1種類の粒子からなり、かつ、個数頻度%でみた粒度分布において、20μm以上の粒子が20%以上の頻度を占めることを特徴とする。   The pore former for ceramic composition according to the invention of the present invention (the present invention) is selected from the group consisting of hollow resin particles, thermally expanded microcapsules and a mixture of thermally expanded microcapsules and thermally expandable microcapsules. In the particle size distribution of at least one kind of particles, and the particle size distribution as seen by number frequency%, particles having a size of 20 μm or more occupy a frequency of 20% or more.

請求項2に記載の発明によるセラミック組成物用造孔材は、上記請求項1に記載のセラミック組成物用造孔材において、真比重が0.04未満であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the pore former for a ceramic composition according to the first aspect, wherein the true specific gravity is less than 0.04 in the pore former for the ceramic composition according to the first aspect.

請求項3に記載の発明によるセラミック組成物用造孔材は、上記請求項1または請求項2に記載のセラミック組成物用造孔材において、熱膨張済みマイクロカプセルが、ニトリル系モノマー50重量%以上、非ニトリル系モノマー49.9重量%以下、および、二官能以上の架橋剤および/または側鎖の長い架橋剤0.05〜2重量%を含有するモノマー組成物から得られるポリマーによって形成された外殻と、上記ポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる上記外殻内に封入された揮発性膨張剤とからなる熱膨張性マイクロカプセルを加熱発泡させて形成され、かつ、粒径が1〜150μmであり、発泡倍率が20〜100倍であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a pore former for a ceramic composition according to the first or second aspect of the present invention, wherein the microcapsule after thermal expansion is 50% by weight of a nitrile monomer. The non-nitrile monomer is formed by a polymer obtained from a monomer composition containing 49.9% by weight or less of a non-nitrile monomer and 0.05 to 2% by weight of a bifunctional or higher functional crosslinker and / or a long side chain crosslinker. A heat-expandable microcapsule composed of a volatile expansion agent encapsulated in the outer shell that is gaseous at a temperature below the softening point of the polymer, and has a particle size Is 1 to 150 μm, and the expansion ratio is 20 to 100 times.

本発明のセラミック組成物用造孔材(以下、単に「造孔材」と略記することもある)は、個数頻度%でみた粒度分布において、20μm以上の粒子が20%以上の頻度を占めることが必要である。   In the pore forming material for ceramic composition of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “pore forming material”), particles having a particle size of 20 μm or more occupy a frequency of 20% or more in the particle size distribution in terms of number frequency%. is required.

通常、造孔材(粒子)の粒度分布は、体積頻度%で平均粒径等が表現されている場合が多い。この場合、造孔材が例えば熱膨張済みマイクロカプセルのようなものからなり、未膨張の熱膨張性マイクロカプセルが混在していると、熱膨張済みマイクロカプセルの体積は未膨張の熱膨張性マイクロカプセルの体積に比較して非常に大きいため、熱膨張済みマイクロカプセルの体積頻度%が大きいものとなって、未膨張の熱膨張性マイクロカプセルは、個数では多くても、過少な体積頻度%となる場合がある。   Usually, in the particle size distribution of the pore former (particles), an average particle size or the like is often expressed by volume frequency%. In this case, if the pore former is made of, for example, a thermally expanded microcapsule, and the unexpanded thermally expandable microcapsule is mixed, the volume of the thermally expanded microcapsule is not expanded. Since it is very large compared to the volume of the capsule, the volume frequency% of the thermally expanded microcapsules is large, and the number of unexpanded thermally expandable microcapsules is at most a small volume frequency%. There is a case.

本発明の造孔材は、個数頻度%でみた粒度分布において、20μm以上の粒子が20%以上の頻度を占めるので、体積の小さい粒子の存在が少ないものとなっている。従って、本発明の造孔材は、セラミック組成物用として用いた場合、有効な粒径の粒子の数が多いので、気孔率の大きいセラミック成形体を容易に得ることができる。   In the pore former according to the present invention, particles having a size of 20 μm or more occupy a frequency of 20% or more in the particle size distribution of the number frequency%, so that the presence of particles having a small volume is small. Therefore, when the pore former of the present invention is used for a ceramic composition, since the number of particles having an effective particle size is large, a ceramic molded body having a large porosity can be easily obtained.

本発明の造孔材が、個数頻度%でみた粒度分布において、20μm以上の粒子が20%未満の頻度しか占めていないものであると、本発明の造孔材をセラミック組成物用として用いた場合、有効な粒径の粒子の数が不足して、気孔率の大きいセラミック成形体を得ることができなくなる。   The pore former of the present invention was used for a ceramic composition when the particle size distribution as seen by number frequency% was such that particles of 20 μm or more accounted for less than 20% of the frequency. In this case, the number of particles having an effective particle size is insufficient, and a ceramic molded body having a large porosity cannot be obtained.

上記、個数頻度%でみた粒度分布の測定方法は、どのような粒度分布測定方法であっても良く、特に限定されるものではないが、例えば、測定対象の造孔材を水系媒体に分散させて水系媒体分散液を調製し、レーザー回折散乱方式による粒度分布測定機を用いて、上記水系媒体分散液中の粒子の粒度分布を測定する方法を採ることが好ましい。この際、測定機付属の粒度分布表示ソフトにおいて、通常体積換算で表示される粒度分布を個数換算で表示される粒度分布に切り替えておくことにより、個数頻度%でみた粒度分布を得ることができる。このようにして出力したデータにより、個数頻度%でみた粒度分布において、20μm以上の粒子が20%以上の頻度を占めるか否かを判断すれば良い。   The method for measuring the particle size distribution in terms of the number frequency% may be any particle size distribution measuring method and is not particularly limited. For example, the pore former to be measured is dispersed in an aqueous medium. It is preferable to prepare a water-based medium dispersion and measure the particle size distribution of the particles in the water-based medium dispersion using a particle size distribution measuring apparatus using a laser diffraction scattering method. At this time, in the particle size distribution display software attached to the measuring instrument, by switching the particle size distribution normally displayed in terms of volume to the particle size distribution displayed in terms of number, it is possible to obtain the particle size distribution in terms of number frequency%. . Based on the data thus output, it may be determined whether or not particles having a size of 20 μm or more occupy a frequency of 20% or more in the particle size distribution in terms of the number frequency%.

また、本発明の造孔材が、本来的に、個数頻度%でみた粒度分布における20μm以上の粒子が20%以上の頻度を占めている場合には、そのまま使用すれば良いが、上記粒度分布における20μm以上の粒子が20%未満の頻度しか占めていない場合には、例えば、篩い分け、比重による分級等を行って、上記粒度分布における20μm以上の粒子が20%以上の頻度を占めるようにすれば良い。   In addition, the pore former of the present invention may be used as it is when particles having a particle size distribution of 20 μm or more in the particle size distribution as viewed by number frequency% occupy a frequency of 20% or more. In the case where particles having a particle size of 20 μm or more occupy only a frequency of less than 20%, for example, sieving, classification by specific gravity, etc. are performed so that particles of 20 μm or more in the particle size distribution occupy a frequency of 20% or more. Just do it.

上記比重による分級は、例えば、分級対象の造孔材を水中に分散させ、水中に沈降した粒子を除去し、水面に浮上した粒子を回収して、目開き15〜60μm程度、好ましくは目開き32μm程度の金属、プラスチック、布等のメッシュ面上で流水により洗浄し、洗浄水が白濁しなくなるまでメッシュ面を更新しながら洗浄を継続することにより行えば良い。   The classification based on the specific gravity is performed, for example, by dispersing the pore-forming material to be classified in water, removing particles that have settled in water, and collecting the particles that have floated on the water surface, with an opening of about 15 to 60 μm, preferably an opening. Washing with running water on a mesh surface of metal, plastic, cloth or the like of about 32 μm may be performed by continuing the cleaning while updating the mesh surface until the washing water does not become cloudy.

本発明の造孔材は、真比重が0.04未満であることが好ましい。造孔材の真比重を0.04未満とすることにより、本発明の造孔材をセラミック組成物用として用いた場合、より気孔率の大きいセラミック成形体を得ることができる。本発明の造孔材の真比重が0.04以上であると、セラミック組成物用として用いた場合、より気孔率の大きいセラミック成形体を得ることができなくなることがある。   The pore former of the present invention preferably has a true specific gravity of less than 0.04. By setting the true specific gravity of the pore former to less than 0.04, when the pore former of the present invention is used for a ceramic composition, a ceramic molded body having a higher porosity can be obtained. When the true specific gravity of the pore former of the present invention is 0.04 or more, it may not be possible to obtain a ceramic molded body having a higher porosity when used for a ceramic composition.

本発明の造孔材は、個数頻度%でみた粒度分布において、20μm以上の粒子が20%以上の頻度を占めるようになり、好ましくは真比重が0.04未満となるものである限り、中空樹脂粒子、熱膨張済みマイクロカプセルおよび熱膨張済みマイクロカプセルと熱膨張性マイクロカプセルとの混合物のいずれからなるものであっても良い。また、上記中空樹脂粒子、熱膨張済みマイクロカプセルおよび熱膨張済みマイクロカプセルと熱膨張性マイクロカプセルとの混合物は、それぞれ単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。   The pore former of the present invention is hollow as long as particles having a particle size of 20 μm or more occupy a frequency of 20% or more and preferably a true specific gravity of less than 0.04 in the particle size distribution in terms of number frequency%. It may consist of any of resin particles, thermally expanded microcapsules, and a mixture of thermally expanded microcapsules and thermally expandable microcapsules. The hollow resin particles, the thermally expanded microcapsules and the mixture of the thermally expanded microcapsules and the thermally expandable microcapsules may be used alone or in combination of two or more.

本発明の造孔材は、上記中空樹脂粒子、熱膨張済みマイクロカプセルおよび熱膨張済みマイクロカプセルと熱膨張性マイクロカプセルとの混合物のなかでも、ニトリル系モノマー50重量%以上、非ニトリル系モノマー49.9重量%以下、および、二官能以上の架橋剤および/または側鎖の長い架橋剤0.05〜2重量%を含有するモノマー成分から得られるポリマーによって形成された外殻と、上記ポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる上記外殻内に封入された揮発性膨張剤とからなる熱膨張性マイクロカプセルを加熱発泡させて形成され、かつ、粒径が1〜150μmであり、発泡倍率が20〜100倍である熱膨張済みマイクロカプセルからなるものであることが好ましい。   Among the hollow resin particles, thermally expanded microcapsules, and mixtures of thermally expanded microcapsules and thermally expandable microcapsules, the pore former of the present invention includes 50% by weight or more of a nitrile monomer and a non-nitrile monomer 49. An outer shell formed by a polymer obtained from a monomer component containing 9% by weight or less and a bifunctional or higher functional crosslinker and / or a long side chain crosslinker of 0.05 to 2% by weight; It is formed by heating and foaming a thermally expandable microcapsule composed of a volatile expansion agent enclosed in the outer shell that becomes gaseous at a temperature below the softening point, and has a particle size of 1 to 150 μm and foamed. It is preferably made of thermally expanded microcapsules with a magnification of 20 to 100 times.

本発明の造孔材をこのような熱膨張済みマイクロカプセルからなるものとすることにより、本発明の造孔材は、個数頻度%でみた粒度分布において、20μm以上の粒子が20%以上の頻度を占めるものと容易になり、また、真比重が0.04未満のものと容易になり、かつ、未膨張の熱膨張性マイクロカプセルの個数が少なくなるので、セラミック組成物用として用いた場合、より気孔率の大きいセラミック成形体をより容易に得ることができるものとなる。   By making the pore-forming material of the present invention composed of such heat-expanded microcapsules, the pore-forming material of the present invention has a frequency of 20% or more of particles having a particle size of 20 μm or more in the particle size distribution in terms of number frequency%. When it is used as a ceramic composition, the true specific gravity is easily less than 0.04 and the number of unexpanded thermally expandable microcapsules is reduced. A ceramic molded body having a higher porosity can be obtained more easily.

上記熱膨張性マイクロカプセルの外殻を形成するポリマーを得るために用いられるモノマー成分は、ニトリル系モノマー50重量%以上、非ニトリル系モノマー49.9重量%以下、および、二官能以上の架橋剤および/または側鎖の長い架橋剤0.05〜2重量%を含有するモノマー成分であることが好ましく、より好ましくはニトリル系モノマー89.5〜99.95重量、非ニトリル系モノマー0〜10重量%、および、二官能以上の架橋剤および/または側鎖の長い架橋剤0.05〜2重量%を含有するモノマー成分である。   The monomer component used to obtain the polymer that forms the outer shell of the thermally expandable microcapsule is a nitrile monomer of 50% by weight or more, a non-nitrile monomer of 49.9% by weight or less, and a bifunctional or more functional crosslinking agent. And / or a monomer component containing 0.05 to 2% by weight of a crosslinking agent having a long side chain, more preferably 89.5 to 99.95% by weight of a nitrile monomer, and 0 to 10% by weight of a non-nitrile monomer. % And a monomer component containing 0.05 to 2% by weight of a bifunctional or higher functional crosslinker and / or a long side chain crosslinker.

上記ニトリル系モノマーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、フマロニトリル等が挙げられ、なかでも、アクリロニトリルやメタクリロニトリルが好適に用いられる。これらのニトリル系モノマーは、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。また、これらのニトリル系モノマーは、ハロゲンを含有しないニトリル系モノマーであることが好ましい。   The nitrile monomer is not particularly limited, and examples thereof include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-ethoxyacrylonitrile, fumaronitrile, and among them, acrylonitrile and methacrylonitrile are preferably used. These nitrile monomers may be used alone or in combination of two or more. These nitrile monomers are preferably nitrile monomers that do not contain halogen.

上記モノマー成分中における上記ニトリル系モノマーの含有量が50重量%未満であると、このモノマー成分から得られるポリマーによって形成された外殻ひいては熱膨張性マイクロカプセルの機械的強度などの力学的物性が不十分となることがある。   When the content of the nitrile monomer in the monomer component is less than 50% by weight, the mechanical properties such as the mechanical strength of the outer shell formed by the polymer obtained from the monomer component and the thermally expandable microcapsule are increased. It may be insufficient.

上記非ニトリル系モノマーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、ジシクロペンテニルアクリレートなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、イソボルニルメタクリレートなどのメタクリル酸エステル類、スチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン類、酢酸ビニル等が挙げられ、なかでも、酢酸ビニルが好適に用いられる。これらの非ニトリル系モノマーは、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。また、これらの非ニトリル系モノマーは、ハロゲンを含有しない非ニトリル系モノマーであることが好ましい。   The non-nitrile monomer is not particularly limited. For example, acrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, and dicyclopentenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, Examples thereof include methacrylic acid esters such as butyl methacrylate and isobornyl methacrylate, styrenes such as styrene and α-methylstyrene, vinyl acetate and the like. Among these, vinyl acetate is preferably used. These non-nitrile monomers may be used alone or in combination of two or more. These non-nitrile monomers are preferably non-nitrile monomers that do not contain halogen.

上記モノマー成分中における上記非ニトリル系モノマーの含有量が49.9重量%を超えると、このモノマー成分から得られるポリマーによって形成された外殻ひいては熱膨張性マイクロカプセルの機械的強度などの力学的物性が不十分となることがある。   When the content of the non-nitrile monomer in the monomer component exceeds 49.9% by weight, the mechanical strength of the outer shell formed by the polymer obtained from the monomer component and the mechanical strength of the thermally expandable microcapsule, etc. The physical properties may be insufficient.

上記二官能以上の架橋剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、ジビニルエーテル、ジビニルベンゼン、ジアリルアミン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパンアクリル酸安息香酸エステル、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート等が挙げられる。これらの二官能以上の架橋剤は、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。   The bifunctional or higher functional crosslinking agent is not particularly limited. For example, divinyl ether, divinylbenzene, diallylamine, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, trimethylolpropane. Trimethacrylate, glycerin dimethacrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, dimethylol tricyclodecane diacrylate, trimethylol Propanetriacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane acrylate benzoate, 2-hydro Shi-3-acryloyloxy propyl methacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexa methacrylate. These bifunctional or higher functional crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.

上記側鎖の長い架橋剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、PEG#200(数平均分子量が200のポリエチレングリコール)ジアクリレート、PEG#400(数平均分子量が400のポリエチレングリコール)ジアクリレート、PEG#600(数平均分子量が600のポリエチレングリコール)ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、EO(エチレンオキサイド)変性トリメチロールプロパントリアクリレート、PEG#200ジメタクリレート、PEG#400ジメタクリレート、PEG#600ジメタクリレート等が挙げられる。これらの側鎖の長い架橋剤は、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。   The crosslinking agent having a long side chain is not particularly limited. For example, PEG # 200 (polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200) diacrylate, PEG # 400 (polyethylene glycol having a number average molecular weight of 400) Diacrylate, PEG # 600 (polyethylene glycol having a number average molecular weight of 600) diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, dimethylol tricyclodecane diacrylate EO (ethylene oxide) modified trimethylolpropane triacrylate, PEG # 200 dimethacrylate, PEG # 400 dimethacrylate, PEG # 600 dimethacrylate, and the like. These crosslinking agents having a long side chain may be used alone or in combination of two or more.

また、上記二官能以上の架橋剤および上記側鎖の長い架橋剤は、それぞれ単独で用いられても良いし、両者が併用されても良い。   The bifunctional or higher functional crosslinking agent and the crosslinking agent having a long side chain may be used alone or in combination.

上記モノマー成分中における上記二官能以上の架橋剤および/または上記側鎖の長い架橋剤の含有量が0.05重量%未満であると、このモノマー成分から得られるポリマーの架橋が十分に進行せず、このポリマーによって形成された外殻ひいては熱膨張性マイクロカプセルの機械的強度などの力学的物性が不十分となることがあり、逆に上記モノマー成分中における上記二官能以上の架橋剤および/または上記側鎖の長い架橋剤の含有量が2重量%を超えると、このモノマー成分から得られるポリマーの架橋密度が高くなりすぎて、このポリマーによって形成された外殻ひいては熱膨張性マイクロカプセルが硬くなりすぎ、熱膨張性マイクロカプセルが十分に熱膨張しなくなることがある。   When the content of the bifunctional or higher functional crosslinking agent and / or the long side chain crosslinking agent in the monomer component is less than 0.05% by weight, crosslinking of the polymer obtained from the monomer component is sufficiently advanced. However, the outer shell formed by this polymer and thus the mechanical properties such as the mechanical strength of the thermally expandable microcapsule may be insufficient, and conversely, the bifunctional or higher functional crosslinking agent in the monomer component and / or Or, if the content of the crosslinking agent having a long side chain exceeds 2% by weight, the crosslinking density of the polymer obtained from this monomer component becomes too high, and the outer shell formed by this polymer and thus the thermally expandable microcapsule It may become too hard and the thermally expandable microcapsules may not sufficiently expand.

上記熱膨張性マイクロカプセルにおいては、上記モノマー成分から得られるポリマーによって形成された外殻内に上記ポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる揮発性膨張剤が封入されている。   In the heat-expandable microcapsule, a volatile expansion agent that becomes gaseous at a temperature equal to or lower than the softening point of the polymer is enclosed in an outer shell formed of a polymer obtained from the monomer component.

上記揮発性膨張剤としては、上記ポリマーの軟化点以下の温度でガス状になるものである限りどのような揮発性膨張剤であっても良く、特に限定されるものではないが、例えば、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、n−ブタン、イソブタン、ブテン、イソブテン、n−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、n−ヘキサン、ヘプタン、石油エーテルなどの低分子量炭化水素類、テトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン、トリメチルイソプロピルシラン、トリメチル−n−プロピルシランなどのアルキルシラン類、加熱により熱分解してガス状になる化合物等が挙げられ、なかでも、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、n−ヘキサン、石油エーテル等が好適に用いられる。これらの揮発性膨張剤は、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。   The volatile swelling agent may be any volatile swelling agent as long as it is gaseous at a temperature below the softening point of the polymer, and is not particularly limited. Low molecular weight hydrocarbons such as ethylene, propane, propene, n-butane, isobutane, butene, isobutene, n-pentane, isopentane, neopentane, n-hexane, heptane, petroleum ether, tetramethylsilane, trimethylethylsilane, trimethyl Examples include alkyl silanes such as isopropyl silane and trimethyl-n-propyl silane, compounds that are thermally decomposed by heating and become gaseous. Among them, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, n-hexane, Petroleum ether or the like is preferably used. These volatile swelling agents may be used alone or in combination of two or more.

上記熱膨張性マイクロカプセルの製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、前記モノマー成分を上記揮発性膨張剤および重合開始剤と混合してモノマー溶液を調製し、このモノマー溶液を適宜の分散安定剤や必要に応じて補助安定剤等を含有する水性分散媒体中で懸濁重合させるような公知の製造方法で良い。
特公昭42−26524号公報
The method for producing the thermally expandable microcapsules is not particularly limited. For example, the monomer component is mixed with the volatile swelling agent and the polymerization initiator to prepare a monomer solution, and the monomer solution is appropriately mixed. A known production method may be used in which suspension polymerization is carried out in an aqueous dispersion medium containing a dispersion stabilizer and, if necessary, an auxiliary stabilizer.
Japanese Examined Patent Publication No. 42-26524

上記重合開始剤としては、懸濁重合に一般的に用いられる重合開始剤で良く、特に限定されるものではないが、使用するモノマー成分に可溶の油溶性重合開始剤が好ましく、例えば、過酸化ジアルキル、過酸化ジアシル、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネート、アゾ化合物が挙げられる。   The polymerization initiator may be a polymerization initiator generally used for suspension polymerization, and is not particularly limited, but is preferably an oil-soluble polymerization initiator that is soluble in the monomer component used. Examples thereof include dialkyl oxide, diacyl peroxide, peroxyester, peroxydicarbonate, and azo compound.

上記重合開始剤の具体例としては、特に限定されるものではないが、例えば、メチルエチルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイドなどの過酸化ジアルキル、イソブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイドなどの過酸化ジアシル、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシネオデカノェート、(α,α−ビスネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼンなどのパーオキシエステル、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルオキシジカーボネート、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルエチルパーオキシ)ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチルパーオキシ)ジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)などのアゾ化合物等が挙げられる。これらの重合開始剤は、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。   Specific examples of the polymerization initiator are not particularly limited. For example, dialkyl peroxides such as methyl ethyl peroxide, di-t-butyl peroxide, and dicumyl peroxide, isobutyl peroxide, and benzoyl peroxide. Diacyl peroxide such as oxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, t-butyl peroxypivalate, t-hexyl peroxypivalate, t-butyl peroxyneo Decanoate, t-hexylperoxyneodecanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate, 1,1,3,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate, kumi Ruperoxyneodecanoate, (α, α-bisneodecane Peroxyesters such as (noylperoxy) diisopropylbenzene, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di-n-propyloxydicarbonate, di-isopropylperoxydicarbonate, di (2-ethylethylperoxy) Oxy) dicarbonate, dimethoxybutylperoxydicarbonate, peroxydicarbonate such as di (3-methyl-3-methoxybutylperoxy) dicarbonate, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2 ′ -Azo compounds such as azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1'-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), etc. Is mentioned. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

上記分散安定剤としては、懸濁重合に一般的に用いられる分散安定剤で良く、特に限定されるものではないが、例えば、コロイダルシリカなどのシリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化第二鉄、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、蓚酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。これらの分散安定剤は、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。   The dispersion stabilizer may be a dispersion stabilizer generally used for suspension polymerization, and is not particularly limited. For example, silica such as colloidal silica, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, hydroxide hydroxide Examples thereof include diiron, calcium phosphate, barium sulfate, calcium sulfate, sodium sulfate, calcium oxalate, calcium carbonate, barium carbonate, and magnesium carbonate. These dispersion stabilizers may be used alone or in combination of two or more.

上記分散安定剤の使用量は、特に限定されるものではないが、モノマー成分100重量部に対し、分散安定剤0.1〜20重量部であることが好ましい。   Although the usage-amount of the said dispersion stabilizer is not specifically limited, It is preferable that it is 0.1-20 weight part of dispersion stabilizers with respect to 100 weight part of monomer components.

上記補助安定剤としては、懸濁重合に一般的に用いられる補助安定剤で良く、特に限定されるものではないが、例えば、ジエタノールアミンと脂肪族ジカルボン酸との縮合生成物、尿素とホルムアルデヒドとの縮合生成物、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミンなどの水溶性窒素含有化合物、ポリエチレンオキサイド、ゼラチン、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、ジオクチルスルホサクシネート、ソルビタンエステル、各種乳化剤等が挙げられる。これらの補助安定剤は、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。   The auxiliary stabilizer may be an auxiliary stabilizer generally used for suspension polymerization, and is not particularly limited. For example, a condensation product of diethanolamine and aliphatic dicarboxylic acid, urea and formaldehyde Condensation products, water-soluble nitrogen-containing compounds such as polyvinylpyrrolidone and polyethyleneimine, polyethylene oxide, gelatin, methylcellulose, polyvinyl alcohol, dioctylsulfosuccinate, sorbitan ester, various emulsifiers and the like can be mentioned. These auxiliary stabilizers may be used alone or in combination of two or more.

分散安定剤や補助安定剤等を含有する水性分散媒体は、分散安定剤や補助安定剤等を脱イオン水などの水に配合して調製する。懸濁重合時の水相(水性分散媒体)のpHは、特に限定されるものではなく、使用する分散安定剤や補助安定剤等の種類によって適宜決められる。例えば、分散安定剤としてコロイダルシリカなどのシリカを使用する場合には、酸性環境下で懸濁重合が行われる。水相を酸性にするためには、必要に応じて、塩酸などの酸を添加して、水相のpHを3〜4に調整すれば良い。また、例えば、分散安定剤として水酸化マグネシウムやリン酸カルシウム等を使用する場合には、アルカリ性環境下で懸濁重合が行われる。水相をアルカリ性にするためには、必要に応じて、アンモニア水や水酸化カリウムなどのアルカリを添加して、水相のpHを10〜11に調整すれば良い。   An aqueous dispersion medium containing a dispersion stabilizer, an auxiliary stabilizer and the like is prepared by blending a dispersion stabilizer, an auxiliary stabilizer and the like with water such as deionized water. The pH of the aqueous phase (aqueous dispersion medium) at the time of suspension polymerization is not particularly limited, and can be appropriately determined depending on the type of dispersion stabilizer and auxiliary stabilizer used. For example, when silica such as colloidal silica is used as the dispersion stabilizer, suspension polymerization is performed in an acidic environment. In order to make the aqueous phase acidic, an acid such as hydrochloric acid may be added as necessary to adjust the pH of the aqueous phase to 3-4. For example, when using magnesium hydroxide, calcium phosphate or the like as a dispersion stabilizer, suspension polymerization is performed in an alkaline environment. In order to make the aqueous phase alkaline, the pH of the aqueous phase may be adjusted to 10 to 11 by adding an alkali such as aqueous ammonia or potassium hydroxide as necessary.

分散安定剤と補助安定剤との好ましい組み合わせの一例としては、例えば、コロイダルシリカと縮合生成物との組み合わせが挙げられる。上記コロイダルシリカは、単独で用いられても良いし、粒子径の異なるものが2種類以上併用されても良い。上記縮合生成物としては、特に限定されるものではないが、例えば、ジエタノールアミンと脂肪族ジカルボン酸との縮合生成物が好適に用いられ、なかでも、ジエタノールアミンとアジピン酸との縮合生成物やジエタノールアミンとイタコン酸との縮合生成物等がより好適に用いられる。これらの縮合生成物は、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。   An example of a preferred combination of a dispersion stabilizer and an auxiliary stabilizer is, for example, a combination of colloidal silica and a condensation product. The colloidal silica may be used alone, or two or more types having different particle diameters may be used in combination. The condensation product is not particularly limited. For example, a condensation product of diethanolamine and an aliphatic dicarboxylic acid is preferably used. Among them, a condensation product of diethanolamine and adipic acid or diethanolamine and A condensation product with itaconic acid is more preferably used. These condensation products may be used alone or in combination of two or more.

このような組み合わせの分散安定剤と補助安定剤とを用いることにより、均一な粒子形状を有する熱膨張性マイクロカプセルを得ることができる。また、この際、例えば、塩化ナトリウムや硫酸ナトリウムなどの無機塩を併用することにより、より均一な粒子形状を有する熱膨張性マイクロカプセルを得ることができる。   By using such a combination of dispersion stabilizer and auxiliary stabilizer, a thermally expandable microcapsule having a uniform particle shape can be obtained. At this time, for example, by using an inorganic salt such as sodium chloride or sodium sulfate in combination, a thermally expandable microcapsule having a more uniform particle shape can be obtained.

上記組み合わせにおけるコロイダルシリカの使用量は、その粒子径によって適宜調整されれば良く、特に限定されるものではないが、モノマー成分100重量部に対し、コロイダルシリカ1〜20重量部であることが好ましく、より好ましくは2〜10重量部である。また、上記組み合わせにおける縮合生成物の使用量は、その種類によって適宜調整されれば良く、特に限定されるものではないが、モノマー成分100重量部に対し、縮合生成物0.05〜2重量部であることが好ましい。さらに、無機塩の使用量は、その種類によって適宜調整されれば良く、特に限定されるものではないが、モノマー成分100重量部に対し、無機塩0〜100重量部であることが好ましい。   The amount of colloidal silica used in the above combination may be appropriately adjusted depending on the particle diameter, and is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 parts by weight of colloidal silica with respect to 100 parts by weight of the monomer component. More preferably, it is 2 to 10 parts by weight. Further, the amount of the condensation product used in the above-mentioned combination may be appropriately adjusted depending on the kind thereof, and is not particularly limited, but is 0.05 to 2 parts by weight of the condensation product with respect to 100 parts by weight of the monomer component. It is preferable that Furthermore, the usage-amount of inorganic salt should just be adjusted suitably with the kind, Although it does not specifically limit, It is preferable that it is 0-100 weight part of inorganic salt with respect to 100 weight part of monomer components.

また、分散安定剤と補助安定剤との好ましい組み合わせの他の例としては、例えば、コロイダルシリカと水溶性窒素含有化合物との組み合わせが挙げられる。上記コロイダルシリカは、単独で用いられても良いし、粒子径の異なるものが2種類以上併用されても良い。上記水溶性窒素含有化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートやポリジメチルアミノエチルアクリレートなどに代表されるポリジアルキルアミノアルキル(メタ)アタリレート、ポリジメチルアミノプロピルアクリルアミドやポリジメチルアミノプロピルメタクリルアミドなどに代表されるポリジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、ポリアクリルアミド、ポリカチオン性アクリルアミド、ポリアミンサルフォン、ポリアリルアミンが挙げられ、なかでも、ポリビニルピロリドンが好適に用いられる。これらの水溶性窒素含有化合物は、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。   Other examples of the preferred combination of the dispersion stabilizer and the auxiliary stabilizer include, for example, a combination of colloidal silica and a water-soluble nitrogen-containing compound. The colloidal silica may be used alone, or two or more types having different particle diameters may be used in combination. The water-soluble nitrogen-containing compound is not particularly limited. For example, polyvinyl pyrrolidone, polyethyleneimine, polyoxyethylene alkylamine, tetramethylammonium hydroxide, polydimethylaminoethyl methacrylate, polydimethylaminoethyl acrylate, etc. Polydialkylaminoalkyl (meth) acrylate represented by polydimethylaminopropyl acrylamide, polydimethylaminopropyl acrylamide represented by polydimethylaminopropyl methacrylamide, polyacrylamide, polycationic acrylamide, polyamine sal Phon and polyallylamine are mentioned, and among them, polyvinylpyrrolidone is preferably used. These water-soluble nitrogen-containing compounds may be used alone or in combination of two or more.

上記コロイダルシリカと水溶性窒素含有化合物、好ましくはポリビニルピロリドンとの組み合わせを用いる場合の熱膨張性マイクロカプセルの粒子径の調整は、コロイダルシリカおよび/または水溶性窒素含有化合物、好ましくはポリビニルピロリドンの使用量の調整で行えば良いが、取扱い性が容易であることから、水溶性窒素含有化合物、好ましくはポリビニルピロリドンの使用量の調整で行うことが好ましい。   When using a combination of the above colloidal silica and a water-soluble nitrogen-containing compound, preferably polyvinylpyrrolidone, the particle size of the thermally expandable microcapsule is adjusted using colloidal silica and / or a water-soluble nitrogen-containing compound, preferably polyvinylpyrrolidone. However, it is preferable to adjust the amount of the water-soluble nitrogen-containing compound, preferably polyvinylpyrrolidone, because it is easy to handle.

さらに、分散安定剤と補助安定剤との好ましい組み合わせの他の例として、例えば、水酸化マグネシウムやリン酸カルシウムと各種乳化剤との組み合わせも挙げられる。   Furthermore, as another example of a preferable combination of the dispersion stabilizer and the auxiliary stabilizer, for example, a combination of magnesium hydroxide or calcium phosphate and various emulsifiers may be mentioned.

水性分散媒体に上記各成分を添加する順序は、任意で良く、特に限定されるものではないが、通常は、重合反応器に脱イオン水などの水、分散安定剤、必要に応じて補助安定剤を仕込んで、分散安定剤や補助安定剤を含有する水性分散媒体を調製する。また、必要に応じて亜硝酸アルカリ金属塩、塩化第一スズ、塩化第二スズ、重クロム酸カリウム等の化合物を添加する。   The order of adding each of the above components to the aqueous dispersion medium may be arbitrary, and is not particularly limited. Usually, water such as deionized water, a dispersion stabilizer, and auxiliary stabilizing if necessary are used in the polymerization reactor. An aqueous dispersion medium containing a dispersion stabilizer and an auxiliary stabilizer is prepared by charging the agent. If necessary, a compound such as alkali metal nitrite, stannous chloride, stannic chloride, potassium dichromate, etc. is added.

モノマー成分および揮発性膨張剤は、個別に水性分散媒体に添加して、水性分散媒体中で油性混合物を形成しても良いが、通常は、予めモノマー成分と揮発性膨張剤とを混合して油性混合物を形成した後、この油性混合物を水性分散媒体に添加する。   The monomer component and the volatile swelling agent may be added separately to the aqueous dispersion medium to form an oily mixture in the aqueous dispersion medium, but usually the monomer component and the volatile swelling agent are mixed in advance. After forming the oily mixture, the oily mixture is added to the aqueous dispersion medium.

重合開始剤は、予め上記油性混合物に添加しておいても良いが、水性分散媒体と油性混合物とを重合反応器内で攪拌混合した後、重合開始剤を添加しても良い。また、水性分散媒体と油性混合物とを別の容器で攪拌混合した後、この混合物を重合反応器に仕込んでも良い。   The polymerization initiator may be added in advance to the oily mixture, but the polymerization initiator may be added after stirring the aqueous dispersion medium and the oily mixture in the polymerization reactor. Alternatively, the aqueous dispersion medium and the oily mixture may be stirred and mixed in a separate container, and then the mixture may be charged into the polymerization reactor.

本発明の造孔材を無機混合物などのセラミック原料と混合させたセラミック組成物は、、通常、押出成形などにより適宜の形状のセラミック成形体に成形加工することができる。次いで、成形加工されたセラミック成形体を、乾燥させた後、焼成することにより、例えば多孔質セラミックフィルタなどの多孔質セラミック成形体を製造することができる。   A ceramic composition obtained by mixing the pore former of the present invention with a ceramic raw material such as an inorganic mixture can be usually formed into a ceramic molded body having an appropriate shape by extrusion molding or the like. Next, the formed ceramic molded body is dried and then fired to produce a porous ceramic molded body such as a porous ceramic filter.

本発明のセラミック組成物用造孔材は、中空樹脂粒子、熱膨張済みマイクロカプセルおよび熱膨張済みマイクロカプセルと熱膨張性マイクロカプセルとの混合物からなる群より選択される少なくとも1種類の粒子からなり、かつ、個数頻度%でみた粒度分布において、20μm以上の粒子が20%以上の頻度を占めるものとなされているので、セラミック組成物の混合時や成形時に粒子が破壊されにくく、気孔率の大きいセラミック成形体を容易に得ることができる。   The pore former for ceramic composition of the present invention comprises at least one kind of particles selected from the group consisting of hollow resin particles, thermally expanded microcapsules and a mixture of thermally expanded microcapsules and thermally expandable microcapsules. In addition, in the particle size distribution in terms of the number frequency%, particles of 20 μm or more occupy a frequency of 20% or more, so that the particles are not easily broken when mixing or forming the ceramic composition, and the porosity is high. A ceramic molded body can be easily obtained.

また、本発明のセラミック組成物用造孔材は、真比重を0.04未満とするか、および/または、ニトリル系モノマー50重量%以上、非ニトリル系モノマー49.9重量%以下、および、二官能以上の架橋剤および/または側鎖の長い架橋剤0.05〜2重量%を含有するモノマー成分から得られるポリマーによって形成された外殻と、上記ポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる上記外殻内に封入された揮発性膨張剤とからなる熱膨張性マイクロカプセルを加熱発泡させて形成され、かつ、粒径が1〜150μmであり、発泡倍率が20〜100倍である熱膨張済みマイクロカプセルからなるものとすることにより、上記効果がより確実なものとなる。   The pore former for a ceramic composition of the present invention has a true specific gravity of less than 0.04 and / or a nitrile monomer of 50 wt% or more, a non-nitrile monomer of 49.9 wt% or less, and An outer shell formed by a polymer obtained from a monomer component containing 0.05 to 2% by weight of a bifunctional or higher functional crosslinker and / or a long side chain crosslinker, and gaseous at a temperature below the softening point of the polymer. It is formed by thermally foaming a thermally expandable microcapsule composed of a volatile expansion agent enclosed in the outer shell, and has a particle size of 1 to 150 μm and an expansion ratio of 20 to 100 times. By making the microcapsule after thermal expansion, the above-described effect is more sure.

本発明をさらに詳しく説明するため以下に実施例を挙げるが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。   In order to describe the present invention in more detail, examples are given below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
アクリロニトリル49重量部、メチルメタクリレート49重量部、酢酸ビニル1.8重量部およびジビニルベンゼン0.2重量部を攪拌混合して、モノマー成分を調製した。次に、このモノマー成分100重量部に対し、イソブタン11重量部、n−ペンタン8重量部およびアゾビスイソブチロニトリル1.5重量部を添加し、攪拌混合して、モノマー溶液を調製した。また、脱イオン水300重量部、シリカの水分散液(固形分20重量%)60重量部、亜硝酸ナトリウム0.1重量部、ポリビニルピロリドン0.5重量部、塩化ナトリウム100重量部および塩酸0.4重量部を攪拌混合して、水性分散媒体を調製した。次いで、上記モノマー溶液と上記水性分散媒体とを混合し、さらにイオン交換水を加え、ホモジナイザーで攪拌混合して、懸濁モノマー溶液を調製した。
(Example 1)
A monomer component was prepared by stirring and mixing 49 parts by weight of acrylonitrile, 49 parts by weight of methyl methacrylate, 1.8 parts by weight of vinyl acetate, and 0.2 parts by weight of divinylbenzene. Next, 11 parts by weight of isobutane, 8 parts by weight of n-pentane and 1.5 parts by weight of azobisisobutyronitrile were added to 100 parts by weight of the monomer component, and the mixture was stirred and mixed to prepare a monomer solution. Also, 300 parts by weight of deionized water, 60 parts by weight of an aqueous dispersion of silica (solid content 20% by weight), 0.1 parts by weight of sodium nitrite, 0.5 parts by weight of polyvinylpyrrolidone, 100 parts by weight of sodium chloride and 0 parts of hydrochloric acid An aqueous dispersion medium was prepared by stirring and mixing 4 parts by weight. Next, the monomer solution and the aqueous dispersion medium were mixed, ion exchange water was further added, and the mixture was stirred and mixed with a homogenizer to prepare a suspended monomer solution.

一方、撹拌機、ジャケット、還流冷却器および温度計を備えた20リットルの重合反応器にイオン交換水を投入した。次に、攪拌を開始し、重合反応器内を減圧して脱酸素を行った後、窒素ガスを注入して圧力を大気圧まで戻し、重合反応器内を窒素ガス雰囲気とした後、上記懸濁モノマ−溶液を重合反応器内に一括して仕込み、重合反応器を80℃まで昇温して重合反応を開始した。5時間で重合反応を終了し、引き続き1時間の熟成期間をおいた後、重合反応器を室温まで冷却した。得られたスラリ−を脱水装置(セントル)で脱水した後、十分に乾燥させて、熱膨張性マイクロカプセルを作製した。次いで、得られた熱膨張性マイクロカプセルを加熱した乾燥空気中で熱膨張させて、熱膨張済みマイクロカプセルを作製した後、この熱膨張済みマイクロカプセルを水中に分散させ、390メッシュの金網上で流水により濾過液が白濁しなくなる程度にまで小粒径の粒子を除去し、乾燥して、造孔材を作製した。   On the other hand, ion-exchanged water was charged into a 20 liter polymerization reactor equipped with a stirrer, a jacket, a reflux condenser and a thermometer. Next, stirring was started, the inside of the polymerization reactor was depressurized and deoxygenated, then nitrogen gas was injected to return the pressure to atmospheric pressure, and the inside of the polymerization reactor was filled with a nitrogen gas atmosphere. The turbid monomer solution was charged all at once into the polymerization reactor, and the polymerization reactor was heated to 80 ° C. to initiate the polymerization reaction. The polymerization reaction was completed in 5 hours, and after a aging period of 1 hour, the polymerization reactor was cooled to room temperature. The obtained slurry was dehydrated with a dehydrator (centre) and then sufficiently dried to produce thermally expandable microcapsules. Next, the thermally expandable microcapsules obtained were thermally expanded in heated dry air to produce thermally expanded microcapsules. Then, the thermally expanded microcapsules were dispersed in water, and then on a 390 mesh wire mesh. Particles having a small particle diameter were removed to such an extent that the filtrate did not become cloudy with running water, and dried to produce a pore former.

(実施例2)
アクリロニトリル66重量部、メタクリロニトリル30重量部、酢酸ビニル3.7重量部およびジビニルベンゼン0.3重量部を攪拌混合して、モノマー成分を調製した。次に、このモノマー成分100重量部に対し、n−ペンタン20重量部およびアゾビスイソブチロニトリル1.5重量部を添加し、攪拌混合して、モノマー溶液を調製した。このモノマー溶液を用いたこと以外は実施例1の場合と同様にして、懸濁モノマー溶液を調製した。
(Example 2)
A monomer component was prepared by stirring and mixing 66 parts by weight of acrylonitrile, 30 parts by weight of methacrylonitrile, 3.7 parts by weight of vinyl acetate, and 0.3 parts by weight of divinylbenzene. Next, 20 parts by weight of n-pentane and 1.5 parts by weight of azobisisobutyronitrile were added to 100 parts by weight of the monomer component, and the mixture was stirred and mixed to prepare a monomer solution. A suspended monomer solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that this monomer solution was used.

上記懸濁モノマー溶液を用いたこと以外は実施例1の場合と同様にして、熱膨張性マイクロカプセル、熱膨張済みマイクロカプセルおよび造孔材を作製した。   A thermally expandable microcapsule, a thermally expanded microcapsule, and a pore former were prepared in the same manner as in Example 1 except that the suspension monomer solution was used.

(比較例1)
アクリロニトリル8重量部およびメチルメタクリレート92重量部を攪拌混合して、モノマー成分を調製した。次に、このモノマー成分100重量部に対し、イソブタン11重量部、n−ペンタン8重量部およびアゾビスイソブチロニトリル1.5重量部を添加し、攪拌混合して、モノマー溶液を調製した。このモノマー溶液を用いたこと以外は実施例1の場合と同様にして、懸濁モノマー溶液を調製した。
(Comparative Example 1)
A monomer component was prepared by stirring and mixing 8 parts by weight of acrylonitrile and 92 parts by weight of methyl methacrylate. Next, 11 parts by weight of isobutane, 8 parts by weight of n-pentane and 1.5 parts by weight of azobisisobutyronitrile were added to 100 parts by weight of the monomer component, and the mixture was stirred and mixed to prepare a monomer solution. A suspended monomer solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that this monomer solution was used.

上記懸濁モノマー溶液を用いたこと以外は実施例1の場合と同様にして、熱膨張性マイクロカプセルおよび熱膨張済みマイクロカプセルを作製した。次いで、得られた熱膨張済みマイクロカプセルを、流水による小粒径の粒子の除去を行うことなく、そのまま乾燥して、造孔材を作製した。   A thermally expandable microcapsule and a thermally expanded microcapsule were produced in the same manner as in Example 1 except that the suspension monomer solution was used. Next, the obtained heat-expanded microcapsules were dried as they were without removing small-diameter particles with running water to produce a pore former.

(比較例2)
アクリロニトリル20重量部、メタクリロニトリル20重量部およびメチルメタクリレート60重量部を攪拌混合して、モノマー成分を調製した。次に、このモノマー成分100重量部に対し、イソブタン11重量部、n−ペンタン8重量部およびアゾビスイソブチロニトリル1.5重量部を添加し、攪拌混合して、モノマー溶液を調製した。このモノマー溶液を用いたこと以外は実施例1の場合と同様にして、懸濁モノマー溶液を調製した。
(Comparative Example 2)
A monomer component was prepared by stirring and mixing 20 parts by weight of acrylonitrile, 20 parts by weight of methacrylonitrile and 60 parts by weight of methyl methacrylate. Next, 11 parts by weight of isobutane, 8 parts by weight of n-pentane and 1.5 parts by weight of azobisisobutyronitrile were added to 100 parts by weight of the monomer component, and the mixture was stirred and mixed to prepare a monomer solution. A suspended monomer solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that this monomer solution was used.

上記懸濁モノマー溶液を用いたこと以外は実施例1の場合と同様にして、熱膨張性マイクロカプセルおよび熱膨張済みマイクロカプセルを作製した。次いで、得られた熱膨張済みマイクロカプセルを、流水による小粒径の粒子の除去を行うことなく、そのまま乾燥して、造孔材を作製した。   A thermally expandable microcapsule and a thermally expanded microcapsule were produced in the same manner as in Example 1 except that the suspension monomer solution was used. Next, the obtained heat-expanded microcapsules were dried as they were without removing small-diameter particles with running water to produce a pore former.

レーザー回折散乱粒度分布計(商品名「HORIBA LA910」、堀場製作所社製)を用いて、実施例1および実施例2、および、比較例1および比較例2で得られた各造孔材の粒度を計測し、個数頻度%でみた粒度分布における20μm以上の粒子の頻度を求めた。その結果は表1に示すとおりであった。   Using a laser diffraction / scattering particle size distribution meter (trade name “HORIBA LA910”, manufactured by HORIBA, Ltd.), the particle size of each pore former obtained in Example 1 and Example 2 and Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was used. Was measured, and the frequency of particles of 20 μm or more in the particle size distribution in terms of the number frequency% was obtained. The results are shown in Table 1.

次に、セラミック原料としてコージェライト283g、メチルセルロ−ス14.2gおよび水を含ませた実施例1および実施例2、および、比較例1および比較例2で得られた各造孔材(造孔材15重量%および水85重量%)42.5gを混練して、押出成形可能なセラミック組成物を調製した後、得られたセラミック組成物を押出成形法により賦形して、未焼成のセラミック成形体(坏土)を成形した。   Next, each pore-forming material obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which 283 g of cordierite, 14.2 g of methyl cellulose and water were contained as ceramic raw materials After mixing 42.5 g of the material (15% by weight of material and 85% by weight of water) to prepare an extrudable ceramic composition, the resulting ceramic composition was shaped by an extrusion method to obtain an unfired ceramic. A formed body (kneaded material) was formed.

次いで、得られたセラミック成形体(坏土)の坏土密度を以下の方法で測定し、造孔材の破壊に対する抵抗性を評価した。その結果は表1に示すとおりであった。   Subsequently, the clay density of the obtained ceramic molded body (kneaded clay) was measured by the following method, and the resistance to breakage of the pore former was evaluated. The results are shown in Table 1.

[坏土密度の測定方法]
セラミック成形体(坏土)を一定体積になるように裁断し、その重量を測定した後、測定された重量を体積で除して、坏土密度を算出し、下記判定基準により造孔材の破壊に対する抵抗性を評価した。坏土密度が低いほど造孔材の破壊に対する抵抗性が優れていることになる。
〔判定基準〕
◎‥‥坏土密度が1.4g/cm3 未満。
○‥‥坏土密度が1.4g/cm3 以上1.6g/cm3 未満。
△‥‥坏土密度が1.6g/cm3 以上1.7g/cm3 未満。
×‥‥坏土密度が1.7g/cm3 以上。
[Measurement method of dredged soil density]
After cutting the ceramic molded body (kneaded material) to a constant volume and measuring its weight, the measured weight is divided by the volume to calculate the kneaded clay density. The resistance to destruction was evaluated. The lower the dredged soil density, the better the resistance to breakage of the pore former.
[Criteria]
◎ ...... The soil density is less than 1.4 g / cm 3 .
○ The soil density is 1.4 g / cm 3 or more and less than 1.6 g / cm 3 .
Δ: The clay density is 1.6 g / cm 3 or more and less than 1.7 g / cm 3 .
X ... The soil density is 1.7 g / cm 3 or more.

Figure 2005067943
Figure 2005067943

表1から明らかなように、本発明による実施例1および実施例2の造孔材は、いずれも坏土密度が低く、破壊に対する抵抗性が優れていた。これに対し、個数頻度%でみた粒度分布における20μm以上の粒子の頻度が20%未満であった比較例1および比較例2の造孔材は、いずれも坏土密度が高く、破壊に対する抵抗性が悪かった。   As is clear from Table 1, the pore formers of Example 1 and Example 2 according to the present invention each had a low clay density and an excellent resistance to fracture. In contrast, the pore formers of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which the frequency of particles having a particle size of 20 μm or more in the particle size distribution in terms of number frequency% was less than 20% both had high clay density and resistance to fracture. Was bad.

以上述べたように、本発明のセラミック組成物用造孔材は、セラミック組成物の混合時や成形時に粒子が破壊されにくく、気孔率の大きいセラミック成形体を容易に得ることができるので、例えば多孔質セラミックフィルタなどの各種多孔質セラミック成形体を作製するためのセラミック組成物に含有させる造孔材として好適に用いられる   As described above, the pore former for ceramic composition of the present invention is less likely to break particles during mixing or molding of the ceramic composition, and a ceramic molded body having a large porosity can be easily obtained. It is suitably used as a pore former to be contained in a ceramic composition for producing various porous ceramic molded bodies such as porous ceramic filters.

Claims (3)

中空樹脂粒子、熱膨張済みマイクロカプセルおよび熱膨張済みマイクロカプセルと熱膨張性マイクロカプセルとの混合物からなる群より選択される少なくとも1種類の粒子からなり、かつ、個数頻度%でみた粒度分布において、20μm以上の粒子が20%以上の頻度を占めることを特徴とするセラミック組成物用造孔材。   In the particle size distribution consisting of at least one kind of particles selected from the group consisting of hollow resin particles, thermally expanded microcapsules and a mixture of thermally expanded microcapsules and thermally expandable microcapsules, A pore former for a ceramic composition, characterized in that particles of 20 μm or more occupy a frequency of 20% or more. 真比重が0.04未満であることを特徴とする請求項1に記載のセラミック組成物用造孔材。   2. The pore former for ceramic composition according to claim 1, wherein the true specific gravity is less than 0.04. 熱膨張済みマイクロカプセルが、ニトリル系モノマー50重量%以上、非ニトリル系モノマー49.9重量%以下、および、二官能以上の架橋剤および/または側鎖の長い架橋剤0.05〜2重量%を含有するモノマー成分から得られるポリマーによって形成された外殻と、上記ポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる上記外殻内に封入された揮発性膨張剤とからなる熱膨張性マイクロカプセルを加熱発泡させて形成され、かつ、粒径が1〜150μmであり、発泡倍率が20〜100倍であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセラミック組成物用造孔材。   Thermally expanded microcapsules contain 50% by weight or more of nitrile monomer, 49.9% by weight or less of non-nitrile monomer, and 0.05 to 2% by weight of a bifunctional or higher functional crosslinker and / or a long side chain crosslinker Thermally expandable microcapsule comprising an outer shell formed of a polymer obtained from a monomer component containing benzene, and a volatile expansion agent encapsulated in the outer shell that becomes gaseous at a temperature below the softening point of the polymer The pore former for ceramic composition according to claim 1 or 2, wherein the pore size is 1 to 150 µm and the expansion ratio is 20 to 100 times. .
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