JP2007131688A - Thermally expandable microcapsule - Google Patents

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Toshihiro Tanimura
敏博 谷村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermally expandable microcapsule without releasing inflammable gas on heating, also capable of optionally adjusting its expanding temperature and having extremely high safety/exapndability. <P>SOLUTION: This thermally expandable microcapsule is provided by having a non-volatile fluid substance (C) and a solid material (D) releasing gas by thermal decomposition in a polymer shell (B) consisting of a thermoplastic polymer (A), without releasing the inflammable gas on expansion or being used at a high temperature and having an extremely high safety. Also, by adjusting the thermal decomposition temperature of the encapsulated solid (D), it is possible to regulate the expansion temperature exactly. Therefore, a thermally peelable adhesive using the thermally expandable microcapsules is extremely stable and can hold its bonding strength on using, and it is possible to heat the adhesive for peeling off at an optional temperature on wishing to peel it off. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱膨張性マイクロカプセルに関する。 The present invention relates to a thermally expandable microcapsule.

熱膨張性マイクロカプセルは、ペンタン等の揮発性液体からなるコアと熱可塑性ポリマーからなるシェルを有するマイクロカプセルであって、加熱することにより数十倍の体積に膨張する粒子である(特許文献1、2)。加熱により膨張するというユニークな特徴から、膨張性インクや熱剥離性接着剤などに使用されている。
特開2000−024488 特開2005−105181
Thermally expandable microcapsules are microcapsules having a core made of a volatile liquid such as pentane and a shell made of a thermoplastic polymer, and are particles that expand to a volume of several tens of times when heated (Patent Document 1). 2). Because of its unique feature of expanding when heated, it is used in expandable inks and heat-peelable adhesives.
JP 2000-024488 JP-A-2005-105181

従来の熱膨張性マイクロカプセルは、加熱することによりシェルポリマーを軟化させるとと同時に、揮発性液体をガス化させ、発生するガスの蒸気圧を利用して粒子を膨張させるものである。揮発性液体としては、ペンタン等の低沸点可燃性液体が使用されるため、加熱処理時に大量の可燃性ガスが放出される。従って、粒子の膨張時には周辺に火気がないことを十分に確認しなければならず、安全性に大きな問題がある。
また、従来の熱膨張性マイクロカプセルは、膨張倍率を高めるため沸点の低い揮発性液体を使用しているが、保管時や使用時に温度が高くなる(例えば60から80℃)と、揮発性液体がガス化して漏洩するといった問題が生じる。例えば、熱剥離性接着剤は、熱膨張性マイクロカプセルを添加した接着剤であって、剥がしたいときに加熱して熱膨張性マイクロカプセルを膨張させることにより接着面を減少させ剥離するというものであるが、60℃程度でガスが漏洩し接着強度が低下してしまうと自動車や日用品等の接着剤としては使用できない。
すなわち、本発明の目的は、加熱により可燃性ガスが放出されず、かつ、膨張温度を任意の温度に調整できる極めて安全性の高い熱膨張性マイクロカプセルを提供することである。
Conventional heat-expandable microcapsules soften the shell polymer by heating, and at the same time, gasify the volatile liquid and expand the particles using the vapor pressure of the generated gas. As the volatile liquid, a low boiling point flammable liquid such as pentane is used, and thus a large amount of flammable gas is released during the heat treatment. Therefore, it is necessary to sufficiently confirm that there is no fire in the vicinity when the particles expand, which poses a serious problem in safety.
In addition, the conventional thermally expandable microcapsules use a volatile liquid having a low boiling point in order to increase the expansion ratio. However, when the temperature becomes high during storage or use (for example, 60 to 80 ° C.), the volatile liquid is used. This causes problems such as gasification and leakage. For example, a heat-releasable adhesive is an adhesive to which a heat-expandable microcapsule is added, and when it is desired to peel off, the heat-expandable microcapsule is heated to expand the heat-expandable microcapsule to reduce the adhesive surface and peel off. However, if the gas leaks at about 60 ° C. and the adhesive strength decreases, it cannot be used as an adhesive for automobiles or daily necessities.
That is, an object of the present invention is to provide an extremely safe thermally expandable microcapsule in which a combustible gas is not released by heating and the expansion temperature can be adjusted to an arbitrary temperature.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルの特徴は、熱可塑性ポリマー(A)からなるポリマーシェル(B)内に不揮発性の流動性物質(C)及び熱分解によりガスを発生する固体(D)を有する点を要旨とする。   The heat-expandable microcapsule of the present invention has a non-volatile flowable substance (C) and a solid (D) that generates gas by thermal decomposition in a polymer shell (B) made of a thermoplastic polymer (A). The point is summarized.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、膨張時や高温使用時に可燃性ガスが放出されることがなく、極めて安全性が高い。また、内包する固体(D)の熱分解温度を調整することにより、膨張温度が厳密に制御できる。従って、本熱膨張性マイクロカプセルを使用した熱剥離性接着剤は、使用時には極めて安定で接着強度を保持できるとともに、剥がしたいときには任意の温度で加熱剥離することが可能となる。   The thermally expandable microcapsule of the present invention is extremely safe because no flammable gas is released during expansion or high temperature use. Further, the expansion temperature can be strictly controlled by adjusting the thermal decomposition temperature of the solid (D) to be included. Therefore, the heat-peelable adhesive using the present heat-expandable microcapsules can be extremely stable at the time of use and can maintain the adhesive strength, and can be peeled off by heating at an arbitrary temperature when it is desired to peel off.

熱可塑性ポリマー(A)としては、加熱することにより軟化するポリマーであれば使用でき、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ビニルポリマーなどが挙げられる。また、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂のような一般的には熱硬化性と言われるポリマーであっても加熱により軟化するポリマーであれば使用できる。
ポリマーの軟化温度は、熱膨張性マイクロカプセルが使用される目的に応じて任意に制御できる。熱剥離性接着剤に使用する場合には、ポリマーの軟化温度(℃)は、110〜250が好ましく、さらに好ましくは120〜220、特に好ましくは130〜200である。なお、軟化温度はJISK5601−2−2:1999の5.1粉末法(測定サンプルは、50℃、0.1〜3torrで90分間加熱処理を行なう)に準拠して測定される。
これらのうち、膨張性の観点からガスバリア性の高いポリマーが好ましく、具体的には、ポリアミド及びビニルポリマーが好ましく、特に好ましくはビニルポリマーである。
As the thermoplastic polymer (A), any polymer that can be softened by heating can be used, and examples thereof include polyurethane, polyamide, polyester, polyether, and vinyl polymer. Moreover, even if it is a polymer generally called thermosetting, such as an epoxy resin and a silicone resin, any polymer that is softened by heating can be used.
The softening temperature of the polymer can be arbitrarily controlled according to the purpose for which the thermally expandable microcapsules are used. When used for a heat-peelable adhesive, the softening temperature (° C.) of the polymer is preferably 110 to 250, more preferably 120 to 220, and particularly preferably 130 to 200. The softening temperature is measured in accordance with JISK5601-2-2: 1999 5.1 powder method (measurement sample is heated at 50 ° C. and 0.1 to 3 torr for 90 minutes).
Of these, polymers having high gas barrier properties are preferable from the viewpoint of expansibility, specifically, polyamides and vinyl polymers are preferable, and vinyl polymers are particularly preferable.

ここでビニルポリマーとは、ビニルモノマーを構成単位とするポリマーであって、シアノ基含有ビニルモノマーを構成単位とすることが好ましい。ビニルモノマーとしては、シアノ基含有ビニルモノマーの他、(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有ビニルモノマー、炭素数8〜12の芳香族ビニル炭化水素、炭素数2〜18の脂肪族ビニル炭化水素、炭素数5〜15の脂環式ビニル炭化水素、炭素数3〜22の(メタ)アクリルアミド、炭素数2〜10のビニルスルホン酸、炭素数3〜10のビニルエーテル、炭素数4〜11のビニルケトン、架橋性モノマー等を使用することができる。
これらのうち、膨張性及び膨張温度制御の観点等から、シアノ基含有ビニルモノマーの他に、(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有ビニルモノマー、芳香族ビニル炭化水素、(メタ)アクリルアミドを併用することが好ましく、更に好ましくは、(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有ビニルモノマーの併用である。
Here, the vinyl polymer is a polymer having a vinyl monomer as a structural unit, and preferably having a cyano group-containing vinyl monomer as a structural unit. As a vinyl monomer, in addition to a cyano group-containing vinyl monomer, (meth) acrylate, a carboxyl group-containing vinyl monomer, an aromatic vinyl hydrocarbon having 8 to 12 carbon atoms, an aliphatic vinyl hydrocarbon having 2 to 18 carbon atoms, a carbon number 5-15 alicyclic vinyl hydrocarbons, (meth) acrylamides having 3-22 carbon atoms, vinyl sulfonic acids having 2-10 carbon atoms, vinyl ethers having 3-10 carbon atoms, vinyl ketones having 4-11 carbon atoms, crosslinkability Monomers and the like can be used.
Among these, from the viewpoint of expansion property and expansion temperature control, in addition to the cyano group-containing vinyl monomer, (meth) acrylate, carboxyl group-containing vinyl monomer, aromatic vinyl hydrocarbon, (meth) acrylamide may be used in combination. More preferably, it is a combined use of (meth) acrylate and a carboxyl group-containing vinyl monomer.

シアノ基含有ビニルモノマーとしては、シアノ基を持つビニルポリマーであれば制限なく使用でき、(メタ)アクリロニトリル、α−クロロ(メタ)アクリロニトリル、α−エトキシ(メタ)アクリロニトリル、フマロニトリル、マレオイルニトリル、シアノスチレン及びこれらの混合物等が挙げられる。これらのうち、ガスバリア性の観点等から、(メタ)アクリロニトリル、α−クロロ(メタ)アクリロニトリル及びα−エトキシ(メタ)アクリロニトリルが好ましく、さらに好ましくは(メタ)アクリロニトリル、特に好ましくはアクリロニトリルである。
なお、本明細書において、(メタ)アクリ・・・は、アクリ・・・及びメタクリル・・・を意味する。
As the cyano group-containing vinyl monomer, any vinyl polymer having a cyano group can be used without limitation. (Meth) acrylonitrile, α-chloro (meth) acrylonitrile, α-ethoxy (meth) acrylonitrile, fumaronitrile, maleoylnitrile, cyano Examples thereof include styrene and a mixture thereof. Among these, from the viewpoint of gas barrier properties, (meth) acrylonitrile, α-chloro (meth) acrylonitrile and α-ethoxy (meth) acrylonitrile are preferable, (meth) acrylonitrile is more preferable, and acrylonitrile is particularly preferable.
In addition, in this specification, (meth) acryl ... means acryl ... and methacryl ...

(メタ)アクリレートとしては、炭素数4〜24のアルキル(メタ)アクリレート等が使用でき、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、ドデシル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 As the (meth) acrylate, an alkyl (meth) acrylate having 4 to 24 carbon atoms can be used, and methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (Meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate and the like can be mentioned.

(メタ)アクリレートとしては、アルキル(メタ)アクリレート以外にも、各種官能基を有する(メタ)アクリレートを使用することができる。例えば、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート(アルキル基の炭素数2〜20:2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(HEMA)、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート及びヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等(アルキル基については以下同様))、アミノアルキル(メタ)アクリレート(アミノエチル(メタ)アクリレート、アミノイソプロピル(メタ)アクリレート、アミノブチル(メタ)アクリレート及びアミノヘキシル(メタ)アクリレート等)、イソシアナトアルキル(メタ)アクリレート(イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、イソシアナトプロピル(メタ)アクリレート、イソシアナトブチル(メタ)アクリレート及びイソシアナトヘキシル(メタ)アクリレート等)、グリシジルメタクリレート(GMA)、ポリエチレングリコール(重量平均分子量100〜10000)モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレン・ポリプロピレングリコール(重量平均分子量200〜10000、オキシエチレンの含有量10〜90重量%)モノ(メタ)アクリレート及びポリプロピレングリコール(重量平均分子量100〜10000)モノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
これらのうち、膨張性向上の観点等から、炭素数4〜15の(メタ)アクリレートが好ましく、更に好ましくは、メチルメタクリレート、イソボニルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレートであり、特に好ましくは、メチルメタクリレートである。
As (meth) acrylate, in addition to alkyl (meth) acrylate, (meth) acrylate having various functional groups can be used. For example, hydroxyalkyl (meth) acrylate (C2-C20 of alkyl group: 2-hydroxyethyl (meth) acrylate (HEMA), hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, etc. The same)), aminoalkyl (meth) acrylate (aminoethyl (meth) acrylate, aminoisopropyl (meth) acrylate, aminobutyl (meth) acrylate, aminohexyl (meth) acrylate, etc.), isocyanatoalkyl (meth) acrylate (isocyanate) Natoethyl (meth) acrylate, isocyanatopropyl (meth) acrylate, isocyanatobutyl (meth) acrylate and isocyanatohexyl (meth) acrylate), glycidyl methacrylate (GMA), polyethylene glycol (weight average molecular weight 100 to 10000) mono (meth) acrylate, polyethylene / polypropylene glycol (weight average molecular weight 200 to 10000, oxyethylene content 10 to 90% by weight) mono (meth) acrylate and polypropylene Examples include glycol (weight average molecular weight 100 to 10,000) mono (meth) acrylate.
Of these, (meth) acrylates having 4 to 15 carbon atoms are preferable from the viewpoint of improving expansibility, and more preferable are methyl methacrylate, isobornyl methacrylate, and 2-hydroxyethyl methacrylate, and particularly preferable is methyl methacrylate. It is.

カルボキシ基含有ビニルモノマーとしては、炭素数3〜20のビニルカルボン酸等が用いられ、(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル(アルキルの炭素数1〜20:マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル及びマレイン酸モノヘキシルエステル等(アルキルについては以下同様))、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル(グリコールの炭素数2〜20:エチレングリコール、プロピレングリコール及びヘキセングリコール等)、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル及び桂皮酸等、並びにこれらのアルカリ金属(ナトリウム及びカリウム等)塩、アルカリ土類金属(カルシウム及びマグネシウム等)塩、アミン(炭素数3〜20:トリメチルアミン、トリエチルアミン、ブチルジメチルアミン及びトリエタノールアミン等)塩及びアンモニウム塩等が挙げられる。
これらのうち、膨張性及び耐熱性(膨張開始温度の向上、高温での膨張性等を意味する。以下同様)の観点等から、炭素数3〜10のビニルカルボン酸が好ましく、さらに好ましくは(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸及びマレイン酸モノアルキルエステル、特に好ましくは(メタ)アクリル酸である。
As the carboxy group-containing vinyl monomer, a vinyl carboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms or the like is used. (Meth) acrylic acid, (anhydrous) maleic acid, maleic acid monoalkyl ester (alkyl having 1 to 20 carbon atoms: maleic acid) Monoethyl ester, maleic acid monobutyl ester, maleic acid monohexyl ester, etc. (the same applies to alkyl), fumaric acid, fumaric acid monoalkyl ester, crotonic acid, itaconic acid, itaconic acid monoalkyl ester, itaconic acid glycol mono Ethers (2-20 carbon atoms of glycol: ethylene glycol, propylene glycol, hexene glycol, etc.), citraconic acid, citraconic acid monoalkyl ester and cinnamic acid, etc., and alkali metal (sodium and potassium) salts, alkaline earth Metal (calcium and magnesium) salts, amines (C3-20: trimethylamine, triethylamine, butyl dimethylamine and triethanolamine) salts and ammonium salts.
Among these, from the viewpoints of expandability and heat resistance (improvement of expansion start temperature, expansibility at high temperature, etc., the same applies hereinafter) and the like, vinyl carboxylic acids having 3 to 10 carbon atoms are preferable, and ( (Meth) acrylic acid, (anhydrous) maleic acid and maleic acid monoalkyl ester, particularly preferably (meth) acrylic acid.

炭素数8〜12の芳香族ビニル炭化水素としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ヒドロキシスチレン、ビニルナフタレン、ビニルピリジン、クロロスチレン、アミノスチレン、及びジクロロスチレン等が挙げられる。
炭素数2〜18の脂肪族ビニル炭化水素(D2)としては、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、オクテン、ドデセン、オクタデセン1−ブテン−3−オール及び2−ブテン−1−オール等が挙げられる。
炭素数5〜15の脂環式ビニル炭化水素としては、ビニルシクロヘキサン、シクロヘキセン、ピネン、リモネン及びインデン等が挙げられる。
Examples of the aromatic vinyl hydrocarbon having 8 to 12 carbon atoms include styrene, α-methyl styrene, vinyl toluene, 2,4-dimethyl styrene, ethyl styrene, isopropyl styrene, butyl styrene, phenyl styrene, cyclohexyl styrene, benzyl styrene, Examples include tilbenzene, hydroxystyrene, vinyl naphthalene, vinyl pyridine, chlorostyrene, aminostyrene, and dichlorostyrene.
Examples of the aliphatic vinyl hydrocarbon having 2 to 18 carbon atoms (D2) include ethylene, propylene, butene, isobutylene, pentene, heptene, octene, dodecene, octadecene 1-buten-3-ol and 2-buten-1-ol. Is mentioned.
Examples of the alicyclic vinyl hydrocarbon having 5 to 15 carbon atoms include vinylcyclohexane, cyclohexene, pinene, limonene and indene.

炭素数3〜22の(メタ)アクリルアミドとしては、(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(メタ)アクリルアミド(N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド及びN−ベンジル(メタ)アクリルアミド等)、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド(N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド及びN,N−ジプロピル(メタ)アクリルアミド等)、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド(N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド及びN−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等)、及びアミノアルキル(メタ)アクリルアミド(ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等)等が挙げられる他に、N−ビニルラクタム(N−ビニルピロリドン等)等も使用できる。   Examples of the (meth) acrylamide having 3 to 22 carbon atoms include (meth) acrylamide, N-alkyl (meth) acrylamide (N-methyl (meth) acrylamide, N-butyl (meth) acrylamide, N-benzyl (meth) acrylamide and the like. ), N, N-dialkyl (meth) acrylamide (N, N-dimethyl (meth) acrylamide and N, N-dipropyl (meth) acrylamide), N-hydroxyalkyl (meth) acrylamide (N-hydroxymethyl (meth)) In addition to acrylamide and N-hydroxyethyl (meth) acrylamide), and aminoalkyl (meth) acrylamide (dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, diethylaminoethyl (meth) acrylamide, etc.), N-vinyl lactam (N − Nirupiroridon, etc.) and the like can also be used.

炭素数2〜10のビニルスルホン酸としては、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、α−メチルスチレンスルホン酸、(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、(メタ)アクリロキシエタンスルホン酸、3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸及びプロピルアリルスルホコハク酸、並びにこれらのアルカリ金属(ナトリウム及びカリウム等)塩、アルカリ土類金属(カルシウム及びマグネシウム等)塩、アミン塩又はアンモニウム塩等が挙げられる。   Examples of the vinyl sulfonic acid having 2 to 10 carbon atoms include vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, α-methylstyrene sulfonic acid, (meth) acryloxypropyl sulfonic acid, (meth) acryloxyethane sulfonic acid, 3 -(Meth) acryloyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and propylallylsulfosuccinic acid, and alkali metal (sodium and potassium) salts, alkaline earth metal (calcium and magnesium) salts, amine salts, ammonium salts, etc. Is mentioned.

炭素数3〜10のビニルエーテルとしては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニル2−エチルヘキシルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニル2−メトキシエチルエーテル、ビニル2−ブトキシエチルエーテル、2−ブトキシ−2’−ビニロキシジエチルエーテル及びビニル2−エチルメルカプトエチルエーテル等が挙げられる。   Examples of the vinyl ether having 3 to 10 carbon atoms include vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, vinyl butyl ether, vinyl 2-ethylhexyl ether, vinyl phenyl ether, vinyl 2-methoxyethyl ether, vinyl 2-butoxyethyl ether, 2 -Butoxy-2'-vinyloxydiethyl ether, vinyl 2-ethylmercaptoethyl ether, etc. are mentioned.

炭素数4〜11のビニルケトンとしては、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルフェニルケトン及びビニル2−エチルヘキシルケトン等が挙げられる。   Examples of the vinyl ketone having 4 to 11 carbon atoms include vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl phenyl ketone, and vinyl 2-ethylhexyl ketone.

架橋性モノマーとしては、ビニル基を少なくとも2個有するモノマー等が使用でき、炭素数4〜10のジエン、炭素数8〜12のビス(メタ)アクリルアミド、ポリオール(炭素数2〜10)のポリ(メタ)アクリレート、炭素数6〜9のポリアリルアミン、炭素数6〜17のポリアリルエーテル及び炭素数9〜14のジアリルエステル等が使用できる。
ジエンとしては、ブタジエン、ペンタジエン、ヘキサジエン、シクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン及びジアリルカルビノール等が挙げられる。
ビス(メタ)アクリルアミドとしては、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’−エチレンビス(メタ)アクリルアミド及びN,N’−プロピレンビス(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
ポリオールのポリ(メタ)アクリレートとしては、ポリオールジ(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、ポリ(重合度2〜5)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート及びグリセリンジ(メタ)アクリレート等}、及びポリオールトリ又はテトラ(メタ)アクリレート{グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート及びジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート等}等が挙げられる。
ポリアリルアミンとしては、ジアリルアミン及びトリアリルアミン等が挙げられる。
ポリビニルエーテルとしては、ジビニルエーテル、ジアリルエーテル{ジアリルエーテル、ジアリロキシメタン、ジアリロキシエタン及びペンタエリスリトールジアリルエーテル等}、及びトリ−又はテトラ−アリルエーテル{テトラアリロキシエタン、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル及びペンタエリスリトールテトラアリルエーテル等}等が挙げられる。
ジアリルエステルとしては、フタル酸ジアリル、マロン酸ジアリル、コハク酸ジアリル及びアジピン酸ジアリル等が挙げられる。
As the crosslinkable monomer, a monomer having at least two vinyl groups can be used, and a diene having 4 to 10 carbon atoms, bis (meth) acrylamide having 8 to 12 carbon atoms, poly (2 to 10 carbon atoms) poly ( A (meth) acrylate, a C6-C9 polyallylamine, a C6-C17 polyallyl ether, a C9-C14 diallyl ester, etc. can be used.
Examples of the diene include butadiene, pentadiene, hexadiene, cyclopentadiene, ethylidene norbornene, divinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, and diallylcarbinol.
Examples of bis (meth) acrylamide include N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, N, N′-ethylenebis (meth) acrylamide, and N, N′-propylenebis (meth) acrylamide.
Poly (meth) acrylates of polyols include polyol di (meth) acrylate {ethylene glycol di (meth) acrylate, poly (degree of polymerization 2-5) ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate and glycerin. Di (meth) acrylate, etc.} and polyol tri or tetra (meth) acrylate {glycerin tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, diglycerin tetra (meth) acrylate, etc.} and the like.
Examples of polyallylamine include diallylamine and triallylamine.
Examples of the polyvinyl ether include divinyl ether, diallyl ether {diallyl ether, diallyloxymethane, diaryloxyethane, pentaerythritol diallyl ether, etc.} and tri- or tetra-allyl ether {tetraallyloxyethane, pentaerythritol triallyl ether. And pentaerythritol tetraallyl ether, etc.}.
Examples of diallyl esters include diallyl phthalate, diallyl malonate, diallyl succinate, and diallyl adipate.

シアノ基含有ビニルモノマーと、その他のビニルモノマーからなる群より選ばれる少なくとも1種のビニルモノマーとを構成単位とする場合、シアノ基含有ビニルモノマー単位の含有量(モル%)は、構成単位とするビニルモノマーの全モル数に基づいて、50〜99.5が好ましく、さらに好ましくは60〜96、特に好ましくは70〜93である。この範囲であると、ガスバリア性が十分に発揮でき膨張性がさらに良好となる。
シアノ基含有ビニルモノマー以外のビニルモノマーからなる群より選ばれる少なくとも1種のビニルモノマー単位の含有量(モル%)は、構成単位とするビニルモノマーの全モル数に基づいて、0.5〜50が好ましく、さらに好ましくは4〜40、特に好ましくは7〜30である。この範囲であると、膨張性及び耐熱性がさらに良好となる。
(メタ)アクリレート又はカルボキシル基含有ビニルモノマーを構成単位として含む場合、この含有量(モル%)は、構成単位とするビニルモノマーの全モル数に基づいて、0.5〜50が好ましく、さらに好ましくは2〜30、特に好ましくは5〜20である。
架橋性ビニルモノマーを構成単位として含む場合、この含有量(モル%)は、構成単位とするビニルモノマーの全モル数に基づいて、0.01〜10が好ましく、さらに好ましくは0.05〜5、特に好ましくは0.09〜1である。この範囲であると、膨張性及び耐熱性がさらに良好となる。
When the structural unit is a cyano group-containing vinyl monomer and at least one vinyl monomer selected from the group consisting of other vinyl monomers, the content (mol%) of the cyano group-containing vinyl monomer unit is the structural unit. Based on the total number of moles of the vinyl monomer, 50 to 99.5 is preferable, more preferably 60 to 96, and particularly preferably 70 to 93. Within this range, the gas barrier properties can be sufficiently exerted and the expansibility can be further improved.
The content (mol%) of at least one vinyl monomer unit selected from the group consisting of vinyl monomers other than cyano group-containing vinyl monomers is 0.5 to 50 based on the total number of moles of vinyl monomers as constituent units. Is more preferable, 4 to 40 is more preferable, and 7 to 30 is particularly preferable. Within this range, the expansibility and heat resistance are further improved.
When (meth) acrylate or a carboxyl group-containing vinyl monomer is included as a structural unit, the content (mol%) is preferably 0.5 to 50, more preferably based on the total number of moles of vinyl monomer as a structural unit. Is from 2 to 30, particularly preferably from 5 to 20.
When the crosslinkable vinyl monomer is included as a constituent unit, the content (mol%) is preferably 0.01 to 10, more preferably 0.05 to 5, based on the total number of moles of the vinyl monomer as the constituent unit. Especially preferably, it is 0.09-1. Within this range, the expansibility and heat resistance are further improved.

熱可塑性ポリマー(A)の重量平均分子量(Mw)は、5000〜100万が好ましく、さらに好ましくは1万〜50万、特に好ましくは2万〜30万である。なお、Mwは、ポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエションクロマトグラフィにより測定される。   The weight average molecular weight (Mw) of the thermoplastic polymer (A) is preferably from 5,000 to 1,000,000, more preferably from 10,000 to 500,000, particularly preferably from 20,000 to 300,000. Mw is measured by gel permeation chromatography using polystyrene as a standard substance.

不揮発性の流動性物質(C)とは、沸点が高い若しくは沸点を有さず、かつ、熱可塑性ポリマー(A)の重合温度において固体ではないものを意味する。更に具体的には、沸点が100℃以上、かつ、流動点が45℃以下であることが好ましい。
沸点は150〜400℃若しくは沸点を有さないものが更に好ましい。また、流動点は35℃以下であることが更に好ましく、25℃以下であることが特に好ましい。
ここで流動点とは、物質が流動する最低の温度を意味し、JISK2269に従って測定される。
流動性物質(C)は疎水性であり、かつ、熱可塑性ポリマー(A)を構成するモノマーに溶解することが好ましい。ここで疎水性とは水に溶解しにくい性質を意味する。具体的には、水への溶解度が1g/水100g以下であることが好ましく、更に好ましくは0〜0.5g/水100g、特に好ましくは0〜0.1g/水100gである。流動性物質(C)の水への溶解度がこの範囲内であると、後述するように、モノマーの重合の進行に伴って、流動性物質(C)が粒子の内部に相分離する。
不揮発性の流動性物質(C)としては、高級炭化水素、高級アルコール、シリコーンオイル、植物油(オリーブ油、菜種油、ココナッツ油など)、イオン液体などを使用することができる。
The non-volatile flowable substance (C) means a substance having a high boiling point or no boiling point and not solid at the polymerization temperature of the thermoplastic polymer (A). More specifically, the boiling point is preferably 100 ° C. or higher and the pour point is 45 ° C. or lower.
More preferably, the boiling point is 150 to 400 ° C. or no boiling point. Further, the pour point is more preferably 35 ° C. or less, and particularly preferably 25 ° C. or less.
Here, the pour point means the lowest temperature at which the substance flows and is measured according to JISK2269.
The flowable substance (C) is hydrophobic and is preferably dissolved in the monomer constituting the thermoplastic polymer (A). Here, the hydrophobic property means that it is difficult to dissolve in water. Specifically, the solubility in water is preferably 1 g / 100 g or less of water, more preferably 0 to 0.5 g / 100 g of water, and particularly preferably 0 to 0.1 g / 100 g of water. When the solubility of the fluid substance (C) in water is within this range, the fluid substance (C) is phase-separated inside the particles as the polymerization of the monomer proceeds, as will be described later.
As the non-volatile fluid substance (C), higher hydrocarbons, higher alcohols, silicone oils, vegetable oils (olive oil, rapeseed oil, coconut oil, etc.), ionic liquids and the like can be used.

高級炭化水素としては、好ましくは平均炭素数7〜40、さらに好ましくは15〜35の炭化水素が使用でき、直鎖構造若しくは分岐構造、又はその混合物であってもよい。更には、脂肪族炭化水素だけでなく、脂環式炭化水素若しくは芳香族炭化水素、又はこれらの混合物も使用することができる。
脂肪族炭化水素としては、ヘプタン、オクタン、デカン、テトラデカン、ノナデカン、流動パラフィン等が挙げられる。
脂環式炭化水素としては、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、メチルシクロヘキサン等が挙げられる。
芳香族炭化水素としては、トルエン、キシレン、ナフタレン等が挙げられる。
これらのうち、安全性の観点等から、脂肪族炭化水素が好ましく、更に好ましくは、平均炭素数10〜50の脂肪族炭化水素、特に好ましくは、平均炭素数15〜40以下の脂肪族炭化水素(ノナデカン、流動パラフィン等)である。
The higher hydrocarbon is preferably a hydrocarbon having an average carbon number of 7 to 40, more preferably 15 to 35, and may be a linear structure or a branched structure, or a mixture thereof. Furthermore, not only aliphatic hydrocarbons but also alicyclic hydrocarbons or aromatic hydrocarbons, or mixtures thereof can be used.
Examples of the aliphatic hydrocarbon include heptane, octane, decane, tetradecane, nonadecane, and liquid paraffin.
Examples of the alicyclic hydrocarbon include cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, and methylcyclohexane.
Aromatic hydrocarbons include toluene, xylene, naphthalene, and the like.
Among these, from the viewpoint of safety, an aliphatic hydrocarbon is preferable, more preferably an aliphatic hydrocarbon having an average carbon number of 10 to 50, and particularly preferably an aliphatic hydrocarbon having an average carbon number of 15 to 40 or less. (Nonadecane, liquid paraffin, etc.).

高級アルコールとしては、平均炭素数3〜40の炭化水素が使用でき、直鎖構造若しくは分岐構造、又はその混合物であってもよい。
具体的には、ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、ドデシルアルコール、オクタデシルアルコール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジフェニルメタノール等が挙げられる。
これらのうち、安全性の観点等から、平均炭素数5〜40以下の高級アルコーが好ましく、更に好ましくは、平均炭素数8〜15の高級アルコール(オクチルアルコール、ドデシルアルコール等)である。
As the higher alcohol, a hydrocarbon having an average carbon number of 3 to 40 can be used, and it may be a linear structure or a branched structure, or a mixture thereof.
Specific examples include pentyl alcohol, isopentyl alcohol, hexyl alcohol, octyl alcohol, dodecyl alcohol, octadecyl alcohol, cyclohexanol, benzyl alcohol, diphenylmethanol and the like.
Among these, from the viewpoint of safety, higher alcohols having an average carbon number of 5 to 40 are preferable, and higher alcohols having an average carbon number of 8 to 15 (octyl alcohol, dodecyl alcohol, etc.) are more preferable.

不揮発性の流動性物質(C)としては、安全性及び重合時の相分離性の観点等から、高級炭化水素、高級アルコール、シリコーンオイル、植物油を使用することが好ましく、更に好ましくは、高級炭化水素、シリコーンオイル、特に好ましくは、平均炭素数15〜40の脂肪族炭化水素、シリコーンオイルである。   As the non-volatile fluid substance (C), it is preferable to use higher hydrocarbons, higher alcohols, silicone oils, vegetable oils, and more preferably higher carbonization from the viewpoints of safety and phase separation during polymerization. Hydrogen, silicone oil, particularly preferable are aliphatic hydrocarbons and silicone oils having an average carbon number of 15 to 40.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、ポリマーシェル(PS)内に、熱膨張性マイクロカプセルの重量に基づいて1〜50重量%の流動性物質(C)を含有することが好ましく、更に好ましくは3〜40重量%、特に好ましくは5〜20重量%である。
この範囲であれば、膨張性が良好な熱膨張性マイクロカプセルが得られる。
The thermally expandable microcapsule of the present invention preferably contains 1 to 50% by weight of the flowable substance (C) based on the weight of the thermally expandable microcapsule in the polymer shell (PS), more preferably It is 3 to 40% by weight, particularly preferably 5 to 20% by weight.
Within this range, thermally expandable microcapsules with good expandability can be obtained.

熱分解により気体を発生する固体(D)とは、加熱することにより分解して気体を発生する固体を意味する。加熱することにより分解して気体を発生する温度は、固体(D)を選択することにより、熱膨張性マイクロカプセルを使用する目的に応じて任意に制御することができ、100℃以上200℃以下が好ましく、更に好ましくは130℃以上190℃以下である。   The solid (D) that generates gas by pyrolysis means a solid that decomposes by heating to generate gas. The temperature at which gas is decomposed by heating can be arbitrarily controlled according to the purpose of using the thermally expandable microcapsule by selecting the solid (D), and is 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. Is more preferable, and it is 130 degreeC or more and 190 degrees C or less.

固体(D)としては、有機系化合物又は無機系化合物、これらの混合物等を使用することができる。
有機系化合物としては、アゾ化合物(アゾイソブチロニトリル(AIBN)、アゾジカルボンアミド(ADCA)、バリウムアゾジカルボキシレート、1,1’−アゾビス−1−シクロヘキサンニトリル、ジアゾアミノベンゼン等)、スルホヒドラジド化合物(ジフェニルスルホン−3,3′−ジスルホヒドラジド、4,4′−ヒドロキシ−ビス−(ベンゼンスルホヒドラジド)、トリヒドラジノトリアジン、アリール−ビス−(スルホヒドラジド)、p−トルエンスルホニルヒドラジド、4,4’−オキシベンゼンスルホニルヒドラジド等)、ニトロソ化合物(N,N′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、N,N−ジメチル−N,N′−ジニトロソフタラミド等)、セミカルバジド(p−トリレンスルホニルセミカルバジド、4,4′−ヒドロキシ−ビス−(ベンゼンスルホニルセミカルバジド)等)、トリアゾール(5−モルホリル−1,2,3,4−チアトリアゾール等)などが挙げられる。
無機系化合物としては、炭酸水素ナトリウム(重曹)、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、酒石酸水素カリウム、フマル酸ナトリウムなどが挙げられる。
なお、発泡助剤として、亜鉛華、硝酸亜鉛、フタル酸鉛、炭酸鉛、三塩基性リン酸塩、三塩基性硫酸鉛等の無機塩、亜鉛脂肪酸石けん、鉛脂肪酸石けん、カドミウム脂肪酸石けん等の金属石けん、ホウ酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸等の酸類、尿素、ビウレア、エタノールアミン、グリコール、グリセリン等を混合して使用することができる。
これらのうち、膨張温度の制御性の観点等から、有機系化合物が好ましく、更に好ましくは、アゾ化合物、スルホヒドラジド化合物、ニトロソ化合物であり、特に好ましくは、アゾ化合物である。
As the solid (D), an organic compound, an inorganic compound, a mixture thereof, or the like can be used.
Organic compounds include azo compounds (azoisobutyronitrile (AIBN), azodicarbonamide (ADCA), barium azodicarboxylate, 1,1′-azobis-1-cyclohexanenitrile, diazoaminobenzene, etc.), sulfo Hydrazide compounds (diphenylsulfone-3,3′-disulfohydrazide, 4,4′-hydroxy-bis- (benzenesulfohydrazide), trihydrazinotriazine, aryl-bis- (sulfohydrazide), p-toluenesulfonylhydrazide, 4,4′-oxybenzenesulfonylhydrazide, etc.), nitroso compounds (N, N′-dinitrosopentamethylenetetramine, N, N-dimethyl-N, N′-dinitrosophthalamide, etc.), semicarbazide (p-tolylene) Sulfonyl semicarbazide, 4,4 ' Hydroxy - bis - (benzene sulfonyl semicarbazide), etc.), triazole (5-morpholyl-1,2,3,4-thiatriazole, etc.) and the like.
Examples of the inorganic compound include sodium hydrogen carbonate (bicarbonate), ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, potassium hydrogen tartrate, sodium fumarate, and the like.
As foaming aids, zinc oxide, zinc nitrate, lead phthalate, lead carbonate, tribasic phosphate, tribasic lead sulfate and other inorganic salts, zinc fatty acid soap, lead fatty acid soap, cadmium fatty acid soap, etc. Metal soaps, acids such as boric acid, oxalic acid, succinic acid, adipic acid, urea, biurea, ethanolamine, glycol, glycerin and the like can be mixed and used.
Of these, organic compounds are preferable from the viewpoint of controllability of expansion temperature, and the like, more preferably azo compounds, sulfohydrazide compounds, and nitroso compounds, and particularly preferably azo compounds.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、ポリマーシェル(PS)内に、熱膨張性マイクロカプセルの重量に基づいて1〜50重量%の固体(D)を含有することが好ましく、更に好ましくは2〜40重量%、特に好ましくは3〜20重量%である。
この範囲であれば、膨張性が良好な熱膨張性マイクロカプセルが得られる。
The thermally expandable microcapsule of the present invention preferably contains 1 to 50% by weight of solid (D) in the polymer shell (PS) based on the weight of the thermally expandable microcapsule, more preferably 2 to 2%. It is 40% by weight, particularly preferably 3 to 20% by weight.
Within this range, thermally expandable microcapsules with good expandability can be obtained.

熱分解により気体を発生する固体(D)は、その表面を疎水性物質である処理剤(E)で処理されていることが好ましい。固体(D)は、流動性物質(C)が重合の進行に伴って、粒子の内部へ相分離する時に、一緒に粒子の内部へと移動する必要がある。そのため、流動性物質(C)との親和性を高くする必要があり、この親和性が高い場合には、固体(D)は粒子の内部に容易に移動することができる。一方、この親和性が低い場合には、固体(D)は粒子内部に移動せずポリマーシェル中に埋設したり、粒子外部に排出されたりして膨張倍率が低下することになる。
処理剤(E)としては、水への溶解度が1g/水100g以下であることが好ましく、更に好ましくは0.5g/水100g以下、特に好ましくは0.1g/水100g以下である。更には、熱可塑性ポリマー(A)の重合温度(20℃から90℃)において、流動しないものが好ましい。
The surface of the solid (D) that generates gas by thermal decomposition is preferably treated with a treatment agent (E) that is a hydrophobic substance. The solid (D) needs to move into the particles together when the fluid substance (C) phase-separates into the particles as the polymerization proceeds. Therefore, it is necessary to increase the affinity with the fluid substance (C), and when this affinity is high, the solid (D) can easily move into the particles. On the other hand, when this affinity is low, the solid (D) does not move inside the particles but is embedded in the polymer shell or discharged outside the particles, and the expansion ratio is lowered.
The treating agent (E) preferably has a solubility in water of 1 g / 100 g or less of water, more preferably 0.5 g / 100 g or less of water, and particularly preferably 0.1 g / 100 g or less of water. Furthermore, what does not flow is preferable at the polymerization temperature (20 ° C. to 90 ° C.) of the thermoplastic polymer (A).

具体的には、平均炭素数10〜80の高級脂肪酸又はその塩(カプリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム等)、平均炭素数10〜80の高級アルコール(ドデシルアルコール、テトラデシルアルコール、ヘキサデシルアルコール、オクタデシルアルコール、ジフェニルメタノール等)、平均炭素数10〜80の高級炭化水素(ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、天然ワックス(石油ワックス)、合成ワックス等)、脂肪酸アミド、酸化ポリエチレンワックス等が挙げられる。
これらのうち、熱膨張性マイクロカプセルの重合温度以上、固体(D)の分解温度以下にて溶融するものが好ましく、具体的には、平均炭素数10〜60の高級脂肪酸又はその塩、平均炭素数10〜60の高級炭化水素が好ましく、特に好ましくは平均炭素数20〜50の石油ワックス、ステアリン酸マグネシウムである。
処理剤(E)での表面処理方法としては、まず(E)を加熱して溶融させ、プラネタリーミキサー等を使用して溶融した(E)と固体(D)とを混合後、冷却して固体(D)の表面に(E)を析出させて被覆する方法が挙げられる。
Specifically, higher fatty acids having an average carbon number of 10 to 80 or salts thereof (capric acid, lauric acid, palmitic acid, stearic acid, magnesium stearate, etc.), higher alcohols having an average carbon number of 10 to 80 (dodecyl alcohol, tetra Decyl alcohol, hexadecyl alcohol, octadecyl alcohol, diphenylmethanol, etc.), higher hydrocarbons having an average carbon number of 10-80 (pentadecane, hexadecane, heptadecane, octadecane, nonadecane, natural wax (petroleum wax), synthetic wax, etc.), fatty acid amide And oxidized polyethylene wax.
Among these, those which melt at a temperature not lower than the polymerization temperature of the thermally expandable microcapsule and not higher than the decomposition temperature of the solid (D) are preferable. Specifically, higher fatty acids having 10 to 60 carbon atoms or salts thereof, average carbon Higher hydrocarbons of several 10 to 60 are preferable, and petroleum wax having an average carbon number of 20 to 50 and magnesium stearate are particularly preferable.
As a surface treatment method with the treatment agent (E), first, the (E) is heated and melted, and the melted (E) and solid (D) are mixed using a planetary mixer or the like and then cooled. The method of depositing and coating (E) on the surface of solid (D) is mentioned.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルには、必要に応じて、各種添加剤を使用してもよく、例えば、酸化防止剤(ヒンダートフェノール、リン及びラクトンなど)、紫外線吸収剤(ベンゾトリアゾールなど)、抗菌剤(フェニルエーテルなど)及び帯電防止剤(ポリアミド系共重合体など)等を添加することができる。   Various additives may be used in the heat-expandable microcapsules of the present invention as needed. For example, antioxidants (such as hindered phenol, phosphorus and lactone), ultraviolet absorbers (such as benzotriazole) Further, an antibacterial agent (such as phenyl ether) and an antistatic agent (such as a polyamide copolymer) can be added.

熱膨張性マイクロカプセルの体積平均粒径(μm)は、1〜100が好ましく、さらに好ましくは5〜75、特に好ましくは10〜50である。
また、体積平均粒径は、JIS Z8825−1:2001に記載された測定原理{光散乱法(25℃)}を有するレーザー回折式粒度分布測定装置{たとえば、堀場製作所製LA−920、島津製作所製SALD−1100型等)により求められる。
1-100 are preferable, as for the volume average particle diameter (micrometer) of a thermally expansible microcapsule, More preferably, it is 5-75, Most preferably, it is 10-50.
The volume average particle size is measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus having a measurement principle {light scattering method (25 ° C.)} described in JIS Z8825-1: 2001 {for example, LA-920 manufactured by Horiba, Shimadzu Manufactured by SALD-1100, etc.).

本発明の熱膨張性マイクロカプセルの製造方法としては、モノマーに不揮発性の流動性物質(C)を溶解させた後、熱分解により気体を発生する固体(D)をその溶液に分散したものを油相とし、これを水を主成分とする水相に乳化分散後、重合させる方法が挙げられる。
乳化分散は、機械的せん断力を油相と水相との混合物に加えることにより行うことができる。機械的せん断力を加える方法としては、攪拌翼による攪拌、超音波分散機による分散、膜乳化機(冷化工業社製)による分散等が挙げられる。攪拌翼による攪拌を行う場合には、(連続式)ホモミキサー(特殊機械社製)などの特殊分散機を使用することができる。
乳化分散には、分散性を高めるために、界面活性剤や分散安定剤を使用することができる。
As a method for producing the thermally expandable microcapsule of the present invention, a non-volatile fluid substance (C) is dissolved in a monomer, and then a solid (D) that generates gas by thermal decomposition is dispersed in the solution. There is a method in which an oil phase is formed, and this is emulsified and dispersed in an aqueous phase containing water as a main component and then polymerized.
Emulsification and dispersion can be performed by applying a mechanical shear force to the mixture of the oil phase and the aqueous phase. Examples of the method for applying a mechanical shearing force include stirring with a stirring blade, dispersion with an ultrasonic disperser, dispersion with a membrane emulsifier (manufactured by Chilling Industries). When stirring with a stirring blade, a special disperser such as a (continuous) homomixer (manufactured by Special Machinery Co., Ltd.) can be used.
In the emulsification dispersion, a surfactant or a dispersion stabilizer can be used to improve dispersibility.

重合は、モノマーがビニルモノマーである場合には、重合開始剤を加えて加熱することにより行うことができ、使用する重合開始剤の種類により加熱温度、重合時間を決定する。
一方、モノマーがイソシアネートや酸クロライドであって、ポリウレタンやポリアミドを合成する場合には、水相側からアミンやポリオール等のリアクタントを加えることにより、乳化分散した油相の界面で重合を行わせることができる。
いずれの場合も、重合の進行に伴って、流動性物質(C)がモノマーに溶解しなくなり、粒子の内部に相分離していく。この相分離の過程において、固体(D)も流動性物質(C)とともに粒子の内部に移動する。
モノマーと流動性物質(C)が相溶しない場合には、界面活性剤や有機溶剤等の相溶化剤を使用することができる。この場合も、重合の進行に伴って、流動性物質(C)を粒子の内部に相分離させる必要がある。相溶化剤としては、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチルなどを使用することができるが、安全性の観点等から、乳化分散後若しくは重合後に減圧操作等にて除去することが好ましい。
When the monomer is a vinyl monomer, the polymerization can be performed by adding a polymerization initiator and heating, and the heating temperature and the polymerization time are determined depending on the type of the polymerization initiator used.
On the other hand, when the monomer is an isocyanate or an acid chloride and a polyurethane or polyamide is synthesized, polymerization is performed at the interface of the emulsified and dispersed oil phase by adding a reactant such as amine or polyol from the aqueous phase side. Can do.
In either case, as the polymerization proceeds, the fluid substance (C) is not dissolved in the monomer and phase-separated into the particles. In the phase separation process, the solid (D) also moves into the particles together with the fluid substance (C).
When the monomer and the flowable substance (C) are not compatible with each other, a compatibilizing agent such as a surfactant or an organic solvent can be used. Also in this case, it is necessary to phase-separate the fluid substance (C) into the particles as the polymerization proceeds. As a compatibilizing agent, dimethylformamide, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, acetone, ethyl acetate, butyl acetate, etc. can be used. However, from the viewpoint of safety, etc., it should be removed by depressurization after emulsification dispersion or polymerization. Is preferred.

重合終了後は、公知の方法(遠心分離や濾過等)によって、固液分離及び/又は洗浄してもよい。一方、固液分離を行わず、水に分散した状態若しくは溶剤等に分散した状態で製品とすることもできる。
固液分離及び/又は洗浄する場合、この後、ポリマーシェル(PS)の軟化温度以下にて乾燥及び/又は粉砕してもよい。乾燥及び粉砕は、既知の方法により行うことができ、気流乾燥機、順風乾燥機及びナウターミキサー(ホソカワミクロン社製)等を使用できる。また、乾燥及び粉砕は粉砕乾燥機等によって同時に行うこともできる。
After completion of the polymerization, solid-liquid separation and / or washing may be performed by a known method (such as centrifugation or filtration). On the other hand, the product can be produced in a state dispersed in water or in a solvent or the like without performing solid-liquid separation.
In the case of solid-liquid separation and / or washing, it may be dried and / or pulverized below the softening temperature of the polymer shell (PS). Drying and pulverization can be performed by a known method, and an air flow dryer, a normal air dryer, a Nauter mixer (manufactured by Hosokawa Micron), or the like can be used. Further, drying and pulverization can be simultaneously performed by a pulverization dryer or the like.

界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(重合度1〜100)ラウリル硫酸ナトリウム及び(ポリ)オキシエチレン(重合度1〜100)ラウリル硫酸トリエタノールアミン等)、カチオン性界面活性剤(塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩、ジラウリルアミン塩酸塩及びオレイルアミン乳酸塩等)、ノニオン性界面活性剤(アジピン酸ジエタノールアミン縮合物、ラウリルジメチルアミンオキシド、モノステアリン酸グリセリン、モノラウリン酸ソルビタン及びステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩等)及び両性界面活性剤(ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン及びβ−ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム等)が含まれ、これらの界面活性剤の他に、高分子型分散剤(ポリビニルアルコール、デンプン及びカルボキシメチルセルロース等)を使用することができる。
これらのうち、カチオン性、ノニオン性、両性の界面活性剤及びこれらと高分子型分散剤との併用が好ましく、さらに好ましくはノニオン性活性剤及びノニオン性活性剤と高分子型分散剤との併用、特に好ましくはノニオン性活性剤である。
界面活性剤を使用する場合、この使用量(重量%)は、モノマーと揮発性液体(SL)との全重量に基づいて、0.01〜10が好ましく、さらに好ましくは0.05〜5、特に好ましくは0.1〜2である。
Examples of the surfactant include anionic surfactants (sodium lauryl sulfate, (poly) oxyethylene (degree of polymerization 1 to 100) sodium lauryl sulfate and (poly) oxyethylene (degree of polymerization 1 to 100) lauryl sulfate triethanolamine, etc. ), Cationic surfactants (stearyltrimethylammonium chloride, diethylaminoethylamide stearate lactate, dilaurylamine hydrochloride and oleylamine lactate, etc.), nonionic surfactants (diethanolamine adipic acid condensate, lauryldimethylamine oxide, Glyceryl monostearate, sorbitan monolaurate and diethylaminoethylamide lactate stearate) and amphoteric surfactants (coconut oil fatty acid amidopropyldimethylaminoacetic acid betaine, lauryl hydroxysulfobe Included in and β- laurylamino sodium propionate, etc.), in addition to these surfactants, it is possible to use a polymer type dispersant (polyvinyl alcohol, starch and carboxymethyl cellulose).
Of these, cationic, nonionic and amphoteric surfactants and their combined use with polymeric dispersants are preferred, and more preferred are nonionic active agents and nonionic active agents with polymeric dispersants. Particularly preferred are nonionic active agents.
When a surfactant is used, the amount used (% by weight) is preferably 0.01 to 10, more preferably 0.05 to 5, based on the total weight of the monomer and the volatile liquid (SL). Most preferably, it is 0.1-2.

分散安定剤としては、シリカ(コロイダルシリカ等)、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸バリウム及び水酸化マグネシウム等が使用され、2種類以上を併用することもできる。
これらのうち、分散安定性の観点等から、コロイダルシリカが好ましい。
分散安定剤を使用する場合、この使用量(重量%)は、モノマーと揮発性液体(SL)との全重量に基づいて、0.01〜30が好ましく、さらに好ましくは0.1〜20、特に好ましくは0.5〜10である。
As the dispersion stabilizer, silica (such as colloidal silica), calcium carbonate, calcium phosphate, aluminum hydroxide, barium carbonate, magnesium hydroxide, or the like is used, and two or more kinds can be used in combination.
Of these, colloidal silica is preferable from the viewpoint of dispersion stability.
When a dispersion stabilizer is used, the amount used (% by weight) is preferably 0.01 to 30, more preferably 0.1 to 20, based on the total weight of the monomer and the volatile liquid (SL). Especially preferably, it is 0.5-10.

重合開始剤としては特に限定されるものではないが、モノマーに可溶の油溶性開始剤が好ましく、公知のパーオキサイド開始剤及びアゾ開始剤等を使用できる。これらのうち、アゾ開始剤が好ましく、さらに好ましくは2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサン1−カーボニトリル、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル及び2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、特に好ましくは2,2’−アゾビスイソブチロニトリルである。
重合開始剤を用いる場合、この使用量(重量%)は、構成単位とするビニルモノマーの全重量に基づいて、0.01〜5が好ましく、さらに好ましくは0.05〜2、特に好ましくは0.1〜1である。
Although it does not specifically limit as a polymerization initiator, The oil-soluble initiator soluble in a monomer is preferable and a well-known peroxide initiator, an azo initiator, etc. can be used. Of these, azo initiators are preferred, and 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobiscyclohexane 1-carbonitrile, and 2,2′-azobis-4-methoxy-2 are more preferred. , 4-dimethylvaleronitrile and 2,2′-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, particularly preferably 2,2′-azobisisobutyronitrile.
When a polymerization initiator is used, the amount used (% by weight) is preferably 0.01 to 5, more preferably 0.05 to 2, particularly preferably 0, based on the total weight of the vinyl monomer as a constituent unit. .1-1.

熱膨張マイクロカプセルの体積平均粒径(μm)は、0.1〜100が好ましく、さらに好ましくは0.5〜60、特に好ましくは1〜30である。
なお、樹脂等の軽量化材に使用される場合、10〜100μmが好ましく、さらに好ましくは20〜60μmである。また、自動車用等の塗料に使用される場合、0.5〜60μmが好ましく、さらに好ましくは1〜20μmである。また、体積平均粒径は、JIS Z8825−1:2001に記載された測定原理{光散乱法(25℃)}を有するレーザー回折式粒度分布測定装置{たとえば、堀場製作所製LA−920、島津製作所製SALD−1100型等)により求められる。
体積平均粒径は、公知の方法によって制御でき、界面活性剤の種類及び量(量を増やすと小さくなる)、分散安定剤の種類及び量(量を増やすと小さくなる)、分散条件(条件をきつくすると小さくなる)等によって任意に制御できる。
The volume average particle size (μm) of the thermally expanded microcapsule is preferably 0.1 to 100, more preferably 0.5 to 60, and particularly preferably 1 to 30.
In addition, when used for lightening materials, such as resin, 10-100 micrometers is preferable, More preferably, it is 20-60 micrometers. Moreover, when using for the coating materials for motor vehicles etc., 0.5-60 micrometers is preferable, More preferably, it is 1-20 micrometers. The volume average particle size is measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus having a measurement principle {light scattering method (25 ° C.)} described in JIS Z8825-1: 2001 {for example, LA-920 manufactured by Horiba, Shimadzu Manufactured by SALD-1100, etc.).
The volume average particle diameter can be controlled by a known method. The type and amount of the surfactant (decreases as the amount increases), the type and amount of the dispersion stabilizer (decreases as the amount increases), the dispersion condition (conditions It can be arbitrarily controlled by, for example, decreasing when tightened).

熱膨張性マイクロカプセルの膨張方法は、既知の方法を適用することができ、気流乾燥機、順風乾燥機及びナウターミキサー(ホソカワミクロン社製)、ソリッドエア(ホソカワミクロン社製)、万能混合機(ダルトン社製)等を使用して加熱することにより行うことができる。
加熱温度(℃)としては、{ポリマー(A)の軟化温度(NT)−20〜(NT)+70}℃(90〜350℃)が好ましく、さらに好ましくは100〜330、特に好ましくは120〜250、最も好ましくは130〜220である。
加熱時間としては、1分〜60分が好ましく、さらに好ましくは5〜30分、特に好ましくは0.5分〜15分である。
As the expansion method of the thermally expandable microcapsule, a known method can be applied. An air flow dryer, a forward air dryer and a Nauta mixer (manufactured by Hosokawa Micron), solid air (manufactured by Hosokawa Micron), a universal mixer (Dalton) It is possible to carry out the heating by using, for example.
The heating temperature (° C.) is preferably {softening temperature of polymer (A) (NT) −20 to (NT) +70} ° C. (90 to 350 ° C.), more preferably 100 to 330, particularly preferably 120 to 250. Most preferably, it is 130-220.
The heating time is preferably 1 minute to 60 minutes, more preferably 5 to 30 minutes, and particularly preferably 0.5 to 15 minutes.

熱膨張性マイクロカプセルを膨張してなる中空樹脂粒子の比重(g/cm3)は、0.6〜0.008が好ましく、さらに好ましくは0.5〜0.01、特に好ましくは0.4〜0.02である。
ここで、中空樹脂粒子の比重とは、中空部を含んだ粒子全体の比重(見掛け密度)を意味し、中空樹脂粒子の比重が低いほど、熱膨張性マイクロカプセルの膨張倍率が高いことを意味する。
なお、比重はJIS Z8807−1976「固体比重測定方法」の2.比重びんによる測定方法(液体;蒸留水又はメタノール)に準拠して測定される。
The specific gravity (g / cm 3 ) of the hollow resin particles obtained by expanding the thermally expandable microcapsule is preferably 0.6 to 0.008, more preferably 0.5 to 0.01, and particularly preferably 0.4. ~ 0.02.
Here, the specific gravity of the hollow resin particles means the specific gravity (apparent density) of the whole particle including the hollow portion, and the lower the specific gravity of the hollow resin particles, the higher the expansion ratio of the thermally expandable microcapsules. To do.
The specific gravity is described in 2. of JIS Z8807-1976 “Method for Measuring Solid Specific Gravity”. It is measured according to a measurement method using a specific gravity bottle (liquid; distilled water or methanol).

熱膨張性マイクロカプセルを含有する熱剥離性接着剤とは、接着剤組成物に熱膨張性マイクロカプセルを添加した接着剤であって、加熱により熱膨張性マイクロカプセルを膨張させて、接着面積が減少することで剥がれ易くする若しくは自然に剥がれるという接着剤である。また、使用形態としてはシーラントや粘着テープも含まれる。
ここで接着剤組成物としては、熱可塑性樹脂(酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、オレフィン樹脂等)、熱硬化性樹脂(ユリア樹脂、メラミン樹脂、フォノール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、レゾルシラノール樹脂、ポリエステル樹脂等)及びエラストマー(クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリサルファード、ブチルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム等)が挙げられる。これらのうち、熱剥離性向上の観点等から、熱可塑性樹脂又はエラストマーであることが好ましい。
熱膨張性マイクロカプセルの配合量は、接着強度及び熱剥離性の両立の観点から、接着剤組成物に対して、1〜70重量%であることが好ましく、更に好ましくは3〜60重量%、特に好ましくは5〜40重量% である。
熱剥離温度は用途により好ましい範囲が異なるが、一般的には、100℃以上200℃以下が好ましく、更に好ましくは130℃以上190℃以下である。熱剥離温度は、熱分解により気体を発生する固体(D)の熱分解温度を調整することで制御することが可能である。
A heat-peelable adhesive containing a heat-expandable microcapsule is an adhesive in which a heat-expandable microcapsule is added to an adhesive composition. It is an adhesive that can be easily peeled by decreasing or can be peeled naturally. Moreover, sealants and adhesive tapes are also included as usage forms.
Here, the adhesive composition includes thermoplastic resins (vinyl acetate resin, ethylene vinyl acetate resin, vinyl chloride resin, acrylic resin, polyamide resin, cellulose resin, olefin resin, etc.), thermosetting resins (urea resin, melamine resin). Phonol resin, urethane resin, epoxy resin, resorsilanol resin, polyester resin, etc.) and elastomer (chloroprene rubber, nitrile rubber, styrene butadiene rubber, polysulfide, butyl rubber, urethane rubber, acrylic rubber, silicone rubber, etc.) It is done. Among these, a thermoplastic resin or an elastomer is preferable from the viewpoint of improving heat peelability.
The blending amount of the heat-expandable microcapsule is preferably 1 to 70% by weight, more preferably 3 to 60% by weight, based on the adhesive composition, from the viewpoint of achieving both adhesive strength and heat peelability. Particularly preferred is 5 to 40% by weight.
The preferred range of the thermal peeling temperature varies depending on the use, but is generally preferably 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, more preferably 130 ° C. or higher and 190 ° C. or lower. The thermal peeling temperature can be controlled by adjusting the thermal decomposition temperature of the solid (D) that generates gas by thermal decomposition.

以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されない。
<実施例1>
脱イオン水340重量部、20%コロイダルシリカ17.6重量部、アジピン酸−ジエタノールアミン縮合物1.0重量部及び塩化ナトリウム110重量部を均一に混合した後、これに、アクリロニトリル83重量部、メタクリル酸10重量部、メチルメタクリレート14重量部、流動パラフィン(平均炭素数34、三光化学工業社製260−S)(C−1)23重量部及びアゾビスイソブチロニトリル0.5重量部からなる溶液に、表面を処理剤、石油ワックス(平均炭素数40・直鎖状炭化水素、日本せいろ社製HNP−9)(E−1)にて処理したアゾジカルボンアミド[ADCA(D−1)(三協化成製)]10重量部を加え、ホモミキサー(特殊機械(株)製 ROBOMICS、4000rpm)を用いて2分間撹拌して、懸濁液を得た。なお、石油ワックス(表面処理剤)によるADCA(D−1)の表面処理は、石油ワックス10重量部を70℃で溶融し、これにADCA(D−1)10重量部を混合し、プラネタリーミキサーにて15分間攪拌することにより行った。
この懸濁液を耐圧反応容器に移し、ゲージ圧0.25MPa、60℃にて20時間重合させた。次いで、重合液を濾過した後、60℃にて5時間乾燥させて熱膨張性マイクロカプセルを得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, this invention is not limited to this.
<Example 1>
After uniformly mixing 340 parts by weight of deionized water, 17.6 parts by weight of 20% colloidal silica, 1.0 part by weight of adipic acid-diethanolamine condensate and 110 parts by weight of sodium chloride, 83 parts by weight of acrylonitrile, methacrylic acid, 10 parts by weight of acid, 14 parts by weight of methyl methacrylate, 23 parts by weight of liquid paraffin (average carbon number 34, Sanko Chemical Industries 260-S) (C-1) and 0.5 part by weight of azobisisobutyronitrile The solution was treated with an azodicarbonamide [ADCA (D-1) (ADC-1 (D-1) (E-1), the surface of which was treated with a treating agent, petroleum wax (average carbon number 40, linear hydrocarbon, Nippon Seiro Co., Ltd., HNP-9) (E-1)]. Sankyo Chemical Co., Ltd.)] 10 parts by weight were added, and the mixture was stirred for 2 minutes using a homomixer (ROBOMICS, 4000 rpm, produced by Special Machinery Co., Ltd.) to obtain a suspension. The surface treatment of ADCA (D-1) with petroleum wax (surface treatment agent) is carried out by melting 10 parts by weight of petroleum wax at 70 ° C., mixing 10 parts by weight of ADCA (D-1), and then planetary. This was carried out by stirring for 15 minutes with a mixer.
This suspension was transferred to a pressure-resistant reaction vessel and polymerized at a gauge pressure of 0.25 MPa and 60 ° C. for 20 hours. Next, the polymerization solution was filtered and dried at 60 ° C. for 5 hours to obtain thermally expandable microcapsules.

<実施例2>
ADCA(D−1)に代えて、N,N−ジニトロペンタメチレンテトラミン(DPT)(D−2)(三協化成製)を使用する以外は実施例1と同様にして、熱膨張性マイクロカプセルの合成及び評価を行った。
<Example 2>
Thermally expandable microcapsules in the same manner as in Example 1 except that N, N-dinitropentamethylenetetramine (DPT) (D-2) (manufactured by Sankyo Kasei) was used instead of ADCA (D-1). Was synthesized and evaluated.

<実施例3>
表面処理剤を石油ワックスからステアリン酸マグネシウムに代え、ADCAを5重量部増量して8重量部に、流動パラフィンをシリコーンオイル(信越シリコーン社製KF−54)(E−2)に変更する以外は実施例1と同様にして、熱膨張性マイクロカプセルの合成及び評価を行った。
<Example 3>
The surface treatment agent is changed from petroleum wax to magnesium stearate, ADCA is increased by 5 parts by weight to 8 parts by weight, and liquid paraffin is changed to silicone oil (KF-54 manufactured by Shin-Etsu Silicone) (E-2). In the same manner as in Example 1, the thermally expandable microcapsules were synthesized and evaluated.

<実施例4>
流動パラフィン23重量部をシリコーンオイル26重量部とする以外は実施例3と同様にして、熱膨張性マイクロカプセルの合成及び評価を行った。
<Example 4>
A thermally expandable microcapsule was synthesized and evaluated in the same manner as in Example 3 except that 23 parts by weight of liquid paraffin was changed to 26 parts by weight of silicone oil.

<実施例5>
熱可塑性ポリマー(A)の構成単位を表1記載の通りとし、流動パラフィン23重量部をシリコンオイル26重量部とする以外は実施例2と同様にして、熱膨張性マイクロカプセルの合成及び評価を行った。
<Example 5>
The structural units of the thermoplastic polymer (A) are as shown in Table 1, and the thermal expansion microcapsules were synthesized and evaluated in the same manner as in Example 2 except that 23 parts by weight of liquid paraffin was changed to 26 parts by weight of silicon oil. went.

<実施例6>
熱可塑性ポリマー(A)の構成単位を表1記載の通りとし、ADCAに代えて、炭酸水素ナトリウム(D−3)(三協化成製)を使用する以外は実施例2と同様にして、熱膨張性マイクロカプセルの合成及び評価を行った。
<Example 6>
The structural unit of the thermoplastic polymer (A) is as shown in Table 1, and in the same manner as in Example 2 except that sodium bicarbonate (D-3) (manufactured by Sankyo Kasei) is used instead of ADCA, Swellable microcapsules were synthesized and evaluated.

<実施例7>
脱イオン水340重量部、20%コロイダルシリカ17.6重量部、ポリビニルアルコール1.0重量部を均一に混合した水相及び重量平均分子量が30000のポリエチレンテレフタレート(PET)110重量部を酢酸エチル150重量部、流動パラフィン23重量部からなる油相を使用した以外は、実施例1と同様にして懸濁液を得た。
この懸濁液をエバポレーター(石井理科機器社製)を使用して、3mmHg、40℃の条件下にて、酢酸エチルを完全に除去した。次いで、これを濾過した後、60℃にて5時間乾燥させて熱膨張性マイクロカプセルを得た。
実施例1と同様にして熱膨張性マイクロカプセルの評価を行った。
<Example 7>
340 parts by weight of deionized water, 17.6 parts by weight of 20% colloidal silica, 1.0 part by weight of polyvinyl alcohol and 110 parts by weight of polyethylene terephthalate (PET) having a weight average molecular weight of 30,000 A suspension was obtained in the same manner as in Example 1 except that an oil phase consisting of parts by weight and 23 parts by weight of liquid paraffin was used.
Ethyl acetate was completely removed from this suspension using an evaporator (manufactured by Ishii Scientific Instruments Co., Ltd.) under conditions of 3 mmHg and 40 ° C. Subsequently, after filtering this, it was made to dry at 60 degreeC for 5 hours, and the thermally expansible microcapsule was obtained.
The thermal expansion microcapsules were evaluated in the same manner as in Example 1.

<実施例8>
脱イオン水340重量部、30%炭酸カルシウム懸濁液17.6重量部、ポリアクリル酸ソーダ1.0重量部を均一に混合した水相及びウレタンプレポリマー溶液(プレポリ)220重量部、アミン系硬化剤5重量部、流動パラフィン23重量部からなる油相を使用した以外は、実施例1と同様にして懸濁液を得た。
この懸濁液をエバポレーター(石井理科機器社製)を使用して、3mmHg、40℃の条件下にて、酢酸エチルを完全に除去した。次いで、これを濾過した後、60℃にて5時間乾燥させて熱膨張性マイクロカプセルを得た。
実施例1と同様にして熱膨張性マイクロカプセルの評価を行った。
なお、ウレタンプレポリマーは次の方法により合成した。攪拌装置および脱水装置のついた反応容器に、ビスフェノールA・EO2モル付加物681部、ビスフェノールA・PO2モル付加物81部、テレフタル酸275部、アジピン酸7部、無水トリメリット酸22部、ジブチルチンオキサイド2部を投入し、常圧、230℃で5時間脱水反応を行った後、3mmHgの減圧下で5時間脱水反応を行った。これを407部、IPDI54部、酢酸エチル485部を投入し、密閉状態で100℃、5時間反応を行い、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー溶液を得た。
アミン系硬化剤は、撹拌機、脱溶剤装置、および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン50部とメチルエチルケトン300部を投入し、50℃で5時間反応を行った後、脱溶剤することにより合成した。
<Example 8>
340 parts by weight of deionized water, 17.6 parts by weight of 30% calcium carbonate suspension, 220 parts by weight of an aqueous phase and a urethane prepolymer solution (prepoly) in which 1.0 part by weight of sodium polyacrylate is uniformly mixed, an amine system A suspension was obtained in the same manner as in Example 1 except that an oil phase consisting of 5 parts by weight of a curing agent and 23 parts by weight of liquid paraffin was used.
Ethyl acetate was completely removed from this suspension using an evaporator (manufactured by Ishii Scientific Instruments Co., Ltd.) under conditions of 3 mmHg and 40 ° C. Subsequently, after filtering this, it was made to dry at 60 degreeC for 5 hours, and the thermally expansible microcapsule was obtained.
The thermal expansion microcapsules were evaluated in the same manner as in Example 1.
The urethane prepolymer was synthesized by the following method. In a reaction vessel equipped with a stirrer and a dehydrator, 681 parts of bisphenol A / EO 2 mol adduct, 81 parts of bisphenol A / PO 2 mol adduct, 275 parts of terephthalic acid, 7 parts of adipic acid, 22 parts of trimellitic anhydride, dibutyl 2 parts of tin oxide was added, and after 5 hours of dehydration reaction at normal pressure and 230 ° C., the dehydration reaction was performed for 5 hours under a reduced pressure of 3 mmHg. 407 parts of this, 54 parts of IPDI, and 485 parts of ethyl acetate were added and reacted in a sealed state at 100 ° C. for 5 hours to obtain a urethane prepolymer solution having an isocyanate group at the molecular end.
The amine-based curing agent should be removed after 50 parts of isophoronediamine and 300 parts of methyl ethyl ketone are placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, a solvent removal device, and a thermometer, and reacted at 50 ° C. for 5 hours. Was synthesized.

<比較例1>
(C)、(D)及び処理剤に代えて、膨張剤としてペンタンを使用する以外は実施例5と同様にして、熱膨張性マイクロカプセルの合成及び評価を行った。
<Comparative Example 1>
Thermally expandable microcapsules were synthesized and evaluated in the same manner as in Example 5 except that pentane was used as an expanding agent instead of (C), (D) and the treating agent.

<比較例2>
(C)、(D)及び処理剤に代えて、膨張剤としてペンタンを使用する以外は実施例1と同様にして、熱膨張性マイクロカプセルの合成及び評価を行った。
<Comparative example 2>
Thermally expandable microcapsules were synthesized and evaluated in the same manner as in Example 1 except that pentane was used as an expanding agent instead of (C), (D) and the treating agent.

実施例1〜6及び比較例1〜2の熱膨張性マイクロカプセルについて、耐熱保存性、膨張性、引火性及び体積平均粒子径を下記の方法にて評価した。結果を表1又は表2に示した。   About the heat | fever expansible microcapsule of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-2, the heat resistant storage stability, expansibility, flammability, and volume average particle diameter were evaluated by the following method. The results are shown in Table 1 or Table 2.

<耐熱保存性(重量減量)>
100重量部の熱膨張性マイクロカプセルを、80℃で300時間処理した時の重量減量を分析して耐熱保存性評価を行った。本重量減量が小さい方が、耐熱保存性に優れることを意味する。なお、熱膨張性マイクロカプセルは、JISK6828−1合成樹脂エマルジョン不揮発分の求め方に準拠して測定した水分含量が0.1重量%以下のものを使用する。
<Heat resistant storage stability (weight loss)>
The heat-resistant storage stability was evaluated by analyzing the weight loss when 100 parts by weight of thermally expandable microcapsules were treated at 80 ° C. for 300 hours. A smaller weight loss means better heat resistant storage stability. As the thermally expandable microcapsules, those having a water content of 0.1% by weight or less as measured in accordance with the method for obtaining the non-volatile content of JISK6828-1 synthetic resin emulsion are used.

<膨張性(中空樹脂粒子の比重)>
熱膨張性マイクロカプセルを電気炉(社製)を用いて、165℃で5分間加熱することにより中空樹脂粒子を得た。この中空樹脂粒子の比重をJIS Z8807−1976「固体比重測定方法」の2.比重びんによる測定方法(液体;メタノール)に準拠して測定した。本比重が小さい方が、膨張性に優れることを意味する。
<Expandability (specific gravity of hollow resin particles)>
The thermally expandable microcapsules were heated at 165 ° C. for 5 minutes using an electric furnace (manufactured by the company) to obtain hollow resin particles. The specific gravity of the hollow resin particles is determined according to 2. of JIS Z8807-1976 “Solid Specific Gravity Measurement Method”. It measured based on the measuring method (liquid; methanol) by a specific gravity bottle. A smaller specific gravity means superior expansibility.

<引火点>
クリーグランド引火点測定器(COC)を用いて、50〜150℃の範囲にて熱膨張性マイクロカプセルの引火点測定を行った。
<Flash point>
The flash point of the thermally expandable microcapsule was measured in the range of 50 to 150 ° C. using a Clement ground flash point measuring device (COC).

<体積平均粒子径>
JIS Z8825−1:2001に準拠して、測定試料0.1gをメチルアルコール100mlに分散させて、レーザー散乱式粒度分布測定装置LA−920(25℃、堀場製作所(株)製)を用いて測定した。
<Volume average particle diameter>
In accordance with JIS Z8825-1: 2001, 0.1 g of a measurement sample is dispersed in 100 ml of methyl alcohol and measured using a laser scattering particle size distribution analyzer LA-920 (25 ° C., manufactured by Horiba, Ltd.). did.

Figure 2007131688
Figure 2007131688

Figure 2007131688
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使用した固体(D)の熱分解温度及び流動性物質(C)の沸点、流動点、水への溶解度は次の通りである。
固体(D)の熱分解温度
ADCA;150℃
DPT;190℃
炭酸水素ナトリウム;130℃
流動性物質(C)の沸点、流動点、水への溶解度
流動パラフィン
沸点;390℃(初留)
流動点;−7.5℃以下
水への溶解度;水に不溶(0.1g/水100g以下)
シリコーンオイル
沸点;300℃以上
流動点;−10℃以下
水への溶解度;水に不溶(0.1g/水100g以下)
The pyrolysis temperature of the solid (D) used, the boiling point of the fluid substance (C), the pour point, and the solubility in water are as follows.
Thermal decomposition temperature of solid (D)
ADCA; 150 ° C
DPT; 190 ° C
Sodium bicarbonate; 130 ° C
Boiling point, pour point, solubility in water of liquid substance (C) Liquid paraffin Boiling point: 390 ° C (first run)
Pour point: -7.5 ° C or lower Solubility in water; Insoluble in water (0.1 g / 100 g or less of water)
Silicone oil Boiling point; 300 ° C or more Pour point; -10 ° C or less Solubility in water; Insoluble in water (0.1g / 100g or less of water)

実施例のいずれの熱膨張性マイクロカプセルも引火点を有さず極めて安全性が高い。また、80℃で300時間処理した場合にも重量減量がほとんどなく、耐熱保存性が極めて高い。一方、膨張性は比較例のそれと比較して同等以上であり、実施例の熱膨張性マイクロカプセルは、膨張性と安全性、耐熱保存性を両立した熱膨張性マイクロカプセルである。   None of the thermally expandable microcapsules of the examples has a flash point and is extremely safe. Further, when treated at 80 ° C. for 300 hours, there is almost no weight loss and the heat-resistant storage stability is extremely high. On the other hand, the expandability is equal to or greater than that of the comparative example, and the thermally expandable microcapsules of the examples are thermally expandable microcapsules that satisfy both expandability, safety, and heat-resistant storage stability.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、膨張性は従来のレベルを維持し、膨張時や高温使用時に可燃性ガスが放出されることがなく、極めて安全性が高い。従って、本熱膨張性マイクロカプセルによれば、従来使用されてきた熱膨張性マイクロカプセルのほぼ全ての用途においてより安全な使用が可能となる。また、膨張温度が制御しやすいため、熱剥離性接着剤に好適である。   The thermally expandable microcapsule of the present invention maintains the conventional level of expandability, and does not release flammable gas when expanded or used at high temperatures, and is extremely safe. Therefore, according to the present heat-expandable microcapsule, it is possible to use the heat-expandable microcapsule that has been conventionally used more safely in almost all applications. Moreover, since expansion temperature is easy to control, it is suitable for a heat-peelable adhesive.

Claims (8)

熱可塑性ポリマー(A)からなるポリマーシェル(B)内に不揮発性の流動性物質(C)及び熱分解により気体を発生する固体(D)を有する熱膨張性マイクロカプセル。 A thermally expandable microcapsule having a non-volatile flowable substance (C) and a solid (D) that generates gas by thermal decomposition in a polymer shell (B) made of a thermoplastic polymer (A). 熱分解により気体を発生する固体(D)の熱分解温度が100℃以上200℃以下である請求項1に記載の熱膨張性マイクロカプセル。 2. The thermally expandable microcapsule according to claim 1, wherein the pyrolysis temperature of the solid (D) that generates gas by pyrolysis is 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. 熱分解により気体を発生する固体(D)が有機系化合物である請求項1又は2に記載の熱膨張性マイクロカプセル。 The thermally expandable microcapsule according to claim 1 or 2, wherein the solid (D) that generates gas by thermal decomposition is an organic compound. 不揮発性の流動性物質(C)の沸点が100℃以上、かつ、流動点が45℃以下であって、水への溶解度が1g/水100g以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱膨張性マイクロカプセル。 The boiling point of the non-volatile flowable substance (C) is 100 ° C or higher, the pour point is 45 ° C or lower, and the solubility in water is 1 g / 100 g or less of water. The heat-expandable microcapsule described in 1. 不揮発性の流動性物質(C)が平均炭素数7以上40以下の高級炭化水素及びシリコーンオイルからなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱膨張性マイクロカプセル。 The thermal expansion according to any one of claims 1 to 4, wherein the non-volatile fluid substance (C) is at least one selected from the group consisting of higher hydrocarbons having an average carbon number of 7 to 40 and silicone oil. Microcapsules. 熱分解により気体を発生する固体(D)が、疎水性物質により表面処理されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱膨張性マイクロカプセル。 The thermally expandable microcapsule according to any one of claims 1 to 5, wherein the solid (D) that generates gas by thermal decomposition is surface-treated with a hydrophobic substance. 熱可塑性ポリマー(A)が少なくともシアノ基含有ビニルモノマーを構成単位とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱膨張性マイクロカプセル。 The thermally expandable microcapsule according to any one of claims 1 to 6, wherein the thermoplastic polymer (A) comprises at least a cyano group-containing vinyl monomer as a constituent unit. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱膨張性マイクロカプセルを含有する熱剥離性接着剤。

A heat-peelable adhesive containing the heat-expandable microcapsule according to claim 1.

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