JP2009221429A - Thermally expandable microcapsule and foamed molded body - Google Patents

Thermally expandable microcapsule and foamed molded body Download PDF

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JP2009221429A JP2008070105A JP2008070105A JP2009221429A JP 2009221429 A JP2009221429 A JP 2009221429A JP 2008070105 A JP2008070105 A JP 2008070105A JP 2008070105 A JP2008070105 A JP 2008070105A JP 2009221429 A JP2009221429 A JP 2009221429A
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Yasuhiro Kawaguchi
泰広 川口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermally expandable microcapsule suitably usable in knead-molding, calender-molding, extrusion-molding, injection-molding, etc., each requiring strong shearing force, as it has an excellent heat resistance, broad foaming temperature profile and high rate of expansion, and to provide a foamed molded body using the thermally expansible microcapsule. <P>SOLUTION: This thermally expandable microcapsule has a thermally expandable microcapsule as a core in which a volatile expanding material is included in a shell comprising a polymer, which has 160°C or lower foaming initiation temperature, 200°C or higher maximum foaming temperature, where the shell is obtained by polymerizing a monomer mixture comprising 40-94 wt.% of at least one polymerizable monomer selected from methacrylonitrile and vinylidene chloride, 5-50 wt.% of a radically polymerizable unsaturated 3-8C carboxylic acid monomer, and 1-30 wt.% of an amide-based polymerizable monomer where the number of carbons of a hydrocarbon bonding to the amide nitrogen atom is 4 or more. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、優れた耐熱性を有するとともに、発泡温度幅が広く、発泡倍率が高いことから、強い剪断力が加えられる混練成形、カレンダー成形、押出成形、射出成形等にも好適に使用可能な熱膨張性マイクロカプセル及び該熱膨張性マイクロカプセルを用いた発泡成形体に関する。 The present invention has excellent heat resistance, has a wide foaming temperature range, and has a high foaming ratio, so that it can be suitably used for kneading molding, calendar molding, extrusion molding, injection molding, etc. to which a strong shearing force is applied. The present invention relates to a thermally expandable microcapsule and a foam-molded product using the thermally expandable microcapsule.

熱膨張性マイクロカプセルは、意匠性付与剤や軽量化剤として幅広い用途に使用されており、発泡インク、壁紙をはじめとした軽量化を目的とした塗料等にも利用されている。
このような熱膨張性マイクロカプセルとしては、熱可塑性シェルポリマーの中に、シェル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内包されているものが広く知られており、例えば、特許文献1には、低沸点の脂肪族炭化水素等の揮発性膨張剤をモノマーと混合した油性混合液を、油溶性重合触媒とともに分散剤を含有する水系分散媒体中に攪拌しながら添加し懸濁重合を行うことにより、揮発性膨張剤を内包する熱膨張性マイクロカプセルを製造する方法が開示されている。
Thermally expandable microcapsules are used in a wide range of applications as a design-imparting agent and a lightening agent, and are also used in paints for the purpose of weight reduction such as foamed ink and wallpaper.
As such a heat-expandable microcapsule, one in which a volatile expansion agent that becomes gaseous at a temperature below the softening point of the shell polymer is included in a thermoplastic shell polymer is widely known. In Patent Document 1, an oily mixed liquid obtained by mixing a volatile expansion agent such as a low-boiling point aliphatic hydrocarbon with a monomer is added to an aqueous dispersion medium containing a dispersant together with an oil-soluble polymerization catalyst while stirring. A method for producing thermally expandable microcapsules encapsulating a volatile swelling agent by performing suspension polymerization is disclosed.

しかしながら、この方法によって得られた熱膨張性マイクロカプセルは、80〜130℃程度の比較的低温で熱膨張させることができるものの、高温又は長時間加熱すると、膨張したマイクロカプセルが破裂又は収縮してしまい発泡倍率が低下するため、耐熱性に優れた熱膨張性マイクロカプセルを得ることができないという欠点を有していた。 However, although the thermally expandable microcapsule obtained by this method can be thermally expanded at a relatively low temperature of about 80 to 130 ° C., the expanded microcapsule is ruptured or contracted when heated at a high temperature or for a long time. In other words, since the expansion ratio is reduced, there is a drawback that it is impossible to obtain thermally expandable microcapsules having excellent heat resistance.

一方、特許文献2には、ニトリル系モノマー80〜97重量%、非ニトリル系モノマー20〜3重量%及び三官能性架橋剤0.1〜1重量%を含有する重合成分から得られるポリマーをシェルとして用い、揮発性膨張剤を内包させた熱膨張性マイクロカプセルを製造する方法が開示されている。
また、特許文献3には、ニトリル系モノマー80重量%以上、非ニトリル系モノマー20重量%以下及び架橋剤0.1〜1重量%を含有する重合成分から得られるポリマーを用い、揮発性膨張剤を内包させた熱膨張性マイクロカプセルにおいて、非ニトリル系モノマーがメタクリル酸エステル類又はアクリル酸エステル類である熱膨張性マイクロカプセルが開示されている。
On the other hand, in Patent Document 2, a polymer obtained from a polymerization component containing 80 to 97% by weight of a nitrile monomer, 20 to 3% by weight of a non-nitrile monomer and 0.1 to 1% by weight of a trifunctional crosslinking agent is shelled. And a method for producing a thermally expandable microcapsule encapsulating a volatile expansion agent is disclosed.
Patent Document 3 uses a polymer obtained from a polymerization component containing 80% by weight or more of a nitrile monomer, 20% by weight or less of a non-nitrile monomer and 0.1 to 1% by weight of a crosslinking agent, and uses a volatile swelling agent. In the thermally expandable microcapsules encapsulating, a thermally expandable microcapsule in which the non-nitrile monomer is a methacrylic acid ester or an acrylic acid ester is disclosed.

これらの方法によって得られる熱膨張性マイクロカプセルは、従来のマイクロカプセルに比べ耐熱性に優れ、140℃以下では発泡しないとされているが、実際には130〜140℃で1分程度加熱を続けると一部のマイクロカプセルが熱膨張してしまうものであり、最大発泡温度が180℃以上の優れた耐熱性を有する熱膨張性マイクロカプセルを得ることは困難であった。 The heat-expandable microcapsules obtained by these methods have excellent heat resistance compared to conventional microcapsules and do not foam at 140 ° C. or lower, but actually continue heating at 130 to 140 ° C. for about 1 minute. Some of the microcapsules are thermally expanded, and it has been difficult to obtain thermally expandable microcapsules having excellent heat resistance with a maximum foaming temperature of 180 ° C. or higher.

更に、特許文献4には、最大発泡温度が180℃以上、好ましくは190℃以上である熱膨張性マイクロカプセルを得ることを目的として、85重量%以上のニトリル基をもつエチレン性不飽和モノマーの単独重合体又は共重合体からなるシェルポリマーと50重量%以上のイソオクタンを有する発泡剤からなる熱膨張性マイクロカプセルが開示されている。
このような熱膨張性マイクロカプセルでは、最大発泡温度が非常に高い値となっているものの、その後の膨張した状態を維持することができず、高温領域における長時間の使用は困難であった。
Furthermore, Patent Document 4 discloses an ethylenically unsaturated monomer having 85% by weight or more of a nitrile group for the purpose of obtaining a thermally expandable microcapsule having a maximum foaming temperature of 180 ° C. or higher, preferably 190 ° C. or higher. There is disclosed a thermally expandable microcapsule comprising a foaming agent having a shell polymer comprising a homopolymer or a copolymer and 50% by weight or more of isooctane.
In such a heat-expandable microcapsule, although the maximum foaming temperature is a very high value, the subsequent expanded state cannot be maintained, and it has been difficult to use for a long time in a high temperature region.

更に、特許文献5には、熱膨張性マイクロカプセルのシェルを構成するモノマーを規定することで、広範囲な発泡温度領域、特に高温領域(160℃以上)において良好な発泡性能を有し、耐熱性をより向上させた熱膨張性マイクロカプセルが開示されている。しかしながら、この熱膨張性マイクロカプセルは、最大発泡温度は高い値を示すものの、強い剪断力が加えられる混練成形、カレンダー成形、押出成形、射出成形等の成形加工、特に射出成形に使用した場合、溶融混練工程において、熱膨張性マイクロカプセルの耐熱性や強度の問題から、いわゆる「へたり」と呼ばれる現象が生じたり、潰れてしまうことがあった。 Furthermore, Patent Document 5 defines a monomer that constitutes the shell of the heat-expandable microcapsule, thereby having good foaming performance in a wide range of foaming temperature, particularly in a high temperature range (160 ° C. or higher), and heat resistance. A heat-expandable microcapsule with improved s is disclosed. However, this heat-expandable microcapsule has a high maximum foaming temperature, but when used for molding processes such as kneading molding, calendar molding, extrusion molding, injection molding, etc., in which strong shearing force is applied, particularly injection molding, In the melt-kneading process, a so-called “sag” phenomenon may occur or may be crushed due to heat resistance and strength problems of the thermally expandable microcapsules.

特許文献6には、カルボキシル基を含有するモノマーと、カルボキシル基と反応する基を持つモノマーとを重合することにより得られるポリマーをシェルとして用いた熱膨張性マイクロカプセルが開示されている。このような熱膨張性マイクロカプセルでは、3次元架橋密度が高まることで、発泡後のシェルが非常に薄い状態でも収縮に対して強い抵抗を示し、耐熱性は飛躍的に向上するとしている。
しかしながら、このような方法を用いた場合であっても、依然として耐熱性や強度には課題があり、射出成形等の成形後の発泡倍率には限界があった。
従って、優れた耐熱性と発泡倍率を有し、強い剪断力が加えられる混練成形、カレンダー成形、押出成形、射出成形等に使用する場合であっても、へたり等が生じにくく、好適に使用することが可能な熱膨張性マイクロカプセルが必要とされていた。
特公昭42−26524号公報 特公平5−15499号公報 特許第2894990号 欧州特許出願第1149628号公報 国際公開WO2003/099955号公報 国際公開WO1999/43758号公報
Patent Document 6 discloses a thermally expandable microcapsule using as a shell a polymer obtained by polymerizing a monomer containing a carboxyl group and a monomer having a group that reacts with the carboxyl group. In such a heat-expandable microcapsule, the three-dimensional cross-linking density increases, so that even when the shell after foaming is very thin, it exhibits a strong resistance to shrinkage, and the heat resistance is drastically improved.
However, even when such a method is used, there are still problems in heat resistance and strength, and there is a limit to the expansion ratio after molding such as injection molding.
Therefore, even when used for kneading molding, calender molding, extrusion molding, injection molding, etc., which has excellent heat resistance and expansion ratio and a strong shear force is applied, it is difficult to cause sag etc. There was a need for thermally expandable microcapsules that could be made.
Japanese Examined Patent Publication No. 42-26524 Japanese Patent Publication No. 5-15499 Japanese Patent No. 2894990 European Patent Application No. 1149628 International Publication WO2003 / 099955 International Publication No. WO 1999/43758

本発明は、優れた耐熱性を有するとともに、発泡温度幅が広く、発泡倍率が高いことから、強い剪断力が加えられる混練成形、カレンダー成形、押出成形、射出成形等にも好適に使用可能な熱膨張性マイクロカプセル及び該熱膨張性マイクロカプセルを用いた発泡成形体を提供することを目的とする。 The present invention has excellent heat resistance, has a wide foaming temperature range, and has a high foaming ratio, so that it can be suitably used for kneading molding, calendar molding, extrusion molding, injection molding, etc. to which a strong shearing force is applied. It is an object of the present invention to provide a thermally expandable microcapsule and a foam-molded product using the thermally expandable microcapsule.

本発明は、重合体からなるシェルに、コア剤として揮発性膨張剤が内包された熱膨張性マイクロカプセルであって、発泡開始温度が160℃以下、最大発泡温度が200℃以上であり、かつ、上記シェルは、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及び塩化ビニリデンから選択される少なくとも1種からなる重合性モノマー(I)40〜94重量%と、カルボキシル基を有し、炭素数が3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)5〜50重量%と、アミド結合を有し、上記アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計が4以上である重合性モノマー(III)1〜30重量%とを含有するモノマー混合物を重合させてなる重合体からなる熱膨張性マイクロカプセルである。
以下に本発明を詳述する。
The present invention is a thermally expandable microcapsule in which a volatile expansion agent is encapsulated as a core agent in a polymer shell, the foaming start temperature is 160 ° C. or lower, the maximum foaming temperature is 200 ° C. or higher, and The shell is a radical polymerization having 3 to 8 carbon atoms having a carboxyl group and 40 to 94% by weight of a polymerizable monomer (I) consisting of at least one selected from acrylonitrile, methacrylonitrile and vinylidene chloride. Polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) 5 to 50% by weight and polymerizable monomer (III) 1 having an amide bond and the total number of carbon atoms of hydrocarbons bonded to the nitrogen atom of the amide bond being 4 or more It is a thermally expandable microcapsule made of a polymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing -30% by weight.
The present invention is described in detail below.

本発明者らは鋭意検討した結果、熱膨張性マイクロカプセルの発泡開始温度を160℃以下、最大発泡温度を200℃以上とすることで、発泡温度幅が広くなって、特に射出成形に用いる場合、高い発泡倍率が得られることを見出した。
そして、本発明者らは更に鋭意検討した結果、重合性モノマー(I)、ラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)及びアミド結合を有し、上記アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計が4以上である重合性モノマー(III)を所定量含有するモノマー混合物を重合させてなるシェルを有する熱膨張性マイクロカプセル用いた場合、射出成形等の成形加工に使用する際の熱膨張性マイクロカプセルのへたりを防止することができるとともに、発泡温度幅が広く、発泡倍率が高い熱膨張性マイクロカプセルが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the foaming temperature range is widened by setting the foaming start temperature of the thermally expandable microcapsule to 160 ° C. or less and the maximum foaming temperature to 200 ° C. or more. It was found that a high expansion ratio can be obtained.
As a result of further intensive studies, the present inventors have found that the polymerizable monomer (I), the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) and the hydrocarbon having an amide bond and bonded to the nitrogen atom of the amide bond are as follows. When a thermally expandable microcapsule having a shell obtained by polymerizing a monomer mixture containing a predetermined amount of polymerizable monomers (III) having a total number of carbon atoms of 4 or more is used for molding processing such as injection molding. The present inventors have found that heat-expandable microcapsules can be prevented from sagging and that heat-expandable microcapsules having a wide foaming temperature range and a high expansion ratio can be obtained, thereby completing the present invention.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルを構成するシェルは、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及び塩化ビニリデンから選択される少なくとも1種からなる重合性モノマー(I)40〜94重量%と、カルボキシル基を有し、炭素数が3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)5〜50重量%と、アミド結合を有し、上記アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計が4以上である重合性モノマー(III)1〜30重量%とを含有するモノマー混合物を重合させてなる重合体からなる。 The shell constituting the thermally expandable microcapsule of the present invention has 40 to 94% by weight of a polymerizable monomer (I) consisting of at least one selected from acrylonitrile, methacrylonitrile and vinylidene chloride, and has a carboxyl group, The total number of carbon atoms of hydrocarbons having 5 to 50% by weight of a radically polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) having 3 to 8 carbon atoms and an amide bond and bonded to the nitrogen atom of the amide bond is 4 or more. It consists of a polymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing 1 to 30% by weight of the polymerizable monomer (III).

上記重合性モノマー(I)は、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及び塩化ビニリデンから選択される少なくとも1種からなる。
上記重合性モノマー(I)を添加することで、シェルのガスバリア性を向上させることができる。
The polymerizable monomer (I) is composed of at least one selected from acrylonitrile, methacrylonitrile, and vinylidene chloride.
By adding the polymerizable monomer (I), the gas barrier property of the shell can be improved.

上記モノマー混合物中の重合性モノマー(I)の含有量の下限は40重量%、上限は94重量%である。40重量%未満であると、シェルのガスバリア性が低くなるため発泡倍率が低下することがある。94重量%を超えると、耐熱性が上がってこないことがある。好ましい下限は50重量%、好ましい上限は80重量%である。 The lower limit of the content of the polymerizable monomer (I) in the monomer mixture is 40% by weight, and the upper limit is 94% by weight. When it is less than 40% by weight, the gas barrier property of the shell is lowered, so that the expansion ratio may be lowered. If it exceeds 94% by weight, the heat resistance may not increase. A preferred lower limit is 50% by weight and a preferred upper limit is 80% by weight.

上記カルボキシル基を有し、炭素数が3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸等の不飽和モノカルボン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸、クロロマレイン酸等の不飽和ジカルボン酸やその無水物又はマレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノブチル等の不飽和ジカルボン酸のモノエステルやその誘導体挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのなかでは、特にアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸が好ましい。 Examples of the radically polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) having a carboxyl group and having 3 to 8 carbon atoms include unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, and cinnamic acid. Unsaturated dicarboxylic acids such as carboxylic acid, maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, citraconic acid, chloromaleic acid and their anhydrides or monomethyl maleate, monoethyl maleate, monobutyl maleate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, itacone Examples thereof include monoesters of unsaturated dicarboxylic acids such as monomethyl acid, monoethyl itaconate, monobutyl itaconate and derivatives thereof, and these may be used alone or in combination of two or more. Of these, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, and itaconic acid are particularly preferable.

上記モノマー混合物中における、上記カルボキシル基を有し、炭素数3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)の含有量の下限は5重量%、上限は50重量%である。5重量%未満であると、最大発泡温度が200℃以下となることがあり、50重量%を超えると、最大発泡温度は向上するものの、発泡倍率が低下する。好ましい下限は10重量%、好ましい上限は40重量%である。 The lower limit of the content of the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) having a carboxyl group and having 3 to 8 carbon atoms in the monomer mixture is 5% by weight, and the upper limit is 50% by weight. If it is less than 5% by weight, the maximum foaming temperature may be 200 ° C. or less. If it exceeds 50% by weight, the maximum foaming temperature is improved, but the foaming ratio is lowered. A preferred lower limit is 10% by weight and a preferred upper limit is 40% by weight.

上記モノマー混合物は、アミド結合を有し、上記アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計が4以上である重合性モノマー(III)(以下、単に重合性モノマー(III)ともいう)を含有する。
上記重合性モノマー(III)は、アミド結合を有し、かつ、嵩高いモノマーであることから、熱膨張性マイクロカプセルの耐熱性向上に大きく寄与する。このように、耐熱性が向上する理由は定かではないが、アミド結合とその窒素原子に結合する炭素水素の嵩高さによって、分子鎖の運動性が抑えられることが一因と考えられる。
従来、アミド結合を有するモノマーは、耐熱性の向上に寄与しないと考えられており、例えば、国際公開WO1999/43758号では、カルボキシル基との反応性を考慮して、アミノ基等の塩基性の強い官能基を併用したモノマーを使用することが記載されており、このことは、国際公開WO1999/43758号の実施例において、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドやN,N−ジメチルアミノエチルアクリレートが用いているのに対して、比較例において、N,N−ジメチルアクリルアミドが用いていることからも分かる。
これに対して、本発明者らは、アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計を4以上とした場合に、耐熱性に優れる熱膨張性マイクロカプセルが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
The monomer mixture has an amide bond, and the total number of carbon atoms of hydrocarbons bonded to nitrogen atoms of the amide bond is 4 or more (hereinafter also referred to simply as polymerizable monomer (III)). ).
Since the polymerizable monomer (III) has an amide bond and is a bulky monomer, it greatly contributes to improving the heat resistance of the thermally expandable microcapsule. As described above, the reason why the heat resistance is improved is not clear, but it is considered that the mobility of the molecular chain is suppressed by the bulk of the amide bond and the carbon hydrogen bonded to the nitrogen atom.
Conventionally, a monomer having an amide bond is considered not to contribute to improvement of heat resistance. For example, in International Publication WO1999 / 43758, in consideration of reactivity with a carboxyl group, a basic group such as an amino group is considered. It is described that a monomer combined with a strong functional group is used. This is because, in Examples of International Publication WO1999 / 43758, N, N-dimethylaminopropylacrylamide and N, N-dimethylaminoethyl acrylate are used. In contrast to this, N, N-dimethylacrylamide is used in the comparative example.
In contrast, the present inventors have found that when the total number of carbon atoms of hydrocarbons bonded to the nitrogen atom of the amide bond is 4 or more, a thermally expandable microcapsule having excellent heat resistance can be obtained. The present invention has been completed.

上記アミド結合を有し、上記アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数が4以上である重合性モノマー(III)としては、例えば、N−ブチルアクリルアミド、N−sec−ブチルアクリルアミド、N−tert−ブチルアクリルアミド、N,N−ジイソプロピルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、N−ドデシルアクリルアミド等が挙げられる。 Examples of the polymerizable monomer (III) having the amide bond and having 4 or more carbon atoms of the hydrocarbon bonded to the nitrogen atom of the amide bond include N-butylacrylamide, N-sec-butylacrylamide, N -Tert-butylacrylamide, N, N-diisopropylacrylamide, N, N-dibutylacrylamide, N-dodecylacrylamide and the like.

上記重合性モノマー(III)が有するアミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計の下限は4である。4未満であると、アミド結合の窒素原子に結合する炭素水素の嵩高さが不足して、耐熱性が低下する。好ましい下限は4、好ましい上限は8である。
なお、例えば、tert−ブチル基のように炭素数が4以上で嵩高いアルキル基でも、エステル結合の一部に結合した場合は耐熱性の向上に寄与せず、アミド結合の窒素原子に結合した場合に耐熱性向上効果を発揮することができる。
The minimum of the total carbon number of the hydrocarbon couple | bonded with the nitrogen atom of the amide bond which the said polymerizable monomer (III) has is four. If it is less than 4, the bulk of the carbon hydrogen bonded to the nitrogen atom of the amide bond is insufficient and the heat resistance is lowered. A preferred lower limit is 4 and a preferred upper limit is 8.
For example, even a bulky alkyl group having 4 or more carbon atoms, such as a tert-butyl group, does not contribute to the improvement of heat resistance when bonded to a part of the ester bond, and is bonded to the nitrogen atom of the amide bond. In some cases, the effect of improving heat resistance can be exhibited.

上記モノマー混合物中における、上記重合性モノマー(III)の含有量の下限は1重量%、上限は30重量%である。1重量%未満であると、最大発泡温度が200℃以下となることがあり、30重量%を超えると、最大発泡温度は向上するものの、発泡倍率が低下する。好ましい下限は3重量%、好ましい上限は10重量%である。 The lower limit of the content of the polymerizable monomer (III) in the monomer mixture is 1% by weight, and the upper limit is 30% by weight. If it is less than 1% by weight, the maximum foaming temperature may be 200 ° C. or less. If it exceeds 30% by weight, the maximum foaming temperature is improved, but the foaming ratio is lowered. A preferred lower limit is 3% by weight and a preferred upper limit is 10% by weight.

上記モノマー混合物は、金属カチオン塩を含有してもよい。
上記金属カチオン塩を含有することで、上記ラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)のカルボキシル基との間でイオン架橋が起こることから、架橋効率が上がり、耐熱性を高くすることが可能となる。その結果、高温領域において長時間破裂、収縮の起こらない熱膨張性マイクロカプセルとすることが可能となる。また、高温領域においてもシェルの弾性率が低下しにくいことから、強い剪断力が加えられる混練成形、カレンダー成形、押出成形、射出成形等の成形加工を行う場合であっても、熱膨張性マイクロカプセルの破裂、収縮が起こることがない。
The monomer mixture may contain a metal cation salt.
By containing the metal cation salt, ionic cross-linking occurs with the carboxyl group of the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II), so that cross-linking efficiency can be increased and heat resistance can be increased. Become. As a result, it is possible to obtain a thermally expandable microcapsule that does not burst or shrink for a long time in a high temperature region. In addition, since the elastic modulus of the shell is difficult to decrease even in a high temperature region, even when molding processing such as kneading molding, calender molding, extrusion molding, injection molding, etc. to which a strong shear force is applied, the thermal expansion micro Capsule rupture and shrinkage do not occur.

上記金属カチオン塩の金属カチオンとしては、上記ラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)と反応してイオン架橋させる金属カチオンであれば、特に限定されず、例えば、Na、K、Li、Zn、Mg、Ca、Ba、Sr、Mn、Al、Ti、Ru、Fe、Ni、Cu、Cs、Sn、Cr、Pb等のイオンが挙げられる。これらのなかでは、2〜3価の金属カチオンであるCa、Zn、Alのイオンが好ましく、特にZnのイオンが好適である。これらの金属カチオン塩は、単独で用いても良く、2種以上を併用してもよい。 The metal cation of the metal cation salt is not particularly limited as long as it is a metal cation that reacts with the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) to be ionically crosslinked, and examples thereof include Na, K, Li, Zn, Examples include ions such as Mg, Ca, Ba, Sr, Mn, Al, Ti, Ru, Fe, Ni, Cu, Cs, Sn, Cr, and Pb. Among these, ions of Ca, Zn, and Al, which are divalent to trivalent metal cations, are preferable, and Zn ions are particularly preferable. These metal cation salts may be used independently and may use 2 or more types together.

なお、上記金属カチオン塩を2種以上用いる場合の組み合わせとしては特に限定されないが、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のイオンと上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属以外の金属カチオンとを組み合わせて用いることが好ましい。上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属のイオンを有することにより、カルボキシル基等の官能基が活性化され、上記アルカリ金属以外の金属カチオンと上記カルボキシル基等との反応を促進させることができる。上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属としては、例えば、Na、K、Li、Ca、Ba、Sr等が挙げられ、なかでも塩基性の強いNa、K等を用いることが好ましい。 In addition, although it does not specifically limit as a combination when using the said metal cation salt 2 or more types, It is using combining the ion of alkali metal or alkaline-earth metal, and metal cations other than the said alkali metal or alkaline-earth metal. preferable. By having the alkali metal or alkaline earth metal ion, a functional group such as a carboxyl group is activated, and a reaction between a metal cation other than the alkali metal and the carboxyl group can be promoted. Examples of the alkali metal or alkaline earth metal include Na, K, Li, Ca, Ba, and Sr. Among them, it is preferable to use strong basic Na, K, and the like.

上記モノマー混合物中における、上記金属カチオン塩の含有量の下限は0.1重量%、上限が10重量%である。0.1重量%未満であると、耐熱性に効果が得られず、10重量%を超えると、発泡倍率が著しく悪くなる。好ましい下限は0.5重量%、好ましい上限は5重量%である。 The minimum of content of the said metal cation salt in the said monomer mixture is 0.1 weight%, and an upper limit is 10 weight%. If it is less than 0.1% by weight, the effect of heat resistance is not obtained, and if it exceeds 10% by weight, the expansion ratio is significantly deteriorated. A preferred lower limit is 0.5% by weight and a preferred upper limit is 5% by weight.

上記モノマー混合物は、更に、分子内に二重結合を2つ以上有する重合性モノマーを含有することが好ましい。上記重合性モノマーは、架橋剤としての役割を有する。
上記重合性モノマーを含有することにより、シェルの強度を強化することができ、熱膨張時にセル壁が破泡し難くなる。
上記重合性モノマーとしては、上記カルボキシル基を有し、炭素数が3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)、重合性モノマー(III)と異なるものであれば、特に限定はされず、一般的にはラジカル重合性二重結合を2以上有するモノマーが好適に用いられる。具体例には例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリ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、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、分子量が200〜600のポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(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、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリアリルホルマールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
The monomer mixture preferably further contains a polymerizable monomer having two or more double bonds in the molecule. The polymerizable monomer has a role as a crosslinking agent.
By containing the said polymerizable monomer, the intensity | strength of a shell can be strengthened and it becomes difficult to break a cell wall at the time of thermal expansion.
The polymerizable monomer is not particularly limited as long as it is different from the radically polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) and polymerizable monomer (III) having the carboxyl group and having 3 to 8 carbon atoms. In general, monomers having two or more radically polymerizable double bonds are preferably used. Specific examples include, for example, divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) ) Acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, di (meth) acrylate of polyethylene glycol having a molecular weight of 200 to 600, glycerin di (meth) acrylate, tri Methylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate Triallyl formal tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dimethylol - tricyclodecane (meth) acrylate.

上記モノマー混合物中には、上記重合性モノマー(I)、ラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)、アミド結合を有し、上記アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計が4以上である重合性モノマー(III)に加えて、これら以外の他のモノマーを添加してもよい。上記他のモノマーとしては、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等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等のメタクリル酸エステル類、酢酸ビニル、スチレン等のビニルモノマー等が挙げられる。これらモノマーは、熱膨張性マイクロカプセルに必要な特性に応じて適宜選択されて使用され得るが、これらのなかでメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸メチル等が好適に用いられる。重合によりセル壁を構成する全モノマー中のこれらモノマーの量は10重量%未満が好ましい。10重量%を超えると、セル壁のガスバリア性が低下し、熱膨張性が悪化しやすいので好ましくない。 In the monomer mixture, the total number of carbon atoms of the polymerizable monomer (I), the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II), the hydrocarbon having an amide bond and bonded to the nitrogen atom of the amide bond is In addition to four or more polymerizable monomers (III), other monomers other than these may be added. Examples of the other monomer include acrylic esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, and dicyclopentenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, and isobornyl methacrylate. And vinyl monomers such as methacrylic acid esters, vinyl acetate, and styrene. These monomers can be appropriately selected and used depending on the properties required for the thermally expandable microcapsules, and among these, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl acrylate and the like are preferably used. The amount of these monomers in all monomers constituting the cell wall by polymerization is preferably less than 10% by weight. If it exceeds 10% by weight, the gas barrier property of the cell wall is lowered and the thermal expansibility tends to deteriorate, which is not preferable.

上記モノマー混合物中には、上記モノマーを重合させるため、重合開始剤を含有させる。
上記重合開始剤としては、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、アゾ化合物等が好適に用いられる。具体例には、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−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エート、(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。
The monomer mixture contains a polymerization initiator in order to polymerize the monomer.
As the polymerization initiator, for example, dialkyl peroxide, diacyl peroxide, peroxyester, peroxydicarbonate, azo compound and the like are preferably used. Specific examples include, for example, dialkyl peroxides such as methyl ethyl peroxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide; isobutyl peroxide, benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 3, 5 Diacyl peroxide such as 1,5-trimethylhexanoyl peroxide; t-butyl peroxypivalate, t-hexyl peroxypivalate, t-butyl peroxyneodecanoate, t-hexylperoxyneodecanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate, cumylperoxyneodecanoate, (α, α-bis-neodecane Noo Peroxy) Perio such as diisopropylbenzene Xyester; bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di-n-propyl-oxydicarbonate, diisopropylperoxydicarbonate, di (2-ethylethylperoxy) dicarbonate, dimethoxybutylperoxydi Peroxydicarbonates such as carbonate and di (3-methyl-3-methoxybutylperoxy) dicarbonate; 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4 -Azo compounds such as dimethylvaleronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1'-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), and the like.

上記シェルを構成する重合体の重量平均分子量の好ましい下限は10万、好ましい上限は200万である。10万未満であると、シェルの強度が低下することがあり、200万を超えると、シェルの強度が高くなりすぎ、発泡倍率が低下することがある。 The preferable lower limit of the weight average molecular weight of the polymer constituting the shell is 100,000, and the preferable upper limit is 2 million. If it is less than 100,000, the strength of the shell may be reduced, and if it exceeds 2 million, the strength of the shell becomes too high, and the expansion ratio may be reduced.

上記シェルは、更に必要に応じて、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、シランカップリング剤、色剤等を含有していてもよい。 The shell may further contain a stabilizer, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antistatic agent, a flame retardant, a silane coupling agent, a colorant, and the like as necessary.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、上記シェルにコア剤として揮発性膨張剤が内包されている。
上記揮発性膨張剤は、シェルを構成するポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる物質であり、低沸点有機溶剤が好適である。
上記揮発性膨張剤としては、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−へキサン、ヘプタン、石油エーテル等の低分子量炭化水素;CClF、CCl、CClF、CClF−CClF等のクロロフルオロカーボン;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−プロピルシラン等のテトラアルキルシラン等が挙げられる。なかでも、イソブタン、n−ブタン、n−ペンタン、イソペンタン、及び、これらの混合物が好ましい。これらの揮発性膨張剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。発泡温度幅を広げるためには、耐熱性を維持しながら発泡開始温度を下げる必要性があるが、耐熱性向上は上記シェルの構成で達成し、発泡開始温度をさげるためには、蒸気圧が高い炭化水素が特に好ましい。例えばイソブタン、n−ブタン、n−ペンタン、イソペンタンである。
In the thermally expandable microcapsule of the present invention, a volatile expansion agent is included as a core agent in the shell.
The volatile swelling agent is a substance that becomes gaseous at a temperature below the softening point of the polymer constituting the shell, and a low-boiling organic solvent is suitable.
Examples of the volatile swelling agent include low molecular weight carbonization such as ethane, ethylene, propane, propene, n-butane, isobutane, butene, isobutene, n-pentane, isopentane, neopentane, n-hexane, heptane, and petroleum ether. Hydrogen; chlorofluorocarbons such as CCl 3 F, CCl 2 F 2 , CClF 3 , CClF 2 —CClF 2 ; tetraalkylsilanes such as tetramethylsilane, trimethylethylsilane, trimethylisopropylsilane, trimethyl-n-propylsilane, etc. It is done. Of these, isobutane, n-butane, n-pentane, isopentane, and mixtures thereof are preferred. These volatile swelling agents may be used alone or in combination of two or more. In order to widen the foaming temperature range, it is necessary to lower the foaming start temperature while maintaining the heat resistance, but the improvement in heat resistance is achieved by the above-described shell configuration, and in order to reduce the foaming start temperature, the vapor pressure is reduced. High hydrocarbons are particularly preferred. For example, isobutane, n-butane, n-pentane, and isopentane.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルでは、上述した揮発性膨張剤のなかでも、炭素数が5以下の低沸点炭化水素を用いることが好ましい。このような炭化水素を用いることにより、発泡倍率が高く、速やかに発泡を開始する熱膨張性マイクロカプセルとすることができる。
また、揮発性膨張剤として、加熱により熱分解してガス状になる熱分解型化合物を用いることとしてもよい。
In the thermally expandable microcapsule of the present invention, it is preferable to use a low-boiling hydrocarbon having 5 or less carbon atoms among the above-described volatile expansion agents. By using such a hydrocarbon, it is possible to obtain a thermally expandable microcapsule having a high expansion ratio and promptly starting foaming.
Moreover, it is good also as using the thermal decomposition type compound which thermally decomposes by heating and becomes a gaseous state as a volatile expansion | swelling agent.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、最大発泡温度(Tmax)の下限が200℃である。200℃未満であると、耐熱性が低くなることから、高温領域や成形加工時において、熱膨張性マイクロカプセルが破裂、収縮する。また、マスターバッチペレット製造時に剪断により発泡していまい、未発泡のマスターバッチペレットを安定して製造することができない。好ましい下限は210℃、好ましい上限は240℃である。
また、発泡開始温度(Ts)の上限は160℃である。160℃を超えると特に射出成形の場合、金型に樹脂材料をフル充填した後に金型を発泡させたいところまで開くコアバック発泡成形においては、コアバック発泡過程で樹脂温度が冷えてしまい発泡倍率が上がらない。好ましい下限は130℃、好ましい上限は150℃である。
なお、本明細書において、最大発泡温度は、熱膨張性マイクロカプセルを常温から加熱しながらその径を測定したときに、熱膨張性マイクロカプセルの径が最大となったとき(最大変位量)における温度を意味する。
In the thermally expandable microcapsule of the present invention, the lower limit of the maximum foaming temperature (Tmax) is 200 ° C. When the temperature is lower than 200 ° C., the heat resistance is lowered, so that the thermally expandable microcapsule is ruptured and contracted in a high temperature region or during molding. Moreover, foaming is performed by shearing at the time of producing the master batch pellets, and unfoamed master batch pellets cannot be stably produced. A preferred lower limit is 210 ° C and a preferred upper limit is 240 ° C.
The upper limit of the foaming start temperature (Ts) is 160 ° C. When the temperature exceeds 160 ° C, especially in the case of injection molding, in core back foam molding, where the mold is fully filled with a resin material and then the mold is expanded, the resin temperature is cooled during the core back foaming process, and the expansion ratio Does not go up. A preferred lower limit is 130 ° C and a preferred upper limit is 150 ° C.
In the present specification, the maximum foaming temperature is when the diameter of the thermally expandable microcapsule becomes maximum when the diameter is measured while heating the thermally expandable microcapsule from room temperature (maximum displacement). It means temperature.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルの体積平均粒子径の好ましい下限は5μm、好ましい上限は100μmである。5μm未満であると、得られる成形体の気泡が小さすぎるため、成形体の軽量化が不充分となることがあり、100μmを超えると、得られる成形体の気泡が大きくなりすぎるため、強度等の面で問題となることがある。より好ましい下限は10μm、より好ましい上限は40μmである。 The preferable lower limit of the volume average particle diameter of the thermally expandable microcapsule of the present invention is 5 μm, and the preferable upper limit is 100 μm. If the thickness is less than 5 μm, the resulting molded body has too small bubbles, which may result in insufficient weight reduction of the molded body. If the thickness exceeds 100 μm, the resulting molded body has excessively large bubbles, resulting in strength and the like. May cause problems. A more preferred lower limit is 10 μm, and a more preferred upper limit is 40 μm.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルを製造する方法としては特に限定されないが、例えば、水性媒体を調製する工程、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及び塩化ビニリデンから選択される少なくとも1種からなる重合性モノマー(I)40〜94重量%と、カルボキシル基を有し、炭素数が3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)5〜50重量%と、アミド結合を有し、前記アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計が4以上である重合性モノマー(III)1〜30重量%と、揮発性膨張剤とを含有する油性混合液を水性媒体中に分散させる工程、及び、上記モノマーを重合させる工程を行うことにより製造することができる。 The method for producing the thermally expandable microcapsule of the present invention is not particularly limited. For example, a polymerizable monomer comprising at least one selected from the step of preparing an aqueous medium, acrylonitrile, methacrylonitrile, and vinylidene chloride (I ) 40 to 94% by weight, 5 to 50% by weight of a radically polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) having a carboxyl group and 3 to 8 carbon atoms, an amide bond, and nitrogen of the amide bond A step of dispersing an oily mixture containing 1 to 30% by weight of a polymerizable monomer (III) having a total number of carbon atoms of hydrocarbons bonded to atoms of 4 or more and a volatile swelling agent in an aqueous medium; and It can be produced by performing a step of polymerizing the monomer.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルを製造する場合、最初に水性媒体を調製する工程を行う。具体例には例えば、重合反応容器に、水と分散安定剤、必要に応じて補助安定剤を加えることにより、分散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を添加してもよい。 When producing the heat-expandable microcapsules of the present invention, a step of preparing an aqueous medium is first performed. In a specific example, for example, an aqueous dispersion medium containing a dispersion stabilizer is prepared by adding water, a dispersion stabilizer and, if necessary, an auxiliary stabilizer to a polymerization reaction vessel. Moreover, you may add alkali metal nitrite, stannous chloride, stannic chloride, potassium dichromate, etc. as needed.

上記分散安定剤としては、例えば、シリカ、リン酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化第二鉄、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、シュウ酸カルシウム、炭酸カルシウム、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。 Examples of the dispersion stabilizer include silica, calcium phosphate, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, ferric hydroxide, barium sulfate, calcium sulfate, sodium sulfate, calcium oxalate, calcium carbonate, calcium carbonate, barium carbonate, and carbonate. Examples thereof include magnesium.

上記分散安定剤の添加量は特に限定されず、分散安定剤の種類、マイクロカプセルの粒子径等により適宜決定されるが、モノマー100重量部に対して、好ましい下限が0.1重量部、好ましい上限が20重量部である。 The addition amount of the dispersion stabilizer is not particularly limited, and is appropriately determined depending on the type of dispersion stabilizer, the particle size of the microcapsules, and the like, but a preferred lower limit is preferably 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer. The upper limit is 20 parts by weight.

上記補助安定剤としては、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、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンイミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、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。 Examples of the auxiliary stabilizer include a condensation product of diethanolamine and aliphatic dicarboxylic acid, a condensation product of urea and formaldehyde, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, polyethyleneimine, tetramethylammonium hydroxide, gelatin, methylcellulose, polyvinyl Examples include alcohol, dioctyl sulfosuccinate, sorbitan ester, various emulsifiers, and the like.

また、上記分散安定剤と補助安定剤との組み合わせとしては特に限定されず、例えば、コロイダルシリカと縮合生成物との組み合わせ、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、水酸化マグネシウム又はリン酸カルシウムと乳化剤との組み合わせ等が挙げられる。これらの中では、コロイダルシリカと縮合生成物との組み合わせが好ましい。
更に、上記縮合生成物としては、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ましく、特にジエタノールアミンとアジピン酸との縮合物やジエタノールアミンとイタコン酸との縮合生成物が好ましい。
Further, the combination of the dispersion stabilizer and the auxiliary stabilizer is not particularly limited. For example, a combination of colloidal silica and a condensation product, a combination of colloidal silica and a water-soluble nitrogen-containing compound, magnesium hydroxide or calcium phosphate, A combination with an emulsifier may be mentioned. In these, the combination of colloidal silica and a condensation product is preferable.
Further, the condensation product is preferably a condensation product of diethanolamine and an aliphatic dicarboxylic acid, particularly a condensation product of diethanolamine and adipic acid or a condensation product of diethanolamine and itaconic acid.

上記水溶性窒素含有化合物としては、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、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、ポリアリルアミン等が挙げられる。これらのなかでは、ポリビニルピロリドンが好適に用いられる。 Examples of the water-soluble nitrogen-containing compound include polyvinyl pyrrolidone, polyethyleneimine, polyoxyethylene alkylamine, polydialkylaminoalkyl (meth) acrylate represented by polydimethylaminoethyl methacrylate and polydimethylaminoethyl acrylate, and polydimethylamino. Examples thereof include polydialkylaminoalkyl (meth) acrylamides represented by propylacrylamide and polydimethylaminopropylmethacrylamide, polyacrylamide, polycationic acrylamide, polyamine sulfone, and polyallylamine. Of these, polyvinylpyrrolidone is preferably used.

上記コロイダルシリカの添加量は、熱膨張性マイクロカプセルの粒子径により適宜決定されるが、ビニル系モノマー100重量部に対して、好ましい下限が1重量部、好ましい上限が20重量部である。更に好ましい下限は2重量部、更に好ましい上限は10重量部である。また、上記縮合生成物又は水溶性窒素含有化合物の量についても熱膨張性マイクロカプセルの粒子径により適宜決定されるが、モノマー100重量部に対して、好ましい下限が0.05重量部、好ましい上限が2重量部である。 The amount of colloidal silica added is appropriately determined depending on the particle size of the thermally expandable microcapsule, but the preferred lower limit is 1 part by weight and the preferred upper limit is 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl monomer. A more preferred lower limit is 2 parts by weight, and a more preferred upper limit is 10 parts by weight. Further, the amount of the condensation product or the water-soluble nitrogen-containing compound is also appropriately determined depending on the particle size of the thermally expandable microcapsule, but a preferable lower limit is 0.05 parts by weight and a preferable upper limit with respect to 100 parts by weight of the monomer. Is 2 parts by weight.

上記分散安定剤及び補助安定剤に加えて、更に塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の無機塩を添加してもよい。無機塩を添加することで、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が得ることができる。上記無機塩の添加量は、通常、モノマー100重量部に対して0〜100重量部が好ましい。 In addition to the dispersion stabilizer and auxiliary stabilizer, inorganic salts such as sodium chloride and sodium sulfate may be added. By adding an inorganic salt, a thermally expandable microcapsule having a more uniform particle shape can be obtained. Usually, the amount of the inorganic salt added is preferably 0 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer.

上記分散安定剤を含有する水性分散媒体は、分散安定剤や補助安定剤を脱イオン水に配合して調製され、この際の水相のpHは、使用する分散安定剤や補助安定剤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等のシリカを使用する場合は、酸性媒体で重合がおこなわれ、水性媒体を酸性にするには、必要に応じて塩酸等の酸を加えて系のpHが3〜4に調製される。一方、水酸化マグネシウム又はリン酸カルシウムを使用する場合は、アルカリ性媒体の中で重合させる。 The aqueous dispersion medium containing the above dispersion stabilizer is prepared by blending a dispersion stabilizer or auxiliary stabilizer with deionized water, and the pH of the aqueous phase at this time depends on the type of dispersion stabilizer or auxiliary stabilizer used. As appropriate. For example, when silica such as colloidal silica is used as a dispersion stabilizer, polymerization is performed in an acidic medium. To make the aqueous medium acidic, an acid such as hydrochloric acid is added as necessary to adjust the pH of the system to 3 To ˜4. On the other hand, when using magnesium hydroxide or calcium phosphate, it is polymerized in an alkaline medium.

次いで、熱膨張性マイクロカプセルを製造する方法では、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及び塩化ビニリデンから選択される少なくとも1種からなる重合性モノマー(I)40〜94重量%と、カルボキシル基を有し、炭素数が3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)5〜50重量%と、アミド結合を有し、上記アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計が4以上である重合性モノマー(III)1〜30重量%と、揮発性膨張剤とを含有する油性混合液を水性媒体中に分散させる工程を行う。この工程では、モノマー及び揮発性膨張剤を別々に水性分散媒体に添加して、水性分散媒体中で油性混合液を調製してもよいが、通常は、予め両者を混合し油性混合液としてから、水性分散媒体に添加する。この際、油性混合液と水性分散媒体とを予め別々の容器で調製しておき、別の容器で攪拌しながら混合することにより油性混合液を水性分散媒体に分散させた後、重合反応容器に添加しても良い。
なお、上記モノマーを重合するために、重合開始剤が使用されるが、上記重合開始剤は、予め上記油性混合液に添加してもよく、水性分散媒体と油性混合液とを重合反応容器内で攪拌混合した後に添加してもよい。
Next, in the method for producing a thermally expandable microcapsule, 40 to 94% by weight of a polymerizable monomer (I) consisting of at least one selected from acrylonitrile, methacrylonitrile and vinylidene chloride, a carboxyl group, and carbon The radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) having a number of 3 to 8 is 5 to 50% by weight and the total number of carbon atoms of the hydrocarbon having an amide bond and bonded to the nitrogen atom of the amide bond is 4 or more. A step of dispersing an oily mixed liquid containing 1 to 30% by weight of a certain polymerizable monomer (III) and a volatile swelling agent in an aqueous medium is performed. In this step, the monomer and the volatile swelling agent may be separately added to the aqueous dispersion medium to prepare an oily mixture in the aqueous dispersion medium. To the aqueous dispersion medium. At this time, the oil-based mixed liquid and the aqueous dispersion medium are prepared in separate containers in advance, and the oil-based mixed liquid is dispersed in the aqueous dispersion medium by mixing with stirring in another container, and then the polymerization reaction container. It may be added.
In order to polymerize the monomer, a polymerization initiator is used. However, the polymerization initiator may be added in advance to the oily mixed solution, and the aqueous dispersion medium and the oily mixed solution are added to the polymerization reaction vessel. It may be added after stirring and mixing.

上記油性混合液を水性分散媒体中に所定の粒子径で乳化分散させる方法としては、ホモミキサー(例えば、特殊機化工業社製)等により攪拌する方法や、ラインミキサーやエレメント式静止型分散器等の静止型分散装置を通過させる方法等が挙げられる。
なお、上記静止型分散装置には水系分散媒体と重合性混合物を別々に供給してもよいし、予め混合、攪拌した分散液を供給してもよい。
As a method of emulsifying and dispersing the oily mixed liquid in an aqueous dispersion medium with a predetermined particle size, a method of stirring with a homomixer (for example, manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) or the like, a line mixer or an element type static disperser For example, a method of passing through a static dispersion device such as the above.
The above-mentioned static dispersion device may be supplied with the aqueous dispersion medium and the polymerizable mixture separately, or may be supplied with a dispersion that has been mixed and stirred in advance.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、上述した工程を経て得られた分散液を、例えば、加熱することによりモノマーを重合させる工程を行うことにより、製造することができる。このような方法により製造された熱膨張性マイクロカプセルは、最大発泡温度が高く、耐熱性に優れ、高温領域や成形加工時においても破裂、収縮することがない。 The thermally expandable microcapsule of the present invention can be produced by performing a step of polymerizing a monomer by, for example, heating the dispersion obtained through the above-described steps. The thermally expandable microcapsules produced by such a method have a high maximum foaming temperature, excellent heat resistance, and do not rupture or shrink even in a high temperature region or during molding.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルに、熱可塑性樹脂等のマトリックス樹脂を加えた樹脂組成物又はマスターバッチペレットを、射出成形等の成形方法を用いて成形し、成形時の加熱により、上記熱膨張性マイクロカプセルを発泡させることにより、発泡成形体を製造することができる。このような発泡成形体もまた本発明の1つである。
このような方法で得られる本発明の発泡成形体は、高外観品質が得られ、独立気泡が均一に形成されており、軽量性、断熱性、耐衝撃性、剛性等に優れるものとなり、住宅用建材、自動車用部材、靴底等の用途に好適に用いることができる。
A resin composition or a master batch pellet obtained by adding a matrix resin such as a thermoplastic resin to the thermally expandable microcapsule of the present invention is molded using a molding method such as injection molding, and the above thermal expansion is performed by heating during molding. Foamed molded articles can be produced by foaming the conductive microcapsules. Such a foam-molded article is also one aspect of the present invention.
The foamed molded article of the present invention obtained by such a method has high appearance quality, has closed cells uniformly formed, has excellent lightness, heat insulation, impact resistance, rigidity, etc. It can be suitably used for applications such as building materials for automobiles, automobile members, and shoe soles.

上記熱可塑性樹脂としては、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレン等の一般的な熱可塑性樹脂;ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックが挙げられる。また、エチレン系、塩化ビニル系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系等の熱可塑性エラストマーを使用してもよく、これらの樹脂を併用して使用してもよい。 The thermoplastic resin is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, general thermoplastic resins such as polyvinyl chloride, polystyrene, polypropylene, polypropylene oxide, and polyethylene; polybutylene terephthalate, nylon, Engineering plastics such as polycarbonate and polyethylene terephthalate are listed. Further, thermoplastic elastomers such as ethylene, vinyl chloride, olefin, urethane, and ester may be used, or these resins may be used in combination.

上記熱可塑性樹脂100重量部に熱膨張性マイクロカプセルの添加量は0.5〜20重量部、好ましくは1〜10重量部が適量である。また、炭酸水素ナトリウム(重曹)やADCA(アゾ系)等の化学発泡剤と併用することもできる。 The amount of thermally expandable microcapsules added to 100 parts by weight of the thermoplastic resin is 0.5 to 20 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight. Moreover, it can also use together with chemical foaming agents, such as sodium hydrogencarbonate (bicarbonate) and ADCA (azo type).

上記マスターバッチペレットを製造する方法としては、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂等のマトリックス樹脂、各種添加剤等の原材料を、同方向2軸押出機等を用いて予め混練する。次いで、所定温度まで加熱し、本発明の熱膨張マイクロカプセル等の発泡剤を添加した後、更に混練することにより得られる混練物を、ペレタイザーにて所望の大きさに切断することによりペレット形状にしてマスターバッチペレットとする方法等が挙げられる。
また、熱可塑性樹脂等のマトリックス樹脂や熱膨張性マイクロカプセル等の原材料をバッチ式の混練機で混練した後、造粒機で造粒することによりペレット形状のマスターバッチペレットを製造してもよい。
上記混練機としては、熱膨張性マイクロカプセルを破壊することなく混練できるものであれば特に限定されず、例えば、加圧ニーダー、バンバリーミキサー等が挙げられる。
The method for producing the master batch pellet is not particularly limited. For example, a matrix resin such as a thermoplastic resin and raw materials such as various additives are kneaded in advance using a same-direction twin-screw extruder or the like. Next, after heating to a predetermined temperature and adding a foaming agent such as the thermal expansion microcapsule of the present invention, the kneaded product obtained by further kneading is cut into a desired size with a pelletizer to form a pellet. And a method of preparing master batch pellets.
Alternatively, a master batch pellet in the form of a pellet may be manufactured by kneading a matrix resin such as a thermoplastic resin or a raw material such as a thermally expandable microcapsule with a batch kneader and then granulating with a granulator. .
The kneader is not particularly limited as long as it can knead without destroying the thermally expandable microcapsules, and examples thereof include a pressure kneader and a Banbury mixer.

本発明の発泡成形体の成形方法としては、特に限定されず、例えば、混練成形、カレンダー成形、押出成形、射出成形等が挙げられる。射出成形の場合、工法は特に限定されず、金型に樹脂材料を一部入れて発泡させるショートショート法や金型に樹脂材料をフル充填した後に金型を発泡させたいところまで開くコアバック法等が挙げられる。 The molding method of the foamed molded product of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include kneading molding, calendar molding, extrusion molding, injection molding, and the like. In the case of injection molding, the construction method is not particularly limited, and a short-short method in which a part of a resin material is put into a mold and foamed, or a core back method in which a mold is fully filled with a resin material and then the mold is opened to a desired position Etc.

本発明によれば、優れた耐熱性を有するとともに、発泡温度幅が広く、発泡倍率が高いことから、強い剪断力が加えられる混練成形、カレンダー成形、押出成形、射出成形等にも好適に使用可能な熱膨張性マイクロカプセル及び該熱膨張性マイクロカプセルを用いた発泡成形体を提供できる。 According to the present invention, it has excellent heat resistance, has a wide foaming temperature range, and has a high foaming ratio, so that it can be suitably used for kneading molding, calendar molding, extrusion molding, injection molding, etc. to which a strong shearing force is applied. A heat-expandable microcapsule and a foam-molded product using the heat-expandable microcapsule can be provided.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1〜12、比較例1〜10)
(熱膨張性マイクロカプセルの作製)
重合反応容器に、水8Lと、分散安定剤としてコロイダルシリカ(旭電化社製)5重量部及びポリビニルピロリドン(BASF社製)0.3重量部を投入し、水性分散媒体を調製した。次いで、表1に示した配合量のモノマーからなる油性混合液を水性分散媒体に添加することにより、分散液を調製した。得られた分散液をホモジナイザーで攪拌混合し、窒素置換した加圧重合器(20L)内へ仕込み、加圧(0.2MPa)し、60℃で20時間反応させることにより、反応生成物を調製した。得られた反応生成物について、ろ過と水洗を繰り返した後、乾燥して熱膨張性マイクロカプセルを得た。
なお、表1では、重合性モノマー(I)をモノマー(I)、ラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)をモノマー(II)、アミド結合を有し、上記アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計が4以上である重合性モノマー(III)をモノマー(III)とした。また、モノマー(III)としては、N−tert−ブチルアクリルアミド(窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計(以下同じ):4)、N,N−ジブチルアクリルアミド(8)を用いた。また、その他のモノマーとしては、アミド結合を有し、上記アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計が2である重合性モノマーであるN,N−ジメチルアクリルアミド、tert−ブチル基を有しているがエステル結合であるアクリル酸tert−ブチル及びメタクリル酸メチルを用いた。
(Examples 1-12, Comparative Examples 1-10)
(Production of thermally expandable microcapsules)
8 L of water, 5 parts by weight of colloidal silica (manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.) and 0.3 part by weight of polyvinylpyrrolidone (manufactured by BASF Corp.) were charged as a dispersion stabilizer in a polymerization reaction vessel to prepare an aqueous dispersion medium. Subsequently, the dispersion liquid was prepared by adding the oil-based liquid mixture which consists of a monomer of the compounding quantity shown in Table 1 to an aqueous dispersion medium. The resulting dispersion is stirred and mixed with a homogenizer, charged into a nitrogen-substituted pressure polymerization vessel (20 L), pressurized (0.2 MPa), and reacted at 60 ° C. for 20 hours to prepare a reaction product. did. The obtained reaction product was repeatedly filtered and washed with water, and then dried to obtain thermally expandable microcapsules.
In Table 1, the polymerizable monomer (I) is the monomer (I), the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) is the monomer (II), has an amide bond, and is bonded to the nitrogen atom of the amide bond. The polymerizable monomer (III) in which the total number of carbon atoms of the hydrocarbon is 4 or more was defined as the monomer (III). As the monomer (III), N-tert-butylacrylamide (total number of carbon atoms of hydrocarbons bonded to nitrogen atoms (hereinafter the same): 4) and N, N-dibutylacrylamide (8) were used. Other monomers include N, N-dimethylacrylamide, tert-butyl group, which is a polymerizable monomer having an amide bond and the total number of carbon atoms of hydrocarbons bonded to the nitrogen atom of the amide bond is 2. Tert-butyl acrylate and methyl methacrylate having an ester bond but having an ester bond.

(マスターバッチペレットの作製)
粉体状及びペレット状の低密度ポリエチレン100重量部と、滑剤としてステアリン酸10重量部とをバンバリーミキサーで混練し、約100℃になったところで、得られた熱膨張性マイクロカプセル100重量部を添加し、更に30秒間混練して押し出すと同時にペレット化し、マスターバッチペレットを得た。
(Preparation of master batch pellet)
100 parts by weight of low-density polyethylene in powder form and pellets and 10 parts by weight of stearic acid as a lubricant are kneaded with a Banbury mixer. When the temperature reaches about 100 ° C., 100 parts by weight of the thermally expandable microcapsules obtained are mixed. The mixture was added, kneaded for 30 seconds, extruded, and pelletized at the same time to obtain master batch pellets.

(成形体の作製)
表2に示す添加量のマスターバッチペレットと、ポリプロピレン樹脂100重量部とを混合し、得られた混合ペレットをアキュムレーターを備えたスクリュー式の射出成形機のホッパーに供給して溶融混練し、射出成形を行い、板状の成形体を得た。なお、成形条件は、シリンダー温度:200℃、射出速度:60mm/sec、型開遅延時間:0秒、金型温度:40℃とした。なお、実施例13は熱膨張性マイクロカプセルを含有するマスターバッチペレット以外に化学発泡剤(ポリスレンEE275(永和化成(株)))を表2に示す添加量で添加した。
(Production of molded body)
Master batch pellets of the addition amount shown in Table 2 and 100 parts by weight of polypropylene resin are mixed, and the resulting mixed pellets are supplied to a hopper of a screw type injection molding machine equipped with an accumulator, melt kneaded, and injected. Molding was performed to obtain a plate-like molded body. The molding conditions were as follows: cylinder temperature: 200 ° C., injection speed: 60 mm / sec, mold opening delay time: 0 seconds, mold temperature: 40 ° C. In Example 13, a chemical foaming agent (Polyslen EE275 (Eiwa Chemical Co., Ltd.)) was added at an addition amount shown in Table 2 in addition to the master batch pellet containing the thermally expandable microcapsules.

(比較例11)
熱膨張性マイクロカプセルを含有するマスターバッチペレットを添加せず、化学発泡剤(ポリスレンEE275(永和化成(株)))4重量部を用いた以外は、実施例1と同様にして成形体を作製した。
(Comparative Example 11)
A molded product was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4 parts by weight of a chemical foaming agent (Polyslen EE275 (Eiwa Chemical Co., Ltd.)) was used without adding a master batch pellet containing thermally expandable microcapsules. did.

(評価)
実施例1〜12、比較例1〜10で得られた熱膨張性マイクロカプセル、及び、実施例1〜13及び比較例1〜11で得られた成形体について、下記性能を評価した。結果を表1及び2に示した。
(Evaluation)
The following performance was evaluated about the thermally expansible microcapsule obtained in Examples 1-12 and Comparative Examples 1-10, and the molded object obtained in Examples 1-13 and Comparative Examples 1-11. The results are shown in Tables 1 and 2.

(1)熱膨張性マイクロカプセルの評価
(1−1)体積平均粒子径
粒度分布径測定器(LA−910、HORIBA社製)を用い、体積平均粒子径を測定した。
(1) Evaluation of thermally expandable microcapsules (1-1) Volume average particle size The volume average particle size was measured using a particle size distribution size meter (LA-910, manufactured by HORIBA).

(1−2)発泡開始温度、最大発泡温度、最大変位量
熱機械分析装置(TMA)(TMA2940、TA instruments社製)を用い、発泡開始温度(Ts)、最大変位量(Dmax)及び最大発泡温度(Tmax)を測定した。具体的には、試料25μgを直径7mm、深さ1mmのアルミ製容器に入れ、上から0.1Nの力を加えた状態で、5℃/minの昇温速度で80℃から220℃まで加熱し、測定端子の垂直方向における変位を測定し、変位が上がり始める温度を発泡開始温度、その変位の最大値を最大変位量とし、最大変位量における温度を最大発泡温度とした。
(1-2) Foaming start temperature, maximum foaming temperature, maximum displacement amount Thermomechanical analyzer (TMA) (TMA2940, manufactured by TA instruments), foaming start temperature (Ts), maximum displacement amount (Dmax), and maximum foaming The temperature (Tmax) was measured. Specifically, 25 μg of a sample is put into an aluminum container having a diameter of 7 mm and a depth of 1 mm, and heated from 80 ° C. to 220 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min with a force of 0.1 N applied from above. Then, the displacement in the vertical direction of the measurement terminal was measured, and the temperature at which the displacement began to rise was defined as the foaming start temperature, the maximum value of the displacement as the maximum displacement, and the temperature at the maximum displacement as the maximum foaming temperature.

Figure 2009221429
Figure 2009221429

(2)成形体の評価
(2−1)発泡倍率
発泡後の成形体の板厚を発泡前の成形体の板厚で除した値を算出し、発泡倍率とした。そして成形品10枚の発泡倍率の平均値と標準偏差を求めた。
(2) Evaluation of molded body (2-1) Foaming ratio A value obtained by dividing the plate thickness of the molded body after foaming by the plate thickness of the molded body before foaming was calculated as the foaming ratio. And the average value and standard deviation of the expansion ratio of 10 molded articles were obtained.

(2−2)外観(成形品表面、断面)
成形品表面のシルバーストリークの有無、及び、断面の気泡状態を目視にて観察した。
(2-2) Appearance (molded product surface, cross section)
The presence or absence of silver streaks on the surface of the molded product and the state of bubbles in the cross section were visually observed.

(2−3)密度の測定
得られた成形体の密度をJIS K−7112 A法(水中置換法)に準拠した方法により測定した。
(2-3) Measurement of density The density of the obtained molded body was measured by a method based on JIS K-7112 A method (submersion method in water).

Figure 2009221429
Figure 2009221429

表2に示すように、実施例1〜13では平均発泡倍率が高い成形品が得られた。また、成形品表面の外観品質も良好であった。一方、比較例5は実施例1と比較して発泡倍率が低く、その他の比較例1〜4、6〜9も実施例と比較して、平均発泡倍率が低い値を示した。
また、比較例10は、実施例1においてN−tert−ブチルアクリルアミドに代えて、アクリル酸Tert−ブチルを用いたものであるが、Tmaxは200℃以下であり、実施例1のTmax240℃に比べ耐熱性が悪く発泡倍率も低いものであった。
これによって、モノマー混合液に重合性モノマー(III)を所定量添加する効果は大きいことが示された。比較例11は化学発泡剤を単独で用いたものであるが、平均発泡倍率は高いが、バラツキは大きく、外観も不良であった。
As shown in Table 2, in Examples 1 to 13, molded articles having a high average foaming ratio were obtained. The appearance quality on the surface of the molded product was also good. On the other hand, Comparative Example 5 had a lower foaming ratio than Example 1, and other Comparative Examples 1 to 4 and 6 to 9 also showed a lower average foaming ratio than the Examples.
Comparative Example 10 uses Tert-butyl acrylate in place of N-tert-butylacrylamide in Example 1, but Tmax is 200 ° C. or lower, compared to Tmax 240 ° C. in Example 1. The heat resistance was poor and the expansion ratio was low.
Thus, it was shown that the effect of adding a predetermined amount of the polymerizable monomer (III) to the monomer mixed solution is great. In Comparative Example 11, a chemical foaming agent was used alone, but the average foaming ratio was high, but the variation was large and the appearance was poor.

本発明によれば、優れた耐熱性を有するとともに、発泡温度幅が広く、発泡倍率が高いことから、強い剪断力が加えられる混練成形、カレンダー成形、押出成形、射出成形等にも好適に使用可能な熱膨張性マイクロカプセル及び該熱膨張性マイクロカプセルを用いた発泡成形体を提供できる。 According to the present invention, it has excellent heat resistance, has a wide foaming temperature range, and has a high foaming ratio, so that it can be suitably used for kneading molding, calendar molding, extrusion molding, injection molding, etc. to which a strong shearing force is applied. A heat-expandable microcapsule and a foam-molded product using the heat-expandable microcapsule can be provided.

Claims (2)

重合体からなるシェルに、コア剤として揮発性膨張剤が内包された熱膨張性マイクロカプセルであって、
発泡開始温度が160℃以下、最大発泡温度が200℃以上であり、かつ、
前記シェルは、アクリロニトリル、メタクリロニトリル及び塩化ビニリデンから選択される少なくとも1種からなる重合性モノマー(I)40〜94重量%と、カルボキシル基を有し、炭素数が3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)5〜50重量%と、アミド結合を有し、前記アミド結合の窒素原子に結合する炭化水素の炭素数の合計が4以上である重合性モノマー(III)1〜30重量%とを含有するモノマー混合物を重合させてなる重合体からなる
ことを特徴とする熱膨張性マイクロカプセル。
A thermally expandable microcapsule in which a volatile expansion agent is encapsulated as a core agent in a polymer shell,
The foaming start temperature is 160 ° C. or lower, the maximum foaming temperature is 200 ° C. or higher, and
The shell has 40 to 94% by weight of a polymerizable monomer (I) selected from acrylonitrile, methacrylonitrile and vinylidene chloride, and has a carboxyl group and has 3 to 8 carbon atoms. 5 to 50% by weight of unsaturated carboxylic acid monomer (II), polymerizable monomer (III) 1 having an amide bond, and the total number of carbon atoms of hydrocarbons bonded to the nitrogen atom of the amide bond is 4 or more A thermally expandable microcapsule comprising a polymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing 30% by weight.
請求項1記載の熱膨張性マイクロカプセルを用いてなることを特徴とする発泡成形体。 A foam-molded article comprising the thermally expandable microcapsule according to claim 1.
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