JP2853423B2 - Method for producing reactive microgel - Google Patents

Method for producing reactive microgel

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JP2853423B2
JP2853423B2 JP32699891A JP32699891A JP2853423B2 JP 2853423 B2 JP2853423 B2 JP 2853423B2 JP 32699891 A JP32699891 A JP 32699891A JP 32699891 A JP32699891 A JP 32699891A JP 2853423 B2 JP2853423 B2 JP 2853423B2
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microgel
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板、フレキ
ソ版などの印刷用刷版、半導体素子などの製造のために
有用な高解像度、高感応性レジスト材料、あるいは塗
料、インキのバインダーとして、また反応性充填剤とし
て有用でかつ耐水性に優れた、重合性不飽和二重結合、
水酸基あるいはカルボキシル基などの反応性基を有する
反応性マイロクゲルの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a high-resolution, high-sensitivity resist material useful for the production of printing plates, printing plates such as flexographic plates, semiconductor devices and the like, or binders for paints and inks. Also useful as a reactive filler and excellent in water resistance, a polymerizable unsaturated double bond,
The present invention relates to a method for producing a reactive myrogel having a reactive group such as a hydroxyl group or a carboxyl group.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロゲルは、コロイドのごとき大き
さ、例えば直径0.001〜10μm、一般には1μm
以下のゲル化または架橋された重合体粒子であり、乳化
重合法により合成される新しい高分子材料として近年注
目を集めている。マイクロゲルの表面に反応性基が無い
ものは単なるフイラーとしての役目しか果たさないの
で、材料の強度向上といった目的のためにしか使用され
なかったが、1975年ドイツのフンケにより表面に反
応性基が存在するマイクロゲルが合成されてからはマイ
クロゲルは一躍注目され世界中の高分子学者により研究
がなされるようになった。(W. Obrecht, U.Seitz, W.Fu
nke, Am.Chem.Soc., Div.Polym.Chem., Prepr. 16(1),
149(1975))。
2. Description of the Related Art Microgels have a size such as a colloid, for example, a diameter of 0.001 to 10 μm, generally 1 μm.
The following gelled or crosslinked polymer particles have attracted attention in recent years as new polymer materials synthesized by emulsion polymerization. Microgels having no reactive groups on the surface serve only as a filler, and were used only for the purpose of improving the strength of the material. However, in 1975, the functional groups were added to the surface by Funke of Germany. Since the synthesis of existing microgels, microgels have received a great deal of attention and have been studied by macromolecular scientists around the world. (W. Obrecht, U. Seitz, W. Fu
nke, Am.Chem.Soc., Div.Polym.Chem., Prepr. 16 (1),
149 (1975)).

【0003】フンケの合成したマイクロゲルは、重合性
不飽和二重結合を2つ以上持つモノマーを非常に緩やか
な条件で乳化重合して表面に反応せずに残っている重合
性不飽和二重結合を他の試薬で修飾し各種反応性官能基
に変換するものであった。この例としてボランを用いて
水酸基、ハロゲン化水素を用いてハロゲン基、オゾンを
用いてカルボキシル基等に変換する方法が提案されてい
る。しかしこれらの反応は水が存在する系中では起こら
ないためマイクロゲルを水性分散液から分離、精製、乾
燥した後、DMF、ピリジン等の有機溶媒に分散して各
種試薬との反応を行なうことにより反応性基に変換しな
くてはならず手間がかかり過ぎ、かつたいへん高価なも
のとなってしまうため工業用材料として使用するには制
限があった。
The microgel synthesized by Funke is obtained by polymerizing a monomer having two or more polymerizable unsaturated double bonds under very mild conditions by emulsion polymerization and remaining on the surface without reacting with the polymerizable unsaturated double bond. The bond was modified with another reagent and converted into various reactive functional groups. As an example, a method has been proposed in which borane is used to convert to a hydroxyl group, hydrogen halide is used to convert to a halogen group, and ozone is used to convert to a carboxyl group. However, since these reactions do not occur in a system in which water is present, the microgel is separated from the aqueous dispersion, purified, dried, and then dispersed in an organic solvent such as DMF and pyridine to react with various reagents. It must be converted into a reactive group, which is too laborious and very expensive, so that its use as an industrial material is limited.

【0004】また、山崎等は水酸基、エポキシ基等およ
び重合性不飽和二重結合を持つ多官能モノマーを乳化重
合させることにより1段階で反応性マイクロゲルを合成
する試みを行ってきた。(山崎、服部、表面 1987,25,
86)。しかしこの方法で導入できる官能基は種類が非常
に限られ、特に重合性不飽和二重結合を持つ官能基は乳
化重合時にラジカルによる攻撃を受け反応してしまうた
め、重合性不飽和二重結合を有する反応性マイクロゲル
の合成は困難であった。
Also, Yamazaki et al. Have attempted to synthesize a reactive microgel in one step by emulsion polymerization of a polyfunctional monomer having a hydroxyl group, an epoxy group, etc. and a polymerizable unsaturated double bond. (Yamazaki, Hattori, surface 1987, 25,
86). However, the types of functional groups that can be introduced by this method are very limited. Particularly, functional groups having polymerizable unsaturated double bonds are attacked by radicals during emulsion polymerization and react. It was difficult to synthesize a reactive microgel having

【0005】そこで、本発明者は鋭意検討した結果、水
の中でも起こる付加反応を発見し、それを利用すること
によりマイクロゲルを水性分散液から単離することなく
エポキシ基以外の他の官能基、例えば重合性不飽和二重
結合、水酸基、カルボキシル基などの官能基を簡単かつ
定量的にマイクロゲル表面に付与できる製造方法を見出
した。しかし、上記方法において用いられる高分子乳化
剤は低分子界面活性剤に比べると一般に乳化力の点で劣
るので、コアに用いる材料によっては、高分子乳化剤を
増やしてもマイクロゲル化することが困難であった。
Accordingly, the present inventors have conducted intensive studies and have found an addition reaction that occurs in water. By utilizing the addition reaction, the microgel can be isolated from an aqueous dispersion without separating other functional groups other than epoxy groups. For example, the present inventors have found a production method capable of easily and quantitatively providing a functional group such as a polymerizable unsaturated double bond, a hydroxyl group, and a carboxyl group to the microgel surface. However, the polymer emulsifier used in the above method is generally inferior in emulsifying power as compared with the low-molecular surfactant, so that depending on the material used for the core, it is difficult to microgel even if the polymer emulsifier is increased. there were.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、低分子界面活性剤と
高分子乳化剤とを併用することにより、従来合成が難し
かったコア材料であっても反応性マイクロゲルを合成す
ることができることを見出し、本発明に至った。
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, by using a low-molecular surfactant and a high-molecular emulsifier together, the core material was difficult to synthesize conventionally. The present inventors have found that a reactive microgel can be synthesized even with this method, and have reached the present invention.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、重
合性不飽和二重結合を有するモノマーを、第4級アンモ
ニウム塩含有高分子乳化剤と低分子界面活性剤とを用い
て乳化重合により合成したマイクロゲル微粒子(A)
と、1分子中に第4級アンモニウム塩と反応するエポキ
シ基および少なくとも1つのその他の反応性官能基を有
する化合物(B)とを反応させることを特徴とする反応
性マイクロゲルの製造方法である。
That is, the present invention provides a method for synthesizing a monomer having a polymerizable unsaturated double bond by emulsion polymerization using a quaternary ammonium salt-containing polymer emulsifier and a low-molecular surfactant. Microgel fine particles (A)
And a compound (B) having an epoxy group which reacts with a quaternary ammonium salt in one molecule and at least one other reactive functional group in one molecule. .

【0008】本発明において、マイクロゲル微粒子
(A)を合成する際使用される重合性不飽和二重結合を
有するモノマーのうち単官能のものとしては、(a)
(メタ)アクリル化合物としては(メタ)アクリル酸メ
チル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸
プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)
アルリル酸ブチル、(メタ)アルリル酸ヘキシル、(メ
タ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル
等の(メタ)アクリル酸のC1 〜C18アルキルエステ
ル:グリシジル(メタ)アクリレート:アリル(メタ)
アクリレート等の(メタ)アクリル酸のC2 〜C8 のア
ルケニルエステル:ヒドロキシエチル(メタ)アクリレ
ート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の
(メタ)アクリル酸のC2 〜C8 ヒドロキシアルキルエ
ステル:アリルオキシエチル(メタ)アクリレート等の
(メタ)アクリル酸のC3 〜C19ヒドロキシアルケニル
エステル:(メタ)アクリル酸など、(b)ビニル芳香
族化合物としてはスチレン、α−メチルスチレン、ビニ
ルトルエン、p−クロロスチレンなど、(c)その他ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、メチルイソプロ
ペニルケトン:酢酸ビニル、ビニルプロピオネート、ビ
ニルピバレートなどが挙げられる。
In the present invention, the monofunctional monomer having a polymerizable unsaturated double bond used in synthesizing the microgel fine particles (A) includes (a)
(Meth) acrylic compounds include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and (meth) acrylate.
Aruriru butyl, (meth) Aruriru acid hexyl, (meth) acrylate, octyl (meth) C 1 -C 18 alkyl esters of (meth) acrylic acid and lauryl acrylate: glycidyl (meth) acrylate: allyl (meth)
Alkenyl esters of C 2 -C 8 (meth) acrylic acid acrylate: hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate of (meth) C 2 -C 8 hydroxyalkyl esters of acrylic acid: allyloxy (meth) C 3 -C 19 hydroxy alkenyl esters :( meth) acrylic acid acrylic acid such as ethyl (meth) acrylate, (b) styrene as a vinyl aromatic compound, alpha-methyl styrene, vinyl toluene, p- Chlorostyrene, etc. (c) Other acrylonitrile, methacrylonitrile, methyl isopropenyl ketone: vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate and the like.

【0009】次に、マイクロゲル微粒子(A)の内部を
3次元架橋させるための2つ以上の重合性不飽和二重結
合を持つ多官能モノマー、オリゴマーとしては、(a)
(メタ)アクリレート系としては、トリメチロールプロ
パンのトリ(メタ)アクリル酸エステル、グリコール類
のジ(メタ)アクリル酸エステル、ポリオールのポリ
(メタ)アクリル酸エステル、ポリウレタン類のジ(メ
タ)アクリル酸エステル、ポリエステルのジ(メタ)ア
クリル酸エステルなど、(b)ポリオレフィン系化合物
としてはブタジエン、イソプレン、クロロプレン、ジビ
ニルベンゼン、フタル酸ジアリルなど、(c)少なくと
も2つ以上の重合性不飽和二重結合を持つオリゴマー、
が挙げられる。これらモノマーは所望の物性に応じて適
宜選択され、それぞれ単独で用いてもよく、あるいは2
種またはそれ以上組み合わせて使用することができる。
単官能モノマーと多官能モノマーとの使用比率として
は、通常モル比で100:0.1〜50、好ましくは1
00:0.1〜10である。
Next, polyfunctional monomers and oligomers having two or more polymerizable unsaturated double bonds for three-dimensionally cross-linking the inside of the microgel fine particles (A) include (a)
(Meth) acrylates include tri (methyl) acrylate of trimethylolpropane, di (meth) acrylate of glycols, poly (meth) acrylate of polyols, and di (meth) acrylic acid of polyurethanes (C) at least two or more polymerizable unsaturated double bonds such as butadiene, isoprene, chloroprene, divinylbenzene and diallyl phthalate; Oligomers with
Is mentioned. These monomers are appropriately selected according to the desired physical properties, and may be used alone, respectively, or
Species or more can be used in combination.
The use ratio of the monofunctional monomer to the polyfunctional monomer is usually 100: 0.1 to 50, preferably 1 in molar ratio.
00: 0.1 to 10.

【0010】マイクロゲル微粒子(A)を合成する際に
使用する第4級アンモニウム塩含有高分子乳化剤は、3
級アミノ基を有する化合物を酸により中和して第4級塩
化したものである。酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、酢
酸、プロピオン酸、酪酸、(メタ)アクリル酸等が挙げ
られる。
The quaternary ammonium salt-containing polymer emulsifier used in synthesizing the microgel fine particles (A) is 3
A compound having a quaternary amino group is neutralized with an acid and quaternized. Examples of the acid include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, and (meth) acrylic acid.

【0011】第4級アンモニウム塩含有高分子乳化剤と
しては、2,2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリ
レート、2,2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリ
レート等のアミノ基を持つ反応性モノマーと他の反応性
モノマー、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)
アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メ
タ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチ
ル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸
オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル等の(メタ)ア
クリル酸のC1 〜C18アルキルエステル:アリル(メ
タ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のC2 〜C8
アルケニルエステル:ヒドロキシエチル(メタ)アクリ
レート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の
(メタ)アクリル酸のC2 〜C8 ヒドロキシアルキルエ
ステル:アリルオキシルエチル(メタ)アクリレート等
の(メタ)アクリル酸のC3 〜C19アルケニルオキシル
アルキルエステル:(メタ)アクリル酸等の中から選ば
れたビニルモノマー1種以上とを共重合させその後酸に
より中和することにより得られるもの、キトサンなどの
天然高分子やポリエチレンイミンなどの合成高分子とい
ったアミノ基を含むポリマーを酸により中和したものを
挙げることができる。
Examples of the quaternary ammonium salt-containing polymer emulsifier include reactive monomers having an amino group such as 2,2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate and 2,2-diethylaminoethyl (meth) acrylate, and other reactive monomers. Water-soluble monomer such as methyl (meth) acrylate, (meth)
Ethyl acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, etc. C 1 -C 18 alkyl esters of acrylic acid: C 2 -C 8 (meth) acrylic acid such as allyl (meth) acrylate
Alkenyl ester: C 2 -C 8 hydroxyalkyl ester of (meth) acrylic acid such as hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxypropyl (meth) acrylate: C 3 of (meth) acrylic acid such as allyloxylethyl (meth) acrylate -C 19 alkenyloxyl alkyl ester: obtained by copolymerizing one or more vinyl monomers selected from (meth) acrylic acid and the like, followed by neutralization with an acid, natural polymers such as chitosan, and polyethylene Examples thereof include those obtained by neutralizing a polymer containing an amino group such as a synthetic polymer such as imine with an acid.

【0012】これらの高分子乳化剤はそのまま、または
第4級アンモニウム塩の1部をグリシジル(メタ)アク
リレートなどのエポキシ基と重合性不飽和二重結合を含
む化合物と反応させることにより重合性不飽和二重結合
を導入して反応性乳化剤としても使用することができ
る。反応性乳化剤とすることによって、マイクロゲル微
粒子(A)の内部を3次元架橋する際に、乳化剤自体を
コアに固定することが可能になる。マイクロゲル微粒子
(A)の内部(コア)に乳化剤(シエル)を固定するこ
とによって、反応性マイクロゲルを用いたフイルムや反
応性マイクロゲルを含有するレジスト材、反応性充填剤
の強度、耐水性、耐摩耗性等の各種の耐性が向上でき
る。これらの高分子乳化剤はモノマーに対して0.1〜
50重量%、望ましくは3〜20%用いられる。
These polymer emulsifiers may be used as such or by reacting a part of a quaternary ammonium salt with a compound containing an epoxy group and a polymerizable unsaturated double bond such as glycidyl (meth) acrylate. A double bond can be introduced and used as a reactive emulsifier. By using a reactive emulsifier, the emulsifier itself can be fixed to the core when the inside of the microgel fine particles (A) is three-dimensionally crosslinked. By fixing an emulsifier (shell) inside (core) of microgel fine particles (A), a film using reactive microgel, resist material containing reactive microgel, strength of reactive filler, water resistance And various resistances such as abrasion resistance can be improved. These polymer emulsifiers are used in an amount of 0.1 to
50% by weight, preferably 3 to 20% is used.

【0013】また、上記の第4級アンモニウム塩含有高
分子乳化剤と併用される低分子界面活性剤としては、ノ
ニオン系界面活性剤もしくはカチオン系界面活性剤が挙
げられる。ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシ
エチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステア
リルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル等の
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキル
アリルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、オキシエ
チレン・オキシプロピレンブロックコポリマー、ソルビ
タンモノラウレート、ソルビタンステアレート、ソルビ
タントリオレエート等のソルビタン脂肪酸エステル、グ
リセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エ
ステル等が挙げられる。
The low molecular surfactant used in combination with the quaternary ammonium salt-containing polymer emulsifier includes a nonionic surfactant and a cationic surfactant. Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene alkyl ether such as polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, and polyoxyethylene such as polyoxyethylene nonyl phenyl ether. Examples include ethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene derivative, oxyethylene / oxypropylene block copolymer, sorbitan fatty acid ester such as sorbitan monolaurate, sorbitan stearate, and sorbitan trioleate, glycerin fatty acid ester, and polyoxyethylene fatty acid ester.

【0014】カチオン系界面活性剤としては、モノメチ
ルアミン、モノエチルアミン、モノステアリルアミン等
の1級アミンの塩酸塩、ジメチルアミン、ジエチルアミ
ン、ジステアリルアミン等の2級アミンの塩酸塩、トリ
メチルアミン、トリエチルアミン、ステアリルジメチル
アミン等の3級アミンの塩酸塩、モノエタノールアミ
ン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のエ
タノールアミン類の塩酸塩、エチレンジアミン、ジエチ
レントリアミン等のポリエチレンポリアミン類の塩酸
塩、ピリジン、モルホリン、ヒドラジン等のアミン類の
塩酸塩等が挙げられる。
Examples of the cationic surfactant include hydrochlorides of primary amines such as monomethylamine, monoethylamine and monostearylamine, hydrochlorides of secondary amines such as dimethylamine, diethylamine and distearylamine, trimethylamine, triethylamine, and the like. Hydrochlorides of tertiary amines such as stearyl dimethylamine, hydrochlorides of ethanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine, hydrochlorides of polyethylene polyamines such as ethylenediamine and diethylenetriamine, amines such as pyridine, morpholine and hydrazine And the like.

【0015】上記低分子界面活性剤は、モノマーに対し
て0.1〜50%、より好ましくは0.1〜20%用い
るのが良い。乳化重合の温度は50〜95℃、好ましく
は65〜80℃である。乳化重合は、モノマーと乳化剤
を合わせた固形分率が10〜50%望ましくは15〜3
0%である。本発明において、乳化重合によって生成し
たマイクロゲルの粒径は通常、光散乱法による測定で1
0〜500nmである。
The low-molecular surfactant is preferably used in an amount of 0.1 to 50%, more preferably 0.1 to 20%, based on the monomer. The temperature of the emulsion polymerization is 50 to 95 ° C, preferably 65 to 80 ° C. In the emulsion polymerization, the solid content of the monomer and the emulsifier is 10 to 50%, preferably 15 to 3%.
0%. In the present invention, the particle size of the microgel formed by emulsion polymerization is usually 1 as measured by a light scattering method.
0 to 500 nm.

【0016】このようにして生成したマイクロゲル粒子
(A)の表面に存在する第4級アンモニウム塩と、1分
子中にエポキシ基および少なくとも一つの他の反応性官
能基を有する化合物(B)とを反応させ、マイクロゲル
微粒子の表面に反応性官能基を導入する。化合物(B)
としてはグリシジル(メタ)アクリレート、N−グリシ
ジル(メタ)アクリルアミド、グリシジルアリルエーテ
ル、1、2−エポキシ−5−ヘキセン等の重合性不飽和
二重結合を有するエポキシ化合物、グリシドール等の水
酸基を有するエポキシ化合物、エポキシコハク酸等のカ
ルボキシル基を有するエポキシ化合物等が挙げられる。
これらの化合物(B)は所望の物性に応じて適宜選択さ
れ、それぞれ単独で用いてもよく、あるいは2種または
それ以上組み合わせて使用することができる。マイクロ
ゲル粒子表面の第4級アンモニウム塩基に対し1〜10
0モル%まで自由な割合で反応させることができる。こ
の反応はマイクロゲルのエマルジョンにエポキシ化合物
を混合し30〜90℃、望ましくは60〜80℃の温度
で2時間以上撹拌するだけで終了する。このように、本
発明においては水性分散液中でも簡単にマイクロゲルの
表面に種々の反応性官能基を付与させることができると
いう利点がある。
The quaternary ammonium salt present on the surface of the microgel particles (A) thus formed and the compound (B) having an epoxy group and at least one other reactive functional group in one molecule To introduce a reactive functional group on the surface of the microgel fine particles. Compound (B)
Epoxy compounds having a polymerizable unsaturated double bond such as glycidyl (meth) acrylate, N-glycidyl (meth) acrylamide, glycidyl allyl ether, 1,2-epoxy-5-hexene, and epoxy having a hydroxyl group such as glycidol. Compounds and epoxy compounds having a carboxyl group such as epoxy succinic acid.
These compounds (B) are appropriately selected according to the desired physical properties, and may be used alone or in combination of two or more. 1 to 10 with respect to the quaternary ammonium base on the microgel particle surface
The reaction can be performed at a free ratio up to 0 mol%. This reaction is completed only by mixing the epoxy compound with the microgel emulsion and stirring the mixture at a temperature of 30 to 90 ° C, preferably 60 to 80 ° C for 2 hours or more. Thus, the present invention has an advantage that various reactive functional groups can be easily imparted to the surface of the microgel even in an aqueous dispersion.

【0017】本発明に関わる反応性マイクロゲルは水性
分散液のまま、あるいはベンゼン類、アルコール類、ケ
トン類などと共沸により水を一部または全部除いた有機
溶剤分散液としても提供される。また乾燥状態で用いた
い場合には、マイクロゲルを通常の方法、好ましくはマ
イクロゲルを凝固後、凝固物を洗浄、乾燥して微粉化す
る方法またはスプレー乾燥法等によって得ることができ
る。種々の用途の要求特性を満足させる目的で、本発明
で得られた反応性マイクロゲルに重合性不飽和二重結合
を有するモノマー、オリゴマー、および高分子化合物、
あるいは重合性不飽和二重結合をもたない高分子化合物
等を本来の特性を損なわない範囲で添加して用いても良
い。
The reactive microgel according to the present invention is provided as an aqueous dispersion or as an organic solvent dispersion in which water is partially or entirely removed by azeotropic distillation with benzenes, alcohols, ketones, and the like. When it is desired to use the microgel in a dry state, the microgel can be obtained by an ordinary method, preferably by a method of coagulating the microgel, washing and drying the coagulated material to obtain a fine powder, or a spray drying method. For the purpose of satisfying the required characteristics of various uses, a monomer, an oligomer, and a polymer compound having a polymerizable unsaturated double bond in the reactive microgel obtained in the present invention,
Alternatively, a polymer compound having no polymerizable unsaturated double bond or the like may be added and used as long as the original characteristics are not impaired.

【0018】[0018]

【実施例】本発明をさらに詳しく実施例を挙げて説明す
る。なお実施例中「部」、「%」とあるのは重量部、重
量%を示すものとする。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples. In the examples, “part” and “%” indicate “part by weight” and “% by weight”, respectively.

【0019】実施例1 (1)カチオン性高分子乳化剤の作製 2−エチルヘキシルメタクリレート100部、2−ジメ
チルアミノエチルメタクリレート50部、2−プロパノ
ール200部を2リットル反応容器中で撹拌下、窒素雰
囲気中で80℃に加熱した。アゾビスイソブチロニトリ
ル(以後AIBNと記す)を1.6部添加し2時間保持
し、ついでAIBN0.4部添加し、その後4時間反応
混合物を80℃保持して重合を完結した。室温に冷却後
酢酸38.2部と脱イオン水1000部の混合物を加え
加熱して共沸蒸留により2−プロパノールおよび水を除
去し固形分率を20%とした。
Example 1 (1) Preparation of cationic polymer emulsifier In a nitrogen atmosphere, 100 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 50 parts of 2-dimethylaminoethyl methacrylate and 200 parts of 2-propanol were stirred in a 2 liter reaction vessel. At 80 ° C. 1.6 parts of azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as AIBN) was added and the mixture was maintained for 2 hours, then 0.4 parts of AIBN was added, and then the reaction mixture was maintained at 80 ° C. for 4 hours to complete the polymerization. After cooling to room temperature, a mixture of 38.2 parts of acetic acid and 1000 parts of deionized water was added, heated and azeotropically distilled to remove 2-propanol and water to a solid content of 20%.

【0020】(2)反応性カチオン性高分子乳化剤の作
製 (1)で合成したカチオン性高分子乳化剤に対し、その
後グリシジルメタクリレート18.1部加え空気雰囲気
中で70℃に加熱し2時間保持することによりメタクリ
ル基のペンダントされたカチオン性高分子乳化剤を得
た。
(2) Preparation of Reactive Cationic Polymer Emulsifier 18.1 Parts of glycidyl methacrylate are added to the cationic polymer emulsifier synthesized in (1), and the mixture is heated to 70 ° C. in an air atmosphere and maintained for 2 hours. Thus, a methacryl group-pending cationic polymer emulsifier was obtained.

【0021】(3)非反応性マイクロゲルの合成 R−45ACR−LC(出光石油化学株式会社製ポリブ
タジエンのジメタクリレート変性物)を50部、エマル
ゲン420(花王株式会社製ポリオキシエチレンオレイ
ンエーテル)を2.5部、(2)で合成した反応性カチ
オン性高分子乳化剤水溶液19.2部、脱イオン水14
8.2部を500ml反応容器中で攪拌下、窒素雰囲気
中で80℃に加熱した。3%アゾビスアミジノプロパン
2塩酸塩(以下AAPDと記す)水溶液を0.5部添加
し2時間保持した。ついで3%AAPD水溶液0.5部
添加した。添加終了後反応混合物を80℃に4時間保持
して重合を完結した。粒径の光散乱法による測定結果は
約50nmであった。
(3) Synthesis of non-reactive microgel 50 parts of R-45ACR-LC (dimethacrylate modified polybutadiene manufactured by Idemitsu Petrochemicals Co., Ltd.) and 50 parts of Emulgen 420 (polyoxyethylene olein ether manufactured by Kao Corporation) 2.5 parts, 19.2 parts of the aqueous solution of the reactive cationic polymer emulsifier synthesized in (2), 14 deionized water
8.2 parts were heated to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere with stirring in a 500 ml reaction vessel. 0.5 parts of a 3% aqueous solution of azobisamidinopropane dihydrochloride (hereinafter referred to as AAPD) was added thereto, and the mixture was maintained for 2 hours. Then, 0.5 part of a 3% AAPD aqueous solution was added. After completion of the addition, the reaction mixture was kept at 80 ° C. for 4 hours to complete the polymerization. The measurement result of the particle size by the light scattering method was about 50 nm.

【0022】(4)反応性マイクロゲルの合成 (3)で合成した非反応性マイクロゲル水性分散液を一
晩放置した後、グリシジルメタクリレート1.1部を加
え空気雰囲気中で70℃に加熱し2時間保持することに
より反応性マイクロゲル試料(1)を得た。
(4) Synthesis of Reactive Microgel After the non-reactive microgel aqueous dispersion synthesized in (3) was left overnight, 1.1 parts of glycidyl methacrylate was added and heated to 70 ° C. in an air atmosphere. By holding for 2 hours, a reactive microgel sample (1) was obtained.

【0023】実施例2 (1)カチオン性高分子乳化剤の作製 2−エチルヘキシルアクリレート100部、2−ジメチ
ルアミノエチルアクリレート50部、2−プロパノール
200部を2リットル反応容器中で撹拌下、窒素雰囲気
中で80℃に加熱した。アゾビスイソブチロニトリル
(以後AIBNと記す)を1.6部添加し2時間保持
し、ついでAIBN0.4部添加し、その後4時間反応
混合物を80℃保持して重合を完結した。室温に冷却後
酢酸38.2部と脱イオン水1000部の混合物を加え
加熱して共沸蒸留により2−プロパノールおよび水を除
去し固形分率を20%とした。
Example 2 (1) Preparation of cationic polymer emulsifier 100 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 50 parts of 2-dimethylaminoethyl acrylate and 200 parts of 2-propanol were stirred in a 2 liter reaction vessel in a nitrogen atmosphere. At 80 ° C. 1.6 parts of azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as AIBN) was added and the mixture was maintained for 2 hours, then 0.4 parts of AIBN was added, and then the reaction mixture was maintained at 80 ° C. for 4 hours to complete the polymerization. After cooling to room temperature, a mixture of 38.2 parts of acetic acid and 1000 parts of deionized water was added, heated and azeotropically distilled to remove 2-propanol and water to a solid content of 20%.

【0024】(2)反応性カチオン性高分子乳化剤の作
製 (1)で合成したカチオン性高分子乳化剤に対し、その
後グリシジルメタクリレート18.1部加え空気雰囲気
中で70℃に加熱し2時間保持することによりメタクリ
ル基のペンダントされたカチオン性高分子乳化剤を得
た。
(2) Preparation of reactive cationic polymer emulsifier To the cationic polymer emulsifier synthesized in (1), 18.1 parts of glycidyl methacrylate is then added, and the mixture is heated to 70 ° C. in an air atmosphere and maintained for 2 hours. Thus, a methacryl group-pending cationic polymer emulsifier was obtained.

【0025】(3)非反応性マイクロゲルの合成 R−45ACR−LC(出光石油化学株式会社製ポリブ
タジエンのジメタクリレート変性物)を50部、エマル
ゲン810(花王株式会社製ポリオキシエチレンオクチ
ルフェニルエーテル)を2.5部、(2)で合成した反
応性カチオン性高分子乳化剤水溶液19.2部、脱イオ
ン水148.2部を500ml反応容器中で攪拌下、窒
素雰囲気中で80℃に加熱した。3%アゾビスアミジノ
プロパン2塩酸塩(以下AAPDと記す)水溶液を0.
5部添加し2時間保持した。ついで3%AAPD水溶液
0.5部添加した。添加終了後反応混合物を80℃に4
時間保持して重合を完結した。粒径の光散乱法による測
定結果は約50nmであった。
(3) Synthesis of non-reactive microgel 50 parts of R-45ACR-LC (dimethacrylate modified polybutadiene manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) and Emulgen 810 (polyoxyethylene octylphenyl ether manufactured by Kao Corporation) Was heated to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere with stirring in a 500 ml reaction vessel with 19.2 parts of the aqueous reactive cationic polymer emulsifier synthesized in (2) and 148.2 parts of deionized water. . A 3% aqueous solution of azobisamidinopropane dihydrochloride (hereinafter referred to as AAPD) was added to a 0.1% aqueous solution.
5 parts were added and kept for 2 hours. Then, 0.5 part of a 3% AAPD aqueous solution was added. After the addition is completed, the reaction mixture is brought to 80 ° C for 4 hours.
The polymerization was completed by holding for a time. The measurement result of the particle size by the light scattering method was about 50 nm.

【0026】(4)反応性マイクロゲルの合成 (3)で合成した非反応性マイクロゲル水性分散液を一
晩放置した後、グリシジルメタクリレート1.1部を加
え空気雰囲気中で70℃に加熱し2時間保持することに
より反応性マイクロゲル試料(2)を得た。
(4) Synthesis of Reactive Microgel After the non-reactive microgel aqueous dispersion synthesized in (3) was left overnight, 1.1 parts of glycidyl methacrylate was added, and the mixture was heated to 70 ° C. in an air atmosphere. By holding for 2 hours, a reactive microgel sample (2) was obtained.

【0027】実施例3 実施例1のエマルゲン420の代わりにレオドールTW
−S106(花王株式会社製ポリオキシエチレンソルビ
タンモノステアレート)を使用した以外は実施例1と同
様にして反応性マイクロゲル試料(3)を得た。
Example 3 In place of emulgen 420 of Example 1, Rheodor TW
A reactive microgel sample (3) was obtained in the same manner as in Example 1 except that -S106 (polyoxyethylene sorbitan monostearate manufactured by Kao Corporation) was used.

【0028】実施例4 実施例1のエマルゲン420の代わりにジステアリルア
ミン酢酸塩を使用した以外は実施例1と同様にして反応
性マイクロゲル試料(4)を得た。
Example 4 A reactive microgel sample (4) was obtained in the same manner as in Example 1 except that distearylamine acetate was used instead of emulgen 420 in Example 1.

【0029】比較例1 実施例1の(3)非反応性マイクロゲルの合成におい
て、エマルゲン420 を使用せず、代わりに実施例1の
(2)で合成した反応性カチオン性高分子乳化剤水溶液
( 固形分約20%)を以下に示す種々の量により、その他の
条件は実施例1と同様にして合成を行ったが、いずれの
場合においてもヨーグルト状になるなどして、マイクロ
ゲル化することはできなかった。よって、実施例1の
(4)の工程には進めなかった。実施例1の(2)で合
成した反応性カチオン性高分子乳化剤水溶液添加量は、
19.2部、50部、100 部、160 部または200 部とした。
Comparative Example 1 In the synthesis of the non-reactive microgel of Example 1 (3), no emulgen 420 was used, and instead, the aqueous solution of the reactive cationic polymer emulsifier synthesized in Example 2 was used.
(Solid content of about 20%) was synthesized in various amounts shown below under the other conditions in the same manner as in Example 1. However, in any case, the gel was formed into a yogurt state to form a microgel. I couldn't do that. Therefore, it was not possible to proceed to the step (4) of Example 1. The amount of the aqueous solution of the reactive cationic polymer emulsifier synthesized in (2) of Example 1 was
19.2, 50, 100, 160 or 200 parts.

【0030】比較例2 実施例2の(3)非反応性マイクロゲルの合成におい
て、エマルゲン810 を使用せず、代わりに実施例2の
(2)で合成した反応性カチオン性高分子乳化剤水溶液
( 固形分約20%)を以下に示す種々の量により、その他の
条件は実施例1と同様にして合成を行ったが、いずれの
場合においてもヨーグルト状になるなどして、マイクロ
ゲル化することはできなかった。よって、実施例2の
(4)の工程には進めなかった。実施例2の(2)で合
成した反応性カチオン性高分子乳化剤水溶液添加量は、
19.2部、50部、100 部、160 部または200 部とした。
Comparative Example 2 In the synthesis of the non-reactive microgel of Example 2 (3), no emulgen 810 was used, and instead, the aqueous solution of the reactive cationic polymer emulsifier synthesized in Example 2 (2)
(Solid content of about 20%) was synthesized in various amounts shown below under the other conditions in the same manner as in Example 1. However, in any case, the gel was formed into a yogurt state to form a microgel. I couldn't do that. Therefore, it was not possible to proceed to the step (4) of Example 2. The amount of the aqueous solution of the reactive cationic polymer emulsifier synthesized in (2) of Example 2 was
19.2, 50, 100, 160 or 200 parts.

【0031】〔反応性マイクロゲルの評価〕実施例で得
られた反応性マイクロゲル試料(1)、(2)、
(3)、(4)各々の固形分100部に対してダロキュ
ア2959(メルク社製、商品名)をそれぞれ5部加え
キャスト法により、厚さ約300μのマイクロゲル分散
フィルムを作製して200mJ/cm2 の紫外線を照射し
て硬化させた。このようにして得られたフィルムを、そ
れぞれフィルム試料1、2、3、4とする。フィルム試
料1、2、3、4を20℃にて、それぞれイオン交換
水、イソプロピルアルコール(IPAと略記する)、炭
酸ナトリウム水溶液(pH9)に24時間漬けその重量
増加率を測定した。その結果を表1に示す。なお、硬度
はJIS−K6301に準じて測定した。また、重量増
加率は、((24時間浸漬後の重量/浸漬前の重量)−
1)×100にて求めた。
[Evaluation of Reactive Microgel] The reactive microgel samples (1), (2),
(3), (4) Five parts of Darocure 2959 (trade name, manufactured by Merck) were added to 100 parts of each solid content to prepare a microgel-dispersed film having a thickness of about 300 μm by a casting method. It was cured by irradiating with ultraviolet rays of cm 2 . The films thus obtained are referred to as film samples 1, 2, 3, and 4, respectively. The film samples 1, 2, 3, and 4 were immersed in ion-exchanged water, isopropyl alcohol (abbreviated as IPA), and an aqueous solution of sodium carbonate (pH 9) at 20 ° C. for 24 hours, and the weight increase rate was measured. Table 1 shows the results. The hardness was measured according to JIS-K6301. The weight increase rate is ((weight after immersion for 24 hours / weight before immersion) −
1) It was determined by × 100.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明により、従来マイクロゲル化する
ことが難しかった材料も反応性マイクロゲル化すること
ができ、また、全乳化剤量を減らすことができるように
なった。これによりコア材料の選択の幅が広がり、塗
料、インキ、光硬化性接着剤、プリント基板、印刷版等
の感光性材料の種々の要求に対応できるようになった。
According to the present invention, a material which was conventionally difficult to form a microgel can be formed into a reactive microgel, and the total emulsifier amount can be reduced. As a result, the range of choice of the core material has been expanded, and it has become possible to meet various demands for photosensitive materials such as paints, inks, photocurable adhesives, printed boards, and printing plates.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】重合性不飽和二重結合を有するモノマー
を、第級アンモニウム塩含有高分子乳化剤と低分子界
面活性剤とを用いて乳化重合により合成したマイクロゲ
ル微粒子(A)と、1分子中に第級アンモニウム塩と
反応するエポキシ基および少なくとも1つのその他の反
応性官能基を有する化合物(B)とを反応させることを
特徴とする反応性マイクロゲルの製造方法。
The method according to claim 1 polymerizable unsaturated monomer having a double bond, the microgel particles (A) was synthesized by emulsion polymerization using a quaternary ammonium salt-containing polymer emulsifier and a low molecular surfactant, 1 method for producing a reactive microgel which comprises reacting a compound having an epoxy group and at least one other reactive functional groups that react with a quaternary ammonium salt in a molecule (B).
【請求項2】第級アンモニウム塩含有化合物が重合性
不飽和二重結合を含むことを特徴とする請求項1記載の
反応性マイクロゲルの製造方法。
2. A method for producing a reactive microgel of claim 1, characterized in that it comprises a quaternary ammonium salt-containing compound is a polymerizable unsaturated double bond.
【請求項3】1分子中に第級アンモニウム塩と反応す
るエポキシ基および少なくとも1つのその他の反応性官
能基を有する化合物(B)の少なくとも1つのその他の
反応性官能基が重合性不飽和二重結合であることを特徴
とする請求項1または2記載の反応性マイクロゲルの製
造方法。
3. A 1 at least one other reactive functional group polymerizable unsaturated epoxy groups which react with a quaternary ammonium salt in a molecule and at least one compound having other reactive functional group (B) 3. The method for producing a reactive microgel according to claim 1, wherein the reactive microgel is a double bond.
【請求項4】1分子中に第級アンモニウム塩と反応す
るエポキシ基および少なくとも1つのその他の反応性官
能基を有する化合物(B)の少なくとも1つのその他の
反応性官能基が水酸基であることを特徴とする請求項1
または2記載の反応性マイクロゲルの製造方法。
Wherein at least one other reactive functional group 1 epoxy group reactive with a quaternary ammonium salt in a molecule and at least one compound having other reactive functional group (B) is a hydroxyl group Claim 1 characterized by the following:
Or the method for producing a reactive microgel according to 2.
【請求項5】低分子界面活性剤がノニオン系界面活性剤
またはカチオン系界面活性剤であることを特徴とする請
求項1ないし4いずれか記載の反応性マイクロゲルの製
造方法。
5. The method for producing a reactive microgel according to claim 1, wherein the low molecular surfactant is a nonionic surfactant or a cationic surfactant.
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