JP4199363B2 - 発泡性マイクロカプセルウェットケーキの分散化方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂外殻内に揮発性物質を内包した発泡性マイクロカプセルのウェットケーキを解離、分散化して発泡性微粒子とすることのできる発泡性マイクロカプセルウェットケーキの分散化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂外殻内に揮発性物質を内包した発泡性マイクロカプセルは、加熱によって容易に発泡して微小な発泡粒子を形成する性質を有するため、種々の用途に利用されている。例えば、軽量化を目的とした塗料添加剤、プラスチック充填剤等としての利用や、発泡によって体積膨張することを利用してシーリング剤の添加剤、あるいは発泡によって表面凹凸が形成されることを利用して発泡性インク、壁紙等の添加剤や、繊維製品加工剤の添加剤等、各種の分野に広く利用されている。
【０００３】
この種の発泡性マイクロカプセルは、特公昭４２−２６５２４号公報に記載されているように、熱可塑性樹脂として重合し得るモノマーと、熱可塑性樹脂に対しては溶剤作用をほとんど有さない液状の揮発性物質（発泡剤）と、分散安定剤とを含む懸濁液を調整し、懸濁液中のモノマーを重合させる方法（懸濁重合法）等により得られる。
【０００４】
上記したような懸濁重合法によれば、粒径１０〜１００μ程度の微小な発泡性マイクロカプセルが得られ、得られた発泡性マイクロカプセルは、ポリ袋やコンテナバック等に収納されて流通されている。懸濁重合法で得られた発泡性マイクロカプセルは、通常、２０〜４０％程度の水分を含むウェットな状態であるため、微小な発泡性マイクロカプセルは凝集して巨大なウェットケーキとなっている。
【０００５】
このような巨大なウェットケーキとなった発泡性マイクロカプセルは、上記したような塗料やプラスチック、シーリング剤、発泡性インク等の添加剤として利用する際に、微小な発泡性粒子に解離、分散化する必要があり、このため従来は、ウェットケーキに水を添加し、ホモミキサー、ディスパー、プロペラ攪拌機、超音波等により撹拌して、２〜３０％程度の水分散液を得、この水分散液を各種用途への添加用として利用していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発泡性マイクロカプセルのウェットケーキを、再度発泡性粒子状態に分散させることは容易なことではなく、上記したような方法で再分散を試みても、凝集した粒子がほぐれ難く粒度のバラツキが非常に大きくなる。このような粒度のバラツキが非常に大きい発泡性粒子を、各種用途に利用しても良好な結果が得られないという問題があった。また分散性を高めるために強度に撹拌したりすると、撹拌時に発生する熱や機械的衝撃によって、発泡性マイクロカプセルが発泡したり破壊され、発泡性が低下したりなくなってしまうという問題があった。
【０００７】
更に、上記したような従来行われている方法は、２０〜４０％もの水分を含むウェットケーキに更に水を添加して水分散液とするものであるから、水系への添加を目的とする場合には利用できても、非水系への添加を目的とする場合には利用し得ない。非水系への添加を目的とする場合には、ウェットケーキを乾燥処理して水分を除去した後、非水系溶媒中に分散させることが必要となるが、ウェットケーキを乾燥処理すると更に強固な凝集体となり、前記したようなホモミキサー、ディスパー、プロペラ攪拌機、超音波等を利用したとしても、均一な発泡性粒子状態に解離、分散化させることはきわめて困難となるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、発泡性マイクロカプセルのウェットケーキを、マイクロカプセルを発泡させたり破壊することなく、均一な発泡性微小粒子状態に解離、分散化させることのできる、発泡性マイクロカプセルウェットケーキの分散化方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明の発泡性マイクロカプセルウェットケーキの分散化方法は、熱可塑性樹脂外殻内に揮発性物質を内包した発泡性マイクロカプセルのウェットケーキを、該ウェットケーキ中の含水率が５％以下となるように乾燥処理した後、石臼式粉砕機の砥石間の間隙を通過させ、ウェットケーキを解離、分散化して発泡性微小粒子とすることを特徴とする。
【００１０】
本発明方法において、発泡性マイクロカプセルウェットケーキの乾燥処理は、常圧乃至１００ｍｍＨｇ以上の減圧下で行うことが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において発泡性マイクロカプセルの外殻を構成する熱可塑性樹脂としては、例えばアクリロニトリル、塩化ビニル、メタクリレート、塩化ビニリデン、スチレン等の単量体から得られるホモポリマーやコポリマー等が挙げられるが、揮発性物質を内包する外殻を形成し得るものであればこれらに限定されるものではない。
【００１２】
一方、上記熱可塑性樹脂の外殻内に内包される揮発性物質としては、熱可塑性樹脂を実質的に溶解せず、加熱によって膨張して熱可塑性外殻を発泡させることのできる化合物が用いられる。このような化合物としては例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素類の如く、通常、熱可塑性樹脂の発泡剤として用いられている化合物と同様の化合物を用いることができる。このような揮発性物質を熱可塑性樹脂の外殻内に内包する発泡性マイクロカプセルは、前記した特公昭４２−２６５２４号公報等に記載の方法により得ることができるが、マツモトマイクロスフェアー（松本油脂製薬株式会社製）、エクスパンセル（エクスパンセル社製）等の商品名で、１５〜４０％程度の水分を含むウェットケーキが製品として市販されている。
【００１３】
本発明方法では、まず、上記した特公昭４２−２６５２４号公報等に記載の方法で得られる発泡性マイクロカプセルや市販の発泡性マイクロカプセルのウェットケーキを、ウェットケーキの含水率が５％以下となるように乾燥処理する。乾燥処理を行うための乾燥機器は特に限定されないが、例えば熱風循環方式、湯温加熱方式等の箱型棚段式乾燥機を使用することができる。ウェットケーキの乾燥処理に際し、乾燥機器内の温度が低すぎるとウェットケーキ中の含水率が５％以下となるまでに長時間を要し、また温度が高すぎると発泡性マイクロカプセルが発泡してしまう虞れがあるため、乾燥機器内の温度は、３０℃以上、発泡性マイクロカプセルの発泡開始温度−３０℃以下に設定することが好ましい。ウェットケーキの乾燥処理は、常圧乃至減圧下で行うことが好ましいが、１００ｍｍＨｇ未満に減圧すると、発泡性マイクロカプセル内の揮発性物質がマイクロカプセル内から揮散し、マイクロカプセルを均一に発泡させることができなくなるため、減圧する場合には１００ｍｍＨｇ以上、特に２００ｍｍＨｇ以上とすることが好ましい。
【００１４】
発泡性マイクロカプセルのウェットケーキの含水率が５％以下となるように乾燥処理した後、石臼式粉砕機の砥石間の間隙を通過させることにより、ウェットケーキを解離、分散化させることができるが、砥石間の間隙が２００μ未満となると発泡性マイクロカプセルが破壊されやすくなるため、砥石間の間隙は２００μ以上に設定することが好ましい。乾燥処理したウェットケーキを石臼式粉砕機の砥石間隙を通過させることにより、略もとの発泡性マイクロカプセル単位にまで解離、分散化されるが、発泡性マイクロカプセルが複数凝集した凝集体がわずかに含まれていても良い。
【００１５】
上記石臼式粉砕機としては市販の、マスコロイダー、セレンディピター（いずれも増幸産業株式会社製）等を用いることができる。目的とする平均粒子径が１〜１００μの発泡性微小粒子を得るために、石臼式粉砕機の砥石は粒度が１６〜１２０メッシュの範囲のものを単独又は組み合わせて使用することが好ましいが、砥石の粒度が２４メッシュ未満の場合、解離後の粒子の粒径が荒くなり易く、８０メッシュを超える場合には、発泡性マイクロカプセルの破壊されたものが生じる虞れがあるため、特に２４〜８０メッシュのものを用いることがより好ましい。またマイクロカプセルのウェットケーキを、目的とする発泡性微小粒子に効果的に解離、分散化させるために、砥石の回転数は５００〜５０００r.p.m.、特に、２０００〜４０００r.p.m.とすることが好ましい。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
アクリロニトリル系共重合体を外殻とする発泡性マイクロカプセル（マツモトマイクロスフェアーＦ−８０Ｓ：松本油脂製薬社製、平均粒径２６．７μ）のウェットケーキ（含水率３０％）２０ｋｇを、縦１００ｃｍ×横１００ｃｍ×高さ７ｃｍのトレイに入れ、トレイ中のケーキの厚さが均一になるようにトレイ内に広げた。このトレイを、６０℃の熱風を循環させる構造の箱型乾燥機中にて、５５時間乾燥処理した。乾燥後のケーキは含水率０．９％であった。乾燥後のケーキは、大きなものでは３ｃｍ×４ｃｍ×３ｃｍ程度のブロック状や、直径２〜３ｃｍ程度の塊状のものから、小さいものでは５００μ程度の凝集体の混在したものであった。
【００１７】
上記乾燥処理後のケーキを、石臼式粉砕機（セレンディピター：増幸産業株式会社製）の砥石間の間隙を連続的に通過させた。石臼式粉砕機は、粒度４６メッシュの砥石を備えたものを用い、砥石間隙１０００μ、砥石回転数２８００r.p.m.とし、上記乾燥処理後のウェットケーキを３０ｋｇ／ｈｒで連続的に砥石間隙を通過させて、ウェットケーキを微小粒子に解離した。得られた微小粒子をイオン交換水に添加して分散させ、分散粒子の大きさをレーザー解析式粒度測定装置（島津製作所製）で測定したところ、平均粒径２６．８８μの微小粒子に分散していた。またこの微小粒子の１％ジオクチルフタレート分散液を調製し、１７０±２℃に調製された乾燥機内で２分間加熱した後、顕微鏡で発泡状態を観察したところ、粒径４０〜１００μのほぼ真球状に発泡しており、発泡不能に破壊されたものや、凝集状粒子が発泡したものは殆ど認められなかった。更に、得られた微小粒子２ｋｇをポリエチレン内装の紙袋に詰め、湿度６５％、温度４０℃の恒温恒湿室内に４０日間放置したが、微粒子の再凝集は認められず、易流動性を有していた。
【００１８】
実施例２
塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体を外殻とする発泡性マイクロカプセル（エクスパンセル０５４：エクスパンセル社製、平均粒径１０．９μ）のウェットケーキ（含水率３０％）１０ｋｇを、実施例１と同様にトレー内に広げて３８℃、４００ｍｍＨｇで１０時間、減圧乾燥処理した。乾燥後のケーキは実施例１の場合と同様の塊状物、凝集物が混在したものであった。乾燥処理後のケーキを実施例１と同様の石臼式粉砕機の砥石の間隙を、同様にして通過させて微小粒子に解離した。解離後の微小粒子の粒径を実施例１と同様にして測定した結果、平均粒径１０．９１μであった。得られた微小粒子の１％エチレングリコール分散液を調製し、１１０±２℃に調製された乾燥機内で２分間加熱した後、顕微鏡で発泡状態を観察したところ、粒径２５〜５０μのほぼ真球状に発泡しており、発泡不能に破壊されたものや、凝集状粒子が発泡したものは殆ど認められなかった。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明方法は、発泡性マイクロカプセルのウェットケーキを、該ウェットケーキ中の含水率が５％以下となるように乾燥処理した後、石臼式粉砕機の砥石間の間隙を通過させて解離、分散化するようにしたことにより、発泡性マイクロカプセルを破壊することなく、ウェットケーキを確実且つ容易に解離、分散化して発泡性微小粒子とすることができる。また、ウェットケーキを常圧乃至１００ｍｍＨｇ以上の減圧下で、含水率５％以下となるように乾燥処理することにより、マイクロカプセルの発泡性を低下させることなく、効率よく乾燥処理することができる。本発明方法により発泡性マイクロカプセルウェットケーキを分散化して得た発泡性微小粒子は、軽量化を目的とした塗料添加剤、プラスチック充填剤、発泡によって体積膨張することを利用したシーリング剤への添加剤、発泡によって表面凹凸が形成されることを利用した発泡性インク、壁紙等の添加剤や、繊維製品加工剤の添加剤等として好適に用いることができる。

Claims (2)

1. 熱可塑性樹脂外殻内に揮発性物質を内包した発泡性マイクロカプセルのウェットケーキを、該ウェットケーキ中の含水率が５％以下となるように乾燥処理した後、石臼式粉砕機の砥石間の間隙を通過させ、ウェットケーキを解離、分散化し、発泡性微小粒子を得ることを特徴とする発泡性マイクロカプセルウェットケーキの分散化方法。
2. 発泡性マイクロカプセルのウェットケーキを、常圧乃至１００ｍｍＨｇ以上の減圧下で、含水率５％以下となるように乾燥処理する請求項１記載の発泡性マイクロカプセルウェットケーキの分散化方法。