JP4945079B2 - Thermally foamable microsphere and method for producing the same - Google Patents

Thermally foamable microsphere and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP4945079B2
JP4945079B2 JP2004381255A JP2004381255A JP4945079B2 JP 4945079 B2 JP4945079 B2 JP 4945079B2 JP 2004381255 A JP2004381255 A JP 2004381255A JP 2004381255 A JP2004381255 A JP 2004381255A JP 4945079 B2 JP4945079 B2 JP 4945079B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
meth
polymer
polymerizable
monomer
thermally foamable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004381255A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005179685A (en
Inventor
義克 佐竹
源三 浅井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kureha Corp
Original Assignee
Kureha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kureha Corp filed Critical Kureha Corp
Priority to JP2004381255A priority Critical patent/JP4945079B2/en
Publication of JP2005179685A publication Critical patent/JP2005179685A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4945079B2 publication Critical patent/JP4945079B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

本発明は、重合体から形成された外殻内に発泡剤が封入された構造をもつ熱発泡性マイクロスフェアーに関し、さらに詳しくは、加工特性が顕著に改善された熱発泡性マイクロスフェアーとその製造方法に関する。   The present invention relates to a heat-foamable microsphere having a structure in which a foaming agent is enclosed in an outer shell formed of a polymer, and more particularly, a heat-foamable microsphere with significantly improved processing characteristics, and It relates to the manufacturing method.

熱発泡性マイクロスフェアーは、熱膨張性マイクロカプセルとも呼ばれ、発泡インクでの用途をはじめとして、軽量化を目的とした塗料やプラスチックの充填剤など、種々の分野への用途展開が図られている。熱発泡性マイクロスフェアーは、通常、揮発性の液体発泡剤を重合体によりマイクロカプセル化したものである。このような発泡剤は、物理的発泡剤または揮発性膨張剤とも呼ばれている。所望により、加熱時に分解してガスを発生する化学発泡剤が用いられることもある。   Thermally foamable microspheres, also called thermally expandable microcapsules, are used in various fields such as paints and plastic fillers for weight reduction, including applications in foamed inks. ing. Thermally foamable microspheres are usually obtained by microencapsulating a volatile liquid foaming agent with a polymer. Such blowing agents are also called physical blowing agents or volatile swelling agents. If desired, a chemical foaming agent that decomposes when heated to generate gas may be used.

熱発泡性マイクロスフェアーは、一般に、水系媒体中で、少なくとも発泡剤と重合性単量体とを含有する重合性混合物を懸濁重合する方法により製造することができる。重合反応が進むにつれて、生成する重合体により外殻が形成され、その外殻内に発泡剤が包み込まれるようにして封入された構造をもつ熱発泡性マイクロスフェアーが得られる。   Thermally foamable microspheres can generally be produced by a suspension polymerization method of a polymerizable mixture containing at least a foaming agent and a polymerizable monomer in an aqueous medium. As the polymerization reaction proceeds, an outer shell is formed by the produced polymer, and a thermally foamable microsphere having a structure in which a foaming agent is enclosed in the outer shell is obtained.

外殻を形成する重合体としては、一般に、ガスバリア性が良好な熱可塑性樹脂が用いられている。外殻を形成する重合体は、加熱すると軟化する。発泡剤としては、重合体の軟化点以下の温度でガス状になるものを選択する。熱発泡性マイクロスフェアーを加熱すると、発泡剤が気化して膨脹する力が外殻に働くが、同時に、外殻を形成する重合体の弾性率が急激に減少する。そのため、ある温度を境にして、急激な膨脹が起きる。この温度を発泡温度という。すなわち、熱発泡性マイクロスフェアーは、発泡温度に加熱すると、それ自体が膨脹して、独立気泡体(発泡体粒子)を形成する。   As the polymer forming the outer shell, a thermoplastic resin having a good gas barrier property is generally used. The polymer forming the outer shell softens when heated. As the foaming agent, one that is gaseous at a temperature below the softening point of the polymer is selected. When the heat-foamable microsphere is heated, the foaming agent vaporizes and expands and acts on the outer shell, but at the same time, the elastic modulus of the polymer forming the outer shell rapidly decreases. Therefore, sudden expansion occurs at a certain temperature. This temperature is called the foaming temperature. That is, when the thermally foamable microsphere is heated to the foaming temperature, it expands itself to form closed cells (foam particles).

熱発泡性マイクロスフェアーは、独立気泡体を形成する特性を利用して、意匠性付与剤、機能性付与剤、軽量化剤などとして、広範な分野での用途展開が図られている。また、それぞれの用途分野で高性能化が要求されるようになると、熱発泡性マイクロスフェアーに対する要求水準も高くなってきている。熱発泡性マイクロスフェアーに対する要求性能として、加工特性の改善が挙げられる。   Thermally expandable microspheres have been developed for use in a wide range of fields as a designability-imparting agent, a functionality-imparting agent, a weight-reducing agent, and the like by utilizing the property of forming closed cells. In addition, as higher performance is required in each application field, the required level for thermally foamable microspheres is also increasing. Improvement in processing characteristics can be cited as a required performance for thermally foamable microspheres.

例えば、熱可塑性樹脂に熱発泡性マイクロスフェアーを配合した組成物を、混練加工、カレンダー加工、押出加工、または射出成形を行い、その過程で熱発泡性マイクロスフェアーを発泡させることにより、軽量化や意匠性の施された成形物やシートを得る方法がある。しかし、熱発泡性マイクロスフェアーは、発泡時に体積膨張するにしたがって外殻の重合体層が非常に薄くなるとともに、加工による高温と高剪断力を受けて、外殻を形成する重合体の弾性率が急激に低下して外殻が柔らかくなるため、熱発泡性マイクロスフェアーが簡単に破壊されて、所期の目的を達成することが極めて困難であった。   For example, a composition in which a thermoplastic foam is blended with a thermoplastic resin is kneaded, calendered, extruded, or injection molded, and the thermally foamable microsphere is foamed in the process to reduce the weight. There is a method for obtaining a molded article or sheet having a design or design. However, in the case of thermally foamable microspheres, the polymer layer of the outer shell becomes very thin as the volume expands during foaming, and the elasticity of the polymer that forms the outer shell due to high temperature and high shearing force due to processing. Since the rate suddenly drops and the outer shell becomes soft, the heat-foamable microspheres were easily destroyed and it was extremely difficult to achieve the intended purpose.

また、熱発泡性マイクロスフェアーは、外殻を形成する重合体の弾性率の温度依存性が大きいため、加工の適正温度域が非常に狭いという問題があった。さらに、従来の熱発泡性マイクロスフェアーは、極性溶剤や可塑剤に対する耐性(耐溶剤性、耐薬品性)に乏しく、例えば、極性有機溶剤と共用される分野での使用が制限されていた。   In addition, the heat-foamable microsphere has a problem that an appropriate temperature range for processing is very narrow because the temperature dependence of the elastic modulus of the polymer forming the outer shell is large. Furthermore, conventional heat-foamable microspheres have poor resistance (solvent resistance, chemical resistance) to polar solvents and plasticizers, and for example, their use in fields commonly used with polar organic solvents has been limited.

従来、可塑剤を含有する塩化ビニル樹脂に熱膨張性マイクロカプセルを配合した発泡押出成形用軟質塩化ビニル系樹脂組成物が提案されている(特許文献1)。また、第1工程として、融点または軟化点が100℃以下の熱可塑性樹脂と、100〜200℃で膨張する熱膨張性マイクロカプセルとを含む樹脂組成物を、100℃以下で混練し、第2工程として、得られた樹脂組成物を熱可塑性樹脂に添加して、混練または成形する樹脂組成物の製造方法が提案されている(特許文献2)。   Conventionally, a soft vinyl chloride resin composition for foam extrusion molding in which a thermally expandable microcapsule is blended with a vinyl chloride resin containing a plasticizer has been proposed (Patent Document 1). Further, as the first step, a resin composition containing a thermoplastic resin having a melting point or softening point of 100 ° C. or less and a thermally expandable microcapsule that expands at 100 to 200 ° C. is kneaded at 100 ° C. or less, and the second step As a process, a method for producing a resin composition in which the obtained resin composition is added to a thermoplastic resin and kneaded or molded has been proposed (Patent Document 2).

しかし、実際に、熱発泡性マイクロスフェアーが、このような発泡押出成形や混練・成形に適用可能であるためには、発泡温度が高く耐熱性に優れた外殻を有することに加えて、外殻を形成する重合体の弾性率の温度依存性が小さく、加工の適正温度域が大きいこと、極性溶剤や可塑剤などに対する耐性に優れることなどが求められる。   However, in fact, in order for the thermally foamable microspheres to be applicable to such foam extrusion molding and kneading / molding, in addition to having an outer shell having a high foaming temperature and excellent heat resistance, The temperature dependence of the elastic modulus of the polymer forming the outer shell is small, the appropriate temperature range for processing is large, and the resistance to polar solvents and plasticizers is excellent.

耐熱性の高い熱発泡性マイクロスフェアーを製造する方法として、ビニル系単量体からなる重合性単量体に架橋性単量体を加えて重合することにより、外殻の重合体層を形成する方法が提案されている(特許文献3〜6)。架橋性単量体を用いることにより、外殻を形成する重合体に架橋構造を導入し、それによって、熱発泡性マイクロスフェアーの耐熱性や溶融流動性を改善することができる。   As a method for producing highly heat-resistant thermally foamable microspheres, the polymer layer of the outer shell is formed by adding a crosslinkable monomer to a polymerizable monomer composed of a vinyl monomer and polymerizing it. Have been proposed (Patent Documents 3 to 6). By using a crosslinkable monomer, a crosslinked structure is introduced into the polymer forming the outer shell, thereby improving the heat resistance and melt fluidity of the thermally foamable microsphere.

しかし、外殻を形成する重合体の架橋度が大きくなると、熱発泡性マイクロスフェアーの熱膨張性が損なわれるため、これらの先行技術文献の各実施例では、架橋剤を重合性単量体の1重量%以下、好ましくは0.2〜0.6重量%の極めて小さな割合で用いられているだけである。ところが、架橋剤の使用割合が小さいと、加工特性が充分に改善された熱発泡性マイクロスフェアーを得ることができない。また、従来の架橋重合体から形成された外殻は、弾性率の温度依存性が大きいため、加工の適正温度域が非常に狭く、加工特性に劣るものであった。   However, when the degree of crosslinking of the polymer forming the outer shell is increased, the thermal expansion of the thermally foamable microspheres is impaired. Therefore, in each of the examples of these prior art documents, the crosslinking agent is used as a polymerizable monomer. It is only used in a very small proportion of 1% by weight or less, preferably 0.2 to 0.6% by weight. However, if the proportion of the crosslinking agent used is small, it is not possible to obtain thermally foamable microspheres with sufficiently improved processing characteristics. Moreover, since the outer shell formed from the conventional crosslinked polymer has a large temperature dependence of the elastic modulus, the appropriate temperature range for processing is very narrow and the processing characteristics are inferior.

さらに、従来の架橋重合体から形成された外殻は、極性溶剤や可塑剤に対する耐性が不充分であった。さらに加えて、従来の架橋重合体から形成された外殻は、実際には、特定の組成の重合体に限定されるため、使用する熱可塑性樹脂との相溶性に優れる熱発泡性マイクロスフェアーの設計が困難であった。   Furthermore, the outer shell formed from a conventional crosslinked polymer has insufficient resistance to polar solvents and plasticizers. In addition, since the outer shell formed from the conventional crosslinked polymer is actually limited to a polymer having a specific composition, the thermally foamable microsphere having excellent compatibility with the thermoplastic resin to be used. It was difficult to design.

特開平11−60868号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-60868 特開2000−17103号公報JP 2000-17103 A 特公昭42−26524号公報Japanese Examined Patent Publication No. 42-26524 特公平5−15499号公報Japanese Patent Publication No. 5-15499 特許第2894990号公報Japanese Patent No. 2894990 特開平5−285376号公報JP-A-5-285376

本発明の目的は、強い剪断力が加えられる混練加工、カレンダー加工、押出加工、射出成形などの加工に適した熱発泡性マイクロスフェアーとその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a thermally foamable microsphere suitable for processing such as kneading processing, calendering processing, extrusion processing, injection molding and the like to which a strong shearing force is applied, and a method for producing the same.

特に、本発明の目的は、重合体から形成された外殻の弾性率の温度依存性が小さく、加工の適正温度域の広い熱発泡性マイクロスフェアーとその製造方法を提供することにある。   In particular, an object of the present invention is to provide a thermally foamable microsphere having a small temperature dependence of the elastic modulus of an outer shell formed from a polymer and having a wide processing temperature range and a method for producing the same.

本発明の他の目的は、極性溶剤や可塑剤などに対して、耐性(耐薬品性、耐溶剤性)と発泡特性の保持能力の高い熱発泡性マイクロスフェアーとその製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a heat-foamable microsphere having high resistance (chemical resistance, solvent resistance) and foaming property retention ability to polar solvents and plasticizers, and a method for producing the same. It is in.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究した結果、熱発泡性マイクロスフェアーの外殻を、重合性単量体と、該重合性単量体を基準として1重量%超過5重量%以下の割合の架橋性単量体とを重合して得られる重合体で形成することにより、驚くべきことに、熱膨張性を損なうことなく、加工特性が顕著に改良された熱発泡性マイクロスフェアーの得られることを見いだした。架橋性単量体としては、二官能の架橋性単量体が好ましく、屈曲性連鎖を介して2個の重合性炭素−炭素二重結合が連結された構造の化合物が特に好ましい。本発明は、これらの知見に基づいて、完成するに至ったものである。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that the outer shell of the thermally foamable microspheres exceeds 1% by weight based on the polymerizable monomer and the polymerizable monomer. Surprisingly, by forming a polymer obtained by polymerizing a crosslinkable monomer in a proportion of less than% by weight, the thermal foaming property has been remarkably improved without sacrificing the thermal expansibility. I found out that microspheres can be obtained. As the crosslinkable monomer, a bifunctional crosslinkable monomer is preferable, and a compound having a structure in which two polymerizable carbon-carbon double bonds are connected via a flexible chain is particularly preferable. The present invention has been completed based on these findings.

本発明によれば、重合体から形成された外殻内に発泡剤が封入された構造を持つ熱発泡性マイクロスフェアーにおいて、
(1)重合体から形成された外殻が、重合性単量体と、該重合性単量体を基準として1重量%超過5重量%以下の割合の重合性炭素−炭素二重結合を2個有する二官能架橋性単量体とを重合してなる重合体から形成されたものであり、
(2)該重合体が、(a) 重合性単量体として塩化ビニリデン単独もしくは塩化ビニリデンとそれと共重合可能なビニル系単量体との混合物と、架橋性単量体とを重合してなる塩化ビニリデン(共)重合体、または(b) 重合性単量体として(メタ)アクリロニトリル単独もしくは(メタ)アクリロニトリルとそれと共重合可能なビニル系単量体との混合物と、架橋性単量体とを重合してなる(メタ)アクリロニトリル(共)重合体であり、
(3)最大発泡倍率が5倍以上であり、
(4)外殻が塩化ビニリデン系(共)重合体から形成されている場合、最大発泡倍率Rに対するそのときの温度から10℃高い温度での発泡倍率Rの比(R/R)が0.8〜0.4であり、かつ、
(5)外殻が(メタ)アクリロニトリル(共)重合体から形成されている場合、最大発泡倍率Rに対するそのときの温度から5℃高い温度での発泡倍率Rの比(R/R)が1〜0.8である
ことを特徴とする熱発泡性マイクロスフェアーが提供される。
According to the present invention, in a thermally foamable microsphere having a structure in which a foaming agent is enclosed in an outer shell formed of a polymer,
(1) The outer shell formed from a polymer contains 2 polymerizable carbon-carbon double bonds in a proportion of more than 1% by weight and 5% by weight or less based on the polymerizable monomer. It is formed from a polymer obtained by polymerizing two difunctional crosslinkable monomers,
(2) polymer is, by polymerizing a mixture of vinylidene alone or vinylidene chloride and copolymerizable therewith vinyl monomer, and the crosslinkable monomer (a) as a polymerizable monomer comprising vinylidene chloride (co) and a mixture of the polymer, or (b) polymerizable as monomer (meth) acrylonitrile alone or (meth) acrylonitrile and therewith copolymerizable vinyl monomer, the crosslinking monomer (Meth) acrylonitrile (co) polymer obtained by polymerizing the body,
(3) The maximum expansion ratio is 5 times or more,
(4) When the outer shell is formed of a vinylidene chloride (co) polymer, the ratio of the expansion ratio R 2 at a temperature 10 ° C. higher than the maximum expansion ratio R 1 (R 2 / R 1 ) Is 0.8 to 0.4, and
(5) When the outer shell is formed from a (meth) acrylonitrile (co) polymer, the maximum expansion ratio ratio expansion ratio R 2 from the temperature at that time with respect to R 1 at 5 ° C. higher temperature (R 2 / R 1 ) Thermally foamable microspheres characterized by being 1 to 0.8 are provided.

また、本発明によれば、重合体から形成された外殻内に発泡剤が封入された構造を持つ熱発泡性マイクロスフェアーにおいて、粒径分布の変動係数が1.50%以下である前記の熱発泡性マイクロスフェアーが提供される。 Further, according to the present invention, the thermally foamable microsphere having a structure that a foaming agent is encapsulated in the formed outer and inner shell of a polymer, Ru der variation coefficient of the particle size distribution is less 1.50% The thermally foamable microsphere is provided.

さらに、本発明によれば、水系分散媒体中で、少なくとも発泡剤、(a) 塩化ビニリデン単独もしくは塩化ビニリデンとそれと共重合可能なビニル系単量体との混合物または(b)(メタ)アクリロニトリル単独もしくは(メタ)アクリロニトリルとそれと共重合可能なビニル系単量体との混合物である重合性単量体、及び重合性炭素−炭素二重結合を2個有する二官能架橋性単量体を含有する重合性混合物を懸濁重合して、生成重合体から形成された外殻内に発泡剤が封入された構造を持つ発泡性マイクロスフェアーを製造する方法において、重合性単量体を基準にして1重量%超過5重量%以下の割合で重合性炭素−炭素二重結合を2個有する二官能架橋性単量体を含有する重合性混合物を、(I)水系分散媒体及び重合性混合物をそれぞれ別の流れとして、一定の比率で連続的に連続式高速回転高剪断型攪拌分散機内に供給する方法、または(II)水系分散媒体及び重合性混合物を分散槽内に注入し、該分散槽内で両者を攪拌して一次分散させた後、得られた一次分散液を連続式高速回転高剪断型攪拌分散機内に供給する方法により、重合性混合物の液滴を造粒し、次いで、懸濁重合して、(a)最大発泡倍率が5倍以上であり、(b)外殻が塩化ビニリデン系(共)重合体から形成されている場合、最大発泡倍率R に対するそのときの温度から10℃高い温度での発泡倍率R の比(R /R )が0.8〜0.4であり、かつ、(c)外殻が(メタ)アクリロニトリル(共)重合体から形成されている場合、最大発泡倍率R に対するそのときの温度から5℃高い温度での発泡倍率R の比(R /R )が1〜0.8である熱発泡性マイクロスフェアーを得ることを特徴とする熱発泡性マイクロスフェアーの製造方法が提供される。 Further, according to the present invention, in an aqueous dispersion medium, at least a blowing agent, (a) vinylidene chloride alone or a mixture of vinylidene chloride and a vinyl monomer copolymerizable therewith, or (b) (meth) acrylonitrile alone Or a polymerizable monomer which is a mixture of (meth) acrylonitrile and a vinyl monomer copolymerizable therewith , and a bifunctional crosslinkable monomer having two polymerizable carbon-carbon double bonds In a method for producing a foamable microsphere having a structure in which a foaming agent is enclosed in an outer shell formed from a polymer produced by suspension polymerization of a polymerizable mixture, the polymerizable monomer is used as a reference. A polymerizable mixture containing a bifunctional crosslinkable monomer having two polymerizable carbon-carbon double bonds in a proportion of more than 1% by weight and not more than 5% by weight, and (I) an aqueous dispersion medium and a polymerizable mixture, respectively Another flow As a method, a method of continuously feeding into a continuous high-speed rotation high shear type stirring and dispersing machine at a constant ratio, or (II) pouring an aqueous dispersion medium and a polymerizable mixture into a dispersion tank, After the primary dispersion by stirring, the droplets of the polymerizable mixture are granulated by the method of supplying the obtained primary dispersion into a continuous high-speed rotation high shear type stirring and dispersing machine, and then suspension polymerization is performed. (A) When the maximum expansion ratio is 5 times or more , and (b) when the outer shell is made of a vinylidene chloride (co) polymer, the maximum expansion ratio R 1 is 10 ° C. higher than the temperature at that time. the ratio of the expansion ratio R 2 at a temperature (R 2 / R 1) is from 0.8 to 0.4, and, when formed from (c) an outer shell (meth) acrylonitrile (co) polymer , originating at 5 ° C. higher temperatures from the temperature at that time to the maximum expansion ratio R 1 Method for producing a thermally foamable microspheres the ratio of the magnification R 2 (R 2 / R 1 ) is characterized in that to obtain a thermally foamable microsphere is 1 to 0.8 is provided.

本発明によれば、強い剪断力が加えられる混練加工、カレンダー加工、押出加工、射出成形などの加工に適した熱発泡性マイクロスフェアーとその製造方法が提供される。また、本発明によれば、重合体から形成された外殻の弾性率の温度依存性が小さい熱発泡性マイクロスフェアーとその製造方法が提供される。本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、加工の適性温度域が広く、耐薬品性や耐溶剤性と発泡特性の保持能力が高い。さらに、本発明によれば、前記諸特性を有することに加えて、粒径分布の変動係数が極めて小さく、発泡がシャープな熱発泡性マイクロスフェアーが提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermally foamable microsphere suitable for processes, such as a kneading process, a calendar process, an extrusion process, and injection molding to which a strong shear force is applied, and its manufacturing method are provided. Moreover, according to this invention, the thermal foamable microsphere with small temperature dependence of the elasticity modulus of the outer shell formed from the polymer, and its manufacturing method are provided. The heat-foamable microsphere of the present invention has a wide processing temperature range, and has high chemical resistance, solvent resistance, and a high ability to retain foaming properties. Furthermore, according to the present invention, in addition to the above-mentioned properties, a thermally foamable microsphere having a very small variation coefficient of particle size distribution and sharp foaming is provided.

1.熱発泡性マイクロスフェアーの製造方法
本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、水系分散媒体中で、少なくとも発泡剤、重合性単量体、及び架橋性単量体を含有する重合性混合物を懸濁重合して、生成重合体から形成された外殻内に発泡剤が封入された構造をもつ熱発泡性マイクロスフェアーを製造する方法において、重合性単量体を基準にして1重量%超過5重量%以下の割合で架橋剤を含有する重合性混合物を懸濁重合することにより得ることができる。重合性単量体の種類、架橋剤の種類と使用割合などを調整することにより、最大発泡倍率が5倍以上、好ましくは10倍以上の熱発泡性マイクロスフェアーを得ることができる。本発明において、最大発泡倍率とは、熱発泡性マイクロスフェアーの最大発泡倍率が得られる発泡温度での発泡倍率を意味する。最大発泡倍率の測定方法は、後述する。
1. Process for producing thermally foamable microspheres The thermally foamable microspheres of the present invention suspend a polymerizable mixture containing at least a foaming agent, a polymerizable monomer, and a crosslinkable monomer in an aqueous dispersion medium. In a method for producing a thermally foamable microsphere having a structure in which a foaming agent is enclosed in an outer shell formed from a polymer produced by suspension polymerization, the amount exceeds 1% by weight based on the polymerizable monomer. It can be obtained by suspension polymerization of a polymerizable mixture containing a crosslinking agent in a proportion of 5% by weight or less. By adjusting the kind of the polymerizable monomer, the kind of the crosslinking agent and the use ratio, etc., a thermally foamable microsphere having a maximum foaming ratio of 5 times or more, preferably 10 times or more can be obtained. In the present invention, the maximum expansion ratio means the expansion ratio at the expansion temperature at which the maximum expansion ratio of the thermally foamable microsphere is obtained. A method for measuring the maximum expansion ratio will be described later.

(1)発泡剤
本発明で使用する発泡剤は、通常、外殻を形成する重合体の軟化点以下の温度でガス状になる物質である。このような発泡剤としては、沸点が通常150℃以下、好ましくは130℃以下、より好ましくは120℃以下、特に好ましくは110℃以下の低沸点有機溶剤が好適である。
(1) Foaming agent The foaming agent used in the present invention is usually a substance that becomes gaseous at a temperature below the softening point of the polymer forming the outer shell. As such a foaming agent, a low-boiling organic solvent having a boiling point of usually 150 ° C. or lower, preferably 130 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower, particularly preferably 110 ° C. or lower is suitable.

発泡剤の具体例を沸点とともに挙げると、エタン(−89℃)、エチレン(−102.4℃)、プロパン(−42.1℃)、プロペン(−47.7℃)、n−ブタン(−0.5℃)、イソブタン(−12℃)、ブテン(−6.47℃)、イソブテン(−6.6℃)、n−ペンタン(36℃)、イソペンタン(27.85℃)、ネオペンタン(9.5℃)、2,2,4−トリメチルペンタン(99.25℃)、n−ヘキサン(69℃)、イソヘキサン(60.3℃)、石油エーテル(27〜67℃)、ヘプタン(98.4℃)などの炭化水素;CCl3F(23.8℃)などのクロロフルオロカーボン;テトラメチルシラン(26.6℃)などのテトラアルキルシラン;などがある。これらの発泡剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。 Specific examples of the blowing agent together with the boiling point are ethane (−89 ° C.), ethylene (−102.4 ° C.), propane (−42.1 ° C.), propene (−47.7 ° C.), n-butane (− 0.5 ° C), isobutane (-12 ° C), butene (-6.47 ° C), isobutene (-6.6 ° C), n-pentane (36 ° C), isopentane (27.85 ° C), neopentane (9 0.5 ° C), 2,2,4-trimethylpentane (99.25 ° C), n-hexane (69 ° C), isohexane (60.3 ° C), petroleum ether (27-67 ° C), heptane (98.4). Hydrocarbons such as CCl 3 F (23.8 ° C); tetraalkylsilanes such as tetramethylsilane (26.6 ° C); and the like. These foaming agents can be used alone or in combination of two or more.

特に、加工時の高温と高剪断条件下で、簡単に破壊されない熱発泡性マイクロスフェアーを望む場合には、例えば、n−ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタンなどの沸点が60℃以上の炭化水素系発泡剤を用いて発泡させることが好ましい。これらの中でも、ヘプタンや2,2,4−トリメチルペンタンのような沸点が70℃以上の炭化水素系発泡剤を用いることが特に好ましい。これらの発泡剤の沸点の範囲は、好ましくは60〜130℃、より好ましくは60〜120℃、特に好ましくは70〜110℃である。   In particular, when a heat-foamable microsphere that is not easily broken under high temperature and high shear conditions during processing is desired, for example, boiling point of n-hexane, isohexane, heptane, 2,2,4-trimethylpentane, etc. Is preferably foamed using a hydrocarbon foaming agent having a temperature of 60 ° C. or higher. Among these, it is particularly preferable to use a hydrocarbon-based blowing agent having a boiling point of 70 ° C. or higher, such as heptane and 2,2,4-trimethylpentane. The boiling point range of these foaming agents is preferably 60 to 130 ° C, more preferably 60 to 120 ° C, and particularly preferably 70 to 110 ° C.

60℃以上の沸点を有する炭化水素系発泡剤は、それぞれ単独で使用してもよいが、沸点が60℃未満の炭化水素系発泡剤と組み合わせて使用すると、より高い発泡倍率を得ることができる。すなわち、同じ量の発泡剤を用いたとき、60℃未満の低沸点炭化水素系発泡剤は、モル数が多くなるため発泡倍率の増大に寄与し、60℃以上の沸点を有する炭化水素系発泡剤は、耐熱性やより高温での発泡特性に寄与する。60℃以上の沸点を有する炭化水素系発泡剤の使用割合は、発泡体全重量基準で、好ましくは10重量%以上100重量%以下、より好ましくは15重量%以上95重量%以下、特に好ましくは20重量%以上90重量%以下である。   The hydrocarbon-based blowing agents having a boiling point of 60 ° C. or higher may be used alone, but when used in combination with a hydrocarbon-based blowing agent having a boiling point of less than 60 ° C., a higher expansion ratio can be obtained. . That is, when the same amount of foaming agent is used, the low-boiling point hydrocarbon-based foaming agent of less than 60 ° C. contributes to an increase in the expansion ratio because the number of moles increases, and the hydrocarbon-based foaming having a boiling point of 60 ° C. or more. The agent contributes to heat resistance and foaming characteristics at higher temperatures. The proportion of the hydrocarbon-based blowing agent having a boiling point of 60 ° C. or higher is preferably 10% by weight to 100% by weight, more preferably 15% by weight to 95% by weight, particularly preferably, based on the total weight of the foam. 20% by weight or more and 90% by weight or less.

(2)重合性単量体及び重合体
重合性単量体としては、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;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;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニリデン、塩化ビニル、スチレン、酢酸ビニル、α−メチルスチレン、クロロプレン、ネオプレン、ブタジエンなどのビニル系単量体が挙げられる。これらの重合性単量体は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
(2) Polymerizable monomer and polymer As the polymerizable monomer, acrylic ester such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dicyclopentenyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methacryl Methacrylic acid esters such as butyl acid and isobornyl methacrylate; and vinyl monomers such as acrylonitrile, methacrylonitrile, vinylidene chloride, vinyl chloride, styrene, vinyl acetate, α-methylstyrene, chloroprene, neoprene, and butadiene. . These polymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more.

熱発泡性マイクロスフェアーは、外殻を形成する重合体が熱可塑性で、ガスバリア性を有するものが好ましい。これらの観点から、外殻を形成する重合体として、塩化ビニリデン(共)重合体及び(メタ)アクリロニトリル(共)重合体が好ましい。   As the thermally foamable microspheres, those in which the polymer forming the outer shell is thermoplastic and has gas barrier properties are preferred. From these viewpoints, vinylidene chloride (co) polymer and (meth) acrylonitrile (co) polymer are preferable as the polymer forming the outer shell.

塩化ビニリデン(共)重合体としては、重合性単量体として、塩化ビニリデン単独、あるいは塩化ビニリデンとこれと共重合可能なビニル系単量体との混合物を用いて得られる(共)重合体を挙げることができる。塩化ビニリデンと共重合可能な単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレン、酢酸ビニルなどが挙げられる。   As the vinylidene chloride (co) polymer, a (co) polymer obtained by using, as a polymerizable monomer, vinylidene chloride alone or a mixture of vinylidene chloride and a vinyl monomer copolymerizable therewith is used. Can be mentioned. Examples of the monomer copolymerizable with vinylidene chloride include acrylonitrile, methacrylonitrile, methacrylic acid ester, acrylic acid ester, styrene, and vinyl acetate.

このような塩化ビニリデン(共)重合体としては、重合性単量体として、(A) 塩化ビニリデン30〜100重量%と、(B) アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、及び酢酸ビニルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体0〜70重量%とを用いて得られた(共)重合体が好ましい。塩化ビニリデンの共重合割合が30重量%未満であると、外殻のガスバリア性が低下しすぎるので好ましくない。   Such vinylidene chloride (co) polymers include, as polymerizable monomers, (A) 30-100% by weight of vinylidene chloride, and (B) acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, styrene. And a (co) polymer obtained using 0 to 70% by weight of at least one monomer selected from the group consisting of vinyl acetate. If the copolymerization ratio of vinylidene chloride is less than 30% by weight, the gas barrier property of the outer shell is too low, which is not preferable.

また、塩化ビニリデン(共)重合体としては、重合性単量体として、(A1)塩化ビニリデン40〜80重量%と、(B1)アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体0〜60重量%と、(B2)アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体0〜60重量%とを用いて得られた共重合体が好ましい。このような共重合体とすることにより、発泡温度の設計が容易であり、また、高発泡倍率を達成しやすい。   The vinylidene chloride (co) polymer has, as a polymerizable monomer, (A1) 40 to 80% by weight of vinylidene chloride, and (B1) at least one monomer selected from the group consisting of acrylonitrile and methacrylonitrile. A copolymer obtained by using 0 to 60% by weight of the polymer and 0 to 60% by weight of at least one monomer selected from the group consisting of (B2) acrylic acid ester and methacrylic acid ester is preferable. By setting it as such a copolymer, design of foaming temperature is easy and it is easy to achieve a high foaming ratio.

耐溶剤性や高温での発泡性を望む場合には、(メタ)アクリロニトリル(共)重合体により外殻を形成することが好ましい。(メタ)アクリロニトリル(共)重合体としては、重合性単量体として、(メタ)アクリロニトリル単独、あるいは(メタ)アクリロニトリルとそれと共重合可能なビニル系単量体とを用いて得られる(共)重合体を挙げることができる。(メタ)アクリロニトリルと共重合可能なビニル系単量体としては、塩化ビニリデン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、酢酸ビニルなどが挙げられる。   When solvent resistance or foamability at high temperature is desired, it is preferable to form the outer shell with a (meth) acrylonitrile (co) polymer. The (meth) acrylonitrile (co) polymer is obtained by using (meth) acrylonitrile alone or (meth) acrylonitrile and a vinyl monomer copolymerizable therewith as the polymerizable monomer (co). A polymer can be mentioned. Examples of the vinyl monomer copolymerizable with (meth) acrylonitrile include vinylidene chloride, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, styrene, and vinyl acetate.

このような(メタ)アクリロニトリル(共)重合体としては、重合性単量体として、(C) アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体30〜100重量%と、(D) 塩化ビニリデン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、及び酢酸ビニルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体0〜70重量%とを用いて得られた(共)重合体が好ましい。(メタ)アクリロニトリルの共重合割合が30重量%未満では、耐溶剤性や耐熱性が不充分となる。   As such (meth) acrylonitrile (co) polymer, as a polymerizable monomer, (C) at least one monomer selected from the group consisting of acrylonitrile and methacrylonitrile, 30 to 100% by weight, (D) A (co) polymer obtained using 0 to 70% by weight of at least one monomer selected from the group consisting of vinylidene chloride, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, styrene, and vinyl acetate is preferred. When the copolymerization ratio of (meth) acrylonitrile is less than 30% by weight, the solvent resistance and heat resistance are insufficient.

(メタ)アクリロニトリル(共)重合体は、(メタ)アクリロニトリルの使用割合が大きく、発泡温度が高い(共)重合体と、(メタ)アクリロニトリルの使用割合が小さく、発泡温度が低い(共)重合体に分けることができる。(メタ)アクリロニトリルの使用割合が大きい(共)重合体としては、重合性単量体として、(C) アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体80〜100重量%と、(D) 塩化ビニリデン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、及び酢酸ビニルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体0〜20重量%とを用いて得られた(共)重合体が挙げられる。一方、(メタ)アクリロニトリルの使用割合が小さい(共)重合体としては、重合性単量体として、(C) アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体30重量%以上80重量%未満と、(D) 塩化ビニリデン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、及び酢酸ビニルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体20重量%超過70重量%以下とを用いて得られた共重合体が挙げられる。   (Meth) acrylonitrile (co) polymer has a high proportion of (meth) acrylonitrile and a high foaming temperature (co) polymer, a small proportion of (meth) acrylonitrile and a low foaming temperature (co) heavy Can be divided into coalescence. As the (co) polymer having a large use ratio of (meth) acrylonitrile, as a polymerizable monomer, at least one monomer selected from the group consisting of (C) acrylonitrile and methacrylonitrile is 80 to 100% by weight. (D) a (co) polymer obtained using 0 to 20% by weight of at least one monomer selected from the group consisting of vinylidene chloride, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, styrene, and vinyl acetate. Can be mentioned. On the other hand, the (co) polymer with a small proportion of (meth) acrylonitrile used is at least 30% by weight of at least one monomer selected from the group consisting of (C) acrylonitrile and methacrylonitrile as a polymerizable monomer. Obtained by using less than 80% by weight and (D) at least one monomer selected from the group consisting of vinylidene chloride, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, styrene, and vinyl acetate in excess of 20% by weight and 70% by weight or less. And a copolymer obtained.

また、(メタ)アクリロニトリル(共)重合体は、重合性単量体として、(C1)アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体51〜100重量%と、(D1)塩化ビニリデン0〜40重量%と、(D2)アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体0〜48重量%とを用いて得られた(共)重合体が好ましい。   The (meth) acrylonitrile (co) polymer has, as a polymerizable monomer, 51 to 100% by weight of at least one monomer selected from the group consisting of (C1) acrylonitrile and methacrylonitrile, and (D1) A (co) polymer obtained using 0 to 40% by weight of vinylidene chloride and 0 to 48% by weight of at least one monomer selected from the group consisting of (D2) acrylic acid ester and methacrylic acid ester is preferable. .

外殻の重合体として、塩化ビニリデンを含まない(共)重合体が望まれる場合には、重合性単量体として、(E) アクリロニトリル及びメタクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体30〜100重量%と、(F) アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体0〜70重量%とを用いて得られた(メタ)アクリロニトリル(共)重合体が好ましい。また、重合性単量体として、(E1)アクリロニトリル1〜99重量%と、(E2)メタクリロニトリル1〜99重量%と、(F) アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体0〜70重量%とを用いて得られた共重合体が好ましい。   When a (co) polymer containing no vinylidene chloride is desired as the outer shell polymer, (E) at least one monomer selected from the group consisting of acrylonitrile and methacrylonitrile is used as the polymerizable monomer. (Meth) acrylonitrile (co) heavy obtained using 30 to 100% by weight of the body and 0 to 70% by weight of at least one monomer selected from the group consisting of (F) acrylates and methacrylates Coalescence is preferred. The polymerizable monomer is at least selected from the group consisting of (E1) acrylonitrile 1 to 99% by weight, (E2) methacrylonitrile 1 to 99% by weight, and (F) an acrylate ester and a methacrylate ester. Copolymers obtained using 0 to 70% by weight of a single monomer are preferred.

さらに、加工性、発泡性、ガスバリア性、耐溶剤性などが特に優れた熱発泡性マイクロスフェアーを得るには、外殻の(メタ)アクリロニトリル(共)重合体が、重合性単量体として、(E1)アクリロニトリル20〜80重量%と、(E2)メタクリロニトリル20〜80重量%と、(F) アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも一種の単量体0〜20重量%とを用いて得られた共重合体であることが好ましい。   Furthermore, in order to obtain thermally foamable microspheres with particularly excellent processability, foamability, gas barrier properties, and solvent resistance, the outer shell (meth) acrylonitrile (co) polymer is used as a polymerizable monomer. , (E1) acrylonitrile 20 to 80% by weight, (E2) methacrylonitrile 20 to 80% by weight, and (F) at least one monomer selected from the group consisting of acrylates and methacrylates 0 to 20 It is preferable that it is a copolymer obtained by using% by weight.

(3)架橋性単量体
本発明では、前記の如き重合性単量体と共に、加工特性、発泡特性、耐熱性、耐溶剤性(耐薬品性)などを改良するために、架橋性単量体を使用する。架橋性単量体としては、通常、2つ以上の重合性炭素−炭素二重結合を有する多官能性化合物が用いられる。重合性炭素−炭素二重結合としては、ビニル基、メタクリル基、アクリル基、アリル基などが挙げられる。2つ以上の重合性炭素−炭素二重結合は、それぞれ同一または相異なっていてもよい。
(3) Crosslinkable monomer In the present invention, in order to improve processing characteristics, foaming characteristics, heat resistance, solvent resistance (chemical resistance) and the like together with the polymerizable monomer as described above, a crosslinkable monomer. Use the body. As the crosslinkable monomer, a polyfunctional compound having two or more polymerizable carbon-carbon double bonds is usually used. Examples of the polymerizable carbon-carbon double bond include a vinyl group, a methacryl group, an acrylic group, and an allyl group. Two or more polymerizable carbon-carbon double bonds may be the same or different from each other.

具体的に、架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、これらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物;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)アクリレート等のジエチレン性不飽和カルボン酸エステル;1,4−ブタンジオール、1,9−ノナンジオール等の脂肪族両末端アルコール由来の(メタ)アクリレート;N,N−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル等のジビニル化合物;など二官能の架橋性単量体が挙げられる。また、架橋性単量体として、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリアクリルホルマールなどの三官能以上の多官能架橋性単量体が挙げられる。   Specifically, examples of the crosslinkable monomer include aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, and derivatives thereof; and diethylenically unsaturated compounds such as ethylene glycol di (meth) acrylate and diethylene glycol di (meth) acrylate. Bifunctional crosslinks such as carboxylic acid esters; (meth) acrylates derived from aliphatic terminal alcohols such as 1,4-butanediol and 1,9-nonanediol; divinyl compounds such as N, N-divinylaniline and divinyl ether; Ionic monomers. Examples of the crosslinkable monomer include trifunctional or higher polyfunctional crosslinkable monomers such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and triacryl formal.

架橋性単量体の中でも、発泡性と加工特性とのバランスを取りやすい点で、重合性炭素−炭素二重結合を2個有する二官能架橋性単量体が好ましい。三官能以上の多官能架橋性単量体の場合、使用割合が増大すると、外殻を形成する重合体が熱可塑性樹脂としての特性を喪失し、加熱しても発泡が起こらなくなる場合がある。   Among the crosslinkable monomers, a bifunctional crosslinkable monomer having two polymerizable carbon-carbon double bonds is preferable from the viewpoint of easily balancing the foamability and processing characteristics. In the case of a trifunctional or higher polyfunctional crosslinkable monomer, when the ratio of use increases, the polymer forming the outer shell loses its properties as a thermoplastic resin, and foaming may not occur even when heated.

二官能架橋性単量体としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アルキルジオール、アルキルエーテルジオール、及びアルキルエステルジオールからなる群より選ばれるジオール化合物から誘導された屈曲性連鎖を介して、直接的または間接的に、2個の重合性炭素−炭素二重結合が連結された構造の化合物であることが好ましい。   The bifunctional crosslinkable monomer may be directly or indirectly via a flexible chain derived from a diol compound selected from the group consisting of polyethylene glycol, polypropylene glycol, alkyl diol, alkyl ether diol, and alkyl ester diol. In particular, the compound is preferably a compound having a structure in which two polymerizable carbon-carbon double bonds are linked.

架橋性単量体として、このような屈曲性連鎖を有する二官能架橋性単量体を1重量%を超え5重量%以下の割合で用いると、発泡倍率を高度に保持しながら、外殻の重合体の弾性率の温度依存性を小さくすることができ、かつ、混練加工、カレンダー加工、押出加工、射出成形などの加工工程で、剪断力を受けても、外殻の破壊や内包ガスの散逸が起こり難い熱発泡性マイクロスフェアーを得ることができる。   When a bifunctional crosslinkable monomer having such a flexible chain is used as a crosslinkable monomer in a proportion of more than 1% by weight and 5% by weight or less, while maintaining a high expansion ratio, The temperature dependence of the modulus of elasticity of the polymer can be reduced, and even in the process of kneading, calendering, extrusion, injection molding, etc., even when subjected to shearing force, the outer shell breaks down or the inclusion gas It is possible to obtain a thermally foamable microsphere that hardly dissipates.

屈曲性連鎖を有する二官能架橋性単量体を特定の割合で使用すると、外殻重合体層に良好なヒズミ硬化性的物性を付与することができると推定される。ヒズミ硬化性とは、変形量が大きくなるに従って、更に変形を加えるために、より大きな変形応力が必要となるような特性である。すなわち、発泡が開始し進行するに従って、外殻重合体層が引き伸ばされる。そのとき、薄くなった重合体層の部分のみが更に変形応力によって引き伸ばされるのではなく、まだ変形が小さく、変形応力が小さくてすむ重合体層の厚い部分が優先的に引き伸ばされる。それによって、外殻重合体層の架橋度が高くても、高発泡倍率が得られる。また、外殻重合体層の厚さが均一なので、温度や剪断力、溶剤に対する抵抗力が大きくなる。これに対して、重合性炭素−炭素二重結合を連結する部位が剛直な構造であったり、架橋性単量体の使用量が多すぎたりすると、ヒズミ硬化性が大きくなりすぎて、発泡倍率が大幅に低下するか、ひどい場合には、全く発泡しなくなる。   When a bifunctional crosslinkable monomer having a flexible chain is used at a specific ratio, it is presumed that good scratch-hardening physical properties can be imparted to the outer shell polymer layer. Strain curability is a characteristic that requires a larger deformation stress in order to further deform as the amount of deformation increases. That is, as the foaming starts and proceeds, the outer polymer layer is stretched. At that time, not only the thinned portion of the polymer layer is stretched further by the deformation stress, but the thick portion of the polymer layer that is still small in deformation and small in deformation stress is preferentially stretched. Thereby, even if the degree of cross-linking of the outer shell polymer layer is high, a high expansion ratio can be obtained. In addition, since the thickness of the outer shell polymer layer is uniform, the temperature, shearing force, and resistance to solvents are increased. On the other hand, if the site connecting the polymerizable carbon-carbon double bonds has a rigid structure, or if the amount of the crosslinkable monomer used is too large, the curability of the strain becomes too large, and the expansion ratio If it drops significantly or is severe, it will not foam at all.

前記の屈曲性連鎖を介して2個の重合性炭素−炭素二重結合が連結された構造の二官能架橋性単量体としては、例えば、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルキルジオールジ(メタ)アクリレート、アルキルエーテルジオールジ(メタ)アクリレート、アルキルエステルジオールジ(メタ)アクリレート、及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。   Examples of the bifunctional crosslinkable monomer having a structure in which two polymerizable carbon-carbon double bonds are linked via the above-described flexible chain include polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meta) ) Acrylate, alkyl diol di (meth) acrylate, alkyl ether diol di (meth) acrylate, alkyl ester diol di (meth) acrylate, and mixtures of two or more thereof.

より具体的に二官能架橋性単量体としては、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、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどのポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート〔エチレンオキサイド単位(−CHCHO−)が通常2〜15個〕;ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどのポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート[プロピレンオキサイド単位〔−CH(CH)CHO−〕または〔−CHCH(CH)O−〕が通常2〜20個];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、1,3−プロパンジオールジ(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、1,3−ブチレンジオールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−メチル−1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレートなどのアルキルジオールジ(メタ)アクリレート(屈折性連鎖が脂肪族炭素からなり、連結部の炭素原子数が通常2〜20個);3−オキサ−1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートのようなアルキルエーテルジオールジ(メタ)アクリレート〔屈曲性連鎖が脂肪族炭素とエーテル結合とから構成されている。エーテル結合が1個の場合(−R−O−R−)は、通常、各脂肪族炭素は同じではない(R≠R)。〕;ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートのようなアルキルエステルジオールジ(メタ)アクリレート〔屈曲性連鎖が脂肪族炭素とエステル結合とから構成されている。(−R−COO−R−)〕;などが挙げられる。 More specifically, examples of the bifunctional crosslinkable monomer include polyethylene glycol di (meth) acrylates such as diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, and tetraethylene glycol di (meth) acrylate [ethylene oxide Unit (—CH 2 CH 2 O—) is usually 2 to 15 units]; polypropylene glycol di ((dipropylene glycol di (meth) acrylate), tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetrapropylene glycol di (meth) acrylate and the like ( meth) acrylate [propylene oxide unit [-CH (CH 3) CH 2 O-) or (-CH 2 CH (CH 3) O-] is 2-20 normal, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol Di (meth) acrylate, 1,3-propanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,3-butylenediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di ( (Meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 3-methyl-1,5-pentanediol di (meth) acrylate, 2-methyl-1,8-octane Alkyldiol di (meth) acrylates such as diol di (meth) acrylate, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol di (meth) acrylate, 2-hydroxy-1,3-propanediol di (meth) acrylate ( The refractive chain is made of aliphatic carbon, and the number of carbon atoms in the linking part is usually 2-20. ); 3-oxa-1,6-alkyl ether diol di (meth) acrylates such as hexanediol di (meth) acrylate [flexible chain is composed of the aliphatic carbon and ether bonds. When there is one ether bond (—R 1 —O—R 2 —), usually each aliphatic carbon is not the same (R 1 ≠ R 2 ). ] Alkyl ester diol di (meth) acrylate such as neopentyl glycol di (meth) acrylate hydroxypivalate [a flexible chain is composed of aliphatic carbon and an ester bond. (—R 1 —COO—R 2 —)];

架橋性単量体の使用割合の下限は、重合性単量体を基準として(重合性単量体=100重量%)、1重量%超過であり、好ましくは1.1重量%、より好ましくは1.2重量%、特に好ましくは1.3重量%である。架橋性単量体の使用割合の上限は、5重量%、好ましくは4重量%、より好ましくは3重量%である。特に、前記の屈曲性連鎖を介して2個の重合性炭素−炭素二重結合が連結された構造の二官能共重合性単量体を使用するときは、多くの場合、架橋性単量体の使用割合が1.4〜4重量%、さらには、1.5〜3重量%の範囲で良好な結果を容易に得ることができる。   The lower limit of the use ratio of the crosslinkable monomer is based on the polymerizable monomer (polymerizable monomer = 100 wt%), more than 1 wt%, preferably 1.1 wt%, more preferably 1.2% by weight, particularly preferably 1.3% by weight. The upper limit of the proportion of the crosslinkable monomer used is 5% by weight, preferably 4% by weight, more preferably 3% by weight. In particular, in the case of using a bifunctional copolymerizable monomer having a structure in which two polymerizable carbon-carbon double bonds are linked via the flexible chain, in many cases, a crosslinkable monomer is used. Good results can be easily obtained when the proportion of is in the range of 1.4 to 4% by weight, and further 1.5 to 3% by weight.

架橋性単量体の使用割合が1重量%以下であると、従来の熱発泡性マイクロスフェアーと同様の加工特性しか得ることができない。一方、架橋剤の使用割合が過大であると、外殻重合体が熱可塑性を喪失して、発泡が困難になる。   When the use ratio of the crosslinkable monomer is 1% by weight or less, only processing characteristics similar to those of the conventional thermally foamable microsphere can be obtained. On the other hand, if the use ratio of the crosslinking agent is excessive, the outer shell polymer loses its thermoplasticity and foaming becomes difficult.

(4)重合開始剤
重合開始剤としては、特に限定されず、この分野で一般に使用されているものを使用することができるが、重合性単量体に可溶性である油溶性重合開始剤が好ましい。より具体的に、重合開始剤として、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、及びアゾ化合物が挙げられる。重合開始剤は、通常、単量体混合物中に含有させるが、早期重合を抑制する必要がある場合には、造粒工程中または造粒工程後に、その一部または全部を水系分散媒体中に添加して、重合性混合物の液滴中に移行させてもよい。重合開始剤は、水系分散媒体基準で、通常、0.0001〜3重量%の割合で使用される。
(4) Polymerization initiator The polymerization initiator is not particularly limited, and those generally used in this field can be used, but an oil-soluble polymerization initiator that is soluble in the polymerizable monomer is preferable. . More specifically, examples of the polymerization initiator include dialkyl peroxide, diacyl peroxide, peroxyester, peroxydicarbonate, and azo compound. The polymerization initiator is usually contained in the monomer mixture. However, when it is necessary to suppress early polymerization, a part or all of the polymerization initiator is added to the aqueous dispersion medium during or after the granulation step. It may be added and transferred into droplets of the polymerizable mixture. The polymerization initiator is usually used in a proportion of 0.0001 to 3% by weight based on the aqueous dispersion medium.

(5)水系分散媒体
懸濁重合は、通常、分散安定剤を含有する水系分散媒体中で行われる。分散安定剤としては、例えば、シリカ、水酸化マグネシウムなどの無機微粒子を挙げることができる。この他に補助安定剤、例えば、ジエタノールアミンと脂肪族ジカルボン酸の縮合生成物、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、各種乳化剤等を使用することができる。分散安定剤は、重合性単量体100重量部に対して、通常、0.1〜20重量部の割合で使用される。
(5) Aqueous dispersion medium Suspension polymerization is usually carried out in an aqueous dispersion medium containing a dispersion stabilizer. Examples of the dispersion stabilizer include inorganic fine particles such as silica and magnesium hydroxide. In addition, auxiliary stabilizers such as a condensation product of diethanolamine and an aliphatic dicarboxylic acid, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, various emulsifiers and the like can be used. The dispersion stabilizer is usually used at a ratio of 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer.

分散安定剤を含有する水系分散媒体は、通常、分散安定剤や補助安定剤を脱イオン水に配合して調製する。重合時の水相の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などのシリカを使用する場合は、酸性環境下で重合が行われる。水系分散媒体を酸性にするには、必要に応じて酸を加えて、系のpHを6以下、好ましくはpH3〜4程度に調整する。水酸化マグネシウムやリン酸カルシウムなどの酸性環境下で水系分散媒体に溶解する分散安定剤の場合には、アルカリ性環境下で重合させる。   An aqueous dispersion medium containing a dispersion stabilizer is usually prepared by blending a dispersion stabilizer or an auxiliary stabilizer with deionized water. The pH of the aqueous phase at the time of polymerization is appropriately determined depending on the type of dispersion stabilizer and auxiliary stabilizer used. For example, when silica such as colloidal silica is used as a dispersion stabilizer, polymerization is performed in an acidic environment. In order to make the aqueous dispersion medium acidic, an acid is added as necessary to adjust the pH of the system to 6 or less, preferably about pH 3-4. In the case of a dispersion stabilizer that dissolves in an aqueous dispersion medium in an acidic environment such as magnesium hydroxide or calcium phosphate, the polymerization is performed in an alkaline environment.

分散安定剤の好ましい組み合わせの一つとして、コロイダルシリカと縮合生成物との組み合わせがある。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。縮合生成物の酸価は、60以上95未満であることが好ましく、65〜90であることがより好ましい。さらに、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の無機塩を添加すると、より均一な粒子形状を有する熱発泡性マイクロスフェアーが得られやすくなる。無機塩としては、通常、食塩が好適に用いられる。   One preferred combination of dispersion stabilizers is a combination of colloidal silica and a condensation product. As the condensation product, a condensation product of diethanolamine and an aliphatic dicarboxylic acid is preferable, and a condensation product of diethanolamine and adipic acid or a condensation product of diethanolamine and itaconic acid is particularly preferable. The acid value of the condensation product is preferably 60 or more and less than 95, and more preferably 65 to 90. Furthermore, when an inorganic salt such as sodium chloride or sodium sulfate is added, a thermally foamable microsphere having a more uniform particle shape can be easily obtained. As the inorganic salt, sodium chloride is usually preferably used.

コロイダルシリカの使用量は、その粒子径によっても変わるが、通常、重合性単量体100重量部に対して、1〜20重量部、好ましくは2〜15重量部の割合である。縮合生成物は、重合性単量体100重量部に対して、通常0.05〜2重量部の割合で使用される。無機塩は、重合性単量体100重量部に対して、0〜100重量部の割合で使用される。   Although the usage-amount of colloidal silica changes also with the particle diameter, it is a ratio of 1-20 weight part normally with respect to 100 weight part of polymerizable monomers, Preferably it is a ratio of 2-15 weight part. The condensation product is usually used at a ratio of 0.05 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer. The inorganic salt is used in a ratio of 0 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer.

分散安定剤の他の好ましい組み合わせとしては、コロイダルシリカと水溶性窒素含有化合物との組み合わせが挙げられる。これらの中でも、コロイダルシリカとポリビニルピロリドンとの組み合わせが好適に用いられる。さらに、他の好ましい組み合わせとしては、水酸化マグネシウム及び/またはリン酸カルシウムと乳化剤との組み合わせがある。   Another preferred combination of the dispersion stabilizer includes a combination of colloidal silica and a water-soluble nitrogen-containing compound. Among these, a combination of colloidal silica and polyvinylpyrrolidone is preferably used. Furthermore, another preferred combination is a combination of magnesium hydroxide and / or calcium phosphate and an emulsifier.

分散安定剤として、水溶性多価金属塩化合物(例えば、塩化マグネシウム)と水酸化アルカリ金属(例えば、水酸化ナトリウム)との水相中での反応により得られる難水溶性金属水酸化物(例えば、水酸化マグネシウム)のコロイドを用いることができる。また、リン酸カルシウムとしては、リン酸ナトリウムと塩化カルシウムとの水相中での反応生成物を使用することができる。   As a dispersion stabilizer, a hardly water-soluble metal hydroxide (for example, obtained by reaction in a water phase of a water-soluble polyvalent metal salt compound (for example, magnesium chloride) and an alkali metal hydroxide (for example, sodium hydroxide)) , Magnesium hydroxide) colloid. Moreover, as calcium phosphate, the reaction product in the aqueous phase of sodium phosphate and calcium chloride can be used.

乳化剤は、一般に使用しないが、所望により陰イオン性界面活性剤、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩やポリオキシエチレンアルキル(アリル)エーテルのリン酸エステル等を用いてもよい。   Although an emulsifier is not generally used, an anionic surfactant such as a dialkyl sulfosuccinate or a polyoxyethylene alkyl (allyl) ether phosphate may be used if desired.

重合助剤として、水系分散媒体中に、亜硝酸アルカリ金属塩、塩化第一スズ、塩化第二スズ、水可溶性アスコルビン酸類、及び硼酸からなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物を存在させることができる。これらの化合物の存在下に懸濁重合を行うと、重合時に、重合粒子同士の凝集が起こらず、重合物が重合缶壁に付着することがなく、重合による発熱を効率的に除去しながら安定して熱発泡性マイクロスフェアーを製造することができる。   As the polymerization aid, at least one compound selected from the group consisting of alkali metal nitrite, stannous chloride, stannic chloride, water-soluble ascorbic acids, and boric acid can be present in the aqueous dispersion medium. . When suspension polymerization is performed in the presence of these compounds, polymerization particles do not agglomerate at the time of polymerization, the polymer does not adhere to the polymerization can wall, and is stable while efficiently removing heat generated by polymerization. Thus, a thermally foamable microsphere can be produced.

亜硝酸アルカリ金属塩の中では、亜硝酸ナトリウム及び亜硝酸カリウムが入手の容易性や価格の点で好ましい。アスコルビン酸類としては、アスコルビン酸、アスコルビン酸の金属塩、アスコルビン酸のエステルなどが挙げられるが、これらの中でも水可溶性のものが好適に用いられる。ここで、水可溶性アスコルビン酸類とは、23℃の水に対する溶解性が1g/100cm以上であるものを意味し、アスコルビン酸とそのアルカリ金属塩が好ましい。これらの中でも、L−アスコルビン酸(ビタミンC)、アスコルビン酸ナトリウム、及びアスコルビン酸カリウムが、入手の容易性や価格、作用効果の点で、特に好適に用いられる。これらの化合物は、重合性単量体100重量部に対して、通常、0.001〜1重量部、好ましくは0.01〜0.1重量部の割合で使用される。 Among the alkali metal nitrites, sodium nitrite and potassium nitrite are preferable in terms of availability and price. Examples of ascorbic acids include ascorbic acid, metal salts of ascorbic acid, esters of ascorbic acid, and the like. Among these, water-soluble ones are preferably used. Here, the water-soluble ascorbic acids mean those having a solubility in water at 23 ° C. of 1 g / 100 cm 3 or more, and ascorbic acid and alkali metal salts thereof are preferable. Among these, L-ascorbic acid (vitamin C), sodium ascorbate, and potassium ascorbate are particularly preferably used in terms of availability, price, and action and effect. These compounds are generally used in a proportion of 0.001 to 1 part by weight, preferably 0.01 to 0.1 part by weight, per 100 parts by weight of the polymerizable monomer.

(6)懸濁重合
水系分散媒体に各成分を添加する順序は、任意であるが、通常は、水と分散安定剤、必要に応じて安定助剤や重合助剤などを加えて、分散安定剤を含有する水系分散媒体を調製する。一方、発泡剤、重合性単量体、及び架橋性単量体は、別々に水系分散媒体に加えて、水系分散媒体中で一体化して重合性混合物(油性混合物)を形成してもよいが、通常は、予めこれらを混合してから、水系分散媒体中に添加する。重合開始剤は、予め重合性単量体に添加して使用することができるが、早期の重合を避ける必要がある場合には、例えば、重合性混合物を水系分散媒体中に添加し、攪拌しながら重合開始剤を加え、水系分散媒体中で一体化してもよい。重合性混合物と水系分散媒体との混合を別の容器で行って、高剪断力を有する攪拌機や分散機で攪拌混合した後、重合缶に仕込んでもよい。
(6) Suspension polymerization The order in which each component is added to the aqueous dispersion medium is arbitrary. Usually, dispersion stability is achieved by adding water and a dispersion stabilizer, and if necessary, a stabilizing aid or a polymerization aid. An aqueous dispersion medium containing the agent is prepared. On the other hand, the foaming agent, the polymerizable monomer, and the crosslinkable monomer may be separately integrated in the aqueous dispersion medium in addition to the aqueous dispersion medium to form a polymerizable mixture (oil-based mixture). Usually, these are mixed in advance and then added to the aqueous dispersion medium. The polymerization initiator can be used by adding it to the polymerizable monomer in advance, but when it is necessary to avoid early polymerization, for example, the polymerizable mixture is added to the aqueous dispersion medium and stirred. However, a polymerization initiator may be added and integrated in an aqueous dispersion medium. The polymerization mixture and the aqueous dispersion medium may be mixed in a separate container, mixed with a stirrer or a disperser having high shearing force, and then charged into a polymerization can.

重合性混合物と水系分散媒体とを攪拌混合することにより、水系分散媒体中で重合性混合物の液滴を造粒する。液滴の平均粒径は、目的とする熱発泡性マイクロスフェアーの平均粒径とほぼ一致させることが好ましいが、通常、3〜100μm程度である。粒径分布が極めてシャープな熱発泡性マイクロスフェアーを得るには、水系分散媒体及び重合性混合物を連続式高速回転高剪断型攪拌分散機内に供給し、該攪拌分散機中で両者を連続的に攪拌して分散させた後、得られた分散液を重合槽内に注入し、該重合槽内で懸濁重合を行う方法を採用することが好ましい。   By stirring and mixing the polymerizable mixture and the aqueous dispersion medium, droplets of the polymerizable mixture are granulated in the aqueous dispersion medium. The average particle diameter of the droplets is preferably approximately the same as the average particle diameter of the target thermally foamable microsphere, but is usually about 3 to 100 μm. In order to obtain a heat-foamable microsphere having a very sharp particle size distribution, an aqueous dispersion medium and a polymerizable mixture are fed into a continuous high-speed rotation / high shear type agitator / disperser, and both are continuously fed in the agitator / disperser. It is preferable to employ a method in which the obtained dispersion is poured into a polymerization tank and suspension polymerization is performed in the polymerization tank after being stirred and dispersed.

より具体的には、水系分散媒体及び重合性混合物を連続式高速回転高剪断型攪拌分散機内に供給する工程において、(I)水系分散媒体及び重合性混合物をそれぞれ別の流れとして、一定の比率で連続的に連続式高速回転高剪断型攪拌分散機内に供給する方法、及び(II)水系分散媒体及び重合性混合物を分散槽内に注入し、該分散槽内で両者を攪拌して一次分散させた後、得られた一次分散液を連続式高速回転高剪断型攪拌分散機内に供給する方法がある。   More specifically, in the step of supplying the aqueous dispersion medium and the polymerizable mixture into the continuous high-speed rotation high shear type stirring and dispersing machine, (I) the aqueous dispersion medium and the polymerizable mixture are separately flowed at a certain ratio. And (II) injecting the aqueous dispersion medium and the polymerizable mixture into the dispersion tank and stirring both in the dispersion tank for primary dispersion. Then, there is a method of supplying the obtained primary dispersion into a continuous high-speed rotation high-shearing type stirring and dispersing machine.

前記(I)の方法では、例えば、図2に示すように、水系分散媒体及び重合性混合物を連続式高速回転高剪断型攪拌分散機内に供給する工程において、水系分散媒体1及び重合性混合物2をそれぞれ別の流れとして、一定の比率で連続的に連続式高速回転高剪断型攪拌分散機内に供給する。具体的には、水系分散媒体1を貯槽3内に、重合性混合物2を貯槽4内に、それぞれ保持しておく。水系分散媒体1をポンプ5を用いてライン6から、重合性混合物2をポンプ7を用いてライン8から、それぞれ別の流れとして、連続式高速回転高剪断型攪拌分散機9内に供給する。水系分散媒体1と重合性混合物2の供給比率は、通常、1:1〜6:1の範囲内であり、より好ましくは2:1〜4:1の範囲内である。該攪拌分散機9中で両者を連続的に攪拌して分散させた後、得られた分散液をライン10を経て重合槽11内に注入し、該重合槽11内で懸濁重合を行う。   In the method (I), for example, as shown in FIG. 2, in the step of supplying the aqueous dispersion medium and the polymerizable mixture into the continuous high-speed rotation high shear type stirring and dispersing machine, the aqueous dispersion medium 1 and the polymerizable mixture 2 Are separately fed into a continuous high speed rotating high shear type stirring and dispersing machine at a constant ratio. Specifically, the aqueous dispersion medium 1 is held in the storage tank 3, and the polymerizable mixture 2 is held in the storage tank 4. The aqueous dispersion medium 1 is supplied from the line 6 using the pump 5 and the polymerizable mixture 2 is supplied from the line 8 using the pump 7 as separate flows into the continuous high-speed rotation high shear type stirring and dispersing machine 9. The supply ratio of the aqueous dispersion medium 1 and the polymerizable mixture 2 is usually in the range of 1: 1 to 6: 1, more preferably in the range of 2: 1 to 4: 1. Both are continuously stirred and dispersed in the stirring and dispersing machine 9, and then the obtained dispersion is injected into the polymerization tank 11 through the line 10, and suspension polymerization is performed in the polymerization tank 11.

前記(II)の方法では、図3に示すように、水系分散媒体及び重合性混合物を連続式高速回転高剪断型攪拌分散機内に供給する工程において、水系分散媒体1及び重合性混合物2を分散槽12内に注入し、該分散槽12内で両者を攪拌して一次分散させる。分散槽12内には、通常、一般的な攪拌翼が備えられている。水系分散媒体1と重合性混合物2の比率は、通常、1:1〜6:1の範囲内であり、より好ましくは2:1〜4:1の範囲内である。分散槽内で攪拌により得られた一次分散液は、ポンプ13を用いてライン14を経て、連続式高速回転高剪断型攪拌分散機9内に供給する。該攪拌分散機9中で一次分散液をさらに攪拌して分散させた後、得られた分散液をライン15を経て重合槽11内に注入し、該重合槽11内で懸濁重合を行う。上記(II)の方法によれば、粒径分布がシャープな熱発泡性マイクロスフェアーを安定して得ることができる。   In the method (II), as shown in FIG. 3, the aqueous dispersion medium 1 and the polymerizable mixture 2 are dispersed in the step of supplying the aqueous dispersion medium and the polymerizable mixture into the continuous high-speed rotation high shear type stirring and dispersing machine. It inject | pours in the tank 12, and stirs both in the dispersion tank 12, and makes primary dispersion | distribution. The dispersion tank 12 is usually provided with a general stirring blade. The ratio of the aqueous dispersion medium 1 to the polymerizable mixture 2 is usually in the range of 1: 1 to 6: 1, more preferably in the range of 2: 1 to 4: 1. The primary dispersion obtained by stirring in the dispersion tank is supplied into the continuous high-speed rotation high shear type stirring and dispersing machine 9 through the line 14 using the pump 13. After the primary dispersion is further stirred and dispersed in the stirring and dispersing machine 9, the obtained dispersion is poured into the polymerization tank 11 through the line 15, and suspension polymerization is performed in the polymerization tank 11. According to the method (II), a thermally foamable microsphere having a sharp particle size distribution can be stably obtained.

このような方法を採用することにより、平均粒径が3〜100μmで、粒径分布の変動係数が、好ましくは1.50%以下、より好ましくは1.30%以下、特に好ましくは1.10%以下のシャープな粒径分布を有する熱発泡性マイクロスフェアーを得ることができる。粒径分布がシャープな熱発泡性マイクロスフェアーは、発泡がシャープであり、均一な発泡体や発泡成形品を与えることができる。   By adopting such a method, the average particle size is 3 to 100 μm, and the variation coefficient of the particle size distribution is preferably 1.50% or less, more preferably 1.30% or less, and particularly preferably 1.10. It is possible to obtain thermally foamable microspheres having a sharp particle size distribution of not more than%. Thermally foamable microspheres with a sharp particle size distribution have sharp foaming and can give uniform foams and foamed molded products.

本発明では、図4に示すような回分式高速回転高剪断分散機を用いることができる。回分式高速回転高剪断分散機を用いる方法では、水系分散媒体1及び重合性混合物2を回分式高速回転高剪断分散機16内に投入し、攪拌分散させることにより、重合性混合物の微小な液滴を造粒し、次いで、分散液をポンプ17を用いてライン18を経由して、重合槽11内に注入し、該重合槽内で懸濁重合を行う。   In the present invention, a batch-type high-speed rotation high shear disperser as shown in FIG. 4 can be used. In the method using a batch-type high-speed rotation / high-shear disperser, the aqueous dispersion medium 1 and the polymerizable mixture 2 are put into the batch-type high-speed rotation / high-shear disperser 16 and stirred to disperse. The droplets are granulated, and then the dispersion is injected into the polymerization tank 11 via the line 18 using the pump 17 and suspension polymerization is performed in the polymerization tank.

懸濁重合は、通常、反応槽内を脱気するか、もしくは不活性ガスで置換して、30〜100℃の温度に昇温して行う。懸濁重合後、水相は、例えば、濾過、遠心分離、沈降によって除去される。熱発泡性マイクロスフェアーは、濾過・洗浄した後、ウエットケーキの状態で回収される。必要に応じて、熱発泡性マイクロスフェアーは、発泡剤がガス化しない程度の比較的低温で乾燥される。熱発泡性マイクロスフェアーは、所望により、各種化合物で表面処理を行うことができ、また、無機微粉末を付着させることもできる。さらに、無機微粉末以外の各種材料で表面をコーティングすることもできる。   Suspension polymerization is usually performed by degassing the inside of the reaction vessel or replacing it with an inert gas and raising the temperature to 30 to 100 ° C. After suspension polymerization, the aqueous phase is removed, for example, by filtration, centrifugation, and sedimentation. The thermally foamable microspheres are collected in a wet cake state after being filtered and washed. If necessary, the thermally foamable microspheres are dried at a relatively low temperature such that the foaming agent is not gasified. The heat-foamable microspheres can be surface-treated with various compounds as desired, and inorganic fine powders can be attached thereto. Furthermore, the surface can be coated with various materials other than the inorganic fine powder.

2.熱発泡性マイクロスフェアー
本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、重合体から形成された外殻内に発泡剤が封入された構造を有しており、外殻重合体は、重合性単量体(通常、ビニル系単量体)の重合より形成されるが、本発明では、重合性単量体と、重合性単量体基準で、1重量%超過5重量%以下の架橋性単量体とを重合することにより形成される。
2. Thermally foamable microsphere The thermally foamable microsphere of the present invention has a structure in which a foaming agent is enclosed in an outer shell formed from a polymer. In the present invention, a polymerizable monomer and a crosslinkable monomer amount of more than 1 wt% and not more than 5 wt% based on the polymerizable monomer are used. It is formed by polymerizing the body.

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、その外殻重合体が、重合性単量体に加えて、比較的多量の架橋性単量体、好ましくは二官能架橋性単量体を用いて形成されているため、外殻重合体の弾性率の温度依存性が小さい。したがって、例えば、本発明の熱発泡性マイクロスフェアーを熱可塑性樹脂に配合した樹脂組成物を、混練加工、カレンダー加工、押出加工、射出成形などの加工を行うと、外殻の破壊や内包ガスの散逸が起こりにくい。   In the thermally foamable microsphere of the present invention, the outer shell polymer is formed using a relatively large amount of a crosslinkable monomer, preferably a bifunctional crosslinkable monomer, in addition to the polymerizable monomer. Therefore, the temperature dependence of the elastic modulus of the outer shell polymer is small. Therefore, for example, when a resin composition obtained by blending the heat-foamable microspheres of the present invention with a thermoplastic resin is subjected to processing such as kneading, calendering, extrusion, injection molding, etc., destruction of the outer shell or inclusion gas Dissipation is difficult to occur.

また、本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、外殻重合体の弾性率の温度依存性が小さいため、均一に発泡するための加工適性温度範囲を広く取ることができる。この点で、図1を参照されたい。図1は、外殻重合体の弾性率と測定温度との関係を示すグラフである。従来の熱発泡性マイクロスフェアーの外殻重合体(a)は、温度が上昇すると弾性率が急激に低下するため、適切な発泡(均一発泡)をする弾性率領域の温度範囲(a2−a1)が狭い。これに対して、本発明の熱発泡性マイクロスフェアーの外殻重合体(b)は、適切な発泡をする弾性率領域の温度範囲(b2−b1)が広いため、均一に発泡するための加工適性温度範囲を広く取ることができる。   In addition, the thermally foamable microspheres of the present invention have a small temperature dependency of the elastic modulus of the outer shell polymer, and therefore can have a wide processing suitability temperature range for uniform foaming. In this regard, please refer to FIG. FIG. 1 is a graph showing the relationship between the elastic modulus of the outer shell polymer and the measurement temperature. The outer shell polymer (a) of the conventional heat-foamable microsphere has an elastic modulus that rapidly decreases as the temperature rises. Therefore, the temperature range (a2-a1) of the elastic modulus region in which appropriate foaming (uniform foaming) is performed. ) Is narrow. On the other hand, the outer shell polymer (b) of the heat-foamable microsphere of the present invention has a wide temperature range (b2-b1) in the elastic modulus region for appropriate foaming, so that it can foam uniformly. A wide processing suitability temperature range can be taken.

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーの平均粒径は、特に限定されないが、通常3〜100μm、好ましくは5〜50μmの範囲内である。この平均粒径が小さすぎると、発泡性が不充分となる。平均粒径が大きすぎると、美麗な外観が要求される分野では、表面が粗になるため好ましくなく、また、剪断力に対する抵抗性も不充分となる。   The average particle size of the thermally foamable microspheres of the present invention is not particularly limited, but is usually 3 to 100 μm, preferably 5 to 50 μm. If this average particle size is too small, foamability becomes insufficient. If the average particle size is too large, it is not preferable because the surface becomes rough in a field where a beautiful appearance is required, and the resistance to shearing force is insufficient.

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、その粒径分布の変動係数は特に制限されないが、特にシャープな発泡が要求される用途では、該変動係数が1.50%以下であることが好ましい。粒径分布の変動係数は、より好ましくは1.30%以下、特に好ましくは1.10%以下である。この変動係数が大きすぎると、大粒子径と小粒子径の熱発泡性マイクロスフェアーが混在することになる。小粒子径よりも大粒子径の方が発泡開始温度が低くなる傾向を示すため、早期発泡を防ぎ、均一な発泡を得るには、熱発泡性マイクロスフェアーの変動係数を小さくすることが望ましい。粒径分布の変動係数が極めて小さな熱発泡性マイクロスフェアーを得る方法としては、前述の(I)及び(II)の方法が挙げられる。   The coefficient of variation of the particle size distribution of the heat-foamable microsphere of the present invention is not particularly limited, but it is preferable that the coefficient of variation is 1.50% or less particularly in applications where sharp foaming is required. The variation coefficient of the particle size distribution is more preferably 1.30% or less, and particularly preferably 1.10% or less. If this coefficient of variation is too large, large particle diameter and small particle diameter thermally foamable microspheres will be mixed. Larger particle size tends to lower the foaming start temperature than small particle size, so to prevent early foaming and obtain uniform foaming, it is desirable to reduce the coefficient of variation of the thermally foamable microspheres . Examples of the method for obtaining a thermally foamable microsphere having a very small variation coefficient of the particle size distribution include the methods (I) and (II) described above.

本発明において、粒径分布の変動係数とは、下記の式(1)及び(2)に基づいて算出される値である。   In the present invention, the variation coefficient of the particle size distribution is a value calculated based on the following formulas (1) and (2).

Figure 0004945079
Figure 0004945079

Figure 0004945079
Figure 0004945079

(式中、μ=平均値、x=粒子径、q=頻度分布) (Where, μ = average value, x j = particle diameter, q j = frequency distribution)

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーにおける発泡剤の含有量は、全重量基準で、通常5〜50重量%、好ましくは7〜35重量%である。発泡剤の含有量が少なすぎると、発泡倍率が不充分となり、大きすぎると、外殻の厚みが薄くなって、加工時に加熱下での剪断力を受けて早期発泡や外殻の破裂を起こしやすくなる。発泡剤としては、低沸点有機溶剤、加熱により分解してガスを発生する化合物などがあり、これらの中でも、低沸点有機溶剤が好ましい。発泡剤は、外殻を形成する重合体の軟化点以下の温度でガス状になるものから選択される。   The content of the foaming agent in the thermally foamable microsphere of the present invention is usually 5 to 50% by weight, preferably 7 to 35% by weight, based on the total weight. If the foaming agent content is too low, the expansion ratio will be insufficient, and if it is too high, the thickness of the outer shell will be reduced, causing shearing under heating during processing and causing early foaming or rupture of the outer shell. It becomes easy. Examples of the foaming agent include a low-boiling organic solvent and a compound that decomposes by heating to generate a gas. Among these, a low-boiling organic solvent is preferable. The foaming agent is selected from those which become gaseous at a temperature below the softening point of the polymer forming the outer shell.

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーの外殻は、通常、ガスバリア性と耐熱性に優れた重合体から形成される。具体的には、前記した通り、アクリル酸エステル、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニリデン、塩化ビニル、スチレンなどの種々の重合性単量体を用いて形成することができる。これらの中でも、塩化ビニリデン(共)重合体及び(メタ)アクリロニトリル(共)重合体は、ガスバリア性、耐溶剤性、耐熱性、発泡性などを高度にバランスさせる上で好ましい。本発明によれば、使用する重合性単量体の組み合わせや組成比の制御と、発泡剤の種類の選択により、様々な発泡挙動を示す熱発泡性マイクロスフェアーを得ることができる。   The outer shell of the thermally foamable microsphere of the present invention is usually formed from a polymer having excellent gas barrier properties and heat resistance. Specifically, as described above, it can be formed using various polymerizable monomers such as acrylic acid ester, (meth) acrylonitrile, vinylidene chloride, vinyl chloride, and styrene. Among these, vinylidene chloride (co) polymers and (meth) acrylonitrile (co) polymers are preferable for highly balancing gas barrier properties, solvent resistance, heat resistance, foaming properties, and the like. According to the present invention, thermally foamable microspheres exhibiting various foaming behaviors can be obtained by controlling the combination and composition ratio of polymerizable monomers to be used and selecting the type of foaming agent.

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、特に加工特性に優れており、かつ、発泡特性(熱膨張性)と加工特性とのバランスが良好である。本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、架橋剤を1重量%を越える割合で用いているにもかかわらず、熱膨張性が喪失しておらず、最大発泡倍率が5倍以上である。最大発泡倍率は、好ましくは10倍以上、より好ましくは20倍以上であり、多くの場合、30〜60倍程度の最大発泡倍率を達成することが可能である。   The thermally foamable microspheres of the present invention are particularly excellent in processing characteristics, and have a good balance between foaming characteristics (thermal expansion properties) and processing characteristics. The heat-expandable microspheres of the present invention do not lose thermal expansibility and have a maximum expansion ratio of 5 times or more despite the use of a crosslinking agent in a proportion exceeding 1% by weight. The maximum expansion ratio is preferably 10 times or more, more preferably 20 times or more. In many cases, it is possible to achieve a maximum expansion ratio of about 30 to 60 times.

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、重合体から形成された外殻の弾性率の温度依存性が小さい。また、本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、加工の適正温度域が広い。さらに、本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、極性溶剤や可塑剤などに対して、耐性(耐薬品性、耐溶剤性)と発泡特性の保持能力が高い。本発明の熱発泡性マイクロスフェアーが有するこれらの特性は、実施例に具体的に示されている。   The thermally foamable microsphere of the present invention has a small temperature dependency of the elastic modulus of the outer shell formed from a polymer. Moreover, the heat-foamable microsphere of the present invention has a wide temperature range for processing. Furthermore, the thermally foamable microspheres of the present invention have high resistance (chemical resistance, solvent resistance) and foaming property retention capability against polar solvents and plasticizers. These characteristics of the thermally foamable microspheres of the present invention are specifically shown in the examples.

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーの特性の具体例として、発泡の温度依存性の小さいことが挙げられる。例えば、本発明の熱発泡性マイクロスフェアーの外殻重合体が前述の如き塩化ビニリデン(共)重合体である場合、最大発泡倍率Rに対するそのときの温度から10℃高い温度での発泡倍率Rの比(R/R)は、通常0.8〜0.4、好ましくは0.9〜0.5、より好ましくは1〜0.5である。 A specific example of the characteristics of the thermally foamable microsphere of the present invention is that the temperature dependence of foaming is small. For example, the expansion ratio of the outside case shell polymer is such vinylidene chloride (co) polymer described above, 10 ° C. higher temperatures from the temperature at that time to the maximum expansion ratio R 1 of the thermally foamable microsphere of the present invention the ratio of R 2 (R 2 / R 1 ) is usually from 0.8 to 0.4, preferably 0.9 to 0.5, more preferably 1 to 0.5.

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーの外殻重合体が前述の如き(メタ)アクリロニトリル共重合体〔(メタ)アクリロニトリルの共重合割合=30重量%以上80重量%未満〕である場合、最大発泡倍率Rに対するそのときの温度から5℃高い温度での発泡倍率Rの比(R/R)は、通常1〜0.8、好ましくは1〜0.85、より好ましくは1〜0.9である。 When the outer shell polymer of the thermally foamable microsphere of the present invention is a (meth) acrylonitrile copolymer (copolymerization ratio of (meth) acrylonitrile = 30 wt% or more and less than 80 wt%) as described above, the maximum foaming the ratio of the expansion ratio R 2 at 5 ° C. higher temperatures from the temperature at that time with respect to ratio R 1 (R 2 / R 1 ) is usually 1 to 0.8, preferably from 1 to 0.85, more preferably 1 to 0.9.

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーの外殻重合体が(メタ)アクリロニトリル(共)重合体〔(メタ)アクリロニトリルの割合=80〜100重量%〕である場合、架橋性単量体として、特に、前記の屈曲性連鎖を有する二官能架橋性単量体を1重量%超過5重量%以下の割合で使用することにより、発泡性を高度に維持しつつ、外殻重合体の弾性率の温度依存性が小さく、加工性や耐薬品性に優れた熱発泡性マイクロスフェアーを得ることができる。   When the outer shell polymer of the thermally foamable microsphere of the present invention is a (meth) acrylonitrile (co) polymer [(meth) acrylonitrile ratio = 80 to 100% by weight], particularly as a crosslinkable monomer, By using the above-mentioned bifunctional crosslinkable monomer having a flexible chain in an amount of more than 1% by weight and not more than 5% by weight, the temperature of the elastic modulus of the outer shell polymer is maintained while maintaining a high foaming property. Thermally foamable microspheres with low dependence and excellent workability and chemical resistance can be obtained.

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、190℃以上における外殻重合体の弾性率が10N/m以上かつ10N/m以下のものであると、高温かつ高剪断化での耐性に優れる。外殻重合体の弾性率は、より好ましくは5.0×10N/m以上かつ10N/m以下、特に好ましくは10N/m以上かつ10N/m以下である。 The heat-foamable microsphere of the present invention has a high temperature and high shear when the elastic modulus of the outer shell polymer at 190 ° C. or higher is 10 6 N / m 2 or more and 10 9 N / m 2 or less. Excellent resistance. The elastic modulus of the outer shell polymer is more preferably 5.0 × 10 6 N / m 2 or more and 10 9 N / m 2 or less, particularly preferably 10 7 N / m 2 or more and 10 8 N / m 2 or less. It is.

3.用途
本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、加熱発泡(熱膨脹)させて、あるいは未発泡のままで、各種分野に使用される。熱発泡性マイクロスフェアーは、例えば、その膨脹性を利用して、自動車等の塗料の充填剤、壁紙、発泡インク(T−シャツ等のレリーフ模様付け)の発泡剤、収縮防止剤などに使用される。熱発泡性マイクロスフェアーは、発泡による体積増加を利用して、プラスチック、塗料、各種資材などの軽量化や多孔質化、各種機能性付与(例えば、スリップ性、断熱性、クッション性、遮音性等)の目的で使用される。本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、表面性や平滑性が要求される塗料、壁紙、インク分野に好適に用いることができる。本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、加工特性に優れているので、混練加工、カレンダー加工、押出加工、射出成形などの加工工程を必要とする用途分野に好適に適用することができる。
3. Applications The thermally foamable microspheres of the present invention are used in various fields after being heated and foamed (thermally expanded) or unexpanded. Thermally foamable microspheres are used, for example, as fillers for paints for automobiles, wallpaper, foaming agents for foamed inks (relief patterns such as T-shirts), shrinkage prevention agents, etc. Is done. Thermally foamable microspheres use the volume increase caused by foaming to reduce the weight and porosity of plastics, paints, and various materials, and to provide various functions (for example, slip properties, heat insulation properties, cushion properties, and sound insulation properties). Etc.). The thermally foamable microspheres of the present invention can be suitably used in the paint, wallpaper, and ink fields that require surface properties and smoothness. Since the thermally foamable microsphere of the present invention is excellent in processing characteristics, it can be suitably applied to application fields that require processing steps such as kneading, calendering, extrusion, and injection molding.

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。
物性及び特性の測定方法は、次の通りである。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
The measuring methods of physical properties and characteristics are as follows.

(1)発泡倍率及び最大発泡倍率
熱発泡性マイクロスフェアー0.7gを、ギア式オーブン中に入れ、所定温度(発泡温度)で2分間加熱して発泡させる。得られた発泡体をメスシリンダーに入れて体積を測定し、未発泡時の体積で割って発泡倍率とする。この際、発泡倍率を100℃から5℃刻みで昇温して測定し、最大の発泡倍率が得られた時の発泡温度での当該発泡倍率を最大発泡倍率と定義する。
(1) Foaming ratio and maximum foaming ratio 0.7 g of thermally foamable microspheres are placed in a gear-type oven and heated at a predetermined temperature (foaming temperature) for 2 minutes to cause foaming. The obtained foam is put into a graduated cylinder, the volume is measured, and divided by the volume when not foamed to obtain the expansion ratio. At this time, the expansion ratio is measured by increasing the temperature from 100 ° C. in increments of 5 ° C., and the expansion ratio at the expansion temperature when the maximum expansion ratio is obtained is defined as the maximum expansion ratio.

(2)平均粒径
島津製作所製の粒径分布測定器SALD−3000Jを用いて、重量基準でのメディアン径を測定し、平均粒径とした。
(2) Average particle diameter Using a particle size distribution analyzer SALD-3000J manufactured by Shimadzu Corporation, the median diameter on a weight basis was measured to obtain an average particle diameter.

(3)弾性率
熱発泡性マイクロスフェアーを発泡させ、内包された発泡剤をできるだけ抜いた後、熱プレス機で熱プレスシートを調製し、1cm×1.5cm×0.25cmの試験片に切り出した。この試験片を東洋精機製作所のレオグラフ・ソリッドを用いて、窒素雰囲気下、周波数10ヘルツ、3℃/分の昇温速度で加熱して、弾性率を測定した。
(3) Elastic modulus After foaming the thermally foamable microsphere and removing the encapsulated foaming agent as much as possible, a hot press sheet is prepared with a hot press machine, and a 1 cm × 1.5 cm × 0.25 cm test piece is prepared. Cut out. This test piece was heated using a rheograph solid manufactured by Toyo Seiki Seisakusho under a nitrogen atmosphere at a frequency of 10 hertz and a heating rate of 3 ° C./min, and the elastic modulus was measured.

(4)バインダー系での発泡倍率
エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA;エチレン/酢酸ビニル=30/70重量%)を含有するEVA系エマルジョン(濃度55重量%)に、EVA5重量部に対して、熱発泡性マイクロスフェアー1重量部を加えて塗布液を調製する。この塗布液を両面アート紙に200μmのギャップを有するコーターで塗布、乾燥し、次いで、所定温度のオーブンに入れて2分間加熱する。発泡前後の厚み比でもって、発泡倍率とする。
(4) Foaming ratio in binder system An EVA emulsion (concentration 55% by weight) containing an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA; ethylene / vinyl acetate = 30/70% by weight) is added to 5 parts by weight of EVA. Then, 1 part by weight of thermally foamable microspheres is added to prepare a coating solution. This coating solution is applied to a double-sided art paper with a coater having a gap of 200 μm, dried, and then placed in an oven at a predetermined temperature and heated for 2 minutes. The expansion ratio is determined by the thickness ratio before and after foaming.

(5)耐薬品性
ガラス製試験管に、可塑剤としてフタル酸ジイソノリル2重量部と熱発泡性マイクロスフェアー1重量部を加えて可塑剤液を調製する。この可塑剤液を、オイルバスを用いて140℃で加熱し、経時による発泡の有無と可塑剤液の増粘の程度を観察する。
(5) Chemical resistance A plasticizer solution is prepared by adding 2 parts by weight of diisonolyl phthalate and 1 part by weight of thermally foamable microspheres as a plasticizer to a glass test tube. This plasticizer liquid is heated at 140 ° C. using an oil bath, and the presence or absence of foaming over time and the degree of thickening of the plasticizer liquid are observed.

(6)可塑化PVCシートでの発泡倍率
ポリ塩化ビニル樹脂(呉羽化学工業製S903)50重量部とジオクチルフタレート(DOP)50重量部に対して、熱発泡性マイクロスフェアー3重量部を加えて、コンパウンドを調製する。コンパウンドを120℃で2分間ロール練りして、1mm厚さのシートを作成する。このシートを3×4cm角の大きさに裁断して試料とし、この試料を200℃のオーブン中で、5分間及び10分間、それぞれ発泡させる。発泡前後の比重を測定して、発泡倍率(%)を算出する。
(6) Foaming ratio in plasticized PVC sheet 3 parts by weight of thermally foamable microspheres were added to 50 parts by weight of polyvinyl chloride resin (S903 manufactured by Kureha Chemical Industry) and 50 parts by weight of dioctyl phthalate (DOP). Prepare the compound. The compound is roll-kneaded at 120 ° C. for 2 minutes to prepare a sheet having a thickness of 1 mm. The sheet is cut into a size of 3 × 4 cm square to make a sample, and the sample is foamed in an oven at 200 ° C. for 5 minutes and 10 minutes, respectively. The specific gravity before and after foaming is measured to calculate the foaming ratio (%).

(7)TMA(Thermo Mechnical Analysis)
パーキンエルマー社製のTMA-7型を用いてTMA測定を行った。サンプル約0.25mgを使用した。昇温速度は、5℃/分及び20℃/分とした。
(7) TMA (Thermo Mechanical Analysis)
TMA measurement was performed using a TMA-7 model manufactured by PerkinElmer. About 0.25 mg of sample was used. The heating rate was 5 ° C./min and 20 ° C./min.

[比較例1]
固形分20%のコロイダルシリカ80.5g、ジエタノールアミン−アジピン酸縮合物50%水溶液3.0g、塩化ナトリウム164.1g、重クロム酸カリ2.5%水溶液2.2g、塩酸0.1g、及び脱イオン水からなる合計470gの水系分散媒体を調製した。
[Comparative Example 1]
Colloidal silica with a solid content of 20% 80.5 g, diethanolamine-adipic acid condensate 50% aqueous solution 3.0 g, sodium chloride 164.1 g, potassium dichromate 2.5% aqueous solution 2.2 g, hydrochloric acid 0.1 g A total of 470 g of an aqueous dispersion medium consisting of ionic water was prepared.

一方、アクリロニトリル141.7g、メタクリロニトリル67.1g、メタクリル酸メチル11.2g、三官能架橋性単量体のトリメタクリル酸トリメチロールプロパン0.67g、n−ペンタン26.1g、石油エーテル14.9g、及びアゾビスイソブチロニトリル1.1gからなる重合性混合物を調製した(単量体成分の重量%=アクリロニトリル/メタクリロニトリル/メタクリル酸メチル=64.4/30.5/5.1;架橋性単量体使用量=単量体成分の0.3重量%)。   On the other hand, 141.7 g of acrylonitrile, 67.1 g of methacrylonitrile, 11.2 g of methyl methacrylate, 0.67 g of trimethylolpropane trimethacrylate as a trifunctional crosslinkable monomer, 26.1 g of n-pentane, 14.4 g of petroleum ether. A polymerizable mixture comprising 9 g and 1.1 g of azobisisobutyronitrile was prepared (weight% of monomer component = acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate = 64.4 / 30.5 / 5.1). The amount of crosslinkable monomer used = 0.3% by weight of the monomer component).

この重合性混合物と水系分散媒体とを、図4に示す回分式高速回転高剪断型分散機で攪拌混合して重合性混合物の微小な液滴を造粒した。この重合性混合物の微小な液滴を含有する水系分散媒体を、攪拌機付きの重合缶(1.5L)に仕込み、温水バスを用いて60℃で20時間反応させた。得られた反応生成物を遠心分離機を用いる濾過と水洗に繰り返し付してケーキ状物とし、これを一昼夜乾燥して、平均粒径が約25μm、粒径分布の変動係数が1.7%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−A)を得た。MS−Aの170℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約50倍であった。結果を表1に示す。この比較例1は、特公平5−15499号公報の実施例2に準じたものである。   The polymerizable mixture and the aqueous dispersion medium were agitated and mixed with a batch-type high-speed rotary high shear type disperser shown in FIG. 4 to granulate fine droplets of the polymerizable mixture. An aqueous dispersion medium containing fine droplets of this polymerizable mixture was charged into a polymerization can (1.5 L) equipped with a stirrer and reacted at 60 ° C. for 20 hours using a hot water bath. The obtained reaction product is repeatedly subjected to filtration using a centrifuge and washed with water to form a cake, which is dried for a whole day and night. The average particle size is about 25 μm, and the variation coefficient of the particle size distribution is 1.7%. A thermally foamable microsphere (MS-A) was obtained. The expansion ratio (maximum expansion ratio) of MS-A at 170 ° C. was about 50 times. The results are shown in Table 1. Comparative Example 1 is in accordance with Example 2 of Japanese Patent Publication No. 5-15499.

[実施例1]
三官能架橋性単量体のトリメタクリル酸トリメチロールプロパン0.67gに代えて、二官能架橋性単量体のジエチレングリコールジメタクリレート3.5g(架橋性単量体使用量=単量体成分の1.6重量%)を用いたこと以外は、比較例1と同様にして、平均粒径が約26μm、粒径分布の変動係数が1.7%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−1)を得た。MS−1の170℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約50倍であった。結果を表1に示す。
[Example 1]
In place of 0.67 g of trimethylolpropane trimethacrylate which is a trifunctional crosslinkable monomer, 3.5 g of diethylene glycol dimethacrylate which is a bifunctional crosslinkable monomer (crosslinkable monomer use amount = one monomer component) .6 wt%) in the same manner as Comparative Example 1 except that the average particle size is about 26 μm and the coefficient of variation of the particle size distribution is 1.7% (MS-1 ) The expansion ratio (maximum expansion ratio) of MS-1 at 170 ° C. was about 50 times. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
三官能架橋性単量体のトリメタクリル酸トリメチロールプロパンの使用量0.67gを3.5gにしたこと以外は比較例1と同様にして、平均粒径が約26μmの熱発泡性マイクロスフェアー(MS−B)を得た。MS−Bは、その外殻層を形成する樹脂成分が熱可塑性樹脂としての特性を大幅に失ったため、140℃以上のどの温度域でもほとんど発泡しなかった。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
Thermally foamable microspheres having an average particle size of about 26 μm in the same manner as in Comparative Example 1 except that the amount of trimethylolpropane trimethacrylate, a trifunctional crosslinkable monomer, was changed from 0.67 g to 3.5 g. (MS-B) was obtained. MS-B hardly foamed in any temperature range of 140 ° C. or higher because the resin component forming the outer shell layer significantly lost the properties as a thermoplastic resin. The results are shown in Table 1.

Figure 0004945079
Figure 0004945079

(脚注)
(*1)熱発泡性マイクロスフェアー含有EVA系エマルジョン塗布層の発泡前後の厚み比。
(*2)可塑剤液=フタル酸ジイソノニル2部/熱発泡性マイクロスフェアー1部
(footnote)
(* 1) Thickness ratio before and after foaming of thermally foamable microsphere-containing EVA emulsion coating layer.
(* 2) Plasticizer liquid = 2 parts of diisononyl phthalate / 1 part of thermally foamable microspheres

(考察)
実施例1のMS−1は、架橋性単量体の使用量が単量体成分の1重量%を超過しているにかかわらず、最大発泡倍率(発泡温度170℃)が50倍と良好である。これに対して、三官能架橋性単量体を単量体成分の1.6重量%の割合で用いたMS−B(比較例2)は、外殻層を形成する重合体が高度に架橋して、熱発泡性を実質的に喪失している。
(Discussion)
MS-1 of Example 1 had a good maximum foaming ratio (foaming temperature of 170 ° C.) of 50 times regardless of the amount of the crosslinkable monomer used exceeding 1% by weight of the monomer component. is there. In contrast, MS-B (Comparative Example 2) using a trifunctional crosslinkable monomer in a proportion of 1.6% by weight of the monomer component is highly crosslinked by the polymer forming the outer shell layer. Thus, the thermal foaming property is substantially lost.

EVA系エマルジョン中での発泡挙動では、実施例1のMS−1は、架橋性単量体の使用量を比較例1のMS−Aに比べて、重量で5.2倍(モル数で5.2倍)と多くしたにもかかわらず、最大発泡倍率が得られた170℃での発泡倍率が5.5倍であり、MS−Aと同じ高発泡倍率を保持している。しかも、さらに高温の190℃でのMS−1の発泡倍率は4.3倍であり、MS−Aの3.7倍に比べて発泡倍率の低下が少なく、耐熱性に優れていることが分かる。   In the foaming behavior in the EVA emulsion, MS-1 of Example 1 was 5.2 times the weight of the crosslinkable monomer used by MS-A of Comparative Example 1 (5 moles). (2 times), the foaming ratio at 170 ° C. at which the maximum foaming ratio was obtained was 5.5 times, and the same high foaming ratio as MS-A was maintained. Moreover, the expansion ratio of MS-1 at 190 ° C., which is even higher, is 4.3 times, indicating that the expansion ratio is less than that of MS-A and the heat resistance is excellent. .

140℃での外殻重合体の弾性率を比較すると、実施例1のMS−1は、代表的な従来技術の熱発泡性マイクロスフェアーである比較例1のMS−Aに比べて、1.4倍の弾性率を有している。すなわち、本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、より高い剪断力に対する耐性があり、かつ、耐熱性に優れていることが分かる。さらに高温の190℃で比較すると、実施例1のMS−1は、比較例1のMS−Aに比べて、外殻重合体の弾性率が1.6倍である。このことは、本発明の熱発泡性マイクロスフェアーが、粒子の収縮が起こり難く、高発泡倍率を保持できること、並びに、加工適性温度域を従来に比べ広く取れることを意味している。   Comparing the elastic modulus of the outer shell polymer at 140 ° C., the MS-1 of Example 1 is less than the MS-A of Comparative Example 1 which is a typical prior art thermal foamable microsphere. .4 times the elastic modulus. That is, it can be seen that the thermally foamable microsphere of the present invention is resistant to higher shearing force and excellent in heat resistance. When compared at a higher temperature of 190 ° C., MS-1 of Example 1 has an elastic modulus of the outer shell polymer of 1.6 times that of MS-A of Comparative Example 1. This means that the thermally foamable microspheres of the present invention are less susceptible to particle shrinkage, can maintain a high expansion ratio, and can take a wider processing suitability temperature range than before.

耐薬品性の評価では、比較例1のMS−Aを含有する可塑剤液は、140℃で6分加熱後に一部発泡が起こり、著しく増粘した。これに対して、実施例1のMS−1の場合は、140℃で6分加熱後に部分発泡は認められず、さらに7分経過しても部分発泡しなかった。   In the evaluation of chemical resistance, the plasticizer liquid containing MS-A of Comparative Example 1 was partially foamed after heating at 140 ° C. for 6 minutes, and the viscosity was remarkably increased. On the other hand, in the case of MS-1 of Example 1, partial foaming was not observed after heating at 140 ° C. for 6 minutes, and further, even after 7 minutes, partial foaming did not occur.

[比較例3]
コロイダルシリカ12g、ジエタノールアミン−アジピン酸縮合物1.4g、塩化ナトリウム154g、亜硝酸ナトリウム0.12g、塩酸0.2g、及び脱イオン水からなる合計520gの水系分散媒体を調製した。
[Comparative Example 3]
A total of 520 g of an aqueous dispersion medium comprising 12 g of colloidal silica, 1.4 g of diethanolamine-adipic acid condensate, 154 g of sodium chloride, 0.12 g of sodium nitrite, 0.2 g of hydrochloric acid, and deionized water was prepared.

一方、アクリロニトリル130g、メタクリロニトリル60g、イソボニルメタクリレート10g、三官能架橋性単量体のトリメタクリル酸トリメチロールプロパン1g、n−ペンタン38g、及びアゾビスイソブチロニトリル1.2gからなる重合性混合物を調製した(単量体成分の重量%=アクリロニトリル/メタクリロニトリル/イソボニルメタクリレート=65/30/5、架橋性単量体使用量=単量体成分の0.5重量%)。この重合性混合物と水系分散媒体とを、図4に示す回分式高速回転高剪断型分散機で攪拌混合して重合性混合物の微小な液滴を造粒した。   On the other hand, polymerizability consisting of 130 g of acrylonitrile, 60 g of methacrylonitrile, 10 g of isobornyl methacrylate, 1 g of trimethylolpropane trimethacrylate trimethyl methacrylate, 38 g of n-pentane, and 1.2 g of azobisisobutyronitrile. A mixture was prepared (wt% of monomer component = acrylonitrile / methacrylonitrile / isobornyl methacrylate = 65/30/5, amount of crosslinkable monomer = 0.5 wt% of monomer component). The polymerizable mixture and the aqueous dispersion medium were agitated and mixed with a batch-type high-speed rotary high shear type disperser shown in FIG. 4 to granulate fine droplets of the polymerizable mixture.

この重合性混合物の微小な液滴を含有する水系分散媒体を、攪拌機付きの重合缶(1.5L)に仕込み、温水バスを用いて60℃で22時間反応させた。得られた反応生成物を遠心分離機を用いる濾過と水洗に繰り返し付してケーキ状物とし、このケーキ状物を一昼夜乾燥して、平均粒径が約28μm、粒径分布の変動係数が1.8%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−C)を得た。MS−Cの170℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約55倍であった。この比較例3は、特開平5−285376号公報の実施例2に準じたものである。結果を表2に示す。   An aqueous dispersion medium containing fine droplets of this polymerizable mixture was charged into a polymerization can (1.5 L) equipped with a stirrer and reacted at 60 ° C. for 22 hours using a hot water bath. The obtained reaction product is repeatedly subjected to filtration using a centrifuge and washed with water to form a cake. The cake is dried overnight, the average particle size is about 28 μm, and the variation coefficient of the particle size distribution is 1. Thermal foaming microspheres (MS-C) of 8% were obtained. The expansion ratio (maximum expansion ratio) of MS-C at 170 ° C. was about 55 times. Comparative Example 3 is in accordance with Example 2 of JP-A-5-285376. The results are shown in Table 2.

[実施例2]
三官能架橋性単量体のトリメタクリル酸トリメチロールプロパン1gに代えて、二官能架橋性単量体のジエチレングリコールジメタクリレート3.5g(架橋性単量体使用量=単量体成分の1.6重量%)を用いたこと以外は、比較例3と同様にして、平均粒径が約30μm、粒径分布の変動係数が1.6%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−2)を得た。このMS−2の170℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約55倍であった。結果を表2に示す。
[Example 2]
Instead of 1 g of trimethylolpropane trimethacrylate, a trifunctional crosslinkable monomer, 3.5 g of diethylene glycol dimethacrylate, a difunctional crosslinkable monomer (amount of crosslinkable monomer = 1.6 of monomer component) In the same manner as in Comparative Example 3 except that the weight%) was used, a thermally foamable microsphere (MS-2) having an average particle size of about 30 μm and a coefficient of variation of the particle size distribution of 1.6% was obtained. Obtained. The expansion ratio of MS-2 at 170 ° C. (maximum expansion ratio) was about 55 times. The results are shown in Table 2.

Figure 0004945079
Figure 0004945079

(考察)
外殻重合体の弾性率を比較すると、実施例2のMS−2は、測定温度が194℃の場合、代表的な従来技術の熱発泡性マイクロスフェアーである比較例3のMS−Cと同じであった。しかし、高温の210℃の測定温度で比較すると、MS−2の外殻重合体の弾性率は、MS−Aの2.6倍である。また、実施例2のMS−2は、194℃から210℃の温度域での外殻重合体の弾性率の低下が極めて小さい。このことは、本発明の熱発泡性マイクロスフェアーが、高温度域において粒子の収縮が起こり難く、高発泡倍率を保持できること、並びに、加工温度域を従来に比べ広く取れることを意味する。別な見方をすれば、より高い剪断力に対する耐性があり、耐熱性があることをも意味している。
(Discussion)
Comparing the elastic modulus of the outer shell polymer, MS-2 of Example 2 was compared with MS-C of Comparative Example 3, which is a typical prior art thermal foaming microsphere, when the measurement temperature was 194 ° C. It was the same. However, when compared at a high measurement temperature of 210 ° C., the elastic modulus of the outer polymer of MS-2 is 2.6 times that of MS-A. In addition, in MS-2 of Example 2, the decrease in the elastic modulus of the outer shell polymer in the temperature range of 194 ° C. to 210 ° C. is extremely small. This means that the thermally foamable microspheres of the present invention are less likely to shrink particles in a high temperature range, can maintain a high expansion ratio, and can take a wider processing temperature range than in the past. From another point of view, it also means that it is resistant to higher shear forces and is heat resistant.

[実施例3]
攪拌機付の重合缶(1.5L)にコロイダルシリカ16.5g、ジエタノールアミン−アジピン酸縮合生成物1.6g、食塩169.8g、亜硝酸ナトリウム0.11g、及び水を合計で557gになるように仕込み、水系分散媒体を調製した。水系分散体のpHが3.2になるように、塩酸を添加して調整した。
[Example 3]
A total of 557 g of colloidal silica (16.5 g), diethanolamine-adipic acid condensation product (1.6 g), sodium chloride (169.8 g), sodium nitrite (0.11 g), and water are added to a polymerization vessel (1.5 L) equipped with a stirrer. The aqueous dispersion medium was prepared. Hydrochloric acid was added and adjusted so that the pH of the aqueous dispersion was 3.2.

一方、アクリロニトリル147.4g、メタクリロニトリル70.4g、メタクリル酸メチル2.2g、ジエチレングリコールジメタクリレート3.5g、イソペンタン41.8g、及びアゾビスイソブチロニトリル1.32gからなる重合性混合物を調製した(単量体成分の重量%=アクリロニトリル/メタクリロニトリル/メタクリル酸メチル=67/32/1、架橋性単量体使用量=単量体成分の1.6重量%)。この重合性混合物と前記で調製した水系分散媒体とを、図4に示す回分式高速回転高剪断型分散機で攪拌混合して、重合性混合物の微小な液滴を造粒した。   Meanwhile, a polymerizable mixture comprising 147.4 g of acrylonitrile, 70.4 g of methacrylonitrile, 2.2 g of methyl methacrylate, 3.5 g of diethylene glycol dimethacrylate, 41.8 g of isopentane, and 1.32 g of azobisisobutyronitrile is prepared. (Wt% of monomer component = acrylonitrile / methacrylonitrile / methyl methacrylate = 67/32/1, amount of crosslinkable monomer used = 1.6 wt% of monomer component). The polymerizable mixture and the aqueous dispersion medium prepared above were agitated and mixed with a batch-type high-speed rotary high shear type disperser shown in FIG. 4 to granulate fine droplets of the polymerizable mixture.

この重合性混合物の微小な液滴を含有する水系分散媒体を、攪拌機付きの重合缶(1.5L)に仕込み、温水バスを用いて60℃で45時間反応させた。得られた反応生成物を濾過と水洗を繰り返し、平均粒径が約30μm、粒径分布の変動係数が1.8%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−3)を得た。MS−3の170℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約50倍であった。結果を表3に示す。   An aqueous dispersion medium containing minute droplets of this polymerizable mixture was charged into a polymerization can (1.5 L) equipped with a stirrer and reacted at 60 ° C. for 45 hours using a hot water bath. The obtained reaction product was repeatedly filtered and washed with water to obtain thermally foamable microspheres (MS-3) having an average particle size of about 30 μm and a coefficient of variation of the particle size distribution of 1.8%. The expansion ratio (maximum expansion ratio) of MS-3 at 170 ° C. was about 50 times. The results are shown in Table 3.

[実施例4]
単量体成分の仕込み重量比を、アクリロニトリル/メタクリロニトリル=70/30になるように、単量体の仕込み量を変えたこと以外は、実施例3と同様にして、平均粒径が約30μm、粒径分布の変動係数が2.1%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−4)を得た。このMS−4の170℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約50倍であった。結果を表3に示す。
[Example 4]
The average particle size was about the same as in Example 3 except that the monomer charge amount was changed so that the monomer component charge ratio was acrylonitrile / methacrylonitrile = 70/30. A thermally foamable microsphere (MS-4) having a coefficient of variation of 30% and a particle size distribution of 2.1% was obtained. The expansion ratio (maximum expansion ratio) of this MS-4 at 170 ° C. was about 50 times. The results are shown in Table 3.

[比較例4]
二官能架橋性単量体のジエチレングリコールジメタクリレート3.5gに代えて、三官能架橋性単量体のトリメタクリル酸トリメチロールプロパン0.6g(架橋性単量体使用量=単量体成分の0.3重量%)を用いたこと以外は、実施例3と同様にして、平均粒径が約30μm、粒径分布の変動係数が1.6%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−D)を得た。このMS−Dの170℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約50倍であった。結果を表3に示す。
[Comparative Example 4]
Instead of 3.5 g of the difunctional crosslinkable monomer diethylene glycol dimethacrylate, the trifunctional crosslinkable monomer trimethylol propane trimethacrylate 0.6 g (crosslinkable monomer use amount = 0 of monomer component) .3 wt%) in the same manner as in Example 3, except that the average particle size was about 30 μm and the coefficient of variation of the particle size distribution was 1.6% (MS-D ) The expansion ratio (maximum expansion ratio) of this MS-D at 170 ° C. was about 50 times. The results are shown in Table 3.

[比較例5]
二官能架橋性単量体のジエチレングリコールジメタクリレート3.5gに代えて、三官能架橋性単量体のトリメタクリル酸トリメチロールプロパン0.6g(架橋性単量体使用量=単量体成分の0.3重量%)を用いたこと以外は、実施例4と同様にして、平均粒径が約30μm、粒径分布の変動係数が1.9%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−E)を得た。このMS−Eの170℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約50倍であった。結果を表3に示す。
[Comparative Example 5]
Instead of 3.5 g of the difunctional crosslinkable monomer diethylene glycol dimethacrylate, the trifunctional crosslinkable monomer trimethylol propane trimethacrylate 0.6 g (crosslinkable monomer use amount = 0 of monomer component) .3 wt%) in the same manner as in Example 4 except that the average particle size was about 30 μm and the coefficient of variation of the particle size distribution was 1.9% (MS-E ) The expansion ratio (maximum expansion ratio) of this MS-E at 170 ° C. was about 50 times. The results are shown in Table 3.

Figure 0004945079
Figure 0004945079

(脚注)
(*1)PVC50部/DOP50部/熱発泡性マイクロスフェアー3部からなる混合物100gを120℃の回転ロールにて2分間混練して調製した1mm厚のシート。
(*2)3×4cm角のシートを200℃のオーブン中で発泡させ、発泡前後の比重の測定値から発泡倍率(%)を算出した。
(footnote)
(* 1) A sheet of 1 mm thickness prepared by kneading 100 g of a mixture of 50 parts PVC / 50 parts DOP / 3 parts thermally foamable microspheres with a 120 ° C. rotating roll for 2 minutes.
(* 2) A 3 × 4 cm square sheet was foamed in an oven at 200 ° C., and the foaming ratio (%) was calculated from the measured specific gravity before and after foaming.

(考察)
実施例3及び4の熱発泡性マイクロスフェアー(MS−3及びMS−4)を含有する各可塑化PVCシートは、それぞれ200℃/5分後に高度の発泡倍率を示し、200℃/10分後にも高い発泡倍率を維持している。これに対して、比較例4及び5の熱発泡性マイクロスフェアー(MS−D及びMS−E)を含有する各可塑化PVCシートは、120℃での発泡が著しく、200℃/5分後の発泡倍率が小さく、さらには、200℃/10分後の発泡倍率が著しく低下して、いわゆるヘタリ現象が観察された。
(Discussion)
Each plasticized PVC sheet containing the thermally foamable microspheres (MS-3 and MS-4) of Examples 3 and 4 showed a high foaming ratio after 200 ° C / 5 minutes, respectively, and 200 ° C / 10 minutes. The high expansion ratio is maintained afterwards. On the other hand, each plasticized PVC sheet containing the thermally foamable microspheres (MS-D and MS-E) of Comparative Examples 4 and 5 was significantly foamed at 120 ° C., after 200 ° C./5 minutes. The foaming ratio was small, and the foaming ratio after 200 ° C./10 minutes was remarkably lowered, so-called sag phenomenon was observed.

[比較例6]
コロイダルシリカ5g、ジエタノールアミン−アジピン酸縮合生成物0.5g、亜硝酸ナトリウム0.12g、及び水が合計で600gになるように計量し、水系分散媒体を調製した。水系分散媒体のpHが3.2になるように、塩酸を添加して調整した。
[Comparative Example 6]
An aqueous dispersion medium was prepared by weighing 5 g of colloidal silica, 0.5 g of diethanolamine-adipic acid condensation product, 0.12 g of sodium nitrite, and 600 g in total. Hydrochloric acid was added and adjusted so that the pH of the aqueous dispersion medium was 3.2.

一方、アクリロニトリル120g、メタクリル酸メチル120g、三官能架橋性単量体のトリメタクリル酸トリメチロールプロパン0.4g、イソペンタン70g、及び2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.2gからなる重合性混合物を調製した(単量体成分の重量%=アクリロニトリル/メタクリル酸メチル=50/50、架橋性単量体使用量=単量体成分の0.2重量%)。この重合性混合物と水系分散媒体とを、図4に示す回分式高速回転高剪断型分散機で攪拌混合して重合性混合物の微小な液滴を調製した。   On the other hand, acrylonitrile 120 g, methyl methacrylate 120 g, trifunctional crosslinkable monomer trimethylol propane trimethacrylate 0.4 g, isopentane 70 g, and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) 1.2 g A polymerizable mixture was prepared (weight% of monomer component = acrylonitrile / methyl methacrylate = 50/50, amount of crosslinkable monomer used = 0.2% by weight of monomer component). The polymerizable mixture and the aqueous dispersion medium were stirred and mixed with a batch-type high-speed rotary high shear type disperser shown in FIG. 4 to prepare fine droplets of the polymerizable mixture.

この重合性混合物の微小な液滴を含有する水系分散媒体を、攪拌機付きの重合缶(1.5L)に仕込み、温水バスを用いて53℃で22時間反応させた。得られたpH6.3の反応生成物を濾過・水洗し、これを繰り返した後、乾燥して、平均粒径が14μm、粒径分布の変動係数が1.6%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−F)を得た。MS−Fの145℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約18倍であり、150℃での発泡倍率は、約12倍であった。結果を表4に示す。   An aqueous dispersion medium containing fine droplets of this polymerizable mixture was charged into a polymerization can equipped with a stirrer (1.5 L) and reacted at 53 ° C. for 22 hours using a hot water bath. The obtained reaction product having a pH of 6.3 was filtered and washed with water, and this was repeated, followed by drying, and a thermally foamable microscopic product having an average particle size of 14 μm and a coefficient of variation of the particle size distribution of 1.6%. Fair (MS-F) was obtained. The expansion ratio of MS-F at 145 ° C. (maximum expansion ratio) was about 18 times, and the expansion ratio at 150 ° C. was about 12 times. The results are shown in Table 4.

[実施例5]
三官能架橋性単量体のトリメタクリル酸トリメチロールプロパン0.4gの代わりに、二官能架橋性単量体のジエチレングリコールジメタクリレート3.2g(架橋性単量体使用量=単量体成分の1.6重量%)を用いたこと以外は、比較例6と同様にして平均粒径が約15μm、粒径分布の変動係数が1.7%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−5)を得た。このMS−5の145℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約40倍であり、150℃に発泡温度を上げても約40倍の最大発泡倍率を維持していた。結果を表4に示す。
[Example 5]
Instead of 0.4 g of trimethylolpropane trimethacrylate, a trifunctional crosslinkable monomer, 3.2 g of diethylene glycol dimethacrylate, a bifunctional crosslinkable monomer (crosslinkable monomer use amount = one monomer component) .6 wt%), the same as Comparative Example 6, except that the average particle size is about 15 μm, and the coefficient of variation of the particle size distribution is 1.7% (MS-5) Got. The expansion ratio of MS-5 at 145 ° C. (maximum expansion ratio) was about 40 times, and the maximum expansion ratio of about 40 times was maintained even when the foaming temperature was increased to 150 ° C. The results are shown in Table 4.

Figure 0004945079
Figure 0004945079

[比較例7]
コロイダルシリカ8.8g、ジエタノールアミン−アジピン酸縮合生成物0.8g、亜硝酸ナトリウム0.13g、及び水が合計で528gになるように計量し、水系分散媒体を調製した。
[Comparative Example 7]
An aqueous dispersion medium was prepared by weighing 8.8 g of colloidal silica, 0.8 g of a diethanolamine-adipic acid condensation product, 0.13 g of sodium nitrite, and 528 g of water in total.

一方、塩化ビニリデン143g、アクリロニトリル66g、メタクリル酸メチル11g、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン0.33g、イソプロピルパーオキシジカーボネート2.2g、及びイソブタン35.2gからなる重合性混合物を調製した(単量体成分の重量%=塩化ビニリデン/アクリロニトリル/メタクリル酸メチル=65/30/5、架橋性単量体使用量=単量体成分の0.15重量%)。次いで、この重合性混合物と上記で調製した水系分散媒体とを、図4に示す回分式高速回転高剪断型分散機で攪拌混合して、重合性混合物の微小な液滴を造粒した後、重合缶に仕込み、50℃で22時間反応させた。得られた反応生成物を濾過と水洗を繰り返し、平均粒径が約15μm、粒径分布の変動係数が1.6%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−G)を得た。このMS−Gは、120℃での発泡倍率(最大発泡倍率)が約50倍であったが、発泡温度を130℃に上げると、発泡倍率が約18倍に著しく低下した。結果を表5に示す。   On the other hand, a polymerizable mixture comprising 143 g of vinylidene chloride, 66 g of acrylonitrile, 11 g of methyl methacrylate, 0.33 g of trimethylolpropane trimethacrylate, 2.2 g of isopropyl peroxydicarbonate, and 35.2 g of isobutane was prepared (monomer % By weight of component = vinylidene chloride / acrylonitrile / methyl methacrylate = 65/30/5, amount of crosslinkable monomer = 0.15% by weight of monomer component). Next, the polymerizable mixture and the aqueous dispersion medium prepared above were stirred and mixed with a batch-type high-speed rotary high shear type disperser shown in FIG. 4 to granulate fine droplets of the polymerizable mixture. The polymerization can was charged and reacted at 50 ° C. for 22 hours. The obtained reaction product was repeatedly filtered and washed with water to obtain thermally foamable microspheres (MS-G) having an average particle size of about 15 μm and a coefficient of variation of the particle size distribution of 1.6%. This MS-G had a foaming ratio at 120 ° C. (maximum foaming ratio) of about 50 times, but when the foaming temperature was raised to 130 ° C., the foaming ratio was significantly reduced to about 18 times. The results are shown in Table 5.

[実施例6]
三官能架橋性単量体のトリメタクリル酸トリメチロールプロパン0.33gの代わりに、二官能架橋性単量体のジエチレングリコールジメタクリレート3.5g(架橋性単量体使用量=単量体成分の1.6重量%)を用いたこと以外は、比較例7と同様にして平均粒径が約15μm、粒径分布の変動係数が1.7%である熱発泡性マイクロスフェアーMS−6を得た。このMS−6の120℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約50倍であり、発泡温度を130℃に上げても、約35倍の高い発泡倍率を示した。結果を表5に示す。
[Example 6]
Instead of 0.33 g of trimethylolpropane trimethacrylate, a trifunctional crosslinkable monomer, 3.5 g of diethylene glycol dimethacrylate, a bifunctional crosslinkable monomer (the amount of crosslinkable monomer used = one monomer component) .6 wt%) was obtained in the same manner as in Comparative Example 7 to obtain a thermally foamable microsphere MS-6 having an average particle size of about 15 μm and a coefficient of variation of the particle size distribution of 1.7%. It was. The expansion ratio of MS-6 at 120 ° C. (maximum expansion ratio) was about 50 times, and even when the foaming temperature was increased to 130 ° C., a high expansion ratio of about 35 times was exhibited. The results are shown in Table 5.

Figure 0004945079
Figure 0004945079

[実施例7]
三官能架橋性単量体のトリメタクリル酸トリメチロールプロパン0.67gに代えて、二官能架橋性単量体のジエチレングリコールジメタクリレート3.5g(架橋性単量体使用量=単量体成分の1.6重量%)を用い、この重合性混合物と水系分散媒体とを攪拌混合する際に、図2に示すように、水系分散媒体と重合性混合物をそれぞれ別の槽に保持し、そして、これらをある一定の比率で連続的に連続式高速回転高剪断型攪拌分散機を通過させた後、懸濁重合を行うこと以外は、比較例1と同様にして、平均粒径が約25μm、粒径分布の変動係数が0.3%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−7)を得た。MS−7の170℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約50倍であった。このMS−7を含有する可塑剤液は、140℃で8分間保持しても部分発泡しなかった。一方、実施例1のMS−1の場合は、8分間を過ぎるとやや部分発泡が認められ始めた。これは、架橋性単量体の種類と使用量の効果に加えて、MS−7の粒径分布がMS−1に比べてシャープであることに起因する。
[Example 7]
In place of 0.67 g of trimethylolpropane trimethacrylate which is a trifunctional crosslinkable monomer, 3.5 g of diethylene glycol dimethacrylate which is a bifunctional crosslinkable monomer (crosslinkable monomer use amount = one monomer component) 6 wt%), when stirring and mixing the polymerizable mixture and the aqueous dispersion medium, as shown in FIG. 2, the aqueous dispersion medium and the polymerizable mixture are respectively held in separate tanks, and these In the same manner as in Comparative Example 1 except that the suspension polymerization is carried out after continuously passing through a continuous high-speed rotation high-shear stirring and dispersing machine at a certain ratio. A thermally foamable microsphere (MS-7) having a coefficient of variation in diameter distribution of 0.3% was obtained. The expansion ratio (maximum expansion ratio) of MS-7 at 170 ° C. was about 50 times. This plasticizer liquid containing MS-7 did not partially foam even when held at 140 ° C. for 8 minutes. On the other hand, in the case of MS-1 of Example 1, partial foaming was slightly recognized after 8 minutes. This is due to the fact that the particle size distribution of MS-7 is sharper than that of MS-1 in addition to the effects of the type and amount of crosslinkable monomer.

[実施例8]
重合性混合物と水系分散媒体とを攪拌混合する際に、図2に示すように、水系分散媒体と重合性混合物をそれぞれ別の槽に保持し、そして、これらをある一定の比率で連続的に連続式高速回転高剪断型分散機を通過させた後、懸濁重合を行うこと以外は、実施例3と同様にして、平均粒径が約30μm、粒径分布の変動係数が0.3%である粒径分布のシャープな熱発泡性マイクロスフェアー(MS−8)を得た。MS−8の170℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約50倍であった。
[Example 8]
When stirring and mixing the polymerizable mixture and the aqueous dispersion medium, as shown in FIG. 2, the aqueous dispersion medium and the polymerizable mixture are held in separate tanks, and these are continuously added at a certain ratio. The average particle size is about 30 μm and the coefficient of variation of the particle size distribution is 0.3% in the same manner as in Example 3 except that the suspension polymerization is performed after passing through a continuous high-speed rotation high shear type disperser. Thus, a thermally foamable microsphere (MS-8) having a sharp particle size distribution was obtained. The expansion ratio (maximum expansion ratio) of MS-8 at 170 ° C. was about 50 times.

実施例3のMS−3を含有する可塑化PVCシート(表3参照)は、120℃の回転ロールにて2分間混練して調製した1mm厚のシートの厚みが、MS−3を含有しない可塑化PVCシートに比べ10%程度厚みが増加した。これに対して、MS−8を含有する可塑化PVCシートは、120℃の回転ロールにて2分間混練して調製した1mm厚のシートの厚みが、MS−8を含有しない可塑化PVCシートに比べ殆ど厚み変化がなかった。つまり、MS−8は、ロール混練時の部分発泡特性に優れる(部分発泡しにくい)と言える。   The plasticized PVC sheet containing MS-3 of Example 3 (see Table 3) was prepared by kneading with a rotating roll at 120 ° C. for 2 minutes, so that the thickness of the 1 mm thick sheet does not contain MS-3. The thickness increased by about 10% compared to the modified PVC sheet. On the other hand, the plasticized PVC sheet containing MS-8 is a plasticized PVC sheet containing 1-8 mm thick prepared by kneading for 2 minutes with a rotating roll at 120 ° C. There was almost no change in thickness. That is, it can be said that MS-8 is excellent in partial foaming characteristics during roll kneading (partial foaming is difficult).

[実施例9]
重合性混合物と水系分散媒体とを攪拌混合する際に、図2に示すように、水系分散媒体と重合性混合物をそれぞれ別の槽に保持し、そして、これらをある一定の比率で連続的に連続式高速回転高剪断型分散機を通過させた後、懸濁重合を行うこと以外は、実施例5と同様にして、平均粒径が約15μm、粒径分布の変動係数が0.5%である粒径分布のシャープな熱発泡性マイクロスフェアー(MS−9)を得た。MS−9の145℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約40倍であり、150℃に発泡温度を上げても、約40倍の最大発泡倍率を維持していた。
[Example 9]
When stirring and mixing the polymerizable mixture and the aqueous dispersion medium, as shown in FIG. 2, the aqueous dispersion medium and the polymerizable mixture are held in separate tanks, and these are continuously added at a certain ratio. The average particle size was about 15 μm and the coefficient of variation in particle size distribution was 0.5%, as in Example 5, except that the suspension polymerization was performed after passing through a continuous high-speed rotation high shear type disperser. Thus, a thermally foamable microsphere (MS-9) having a sharp particle size distribution was obtained. The expansion ratio of MS-9 at 145 ° C. (maximum expansion ratio) was about 40 times, and even when the foaming temperature was increased to 150 ° C., the maximum expansion ratio of about 40 times was maintained.

このMS−9とMS−5(実施例5)をそれぞれバインダー系での発泡倍率の測定方法に従い、両面アート紙に塗布した。これらのウエット塗布紙を乾燥機にて1℃/分の昇温速度で乾燥したところ、MS−5は、MS−9より低い温度で発泡してしまった。このことは、MS−9のような粒径分布のシャープな熱発泡性マイクロスフェアーを使用すると、加工速度がアップできる(高温で短時間で乾燥できる)ことを意味する。   MS-9 and MS-5 (Example 5) were each applied to double-sided art paper according to the method for measuring the expansion ratio in a binder system. When these wet coated papers were dried with a dryer at a rate of 1 ° C./min, MS-5 foamed at a lower temperature than MS-9. This means that when a thermally foamable microsphere having a sharp particle size distribution such as MS-9 is used, the processing speed can be increased (can be dried at a high temperature in a short time).

[実施例10]
重合性混合物と水系分散媒体とを攪拌混合する際に、図2に示すように、水系分散媒体と重合性混合物をそれぞれ別の槽に保持し、そして、これらをある一定の比率で連続的に連続式高速回転高剪断型分散機を通過させた後、懸濁重合を行うこと以外は、実施例6と同様にして、平均粒径が約15μm、粒径分布の変動係数が0.2%である粒径分布のシャープな熱発泡性マイクロスフェアー(MS−10)を得た。MS−10の120℃での発泡倍率(最大発泡倍率)は、約50倍であり、130℃に発泡温度を上げても、約35倍の最大発泡倍率を維持していた。ホットステージ付き顕微鏡で5℃/分の速度で昇温しながら、その発泡挙動を観察したところ、MS−10は、実施例6のMS−6に比べて発泡する温度が高かった。したがって、MS−10は、発泡がシャープに起きていると判断される。
[Example 10]
When stirring and mixing the polymerizable mixture and the aqueous dispersion medium, as shown in FIG. 2, the aqueous dispersion medium and the polymerizable mixture are held in separate tanks, and these are continuously added at a certain ratio. The average particle size is about 15 μm and the coefficient of variation of the particle size distribution is 0.2% in the same manner as in Example 6 except that the suspension polymerization is performed after passing through the continuous high-speed rotation high shear type disperser. Thus, a thermally foamable microsphere (MS-10) having a sharp particle size distribution was obtained. The expansion ratio of MS-10 at 120 ° C. (maximum expansion ratio) was about 50 times, and even when the foaming temperature was increased to 130 ° C., the maximum expansion ratio of about 35 times was maintained. When the foaming behavior was observed while raising the temperature at a rate of 5 ° C./min with a microscope with a hot stage, the temperature at which MS-10 foamed was higher than that of MS-6 in Example 6. Therefore, MS-10 is judged to be sharply foaming.

[実施例11]
イソペンタン41.8gに代えて、発泡剤としてイソペンタン/2,2,4-トリメチルペンタン(重量比=20/10)66gを用いたこと以外は、実施例8と同様にして、平均粒径が約30μm、粒径分布の変動係数が0.5%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−11)を得た。MS−11の180℃での発泡倍率は、約40倍であった。
[Example 11]
The average particle size was about the same as in Example 8 except that 66 g of isopentane / 2,2,4-trimethylpentane (weight ratio = 20/10) was used as a blowing agent instead of 41.8 g of isopentane. A thermally foamable microsphere (MS-11) having a coefficient of variation of 30% and a particle size distribution of 0.5% was obtained. The expansion ratio of MS-11 at 180 ° C. was about 40 times.

MS−11を含有する可塑化PVCシートは、120℃の回転ロールにて2分間混練して調製した1mm厚のシートの厚みが、MS−11を含有しない可塑化PVCシートに比べ殆ど厚み変化がなかった。つまり、MS−11は、ロール混練時の部分発泡特性に優れる(部分発泡しにくい)と言える。   As for the plasticized PVC sheet containing MS-11, the thickness of a 1 mm-thick sheet prepared by kneading for 2 minutes with a rotating roll at 120 ° C. is almost the same as that of a plasticized PVC sheet not containing MS-11. There wasn't. That is, it can be said that MS-11 is excellent in partial foaming characteristics during roll kneading (partial foaming is difficult).

[実施例12]
イソペンタン41.8gに代えて、発泡剤としてイソペンタン/2,2,4-トリメチルペンタン(重量比=15/15)66gを用いたこと以外は、実施例8と同様にして、平均粒径が約31μm、粒径分布の変動係数が0.4%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−12)を得た。
[Example 12]
The average particle size was about the same as in Example 8 except that 66 g of isopentane / 2,2,4-trimethylpentane (weight ratio = 15/15) was used as a blowing agent instead of 41.8 g of isopentane. A thermally foamable microsphere (MS-12) having a coefficient of variation of 31 μm and a particle size distribution of 0.4% was obtained.

MS−12を含有する可塑化PVCシートは、120℃の回転ロールにて2分間混練して調製した1mm厚のシートの厚みが、MS−12を含有しない可塑化PVCシートに比べ殆ど厚み変化がなかった。つまり、MS−12は、ロール混練時の部分発泡特性に優れる(部分発泡しにくい)と言える。   The plasticized PVC sheet containing MS-12 has a thickness of 1 mm thick prepared by kneading for 2 minutes with a rotating roll at 120 ° C., and the thickness changes almost as compared with the plasticized PVC sheet not containing MS-12. There wasn't. That is, it can be said that MS-12 is excellent in partial foaming characteristics during roll kneading (partial foaming is difficult).

[実施例13]
イソペンタン41.8gに代えて、発泡剤としてイソペンタン/2,2,4-トリメチルペンタン(重量比=10/20)66gを用いたこと以外は、実施例8と同様にして、平均粒径が約30μm、粒径分布の変動係数が0.3%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−13)を得た。
[Example 13]
The average particle size was about the same as in Example 8 except that 66 g of isopentane / 2,2,4-trimethylpentane (weight ratio = 10/20) was used as a blowing agent instead of 41.8 g of isopentane. A heat-foamable microsphere (MS-13) having 30 μm and a coefficient of variation of the particle size distribution of 0.3% was obtained.

MS−13を含有する可塑化PVCシートは、120℃の回転ロールにて2分間混練して調製した1mm厚のシートの厚みが、MS−13を含有しない可塑化PVCシートに比べ殆ど厚み変化がなかった。つまり、MS−13は、ロール混練時の部分発泡特性に優れる(部分発泡しにくい)と言える。   The plasticized PVC sheet containing MS-13 has a thickness of 1 mm, which is prepared by kneading for 2 minutes with a rotating roll at 120 ° C., and the thickness of the plasticized PVC sheet is almost the same as that of the plasticized PVC sheet not containing MS-13. There wasn't. That is, it can be said that MS-13 is excellent in partial foaming characteristics during roll kneading (partial foaming is difficult).

[実施例14]
イソペンタン41.8gに代えて、発泡剤としてイソペンタン/2,2,4-トリメチルペンタン(重量比=6/24)66gを用いたこと以外は、実施例8と同様にして、平均粒径が約30μm、粒径分布の変動係数が0.5%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−14)を得た。
[Example 14]
The average particle size was about the same as in Example 8 except that 66 g of isopentane / 2,2,4-trimethylpentane (weight ratio = 6/24) was used as a blowing agent instead of 41.8 g of isopentane. A thermally foamable microsphere (MS-14) having a coefficient of variation of 30% and a particle size distribution of 0.5% was obtained.

[実施例15]
イソペンタン41.8gに代えて、発泡剤として2,2,4-トリメチルペンタン66gを用いたこと以外は、実施例3と同様にして、平均粒径が約29μm、粒径分布の変動係数が0.2%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−15)を得た。
[Example 15]
In the same manner as in Example 3 except that 66 g of 2,2,4-trimethylpentane was used as a foaming agent in place of 41.8 g of isopentane, the average particle size was about 29 μm and the variation coefficient of the particle size distribution was 0. Thermally foamable microspheres (MS-15) of 2% were obtained.

[実施例16]
イソペンタン41.8gに代えて、発泡剤としてヘプタン66gを用いたこと以外は、実施例3と同様にして、平均粒径が約32μm、粒径分布の変動係数が0.3%である熱発泡性マイクロスフェアー(MS−16)を得た。
[Example 16]
Thermal foaming having an average particle size of about 32 μm and a coefficient of variation of the particle size distribution of 0.3% in the same manner as in Example 3 except that 66 g of heptane was used as the blowing agent instead of 41.8 g of isopentane. Microspheres (MS-16) were obtained.

[実施例17]
上記の実施例で調製したサンプルMS−3、MS−11〜MS−15についてTMA測定を行った。結果を表6に示す。
[Example 17]
TMA measurement was performed on samples MS-3 and MS-11 to MS-15 prepared in the above examples. The results are shown in Table 6.

Figure 0004945079
Figure 0004945079

(*)膨張による変位量の相対比較 (*) Relative comparison of displacement due to expansion

[実施例18]
比較例4で調製したMS−D、及び実施例14〜16で調製したMS−14〜16を、水99gにそれぞれ1g分散した後、100℃で10分間煮沸した。水面に発泡した粒子が浮いているかを観察し、その結果を表7に示す。
[Example 18]
1 g of MS-D prepared in Comparative Example 4 and MS-14-16 prepared in Examples 14-16 were dispersed in 99 g of water and then boiled at 100 ° C. for 10 minutes. It was observed whether the foamed particles floated on the water surface, and the results are shown in Table 7.

Figure 0004945079
Figure 0004945079

本発明の熱発泡性マイクロスフェアーは、発泡インクの用途、軽量化を目的とした塗料やプラスチックの充填剤など、種々の分野で利用することができる。   The thermally foamable microspheres of the present invention can be used in various fields such as applications of foamed inks, paints for the purpose of reducing weight, and fillers for plastics.

図1は、熱発泡性マイクロスフェアーの外殻重合体の弾性率と測定温度との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the elastic modulus of the outer shell polymer of the thermally foamable microsphere and the measurement temperature. 図2は、連続式高速回転高剪断型分散機を用いた熱発泡性マイクロスフェアーの製造方法の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a method for producing thermally foamable microspheres using a continuous high-speed rotating high-shear disperser. 図3は、連続式高速回転高剪断型分散機を用いた熱発泡性マイクロスフェアーの製造方法の他の例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing another example of a method for producing thermally foamable microspheres using a continuous high-speed rotation high shear type disperser. 図4は、回分式高速回転高剪断型分散機を用いた熱発泡性マイクロスフェアーの製造方法の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a method for producing thermally foamable microspheres using a batch-type high-speed rotation high shearing disperser.

符号の説明Explanation of symbols

1:水系分散媒体
2:単量体混合物
3:槽
4:槽
5:ポンプ
6:ライン
7:ポンプ
8:ライン
9:連続式高速回転高剪断型攪拌分散機
10:ライン
11:重合槽
12:分散槽
13:ポンプ
14:ライン
15:ライン
16:回分式高速回転高剪断型分散機
17:ポンプ
18:ライン
1: Aqueous dispersion medium 2: Monomer mixture 3: Tank 4: Tank 5: Pump 6: Line 7: Pump 8: Line 9: Continuous high-speed rotation high shear type stirring and dispersing machine 10: Line 11: Polymerization tank 12: Dispersion tank 13: Pump 14: Line 15: Line 16: Batch type high speed rotation high shear type disperser 17: Pump 18: Line

Claims (6)

重合体から形成された外殻内に発泡剤が封入された構造を持つ熱発泡性マイクロスフェアーにおいて、
(1)重合体から形成された外殻が、重合性単量体と、該重合性単量体を基準として1重量%超過5重量%以下の割合の重合性炭素−炭素二重結合を2個有する二官能架橋性単量体とを重合してなる重合体から形成されたものであり、
(2)該重合体が、(a) 重合性単量体として塩化ビニリデン単独もしくは塩化ビニリデンとそれと共重合可能なビニル系単量体との混合物と、架橋性単量体とを重合してなる塩化ビニリデン(共)重合体、または(b) 重合性単量体として(メタ)アクリロニトリル単独もしくは(メタ)アクリロニトリルとそれと共重合可能なビニル系単量体との混合物と、架橋性単量体とを重合してなる(メタ)アクリロニトリル(共)重合体であり、
(3)最大発泡倍率が5倍以上であり、
(4)外殻が塩化ビニリデン系(共)重合体から形成されている場合、最大発泡倍率Rに対するそのときの温度から10℃高い温度での発泡倍率Rの比(R/R)が0.8〜0.4であり、かつ、
(5)外殻が(メタ)アクリロニトリル(共)重合体から形成されている場合、最大発泡倍率Rに対するそのときの温度から5℃高い温度での発泡倍率Rの比(R/R)が1〜0.8である
ことを特徴とする熱発泡性マイクロスフェアー。
In a thermally foamable microsphere having a structure in which a foaming agent is enclosed in an outer shell formed of a polymer,
(1) The outer shell formed from a polymer contains 2 polymerizable carbon-carbon double bonds in a proportion of more than 1% by weight and 5% by weight or less based on the polymerizable monomer. It is formed from a polymer obtained by polymerizing two difunctional crosslinkable monomers,
(2) polymer is, by polymerizing a mixture of vinylidene alone or vinylidene chloride and copolymerizable therewith vinyl monomer, and the crosslinkable monomer (a) as a polymerizable monomer comprising vinylidene chloride (co) and a mixture of the polymer, or (b) polymerizable as monomer (meth) acrylonitrile alone or (meth) acrylonitrile and therewith copolymerizable vinyl monomer, the crosslinking monomer (Meth) acrylonitrile (co) polymer obtained by polymerizing the body,
(3) The maximum expansion ratio is 5 times or more,
(4) When the outer shell is formed of a vinylidene chloride (co) polymer, the ratio of the expansion ratio R 2 at a temperature 10 ° C. higher than the maximum expansion ratio R 1 (R 2 / R 1 ) Is 0.8 to 0.4, and
(5) When the outer shell is formed from a (meth) acrylonitrile (co) polymer, the maximum expansion ratio ratio expansion ratio R 2 from the temperature at that time with respect to R 1 at 5 ° C. higher temperature (R 2 / R 1 ) Thermally foamable microspheres characterized by being 1 to 0.8.
二官能架橋性単量体が、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アルキルジオール、アルキルエーテルジオール、及びアルキルエステルジオールからなる群より選ばれるジオール化合物から誘導された屈曲性連鎖を介して、2個の重合性炭素−炭素二重結合が連結された構造の化合物である請求項記載の熱発泡性マイクロスフェアー。 The bifunctional crosslinkable monomer has two polymerizable properties via a flexible chain derived from a diol compound selected from the group consisting of polyethylene glycol, polypropylene glycol, alkyl diol, alkyl ether diol, and alkyl ester diol. carbon - thermally foamable microspheres according to claim 1, wherein carbon double bond is a compound of the connecting structure. 二官能架橋性単量体である当該化合物が、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルキルジオールジ(メタ)アクリレート、アルキルエーテルジオールジ(メタ)アクリレート、及びアルキルエステルジオールジ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物である請求項記載の熱発泡性マイクロスフェアー。 The compound which is a bifunctional crosslinkable monomer includes polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, alkyl diol di (meth) acrylate, alkyl ether diol di (meth) acrylate, and alkyl ester diol. The thermally foamable microsphere according to claim 2 , which is at least one compound selected from the group consisting of di (meth) acrylates. 重合体から形成された外殻内に発泡剤が封入された構造を持つ熱発泡性マイクロスフェアーにおいて、粒径分布の変動係数が1.50%以下である請求項1記載の熱発泡性マイクロスフェアー。 In thermally foamable microspheres having a structure foaming agent is encapsulated in the formed outer and inner shell of a polymer, heat-expandable according to claim 1, wherein the variation coefficient of the particle size distribution is Ru der less 1.50% Microsphere. 水系分散媒体中で、少なくとも発泡剤、(a) 塩化ビニリデン単独もしくは塩化ビニリデンとそれと共重合可能なビニル系単量体との混合物または(b)(メタ)アクリロニトリル単独もしくは(メタ)アクリロニトリルとそれと共重合可能なビニル系単量体との混合物である重合性単量体、及び重合性炭素−炭素二重結合を2個有する二官能架橋性単量体を含有する重合性混合物を懸濁重合して、生成重合体から形成された外殻内に発泡剤が封入された構造を持つ発泡性マイクロスフェアーを製造する方法において、重合性単量体を基準にして1重量%超過5重量%以下の割合で重合性炭素−炭素二重結合を2個有する二官能架橋性単量体を含有する重合性混合物を、(I)水系分散媒体及び重合性混合物をそれぞれ別の流れとして、一定の比率で連続的に連続式高速回転高剪断型攪拌分散機内に供給する方法、または(II)水系分散媒体及び重合性混合物を分散槽内に注入し、該分散槽内で両者を攪拌して一次分散させた後、得られた一次分散液を連続式高速回転高剪断型攪拌分散機内に供給する方法により、重合性混合物の液滴を造粒し、次いで、懸濁重合して、(a)最大発泡倍率が5倍以上であり、(b)外殻が塩化ビニリデン系(共)重合体から形成されている場合、最大発泡倍率R に対するそのときの温度から10℃高い温度での発泡倍率R の比(R /R )が0.8〜0.4であり、かつ、(c)外殻が(メタ)アクリロニトリル(共)重合体から形成されている場合、最大発泡倍率R に対するそのときの温度から5℃高い温度での発泡倍率R の比(R /R )が1〜0.8である熱発泡性マイクロスフェアーを得ることを特徴とする熱発泡性マイクロスフェアーの製造方法。 In an aqueous dispersion medium, at least a blowing agent, (a) vinylidene chloride alone or a mixture of vinylidene chloride and a copolymerizable vinyl monomer, or (b) (meth) acrylonitrile alone or (meth) acrylonitrile and A polymerizable mixture containing a polymerizable monomer that is a mixture with a polymerizable vinyl monomer and a bifunctional crosslinkable monomer having two polymerizable carbon-carbon double bonds is subjected to suspension polymerization. In the method for producing a foamable microsphere having a structure in which a foaming agent is enclosed in an outer shell formed from the produced polymer, 1% by weight and 5% by weight or less based on the polymerizable monomer A polymerizable mixture containing a bifunctional crosslinkable monomer having two polymerizable carbon-carbon double bonds at a ratio of (I), a constant ratio with the aqueous dispersion medium and the polymerizable mixture as separate streams Ream A method of continuously feeding into a continuous high-speed rotation high shear type stirring and dispersing machine, or (II) injecting an aqueous dispersion medium and a polymerizable mixture into a dispersion tank, and stirring both in the dispersion tank for primary dispersion. After that, the resulting primary dispersion is granulated into droplets of the polymerizable mixture by a method of supplying the obtained primary dispersion into a continuous high-speed rotation high shear type stirring and dispersing machine, and then suspension polymerization is performed. (A) Maximum foaming When the magnification is 5 times or more and (b) the outer shell is formed of a vinylidene chloride (co) polymer , the expansion ratio R 2 at a temperature 10 ° C. higher than the maximum expansion ratio R 1 at that time. the ratio is (R 2 / R 1) is from 0.8 to 0.4, and, for the case, the maximum expansion ratio R 1 which is formed from (c) an outer shell (meth) acrylonitrile (co) polymer the ratio of the expansion ratio R 2 at 5 ° C. higher temperatures from the temperature at that time (R 2 / Thermally foamable microspheres manufacturing method of 1), characterized in that to obtain a thermally foamable microsphere is 1 to 0.8. 二官能架橋性単量体である当該化合物が、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルキルジオールジ(メタ)アクリレート、アルキルエーテルジオールジ(メタ)アクリレート、及びアルキルエステルジオールジ(メタ)アクリレートからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物である請求項記載の製造方法。 The compound which is a bifunctional crosslinkable monomer includes polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, alkyl diol di (meth) acrylate, alkyl ether diol di (meth) acrylate, and alkyl ester diol. The production method according to claim 5 , which is at least one compound selected from the group consisting of di (meth) acrylates.
JP2004381255A 2000-04-28 2004-12-28 Thermally foamable microsphere and method for producing the same Expired - Fee Related JP4945079B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004381255A JP4945079B2 (en) 2000-04-28 2004-12-28 Thermally foamable microsphere and method for producing the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000131859 2000-04-28
JP2000131859 2000-04-28
JP2004381255A JP4945079B2 (en) 2000-04-28 2004-12-28 Thermally foamable microsphere and method for producing the same

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001129010A Division JP3670980B2 (en) 2000-04-28 2001-04-26 Thermally foamable microsphere and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005179685A JP2005179685A (en) 2005-07-07
JP4945079B2 true JP4945079B2 (en) 2012-06-06

Family

ID=34796975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004381255A Expired - Fee Related JP4945079B2 (en) 2000-04-28 2004-12-28 Thermally foamable microsphere and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4945079B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6866906B2 (en) 2000-01-26 2005-03-15 International Paper Company Cut resistant paper and paper articles and method for making same
RU2387752C2 (en) 2002-09-13 2010-04-27 Интернэшнл Пейпер Компани Paper of improved rigidity and bulk and method of its producing
BRPI0608029A2 (en) 2005-03-11 2009-11-03 Int Paper Co composition, method of making a composition, paper or cardboard substrate and article
EP2328947A1 (en) 2008-08-28 2011-06-08 International Paper Company Expandable microspheres and methods of making and using the same
JP6526861B1 (en) * 2018-03-23 2019-06-05 積水化学工業株式会社 Resin composition for molding and foam molded article

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2927933B2 (en) * 1990-11-09 1999-07-28 松本油脂製薬株式会社 Hollow fine particle composition
JP3659979B2 (en) * 1992-04-15 2005-06-15 松本油脂製薬株式会社 Thermally expandable microcapsule and its production method
US6613810B1 (en) * 1998-01-26 2003-09-02 Kureha Kagaku K.K. Expandable microspheres and process for producing the same
WO1999043758A1 (en) * 1998-02-24 1999-09-02 Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. Heat-expandable microcapsules, process for producing the same, and method of utilizing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005179685A (en) 2005-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3670980B2 (en) Thermally foamable microsphere and method for producing the same
KR100716484B1 (en) Heat-expandable macrosphere and process for producing the same
US7252882B2 (en) Thermally foamable microsphere and production process thereof
JP4945243B2 (en) Thermally foamable microspheres, methods for their production, their use, compositions containing them, and articles
JP4916483B2 (en) Spherical foamable microsphere and method for producing the same
JP5484673B2 (en) Thermally foamable microspheres and their production methods and applications
JP6034992B2 (en) Thermally expandable microspheres and their uses
JP5534576B2 (en) Thermally expansible microsphere and method for producing the same, additive and molded article
CN111051462A (en) Thermally expandable microcapsule, process for producing the same, and foam-molded article
JP4903924B2 (en) Foamable microsphere and method for producing the same
WO2006083041A1 (en) Thermally foamable microsphere, process for producing the same, and composition
JP4945079B2 (en) Thermally foamable microsphere and method for producing the same
JP6276423B2 (en) Thermally foamable microspheres and compositions and molded bodies containing the same
KR102165682B1 (en) Microspheres, heat-expandable resin composition containing the microspheres, structural members, and molded articles, and methods of manufacturing the structural members and molded articles
JPWO2016088802A1 (en) Large-diameter thermally foamable microsphere and method for producing the same
WO2016088800A1 (en) Heat-expanding microspheres having adhesive properties, and method for producing same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080307

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20100824

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111122

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120113

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20120113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120228

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120305

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4945079

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150309

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D04

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees