JP5543717B2 - Thermally expandable microcapsule and method for producing thermally expandable microcapsule - Google Patents

Thermally expandable microcapsule and method for producing thermally expandable microcapsule Download PDF

Info

Publication number
JP5543717B2
JP5543717B2 JP2009031523A JP2009031523A JP5543717B2 JP 5543717 B2 JP5543717 B2 JP 5543717B2 JP 2009031523 A JP2009031523 A JP 2009031523A JP 2009031523 A JP2009031523 A JP 2009031523A JP 5543717 B2 JP5543717 B2 JP 5543717B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermally expandable
expandable microcapsule
weight
layered silicate
monomer
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
JP2009031523A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010185045A (en
Inventor
博史 山内
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.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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 Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP2009031523A priority Critical patent/JP5543717B2/en
Publication of JP2010185045A publication Critical patent/JP2010185045A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5543717B2 publication Critical patent/JP5543717B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、優れた耐熱性を有しつつ、高い発泡倍率を実現することが可能な熱膨張性マイクロカプセルに関する。また、本発明は、該熱膨張性マイクロカプセルの製造方法に関する。 The present invention relates to a thermally expandable microcapsule capable of realizing a high expansion ratio while having excellent heat resistance. The present invention also relates to a method for producing the thermally expandable microcapsule.

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

しかしながら、この方法によって得られた熱膨張性マイクロカプセルは、80〜130℃程度の比較的低温では、揮発性膨張剤のガス化によって熱膨張させることができるものの、高温又は長時間加熱すると、膨張したマイクロカプセルからガスが抜けることによって発泡倍率が低下するという問題があった。また、熱膨張性マイクロカプセルの耐熱性や強度の問題から、いわゆる「へたり」と呼ばれる現象が生じ、高温時に潰れてしまうことがあった。 However, although the heat-expandable microcapsules obtained by this method can be thermally expanded by gasification of a volatile expansion agent at a relatively low temperature of about 80 to 130 ° C., they expand when heated at a high temperature or for a long time. There has been a problem that the expansion ratio is reduced by the escape of gas from the microcapsules. In addition, due to problems with heat resistance and strength of the thermally expandable microcapsules, a phenomenon called “sag” has occurred and sometimes collapsed at high temperatures.

一方、特許文献2には、ニトリル含有モノマー85重量%以上含有するエチレン性不飽和モノマーから得られるポリマーシェルに、イソオクタンを50重量%以上含有する噴射剤を内包させた熱発泡性微小球体が開示されている。
このような熱発泡性微小球体は、ニトリル含有モノマーを用いることで、ガス抜けの問題はある程度解消されるものの、耐熱性は低く、依然としてへたりが発生していた。
On the other hand, Patent Document 2 discloses a thermally foamable microsphere in which a propellant containing 50 wt% or more of isooctane is encapsulated in a polymer shell obtained from an ethylenically unsaturated monomer containing 85 wt% or more of a nitrile-containing monomer. Has been.
Such heat-foamable microspheres, although using the nitrile-containing monomer, have solved the problem of outgassing to some extent, but have low heat resistance and still have sag.

また、特許文献3には、重合性二重結合を2個以上有する重合性単量体と、アクリル酸アミドおよび/またはイソボルニルメタクリレートを含有し、80℃以上のガラス転移温度を有する単独重合体を形成し得る単量体10〜80重量%とからなる共重合体を殻とし、揮発性膨張剤を内包する熱膨張性マイクロカプセルが開示されている。
このような熱膨張性マイクロカプセルは、殻部分のガラス転移温度を高くすることで、耐熱性は向上するものの、ガス抜けの問題は解消されていなかった。
Patent Document 3 discloses a single monomer having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher, which contains a polymerizable monomer having two or more polymerizable double bonds and acrylic amide and / or isobornyl methacrylate. A heat-expandable microcapsule having a copolymer composed of 10 to 80% by weight of a monomer capable of forming a coal as a shell and containing a volatile expansion agent is disclosed.
Such a heat-expandable microcapsule has improved heat resistance by increasing the glass transition temperature of the shell portion, but the problem of outgassing has not been solved.

特公昭42−26524号公報Japanese Examined Patent Publication No. 42-26524 特許第3659497号Japanese Patent No. 3659497 特許第3659979号Japanese Patent No. 3659979

本発明は、優れた耐熱性を有しつつ、高い発泡倍率を実現することが可能な熱膨張性マイクロカプセルを提供することを目的とする。また、本発明は、該熱膨張性マイクロカプセルの製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a thermally expandable microcapsule capable of realizing a high expansion ratio while having excellent heat resistance. Another object of the present invention is to provide a method for producing the thermally expandable microcapsule.

本発明は、熱可塑性樹脂からなるシェルに、コア剤として揮発性膨張剤が内包された熱膨張性マイクロカプセルであって、上記シェルは、粘土鉱物を含有し、前記粘土鉱物の含有量が0.01〜2.0重量%である熱膨張性マイクロカプセルである。
以下に本発明を詳述する。
The present invention is a thermally expandable microcapsule in which a volatile expansion agent is encapsulated as a core agent in a shell made of a thermoplastic resin, the shell contains a clay mineral, and the content of the clay mineral is 0. .01~2.0 a thermally expandable microcapsule Ru wt% der.
The present invention is described in detail below.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂からなるシェルを有する。
上記熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ニトリル系モノマー(I)を含有するモノマー混合物を重合させてなる樹脂であることが好ましい。
The thermally expandable microcapsule of the present invention has a shell made of a thermoplastic resin.
The thermoplastic resin is not particularly limited, but is preferably a resin obtained by polymerizing a monomer mixture containing the nitrile monomer (I).

上記ニトリル系モノマー(I)としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、フマロニトリル、又は、これらの混合物等が挙げられる。これらのなかでは、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルが特に好ましい。
上記ニトリル系モノマー(I)を添加することで、シェルのガスバリア性を向上させることができる。
Examples of the nitrile monomer (I) include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethoxyacrylonitrile, fumaronitrile, and mixtures thereof. Of these, acrylonitrile and methacrylonitrile are particularly preferred.
By adding the nitrile monomer (I), the gas barrier property of the shell can be improved.

上記モノマー混合物中のニトリル系モノマー(I)の含有量の好ましい下限は30重量%、好ましい上限は90重量%である。上記モノマー混合物中のニトリル系モノマー(I)の含有量が30重量%未満であると、シェルのガスバリア性が低くなるため発泡倍率が低下することがある。上記モノマー混合物中のニトリル系モノマー(I)の含有量が90重量%を超えると、耐熱性が上がってこないことがある。上記モノマー混合物中のニトリル系モノマー(I)の含有量のより好ましい下限は40重量%、より好ましい上限は80重量%である。 The minimum with preferable content of the nitrile-type monomer (I) in the said monomer mixture is 30 weight%, and a preferable upper limit is 90 weight%. When the content of the nitrile monomer (I) in the monomer mixture is less than 30% by weight, the gas barrier property of the shell is lowered, and the expansion ratio may be lowered. If the content of the nitrile monomer (I) in the monomer mixture exceeds 90% by weight, the heat resistance may not increase. The minimum with more preferable content of the nitrile-type monomer (I) in the said monomer mixture is 40 weight%, and a more preferable upper limit is 80 weight%.

上記モノマー混合物は、更にカルボキシル基を有し、炭素数が3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)を含有することが好ましい。
上記カルボキシル基を有し、炭素数が3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)としては、例えば、イオン架橋させるための遊離カルボキシル基を分子当たり1個以上持つものを用いることができ、具体的には例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸等の不飽和モノカルボン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸、クロロマレイン酸等の不飽和ジカルボン酸やその無水物又はマレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノブチル等の不飽和ジカルボン酸のモノエステルやその誘導体が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのなかでは、特にアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸が好ましい。
The monomer mixture preferably further contains a radically polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) having a carboxyl group and having 3 to 8 carbon atoms.
As the radically polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) having a carboxyl group and having 3 to 8 carbon atoms, for example, one having at least one free carboxyl group per molecule for ionic crosslinking may be used. Specifically, for example, unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid and cinnamic acid, unsaturated acids such as maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, citraconic acid and chloromaleic acid Dicarboxylic acids and their anhydrides or monoesters and derivatives of unsaturated dicarboxylic acids such as monomethyl maleate, monoethyl maleate, monobutyl maleate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, monomethyl itaconate, monoethyl itaconate, monobutyl itaconate These may be used alone or in combination of two or more It may be used in combination. Of these, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, and itaconic acid are particularly preferable.

上記モノマー混合物中における、上記カルボキシル基を有し、炭素数3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)の含有量の好ましい下限は10重量%、好ましい上限は50重量%である。上記ラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)の含有量が10重量%未満であると、最大発泡温度が180℃以下となることがあり、上記ラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)の含有量が50重量%を超えると、最大発泡温度は向上するものの、発泡倍率が低下する。上記ラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)の含有量のより好ましい下限は10重量%、より好ましい上限は40重量%である。 The preferable lower limit of the content of the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) having a carboxyl group and having 3 to 8 carbon atoms in the monomer mixture is 10% by weight, and the preferable upper limit is 50% by weight. When the content of the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) is less than 10% by weight, the maximum foaming temperature may be 180 ° C. or less, and the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) When the content exceeds 50% by weight, the maximum foaming temperature is improved, but the foaming ratio is lowered. The more preferable lower limit of the content of the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) is 10% by weight, and the more preferable upper limit is 40% by weight.

上記モノマー混合物は、分子内に二重結合を2つ以上有する重合性モノマー(III)を含有することが好ましい。上記重合性モノマー(III)は、架橋剤としての役割を有する。上記重合性モノマー(III)を含有することにより、シェルの強度を強化することができ、熱膨張時にセル壁が破泡し難くなる。 The monomer mixture preferably contains a polymerizable monomer (III) having two or more double bonds in the molecule. The polymerizable monomer (III) has a role as a crosslinking agent. By containing the said polymerizable monomer (III), the intensity | strength of a shell can be strengthened and it becomes difficult to break a cell wall at the time of thermal expansion.

上記重合性モノマー(III)としては、ラジカル重合性二重結合を2以上有するモノマーが挙げられ、具体例には例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、分子量が200〜600のポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリアリルホルマールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのなかでは、ポリエチレングリコール等の2官能性のものが、200℃を超える高温領域でも熱膨張したマイクロカプセルが収縮しにくく、膨張した状態を維持しやすいため、いわゆる「へたり」と呼ばれる現象を抑制することができ、好適に用いられる。 Examples of the polymerizable monomer (III) include monomers having two or more radically polymerizable double bonds. Specific examples include divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, Ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) Acrylate, di (meth) acrylate of polyethylene glycol having a molecular weight of 200 to 600, glycerin di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide modification Trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, triallyl formal tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dimethylol-tricyclodecandi ( And (meth) acrylate. Among these, a bifunctional compound such as polyethylene glycol is a phenomenon called so-called “sag” because microcapsules that are thermally expanded are difficult to contract even in a high-temperature region exceeding 200 ° C. and are easily maintained in an expanded state. Is preferably used.

上記モノマー混合物中における、上記重合性モノマー(III)の含有量の好ましい下限は0.1重量%、好ましい上限は3重量%である。上記重合性モノマー(III)の含有量が0.1重量%未満であると、架橋剤としての効果が発揮されないことがあり、上記重合性モノマー(III)を3重量%を超えて添加した場合、熱膨張性マイクロカプセルの粒子形状が歪なものとなり、結果として嵩比重が低下してしまう。上記重合性モノマー(III)の含有量のより好ましい下限は0.1重量%、より好ましい上限は1重量%である。 The minimum with preferable content of the said polymerizable monomer (III) in the said monomer mixture is 0.1 weight%, and a preferable upper limit is 3 weight%. When the content of the polymerizable monomer (III) is less than 0.1% by weight, the effect as a crosslinking agent may not be exhibited, and when the polymerizable monomer (III) is added in an amount exceeding 3% by weight. The particle shape of the thermally expandable microcapsule becomes distorted, resulting in a decrease in bulk specific gravity. A more preferable lower limit of the content of the polymerizable monomer (III) is 0.1% by weight, and a more preferable upper limit is 1% by weight.

上記モノマー混合物は、更に金属カチオン塩(IV)を含有してもよい。
上記金属カチオン塩(IV)を含有することで、上記ラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)のカルボキシル基との間でイオン架橋が起こることから、架橋効率が上がり、耐熱性を高くすることが可能となる。その結果、高温領域において長時間破裂、収縮の起こらない熱膨張性マイクロカプセルとすることが可能となる。また、高温領域においてもシェルの弾性率が低下しにくいことから、強い剪断力が加えられる混練成形、カレンダー成形、押出成形、射出成形等の成形加工を行う場合であっても、熱膨張性マイクロカプセルの破裂、収縮が起こることがない。
また、共有結合でなくイオン架橋が起こることによって、熱膨張性マイクロカプセルの粒子形状が真球に近くなり、歪みが生じにくくなる。これは、イオン結合による架橋が、共有結合による架橋に比べて結合力が弱いため、重合中のモノマーからポリマーへ転化時において、熱膨張性マイクロカプセルの体積が収縮する際に均一に収縮が生じることが原因と考えられる。
The monomer mixture may further contain a metal cation salt (IV).
By containing the metal cation salt (IV), ionic crosslinking occurs with the carboxyl group of the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II), so that the crosslinking efficiency is increased and the heat resistance is increased. Is possible. As a result, it is possible to obtain a thermally expandable microcapsule that does not burst or shrink for a long time in a high temperature region. In addition, since the elastic modulus of the shell is difficult to decrease even in a high temperature region, even when molding processing such as kneading molding, calender molding, extrusion molding, injection molding, etc. to which a strong shear force is applied, the thermal expansion micro Capsule rupture and shrinkage do not occur.
In addition, when ion crosslinking occurs instead of covalent bonding, the particle shape of the thermally expandable microcapsule becomes close to a true sphere, and distortion is less likely to occur. This is because ionic bond cross-linking is weaker than covalent bond cross-linking, so that when the volume of the thermally expandable microcapsule shrinks during conversion from the monomer during polymerization to the polymer, shrinkage occurs uniformly. This is thought to be the cause.

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

上記モノマー混合物中における、上記金属カチオン塩(IV)の含有量の好ましい下限は0.1重量%、好ましい上限が10重量%である。上記金属カチオン塩(IV)の含有量が0.1重量%未満であると、耐熱性に効果が得られないことがあり、上記金属カチオン塩(IV)の含有量が10重量%を超えると、発泡倍率が著しく悪くなることがある。上記金属カチオン塩(IV)の含有量のより好ましい下限は0.5重量%、より好ましい上限は5重量%である。 The minimum with preferable content of the said metal cation salt (IV) in the said monomer mixture is 0.1 weight%, and a preferable upper limit is 10 weight%. When the content of the metal cation salt (IV) is less than 0.1% by weight, the effect of heat resistance may not be obtained. When the content of the metal cation salt (IV) exceeds 10% by weight The foaming ratio may be remarkably deteriorated. The minimum with more preferable content of the said metal cation salt (IV) is 0.5 weight%, and a more preferable upper limit is 5 weight%.

上記モノマー混合物中には、上記ニトリル系モノマー(I)、ラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)等に加えて、これら以外の他のモノマーを添加してもよい。上記他のモノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、ジシクロペンテニルアクリレート等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、イソボルニルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、スチレン等のビニルモノマー等が挙げられる。これら他のモノマーは、熱膨張性マイクロカプセルに必要な特性に応じて適宜選択されて使用され得るが、これらのなかでメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸メチル等が好適に用いられる。シェルを構成する全モノマー中の他のモノマーの含有量は10重量%未満が好ましい。上記他のモノマーの含有量が10重量%を超えると、セル壁のガスバリア性が低下し、熱膨張性が悪化しやすいので好ましくない。 In addition to the nitrile monomer (I) and the radical polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II), other monomers other than these may be added to the monomer mixture. Examples of the other monomer include acrylic esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, and dicyclopentenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, and isobornyl methacrylate. Examples include methacrylic acid esters, vinyl monomers such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, and styrene. These other monomers can be appropriately selected and used depending on the properties required for the thermally expandable microcapsules, and among these, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl acrylate and the like are preferably used. The content of other monomers in all monomers constituting the shell is preferably less than 10% by weight. When the content of the other monomer exceeds 10% by weight, the gas barrier property of the cell wall is lowered and the thermal expansion property is easily deteriorated, which is not preferable.

上記モノマー混合物中には、上記モノマーを重合させるため、重合開始剤を含有させる。
上記重合開始剤としては、例えば、過酸化ジアルキル、過酸化ジアシル、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネート、アゾ化合物等が好適に用いられる。具体例には、例えば、メチルエチルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等の過酸化ジアルキル、イソブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド等の過酸化ジアシル、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシネオデカノエート、(α,α−ビス−ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン等のパーオキシエステル、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピル−オキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルエチルパーオキシ)ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチルパーオキシ)ジカーボネート等のパーオキシジカーボネート、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)等のアゾ化合物等が挙げられる。
The monomer mixture contains a polymerization initiator in order to polymerize the monomer.
As the polymerization initiator, for example, dialkyl peroxide, diacyl peroxide, peroxyester, peroxydicarbonate, azo compound and the like are preferably used. Specific examples include, for example, dialkyl peroxides such as methyl ethyl peroxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, isobutyl peroxide, benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 3, 5 , 5-trimethylhexanoyl peroxide, diacyl peroxide, t-butyl peroxypivalate, t-hexyl peroxypivalate, t-butyl peroxyneodecanoate, t-hexylperoxyneodecanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate, cumylperoxyneodecanoate, (α, α-bis-neodecane Noyl peroxy) peroxye such as diisopropylbenzene Steal, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di-n-propyl-oxydicarbonate, diisopropylperoxydicarbonate, di (2-ethylethylperoxy) dicarbonate, dimethoxybutylperoxydicarbonate Peroxydicarbonates such as di (3-methyl-3-methoxybutylperoxy) dicarbonate, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4- And azo compounds such as dimethylvaleronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), and the like.

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

上記シェルは、粘土鉱物を含有する。
上記粘土鉱物を含有することで、高温又は長時間加熱した場合でも、膨張したマイクロカプセルからガスが抜けず、高い発泡倍率を実現することができる。また、熱膨張性マイクロカプセルの耐熱性を向上させることができ、熱膨張性マイクロカプセルに「へたり」が生じて、高温時に潰れてしまうことを防止することができる。
The shell contains a clay mineral.
By containing the clay mineral, even when heated at a high temperature or for a long time, gas does not escape from the expanded microcapsules, and a high expansion ratio can be realized. Further, the heat resistance of the thermally expandable microcapsule can be improved, and it is possible to prevent the “sag” from occurring in the thermally expandable microcapsule and causing it to be crushed at a high temperature.

上記粘土鉱物としては特に限定されず、例えば、層間に交換性金属カチオンを有する層状珪酸塩等が挙げられる。 It does not specifically limit as said clay mineral, For example, the layered silicate etc. which have an exchangeable metal cation between layers are mentioned.

上記層状珪酸塩としては、例えば、モンモリロナイト、ベントナイト、サポナイト、ヘクトライト、バイデライト、スティブンサイト、ノントロナイト等のスメクタイトやバーミキュライト、ハロイサイト、膨潤性マイカ(膨潤性雲母)等が挙げられ、なかでも、モンモリロナイト、ベントナイト及び/又は膨潤性マイカが好適に用いられる。これらの層状珪酸塩は、天然物であってもよいし、合成物であってもよい。また、これらの層状珪酸塩は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。なお、本発明で用いられる層状珪酸塩とは、層間に交換性金属カチオンを有する珪酸塩鉱物を意味する。 Examples of the layered silicate include smectite such as montmorillonite, bentonite, saponite, hectorite, beidellite, stevensite, nontronite, vermiculite, halloysite, and swellable mica (swelling mica). Montmorillonite, bentonite and / or swellable mica are preferably used. These layered silicates may be natural products or synthetic products. Moreover, these layered silicates may be used independently and 2 or more types may be used together. In addition, the layered silicate used by this invention means the silicate mineral which has an exchangeable metal cation between layers.

上記層状珪酸塩としては、下記式(1)で定義される形状異方性の大きいスメクタイトや膨潤性マイカを用いることが好ましい。形状異方性の大きい層状珪酸塩を用いることにより、形成されるシェルはより優れた強度を有するものとなる。
形状異方性=結晶表面(A)の面積/結晶側面(B)の面積 (1)
式中、結晶表面(A)は層表面を意味し、結晶側面(B)は層側面を意味する。
As the layered silicate, it is preferable to use smectite or swelling mica having a large shape anisotropy defined by the following formula (1). By using a layered silicate having a large shape anisotropy, the formed shell has a higher strength.
Shape anisotropy = Area of crystal surface (A) / Area of crystal side surface (B) (1)
In the formula, the crystal surface (A) means the layer surface, and the crystal side surface (B) means the layer side surface.

上記層状珪酸塩の結晶層間に存在する交換性金属カチオンとは、層状珪酸塩の結晶表面上に存在するナトリウムイオンやカルシウムイオン等の金属イオンのことであり、これらの金属イオンは、他のカチオン性物質とのカチオン交換性を有するため、カチオン性を有する種々の物質を層状珪酸塩の結晶層間に挿入(インターカレート)もしくは補足することができる。 The exchangeable metal cation existing between the crystal layers of the layered silicate is a metal ion such as sodium ion or calcium ion existing on the crystal surface of the layered silicate, and these metal ions are other cations. Since it has a cation exchange property with an active substance, various substances having a cationic property can be inserted (intercalated) or supplemented between crystal layers of the layered silicate.

上記層状珪酸塩のカチオン交換容量は、特に限定されず、50〜200ミリ等量/100gであることが好ましい。層状珪酸塩のカチオン交換容量が50ミリ等量/100g未満であると、カチオン交換により層状珪酸塩の結晶層間に挿入もしくは補足されるカチオン性物質の量が少なくなるために、結晶層間が充分に非極性化(疎水化)されないことがあり、逆に層状珪酸塩のカチオン交換容量が200ミリ等量/100gを超えると、層状珪酸塩の結晶層間の結合力が強固になりすぎて、結晶薄片が剥離しにくくなることがある。 The cation exchange capacity of the layered silicate is not particularly limited, and is preferably 50 to 200 milliequivalent / 100 g. If the cation exchange capacity of the layered silicate is less than 50 milliequivalents / 100 g, the amount of the cationic substance inserted or captured between the crystal layers of the layered silicate is reduced by the cation exchange. On the contrary, if the cation exchange capacity of the layered silicate exceeds 200 milliequivalents / 100 g, the bonding force between the crystal layers of the layered silicate becomes too strong, and the crystal flakes May become difficult to peel.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルでは、上記熱可塑性樹脂からなるシェル中に上記層状珪酸塩をできる限り均一に分散させることが好ましい。このような均一分散を実現するためには、予め上記層状珪酸塩の結晶層間をカチオン性界面活性剤でカチオン交換して、非極性化しておくことが好ましい。予め層状珪酸塩の結晶層間を非極性化しておくことにより、層状珪酸塩を熱可塑性樹脂からなるシェル中により均一に微分散させることができる。 In the thermally expandable microcapsule of the present invention, it is preferable to disperse the layered silicate as uniformly as possible in the shell made of the thermoplastic resin. In order to realize such uniform dispersion, it is preferable that the crystal layer of the layered silicate be previously non-polarized by cation exchange with a cationic surfactant. By making the crystal layer of the layered silicate nonpolar in advance, the layered silicate can be more finely dispersed in the shell made of the thermoplastic resin.

上記カチオン性界面活性剤としては特に限定されず、例えば、4級アンモニウム塩や4級ホスホニウム塩等が挙げられ、なかでも、層状珪酸塩の結晶層間を充分に非極性化しうることから、炭素数6以上のアルキル鎖を1個以上有する4級アンモニウム塩(炭素数6以上のアルキルアンモニウム塩)が好適に用いられる。これらのカチオン性界面活性剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The cationic surfactant is not particularly limited, and examples thereof include quaternary ammonium salts and quaternary phosphonium salts. Among them, the number of carbon atoms can be sufficiently depolarized between crystal layers of the layered silicate. A quaternary ammonium salt (an alkyl ammonium salt having 6 or more carbon atoms) having one or more alkyl chains of 6 or more is preferably used. These cationic surfactants may be used alone or in combination of two or more.

上記4級アンモニウム塩としては、特に限定されず、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、トリオクチルメチルアンモニウム塩、ジステアリルジメチルアンモニウム塩、ジ硬化牛脂ジメチルアンモニウム塩、ジステアリルジベンジルアンモニウム塩、N−ポリオキシエチレン−N−ラウリル−N,N−ジメチルアンモニウム塩、ステアリルベンジルジメチルアンモニウム塩、ジオクタデシルジメチルアンモニウム塩、オレイルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウム塩等が挙げられる。これらの4級アンモニウム塩は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The quaternary ammonium salt is not particularly limited. For example, lauryl trimethyl ammonium salt, stearyl trimethyl ammonium salt, trioctyl methyl ammonium salt, distearyl dimethyl ammonium salt, di-cured tallow dimethyl ammonium salt, distearyl dibenzyl ammonium salt N-polyoxyethylene-N-lauryl-N, N-dimethylammonium salt, stearylbenzyldimethylammonium salt, dioctadecyldimethylammonium salt, oleylbis (2-hydroxyethyl) methylammonium salt, and the like. These quaternary ammonium salts may be used alone or in combination of two or more.

上記4級ホスホニウム塩としては、特に限定されず、例えば、ドデシルトリフェニルホスホニウム塩、メチルトリフェニルホスホニウム塩、ラウリルトリメチルホスホニウム塩、ステアリルトリメチルホスホニウム塩、トリオクチルメチルホスホニウム塩、ジステアリルジメチルホスホニウム塩、ジステアリルジベンジルホスホニウム塩等が挙げられる。これらの4級ホスホニウム塩は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The quaternary phosphonium salt is not particularly limited, and examples thereof include dodecyltriphenylphosphonium salt, methyltriphenylphosphonium salt, lauryltrimethylphosphonium salt, stearyltrimethylphosphonium salt, trioctylmethylphosphonium salt, distearyldimethylphosphonium salt, Examples include stearyl dibenzylphosphonium salt. These quaternary phosphonium salts may be used alone or in combination of two or more.

上記層状珪酸塩は、上述のような化学処理を施すことによって熱可塑性樹脂からなるシェル中への分散性を向上させることができる。
上記層状珪酸塩の化学処理は、上記カチオン性界面活性剤によるカチオン交換法(以下、「化学修飾(1)法」ともいう)に限定されるものではなく、例えば、以下に示す化学修飾(2)法〜化学修飾(6)法の各種化学処理法によっても実施することができる。これらの化学修飾法は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。なお、化学修飾(1)法を含め、以下に示す各種化学処理法によってシェル中での分散性を向上させた層状珪酸塩を、以下、「有機化層状珪酸塩」ともいう。
The layered silicate can improve dispersibility in a shell made of a thermoplastic resin by performing the chemical treatment as described above.
The chemical treatment of the layered silicate is not limited to the cation exchange method using the cationic surfactant (hereinafter also referred to as “chemical modification (1) method”). For example, the chemical treatment (2 ) Method to chemical modification (6) The various chemical treatment methods can also be used. These chemical modification methods may be used alone or in combination of two or more. In addition, the layered silicate whose dispersibility in the shell is improved by various chemical treatment methods shown below including the chemical modification (1) method is also referred to as “organized layered silicate”.

化学修飾(2)法は、化学修飾(1)法で化学処理された有機化層状珪酸塩の結晶表面に存在する水酸基を、これと化学結合し得る官能基又は化学結合はしなくとも化学的親和力の大きい官能基を分子末端に1個以上有する化合物で化学処理する方法である。 In the chemical modification (2) method, the hydroxyl group present on the crystal surface of the organically modified layered silicate chemically treated by the chemical modification (1) method is chemically bonded even if it does not have a functional group or chemical bond capable of chemically bonding with this. In this method, chemical treatment is performed with a compound having one or more functional groups having high affinity at the molecular end.

化学修飾(3)法は、化学修飾(1)法で化学修飾された有機化層状珪酸塩の結晶表面に存在する水酸基を、これと化学結合し得る官能基又は化学結合はしなくとも化学的親和力の大きい官能基及び反応性官能基を分子末端に1個以上有する化合物で化学処理する方法である。 In the chemical modification (3) method, the hydroxyl group present on the crystal surface of the organically modified layered silicate that has been chemically modified by the chemical modification (1) method is chemically bonded even if there is no functional group or chemical bond capable of chemically bonding with this. In this method, chemical treatment is performed with a compound having one or more functional groups and reactive functional groups having high affinity at the molecular ends.

化学修飾(4)法は、化学修飾(1)法で化学処理された有機化層状珪酸塩の結晶表面を、アニオン性界面活性を有する化合物で化学処理する方法である。
化学修飾(5)法は、化学修飾(4)法において、アニオン性界面活性を有し分子鎖中のアニオン部位以外に反応性官能基を1個以上有する化合物で化学処理する方法である。
化学修飾(6)法は、上記化学修飾(1)法〜化学修飾(5)法のいずれかの方法で化学処理された有機化層状珪酸塩に、更に、例えば、無水マレイン酸変性ポリオレフィン系樹脂のような有機化層状珪酸塩と反応可能な官能基を有する樹脂を添加した組成物を用いる方法である。
The chemical modification (4) method is a method in which the crystallized surface of the organically modified layered silicate chemically treated by the chemical modification (1) method is chemically treated with a compound having an anionic surface activity.
The chemical modification (5) method is a chemical treatment (4) method in which chemical treatment is performed with a compound having an anionic surface activity and having one or more reactive functional groups in addition to the anion site in the molecular chain.
The chemical modification (6) method includes, for example, a maleic anhydride-modified polyolefin resin in addition to the organically modified layered silicate chemically treated by any one of the chemical modification (1) method to the chemical modification (5) method. This is a method using a composition to which a resin having a functional group capable of reacting with an organically modified layered silicate is added.

上記化学修飾(2)法における、水酸基と化学結合し得る官能基又は化学結合はしなくとも化学的親和力の大きい官能基としては、特に限定されず、例えば、アルコキシル基、グリシジル基(エポキシ基)、カルボキシル基(二塩基性酸無水物も含む)、水酸基、イソシアネート基、アルデヒド基等の官能基や、水酸基との化学的親和力が高いその他の官能基等が挙げられる。これらの官能基は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 In the chemical modification (2) method, the functional group capable of chemically bonding to a hydroxyl group or the functional group having a large chemical affinity without chemical bonding is not particularly limited, and examples thereof include an alkoxyl group and a glycidyl group (epoxy group). , Carboxyl groups (including dibasic acid anhydrides), hydroxyl groups, isocyanate groups, aldehyde groups, and other functional groups, and other functional groups having high chemical affinity with hydroxyl groups. These functional groups may be used independently and 2 or more types may be used together.

また、上記水酸基と化学結合しうる官能基又は化学結合はしなくとも化学的親和力の大きい官能基を有する化合物としては、特に限定されず、例えば、上記例示の官能基を有するシラン化合物、チタネート化合物、グリシジル化合物、カルボン酸類、アルコール類等が挙げられ、なかでもシラン化合物が好適に用いられる。これらの化合物は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 In addition, the functional group capable of chemically bonding to the hydroxyl group or the compound having a chemical group having a large chemical affinity without chemical bonding is not particularly limited, and examples thereof include silane compounds and titanate compounds having the functional groups exemplified above. , Glycidyl compounds, carboxylic acids, alcohols, etc., among which silane compounds are preferably used. These compounds may be used independently and 2 or more types may be used together.

上記シラン化合物としては、特に限定されず、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトシキ)シラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらのシラン化合物は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The silane compound is not particularly limited, and examples thereof include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ -Aminopropyldimethylmethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyldimethylethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, Hexyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) γ Aminopropylmethyldimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltri An ethoxysilane etc. are mentioned. These silane compounds may be used independently and 2 or more types may be used together.

化学修飾(4)法及び化学修飾(5)法における、アニオン性界面活性を有する化合物又はアニオン性界面活性を有し分子鎖中のアニオン部位以外に反応性官能基を1個以上有する化合物としては、イオン相互作用により層状珪酸塩を化学処理できるものであれば特に限定されず、例えば、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、高級アルコール硫酸エステル塩、第2級高級アルコール硫酸エステル塩、不飽和アルコール硫酸エステル塩等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
また、化学修飾(6)法としては、例えば、無水マレイン酸変性ポリオレフィン系樹脂のような有機化層状珪酸塩と反応可能な官能基を有する樹脂を分散剤として添加した組成物を用いる方法が挙げられる。これは、有機化層状珪酸塩と化学的親和性が大きい部位と、硬化性成分からなる樹脂との化学的親和力が大きい部位とを有する樹脂を分散剤として混合することにより両者の相溶性を高め、層状珪酸塩の分散に必要なエネルギーを低下させる方法である。
In the chemical modification (4) method and the chemical modification (5) method, as a compound having an anionic surface activity or a compound having an anionic surface activity and having one or more reactive functional groups in addition to the anion site in the molecular chain The layer silicate is not particularly limited as long as it can be chemically treated by ionic interaction, for example, sodium laurate, sodium stearate, sodium oleate, higher alcohol sulfate, secondary higher alcohol sulfate, Examples thereof include unsaturated alcohol sulfate salts. These compounds may be used independently and 2 or more types may be used together.
Further, as the chemical modification (6) method, for example, a method using a composition in which a resin having a functional group capable of reacting with an organically modified layered silicate such as a maleic anhydride-modified polyolefin resin is added as a dispersant is exemplified. It is done. This enhances the compatibility between the organic layered silicate by mixing a resin having a part having a high chemical affinity with the organic layered silicate and a part having a high chemical affinity with the resin composed of a curable component as a dispersant. This is a method for reducing the energy required for dispersion of the layered silicate.

上記分散剤として用いられる有機化層状珪酸塩と反応可能な官能基を有する樹脂としては、特に限定されず、例えば、無水マレイン酸変性ポリオレフィン系オリゴマーや無水マレイン酸変性ポリオレフィン系ポリマー等が挙げられ、なかでも、両端が異なる性質を有するA−B型ジブロックオリゴマーやA−B型ジブロックポリマー等が好適に用いられる。すなわち、有機化層状珪酸塩との化学的親和力が大きい部位(Aサイト)と硬化性成分からなる樹脂との化学的親和性の高い部位(Bサイト)との異なる性質を両端に有するA−B型樹脂は、それぞれの化学的親和性を効率的に発揮しやすいことから、優れた分散効果を発現する。 The resin having a functional group capable of reacting with the organically modified layered silicate used as the dispersant is not particularly limited, and examples thereof include maleic anhydride-modified polyolefin oligomers and maleic anhydride-modified polyolefin polymers. Among these, AB type diblock oligomers and AB type diblock polymers having different properties at both ends are preferably used. That is, AB having different properties at both ends of a portion having a high chemical affinity with the organically modified layered silicate (A site) and a portion having a high chemical affinity with the resin composed of the curable component (B site). Since the mold resins easily exhibit their chemical affinity efficiently, they exhibit an excellent dispersion effect.

上記A−B型樹脂を用いて高分散状態を得る方法としては、特に限定されず、例えば、硬化性成分、有機化層状珪酸塩及び分散剤として機能するA−B型樹脂を押出機中で一括して溶融混練することが挙げられる。 The method for obtaining a highly dispersed state using the AB type resin is not particularly limited. For example, the AB type resin that functions as a curable component, an organic layered silicate, and a dispersant is used in an extruder. For example, melt-kneading can be performed collectively.

上記層状珪酸塩は、得られる熱膨張性マイクロカプセルのシェルにおいて、一部又は全部が10層以下に分散していることが好ましい。
上記層状珪酸塩の一部又は全部が10層以下に分散しているということは、本来数十層の積層体である層状珪酸塩の層状分子の一部又は全部が剥離して広く分散していることを意味しており、これも層状珪酸塩の結晶薄片層間における相互作用が弱まっていることになり、上記と同様の効果を得ることができる。また、層状珪酸塩の積層数は、5層以下に分層していることが好ましく、3層以下に分層していることがより好ましい。更に好ましくは単層状(薄片状)に分散していることである。
The layered silicate is preferably partly or wholly dispersed in 10 layers or less in the shell of the thermally expandable microcapsule obtained.
The fact that part or all of the layered silicate is dispersed in 10 layers or less means that part or all of the layered molecules of the layered silicate, which is originally a tens of layers, is peeled off and widely dispersed. This also means that the interaction between the lamellar silicate crystal flake layers is weakened, and the same effect as described above can be obtained. The number of layered silicate layers is preferably 5 or less, more preferably 3 or less. More preferably, it is dispersed in a single layer shape (flaky shape).

また、層状珪酸塩の一部又は全部が10層以下に分散しているということは、具体的には、層状珪酸塩の集合体の10%以上が10層以下に分散している状態にあることが好ましいことを意味し、より好ましくは層状珪酸塩の集合体の20%以上が10層以下に分散している状態である。
なお、層状珪酸塩の分散状態は、透過型電子顕微鏡により5万倍から10万倍の倍率で観察して、一定面積中において観察できる層状珪酸塩の積層集合体の数(X)のうち、10層以下に分散している積層集合体の数(Y)をカウントし、下記式(2)により算出することができる。
10層以下に分散している層状珪酸塩の割合(%)=(Y/X)×100 (2)
In addition, the fact that part or all of the layered silicate is dispersed in 10 layers or less specifically means that 10% or more of the aggregate of layered silicate is dispersed in 10 layers or less. More preferably, 20% or more of the layered silicate aggregate is dispersed in 10 layers or less.
In addition, the dispersion state of the layered silicate is observed with a transmission electron microscope at a magnification of 50,000 to 100,000 times, and the number of layered silicate aggregates (X) that can be observed in a certain area, The number (Y) of laminated assemblies dispersed in 10 layers or less can be counted and calculated by the following formula (2).
Ratio of layered silicate dispersed in 10 layers or less (%) = (Y / X) × 100 (2)

上記層状珪酸塩は、広角X線回折法により測定した(001)面の平均層間距離が3nm以上であることが好ましい。
なお、本明細で言う、層状珪酸塩の平均層間距離とは、層状珪酸塩の微細薄片状結晶を層とした場合の平均の層間距離を意味し、X線回折ピーク及び透過型電子顕微鏡撮影により、すなわち、広角X線回折法により算出することができる。
また、上記平均層間距離は、6nm以上であることが好ましい。層状珪酸塩の結晶薄片層間の平均層間距離が6nm以上であると、層状珪酸塩の結晶薄片層が層ごとに分離し、層状珪酸塩の結晶薄片層間における相互作用がほとんど無視できるほどに弱まるので、層状珪酸塩を構成する結晶薄片のシェル中での分散状態が離砕安定化の方向に進行する利点がある。
The layered silicate preferably has an average interlaminar distance of (001) plane measured by wide angle X-ray diffraction method of 3 nm or more.
In addition, the average interlayer distance of the layered silicate referred to in the present specification means the average interlayer distance when the layered silicate fine flaky crystal is used as a layer, and is obtained by X-ray diffraction peak and transmission electron microscope photography. That is, it can be calculated by a wide-angle X-ray diffraction method.
The average interlayer distance is preferably 6 nm or more. When the average interlayer distance between the layered silicate crystal flake layers is 6 nm or more, the layered silicate crystal flake layers are separated into layers, and the interaction between the layered silicate crystal flake layers becomes so weak that it can be almost ignored. There is an advantage that the dispersion state in the shell of the crystal flakes constituting the layered silicate proceeds in the direction of destabilization stabilization.

上記層状珪酸塩を含む粘土鉱物は、シェル中における分散径が0.001〜5μmであることが好ましい。上記分散径が0.001μm未満であると、ガス抜けを防止する効果や、耐熱性が不充分となることがあり、上記分散径が5μmを超えると、逆に発泡倍率が低下することがある。 The clay mineral containing the layered silicate preferably has a dispersion diameter in the shell of 0.001 to 5 μm. If the dispersion diameter is less than 0.001 μm, the effect of preventing outgassing and heat resistance may be insufficient, and if the dispersion diameter exceeds 5 μm, the expansion ratio may decrease. .

上記粘土鉱物の形状としては特に限定されないが、平均長さが0.01〜3μm、厚みが0.001〜1μm、アスペクト比が20〜500であることが好ましく、より好ましくは、平均長さが0.05〜2μm、厚みが0.01〜0.5μm、アスペクト比が50〜200である。 Although it does not specifically limit as a shape of the said clay mineral, It is preferable that average length is 0.01-3 micrometers, thickness is 0.001-1 micrometer, and aspect-ratio is 20-500, More preferably, average length is 0.05 to 2 μm, thickness is 0.01 to 0.5 μm, and aspect ratio is 50 to 200.

上記粘土鉱物の含有量の好ましい下限は0.01重量%、好ましい上限は10重量%である。上記粘土鉱物の含有量が0.01重量%未満であると、ガス抜けを防止する効果や、耐熱性が不充分となることがあり、10重量%を超えると、シェルの形成が困難となることがある。上記粘土鉱物の含有量のより好ましい下限は0.1重量%、より好ましい上限は2.0重量%である。 The minimum with preferable content of the said clay mineral is 0.01 weight%, and a preferable upper limit is 10 weight%. If the content of the clay mineral is less than 0.01% by weight, the effect of preventing outgassing and heat resistance may be insufficient. If it exceeds 10% by weight, shell formation becomes difficult. Sometimes. A more preferable lower limit of the content of the clay mineral is 0.1% by weight, and a more preferable upper limit is 2.0% by weight.

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

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、熱機械分析で測定した最大変位量(Dmax)の好ましい下限が300μmである。上記最大変位量が300μm未満であると、発泡倍率が低下し、所望の発泡性能が得られない。上記最大変位量のより好ましい下限は400μmである。
なお、上記最大変位量は、所定量の熱膨張性マイクロカプセルを常温から加熱しながらその高さ方向の変位を測定したときに、所定量全体の熱膨張性マイクロカプセルの高さ方向の変位が最大となるときの値をいう。
In the thermally expandable microcapsule of the present invention, the preferable lower limit of the maximum displacement (Dmax) measured by thermomechanical analysis is 300 μm. If the maximum displacement is less than 300 μm, the foaming ratio is lowered, and the desired foaming performance cannot be obtained. A more preferable lower limit of the maximum displacement is 400 μm.
Note that the maximum amount of displacement is the amount of displacement in the height direction of the entire predetermined amount of the thermally expandable microcapsule when the displacement in the height direction is measured while heating the predetermined amount of the thermally expandable microcapsule from room temperature. This is the maximum value.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、最大発泡温度(Tmax)の好ましい下限が150℃である。上記最大発泡温度が150℃未満であると、耐熱性が低くなることから、高温領域や成形加工時において、熱膨張性マイクロカプセルが破裂、収縮することがある。上記最大発泡温度のより好ましい下限は180℃である。 In the thermally expandable microcapsule of the present invention, a preferable lower limit of the maximum foaming temperature (Tmax) is 150 ° C. When the maximum foaming temperature is less than 150 ° C., the heat resistance is lowered, and thus the thermally expandable microcapsule may be ruptured or shrunk in a high temperature region or during molding. A more preferable lower limit of the maximum foaming temperature is 180 ° C.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、発泡開始温度(Ts)の好ましい上限が180℃である。上記発泡開始温度が180℃を超えると特に射出成形の場合、発泡倍率が上がらないことがある。上記発泡開始温度の好ましい下限は130℃、より好ましい上限は160℃である。
なお、本明細書において、最大発泡温度は、熱膨張性マイクロカプセルを常温から加熱しながらその高さ方向の変位を測定したときに、熱膨張性マイクロカプセルが最大変位量となったときにおける温度を意味する。
In the thermally expandable microcapsule of the present invention, the preferable upper limit of the foaming start temperature (Ts) is 180 ° C. When the foaming start temperature exceeds 180 ° C., particularly in the case of injection molding, the foaming ratio may not increase. The minimum with said preferable foaming start temperature is 130 degreeC, and a more preferable upper limit is 160 degreeC.
In the present specification, the maximum foaming temperature is the temperature at which the thermally expandable microcapsule reaches the maximum displacement when the displacement in the height direction is measured while heating the thermally expandable microcapsule from room temperature. Means.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルは、上記シェルにコア剤として揮発性膨張剤が内包されている。
上記揮発性膨張剤は、シェルを構成するポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる物質であり、低沸点有機溶剤が好適である。
上記揮発性膨張剤としては、例えば、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、n−ブタン、イソブタン、ブテン、イソブテン、n−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、n−へキサン、ヘプタン、石油エーテル等の低分子量炭化水素、CClF、CCl、CClF、CClF−CClF等のクロロフルオロカーボン、テトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン、トリメチルイソプロピルシラン、トリメチル−n−プロピルシラン等のテトラアルキルシラン等が挙げられる。なかでも、イソブタン、n−ブタン、n−ペンタン、イソペンタン、n−へキサン、石油エーテル、及び、これらの混合物が好ましい。これらの揮発性膨張剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
In the thermally expandable microcapsule of the present invention, a volatile expansion agent is included as a core agent in the shell.
The volatile swelling agent is a substance that becomes gaseous at a temperature below the softening point of the polymer constituting the shell, and a low-boiling organic solvent is suitable.
Examples of the volatile swelling agent include low molecular weight carbonization such as ethane, ethylene, propane, propene, n-butane, isobutane, butene, isobutene, n-pentane, isopentane, neopentane, n-hexane, heptane, and petroleum ether. Examples include hydrogen, chlorofluorocarbons such as CCl 3 F, CCl 2 F 2 , CClF 3 , and CClF 2 -CClF 2 , tetraalkylsilanes such as tetramethylsilane, trimethylethylsilane, trimethylisopropylsilane, and trimethyl-n-propylsilane. It is done. Of these, isobutane, n-butane, n-pentane, isopentane, n-hexane, petroleum ether, and mixtures thereof are preferred. These volatile swelling agents may be used alone or in combination of two or more.

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

本発明の熱膨張性マイクロカプセルにおいて、コア剤として用いる揮発性膨張剤の含有量の好ましい下限は10重量%、好ましい上限は40重量%である。
上記シェルの厚みはコア剤の含有量によって変化するが、コア剤の含有量を減らして、シェルが厚くなり過ぎると発泡性能が低下し、コア剤の含有量を多くすると、シェルの強度が低下する。上記コア剤の含有量を10〜40重量%とした場合、熱膨張性マイクロカプセルのへたり防止と発泡性能向上とを両立させることが可能となる。
In the thermally expandable microcapsule of the present invention, the preferred lower limit of the content of the volatile swelling agent used as the core agent is 10% by weight, and the preferred upper limit is 40% by weight.
The thickness of the shell varies depending on the content of the core agent, but if the core agent content is reduced and the shell becomes too thick, the foaming performance is reduced, and if the core agent content is increased, the shell strength is reduced. To do. When the content of the core agent is 10 to 40% by weight, it becomes possible to achieve both the prevention of the sag of the thermally expandable microcapsule and the improvement of the foaming performance.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルの体積平均粒子径の好ましい下限は5μm、好ましい上限は100μmである。上記熱膨張性マイクロカプセルの体積平均粒子径が5μm未満であると、得られる成形体の気泡が小さすぎるため、成形体の軽量化が不充分となることがあり、上記熱膨張性マイクロカプセルの体積平均粒子径が100μmを超えると、得られる成形体の気泡が大きくなりすぎるため、強度等の面で問題となることがある。上記熱膨張性マイクロカプセルの体積平均粒子径のより好ましい下限は10μm、より好ましい上限は70μmである。 The preferable lower limit of the volume average particle diameter of the thermally expandable microcapsule of the present invention is 5 μm, and the preferable upper limit is 100 μm. If the volume-average particle size of the thermally expandable microcapsule is less than 5 μm, the resulting molded body has too small bubbles, which may result in insufficient weight reduction of the molded body. When the volume average particle diameter exceeds 100 μm, the resulting molded article has excessively large bubbles, which may cause problems in terms of strength and the like. The minimum with a more preferable volume average particle diameter of the said thermally expansible microcapsule is 10 micrometers, and a more preferable upper limit is 70 micrometers.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルを製造する方法としては特に限定されないが、例えば、水性媒体を調製する工程、重合性モノマー、揮発性膨張剤及び粘土鉱物を含有する油性混合液を水性媒体中に分散させる工程、並びに、前記重合性モノマーを重合させる工程を行うことにより製造することができる。 The method for producing the thermally expandable microcapsule of the present invention is not particularly limited. For example, an aqueous medium is prepared, and an oily mixture containing a polymerizable monomer, a volatile swelling agent and a clay mineral is added to the aqueous medium. It can manufacture by performing the process to disperse | distribute and the process to superpose | polymerize the said polymerizable monomer.

本発明の熱膨張性マイクロカプセルを製造する場合、最初に水性媒体を調製する工程を行う。具体例には例えば、重合反応容器に、水と分散安定剤、必要に応じて補助安定剤を加えることにより、分散安定剤を含有する水性分散媒体を調製する。また、必要に応じて、亜硝酸アルカリ金属塩、塩化第一スズ、塩化第二スズ、重クロム酸カリウム等を添加してもよい。 When producing the heat-expandable microcapsules of the present invention, a step of preparing an aqueous medium is first performed. In a specific example, for example, an aqueous dispersion medium containing a dispersion stabilizer is prepared by adding water, a dispersion stabilizer and, if necessary, an auxiliary stabilizer to a polymerization reaction vessel. Moreover, you may add alkali metal nitrite, stannous chloride, stannic chloride, potassium dichromate, etc. as needed.

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

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

上記補助安定剤としては、例えば、ジエタノールアミンと脂肪族ジカルボン酸との縮合生成物、尿素とホルムアルデヒドとの縮合生成物、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンイミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、ゼラチン、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、ジオクチルスルホサクシネート、ソルビタンエステル、各種乳化剤等が挙げられる。 Examples of the auxiliary stabilizer include a condensation product of diethanolamine and aliphatic dicarboxylic acid, a condensation product of urea and formaldehyde, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, polyethyleneimine, tetramethylammonium hydroxide, gelatin, methylcellulose, polyvinyl Examples include alcohol, dioctyl sulfosuccinate, sorbitan ester, various emulsifiers, and the like.

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

上記水溶性窒素含有化合物としては、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートやポリジメチルアミノエチルアクリレートに代表されるポリジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、ポリジメチルアミノプロピルアクリルアミドやポリジメチルアミノプロピルメタクリルアミドに代表されるポリジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド、ポリアクリルアミド、ポリカチオン性アクリルアミド、ポリアミンサルフォン、ポリアリルアミン等が挙げられる。これらのなかでは、ポリビニルピロリドンが好適に用いられる。 Examples of the water-soluble nitrogen-containing compound include polyvinyl pyrrolidone, polyethyleneimine, polyoxyethylene alkylamine, polydialkylaminoalkyl (meth) acrylate represented by polydimethylaminoethyl methacrylate and polydimethylaminoethyl acrylate, and polydimethylamino. Examples thereof include polydialkylaminoalkyl (meth) acrylamides represented by propylacrylamide and polydimethylaminopropylmethacrylamide, polyacrylamide, polycationic acrylamide, polyamine sulfone, and polyallylamine. Of these, polyvinylpyrrolidone is preferably used.

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

上記分散安定剤及び補助安定剤に加えて、更に塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の無機塩を添加してもよい。無機塩を添加することで、より均一な粒子形状を有する熱膨張性マイクロカプセルが得ることができる。上記無機塩の添加量は、通常、モノマー100重量部に対して0〜100重量部が好ましい。 In addition to the dispersion stabilizer and auxiliary stabilizer, inorganic salts such as sodium chloride and sodium sulfate may be added. By adding an inorganic salt, a thermally expandable microcapsule having a more uniform particle shape can be obtained. Usually, the amount of the inorganic salt added is preferably 0 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer.

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

次いで、熱膨張性マイクロカプセルを製造する方法では、重合性モノマー、揮発性膨張剤及び粘土鉱物を含有する油性混合液を水性媒体中に分散させる工程を行う。この工程では、重合性モノマー、揮発性膨張剤、及び、粘土鉱物を別々に水性分散媒体に添加して、水性分散媒体中で油性混合液を調製してもよいが、通常は、予め重合性モノマー、揮発性膨張剤を混合した後、粘土鉱物を添加し油性混合液としてから、水性分散媒体に添加する。この際、油性混合液と水性分散媒体とを予め別々の容器で調製しておき、別の容器で攪拌しながら混合することにより油性混合液を水性分散媒体に分散させた後、重合反応容器に添加しても良い。なお、上記重合性モノマーとしては、上記ニトリル系モノマー(I)、カルボキシル基を有し、炭素数が3〜8のラジカル重合性不飽和カルボン酸モノマー(II)、分子内に二重結合を2つ以上有する重合性モノマー(III)等を用いることができる。
また、上記重合性モノマーを重合するために、重合開始剤が使用されるが、上記重合開始剤は、予め上記油性混合液に添加してもよく、水性分散媒体と油性混合液とを重合反応容器内で攪拌混合した後に添加してもよい。
Next, in the method for producing a thermally expandable microcapsule, an oily mixed liquid containing a polymerizable monomer, a volatile swelling agent and a clay mineral is dispersed in an aqueous medium. In this step, the polymerizable monomer, the volatile swelling agent, and the clay mineral may be separately added to the aqueous dispersion medium to prepare an oily mixture in the aqueous dispersion medium. After mixing the monomer and the volatile swelling agent, a clay mineral is added to form an oily mixture, and then added to the aqueous dispersion medium. At this time, the oil-based mixed liquid and the aqueous dispersion medium are prepared in separate containers in advance, and the oil-based mixed liquid is dispersed in the aqueous dispersion medium by mixing with stirring in another container, and then the polymerization reaction container. It may be added. The polymerizable monomer includes the nitrile monomer (I), a radically polymerizable unsaturated carboxylic acid monomer (II) having a carboxyl group and having 3 to 8 carbon atoms, and 2 double bonds in the molecule. One or more polymerizable monomers (III) or the like can be used.
In addition, a polymerization initiator is used to polymerize the polymerizable monomer. The polymerization initiator may be added to the oily mixed solution in advance, and the aqueous dispersion medium and the oily mixed solution are subjected to a polymerization reaction. You may add, after stirring and mixing in a container.

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

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

本発明の熱膨張性マイクロカプセルを用いて得られる発泡成形体は、高外観品質が得られ、独立気泡が均一に形成されており、軽量性、断熱性、耐衝撃性、剛性等に優れるものとなり、住宅用建材、自動車用部材、靴底等の用途に好適に用いることができる。 The foamed molded product obtained using the thermally expandable microcapsule of the present invention has high appearance quality, uniform closed cells, and is excellent in lightness, heat insulation, impact resistance, rigidity, etc. Thus, it can be suitably used for applications such as residential building materials, automobile members, and shoe soles.

本発明によれば、優れた耐熱性を有しつつ、高い発泡倍率を実現することが可能な熱膨張性マイクロカプセルを提供できる。また、本発明は、該熱膨張性マイクロカプセルの製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a thermally expandable microcapsule capable of realizing a high expansion ratio while having excellent heat resistance. Moreover, this invention can provide the manufacturing method of this thermally expansible microcapsule.

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

(実施例1〜2、比較例1〜3)
(熱膨張性マイクロカプセルの作製)
重合反応容器に、水8Lと、分散安定剤としてコロイダルシリカ(旭電化社製)10重量部及びポリビニルピロリドン(BASF社製)0.3重量部と、1N塩酸0.7重量部とを投入し、水性分散媒体を調製した。次いで、表1に示した配合量のモノマー、架橋剤、揮発性膨張剤及び重合開始剤からなる油性混合液に、表1に示した種類の粘土鉱物を添加した後、更に水性分散媒体に添加することにより、分散液を調製した。得られた分散液をホモジナイザーで攪拌混合し、窒素置換した加圧重合器(20L)内へ仕込み、加圧(0.2MPa)し、60℃で20時間反応させることにより、反応生成物を調製した。得られた反応生成物について、ろ過と水洗を繰り返した後、乾燥して熱膨張性マイクロカプセルを得た。
なお、粘土鉱物としては、ルーセントSTN(層状珪酸塩、コープケミカル社製)、ソマシフMTE(層状珪酸塩、コープケミカル社製)を用いた。
(Examples 1-2, Comparative Examples 1-3)
(Production of thermally expandable microcapsules)
In a polymerization reaction vessel, 8 L of water, 10 parts by weight of colloidal silica (manufactured by Asahi Denka) and 0.3 part by weight of polyvinylpyrrolidone (manufactured by BASF) as a dispersion stabilizer and 0.7 part by weight of 1N hydrochloric acid are charged. An aqueous dispersion medium was prepared. Next, a clay mineral of the type shown in Table 1 is added to an oily mixed liquid composed of a monomer, a cross-linking agent, a volatile swelling agent and a polymerization initiator shown in Table 1, and then added to an aqueous dispersion medium. By doing so, a dispersion was prepared. The resulting dispersion is stirred and mixed with a homogenizer, charged into a nitrogen-substituted pressure polymerization vessel (20 L), pressurized (0.2 MPa), and reacted at 60 ° C. for 20 hours to prepare a reaction product. did. The obtained reaction product was repeatedly filtered and washed with water, and then dried to obtain thermally expandable microcapsules.
In addition, as the clay mineral, Lucent STN (layered silicate, manufactured by Corp Chemical Co.) and Somasif MTE (layered silicate, manufactured by Corp Chemical Co.) were used.

(評価)
実施例1〜2、比較例1〜3で得られた熱膨張性マイクロカプセルについて、下記の評価を行った。結果を表2に示した。
(Evaluation)
The following evaluation was performed about the thermally expansible microcapsule obtained in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3. The results are shown in Table 2.

(1)粘土鉱物の確認
(1−1)含有率
得られた熱膨張性マイクロカプセルを約0.5g計量し、600℃で5時間燃焼させ、灰分を得た。その後、得られた灰分について、蛍光X線測定を行い、灰分中のMg元素の比率(Z%)を測定した。測定した熱膨張性マイクロカプセルの重量(Xg)、灰分の重量(Yg)から、下記(3)に従って粘土鉱物の含有率を算出した。
粘土鉱物の含有率(重量%)=(Y/X)×Z (3)
(1) Confirmation of clay mineral (1-1) Content rate About 0.5 g of the obtained thermally expandable microcapsules were weighed and burned at 600 ° C. for 5 hours to obtain ash. Thereafter, the obtained ash was subjected to fluorescent X-ray measurement, and the ratio (Z%) of Mg element in the ash was measured. From the measured weight (Xg) of the thermally expandable microcapsule and the weight of ash (Yg), the content of clay mineral was calculated according to the following (3).
Clay mineral content (% by weight) = (Y / X) × Z (3)

(1−2)存在部位
得られた熱膨張性マイクロカプセルのシェル断面について、SEM−EDS(HORIBA社製)を用いて、Mg成分のマッピング画像を出力し、Mg成分の有無を確認した。
更に、シェル内でMg成分が凝集した状態で存在しているか、均一に分散した状態で存在しているかを目視で確認した。
(1-2) Presence site About the shell cross section of the obtained thermally expansible microcapsule, the mapping image of Mg component was output using SEM-EDS (made by HORIBA), and the presence or absence of Mg component was confirmed.
Furthermore, it was visually confirmed whether the Mg component was present in an aggregated state or in a uniformly dispersed state in the shell.

(1−3)粒子径
上記(1−2)で得られたMg成分のマッピング画像を用いて、粘土鉱物の粒子径をノギスを用いて測定した。なお、粒子径は長径と短径の平均とし、50個の粒子径の平均値を算出した。
(1-3) Particle diameter Using the mapping image of the Mg component obtained in (1-2) above, the particle diameter of the clay mineral was measured using a caliper. The particle diameter was the average of the long diameter and the short diameter, and the average value of 50 particle diameters was calculated.

(1−4)種類
上記(1−1)で行った蛍光分析の結果を参照して、Na、K、Ca、Li、Si、Fe、Al、Mg等の組成比から粘土鉱物の種類を確認した。
(1-4) Type With reference to the result of the fluorescence analysis performed in (1-1) above, the type of clay mineral is confirmed from the composition ratio of Na, K, Ca, Li, Si, Fe, Al, Mg, etc. did.

(2)熱膨張性マイクロカプセルの性能評価
(2−1)発泡倍率
得られた熱膨張性マイクロカプセルを約0.1g計量し、10mLのメスシリンダーに入れた。その後、150℃に加熱したオーブンに5分間投入し、メスシリンダー内で膨張した熱膨張性マイクロカプセルの容積を測定した。8mL以上である場合を◎、5mL以上8mL未満である場合を○、2mL以上5mL未満である場合を△、2mL未満である場合を×とした。
(2) Performance Evaluation of Thermally Expandable Microcapsule (2-1) Foaming Ratio About 0.1 g of the obtained thermally expandable microcapsule was weighed and placed in a 10 mL graduated cylinder. Then, it put into the oven heated at 150 degreeC for 5 minutes, and measured the volume of the thermally expansible microcapsule expanded in the measuring cylinder. The case where it was 8 mL or more was marked as 場合, the case where it was 5 mL or more and less than 8 mL, ◯, the case where it was 2 mL or more and less than 5 mL, or the case where it was less than 2 mL.

(2−2)へたり
上記(2−1)で測定した試料を更に200℃に加熱したオーブンに10分間投入し、メスシリンダー内の粒子の容積(H)を測定し、(2−1)で測定した容積(L)に対する比(H/L)を算出した。H/Lが0.8以上である場合を◎、H/Lが0.6以上0.8未満である場合を○、H/Lが0.4以上0.6未満である場合を△、H/Lが0.4未満である場合を×とした。
(2-2) Slip The sample measured in (2-1) above is further placed in an oven heated to 200 ° C. for 10 minutes, and the volume (H) of particles in the graduated cylinder is measured. (2-1) The ratio (H / L) to the volume (L) measured in (1) was calculated. ◎ when H / L is 0.8 or more, ◯ when H / L is 0.6 or more and less than 0.8, Δ when H / L is 0.4 or more and less than 0.6, The case where H / L was less than 0.4 was set as x.

Figure 0005543717
Figure 0005543717

Figure 0005543717
Figure 0005543717

表2に示すように、実施例1〜2で得られた熱膨張性マイクロカプセルは、へたりが生じず高い耐熱性を有していることがわかる。また、実施例1〜2で得られた熱膨張性マイクロカプセルは、発泡倍率が高いことから、良好な発泡性能を有することがわかる。
これに対して、比較例1〜3で得られた熱膨張性マイクロカプセルは、発泡倍率が低く、へたりが発生していることがわかる。
As shown in Table 2, it can be seen that the thermally expandable microcapsules obtained in Examples 1 and 2 have high heat resistance without causing sag. Moreover, since the thermally expansible microcapsule obtained in Examples 1-2 has high foaming ratio, it turns out that it has favorable foaming performance.
On the other hand, it can be seen that the thermally expandable microcapsules obtained in Comparative Examples 1 to 3 have a low expansion ratio and sag.

本発明によれば、優れた耐熱性を有しつつ、高い発泡倍率を実現することが可能な熱膨張性マイクロカプセルを提供できる。また、本発明によれば、該熱膨張性マイクロカプセルの製造方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a thermally expandable microcapsule capable of realizing a high expansion ratio while having excellent heat resistance. Moreover, according to this invention, the manufacturing method of this thermally expansible microcapsule can be provided.

Claims (5)

熱可塑性樹脂からなるシェルに、コア剤として揮発性膨張剤が内包された熱膨張性マイクロカプセルであって、前記シェルは、粘土鉱物を含有し、前記粘土鉱物の含有量が0.01〜2.0重量%であることを特徴とする熱膨張性マイクロカプセル。 A thermally expandable microcapsule in which a volatile expansion agent is encapsulated as a core agent in a shell made of a thermoplastic resin, the shell containing a clay mineral, and the content of the clay mineral is 0.01 to 2 thermally expandable microcapsule characterized by 2.0 wt% der Rukoto. 粘土鉱物は、層状珪酸塩であることを特徴とする請求項1載の熱膨張性マイクロカプセル。 Clay minerals, thermally expandable microcapsule according to claim 1 Symbol mounting characterized in that it is a layered silicate. 粘土鉱物は、スメクタイト、ベントナイト又は膨潤性マイカであることを特徴とする請求項1記載の熱膨張性マイクロカプセル。 Clay minerals, smectite, claim 1 or thermally expandable microcapsule of 2, wherein the bentonite or swellable mica. 粘土鉱物は、非極性化されていることを特徴とする請求項1、2記載の熱膨張性マイクロカプセル。 Clay minerals, thermally expandable microcapsule according to claim 1, 2 or 3, wherein in that it is non-polarized. 粘土鉱物のシェル中における分散径が0.001〜5μmであることを特徴とする請求項1、2、3記載の熱膨張性マイクロカプセル。 Claim 1, 2, 3 or 4 heat-expandable microcapsule according dispersed diameter in the clay mineral shell characterized in that it is a 0.001 to 5.
JP2009031523A 2009-02-13 2009-02-13 Thermally expandable microcapsule and method for producing thermally expandable microcapsule Expired - Fee Related JP5543717B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009031523A JP5543717B2 (en) 2009-02-13 2009-02-13 Thermally expandable microcapsule and method for producing thermally expandable microcapsule

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009031523A JP5543717B2 (en) 2009-02-13 2009-02-13 Thermally expandable microcapsule and method for producing thermally expandable microcapsule

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010185045A JP2010185045A (en) 2010-08-26
JP5543717B2 true JP5543717B2 (en) 2014-07-09

Family

ID=42765888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009031523A Expired - Fee Related JP5543717B2 (en) 2009-02-13 2009-02-13 Thermally expandable microcapsule and method for producing thermally expandable microcapsule

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5543717B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8202334B2 (en) * 2010-11-12 2012-06-19 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of forming silicate polishing pad
US8357446B2 (en) * 2010-11-12 2013-01-22 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Hollow polymeric-silicate composite
CN105026511B (en) 2013-09-26 2017-03-08 积水化学工业株式会社 Thermal expansivity microcapsule
CN106808748B (en) * 2015-12-01 2019-01-29 福建华彩新材料有限公司 A kind of embossing vamp fabric and knurling mould
CN111851139B (en) * 2019-04-30 2022-08-12 陆筱棣 Method for preparing expandable microspheres, microspheres obtained by method and application of microspheres

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02164439A (en) * 1988-12-15 1990-06-25 Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd Microcapsule and its preparation method
JPH02164440A (en) * 1988-12-15 1990-06-25 Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd Microcapsule containing water-refusing component
JP4172871B2 (en) * 1998-02-24 2008-10-29 松本油脂製薬株式会社 Thermally expandable microcapsule and method for producing the same
GB0804700D0 (en) * 2008-03-13 2008-04-16 Syngenta Ltd Microencapsulation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010185045A (en) 2010-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5204368B2 (en) Thermally expandable microcapsule and method for producing thermally expandable microcapsule
JP5543717B2 (en) Thermally expandable microcapsule and method for producing thermally expandable microcapsule
JP5255200B2 (en) Thermally expandable microcapsules and foamed molded articles
JP5497978B2 (en) Thermally expandable microcapsules and foamed molded articles
JP2009221429A (en) Thermally expandable microcapsule and foamed molded body
JP5204369B2 (en) Thermally expandable microcapsule and method for producing thermally expandable microcapsule
WO2011122227A1 (en) Thermally expandable microcapsule and process for production of thermally expandable microcapsule
JP2012126827A (en) Heat-foamable particle and method for producing foam
JP2010229341A (en) Thermally expandable microcapsule and method for manufacturing the same
JP5588141B2 (en) Method for producing thermally expandable microcapsules
JP6441653B2 (en) Thermally expandable microcapsule and stampable sheet molded body
WO2014196625A1 (en) Thermally expandable microcapsule and molded foam body
JP7168821B1 (en) thermally expandable microcapsules
JP6978640B1 (en) Thermally expandable microcapsules
JP5727184B2 (en) Thermally expandable microcapsule, resin composition and foamed sheet
JP5543721B2 (en) Thermally expandable microcapsule and method for producing thermally expandable microcapsule
JP2013212433A (en) Method for manufacturing thermally expansible microcapsule
JP5766418B2 (en) Method for producing thermally expandable microcapsules
JP2010053351A (en) Fiber-reinforced resin composition
JP7431904B2 (en) thermally expandable microcapsules
JP5839789B2 (en) Method for producing thermally expandable microcapsules
JP2011168749A (en) Method of manufacturing thermally expansible microcapsule
JP2010202805A (en) Thermally expandable microcapsule, and method for producing thermally expandable microcapsule
JP2011195777A (en) Thermally expandable microcapsule and method for producing thermally expandable microcapsule
WO2023190294A1 (en) Thermally expandable microcapsules

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111215

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131224

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140224

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: 20140415

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140509

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5543717

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees