JPH112615A - 熱膨張性微粒子およびその配合物の熱膨張・収縮の測定方法 - Google Patents
熱膨張性微粒子およびその配合物の熱膨張・収縮の測定方法Info
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- JPH112615A JPH112615A JP15492997A JP15492997A JPH112615A JP H112615 A JPH112615 A JP H112615A JP 15492997 A JP15492997 A JP 15492997A JP 15492997 A JP15492997 A JP 15492997A JP H112615 A JPH112615 A JP H112615A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱膨張性微小球そのものの熱による膨張収縮
挙動を簡便且つ正確に評価することのできる体積変化率
測定方法を提供する。 【解決手段】 シリンダーおよびピストンを具備し、シ
リンダー内に充填された試料の加熱または冷却に伴う体
積変化をピストンの変位量により測定する装置を用いて
体積変化測定方法において、試料内の空隙部に試料を膨
潤も溶解もしない液体を充填した後、加熱または冷却を
行って体積変化を起こさせる熱体積変化率の測定方法。
試料が熱膨張性微粒子、発泡体微粒子またはそれらを含
む配合物である上記熱体積変化率の測定方法。特に熱膨
張性微粒子が熱膨張性マイクロカプセル、熱膨張性スチ
レンビーズ、熱膨張性カーボンである場合に適する。
挙動を簡便且つ正確に評価することのできる体積変化率
測定方法を提供する。 【解決手段】 シリンダーおよびピストンを具備し、シ
リンダー内に充填された試料の加熱または冷却に伴う体
積変化をピストンの変位量により測定する装置を用いて
体積変化測定方法において、試料内の空隙部に試料を膨
潤も溶解もしない液体を充填した後、加熱または冷却を
行って体積変化を起こさせる熱体積変化率の測定方法。
試料が熱膨張性微粒子、発泡体微粒子またはそれらを含
む配合物である上記熱体積変化率の測定方法。特に熱膨
張性微粒子が熱膨張性マイクロカプセル、熱膨張性スチ
レンビーズ、熱膨張性カーボンである場合に適する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱膨張性マイクロカ
プセル等の微小球、その発泡体、およびそれらを含む配
合物の熱による体積変化率を測定方法に関する。
プセル等の微小球、その発泡体、およびそれらを含む配
合物の熱による体積変化率を測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱膨張性マイクロカプセルやその発泡
体、またはそれらを含む配合物は、温度当たりの体積変
化率および熱による体積変化の絶対値が大きく、また粒
子間の空隙が大きいため、温度変化による正確な体積変
化率を測定することが困難であり、また体積変化の挙動
を捉えることが容易ではなかった。例えば、従来の方法
としては次のような方法がとられていた。 （１）熱膨張性マイクロカプセルまたはその発泡体を樹
脂塗料と混合し塗膜とする。この塗膜に所定の熱履歴を
与えた後の塗膜膜厚を測定する膨張倍率測定方法は、樹
脂中の熱膨張性マイクロカプセルの一方向の伸びしか測
定できない。しかし、樹脂の伸びや熱のかかり具合の不
均一のため楕円に膨張する場合がほとんどであるため、
一方向の伸びを測定しただけでは、正確な体積変化率を
評価することはできない。
体、またはそれらを含む配合物は、温度当たりの体積変
化率および熱による体積変化の絶対値が大きく、また粒
子間の空隙が大きいため、温度変化による正確な体積変
化率を測定することが困難であり、また体積変化の挙動
を捉えることが容易ではなかった。例えば、従来の方法
としては次のような方法がとられていた。 （１）熱膨張性マイクロカプセルまたはその発泡体を樹
脂塗料と混合し塗膜とする。この塗膜に所定の熱履歴を
与えた後の塗膜膜厚を測定する膨張倍率測定方法は、樹
脂中の熱膨張性マイクロカプセルの一方向の伸びしか測
定できない。しかし、樹脂の伸びや熱のかかり具合の不
均一のため楕円に膨張する場合がほとんどであるため、
一方向の伸びを測定しただけでは、正確な体積変化率を
評価することはできない。
【０００３】（２）熱膨張性マイクロカプセルまたはそ
の発泡体を樹脂塗料と混合した後の塗膜や成形物の膨張
を、熱機械分析装置を使って測定する方法も、樹脂中の
熱膨張性マイクロカプセルの一方向の伸び、いわゆる線
膨張しか測定できない。したがって、この方法も上記
（１）の場合と同じ理由により、体積変化率を正確に評
価することができない。 （３）熱膨張性マイクロカプセルおよびその配合物また
は熱膨張性マイクロカプセル発泡体およびその配合物を
熱膨張させた（所定の熱履歴を与えた）後、アルキメデ
ス変法で真比重を測定する方法を用いれば膨張倍率を正
確に評価することはできる。しかし、その測定には時間
と手間を要するため、種々の温度や発泡倍率、あるいは
各発泡過程での膨張倍率を測定するためには、非常に大
きい労力を必要とする。
の発泡体を樹脂塗料と混合した後の塗膜や成形物の膨張
を、熱機械分析装置を使って測定する方法も、樹脂中の
熱膨張性マイクロカプセルの一方向の伸び、いわゆる線
膨張しか測定できない。したがって、この方法も上記
（１）の場合と同じ理由により、体積変化率を正確に評
価することができない。 （３）熱膨張性マイクロカプセルおよびその配合物また
は熱膨張性マイクロカプセル発泡体およびその配合物を
熱膨張させた（所定の熱履歴を与えた）後、アルキメデ
ス変法で真比重を測定する方法を用いれば膨張倍率を正
確に評価することはできる。しかし、その測定には時間
と手間を要するため、種々の温度や発泡倍率、あるいは
各発泡過程での膨張倍率を測定するためには、非常に大
きい労力を必要とする。
【０００４】これら（１）〜（３）の各測定方法では、
所定の熱履歴を与えた場合の熱膨張性マイクロカプセル
そのものの挙動が分かりづらい、加熱方法により熱膨張
性マイクロカプセルの受ける熱履歴が違ってくる、等の
多くの問題点があり、そのため実際の熱膨張性マイクロ
カプセルを用いた製品の熱膨張挙動を捉えるために、非
常に大きな労力を費やしてきた。
所定の熱履歴を与えた場合の熱膨張性マイクロカプセル
そのものの挙動が分かりづらい、加熱方法により熱膨張
性マイクロカプセルの受ける熱履歴が違ってくる、等の
多くの問題点があり、そのため実際の熱膨張性マイクロ
カプセルを用いた製品の熱膨張挙動を捉えるために、非
常に大きな労力を費やしてきた。
【０００５】そのためにまた以下のような熱機械分析装
置を用いた測定方法がいろいろと提案されている。 （４）水銀をシリンダーおよびピストンのシール剤とし
て使用する熱機械分析装置を使う測定方法：Ｍｅｔｔｌ
ｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ３５０６。しかしこ
の方法は有害な水銀を使用するため測定者や環境へ与え
る影響が大きい。 （５）酸化アルミニウム粉体を展開媒としてシリンダー
およびピストンを使用する熱機械分析装置を使う測定方
法：Ｐｅｒｋｉｎ-Ｅｌｍｅｒ ＩＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ
Ｓ ＤＩＬＡＴＯＭＥＴＴＥＲ ＡＣＣＥＳＳＯＲＹ ３
１９０４６１。これは熱膨張性マイクロカプセルの膨張
のように、大きい変位に対して酸化アルミニウム粉体の
ごとき無機粉体はピストンとシリンダーの間に食い込
み、摺動部のスムーズな動きが得られず、不適である。
置を用いた測定方法がいろいろと提案されている。 （４）水銀をシリンダーおよびピストンのシール剤とし
て使用する熱機械分析装置を使う測定方法：Ｍｅｔｔｌ
ｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ３５０６。しかしこ
の方法は有害な水銀を使用するため測定者や環境へ与え
る影響が大きい。 （５）酸化アルミニウム粉体を展開媒としてシリンダー
およびピストンを使用する熱機械分析装置を使う測定方
法：Ｐｅｒｋｉｎ-Ｅｌｍｅｒ ＩＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ
Ｓ ＤＩＬＡＴＯＭＥＴＴＥＲ ＡＣＣＥＳＳＯＲＹ ３
１９０４６１。これは熱膨張性マイクロカプセルの膨張
のように、大きい変位に対して酸化アルミニウム粉体の
ごとき無機粉体はピストンとシリンダーの間に食い込
み、摺動部のスムーズな動きが得られず、不適である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
の測定方法の問題点を解決し、できるだけ手軽に、熱膨
張性微小球そのものの熱による膨張収縮挙動を正確につ
かむ測定方法を提供する。
の測定方法の問題点を解決し、できるだけ手軽に、熱膨
張性微小球そのものの熱による膨張収縮挙動を正確につ
かむ測定方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダーお
よびピストンを具備し、シリンダー内に充填された試料
の加熱または冷却に伴う体積変化をピストンの変位量に
より測定する装置を用いて行う体積変化測定方法におい
て、試料内の空隙部に試料を膨潤も溶解もしない液体を
充填した後、加熱または冷却を行って体積変化を起こさ
せることをことを特徴とする熱体積変化率の測定方法に
関する。本発明は、特に、試料が熱膨張性微粒子、発泡
体微粒子またはそれらを含む配合物である上記の熱体積
変化の測定方法に関する。本発明の測定方法は、熱膨張
性微粒子が熱膨張性マイクロカプセル、熱膨張性スチレ
ンビーズ、熱膨張性カーボンである場合に適している。
よびピストンを具備し、シリンダー内に充填された試料
の加熱または冷却に伴う体積変化をピストンの変位量に
より測定する装置を用いて行う体積変化測定方法におい
て、試料内の空隙部に試料を膨潤も溶解もしない液体を
充填した後、加熱または冷却を行って体積変化を起こさ
せることをことを特徴とする熱体積変化率の測定方法に
関する。本発明は、特に、試料が熱膨張性微粒子、発泡
体微粒子またはそれらを含む配合物である上記の熱体積
変化の測定方法に関する。本発明の測定方法は、熱膨張
性微粒子が熱膨張性マイクロカプセル、熱膨張性スチレ
ンビーズ、熱膨張性カーボンである場合に適している。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、被測定物として熱膨張
性マイクロカプセル、熱膨張性マイクロカプセル発泡体
またはその配合物等の試料を充填し、ピストンで封入し
た測定容器（シリンダー）を、熱機械測定装置により、
加熱または冷却を行い、ピストンの変位および変位量か
ら試料の体積変化挙動を観測するものである。本発明の
特徴は体積変化（率）を測定しようとする試料の体積変
化を、試料上に載せたピストンの変位量で検出しようと
すること、およびシリンダー内に充填された試料の空隙
部に試料を膨潤も溶解もしない液体を充填させることに
ある。
性マイクロカプセル、熱膨張性マイクロカプセル発泡体
またはその配合物等の試料を充填し、ピストンで封入し
た測定容器（シリンダー）を、熱機械測定装置により、
加熱または冷却を行い、ピストンの変位および変位量か
ら試料の体積変化挙動を観測するものである。本発明の
特徴は体積変化（率）を測定しようとする試料の体積変
化を、試料上に載せたピストンの変位量で検出しようと
すること、およびシリンダー内に充填された試料の空隙
部に試料を膨潤も溶解もしない液体を充填させることに
ある。
【０００９】本発明に用いることのできる熱体積変化率
測定用容器を構成するシリンダーとピストンの例を図１
に示す。シリンダーおよびピストンの材質はそれ自体の
熱膨張が少なく寸法安定性に優れたものが望ましく具体
的には石英ガラス製のものが適している。測定に当たっ
ては、まず重量を精秤した試料を、シリンダー内に表面
ができるだけ平らになるようにして充填する。試料の量
は、それが熱膨張性微粒子であるか、発泡体微粒子であ
るか、またはそれらを含む組成物であるかによって異な
るが、いずれの場合も後述する試料を膨潤も溶解もしな
い液体によってピストン-シリンダー内の空間に液封し
た際、ピストンの下部が、加熱後シリンダーに設けられ
た液抜き穴の下端の高さの９５％以下の範囲に来るよう
にするのが好ましい。
測定用容器を構成するシリンダーとピストンの例を図１
に示す。シリンダーおよびピストンの材質はそれ自体の
熱膨張が少なく寸法安定性に優れたものが望ましく具体
的には石英ガラス製のものが適している。測定に当たっ
ては、まず重量を精秤した試料を、シリンダー内に表面
ができるだけ平らになるようにして充填する。試料の量
は、それが熱膨張性微粒子であるか、発泡体微粒子であ
るか、またはそれらを含む組成物であるかによって異な
るが、いずれの場合も後述する試料を膨潤も溶解もしな
い液体によってピストン-シリンダー内の空間に液封し
た際、ピストンの下部が、加熱後シリンダーに設けられ
た液抜き穴の下端の高さの９５％以下の範囲に来るよう
にするのが好ましい。
【００１０】液封方法およびピストン-シリンダー液抜
き穴の関係については、図１０にしたがって説明する。
図１０において（ａ）は空のシリンダーである。次に
（ｂ）に図示するように、空のシリンダーの底面にでき
るだけ平らになるように試料を充填する。次に（ｃ）の
ように、所定の液体を注入し、試料の空隙部分にも充填
されるように脱気を行う。（ｄ）次に、ピストンを、空
気を噛み込まないようにシリンダーに挿入する。余分な
液体は液抜き穴より排出する。次に（ｅ）に示すように
ピストンを１８０℃回転する。これによって液封は完了
し、測定可能変移が図のように生まれる。また、ピスト
ンとシリンダーによる初期空間がほぼ毎測定ごとに一定
となる。このピストン-シリンダーを熱測定装置の所定
の位置にセットして測定を行う。全体の寸法は後に述べ
る熱機械測定装置にて測定できる大きさとなる。
き穴の関係については、図１０にしたがって説明する。
図１０において（ａ）は空のシリンダーである。次に
（ｂ）に図示するように、空のシリンダーの底面にでき
るだけ平らになるように試料を充填する。次に（ｃ）の
ように、所定の液体を注入し、試料の空隙部分にも充填
されるように脱気を行う。（ｄ）次に、ピストンを、空
気を噛み込まないようにシリンダーに挿入する。余分な
液体は液抜き穴より排出する。次に（ｅ）に示すように
ピストンを１８０℃回転する。これによって液封は完了
し、測定可能変移が図のように生まれる。また、ピスト
ンとシリンダーによる初期空間がほぼ毎測定ごとに一定
となる。このピストン-シリンダーを熱測定装置の所定
の位置にセットして測定を行う。全体の寸法は後に述べ
る熱機械測定装置にて測定できる大きさとなる。
【００１１】測定装置としては、一般に熱機械測定装置
と呼ばれているものを用いる。具体的にはパーキンエル
マー社製ＴＭＡ-７のように、ピストンの動きを捉える
プローブがピストンに対して荷重をかけることができ、
およびシリンダー中のピストンの動きを捉えることがで
きるとともに少なくとも室温から２５０℃の間の加熱冷
却の機能を備えた装置である。またその記録計としては
少なくとも温度と共にピストンの変位を記録できるもの
を用いるべきである。このような測定装置の概念図を図
２に示す。
と呼ばれているものを用いる。具体的にはパーキンエル
マー社製ＴＭＡ-７のように、ピストンの動きを捉える
プローブがピストンに対して荷重をかけることができ、
およびシリンダー中のピストンの動きを捉えることがで
きるとともに少なくとも室温から２５０℃の間の加熱冷
却の機能を備えた装置である。またその記録計としては
少なくとも温度と共にピストンの変位を記録できるもの
を用いるべきである。このような測定装置の概念図を図
２に示す。
【００１２】これらを用いて測定した結果は以下の測定
値を用いて表すことができる。 体積変化開始温度：ピストンの変位開始時の温度 最大体積変化温度：ピストンの変位最大時の温度 最大体積変化率：最大変位時の変位量／被測定物の初期
サンプル高さ またその体積膨張、体積収縮の様子を観察することがで
きる。
値を用いて表すことができる。 体積変化開始温度：ピストンの変位開始時の温度 最大体積変化温度：ピストンの変位最大時の温度 最大体積変化率：最大変位時の変位量／被測定物の初期
サンプル高さ またその体積膨張、体積収縮の様子を観察することがで
きる。
【００１３】熱膨張性マイクロカプセルおよび熱膨張性
マイクロカプセル発泡体を単独で測定する場合も、また
はそれらの配合物として主に樹脂組成物中に熱膨張性マ
イクロカプセルまたは熱膨張性膨張マイクロカプセル発
泡体を含んだ熱膨張性樹脂組成物として測定する場合
も、熱膨張性マイクロカプセルや熱膨張性マイクロカプ
セル発泡体の使用温度幅より広い温度域にわたって測定
するのが一般的である。またはそれらの配合物として主
に樹脂組成物中に熱膨張性マイクロカプセルまたは熱膨
張性膨張マイクロカプセル発泡体を含んだ熱膨張性樹脂
組成物においても同様の温度域での測定が求められてお
り、それらの温度域は具体的には室温から２５０℃であ
る。
マイクロカプセル発泡体を単独で測定する場合も、また
はそれらの配合物として主に樹脂組成物中に熱膨張性マ
イクロカプセルまたは熱膨張性膨張マイクロカプセル発
泡体を含んだ熱膨張性樹脂組成物として測定する場合
も、熱膨張性マイクロカプセルや熱膨張性マイクロカプ
セル発泡体の使用温度幅より広い温度域にわたって測定
するのが一般的である。またはそれらの配合物として主
に樹脂組成物中に熱膨張性マイクロカプセルまたは熱膨
張性膨張マイクロカプセル発泡体を含んだ熱膨張性樹脂
組成物においても同様の温度域での測定が求められてお
り、それらの温度域は具体的には室温から２５０℃であ
る。
【００１４】上記の測定温度範囲内において、熱膨張性
マイクロカプセルおよび熱膨張性マイクロカプセル発泡
体のシェルが熱可塑性樹脂でできている場合、溶融、融
着を起こしてピストン、シリンダー間の摺動不良を起こ
すので、以下に示す液体媒体で測定用容器を満たす必要
がある。その液体媒体は、当該温度範囲内で熱的に安定
で、蒸発が少なくて溶融、融着や熱崩壊を起こさず、且
つ熱膨張性マイクロカプセルおよび熱膨張性マイクロカ
プセル発泡体のシェルを膨潤または溶解することなく、
またピストンとシリンダーの間に噛み込まず、摺動部の
スムースな動きが得られるものが望ましい。そして、ピ
ストン、シリンダー間の摺動部でのシール性を上げるた
めに高粘度液体である必要があり、その粘度は２５℃で
３０００〜３０００００ｃｓ、好ましくは５０００〜２
０００００ｃｓである。具体的には、スピンドル油、マ
シン油、シリコーンオイルのような液体展開媒体等が挙
げられるが、好ましくは熱的に安定で上記粘度を持つシ
リコーンオイルである。
マイクロカプセルおよび熱膨張性マイクロカプセル発泡
体のシェルが熱可塑性樹脂でできている場合、溶融、融
着を起こしてピストン、シリンダー間の摺動不良を起こ
すので、以下に示す液体媒体で測定用容器を満たす必要
がある。その液体媒体は、当該温度範囲内で熱的に安定
で、蒸発が少なくて溶融、融着や熱崩壊を起こさず、且
つ熱膨張性マイクロカプセルおよび熱膨張性マイクロカ
プセル発泡体のシェルを膨潤または溶解することなく、
またピストンとシリンダーの間に噛み込まず、摺動部の
スムースな動きが得られるものが望ましい。そして、ピ
ストン、シリンダー間の摺動部でのシール性を上げるた
めに高粘度液体である必要があり、その粘度は２５℃で
３０００〜３０００００ｃｓ、好ましくは５０００〜２
０００００ｃｓである。具体的には、スピンドル油、マ
シン油、シリコーンオイルのような液体展開媒体等が挙
げられるが、好ましくは熱的に安定で上記粘度を持つシ
リコーンオイルである。
【００１５】測定物の体積変化による変位が熱機械分析
装置の測定可能変位量を越えないようにするために、サ
ンプル量を調整したり、以下に記す希釈用媒体を使用し
て希釈した試料を用いることができる。希釈用媒体とし
ては当該温度範囲内で熱的に安定で、融着、溶融や熱崩
壊を起こさず、且つ熱膨張性マイクロカプセルおよび熱
膨張性マイクロカプセル発泡体のシェルを侵すことのな
い無機粉体が適しており、具体的には、平均粒径が０.
１〜４０μｍの酸化チタン、酸化アルミニウム、ガラス
ビーズ、二酸化珪素、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の無機粉体が
挙げられるが、好ましくは酸化チタン粉、酸化アルミニ
ウム粉、ガラスビーズである。
装置の測定可能変位量を越えないようにするために、サ
ンプル量を調整したり、以下に記す希釈用媒体を使用し
て希釈した試料を用いることができる。希釈用媒体とし
ては当該温度範囲内で熱的に安定で、融着、溶融や熱崩
壊を起こさず、且つ熱膨張性マイクロカプセルおよび熱
膨張性マイクロカプセル発泡体のシェルを侵すことのな
い無機粉体が適しており、具体的には、平均粒径が０.
１〜４０μｍの酸化チタン、酸化アルミニウム、ガラス
ビーズ、二酸化珪素、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の無機粉体が
挙げられるが、好ましくは酸化チタン粉、酸化アルミニ
ウム粉、ガラスビーズである。
【００１６】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。実施例 １ １／１０ｍｇ天秤を用いて、１９ｇのガラスビーズに１
ｇの熱膨張性マイクロカプセルを加え、ミキサー（大阪
ケミカル株式会社製；「Oster Mini Blender」）に６０
秒間かけ、十分に分散した。この分散粉体を、１／１０
０ｍｇ天秤を用いて、１０ｍｇ精秤し、熱体積変化率測
定用容器のシリンダーの底に均一に広げて投入した。す
なわち、シリンダー内の分散粉体中には１／２０×１０
ｍｇ＝０.５ｍｇの熱膨張マイクロカプセルが封入され
ている。またこの熱膨張マイクロカプセルの体積は０.
５／１.０３＝０.４８５μｌである（ここで１.０３は
マツモトマイクロスフェアーＦ−１００Ｄの真比重）。
る。実施例 １ １／１０ｍｇ天秤を用いて、１９ｇのガラスビーズに１
ｇの熱膨張性マイクロカプセルを加え、ミキサー（大阪
ケミカル株式会社製；「Oster Mini Blender」）に６０
秒間かけ、十分に分散した。この分散粉体を、１／１０
０ｍｇ天秤を用いて、１０ｍｇ精秤し、熱体積変化率測
定用容器のシリンダーの底に均一に広げて投入した。す
なわち、シリンダー内の分散粉体中には１／２０×１０
ｍｇ＝０.５ｍｇの熱膨張マイクロカプセルが封入され
ている。またこの熱膨張マイクロカプセルの体積は０.
５／１.０３＝０.４８５μｌである（ここで１.０３は
マツモトマイクロスフェアーＦ−１００Ｄの真比重）。
【００１７】次に、充填用液体としてシリコーンオイル
「ＫＦ-９６５-１００００ＣＳ」（信越シリコーン株式
会社製）をこのシリンダーの脱気穴のすぐ下付近まで入
れた。次に脱気穴に真空ポンプをつないで１.０×１０
-13ｔｏｒｒで３０分間脱気を行ったのち、内部に気泡
が残らないようにピストンをシリンダーに差し込んだ。
測定開始時点での分散粉体の高さ、即ちピストン位置の
読み取り値は０.０１３ｍｍであった。なお、使用した
試料および希釈用媒体は次のとおりである。 試料：熱膨張性マイクロカプセル「マツモトマイクロス
フェアーＦ-１００Ｄ」（松本油脂製薬株式会社製） 希釈用媒体：ガラスビーズ「ＥＧＢ２１０」（東芝パロ
ディーニ株式会社製）
「ＫＦ-９６５-１００００ＣＳ」（信越シリコーン株式
会社製）をこのシリンダーの脱気穴のすぐ下付近まで入
れた。次に脱気穴に真空ポンプをつないで１.０×１０
-13ｔｏｒｒで３０分間脱気を行ったのち、内部に気泡
が残らないようにピストンをシリンダーに差し込んだ。
測定開始時点での分散粉体の高さ、即ちピストン位置の
読み取り値は０.０１３ｍｍであった。なお、使用した
試料および希釈用媒体は次のとおりである。 試料：熱膨張性マイクロカプセル「マツモトマイクロス
フェアーＦ-１００Ｄ」（松本油脂製薬株式会社製） 希釈用媒体：ガラスビーズ「ＥＧＢ２１０」（東芝パロ
ディーニ株式会社製）
【００１８】この測定用試料を熱機械分析装置、パーキ
ンエルマー社製ＴＭＡ-７を用いて次の条件で測定を行
った。 測定温度：２０〜２５０℃ 昇温速度：１０℃／分 プローブの荷重：下向き１０μＮ 熱膨張性マイクロカプセルのみによるピストンの変位量
を評価するために、熱膨張性マイクロカプセルを含ま
ず、希釈用媒体であるガラスビーズおよび充填用液体の
みを上記測定時と同量仕込んで測定した標準カーブを
得、上記測定時のピストンの変位量から標準カーブの変
位量を差し引いたものを熱膨張性マイクロカプセルの測
定値とした。測定結果は次の通りであった： 体積変化開始温度：１４０.１℃ 最大体積変化温度：１７３.５℃ 最大体積変化率：３５.５倍 測定結果を図３に示す。
ンエルマー社製ＴＭＡ-７を用いて次の条件で測定を行
った。 測定温度：２０〜２５０℃ 昇温速度：１０℃／分 プローブの荷重：下向き１０μＮ 熱膨張性マイクロカプセルのみによるピストンの変位量
を評価するために、熱膨張性マイクロカプセルを含ま
ず、希釈用媒体であるガラスビーズおよび充填用液体の
みを上記測定時と同量仕込んで測定した標準カーブを
得、上記測定時のピストンの変位量から標準カーブの変
位量を差し引いたものを熱膨張性マイクロカプセルの測
定値とした。測定結果は次の通りであった： 体積変化開始温度：１４０.１℃ 最大体積変化温度：１７３.５℃ 最大体積変化率：３５.５倍 測定結果を図３に示す。
【００１９】比較例 １ 実施例１の充填用液体に代えて無機粉体（酸化アルミニ
ウム：平均粒子径０.１〜２.０μｍ）を展開媒として用
いた。試料中の熱膨張マイクロカプセルの質量は０.５
０ｍｇとした。測定結果は次の通りであった： 体積変化開始温度：１３６.６℃ 最大体積変化温度：１７９.２℃ 最大体積変化率：不明（ス穴形成のため） ピストンの変位量データを図４に示す。最大体積変化温
度を経過後ピストンとシリンダーの摺動不良が発生し
た。測定終了後の試料中にス穴が発生しており、収縮に
ついては最後まで観察できていない。また最大体積変化
率について無機粉体の圧縮度の影響やス穴もあり信頼性
がない。
ウム：平均粒子径０.１〜２.０μｍ）を展開媒として用
いた。試料中の熱膨張マイクロカプセルの質量は０.５
０ｍｇとした。測定結果は次の通りであった： 体積変化開始温度：１３６.６℃ 最大体積変化温度：１７９.２℃ 最大体積変化率：不明（ス穴形成のため） ピストンの変位量データを図４に示す。最大体積変化温
度を経過後ピストンとシリンダーの摺動不良が発生し
た。測定終了後の試料中にス穴が発生しており、収縮に
ついては最後まで観察できていない。また最大体積変化
率について無機粉体の圧縮度の影響やス穴もあり信頼性
がない。
【００２０】実施例 ２ 熱膨張性マイクロカプセルとして「マツモトマイクロス
フェアーＦ-３０Ｄ」（松本油脂製薬株式会社製）を用
いた以外は実施例１と同様にして測定を行った。結果は
次の通りであった； 体積変化開始温度：８３.１℃ 最大体積変化温度：１１８.３℃ 最大体積変化率：３３.４倍 ピストンの変位量データを図５に示す。
フェアーＦ-３０Ｄ」（松本油脂製薬株式会社製）を用
いた以外は実施例１と同様にして測定を行った。結果は
次の通りであった； 体積変化開始温度：８３.１℃ 最大体積変化温度：１１８.３℃ 最大体積変化率：３３.４倍 ピストンの変位量データを図５に示す。
【００２１】実施例 ３ 熱膨張性マイクロカプセルは「マツモトマイクロスフェ
アーＦ-８０ＳＤ」（松本油脂製薬株式会社製）を用い
た実施例１と同様に測定を行った。結果は次の通りであ
った； 体積変化開始温度：１５１.４℃ 最大体積変化温度：１６０.０℃ 最大体積変化率：４１.５倍 ピストンの変位量データを図６に示す。
アーＦ-８０ＳＤ」（松本油脂製薬株式会社製）を用い
た実施例１と同様に測定を行った。結果は次の通りであ
った； 体積変化開始温度：１５１.４℃ 最大体積変化温度：１６０.０℃ 最大体積変化率：４１.５倍 ピストンの変位量データを図６に示す。
【００２２】実施例 ４ 希釈用媒体を用いず、熱膨張性マイクロカプセル発泡体
（「ＭＦＬ-１００ＣＡ」、真比重＝０.１４；松本油脂
製薬株式会社製）のみ０.０１０ｇをシリンダーに充填
した。余剰空間には充填用液体としてシリコーンオイル
「ＫＦ-９６５-１００００ＣＳ」（信越シリコーン株式
会社製）を満たした。プローブに、０ｍＮ（図７）、３
０ｍＮ（図８）および５０ｍＮ（図９）の荷重（下向
き）をそれぞれ印加した条件で、５℃、１０℃、２０
℃、３０℃における圧縮下での発泡体の膨張、圧縮挙動
を測定した。結果を図７〜図９に示した。破線は測定用
試料わきの温度計の実測値である。図中のピストン変位
量は負の値であり、体積の収縮を表している。この結果
は、熱膨張性マイクロカプセル発泡体の経時的な変形が
極めて少ないことを表している。また５〜３０℃の間で
は熱膨張性マイクロカプセル発泡体の体積変化は極めて
少ないことを表している。
（「ＭＦＬ-１００ＣＡ」、真比重＝０.１４；松本油脂
製薬株式会社製）のみ０.０１０ｇをシリンダーに充填
した。余剰空間には充填用液体としてシリコーンオイル
「ＫＦ-９６５-１００００ＣＳ」（信越シリコーン株式
会社製）を満たした。プローブに、０ｍＮ（図７）、３
０ｍＮ（図８）および５０ｍＮ（図９）の荷重（下向
き）をそれぞれ印加した条件で、５℃、１０℃、２０
℃、３０℃における圧縮下での発泡体の膨張、圧縮挙動
を測定した。結果を図７〜図９に示した。破線は測定用
試料わきの温度計の実測値である。図中のピストン変位
量は負の値であり、体積の収縮を表している。この結果
は、熱膨張性マイクロカプセル発泡体の経時的な変形が
極めて少ないことを表している。また５〜３０℃の間で
は熱膨張性マイクロカプセル発泡体の体積変化は極めて
少ないことを表している。
【００２３】実施例 ５ 熱膨張性マイクロカプセル「マツモトマイクロスフェア
-Ｆ-８０ＳＤ」（松本油脂製薬株式会社製）ＬＯＴ Ｎ
ｏ：９６１１１３Ａを用い、実施例１と同様な測定を３
度実施して、熱膨張測定の再現性の確認を行った。結果
は表１に示すように再現性良好であった。
-Ｆ-８０ＳＤ」（松本油脂製薬株式会社製）ＬＯＴ Ｎ
ｏ：９６１１１３Ａを用い、実施例１と同様な測定を３
度実施して、熱膨張測定の再現性の確認を行った。結果
は表１に示すように再現性良好であった。
【００２４】
【表１】
【００２５】ピストンの変移量データを図１１に示す。
＃１と＃３の熱膨張曲線は全く重なるものとなった。ま
た最大体積変化率は、未膨張マイクロカプセルに対する
膨張の最大体積を倍率で示す。
＃１と＃３の熱膨張曲線は全く重なるものとなった。ま
た最大体積変化率は、未膨張マイクロカプセルに対する
膨張の最大体積を倍率で示す。
【００２６】
【発明の効果】本発明の方法によれば、熱膨張性微粒子
の熱による発泡過程詳細に追うことができ、膨張開始温
度、最大膨張温度、最大膨張倍率を極めて簡単に、しか
も再現性良く測定することができる。また発泡粒子の熱
による膨張収縮挙動も定量的に簡単に測定することがで
きる。
の熱による発泡過程詳細に追うことができ、膨張開始温
度、最大膨張温度、最大膨張倍率を極めて簡単に、しか
も再現性良く測定することができる。また発泡粒子の熱
による膨張収縮挙動も定量的に簡単に測定することがで
きる。
【図１】 本発明の熱体積変化率測定方法に使用できる
熱体積変化率測定容器を構成するシリンダーおよびピス
トンの１例の断面図、（ａ）シリンダー、 （ｂ）
ピストン。
熱体積変化率測定容器を構成するシリンダーおよびピス
トンの１例の断面図、（ａ）シリンダー、 （ｂ）
ピストン。
【図２】 本発明の熱体積変化率測定方法に使用できる
熱機械測定装置の概念図。
熱機械測定装置の概念図。
【図３】 実施例１の温度による熱膨張挙動を示す温度
とピストン変位量の関係のグラフ。
とピストン変位量の関係のグラフ。
【図４】 比較例１の温度による熱膨張挙動を示す温度
とピストン変位量の関係のグラフ。
とピストン変位量の関係のグラフ。
【図５】 実施例２の温度による熱膨張挙動を示す温度
とピストン変位量の関係のグラフ。
とピストン変位量の関係のグラフ。
【図６】 実施例３の温度による熱膨張挙動を示す温度
とピストン変位量の関係のグラフ。
とピストン変位量の関係のグラフ。
【図７】 実施例４の温度による発泡体微粒子の体積変
化挙動を示す温度とピストン変位量の関係のグラフ（プ
ローブ荷重０ ｍＮ）。
化挙動を示す温度とピストン変位量の関係のグラフ（プ
ローブ荷重０ ｍＮ）。
【図８】 実施例４の温度による発泡体微粒子の体積変
化挙動を示す温度とピストン変位量の関係のグラフ（プ
ローブ荷重３０ ｍＮ）。
化挙動を示す温度とピストン変位量の関係のグラフ（プ
ローブ荷重３０ ｍＮ）。
【図９】 実施例４の温度による発泡体微粒子の体積変
化挙動を示す温度とピストン変位量の関係のグラフ（プ
ローブ荷重５０ ｍＮ）。
化挙動を示す温度とピストン変位量の関係のグラフ（プ
ローブ荷重５０ ｍＮ）。
【図１０】 液封方法におけるピストン先端部の凹部と
シリンダーの脱気液抜き穴の関係を説明する図。
シリンダーの脱気液抜き穴の関係を説明する図。
【図１１】 本発明の熱膨張測定方法の再現性を示す実
施例５の３回の測定結果（＃１、＃２、＃３）のグラ
フ。
施例５の３回の測定結果（＃１、＃２、＃３）のグラ
フ。
１：シリンダー、 ２：脱気液抜き穴 ３：ピストン、 ４：ピストン先端部
の凹部、５：被測定物 ６：液体 ７：プローブ ８：変位測定装置 ９：プローブ制御装置 １０：加熱冷却庫 １１：ステージ １２：温度計 Ａ：膨張開始温度 Ｂ：最大膨張温度 Ｃ：最大変位量
の凹部、５：被測定物 ６：液体 ７：プローブ ８：変位測定装置 ９：プローブ制御装置 １０：加熱冷却庫 １１：ステージ １２：温度計 Ａ：膨張開始温度 Ｂ：最大膨張温度 Ｃ：最大変位量
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 良貢 大阪府八尾市渋川町２丁目１番３号 松本 油脂製薬株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 シリンダーおよびピストンを具備し、シ
リンダー内に充填された試料の加熱または冷却に伴う体
積変化をピストンの変位量により測定する装置を用いて
行う体積変化測定方法において、試料内の空隙部に試料
を膨潤も溶解もしない液体を充填した後、加熱または冷
却を行って体積変化を起こさせることをことを特徴とす
る熱体積変化率の測定方法。 - 【請求項２】 試料が熱膨張性微粒子、発泡体微粒子ま
たはそれらを含む配合物である請求項１記載の熱体積変
化率の測定方法。 - 【請求項３】 熱膨張性微粒子が熱膨張性マイクロカプ
セル、熱膨張性スチレンビーズ、熱膨張性カーボンであ
ることを特徴とする請求項２記載の熱体積変化率の測定
方法。 - 【請求項４】 充填用液体が３０００〜３０００００ｃ
ｓ（２５℃）の粘度を有するスピンドル油、マシン油、
シリコーンオイル等の群から選ばれる請求項１〜３いず
れかに記載の熱体積変化率の測定方法。 - 【請求項５】 試料および充填用液体をシリンダー内に
充填した後、減圧により脱気することを特徴とする請求
項１〜４のいずれかに記載の熱体積変化率の測定方法。 - 【請求項６】 ピストンの変位量とともに混合物の温度
を記録することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
記載の熱体積変化率の測定方法。 - 【請求項７】 シリンダーが脱気用の穴を有しおよびピ
ストンが先端の外周に凹部を有することを特徴とする請
求項１記載の熱体積変化率の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15492997A JPH112615A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 熱膨張性微粒子およびその配合物の熱膨張・収縮の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15492997A JPH112615A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 熱膨張性微粒子およびその配合物の熱膨張・収縮の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH112615A true JPH112615A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15595038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15492997A Pending JPH112615A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 熱膨張性微粒子およびその配合物の熱膨張・収縮の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH112615A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984347B2 (en) | 2002-05-24 | 2006-01-10 | Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. | Thermo-expansive microcapsules and their application |
| WO2009093621A1 (ja) | 2008-01-22 | 2009-07-30 | Kao Corporation | 鋳物製造用構造体 |
| CN108776197A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-09 | 上海新如生物科技有限公司 | 用于测试真空灌装化妆品料体的膨胀性能的装置和方法 |
| KR20190034739A (ko) * | 2017-09-25 | 2019-04-03 | 주식회사 브이엠테크 | 온도 및 압력 변화에 따른 합성수지의 비체적을 추정하는 방법 |
-
1997
- 1997-06-12 JP JP15492997A patent/JPH112615A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984347B2 (en) | 2002-05-24 | 2006-01-10 | Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. | Thermo-expansive microcapsules and their application |
| WO2009093621A1 (ja) | 2008-01-22 | 2009-07-30 | Kao Corporation | 鋳物製造用構造体 |
| KR20190034739A (ko) * | 2017-09-25 | 2019-04-03 | 주식회사 브이엠테크 | 온도 및 압력 변화에 따른 합성수지의 비체적을 추정하는 방법 |
| CN108776197A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-09 | 上海新如生物科技有限公司 | 用于测试真空灌装化妆品料体的膨胀性能的装置和方法 |
| CN108776197B (zh) * | 2018-06-21 | 2024-04-23 | 上海新如生物科技有限公司 | 用于测试真空灌装化妆品料体的膨胀性能的装置和方法 |
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