JPS5842209B2 - Heat-expandable resin composition - Google Patents

Heat-expandable resin composition

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JPS5842209B2
JPS5842209B2 JP53095431A JP9543178A JPS5842209B2 JP S5842209 B2 JPS5842209 B2 JP S5842209B2 JP 53095431 A JP53095431 A JP 53095431A JP 9543178 A JP9543178 A JP 9543178A JP S5842209 B2 JPS5842209 B2 JP S5842209B2
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polymerization
polymerization initiator
thermally expandable
parts
temperature
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善文 杉戸
道衛 中村
洋 中野
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Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
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Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な熱膨張性樹脂組成物に関し、更に詳しく
は、熱膨張性印刷インキあるいは熱膨張性塗料等として
有用な上記組成物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a novel thermally expandable resin composition, and more particularly to the above composition useful as a thermally expandable printing ink or a thermally expandable paint.

従来、発泡性あるいは熱膨張性印刷インキあるいは塗料
は、例えば、米国特許第3,615,972号明細書、
特開昭49−32,966号、同5053.111号お
よび同51−102,191号公報等において公知であ
る。
Conventionally, foamable or thermally expandable printing inks or coatings have been described, for example, in U.S. Pat. No. 3,615,972;
It is publicly known in Japanese Patent Laid-open Nos. 49-32,966, 5053.111, and 51-102,191.

このような従来技術において使用されている熱膨張剤(
発泡剤)はいずれもマイクロスフェアと称される熱膨張
剤を使用しているが、この熱膨張剤は低沸点炭化水素を
塩化ビニリデン−アクリロニトリル系共重合体でカプセ
ル化したものであって、該低沸点炭化水素中には未反応
のアクリロニトリル等のモノマーが溶解残存し、使用時
に種々の問題を生ずる欠点がある。
Thermal expansion agents (
Both blowing agents) use a thermal expansion agent called microspheres, which is a low-boiling hydrocarbon encapsulated in a vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer. There is a disadvantage that unreacted monomers such as acrylonitrile remain dissolved in low-boiling hydrocarbons, causing various problems during use.

本発明者らは残存モノマーの心配のない、かつ粒子径の
小さい熱膨張剤を開発し、新たな熱膨張性印刷インキお
よび塗料を得べく鋭意研究の結果、低沸点液体を含有す
る付加重合性単量体を重合させて重合体の殻を生成さす
にあたり、重合開始剤として分解温度の異なるものを組
合せて使用し、まず(比較的)低温度の重合反応により
付加重合反応をほとんど完結させ、ついで(比較的)高
温度の重合反応により、その内部に微量残存する単量体
を重合させて得た微小体を熱膨張性印刷インキ等の熱膨
張成分として使用するときは、その使用時に残存千ツマ
−に起因する問題が実質的に発生せず、かつ充分な発泡
、膨張がなされることを知見して本発明を完成した。
The present inventors developed a thermal expansion agent with a small particle size and no worries about residual monomers, and as a result of intensive research to obtain new thermal expansion printing inks and paints, we found that an addition polymerizable agent containing a low boiling point liquid When polymerizing monomers to produce a polymer shell, a combination of polymerization initiators with different decomposition temperatures is used, and the addition polymerization reaction is first almost completed through a (relatively) low temperature polymerization reaction. Then, when using the microscopic bodies obtained by polymerizing the small amount of monomer that remains inside through a (relatively) high temperature polymerization reaction as a thermal expansion component of thermally expandable printing ink, etc., the residual monomers at the time of use are The present invention was completed based on the finding that the problems caused by staleness do not substantially occur, and sufficient foaming and expansion can be achieved.

すなわち、本発明は、溶媒、ポリマー結合剤および熱膨
張剤からなる熱膨張性樹脂組成物において、上記熱膨張
剤が、低沸点液体、少なくとも50重量%の塩化ビニリ
デン、アクリロニトリルまたはメタクリロニトリルを含
有する付加重合性単量体、約−10℃〜50’Cにおけ
る分解反応速度定数が約105(seCl)のオーダー
を有する重合開始剤および約600C〜90℃における
分解反応速度定数が約105(sec5)のオーダーを
有する重合開始剤を含む水中油滴型エマルジョンをつく
り、約−100C〜50℃にて該単量体の重合反応を行
って付加重合体殻を形成させ、ついで残存せる単量体を
60’C〜90℃にて重合させてしまうことにより得ら
れた付加重合体皮膜で低沸点液体を被覆した粒子径が約
1〜500ミグロンの熱膨張可能な微小体であることを
特徴とする熱膨張性樹脂組成物である。
That is, the present invention provides a thermally expandable resin composition comprising a solvent, a polymeric binder, and a thermally expandable agent, wherein the thermally expandable agent contains a low-boiling liquid, at least 50% by weight of vinylidene chloride, acrylonitrile, or methacrylonitrile. a polymerization initiator having a decomposition reaction rate constant of the order of about 105 (sec5) at about -10°C to 50'C; An oil-in-water emulsion containing a polymerization initiator having an order of It is characterized by being thermally expandable microscopic bodies with a particle size of about 1 to 500 microns, which are coated with a low-boiling point liquid with an addition polymer film obtained by polymerizing at 60'C to 90C. It is a thermally expandable resin composition.

本発明の詳細な説明すると、本発明で使用する溶媒とは
、水あるいは有機溶剤等の従来、インキ、塗料等に一般
的に使用されている媒体であって特別なものではない。
To explain the present invention in detail, the solvent used in the present invention is not a special medium, such as water or an organic solvent, which has conventionally been commonly used in inks, paints, etc.

また、本発明で使用するポリマー結合剤も従来の水性お
よび油性のインキや塗料等に広く一般的に使用されてい
る通常の被覆形成性樹脂である。
Further, the polymer binder used in the present invention is also a common coating-forming resin widely used in conventional water-based and oil-based inks and paints.

このようなポリマー結合剤の例も十分周知であるので本
明細書では特に説明しない。
Examples of such polymeric binders are also well known and will not be specifically discussed herein.

本発明で使用し、本発明を特徴づける熱膨張剤を説明す
る。
The thermal expansion agent used in the present invention and which characterizes the present invention will be explained.

低沸点液体とは、従来物理的発泡剤と呼ばれるもので、
例えばプロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ネオ
ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン等の低分
子量炭化水素およびメタン、エタンのハロゲン化物等で
ある。
Low boiling point liquids are traditionally called physical blowing agents.
Examples include low molecular weight hydrocarbons such as propane, butane, isobutane, pentane, neopentane, hexane, isohexane, and heptane, and halides of methane and ethane.

本発明に使用される付加重合性単量体としては、従来公
知の疎水性付加重合体を与える単量体が使用されるが、
特に本発明の目的からいって、気体透過性の低い熱可塑
性樹脂膜を生成するものが好ましく、たとえば塩化ビニ
リデン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が主
たる単量体としては好ましいものである。
As the addition polymerizable monomer used in the present invention, conventionally known monomers that give hydrophobic addition polymers are used.
Particularly for the purposes of the present invention, those that produce thermoplastic resin films with low gas permeability are preferred, and for example, vinylidene chloride, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc. are preferred as main monomers.

また、微小体の熱膨張温度を制御等の改良の目的に上記
単量体に更にメタクリル酸低級アルキルエステル、アク
リル酸低級アルキルエステル、酢酸ビニル、塩化ビニル
、スチレン等の併用も好ましい方法である。
In addition, for the purpose of controlling and improving the thermal expansion temperature of the microscopic bodies, it is also a preferable method to use the above monomers in combination with lower alkyl methacrylates, lower alkyl acrylates, vinyl acetate, vinyl chloride, styrene, etc.

また、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタク
リレート等の架橋性単量体の微量、たとえば0.05%
〜5%(重量)程度の添加は重合体殻の耐溶剤性を向上
させ、溶剤系用途にも使用の範囲を広げ、また熱熔融物
の熔融粘度の上昇等から熱膨張粒子の軟化点以上の温度
に対する熱膨張率の維持等、本発明の目的に対し、実用
上すぐれた効果を発揮する。
Also, trace amounts of crosslinking monomers such as divinylbenzene and ethylene glycol dimethacrylate, for example 0.05%.
Addition of approximately 5% (by weight) improves the solvent resistance of the polymer shell, expands the range of use to solvent-based applications, and increases the melt viscosity of hot melts, so that the temperature exceeds the softening point of thermally expandable particles. It exhibits excellent practical effects for the purpose of the present invention, such as maintaining the coefficient of thermal expansion with respect to the temperature.

また、約−100C〜50℃において重合反応を開始す
る(比較的)低温重合開始剤とは、約10℃〜50℃に
おける分解速度定数が約1ff5(sec”)のオーダ
ーを有する重合開始剤であり、たとえばイソブチリルパ
ーオキサイド、ターシャリーブチルパーオキシネオテカ
ノエート、ターシャリ−ブチルパーオキシピバレート、
ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジー2−エ
チルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジー2−エト
キシエチルパーオキシジカーボネート、アセチルシクロ
へキシルスルホニルパーオキサイド、2,2アゾビス−
2−シクロプロピルプロピオニトリル、フェニルアゾト
リフェニルメタン等の単独重合開始剤およびベンゾイル
パーオキサイド−ジメチルアニリン等の組合せでのレド
ックス系重合開始剤、更には紫外線照射によって光重合
反応を開始しうる、たとえばベンゾイン、ベンゾフェノ
ン、2.2′−アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイ
ンパーオキサイド等の紫外線重合開始剤である。
In addition, a (relatively) low-temperature polymerization initiator that starts a polymerization reaction at about -100C to 50C is a polymerization initiator whose decomposition rate constant at about 10C to 50C is on the order of about 1ff5 (sec"). Yes, such as isobutyryl peroxide, tert-butyl peroxyneotecanoate, tert-butyl peroxy pivalate,
Diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxydicarbonate, acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, 2,2 azobis-
A homopolymerization initiator such as 2-cyclopropylpropionitrile and phenylazotriphenylmethane, and a redox polymerization initiator in combination such as benzoyl peroxide-dimethylaniline, and furthermore, a photopolymerization reaction can be initiated by ultraviolet irradiation. Examples include ultraviolet polymerization initiators such as benzoin, benzophenone, 2,2'-azobisisobutyronitrile, and benzoin peroxide.

更に、約60’C〜90℃において重合反応を開始する
(比較的)高温重合開始剤とは、約60℃〜90℃にお
ける分解速度定数が約1O−5(sec ”)のオーダ
ーを有する重合開始剤であり、たとえば、ラウロイルパ
ーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイ
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、ベンゾイルパーオキサイド、ターシ
ャリ−ブチルパーオキシイソブチレート、ターシャリ−
ブチルパーオキシオフテート、2,2′−アゾビスイソ
ブチロニトリル等であり、単量体および低沸点液体に可
溶であることが望ましい。
Furthermore, a (relatively) high temperature polymerization initiator that initiates a polymerization reaction at about 60°C to 90°C is a polymerization initiator that has a decomposition rate constant on the order of about 1O-5 (sec'') at about 60°C to 90°C. Initiators, such as lauroyl peroxide, octanoyl peroxide, decanoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, benzoyl peroxide, tert-butyl peroxyisobutyrate, tert-butyl peroxide,
These include butyl peroxyoftate, 2,2'-azobisisobutyronitrile, etc., and are preferably soluble in monomers and low-boiling liquids.

(各種単一重合開始剤の分解速度定数は、後述するブラ
ンドループおよびインマーダート編「ポリマーハンドブ
ック」■−1頁に記載がある。
(The decomposition rate constants of various single polymerization initiators are described in "Polymer Handbook," edited by Brandloop and Inmerdart, described later, page 1-1.

)次に、本発明において重合開始剤とし、最適分解温度
に温度差を有させて(比較的)低温分解性のものと、(
比較的)高温分解性のものを併用することによる特長に
ついて述べる。
) Next, in the present invention, as a polymerization initiator, a (relatively) low-temperature decomposable one with a temperature difference in the optimum decomposition temperature, and (
We will discuss the advantages of using a relatively high-temperature decomposable material in combination.

本発明の用途に使用されるが如き、液体膨張剤を含有す
る重合体粒子を通常の方法で製造するとすれば、低沸点
液体を含む付加重合性単量体に油溶性重合開始剤を添加
して、いわゆる濁重合法に従って製造するものであり、
その場合に粒子の内部および表面、媒体中の外部に微量
の未反応単量体の残存は起りがちなことであるが、上記
粒子の製造時、保管時および使用時において衛生上好ま
しくないことである。
If polymer particles containing a liquid swelling agent, such as those used in the application of the present invention, are manufactured by a conventional method, an oil-soluble polymerization initiator is added to an addition polymerizable monomer containing a low-boiling liquid. It is manufactured according to the so-called turbidity polymerization method.
In this case, trace amounts of unreacted monomers tend to remain inside and on the surface of the particles, and on the outside of the medium, but this is undesirable from a sanitary standpoint during the production, storage, and use of the particles. be.

一般に重合時残存単量体をなくする工夫がいろいろなさ
れているが、この場合重合法が懸濁重合法であるため、
溶液重合の場合に行われるような重合開始剤の追加を行
っても効果はない。
Generally, various methods are used to eliminate residual monomers during polymerization, but in this case, since the polymerization method is suspension polymerization,
Addition of a polymerization initiator, as is done in solution polymerization, has no effect.

また、重合反応後、加熱により揮発又は共沸させる方法
は粒子の外部にある単量体に対しては有効であっても、
内部に残存している単量体に対しては不可能であり、ま
た、外部の単量体であっても重合体殻を軟化させる温度
で処理することは粒子を膨張させてしまうので出来ない
In addition, even though the method of volatilization or azeotropic distillation by heating after the polymerization reaction is effective for monomers located outside the particles,
This is not possible for monomers remaining inside, and even for external monomers, it is impossible to treat them at temperatures that would soften the polymer shell, as this would cause the particles to expand. .

生成物を濾過、洗滌することは外部には有効であるが内
部は除去出来ない。
Filtering and washing the product is effective for the external part, but the internal part cannot be removed.

単一の重合開始剤または複数種の併用であっても同じよ
うな条件で重合開始する重合開始剤を通常使用するより
も多量に使用することは、確かに未反応単量体の残存は
実質的になくすことができるが、生成重合体の分子量の
低下をもたらしすぐれた熱膨張性粒子を形成する重合体
殻は得られにくい。
Even if a single polymerization initiator or a combination of multiple types is used, using a polymerization initiator that initiates polymerization under similar conditions in a larger amount than normally used will certainly reduce the amount of unreacted monomer remaining. However, it lowers the molecular weight of the resulting polymer, making it difficult to obtain a polymer shell that forms particles with excellent thermal expansion properties.

しかして、本発明者らは液体膨張剤を包む重合体殻の形
成が終った段階においても重合開始剤の実質的に有効な
量が分解せずに残存していて、残存せる微量の未反応単
量体を付加重合反応ない、、シ付加反応させうる系をつ
くり出すことにより、上記問題点を解決せんとし、ラジ
カル重合反応の生長反応速度は比較的温度による依存性
が少なく、また重合開始剤の分解反応速度が温度に大き
く依存することに着目した。
Therefore, the present inventors discovered that even after the formation of the polymer shell enclosing the liquid swelling agent, a substantially effective amount of the polymerization initiator remained undecomposed, and a trace amount of the remaining unreacted initiator remained. We attempted to solve the above problems by creating a system in which monomers can be subjected to addition polymerization reactions and cycloaddition reactions. We focused on the fact that the decomposition reaction rate of is highly dependent on temperature.

一般に有機フリーラジカル重合開始剤の分解速度は、開
始剤濃度を■とし、時間をtとしたとき、の式で示され
、kdは分解速度定数であり、分解速度定数と半減期t
1/9との関係はまた、 の式で示される。
In general, the decomposition rate of an organic free radical polymerization initiator is expressed by the following formula, where the initiator concentration is ■ and the time is t, where kd is the decomposition rate constant, and the decomposition rate constant and half-life t
The relationship with 1/9 is also expressed by the following equation.

重合開示剤の温度と分解速度定数および半減期の関係を
、ベンゾイルパーオキサイドのスチレン中での分解の例
を用いて下記の表で示す。
The relationship between temperature and decomposition rate constant and half-life of the polymerization initiator is shown in the table below using the example of decomposition of benzoyl peroxide in styrene.

温度による影響が非常に大きく、温度が下がると重合開
始剤の分解が極端に低下している。
The influence of temperature is very large, and as the temperature drops, the decomposition of the polymerization initiator is extremely reduced.

また、本発明において(比較的)低温重合開始剤として
使用されるインブチリルパーオキサイドのインオクタン
中での分解の例でみると下記の表の如くであり、(比較
的)低い温度でも適切に分解している。
Furthermore, an example of the decomposition of inbutyryl peroxide in inoctane, which is used as a (relatively) low-temperature polymerization initiator in the present invention, is as shown in the table below. It is decomposing.

〔重合開始剤の分解速度式、分解速度定数と半減期との
関係式および各種重合開始剤の分解速度定数については
、J、ブランドループ(B randrup )、E、
1.インマーゲート(Imm ergu t)編「ポリ
マーハンドブック」第2版(ア・ウイリイー・インター
サイエンス・パブリケーションより1975年発行)の
うち、ll−1頁J、 C,メーソン(Masson)
執筆の「有機フリーラジカル開始剤の分解速度」(De
compo−sition Rates of Org
anicFr −ee Radical In1tia
torsの記載を参照されたい。
[For the decomposition rate formula of the polymerization initiator, the relationship between the decomposition rate constant and the half-life, and the decomposition rate constant of various polymerization initiators, see J. Brandrup, E.
1. "Polymer Handbook" 2nd edition (published by William Interscience Publications in 1975), edited by Immergut, page ll-1 J, C, Masson
“Decomposition rate of organic free radical initiators” (De
Compo-sition Rates of Org
anicFr-ee Radical In1tia
Please refer to the description of tors.

〕すなわち、本発明では重合反応後未反応で残った単量
体を付加重合反応ないし付加反応させるための重合開始
剤(すなわち、フリーラジカル発生剤)が実質的に分解
しないで重合体粒子内部に残存出来る程度に低い温度で
重合反応を起こし得る(比較的)低温重合開始剤を、単
量体が適切な重合度に重合されるに必要な量を使用し、
それによる付加重合反応を起こさしめて、付加重合体殻
を形成させ、更に内蔵されている(比較的)高温重合開
始剤を分解させるべく適切に昇温させ、未反応のまま残
存している単量体を付加重合反応による重合体化する等
の作用で単量体の残存の問題の解決をはかるものである
[In other words, in the present invention, the polymerization initiator (i.e., free radical generator) for performing addition polymerization or addition reaction of monomers remaining unreacted after the polymerization reaction is incorporated into the interior of the polymer particles without being substantially decomposed. A (relatively) low temperature polymerization initiator capable of causing a polymerization reaction at a temperature as low as possible to remain is used in an amount necessary for the monomer to be polymerized to an appropriate degree of polymerization,
The resulting addition polymerization reaction is caused to form an addition polymer shell, and the temperature is appropriately raised to decompose the built-in (relatively) high temperature polymerization initiator, and the remaining unreacted monomers are This method aims to solve the problem of residual monomers by polymerizing the monomers by addition polymerization reaction.

重合せる粒子の外部、すなわち表面および媒体に存在す
る未反応単量体は前記せる如く、減圧または加熱による
揮発または共沸、濾過、洗滌等の物理的操作のほか、水
溶性の(比較的)高温重合開始剤、たとえば、過硫酸カ
リウム、過硫酸アンモニウム、サクシニックアシッドパ
ーオキサイド、4.4′−アゾビス(4−シアノペンタ
ン酸等を併用することによって水媒体中の未反応単量体
を重合させ除くことが出来る。
As mentioned above, unreacted monomers existing on the outside of the particles to be polymerized, that is, on the surface and in the medium, can be removed by physical operations such as volatilization or azeotropic distillation by reduced pressure or heating, filtration, and washing, as well as water-soluble (relatively) By using a high temperature polymerization initiator such as potassium persulfate, ammonium persulfate, succinic acid peroxide, 4,4'-azobis (4-cyanopentanoic acid, etc.) in combination, unreacted monomers in the aqueous medium can be polymerized. It can be removed.

上記せる方法に基づいて、前記せる主要成分を用いて本
発明に使用する熱膨張剤、すなわち熱膨張可能な微小体
を得る方法は、下記の如き方法である。
Based on the method described above, the method for obtaining the thermal expansion agent used in the present invention, that is, the thermally expandable microscopic bodies using the main components described above, is as follows.

付加重合性単量体は、たとえば前記せるものの中から一
種又はそれ以上選定され、仕込まれる。
The addition-polymerizable monomer is, for example, one or more selected from those listed above.

その仕込量は必ずしも規定されるものではないが、最終
生成物たる微小体中での低沸点液体と付加重合体との対
比が5%:95%〜40%=60%、好ましくは10%
=90%〜30%=70%の対比である。
The amount to be charged is not necessarily specified, but the ratio between the low boiling point liquid and the addition polymer in the final product, which is the microscopic body, is 5%: 95% to 40% = 60%, preferably 10%.
= 90% to 30% = 70% comparison.

また、重合開始剤については(比較的)低温重合開始剤
は通常の重合反応時に使用される量で良く、使用した付
加重合性単量体に対して0.1%〜1%の範囲が良い。
Regarding the polymerization initiator, the (relatively) low-temperature polymerization initiator may be used in the amount used in normal polymerization reactions, and preferably in the range of 0.1% to 1% based on the addition polymerizable monomer used. .

未反応単量体を重合させるために使用する(比較的)高
温重合開始剤は必ずしも規定されるものではなく、残存
せる未反応単量体を重合させるに必要な量があればよく
、単量体に対して0.01%〜0.1%の範囲であれば
良い。
The (relatively) high temperature polymerization initiator used to polymerize unreacted monomers is not necessarily specified, and may be in an amount necessary to polymerize remaining unreacted monomers; It may be in the range of 0.01% to 0.1% relative to the body.

重合反応は懸濁重合法でなされるので、上記の成分の均
一混合液が油相となって水中にエマルジョンとなって分
散されるが、攪拌速度を著しく高める(例えば5,00
0〜10,000回転/分)ことにより、約1〜500
ミクロンのね径にすることが出来る。
Since the polymerization reaction is carried out by a suspension polymerization method, a homogeneous mixture of the above components becomes an oil phase and is dispersed in water as an emulsion.
0 to 10,000 revolutions/min), approximately 1 to 500
It can be made into a micron diameter.

これらの一旦形成させたエマルジョンの粒径を重合反応
の終了まで維持するためには高速攪拌も好ましい方法で
あるが、更に従来の懸濁重合反応時に使用される適切な
助剤、たとえばポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル
の高度部分加水分解物、ポリビニルピロリドン、ポリア
クリル酸ソータ、ヒドロキシエチルセルローズ、水溶性
ポリエステル、水溶性ポリアミド等が水溶性高分子系の
懸濁安定剤として使用されるものであり、炭酸カルシウ
ム、リン酸カルシウム、タルク、ベントナイト、無水ケ
イ酸、ケイソウ士等が無機系難溶性微粉末系の懸濁安定
剤として使用されるものである。
In order to maintain the particle size of these emulsions once formed until the end of the polymerization reaction, high-speed stirring is also a preferred method, but in addition suitable auxiliaries used in conventional suspension polymerization reactions, such as polyvinyl alcohol, Advanced partial hydrolysates of polyvinyl acetate, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid sorter, hydroxyethyl cellulose, water-soluble polyesters, water-soluble polyamides, etc. are used as suspension stabilizers for water-soluble polymers, and carbonic acid Calcium, calcium phosphate, talc, bentonite, anhydrous silicic acid, diatomite, etc. are used as suspension stabilizers for inorganic sparingly soluble fine powders.

重合反応を進める反応条件としては、まず(比較的)低
温重合開始剤による重合反応を進めるために約−10℃
〜50℃においてその開始剤の分解に最も適当な温度で
約2時間〜10時間、場合により15〜20時間攪拌、
保温する。
The reaction conditions for the polymerization reaction are as follows: First, the temperature is about -10°C in order to proceed with the polymerization reaction using a (relatively) low-temperature polymerization initiator.
Stirring for about 2 hours to 10 hours, optionally 15 to 20 hours, at a temperature most suitable for decomposition of the initiator at ~50°C;
Keep warm.

ついで、(比較的)高温重合開始剤による重合反応を進
めるために約60℃〜90℃においてその開始剤の分解
に最も適切な温度で2時間〜10時間攪拌保温する。
Then, in order to advance the polymerization reaction using the (relatively) high temperature polymerization initiator, the mixture is stirred and kept at a temperature of about 60 DEG C. to 90 DEG C., which is most suitable for the decomposition of the initiator, for 2 hours to 10 hours.

しかるのち、生成した微粒子を濾過し、水洗および必要
によりアルコール、アセトン等の溶媒で洗 する。
Thereafter, the generated fine particles are filtered and washed with water and, if necessary, a solvent such as alcohol or acetone.

また、それを減圧にて乾燥し、粉状微粒子を得ることも
出来る。
It is also possible to obtain powdery fine particles by drying it under reduced pressure.

以上の如き熱膨張性微小体を従来の印刷インキあるいは
塗料等中に配合することにより本発明の目的物が得られ
るが、該微小体は本発明の組成物中のポリマー結合剤1
00重量部あたり約1〜200重量部の割合で添加され
る。
The object of the present invention can be obtained by blending thermally expandable microscopic bodies as described above into conventional printing inks or paints.
It is added in a proportion of about 1 to 200 parts by weight per 00 parts by weight.

このようにして得られた本発明の組成物は主として印刷
インキとして適しており、各種の基材に所望の模様に印
刷あるいは塗布し、次いで50〜150℃のごとく、微
小体の重合体殻が軟化し、かつポリマー結合剤が軟化す
る温度に加熱することにより、印刷部分が膨張し、すぐ
れた盛り上りの凹凸表面形状を与える。
The composition of the present invention thus obtained is suitable primarily as a printing ink, and is printed or coated on various substrates in a desired pattern, and then heated at 50 to 150°C to form a microscopic polymer shell. By heating to a temperature at which it softens and the polymeric binder softens, the printed area expands, giving it a highly textured surface topography.

次に、参考例および実施例をあげて本発明を具体的に説
明する。
Next, the present invention will be specifically explained with reference to reference examples and examples.

文中、部または%とあるのは重量基準である。In the text, parts or percentages are based on weight.

参考例 1 重合反応容器に水196部、20%無水珪酸水性分散液
25部および10%ポリビニルピロリドン水溶液10部
を仕込んだ。
Reference Example 1 A polymerization reaction vessel was charged with 196 parts of water, 25 parts of a 20% aqueous silicic acid dispersion, and 10 parts of a 10% aqueous polyvinylpyrrolidone solution.

を均一に混合し、前記重合反応容器に加え、高速攪拌し
て平均粒径50ミクロン以下の水中油滴型エマルジョン
を生成させた。
were mixed uniformly, added to the polymerization reaction vessel, and stirred at high speed to produce an oil-in-water emulsion with an average particle size of 50 microns or less.

ついで加温し、30℃〜35℃10時間重合反応を行っ
た。
Then, the mixture was heated and a polymerization reaction was carried out at 30°C to 35°C for 10 hours.

ついで未反応の単量体を重合させるべく、更に温度を6
0°Cに昇温し、60°C〜75℃にて5時間反応を行
った。
Then, in order to polymerize unreacted monomers, the temperature was further increased to 6.
The temperature was raised to 0°C, and the reaction was carried out at 60°C to 75°C for 5 hours.

重合反応後、圧力を解除し内容物を取出し、濾過、水洗
して白色微粒子の水性スラリーを得た。
After the polymerization reaction, the pressure was released and the contents were taken out, filtered and washed with water to obtain an aqueous slurry of white fine particles.

このものの乾燥粉末を電子顕微鏡で調べたところ、実質
的に球状で粒径は約20〜50ミクロンであった。
When the dry powder was examined under an electron microscope, it was found to be substantially spherical with a particle size of about 20-50 microns.

この粒状物を150’Cで2分間加熱すると約2〜5倍
に膨張した。
The granules expanded approximately 2-5 times when heated at 150'C for 2 minutes.

1ケ月後に同様な膨張テストを行ったところ、その膨張
率は不変であった。
When a similar expansion test was conducted one month later, the expansion rate remained unchanged.

また、この膨張テスト中にモノマーの残存は実質的に認
められなかった。
Furthermore, substantially no monomer remained during this expansion test.

参考例 2 参考例1と同様な方法で、参考例1の単量体、重合開始
剤および低沸点液体に代えて の均一な混合溶液を使用して45°C〜50℃にて10
時間、ついで70°C〜85°Cにて5時間、重合反応
を行った。
Reference Example 2 In the same manner as in Reference Example 1, using a homogeneous mixed solution in place of the monomer, polymerization initiator, and low-boiling liquid of Reference Example 1, the mixture was heated at 45°C to 50°C for 10
The polymerization reaction was then carried out at 70°C to 85°C for 5 hours.

重合終了後、圧力を解除して内容物を取出し、濾過、水
洗して白色微粒子の水性スラリーを得た。
After the polymerization was completed, the pressure was released and the contents were taken out, filtered and washed with water to obtain an aqueous slurry of white fine particles.

このものの乾燥粉末を電子顕微鏡で調べたところ、実質
的に球状で粒径は約20〜50ミクロンであった。
When the dry powder was examined under an electron microscope, it was found to be substantially spherical with a particle size of about 20-50 microns.

150℃で2分間加熱すると約3〜5倍に膨張した。When heated at 150°C for 2 minutes, it expanded approximately 3 to 5 times.

また、この膨張テスト中にモノマーの残存は実質的に認
められなかった。
Furthermore, substantially no monomer remained during this expansion test.

参考例 3 重合反応器に水269部、20%無水珪酸水性分散液2
5部、10%ポリ酢酸ビニル部分ケン化物水溶液10部
および過硫酸カリウム0.1部を仕込んだ。
Reference Example 3 269 parts of water and 20% silicic anhydride aqueous dispersion 2 in a polymerization reactor
5 parts, 10 parts of a 10% partially saponified polyvinyl acetate aqueous solution, and 0.1 part of potassium persulfate were charged.

を均一に混合し、前記重合反応容器に加え、高速攪拌し
て、水中油濁型エマルジョンを生成させ、40’C〜4
5℃にて10時間、ついで60°C〜70℃にて3時間
、75°C〜85℃にて2時間重合反応を行った。
were mixed uniformly, added to the polymerization reaction vessel, and stirred at high speed to form an oil-in-water emulsion.
The polymerization reaction was carried out at 5°C for 10 hours, then at 60°C to 70°C for 3 hours, and at 75°C to 85°C for 2 hours.

重合終了後、圧力を解除して内容物を取出し、濾過、水
洗して白色微粒子のスラリーを得た。
After the polymerization was completed, the pressure was released and the contents were taken out, filtered and washed with water to obtain a slurry of white fine particles.

このものの乾燥粉末を電子顕微鏡で調べたところ、実質
的に球状で粒径は約20〜50ミクロンであった。
When the dry powder was examined under an electron microscope, it was found to be substantially spherical with a particle size of about 20-50 microns.

150’Cで2分間加熱すると約3〜5倍に膨張した。When heated at 150'C for 2 minutes, it expanded approximately 3-5 times.

また、この膨張テスト中に七ツマ−の残存は実質的に認
められなかった。
Further, during this expansion test, virtually no residual snails were observed.

実施例 1 参考例1で得られた熱膨張性微粒子20.0部、エチレ
ン−酢酸ビニルコポリマーエマルジョン(固形分55%
)74.0部、エチレングリコール5部、消泡剤0.5
部およびヒドロキシエチルセルローズ0.5部を均一に
混合して本発明の熱膨張性印刷インキ組成物を得た。
Example 1 20.0 parts of thermally expandable fine particles obtained in Reference Example 1, ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion (solid content 55%)
) 74.0 parts, ethylene glycol 5 parts, antifoaming agent 0.5
1 part and 0.5 part of hydroxyethyl cellulose were uniformly mixed to obtain a thermally expandable printing ink composition of the present invention.

この組成物をシルクスクリーン方式により壁紙上に模様
を印刷し、乾燥後150℃で2分間加熱処理するとイン
キ層が発泡により膨張隆起し、美しい凹凸模様を有する
壁紙が得られた。
A pattern was printed on wallpaper using this composition using a silk screen method, and after drying, the ink layer was heated at 150° C. for 2 minutes, causing the ink layer to expand and bulge due to foaming, resulting in a wallpaper with a beautiful uneven pattern.

実施例 2 参考例2の熱膨張性微粒子20.0部、アクリル樹脂2
5.0部、有機溶剤50.0部、顔料3.0部、消泡剤
0.1部、シリカ1.5部および分散剤0.4部を配合
し、均一に混合して本発明の熱膨張性樹脂組成物を得た
Example 2 20.0 parts of thermally expandable fine particles of Reference Example 2, acrylic resin 2
5.0 parts of organic solvent, 3.0 parts of pigment, 0.1 part of antifoaming agent, 1.5 parts of silica, and 0.4 parts of dispersant, and mixed uniformly to obtain the composition of the present invention. A thermally expandable resin composition was obtained.

この組成物をグラビア印刷方式でポリ塩化ビニル壁紙に
模様を印刷し、乾燥後、150℃の熱風乾燥炉中を通過
させると、インキ部分が発泡により膨張隆起し、美しい
凹凸模様を有する壁紙が得られた。
When this composition is printed with a pattern on polyvinyl chloride wallpaper using a gravure printing method, and after drying is passed through a hot air drying oven at 150°C, the ink area expands and bulges due to foaming, resulting in a wallpaper with a beautiful uneven pattern. It was done.

実施例 3 参考例1.の熱膨張性微粒子20部、ウレタン変性アク
リル樹脂50部、多官能(付加重合)性アクリル樹脂1
8部、アクリル酸エステルモノマー6部、光重合開始剤
3部、レベリング剤1部および顔料2部を配合し、均一
に混合して、本発明の熱膨張性樹脂組成物を得た。
Example 3 Reference example 1. 20 parts of thermally expandable fine particles, 50 parts of urethane-modified acrylic resin, 1 part of polyfunctional (addition polymerization) acrylic resin
8 parts, 6 parts of acrylic acid ester monomer, 3 parts of photopolymerization initiator, 1 part of leveling agent, and 2 parts of pigment were mixed uniformly to obtain a thermally expandable resin composition of the present invention.

この組成物を使用し、シルクスクリーン方式でポリ塩化
ビニルタイルに模様を印刷し、赤外線ランプでその表面
を加熱して印刷部分を膨張させ、その後紫外線を照射さ
せて硬化させた。
Using this composition, a pattern was printed on polyvinyl chloride tiles using a silk screen method, the surface was heated with an infrared lamp to expand the printed area, and then the printed area was cured by irradiation with ultraviolet light.

このようにして得られたタイルは機械的強度の犬なる凹
凸模様を有する外観のすぐれたものであった。
The tiles thus obtained had a mechanically strong dog-like pattern and an excellent appearance.

実施例 4゜ 参考例3.の熱膨張性微粒子粉末20部、アクリルポリ
オール40部、トルエン20部、メチルエチルケトン1
5部、顔料5部および三官能性インシアネートを配合し
、均一に混合して本発明の熱膨張性樹脂組成物を得た。
Example 4゜Reference example 3. 20 parts of thermally expandable fine particle powder, 40 parts of acrylic polyol, 20 parts of toluene, 1 part of methyl ethyl ketone
5 parts of pigment, 5 parts of pigment, and trifunctional incyanate were blended and mixed uniformly to obtain a thermally expandable resin composition of the present invention.

この組成物を用い、彫刻グラビア印刷版を利用して樹脂
含浸紙に模様を印刷し、その後160℃〜180℃に加
熱処理して凹凸模様を有する樹脂含浸紙を得た。
Using this composition, a pattern was printed on resin-impregnated paper using an engraved gravure printing plate, and then heat-treated at 160°C to 180°C to obtain resin-impregnated paper having an uneven pattern.

このものの凹凸部は機械的強度が大で、耐溶剤性、耐薬
品性等の諸物性にすぐれ、各種の用途に有用であった。
The concavo-convex portions of this product had high mechanical strength and excellent physical properties such as solvent resistance and chemical resistance, making it useful for various uses.

実施例 5゜ 参考例2.の熱膨張性微粒子粉末1o部、ベーストレジ
ン用ポリ塩化ビニル100部、ジオクチルフタレート7
0部、ジブチルフタレート16部、ポリ塩化ビニル用安
定剤3部および着色剤1部を配合し、均一に混合して本
発明の熱膨張性樹脂組成物を得た。
Example 5゜Reference example 2. 10 parts of thermally expandable fine particle powder, 100 parts of polyvinyl chloride for base resin, 7 parts of dioctyl phthalate
0 parts of dibutyl phthalate, 16 parts of dibutyl phthalate, 3 parts of a stabilizer for polyvinyl chloride, and 1 part of a colorant were mixed uniformly to obtain a thermally expandable resin composition of the present invention.

この組成物をナイフコーターで基布上に塗布し、ついで
ポリ塩化ビニルペーストレジンをゲル化させる。
This composition is applied onto the base fabric using a knife coater and the polyvinyl chloride paste resin is then gelled.

ついで1600C〜180℃にて発泡膨張させ、ポリ塩
化ビニル発泡レザーを得た。
Then, it was foamed and expanded at 1600C to 180C to obtain polyvinyl chloride foamed leather.

また、上記組成物を難燃剤および充填剤の入る組成物に
変え、同様に処理し、ポリ塩化ビニル系壁材を得た。
In addition, the above composition was changed to a composition containing a flame retardant and a filler and treated in the same manner to obtain a polyvinyl chloride wall material.

以上の実施例のいずれにおいても熱膨張性微粒子に起因
するモノマーは検出されなかった。
In any of the above examples, no monomer caused by thermally expandable fine particles was detected.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 溶媒、ポリマー結合剤および熱膨張剤からなる熱膨
張性樹脂組成物において、上記熱膨張剤が、低沸点液体
、少なくとも50重量%の塩化ビニリデン、アクリロニ
トリルまたはメタクリロニトリルを含有する付加重合性
単量体、約−10℃〜50℃における分解反応速度定数
が約10’(sec ’ )のオーダーを有する重合開
始剤および約60℃〜90℃における分解反応速度定数
が約165(sec”)のオーダーを有する重合開始剤
を含む水中油滴型エマルジョンをつくり、約−10℃〜
50℃にて該単量体の重合反応を行って付加重合体殻を
形成させ、ついで残存せる単量体を60℃〜90℃にて
重合させてしまうことにより得られた付加重合体皮膜で
低沸点液体を被覆した粒子径が約1〜500ミクロンの
熱膨張可能な微小体であることを特徴とする熱膨張性樹
脂組成物。
1. A thermally expandable resin composition comprising a solvent, a polymeric binder, and a thermally expanding agent, wherein the thermally expanding agent is a low-boiling liquid, an addition polymerizable monomer containing at least 50% by weight of vinylidene chloride, acrylonitrile, or methacrylonitrile. polymerization initiator having a decomposition reaction rate constant of the order of about 10'(sec') at about -10°C to 50°C, and a polymerization initiator having a decomposition reaction rate constant of about 165 (sec') at about 60°C to 90°C. An oil-in-water emulsion containing an ordered polymerization initiator is made, and the temperature is about -10℃~
An addition polymer film obtained by carrying out a polymerization reaction of the monomer at 50°C to form an addition polymer shell, and then polymerizing the remaining monomer at 60°C to 90°C. 1. A thermally expandable resin composition comprising thermally expandable microscopic bodies coated with a low boiling point liquid and having a particle size of about 1 to 500 microns.
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