JP3236062B2 - 小粒径熱膨張性マイクロカプセルおよびその製法 - Google Patents
小粒径熱膨張性マイクロカプセルおよびその製法Info
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Description
る。
壁紙などの凹凸模様付け、多孔化材、軽量化材、断熱材
などに利用されているが、ペイントなどの薄塗膜、極薄
断熱層または非常に緻密な多孔質層を必要とする場合に
は、より小さな粒径の熱膨張性マイクロカプセルが求め
られていた。
熱膨張性マイクロカプセルの製造技術については古くか
ら知られており、例えば特公昭42−26524号等が
その基本技術として知られている。しかしながら、これ
らの方法で数10倍の膨張倍率を有するマイクロカプセ
ルを得ようとすると通常15μm以上の粒径が必要とさ
れている。これを改良するため、様々な検討が重ねられ
ているが、10μm以下のマイクロカプセルでは未だ十
分な膨張倍率は得られていない。10μm以下のマイク
ロカプセルでは極端に熱膨張性が低下してしまう。この
現象は、本来膨張倍率の比較的低いマイクロカプセルに
おいても同様の傾向がみられ、粒径をさらに小さくする
と、膨張倍率が極めて低いか殆ど膨張しないマイクロカ
プセルが得られる。
ついてみると殻の厚さを同じにすると発泡剤(低沸点有
機溶剤)の量に比べて、殻用重合体の量が多く必要にな
り、少量の発泡剤では膨張させる能力が低下するためと
考えられる。殻の厚さを薄くすると、殻中に小孔が多く
発生し、熱膨張に際し、低沸点有機溶剤が十分捕捉され
ず脱気してしまうのも一因と考えられる。また、懸濁重
合時、発泡剤を内包しない重合微粒子も多く形成される
ためと考えられる。
の極めて微細な粒径を有しながら膨張倍率が従来のもの
に劣らない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。
剤の存在下に重合性単量体を懸濁重合して、熱膨張性マ
イクロカプセルを製造する方法において重合系中に親水
基と長鎖炭化水素基を有する化合物を存在させることを
特徴とする粒径1〜10μmの熱膨張性マイクロカプセ
ルの製法およびそれから得られる熱膨張性マイクロカプ
セルに関する。本発明に用いられる低沸点有機溶剤およ
びこれをマイクロカプセル化するために重合性単量体は
特に特徴的ではない。従来、熱膨張性マイクロカプセル
の製造に用いられていたものを適宜使用すればよい。
エチレン、プロパン、プロペン、ブタン、イソブタン、
ブテン、イソブテン、ペンタン、イソペンタン、ネオペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン等の低分子量炭化水素およ
びCCl3F、CCl2F2、CClF3、CClF2−CClF
2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等のシラン化合物等が例示され
る。特に好ましい低沸点有機溶剤はブテン、イソブタ
ン、イソブテン、ペンタン、イソペンタン、ネオペンタ
ン等、沸点−20〜50℃の低分子量炭化水素である。
酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル
酸、ビニル安息香酸; それらのエステル類、アミド類、
ニトリル類; スチレン、メチルスチレン、エチルスチレ
ン、クロロスチレン等のビニル芳香族類; 塩化ビニル、
酢酸ビニル等のビニル化合物; 塩化ビニリデン等のビニ
リデン化合物; ジビニルベンゼン、イソプレン、クロロ
プレン、ブタジエン等のジエン類等が例示される。
リル酸とそれらのエステル類、ニトリル類、ビニリデン
化合物等、共重合物が熱可塑性でガスバリアー性を有す
る物である。
ル化するに際し、本発明では、重合系中に親水基と長鎖
炭化水素基を有する化合物を存在させる。
しては、長鎖アルコール、長鎖脂肪酸、長鎖アミン、長
鎖アミド、多価アルコールと長鎖脂肪酸とのエステル等
が例示される。長鎖アルコールとしては炭素数8〜18
を長鎖脂肪酸としては炭素数8〜18の側鎖を有しても
よい飽和または不飽和の脂肪酸、オキシ脂肪酸等長鎖ア
ミドとしては上と同様に炭素数8〜18の脂肪族鎖を有
するアミド、N−アルカノールアミド、アミドエステル
等長鎖アミンとしては同じく炭素数8〜18の脂肪族鎖
を有する一級、二級または三級アミン、特に一級アミ
ン、多価アルコールと長鎖脂肪酸とのエステルとしては
上記脂肪酸と多価アルコール、例えばエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリ
ン、ソルビタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール酸化アルキレンオリゴマー等とのエステルが
例示される。炭化水素基は更に別の置換基例えばハロゲ
ン等を有していてもよい。
は重合性単量体100重量部当り、0.1〜10重量
部、より好ましくは0.5〜5重量部用いる。この化合
物は、単量体に溶解して、あるいは低沸点有機溶剤に溶
解して用いてもよく、あるいは、両者とは独立して単独
に水性媒体中に添加してもよい。最も好ましくは単量
体、低沸点有機溶媒および親水基と長鎖炭化水素基とを
有する化合物を混合して用いる方法である。
と長鎖炭化水素基を有する化合物を用いる以外、従来の
方法を採用し得る。即ち、低沸点有機溶剤と重合性単量
体を重合触媒と、親水基と長鎖炭化水素基を有する化合
物の存在下、水に懸濁させるか、あるいは、単量体を低
沸点有機溶剤の懸濁する水性媒体中に徐々に添加しなが
ら重合させる。あるいは、両者の混合液を徐々に反応系
に添加しながら重合してもよい。
レーブ中で40〜80℃の温度で行なう。重合触媒は、
常套の過酸化物触媒、例えば、過酸化ベンジル、ターシ
ャリーブチルパーベンゾエート、クメンヒドロパーオキ
シド、ターシャリーブチルパーアセテート、過酸化ラウ
リル、ジイソプロピルオキシジカーボネート等が例示さ
れる。
ため、懸濁剤例えばメチルセルロース、ヒドロキシメチ
ルセルロース、カルボキシメチルセルロース、コロイダ
ルシリカ等を用いてもよい。
機の種類、反応容器の大きさ、形状および所望のマイク
ロカプセルの粒径によっても異なるが、ホモジナイザー
を用い3000〜10000r.p.m.、より好ましくは5
000〜8000r.p.m.程度である。
イクロカプセルで高い発泡倍率が得られる理由は明らか
でないが、親水基と長鎖炭化水素基を有する化合物が重
合体殻の微細な孔を塞いで低沸点有機溶剤の散逸を防止
しているか、一種の可塑剤的に作用して形成される殻を
均質化して、薄くかつ緻密な膜を形成しているか、ある
いは、一種の分散助剤あるいは、重合体と低沸点有機溶
剤の親和剤として作用して、低沸点有機溶剤の内包率の
高いマイクロカプセルが得られるためと解される。
る。 比較例1 アクリロニトリル110部、塩化ビニリデン200部、
メタクリル酸メチル10部、イソブタン40部およびジ
イソプロピルオキシジカーボネート3部からなる油相を
作成した。次いで、イオン交換水600部、固形分30
%のコロイダルシリカ分散液130部とジエタノールア
ミンとアジピン酸の縮合物の50%水溶液3部を混合
し、硫酸でpH3に調製した水相を作成した。上記油相
と水相を混合したのち、ホモミキサー(特殊機化製、M
−型)を使用し、6000rpmで180秒ミキシングを行
ない、窒素置換した1.5リットルオートクレーブ中で
4〜5kg/cm2、60℃で20時間反応した。平均粒径
(ヘロス&ロドス レーザー回析法のD×50%)14.
4μm;130℃オーブン中で1分間加熱したときの体
積膨張倍率約70倍の熱膨張性マイクロカプセルを得
た。
例1と同様に操作し、平均粒径8.6μm、130℃オ
ーブン中で1分間加熱し、体積膨張倍率約60倍の熱膨
張性マイクロカプセルを得た。
比較例1と同様に操作し、平均粒径6.2μm;120
℃オーブン中で1分間加熱したときの体積膨張倍率約4
0倍の熱膨張性マイクロカプセルを得た。
部、イソブタン30部、ノルマルペンタン10部および
ジイソプロピルオキシジカーボネート3部からなる油相
を作成した。次いで、イオン交換水600部、固形分3
0%のコロイダルシリカ分散液130部とジエタノール
アミンとアジピン酸の縮合物50%水溶液3部を混合
し、硫酸でpH3に調製した水相を作成した。上記油相
と水相を混合したのち、ホモミキサー(特殊機化製、M
−型)を使用し、6000rpmで180秒ミキシングを行
ない、窒素置換した1.5リットルオートクレーブ中で
4〜5kg/cm2、60℃で20時間反応した。平均粒径
15.3μm;140℃オーブン中で1分間加熱したと
きの体積膨張倍率約20倍の熱膨張性マイクロカプセル
を得た。
比較例1と同様に操作し、平均粒径7.6μm;140
℃オーブン中で1分間加熱したときの体積膨張倍率約1
5倍の熱膨張性マイクロカプセルを得た。
施例3と同様に操作し、平均粒径6.4μm;130℃
オーブン中で1分間加熱したときの体積膨張倍率約13
倍の熱膨張性マイクロカプセルを得た。
型)を使用し、9000rpmで180秒でミキシングを行
ない、その他は比較例1と同様に操作し、平均粒径9.
5μm;130℃オーブン中で1分間加熱したときの体
積膨張倍率約15倍の熱膨張性マイクロカプセルを得
た。実施例1,2と比較し、高剪断下の分散条件にもか
かわらず粒径は小さくならず、体積膨張倍率も低下し
た。
を使用し9000rpmで180秒ミキシングを行い、
その他は比較例2と同様に操作し平均粒径9.0μm;
130℃オーブン中で1分間加熱したときの体積膨張倍
率約5倍の熱膨張性マイクロカプセルを得た。比較例3
と同様に体積膨張倍率は低下した。
を伴うことなく、粒径の小さい熱膨張性マイクロカプセ
ルを得ることができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 低沸点有機溶剤および親水基と炭素数8
〜18の脂肪族炭化水素基を有する化合物を重合体の殻
内に内包する平均粒径1〜10μm、最高体積膨張倍率
10倍以上の熱膨張性マイクロカプセル。 - 【請求項2】 脂肪族炭化水素基が側鎖を有していても
よい飽和または不飽和の炭素数8〜18の脂肪族炭化水
素基である請求項1に記載のマイクロカプセル。 - 【請求項3】 低沸点有機溶剤の存在下に重合性単量体
を懸濁重合して、熱膨張性マイクロカプセルを製造する
方法において重合系中に親水基と炭素数8〜18の脂肪
族炭化水素基を有する化合物を存在させることを特徴と
する粒径1〜10μmの熱膨張性マイクロカプセルの製
法。 - 【請求項4】 親水基と炭素数8〜18の脂肪族炭化水
素基を有する化合物がアルコール、脂肪酸、アミン、ア
ミド、多価アルコールの脂肪酸エステルからなる群より
選ばれる請求項3に記載の製法。 - 【請求項5】 親水基と炭素数8〜18の脂肪族炭化水
素基を有する化合物を単量体重量の0.1〜10重量%
用いる請求項3に記載の製法。
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