WO2005049698A1 - 熱膨張した微小球、その製造方法、熱膨張性微小球および用途 - Google Patents

熱膨張した微小球、その製造方法、熱膨張性微小球および用途 Download PDF

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expandable
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Toshiaki Masuda
Takashi Fujie
Ichiro Takahara
Ikuo Yosejima
Katsushi Miki
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Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to thermally expanded microspheres, a method for producing the microspheres, thermally expandable microspheres, and uses. More specifically, in the present invention, the content of agglomerated microspheres having a small variation coefficient of variation in particle size distribution before and after thermal expansion or microspheres having a large true specific gravity (powered microspheres capable of performing a desired thermal expansion) is extremely low.
  • the present invention relates to heat-expandable microspheres that can sometimes prevent curing shrinkage and can solve the problem of thermal settling over time, and to the use of these microspheres.
  • the heat-expandable microspheres containing a specific fluorine-containing compound and the heat-expanded microspheres are filled in a hollow portion of an assembly of a tire and a rim, and are excellent when a tire is damaged. It is used as a sealing material for damaged parts and a material for imparting tire internal pressure.
  • Thermally expandable microspheres having a structure in which a thermoplastic resin is used as an outer shell and a foaming agent is enclosed therein are generally called thermally expandable microcapsules.
  • the thermoplastic resin generally, a bilidene chloride-based copolymer, an acrylonitrile-based copolymer, an acrylic copolymer, or the like is used.
  • hydrocarbons such as isobutane and isopentane are mainly used as a blowing agent (see Patent Document 1).
  • heat-expandable microcapsules By heat-expanding such heat-expandable microcapsules, lightweight hollow fine particles (heat-expanded microspheres) can be obtained.
  • a method for expanding the heat-expandable microcapsules a method has been proposed in which a dispersion of the heat-expandable microcapsules is sprayed into heated air to perform expansion and drying simultaneously (see Patent Document 2).
  • Patent Document 2 there is a high possibility that agglomerates are formed at the tip of the used disperser, which is problematic.
  • thermally expandable microcapsules are expanded in an aqueous slurry, and a slurry liquid containing the expanded particles is passed through a gap between grinding wheels to disperse agglomerated microspheres (see Patent Document 5).
  • This method can give the same thermal history to all thermally expandable microcapsules, but when used as an aqueous slurry, it must be mixed with plastics, paints, rubbers, sealants, etc. If drying is required, fusing in the drying process is still a problem.
  • the hollow fine particles are blended into a hollow molded article for the purpose of light weight siding as described above.
  • the hollow body molded article is usually produced by kneading a base component, a filler and hollow fine particles to prepare a hollow body composition, and molding the hollow body composition into a desired shape.
  • a large external force tends to act on the hollow fine particles, so that the hollow fine particles are partially damaged, so that there is a problem that the originally intended lightweight diaper cannot be obtained.
  • the thermoplastic resin constituting the outer shell of the hollow fine particles is softened by heating and pressing, and an external pressure is applied to the hollow fine particles.
  • the hollow fine particles slightly shrink during molding. As a result, the entire hollow body molded article also shrinks, and the dimensional stability is low, and the problem of curing shrinkage that the originally expected lightweight molding cannot be achieved occurs.
  • thermoplastic resin having a low gas permeability such as an acrylonitrile copolymer is used as the thermoplastic resin constituting the outer shell, but this alone is not sufficient.
  • the problem has not been solved.
  • Lightweight hollow fine particles obtained by heat-expanding the heat-expandable microcapsules have conventionally been used as light-weight materials such as the above-mentioned resin and ceramic products, heat-insulating materials such as heat-sensitive paper and paint, and nonwoven fabrics. It is used as a bulky material, a shock absorbing material for automobile exteriors, and a surface modifying material that gives a texture to wallpaper.
  • Patent Document 1 US Patent No. 3615972
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication No. 59-53290
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 8-217905
  • Patent Document 4 Japanese Patent Publication No. 8-29245
  • Patent Document 5 Japanese Patent Application No. 62-201231
  • Patent Document 6 Japanese Patent No. 2927933
  • Patent Document 7 WO99Z37706
  • Patent Document 8 Japanese Patent No. 3067932
  • Patent Document 9 WO2004Z074396
  • An object of the present invention is to provide a microsphere having a very low content of aggregated microspheres having a small variation coefficient of variation in particle size distribution before and after thermal expansion and microspheres having a large true specific gravity; And a method of manufacturing the same.
  • Another object of the present invention is to provide a hollow body composition for the purpose of reducing the content of agglomerated microspheres or microspheres having a large true specific gravity, which is extremely low and which is not easily broken by external force. It is an object of the present invention to provide thermally expanded microspheres and thermally expandable microspheres which can prevent hardening shrinkage at the time and can solve the problem of thermal settling with time in the obtained hollow article.
  • Still another object of the present invention is to provide a hollow body having high dimensional stability that can achieve sufficient light weight, can prevent curing shrinkage at the time of molding, and does not cause a problem of heat set over time. It is to provide molded articles.
  • Still another object of the present invention is to provide a tire damage portion which is filled inside a tire and rim assembly.
  • Thermally expandable microspheres and thermally expanded microspheres capable of exhibiting excellent physical properties when used as a sealing material and tire internal pressure imparting material, a method for producing the thermally expanded microspheres, and a method for manufacturing the thermally expanded microspheres
  • the purpose is to provide a heat-expandable microsphere as a raw material.
  • thermally expanded microspheres by thermally expanding the thermally expandable microspheres by a dry and well-specified method in a well-dispersed state
  • the variation in the coefficient of variation of the particle size distribution before and after thermal expansion is reduced.
  • the amount of raw materials and slightly expanded microspheres can be reduced, and the generation of aggregated microspheres can be suppressed.
  • thermally expanded microspheres having a desired re-expansion margin that is, re-expanded microspheres.
  • Thermally expanded microspheres having an onset temperature can also be produced.
  • the outer shell thickness of the microspheres is reduced. It has the property of not being easily damaged by relatively thick external force.
  • these microspheres have appropriate properties such as thermal expansion properties, they can prevent curing shrinkage during molding, and do not generate thermal settling over time even at high temperatures, and their dimensional stability. Is high.
  • fluorine-containing compounds are preferred.
  • the application to a tire that can run even when the tire is injured is considered by filling the assembly of the tire and the rim, the thermal expansion obtained by thermally expanding the heat-expandable microspheres by the above specific method is considered.
  • the inflated microspheres can run even when the tire pressure drops after the tire is damaged.
  • thermally expanded microsphere obtained by expanding a thermally expandable microsphere almost completely by the above-mentioned specific method in an assembly of a tire and a rim that can run even when the tire internal pressure is reduced when the tire is damaged.
  • thermally expanded microspheres having a sufficient re-expandable capacity obtained by adjusting the degree of expansion of the thermally expandable microspheres can also be used.
  • this extra It is desirable that the thermally expanded microspheres having a property have physical properties such that they are re-expanded only at a desired high temperature. Recently, it has been particularly required that normal driving be possible even in high-temperature environments.
  • the tire should have a property of rapidly re-expanding and providing a running tire pressure when the tire is injured and the tire internal pressure is reduced.
  • thermoplastic resin constituting the thermally expanded microspheres having residual capacity for re-expansion
  • the first method for producing the thermally expanded microspheres according to the present invention comprises the steps of: forming an outer shell made of thermoplastic resin, and forming a foam having a boiling point equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin.
  • a gas fluid containing thermally expandable microspheres having an average particle size of about 100 m and flowing through a gas introduction pipe provided with a dispersion nozzle at the outlet and installed inside a hot air flow.
  • a step of injecting a dispersing nozzle force a step of causing the gaseous fluid to collide with an impingement plate provided below the dispersing nozzle, and dispersing the heat-expandable microspheres in the hot air stream; Is heated in the hot air stream to a temperature equal to or higher than the expansion start temperature to cause expansion.
  • the second method for producing thermally expanded microspheres according to the present invention is characterized in that the outer shell made of thermoplastic resin and the foaming agent contained therein and having a boiling point equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin.
  • a gas fluid containing heat-expandable microspheres having an average particle diameter of 1 to 100 m is also jetted with at least one dispersing nozzle force installed outside the hot air flow, thereby forming the heat-expandable microspheres as described above.
  • the method includes a step of dispersing the heat-expandable microspheres in a hot air stream and a step of heating the dispersed heat-expandable microspheres to a temperature equal to or higher than the expansion start temperature in the hot air stream.
  • the thermally expanded microspheres according to the present invention comprise an outer shell made of thermoplastic resin, and a foaming agent contained therein and having a boiling point not higher than the softening point of the thermoplastic resin.
  • the heat-expandable microspheres according to the present invention include a thermo-expansion shell composed of a thermoplastic resin and a foaming agent contained therein and having a boiling point equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin.
  • An expandable microsphere having an average particle diameter of about 100 / zm, an expansion ratio at the maximum expansion temperature of more than 100%, and a content of aggregated microsphere of 5% by weight or less;
  • the content of microspheres with a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 5 ° C is 5% by weight or less.
  • the hollow body composition according to the present invention comprises a base material component and the above-described thermally expanded microspheres and Z or thermally expandable microspheres.
  • the hollow body molded article according to the present invention is obtained by molding the hollow body composition.
  • Another heat-expandable microsphere according to the present invention comprises an outer shell made of thermoplastic resin, and a foaming agent contained therein and having a boiling point equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin obtained by polymerizing a monomer mixture containing a nitrile monomer and a carboxyl group-containing monomer as essential components, wherein the thermoplastic resin comprises a fluorine compound;
  • the weight ratio of the monomer is from 20 to 80% by weight based on the monomer mixture, and the weight ratio of the carboxyl group-containing monomer is from 80 to 20% by weight.
  • Still another heat-expandable microsphere according to the present invention comprises: an outer shell made of thermoplastic resin; a foaming agent contained therein; and a foaming agent having a boiling point equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin.
  • Heat-expandable microspheres having an average particle diameter of 1 to 100 m, comprising a heat-fusion preventing agent attached to the outer surface of the outer shell, wherein the blowing agent has an ether structure, A monomer mixture containing a fluorine-containing compound having 2 to 10 carbon atoms and containing no atoms and bromine atoms, wherein the thermoplastic resin contains a tolyl monomer and a carboxyl group-containing monomer as essential components.
  • the weight ratio of the nitrile monomer is 20-80% by weight with respect to the monomer mixture, and the weight ratio of the carboxyl group-containing monomer is 80-2. 0% by weight, and the heat-sealing inhibitor is at least one selected from the group consisting of an organic compound having a melting point of 90 ° C. or higher and an inorganic compound having a layered structure.
  • Still another heat-expandable microsphere according to the present invention comprises: an outer shell made of thermoplastic resin; a foaming agent contained therein; and a foaming agent having a boiling point equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin.
  • Heat-expandable microspheres having an average particle diameter of 1 to 100 m, comprising a heat-fusion preventing agent attached to the outer surface of the outer shell, wherein the blowing agent has an ether structure, At least one selected from an organic compound having a melting point of 90 ° C. or more and an inorganic compound having a layered structure, containing a fluorine-containing compound having 2 to 10 carbon atoms and containing no atoms and bromine atoms. It is.
  • FIG. 1 is a schematic view of a foaming process section of a manufacturing apparatus used in the manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of a foaming process section of a manufacturing apparatus used in another manufacturing method of the present invention. Explanation of symbols
  • the heat-expandable microspheres used as a starting material are made of thermoplastic resin. And a foaming agent contained therein and having a boiling point equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin, and having an average particle diameter of 110 m. If so, there is no particular limitation.
  • the foaming agent is not particularly limited as long as it is contained in an outer shell made of thermoplastic resin and has a boiling point equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin.
  • compounds which generate gas upon thermal decomposition by heating such as hydrocarbons having 11 to 12 carbon atoms and halogenated compounds thereof; fluorine-containing compounds; tetraalkylsilanes; and azodicarbonamides.
  • hydrocarbons having 11 to 12 carbon atoms and halogenated compounds thereof such as hydrocarbons having 11 to 12 carbon atoms and halogenated compounds thereof; fluorine-containing compounds; tetraalkylsilanes; and azodicarbonamides.
  • One or more of these foaming agents may be used in combination.
  • hydrocarbon having 11 to 12 carbon atoms examples include propane, cyclopropane, propylene, butane, normal butane, isobutane, cyclobutane, normal pentane, cyclopentane, isopentane, neopentane, normal hexane, isohexane, Hydrocarbons such as cyclohexane, heptane, cycloheptane, octane, isooctane, cyclooctane, 2-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, petroleum ether and the like can be mentioned. These hydrocarbons are preferably aliphatic which may be linear, branched or alicyclic.
  • halide of a hydrocarbon having 11 to 12 carbon atoms examples include methyl chloride, methylene chloride, chloroform, tetrachlorosilane, and the like. These halides are preferably the above-mentioned hydrocarbon halides (fluoride, chloride, bromide, iodide, etc.).
  • the fluorine-containing compound is not particularly limited, and for example, a compound having an ether structure, containing no chlorine atom and no bromine atom, and having 2 to 10 carbon atoms is preferable. Specifically, C H
  • Hydrofluoroethers such as FOCH.
  • Hyde mouth fluoroether such as FOCH.
  • the (fluoro) alkyl group may be linear or branched.
  • tetraalkylsilane examples include the same or different compounds having an alkyl group having 115 carbon atoms. Specific examples include tetraalkylsilanes such as tetramethylsilane, trimethylethylsilane, trimethylisopropyl silane, and trimethyl-n-propyl silane.
  • Compounds that generate gas upon thermal decomposition by heating include azodicarbonamide, N, N, 1-dinitrosopentamethylenetetramine, 4,4'-oxybis (benzenesulfonylhydrazide) ) And the like.
  • a fluorine-containing compound When a fluorine-containing compound is used as the blowing agent, the entire amount thereof may be composed of the fluorine-containing compound, but together with the fluorine-containing compound, it has a boiling point equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin described later.
  • compounds other than the fluorine-containing compound may be used in combination. Such compounds are not particularly limited, and for example, can be used by selecting from those exemplified as the foaming agents described above. Compounds other than the fluorine-containing compound can be appropriately selected according to the thermal expansion temperature range of the raw microspheres.
  • the weight ratio of the fluorine-containing compound is preferably more than 50% by weight of the whole blowing agent, more preferably more than 80% by weight 95% by weight % Is particularly preferred.
  • the weight ratio of the fluorine-containing compound in the blowing agent is higher, the physical properties of the fluorine-containing compound are reflected on the raw material microspheres, and the raw material microspheres can be imparted with physical properties such as flame retardancy and nonflammability.
  • the raw material microspheres are composed of, for example, a thermoplastic resin obtained by polymerizing a monomer mixture containing a radical polymerizable monomer, and by appropriately mixing a polymerization initiator with the monomer mixture.
  • the outer shell of the raw material microspheres can be formed.
  • radical polymerizable monomer is not particularly limited, for example, acrylonitrile, main Takuriro nitrile, alpha - chloro acrylonitrile, alpha - ethoxyacrylonitrile, such Fumaronitori Le - tolyl monomers, acrylic acid, methacrylic acid Carboxyl group-containing monomers such as, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and citraconic acid; bilidene chloride; vinyl acetate; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, ⁇ -butyl (meth) ate , Isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, isovol (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, j8-carboxyethyl ally (Meth) acrylate monomers such as s
  • the blowing agent contains a fluorine-containing compound
  • the monomer mixture is a monomer mixture containing a nitrile-based monomer as an essential component because heat resistance can be imparted.
  • the weight ratio of the nitrile monomer is preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and particularly preferably 95% by weight or more, in consideration of heat resistance. % By weight or more.
  • the monomer mixture is a monomer mixture containing a carboxyl group-containing monomer as an essential component together with a nitrile-based monomer
  • heat resistance can be imparted, and as described below
  • the thermally expanded microspheres obtained by expanding the raw material microspheres can be manufactured so as to have a re-expandable residual capacity, and at least 90 ° C (preferably at least 100 ° C, more preferably at least 120 ° C). (° C. or more), it is more preferable because re-expansion can be set to start.
  • the weight ratio of the nitrile monomer is determined by adjusting the encapsulation retention rate and foamability of the encapsulated foaming agent, and the re-expansion start temperature of the thermally expanded microspheres. In consideration of the above, it is preferably 20 to 80% by weight, more preferably 20 to 60% by weight, particularly preferably 20 to 50% by weight, and most preferably 20 to 50% by weight, based on the monomer mixture. — 40% by weight. In addition, the weight ratio of the carboxyl group-containing monomer is adjusted by adjusting the re-expansion start temperature of the thermally expanded microspheres.
  • the amount is preferably 20 to 80% by weight, more preferably 40 to 80% by weight, particularly preferably 50 to 80% by weight, and most preferably 50 to 80% by weight, based on the monomer mixture. 60-80% by weight.
  • the monomer mixture may contain a polymerizable monomer (crosslinking agent) having two or more polymerizable double bonds in addition to the radical polymerizable monomer.
  • a polymerizable monomer crosslinking agent
  • Polymerization using a crosslinking agent reduces the content of agglomerated microspheres contained in the thermally expanded microspheres obtained by the present manufacturing method, and reduces the retention of the encapsulated foaming agent after thermal expansion (encapsulation retention). Rate) is suppressed, and thermal expansion can be performed effectively.
  • the encapsulation retention rate (%) of the foaming agent after thermal expansion is defined as G, where G is the encapsulation rate of the foaming agent encapsulated in the raw material microspheres before expansion.
  • G is defined as G / GX 100, where G is the encapsulation rate of the foaming agent encapsulated in the microspheres.
  • the crosslinking agent is not particularly limited, but examples thereof include aromatic divinyl conjugates such as dibutylbenzene and divinylnaphthalene; aryl methacrylate, triacrylformal, triaryl isocyanate, ethylene glycol di (methacrylate).
  • the weight ratio of the cross-linking agent is not particularly limited. However, in consideration of the degree of cross-linking, the retention rate of the foaming agent included in the outer shell, heat resistance, and thermal expansion property, the weight ratio of the cross-linking agent to the monomer mixture is considered. And preferably 0.01 to 5% by weight, and more preferably 0.05 to 3% by weight.
  • a known polymerization initiator without particular limitation can be used.
  • t-butylperoxyisobutyrate t-butylperoxy-2-ethylhexanoate
  • t-silyloxy-2-ethylhexanoate 2,5 dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, 1, 1 , 3,3-tetramethylbutyropoxy 2-ethylhexanoate
  • t-butyl peroxy pivalate t-xyl peroxy pivalate
  • t-butyl peroxy neodecanoate t-silver xylene neodecanoate
  • 1 -Cyclohexyl-1 methylethyl peroxy neodecanoate 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxy neodecanoate
  • Raw material microspheres can be produced by various methods used in a conventionally known method for producing thermally expandable microcapsules.
  • a monomer mixture containing a radical polymerizable monomer and optionally a crosslinking agent and a polymerization initiator is mixed with a foaming agent, and the obtained mixture is suspended in an aqueous suspension containing an appropriate dispersion stabilizer and the like. And the like.
  • dispersion stabilizers in an aqueous system include colloidal silica, colloidal calcium carbonate, magnesium hydroxide, calcium phosphate, aluminum hydroxide, ferric hydroxide, sulfated sodium, sodium sulfate, calcium oxalate, calcium carbonate, and carbonate.
  • examples include barium, magnesium carbonate, and alumina sol.
  • the dispersion stabilizer is preferably used in a ratio of 0.1 to 20% by weight based on the monomer mixture.
  • a dispersion stabilizing auxiliary a condensation product of diethanolamine and an aliphatic dicarboxylic acid
  • a high molecular type dispersion stabilizing auxiliary such as gelatin, polybutylpyrrolidone, methylcellulose, polyethylene oxide, and polybutyl alcohol, and alkyltrimethyl chloride.
  • Cationic surfactants such as ammonium and dialkyldimethyl chloride ammonium
  • anionic surfactants such as sodium alkyl sulfate, betaine alkyldimethylaminoacetate, betaine alkyldihydroxyethylaminoacetate, etc.
  • Various emulsifiers such as zwitterionic surfactants may be used.
  • Dispersion stabilizing aid Is preferably used in a proportion of 0.05 to 2% by weight based on the monomer mixture.
  • An aqueous suspension containing a dispersion stabilizer is prepared by mixing a dispersion stabilizer, a dispersion stabilizing aid, and the like with water (for example, ion-exchanged water).
  • the pH of the aqueous suspension at the time of polymerization is appropriately determined depending on the types of the dispersion stabilizer and the dispersion stabilizing auxiliary used. Further, even when a water-soluble reducing agent is added to the aqueous suspension, the formation of aggregated microspheres during polymerization is suppressed.
  • water-soluble reducing agent examples include alkali metal nitrites such as sodium nitrite and potassium nitrite, stannous chloride, stannic chloride, ferrous chloride, ferric chloride, ferrous sulfate, and water-soluble ascorbin. Acids and the like. Among these, alkali metal nitrite is preferred from the viewpoint of stability in water.
  • the amount added is preferably the monomer mixture 0.1 0 001 1 wt 0/0, more preferably 0. 0003- 0. 1 wt 0/0.
  • the polymerization temperature is controlled at a force freely set according to the type of polymerization initiator, preferably in the range of 40 to 100 ° C, more preferably 45 to 90 ° C, and particularly preferably 50 to 85 ° C. You.
  • the initial polymerization pressure is in the range of 0 to 5. OMPa, more preferably 0.1 to 3. OMPa, particularly preferably 0.2 to 2. OMPa in terms of gauge pressure.
  • the foaming agent has good foaming performance for the obtained raw material microspheres, and exhibits sufficient performance when filled into an assembly of a tire and a rim and used as a tire internal pressure imparting material.
  • the thickness of the thermoplastic resin which is the outer shell of the heat-expandable microspheres, can ensure the retention rate of the encapsulating foaming agent. It is adjusted to be 85% by weight, preferably 5-60% by weight, more preferably 7-50% by weight.
  • the blowing agent contains a fluorine-containing compound, it is preferably 10 to 60% by weight, more preferably 15 to 50% by weight.
  • the average particle size of the raw material microspheres is not particularly limited because it can be freely designed according to the application.
  • the foaming agent contains a fluorine-containing compound, it is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 2 to 80 ⁇ m, particularly preferably 5 to 60 ⁇ m.
  • the coefficient of variation CV of the particle size distribution of the raw material microspheres is not particularly limited, but is preferably 30% or less, more preferably 27% or less, and particularly preferably 25% or less.
  • the coefficient of variation C V is calculated by the following formulas (1) and (2).
  • the raw material microspheres are preferably used by adhering a fine particle filler to the outer surface of the outer shell, from the viewpoint of improving dispersibility and improving fluidity during use.
  • the type and amount of the fine particle filler which may be either an organic or inorganic filler, are appropriately selected according to the purpose of use.
  • Examples of the organic filler include metal soaps such as magnesium stearate, calcium stearate, zinc stearate, barium stearate, and lithium stearate; polyethylene wax, lauric amide, myristic amide, and palmitic acid. Synthetic waxes such as acid amide, stearic acid amide, and hardened castor oil; and resin powders such as polyacrylamide, polyimide, nylon, polymethyl methacrylate, polyethylene, and polytetrafluoroethylene.
  • metal soaps such as magnesium stearate, calcium stearate, zinc stearate, barium stearate, and lithium stearate
  • polyethylene wax lauric amide, myristic amide, and palmitic acid.
  • Synthetic waxes such as acid amide, stearic acid amide, and hardened castor oil
  • resin powders such as polyacrylamide, polyimide, nylon, polymethyl methacrylate, polyethylene, and polytetrafluoroethylene.
  • the inorganic filler those having a layered structure, for example, talc, mai force, bentonite, sericite, carbon black, disulfide molybdenum, tungsten disulfide, graphite fluoride, calcium fluoride, Boron nitride, etc .; other examples include silica, alumina, mica, calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium phosphate, magnesium hydroxide, magnesium phosphate, potassium sulfate, titanium dioxide, zinc oxide, ceramic beads, glass beads, quartz beads, etc.
  • talc mai force
  • bentonite sericite
  • carbon black disulfide molybdenum
  • tungsten disulfide graphite fluoride
  • graphite fluoride graphite fluoride
  • Boron nitride etc .
  • other examples include silica, alumina, mica, calcium carbonate, calcium hydroxide, calcium phosphate, magnesium hydroxide, magnesium phosphate, potassium sulfate
  • These fine particle fillers may be used alone or in combination of two or more.
  • the fine particle filler adhering to the outer surface of the outer shell has a melting point of 90 ° C or higher (100 ° C or higher, preferably 110 ° C or higher, more preferably 120 ° C or higher, further more preferably Organic compounds having a melting point of 150 ° C or higher, particularly preferably 200 ° C or higher, or inorganic compounds having a layered structure (preferably, carbon black, disulfide molybdenum, tungsten disulfide, graphite fluoride, and boron nitride) (At least one selected from the above), that is, a thermal fusion inhibitor.
  • the thermal fusion inhibitor is made of raw material microspheres and Z or thermally expanded fine particles.
  • the raw material microspheres using a thermoplastic resin constituting the outer shell obtained by polymerizing a monomer mixture containing a nitrile monomer and a carboxyl group-containing monomer as essential components In this case, it is possible to exhibit good performance in terms of heat resistance and flame retardancy (non-combustibility), and as described later, a heat source having sufficient capacity to expand and expand the raw material microspheres, as described later.
  • a heat source having sufficient capacity to expand and expand the raw material microspheres, as described later.
  • re-expansion can be started at a temperature of 90 ° C. or higher (preferably 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher), and the above-described effects become remarkable.
  • the average particle diameter of the fine particle filler is preferably 1Z10 or less of the average particle diameter of the raw material microspheres before adhesion.
  • the average particle size means the average particle size of the primary particles.
  • the amount of the particulate filler attached to the raw material microspheres is not particularly limited. However, in consideration of the size of the true specific gravity of the heat-expandable microspheres, the function of the particulate filler can be sufficiently exhibited, and the like. It is preferably 0.1 to 95% by weight, more preferably 0.5 to 60% by weight, particularly preferably 5 to 50% by weight, most preferably 8 to 30% by weight based on the raw material microspheres before attachment. .
  • the attachment of the fine particle filler to the outer surface of the raw material microspheres can be performed by mixing the raw material microspheres and the fine particle filler.
  • the mixing can be carried out using an apparatus having an extremely simple mechanism such as a container and a stirring panel, which are not particularly limited. It is also possible to use a general powder mixer capable of rocking or stirring! Examples of the powder mixer include a powder mixer capable of performing rocking stirring or stirring, such as a ribbon mixer and a vertical screw mixer. In addition, in recent years, efficiency has been improved by combining a stirrer!
  • Super mixer manufactured by Kadita Co., Ltd.
  • a high-speed mixer manufactured by Fukae Co., Ltd.
  • Newgram Machine manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.
  • the raw material microspheres for example, are directly charged into an assembly of a tire and a rim, and are expanded by heating at a temperature equal to or higher than the expansion start temperature of the raw material microspheres, thereby serving as a volume holding material.
  • the first method for producing thermally expanded microspheres according to the present invention is directed to a gas introduction pipe provided with a dispersion nozzle at the outlet and installed inside a hot air flow, for the gas fluid containing the raw material microspheres described above.
  • a jetting step and a step of causing the gaseous fluid to impinge on an impingement plate provided below the dispersing nozzle to disperse the heat-expandable microspheres in the hot air stream.
  • This is a production method including a (dispersion step) and a step (expansion step) of heating and expanding the dispersed thermally expandable microspheres in the hot air stream at a temperature equal to or higher than the expansion start temperature.
  • This manufacturing method can be performed, for example, using a manufacturing apparatus provided with a foaming process section shown in FIG.
  • This foaming process section has a dispersion nozzle 4 at the outlet and a gas introduction pipe (not numbered) arranged in the center, an impingement plate 5 installed below the dispersion nozzle 4, and an outside of the gas introduction pipe.
  • An overheat prevention cylinder 3 is provided around the periphery of the overheat prevention cylinder 3 and a hot air nozzle 1 is arranged around the outside of the overheat prevention cylinder 3 at a distance.
  • the gas fluid 6 containing the heat-expandable microspheres flows in the direction of the arrow in the gas inlet tube, and the space formed between the gas inlet tube and the overheat prevention cylinder 3 has thermal expansion.
  • the gas flow 7 for improving the dispersibility of the water-soluble microspheres and preventing the gas introduction pipe and the collision plate from overheating is flowing in the direction of the arrow, and is further formed between the overheating prevention cylinder 3 and the hot air nozzle 1.
  • a hot air flow 8 for thermal expansion is flowing in the direction of the arrow in the closed space.
  • the hot air flow 8, the gas fluid 6, and the gas flow 7 generally flow in the same direction, but need not always be in the same direction.
  • a coolant flow 2 flows in the direction of the arrow for cooling. If the gas introduction pipe and the Z or the collision plate 5 are provided with an overheating prevention function, it is preferable to suppress the generation of agglomerated microspheres and a heat-sealed body.
  • the shape of the collision plate is not particularly limited, and examples thereof include a spindle shape, a conical shape, a pyramid shape, a spherical shape, a hemispherical shape, and a combination thereof.
  • the gas fluid 6 containing the heat-expandable microspheres is caused to flow through the gas inlet pipe provided with the dispersion nozzle 4 at the outlet and installed inside the hot air flow 8, The fluid 6 is jetted from the dispersion nozzle 4.
  • the gaseous fluid 6 is not particularly limited as long as it is a gaseous fluid containing heat-expandable microspheres.
  • the gaseous fluid 6 includes heat-expandable microspheres and is an inert gas fluid such as air, nitrogen, argon, helium, or the like. It is preferred that there is.
  • the amount of water contained in the gaseous fluid 6, and considering the poor dispersion or the like of the heat-expandable microspheres preferably 30GZm 3 or less, still more preferably 9. 3gZm 3 below.
  • the flow velocity of the gaseous fluid 6 is not particularly limited, but is adjusted so that any thermally expandable microspheres receive the same heat history as much as possible and can be expanded in the hot air stream 8 in the next dispersion step. It is preferred to be.
  • the gaseous fluid 6 collides with the collision plate 5 provided below the dispersion nozzle 4, and the thermally expandable microspheres are uniformly dispersed in the hot air stream 8. It is operated as follows. Here, the gas fluid 6 that has flowed out of the dispersion nozzle 4 is guided along with the gas flow 7 toward the collision plate 5 and collides with the gas flow.
  • the same gas as the gas fluid 6 can be used as the gas flow 7.
  • the dispersed thermally expandable microspheres are expanded in the hot air stream 8 by heating to a temperature equal to or higher than the expansion start temperature. Thereafter, the thermally expanded microspheres are cooled to a temperature below the softening point of the thermoplastic resin, which is the outer shell of the thermally expandable microspheres, such as by passing the microspheres through a cooling section, and the thermally expanded microspheres are collected. .
  • a general solid-gas separation device such as a cyclone or a bag filter.
  • the gas fluid containing the thermally expandable microspheres which is the starting material described above, is provided with a dispersing nozzle at the outlet, and is provided outside the hot air flow.
  • At least one gas inlet pipe installed in the dispersing nozzle Dispersing the heat-expandable microspheres in the hot air stream (dispersion step); and heating and expanding the dispersed heat-expandable microspheres in the hot air stream to a temperature equal to or higher than the expansion start temperature (expansion step).
  • a manufacturing method including:
  • This manufacturing method can be performed, for example, using a manufacturing apparatus provided with the foaming process section shown in FIG.
  • the foaming process section includes a hot-air nozzle 11 arranged at the center, and at least one dispersion nozzle 12 arranged at a lower part around the hot-air nozzle 11.
  • a hot air flow 13 for thermal expansion is flowing in the direction of the arrow in the hot air nozzle 11
  • a gas fluid 14 containing thermally expandable microspheres is flowed in the direction of the arrow from the dispersion nozzle 12.
  • the gaseous fluid 14 is usually flowed at an angle so as not to face the hot air flow 13.
  • the gaseous fluid 14 may be flowed substantially perpendicular to the hot air flow 13.
  • the gas fluid 14 containing the heat-expandable microspheres is supplied from at least one dispersion nozzle 12 provided outside the hot air flow 13 by using a quantitative feeder or the like. By jetting, the heat-expandable microspheres are dispersed in the hot air flow.
  • the gas fluid 14 may be the same as the gas fluid 6 described above. Further, the water content and the flow rate of the gas fluid 14 can be the same as those of the gas fluid 6 described above.
  • the dispersed thermally expandable microspheres are expanded in a hot air stream 13 by heating to a temperature equal to or higher than the expansion start temperature. Thereafter, the microspheres that have expanded thermally are collected in the same manner as in the first manufacturing method.
  • the liquid organic compound has a boiling point higher than the vaporization temperature of the blowing agent encapsulated in the thermally expanded microspheres.
  • thermoplastic resin that is the outer shell of the thermally expanded microspheres. Does not swell
  • the boiling point of the liquid organic compound is preferably 80 to 270 ° C, more preferably 90 to 260 ° C, and particularly preferably 90 to 260 ° C. Preferably 100-250. C.
  • the requirement (2) shown above can improve the solvent resistance of the raw material microspheres produced by using the above-mentioned crosslinking agent in combination as the raw materials in the present production method. For this reason, the degree of freedom in selecting the liquid organic compound is significantly improved.
  • the type of the liquid organic compound is not particularly limited.
  • the liquid organic compound for example, when the composition obtained by wetting is used for plastics, elastomers, sealants, paints, etc., dibutyl phthalate, diisootatyl phthalate, dioctyl adipate, tricresyl Plasticizers such as phosphate, triethyl citrate, acetyltributyl citrate, and octyl alcohol; when the composition obtained by wetting is used for lightweight foam moldings or adhesives, use dicyclopentadiene-styrene or the like; Monomers and the like can be mentioned.
  • liquid organic compound other than those described above examples include nonionic surfactants, alkylene glycols, polyalkylene glycols, glycerin, silicone oil, fluidized paraffin, oils and the like. These liquid organic compounds may be used as a mixture of two or more. Further, water may be used instead of the liquid organic compound.
  • the compounding ratio of the thermally expanded microspheres and the liquid organic compound (or water) is not particularly limited, and is determined in consideration of the surface properties of the thermally expanded microspheres, the degree of dust generation due to the true specific gravity, and the like. preferable. Specifically, it is desirable to use a compounding ratio at which dust generation of the thermally expanded microspheres becomes less noticeable. If the amount of the liquid organic compound is large, the liquid organic compound and the thermally expanded microspheres become partially nonuniform due to the excess liquid organic compound. From such a viewpoint, for example, it is preferable that the content of the liquid organic compound is about 90 parts by weight or less based on 10 parts by weight of the thermally expanded microspheres having a true specific gravity of 0.03 gZcc. On the other hand, when the amount of the liquid organic compound is reduced, dusting of the thermally expanded microspheres is conspicuous, which is not preferable.
  • Oscillation Z agitator is a general powder mixer, for example, a device that can be used for mixing the heat-expandable microspheres and the particulate filler, and a counter-shaft rotor-type mixer. And the like.
  • a predetermined amount of thermally expanded microspheres are put into a device used in the wetting process (hereinafter, wetting device), and a liquid organic compound (or water) is added.
  • a liquid organic compound or water
  • the discharge port is provided on or in a swinging or stirring surface.
  • the rocking or agitating surface per discharge port does not reduce the movement of the microspheres caused by the rocking or stirring of the thermally expanded microspheres due to the interference between the liquid materials coming out of the discharge port, and the liquid organic compound Is set so as to make sufficient contact with the microspheres and to uniformly wet the entire surface. Further, the discharge amount of the liquid organic compound at this time is set so that the whole liquid can be uniformly wetted by oscillating or stirring and sufficiently contacting the microspheres.
  • the discharge port is very efficient if it is made to move or move on or inside the agitating surface as a movable type.
  • the force depends on the moving speed of the movable type. For example, a fixed type with a moving speed of 20 cmZ seconds is used. It is possible to wet with a discharge amount about 5 times that of the discharge port, and it is possible to shorten the time required for rocking or stirring until the liquid material can be uniformly wetted after addition.
  • This discharge port may simply be the end of a pipe or hose! You can also use a shower-like mouth or a spray! High viscosity! With a certain degree of pressure applied to discharge the liquid organic compound and discharge the rod-like liquid, the microspheres do not scatter too much. If the pressure is set to a very high level to spray, the oscillating or agitating microspheres will be scattered around, and the sealing of the humidifier and the dust collector will be required.
  • liquid organic compound After the liquid organic compound is added to the thermally expanded microspheres, it is shaken or stirred until it can be uniformly wetted. To determine the end point, samples were taken from multiple parts in the humidifier and the true specific gravity of each sample 0.5-0.8 g was measured by the liquid replacement method. Judgment should be made based on deviation etc. ⁇ .
  • the amount of water contained in the heat-expandable microspheres is 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, in consideration of the uniformity of thermal expansion.
  • the heat obtained by controlling the expansion condition is obtained.
  • the expanded microspheres may or may not have a re-expansion onset temperature.
  • the phrase “the microsphere has a re-expansion start temperature” means that the once-expanded thermally-expanded microsphere still has the property of being thermally expanded. , Which means that a phenomenon of thermal expansion is observed again. Then, the temperature at which the heat expansion starts is referred to as a re-expansion start temperature.
  • the fact that the thermally expanded microspheres have a re-expansion start temperature is equivalent to an expansion ratio at the maximum (re-) expansion temperature of more than 100%.
  • that the microsphere has no re-expansion start temperature means that the microsphere has almost completely thermally expanded.
  • the control of the expansion condition is not particularly limited. For example, first, the parameters such as the raw material supply amount, the hot air flow rate, and the raw material dispersed gas amount are fixed, and the temperature of the hot air flow (hereinafter, sometimes referred to as “hot air temperature”) is changed. Next, the raw air microspheres are expanded at each temperature while the temperature of the hot air is changed stepwise and other parameters are fixed, and the true specific gravity of the obtained microspheres is measured. Create a graph that plots the relationship between the true specific gravity (x-axis) and the true specific gravity (y-axis). In this graph, by setting the temperature region corresponding to the lowest true specific gravity (minimum value in the graph) to the hot air temperature, the resulting thermally expanded microspheres have no re-expansion start temperature! be able to.
  • the parameters such as the raw material supply amount, the hot air flow rate, and the raw material dispersed gas amount are fixed, and the temperature of the hot air flow (hereinafter, sometimes referred to as “hot air temperature
  • the hot air temperature corresponding to the desired true specific gravity is set in the graph.
  • the expansion conditions are controlled, and it is possible to produce thermally expanded microspheres having a desired residual expansion capacity.
  • the hot air temperature and the like are changed in consideration of the amount of heat supplied by the hot air flow and the total heat capacity of the heat-expandable microspheres as the raw material. Control the expansion conditions. For example, when increasing the raw material supply amount and the raw material dispersion gas amount, the hot air temperature is increased. To reduce the amount of raw material supplied and the amount of raw material dispersed gas, lower the hot air temperature.
  • the energy efficiency is high, the temperature control is easy, and almost the same thermal history is continuously given to any of the heat-expandable microspheres as the raw material. And high dispersibility in the air stream. Therefore, the quality of the thermally expanded microspheres (particularly particle size distribution and The distribution of true specific gravity) is high. That is, the generation of aggregated microspheres contained in the obtained thermally expanded microspheres can be suppressed as much as possible, and the content of raw materials and slightly expanded microspheres can be extremely reduced.
  • the obtained thermally expanded microspheres for example, are filled into an assembly of a tire and a rim. It can be used as Z or tire pressure imparting material.
  • the sealing material for the damaged portion of the tire means that when the tire is damaged and the internal filling gas starts leaking from the damaged portion, the raw material microspheres or the thermally expanded microspheres are immediately injured by the flow of the filling gas. Part that can densely seal the damaged part instantaneously.
  • a tire internal pressure imparting material refers to a tire in which the volume of a gas has been reduced due to the tire being radiused due to a decrease in internal pressure after the tire has been damaged and the damaged portion has been sealed with a tire damaged portion sealing material.
  • the raw material microspheres or thermally expanded microspheres rub against each other and the temperature rises due to the friction, when the expansion start temperature of the raw material microspheres or thermally expanded microspheres is reached, the raw material microspheres or thermally expanded microspheres It means that the sphere can expand and increase the tire internal pressure.
  • thermally expanded microspheres obtained by the production method of the present invention are used by filling them in a tire, they are used for evaluation of normal internal pressure high-speed running performance and normal internal pressure high-speed running performance as described later. Thus, good evaluation results can be obtained.
  • the thermally expanded microspheres according to the present invention comprise an outer shell made of thermoplastic resin, and a foaming agent contained therein and having a boiling point equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin.
  • Heat the heat-expandable microspheres that are 1 to 100 m above the expansion start temperature. Is a thermally expanded microsphere obtained by a manufacturing method of expanding by heating.
  • the heat-expandable microspheres serving as a raw material are not particularly limited, but the heat-expandable microspheres described in the above-mentioned “A. Method for producing heat-expanded microspheres” are preferable.
  • the method for expanding the heat-expandable microspheres by heating them to a temperature equal to or higher than the expansion start temperature is also not particularly limited, but is the manufacturing method described in the above-mentioned "A. Method for manufacturing heat-expanded microspheres”. I prefer that.
  • the average particle size of the thermally expanded microspheres is not particularly limited, and can be freely designed depending on the application.
  • it is preferably 1 to 1000 m, more preferably 5 to 800 m, and particularly preferably 10 to 500 ⁇ m. is there.
  • the content of the aggregated microspheres contained in the thermally expanded microspheres is preferably 5% by weight or less, more preferably 1% by weight or less, in consideration of the uniformity of the true specific gravity and the like. It is more preferably at most 0.5% by weight, particularly preferably at most 0.3% by weight.
  • the presence of the aggregated microspheres is confirmed by visual observation with an electron microscope, and the quantification can be performed by measuring the residual amount of screening after screening, as described in detail in the following Examples.
  • the content of microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more contained in the thermally expanded microspheres is preferably 5% by weight or less in consideration of the uniformity of the true specific gravity. It is more preferably at most 3% by weight, further preferably at most 2% by weight, particularly preferably at most 1% by weight.
  • the content of microspheres of 0.79 gZcc or more is determined by quantification of sedimentation components after specific gravity difference separation using isopropyl alcohol (specific gravity at 25 ° C: 0.79).
  • the variation in the coefficient of variation CV of the particle size distribution before and after thermal expansion does not change significantly after the expansion of the coefficient of variation CV of the thermally expandable microspheres used as a raw material. In consideration of maintaining uniformity, it is preferably within ⁇ 10%, more preferably within ⁇ 5%, further preferably within ⁇ 3%, and particularly preferably within ⁇ 1%.
  • Coefficient of variation The change in CV is defined as (coefficient of variation of particle size distribution of obtained thermally expanded microspheres)-(coefficient of variation of particle size distribution of thermally expandable microspheres as raw material).
  • the coefficient of variation CV of the particle size distribution of the thermally expanded microspheres is preferably 30% or less, more preferably 27% or less, and particularly preferably 25% or less.
  • the thermally expanded microspheres of the present invention have an extremely small content of aggregated microspheres and very small content of microspheres having a large specific gravity. Also, the change in the coefficient of variation of the particle size distribution before and after production due to thermal expansion is small.
  • the thermally expanded microspheres of the present invention may or may not have a re-expansion start temperature.
  • the thermally expanded microspheres have a re-expansion start temperature
  • the thickness of the thermoplastic resin constituting the outer shell is relatively large, and the microspheres are not easily damaged by external force.
  • the thermally expanded microspheres have a re-expansion start temperature
  • the volume expansion ratio from the thermally expandable microspheres before expansion is not particularly limited, but is preferably 8 times or more, and more preferably 15 times. More preferably, it is 30 times or more.
  • the true specific gravity of the thermally expanded microspheres is not particularly limited, but is preferably 0.30 gZcc or less, more preferably 0.25 gZcc or less, and most preferably 0.20 gZcc or less.
  • the “true specific gravity” of the thermally expanded microsphere means its “average true specific gravity”.
  • the entrapment retention of the foaming agent is not particularly limited, but the amount of the foaming agent leaking from the outer shell, the uniformity of the performance, the stability over time, etc.
  • the content is preferably set to 80% or more, more preferably 85% or more, and particularly preferably 90% or more.
  • the content is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and particularly preferably 97% or more.
  • thermally expanded microspheres of the present invention are wet with a liquid organic compound that does not dissolve the outer shell, dusting of the thermally expanded microspheres is prevented, and the thermally expanded microspheres can be used for various purposes. It is preferable because the dispersibility is improved when mixing for use.
  • the types and amounts of liquid organic compounds are described in ⁇ A. Method for Manufacturing Thermally Expanded Microspheres ''. It can be similar to ours.
  • the foaming agent encapsulated in the thermally expanded microspheres has an ether structure and contains chlorine and bromine atoms as described in "A. Method for producing thermally expanded microspheres". Those containing no fluorine-containing compound having 2 to 10 carbon atoms are preferred.
  • thermally expanded microspheres are filled into the assembly of the tire and the rim, even if the tire is damaged and the internal pressure of the tire is reduced, a very good sealing function of the tire damaged portion is achieved.
  • the tire internal pressure imparting function can be exhibited.
  • good evaluation results can be obtained in both the normal internal pressure running performance evaluation and the normal internal pressure high speed running performance evaluation.
  • the reexpansion start temperature is set for the thermally expanded microspheres, it is preferably 90 ° C or higher, more preferably 100 ° C or higher, still more preferably 110 ° C or higher, and particularly preferably 120 ° C or higher.
  • the reexpansion start temperature is set for the thermally expanded microspheres, it is preferably 90 ° C or higher, more preferably 100 ° C or higher, still more preferably 110 ° C or higher, and particularly preferably 120 ° C or higher.
  • a sealing material for a tire damaged portion and a material for imparting Z or internal pressure of a tire it can be used without being limited to a tire use environment.
  • the thermally expanded microspheres of the present invention are not particularly limited, but can be used as, for example, a light-weight filler for patties, paints, sealing materials, mortar, paper clay, pottery, and the like. .
  • heat-expandable microspheres of the present invention include an outer shell made of thermoplastic resin, and a softening of the thermoplastic resin contained therein. These are heat-expandable microspheres composed of a blowing agent having a boiling point of not higher than a temperature, and have novel heat-expandability having the following constitutional requirements (I) and (IV).
  • the average particle size is in the range of 1 to 1000 ⁇ m
  • the heat-expandable microspheres A have a capacity to re-expand the raw material microspheres (that is, the re-expansion starting temperature in the section of "A. Method for producing heat-expanded microspheres"). Can be produced by heat expansion.
  • the expansion ratio of the heat-expandable microspheres A at the maximum expansion temperature is the maximum expansion of the raw material microspheres It is located between the expansion ratio at the temperature and the expansion ratio at the maximum expansion temperature of the microsphere obtained by almost completely thermally expanding. The same can be said for the average particle diameter and the true specific gravity.
  • the average particle size of the heat-expandable microspheres A is 11OOO / zm, considering the retention rate of the foaming agent in the outer shell, the degree of re-expansion, and the durability of the heat-expanded microspheres. It is preferably 5-800 ⁇ m, more preferably 10-500 ⁇ m, and particularly preferably 15-350 ⁇ m.
  • the expansion ratio of the heat-expandable microspheres A at the maximum expansion temperature is more than 100%, considering that the heat-expandable microspheres do not substantially lose the thermal expansion property and become heat-expandable microspheres. % Or more, more preferably 120% or more, particularly preferably 130% or more, and most preferably 150% or more. The fact that the expansion ratio at the maximum expansion temperature of the heat-expandable microspheres A exceeds 100% is almost the same as the fact that the heat-expandable microspheres A have an expansion start temperature as described above.
  • the content of the aggregated microspheres contained in the heat-expandable microspheres A is 5% by weight or less, preferably 1% by weight or less, more preferably 0% or less, in consideration of the uniformity of the true specific gravity. It is at most 5% by weight, particularly preferably at most 0.3% by weight. The presence of the aggregated microspheres is confirmed by the method described above.
  • the content of the microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C is 5% by weight or less, preferably 3% by weight, in consideration of the uniformity of the true specific gravity. It is preferably at most 2% by weight, more preferably at most 2% by weight, particularly preferably at most 1% by weight.
  • the content of the microspheres of 0.79 gZcc or more is measured by quantifying the sedimentation component after the specific gravity difference separation using isopropyl alcohol (specific gravity at 25 ° C: 0.79).
  • the heat-expandable microspheres A preferably have a particulate filler attached to the outer surface thereof, as described in "A. Method for producing heat-expanded microspheres". Thereby, the dispersibility at the time of use and the fluidity are improved.
  • the fine particle filler the same one as described above can be used.
  • the average particle diameter of the fine particle filler is not particularly limited, but is preferably 10 ⁇ m or less, more preferably 8 ⁇ m or less, and particularly preferably 5 ⁇ m or less.
  • the heat-expandable microspheres A are preferably in a state of being wetted with a liquid organic compound (or water), as described above.
  • the content of aggregated microspheres and the content of microspheres having a large true specific gravity are extremely small in the heat-expandable microspheres A of the present invention.
  • the thermal expansion microspheres A have a relatively large thickness of the thermoplastic resin constituting the outer shell and are not easily damaged by external force. Therefore, when obtaining a hollow body composition containing thermally expanded microspheres, the collapse of the microspheres during mixing with the base material can be suppressed.
  • a molded article of a hollow body containing thermally expanded microspheres it is possible to prevent thermal settling, curing shrinkage, and the like over time.
  • the thermally expanded microspheres A of the present invention include, among the above-described thermally expanded microspheres, those substantially having a re-expansion start temperature, and may be used for similar applications. it can
  • the hollow body composition according to the present invention comprises a base material component and the thermally expanded microspheres and z or thermally expandable microspheres A (hereinafter, referred to as “thermally expanded microspheres and Z or thermally expandable microspheres”).
  • the “sphere A” may be simply referred to as “microsphere a”.)
  • the microsphere a since the thickness of the thermoplastic resin constituting the outer shell is relatively large, breakage due to external force is less likely to occur when the components are mixed and kneaded to produce a hollow body composition.
  • the microspheres a have an appropriate thermal expansion, it is possible to prevent curing shrinkage during molding of the hollow body composition, and the resulting hollow shaped article does not suffer from thermal settling over time.
  • the thermally expanded microspheres and Z or the thermally expandable microspheres A contained in the hollow body composition of the present invention are not particularly limited as long as each of the microspheres A is described above.
  • microspheres microspheres having a reserve capacity for re-expansion (that is, having a re-expansion start temperature) are preferable.
  • those having a low content of aggregated microspheres are preferable.
  • the content of the aggregated fine particles is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight, in consideration of the uniform dispersibility of the microspheres in the base material, the uniformity of the surface properties and strength of the obtained hollow article, and the like. % By weight or less, particularly preferably 2% by weight or less. It is more preferable that the coefficient of variation CV of the particle size distribution is 30% or less, more preferably 27% or less, and particularly preferably 25% or less.
  • the base component contained in the hollow body composition is not particularly limited.
  • Organic materials such as plasticized resin, vinyl acetate resin, acrylic resin, ethylene acetate resin, epoxy resin, polyurethane, melamine resin, polyester, and silicone resin; inorganic materials such as ceramic (clay) and cement And the like.
  • a liquid organic compound described in the wetting step of the above-mentioned “A. Method for producing thermally expanded microspheres” may be added as a base material component. These base materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the mixing ratio of the microspheres a to the entire hollow body composition is not particularly limited! / !, but the addition effect, weight reduction, prevention of curing shrinkage during molding, and aging of the obtained hollow body molded article Taking into account the thermal heat setting and the uniform mixing in the production of the hollow body composition, it is preferably 0.1-30% by weight, more preferably 0.3-25% by weight, and particularly preferably 0.5-5% by weight. 5-20% by weight.
  • the hollow body composition may be used in conventional light-weight porcelains such as pearlite, fly ash, shirasu nolane, glass balloons, phenolic balloons, carbon balloons, alumina bubbles, and expanded styrene beads. Fillers that have been used; reinforcing agents such as glass fibers and aramide fibers; fillers such as silica, talc, and calcium carbonate; and additives such as pigments such as titanium oxide and magnesium oxide may be added. . These additives may be used alone or in combination of two or more.
  • the method for producing the hollow body composition is not particularly limited as long as each component is mixed.
  • Examples of the production apparatus include a static mixer and a disperser.
  • the hollow body composition can be used for applications intended for lightweight siding such as putties, paints, sealing materials, mortar, paper clay, and ceramics.
  • a laser diffraction particle size distribution analyzer (HEROS & RODOS manufactured by SYMPATEC) was used.
  • the dispersion pressure of the dry dispersion unit was 5. Obar, and the degree of vacuum was 5. Ombar.
  • the dry measurement method was used, and the D50 value was taken as the average particle size.
  • the true specific gravity was measured at a temperature of 25 ° C by a liquid displacement method (Archimedes method) using isopropyl alcohol.
  • the presence of the aggregated microspheres was confirmed by visual observation using an electron microscope.
  • the content of aggregated microspheres in the thermally expanded microspheres (thermally expandable microspheres A) is It was calculated from the amount of residual screening after screening using a 2.OR screen, which is 2.0 times R.
  • 2. OR is the value obtained by adding R to a that satisfies 1.95 ⁇ a ⁇ 2.05. If there is no screen with an OR of 2. OR, the amount of residual screening using a screen with an aperture of 1.8R-2.
  • OR (excluding 2. OR) 2.0 R — 2.2R (with the exception of 2.OR) when using a screen with a screen in the range of 2R (excluding the OR). was calculated by the proportional distribution method.
  • Screens with openings in the range of 1.8R- 2.OR except for 2.OR
  • screens with openings in the range of 2.OR-2.2R but excluding 2.OR
  • the volume of the sample used for screening was 1 L or more.
  • the measurement was carried out using a Karl Fischer moisture meter (MKA-510N, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.) as a measuring device. [Measurement of the encapsulation rate of the foaming agent encapsulated in the heat-expandable microspheres]
  • Thermal expandable microspheres 1 Og was placed in a stainless steel evaporating dish with a diameter of 80 mm and a depth of 15 mm, and its weight (W) was measured. Acetone 30ml Kamoen ⁇ Disperse uniformly and leave for 30 minutes at room temperature
  • the encapsulation rate of the foaming agent is
  • Inclusion rate (W -W) (g) /1.0 (g) X 100- (moisture content) (% by weight)
  • the foaming agent encapsulation retention ratio is the foaming agent after expansion relative to the encapsulation rate (G) of the foaming agent before expansion.
  • Inclusion retention rate (%) G / G X 100
  • DMA DMA Q800, manufactured by TA instruments
  • 0.5 mg of heat-expandable microspheres is placed in an aluminum cup with a diameter of 6. Omm and a depth of 4.8 mm, and an aluminum lid with a diameter of 5.6 mm and a thickness of 0.1 mm is placed on top.
  • a sample was prepared.
  • the sample height (H) was measured in a state where a force of 0.01 N was applied to the sample from above by a pressurizer.
  • heating was performed from 20 to 300 ° C at a rate of 10 ° CZmin, and the displacement of the indenter in the vertical direction was measured.
  • the temperature at which the displacement starts in the positive direction is the (re) expansion temperature, and the temperature at which the maximum displacement (H) is indicated is the maximum (re) expansion.
  • Volume expansion ratio (A) is the average particle diameter (R) of the heat-expandable microspheres before thermal expansion and
  • the average particle size (R) of the thermally expanded microspheres is measured, and calculated by the following formula.
  • R is the average particle size of the thermally expandable microspheres before thermal expansion, and R is the thermally expanded microspheres.
  • the vehicle was run for 30 minutes in the same manner as the normal internal pressure running performance evaluation, except that the speed of the passenger car was changed from 60 kmZh to 100 kmZh. After that, a nail with a diameter of 3 mm and a length of 50 mm was stepped on the tire toward the inside of the tire from the tread surface, and after confirming that the tire internal pressure became atmospheric pressure, the tire was driven at a speed of 90 kmZh.
  • the rating was X if the mileage was less than 80 km, ⁇ if it was 80-150 km, and ⁇ if it was 150 km or more.
  • the measurement was performed using a specific gravity cup (100 cc, manufactured by Ohira Ridani Industry Co., Ltd.).
  • the specific gravity of the coating film was measured by a liquid replacement method (Archimedes method) using ion-exchanged water at a temperature of 25 ° C.
  • Matsumoto Microsphere F-50 manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., outer shell thermoplastic resin: nitrile copolymer, foaming agent: isobutane, average particle diameter: 20; Using a coefficient of variation: 35%), the microspheres were heated and expanded by a manufacturing apparatus having a foaming process section shown in FIG. 1 to manufacture expanded microspheres.
  • the expansion conditions were as follows: raw material supply amount: 0.1 kgZh, raw material dispersion gas amount: 0.03 mVmin, hot air flow rate: 0.5 mVmin, hot air temperature: 130 ° C.
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 83 m, the coefficient of variation was 36%, the true specific gravity was 0.031 gZcc, and the volume expansion ratio was 71.5 times. Further, in the obtained expanded microspheres, microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C were not confirmed. In addition, the screening residue by the screen using the screen of 150 m and the screen of 175 m was ineffective. Calculated from each value by the proportional distribution method, the content of aggregated microspheres was 0% by weight.
  • Matsumoto Microsphere F-50 used in Example A1 was applied to a steel belt to a thickness of about 2 mm.
  • the steel belt is expanded at a speed of lmZ through the heating zone (temperature: 130 ° C, length: 3m) and the cooling zone (temperature: 10 ° C, length: 2m) following this heating zone.
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 86 m, the coefficient of variation was 49%, the true specific gravity was 0.038 g / cc, and the volume expansion ratio was 79.5 times. Further, in the obtained expanded microspheres, the content of microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C. was 11% by weight. Content of the residue by screening using a screen of mesh 0.99 mu m was 0.8 wt 0/0. In addition, when the screens with a mesh size of 165 ⁇ m and a mesh size of 175 ⁇ m were used, the residual amounts of screening were 0.5 wt% and 0.4 wt%, respectively. Calculated from the respective values by the proportional distribution method, the content of aggregated microspheres was 0.4% by weight.
  • Example A1 Matsumoto Mycrofair F-100 (manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd., outer shell thermoplastic resin: nitrile copolymer, foaming agent) : Isopentane, average particle size: 25; ⁇ ⁇ , variation coefficient: 37%), and heated and expanded by the same production method as in Example A1, except that the hot air temperature was set to 180 ° C. Prepared microspheres.
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 97 m, the coefficient of variation was 36%, the true specific gravity was 0.028 gZcc, and the volume expansion ratio was 58.4. Further, in the obtained expanded microspheres, microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C. were not confirmed. No residue was identified by screening using a 200 m screen. Screening residues using screens with openings of 175 m and openings of 210 m, respectively, helped to remove screening residues. Calculated from each value by the proportional distribution method, the content of aggregated microspheres was 0% by weight.
  • Comparative Example A1 the same production as in Comparative Example A1 was performed, except that the Matsumoto Microsphere F-100 shown in Example A2 was used instead of the Matsumoto Microsphere F-50, and the temperature of the heating zone was set at 180 ° C. Expanded microspheres were produced by the method of heat expansion.
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 100 m, the coefficient of variation was 45%, the true specific gravity was 0.030 gZcc, and the volume expansion ratio was 64.0 times.
  • the content of aggregated microspheres was 0.3% by weight, and the content of microspheres having a true specific gravity of 0.79 g / cc or more at 25 ° C was 15% by weight. %Met.
  • a screen with a mesh size of 200 m was used for the quantification of aggregated microspheres.
  • Example A1 instead of Matsumoto Microsphere F-50, a heat-expandable microsphere prototype 1 (shell thermoplastic resin: nitrile copolymer, foaming agent: isohexane, average particle diameter: 35; ⁇ , coefficient of variation: 20%), and expanded by heating in the same manner as in Example A1, except that the hot air temperature was set to 240 ° C. to produce expanded microspheres.
  • shell thermoplastic resin nitrile copolymer
  • foaming agent isohexane
  • average particle diameter 35
  • coefficient of variation
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 130 m, the coefficient of variation was 20%, the true specific gravity was 0.021 gZcc, and the volume expansion ratio was 51.1. Further, in the obtained expanded microspheres, microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C were not confirmed. No residue was identified by screening using a 200 m screen. Screening residues using screens with openings of 235 ⁇ m and 275 ⁇ m, respectively, helped out. It is calculated from each value by the proportional distribution method. By calculation, the content of aggregated microspheres was 0% by weight.
  • Comparative Example A1 was the same as Comparative Example A1 except that the heat-expandable microsphere prototype 1 shown in Example A3 was used instead of Matsumoto Microsphere-F-50, and the temperature of the heating zone was set to 240 ° C.
  • the expanded microspheres were manufactured by heating and expanding in the same manufacturing method.
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 100 m, the coefficient of variation was 31%, the true specific gravity was 0.030 gZcc, and the volume expansion ratio was 66.6 times.
  • the content of aggregated microspheres was 5.6% by weight, and the content of microspheres having a true specific gravity of 0.79 g / cc or more at 25 ° C was 12% by weight. %Met.
  • a screen with a mesh size of 200 m was used for the quantification of aggregated microspheres.
  • the heat-expandable microsphere prototype 1 shown in Example A3 and ultra-fine talc (manufactured by Nippon Talc Co., Ltd., product name: SG-1000, average particle size: 2.0 m) were mixed at a weight ratio of 6: 4.
  • the mixture was mixed uniformly using a Super Mixer (manufactured by Kadita Co., Ltd.) to obtain thermally expandable microspheres having ultrafine talc adhered to the outer surface.
  • Example A1 was the same as Example A1 except that the heat-expandable microspheres having ultrafine talc attached to the outer surface were used instead of Matsumoto Microsphere F-50 and the hot air temperature was set to 240 ° C.
  • the expanded microspheres were manufactured by heating and expanding by the manufacturing method.
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 124 m, the coefficient of variation was 21%, the true specific gravity was 0.026 gZcc, and the volume expansion ratio was 44.4 times. Further, in the obtained expanded microspheres, microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C were not confirmed. No residue was identified by screening using a 200 m screen. Screening residues using screens of 225 m aperture and 250 m aperture, respectively, helpless. Calculated from the respective values by the proportional distribution method, the content of aggregated microspheres was 0% by weight.
  • Matsumoto Microsphere F-50 manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., outer shell thermoplastic resin: nitrile copolymer, foaming agent: isobutane, average particle diameter: 20; Using a coefficient of variation: 35%), the microspheres were heated and expanded by a manufacturing apparatus having a foaming process section shown in FIG. 2 to manufacture expanded microspheres.
  • the raw material supply amount was set at 0.1 kgZh
  • the raw material dispersion gas amount was set at 0.05 mVmin
  • the hot air flow rate was set at 1. OmVmin
  • the hot air temperature was set at 140 ° C.
  • the average particle diameter of the expanded microspheres obtained was 98 m, the coefficient of variation was 36%, the true specific gravity was 0.022 gZcc, and the volume expansion ratio was 117.6 times.
  • microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C were not confirmed. No residue was found by screening using a 150 m screen. Screening residues using screens with openings of 180 m and 200 m were helpless. Calculated from each value by the proportional distribution method, the content of aggregated microspheres was 0% by weight.
  • Matsumoto Microsphere F-50 used in Example B1 was applied to a steel belt to a thickness of about 2 mm.
  • the steel belt is expanded at a speed of lmZ through the heating zone (temperature: 140 ° C, length: 3m) and the cooling zone (temperature: 10 ° C, length: 2m) following the heating zone.
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 102 m, the coefficient of variation was 48%, the true specific gravity was 0.020 gZcc, and the volume expansion ratio was 132.7 times.
  • the content of microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C. was 12% by weight.
  • Content of the residue by screening using a screen of mesh 0.99 m is 1. was 8 weight 0/0.
  • the residual amounts of screening were 0.8% by weight and 0.5% by weight, respectively, when the screens with openings of 200 m and 215 m were used, respectively. Calculated from the respective values by the proportional distribution method, the content of aggregated microspheres was 0.7% by weight.
  • Example B1 Matsumoto Mykurofair F-100 (manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd., outer shell thermoplastic resin: nitrile copolymer, foaming agent) : Isopentane, average particle diameter: 25; ⁇ ⁇ , coefficient of variation: 37%) Except that the temperature was set to 170 ° C., expansion was performed by heating in the same manner as in Example B1 to produce expanded microspheres.
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 93 m, the coefficient of variation was 38%, the true specific gravity was 0.033 g / cc, and the volume expansion ratio was 51.5 times. Further, in the obtained expanded microspheres, microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C were not confirmed. Screening residues using screens with openings of 175 m and openings of 200 m, respectively, resulted in a screenless residue. Calculated from the respective values by the proportional distribution method, the content of aggregated microspheres was 0% by weight.
  • Comparative Example B1 the same procedure as in Comparative Example B1 was carried out except that the Matsumoto Micro Fair F-100 used in Example B2 was used instead of the Matsumoto Microfair F-50, and the temperature of the heating zone was set to 170 ° C.
  • the expanded microspheres were manufactured by heating and expanding by the manufacturing method.
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 85 m, the coefficient of variation was 48%, the true specific gravity was 0.040 gZcc, and the volume expansion ratio was 39.3 times. Further, in the obtained expanded microspheres, the content of microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C. was 14% by weight. Content of the residue by screening using a screen of mesh 200 mu m was 0.8 wt 0/0. In addition, the residual amount of screening was 2.5% by weight and 1.8% by weight, respectively, when the screens with openings of 165 ⁇ m and 175 ⁇ m were used, respectively. Calculated from each value by the proportional distribution method, the content of aggregated microspheres was 2.2% by weight.
  • Example B1 instead of Matsumoto Microsphere F-50, a heat-expandable microsphere prototype 1 (shell thermoplastic resin: nitrile copolymer, foaming agent: isohexane, average particle diameter: 35; ⁇ , coefficient of variation: 20%), and heated and expanded by the same manufacturing method as in Example B1 except that the hot air temperature was set to 230 ° C. to produce expanded microspheres.
  • shell thermoplastic resin nitrile copolymer
  • foaming agent isohexane
  • average particle diameter 35
  • coefficient of variation
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 120 m, the coefficient of variation was 21%, the true specific gravity was 0.027 gZcc, and the volume expansion ratio was 40.3 times.
  • microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C were not confirmed.
  • Eye No residue was found by screening using a 200 m screen. Screening residues using screens with openings of 225 ⁇ m and 250 ⁇ m, respectively, were ineffective. Calculated from each value by the proportional distribution method, the content of aggregated microspheres was 0% by weight.
  • Example B1 the heat expandable microsphere prototype 1 shown in Example B3 was used in place of Matsumoto Microfair-F-50, and the temperature of the heating zone was set to 230 ° C.
  • the expanded microspheres were manufactured by heating and expanding in the same manufacturing method.
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 117 m, the coefficient of variation was 31%, the true specific gravity was 0.031 gZcc, and the volume expansion ratio was 37.3 times.
  • the content of microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C. was 15% by weight.
  • the content of the residue obtained by screening using a screen having an opening of 200 m was 6.6% by weight.
  • the residual amount of screening was 5.6% by weight and 3.2% by weight, respectively, when the screens with the openings of 215 / zm and 250 / zm were used, respectively. Calculated from each value by the proportional distribution method, the content of aggregated microspheres was 4.3% by weight.
  • Example B1 is the same as Example A1 except that the hot air temperature was set to 230 ° C in Example B1 using heat-expandable microspheres with ultrafine talc attached to the outer surface instead of Matsumoto Microsphere F-50. Expanded microspheres were produced by heating and expanding according to the manufacturing method.
  • the average particle diameter of the obtained expanded microspheres was 119 m, the coefficient of variation was 21%, the true specific gravity was 0.029 gZcc, and the volume expansion ratio was 39.3 times. Further, in the obtained expanded microspheres, microspheres having a true specific gravity of 0.79 gZcc or more at 25 ° C were not confirmed. Residue from screening with a 200 m screen was unidentified . In addition, there was no screening residue by screening using a screen with openings of 225 ⁇ m and a screen with openings of 250 ⁇ m, respectively. Calculated from each value by the proportional distribution method, the content of aggregated microspheres was 0% by weight.
  • the aqueous phase and the oil phase were mixed, premixed with a homomixer at 3, OOO rpm for 2 minutes, and stirred at 10,000 rpm for 2 minutes to form a suspension. This was transferred to a reactor, and purged with nitrogen and polymerized at 61 ° C. for 20 hours with vigorous stirring. After the polymerization, the polymerization product was filtered and dried.
  • the obtained thermally expandable microspheres have an average particle diameter of 25 ⁇ m, a coefficient of variation of 24%, and an expansion start temperature of 143. C, the maximum expansion temperature was 205 ° C.
  • the ignition source was brought close to the thermally expandable microspheres, but it did not burn.
  • Example C1 The heat-expandable microspheres obtained in Example C1, using a high temperature incubator (the Sanyo Corporation), Table 2 [shown this [this, respectively, 140 o C, 160 o C , 180 o C Expanded microspheres were produced by heating at a set temperature of 200 ° C, 220 ° C for 1 minute.
  • Example C1 Comparative Example C1
  • a conventionally known method such as oven heating may be used. If expanded by a foaming method, expanded microspheres with uniform particle size distribution and aggregated microspheres cannot be obtained.
  • Example C1 150 g of CFOCH (specific gravity: 1.41) was replaced by 65 g of normal pentane (specific gravity).
  • the average particle size of the obtained thermally expandable microspheres was 30 m, the coefficient of variation CV was 33%, the expansion start temperature was 155 ° C, and the maximum expansion temperature was 189 ° C.
  • the encapsulation rate of the foaming agent encapsulated in the heat-expandable microspheres was measured, it was 16.6% by weight.
  • the obtained heat-expandable microspheres were heated and expanded by a manufacturing apparatus having a foaming section shown in Fig. 1 to manufacture expanded microspheres.
  • Example C In Example CI, except that 75 g of methacrylic acid was changed to 75 g of butyl acetate.
  • the average particle diameter of the obtained thermally expandable microspheres was 27 m, the coefficient of variation CV was 25%, the expansion start temperature was 95 ° C, and the maximum expansion temperature was 157 ° C.
  • the encapsulation rate of the foaming agent encapsulated in the heat-expandable microspheres was measured, it was 30.9% by weight.
  • the ignition source was approached to the thermal expansive microspheres, but it did not burn.
  • Example C1 235 g of acrylonitrile, 60 g of methacrylonitrile, 5.0 g of methyl methacrylate, 1.2 g of ethylene glycol dimethacrylate, 2.0 g of azobisisobutyronitrile and 150 g of C HF OCH were combined with the oil phase. Polymerization was carried out in the same manner as in Example C1, except that the polymerization was carried out.
  • the obtained thermally expandable microspheres had an average particle diameter of 42 m, a coefficient of variation CV of 26%, an expansion start temperature of 140 ° C, and a maximum expansion temperature of 198 ° C.
  • the encapsulation rate of the foaming agent encapsulated in the heat-expandable microspheres was 32.9% by weight.
  • the ignition source was brought close to the thermally expandable microspheres, but it did not burn.
  • the obtained heat-expandable microspheres were heated and expanded by a manufacturing apparatus having a foaming step shown in Fig. 1 to manufacture expanded microspheres.
  • Table for the expansion conditions the raw material supply amount 1.0KgZh, the raw material dispersion amount of gas 0. 05MVmin, fixed to the hot air flow rate 0. 5 m 3 Zmin, the hot air temperature 5 As shown here, this was set at 250 ° C, 300 ° C, 350 ° C, 400 ° C, 450 ° G, respectively.
  • the physical properties of the obtained expanded microspheres (thermally expandable microspheres) were evaluated, and the results are shown in Table 5.
  • the obtained thermally expandable microspheres had an average particle diameter of 40 m, a coefficient of variation CV of 26%, an expansion start temperature of 143 ° C, and a maximum expansion temperature of 199 ° C.
  • the encapsulation rate of the foaming agent encapsulated in the heat-expandable microspheres was 31.8% by weight.
  • the ignition source was brought close to the thermally expandable microspheres, but it did not burn.
  • Expanded microspheres were produced by heating at a set temperature of 0 ° C 160 ° C 180 ° C 200 ° C for 1 minute. The physical properties of the obtained expanded microspheres (thermally expandable microspheres) were evaluated, and the results are shown in Table 6.
  • Example C1 500 g of the heat-expandable microspheres obtained in Example C1 and 100 g of magnesium stearate (average particle diameter: 2 m, melting point: 132 ° C) were mixed for 30 minutes using a super mixer (manufactured by Kadita Corporation). Then, heat-expandable microspheres having magnesium stearate adhered to the outer surface of the shell were manufactured.
  • the thus obtained heat-expandable microspheres had an average particle size of 24.9 m and a coefficient of variation CV of 25%.
  • the encapsulation rate of the foaming agent encapsulated in the heat-expandable microspheres was 30.4% by weight.
  • the heat-expandable microspheres are heated and expanded by a manufacturing apparatus having a foaming process section shown in Fig. 1.
  • a manufacturing apparatus having a foaming process section shown in Fig. 1.
  • the raw material supply amount 1.0KgZh, material content distributed gas quantity 0. 05MVmin, fixed to the hot air flow rate 0. 5 m 3 Zmin, [this as indicating the hot air temperature in Table 7, respectively, 300 o C, 350 ° C, 400 o C, 450 ° C, 500 o C
  • Table 7 The physical properties of the obtained expanded microspheres (thermal expansion microspheres) were evaluated, and the results are shown in Table 7.
  • Example C1 500 g of the heat-expandable microspheres obtained in Example C1 and 100 g of carbon black (acetylene black, average particle size: 42 nm) were mixed for 30 minutes using a super mixer (manufactured by Kadita Co., Ltd.), and carbon was added to the outer shell surface. A heat-expandable microsphere with black was prepared.
  • the thus obtained heat-expandable microspheres had an average particle diameter of 24.7 m and a coefficient of variation CV of 26%.
  • the encapsulation rate of the foaming agent encapsulated in the heat-expandable microspheres As a result of measurement, it was 30.8% by weight.
  • the thermally expandable microspheres were heated and expanded by a manufacturing apparatus provided with a foaming step shown in Fig. 1 to produce expanded microspheres.
  • the raw material supply amount 1.0KgZh, material content distributed gas quantity 0. 05MVmin, fixed to the hot air flow rate 0. 5 m 3 Zmin, [this as indicating the hot air temperature in Table 8, respectively, 300 o C, 350 ° C, 400 o C, 450 ° C, 500 o C
  • Physical properties of the obtained expanded microspheres (thermally expandable microspheres) were evaluated, and the results are shown in Table 8.
  • the obtained thermally expandable microspheres had an average particle size of 29 m, a coefficient of variation of 23%, and began to expand.
  • the temperature was 183 ° C and the maximum expansion temperature was 230 ° C.
  • the encapsulation rate of the foaming agent encapsulated in the heat-expandable microspheres was 32.5% by weight.
  • the ignition source was brought close to the thermally expandable microspheres, but it did not burn.
  • the obtained heat-expandable microspheres were heated and expanded by the manufacturing apparatus having the foaming step unit shown in Fig. 2 described in [Method of manufacturing heat-expanded microspheres] to manufacture expanded microspheres.
  • the raw material supply amount 1.0KgZh, the raw material dispersion amount of gas 0. 05MVmin, hot air flow rate 0. 5 m 3 / min [This fixed, [this as the hot air temperatures are shown in Table 9 [This, respectively, 400 ° C, 450 ° C, 500 ° C, 550 ° C, and 600 ° C were set.
  • the physical properties of the obtained expanded microspheres (thermally expandable microspheres) were evaluated, and the results are shown in Table 9.
  • Example C1 72 g of acrylonitrile, 18 g of methacrylic acid-tolyl, 210 g of methacrylic acid, 1.2 g of trimethylolpropane trimetarylate, 2.0 g of azobisisobutyronitrile and Polymerization was carried out in the same manner as in Example CI, except that 150 g of Biji F OCH was used as the oil phase.
  • the obtained thermally expandable microspheres had an average particle diameter of 36 m, a coefficient of variation CV of 23%, an expansion start temperature of 188 ° C, and a maximum expansion temperature of 232 ° C.
  • the encapsulation rate of the foaming agent encapsulated in the heat-expandable microspheres was 32.7% by weight.
  • the ignition source was brought close to the thermally expandable microspheres, but it did not burn.
  • the obtained heat-expandable microspheres were heated and expanded by a manufacturing apparatus having a foaming step shown in Fig. 2 to manufacture expanded microspheres.
  • the raw material supply amount 1.0KgZh, the raw material dispersion amount of gas 0. 05MVmin, fixed to the hot air flow rate 0. 5 m 3 Zmin, [this as the hot air temperatures are shown in Table 10 [This, respectively, 400 ° C, 450 ° C, 500 ° C, 550 ° C, 600 o G
  • the physical properties of the obtained expanded microspheres (thermally expandable microspheres) were evaluated, and the results are shown in Table 10.
  • the obtained heat-expandable microspheres had an average particle diameter of 31 ⁇ m and a coefficient of variation of CV of 26%.
  • Example B3 1.Og of the thermally expanded microspheres obtained in Example B3 and 99 g of the base paint were mixed to prepare a lightweight paint (paint specific gravity: 0.90).
  • the microspheres that had undergone thermal expansion had enough capacity to re-expand, had a maximum re-expansion temperature of 196 ° C, and a re-expansion ratio of 180%.
  • the obtained lightweight paint was pressed under the conditions of room temperature and a pressure of 15 MPa for the time shown in Table 11, and then the specific gravity of the paint was measured. Thereafter, a light-weight paint was applied to a 7 mm-thick iron plate at a coating thickness of 2 mm, and baked in an oven at 140 ° C. for 30 minutes to prepare a coating film, and the specific gravity of the coating film was measured.
  • the resulting baked coating film was reheated in an oven at 170 ° C. for 30 minutes, and the specific gravity of the coating film was measured. Table 11 shows the results.
  • Example D1 In the same manner as in Example D1, except that the expanded microspheres obtained in Comparative Example B3 were used instead of the expanded microspheres obtained in Example B3, a light-weight paint (a specific gravity of 0.94) was obtained. ) Prepared.
  • Example D1 the specific gravity of the paint hardly changed even when the pressure treatment time was long.
  • Comparative Example D1 the longer the pressure treatment time, the more the microspheres thermally expanded due to the external force were broken. , The specific gravity of the paint is increasing.
  • heat sag was hardly observed where the difference between the specific gravity of the coating film after baking and the specific gravity of the coating film after reheating was almost negligible, whereas in Comparative Example D1, the specific gravity of the coating film after baking and the specific gravity after reheating were small. There is a significant difference from the specific gravity of the coating film, and thermal settling is observed.
  • the method for producing thermally expanded microspheres of the present invention has a very low content ratio of aggregated microspheres and microspheres having a large true specific gravity with little change in the coefficient of variation of the particle size distribution before and after thermal expansion.
  • the thermally expanded microspheres of the present invention have physical properties of extremely low content of aggregated microspheres and microspheres having a large true specific gravity.
  • the heat-expanded microspheres can also prevent curing shrinkage during molding when blended with a hollow body composition for the purpose of lightening, which can be easily broken by external force, and the resulting hollow body molded article can be cured over time. Can eliminate the problem of excessive heat settling.
  • the heat-expandable microspheres A of the present invention are blended with a hollow body composition aimed at reducing the weight of the hollow body, the hardened shrinkage during molding can be prevented. This eliminates the problem of thermal settling over time in molded products.
  • the molded hollow article of the present invention is sufficiently lightweight, can prevent curing shrinkage at the time of molding, and has high dimensional stability without causing the problem of thermal settling over time.
  • thermally expanded microspheres and the thermally expandable microspheres A of the present invention contain a specific fluorine-containing compound as a foaming agent, they are filled inside the assembly of the tire and the rim to seal the damaged portion of the tire.
  • a specific fluorine-containing compound as a foaming agent
  • they are filled inside the assembly of the tire and the rim to seal the damaged portion of the tire.
  • a good function of sealing a tire damaged portion and a function of applying a tire internal pressure can be exhibited.
  • the heat-expandable microspheres containing the specific fluorine-containing compound of the present invention as a foaming agent serve as a raw material for the heat-expanded microspheres and the heat-expandable microspheres A.
  • a good function for sealing a tire damaged portion and a function for applying a tire internal pressure can be exhibited.
  • good evaluation results can be obtained not only for evaluation of normal internal pressure running performance but also for evaluation of normal internal pressure high-speed running performance.

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Abstract

 熱膨張した微小球の製造方法は、熱可塑性樹脂からなる外殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性樹脂の軟化点以下の沸点を有する発泡剤とから構成され、平均粒子径が1~100μmである熱膨張性微小球を含む気体流体を、出口に分散ノズルを備え且つ熱風流の内側に設置された気体導入管に流し、前記分散ノズルから噴射させる工程と、前記気体流体を前記分散ノズルの下部に設置された衝突板に衝突させ、熱膨張性微小球を前記熱風気流中に分散させる工程と、分散した熱膨張性微小球を前記熱風気流中で膨張開始温度以上に加熱して膨張させる工程とを含む製造方法である。この製造方法では、熱膨張前後での粒度分布の変動係数の変化が小さく、原料やわずかに膨張した微小球の量が少なく、凝集微小球の生成が抑制される。                                                                                       

Description

明 細 書
熱膨張した微小球、その製造方法、熱膨張性微小球および用途 技術分野
[0001] 本発明は、熱膨張した微小球、その製造方法、熱膨張性微小球および用途に関す る。さらに詳しくは、本発明は、熱膨張前後において粒度分布の変動係数の変化が 少なぐ凝集微小球や真比重の大きな微小球 (所望の熱膨張ができな力つた微小球 )の含有率が極めて低!、熱膨張した微小球およびその製造方法と、凝集微小球や真 比重の大きな微小球の含有率が極めて低ぐ外力で破損しにくぐ軽量ィ匕を目的とし た中空体組成物の成形時に硬化収縮を防止でき、経時的な熱へタリの問題を解消 できる熱膨張性微小球と、これらの微小球の用途に関する。
[0002] 本発明にお 、て、特定の含弗素化合物を内包する熱膨張性微小球および熱膨張 した微小球は、タイヤとリムとの組立体の空洞部分に充填されて、タイヤ受傷時に優 れた受傷部封止材、タイヤ内圧付与材として使用される。
背景技術
[0003] 熱可塑性榭脂を外殻とし、その内部に発泡剤が封入された構造を有する熱膨張性 微小球は、一般に熱膨張性マイクロカプセルと呼ばれている。熱可塑性榭脂としては 、通常、塩化ビ-リデン系共重合体、アクリロニトリル系共重合体、アクリル系共重合 体等が用いられている。また、発泡剤としてはイソブタンやイソペンタン等の炭化水素 が主に使用されて ヽる (特許文献 1参照)。
[0004] このような熱膨張性マイクロカプセルを加熱膨張させることによって、軽量な中空微 粒子 (熱膨張した微小球)が得られる。熱膨張性マイクロカプセルを膨張させる方法と して、熱膨張性マイクロカプセルの分散液を加熱空気中に噴霧して膨張と乾燥を同 時に行う方法が提案されている (特許文献 2参照)。しかし、使用した分散機の先端に 凝集体が生成する可能性が高く問題がある。
また、発泡剤を含浸させて得られる熱膨張マイクロカプセルを電気式熱風発生機に よる熱風で膨張させて、中空微粒子を得る方法が提案されている (特許文献 3参照) 。その比較例 3に記載されているように、発泡剤を内包した熱膨張マイクロカプセルに 対してこの方法を適用した場合、各熱膨張性微小球の装置内における滞留時間を 制御できないため、得られる中空微粒子の発泡倍率が低ぐ収縮しており、好ましい 物性は全く得られてない。
[0005] さらに、乾燥された熱膨張性微小球をベルトコンベア上において膨張温度より高い 温度に加熱することにより膨張した中空微粒子を作製し、気流によりベルト上力 移 送される方法が提案されている(特許文献 4参照)。この方法では、気流移送時に膨 張した中空微粒子とともに未膨張の熱膨張性微小球も混入することにより得られた中 空微粒子の粒度分布における変動係数の悪ィ匕及び真比重のばらつきによる不均一 な製品の発生の可能性があり問題がある。
[0006] 熱膨張性マイクロカプセルを膨張させる場合、一般的には、原料である熱膨張性マ イク口カプセルの残存量を低くし、できるだけ凝集微小球の生成を抑制することが望 まれる。このような要望を満たすためには、どの熱膨張性マイクロカプセルに対しても 同じ熱履歴を与えて膨張させることが重要であると考えられている。
例えば、熱膨張性マイクロカプセルを水性スラリー中で膨張させ、この膨張した粒 子を含むスラリー液を砥石の間隙を通過させて凝集微小球を分散させる方法が提案 されている(特許文献 5参照)。この方法は、全ての熱膨張性マイクロカプセルに等し く同じ熱履歴を与えることができる方法ではあるが、水性スラリーとして用いる場合は ともかぐこれをプラスチック、塗料、ゴム、シーラント等に配合するため乾燥を必要と する場合には、乾燥工程での融着がやはり問題となる。
[0007] また、熱膨張性微小球をスラリー状に分散した後に加熱膨張することにより中空微 粒子を作成する方法が開示されている (特許文献 6参照)。この方法も、全ての熱膨 張性微小球に等しく同じ熱履歴を与えることができる方法ではある。しかし、乾燥され た中空微小球を得るためには、膨張された熱膨張性微小球の含まれるスラリーを脱 液した後、乾燥する必要があり生産効率が悪ぐ特に外殻重合体の軟化温度の低い 熱膨張性微小球より得られた中空微粒子は乾燥工程での凝集体発生の可能性があ り問題である。
[0008] さらに、粒度分布のシャープな熱膨張性微小球およびその製造方法が提案されて いる (特許文献 7参照)。そして、この製造方法で得られた熱膨張性微小球を膨張さ せると、具体的な発泡方法は明らかではないが、発泡がシャープであり、かつ均一な 形状と大きさの熱膨張した微小球が得られると記載されている。しかし、熱膨張性微 小球力 ^、くら均一な粒度分布を有していても、従来公知の発泡方法で膨張させるの であるならば、粒度分布が均一で凝集微小球のない膨張した微小球は得られないこ とは、当業者にとって周知である。
[0009] 以上で明らかなように、膨張方法が乾式または湿式のいずれにおいても、原料の残 存量を低くし、凝集微小球の生成をできるだけ抑制することが要望されているものの 、現状では達成されていない。
[0010] また、中空微粒子は、上述のように軽量ィ匕を目的にして、中空体成形品に配合され る。中空体成形品は、通常、基材成分、フィラーおよび中空微粒子を混練して中空 体組成物を作製し、この中空体組成物を所望の形状に成形して製造される。上記混 練時には、大きな外力が中空微粒子に力かることが多ぐ中空微粒子が一部破損す ることによって、当初予定した軽量ィ匕ができないという問題がある。また、上記中空体 組成物を成形する場合、加熱加圧によって中空微粒子の外殻を構成する熱可塑性 榭脂が軟ィ匕し、中空微粒子に外圧がかかる。この外圧に対して、中空微粒子に内包 された発泡剤の蒸気に基づく内圧が抗しきれなくなるため、成形時に中空微粒子が 若干収縮する現象がみられる。その結果、中空体成形品全体も収縮し、寸法安定性 が低ぐ当初期待した軽量ィ匕が図れないという硬化収縮の問題が発生する。
[0011] このような問題を解決するために、熱膨張性微小球と中空微粒子とを併用した中空 体組成物が提案されている (特許文献 8参照)。これにより、硬化収縮は解決されるが 、 2種類の粒子 (熱膨張性微小球および中空微粒子)を準備する必要があり、煩雑で あるという若干の問題がある。さらに、中空体成形品は常温で使用される場合はさほ どではないが、高温下で使用される場合は、徐々に中空体成形品の体積が減少す るという、経時的な熱へタリの問題がある。これは、中空微粒子に内包された発泡剤 が経時的に漏洩するためと考えられる。
[0012] この問題を解決するために、外殻を構成する熱可塑性榭脂として、アクリロニトリル 系共重合体等のガス透過性の低い熱可塑性榭脂が使用されるが、これだけでは十 分には問題が解決されていないのが実状である。 [0013] 熱膨張性マイクロカプセルを加熱膨張させて得られる軽量な中空微粒子は、従来 から、上述した榭脂ゃセラミック製品等の軽量ィヒ材や、感熱紙や塗料等の断熱材、 不織布等の嵩高材、自動車の外装等の衝撃吸収材、壁紙に凹凸感を付与する表面 改質材等に使用されている。近年、本発明者らは、特定の含弗素化合物を発泡剤と して含有した新規な熱膨張性マイクロカプセルを開発し、これを熱膨張させた中空微 粒子を新たな用途である圧力容器の体積保持材として利用することを見出した (特許 文献 9参照)。
[0014] 特許文献 1 :米国特許第 3615972号
特許文献 2 :日本国特公昭 59— 53290号
特許文献 3 :日本国特開平 8-217905号
特許文献 4:日本国特公平 8— 29245号
特許文献 5 :日本国特開昭 62— 201231号
特許文献 6:日本国特許第 2927933号
特許文献 7:WO99Z37706号
特許文献 8:日本国特許第 3067932号
特許文献 9:WO2004Z074396号
発明の開示
[0015] 本発明の目的は、熱膨張前後において粒度分布の変動係数の変化が少なぐ凝 集微小球や真比重の大きな微小球の含有率の極めて低!、、熱膨張した微小球と、 その製造方法とを提供することである。
[0016] 本発明の別の目的は、凝集微小球や真比重の大きな微小球の含有率の極めて低 ぐ外力で破損しにくぐ軽量化を目的とした中空体組成物に配合した場合、成形時 の硬化収縮を防止でき、得られた中空体成形品における経時的な熱へタリの問題を 解消できる、熱膨張した微小球および熱膨張性微小球を提供することである。
[0017] 本発明のさらに別の目的は、十分な軽量ィ匕が図れ、成形時の硬化収縮を防止でき 、経時的な熱へタリの問題が発生することがなぐ寸法安定性が高い中空体成形品 を提供することである。
[0018] 本発明のさらに別の目的は、タイヤとリムの組立体内部に充填されてタイヤ受傷部 封止材、タイヤ内圧付与材として使用される場合に優れた物性を発揮できる熱膨張 性微小球および熱膨張した微小球、その熱膨張した微小球の製造方法、その熱膨 張した微小球の原料である熱膨張性微小球を提供することである。
[0019] 上記問題点を解決するために、本発明者らが種々検討した結果、以下の(1)一 (4 )に示した知見を得た。
(1)乾式で分散状態の良好な特定方法で熱膨張性微小球を熱膨張させて熱膨張し た微小球を製造する場合に、熱膨張前後での粒度分布の変動係数の変化を小さく し、原料やわずかに膨張した微小球の量を低くし、凝集微小球の生成を抑制できる。
(2)上記(1)の製造方法において、膨張条件を制御することによって、ほぼ完全に熱 膨張した微小球を製造でき、所望の再膨張できる余力を有する熱膨張した微小球( すなわち、再膨張開始温度を有する熱膨張した微小球)も製造できる。
(3)上記 (2)で得られた再膨張できる余力を有する熱膨張した微小球は、これまでに な!ヽ物性を有した新規な熱膨張性微小球でもある。
(4)上記 (2)の所望の再膨張できる余力を有する熱膨張した微小球および Zまたは 上記 (3)の熱膨張性微小球を配合した中空体組成物では、微小球の外殻厚みが比 較的厚ぐ外力で破損しにくい特性を有する。また、これらの微小球が適度な熱膨張 性等の特性を有するために、成形時の硬化収縮を防止でき、高温下であっても経時 的な熱へタリが発生せず、その寸法安定性が高い。
[0020] また、特定の含弗素化合物を発泡剤として含む熱膨張性微小球及び熱膨張した微 小球は、以下に示す(5)— (8)に示した知見を得た。
[0021] (5)難燃性という点からは含弗素化合物が好まれる。また、タイヤとリムとの組立体に 充填することにより、タイヤ受傷時にも走行可能なタイヤに応用することを検討した場 合、上記特定方法で熱膨張性微小球を熱膨張させて得られる熱膨張した微小球で は、タイヤ受傷後のタイヤ内圧低下時も走行可能である。
(6)タイヤ受傷時にタイヤ内圧低下した際にも走行可能なタイヤとリムとの組立体に ぉ 、て、熱膨張性微小球を上記特定方法でほぼ完全に膨張させて得られる熱膨張 した微小球と同様に、熱膨張性微小球の膨張の程度を加減して得られる、再膨張で きる余力を有する熱膨張した微小球も用いることができる。特に、この再膨張できる余 力を有する熱膨張した微小球では、所望の高温になって初めて再膨張する物性を 有することが望ましい。最近は特に、高温環境下においても通常走行が可能であるこ とが求められている。また、タイヤが受傷し、タイヤ内圧が低下した場合に、速やかに 再膨張し走行可能なタイヤ内圧を付与する物性を有することも望ましい。
[0022] (7)再膨張できる余力を有する熱膨張した微小球を構成する熱可塑性榭脂が、二トリ ル系単量体とカルボキシル基含有単量体とを必須成分として含む単量体混合物を 重合して得られる場合に、所望の高温で再膨張し始めることができる。
(8)再膨張できる余力を有する熱膨張した微小球が、その外殻の外表面に特定の熱 融着防止剤が付着している場合に、タイヤ受傷時に、速やかにタイヤ受傷部を封止 し、高いタイヤ内圧付与機能を示す。
[0023] これらの(1)一 (8)の知見から、以下に詳説する本発明に到達した。
すなわち、本発明にかかる第 1の熱膨張した微小球の製造方法は、熱可塑性榭脂 力 なる外殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟ィ匕点以下の沸点を有 する発泡剤とから構成され、平均粒子径カ^ー 100 mである熱膨張性微小球を含 む気体流体を、出口に分散ノズルを備え且つ熱風流の内側に設置された気体導入 管に流し、前記分散ノズル力 噴射させる工程と、前記気体流体を前記分散ノズル の下部に設置された衝突板に衝突させ、熱膨張性微小球を前記熱風気流中に分散 させる工程と、分散した熱膨張性微小球を前記熱風気流中で膨張開始温度以上に 加熱して膨張させる工程とを含む。
[0024] 本発明に力かる第 2の熱膨張した微小球の製造方法は、熱可塑性榭脂からなる外 殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点以下の沸点を有する発泡剤 とから構成され、平均粒子径が 1一 100 mである熱膨張性微小球を含む気体流体 を、熱風流の外部に設置された少なくとも 1つの分散ノズル力も噴射させ、熱膨張性 微小球を前記熱風流中に分散させる工程と、分散した熱膨張性微小球を前記熱風 流中で膨張開始温度以上に加熱して膨張させる工程とを含む。
[0025] 本発明にかかる熱膨張した微小球は、熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包 され且つ前記熱可塑性榭脂の軟ィ匕点以下の沸点を有する発泡剤とから構成され、 平均粒子径が 1一 100 mである熱膨張性微小球を、膨張開始温度以上に加熱し て膨張させる製造方法で得られる熱膨張した微小球であって、凝集微小球の含有率 力 重量%以下であり且つ 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球の 含有率が 5重量%以下である。
[0026] 本発明にかかる熱膨張性微小球は、熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包さ れ且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点以下の沸点を有する発泡剤とから構成される熱 膨張性微小球であって、平均粒子径カ^ー lOOO /z mの範囲にあり、最大膨張温度 における膨張倍率が 100%超であり、凝集微小球の含有率が 5重量%以下であり、 2 5°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球の含有率が 5重量%以下であ る。
[0027] 本発明にかかる中空体組成物は、基材成分と、前述の熱膨張した微小球および Z または熱膨張性微小球とを含む。
本発明にかかる中空体成形品は、この中空体組成物を成形してなる。
[0028] 本発明にかかる別の熱膨張性微小球は、熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内 包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟ィ匕点以下の沸点を有する発泡剤とから構成され 、平均粒子径カ^ー 100 mである熱膨張性微小球であって、前記発泡剤が、エー テル構造を有し、塩素原子および臭素原子を含まない、炭素数 2— 10の含弗素化 合物を含み、前記熱可塑性榭脂が二トリル系単量体とカルボキシル基含有単量体と を必須成分として含む単量体混合物を重合して得られ、前記-トリル系単量体の重 量割合が前記単量体混合物に対して 20— 80重量%であり、前記カルボキシル基含 有単量体の重量割合が 80— 20重量%である。
[0029] 本発明にかかるさらに別の熱膨張性微小球は、熱可塑性榭脂からなる外殻と、そ れに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点以下の沸点を有する発泡剤と、前記 外殻の外表面に付着した熱融着防止剤とから構成され、平均粒子径が 1一 100 m である熱膨張性微小球であって、前記発泡剤が、エーテル構造を有し、塩素原子お よび臭素原子を含まない、炭素数 2— 10の含弗素化合物を含み、前記熱可塑性榭 脂が-トリル系単量体とカルボキシル基含有単量体とを必須成分として含む単量体 混合物を重合して得られ、前記二トリル系単量体の重量割合が前記単量体混合物に 対して 20— 80重量%であり、前記カルボキシル基含有単量体の重量割合が 80— 2 0重量%であり、前記熱融着防止剤が融点 90°C以上の有機化合物および層状構造 を有する無機化合物力 選ばれた少なくとも 1種である。
[0030] 本発明にかかるさらに別の熱膨張性微小球は、熱可塑性榭脂からなる外殻と、そ れに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点以下の沸点を有する発泡剤と、前記 外殻の外表面に付着した熱融着防止剤とから構成され、平均粒子径が 1一 100 m である熱膨張性微小球であって、前記発泡剤が、エーテル構造を有し、塩素原子お よび臭素原子を含まない、炭素数 2— 10の含弗素化合物を含み、前記熱融着防止 剤が融点 90°C以上の有機化合物および層状構造を有する無機化合物から選ばれ た少なくとも 1種である。
図面の簡単な説明
[0031] [図 1]本発明の製造方法で用いる製造装置の発泡工程部の概略図である。
[図 2]本発明の別の製造方法で用いる製造装置の発泡工程部の概略図である。 符号の説明
[0032] 1、 11 熱風ノズル
2 冷媒流
3 過熱防止筒
4、 12 分散ノズル
5 衝突板
6、 14 熱膨張性微小球を含む気体流体
7 気体流
8、 13 熱風流
発明を実施するための最良の形態
[0033] A.熱膨張した微小球の製诰方法
a.出発原料として用いられる熱膨張性微小球
本発明にかかる熱膨張した微小球の第 1および第 2の製造方法において、出発原 料として用いられる熱膨張性微小球 (以下「原料微小球」と記載することがある)は、 熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点以 下の沸点を有する発泡剤とから構成され、平均粒子径が 1一 100 mであるものであ れば、特に限定はない。
[0034] 発泡剤は、熱可塑性榭脂からなる外殻に内包され、熱可塑性榭脂の軟化点以下の 沸点を有する物質であれば特に限定はない。たとえば、炭素数 1一 12の炭化水素及 びそれらのハロゲンィ匕物;含弗素化合物;テトラアルキルシラン;ァゾジカルボンアミド 等の加熱により熱分解してガスを生成する化合物等を挙げることができる。これらの 発泡剤は、 1種または 2種以上を併用してもよい。
[0035] 炭素数 1一 12の炭化水素としては、たとえば、プロパン、シクロプロパン、プロピレン 、ブタン、ノルマルブタン、イソブタン、シクロブタン、ノルマルペンタン、シクロペンタン 、イソペンタン、ネオペンタン、ノルマルへキサン、イソへキサン、シクロへキサン、へ プタン、シクロヘプタン、オクタン、イソオクタン、シクロオクタン、 2—メチルペンタン、 2 , 2—ジメチルブタン、石油エーテル等の炭化水素が挙げられる。これらの炭化水素 は、直鎖状、分岐状、脂環状のいずれでもよぐ脂肪族であるものが好ましい。
炭素数 1一 12の炭化水素のハロゲン化物としては、塩化メチル、塩化メチレン、クロ 口ホルム、四塩ィ匕炭素等が挙げられる。これらのハロゲン化物は、上述した炭化水素 のハロゲンィ匕物(フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物等)であることが好ましい。
[0036] 含弗素化合物としては、特に限定されず、たとえば、エーテル構造を有し、塩素原 子および臭素原子を含まず、炭素数 2— 10の化合物が好ましい。具体的には、 C H
3 2
F OCF H
7 2 、 C HF OCH
3 6 3、 C HF OC H F
2 4 2 2 3、 C H F OC H F
2 2 3 2 2 3、 C HF OCH
4 8 3、 C
3
H F OC H F、C HF OC H F、C H F OCHF、 C HF OC H F、 C H F OCH
2 5 2 3 2 3 6 2 2 3 3 3 4 2 3 6 3 2 5 4 3 6
F
2、 C H F OC HF
3 3 4 2 4、 C HF OC H F
3 6 3 3 4、 C F OCH
3 7 3、 C F OCH
4 9 3、 C F OC H
4 9 2 5、 C
7
F OC H等のハイド口フルォロエーテルが挙げられる。ハイド口フルォロエーテルの
15 2 5
(フルォロ)アルキル基は直鎖状でも分岐状でもよ ヽ。
[0037] テトラアルキルシランとしては、例えば、同一又は異なって、炭素数 1一 5のアルキ ル基を有する化合物が挙げられる。具体的には、テトラメチルシラン、トリメチルェチ ルシラン、トリメチルイソプロビルシラン、トリメチルー n プロビルシラン等のテトラアル キルシランが挙げられる。
加熱により熱分解してガスを生成する化合物としては、ァゾジカルボンアミド、 N, N ,一ジニトロソペンタメチレンテトラミン、 4,4' ォキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド )等が挙げられる。
[0038] 発泡剤として含弗素化合物を使用する場合は、その全量が含弗素化合物で構成さ れていてもよいが、含弗素化合物とともに、後述する熱可塑性榭脂の軟化点以下の 沸点を有する、含弗素化合物以外の化合物を併用してもよい。このような化合物につ いては、特に限定されるものではなぐ例えば、上述した発泡剤として例示したものの 中から選択して用いることができる。含弗素化合物以外の化合物は、原料微小球の 熱膨張温度域に応じて、適宜選択することができる。発泡剤として含弗素化合物を使 用する場合は、含弗素化合物の重量割合が、発泡剤全体の 50重量%超であること が好ましぐ 80重量%超であることがさらに好ましぐ 95重量%超であることが特に好 ましい。発泡剤における含弗素化合物の重量割合が高いほど、含弗素化合物の物 性が原料微小球に反映され、原料微小球に対して難燃性や不燃性等の物性を付与 することができる。
[0039] 原料微小球は、たとえば、ラジカル重合性単量体を含む単量体混合物を重合して 得られる熱可塑性榭脂から構成され、単量体混合物に重合開始剤を適宜配合する ことにより、原料微小球の外殻を形成することができる。
ラジカル重合性単量体としては、特に限定はないが、たとえば、アクリロニトリル、メ タクリロ二トリル、 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 ル等の-トリル系単量体;アクリル酸、メタクリル酸、ィタコン酸、マレイン酸、フマル酸 、シトラコン酸等のカルボキシル基含有単量体;塩化ビ-リデン;酢酸ビニル;メチル( メタ)アタリレート、ェチル (メタ)アタリレート、 η-ブチル (メタ)アタリレート、イソブチル (メタ )アタリレート、 t-ブチル (メタ)アタリレート、イソボル-ル (メタ)アタリレート、シクロへキシ ル (メタ)アタリレート、ベンジル (メタ)アタリレート、 j8—カルボキシェチルアタリレート等 の (メタ)アクリル酸エステル系単量体;スチレン、 α -メチルスチレン、クロロスチレン等 のスチレン系単量体;アクリルアミド、置換アクリルアミド、メタクリルアミド、置換メタタリ ルアミド等のアクリルアミド系単量体; Ν—フエ-ルマレイミド、 Ν— (2—クロ口フエ-ル) マレイミド、 Ν—シクロへキシルマレイミド、 Ν—ラウリルマレイミド等のマレイミド系単量 体等を挙げることができる。これらのラジカル重合性単量体は、 1種または 2種以上を 併用してちょい。 [0040] 特に、発泡剤が含弗素化合物を含む場合、単量体混合物が、二トリル系単量体を 必須成分として含む単量体混合物であると、耐熱性を付与できるため、好ましい。二 トリル系単量体の重量割合は、単量体混合物に対して、耐熱性を考慮すると、好まし くは 80重量%以上であり、さらに好ましくは 90重量%以上であり、特に好ましくは 95 重量%以上である。
[0041] また、単量体混合物が、二トリル系単量体とともにカルボキシル基含有単量体を必 須成分として含む単量体混合物であると、耐熱性を付与できるとともに、後述するよう に、原料微小球を膨張させることによって得られる熱膨張した微小球について、再膨 張できる余力を有するように製造することができ、かつ 90°C以上 (好ましくは 100°C以 上、さらに好ましくは 120°C以上)の温度で、再膨張を開始させるように設定すること ができるため、さらに好ましい。二トリル系単量体の重量割合は、内包された発泡剤の 内包保持率及び発泡性、さらには熱膨張した微小球の再膨張開始温度を調節する こと、後述の通常内圧高速走行性能評価等を考慮すると、単量体混合物に対して、 好ましくは 20— 80重量%であり、さらに好ましくは 20— 60重量%であり、特に好まし くは 20— 50重量%であり、最も好ましくは 20— 40重量%である。また、カルボキシル 基含有単量体の重量割合は、熱膨張した微小球の再膨張開始温度を調節すること 、後述の通常内圧高速走行性能評価、さらには内包された発泡剤の内包保持率及 び発泡性等を考慮すると、単量体混合物に対して、好ましくは 20— 80重量%であり 、さらに好ましくは 40— 80重量%であり、特に好ましくは 50— 80重量%であり、最も 好ましくは 60— 80重量%である。
[0042] 単量体混合物は、上記ラジカル重合性単量体以外に、重合性二重結合を 2個以上 有する重合性単量体 (架橋剤)を含んで ヽてもよ ヽ。架橋剤を用いて重合させること により、本製造方法で得られた熱膨張した微小球に含まれる凝集微小球の含有率が 小さくなり、熱膨張後の内包された発泡剤の保持率(内包保持率)の低下が抑制され 、効果的に熱膨張させることができる。
なお、本発明において、熱膨張後の発泡剤の内包保持率 (%)は、膨張する前の 原料微小球に内包された発泡剤の内包率を Gとし、熱膨張させて得られる熱膨張し
1
た微小球に内包された発泡剤の内包率を Gとすると、 G /G X 100で定義される。 [0043] 架橋剤としては、特に限定はな 、が、たとえば、ジビュルベンゼン、ジビュルナフタ レン等の芳香族ジビ-ルイ匕合物;メタクリル酸ァリル、トリアクリルホルマール、トリァリ ルイソシァネート、エチレングリコールジ (メタ)アタリレート、ジエチレングリコールジ (メ タ)アタリレート、トリエチレングリコールジ (メタ)アタリレート、 1, 4 ブタンジオールジ (メ タ)アタリレート、 1, 9ーノナンジオールジ (メタ)アタリレート、 1, 10 デカンジオールジ( メタ)アタリレート、 PEG # 200ジ (メタ)アタリレート、 PEG # 400ジ (メタ)アタリレート、 P EG # 600ジ (メタ)アタリレート、ネオペンチルグリコールジ (メタ)アタリレート、 1, 4ーブ タンジオールジメタタリレート、 1, 6 キサンジオールジ (メタ)アタリレート、 1, 9ーノナ ンジオールジ (メタ)アタリレート、トリメチロールプロパントリメタタリレート、グリセリンジメ タクリレート、ジメチロールートリシクロデカンジアタリレート、ペンタエリスルトールトリ (メ タ)アタリレート、ペンタエリスリトールテトラアタリレート、ジペンタエリスルトールへキサ アタリレート、ネオペンチルグリコールアクリル酸安息香酸エステル、トリメチロールプ 口パンアクリル酸安息香酸エステル、 2—ヒドロキシー 3—アタリロイロキシプロピルメタク リレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアタリレート、ジトリメチロール プロパンテトラアタリレート、 2—ブチルー 2—ェチルー 1,3 プロパンジオールジアタリレ ート等のジ (メタ)アタリレートイ匕合物を挙げることができる。これらの架橋剤は、 1種また は 2種以上を併用してもよい。
[0044] 架橋剤の重量割合については、特に限定はないが、架橋の程度、外殻に内包され た発泡剤の内包保持率、耐熱性及び熱膨張性を考慮すると、単量体混合物に対し て、好ましくは 0. 01— 5重量%であり、さらに好ましくは 0. 05— 3重量%である。
[0045] 重合開始剤については、特に限定はなぐ公知の重合開始剤を用いることができる 。たとえば、 t ブチルパーォキシイソブチレート、 t ブチルパーォキシ 2—ェチルへ キサノエート、 t キシルバーォキシ 2 ェチルへキサノエート、 2, 5 ジメチルー 2, 5 ビス(2 ェチルへキサノィルパーォキシ)へキサン、 1, 1, 3, 3—テトラメチルブチ ルパーォキシ 2—ェチルへキサノエート、 t ブチルパーォキシピバレート、 t キシ ルパーォキシピバレート、 t ブチルパーォキシネオデカノエート、 t キシルバーォ キシネオデカノエート、 1ーシクロへキシルー 1 メチルェチルパーォキシネオデカノエ ート、 1, 1, 3, 3—テトラメチルブチルパーォキシネオデカノエート、タミルパーォキシ ネオデカノエート、ジー n プロピルパーォキシジカーボネート、ジイソプロピルバーオ キシジカーボネート、ビス(4 tーブチルシクロへキシル)パーォキシジカーボネート、 ジー sec ブチルパーォキシジカーボネート、ジー 2—エトキシェチルバ一才キシジカー ボネート、ジー 2—ェチルへキシルバーォキシジカーボネート、ジー 3—メトキシブチルバ ーォキシジカーボネート 3, 5, 5—トリメチルへキサノィルパーオキサイド、オタタノィル パーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアリルパーオキサイド、サクシニックァ シッドパーオキサイド、ベンゾィルパーオキサイド等の過酸化物; 2, 2' ーァゾビス ( 4ーメトキシー 2, 4—ジメチルバレロニトリル)、 2, 2' ーァゾビスイソブチロニトリル、 2, 2 ' ーァゾビス (2, 4—ジメチルバレ口-トリル)、 2, 2' ーァゾビス(2—メチルプロビオネ 一ト)、 2, 2' ーァゾビス(2—メチルブチ口-トリル)等のァゾィ匕合物等を挙げることが できる。重合開始剤は、ラジカル重合性単量体に対して可溶な油溶性の重合開始剤 が好ましい。
[0046] 原料微小球は、従来公知の熱膨張性マイクロカプセルの製造方法で使用される種 々の手法を用いて製造することができる。
すなわち、ラジカル重合性単量体、任意に架橋剤および重合開始剤含む単量体 混合物を発泡剤と混合し、得られた混合物を適当な分散安定剤等を含む水系懸濁 液中で懸濁重合させる方法等である。
[0047] 水系における分散安定剤としては、コロイダルシリカ、コロイダル炭酸カルシウム、 水酸化マグネシウム、リン酸カルシウム、水酸ィ匕アルミニウム、水酸化第二鉄、硫酸力 ルシゥム、硫酸ナトリウム、蓚酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグ ネシゥム、アルミナゾル等が挙げられる。分散安定剤は、単量体混合物に対して 0. 1 一 20重量%の割合で使用されるのが好ましい。その他に、分散安定補助剤としてジ エタノールァミンと脂肪族ジカルボン酸の縮合生成物、ゼラチン、ポリビュルピロリドン 、メチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、ポリビュルアルコール等の高分子タイプ の分散安定補助剤、塩化アルキルトリメチルアンモ-ゥム、塩化ジアルキルジメチル アンモ-ゥム等の陽イオン界面活性剤、アルキル硫酸ナトリウム等の陰イオン界面活 性剤、アルキルジメチルァミノ酢酸べタイン、アルキルジヒドロキシェチルァミノ酢酸べ タイン等の両イオン性界面活性剤等の各種乳化剤を用いてもょ ヽ。分散安定補助剤 は、単量体混合物に対して 0. 05— 2重量%の割合で使用されるのが好ましい。
[0048] 分散安定剤を含有する水系懸濁液は、分散安定剤及び分散安定補助剤等を水 ( たとえば、イオン交換水)に配合して調製する。重合時の水系懸濁液の pHは、使用 する分散安定剤、分散安定補助剤の種類によって適宜決められる。また、水系懸濁 液中に水溶性還元剤を添加してもよぐ重合中の凝集微小球の生成が抑制される。 水溶性還元剤としては、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム等の亜硝酸アルカリ金属 塩や、塩化第一スズ、塩化第二スズ、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、水溶 性ァスコルビン酸類等が挙げられる。これらの中でも、水中での安定性の面から亜硝 酸アルカリ金属塩が好ましい。その添加量は、単量体混合物に対して好ましくは 0. 0 001— 1重量0 /0、さらに好ましくは 0. 0003— 0. 1重量0 /0である。
[0049] 重合温度は、重合開始剤の種類によって自由に設定される力 好ましくは 40— 10 0°C、さらに好ましくは 45— 90°C、特に好ましくは 50— 85°Cの範囲で制御される。重 合初期圧力についてはゲージ圧で 0— 5. OMPa、さらに好ましくは 0. 1— 3. OMPa 、特に好ましくは 0. 2-2. OMPaの範囲である。
[0050] なお、得られた原料微小球にぉ 、て、発泡剤は、発泡性能が良好で、タイヤとリムと の組立体に充填し、タイヤ内圧付与材として用いる場合の十分な性能を発揮させるこ とができるとともに、熱膨張性微小球の外殻である熱可塑性榭脂の厚みが、内包され た発泡剤の内包保持率を確保することができる観点から、原料微小球全体の 2— 85 重量%、好ましくは 5— 60重量%、さらに好ましくは 7— 50重量%となるように調整さ れる。特に、発泡剤が含弗素化合物を含む場合、好ましくは 10— 60重量%であり、 さらに好ましくは 15— 50重量%である。
[0051] 原料微小球の平均粒子径については、用途に応じて自由に設計することができる ために特に限定されない。特に、発泡剤が含弗素化合物を含むには、好ましくは 1一 100 μ m、さら〖こ好ましくは 2— 80 μ m、特〖こ好ましくは 5— 60 μ mである。
また、原料微小球の粒度分布の変動係数 CVは、特に限定されないが、好ましくは 30%以下、さらに好ましくは 27%以下、特に好ましくは 25%以下である。変動係数 C Vは、以下に示す計算式(1)および (2)で算出される。
[0052] [数 1] CV= ( s Zく x >) x 1 0 0 (%) ( 1 ) s = {∑ (x -< x » (n - 1 ) } 1 2 ( 2 )
(式中、 sは粒子径の標準偏差、 < x>は平均粒子径、 Xは i番目の粒子径、 nは粒子 の数である。 )
[0053] 原料微小球は、その外殻の外表面に微粒子充填剤を付着させて用いることが、使 用時における分散性の向上及び流動性改善の観点から、好ま 、。
微粒子充填剤は、有機系及び無機系充填剤のいずれでもよぐその種類及び量は 、使用目的に応じて適宜選定される。
[0054] 有機系充填剤としては、たとえば、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシゥ ム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸リチウム等の金属セッケン類 ;ポリエチレンワックス、ラウリン酸アミド、ミリスチン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステア リン酸アミド、硬化ひまし油等の合成ワックス類;ポリアクリルアミド、ポリイミド、ナイロン 、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリテトラフルォロエチレン等の榭脂粉体等が 挙げられる。
[0055] 無機系充填剤としては、層状構造を有するもの、例えば、タルク、マイ力、ベントナイ ト、セリサイト、カーボンブラック、二硫ィ匕モリブデン、二硫化タングステン、弗化黒鉛、 弗化カルシウム、窒化ホウ素等;その他、シリカ、アルミナ、雲母、炭酸カルシウム、水 酸化カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化マグネシウム、リン酸マグネシウム、硫酸 ノ リウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、セラミックビーズ、ガラスビーズ、水晶ビーズ等が 挙げられる。
これらの微粒子充填剤は、 1種または 2種以上を併用してもよ ヽ。
[0056] 外殻の外表面に付着する微粒子充填剤は、上記のうち、融点 90°C以上(100°C以 上、好ましくは 110°C以上、より好ましくは 120°C以上、さらに好ましくは 150°C以上、 特に好ましくは 200°C以上の融点を有する)の有機化合物又は層状構造を有する無 機化合物 (好ましくはカーボンブラック、二硫ィ匕モリブデン、二硫化タングステン、弗 化黒鉛および窒化ホウ素力 選ばれた少なくとも 1種)、つまり、熱融着防止剤である ことが好ましい。ここで、熱融着防止剤は、原料微小球および Zまたは熱膨張した微 小球の外殻樹脂の熱融着を防止し、さらに、加熱膨張時にも隣接する原料微小球お よび Zまたは熱膨張した微小球との熱融着を防止し、発泡性能を損なわな 、働きを するものとする。これにより、例えば、後述するように、原料微小球を膨張させて得ら れ、再膨張できる余力を有する熱膨張した微小球を、タイヤとリムとの組立体内部に 充填した場合、タイヤが受傷してタイヤ内圧が低下したとしても、速やかにタイヤ受傷 部を封止し、高いタイヤ内圧付与機能を発揮させることができ、その結果、受傷したタ ィャでも、必要な距離を走行させることができる。この効果は、特に、発泡剤が含弗素 化合物を含む場合に顕著である。
[0057] また、二トリル系単量体とカルボキシル基含有単量体とを必須成分として含む単量 体混合物を重合して得られる外殻を構成する熱可塑性榭脂を用いた原料微小球の 場合には、耐熱性、難燃 (不燃)性において良好な性能を発揮させることができるとと もに、後述するように、原料微小球を膨張させて得られ、再膨張できる余力を有する 熱膨張した微小球に対して、 90°C以上 (好ましくは 100°C以上、さらに好ましくは 12 0°C以上)の温度で再膨張開始させることができ、上記効果が顕著となる。
[0058] 微粒子充填剤の平均粒子径は、付着前の原料微小球の平均粒子径の 1Z10以下 であることが好ましい。ここで、平均粒子径とは、一次粒子における平均粒子径を意 味する。
[0059] 原料微小球への微粒子充填剤の付着量は、特に限定はないが、微粒子充填剤に よる機能を十分に発揮でき、熱膨張性微小球の真比重の大きさ等を考慮すると、付 着前の原料微小球に対して好ましくは 0. 1— 95重量%、さらに好ましくは 0. 5— 60 重量%、特に好ましくは 5— 50重量%、最も好ましくは 8— 30重量%である。
[0060] 原料微小球の外表面への微粒子充填剤の付着は、原料微小球と微粒子充填剤と を混合することによって行うことができる。混合については、特に限定はなぐ容器と 攪拌パネといった極めて簡単な機構を備えた装置を用いて行うことができる。また、 一般的な揺動または攪拌を行える粉体混合機を用いてもよ!ヽ。粉体混合機としては 、たとえば、リボン型混合機、垂直スクリュー型混合機等の揺動攪拌または攪拌を行 える粉体混合機を挙げることができる。また、近年、攪拌装置を組み合わせたことによ り効率のよ!、多機能な粉体混合機であるスーパーミキサー (株式会社カヮタ製)及び ハイスピードミキサー (株式会社深江製)、ニューグラムマシン (株式会社セイシン企 業製)等を用いてもよい。
[0061] なお、原料微小球は、例えば、そのままタイヤとリムとの組立体内部に充填し、原料 微小球の膨張開始温度以上の温度で加熱することにより膨張させて、体積保持材と して使用することができる。また、そのまま、自動車等の塗料の軽量化充填剤、壁紙 や衣服装飾用の発泡インク用発泡粒子、榭脂組成物軽量ィ匕のための発泡材等の用 途に使用してもよい。
[0062] b.熱膨張した微小球の製造方法
本発明に力かる熱膨張した微小球の第 1の製造方法は、上記で説明した原料微小 球を含む気体流体を、出口に分散ノズルを備え且つ熱風流の内側に設置された気 体導入管に流し、前記分散ノズルカゝら噴射させる工程 (噴射工程)と、前記気体流体 を前記分散ノズルの下部に設置された衝突板に衝突させ、熱膨張性微小球を前記 熱風気流中に分散させる工程 (分散工程)と、分散した熱膨張性微小球を前記熱風 気流中で膨張開始温度以上に加熱して膨張させる工程 (膨張工程)とを含む製造方 法である。
[0063] この製造方法は、例えば、図 1に示した発泡工程部を備えた製造装置を用いて行う ことができる。
この発泡工程部は、出口に分散ノズル 4を備え且つ中央部に配置された気体導入 管 (番号表記せず)と、分散ノズル 4の下部に設置された衝突板 5と、気体導入管の 外周囲に間隔を空けて配置された過熱防止筒 3と、過熱防止筒 3の外周囲に間隔を 空けて配置された熱風ノズル 1とを備える。発泡工程部においては、気体導入管内の 矢印方向に熱膨張性微小球を含む気体流体 6が流されており、気体導入管と過熱 防止筒 3との間に形成された空間には、熱膨張性微小球の分散性を向上および気 体導入管と衝突板の過熱防止のための気体流 7が矢印方向に流されており、さらに 、過熱防止筒 3と熱風ノズル 1との間に形成された空間には、熱膨張のための熱風流 8が矢印方向に流されている。ここで、熱風流 8と気体流体 6と気体流 7とは、通常、同 一方向の流れであるが、必ずしも同一方向でなくてもよい。過熱防止筒 3の内部には 、冷却のために、冷媒流 2が矢印方向に流されている。 気体導入管および Zまたは衝突板 5が過熱防止機能を備えて 、ると、凝集微小球 や熱融着体の生成抑制のため好まし 、。
衝突板の形状は特に限定されないが、紡錘形、円錐形、角錐形、球形、半球形、 およびこれらを組み合わせた形状等を挙げることができる。
[0064] 第 1の製造方法における噴射工程では、熱膨張性微小球を含む気体流体 6を、出 口に分散ノズル 4を備え且つ熱風流 8の内側に設置された気体導入管に流し、気体 流体 6を前記分散ノズル 4から噴射させる。気体流体 6については、熱膨張性微小球 を含む気体の流体であれば、特に限定はないが、熱膨張性微小球を含み、空気、窒 素、アルゴン、ヘリウム等の不活性気体の流体であると好ましい。
また、気体流体 6に含まれる水分量は、熱膨張性微小球の分散不良等を考慮する と、好ましくは 30gZm3以下、さらに好ましくは 9. 3gZm3以下である。
気体流体 6の流速については、特に限定はないが、次の分散工程において、どの 熱膨張性微小球に対しても、できるだけ同じ熱履歴を受けさせて熱風気流 8中で膨 張できるように調整されることが好ま 、。
[0065] 第 1の製造方法における分散工程では、気体流体 6を分散ノズル 4の下部に設置さ れた衝突板 5に衝突させ、熱膨張性微小球が熱風気流 8中に万遍なく分散するよう に操作される。ここで、分散ノズル 4から出た気体流体 6は、気体流 7とともに衝突板 5 に向力つて誘導され、これと衝突する。
気体流 7としては、気体流体 6と同様の気体を用いることができる。
[0066] 第 1の製造方法における膨張工程では、分散した熱膨張性微小球を熱風気流 8中 で膨張開始温度以上に加熱して膨張させる。その後、熱膨張した微小球を冷却部分 に通過させる等して、熱膨張性微小球の外殻である熱可塑性榭脂の軟化点以下の 温度まで冷却し、熱膨張した微小球が回収される。
回収は、サイクロンやバグフィルタ一等の一般的な固気分離装置を用いることが好 ましい。
[0067] 本発明にかかる熱膨張した微小球の第 2の製造方法は、上記で説明した出発原料 である熱膨張性微小球を含む気体流体を、出口に分散ノズルを備え且つ熱風流の 外部に設置された少なくとも 1つの気体導入管に流し、前記分散ノズルカゝら噴射させ 、熱膨張性微小球を前記熱風流中に分散させる工程 (分散工程)と、分散した熱膨 張性微小球を前記熱風流中で膨張開始温度以上に加熱して膨張させる工程 (膨張 工程)とを含む製造方法である。
[0068] この製造方法は、例えば、図 2に示した発泡工程部を備えた製造装置を用いて行う ことができる。
発泡工程部は、中央に配置された熱風ノズル 11と、熱風ノズル 11の周辺下部に配 置された少なくとも 1つの分散ノズル 12とを備える。発泡工程部においては、熱風ノズ ル 11内の矢印方向に熱膨張のための熱風流 13が流されており、分散ノズル 12から は熱膨張性微小球を含む気体流体 14が矢印方向に流されている。気体流体 14は、 通常、熱風流 13に対して対向しないように角度をなして流される。気体流体 14は、 熱風流 13に対してほぼ直角に流されてもよい。
[0069] 第 2の製造方法における分散工程では、定量供給機等を使用して、熱膨張性微小 球を含む気体流体 14を熱風流 13の外部に設置された少なくとも 1つの分散ノズル 1 2から噴射させ、熱膨張性微小球を前記熱風流中に分散させる。気体流体 14は、上 述した気体流体 6と同様のものが挙げられる。また、気体流体 14の水分量及び流速 は、上述した気体流体 6と同様とすることができる。
[0070] 第 2の製造方法における膨張工程では、分散した熱膨張性微小球を熱風気流 13 中で膨張開始温度以上に加熱して膨張させる。その後は第 1の製造方法と同様にし て熱膨張した微小球が回収される。
[0071] 第 1および第 2の製造方法において、膨張工程後に得られた熱膨張した微小球を、 液状有機化合物で湿潤させる工程 (湿潤工程)をさらに含むと、熱膨張した微小球の 発塵が防止され、この熱膨張した微小球を各種用途に用いるために混合する際に分 散性が向上するため、好ましい。この液状有機化合物については、特に限定はない 。例えば、得られた熱膨張した微小球の性質、使用目的に応じて適宜選定すること ができ、基本的には以下に示す(1)および(2)の性質を有して 、ることが好ま U、。
(1)液状有機化合物が、熱膨張した微小球に内包された発泡剤の気化温度よりも高 い沸点を有すること
(2)液状有機化合物が、熱膨張した微小球の外殻である熱可塑性榭脂を溶解また は膨潤しないこと
[0072] 上記に示す(1)の要件を満たすためおよび保存中の揮発を避けるためには、液状 有機化合物の沸点は、好ましくは 80— 270°C、さらに好ましくは 90— 260°C、特に 好ましくは 100— 250。Cである。
上記に示す (2)の要件は、本製造方法における原料として、前述の架橋剤を併用 して製造された原料微小球を使用することにより、その耐溶剤性を向上させることが できる。このため、液状有機化合物について、選択の自由度が著しく向上する。
[0073] 液状有機化合物の種類にっ 、ては特に限定はな 、。液状有機化合物としては、た とえば、湿潤させて得られる組成物を、プラスチック、エラストマ一、シーラント、塗料 等に用いる場合は、ジブチルフタレート、ジイソオタチルフタレート、ジォクチルアジべ ート、トリクレジルホスフェート、トリェチルシトレート、ァセチルトリブチルシトレート、ォ クチルアルコール等の可塑剤;湿潤させて得られる組成物を軽量発泡成形体や接着 剤用に用いる場合は、ジシクロペンタジェンゃスチレン等の単量体等を挙げることが できる。また、上記以外の液状有機化合物としては、たとえば、非イオン界面活性剤 、アルキレングリコール、ポリアルキレングリコール、グリセリン、シリコーンオイル、流 動パラフィン、油脂類等を挙げることができる。これらの液状有機化合物は 2種以上を 混合して用いてもよい。また、液状有機化合物の代わりに水を用いてもよい。
[0074] 熱膨張した微小球と液状有機化合物 (または水)の配合比については、特に限定 はなぐ熱膨張した微小球の表面性や真比重による発塵具合等を考慮して決定する のが好ましい。具体的にはその熱膨張した微小球の発塵が目立たなくなる配合比が 望ましい。液状有機化合物の量が多いと、余分の液状有機化合物によって、液状有 機化合物および熱膨張した微小球が部分的に不均一になる。このような観点から、た とえば、真比重 0. 03gZccの熱膨張した微小球 10重量部に対して液状有機化合物 90重量部程度以下であることが好ましい。一方、液状有機化合物が少なくなると熱 膨張した微小球の発塵が目立ち好ましくない。
[0075] 湿化工程を実施するためには、熱膨張した微小球を、液状有機化合物とともに揺 動または攪拌する。動揺 Z攪拌は、一般的な粉体混合機、例えば、熱膨張性微小球 と微粒子充填材との混合に用いることができる装置のほか、副軸ローター型混合機 等を用いて行うことができる。
[0076] 湿化工程について、以下に詳しく説明する力 これに限定されない。湿化工程で用 いる装置 (以下、湿化装置)に所定量の熱膨張した微小球を投入し、液状有機化合 物 (または水)を添加する。この際、熱膨張した微小球の揺動または攪拌面 0. 07m2 以上に対して、 1つの吐出口より液状有機化合物を、(たとえば、 2LZ分以下で)吐 出し、液状有機化合物を添加後この装置で熱膨張した微小球を均一に湿化できるま で揺動または攪拌する。吐出口は揺動または攪拌面上または内に設ける。 1つの吐 出口あたりの揺動または攪拌面は、吐出口より出た液状物同士の干渉のために熱膨 張した微小球の揺動または攪拌による微小球の運動が低下せず、液状有機化合物 が微小球に十分に接触して、全体の均一湿化ができるように設定する。また、この時 の液状有機化合物の吐出量は、揺動または攪拌して 、る微小球に十分に接触して、 全体の均一湿化ができるように設定する。
[0077] 吐出口は可動式として揺動または攪拌面上または内を動くようにすれば非常に効 率がよぐ可動式の移動速度にもよる力 たとえば、 20cmZ秒の移動速度では固定 式の吐出口の約 5倍の吐出量での湿化が可能であり、液状物質を添加後に均一に 湿化できるまで揺動または攪拌に要する時間の短縮が可能である。
[0078] この吐出口は単に配管やホースのエンド部でもよ!/、。またシャワー状の口やスプレ 一口を用いてもよ!、。粘度の高!、液状有機化合物を吐出するためにある程度加圧し て、棒状の液を吐出することにより微小球があまり廻りに飛散しない。圧力を極めて高 くして噴霧するような状態にすると、揺動または攪拌している微小球を廻りに飛散させ ることとなり、湿化装置の密閉化や集塵装置が必要となってくる。
[0079] 熱膨張した微小球に液状有機化合物を添加した後、均一に湿化できるまで揺動ま たは攪拌する。終点の判定は、湿化装置内の複数の部分より試料を採取し、その各 試料 0. 5-0. 8gについて液体置換法にて真比重を測定し、その値のばらつき、た とえば標準偏差等で判定を行えばょ ヽ。
第 1および第 2の製造方法において、熱膨張性微小球に含まれる水分量は、加熱 膨張の均一性を考慮すると、 5重量%以下、さらに好ましくは 3重量%以下である。
[0080] 第 1および第 2の製造方法において、膨張条件を制御することによって、得られる熱 膨張した微小球が再膨張開始温度を有するようにも、有しな ヽようにもすることができ る。なお、本発明においては、微小球が再膨張開始温度を有するとは、一旦製造さ れた熱膨張した微小球がなお熱膨張する性質を有しており、熱膨張した微小球を加 熱すると、再び加熱膨張する現象が見られることを意味する。そして、その加熱膨張 し始める温度を再膨張開始温度と称する。また、熱膨張した微小球が再膨張開始温 度を有することは、最大 (再)膨張温度における膨張倍率が 100%超であることと同 義である。一方、微小球が再膨張開始温度を有しないとは、微小球がほぼ完全に熱 膨張したことを意味する。
[0081] 膨張条件の制御については、特に限定はない。たとえば、まず、原料供給量、熱風 流量や原料分散気体量等のパラメーターを一定に固定し、熱風流の温度 (以下、「 熱風温度」ということがある。)を変化させる。次に、熱風温度を段階的に変化させ、か つ、他のパラメーターを一定に固定しながら各温度で原料微小球を膨張させ、得ら れた微小球の真比重を測定し、熱風温度 (X軸)と真比重 (y軸)の関係をプロットした グラフを作成する。このグラフにおいて、最低真比重 (グラフにおける極小値)に対応 する温度領域を熱風温度に設定することによって、得られる熱膨張した微小球が再 膨張開始温度を有しな!/、ように製造することができる。
また、所望の真比重を有する膨張した微小球を製造する場合は、そのグラフにおい て所望の真比重に対応する熱風温度に設定する。これにより、膨張条件の制御が行 われ、所望の再膨張できる余力を有する熱膨張した微小球を製造することができる。 さらに、原料供給量および Zまたは原料分散気体量を変化させる場合、熱風気流 により供給される熱量や原料である熱膨張性微小球の全熱容量等を考慮して、熱風 温度等を変化させて、膨張条件を制御する。例えば、原料供給量および原料分散気 体量を増加させる場合は、熱風温度を上げる。原料供給量および原料分散気体量 を減少させる場合は、熱風温度を低くする。
[0082] 第 1および第 2の製造方法においては、エネルギー効率が高ぐ温度制御が容易で 、原料であるどの熱膨張性微小球に対してもほぼ同一の熱履歴を連続的に与えるこ とができ、気流中での分散性が高い。このため、膨張前後における粒度分布の変動 係数の変化が小さぐ得られた熱膨張した微小球の品質 (特に、粒子径分布および 真比重の分布)の均一性が高い。すなわち、得られた熱膨張した微小球に含まれる 凝集微小球の生成をできるだけ抑制することができ、し力も、原料やわずかに膨張し た微小球の含有率を極めて小さくすることができる。
[0083] 得られた熱膨張した微小球は、例えば、タイヤとリムとの組立体内部に充填すること により、タイヤが受傷して、タイヤ内圧が低下した際に、タイヤ受傷部封止材および Z またはタイヤ内圧付与材として使用することができる。
ここで、タイヤ受傷部封止材とは、タイヤが受傷し、受傷部から内部充填気体が漏 洩し始めると、原料微小球または熱膨張した微小球が充填気体の流れに乗って即座 に受傷部に密集し、受傷部を瞬時に封止し得るものを意味する。また、タイヤ内圧付 与材とは、タイヤが受傷して、タイヤ受傷部封止材で受傷部を封止した後に、内圧低 下によりタイヤが橈むことによって気体体積の減少したタイヤ内で、原料微小球また は熱膨張した微小球同士が擦れあい、その摩擦によって温度が上昇した際に、原料 微小球または熱膨張した微小球の膨張開始温度に達すると、原料微小球または熱 膨張した微小球が膨張して、タイヤ内圧を上昇させ得るものを意味する。
[0084] 通常、車等の走行時に、その回転運動によりタイヤ内に充填された熱膨張した微小 球同士またはタイヤ内壁ゴムと熱膨張した微小球との接触等により熱膨張した微小 球の温度が上昇することがある。タイヤが受傷して 、な 、状態で走行中に熱膨張した 微小球が膨張開始温度に達すると、熱膨張した微小球が膨張し始め、タイヤが受傷 したときにタイヤ内圧付与機能が発揮されなくなるおそれがある。さらに、高速走行時 には、タイヤが受傷したときのタイヤ内圧付与機能が発揮されなくなる危険性が、通 常走行時よりも高くなる。
しかし、本発明の製造方法で得られる熱膨張した微小球を、タイヤ内に充填して使 用する場合には、後述するように、通常内圧高速走行性能評価及び通常内圧高速 走行性能評価にぉ 、て、良好な評価結果を得ることができる。
[0085] B.熱膨張した微小球
本発明にかかる熱膨張した微小球は、熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包 され且つ前記熱可塑性榭脂の軟ィ匕点以下の沸点を有する発泡剤とから構成され、 平均粒子径が 1一 100 mである熱膨張性微小球を、膨張開始温度以上に加熱し て膨張させる製造方法で得られる熱膨張した微小球である。ここで、原料となる熱膨 張性微小球については、特に限定はないが、上記「A.熱膨張した微小球の製造方 法」で説明した熱膨張性微小球が好ましい。また、熱膨張性微小球を膨張開始温度 以上に加熱して膨張させる製造方法についても、特に限定はないが、上記「A.熱膨 張した微小球の製造方法」で説明した製造方法であることが好ま 、。
[0086] 熱膨張した微小球の平均粒子径は、特に限定はされず、用途に応じて自由に設計 することができる。例えば、外殻による発泡剤の内包保持率、熱膨張した微小球の耐 久性等を考慮すると、好ましくは 1一 1000 m、さらに好ましくは 5— 800 m、特に 好ましくは 10— 500 μ mである。
[0087] 熱膨張した微小球中に含まれる凝集微小球の含有率は、真比重の均一性等を考 慮すると、 5重量%以下であることが好ましぐより好ましくは 1重量%以下、さらに好ま しくは 0. 5重量%以下、特に好ましくは 0. 3重量%以下である。なお、凝集微小球の 存在確認は、電子顕微鏡による目視観察で行い、その定量は、以下の実施例で詳し く説明するように、スクリーニングした後のスクリーニング残留量を測定して行うことが できる。
[0088] 25°Cにおいて、熱膨張した微小球中に含まれる真比重 0. 79gZcc以上の微小球 の含有率は、真比重の均一性等を考慮すると、 5重量%以下であることが好ましぐよ り好ましくは 3重量%以下、さらに好ましくは 2重量%以下、特に好ましくは 1重量%以 下である。 0. 79gZcc以上の微小球の含有率は、イソプロピルアルコール(25°Cに おける比重: 0. 79)を用いた比重差分離後の沈降成分の定量により測定される。
[0089] また、熱膨張した微小球について、熱膨張前後における粒度分布の変動係数 CV の変化は、原料として用いられる熱膨張性微小球の変動係数 CVを膨張後に大きく 変化させず、粒子径の均一性を保つことを考慮すると、 ± 10%以内であることが好ま しぐより好ましくは ± 5%以内、さらに好ましくは ± 3%以内、特に好ましくは ± 1%以 内である。変動係数 CVの変化は、(得られた熱膨張した微小球の粒度分布の変動 係数) - (原料である熱膨張性微小球の粒度分布の変動係数)で定義される。なお、 熱膨張した微小球の粒度分布の変動係数 CVは、 30%以下が好ましぐさらに好まし くは 27%以下、特に好ましくは 25%以下である。 [0090] 本発明の熱膨張した微小球は、凝集微小球の含有率および真比重の大きな微小 球の含有率が極めて小さい。また、熱膨張によって製造される前後での粒度分布の 変動係数の変化が小さい。
[0091] 本発明の熱膨張した微小球は、再膨張開始温度を有していなくてもよいし、有して いてもよい。
特に、熱膨張した微小球が再膨張開始温度を有する場合は、外殻を構成する熱可 塑性榭脂の厚みが比較的厚くて外力で破損しにくい。よって、例えば、熱膨張した微 小球を含む中空体組成物を得る場合、基材への混合時における微小球のつぶれを 抑制できる。また、熱膨張した微小球を含む中空体成形品において、経時的な熱へ タリ及び硬化収縮等を防止することができる。なお、熱膨張した微小球が再膨張開始 温度を有する場合は、後述する熱膨張性微小球 Aが示す物性を有して ヽることが好 ましい。
[0092] 本発明の熱膨張した微小球にお!ヽて、膨張前の熱膨張性微小球からの体積膨張 倍率については、特に限定はないが、好ましくは 8倍以上、さらに好ましくは 15倍以 上、最も好ましくは 30倍以上である。また、熱膨張した微小球の真比重についても、 特に限定はないが、好ましくは 0. 30gZcc以下、さらに好ましくは 0. 25gZcc以下、 最も好ましくは 0. 20gZcc以下である。なお、本明細書おいて、熱膨張した微小球 の「真比重」とは、その「平均真比重」を意味する。
[0093] また、本発明の熱膨張した微小球において、発泡剤の内包保持率については、特 に限定されないが、発泡剤が外殻から漏れ出る量、性能の均一性、経時安定性等を 考慮すると、好ましくは 80%以上、さらに好ましくは 85%以上、特に好ましくは 90% 以上となるようにする。
発泡剤として含弗素化合物を使用する場合は、好ましくは 90%以上、さらに好まし くは 95%以上、特に好ましくは 97%以上となるようにする。
[0094] 本発明の熱膨張した微小球が外殻を溶解させない液状有機化合物で湿潤させた 状態にあると、熱膨張した微小球の発塵が防止され、この熱膨張した微小球を各種 用途に用いるために混合する際に分散性が向上するため、好ましい。液状有機化合 物の種類および配合量等については、「A.熱膨張した微小球の製造方法」に記載 されたちのと同様とすることができる。
[0095] 特に、熱膨張した微小球に内包された発泡剤は、「A.熱膨張した微小球の製造方 法」において詳述したように、エーテル構造を有し、塩素原子および臭素原子を含ま ない、炭素数 2— 10の含弗素化合物を含むものが好ましい。これにより、得られた熱 膨張した微小球を、タイヤとリムとの組立体内部に充填した場合に、タイヤが受傷して タイヤ内圧が低下しても、非常に良好なタイヤ受傷部封止機能、タイヤ内圧付与機 能を発揮させることができる。また、通常内圧走行性能評価及び通常内圧高速走行 性能評価の双方において、良好な評価結果を得ることができる。し力も、熱膨張した 微小球に再膨張開始温度を設定する場合に、好ましくは 90°C以上、より好ましくは 1 00°C以上、さらに好ましくは 110°C以上、特に好ましくは 120°C以上とすることができ 、タイヤ受傷部封止材および Zまたはタイヤ内圧付与材として使用する場合に、タイ ャ使用環境に制限されることなく用いることができる。
[0096] 本発明の熱膨張した微小球は、特に限定はな 、が、たとえば、パテ、塗料、シーリ ング材、モルタル、紙粘土、陶器等の軽量ィ匕充填剤等としても用いることができる。
[0097] C.熱膨張件微小球 A
本発明の熱膨張性微小球 (以下、「熱膨張性微小球 A」と記載することがある。)は、 熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点以 下の沸点を有する発泡剤とから構成される熱膨張性微小球であって、以下 (I)一 (IV )に示す構成要件を有した新規な熱膨張性を有する微小球である。
(I)平均粒子径が 1一 1000 μ mの範囲、
(II)最大膨張温度における膨張倍率が 100%超、
(III)凝集微小球の含有率が 5重量%以下、
(IV) 25°Cにおける真比重 0. 79gZcc以上である微小球の含有率が 5重量%以下
[0098] 熱膨張性微小球 Aは、「A.熱膨張した微小球の製造方法」の項にお ヽて、原料微 小球を再膨張できる余力を有するように (つまり、再膨張開始温度を有するように)、 加熱膨張させることによって、製造することができる。また、熱膨張性微小球 Aでは、 熱膨張性微小球 Aの最大膨張温度における膨張倍率は、原料微小球の最大膨張 温度における膨張倍率と、ほぼ完全に熱膨張させて得られる微小球の最大膨張温 度における膨張倍率との間に位置する。平均粒子径及び真比重等においても、同様 のことが言える。
[0099] 熱膨張性微小球 Aの平均粒子径は、外殻による発泡剤の内包保持率、再膨張性 の程度、熱膨張した微小球の耐久性等を考慮すると、 1一 lOOO /z mであり、好ましく は 5— 800 μ m、さらに好ましくは 10— 500 μ m、特に好ましくは 15— 350 μ mであ る。
[0100] 熱膨張性微小球 Aの最大膨張温度における膨張倍率は、実質的に熱膨張性を喪 失せず、熱膨張性微小球となることを考慮すると、 100%超であり、好ましくは 105% 以上であり、さらに好ましくは 120%以上であり、特に好ましくは 130%以上であり、最 も好ましくは 150%以上である。なお、熱膨張性微小球 Aの最大膨張温度における 膨張倍率が 100%超であることは、上述したように、熱膨張性微小球 Aが膨張開始 温度を有することとほぼ同義である。
[0101] 熱膨張性微小球 A中に含まれる凝集微小球の含有率は、真比重の均一性等を考 慮すると、 5重量%以下であり、好ましくは 1重量%以下、さらに好ましくは 0. 5重量% 以下、特に好ましくは 0. 3重量%以下である。なお、凝集微小球の存在確認は、前 述の方法で行われる。
[0102] 熱膨張性微小球 Aにおいて、 25°Cにおける真比重 0. 79gZcc以上である微小球 の含有率は、真比重の均一性等を考慮すると、 5重量%以下であり、好ましくは 3重 量%以下、さらに好ましくは 2重量%以下、特に好ましくは 1重量%以下である。なお 、 0. 79gZcc以上の微小球の含有率は、イソプロピルアルコール(25°Cにおける比 重: 0. 79)を用いた比重差分離後の沈降成分の定量により測定される。
[0103] 熱膨張性微小球 Aは、「A.熱膨張した微小球の製造方法」で説明したように、外表 面に微粒子充填剤が付着していることが好ましい。これにより、使用時における分散 性の向上や、流動性改善が図られる。微粒子充填材は、上述したものと同様のもの を用いることができる。また、微粒子充填剤の平均粒子径については、特に限定はな いが、好ましくは 10 μ m以下、さらに好ましくは 8 μ m以下、特に好ましくは 5 μ m以 下である。 また、熱膨張性微小球 Aは、上述したのと同様に、液状有機化合物 (または水)で 湿潤させた状態にあることが好ま 、。
[0104] 本発明の熱膨張性微小球 Aは、上述したように、凝集微小球の含有率および真比 重の大きな微小球の含有率が極めて小さい。し力も、熱膨張性微小球 Aは、外殻を 構成する熱可塑性榭脂の厚みが比較的厚くて外力で破損しにくい。よって、熱膨張 した微小球を含む中空体組成物を得る場合、基材への混合時における微小球のつ ぶれを抑制することができる。また、熱膨張した微小球を含む中空体成形品におい て、経時的な熱へタリ及び硬化収縮等を防止することができる。
[0105] 本発明の熱膨張微小球 Aは、上述した熱膨張した微小球のうち、実質的に、再膨 張開始温度を有するものと同様のものが挙げられ、同様の用途に用いることができる
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本発明にかかる中空体組成物は、基材成分と、前記熱膨張した微小球および zま たは熱膨張性微小球 A (以下では、「熱膨張した微小球および Zまたは熱膨張性微 小球 A」を、単に「微小球 a」ということがある。)とを含む。微小球 aでは、外殻を構成 する熱可塑性榭脂の厚みが比較的厚いため、各成分を配合混練して中空体組成物 を作製する際に、外力による破損が発生しにくい。また、微小球 aは適度な熱膨張を 有するために、中空体組成物の成形時に硬化収縮を防止でき、得られた中空体成 形品では経時的な熱へタリの問題が生じない。
[0107] 本発明の中空体組成物に含まれる前記熱膨張した微小球および Zまたは熱膨張 性微小球 Aとしては、それぞれ上記で説明したものであれば、特に限定はないが、熱 膨張した微小球としては、再膨張できる余力を有する (つまり、再膨張開始温度を有 する)微小球が好ましい。さらに凝集微小球の含有率が低いものが好ましい。凝集微 粒子の含有率は、基材中への微小球の均一分散性、得られる中空体成形品の表面 性及び強度の均一性等を考慮すると、好ましくは 5重量%以下、さらに好ましくは 3重 量%以下、特に好ましくは 2重量%以下である。なお、粒度分布の変動係数 CVが 3 0%以下、さらに好ましくは 27%以下、特に好ましくは 25%以下であればさらによい。
[0108] 中空体組成物に含まれる基材成分については、特に限定はないが、たとえば、塩 化ビュル榭脂、酢酸ビニル榭脂、アクリル榭脂、エチレン酢酸ビュル榭脂、エポキシ 榭脂、ポリウレタン、メラミン榭脂、ポリエステル、シリコン榭脂等の有機材料;セラミック (粘土)、セメント等の無機材料等を挙げることができる。また、基材成分として、上記「 A.熱膨張した微小球の製造方法」の湿潤工程にお!ヽて説明した液状有機化合物を 配合してもよい。これらの基材成分は、 1種または 2種以上を併用してもよい。
[0109] 中空体組成物全体に対する微小球 aの配合割合は、特に限定はな!/ヽが、添加効果 、軽量化、成形時の硬化収縮の防止、得られた中空体成形品での経時的な熱へタリ 、中空体組成物の製造の際の均一混合等を考慮すると、好ましくは 0. 1— 30重量% 、さらに好ましくは 0. 3— 25重量%、特に好ましくは 0. 5. 5— 20重量%である。
[0110] 中空体組成物は、基材成分や微小球 a以外に、パーライト、フライアッシュ、シラス ノ レーン、ガラスバルーン、フエノールバルーン、カーボンバルーン、アルミナバブル 、発泡スチレンビーズ等の従来軽量ィ匕に使用されてきた充填剤;ガラス繊維やァラミ ド繊維等の補強剤;シリカ、タルク、炭酸カルシウム等の充填剤;酸化チタン、酸ィ匕マ グネシゥム等の顔料等の添加剤を配合してもよい。これらの添加剤は、 1種または 2 種以上を併用してもよい。
[0111] 特に、添加剤として充填剤を含有する場合は、中空体組成物を作製する際に外力 で熱膨張した微小球や熱膨張性微小球 Aが著しく破損するという問題があるが、これ らの微小球の外殻を構成する熱可塑性榭脂の厚みが比較的厚いため、破損の発生 は大幅に抑制される。
[0112] 中空体組成物の製造方法については、各構成成分を混合するのであれば、特に 限定はない。製造装置としては、たとえば、スタティックミキサーゃデイスパー等を挙 げることができる。
[0113] 中空体組成物は、パテ、塗料、シーリング材、モルタル、紙粘土、陶器等の軽量ィ匕 を意図した用途に利用することができる。
[0114] このようにして製造された中空体組成物を成形することによって、十分な軽量化が 図れ、成形時の硬化収縮を防止でき、経時的な熱へタリの問題が発生することがなく 、寸法安定性が高い中空体成形品が得られる。中空体成形品が、特に無機成形品 の場合は、成形後に全体を焼成して、無機成形品内に独立気泡を形成してもよい。 [0115] 実施例
以下の実施例および比較例で本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実 施例に限定されるものではない。
[0116] 測 および 義
〔平均粒子径と粒度分布の測定〕
レーザー回折式粒度分布測定装置(SYMPATEC社製 HEROS&RODOS)を 使用した。乾式分散ユニットの分散圧は 5. Obar、真空度は 5. Ombarで乾式測定法 により測定し、 D50値を平均粒子径とした。
[0117] 〔真比重の測定〕
真比重は温度 25°Cにお 、てイソプロピルアルコールを用いた液置換法 (アルキメ デス法)により測定した。
[0118] 〔凝集微小球の含有率の測定〕
凝集微小球の存在は、電子顕微鏡による目視観察で確認した。
熱膨張した微小球 (熱膨張性微小球 A)の平均粒子径を Rとした場合、熱膨張した 微小球 (熱膨張性微小球 A)に含まれる凝集微小球の含有率は、 目開きが Rの 2. 0 倍である、 2. ORのスクリーンを用いてスクリーニングした後のスクリーニング残留量か ら算出した。ここで、 2. ORとは、 1. 95≤a< 2. 05を満足する aに Rを力、けた値である 。また、 目開きが 2. ORのスクリーンがない場合は、 目開きが 1. 8R— 2. ORの範囲( 但し、 2. ORを除く)にあるスクリーンを用いたスクリーニング残留量と、 目開きが 2. 0 R— 2. 2Rの範囲(但し、 2. ORを除く)にあるスクリーンを用いたスクリーニング残留 量と力ら、 目開きが 2. ORのスクリーンを使用したときに相当するスクリーニング残留 量を比例配分法で算出した。 目開きが 1. 8R— 2. ORの範囲(但し、 2. ORを除く)に あるスクリーンおよび目開きが 2. OR- 2. 2Rの範囲(但し、 2. ORを除く)にあるスクリ ーンを選択する場合、いずれにおいても、 目開きが 2. ORにできるだけ近いスクリー ンを選択した。スクリーニングに使用する試料の容量については、 1L以上とした。
[0119] 〔熱膨張性微小球の含水率の測定〕
測定装置として、カールフィッシャー水分計 (MKA— 510N型、京都電子工業株式 会社製)を用いて測定した。 [0120] 〔熱膨張性微小球に封入された発泡剤の内包率の測定〕
熱膨張性微小球 1. Ogを直径 80mm、深さ 15mmのステンレス製蒸発皿に入れ、 その重量 (W )を測定した。アセトン 30mlカ卩ぇ均一に分散させ、 30分間室温で放置
1
した後に、 120°Cで 2時間加熱し乾燥後の重量 (W )を測定した。発泡剤の内包率は
2
、下記の式により計算される。
内包率 (重量%) = (W -W ) (g) /1. 0 (g) X 100- (含水率)(重量%)
1 2
(式中、含水率は、上記方法で測定される。 )
[0121] 〔内包保持率〕
発泡剤の内包保持率は、膨張前の発泡剤の内包率 (G )に対する膨張後の発泡剤
1
の内包率 (G )の割合であり、下記の式により計算される。
2
内包保持率(%) =G /G X 100
2 1
[0122] 〔(再)膨張開始温度、最大 (再)膨張温度およびその温度における膨張倍率の測定〕
DMA (DMA Q800型、 TA instruments社製)を使用した。熱膨張性微小球(ま たは熱膨張した微小球) 0. 5mgを直径 6. Omm、深さ 4. 8mmのアルミカップに入れ 、その上に直径 5. 6mm、厚み 0. 1mmのアルミ蓋をのせ試料を準備した。その試料 に上から加圧子により 0. 01Nの力をカ卩えた状態でサンプル高さ(H )を測定した。加
1
圧子〖こより 0. 01Nの力をカ卩えた状態で、 20から 300°Cまで 10°CZminの昇温速度 で加熱し、加圧子の垂直方向における変位量を測定した。正方向への変位開始温 度を (再)膨張開始温度とし、最大変位量 (H )を示したときの温度を最大 (再)膨張
2
温度とした。なお、最大 (再)膨張温度における (再)膨張倍率 (E)は以下に示す計算 式により算出される。
E (%) =H /H X 100
2 1
[0123] 〔体積膨張倍率〕
体積膨張倍率 (A)は、熱膨張する前の熱膨張性微小球の平均粒子径 (R )および
1 熱膨張した微小球の平均粒子径 (R )を測定し、以下に示す計算式で算出される。
2
A= (R ZR ) 3
2 1 (倍)
(式中、 Rは熱膨張する前の熱膨張性微小球の平均粒子径、 Rは熱膨張した微小
1 2 球の平均粒子径である。 ) [0124] 〔タイヤ内充填時の通常内圧走行性能評価〕
タイヤ(タイヤサイズ: 175Z70R13、タイヤ内容積 21L)とリム(リムサイズ: 5J— 13) との組立体の内部に、その内部空間の 80容量%に相当する熱膨張性微小球 (また は熱膨張した微小球)を充填し、窒素によりタイヤ内圧をゲージ圧 200kPaになるよう 調整した。そのタイヤを乗用車に装着し、 60kmZhの速度で 30分間走行後の熱膨 張性微小球 (または熱膨張した微小球)の膨張ある 、は収縮の有無を確認することに より評価した。膨張の有無の確認は、微小球の粒度分布を測定して行った。走行前 後における平均粒子径の変動が + 3%以内の場合は〇、 + 3%を超える場合は Xと した。収縮の有無の確認は、走行前後における平均粒子径の変動カ 3%以内の場 合は〇、 3%を超える場合は Xと評価した。
[0125] 〔タイヤ内充填時の通常内圧高速走行性能評価〕
上記通常内圧走行性能評価において、乗用車の速度を 60kmZhから高速 150k mZhに変更する以外は、通常内圧走行性能評価と同様に評価した。
[0126] 〔タイヤ内充填時のタイヤ受傷時走行性能評価〕
上記通常内圧走行性能評価において、乗用車の速度を 60kmZhから lOOkmZh に変更する以外は、通常内圧走行性能評価と同様にして 30分間走行させた。その 後、そのタイヤに直径 3mm及び長さ 50mmの釘を接地面カゝらタイヤ内部に向けて踏 ませ、タイヤ内圧が大気圧になるのを確認した後に 90kmZhの速度で走行させた。 走行可能距離が 80km未満の場合は X、 80— 150kmの場合は〇、 150km以上の 場合は◎と評価した。
[0127] 〔塗料比重の測定〕
比重カップ(100cc、大平理ィ匕工業株式会社製)を用いて測定した。
[0128] 〔塗膜比重の測定〕
塗膜比重は温度 25°Cにお 、てイオン交換水を用いた液置換法 (アルキメデス法) により測定した。
[0129] 〔実施例 Al〕
熱膨張性微小球としてマツモトマイクロフェアー F— 50 (松本油脂製薬株式会社製、 外殻熱可塑性榭脂:二トリル系共重合体、発泡剤:イソブタン、平均粒子径: 20 ;ζ ΐη、 変動係数: 35%)を用いて、図 1に示す発泡工程部を備えた製造装置で加熱膨張さ せ、膨張した微小球を製造した。
膨張条件については、原料供給量 0. lkgZh、原料分散気体量 0. 03mVmin, 熱風流量 0. 5mVmin,熱風温度 130°Cに設定した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 83 m、変動係数は 36%、真比重は 0. 031gZcc、体積膨張倍率は 71. 5倍であった。また、得られた膨張した微小球では 、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球は、確認されなかった。なお 、目開き 150 mおよび目開き 175 mのスクリーンをそれぞれ使用したスクリーニン グによるスクリーニング残留物は無力つた。それぞれの値から比例配分法によって計 算すると、凝集微小球の含有率は 0重量%であった。
[0130] 〔比較例 Al〕
実施例 A1で用いたマツモトマイクロフェアー F— 50をスチールベルトに約 2mmの厚 さに塗布した。このスチールベルトを lmZ分の速度で、加熱ゾーン (温度: 130°C、 長さ: 3m)とこの加熱ゾーンに続く冷却ゾーン (温度: 10°C、長さ: 2m)中を移動させ 、膨張した微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 86 m、変動係数は 49%、真比重は 0. 038g/cc、体積膨張倍率は 79. 5倍であった。また、得られた膨張した微小球では 、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球の含有率は 11重量%であ つた。目開き 150 μ mのスクリーンを使用したスクリーニングによる残留物の含有率は 0. 8重量0 /0であった。また、目開き 165 μ mおよび目開き 175 μ mのスクリーンをそ れぞれ使用したときのスクリーニング残留量は 0. 5重量%および 0. 4重量%であつ た。それぞれの値から比例配分法によって計算すると、凝集微小球の含有率は 0. 4 重量%であった。
[0131] 〔実施例 A2〕
実施例 A1で、熱膨張性微小球マツモトマイクロフェア- F-50に代えてマツモトマイ クロフエアー F— 100 (松本油脂製薬株式会社製、外殻熱可塑性榭脂:二トリル系共重 合体、発泡剤:イソペンタン、平均粒子径: 25 ;ζ ΐη、変動係数 : 37%)を用い、熱風温 度 180°Cに設定した以外は、実施例 A1と同様の製造方法で加熱膨張させ、膨張し た微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 97 m、変動係数は 36%、真比重は 0. 028gZcc、体積膨張倍率は 58. 4倍であった。また、得られた膨張した微小球では 、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球は確認されなかった。目開き 200 mのスクリーンを使用したスクリーニングによる残留物は確認されな力つた。ま た、目開き 175 mおよび目開き 210 mのスクリーンをそれぞれ使用したスクリー- ングによるスクリーニング残留物は無力つた。それぞれの値から比例配分法によって 計算すると、凝集微小球の含有率は 0重量%であった。
[0132] 〔比較例 A2〕
比較例 A1で、マツモトマイクロフェアー F— 50に代えて実施例 A2で示したマツモト マイクロフェアー F— 100を用い、加熱ゾーンの温度を 180°Cに設定した以外は、比較 例 A1と同様の製造方法で加熱膨張させ、膨張した微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 100 m、変動係数は 45%、真比重は 0 . 030gZcc、体積膨張倍率は 64. 0倍であった。また、得られた膨張した微小球で は、凝集微小球の含有率は 0. 3重量%であり、 25°Cにおける真比重が 0. 79g/cc 以上である微小球の含有率は 15重量%であった。なお、凝集微小球の定量には、 目開き 200 mのスクリーンを使用した。
[0133] 〔実施例 A3〕
実施例 A1で、マツモトマイクロフェアー F— 50に代えて熱膨張性微小球試作品 1 (外 殻熱可塑性榭脂:二トリル系共重合体、発泡剤:イソへキサン、平均粒子径 : 35 ;ζ ΐη、 変動係数: 20%)を用い、熱風温度 240°Cに設定した以外は、実施例 A1と同様の製 造方法で加熱膨張させ、膨張した微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 130 m、変動係数は 20%、真比重は 0 . 021gZcc、体積膨張倍率は 51. 1倍であった。また、得られた膨張した微小球で は、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球は確認されなかった。目 開き 200 mのスクリーンを使用したスクリーニングによる残留物は確認されな力つた 。 目開き 235 μ mおよび目開き 275 μ mのスクリーンをそれぞれ使用したスクリーニン グによるスクリーニング残留物は無力つた。それぞれの値から比例配分法によって計 算すると、凝集微小球の含有率は 0重量%であった。
[0134] 〔比較例 A3〕
比較例 A1で、マツモトマイクロフェア- F-50に代えて実施例 A3で示した熱膨張性 微小球試作品 1を用い、加熱ゾーンの温度を 240°Cに設定した以外は、比較例 A1と 同様の製造方法で加熱膨張させ、膨張した微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 100 m、変動係数は 31%、真比重は 0 . 030gZcc、体積膨張倍率は 66. 6倍であった。また、得られた膨張した微小球で は、凝集微小球の含有率は 5. 6重量%であり、 25°Cにおける真比重が 0. 79g/cc 以上である微小球の含有率は 12重量%であった。なお、凝集微小球の定量には、 目開き 200 mのスクリーンを使用した。
[0135] 〔実施例 A4〕
実施例 A3で示した熱膨張性微小球試作品 1と超微粉タルク (日本タルク株式会社 製、品名: SG— 1000、平均粒子径: 2. 0 m)とを重量比 6 :4の割合で、スーパーミ キサー (株式会社カヮタ製)を用いて均一に混合し、超微粉タルクが外表面に付着し た熱膨張性微小球を得た。
実施例 A1で、マツモトマイクロフェアー F— 50に代えて超微粉タルクが外表面に付 着した熱膨張性微小球を用い、熱風温度 240°Cに設定した以外は、実施例 A1と同 様の製造方法で加熱膨張させ、膨張した微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 124 m、変動係数は 21%、真比重は 0 . 026gZcc、体積膨張倍率は 44. 4倍であった。また、得られた膨張した微小球で は、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球は確認されなかった。目 開き 200 mのスクリーンを使用したスクリーニングによる残留物は確認されな力つた 。 目開き 225 mおよび目開き 250 mのスクリーンをそれぞれ使用したスクリーニン グによるスクリーニング残留物は無力つた。それぞれの値から比例配分法によって計 算すると凝集微小球の含有率は 0重量%であった。
[0136] 〔実施例 Bl〕
熱膨張性微小球としてマツモトマイクロフェアー F— 50 (松本油脂製薬株式会社製、 外殻熱可塑性榭脂:二トリル系共重合体、発泡剤:イソブタン、平均粒子径: 20 ;ζ ΐη、 変動係数: 35%)を用いて、図 2に示した発泡工程部を備えた製造装置で加熱膨張 させ、膨張した微小球を製造した。
膨張条件については、原料供給量 0. lkgZh、原料分散気体量 0. 05mVmin, 熱風流量 1. OmVmin,熱風温度 140°Cに設定した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 98 m、変動係数は 36%、真比重は 0. 022gZcc、体積膨張倍率は 117. 6倍であった。また、得られた膨張した微小球で は、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球は、確認されなかった。 目 開き 150 mのスクリーンを使用したスクリーニングによる残留物は、確認されなかつ た。また、目開き 180 mおよび目開き 200 mのスクリーンを使用したスクリーニン グによるスクリーニング残留物は無力つた。それぞれの値から比例配分法によって計 算すると、凝集微小球の含有率は 0重量%であった。
[0137] 〔比較例 Bl〕
実施例 B1で用いたマツモトマイクロフェアー F— 50をスチールベルトに約 2mmの厚 さに塗布した。このスチールベルトを lmZ分の速度で、加熱ゾーン(温度: 140°C、 長さ: 3m)とこの加熱ゾーンに続く冷却ゾーン (温度: 10°C、長さ: 2m)中を移動させ 、膨張した微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 102 m、変動係数は 48%、真比重は 0 . 020gZcc、体積膨張倍率は 132. 7倍であった。また、得られた膨張した微小球で は、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球の含有率は 12重量%で あった。目開き 150 mのスクリーンを使用したスクリーニングによる残留物の含有率 は 1. 8重量0 /0であった。また、目開き 200 mおよび目開き 215 mのスクリーンを それぞれ使用したときのスクリーニング残留量は 0. 8重量%および 0. 5重量%であ つた。それぞれの値から比例配分法によって計算すると、凝集微小球の含有率は 0. 7重量%であった。
[0138] 〔実施例 B2〕
実施例 B1で、熱膨張性微小球マツモトマイクロフェア- F-50に代えてマツモトマイ クロフエアー F— 100 (松本油脂製薬株式会社製、外殻熱可塑性榭脂:二トリル系共重 合体、発泡剤:イソペンタン、平均粒子径: 25 ;ζ ΐη、変動係数 : 37%)を用い、熱風温 度 170°Cに設定した以外は、実施例 B1と同様の製造方法で加熱膨張させ、膨張し た微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 93 m、変動係数は 38%、真比重は 0. 033g/cc、体積膨張倍率は 51. 5倍であった。また、得られた膨張した微小球では 、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球は、確認されな力つた。目開 き 175 mおよび目開き 200 mのスクリーンをそれぞれ使用したスクリーニングによ るスクリーニング残留物は無力 た。それぞれの値から比例配分法によって計算する と、凝集微小球の含有率は 0重量%であった。
[0139] 〔比較例 B2〕
比較例 B1で、マツモトマイクロフェアー F— 50に代えて実施例 B2で示したマツモトマ イク口フェアー F— 100を用い、加熱ゾーンの温度を 170°Cに設定した以外は、比較例 B1と同様の製造方法で加熱膨張させ、膨張した微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 85 m、変動係数は 48%、真比重は 0. 040gZcc、体積膨張倍率は 39. 3倍であった。また、得られた膨張した微小球では 、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球の含有率は 14重量%であ つた。目開き 200 μ mのスクリーンを使用したスクリーニングによる残留物の含有率は 0. 8重量0 /0であった。また、目開き 165 μ mおよび目開き 175 μ mのスクリーンをそ れぞれ使用したときのスクリーニング残留量は 2. 5重量%および 1. 8重量%であつ た。それぞれの値から比例配分法によって計算すると、凝集微小球の含有率は 2. 2 重量%であった。
[0140] 〔実施例 B3〕
実施例 B1で、マツモトマイクロフェアー F— 50に代えて熱膨張性微小球試作品 1 (外 殻熱可塑性榭脂:二トリル系共重合体、発泡剤:イソへキサン、平均粒子径 : 35 ;ζ ΐη、 変動係数: 20%)を用い、熱風温度 230°Cに設定した以外は、実施例 B1と同様の製 造方法で加熱膨張させ、膨張した微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 120 m、変動係数は 21%、真比重は 0 . 027gZcc、体積膨張倍率は 40. 3倍であった。また、得られた膨張した微小球で は、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球は、確認されなかった。 目 開き 200 mのスクリーンを使用したスクリーニングによる残留物は、確認されなかつ た。また、 目開き 225 μ mおよび目開き 250 μ mのスクリーンをそれぞれ使用したスク リー-ングによるスクリーニング残留物は無力つた。それぞれの値から比例配分法に よって計算すると凝集微小球の含有率は 0重量%であった。
[0141] 〔比較例 B3〕
比較例 B1で、マツモトマイクロフェア- F-50に代えて実施例 B3で示した熱膨張性 微小球試作品 1を用い、加熱ゾーンの温度を 230°Cに設定した以外は、比較例 B1と 同様の製造方法で加熱膨張させ、膨張した微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 117 m、変動係数は 31%、真比重は 0 . 031gZcc、体積膨張倍率は 37. 3倍であった。また、得られた膨張した微小球で は、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球の含有率は 15重量%で あった。 目開き 200 mのスクリーンを使用したスクリーニングによる残留物の含有率 は 6. 6重量%であった。また、 目開き 215 /z mおよび目開き 250 /z mのスクリーンを それぞれ使用したときのスクリーニング残留量は 5. 6重量%および 3. 2重量%であ つた。それぞれの値から比例配分法によって計算すると、凝集微小球の含有率は 4. 3重量%であった。
[0142] 〔実施例 B4〕
実施例 B3で示した熱膨張性微小球試作品 1と超微粉タルク (日本タルク株式会社 製、品名: SG— 1000、平均粒子径: 2. O /z m)とを重量比 6 :4の割合で、スーパーミ キサー (株式会社カヮタ製)を用いて均一に混合し、超微粉タルクが外表面に付着し た熱膨張性微小球を得た。
実施例 B1で、マツモトマイクロフェアー F— 50に代えて超微粉タルクが外表面に付 着した熱膨張性微小球を用い、熱風温度 230°Cに設定した以外は、実施例 A1と同 様の製造方法で加熱膨張させ、膨張した微小球を製造した。
得られた膨張した微小球の平均粒子径は 119 m、変動係数は 21%、真比重は 0 . 029gZcc、体積膨張倍率は 39. 3倍であった。また、得られた膨張した微小球で は、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球は確認されなかった。 目 開き 200 mのスクリーンを使用したスクリーニングによる残留物は確認されな力つた 。また、目開き 225 μ mおよび目開き 250 μ mのスクリーンをそれぞれ使用したスクリ 一-ングによるスクリーニング残留物は無かった。それぞれの値から比例配分法によ つて計算すると凝集微小球の含有率は 0重量%であった。
[0143] 〔実施例 C l〕
イオン交換水 500gに、塩化ナトリウム 150g、アジピン酸ージエタノールアミン縮合 物 3. Og、コロイダルシリカ 20g (有効成分量: 20%)および亜硝酸ナトリウム 0. 15gを 加えた後、均一に混合してこれを水相とした。
アクリロニトリル 180g、メタタリロニトリル 45g、メタクリル酸 75g、トリメチロールプロパ ントリメタタリレート 1. 2g、ァゾビスイソブチロニトリル 2. Ogおよび C F OCH 150gを
3 7 3 混合、撹拌、溶解し、これを油相とした。
[0144] 水相と油相を混合し、ホモミキサーで 3, OOOrpmにて 2分間予備混合し、 10, 000 rpmにて 2分間撹拌して縣濁液とした。これを反応器に移して窒素置換をして力 撹 拌しつつ、 61°Cで 20時間重合した。重合後、重合生成物を濾過、乾燥した。得られ た熱膨張性微小球は、平均粒子径 25 μ m、変動係数 CV24%、膨張開始温度 143 。C、最大膨張温度 205°Cであった。
熱膨張性微小球に封入された発泡剤の内包率を測定したところ、 31. 8重量%で めつに。
熱膨張性微小球に着火源を近づけたが燃焼することはな力 た。
[0145] 得られた熱膨張性微小球を、図 1に示すの発泡工程部を備えた製造装置で加熱膨 張させ、膨張した微小球を製造した。
膨張条件については、原料供給量 1.0kgZh、原料分散気体量 0. 05mVmin, 熱風流量 0. 5m3Zminに固定し、熱風温度を表 1に示すように、それぞれ、 300°C、 350。C、 400。C、 450。C、 500。Cに設定した。
得られた膨張した微小球 (熱膨張性微小球)の物性をそれぞれ評価し、結果を表 1 に示した。
[0146] [表 1] 熱 Jl^
300。C 350。C 400°C 450°C 500。C サンプル N。 No.1 No.2 No.3 No.4 No.5 平均粒 ^圣 (/im) 74.8 111 124 136 変動係数 CV(%) 24 24 25 24 25 内^ 31.5 31.5 31.2 30.9 31.0 内包 99.0 98.4 98.1
真比重 (g/cc) 0.046 0.028 0.014 0.010 0.008 真比重 0.79gノ ccULLである
1.1 0.8 0.4 0.4 0.4 微小球の含有率 (SM。 )
スクリーン 1の目開き( ノ
150/0 175/0 200/0 250/0 270/0 その時の 微小球含有率 (ma%)
スクリーン 2の目開き( ノ
185/0 225ノ 0
その時の 微小球含有率 ― ― 280/0
^ft微小球の含有率 0 0 0 0 0
(再)膨張開始 131 132 131 132 133 最大 (再)膨^; 。 203 202 202 202 202
(再)麵咅率(%) 240 211 160 120 101 タイヤ内? の
〇 〇 〇 〇 〇 通常 走 翻
タイヤ内 の
〇 p 〇 〇 〇 〇 通常内圧高速走 翻
タイヤ内 ¾wの
〇 〇 〇 タイヤ 走 ffli^lfji 表 1の結果力も明らかなように、本実施例で得られた熱膨張性微小球を、タイヤとリ ムの組立体に充填して用いた場合、通常内圧 (高速)走行性能及びタイヤ受傷時の 走行性能ともに良好な性能を示すことがわ力る。 ω
[0147] 〔比較例 Cl〕
実施例 C1で得られた熱膨張性微小球を、高温恒温器 (三洋電機社製)を使用して 、表 2【こ示すよう【こ、それぞれ、 140oC、 160oC、 180oC、 200oC、 220oCの設定温度 で 1分間加熱することにより、膨張した微小球を製造した。
得られた膨張した微小球 (熱膨張性微小球)の物性をそれぞれ評価し、結果を表 2 に示した。
[0148] [表 2] 140°C 1 60°C 180°C 200°C 220°C サンプル No No. 6 No. 7 No. 8 No. 9 No. 10 平均粒 ΐ 104 126 148 1 69 変動係数 CV(%) 27 25 24 24 25 内 31 . 5 31 . 2 31 . 1 30. 3
内包 ¾%) 97. 8 94. 1 真比重 (g/GG) 0. 083 0. 038 0. 029 0. 015 0. 01 1 真比重 0. 79g ccliLhである
23. 1 18. 7 8. 9 7. 5 6. 9 微小球の含有率
スクリーン 1の目開き(ii m)
%) 175/ 1 . 0 200/2. 7 250/3. 2 300/6. 9 330/1 1 .3 その時の; as微小球含有率 (ϋ
スクリ一ン 2の目開き(ii m)
185/0. 7 215/1 . 2
その時の; a*微小球含有率 ― ― 350 2. 5 a*微小球の含有率 0. 9 2 3 3. 2 6. 9 7. 8
(再) 張開始 ) 178 179 1 78 1 79 1 78 最大 (再)膨¾;^(¾) 223 223 222 223 223
(再)膨 き率 (%) 209 167 142 1 34 1 20 タイヤ内 の
〇 〇
通常 ΛΙΕ走 1 翻 ffi o 〇 O タイヤ内 の
通常内圧高速走 fflt翻西
タイヤ内 の
タイヤ ^走 i iiteifli 〇 〇 〇 表 2の結果力も明らかなように、本比較例で得られた熱膨張性微小球は、タイヤとリ ムの組立体に充填して用いた場合、とくに通常内圧走行性能にぉ 、ては良好な結果 を示している力 通常内圧高速走行性能においては悪ぐ真比重 0. 79gZcc以上 の微小球の含有率が高いことに起因すると思われる。
また、実施例 C1および比較例 C1における凝集微小球の含有率を比較すると明白 であるが、原料である熱膨張性微小球が均一な粒度分布であっても、オーブン加熱 のような従来公知の発泡方法で膨張させるのであるならば、粒度分布が均一で凝集 微小球のな 、膨張した微小球は得られな 、。
〔実施例 C2〕
実施例 C1において、 C F OCH 150g (比重 1. 41)をノルマルペンタン 65g (比重
3 7 3
0. 63)に変更した以外は実施例 C1と同様に重合を行った。
得られた熱膨張性微小球の平均粒子径 30 m、変動係数 CVは 33%、膨張開始 温度 155°C、最大膨張温度 189°Cであった。熱膨張性微小球に封入された発泡剤 の内包率を測定したところ、 16. 6重量%であった。
熱膨張性微小球に着火源を近づけたところ勢い良く燃焼したので、タイヤとリムの 組立体に充填して行う走行性能評価をあきらめた。 [0150] 得られた熱膨張性微小球を、図 1に示す発泡工程部を備えた製造装置で加熱膨 張させ、膨張した微小球を製造した。膨張条件については、原料供給量 1.0kgZh、 原料分散気体量 0. 05mVmin,熱風流量 0. 5m3Zminに固定し、熱風温度を表 3【こ示すよう【こ、それぞれ、 300°C, 350°C, 400°C, 450°C, 500oG【こ設定した。得 られた膨張した微小球 (熱膨張性微小球)の物性をそれぞれ評価し、結果を表 3に示 した。
[0151] [表 3]
Figure imgf000043_0001
[0152] 〔比較例 C2〕
実施例 CIにお 、て、メタクリル酸 75gを酢酸ビュル 75gに変更した以外は実施例 C
1と同様に重合を行った。
得られた熱膨張性微小球の平均粒子径 27 m、変動係数 CVは 25%、膨張開始 温度 95°C、最大膨張温度 157°Cであった。熱膨張性微小球に封入された発泡剤の 内包率を測定したところ、 30. 9重量%であった。熱膨張性微小球に着火源を近づ けたが燃焼することはな力つた。
[0153] 上記で得られた熱膨張性微小球を、高温恒温器 (三洋電機社製)を使用して、表 4 に示すよう〖こ、それぞれ、 110°C、 130°C、 150°C、 170°C、 190°Cの設定温度で 1分 間加熱することにより、膨張した微小球を製造した。得られた膨張した微小球 (熱膨 張性微小球)の物性をそれぞれ評価し、結果を表 4に示した。 [0154] [表 4]
Figure imgf000044_0001
表 4の結果力も明らかなように、本比較例で得られた熱膨張性微小球は、タイヤとリ ムの組立体に充填して用いた場合、タイヤ受傷時走行性能を示すものもあるが、通 常内圧走行性能、通常内圧高速走行性能が悪いことがわかる。これは走行中にタイ ャ内の熱膨張性微小球が (再)膨張開始温度に達することに起因すると思われる。
[0155] 〔実施例 C3〕
実施例 C1において、アクリロニトリル 235g、メタタリロニトリル 60g、メタクリル酸メチ ル 5. 0g、エチレングリコールジメタタリレート 1. 2g、ァゾビスイソブチロニトリル 2. 0g および C HF OCH 150gを油相とした以外は実施例 C1と同様に重合を行った。
3 6 3
得られた熱膨張性微小球は、平均粒子径 42 m、変動係数 CV26%、膨張開始 温度 140°C、最大膨張温度 198°Cであった。熱膨張性微小球に封入された発泡剤 の内包率を測定したところ、 32. 9重量%であった。熱膨張性微小球に着火源を近 づけたが燃焼することはな力つた。
[0156] 得られた熱膨張性微小球を、図 1に示す発泡工程部を備えた製造装置で加熱膨 張させ、膨張した微小球を製造した。膨張条件については、原料供給量 1.0kgZh、 原料分散気体量 0. 05mVmin,熱風流量 0. 5m3Zminに固定し、熱風温度を表 5【こ示すよう【こ、それぞれ、 250°C, 300°C, 350°C, 400°C, 450oG【こ設定した。得 られた膨張した微小球 (熱膨張性微小球)の物性をそれぞれ評価し、結果を表 5に示 した。
[表 5]
Figure imgf000045_0001
表 5の結果カゝら明らかなように、本実施例で得られた熱膨張性微小球は、タイヤとリ ムの組立体に充填して用いた場合、特に通常内圧走行性能、タイヤ受傷時走行性 能にお 1、て良好な性能を示す。
〔比較例 C3〕
実施例 C3において、メタクリル酸メチル 5. 0gをメタクリル酸 5. Ogとした以外は実施 例 C 1と同様に重合を行った。
得られた熱膨張性微小球は、平均粒子径 40 m、変動係数 CV26%、膨張開始 温度 143°C、最大膨張温度 199°Cであった。熱膨張性微小球に封入された発泡剤 の内包率を測定したところ、 31. 8重量%であった。熱膨張性微小球に着火源を近 づけたが燃焼することはな力つた。
高温恒温器 (三洋電機社製)を使用して、表 6に示すように、それぞれ、 120°C、 14 0°C 160°C 180°C 200°Cの設定温度で 1分間加熱することにより、膨張した微小 球を製造した。得られた膨張した微小球 (熱膨張性微小球)の物性をそれぞれ評価 し、結果を表 6に示した。
[0159] [表 6]
Figure imgf000046_0001
表 6の結果力も明らかなように、本比較例で得られた熱膨張性微小球は、タイヤとリ ムの組立体に充填して用いた場合、通常内圧走行性能、タイヤ受傷時走行性能に おいて良好な性能を示すが、通常内圧高速走行性能は悪いことがわ力る。
[0160] 〔実施例 C4〕
実施例 C1で得られた熱膨張性微小球 500gとステアリン酸マグネシウム (平均粒子 径: 2 m、融点: 132°C) 100gとをスーパーミキサー (株式会社カヮタ製)を用いて 3 0分間混合し、その外殻表面にステアリン酸マグネシウムの付着した熱膨張性微小球 を製造した。
このようにして得られた熱膨張性微小球について、平均粒子径が 24. 9 mであり 、変動係数 CVが 25%であった。熱膨張性微小球に封入された発泡剤の内包率を 測定したところ、 30. 4重量%であった。
[0161] この熱膨張性微小球を、図 1に示す発泡工程部を備えた製造装置で加熱膨張させ 、膨張した微小球を製造した。膨張条件については、原料供給量 1.0kgZh、原料分 散気体量 0. 05mVmin,熱風流量 0. 5m3Zminに固定し、熱風温度を表 7に示す よう【こ、それぞれ、 300oC、 350°C, 400oC、 450°C, 500oC【こ設定した。得られた膨 張した微小球 (熱膨張性微小球)の物性をそれぞれ評価し、結果を表 7に示した。
[0162] [表 7]
Figure imgf000047_0001
表 7の結果力も明らかなように本実施例で得られた熱膨張性微小球は、タイヤとリム の組立体に充填して用いた場合、通常内圧 (高速)走行性能及びタイヤ受傷時の走 行性能ともに良好な性能を示すことがわかる。実施例 C1に対して熱融着防止剤の効 果により特にタイヤ受傷時の走行性能が向上していることが確認される。
[0163] 〔実施例 C5〕
実施例 C1で得られた熱膨張性微小球 500gとカーボンブラック (アセチレンブラック 、平均粒子径: 42nm) 100gとをスーパーミキサー(株式会社カヮタ製)を用いて 30 分間混合し、外殻表面にカーボンブラックの付着した熱膨張性微小球を製造した。 このようにして得られた熱膨張性微小球について、平均粒子径が 24. 7 mであり 、変動係数 CVが 26%であった。熱膨張性微小球に封入された発泡剤の内包率を 測定したところ、 30. 8重量%であった。
[0164] この熱膨張性微小球を、図 1に示す発泡工程部を備えた製造装置で加熱膨張させ 、膨張した微小球を製造した。膨張条件については、原料供給量 1.0kgZh、原料分 散気体量 0. 05mVmin,熱風流量 0. 5m3Zminに固定し、熱風温度を表 8に示す よう【こ、それぞれ、 300oC、 350°C, 400oC、 450°C, 500oC【こ設定した。得られた膨 張した微小球 (熱膨張性微小球)の物性をそれぞれ評価し、結果を表 8に示した。
[0165] [表 8]
Figure imgf000048_0001
表 8の結果力も明らかなように本実施例で得られた熱膨張性微小球は、タイヤとリム の組立体に充填して用いた場合、通常内圧 (高速)走行性能及びタイヤ受傷時の走 行性能ともに良好な性能を示すことがわかる。実施例 C1に対して熱融着防止剤の効 果により特にタイヤ受傷時の走行性能が向上していることが確認される。
[0166] 〔実施例 C6〕
実施 f列 CUこお!/ヽて、アタリロニトリノレ 120g、メタタリロニトリノレ 30g、メタクリノレ酸 150 g、トリメチロールプロパントリメタタリレート 1. 2g、ァゾビスイソブチロニトリル 2. 0gおよ びじ HF OC H F 150gを油相とした以外は実施例 C1と同様に重合を行った。
2 4 2 2 3
得られた熱膨張性微小球は、平均粒子径 29 m、変動係数 CV23%、膨張開始 温度 183°C、最大膨張温度 230°Cであった。熱膨張性微小球に封入された発泡剤 の内包率を測定したところ、 32. 5重量%であった。熱膨張性微小球に着火源を近 づけたが燃焼することはな力つた。
[0167] 得られた熱膨張性微小球を〔熱膨張した微小球の製造方法〕で説明した図 2の発 泡工程部を備えた製造装置で加熱膨張させ、膨張した微小球を製造した。膨張条件 については、原料供給量 1.0kgZh、原料分散気体量 0. 05mVmin,熱風流量 0. 5m3/min【こ固定し、熱風温度を表 9【こ示すよう【こ、それぞれ、 400°C, 450°C, 500 °C、 550°C、 600°Cに設定した。得られた膨張した微小球 (熱膨張性微小球)の物性 をそれぞれ評価し、結果を表 9に示した。
[0168] [表 9]
Figure imgf000049_0001
表 9の結果力も明らかなように本実施例で得られた熱膨張性微小球は、タイヤとリム の組立体に充填して用いた場合、通常内圧 (高速)走行性能及びタイヤ受傷時の走 行性能ともに良好な性能を示すことがわ力る。
〔実施例 C7〕
実施例 C1において、アクリロニトリル 72g、メタタリ口-トリル 18g、メタクリル酸 210g 、トリメチロールプロパントリメタタリレート 1. 2g、ァゾビスイソブチロニトリル 2. 0gおよ びじ F OCH 150gを油相とした以外は実施例 CIと同様に重合を行った。
得られた熱膨張性微小球は、平均粒子径 36 m、変動係数 CV23%、膨張開始 温度 188°C、最大膨張温度 232°Cであった。熱膨張性微小球に封入された発泡剤 の内包率を測定したところ、 32. 7重量%であった。熱膨張性微小球に着火源を近 づけたが燃焼することはな力つた。
[0170] 得られた熱膨張性微小球を、図 2に示す発泡工程部を備えた製造装置で加熱膨 張させ、膨張した微小球を製造した。膨張条件については、原料供給量 1.0kgZh、 原料分散気体量 0. 05mVmin,熱風流量 0. 5m3Zminに固定し、熱風温度を表 10【こ示すよう【こ、それぞれ、 400°C, 450°C, 500°C, 550°C, 600oG【こ設定した。 得られた膨張した微小球 (熱膨張性微小球)の物性をそれぞれ評価し、結果を表 10 に示した。
[0171] [表 10]
Figure imgf000050_0001
表 10の結果カゝら明らかなように本実施例で得られた熱膨張性微小球は、タイヤとリ ムの組立体に充填して用いた場合、通常内圧 (高速)走行性能及びタイヤ受傷時の 走行性能ともに良好な性能を示すことがわ力る。
〔比較例 C4〕 実施 f列 CUこお!/ヽて、アタリロニトリノレ 24g、メタタリロニトリノレ 6. Og、メタクリノレ酸 270 g、トリメチロールプロパントリメタタリレート 1. 2g、ァゾビスイソブチロニトリル 2. Ogおよ びじ F OCH 150gを油相とした以外は実施例 C1と同様に重合を行った。
4 9 3
得られた熱膨張性微小球は、平均粒子径 31 μ m、変動係数 CV26%ではあった 力 膨張性能は確認されなかった。
[0173] 〔実施例 Dl〕
ポリ塩ィ匕ビュル (住友ィ匕学社製のスミリット PCX、軟化温度: 80°C) 100g、重質炭酸 カルシウム(白石カルシウム社製のホワイトン SB、平均粒子径: 2. 2 μ η 100g、軟 質炭酸カルシウム (神島化学社製の軽微炭酸カルシウム、平均粒子径: 0. 3 ^ πι) 5 0g、可塑剤 (新日本理ィ匕社製のサンソサイザ一 DINP、フタル酸エステル系可塑剤) 120g、溶剤(日本石油社製のミネラルスピリッツ) 10gをダレンミキサーで混合し、ベ ース塗料を調製した。
次に、実施例 B3で得られた熱膨張した微小球 1. Ogとベース塗料 99gとを混合し、 軽量塗料 (塗料比重 : 0. 90)を調製した。なお、熱膨張した微小球は、再膨張できる 余力を有し、最大再膨張温度が 196°Cで、再膨張倍率が 180%であった。得られた 軽量塗料を、室温、圧力 15MPaの条件下で表 11に示す時間加圧した後、塗料比 重を測定した。その後、軽量塗料を厚さ 7mmの鉄板に塗膜厚 2mmで塗布し、 140 °Cのオーブンで 30分間焼付して塗膜を作製し、塗膜比重を測定した。得られた焼付 塗膜を 170°Cのオーブンで 30分間再加熱し、塗膜比重を測定した。結果を表 11に 示す。
[0174] [表 11]
Figure imgf000051_0001
[0175] 〔比較例 Dl〕
実施例 D1にお 、て、実施例 B3で得られた膨張した微小球の代わりに比較例 B3で 得られた膨張した微小球を用いた以外は同様にして、軽量塗料 (塗料比重 0. 94)を 調製した。
その物性を実施例 D 1と同様にして測定した。結果を表 12に示す。
[0176] [表 12]
Figure imgf000052_0001
[0177] 実施例 D1では、加圧処理時間が長くても塗料比重がほとんど変化しないのに対し て、比較例 D1では、加圧処理時間が長くなるほど、外力によって熱膨張した微小球 が破損し、塗料比重が大きくなつている。また、実施例 D1では、焼付後塗膜比重と再 加熱後塗膜比重との差がほとんどなぐ熱へタリが観察されないのに対して、比較例 D1では、焼付後塗膜比重と再加熱後塗膜比重とに有意差があり、熱へタリが観察さ れる。
産業上の利用可能性
[0178] 本発明の熱膨張した微小球の製造方法は、熱膨張前後において粒度分布の変動 係数の変化が少なぐ凝集微小球や真比重の大きな微小球の含有率の極めて低い
、熱膨張した微小球を製造できる。
[0179] 本発明の熱膨張した微小球は、凝集微小球や真比重の大きな微小球の含有率の 極めて低い物性を有する。熱膨張した微小球は、また、外力で破損しにくぐ軽量ィ匕 を目的とした中空体組成物に配合した場合、成形時の硬化収縮を防止でき、得られ た中空体成形品における経時的な熱へタリの問題を解消できる。
[0180] 本発明の熱膨張性微小球 Aは、外力で破損しにくぐ軽量化を目的とした中空体組 成物に配合した場合、成形時の硬化収縮を防止でき、得られた中空体成形品にお ける経時的な熱へタリの問題を解消できる。
[0181] 本発明の中空体成形品は、十分な軽量ィ匕が図れ、成形時の硬化収縮を防止でき、 経時的な熱へタリの問題が発生することがなぐ寸法安定性が高い。
[0182] 本発明の熱膨張した微小球および熱膨張性微小球 Aが特定の含弗素化合物を発 泡剤として含む場合は、タイヤとリムの組立体内部に充填されてタイヤ受傷部封止材 、タイヤ内圧付与材として使用される際に、良好なタイヤ受傷部封止機能、タイヤ内 圧付与機能を発揮することができる。
本発明の特定の含弗素化合物を発泡剤として含む熱膨張性微小球は、熱膨張し た微小球および熱膨張性微小球 Aの原料となり、これから得られた微小球は、タイヤ とリムの組立体内部に充填されてタイヤ受傷部封止材、タイヤ内圧付与材として使用 される際に、良好なタイヤ受傷部封止機能、タイヤ内圧付与機能を発揮することがで きる。この熱膨張性微小球では、通常内圧走行性能評価のみならず、通常内圧高速 走行性能評価にぉ 、ても、良好な評価結果が得られる。

Claims

請求の範囲
[1] 熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点 以下の沸点を有する発泡剤とから構成され、平均粒子径が 1一 100 mである熱膨 張性微小球を含む気体流体を、出口に分散ノズルを備え且つ熱風流の内側に設置 された気体導入管に流し、前記分散ノズルから噴射させる工程と、
前記気体流体を前記分散ノズルの下部に設置された衝突板に衝突させ、熱膨張 性微小球を前記熱風気流中に分散させる工程と、
分散した熱膨張性微小球を前記熱風気流中で膨張開始温度以上に加熱して膨張 させる工程とを含む、
熱膨張した微小球の製造方法。
[2] 前記気体導入管および Zまたは衝突板が過熱防止機能を備える、請求項 1に記載 の熱膨張した微小球の製造方法。
[3] 熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点 以下の沸点を有する発泡剤とから構成され、平均粒子径が 1一 100 mである熱膨 張性微小球を含む気体流体を、熱風流の外部に設置された少なくとも 1つの分散ノ ズルカ 噴射させ、熱膨張性微小球を前記熱風流中に分散させる工程と、
分散した熱膨張性微小球を前記熱風流中で膨張開始温度以上に加熱して膨張さ せる工程とを含む、
熱膨張した微小球の製造方法。
[4] 前記熱膨張性微小球が前記外殻の外表面に付着した微粒子充填剤力 さらに構 成され、前記微粒子充填剤の平均粒子径が付着前の熱膨張性微小球の平均粒子 径の 1Z10以下である、請求項 1一 3のいずれかに記載の熱膨張した微小球の製造 方法。
[5] 得られた熱膨張した微小球を、その外殻を溶解させな!/ヽ液状有機化合物で湿潤さ せる工程をさらに含む、請求項 1一 4のいずれかに記載の熱膨張した微小球の製造 方法。
[6] 前記熱膨張した微小球が再膨張開始温度を有しな!/、ように、前記熱膨張性微小球 の膨張条件が制御される、請求項 1一 5のいずれかに記載の熱膨張した微小球の製 造方法。
[7] 前記熱膨張した微小球が再膨張開始温度を有するように、前記熱膨張性微小球の 膨張条件が制御される、請求項 1一 5のいずれかに記載の熱膨張した微小球の製造 方法。
[8] 前記発泡剤が、エーテル構造を有し、塩素原子および臭素原子を含まな!/、、炭素 数 2— 10の含弗素化合物を含む、請求項 1一 7のいずれかに記載の熱膨張した微 小球の製造方法。
[9] 前記熱可塑性榭脂が二トリル系単量体とカルボキシル基含有単量体とを必須成分 として含む単量体混合物を重合して得られ、前記-トリル系単量体の重量割合が前 記単量体混合物に対して 20— 80重量%であり、前記カルボキシル基含有単量体の 重量割合が 80— 20重量%である、請求項 8に記載の熱膨張した微小球の製造方法
[10] 前記熱膨張性微小球が前記外殻の外表面に付着した微粒子充填剤力 さらに構 成され、前記微粒子充填剤の平均粒子径が付着前の熱膨張性微小球の平均粒子 径の 1Z10以下であり、前記微粒子充填剤が融点 90°C以上の有機化合物および層 状構造を有する無機化合物から選ばれた少なくとも 1種の熱融着防止剤である、請 求項 8または 9に記載の熱膨張した微小球の製造方法。
[11] 熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点 以下の沸点を有する発泡剤とから構成され、平均粒子径が 1一 100 mである熱膨 張性微小球を、膨張開始温度以上に加熱して膨張させる製造方法で得られる熱膨 張した微小球であって、
凝集微小球の含有率が 5重量%以下であり且つ 25°Cにおける真比重が 0. 79g/ cc以上である微小球の含有率が 5重量%以下である、
熱膨張した微小球。
[12] 前記熱膨張性微小球が前記外殻の外表面に付着した微粒子充填剤力 さらに構 成され、前記微粒子充填剤の平均粒子径が付着前の熱膨張性微小球の平均粒子 径の 1Z10以下である、請求項 11に記載の熱膨張した微小球。
[13] 前記熱膨張性微小球を加熱して膨張させた微小球であって、膨張前後における粒 度分布の変動係数の変化が士 5%以内である、請求項 11または 12に記載の熱膨張 した微小球。
[14] 再膨張開始温度を有する、請求項 11一 13のいずれかに記載の熱膨張した微小球
[15] 前記外殻を溶解させない液状有機化合物で湿潤させた状態にある、請求項 11一 1
4の 、ずれかに記載の熱膨張した微小球。
[16] 前記発泡剤が、エーテル構造を有し、塩素原子および臭素原子を含まな!/、、炭素 数 2— 10の含弗素化合物を含む、請求項 11一 15のいずれかに記載の熱膨張した 微小球。
[17] 前記熱可塑性榭脂が二トリル系単量体とカルボキシル基含有単量体とを必須成分 として含む単量体混合物を重合して得られ、前記-トリル系単量体の重量割合が前 記単量体混合物に対して 20— 80重量%であり、前記カルボキシル基含有単量体の 重量割合が 80— 20重量%である、請求項 16に記載の熱膨張した微小球。
[18] 前記熱膨張性微小球が前記外殻の外表面に付着した微粒子充填剤力 さらに構 成され、前記微粒子充填剤の平均粒子径が付着前の熱膨張性微小球の平均粒子 径の 1Z10以下であり、前記微粒子充填剤が融点 90°C以上の有機化合物および層 状構造を有する無機化合物から選ばれた少なくとも 1種の熱融着防止剤である、請 求項 16または 17に記載の熱膨張した微小球。
[19] タイヤとリムの組み立て体の空洞部分に充填することにより、タイヤ受傷時に受傷部 封止機能およびタイヤ内圧付与機能を示す、請求項 16— 18のいずれかに記載の 熱膨張した微小球。
[20] 前記製造方法が請求項 1一 10のいずれかに記載の製造方法である、請求項 11一
19のいずれかに記載の熱膨張した微小球。
[21] 熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点 以下の沸点を有する発泡剤とから構成される熱膨張性微小球であって、
平均粒子径が 1一 1000 μ mの範囲にあり、
最大膨張温度における膨張倍率が 100%超であり、
凝集微小球の含有率が 5重量%以下であり、 25°Cにおける真比重が 0. 79gZcc以上である微小球の含有率が 5重量%以下で ある、
熱膨張性微小球。
[22] 前記外殻の外表面に付着した微粒子充填剤からさらに構成され、微粒子充填剤の 平均粒子径が 10 m以下である、請求項 21に記載の熱膨張性微小球。
[23] 凝集微小球の含有率が 1重量%以下であり、 25°Cにおける真比重が 0. 79g/cc 以上である微小球の含有率が 3重量%以下である、請求項 21または 22に記載の熱 膨張性微小球
[24] 前記外殻を溶解させない液状有機化合物で湿潤させた状態にある、請求項 21— 2
3の 、ずれかに記載の熱膨張性微小球。
[25] 前記発泡剤が、エーテル構造を有し、塩素原子および臭素原子を含まな!/、、炭素 数 2— 10の含弗素化合物を含む、請求項 21— 24のいずれかに記載の熱膨張性微 小球。
[26] 粒度分布の変動係数が 30%以下である、請求項 25に記載の熱膨張性微小球。
[27] 前記熱可塑性榭脂が-トリル系単量体とカルボキシル基含有単量体とを必須成分 として含む単量体混合物を重合して得られ、前記-トリル系単量体の重量割合が前 記単量体混合物に対して 20— 80重量%であり、前記カルボキシル基含有単量体の 重量割合が 80— 20重量%である、請求項 25または 26に記載の熱膨張性微小球。
[28] 前記熱膨張性微小球が前記外殻の外表面に付着した微粒子充填剤力 さらに構 成され、前記微粒子充填剤の平均粒子径が 10 m以下であり、前記微粒子充填剤 が融点 90°C以上の有機化合物および層状構造を有する無機化合物力 選ばれた 少なくとも 1種の熱融着防止剤である、請求項 25— 27のいずれかに記載の熱膨張性 微小球。
[29] タイヤとリムの組み立て体の空洞部分に充填することにより、タイヤ受傷時に受傷部 封止機能およびタイヤ内圧付与機能を示す、請求項 25— 28のいずれかに記載の 熱膨張性微小球。
[30] 基材成分と、請求項 11一 20のいずれかに記載の熱膨張した微小球および Zまた は請求項 21— 29のいずれかに記載の熱膨張性微小球とを含む、中空体組成物。
[31] 請求項 30に記載の中空体組成物を成形してなる、中空体成形品。
[32] 熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点 以下の沸点を有する発泡剤とから構成され、平均粒子径が 1一 100 mである熱膨 張性微小球であって、
前記発泡剤が、エーテル構造を有し、塩素原子および臭素原子を含まない、炭素 数 2— 10の含弗素化合物を含み、
前記熱可塑性榭脂が-トリル系単量体とカルボキシル基含有単量体とを必須成分 として含む単量体混合物を重合して得られ、前記-トリル系単量体の重量割合が前 記単量体混合物に対して 20— 80重量%であり、前記カルボキシル基含有単量体の 重量割合が 80— 20重量%である、
熱膨張性微小球。
[33] 熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点 以下の沸点を有する発泡剤と、前記外殻の外表面に付着した熱融着防止剤とから構 成され、平均粒子径カ^ー 100 mである熱膨張性微小球であって、
前記発泡剤が、エーテル構造を有し、塩素原子および臭素原子を含まない、炭素 数 2— 10の含弗素化合物を含み、
前記熱可塑性榭脂が-トリル系単量体とカルボキシル基含有単量体とを必須成分 として含む単量体混合物を重合して得られ、前記-トリル系単量体の重量割合が前 記単量体混合物に対して 20— 80重量%であり、前記カルボキシル基含有単量体の 重量割合が 80— 20重量%であり、
前記熱融着防止剤が融点 90°C以上の有機化合物および層状構造を有する無機 化合物から選ばれた少なくとも 1種である、
熱膨張性微小球。
[34] 熱可塑性榭脂からなる外殻と、それに内包され且つ前記熱可塑性榭脂の軟化点 以下の沸点を有する発泡剤と、前記外殻の外表面に付着した熱融着防止剤とから構 成され、平均粒子径カ^ー 100 mである熱膨張性微小球であって、
前記発泡剤が、エーテル構造を有し、塩素原子および臭素原子を含まない、炭素 数 2— 10の含弗素化合物を含み、 前記熱融着防止剤が融点 90°C以上の有機化合物および層状構造を有する無機 化合物から選ばれた少なくとも 1種である、
熱膨張性微小球。
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