WO1986002017A1 - Particules encapsulees de polymere et procede de production - Google Patents

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WO1986002017A1
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polymer
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polymerizable monomer
particles
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Kiyoshi Kasai
Masayuki Hattori
Hiromi Takeuchi
Nobuo Sakurai
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Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/06Making microcapsules or microballoons by phase separation
    • B01J13/14Polymerisation; cross-linking
    • B01J13/18In situ polymerisation with all reactants being present in the same phase
    • B01J13/185In situ polymerisation with all reactants being present in the same phase in an organic phase
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    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2984Microcapsule with fluid core [includes liposome]
    • Y10T428/2985Solid-walled microcapsule from synthetic polymer
    • Y10T428/2987Addition polymer from unsaturated monomers only

Definitions

  • the present invention relates to capsule-shaped polymer particles formed by utilizing phase separation between a polymer and an oily substance inside the particles during polymerization, and hollow capsule-shaped particle particles formed therethrough. And the manufacturing method thereof.
  • microcapsules There are many methods for encapsulating fine particle-shaped cores with a polymer to force-pell them, so-called microcapsules, such as phase separation method, interfacial polymerization method, in-situ polymerization method or pre-drying method. The method is known.
  • a core substance and a reactor that is, a reaction system component such as a monomer, a blepolymer or a catalyst necessary for forming a polymer is used.
  • a reaction system component such as a monomer, a blepolymer or a catalyst necessary for forming a polymer.
  • hollow polymer particles As a method for producing hollow force-like polymer particles (hereinafter, referred to as “hollow polymer particles”) which have been conventionally used as an organic filler, for example,
  • the first purpose of the present invention is to ensure the phase separation between the polymer phase that constitutes the shell and the oily substance phase that constitutes the core inside the polymer particles, and to ensure that the hollow part is formed.
  • the present invention provides a capsule-shaped polymer particle having excellent properties such as mechanical strength and heat resistance, and a manufacturing method capable of easily manufacturing the force-filled polymer particle by a simple process. Especially.
  • the first purpose is to add the polymerizable monomer in an aqueous dispersion in which a disperse phase in which a polymerizable monomer containing a crosslinkable monomer and a hydrophilic monomer and an oily substance coexist is formed. And a capsule-like polymer particle obtained by this method.
  • the first object is to obtain the polymerizable monomer by polymerization of the polymerizable monomer in addition to the polymerizable monomer component and the oily substance in the phase separation in the aqueous dispersion in the production of the capsule-shaped polymer particles.
  • the polymer to be obtained is further ensured by a manufacturing method characterized by coexistence of a heterogeneous polymer (hereinafter, simply referred to as “heterogeneous polymer”).
  • capsule-shaped polymer particles by coexisting the polymerizable monomer and the oily substance with a different type of polymer in the disperse phase of the aqueous dispersion, the capsule-shaped polymer particles are dispersed during the polymerization.
  • the phase separation between the polymer phase, which should form the shell of the particle, and the oily substance phase, which should form the core, is ensured, and force-pellification is achieved in a more complete state.
  • the first purpose is to prepare an aqueous dispersion in which different kinds of polymers are dispersed in the form of fine particles in the production of capsule-shaped polymer particles.
  • the fine particles of the heterogeneous polymer absorb the polymerizable monomer component and the oily substance, and then the polymerizable monomer is polymerized.
  • a second object of the present invention is to reliably produce hollow polymer particles and hollow polymer particles produced by the above-mentioned production method via the capsule-like polymer particles by a simple process.
  • the present invention is to provide a manufacturing method.
  • the second object is to remove the oily substance in the capsule-shaped polymer particles obtained by the above-mentioned production method to form hollow or water-filled polymer particles. This is achieved by the manufacturing method and the hollow polymer particles obtained by this manufacturing method.
  • 1 to 4 are photomicrographs showing the particle state of forceps polymer particles or hollow polymer particles according to an example of the present invention.
  • the polymerizable monomer component used in the present invention is composed of (a) a crosslinkable monomer, (b) a hydrophilic monomer, and (c) another monomer which is optionally used.
  • Examples of the (a) crosslinkable monomer include dibutylbenzene, ethylenglycol dimethacrylate, 1 and 3 -butyleneglycol dimethacrylate, trimethylolpronene trimetrate, and Examples include divinyl-based monomers such as lylene acrylate and tributyl-based monomers, especially dibutylbenzene and ethylene. Preference is given to green gym trolley and trimethylol propylene glycol to turmeric clay.
  • the amount of the above crosslinkable monomer used is usually 1 to 50 parts by weight, preferably 2 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of all the monomer components.
  • the amount of the crosslinkable monomer used here is calculated as a pure product excluding the inert solvent and monocyclic non-crosslinkable monomer component that are usually contained in the crosslinkable monomer material. If the amount of the crosslinkable monomer used is too small, the phase separation between the polymer that forms the shell and the oily substance that forms the core will be insufficient, or the strength of the shell will be small and the capsule This causes a problem that the particle shape of the trimmer particles or the hollow polymer particles obtained therefrom cannot be maintained.
  • the cross-linkable monomer is used excessively, the heterogeneous polymer tends to be rejected to the outside of the polymer particles formed during the polymerization, and the resulting polymer particles have a spherical shape.
  • the problem occurs that the particles become uneven and have massive particles.
  • hydrophilic monomer examples include vinyl virgin, glycidisolea acrylate, glycidinoremeth acrylate, methysrea acrylate and methyl methacrylate. , Acrylonitrile, Acrynoleamide, Methacryl Noreamide, N—Methylol Acrylonoleamide, N—Methylolol Methacrylate Amide, Acrylic Acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, butyl acetate, dimethylaminaminoethylmethacrylate, decylaminoethylmethacrylate, 2 — hydroxyl Shetylme It is possible to exemplify burles-type monomers such as tachylate, 2-hydroxy-vinyl methacrylicate, etc. Unsaturated carboxylic acids such as zinc, 2 —hydroxetylmethacrylate and methacrylic acid used in
  • hydrophilic monomers preferably have a solubility in water of 0.5% by weight or more, particularly 1% by weight or more.
  • the optimum amount of hydrophilic monomer varies depending on the type of oily substance that constitutes the core, but it is usually 3 to 99 parts by weight, preferably 5 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the total monomer components. It is preferably in the range of 99 parts by weight, especially 50 to 95 parts by weight.
  • the amount used is preferably within 20% by weight. Further, when the hydrophilic monomer is vinyl viridine or 2-hydroxylchetylmethacrylate, the use amount is preferably within 40% by weight.
  • phase separation does not occur between the polymer forming the shell and the oily substance forming the core, or the phase separation is insufficient.
  • the polymer does not completely encapsulate the core particles, causing a problem of insufficient force pselization.
  • the monomer used in the above (c) is not particularly limited as long as it has a radical polymerizable property, and it may be a polystyrene, ⁇ -methylstyrene, ⁇ -methylstyrene, a halogen.
  • Aromatic vinyl monomer such as styrene, vinyl ester such as vinyl propionate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethyl hexyl acrylate
  • Ethylenic unsaturated carboxylic acid alkyl esters such as retyrates, 2-ethylhexynolemethacrylate, lauryl acrylate, lauryl methacrylate, butadiene.
  • Isoplane Examples thereof include role-fining, etc., with styrene being particularly preferred.
  • the heterogeneous polymer coexist in the aqueous dispersion in advance.
  • This heteropolymer has a different type or composition from the polymer obtained by polymerizing the above-mentioned polymerizable monomers (a) to (c), and is soluble in the polymerizable monomer or oily substance. Is required.
  • heterogeneous polymers include polystyrene, polypropylene modified with styrene, polystyrene copolymer with styrene, copolymer of styrene with styrene, and copolymer of styrene with polystyrene.
  • styrene or a styrene copolymer containing 50% by weight or more of a styrene component is particularly preferable.
  • the amount of the different polymer used is 1 to: 100 parts, preferably 2 to 50 parts, and more preferably 5 to 20 parts, relative to 100 parts by weight of all the monomers. If the amount of the different polymer used is less than 1 metropolitan, the effect of promoting the phase separation is small, while if the amount of the different polymer used is more than 100 parts, the phase separation tends to be suppressed. ..
  • one (1) different polymer is used in the form of solid particles, and the solid particles are dispersed in the aqueous dispersion, and the Method of polymerizing after absorbing monomer and oily substance, (2) Dissolving heterogeneous polymer in polymerizable monomer and oil or oily substance to form a solution, which was dispersed in an aqueous dispersion.
  • a method of post-polymerization, etc. can be adopted.
  • the heterogeneous polymer When the heterogeneous polymer is used in the particle state by the method of (1) above, it functions as seed polymer particles, and the polymerizable monomer and the oily substance are absorbed therein, and therefore the heterogeneous polymer is
  • the polymer preferably has good absorbability of the polymerizable monomer and the oily substance.
  • the heterogeneous polymer preferably has a small molecular weight, for example, having a number average molecular weight of 20,000 or less, preferably 10,000 or less, and further preferably 7,000 or less. is there.
  • the number average molecular weight here is obtained by dissolving a heterogeneous polymer in its good solvent and then using the resulting solution as a gel permeation chromatography (GPC), osmotic pressure molecular weight measuring device, vapor pressure reduction method molecular weight measuring device, etc. It can be obtained by measuring with the usual method.
  • GPC gel permeation chromatography
  • osmotic pressure molecular weight measuring device osmotic pressure molecular weight measuring device
  • vapor pressure reduction method molecular weight measuring device etc. It can be obtained by measuring with the usual method.
  • the number average molecular weight of the heteropolymer is greater than 20,000, more of the monomer will not be absorbed by the seed polymer particles, which will polymerize in the aqueous dispersion separately from the seed polymer particles, resulting in capsular formation. A large amount of fine particles that do not become polymer particles are generated, causing a problem that the polymerization system becomes unstable.
  • the method for producing the heterogeneous polymer used as the seed polymer particles is not particularly limited, but for example, a chain transfer agent may be used in a relatively large amount. Use; manufacturing method such as was emulsion polymerization or suspension polymerization can be used.
  • the seed polymer particles When a different polymer is used as the seed polymer particles, it is necessary to absorb the highly lipophilic substance having a solubility in water of 10 _ 3 wt% or less in advance in the seed polymer particles. It is possible to increase the absorption capacity of the polymerizable monomer and the oily substance for the seed polymer particles.
  • the number average molecular weight of the different polymer does not have to be 20,000 or less.
  • Examples of the highly lipophilic substance include 1-chlorodecan, octanoyl peroxide, and 3,5,5-trimethylhexanoxyl peroxide.
  • an aqueous dispersion of the highly lipophilic substance is prepared, and this dispersion is mixed with an aqueous dispersion of the seed polymer particles.
  • the highly lipophilic substance may be brought into contact with the seed polymer particles.
  • the particle size of the forceps-like polymer particles and hollow polymer particles obtained by using seed polymer particles is the particle size of seed particles that are enlarged by absorbing the polymerizable monomer and the oily substance. It roughly matches the diameter. Therefore, by adjusting the particle size of the seed polymer particles and the relative amount of the seed polymer particles used with respect to the polymerizable monomer and the oily substance, it is possible to control the generated forcepsel polymer particles and hollow polymer particles.
  • the particle size of the particles can be controlled. Specifically, in the production of hollow polymer particles, in order to obtain particles with a particle size of 0.3 to 0.6 «m that are excellent in whiteness and concealing power, 0.1 as a seed polymer particle is required. A particle size of ⁇ 0.4 "m may be used.
  • seed polymer particles facilitates the production of small-sized monomer droplets when producing small-sized encapsulated polymer particles or hollow polymer particles with a particle size of 1 m or less. And it is particularly preferable in that it can be stably formed.
  • the molecular weight of the heterogeneous polymer is not particularly limited, and those having a number average molecular weight of 20,000 or more can be preferably used.
  • the oily substance used in the present invention is not particularly limited as long as its solubility in water is 0.2% by weight or less and the lipophilicity is Q, and any of vegetable oil, animal oil, mineral oil and synthetic oil can be used. it can.
  • oily substances include lard oil, olive oil, mustard oil, castor oil, cottonseed oil, kerosene, benzene, toluene, xylene, butane, pentane, hexane, cyclone. Examples include hexane, carbon disulfide, carbon tetrachloride and the like.
  • oily substance eugenol, geraniol, cyclamine aldehyde, citronellal, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate and other high boiling point oils can also be used.
  • high boiling point oils capsule-shaped polymer particles having a core containing a fragrance, a plasticizer and the like can be obtained.
  • the amount of the oily substance used is usually 1 to: 1,000 parts by weight, preferably 5 to 300 parts by weight, based on 100 parts by weight of all the monomer components.
  • the rack Inactive solvents that are usually contained in those supplied as the dispersible monomer material can also be included in the oily substance here.
  • the core is relatively insufficient to form a capsule, while if the amount of oily substance used is too large, the monomer component is relatively insufficient. As a result, the film thickness of the polymer shell becomes thin, and the strength of the capsule becomes insufficient, causing the problem of being easily crushed.
  • the concept of the oily substance may be the polymerizable monomer described above.
  • the remaining monomer in the polymerization step, can be substituted as an oily substance by terminating the polymerization in a state where the polymerizable monomer remains inside the produced polymer particles.
  • the polymerization yield should be 97% or less, preferably 95% or less.
  • the oily substances include dyes, detergents, inks, fragrances, adhesives, pharmaceuticals, pesticides, fertilizers, oils and fats, foods, enzymes, liquid crystals, paints, anticorrosives, records. Materials, catalysts, chemical reactants, It is possible to dissolve or disperse magnetic substances and various other substances that require physical protection by encapsulation against deterioration, evaporation, pressure during handling, etc., depending on the application.
  • the polymerization in the present invention is essentially a suspension polymerization, and the polymerization is carried out in the form of minute dispersed oil droplets in which a polymerizable monomer, an oily substance and, preferably, a heteropolymer coexist. , A polymer phase on the outside of the oily substance phase It is considered that they are generated in a separated state, and capsule-shaped polymer particles are formed.
  • a surfactant used in ordinary polymerization or an organic or inorganic suspension protective agent can be used.
  • capsule polymer particles having a particle size smaller than about 1 m a surfactant is mainly used, and capsule polymer particles having a particle size larger than about 1 are used. In the case of production, it is advisable to mainly use a turbidity-preventing agent.
  • the surfactant examples include sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium lauryl sulfate, sodium dialkylsulfosuccinate, and formalin condensation of naphthalene sulfonate.
  • Compounds such as anionic emulsifiers, and non-ionizers such as boryloxyethylene nonylphenol ether, borylene glycol monostearate, and sorbitan monostearate. It is also possible to use a surfactant in combination.
  • organic suspension protective agent examples include hydrophilic synthetic polymer substances such as poly (vinyl alcohol), poly (vinyl chloride), and poly (ethylene glycol), gelatin, water-soluble biocide.
  • hydrophilic synthetic polymer substances such as poly (vinyl alcohol), poly (vinyl chloride), and poly (ethylene glycol), gelatin, water-soluble biocide.
  • natural hydrophilic polymer substances such as powder and hydrophilic semi-synthetic polymer substances such as carboxymethyl cellulose.
  • examples of the above-mentioned inorganic suspension protectants include phosphates such as magnesium, sodium and calcium, sodium carbonate, magnesium carbonate, zinc oxide, aluminum oxide, and aluminum hydroxide. You can list things like Ni.
  • the polymerization initiator either an oil-soluble polymerization initiator or a water-soluble polymerization initiator can be used as the polymerization initiator.
  • a water-soluble polymerization initiator should be used. This preferably prevents polymerization in the large-sized monomer droplets which are not absorbed by the seed polymer particles.
  • an oil-soluble polymerization initiator in order to prevent generation of unnecessary new polymer particles in addition to the intended capsule-shaped polymer particles.
  • water-soluble polymerization initiators examples include persulfates, and redox initiators such as ice peroxide-ferrous chloride, cumene hydroperoxide-sodium sorbate, and the like.
  • oil-soluble polymerization initiator examples include perezyl peroxide, lauroinolepenoloxide, t-butynolepenoleoxy-2-ethynolehexanoate, and azobisisobutyronitrile.
  • the polymerization rate is often high. For this reason, when conducting polymerization in a large polymerization vessel, all the polymerization components are placed in the polymerization vessel to carry out the polymerization. If the so-called batch polymerization method is used, the temperature control of the polymerization system becomes difficult. There is a danger that the reaction will run away. Therefore, in the present invention, in order to avoid such a danger, the monomer component is usually supplied to the polymerization vessel continuously or in a divided manner during the polymerization as it is or as the emulsion. The so-called increment weight It is preferable to use the legal method.
  • the polymerizable monomer, the oily substance, and the different polymer are preferably supplied to the polymerization system in the form of a dispersion in which these coexist in the same dispersed particles.
  • the oily substance constituting the core is benzene, toluene, xylene, butane, pentane, hexane, cyclohexane, methylmethacrylate, etc.
  • the dispersion of the capsule-shaped polymer particles is subjected to a reduced pressure treatment, a steam strip treatment, a gas bubbling treatment, or a treatment combining these treatments. By doing so, the oily substance can be easily replaced with water, and as a result, water-containing hollow polymer particles containing water inside can be obtained.
  • the capsule-shaped polymer particles containing an oily substance or the water-containing hollow polymer particles obtained by replacing the oily substance with water as described above are separated from the aqueous dispersion and dried. Hollow polymer particles having a space inside are obtained.
  • the inner diameter of the hollow polymer particles is usually 1 to 4 to 3 of the outer diameter.
  • the hollow polymer particles described above are useful as a plastic big pigment having excellent luster and opacity. Further, obtained by the present invention, a capsule-shaped polymer particle having an oily substance inside, or a hollow polymer particle having an inner hole for permeating a useful ingredient such as a fragrance, a drug, an agricultural chemical, and an ink ingredient,
  • a useful ingredient such as a fragrance, a drug, an agricultural chemical, and an ink ingredient
  • the suspension thus obtained was placed in a separable frusco with a volume of 1000 mH, and the suspension was stirred under a nitrogen atmosphere at a rotation speed of 120 rpm while stirring at a temperature of 70'C for 15 Polymerization was performed for a period of time to produce polymer particles. In this reaction The polymerization yield was 98%. -Observation of the obtained polymer particles with an optical microscope revealed that the polymer particles were spherical force-pellose particles with an average particle size of 10 ⁇ m in which the entire surface of the core was covered with a polymer shell. Was confirmed. Figure 1 shows the micrograph.
  • Polymer particles were produced in the same manner as in Example 1 except that 4-vinylviridine (50 g) in Example 1 was not used and the styrene was changed from 28 g to 78 g.
  • Polymer particles were produced in the same manner as in Example 1, except that the divinylbenzene (2 g) in Example 1 was not used and the styrene was changed from 28 g to 30 g.
  • Example 2 200 g of 1-octano oil-based oxide "Parrole 0" (manufactured by NOF CORPORATION) was added to 2,000 g of water containing 15 g of sodium sodium sulfate, and this system was added. Using a mann gaurin homogenizer "Model 15 M” (manufactured by mont gaurin), the particles were finely dispersed so that the particle size of the dispersed particles was 0.1 to 0.4 m.
  • this latex As seed polymer particles, 4 parts of this latex (2 parts as solid content), 30 parts of 1% aqueous solution of sodium lauryl sulphate, 5% aqueous solution of polyvinyl alcohol 20 parts and 100 parts of water were mixed uniformly.
  • the mixture was finely dispersed with an ultrasonic disperser, and the mixture was stirred gently for 3 hours.
  • the monomer component and oily substance of the above dispersion consisted of a polystyrene monomer copolymer. The particles were uniformly absorbed.
  • the dispersion liquid of the polymer particles was applied to a glass plate and allowed to stand at room temperature for 10 minutes, and water and toluene were evaporated to obtain polymer particles. Observation of the polymer particles with an optical microscope confirmed that they were hollow polymer particles with high whiteness.
  • the hollow polymer particles were observed with a transmission electron microscope, they were found to be spherical hollow particles with an outer diameter of 0.95 m and internal pores (inner diameter) of 0,5 ⁇ m. It turned out to be particles.
  • a solution was prepared by mixing the above substances, and 100 g of a magnetic oily substance “Mabomadana” (manufactured by Matsumoto Yushi Co., Ltd.) was added to the solution and mixed uniformly.
  • This mixture was added to 800 g of water in which 10 g of polyvinyl alcohol “Gosenohol GH 20” was dissolved, and the system was rotated with a T.K. auto homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) at a rotation speed of 4, Stir at 000 r.p.m. to disperse the mixture in water so that the oil droplets have an average particle size of about 10 m, and then add 4-5 g of burpyridine. And stirred.
  • the suspension thus obtained was placed in a Sebaler Bruflasco with a volume of 2 and polymerized under a nitrogen atmosphere at a temperature of 80 for 8 hours to produce polymer particles.
  • Polymer particles were produced in the same manner as in Example 4, except that the 4-vinylpyridine (15 g) in Example 4 was not used and the styrene was changed from 75 g to 90 g. did.
  • Polymer particles were produced in the same manner as in Example 5, except that the amount of the polystyrene resin, the composition of the polymerizable monomer, and each type and amount of the oily substance were changed as described in Table 1. .. These are designated as Examples 6 to 13 and Comparative Examples 4 to 6.
  • Example 14 98 parts of styrene, 2 parts of methacrylic acid, 10 parts of t-dodecyl mercaptan, 0.5 part of sodium lauryl sulfate and 1.0 part of sodium persulfate in 200 parts of water. Part of the solution was placed in a dissolved aqueous solution and polymerized at 70'c for 8 hours with stirring to obtain polymer particles.
  • the polymer particles were used as seed polymer particles, and the polymer particles were used in a solid content of 10 parts, polyoxyethylene ethylene elfenyl ether 0.1 part, and sodium lauryl sulfate 0.3 part. And 0.5 parts of potassium persulfate were dispersed in 900 parts of water. To this was added a mixture of 80 parts methyl methacrylate, 10 parts dibulbensen (pure shavings), 10 parts styrene and 20 parts toluene, and the mixture was stirred at 30 for 1 hour. It was almost completely absorbed by the polymer particles.
  • the seed polymer particles the monomer composition, particle size, number average molecular weight, Polymerization was carried out in the same manner as in Example 14 except that the ratio M wZM n of the weight average molecular weight to the number average molecular weight and the toluene insoluble content shown in Table 2 were used to obtain polymer particles.
  • Example 18 since the number average molecular weight of the polymer constituting the seed polymer particles was as large as 23,000, the absorption capacity for the monomer component and the oily substance was small, and it was not absorbed in addition to the target capsule particles. A large amount of fine particles with a particle size of about 0.05 ⁇ generated due to the polymerization of a different monomer were mixed, and the polymerization system was unstable.
  • the seed polymer particles used were those whose monomer composition, particle size, number average molecular weight, ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight M wZ-M n, toluene insoluble matter and amount used are shown in Table 2. Others were polymerized in the same manner as in Example 14 to obtain polymer particles.
  • Example 20 the polymer particles were hollow particles having a slightly distorted shape.
  • Comparative Example 7 the amount of the seed polymer particles used was as small as 0.5 part, so that many of the monomers could not be completely absorbed by the seed polymer particles. Gelled. In Comparative Example 8, since the amount of seed polymer particles used was as large as 150 parts, the amount of seed polymer particles was relatively too large relative to the polymerizable monomer, resulting in good phase separation inside the particles during polymerization. Since it did not occur, it became porous particles instead of hollow particles. Table 2
  • Examples 21 to 31 and Comparative Examples 9 to 11-10 parts of the seed polymer particles used in Example 14 were used, and the monomers and oily substances shown in Table 3 were used. Polymerization was carried out in the same manner as in 14 to obtain polymer particles.
  • Examples 14, 21, 22 and Comparative Examples 9, 10 show examples in which the amount of the crosslinkable monomer used was changed.
  • Examples 23 to 26 and Comparative Example 11 show examples in which the amount and type of hydrophilic monomer used were changed.
  • Examples 27 to 29 ' show examples where the amount of toluene used as an oily substance was changed.
  • Example 29 the hollow polymer particle had a thin shell and was in a fragile state.
  • Example 30 shows an example using geraniol as a fragrance as an oily substance. As a result, fragrant capsule particles were obtained.
  • Example 31 shows an example using dibutyl phthalate as an oily substance. As a result, capsule particles containing dibutyl phthalate were obtained.
  • Example 14 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 14 except that 10 parts of those used in Example 14 were used as the polymer particles of Examples 32 to 39 _ seed, and the monomers and the oily substance shown in Table 4 were used. And got the particle volume.
  • TMP Trimethyl propane trimethacrylate
  • EGD ethylene glycol dimethacrylate
  • Polymerization was carried out in the same manner as in Example 14 except that toluene as an oily substance was not used, and the polymerization time was set to 3 hours, 4 hours, and 5 hours, respectively. Dispersions of three types of polymer particles were obtained, each of which differed from 90%, 96% and 100% respectively.
  • the particles were 0.2 m in size and each was a completely spherical hollow particle. However, in Comparative Example 12, the particles were solid ordinary particles having a particle size of m, and no voids were found inside.
  • An aqueous dispersion of polystyrene particles prepared by suspension polymerization was 20 parts as solid content, 3 parts polyvinyl alcohol and 0.5% sodium lauryl sulfate.
  • To 500 parts of water add 45 parts of methylmethacrylate, 5 parts of dibutylbenzene, 50 parts of styrene, 3 parts of benzoylperoxide and 30 parts of cyclohexan. The mixture was added, and the mixture was stirred for 3 hours to allow the polystyrene particles to substantially absorb the monomer component and the oily substance. Then, the temperature of the system was raised to 80 and the polymerization was carried out for 5 hours. As a result, polymer particles having a force-like structure were obtained at a polymerization yield of 98%.
  • the polymer particles After filtering the capsule-shaped polymer particles, the polymer particles were dried under reduced pressure to obtain hollow polymer particles having a particle diameter of 3 to 15 m.
  • the hollow polymer particles are The outer diameter-to-inner diameter ratio was about 10-6.
  • Styrene butadiene rubber "SBR # 1500" (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) 5 parts was dissolved in a mixture of 60 parts of methyl methacrylate, 35 parts of styrene, 5 parts of divinylbenzene and 2 parts of benzoyl peroxide. did.
  • An aqueous solution prepared by dissolving 5 parts (solid content) of 0.7 part of polyoxyethylene nonylphenyl ether, 0.3 part of sodium dodecyl benzene sulfonate and 0.5 part of sodium persulfate 200 Dispersed in parts.
  • tetramethyl methacrylic acid acrylate ⁇ ester TMM-50T (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., effective component 50%, balance toluene) 20 parts , 30 parts of vinylviridin and 60 parts of styrene were added, and no oily substance was added except for toluene, which is a diluent in ⁇ ester, and the mixture was stirred at 40 for 30 minutes to absorb the polymer particles. I got it. After that, the temperature was raised to 70'c and the polymerization was carried out for 6 hours. As a result, an emulsion of polymer particles was obtained with a polymerization rate of 98%.
  • Example 14 A dispersion of the seeded polymer particles obtained in Example 14 (25 parts) (solid content: 10 parts), sodium dodecylbenzenesulfonate (1 part), polyethylene glycol monostearate (2 parts) and In a mixture of 100 parts of water,
  • the mixture was added and stirred to allow the seed polymer particles to absorb the above substance.
  • the obtained polymer particles were capsule-shaped, and had an outer diameter of 0.51 m and an inner diameter of 0.2 m.
  • the force-phase polymer particle in which the phase separation of the polymer phase forming the shell and the oily material phase forming the core is surely performed and the simple process It is possible to provide a method for producing capsule-shaped polymer particles that can be easily produced.
  • the force-pellicular polymer particles of the present invention are characterized by good force-pellization and excellent mechanical strength and heat resistance.
  • the capsule-shaped polymer particles of the present invention can contain a solvent, a plasticizer, a perfume, an ink, and various oil-soluble chemicals as a core, and can be used in many fields. ..
  • the hollow polymer particles obtained by the present invention have peculiar optical performance and are excellent in hiding power, whiteness and gloss, and are used in various applications as a lightweight, highly absorbent, highly oil-absorbing filler.
  • it can be used as a paint, a compounding agent for a paper coating composition, a water-absorbing filler for ink jet paper, an internal filler for the paper manufacturing process, and the like.

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Description

t 明 細 書 カプセル状ポリ マ ー粒子およびその製造方法 技 術 分 野
本発明は、 重合中の粒子内部におけるポリ マーと油性物質との相 分離を利用して形成されるカプセル状ポリ マー粒子およびこれを経 由して形成される中空のカ プセル状ボリ ヤー粒子、 ならびにその製 造方法に関するものである。
背 景 技 術
微粒子状のコァをポリ マーによつて被包して力プセル化する、 い わゆるマイ ク ロ カ プセル化としては、 相分離法、 界面重合法、 i n s i t u 重合法あるいは プレー ドライ ング法など多数の方法が知ら れている。
これらのう ち、 i n s i tu 重合法によるマイ ク ロカプセル化におい ては、 一般に、 コア物質と リ アクタ ン ト 、 すなわちポリ マーの形成 に必要なモノ マ ー 、 ブレポリ マ ーあるいは触媒などの反応系成分が 共存する分散系において重合を行う ことにより、 コア物質の粒子と 分散媒との界面でこれら両者に対して不溶のボリ マーが生成され、 これにより コア物質の粒子表面にポリ マーの殻が形成されてカプセ ル化が可能となる。
しかしながら、 従来の i n s i t u 重合法によるマイ ク ロ力ブセル化 においては、 現実には上述のように力プセル化が達成されることは まれであり、 重合によつ形成されるポリ マーがコア粒子と十分に相 分離せ に当該コァ粒子中に混入してしまつて殻を形成しなかった一 り、 あるいはボリ マーがコァ粒子と相分離した状態で形成されたと しても殻の形成が不十分であって内部のコァが露出してしまい、 力 プセル化が不完全であるといった問題を有している。 そのため、 i n s i tu 重合法重合法によるカプセル化は、 プロセスが単純であるこ と、 カプセルのサイ ズあるいは殻の膜厚のコ ン ト ロールが容易であ ること等の利点を有するにもかかわらず、 ほとんど工業化されてい ないのが実情である。
また.、 従来、 例えば有機フィ ラーとして用いられている中空の力 プセル状ポリマー粒子 (以下、 「中空ポリ マー粒子」 という) を製 造するための方法としては、
( I ) ポリ マー粒子中に発泡剤を含有させておき、 のちにこの癸泡 剤を発泡させる方法、
( II ) ポリ マーにブタ ン等の揮発性物質を封入しておき、 のちにこ の揮発性物質をガス化膨脹させる方法、
( I ) ポリマ—を溶融させ、 これに空気等の気体ジヱ ッ トを吹付け、 気泡を封入する方法、
( IV ) ポリ マー粒子の内部にアルカ リ膨潤性の物質を舍有させてお き、 このポリ マー粒子にアル力 リ性液体を浸透させてアル力 リ膨澗 性の物質を膨脹させる方法、 などが知られている。
しかし、 これら方法はいずれも条件のコ ン ト 口ールが難しく 、 所 望の中空ポリ マー粒子を収率よ く確実に製造することが困難であつ た。
発 明 の 開 示 本発^の第 1 の目的は、 ポリ マー粒子の内部において殻を構成す一 るポリ マー相とコアを構成する油性物質相との相分離が確実に行わ れ、 中空部分が確実に形成されていて機械的強度ならびに耐熱性な どの点で優れた特性を有するカプセル状ポリ マー粒子およびこの力 プセル状ボリ マー粒子を簡易なプロセスによつて容易に製造するこ とができる製造方法を提供することにある。
前記第 1 の目的は、 架橋性モノ マーと親水性モノ マーとを含む重 合性モノ マー成分と油性物質が共存する分散相が形成された水性分 散体中において、 前記重合性モノ マーを重合させる工程を含むこと を特徴とする力プセル状ポリマー粒子の製造方法およびこの製造方 法によって得られるカプセル状ポリ マー粒子によって達成される。
また、 前記第 1 の目的は、 カプセル状ボリ マー粒子の製造におい て、 水性分散体中の分 相に、 重合性モノ マー成分および油性物質 に加えて前記重合性モノ マーの重合によつて得ら'れるボリ マーとは 異種のポリ マー (以下、 単に 「異種ポ リ マー」 という。 ) を共存さ せることを特徴とする製造方法によってさ らに確実に達成される。
このよう に、 カプセル状ポリ マー粒子の製造において、 水性分散 体中の分散相に、 重合性モノ マーおよび油性物質のほかに異種ボリ マーを共存させることにより、 重合時において、 カプセル状ポリ マ 一粒子の殻 (シヱル) を構成すべきポリ マー相とコアを構成すべき 油性物質相との相分離が確実に行われ、 力プセル化がより完全な状 態で達成される。
さらにまた、 前記第 1 の目的は、 カプセル状ボリ マー粒子の製造 において、 微小粒子の形態で異種ボリ マーを分散させた水性分散体 におい 、 当該異種ポリマーの微小粒子に重合性モノ マー成分およ び油性物質を吸収させ、 その後前記重合性モノ マーを重合させるこ とを特徴とする製造方法によつてさ らに確実に達成される。
本発明の第 2 の目的は、 上記の製造方法によって得られたカプセ ル状ポリマー粒子を経由してできる中空ボリ マー粒子およびこの中 空ポリ マー粒子を簡易なプロセスによって確実に製造することがで きる製造方法を提供することにある。
上記第 2 の目的は、 前記製造方法によって得られたカプセル状ボ リマー粒子中の油性物質を除去して中空あるいは舍水ポリ マー粒子 を形成する工程を舍むことを特徴とする中空ボリマー粒子の製造方 法およびこの製造方法によって得られる中空ポリ マー粒子によって 達成される。
図面の簡単な説明
第 1図〜第 4図は、 本発明の実施例にかかる力プセル状ポリ マー 粒子あるいは中空ポリ マー粒子の粒子状態を示す顕微鏡写真である。
発明を実施するための最良の形態
本発明において用いられる重合性モノ マー成分は、 ( a ) 架橋性 モノ マー、 ( b ) 親水性モノ マーおよび ( c ) 必要に応じて用いら れる他のモノ マーからなる。
前記 ( a ) 架橋性モノ マーとしては、 ジビュルベンゼン、 ェチレ ングリ コールジメ タク リ レー ト、 1 , 3 —ブチレングリ コールジメ タク リ レー ト、 ト リ メチロ ールプロノヽ'ン ト リ メ タク リ レー ト、 ァ リ ルメ タク リ レー トなどのジビニル系モノ マーあるいば ト リ ビュル系 モノ マーを例示することができ、 特にジビュルベンゼン、 エチレン グ リ コ ールジメ タ ク リ レー トおよび ト リ メ チロ ールプロノヽ 'ン ト リ メ〜 タク リ レー 卜が好ま しい。
上記架橋性モノ マーの使用量は、 通常、 モノ マー全成分 100 重量 部に対して 1 〜 50重量部、 好ま し く は 2 〜 20重量部である。 なお、 こ こにおける架橋性モノ マーの使用量は、 通常架橋性モノ マー材料 に舍まれている不活性溶剤および単環式の非架橋性モノ マー成分を 除いた純品換算とする。 架橋性モノ マーの使用量が過小であると、 殻を構成するためのボリマーとコァを構成するための油性物質との 相分離が不十分となり、 あるいは殻の強度が小さ く 、 カ プセル状ポ リ マ—粒子またはこれより得られる中空ボリ マー粒子の粒子形状を 保つことができないという問題を生ずる。
—方、 架橋性モノ マ—の使用が過大である と、 異種ポリ マーが、 重合中に生成するポリ マー粒子の外側に排斥される傾向が生じ、 そ の結果得られるボリ マー粒子が真球状とならず、 凹凸のある塊状粒 子となる問題を生ずる。
前記 ( b ) 親水性モノ マー と しては、 ビニルビ リ ジ ン、 グ リ シジ ゾレア ク リ レー ト、 グ リ シジノレメ タ ク リ レー ト、 メ チスレア ク リ レー ト、 メ チルメ タ ク リ レー ト、 ァク リ コ二 ト リ ノレ、 ァク リ ノレア ミ ド、 メ タ ク リ ノレア ミ ド、 N—メ チロ ールァク リ ノレア ミ ド、 N—メ チ ロ ールメ タ ク リ ルア ミ ド、 アク リ ル酸、 メ タ ク リ ノレ酸、 ィ タ コ ン酸、 フマル 酸、 酢酸ビュル、 ジメ チルア ミ ノ エチルメ タ ク リ レー ト、 ジェチル ア ミ ノ エチルメ タ ク リ レー ト、 2 — ヒ ド ロキ シェチルメ タ ク リ レー ト、 2 - ヒ ドロ キ シプロ ビルメ タ ク リ レー ト などのビュル系モノ マ 一を例示する こ とができ、 特にメ チルメ タ ク リ レー ト 、 ビュルピ リ ジ ン、 2 — ヒ ドロキ シェチルメ タ ク リ レー トおよび 20重量%以内の— 割合で使用されるメ タク リル酸などの不飽和カルボン酸が好ましい。
これらの親水性モノマーは、 水に対する溶解度が 0 . 5 重量%以上、 特に 1重量%以上であることが好ましい。 また親水性モノ マーの使 用量は、 コアを構成する油性物質の種類によってその最適量は異な るが、 通常モノ マー全成分 100 重量部に対して 3 〜99重量部、 好ま し く は 5 〜 99重量部、 特に 50〜 95重量部の範囲であることが好まし い。
ここで、 親水性モノ マーが不飽和カルボン酸のときには、 その使 用量は 20重量%以内が好ましい。 また、 親水性モノ マーがビニルビ リ ジ ン、 2 — ヒ ドロキ シェチルメ タ ク リ レー ト のときには、 その使 用量は 40重量%以内であることが好ましい。
親水性モノ マーの使用量が過小である と、 殻を構成するためのボ リ マーとコアを構成するための油性物質との相分離が生じなかった り、 あるいは相分離が不十分であってポリ マーがコァ粒子を完全に 被包するに至らず、 力プセル化が不十分となる問題を生ずる。
前記 ( c ) 必要に応じて用いられるモノ マーとしては、 ラ ジカル 重合性を有するものであれば特に制限されず、 スチ レ ン、 α —メ チ ルスチ レ ン、 ρ —メ チルスチ レ ン、 ハロゲン化スチ レ ン等の芳香族 ビュル単量体、 プロ ピオ ン酸ビニル等のビュルエステル類、 ェチル メ タ ク リ レー ト、 ブチルァク リ レー ト、 ブチルメ タ ク リ レー ト、 2 —ェチルへキ シルァク リ レー ト、 2 —ェチルへキ シノレメ タ ク リ レー ト、 ラ ウ リ ルァク リ レー ト 、 ラ ウ リ ルメ タ ク リ レー ト などのェチ レ ン性不飽和カルボン酸アルキルエステル、 ブタ ジエ ン、 イ ソ プレ ン などの 役ジォ レフ イ ンなどを例示する こ とができ、 特にスチ レ ン〜 が好ましい。
本発明においては、 重合時におけるポリ マー粒子内部での相分離 をより促進させる _ために、 あらかじめ水性分散体中に異種ボリ マー が共存された状態とされるのが特に好ましい。 この異種ポリ マーは、 上記重合性モノ マー ( a ) 〜 ( c ) が重合されて得られるボリ マー とは異なる種類あるいは組成のボリマーであること、 および重合性 モノ マーあるいは油性物質に溶解するものであること、 が必要とさ れる。
このような異種ポリマーとしては、 具体的には、 ボリ スチ レ ン、 力ルボキ シ変性ポ リ スチ レ ン、 スチ レ ンブタ ジェ ン共重合体、 スチ レ ンァク リ ルエステル共重合体、 スチ レ ンメ タク リ ルエステル共重 合体、 アク リ ルエステル共重合体、 メ タ ク リ ルエステル共重合体、 カルボキ シ変性スチ レ ンァク リ ルエステル共重合体、 カルボキ シ変 性スチ レ ンメ タク リ ルエステル共重合体、 カルボキ シ変性ァク リ ノレ ェステル共重合体、 力ルボキ シ変性メ タ ク リ ルエステル共重合体な どが例示される。
これらのう ち、 特にボリ スチ レ ンまたはスチ レ ン成分を 50重量% 以上舍むスチ レン共重合体が好ましい。
異種ポリ マーの使用量は、 全モノ マー 100 重量部に対し 1 〜: 100 部、 好ま しく は 2 〜50部、 更に好まし く は 5 〜20部である。 異種ポ リマーの使用量が 1都より少ないと相分離を促進する効果が小さ く 、 一方異種ポリマーの使用量が 100 部より多いとかえつて相分離が抑 制される傾向が生じるという問題を生ずる。 異種ポリ マーを水性分散体中に存在させて重合を行う場合には、 一 ( 1 ) 異種ポリマーを固体粒子の状態で用い、 こ の固体粒子を水性 分散体中に分散させ、 これに重合性モノ マーおよび油性物質を吸収 させた後重合する方法、 ( 2 ) 異種ポリ マーを重合性モノ マーおよ びノまたは油性物質に溶解して溶液状態とし、 これを水性分散体中 に分散させた後重合する方法、 などを採用することができる。
異種ポリマーを上記 ( 1 ) の方法によって粒子状態で用いる場合 には、 これが種 (シー ド) ボリ マー粒子として機能し、 これに重合 性モノ マーおよび油性物質が吸収されることから、 当該異種ポリ マ 一は重合性モノ マーおよび油性物質の吸収性が良好であることが好 ましい。 そのためには、 異種ポリマーは分子量が小さいものである ことが好まし く 、 たとえば、 その数平均分子量が 20 , 000以下、 好ま し く は 10 , 000以下、 さらに好まし く は 7 , 000 以下である。 なお、 こ こにおける数平均分子量は、 異種ポリ マーをその良溶媒に溶かし、 得られた溶液をゲルパー ミエーショ ンク ロマ トグラフ ィ ー ( G P C ) 、 浸透圧分子量測定装置、 蒸気圧低下法分子量測定装置などの 通常の方法で測定して得られるものである。
異種ボリ マ一の数平均分子量が 20 , 000より大きいと、 種ポリマー 粒子に吸収されないモノ マーが多く なり、 これが水性分散体中にお いて種ボリマー粒子と別個に重合し、 その結果カプ ル状ポリ マー 粒子とならない微粒子が多量に生成し、 重合系が不安定となる問題 を生ずる。
このような種ボリマー粒子として用いられる異種ポリ マーを製造 する方法は特に制限されないが、 たとえば連鎖移動剤を比較的多量 に使用し;た乳化重合あるいは懸濁重合などの製造方法を用いること ができる。
なお、 異種ボリ マーを種ボリ マー粒子として用いる場合には、 こ の種ポリ マー粒子にあらかじめ水に対する溶解度が 1 0 _ 3重量%以 下の高親油性物質を吸収させておく こ とにより、 種ポリ マー粒子に 対する重合性モノ マーおよび油性物質の吸収能力を增大することが できる。
このように種ボリ マ—粒子に高親油性物質を吸収させる手段を用 いる場合には、 異種ポリ マーの数平均分子量は 20 , 000以下でなく と もよい。
上記高親油性物質としては、 1 —ク ロル ドデカ ン、 ォクタノ ィ ル . ペルォキシ ド、 3 , 5 , 5 - ト リ メ チルへキサノ ィ ルペルォキシ ドなど を例示することができる。
これらの高親油性の物質を種ポリ マー粒子に吸収させるには、 当 該高親油性物質の水性分散体を調製し、 この分散体と種ポリ マ—粒 子の水性分散体とを混合して前記高親油性物質と種ポリ マー粒子と を接触させるとよい。
種ボリ マー粒子を用いた場合に得られる力プセル状ポ リ マー粒子 および中空ポリ マー粒子の粒子径は、 種ポリ マー粒子が重合性モノ マーおよび油性物質を吸収して肥大化した粒子の粒子径とおおよそ 一致する。 このため、 種ポリ マー粒子の粒子径、 重合性モノ マーお よび油性物質に対する種ポリ マー粒子の相対的使用量などを調整す ることにより、 生成する力プセル状ボリ マー粒子および中空ポリ マ 一粒子の粒子径をコ ン トロールすることができる。 具体 には、 中空ポリ マー粒子の製造において、 白色度および隠一 ベい力の優れた 0 . 3 〜0 . 6 « mの粒子径の粒子を得るためには、 種 ポリマー粒子として 0 . 1 〜0 . 4 " mの粒子径のものを用いればよい。
また、 種ポリ マー粒子を用いることは、 粒子径が 1 m以下の小 粒径のカプセル状ポリ マー粒子あるいは中空ポリ マー粒子を製造す る場合に、 小粒径のモノ マー液滴を容易にそして安定に形成できる 点で特に好ましい。
異種ポリ マーを前記 ( 2 ) の方法で使用する場合には、 異種ボリ マーの分子量は特に制限されず、 数平均分子量が 20 , 000以上のもの を好ま し く使用することができる。
本発明において用いられる油性物質としては、 水に対する溶解度 が 0. 2 重量%以下の親油性のも Qであれば特に制限されず、 植物油、 動物油、 鉱物油、 合成油のいずれも使用することができる。 かかる 油性物質としては、 ラー ド油、 オリ ーブ油、 ャシ油、 ヒマシ油、 綿 実油、 灯油、 ベ ンゼン、 ト ルエ ン、 キ シ レ ン、 ブタ ン、 ペンタ ン、 へキサン、 シクロへキサン、 二硫化炭素、 四塩化炭素などを例示す ることができる。 - また、 油性物質としては、 さらにオイゲノ ール、 ゲラニオール、 シク ラ メ ンアルデヒ ド、 シ ト ロ ネ ラ ール、 ジォグチルフタ レー ト、 ジブチルフタ レー トなどの高沸点油も用いることができる。 これら の高沸点油を用いると、 コア中に香料、 可塑剤などが含まれたカブ セル状ポリマー粒子が得られる。 '
油性物質の使用量は、 通常、 モノ マー全成分 100 重量部に対し て 1 〜: 1 , 000 重量部、 好まし く は 5 〜300 重量部である。 なお、 架 撟性モ マー材料として供給されるもののなかに通常含有される不〜 活性溶剤類も、 ここにおける油性物質として算入することができる。
油性物質の使用量が過小であると、 相対的にコアが不足してカブ セルを形成することができず、 一方、 油性物質の使用量が過大であ ると相対的にモノ マー成分が不足してポリ マーの外殻の膜厚が薄く なり、 カプセルの強度が不十分となって圧潰されやすいという問題 を生ずる。
また、 前記油性物質の概念には、 既に述べた重合性モノ マーを舍 むことができる。 この場合には、 重合工程において、 生成するポリ マー粒子の内部に重合性モノ マーが残った状態で重合を停止させる ことにより、 この残余のモノ マーを油性物質として代用することが できる。 この場合、 重合収率は 97 %以下、 好まし く は 95 %以下に留 める必要がある。 こ のためには、 少量の重合抑制剤を加えて重合す る方法、 重合途中で反応系の温度を下げる方法、 あるいは重合途中 で重合停止剤を加えて重合を停止させる方法などを探用することが できる。
また、 前記油性物質には、 染料、 洗剤、 ィ ンキ、 香料、 接着剤、 医薬、 農薬、 肥料、 油脂、 食品、 酵素、 液晶、 塗料、 防錡剤、 記録. 材料、 触媒、 化学反応体、 磁性体、 その他劣化、 蒸発、 取り扱い中 の圧力等に対してカ プセル化による物理的な保護を必要とする種々 のものを、 用途に応じて溶解または分散させておく ことができる。 本発明における重合は、 本質的には懸濁重合であり、 重合性モノ マー、 油性物質さ らに好まし く は異種ボリ マ一が共存する微小の分 散油滴のなかで重合が行われ、 油性物質相の外側にポリ マー相が相 分離した状態で生成し、 カプセル状ポ リ マー粒子が形成される もの一 と考えられる。
本発明の重合においては、 分散安定剤として、 通常の重合におい て用いられる界面活性剤あるいは、 有機もしく は無機の懸濁保護剤 が使用できる。
—般的に、 1 m前後より小さい粒子径のカプセル状ポリ マー粒 子を製造する場合には、 界面活性剤を主体に使用し、 1 前後よ り大きい粒子径のカ プセル状ボリ マー粒子を製造する場合には、 濁保護剤を主体に使用するとよい。
前記界面活性剤としては、 例えば、 ドデシルベンゼンスルホ ン酸 ナ ト リ ゥム、 ラ ウ リ ル硫酸ナ ト リ ゥム、 ジアルキルスルホコハク酸 ナ ト リ ゥ ム、 ナフタ レ ンスルホ ン酸のホルマ リ ン縮合物などのァニ オ ン系乳化剤が挙げられ、 更にボ リ ォキ シエチ レ ンノ ニルフ ヱ ノ一 ルエーテル、 ボ リ エチ レ ング リ コ ールモノ ステア レー ト 、 ソルビタ ンモノ ステア レー ト などの非イ オ ン系界面活性剤を併用する こ と も 可能である。
前記有機系の懸濁保護剤としては、 例えばポリ ビュルアルコ ール、 ポ リ ビ二ルビロ リ ド ン、 ポ リ エチ レ ング リ コ ールなどの親水性合成 高分子物質、 ゼラチ ン、 水溶性殺粉などの天然親水性高分子物質、 カルボキ シメ チルセルロ ースなどの親水性半合成高分子物質などを 挙げることができる。 また、 前記無機系の懸濁保護剤としては、 例 えばマグネシウム、 ノ リ ウム、 カルシウ ムなどのリ ン酸塩、 炭酸力 ルシゥム、 炭酸マグネ シウム、 亜鉛華、 酸化アルミ ニウ ム、 水酸化 アル ミ ニウムなどを挙げる こ とができ る。 本発明においては、 重合開始剤は油溶性の重合開始剤あるいは水— 溶性の重合開始剤のいずれも使用することができる。
しかし、 異種ポリ マーを種ポリ マー粒子の状態で用い、 かつ粒子 径が 1 m程度以下の小粒子径のカプセル状ボリ マー粒子の重合を 行なう場合には、 水溶性重合開始剤を用いることが好ま し く 、 この こ とにより、 種ボリ マー粒子に吸収されない大粒径のモノ マー液滴 における重合を防止することができる。
これ以外の場合には、 目的としているカプセル状ポリ マー粒子の ほかに不要の新ポリ マー粒子が生成することを防止するために、 油 溶性重合開始剤を使用することが好ましい。
前記水溶性重合開始剤としては、 過硫酸塩類、 あるいは過酸化氷 素—塩化第一鉄、 クメ ンヒ ドロペルォキシ ド—ァスコルビン酸ナ ト リ ゥムなどのレ ドックス系の開始剤が例示される。
前記油溶性重合開始剤としては、 ペレゾィ ルペルォキシ ド、 ラウ ロ イ ノレぺ ノレォキシ ド 、 t —ブチ ノレぺノレオキシー 2 —ェチノレへキサノ エー ト、 ァゾビスィ ソブチロニ ト リルなどが例示される。
本発明においては、 架橋性モノ マーの使用量が比較的多いため、 重合速度が大きい場合が多い。 このため、 大きな重合容器において 重合を行う場合、 重合成分のすべてを重合容器内に入れて重合を行 う、 いわゆる一括重合法を用いると重合系の温度コ ン ト ロールが困 難となって重合反応が暴走する危険がある。 したがって、 本発明に おいては、 通常、 このような危険を避けるために、 モノ マー成分を そのままの状態であるいはヱマルジヨ ンの状態で重合中に連続的に もし く は分割的に重合容器に供給する、 いわゆるイ ンク リ メ ン ト重 合法を 用することが好ましい。 一 また、 重合性モノマー、 油性物質および異種ポリ マーは、 これら が同一の分散粒子の中に共存した分散体の状態で重合系に供給され ることが好ま しい。
本発明において得られたカブセル状ポリ マー粒子は、 そのコアを 構成する油性物質が、 ベンゼン、 トルエン、 キシレン、 ブタ ン、 ぺ ンタ ン、 へキサン、 シク ロへキサン、 メ チルメ タク リ レー トなどの 比較的揮発性の高い溶剤あるいはモノ マーの場合は、 当該カプセル 状ポリマー粒子の分散体に対して、 減圧処理、 スチームス ト リ ップ 処理、 気体バブリ ング処理あるいはこれらの処理を併用した処理を 行なう こ とにより、 前記油性物質を容易に水と置換するこ とができ、 その結果内部に水を含む含水中空ポリ マー粒子が得られる。
また、 本発明においては、 油性物質を含むカプセル状ボリ マー粒 子あるいは上述のように油性物質を水と置換して得られる含水中空 ポリマー粒子を水性分散体より分離して乾燥処理するこ とにより、 内部に空間を有する中空ポリマー粒子が得られる。 この中空ポリ マ 一粒子の内径は、 通常、 外径の 1 ノ 4 〜 3ノ 4である。
上記中空ポ リ マー粒子は、 光沢、 隱ぺぃ力等に優れたプラスチッ ク ビグメ ン トとして有用である。 また、 本発明によって得られ、 内 部に油性物質を舍むカプセル状ポリ マー粒子、 あるいは中空ポリ マ 一粒子の内孔に香料、 薬品、 農薬、 ィ ンキ成分等の有用成分を浸瀆 処理、 減圧または加圧浸漬処理等の手段により封入して得られる力 プセル粒子は、 内部に含まれた有用成分に応じて各種用途に利用す る ことができる。 〔実施例〕
以下、 本発明の実施例について述べるが、 本発明はこ.れらに限定 されるものではない。
実施例 1
モノマー成分 :
一ビュルピ リ ジ ン 5 0 g
ジビュルベ ンゼ ン 2 g
スチ レ ン 2 8 g
n —ブチルァク リ レー ト 2 0 g
油性物質 :
ト ノレェ ン 1 0 0 g
重合開始剤 :
3,5, 5 - ト リ メ チルへキサノ ィ ルノ、'一ォキサイ ド 「 ノヽ '一ロ イ ノレ 3
5 5 」 (日本油脂㈱社製)
2 g
以上の物質を混合して油性溶液を調製した。 ついでこの油性溶液 を、 ポリ ビュルアルコ ール 「ゴーセノ ール G H 2 0 」 (日本合成化 学㈱製) 1 0 gを溶解した水 4 0 0 gに加え、 この系を直径 5 c m のプロペラ型攪拌翼を用いて回転数 5,000 r. p. m. で 1 5分間攪 拌することによって、 前記油性溶液をその油滴の径が 5〜 1 5 ^ m となるよう水中に分散させた。 このようにして得られた懸濁液を容 量 1000 m H のセパラブルフ ラスコ に入れ、 窒素雰囲気下において回 転数 1 2 0 r.p.m. で懸濁液を攪拌しながら、 温度 7 0 'Cで 1 5時 間にわたり重合を行い、 ポリ マー粒子を製造した。 この反応におけ る重合収率は 9 8 %であった。 ― 得られたポリ マ ー粒子を光学顕微鏡によって観察したところ、 こ のボリ マー粒子はコアの表面全体がポリマーの殻によって覆われた 平均粒径 1 0 μ mの球形力プセル状粒子であることが確認された。 その顕微鏡写真を第 1図に示す。
ついで、 上述の工程によって得られたカプセル状ポリ マー粒子の 分散液を収容するフラスコのフタを開いて数時間放置しておいた。 そして得られたポリ マ ー粒子を光学顕微鏡によつて観察したところ、 ポリ マ ー粒子は外壁の一部がへこんだ中空状の粒子であることが確 認された。 その顕微鏡写真を第 2図に示す。
比較例 1
実施例 1 における 4 ―ビニルビリ ジン ( 5 0 g ) を使用せずにス チレンを 2 8 gから 7 8 g としたほかは、 実施例 1 と同様にしてポ リ マー粒子を製造した。
得られたポリ マー粒子を光学顕微鏡で観察したところ、 当該粒子 の内部は相分離を生じておらず均一な状態であり、 力プセル化され ていないことが判明した。
比較例 2
実施例 1 におけるジビニルベンゼン ( 2 g ) を使用せずにスチレ ンを 2 8 gから 3 0 g としたほかは、 実施例 1 と同様にしてポリ マ 一粒子を製造した。
得られたポリ マ ー粒子を光学顕微鏡で観察したところ、 当該粒子 の内部は相分離を生じておらず均一であり、 カプセル化されていな _ いことが判明した。 実施例 2 一 ォクタノオイルバ一オキサイ ド 「パー ロ ィ ル 0」 (日本油脂㈱社 製) 200 gを、 ラ ウ リ ル硫酸ナ ト リ ウ ム 15 gを含む水 2,000 g に加 え、 この系をマ ン ト ンガウ リ ンホモ ジナイ ザー 「モデル 1 5 M」 (マ ン ト ンガウ リ ン社製) を用いて、 分散粒子の粒径が 0,1 〜0.4 mとなるように微分散した。 この分散体に、 種ポリ マー粒子とし てのポ リ スチ レ ン粒子 (平均粒径 0.50 m, 数平均分子量 105, 000) 100 gおよび氷 900 gを加え、 さ らにアセ ト ン 800 gを加えて 度 1 0 °cで 2 0時間にわたってゆっ く り と攪拌し、 ォクタノ ィ ルパー ォキサイ ドをポ リ スチ レ ン粒子に吸収させた。 その後系を減圧して アセ ト ンを除去し、 種ポリ マー粒子分散体を得た。
この種ボリ マー粒子分散体 32.2 gを容量 1 のセパラブルフ ラ ス コに入れ、 これに水 400 g、 ラウ リル硫酸ナ ト リ ウム 1.35 gおよび ポ リ オキ シエチ レ ンノ ユルフ ェニルエーテル I—ェマルゲン 9 3 1 」 (花王ア ト ラ ス㈱製) l gを加え、 さらに以下の物質
ヒ ド ロ キ シェチルメ タ ク リ レー ト 2 0 g
ジビュルベンゼン 2 0 g
ブチルァ ク リ レー ト 1 0 g
スチ レ ン 5 0 g
ベンゼン 1 0 0 g
を加え、 系を温度 4 0 'cで 2時間にわたって攪拌し、 これらの物質 を前記種ポリ マー粒子中に吸収させた。 さ らに系の温度を 7 0 でに 昇温させ、 1 0時間にわたって重合を行い、 ポリ マー粒子を製造し た。 得られたボリ マー粒子を光学顕微鏡によつて観察したところ、 こ一 のボリ マー粒子は、 コアの表面がボリ マーの殻によって被覆された 球形のマイ ク ロカプセルである ことが確認された。 また、 このポ リ マー粒子は粒径が均一であって、 平均粒径が 2. Ί 粒径の標準 偏差値が 0 . 1 以下であった。 その顕微鏡写真を第 3図に示す。
ついで、 以上の工程によつて得られたポリ マ ー粒子を真空乾燥器 によって乾燥したところ、 ポリ マー粒子内のベンゼンが除去され、 中空のポリ マー粒子が得られた。
実施例 3
分子量調節剤として t - ドデシルメ ルカブタ ンを多量に使用した 乳化重合によって粒子径が 0 . 25 m、 数平均分子量 6 , 800 のスチレ ン /ブタジエンポリ マー粒子 (ブタ ジエ ン含量 45 % ) を含むラテツ クスを得た。
このラテ ッ クスを種ポリ マ ー粒子として用い、 このラテ ッ クス 4 部 (固形分として 2部) 、 ラウ リ ル硫酸ナ ト リ ウムの 1 %水溶液 30 部、 ポリ ビニルアルコ ールの 5 %水溶液 20部および水 100 部を均一 に混合した。
れに、 以下の物質、
メ チルメ タク リ レー ト 80部
ジビニルベンゼン 20部
ト レエ ン 30部
ベ ンゾィルペルォキシ ド 2部
0 . 1 %のラウ リ ル硫酸ナ ト リ ゥム水溶液
400部 の混合物を超音波分散機で微分散した分散液を加え、 3時間ゆつ く一 り攪拌したところ、 上記分散液のモノ マー成分および油性物質がス チレンノブタジェン共重合体からなる種ボリ マー粒子に均一に吸収 された。
これを 75でで 6時間重合したところ、 重合収率 98 %でボリ マ—粒 子が得られた。
このポリ マー粒子の分散液をガラス板に塗布し、 常温で 10分間放 置したところ、 水および トルエンが蒸発されてポリ マー粒子が得ら れた。 このポリ マー粒子を光学顕微鏡で観察したところ、 白色度の 高い中空ボリ マー粒子であることが確認された。
また、 この中空ポリ マー粒子を透過型電子顕微鏡で観察したとこ ろ、 この粒子は外経が 0 . 95 m、 内部の空孔柽 (内径) が 0 , 5 β m のへこみのない球形の中空粒子であることが分つた。
実施例 4
ジビュルベンゼン 1 0 g
スチレン 7 5 g
ベンゾィ ルペルォキシ ド 5 g
以上の物質を混合して溶液を調製し、 この溶液に磁性を有する油 性物質 「マーボマダナ」 (松本油脂㈱製) 100 gを加え、 均一に混 合した。 この混合物を、 ボリ ビニルアルコ ール 「ゴーセノ ール G H 2 0 」 1 0 gを溶解した水 800 gに加え、 系を T . K . オー トホモ ミキサー( 特殊機化工業㈱製) によって回転数 4 , 000r . p . m . で攪拌 し、 前記混合物をその油滴の平均粒子径がおよそ 1 0 mとなるよ う水中に分散させ、 その後さ らに 4 —ビュルピリ ジン 1 5 gを添加 して攆拌した。 このよ う にして得られた懸濁液を容量 2 のセバラー ブルフ ラスコ に入れ、 窒素雰囲気下において温度 8 0 でで 8時間に わたって重合を行い、 ポリ マー粒子を製造した。
得られたポリ マ ー粒子を光学顕微鏡で観察 たと こ ろ、 こ のポリ — ― マー粒子は油性物質の表面全体がポリ マーの殻で被覆された球形の 力プセル状粒子であることが確認された。
比較例 3
実施例 4における 4 一 ビニルピ リ ジ ン ( 1 5 g ) を使用せずに、 スチ レ ンを 7 5 gから 9 0 g としたほかは実施例 4 と同様にしてポ リ マ ー粒子を製造した。
得られたポリ マー粒子を光学顕微鏡で観察したと こ ろ、 当該粒子 'の内部は部分的に相分離を生じていたが、 力プセル化が不完全であ つてコアの一部が表面に露出していた。
実施例 5
市販のポ リ スチ レ ン樹脂 (新日鉄化学㈱製、 数平均分子量 15万) 10部を、 ト ルェン 20部、 メ チルメ タ ク リ レー ト 90部、 ジビニルベ ン ゼン (純品換算) 10部およびベンゾィ ルペルォキシ ド 3部の混合物 に溶解した。 この溶液をポリ ビュルアルコ ール 10部を水 400 部に溶 解した水溶液に入れ、 撹拌しながら 80 'cで 4時間重合を行なったと ころ、 重合収率 98 %で粒子径 3 〜 8 のポリ マー粒子の分散体が 得られた。 これを光学顕微鏡で観察したところ、 ポリマー粒子は二 重の輪郭を有するカプセル粒子であることが分った。
次に、 こ のボ リ マ ー粒子の水性分散体にスチームを吹き込んでス チームス ト リ ッ プ処理を行なったところ、 ポリマー粒子内部の ト ル ェ ンが除去され、 内部に水を舍む舍水中空ボリ マー粒子が得られた ^ また、 上記舍水中空ボリ マー粒子およびスチームス ト リ ップ処理 を行う前の ト ルエ ンを内部に舍むカ プセル粒子をスライ ドガラス上 に乗せ力バーグラスを乗せずに顕微鏡で観察したところ、 1 〜 2分 でともに粒子内部の水あるいは トルエ ンが蒸発し、 中空の粒子にな る様子が見られた。 いずれの粒子もへこみのない完全な球形の中空 粒子であり、 その外径と空孔径の比( 以下、 「外径 内径比」 と表 す) は、 ほぼ 10 6であった。
実施例 6 〜: 13、 比較例 4 〜 6
ポ リ スチ レ ン樹脂の量、 重合性モノ マーの組成および油性物質の 各種類と量を第 1表に記載したように変えたほかは実施例 5 と同様 にしてポ リ マー粒子を製造した。 これらを実施例 6 〜13、 比較例 4 〜 6 とする。
これらの例において得られたポリ マ—粒子について、 実施例 5 と 同様にして重合後の分散液におけるポ リ マー粒子の形状、 および乾 燥後のボリ マー粒子の形状およびその外径と空孔の径の比 (外径ノ 内径比) を求めた。 その結果を第 1表に示す。
第 1表
Figure imgf000024_0001
ΜΜΑ:メチ〉レメタクリレ *
DVB:ジビュルベンゼン
ST :スチレン
ΜΑ :メタクリノ
実施例 14 一 スチ レ ン 98部、 メ タ ク リ ル酸 2部、 t — ドデシルメ ルカ プタ ン 10 部を、 水 200 部にラウ リ ル硫酸ナ ト リ ウム 0.5 部、 過硫酸カ リ ウム 1.0 部を溶かした水溶液に入れ、 撹拌しながら 70'cで 8時間重合し てポリ マー粒子を得た。 このボリ マー粒子は、 粒子径 0.22 «" m、 ト ルェン不溶解分 3 %、 G P Cによる数平均分子量 4, 100 、 重量平均 分子量と数平均分子量との比 M wノ M n =2.4 であった。
次に、 このポリマー粒子を種ボリ マ一粒子として用い、 このボリ マー粒子を固形分で 10部、 ポ リ オキ シエチ レ ンノ エルフ ヱニルエー テル 0.1 部、 ラ ウ リ ル硫酸ナ ト リ ウ ム 0.3 部および過硫酸カ リ ウム 0.5 部を水 900 部に分散した。 これにメ チルメ タク リ レー ト 80部、 ジビュルベ ンゼン (純品換箕) 10部、 スチ レ ン 10部および トルエ ン 20部の混合物を加えて 30でで 1時間撹拌したところ、 上記物質は種 ポリ マー粒子にほぼ完全に吸収された。
これをそのまま 70でで 5時間重合したところ、 重合収率 98%で ト ルェ ンを粒子内部に含む力 プセル粒子の分散液が得られた。 この分 散液に対してスチームス ト リ ッ プ処理を行った後、 ポリ マー粒子を 透過型電子顕微鏡で観察したところ、 このボリ マー粒子は中央部が 透けており、 完全な球形のカ プセル粒子であることが分った。 この カ プセル状ポ リ マー粒子は外径が 0.51 m、 内径が 0.3 であ つ た。
その電子顕微鏡写真を第 4図に示す。
実施例 15〜: L8
種ポ リ マー粒子として、 モノ マー組成、 粒子径、 数平均分子量、 重量平均分子量と数平均分子量との比 M wZM nおよび トルヱン不一 溶分が第 2表に示されるものを用いたほかは、 実施例 14と同様にし て重合を行ない、 ポリマー粒子を得た。
これらを実施例 15〜 18とする。
実施例 18においては、 種ボリ マー粒子を構成するポリ マーの数平 均分子量が 23,000と大きいため、 モノ マー成分ならびに油性物質に 対する吸収能力が小さ く 、 目的のカプセル粒子のほかに吸収されな かったモノ マーの重合に.よって生成した、 粒子径が 0.05 πι程度の 微粒子が多量に混在しており、 また重合系も不安定であった。
実施例 19, 20、 比較例 7 , 8
種ポリ マー粒子として、 モノ マー組成、 粒子径、 数平均分子量、 重量平均分子量と数平均分子量との比 M wZ-M n、 トルヱン不溶分 および使用量が第 2表に示されるものを用いたほかは、 実施例 14と 同様にして重合を行ない、 ボリ マ—粒子を得た。
これらを実施例 19, 20および比較例 7 , 8 とする。
実施例 2 0.においては、 ポリ マ—粒子は、 ややいびつな形状を有 する中空粒子であった。
比較例 7 においては、 種ポリ マー粒子の使用量を 0.5 部と少な く したため、 種ポリマー粒子に吸収しきれないモノ マーが多 く 、 これ らが重合したことにより多量の微粒子が発生して系がゲル化した。 比較例 8 においては、 種ポリ マー粒子の使用量を 150 部と多量に したため、 種ポリ マー粒子が重合性モノ マーにたいして相対的に多 すぎることにより、 重合中の粒子内部における相分離が良好に生じ ないため中空粒子とならず、 多孔質粒子となった。 第 2 表
Figure imgf000027_0001
ST :スチレン
MA :メタク リル酸
BD :ブタジェン
MMA:メチルメタク リ レ
実施例 21〜31、 比較例 9 〜11 ― 種ポリ マー粒子として実施例 14で用いたものを 10部用い、 モノ マ 一および油性物質として第 3表に示すものを用いたほかは、 実施例 14と同様にして重合を行ない、 ポリ マー粒子を得た。
これらを実施例 21〜31、 比較例 9 〜11とする。
実施例 14 , 21 , 22および比較例 9 , 10は架橋性モノ マーの使用量を 変化させた場合の例を示す。
実施例 23〜 26、 比較例 11は親水性モノ マーの使用量および種類を 変えた場合の例を示す。
実施例 27〜 29'、 は油性物質としての トルェンの使用量を変化させ た場合の例を示す。
実施例 29においては、 中空ポリ マー粒子の殻が薄く 、 壊れやすい 状態であった。 - 実施例 30は、 油性物質として香料となるゲラニオールを用いた例 を示す。 これにより香料入りのカプセル粒子が得られた。
実施例 31は、 油性物質としてジブチルフタ レー ト用いた例を示す。 これにより ジブチルフタ レー ト入り のカプセル粒子が得られた。
第 3 表
Figure imgf000029_0001
MM:メチルメタクリレート
ST :スチレン
DVB:ジビュルベンゼン
MA :メタクリノ
HEM: 2—ヒドロキシルェチルメタクリレート
実施例 32〜 39 _ 種ポリマー粒子として実施例 14で用いたものを 10部用い、 モノ マ 一および油性物質として第 4表に示すものを用いたほかは、 実施例 14と同様にして重合を行ない、 ボリ マ ー粒子を得た。
これらを実施例 32〜 39とする。
第 4表
Figure imgf000031_0001
MMA:メチルメタクリレート
ST :スチレン
DVB:ジビニルベンゼン
AA :ァクリ
TMP:トリメチルプロパントリメタクリレー
EGD:エチレングリコールジメタクリレ一ト
VP :ビュルピリジン
DAE:ジメチルァミノェチルメタクリレート
GM :グリシジルメタクリレ一ト
実施例 40, 41 、 比較例 12 _ 油性物質としての トルエンを用いず、 かつ重合時間をそれぞれ 3 時間、 4時間および 5時間としたほかは実施例 14と同様に重合を行 ない、 重合収率がそれぞれ 90%、 96%および 100 %と異なる 3 種の ポリ マー粒子の分散液を得た。
これらを実施例 40, 41 および比較例 12とする。
これらのポリ マー粒子を乾燥し、 透過型電子顕微鏡で観察したと ころ、 実施例 40においては、 当該ポリ マー粒子の外径が 0.46 m、 内径が 0.2 β 実施例 41においては、 外径が 0.48 «u m、 内径が
0.2 mのそれぞれ完全に球形の中空粒子であった。 しかし、 比較 例 12においては、 粒子径が mの中実状態の通常粒子であり、 内部には空孔がみあたらなかった。
実施例 42
懸濁重合で作製したポリ スチレン粒子の水性分散体 (粒子径 2〜 6 m、 数平均分子量 6, 200 ) を固形分として 20部、 ポリ ビニルァ ルコール 3部およびラウ リル硫酸ナ ト リ ゥム 0.5 部を水 500 部に添 加した分散液に、 メ チルメ タク リ レー ト 45部、 ジビュルべンゼン 5 部、 スチレン 50部、 ベンゾィルペルォキシ ド 3部およびシク ロへキ サン 30部の混合物を加え、 これを 3時間撹拌してボリ スチレン粒子 にモノ マー成分および油性物質をほぼ吸収させた。 ついで系を 80で に昇温して 5時間重合を行なったところ、 重合収率 98%で力プセル 状ポリ マー粒子が得られた。
このカプセル状ポリ マー粒子をろ過した後、 減圧乾燥し、 粒子径 3〜 15 mの中空ポリ マー粒子を得た。 この中空ポリマー粒子は、 外径ノ内径比がほぼ 10ノ 6であった。 一 実施例 43
スチレンブタジエ ンゴム 「 S B R # 1500」 (日本合成ゴム㈱製) 5部をメ チルメ タク リ レー ト 60部、 スチレン 35部、 ジビニルベンゼ ン 5部およびベンゾィルペルォキシ ド 2部の混合物に溶解した。
これをポリ ビニルアルコ ール 10部を溶かした水 1 , 000 部に入れて 撹拌した後、 60でで 3時間重合し、 重合収率 83%になったところで 系を 20でに急冷した。 その結果、 重合収率 86%で、 中央にメ チルメ タク リ レー トモノ マーを含有した粒子径 5〜 10 mのカプセル粒子 の分散液が得られた。
これをスチームス ト リ ップ処理し、 乾燥する こ とにより外径ノ内 径比 =10ノ 6 の中空粒子を得た。
実施例 44 - 種ポリ マー粒子として、 モノ マー組成がスチレン メ チルメ タク リ レー トノアク リル酸 = 20/78/2 、 数平均分子量が 3,800、 粒子径 が 0.16 mのェマルジヨ ンを用い、 このェマルジヨ ン 5部 (固形分) を、 ポリ オキシエチレンノ ニルフエニルエーテル 0. 7部、 ドデシル ベンゼンスルホン酸ナ ト リ ゥム 0. 3部および過硫酸力 リ ゥム 0. 5部 を溶解した水溶液 200部に分散した。
これに、 モノ マーと してテ ト ラメ チロールメ タ ン ト リ ァク リ レー ト Γ Ν Κエステル T M M— 50T」 (新中村化学工業㈱製, 有効成 分は 50%で残余は トルエン) 20部、 ビニルビリ ジン 30部およびスチ レン 60部を加え、 油性物質は Ν Κエステル中の希釈剤である トルェ ン以外は特に加えないで 40でで 30分間攪拌して種ポリ マー粒子に吸 収させた。 その後、 70 'cに昇温して 6時間重合したところ、 重合 率 98 %で重合粒子のヱマルジョ ンを得た。
このェマルジ ョ ンに塩化カルシゥ ムの 1 %水溶液 20部を加えて粒 子を凝集させ、 ろ布で濾過し、 得られた固形分を 90〜: L40 で の赤外 線加熱炉で乾燥して水分および ト ルヱンを除去することにより、 外 径 0. 42 m、 内径 0. 15 mの中空ポリ マー粒子を得た。
実施例 4 5
実施例 1 4において甩いた種ボリ マー粒子の分散体 2 5部 (固形 分 1 0部) 、 ドデシルベンゼンスルホ ン酸ナ ト リ ウム 1部、 ポリ エ チ レ ングリ コ ールモノ ステア レー ト 2部および水 1 0 0部の混合物 に、 以下の物質、
メ チルメ タ ク リ レー ト 7 0部
スチ レ ン 1 0部
ジビニルベ ンゼン 2 0部
トルエ ン 2 0部
t —ブチルペルォキ シ一 2 —ェチルへキサノ エ一 ト
2部
の混合物を添加して攙拌し、 種ポリ マー粒子に上記物質を吸収させ た。
この混合液 1 0 ϋおよび水 1 0 を、 容量 120 & の攪拌機および 冷却機付の重合容器に入れ、 系の温度を 75で に昇温して重合を開始 し、 1 時間後から 10 / 時間の速度で上記混合液を 9 時間にわたつ て添加しながら重合を行い、 12時間後に重合を完結させ、 ポリ マー 粒子の分散液を得た。 重合中においては、 反応容器内部の温度は 75 •cに安定に保持することができた。 この重合における反応収率は 99一 %であった。 .
その後、 上記分散液にスチームス ト リ ップ処理を行った。 得られ たポリ マー粒子はカプセル状をなし、 その外径は 0 . 51 m、 内径は 0 . 2 mであった。
産業上の利用可能性
本発明によれば、 ポリ マー粒子の内部において殻を構成するポリ マー相とコアを構成する油性物質相との相分離が確実に行われた力 プセル状ポリ マー粒子およびこれを簡易なプロセスによって容易に 製造するこ とのできるカブセル状ポリ マー粒子の製造方法を提供す る ことができる。
また、 本発明においては、 重合時に分散体に存在させる異種ポリ マーとして小粒径のポリ マー粒子を用いることにより、 従来、 困難 であった小粒径のカプセル状ポリ マー粒子を容易に製造することが できる。
本発明の力プセル状ポリ マー粒子は、 力プセル化が良好であり、 しかも機械的強度、 耐熱性に優れるなどの特徴を有している。 そし て、 本発明のカプセル状ポリ マー粒子は、 コアとして内部に溶剤、 可塑剤、 香料、 イ ンク、 各種油溶性の薬品類を含有することができ、 多 く の分野に利用することができる。
さらに、 本発明によれば、 上記の製造方法によって得られたカブ セル状ボリ マー粒子に内包されている油性物質を除去することによ り、 舍水中空ポリ マー粒子あるいは中空ポリ マー粒子およびこれを 簡易なプロセスによって確実に製造することのできる製造方法を提 供することができる。 一 本発明によって得られる中空ボリマー粒子は、 特異な光学性能を 持ち、 隠ぺぃ力、 白色度および光沢などの点で優れており、 軽量、 高吸収性、 高吸油性の充填剤として種々の用途、 例えば塗料、 紙塗 ェ用組成物の配合剤、 イ ンクジエ ツ ト紙の吸水性充塡剤、 製紙工程 の内添充填剤等に用いるこ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲 一
1 ) 架橋性モノ マーと親水性モノ マーとを含む重合性モノ マー成分 と油性物質とを水に微分散して水中油滴型ヱマルジョ ンを生成し、 次いで重合性モノ マー成分を重合させることを特徴とする上記油性 物質をその内部に含むカ プセル状ポリ マー粒子の製造方法。
2 ) 架橋性モノ マー と親水性モノ マー とを舍む重合性モノ マー成分 と油性物質とを水に微分散して水中油滴型ヱマルジョ ンを生成し、 この重合性モノ マー成分を重合させて上記油性物質をその内部に舍 むカプセル状ポリ マー粒子を生成し、 次いでこの油性物質をカプセ ル状ボリマ—粒子から除去することを特徴とするカプセル状中空あ るいは含水ポリマー粒子の製造方法。
3 ) 特許請求の範囲第 1項および第 2項のいずれかにおいて、 重合 性モノ マー成分が、 架橋性モノ マー 1〜 5 0重量%、 親水性モノ マ 一 3〜 9 9重量%および前記架橋性モノ マーあるいは親水性モノ マ 一と共重合が可能なその他の重合性モノ マー 0〜 8 5重量%よりな る力プセル状ボリ マー粒子または中空ポリ マー粒子の製造方法。
) 架橋性モノ マーと親水性モノ マーとを含む重合性モノ マー成分 と油性物質とに、 この重合性モノ マー成分を重合して得られるボリ マーと異なるポリ マ一を添加して油性溶液を生成し、 この油性溶液 を水に微分散して水中油滴型ヱマルジョ ンを生成し、 次いで上記重 合性モノ マー成分を重合させることを特徴とする上記油性物質をそ の内部に含む力プセル状ポリ マー'粒子の製造方法。
5 ) 特許請求の範囲第 4項において更に油性物質を除去してカ プセ ル状中空あるいは含水ボリ マー粒子を得る工程を含む力プセル状ボ リ マー粒子の製造方法。 一.
6 ) 架橋性モノ マーと親水性モノ マーとを含む重合性モノ マー成分 と油性物質とを、 この重合性モノマー成分を重合して得られるボリ マーと異なるボリ マーの微粒子を水に分散して得られた分散体に添 加して、 これらの粒子に上記重合性モノ マー成分と油性物質とを吸 収させ、 次いで上記重合性モノ マー成分を重合させることを特徴と する上記油性物質をその内部に含むカ プセル状ポ リ マー粒子の製造 方法。
7 ) 特許請求の範囲第 6項において更に油性物質を除去してカプセ ル状中空あるいは含水ポリマー粒子を得る工程を含むカ プセル状ボ リ マー粒子の製造方法。
8 ) 特許請求の範囲第 4項および第 6項のいずれかにおいて、 重合 性モノ マー成分が、 架橋性モノ マー 1〜 5 0重量%、 親水性モノ マ 一 3〜 9 9重量%および前記架橋性モノ マーあるいは親水性モノ マ 一と共重合が可能なその他の重合性モノ マー成分 0〜 8 5重量%よ りなり、 かつ異種ポリ マーの使用量が全モノ マー成分 100 重量部に 対して 1 〜100 重量部であるカプセル状ポリマー粒子の製造方法。
9 ) 特許請求の範囲第 6項において、 前記ポリ マーの微粒子に前記 重合性モノマー成分および油性物質を吸収させる前に、 当該ボリ マ 一の微粒子に水に対する溶解度が 1 0—3重量%以下の物質を吸収さ せるカ プセル状ポリ マー粒子の製造方法。
10 ) 特許請求の範囲第 4項および第 6項のいずれかにおいて、 前記 重合性^ノ マー成分の重合によって得られるポリマーとは異種のポ リ マ一の数平均分子量が 20 , 000以下であるカプセル状ポ リ マー粒子 の製造方法。 一
11 ) 特許請求の範囲第 4項および第 6項のいずれかにおいて、 前記 重合性モノ マー成分の重合によって得られるポリ マーとは異種のポ リ マ一の数平均分子量が 7 , 000 以下である力プセル状ポリ マ一粒子 の製造方法。
12 ) 特許請求の範囲第 6項において、 前記重合性モノ マー成分の重 合によって得られるポリ マーとは異種のポリ マーが、 0 . 1〜 0 . 4 m の平均粒子径を有する粒子であるカ プセル状ボリ マー粒子の製造方 法。
13 ) 特許請求の範囲第 4項において、 前記重合性モノ マー成分の重 合によって得られるポリ マーとは異種のポリ マーが、 前記重合性モ ノ マ—成分およびノまたは油性物質に溶解した状態であるカプセル 状ポリ マー粒子の製造方法。
14 ) 特許請求の範囲第 1 項, 第 2項, 第 4項および第 6項のいずれ かにおいて、 前記油性物質が前記重合性モノ マー成分の中の少な く とも 1種以上のモノ マーと同一であり、 前記重合性モノ マー成分の 重合を完結させないことによりポリ マー粒子の内部に残された重合 性モノ マー成分が油性物質として機能するカプセル状ポ リ マー粒子 の製造方法。
15 ) 特許請求の範囲第 1項, 第 2項, 第 4項および第 6項のいずれ かにおいて、 前記架橋性モノ マーが、 ジビニルベンゼ ン、 エチ レ ン グリ コールジメ タク リ レー トおよび ト リ メ チロ ールプロノ、' ン ト リ メ タク リ レー トから選ばれる少なく とも 1種であり、 前記親水性モノ マーが、 メ チルメ タ ク リ レー ト 、 ビニルビリ ジ ン、 2 — ヒ ド ロキ シ ェチルメ タ ク リ レー ト、 メ タ ク リ ル酸、 アク リ ル酸、 グ リ シジルメ〜 タ ク リ レー トおよびジメ チルア ミ ノ エチルメ タ ク リ レー 卜から選ば れる少なく とも一種である力プセル状ポリ マー粒子の製造方法。
16 ) 特許請求の範囲第 4項および第 6項のいずれかにおいて、 前記 架橋性モノ マーがジビュルベンゼン、 前記親水性モノ マーが、 メ チ ノレメ タ ク リ レー ト 、 2 — ヒ ド ロキ シェチルメ タ ク リ レー トおよびメ タク リル酸から選ばれる少なく とも 1種、 前記重合性モノ マー成分 の重合によって得られるポ リ マーとは異種のポリ マ一が、 ボリ スチ レ ン、 カルボキ シ変性ポ リ スチ レ ン、 スチ レ ンブタ ジエ ン共重合体、 スチ レ ンァ ク リ ルエステル ¾重合体、 スチ レ ンメ タク リ ルエステル 共重合体、 ア ク リ ルヱステル共重合体、 メ タク リ ルヱステル共重合 体、 カルボキ シ変性スチ レ ンアク リ ルエステル共重合体、 カルボキ シ変性スチ レ ンメ タ ク リ ルエステル共重合体、 カルボキ シ変性ァ ク リ ルエステル共重合体およびカルボキ シ変性メ タ ク リ ルエステル共 重合体から選ばれる少な く とも 1種であるカプセル状ポリ マー粒子 の製造方法。
17 ) 特許請求の範囲第 1項, 第 2項, 第 4項および第 6項のいずれ かにおいて、 油性物質が、 ト ルエ ン、 ベンゼン、 キシレ ン、 シク ロ へキサンおよび n—へキサンから選ばれる少なく とも 1種である力 プセル状ポリ マー粒子の製造方法。
18 ) 特許請求の範囲第 2項, 第 5項および第 7項のいずれかにおい て、 油性物質を除去する工程が、 重合後のカプセル状ポ リ マー粒子 の水分散体に対して行われるスチームス ト リ ップ処理、 気体吹き込 み処理および減圧処理から選ばれる少なぐとも 1種の処理工程であ るカブセル伏ポリ マー粒子の製造方法。 一
19) 特許請求の範囲第 2項, 第 5項および第 7項のいずれかにおい て、 油性物質を除去する工程が、 回収された重合後のカ プセル状ポ リマー粒子を乾燥する処理工程であるカブセル状ボリ マー粒子の製 造方法。
20) 特許請求の範囲第 1項, 第 2項, 第 4項および第 6項のいずれ かにおいて、 前記架橋性モノ マーと親水性モノ マーとを含む重合性 モノ マー成分を含む水性分散体が 重合容器に連続的にあるいは分 割的に添加される力プセル状ボリ マー粒子の製造方法。
21) 殻が、 架橋性モノ マー 1〜 5 0重量%、 親水性モノ マー 3〜 9 9重量%および前記架橋性モノ マーあるいは親水性モノ マーと共重 合が可能なその他の重合性モノ マー 0〜 8 5重量%よりなる重合性 モノ マー成分の共重合体より構成され、 かつ外径が 0.2 〜0.6 m、 内径が外径の 1 ノ 4〜 3ノ 4であることを特徴とするカプセル状ボ リ マー粒子。
22) 殻が、 架橋性モノ マー 1〜 5 0重量%、 親水性モノ マー 3〜 9 9 重量%および前記架橋性モノ マーあるいは親水性モノ マーと共重合 が可能なその他の重合性モノ マー 0〜 8 5重量%よりなる重合性モ ノ マー成分の共重合体 100 重量部と、 この共重合体と異なるポリ マ 一 1 〜: L00 重量部とより構成され、 かつ外径が 0.2 〜0.6 m. 内 径が外径の 1 / 4〜 3 / 4であることを特徴とする力プセル状ボリ マ—粒子。
23) 特許請求の範囲第 21項および第 22項のいずれかにおいて、 前記 重合性モノ マー成分が、 架橋性モノ マー 2〜 2 0重量%、 親水性モ ノ マー 5 0〜 9 5 重量%および前記架橋性モノ マーあるいは親水性〜 モイ マーと共重合が可能なその他の重合性モノ マー 0〜 4 8重量% よりなる力プセル状ポリ マー粒子。
24) 特許請求の範囲第 21項および第 22項のいずれかにおいて、 前記 架橋性モノ マーがジビニルベ ンゼン、 前記親水性モノ マーがメ チル メ タ ク リ レー ト、 ビュルピ リ ジ ン、 2-ヒ ドロキ シェチルメ タ ク リ レ 一 トおよび 20重量%以内の不飽和カルボン酸から選ばれる 1 種以上 のモノ マー、 前記架橋性モノ マーある いは親水性モノ マ— と共重合 が可能なその他の重合性モノ マーがスチ レ ンであるカプセル状ポリ マー粒子。
25) 特許請求の範囲第 21項および第 22項のいずれかにおいて、 ボリ マー粒子の内部に、 殻を形成するポリ マー 100 重量部に対し、 スチ レ ンを 5 0重量%以上含むモノ マー成分のポ リ マーを 2〜 5 0重量 部含むカプセル状ポリ マー粒子。
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