JP2002293535A

JP2002293535A - Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末の製造法及び塩素含有樹脂安定剤並びに塩素含有樹脂組成物

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Publication number: JP2002293535A
Application number: JP2001105156A
Authority: JP
Inventors: Torayuki Honna; 虎之本名; Nariya Kobayashi; 斉也小林; Tsutomu Katamoto; 勉片元; Akinori Yamamoto; 明典山本
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-10-09
Anticipated expiration: 2021-04-03
Also published as: JP4288452B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、熱安定性に優れ、ジンクバーニン
グの発生が抑制されたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト
型粒子粉末であって、しかも、塩素含有樹脂に含有さ
せ、加熱成型加工した場合に初期着色が少ないＭｇ−Ａ
ｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末を提供する。【解決手段】アニオンを含有したアルカリ性水溶液と
マグネシウム塩水溶液とアルミニウム塩水溶液とを混合
した後、該混合溶液を熟成してＭｇ−Ａｌ系ハイドロタ
ルサイト型粒子の芯粒子を生成させ、次いで、該芯粒子
を含む水性懸濁液に、マグネシウム塩水溶液とアルミニ
ウム塩水溶液とを添加した後、熟成してＭｇ−Ａｌ系ハ
イドロタルサイト型粒子粉末を得、次いで、前記Ｍｇ−
Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末に対してＰ換算で
０．０１〜５．００ｍｏｌ％のリン酸塩を添加してリン
酸処理するＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末
の製造法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱安定性に優れ、
ジンクバーニングの発生が抑制されたＭｇ−Ａｌ系ハイ
ドロタルサイト型粒子粉末であって、しかも、塩素含有
樹脂に含有させ、加熱成型加工した場合に初期着色が少
ないＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末を提供
するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、層状化合物には、粘土鉱物
等の他、種々の化合物が存在するが、その内、ハイドロ
タルサイト等の層状複水酸化物（ＬａｙｅｒｅｄＤｏ
ｕｂｌｅＨｙｄｒｏｘｉｄｅ）は、層間に種々のイオ
ンや分子等を挿入できる構造を有しているのでアニオン
交換機能を発現させることができる。

【０００３】一般に、ハイドロタルサイトの構造は、日
本化学会誌、１９９５（８）、ｐ６２２〜６２８に記載
されている通り、「〔Ｍ^２＋ _１−ｘＭ^３＋ _ｘ（ＯＨ）
_２〕_ｘ ^＋〔Ａ^ｎ− _ｘ／ｎ・ｙＨ_２Ｏ〕_ｘ ⁻ ここでＭ^２＋
は、Ｍｇ^２＋、Ｃｏ^２＋、Ｎｉ^２＋、Ｚｎ^２＋などの二
価金属イオン、Ｍ^３＋は、Ａｌ^３＋、Ｆｅ^３＋、Ｃｒ
^３＋などの三価金属イオン、Ａ^ｎ−は、ＯＨ⁻、Ｃ
ｌ⁻、ＣＯ_３ ^２−、ＳＯ_４ ^２−などのｎ価の陰イオン
で、ｘは一般に０．２〜０．３３の範囲である。結晶構
造は、正の電荷をもつ正八面体のｂｒｕｃｉｔｅ単位が
並んだ二次元基本層と負の電荷を持つ中間層からなる積
層構造をとっている。」とされている。

【０００４】ハイドロタルサイトは、そのアニオン交換
機能を生かした様々な用途への展開、例えば、イオン交
換材、吸着剤、脱臭剤等の用途に使用されてきた。ま
た、ポリエチレン、ポリプロピレン及び塩素含有樹脂
（代表例として、塩化ビニル樹脂）等の樹脂・ゴムの安
定剤、更には、塗料、各種触媒、農業用フィルム、イン
キなど多種多様な用途に用いられている。

【０００５】また、近年は、環境への配慮が求められて
おり、触媒等においても毒性のある金属が含まれていな
いものが望まれることから、毒性がほとんどなく、しか
も、触媒等としての機能も優れるハイドロタルサイト型
粒子粉末は、このような期待に応えられるものといえ
る。

【０００６】殊に、ハイドロタルサイト型粒子粉末の中
でも、二価金属イオンとしてＭｇ^２ ^＋、三価金属イオン
としてＡｌ^３＋を有するＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイ
ト型粒子粉末は、安定であるため、最も注目されている
ものである。

【０００７】ハイドロタルサイトの製造法としては、基
本層を構成する二価金属イオン及び三価金属イオンとを
含む金属塩水溶液と、中間層を構成する炭酸イオンを含
む炭酸塩水溶液とを混合して、温度、ｐＨ値等を制御し
て共沈反応により得る方法が一般的である。また、常圧
での反応以外にも、オートクレーブを使用しての水熱合
成により得る方法も知られている。

【０００８】従来、樹脂練り込み用のハイドロタルサイ
ト型粒子粉末としては、樹脂練り込み時の分散性を考慮
して、板面径が大きく、適度な厚みを有する粒子粉末が
要求されているが、板面径が大きなハイドロタルサイト
型粒子粉末の製造には、水熱合成などの特殊な反応条件
が必要とされている。

【０００９】ハイドロタルサイト型粒子粉末を塩素含有
樹脂に含有させた場合、その透明性又は所望の色調を阻
害しないことが必要である。即ち、ハイドロタルサイト
型粒子粉末を塩素含有樹脂に混合し、加熱成型加工した
場合に初期着色が少ないことが必要とされている。

【００１０】塩化ビニル樹脂等の塩素含有樹脂又はゴム
の安定剤としてハイドロタルサイト型粒子粉末を用いる
場合、耐熱性に優れた樹脂・ゴム製品を得るためには、
樹脂・ゴム中に十分に分散され、且つ、塩素イオンを捕
捉する能力がより高いことが必要とされている。

【００１１】また、現在鉛を使用しない無毒または低毒
配合の塩素含有樹脂安定剤には、ほとんど必須成分とし
てステアリン酸亜鉛等の亜鉛化合物が使用されている。
しかしながら、安定剤として添加されている亜鉛石鹸
は、塩素含有樹脂から放出される塩酸ガスを捕捉して塩
化亜鉛を生成し、これが分解触媒となって塩素含有樹脂
の骨格を成す炭素間の結合が次々に切断され、ついには
炭化してしまうジンクバーニングと呼ばれる現象が起こ
ることが知られており、当業者に恐れられている。安定
剤としてハイドロタルサイト型粒子粉末を用いる場合、
ジンクバーニングを防止する能力が高いことが必要とさ
れている。

【００１２】従来、Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型
粒子粉末の諸特性改善のために、リン酸処理を行うこと
が知られている（特公昭６３−６５６５１、特開２００
１−２４０８号公報等）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】板面径が大きく、適度
な厚みを有し、ジンクバーニングを防止する能力が高
く、塩素含有樹脂の安定剤として好適なＭｇ−Ａｌ系ハ
イドロタルサイト型粒子粉末は現在最も要求されている
ところであるが、この要求を満たすようなＭｇ−Ａｌ系
ハイドロタルサイト型粒子粉末は未だ得られていない。

【００１４】即ち、従来の共沈反応による方法では、板
面径の大きなハイドロタルサイト型粒子粉末を得ること
ができず、また、水熱合成などの特殊な反応条件下では
板面径の大きなハイドロタルサイト型粒子粉末を得るこ
とができるが、該粒子粉末を安定剤として用いた塩素含
有樹脂の耐熱性は十分とは言い難いものである。

【００１５】また、前記特開２００１−２４０８号公報
には、水熱処理を行って生成したハイドロタルサイト粒
子を含有する水懸濁液にリン酸塩を添加して、リン酸ア
ニオンを含有させたハイドロタルサイト型粒子粉末を得
ることが記載されている。しかしながら、該粒子粉末を
安定剤として用いた塩素含有樹脂の耐熱性は十分とは言
い難いものである。

【００１６】本発明は、板面径が大きく、適度な厚みを
有し、ジンクバーニングを防止する能力が高く、しか
も、樹脂含有樹脂に含有させ加熱成型加工した場合に初
期着色が少ないＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子
粉末を得ることを技術的課題とする。

【００１７】

【課題を解決する為の手段】前記技術的課題は、次の通
りの本発明によって達成できる。

【００１８】即ち、本発明は、アニオンを含有したアル
カリ性水溶液とマグネシウム塩水溶液とアルミニウム塩
水溶液とを混合し、ｐＨ値が１０〜１４の範囲の混合溶
液とした後、該混合溶液を８０〜１０５℃の温度範囲で
熟成してＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子の芯粒
子を生成させ、次いで、該芯粒子を含む水性懸濁液に、
該芯粒子の生成時に添加した前記マグネシウムと前記ア
ルミニウムとの合計モル数に対して、合計モル数が０．
３５以下となる割合でマグネシウム及びアルミニウムを
含有するマグネシウム塩水溶液とアルミニウム塩水溶液
とを添加した後、ｐＨ値が１０〜１４の範囲、温度が６
０〜１０５℃の範囲で熟成してＭｇ−Ａｌ系ハイドロタ
ルサイト型粒子粉末を得、次いで、前記Ｍｇ−Ａｌ系ハ
イドロタルサイト型粒子粉末に対してＰ換算で０．０１
〜５．００ｍｏｌ％のリン酸塩を添加してリン酸処理す
ることを特徴とするＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型
粒子粉末の製造法である（本発明１）。

【００１９】また、本発明は、アニオンを含有したアル
カリ性水溶液とマグネシウム塩水溶液とアルミニウム塩
水溶液とを混合し、ｐＨ値が１０〜１４の範囲の混合溶
液とした後、該混合溶液を８０〜１０５℃の温度範囲で
熟成してＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子の芯粒
子を生成させ、次いで、該芯粒子を含む水性懸濁液に、
該芯粒子の生成時に添加した前記マグネシウムと前記ア
ルミニウムとの合計モル数に対して、合計モル数が０．
３５以下となる割合でマグネシウム及びアルミニウムを
含有するマグネシウム塩水溶液とアルミニウム塩水溶液
とを添加した後、ｐＨ値が１０〜１４の範囲、温度が６
０〜１０５℃の範囲で熟成してＭｇ−Ａｌ系ハイドロタ
ルサイト型粒子粉末を得、次いで、前記Ｍｇ−Ａｌ系ハ
イドロタルサイト型粒子粉末に対してＰ換算で０．０１
〜５．００ｍｏｌ％のリン酸塩を添加してリン酸処理し
た後、高級脂肪酸、有機シラン化合物、ロジン類から選
ばれる１種又は２種以上の表面被覆剤で表面処理するこ
とを特徴とするＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子
粉末の製造法である（本発明２）。

【００２０】また、本発明は、本発明１又は本発明２の
Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末の製造法に
よって得られたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子
粉末からなる塩素含有樹脂安定剤である。

【００２１】また、本発明は、本発明１又は本発明２の
Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末の製造法に
よって得られたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子
粉末を含有する塩素含有樹脂組成物である。

【００２２】本発明の構成をより詳しく説明すれば次の
通りである。

【００２３】先ず、本発明に係るＭｇ−Ａｌ系ハイドロ
タルサイト型粒子粉末の製造法について述べる。

【００２４】本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロタル
サイト型粒子粉末は、アニオンを含有したアルカリ性水
溶液とマグネシウム塩水溶液とアルミニウム塩水溶液と
を混合し、ｐＨ値が１０〜１４とした後、該混合溶液を
８０〜１０５℃の温度範囲で熟成してＭｇ−Ａｌ系ハイ
ドロタルサイト型粒子の芯粒子を生成させる１次反応
と、該芯粒子を含む水性懸濁液に、該芯粒子の生成時に
添加した前記マグネシウムと前記アルミニウムの合計モ
ル数に対して、合計モル数が０．３５以下となる割合で
マグネシウム及びアルミニウムを含有するマグネシウム
塩水溶液とアルミニウム塩水溶液とを添加した後、ｐＨ
が１０〜１４の範囲、温度が６０〜１０５℃の範囲で熟
成する２次反応を行ってＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイ
ト型粒子粉末を得た後、反応溶液にリン酸塩を添加し
て、処理温度５０〜９０℃、溶液のｐＨが１０〜１４で
反応させることにより得ることができる。

【００２５】本発明におけるアニオンを含むアルカリ性
水溶液としては、アニオンを含む水溶液と水酸化アルカ
リ水溶液との混合アルカリ水溶液が好ましい。

【００２６】アニオンを含む水溶液としては、炭酸ナト
リウム水溶液が好ましい。水酸化アルカリ水溶液として
は、水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。

【００２７】本発明におけるマグネシウム塩水溶液とし
ては、硫酸マグネシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶
液及び硝酸マグネシウム水溶液などを使用することがで
き、好ましくは硫酸マグネシウム水溶液、塩化マグネシ
ウム水溶液である。

【００２８】本発明におけるアルミニウム塩水溶液とし
ては、硫酸アルミニウム水溶液、塩化アルミニウム水溶
液及び硝酸アルミニウム水溶液などを使用することがで
き、好ましくは硫酸アルミニウム水溶液、塩化アルミニ
ウム水溶液である。

【００２９】１次反応において、アニオンを含有するア
ルカリ水溶液、マグネシウム塩水溶液及びアルミニウム
塩水溶液の混合順序は、特に限定されるものではなく、
また、各水溶液を同時に混合してもよい。好ましくはア
ニオンを含有するアルカリ水溶液に、あらかじめマグネ
シウム塩水溶液とアルミニウム塩水溶液とを混合した水
溶液を添加する。

【００３０】また、各水溶液を添加する場合には、該水
溶液を一度に添加する場合、又は連続的に滴下する場合
のいずれで行ってもよい。

【００３１】１次反応におけるアニオンを含有するアル
カリ水溶液、マグネシウム塩水溶液及びアルミニウム塩
水溶液を混合した反応溶液中の濃度は、マグネシウム塩
は０．１〜１．５ｍｏｌ／ｌが好ましく、より好ましく
は０．１〜１．２ｍｏｌ／ｌ、アルミニウム塩は０．０
３〜１．０ｍｏｌ／ｌが好ましく、より好ましくは０．
０４〜０．８ｍｏｌ／ｌ、アニオンは０．０５〜１．４
ｍｏｌ／ｌが好ましく、より好ましくは０．０６〜１．
２ｍｏｌ／ｌ、水酸化アルカリ水溶液は０．５〜８ｍｏ
ｌ／ｌが好ましく、より好ましくは０．８〜６ｍｏｌ／
ｌである。添加するマグネシウムとアルミニウムとの比
（Ｍｇ／Ａｌ）は０．８〜５．０が好ましく、より好ま
しくは０．９〜４．５である。

【００３２】１次反応における熟成反応中の温度は８０
〜１０５℃であり、好ましくは８５〜１０５℃である。
８０℃未満の場合にもハイドロタルサイト型粒子粉末は
生成するが、板面径の大きなハイドロタルサイト型粒子
の芯粒子を得ることができない。１０５℃を越える場合
には、オートクレーブ等の耐圧容器が必要となり経済的
ではない。

【００３３】１次反応における熟成反応中のｐＨ値は１
０〜１４であり、好ましくは１１〜１４である。ｐＨ値
が１０未満の場合、板面径が大きく、適度な厚みを有し
たハイドロタルサイト型粒子の芯粒子が得られない。

【００３４】１次反応における熟成反応の反応時間は２
〜２４時間が好ましい。熟成時間が２時間未満の場合に
は、板面径が大きく、適度な厚みを有したハイドロタル
サイト型粒子の芯粒子が得られ難い。２４時間を超える
熟成は経済的ではない。

【００３５】１次反応終了時点で、マグネシウムとアル
ミニウムは反応懸濁液中に残存しておらず、全てハイド
ロタルサイト型芯粒子の生成に寄与している。従って、
芯粒子の組成は仕込み組成と同一になるものと推定され
る。

【００３６】１次反応で得られたハイドロタルサイト型
芯粒子は、板面径は０．１〜０．２５μｍが好ましく、
厚みは０．０１〜０．０７μｍが好ましく、ＢＥＴ比表
面積値は８〜７０ｍ^２／ｇが好ましい。

【００３７】２次反応において、添加するマグネシウム
とアルミニウムの合計モル数は、１次反応で添加したマ
グネシウムとアルミニウムの合計モル数に対して０．３
５以下である。好ましくは０．３３以下である。０．３
５を超える場合、微細な粒子が多量に析出し、板面径が
大きく、適度な厚みを有したハイドロタルサイト型粒子
粉末が得られない。

【００３８】２次反応において、マグネシウム塩水溶
液、アルミニウム塩水溶液の添加順序は、特に限定され
るものではなく、また、各水溶液を同時に添加してもよ
い。好ましくは、あらかじめマグネシウム塩水溶液及び
アルミニウム塩水溶液を混合した水溶液を添加する。

【００３９】また、各水溶液を添加する場合には、該水
溶液を一度に添加する場合、又は連続的に滴下する場合
のいずれで行ってもよい。

【００４０】２次反応におけるマグネシウム塩水溶液及
びアルミニウム塩水溶液を混合した反応溶液中の濃度
は、マグネシウム塩は０．０２〜０．７ｍｏｌ／ｌが好
ましく、より好ましくは０．０２〜０．６ｍｏｌ／ｌ、
アルミニウム塩は０．００３〜０．５ｍｏｌ／ｌが好ま
しく、より好ましくは０．００３〜０．４ｍｏｌ／ｌで
ある。添加するマグネシウムとアルミニウムとの比（Ｍ
ｇ／Ａｌ）は０．８〜５．０が好ましく、より好ましく
は０．９〜４．５である。

【００４１】２次反応における熟成反応中の温度は６０
〜１０５℃であり、好ましくは６５〜１０５℃である。
６０℃未満の場合にもハイドロタルサイト型粒子粉末は
生成するが、板面径の大きなハイドロタルサイト型粒子
を得ることができない。１０５℃を越える場合には、オ
ートクレーブ等の耐圧容器が必要となり経済的ではな
い。

【００４２】２次反応における熟成反応中のｐＨ値は１
０〜１４であり、好ましくは１１〜１４である。ｐＨ値
が１０未満の場合、板面径が大きく、適度な厚みを有し
たハイドロタルサイト型粒子が得られない。

【００４３】２次反応における熟成反応の反応時間は２
〜２４時間が好ましい。熟成時間が２時間未満の場合に
は、板面径が大きく、適度な厚みを有したハイドロタル
サイト型粒子が得られ難い。２４時間を超える熟成は経
済的ではない。

【００４４】２次反応終了時点で、マグネシウムとアル
ミニウムは反応懸濁液中に残存しておらず、全てハイド
ロタルサイト型粒子粉末の生成に寄与している。従っ
て、芯粒子の表面に被覆されたハイドロタルサイト層の
組成は２次反応における仕込み組成と同一になるものと
推定される。

【００４５】２次反応と同様な反応を再度行うことによ
って（３次反応）、更に、粒子サイズの大きなハイドロ
タルサイト型粒子粉末を得ることもできる。

【００４６】２次反応終了後、得られたＭｇ−Ａｌ系ハ
イドロタルサイト型粒子粉末を含有する反応溶液にリン
酸塩を添加してリン酸処理を行う。

【００４７】リン酸処理に用いるリン酸塩としては、リ
ン酸三ナトリウム（Ｎａ_３ＰＯ_４）、リン酸水素二ナト
リウム（Ｎａ_２ＨＰＯ_４）、リン酸二水素ナトリウム
（ＮａＨ_２ＰＯ_４）、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ピ
ロリン酸ナトリウム等であり、リン酸水素二ナトリウム
が好ましい。

【００４８】リン酸処理に用いるリン酸塩の添加量は、
Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末に対してＰ
換算で０．０１〜５ｍｏｌ％であり、好ましくは０．０
１〜３ｍｏｌ％である。０．０１ｍｏｌ％未満の場合に
は本発明の効果が得られない。５ｍｏｌ％以上は効果が
飽和するため添加する意味がない。

【００４９】リン酸処理の反応溶液のｐＨは９〜１４が
好ましい。反応溶液のｐＨが９未満の場合には、Ｍｇ−
Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末にＰが十分に残存
しない。

【００５０】リン酸処理の反応温度は５０〜１００℃が
好ましい。また、反応時間は０．５〜３時間が好まし
い。

【００５１】リン酸処理が終了した後、常法により水
洗、乾燥すれば、Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒
子粉末が得られる。

【００５２】本発明においては、前記リン酸処理を行っ
た後、高級脂肪酸、有機シラン化合物、ロジン類から選
ばれる１種又は２種以上の表面被覆剤で粒子表面を被覆
してもよい。表面被覆することによって、塩素含有樹脂
中により均一に分散し、塩素イオンを捕捉する能力がよ
り向上し、樹脂の安定性及び耐熱性もより向上する。

【００５３】高級脂肪酸としては、ステアリン酸、ラウ
リン酸、オレイン酸等であり、好ましくはステアリン
酸、ラウリン酸である。高級脂肪酸塩としては、ステア
リン酸ナトリウム、ラウリル酸ベンゼンスルホン酸ナト
リウム、オレイン酸ナトリウム等であり、好ましくはス
テアリン酸ナトリウム、ラウリル酸ベンゼンスルホン酸
ナトリウムである。有機シラン化合物としては、デシル
トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等であ
り、好ましくはデシルトリメトキシシラン、γ−アミノ
プロピルトリエトキシシランである。ロジン類として
は、水溶性ロジン、天然ロジン、水添ロジン等である。

【００５４】表面被覆剤による表面処理は、乾式処理、
湿式処理のいずれでも行うことができる。

【００５５】乾式処理を行う場合は、Ｍｇ−Ａｌ系ハイ
ドロタルサイト型粒子粉末をヘンシェルミキサー、サン
ドミル、エッジランナー、タニナカ式粉砕機、らいかい
機等に入れ、表面被覆剤を添加して乾式混合する。湿式
処理を行う場合は、Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト粒
子粉末を分散して得られる水性懸濁液に、表面被覆剤を
添加して水温を２０〜９０℃に調整して混合攪拌するこ
とにより、又は、必要により、混合攪拌後にｐＨ値を調
整することにより、前記Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイ
ト型粒子粉末の粒子表面を、表面被覆剤で被覆し、次い
で、濾別、水洗、乾燥、粉砕する。

【００５６】表面被覆剤の添加量は、Ｍｇ−Ａｌ系ハイ
ドロタルサイト型粒子粉末に対し、Ｃ換算で０．２〜２
５．０重量％である。０．２重量％未満である場合に
は、粒子表面に充分な量の表面被覆剤を被覆することが
困難である。２５．０重量％を超える場合には、被覆効
果が飽和するため、必要以上に添加する意味がない。

【００５７】本発明に係る製造法によって得られたＭｇ
−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末は、板状であっ
て、板面径が０．２〜１．０μｍ、厚みが０．０２〜
０．０８μｍであることが好ましい。

【００５８】本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロタル
サイト型粒子粉末の板状比（板面径／厚み）は２〜１５
が好ましく、より好ましくは２〜１３であり、ＢＥＴ比
表面積値は７〜６０ｍ^２／ｇが好ましく、より好ましく
は７〜５５ｍ^２／ｇであり、粉体ｐＨ値は８．０〜１
０．０が好ましく、より好ましくは８．０〜９．５であ
る。

【００５９】本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロタル
サイト型粒子粉末の組成式は下記の通りである。

【００６０】Ｍｇ_１−ｘ・Ａｌ_ｘ・（ＯＨ）_２・Ａ^ｎ− _ｐ・ｍＨ_２Ｏ０．２≦ｘ≦０．６、ｐ＝ｘ／ｎ、Ａ：ｎ価のアニオン、ｍ＞０。

【００６１】本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロタル
サイト型粒子粉末のＡｌ含有量の割合ｘは、０．２〜
０．６である。ｘが０．２（Ｍｇ：Ａｌ＝４：１）未満
の場合及び０．６（Ｍｇ：Ａｌ＝２：３）を超える場合
には、ハイドロタルサイト型粒子粉末の単相が得られに
くい。ｘの好ましい範囲は、０．２〜０．５６である。

【００６２】本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロタル
サイト型粒子粉末に含有されているアニオン（Ａ^ｎ−）
の種類は、水酸イオン（ＯＨ⁻）、炭酸イオン（ＣＯ_３
^２−）及び硫酸イオン（ＳＯ_４ ^２−）などであり、特に
好ましくは炭酸イオンである。

【００６３】本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロタル
サイト型粒子粉末のリン含有量は、該ハイドロタルサイ
ト型粒子粉末に対して、５〜１００ｐｐｍである。

【００６４】本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロタル
サイト型粒子粉末を含有させた塩素含有樹脂樹脂の初期
着色は、後述する評価法による数値が５以下、好ましく
は３以下である。

【００６５】本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロタル
サイト型粒子粉末は、後述する熱安定性試験を行った場
合の耐熱時間が５００分以上である。耐熱時間が５００
分未満のものは、塩素含有樹脂の安定剤とした場合に該
樹脂の耐熱性が十分とは言い難いものとなる。好ましく
は５００〜９００分のものである。

【００６６】本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロタル
サイト型粒子粉末は、必要により、粒子表面が高級脂肪
酸、有機シラン化合物、ロジン類から選ばれる１種又は
２種以上の表面被覆剤によって被覆されてもよい。表面
被覆物で被覆されたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型
粒子粉末を塩素含有樹脂安定剤として用いた場合には、
塩素含有樹脂中により均一に分散し、塩素イオンを捕捉
する能力がより向上し、樹脂の安定性及び耐熱性もより
向上する。

【００６７】本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロタル
サイト型粒子の表面被覆剤による被覆量は、Ｍｇ−Ａｌ
系ハイドロタルサイト型粒子粉末に対してＣ換算で０．
２〜２５．０重量％が好ましく、より好ましくは０．５
〜２０．０重量％である。被覆量が０．２重量％未満の
場合には、表面被覆剤による被覆効果が得られない。２
０．０重量％を超える場合には、被覆効果が飽和するた
め、必要以上に被覆する意味がない。

【００６８】本発明における表面被覆剤で表面処理され
たＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末は、表面
処理されていない本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロ
タルサイト型粒子粉末とほぼ同程度の板面径、厚み、板
状比及びＢＥＴ比表面積値を有している。

【００６９】本発明における表面被覆剤で表面処理され
たＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末の粉体ｐ
Ｈ値は７．５〜９．５が好ましく、より好ましくは７．
５〜９．０であり、表面処理されていない本発明に係る
Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末に比べて粉
体ｐＨ値が低下する。

【００７０】本発明における表面被覆剤で表面処理され
たＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末は、後述
する熱安定性試験を行った場合の耐熱時間が５００分以
上である。より好ましくは５５０〜９５０分である。

【００７１】本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイドロタル
サイト型粒子粉末又は表面被覆剤によって表面処理され
たＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末を塩素含
有樹脂安定剤として用いる場合の混合割合は、塩化ビニ
ル樹脂１００重量部に対して、Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタ
ルサイト型粒子粉末が０．５〜１０重量部である。混合
割合が０．５重量部未満の場合には、樹脂の耐熱性向上
効果が期待できず、１０重量部を超える場合には、耐熱
性向上の効果が飽和するため必要以上に添加する意味が
ない。好ましくは１〜８重量部である。

【００７２】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は次
の通りである。

【００７３】ハイドロタルサイト型粒子粉末の板面径は
電子顕微鏡写真から測定した数値の平均値で示したもの
である。

【００７４】ハイドロタルサイト型粒子粉末の粒子の厚
みは、「Ｘ線回折装置ＲＡＤ−２Ａ（理学電機（株）
製）」（管球：Ｆｅ、管電圧：４０ｋＶ、管電流：２０
ｍＡ、ゴニオメーター：広角ゴニオメーター、サンプリ
ング幅：０．０１０°、走査速度：０．５°／ｍｉｎ、
発散スリット：１°、散乱スリット：１°、受光スリッ
ト：０．３０ｍｍ）を使用し、ハイドロタルサイト粒子
の（００３）結晶面の回折ピーク曲線から、シェラーの
式を用いて計算した値で示したものである。

【００７５】ハイドロタルサイト型粒子粉末の同定はＸ
線回折測定で行った。Ｘ線回折測定は、前記Ｘ線回折装
置を使用し、回折角２θが５〜９０°で測定した。

【００７６】Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉
末における組成式Ｍｇ_１−ｘ・Ａｌ_ｘ・（ＯＨ）_２・Ａ^ｎ− _ｐ・ｍＨ_２Ｏにおける指数ｘは、Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型
粒子粉末を酸で溶解し、「プラズマ発光分光分析装置
ＳＰＳ４０００（セイコー電子工業（株））」で測定し
て求めた。

【００７７】比表面積値は、Ｂ．Ｅ．Ｔ．法により測定
した。

【００７８】粉体ｐＨ値は、試料５ｇを３００ｍｌの三
角フラスコに秤り取り、煮沸した純水１００ｍｌを加
え、加熱して煮沸状態を約５分間保持した後、栓をして
常温まで放冷し、減量に相当する水を加えて再び栓をし
て１分間振り混ぜ、５分間静置した後、得られた上澄み
液のｐＨ値をＪＩＳＺ８８０２−７に従って測定
し、得られた値を粉体ｐＨ値とした。

【００７９】なお、アニオン（Ａ^ｎ−）としてＣＯ_３
^２−用いた場合の炭酸イオン含有量及び粒子表面の高級
脂肪酸、有機シラン化合物、ロジン類等による被覆量
は、カーボン・サルファーアナライザー：ＥＭＩＡ−２
２００（ＨＯＲＩＢＡ製）により、炭素含有量（重量
％）測定して評価した。粒子表面の高級脂肪酸、有機シ
ラン化合物、ロジン類等による被覆量は、表面処理の前
後での炭素含有量の増加分から評価した。

【００８０】Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉
末の塩化ビニル樹脂中の耐熱時間は下記測定法によって
調べた。

【００８１】塩化ビニル樹脂中にＭｇ−Ａｌ系ハイドロ
タルサイト型粒子粉末及び添加剤を下記の組成割合で混
合し、得られた混合物５０ｇを熱間ロールを用いて練り
込み、練り込みシートを得た。練り込み条件は、練り込
み温度１６５℃、ロール間隙０．７５ｍｍ、練り込み時
間３分である。

【００８２】ハイドロタルサイト型粒子粉末：３．５重量部、塩化ビニル樹脂（重合度１３００）（商品名：ＴＫ−１３００、信越化学製）：１００重量部、トリ．２−エチルヘキシル・トリメリテート（ＴＯＴＭ、商品名：Ｗ７２０、大日本インキ化学製）：４８重量部、ステアリン酸亜鉛（一級試薬）：０．８重量部、炭酸カルシウム（商品名：ＳｕｐｅｒＳＳＳ、丸尾カルシウム製）：１６重量部、酸化アンチモン（一級試薬）：５重量部、酸化防止剤（商品名：ＡＯ−６０、旭電化工業製）０．１重量部、ゲル化促進剤（商品名：ＰＡ−４０、鐘淵化学工業製）２重量部。

【００８３】得られた練り込みシートについて、ＪＩＳ
Ｋ６７２３に準拠した熱安定性試験を行い、耐熱時
間を測定する。

【００８４】Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉
末を含有する塩素含有樹脂の初期着色は下記評価法で判
断した。

【００８５】前記塩化ビニル練り込みシートを熱間プレ
スで加圧処理し、シート片（厚さ１．０ｍｍ）を得た。
加圧条件は、プレス温度１７０℃、プレス圧１００ｋｇ
／ｃｍ^２、プレス時間５分、プレス間隙１．０ｍｍであ
る。得られたシートの着色を目視により確認する。着色
性の評価基準は１〜１０の１０段階で数値の大きいもの
ほど着色の大きいことを示し、下記にその目安を示す。１〜２：ほとんど着色なし。３〜５：着色が小さい。６〜８：着色が大きい。９〜１０：着色が極めて大きい。

【００８６】＜Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子
粉末の製造＞ＣＯ_３ ^２−イオン濃度が０．７８７５ｍｏ
ｌ／ｌの炭酸ナトリウム水溶液５００ｍｌと１８．４ｍ
ｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液４９１．８ｍｌ（ｐ
Ｈ値＝１４．２）及び水５００ｍｌを混合し、６０℃に
保持して、反応容器中で撹拌しておく。これに２．７ｍ
ｏｌ／ｌの硫酸マグネシウム水溶液５００ｍｌと０．４
５ｍｏｌ／ｌの硫酸アルミニウム水溶液５００ｍｌの混
合溶液を添加し、全量を２．５ｌとした。反応容器内を
撹拌しながらｐＨ値が１２．４、９５℃で８時間熟成し
て白色沈殿物を生成した（１次反応）。

【００８７】次いで、前記白色沈殿物を含む反応溶液に
１．３５ｍｏｌ／ｌの硫酸マグネシウム水溶液２５０ｍ
ｌと０．２２５ｍｏｌ／ｌの硫酸アルミニウム水溶液２
５０ｍｌの混合溶液を添加し、全量を３ｌとし反応容器
内を攪拌しながらｐＨ値が１２．１、９５℃で６時間熟
成して白色沈殿物を生成した（２次反応）。１次反応で
添加したマグネシウムとアルミニウムの合計モル数に対
する、２次反応で添加したマグネシウムとアルミニウム
の合計モル数の比は０．２５である。（この白色沈殿物
を「被処理粒子１」という。）

【００８８】この白色沈殿物を含む懸濁液を６０℃まで
冷却し、温度を維持してリン酸水素２ナトリウム１ｇ
（Ｐイオン／ハイドロタルサイト型粒子粉末＝０．２５
ｍｏｌ％）を水５０ｍｌに溶解した溶液を添加して、３
０分間反応容器中で攪拌しリン酸処理を行った後、水
洗、６０℃にて乾燥して白色粒子粉末を得た。この白色
粒子粉末を同定した結果、ハイドロタルサイト型粒子粉
末であることが認められた。

【００８９】得られたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト
型粒子粉末は、平均板面径が０．３０μｍ、厚みが０．
０６００μｍ、ＢＥＴ比表面積が１４．０ｍ^２／ｇ、粉
体ｐＨ値が８．２８であった。組成はｘが０．２５２で
あった。リン含有量は、該ハイドロタルサイト型粒子粉
末に対し、４７ｐｐｍであった。

【００９０】上記Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒
子粉末を前記の組成割合で混合し練り込みシートを作成
した。得られた練り込みシートの熱安定性試験による耐
熱時間は８２０分であった。また、前記評価法による初
期着色は３であった。

【００９１】

【作用】本発明において重要な点は、２段階反応で得ら
れたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末の反応
溶液にリン酸塩を添加することによって、常圧下で板面
径が大きく、適度な厚みを有し、しかも、塩素含有樹脂
と混合し過熱加工成型した場合に初期着色が抑制でき、
耐熱性に優れたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子
粉末が得られるという事実である。

【００９２】板面径が大きく、適度な厚みを有するＭｇ
−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末が得られる理由
について、本発明者は、１次反応で適度な大きさのハイ
ドロタルサイト型粒子の芯粒子を生成させ、該芯粒子表
面で、２次反応で添加したマグネシウムイオン及びアル
ミニウムイオンが共沈析出してハイドロタルサイト層を
トポタクティックに被覆形成させ、芯粒子の結晶成長を
更に促進するためと考えている。

【００９３】また、本発明におけるＭｇ−Ａｌ系ハイド
ロタルサイト型粒子粉末は、塩素含有樹脂に含有させて
熱安定性試験を行った場合、ジンクバーニングが起こり
にくい特徴を持っている。ジンクバーニングが起こりに
くい理由については未だ明らかではないが、β−ジケト
ンのような高価な安定剤を使用することなく、安価なス
テアリン酸亜鉛の添加量を増やすことによって、耐熱性
を更に向上させることが可能である。

【００９４】本発明に係る製造法によって得られたＭｇ
−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末を含有する樹脂
の初期着色が抑制される理由については未だ明らかでは
ないが、粒子の生成反応が終了したＭｇ−Ａｌ系ハイド
ロタルサイト型粒子を微量のリン酸塩で処理することに
よって、Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子の粒子
表面が改質され、ハイドロタルサイト型粒子表面からの
マグネシウムの溶出が抑制されたことによるものと本発
明者は推定している。

【００９５】本発明に係る粒子表面が高級脂肪酸、有機
シラン化合物及びロジン類から選ばれる表面被覆剤で被
覆されたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末を
塩素含有樹脂などの樹脂練り込み用途に用いた場合に、
耐熱性がさらに向上する理由として、本発明者はハイド
ロタルサイト型粒子粉末の樹脂への分散性が改良され、
塩素含有樹脂中に均一に分散することにより、塩素含有
樹脂中の不安定な塩素イオンを捕捉する能力が向上した
ことに起因して、樹脂の安定性、更には耐熱性も向上す
るものと考えている。また、上記被覆により、Ｍｇ−Ａ
ｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末の表面塩基性が低下
することによって、樹脂の分解が抑制され、樹脂の安定
性、耐熱性が向上するものと考えている。

【００９６】次に、実施例、比較例並びに参考例を挙げ
る。

【００９７】実施例１〜１４、比較例１〜３実施例１〜９は、リン酸塩の種類、添加量、処理ｐＨ、
処理温度、処理時間を種々変化させた以外は、前記発明
の実施の形態と同様にしてＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサ
イト型粒子粉末を得た。実施例１０〜１４は、マグネシ
ウム化合物の種類、濃度、アルミニウム化合物の種類、
濃度、炭酸ナトリウム塩の濃度、アルカリ水溶液の濃
度、及び熟成温度を種々変化させた以外は、前記発明の
実施の形態と同様にしてＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイ
ト型粒子粉末を得た。

【００９８】比較例１、２は表３に示すリン酸処理を行
ったＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末であ
る。比較例３は市販品のＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイ
ト型粒子粉末（板面径０．２５μｍ、厚み０．０６１０
μｍ、板状比４．１、比表面積９．２ｍ^２／ｇ）、アル
カマイザー１（商品名、協和化学工業株式会社製）であ
る。

【００９９】このときの製造条件を表１乃至表３に、得
られたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末の諸
特性を表４に示す。

【０１００】

【表１】

【０１０１】

【表２】

【０１０２】

【表３】

【０１０３】

【表４】

【０１０４】実施例１５前記、発明の実施の形態に記載のＭｇ−Ａｌ系ハイドロ
タルサイト型粒子粉末５００ｇとステアリン酸１５ｇを
ヘンシェルミキサーに入れ、５分間粉砕混合して、粒子
表面がステアリン酸で被覆されたＭｇ−Ａｌ系ハイドロ
タルサイト型粒子粉末を得た。

【０１０５】実施例１６〜２０は、発明の実施の形態に
記載のＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末及び
実施例１０のＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉
末に表面被覆剤による表面処理を行い、粒子表面が各種
表面被覆剤で被覆されたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイ
ト型粒子粉末を得た。

【０１０６】このときの製造条件及び得られたＭｇ−Ａ
ｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末の諸特性を表５に示
す。

【０１０７】参考例１は被処理粒子１にリン酸処理を行
わず、表面処理を行ったＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイ
ト型粒子粉末である。

【０１０８】

【表５】

【０１０９】

【発明の効果】本発明に係る製造法によって得られたＭ
ｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末は、板面径が
大きく、適度な厚みを有し、塩素含有樹脂に練り込んだ
場合に耐熱性が優れ、しかも初期着色が少ないため、塩
素含有樹脂用の安定剤として好適である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｃ 3/08 Ｃ０９Ｃ 3/08 3/10 3/10 3/12 3/12 (72)発明者山本明典広島県大竹市明治新開１番４戸田工業株式会社大竹創造センター内Ｆターム(参考） 4G076 AA10 AA16 AB04 AB06 AB07 AB08 AB09 BA11 BA45 BF05 BF06 CA08 DA01 DA30 4J002 BD051 DE286 FB076 FB096 FB236 FD036 4J037 AA24 CA22 CB09 CB23 CC01 DD17 EE03 EE14 EE28 EE43 EE44 EE46 EE47 FF13 FF15 FF21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アニオンを含有したアルカリ性水溶液と
マグネシウム塩水溶液とアルミニウム塩水溶液とを混合
し、ｐＨ値が１０〜１４の範囲の混合溶液とした後、該
混合溶液を８０〜１０５℃の温度範囲で熟成してＭｇ−
Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子の芯粒子を生成させ、
次いで、該芯粒子を含む水性懸濁液に、該芯粒子の生成
時に添加した前記マグネシウムと前記アルミニウムとの
合計モル数に対して、合計モル数が０．３５以下となる
割合でマグネシウム及びアルミニウムを含有するマグネ
シウム塩水溶液とアルミニウム塩水溶液とを添加した
後、ｐＨ値が１０〜１４の範囲、温度が６０〜１０５℃
の範囲で熟成してＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒
子粉末を得、次いで、前記Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサ
イト型粒子粉末に対してＰ換算で０．０１〜５．００ｍ
ｏｌ％のリン酸塩を添加してリン酸処理することを特徴
とするＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末の製
造法。
【請求項２】アニオンを含有したアルカリ性水溶液と
マグネシウム塩水溶液とアルミニウム塩水溶液とを混合
し、ｐＨ値が１０〜１４の範囲の混合溶液とした後、該
混合溶液を８０〜１０５℃の温度範囲で熟成してＭｇ−
Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子の芯粒子を生成させ、
次いで、該芯粒子を含む水性懸濁液に、該芯粒子の生成
時に添加した前記マグネシウムと前記アルミニウムとの
合計モル数に対して、合計モル数が０．３５以下となる
割合でマグネシウム及びアルミニウムを含有するマグネ
シウム塩水溶液とアルミニウム塩水溶液とを添加した
後、ｐＨ値が１０〜１４の範囲、温度が６０〜１０５℃
の範囲で熟成してＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒
子粉末を得、次いで、前記Ｍｇ−Ａｌ系ハイドロタルサ
イト型粒子粉末に対してＰ換算で０．０１〜５．００ｍ
ｏｌ％のリン酸塩を添加してリン酸処理した後、高級脂
肪酸、有機シラン化合物、ロジン類から選ばれる１種又
は２種以上の表面被覆剤で表面処理することを特徴とす
るＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末の製造
法。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載のＭｇ−Ａｌ
系ハイドロタルサイト型粒子粉末の製造法によって得ら
れたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末からな
る塩素含有樹脂安定剤。
【請求項４】請求項１又は請求項２記載のＭｇ−Ａｌ
系ハイドロタルサイト型粒子粉末の製造法によって得ら
れたＭｇ−Ａｌ系ハイドロタルサイト型粒子粉末を含有
する塩素含有樹脂組成物。