JP2014019784A - 表面処理重質炭酸カルシウム、その製造方法、及び該炭酸カルシウムを含有した樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】乾式で生産できるためにコスト的に有利で、優れた分散性と低水分性のため、細孔径を精密に制御するフィルムや、加水分解しやすいポリエステル系の樹脂、ガラス転移点が高く高温で混練する必要があるナイロン、ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチックに有用な表面処理重質炭酸カルシウムを提供する。
【解決手段】式13,000≦Ａ≦25,000、0.8 ≦Ｂ≦3.0 、Ｃ≧0.55、０≦Ｄ1 ≦1000を満足することを特徴とする表面処理重質炭酸カルシウムである。
但し、Ａ：空気透過法による比表面積（cm2/g ）、Ｂ：平均粒子径（μｍ）で、マイクロトラックＭＴ３３００により測定した５０％粒子径（ｄ５０）、Ｃ：マイクロトラックＭＴ３３００により測定した粒度分布の１０％粒子径（μｍ）、Ｄ1 ：カールフィッシャー法（加熱気化法）により２５〜３００℃の間で測定される水分（ppm ）。
【選択図】なし
【解決手段】式13,000≦Ａ≦25,000、0.8 ≦Ｂ≦3.0 、Ｃ≧0.55、０≦Ｄ1 ≦1000を満足することを特徴とする表面処理重質炭酸カルシウムである。
但し、Ａ：空気透過法による比表面積（cm2/g ）、Ｂ：平均粒子径（μｍ）で、マイクロトラックＭＴ３３００により測定した５０％粒子径（ｄ５０）、Ｃ：マイクロトラックＭＴ３３００により測定した粒度分布の１０％粒子径（μｍ）、Ｄ1 ：カールフィッシャー法（加熱気化法）により２５〜３００℃の間で測定される水分（ppm ）。
【選択図】なし
Description
本発明は、表面処理重質炭酸カルシウム、その製造方法、及び該表面処理重質炭酸カルシウムを含有してなる組成物に関する。
従来、ポリオレフィン樹脂等のフィルム製造用樹脂に炭酸カルシウム等の無機充填材を配合してなるフィルムを一軸方向あるいは二軸方向に延伸し、フィルムに連通したボイドを発生させた多孔性フィルムの製造方法が多数提案されている。このような多孔性フィルムについては、衛生材料、医療用材料、建築用材料、農業用シート、電池セパレーター等の多種多様な用途への使用が提案されている。
炭酸カルシウムは不活性で、製造装置の摩耗を引き起こしにくいフィラーであるが、表面が親水性で、吸湿しやすく、樹脂との親和性に劣るので、表面処理によりこれらの欠点を改善されて使用されているが、高度な用途には樹脂中への分散不良が原因で十分な性能が得られないことがある。
このような分散不良の問題を改善するため、各種の検討がおこなわれてきた。例えば、生石灰を添加して炭酸カルシウムフィラーを除湿するなど試みられてきたが、生石灰は微粒子化が困難で、さらには炭酸カルシウムよりも混練装置や成形装置の摩耗を引き起こしやすいという問題がある。また、ビニルシラン等の脱水剤の添加も検討されているが、コストアップ要因になるという問題がある。
ところで、分散不良の原因は、樹脂とフィラーとの親和性の過不足、不均一なフィラーの表面処理など、フィラーに起因するものが種々あげられるが、炭酸カルシウム粒子の表面にあらかじめ水が存在すると、凝集しやすく、また、疎水性の有機物を使用した表面処理が十分には行えない。
このため、樹脂との混練時に樹脂組成物中の水や低分子量（低沸点）の有機物が加熱により揮発し、シルバーストリークやガスマークが形成され、フィルム化を阻害したり、たとえフィルム化に成功しても得られる多孔性フィルムに形成されるボイドに異常に大きなボイドが混じったりする原因となる。
また、バイオプラスチック、ＰＥＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂は水分により加水分解を起こしやすい。一般的には樹脂組成物（コンパウンド）の水分は１００ｐｐｍ以下でないとガスマーク等の欠陥が問題となるとされている。
このため、樹脂との混練時に樹脂組成物中の水や低分子量（低沸点）の有機物が加熱により揮発し、シルバーストリークやガスマークが形成され、フィルム化を阻害したり、たとえフィルム化に成功しても得られる多孔性フィルムに形成されるボイドに異常に大きなボイドが混じったりする原因となる。
また、バイオプラスチック、ＰＥＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂は水分により加水分解を起こしやすい。一般的には樹脂組成物（コンパウンド）の水分は１００ｐｐｍ以下でないとガスマーク等の欠陥が問題となるとされている。
これらの問題は、水分が少なく、吸湿性が少ない、あるいは、容易に乾燥できる炭酸カルシウムが提供できれば解決できる可能性がある。例えば、湿式粉砕してから表面処理すると水分が少なくなることは一般的に知られている。しかし、脱水、乾燥工程が必須であり、コスト的には不利である。また、比表面積が大きくなると水分は高くなるので使用は制限される。また例えば、脱水剤として生石灰を添加することで発生した水分を吸着させる方法があるが、樹脂組成物のｐＨを上昇させるのでその使用には限界がある。また、その反応性ゆえに微粉化が困難であり、特にフィルム分野で使用するには粗粒子が問題になる。
これまでに、周速２０ｍ／秒以上の高速撹拌で粉体温度を２００〜３５０℃に加熱して脱水し水分を0.02重量％以下にまで低減して、脂肪酸金属セッケンまたは非イオン性界面活性剤を添加し、その融点以上１８０℃までの温度で混合した軽質炭酸カルシウムフィラーをプラスチックに配合して射出成型して厚さ４ｍｍの成形体にすると、水分に起因するシルバーマークが発生せず、耐衝撃性、表面光沢度、耐熱性が大きく改善された成形体が得られることが報告されている（特許文献１）。
上記特許文献１では、平均粒径３μｍで水分０．１重量％の重質炭酸カルシウムをヘンシェルミキサーを用い、周速４０ｍ／秒でかきまぜながら、粉体温度２８０〜３００℃で25分間乾燥し、その後ステアリン酸カルシウムを２％添加して１６０℃で混合し、水分０．００９重量％の表面処理重質炭酸カルシウムを得ている。
しかしながら、装置的にヘンシェルミキサーの撹拌熱で２８０〜３００℃にするのは困難であり、また、ジャケットにオイル媒体を通しても、シール部分が損傷しやすく装置の保守が困難であり、長期連続運転ができない。更に、この重質炭酸カルシウムをポリプロピレンに配合した応用物性ではシルバーマークは発生しないが、表面光沢及び耐衝撃性に劣り、満足しうる効果が得られていない。また、ピンホール抑制のため極度な低水分を要求される薄膜フィルムへの使用には十分とは云い難い。
本発明者等は、かかる実情に鑑み、炭酸カルシウムの内、粉砕や分級等の物理的手段で製造される重質炭酸カルシウムが比較的初期水分が小さいので低水分化には有利と考え、鋭意研究の結果、重質炭酸カルシウムを目的とするフィルムに必要な粒度特性を示すように調整し、適切な加熱方法や加熱条件で乾燥して水分を低減し、さらに疎水化の表面処理を行って製造したフィラーが上記問題を解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
しかしながら、装置的にヘンシェルミキサーの撹拌熱で２８０〜３００℃にするのは困難であり、また、ジャケットにオイル媒体を通しても、シール部分が損傷しやすく装置の保守が困難であり、長期連続運転ができない。更に、この重質炭酸カルシウムをポリプロピレンに配合した応用物性ではシルバーマークは発生しないが、表面光沢及び耐衝撃性に劣り、満足しうる効果が得られていない。また、ピンホール抑制のため極度な低水分を要求される薄膜フィルムへの使用には十分とは云い難い。
本発明者等は、かかる実情に鑑み、炭酸カルシウムの内、粉砕や分級等の物理的手段で製造される重質炭酸カルシウムが比較的初期水分が小さいので低水分化には有利と考え、鋭意研究の結果、重質炭酸カルシウムを目的とするフィルムに必要な粒度特性を示すように調整し、適切な加熱方法や加熱条件で乾燥して水分を低減し、さらに疎水化の表面処理を行って製造したフィラーが上記問題を解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
従って、本発明の目的は、乾式で生産できるためにコスト的に有利で、フィルム製造用樹脂に配合されると、優れた分散性とフィラーとしての低水分性のため、例えば、フィルムの細孔径を精密に制御した多孔性フィルムの製造に好適な表面処理重質炭酸カルシウム、その製造方法、及び該炭酸カルシウムを含有した樹脂組成物を提供することにある。
すなわち、本発明の特徴は、下記式（１）〜（４）を満足する表面処理重質炭酸カルシウムである。
13,000≦Ａ≦25,000 （１）
0.8 ≦Ｂ≦3.0 （２）
Ｃ≧0.55 （３）
０≦Ｄ1 ≦1000 （４）
但し、
Ａ：空気透過法による比表面積（cm2/g ）、
Ｂ：平均粒子径（μｍ）で、マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒子の５０％粒子径（ｄ５０）、
Ｃ：マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒度分布の１０％粒子径（μｍ）、
Ｄ1 ：カールフィッシャー法（加熱気化法）により２５〜３００℃の間で測定される水分（ppm ）。
13,000≦Ａ≦25,000 （１）
0.8 ≦Ｂ≦3.0 （２）
Ｃ≧0.55 （３）
０≦Ｄ1 ≦1000 （４）
但し、
Ａ：空気透過法による比表面積（cm2/g ）、
Ｂ：平均粒子径（μｍ）で、マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒子の５０％粒子径（ｄ５０）、
Ｃ：マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒度分布の１０％粒子径（μｍ）、
Ｄ1 ：カールフィッシャー法（加熱気化法）により２５〜３００℃の間で測定される水分（ppm ）。
本発明の他の特徴は、更に、下記式（５）と式（６）とを更に満足する表面処理重質炭酸カルシウムである。。
Ｅ≦8 （５）
０≦Ｄ2 ≦150 （６）
但し、
Ｅ：マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒度分布の９０％粒子径（μｍ）、
Ｄ2 ：カールフィッシャー法（加熱気化法）により２００〜３００℃の間で測定される水分（ppm ）。
Ｅ≦8 （５）
０≦Ｄ2 ≦150 （６）
但し、
Ｅ：マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒度分布の９０％粒子径（μｍ）、
Ｄ2 ：カールフィッシャー法（加熱気化法）により２００〜３００℃の間で測定される水分（ppm ）。
本発明の更に他の特徴は、更に、式（７）を満足する表面処理炭酸カルシウムである。
8.0 ≦Ｆ≦9.8 （７）
但し、
Ｆ：１０重量％水懸濁液にしたときのｐＨ
8.0 ≦Ｆ≦9.8 （７）
但し、
Ｆ：１０重量％水懸濁液にしたときのｐＨ
本発明の更に他の特徴は、重質炭酸カルシウムを分級した後、キルン、電気炉、マイクロ波炉から選ばれる加熱装置を用いて２００℃以上８００℃以下で加熱処理し、次いで、表面処理剤で表面処理することを特徴とする上記表面処理重質炭酸カルシウムの製造方法である。
本発明の更に他の特徴は、重質炭酸カルシウムを、キルン、電気炉、マイクロ波炉から選ばれる加熱装置を用いて２００℃以上８００℃以下で加熱処理した後分級し、次いで、表面処理剤で表面処理することを特徴とする請求項１記載の表面処理重質炭酸カルシウムの製造方法である。
本発明の更に他の特徴は、上記表面処理炭酸カルシウムを含有してなる樹脂組成物である。
本発明の更に他の特徴は、樹脂が熱可塑性樹脂である。
本発明の更に他の特徴は、熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂又はポリエステル系樹脂である。
本発明の更に他の特徴は、フィルム用の樹脂組成物である。
本発明の表面処理重質炭酸カルシウムは、乾式で生産できるためにコスト的に有利で、例えば、フィルム製造用樹脂に配合されると、フィラーとしての優れた分散性と低水分性のため、フィルムの細孔径を精密に制御した多孔性フィルムの製造に好適である。
更に、本発明の表面処理重質炭酸カルシウムは、低水分性であるため、バイオプラスチック、ＰＥＴやＰＥＮのような加水分解しやすいポリエステル系の樹脂や、ガラス転移点が高く高温で混練する必要があるナイロン、ポリカーボネート等にエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂にも好適である。
更に、本発明の表面処理重質炭酸カルシウムは、低水分性であるため、バイオプラスチック、ＰＥＴやＰＥＮのような加水分解しやすいポリエステル系の樹脂や、ガラス転移点が高く高温で混練する必要があるナイロン、ポリカーボネート等にエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂にも好適である。
本発明に係る表面処理重質炭酸カルシウムは、下記の（１）、（２）および（３）の粒度特性と、（４）で示される水分値とを満足することを特徴とする。
13,000≦Ａ≦25,000 （１）
0.8 ≦Ｂ≦3.0 （２）
Ｃ≧0.55 （３）
０≦Ｄ1 ≦1000 （４）
但し、
Ａ：空気透過法による比表面積（cm2/g ）、
Ｂ：平均粒子径（μｍ）で、マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒子の５０％粒子径（ｄ５０）、
Ｃ：マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒度分布の１０％粒子径（μｍ）、
Ｄ1 ：カールフィッシャー法（加熱気化法）により２５〜３００℃の間で測定される水分（ppm ）。
13,000≦Ａ≦25,000 （１）
0.8 ≦Ｂ≦3.0 （２）
Ｃ≧0.55 （３）
０≦Ｄ1 ≦1000 （４）
但し、
Ａ：空気透過法による比表面積（cm2/g ）、
Ｂ：平均粒子径（μｍ）で、マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒子の５０％粒子径（ｄ５０）、
Ｃ：マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒度分布の１０％粒子径（μｍ）、
Ｄ1 ：カールフィッシャー法（加熱気化法）により２５〜３００℃の間で測定される水分（ppm ）。
本発明に係る表面処理重質炭酸カルシウムは、空気透過法による比表面積Ａが13,000〜25,000ｃｍ2 ／ｇであることが必要で、14,000〜20,000ｃｍ2 ／ｇが好ましく、更に好ましくは15,000〜18,000ｃｍ2 ／ｇである。
比表面積Ａが25,000ｃｍ2 ／ｇを越えると分散性の点で好ましくなく、また、表面積が大きいので吸着水分も多くなる。13,000ｃｍ2 ／ｇ未満では、一次粒子が大き過ぎ、例えば電池用セパレータフィルムに配合された場合に目的以上の大きな空孔を作成するので、リチウム二次電池に使用される粒子としては適当ではない。また例えば、紙おむつ用通気性フィルムはコストダウン、環境保護、装着時の快適性の観点から年々フィルム厚が薄くなっているので、大きな一次粒子の存在により、フィッシュアイが発生する可能性があり、フィルムの耐水圧が低下するので好ましくない。
比表面積Ａが25,000ｃｍ2 ／ｇを越えると分散性の点で好ましくなく、また、表面積が大きいので吸着水分も多くなる。13,000ｃｍ2 ／ｇ未満では、一次粒子が大き過ぎ、例えば電池用セパレータフィルムに配合された場合に目的以上の大きな空孔を作成するので、リチウム二次電池に使用される粒子としては適当ではない。また例えば、紙おむつ用通気性フィルムはコストダウン、環境保護、装着時の快適性の観点から年々フィルム厚が薄くなっているので、大きな一次粒子の存在により、フィッシュアイが発生する可能性があり、フィルムの耐水圧が低下するので好ましくない。
空気透過法による比表面積Ａは、下記の方法で測定した。
恒圧粉体比表面積測定装置（島津製作所製：ＳＳ−１００）を使用して、下記の測定条件で測定した。
重質炭酸カルシウムの比重：２．７ｇ／ｍｌ
試料：２．７ｇ
通気させる水の量：５ｍｌ
試料層の厚み：比表面積１００００ｃｍ2 ／ｇ未満の場合は、８ｍｍ〜９ｍｍに調整
比表面積１００００ｃｍ2 ／ｇ以上２００００ｃｍ2 ／ｇ以下の場合は、９ｍｍ〜１２ｍｍに調整
比表面積２００００ｃｍ2 ／ｇ超過の場合は、１２ｍｍ〜１３ｍｍの間に調整
恒圧粉体比表面積測定装置（島津製作所製：ＳＳ−１００）を使用して、下記の測定条件で測定した。
重質炭酸カルシウムの比重：２．７ｇ／ｍｌ
試料：２．７ｇ
通気させる水の量：５ｍｌ
試料層の厚み：比表面積１００００ｃｍ2 ／ｇ未満の場合は、８ｍｍ〜９ｍｍに調整
比表面積１００００ｃｍ2 ／ｇ以上２００００ｃｍ2 ／ｇ以下の場合は、９ｍｍ〜１２ｍｍに調整
比表面積２００００ｃｍ2 ／ｇ超過の場合は、１２ｍｍ〜１３ｍｍの間に調整
本発明に係る表面処理重質炭酸カルシウムは、Leeds & Northrup社製マイクロトラックＭＴ３３００で測定した平均粒子径Ｂが0.8 〜3.0 μｍであることが必要で、1.3 〜2.5 μｍであることが好ましく、更に好ましくは1.8 〜2.3 μｍである。
平均粒子径Ｂを0.8 μｍ未満にすることは技術上可能であるが、超微粉が多くなり、水分除去の点で不利であり、また樹脂中でも凝集した二次粒子のままで存在するため好ましくなく、平均粒子径Ｂが3.0 μｍを越えると、例えば、紙おむつなど延伸して製造するフィルムには、フィルム中の開口部の孔径が大きくなりすぎ透湿フィルムとしては好ましくない。
平均粒子径Ｂを0.8 μｍ未満にすることは技術上可能であるが、超微粉が多くなり、水分除去の点で不利であり、また樹脂中でも凝集した二次粒子のままで存在するため好ましくなく、平均粒子径Ｂが3.0 μｍを越えると、例えば、紙おむつなど延伸して製造するフィルムには、フィルム中の開口部の孔径が大きくなりすぎ透湿フィルムとしては好ましくない。
本発明に係る表面処理重質炭酸カルシウムは、マイクロトラックＭＴ３３００で測定した粒度分布の１０％粒子径Ｃが０．５５μｍ以上であることが必要で、好ましくは０．６０μｍ以上、更に好ましくは０．６５μｍ以上である。１０％粒子径Ｃが0.55μｍ未満であると水分の吸着しやすい超微粉の頻度が高くなり低水分化が達成できない。また、超微粉はフィルムを延伸させる多孔性フィルムの場合、粒子が樹脂に追随してボイドが発生しない場合や、ボイドが小さすぎて機能に寄与しない場合がある。更に、昨今はフィルムの押し出しスピードが高速になり、コンパウンドのＭＦＲを上げる必要があるが、微粒子を多く含むと樹脂粘度が上がりＭＦＲが低くなってしまう。１０％粒子径Ｃの上限は特に制限されないが、Ｄ５０に近い程好ましい。
ところで、超微粉の頻度を適切にするには、少なくとも１回は微粉カット工程を経て、比表面積を低下させた重質炭酸カルシウムを原料として、これを分級して粒度調整し、さらに表面処理して製造する方法が挙げられる。微粉カットにも分級が使用できる。微粉カット工程は、重質炭酸カルシウムの表面処理工程の前に行うほうが、水分除去の面で有利であるが、表面処理工程の後でも行うことができ、また、必要に応じて付け加えることもできる。分級としては、水を利用した湿式分級や空気を利用した乾式分級のいずれでもよいが、作業性や乾燥のためのエネルギーが不要である面で乾式分級が好ましい。分級は加熱処理の前又は後のいずれでもよい。
ところで、超微粉の頻度を適切にするには、少なくとも１回は微粉カット工程を経て、比表面積を低下させた重質炭酸カルシウムを原料として、これを分級して粒度調整し、さらに表面処理して製造する方法が挙げられる。微粉カットにも分級が使用できる。微粉カット工程は、重質炭酸カルシウムの表面処理工程の前に行うほうが、水分除去の面で有利であるが、表面処理工程の後でも行うことができ、また、必要に応じて付け加えることもできる。分級としては、水を利用した湿式分級や空気を利用した乾式分級のいずれでもよいが、作業性や乾燥のためのエネルギーが不要である面で乾式分級が好ましい。分級は加熱処理の前又は後のいずれでもよい。
１０％粒子径Ｃは、例えば市場で入手できる微粒子の無処理の重質炭酸カルシウムで比表面積が２5,000 cm2/g を越えるものからでも、分級により微粒子をカットすることによって得ることができる。微粒子をカットすることで、相対的に平均粒子径Ｂは若干大きい方向にシフトするが、比表面積を低下させることによる水分低下に寄与する度合いは顕著である。
なお、マイクロトラックＭＴ３３００での測定に用いる媒体には、メタノールを用いた。また、測定に際しては、測定に用いるメタノールスラリーに前分散として日本精機製作所製超音波分散機 Ultra Sonic Generator US-300Tを使用し、300 μＡで60秒間照射した後に測定した。
本発明に係る表面処理重質炭酸カルシウムは、カールフィッシャー法（加熱気化法）による２５〜３００℃の間で測定される水分Ｄ１が1000ppm 以下であることが必要で、好ましくは700ppm以下であり、更に好ましくは500ppm以下である。２５〜３００℃までは比較的脱着しやすい吸着水分であり、乾燥あるいは混練時の真空ベントである程度除去できるが1000ppm を超えると除去しきれない水分量が多くなる。本発明の表面処理炭酸カルシウムは混練前の予備乾燥をしないで低水分の樹脂組成物（コンパウンド）を得ることができる炭酸カルシウムフィラーを提供することが望ましいので、除去しきれない水分量が多くなると好ましくない。
また、本発明に係る表面処理重質炭酸カルシウムは、カールフィッシャー法（加熱気化法）による２００〜３００℃の間で測定される水分Ｄ2 が、１５０ppm 以下であることが好ましく、より好ましくは１００ppm 以下であり、更に好ましくは５０ppm 以下である。水分Ｄ２が150ppmを上回る値であると、表面処理後に再吸湿しやすくなり、また、予備乾燥や混練時に機械的に除去するのが困難である。
また、本発明に係る表面処理重質炭酸カルシウムは、カールフィッシャー法（加熱気化法）による２００〜３００℃の間で測定される水分Ｄ2 が、１５０ppm 以下であることが好ましく、より好ましくは１００ppm 以下であり、更に好ましくは５０ppm 以下である。水分Ｄ２が150ppmを上回る値であると、表面処理後に再吸湿しやすくなり、また、予備乾燥や混練時に機械的に除去するのが困難である。
水分Ｄ1 及び水分Ｄ2 は、重質炭酸カルシウムを加熱処理することにより調整される。加熱条件は温度と時間により変動するので一概には規定できないが、通常、品温２００℃以上８００℃以下、より好ましくは品温２５０℃以上７００℃以下、更に好ましくは品温３００℃以上６００℃以下の一定温度で加熱処理するのが好適である。特に水分Ｄ2 は、重質炭酸カルシウム中の超微粒子が比較的大きな粒子表面に焼結して、または粉砕により発生したメソポアが焼結により収縮したために、比表面積を低下させた結果水分が少なくなると考えられる。２００℃より低い温度では、粉体表面の吸着水分が離脱するだけで化学吸着している水分は離脱しない。また、再吸湿性が高くなるので好ましくない。一方、８００℃より高い温度では、滞留時間にもよるが、粒子内部まで生石灰化してｐＨを上昇させ、焼結により凝集した粗大粒子に成長するので好ましくない。
本発明において加熱処理に使用する加熱装置としては、例えば、トンネルキルン、ローラハウスキルン、プッシャーキルン、シャトルキルン、台車昇降式キルン等のキルン、電気炉等が挙げられる。ロータリーキルンとしては、例えば、外熱式ロータリーキルン、内熱式ロータリーキルン、バッチ式ロータリーキルンが挙げられる。更に、これらの加熱装置にマイクロ波を組み合わせたマイクロ波炉等が挙げられる。好ましくは、コスト、作業性、熱履歴のムラを考慮するとロータリーキルンが好適であり、中でも好ましいのは外熱式ロータリーキルンである。内熱式ロータリーキルンは粉体の白色度を低下させる恐れがあり、バッチ式は後工程の表面処理を考慮すると効率が悪いためである。
本発明において加熱処理に使用する加熱装置としては、例えば、トンネルキルン、ローラハウスキルン、プッシャーキルン、シャトルキルン、台車昇降式キルン等のキルン、電気炉等が挙げられる。ロータリーキルンとしては、例えば、外熱式ロータリーキルン、内熱式ロータリーキルン、バッチ式ロータリーキルンが挙げられる。更に、これらの加熱装置にマイクロ波を組み合わせたマイクロ波炉等が挙げられる。好ましくは、コスト、作業性、熱履歴のムラを考慮するとロータリーキルンが好適であり、中でも好ましいのは外熱式ロータリーキルンである。内熱式ロータリーキルンは粉体の白色度を低下させる恐れがあり、バッチ式は後工程の表面処理を考慮すると効率が悪いためである。
カールフィッシャー法（加熱気化法）による水分Ｄ１、Ｄ２は、下記の方法により測定した。
水分気化装置（三菱化学社製：ＶＡ−１００）を使用し、カールフィッシャー法水分計（三菱化学社製：ＣＡ−１００）により重質炭酸カルシウムの水分量を３回測定し、それらの平均値とした。
尚、重質炭酸カルシウムサンプルは２５℃に調整された部屋で２日間以上静置した後に測定される。測定条件は下記のとおりである。
昇温開始温度：２５℃
昇温終了温度：３００℃
ステップ温度：１００℃
終点検出レベル：０．１μｇ／ｓ
滴定開始延滞時間：２ｍｉｎ
導通ガス：Ｎ2 ガス
導通ガス量：２５０ｍｌ／ｍｉｎ
サンプル量：１ｇ
水分気化装置（三菱化学社製：ＶＡ−１００）を使用し、カールフィッシャー法水分計（三菱化学社製：ＣＡ−１００）により重質炭酸カルシウムの水分量を３回測定し、それらの平均値とした。
尚、重質炭酸カルシウムサンプルは２５℃に調整された部屋で２日間以上静置した後に測定される。測定条件は下記のとおりである。
昇温開始温度：２５℃
昇温終了温度：３００℃
ステップ温度：１００℃
終点検出レベル：０．１μｇ／ｓ
滴定開始延滞時間：２ｍｉｎ
導通ガス：Ｎ2 ガス
導通ガス量：２５０ｍｌ／ｍｉｎ
サンプル量：１ｇ
本発明に係る表面処理重質炭酸カルシウムは、上記マイクロトラックＭＴ３３００で測定した粒度分布の９０％粒子径Ｅが８μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは６μｍ以下である。Ｅが８μｍを超えると比較的大粒子の頻度が高いことを意味し、紙おむつ用多孔質フィルムに配合された場合に、目的以上の大きな空孔を作成されたる恐れがある。９０％粒子径Ｅは、原理的に平均粒子径Ｂよりは大きい値となる。
本発明に係る表面処理重質炭酸カルシウムは、１０重量％水懸濁液にしたときのｐＨ値Ｆが8.0 〜9.8 であることが好ましく、より好ましくは8.0 〜9.6 である。ｐＨ値Ｆを8.0 未満にすることは、表面処理剤、表面処理量を選ぶことによって技術的には可能であるが、コストの点で好ましくなく、ｐＨ値Ｆが9.8 を上回るアルカリの強い値にすることは、フィルムの劣化に加えて、例えば紙おむつのような人の皮膚に接触するような用途では、皮膚の過敏な箇所に障害を引き起こす恐れが生じ好ましくない。また、ポリエステル系樹脂のように加水分解しやすい樹脂は特に好ましくない。
なお、上記１０重量％水懸濁液にしたときのｐＨ値Ｆは、試料５ｇを４５ｇのイオン交換水に投入し、十分に振とうして２０分静置し、水懸濁液をｐH 計にて測定した。
なお、上記１０重量％水懸濁液にしたときのｐＨ値Ｆは、試料５ｇを４５ｇのイオン交換水に投入し、十分に振とうして２０分静置し、水懸濁液をｐH 計にて測定した。
また、本発明に係る表面処理重質炭酸カルシウムは、下記の試験方法で測定される目開き３８μｍのＪＩＳ標準篩の篩残分Ｇが１０ppm 以下であることが好ましく、より好ましくは５ppm 以下である。篩残分Ｇが１０ppm を越えるとフィルムを薄膜化した場合、例えば、紙おむつ用通気性フィルムを薄膜化した場合フィッシュアイが発生しやすいので好ましくない。上記ＥやＧに影響する粗大粒子は空気分級に加えて、篩による分級工程で、例えば振動篩等の篩いを通すことによって除去できる。粗大粒子の除去は、表面処理工程の前でも、表面処理後でも必要に応じておこうなうことができる。
（篩試験方法）
試料４００ｇを２Ｌのステンレスビーカーに量り取り、８００ｇの工業用メタノールを加えてスラリーとする。それを内径２００ｍｍの目開き３８μｍのＪＩＳ標準篩上に注ぎながら、刷毛で軽く混ぜ試料を通過させる。刷毛に付いた固形物も水を用いて洗い落し、篩通過液が完全に透明になるまで、刷毛を用いて軽く篩上を掃く。次に、内径７５ｍｍの目開き３８μｍのＪＩＳ標準篩に残物を移し、乾燥機（１０５℃）に３０分以上放置する。その後、デシケーターで１５分放冷した後、残物を薬包紙に取り篩残分を計算する。
（篩試験方法）
試料４００ｇを２Ｌのステンレスビーカーに量り取り、８００ｇの工業用メタノールを加えてスラリーとする。それを内径２００ｍｍの目開き３８μｍのＪＩＳ標準篩上に注ぎながら、刷毛で軽く混ぜ試料を通過させる。刷毛に付いた固形物も水を用いて洗い落し、篩通過液が完全に透明になるまで、刷毛を用いて軽く篩上を掃く。次に、内径７５ｍｍの目開き３８μｍのＪＩＳ標準篩に残物を移し、乾燥機（１０５℃）に３０分以上放置する。その後、デシケーターで１５分放冷した後、残物を薬包紙に取り篩残分を計算する。
本発明に用いられる表面処理剤は、有機物であれば特に限定されることなく用いることができる。具体的に例示すると、一価アルコールの高級脂肪酸エステル、多価アルコールの高級脂肪酸エステル、モンタンワックスタイプの非常に長鎖のエステルの部分加水分解物等の脂肪酸エステル系滑剤；ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ひまし油、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルの非イオン界面活性剤が挙げられ、これらは単独で又は２種以上組み合わせて用いられる。尚、上記一価アルコールとしては炭素数が１〜１８であるメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等が挙げられ、多価アルコールとしてはエチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等が挙げられ、高級脂肪酸としては炭素数が８〜１８のラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等が挙げられる。
さらには、オレイン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリスチン酸イソトリデシル、パルミチン酸、ベヘニン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸等の脂肪酸；前記脂肪酸のアマイドおよびビスアマイド；ステアリルアルコール等の高級アルコールまたは分岐高級アルコール；ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムまたはその複合体等の金属石鹸系滑剤；Ｃ16以上の流動パラフィン、マイクロクリスタンワックス、天然パラフィン、合成パラフィン、ポリオレフィンワックスおよびこれらの部分酸化物、あるいはフッ化物、塩化物などの脂肪族炭化水素系滑剤；シリコンオイル、大豆油、ヤシ油、パーム核油、アマニ油、ナタネ油、綿実油、キリ油、ヒマシ油、牛脂、スクワラン、ラノリン、硬化油等の油剤；Ｎ−アシルアミノ酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド等のカルボン酸塩；アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンおよびアルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホンコハク酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、Ｎ−アシルスルホン酸塩等のスルホン酸塩；硫酸化油、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルアリルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩等の硫酸エステル塩；トリメチルフォスフェート、トリエチルフォスフェート、トリフェニルフォスフェート等のアルキルリン酸塩、アルキルエーテルリン酸塩、アルキルアリルエーテルリン酸塩等のリン酸エステル塩；脂肪族アミン塩、脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等の陽イオン界面活性剤；カルボキシベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン、レシチン等の両性界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン２級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、アルキルフェノールホルマリン縮合物の酸化エチレン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミンオキサイド等の非イオン界面活性剤；フッ素系界面活性剤；ポリオキシエチレンアリルグリシジルノニルフェニルエーテル等の反応系界面活性剤等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上組み合わせて用いられる。更には、上記した非イオン界面活性剤と組み合わせて用いられる。
これらの表面処理剤の中では、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等の飽和脂肪酸が性能的にもコスト的にも好ましい。また、加水分解しやすいポリエチレンテレフタレートやバイオプラスチックのようなポリエステル系樹脂や混練温度の高い樹脂には、トリメチルフォスフェート、トリエチルフォスフェート、トリフェニルフォスフェート等のリン酸エステルが好ましい。
これらの表面処理剤の中では、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等の飽和脂肪酸が性能的にもコスト的にも好ましい。また、加水分解しやすいポリエチレンテレフタレートやバイオプラスチックのようなポリエステル系樹脂や混練温度の高い樹脂には、トリメチルフォスフェート、トリエチルフォスフェート、トリフェニルフォスフェート等のリン酸エステルが好ましい。
本発明に係る表面処理重質炭酸カルシウムは、粒度特性の調整された重質炭酸カルシウムを加熱処理し、次いで表面処理剤で表面処理することにより製造される。加熱装置としては上記したように、各種のキルン、電気炉、マイクロ波炉等が好適である。加熱条件は、上記したように、加熱温度、加熱時間（滞留時間）等を勘案して適宜決定される。
上記の如くして得られた表面処理炭酸カルシウムは、低水分であるとともに、各種樹脂、ゴム、塗料等における分散性に優れており、特に樹脂との相溶性及び分散性に優れている。
樹脂としては特に制限されず、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリアミド樹脂、バイオプラスチック、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、フッ素樹脂等で樹脂組成物中に水分が多くなると強度劣化したり、耐久性が問題となる用途に適し、これら樹脂は単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。これらの樹脂の中でフィルム用としては、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。更に、バイオプラスチック、ＰＥＴやＰＥＮのような加水分解しやすいポリエステル系の樹脂や、ガラス転移点が高く高温で混練する必要があるナイロン、ポリカーボネート等にエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂も好ましい。配合割合は、通常、樹脂１００重量部に対して表面処理炭酸カルシウム２〜４００重量部が好適である。
樹脂としては特に制限されず、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリアミド樹脂、バイオプラスチック、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、フッ素樹脂等で樹脂組成物中に水分が多くなると強度劣化したり、耐久性が問題となる用途に適し、これら樹脂は単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。これらの樹脂の中でフィルム用としては、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。更に、バイオプラスチック、ＰＥＴやＰＥＮのような加水分解しやすいポリエステル系の樹脂や、ガラス転移点が高く高温で混練する必要があるナイロン、ポリカーボネート等にエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂も好ましい。配合割合は、通常、樹脂１００重量部に対して表面処理炭酸カルシウム２〜４００重量部が好適である。
本発明の樹脂組成物には、上記の他に一般に樹脂組成物に用いられる添加物、例えば、滑剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、スリップ剤、着色剤等を配合してもよい。
上記の如き樹脂組成物を用いてフィルムを得るには、ヘンシェルミキサー、タンブラー型ミキサー、リボンブレンダー等の公知の混合機を用いて混合した後、通常は一軸あるいは二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等で加熱混練し、ペレット化する。又は、上記混練中に上記樹脂とは特性の異なる樹脂や、上記表面処理炭酸カルシウムをサイドフィード等の手法を用いて配合し連続して次なる混練をおこなってもよい。このペレットを上記樹脂の融点以上且つ分解温度未満の温度において、Ｔダイ押出、あるいはインフレーション成形等の公知の成形機を用いて、溶融、製膜する。場合によっては、ペレット化せずに直接にＴダイ押出等で製膜してもよい。また、ブロー成形しても良い。比較的厚みのあるシートの場合は射出成形しても良い。
製膜されたフィルムは、公知のロール法、テンター法等の方法により、樹脂の軟化点以下の温度で、少なくとも一軸方向に延伸し、樹脂部分と炭酸カルシウムとの界面剥離等を起こさせることにより多孔性フィルムが製造される。
延伸は、一段で行っても、あるいは複数の段階に分けて行ってもよい。延伸倍率は所望の多孔質フィルムの特性に合致するように定めなければならないが、通常は公知の範囲の倍率を用いるとよい。好ましくは、延伸倍率は1.2 倍から3 倍である。二軸延伸の場合は流れ方向及びそれと直角方向に同時に延伸を行ってもよいし、最初に流れ方向、次ぎに流れと直角方向、あるいは反対の順序に分けて行ってもよい。また延伸後に、得られたフィルムの開口形状を安定化させるために熱固定化処理をおこなったり、酸溶液等で洗浄してもよい。
本発明によって製造されるフィルムの厚みには特に制限はなく、用途に応じて調整すればよい。例えば、紙おむつのバックシートでは１６〜５０gsm （ｇ／ｍ2 ）が一般的であるが、本発明による表面処理炭酸カルシウムを配合することによって１４gsm （ｇ／ｍ2 ）以下の通気性フィルムを得ることができる。また、使い捨てカイロやカーラップ、ハウスラップ等の建築用材料では３０〜１００μｍ前後、電池用セパレーターでは数百μｍが一般的である。
多孔性フィルムの物性は、炭酸カルシウムの比表面積、充填割合、表面処理剤の種類、フィルム又はシート製造用樹脂の（直鎖状ポリエチレンと分岐状ポリエチレンの割合等の）組成、その他添加剤の種類、延伸条件（延伸方向、延伸倍率、延伸温度、延伸後の熱固定化処理条件）によって自由に変えることができる。
本発明による多孔性フィルムは、適度の通気性、透湿性、接着性を有し、厚みや硬さにおいて優れた均一性を有する。このため、使い捨て紙おむつ、体液吸収パッド、ベッドシーツ等の衛生材料、手術衣、温湿布用基材等の医療材料、ジャンパー、雨着等の衣料用材料、壁紙、屋根防水材、ハウスラップフィルム等の建築用材料、乾燥剤、防湿剤、脱酸素剤、使い捨てカイロ、鮮度保持包装、食品包装等の包装材、農業用透気性シート、電池用セパレータ等の資材として極めて好適に使用できる。
以下、実施例、比較例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はかかる実施例、比較例により何ら制限されるものではない。尚、以下の記載において、部は重量部を表わす。
実施例１
市販の重質炭酸カルシウムであるスーパー＃２０００（丸尾カルシウム社製）を使用し、外熱式ロータリーキルン（高砂工業社製；外形寸法Φ１５０×２０００ｍｍ）で、外熱温度５８０℃、レトルト回転数４ｒｐｍ、角度６０ｍｍ、投入量６ｋｇ/ ｈの条件にて加熱処理した。この時、品温は４２０℃、滞留時間は約１０分であった。この産物を放冷してスーパーミキサーＳＭＶ−２０（カワタ製）を使用して表面処理した。ミキサーにこの産物を５．５ｋｇ投入し、加温しながら品温が７０℃になってから、７０℃に加熱して溶融させたステアリン酸５５ｇを撹拌しながら添加して品温が１３０℃に達するまで撹拌加熱処理した。その後、ハイボルター３００型（東洋ハイテック製；ノンライナー）に目開き４６μｍのメッシュを装着して、粗粒子や凝集粒子を篩分け除去して表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
市販の重質炭酸カルシウムであるスーパー＃２０００（丸尾カルシウム社製）を使用し、外熱式ロータリーキルン（高砂工業社製；外形寸法Φ１５０×２０００ｍｍ）で、外熱温度５８０℃、レトルト回転数４ｒｐｍ、角度６０ｍｍ、投入量６ｋｇ/ ｈの条件にて加熱処理した。この時、品温は４２０℃、滞留時間は約１０分であった。この産物を放冷してスーパーミキサーＳＭＶ−２０（カワタ製）を使用して表面処理した。ミキサーにこの産物を５．５ｋｇ投入し、加温しながら品温が７０℃になってから、７０℃に加熱して溶融させたステアリン酸５５ｇを撹拌しながら添加して品温が１３０℃に達するまで撹拌加熱処理した。その後、ハイボルター３００型（東洋ハイテック製；ノンライナー）に目開き４６μｍのメッシュを装着して、粗粒子や凝集粒子を篩分け除去して表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
実施例２
市販の重質炭酸カルシウムであるスーパー＃２０００（丸尾カルシウム社製）を、流体分級機ターボクラシファイアＴＣ−１５（日清エンジニアリング社製）を用いて、フィード量１．５ｋｇ/ ｈ、ローター回転数８０００ｒｐｍ、風量１．５ｍ3 / ｍｉｎの条件で分級し、粗粉側を回収した。これを電気炉中に４００℃で１時間加熱処理した。この産物を実施例１と同様に、表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
市販の重質炭酸カルシウムであるスーパー＃２０００（丸尾カルシウム社製）を、流体分級機ターボクラシファイアＴＣ−１５（日清エンジニアリング社製）を用いて、フィード量１．５ｋｇ/ ｈ、ローター回転数８０００ｒｐｍ、風量１．５ｍ3 / ｍｉｎの条件で分級し、粗粉側を回収した。これを電気炉中に４００℃で１時間加熱処理した。この産物を実施例１と同様に、表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
実施例３
市販の重質炭酸カルシウムであるナノックス＃２５Ａ（丸尾カルシウム社製）を使用した以外は実施例２と同様に分級、加熱処理、表面処理して、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。但し、表面処理剤の量は７１．５ｇとした。
市販の重質炭酸カルシウムであるナノックス＃２５Ａ（丸尾カルシウム社製）を使用した以外は実施例２と同様に分級、加熱処理、表面処理して、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。但し、表面処理剤の量は７１．５ｇとした。
実施例４
市販の重質炭酸カルシウムであるカルテックス７（丸尾カルシウム社製）を使用して電気炉中に３５０℃で２時間加熱処理した。その産物を実施例１と同様に表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。但し、表面処理剤の量は８２．５ｇとした。
市販の重質炭酸カルシウムであるカルテックス７（丸尾カルシウム社製）を使用して電気炉中に３５０℃で２時間加熱処理した。その産物を実施例１と同様に表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。但し、表面処理剤の量は８２．５ｇとした。
実施例５
市販の重質炭酸カルシウムであるカルテックス５（丸尾カルシウム社製）を、流体分級機ターボクラシファイアＴＣ−１５を用いて、フィード量１．０ｋｇ/ ｈ、ローター回転数１２０００ｒｐｍ、風量１．５ｍ3 / ｍｉｎの条件で分級し、粗粉側を回収した。これを電気炉中に４００℃で１時間加熱処理した。その産物を実施例１と同様に表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。但し、表面処理剤の量は８２．５ｇとした。
市販の重質炭酸カルシウムであるカルテックス５（丸尾カルシウム社製）を、流体分級機ターボクラシファイアＴＣ−１５を用いて、フィード量１．０ｋｇ/ ｈ、ローター回転数１２０００ｒｐｍ、風量１．５ｍ3 / ｍｉｎの条件で分級し、粗粉側を回収した。これを電気炉中に４００℃で１時間加熱処理した。その産物を実施例１と同様に表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。但し、表面処理剤の量は８２．５ｇとした。
実施例６
市販の重質炭酸カルシウムであるスーパー＃１５００（丸尾カルシウム社製）を使用し、外熱式ロータリーキルン（高砂工業社製；外形寸法Φ１５０×２０００ｍｍ）で、外熱温度５２０℃、レトルト回転数４ｒｐｍ、角度６０ｍｍ、投入量６ｋｇ/ ｈの条件にて加熱処理した。この時、品温は３８０℃、滞留時間は約１０分であった。これを実施例１と同様に、表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。但し、表面処理剤の量は４９．５ｇとした。
市販の重質炭酸カルシウムであるスーパー＃１５００（丸尾カルシウム社製）を使用し、外熱式ロータリーキルン（高砂工業社製；外形寸法Φ１５０×２０００ｍｍ）で、外熱温度５２０℃、レトルト回転数４ｒｐｍ、角度６０ｍｍ、投入量６ｋｇ/ ｈの条件にて加熱処理した。この時、品温は３８０℃、滞留時間は約１０分であった。これを実施例１と同様に、表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。但し、表面処理剤の量は４９．５ｇとした。
実施例７
実施例２の表面処理剤をトリメチルフォスフェートにして表面処理剤を常温で２７．５ｇ添加した以外は同様に加熱処理、表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
実施例２の表面処理剤をトリメチルフォスフェートにして表面処理剤を常温で２７．５ｇ添加した以外は同様に加熱処理、表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
実施例８
電気炉の条件を７５０℃、１時間の加熱処理した以外は実施例１と同様に表面処理工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。ただし篩通しは省略した。
電気炉の条件を７５０℃、１時間の加熱処理した以外は実施例１と同様に表面処理工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。ただし篩通しは省略した。
実施例９
市販の重質炭酸カルシウムであるスーパー＃２０００（丸尾カルシウム社製）を使用し、電気炉中に250 ℃で２時間加熱処理した。この産物を実施例１と同様に表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
市販の重質炭酸カルシウムであるスーパー＃２０００（丸尾カルシウム社製）を使用し、電気炉中に250 ℃で２時間加熱処理した。この産物を実施例１と同様に表面処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
実施例１０
実施例４の表面処理剤をトリエチルフォスフェートにした以外は同様に加熱処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
実施例４の表面処理剤をトリエチルフォスフェートにした以外は同様に加熱処理、篩工程を経て表１に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
比較例１
実施例１のロータリーキルンによる加熱処理をしなかったこと以外は同様にして表２に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
実施例１のロータリーキルンによる加熱処理をしなかったこと以外は同様にして表２に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
比較例２
市販の表面処理重質炭酸カルシウムであるＭＣコートＳ−１４（丸尾カルシウム社製）を準備した。
市販の表面処理重質炭酸カルシウムであるＭＣコートＳ−１４（丸尾カルシウム社製）を準備した。
比較例３
市販の重質炭酸カルシウムであるナノックス＃３０（丸尾カルシウム社製）を使用した以外は実施例１と同様に、加熱処理、表面処理、篩工程を経て表２に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
市販の重質炭酸カルシウムであるナノックス＃３０（丸尾カルシウム社製）を使用した以外は実施例１と同様に、加熱処理、表面処理、篩工程を経て表２に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
比較例４
加熱処理をしなかったこと以外は実施例７と同様に表面処理、篩工程を経て表２に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
加熱処理をしなかったこと以外は実施例７と同様に表面処理、篩工程を経て表２に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。
比較例５
市販の表面処理重質炭酸カルシウムであるスーパーＳ（丸尾カルシウム社製）を準備した。
市販の表面処理重質炭酸カルシウムであるスーパーＳ（丸尾カルシウム社製）を準備した。
比較例６
加熱処理しなかったこと以外は比較例３と同様に、表面処理、篩工程を経て表２に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。但し、表面処理剤の量は３８．５ｇとした。
加熱処理しなかったこと以外は比較例３と同様に、表面処理、篩工程を経て表２に示す粉体物性を有する表面処理重質炭酸カルシウムを得た。但し、表面処理剤の量は３８．５ｇとした。
実施例１１〜１８、比較例７〜１１
実施例１〜６及び８、９、比較例１〜３及び５、６によって得られた表面処理重質炭酸カルシウムを用いて、ポリエチレン（ユメリット２０４０Ｆ；宇部丸善ポリエチレン株式会社製）５０部、表面処理重質炭酸カルシウム５０部、安定剤としてイルガノックス１０１０を１０００ｐｐｍ添加して、ヘンシェルミキサーで混合攪拌して充分に分散せしめた後に、混練押出し機（ラボプラストミル２Ｄ２５Ｗ型；東洋精機製）を用いて２２０℃で造粒しペレットにした。そのペレットを１１０℃、３時間乾燥させた後、フィルム押出し機（ラボプラストミルＤ２０２５型；東洋精機製）を用いて２３０℃でＴダイから押し出し無延伸フィルムを得た。次いで、テンター延伸機で無延伸フィルムを１１５℃に加熱してＭＤ方向（押出し方向）に３．３倍に延伸し、更に１２０℃に加熱してＴＤ方向（横手方向）に３倍に延伸した。このフィルムの目付量は１５ｇｓｍであった。その評価結果を表３に示す。但し、評価の基準は次の通りである。
実施例１〜６及び８、９、比較例１〜３及び５、６によって得られた表面処理重質炭酸カルシウムを用いて、ポリエチレン（ユメリット２０４０Ｆ；宇部丸善ポリエチレン株式会社製）５０部、表面処理重質炭酸カルシウム５０部、安定剤としてイルガノックス１０１０を１０００ｐｐｍ添加して、ヘンシェルミキサーで混合攪拌して充分に分散せしめた後に、混練押出し機（ラボプラストミル２Ｄ２５Ｗ型；東洋精機製）を用いて２２０℃で造粒しペレットにした。そのペレットを１１０℃、３時間乾燥させた後、フィルム押出し機（ラボプラストミルＤ２０２５型；東洋精機製）を用いて２３０℃でＴダイから押し出し無延伸フィルムを得た。次いで、テンター延伸機で無延伸フィルムを１１５℃に加熱してＭＤ方向（押出し方向）に３．３倍に延伸し、更に１２０℃に加熱してＴＤ方向（横手方向）に３倍に延伸した。このフィルムの目付量は１５ｇｓｍであった。その評価結果を表３に示す。但し、評価の基準は次の通りである。
＜粒子の分散性＞
◎：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが無い。
○：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが３個以上１０個未満である。
×：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１０個以上である。
◎：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが無い。
○：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが３個以上１０個未満である。
×：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１０個以上である。
＜水分によるガスマーク＞
◎：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が無い。
○：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が３個以上１０個未満である。
×：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が１０個以上である。
◎：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が無い。
○：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が３個以上１０個未満である。
×：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が１０個以上である。
以上のように、本発明の表面処理重質炭酸カルシウムは低コストで分散性が良く、表面性状の優れたフィルムを提供することができる。尚、実施例１７については、ＰＨが高く使い捨て紙おむつ、体液吸収パッド、ベッドシーツ等の衛生材料には不適である。
実施例１９〜２０、比較例１２〜１３
実施例７、１０、比較例４、５によって得られた表面処理重質炭酸カルシウムを用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（比重１．３９；日本ポリペンコ社製）６０部、表面処理重質炭酸カルシウム４０部をヘンシェルミキサーで混合攪拌して充分に分散せしめた後に、混練押出し機（ラボプラストミル２Ｄ２５Ｗ型；東洋精機製）を用いて２８０℃で造粒しペレットにした。そのペレットを１１０℃、１時間乾燥させた後、このペレットをフィルム押出し機（ラボプラストミルＤ２０２５型；東洋精機製）を用いて２９０℃でＴダイからシート状に押し出し、３０℃の冷却ドラムで冷却固化せしめ無延伸フィルムを得た。次いで、テンター延伸機で無延伸フィルムを９５℃に加熱してＭＤ方向（押出し方向）に３．３倍に延伸し、更に１２０℃に加熱してＴＤ方向（横手方向）に３倍に延伸して厚さ５０μｍのフィルムを得た。その評価結果を表４に示す。
実施例７、１０、比較例４、５によって得られた表面処理重質炭酸カルシウムを用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（比重１．３９；日本ポリペンコ社製）６０部、表面処理重質炭酸カルシウム４０部をヘンシェルミキサーで混合攪拌して充分に分散せしめた後に、混練押出し機（ラボプラストミル２Ｄ２５Ｗ型；東洋精機製）を用いて２８０℃で造粒しペレットにした。そのペレットを１１０℃、１時間乾燥させた後、このペレットをフィルム押出し機（ラボプラストミルＤ２０２５型；東洋精機製）を用いて２９０℃でＴダイからシート状に押し出し、３０℃の冷却ドラムで冷却固化せしめ無延伸フィルムを得た。次いで、テンター延伸機で無延伸フィルムを９５℃に加熱してＭＤ方向（押出し方向）に３．３倍に延伸し、更に１２０℃に加熱してＴＤ方向（横手方向）に３倍に延伸して厚さ５０μｍのフィルムを得た。その評価結果を表４に示す。
＜ペレットのＩＶ（溶融粘度）＞
ＰＥＴ樹脂単体の２８０℃におけるＩＶ（溶融粘度）を１００として、得られたペレットのＩＶを指数化して分子量の目安とした。数値が小さいほど加水分解していると考えられる。
ＰＥＴ樹脂単体の２８０℃におけるＩＶ（溶融粘度）を１００として、得られたペレットのＩＶを指数化して分子量の目安とした。数値が小さいほど加水分解していると考えられる。
＜粒子の分散性＞
◎：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが無い。
○：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが３個以上１０個未満である。
×：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１０個以上である。
◎：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが無い。
○：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが３個以上１０個未満である。
×：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１０個以上である。
＜水分によるガスマーク＞
◎：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が無い。
○：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が３個以上１０個未満である。
×：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が１０個以上である。
◎：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が無い。
○：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が３個以上１０個未満である。
×：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が１０個以上である。
実施例２１〜２２、比較例１４〜１５
実施例７、１０、比較例４、６によって得られた表面処理重質炭酸カルシウムを用いて、バイオプラスチック（比重１．２５；ユニチカ社製テラマックＴＰ−４０００）７０部、表面処理重質炭酸カルシウム３０部をヘンシェルミキサーで混合攪拌して充分に分散せしめた後に、混練押出し機（ラボプラストミル２Ｄ２５Ｗ型；東洋精機製）を用いて１８０℃で造粒しペレットにした。そのペレットを１１０℃、１時間乾燥させた後、このペレットをフィルム押出し機（ラボプラストミルＤ２０２５型；東洋精機製）を用いて１９０℃でＴダイからシート状に押し出し、厚さ１００μｍの無延伸フィルムを得た。その評価結果を表４に示す。
実施例７、１０、比較例４、６によって得られた表面処理重質炭酸カルシウムを用いて、バイオプラスチック（比重１．２５；ユニチカ社製テラマックＴＰ−４０００）７０部、表面処理重質炭酸カルシウム３０部をヘンシェルミキサーで混合攪拌して充分に分散せしめた後に、混練押出し機（ラボプラストミル２Ｄ２５Ｗ型；東洋精機製）を用いて１８０℃で造粒しペレットにした。そのペレットを１１０℃、１時間乾燥させた後、このペレットをフィルム押出し機（ラボプラストミルＤ２０２５型；東洋精機製）を用いて１９０℃でＴダイからシート状に押し出し、厚さ１００μｍの無延伸フィルムを得た。その評価結果を表４に示す。
＜ペレットのＩＶ（溶融粘度）＞
バイオプラスチック樹脂単体の１９０℃におけるＩＶ（溶融粘度）を１００として、得られたペレットのＩＶを指数化して分子量の目安とした。数値が小さいほど加水分解していると考えられる。
バイオプラスチック樹脂単体の１９０℃におけるＩＶ（溶融粘度）を１００として、得られたペレットのＩＶを指数化して分子量の目安とした。数値が小さいほど加水分解していると考えられる。
＜粒子の分散性＞
◎：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが無い。
○：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが３個以上１０個未満である。
×：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１０個以上である。
◎：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが無い。
○：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが３個以上１０個未満である。
×：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる凝集物、粗大粒子によるフィッシュアイが１０個以上である。
＜水分によるガスマーク＞
◎：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による穴（ガスマーク）が無い。
○：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による穴（ガスマーク）が１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が３個以上１０個未満である。
×：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による穴（ガスマーク）が１０個以上である。
◎：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による穴（ガスマーク）が無い。
○：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による穴（ガスマーク）が１個か２個である。
△：フィルム３００ｍｍ×３００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による気泡（ガスマーク）が３個以上１０個未満である。
×：フィルム１００ｍｍ×２００ｍ中に目視で確認できる水分等の揮発成分による穴（ガスマーク）が１０個以上である。
以上のように、本発明の表面処理重質炭酸カルシウムは、加水分解して分子量低下を起こしやすいポリエステル系樹脂であっても、本発明の表面処理重質炭酸カルシウムは低水分故に安定的に、且つフィッシュアイやガスマークの少ないフィルムやシートを提供することができる。
以上のとおり、本発明の表面処理重質炭酸カルシウムは、乾式で生産できるためにコスト的に有利で、例えば、フィルム製造用樹脂に配合されると、フィラーとしての優れた分散性と低水分性のため、フィルムの細孔径を精密に制御した多孔性フィルムの製造に好適であり、予備乾燥することなく、あるいは簡単な予備乾燥で十分な脱水処理を可能とする表面処理重質炭酸カルシウムが提供される。
また、本発明の表面処理重質炭酸カルシウムは、低水分性であるため、バイオプラスチック、ＰＥＴやＰＥＮのような加水分解しやすいポリエステル系の樹脂や、ガラス転移点が高く高温で混練する必要があるナイロン、ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂にも好適で、その有用性は極めて大である。
また、本発明の表面処理重質炭酸カルシウムは、低水分性であるため、バイオプラスチック、ＰＥＴやＰＥＮのような加水分解しやすいポリエステル系の樹脂や、ガラス転移点が高く高温で混練する必要があるナイロン、ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂にも好適で、その有用性は極めて大である。
Claims (9)
- 下記式（１）〜（４）を満足することを特徴とする表面処理重質炭酸カルシウム。
13,000≦Ａ≦25,000 （１）
0.8 ≦Ｂ≦3.0 （２）
Ｃ≧0.55 （３）
０≦Ｄ1 ≦1000 （４）
但し、
Ａ：空気透過法による比表面積（cm2/g ）、
Ｂ：平均粒子径（μｍ）で、マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒子の５０％粒子径（ｄ５０）、
Ｃ：マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒度分布の１０％粒子径（μｍ）、
Ｄ1 ：カールフィッシャー法（加熱気化法）により２５〜３００℃の間で測定される水分（ppm ）。 - 更に、下記式（５）と式（６）とを更に満足することを特徴とする請求項１記載の表面処理重質炭酸カルシウム。
Ｅ≦8 （５）
０≦Ｄ2 ≦150 （６）
但し、
Ｅ：マイクロトラックＭＴ３３００レーザー式粒度分布計により測定した粒度分布の９０％粒子径（μｍ）、
Ｄ2 ：カールフィッシャー法（加熱気化法）により２００〜３００℃の間で測定される水分（ppm ）。 - 更に、式（７）を満足する請求項１又は２記載の表面処理炭酸カルシウム。
8.0 ≦Ｆ≦9.8 （７）
但し、
Ｆ：１０重量％水懸濁液にしたときのｐＨ。 - 重質炭酸カルシウムを分級した後、キルン、電気炉、マイクロ波炉から選ばれる加熱装置を用いて２００℃以上８００℃以下で加熱処理し、次いで、表面処理剤で表面処理することを特徴とする請求項１記載の表面処理重質炭酸カルシウムの製造方法。
- 重質炭酸カルシウムを、キルン、電気炉、マイクロ波炉から選ばれる加熱装置を用いて２００℃以上８００℃以下で加熱処理した後分級し、次いで、表面処理剤で表面処理することを特徴とする請求項１記載の表面処理重質炭酸カルシウムの製造方法。
- 請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面処理炭酸カルシウムを含有してなる樹脂組成物。
- 樹脂が熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の樹脂組成物。
- 熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂又はポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項７記載の樹脂組成物。
- フィルム用であることを特徴とする請求項８記載の樹脂組成物。
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