JP4565040B2 - 表面処理炭酸カルシウム及びそれを含むペースト状樹脂組成物 - Google Patents
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Description
本発明において、表面処理の対象として用いる炭酸カルシウム粒子は、特に限定されるものではなく、シリコーンを除く各種高分子材料の充填剤として使用することができるものであればよい。炭酸カルシウムには、天然炭酸カルシウム(重質炭酸カルシウム)及び合成炭酸カルシウム(軽質(膠質)炭酸カルシウム)がある。天然炭酸カルシウムは、石灰石原石から直接製造されるもので、例えば、石灰石原石を機械的に粉砕・分級することにより製造することができる。
本発明においては、ラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩のうちの少なくとも1種を30〜60重量%含む表面処理剤で炭酸カルシウムを表面処理する。ラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩のさらに好ましい含有割合は、30〜55重量%の範囲であり、さらに好ましくは35〜55重量%の範囲であり、さらに好ましくは40〜55重量%の範囲である。ラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩の含有割合が少なすぎると、ペースト状樹脂に配合した際の粘度が高くなり、低粘度で、高い揺変性を付与することができない。また、ラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩の含有割合が多すぎると、高い揺変性を得ることが困難になる。
本発明における表面処理剤は、ラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩以外に、パルミチン酸のナトリウム塩及びカリウム塩並びにステアリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩の内の少なくとも1種を含む。表面処理剤中のラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩と、パルミチン酸のナトリウム塩及びカリウム塩と、ステアリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩の合計の含有割合は80重量%以上である。上述のように、ラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩の含有割合は最大で60重量%であるので、パルミチン酸のナトリウム塩及びカリウム塩並びにステアリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩の合計の含有割合は20重量%以上である。
本発明における表面処理剤は、上記のラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩、パルミチン酸のナトリウム塩及びカリウム塩、並びにステアリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩以外に、その他の脂肪酸のナトリウム塩またはカリウム塩を含んでいてもよい。
本発明においては、上述のように、ラウリン酸のナトリウム塩またはカリウム塩と、パルミチン酸及び/またはステアリン酸のナトリウム塩またはカリウム塩とを含む表面処理剤により炭酸カルシウムが表面処理される。その他の脂肪酸のナトリウム塩またはカリウム塩として、不飽和脂肪酸のナトリウム塩またはカリウム塩を含んでいてもよいが、その含有割合は、5重量%以下であることが好ましい。不飽和脂肪酸のナトリウム塩及びカリウム塩の含有割合が、5重量%を越えると、貯蔵安定性が低下する。特に、長時間の保存により粘度が低下する傾向にある。不飽和脂肪酸のナトリウム塩及びカリウム塩のさらに好ましい含有割合は、4重量%以下であり、さらに好ましくは3重量%以下であり、さらに好ましくは2重量%以下である。
本発明における表面処理剤は、上述のように、ラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩と、パルミチン酸のナトリウム塩及びカリウム塩と、ステアリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩の合計の割合が80重量%以上であり、かつラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩の割合が30〜60重量%の範囲内であり、不飽和脂肪酸のナトリウム塩及びカリウム塩の含有割合が5重量%以下である。このような条件を満たすならば、表面処理剤として、ラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩、パルミチン酸のナトリウム塩及びカリウム塩、ステアリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩、並びにその他の脂肪酸のナトリウム塩及びカリウム塩以外の表面処理剤を含んでいてもよい。例えば、本発明の効果が失われない範囲において、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、及びその他の脂肪酸を酸の形態で含んでいてもよい。また、アルキルベンゼンスルホン酸などのスルホン酸塩や、樹脂酸のナトリウム塩またはカリウム塩なども、本発明の効果が失われない範囲において含まれていてもよい。
本発明の表面処理炭酸カルシウムは、上記表面処理剤で表面処理された炭酸カルシウムである。
抽出脂肪酸量から、酸の形態及びナトリウム塩もしくはカルシウム塩の形態のままで表面処理炭酸カルシウムの表面に付着しているラウリン酸等の脂肪酸及びその塩の含有割合を求めることができる。
本発明の表面処理炭酸カルシウムは、炭酸カルシウム粒子のスラリー液に、上記表面処理剤を添加して攪拌することにより製造することができる。上述のように、ラウリン酸等の脂肪酸のナトリウム塩またはカリウム塩は、炭酸カルシウム表面のカルシウムと反応し、不溶性のカルシウム塩となることにより表面処理することができる。表面処理した炭酸カルシウムのスラリー液は、その後脱水、乾燥することにより、表面処理炭酸カルシウムの粉末を得ることができる。
本発明の表面処理炭酸カルシウムは、インキ、塗料、シーリング材、PVCゾル、DOPゾル、アクリルゾル等のペースト状樹脂に配合した際、低い粘度で、かつ高い揺変性を付与することができ、さらには良好な貯蔵安定性が得られる。ペースト状樹脂に対する表面処理炭酸カルシウムの配合量は、配合目的、ペースト状樹脂に求められる特性等に応じて適宜調整することができる。
ポリウレタンシーラントなどとして用いることができるポリウレタンペースト状樹脂組成物は、主にイソシアネート、ポリオール、可塑剤、充填剤、その他の添加剤を含む。
変性シリコーンシーラントなどの変性シリコーンペースト状樹脂組成物は、主に変性シリコーン樹脂、可塑剤、充填剤、及びその他の添加剤からなる。高分子の末端に反応性のシリコーン官能基を導入して変性させた樹脂であり、シリコーン樹脂とは分子構造が全く異なる樹脂である。
ポリサルファイドシーラントなどのポリサルファイドペースト状樹脂組成物は、主にポリサルファイド樹脂、可塑剤、充填剤、及びその他の添加剤を含む。
ポリ塩化ビニル樹脂組成物は、主に塩化ビニル樹脂、可塑剤、充填剤、その他の添加剤を含む。可塑剤、充填剤、及びその他の添加剤としては、ポリウレタンペースト状樹脂組成物において説明したものと同様のものを用いることができる。
アクリルゾル樹脂組成物は、主にアクリル樹脂、架橋剤、可塑剤、充填剤、及びその他の添加剤を含む。
印刷インキ組成物は、主に、色料、ビヒクル、添加剤などを含む。
塗料組成物は、主に、顔料、ビヒクル、及び添加剤などを含む。
(実施例1)
BET比表面積が24m2/gである合成炭酸カルシウム2kgに、固形分10重量%となるように、60℃に調整した水を加え、攪拌型分散機を用いて炭酸カルシウムスラリー液を調製した。該スラリー液を分散機で攪拌しながら、ラウリン酸ナトリウム35g、ステアリン酸ナトリウム17.5g、及びパルミチン酸ナトリウム17.5gを混合した混合脂肪酸ナトリウム塩75g(ラウリン酸ナトリウム50%、ステアリン酸ナトリウム25%、パルミチン酸ナトリウム25%)を、この炭酸カルシウムスラリー液に添加し、5分間攪拌した後、プレス脱水した。
BET比表面積が20m2/gの合計炭酸カルシウムを用いる以外は、上記の実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウムを得た。
ラウリン酸ナトリウム35g、パルミチン酸ナトリウム16.4g、ステアリン酸ナトリウム16.5g、及びオレイン酸ナトリウム2.1gを混合した混合脂肪酸ナトリウム塩75g(ラウリン酸ナトリウム50%、パルミチン酸ナトリウム23.4%、ステアリン酸ナトリウム23.6%、オレイン酸ナトリウム3%)を用いる以外は、上記実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウムを得た。
ラウリン酸ナトリウム24.5g、パルミチン酸ナトリウム22.8g、及びステアリン酸ナトリウム22.8gを混合した混合脂肪酸ナトリウム塩70g(ラウリン酸ナトリウム35%、パルミチン酸ナトリウム32.5%、ステアリン酸ナトリウム32.5%)を用いる以外は、上記実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウムを得た。
ラウリン酸ナトリウム42g、パルミチン酸ナトリウム14g、及びステアリン酸ナトリウム14gを混合した混合脂肪酸ナトリウム塩70g(ラウリン酸ナトリウム60%、パルミチン酸ナトリウム20%、ステアリン酸ナトリウム20%)を用いる以外は、上記実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウムを得た。
BET比表面積が35m2/gの合成炭酸カルシウムを用い、ラウリン酸ナトリウム100g、パルミチン酸ナトリウム50g、及びステアリン酸ナトリウム50gを混合した混合脂肪酸ナトリウム塩200g(ラウリン酸ナトリウム50%、パルミチン酸ナトリウム25%、ステアリン酸ナトリウム25%)を用いる以外は、上記実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウムを得た。
ラウリン酸ナトリウム35g、ミリスチン酸ナトリウム11.2g、パルミチン酸ナトリウム11.9g、ステアリン酸ナトリウム11.9g、及びオレイン酸ナトリウム1.4gを混合した混合脂肪酸ナトリウム塩70g(ラウリン酸ナトリウム50%、ミリスチン酸ナトリウム16%、パルミチン酸ナトリウム17%、ステアリン酸ナトリウム17%、オレイン酸ナトリウム2%)を用いる以外は、上記実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウムを得た。
ラウリン酸ナトリウム49g、パルミチン酸ナトリウム10.5g、及びステアリン酸ナトリウム10.5gを混合した混合脂肪酸ナトリウム塩70g(ラウリン酸ナトリウム70%、パルミチン酸ナトリウム15%、ステアリン酸ナトリウム15%)を用いる以外は、上記実施例1と同様にして表面処理炭酸カルシウムを得た。
ラウリン酸ナトリウム14g、パルミチン酸ナトリウム28g、及びステアリン酸ナトリウム28gを混合した混合脂肪酸ナトリウム塩70g(ラウリン酸ナトリウム20%、パルミチン酸ナトリウム40%、ステアリン酸ナトリウム40%)を用いる以外は、上記実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウムを得た。
ラウリン酸ナトリウム35g、パルミチン酸ナトリウム15g、ステアリン酸ナトリウム15g、及びオレイン酸ナトリウム5gを混合した混合脂肪酸ナトリウム塩70g(ラウリン酸ナトリウム50%、パルミチン酸ナトリウム21.5%、ステアリン酸ナトリウム21.5%、オレイン酸ナトリウム7%)を用いる以外は、上記実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウムを得た。
BET比表面積が9m2/gの合成炭酸カルシウムを用いる以外は、上記実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウムを得た。
本比較例では、脂肪酸ナトリウム塩を用いずに、脂肪酸を用いて表面処理した。
本比較例においては、脂肪酸ナトリウム塩を用いずに、脂肪酸と乳化剤とを用いて表面処理した。
ラウリン酸ナトリウム33.6g、ミリスチン酸ナトリウム28g、パルミチン酸ナトリウム4.2g、ステアリン酸ナトリウム4.2gを混合した混合脂肪酸ナトリウム塩70g(ラウリン酸ナトリウム48%、ミリスチン酸ナトリウム40%、パルミチン酸ナトリウム6%、ステアリン酸ナトリウム6%)を用いる以外は、上記実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウムを得た。
表面処理前及び表面処理後の炭酸カルシウムについて、BET比表面積を測定した。BET比表面積は、比表面積測定装置 フローソープII2300(マイクロメリチック社製)を用いて測定した。測定結果を表1に示す。
実施例1〜7及び比較例1〜7の表面処理炭酸カルシウムについて、抽出脂肪酸量を測定した。表面処理炭酸カルシウム15gを、ソックスレー抽出器に入れ、ジエチルエーテル100mlで、表面処理炭酸カルシウム中の遊離脂肪酸及び遊離脂肪酸塩を抽出した。抽出前及び抽出後の表面処理炭酸カルシウムの重量変化と、表面処理炭酸カルシウムの試料重量から、抽出脂肪酸量を求めた。測定結果を表1に示す。
実施例1〜7及び比較例1〜7の表面処理炭酸カルシウムについて、DOPゾルを作製し、その粘度を測定した。DOPゾルは、表面処理炭酸カルシウム100gとDOP(ジオクチルフタレート、ジェイ・プラス社製)100gとをハイブリッドミキサー(HM−500 キーエンス製)で40秒間攪拌、得られたDOPゾルの初期粘度を20℃で測定した。また、20℃×7日後の粘度を20℃で測定した。粘度は、BH型粘度計(TOKIMEC製)によって、2rpmと20rpmで測定した。測定結果を表1に示す。なお、粘度上昇率は、混練直後の粘度に対する7日後の粘度の上昇率を示している。
実施例1〜7及び比較例1〜7の表面処理炭酸カルシウムについて、PPG(ポリプロピレングリコール)ゾルの粘度を測定した。PPGゾルの配合は、表面処理炭酸カルシウム200gとPPG(ポリプロピレングリコール、商品名「スミフェン3086」、住化バイエルウレタン社製)200gとを十分に混練し、得られたPPGゾルの初期粘度及び7日後の粘度を、上記と同様にして測定した。測定結果を表2に示す。
実施例1〜7及び比較例1〜7の表面処理炭酸カルシウムについて、1液型変性シリコーンシーラントを調製し、その粘度を測定した。1液型変性シリコーンシーラントは、白艶華CCR(白石工業株式会社製)85g、変性シリコーンポリマー(商品名「MSポリマーS203」鐘淵化学株式会社製)100g、DOP50g、重質炭酸カルシウム(商品名「ホワイトン305」白石工業株式会社製)35g、表面処理炭酸カルシウム15g、トリメトキシビニルシラン(商品名「KBM#1003」信越化学株式会社製)3.4g、及び触媒(商品名「#918」三共有機合成社製)2.5gを十分に混練して調製した。得られた1液型変性シリコーンシーラントについて、初期粘度及び7日後の粘度を上記と同様にして測定した。測定結果を表3に示す。
実施例1〜7及び比較例1〜7の表面処理炭酸カルシウムについて、2液型変性シリコーンシーラントを調製し、その粘度を測定した。2液型変性シリコーンシーラントの配合は、基剤として、白艶華CCR(白石工業株式会社製)を120g、変性シリコーンポリマー(商品名「MSポリマーS203」鐘淵化学株式会社製)を35g、DOPを50g、重質炭酸カルシウム(商品名「ホワイトンP−30白石工業株式会社製」)を20g、表面処理炭酸カルシウムを15g、及びエピコート828(油化シェルエポキシ製)5gを混合したものを用い、硬化剤として、重質炭酸カルシウム(商品名「ホワイトンP−30白石工業株式会社製」20g、DOP6.3g、オクチル酸錫(製)3g、及びラウリルアミン(製)0.7gを混合したものを用いた。基剤及び硬化剤のそれぞれを十分に混練し、得られた2液型変性シリコーンシーラントの基剤について混練直後の粘度及び7日後の粘度を上記と同様にして測定した。ただし、本評価に限ってBH型粘度計で1rpm及び10rpmの値を測定した。測定結果を表4に示す。
実施例1〜7及び比較例1〜7の表面処理炭酸カルシウムについて、ポリ塩化ビニルゾルを調製し、その粘度を測定した。ポリ塩化ビニルゾルは、表面処理炭酸カルシウム200g、ポリ塩化ビニル樹脂(商品名「ZEST P21」新第一塩ビ社製)300g、DINP300g、重質炭酸カルシウム(商品名「ホワイトンP−30」白石工業株式会社製)150g、接着付与剤(商品名「バーサミド140」ヘンケルジャパン製)10g、及び希釈剤(商品名「ミネラルターペン」山桂産業株式会社製)40gを十分に混練して調製した。得られたポリ塩化ビニルゾルについて初期粘度及び7日後の粘度を、上記と同様にして測定した。測定結果を表5に示す。
実施例1〜7及び比較例1〜7の表面処理炭酸カルシウムについて、アクリルゾルを調製し、その粘度を測定した。アクリルゾルの配合は、表面処理炭酸カルシウム150g、アクリル樹脂300g、DINP300g、重質炭酸カルシウム(商品名「ホワイトンP−30白石工業株式会社製」)100g、希釈剤(商品名「ミネラルターペン」山桂産業株式会社製)50g、接着付与剤(商品名「バーサミド140」ヘンケルジャパン製)100g、及びイソシアネート樹脂2.5gを十分に混練して調製した。得られたアクリルゾルについて初期粘度及び7日後の粘度を、上記と同様にして測定した。測定結果を表6に示す。
2…ラウリン酸
3…パルミチン酸及び/またはステアリン酸
4…マトリックス樹脂の有機物鎖
Claims (12)
- 脂肪酸のナトリウム塩またはカリウム塩を含む表面処理剤で表面処理された炭酸カルシウムであって、表面処理剤中のラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩と、パルミチン酸のナトリウム塩及びカリウム塩と、ステアリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩の合計の含有割合が80重量%以上であり、かつラウリン酸のナトリウム塩及びカリウム塩の含有割合が30〜60重量%の範囲内であり、表面処理剤中の不飽和脂肪酸のナトリウム塩及びカリウム塩の含有割合が5重量%以下であり、BET比表面積が10m2/g以上であることを特徴とする表面処理炭酸カルシウム。
- その他の脂肪酸のナトリウム塩またはカリウム塩が、炭素数14〜22の脂肪酸のナトリウム塩またはカリウム塩であることを特徴とする請求項1に記載の表面処理炭酸カルシウム。
- BET比表面積が、10〜100m2/gであることを特徴とする請求項1または2に記載の表面処理炭酸カルシウム。
- 炭酸カルシウム100重量部に対して、2〜15重量部の表面処理剤が処理されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の表面処理炭酸カルシウム。
- 表面処理炭酸カルシウムをジエチルエーテルで抽出することにより求められる抽出脂肪酸量が0.4重量%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の表面処理炭酸カルシウム。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の表面処理炭酸カルシウムが含有されたことを特徴とするポリウレタンペースト状樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の表面処理炭酸カルシウムが含有されたことを特徴とする変性シリコーンペースト状樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の表面処理炭酸カルシウムが含有されたことを特徴とするポリサルファイドペースト状樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の表面処理炭酸カルシウムが含有されたことを特徴とするポリ塩化ビニルゾル樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の表面処理炭酸カルシウムが含有されたことを特徴とするアクリルゾル樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の表面処理炭酸カルシウムが含有されたことを特徴とする印刷インキ組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の表面処理炭酸カルシウムが含有されたことを特徴とする塗料組成物。
Priority Applications (7)
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