JP7473263B1 - Surface-treated calcium carbonate filler, and resin composition and molded article using same - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
【課題】 ポリオレフィン系樹脂などの樹脂と混練した際に得られる樹脂組成物の耐候性、耐熱性および強度のいずれもが改善し得る表面処理炭酸カルシウム填料、ならびにそれを用いた樹脂組成物および成形品を提供すること。【解決手段】 本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は、以下の式(a)、(b)および(c)を満足する:(a)2.0≦Sw≦20.0(m2/g)、(b)300≦Pw≦5000(ppm)、(c)0.01≦Tw≦0.30(質量%)。ここで、Swは表面処理炭酸カルシウム填料のBET比表面積(m2/g)であり、Pwは表面処理炭酸カルシウム填料における誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析装置で測定したリン元素の含有量(ppm)であり、Twは該表面処理炭酸カルシウム填料における示差熱天秤装置にて測定した140℃~220℃の減量値(質量%)である。【選択図】 なし[Problem] To provide a surface-treated calcium carbonate filler which can improve all of the weather resistance, heat resistance, and strength of a resin composition obtained by kneading with a resin such as a polyolefin-based resin, and a resin composition and a molded article using the same. [Solution] The surface-treated calcium carbonate filler of the present invention satisfies the following formulae (a), (b), and (c): (a) 2.0≦Sw≦20.0 (m2/g), (b) 300≦Pw≦5000 (ppm), and (c) 0.01≦Tw≦0.30 (mass%). Here, Sw is the BET specific surface area (m2/g) of the surface-treated calcium carbonate filler, Pw is the content (ppm) of phosphorus element in the surface-treated calcium carbonate filler measured with an inductively coupled plasma (ICP) optical emission spectrometer, and Tw is a weight loss value (mass%) at 140° C. to 220° C. measured with a differential thermobalance. [Selected Figure] None
Description
本発明は、表面処理炭酸カルシウム填料、ならびにそれを用いた樹脂組成物および成形品に関する。 The present invention relates to a surface-treated calcium carbonate filler, and a resin composition and a molded article using the same.
ポリオレフィン系樹脂は、剛性、耐衝撃性、耐熱性、成形性、透明性、耐薬品性等に優れるという特徴により、例えば、炭酸カルシウム無機顔料と組み合わせることにより、各種工業材料、自動車関連部品、医療向けや化粧品等の各種容器、日用品や産業用等の各種フィルムおよび繊維など、様々な用途に幅広く使用されている。また、比較的環境に優しい樹脂としても知られ、グリーンインフラ用途におけるポリオレフィン系樹脂を基材とする試みにも期待されている。その一方で、このような溶融混練されて製品となるポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物には、耐候性、耐熱性、および強度をさらに向上させることも所望されている。 Polyolefin resins are characterized by their excellent rigidity, impact resistance, heat resistance, moldability, transparency, chemical resistance, etc., and are widely used in a variety of applications, such as in various industrial materials, automobile-related parts, various containers for medical and cosmetic use, and various films and fibers for daily necessities and industrial use, for example, when combined with calcium carbonate inorganic pigments. They are also known as relatively environmentally friendly resins, and there are hopes for attempts to use polyolefin resins as a base material in green infrastructure applications. On the other hand, there is also a demand for resin compositions containing such polyolefin resins that are melt-kneaded to produce products with further improved weather resistance, heat resistance, and strength.
また、従来からステアリン酸カルシウムのような金属石鹸や、フェノール系酸化防止剤およびリン系酸化防止剤を、溶融混練される樹脂に添加することにより樹脂組成物を安定化させる取り組みが行われている。あるいは、これらの樹脂に対して、ステアリン酸やステアリン酸石鹸等の脂肪酸を処理した炭酸カルシウムを添加することにより、炭酸カルシウムの機能に樹脂の安定性を高める役割を兼備させる取り組みも行われている(例えば特許文献1参照)。このようにして得られた樹脂組成物は、例えば、電池のセパレータ等に使用され得る多孔質フィルム(特許文献2~4)の材料として有用である。 In addition, efforts have been made to stabilize resin compositions by adding metal soaps such as calcium stearate, phenolic antioxidants, and phosphorus-based antioxidants to the resin to be melt-kneaded. Alternatively, efforts have been made to add calcium carbonate treated with a fatty acid such as stearic acid or stearic acid soap to these resins, thereby combining the function of calcium carbonate with the role of enhancing the stability of the resin (see, for example, Patent Document 1). The resin composition obtained in this way is useful, for example, as a material for porous films that can be used for battery separators (Patent Documents 2 to 4).
一方、こうした樹脂組成物を得るために、樹脂とフェノール系やリン系などの酸化防止剤とを、スーパーミキサー、タンブラーミキサーなどの混合機を用いて事前に混合してから溶融混練する方法、樹脂や添加剤を別々に同時投入し溶融混練する方法、樹脂が溶融したところに混練機の途中からサイドフィードする方法などが提案されている。 On the other hand, methods proposed for obtaining such resin compositions include a method in which the resin and an antioxidant such as a phenolic or phosphorus-based antioxidant are mixed in advance using a mixer such as a super mixer or tumbler mixer and then melt-kneaded, a method in which the resin and additives are separately and simultaneously added and melt-kneaded, and a method in which the resin is side-fed into the middle of the kneader after it has melted.
しかし、得られる樹脂組成物の隅々まで酸化防止剤が行き届かないか、酸化防止剤の熱的劣化により十分に機能を発揮しないか、原因は定かでないが、これらの方法はいずれも、得られる樹脂組成物の隅々まで酸化防止剤が行き届かない、酸化防止剤の熱的劣化により十分に機能を発揮しない、成形した樹樹脂組成物の熱的な安定性が不十分となることがある。このことから、樹脂組成物の隅々までいきわたり、熱的劣化せず、十分に摺動性の機能を発揮して、樹脂組成物の安定化をさらに向上させ得る添加剤の開発が所望されている。 However, although it is unclear why the antioxidant does not reach every corner of the resulting resin composition, or does not function properly due to thermal degradation of the antioxidant, all of these methods result in the antioxidant not reaching every corner of the resulting resin composition, or the antioxidant does not function properly due to thermal degradation, and the thermal stability of the molded resin composition may be insufficient. For this reason, there is a demand for the development of an additive that can reach every corner of the resin composition, not deteriorate thermally, fully function in terms of sliding properties, and further improve the stability of the resin composition.
本発明は上記問題の解決を課題とするものであり、その目的とするところは、ポリオレフィン系樹脂などの樹脂と混練した際に得られる樹脂組成物の耐候性、耐熱性および強度のいずれもが改善し得る表面処理炭酸カルシウム填料、ならびにそれを用いた樹脂組成物および成形品を提供することにある。 The present invention aims to solve the above problems, and its object is to provide a surface-treated calcium carbonate filler that can improve the weather resistance, heat resistance, and strength of a resin composition obtained by kneading it with a resin such as a polyolefin resin, and to provide a resin composition and a molded product using the same.
本発明は、以下の式(a)、(b)および(c)を満足する表面処理炭酸カルシウム填料:
(a)2.0≦Sw≦20.0(m2/g)
(b)300≦Pw≦5000(ppm)
(c)0.01≦Tw≦0.30(質量%)
(該Swは該表面処理炭酸カルシウム填料のBET比表面積(m2/g)であり、
該Pwは該表面処理炭酸カルシウム填料における誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析装置で測定したリン元素の含有量(ppm)であり、
該Twは該表面処理炭酸カルシウム填料における示差熱天秤装置にて測定した140℃~220℃の減量値(質量%)である)である。
The present invention provides a surface-treated calcium carbonate filler that satisfies the following formulas (a), (b), and (c):
(a) 2.0≦Sw≦20.0 ( m2 /g)
(b) 300≦Pw≦5000 (ppm)
(c) 0.01≦Tw≦0.30 (mass%)
(S w is the BET specific surface area (m 2 /g) of the surface-treated calcium carbonate filler,
The Pw is the content (ppm) of the phosphorus element in the surface-treated calcium carbonate filler measured with an inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopic analyzer,
The Tw is a weight loss value (mass%) of the surface-treated calcium carbonate filler at 140° C. to 220° C. measured with a differential thermobalance device.
1つの実施形態では、本発明の表面処理炭酸カルシウム填料はさらに以下の式(d)を満足する:
(d)0.80≦bw≦1.50
該bwは、該表面処理炭酸カルシウム填料とフタル酸ジオクチル(DOP)とを3対7の質量比で混合したペーストについて、140℃で48時間連続して加熱した前後の分光式色差計で測定した黄色値(b値)を用いて以下の式により算出される色相変化率:
色相変化率(bw)=(加熱後のペーストのb値/加熱前のペーストのb値)
である。
In one embodiment, the surface treated calcium carbonate filler of the present invention further satisfies the following formula (d):
(d) 0.80≦bw≦1.50
The bw is a hue change rate calculated by the following formula using yellowness values (b values) measured by a spectrophotometer before and after continuous heating at 140° C. for 48 hours for a paste in which the surface-treated calcium carbonate filler and dioctyl phthalate (DOP) are mixed in a mass ratio of 3 to 7:
Hue change rate (bw) = (b value of paste after heating / b value of paste before heating)
It is.
1つの実施形態では、本発明の表面処理炭酸カルシウム填料はさらに以下の式(e)、(f)および(g)の式を満足する:
(e)0.10≦D50≦2.00(μm)
(f)0.9≦(D90-D10)/D50≦2.0
(g)Da≦5.0(μm)
該D50は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した該表面処理炭酸カルシウム填料の体積粒度分布において、小粒子側から累積した50%直径(μm)であり、
該D90は、該レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した該表面処理炭酸カルシウム填料の体積粒度分布において、小粒子側から累積した90%直径(μm)であり、
該D10は、該レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した該表面処理炭酸カルシウム填料の体積粒度分布において、小粒子側から累積した10%直径(μm)であり、
該Daは、該レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した該表面処理炭酸カルシウム填料の体積粒度分布においての最大粒子径(μm)である。
In one embodiment, the surface treated calcium carbonate filler of the present invention further satisfies the following formulas (e), (f) and (g):
(e) 0.10≦D50≦2.00 (μm)
(f) 0.9≦(D90−D10)/D50≦2.0
(g) Da≦5.0 (μm)
The D50 is a 50% diameter (μm) accumulated from the small particle side in a volume particle size distribution of the surface-treated calcium carbonate filler measured with a laser diffraction particle size distribution measuring device,
The D90 is a 90% diameter (μm) accumulated from the small particle side in the volume particle size distribution of the surface-treated calcium carbonate filler measured with the laser diffraction particle size distribution measurement device,
The D10 is a 10% diameter (μm) accumulated from the small particle side in the volume particle size distribution of the surface-treated calcium carbonate filler measured with the laser diffraction particle size distribution measurement device,
The Da is the maximum particle size (µm) in the volume particle size distribution of the surface-treated calcium carbonate filler measured with the laser diffraction particle size distribution measurement device.
1つの実施形態では、本発明の表面処理炭酸カルシウム填料はポリオレフィン系樹脂組成物を構成するために用いられる。 In one embodiment, the surface-treated calcium carbonate filler of the present invention is used to form a polyolefin-based resin composition.
本発明はまた、樹脂と、上記表面処理炭酸カルシウム填料とからなることを特徴とする樹脂組成物である。 The present invention also relates to a resin composition comprising a resin and the above-mentioned surface-treated calcium carbonate filler.
1つの実施形態では、上記樹脂はポリオレフィン系樹脂である。 In one embodiment, the resin is a polyolefin resin.
本発明はまた、上記樹脂組成物から構成されている、成形品である。 The present invention also relates to a molded article made from the above resin composition.
1つの実施形態では、本発明の成形品はフィルムの形態を有する。 In one embodiment, the molded article of the present invention has the form of a film.
本発明によれば、耐熱性に優れ、樹脂と容易に混合することのできる樹脂組成物を提供することができる。本発明の表面処理炭酸カルシウム填料はまた、樹脂中の分散性が良好であり、溶融混練の際の樹脂焼けや凝集物の発生や、ストレーナーの目詰まりなどの発生を低減することができ、操業安定性に優れた樹脂組成物を提供することができる。さらに、例えば、本発明の表面処理炭酸カルシウム填料とポリオレフィン系樹脂とを用いて得られたフィルムは、耐候性や耐熱性の面で強度劣化が起こり難いという特徴を有する。 According to the present invention, it is possible to provide a resin composition that is excellent in heat resistance and can be easily mixed with a resin. The surface-treated calcium carbonate filler of the present invention also has good dispersibility in a resin, and can reduce the occurrence of resin burning and agglomerates during melt kneading, clogging of a strainer, and the like, and can provide a resin composition with excellent operational stability. Furthermore, for example, a film obtained by using the surface-treated calcium carbonate filler of the present invention and a polyolefin-based resin has a feature that strength deterioration is unlikely to occur in terms of weather resistance and heat resistance.
1.表面処理炭酸カルシウム填料
まず、本発明の表面処理炭酸カルシウム填料について説明する。
1. Surface-treated calcium carbonate filler First, the surface-treated calcium carbonate filler of the present invention will be described.
本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は以下の式(a)、(b)および(c)を満足するものである。 The surface-treated calcium carbonate filler of the present invention satisfies the following formulas (a), (b), and (c).
(a)BET比表面積(Sw)
本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は、窒素吸着法による所定のBET比表面積(Sw;m2/g)を有する。本発明において、表面処理炭酸カルシウム填料のSwは2.0≦Sw≦20.0(m2/g)であり、好ましくは3.0≦Sw≦15.0(m2/g)であり、より好ましくは5.0≦Sw≦12.0(m2/g)である。表面処理炭酸カルシウム填料のSwが2.0(m2/g)を下回ると、その一次粒子が大き過ぎることになり、樹脂組成物中に配合された際に当該樹脂組成物の強度低下を引き起こす。また、一次粒子が大きいことにより、例えば得られる樹脂成形体の表面に所望でない突起物が形成され、当該樹脂成形体の摺動性が低下することがある。表面処理炭酸カルシウム填料のSwが20.0(m2/g)を越えると、当該表面処理炭酸カルシウム填料を構成する炭酸カルシウムの結晶性が弱くなり、ポリオレフィン系樹脂等と混合して得られる樹脂組成物が十分な耐候性や耐熱性を有することができない。加えて、一次粒子が小さくなるにつれ粒子間の凝集力が大きくなることから、例えば、樹脂との混練した際に十分に分散することができず、樹脂成形体の表面には所望でない突起物が形成され、当該樹脂成形体の摺動性が低下することがある。
(a) BET specific surface area (Sw)
The surface-treated calcium carbonate filler of the present invention has a predetermined BET specific surface area (Sw; m 2 /g) measured by a nitrogen adsorption method. In the present invention, the Sw of the surface-treated calcium carbonate filler is 2.0≦Sw≦20.0 (m 2 /g), preferably 3.0≦Sw≦15.0 (m 2 /g), and more preferably 5.0≦Sw≦12.0 (m 2 /g). When the Sw of the surface-treated calcium carbonate filler is less than 2.0 (m 2 /g), the primary particles thereof become too large, and when the filler is blended in a resin composition, the strength of the resin composition is reduced. In addition, due to the large primary particles, for example, undesired protrusions are formed on the surface of a resin molded body to be obtained, and the slidability of the resin molded body may be reduced. When the Sw of the surface-treated calcium carbonate filler exceeds 20.0 (m 2 /g), the crystallinity of calcium carbonate constituting the surface-treated calcium carbonate filler becomes weak, and a resin composition obtained by mixing the surface-treated calcium carbonate filler with a polyolefin-based resin or the like cannot have sufficient weather resistance or heat resistance. In addition, as the primary particles become smaller, the cohesive force between the particles becomes larger, so that, for example, the primary particles cannot be sufficiently dispersed when kneaded with a resin, and undesired protrusions are formed on the surface of a resin molded body, and the sliding property of the resin molded body may be reduced.
(Swの測定方法)
表面処理炭酸カルシウム填料のSwは、例えば、株式会社マウンテック社製Macsorb HM model-1201を使用して以下のようにして測定され得る。
(Method of measuring Sw)
The Sw of the surface-treated calcium carbonate filler can be measured, for example, using Macsorb HM model-1201 manufactured by Mountech Co., Ltd. as follows.
具体的には、測定に供される表面処理炭酸カルシウム填料の約300mgを測定装置にセットし、前処理として窒素とヘリウムとの混合ガス雰囲気下で200℃にて10分間の加熱処理を行った後、液体窒素の環境下で低温低湿物理吸着を行うことによりSwが測定される。 Specifically, about 300 mg of the surface-treated calcium carbonate filler to be measured is placed in the measuring device, and a pretreatment is performed by heating at 200°C for 10 minutes in a mixed gas atmosphere of nitrogen and helium, and then Sw is measured by low-temperature, low-humidity physical adsorption in a liquid nitrogen environment.
Swは、本発明の表面処理炭酸カルシウム填料を製造する際の種々の条件を変動させることにより制御することができる。Swを上記範囲に制御することができる条件としては、例えば、後述するような炭酸化反応で使用する石灰乳の濃度、炭酸化反応に採用される温度、使用する炭酸ガスの濃度、および炭酸化反応の際に使用する添加剤の種類、ならびにこれらの組み合わせが挙げられる。このような条件の設定が不十分であった場合は、上記Swの範囲を満たす表面処理炭酸カルシウム填料を得ることが困難となることがある。 Sw can be controlled by varying various conditions when producing the surface-treated calcium carbonate filler of the present invention. Examples of conditions that can control Sw within the above range include the concentration of the milk of lime used in the carbonation reaction, the temperature employed in the carbonation reaction, the concentration of the carbon dioxide gas used, and the type of additive used in the carbonation reaction, as well as combinations of these, as described below. If such conditions are not set sufficiently, it may be difficult to obtain a surface-treated calcium carbonate filler that satisfies the above Sw range.
(b)誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析装置で測定したリン元素の含有量(Pw)
本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は、ICP発光分光分析装置にて測定した所定のリン含有量(Pw;ppm)を有する。本発明において、表面処理炭酸カルシウム填料のPwは、300≦Pw≦5000(ppm)であり、好ましくは、400≦Pw≦3000(ppm)であり、より好ましくは、500≦Pw≦1500(ppm)である。Pwが300(ppm)を下回ると、当該填料それ自体は十分な耐熱性を有さないものとなる。Pwが5000(ppm)を上回ると、得られる表面処理炭酸カルシウム填料が凝集し易くなって樹脂中での分散性が低下し、さらに樹脂組成物中で満足すべき熱安定性を得ることができない。
(b) The content of phosphorus element (Pw) measured by an inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometer
The surface-treated calcium carbonate filler of the present invention has a predetermined phosphorus content (Pw; ppm) measured by an ICP optical emission spectrometer. In the present invention, the Pw of the surface-treated calcium carbonate filler is 300≦Pw≦5000 (ppm), preferably 400≦Pw≦3000 (ppm), and more preferably 500≦Pw≦1500 (ppm). When the Pw is lower than 300 (ppm), the filler itself does not have sufficient heat resistance. When the Pw exceeds 5000 (ppm), the obtained surface-treated calcium carbonate filler is likely to aggregate, so that the dispersibility in a resin is reduced, and further, satisfactory thermal stability cannot be obtained in a resin composition.
(Pwの測定方法)
Pwは、例えば、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製ICP発光分光分析装置SPS3500を使用して以下のようにして測定され得る。
(Method of measuring Pw)
Pw can be measured, for example, using an ICP optical emission spectrometer SPS3500 manufactured by SII NanoTechnology Inc. as follows.
(1)まず、るつぼに測定に供される表面処理炭酸カルシウム填料の約1000mgが仕込まれ、電気炉で300℃にて3時間焼成される。
(2)焼成後200mLのビーカーに少量(例えば約60mL)の蒸留水および1.38規定の硝酸(有害金属測定用硝酸(1.38)、富士フイルム和光純薬株式会社製)7.5mLが入れられ、この混合物を電気コンロで煮沸して徐冷される。
(3)100μLのイットリウム標準液(富士フイルム和光純薬株式会社製Y1000)を100mLのメスフラスコに入れ、上記徐冷後の混合物が添加され、さらに100mLまで蒸留水でメスアップされる。
(4)次いで、5Cの濾紙で濾過し、得られた濾液からICP測定用の試料が調製される。
(5)その後、この試料を用いて、上記ICP発光分光分析装置により当該試料に含まれるリン元素の含有量(ppm)が測定される。
(1) First, about 1,000 mg of a surface-treated calcium carbonate filler to be measured is placed in a crucible and fired in an electric furnace at 300° C. for 3 hours.
(2) After firing, a small amount (e.g., about 60 mL) of distilled water and 7.5 mL of 1.38 N nitric acid (nitric acid for measuring hazardous metals (1.38), manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are added to a 200 mL beaker, and the mixture is boiled on an electric stove and slowly cooled.
(3) 100 μL of yttrium standard solution (Y1000 manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is placed in a 100 mL measuring flask, the mixture after gradual cooling is added, and the mixture is made up to 100 mL with distilled water.
(4) Next, the solution is filtered through No. 5C filter paper, and a sample for ICP measurement is prepared from the obtained filtrate.
(5) After that, the content (ppm) of elemental phosphorus contained in the sample is measured using the ICP atomic emission spectrometer.
(c)減量値(Tw)
本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は、示差熱天秤装置にて測定した140℃~220℃の所定の減量値(Tw;質量%)を有する。本発明において、表面処理炭酸カルシウム填料のTwは、0.01≦Tw≦0.30(質量%)であり、好ましくは、0.01≦Tw≦0.20(質量%)であり、より好ましくは、0.01≦Tw≦0.15(質量%)である。Twが0.01(質量%)を下回ると、当該填料の物性自体には大きな問題がないが、当該填料を構成する炭酸カルシウムの結晶度を高めるために多大な生産負荷を必要とする。Twが0.30(質量%)を上回ると、得られる表面処理炭酸カルシウム填料は十分な耐熱性を有しておらず、耐候性、耐熱性および強度のいずれにも優れた樹脂組成物を得ることが困難である。
(c) Weight loss value (Tw)
The surface-treated calcium carbonate filler of the present invention has a predetermined weight loss value (Tw; mass%) at 140° C. to 220° C. measured by a differential thermobalance apparatus. In the present invention, Tw of the surface-treated calcium carbonate filler is 0.01≦Tw≦0.30 (mass%), preferably 0.01≦Tw≦0.20 (mass%), and more preferably 0.01≦Tw≦0.15 (mass%). When Tw is less than 0.01 (mass%), there is no significant problem in the physical properties of the filler itself, but a large production load is required to increase the crystallinity of calcium carbonate constituting the filler. When Tw exceeds 0.30 (mass%), the obtained surface-treated calcium carbonate filler does not have sufficient heat resistance, and it is difficult to obtain a resin composition excellent in all of weather resistance, heat resistance, and strength.
(Twの測定方法)
Twは、示差熱天秤装置(例えば、株式会社島津製作所製DTG-60A)を使用して以下のようにして測定され得る。
(Method of measuring Tw)
Tw can be measured using a differential thermobalance (for example, DTG-60A manufactured by Shimadzu Corporation) as follows.
(1)まず、白金製の試料パンに表面処理炭酸カルシウム填剤の約30mgが秤量され、測定機にセットされる。
(2)その後、昇温速度30℃/分で、測定器の温度を室温から550℃まで上昇させて測定を行い、表面処理炭酸カルシウム填剤1gあたりの140℃~220℃までの減量値(質量%)が算出される。
(1) First, about 30 mg of the surface-treated calcium carbonate filler is weighed into a platinum sample pan and set in the measuring machine.
(2) Thereafter, the temperature of the measuring device is increased from room temperature to 550° C. at a temperature increase rate of 30° C./min, and measurement is performed, and a weight loss value (mass%) from 140° C. to 220° C. per 1 g of the surface-treated calcium carbonate filler is calculated.
さらに、本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は、上記式(a)~(c)に加え、以下の式(d)を満足するものであることがより好ましい。 Moreover, it is more preferable that the surface-treated calcium carbonate filler of the present invention satisfies the following formula (d) in addition to the above formulas (a) to (c).
(d)色相変化率(bw)
本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は、表面処理炭酸カルシウム填料とフタル酸ジオクチル(DOP)とを3対7の質量比で混合したペースト(「DOPペースト」ともいう)について、JIS K 7368:1999(プラスチック-ポリプロピレン及びプロピレン共重合体-空気中での熱酸化安定性の測定法-オーブン法)を参照して、140℃で48時間連続して加熱した前後の分光式色差計で測定した黄色値(b値)から算出される色相変化率(bw)が所定の値を有することが好ましい。なお、この色相変化率(bw)は以下の式から算出される:
色相変化率(bw)=(加熱後のペーストのb値/加熱前のペーストのb値)
(d) Hue change rate (bw)
In the surface-treated calcium carbonate filler of the present invention, with respect to a paste (also referred to as "DOP paste") obtained by mixing the surface-treated calcium carbonate filler and dioctyl phthalate (DOP) in a mass ratio of 3:7, it is preferable that the hue change rate (bw) calculated from the yellow value (b value) measured by a spectrophotometer before and after continuous heating at 140° C. for 48 hours with reference to JIS K 7368:1999 (Plastics-Polypropylene and propylene copolymers-Method for measuring thermooxidative stability in air-Oven method) has a predetermined value. Note that the hue change rate (bw) is calculated from the following formula:
Hue change rate (bw) = (b value of paste after heating / b value of paste before heating)
本発明において、表面処理炭酸カルシウム填料のbwは、好ましくは0.80≦bw≦1.50であり、より好ましくは、1.00≦bw≦1.20である。bwが0.80を下回ると、当該填料の物性自体には大きな問題がないが、当該填料を構成する炭酸カルシウムの結晶度を高めるために多大な生産負荷を必要とする。bwが1.50を上回ると、得られる表面処理炭酸カルシウム填料は十分な耐熱性を有しておらず、耐候性、耐熱性および強度のいずれにも優れた樹脂組成物を得ることが困難である。 In the present invention, the bw of the surface-treated calcium carbonate filler is preferably 0.80≦bw≦1.50, and more preferably 1.00≦bw≦1.20. When the bw is less than 0.80, there is no significant problem in the physical properties of the filler itself, but a large production load is required to increase the crystallinity of calcium carbonate constituting the filler. When the bw is more than 1.50, the obtained surface-treated calcium carbonate filler does not have sufficient heat resistance, and it is difficult to obtain a resin composition excellent in all of weather resistance, heat resistance, and strength.
(bwの測定方法)
bwは、例えば以下のようにして測定され得る。
(Method of measuring bw)
bw can be measured, for example, as follows.
(1)まず、表面処理炭酸カルシウム填料とフタル酸ジオクチル(DOP)とが質量比3対7の割合で秤量され、脱泡撹拌機(例えば、倉敷紡績株式会社製Mazerustar)にて混合することによりDOPペーストが作製される。
(2)次いで、「加熱前のペーストのb値」として、このDOPペーストの色差が分光式色差計(例えば、日本電色株式会社製ZE-2000)により測定される。
(3)その後、DOPペーストをガラスシャーレに入れ、140℃に設定した強制通式オーブン内で48時間連続して加熱される(すなわち、耐熱試験が行われる)。
(4)オーブンから取り出して放冷した後、「加熱後のペーストのb値」としてDOPペーストの色差が分光式色差計(例えば、日本電色株式会社製ZE-2000)により測定される。
(5)上記にて得られた「加熱前のペーストのb値」および「加熱後のペーストのb値」から、加熱前後の色相変化率bwが算出される(bw=(加熱後のペーストのb値/加熱前のペーストのb値))。
(1) First, a surface-treated calcium carbonate filler and dioctyl phthalate (DOP) are weighed in a mass ratio of 3:7 and mixed with each other using a degassing mixer (e.g., Mazerustar manufactured by Kurabo Industries, Ltd.) to prepare a DOP paste.
(2) Next, the color difference of this DOP paste is measured using a spectrophotometer (for example, ZE-2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) as the "b value of the paste before heating."
(3) The DOP paste is then placed in a glass petri dish and heated continuously for 48 hours in a forced air oven set at 140° C. (i.e., a heat resistance test is performed).
(4) After removing from the oven and allowing to cool, the color difference of the DOP paste is measured as the "b value of the paste after heating" using a spectrophotometer (for example, ZE-2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
(5) From the "b value of the paste before heating" and the "b value of the paste after heating" obtained above, the hue change rate bw before and after heating is calculated (bw = (b value of the paste after heating / b value of the paste before heating)).
さらに、本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は、上記式(a)~(c)に加え、以下の式(e)、(f)および(g)のうちの1つまたはそれ以上を満足するものであることが好ましく、式(e)、(f)および(g)のすべてを満足するものであることがより好ましい。 Furthermore, the surface-treated calcium carbonate filler of the present invention preferably satisfies one or more of the following formulae (e), (f) and (g) in addition to the above formulae (a) to (c), and more preferably satisfies all of the formulae (e), (f) and (g).
(e)体積粒度分布における小粒子側から累積した50%直径(D50)
本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は、好ましくはレーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した体積粒度分布において、小粒子側から累積した50%直径(D50;μm)が所定の範囲内を満足する。本発明において、表面処理炭酸カルシウム填料のD50は好ましくは0.10≦D50≦2.00(μm)であり、より好ましくは0.30≦D50≦0.80(μm)である。表面処理炭酸カルシウム粒子のD50が0.10(μm)を下回るものは技術的に得ることは可能であるが、より高度かつ精密な技術を必要とすることから製造コストが増加するおそれがある。D50が2.00(μm)を上回ると、一次粒子の凝集体で構成される二次粒子の凝集力が大きくなり、樹脂との混練した際に十分に分散することができず、ストレーナーの目詰まりを起こし易くなることがある。
(e) 50% diameter (D50) accumulated from the small particle side in the volume particle size distribution
The surface-treated calcium carbonate filler of the present invention preferably has a 50% diameter (D50; μm) accumulated from the small particle side in a volume particle size distribution measured by a laser diffraction particle size distribution measuring device that satisfies a predetermined range. In the present invention, the D50 of the surface-treated calcium carbonate filler is preferably 0.10≦D50≦2.00 (μm), more preferably 0.30≦D50≦0.80 (μm). Surface-treated calcium carbonate particles having a D50 of less than 0.10 (μm) can be technically obtained, but since more advanced and precise technology is required, there is a risk of an increase in production cost. When the D50 exceeds 2.00 (μm), the cohesive force of secondary particles constituted by aggregates of primary particles becomes large, and the secondary particles cannot be sufficiently dispersed when kneaded with a resin, and clogging of a strainer may easily occur.
(D50の測定方法)
D50は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製MT-3300EX II)を使用して、後述のD10、D90およびDaとともに以下のようにして測定され得る。
(1)まず100mLのビーカーに、表面処理炭酸カルシウム填料の試料約0.3gと媒体50mLとが合わされ、懸濁させられる。
(2)次いで、ビーカー内の内容物に対して、チップ式超音波分散機(例えば株式会社日本精機製作所製US-300T)を用いて300μAで1分間、超音波を照射して内容物の分散が行われる。
(3)その後、レーザー回折式粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製MT-3300EX II)により試料中の表面処理炭酸カルシウム粒子の体積粒度分布が測定される。
(Method of measuring D50)
D50 can be measured, for example, using a laser diffraction particle size distribution measuring device (MT-3300EX II manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.) as follows, together with D10, D90 and Da described below.
(1) First, about 0.3 g of a sample of a surface-treated calcium carbonate filler and 50 mL of a medium are combined and suspended in a 100 mL beaker.
(2) Next, the contents in the beaker are dispersed by irradiating them with ultrasonic waves at 300 μA for 1 minute using a tip-type ultrasonic disperser (for example, US-300T manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.).
(3) After that, the volumetric particle size distribution of the surface-treated calcium carbonate particles in the sample is measured using a laser diffraction particle size distribution measuring device (MT-3300EX II manufactured by Microtrac-Bell, Inc.).
なお、上記測定において使用され得る媒体としては、メタノールおよびエタノール、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。 Note that media that can be used in the above measurements include methanol and ethanol, as well as combinations thereof.
D50は、本発明の填料を構成する表面処理炭酸カルシウム粒子を製造する際の種々の条件を変動させることにより制御することができる。従来から、炭酸カルシウム粒子を分散させる種々の方法が知られており、例えば、ボールミル、サンドグラインダーミル、インパクトミル、ホモジナイザー、ダイノーミル等の機械的手法を用いることで粒子を細かく砕いてD50を小さくする方法がある。湿式合成の炭酸ガス化合法においては、炭酸カルシウム粒子の粒子径を制御する方法としては、一定の粒子径に成長させかつ分散させる、オストワルド熟成を用いることが好ましい。 D50 can be controlled by varying various conditions when producing the surface-treated calcium carbonate particles that constitute the filler of the present invention. Various methods for dispersing calcium carbonate particles have been known in the past, such as a method of finely crushing the particles to reduce D50 using mechanical techniques such as a ball mill, sand grinder mill, impact mill, homogenizer, and dyno mill. In the wet synthesis carbon dioxide gas synthesis method, it is preferable to use Ostwald ripening, which grows the calcium carbonate particles to a certain particle size and disperses them, as a method for controlling the particle size of the calcium carbonate particles.
(f)体積粒度分布のシャープネス指数((D90-D10)/D50)
本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は、好ましくはレーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した体積粒度分布におけるシャープネス指数((D90-D10)/D50)が所定の範囲内を満足する。ここで、D50は上記の通りであり、D90は、当該レーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した体積粒度分布において、小粒子側から累積した90%直径(μm)であり、D10は、当該レーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した体積粒度分布において、小粒子側から累積した10%直径(μm)であり、Daは、当該レーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した体積粒度分布における最大粒子径(μm)である。
(f) Sharpness index of volume particle size distribution ((D90-D10)/D50)
The surface-treated calcium carbonate filler of the present invention preferably has a sharpness index ((D90-D10)/D50) in a volume particle size distribution measured with a laser diffraction particle size distribution measuring device that satisfies a predetermined range. Here, D50 is as described above, D90 is a 90% diameter (μm) accumulated from the small particle side in the volume particle size distribution measured with the laser diffraction particle size distribution measuring device, D10 is a 10% diameter (μm) accumulated from the small particle side in the volume particle size distribution measured with the laser diffraction particle size distribution measuring device, and Da is a maximum particle diameter (μm) in the volume particle size distribution measured with the laser diffraction particle size distribution measuring device.
本発明において、表面処理炭酸カルシウム填料のシャープネス指数((D90-D10)/D50)は好ましくは0.9≦(D90-D10)/D50≦2.0であり、より好ましくは1.0≦(D90-D10)/D50≦1.5である。表面処理炭酸カルシウム填料のシャープネス指数が0.9を下回るものは技術的に得ることは可能であるが、より高度かつ精密な技術を必要とすることから製造コストが増加するおそれがある。表面処理炭酸カルシウム填料のシャープネス指数が2.0を上回ると、得られる表面処理炭酸カルシウム填料と樹脂とを混練して得られた成形品(例えばフィルム)中に形成される空隙の大きさのバラツキが大きくなり、面内の空隙の分布が一様な多孔質フィルムを得ることが困難になることがある。 In the present invention, the sharpness index ((D90-D10)/D50) of the surface-treated calcium carbonate filler is preferably 0.9≦(D90-D10)/D50≦2.0, and more preferably 1.0≦(D90-D10)/D50≦1.5. It is technically possible to obtain a surface-treated calcium carbonate filler having a sharpness index of less than 0.9, but this requires more advanced and precise technology, and therefore there is a risk of increased production costs. If the sharpness index of the surface-treated calcium carbonate filler exceeds 2.0, the variation in size of voids formed in a molded product (e.g., a film) obtained by kneading the obtained surface-treated calcium carbonate filler with a resin increases, and it may become difficult to obtain a porous film having a uniform distribution of voids in the plane.
(シャープネス指数((D90-D10)/D50)の測定方法)
シャープネス指数を構成するD10、D90およびDaは、例えば、上記D50の測定のために記載したレーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、マイクロトラック・ベル株式会社製MT-3300EX II)を使用して、上記D50の測定と同様にして測定され得る。
(Method of measuring sharpness index ((D90-D10)/D50))
D10, D90 and Da constituting the sharpness index can be measured in the same manner as in the measurement of D50 described above, for example, using a laser diffraction particle size distribution measuring device (e.g., MT-3300EX II manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.) described for measuring D50 above.
シャープネス指数は、本発明の表面処理炭酸カルシウム填料を製造する際の種々の条件を変動させることにより制御することができる。炭酸カルシウム粒子のシャープネス指数を低下させる(例えば、粗粒子と微粒子を少なくして粒度分布をシャープにする)方法は、前述の、ボールミル、サンドグラインダーミル、インパクトミル、ホモジナイザー、ダイノーミル、等の機械的手法や、水簸(スイヒ)のような粒径による水中の沈降速度の差を利用して微粒子と粗粒子を分離する方法を用いることでも可能ではあるが、炭酸カルシウム粒子の粒子径の均一性が向上することでシャープネス指数を低下させやすい観点からオストワルド熟成を用いることが好ましい。 The sharpness index can be controlled by varying various conditions when producing the surface-treated calcium carbonate filler of the present invention. The sharpness index of calcium carbonate particles can be reduced (for example, by reducing the number of coarse particles and fine particles to sharpen the particle size distribution) by using the above-mentioned mechanical techniques such as a ball mill, a sand grinder mill, an impact mill, a homogenizer, and a dyno mill, or a method for separating fine particles and coarse particles by utilizing the difference in sedimentation velocity in water due to particle size, such as elutriation. However, it is preferable to use Ostwald ripening from the viewpoint of improving the uniformity of the particle size of calcium carbonate particles and thus making it easier to reduce the sharpness index.
(g)体積粒度分布における最大粒子径(Da)
本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は、好ましくはレーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した体積粒度分布において、最大粒子径(Da)が所定の範囲内を満足する。本発明において、表面処理炭酸カルシウム填料のDaは好ましくはDa≦5.0(μm)(すなわち、0<Da≦5.0(μm))であり、より好ましくはDa≦3.0(μm)(すなわち、0<Da≦3.0(μm))である。Daが5.0μmを上回ると、例えば、得られる表面処理炭酸カルシウム填料と樹脂との樹脂組成物を製膜延伸する際に破断して表面処理炭酸カルシウム填料が脱落し易くなる、得られる樹脂成形体の表面には所望でない突起物が形成され、当該樹脂成形体の摺動性が低下する等の問題を生じることがある。
(g) Maximum particle diameter in volume particle size distribution (Da)
The surface-treated calcium carbonate filler of the present invention preferably has a maximum particle diameter (Da) that satisfies a predetermined range in a volume particle size distribution measured with a laser diffraction particle size distribution measuring device. In the present invention, Da of the surface-treated calcium carbonate filler is preferably Da≦5.0 (μm) (i.e., 0<Da≦5.0 (μm)), more preferably Da≦3.0 (μm) (i.e., 0<Da≦3.0 (μm)). When Da exceeds 5.0 μm, problems may occur, for example, in which the surface-treated calcium carbonate filler is easily broken and dropped off when a resin composition containing the obtained surface-treated calcium carbonate filler and a resin is stretched for film formation, undesired protrusions are formed on the surface of the obtained resin molded body, and the slidability of the resin molded body is reduced.
(Daの測定方法)
Daは、例えば、上記D50の測定のために記載したレーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、マイクロトラック・ベル株式会社製MT-3300EX II)を使用して、上記D50の測定と同様にして測定され得る。
(Method of measuring Da)
Da can be measured in the same manner as in the measurement of D50 above, for example, using a laser diffraction particle size distribution measuring device (e.g., MT-3300EX II manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.) described for measuring D50 above.
Daは、本発明の表面処理炭酸カルシウム填料を製造する際の種々の条件を変動させることにより制御することができる。体積粒度分布における最大粒子径(Da)を低減させる方法としては、水スラリー形態の時点で、不純物および粗大粒子除去の目的から、デカンテーションといった重力や遠心力、浮力選鉱等を利用した分級、ならびに篩・フィルター等での除去を施したり、また、粉体形態の時点で、空気分級等の分級操作を行い、乾燥によって生じた凝集体を除去することが好ましい。 Da can be controlled by varying various conditions when producing the surface-treated calcium carbonate filler of the present invention. As a method for reducing the maximum particle size (Da) in the volumetric particle size distribution, it is preferable to carry out classification using gravity, centrifugal force, flotation, etc., such as decantation, and removal using a sieve or filter, etc., for the purpose of removing impurities and coarse particles at the stage of the aqueous slurry form, or to carry out classification operations such as air classification at the stage of the powder form to remove aggregates generated by drying.
(表面処理剤で表面処理されている表面処理炭酸カルシウム填料)
上記のように本発明の表面処理炭酸カルシウム填料は、式(a)、(b)および(c)のすべて、ならびに必要に応じて式(d)、(e)、(f)および(g)の少なくとも1つを満たすものである。このような表面処理炭酸カルシウム填料は、表面処理剤で表面処理されている表面処理炭酸カルシウム粒子を含み、好ましくは主成分として当該表面処理炭酸カルシウム粒子から構成されている。
(Surface-treated calcium carbonate filler that has been surface-treated with a surface treatment agent)
As described above, the surface-treated calcium carbonate filler of the present invention satisfies all of the formulas (a), (b), and (c), and at least one of the formulas (d), (e), (f), and (g) as necessary. Such a surface-treated calcium carbonate filler contains surface-treated calcium carbonate particles that have been surface-treated with a surface treatment agent, and is preferably constituted of the surface-treated calcium carbonate particles as a main component.
ここで、本明細書で用いられる用語「表面処理されている」とは、表面処理炭酸カルシウム填料および/または表面処理炭酸カルシウム粒子の表面の「状態」を表す意味で用いられる。一方、本明細書で用いられる用語「表面処理される/表面処理された」とは、表面処理が行われていない(すなわち、未処理の)炭酸カルシウム粒子が、その表面を改質(表面処理)するためのプロセスに供されたことを表す意味で用いられる。 Here, the term "surface-treated" as used in this specification is used to mean the "state" of the surface of the surface-treated calcium carbonate filler and/or the surface-treated calcium carbonate particles. On the other hand, the term "surface-treated/has been surface-treated" as used in this specification is used to mean that calcium carbonate particles that have not been subjected to surface treatment (i.e., untreated) have been subjected to a process for modifying (surface treating) their surfaces.
本発明における表面処理炭酸カルシウム粒子は、未改質(表面処理前)の炭酸カルシウム粒子が表面処理剤で表面処理されたものである。 The surface-treated calcium carbonate particles in the present invention are unmodified (before surface treatment) calcium carbonate particles that have been surface-treated with a surface treatment agent.
(未改質の炭酸カルシウム粒子)
ここで、未改質の炭酸カルシウム粒子は、樹脂との混練時の脱気性の観点から、微粉粒子を多く含有している天然の白色糖晶質石灰石(重質炭酸カルシウム)よりもむしろ、
天然の灰色緻密質石灰石を焼成した合成法により調製された合成炭酸カルシウム(例えば、軽質・コロイド炭酸カルシウム)の粒子である。合成炭酸カルシウムは粒子を均一に制御可能であり、比較的粗大粒子の素となる塩酸不溶性の鉱石が予め取り除かれたものである。合成炭酸カルシウムの結晶形態としては、水系や熱力学的に最も不安定なバテライト結晶、準安定なアラゴナイト結晶、および安定なカルサイト結晶の3結晶が挙げられる。良好な安定性を有するとの理由から、カルサイト結晶を主成分として含有するものが好ましい。
(Unmodified calcium carbonate particles)
Here, the unmodified calcium carbonate particles are, from the viewpoint of deaeration during kneading with a resin, rather than natural white saccharified limestone (ground calcium carbonate) which contains a large amount of fine particles.
Synthetic calcium carbonate particles (e.g., light/colloidal calcium carbonate) prepared by a synthetic method in which natural gray dense limestone is fired. Synthetic calcium carbonate particles can be controlled uniformly, and hydrochloric acid-insoluble ores that are the source of relatively coarse particles have been removed in advance. Synthetic calcium carbonate crystal forms include three types of crystals: vaterite crystals, which are the most unstable in water systems and thermodynamically, metastable aragonite crystals, and stable calcite crystals. Those containing calcite crystals as the main component are preferred because of their good stability.
このような未改質の炭酸カルシウム粒子は、公知の炭酸ガス法として、例えば、灰色緻密質石灰石を焼成して得た生石灰に水を加え、水酸化カルシウムとさせ、焼成時に出る炭酸ガスとを反応させることにより製造することができる。また、この炭酸ガス法で反応させた炭酸カルシウムスラリーを、オストワルド熟成により所望のBET比表面積を有するまで調整して、所望の炭酸カルシウム粒子を得ることができる。 Such unmodified calcium carbonate particles can be produced by the well-known carbon dioxide gas method, for example by adding water to quicklime obtained by calcining gray dense limestone to form calcium hydroxide, which is then reacted with the carbon dioxide gas released during calcination. The calcium carbonate slurry reacted by this carbon dioxide gas method can also be adjusted by Ostwald aging until it has the desired BET specific surface area, thereby obtaining the desired calcium carbonate particles.
なお、本発明の主目的であるポリオレフィン系樹脂と配合した際の樹脂組成物の耐候性や耐熱性をより高める目的として、オストワルド熟成により所望の炭酸カルシウム粒子に調製する手法よりも、オストワルド熟成中の炭酸カルシウム粒子をシード粒子として使用し、それに炭酸化反応を行うシード化合法を併用する方がより結晶性の高められた炭酸カルシウム粒子を得ることができる点で好ましい。 In addition, for the purpose of further improving the weather resistance and heat resistance of the resin composition when blended with a polyolefin resin, which is the main object of the present invention, it is preferable to use calcium carbonate particles undergoing Ostwald ripening as seed particles and to use a seed chemical method in which a carbonation reaction is carried out on the calcium carbonate particles, rather than a method of preparing the desired calcium carbonate particles by Ostwald ripening, in that this method can produce calcium carbonate particles with higher crystallinity.
また、炭酸カルシウム粒子は、合成炭酸カルシウム粒子の均一性をより高める目的で、合成炭酸カルシウム粒子を得るために使用される水スラリー、あるいは合成炭酸カルシウム粒子を製造する前の水酸化カルシウムを含有する水スラリーに対して、液体サイクロン機等の分離装置を用いて、軽液(微粒側)と重液とを適切な比率で分離することにより得られたものであってもよい。 In addition, for the purpose of further increasing the uniformity of the synthetic calcium carbonate particles, the calcium carbonate particles may be obtained by separating the water slurry used to obtain the synthetic calcium carbonate particles, or the water slurry containing calcium hydroxide before the synthetic calcium carbonate particles are produced, into a light liquid (fine particle side) and a heavy liquid in an appropriate ratio using a separation device such as a liquid cyclone machine.
(表面処理剤)
表面処理剤は、粉体の流動性改善、炭酸カルシウムの耐アルカリ性や耐活性、その他、炭酸カルシウム填料の特性を向上させる目的で、上記未改質の炭酸カルシウム粒子に対して使用されるものである。表面処理剤の例としては、リン系化合物が挙げられる。リン系化合物の例としては、無機リン酸類および有機リン酸類、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。
(Surface treatment agent)
The surface treatment agent is used for the unmodified calcium carbonate particles for the purpose of improving the flowability of the powder, the alkali resistance and activity resistance of calcium carbonate, and other properties of the calcium carbonate filler. Examples of the surface treatment agent include phosphorus-based compounds. Examples of the phosphorus-based compounds include inorganic phosphoric acids, organic phosphoric acids, and combinations thereof.
無機リン酸類の例としては、オルトリン酸、亜リン酸、ホスフィン酸、ピロリン酸、ポリリン酸(例えばトリポリリン酸)、および縮合リン酸、これらの塩類(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩;マグネシウム塩等のアルカリ土類金属塩;アルミニウム塩)、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。無機リン酸類の塩の具体的な例としては、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アルミニウム、ポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、酸性トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリン酸ナトリウム、ペンタポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、およびウルトラリン酸ナトリウム、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。 Examples of inorganic phosphoric acids include orthophosphoric acid, phosphorous acid, phosphinic acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid (e.g., tripolyphosphoric acid), and condensed phosphoric acid, their salts (e.g., alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts; alkaline earth metal salts such as magnesium salts; aluminum salts), and combinations thereof. Specific examples of salts of inorganic phosphoric acids include sodium phosphate, potassium phosphate, aluminum phosphate, sodium polyphosphate, sodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium acid tripolyphosphate, sodium tetrapolyphosphate, sodium pentapolyphosphate, sodium metaphosphate, sodium hexametaphosphate, sodium metaphosphate, and sodium ultraphosphate, and combinations thereof.
有機リン酸の例としては、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、ニトリロトリスメチレンホスホン酸、2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸、エチレンジアミドテトラメチレンホスホン酸、およびフェニルホスホン酸;ならびにそれらの塩;リン酸トリメチルエステル、リン酸トリエチルエステル、リン酸トリプロピルエステル、リン酸モノもしくはジメチルエステル、フェニルホスホン酸ジメチルエステル、フェニルホスホン酸ジエチルエステル、トリメチルフォスファイト(亜リン酸メチルエステル)、トリエチルフォスファイト(亜リン酸エチルエステル)、酸性リン酸エステルなどのエステル;ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。 Examples of organic phosphoric acids include hydroxyethylidene diphosphonic acid, nitrilotrismethylenephosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, ethylenediamidetetramethylenephosphonic acid, and phenylphosphonic acid; and salts thereof; esters such as trimethyl phosphoric acid ester, triethyl phosphoric acid ester, tripropyl phosphoric acid ester, mono- or dimethyl phosphoric acid ester, dimethyl phenylphosphonic acid ester, diethyl phenylphosphonic acid ester, trimethyl phosphite (methyl phosphorous acid ester), triethyl phosphite (ethyl phosphorous acid ester), and acidic phosphoric acid esters; and combinations thereof.
上記表面処理剤は、得られる樹脂組成物の耐候性、耐熱性および強度のすべてを良好に向上させることができるという理由から、リン系化合物としてヘキサメタリン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、およびウルトラリン酸ナトリウムのような無機リン酸類、およびニトリロトリスメチレンホスホン酸、およびリン酸トリメチルエステルのような有機リン酸類、ならびにそれらの組み合わせが好ましく使用できる。 The above-mentioned surface treatment agents can effectively improve all of the weather resistance, heat resistance, and strength of the resulting resin composition, and therefore, as phosphorus-based compounds, inorganic phosphoric acids such as sodium hexametaphosphate, sodium polyphosphate, sodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, and sodium ultraphosphate, and organic phosphoric acids such as nitrilotrismethylenephosphonic acid and trimethyl phosphoric acid ester, and combinations thereof can be preferably used.
本発明において、表面処理剤は、上記リン系化合物に加えてその他の表面処理剤を含有してもよい。 In the present invention, the surface treatment agent may contain other surface treatment agents in addition to the phosphorus-based compound.
その他の表面処理剤の例としては、脂肪酸・脂肪酸石鹸系表面処理剤、カップリング剤系表面処理剤、および界面活性剤系表面処理剤、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。当該他の表面処理剤は市販品であってもよい。 Examples of other surface treatment agents include fatty acid/fatty acid soap-based surface treatment agents, coupling agent-based surface treatment agents, and surfactant-based surface treatment agents, as well as combinations thereof. The other surface treatment agents may be commercially available products.
脂肪酸・脂肪酸石鹸系表面処理剤の例としては、脂肪酸、および脂肪酸塩、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。 Examples of fatty acid/fatty acid soap-based surface treatment agents include fatty acids, fatty acid salts, and combinations thereof.
脂肪酸としては、例えば、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、脂環族カルボン酸、および樹脂酸、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。 Fatty acids include, for example, saturated fatty acids, unsaturated fatty acids, alicyclic carboxylic acids, and resin acids, as well as combinations thereof.
飽和脂肪酸の例としては、カプリン酸、カプロン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、およびイソステアリン酸、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。不飽和脂肪酸の例としては、オレイン酸、リノール酸、およびリノレン酸、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。脂環族カルボン酸の例としては、シクロペンタン環やシクロヘキサン環の末端にカルボキシル基を有するナフテン酸等が挙げられる。樹脂酸の例としては、アビエチン酸、ピマル酸、およびネオアビエチン酸、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。 Examples of saturated fatty acids include capric acid, caproic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, and isostearic acid, as well as combinations thereof. Examples of unsaturated fatty acids include oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid, as well as combinations thereof. Examples of alicyclic carboxylic acids include naphthenic acid, which has a carboxyl group at the end of a cyclopentane or cyclohexane ring. Examples of resin acids include abietic acid, pimaric acid, and neoabietic acid, as well as combinations thereof.
脂肪酸塩には、上記脂肪酸のアルカリ金属塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩)、アルカリ土類金属塩(例えば、カルシウム塩、マグネシウム塩)、アンモニウム塩、およびアミン塩、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。水に対する溶解度が高く、 炭酸カルシウム表面を処理し易いとの理由から、脂肪酸のアルカリ金属塩を使用することが好ましい。 Fatty acid salts include alkali metal salts (e.g., sodium salts, potassium salts), alkaline earth metal salts (e.g., calcium salts, magnesium salts), ammonium salts, and amine salts of the above fatty acids, as well as combinations thereof. It is preferable to use alkali metal salts of fatty acids because they have high solubility in water and are easy to treat on the calcium carbonate surface.
脂肪酸塩の例としては、ラウリン酸カリウム、ミリスチン酸カリウム、パルミチン酸カリウム、パルミチン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム、イソステアリン酸ナトリウム等の飽和脂肪酸塩、オレイン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム等の不飽和脂肪酸塩、およびナフテン酸ナトリウム、シクロヘキシル酪酸鉛等の脂環族カルボン酸塩、アビエチン酸カリウム、およびアビチエン酸ナトリウム、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。 Examples of fatty acid salts include saturated fatty acid salts such as potassium laurate, potassium myristate, potassium palmitate, sodium palmitate, potassium stearate, sodium stearate, and sodium isostearate, unsaturated fatty acid salts such as potassium oleate and sodium oleate, and alicyclic carboxylates such as sodium naphthenate and lead cyclohexylbutyrate, potassium abietate, and sodium abietate, as well as combinations thereof.
上記脂肪酸・脂肪酸石鹸系表面処理剤は、例えば、動物または植物由来の変性または未変性の脂肪酸であってもよい。例えば、当該技術分野において汎用されている、牛脂脂肪酸、パーム油脂肪酸、パーム核油脂肪酸、大豆油脂肪酸等の混合脂肪酸;そのアルカリ金属塩;あるいはこれらの混合脂肪酸の不飽和度を低減させるために水素添化された、いわゆる水添混合脂肪酸やそのアルカリ金属塩であってもよい。 The fatty acid/fatty acid soap-based surface treatment agent may be, for example, a modified or unmodified fatty acid derived from an animal or a plant. For example, it may be a mixed fatty acid such as beef tallow fatty acid, palm oil fatty acid, palm kernel oil fatty acid, soybean oil fatty acid, etc., which are widely used in the technical field; an alkali metal salt thereof; or a so-called hydrogenated mixed fatty acid or an alkali metal salt thereof, which is a mixed fatty acid that has been hydrogenated to reduce the degree of unsaturation.
なお、脂肪酸類として脂肪酸がそのまま使用される場合、未改質の炭酸カルシウム粒子へのより均一な表面処理を可能にするとの理由から、使用する脂肪酸の融点以上に加温された熱水に予め溶解させ、これにアニオン性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等の公知の乳化剤を適宜添加し、ホモミキサーやホモジナイザーなどの乳化分散機にて、脂肪酸を乳化させてから上記未改質の炭酸カルシウムに添加することが好ましい。 When fatty acids are used as they are as fatty acids, it is preferable to dissolve the fatty acid in hot water heated to above its melting point in advance, add a known emulsifier such as an anionic surfactant or a nonionic surfactant as appropriate, and emulsify the fatty acid using an emulsifying disperser such as a homomixer or homogenizer before adding it to the unmodified calcium carbonate, in order to enable more uniform surface treatment of the unmodified calcium carbonate particles.
また、上記脂肪酸類のうち、不飽和脂肪酸は、水に対する溶解度が高いだけでなく、融点が低いことから、未改質の炭酸カルシウム粒子の表面に対してより均一表面処理がなされ易い一方で、耐熱性の観点からは、不飽和脂肪酸は不飽和二重結合の存在により熱劣化を受け易いという特徴を有する。このため、本発明においては、上記不飽和脂肪酸のような熱劣化の懸念が予め払拭されているとの理由から、脂肪酸類は飽和脂肪酸および/または飽和脂肪酸塩であることが好ましい。あるいは、飽和脂肪酸および飽和脂肪酸塩の合計量が、脂肪酸類の全質量に対して90質量%以上であることが好ましく、100質量%であることがより好ましい。 Of the above fatty acids, unsaturated fatty acids not only have high solubility in water, but also have low melting points, making it easier to perform a more uniform surface treatment on the surface of unmodified calcium carbonate particles. However, from the viewpoint of heat resistance, unsaturated fatty acids are characterized by being susceptible to thermal degradation due to the presence of unsaturated double bonds. For this reason, in the present invention, the fatty acids are preferably saturated fatty acids and/or saturated fatty acid salts, since concerns about thermal degradation such as those of the above unsaturated fatty acids are eliminated in advance. Alternatively, the total amount of saturated fatty acids and saturated fatty acid salts is preferably 90% by mass or more, and more preferably 100% by mass, of the total mass of the fatty acids.
カップリング剤系表面処理の例としては、ビニルシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、フェニルシランカップリング剤、エポキシシランカップリング剤、スチリルシランカップリング剤、アクリルシランカップリング剤、メタクリルシランカップリング剤、イソシアヌレートシランカップリング剤、ウレイドシランカップリング剤、メルカプトシランカップリング剤、およびイソシアネートシランカップリング剤、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。得られる樹脂組成物に対して良好な強度を付与することができるとの理由からビニルシランカップリング剤が好ましく、得られる樹脂組成物に対して良好な耐候性や耐熱性を付与することができるとの理由からフェニルシランカップリング剤が好ましい。 Examples of coupling agent-based surface treatments include vinyl silane coupling agents, amino silane coupling agents, phenyl silane coupling agents, epoxy silane coupling agents, styryl silane coupling agents, acrylic silane coupling agents, methacryl silane coupling agents, isocyanurate silane coupling agents, ureido silane coupling agents, mercapto silane coupling agents, and isocyanate silane coupling agents, as well as combinations thereof. Vinyl silane coupling agents are preferred because they can impart good strength to the resulting resin composition, and phenyl silane coupling agents are preferred because they can impart good weather resistance and heat resistance to the resulting resin composition.
界面活性剤系表面処理剤の例としては、芳香族スルホン酸および/または樹脂酸ならびにそれらの塩またはエステル;アルコール系界面活性剤;多価アルコール類;ソルビタン脂肪酸エステル類;アミド系界面活性剤;アミン系界面活性剤;ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル;αオレフィンスルホン酸ナトリウム;長鎖アルキルアミノ酸類;アミンオキサイド;アルキルアミン;および第4級アンモニウム塩;ならびにそれらの組み合わせ;が挙げられる。 Examples of surfactant-based surface treatment agents include aromatic sulfonic acids and/or resin acids and their salts or esters; alcohol-based surfactants; polyhydric alcohols; sorbitan fatty acid esters; amide-based surfactants; amine-based surfactants; polyoxyalkylene alkyl ethers; polyoxyethylene nonylphenyl ether; sodium alpha-olefin sulfonate; long-chain alkyl amino acids; amine oxides; alkylamines; and quaternary ammonium salts; and combinations thereof.
得られる表面処理炭酸カルシウム填料と樹脂との配合の際に当該樹脂との相容性および分散性が良好であることを考慮すると、その他の表面処理剤は脂肪酸・脂肪酸石鹸系表面処理剤であることが好ましく、飽和脂肪酸および不飽和脂肪酸、ならびにそれらの塩であることがより好ましく、飽和脂肪酸塩が最も好ましい。 In consideration of good compatibility and dispersibility with a resin when the surface-treated calcium carbonate filler to be obtained is blended with the resin, the other surface treatment agent is preferably a fatty acid/fatty acid soap-based surface treatment agent, more preferably a saturated fatty acid, an unsaturated fatty acid, or a salt thereof, and most preferably a saturated fatty acid salt.
(未改質の炭酸カルシウム粒子の表面処理)
上記表面処理剤を用いた未改質の炭酸カルシウム粒子の表面処理は、例えば以下のようにして行われる。
(Surface treatment of unmodified calcium carbonate particles)
The surface treatment of unmodified calcium carbonate particles with the above-mentioned surface treatment agent is carried out, for example, as follows.
未改質の炭酸カルシウム粒子の表面処理には一般的な乾式処理または湿式処理のいずれが採用されてもよい。好ましくは、未改質の炭酸カルシウム粒子を含む水スラリーに、上記表面処理剤を添加する方法が採用され得る。このような方法は、一般に湿式処理と呼ばれるものであり、炭酸カルシウム粒子に対して表面処理の程度と製造効率とを適度に両立し得る点で好ましい。 For the surface treatment of unmodified calcium carbonate particles, either a general dry treatment or a general wet treatment may be used. Preferably, a method of adding the above-mentioned surface treatment agent to a water slurry containing unmodified calcium carbonate particles may be used. This method is generally called a wet treatment, and is preferable in that it can adequately achieve both the degree of surface treatment of the calcium carbonate particles and production efficiency.
表面処理剤の使用量、特にリン系化合物の使用量は、未改質の炭酸カルシウム粒子のBET比表面積および/または量、リン酸類自体に含まれるリン元素の含有量、最終的に混錬する樹脂の種類や混練条件等によって変動するため特に限定されず、上記Pwの範囲を満足するように当業者によって適宜選択され得る。 The amount of the surface treatment agent, particularly the amount of the phosphorus-based compound, used varies depending on the BET specific surface area and/or amount of the unmodified calcium carbonate particles, the content of the phosphorus element contained in the phosphoric acid itself, the type of resin to be kneaded in the end, the kneading conditions, etc., so is not particularly limited and can be appropriately selected by a person skilled in the art so as to satisfy the above Pw range.
未改質の炭酸カルシウム粒子に対して、上記表面処理剤のうち特にリン系化合物とその他の表面処理剤の処理順序は特に限定されない。例えば、未改質の炭酸カルシウム粒子に対して、まずはその他の表面処理剤で処理した後にリン系化合物で処理を行ってもよい。あるいは、未改質の炭酸カルシウム粒子に対して、まずはリン系化合物で処理した後にその他の表面処理剤で処理を行ってもよい。あるいは、未改質の炭酸カルシウム粒子に対してリン系化合物およびその他の表面処理剤を用いて一緒に、すなわち同時に、処理を行ってもよい。 The order of treatment of unmodified calcium carbonate particles with the above-mentioned surface treatment agents, particularly the phosphorus-based compound and the other surface treatment agent, is not particularly limited. For example, unmodified calcium carbonate particles may be first treated with the other surface treatment agent and then treated with the phosphorus-based compound. Alternatively, unmodified calcium carbonate particles may be first treated with the phosphorus-based compound and then treated with the other surface treatment agent. Alternatively, unmodified calcium carbonate particles may be treated with the phosphorus-based compound and the other surface treatment agent together, i.e., simultaneously.
表面処理のために採用される温度は特に限定されず、当業者によって適切な温度が選択される。 The temperature employed for the surface treatment is not particularly limited, and an appropriate temperature can be selected by a person skilled in the art.
上記表面処理の後、得られた粒子は、例えば常法に従って、脱水、乾燥、粉砕等の任意操作を経て粉末化されてもよい。 After the above surface treatment, the resulting particles may be powdered through any operation, such as dehydration, drying, or grinding, according to conventional methods.
なお、脱水は、表面処理炭酸カルシウム粒子を含むスラリーをフィルタープレスや遠心脱水機を用いて行うことができる。乾燥には、表面処理炭酸カルシウム粒子に高温の熱風を直接接触させることにより効率的に乾燥可能な、ミクロンドライヤー等の熱風式乾燥機が使用されてもよく、あるいは表面処理炭酸カルシウム粒子と加熱板とを接触させ、当該加熱板を通じて間接的に乾燥させる、CDドライヤー等の伝熱式乾燥機が使用されてもよい。 The dehydration can be performed by using a filter press or a centrifugal dehydrator to dehydrate the slurry containing the surface-treated calcium carbonate particles. For drying, a hot air dryer such as a micron dryer, which can dry the surface-treated calcium carbonate particles efficiently by directly contacting them with high-temperature hot air, may be used, or a heat transfer dryer such as a CD dryer, which brings the surface-treated calcium carbonate particles into contact with a heating plate and dries them indirectly through the heating plate, may be used.
このようにして、表面処理剤で表面処理されている表面処理炭酸カルシウム粒子を得ることができる。この表面処理炭酸カルシウム粒子は、上記式(a)、(b)および(c)のすべて、ならびに必要に応じて式(d)、(e)、(f)および(g)の少なくとも1つを満たす表面処理炭酸カルシウム填料としてそのまま使用され得る。 In this manner, surface-treated calcium carbonate particles that have been surface-treated with a surface treatment agent can be obtained. These surface-treated calcium carbonate particles can be used as they are as a surface-treated calcium carbonate filler that satisfies all of the above formulae (a), (b), and (c), and, if necessary, at least one of formulae (d), (e), (f), and (g).
2.樹脂組成物
次に、本発明の樹脂組成物について説明する。
2. Resin Composition Next, the resin composition of the present invention will be described.
本発明の樹脂組成物は、樹脂と上記表面処理炭酸カルシウム填料とを含有する。 The resin composition of the present invention contains a resin and the above-mentioned surface-treated calcium carbonate filler.
樹脂組成物に含まれる樹脂は、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、およびポリビニルアルコール系樹脂、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。また、ポリオレフィン系樹脂の具体的な例としては、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(L-LDPE)、超高分子ポリエチレン(UHMWPE)などのポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂、エチレン-プロピレン共重合体、エチレンまたはプロピレンと他のモノマーの共重合体等が挙げられる。当該樹脂は、石油由来、植物由来(例えばバイオプラスチック)、またはこれらの組み合わせのいずれであってもよい。本発明においては、エンジニアリングプラスチック等に比べて成形温度が比較的低く、上記表面処理炭酸カルシウム粒子が耐熱性を発揮し得る温度において十分耐え得る耐熱性を有しているとの理由から、当該樹脂はポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。 The resin contained in the resin composition is not particularly limited, but examples thereof include polyolefin resins, polystyrene resins, acrylic resins, methacrylic resins, vinyl chloride resins, vinylidene chloride resins, polyamide resins, polyether resins, vinyl acetate resins, and polyvinyl alcohol resins, as well as combinations thereof. Specific examples of polyolefin resins include polyethylene resins such as low-density polyethylene (LDPE), high-density polyethylene (HDPE), linear low-density polyethylene (L-LDPE), and ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE), polypropylene resins, ethylene-propylene copolymers, and copolymers of ethylene or propylene with other monomers. The resin may be derived from petroleum, plants (e.g., bioplastics), or combinations thereof. In the present invention, the resin is preferably a polyolefin resin, since it has a relatively low molding temperature compared to engineering plastics and has sufficient heat resistance at temperatures at which the surface-treated calcium carbonate particles can exhibit heat resistance.
樹脂組成物に含まれる表面処理炭酸カルシウム填料の含有量は、併用する樹脂の種類、得られる樹脂組成物の用途および所望される物性等によって変動するため、必ずしも限定されないが、例えば樹脂100質量部に対して0.05質量部~100質量部であり、好ましくは50質量部~100質量部であり、より好ましくは70質量部~100質量部である。樹脂組成物に含まれる表面処理炭酸カルシウム填料の含有量が100質量部を超えると(すなわち樹脂の含有量を上回ると)、樹脂との混練性の低下や樹脂劣化により色相(白色度)の低下が起こり易くなることがある。樹脂組成物に含まれる表面処理炭酸カルシウム填料の含有量が0.05質量部を下回ると、得られる樹脂組成物が十分な耐熱性を有さないことがある。 The content of the surface-treated calcium carbonate filler contained in the resin composition is not necessarily limited because it varies depending on the type of resin used in combination, the application of the obtained resin composition, and desired physical properties, for example, but is, for example, 0.05 parts by mass to 100 parts by mass, preferably 50 parts by mass to 100 parts by mass, and more preferably 70 parts by mass to 100 parts by mass relative to 100 parts by mass of resin. When the content of the surface-treated calcium carbonate filler contained in the resin composition exceeds 100 parts by mass (i.e., exceeds the content of the resin), the kneadability with the resin decreases and the hue (whiteness) decreases due to deterioration of the resin. When the content of the surface-treated calcium carbonate filler contained in the resin composition is less than 0.05 parts by mass, the obtained resin composition may not have sufficient heat resistance.
なお、本発明の樹脂組成物では、他の添加剤として、脂肪酸、脂肪酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、ソルビタン脂肪酸エステル等の滑剤;可塑剤;熱安定剤、光安定剤等の安定剤;酸化防止剤;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;および着色剤;ならびにそれらの組み合わせ:等を含有していてもよい。他の添加剤の含有量は特に限定されず、上記表面処理炭酸カルシウム填料による効果を阻害しない範囲において、適切な量が当業者によって選択され得る。 The resin composition of the present invention may contain other additives such as lubricants, such as fatty acids, fatty acid amides, ethylene bisstearic acid amide, and sorbitan fatty acid esters; plasticizers; stabilizers, such as heat stabilizers and light stabilizers; antioxidants; ultraviolet absorbers; neutralizing agents; antifogging agents; antiblocking agents; antistatic agents; slip agents; and colorants; as well as combinations thereof. The content of the other additives is not particularly limited, and an appropriate amount can be selected by a person skilled in the art within a range that does not inhibit the effects of the surface-treated calcium carbonate filler.
樹脂および表面処理炭酸カルシウム填料、ならびに必要に応じて含まれるその他の添加剤は、例えば、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、タンブラーミキサー、リボンブレンダー等の公知の混合機を用いて混合され得る。樹脂組成物は混合機で混合した後、一軸あるいは二軸押出機、ニーダーミキサー、バンバリーミキサー等で加熱混練し、一旦、マスターバッチとしてペレット状に加工され、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、溶融かつ製膜され得る。 The resin and the surface-treated calcium carbonate filler, as well as other additives that are included as necessary, can be mixed using a known mixer, such as a super mixer, a Henschel mixer, a tumbler mixer, or a ribbon blender. After being mixed in the mixer, the resin composition is heated and kneaded using a single-screw or twin-screw extruder, a kneader mixer, a Banbury mixer, or the like, and once processed into pellets as a master batch, which can be melted and formed into a film using a known molding machine such as a T-die extrusion or inflation molding.
3.成形品
本発明の成形品は、上記樹脂組成物から構成されている。
3. Molded Article The molded article of the present invention is formed from the above-mentioned resin composition.
本発明の成形品は、好ましくはフィルムの形態を有する。 The molded article of the present invention preferably has the form of a film.
例えば上記にして混錬された樹脂組成物を、Tダイ等でシートの形態に作製した後、に一軸または二軸延伸することにより表面に微細な孔を有する多孔質フィルムを得ることができる。あるいは上記混練後にTダイ押出またはインフレーション成形等の公知の成形機を用いて製膜し、それらを酸処理することにより、内部に存在する上記表面処理炭酸カルシウム填料を溶解させて、表面に微細な孔を有する多孔質フィルムを得ることもできる。さらに必要に応じて、上記工程中のTダイ押出機を複数個重ねたり、あるいは延伸後の張り合わせを通じて多層フィルムの形態に成形されてもよく、また上記フィルムに印刷適性を付与する目的で、フィルム表面にプラズマ放電等の表面処理を施しインク受理層をコーティングしてもよい。 For example, the resin composition kneaded as described above can be formed into a sheet shape using a T-die or the like, and then uniaxially or biaxially stretched to obtain a porous film having fine pores on the surface. Alternatively, after the kneading, a film can be formed using a known molding machine such as T-die extrusion or inflation molding, and the film can be treated with acid to dissolve the surface-treated calcium carbonate filler present inside, thereby obtaining a porous film having fine pores on the surface. Furthermore, if necessary, a plurality of T-die extruders in the above process may be stacked, or the film may be laminated after stretching to form a multilayer film. In addition, for the purpose of imparting printability to the film, the film surface may be subjected to a surface treatment such as plasma discharge, and an ink-receiving layer may be coated thereon.
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の記載において、特に断りのない限り、%は質量%、部は質量部を意味する。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, % means % by mass, and parts means parts by mass, unless otherwise specified.
各実施例および比較例に記載の材料、表面処理炭酸カルシウム填料、およびペレットの評価を以下のようにして行った。 The materials, surface-treated calcium carbonate filler, and pellets described in each of the examples and comparative examples were evaluated as follows.
(1)未改質の炭酸カルシウムのBET比表面積
各実施例および比較例で使用した未改質の炭酸カルシウム粒子約300mgを測定装置(株式会社マウンテック社製Macsorb HM model-1201)に配置し、前処理として窒素とヘリウムとの混合ガス雰囲気下で200℃にて10分間の加熱処理を行った後、液体窒素の環境下で低温低湿物理吸着を行うことにより、当該未改質の炭酸カルシウム粒子のBET比表面積(m2/g)を測定した。
(1) BET specific surface area of unmodified calcium carbonate About 300 mg of the unmodified calcium carbonate particles used in each of the Examples and Comparative Examples was placed in a measuring device (Macsorb HM model-1201 manufactured by Mountec Co., Ltd.) and subjected to a pretreatment of heating at 200°C for 10 minutes in a mixed gas atmosphere of nitrogen and helium, and then to low-temperature, low-humidity physical adsorption in a liquid nitrogen environment to measure the BET specific surface area (m 2 /g) of the unmodified calcium carbonate particles.
(2)表面処理炭酸カルシウム填料のBET比表面積(Sw)
各実施例および比較例で得られた表面処理炭酸カルシウム填料約300mgを測定装置(株式会社マウンテック社製Macsorb HM model-1201)に配置し、前処理として窒素とヘリウムとの混合ガス雰囲気下で200℃にて10分間の加熱処理を行った後、液体窒素の環境下で低温低湿物理吸着を行うことにより、当該填料を構成する表面処理炭酸カルシウム粒子のBET比表面積(m2/g)を測定した。
(2) BET specific surface area (Sw) of surface-treated calcium carbonate filler
About 300 mg of the surface-treated calcium carbonate filler obtained in each of the Examples and Comparative Examples was placed in a measuring device (Macsorb HM model-1201 manufactured by Mountech Co., Ltd.), and a heat treatment was performed at 200° C. for 10 minutes in a mixed gas atmosphere of nitrogen and helium as a pretreatment, and then a low-temperature, low-humidity physical adsorption was performed in a liquid nitrogen environment, so that the BET specific surface area (m 2 /g) of the surface-treated calcium carbonate particles constituting the filler was measured.
(3)表面処理炭酸カルシウム填料の誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析装置で測定したリン元素の含有量(Pw) (3) Phosphorus content (Pw) of surface-treated calcium carbonate filler measured using an inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometer
るつぼに各実施例および比較例で得られた表面処理炭酸カルシウム填料約1000mgを仕込み、電気炉で300℃にて3時間焼成した。焼成後、その混合物を含む200mLのビーカーに少量の蒸留水および1.38規定の硝酸(有害金属測定用硝酸(1.38)、富士フイルム和光純薬株式会社製)7.5mLを入れ、電気コンロで煮沸して徐冷した。100μLのイットリウム標準液(富士フイルム和光純薬株式会社製Y1000)が入った100mLのメスフラスコに、上記徐冷後の混合物を添加し、さらに100mLまで蒸留水でメスアップした。次いで、5Cの濾紙で濾過し、得られた濾液からICP測定用の試料を調製した。その後、この試料を用いて、誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製ICP発光分光分析装置SPS3500)により当該試料に含まれるリン元素の含有量(ppm)を測定した。 About 1000 mg of the surface-treated calcium carbonate filler obtained in each Example and Comparative Example was charged into a crucible and fired in an electric furnace at 300 ° C for 3 hours. After firing, a small amount of distilled water and 7.5 mL of 1.38 N nitric acid (nitric acid for measuring harmful metals (1.38), manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added to a 200 mL beaker containing the mixture, and the mixture was boiled on an electric stove and cooled slowly. The mixture after the above-mentioned cooling was added to a 100 mL measuring flask containing 100 μL of yttrium standard solution (Y1000 manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the mixture was further diluted with distilled water to 100 mL. The mixture was then filtered through 5C filter paper, and a sample for ICP measurement was prepared from the obtained filtrate. The phosphorus content (ppm) of this sample was then measured using an inductively coupled plasma (ICP) optical emission spectrometer (SPS3500 ICP optical emission spectrometer manufactured by SII NanoTechnology Inc.).
(4)表面処理炭酸カルシウム填料の140℃~220℃の減量値(Tw)
白金製の試料パンに各実施例および比較例で得られた表面処理炭酸カルシウム填剤の約30mgを秤量し、示差熱天秤装置(株式会社島津製作所製DTG-60A)にセットした。その後、昇温速度30℃/分で、測定器の温度を室温から550℃まで上昇させて測定を行い、表面処理炭酸カルシウム填剤1gあたりの140℃~220℃までの減量値(質量%)を算出した。
(4) Weight loss value (Tw) of surface-treated calcium carbonate filler at 140 ° C. to 220 ° C.
About 30 mg of the surface-treated calcium carbonate filler obtained in each of the Examples and Comparative Examples was weighed out in a platinum sample pan and set in a differential thermobalance device (DTG-60A manufactured by Shimadzu Corporation). Thereafter, measurement was performed by increasing the temperature of the measuring device from room temperature to 550° C. at a temperature increase rate of 30° C./min, and a weight loss value (mass%) from 140° C. to 220° C. per 1 g of the surface-treated calcium carbonate filler was calculated.
(5)表面処理炭酸カルシウム填料の色相変化率(bw)
各実施例および比較例で得られた表面処理炭酸カルシウム填料とフタル酸ジオクチル(DOP)とを質量比3対7の割合で秤量し、脱泡撹拌機(倉敷紡績株式会社製Mazerustar)にて混合することによりDOPペーストを作製した。次いで、「加熱前のペーストのb値」として、このDOPペーストの色差を分光式色差計(日本電色株式会社製ZE-2000)により測定した。その後、DOPペーストをガラスシャーレに入れ、140℃に設定した強制通式オーブン内で48時間連続して加熱した。オーブンから取り出して放冷した後、「加熱後のペーストのb値」としてDOPペーストの色差を上記分光式色差計により測定した。
(5) Hue Change Rate (bw) of Surface-Treated Calcium Carbonate Filler
The surface-treated calcium carbonate filler obtained in each of the Examples and Comparative Examples and dioctyl phthalate (DOP) were weighed in a mass ratio of 3:7, and mixed with a defoaming mixer (Mazerustar manufactured by Kurabo Industries, Ltd.) to prepare a DOP paste. Next, the color difference of this DOP paste was measured as the "b value of the paste before heating" with a spectrophotometer (ZE-2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). Thereafter, the DOP paste was placed in a glass petri dish and heated continuously for 48 hours in a forced-air oven set at 140°C. After being taken out of the oven and allowed to cool, the color difference of the DOP paste was measured as the "b value of the paste after heating" with the above spectrophotometer.
得られた「加熱前のペーストのb値」および「加熱後のペーストのb値」から、加熱前後の色相変化率bwを以下の式にしたがって算出した:
bw=(加熱後のペーストのb値/加熱前のペーストのb値)。
From the obtained "b value of the paste before heating" and "b value of the paste after heating", the hue change rate bw before and after heating was calculated according to the following formula:
bw = (b value of paste after heating/b value of paste before heating).
(6)表面処理炭酸カルシウム填料のD50、シャープネス指数((D90-D10)/D50)およびDa
100mLのビーカーに、各実施例および比較例で得られた表面処理炭酸カルシウム填料約0.3gとメタノール50mLとを添加した。次いで、ビーカー内の内容物に対して、例えば株式会社日本精機製作所製超音波分散機US-300Tを用いて300μAで60秒間、超音波を照射して内容物を分散させて試料を得た。その後、レーザー回折式粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製MT-3300EX II)を用いて試料中の表面処理炭酸カルシウム粒子の体積粒度分布を測定した。得られた体積粒度分布の結果から、D50、D10、D90およびDa、ならびにそれを用いて算出されたシャープネス指数((D90-D10)/D50)の各値を得た。
(6) D50, sharpness index ((D90-D10)/D50) and Da of surface-treated calcium carbonate filler
About 0.3 g of the surface-treated calcium carbonate filler obtained in each of the Examples and Comparative Examples and 50 mL of methanol were added to a 100 mL beaker. Next, the contents in the beaker were irradiated with ultrasonic waves at 300 μA for 60 seconds using, for example, an ultrasonic disperser US-300T manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd., to disperse the contents to obtain a sample. Thereafter, the volumetric particle size distribution of the surface-treated calcium carbonate particles in the sample was measured using a laser diffraction particle size distribution measuring device (MT-3300EX II manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.). From the results of the obtained volumetric particle size distribution, the values of D50, D10, D90, and Da, as well as the sharpness index ((D90-D10)/D50) calculated using the same were obtained.
(7)ペレットの熱酸化安定性
各実施例および比較例で得られたペレットから、200℃に調整した有限会社折原製作所製卓上型ホットプレスG-12を用いて50×50×1mmの試験片を作製した。この試験片を、日本工業規格JIS K7368(プラスチック-ポリプロピレン及びプロピレン共重合体-空気中での熱酸化安定性の測定方法-オーブン法)に基づいて、強制通風式オーブンを用い、設定温度140℃にて試験片を空気中で加熱することにより劣化を促進させ、試験開始から、局部的なひび割れ、崩れおよび/または変色を目視観察できるまでに要した日数を記録し、下記の基準により評価した。
◎:10日間が経過しても目立った変化がなかった。
○:10日間経過後に変色が認められた。
△:10日間経過後に、変色とひび割れが認められた。
×:5日間経過後に、すでに変色とひび割れが認められた。
(7) Thermo-oxidative stability of pellets From the pellets obtained in each Example and Comparative Example, a 50 x 50 x 1 mm test piece was prepared using a tabletop hot press G-12 manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd. adjusted to 200 ° C. This test piece was heated in air at a set temperature of 140 ° C. using a forced draft oven based on Japanese Industrial Standard JIS K7368 (Plastics - Polypropylene and propylene copolymers - Measurement method for thermo-oxidative stability in air - Oven method) to accelerate deterioration, and the number of days required from the start of the test until local cracks, crumbling and / or discoloration could be visually observed was recorded and evaluated according to the following criteria.
◎: No noticeable change even after 10 days.
○: Discoloration was observed after 10 days.
Δ: Discoloration and cracks were observed after 10 days.
×: Discoloration and cracks were already observed after 5 days.
(8)ペレットの耐熱性評価
各実施例および比較例で得られたペレットについて、140℃の強制通風式オーブンを用いて、各ペレットを10日間空気中で加熱して劣化を促進させた。得られた加熱劣化したペレット、および(加熱劣化させていない)初期状態のペレットについて、東洋精機製作所株式会社製MELT INDEXER F-F01を用いて、日本工業規格JIS K7210(プラスチック-熱可塑性プラスチックのメルトマスフトーレイト(MFR)及びメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法)に基づき、試験温度230℃、公称荷重21.6kgにてMFR値(g/10分)を測定した。さらに得られた結果から、以下の式にしたがってMFRの変化率(%)を算出し、耐熱性の有無を評価した。
(8) Evaluation of heat resistance of pellets The pellets obtained in each Example and Comparative Example were heated in air for 10 days using a forced draft oven at 140°C to accelerate degradation. The MFR value (g/10 min) of the obtained heat-degraded pellets and the pellets in the initial state (not heat-degraded) was measured at a test temperature of 230°C and a nominal load of 21.6 kg using a MELT INDEXER F-F01 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., based on Japanese Industrial Standard JIS K7210 (Test method for melt mass flow rate (MFR) and melt volume flow rate (MVR) of plastics-thermoplastics). Furthermore, from the obtained results, the rate of change (%) of MFR was calculated according to the following formula to evaluate the presence or absence of heat resistance.
(7)ペレットの分散性評価
目開き100μm、60μm、および400μmを有する3枚構成のストレーナーを装着した二軸混練機(東洋精機株式会社製2D25W)に、各実施例および比較例で得られたペレットをシリンダー設定温度170℃にて、スクリュー回転数150rpmかつ6kg/時のフィード量で混練押出し、60分後の樹脂圧力の測定し、下記の基準により分散性の評価を行った。
◎:混練60分後の樹脂圧が、4MPa未満であった。
○:混練60分後の樹脂圧が、4MPa以上6MPa未満であった。
△:混練60分後の樹脂圧が、6MPa以上8MPa未満であった。
×:混練60分後の樹脂圧が8MPa以上であったか、または経過前にストレーナーの目詰まりによりベントアップが発生した。
(7) Evaluation of pellet dispersibility The pellets obtained in each Example and Comparative Example were kneaded and extruded into a twin-screw kneader (2D25W manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) equipped with a three-plate strainer having openings of 100 μm, 60 μm, and 400 μm at a cylinder set temperature of 170° C., a screw rotation speed of 150 rpm, and a feed rate of 6 kg/hour. The resin pressure after 60 minutes was measured, and the dispersibility was evaluated according to the following criteria.
⊚: The resin pressure after 60 minutes of kneading was less than 4 MPa.
◯: The resin pressure after 60 minutes of kneading was 4 MPa or more and less than 6 MPa.
Δ: The resin pressure after 60 minutes of kneading was 6 MPa or more and less than 8 MPa.
×: The resin pressure after 60 minutes of kneading was 8 MPa or more, or vent-up occurred before 60 minutes had elapsed due to clogging of the strainer.
(8)引張強度評価
各実施例および比較例で得られたペレットについて、200℃に調整した有限会社折原製作所社製卓上型ホットプレスG-12にて200μm厚のフィルムを作製した。このフィルムを打抜刃を使用してダンベル型試験片を20個打ち抜いたのち、各試験片の厚みを測定し、20個の平均膜厚に対してプラスマイナス10%以内となる膜厚の試験片を5個選定した。選定した試験片を、日本工業規格JIS K7127(プラスチック-引張特性の試験方法-第3部)に基づき、株式会社島津製作所社製オートグラフAG-Iを用いて、試験力500N、試験速度5mm/分にて、引張強度評価行い、下記の基準により分散性の評価を行った。なお、ここでいう引張強度は、試験片が破断する際に計測される応力を示す。
◎:引張強度が、33MPa以上であった。
○:引張強度が、30MPa以上33MPa未満であった。
△:引張強度が、27MPa以上30MPa未満であった。
×:引張強度が、27MPa未満であった。
(8) Tensile Strength Evaluation For the pellets obtained in each Example and Comparative Example, a 200 μm thick film was prepared using a tabletop hot press G-12 manufactured by Orihara Manufacturing Co., Ltd., adjusted to 200 ° C. This film was punched out into 20 dumbbell-shaped test pieces using a punching blade, and the thickness of each test piece was measured, and five test pieces with a thickness within ± 10% of the average thickness of the 20 pieces were selected. The selected test pieces were subjected to a tensile strength evaluation at a test force of 500 N and a test speed of 5 mm / minus using an autograph AG-I manufactured by Shimadzu Corporation based on the Japanese Industrial Standards JIS K7127 (Plastics - Test Method for Tensile Properties - Part 3), and the dispersibility was evaluated according to the following criteria. The tensile strength referred to here indicates the stress measured when the test piece breaks.
⊚: The tensile strength was 33 MPa or more.
Good: The tensile strength was 30 MPa or more and less than 33 MPa.
Δ: The tensile strength was 27 MPa or more and less than 30 MPa.
×: The tensile strength was less than 27 MPa.
(9)摺動性評価:静摩擦係数及び動摩擦係数の測定
各実施例および比較例で得られたペレットについて、200℃に調整した有限会社折原製作所社製卓上型ホットプレスG-12にて80×200×1mmの試験片を作製した。この試験片を、日本工業規格JIS K7125(プラスチック-フィルム及びシート-摩擦係数試験方法)基づき、株式会社東洋精機製作所社製摩擦係数測定機AN-S2を用いて、荷重200gおよび試験速度100mm/分にて、試験片の静摩擦係数と動摩擦係数を測定し、下記の基準により摺動性の評価を行った。なお、静摩擦係数と動摩擦係数の値がともに低い方が、高い摺動性を有することを示す。
(静摩擦係数の評価)
◎:静摩擦係数が0.60未満であった。
○:静摩擦係数が0.60以上0.70未満であった。
△:静摩擦係数が0.70以下0.80未満であった。
×:静摩擦係数が0.80以上であった。
(動静摩擦係数の評価)
◎:動摩擦係数が0.40未満であった。
○:動摩擦係数が0.40以上0.50未満であった。
△:動摩擦係数が0.50以下0.60未満であった。
×:動摩擦係数が0.60以上であった。
(摺動性の総合評価)
◎:摺動性が極めて良好であった。
○:摺動性が良好であった。
△:摺動性がやや良好であった。
×:摺動性が悪かった。
(9) Sliding property evaluation: Measurement of static and dynamic friction coefficients For the pellets obtained in each Example and Comparative Example, a test piece of 80 × 200 × 1 mm was prepared using a tabletop hot press G-12 manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd., adjusted to 200 ° C. Based on the Japanese Industrial Standard JIS K7125 (Plastic-Film and Sheet-Friction Coefficient Test Method), the static and dynamic friction coefficients of the test piece were measured using a friction coefficient measuring instrument AN-S2 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., at a load of 200 g and a test speed of 100 mm / min, and the sliding property was evaluated according to the following criteria. In addition, a lower value of both the static and dynamic friction coefficients indicates a higher sliding property.
(Evaluation of static friction coefficient)
⊚: The static friction coefficient was less than 0.60.
Good: The static friction coefficient was 0.60 or more and less than 0.70.
Δ: The static friction coefficient was 0.70 or less and less than 0.80.
×: The static friction coefficient was 0.80 or more.
(Evaluation of the dynamic and static friction coefficient)
⊚: The dynamic friction coefficient was less than 0.40.
Good: The dynamic friction coefficient was 0.40 or more and less than 0.50.
Δ: The dynamic friction coefficient was 0.50 or less and less than 0.60.
×: The dynamic friction coefficient was 0.60 or more.
(Overall evaluation of sliding properties)
⊚: The sliding property was extremely good.
◯: The sliding property was good.
Δ: The sliding property was somewhat good.
×: The sliding properties were poor.
(実施例1:表面処理炭酸カルシウム填料(E1)の作製)
天然ガスを熱源にして灰色緻密質石灰石を焼成炉で得られた生石灰を、水に溶解して比重1.050に調整した水酸化カルシウムスラリーを得た。この水酸化カルシウムスラリーと焼成炉から排出されたCO2ガスとを反応させることにより濃度8.0質量%の合成炭酸カルシウムスラリーを得た。
(Example 1: Preparation of surface-treated calcium carbonate filler (E1))
Gray dense limestone was fired in a firing furnace using natural gas as a heat source, and the quicklime was dissolved in water to obtain a calcium hydroxide slurry having a specific gravity of 1.050. This calcium hydroxide slurry was reacted with CO2 gas discharged from the firing furnace to obtain a synthetic calcium carbonate slurry having a concentration of 8.0% by mass.
得られた合成炭酸カルシウムスラリーをオストワルド熟成によりBET比表面積10.0m2/gまで粒子成長させた後、得られた炭酸カルシウムをシード(種)として、炭酸カルシウム固形に対して10質量%の水酸化カルシウムを添加し、焼成炉から排出されたCO2ガスとを反応させるシード化合を行って、BET比表面積8.0m2/gの炭酸カルシウムスラリーを得た。 The obtained synthetic calcium carbonate slurry was subjected to particle growth by Ostwald aging to a BET specific surface area of 10.0 m 2 /g. After that, using the obtained calcium carbonate as a seed, calcium hydroxide was added in an amount of 10 mass% based on the calcium carbonate solid, and a seed compound was carried out in which the calcium carbonate was reacted with CO 2 gas discharged from a calcination furnace, thereby obtaining a calcium carbonate slurry having a BET specific surface area of 8.0 m 2 /g.
これに、炭酸カルシウム固形分に対し0.6質量%のウルトラリン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製ウルトラポリン)を、温水に10質量%濃度になるよう調製したリン系化合物の水溶液を炭酸カルシウムスラリーに添加して、60℃で12時間撹拌し、フィルタープレスにて固形分65質量%まで脱水させ、熱風式乾燥機(ホソカワミクロン株式会社製乾燥機ドライマイスタDMR-1)で乾燥させ、衝撃解砕して、得られた粉体を空気分級機で分級し、実施例1のポリオレフィン樹脂用表面処理炭酸カルシウム填料(E1)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(E1)の各物性値を表1に示す。 To this, 0.6% by mass of ultrasodium phosphate (UltraPoline manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) based on the calcium carbonate solid content and an aqueous solution of a phosphorus compound prepared in warm water to a concentration of 10% by mass were added to the calcium carbonate slurry, stirred at 60°C for 12 hours, dehydrated to a solid content of 65% by mass using a filter press, dried in a hot air dryer (Dry Meister DMR-1 dryer manufactured by Hosokawa Micron Corporation), impact crushed, and the obtained powder was classified using an air classifier to obtain the surface-treated calcium carbonate filler for polyolefin resin (E1) of Example 1. The physical properties of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (E1) are shown in Table 1.
(実施例2:表面処理炭酸カルシウム填料(E2)の作製)
実施例1で調製したリン系化合物の水溶液の代わりに、炭酸カルシウム固形分に対し1.0質量%の第一リン酸アルミニウム(太平化学産業株式会社製第一リン酸アルミニウム50%液)を、温水に10質量%濃度になるよう調製したリン系化合物の水溶液を炭酸カルシウムスラリーに添加し、かつこれに炭酸カルシウム固形分に対し1.6質量%の飽和脂肪酸(日油株式会社製NAA-122(ラウリン酸:99%))を苛性ソーダで鹸化した脂肪酸塩を温水に10質量%濃度になるよう調製したものを添加したこと以外は実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(E2)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(E2)の各物性値を表1に示す。
(Example 2: Preparation of surface-treated calcium carbonate filler (E2))
A surface-treated calcium carbonate filler (E2) was obtained in the same manner as in Example 1 except that, instead of the aqueous solution of a phosphorus-based compound prepared in Example 1, an aqueous solution of a phosphorus-based compound prepared in warm water to give a concentration of 10 mass% and an aqueous solution of a phosphorus-based compound containing 1.0 mass% aluminum phosphate (50% aluminum phosphate solution manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) relative to the calcium carbonate solid content were added to the calcium carbonate slurry, and a fatty acid salt obtained by saponifying 1.6 mass% of a saturated fatty acid (NAA-122 (lauric acid: 99%) manufactured by NOF Corporation) with caustic soda and preparing the fatty acid salt in warm water to give a concentration of 10 mass% were added thereto. The physical property values of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (E2) are shown in Table 1.
(実施例3:表面処理炭酸カルシウム填料(E3)の作製)
実施例1で調製したリン系化合物の水溶液の代わりに、炭酸カルシウム固形分に対し0.3質量%のピロリン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製ピロリン酸ナトリウム)を温水に10質量%濃度になるように調製したリン系化合物の水溶液を炭酸カルシウムスラリーに添加し、かつこれに炭酸カルシウム固形分に対し2.2質量%の飽和脂肪酸石鹸(日油株式会社製ノンサールSN-1(飽和脂肪酸率100%))を温水に10質量%濃度になるよう調製したものを使用したこと以外は実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(E3)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(E3)の各物性値を表1に示す。
(Example 3: Preparation of surface-treated calcium carbonate filler (E3))
A surface-treated calcium carbonate filler (E3) was obtained in the same manner as in Example 1 except that an aqueous solution of a phosphorus-based compound prepared in Example 1 in which 0.3 mass% of sodium pyrophosphate (sodium pyrophosphate manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) relative to the calcium carbonate solid content was added to warm water to give a concentration of 10 mass%, and a saturated fatty acid soap (NONSAAL SN-1 (saturated fatty acid rate 100%) manufactured by NOF Corporation) in an amount of 2.2 mass% relative to the calcium carbonate solid content was prepared in warm water to give a concentration of 10 mass% was used instead of the aqueous solution of a phosphorus-based compound prepared in Example 1. The physical property values of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (E3) are shown in Table 1.
なお、上記で使用した日油株式会社製ノンサールSN-1は、以下の成分組成を有するものであった(ミリスチン酸3質量%、パルミチン酸27質量%、ステアリン酸66質量%、およびその他4質量%)。 The NOF Corp. Nonsal SN-1 used above had the following composition (myristic acid 3% by mass, palmitic acid 27% by mass, stearic acid 66% by mass, and others 4% by mass).
(実施例4:表面処理炭酸カルシウム填料(E4)の作製)
実施例3で調製したリン系化合物の水溶液の代わりに、炭酸カルシウム固形分に対し1.5質量%のオルトリン酸(ラサ工業株式会社製オルトリン酸75%)を温水に10質量%濃度となるよう調製したリン化合物の水溶液を使用したこと以外は実施例3と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(E4)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム(E4)の各物性値を表1に示す。
(Example 4: Preparation of surface-treated calcium carbonate filler (E4))
A surface-treated calcium carbonate filler (E4) was obtained in the same manner as in Example 3 except that an aqueous solution of a phosphorus compound prepared by adding 1.5% by mass of orthophosphoric acid (75% orthophosphoric acid manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd.) to warm water to give a concentration of 10% by mass relative to the calcium carbonate solid content was used instead of the aqueous solution of a phosphorus compound prepared in Example 3. The physical property values of the obtained surface-treated calcium carbonate (E4) are shown in Table 1.
(実施例5:表面処理炭酸カルシウム填料(E5)の作製)
実施例3で調製したリン系化合物の水溶液の代わりに、炭酸カルシウム固形分に対して0.6質量%のヘキサメタリン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製ヘキサメタリン酸ナトリウム)を温水に10質量%濃度となるようリン化合物の水溶液を調製したこと以外は実施例3と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(E5)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(E5)の各物性値を表1に示す。
(Example 5: Preparation of surface-treated calcium carbonate filler (E5))
A surface-treated calcium carbonate filler (E5) was obtained in the same manner as in Example 3 except that an aqueous solution of a phosphorus compound was prepared in warm water to have a concentration of 10 mass% by adding sodium hexametaphosphate (sodium hexametaphosphate manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) at 0.6 mass% relative to the calcium carbonate solid content, instead of the aqueous solution of a phosphorus compound prepared in Example 3. The physical property values of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (E5) are shown in Table 1.
(実施例6:表面処理炭酸カルシウム填料(E6)の作製)
実施例1と同様にして、得られた合成炭酸カルシウムスラリーをオストワルド熟成によりBET比表面積13.0m2/gまで粒子成長させた炭酸カルシウムスラリーを得た。
(Example 6: Preparation of surface-treated calcium carbonate filler (E6))
In the same manner as in Example 1, the obtained synthetic calcium carbonate slurry was subjected to Ostwald aging to grow particles of calcium carbonate slurry having a BET specific surface area of 13.0 m 2 /g.
この炭酸カルシウムスラリーを用い、かつ実施例1で調製したリン系化合物の水溶液の代わりに、炭酸カルシウム固形分に対して0.3質量%のリニトリロトリスメチレンホスホン酸(城北化学株式会社製JPCN-300)を温水に10質量%濃度になるようリン化合物の水溶液を調製し、かつ伝熱式乾燥機として栗本鐵工所株式会社製CDドライヤーを用いて蒸気圧0.25MPaにて2時間乾燥させたこと以外は実施例2と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(E6)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(E6)の各物性値を表1に示す。 A surface-treated calcium carbonate filler (E6) was obtained in the same manner as in Example 2, except that this calcium carbonate slurry was used, and instead of the aqueous solution of the phosphorus compound prepared in Example 1, an aqueous solution of the phosphorus compound was prepared in warm water to a concentration of 10 mass% with 0.3 mass% linitrilotrismethylenephosphonic acid (JPCN-300 manufactured by Johoku Chemical Co., Ltd.) relative to the calcium carbonate solid content, and the solution was dried for 2 hours at a steam pressure of 0.25 MPa using a CD dryer manufactured by Kurimoto Iron Works, Ltd. as a heat transfer dryer. The physical property values of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (E6) are shown in Table 1.
(実施例7:表面処理炭酸カルシウム填料(E7)の作製)
実施例1と同様にして、得られた合成炭酸カルシウムスラリーをオストワルド熟成によりBET比表面積10.0m2/gまで粒子成長させた後、シード化合によりBET比表面積8.0m2/gまで粒子成長させた炭酸カルシウムスラリーを得た。
(Example 7: Preparation of surface-treated calcium carbonate filler (E7))
In the same manner as in Example 1, the obtained synthetic calcium carbonate slurry was subjected to Ostwald aging to grow particles to a BET specific surface area of 10.0 m 2 /g, and then a calcium carbonate slurry in which particles were grown to a BET specific surface area of 8.0 m 2 /g by seed compounding was obtained.
この炭酸カルシウムスラリーに、炭酸カルシウム固形分に対し0.6質量%のウルトラリン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製ウルトラポリン)を温水に10質量%濃度になるようリン系化合物の水溶液を調製し、60℃で12時間撹拌処理を行い、フィルタープレスにて固形分65質量%まで脱水させ、熱風式乾燥機(ホソカワミクロン株式会社製乾燥機ドライマイスタDMR-1)で乾燥させ、衝撃解砕することによち、リン系化合物処理炭酸カルシウム粉体を得た。 An aqueous solution of a phosphorus-based compound was prepared in hot water by adding 0.6% by mass of ultrasodium phosphate (UltraPoline, manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) based on the calcium carbonate solids content to this calcium carbonate slurry to give a concentration of 10% by mass, and the solution was stirred at 60°C for 12 hours. The solution was then dehydrated to a solid content of 65% by mass using a filter press, dried in a hot air dryer (Dry Meister DMR-1, manufactured by Hosokawa Micron Corporation), and crushed by impact to obtain phosphorus-based compound-treated calcium carbonate powder.
得られたリン系化合物処理炭酸カルシウム粉体を株式会社カワタ社製スーパーミキサーSMV(G)-100に投入し、撹拌しながら表面処理剤として多価アルコールであるグリセリン(ミヨシ油脂株式会社製精製グリセリン)を炭酸カルシウム固形分に対し0.6質量%添加し、110℃で0.5時間乾式処理を行い、衝撃解砕し、得られた粉体を空気分級機で分級することにより表面処理炭酸カルシウム填料(E7)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(E7)の各物性値を表1に示す。 The obtained phosphorus compound-treated calcium carbonate powder was put into a Super Mixer SMV (G)-100 manufactured by Kawata Co., Ltd., and glycerin (refined glycerin manufactured by Miyoshi Oil Co., Ltd.), which is a polyhydric alcohol, was added as a surface treatment agent in an amount of 0.6 mass% based on the calcium carbonate solid content while stirring. Dry treatment was carried out at 110°C for 0.5 hours, followed by impact crushing, and the obtained powder was classified with an air classifier to obtain a surface-treated calcium carbonate filler (E7). The physical property values of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (E7) are shown in Table 1.
(実施例8:表面処理炭酸カルシウム填料(E8)の作製)
実施例7で使用した表面処理剤の代わりに、表面処理剤としてカップリング剤であるビニルシランカップリング剤(信越化学株式会社製KBM-1003)を炭酸カルシウム固形分に対し1.0質量%を使用したこと以外は実施例7と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(E8)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(E8)の各物性値を表1に示す。
(Example 8: Preparation of surface-treated calcium carbonate filler (E8))
A surface-treated calcium carbonate filler (E8) was obtained in the same manner as in Example 7 except that a vinyl silane coupling agent (KBM-1003 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) which is a coupling agent was used in an amount of 1.0 mass% relative to the calcium carbonate solid content, instead of the surface treatment agent used in Example 7. The physical property values of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (E8) are shown in Table 1.
(実施例9:表面処理炭酸カルシウム填料(E9)の作製)
実施例1と同様にして、得られた合成炭酸カルシウムスラリーをオストワルド熟成によりBET比表面積4.0m2/gまで粒子成長させた後、得られた炭酸カルシウムをシード(種)として、炭酸カルシウム固形に対して10質量%の水酸化カルシウムを添加し、焼成炉から排出されたCO2ガスとを反応させるシード化合を行い、BET比表面積2.8m2/gの炭酸カルシウムスラリーを得たのち、実施例7と同様にリン系化合物処理炭酸カルシウム粉体を得た。
(Example 9: Preparation of surface-treated calcium carbonate filler (E9))
In the same manner as in Example 1, the obtained synthetic calcium carbonate slurry was subjected to particle growth by Ostwald aging to a BET specific surface area of 4.0 m 2 /g. Then, using the obtained calcium carbonate as a seed, 10% by mass of calcium hydroxide was added to the calcium carbonate solid, and a seed compound was carried out in which the calcium carbonate slurry was reacted with the CO 2 gas discharged from the firing furnace to obtain a calcium carbonate slurry having a BET specific surface area of 2.8 m 2 /g. Then, in the same manner as in Example 7, a phosphorus-based compound-treated calcium carbonate powder was obtained.
実施例7で使用した表面処理剤の代わりに、炭酸カルシウム固形分に対し1.0質量%の飽和脂肪酸(日油株式会社製ビーズステアリン酸さくら)を使用したこと以外は実施例7と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(E9)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(E9)の各物性値を表1に示す。 A surface-treated calcium carbonate filler (E9) was obtained in the same manner as in Example 7, except that 1.0% by mass of saturated fatty acid (Sakura Stearic Acid Beads manufactured by NOF Corporation) was used relative to the calcium carbonate solid content instead of the surface treatment agent used in Example 7. The physical properties of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (E9) are shown in Table 1.
なお、上記で使用した日油株式会社製ビーズステアリン酸さくらは、以下の成分組成を有するものであった(ミリスチン酸4質量%、パルミチン酸30質量%、ステアリン酸65質量%、およびその他1質量%)。 The Sakura Stearic Acid Beads manufactured by NOF Corporation used above had the following composition (myristic acid 4% by weight, palmitic acid 30% by weight, stearic acid 65% by weight, and others 1% by weight).
(実施例10:表面処理炭酸カルシウム填料(E10)の作製)
実施例1と同様にして、得られた合成炭酸カルシウムスラリーをオストワルド熟成によりBET比表面積20.0m2/gまで粒子成長させた後、得られた炭酸カルシウムをシード(種)として、炭酸カルシウム固形に対して10質量%の水酸化カルシウムを添加し、焼成炉から排出されたCO2ガスとを反応させるシード化合を行い、BET比表面積17.0m2/gの炭酸カルシウムスラリーを得た。
(Example 10: Preparation of surface-treated calcium carbonate filler (E10))
In the same manner as in Example 1, the obtained synthetic calcium carbonate slurry was subjected to particle growth by Ostwald aging to a BET specific surface area of 20.0 m 2 /g, and then calcium hydroxide was added in an amount of 10 mass% based on the calcium carbonate solid matter using the obtained calcium carbonate as a seed, and a seed compound was carried out in which the calcium carbonate was reacted with CO 2 gas discharged from a calcination furnace, thereby obtaining a calcium carbonate slurry having a BET specific surface area of 17.0 m 2 /g.
この炭酸カルシウムスラリーに対して、炭酸カルシウム固形分に対し3.0質量%のウルトラリン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製ウルトラポリン)を温水に10質量%濃度になるようリン系化合物の水溶液を調製し、かつこれに炭酸カルシウム固形分に対して2.7質量%の飽和脂肪酸(日油株式会社製NAA-122(ラウリン酸:99%))を苛性ソーダで鹸化した脂肪酸塩を、温水に10質量%濃度になるよう調製したものを添加したこと以外は実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(E10)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(E10)の各物性値を表1に示す。 A surface-treated calcium carbonate filler (E10) was obtained in the same manner as in Example 1, except that an aqueous solution of a phosphorus compound was prepared with 3.0% by mass of sodium ultraphosphate (UltraPoline manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) based on the calcium carbonate solid content in warm water to give a concentration of 10% by mass, and a fatty acid salt obtained by saponifying 2.7% by mass of a saturated fatty acid (NAA-122 manufactured by NOF Corporation (lauric acid: 99%)) with caustic soda based on the calcium carbonate solid content in warm water was added to the calcium carbonate slurry. The physical properties of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (E10) are shown in Table 1.
(実施例11:表面処理炭酸カルシウム填料(E11)の作製)
実施例1と同様にして、得られた合成炭酸カルシウムスラリーをオストワルド熟成によりBET比表面積24.0m2/gまで粒子成長させた後、得られた炭酸カルシウムをシード(種)として、炭酸カルシウム固形に対して10質量%の水酸化カルシウムを添加し、焼成炉から排出されたCO2ガスとを反応させるシード化合を行い、BET比表面積20.0m2/gの炭酸カルシウムスラリーを得た。
(Example 11: Preparation of surface-treated calcium carbonate filler (E11))
In the same manner as in Example 1, the obtained synthetic calcium carbonate slurry was subjected to particle growth by Ostwald aging to a BET specific surface area of 24.0 m 2 /g, and then calcium hydroxide was added in an amount of 10 mass% based on the calcium carbonate solid matter using the obtained calcium carbonate as a seed, and a seed compound was carried out in which the calcium carbonate was reacted with CO 2 gas discharged from a calcination furnace, thereby obtaining a calcium carbonate slurry having a BET specific surface area of 20.0 m 2 /g.
この炭酸カルシウムスラリーに対して、炭酸カルシウム固形分に対し4.0質量%のウルトラリン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製ウルトラポリン)を温水に10質量%濃度になるようリン系化合物の水溶液を調製し、かつこれに飽和脂肪酸(日油株式会社製NAA-122(ラウリン酸:99%))を苛性ソーダで鹸化した脂肪酸塩を、炭酸カルシウム固形分に対し3.4質量%を、温水に10質量%濃度になるよう調製したものを添加したこと以外は実施例11と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(E11)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(E11)の各物性値を表1に示す。 A surface-treated calcium carbonate filler (E11) was obtained in the same manner as in Example 11, except that an aqueous solution of a phosphorus compound was prepared by adding 4.0 mass% of sodium ultraphosphate (UltraPoline manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) based on the calcium carbonate solid content to warm water to give a concentration of 10 mass%, and a fatty acid salt obtained by saponifying a saturated fatty acid (NAA-122 (lauric acid: 99%) manufactured by NOF Corporation) with caustic soda was added to the calcium carbonate slurry to give a concentration of 10 mass% in warm water to give a concentration of 3.4 mass% based on the calcium carbonate solid content. The physical properties of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (E11) are shown in Table 1.
(比較例1:表面処理炭酸カルシウム填料(C1)の作製)
BET比表面積1.9m2/gの重質炭酸カルシウム(丸尾カルシウム株式会社製スーパーS)を、株式会社カワタ社製スーパーミキサーSMV(G)-100で撹拌しながら、炭酸カルシウム固形分に対し0.3質量%のウルトラリン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製ウルトラポリン)を、温水に10質量%濃度になるように調製したものを添加し、さらに表面処理剤として、炭酸カルシウム固形分に対し1.0質量%の飽和脂肪酸(日油株式会社製ビーズステアリン酸さくら(飽和脂肪酸率100%))を添加した後、110℃で0.5時間撹拌することにより表面処理炭酸カルシウム填料(C1)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(C1)の各物性値を表2に示す。
(Comparative Example 1: Preparation of Surface-Treated Calcium Carbonate Filler (C1))
Heavy calcium carbonate having a BET specific surface area of 1.9 m 2 /g (Super S manufactured by Maruo Calcium Co., Ltd.) was stirred with a super mixer SMV (G)-100 manufactured by Kawata Co., Ltd., while 0.3 mass% of ultrasodium phosphate (Ultraporin manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) relative to the calcium carbonate solids content, which was prepared to have a concentration of 10 mass% in warm water, was added thereto, and further 1.0 mass% of saturated fatty acid (beads stearate (sakura stearate rate 100%) manufactured by NOF Corporation) relative to the calcium carbonate solids content was added thereto as a surface treatment agent, and the mixture was stirred at 110° C. for 0.5 hours to obtain a surface-treated calcium carbonate filler (C1). The physical property values of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (C1) are shown in Table 2.
(比較例2:表面処理炭酸カルシウム填料(C2)の作製)
実施例1と同様にして得られた合成炭酸カルシウムスラリーをオストワルド熟成によりBET比表面積30.0m2/gまで粒子成長させた後、得られた炭酸カルシウムをシード(種)として、炭酸カルシウム固形に対し10質量%の水酸化カルシウムを添加し、焼成炉から排出されたCO2ガスとを反応させるシード化合を行い、BET比表面積25.0m2/gの炭酸カルシウムスラリーを得た。
(Comparative Example 2: Preparation of Surface-Treated Calcium Carbonate Filler (C2))
The synthetic calcium carbonate slurry obtained in the same manner as in Example 1 was subjected to particle growth by Ostwald aging to a BET specific surface area of 30.0 m 2 /g. Then, using the obtained calcium carbonate as a seed, calcium hydroxide was added in an amount of 10 mass% based on the calcium carbonate solid, and a seed compound was carried out in which the calcium carbonate was reacted with CO 2 gas discharged from a calcination furnace, thereby obtaining a calcium carbonate slurry having a BET specific surface area of 25.0 m 2 /g.
この炭酸カルシウムスラリーに対して、炭酸カルシウム固形分に対し1.2質量%ウルトラリン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製ウルトラポリン)を温水に10質量%濃度になるようリン系化合物の水溶液を調製し、かつこれに炭酸カルシウム固形分に対して4.0質量%を飽和脂肪酸石鹸(日油株式会社製ノンサールSN-1(飽和脂肪酸率100%))を温水に10質量%濃度になるよう調製したものを添加したこと以外は実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(C2)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(C2)の各物性値を表2に示す。 A surface-treated calcium carbonate filler (C2) was obtained in the same manner as in Example 1, except that an aqueous solution of a phosphorus compound was prepared with 1.2 mass% ultrasodium phosphate (UltraPoline, manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) based on the calcium carbonate solid content in warm water to give a concentration of 10 mass%, and a saturated fatty acid soap (NonSal SN-1, manufactured by NOF Corporation (saturated fatty acid rate 100%)) was added to the calcium carbonate slurry in an amount of 4.0 mass% based on the calcium carbonate solid content in warm water to give a concentration of 10 mass%. The physical properties of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (C2) are shown in Table 2.
(比較例3:表面処理炭酸カルシウム填料(C3)の作製)
リン系化合物を添加しなかったこと以外は、実施例3と同様にして表面処理炭酸カルシウム填料(C3)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(C3)の各物性値を表2に示す。
(Comparative Example 3: Preparation of Surface-Treated Calcium Carbonate Filler (C3))
A surface-treated calcium carbonate filler (C3) was obtained in the same manner as in Example 3 except that no phosphorus-based compound was added. The physical property values of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (C3) are shown in Table 2.
(比較例4:表面処理炭酸カルシウム填料(C4)の作製)
実施例3で調製した水溶液の代わりに、炭酸カルシウム固形分に対し5.0質量%のウルトラリン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製ウルトラポリン)を温水に10質量%濃度になるよう調製したリン系化合物の水溶液を用いたこと以外は実施例3と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(C4)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム点柳雄(C4)の各物性値を表2に示す。
(Comparative Example 4: Preparation of Surface-Treated Calcium Carbonate Filler (C4))
A surface-treated calcium carbonate filler (C4) was obtained in the same manner as in Example 3 except that an aqueous solution of a phosphorus-based compound prepared by adding 5.0 mass% sodium ultraphosphate (UltraPoline manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) based on the calcium carbonate solid content to warm water to give a concentration of 10 mass% was used instead of the aqueous solution prepared in Example 3. The physical property values of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (C4) are shown in Table 2.
(比較例5:表面処理炭酸カルシウム填料(C5)の作製)
実施例1と同様にして得られた合成炭酸カルシウムスラリーをオストワルド熟成によりBET比表面積19.5m2/gまで粒子成長させ、炭酸カルシウムスラリーを得た。
(Comparative Example 5: Preparation of Surface-Treated Calcium Carbonate Filler (C5))
The synthetic calcium carbonate slurry obtained in the same manner as in Example 1 was subjected to particle growth by Ostwald aging to a BET specific surface area of 19.5 m 2 /g, thereby obtaining a calcium carbonate slurry.
この炭酸カルシウムスラリーに、炭酸カルシウム固形分に対し1.0質量%のウルトラリン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製ウルトラポリン)を温水に10質量%濃度になるようリン系化合物の水溶液を調製し、かつこれに炭酸カルシウム固形分に対し4.0質量%の飽和脂肪酸石鹸(日油株式会社製ノンサールSN-1)を温水に10質量%濃度になるよう調製したものを添加したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂用表面処理炭酸カルシウム填料(C5)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(C5)の各物性値を表2に示す。
得られた表面処理炭酸カルシウム点柳雄(C4)の各物性値を表2に示す。
A surface-treated calcium carbonate filler for resin (C5) was obtained in the same manner as in Example 1 except that an aqueous solution of a phosphorus compound was prepared by adding 1.0 mass% of ultrasodium phosphate (UltraPoline manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) based on the calcium carbonate solids content to warm water to give a concentration of 10 mass%, and a saturated fatty acid soap (NONSAAL SN-1 manufactured by NOF Corporation) based on the calcium carbonate solids content to warm water to give a concentration of 10 mass% was added to this calcium carbonate slurry. The physical property values of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (C5) are shown in Table 2.
The physical properties of the obtained surface-treated calcium carbonate (C4) are shown in Table 2.
(比較例6:表面処理炭酸カルシウム填料(C6)の作製)
実施例1と同様にして得られた合成炭酸カルシウムスラリーをオストワルド熟成によりBET比表面積16.0m2/gまで粒子成長させ、濃度10.0質量%の炭酸カルシウムスラリーを得た。
(Comparative Example 6: Preparation of Surface-Treated Calcium Carbonate Filler (C6))
The synthetic calcium carbonate slurry obtained in the same manner as in Example 1 was subjected to particle growth by Ostwald aging to a BET specific surface area of 16.0 m 2 /g, thereby obtaining a calcium carbonate slurry having a concentration of 10.0 mass %.
この炭酸カルシウムスラリーに、炭酸カルシウム固形分に対し1.67質量%のヘキサメタリン酸ナトリウム(太平化学産業株式会社製ヘキサメタリン酸ナトリウム)を温水に10質量%濃度になるようリン系化合物の水溶液を調製し、かつこれに炭酸カルシウム固形分に対し4.0質量%の飽和脂肪酸石鹸(日油株式会社製ノンサールSN-1)を温水に10質量%濃度になるよう調製したものを添加し、80℃で0.5時間撹拌したこと以外は実施例1と同様にして、表面処理炭酸カルシウム填料(C6)を得た。得られた表面処理炭酸カルシウム填料(C6)の各物性値を表2に示す。 A surface-treated calcium carbonate filler (C6) was obtained in the same manner as in Example 1, except that an aqueous solution of a phosphorus compound was prepared by adding 1.67% by mass of sodium hexametaphosphate (sodium hexametaphosphate manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.) based on the calcium carbonate solids content to warm water to give a concentration of 10% by mass, and 4.0% by mass of saturated fatty acid soap (NonSal SN-1 manufactured by NOF Corporation) based on the calcium carbonate solids content to warm water to give a concentration of 10% by mass, and the mixture was stirred at 80°C for 0.5 hours. The physical properties of the obtained surface-treated calcium carbonate filler (C6) are shown in Table 2.
(実施例12~22および比較例7~12:ペレット(PE1)~(PE11)および(PC1)~(PC6)の作製)
実施例1~11および比較例1~6でそれぞれ作製した表面処理炭酸カルシウム(E1)~(E11)および(C1)~(C6)30質量部と、ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ株式会社製ノバテックPP FB3B:MFR 7.5g/10分)70質量部と、フェノール系酸化防止剤(BASFジャパン株式会社製イルガノックス1010)1.0重量部とを混合して得た樹脂混合物10kgを、目開き100μmのストレーナーを装着した、株式会社日本製鋼所(JSW)製二軸混練機TEX25αIIIにて、シリンダー設定温度170℃、スクリュー回転数250rpm、8kg/時間のフィード量で溶融混練した後、井上製作所社製コールドペレターザーにてカットすることによりペレット(PE1)~(PE11)および(PC1)~(PC6)を作製した。得られたペレット(PE1)~(PE11)および(PC1)~(PC6)の応用評価の結果を表3および4に示す。
(Examples 12 to 22 and Comparative Examples 7 to 12: Preparation of pellets (PE1) to (PE11) and (PC1) to (PC6))
30 parts by mass of the surface-treated calcium carbonate (E1) to (E11) and (C1) to (C6) produced in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 6, 70 parts by mass of a polypropylene resin (Novatec PP FB3B manufactured by Japan Polypropylene Corporation: MFR 7.5 g/10 min), and 1.0 part by weight of a phenol-based antioxidant (Irganox 1010 manufactured by BASF Japan Ltd.) were mixed to obtain a resin mixture of 10 kg. The mixture was melt-kneaded in a twin-screw kneader TEX25αIII manufactured by Japan Steel Works, Ltd. (JSW) equipped with a strainer having an opening of 100 μm at a cylinder setting temperature of 170° C., a screw rotation speed of 250 rpm, and a feed rate of 8 kg/hour, and then cut with a cold pelletizer manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd. to produce pellets (PE1) to (PE11) and (PC1) to (PC6). The results of application evaluation of the obtained pellets (PE1) to (PE11) and (PC1) to (PC6) are shown in Tables 3 and 4.
(比較例13:ペレット(PC7)の作製)
表面処理炭酸カルシウム填料とポリプロピレン樹脂とフェノール系酸化防止剤とを混合する際、さらにリン系酸化防止剤(BASFジャパン株式会社製イルガフォス168)1.0重量部を添加したこと以外は比較例9と同様にして、ペレット(PC7)を作製した。得られたペレット(PC7)の応用評価の結果を表4に示す。
(Comparative Example 13: Preparation of pellets (PC7))
Pellets (PC7) were prepared in the same manner as in Comparative Example 9 except that 1.0 part by weight of a phosphorus-based antioxidant (Irgafos 168 manufactured by BASF Japan Ltd.) was further added when the surface-treated calcium carbonate filler, the polypropylene resin, and the phenol-based antioxidant were mixed. The results of the application evaluation of the obtained pellets (PC7) are shown in Table 4.
表3および4に示すように、実施例12~22で作製されたペレット(PE1)~(PE11)はいずれも、比較例7~13のペレット(PC1)~(PC7)と比較して優れた熱酸化安定性を有しており、MFR変化率も著しく低減されていた。また、分散性および最大応力(強度)においても両者の間には著しい差異を生じていた。 As shown in Tables 3 and 4, the pellets (PE1) to (PE11) produced in Examples 12 to 22 all had superior thermal oxidation stability compared to the pellets (PC1) to (PC7) in Comparative Examples 7 to 13, and the MFR change rate was also significantly reduced. There were also significant differences between the two in terms of dispersibility and maximum stress (strength).
このことから、実施例1~11で作製された表面処理炭酸カルシウム填料(PE1)~(PE11)はいずれも、比較例1~6の表面処理炭酸カルシウム填料(C1)~(C6)と比較して、得られる樹脂組成物の安定性、耐熱性、分散性、および強度のいずれについても向上させる能力を有していることがわかる。 From this, it can be seen that the surface-treated calcium carbonate fillers (PE1) to (PE11) prepared in Examples 1 to 11 all have the ability to improve the stability, heat resistance, dispersibility, and strength of the resulting resin composition, compared with the surface-treated calcium carbonate fillers (C1) to (C6) of Comparative Examples 1 to 6.
このように本発明の表面処理炭酸カルシウム填剤は、それを用いた樹脂組成物の溶融混練時における樹脂焼けや、凝集物の発生を少なくすることができ、ストレーナーの目詰まりを抑え、かつ優れた操業安定性を提供することができる。さらに、例えば強度劣化が起こり難いポリオレフィン樹脂組成物を提供することができる。 In this way, the surface-treated calcium carbonate filler of the present invention can reduce resin burning and the generation of aggregates during melt-kneading of a resin composition using the filler, suppress clogging of strainers, and provide excellent operational stability. Furthermore, it is possible to provide a polyolefin resin composition that is less susceptible to strength deterioration, for example.
本発明によれば、例えば、樹脂成形分野、建築・住宅分野、塗料分野、ならびにこれらに関連する広範な技術分野において有用である。 The present invention is useful, for example, in the fields of resin molding, architecture and housing, paint, and a wide range of related technical fields.
Claims (7)
(a)2.0≦Sw≦20.0(m2/g)
(b)300≦Pw≦5000(ppm)
(c)0.01≦Tw≦0.30(質量%)
(e)0.10≦D50≦2.00(μm)
(f)0.9≦(D90-D10)/D50≦2.0
(g)Da≦5.0(μm)
該Swは該表面処理炭酸カルシウム填料のBET比表面積(m2/g)であり、
該Pwは該表面処理炭酸カルシウム填料における誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析装置で測定したリン元素の含有量(ppm)であり、
該Twは該表面処理炭酸カルシウム填料における示差熱天秤装置にて測定した140℃~220℃の減量値(質量%)であり、
該D50は、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した該表面処理炭酸カルシウム填料の体積粒度分布において、小粒子側から累積した50%直径(μm)であり、
該D90は、該レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した該表面処理炭酸カルシウム填料の体積粒度分布において、小粒子側から累積した90%直径(μm)であり、
該D10は、該レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した該表面処理炭酸カルシウム填料の体積粒度分布において、小粒子側から累積した10%直径(μm)であり、
該Daは、該レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した該表面処理炭酸カルシウム填料の体積粒度分布においての最大粒子径(μm)である。 A surface-treated calcium carbonate filler satisfying the following formulas (a), (b) , (c) , (e), (f) and (g) :
(a) 2.0≦Sw≦20.0 ( m2 /g)
(b) 300≦Pw≦5000 (ppm)
(c) 0.01≦Tw≦0.30 (mass%)
(e) 0.10≦D50≦2.00 (μm)
(f) 0.9≦(D90−D10)/D50≦2.0
(g) Da≦5.0 (μm)
Sw is the BET specific surface area (m 2 /g) of the surface-treated calcium carbonate filler,
The Pw is the content (ppm) of the phosphorus element in the surface-treated calcium carbonate filler measured with an inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopic analyzer,
The Tw is a weight loss value (% by mass) of the surface-treated calcium carbonate filler at 140° C. to 220° C. measured with a differential thermobalance device,
The D50 is a 50% diameter (μm) accumulated from the small particle side in a volume particle size distribution of the surface-treated calcium carbonate filler measured with a laser diffraction particle size distribution measuring device,
The D90 is a 90% diameter (μm) accumulated from the small particle side in the volume particle size distribution of the surface-treated calcium carbonate filler measured with the laser diffraction particle size distribution measurement device,
The D10 is a 10% diameter (μm) accumulated from the small particle side in the volume particle size distribution of the surface-treated calcium carbonate filler measured with the laser diffraction particle size distribution measurement device,
The Da is the maximum particle size (µm) in the volume particle size distribution of the surface-treated calcium carbonate filler measured with the laser diffraction particle size distribution measurement device .
(d)0.80≦bw≦1.50
該bwは、該表面処理炭酸カルシウム填料とフタル酸ジオクチル(DOP)とを3対7の質量比で混合したペーストについて、140℃で48時間連続して加熱した前後の分光式色差計で測定した黄色値(b値)を用いて以下の式により算出される色相変化率:
色相変化率(bw)=(加熱後のペーストのb値/加熱前のペーストのb値)
である。 The surface-treated calcium carbonate filler according to claim 1, further satisfying the following formula (d):
(d) 0.80≦bw≦1.50
The bw is a hue change rate calculated by the following formula using yellowness values (b values) measured by a spectrophotometer before and after continuous heating at 140° C. for 48 hours for a paste in which the surface-treated calcium carbonate filler and dioctyl phthalate (DOP) are mixed in a mass ratio of 3 to 7:
Hue change rate (bw) = (b value of paste after heating / b value of paste before heating)
It is.
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