JPH0211523B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はタルクの水性懸濁液の製造方法に関
し、更に詳しくは水性媒体中でタルクをより容易
に分散せしめるためにタルクを処理する方法に関
する。 本発明において「タルク」は真の鉱物学的タル
ク、すなわち理論的分子組成3MgO・4SiO₂・
H₂Oを有する水和珪酸マグネシウムを少なくと
も60重量％、好ましくは少なくとも80重量％を含
んでなる鉱物を意味するものとする（又、「アメ
リカン インステイテユート オブ マイニン
グ、メタロジー アンド ペトロリアム エンジ
ニア」によつて発行されている「インダストリア
ル ミネラル アンド ロツク（Industrial
Minerals and Rocks）」ニユーヨーク、1960年、
835〜836頁参照）。 タルクは撥水性、又は疎水性の結晶面を有す
る。この性質のため水でタルクを湿潤させること
が困難となり、その結果タルクを高い重量割合で
含有する水性懸濁液を製造することは時間および
エネルギーの見地から高価なものとなつている。
紙加工の顔料として用いることは、これまで非常
に制限されてきている。と言うのは、紙塗被組成
物は一種もしくはそれ以上の顔料および１種もし
くはそれ以上の接着剤の水性懸濁液の形にあるの
が普通であるからである。そのような組成物の固
体濃度は、塗布機によつて組成物をペーパーウエ
ブの表面全体に均一に分散せしめることのできる
ように十分な流動性を該組成物が有する必要性の
あること並びに組成物をコートした紙から水分は
コート後引き続き除去されねばならないので組成
物は最少量の水分を含有する必要性のあること、
によつて支配される。 タルク表面の有する疎水性の性質によつて引き
起こされる問題は、タルクを懸濁させるために用
いられる水中に湿潤剤を導入することによつてこ
れまで克服されてきた。しかるに、現在知られて
いる湿潤剤又は界面活性剤は、高価でありかつ紙
の加工顔料としてタルクを用いるのはコストを実
質的に増加せしめることとなる。更に前記両者は
泡を生成する傾向にあり、従つて消泡剤をそれら
と共にしばしば用いる必要がある。 本発明によれば、水性媒体中タルクをより容易
に分散せしめるためのタルクの処理方法が提供さ
れ、この方法は、微粉砕した形状のタルクをアル
カリ金属水酸化物もしくは水酸化アンモニウムの
水溶液と接触せしめ、接触後該水溶液でタルクを
洗浄し、湿つたタルク製品を回収し、次いで熱的
に乾燥し該タルク製品中にタルクと共に存在する
実質的割合の水を除去することを含んでなる。 本発明方法によつて得られる乾燥もしくは実質
的に乾燥したタルクは、必要な量の水中に懸濁で
き所望の固定濃度を有するタルクの水性懸濁液を
得ることができる。 アルカリ金属水酸化物又は水酸化アンモニウム
溶液は乾燥タルクの重量基準でアルカリ金属又は
水酸化物又は水酸化アンモニウムを好ましくは
0.2〜10.0重量％、最も好ましくは１〜６重量％
含有する。アルカリ金属水酸化物又は水酸化アン
モニウム溶液の濃度は臨界的であるようには思わ
れないが、溶液100ml当たりアルカリ金属水酸化
物又は水酸化アンモニウム５〜20ｇを含有する溶
液を用いるのは好都合であることが判明した。 微粉砕したタルクは、室温で又はアルカリ金属
水酸化物又は水酸化アンモニウムの溶液の沸点ま
での高い温度でアルカリ金属水酸化物又は水酸化
アンモニウム溶液にて処理される。タルクは、ア
ルカリ金属水酸化物又は水酸化アンモニウム溶液
と、該アルカリ金属水酸化物又は水酸化アンモニ
ウム溶液の温度に応じて、１分〜約20時間の範囲
内の時間接触を保持されるべきである。 例えば室温においてはタルクはアルカリ金属水
酸化物又は水酸化アンモニウム溶液と少なくとも
15分間接触させるべきであることが判明した。 タルクと、アルカリ金属水酸化物もしくは水酸
化アンモニウム溶液との接触は、例えば機械的撹
拌機又は遠心ポンプを用いてそれらの混合物を撹
拌せしめることによつて促進できる。上記方法の
代わりに、金属、石もしくはセラミツク材料、又
は例えば砂、ガラスビードもしくは、セラミツク
材料もしくは硬焼成カオリンのグラニユールの如
き粒状粉砕材料のボールを粉砕媒体として用い、
アルカリ金属水酸化物又は水酸化アンモニウム水
溶液の存在下タルクを水研ぎプロセスに委ねるこ
ともできる。ここで、水研ぎプロセスは、本発明
におけるタルク中の粉砕されるべき材料を液体、
通常は水中で、懸濁状態で粉砕することを意味す
る。この方法は、タルクを微粉砕化した形、すな
わち実質的に全タルクが53μより小であることを
確保する利点を有し、更にアルカリ金属水酸化物
もしくは水酸化アンモニウム溶液とタルクの表面
との間の接触を促進する利点を有する。 タルクをアルカリ金属水酸化物又は水酸化アン
モニウム水溶液と接触せしめた後、清浄水、例え
ば水道水、蒸留水又は脱イオン水で洗浄する。好
ましくはアルカリ金属水酸化物又は水酸化アンモ
ニウム溶液およびタルクの混合物を脱水しかくし
て得られた清浄水に脱水された固体を通過させる
ことによつて該タルクは洗浄される。この操作は
必要に応じ１回又はそれ以上繰り返えされ、実質
的に全てのアルカリ金属又はアンモニウム塩の除
去、すなわちタルクの10⁶重量部に対し20重量部
以下のアルカリ金属イオン又はアンモニウムイオ
ンがタルクに吸着されて残るまでくり返えされ
る。 次いで洗浄されたタルクは、好ましくは60℃を
超える温度で、例えば炉内で該タルクを加熱する
ことにより熱的乾燥プロセスに委ねる。 本発明方法に従つて処理されるタルクの水性懸
濁液を製造することが望まれる場合、乾燥又は実
質的に乾燥処理したタルクを懸濁している水中
に、分散助剤を溶解することが望ましい。タルク
の重量に対し以下の分散助剤を約0.3〜約1.0重量
％水に溶解するのは好都合である。該分散助剤は
水溶性の縮合ホスフエート、ポリ珪酸の水溶性塩
およびポリカルボン例えばポリアクリル酸、ポリ
メタクリル酸又は英国特許第1414964号に開示さ
れたタイプの共重合酸の水溶性を含んでなる群か
ら選ばれる。加えて、乾燥処理タルクを水に懸濁
せしめる前に、該乾燥、又は実質的に乾燥処理し
たタルクを高エネルギー粉砕に委ねることも好都
合である。 本発明方法によつて処理されたタルクは、通常
の方法によつて得られるタルクの場合に較べはる
かに少ない時間と撹拌エネルギーを用いて水に懸
濁させることができる。 本発明を以下の実施例により更に説明する。 実施例 １ フインランド産の有効でかつ粉砕した天然タル
クは、それらの0.05重量％が53μより大の粒子か
らなり、それらの１重量％が10μより大のものに
等しい球の直径を有しそしてそれらの45重量％が
2μより小であるようなものに等しい球の直径を
有する粒子からなるようなそのような粒子径分布
を有していた。 このタルクの160部を、溶液100mlに対し水酸化
ナトリウム10ｇを含有する水酸化ナトリウム溶液
（10％ｗ／ｖ溶液）の量を変えた溶液に添加した。
そして各々の場合において得られた混合物を65℃
の温度で1.5時間機械的に撹拌した。この時間終
了後、処理されたタルクを炉過して分離しそして
脱イオン水800mlを用いフイルターケーク内を通
過せしめる操作を３回行つて洗浄した。最後にフ
イルターケークを80℃で炉内で乾燥した。 次いで乾燥タルクの部分を乳棒および乳鉢を用
いて砕き次いで平均分子重量数1650を有するポリ
アクリル酸ナトリウム分散助剤を乾燥タルクの重
量基準で0.25重量％、0.50重量％又は0.75重量％
含有する水中に懸濁せしめ乾燥タルク55重量％を
含有する懸濁液を得た。次いで、得られた懸濁液
の粘度を、スピンドルNo.３を備えたブルクフイー
ルド粘度計を用いて100rpmで22℃の温度下で測
定した。得られた結果を下記の第一表に掲げ、更
に添付の第１図に図示する。

【表】 ポリアクリル酸ナトリウム分散助剤25重量％の
みを含有する水に懸濁せしめた処理タルクの全て
の部分は、固形分55重量％で100センチポイズを
超える粘度（22℃で）を有する懸濁液を形成し
た。 実施例 ２ 再び、実施例１で用いたと同じタルク160部を、
水酸化ナトリウム溶液10％ｗ／ｖの64ml（乾燥タ
ルクの重量に対し水酸化ナトリウム４重量％に相
当）に添加し、得られた混合物を20℃の温度で
様々の時間放置した。処理されたタルクを過法
により分離し、次いで脱イオン水800mlを用いて
フイルターケーク内を通過せしめる操作を３回行
つて洗浄した。最後にフイルターケークを80℃の
炉内で乾燥した。 乾燥したタルクを乳棒および乳鉢を用いて砕
き、次いで実施例１で用いたと同じポリアクリル
酸ナトリウム分散助剤を乾燥タルクの重量に対し
0.5重量％含有する水中に懸濁せしめ、乾燥処理
タルク55重量％を含有する懸濁液を得た。次い
で、得られた懸濁液の粘度を、スピンドルNo.３を
備えたブルクフイールド粘度計を用いて100rpm
で22℃の温度下で測定した。得られた結果を下記
の第表に示す。

【表】 実施例 ３ 更に再び実施例１および２で用いたと同じタル
ク160部を、水酸化ナトリウム溶液10％ｗ／ｖの
64mlに添加し、得られた混合物を20℃の温度で18
時間放置した。処理されたタルクを過法により
分離し次いで脱イオン水800mlを用いてフイルタ
ーケーク内を通過せしめる操作を３回行つて洗浄
した。最後にフイルターケークを80℃の炉内で乾
燥した。 乾燥したタルクの二つの部分を、該乾燥タルク
の重量に対し、予じめ使用したポリアクリル酸ナ
トリウム分散助剤の0.5重量％を含有する水中に
懸濁せしめ処理されたタルク55重量％を含有する
懸濁液を得た。しかし、乾燥タルクの一部分を乳
鉢内で懸濁させる前に実験室の分析用微粉砕機を
用いて高エネルギー乾燥微粉砕に委ねた。両方の
場合において、懸濁液を粘度を、スピンドルNo.３
を備えたブルツクフイールド粘度計を用い
100rpmで22℃の温度下測定した。 得られた結果を下記の第表に示す。

【表】 実施例 ４ 再び、先の実施例で用いたと同じタルク160部
を、水酸化ナトリウム溶液10％ｗ／ｖの64mlに添
加し、得られた混合物を20℃の温度で18時放置し
た。処理されたタルクの一部を過法により分離
し次いで脱イオン水800mlを用いてフイルターケ
ーク内を通過せしめる操作を３回行つて洗浄し
た。各部分を80℃の炉内で乾燥した。 各場合において、乾燥処理タルクを乳棒および
乳鉢を用いて粉砕し、次いで乾燥タルクの重量に
対し、その実施例で用いたと同じ分散助剤の0.5
重量％を含有する水中に懸濁せしめ、乾燥タルク
約55重量％を含有する懸濁液を得た。フイルター
ケークの状態で、すなわち乾燥することなく一部
分を水と混合し、一方フイルターケークの他の部
分を種々の温度で乾燥しそして水中に懸濁させる
前に乳鉢および乳棒を用いて粉砕した。各々の場
合において得られた粘度を、スピンドルNo.３を備
えたブルツクフイールド粘度計を用いて100rpm
で22℃の温度下で測定し、そして得られた結果を
下記の第表に示す。

【表】 実施例 ５ 更に再び先の実施例で用いたと同じタルク160
部を、水酸化ナトリウム溶液10％ｗ／ｖの64mlに
添加し、得られた混合物を20℃の温度で18時間放
置した。処理されたタルク部分を各場合において
過法により懸濁液から分離した。フイルターケ
ークの第一の部分は、洗浄することなく直ちに乾
燥した。第二の部分は二回洗浄し、第三の部分は
三回洗浄したが、各洗浄は脱イオン水800mlをフ
イルターケーク内を通過せしめることによつて行
つた。次いで各部分を80℃の炉内で乾燥した。 各場合において、乾燥処理タルクを、乳鉢およ
び乳棒を用いて粉砕しそして乾燥タルクの重量に
対し、先の実施例で用いたものと同じナトリウム
分散助剤の0.5重量％を含有する水中で懸濁させ、
乾燥タルクの約55重量％を含有する懸濁液を得
た。次いで、得られた懸濁液の粘度を、スピンド
ルNo.３を備えたブルクフイールド粘度計を用い
100rpmで22℃の温度下で測定した。タルク上に
残存するナトリウム塩の重量を原子吸光分析法に
より決定した。得られた結果を下記の第表に示
す。

【表】 浄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水性媒体中タルクをより容易に分散せしめる
   ためのタルクの処理方法であつて、微粉砕した形
   状でタルクをアルカリ金属水酸化物もしくは水酸
   化アンモニウムの水溶液と接触させ、しかる後タ
   ルクを洗浄し、湿つたタルク製品を回収し、次い
   で熱的に乾燥し該湿つたタルク製品中にタルクと
   共に存在する少なくとも実質的部分の水を除去す
   ることを含んでなる、前記方法。 ２ 前記アルカリ金属水酸化物もしくは水酸化ア
   ンモニウム溶液が、乾燥タルクの重量に対してア
   ルカリ金属水酸化物もしくは水酸化アンモニウム
   0.2〜10.0重量％を含有する、特許請求の範囲第
   １項記載の方法。 ３ 前記タルクを、アルカリ金属水酸化物もしく
   は水酸化アンモニウム溶液と１分ないし約20時間
   の範囲内時間接触させておく、特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の方法。 ４ 前記アルカリ金属水酸化物もしくは水酸化ア
   ンモニウム溶液の存在下、タルクを水研ぎプロセ
   スに委ねることにより該タルクを該水溶液と接触
   させる、特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
   ずれかに記載の方法。 ５ 洗浄する前に、水性アルカリ金属水酸化物又
   は水酸化アンモニウム溶液およびタルクの混合物
   を脱水し、次いで脱水後、脱水されたタルクに水
   を通過させることを含んでなる、特許請求の範囲
   第１項ないし第４項のいずれかに記載の方法。 ６ 前記洗浄したタルクを60℃を超える温度で熱
   的に乾燥させる、特許請求の範囲第１項ないし第
   ５項のいずれかに記載の方法。 ７ 前記熱的に乾燥したタルクを乾燥状態で高エ
   ネルギー粉砕に委ねる、特許請求の範囲第１項な
   いし第６項のいずれかに記載の方法。 ８ 以下のタルクの処理方法、すなわち微粉砕し
   た形状でタルクをアルカリ金属水酸化物もしくは
   水酸化アンモニウムの水溶液と接触させしかる後
   タルクを洗浄し次いで熱的に乾燥し該タルクと関
   連した少なくとも実質的部分の水を除去すること
   を含んでなる水性媒体中タルクをより容易に分散
   せしめるためのタルクの処理方法によつて処理さ
   れたタルクを、分散助剤を含有する水中に懸濁さ
   せることを含んでなる、タルクの水性懸濁液の製
   造方法。 ９ 前記、水が水溶性の縮合ホスフエート、ポリ
   珪酸の水溶性塩又はポリカルボン酸の水溶性塩を
   タルクの重量に対し、0.3〜1.0重量％を含有す
   る、特許請求の範囲第８項記載の方法。