JPH0431318A - 炭酸カルシウムの二層表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［ａ業上の利用分野］ 本発明は炭酸カルシウムの二層表面処理方法に係り、特
に炭酸カルシウムの分散性向上のための表面処理を比較
的低い処理温度にて、超微粒状の炭酸カルシウムであっ
ても均一に、容易かつ効率的に行なうことができ、しか
も、著しく分散性、混合性に優れ、プラスチックへの充
填材として有効な炭酸カルシウムを得ることができる二
層表面処理方法に間する。

［従来の技術］ 炭酸カルシウム、特に超微粒状の炭酸カルシウムは、各
種の充填材として従来様々な分野で幅広く用いられてい
る。炭酸カルシウムをプラスチック等の充填材として添
加、混合使用する際、その分散性向上のための表面処理
が必要である。従来、炭酸カルシウムの表面処理は、炭
酸カルシウムスラリーを加熱して、このスラリー中に表
面処理剤を添加して溶解させ、更に炭酸（ＣＯ２）ガス
を吹き込んで攪拌することにより行なわれている。しか
して、表面処理剤としては各種のものがあるが、塩化ビ
ニル系プラスチックの充填材としての表面処理には、価
格の面からステアリン酸ナトリ・ラムが最も多く用いら
れている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ステアリン酸ナトリウムを炭酸カルシウ
ムの表面処理剤として用いる場合には、次のような問題
点があフた。

■　ステアリン酸ナトリウムを溶解するためには、炭酸
カルシウムスラリーを７０〜９５℃の比較的高い温度に
加熱する必要がある。

■　ステアリン酸ナトリウムのみで処理する場合、これ
を超微粒状の炭酸カルシウム表面に均一にコートするこ
とが不可能である。即ち、炭酸カルシウムの超微粒子が
凝集したり、塊状に集合したりしてしまうため、得られ
る表面処理炭酸カルシウムの処理状況は不均一なものと
なる。このような不均一表面処理炭酸カルシウムをプラ
スチック等の充填剤として添加使用すると、製品の特性
を劣化させるなどの問題を生起するおそれがある。

上記■の対策として、従来、炭酸カルシウムスラリーを
希釈して炭酸カルシウム濃度を５〜１０重量％重量上程
て表面処理を行なフたり、表面処理剤の使用濃度を下げ
て多段処理を行なうなどの方法が採用されているが、こ
のような低濃度処理では処理効率が悪い。

また、上記■の対策としてステアリン酸ナトリウムと共
に各種の分散剤を添加使用する方法もあるが、この方法
は、薬剤コストの高騰を招く上に、炭酸カルシウムへの
悪影響のおそれがあるなど、好ましい解決策とはいえな
い。

本発明は上記従来の問題点を解決し、炭酸カルシウムの
分散性向上のための表面処理を比較的低い処理温度にて
、超微粒状の炭酸カルシウムであっても均一に、容易か
つ効率的に行なうことができ、しかも、著しく分散性、
混合性に優れ、プラスチック等の充填材として有効な炭
酸カルシウムを得ることができる炭酸カルシウムの二層
表面処理方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項（１）の炭酸カルシウムの二層表面処理方法は、
炭酸カルシウムを、ステアリン酸ナトリウムを主体とし
、ステアリン酸ナトリウムに対して５〜２０重量％のオ
レイン酸ナトリウムを含有する混合物を用いて表面処理
した後、ジオクチルフタレートで表面処理することを特
徴とする請求項（２）の炭酸カルシウムの二層表面ＩＡ
埋方法は、上記請求項（１）の方法において、前記混合
物を炭酸カルシウムに対して１〜５重量％用い、ジオク
チルフタレートを炭酸カルシウムに対して０．１〜３重
量％用いることを特徴とする 請求項（３）の炭酸カルシウムの二層表面処理方法は、
上記請求項（１）又は（２）の方法において、表面処理
温度が５０〜７０℃であることを特徴とする。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明においては、まず、ステアリン酸ナトリウムを主
体とし、ステアリン酸ナトリウムに対して５〜２０重量
％のオレイン酸ナトリウムを含有する混合物を用いて、
炭酸カルシウムの表面処理を行ない、′！？Ｓ１の表面
処理層（以下、単に「第１層」という。）を形成し、次
いで、ジオクチルフタレートで表面処理を行ない第２の
表面処理層（以下、車に「第２層ｊという。）を形成す
る。

なお、ここで用いる混合物中のオレイン酸ナトリウムが
ステアリン酸ナトリウムに対して５重量％未満であると
、オレイン酸ナトリウムを併用することによるステアリ
ン酸ナトリウムの軟化が不十分であるなど、本発明によ
る十分な改善効果が得られない。一方、オレイン酸ナト
リウムをステアリン酸ナトリウムに対して２０重量％を
超えて含有していても効果に差異はないが、表面性状及
びコスト等の点で好ましくない。

このような表面処理剤を用いて炭酸カルシウムの表面処
理を行なうには、まず炭酸カルシウムのスラリーを調製
する。具体的には炭酸カルシウムを水に分散させてスラ
リーとする０本発明において、この炭酸カルシウムスラ
リーの炭酸カルシウム濃度は従来法よりも高くすること
がで暫、通常２０重量％以下であれば十分に均一な表面
処理を行なうことができる。処理効率等を考慮した場合
、この炭酸カルシウムスラリーは１０〜２０重皿％の濃
度とするのが有利である。

炭酸カルシウムスラリーは加熱した後、別途、加熱溶解
して調製したステアリン酸ナトリウム−オレイン酸ナト
リウム混合物を添加しながらＣＯ２ガスの吹き込み攪拌
を行なうなどして表面処理を行ない、第１層を形成する
。次に、同様にしてジオクチルフタレートを添加してＣ
Ｏ２ガスの吹き込み攪拌を行なうなどして表面処理を行
ない、第２層を形成する。

本発明において、この表面処理温度は常温〜９５℃まで
の温度で実施可能であるが、作業性や処理効率等の面か
ら特に５０〜７０℃の範囲で行なうのが好ましい。

なお、表面処理に用いる混合物の添加量は処理する炭酸
カルシウムに対して０．５〜１０Ｉ！量％、特に１〜５
重量％とするのが好ましい。

方、ジオクチルフタレートは、ステアリン酸ナトリウム
に対して親和力が大きいため、ステアリン酸ナトリウム
をほぼ均一に含有する′ｓ１層上を、更に処理する場合
、少量で十分な処理を行なうことができる。本発明にお
いて、ジオクチルフタレートの添加量は処理する炭酸カ
ルシウムに対して０．１〜３重量％、特に０．５〜１重
量％とするのが好ましい。ジオクチルフタレートの添加
量が３重量％を超えると第２層のジオクチルフタレート
量が多過ぎて炭酸カルシウム同士が凝集する場合があり
、０．１重量％未満ではジオクチルフタレートを用いる
ことによる十分な効果が得られない場合がある。

また、ＣＯ２ガス吹き込みによる攪拌を行なう場合、吹
き込みＣＯ２ガス量には特に制限はないが、通常の場合
、炭酸カルシウムスラリーの体積の１〜１００倍、特に
５〜１０倍とするのが好ましい。

表面処理時間は特に制限はなく、処理する炭酸カルシウ
ムの量、スラリー濃度、表面処理に用いる混合物やジオ
クチルフタレートの添加量等によっても異なるが、一般
には１００ｋｇの炭酸カルシウムを処理する場合、′ｓ
１層の形成のための表面処理時間を５〜６０分、好まし
くは１０〜２０分程度、第２層形成のための表面処理時
間を５〜６０分、好ましくは１０〜２０分程度とされる
。

表面処理後は、炭酸カルシウムを常法に従フてスラリー
中から分離回収する。

本発明で表面処理を施す炭酸カルシウムの粒径には特に
制限はないが、本発明の方法は特に０．０１〜１０μｍ
、或いはそれ以下の超微粒状炭酸カルシウムの表面処理
に極めて有効である。

［作用］ 炭酸カルシウムの表面処理は、ステアリン酸ナトリウム
中のＮａイオンと炭酸カルシウム中のＣａイオンが交換
して結合することによるものである。ステアリン酸ナト
リウムは、熱水には解けるが、温度が低いと溶解性は大
きく低下する。これに対して、ステアリン酸ナトリウム
に特定量のオレイン酸ナトリウムを添加することにより
、炭酸カルシウムに悪影響を及ぼすことなく、ステアリ
ン酸ナトリウムの溶解性は向上し、低温処理が可能とな
り、また、ステアリン酸ナトリウムの分散性も向上し、
超微粒状の炭酸カルシウムであっても均一に処理するこ
とができるようになる。

即ち、オレイン酸ナトリウムの添加により得られるステ
アリン酸ナトリウム−オレイン酸ナトリウム混合物の粘
性は、ステアリン酸ナトリウム単独の場合よりも低下し
、熱水に溶解した場合の表面張力は小さく、超微粒状炭
酸カルシウム表面にも均一に付着し、分散性も良好とな
る。

このようなステアリン酸ナトリウム−オレイン酸ナトリ
ウム混合物で表面処理することにより炭酸カルシウム表
面に形成された第１層上に、更にジオクチルフタレート
で表面処理して第２層を形成することにより、得られる
表面処理炭酸カルシウムのプラスチックへの分散性、混
合性は大幅に向上する。即ち、塩化ビニル樹脂等のプラ
スチックは、ジオクチルフタレートに対して、極めて親
相方が大きいため、このようなジオクチルフタレートの
表面処理層を有する炭酸カルシウムによれば、プラスチ
ックへの混合、分散を非常に均一に行なうことが可能と
される。

しかも、ジオクチルフタレートはステアリン酸ナトリウ
ムに対しても親和力が大きいため、ｍＸ層と第２層の親
和力も高く、表面処理性能にも優れる。従って、本発明
によれば、炭酸カルシウムと′ｓ１層、第１層と第２層
が非常に良く付着した表面処理炭酸カルシウムが得られ
、各層による改質効果が十分に発揮される。

なお、本発明で得られる表面処理炭酸カルシウムは、プ
ラスチックの中でも最も多用される塩化ビニル樹脂への
充填材として極めて有効であるが、これに限らず、他の
プラスチック、或いは他の材料にも有効に使用し得るこ
とは言うまでもない。

［実施例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。

実施例１〜５ 第１表に示す濃度の炭酸カルシウム（粒径１μｍ以下の
超微粒状）−水スラリ−５０ｋｇをタンクに入れ、第１
表に示すＩＡ埋湯温度加熱した。

この炭酸カルシウム−木スラリー中にＣＯ２ガス（スラ
リ一体積の１０倍）を吹き込みながら、ステアリン酸ナ
トリウムとステアリン酸ナトリウムに対して第１表に示
す割合のオレイン酸ナトリウムを含む混合物を第１表に
示す割合で添加した。

なお、この処理時間は２０分とした。次に、ジオクチル
フタレートを５０℃程度に加熱して同様の条件で添加、
攪拌を行なった。この処理時間は１０分とした。処理後
は、炭酸カルシウムをシックナー及びフィルタープレス
によりスラリー中から分離回収した。

得られた表面ＩＡ理炭酸カルシウムの特性を下記基準で
評価し、結果を第１表に示した。

ｉ監１ 分散性は表面処理した粉末をＳＥＭ、粒度分布測定装置
により調べ、その程度を下記基準で評価した。

Ｏ：最良 ○：良好 ×：悪い 進ｊＬ性 混合性はホットロールにより塩化ビニル等のプラスチッ
クに添加して熱間混合し、粒子とプラスチックの状態を
ＳＥＭ、Ｘ線装置により調べ、その結果を下記基準で評
価した。

Ｏ：最良 Ｏ：良好 ×：悪い 比較例１ オレイン酸ナトリウムを用いず、また、ジオクチルフタ
レートによる表面処理を行なわなかったこと以外は、実
施例２と同様にして処理を行ない、得られた表面処理炭
酸カルシウムの特性を調べ、結果を第１表に示した。

比較例２ オレイン酸ナトリウムを用いなかったこと以外は、実施
例１と同様にして処理を行ない、得られた表面処理炭酸
カルシウムの特性を調べ、結果を′！Ｊ１表に示した。

比較例３〜５ オレイン酸ナトリウムの使用量を３４１表に示す量とし
、ジオクチルフタレートによる表面処理を行なわなかっ
たこと以外は、実施例２又は３と同様にして処理を行な
い、得られた表面処理炭酸カルシウムの特性を調べ、結
果をｌｌＪｔ表に示し′ｓ１表より、本発明の方法によ
れば、分散性、配合性が共に良好な表面処理炭酸カルシ
ウムが得られることが明らかである。

これに対して、比較例１ではオレイン酸ナトリウムを用
いず、またジオクチルフタレートによる表面処理を行な
っていないため、処理温度５０℃の低温で炭酸カルシウ
ムスラリー濃度２０重量％の高濃度ではステアリン酸ナ
トリウムの不溶解性及び不均一な付着のために良好な表
面処理炭酸カルシウムが得られない。比較例１に対して
、ジオクチルフタレートによる表面処理を行なった比較
例２ではある程度分散性、配合性が改善されるが、十分
ではない、また、オレイン酸ナトリウムを用いていても
、ジオクチルフタレートによる表面処理を行なっていな
い比較例３〜６でも十分な効果は得られていない。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の炭酸カルシウムの二層表面
処理方法によれば、 ■　表面処理温度を下げることができ、比較的低温での
処理が可能である。このため加熱コストの低減、作業性
の向上が図れる。

■　超微粒状炭酸カルシウムでありでも均一に処理する
ことができる。

■　比較的高濃度の炭酸カルシウムスラリーに対しても
良好な表面処理を行なえる。

■　薬剤コストの高騰を防止することができる。

■　プラスチックとの分散性、混合性が著しく改善され
た表面処理炭酸カルシウムが得られる。

等の効果が奥され、従来表面処理が困難であった超微粒
状炭酸カルシウムであフても、低コストにて容易かつ効
率的に均一な表面処理を施すことが可能とされ、分散性
、配合性等各種充填剤として優れた特性を備える表面処
理炭酸カルシウムを得ることができる。特に、本発明で
得られる表面処理炭酸カルシウムはプラスチックの充填
材として、その特性向上に極めて有効である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭酸カルシウムを、ステアリン酸ナトリウムを主
   体とし、ステアリン酸ナトリウムに対して５〜２０重量
   ％のオレイン酸ナトリウムを含有する混合物を用いて表
   面処理した後、ジオクチルフタレートで表面処理するこ
   とを特徴とする炭酸カルシウムの二層表面処理方法。
2. （２）前記混合物を炭酸カルシウムに対して１〜５重量
   ％用い、ジオクチルフタレートを炭酸カルシウムに対し
   て０．１〜３重量％用いる請求項（１）に記載の炭酸カ
   ルシウムの二層表面処理方法。
3. （３）表面処理温度が５０〜７０℃である請求項（１）
   又は（２）に記載の炭酸カルシウムの二層表面処理方法
   。