JPH0699151B2 - 親油性変性塩基性炭酸カルシウムおよびその製造方法 - Google Patents

親油性変性塩基性炭酸カルシウムおよびその製造方法

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JPH0699151B2
JPH0699151B2 JP1214880A JP21488089A JPH0699151B2 JP H0699151 B2 JPH0699151 B2 JP H0699151B2 JP 1214880 A JP1214880 A JP 1214880A JP 21488089 A JP21488089 A JP 21488089A JP H0699151 B2 JPH0699151 B2 JP H0699151B2
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英夫 山田
和彦 陣内
三二 近藤
賢次 土居
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工業技術院長
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秩父石灰工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塩基性炭酸カルシウムに関し、更に詳しく
は、プラスチックス用汎用白色充填剤として好ましい平
板状サブミクロン粒子からなり、かつ永久的な親油性表
面に変性された塩基性炭酸カルシウムとその製造方法に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来からプラスチックス・コンポジットに望ましい物理
性質を付与すると共に経済効果を得る目的で、各種の無
機化合物や鉱物の粉体が汎用充填剤として用いられて来
ている。その代表的なものは、軽質炭酸カルシウム、重
質炭酸カルシウム、タルク、カオリンクレーなどであ
る。これらの無機化合物や鉱物粉体のポリマーマトリッ
クスに対する親和性を向上させる目的で各種の有機化合
物で表面改質を行うことも実施されて来た。しかしなが
ら、これら従来の無機フィラーは、いくつかの利用上の
欠点を有している。たとえば、軽質炭酸カルシウムのう
ち、普通品は粒子径が1〜2μmあるいはそれ以上であ
って、粒子径が相対的に大きいため、これを充填したコ
ンポジットは、引張りや折曲げによって非可逆的な応力
白化を発生し、コンポジットの色調を損ねてしまう欠点
がある。サブミクロン以下の粒子から成る膠質炭酸カル
シウムは、0.03μmないし0,3μmの間で各種粒子径グ
レードのものが提供されているが、これら膠質炭酸カル
シウムは、普通にはその粒子形状が立方体に近い菱面体
カルサイト結晶であって、これらを充填したプラスチッ
クス・コンパウンドの加工成形における寸法安定性が十
分でない。重質炭酸カルシウムは結晶質石灰石(カルサ
イト)の機械的粉砕物であって、その製造工程で粉砕物
を分級して各種粒度分布をもったグレード品が提供され
ているが、粒子径が粗く、粒子形状は不規則なブロック
状であって、軽質炭酸カルシウム普通品に類似した欠点
を有する。また、これらはプラスチックス充填剤として
理想粒子形状とされている平板状からは程遠いものであ
った。タルクおよびカオリンは層状構造の粘土鉱物であ
って、粒子形および粒子形状が理想的なサブミクロン級
の平板状粒子からなる製品が供給されているが、天然の
土壌着色物たとえば腐植質、鉄やチタン酸化物などによ
って大なり小なり汚染されており、炭酸カルシウムのよ
うな純白に近い高白色度原鉱の産出が地域上限定されて
おり、また、一般にこれら着色汚染物質を十分に除去す
る経済的プロセスが無いのが現状である。高い白色度を
有し、タルク、カリオンのようなサブミクロン粒度と平
板状粒子形状からなる理想的な汎用充填剤の供給が強く
要望されている。たとえば、石膏石灰学会発行「石膏と
石灰」誌NO.198(1985年9月)無機フィラー特集号第66
ページないし74ページ、鶴田康生著「無機フィラーの特
性とその複合効果」において、今後の課題として、薄板
状炭酸カルシウムの出現の要望が述べられている。さら
に、プラスチックス用無機充填剤として一般的にコンポ
ジットの軽量化や容積コスト逓減効果に寄与するための
低比重充填剤に対する潜在的な要求がある。
石灰乳を制御された条件で炭酸ガスを導入して炭酸化す
ることにより、サブミクロン級の平板状粒子から成る塩
基性炭酸カルシウムを生成する技術は既に開発されてい
る(山田英夫、原尚道、石膏と石灰,NO.196,130〜140ペ
ージ,1985;山田英夫,原尚道,公開60−71523)。本品
は比重が2.3〜2.4で炭酸カルシウム(2.7)、タルク
(2.8)、カリオン(2.6)よりも小さく好ましいが、本
品を生成反応系から濾過脱水し、乾燥させたものは強固
な粒子間凝結によって大きな二次凝結粒子を形成し、ポ
リマーマトリックス中で分散が極めて不良で充填剤とし
て全く機能しなかった。すなわち、塩基性炭酸カルシウ
ムをプラスチックス用充填剤として素材化するために
は、その強い粒子間凝結力を弱めるとともに、塩基性基
である水酸基に帰因する粒子表面の強い親水性を疎水化
して親油性に変換し、有機マトリックスに対する漏れと
分散性を改善することが必要である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、前記従来技術における問題点を解決したプラ
スチックス用汎用白色充填剤として好ましい親油性変性
塩基性炭酸カルシウムを提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
前述したとおり、本発明は、タルクやカオリンのよう
な、プラスチックス用汎用充填剤として好ましい平板状
ないし薄板状のサブミクロン(0.1μm〜1μm)粒子
からなり、その粒子表面は永久的に親油性に変性された
塩基性炭酸カルシウムを提供しようとするものである。
石灰乳を制御された条件で、かつ水酸化カルシウムに対
して所定割合の炭酸ガスを導入することにより、0.1μ
m以上1μm未満の範囲で設定した粒子径をもつ平板状
塩基性炭酸カルシウム一次粒子からなるカードハウス形
凝結体を含む懸濁液を得る。この懸濁液から、濾過、脱
水、乾燥、粉砕と正常なプロセスを経由して得た塩基性
炭酸カルシウム粉体は、ポリマーマトリックスとは親和
性の乏しい分散性の悪い凝結体二次粒子となって一次粒
子の微粒子性は全く発揮されない。本品をプラスチック
ス用汎用充填剤として有用化するためには、先ず第1に
一次粒子間の強い凝結力を弱めると共に、ポリマー、可
塑剤およびその他有機液体など有機マトリックスとの親
和性を高めるために、粒子表面親水性を永久的な粒子表
面親油性に変換することが達成されなければならない。
さらに、粒子表面物質とマトリックスとの界面における
分子ディメンションでの相互作用による分子の絡みの生
成をもたらすことが粒子−マトリックス界面での空孔発
生を防ぐ上で望ましいことである。
さて、本発明者らは、塩基性炭酸カルシウム生成系中
で、該塩基性炭酸カルシウム粒子表面に、ある種の好ま
しい有機化合物の被覆層を形成せしめることによって、
上述した問題を解決することに成功した。該有機化合物
は、その分子構造中に塩基性炭酸カルシウム粒子表面と
永久的に結合するような官能基を有し、他方、該有機化
合物が粒子表面で被覆層を形成した状態で、界面におい
てマトリックスポリマー分子と絡み生成の機会をつくり
出すようなディメンションを持つ親油性基を有する二元
的機能性のものであり、好ましい有機化合物の代表的な
ものは、高級脂肪酸、望ましくは不飽和度の小さい飽和
炭化水素鎖を有する脂肪酸であり、本発明達成のために
一般的に云えば、一つのカルボキシル基または炭素の二
重結合当り少なくとも8個の炭素数からなる炭化水素直
鎖を有する高級脂肪酸から選ぶことができる。
たとえば、 ラウリン酸 C11H23COOH ミリスチン酸 C13H27COOH パルミチン酸 C15H31COOH ステアリン酸 C17H35COOH アラキン酸 C19H39COOH ベヘン酸 C21H43COOH オレイン酸 C8H17CH=CHC7H14COOH エルカ酸 C8H17CH=CHC11H22COOH の如き単独脂肪酸、またはこれら脂肪酸を主成分とする
天然油脂加水分解物ならびにそれらの水素添加物であっ
てよい。
塩基性炭酸カルシウム懸濁液に添加して、塩基性炭酸カ
ルシウム粒子表面に吸着層を形成せしめるためには、上
記から選んだ脂肪酸を中和当量の水酸化アルカリを含む
熱水溶液に溶解して陰イオン態となし、塩基性炭酸カル
シウム懸濁液に添加することによって達成できる。
次に塩基性炭酸カルシウム粒子表面を十分な親油性に変
換するために必要な脂肪酸の添加量は、たとえば、BET
窒素吸着法から求めた当該塩基性炭酸カルシウムの比表
面積と脂肪酸1分子当りの単分子膜占有面積ならびに分
子量から、粒子表面積を当該脂肪酸の単分子膜で飽和す
るのに十分な量として計算で求めることができる。この
計算の具体例を次に示す。
塩基性炭酸カルシウム比表面積 14m2/g(I) ラウリン酸1分子の占有面積 23Å *)(II) ラウリン酸の分子量 200 (III) とすれば、塩基性炭酸カルシウム100g当りに必要なラウ
リン酸の量は2.0gである。
(計算: *)稲葉恵一,平野二郎編著「新版 脂肪酸化学」(昭
和56年9月5日初版 発行;幸書房)58頁,表3.4.3に
よる。
さて、塩基性炭酸カルシウム懸濁液に脂肪酸アルカリの
熱水溶液を添加すると、陰イオン態となった該脂肪酸ア
ニオンが塩基性炭酸カルシウム粒子表面の正電荷中心に
静電的結合によって強固に吸着され、親油基である炭化
水素鎖を外側に配向して永久的親油性化を達成する。こ
の反応は短時間で進行するので脂肪酸アルカリの熱水溶
液を添加するに当って、塩基性炭酸カルシウム懸濁液を
高剪断ミキサーで激しい攪拌を継続しておくことが望ま
しい。
次いで懸濁液を濾過脱水して得たケーキを乾燥した後、
ハンマーミルに通して粉砕して粉末化する。生成物が親
油性に変性されていることは、このようにして得た粉末
を水に加えて攪拌しても全く漏れず、水面に浮遊するこ
とからも明らかである。
〔実施例〕
実施例1 親油性変性塩基性炭酸カルシウムの製造 比表面積が13.8m2/g、平均粒子径が0.3μmのほぼ均一
な平板状塩基性炭酸カルシウムの10%水懸濁液10kgを30
lのポリエチレン反応槽に仕込み、ディスク型インペラ
ミキサーで2.000rpmで攪拌する。別にヤシ脂肪酸(中和
価265,ヨー素価8)25gを4.625gの水酸化ナトリウムを
含む熱水溶液250gに加え完全に溶解する。このヤシ脂肪
酸ナトリウム熱水溶液を塩基性炭酸カルシウム懸濁液に
添加し、15分間攪拌を行った後、フィルタープレスで脱
水した。得られたプレスケーキを60℃の温風乾燥機で乾
燥したのち、ハンマーミルで粉砕した。
上記で得た製品試料をデシケーターで24時間乾燥し、そ
の10gを精秤して300ml分液ロートに入れ、試料にエチル
アルコールを滴下して湿らした後、1:1塩酸を加えて分
解し、炭酸ガスの発泡が終ってからエチルエーテルを加
えて遊離脂肪酸を抽出した。抽出操作を3回くり返し、
抽出液を合してエーテルを蒸発させて脂肪酸を定量した
結果は2.27%であった(本実施例における単分子膜形成
所要量は2.0%である)。
実施例2 軟質塩化ビニル樹脂配合物 実施例1と同様にして製造したヤシ脂肪酸による親油性
変性塩基性炭酸カルシウムを軟質塩化ビニル樹脂に配合
し、コンパウンディング性を評価した。比較に脂肪酸無
処理の塩基性炭酸カルシウムについても同時に試験し
た。
実験1 無処理塩基性炭酸カルシウムの軟質塩化ビニル
配合試験 配 合 重量部 塩化ビニル樹脂(ニポリットSL) 100(400g) ジオクチルフタレート 50(200g) トリベース 5(20g) ステアリン酸鉛 1(4g) 充填剤試料 30(120g) コンパウンディング試験 試験条件 ドライアップ試験: 設定温度100℃;プラネタリーミキサーの回転速度70rpm 混練試験: 設定温度160℃;ローラーミキサー回転速度25rpmで5分
後50rpm;コンパウンド仕込み60g 押出試験: 設定温度 入口140℃〜中間150℃〜160℃〜出口160℃、
スクリュー回転速度30rpm、ダイヘッド50×0.5mm、リボ
ン型 得られた押出試験片は、何れも桃色に変色し、試料Iの
方が試料IIより強く着色した。また試験片を6倍ルーペ
で観察したところ、塩基性炭酸カルシウムが粗い二次凝
結粒子となって梨地状に分散しているのが認められた。
実験2 本発明製品(ヤシ脂肪酸による親油性変性塩基
性炭酸カルシウム)の軟質塩化ビニル樹脂配合試験 配合および試験条件:実験1に同じ 上記試験1,2から明らかなとおり、十分な量の脂肪酸で
表面処理して得た親油性変性塩基性炭酸カルシウム(試
験III、本発明製品)は、ドライアップ時間が短かく、
優れた混練性、押出し性を示し、加工性に優れているこ
とが明らかである。
本発明製品である試料III配合押出試験片は変色がな
く、良好な分散状態であり、試験片を折曲げても応力白
化が認められないことから、粒子界面におけるポリマー
マトリックスとの分子絡み形成性も良好であることは、
試料V配合試験片が折曲げによる応力白化が容易に発生
することと比較して明らかである。
〔発明の効果〕
本発明は、上述のように構成したものである。本発明を
達成することによって得られた親油性変性塩基性炭酸カ
ルシウムは、軟質塩化ビニル樹脂の如きプラスチックス
・マトリックスに対して良好な分散性を示し、分散粒子
表面とマトリックスとの界面の親和性に優れ、プラスチ
ックス成形加工におけるコンパウンディング性ならびに
成形性に優れ、プラスチックス用汎用白色充填剤として
提供することが可能である。また、塩基性炭酸カルシウ
ムそれ自体、炭酸カルシウム(カルサイト、アラゴナイ
ト)、タルク、カオリンなど従来の汎用白色系充填剤よ
りも比重が小さいので、本発明製品を充填することによ
り軽いプラスチックス・コンポジットを提供することが
可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 陣内 和彦 佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地1 工 業技術院九州工業技術試験所内 (72)発明者 近藤 三二 東京都千代田区内幸町1丁目3番6号 日 窒工業株式会社内 (72)発明者 土居 賢次 東京都中央区新川一丁目8番6号 秩父石 灰工業株式会社内 審査官 中村 泰三 (56)参考文献 特開 平1−119512(JP,A) 特開 平2−129019(JP,A) 特開 昭62−223016(JP,A) 特公 昭57−40873(JP,B2) Gypsum&Lime No.94 (1968)P.87〜90 Gypsum&Lime No.94 (1968)P.138〜142

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粒子径が0.1μm以上、1.0μm以下の平板
    状粒子から成る塩基性炭酸カルシウムの粒子表面が、飽
    和炭化水素直鎖を有する1価の高級脂肪酸または炭素の
    二重結合当り少なくとも8個の炭素数からなる飽和炭化
    水素直鎖を有する1価の高級脂肪酸の吸着層で飽和され
    た被覆層を形成していることを特徴とする親油性変性塩
    基性炭酸カルシウム。
  2. 【請求項2】被覆層が、窒素吸着法(BET法)により測
    定した塩基性炭酸カルシウムの表面積に対して、少なく
    とも等量の占有面積を有する高級脂肪酸被覆層である特
    許請求の範囲第1項記載の親油性変性塩基性炭酸カルシ
    ウム。
  3. 【請求項3】粒子径が0.1μm以上、1.0μm以下の平板
    状粒子から成る塩基性炭酸カルシウムの水懸濁液に、飽
    和炭化水素直鎖を有する1価の高級脂肪酸または炭素の
    二重結合当り少なくとも8個の炭素数からなる飽和炭化
    水素直鎖を有する1価の高級脂肪酸のアルカリ塩水溶液
    を、該塩基性炭酸カルシウムの表面積に対し該高級脂肪
    酸の占有面積が少なくとも等量となる量の割合で添加し
    て粒子表面に該高級脂肪酸の被覆層を形成することによ
    り、粒子表面を永久的に親油性に変換したのち、濾過、
    脱水、乾燥、粉砕することを特徴とする親油性変性塩基
    性炭酸カルシウムの製造方法。
JP1214880A 1989-08-23 1989-08-23 親油性変性塩基性炭酸カルシウムおよびその製造方法 Expired - Lifetime JPH0699151B2 (ja)

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JP3151196B2 (ja) * 1998-04-10 2001-04-03 丸尾カルシウム株式会社 表面処理炭酸カルシウム填料、その製造方法、並びに該填料を配合してなる樹脂組成物
JP4906195B2 (ja) * 2001-04-13 2012-03-28 白石工業株式会社 板状炭酸カルシウムを含む含塩素高分子化合物組成物
AU2002349551A1 (en) * 2001-12-03 2003-06-17 Shiraishi Central Laboratories Co., Ltd. Material for imparting thixotropy and pasty resin composition
CN100435930C (zh) * 2004-10-29 2008-11-26 清华大学 用于焚烧烟气净化的改性钙基吸附剂及其制备方法
JP2008133920A (ja) 2006-11-29 2008-06-12 Smc Corp 流体圧シリンダ
CN113522931B (zh) * 2021-07-09 2023-03-24 浙江工业大学 基于硫化矿物表面原位快速成膜的矿物氧化产酸抑制方法

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Gypsum&LimeNo.94(1968)P.138〜142
Gypsum&LimeNo.94(1968)P.87〜90

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