JPH10503458A - マグネシウムプロセス - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
難燃性水酸化マグネシウムの製法であって、この方法の特徴は、マグネシウム塩溶液及びアンモニア供給源を用意し、化学量論的に過剰なアンモニアを溶液に加えることによって、水酸化マグネシウム沈殿を形成し、水酸化マグネシウムを熱水再結晶させるステップを含むこと、にある。
Description
【発明の詳細な説明】
マグネシウムプロセス
本発明は、水酸化マグネシウム、特に難燃性を有する水酸化マグネシウムの製
法、及びこの製法から得られる製品としての水酸化マグネシウムに係わる。
水酸化マグネシウムは、広範囲の領域で利用される重要な工業用化学物質であ
る。水酸化マグネシウムは、熱可塑性合成樹脂に難燃性を与えるための成分とし
て利用されている。しかし、これを熱可塑性合成樹脂へ組み込むことは樹脂の物
理的性質、特に衝撃強度及び破断時の伸びに悪影響を及ぼすおそれがある。特定
の伸び、クリスタリットサイズ及び表面積特性によって特徴づけられる(“望ま
しいタイプ”の)水酸化マグネシウムを利用することによって、このような熱可
性塑樹脂の破断伸度などの性質を改善できることはすでに公知である。このよう
なタイプの水酸化マグネシウムの製造は、例えばKyowa Chemical
Industry Co.,Ltd.の英国特許第1,514,081号に記
述されている。この水酸化マグネシウム製品の製法では、マグネシウム塩の溶液
を低温(例えば60℃以下)で化学量論的に不足量の塩基で処理することによっ
て塩基性塩を沈殿させる必要がある。次いで、この塩基性塩をかなりきびしい条
件下で(例えば145℃ないし200℃で)母液中で再結晶させる。この製法は
、有効ではあっても極めて非効率的であり、マグネシウムの転化率が低く、例え
ば50ないし70%である。マグネシウム回収率が低ければ製造コストが増大し
、結果として発生する塩溶液の処理に問題を生ずる可能性がある。
水酸化マグネシウムの他の製法は、RIICのチェコ特許第275,256号
(1990年)に開示されている。RIIC
特許が開示している水酸化マグネシウムの製法では、マグネシウム及びカルシウ
ムの硝酸塩を含有する溶液を過剰量(例えば1.2ないし2.5の化学量論的量
)で処理することによって沈殿を発生させる。塩基性塩は発生せず、比較的マイ
ルドな条件下で(例えば10ないし90分間にわたり130℃ないし160℃で
)オートクレーブ再結晶が行われる。このような条件下で再結晶できるのは、カ
ルシウム及びアンモニウムの硝酸塩と遊離アンモニアの存在に起因すると考えら
れる。しかし、この製法によって形成される水酸化マグネシウムは、所要タイプ
のものではなく、これを熱可塑性樹脂に組み込んでも、高い破断伸度は得られな
い。この公知製法は、カルシウム濃度が高い(例えば5ないし100g/l)だ
けに、精製に困難を伴なう。さらにまた、副産物として形成される硝酸アンモニ
ウムは、さらに精製を重ねてカルシウムを除去しない限り、(例えば肥料や火薬
として)利用することはできない。
従って、本発明の目的は、公知技術に関連する難点の1つまたは2つ以上を克
服するか、または少なくとも軽減することにある。
この目的を達成するため、本発明は、第1の実施態様として、
マグネシウム塩溶液;及び
アンモニア供給源
を用意し;
前記溶液に化学量論的に過剰のアンモニアを添加することによって水酸化マグ
ネシウムの沈殿を形成し;
水酸化マグネシウムを熱水再結晶処理するステップを含む難燃性水酸化マグネ
シウムの製法を提供する。
本発明の製法を利用すれば、高い破断伸度特性を有する水酸
化マグネシウムを高い収率、例えば、(マグネシウムを基準として)約80%ま
たはそれ以上の収率で製造できるとの所見を得た。しかも、得られる水酸化マグ
ネシウムは難燃性である。
本発明の製法に利用されるマグネシウム塩溶液は、適当なタイプであれば任意
に選択できる。無機酸のマグネシウム塩を利用してもよい。硝酸マグネシウムま
たは塩化マグネシウムの溶液を利用することもできる。天然のマグネシウムブラ
インを利用することも可能である。
硝酸マグネシウム溶液を利用する場合、好ましくは約20〜95g/l、さら
に好ましくは約30〜85g/lのMgを含有するものを使用する。塩化マグネ
シウム溶液を利用する場合、好ましくは約20〜120g/l、さらに好ましく
は約30〜120g/lのMgを含有するものを使用する。
他の実施態様の1つとして、本発明の製法は
マグネシウム含有材料;及び
無機酸供給源
を用意し;
マグネシウム含有材料を前記酸で処理することによってマグネシウム塩を形成
する、
予備ステップを含むことができる。
無機酸としては、硝酸または塩酸を使用することができる。硝酸を使用する場
合、硝酸マグネシウム(Mg(NO3)2)が形成される。硝酸は、硝酸重量比が
約20ないし55%の水溶液の形態で使用すればよい。
塩酸を使用する場合、塩化マグネシウム(MgCl2)が形成される。塩酸は
、塩酸重量比が約20ないし35%の水溶液の形態で使用すればよい。
マグネシウム含有材料としては、適当なタイプのものを選択できる。マグネシ
ウム含有材料としてマグネシウム含有鉱石が考えられる。マグネサイトまたはド
ロマイト鉱石を使用することができる。マグネサイト鉱石の方が好ましい。マグ
ネサイト供給材料として、巨大結晶マグネサイト鉱石または潜晶質マグネサイト
鉱石を利用できる。副産物として得られるマグネシウム含有材料も利用できる。
例えばMg(OH)2及び/またはMgOを含有する副産物材料を使用できる。
海水からマグネシアを得る際の副生成分も使用できる。この材料は、例えば水酸
化マグネシウムを含有する可能性がある。水の浄化または廃液処理からの使用ず
みフィルタ層材料を利用してもよい。この材料は、Mg(OH)2及び/または
MgOを含有する可能性がある。
原料がMgOを含有する場合には、上述した酸による抽出に代えてアンモニウ
ム塩で固液抽出すればよい。
従って、本発明の他の好ましい実施態様では製法が、
酸化マグネシウム含有材料;及び
アンモニウム塩
を用意し;
酸化マグネシウム含有材料をアンモニウム塩で処理することによってマグネシ
ウム塩を形成する、
予備ステップを含むことができる。
抽出ステップにおいて使用されるアンモニウム塩は、適当なタイプのものであ
ればよい。アンモニウム塩としては、硝酸アンモニウム(NH4NO3)、及び塩
化アンモニウム(NH4Cl)が好ましい。
抽出ステップは、例えば約60℃ないし120℃の高温で行えばよい。抽出ス
テップを促進するには、蒸気を注入すればよ
い。
抽出ステップ中に発生するアンモニアは、後のステップで行われる沈殿形成に
必要な水酸化アンモニウムの形成に利用することができる。例えば、アンモニア
を適当な吸収装置内で水と混合することによって、水酸化アンモニウムを形成す
ることができる。
即ち、この実施態様に従って形成される副産物としてのアンモニウム塩をリサ
イクルすればよい。例えば、本発明の製法において、副産物として形成される硝
酸アンモニウムまたは塩化アンモニウムをリサイクルすればよい。
従って、本発明の他の実施態様として、製法が抽出ステップに続いて形成され
たアンモニウム塩の少なくとも一部をリサイクルするステップをも含むことがで
きる。
これに代えて、またはこれに加えて、副産物として形成される硝酸アンモニウ
ムまたは塩化アンモニウムを、例えば肥料または火薬の製造に利用することがで
きる。特にマグネサイトを原料として利用する場合、副産物中のカルシウム含有
量が極めて低いから、上記利用に好都合である。
抽出ステップで得られた抽出物は、精製ステップを経た後さらに処理される。
本発明の好ましい実施態様として、製法が抽出物から残渣を取り除くためのろ
過ステップをも含む。
本発明の製法では、MgO含有原料が特に好ましい。理論的裏付けはともかく
として、このような原料を使用することで形成されるマグネシウム塩溶液中の有
機不純物を最小限にできると考えられる。その結果、白色度が高く、結晶性にす
ぐれた製品が得られる。
従って、本発明の製法では、マグネシウム塩溶液が低い有機物質含有率を有す
ることが好ましい。
マグネシウム含有材料がマグネサイトである場合、マグネサイト供給材料を公
知の態様でか焼(calcine)すればよい。マグネサイト供給材料を約65
0℃以上、好ましくは約800ないし1000℃の温度でのか焼条件下に加熱す
ればよい。加熱は約1ないし8時間、好ましくは約3ないし5時間継続すればよ
い。
塩溶液形成に先立ち、マグネシウム含有材料を適当に粉砕及び/または摩砕す
ればよい。
後述する精製などの処理を施す前にマグネシウム塩溶液をほぼ中性のpH値に
まで緩衝剤で処理すればよい。
本発明の製法では、比較的純粋なマグネシウム塩溶液を使用することが好まし
い。ここに使用する“比較的純粋な”という表現は、溶液中の微量不純物が実質
的に製造を妨げないレベルであることを意味する。比較的純粋なマグネシウム塩
溶液は、好ましくは100ppm以下、さらに好ましくは10ppm以下、最も
好ましくは1ppm以下しか遷移元素不純物を含有していない。遷移元素が金属
不純物である場合も考えられる。特に好ましい態様では、マグネシウム塩溶液が
50ppm以下、さらに好ましくは10ppm以下、最も好ましくは1ppm以
下しかFe及び/またはMnを含有していない。出願人の所見によれば、Ca不
純物のレベルは、製造効率にほとんど影響しない。
使用する原料によっては、微量不純物を除去するためマグネシウム塩溶液を精
製処理することが好ましい場合がある。微量不純物は、遷移元素不純物である可
能性がある。この遷移元素
不純物が、例えばFe,Ni,Cu及び/またはMnのような金属不純物である
可能性がある。
したがって、本発明の好ましい実施態様として、製法が
マグネシウム塩溶液;
塩基供給源;及び
酸化体供給源
を用意し;
マグネシウム塩溶液に塩基供給源を添加することによってpHを上昇させ;
マグネシウム塩溶液を酸化体供給源で処理することによって微量不純物を酸化
し;
微量不純物を不溶性水酸化物として除去する、
予備精製ステップを含む。
塩基供給源は、マグネシウム塩溶液のpHを上昇させる適当なタイプのもので
あればよい。例えば、水酸化アンモニウム(NH4OH)及び酸化マグネシウム
(MgO)が好適であることが判明している。水酸化アンモニウムがより好まし
い。
マグネシウム塩溶液のpHを、好ましくはpH4〜7、さらに好ましくは約p
H5〜6まで上昇させる。
酸化体供給源は、適当なタイプのものであればよい。過酸化水素(H2O2)が
好ましい。マグネシウム塩溶液が塩化マグネシウムを含有する場合には、酸化体
供給源として塩素(Cl2)を使用すればよい。
微量不純物は、不溶性水酸化物としてろ過によって除去すればよい。
本発明の沈殿ステップにおいて、精製ずみのマグネシウム塩溶液、例えば、硝
酸マグネシウムMg(NO3)2溶液を化学量論
的に過剰量のアンモニアで処理する。アンモニアは、水酸化アンモニウムの形で
作用させることができる。
アンモニアの使用量は、アンモニアが化学量論的な量の約120ないし250
%、好ましくは150ないし250%、さらに好ましくは約175ないし200
%の範囲で存在するように設定すればよい。
最終的に形成される水酸化マグネシウムの難燃性を高めるためには、沈殿ステ
ップを、好ましくは約80℃以下、さらに好ましくは約50℃以下、最も好まし
くは約40℃以下の温度で行う。
熱水再結晶ステップは、約130℃ないし195℃またはそれ以上、好ましく
は約150℃ないし約190℃、さらに好ましくは約170℃ないし約185℃
の温度で行えばよい。熱水再結晶は、約30分間ないし6時間、好ましくは約1
ないし4時間継続すればよい。熱水再結晶ステップは、オートクレーブ内で進行
させるのが普通である。本発明の製法に塩化マグネシウム溶液を使用する場合、
熱水再結晶を上記温度以下の温度で、上記時間よりも短い時間で行うことができ
る。もっと高い沈殿温度を採用することもできる。
こうして形成された水酸化マグネシウムは、精製処理すればよい。水酸化マグ
ネシウムを冷却し、ろ過し、ケークを水で洗浄して精製水酸化マグネシウムを得
る。
本発明の好ましい実施態様として、精製水酸化マグネシウムの製法は
精製Mg(OH)2を乾燥処理するステップ、
をも含む。
乾燥ステップは、公知の技術を利用して行えばよい。
乾燥は、バンド乾燥器、気流乾燥器、流動床乾燥器などやこれらの組合わせを
利用して行えばよい。
得られたMg(OH)2をか焼処理することによって、MgOを得る。か焼の
条件は、上記マグネサイト処理の条件と同様である。
本発明は、上記製法によって遅燃性の水酸化マグネシウムを提供する。
本発明の水酸化マグネシウムは、(コーティングが施されていない状態で)約
10m2/g以下、好ましくは約8m2/g以下のBET表面積(BET sur
face area)と;
約0.5ないし5.0ミクロン、好ましくは約0.5ないし3.5ミクロンの
平均粒度とを有し、10ミクロンを越える粒子が約0.5%以下であること(平
均粒度は、レーザー光散乱法によって測定)、
を特徴とする。
従って、好ましい実施例では、約7m2/g以下の低いBET比表面積、約0
.5ないし5.0ミクロンの平均粒度及び約60mL/100g以下の吸油量を
有する六方晶を含有する水酸化マグネシウムを提供する(吸油量は、国際規格I
SO 787/5−1980(E)に従って測定した)。
本発明の製法に塩化マグネシウム溶液を使用する場合、形成される水酸化マグ
ネシウムは、断面がほぼ楕円形の結晶を含有する。従って、本発明の他の好まし
い実施例では、約7m2/g以下の低いBET比表面積、約0.5ないし5.0
ミクロンの平均粒度及び約60mL/100g以下の吸油量を有する断面がほぼ
楕円形の結晶を含有する水酸化マグネシウムを提供する(吸油量は、国際規格I
SO 787/5−1980(E)に
従って測定した)。
本発明の他の好ましい実施態様では、水酸化マグネシウムを界面活性剤、好ま
しくは陰イオン界面活性剤で被覆する。脂肪酸界面活性剤が好ましい。
陰イオン界面活性剤は、ステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、パルミチン
酸、ステアリン酸ナトリウム、ベヘン酸カリウム、モンタン酸ナトリウム、ステ
アリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、パルミチン酸
ナトリウム、パルミチン酸カリウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウ
ム、ジラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硫酸カリウム、ラ
ウリルスルホン酸ナトリウム、2−スルホエチル α−スルホステアリン酸ナト
リウム、及び脂肪酸のアンモニウム塩(例えば、ステアリン酸アンモニウム)か
ら成るグループから選択すればよい。これらの陰イオン界面活性剤は、単独で、
または2つ以上の混合物として使用することができる。
ステアリン酸アンモニウム及びステアリン酸ナトリウムは、特に好ましいコー
ティング剤である。
破断伸度や引張強度などの有用な性質をできるだけ損なわないようにするには
、本発明に係る水酸化マグネシウムをポリマー組成物に組み込めばよい。従って
、好ましい実施態様では
熱可塑性ポリマーと、
7m2/g以下の低いBET比表面積、約0.5ないし5.0ミクロンの平均
粒度、及び約60mL/100g以下の吸油量を有する六方晶または断面がほぼ
楕円形の結晶を含む水酸化マグネシウム成分と、
を含むポリマー組成物を提供する(吸油量は、国際規格ISO
787/5−1980(E)に従って測定)。
熱可塑性ポリマーは、熱可塑性合成樹脂であればよい。熱可塑性合成樹脂は、
スチレンのホモまたはコポリマー、プロピレンのホモまたはコポリマー、エチレ
ン、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂、ア
セテート樹脂、アセタル樹脂及びこれらの混合物などのようなオレフィンのホモ
またはコポリマーから成るグループから選択すればよい。エチレンビニルアセテ
ート(EVA)のようなエチレンのコポリマーがより好ましい。
本発明では、ポリマー組成物に種々の公知添加剤をも組み込むことができる。
このような添加剤としては、例えばイソインドリノン、コバルトアルミネート
、カーボンブラックまたは硫化カドミウムのような着色剤(有機及び無機顔料)
;炭酸カルシウム、アルミナ、酸化亜鉛またはタルクのような充填材;2,6−
ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,2′−メチレンビス(4−メチル
−6−t−ブチルフェノール)、チオジプロピオン酸ジラウリルまたは亜リン酸
トリデシルのような酸化防止剤;2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン
、2(2′−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−エチ
ルヘキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、サリチル酸フェニ
ルまたはフェニル硫化ニッケルビスオクチルのような紫外線吸収剤;フタル酸ジ
−2−エチルヘキシル、フタル酸ジ−n−ブチル、ステアリン酸ブチル、または
エポキシ化大豆油のような可塑化剤;及びステアリン酸亜鉛、カルシウム、アル
ミニウム及びその他の金属石ケン、またはポリエチレンワックスのような滑剤が
挙げられる。
ポリマー組成物は、例えば溶融成形物のようなポリマー成形物の形態で供給す
ることができる。
本発明に係る水酸化マグネシウム成分は、被覆された水酸化マグネシウムの形
態を取ることができる。この実施例の場合、熱可塑性EVA製品は、例えば約2
00%以上、好ましくは約300%以上の高い破断伸度と、例えば約35%v/
v以上、好ましくは約40%v/v以上の高い限界酸素インデックスを呈するこ
とができる。
ポリマー成形物品は、ケーブル外装または絶縁材の形態を取ることができる。
添付図面に示す実施例に基づいて、以下に本発明の詳細を説明する。ただし、
以下の説明は、本発明の内容を明らかにするのがその目的であり、上述した本発
明の基本思想を制限するものではない。
図1は、本発明の製法の好ましい実施例を示すフローダイヤグラムである。
図2は、本発明の製法の他の好ましい実施例を示すフローダイヤグラムである
。
図3は、塩化マグネシウム溶液を使用して本発明の製法で製造された結晶を含
む水酸化マグネシウムを示す走査型電子顕微鏡写真である。
図4は、硝酸マグネシウム溶液を使用して本発明の製法で製造された結晶を含
む水酸化マグネシウムを示す走査型電子顕微鏡写真である。
例1
35g/LのMg、0.9g/LのCa、1.5mg/LのNi、<1mg/
LのFe及び<1mg/LのMnを含有する
硝酸塩溶液から水酸化マグネシウムを沈殿させた。沈殿処理は、5リットルのバ
ッフル付きSS容器内でバッチごとに実施した。オーバヘッド撹拌モータで駆動
される6枚羽根タービンで撹拌した。温度は、ホットプレートで制御した。作業
条件は、下記の通り:
NH4OH濃度 :28%w/w
NH4OH添加量 :1.8×化学量論的な量
最終pH :9.5
NH4OH添加時間:10分間
総接触時間 :30分間
温度 :30℃
沈殿物からのスラリーを、オートクレーブ内において180℃で4時間熱水処
理した。オートクレーブ処理した水酸化マグネシウムをろ過し、洗浄した。原料
溶液中に含まれるマグネシウムの91.1%を水酸化マグネシウムとして回収し
た。副生成物としての硝酸アンモニウム液は、それぞれ重量比で15%の硝酸ア
ンモニウム、1.3%の硝酸マグネシウム及び0.6%の硝酸カルシウムを含有
した。
濡れたフィルタ上のケークに水を加えて固形分濃度10%のスラリーを得た。
このスラリーを60ないし65℃にまで加熱した。これに(水酸化マグネシウム
に対して)2.5%w/wのステアリン酸と化学量論的な量の30%NH4OH
を添加した。60ないし65℃で1/2時間スラリーを撹拌した。この被覆され
た水酸化マグネシウムをろ過し、水洗し、110℃で12時間乾燥した。得られ
た乾燥粉末は、下記の物理的特性を示した:
BET比表面積 :2.9m2/g
平均粒度 :1.9ミクロン
吸油量(亜麻仁油):50mL/100g
ステアリン酸で被覆された水酸化マグネシウムを2本ロールの混練ミルでエチ
レンビニルアセテート(EVA)ポリマーと60%w/wのローディングで混合
した。混合物の圧縮成形シートから切り取ったサンプルで物理的性質を測定し、
下記結果を得た:
引張強度 :7.8Mpa
破断伸度 :688%
限界酸素インデックス:50%v/v
例2
82.5g/LのMg、2g/LのCa及びそれそれが<1mg/LのFe,
Mn,Ni及びCuを含む硝酸塩溶液から水酸化マグネシウムを沈殿させた。沈
殿処理は、50Lバッフル付き、ジャケット付き容器(オートクレーブ)内でバ
ッチごとに実施した。6枚羽根タービンで撹拌した。温度は、スチームで調節し
た。作業条件は、下記の通り:
NH4OH濃度 :30%w/w
NH4OH添加量 :1.8×化学量論的な量
NH4OH添加時間 :18.5分間
最終pH :9.5
沈殿温度 :30℃
NH4OH添加完了後1次水酸化マグネシウムスラリーをターゲット温度18
5℃まで加熱し、オートクレーブ内においてこの温度で2時間熱水処理した。オ
ートクレーブ処理で得られた生成物を受容器に移し、ろ過し、多重再スラリー化
(multiple reslurrying)により脱イオン水で洗浄した。
原
料溶液中に含まれるマグネシウムの95%が水酸化マグネシウムとして回収され
た。副生成物である硝酸アンモニウム溶液は、25重量%の硝酸アンモニウム、
1.2%の硝酸マグネシウム、0.4%の硝酸カルシウム及び<5%の遊離アン
モニアを含有した。
濡れた洗浄ケークに脱イオン水を加えて再スラリー化し、固形分濃度10%と
した。このスラリーを60〜70℃に加熱した。(水酸化マグネシウムに対して
)2.5%w/wのステアリン酸及び過剰量(ステアリン酸アンモニウムとの関
係で2×化学量論的な量)の30%NH4OHを添加した。スラリーを60〜7
0℃で1/2時間撹拌した。被覆された材料をろ過し、110℃で24時間乾燥
した。乾燥した被覆粉末は、下記の特性を示した:
BET比表面積 :5.5m2/g
平均粒度 :1.4ミクロン
吸油量(亜麻仁油) :47mL/100g
ステアリン酸塩で被覆された水酸化マグネシウムを2本ロールの混練ミルでエ
チレンビニルアセテート(EVA)と60%w/wのローディングで混練した。
混練物の圧縮成形シートから切り取ったサンプルで物理的性質を測定し、下記結
果を得た:
引張強度 :6.3Mpa
破断伸度 :349%
限界酸素インデックス:50%v/v
例3
1000℃でKunwararaマグネサイトから製造されたマグネシアを、
バッフルのないガラスビーカ内でバッチごとに抽出した。オーバヘッド撹拌モー
タで駆動されるプロペラに
よって撹拌した。温度は、ホットプレートで制御した。作業条件は、下記の通り
:
マグネシアのサイズ:425μm以下
抽出溶液 :28%w/wNH4NO3
抽出温度 :85℃
抽出時間 :7.5時間
抽出の結果、原料に含まれるマグネシウムの97.7%が抽出された。抽出液
は、48.5g/LのMg、2.6g/LのCa及び<1mg/LのFe,Mn
,Niを含有した。
上記抽出液を蒸留水で35g/L Mgとなるまで希釈した後、水酸化マグネ
シウムを沈殿させた。沈殿処理は、5リットルバッフル付きSS容器内でバッチ
ごとに行われた。オーバヘッド撹拌モータで駆動される6枚羽根タービンによっ
て撹拌した。温度は、ホットプレートで制御した。作業条件は、下記の通り:
NH4OH濃度 :30%w/w
NH4OH添加量 :1.8×化学量論的な量
NH4OH添加時間 :10分間
総接触時間 :30分間
温度 :30℃
最終PH :9.1
沈殿物からのスラリーをオートクレーブ内において180℃で4時間熱水処理
した。オートクレーブ処理された水酸化マグネシウムをろ過し、洗浄し、110
℃で12時間乾燥した。原料溶液中に含まれるマグネシウムの85.6%が水酸
化マグネシウムとして回収された。乾燥粉末は、下記の物理的特性を示した:
BET比表面積 :5.0m2/g
平均粒度 :2μm
吸油量(亜麻仁油) :60mL/100g
例4
81.5g/LのMg、0.05g/LのCa、1.7mg/LのNi及び<
1mg/LのFe,Mnを含有する塩化物溶液から水酸化マグネシウムを沈殿さ
せた。バッチごとの沈殿には例1及び3で使用したのと同じ設備を使用した。作
業条件は下記の通り:
NH4OH濃度 :30%w/w
NH4OH添加量 :1.8×化学量論的な量
NH4OH添加時間 :19分間
沈殿温度 :25℃
NH4OHの添加完了後、1次スラリーをオートクレーブに移し、ターゲット
温度185℃に加熱し、この温度で2時間熱水処理した。オートクレーブ処理さ
れた水酸化マグネシウムをろ過し、洗浄した。
濡れた洗浄ケークに脱イオン水を加えて固形分濃度が10%となるように再ス
ラリー化した。このスラリーを60℃に加熱した。(水酸化マグネシウムに対し
て)2.5%w/wのステアリン酸及び化学量論的な量のNH4OH(30%w
/w)を添加した。スラリーを60℃で1/2時間撹拌した。ステアリン酸塩で
被覆された材料をろ過し、110℃で72時間乾燥した。乾燥した被覆粉末は、
下記の物理的特性を示した:
BET比表面積 :1.9m2/g
平均粒度 :2.7μm
吸油量(亜麻仁油) :41mL/100g
ステアリン酸塩で被覆された水酸化マグネシウムを2本ロールの混練ミルでエ
チレンビニルアセテート(EVA)と60%w/wのローディングで混練した。
混練物の圧縮成形シートから切り取ったサンプルで物理的性質を測定し、下記結
果を得た:
引張強度 :8.2Mpa
破断伸度 :721%
なお、以上に概略を述べた本発明の思想を逸脱することなく多様な修正及び/
または変更を加え得ることはいうまでもない。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1996年3月20日
【補正内容】
請求の範囲
1.難燃性水酸化マグネシウムの製法において、
酸化マグネシウム含有材料;
アンモニウム塩;及び
アンモニア供給源
を用意し;
酸化マグネシウム含有材料をアンモニウム塩で抽出することによりマグネシウ
ム塩溶液を形成し;
マグネシウム塩溶液に化学量論的に過剰のアンモニアを加えることにより水酸
化マグネシウム沈殿を形成し;
水酸化マグネシウムを熱水再結晶処理するステップを含むことを特徴とする前
記製法。
2.アンモニウム塩が硝酸アンモニウム(NH4NO3)または塩化アンモニウム
(NH4Cl)であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の製法。
3.副生成物として形成される硝酸アンモニウムまたは塩化アンモニウムの少な
くとも一部を抽出ステップにリサイクルさせることを特徴とする請求の範囲第2
項に記載の製法。
4.抽出ステップを約60℃ないし120℃の温度で行い、抽出ステップをスチ
ーム注入によって促進することを特徴とする請求の範囲第3項に記載の製法。
5.沈殿ステップにおいて、アンモニアが化学量論的な量の約150%ないし2
50%の範囲で存在し、沈殿ステップを約80℃以下の温度で行うことを特徴と
する請求の範囲第3項に記載の製法。
6.熱水再結晶ステップを約130℃ないし195℃以上の温度で行い、約30
分間ないし約6時間にわたって継続すること
を特徴とする請求の範囲第5項に記載の製法。
7.難燃性水酸化マグネシウムの製法において、
塩化マグネシウム溶液;及び
アンモニア供給源
を用意し;
溶液に化学量論的に過剰のアンモニアを加えることにより水酸化マグネシウム
の沈殿を形成し;
水酸化マグネシウムを熱水再結晶処理するステップを含むことを特徴とする前
記製法。
8.塩化マグネシウム溶液が約20−120g/lのマグネシウムを含有するこ
とを特徴とする請求の範囲第7項に記載の製法。
9.沈殿ステップにおいて、アンモニアが化学量論的な量の約150%ないし2
50%の範囲で存在し、沈殿ステップを約80℃以下の温度で行うことを特徴と
する請求の範囲第8項に記載の製法。
10.熱水再結晶ステップを約130℃ないし195℃以上の温度で行い、約3
0分間ないし約6時間継続することを特徴とする請求の範囲第9項に記載の製法
。
11.マグネシウム含有材料;及び
塩酸供給源
を用意し;
マグネシウム含有材料を酸で処理することにより塩化マグネシウム(MgCl2
)を形成する
予備ステップを含むことを特徴とする請求の範囲第7項に記載の製法。
12.塩酸が重量比で約20−35%の塩酸を含む水溶液の形
態で存在することを特徴とする請求の範囲第11項記載の製法。
13.マグネシウム含有材料がマグネサイト鉱石または水酸化マグネシウム及び
/または酸化マグネシウム(MgO)を含有する副生成物としての材料、または
これらの混合物であることを特徴とする請求の範囲第11項に記載の製法。
14.難燃性水酸化マグネシウムの製法において、
比較的純粋なマグネシウム塩溶液;及び
アンモニア供給源
を用意し;
比較的純粋なマグネシウム塩溶液に化学量論的に過剰のアンモニアを加えるこ
とにより水酸化マグネシウム沈殿を形成し;
水酸化マグネシウムを熱水再結晶処理するステップを含むことを特徴とする前
記製法。
15.マグネシウム塩溶液;
塩基供給源;及び
酸化体
を用意し;
マグネシウム塩溶液に塩基供給源を加えることによりpHを上昇させ;
マグネシウム塩溶液を酸化体供給源で処理することにより微量不純物を酸化さ
せ;
微量不純物を不溶性水酸化物として除去することにより比較的純粋なマグネシ
ウム塩溶液を生成させる、
予備精製ステップをも含むことを特徴とする請求の範囲第14項に記載の製法。
16.塩基供給源が水酸化アンモニウムまたは酸化マグネシウムであり、pHを
約pH4−7まで上昇させることを特徴とす
る請求の範囲第15項に記載の製法。
17.酸化体が過酸化水素であるか、またはマグネシウム塩溶液が塩化マグネシ
ウムを含有する場合ならば、酸化体が塩素であって、微量不純物がろ過によって
不溶性水酸化物として除去される請求の範囲第16項に記載の製法。
18.マグネシウム塩溶液が硝酸マグネシウム溶液であることを特徴とする請求
の範囲第14項に記載の製法。
19.硝酸マグネシウム溶液が約20−95g/lのマグネシウムを含有するこ
とを特徴とする請求の範囲第18項に記載の製法。
20.沈殿ステップにおいて、アンモニアが化学量論的な量の約150%ないし
250%の範囲で存在し、沈殿ステップを約80℃以下の温度で行うことを特徴
とする請求の範囲第14項に記載の製法。
21.熱水再結晶ステップを約130℃ないし195℃以上の温度で行い、約3
0分間ないし約6時間継続することを特徴とする請求の範囲第20項に記載の製
法。
22.マグネシウム含有材料;及び
無機酸供給源
を用意し;
マグネシウム含有材料を酸で処理することによりマグネシウム塩を形成する、
予備ステップを含むことを特徴とする請求の範囲第14項に記載の製法。
23.無機酸が硝酸または塩酸であることを特徴とする請求の範囲第22項に記
載の製法。
24.硝酸が重量比で約20−50%の硝酸を含む水溶液の形
態を呈し、形成されるマグネシウム塩が硝酸マグネシウム(Mg(NO3)2)で
あることを特徴とする請求の範囲第23項に記載の製法。
25.塩酸が重量比で約20−35%の塩酸を含む水溶液の形態を呈し、形成さ
れるマグネシウム塩が塩化マグネシウム(MgCl2)であることを特徴とする
請求の範囲第23項に記載の製法。
26.マグネシウム含有材料がマグネサイト鉱石または水酸化マグネシウム及び
/または酸化マグネシウム(MgO)を含有する副生成物材料、またはこれらの
混合物であることを特徴とする請求の範囲第22項に記載の製法。
27.請求の範囲第1項から第26項までのいずれか1項に記載の製法によって
製造される難燃性水酸化マグネシウム。
28.(被覆なしの状態で)約8m2/g以下のBET表面積と、約0.5ない
し5.0ミクロンの平均粒度
を有し、粒度が10ミクロン以上である粒子が全体の約0.5%以下であること
を特徴とする難燃性水酸化マグネシウム(平均粒度はレーザー光散乱法で測定)
。
29.BET比表面積が約7m2/gと低く、平均粒度が約0.5ないし5.0
ミクロン、吸油量が約60mL/100g以下の、六方晶または断面がほぼ楕円
形の結晶を含有することを特徴とする請求の範囲第28項に記載の水酸化マグネ
シウム(吸油量は、国際規格ISO787/5−1980(E)に従って測定)
。
30.BET比表面積が約7m2/g以下と低く、平均粒度が約0.5ないし5
.0ミクロン、吸油量が約60mL/100g以下の、六方晶または断面がほぼ
楕円形の結晶を含有する難燃性水酸化マグネシウム(吸油量は、国際規格ISO
787/5
−1980(E)に従って測定)と、
ステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸ナトリ
ウム、ベヘン酸カリウム、モンタン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オ
レイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、パルミチン酸ナトリウム、パルミチ
ン酸カリウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ジラウリルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硝酸カリウム、ラウリルスルホン酸ナト
リウム、2−スルホエチルα−スルホステアリン酸ジナトリウム、脂肪酸のアン
モニウム塩及びこれらの混合物から成るグループから選択され、水酸化マグネシ
ウムを被覆する陰イオン界面活性剤とを含むこと、
を特徴とする被覆された水酸化マグネシウム製品。
31.熱可塑性ポリマーと;
BET比表面積が約7m2/g以下と低く、平均粒度が約0.5ないし5.0
ミクロン、吸油量が約60mL/100g以下(吸油量は国際規格ISO787
/5−1980(E)に従って測定)の六方晶または断面がほぼ楕円形の結晶を
含有する水酸化マグネシウム成分とを含むこと、
を特徴とするポリマー組成物。
32.熱可塑性ポリマーをスチレンのホモまたはコポリマー、プロピレンのホモ
またはコポリマー、エチレン、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネー
ト樹脂、ナイロン樹脂、アセテート樹脂、アセタル樹脂及びこれらの混合物を含
むオレフィンのホモまたはコポリマーから成るグループから選択したことを特徴
とする請求の範囲第31項に記載のポリマー組成物。
33.熱可塑性ポリマーがエチレンビニルアセテートコポリマーであり、ポリマ
ー組成物が約200%よりも大きい破断伸度及
び約35%v/vよりも大きい限界酸素インデックスを示すことを特徴とする請
求の範囲第32項に記載のポリマー組成物。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI
C08L 23/10 7446−4J C08L 23/10
25/04 8118−4J 25/04
31/04 9062−4J 31/04 A
59/00 9042−4J 59/00
67/00 9042−4J 67/00
69/00 9042−4J 69/00
77/00 8933−4J 77/00
101/00 9272−4J 101/00
C09C 1/02 9272−4J C09C 1/02
C09K 21/02 9049−4H C09K 21/02
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ),AM,
AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C
N,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE
,HU,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,
LR,LT,LU,LV,MD,MG,MN,MW,M
X,NL,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD
,SE,SI,SK,TJ,TT,UA,US,UZ,
VN
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.難燃性水酸化マグネシウムの製法において、 マグネシウム塩溶液;及び アンモニア供給源 を用意し; 化学量論的に過剰なアンモニアを溶液に加えることによって水酸化マグネシウ ム沈殿を形成し; 水酸化マグネシウムを熱水再結晶させるステップを含むことを特徴とする前記 製法。 2.マグネシウム塩溶液が硝酸マグネシウムまたは塩化マグネシウム溶液である ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の製法。 3.マグネシウム塩溶液が硝酸マグネシウム溶液である場合には約20−95g /lのマグネシウムを含有し、マグネシウム塩溶液が塩化マグネシウム溶液であ る場合には約20−120g/lのマグネシウムを含有することを特徴とする請 求の範囲第2項に記載の製法。 4.製法が マグネシウム塩溶液; 塩基供給源;及び 酸化体供給源 を用意し; 塩基供給源をマグネシウム塩溶液に添加することによってそのpHを上昇させ ; マグネシウム塩溶液を酸化体供給源で処理することによって微量不純物を酸化 し; 微量不純物を不溶性水酸化物として除去する予備精製ステッ プをも含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の製法。 5.塩基供給源が水酸化アンモニウムまたは酸化マグネシウムであり、pHを約 pH4−7まで上昇させることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の製法。 6.酸化体が過酸化水素であり、マグネシウム塩溶液が塩化マグネシウムを含有 する場合、酸化体が塩素であることを特徴とする請求の範囲第5項に記載の製法 。 7.沈殿ステップにおいて、アンモニアが化学量論的な量の約150%ないし2 50%の範囲で存在し、沈殿ステップを約80℃以下の温度で行うことを特徴と する請求の範囲第1項に記載の製法。 8.熱水処理再結晶ステップを約130℃ないし195℃またはそれ以上の温度 で行い、約30分間ないし約6時間継続することを特徴とする請求の範囲第7項 に記載の製法。 9.形成されたマグネシウム生成物を精製し、精製された水酸化マグネシウム生 成物を乾燥処理するステップをも含むことを特徴とする請求の範囲第8項に記載 の製法。 10.精製ステップが水酸化マグネシウム生成物を冷却し、冷却された生成物を ろ過し、形成されたケークを水洗することにより精製された水酸化マグネシウム 生成物を得るステップを含むことを特徴とする請求の範囲第9項に記載の製法。 11.マグネシウム含有材料;及び 無機酸供給源 を用意し; マグネシウム含有材料を酸で処理することによりマグネシウム塩を形成する 予備ステップを含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載 の製法。 12.無機酸が硝酸または塩酸であることを特徴とする請求の範囲第11項に記 載の製法。 13.硝酸が約20−50重量%の硝酸を含む水溶液の形態で使用され、形成さ れるマグネシウム塩が硝酸マグネシウム(Mg(NO3)2)であることを特徴と する請求の範囲第12項に記載の製法。 14.塩酸が約20−35重量%の塩酸を含む水溶液の形態で存在し、形成され るマグネシウム塩が塩化マグネシウム(MgCl2)であることを特徴とする請 求の範囲第13項に記載の製法。 15.マグネシウム含有材料がマグネサイト鉱石または水酸化マグネシウム及び /または酸化マグネシウム(MgO)を含有する副生成物、またはこれらの混合 物であることを特徴とする請求の範囲第12項に記載の製法。 16.酸化マグネシウム含有材料;及び アンモニウム塩 を用意し; 酸化マグネシウム含有材料をアンモニウム塩で抽出することによりマグネ シウム塩を形成する、 予備ステップを含むことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の製法。 17.アンモニウム塩が硝酸アンモニウム(NH4NO3)または塩化アンモニウ ム(NH4Cl)であることを特徴とする請求の範囲第16項に記載の製法。 18.抽出ステップを約60℃ないし120℃の温度で行い、抽出ステップをス チーム注入によって促進することを特徴とする請求の範囲第17項に記載の製法 。 19.副生成物として形成される硝酸アンモニウムまたは塩化アンモニアの少な くとも一部を抽出ステップにリサイクルすることを特徴とする請求の範囲第18 項に記載の製法。 20.請求の範囲第1項から第19項までのいずれか1項に記載の製法によって 製造される難燃性水酸化マグネシウム。 21.(非被覆状態で)約10m2/g以下のBET表面積を有し、かつ、約0 .5ないし5.0ミクロンの平均粒度を有し、10ミクロンを越える粒子が約0 .5%より少ないこと、を特徴とする難燃性水酸化マグネシウム(平均粒度はレ ーザー光散乱法で測定)。 22.BET表面積が約8m2/g以下であり、平均粒度が約0.5ないし3. 5ミクロンであることを特徴とする請求の範囲第21項に記載の水酸化マグネシ ウム。 23.BET比表面積が約7m2/gと低く、平均粒度が約0.5ないし5.0 ミクロン、吸油量が約60mL/100g以下の、六方晶または断面がほぼ楕円 形の結晶を含有する請求の範囲第22項に記載の水酸化マグネシウム(吸油量は 、国際規格ISO787/5−1980(E)に従って測定)。 24.BET比表面積が約7m2/g以下と低く、平均粒度が約0.5ないし5 .0ミクロン、吸油量が約60mL/100g以下の、六方晶または断面がほぼ 楕円形の結晶を含有する難燃性水酸化マグネシウム(吸油量は、国際規格ISO 787/5−1980(E)に従って測定)と、 ステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸ナトリ ウム、ベヘン酸カリウム、モンタン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オ レイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、パルミチン酸ナトリウム、パルミチ ン酸カリ ウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ジラウリルベンゼンスルホ ン酸ナトリウム、オクタデシル硝酸カリウム、ラウリルスルホン酸ナトリウム、 2−スルホエチルα−スルホステアリン酸ジナトリウム、脂肪酸のアンモニウム 塩及びこれらの混合物から成るグループから選択されて水酸化マグネシウムを被 覆させた陰イオン界面活性剤と、 を含む被覆された水酸化マグネシウム製品。 25.熱可塑性ポリマーと; BET比表面積が約7m2/g以下と低く、平均粒度が約0.5ないし5.0 ミクロン、吸油量が約60mL/100g以下(吸油量は、国際規格ISO78 7/5−1980(E)に従って測定)の六方晶または断面がほぼ楕円形の結晶 を含有する水酸化マグネシウム成分を含むことを特徴とするポリマー組成物。 26.熱可塑性ポリマーを、スチレンのホモまたはコポリマー、プロピレンのホ モまたはコポリマー、エチレン、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネ ート樹脂、ナイロン樹脂、アセテート樹脂、アセタール樹脂及びこれらの混合物 を含むオレフィンのホモまたはコポリマーから成るグループから選択したことを 特徴とする請求の範囲第25項に記載のポリマー組成物。 27.熱可塑性ポリマーがエチレンビニルアセテートコポリマーであり、ポリマ ー組成物が高い破断伸度及び高い限界酸素インデックスを示すことを特徴とする 請求の範囲第26項に記載のポリマー組成物。 28.実施例のいずれか1つを参照して記述したような請求項1に記載の製法。
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