JPS6226674B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面処理した粉粒状無機物質の製造方
法に関する。従来より、種々の無機物質をポリマ
ーに添加して該ポリマーの物性改良がなされてき
ている。即ち、ポリマーの機械的性質の改善のほ
か、抗ブロツキング性、耐侵性の向上、あるいは
増量剤として、カーボンブラツク、炭酸カルシウ
ム、シリカ、炭酸マグネシウム、酸化チタンな
ど、非常に多くの無機物質が配合剤として用いら
れている。

しかしながら、これら無機物質の物性はそれぞ
れ粒子形状、粒径、表面の親油度などにより異な
るため、そのままの状態で用いられるだけでな
く、例えばステアリン酸処理した炭酸カルシウム
の如く、種々の方法で無機物質を処理して配合剤
としての性能をより向上させているのが一般的で
ある。また、無機物質を予めポリマーで表面処理
することによつて、ポリマーへの分散性および相
溶性を改良されている。

かかる無機物質をポリマーで表面処理する方法
としては、一般にコーテイング法、マイクロカプ
セル法などが採用される。このうち、重合法によ
るマイクロカプセル化としては、水媒体中あるい
は有機溶液中での無機物質表面へのモノマーのグ
ラフト重合方法が知られている。ところが、これ
らの方法は液状媒体の加熱、重合後の濾過、乾燥
工程を必要とするため、プロセス上多くのエネル
ギーを必要とし、しかも煩雑である。

しかるに本発明は粉粒状無機物質に液状ラジカ
ル開始剤を均一に接触させたのち、該粉粒状無機
物質の存在下にラジカル重合可能なモノマーを気
相で重合して表面処理された無機物質の新規な製
法を提供するものである。本発明は液状媒体を用
いるものでないから、反応後の濾過、乾燥工程を
必要としないドライプロセスが故に省エネルギー
プロセスである。また本発明は粉粒状無機物質と
液状ラジカル開始剤とを接触させた共存下に、モ
ノマーを重合させるものであるから、一段階の非
常に簡素化されたプロセスであり工業生産上極め
て有利である。さらにまた、本発明は予め液状ラ
ジカル開始剤を接触させた粉粒状無機物質に、モ
ノマーを気相で重合させることによつて、該無機
物質の表面にポリマーを均一に形成することがで
きる。

本発明において使用される粉粒状無機物質とし
ては、水酸化物たとえば水酸化アルミニウム、水
酸化マグネシウムなど、金属酸化物たとえばシリ
カ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、酸化アン
チモン、酸化クロム、酸化鉄、酸化マグネシウム
など、炭酸塩たとえば炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウムなど、ケイ酸塩たとえばケイ酸カルシウ
ム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、
ケイ酸亜鉛、石綿、雲母、粘土など、その他カー
ボンブラツク、黒鉛などが挙げられるが、特にこ
れらに限定されるものではない。

しかるに本発明においては液状ラジカル開始剤
と均一に接触でき、かつ気相でモノマーを重合し
無機物質の表面に良好な表面処理を達成するため
に、粉粒状の無機物質を用いることを必要とす
る。かかる粉粒状の無機物質としては、一般に平
均粒径が0.001μ〜100μ特に0.01μ〜30μのもの
が好ましい。なお、粉粒状無機物質の形状は針
状、球状、花弁状、板状、繊維状、その他どのよ
うな形状でもかまわない。

また本発明においては粉粒状無機物質にラジカ
ル重合可能なモノマーを気相で容易に効率よく重
合させ、ひいては良好な改質無機物質を得るため
に、予め該粉粒状無機物質に液状ラジカル開始剤
を均一に接触させることが極めて重要である。即
ち本発明によれば、容易に且つ効率よく無機物質
をポリマーで完全に被覆することができる。

本発明において使用されるラジカル開始剤は液
状であれば特に制限されない。例えばハイドロパ
ーオキサイド類（ｔ―ブチルハイドロパーオキサ
イド、クメンハイドロパーオキサイドなど）、ジ
アルキルパーオキサイド類（ジ―ｔ―ブチルパー
オキサイド、ｔ―ブチルクミルパーオキサイドな
ど）、ケトンパーオキサイド類（メチルエチルケ
トンパーオキサイド、シクロヘキサンパーオキサ
イドなど）、パーオキシエステル類（ｔ―ブチル
パーオキシアセテート、ｔ―ブチルパーオキシイ
ソブチレート、ｔ―ブチルパーオキシピバレー
ト、ｔ―ブチルパーオキシオクタネート、ｔ―ブ
チルパーオキシベンゾネート、ｔ―ブチルパーオ
キシラウレート、ｔ―ブチルパーオキシネオデカ
ネート、ｔ―ブチルパーオキシイソプロピルカー
ボネートなど）、ジアシルパーオキサイド類（イ
ソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキ
サイド、アセチルパーオキサイドなど）、パーオ
キシカーボネート類（ジ―イソプロピルパーオキ
シジカーボネート、ジ―２―エチルヘキシルパー
オキシジカーボネート、ジ―sec―ブチルパーオ
キシジカーボネートなど）などの過酸化物を使用
することができる。

上記のうち特にその分解温度が低く、その蒸気
が無機物質の内部にまで浸透しやすい比較的沸点
の低い過酸化物が好ましい。即ち、分解温度が
100℃以下沸点が150℃／１mmHg以下の過酸化
物、例えばｔ―ブチルパーオキシピバレート、ｔ
―ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ―ブチル
パーオキシオクタネート、ｔ―ブチルパーオキシ
ネオデカネート、ジ―イソプロピルパーオキシカ
ルボネート、ジ―２―エチルヘキシルパーオキシ
カルボネート、オクタノイルパーオキサイド、ア
セチルパーオキサイド、イソブチルパーオキサイ
ドなどが良い。なお、これらの開始剤は必要に応
じて炭化水素、芳香族炭化水素、ジメチルフタレ
ートなどとあわせて粉粒状無機物質との接触に供
しても良い。

粉粒状無機物質に液状ラジカル開始剤を均一に
接触させる方法は、一般に重合系において両者を
十分に撹拌混合してやれば良い。ラジカル開始剤
の使用量は通常無機物質100gに対し0.1〜50ml特
に0.5〜30mlが好ましい。

次いで本発明は重合系にラジカル重合可能なモ
ノマーを導入し気相で重合を行う。その重合形式
は特に制限されずバツチ式でも連続式でもよく、
撹拌も機械的あるいは流動床式で実施できる。重
合温度は液状ラジカル開始剤が分解して反応が始
まる温度であればよい。しかしながら、低温では
気相重合の反応速度が遅く生産上不利であるの
で、通常20〜150℃好ましくは30〜100℃で行う。
重合圧力はモノマーが気相で重合するようにその
温度で液化しない圧力が必要である。重合時間は
重合量にあわせ任意に決定される。なお、重合反
応は通常チツ素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲
気下で行なわれる。

本発明において使用されるラジカル重合可能な
モノマーとしては、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビ
ニルピリジン、スチレン、アクリロニトリル、
（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル
などが挙げられ、塩化ビニルが好適に用いられる
が、特にこれらに限定されるものではない。

以下、本発明で得られる表面処理無機物質が、
未処理無機物質に比較して優れた物性および用途
を持つていることを列記する。

従来、例えばポリ塩化ビニルに無機物質をブレ
ンドする場合、特にみかけ比重の小さな無機物質
をブレンドする場合は無機物質の分散性が悪いた
めに、ブレンドに要する時間が長くかかり、その
結果ポリ塩化ビニルの熱分解を生じ、ブレンド物
の物性が十分でなかつたりして、ポリ塩化ビニル
に無機物質をブレンドするには困難を伴なう場合
があつた。しかしながら、本発明で得られるポリ
塩化ビニルで表面処理された粉粒状無機物質を使
用すれば、ポリ塩化ビニル粒子と無機物質との流
動性が極めて良好になり、ロール機による混練を
行う時にロールへの巻き付き時間が短くなり、操
作性が大巾に向上するとともに、ポリ塩化ビニル
への無機物質の分散性が非常に良好となる。その
結果、ブレンド物の物性も良好となる。特に無機
物のみかけ比重が小さい場合、本発明で得られる
ポリ塩化ビニルで表面処理された粉粒状無機物質
は、ポリ塩化ビニルとの相溶性が良好であるばか
りでなくみかけ比重も大きくなり、その結果未処
理無機物質に比較して、極めてブレンドし易くな
り、本発明の効果が大きい。さらにまた、本発明
によつて粉粒状炭酸カルシウムに塩化ビニルを重
合して表面処理した炭酸カルシウムそのもの及
び／又はポリ塩化ビニルにブレンドしたものをプ
レスで成型したタブレツト又はフイルム状に成型
した炭酸カルシウム充填ポリ塩化ビニル成型物を
塩酸水溶液で処理することによつて、未処理炭酸
カルシウムを使用した場合に比較して、炭酸カル
シウムが成形物中より抜け出し易くなる。更に塩
酸水溶液で処理した成形物中の細孔を調べてみる
と本発明の場合は細孔径が小さく、細孔径の分布
が均一で、良質な多孔性ポーラス体を得ることが
できる。

同様に本発明によつてスチレンモノマーを重合
して表面処理されたホワイトカーボン（シリカ）
はフツ酸溶液で処理すると室温で容易にシリカ成
分を抜き取ることができ、良好な多孔性ポーラス
体を得ることができる。それ故に、本発明で用い
る無機物質の形状、種類及び重合させるモノマー
の種類、量を変化させることにより、細孔径、細
孔形を変えることができて、有用なフイルター、
セパレーターなど分離膜への応用が考えられる。

実施例 １ ラセン型ダブルリボンを有する撹拌装置を備え
た１の耐圧ガラスオートクレーブをアルゴンガ
スで置換したのち、粉粒状で平均粒径が20μのケ
イ酸カルシウム26g、ポリ塩化ビニルの安定剤ジ
ブチルスズラウレート１mlを仕込み十分に分散さ
せる。ついでｔ―ブチルパーオキシピバレート
2.5mlを仕込み４分間撹拌する。この後１分間系
内を真空に引いた後、塩化ビニルモノマーを導入
する。反応圧を5.0Kg／cm²、反応温度を60℃に保
ちつつ、塩化ビニルモノマーを連続的に供給し、
600rpmで撹拌しながら３時間定圧重合を行つ
た。重合終了後系内をパージして内容物を取り出
し、表面処理ケイ酸カルシウム133gを得た。全
回収粉粒体中のポリ塩化ビニルの含量は82重量％
であつた。

実施例 ２ 実施例１のケイ酸カルシウムの代わりに平均粒
径が２μの炭酸カルシウム226gを用い４時間重
合を行つた以外は実施例１と同様に実施したとこ
ろ、表面処理炭酸カルシウム286gが得られた。
ポリ塩化ビニルの含量は29重量％であつた。

実施例 ３ 実施例１のケイ酸カルシウムの代わりに平均粒
径が10μのホワイトカーボン（シリカ）50g、塩
化ビニルの代わりにスチレンを用いた以外は実施
例１と同様に実施したところ、表面処理ホワイト
カーボン52gが得られた。ポリスチレンの含量は
4.0重量％であつた。

実施例 ４ 実施例３のホワイトカーボンの代わりに二酸化
チタン50gを用いた以外は実施例３と同様に実施
したところ、表面処理二酸化チタン53gが得られ
た。ポリスチレンの含量は5.9重量％であつた。

実施例 ５ 実施例３のホワイトカーボンの代わりに水酸化
マグネシウム50gを用いた以外は実施例３と同様
に実施したところ、表面処理水酸化マグネシウム
60gが得られた。ポリスチレンの含量は16.8重量
％であつた。

実施例 ６ 実施例３のホワイトカーボンの代わりに炭酸マ
グネシウム50gを用いた以外は実施例３と同様に
実施したところ、表面処理炭酸マグネシウム
116gが得られた。ポリスチレンの含量は57.0重量
％であつた。

実施例 ７ 実施例３のスチレンの代わりに酢酸ビニルを用
いた以外は実施例３と同様に実施したところ、表
面処理ホワイトカーボン114gが得られた。ポリ
酢酸ビニルの含量は56.0重量％であつた。

実施例 ８ 実施例３のスチレンの代わりにメチルメタアク
リレートを用いた以外は実施例３と同様に実施し
たところ、表面処理ホワイトカーボン185gが得
られた。ポリメチルメタアクリレートの含量は
73.0重量％であつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉粒状無機物質に液状ラジカル開始剤を均一
   に接触させた後、該粉粒状無機物質の存在下にラ
   ジカル重合可能なモノマーを気相で重合させるこ
   とを特徴とする表面処理無機物質の製法。