JPWO2004024628A1 - 合成ドロマイト類化合物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
一般式Ｃａ１−ｘＭｇｘＣＯ３で表され、（ａ）０．１≦ｘ≦０．５、（ｂ）１０≦Ｓｗ１≦５００、（ｃ）２．８８≦α≦３．００、を満足することを特徴とする。〔但し、Ｓｗ１：ＢＥＴ比表面積（ｍ２／ｇ）、α：Ｘ線回折装置による（１０４）面の面間隔〕。本発明によれば、白色度が高く、表面積が大きく、粗大粒子が少なく、簡便な方法で合成できる合成ドロマイト類化合物を提供される。
Description
本発明は白色度が高く、表面積が大きく、粗大粒子が少なく、従来よりも簡便な手法で合成することができる合成ドロマイト類化合物及びその製造方法に関する。
本発明で得られる新規な合成ドロマイト類化合物は、食品用カルシウム・マグネシウム強化剤、制酸剤、接着剤・プラスチック・ゴム・塗料・インキ・シーリング材・歯摩用材および製紙の充填剤等の各分野に有用である。また、各種の用途を複合させることにより、更に新規な用途展開も期待される。
本発明で得られる新規な合成ドロマイト類化合物は、食品用カルシウム・マグネシウム強化剤、制酸剤、接着剤・プラスチック・ゴム・塗料・インキ・シーリング材・歯摩用材および製紙の充填剤等の各分野に有用である。また、各種の用途を複合させることにより、更に新規な用途展開も期待される。
カルシウム、マグネシウムをともに含有するドロマイト［ＣａＭｇ（ＣＯ３）２］は、わが国において栃木県葛生地区に豊富に産出する。
ドロマイト鉱物は代表的な堆積岩の一種で、有機物質を含んでいる。この有機物質は、変成作用、続成作用を通じて主に脱水素反応（石炭化作用）と水素付加反応（石油炭化水素化作用）のいずれかを経て、最終的には石墨とメタンとして存在している。その存在量は産地や採掘層によって異なるが、微量のタンパク質、アミノ酸等の有機物及び低分子炭化水素を含有していることもある。そのために白色度は低く、灰色ないし灰白色を呈している。これらの岩石の色は、概ね遊離炭素含有量に比例している。黒色のドロマイトで０．０３８％、灰色で０．０３２％、白色で０．０２０％程度の遊離炭素を含んでいる。これらの不純物は、ドロマイト鉱物の成因からドロマイト結晶の粒界に粘土鉱物と共存していると推定される。これら遊離炭素及び有機物を含有している場合、ドロマイトを食品素材として利用するに際し、色や安全性などに問題が生じる。
天然ドロマイトの粒度を調整する方法は、機械的に乾式・湿式による粉砕・分級を行い、グレード別に粒度調整され比較的安価に製造できるが、現在の分級技術では粗大粒子と微粒子を完全に分級するのは不可能である。
白色度を向上させる方法として、天然に産するドロマイトを主成分とする鉱物を平均粒子径３．０μｍ以下、最大粒子径２５μｍ以下に微粉砕したもの、あるいはかかる微粉砕物を酸素含有ガスの存在下１００〜４５０℃の温度範囲で熱処理したものからなる、不純物が少なく、白色度が向上し、かつ安全性に問題がない、カルシウム及びマグネシウムを主成分とする食品素材用組成物が提案されている（日本国特開平１１−１１３５３２号報）。しかし、白色度を十分に向上させるためには５００℃以上が必要であるが、５００℃以上になるとドロマイトが熱分解し、酸化マグネシウムと酸化カルシウムが副生する。
常圧下でのドロマイトの合成方法として、水溶性カルシウム塩（塩化カルシウム）、水溶性マグネシウム塩（塩化マグネシウム）及び水溶液中でＣＯ３ ２−を発生する化合物（炭酸水素ナトリウム）を水溶液中で反応させることによりドロマイト類化合物の合成方法が発表されている（Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．１２，１１５ ｔｏ １１９，１９７８）。しかし、上記ドロマイト類化合物における合成条件は、溶液中のイオン濃度がＣａイオン５０ｍｍｏｌ／ｌ、Ｍｇイオン２１４０ｍｍｏｌ／ｌであり、ＭｇイオンがＣａイオンの約４０倍必要で且つ希薄系であるため、工業的に不利である。
また、ドロマイトの水熱合成方法として、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、炭酸アンモニウムを原料としてドロマイトの合成することが報告されている（Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ Ｓｙｎｔｈｓｉｓ ｏｆ Ｄｏｌｏｍｉｔｅ，ｐａｒｔ ３）。しかし、ＣａイオンとＭｇイオンの比をＭｇ／Ｃａ＝１〜４にした場合は副生物としてアラゴナイト、マグネサイト等が生成し、副生物の少ないドロマイトを合成するためには２５０℃による水熱合成が必要となる。
また、従来の水熱法で得られる合成ドロマイトは、ＢＥＴ比表面積が約１０ｍ２／ｇ未満のものしか得られない。
日本国特開平１０−１８２１４９号報には、水溶性カルシウム源、水溶性マグネシウム源及び水溶液中でＣＯ３ ２−を発生する化合物を水溶液中で攪拌下に反応させることにより均一性と結晶性に優れたドロマイト類似構造を有する複合炭酸塩の製造方法が提案されている。しかし、この方法は、上記文献Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．１２，１１５ ｔｏ １１９，１９７８と同様の合成方法でＣａイオンとＭｇイオンの比をＭｇ／Ｃａ＝０．１１〜９で合成を行っている。従って、上記の文献と同様に、この方法ではドロマイト単一相が得られるとは考えにくい。
本発明は、上記事情に鑑み、１０気圧を超えるような高耐圧の設備や高温高圧の特殊な合成条件・操作を必要とすることなく、白色度が高く、表面積が大きく、粗大粒子が少ない合成ドロマイト類化合物を簡便かつ安価に提供するものである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、反応系にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、錯体形成物質から選ばれる少なくとも１種を存在させることにより、１０気圧を超えるような高温高圧の特殊な設備や反応条件によることなく、常温常圧下でも白色度が高く、表面積が大きく、粗大粒子が少ない合成ドロマイト類化合物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
ドロマイト鉱物は代表的な堆積岩の一種で、有機物質を含んでいる。この有機物質は、変成作用、続成作用を通じて主に脱水素反応（石炭化作用）と水素付加反応（石油炭化水素化作用）のいずれかを経て、最終的には石墨とメタンとして存在している。その存在量は産地や採掘層によって異なるが、微量のタンパク質、アミノ酸等の有機物及び低分子炭化水素を含有していることもある。そのために白色度は低く、灰色ないし灰白色を呈している。これらの岩石の色は、概ね遊離炭素含有量に比例している。黒色のドロマイトで０．０３８％、灰色で０．０３２％、白色で０．０２０％程度の遊離炭素を含んでいる。これらの不純物は、ドロマイト鉱物の成因からドロマイト結晶の粒界に粘土鉱物と共存していると推定される。これら遊離炭素及び有機物を含有している場合、ドロマイトを食品素材として利用するに際し、色や安全性などに問題が生じる。
天然ドロマイトの粒度を調整する方法は、機械的に乾式・湿式による粉砕・分級を行い、グレード別に粒度調整され比較的安価に製造できるが、現在の分級技術では粗大粒子と微粒子を完全に分級するのは不可能である。
白色度を向上させる方法として、天然に産するドロマイトを主成分とする鉱物を平均粒子径３．０μｍ以下、最大粒子径２５μｍ以下に微粉砕したもの、あるいはかかる微粉砕物を酸素含有ガスの存在下１００〜４５０℃の温度範囲で熱処理したものからなる、不純物が少なく、白色度が向上し、かつ安全性に問題がない、カルシウム及びマグネシウムを主成分とする食品素材用組成物が提案されている（日本国特開平１１−１１３５３２号報）。しかし、白色度を十分に向上させるためには５００℃以上が必要であるが、５００℃以上になるとドロマイトが熱分解し、酸化マグネシウムと酸化カルシウムが副生する。
常圧下でのドロマイトの合成方法として、水溶性カルシウム塩（塩化カルシウム）、水溶性マグネシウム塩（塩化マグネシウム）及び水溶液中でＣＯ３ ２−を発生する化合物（炭酸水素ナトリウム）を水溶液中で反応させることによりドロマイト類化合物の合成方法が発表されている（Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．１２，１１５ ｔｏ １１９，１９７８）。しかし、上記ドロマイト類化合物における合成条件は、溶液中のイオン濃度がＣａイオン５０ｍｍｏｌ／ｌ、Ｍｇイオン２１４０ｍｍｏｌ／ｌであり、ＭｇイオンがＣａイオンの約４０倍必要で且つ希薄系であるため、工業的に不利である。
また、ドロマイトの水熱合成方法として、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、炭酸アンモニウムを原料としてドロマイトの合成することが報告されている（Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ Ｓｙｎｔｈｓｉｓ ｏｆ Ｄｏｌｏｍｉｔｅ，ｐａｒｔ ３）。しかし、ＣａイオンとＭｇイオンの比をＭｇ／Ｃａ＝１〜４にした場合は副生物としてアラゴナイト、マグネサイト等が生成し、副生物の少ないドロマイトを合成するためには２５０℃による水熱合成が必要となる。
また、従来の水熱法で得られる合成ドロマイトは、ＢＥＴ比表面積が約１０ｍ２／ｇ未満のものしか得られない。
日本国特開平１０−１８２１４９号報には、水溶性カルシウム源、水溶性マグネシウム源及び水溶液中でＣＯ３ ２−を発生する化合物を水溶液中で攪拌下に反応させることにより均一性と結晶性に優れたドロマイト類似構造を有する複合炭酸塩の製造方法が提案されている。しかし、この方法は、上記文献Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．１２，１１５ ｔｏ １１９，１９７８と同様の合成方法でＣａイオンとＭｇイオンの比をＭｇ／Ｃａ＝０．１１〜９で合成を行っている。従って、上記の文献と同様に、この方法ではドロマイト単一相が得られるとは考えにくい。
本発明は、上記事情に鑑み、１０気圧を超えるような高耐圧の設備や高温高圧の特殊な合成条件・操作を必要とすることなく、白色度が高く、表面積が大きく、粗大粒子が少ない合成ドロマイト類化合物を簡便かつ安価に提供するものである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、反応系にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、錯体形成物質から選ばれる少なくとも１種を存在させることにより、１０気圧を超えるような高温高圧の特殊な設備や反応条件によることなく、常温常圧下でも白色度が高く、表面積が大きく、粗大粒子が少ない合成ドロマイト類化合物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の第一は、一般式Ｃａ１−ｘＭｇｘＣＯ３で表され、下記の式（ａ）〜（ｃ）を満足することを特徴とする合成ドロマイト類化合物を内容とするものである。
（ａ）０．１≦ｘ≦０．５
（ｂ）１０≦Ｓｗ１≦５００
（ｃ）２．８８≦α≦３．００
但し、
Ｓｗ１：窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積（ｍ２／ｇ）
α ：ｘ線回折装置による（１０４）面の面間隔
本発明の第二は、難溶性カルシウムと難溶性マグネシウムが混合した水懸濁液に炭酸ガスを吹き込んでドロマイト類化合物を製造するにあたり、前記水懸濁液にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、錯体形成物質から選ばれる少なくとも１種を前記難溶性カルシウム１００重量部に対し０．１〜１０００重量部含有させ、反応温度０〜８０℃で炭酸化反応を行い、次いで、熟成することを特徴とする合成ドロマイト類化合物の製造方法を内容とするものである。
（ａ）０．１≦ｘ≦０．５
（ｂ）１０≦Ｓｗ１≦５００
（ｃ）２．８８≦α≦３．００
但し、
Ｓｗ１：窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積（ｍ２／ｇ）
α ：ｘ線回折装置による（１０４）面の面間隔
本発明の第二は、難溶性カルシウムと難溶性マグネシウムが混合した水懸濁液に炭酸ガスを吹き込んでドロマイト類化合物を製造するにあたり、前記水懸濁液にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、錯体形成物質から選ばれる少なくとも１種を前記難溶性カルシウム１００重量部に対し０．１〜１０００重量部含有させ、反応温度０〜８０℃で炭酸化反応を行い、次いで、熟成することを特徴とする合成ドロマイト類化合物の製造方法を内容とするものである。
図１は、合成ドロマイト類化合物粒子Ｅ１のＳＥＭ写真（１０，０００倍）である。
図２は、合成ドロマイト類化合物粒子Ｅ１のＸ線回折パターンである。
図３は、フィルムの摩耗係数を測定するための装置の説明図である。
図２は、合成ドロマイト類化合物粒子Ｅ１のＸ線回折パターンである。
図３は、フィルムの摩耗係数を測定するための装置の説明図である。
本発明の合成ドロマイト類化合物は、Ｃａ１−ｘＭｇｘＣＯ３（ｘは、０．１≦ｘ≦０．５）で表される。ｘが０．１未満の場合、副生物として炭酸カルシウム（カルサイト）が生成し、ｘが０．５を超えると、副生物として炭酸マグネシウムが生成し、合成ドロマイトの純度が低下するため好ましくない。従って、好ましくは０．１５〜０．５、更に好ましくは０．２〜０．５である。
本発明の合成ドロマイト類化合物のｘは、難溶性カルシウムと難溶性マグネシウムの仕込み割合で調整される。
本発明の合成ドロマイト類化合物の窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積（Ｓｗ１）は、１０≦Ｓｗ１≦５００ｍ２／ｇである。ＢＥＴ比表面積（Ｓｗ１）が１０ｍ２／ｇ未満の場合、インク吸収量が低くなりインク受容体には不向きである。一方、５００ｍ２／ｇを超える場合、凝集力が強くなり粗大粒子の原因となる。従って、好ましくは２０〜４００ｍ２／ｇ、更に好ましくは２５〜３００ｍ２／ｇである。
本発明の合成ドロマイト類化合物のＢＥＴ比表面積は、化合時に錯体形成物質を添加することにより、大きくすることができる。
本発明の合成ドロマイト類化合物のＸ線回折装置による（１０４）面の面間隔（α）は、２．８８〜３．００である。αが２．８８未満の場合、炭酸マグネシウムが副生し、一方、３．００を超える場合、炭酸カルシウムが副生するため、合成ドロマイトの純度が低下するため好ましくない。従って、より好ましくは２．８８〜２．９８、更に好ましくは２．８８〜２．９５である。
面間隔（α）は、上記ｘの値とリンクしており、従って、ｘの値を変化することにより面間隔（α）の値も変化する。
本発明の合成ドロマイト類化合物の電子顕微鏡写真により測定した平均体積粒子径（ｄｘ１）は特に限定されるものではないが、通常、０．０１〜２０μｍが好ましい。平均体積粒子径が０．０１μｍ未満の場合、粒子自体が小さいことにより凝集力が強くなり、凝集による粗大粒子の原因となる傾向にある。一方、２０μｍを超える場合は、樹脂に添加した場合透明性が低下しやすい傾向にある。従って、より好ましくは０．０３〜１５μｍ、更に好ましくは０．０５〜１０μｍである。
本発明の合成ドロマイト類化合物の平均体積粒子径は、化合時の錯体形成物質の添加量、周速、化合温度により調整される。錯体形成物質の添加量が多いほど該平均体積粒子径は小さくなり、また、周速が速くなるほど小さくなり、更に、化合温度が高いほど小さくなる。
尚、平均体積粒子径の測定方法は、粒子を電子顕微鏡にて観察した後、座標読み取り装置（デジタイザー）を用い、粒子の長径部分と短径部分の読み取り作業を１００個の各粒子について行い、平均体積粒子径を算出する。
本発明の合成ドロマイト類化合物のアスペクト比（β）は特に限定されるものではないが、１〜３０が好ましい。合成樹脂等に添加した場合、十分な剛性を与え、また混練時の粒子崩壊を防ぐために１．５〜３０が好ましく、より好ましくは２．０〜２５、更に好ましくは２．５〜２０である。また、シーラント等のチクソ性が必要な分野においては１≦β＜１．５が好ましく、より好ましくは１〜１．３、更に好ましくは１〜１．２である。
本発明の合成ドロマイト類化合物の白色度（色相）は特に限定されるものではないが、通常、Ｌ値７０以上、ｂ値５以下が好ましい。
測定方法は日本電色工業製 測色色差計（ＮＤ−１００１ＤＰ型）を用い、粉体に５０重量部対しＤＯＰを１００重量部の割合で混合し、ペースト状にして測定を行う。
Ｌ値が７０未満、ｂ値が５を超えると樹脂等に用いた場合、白色度（色相）が低下しやすい傾向があるため好ましくない。従って、より好ましくはＬ値７５以上、ｂ値４未満である。
本発明の合成ドロマイト類化合物は、難溶性カルシウムと難溶性マグネシウムが混合した水懸濁液に炭酸ガスを吹き込んでドロマイト類化合物を製造するにあたり、該水懸濁液にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、錯体形成物質から選ばれる少なくとも１種を難溶性カルシウム１００重量部に対し０．１〜１０００重量部含有させ、反応温度０〜８０℃で炭酸化反応を行い、しかる後、熟成することにより合成することができる。
本発明で使用する難溶性カルシウムは、特に制限されるものではないが、例えば、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等を挙げることができる。これらの難溶性カルシウムは単独で又は２種以上を併用してもよい。
本発明で使用する難溶性マグネシウムは、特に制限されるものではないが、例えば、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム等を挙げることができる。これら難溶性マグネシウムは単独で又は必要に応じ２種以上を併用してもよい。また、当然のことながら前記難溶性カルシウム、難溶性マグネシウムには、反応容器内で水溶性のカルシウム塩、マグネシウム塩をアルカリ等で難溶性に変換させたものも含まれる。
本発明で使用する難溶性マグネシウムのＢＥＴ比表面積は、特に制限されるものではないが、通常５〜２００ｍ２／ｇが好ましい。難溶性マグネシウムのＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ未満の場合、難溶性マグネシウムの反応性が難溶性カルシウムに比べて低いため複合化されにくく、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムが副生しやすくなる。一方、２００ｍ２／ｇを超えると、難溶性カルシウムの反応性が低いため炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムが副生しやすくなる。従って、より好ましくは３０〜１８０ｍ２／ｇ、更に好ましくは５０〜１５０ｍ２／ｇである。
本発明に用いられるアルカリ金属塩としては、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、硝酸カリウム等が挙げられ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
本発明に用いられるアルカリ土類金属塩としては、塩化カルシウム、臭化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、塩化バリウム、硝酸バリウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、硝酸マグネシウム等が挙げられ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
本発明に用いられる錯体形成物質としては、クエン酸、リンゴ酸、シュウ酸等のヒドロキシカルボン酸とそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアンモニウム塩；グルコン酸、酒石酸等のポリヒドロキシカルボン酸とそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアンモニウム塩；イミノジ酢酸、エチレンジアミン４酢酸、ニトリロトリ酢酸等のアミノポリカルボン酸とそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアンモニウム塩；ヘキサメタリン酸、トリポリリン酸等のポリリン酸とそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアンモニウム塩；アセルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸アリル等のケトン類；硫酸とそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアンモニウム塩等が挙げられ、特に食品分野で用いる場合はクエン酸、リンゴ酸が好適である。これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
これらの金属塩及び／又は錯体形成物質の添加量は、難溶性カルシウム１００重量部に対し０．１〜１０００重量部が好ましい。０．１重量未満では複合化されずに炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが副成し、一方、１０００重量部を超えるても、効果は変わらず、過剰な水洗工程が必要となるため経済的に好ましくない。添加時期においては、炭酸化反応前、炭酸化反応途中いずれでもよく、反応前と反応途中の両方に添加してもかまわない。
反応温度は０〜８０℃である。反応温度が０℃より低いと凍結しやすくなり、炭酸化がスムーズに行われず、一方、８０℃より高いと炭酸ガスの吸収効率が低下するため、複合化されにくくなり炭酸カルシウムが副成する。反応温度が０〜２５℃の範囲ではアスペクト比の大きい合成ドロマイト類化合物が得られやすく、また反応温度が２５℃を超え８０℃以下の範囲ではアスペクト比の小さい合成ドロマイト類化合物が得られやすい。従って、好ましくは０〜６０℃、より好ましくは０〜５０℃、更に好ましくは５〜４０℃である。
本発明の合成ドロマイト類化合物の製造における熟成時の温度は、特に制限はないが、通常１８０℃以下が好ましい。１８０℃を超えると規模の大きい耐圧設備が必要となり、工業的にコスト高になり、また操作も煩雑となりやすいため好ましくない、下限は、あまり低くなると複合化の速度が低下し、時間が長くなるので２０℃程度が好ましい。
合成ドロマイト類化合物の好ましい調製条件は下記の通りである。
（化合条件）
▲１▼難溶性カルシウム、難溶性マグネシウム混合水懸濁液濃度：
０．５〜２０重量％
▲２▼炭酸ガス流量：５００〜４００００Ｌ／ｈｒ
▲３▼反応終了時の懸濁液のｐＨ：６．０〜９．０
▲４▼攪拌羽根の周速：０．１〜５０ｍ／秒
▲５▼炭酸ガス濃度：１５〜１００モル％
▲６▼反応温度：０〜８０℃
（熟成条件）
▲７▼熟成温度：２０〜１８０℃
▲８▼熟成時間：０．１〜２４０時間
上記化合条件及び熟成条件を具体的に説明する。
（化合条件）
▲１▼の難溶性カルシウム、難溶性マグネシウム混合水懸濁液濃度は特に限定されないが通常０．５〜２０重量％が好ましい。難溶性カルシウム、難溶性マグネシウム混合水懸濁液濃度が０．５重量％未満の場合、生産性が低くコスト高になりやすい。一方、２０重量％を超えると反応時に粘度が高くなりすぎ攪拌が困難になりやすい。従って、より好ましくは１〜１５重量％、更に好ましくは２〜１０重量％である。
難溶性カルシウム水懸濁液と難溶性マグネシウム水懸濁液の量は、一般式Ｃａ１−ｘＭｇｘＣＯ３（０．１≦ｘ≦０．５）を満足するように混合される。
▲２▼の炭酸ガス流量としては、特に限定されないが、難溶性カルシウムと難溶性マグネシウムの合計１ｋｇ当たり、通常５００〜４００００Ｌ／ｈｒが好ましい。炭酸ガス流量が５００Ｌ／ｈｒ未満では、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムが副生しやすくなり、一方、４００００Ｌ／ｈｒを超えるとガス効率が悪くなるため工業的にコスト高になりやすく好ましくない。
▲３▼の反応終了時の懸濁液のｐＨは特に限定されないが、通常６．０〜９．０が好ましい。ｐＨが６．０未満では炭酸化反応がすでに完結しているため、これ以上炭酸化を行う必要はない。一方、９．０を超えると未反応の難溶性マグネシウムが残存しやすくなるため好ましくない。従って、より好ましくは６．５〜８である。
▲４▼の攪拌羽根の周速は特に限定されないが、通常炭酸化反応の効率を上げるために０．１〜５０ｍ／秒が好ましい。周速が０．１ｍ／秒未満では炭酸化反応の効率を上げるには不十分になりやすく、一方、５０ｍ／秒を超えるとコスト高になりやすく好ましくない。
▲５▼の炭酸ガス濃度は特に制限されないが、通常炭酸化反応を効率よく行うために１５〜１００重量％が好ましい。１５重量％未満では炭酸化反応に時間がかかるために生産効率が低下しやすく、また複合化の効率も低下するため炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムが副生しやすくなる。
▲６▼反応温度は０〜８０℃である。反応温度が０℃より低いと凍結しやすくなり、炭酸化がスムーズに行われず、一方、８０℃より高いと炭酸ガスの吸収効率が低下するため、複合化されにくくなり炭酸カルシウムが副成する。
（熟成条件）
▲７▼の熟成温度は特に限定されないが、通常２０〜１８０℃が好ましい。熟成温度が２０℃未満では複合化が進みにくく、長時間を必要とする傾向にあるため好ましくない。一方、１８０℃を超えると１０気圧を超えてしまい、高度の耐圧設備を必要とし、操作も煩雑となりコスト高になりやすいので好ましくない。従って、より好ましくは４０〜１７０℃、もっとも好ましくは５０〜１５０℃である。
▲８▼の熟成時間に関しては上記▲１▼〜▲６▼の製造条件により熟成時間が左右されるため、熟成時間は特に限定されないが、通常０．１〜２４０時間である。熟成時間が０．１時間未満の場合、合成ドロマイト類化合物が得られにくく、一方、２４０時間を超えると工業的にコスト高になりやすい。従って、より好ましくは０．２〜１２０時間、更に好ましくは０．５〜６０時間である。
上記方法で化合・熟成を行った後、必要に応じて、粒子の分散性や安定性を高めるために表面処理剤を使用することができる。
表面処理量に関しては、合成ドロマイト類化合物のＢＥＴ比表面積によって左右されるため、特に限定されないが、通常合成ドロマイト類化合物に対して０．１〜２００重量％である。表面処理量が０．１重量％未満の場合、合成樹脂に添加した場合、十分な粒子の分散性や安定性が得られにくい、また２００重量％を超えると表面処理剤が遊離しやすくなるため好ましくない。
表面処理剤としては、特に限定されないが、通常、水溶性界面活性剤や水溶性安定剤、表面改質剤を用いることができ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
水溶性界面活性剤としては、例えば、マレイン酸−オレフィン（炭素数が４〜８）共重合体（ナトリウム、カリウム、アンモニウム等）の塩、マレイン酸−スチレン共重合体（ナトリウム、カリウム、アンモニウム等）の塩、ポリスチレンスフホン酸ナトリウム等の重合物（オリゴマー）；ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリ縮合物、メラミンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物等の重縮合物；リグニンスルホン酸ナトリウム等の天然物（誘導体）；ポリアクリル酸（ナトリウム、カリウム、アンモニウム等）の塩、アクリル酸−マレイン酸共重合体（ナトリウム、カリウム、アンモニウム等）の塩等のカルボン酸系重合物；トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム等の縮合系無機物；その他、上記以外の一般的なアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、（ＨＬＢが８以上の）ショ糖脂肪酸エステル、モノグリセリン、トリグリセリン、ペンタグリセリン、ヘキサグリセリン、デカグリセリン等のグリセリン脂肪酸エステル、大豆及び卵黄由来の粗レシチン、高純度レシチン、酵素分解レシチン等のレシチン、ソルビタン脂肪酸エステル等で表される非イオン性活性剤等が例示でき、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
また、水溶性安定剤としては、酸処理デンプン、アルカリ処理デンプン、酸化デンプン、シクロデキストリン、デキストリン、酵素処理デンプン、リン酸エステル化デンプン、酢酸エステルデンプン、オクテニルコハク酸デンプン、エーテル化デンプン、架橋デンプン等の加工澱粉、ウェランガム、カラギナン、アルギン酸ソーダ、アルギン酸プロピレングリコールエステル、グァーガム、ジェランガム、カラヤガム、ペクチン、寒天、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、タマリンドガム、ガディガム、トラガントガム、キサンタンガム、プルラン、カシアガム、ローカストビーンガム、アラビアガム、アラビノガラクタン、スクレロガム、キトサン等の増粘多糖類、ガラクトース、ガラクツロン酸、ラムノース、キシロース、フコース、グルコース等の大豆より抽出した大豆多糖類、シュクロース、トレハロース、トレハルロース、マルトース、セロビオース、ラクトース、キシロビオース、イソマルトース、メリビオース、パラチノース、ゲンチビオース、マルトオリゴ糖、イソオリゴ糖、グルコオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、大豆オリゴ糖、キシロオリゴ糖、乳果オリゴ糖、フラクトオリゴ糖、カップリングシュガー等の少糖、中性アミノ酸、酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸等のアミノ酸、グリセロール、エリスリトール、キシリトール、リビトール、アラビトール、ガラクチトール、マンニトール、ソルビトール、イジトール、マルチトール、ラクチトール、イソマルト、マルトトリイトール、マルトテトライトール、還元水飴等の糖アルコール、ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、ペンタポリリン酸、ヘキサメタリン酸、ウルトラポリリン酸のナトリウム及びカリウム塩等の縮合リン酸塩、ポリビニルアルコール、アクリル酸系ポリマー、エチレンイミン系ポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアミジン、イソプレン系スルホン酸ポリマー等の合成系水溶性高分子等が例示でき、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
表面改質剤としては、シランカップリング剤やチタネートカップリング剤等のカップリング剤、ナフテン酸に代表される脂環族カルボン酸、アビエチン酸、ピマル酸、パラストリン酸、ネオアビエチン酸に代表される樹脂酸及びこれらの不均化ロジン、水添ロジン、２量体ロジン、３量体ロジンに代表される変成ロジン、アクリル酸、メタクリル酸、シュウ酸、クエン酸等の有機酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸に代表される飽和脂肪酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リシノール酸に代表される不飽和脂肪酸、繊維素化合物、シリキサン化合物等が例示できる。またこれらのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩でもよい。これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
前記表面処理剤による表面処理方法は、特に限定されるものでなく、湿式処理の場合、所定量の合成ドロマイト類化合物水懸濁に均等に撹拌できる撹拌力又は濃度で、前記した表面処理剤を十分混合すればよい。また、さらに機械的な湿式分散処理で粒子の分散性をさらに向上させる調製方法も可能である。湿式分散処理機としては、ダイノーミル、マイクロビーズミル、アッペクスミル、サンドミル、コボールミル等の湿式粉砕機、ホモゲナイザー、マイクロフルイダイザー、ナノマイザー等の高圧乳化分散機、超音波分散機等が例示できる。
また表面処理後、粉体化する場合は、噴霧乾燥機又は箱形乾燥機を用いて乾粉化することにより、本発明が目的とする合成ドロマイト類化合物を調製することができる。
乾式処理の場合、前記した表面処理剤の融点以上の温度で、ヘンシェルミキサー、タンブラーミキサー、ニーダー等を使用し、本廃明の合成ドロマイト類化合物を処理することが可能である。
熟成後もしくは表面処理後、スラリー中に含まれるアルカリ金属イオン等の夾雑イオンを濾過水洗することが望ましい。また、濾過の電気伝導度は特に限定されるもにでないが、通常１０ｍＳ／ｃｍ以下が好ましい。より好ましくは１ｍＳ／ｃｍ以下、更に好ましくは５００μＳ／ｃｍ以下である。
水洗方法に関しては特に制限はなく、シックナー、オリバー、ロータリーフィルター、ラロックスプレス等を用い、水洗・濃縮を行うことができる。
上記の如き、本発明の新規な合成ドロマイト類化合物は、成型用樹脂、塗料用樹脂、インキ用樹脂、シーラント用樹脂、接着剤用樹脂等各種の樹脂に配合され、優れた特性、物性を有する樹脂組成物とされる。
成型用樹脂としては、特に制限されるものではないが、例えばＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン又はプロピレンと他のモノマーの共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂等に代表される熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等に代表される熱硬化性樹脂を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよいが、合成ドロマイト類化合物は、通常樹脂１００重量部に対し０．０５〜７０重量部が好適である。樹脂組成物には安定剤等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
塗料用樹脂としては、特に限定されるものではないが、アルキド樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、スチレン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等に代表される溶剤系塗料用樹脂、水系塗料においては、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ラッテクス樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、スチレン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等に代表される一般塗料用エマルジョン樹脂、アルキド樹脂、アミン樹脂、スチレン−アリルアルコール樹脂、アミノアルキド樹脂、ポリブタジエン樹脂等に代表される一般塗料用水溶性樹脂、エマルジョン樹脂と水溶性樹脂とをブレンドした塗料用ディスパージョン樹脂、架橋型水可溶性樹脂を乳化剤としたディスパージョン樹脂、アクリルハイドロゾル等を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよいが、合成ドロマイト類化合物は、通常樹脂１００重量部に対し５〜３０重量部が好適である。樹脂組成物には可塑剤、分散剤等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
紙用樹脂としては、特に限定されるものではないが、水可溶性、水分散性、アルコール等の溶剤分散性の樹脂が挙げられる。例えばＰＶＡまたはその変性体（カチオン変性、アニオン変性、シラノール変性）、澱粉又はその変性体（酸化、エーテル化）、ゼラチン又はその変性体、カゼイン又はその変性体、カルボキシメチルセルロース、アラビアゴム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース誘導体、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系共重合体ラテックス、官能基変性重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系共重合体ラテックス、ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸又はその共重合体、アクリル酸エステル共重合体等を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよく、増粘剤、分散剤等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
インキ用樹脂としては特に限定されるものではないが、ロジン変成フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、塩素化ポリプロピレン、アクリル樹脂、クマロン・インデン樹脂、石油樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ニトロセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシセルロース、環化ゴム、塩化ゴム等を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよいが、合成ドロマイト類化合物は、通常樹脂１００重量部に対し２５〜２００重量部が好適である。樹脂組成物には安定剤、ドライヤ等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
シーラント用樹脂としては特に限定されるものではないが、ポリウレタン樹脂、ポリサルファイド樹脂、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種類以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよいが、合成ドロマイト類化合物は、通常樹脂１００重量部に対し５０〜１２０重量部が好適である。樹脂組成物には着色剤、安定剤等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
接着剤用樹脂としては特に限定されるものではないが、ユリア樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種類以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよいが、合成ドロマイト類化合物は（通常樹脂１００重量部に対し５０〜１２０重量部が好適である。樹脂組成物には安定剤、可塑剤等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
本発明の合成ドロマイト類化合物には、合成樹脂の粘性、その他の物性を調整するために、コロイド炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、コロイド状シリカ、タルク、カオリン、ゼオライト、樹脂バルーン、ガラスバルーン等の充填剤、及び、例えばジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等の可塑剤、トルエン、キシレン等の石油系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、セロソルブアセテート等のエーテルエステル等に例示される溶剤、或いはシリコーンオイル、脂肪酸エステル変成シリコーンオイル等の添加剤、着色剤等を１種又は２種以上組み合わせて添加することが可能である。
本発明の合成ドロマイト類化合物は、例えばシーラント、接着剤に代表される硬化型樹脂に添加した場合には、優れた粘性・チキソ性及び耐スリップ性、並びに目地追従性を有する。例えば塗料に配合した場合は、優れた防タレ性、高光沢、高い透明性、高い塗膜強度を有し、また印画用シートに配合した場合は、優れたインク定着性を有する。また、例えば成形用樹脂に配合した場合は、ウエルドライン面の強度低下が防止され、優れた強度を有し、またフィルムに配合した場合は、優れた透明性、耐ブロッキング性、耐スクラッチ性、耐摩耗性を有する。
本発明の合成ドロマイト類化合物は、カルシウム・マグネシウム強化剤として牛乳、加工乳、乳飲料、果汁、コーヒー、紅茶、クリーム等の液状食品、ワイン、酒等のアルコール飲料、米飯、プリン、ゼリー、ヨーグルト、キャンデー、スナック菓子、パン、麺等の食品に配合されて好適に使用される。また、乳化剤、有機酸、アミノ酸、着色料、香料、調味料等のその他の成分を配合することも可能である。
更に、本発明の合成ドロマイト類化合物は、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等の水難溶性カルシウム塩の分散体や乳酸カルシウム、塩化カルシウム等の水可溶性カルシウム塩及び／又は炭酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、水酸化マグネシウムの分散体や塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム等の水可溶性マグネシウム塩と併用しても何ら差し支えない。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、これらは本発明を何ら制限するものではない。
本発明の合成ドロマイト類化合物のｘは、難溶性カルシウムと難溶性マグネシウムの仕込み割合で調整される。
本発明の合成ドロマイト類化合物の窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積（Ｓｗ１）は、１０≦Ｓｗ１≦５００ｍ２／ｇである。ＢＥＴ比表面積（Ｓｗ１）が１０ｍ２／ｇ未満の場合、インク吸収量が低くなりインク受容体には不向きである。一方、５００ｍ２／ｇを超える場合、凝集力が強くなり粗大粒子の原因となる。従って、好ましくは２０〜４００ｍ２／ｇ、更に好ましくは２５〜３００ｍ２／ｇである。
本発明の合成ドロマイト類化合物のＢＥＴ比表面積は、化合時に錯体形成物質を添加することにより、大きくすることができる。
本発明の合成ドロマイト類化合物のＸ線回折装置による（１０４）面の面間隔（α）は、２．８８〜３．００である。αが２．８８未満の場合、炭酸マグネシウムが副生し、一方、３．００を超える場合、炭酸カルシウムが副生するため、合成ドロマイトの純度が低下するため好ましくない。従って、より好ましくは２．８８〜２．９８、更に好ましくは２．８８〜２．９５である。
面間隔（α）は、上記ｘの値とリンクしており、従って、ｘの値を変化することにより面間隔（α）の値も変化する。
本発明の合成ドロマイト類化合物の電子顕微鏡写真により測定した平均体積粒子径（ｄｘ１）は特に限定されるものではないが、通常、０．０１〜２０μｍが好ましい。平均体積粒子径が０．０１μｍ未満の場合、粒子自体が小さいことにより凝集力が強くなり、凝集による粗大粒子の原因となる傾向にある。一方、２０μｍを超える場合は、樹脂に添加した場合透明性が低下しやすい傾向にある。従って、より好ましくは０．０３〜１５μｍ、更に好ましくは０．０５〜１０μｍである。
本発明の合成ドロマイト類化合物の平均体積粒子径は、化合時の錯体形成物質の添加量、周速、化合温度により調整される。錯体形成物質の添加量が多いほど該平均体積粒子径は小さくなり、また、周速が速くなるほど小さくなり、更に、化合温度が高いほど小さくなる。
尚、平均体積粒子径の測定方法は、粒子を電子顕微鏡にて観察した後、座標読み取り装置（デジタイザー）を用い、粒子の長径部分と短径部分の読み取り作業を１００個の各粒子について行い、平均体積粒子径を算出する。
本発明の合成ドロマイト類化合物のアスペクト比（β）は特に限定されるものではないが、１〜３０が好ましい。合成樹脂等に添加した場合、十分な剛性を与え、また混練時の粒子崩壊を防ぐために１．５〜３０が好ましく、より好ましくは２．０〜２５、更に好ましくは２．５〜２０である。また、シーラント等のチクソ性が必要な分野においては１≦β＜１．５が好ましく、より好ましくは１〜１．３、更に好ましくは１〜１．２である。
本発明の合成ドロマイト類化合物の白色度（色相）は特に限定されるものではないが、通常、Ｌ値７０以上、ｂ値５以下が好ましい。
測定方法は日本電色工業製 測色色差計（ＮＤ−１００１ＤＰ型）を用い、粉体に５０重量部対しＤＯＰを１００重量部の割合で混合し、ペースト状にして測定を行う。
Ｌ値が７０未満、ｂ値が５を超えると樹脂等に用いた場合、白色度（色相）が低下しやすい傾向があるため好ましくない。従って、より好ましくはＬ値７５以上、ｂ値４未満である。
本発明の合成ドロマイト類化合物は、難溶性カルシウムと難溶性マグネシウムが混合した水懸濁液に炭酸ガスを吹き込んでドロマイト類化合物を製造するにあたり、該水懸濁液にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、錯体形成物質から選ばれる少なくとも１種を難溶性カルシウム１００重量部に対し０．１〜１０００重量部含有させ、反応温度０〜８０℃で炭酸化反応を行い、しかる後、熟成することにより合成することができる。
本発明で使用する難溶性カルシウムは、特に制限されるものではないが、例えば、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム等を挙げることができる。これらの難溶性カルシウムは単独で又は２種以上を併用してもよい。
本発明で使用する難溶性マグネシウムは、特に制限されるものではないが、例えば、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム等を挙げることができる。これら難溶性マグネシウムは単独で又は必要に応じ２種以上を併用してもよい。また、当然のことながら前記難溶性カルシウム、難溶性マグネシウムには、反応容器内で水溶性のカルシウム塩、マグネシウム塩をアルカリ等で難溶性に変換させたものも含まれる。
本発明で使用する難溶性マグネシウムのＢＥＴ比表面積は、特に制限されるものではないが、通常５〜２００ｍ２／ｇが好ましい。難溶性マグネシウムのＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ未満の場合、難溶性マグネシウムの反応性が難溶性カルシウムに比べて低いため複合化されにくく、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムが副生しやすくなる。一方、２００ｍ２／ｇを超えると、難溶性カルシウムの反応性が低いため炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムが副生しやすくなる。従って、より好ましくは３０〜１８０ｍ２／ｇ、更に好ましくは５０〜１５０ｍ２／ｇである。
本発明に用いられるアルカリ金属塩としては、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、硝酸カリウム等が挙げられ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
本発明に用いられるアルカリ土類金属塩としては、塩化カルシウム、臭化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、塩化バリウム、硝酸バリウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、硝酸マグネシウム等が挙げられ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
本発明に用いられる錯体形成物質としては、クエン酸、リンゴ酸、シュウ酸等のヒドロキシカルボン酸とそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアンモニウム塩；グルコン酸、酒石酸等のポリヒドロキシカルボン酸とそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアンモニウム塩；イミノジ酢酸、エチレンジアミン４酢酸、ニトリロトリ酢酸等のアミノポリカルボン酸とそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアンモニウム塩；ヘキサメタリン酸、トリポリリン酸等のポリリン酸とそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアンモニウム塩；アセルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸アリル等のケトン類；硫酸とそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩及びアンモニウム塩等が挙げられ、特に食品分野で用いる場合はクエン酸、リンゴ酸が好適である。これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
これらの金属塩及び／又は錯体形成物質の添加量は、難溶性カルシウム１００重量部に対し０．１〜１０００重量部が好ましい。０．１重量未満では複合化されずに炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが副成し、一方、１０００重量部を超えるても、効果は変わらず、過剰な水洗工程が必要となるため経済的に好ましくない。添加時期においては、炭酸化反応前、炭酸化反応途中いずれでもよく、反応前と反応途中の両方に添加してもかまわない。
反応温度は０〜８０℃である。反応温度が０℃より低いと凍結しやすくなり、炭酸化がスムーズに行われず、一方、８０℃より高いと炭酸ガスの吸収効率が低下するため、複合化されにくくなり炭酸カルシウムが副成する。反応温度が０〜２５℃の範囲ではアスペクト比の大きい合成ドロマイト類化合物が得られやすく、また反応温度が２５℃を超え８０℃以下の範囲ではアスペクト比の小さい合成ドロマイト類化合物が得られやすい。従って、好ましくは０〜６０℃、より好ましくは０〜５０℃、更に好ましくは５〜４０℃である。
本発明の合成ドロマイト類化合物の製造における熟成時の温度は、特に制限はないが、通常１８０℃以下が好ましい。１８０℃を超えると規模の大きい耐圧設備が必要となり、工業的にコスト高になり、また操作も煩雑となりやすいため好ましくない、下限は、あまり低くなると複合化の速度が低下し、時間が長くなるので２０℃程度が好ましい。
合成ドロマイト類化合物の好ましい調製条件は下記の通りである。
（化合条件）
▲１▼難溶性カルシウム、難溶性マグネシウム混合水懸濁液濃度：
０．５〜２０重量％
▲２▼炭酸ガス流量：５００〜４００００Ｌ／ｈｒ
▲３▼反応終了時の懸濁液のｐＨ：６．０〜９．０
▲４▼攪拌羽根の周速：０．１〜５０ｍ／秒
▲５▼炭酸ガス濃度：１５〜１００モル％
▲６▼反応温度：０〜８０℃
（熟成条件）
▲７▼熟成温度：２０〜１８０℃
▲８▼熟成時間：０．１〜２４０時間
上記化合条件及び熟成条件を具体的に説明する。
（化合条件）
▲１▼の難溶性カルシウム、難溶性マグネシウム混合水懸濁液濃度は特に限定されないが通常０．５〜２０重量％が好ましい。難溶性カルシウム、難溶性マグネシウム混合水懸濁液濃度が０．５重量％未満の場合、生産性が低くコスト高になりやすい。一方、２０重量％を超えると反応時に粘度が高くなりすぎ攪拌が困難になりやすい。従って、より好ましくは１〜１５重量％、更に好ましくは２〜１０重量％である。
難溶性カルシウム水懸濁液と難溶性マグネシウム水懸濁液の量は、一般式Ｃａ１−ｘＭｇｘＣＯ３（０．１≦ｘ≦０．５）を満足するように混合される。
▲２▼の炭酸ガス流量としては、特に限定されないが、難溶性カルシウムと難溶性マグネシウムの合計１ｋｇ当たり、通常５００〜４００００Ｌ／ｈｒが好ましい。炭酸ガス流量が５００Ｌ／ｈｒ未満では、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムが副生しやすくなり、一方、４００００Ｌ／ｈｒを超えるとガス効率が悪くなるため工業的にコスト高になりやすく好ましくない。
▲３▼の反応終了時の懸濁液のｐＨは特に限定されないが、通常６．０〜９．０が好ましい。ｐＨが６．０未満では炭酸化反応がすでに完結しているため、これ以上炭酸化を行う必要はない。一方、９．０を超えると未反応の難溶性マグネシウムが残存しやすくなるため好ましくない。従って、より好ましくは６．５〜８である。
▲４▼の攪拌羽根の周速は特に限定されないが、通常炭酸化反応の効率を上げるために０．１〜５０ｍ／秒が好ましい。周速が０．１ｍ／秒未満では炭酸化反応の効率を上げるには不十分になりやすく、一方、５０ｍ／秒を超えるとコスト高になりやすく好ましくない。
▲５▼の炭酸ガス濃度は特に制限されないが、通常炭酸化反応を効率よく行うために１５〜１００重量％が好ましい。１５重量％未満では炭酸化反応に時間がかかるために生産効率が低下しやすく、また複合化の効率も低下するため炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムが副生しやすくなる。
▲６▼反応温度は０〜８０℃である。反応温度が０℃より低いと凍結しやすくなり、炭酸化がスムーズに行われず、一方、８０℃より高いと炭酸ガスの吸収効率が低下するため、複合化されにくくなり炭酸カルシウムが副成する。
（熟成条件）
▲７▼の熟成温度は特に限定されないが、通常２０〜１８０℃が好ましい。熟成温度が２０℃未満では複合化が進みにくく、長時間を必要とする傾向にあるため好ましくない。一方、１８０℃を超えると１０気圧を超えてしまい、高度の耐圧設備を必要とし、操作も煩雑となりコスト高になりやすいので好ましくない。従って、より好ましくは４０〜１７０℃、もっとも好ましくは５０〜１５０℃である。
▲８▼の熟成時間に関しては上記▲１▼〜▲６▼の製造条件により熟成時間が左右されるため、熟成時間は特に限定されないが、通常０．１〜２４０時間である。熟成時間が０．１時間未満の場合、合成ドロマイト類化合物が得られにくく、一方、２４０時間を超えると工業的にコスト高になりやすい。従って、より好ましくは０．２〜１２０時間、更に好ましくは０．５〜６０時間である。
上記方法で化合・熟成を行った後、必要に応じて、粒子の分散性や安定性を高めるために表面処理剤を使用することができる。
表面処理量に関しては、合成ドロマイト類化合物のＢＥＴ比表面積によって左右されるため、特に限定されないが、通常合成ドロマイト類化合物に対して０．１〜２００重量％である。表面処理量が０．１重量％未満の場合、合成樹脂に添加した場合、十分な粒子の分散性や安定性が得られにくい、また２００重量％を超えると表面処理剤が遊離しやすくなるため好ましくない。
表面処理剤としては、特に限定されないが、通常、水溶性界面活性剤や水溶性安定剤、表面改質剤を用いることができ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
水溶性界面活性剤としては、例えば、マレイン酸−オレフィン（炭素数が４〜８）共重合体（ナトリウム、カリウム、アンモニウム等）の塩、マレイン酸−スチレン共重合体（ナトリウム、カリウム、アンモニウム等）の塩、ポリスチレンスフホン酸ナトリウム等の重合物（オリゴマー）；ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリ縮合物、メラミンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物等の重縮合物；リグニンスルホン酸ナトリウム等の天然物（誘導体）；ポリアクリル酸（ナトリウム、カリウム、アンモニウム等）の塩、アクリル酸−マレイン酸共重合体（ナトリウム、カリウム、アンモニウム等）の塩等のカルボン酸系重合物；トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム等の縮合系無機物；その他、上記以外の一般的なアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、（ＨＬＢが８以上の）ショ糖脂肪酸エステル、モノグリセリン、トリグリセリン、ペンタグリセリン、ヘキサグリセリン、デカグリセリン等のグリセリン脂肪酸エステル、大豆及び卵黄由来の粗レシチン、高純度レシチン、酵素分解レシチン等のレシチン、ソルビタン脂肪酸エステル等で表される非イオン性活性剤等が例示でき、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
また、水溶性安定剤としては、酸処理デンプン、アルカリ処理デンプン、酸化デンプン、シクロデキストリン、デキストリン、酵素処理デンプン、リン酸エステル化デンプン、酢酸エステルデンプン、オクテニルコハク酸デンプン、エーテル化デンプン、架橋デンプン等の加工澱粉、ウェランガム、カラギナン、アルギン酸ソーダ、アルギン酸プロピレングリコールエステル、グァーガム、ジェランガム、カラヤガム、ペクチン、寒天、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、タマリンドガム、ガディガム、トラガントガム、キサンタンガム、プルラン、カシアガム、ローカストビーンガム、アラビアガム、アラビノガラクタン、スクレロガム、キトサン等の増粘多糖類、ガラクトース、ガラクツロン酸、ラムノース、キシロース、フコース、グルコース等の大豆より抽出した大豆多糖類、シュクロース、トレハロース、トレハルロース、マルトース、セロビオース、ラクトース、キシロビオース、イソマルトース、メリビオース、パラチノース、ゲンチビオース、マルトオリゴ糖、イソオリゴ糖、グルコオリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、大豆オリゴ糖、キシロオリゴ糖、乳果オリゴ糖、フラクトオリゴ糖、カップリングシュガー等の少糖、中性アミノ酸、酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸等のアミノ酸、グリセロール、エリスリトール、キシリトール、リビトール、アラビトール、ガラクチトール、マンニトール、ソルビトール、イジトール、マルチトール、ラクチトール、イソマルト、マルトトリイトール、マルトテトライトール、還元水飴等の糖アルコール、ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、ペンタポリリン酸、ヘキサメタリン酸、ウルトラポリリン酸のナトリウム及びカリウム塩等の縮合リン酸塩、ポリビニルアルコール、アクリル酸系ポリマー、エチレンイミン系ポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアミジン、イソプレン系スルホン酸ポリマー等の合成系水溶性高分子等が例示でき、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
表面改質剤としては、シランカップリング剤やチタネートカップリング剤等のカップリング剤、ナフテン酸に代表される脂環族カルボン酸、アビエチン酸、ピマル酸、パラストリン酸、ネオアビエチン酸に代表される樹脂酸及びこれらの不均化ロジン、水添ロジン、２量体ロジン、３量体ロジンに代表される変成ロジン、アクリル酸、メタクリル酸、シュウ酸、クエン酸等の有機酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸に代表される飽和脂肪酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リシノール酸に代表される不飽和脂肪酸、繊維素化合物、シリキサン化合物等が例示できる。またこれらのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩でもよい。これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。
前記表面処理剤による表面処理方法は、特に限定されるものでなく、湿式処理の場合、所定量の合成ドロマイト類化合物水懸濁に均等に撹拌できる撹拌力又は濃度で、前記した表面処理剤を十分混合すればよい。また、さらに機械的な湿式分散処理で粒子の分散性をさらに向上させる調製方法も可能である。湿式分散処理機としては、ダイノーミル、マイクロビーズミル、アッペクスミル、サンドミル、コボールミル等の湿式粉砕機、ホモゲナイザー、マイクロフルイダイザー、ナノマイザー等の高圧乳化分散機、超音波分散機等が例示できる。
また表面処理後、粉体化する場合は、噴霧乾燥機又は箱形乾燥機を用いて乾粉化することにより、本発明が目的とする合成ドロマイト類化合物を調製することができる。
乾式処理の場合、前記した表面処理剤の融点以上の温度で、ヘンシェルミキサー、タンブラーミキサー、ニーダー等を使用し、本廃明の合成ドロマイト類化合物を処理することが可能である。
熟成後もしくは表面処理後、スラリー中に含まれるアルカリ金属イオン等の夾雑イオンを濾過水洗することが望ましい。また、濾過の電気伝導度は特に限定されるもにでないが、通常１０ｍＳ／ｃｍ以下が好ましい。より好ましくは１ｍＳ／ｃｍ以下、更に好ましくは５００μＳ／ｃｍ以下である。
水洗方法に関しては特に制限はなく、シックナー、オリバー、ロータリーフィルター、ラロックスプレス等を用い、水洗・濃縮を行うことができる。
上記の如き、本発明の新規な合成ドロマイト類化合物は、成型用樹脂、塗料用樹脂、インキ用樹脂、シーラント用樹脂、接着剤用樹脂等各種の樹脂に配合され、優れた特性、物性を有する樹脂組成物とされる。
成型用樹脂としては、特に制限されるものではないが、例えばＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン又はプロピレンと他のモノマーの共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂等に代表される熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂等に代表される熱硬化性樹脂を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよいが、合成ドロマイト類化合物は、通常樹脂１００重量部に対し０．０５〜７０重量部が好適である。樹脂組成物には安定剤等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
塗料用樹脂としては、特に限定されるものではないが、アルキド樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、スチレン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等に代表される溶剤系塗料用樹脂、水系塗料においては、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ラッテクス樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、スチレン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等に代表される一般塗料用エマルジョン樹脂、アルキド樹脂、アミン樹脂、スチレン−アリルアルコール樹脂、アミノアルキド樹脂、ポリブタジエン樹脂等に代表される一般塗料用水溶性樹脂、エマルジョン樹脂と水溶性樹脂とをブレンドした塗料用ディスパージョン樹脂、架橋型水可溶性樹脂を乳化剤としたディスパージョン樹脂、アクリルハイドロゾル等を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよいが、合成ドロマイト類化合物は、通常樹脂１００重量部に対し５〜３０重量部が好適である。樹脂組成物には可塑剤、分散剤等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
紙用樹脂としては、特に限定されるものではないが、水可溶性、水分散性、アルコール等の溶剤分散性の樹脂が挙げられる。例えばＰＶＡまたはその変性体（カチオン変性、アニオン変性、シラノール変性）、澱粉又はその変性体（酸化、エーテル化）、ゼラチン又はその変性体、カゼイン又はその変性体、カルボキシメチルセルロース、アラビアゴム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース誘導体、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン共重合体等の共役ジエン系共重合体ラテックス、官能基変性重合体ラテックス、エチレン酢酸ビニル共重合体等のビニル系共重合体ラテックス、ポリビニルピロリドン、無水マレイン酸又はその共重合体、アクリル酸エステル共重合体等を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよく、増粘剤、分散剤等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
インキ用樹脂としては特に限定されるものではないが、ロジン変成フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、塩素化ポリプロピレン、アクリル樹脂、クマロン・インデン樹脂、石油樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ニトロセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシセルロース、環化ゴム、塩化ゴム等を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよいが、合成ドロマイト類化合物は、通常樹脂１００重量部に対し２５〜２００重量部が好適である。樹脂組成物には安定剤、ドライヤ等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
シーラント用樹脂としては特に限定されるものではないが、ポリウレタン樹脂、ポリサルファイド樹脂、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種類以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよいが、合成ドロマイト類化合物は、通常樹脂１００重量部に対し５０〜１２０重量部が好適である。樹脂組成物には着色剤、安定剤等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
接着剤用樹脂としては特に限定されるものではないが、ユリア樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等を例示することができ、これらは単独で又は必要に応じ２種類以上組み合わせて使用することも可能である。
合成ドロマイト類化合物とこれらの樹脂との配合割合は特に限定されず、所望の物性に応じて適宜決定すればよいが、合成ドロマイト類化合物は（通常樹脂１００重量部に対し５０〜１２０重量部が好適である。樹脂組成物には安定剤、可塑剤等の各種添加剤を添加しても良いことは勿論である。
本発明の合成ドロマイト類化合物には、合成樹脂の粘性、その他の物性を調整するために、コロイド炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、コロイド状シリカ、タルク、カオリン、ゼオライト、樹脂バルーン、ガラスバルーン等の充填剤、及び、例えばジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等の可塑剤、トルエン、キシレン等の石油系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、セロソルブアセテート等のエーテルエステル等に例示される溶剤、或いはシリコーンオイル、脂肪酸エステル変成シリコーンオイル等の添加剤、着色剤等を１種又は２種以上組み合わせて添加することが可能である。
本発明の合成ドロマイト類化合物は、例えばシーラント、接着剤に代表される硬化型樹脂に添加した場合には、優れた粘性・チキソ性及び耐スリップ性、並びに目地追従性を有する。例えば塗料に配合した場合は、優れた防タレ性、高光沢、高い透明性、高い塗膜強度を有し、また印画用シートに配合した場合は、優れたインク定着性を有する。また、例えば成形用樹脂に配合した場合は、ウエルドライン面の強度低下が防止され、優れた強度を有し、またフィルムに配合した場合は、優れた透明性、耐ブロッキング性、耐スクラッチ性、耐摩耗性を有する。
本発明の合成ドロマイト類化合物は、カルシウム・マグネシウム強化剤として牛乳、加工乳、乳飲料、果汁、コーヒー、紅茶、クリーム等の液状食品、ワイン、酒等のアルコール飲料、米飯、プリン、ゼリー、ヨーグルト、キャンデー、スナック菓子、パン、麺等の食品に配合されて好適に使用される。また、乳化剤、有機酸、アミノ酸、着色料、香料、調味料等のその他の成分を配合することも可能である。
更に、本発明の合成ドロマイト類化合物は、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等の水難溶性カルシウム塩の分散体や乳酸カルシウム、塩化カルシウム等の水可溶性カルシウム塩及び／又は炭酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、水酸化マグネシウムの分散体や塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム等の水可溶性マグネシウム塩と併用しても何ら差し支えない。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、これらは本発明を何ら制限するものではない。
表２記載の反応条件で炭酸化反応を行った後、更に表２記載の熟成条件で熟成を行い、しかる後、脱水・水洗を行い、７００℃以下の乾燥雰囲気下で乾燥し、解砕仕上げを行い、合成ドロマイト類化合物粒子Ｅ１〜Ｅ８を得た。合成ドロマイト類化合物粒子Ｅ１〜Ｅ８の特性を表１に示す。
また、図１に合成ドロマイト類化合物粒子Ｅ１のＳＥＭ写真を示し、図２に合成ドロマイト類化合物Ｅ１のＸ線回折パターンを示す。
比較例１
炭酸ナトリウム４モルを水に溶解し２リットルに調整し、４０℃に保ちながら攪拌した。これに塩化カルシウム２モルと塩化マグネシウム２モルを水に溶解し２リットルとした液を１０リットル／ｈの流量で添加した。さらに８０℃で５時間熟成後、脱水・水洗を行い、７００℃以下の乾燥雰囲気下で乾燥し、解砕仕上げを行い、合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ１を得た。合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ１の特性を表３に示す。得られた粒子は合成ドロマイトと炭酸カルシウム（アラゴナイト）の混合物であった。
比較例２
天然ドロマイト（清水工業製）を水に２０重量％の濃度で懸濁した。次に、この懸濁液をダイノーミルを用いて湿式粉砕し、７００℃以下の乾燥雰囲気下で乾燥し、解砕仕上げを行い天然ドロマイト粒子Ｃ２を得た。天然ドロマイト粒子の特性を表３に示す。
比較例３
表２記載の反応条件で炭酸化反応を行った後、更に表２記載の熟成条件で熟成を行い、しかる後、脱水・水洗を行い、７００℃以下の乾燥雰囲気下で乾燥し、解砕仕上げを行い、合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ３を得た。合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ３の特性を表３に示す。
得られた粒子は炭酸カルシウム（カルサイト）と炭酸マグネシウムの混合物であった。
比較例４
炭酸カルシウム（カルサイト）０．０５モルと塩化マグネシウム０．０２５モルと塩化カルシウム０．０２５モルを水に懸濁させ０．４リットルとした液を２３０℃で２０時間水熱合成を行った後、脱水．水洗を行い、７００℃以下の乾燥雰囲気下で乾燥し、解砕仕上げを行い、合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ４を得た。合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ４の特性を表３に示す。
応用実施例１：インク定着性試験
合成ドロマイト類化合物Ｅ１をイオン交換水に分散させ１５重量％水溶液とした。次に、ポリビニルアルコール（日本合成化学工業製 ゴーセノールＧＨ１７）をイオン交換水に溶解させ１０重量％水溶液を得た。上記イオン定着化合物水溶液とポリビニルアルコール水溶液を重量比で４．５：１になるように混合・攪拌して塗工液を得た。
この塗工液を１００μｍ厚の透明ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面にコート機及び熱風乾燥炉を用いてダイコート後、１２０℃で乾燥することによって１０μｍ厚のインク受容層を形成した印画シートを作成した。
応用実施例２〜８、応用比較例１〜４
応用実施例１の合成ドロマイト類化合物Ｅ１をＥ２〜Ｅ８、Ｃ１〜Ｃ４に変更する以外は同様にして印画紙シートを作成した。
応用実施例１〜８及び応用比較例１〜４で得られた印画紙シートの透明性、表面性、印字特性を下記方法により評価した。結果を表４に示す。
（評価）
（１）透明性
印画シートの全光線透過率（％）をＪＩＳ Ｋ−７１０５に従ってヘイズメーター（日本電色工業製 ＮＤＨ−１００ＤＯ）を用いて測定した。
（２）表面性
黙視により印画シートの表面上のクラックの有無を下記の基準により確認した。
○：黙視によりクラックが観察できない。
×：クラックが観察できる。
（３）印字特性
作成された印字シートをプリンタ（ＨＰ社製 デスクジェット１２００Ｃ）の給紙トレイに装着し、単色又は３原色のカラー印刷モードでインクジェット記録を行った。
（用いたインク染料）
イエロー：Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３
マゼンタ：Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２
シアン：Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９
（インク液組成）
染料 ３重量部
ジエチレングリコール ５重量部
ポリエチレングリコール １０重量部
水 ８２重量部
上記のインクを用いて以下の印字特性（滲み、ブリーディング、ビーディング、モットリングの有無）に関する評価を行った。即ち、単色又は３原色のカラー印刷でベタ印字を行い、滲み、ブリーディング、ビーディング、モットリングの有無を黙視にて観察した。
◎：３原色のカラー印刷で発生せず。
○：単色で発生せず。
×：単色で発生する。
表４から明かなように、本発明の合成ドロマイト類化合物を用いた印画用シートは、インク定着性が極めて優れている。
応用実施例９〜１６、応用比較例５〜１０
応用実施例９〜１６はＥ１〜Ｅ８のエチレングリコールスラリーを、応用比較例５〜８はＣ１〜Ｃ４のエチレングリコールスラリーを、応用比較例９は市販のＡ型ゼオライト（商品名：合成Ａ型ゼオライト、水澤化学株式会社製）、応用比較例１０は市販の合成シリカ（商品名：アエロジル＃１３０、日本アエロジル株式会社製）のエチレングリコールスラリーをポリエステル化反応前に添加してポリエステル化反応を行い、粒子を０．１重量％含有した極限粘度数（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６２ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートを調製した。該ポリエチレンテレフタレートを１６０℃で乾燥した後２９０℃で溶融押し出し、４０℃に保持したキャスティングドラム状に急冷固化せしめて未延伸フィルムを得た。引き続き、該未延伸フィルムを加熱ローラーで７０℃に予熱した後、赤外線ヒーターで加熱しながら縦方向に３．６倍延伸した。続いて９０℃の温度で横方向に４．０倍に延伸した後２００℃で熱処理を行い、厚さ１５μｍの二軸配向フィルムを得た。
このようにして得られたフィルムの品質を、以下に示す方法で評価し、その結果を表５に示す。
▲１▼フィルム表面粗さ（Ｒａ）
中心線平均粗さ（Ｒａ）としてＪＩＳ−Ｂ０６０１で定義される値であり、本発明では株式会社小坂研究所の触針式表面粗さ計（ＳＵＲＦＣＯＲＤＥＲ ＳＦ−３０Ｃ）を用いて測定する。測定条件等は次の通りである。
（１）触針先端半径：２μｍ
（２）測定圧力：３０ｍｇ
（３）カットオフ：０．２５ｍｍ
（４）測定長：０．５ｍｍ
（５）同一試料について５回繰り返し測定し、最も大きい値を１つ除き、残り４つのデーターの平均値を表す。
▲２▼フィルムの摩耗係数（μｋ）
図３に示した装置を用いて下記のようにして測定する。図３中、１は巻きだしリール、２はテンションコントローラー、３，５，６，８，９及び１１はフリーローラー、４はテンション検出機（入口）、７はステンレス網ＳＵＳ３０４製の固定棒（外径５ｍｍ）、１０はテンション検出機（出口）、１２はガイドローラー、１３は巻取りリールをそれぞれ示す。
温度２０℃、湿度６０％の環境で、幅１／２インチに裁断したフィルムを、７の固定棒（表面粗さ０．３μｍ）に角度θ＝（１５２／１８０）πラジアン（１５２°）で接触させて毎分２００ｃｍの速さで移動（摩擦）させる。入口テンションＴ１が３５ｇとなるようにテンションコントローラーを調整したときの出口テンション（Ｔ２：ｇ）をフィルムが９０ｍ走行した後に出口テンション検出機で検出し、次式で走行摩耗係数μｋを算出する。
μｋ＝（２．３０３／θ）ｌｏｇ（Ｔ２／Ｔ１）
＝０．８６ｌｏｇ（Ｔ２／３５）
▲３▼摩耗性評価−Ｉ
１／２インチ幅のフィルム表面を直径５ｍｍのステンレス製固定ピン（表面粗さ０．５８）に角度１５０°で接触させ、毎分２ｍの速さで約１５ｃｍ程度往復移動、摩擦させる（この時入口テンションＴ１を６０ｇとする）。この操作を繰り返し、往復４０回後の摩擦面に生じたスクラッチの程度を目視判定する。この時スクラッチの殆ど生じないものをＡ、スクラッチの発生のわずかなものをＢ、スクラッチの発生が全面に多数生じたものをＤ、スクラッチの発生が前２者の中間のものをＣ、と４段階に判定する。
▲４▼摩耗性評価−ＩＩ
フィルムの走行面の削れ性を５段のミニスーパーカレンダーを使用して評価する。カレンダーはナイロンロールとスチールロールの５段カレンダーであり、処理温度は８０℃、フィルムにかかる線圧は２００ｋｇ／ｃｍ、フィルムスピードは５０ｍ／分で走行させる。走行フィルムは全長４０００ｍ走行させた時点でカレンダーのトップロールに付着する汚れでフィルムの削れ性を評価する。
＜４段階評価＞
Ａ：ロールの汚れが全く認められない。
Ｂ：ロールの汚れが殆ど認められない。
Ｃ：ロールの汚れがかなり認められる。
Ｄ：ロールの汚れが顕著に認められる。
▲５▼フィルム表面の粗大突起数
フィルム表面にアルミニウムを薄く蒸着した後、二光束干渉顕微鏡を用いて四重環以上の粗大突起数（測定面積１ｍｍ２当たりの個数）をカウントし、粗大突起数により次のランク付けで表す。
１級：１６個以上 ２級：１２〜１５個
３級：８〜１１個 ４級：４〜７個
５級：０〜３個
応用実施例１７〜２４ 応用比較例１１〜１７
応用実施例１７〜２４はＥ１〜Ｅ８の粒子、応用比較例１１〜１４はＣ１〜Ｃ４の粒子、応用比較例１５は市販のＡ型ゼオライト（商品名：合成Ａ型ゼオライト、水澤化学株式会社製）、応用比較例１６は市販の合成シリカ（商品名：アエロジル＃１３０、日本アエロジル株式会社製）を用い、また応用比較例１７は粒子を添加しないブランクとして下記の要領でポリプロピレン組成物を調製し、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得、その品質を評価した。結果を表６に示す。
（ポリオレフィンフィルムの製造）
メルトフローレートが１．９ｇ／１０分であるポリプロピレン樹脂１００重量部に酸化防止剤として２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．１０重量部、イルガノックス１０１０（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、登録商標）０．０２重量部、塩酸キャッチ剤としてステアリン酸カルシウム０．０５重量部、及び本発明にかかる合成樹脂用添加剤を添加し、スーパーミキサーで混合後押し出し機でペレット化した。
このペレットを押し出し機を用いてシート状フィルムにし、縦方向５倍、横方向１０倍に延伸して最終的に厚さ３０μｍの延伸フィルムを得た。延伸フィルムの一面には、コロナ放電処理を施した。
これらの二軸延伸フィルムについて、透明性、ブロッキング性及び耐スクラッチ性を測定した。
フィルム透明性はＡＳＴＭ−Ｄ−１００３に準拠して、フィルムを４枚重ねて測定した。
フィルムの耐ブロッキング性は、２枚のフィルムの接触面積が１０ｃｍ２となるように重ねて、２枚のガラス板の間におき、５０ｇ／ｃｍ２の荷重をかけて４０℃の雰囲気中に７日間放置後、ショッパー型試験機を用いて、引っ張り速度５００ｍｍ／分にて引き剥して、その最大荷重を読みとって評価した。
耐スクラッチ性は、ガラス板状に二軸延伸フィルム１枚を固定し、他方接触面積が５０ｃｍ２なる箱型の入れ物にフィルムを固定し、加重を４ｋｇ掛けて６回擦り、擦る前後の透明性で評価した。この値が小さいほど耐スクラッチ性が良好となる。
表５、表６から明かなように本発明の合成ドロマイト類化合物は、例えばポリエステルに用いた場合においては、滑り性、耐摩耗性に優れ、粗大突起の少ない良好フィルムが得られ、ポリオレフィンのフィルムに用いた場合は、良好なブロッキング防止機能と共に良好な透明性と耐スクラッチ性を有するポリオレフィンフィルムを得ることができる。
また、図１に合成ドロマイト類化合物粒子Ｅ１のＳＥＭ写真を示し、図２に合成ドロマイト類化合物Ｅ１のＸ線回折パターンを示す。
比較例１
炭酸ナトリウム４モルを水に溶解し２リットルに調整し、４０℃に保ちながら攪拌した。これに塩化カルシウム２モルと塩化マグネシウム２モルを水に溶解し２リットルとした液を１０リットル／ｈの流量で添加した。さらに８０℃で５時間熟成後、脱水・水洗を行い、７００℃以下の乾燥雰囲気下で乾燥し、解砕仕上げを行い、合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ１を得た。合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ１の特性を表３に示す。得られた粒子は合成ドロマイトと炭酸カルシウム（アラゴナイト）の混合物であった。
比較例２
天然ドロマイト（清水工業製）を水に２０重量％の濃度で懸濁した。次に、この懸濁液をダイノーミルを用いて湿式粉砕し、７００℃以下の乾燥雰囲気下で乾燥し、解砕仕上げを行い天然ドロマイト粒子Ｃ２を得た。天然ドロマイト粒子の特性を表３に示す。
比較例３
表２記載の反応条件で炭酸化反応を行った後、更に表２記載の熟成条件で熟成を行い、しかる後、脱水・水洗を行い、７００℃以下の乾燥雰囲気下で乾燥し、解砕仕上げを行い、合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ３を得た。合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ３の特性を表３に示す。
得られた粒子は炭酸カルシウム（カルサイト）と炭酸マグネシウムの混合物であった。
比較例４
炭酸カルシウム（カルサイト）０．０５モルと塩化マグネシウム０．０２５モルと塩化カルシウム０．０２５モルを水に懸濁させ０．４リットルとした液を２３０℃で２０時間水熱合成を行った後、脱水．水洗を行い、７００℃以下の乾燥雰囲気下で乾燥し、解砕仕上げを行い、合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ４を得た。合成ドロマイト類化合物粒子Ｃ４の特性を表３に示す。
合成ドロマイト類化合物Ｅ１をイオン交換水に分散させ１５重量％水溶液とした。次に、ポリビニルアルコール（日本合成化学工業製 ゴーセノールＧＨ１７）をイオン交換水に溶解させ１０重量％水溶液を得た。上記イオン定着化合物水溶液とポリビニルアルコール水溶液を重量比で４．５：１になるように混合・攪拌して塗工液を得た。
この塗工液を１００μｍ厚の透明ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面にコート機及び熱風乾燥炉を用いてダイコート後、１２０℃で乾燥することによって１０μｍ厚のインク受容層を形成した印画シートを作成した。
応用実施例２〜８、応用比較例１〜４
応用実施例１の合成ドロマイト類化合物Ｅ１をＥ２〜Ｅ８、Ｃ１〜Ｃ４に変更する以外は同様にして印画紙シートを作成した。
応用実施例１〜８及び応用比較例１〜４で得られた印画紙シートの透明性、表面性、印字特性を下記方法により評価した。結果を表４に示す。
（評価）
（１）透明性
印画シートの全光線透過率（％）をＪＩＳ Ｋ−７１０５に従ってヘイズメーター（日本電色工業製 ＮＤＨ−１００ＤＯ）を用いて測定した。
（２）表面性
黙視により印画シートの表面上のクラックの有無を下記の基準により確認した。
○：黙視によりクラックが観察できない。
×：クラックが観察できる。
（３）印字特性
作成された印字シートをプリンタ（ＨＰ社製 デスクジェット１２００Ｃ）の給紙トレイに装着し、単色又は３原色のカラー印刷モードでインクジェット記録を行った。
（用いたインク染料）
イエロー：Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３
マゼンタ：Ｃ．Ｉ．アシッドレッド５２
シアン：Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９
（インク液組成）
染料 ３重量部
ジエチレングリコール ５重量部
ポリエチレングリコール １０重量部
水 ８２重量部
上記のインクを用いて以下の印字特性（滲み、ブリーディング、ビーディング、モットリングの有無）に関する評価を行った。即ち、単色又は３原色のカラー印刷でベタ印字を行い、滲み、ブリーディング、ビーディング、モットリングの有無を黙視にて観察した。
◎：３原色のカラー印刷で発生せず。
○：単色で発生せず。
×：単色で発生する。
応用実施例９〜１６、応用比較例５〜１０
応用実施例９〜１６はＥ１〜Ｅ８のエチレングリコールスラリーを、応用比較例５〜８はＣ１〜Ｃ４のエチレングリコールスラリーを、応用比較例９は市販のＡ型ゼオライト（商品名：合成Ａ型ゼオライト、水澤化学株式会社製）、応用比較例１０は市販の合成シリカ（商品名：アエロジル＃１３０、日本アエロジル株式会社製）のエチレングリコールスラリーをポリエステル化反応前に添加してポリエステル化反応を行い、粒子を０．１重量％含有した極限粘度数（オルソクロロフェノール、３５℃）０．６２ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレートを調製した。該ポリエチレンテレフタレートを１６０℃で乾燥した後２９０℃で溶融押し出し、４０℃に保持したキャスティングドラム状に急冷固化せしめて未延伸フィルムを得た。引き続き、該未延伸フィルムを加熱ローラーで７０℃に予熱した後、赤外線ヒーターで加熱しながら縦方向に３．６倍延伸した。続いて９０℃の温度で横方向に４．０倍に延伸した後２００℃で熱処理を行い、厚さ１５μｍの二軸配向フィルムを得た。
このようにして得られたフィルムの品質を、以下に示す方法で評価し、その結果を表５に示す。
▲１▼フィルム表面粗さ（Ｒａ）
中心線平均粗さ（Ｒａ）としてＪＩＳ−Ｂ０６０１で定義される値であり、本発明では株式会社小坂研究所の触針式表面粗さ計（ＳＵＲＦＣＯＲＤＥＲ ＳＦ−３０Ｃ）を用いて測定する。測定条件等は次の通りである。
（１）触針先端半径：２μｍ
（２）測定圧力：３０ｍｇ
（３）カットオフ：０．２５ｍｍ
（４）測定長：０．５ｍｍ
（５）同一試料について５回繰り返し測定し、最も大きい値を１つ除き、残り４つのデーターの平均値を表す。
▲２▼フィルムの摩耗係数（μｋ）
図３に示した装置を用いて下記のようにして測定する。図３中、１は巻きだしリール、２はテンションコントローラー、３，５，６，８，９及び１１はフリーローラー、４はテンション検出機（入口）、７はステンレス網ＳＵＳ３０４製の固定棒（外径５ｍｍ）、１０はテンション検出機（出口）、１２はガイドローラー、１３は巻取りリールをそれぞれ示す。
温度２０℃、湿度６０％の環境で、幅１／２インチに裁断したフィルムを、７の固定棒（表面粗さ０．３μｍ）に角度θ＝（１５２／１８０）πラジアン（１５２°）で接触させて毎分２００ｃｍの速さで移動（摩擦）させる。入口テンションＴ１が３５ｇとなるようにテンションコントローラーを調整したときの出口テンション（Ｔ２：ｇ）をフィルムが９０ｍ走行した後に出口テンション検出機で検出し、次式で走行摩耗係数μｋを算出する。
μｋ＝（２．３０３／θ）ｌｏｇ（Ｔ２／Ｔ１）
＝０．８６ｌｏｇ（Ｔ２／３５）
▲３▼摩耗性評価−Ｉ
１／２インチ幅のフィルム表面を直径５ｍｍのステンレス製固定ピン（表面粗さ０．５８）に角度１５０°で接触させ、毎分２ｍの速さで約１５ｃｍ程度往復移動、摩擦させる（この時入口テンションＴ１を６０ｇとする）。この操作を繰り返し、往復４０回後の摩擦面に生じたスクラッチの程度を目視判定する。この時スクラッチの殆ど生じないものをＡ、スクラッチの発生のわずかなものをＢ、スクラッチの発生が全面に多数生じたものをＤ、スクラッチの発生が前２者の中間のものをＣ、と４段階に判定する。
▲４▼摩耗性評価−ＩＩ
フィルムの走行面の削れ性を５段のミニスーパーカレンダーを使用して評価する。カレンダーはナイロンロールとスチールロールの５段カレンダーであり、処理温度は８０℃、フィルムにかかる線圧は２００ｋｇ／ｃｍ、フィルムスピードは５０ｍ／分で走行させる。走行フィルムは全長４０００ｍ走行させた時点でカレンダーのトップロールに付着する汚れでフィルムの削れ性を評価する。
＜４段階評価＞
Ａ：ロールの汚れが全く認められない。
Ｂ：ロールの汚れが殆ど認められない。
Ｃ：ロールの汚れがかなり認められる。
Ｄ：ロールの汚れが顕著に認められる。
▲５▼フィルム表面の粗大突起数
フィルム表面にアルミニウムを薄く蒸着した後、二光束干渉顕微鏡を用いて四重環以上の粗大突起数（測定面積１ｍｍ２当たりの個数）をカウントし、粗大突起数により次のランク付けで表す。
１級：１６個以上 ２級：１２〜１５個
３級：８〜１１個 ４級：４〜７個
５級：０〜３個
応用実施例１７〜２４はＥ１〜Ｅ８の粒子、応用比較例１１〜１４はＣ１〜Ｃ４の粒子、応用比較例１５は市販のＡ型ゼオライト（商品名：合成Ａ型ゼオライト、水澤化学株式会社製）、応用比較例１６は市販の合成シリカ（商品名：アエロジル＃１３０、日本アエロジル株式会社製）を用い、また応用比較例１７は粒子を添加しないブランクとして下記の要領でポリプロピレン組成物を調製し、二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得、その品質を評価した。結果を表６に示す。
（ポリオレフィンフィルムの製造）
メルトフローレートが１．９ｇ／１０分であるポリプロピレン樹脂１００重量部に酸化防止剤として２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．１０重量部、イルガノックス１０１０（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、登録商標）０．０２重量部、塩酸キャッチ剤としてステアリン酸カルシウム０．０５重量部、及び本発明にかかる合成樹脂用添加剤を添加し、スーパーミキサーで混合後押し出し機でペレット化した。
このペレットを押し出し機を用いてシート状フィルムにし、縦方向５倍、横方向１０倍に延伸して最終的に厚さ３０μｍの延伸フィルムを得た。延伸フィルムの一面には、コロナ放電処理を施した。
これらの二軸延伸フィルムについて、透明性、ブロッキング性及び耐スクラッチ性を測定した。
フィルム透明性はＡＳＴＭ−Ｄ−１００３に準拠して、フィルムを４枚重ねて測定した。
フィルムの耐ブロッキング性は、２枚のフィルムの接触面積が１０ｃｍ２となるように重ねて、２枚のガラス板の間におき、５０ｇ／ｃｍ２の荷重をかけて４０℃の雰囲気中に７日間放置後、ショッパー型試験機を用いて、引っ張り速度５００ｍｍ／分にて引き剥して、その最大荷重を読みとって評価した。
耐スクラッチ性は、ガラス板状に二軸延伸フィルム１枚を固定し、他方接触面積が５０ｃｍ２なる箱型の入れ物にフィルムを固定し、加重を４ｋｇ掛けて６回擦り、擦る前後の透明性で評価した。この値が小さいほど耐スクラッチ性が良好となる。
叙上のとおり、本発明の合成ドロマイト類化合物は、白色度が高く、表面積が大きく、粗大粒子が少なく、例えば、印画用シートに用いられた場合、インク定着性に優れた印画用シートを提供することができ、また、プラスチックに添加された場合、透明性、耐ブロッキング性、耐スクラッチ性、耐摩耗性等に優れたフィルムを提供することができる。更に、本発明の合成ドロマイト類化合物は、従来法に比べ低温で製造できるので、設備コストが安価で操作も容易である。更にまた、本発明の製造方法によれば、アスペクト比の大きい紡錘形状のものや、アスペクト比の小さいキュービック形状のもの等の形状を制御したものを容易に得ることができる。
Claims (6)
- 一般式Ｃａ１−ｘＭｇｘＣＯ３で表され、下記の式（ａ）〜（ｃ）を満足することを特徴とする合成ドロマイト類化合物。
（ａ）０．１≦ｘ≦０．５
（ｂ）１０≦Ｓｗ１≦５００
（ｃ）２．８８≦α≦３．００
但し、
Ｓｗ１：窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積（ｍ２／ｇ）
α ：ｘ線回折装置による（１０４）面の面間隔 - 下記の式（ｄ）を満足する請求項１記載の合成ドロマイト類化合物。
（ｄ）０．０１≦ｄｘ１≦２０
但し、
ｄｘ１：電子顕微鏡写真により測定した合成ドロマイト類化合物の平均体積粒子径（μｍ） - 下記の式（ｅ）を満足する請求項１又は２記載の合成ドロマイト類化合物。
（ｅ）１≦β≦３０
β：合成ドロマイト類化合物のアスペクト比 - 水溶性界面活性剤、水溶性安定剤、表面改質剤より選ばれた少なくとも１種以上を含有してなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の合成ドロマイト類化合物。
- 難溶性カルシウムと難溶性マグネシウムが混合した水懸濁液に炭酸ガスを吹き込んでドロマイト類化合物を製造するにあたり、前記水懸濁液にアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、錯体形成物質から選ばれる少なくとも１種を前記難溶性カルシウム１００重量部に対し０．１〜１０００重量部含有させ、反応温度０〜８０℃で炭酸化反応を行い、次いで、熟成することを特徴とする合成ドロマイト類化合物の製造方法。
- 熟成時の圧力が１０気圧以下である請求項５記載の製造方法。
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