KR101573098B1 - 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 연속적 제조 방법 - Google Patents

섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 연속적 제조 방법 Download PDF

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Abstract

섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 연속적으로 제조할 수 있는 하기 공정을 포함한 제조 방법.
(1) 수성 매체 중에 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자가 분산되어 있는 종입자 수성 분산액을 반응 용기 내에 준비하는 공정 ; (2) 상기 종입자 수성 분산액을 교반 하에서 가열하면서, 반응 용기에 수산화 마그네슘과 황산 마그네슘을 연속적으로 공급함으로써, 물 존재 하에서의 황산 마그네슘과 수산화 마그네슘의 반응에서 생성되는 염기성 황산 마그네슘을 상기 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자의 표면으로 석출시키고, 이로써 증량된 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 수성 분산액을 얻는 공정 ; (3) 상기 (2) 공정에서 얻어진 수성 분산액을 반응 용기로부터 연속적으로 꺼내는 공정 ; 그리고 (4) 반응 용기로부터 꺼낸 수성 분산액으로부터 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 회수하는 공정.

Description

섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 연속적 제조 방법{PROCESS FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF FIBROUS BASIC MAGNESIUM SULFATE PARTICLE}
본 발명은, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 연속적으로 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
염기성 황산 마그네슘 [MgSO4ㆍ5Mg(OH)2ㆍ3H2O] 의 섬유상 입자는, 종이, 수지 및 고무 등의 강화 재료, 또는 여과재의 원료로서 이용되고 있다. 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 제조 방법으로는, 다음에 서술하는 방법이 알려져 있다.
특허문헌 1 에는, 수열 반응을 이용한 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 제조 방법이 기재되어 있다. 이 특허문헌 1 에는, 황산 마그네슘 수용액에 수산화 마그네슘 또는 산화 마그네슘을 그 농도가 25 질량％ 이하가 되도록 분산시킨 후, 100 ∼ 300 ℃, 바람직하게는 120 ∼ 300 ℃ 의 온도에서 수열 반응시켜 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 제조하는 방법이 개시되어 있다.
특허문헌 2 에는, 수열 반응을 특별히 필요로 하지 않는 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 제조 방법으로서 가용성 황산염 함유 수용액에 산화 마그네슘 분말을 분산시킨 수성 분산액을, 바람직하게는 상압하 60 ℃ 이상, 비점 이하의 온도에서 가열 반응시켜, 누에고치 형상 염기성 황산 마그네슘을 생성시키고, 이어서 그 누에고치 형상 생성물에 강력 전단력을 작용시켜 해쇄시키는 방법이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 소56-149318호 일본 공개특허공보 평3-122012호
상기 특허문헌 1 에 개시되어 있는 수열 반응을 이용한 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 제조 방법은, 오토클레이브와 같은 압력 용기를 사용하는 것이 필요해진다. 그래서, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 연속적으로 생산하는 것이 어렵다. 또, 상기 특허문헌 2 에 개시되어 있는 방법은, 수열 반응을 이용하지 않는 점에서 유리하지만, 누에고치 형상 염기성 황산 마그네슘을 해쇄시키는 공정이 필요하다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 수열 반응을 이용하지 않고, 또한 해쇄 공정을 필요로 하지 않고 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 연속적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자는, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자 (種粒子) 가 분산되어 있는 수성 분산액을 교반 하에서 가열하면서, 그 종입자 수성 분산액에 황산 마그네슘과 수산화 마그네슘을 공급하면, 대기압 하에 있어서, 즉 수열 반응을 이용하지 않아도, 수성 분산액 중의 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자가 성장하는 것을 알아냈다. 즉, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자가 존재하면, 물 존재 하에서의 황산 마그네슘과 수산화 마그네슘의 반응에서 생성되는 염기성 황산 마그네슘이 종입자의 표면 (특히 단면 (端面)) 으로 석출되고, 종입자가 길이 방향으로 성장하는 것을 알아냈다. 그리고, 본 발명자는, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자가 종입자로서 분산되어 있는 종입자 수성 분산액을 반응 용기에 준비하고, 그 수성 분산액을 교반 하에서 가열하면서 반응 용기에 수산화 마그네슘과 황산 마그네슘을 연속적으로 공급하여, 물 존재 하에서의 황산 마그네슘과 수산화 마그네슘의 반응에서 생성되는 염기성 황산 마그네슘을 종입자의 표면으로 석출시킴으로써, 수성 분산액 중의 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 증량시키고, 이 증량된 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 수성 분산액을 반응 용기로부터 연속적으로 꺼내어, 반응 혼합물로부터 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 회수함으로써, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 연속적으로 제조하는 것이 가능해짐을 확인하고, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 하기 공정을 포함하는 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 연속적 제조 방법에 있다.
(1) 수성 매체 중에 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자가 분산되어 있는 종입자 수성 분산액을 반응 용기 내에 준비하는 공정.
(2) 상기 종입자 수성 분산액을 교반 하에서 가열하면서, 반응 용기에 수산화 마그네슘과 황산 마그네슘을 연속적으로 공급함으로써, 물 존재 하에서의 황산 마그네슘과 수산화 마그네슘의 반응에서 생성되는 염기성 황산 마그네슘을 상기 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자의 표면으로 석출시키고, 이로써 증량된 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 수성 분산액을 얻는 공정.
(3) 상기 (2) 공정에서 얻어진 수성 분산액을 반응 용기로부터 연속적으로 꺼내는 공정.
(4) 반응 용기로부터 꺼낸 수성 분산액으로부터 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 회수하는 공정.
본 발명의 제조 방법의 바람직한 양태는 이하와 같다.
(1) 상기 (1) 공정에서 사용되는 종입자 수성 분산액의 수성 매체가 농도 1 ∼ 40 질량％ 인 황산 마그네슘 수용액이다.
(2) 상기 (1) 공정에서 사용되는 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자가, 평균 굵기가 0.1 ∼ 1.0 ㎛ 의 범위에 있으며, 평균 길이가 8 ∼ 30 ㎛ 의 범위에 있다.
(3) 상기 (2) 공정에 있어서, 반응 용기에 공급되는 수산화 마그네슘이, 평균 입자경이 0.01 ∼ 100 ㎛ 의 범위에 있는 입자이다.
(4) 상기 (2) 공정에 있어서, 수산화 마그네슘 입자를, 수성 분산액 중의 수산화 마그네슘 입자와 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 합계량에 대하여, 수성 분산액 중의 수산화 마그네슘 입자의 양이 0.05 ∼ 20 질량％ 의 범위가 되도록 유지하는 조건으로 공급한다.
(5) 상기 (2) 공정에 있어서, 황산 마그네슘을, 농도 1 ∼ 40 질량％ 의 황산 마그네슘 수용액으로서 반응 용기에 공급한다.
(6) 상기 (2) 공정에 있어서, 수산화 마그네슘과 황산 마그네슘을, 수산화 마그네슘 1 몰에 대해 황산 마그네슘이 0.2 ∼ 100 몰의 범위가 되는 비율로 반응 용기에 공급한다.
(7) 상기 (2) 공정에 있어서, 종입자 수성 분산액을 90 ℃ 이상의 온도에서 가열한다.
(8) 추가로, (4) 공정에서 수성 분산액으로부터의 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 회수에 의해 얻어진 액체분을, (1) 공정에서 사용하는 종입자 수성 분산액 중에 공급하는 공정을 포함한다.
본 발명을 이용함으로써, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 공업적으로 유리하게 제조할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 제조 방법의 공업적인 실시를 상정한 제조 장치의 일례의 구성도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명에서는, 수성 매체 중에 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자가 종입자로서 분산되어 있는 종입자 수성 분산액을 반응 용기 내에 준비하고, 이어서 반응 용기 내의 종입자 수성 분산액을 교반 하에서 가열하면서, 반응 용기에 수산화 마그네슘과 황산 마그네슘을 연속적으로 공급하여, 물 존재 하에서의 황산 마그네슘과 수산화 마그네슘의 반응에서 생성되는 염기성 황산 마그네슘을 상기 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자의 표면으로 석출시킨다. 종입자 수성 분산액의 가열 온도는, 바람직하게는 90 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 95 ℃ 이상으로, 종입자 수성 분산액의 비점 이하의 온도이다.
종입자로서 사용하는 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자는, 평균 굵기가 0.1 ∼ 1.0 ㎛ 의 범위에 있고, 평균 길이가 8 ∼ 30 ㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 종입자에는, 예를 들어, 황산 마그네슘과 수산화 마그네슘 또는 산화 마그네슘을, 수열 합성법을 이용하여 반응시키는 방법에 의해 제조한 것을 사용할 수 있다.
종입자 수성 분산액의 수성 매체는, 농도 1 ∼ 40 질량％ 의 황산 마그네슘 수용액인 것이 바람직하다.
종입자 수성 분산액의 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자 농도는 0.5 ∼ 10 질량％ 의 범위에 있는 것이 바람직하다.
섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 제조 원료로서 반응 용기에 연속적으로 공급하는 수산화 마그네슘과 황산 마그네슘의 비율은, 황산 마그네슘량이 염기성 황산 마그네슘을 생성하는 데에 필요한 이론량 이상이 되는 비율, 즉 황산 마그네슘량이 수산화 마그네슘 1 몰에 대해 0.2 몰 이상이 되는 비율인 것이 바람직하다. 황산 마그네슘량은 수산화 마그네슘 1 몰에 대해 0.2 ∼ 100 몰의 범위에 있는 것이 보다 바람직하고, 0.2 ∼ 10 몰의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다.
황산 마그네슘은, 수용액 또는 분말로서 반응 용기에 공급하는 것이 바람직하고, 특히 수용액으로서 공급하는 것이 바람직하다. 황산 마그네슘 수용액의 농도는 1 ∼ 40 질량％ 의 범위에 있는 것이 바람직하다.
반응 용기에 공급되는 수산화 마그네슘은, 평균 입자경이 0.01 ∼ 100 ㎛ 의 범위 특히 0.1 ∼ 10 ㎛ 의 범위에 있는 입자인 것이 바람직하다. 수산화 마그네슘은, 분말 또는 수성 분산액으로서 반응 용기에 공급할 수 있고, 특히 수성 분산액으로서 공급하는 것이 바람직하다.
수산화 마그네슘과 황산 마그네슘은, 반응 용기에 각각 별개로 공급해도 되고, 혼합하여 공급해도 된다. 또, 수산화 마그네슘 입자를 황산 마그네슘 수용액 중에 분산시켜 반응 용기에 공급해도 된다.
수산화 마그네슘이 입자인 경우에는, 수산화 마그네슘 입자의 반응 용기에 대한 공급량은, 수성 분산액의 고형분의 전체량 (섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자와 수산화 마그네슘 입자의 합계량) 에 대해, 수성 분산액의 수산화 마그네슘 입자의 양을 바람직하게는 0.05 ∼ 20 질량％ 의 범위, 보다 바람직하게는 1 ∼ 10 질량％ 의 범위, 특히 바람직하게는 1 ∼ 5 질량％ 의 범위로 유지하는 양으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 적절히 수성 분산액의 고형분 중의 수산화 마그네슘 입자량을 측정하고, 수산화 마그네슘 입자량이 상기 범위가 되도록 수산화 마그네슘 입자의 공급량을 조정하는 것이 바람직하다.
수성 분산액의 고형분 중의 수산화 마그네슘 입자량 (질량％) 은 예를 들어 이하와 같은 방법으로 구할 수 있다.
1) 수성 분산액을 여과하고, 고형분을 세정, 건조시켜 얻은 건조물을 샘플로 한다.
2) 건조 후의 샘플 0.4 ∼ 0.5 g 을 코니칼 비이커에 정밀하게 칭량하여 질량을 s(g) 으로 한다.
3) 메틸 오렌지를 지시약으로서 2 ∼ 3 방울 첨가하고 농도 1/10N 의 염산을 샘플이 완전하게 용해될 때까지 적하하여 그 적하량을 a(mL) 로 한다.
4) 다음으로, 농도 1/10N 의 수산화 나트륨 수용액으로 역적정을 행하여 종점까지 (등황색을 띨 때까지) 적정을 행하여 그 적정량을 b(mL) 로 한다.
5) 샘플의 적정량 Z＝(a-b)/s 로 한다.
6) 원료의 수산화 마그네슘 입자에 대해 상기 2) ∼ 5) 의 조작을 동일하게 행하여, 그 적정량을 X 로 한다.
7) 종입자로서 사용한 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자에 대해 상기 2) ∼ 5) 의 조작을 동일하게 행하여, 그 적정량을 Y 로 한다.
8) 다음 식으로부터 고형분 중의 수산화 마그네슘 입자량을 구한다.
수산화 마그네슘 입자량 (질량％)＝(Z-Y)/(X-Y)×100
이상과 같이, 종입자 수성 분산액에 수산화 마그네슘과 황산 마그네슘을 연속적으로 공급하면, 물 존재 하에서의 황산 마그네슘과 수산화 마그네슘의 반응에서 생성되는 염기성 황산 마그네슘이 종입자의 표면으로 석출되고, 이로써 증량된 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자가 분산되어 있는 수성 분산액이 생성된다. 물 존재 하에서의 황산 마그네슘과 수산화 마그네슘의 반응에서 생성되는 염기성 황산 마그네슘은, 주로 종입자의 단면으로 석출되어 종입자를 길이 방향으로 성장시키는데, 길이 방향으로 성장된 종입자는, 교반에 의해 잘 파단되기 때문에, 수성 분산액 중의 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자는, 평균 굵기가 0.1 ∼ 1.0 ㎛ 의 범위에 있으며, 평균 길이가 8 ∼ 30 ㎛ 의 범위에 있다.
본 발명에서는, 증량된 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 수성 분산액을, 반응 용기로부터 연속적으로 꺼내고, 이어서 반응 용기로부터 꺼낸 수성 분산액으로부터 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 회수한다.
수성 분산액으로부터 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 회수하는 방법으로서는, 여과, 데칸테이션 및 원심분리 등의 공지된 고액 분리법을 이용할 수 있다. 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자가 회수 제거된 액체분은, 통상적으로는 황산 마그네슘이 용해되어 있고, 황산 마그네슘 수용액으로서 회수하여 이용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 제조 방법을, 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1 은, 본 발명에 따른 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 제조 방법, 그리고 이 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 제조 방법의 실시에 따라 생성되는 황산 마그네슘 수용액의 회수와 이용을 행하는 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자 제조 장치를 설명하는 구성도이다.
도 1 에 있어서, 종입자 수성 분산액 저류 탱크 (1) 에 저류되어 있는 종입자 수성 분산액은, 펌프 (2) 에 의해 반응 용기 (8) 로 보내진다. 반응 용기 (8) 는 교반기 (9) 와 가열 재킷 (10) 을 구비하고 있고, 반응 용기 내에 준비된 종입자 수성 분산액을 교반하면서 가열한다.
한편, 수산화 마그네슘 저류 탱크 (3) 에 저류되어 있는 수산화 마그네슘 입자, 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크 (4) 에 저류되어 있는 황산 마그네슘 수용액, 및 물 저류 탱크 (5) 에 저류되어 있는 물은, 각각 소정량의 비율로 원료 조제 탱크 (6) 에 보내지고, 원료 조제 탱크 (6) 내에서 균일하게 함께 혼합되어, 수산화 마그네슘 입자가 분산되어 있는 황산 마그네슘 수용액으로서 정량 펌프 (7) 에 의해 반응 용기 (8) 에 연속적으로 보내진다.
반응 용기 (8) 내에서, 물 존재 하에서의 황산 마그네슘과 수산화 마그네슘의 반응에서 생성된 염기성 황산 마그네슘에 의해 증량된 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 수성 분산액은, 연속적으로 꺼내어지고, 반응물 저류 탱크 (11) 에 일단 저류된 후, 고액 분리 장치 (12) 에 보내진다. 고액 분리 장치 (12) 에서 수성 분산액은, 고형분과 액체분으로 분리된다.
섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 주성분으로 하는 고형분은, 세정이나 건조 등의 공정에 의해 정제된 후, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자로서 종이, 수지 및 고무 등의 강화 재료, 또는 여과재의 원료로서 이용되고 있다.
한편, 고액 분리 장치 (12) 에서 회수된 액체분 (황산 마그네슘 수용액) 은, 회수 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크 (13) 에 보내지고, 일단 저류된 후, 황산 마그네슘원으로서 원료 조제 탱크 (6) 에 보내진다. 그리고, 원료 조제 탱크 (6) 에서, 황산 마그네슘 수용액이나 수산화 마그네슘 입자와 함께 혼합되어 수산화 마그네슘 입자가 분산되어 있는 황산 마그네슘 수용액으로서 반응 용기 (8) 에 공급된다. 또한, 고액 분리 장치 (12) 에서 회수된 액체분은 용매인 물의 증발에 의해, 통상적으로는 반응 용기 (8) 내의 수성 분산액과 비교하여 황산 마그네슘 농도가 높아진다.
실시예
[실시예 1]
도 1 에 나타낸 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자 제조 장치를 사용하여, 하기 방법에 의해 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 제조하였다.
(1) 종입자 수성 분산액 저류 탱크 (1) 에, 다음과 같이 하여 조제된 종입자 수성 분산액을 투입하였다.
내용적 2 L 의 비이커에, 물 1032.0 g 과 황산 마그네슘 7 수염 715.6 g 을 투입하고, 황산 마그네슘 7 수염을 물에 용해시켜, 농도 20.0 질량％ 의 황산 마그네슘 수용액을 1747.6 g 조제하였다. 이 황산 마그네슘 수용액을 교반하면서, 그 수용액에 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자 (평균 굵기 : 0.5 ㎛, 평균 길이 : 15.8 ㎛) 52.4 g 을 첨가하여, 황산 마그네슘 농도가 19.4 질량％ 이고, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자 농도가 2.9 질량％ 인 종입자 수성 분산액을 1800 g (약 1.5 L) 조제하였다.
(2) 수산화 마그네슘 저류 탱크 (3) 에, 농도 35.9 질량％ 의 수산화 마그네슘 입자 수성 분산액 (평균 입자경 : 3.0 ㎛) 을 투입하였다
(3) 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크 (4) 에, 농도 21.3 질량％ 의 황산 마그네슘 수용액을 투입하였다.
(4) 물 저류 탱크 (5) 에 물을 투입하였다.
(5) 원료 조제 탱크 (6) 에, 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크 (4) 의 황산 마그네슘 수용액 408.6 g 을 공급하였다. 이어서, 이 황산 마그네슘 수용액을 교반 하면서, 그 수용액에, 수산화 마그네슘 저류 탱크 (3) 의 수산화 마그네슘 입자 수성 분산액 24 g 을 공급하여, 황산 마그네슘 농도가 20.1 질량％ 이고, 수산화 마그네슘 입자 농도가 2.0 질량％ 인 수산화 마그네슘 입자가 분산된 황산 마그네슘 수용액을 432.6 g 조제하였다. 또한, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 제조 중에는 원료 조제 탱크 (6) 에 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크 (4) 의 황산 마그네슘 수용액을 408.6 g/시간의 공급량으로, 수산화 마그네슘 저류 탱크 (3) 의 수산화 마그네슘 입자 수성 분산액을 24 g/시간의 공급량으로 각각 연속적으로 공급하였다.
(6) 펌프 (2) 에 의해 종입자 수성 분산액 저류 탱크 (1) 내의 종입자 수성 분산액 전체량을 반응 용기 (내용적 : 1.5 L) (8) 에 공급하였다. 이어서, 반응 용기 (8) 내의 종입자 수성 분산액을, 교반기 (9) 로 교반 속도 250 ppm 의 조건에서 교반하면서, 가열 재킷 (10) 을 사용하여 가열하였다. 종입자 수성 분산액의 액온이 100 ℃ 에 도달한 후, 그 온도를 유지하며 교반을 계속하면서, 반응 용기 (8) 에 정량 펌프 (7) 를 사용하여, 원료 조제 탱크 (6) 내의 수산화 마그네슘 입자가 분산된 황산 마그네슘 수용액을 433 g/시간 (수산화 마그네슘 입자량 : 8.6 g/시간) 의 공급량으로 연속적으로 공급하였다. 수산화 마그네슘 입자가 분산된 황산 마그네슘 수용액의 연속 공급에 의해, 반응 용기의 취출구로부터 연속적으로 오버플로우한 수성 분산액을, 일단 반응물 저류 탱크 (11) 에 저류시킨 후, 고액 분리 장치 (12) (흡인 여과 장치) 에 보내어, 고형분과 여과액으로 분리하였다.
고액 분리 장치 (12) 로 분리된 고형분은 세정기에 의해 물로 세정한 후, 건조기로 건조시켰다. 일방의 여과액 (황산 마그네슘 수용액) 은, 회수 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크 (13) 에 저류되었다. 원료 조제 탱크 (6) 로부터의 수산화 마그네슘 입자가 분산된 황산 마그네슘 수용액의 공급은, 10 시간 연속적으로 행하였다. 그 사이, 반응 용기 (8) 내의 수성 분산액을 1 시간 마다 샘플링하고, 수성 분산액의 고형분 중의 수산화 마그네슘 입자량을 측정했는데, 고형분 중의 수산화 마그네슘 입자량은 고형분 전체량에 대해 4 질량％ 를 초과하는 경우는 없었다.
얻어진 고형분에 대해, X 선 회절 패턴의 측정과 전자 현미경에 의한 입자 형상의 관찰을 행하였다. X 선 회절 패턴의 측정 결과로부터, 고형분은 염기성 황산 마그네슘인 것이 확인되었다. 또, 전자 현미경에 의한 입자 형상의 관찰 결과로부터, 염기성 황산 마그네슘은, 평균 굵기가 0.4 ㎛, 평균 길이가 19.9 ㎛ 인 섬유상 입자인 것이 확인되었다. 고형분 중에 혼입되어 있는 수산화 마그네슘 입자의 양은 1.5 질량％ 였다.
표 1 에, 상기 실시예 1 에 있어서의 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자 및 수산화 마그네슘 입자의 투입량과 수량을 나타낸다. 표 1 에 있어서, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 투입량은, 반응 용기에 공급한 종입자의 양이다. 수산화 마그네슘 입자의 투입량은, 반응 용기에 공급된 수산화 마그네슘 입자의 양이다. 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자 및 수산화 마그네슘 입자의 수량은, 회수된 고형분 중의 함유량과 수산화 마그네슘 입자 함유 황산 마그네슘 수용액의 공급을 종료한 시점에서의 반응 용기 내의 수성 분산액 중의 함유량의 합계량이다.
섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자(g) 수산화 마그네슘 입자(g)
투입량 52.4 86.2
수량 167.9 2.6
표 1 에 나타내는 바와 같이, 수산화 마그네슘 입자와 황산 마그네슘의 반응 에 의해 생성된 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 양은 115.5 g (167.9 g―52.4 g) 이었다.
[실시예 2]
실시예 1 의 (5) 공정에 있어서, 원료 조제 탱크 (6) 에 (6) 공정에서 회수 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크 (13) 에 저류된 회수 황산 마그네슘 수용액과 물 저류 탱크 (5) 의 물과 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크 (4) 의 황산 마그네슘 수용액과 수산화 마그네슘 저류 탱크 (3) 의 수산화 마그네슘 입자 수성 분산액을 공급하여, 황산 마그네슘 농도가 20.1 질량％ 이고, 수산화 마그네슘 입자 농도가 2.0 질량％ 인 수산화 마그네슘 입자가 분산된 황산 마그네슘 수용액을 조제한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 제조하였다. 또한, 회수 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크 (13) 의 회수 황산 마그네슘 수용액과 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크 (4) 의 황산 마그네슘 수용액과 공급 비율은, 원료 조제 탱크 (6) 에 공급되는 전체 황산 마그네슘 중 90 질량％ 가 회수 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크 (13) 의 회수 황산 마그네슘 수용액으로부터, 나머지 10 질량％ 가 황산 마그네슘 수용액 저장 탱크 (4) 의 황산 마그네슘 수용액으로부터 공급되는 비율로 하였다.
얻어진 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자는, 평균 굵기가 0.4 ㎛, 평균 길이가 23.4 ㎛ 인 섬유상 입자이며, 실시예 1 에서 얻어진 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자와 거의 동등한 형상이었다.
표 2 에, 상기 실시예 2 에서의 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자 및 수산화 마그네슘 입자의 투입량과 수량을 나타낸다.
섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자(g) 수산화 마그네슘 입자(g)
투입량 52.4 86.2
수량 177.0 2.6
표 1 에 나타내는 바와 같이, 생성된 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 양은 124.6 g 이며, 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 생성량은 실시예 1 과 거의 동등하였다.
1 종입자 수성 분산액 저류 탱크
2 펌프
3 수산화 마그네슘 저류 탱크
4 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크
5 물 저류 탱크
6 원료 조제 탱크
7 정량 펌프
8 반응 용기
9 교반기
10 가열 재킷
11 반응물 저류 탱크
12 고액 분리 장치
13 회수 황산 마그네슘 수용액 저류 탱크

Claims (9)

  1. 하기 공정을 포함하는 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 연속적 제조 방법 :
    (1) 수성 매체 중에 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자가 분산되어 있는 종입자 수성 분산액을 반응 용기 내에 준비하는 공정 ;
    (2) 상기 종입자 수성 분산액을 대기압 하에서, 또한 교반 하에서 가열하면서, 반응 용기에 수산화 마그네슘과 황산 마그네슘을 연속적으로 공급함으로써, 물 존재 하에서의 황산 마그네슘과 수산화 마그네슘의 반응에서 생성되는 염기성 황산 마그네슘을 상기 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자의 표면으로 석출시키고, 이로써 증량된 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 수성 분산액을 얻는 공정 ;
    (3) 상기 (2) 공정에서 얻어진 수성 분산액을 반응 용기로부터 연속적으로 꺼내는 공정 ; 그리고
    (4) 반응 용기로부터 꺼낸 수성 분산액으로부터 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자를 회수하는 공정.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (1) 공정에서 사용되는 종입자 수성 분산액의 수성 매체가 농도 1 ∼ 40 질량％ 의 황산 마그네슘 수용액인 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    (1) 공정에서 사용되는 섬유상 염기성 황산 마그네슘 종입자가, 평균 굵기가 0.1 ∼ 1.0 ㎛ 의 범위에 있으며, 평균 길이가 8 ∼ 30 ㎛ 의 범위에 있는 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    (2) 공정에 있어서, 반응 용기에 공급되는 수산화 마그네슘이, 평균 입자경이 0.01 ∼ 100 ㎛ 의 범위에 있는 입자인 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    (2) 공정에 있어서, 수산화 마그네슘 입자를, 수성 분산액 중의 수산화 마그네슘 입자와 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 합계량에 대하여, 수성 분산액 중의 수산화 마그네슘 입자의 양이 0.05 ∼ 20 질량％ 의 범위가 되도록 유지하는 조건으로 공급하는 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    (2) 공정에 있어서, 황산 마그네슘을, 농도 1 ∼ 40 질량％ 의 황산 마그네슘 수용액으로서 반응 용기에 공급하는 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    (2) 공정에 있어서, 수산화 마그네슘과 황산 마그네슘을, 수산화 마그네슘 1 몰에 대해 황산 마그네슘이 0.2 ∼ 100 몰의 범위가 되는 비율로 반응 용기에 공급하는 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    (2) 공정에 있어서, 종입자 수성 분산액을 90 ℃ 이상의 온도에서 가열하는 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    추가로, (4) 공정에서 수성 분산액으로부터의 섬유상 염기성 황산 마그네슘 입자의 회수에 의해 얻어진 액체분을, (1) 공정에서 사용되는 종입자 수성 분산액 중에 공급하는 공정을 포함하는 제조 방법.
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