KR910003344B1 - 표면적이 큰 미분된 침강 탄산칼슘의 제조방법 및 탄산칼슘을 함유하는 물질로 충진된 중합체 조성물 - Google Patents

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Description

표면적이 큰 미분된 침강 탄산칼슘의 제조방법 및 탄산칼슘을 함유하는 물질로 충진된 중합체 조성물
제 1 도는 다양한 양의 상이한 스테아르산 나트륨으로 피복된 침강 탄산칼슘 제제의 함수로서 중등 저분자량 폴리비닐클로라이드 중합체의 노치 아르조드 충격 강도(notched Izod impact strength)를 나타낸 도표이다.
제 2 도는 (i) 탄산칼슘의 부재, (ii) 4phr의 탄산칼슘(85m2/g, 스테아르산 나트륨으로 피복된다) 또는 (iii) 6phr의 탄산칼슘(85m2/g, 스테아르산 나트륨으로 피복된다)의 존재하에 다양한 양의 KM-680 내충격성 개량제의 함수로서 중등 저분자량 폴리비닐클로라이드 중합체의 노치 아이조드 충격 강도를 나타낸 도표이다.
본 발명은 표면적이 큰 침강 탄산칼슘에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 표면적이 크고 순도가 높은 미분된 침강 탄산칼슘을 제조하는 신규한 방법에 관한 것이다. 또한, 발명은 지방산 유도체로 피복되고 표면적이 큰, 미분된 침강 탄산칼슘에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명의 탄산칼슘을 단독으로 또는 본 분야에 공지된 다른 충진재와 함께 함유하는 물질로 충진된 중합체 조성물에 관한 것이다.
특정한 유기 인 화합물의 존재하에 수성 석회 슬러리를 탄산화시켜 탄산칼슘(방해석)을 침강시키는 방법이 미합중국 특허 4,367,207 호에 기술되어 있다. 이 특허에 기술되어 있는 방법은 존재하는 미반응된 수산화 칼슘을 거의 중화시키기에 충분한 다염기산으로 탄산화 슬러리를 처리함으로써 완결된다. 미합중국 특허 제 4,367,207 호에는 평균 입자 직경이 0.01 내지 0.03μ인 탄산칼슘의 제조방법이 기술되어 있다.
평균 입자 직경이 20μ이하인 탄산칼슘을 산성가스와 반응시켜 입자 크기가 균일한 탄산칼슘을 제조하는 방법이 독일연방공화국 특허 제 2,741,427 호에 기술되어 있다. 그러나 이 방법은 산성 가스를 사용하기 전에 탈수해야 할 필요가 있으며, 그렇지 않으면 탄산칼슘 입자가 함께 결합되어 덩어리 또는 응집체를 형성한다.
폴리비밀클로라이드는 비표면적(specific surface area)이 작은 탄산칼슘을 충진재로서 가할 경우에 불투명하게 되는 투명한 중합체이다. 폴리비닐클로라이드 중합체중에 탄산칼슘을 분산시키기 위하여, 탄산칼슘을 지방산 유도체(예 : 스테아르산염)로 피복시켜야 한다. 비표면적이 작은 탄산칼슘을 피복시킨다해도 이는 폴리비닐클로라이드 중합체에 상당한 정도의 불투명도를 제공한다.
본 발명은 수산화칼슘에 상당하는 탄산칼슘을 기준으로 하여 음이온성 유기 포리포스폰산염 고분자 전해질 약 0.02내지 약 1.0중량%, 바람직하게는 약 0.05 내지 0.5중량%를 함유하는, 수산화칼슘 약 0.05중량% 이상의 수성 슬러리에 이산화탄소를 약 7 내지 약 18℃, 바람직하게는 약 10내지 15℃의 온도에서 도입시키기 시작하여. 방해석이 거의 완전히 침강될 때까지 계속해서 도입시킨 다음, 다량의 다염기산을 침강 탄산칼슘의 약 0.3중량% 이상, 바람직하게는 약 1 내지 약 3중량%의 양으로 슬러리에 가합을 특징으로 하여, 표면적이 큰 미분된 침강 탄산칼슘을 제조하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명을 상기한 방법에 따라 제조되고 지방산 유도체로 피복된, 표면적이 큰 침강 탄산칼슘에 관한 것이며, 이러한 지방산 유도체로 피복된 침강 탄산칼슘을 충진재로서 중합체 조성물, 바람직하게는 폴리비닐클로라이드중에 혼입시키는 것에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 지방산 유도체로 피복된 침강 탄산칼슘으로 충진된 폴리비닐클로라이드중에 중합체 조성물은 전단 응력이 감소하고, 충격 강도가 증가하며, 조성물의 투명도를 현저히 감소시키지 않으면서 에너지 소비 단위 당 중합체 압출량이 증가하는 등 향상된 특성을 갖는다. 바람직하게는, 폴리비닐클로라이드 중 충진재로서 사용되는 탄산칼슘을 피복하기 위해 사용되는 지방산 유도체는 스테아르산 아모늄 또는 나크륨이다.
제 1 도에서, 한 탄산칼슘 제제는 22m2/g의 피복 전 비표면적을 가지며, 다른제제는 85m2/g의 피복 전 비표면적을 갖는다. 모든 조성물은 5phr(수지100당부)의 KM-680 내충격성 개량제를 함유한다.
본 발명의 l방법의 초기 부분, 즉, 이산화탄소를, 약 7 내지 약 18℃에서 음이온성 유기 폴리포스폰산염 고분자 전해질을 함유하는 수성 슬러리에 도입시키기 시작하여 탄산칼슘을 침강시키는 방법은 본 명세서에 참고로 기술된 미합중국 특허 제 4,367,207 호에 상세히 기술되어 있다. 미합중국 특허 제 4,367,207 호의 방법을 실시하는데 있어서, 잔류하는 미반응된 수산화칼슘을 중화시키는 데 필요한 다염기산의 양이 일반적으로 침강된 탄산칼슘의 약 0.3중량%와 동일하고, 생성된 침강 탄산칼슘의 비표면적이 약 60m2/g미만인 것으로 밝혀졌다. 그러나 본 발명은 다염기산을 침강 탄산칼슘의 약 0.3중량% 이상의 양으로 가하므로 이 특허의 방법과 다르다. 추가의 다염기산을 가함으로써 생성된 미분된 침강 탄산칼슘은 표면적이 더욱 크고 하기에 더욱 상세히 기술하는 바와 같은 다른 유용한 특성이 있다.
본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 다염기산은 말레산, 말산, 타타르산, 시트르산, 말론산, 프탈산, 봉산, 황산, 아스파르트산, 아황산, 옥살산, 글루타르산 및 인산을 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용되는 다염기산은 인산이다.
본 발명의 방법은 음이온성 유기 폴리포스폰산염 고분자 전해질을 방응 혼합물 중 함유된 수산화물에 상당하는 탄산칼슘을 기준으로 하여 약 0.02 내지 1.0중량%, 바람직하게는 0.05 내지 0.5중량%의 양으로 사용된다.
바람직하게는, 다염기산으로서 인산을 침강 탄산칼슘의 약 1.0 내지 3.0중량%의 양으로 사용한다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용되는 음이온성 유기 포리포스폰산염 고분자 전재질은(2-하이드록시에틸아미노)비스(메틸렌)비스 포스폰산이며, 이산화탄소의 도입이 시작되는 온도는 약 10내지 약 15℃이다.
탄산칼슘이 침강된 후 증가된 양의 다염기산을 사용하면 습윤 상태에서 탄산칼슘 입자에 일어나는 것으로 공지된 노화 결정 성장 현상에 영향을 미친다. 노화 공정을 억제하는 효과에 의해 생성된 건조 물질중 침강 탄산칼슘의 표면적이 크게 된다.
본 발명의 신규한 방법에 의해 제조된 침강 탄산칼슘은 추가로 본 분야의 전문가에게 널리 공지된 방법에 의해 지방산 유도체 피복물, 바람직하게는, 스테아르산 유도체로 처리될 수 있다. 그후, 이와 같이 피복된 침강 탄산칼슘을 여러 중합체 조성물 중 충진재 또는 공-충진재로서 사용할 수 있다. 바람직하게는 폴리비닐클로라이드 중합체 조성물 중에 이러한 충진재로 사용되는 침강 탄산칼슘은 약75내지 85m2/g의 평균 비표면적을 가지며, 스테아르산 유도체로 피복된다. 비표면적이 작은 침강 탄산칼슘으로 충진된 폴리비닐클로라이드 중합체는 상당히 덜 투명하게 되는 반면, 비표면적이 크면 폴리비닐클로라이드 중합체 중에 탄산칼슘이 덜 분산된다. 비표면적 약 100m2/g 이상인 침강 탄산칼슘은 폴리비닐클로라이드의 충진재로 사용하기에 적합하지 않다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 스테아르산 유도체-피복된 침강 탄산칼슘을 폴리비닐클로라이드 중합체 조성물 중의 충진재 또는 공-충진재로서 사용하면 감소된 양의 내충격성 개량제를 사용할 경우 충격 강도가 증가되고 전단 강도가 증가되며 조성물의 투명도를 현저히 감소시키지 않으면서 제조 공정 동안의 에너지 소비 단위중 중합체의 압출량이 증가된 신규한 조성물이 제조된다. 바람직하게는, 이러한 조성물 중에 사용되는 침강 탄산칼슘은 침강 탄산칼슘과 비교하여 약 10중량%의 스테아르산을 함유하는 스테아르산 유도체로 피복되며, 피복 전의 평균 비표면적이 약 75내지 85m2/g이다. 더욱 바람직하게는, 스테아르산 유도체는 스테아르산 암모늄 또는 스테아르산 나트륨이다. 스테아르산 유도체-피복된 침강 탄산칼슘은 약 10phr(수지 100당 부) 이하의 양으로 이러한 조성물 중의 충진재로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 탄산칼슘 충진재는 약 4 내지 약 6phr의 양으로 사용된다. 이러한 조성물은 또한 모두 본 분야의 전문가에게 널리 공지된 안정화제, 가공조제, 윤활제 및 유기안료, 및 내충격성 개량제를 함유할 수 있다, 그러나, 이러한 조성물 중 만족할만한 충격 강도를 수득하기 위해 사용되는 내충격성 개량제의 양은 피복된 침강 탄산칼슘의 첨가에 의해 감소되며, 생성된 중합체의 투명도는 현저히 감소되지 않는다. 이러한 조성물의 조합 및 혼합은 본 발명의 설명으로 용이하게 본 분야의 전문가에 명백할 것이다.
본 발명의 충진된 폴리비닐클로라이드 중합체는 병, 가벼운 판넬, 온실 판넬, 사설 담 등을 제조하는 데 사용하기 적합하다.
다른 충진된 중합체 조성물은 본 분야의 전문가에 의해 본 발명의 방법으로 제조된 표면적이 크고 미분된 침강 탄산칼슘을 사용하여 본 발명의 교시에 의해 제조될 수 있다. 예를 들면, 저밀도 폴리에틸렌과 같이 폴리비닐클로라이드와 굴절률이 유사한 중합체가 이와 같이 충진될 수 있다. 그러나, 본 발명의 미분된 침강 탄산칼슘으로 충진된 폴리스티렌은 이의 청정도가 영향을 덜 받는다 해도 이의 물리적 특성을 손실됨이 주목되어야 한다.
또한, 본 발명의 방법에 따라 제조되는 침강 탄산칼슘의 다른 용도도 있으며, 이는 본 발명의 설명으로 본 분야의 전문가에게 명백할 것이다.
다음 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이는 본 명세서에 기술된 특정한 양태에 본 발명을 제한 하려는 것은 아니다.
[실시예 1]
다음의 탄산칼슘 침전은 냉각 재킷, 두 개의 피치-날개 터어빈 임펠러를 갖는 교반기, 임펠러에 이산화탄소 가스 기류를 전달하는 스테인레스 강 탄산화 튜브 및 현탁액의 pH를 점검하기 위한 탐침이 장치된 30ℓ 용적의 스테인레스 강 반응기에서 수행한다.
수산화칼슘 슬러리는 시판되는 약 93%의 산화칼슘 함량을 갖는 미분된 반응성 석회 1.550g을 400rpm으로 교반되는 30ℓ용적의 반응기에 함유된 50℃의 물 7.75ℓ에 급히 가하여 제조한다. 10분 후, 소석회 슬러리를 82℃의 이의 최종 온도로부터 13℃로 냉각한다.
수산화칼슘 슬러리의 탄산칼슘 당량의 0.05중량%에 상당하는 양의 활성(2-하이드록시에틸아미노)비스(메틸렌)비스 포스폰산[Wayplex
Figure kpo00001
61-A, philip A. Hunt Chemical Corp.]을 소석회 슬러리에 가한다. 슬러리를 15.50ℓ의 물로 희석하여 7.68%의 최종 수산화칼슘 농도를 수득한다. 소석희 슬러리를 13℃로 조절하고 교반속도를 800rpm으로 고정시키고, 슬러리를 통해 85ℓ/분의 속도로 공기 혼합물 중 28용적%의 이산화탄소를 통과시켜 슬러리를 탄산화시킨다. 배치를 31분동안 pH 8.0으로 탄산화시킨다. 온도가 19℃로 증가되는 탄산화 동안 계속 배치를 냉각시킨다. 그후 탄산화 슬러리를 슬러리의 탄산칼슘 함량의 2.0%의 인산을 나타내는, 물로 1 : 1 희석된 85% 인산 60.5g으로 처리한다. 인산을 첨가한 후 슬러리의 pH는 6.9로 떨어진다. 그후, 슬러리를 325메시 스크린으로 통과시켜 석회중 존재하는 조립자를 제거하고 진공 여과기에 탈수시킨다. 여과 케이크를 밤새 110℃에서 건조시켜 비표면적이 85m2/g인 침강 탄산칼슘을 수득한다. 공지된 량의 침강 탄산칼슘 샘플을 질소중에 275℃에서 45분간 가스 발생시킨 후, 문헌[참조 : Micromeritics Instruction Manual(Catalog No, 220/00000/OX), October 8, 1979]에 기술된 방법에 따라 분체 공학 모델 2200 표면적 분석한 (Micromeritics, Norcross, Georgia)를 사용하는 단일점 BET 질소 흡착법으로 표면적을 측정함으로써 표면적을 구한다. 그후, 측정한 표면적을 샘플의 중량으로 나누어 비표면적을 계산하고 m2/g으로 나타낸다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 장치, 소화 및 탄산화 방법을 이용하되, 다음과 같이 변형시켜 침강 탄산칼슘을 제조한다. 시작 탄산화 온도는 15℃이며, pH 8.0으로 31분동안 탄산화시킨 후 18℃로 상승시킨다. 그후, 생성된 슬러리를 슬러리의 탄산칼슘 함량의 1.2% 인산을 나타내는 85% 인산 36.3g으로 처리한다. 이 실시예로부터 최종 건조 생성물은 74m2/g의 비표면적을 갖는다.
[실시예 3]
실시예 2의 소화 및 탄산화 방법을 따르되, 다음과 같이 변형시켜 침강 탄산칼슘을 제조한다. 수산화칼슘의 양은 11.2%이고 Wayplex
Figure kpo00002
61-A의 양은 탄산칼슘을 기준으로 하여 0.25%이며 시작 탄산화 온도는14℃이고 탄산화 말기에 15℃로 상승시킨다. 탄산화 슬러리를 슬러리의 탄산칼슘 함량을 기준으로 하여 85% 인산 또는 1.0% 인산 30.2g으로 처리한다. 최종 건조 생성물은 82m2/g의 비표면적을 갖는다.
[실시예 4]
실시예 1의 소화 및 탄산화 방법을 따르되, 다음과 같이 변형시켜 침강 탄산칼슘을 제조한다. 탄산화 초직의 수산화칼슘양은 9.45%이고, 온도는 12℃이고 탄산화 말기에 18℃로 상승시킨다. 탄산칼슘을 기준으로 하여 1.2%에 상당하는 인산의 양을 탄산화 슬러리에 가한다. 최종 건조 생성물은 77m2/g의 비표면적을 갖는다.
[실시예 5]
실시예 1의 방법에 따라 제조하되, 다음과 같이 변형시켜 침강 탄산칼슘을 제조한다. 수산화칼슘 양은 11.2%이고 탄산칼슘을 기준으로 하여 1.6%의 인산을 최종 탄산화 슬러리에 가한다. 최종 건조 탄산칼슘은 85m2/g의 비표면적을 갖는다.
[실시예 6]
실시예 1의 장치 및 방법을 이용하여 다양한 양의 인산을 사용하되 다음과 같이 변형시켜 일련의 침강 탄산칼슘 제제를 제조한다. Wayplex
Figure kpo00003
61-A의 양은 탄산칼슘을 기준으로 하여 0.25%이고 시작 탄산 온도는 14℃이다. 탄산화 슬러리를 다양한 양의 인산과 반응시킨다. 이와 같이 생성된 침강 탄산칼슘의 표면적을 실시예 1에 기술한 바와 같이 측정한다. 이와 같이 생성된 침강 탄산칼슘의 비표면적에 대한 다양한 양의 인산의 영향을 나타내는 결과가 하기 표 1에 나타나 있다. 표 1에 나타나는 바와 같이, 인산의 양이 증가함에 따라 침강 탄산칼슘의 비표면적이 증가한다.
[표 1]
침강 탄산칼슘의 비표면적에 대한 다양한 양의 인산의 효과
Figure kpo00004
*중량%는 슬러리의 탄산칼슘 함량을 기준으로 한다.
[실시예 7]
실시예 5까지의 방법에 따라 325메시 스크리닝 단계를 포함하여 제조된 침강 탄산칼슘 슬러리를 다음 방법으로 표면 처리제와 반응시킨다.
시판되는 삼중-압착 스테아르산 244g을 가벼운 교반하에 75 내지 80℃로 가열한 물 1950ml에 가함으로써 스테아르산을 액화시킨다. 스테아르산 유화액에 151g 의 25& 수산화나트륨 용액을 가하여 스테아르산나트륨 용액을 제조한다. 2200g의 탄산칼슘을 함유하는 슬러리 15ℓ를 교반하고 30ℓ의 용기 중에서 80℃로 가열한다. 그후, 스테아르산 나트륨 용액을 잘 교반된 탄산칼슘 현탁액에 약 5분간에 결쳐 서서히 가한다. 현탁액을 80내지 85℃에서 1시간동안 유지시킨다. 뜨거운 피복된 탄산칼슘 슬러리를 여과하고 110℃에서 건조시키고 미분시켜 미세분말을 수득한다. 생성물을 분석하면 10중량%의 스테아르산 당량을 함유하는 것으로 나타난다.
[실시예 8]
스테아르산염 피복 유화액 제조에 있어서의 변형을 제외하고 실시예 7의 방법에 따라 표면-피복된 침강 탄산칼슘을 제조한다. 이 경우에 스테아르산 유화액을 수산화나트륨이라기 보다 수산화암모늄 과량으로 중화시킨다.
즉, 29% 수산화암모늄 용액 47g을 가벼운 교반하에 80℃에서 1.5ℓ의 물 중 함유된 삼중-압착된 스테아르산 159g에 가하여 스테아르산 암모늄 유화액을 제조한다. 그후, 스테아르산 암모늄 유화액을 30ℓ의 용기중에 80℃에서 1427g의 탄산칼슘을 함유하는 교반된 수성 현탁액 12ℓ에 약 5분간에 결쳐 가한다. 현탁액을 교반하에 한시간 동안 80내지 85℃에 둔다. 뜨거운 피복된 탄산칼슘 슬러리를 여과하고, 110℃에서 건조시키고 미분하여 10중량%의 스테아르산 당량을 함유하는 분말을 수득한다.
[실시예 9]
5phr의 내충격성 개량제 및 22m2/g 또는 85m2/g의 피복 전 비표면적을 갖는 다양한 양의 10% 스테아르산 나트륨-피복된 침강 탄산칼슘을 함유하는 병에 적용하기 적합한 기본제제 및 중동 저분자량 폴리비닐클로라이드를 사용하여 폴리비닐클로라이드 제제를 제조한다. 사용되는 기본제제는 다음과 같다.
PVC 수지(K52-55)b100
주석 안정화제 (옥틸) [M&T 813]b0.5
주석 안정화제 (옥틸) [M&T 831]b1.5
내충격성 개량제 KM-680c5.0
가공조제 (아크릴) [M&T P550]b1.2
가공조제 (아크릴) [M&T P700]b1.2
윤활제 (외부) [HOB 7107]d0.7
윤활제 (내부) [HOB 7111]d0.4
토우너 (청)e0.005
탄산칼슘 다양함
(스테아르산 나트륨-피복됨)
a. 루이지아나, 플라케민 소재의 조오지아 굴프 코포레이션
b. M&T 케미칼스, 인코포레이티드
c. 펜실바니아 필라델피아 소재의 앤드 하스
d. 헨켈 케미칼
e. 에이치, 콘스탐
표면적이 상이한 다양한 양의 스테아르산 나트륨-피복된 탄산칼슘을 함유하는 상기 제제를 Farrell Model BR Banbury 혼합기 [Farrell, Inc., Ansonia, CT]를 사용하여 혼합한다. 건조 혼합물(각각 1.8㎏)을 완전히 용융될 때까지[약 330℃(165.6℃)] 20psi(1.4kg/cm2)의 램 공기 압력 및 230rpm의 모터 속도에서 혼합한다. 용융 플라스틱 116rpm의 모터 속도에서 추가로 30초 동안 전단한 후, 뜨거운 두개의 롤 분쇄기[300℃(148.9℃)]에서 방출하여 1/4in(6.35㎜)두깨의 시이트를 형성시킨다. 시이트를 약 6인치를(15.5cm) 정방형의 조각으로 자르고 냉각할 때 입자화 시킨다. 길이 : 직경 비가 23.5 : 1이고, 압착율이 1.8 :1 이며 도말 팁을 갖는 30㎜ 직경의 나사가 장치된 Arburg Allrounder Model 320-210-750 주입 성형기기 [Polymer Machinery, Inc. Berlin, CT]에서 입자를 표준 ASTM 시험 조각으로 주입 성형시킨다. 공급 단면으로부터 노즐에 응결되는 주입 단뒤온도는 300℃(148.9℃), 330℃(165.6℃), 350℃(176.7℃) 및 380℃(193.3℃)]이다. 생성온도는 90℃이고, 나사 속도는 85rpm이며 배압은 100psi(7㎏/cm2)미만이다. 주입 압력을 조절하여 5000psi(351.5㎏/cm2)보조압력을 수득한다.
각 제제를 위한 10개의 성형된 굴곡 바를 65% 상대습도 및 72℃(22.2℃)에서 48시간 이상 조절하고 자르고 ASTM 방법 D-256, 방법 A에 따라 노칭시킨다. ASTM D-256 시험 방밥을 사용하여 노치 아이조드를 상기한 제제에 대해 측정한다. 그 결과를 제 1 도에 나타낸다.
본 발명은 침강 탄산칼슘을 스테아르산 나트륨으로 피복하고 폴리비닐클로라이드의 제제에 사용할 경우 220m²/g의 비표면적을 갖는 스테아르산 나트륨-피복된 침강 탄산칼슘보다 적은 양에서 훨씬 많은 정도로 중합체의 노치 아이조드 충격 특성을 향상시킨다.
[실시예 10]
제제에 내충격성 개량제가 포함되지 않고 5phr의 특정하게 피복된 침강 탄산칼슘이 포함되는 것을 제외하고 실시예 9의 방법에 따라 중등 저분자량 폴리비닐클로라이드의 여러 제제를 제조한다. 혼합 방법은 동일하며, 융합 및 전단 후 혼합물을 뜨거운 두 개의 롤 분쇄기 [300℃(148.9℃)]에 방출하여 두께 30±2 밀의 시이트를 형성시킨다. 한 제제는 미합중국 특허 제 4,367,207 호에 따라 제조된 스테아르산 나트륨-피복된 침강 탄산칼슘(피복 전 22m2/g)을 함유한다. 다른 제제는 본 발명에 따라 제조된 스테아르산 나트륨-피복된 침강 탄산칼슘(피복 전 85m2/g)을 함유한다. 세번째 제제는 본 발명에 따라 제조된 스테아르산 암모늄-피복된 침강 탄산칼슘(피복 전 85m2/g)을 함유한다. 피복된 침강 탄산칼슘 모두 약 10중량%의 스테아르산 당량을 함유한다.
이와 같이 제조된 시이트로 부터의 샘플을 ASTM -D2850-85에 기술된 방법에 따라 불투명도에 대해 검정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
[표 2]
충진 및 비 충진된 중등 저분자량 폴리비닐클로라이드 중합체 시이트의 불투명도
Figure kpo00005
* PCC= 침강 탄산칼슘
[실시예 11]
실시예 9에 기술된 방법을 사용하여, 다음과 같이 변형시킨 여러 폴리비닐크로라이드 제제를 제조한다 :
Figure kpo00006
제제를 혼합하고 성형시키고 실시예 9에 기술된 바와 같이 노치 아이조드 충격 강도에 대해 시험한다. 여러 중합체에 대해 생성된 노치 아이조드 충격치를 제 2 도에 나타낸다. 10% 스테아르산나트륨-피복된 85m2/g CaCO3를 첨가하면 내충격성 개량제의 감소된 양에서 중합체의 노치 아이조드 충격 강도가 현저히 증가된다.
[실시예 12]
폴리비닐클로라이드 중합체 압출량에 대한 다양한 양의 내충격성 개량제 및 탄산칼슘 충진재의 효과를 다음 방법에 따라 검사한다. 폴리비닐클로라이드의 여러 조성물을 KM-680 내충격성 개량제 및 탄산칼슘의 양을 변화시키는 것을 제외하고 실시예 9의 방법에 따라 제조한다. 사용되는 침강 탄산칼슘은 85m2/g의 평균 비표면적을 가지며 스테아르산 나트륨으로 피복된다. 중합체 조성물을 실시예 9에 기술한 바와 같이 혼합한 후, 800내지 900psi(56.2내지 63.3㎏/cm2)의 다이 압력하에 Leistritz 압출기로부터 16 내지 17 Amp에서 압축시킨다. 압출기로 부터의 압출량을 시간 당 파운드(시간당 ㎏)로 측정하고 그 결과를 표 3에 나타낸다.
[표 3]
충진된 폴리비닐클로라이드 중합체의 압출기 압출량에 대한 다양한 양의 내충격성 개량제 및 CaCO3(85m2/g)의 영향
Figure kpo00007
10 또는 9phr의 내충격성 개량제를 함유하는 4phr의 피복된 침강 탄산칼슘의 사용하면 압출량이 25% 이상으로 증가한다. 이것을 충격 강도를 감소시키지 않으면서 가능한 내충격성 개량제 양의 감소와 함께 병용하면[참조 : 실시예 11], 조성물이 투명해지고 충격 강도가 강해지며 훨씬 더 경제적으로 제조될 수 있게 된다.
[대조 실시예]
실시예 9에 기술된 방법을 따르되, 다음과 같이 변형시킨 폴리비닐클로라이드 제제를 제조한다. 내충격성 개량제를 9phr의 양으로 사용한다. 스테아르산 나트륨-피복된 침강 탄산칼슘의 두 상이한 제제를 2phr 및 4phr의 양으로 사용한다. 한 제제는 미합중국 특허 제 4,367,207 호에 따라 제조된 침강 탄산칼슘이며 42m2/g의 피복 전 비표면적을 갖는다. 다른 제제는 본 발명에 따라 제조된 침강 탄산칼슘이며 85m2/g의 피복 전 비표면적을 갖는다. 실시예 9와 같이 혼합, 성형 및 시험 방법을 수행한 후, 각 조성물에 대한 노치 아이조드치를 측정하고 그 결과를 하기 표 4에 나타낸다.
[표 4]
9phr의 내충격성 개량제 및 42m2/g 또는 85m2/g의 스테아르산 나트륨-피복된 침강 탄산칼슘을 함유하는 폴리비닐클로라이드 중합체의 노치 아이조드치
Figure kpo00008
표 4의 자료료, 본 발명의 방법에 따라 제조하고 충진재로서 스테아르산 나트륨으로 피복된 비표면적 85m2/g의 침강 탄산칼슘을 사용하면 포리비닐클로라이드 중합체의 충격 강도가 시험되는 양 둘다에서 미합중국 특허 제 4,367,207 호의 방법에 따라 제조된 비표면적 42m2/g의 스테아르산 나트륨-피복된 탄산칼슘으로 수득된 것 이상으로 증가되는 것을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 수산화칼슘의 상당하는 탄산칼슘을 기준으로 하여 약 0.02 내지 약 1.0중량%의 양으로 존재하는 음이온성 유기 폴리포스폰산염 고분자 전해질을 함유하는 수산화칼슘의 수성 슬러리(여기서, 슬러리 중의 수산화물 농도는 약 5중량% 이상이다)에 이산화탄소를 약 7내지 약 18℃의 온도에서 도입시키기 시작하여, 탄산칼슘이 거의 완전히 침강될 때까지 계속해서 도입시킨 다음, 침강 탄산칼슘을 기준으로 하여 다염기산을 약 0.3중량% 이상의 양으로 가함을 특징으로 하여, 표면적이 약 60m2/g 이상인 미분된 침강 탄산칼슘을 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 음이온성 유기 폴리포스폰산염 고분자 전해질이 (2-하이드록시에틸이미노)비스(메틸렌)비스 포스폰산이고, 시작 온도가 약 10 내지 약 15℃이며, 수산화물에 상당하는 탄산칼슘을 기준으로 하여 (2-하이드록시에틸이미노)비스(메틸렌)비스 포스폰산이 약 0.05 내지 약 0.5중량%의 양으로 존재하고, 다염기산이 인산이며, 인산의 양이 약 1.0 내지 약 3.0중량%인 방법.
  3. 제 1 항에 따라서 제조되는 미분된 침강 탄산칼슘.
  4. 수산화칼슘에 상당하는 탄산칼슘을 기준으로 하여 약 0.02 내지 약 1.0중량%의 양으로 존재하는 이온성 유기 폴리포스폰산염 고분자 전해질을 함유하는 수산화칼슘의 수성 슬러리(여기서, 슬러리 중의 수산화물 농도는 약 5중량% 이상이다)에 이산화탄소를 약 7 내지 약 18℃의 온도에서 도입시키기 시작하여, 탄산칼슘이 거의 완전히 침강될 때까지 계속해서 도입시킨 다음, 침강 탄산칼슘을 기준으로 하여 다염기산을 약 0.3중량% 이상의 양으로 가하고, 침강 탄산칼슘을 지방산 유도체와 반응시킴을 특징으로 하여, 표면적이 약 60m2/g 이상이고 지방산 유도체로 피복된, 미분된 침강 탄산칼슘을 제조하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 음이온성 유기 폴리포스폰산염 고분자 전해질이 (2-하이드록시에틸이미노)비스(메틸렌)비스 포스폰산이고, 시작 온도가 약 10 내지 약 15℃이며, 수산화물에 상당하는 탄산칼슘을 기준으로 하여 (2-하이드록시에틸이미노)비스(메틸렌)비스 포스폰산이 약 0.05 내지 약 0.5중량%의 양으로 존재하고, 다염기산이 인산이며, 인산의 양이 약 1.0 내지 약 3.0중량%이고, 지방산 유도체가 스테아르산 암모늄 또는 스테아르산 나트륨인 방법.
  6. 제 4 항에 따라서 제조되는, 지방산 유도체로 피복된, 미분된 침강 탄산칼슘.
  7. 충진재가 제 4 항의 방법에 따라 제조되며, 평균 비표면적이 약 60m2/g이상이고, 지방산 유도체로 피복된 침강 탄산칼슘이 함유되며, 단, 중합체가 폴리비닐클로라이드일 경우에 탄산칼슘의 비표면적이 약 100m2/g 이하인, 충진된 중합체 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 중합체가 폴리비닐클로라이드이고, 탄산칼슘이 약 75 내지 85m2/g의 평균 비표면적을 가지며, 약 4 내지 약 6phr의 양으로 존재하고, 지방산 유도체가 스테아르산 나트륨 또는 스테아르산 암모늄인, 충진된 중합체 조성물.
  9. 폴리비닐클로라이드, 약 9phr의 내충격성 개량제, 및 약 75내지 약 85m2/g의 평균 비표면적을 가지며 지방산 유도체로 피복된 약 4phr의 침강 탄산칼슘을 함유하는, 충진된 폴리비닐클로라이드 중합체 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 지방산 유도체가 스테아르산 암모늄 또는 스테아르산 나트륨인 충진된 폴리비닐클로라이드 중합체 조성물.
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