JPH0693204A - 高隠蔽性白色顔料の製造方法 - Google Patents

高隠蔽性白色顔料の製造方法

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JPH0693204A
JPH0693204A JP24230392A JP24230392A JPH0693204A JP H0693204 A JPH0693204 A JP H0693204A JP 24230392 A JP24230392 A JP 24230392A JP 24230392 A JP24230392 A JP 24230392A JP H0693204 A JPH0693204 A JP H0693204A
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JP
Japan
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calcium carbonate
titanium oxide
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acrylic acid
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JP24230392A
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English (en)
Inventor
Tatsuhiko Watanabe
立彦 渡辺
Katsuyuki Tanabe
克幸 田辺
Masaharu Umebayashi
正治 梅林
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Nittetsu Mining Co Ltd
Original Assignee
Nittetsu Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 炭酸カルシウム粒子個々の凝集を防止して分
散性をより良くし、炭酸カルシウムと酸化チタンとの結
合を強くすると共にさらに炭酸カルシウム-酸化チタン
複合体のプラスチック中での分散性と親和性を向上させ
ることを主要命題に、炭酸カルシウム粒子表面にアクリ
ル酸モノマーをバインダーとして酸化チタンを均一に結
合させて、炭酸カルシウム系の高隠蔽性白色顔料を得
る。 【構成】 炭酸カルシウムにポリアクリル酸のアルカリ
金属塩を処理した後、予めアクリル酸モノマーを吸着せ
しめた酸化チタンで粉末同士の混合撹拌をする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、我国で唯一国内で全量
を供給できる鉱物資源であって、量的、品位的にも優れ
た石灰石を原料とする白色度の高い炭酸カルシウムを主
材とし、酸化チタンとの複合系で顔料に必要不可欠な分
散性及び親和性の極めて良好な高隠蔽性の白色顔料を比
較的安価に製造し得る方法に関するものである。
【0002】プラスチック、塗料、インキ、シーラン
ト、化粧品あるいは製紙等の業界では、酸化チタンを主
体とした隠蔽力の高い白色顔料のニーズが高く、さらに
そのマトリックスあるいはビヒクルへの分散性、親和性
が優れ、高い機能性を発揮する白色顔料が要求されてい
る。
【0003】
【従来の技術】このような顔料に隠蔽性を付与するため
の条件として、次の2項目をあげることができる。
【0004】1.屈折率が2.5の白色顔料である酸化
チタンの如き、高い屈折率を有すること、ちなみに炭酸
カルシウムは屈折率が1.5で体質顔料の域を出ない 2.光学的に見て粒子径が0.2〜0.4μmで、個々
の粒子がよく分散されていること。
【0005】これらの条件を満たすために上記第1項に
関連して、特公昭55−41662号公報では、炭酸カ
ルシウムに水酸化チタンゾルを反応せしめて表面をチタ
ン酸カルシウムで改質させる方法、特開平1−2242
20号公報では、水酸化チタンに過酸化水素水を加えて
得られたチタン酸水溶液を加熱することにより、無機基
材表面に酸化チタンを析出させる方法、特開平2−51
419号公報では、酸化チタン等の高屈折率の微粒子を
核として炭酸カルシウムを成長させる方法が提案されて
いる。同様に、上記第2項の粒子径制御についても種々
の試みがなされてきた。
【0006】一方、炭酸カルシウムの表面処理法は、湿
式法と乾式法に大別されるが、乾式法と称する手法の1
例として、プラスチック等に混練しても余り悪影響を及
ぼさない耐酸性の粘土鉱物であるSiO2・Al23
有機酸を吸着させた後、炭酸カルシウムと混合する方法
が特開昭56−55459号公報において試みられてい
る。しかしこの場合、炭酸カルシウムとプラスチックと
の親和性は向上するものの、隠蔽性においては低下する
傾向さえ認められ、高隠蔽性なる機能は全く期待できな
いものであった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記第
1項を重点に、炭酸カルシウムの隠蔽性向上を計るた
め、粒子の表面が高隠蔽性の顔料で被覆されていれば、
中心部は隠蔽性の低い体質顔料でもよく、極端に云え
ば、中心部は空洞でバルーン状であっても、その効果は
表面の顔料特性に依存するものであるとの見解の基に、
炭酸カルシウムの表面に酸化チタンを被覆させる方法に
つき、鋭意研究を行なった。
【0008】また生成した高隠蔽性の白色顔料をプラス
チック、例えばポリプロピレン、ポリエチレン中に混練
した場合に、個々の粒子がこれらのポリマー中で極めて
高度に分散すること、及び粒子とポリマーとの界面にボ
イトが存在せず非常に親和性が良好で耐衝撃強度等の物
性面で優れた機能性の発揮し得ることも強く要望されて
いる。
【0009】それ故、炭酸カルシウム粒子個々の凝集を
防止して分散性をより良くし、炭酸カルシウムと酸化チ
タンとの結合を強くすると共にさらに炭酸カルシウム-
酸化チタン複合体のプラスチック中での分散性と親和性
を向上させることを主要命題に、炭酸カルシウム粒子表
面にアクリル酸をバインダーとして酸化チタンを均一に
結合させて、炭酸カルシウム系の高隠蔽性白色顔料を得
ることを課題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記主要命題に対する対
応策は、次の2項目より成る。
【0011】1.粒子個々の凝集を防止し、分散性をよ
り良くするため、分散剤としてポリアクリル酸のアルカ
リ金属塩を利用する。
【0012】2.炭酸カルシウム-酸化チタン複合体を
形成させると共に、プラスチック中での親和性の向上と
結合を強くするために、アクリル酸モノマーを利用す
る。
【0013】したがって本発明は、炭酸カルシウムにポ
リアクリル酸のアルカリ金属塩を処理した後、予めアク
リル酸モノマーを吸着せしめた酸化チタンで粉末同士の
混合撹拌をすることにより、上記課題を解決する。
【0014】
【作用】顔料としての炭酸カルシウムには、単に石灰石
を粉砕分級した重質炭酸カルシウムと石灰石を焼成分解
して得たCaOを水で消化したCa(OH)2に炭酸ガス
を導入して作る合成炭酸カルシウムとがある。
【0015】本発明に係る方法では、いずれの炭酸カル
シウムを使用しても所期の目的は達成し得るが、操業性
及びコストの面よりBET比表面積が8〜12m2/g
の重質炭酸カルシウムが最も適当である。
【0016】この重質炭酸カルシウムをヘンシェルミキ
サーに入れ、撹拌しながら30〜40%濃度で分子量が
3,000〜10,000のポリアクリル酸のアルカリ
金属塩を純分換算で1〜5重量部/CaCO3(以下、
単に「重量部」という)噴霧添加し、摩擦熱も含めた間
接加熱により100〜110℃に上昇せしめる。
【0017】一方、別系で0.1〜5重量部のアクリル
酸モノマーを湿潤させた1〜50重量部の酸化チタン
を、前記ヘンシェルミキサーに添加し、撹拌を続行する
ことにより、このアクリル酸は、炭酸カルシウムと酸化
チタンとのバインダーとして働く以外に、徐々に炭酸カ
ルシウム表面に移行して反応し、粒子表面の角がとれ、
凹部のボイドを失くしながら、プラスチック中での分散
性を良くし、親和性の優れた高隠蔽性の白色顔料を製造
し得たものである。
【0018】この生成品は、単にアクリル酸のみで表面
処理した炭酸カルシウムに比較し、遥かに隠蔽性におい
てすぐれていると共に、炭酸カルシウムと酸化チタンと
を同じ比率で単に混合したものとの比較では、物性面で
の優劣が明らかに相異していた。
【0019】なおプラスチックの種類、使用目的により
炭酸カルシウムは、重質炭酸カルシウム以外に、0.0
2〜0.1μmの膠質炭酸カルシウムや0.1〜5.0
μmの軽質炭酸カルシウム等の合成品を使用することも
勿論可能である。
【0020】添加量としては、炭酸カルシウム100部
に対し、酸化チタンでは1〜50重量部、ポリアクリル
酸のアルカリ金属塩では1〜5重量部、アクリル酸モノ
マーでは0.1〜5重量部が有効である。
【0021】
【発明の効果】炭酸カルシウムを本体とし、その分散剤
としてポリアクリル酸ソーダを、また同質のアクリル酸
モノマーをバインダーとして酸化チタンを炭酸カルシウ
ムの表面に均一に結合させることにより、高い隠蔽性を
有し物性強度的にも優れた機能性をもつプラスチック用
の安価な白色顔料を製造し、各種業界に大きく貢献し得
る。
【0022】
【実施例】本発明の実施例および比較例をあげてさらに
具体的に説明する。なお本発明はこれらの実施例により
制限されるものではない。
【0023】実施例1 容量20リットルのヘンシェルミキサーにBET比表面
積12m2/gの重質炭酸カルシウム4kgを投入後、
撹拌しながらポリアクリル酸ソーダを純分換算で2重量
部噴霧添加し、105℃でそのまま10分間撹拌を続け
た。この中へあらかじめ別の容器で十分撹拌混合したア
ナターゼ型酸化チタン(石原産業A−220)2.5重
量部とアクリル酸モノマー1重量部を徐々に添加し、さ
らに15分間撹拌を継続することにより高隠蔽性の白色
顔料を得た。
【0024】実施例2 酸化チタンの量を5重量部、アクリル酸モノマーを2重
量部としたほかは、実施例1と同様にして、顔料を得
た。
【0025】実施例3 酸化チタンの量を10重量部としたほかは、実施例2と
同様にして、顔料を得た。
【0026】実施例4 酸化チタンの量を20重量部としたほかは、実施例2と
同様にして、顔料を得た。
【0027】実施例5 酸化チタンの量を30重量部としたほかは、実施例2と
同様にして、顔料を得た。
【0028】実施例6 酸化チタンの量を50重量部としたほかは、実施例2と
同様にして、顔料を得た。
【0029】比較例1 容量20リットルのヘンシェルミキサーにBET比表面
積12m2/gの重質炭酸カルシウム4kgを投入後、
撹拌しながらポリアクリル酸ソーダを1重量部噴霧添加
し、そのまま15分間撹拌を続けて比較試料とした。
【0030】比較例2 容量20リットルのヘンシェルミキサーにBET比表面
積12m2/gの重質炭酸カルシウム4kgを投入し
た。この中へあらかじめ別の容器で十分撹拌混合したア
ナターゼ型酸化チタン(石原産業A−220)2.5重
量部とアクリル酸モノマー1重量部を徐々に添加し、さ
らに15分間撹拌を継続して比較試料とした。
【0031】比較例3 酸化チタンの量を5重量部、アクリル酸モノマーを2重
量部としたほかは、比較例2と同様にして、試料を得
た。
【0032】比較例4 酸化チタンの量を10重量部としたほかは、比較例3と
同様にして、試料を得た。
【0033】比較例5 酸化チタンの量を30重量部としたほかは、比較例3と
同様にして、試料を得た。
【0034】比較例6 酸化チタンの量を50重量部としたほかは、比較例3と
同様にして、試料を得た。
【0035】比較例7 比較例1のアクリル酸モノマーで処理した重質炭酸カル
シウムに酸化チタンを10重量部加え、ヘンシェルミキ
サーで15分間撹拌混合して比較試料とした。
【0036】比較例8 酸化チタンの量を30重量部としたほかは、比較例7と
同様にして、試料を得た。
【0037】比較例9 酸化チタンの量を50重量部としたほかは、比較例7と
同様にして、試料を得た。
【0038】比較例10 BET比表面積12m2/gの重質炭酸カルシウムを比
較試料とした。
【0039】比較例11 BET比表面積12m2/gの重質炭酸カルシウムに酸
化チタンを10重量部加え、ヘンシェルミキサーで15
分間撹拌混合して比較試料とした。
【0040】比較例12 酸化チタンの量を30重量部としたほかは、比較例11
と同様にして試料を得た。
【0041】以上の実施例、比較例で得られた顔料につ
いての隠蔽力の測定結果とプラスチックに充填剤として
使用した場合の応用物性を表1に示す。なお、隠蔽力の
測定方法、応用物性試験の処方は以下の通りである。
【0042】隠蔽力の測定方法 試料とフタル酸ジオクチル(DOP)を適量混合し、フ
ーバーマーラーでペースト状にしたものをクリプトメー
ター(JIS K5101、5400)を使用して隠蔽
力を測定した。
【0043】応用物性試験処方 住友ノーブレンW101SなるPPを100重量部と、
各試料を50重量部とを予備混合後、先ず、200℃で
10分間ロール混練し、シート状に取出しペレタイザー
でペレット化して、しかる後、射出成型機により樹脂温
度230℃でASTM規格試験片を作成し、下記方法に
従い、白色度、衝撃強さ、伸びを測定したものである。
【0044】 ・白色度…JIS P8123(45°−0°) ・衝撃強さ…ASTM D256 ・伸び…ASTM D638
【0045】
【表1】
【0046】以上、本発明の優れた効果は明白である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭酸カルシウムにポリアクリル酸のアル
    カリ金属塩を処理した後、予めアクリル酸モノマーを吸
    着せしめた酸化チタンで粉末同士の混合撹拌をする、炭
    酸カルシウム系高隠蔽性白色顔料の製造方法。
JP24230392A 1992-09-10 1992-09-10 高隠蔽性白色顔料の製造方法 Pending JPH0693204A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1415960A2 (en) 2002-10-30 2004-05-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for making raw dielectric ceramic powder, dielectric ceramic and monolithic ceramic capacitor
JP2010280763A (ja) * 2009-06-02 2010-12-16 Okutama Kogyo Co Ltd 塗料用顔料組成物
JP2012121752A (ja) * 2010-12-07 2012-06-28 Daio Paper Corp 複合粒子、複合粒子内添紙及び塗工紙

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1415960A2 (en) 2002-10-30 2004-05-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for making raw dielectric ceramic powder, dielectric ceramic and monolithic ceramic capacitor
EP1415960A3 (en) * 2002-10-30 2006-05-10 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for making raw dielectric ceramic powder, dielectric ceramic and monolithic ceramic capacitor
JP2010280763A (ja) * 2009-06-02 2010-12-16 Okutama Kogyo Co Ltd 塗料用顔料組成物
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