JPS5853660B2

JPS5853660B2 - 充てん剤の製造方法

Info

Publication number: JPS5853660B2
Application number: JP14745780A
Authority: JP
Inventors: 清助原田; 二郎斎藤; 秀夫大川; 直明田中
Original assignee: Calp Kogyo KK
Current assignee: Calp Kogyo KK
Priority date: 1980-10-21
Filing date: 1980-10-21
Publication date: 1983-11-30
Also published as: JPS5770131A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、光沢性、分散性、各種素材に対する親和性の
優れた、炭酸カルシウム系充てん剤に関するものである
。

炭酸カルシウム粉末は、紙のてん科、ペースト状又は固
体状物質の粘度向上剤、各種材料の増量剤、ゲル化剤、
プラスチックの補強剤などとして広く用いられている。

しかし、天然に産する重質炭酸カルシウムを粉砕して、
そのまま樹脂などの有機物質に添加した場合には、両物
質間の親和性が乏しいこと及び重質炭酸カルシウムの粉
末粒子の不均一性及び二次凝集化などにより分散不良と
なるため、樹脂組成物の機械的性能が低下し、用途が限
定されるなどの問題点がある。

このような問題を解決するため、炭酸カルシウム粉末の
粒子径を均一にするための粒径調整、粒子表面を処理し
て有機物質との親和力を大きくするなどの改良が、これ
まで試みられており、例えば、水酸化カルシウムの乳液
に界面活性剤、金属セッケン又は脂肪酸などを加えて炭
酸ガスを導入して炭酸カルシウムを生皮させ、この炭酸
カルシウムを乾燥時に粉砕して、表面処理した炭酸カル
シウム粉末を製造する方法、ステアリン酸などの有機酸
又はその塩、たとえばステアリン酸カルシウムの水溶液
中に炭酸カルシウムを投入、混合し、乾燥後粉砕して、
表面処理した炭酸カルシウム粉末を得る方法などが提案
されている。

しかしながら、これらの方法は水溶液中の処理が基礎と
なっているので、処理水、処理残物などの除去、再粉砕
などの工程を必要とし、操作が煩雑なうえに処理効率が
低いという欠点があった。

また、炭酸カルシウム粉末と有機カルボン酸とを無水の
条件下に加熱反応させて炭酸カルシウムの粉末粒子の表
面に有機カルボン酸のカルシウム塩の被覆を形成させる
方法も知られているが、この方法では、炭酸カルシウム
粉末の粒子表面に直接有機カルボン酸を被覆するもので
あるため、表面処理した炭酸カルシウムの粒子が変着色
して、その商品価値が低下したり、あるいは粒子形状が
不均一になり、充てん剤として樹脂と混練するに際し、
分散性が低下し、表面の光沢も低下するなどの欠点があ
った。

本発明者らは、このような欠点を克服し、効率よく安価
に粒子表面が滑らかで粒径が均一で美しい光沢を有し、
かつ樹脂などの有機物質との親和性が良好で分散性のす
ぐれた炭酸カルシウムを主体とする充てん剤を製造すべ
く鋭意研究を重ねた結果、炭酸カルシウムを先ず無機酸
で処理し、次いで不飽和カルボン酸で処理することによ
りこの目的に適う充てん剤が得られることを見い出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、重質炭酸カルシウム粉末１００重
量部に対し、無機酸０．２〜５重量部を約２０〜５０係
濃度の水溶液として添加して加熱処理したのち、重質炭
酸カルシウム粉末１００重量部当り０．３〜５．０重量
部の不飽和カルボン酸を加えて十分に混合し、粉末粒子
表面に被覆を形成させることを特徴とする充てん剤の製
造方法を提供するものである。

本発明において、重質炭酸カルシウムは天然のものを粗
砕、中砕、微粉砕工程を経て、μ単位の微粉末としたも
の、又は微粉砕工程中のものが用いられる。

また、本発明において少量添加される無機酸としては、
炭酸カルシウムと反応しうるものであればよく、例えば
硫酸、塩酸、硝酸、リン酸などを挙げることができる。

これらの酸は単独であるいは２種以上混合して用いられ
る。

本発明において、無機酸は、炭酸カルシウムの粉末粒子
表面に作用して、粒子表面に存在し加熱時に着色の原因
となる不純物を除去し、粒子表面を平滑化し、粒子を均
一な球状に近い状態となし、かつ、粒子表面に無機酸の
カルシウム塩からなる層を生成させる役割を果している
ものと考えられる。

本発明において、無機酸は、上記の作用を十分に発揮せ
しめるために、約２０〜５０係の低濃度水溶液として用
いられ、その使用量は、無機酸の種類、重質炭酸カルシ
ウム粉末の粒径、充てん剤としての使用目的などにより
変化するが、重質炭酸カルシウム１００重量部に対して
０．２〜５重量部（無機酸１００％として計算して）、
好ましくは０．３〜３．０重量部の範囲で選ばれる。

これよりも量が少ないと充てん剤の特性の向上が不十分
であるし、またこれよりも量が多くなると炭酸カルシウ
ムの性質がそこなわれる。

重質炭酸カルシウムに無機酸を添加した後で行う加熱処
理は、反応が均一に行われるようによくかきまぜながら
、約８０〜１１０℃に加熱することによって行われる。

処理時間は、通常５〜６０分程度公租る。

このように処理された重質炭酸カルシウムは、次いで不
飽和カルボン酸と混合することにより重質炭酸カルシウ
ム粉末粒子表面に形成された無機酸のカルシウム塩層の
上層に不飽和脂肪酸のカルシウム塩層の被覆が形成され
る。

これにより、得られる充てん剤は、樹脂などの有機物質
に対する相容性が改善され、親和性、分散性のすぐれた
ものとなる。

用いられる不飽和カルボン酸としては、一般に、１又は
２以上のエチレン性二重結合を有する炭化水素部分と１
又は２以上のカルボキシル基からなる炭素数１０以下の
不飽和カルボン酸で、好ましい例として、アクリル酸、
メタクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、ノルビン酸、マ
レイン酸、イタコン酸、グルタコン酸、ビニル酢酸など
を挙げることができる。

これらは単独であるいは２種以上を併せて用いられる。

また、これらのカルボン酸は無水物例えば無水マレイン
酸の形で用いることもできる。

これらの不飽和カルボン酸の使用量は、炭酸カルシウム
粒子の粒径、充てん剤としての使用目的により変化する
が、重質炭酸カルシウム１００重量部当り、０．３〜５
．０重量部、好ましくは０．５〜２重量部の範囲で選ば
れる。

不飽和カルボン酸による処理は、均一に反応するように
十分にかきまぜながら行われ、処理温度は、通常２０〜
４０℃である。

処理時間は約５〜８０公租度である。

本発明により得られる充てん剤は、樹脂などと混練した
際にも着色は全く認められず、美しい光沢を有し、有機
物質との親和性、分散性にすぐれ巾広い用途に利用しう
るものであり、また、製造方法も簡易かつ安価な方法で
あり工業的実施に適している。

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例重質炭酸カルシウム粉末（平均粒径１．６μ、比表面積
約１２Ｘ１０３−〆＜ｙ）１００重量部をヘンシェルミ
キサーに装入し、１００℃に保持し、所定濃度の無機酸
を所定量添加し、この温度で１５分間かきまぜたのち、
不飽和カルボン酸を所定量添加し、４０℃で６０分間か
きまぜて炭酸カルシウムを主体とする充てん剤を製造し
た。

得られた充てん剤の性状を次表に示す。

これらの充てん剤及びポリプロピレン（出光石油化学製
出光ポリプロＪ −７５０Ｈ，ｄ＝０．９０ｇ／ａｒｔ
、ＭＩ＝８）を所定量バンバリーミキサ−で樹脂温度２
３０℃で５分間混練し、樹脂組成物を調製した。

このようにして得られた樹脂組成物を射出成形機（新潟
鉄工新製、５Ｎ−１６０）で、樹脂温度２１０℃、金型
温度５００Ｇの条件で成形して、ＡＳＴＭ規格試験片を
作成した。

このようにして得られた試験片について各種の物性を測
定したところ、次表に示す通りの結果が得られた。

各物性の測定は以下の方法によって行った。

（１）Ｉ）Ｈ；試料５ｇに１００ｍ１の水を加え、ガラ
ス棒でよくかきまぜたのち、１時間放置し、上澄液のｐ
Ｈを測定した。

（２）Ｄ、０．Ｐ分散性；ジオクチルフタレート１
００Ｍ中に試料３ｇを加えて２４時間放置後、沈降した
見掛容積を測定した。

（３）比表面積；空気透過法（ｆｆｌ／９）により、島
津式粉体比表面積測定器を用いて測定した。

（４）吸油量；アマニ油を使用して、ＪＩＳ−に５１０
１に従って測定した。

（５）白色度；標準体（ＭｇＯ）を１００饅とした比較
法により、ケラト科研光電白色計Ｃ−１型ブルーフイル
ターを用いて測定した。

（６）引張特性；ＡＳＴＭＤ−６３８による。

（７）曲げ特性；ＡＳＴＭＤ−７９０による。

（８）アイゾツト衝撃性；ＡｓＴＭＤ−２５６によ
る。

（９）表面光沢度；ＡＳＴＭＤ−５２３による。

（１０）成形性；たて１５０ｍｍ、よこ２００１ｍ、
深さ４０ｍｍ、肉厚４間の箱を成形したときの射出成形
性を観察して評価した。

ａυ 分散性；プレスにより厚さ約５０μのフィルムに
成形し、光透過の状態を目視して評価した。

なお、無機酸としては、以下のものを用いた。

Ｈ２ＳＯ４；工業用硫酸（濃度９４〜９５多、比重１．
８３〜１．８４ｇ／ｍｌ）を水で２倍に希釈。

Ｈ３ＰＯ４；工業用リン酸（濃度８０〜８５多）を水で
２倍に希釈。

Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ３ＰＯ４；工業用硫酸と工業用リン酸
を名（重量比）で混合し、水で２倍に希釈。

この表から、本発明の充てん剤はり、０．Ｐ、分散性、
比表面積、吸油量、白色度が全て良好な値を示し、また
、本発明の充てん剤を配合して得られた樹脂組成物は、
すぐれた機械的性質を有し、光沢度が高く、成形性及び
分散性が良好であることが分る。

Claims

【特許請求の範囲】１重質炭酸カルシウム粉末ｉｏｏ重量部に対し、無機
酸０．２〜５重量部を約２０〜５０φ濃度の水溶液とし
て添加して加熱処理したのち、重質炭酸カルシウム粉末
１００重量部当り０．３〜５．０重量部の不飽和カルボ
ン酸を加えて十分に混合し、粉末粒子表面に被覆を形成
させることを特徴とする分散性の良好な充てん剤の製造
方法。２無機酸が、硫酸、塩酸、硝酸及びリン酸の中から選
ばれた少なくとも１種である特許請求の範囲第１項記載
の製造方法。３不飽和カルボン酸が、アクリル酸、メタクリル酸、
クロトン酸、ケイ皮酸、ソルビン酸、マレイン酸、グル
タコン酸及びビニル酢酸の中から選ばれた少なくとも１
種である特許請求の範囲第１項記載の製造方法。