JPS6197363A - 炭酸カルシウム充てん剤の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はプラスチック用炭酸カルシウム充てん剤の製造
方法、さらに詳しくは、プラスチックに飽加して成形加
工した際に、シルバーマークを発生することがなく、か
つ得られたプラスチック成形体の耐衝撃強度１表面光沢
度、耐熱性などの物性を向上させうる炭酸カルシウム充
てん剤の製造方法に関するものである。

従来の技術 プラスチック月光でん剤として広く用いられている炭酸
カルシウムは、単なる増量剤として安価なプラスチック
成形体を提供する目的のみでなく、プラスチックの加工
性や成形体の物性などを改良する目的としても使用され
ている。

ところで、炭酸カルシウムの中でも、天然の白色石を粉
砕して得られる重質炭酸力ルンウムは。

粒径が太きいために、プラスチック成形体の物性の改良
に寄与する効果は小さい。これに対し１合成によって得
られる軽質炭酸力ルンウムは平均粒径が０６１〜１μｍ
と小さいことから、プラスチック成形体の物性の改良に
役立つが、この軽質炭酸カルシウムは、該重質炭酸カル
シウムに比較して水分含量が多く、このためにプラスチ
ックの成形加工時に水分による極く微細な気泡が生じて
プラステック成形体に点在し、いわゆるシルバーマーク
を発生しやすいという問題を伴なう。このシルバーマー
クはプラスチック成形体の外観を損うばかりでなく、物
性の低下を招くものである。

そこで、この解決策として、該軽質炭酸カルシウムの水
分を除去することが考えられるが、公知のバンドドライ
ヤー、気流乾燥機、ロータリードライヤーなどを用いて
乾燥する場合には、電熱コストが高くなったシ、粉体の
凝結により歩留りが低下したり、乾燥に長時間を要する
ため、該軽質炭酸カルシウム粉体表面の白色度が低下す
るなどの問題が生じる。

他方において、炭酸カルシウムはプラスチックとの親和
性が低いという欠点を有しており、この欠点を改良する
ために、例えば炭酸カルシウムを有機物で処理する方法
（特開昭５３−６４２５６号公報、特開昭５４−４０８
３０号公報）が提案されている。しかしながら、これら
の方法においては、プラスチックとの親和性をある程度
増大させうるものの、炭酸力ルンウムのもつ前記欠点を
完全に補うことは困難である。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、プラスチックに充てんして成形加工し
た際にシルバーマークが発生することがなく、しかもプ
ラスチックとの親和性が高くて、得られたプラスチック
成形体の耐衝撃強度、表面光沢度、耐熱性などの物性を
向上させつる炭酸カルシウム充てん剤の製造法を提供す
ることにちる。

問題点を解決するだめの手段 本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、軽質炭酸カルシウ
ム粉体を高速でかきまぜて、該粉体粒子の衝突摩擦熱を
発生させながら所定の温度で加熱することにより、短時
間で構造水を含めて水分０．０２重量％以下に脱水する
ことができ、またこのようにして脱水した軽質炭酸カル
シウム粉体を特定の処理剤で処理することにより、プラ
スチックとの親和性を十分に向上することができるとい
う予想外の事実を見出し、この知見に基づいて本発明を
なすに至った。

すなわち１本発明は、軽質炭酸カルシウム粉体を周速２
０ｍ／秒以上の高速でかきまぜながら粉体温度２００〜
３５０℃に加熱して水分０．０２重量％以下に脱水し、
次いで該粉体に対してＯ３１〜１０重量係の脂肪酸金属
セッケン又は非イオン性界面活性剤を添加して、その融
点〜１８０℃の温度で混合することを特徴とする炭酸カ
ルシウム充てん剤の製造方法を提供するものである。

本発明において用いる軽質炭酸カルシウム粉体は１合成
により得られたものであって、通常水懸濁状態から公知
の乾燥方法５例えばバンドドライヤー、気流乾燥機、ロ
ータリードライヤーなどを用いる乾燥方法により乾燥さ
れ、水分０．１〜１重量係、平均粒径帆１〜１μｍの粉
体として市販されているものである。

本発明においては、このような軽質炭酸カルシウム粉体
を、周速２０ｍ／秒以上の高速でかきまぜて該粉体粒子
の衝突摩擦熱を発生させながら、粉体温度２００〜３５
０℃、好ましくは２５０〜３００　℃の範囲に加熱し、
構造水まで除去して水分含量０．０２重量幅以下に脱水
する。この水分含量が０．０２重量％より多くなると構
造水が残存しており、そのためプラスチックに充てんし
て成形加工する際にその構造水が分離してシルバーマー
クが発生する。また、周速２０ｍ／秒未満の速度でかき
まぜると、衝突摩擦熱の発生が十分でなくて構造水まで
除去することが困難となる。さらに粉体温度が２００℃
未満では構造水が除去されにくく、一方３５０℃を超え
ると該炭酸カルシウム粉体の白色度が低下する。不発明
において軽質炭酸力ルンウム粉体のかきまぜに用いる高
速回転可能なミキサーとしては、例えばヘンシェルミキ
サー、スーパーミキサーなどが挙げられる。

次に、このようにして水分含量０．０２重量％以下に脱
水した軽質炭酸カルシウム粉体に対して、０．１−１０
重量幅、好ましくは０．５〜５重量係の脂肪酸金属セッ
ケン又は非イオン性界面活性剤を添加し、これらの融点
〜１８０℃、好ましくは５０〜１６０℃の温度範囲で十
分に混合する。添加量が０．１重量％未満ではプラスチ
ックとの親和性の向上効果が得られず、一方１０重量鴫
を超えると、軽質炭酸カルシウム粉体が有する他の特性
が損われる。また、該融点よシ低い温度で混合すると。

軽質炭酸カルシウム粉体の粒子表面に対する処理剤の被
覆が不十分となるために、プラスチックの物性に及ぼす
効果が十分でなく、一方１８０℃を超える温度で混合す
ると軽質炭酸カルシウム粉体の白色度が低下する。

本発明に用いる脂肪酸金属セッケンとしては。

例えばカプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミ
チン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、イソステアリン酸、
オレイン酸などの脂肪酸のリチウム塩、マグネシウム塩
、カルシウム塩、バリウム塩。

アルミニウム塩、亜鉛塩、スズ塩などが挙げられ。

これらの中で特にマグネシウム塩とカルシウム塩が好適
である。

非イオン性界面活性剤としては１例えばグリセリン、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペン
タエリスリトール、ソルビタンなどの多価アルコールと
炭素数８〜２２の脂肪酸とのエステルである多価アルコ
ール脂肪酸エステル。

ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールな
どのポリアルキレングリコールと炭素数８〜２２の脂肪
酸とのエステルであるポリアルキレングリコール七ノ脂
肪酸エステル、エチレンオキシド、プロピレンオキシド
、ブチレンオキシドなどのアルキレンオキシドと炭素数
８〜２２の高級アルコール、炭素数４〜１８のアルキル
基をもつアルキルフェノール、前記多価アルコールの脂
肪酸エステルなどとの付加物であるポリオキンアルキレ
ンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニル
エーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエー
テル、ポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エス
テルなどが挙げられ、これらの中で特に脂肪酸エステル
型非イオン性界面活性剤が好ましい。

このようにして得られた炭酸カルシウム充てん剤は水分
が極めて少なく、構造水まで除去されているために、プ
ラスチックに充てんして成形加工する際にシルバーマー
クを発生することがない。

また得られたプラスチック成形体の耐衝撃強度、表面光
沢度、耐熱性などが大きく向上する。その理由としては
１粒子が細かく、水分の少ない軽質炭酸カルシウム粉体
の粒子表面に鵬肪酸金属セッケン又は非イオン性界面活
性剤の被覆が形成されることにより、プラスチックとの
親和性が増大して分散性が向上したことが考えられる。

特に耐熱性が改良されるのは、該被覆によって軽質炭酸
力ルンウムのアルカリ性が弱められて、加熱によるプラ
スチック成形体の劣化が抑制されるものと推定される。

発明の効果 本発明においては、軽質炭酸カルシウム粉体の脱水を高
速でかきまぜながら行い、粉体粒子間の衝突摩擦熱を利
用するので、所定の温度への昇温が容易であり、短時間
で水分含量を０．０２＠量％以下に脱水することができ
るので、白色度の高い乾燥物を得ることができる。

また、得られた乾燥物を脂肪酸金属セッケン又は非イオ
ン性界面活性剤で処理して成る軽質炭酸力ルンウム充て
ん剤をプラスチックに添加して成形加工すると、フルバ
−マークが発生せず、その上プラスチック成形体の物性
として、特に＃ｆ衝撃性１表面光沢度及び耐熱性が大き
く改良される。

さらに、軽質炭酸カルシウム粉体粒子の表面が被覆され
ているために吸湿しにくり、長期間保存してもその効果
を保持することができる。

本発明方法により得られた軽質炭酸カルシウム充てん剤
は１例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂など
種々のプラスチックに使用することができ、特にシルバ
ーマークを発生しやすいポリプロピレンに使用した場合
には、顕著な効果がみられる。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

なお、成形体の各物性は次のようにして才めた。

（１）　　引張強度 Ｊ工５Ｋ６３０１に準じ、厚さ４朋の１号ダンベルを用
いて測定した。

（２）　　曲は強度 ＪＩＳＫ７２０３に準じ、８０ｘｌＯＸ４龍の試験片を
用いて測定した。

（３）　　耐衝撃値 ＪＩＳ　Ｋ　７１１０に準じ、試験片４　ｘ　１２．７
ｉｏｉ　Ｖ　／ッテ付で測定した。

（４）表面光沢度 村上色彩技術研究所裂デジタル元度ｉ−１（０Ｍ２６０
型）を用い、入射角６０度、反射角６０度における反射
率を求めた。

（５）耐熱性 １５０℃の熱風乾燥器中で褐色に変色するまでの時間を
求めた＠ （６）　　シルバーマーク 目視によりその有無を判定した。

例 水分帆４％、平均粒径０．２〜０．４μｍの軽質炭酸カ
ルシウム粉体を、ヘンシェルミキサーを用いて周速４０
ｍ／秒でかきまぜながら、粉体温度２８０〜３００℃で
２５分間乾燥し、水分０．００５重量重量幅燥物を得た
。

次いで、この乾燥物に対し、第１表に示すような条件で
脂肪酸金属セラクン又は非イオン性界面活性剤を加えて
、所定温度で混合し、試料Ａｌ−墓５の炭酸カルシウム
充てん剤を得た。

また、乾燥を周速４０ｍ／秒でかきまぜながら。

粉体温度２５０〜２６０℃で１５分間行い、得られた水
分０．００９重量重量幅燥物に第１表に示すような条件
で非イオン性界面活性剤を加えて混合し、試料／Ｉ６６
の炭酸カルシウム充てん剤を得た。

比較例 水分０．１重量幅、平均粒径３μｍの重質炭酸カルシウ
ム粉体を用い、実施例のＡｔ試料と同様に乾燥して水分
０．００９重量重量幅たのち、第１表に示すような条件
でステアリン酸カルシウムヲ混合して、試料屋７の炭酸
カルシウム充てん剤を得た。

また、実施例において原料に用いた未乾燥の軽質炭酸カ
ルシウム粉体に、第１表に示すような条件でステアリン
酸カルシウムを混合して試料屋８の炭酸カルシウム充て
ん剤を得た。

さらに、実施例で用いた未乾燥の軽質炭酸カルシウム粉
体を、従来から乾燥に用いられてきたロータリードライ
ヤー中で２８０〜３００℃で１時間乾燥した。得られた
乾燥物は水分０．０１％であり。

しかも褐色に着色していた。このものに、第１表に示す
ような条件でステアリン酸カルシウムを混合して試料Ａ
９の炭酸カルシウム充てん剤を得た。

なお、未乾燥の軽質炭酸カルシウム粉体を試料Ａｌ０１
軽質炭酸力ルシウム粉体を試料Ａｌと同様に乾燥しただ
けのものを試料Ａｌｌとした。

参考例 実施例及び比較例で得た各炭酸カルシウム充てん剤の試
料を用い、これらの試料をそれぞれポリプロピレン１０
０重量部当、９５３．８重量部配合し。

成形温度２５０℃、Ｗ、形時間４５秒間、金型温度５０
℃の条件で射出成形を行って、厚さ４　ａｍの成形体を
得、各物狂を求めた。その結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように、本発明方法によシ得られた
炭酸カルシウム充てん剤をポリプロピレンに添加して成
形加工したもの（試料４ｌ−４６）は、特に耐衝撃値、
表面元沢反及び耐熱性に優れており、シルバーマークも
発生しないことが分る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　軽質炭酸カルシウム粉体を周速２０ｍ／秒以上の高
   速でかきまぜながら粉体温度２００〜３５０℃に加熱し
   て水分０．０２重量％以下に脱水し、次いで該粉体に対
   して０．１〜１０重量％の脂肪酸金属セッケン又は非イ
   オン性界面活性剤を添加して、その融点以上１８０℃ま
   での温度で混合することを特徴とする炭酸カルシウム充
   てん剤の製造方法。