DE69106226T2 - Basisches Magnesiumkarbonat und Verfahren zu seiner Herstellung. - Google Patents

Basisches Magnesiumkarbonat und Verfahren zu seiner Herstellung.

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Description

    Hintergrund der Erfindung (I) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues basisches Magnesiumcarbonat und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein neues basisches Magnesiumcarbonat, das durch die folgende allgemeine Formel dargestellt wird:
  • nMgCO&sub3;.Ma(OH)&sub2;.mH&sub2;O
  • worin n eine Zahl von 3 bis 5 und in eine Zahl von 3 bis 5 ist,
  • das aus porösen Teilchen besteht, die aus einem Aggregat blättchenformiger Kristalle bestehen, die eine mittlere Teilchengröße von 1 bis 50 um und eine spezifische Oberfläche von 10 bis 70 m²/g besitzen, und woher die Größenordnungsverteilung der feinen Poren eine solche ist, daß das Volumen der feinen Poren mit einem Radius von kleiner als 100 Å mindestens 0.03 cc/g beträgt, und das Volumen der feinen Poren mit einem Radius von kleiner als 75000 Å mindestens 0.8 cc/g beträgt, und ein Verfahren zur Herstellung dieses neuen basischen Magnesiumcarbonats.
    • (2) Beschreibung des Standes der Technik
  • Basisches Magnesiumcarbonat ist eine bekannte Verbindung, die für viele Zwecke verwendet wird, z.B. als Füller für ein synthetisches Harz, als Papierfüller und als Träger für kosmetische, medizinische oder landwirtschaftliche Wirkstoffe, und das Herstellungsverfahren war bereits seit langem bekannt. Im allgemeinen wird ein wässerige Aufschlämmung normaler Magnesiumcarbonatkristalle als Zwischenprodukt verwendet und erhitzt und bei einer Temperatur von 60 bis 80 ºC eine bis mehrere Stunden lang gealtert. Nach der Filtration wird der Filterkuchen bei 110 bis 150 ºC getrocknet. Ferner wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung von kugelförmigem basischem Magnsiumcarbonat von uns vorgeschlagen (vgl. die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 60-54915).
  • Dieses kugelförmige basische Magnesiumcarbonat ist eine neue Verbindung, die verbesserte Pulvereigenschaften, wie z.B. Einfülleigenschaften, Dispergierbarkeit und Fließfähigkeit, besitzt und auf vielen Gebieten vorteilhaft verwendet wird.
  • Es wurde jedoch gefunden, daß auch dieses kugelförmige Magnesiumcarbonat als Träger für kosmetische, medizinische oder landwirtschaftliche Wirkstoffe immer noch nicht vollständig zufriedenstellend ist.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Untersuchungen über basisches Magnesiumcarbonat wurden viele Jahren lang fortgesetzt und es wurde gefunden, daß die Größenverteilung der feinen Poren der erhaltenen Teilchen sich je nach dem Herstellungsverfahren des basischen Magnesiumcarbonats unterscheidet. Bei weiteren Untersuchungen wurde gefunden, daß bei Anwendung eines spezifischen Herstellungsverfahrens ein bisher noch nicht bekanntes basisches Magnesiumcarbonat erhalten werden kann, in dem in der Größenverteilung der feinen Pore der Teilchen das durch die feinen Poren mit einem Radius von kleiner als 100 Å eingenommene Volumen eine Größe von mindestens 0.03 cc/g besitzt. Es wurde ebenfalls gefunden, daß, wenn basisches Magnesiumcarbonat die vorstehend genannte spezifische Struktur besitzt, sich auf den Gebieten, wo basisches Magnesiumcarbonat bisher verwendet wurde, befriedigende Eigenschaften erzielen lassen, und sich neue Anwendungsmöglichkeiten von basischem Magnesiumcarbonat ergeben.
  • Auf dieser Grundlage wurde die vorliegende Erfindung festgestellt.
  • Erfindungsgemäß wird ein neues basisches Magnesiumcarbonat bereitgestellt, das durch die folgende allgemeine Formel (I) dargestellt wird:
  • nMgCO&sub3;.Mg(OH)&sub2;.mH&sub2;O (I)
  • worin n eine Zahl von 3 bis 5 und in eine Zahl von 3 bis 5 ist,
  • das aus porösen Teilchen besteht, die aus einem Aggregat blättchenformiger Kristalle bestehen mit einer mittleren Teilchengröße von 1 bis 50 um und einer spezifischen Oberfläche von 10 bis 70 m²/g, und worin in der Größenverteilung der feinen Poren der Teilchen das Volumen der feinen Poren mit einem Radius von kleiner als 100 Å mindestens 0.03 cc/g und das Volumen der feinen Poren mit einem Radius von kleiner als 75000 Å mindestens 0.8 cc/g ist.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäß bereitgestellte Magnesiumcarbonat hat eine Zusammensetzung, die durch die folgende Formel (I) dargestellt wird:
  • nMgCO&sub3;.Mg(OH)&sub2;.mH&sub2;O (I)
  • worin n eine Zahl von 3 bis 5 und m eine Zahl von 3 bis 5 ist.
  • Im allgemeinen ist m die gleiche Zahl wie n, aber durch Entfernung von gebundenem Wasser durch Hitzebehandlung kann für m eine gewünschte Zahl ausgewählt werden.
  • Durch Röntgenstrahlenbeugung wurde bestätigt, daß das erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat eine kristalle Substanz ist, und durch Röntgenstrahlenbeugung (Cu-α) wurde bestätigt, daß die charakteristischen Peaks in Nachbarschaft von 2 θ = 9.6º, 27.4º und 32.5º auftreten. Diese Eigenschaften sind ähnlich denen von bekanntem basischem Magnesiumcarbonat.
  • Durch eine Mikrophotographie wurde bestätigt, daß das erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat aus porösen Teilchen besteht, die sich aus einem Aggregat blättchenförmiger Kristalle zusammensetzen. Die Teilchen des Aggregats haben eine mittlere Teilchengröße von 1 bis 50 um, vorzugsweise von 3 bis 20 um, und eine spezifische Oberfläche von 10 bis 70 m²/g, vorzugsweise von 15 bis 45 m²/g. Eine kleinere mittlere Teilchengröße ist zur Erhöhung des Volumens, das durch feine Poren mit einem Radius von kleiner als 100 Å in der Porengrößeverteilung der Teilchen eingenommen wird (nachfolgend als "Feinporen-Volumen" bezeichnet), bevorzugt, aber gemäß der existierenden Herstellungstechnik ist es sehr schwierig Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße, die kleiner als die vorstehend angegebene untere Grenze ist, herzustellen. Wenn die mittlere Teilchengröße die oben erwähnte obere Grenze übersteigt, ist es nicht möglich, das Feinporen-Volumen innerhalb des erfindungsgemäß spezifizierten Bereiches einzustellen.
  • Die spezifische Oberfläche der Teilchen besitzt ebenfalls einen starken Einfluß auf das Feinporen-Volumen. In den Teilchen mit einer spezifischen Oberfläche, die die vorstehend angegebene obere Grenze übersteigt, wachsen die blättchenförmige Kristalle zu rasch und deshalb wird das Feinporen-Volumen extrem klein. Wenn im Gegensatz dazu die spezifische Oberfläche der Teilchen größer als die vorstehend angegebene obere Grenze ist, ist das Wachstum der blättchenförmigen Kristalle unzureichend und die Stabilität ist gering, und es können keine guten Ergebnisse erhalten werden.
  • Da das erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat aus porösen Teilchen besteht, kann das basische Magnesiumcarbonat eine Schüttdichte über einen breiten Bereich aufweisen. Im Hinblick auf die Anwendungsmöglichkeiten ist schweres Magnesiumcarbonat jedoch bevorzugt, und es ist im allgemeinen bevorzugt, daß die Schüttdichte im Bereich von 0.2 bis 0.7 g/cc, und insbesondere von 0.3 bis 0.5 g/cc liegt. Im Hinblick auf die Leichtigkeit des Einfüllens und die Leichtigkeit der Handhabung bei industriellen Anwendungen ist die Gestalt des basischen Magnesiumcarbonats vorzugsweise kugelförmig oder elliptisch. Kugelförmige Gestalt bedeutet im allgemeinen, daß das Verhältnis (b/a) des langen Radiuss (b) zum kurzen Radius (a) der Teilchen im Bereich von 1.0 bis 1.5 liegt, und elliptische Gestalt bedeutet, daß dieses Verhältnis (b/a) größer als 1.5 aber kleiner als 3.0 ist.
  • Die charakteristischeste Eigenschaft des erfindungsgemäßen basischen Magnesiumcarbonats ist es, daß in der Größenverteilung der feinen Poren der Teilchen das Volumen (Feinporen-Volumen), das von feinen Poren mit einem Radius von kleiner als 100 Å eingenommen wird, mindestens 0.03 cc/g beträgt, und das Volumen (gesamtes Feinporen-Volumen), das durch feine Poren mit einem Radius von kleiner als 75000 Å eingenommen wird, mindestens 0.8 cc/g beträgt. Von konventionellem basischem Magnesiumcarbonat wurde über die Beziehung der Größenverteilung der feinen Poren zu den physikalischen Eigenschaften nichts berichtet. Als Grund wird angenommen, daß die Suche nach weiteren Anwendungsgebieten für basisches Magnesiumcarbonat durch Veränderung ihrer physikalischen Eigenschaften nur selten durchgeführt wurde und basisches Magnesiumcarbonat mit bestimmten spezifischen Eigenschaften nach dem konventionellen Herstellungsverfahren nicht hergestellt werden kann. Das Gesamtporenvolumen des gemäß dem konventionellen Herstellungsverfahren hergestellten basischen Magnesiumcarbonats beträgt tatsächlich ca. 2.5 cc/g, aber das basische Magnesiumcarbonat besitzt im wesentlichen keinen meßbaren Wert für das Feinporen-Volumen. In dem gemäß dem von uns in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 60-54915 vorgeschlagenen Verfahren hergestellten kugelförmigen basischen Magnesiumcarbonat beträgt außerdem das Volumen der feinen Poren nur 0.005 bis 0.008 cc/g.
  • Durch Anwendung des nachfolgend beschriebenen spezifischen Herstellungsverfahrens kann das Feinporen-Volumen des basischen Magnesiumcarbonats erfindungsgemäß auf einen gewünschten Wert eingeregelt werden, wodurch die Einstellung der physikalischen Eigenschaften des basischen Magnesiumcarbonats möglich wird. Spezifischer ausgedrückt kann das vorstehend erwähnte Feinporen-Volumen, wenn das basische Magnesiumcarbonat als Adsorbens auf den Gebieten kosmetischer, medizinischer und landwirtschaftlicher Wirkstoffe verwendet wird, die Adsorptionsgeschwindigkeit erhöhen und das Austreten adsorbierter Substanzen verhindern. Wenn das basische Magnesiumcarbonat in eine kugelformige oder elliptische Gestalt geformt wird, so werden diese Vorteile synergistisch begleitet mit besseren Fülleigenschaften, Dispergierbarkeit und Fließfähigkeit. Das erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat kann deshalb effektiver und besser auf den bekannten Anwendungsgebieten verwendet werden.
  • Das Feinporen-Volumen und das gesamte Porenvolumen der Teilchen des erfindungsgemäßen basischen Magnesiumcarbonat sind Faktoren, die mittels eines Quecksilberporosimeters einfach bestimmt werden können. Erfindungsgemäß ist es wichtig, daß das Feinporen-Volumen der Teilchen mindestens 0.03 cc/g beträgt, und vorzugsweise 0.03 bis 0.15 cc/g. Bei Messung unter Verwendung eines Quecksilber-Porosimeters kann das Volumen der feinen Poren mit einer Genauigkeit getestet werden, die einem Fehler von ca. ± 0.002 cc/g entspricht, und dieses Feinporen-Volumen kann deutlich unterschieden werden von dem vorstehend angegebenen Wert für bekanntes basisches Magnesiumcarbonat, und durch diesen Faktor kann das nach dem nachfolgend beschriebenen Herstellungsverfahren erhaltene basische Magnesiumcarbonat von dem konventionell basischen Magnesiumcarbonat unterschieden werden.
  • Im erfindungsgemäßen basischen Magnesiumcarbonat ist das Gesamtporenvolumen nicht besonders kritisch, wenn das Gesamtporenvolumen in den Teilchen des basischen Magnesiumcarbonats mindestens 0.8 cc/g beträgt. Wenn die Herstellung im industriellen Maßstab erfolgt, beträgt die obere Grenze des Gesamtporenvolumens ca. 2.0 cc/g. Im allgemeinen beträgt das Gesamtporenvolumen des erfindungsgemäßen basischen Magnesiumcarbonats deshalb vorzugsweise 0.3 bis 1,5 cc/g.
  • Das Herstellungsverfahren wird so gewählt, daß dem erfindungsgemäßen basischen Magnesiumcarbonat die vorstehend genannten charakteristischen Eigenschaften verfliehen werden. Das Feinporen-Volumen des basischen Magnesiumcarbonats wird durch das Herstellungsverfahren stark beeinflußt. Die Herstellungsbedingungen werden deshalb vorzugsweise im voraus bestimmt. Gemäß einem typischen Verfahren zur leichten Herstellung des basischen Magnesiumcarbonats im industriellen Maßstab wird ein wasserlösliches Magnesiumsalz im festen Zustand und ein wasserlösliches Carbonat im festen Zustand verwendet und in einem wässerigen Medium, das bei einer Temperatur von 40 ºC bis zum Siedepunkt gehalten wird, umgesetzt, und die Reaktionsmischung wird dann bei einer Temperatur innerhalb des vorstehend genannten Bereiches stehen gelassen. Das erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat kann durch Aufarbeitung des erhaltenen Reaktionsproduktes erhalten werden.
  • Das im vorstehenden Verfahren verwendete wasserlösliche Magnesiumsalz und wasserlösliche Carbonat sind nicht besonders kritisch. Als Ausgangsmaterial für das basische Magnesiumcarbonat können üblicherweise verwendete bekannte Salze verwendet werden. Vorzugsweise werden z.B. Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat und Magnesiumnitrat als wasserlösliches Magnesiumsalz verwendet. Als wasserlösliches Carbonat können genannt werden Alkalimetallcarbonate, wie z.B. Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat, und Ammoniumcarbonat. Jede der Komponenten wasserlösliches Magnesiumsalz und wasserlösliches Magnesiumcarbonat wird im festen Zustand in ein wässeriges Medium eingebracht, das bei einer Temperatur von 40 ºC bis zum Siedepunkt gehalten wird, d.h. bei der Reaktionstemperatur.
  • Vorzugsweise wird jedes wasserlösliche Salz in einer solchen Menge verwendet, daß die Konzentration im wässerigen Medium 0.1 bis 0.8 Mol/l beträgt. Um die Ausbeute der Magnesiumkomponente zu erhöhen, ist es bevorzugt, daß das Mischungsverhältnis zwischen dem wasserlöslichen Magnesiumsalz und dem wasserlöslichen Carbonat ein solches ist, daß die Menge des wasserlöslichen Carbonats equivalent oder geringfügig größer ist als die Menge des wasserlöslichen Magnesiumsalzes. Wenn die Reaktionstemperatur geringer als 40 ºC ist, sind normale Magnesiumcarbonatkristalle stabil und es wird kein basisches Magnesiumcarbonat erhalten.
  • Die Reaktionsdauer ist nicht besonders kritisch, aber im allgemeinen wird die Umsetzungszeit innerhalb eines Bereiches von 1 Minute bis 1 Stunde gewählt.
  • Die Intensität des Rührens der Reaktionsmischung wird vorzugsweise so eingestellt, daß Teilchen von ausgefallenen normalen Magnesiumcarbonatkristallen in aufgeschlämmtem Zustand gehalten werden können und das die Temperatur und Konzentration der Aufschlämmung der Reaktionsmischung gleichmäßig sind. Die Rührzeit der Reaktionsmischung hängt ab von der Form des Reaktionsgefäßes, dem Umsetzungsvolumen, der Gestalt und der Größe der Rührblätter und der Rührintensität, aber im allgemeinen ist es bevorzugt, daß die Rührzeit gleich ist der Zeit, die für die Zugabe des wasserlöslichen Magnesiumsalzes und/oder des wasserlöslichen Carbonates erforderlich ist, oder das Rühren wird innerhalb von 5 Minuten nach Vervollständigung der Zugabe eingestellt. Wenn die Fortsetzung des Rührens für eine den vorstehenden Bereich übersteigende lange Zeit fortgesetzt wird, so wird festgestellt, daß die Aggregation der ausgefallenen feinen primären Teilchen durch Auflösen und Ausfällung im ungerührten Zustand beeinträchtigt wird.
  • Um das erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat zu erhalten, wird, nachdem das wasserlösliche Magnesiumsalz und das wasserlösliche carbonat unter den vorstehend angegebenen Bedingungen umgesetzt wurden, eine Aufschlämmung der ausgefallenen normalen Magnesiumcarbonatkristalle, die sich aus feinen primären Teilchen zusammensetzen, bei einer Temperatur von 40 ºC bis zum Siedepunkt gehalten, und vorzugsweise wird die Umsetzungstemperatur aufrechterhalten, oder die Aufschlämmung wird natürlich abgekühlt, und das Stehenlassen sollte ohne Rühren der Mutterlauge durchgeführt werden, wodurch die Mutterlauge gealtert wird und sich das erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat ausbildet. Im konventionellen Verfahren zur Herstellung von basischem Magnesiumcarbonat wird, um die Reaktionsmischung gleichmäßig zu halten und um basisches Magnesiumcarbonat mit einer gleichmäßigen Größe zu erhalten, eine Aufschlämmung von normalen Magnesiumcarbonatkristallen unter Rühren umgesetzt und gealtert. Wenn die Alterung jedoch unter Rühren durchgeführt wird, kann das erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat nicht erhalten werden.
  • Die Alterungszeit ist nicht besonders kritisch, und es ist im allgemeinen ausreichend, wenn das Rühren während mindestens einer Stunde durchgeführt wird.
  • In dem nach dem vorstehend genannten Herstellungsverfahren erhaltenen basischen Magnesiumcarbonat beträgt das Feinporen-Volumen der Teilchen mindestens 0.03 cm²/g, und ist viel größer als in konventionellem basischem Magnesiumcarbonat. Das erhaltene basische Magnesiumcarbonat besteht aus porösen Teilchen, die sich aus einem Aggregat blättchenförmiger Kristalle zusammensetzen, in denen das Verhältnis (b'/a) des langen Radiuss (b') zum kurzen Radius (a) der Teilchen im allgemeinen im Bereich von 1.0 bis 1.5 liegt.
  • Wenn das als Ausgangsmaterial verwendete wasserlösliche Salz und wasserlösliche Carbonat nicht im festen Zustand zu dem wässerigen Medium zugegeben werden, in welchem die Reaktionsbedingungen aufrechterhalten werden, sondern in Form wässeriger Lösungen, die im voraus hergestellt und umgesetzt werden, so wird im vorstehend genannten Herstellungsverfahren das Feinporen-Volumen der Teilchen des erhaltenen basischen Magnesiumcarbonats nicht erhöht, sondern innerhalb des Bereiches von 0.005 bis 0.008 cc/g gehalten. In diesem Fall kann deshalb das gewünschte erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat nicht erhalten werden.
  • Es kann außerdem eine Situation in Betracht gezogen werden, bei der das wasserlösliche Carbonat in Wasser gelöst wird und die gebildete wässerige Lösung und das feste wasserlösliche Magnesiumsalz in das Reaktionssystem eingeführt werden. In diesem Fall wird jedoch das Feinporen-Volumen der Teilchen des erhaltenen basischen Magnesiumcarbonats nicht erhöht, sondern verbleibt bei höchstens ca. 0.01 cc/g. Wenn andererseits das als Ausgangsmaterial verwendete Magnesiumsulfat im voraus in Wasser gelöst wird und die gebildete wässerige Lösung und das wasserlösliche feste Carbonat dem Reaktionssystem zugeführt werden, ist das Feinporen-Volumen der Teilchen des erhaltenen basischen Magnesiumcarbonats etwas größer als in den vorstehend erwähnten zwei Ausführungsformen, und es kann z.B. ein Volumen der feinen Poren von bis zu ca. 0.03 cc/g erhalten werden. Das gewünschte erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat wird deshalb immer noch nicht erhalten.
  • Das erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat kann auch hergestellt werden, indem man in der Reaktionsmischung ein die kristallisationsfördendes Mittel vorsieht. Die Gegenwart des die Kristallisation fördenden Mittels ist zum Erhalt eines basischen Magnesiumcarbonats mit einem großen Porenvolumen der Teilchen wirksam. Irgendeine Verbindung, die eine kristallisationsfördende Wirkung besitzt, kann ohne Einschränkung als kristallisationsfördendes Mittel verwendet werden. Als kristallisationsfördendes Mittel, das zur Erhöhung des Feinporen-Volumens des erfindungsgemäßen basischen Magnesiumcarbonats wirksam ist, können genannt werden wasserlösliche Salze von Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und Metallen der Aluminiumgruppe, und Ammoniumsalze (wasserlösliche Magnesiumsalze und wasserlösliche Carbonate sind ausgeschlossen). Von diesen Verbindungen sind wasserlösliche Salze von Alkalimetallen und Ammoniumsalzen besonders bevorzugt. Spezifischerweise können genannt werden Natriumchlorid, Ammoniumchlorid, Natriumfluorid, Natriumsulfat, Natriumhexametaphosphat, Natriumpyrophosphat, Bariumchlorid und Aluminiumsulfat.
  • Die Menge an kristallisationsfördendem Mittel ist nicht besonders kritisch, im allgemeinen ist es aber bevorzugt, daß das kristallisationsfördende Mittel in einer Menge von 0.5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge des gebildeten basischen Magnesiumcarbonats, verwendet wird.
  • Der Grund, warum die gemäß den vorstehend angegebenen Reaktionsbedingungen erhaltenen basischen Magnesiumcarbonate in ihren physikalischen Eigenschaften verschieden sind, wurde noch nicht vollständig aufgeklärt. Aus den vorstehenden experimentellen Ergebnissen wird jedoch angenommen, daß die Geschwindigkeiten der Auflösung des Carbonats und Magnesiumsalzes in Wasser im Reaktionssystem und die Reaktionsgeschwindigkeit dieser Lösungen einen hohen Einf luß besitzen, wobei die Geschwindigkeit der Auflösung des Carbonats in Wasser eine kontrollierte Geschwindigkeit wird, wodurch sich Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften des erhaltenen basischen Magnesiumcarbonats ergeben, und die Gegenwart des kristallisationsfördenden Mittels beschleunigt das Wachstum der Kristalle und fördert die Bildung feiner Poren.
  • Das erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat ist eine neue Verbindung, die sich von dem bekannten basischen Magnesiumcarbonat dadurch unterscheidet, daß das Feinporen- Volumen der Teilchen viel größer ist. Da das Feinporen-Volumen der Teilchen groß ist, wird die Geschwindigkeit der Adsorption kosmetischer, medizinischer und landwirtschaftlicher Wirkstofffe vergrößert und das Austreten absorbierter Substanzen wirksam verhindert. Darüberhinaus ist das basische Magnesiumcarbonat hervorragend im Hinblick auf Eigenschaften wie Fülleigenschaften, Dispergierbarkeit und Fließfähigkeit. Das erfindungsgemäße basische Magnesiumcarbonat wird deshalb vorzugsweise nicht nur in den vorstehend erwähnten Gebieten verwendet, sondern auch als Füller für synthetische Harze, als Träger für kosmetische und medizinische Wirkstoffe, als Nahrungsmittelzusatz und als Füllstoff für Papiere, wie z.B. ein hitzeempfindliches Aufzeichnungspapier, als Pigment und Tintenfüller.
    • Beispiele
  • Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele näher beschrieben, ohne den Rahmen der Erfindung darauf zu beschränken.
  • In den nachfolgend angegebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden die physikalischen Eigenschaften gemäß den nachfolgend angegebenen Methoden bestimmt.
    • (1) Spezifische Oberfläche (BET-Methode unter Verwendung von N&sub2;-Adsorption)
  • Eine Probe wurde bei 150 ºC 1 Stunde lang getrocknet, und die spezifische Oberfläche wurde bestimmt mittels eines Oberflächenmeßapparates (Model SA-1000, geliefert von Shibata Kagaku Kikai Kogyo).
    • (2) Feinporen-Volumen
  • Das Feinporen-Volumen wurde unter Verwendung eines Porosimeters (Model 2000, geliefert von Carlo-Erba Instruments) bestimmt.
    • (3) Schüttdichte
  • Die Schüttdichte wurde gemäß JIS K-6220 bestimmt
    • (4) Mittlere Teilchengröße
  • Die mittlere Teilchengröße wurde unter Verwendung eines von Coulter Electronics gelieferten Coulter Multisizer (die Öffnungsgröße betrug 50 um) bestimmt.
    • (5) Gestalt der Teilchen
  • Die Gestalt der Teilchen wurde mittels einer Mikrophotographie (2000-fache Vergrößerung) bestätigt.
    • Beispiel 1
  • Ein Reaktionsgefäß von 10 l Inhalt wurde mit 5.1 l Wasser, das bei 90 ºC gehalten wurde, beschickt und eine pulverförmige Mischung aus 590 g MgSO&sub4;.7H&sub2;O und 310 g Na&sub2;CO&sub3; wurde in das Reaktionsgefäß während 1 Minute zugegeben. Dann wurde 1 Minute lang gerührt, und die flüssige Reaktionsmischung während 1 Stunde in umgerührtem Zustand altern gelassen, während sie bei 90 ºC gehalten wurde. Dann wurde die flüssige Reaktionsmischung filtriert und der Filterkuchen mit Wasser gewaschen und bei 105 ºC über Nacht getrocknet.
  • Das erhaltene basische Magnesiumcarbonat besaß die durch die Formel 4 MgCO&sub3;.Mg(OH)&sub2;.4H&sub2;O dargestellte Zusammensetzung, und aus den Ergebnissen der Röntgenstrahlenbeugung wurde bestätigt, daß das basische Magnesiumcarbonat charakteristische Peaks bei 2 θ = 9.6º, 27.4º und 32.5º besaß. Die mittlere Teilchengröße betrug 6.0 um, die spezifische Oberfläche betrug 22 m²/g, das Gesamtporenvolumen betrug 1.16 cc/g, das Feinporen-Volumen betrug 0.055 cc/g, die Schüttdichte 0.44 g/cc, und die Gestalt der Teilchen war im wesentlichen kugelförmig.
    • Vergleichsbeispiel 1
  • In 2.55 l Wasser wurden 590 g MgSO&sub4;.7H&sub2;O gelöst, und getrennt davon wurden 310 g Na&sub2;CO&sub3; in 2.55 l Wasser gelöst, und beide wässerigen Lösungen wurden in ein Reaktionsgefäß mit einer Kapazität von 10 l eingebracht. Das Verfahren des Beispiels 1 wurde dann auf gleiche Weise wiederholt. In dem erhaltenen basischen Magnesiumcarbonat betrug die mittlere Teilchengröße 6.0 um, die spezifische Oberfläche 28 m²/g, das Gesamtvolumen der feinen Poren 1.08 cc/g, das Feinporen-Volumen 0.008 cc/g, und die Schüttdichte 0.46 g/cc.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • In einem Reaktionsgefäß mit 10 l Inhalt wurden 5.1 l Wasser, das bei 80 ºC gehalten wurde, eingebracht, und 310 g Na&sub2;CO&sub3; wurden zugegeben und in dem im Gefäß befindlichen Wasser gelöst. Dann wurden 590 g pulverförmiges MgSO&sub4;.7H&sub2;O zur wässerigen Lösung während 1 Minute zugegeben. Dann wurde das Verfahrens des Beispiels 1 auf gleiche Weise wiederholt. In dem erhaltenen basischen Magnesiumcarbonat betrug die mittlere Teilchengröße 6.4 um, die spezifische Oberfläche 16 m²/g, die Schüttdichte 0.4 g/cc, das Feinporen-Volumen 0.01 cc/g, und das Gesamtporenvolumen 1.12 cc/g.
    • Beispiel 2
  • Ein Reaktionsgefäß von 10 l Inhalt wurde mit 5.1 l Wasser, das bei der in Tabelle 1 angegebenen Reaktionstemperatur gehalten wurde, beschickt. Dann wurde ein wasserlösliches Magnesiumsalz und ein wasserlösliches Carbonat, wie in Tabelle 1 angegeben, zum Wasser zugegeben. In jeder der Ansätze 1 bis 4 wurden die Salze wie in Beispiel 1 im pulverförmigen Zustand gemischt und die Mischung zum Wasser zugegeben. Im Ansatz 5 wurden beide Salze in Form wässeriger Lösungen gemischt. Dann wurden die basischen Magnesiumcarbonate auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 beschrieben ausgebildet. Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen basischen Magnesiumcarbonate sind in Tabelle 1 angegeben.
  • Jedes der erhaltenen basischen Magnesiumcarbonate war im Hinblick auf die Zusammensetzung und das Röntgenstrahlungsbeugunsdiagramm dem in Beispiel 1 erhaltenen Produkt ähnlich. Die Teilchen jedes der erhaltenen basischen Magnesiumcarbonate besaß einen im wesentlichen kügelförmigen Gestalt. Tabelle 1 Wasserlösliches Magnesiumsalz Wasserlösliches Carbonat Kristallisationsfördendes Mittel Ansatz Nr. Art verwendete (g) Reaktionstemp. (ºC) Mittlere Teilchengröße (um) Spezifische Oberfläche (m²/g) Feinporen-Volumen (cc/g) Gesamtporenvolumen (cc/g) Schüttdichte (g/cc)
    • Beispiel 3
  • Die in den Beispielen 1 und 2 erhaltenen basischen Magnesiumcarbonate wurden einem Test unterworfen, bei dem sie mit landwirtschaftlichen Chemikalien gemischt wurden, und einem Ölabsorptionstest gemäß den nachfolgend angegeben Verfahren.
  • Als landwirtschaftliche Chemikalien wurden
  • (nachfolgend als "B.P.M.C" bezeichnet) und
  • (nachfolgend als "I.B.P." bezeichnet) verwendet. Bei dem Mischtest mit I.B.P. wurde die Zeit der Zugabe der landwirtschaftlichen Chemikalien auf 5 Minuten eingestellt.
    • (1) Mischtest
  • In einem Kunststoffbehälter mit einem Innenvolumen von 500 ml, der mit einem durch einen Motor angetriebenen Flügelrührer und einer Zugabeöffnung aufgestattet war, wurden 20 g der Probe des basischen Magnesiumcarbonats, und 20 ml der landwirtschaftlichen Chemikalien während eines Zeitraums von 9 bis 10 Minuten durch die Zugabeöffnung in das Gefäß zugetropft. Das Mischen wurde von Beginn der tropfenweisen Zugabe mit einer Rührgeschwindigkeit von 200 UpM 30 Minuten lang durchgeführt.
  • Nach dem Mischen wurde das Gewicht der an der Innenwand des Gefäßes und den Flügelrührer anhaftenden Probe gemessen.
    • (2) Ölabsorptionstest
  • Eine Probe von basischen Magnesiumcarbonat, die durch ein 32-Mesh Sieb (Japanese Industrial Standard) durchlaufen gelassen wurde, wurde in einem Reaktionsgefäß mit einem Radius von 70 mm und einer Höhe von 16 mm, das oben offen war, bis zu einem Schüttwinkel, bei dem das Gleiten begann, eingebracht. Dann wurde auf einem Uhrglas mit einem Radius von 110 mm ein Gewicht mit einem Gesamtgewicht von 100 g aufgebracht und auf die Probe gegeben, um diese zu komprimieren. Nach 15 Minuten wurde das Gewicht abgenommen. Dann wurden 0.2 ml siedendes Öl mit der Oberfläche der komprimierten Probe so in Kontakt gebracht, daß das Öl an der Oberfläche der Probe anhaftete. Die zur Absorption des gesamten siedenden Öls in der Probe erforderliche Zeit vom Beginn des Kontaktes wurde gemessen. Die Messung wurde in einem Raum durchgeführt, der bei einer Lufttemperatur von 20 C gehalten wurde.
  • Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2 Ansatz Nr. Beispiel für basisches Magnesiumcarbonat Feinporen-Volumen x 10&supmin;³ bis 200 Å (cc/g) Ölabsorptionsgeschwindigkeit (sec) Anhaftendee Menge (g) beim Mischtest mit Vergleichsbeispiel Handelsüblich erhältliches Produkt *: es wurde Tokuyama Magnesium Carbonate TT, bezogen von Tokuyama Soda, verwendet.

Claims (8)

1. Basisches Magnesiumcarbonat der Formel (I)
nMgCO&sub3;.Mg(OH)&sub2;.mH&sub2;O (I)
worin n eine Zahl von 3 bis 5 und m eine Zahl von 3 bis 5 bedeuten, bestehend aus kugelförmigen oder elliptischen porösen Teilchen, von denen jedes aus einem Aggregat blättchenförmiger Kristalle zusammengesetzt ist, mit einer mittleren Teilchengröße von 1 bis 50 um und einer spezifischen Oberfläche von 10 bis 70 m²/g, wobei die Größenverteilung der feinen Poren der Teilchen eine solche ist, daß das Volumen der Poren mit einem Radius von weniger als 10 nm mindestens 0.03 cm³/g und das Volumen der Poren mit einem kadius von weniger als 7500 nm mindestens 0.8 cm³/g beträgt.
2. Basisches Magnesiumcarbonat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schüttdichte von 0.2 bis 0.7 g/cm³ besitzt.
3. Basisches Magnesiumcarbonat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Teilchengröße 2 bis 20 um, die spezifische Oberfläche 15 bis 45 m²/g beträgt, das von Poren mit einem Radius von kleiner als 10 nm eingenommenen Volumen 0.03 bis 0.15 cm³/g beträgt und die Schüttdichte 0.3 bis 0.5 g/cm³ beträgt.
4. Verfahren zur Herstellung eines basischen Magnesiumcarbonats, dadurch gekennzeichnet, daß man gleichzeitig ein wasserlösliches Magnesiumsalz im festen Zustand und ein wasserlösliches Carbonat im festen Zustand zu einem bei einer Temperatur von 40 ºC bis zum Siedepunkt der Reaktionsmischung gehaltenen wässerigen Medium zugibt, die Reaktionsmischung bei einer Temperatur von 40 ºC bis zum Siedepunkt hält und dann ein wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definiertes basisches Magnesiumcarbonat abtrennt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Zugabe des wasserlöslichen Magnesiumsalzes im festen Zustand und des wasserlöslichen carbonates im festen Zustand die Reaktionsmischung im ungerührten Zustand belassen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Magnesiumsalz und das wasserlösliche Carbonat in Gegenwart eines kristallisationsfördenden Mittels umgesetzt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das kristallisationsfördende Mittel Natriumchlorid, Ammoniumchlorid, Natriumfluorid, Natriumsulfat, Aluminiumsulfat oder eine Mischung aus 2 oder mehreren davon ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Magnesiumsalz Magnesiumsulfat und das wasserlösliche Carbonat Natriumcarbonat ist.
9, Verwendung eines basischen Magnesiumcarbonats nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder eines nach einem der Ansprüche 4 bis 8 hergestellten als Füller.
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