JP2007106620A - 流動性ハイドロタルサイト粉体及びその製造方法 - Google Patents

流動性ハイドロタルサイト粉体及びその製造方法 Download PDF

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英雄 辻本
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秀行 高橋
Koichi Tsuda
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Abstract

【課題】 優れた流動性を有し、樹脂添加剤として添加した樹脂製品の生産工程において、ハイドロタルサイト粉体のサービスタンクでの詰まりやブリッジの発生を防止することができる流動性ハイドロタルサイト粉体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 下記式(1);
[(Mg)(Zn)1−z(Al)(OH)(An−z/n・mHO (1)
(式中、An−は、n価のアニオンを表す。x、y、z及びmは、0.5≦x≦1、0≦y≦0.5、x+y=1、0.1≦z≦0.5、0≦m<1の条件を満たす値である。)
で表され、かつ、かさ比重が0.36〜0.50g/mlであることを特徴とする流動性ハイドロタルサイト粉体。
【選択図】 なし

Description

本発明は、流動性ハイドロタルサイト粉体及びその製造方法に関する。
ハイドロタルサイトは、マグネシウム、亜鉛、アルミニウムを含有する無機化合物であり、成形加工時の耐熱性や加工性、製品の電気絶縁性及び機械的物性の向上を目的として、様々な樹脂に樹脂添加剤として使用されている(例えば、特許文献1)。なかでも、ポリオレフィン樹脂の中和剤、農業用ポリオレフィン樹脂フィルムや農業用塩化ビニル樹脂の保温剤として好適に用いられている。また、塩化ビニル樹脂用安定剤としても好適に用いられている。
しかしながら、ハイドロタルサイトの粉体は、他の粉体に比べて流動性が悪いという性質を有するものである。このため、ハイドロタルサイトを樹脂添加剤として添加した樹脂製品の生産工程において、ハイドロタルサイトの粉体がサービスタンクで詰まったり、ブリッジが生じてしまうという不具合が生じ、改善が望まれていた。
国際公開パンフレット99/01509
本発明は、上記現状に鑑み、優れた流動性を有し、樹脂添加剤として添加した樹脂製品の生産工程において、ハイドロタルサイト粉体のサービスタンクでの詰まりやブリッジの発生を防止することができる流動性ハイドロタルサイト粉体及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、下記式(1);
[(Mg)(Zn)1−z(Al)(OH)(An−z/n・mHO (1)
(式中、An−は、n価のアニオンを表す。x、y、z及びmは、0.5≦x≦1、0≦y≦0.5、x+y=1、0.1≦z≦0.5、0≦m<1の条件を満たす値である。)
で表され、かつ、かさ比重が0.36〜0.50g/mlであることを特徴とする流動性ハイドロタルサイト粉体である。
上記流動性ハイドロタルサイト粉体は、二次粒子の平均粒子径が0.1〜1.0μmであることが好ましい。
本発明はまた、ハイドロタルサイトを減容することによって、かさ比重を0.36〜0.50g/mlの範囲に調整する工程を含むことを特徴とする流動性ハイドロタルサイト粉体の製造方法でもある。
以下、本発明の詳細に説明する。
本発明の流動性ハイドロタルサイト粉体は、上記式(1)で表され、かつ、かさ比重が0.36〜0.50g/mlのものである。即ち、上記流動性ハイドロタルサイト粉体は、このような特定範囲のかさ比重とすることによって、粉体としての流動性を改善したものである。このため、上記流動性ハイドロタルサイト粉体を樹脂添加剤として用いた樹脂製品の生産工程において、上記粉体を添加する際に、上記粉体のサービスタンクでの詰まりやブリッジの発生を防止することができる。従って、本発明の流動性ハイドロタルサイト粉体を樹脂添加剤として用いると、生産性良く樹脂製品を製造することができる。
また、本発明の流動性ハイドロタルサイト粉体は、上記特定範囲のかさ比重を有するものであるため、従来のハイドロタルサイトと同等以上の成形加工時の耐熱性や加工性、製品の電気絶縁性、機械的物性、透明性、分散性、中和性等の性能を維持したものでもある。このため、上記流動性ハイドロタルサイト粉体を樹脂添加剤として用いると、従来のハイドロタルサイトと同等以上の性能を付与することができる。
上記式(1)において、An−で表されるn価のアニオンとしては、ClO4−、SO 2−、CO 2−等を挙げることができる。なかでも、CO 2−が好ましい。上記式(1)において、0.5≦x≦1であり、0.7≦x≦1であることが好ましい。0≦y≦0.5であり、0≦y≦0.3であることが好ましい。ここで、x+y=1である。また、上記式(1)において、0.1≦z≦0.5であり、0.2≦z≦0.4であることが好ましい。更に、上記式(1)において、0≦m<1であり、0≦m≦0.7であることが好ましい。
上記流動性ハイドロタルサイト粉体は、かさ比重が0.36〜0.50g/mlである。0.36g/ml未満であると、粉体の流動性が低下するため、サービスタンクでの詰まりやブリッジが発生するおそれがある。0.50g/mlを超えると、樹脂への分散性が低下し、樹脂中に白点が残ったり、押し出し機のスクリーンに引っかかり目詰まりを引き起こすおそれがある。0.38〜0.45g/mlであることが好ましい。
上記かさ比重は、以下の測定方法によって得られる値である〔JIS K 6721(1977)〕。
(かさ比重)
測定に使用するかさ比重測定装置は、図1に示した装置である。
十分にかき混ぜた試料(流動性ハイドロタルサイト粉体)約120mlを、かさ比重測定装置のダンパーを差し込んだ漏斗に入れた後、速やかにダンパーを引き抜き、試料を受器に落とす。受器から盛り上がった試料は、ガラス棒ですり落とした後、試料の入った受器の質量を0.1gまで正確に量り、次の式によってかさ比重を小数点以下2けたまで求める。測定は3回行い、その平均値を取る。
Sa=(C−A)/B
Sa:かさ比重
A:受器の質量(g)
B:受器の内容積(ml)
C:試料の入った受器の質量(g)
なお、試験結果の数値は、規定の数値より1けた下の位まで求め、JIS Z 8401(数値の丸め方)により丸める。
上記流動性ハイドロタルサイト粉体は、二次粒子の平均粒子径が0.1〜1.0μmであることが好ましい。この場合、ほとんどの流動性ハイドロタルサイト粉体粒子が2次凝集していない1次粒子であるため、優れた流動性を維持するとともに、熱安定性、機械的強度を向上させることができる。より好ましくは、0.4〜1.0μmである。なお、上記二次粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度測定装置を用いて測定された値である。
上記流動性ハイドロタルサイト粉体は、比表面積が1〜40m/gであることが好ましい。これにより、熱安定性、機械的強度を向上させることができる。より好ましくは、5〜20m/gである。なお、上記比表面積は、BET法により測定された値である。
上記流動性ハイドロタルサイト粉体の製造方法は、例えば、ハイドロタルサイトを、真空脱気、粉砕、乾燥、コーティング、反応による方法(水熱合成条件の調整等)、他の減容方法等、の方法で減容する(ハイドロタルサイトの容積を減少させる)ことにより、かさ比重を調整することによって得ることができる。
かさ比重調整前の上記ハイドロタルサイトは、水熱合成等の従来公知の製造方法により得られるもの等を挙げることができる。
上記ハイドロタルサイトは、例えば、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、水酸化ナトリウム及び炭酸ナトリウムを反応させ、更に、水熱合成を行うことによって得ることができる。上記反応の方法は、従来公知の方法により行うことができるが、硫酸マグネシウム及び硫酸アルミニウムを溶解した水溶液aと、水酸化ナトリウム及び炭酸ナトリウムを溶解した水溶液bとを混合し、水熱合成を行うことが好ましい。このようにしてハイドロタルサイトのスラリーを製造することができる。
上記水溶液aにおいて、上記硫酸マグネシウムと上記硫酸アルミニウムとの配合比は、上記式(1)中の条件を満たすように適宜配合することができる。また、上記水溶液bにおいて、上記水酸化ナトリウム、上記炭酸ナトリウムの配合量は、上記式(1)で表されるハイドロタルサイトを得ることができるように適宜決定すれば良い。なお、Mg、Zn及びAlを含むハイドロタルサイトを合成する場合は、例えば、上記水溶液aとして、硫酸マグネシウムと硫酸亜鉛と硫酸アルミニウムとを溶解した水溶液を用いて合成することができる。ここでも、使用する原料の配合量は、上記式(1)で表されるハイドロタルサイトを得ることができるように適宜決定すれば良い。
上記水熱合成は、従来公知の合成方法により行うことができ、例えば、オートクレーブ内で加圧して合成する方法、多段オートクレーブにて連続して合成する方法、パイプ内にて加圧し連続して合成する方法等を挙げることができる。
上記水熱合成の反応条件は、特に限定されず、例えば、温度120〜250℃、圧力0.1〜4MPaで、1〜12時間の条件によって合成することができる。このような条件で水熱合成することによって、粒径が比較的大きいハイドロタルサイトを得ることができる。
上記ハイドロタルサイトは、上述のようにして得られたハイドロタルサイトのスラリーをを水洗して得られるものであることが好ましい。これにより、ハイドロタルサイト中に含まれるNa含有量を100ppm以下にすることが可能となるため、樹脂添加剤として用いた場合に生じる水白化現象、ブルーミング現象、電気抵抗、目やに、着色(黄変)を改善することができる。
上記水洗は、従来公知の方法により行うことができ、例えば、ろ過及び水洗により行う方法、リパルプ水洗により行う方法、デカンテーション、遠心分離機によりスラリーから水分を除くと共に水洗する方法等を挙げることができる。また水洗にあたり、不純物のNaSO、NaClを効率的に除くために、イオン交換水、精製水を使用したり、塩分の溶解度を高め効率的に水洗するために、30℃以上の温水を使用することができる。
上記ハイドロタルサイトは、更に表面処理を行う工程を含む方法によって得られるものであってもよい。表面処理を行うと、流動性ハイドロタルサイト粉体粒子表面が親水性から親油性に改質され、合成樹脂との相溶性を向上できる点で好適である。上記表面処理は、例えば、上記水熱合成と水洗との間に行うことができる。
上記表面処理剤としては特に限定されず、例えば、高級脂肪酸、シラン系、チタネート系、アルミニウム系等のカップリング剤、リン酸エステル類、アニオン系界面活性剤、多価アルコールと脂肪酸のエステル類等を挙げることができる。
上記表面処理を行う方法としては、上記表面処理剤を使用して、得られたハイドロタルサイトスラリー中のハイドロタルサイト粒子を表面コーティング処理することによって行うことができる。上記表面コーティング処理は、従来公知の湿式又は乾式法により行うことができる。
上記流動性ハイドロタルサイト粉体の製造方法において、上記真空脱気の方法は特に限定されず、例えば、オーガスクリュー式真空脱気装置、テーパースクリュー式脱気装置、ドラム型真空脱気装置、ロータリーバルブ式真空脱気装置等の一般的な真空脱気装置を用いて行うことができる。上記ハイドロタルサイトを真空脱気することによって、ハイドロタルサイトの粒子同士はより空隙の少ない位置にまで移動させられ、その分の空気が脱気されることになり、その結果、粉体の流動性が改善されると推察される。
上記流動性ハイドロタルサイト粉体の製造方法において、上記粉砕の方法は特に限定されず、例えば、一般的な粉砕機を用いての湿式粉砕や乾式粉砕によって行うことができる。上記粉砕機としては、例えば、転動ボールミル、ロッドミル、チューブミル等の転動ミル;ビーズミル、サンドミル、タワーミル等の撹拌ミル;振動ミル;ジェットミル;遊星ミル;ローラーミル等を挙げることができる。
上記流動性ハイドロタルサイト粉体の製造方法において、上記乾燥の方法は特に限定されず、例えば、熱風乾燥、スプレー乾燥、直接加熱乾燥、高周波加熱乾燥、遠赤外線加熱乾燥、除湿乾燥等を挙げることができる。
上記ハイドロタルサイトを真空脱気、粉砕、乾燥、コーティング、反応による方法(水熱合成条件の調整等)等で減容する方法によってハイドロタルサイトのかさ比重を0.36〜0.50g/mlの範囲に調整することができる。そして、調整後に得られた流動性ハイドロタルサイト粉体は流動性に優れたものであるため、樹脂製品の生産工程において、サービスタンクでの詰まりやブリッジの発生を防止することができる。また、得られた流動性ハイドロタルサイト粉体は、成形加工時の耐熱性や加工性、製品の電気絶縁性、機械的物性、透明性、分散性、中和性等の性能に優れている。
上述した流動性ハイドロタルサイト粉体の製造方法のなかでも、ハイドロタルサイトを減容することによって、かさ比重を0.36〜0.50g/mlの範囲に調整する工程を含む方法が好ましい。この方法を用いた場合、耐熱性、透明性、分散性等の性能を良好に維持しつつ、得られる粉体の流動特性をより向上させることが可能となる。このような製造方法もまた本発明の1つである。上記減容のなかでも、真空脱気による方法を用いることがより好ましい。
樹脂製品の生産工程において、上記流動性ハイドロタルサイト粉体をホッパーを使用して添加した場合、上記粉体の流動性が優れているため、サービスタンクでの詰まりやブリッジの発生を良好に防止することができる。即ち、本発明の流動性ハイドロタルサイト粉体は、ホッパーを用いた生産工程において好適に用いることができる。
上記ホッパーは、例えば、図2で示した形状のものを挙げることができる。図2は、ホッパーの側面図を示している。図2で示したホッパーは、下方に行くに従って先細くなる略円錐形状を有する粉体供給部1と、上記粉体供給部1の下方部に接合し、略円柱形状を有する粉体排出部2とからなるものである。上記粉体供給部1は上方部に粉体を供給するための略円形状の上部開口部3を有し、上記粉体排出部2は下方部に粉体を排出するための略円形状の下部開口部4を有している。
図2中のaは上記上部開口部3の直径を、bは上記下部開口部4の直径を、cは粉体供給部1の略円錐形状の傾斜角度(略円錐形状と水平面とがなす角度)を示している。
本発明の流動性ハイドロタルサイト粉体をホッパーを用いた生産工程に用いる場合、上記cは、45〜60度であることが好ましい。上記範囲cを有するホッパーを用いる場合、上記流動性ハイドロタルサイト粉体を上記上部開口部3から供給すると、詰まりやブリッジの発生をより良好に防止することができるため、より生産性良く樹脂製品を製造することができる。また、優れた成形加工時の耐熱性や加工性、製品の電気絶縁性、機械的物性、透明性、分散性、中和性等の性能を維持することも可能である。
上記ホッパーは、ダンパー(図示せず)を有するものであってもよい。
上記流動性ハイドロタルサイト粉体は、合成樹脂の樹脂添加剤として好適に用いることができる。
上記合成樹脂は、通常、成形品として使用されるものであればよく、例えば、熱可塑性の合成樹脂を挙げることができる。
上記合成樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブテン、ポリ・4−メチルペンテン−1等のC〜Cオレフィン(α−オレフィン)の重合体又は共重合体、これらオレフィンとジエンとの共重合体、エチレン−アクリレート共重合体、ポリスチレン、ABS樹脂、AAS樹脂、AS樹脂、MBS樹脂、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩化ビニル酢酸ビニルグラフト重合体、塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、塩化ビニルプロピレン共重合体、酢酸ビニル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、メタクリル樹脂等の熱可塑性樹脂を挙げることができる。
なかでも、流動性ハイドロタルサイト粉体による熱劣化防止、機械的強度保持特性の観点から、ポリオレフィン樹脂又はその共重合体、ハロゲン含有樹脂が好ましい。具体的には、ポリプロピレンホモポリマー、エチレン−プロピレン共重合体等のポリプロピレン系樹脂;高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、EVA(エチレンビニルアセテート樹脂)、EEA(エチレンエチルアクリレート樹脂)、EMA(エチレンアクリル酸メチル共重合樹脂)、EAA(エチレンアクリル酸共重合樹脂)、超高分子量ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂;ポリブテン、ポリ(4−メチルペンテン−1)等のC〜Cのオレフィン(α−エチレン)の重合体又は共重合体を挙げることができる。より好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン;ポリ(4−メチルペンテン−1)又はこれらの共重合体である。また、上記合成樹脂としては、塩化ビニル又はその共重合体も挙げることもできる。
更に、上記合成樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、尿素樹脂等の熱硬化性樹脂及びEPDM、ブチルゴム、イソプレンゴム、SBR、NBR、クロロスルホン化ポリエチレン等の合成ゴム等を挙げることができる。これらの合成樹脂は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記流動性ハイドロタルサイト粉体を樹脂添加剤として用いる場合、その添加量は、上記合成樹脂100質量部に対して、0.01〜20質量部であることが好ましい。0.01質量部未満であると、流動性ハイドロタルサイト粉体を添加する効果が見られないおそれがある。20質量部を超えると、水白化現象、ブルーミング現象、電気抵抗、目やに、着色(黄変)等の問題が生じるおそれがある。0.03〜15質量部であることがより好ましい。
上記合成樹脂に上記流動性ハイドロタルサイト粉体を添加した組成物は、他の添加剤を含むものであってもよい。
上記他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線防止剤、帯電防止剤、顔料、発泡剤、可塑剤、充填剤、補強剤、有機ハロゲン難燃剤、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、他の無機系及び有機系熱安定剤等を挙げることができる。
上記組成物の製造方法は特に限定されず、例えば、上記流動性ハイドロタルサイト粉体を合成樹脂に、他の添加剤とともに又は別個に合成樹脂にできるだけ均一に配合すればよい。配合方法は、従来公知の配合方法により行うことができ、例えば、リボンブレンダー、高速ミキサー、ニーダー、ペレタイザー、押出機等を用いて配合する方法、流動性ハイドロタルサイト粉体を有効成分として含む樹脂添加剤の懸濁液を、重合後のスラリーに添加攪拌して混合し、乾燥する方法等を挙げることができる。
本発明の流動性ハイドロタルサイト粉体は、上記式(1)で表され、かつ、かさ比重が0.36〜0.50g/mlのものであるため、極めて優れた流動特性を有する。従って、上記流動性ハイドロタルサイト粉体を樹脂添加剤として用いた樹脂製品の生産工程において、粉体のサービスタンクでの詰まりやブリッジの発生を防止することができ、樹脂製品を生産性良く製造することができる。また、上記流動性ハイドロタルサイト粉体は、優れた成形加工時の耐熱性や加工性、製品の電気絶縁性、機械的物性、透明性、分散性、中和性等の性能も有する。
以下、本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また実施例中、「部」、「%」は特に断りのない限り「質量部」、「質量%」を意味する。
実施例1 流動性ハイドロタルサイト粉体の製造
3リットルの反応容器に水400mlを入れ、攪拌下において、硫酸マグネシウム塩と硫酸アルミニウム塩の混合溶液(Mg2+=34.4g/l、Al3+=17.0g/l)800mlと、水酸化マグネシウムと炭酸ナトリウムの混合水溶液(NaOH=166.2g/l、NaCO=170g/l)800mlとを同時に加えた後、200℃で4時間水熱合成を行った。得られたハイドロタルサイトスラリーを95℃に保持して、ステアリン酸5gを加えて表面処理を行った。次いで、ろ過水洗を実施し、100℃24時間乾燥し、粉砕を行うことによって、比表面積値=13m/gのハイドロタルサイトを得た。得られたハイドロタルサイトをドイツ BABCOCK社製パキュプレス連続真空脱気装置を用いて、真空圧−75KPaで脱気し、かさ比重0.38g/mlに調整することによって、流動性ハイドロタルサイト粉体を得た(比表面積値=13m/g)。
実施例2 流動性ハイドロタルサイト粉体の製造
真空圧−80KPaで脱気し、かさ比重0.40g/mlに調整した以外は、実施例1と同様にして流動性ハイドロタルサイト粉体を得た(比表面積値=13m/g)。
実施例3 流動性ハイドロタルサイト粉体の製造
真空圧−85KPaで脱気し、かさ比重0.42g/mlに調整した以外は、実施例1と同様にして流動性ハイドロタルサイト粉体を得た(比表面積値=13m/g)。
実施例4 流動性ハイドロタルサイト粉体の製造
ドイツ BABCOCK社製パキュプレス連続真空脱気装置の代わりに、ホソカワミクロン社製デンスパック(ロータリーバルブ式真空脱気装置)を用いて、真空圧−85KPaで脱気し、かさ比重0.4g/mlに調整した以外は、実施例1と同様にして流動性ハイドロタルサイト粉体を得た(比表面積値=13m/g)。
実施例5 流動性ハイドロタルサイト粉体の製造
ドイツ BABCOCK社製パキュプレス連続真空脱気装置の代わりに、テーパースクリュー式真空脱気装置を用いて、真空圧−85KPaで脱気し、かさ比重0.4g/mlに調整した以外は、実施例1と同様にして流動性ハイドロタルサイト粉体を得た(比表面積値=13m/g)。
実施例6 流動性ハイドロタルサイト粉体の製造
3リットルの反応容器に水400mlを入れ、攪拌下において、硫酸マグネシウム塩と硫酸アルミニウム塩の混合溶液(Mg2+=30.6g/l、Al3+=17.0g/l)800mlと、水酸化マグネシウムと炭酸ナトリウムの混合水溶液(NaOH=166.2g/l、NaCO=170g/l)800mlとを同時に加えた後、200℃で6時間水熱合成を行った。得られたハイドロタルサイトスラリーを95℃に保持して、ステアリン酸5gを加えて表面処理を行った。次いで、ろ過水洗を実施し、100℃24時間乾燥し、粉砕を行うことによって、比表面積値=5m/g、かさ比重0.38g/mlの流動性ハイドロタルサイト粉体を得た。
実施例7 流動性ハイドロタルサイト粉体の製造
混合溶液を硫酸マグネシウム塩と硫酸アルミニウム塩の混合溶液(Mg2+=34.4g/l、Al3+=17.0g/l)800ml、水熱合成の条件を200℃で4時間、ステアリン酸の添加量15gに変更した以外は、実施例6と同様にして流動性ハイドロタルサイト粉体を得た(比表面積値=13m/g、かさ比重0.43g/ml)。
実施例8 流動性ハイドロタルサイト粉体の製造
実施例1と同様にして比表面積値=13m/gのハイドロタルサイトを得た後、そのハイドロタルサイト3kgを20Lヘンシェルミキサーに仕込み、ステアリン酸を100g添加し、高速攪拌することで、かさ比重0.47g/mlである流動性ハイドロタルサイト粉体を得た(比表面積値=13m/g)。
実施例9 流動性ハイドロタルサイト粉体の製造
3リットルの反応容器に水400mlを入れ、攪拌下において、硫酸マグネシウム塩と硫酸アルミニウム塩の混合溶液(Mg2+=34.4g/l、Al3+=17.0g/l)800mlと、水酸化マグネシウムと炭酸ナトリウムの混合水溶液(NaOH=166.2g/l、NaCO=170g/l)800mlとを同時に加えた後、200℃で4時間水熱合成を行った。得られたハイドロタルサイトスラリーを95℃に保持して、ステアリン酸5gを加えて表面処理を行った。次いで、ろ過水洗を実施し、100℃24時間乾燥し、アトマイザータイプ粉砕機の粉砕程度をコントロールすることによって、かさ比重0.48g/ml、比表面積値=13m/gの流動性ハイドロタルサイト粉体を得た。
実施例10 流動性ハイドロタルサイト粉体の製造
混合溶液を硫酸マグネシウム塩と硫酸亜鉛と硫酸アルミニウム塩の混合溶液(Mg2+=30.6g/l、Zn2+=10.3g/l、Al3+=17.0g/l)800mlに変更した以外は、実施例1と同様にして比表面積値=13m/gのハイドロタルサイト(亜鉛含有ハイドロタルサイト)を得た。得られたハイドロタルサイトをドイツ BABCOCK社製パキュプレス連続真空脱気装置を用いて、真空圧−80KPaで脱気し、かさ比重0.40g/mlに調整することによって、流動性ハイドロタルサイト粉体を得た(比表面積値=13m/g)。
比較例1
「ハイドロタルサイトDHT−4A」(協和化学社製)を比較例1の粉体とした(比表面積値=13m/g、かさ比重0.33g/ml)。
比較例2 ハイドロタルサイトの製造
3リットルの反応容器に水400mlを入れ、攪拌下において、硫酸マグネシウム塩と硫酸アルミニウム塩の混合溶液(Mg2+=34.4g/l、Al3+=17.0g/l)800mlと、水酸化マグネシウムと炭酸ナトリウムの混合水溶液(NaOH=166.2g/l、NaCO=170g/l)800mlとを同時に加えた後、200℃で4時間水熱合成を行った。得られたハイドロタルサイトスラリーを95℃に保持して、ステアリン酸5gを加えて表面処理を行った。次いで、ろ過水洗を実施し、100℃24時間乾燥し、粉砕を行うことによって、比表面積値=13m/g、かさ比重0.33g/mlのハイドロタルサイトを得た。
比較例3 ハイドロタルサイトの製造
水熱合成の条件を140℃で4時間に変更した以外は、比較例2と同様にしてハイドロタルサイトを得た(比表面積値=20m/g、かさ比重0.20g/ml)。
比較例4 ハイドロタルサイトの製造
水熱合成の条件を220℃で6時間に変更した以外は、比較例2と同様にしてハイドロタルサイトを得た(比表面積値=2m/g、かさ比重0.65g/ml)。
実施例、比較例の粉体のかさ比重(g/ml)、BET比表面積(m/g)、二次粒子の平均粒子径(μm)、Na含有量(ppm)を表1に示した。
なお、かさ比重は、上述した方法により得られた値である。
また、二次粒子の平均粒子径は、レーザー回折式粒度測定装置「LA−500」(堀場製作所社製)を用いて測定された値である。
Na含有量は、以下の方法によって測定した。
(Naの分析方法)
実施例、比較例の粉体を約1gを採取し、エーテル30ml及び硝酸(1+10)20mlを加えてより振り、試料を完全に溶かし、約5分間放置したのち、分離した水層の部分をビーカーにとり、徐々に加熱して溶存するエーテルを追い出す。冷却後、5Cのろ紙でろ過し蒸留水を加えて100mlとし、この検液を原子吸光分光光度計(日立製 Z−800)にて測定した。
〔評価〕
実施例、比較例の粉体を以下の方法により評価した。結果を表1、2に示した。
(流動性)
図2の形状のホッパー(a:412mm、b:45mm、c:55度、下部にダンパーを有するもの)に、実施例及び比較例のハイドロタルサイトの粉体を一定容量(1000ml)投入し、下部のダンパーを開け、粉体の残り方を観察することにより、流動特性を評価した。粉体が全部流れた場合は〇、流れずに残った場合は×と評価した。
(耐熱性)
塩化ビニル樹脂100質量部に対して、可塑剤50質量部、ステアリン酸亜鉛0.5質量部、実施例及び比較例のハイドロタルサイトの粉体2質量部配合し、ロール(170℃)で5分混錬した。そのロールシートを使用しオーブン(180℃)における変色性を評価した。変色性が良いものは〇、悪いものは×とした。
(中和性)
PP溶融物(PP100質量部に対して、実施例及び比較例のハイドロタルサイトの粉体0.05質量部)に鉄のプレートを差込み、50℃336時間後のプレート腐食状態を目視で確認することにより評価した。腐蝕がないものは◎、僅かに腐蝕しているのものは○、かなり腐食しているものは△、腐蝕が著しいものは×とした。
(透明性)
ポリエチレン樹脂34.9質量部に対して、酸化防止剤0.1質量部、実施例及び比較例のハイドロタルサイトの粉体65質量部配合し、プラストミル(120℃)で10分混練しマスターバッチとした。ポリエチレン樹脂90質量部に対して、マスターバッチ10質量部混ぜ合わせ、押出機にてフィルム化(0.1mm)した。そのフィルムの透明性をへーズメーターにて全光線透過率(%)を測定した。
(分散性)
粉末ポリプロピレン1600質量部に対して、実施例及び比較例のハイドロタルサイトの粉体400質量部配合し、二軸押出機にて成型した。成型時の200メッシュスクリーンへの粉体の目詰まり具合を目視にて確認し、目詰まりがないものは〇、目詰まりがあるものは×と評価した。
Figure 2007106620
Figure 2007106620
表1、2から、実施例の流動性ハイドロタルサイト粉体は、流動特性に優れているものであり、耐熱性、中和性、透明性、分散性にも優れていた。一方、比較例では、これらすべての性質が優れたものは得られなかった。
本発明の流動性ハイドロタルサイト粉体は、各種樹脂の樹脂添加剤、特にポリオレフィン樹脂の中和剤、農業用ポリオレフィン樹脂フィルムや農業用塩化ビニル樹脂の保温剤、塩化ビニル樹脂用安定剤として好適に用いることができる。
ハイドロタルサイト粉末のかさ比重を測定する装置の概略図である。 ホッパーの側面図の概略図である。
符号の説明
1 粉体供給部
2 粉体排出部
3 上部開口部
4 下部開口部

Claims (3)

  1. 下記式(1);
    [(Mg)(Zn)1−z(Al)(OH)(An−z/n・mHO (1)
    (式中、An−は、n価のアニオンを表す。x、y、z及びmは、0.5≦x≦1、0≦y≦0.5、x+y=1、0.1≦z≦0.5、0≦m<1の条件を満たす値である。)
    で表され、かつ、かさ比重が0.36〜0.50g/mlであることを特徴とする流動性ハイドロタルサイト粉体。
  2. 二次粒子の平均粒子径が0.1〜1.0μmである請求項1記載の流動性ハイドロタルサイト粉体。
  3. ハイドロタルサイトを減容することによって、かさ比重を0.36〜0.50g/mlの範囲に調整する工程を含むことを特徴とする流動性ハイドロタルサイト粉体の製造方法。
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