JPS6389418A - 多孔質球状塩基性炭酸マグネシウムの製造方法 - 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、塩基性炭酸マグネシウムの製造方法に関する
。更に詳しくは本発明は、多孔質球状塩基性炭酸マグネ
シウムを、粒度分布を広げることなく、粒径の均一なも
のとして製造する方法に関するものである。

塩基性炭酸マグネシウムは、ゴム、プラスチックなどの
ポリマーへの無機光てん剤として、とくに天然ゴムの透
明配合用光てん剤として多く使用されている。また、塗
料や化粧料の分野、あるいは製紙の分野において、白色
の無機光てん剤として使用されている。さらに、薬剤の
キャリアー、芳香剤の担体等としても使用されている。

本発明で得られる多孔質球状塩基性炭酸マグネシウムも
、上記と同様の分野で利用の期待されるものである。

〔従来の技術〕

塩基性炭酸マグネシウムの製造方法として従来採用され
ている主なものとしては、■水酸化マグネシウムの炭酸
化法、■苦汁・炭酸アルカリ法、０重炭酸マグネシウム
の熱分解法がある。

上記■の製造方法は、水酸化マグネシウム懸濁液に炭酸
ガスを吹き込んで炭酸化せしめ塩基性炭酸マグネシウム
とする方法である。■の製造方法は、苦汁の希釈液に当
量よシやや過剰の炭酸ナトリウムあるいは炭酸アンモニ
ウムなどの炭酸アルカリ溶液を反応させて正炭酸マグネ
シウム（ＭｇＣＯ、・３Ｈ２０）を生成させ、これを熟
成して塩基性炭酸マグネシウムを得る方法である。また
■の製造方法は、重炭酸マグネシウム（Ｍ　ｙ（ＨＣＯ
、）２）の溶液を加熱分解して正炭酸マグネシウムとし
、これを熟成して塩基性炭酸マグネシウムとする方法で
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記製造方法によって得られた塩基性炭酸マグネシウム
は、いずれも園外状の微細粒子から成シ、見掛比重が小
さく、吸油量が大きい等の特徴を持つが、反面、これら
の塩基性炭酸マグネシウムを水、有機溶媒あるいはポリ
マー等に分散させる場合に、粘度が増大するために、多
量かつ均一に分散させることが困難であった。また、粉
末の流動性が悪く、飛散するなど取シ扱い作業性が悪い
といり問題を有してい念。さらに、これらの塩基性炭酸
マグネシウムを製造する際に、脱水ケーキの含水率が高
く、乾燥に多量のエネルギーを必要とするため、生産コ
ストが高くなるという欠点があった。

本発明は、上記の如き問題点を解決し、水、有機溶媒へ
の分散性が良く、かつ取扱い作業性が良好で安価な多孔
質球状塩基性炭酸マグネシウムを容易に製造しうる方法
を提供せんとするものである０ に、多孔質球状塩基性炭酸マグネシウムを、粒度分布を
広げることなく、粒径の均一なものとして一挙に製造す
る方法を研究し、本発明に到達し念。

すなわち本発明は、反応槽内の塩基性炭酸マグネシウム
出発懸濁液に水酸化マグネシウム懸濁液を添加しながら
炭酸ガスを吹き込んで炭酸化反応を開始し、引き続き同
反応槽内の懸濁液に水酸化マグネシウム懸濁液を添加し
ながら炭酸ガスを吹き込んで炭酸化反応を続行すること
を特徴とする、多孔質球状塩基性炭酸マグネシウムの製
造方法に係るものである。

〔作　用〕

本発明に用いる塩基性炭酸マグネシウム出発懸濁液は、
通常のいずれの製造方法によるものでもよく、例えば、
本発明で得た多孔質球状塩基性炭酸マグネシウムでも使
用できる。

使用する塩基性炭酸マグネシウム出発懸濁液および水酸
化マグネシウム懸濁液の好ましい濃度範囲は１０〜８０
９Ｍｇ０／ＩＪ　であり、さらに好ましい濃度範囲は２
０〜５０９Ｍ９０／（ｌ　テあるｏ　１（１ｇＭ９０／
１４！　よシ希薄な濃度では、処理液量が多量になシ経
済的でなく、ま′１１ｃａｏ　ｔｎｔｑｏ／ｌより濃厚
な濃度では炭酸化反応の均一性を保持することが困難で
所望する粒子径が均一な多孔材質球状塩基性炭酸マグネ
シウムとならない。

また炭酸化反応系の温度は４０〜８０℃が適している。

炭酸化反応系の温度が４０でよシ低い場合、水酸化マグ
ネシウムよシ生成する正炭酸マグネシウムの熟成が速や
かに進行せず、生成する塩基性炭酸マグネシウムの凝集
状態を制御することが困難となシ所望する粒径が均一な
多孔質球状塩基性炭酸マグネシウムを得難い。炭酸化反
応系の温度が高くなるほど正炭酸マグネシウムから塩基
性炭酸マグネシウムの反応は速やかとなるが、８０℃よ
り高温では反応速度にあｔｐ変化がみられず、いたずら
に熱エネルギーを消費することとなシ、工業的に不経済
である。

本発明の多孔質球状の塩基性炭酸マグネシウムを得るに
は、塩基性炭酸マグネシウム出発懸濁液に水酸化マグネ
シウム懸濁液を添加しながら炭酸化反応をおこなわせる
ことが必要で、これＫよって塩基性炭酸マグネシウム−
欠粒子の凝集状態を制御することが可能となシ、粒径の
均一な多孔質球状塩基性炭酸マグネシウムを製造すると
とができる。

水酸化マグネシウム懸濁液の添加速度５（ｌＡＬｒ）は
、これを添加する反応槽内の懸濁液量Ｖ　（Ｊ）に対し
て、Ｖ／Ｓ＝０．５〜２０の範囲が適している。

このＶ／Ｓの値は、反応槽への水酸化マグネシウム懸濁
液の添加速度であるＳ（１／ｈｒ）を一定に維持する場
合、同反応槽内での炭酸化反応を進行させるに従い、大
きくなっていく。何故ならば、上記反応槽内の懸濁液量
Ｖ　Ｃ１）は、炭酸化反応開始当初は、塩基性炭酸マグ
ネシウム出発懸濁液の液量に等しいが、時間ｎ（ｈｒ）
の経過に伴い、同反応槽内に添加される水酸化マグネシ
ウム懸濁液量ｎｘｓ（１）分だけ増加するからである。

とのＶ／Ｓ値の増加は、水酸化マグネシウム懸濁液の反
応槽への連続添加によって、当該反応槽が一杯になる迄
続くが、本発明の実施にあたっては、水酸化マグネシウ
ム懸濁液の反応槽への添加開始時（炭酸化反応開始当初
）から、当該反応槽が一杯になる迄の間は、ＶｌＳ値を
常に０．５〜２０の範囲内に維持せしめることが望まし
い。

尚、水酸化マグネシウム懸濁液の反応槽への添加開始時
から、当該反応槽が一杯になる迄の時間は、水酸化マグ
ネシウム懸濁液の添加速度や反応槽の容積によって異な
るが、Ｖ／Ｓ値が目的物の粒径を均一化するのに特に重
要な時点は、水酸化マグネシウム懸濁液の反応槽への添
加開始時から、しばらくの間である。

反応槽への水酸化マグネシウム懸濁液の添加速度Ｓ（ｌ
／ｈｒ）が小さく、ｖ／Ｓが囚よりも大きい場合には、
目的物である多孔質球状塩基性炭酸マグネシウムの製造
に時間がかかりすぎ、工業的規模での実施に不向きとな
る。一方、反応槽への水酸化マグネシウム懸濁液の添加
速度Ｓ（ｌ／ｈｒ）が犬きぐ、Ｖ／Ｓが０．５より小さ
くなると、生成する塩基性炭酸マグネシウムの一次粒子
の凝集が不均一に起って、大小様々な多孔質球状塩基性
炭酸マグネシウムよシなる、粒度分布の広い生成物が生
起し、本発明の目的が達成し難い０ 炭酸化に使用する炭酸ガスは、Ｃ０２濃度が１１３容量
チ以上であれば良く、ガス流量は反応槽内の全懸濁液中
のＭｇＯ量に対して６０〜６００１／鱈・ｂｉＭ９０の
範囲が好ましい。ＣＯ２６度が１０容ｉ″チより低いと
炭酸化に要する時間が長くなり経済的でない。

また、ガス流量が６０〜６００１７ｍ・ｋｇＭ９０の範
囲外ででも、多孔質な球状塩基性炭酸マグネシウムは得
られるが、粒度分布中の広いものとな如、粒子径の均一
な多孔質球状塩基性炭酸マグネシウムは得難い。

尚、反応槽を１檜のみ用意して、この反応槽内で以上の
本発明をバッチ式で実施する場合には、水酸化マグネシ
ウム懸濁液の添加によシ我該反応槽が一杯となった時点
で、水酸化マグネシウム懸濁液の添加を止め、その後は
同反応槽へ炭酸ガスのみを吹き込んで、未反応水酸化マ
グネシウムの炭酸化反応を進行完結させればよい。

また、反応槽を数槽用童して、本発明を連続式で実施す
る場合には、第１図に示す如く、水酸化マグネシウム懸
濁液を添加する第１槽目の反応槽（１）において、前述
のＶ／Ｓ値、炭酸ガスのＣＯ□儂度、同ガスの吹き込み
量等を適切に設定し、第１槽目の反応槽（１）をオーバ
フローした懸濁液を第２槽目の反応槽（２）へ導き、更
に反応槽（２）をオーバフローした懸濁液を第３槽目の
反応槽（３）へ導き、これら、第２楢目以後の反応槽（
２）、（５）・・・では、炭酸ガスの吹き込みのみをお
こなって、未反応水酸化マグネシウムの炭酸化反応を進
行完結させればよい。

本発明においては、炭酸化反応開始当初に反応槽内に存
在する塩基性炭酸マグネシウムの一次粒子の凝集状態が
、添加する水酸化マグネシウムで均一に維持され、塩基
性炭酸マグネシウムの凝集粒子を核としてその表面で水
酸化マグネシウムの炭酸化反応が進行しているものと略
確信される。

因みに、前述したＶｌＳ値等が生成物の粒径の均一化に
最も大きな影響を及ぼすのは、炭酸化反応の初期である
。また、生成する球状粒子の粒子径は、バッチ式の場合
には、反応槽の容積を大きくして、水酸化マグネシウム
懸濁液の添加総量を大きくすれば、反応槽の容積を小さ
なものとした場合に比較して（当初の塩基性炭酸マグネ
シウム出発懸濁液の液量は、同じとする）、大きくなシ
、一方、連続式の場合には、後述の実施例２にも示す如
く、水酸化マグネシウム懸濁液の添加時間が経過するに
従って大きくなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、粒子径が均一で多
孔質な球状粒子からなる塩基性炭酸マグネシウムを一挙
に製造可能なため、別途分級作業をおこなうことなくそ
の生成物を水、有機溶媒あるいはポリマー等へ分散させ
る場合にも、その分散性が良好で、取扱い作業性も良好
である０さらに所望の粒子径に制御が可能であるため、
塗料、化粧料、紙あるいはポリマー等の充てん剤および
薬剤のキャリアー、芳香剤の担体等の広い用途に好適で
ある。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によシ更に具体的に説明する。

実施例　１゜ 水酸化マグネシウムを炭酸化して得た濃度５０９Ｍ９〜
句の塩基性炭酸マグネシウム出発懸濁液１０１を６０℃
に保持して反応槽に入れ、これに濃度ｓａｙＭ　ｇＯ／
ｌで６０℃に保持した水酸化マグネシウム懸濁液を１０
１／ｈｒの速度で添加しながらＣ０２濃度２５容量チの
炭酸ガスを流量２００１／ｍ　Ｊｇ　Ｍり０で吹き込ん
で炭酸化反応させた。懸濁液量が５０１になるまで水酸
化マグネシウム懸濁液を添加し、添加終了後３０分間さ
らに炭酸ガスを吹き込み、次いで生成物をろ過後、１２
０℃で２４時間乾燥した。

乾燥品のＸ線回折の結果は全て塩基性炭酸マグネシウム
であった。得られた塩基性炭酸マグネシウムを走査型電
子顕微鏡にて観察したところ、鱗片状の一次粒子が多孔
質に凝集して、１５μｍ程度の均一な粒子径を持つ球状
体をなしていた。脱水したケーキの含水率は、２４０％
であった。また、得られた粉末は見掛比重−０，２５９
Ａ已吸油量＝１７０鯖４００ｇで水５００πｌに粉末１
００９を懸濁させた際の粘度が２００ｃｐｓであった０ 実施例　２゜ 第１図に示すような反応装置を用いて炭酸化反応を連続
的に行なった。反応槽には、上部に排出口を設け、懸濁
液量が夫々５０１になるようにした。

塩基性炭酸マグネシウム出発懸濁液および水酸化マグネ
シウム懸濁液の濃度および温度は、それぞれ３０ｆＭｆ
Ｏ／Ｊおよび６０℃、炭酸ガスのＣＯ□濃度お濁液１０
１を第１槽目の反応槽（１）に入れ、水酸化マグネシウ
ム懸濁液を添加しながら炭酸ガスを吹き込んだ。水酸化
マグネシウム懸濁液の添加速度を１０　ｌ　ｆｉｒ　と
して、反応槽（３）から排出する懸濁液を排出開始より
、Ｏｈｒ後、Ｓｈｒ後、２０　ｈｒ後に採取し、ろ過後
、１２０℃で２４時間乾燥した。

乾燥品はいずれも塩基性炭酸マグネシウムのみのＸ線回
折ピークを示し、走査型電子顕微鏡にて観察したところ
鱗片状の一次粒子が多孔質に凝集写真を示す。

顕微鏡による平均粒子径および粉末の性状は下表の通シ
であった。

比較例　１゜ 濃度３０９Ｍ１Φ句の塩基性炭酸マグネシウム懸濁液ｌ
Ｑ　ｌと濃度ｓ　ｏ　ｙ　Ｍ　ｙ　ｏ／ｌの水酸化マグ
ネシウム懸濁液４０１とを混合し、液温を６０ｔ−に保
持して、ｃｏ２濃度２５容量チの炭酸ガスを流量２００
１Ａｉｘ−＃Ｍ９０で吹き込んで炭酸化反応させた。炭
酸化反応終了後、生成物をろ過し、１２０℃で２４時間
乾燥した。

乾燥品のＸ線回析の結果は全て塩基性炭酸マグネシウム
であった。得られた塩基性炭酸マグネシウムを走査型電
子顕微鏡にて観察したところ、第５図に示した如く鱗片
状の微細な粒子であった（第３図参照）０脱水したケー
キの含水率は５７０％であった。また、得られた粉末は
見掛比重＝０．１３ｇ　／ｃｃ、吸油量＝　１４０ｆｆ
？／１００ｇで水５００ｍ／に粉末１田ｑを懸濁させた
際の粘度が１５００ｃｐｓであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例２の連続式装置の概略図であ図中、（
１）、（２人（′５）は（支）応槽、（ｌ）は水酸化マ
グネシウム懸濁液用配管、（５）は炭酸ガス用配管、（
６）、（７）はける塩基性炭酸マグネシウムの１０００
倍の走査型電子顕微鏡写真を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）反応槽内の塩基性炭酸マグネシウム出発懸濁液に水
   酸化マグネシウム懸濁液を添加しながら炭酸ガスを吹き
   込んで炭酸化反応を開始し、引き続き同反応槽内の懸濁
   液に水酸化マグネシウム懸濁液を添加しながら炭酸ガス
   を吹き込んで炭酸化反応を続行することを特徴とする、
   多孔質球状塩基性炭酸マグネシウムの製造方法。 ２）炭酸化反応系の温度が４０〜８０℃であり、塩基性
   炭酸マグネシウム出発懸濁液および水酸化マグネシウム
   懸濁液の濃度がいずれも１０〜８０ｇＭｇＯ／ｌである
   、特許請求の範囲第１）項記載の多孔質球状塩基性炭酸
   マグネシウムの製造方法。 ３）反応槽への水酸化マグネシウム懸濁液の添加速度Ｓ
   （ｌ／ｈｒ）が同反応槽内の懸濁液量Ｖ（ｌ）に対し、
   Ｖ／Ｓ＝０．５〜２０を満足する、特許請求の範囲第１
   ）項又は第２）項記載の多孔質球状塩基性炭酸マグネシ
   ウムの製造方法。 ４）炭酸ガスの濃度がＣＯ＿２換算で１０容量％以上で
   あり、炭酸ガスの吹き込み流量が反応槽内の懸濁液中の
   ＭｇＯ量に対して６０〜６００ｌ／ｍｉｎ　ｋｇ　Ｍｇ
   Ｏである、特許請求の範囲第１）項乃至第３）項のいず
   れかの項に記載の多孔質球状塩基性炭酸マグネシウムの
   製造方法。