(57)【要約】  新規な水酸化マグネシウム難燃剤、スラリーからこれらを製造する方法、およびこれらの使用。
2009532315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）約３．５μｍ未満のｄ５０；
ｂ）約１から約１５の範囲のＢＥＴ比表面積；および
ｃ）約０．０１から約０．５μｍの範囲のメディアン細孔径ｒ５０
を有する水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２】
ｄ５０が約１．２から約３．５μｍの範囲にある、請求項１に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３】
ｄ５０が約０．９から約２．３μｍの範囲にある、請求項１に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項４】
ｄ５０が約０．５から約１．４μｍの範囲にある、請求項１に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項５】
ｄ５０が約０．３から約１．３μｍの範囲にある、請求項１に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項６】
ＢＥＴ比表面積が約２．５から約４ｍ２／ｇの範囲、または約１から約５の範囲にある、請求項２に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項７】
ＢＥＴ比表面積が約３から約７ｍ２／ｇの範囲にある、請求項３に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項８】
ＢＥＴ比表面積が約７から約９ｍ２／ｇの範囲、または約６から約１０ｍ２／ｇの範囲にある、請求項４に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項９】
ＢＥＴ比表面積が約８から約１２ｍ２／ｇの範囲、または約９から約１１ｍ２／ｇの範囲にある、請求項５に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項１０】
ｒ５０が約０．２０から約０．４μｍの範囲にある、請求項７に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項１１】
ｒ５０が約０．１５から約０．２５μｍの範囲にある、請求項８に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項１２】
ｒ５０が約０．１から約０．２μｍの範囲にある、請求項８に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項１３】
ｒ５０が約０．０５から約０．１５μｍの範囲にある、請求項９に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項１４】
前記水酸化マグネシウム粒子が約１５％から約４０％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項１０−１３のいずれかに記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項１５】
前記水酸化マグネシウム粒子が約１５％から約４０％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項６に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項１６】
前記水酸化マグネシウム粒子が約１５％から約４０％の範囲のアマニ油吸収を有する、
請求項７に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項１７】
前記水酸化マグネシウム粒子が約１５％から約４０％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項８に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項１８】
前記水酸化マグネシウム粒子が約１５％から約４０％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項９に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項１９】
前記水酸化マグネシウム粒子が約１６％から約２５％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項１０に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２０】
前記水酸化マグネシウム粒子が約２０％から約２８％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項１１に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２１】
前記水酸化マグネシウム粒子が約２４％から約３２％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項１２に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２２】
前記水酸化マグネシウム粒子が約２７％から約３４％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項１３に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２３】
前記水酸化マグネシウム粒子がスラリーの全重量基準で約１から約４５重量％の範囲の水酸化マグネシウム粒子を含むスラリーをミル乾燥することにより製造される、請求項１に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２４】
前記水酸化マグネシウム粒子がスラリーの全重量基準で約１から約８０重量％の範囲の水酸化マグネシウム粒子と、分散剤を含むスラリーをミル乾燥することにより製造される、請求項１に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２５】
ａ）約３．５μｍ未満のｄ５０；
ｂ）約１から約１５の範囲のＢＥＴ比表面積；
ｃ）約０．０１から約０．５μｍの範囲のメディアン細孔径ｒ５０；および
ｄ）約１５％から約４０％の範囲のアマニ油吸収
を有し、前記水酸化マグネシウム粒子がｉ）スラリーの全重量基準で約１から約４５重量％の範囲の水酸化マグネシウム粒子を含む水性スラリーまたはｉｉ）スラリーの全重量基準で約１から約８０重量％の範囲の水酸化マグネシウム粒子と、分散剤を含む水性スラリーをミル乾燥することにより製造される、水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２６】
ｄ５０が約１．２から約３．５μｍの範囲にある、請求項４４に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２７】
ｄ５０が約０．９から約２．３μｍの範囲にある、請求項４４に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２８】
ｄ５０が約０．５から約１．４μｍの範囲にある、請求項４４に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２９】
ｄ５０が約０．３から約１．３μｍの範囲にある、請求項４４に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３０】
ＢＥＴ比表面積が約２．５から約４ｍ２／ｇの範囲、または約１から約５ｍ２／ｇの範
囲にある、請求項２６に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３１】
ＢＥＴ比表面積が約３から約７ｍ２／ｇの範囲にある、請求項２７に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３２】
ＢＥＴ比表面積が約４から約６ｍ２／ｇの範囲にある、請求項２８に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３３】
ＢＥＴ比表面積が約７から約９ｍ２／ｇの範囲、または約６から約１０ｍ２／ｇの範囲にある、請求項２８に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３４】
ＢＥＴ比表面積が約８から約１２ｍ２／ｇの範囲、または約９から約１１ｍ２／ｇの範囲にある、請求項２９に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３５】
ｒ５０が約０．２から約０．４μｍの範囲にある、請求項３１に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３６】
ｒ５０が約０．１５から約０．２５μｍの範囲にある、請求項３２に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３７】
ｒ５０が約０．１から約０．２μｍの範囲にある、請求項３３に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３８】
ｒ５０が約０．０５から約０．１５μｍの範囲にある、請求項３４に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３９】
前記水酸化マグネシウム粒子が約１６％から約２５％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項３５に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項４０】
前記水酸化マグネシウム粒子が約２０％から約２８％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項３６に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項４１】
前記水酸化マグネシウム粒子が約２４％から約３２％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項３７に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項４２】
前記水酸化マグネシウム粒子が約２７％から約３４％の範囲のアマニ油吸収を有する、請求項３８に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項４３】
ａ）ｉ）スラリーの全重量基準で約１から約４０重量％の範囲の水酸化マグネシウム粒子を含むスラリー、またはｉｉ）スラリーの全重量基準で約１から約８０重量％の範囲の水酸化マグネシウム粒子と、分散剤を含むスラリーをミル乾燥することを含んでなる方法。
【請求項４４】
ｉ）がミル乾燥され、ならびにｉ）がｉ）の全重量基準で約２５から約３５重量％の範囲の水酸化マグネシウムを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
ｉｉ）がミル乾燥され、ならびにｉｉ）がｉｉ）の全重量基準で約４５から約６５重量％の範囲の水酸化マグネシウムを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
約１５０℃以上の温度と約３０００以上のレイノルズ数を有し、約３０００Ｂｍ３／時
以上の熱空気流のスループット、約４０ｍ／秒以上のローター周辺速度を含む条件下で運転されるミル乾燥機にスラリーを通すことによりミル乾燥が行われる、請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
約１５０℃から約５５０℃の温度と約３０００以上のレイノルズ数を有し、約３０００Ｂｍ３／時から約４００００Ｂｍ３／時の熱空気流のスループット、約７０ｍ／秒以上のローター周辺速度を含む条件下で運転されるミル乾燥機にスラリーを通すことによりミル乾燥が行われる、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
ミル乾燥された水酸化マグネシウムのＢＥＴがスラリー中の水酸化マグネシウム粒子よりも約１０％大きい、請求項４３に記載の方法。
【請求項４９】
ミル乾燥された水酸化マグネシウムのＢＥＴがスラリー中の水酸化マグネシウム粒子よりも約１０％から約４０％の範囲で大きい、請求項４３に記載の方法。
【請求項５０】
水を酸化マグネシウムに添加して、サスペンション基準で約１から約８５重量％の酸化マグネシウムを含む酸化マグネシウムの水サスペンションを形成すること、および約５０℃から約１００℃の範囲の温度と一定の攪拌を含む条件下で水と酸化マグネシウムを反応させて、第１のスラリーを得、前記第１のスラリーを濾過して、フィルターケーキを得、前記フィルターケーキを再攪拌して、水酸化マグネシウム粒子と水を含む前記スラリーを形成することを含んでなる方法から前記スラリーが得られる、請求項４３に記載の方法。
【請求項５１】
酸化マグネシウムが塩化マグネシウム溶液を噴霧培焼することから得られる、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記方法が再スラリー化の前に前記フィルターケーキを水により洗浄することを更に含んでなる、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記水が脱塩水である、請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記分散剤がポリアクリレート、有機酸、ナフタレンスルホン酸塩／ホルムアルデヒド縮合物、脂肪アルコール−ポリグルコールエーテル、ポリプロピレン−エチレンオキシド、ポリグリコールエステル、ポリアミン−エチレンオキシド、ホスフェート、ポリビニルアルコールから選択される、請求項４３もしくは４５のいずれかに記載の方法。
【請求項５５】
ａ）少なくとも１つの合成樹脂と、
ｂ）ｉ．約３．５μｍ未満のｄ５０；
ｉｉ．約１から約１５の範囲のＢＥＴ比表面積；
ｉｉｉ．約０．０１から約０．５μｍの範囲のメディアン細孔径ｒ５０；および
ｉｖ．約１５％から約４０％の範囲のアマニ油吸収
を有する、難燃化量のミル乾燥された水酸化マグネシウム粒子を含む、難燃化されたポリマー配合物。
【請求項５６】
前記少なくとも１つの合成樹脂がポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリマー、ポリブテン、ポリ（４−メチルペンテン−１）などのＣ２からＣ８オレフィン（α−オレフィン）のポリマーおよびコポリマー、これらのオレフィンとジエンのコポリマー、エチレン−アクリレートコポリマー、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、エチレン−塩化ビニルコポリマー樹脂、エチレン−酢酸ビニルコポリマー樹脂、エチレン−塩化ビニル−酢酸ビニルグラフトポリマー樹脂、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−ポリプロピレンコポリマー、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シド、ポリフェニレンスルフィド、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、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、アルキッド樹脂、およびウレア樹脂と、天然もしくは合成ゴム、ＥＰＤＭ、ブチルゴム、イソプレンゴム、ＳＢＲ、ＮＩＲ、ウレタンゴム、ポリブタジエンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フルオロエラストマー、ＮＢＲおよびクロルスルホン化ポリエチレン、ポリマー型サスペンション（ラテックス）などなどから選択される、請求項５５に記載のポリマー配合物。
【請求項５７】
前記難燃化されたポリマー配合物が約５重量％から約９０重量％の範囲のミル乾燥された水酸化マグネシウム粒子を含む、請求項５５に記載の難燃化されたポリマー配合物。
【請求項５８】
前記ポリマー配合物が押し出し助剤、カップリング剤、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、有機過酸化物、染料、顔料、充填剤、発泡剤、脱臭剤、熱安定剤、酸化防止剤、酸化防止剤、補強剤、金属掃去剤または不活性化剤、衝撃変成剤、加工助剤、離型助剤、潤滑剤、ブロッキング防止剤；他の難燃剤、ＵＶ安定剤、可塑剤、流動助剤、核形成剤などから選択される添加物を更に含む、請求項５５に記載の難燃化されたポリマー配合物。
【請求項５９】
請求項５５に記載の難燃化されたポリマー配合物から製造される成形物品または押し出し物品。
【請求項６０】
前記物品がｉ）Ｂｕｓｓコニーダー、インターナルミキサー、Ｆａｒｒｅｌ連続ミキサー、二軸押し出し機、単軸押し出し機、および二本ロールミルから選択される混合装置中で合成樹脂とミル乾燥された水酸化マグネシウム粒子を混合して、混練された混合物を形成し、ならびにｉｉ）混練された混合物を成形して、成形物品を形成することにより製造される成形物品である、請求項５９に記載の成形物品または押し出し物品。
【請求項６１】
前記成形物品が延伸、エンボス、被覆、印刷、めっき、打ち抜きまたは切断加工で使用される、請求項５９に記載の成形物品。
【請求項６２】
前記成形物品が石膏ボード、木材、ベニヤ板、金属材料または石材などの材料に貼り付けられる、請求項６０に記載の成形物品。
【請求項６３】
混練された混合物がインフレーション、射出、押し出し、ブロー、プレス、回転またはカレンダーにより成形される、請求項６０に記載の成形物品。
【請求項６４】
前記物品がｉ）合成樹脂とミル乾燥された水酸化マグネシウム粒子を混練して、混練された混合物を形成すること、ｉｉ）押し出し装置中で前記混練混合物を溶融状態まで加熱すること、およびｉｉｉ）溶融混練混合物を選択されたダイから押し出して、押し出し物品を形成するか、もしくはデータ伝送に使用される金属線またはガラス繊維を溶融混練混合物により被覆することにより製造される押し出し物品である、請求項５９に記載の成形物品または押し出し物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉱物質の難燃剤に関する。特に、本発明は、新規な水酸化マグネシウム難燃剤、これらを製造する方法、およびこれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
水酸化マグネシウムを製造する方法は多数存在する。例えば、在来のマグネシウム法においては、塩化マグネシウム溶液の噴霧培焼により得られる酸化マグネシウムを水和することにより、水酸化マグネシウムが製造可能であるということが知られている。例えば米国特許第５，２８６，２８５号および欧州特許番号ＥＰ０４２７８１７を参照のこと。アイロンビッテン（ｉｒｏｎ  ｂｉｔｔｅｎ）、海水またはドロマイトなどのＭｇ源を石灰または水酸化ナトリウムなどのアルカリ源と反応して、水酸化マグネシウム粒子を形成することができること、またＭｇ塩とアンモニアが反応されて、水酸化マグネシウム結晶を形成することができることも知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
かねてから、水酸化マグネシウムの工業的応用可能性は知られてきた。水酸化マグネシウムは、医薬分野における制酸剤としての使用から工業的用途における難燃剤としての使用までの多様な用途で使用されてきた。難燃剤分野においては、水酸化マグネシウムは、プラスチックなどの合成樹脂および電線・電纜用途において難燃性を賦与するのに使用される。水酸化マグネシウムを含有する合成樹脂の混練特性および粘度は、水酸化マグネシウムに結び付けられる重要な属性である。合成樹脂業界においては、明白な理由により、すなわち混練および押し出し時の高スループット、金型の中への良好な流れによって、混練特性および粘度の改善の要求が増大した。この要求が増大するのにしたがって、高品質の水酸化マグネシウム粒子とこれらの製造方法への要求も増加している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、
約３．５μｍ未満のｄ５０；
約１から約１５の範囲のＢＥＴ比表面積；および
約０．０１から約０．５μｍの範囲のメディアン細孔径
を有する水酸化マグネシウム粒子に関する。
【０００５】
本発明は、約１から約４５重量％の水酸化マグネシウムを含むスラリーをミル乾燥することを含んでなる方法にも関する。
【０００６】
もう一つの態様においては、本発明は、約１から約７５重量％の水酸化マグネシウムと、分散剤を含むスラリーをミル乾燥することを含んでなる方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約３．５μｍ未満のｄ５０を有することを特徴とする。一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約１．２から約３．５μｍの範囲の、更に好ましくは約１．４５から約２．８μｍの範囲のｄ５０を有することを特徴とする。もう一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約０．９から約２．３μｍの範囲の、更に好ましくは約１．２５から約１．６５μｍの範囲のｄ５０を有することを特徴とする。もう一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約０．５から約１．４μｍの範囲の、更に好ましくは約０．８から約１．１μｍの範囲のｄ５０を有することを特徴とする。更にもう一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約０．３から約１．３μｍの範囲の、更に好ましくは約０．６５から約０．９５μｍの範囲のｄ５０を有することを特徴とする。
【０００８】
この明細書中で示されるｄ５０測定値は、Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ  Ｓレーザー回折装置を用いるレーザー回折によりＩＳＯ９２７６にしたがって測定されたものであるということを特記すべきである。この目的で、Ｍｅｒｃｋ／ＧｅｒｍａｎｙのＥＸＴＲＡＮ  ＭＡ０２による０．５％溶液が使用され、超音波が印加される。ＥＸＴＲＡＮ  ＭＡ０２は、水の表面張力を低下させるための添加物であり、アルカリ敏感性物品の清浄化に使用される。これは、アニオン性および非イオン性界面活性剤、リン酸塩、および少量の他の物質を含有する。粒子を解凝集するのに超音波が使用される。
【０００９】
本発明による水酸化マグネシウム粒子は、ＤＩＮ−６６１３２により測定して約１から１５ｍ２／ｇの範囲のＢＥＴ比表面積を有することも特徴とする。一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約１から約５ｍ２／ｇの範囲の、更に好ましくは約２．５から約４ｍ２／ｇの範囲のＢＥＴ比表面積を有する。もう一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約３から約７ｍ２／ｇの範囲の、更に好ましくは約４から約６ｍ２／ｇの範囲のＢＥＴ比表面積を有する。もう一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約６から約１０ｍ２／ｇの範囲の、更に好ましくは約７から約９ｍ２／ｇの範囲のＢＥＴ比表面積を有する。更にもう一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約８から約１２ｍ２／ｇの範囲の、更に好ましくは約９から約１１ｍ２／ｇの範囲のＢＥＴ比表面積を有する。
【００１０】
本発明による水酸化マグネシウム粒子は、特定のメディアン平均細孔径（ｒ５０）を有することも特徴とする。本発明による水酸化マグネシウム粒子のｒ５０は、水銀ポロシメトリーから導出可能である。水銀ポロシメトリーの理論は、非反応性、非濡れ性の液体が液体の強制的な入り込みに充分な圧力を印加するまで細孔を透過しないという物理的な原理に基づく。このように、液体が細孔に入り込むのに必要な圧力が高い程、細孔サイズは小さい。小さい細孔サイズは水酸化マグネシウム粒子の良好な濡れ性と相関するということが判明した。本発明の水酸化マグネシウム粒子の細孔サイズは、Ｃａｒｌｏ  Ｅｒｂａ
Ｓｔｒｕｍｅｎｔａｚｉｏｎｅ（Ｉｔａｌｙ）のポロシメーター２０００を用いる水銀ポロシメトリーから誘導されるデータから計算可能である。ポロシメーター２０００のマニュアルによれば、測定圧力ｐから細孔径ｒを計算するのに、式ｒ＝−２γｃｏｓ（θ）／ｐが使用される。式中、θは濡れ角であり、γは表面張力である。この明細書中で行われた測定はθに対して１４１．３゜の値を使用し、γは４８０ダイン／ｃｍに設定された。
【００１１】
測定の再現性を改善するために、細孔サイズは、ポロシメーター２０００のマニュアルで述べられているように第２の水酸化マグネシウム押込試験から計算された。本発明者らは、押し出し後、すなわち圧力を外周圧力まで解放した後で容積Ｖｏを有する水銀量が水酸化マグネシウム粒子の試料中に残存するということを観察したために、第２の試験が使用された。このように、ｒ５０は、図１、２、および３を参照しながら下記に説明するようなデータから導出可能である。
【００１２】
第１の試験においては、ポロシメーター２０００のマニュアルで説明されているように水酸化マグネシウム試料が作製され、２０００バールの最大圧力を用いて印加押込圧力ｐの関数として細孔容積が測定された。第１の試験の完結時に圧力が解放され、外周圧力に達せしめられた。第１の試験からの不純物混入のない、同一の試料を用いて、第２の押込
試験（ポロシメーター２０００のマニュアルによる）が行われた。この場合、第２の試験の比細孔容積Ｖ（ｐ）の測定は新たな出発容積として容積Ｖｏを採用し、第２の試験にはこれがゼロと設定される。
【００１３】
第２の押込試験においては、試料の比細孔容積Ｖ（ｐ）の測定は、２０００バールの最大圧力を用いる印加押込圧力の関数として再度行われた。図１は、市販の水酸化マグネシウムグレードについての第２の押込試験（第１の試験と同一の試料を用いての）の印加圧力の関数としての比細孔容積Ｖを示す。
【００１４】
第２の水酸化マグネシウム押込試験から、細孔径は、ポロシメーター２０００により式ｒ＝−２γｃｏｓ（θ）／ｐにより計算された。式中、θは濡れ角であり、γは表面張力であり、ならびｐは押込圧力である。この明細書中で行われたすべての測定に対して、θには１４１．３゜の値が使用され、γは４８０ダイン／ｃｍに設定された。このように、比細孔容積は細孔径ｒの関数として表現可能である。図２は、第２の押込試験（同一の試料を用いての）の細孔径ｒの関数としての比細孔容積Ｖを示す。
【００１５】
図３は第２の押込試験の細孔径ｒの関数としての正規化された比細孔容積を示す。すなわち、この曲線においては、第２の押込試験の最大の比細孔容積が１００％に設定され、他の比容積はこの最大値により割って得られるものであった。相対的な比細孔容積の５０％における細孔径は、定義によって、この明細書中ではメディアン細孔径ｒ５０と呼ばれる。例えば、図３によれば、市販の水酸化マグネシウムのメディアン細孔径ｒ５０は０．２４８μｍである。
【００１６】
本発明による水酸化マグネシウム粒子の試料を用いて上述の手順を繰り返し、水酸化マグネシウム粒子は約０．０１から約０．５μｍの範囲のｒ５０を有することが判明した。本発明の好ましい態様においては、水酸化マグネシウム粒子のｒ５０は、約０．２０から約０．４μｍの範囲に、更に好ましくは約０．２３から約０．４μｍの範囲に、最も好ましくは約０．２５から約０．３５μｍの範囲にある。もう一つの好ましい態様においては、ｒ５０は、約０．１５から約０．２５μｍの範囲に、更に好ましくは約０．１６から約０．２３μｍの範囲に、最も好ましくは約０．１７５から約０．２２μｍの範囲にある。更にもう一つの好ましい態様においては、ｒ５０は、約０．１から約０．２μｍの範囲に、更に好ましくは約０．１から約０．１６μｍの範囲に、最も好ましくは約０．１２から約０．１５μｍの範囲にある。なお更にもう一つの好ましい態様においては、ｒ５０は、０．０５から約０．１５μｍの範囲に、更に好ましくは約０．０７から約０．１３μｍの範囲に、最も好ましくは約０．１から約０．１２μｍの範囲にある。
【００１７】
ある態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約１５％から約４０％の範囲のアマニ油吸収を有することを更に特徴とする。一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約１６ｍ２／ｇから約２５％の範囲の、更に好ましくは約１７％から約２５％の範囲の、最も好ましくは約１９％から約２４％の範囲のアマニ油吸収を有することを更に特徴とする。もう一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約２０％から約２８％の範囲の、更に好ましくは約２１％から約２７％の範囲の、最も好ましくは約２２％から約２６％の範囲のアマニ油吸収を有することを更に特徴とする。更にもう一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約２４％から約３２％の範囲の、更に好ましくは約２５％から約３１％の範囲の、最も好ましくは約２６％から約３０％の範囲のアマニ油吸収を有することを更に特徴とする。なお更にもう一つの好ましい態様においては、本発明による水酸化マグネシウム粒子は、約２７％から約３４％の範囲の、更に好ましくは約２８％から約３３％の範囲の、最も好ましくは約２８％から約３２％の範囲のアマニ油吸収を有することを更に特徴とする。
【００１８】
本発明による水酸化マグネシウム粒子は、スラリーの全重量基準で１から約４５重量％の範囲の水酸化マグネシウムを含むスラリーをミル乾燥することにより製造可能である。好ましい態様においては、このスラリーは、スラリーの全重量基準で約１０から約４５重量％の、更に好ましくは約２０から約４０重量％の、最も好ましくは約２５から約３５重量％の範囲の水酸化マグネシウムを含む。この態様においては、このスラリーの残りは、好ましくは水、更に好ましくは脱塩水である。
【００１９】
ある態様においては、このスラリーは分散剤も含有し得る。前記分散剤の非限定的な例は、ポリアクリレート、有機酸、ナフタレンスルホン酸塩／ホルムアルデヒド縮合物、脂肪アルコール−ポリグルコールエーテル、ポリプロピレン−エチレンオキシド、ポリグリコールエステル、ポリアミン−エチレンオキシド、ホスフェート、ポリビニルアルコールを含む。スラリーが分散剤を含む場合には、ミル乾燥にかけられる水酸化マグネシウムスラリーは、分散剤の効果のためにスラリーの全重量基準で約８０重量％までの水酸化マグネシウムを含有し得る。このように、この態様においては、このスラリーは、通常、スラリーの全重量基準で１から約８０重量％の範囲の水酸化マグネシウムを含む。好ましい態様においては、このスラリーは、スラリーの全重量基準で約３０から約７５重量％．更に好ましくは約３５から約７０重量％の、最も好ましくは約４５から約６５重量％の範囲の水酸化マグネシウムを含む。
【００２０】
このスラリーは、水酸化マグネシウム粒子の製造に使用されるいかなる方法からも入手可能である。例示の態様においては、スラリーは、水を酸化マグネシウムに添加することを含んでなる方法から得られるか、もしくは好ましくは、塩化マグネシウム溶液を噴霧培焼して、酸化マグネシウムの水サスペンションを形成することから得られる。このサスペンションは、通常、サスペンションの全重量基準で約１から約８５重量％の酸化マグネシウムを含む。しかしながら、酸化マグネシウム濃度は、上述の範囲内に入るように変更可能である。次に、この水と酸化マグネシウムのサスペンションは、約５０℃から約１００℃の範囲の温度と一定の攪拌を含む条件下で反応され、水酸化マグネシウム粒子と水を含む混合物またはスラリーを得る。上述のように、スラリーは直接にミル乾燥可能であるが、好ましい態様においては、水に可溶化されるいかなる不純物も除去するためにスラリーを濾過して、フィルターケーキを形成し、フィルターケーキが水により再スラリー化される。フィルターケーキは、再スラリー化する前に脱塩水により１回、もしくはいくつかの態様においては１回以上洗浄可能である。
【００２１】
ミル乾燥とは、スラリーがミル乾燥ユニット中の乱流の熱空気流で乾燥されるという意味である。ミル乾燥ユニットは、高周辺速度で回転する堅牢な軸上にしっかりと取り付けられたローターを含んでなる。高空気スループットと関連する回転運動は、流通する熱空気を極めて速い空気渦に変換し、これが乾燥対象のスラリーを同伴し、スラリーを加速し、ならびにスラリーを分配および乾燥して、上述のＢＥＴにより測定して大きい表面積を有する水酸化マグネシウム粒子、次にスラリー中の出発の水酸化マグネシウム粒子を生成する。完全に乾燥した後で、水酸化マグネシウム粒子は、乱流の空気によりミルから搬出され、在来のフィルター系を使用することにより熱空気および蒸気から分離される。
【００２２】
スラリーの乾燥に使用される熱空気のスループットは、通常、約３，０００Ｂｍ３／時以上、好ましくは約５，０００Ｂｍ３／時以上、更に好ましくは約３，０００Ｂｍ３／時から約４０，０００Ｂｍ３／時、最も好ましくは約５，０００Ｂｍ３／時から約３０，０００Ｂｍ３／時である。
【００２３】
スループットをこの高さで得るためには、ミル乾燥ユニットのローターは、通常、約４０ｍ／秒以上の、好ましくは約６０ｍ／秒以上の、更に好ましくは７０ｍ／秒以上の、最も好ましくは約７０ｍ／秒から約１４０ｍ／秒の範囲の周辺速度を有する。モーターの高回転速度と熱空気の高スループットは、約３，０００以上のレイノルズ数を有する熱空気流を生じる。
【００２４】
スラリーのミル乾燥に使用される熱空気流の温度は、一般に、約１５０℃以上、好ましくは約２７０℃以上である。更に好ましい態様においては、熱空気流の温度は、約１５０℃から約５５０℃の範囲に、最も好ましくは約２７０℃から約５００℃の範囲にある。
【００２５】
上述のように、スラリーのミル乾燥は、上述のＢＥＴにより測定して大きい表面積を有する水酸化マグネシウム粒子、次にスラリー中の出発の水酸化マグネシウム粒子を生じる。通常、ミル乾燥された水酸化マグネシウムのＢＥＴは、スラリー中の水酸化マグネシウム粒子よりも約１０％大きい。好ましくは、ミル乾燥された水酸化マグネシウムのＢＥＴは、スラリー中の水酸化マグネシウム粒子よりも約１０％から約４０％大きい。更に好ましくは、ミル乾燥された水酸化マグネシウムのＢＥＴは、スラリー中の水酸化マグネシウム粒子よりも約１０％から約２５％大きい。
【００２６】
本発明による水酸化マグネシウム粒子は、種々の合成樹脂中で難燃剤として使用可能である。水酸化マグネシウム粒子が使用される熱可塑性樹脂の非限定的な例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリマー、ポリブテン、ポリ（４−メチルペンテン−１）などのＣ２からＣ８オレフィン（α−オレフィン）のポリマーおよびコポリマー、これらのオレフィンとジエンのコポリマー、エチレン−アクリレートコポリマー、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、エチレン−塩化ビニルコポリマー樹脂、エチレン−酢酸ビニルコポリマー樹脂、エチレン−塩化ビニル−酢酸ビニルグラフトポリマー樹脂、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−ポリプロピレンコポリマー、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シド、ポリフェニレンスルフィド、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、メタクリル樹脂などを含む。好適な合成樹脂の更なる例は、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、アルキッド樹脂、およびウレア樹脂を含み、天然もしくは合成ゴム、ＥＰＤＭ、ブチルゴム、イソプレンゴム、ＳＢＲ、ＮＩＲ、ウレタンゴム、ポリブタジエンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フルオロエラストマー、ＮＢＲおよびクロルスルホン化ポリエチレンも含まれる。ポリマー型サスペンション（ラテックス）が更に含まれる。
【００２７】
好ましくは、この合成樹脂は、ポリプロピレンホモポリマー、およびエチレン−プロピレンコポリマーなどのポリプロピレンベースの樹脂；高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル樹脂）、ＥＥＡ（エチレン−エチルアクリレート樹脂）、ＥＭＡ（エチレン−メチルアクリレートコポリマー樹脂）、ＥＡＡ（エチレン−アクリル酸コポリマー樹脂）、および超高密度ポリエチレンなどのポリエチレンベースの樹脂；およびポリブテンおよびポリ（４−メチルペンテン−１）などのＣ２からＣ８オレフィン（α−オレフィン）のポリマーおよびコポリマー、ポリアミド、ポリ塩化ビニルおよびゴムである。更に好ましい態様においては、この合成樹脂はポリエチレンベースの樹脂である。
【００２８】
本発明者らは、本発明による水酸化マグネシウム粒子を合成樹脂中で難燃剤として使用することによって、良好な混練性と良好な粘度特性、すなわち水酸化マグネシウム含有合成樹脂の粘度の低下が達成可能であるということを見出した。良好な混練性と良好な粘度特性は、水酸化マグネシウム含有合成樹脂から最終の押し出し物品または成形物品を製造するコンパウンド業者、製造業者により極めて望まれる。
【００２９】
良好な混練性とは、本発明による水酸化マグネシウム粒子を含有する合成樹脂を混合するのに必要なＢｕｓｓコニーダーまたは二軸押し出し機のような混練機のエネルギーレベルの振幅変動が在来の水酸化マグネシウム粒子を含有する合成樹脂を混合する混練機のそれよりも小さいという意味である。エネルギーレベルの変動を小さくすることによって、混合もしくは押し出し対象の材料のスループットを高くし、ならびに／もしくは材料を更に均一（均質）とすることが可能となる。
【００３０】
良好な粘度特性とは、本発明による水酸化マグネシウム粒子を含有する合成樹脂の粘度が在来の水酸化マグネシウム粒子を含有する合成樹脂のそれよりも低いという意味である。この低い粘度によって、押し出しおよび／または金型充填の高速化、押し出しまたは金型充填に必要な圧力の低圧化が可能となり、押し出し速度が増大し、ならびに／もしくは金型充填時間が低下し、アウトプットが増加する。
【００３１】
このように、一つの態様においては、本発明は、少なくとも１つの合成樹脂、いくつかの態様においては上述のように１つのみの合成樹脂、および難燃化量の本発明による水酸化マグネシウム粒子を含む難燃化されたポリマー配合物と、難燃化されたポリマー配合物から製造される成形物品および／または押し出し物品に関する。
【００３２】
難燃化量の水酸化マグネシウムとは、一般に、難燃化ポリマー配合物の重量基準で約５重量％から約９０重量％の範囲、更に好ましくは同一基準で約２０重量％から約７０重量％の範囲の意味である。最も好ましい態様においては、難燃化量は、同一基準で約３０重量％から約６５重量％の水酸化マグネシウム粒子である。
【００３３】
この難燃化されたポリマー配合物は、当業界で普通に使用される他の添加物も含有することができる。本発明の難燃化されたポリマー配合物での使用に好適な他の添加物の非限定的な例は、ポリエチレンワックス、Ｓｉベースの押し出し助剤、脂肪酸などの押し出し助剤、アミノ−、ビニル−もしくはアルキルシランまたはマレイン酸グラフトポリマーなどのカップリング剤、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム；有機過酸化物、染料、顔料、充填剤、発泡剤、脱臭剤、熱安定剤、酸化防止剤、静電防止剤、補強剤、金属掃去剤または不活性化剤、衝撃変成剤、加工助剤、離型助剤、潤滑剤、ブロッキング防止剤；他の難燃剤、ＵＶ安定剤、可塑剤、流動助剤を含む。所望ならば、ケイ酸カルシウムまたはインジゴなどの核形成剤も難燃化ポリマー配合物に包含可能である。他の随意の添加物の比率は慣用的であり、いかなる所定の場合の必要性にも適合するように変更可能である。
【００３４】
難燃化されたポリマー配合物の成分を組み込み、添加する方法、および成形を行う方法は、本発明には重要でなく、選択された方法が均一な混合と成形を含む限り、当業界で既知のいかなるものであることもできる。例えば、上記の成分の各々と、使用される場合には随意の添加物は、Ｂｕｓｓコニーダー、インターナルミキサー、Ｆａｒｒｅｌ連続ミキサーまたは二軸押し出し機を使用し、もしくはある場合には単軸押し出し機または二本ロールミルも使用して混合可能であり、次に難燃化されたポリマー配合物は以降の加工段階で成形される。更には、難燃性ポリマー配合物の成形物品は、延伸、エンボス、被覆、印刷、めっき、打ち抜きまたは切断など加工用途向けに加工した後使用され得る。成形物品は、石膏ボード、木材、ベニヤ板、金属材料または石材などの本発明の難燃性ポリマー配合物以外の材料にも貼り付けられ得る。しかしながら、混練された混合物は、インフレーション、射出、押し出し、ブロー、プレス、回転またはカレンダーによっても成形可能である。
【００３５】
押し出し物品の場合には、上述の合成樹脂混合物で有効であると知られているいかなる押し出し法も使用可能である。一つの例示の方法においては、合成樹脂、水酸化マグネシウム粒子、および選択されている場合には随意の成分は、混練機で混練されて、上述の難
燃性樹脂配合物を形成する。次に、難燃性樹脂配合物は、押し出し機中で溶融状態まで加熱され、次に溶融された難燃性樹脂配合物は選択されたダイから押し出されて、押し出し物品を形成するか、例えばデータ伝送に使用される金属線またはガラス繊維を被覆する。
【００３６】
上記の説明は本発明のいくつかの態様に関するものである。当業者ならば、等しく有効である他の手段が本発明の精神の実施に案出可能であるということを認識するであろう。本発明の好ましい態様は、この明細書中で論じられるすべての範囲が任意の低い量から任意の高い量の範囲を含むということが意図されていることも特記すべきである。例えば、水酸化マグネシウム製品粒子のオイル吸収を論じる場合、約１５％から約１７％の、約１５％から約２７％のなどの範囲は本発明の範囲内にあると意図される。
【実施例】
【００３７】
下記で述べるようにポロシメーター２０００を用いて、下記の実施例で述べるｒ５０を水銀ポロシメトリーから導出した。特記しない限り、すべてのｄ５０、ＢＥＴ、オイル吸収などを上述の方法により測定した。
【００３８】
実施例１
３３重量％固体含量の水酸化マグネシウムと水のスラリーを２００ｌ／時で乾燥ミルにフィードした。スラリー中の水酸化マグネシウムは、乾燥ミルの前に４．５ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積と１．５μｍのメディアン粒子サイズを有していた。２９０−３２０℃の温度で３０００−３５００Ｂｍ３／時の間の空気流速と１００ｍ／秒のローター速度を含む条件下でミルを運転した。
【００３９】
ミル後、ミル乾燥された水酸化マグネシウム粒子を空気フィルター系により熱空気流から捕集した。回収された水酸化マグネシウム粒子の製品の性質を下記の表１に示す。
【００４０】
実施例２−比較
この実施例においては、実施例１で使用されたのと同一の水酸化マグネシウムスラリーをミル乾燥にかける代わりに噴霧乾燥した。回収された水酸化マグネシウム粒子の製品の性質を下記の表１に示す。
【００４１】
【表１】
2009532315.tif 000003
【００４２】
表１で見られるように、本発明による水酸化マグネシウム（実施例１）のＢＥＴ比表面積は、スラリー中の出発の水酸化マグネシウム粒子よりも３０％以上増加した。更に、本発明による最終の水酸化マグネシウム粒子のオイル吸収は、在来の乾燥により製造される水酸化マグネシウム粒子よりも約２３．６％低い。更に、本発明による最終の水酸化マグ
ネシウム粒子のｒ５０は、在来法により乾燥された水酸化マグネシウム粒子のそれよりも約２０％小さく、卓越した濡れ性を示す。
【００４３】
実施例３
実施例２の比較の水酸化マグネシウム粒子と、実施例１の本発明による水酸化マグネシウム粒子を別々に使用して、難燃性樹脂配合物を形成した。使用された合成樹脂は、Ｅｘｘｏｎ  ＭｏｂｉｌのＬＬＤＰＥグレードのＥｓｃｏｒｅｎｅ（登録商標）ＬＬ１００１ＸＶと一緒にＥｘｘｏｎ  ＭｏｂｉｌのＥＶＡのＥｓｃｏｒｅｎｅ（登録商標）Ｕｌｔｒａ  ＵＬ００３２８、Ａｌｂｅｍａｒｌｅ（登録商標）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより市販されているＥｔｈａｎｏｘ（登録商標）３１０酸化防止剤、およびＤｅｇｕｓｓａのアミノシランＤｙｎａｓｙｌａｎ  ＡＭＥＯの混合物であった。この成分を４６ｍｍＢｕｓｓコニーダー（Ｌ／Ｄ比＝１１）により当業者にはなじみのある普通の方法により選択される温度設定およびスクリュー速度で２２ｋｇ／時のスループットで混合した。難燃性樹脂配合物の配合で使用される各成分の量を下記の表２に詳しく示す。
【００４４】
【表２】
2009532315.tif 000004
【００４５】
難燃性樹脂配合物の形成においては、Ｂｕｓｓでの混練の前にドラムの中でＡＭＥＯシランとＥｔｈａｎｏｘ（登録商標）３１０を合成樹脂の全量と最初にブレンドした。減量フィーダーにより、樹脂／シラン／酸化防止剤ブレンドを水酸化マグネシウムの全量の５０％と一緒にＢｕｓｓニーダーの第１の入口の中にフィードし、水酸化マグネシウムの残りの５０％をＢｕｓｓニーダーの第２のフィードポートの中にフィードした。排出押し出し機をＢｕｓｓコニーダーに垂直にフランジで取り付けた。排出押し出し機は７０ｍｍのスクリューサイズを有していた。図４は、比較の水酸化マグネシウム粒子（実施例２）についての排出押し出し機のモーターの電力取り込みならびにＢｕｓｓコニーダーのモーターの電力取り込みを示し、図５は本発明の水酸化マグネシウム粒子（実施例１）についてのものを示す。
【００４６】
図４および５に図示するように、本発明による水酸化マグネシウム粒子を難燃性樹脂配合物で使用する場合、Ｂｕｓｓコニーダーのエネルギー（電力）取り込みの変動は、特に排出押し出し機に対して著しく低減する。上述のように、エネルギーレベルの変動が小さいことによって、高いスループットおよび／または更に均一な（均質な）難燃性樹脂配合物が可能となる。
【００４７】
実施例３
実施例２で製造された難燃性樹脂配合物の機械的性質を測定するために、Ｈａａｋｅ  Ｒｈｅｏｍｅｘ押し出し機付きのＨａａｋｅ  Ｐｏｌｙｌａｂシステムを用いて難燃性樹
脂配合物の各々を２ｍｍ厚のテープに押し出した。ＤＩＮ５３５０４による試験片をテープから打ち抜いた。この実験の結果を下記の表３に示す。
【００４８】
【表３】
2009532315.tif 000005
【００４９】
表３に示すように、本発明による難燃性樹脂配合物、すなわち本発明による水酸化マグネシウム粒子を含有する難燃性樹脂配合物は、比較の難燃性樹脂配合物、すなわち在来の方法を用いて製造される水酸化マグネシウム粒子を含有する難燃性樹脂配合物より卓越したメルトフローインデックスを有する。更に、本発明による難燃性樹脂配合物の引っ張り強さおよび破断時の伸びは、比較の難燃性樹脂配合物に卓越している。
【００５０】
メルトフローインデックスは、ＤＩＮ５３７３５により測定されたということを特記しなければならない。引っ張り強さと破断時の伸びがＤＩＮ５３５０４により測定され、水エージング前後の抵抗が１００×ｌ００×２ｍｍ３のプレスされた板でＤＩＮ  ５３４８２により測定された。％での水吸収は、１００×ｌ００×２ｍｍ３のプレスされた板を脱塩水浴中で７０℃で７日の水エージングした後の重量の板の初期重量に対する差異である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】市販の水酸化マグネシウムグレードについての水酸化マグネシウム押込試験の印加圧力の関数としての比細孔容積Ｖを示す。
【図２】水酸化マグネシウム押込試験の細孔径ｒの関数としての比細孔容積Ｖを示す。
【図３】水酸化マグネシウム押込試験の正規化された比細孔容積を示す。このグラフは最大の比細孔容積を１００％に設定して作製され、他の比容積はこの最大値により割って得られたものである。
【図４】実施例で使用される比較の水酸化マグネシウム粒子についての排出押し出し機のモーターの電力取り込み（上方の曲線）およびＢｕｓｓコニーダーのモーターの電力取り込み（下方の曲線）を示す。
【図５】実施例で使用される本発明による水酸化マグネシウム粒子についての排出押し出し機のモーターの電力取り込み（上方の曲線）およびＢｕｓｓコニーダーのモーターの電力取り込み（下方の曲線）を示す。
【図１】
2009532315.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2009532315.tif 000012
2009532315.tif 000013
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