(57)【要約】【課題】樹脂やゴムに配合する際の分散性に優れ、高充填することができる水酸化マグネシウム粒子および酸化マグネシウム粒子ならびにこれらの製造方法を提供することにある。【解決手段】合成反応後の水酸化マグネシウム粒子を成長させるための熱処理工程において、圧力、温度および時間の異なる二段階の製造工程を設けることにより、粒子を構成する結晶子の成長を制御し、その結果、丸みをおびた多角形状で且つアスペクト比が低く、均一な粒子径を有し、嵩密度が低い、水酸化マグネシウム粒子を得た。本発明はこれらの粒子とその製造方法に係るものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前駆体からの結晶子サイズの平均成長率が０．５〜２００．０％である水酸化マグネシウム粒子。
【請求項２】
アスペクト比が１〜６である請求項１に記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項３】
嵩密度が１．５〜３．０ｍｌ／ｇである請求項１および２のいずれかに記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項４】
耐酸性試験において溶出率が４５〜６０％である請求項１〜３のいずれかに記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項５】
粒子の表面が、０．０１〜１５．０重量部の界面活性剤、高級脂肪酸類、高級脂肪酸アルカリ土類金属塩、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、リン酸エステル、シリコーンオイル、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３から選ばれた少なくとも一種の表面処理剤により表面処理されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の水酸化マグネシウム粒子。
【請求項６】
合成樹脂１００重量部に対し、請求項１〜５のいずれかに記載の水酸化マグネシウム粒子を０．５〜４００重量部配合した樹脂組成物。
【請求項７】
水酸化マグネシウム粒子の製造方法であって、
可溶性マグネシウム塩の水溶液とアルカリ水溶液を０〜９９℃に保って反応率５０〜４００ｍｏｌ％で反応させた後、第一の熱処理工程として、常圧条件下で０．０〜１２０℃に保ちながら１．０〜３５０時間維持して前駆体水酸化マグネシウムのスラリーを得る工程（ａ）、
工程（ａ）のスラリーを、第二の熱処理工程として、加圧条件下で１１５〜２６５℃に保ちながら０．５〜２００時間熱処理して水酸化マグネシウムのスラリーを得る工程（ｂ）、および
工程（ｂ）のスラリーをろ過、水洗、乾燥させて、水酸化マグネシウム粒子を得る工程（ｃ）
を含む、水酸化マグネシウム粒子の製造方法。
【請求項８】
水酸化マグネシウム粒子の製造方法であって、
工程（ａ）のスラリーを得た後、さらに
水酸化マグネシウムスラリーの固形分に対して質量基準で５〜１００倍の脱イオン水により洗浄し、濾過して得られた水酸化マグネシウムケーキを脱イオン水および０．１〜６．０ｍｏｌ／Ｌの可溶性マグネシウム塩水溶液のいずれか一方に再懸濁して水酸化マグネシウムスラリーを得る工程（ａ’）、
を含む、請求項７に記載の水酸化マグネシウム粒子の製造方法。
【請求項９】
酸化マグネシウム粒子の製造方法であって、
請求項１〜５のいずれかに記載の水酸化マグネシウム粒子または請求項７および８のいずれかに記載の方法により得られる水酸化マグネシウム粒子を、大気雰囲気中で、４００〜１８００℃で焼成する工程（ｄ）、
を含む、酸化マグネシウム粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前駆体水酸化マグネシウム粒子を熱処理した際の結晶子サイズの成長率が小さく、分散性に優れ、アスペクト比が低く、嵩密度が低い水酸化マグネシウム粒子およびその製造方法ならびに酸化マグネシウムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水酸化マグネシウム粒子は高分子材料の難燃剤、高機能性材料、蓄熱材料、紙のコーテイング剤等として広く利用されている。酸化マグネシウムはゴム等の受酸剤、樹脂のフィラーおよび触媒の担体などとして利用されている。いずれの用途においても、優れた性能を発揮させるためには水酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムの粒子サイズが均一であり、高充填できる性質を有することが求められる。
【０００３】
水酸化マグネシウムの微粒子を得る製造方法において、加圧条件下にて熱処理時間を短縮する従来の方法では、粒子を構成する結晶子の緻密性が不十分となり、角ばった形状で、嵩密度が高く、アスペクト比が高くなるため、充填性をさらに高めることが困難であった。
【０００４】
特許文献１には樹脂やゴムに高充填でき、分散性に優れた六角柱状の水酸化マグネシウム粒子の製造方法が開示されている。この製造方法では、酸化マグネシウム粒子を粉砕し、再水和工程において有機酸を添加するものである。
【０００５】
しかしながら、製造工程が複雑化するため製造コストが高くなり、微小で均一な粒子を得ることが困難になる。さらに、得られた水酸化マグネシウム粒子は結晶外形が、互いに平行な上下２面の六角形の基底面と、これらの基底面間に形成される外周６面の角柱面とからなる六角柱形状粒子、すなわち縁辺部は鋭い角度を有する角ばった形状であることから、樹脂やゴムに配合した際に分散性、耐酸性および充填性が必ずしも十分では無かった。また、角ばった形状が樹脂やゴムとの境界面に傷を与えやすく、結果として成形品の物性や耐久性に悪影響を及ぼすことが予想できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６‐３０６６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、樹脂やゴムに配合する際の分散性に優れ、高充填することができる水酸化マグネシウム粒子および酸化マグネシウム粒子ならびにこれらの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、合成反応後の水酸化マグネシウム粒子を成長させるための熱処理工程において、圧力、温度および時間の異なる二段階の製造工程を設けることにより、粒子を構成する結晶子の成長を制御し、その結果、丸みをおびた多角形状で且つアスペクト比が低く、均一な粒子径を有し、嵩密度が低い、水酸化マグネシウム粒子が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、二段階の熱処理工程を設けることで従来の製造方法では得られない特徴を有する水酸化マグネシウム粒子を得ることができる。第一の熱処理工程は低温かつ常圧条件下であるため、前駆体である水酸化マグネシウム粒子を構成する結晶子は緻密になる。そのため、高温かつ加圧条件下にて第二の熱処理を施した際にも結晶子サイズの成長率および成長速度はともに遅くなり、平均二次粒子径が均一で小さく、嵩密度が低い水酸化マグネシウム粒子を得ることができる。またこれらの特徴に加えて、得られる水酸化マグネシウム粒子はアスペクトが低く、丸みをおびた多角形状となるため、有機高分子材料や無機材料への用途において、均一に高充填することができ、その際の取り扱い性も良好となる。したがって、本発明の水酸化マグネシウム粒子を配合した樹脂組成物は耐酸性、熱伝導性、難燃性など、所望の特性を向上させることができる。また本発明の水酸化マグネシウム粒子の形状は丸みをおびているため、配合した粒子が樹脂との接触面に傷を与えにくく、得られる成形品は物性および耐久性に優れる。
【００１０】
また、本発明の製造方法によれば、製造設備の大幅な複雑化を必要としないため、本発明の水酸化マグネシウム粒子を工業的に安価に、安全に、大量に生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例４において反応後７０℃で２２時間処理をして得られた前駆体粒子の粒度分布図である。
【図２】実施例４の水酸化マグネシウムの粒度分布図である。
【図３】実施例４において反応後７０℃で２２時間処理をして得られた前駆体粒子のＳＥＭ写真（５万倍）である。
【図４】実施例４の水酸化マグネシウムのＳＥＭ写真（５万倍）である。
【図５】実施例８の水酸化マグネシウムのＳＥＭ写真（５万倍）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の水酸化マグネシウム粒子および酸化マグネシウム粒子について、好ましい実施形態に基づき詳述するが、本発明はこれらの記載に限定されるものではない。
【００１３】
（結晶子サイズの平均成長率）
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、前駆体からの結晶子サイズの平均成長率が０．５〜２００．０％であり、好ましい上限は１９０％であり、より好ましい上限は１７０％であり、好ましい下限は０．６％である。
【００１４】
（嵩密度）
本発明の水酸化マグネシウム粒子の嵩密度は、１．５〜３．０ｍｌ／ｇであり、好ましい上限は２．９ｍｌ／ｇであり、より好ましい上限は２．８ｍｌ／ｇであり、好ましい下限は１．８ｍｌ／ｇであり、より好ましい下限は２．０ｍｌ／ｇである。
【００１５】
（ＢＥＴ比表面積およびアスペクト比）
本発明の水酸化マグネシウム粒子のＢＥＴ比表面積は０．２〜５０ｍ２／ｇであり、好ましい上限は４５ｍ２／ｇであり、より好ましい上限は４０ｍ２／ｇであり、好ましい下限は０．３ｍ２／ｇであり、より好ましい下限は０．５ｍ２／ｇである。
本発明の水酸化マグネシウム粒子のアスペクト比は１〜６であり、好ましい上限は５であり、より好ましい上限は４である。
【００１６】
（水酸化マグネシウムの平均粒子径）
本発明の水酸化マグネシウム粒子は、レーザー回折散乱式粒度分布測定による平均粒子径ＭＶが０．１〜１．５μｍであり、好ましい上限は１．４５μｍであり、より好ましい上限１．４０μｍであり、好ましい下限は０．１２μｍであり、より好ましい下限は０．１３μｍである。
【００１７】
（水酸化マグネシウムの純度、不純物）
本発明の水酸化マグネシウム粒子の純度は９９．５％以上であり、好ましくは９９．６％以上であり、より好ましくは９９．７％以上である。
本発明の水酸化マグネシウム粒子に含まれるＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＰｂおよびＺｒの合計含有量は、金属元素換算で５〜１１０ｐｐｍであり、好ましい上限は６０ｐｐｍであり、より好ましい上限は４０ｐｐｍである。
また本発明の水酸化マグネシウム粒子に含まれる水溶性ナトリウム塩の含有量は、金属元素換算で３００ｐｐｍ以下である。
【００１８】
（酸化マグネシウムの平均粒子径）
本発明の製造方法により得られる酸化マグネシウム粒子は、レーザー回折散乱式粒度分布測定による平均粒子径ＭＶが０．１〜１．５μｍであり、好ましい上限は１．４５μｍであり、より好ましい上限は１．４０μｍであり、好ましい下限は０．１２μｍであり、より好ましい下限は０．１３μｍである。
【００１９】
本発明の水酸化マグネシウム粒子の製造方法は、
可溶性マグネシウム塩の水溶液とアルカリ水溶液を０〜９９℃に保って反応率５０〜４００ｍｏｌ％で反応させた後、第一の熱処理工程として、常圧条件下で０．０〜１２０℃に保ちながら１．０〜３５０時間維持して前駆体水酸化マグネシウムのスラリーを得る工程（ａ）、
工程（ａ）のスラリーを、第二の熱処理工程として、加圧条件下で１１５〜２６５℃に保ちながら０．５〜２００時間熱処理して水酸化マグネシウムのスラリーを得る工程（ｂ）、および
工程（ｂ）のスラリーをろ過、水洗、乾燥させて、水酸化マグネシウム粒子を得る工程（ｃ）
を含む。
【００２０】
本発明の水酸化マグネシウム粒子の製造方法は、
工程（ａ）のスラリーを得た後、さらに
水酸化マグネシウムスラリーの固形分に対して質量基準で５〜１００倍の脱イオン水により洗浄し、濾過して得られた水酸化マグネシウムケーキを脱イオン水および０．１〜６．０ｍｏｌ／Ｌの可溶性マグネシウム塩水溶液のいずれか一方に再懸濁して水酸化マグネシウムスラリーを得る工程（ａ’）、
を含む。
【００２１】
本発明の酸化マグネシウム粒子の製造方法は、
本発明の水酸化マグネシウム粒子または本発明の製造方法により得られる水酸化マグネシウム粒子を、大気雰囲気中で、４００〜１８００℃で焼成する工程（ｄ）、
を含む。
焼成温度の好ましい上限は１７００℃であり、より好ましい上限は１６００℃であり、好ましい下限は４５０℃であり、より好ましい下限は５００℃である。
【００２２】
（マグネシウム原料と濃度）
工程（ａ）において、本発明の水酸化マグネシウムのマグネシウム原料としては可溶性マグネシウム塩を用いることができ、好ましくは塩化マグネシウム、塩化マグネシウム２水和物、塩化マグネシウム６水和物、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム６水和物、酢酸マグネシウム、苦汁などが好適に挙げられる。
工程（ａ）において、本発明に用いる可溶性マグネシウム塩の濃度は、各原料が溶液中で析出しない範囲の濃度で用いることができる。塩化マグネシウム水溶液を用いた場合、その濃度は０．１〜５．７ｍｏｌ／Ｌであり、好ましい上限は５．５ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましい上限は５．０ｍｏｌ／Ｌであり、好ましい下限は０．５ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましい下限は１．０ｍｏｌ／Ｌである。硫酸マグネシウム水溶液を用いた場合、その濃度は０．１〜４．６ｍｏｌ／Ｌであり、好ましい上限は４．４ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましい上限は４．２ｍｏｌ／Ｌであり、好ましい下限は０．５ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましい下限は１．０ｍｏｌ／Ｌである。硝酸マグネシウム水溶液を用いた場合、その濃度は０．１〜６．０ｍｏｌ／Ｌであり、好ましい上限は５．０ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましい上限は４．５ｍｏｌ／Ｌであり、好ましい下限は０．５ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましい下限は１．０ｍｏｌ／Ｌである。酢酸マグネシウム水溶液を用いた場合、その濃度は０．１〜８．０ｍｏｌ／Ｌであり、好ましい上限は７．０ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましい上限は６．０ｍｏｌ／Ｌであり、好ましい下限は０．５ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましい下限は１．０ｍｏｌ／Ｌである。
【００２３】
（アルカリ原料と濃度）
工程（ａ）において、本発明に水酸化マグネシウムのアルカリ原料としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、またはアンモニアなどの水溶液が好適に挙げられる。アルカリ水溶液の濃度は１．０〜１８．０Ｎであり、好ましい上限は１６．０Ｎであり、より好ましい上限は１２．０Ｎであり、好ましい下限は１．５Ｎであり、より好ましい下限は２．０Ｎである。
【００２４】
（反応温度）
工程（ａ）において、可溶性マグネシウム塩の水溶液とアルカリ水溶液は０〜９９℃に保って混合し、反応させる。混合温度の好ましい上限は９０℃であり、より好ましい上限は７５℃であり、好ましい下限は２０℃であり、より好ましい下限は３５℃である。
【００２５】
（反応率）
工程（ａ）において、可溶性マグネシウム塩の水溶液とアルカリ水溶液の反応率はマグネシウムとして、５０〜４００ｍｏｌ％であり、好ましい上限は３５０ｍｏｌ％であり、より好ましい上限は２００ｍｏｌ％であり、好ましい下限は６０ｍｏｌ％であり、より好ましい下限は８０ｍｏｌ％である。なお、反応率は、Ｍｇ２＋イオン：ＯＨ‐イオン＝１：２の理論計量時に１００ｍｏｌ％であることを示す。反応率が５０ｍｏｌ％以下の場合、分散性に優れる水酸化マグネシウム粒子は得られるが、生成した水酸化マグネシウムの回収率が低くなる。反応率が４００ｍｏｌ％以上の場合においても、分散性に優れる水酸化マグネシウム粒子は得られるが、反応物の粘度が高くなるために水洗し難くなる。さらに製造コストは高くなる。
【００２６】
（反応スラリーの維持温度と維持時間）
工程（ａ）において、反応スラリーは解放条件下で維持させ、前駆体粒子を得る。維持温度は０．０〜１２０℃であり、好ましい上限は１１５℃であり、より好ましい上限は１００℃であり、好ましい下限は２０℃であり、より好まし下限は４０℃である。維持時間は１．０〜３５０時間であり、好ましい上限は３００時間であり、より好ましい上限は２８０時間であり、好ましい下限は１．５時間であり、より好ましい下限は２．０時間である。維持温度を低くした場合、維持時間を長くしたほうがよい。
【００２７】
（前駆体粒子の水洗および再懸濁）
前駆体粒子を含むスラリーは、そのまま次の熱処理工程に用いても良いが、濾過および／または水洗ならびに再懸濁をした後に次の熱処理工程に用いてもよい。工程（ａ’）において、濾過および／または水洗ならびに再懸濁させる工程を加えることにより粒子の成長速度を抑えることができ、水酸化マグネシウムの嵩密度を小さすることができる。再懸濁させる溶液には脱イオン水または可溶性マグネシウム塩水溶液を用いることができる。可溶性マグネシウム塩水溶液を用いた場合のスラリーのｐＨは７〜８付近になり、脱イオン水を用いた場合のスラリーのｐＨは１０．５付近になるため、可溶性マグネシウム塩水溶液を用いた方が、工程（ｂ）における加圧条件下での水熱処理を行った際の結晶子サイズの成長を遅くできる。可溶性マグネシウム塩水溶液を用いる場合、その濃度は０．１〜６．０ｍｏｌ／Ｌであり、好ましい上限は５．５ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましい上限は５．０ｍｏｌ／Ｌであり、好ましい下限は０．３ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましい下限は０．５ｍｏｌ／Ｌである。
【００２８】
（熱処理）
工程（ｂ）において、得られた前駆体粒子を含むスラリーは、さらに加圧条件下で熱処理を行う。熱処理温度は１１５〜２６５℃であり、好ましい上限は２５０℃であり、より好ましい上限は２３０℃であり、好ましい下限は１２０℃であり、より好ましい下限は１３０℃である。熱処理時間は０．５〜２００時間であり、好ましい上限は１８０時間であり、より好ましい上限は１５０時間であり、好ましい下限は１時間であり、より好ましい下限は１．５時間である。
【００２９】
（熱処理後の水洗）
工程（ｃ）において、水洗の水の量は水酸化マグネシウムに対して質量基準で２０〜２００倍の脱イオン水であり、好ましくは２５〜１５０倍であり、より好ましくは３０〜１００倍である。
【００３０】
（表面処理）
本発明の水酸化マグネシウム粒子および酸化マグネシウム粒子は、用途によって表面処理をすることができる。表面処理剤は公知の化合物を利用することができる。表面処理剤としては高級脂肪酸、高級脂肪酸アルカリ土類金属塩、界面活性剤、カップリング剤および燐酸と高級アルコールとからなる燐酸エステル類からなる群より選択される少なくとも１種を用いて行われることが好ましい。
【００３１】
高級脂肪酸の例としては、ステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、エルカ酸など炭原子数１０以上の高級脂肪酸が挙げられる。高級脂肪酸アルカリ土類金属塩の例としては、マグネシウム、ベリリウム、カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属塩が挙げられる。界面活性剤は、カチオン界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン系界面活性剤が好適であり、例えば、ポリオキシエチレンウラリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ソルビタンジステアレートなどのソルビタン脂肪酸エステル、高級アルコール硫酸ナトリウム、ココナットアミンアセテート、ラウリルベタインなどが挙げられる。カップリング剤の例としては、γ‐メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ‐メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ｐ‐トリエトキシシリルスチレンなどが挙げられる。燐酸と高級アルコールとからなる燐酸エステル類の例としては、オルト燐酸とオレイルアルコールとからなるリン酸エステルなどが挙げられる。
【００３２】
表面処理方法は公知の湿式法および乾式法を適用することができる。湿式法において表面処理剤の添加量は水酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウム粒子１００重量部に対して、０．０１〜１５重量部であり、好ましくは１．０〜１２重量部であり、より好ましくは２．０〜１０重量部である。表面処理温度は２０〜１００℃であり、好ましくは４０〜９５℃であり、より好ましくは５０〜８５℃である。乾式処理は表面処理剤を有機溶媒中に分散させ、粉末とよく混合し、１２０℃で有機溶媒を飛ばせる方法が挙げられる。
【００３３】
（耐酸性）
本発明の表面処理を施した水酸化マグネシウム粒子は、０．１Ｎ塩酸中での溶出率が４５〜６０重量％であり、好ましい上限は５８重量％であり、好ましい下限は５０重量％である。
【００３４】
（樹脂組成物）
本発明には、合成樹脂または合成ゴムに水酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムを配合した樹脂組成物が含まれる。樹脂の例としては、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレンと他のα‐オレフィンとの共重合体、エチレンと酢酸ビニル、アクリル酸エチルまたはアクリル酸メチルとの共重合体、プロピレンと他のα‐オレフィンとの共重合体、ポリブテン‐１、４‐メチルペンテン‐１、スチレンとアクリロニトリルとの共重合体、スチレンとアクリロニトリルおよびブタジエンとの共重合体、エチレンとプロピレンジエンゴムまたはブタジエンとの共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂などの熱硬化性樹脂などが挙げられる。合成ゴムの例としては、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴムなどが挙げられる。
【００３５】
樹脂組成物における水酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウムの配合量は、合成樹脂または合成ゴム１００重量部に対し、０．５〜４００重量部であり、好ましくは１．０〜３８０重量部であり、より好ましくは１．５〜３５０重量部である。
【００３６】
本発明の樹脂組成物は、難燃性等の物性を向上させるために、その他の難燃剤および難燃助剤等を含有してもよい。例えば、炭素粉末、赤燐等またはこれらの混合物が好ましい。難燃助剤の配合量は、樹脂組成物の全量に対して、１５重量部以下が好ましい。
【００３７】
本発明の樹脂組成物は、その他の添加剤を配合することも可能であり、例えば、架橋助剤、架橋剤、軟化剤、老化防止剤、耐候剤、潤滑剤、帯電防止剤、耐酸化剤、発泡剤、着色剤等が挙げられる。これらの添加剤は一種類を配合してもよいし、二種類を配合してもよい。これらの添加剤は、樹脂１００重量部に対して、３５重量部以下の配合が好ましい。
【００３８】
本発明の樹脂組成物は、本発明の水酸化マグネシウム粒子およびその他の無機粒子、有機粒子を樹脂中に配合することによって得ることができる。このような成分を熱可塑性樹脂に分散させる方法としては、単軸混練機、２軸混練機、ニーダー、ロール混練機等によって混合する方法が挙げられる。また成形体は、プレス成型機、カレンダー成型機等で成形される。
【００３９】
以下、本発明に関し実施例を用いて更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００４０】
得られた水酸化マグネシウム粒子について、（１）アスペクト比、（２）粒度分布および平均粒子径、（３）結晶子のサイズ、成長速度および成長率、（４）ＢＥＴ比表面積、（５）嵩密度、（６）耐酸性、（７）樹脂組成物の難燃性、（８）厚み方向の熱伝導率、および（９）押出ストランドの外観、ならびに
得られた酸化マグネシウム粒子について、（２）粒度分布および平均粒子径、（１０）熱伝導率、および（１１）樹脂混練時の取り扱い性、を評価するために以下の方法を用いた。
【００４１】
（１）アスペクト比
まず、Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＪＳＭ‐７６００Ｆ  日本電子株式会社製）を使用して、乾燥後の粒子のＳＥＭ写真を撮影した。次に、得られた２万倍の画像からランダムに２０個の粒子を選択し、それぞれの粒子の中心を通過する直線のうち、最も長い直線であらわされる粒子径を長径、最も短い直線であらわされる粒子径を短径として測定し、長径／短径の比を求めた。最後に、得られた２０点の長径／短径の比の平均値をアスペクト比とした。
【００４２】
（２）粒度分布、平均粒子径
０．２重量％のヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液８０ｍｌを１００ｍｌのガラスビーカーに採り、これに乾燥後の試料粉末を０．８ｇ入れ、３分間の超音波処理を行った。この水溶液について、レーザー回折散乱式粒度分布装置（ＭＴ３０００  日機装社製）を使用して粒度分布を測定し、平均粒子径ＭＶを求めた。
【００４３】
（３）結晶子サイズ、成長速度および成長率
まず、Ｘ‐ＲＡＹ  ＤＩＦＦＲＡＣＴＯＭＥＴＥＲ（ＲＩＮＴ２０００  Ｒｉｇａｋｕ社製）を使用して、前駆体および熱処理後の水酸化マグネシウム粒子について（１０１）面、（００１）面および（１１０）面の半価幅βを測定した。その際、測定電流および測定電圧はそれぞれ２０ｍＡおよび４０ｋｖとし、（１０１）面、（００１）面および（１１０）面の測定角度２θはそれぞれ１７〜２０、３６〜４０および５７〜６０とし、処理の平滑点数は３１とした。
これらの値をシェラー式（Ｓｃｈｅｒｒｅｒ式）に代入して、それぞれ（１０１）面、（００１）面および（１１０）面の結晶子サイズを求めた。
シェラー式：Ｄｈｋｌ＝Ｋ×λ／（βｃｏｓθ）
Ｄｈｋｌ：（ｈｋｌ）面に垂直方向の結晶子サイズ（Å）
Ｋ：Ｓｃｈｅｒｒｅｒ定数
λ：測定Ｘ線波長（Å）
β：半価幅（ラジアン）
θ：回折線のブラッグ角
但し式中、Ｋ＝０．９、λ＝１．５４２とする。
【００４４】
次いで、前駆体を熱処理したときの（ｈｋｌ）面の結晶子サイズの成長率は（式１）によって求めた。
Ｄｈｋｌの成長率（％）＝（熱処理後のＤｈｋｌ−前駆体のＤｈｋｌ／前駆体のＤｈｋｌ×１００      （式１）
【００４５】
さらに、Ｄｈｋｌの成長速度は（式２）によって求めた。
Ｄｈｋｌの成長速度（Å／時間）＝（加熱処理後のＤｈｋｌ−前駆体のＤｈｋｌ）／加熱時間      （式２）
【００４６】
最後に、結晶子の平均成長率は（式３）によって求めた。
結晶子サイズの平均成長率（％）＝（Ｄ１０１の成長率＋Ｄ００１の成長率＋Ｄ１１０の成長率）／３×１００      （式３）
【００４７】
（４）ＢＥＴ比表面積
比表面積の測定装置（商品名  ＮＯＶＡ２０００  ユアサアイオニクス社製）を使用して、ガス吸着法により比表面積を測定した。
【００４８】
（５）嵩密度
ガラス製１００ｍｌメスシリンダーに試料粉末を１０ｇ入れ、３０回パットを行い、嵩密度を求めた。
【００４９】
（６）耐酸性
水酸化マグネシウムの耐酸性の指標として、０．１Ｎ塩酸中での溶出率を測定した。まず、０．１Ｎ塩酸溶液１００ｍｌを２００ｍｌのガラスビーカーに採り、これに乾燥後の水酸化マグネシウムの粉末を０．５８３３ｇ入れ、２６℃で５分撹拌した。次に、懸濁液のｐＨ値を測定した後、懸濁液を濾過し、回収したものを１２０℃で５時間乾燥させて質量を測定し、水酸化マグネシウムの溶出率を下記の式により求めた。
溶出率（％）＝（０．５８３３ｇ−回収した粉末の質量）／０．５８３３×１００
【００５０】
（７）樹脂組成物の難燃性評価
試験体試料は、ＬＬＤＰＥ樹脂（ノバテックＬＬ  ＵＦ‐２４０  日本ポリエチレン株式会社）１００重量部および難燃剤として水酸化マグネシウム粒子１３０重量部からなり、これらの混合物を小型バッチ式混練機（ドイツブラベンダー社製）により１６０℃、３０ｒｐｍで５分間混練した。混練したものは１３０ｍｍ×７０ｍｍ×３ｍｍの金型で１５０℃、１００ｋｇ／ｃｍ２、５分間成型処理を行った。成型したものは１３０ｍｍ×１５ｍｍの大きさにカットし、ＵＬ９４Ｖ規格に準拠して、難燃性の評価を行った。
【００５１】
（８）厚み方向の熱伝導率の評価
エチレン・１−オクテン共重合体（ＥＮＧＡＧＥ８２００  デュポンダウエラストマー株式会社）１００重量部に対して熱伝導剤として水酸化マグネシウム粒子７５重量部を配合し、厚み８ｍｍ×３０ｍｍφの円盤状試験体試料を作製した。前記試料をホットディスク法熱伝導率測定装置（京都電子工業：ＴＰＳ−２５００Ｓ）で６φのセンサーを用い、室温大気中における熱伝導率を測定した。
【００５２】
（９）押し出しストランドの外観
前記（７）で得られた樹脂成形品を作製した押し出しストランドの表面を目視評価した。目視の評価について、表面の状態が非常に良いは◎、良いは○、普通は△として評価した。
【００５３】
（１０）熱伝導率
エチレン・１−オクテン共重合体（ＥＮＧＡＧＥ８２００  デュポンダウエラストマー株式会社）１００重量部に対して熱伝導剤として酸化マグネシウム粒子３００重量部を配合し、厚み８ｍｍ×３０ｍｍφの円盤状試験体試料を作製した。前記試料をホットディスク法熱伝導率測定装置（京都電子工業：ＴＰＳ−２５００Ｓ）で６φのセンサーを用い、室温大気中における熱伝導率を測定した。
【００５４】
（１１）樹脂混練時の粉体の取り扱い性
練り込み時、紛体の飛散、スクリューへの噛み込み易さおよびホッパーへの付着を総合的に判断し、紛体の取り扱い性として、全ての項目が良好であったものを◎、良好な項目が２〜３項目であったものを○、良好な項目が１項目以下であったものを△で表した。
【実施例１】
【００５５】
１．０Ｌの容器に４．２ｍｏｌ／Ｌの塩化マグネシウム水溶液０．４Ｌを入れて、撹拌しながら８．４Ｎの水酸化ナトリウム水溶液０．４Ｌをゆっくり添加して反応させ、７０℃、５００ｒｐｍで撹拌しながら開放条件下で１時間維持し、前駆体粒子を含むスラリーを得た。
得られた前駆体粒子を含むスラリーは１．０Ｌのオートクレーブに入れ、１３０℃、５００ｒｐｍで撹拌しながら加圧条件下で５時間熱処理を行った後、濾過し、水酸化マグネシウム固形分に対して質量基準で２０倍の脱イオン水で水洗した。
水洗後の水酸化マグネシウムケーキを再び脱イオン水に懸濁させた後、撹拌しながら８０℃で水酸化マグネシウム固形分の質量に対しＳｉＯ２として３重量部に相当する２０％コロイダルシリカ（日産化学工業株式会社製スノーテックスＯ）を入れ、２時間処理後、固形分に対し１０倍の脱イオン水で洗浄した後、１２０℃で２０時間乾燥を行って、実施例１の粒子を得た。
【実施例２】
【００５６】
オートクレーブ内での熱処理温度を１６５℃、熱処理時間を３時間に変更し、表面処理剤をステアリン酸に変更した以外は実施例１と同様の方法により、実施例２の粒子を得た。
【実施例３】
【００５７】
開放条件下での前駆体の維持時間を５時間に変更した以外は実施例２と同様の方法により実施例３の粒子を得た。
【実施例４】
【００５８】
解放条件下での前駆体の維持時間を２２時間に変更した以外は実施例２と同様の方法により実施例４の粒子を得た。
【実施例５】
【００５９】
水酸化ナトリウム溶液の濃度を１６．８Ｎに変更した以外は実施例４と同様の方法により実施例５の粒子を得た。
【実施例６】
【００６０】
５０Ｌの容器に４．２ｍｏｌ／Ｌの塩化マグネシウム水溶液２５．０Ｌを入れて、撹拌しながら８．４Ｎの水酸化ナトリウム水溶液２５．０Ｌをゆっくり添加して反応させ、１１５℃、２５０ｒｐｍで撹拌しながら解放条件下で２時間維持し、前駆体粒子を含むスラリーを得た。
得られた前駆体粒子を含むスラリーは５０Ｌのオートクレーブに入れ、１６５℃、２５０ｒｐｍで撹拌しながら加圧条件下で３時間熱処理を行った後、濾過し、水酸化マグネシウムに対して質量基準で２０倍の脱イオン水で水洗した。
水洗後の水酸化マグネシウムケーキは、実施例２と同様の表面処理方法を行って、実施例６の粒子を得た。
【実施例７】
【００６１】
同実施例４と同様の方法で前駆体粒子を含むスラリーを得た後、得られた前駆体粒子を含むスラリーを濾過し、得られた水酸化マグネシウムケーキの半分（粉として４９ｇ）を６００ｍｌの４．２モル／Ｌ塩化マグネシウム水溶液に再懸濁させた。再懸濁させた前駆体粒子を含むスラリーは１．０Ｌのオートクレーブに入れ、１４０℃、５００ｒｐｍで撹拌しながら加圧条件下で５時間熱処理を行った後、濾過し、水酸化マグネシウム固形分に対して質量基準で２０倍の脱イオン水で洗浄した。
水洗後の水酸化マグネシウムケーキは、実施例２と同様の表面処理方法を行って、実施例７の粒子を得た。
【実施例８】
【００６２】
開放条件下での前駆体の維持温度を４０℃、維持時間を１２０時間に変更した以外は実施例１と同様の方法で前駆体粒子を含むスラリーを得た後、得られた前駆体粒子を含むスラリーを濾過し、水酸化マグネシウム固形分に対して質量基準で２０倍の脱イオン水で洗浄し、再び濾過し、得られた水酸化マグネシウムケーキを脱イオン水に再懸濁させた。
再懸濁させた前駆体粒子を含むスラリーは１．０Ｌのオートクレーブに入れ、２００℃、５００ｒｐｍで撹拌しながら加圧条件下で５０時間熱処理を行った後、濾過し、水酸化マグネシウム固形分に対して質量基準で２０倍の脱イオン水で洗浄した。
水洗後の水酸化マグネシウムケーキは、実施例２と同様の表面処理方法を行って、実施例８の粒子を得た。
【００６３】
（比較例１）
開放条件下での１１５℃、２時間の維持工程を無くしたことを除き、実施例６と同様の方法により比較例１の粒子を得た。
【００６４】
（比較例２）
１．０Ｌのステンレス容器に２．１ｍｏｌ／Ｌの塩化マグネシウム水溶液０．４Ｌを入れて、撹拌しながら４．２Ｎの水酸化ナトリウム水溶液０．３６Ｌをゆっくり添加して反応させ、室温、５００ｒｐｍで撹拌しながら開放条件下で１時間維持し、前駆体粒子を含むスラリーを得た。
得られた前駆体粒子を含むスラリーは１．０Ｌのオートクレーブに入れ、１６０℃、５００ｒｐｍで撹拌しながら加圧条件下で２時間熱処理を行った後、濾過し、水酸化マグネシウム固形分に対して質量基準で２０倍の脱イオン水で水洗した。
水洗後の水酸化マグネシウムケーキは、実施例２と同様の表面処理方法を行って、比較例２の粒子を得た。
【００６５】
（比較例３）
表面処理剤をコロイダルシリカに変更した以外は比較例２と同様の方法により比較例３の粒子を得た。
【００６６】
（比較例４）
特許文献（特開２００６‐３０６６５９号公報）の実施例１と同様の方法により比較例４の粒子を得た。すなわち、結晶子径５８．３×１０−９ｍの電融ＭｇＯをボールミルで粉砕し、湿式法で２００メッシュのふるいを通過させた。ふるいを通過した粒子を、濃度０．０２ｍｏｌ／Ｌの酢酸１０Ｌを入れた内容積２０Ｌの容器に、酸化物（ＭｇＯ）濃度が１００ｇ／Ｌとなるように添加した。得られたＭｇＯ含有混合溶液を９０℃に保持しながら、高速撹拌機を使用し、タービン羽根の周速を１０ｍ／ｓとして撹拌しながら、４時間水和反応を行った。得られた反応生成物を５００メッシュのふるいにかけ、ふるいを通過した微小粒子を引き続き、ろ過、水洗、乾燥を行い、水酸化マグネシウム粒子を得た。
【実施例９】
【００６７】
実施例１で得られた乾燥水酸化マグネシウム粒子を３００ｍｌのアルミナ製坩堝に投入し、電気炉を用いて６５０℃で２時間焼成を行い、酸化マグネシウム粒子を得た。得られた酸化マグネシウム粒子は電気炉中で自然に冷却させた後、アルコール中にステアリン酸を溶解させ、酸化マグネシウム固形分の質量に対して、２重量部に相当するステアリン酸で表面処理を行って、実施例９の粒子を得た。
【実施例１０】
【００６８】
乾燥水酸化マグネシウム粒子を実施例２で得られたものに変更した以外は実施例９と同様の方法により実施例１０の粒子を得た。
【実施例１１】
【００６９】
乾燥水酸化マグネシウム粒子を実施例３で得られたものに変更した以外は実施例９と同様の方法により実施例１１の粒子を得た。
【実施例１２】
【００７０】
乾燥水酸化マグネシウム粒子を実施例４で得られたものに変更した以外は実施例９と同様の方法により実施例１２の粒子を得た。
【実施例１３】
【００７１】
乾燥水酸化マグネシウム粒子を実施例５で得られたものに変更した以外は実施例９と同様の方法により実施例１３の粒子を得た。
【実施例１４】
【００７２】
乾燥水酸化マグネシウム粒子を実施例６で得られたものに変更した以外は実施例９と同様の方法により実施例１４の粒子を得た。
【実施例１５】
【００７３】
乾燥水酸化マグネシウム粒子を実施例７で得られたものに変更した以外は実施例９と同様の方法により実施例１５の粒子を得た。
【実施例１６】
【００７４】
乾燥水酸化マグネシウム粒子を実施例８で得られたものに変更した以外は実施例９と同様の方法により実施例１６の粒子を得た。
【００７５】
（比較例５）
乾燥水酸化マグネシウム粒子を比較例１で得られたものに変更した以外は実施例９と同様の方法により比較例５の粒子を得た。
【００７６】
（比較例６）
乾燥水酸化マグネシウム粒子を比較例２で得られたものに変更した以外は実施例９と同様の方法により比較例６の粒子を得た。
【００７７】
（比較例７）
乾燥水酸化マグネシウム粒子を比較例４で得られたものに変更した以外は実施例９と同様の方法により比較例７の粒子を得た。
【００７８】
実施例１〜８および比較例１〜４について、結晶子の物性等は表１に示し、樹脂組成物の評価等は表２に示す。実施例９〜１６および比較例５〜７についての評価等は表３に示す。
【００７９】
【表１】
2017122029.tif 000003
【００８０】
【表２】
2017122029.tif 000004
【００８１】
【表３】
2017122029.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の水酸化マグネシウム粒子および酸化マグネシウム粒子は有機高分子材料や無機材料のフィラー、触媒および触媒の担体などとして好適に利用できる。また、本発明の樹脂組成物は、航空機、自動車車体、鉄道車両、電子機械、電子部品、産業機材に好適に使用できる樹脂組成物であり、例えば、当該分野における成形体、成形部品などの製造に使用される。例えば、枠体、フレーム、ボール、玩具、シート、容器、ケース、本発明の樹脂組成物を用いて被覆された電線、ケーブル、光ファイバコードなど樹脂材料が挙げられる。
【図１】
2017122029.tif 000006
【図２】
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【図３】
2017122029.tif 000008
【図４】
2017122029.tif 000009
【図５】
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