著者：曹心愚

単位：遼寧鑫達滑石集団有限公司（遼寧海城）

要約：

遼寧鑫達滑石集団有限公司は1995年に設立され、滑石の採掘、選別、研究開発、深加工、販売を一体化した企業グループである。シンダータルクグループは3つの鉱山、3つの工場を持ち、中国タルク企業のトップ5に位置し、中国タルク技術の研究開発センターであり、グループが毎年生産するハイエンドタルク製品は全国タルク市場の15%を占めている。

タルク粉はプラスチック改質の重要な充填材料であり、その成分特性はプラスチック製品の性能に直接影響する。本文は遼寧鑫達滑石集団有限公司の滑石粉製品を研究対象とし、滑石粉中のカルシウム元素の源とプラスチック応用への影響を検討した。カルシウム不純物の存在形式、プラスチック力学性能、熱安定性及び老化防止性に対する作用機序を分析することを通じて、シンダルタルク粉の高純度技術優勢を結合し、タルク粉の品質を最適化する肝心な方向を提案し、プラスチック改質分野に理論的参考と実践指導を提供した。

キーワード：タルク粉、カルシウム元素、プラスチック製品、シンダータルク

引用：

タルク粉末はケイ酸マグネシウム（3 MgO・4 SiO 2・H 2 O）を主成分とする層状ケイ酸塩鉱物であり、その独特なシート構造、高剛性、耐熱性と化学安定性のため、プラスチック改質分野に広く応用されている。しかし、タルク粉末中に存在する可能性のある不純物成分（例えばカルシウム含有化合物）は、その性能に顕著な影響を与える。遼寧鑫達タルクグループは中国タルク業界のトップ10企業として、その製品は高純度、低不純物で有名で、鉱区の原料は白色度が高く、重金属を含まない。本文はタルク粉中のカルシウム元素に焦点を当て、その源、作用機序及びプラスチック応用に対する潜在的な影響を分析した。

一、遼寧鑫達滑石グループの紹介

遼寧鑫達滑石集団有限公司は1995年に設立され、滑石の採掘、選別、研究開発、深加工、販売を一体化した企業グループである。シンダータルクグループは中国タルク企業のトップ5にランクされ、中国タルク技術の研究開発センターであり、グループが毎年生産するハイエンドタルク製品は全国タルク市場の15%を占めている。

グループは大型鉱山1基と中型鉱山2基を保有し、鉱区の敷地面積は17万平方メートル。鉱山の総埋蔵量は全国総埋蔵量の9.8%を占めている。シンダーグループの誠祥鉱山は政府の支持を受け、同業界の5倍の採鉱資質を得ている。グループ鉱山は省級グリーン鉱山であり、国家級グリーン鉱山の称号を取得している。グループの3つの鉱山で生産された滑石は、天然の高白色度、純度が良く、シート構造が明らかで、アスベストや重金属を含まないなどの利点がある。鉱山は国内初の竪坑昇降システムを持ち、大型機械化採鉱設備、選鉱設備を持ち、希少資源の総合利用を高める。

グループは3つの工場を持ち、総面積は16万平方メートルに達し、設計生産能力は40万トンに達した。グループは多くの先進的な設備を持ち、供給の持続可能性を保証することができる。現在、グループは配合比率と混合物の全自動化を保証し、製品指標の変動を減らすためのインテリジェント自動材料供給システムを持っている、全チェーンを持つ密封パイプを風で送り、製品が二次汚染を受けないことを確保した、全自動包装生産ラインがあり、製品包装の計量、間引き、計数、除塵、整形、スプレー、パレタイジングなどの自動化任務を完成することができる。

二、タルク粉とシンダータルク粉

1、タルク粉

タルク粉末は工業製品であり、ケイ酸マグネシウム塩類鉱物タルク族タルクであり、主成分は含水ケイ酸マグネシウムであり、粉砕後、塩酸で処理し、水洗し、乾燥してなる。プラスチック類、紙類製品の充填剤、ゴム充填剤とゴム製品の粘着防止剤、高級ペンキ塗料などによく使われている。

2、シンダータルク粉

シンダータルクグループが生産するタルク粉の品質が高い一方で、グループが所有するタルク鉱山は良質な白タルク、粉タルクを豊富に生産し、天然の白度が高く、明らかなシート状構造があるため、一方、グループはインテリジェントオートメーション生産を採用している。グループにはインテリジェント自動原料上料システムがあり、インテリジェントな制御室制御、国際的にリードする気流研磨生産、先進的な分級と圧密設備、先進的な除鉄技術と全自動包装閉鎖輸送を持っている。タルク原料の配合比率が科学的に正確であることを確保し、指標の変動を減少させ、それによって製品の白度が高いか低いか、色の変動が大きいかなどの問題を解決し、タルク粉の生産品質を保証することができる。

三、タルク粉中のカルシウムの源及びプラスチック製品への影響

1、タルク粉中のカルシウムの源

（1）天然タルク中のカルシウム

タルク鉱石は形成過程で炭酸カルシウム（CaCO 3）、ドロマイト（CaMg（CO 3）2）などのカルシウム含有鉱物を伴う可能性がある。これらの不純物は加工中に効果的に分離されなければ、微量の形でタルク粉中に存在し、その純度に影響を与える。研究により、タルク粉の純度はその増強効果と直接関連し、不純物含有量が一定の閾値を超えると、プラスチック製品の老化防止性と熱安定性を著しく低下させることが明らかになった。

（2）他のフィラーとの相乗作用

プラスチック改質において、タルク粉はしばしば炭酸カルシウムなどのカルシウム含有充填剤と混合して使用され、コストを低減する。しかし、タルク粉自体のカルシウム不純物はそれと競合関係を形成する可能性がある。例えば、炭酸カルシウムの立方または繊維状構造はプラスチックの衝撃または引張性能を改善することができるが、過剰なカルシウム元素はタルク粉のシート状構造の分散ムラを招き、その増強効果は弱体化される可能性がある【4】。

2、タルク粉中のカルシウムがプラスチック製品に与える影響

（1）力学的性能のトレードオフ

タルク粉の増強作用はその高径厚比のシート状構造に由来し、プラスチック基体中に網状支持を形成し、剛性、曲げ弾性率と耐クリープ性を向上させることができる【2】【3】。しかし、カルシウム不純物の存在はこの構造を破壊する可能性がある：

引張強度：カルシウム化合物（例えば炭酸カルシウム）の硬度が高い（モース硬度3）、タルク粉（モース硬度1）と混合すると、局所応力集中を招き、複合材料の引張強度を低下させる可能性がある【4】。

衝撃靭性：カルシウム不純物はタルク粉と樹脂の界面結合を妨害し、衝撃強度の低下を招く可能性がある。実験により、未変性のタルク粉をPPに充填すると、充填量の増加に伴って衝撃強度が顕著に低下することが明らかになった【2】。

（2）熱安定性と老化防止性

カルシウム不純物はプラスチックの熱安定性に二重の影響を与える：

負の影響：カルシウム含有炭酸塩は高温で分解してCO 2を発生する可能性があり、プラスチック製品内部に気孔が形成され、熱変形温度を低下させる【3】。

プラスの作用：少量のカルシウム元素は樹脂中の酸性基と結合することによって、酸化分解を遅らせることができる。しかし、この効果はカルシウム含有量を厳格に制御する必要があり、過剰では老化問題を激化させる【2】。

（3）加工性能と表面特性

カルシウム不純物はタルク粉の流動性と分散性に影響を与える可能性がある：

流動性：カルシウム含有粒子の形態不規則性は溶融粘度を増加させ、押出過程でトルクが上昇し、加工効率が低下する。

表面光沢：カルシウム不純物の屈折率と樹脂の差が大きく、プラスチック製品の表面に斑点やヘイズが現れ、外観に影響を与える可能性がある【3】。

四、シンダーグループのタルク粉末のカルシウム制御技術

遼寧鑫達タルクグループは以下の技術手段を通じてカルシウム含有量を効果的に制御し、製品性能を最適化する：

1、原料の好ましくと精製：遼寧省海城の良質なタルク鉱脈に依拠し、浮選と磁気選択技術を用いて炭酸カルシウムなどの不純物を除去し、タルクの純度≧98%を確保する。

2、表面改質技術：シランカップリング剤或いは超分散剤の処理により、タルク粉と樹脂の界面適合性を改善し、カルシウム不純物の力学性能に対するマイナス影響を減少する。

3、粒度と形態調整：高温斜切粉砕設備とピール技術を採用し、タルク粉の完全なシート構造を維持し、径厚比は20：1以上に達し、増強効果を最大化する。

五、結論と展望

タルク粉中のカルシウム元素は主に不純物形態を通じてプラスチック応用に影響を与え、そのマイナス作用は潜在的な利点より顕著に大きい。遼寧鑫達タルクグループは高純度原料と先進的な加工技術を通じて、カルシウム不純物の含有量を効果的に低減し、その製品を自動車、家電などのハイエンドプラスチック分野で卓越した性能を発揮させた。将来の研究はカルシウム元素と他の鉱物の協同改質メカニズムをさらに探索し、低カルシウム高機能タルク粉製品を開発し、プラスチック工業のグリーン化と高性能化の発展を推進することができる。

六、参考文献

【1】シンダータルクグループ公式サイト。プラスチックにおけるタルク粉の応用特性 

【2】中国粉体技術網プラスチックにおける改質タルク粉の応用研究の進展 2015.9.

【3】プラスチックにおけるタルク粉の応用特徴と指標要求中国滑石網 2019.11.

【4】改質プラスチックへの無機粉体の使用専用塑性最前線。 2024.15.