JPH01119512A - 板状塩基性炭酸カルシウムの製造方法 - 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、分散性の極めて良好な、多角形の板状塩基性
炭酸カルシウムおよびその製造方法に関する。さらに詳
しくは、本発明は、紙、ゴム、プラスチック、塗料など
の製造における顔料や充填剤として有用な、優れた白色
度や光沢性、平滑性およびインキ吸収性などの品質特性
と良好な作業性とを与えることのできる、分散性の極め
て良好な、多角形の板状塩基性炭酸カルシウムおよびそ
の工業的製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

わが国においては、−船釣な沈降性炭酸カルシウムとし
て、立方形、紡錘状、柱状、針状、連鎖状などの各種の
形状を有するものが市販されている。それらの用途とし
ては、製紙やゴム、プラスチック、塗料工業などの分野
があるが、当該分野で広く一般的に使用されている板状
のカオリンやタルク等に代わって、炭酸カルシウムがさ
らに多用されるためには、板状の形状を存するものの出
現が切望されている。しかし、工業的には未だ、品質面
からも、コスト面からも、確立されるに至っていないの
が現状である。

上記要求に応えるぺ（、特公昭６２− ３２１３０、特開昭６１−２１９７１５および特開昭６
２−１１３７１８において、ＸＣａＣＯ３・ＹＣａ　（
ＯＨ）２　・ＺＨ２０の組成式で示される板状の塩基性
炭酸カルシウムもしくはその複合体の製造が提案され、
その工業化が試みられている。

しかし、これら提案の方法による塩基性炭酸カルシウム
およびその複合体は、いずれも分散性が不良な凝集品と
してしか得られず、光沢性、インキ吸収性などの特性が
十分でなく、また作業性も不満足のものとなり、従って
有効な用途開発も進まず、工業化も今−歩の段階にある
のが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、従来技術における如き、電気伝導度、ｐＨ
１あるいは炭酸化率等をもって、炭酸ガスの吹込速度を
制御して、炭酸化反応を行う方法では、得られる製品に
はいずれも分散性の不良な凝集物が多量に混在し、十分
な性能品質の製品を得ることはできなかったのである。

しかして、本発明の目的は、上記の如き従来技術の欠点
を解消して、分散性の極めて良好な、多角形の板状塩基
性炭酸カルシウムを提供することにある。即ち、本発明
は、例えば、製紙工業において塗工用顔料として用いる
場合に、カオリンクレーはおろかサチンホワイトなみの
白色度、光沢性、インキ受理性、平滑度などの品質特性
において優れ、かつ、作業性においても問題がなく、ス
トリーク、塗りむらなどの欠点を生じない板状塩基性炭
酸カルシウムを提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成するべく、特に特公昭
６２−３２１３０に記載の方法の工業化を試みるに当た
って、上記問題点の解決について鋭意研究を重ねた結果
、種々の凝集粒子の発生のメカニズムは、反応の進行に
おいて、その結晶化過程でむらが発生し、結晶の核生成
反応と結晶の成長反応と、が同時に入りまじって行われ
ることにあり、これらを区分してやれば、分散性の良好
なものを製造し得ることを見出した。即ち、従来法では
管理されていない生石灰の活性度およびその生石灰を消
和して得られる消石灰乳中の消石灰粒子の粒子径に着目
し、これらの活性度と粒子径の両者の種々の組み合わせ
に対応して相対炭酸ガス吹込速度の最大値を一定範囲以
下に制御しながら、消石灰乳を炭酸化することによって
、上記本発明の目的を達成し得ることが見出されたので
ある。

即ち、本発明によれば分散性良好な板状塩基性炭酸カル
シウムが提供されるのであって、この板状塩基性炭酸カ
ルシウムは、分散度が１．５以下であり、かつ板状部分
の平均径が０．２〜２．０μｍ、平均厚みが０．０５〜
０．２５μｍ、平均径／平均厚みの比（アスペクト比）
が４〜２０であることを特徴とする特 本発明にかかる板状塩基性炭酸カルシウムは、組成式Ｘ
ＣａＣＯ３・ＹＣａ（ＯＨ）２・ＺＨ２０（但し、Ｘ＝
２とした場合、Ｙ　＝　０．５〜１．０であり、Ｚ　＝
　０．７〜１．５　テあるものとする）で示されるもの
であるのが好ましく、また板状結晶粒子の平均径（Ｄａ
ｙ）に対して０．５　Ｄ　ａ　ｖ〜２、　ＯＤ　ａ　ｖ
の径を有する粒子が全体の８０％以上、特に９０％以上
を占めるものであるのが好ましい。

上記本発明の板状塩基性炭酸カルシウムは、本発明に従
い、生石灰の活性度が２００〜４００であり、その消和
物である消石灰乳の篩分最大粒度が４４μｍ〜２５０μ
ｍである時、これらの活性度および篩分最大粒度のそれ
ぞれの組み合わせに対応して一次降下点までの相対炭酸
ガス吹込速度の最大値を２３ｍｌ／ｓｉｎ−ｇ−Ｃａ　
（ＯＨ）　２〜３ｏ＋１／ｍｉｎ−ｇ−Ｃａ　（ＯＨ）
２の範囲で、消石灰乳を炭酸化することにより製造する
ことができる。

〔作　用〕

本発明の方法および従来方法により得られた塩基性炭酸
カルシウムの代表例につき、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ
）写真および光透過型粒度測定器（島津製５Ａ−ＣＰ３
）により行った測定の結果を下記表１に示す。

以下余白 本発明方法により得られる板状塩基性炭酸カルシウムは
、そのＳＥＭ写真（第１図）に見られる如く、四角形乃
至六角形程度の多角形を示し、かつ、板状部分の粒子径
がよく揃っており、個々の粒子にまで極めてよく分散し
ていることが観察される。一方、従来法による場合には
、個々の粒子が数十個程度集合して、大きな凝集塊を構
成していることが観察される（第２図）。

ここで、分散性の良否を、分散度即ち光透過型粒度測定
器（ＳＡ−ＣＦ２）による５０％平均径（Ｄｓ。）μｍ
／走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による平均径μｍの比を
もって定義すると、上記表１に見られるように、本発明
方法の場合は分散度＝０．３２１０．３＝１．０７と、
はとんど理論値即ち１に近い値を示すが、一方従来法の
場合には分散度＝３．７４１０．４＝９．３５と甚だ高
い値を示していることが判る。一般に、光透過型粒度測
定器による測定においては、超音波分散を行うので、単
なる物理的結合による集合体であれば、比較的容易に個
々の粒子までに分散する筈であるが、従来法の場合には
り、。−３，７４μｍを示し、ＳＥＭ観察の板状部分の
平均径０．４μｍに比して極めて大きい値を示し、強固
な化学的結合力による凝集物となっていることがわかる
。しかるに、本発明方法の場合には、ＳＥＭ測定による
平均径０．３μｍに対し、Ｄ、。＝０．３２μｍとほと
んど一致しており、極めて良好な分散状態を示している
ことがわかる。

一方、かかる凝集品は、良好な分散品と比較すると、例
えば、製紙塗工試験を行った場合、光沢性、平滑性、イ
ンキ受理性等において明らかに劣ったものになるという
欠点を有している。また、かかる凝集品は超音波分散処
理では容易に分散し難い。そこで、仮に、凝集品を振動
ミルで約３０分開運式破砕を行い、ＳＥＭ観察および５
Ａ−ＣＦ２で粒度をみると、凝集物は細分化されてしま
い、板状形状が失われ、粒状物に変化する（第１３およ
び１４図）。このものを用いて製紙塗工テストを行った
ところ、白紙光沢、印刷光沢、平滑性等が低下すること
が確認された（表４）。

一方、本発明に係る、平均粒径０．３μｍと０．７μｍ
の板状塩基性炭酸カルシウムを使用してサチンホワイト
、市販の軽質炭酸カルシウム等との比較塗工試験を行っ
た（実施例８）ところ、本発明品は市販軽質炭酸カルシ
ウムに比して、光沢性、インキ受理性および平滑性にお
いて数段優っており、高品質の結果を示すサテンホワイ
トに比しても優るとも劣らぬ値を示している。更に、サ
テンホワイトに比して、強度のみならず、顔料粘度、ス
トリーク、塗りむら等作業性上の性能においても格段に
優れた結果を与えることが判明した（表４および５）。

更に、本発明に係る板状塩基性炭酸カルシウムは、驚く
べきことに、単味顔料の三者配合即ち本発明品とカオリ
ンクレーとの配合および市販の軽質炭酸カルシウムとカ
オリンクレーとの配合における比較において、各単味顔
料の特性を維持しつつ、しかも相乗的効果を発揮して、
光沢性の面で従来の定説を覆すが如き優れた結果を与え
ることがわかった（表６）。

本発明に係る板状塩基性炭酸カルシウムの水性スラリー
を加熱熟成（５０℃×３日間）すると、製紙塗工テスト
の白紙光沢および印刷光沢において優れた結果を示し、
測定値において２％程度の上昇となった（表７）。

本発明の板状塩基性炭酸カルシウムの水性スラリーから
、例えば、噴霧乾燥を行って得た乾燥製品は、デイシル
バーなどによって容易に水に再分散する。このようにし
て、その６０重量％濃度のスラリーを作り、これをＳＥ
Ｍで観察すると、はとんどもとの分散状態を示している
ことが認められた。これを用いて製紙塗工テストを行っ
たところ、処理前の製品を用いた場合に比較して、品質
に差はほとんど認められなかった（表８）。

本発明に係る板状塩基性炭酸カルシウムの組成式は、第
５および１１図に示す熱重量分析（７０曲線）およびガ
ス分析の結果から、ＸＣａＣＯ３・ＹＣａ　（ＯＨ）２
　・ＺＨ２０で示され、第６および１２図のＸ線回折図
には、塩基性炭酸カルシウムのピークのみで、カルサイ
トおよび消石灰のピークはほとんど見当たらない。熱重
量分析の結果から、本発明の塩基性炭酸カルシウムの組
成式は、Ｘ＝２とした場合、Ｙ　＝　０．５〜１．０、
Ｚ　＝　０．７〜１．５の範囲で示される多角形の板状
塩基性炭酸カルシウムであると認められる。

本発明の分散性良好な板状塩基性炭酸カルシウムは、例
えば、次のようにして製造することができる。

本発明の方法においては、生石灰の活性度とその消和物
である消石灰乳の篩分最大粒度との種々の組み合わせに
対応して、−吹降下点までの相対炭酸ガス吹込速度の最
大値の所定範囲で消石灰乳を炭酸化するものである。ま
ず、生石灰の反応性の評価目安となる活性度として、本
発明者らは、これを粗粒滴定法（４Ｎ−ＨＣＩ、１〜４
．７６ｍｍ粒度、５０ｇ法）の５分値でもって区分した
。

次いで、上記生石灰を消和して得られた消石灰乳を区分
に従い、篩分けする。篩分けして得た消石灰乳に水を添
加して、消石灰濃度を区分に従い、調整する。炭酸化反
応を開始する時の消石灰乳の温度を区分に従い、調節す
る。

次いで、炭酸ガスを消石灰乳中に導入して、炭酸化反応
を行うが、相対炭酸ガス吹込速度を次式で表し、区分に
従い、炭酸化を実施する。

相対炭酸ガス吹込速度＝炭酸ガス導入！（ガス導入量×
００２容量％、標準状ａ）　　：　ｍｌ／１ｌｉｎ／消
石灰乳中のＣａ　（ＯＨ）２量：ｇ 炭酸化反応の間の電気伝導度を連続して測定し、−吹降
下点の電気伝導度を７以上に保持し、反応の終了点は二
次降下における電気伝導度が４〜５の範囲とする。

以上を総合して、製造条件を一覧表として示すと、例え
ば、下記表２の通りとなる。

以下余日 表　　　２ 尚、本発明者の検討によれば、このとき、生石灰の活性
度が２００〜４００の範囲で相対炭酸ガス吹込速度は、
２３〜３ｍｌ／ｗｉｎ−ｇ−Ｃａ　（ＯＨ）　２となる
ことが認められた。

望ましい分散生良好な板状塩基性炭酸カルシウムの製造
条件としては、生石灰の活性度が高い場合（例えば３５
０）には相対炭酸ガス吹込速度は大きく　（例えば１０
〜１９醜ｌ／ＩＩＩｉｎ−ｇ）、活性度が低い場合（例
えば２５０）には相対炭酸ガス吹込速度を小さく　（例
えば５〜１１ｍｌ／ｍｉｎ・ｇ　）する必要がある。

同一の活性度、（例えば３５０）の生石灰では、消石灰
乳の篩分最大粒度が粗い程（例えば２５０μｍ）、相対
炭酸ガス吹込速度は小さく　（例えば１０ＩＩＩｌ／ｍ
ｉｎ−ｇ）、細かい程（例えば４４μｍ）相対炭酸ガス
吹込速度は大きくできる（例えば１９ｍｌ／ｓｉｎ−ｇ
　）。同一の消石灰乳の篩分最大粒度では（例えば７４
μｍ）生石灰の活性度が高い程（例えば３５０）相対炭
酸ガス吹込速度は大きく　（例えば１８輪ｌ／ｌｌｉｎ
−ｇ）、生石灰の活性度が低い程（例えば２５０）相対
炭酸ガス吹込速度を小さくする必要がある（例えば１０
　ｍｌ／ｍ＋ｉｎ−ｇ　）。

相対炭酸ガス吹込速度について、この制限範囲を超える
と、塩基性炭酸カルシウムは得られ難く、たとえ得られ
たとしても、分散性の良好なものを得ることはできない
、また、あまりにも極端に低い相対炭酸ガス吹込速度で
は生産性が低く、実用上好ましくない。

同一の活性度（例えば３５０）の生石灰を乾式消和して
得られた消石灰を原料として、上記製造条件の下で作製
したものは、形が不揃いで、凝集物が多く、結晶形に関
しても板状の外に粒状、糸状など各種のものが混在して
いた。

篩分は後に炭酸化されるＣａ　（ＯＨ）２の濃度は、活
性度の高い程（例えば３５０）、上限が低くなる（例え
ば１２重量％以下、好ましくは１０重量％以下）。逆に
活性度が低い程（例えば２５０）、上限濃度は高くなる
（例えば１５重景％以下、好ましくは１３重景％以下）
。一方、下Ｉ＠濃度としては、５重量％以上、好ましく
は８重量％以上であるのがよく、これ以下では生産性が
低くなるので好ましくない。

次に、反応開始時点の消石灰乳の温度は、生石灰の活性
度が高い程（例えば３５０）、上限は低くなる（例えば
１３℃以下、好ましくは１０”Ｃ以下）。この上限温度
（例えば１３℃）以上では良好な分散性の塩基性炭酸カ
ルシウムは得られない。

一方、下限温度は５℃以上（好ましくは８℃以上）であ
り、これ以下では反応速度が遅く、生産性が低くなるの
で好ましくない。

いかなる場合にも、−吹降下点での温度は１８℃以下に
保持する必要がある。１８℃以上では、分散性の良好な
る板状塩基性炭酸カルシウムは得られない。必要の場合
には冷却を行ってもよい。

導入する炭酸ガスは、単独ガスであっても、空気等の混
合ガスであってもよい。また石灰石の焼成時の排出炉ガ
ス（Ｃ０２濃度約３０％）を用いることもできる。

製紙用、ゴム用、プラスチック用等の各用途に応じて所
要最適粒径を得たい場合には、使用する生石灰の活性度
、その生石灰を消和した消石灰乳の篩分は最大粒度に従
い、反応開始温度および消石灰乳のＣａ　（ＯＨ）２濃
度を調節し、相対炭酸ガス吹込速度を制御することによ
って、望ましい粒径のものを得ることができる。また、
その粒度分布も任意に調節することができ、この点も本
発明の１つの特長である。

次いで、反応過程における炭酸化度の調節は、電気伝導
度を測定しつつ、相対炭酸ガス吹込速度を制御し、前述
の制限範囲以下で行うことが望ましい。初期には（即ち
一次降下点に達するまでは）吹込速度を抑えれば、後に
吹込速度を増大することは可能である。

一次降下点での電気伝導度が７より下がると、塩基性炭
酸カルシウムの生成は全く困難となる。

さらに、反応の終点は二次降下の中間点即ち電気伝導度
として４〜５の範囲、実際上は４．５でもって行うこと
が大切である。降下速度は非常に速いので、終点時には
注意が肝要である。５以上では未反応の消石灰が残存し
て（るので好ましくない。

一方、４以下ではカルサイトの生成が始まり、これが生
成物中に混入してくるので好ましくない。

上記の他に反応に影響を与える装置的要因として、反応
層の寸法、攪拌翼の形状と回転速度、炭酸ガス吹込手段
等があり、これらを適宜適切に選択することが肝要であ
る。

〔発明の効果〕

本発明に係る板状塩基性炭酸カルシウムは、極めて良好
な分散性を有し、粒径を任意に調節することが可能であ
り、かつ、粒度分布中も極めて小さい、また、純度的に
も極めて高品質のものである。

製紙用の塗工剤として用いた場合、本発明の板状塩基性
炭酸カルシウムは、白色度、光沢性、インク受理性、平
滑性などについては、従来のカオリンクレーや市販の軽
質炭酸カルシウムに比して数段価れた効果を示し、サテ
ンホワイトに比して同等の効果となり、作業性や経済面
ではこれらよりもはるかに優れた効果が期待できる。尚
、製紙塗工用の他にも、ゴムおよびプラスチックの充填
剤や塗料用顔料として有効に利用し得る。

〔実施例〕

次に、本発明の板状塩基性炭酸カルシウムおよびその製
造方法について、実施例によりさらに説明する。

実施例１：本発明（活性度３５０） 活性度３５０の工業用生石灰２．４　ｋ　ｇを４０℃の
水１７．６　ｋ　ｇの中に投入し、攪拌しながら、１５
分間消和を行う。その後分級機で篩分けし、７４μｍ通
過の消石灰乳を取り出し、これに水を加えて消石灰濃度
１０重量％の消石灰乳２０ｋｇを得た。これを反応容器
（内径３４５×高さ３６０ｍｍ、内容積４０１）に入れ
、攪拌しながら（かい型羽根、径１００ｍｍ、５００ｒ
ｐｍ）１０℃に冷却後、１００％濃度の炭酸ガスを２５
１／ｍｉｎの速度で導入する。この時の相対炭酸ガス吹
込速度は１２．５ｍｌ／ｗｉｎ−ｇ−Ｃａ　（ＯＨ）　
２である。

反応開始から少なくとも１５分間は冷却を続け、１５℃
以下に液温を保持した後電気伝導度を４．５ｍＳ／Ｃｍ
で炭酸ガスの吹込を停止した。

反応条件および結果を後記の表３に示す。

反応生成物を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したと
ころ、平均粒径０．３μｍ１厚み０．０８μｍの板状の
形状を有していた（第１図）。凝集部分は皆無で、個々
の粒子にまでよく分散されている。

一方、光透過型粒度測定器（島津製、５Ａ−ＣＦ２）で
求めた平均粒径（５０％値：Ｄ５゜）は、０．３２μｍ
であって（第３図）、これはＳＥＭから求めた値０．３
とよ（一致している。このときの分散度は０．３２１０
．３−１．０７である。このことからも、本発明による
と凝集部分がほとんど皆無で、極めて良好な分散状態の
板状塩基性炭酸カルシウムが得られることがわかる。

結晶粒径も０．２〜０．８μｍの範囲にあり、その巾も
小さいことがわかる。一方、厚みは０．０８であり、従
ってアスペクト比は４である。また、この生成物の熱重
量分析（ＴＯ曲線）（第５図）およびＸ線回折（第６図
）を行った結果からは、カルサイト、消石灰のピークは
ほとんど認められず、２ＣａＣＯｓ　・０．６３Ｃａ　
　（ＯＨ）２　・０．８６Ｈ２０の組成式を有する塩基
性炭酸カルシウムであることが確認された。

比較例１−１：凝集品 実施例１と同じく消和して、篩分けを行うことなく、・
消石灰濃度１１重量％の消石灰乳を２０ｋｇ調製した。

この消石灰乳を１０℃に冷却した後、１００％濃度の炭
酸ガスを２０１／ｌｌｌ１ｎ　（相対炭酸ガス吹込速度
−９，１ｍｌ／ｍｉｎ−ｇ−Ｃａ　（ＯＨ）　２）で吹
き込み、炭酸化し、電気伝導度が４．５　ｍｓ／ｃｎ＋
になったときに反応を停止した。反応条件および結果を
表３に示す。反応生成物をＳＥＭで観察すると（第２図
）、０．３〜０．７μｍの一次粒子（平均０．４μｍ）
が凝集して、約３．０〜４．０　ｐ　ｍ大の二次粗大凝
集粒子を形成していた。

第４図に５Ａ−ＣＦ２の結果を示す。分散度を求めると
、３．７４１０．４〜９．３５と甚だ大きい値を示して
いる。相対炭酸ガス吹込速度は１０ｍ１／Ｉｌｉｎ−ｇ
以下であり、本発明に規定の条件内であるが、消石灰乳
の篩分けを実施していないために凝集品となった。

比較例１−２：粒状炭酸カルシウム 実施例１と同じく消和して、７４μｍで消石灰乳の篩分
けを行って、消石灰濃度１０重量％の消石灰乳を２０ｋ
ｇ調製した。この消石灰乳を１０℃に冷却後１００％濃
度の炭酸ガスを３７　ｆｆｉ／ｗｉｎ（相対炭酸ガス吹
込速度＝　１８．５ａ＋ｌ／ｓｉｎ−ｇ−Ｃａ（ＯＨ）
２）で吹き込んだ。反応を開始して約１０分後に電気伝
導度が２　ａｓ／ｃｍまで低下し、同時に反応液の粘度
も増加して、ゲル化した。引き続き炭酸ガスの吹き込み
を続けると電気伝導度は再び上昇して粘度は元の状態に
戻った。更に炭酸ガスの吹き込みを続けると電気伝導度
が再び低下してくるが、電気伝導度が４．５　ｍｓ／ｃ
ｍになったときに反応を停止した。反応条件および結果
を表３に示す。

反応生成物をＳＥＭで観察すると、０．１μｍ以下の微
細な粒状のカルサイト型炭酸カルシウムであった。

消石灰乳の篩分けを実施しても、相対炭酸ガス吹込速度
を本発明の限度以上で炭酸化を行うと、板状塩基性炭酸
カルシウムは得られなかった。

実施例２：本発明（活性度２５０） 活性度２５０の工業用生石灰２６０ｇｒを、４０℃の水
１７６０ｇの中に投入し、攪拌しながら、１５分間消和
を行う。その後分級機で篩分けし、４４μｍ通過の消石
灰乳を取り出し、これに水を加えて消石灰濃度１０重量
％の消石灰乳２ｋｇを得た。これを反応容器（内径１５
０×高さ２２０ｍｍ、内容積４１）に入れ、撹拌しなが
ら（かい型羽根、径６０ｍｍ、７００ｒｐｍ）　１０℃
に冷却後、１００％４度の炭酸ガスを０．３４１／１ｌ
Ｉｉｎの速度で導入する。

この時の相対炭酸ガス吹込速度は１．７　ｍｌ／ｍｉｎ
−ｇ−Ｃａ　（ＯＨ）２に当たる。電気伝導度４．５　
ｍｓ／ｃｖａで炭酸ガスの吹き込みを停止した。

反応条件および結果を表３に示す。

反応生成物をＳＥＭで観察したところ、平均径０．８μ
ｍ、厚み０．１５μｍの板状の形状を有していた（第７
図）。凝集部分はほとんど皆無で、良好な分散状態を示
している。

一方、５Ａ−ＣＦ２で求めた平均粒径（Ｄ　ｓ。）は０
．８８μｍであって（第９図）、これはＳＥＭの値０．
８μｍとよく一致している。分散度は０．８８１０．８
＝１．１である。このことからも、本発明による板状塩
基性炭酸カルシウムは、凝集部分がほとんど皆無で、極
めて良好な分散状態にあることがわかる。結晶粒径も０
．５〜１．５μｍの範囲にあり、その巾も小さいことが
わかる。一方、厚みは０．１５μｍであり、アスペクト
比は０．８８１０．１５’、６である。

また、この生成物のＴＧ曲線（第１１図）、ガス分析お
よびｘ１回折図（第１２図）から、カルサイト、消石灰
のピークは見当たらず、２ＣａＣ０３・０．７２Ｃａ　
　（ＯＨ）２　・０．９６Ｈ２０の組成式を有する塩基
性炭酸カルシウムであることが確認された。

比較例２−１：凝集品 実施例２と同じ（消和して、篩分けを行うことなく、消
石灰濃度１３重量％の消石灰乳を２ｋｇ５ｌｉ製した。

この消石灰乳を１５℃まで冷却後、１００％濃度の炭酸
ガスを０．３４１　／ｍ１ｎ（相対炭酸ガス吹込速度−
１，３ｍｌ／ｍｉｎ−ｇ−Ｃａ　（ＯＨ）　２　）で吹
き込み、炭酸化して、電気伝導度が４．５　ｍｓ／ｃｍ
で吹き込みを停止した。反応条件および結果を表３に示
す。

反応生成物をＳＥＭで観察すると、約１．３μｍの一次
粒子が強力に凝集して、約４〜５μｍ大の二次粗大粒子
を構成していた（第８図）。次に５Ａ−ＣＦ２による測
定の結果を示す（第１０図）。

分散度をもとめると、４．４　／　１．３　＝　３．４
と非常に高い値を示していることがわかる。本例におい
ても、比較例１−１と同じく、相対炭酸ガス吹込速度が
本発明に規定する条件内にあっても、消石灰乳の篩分け
を実施していないために凝集品となることを示している
。

比較例２−２−粒状炭酸カルシウム 実施例２と同じく消和し、４４μｍで消石灰乳の篩分け
を行って、消石灰濃度１０重量％の消石灰乳を２ｋｇ調
製した。この消石灰乳を１０℃まで冷却後、１００％の
濃度の炭酸ガスを２．５１１／ｗｉｎ（相対炭酸ガス吹
込速度＝　１２．５ｍｌ／ｍｉｎ−ｇ−Ｃａ（ＯＨ）２
）で吹き込み、冷却しながら炭酸化すると、反応開始後
約１０分で電気伝導度が５　ｍｓ／ｃｏ＋まで低下して
、またすぐ上昇した。引き続き炭酸ガスの吹き込みを続
けると、約２０分後に再び低下しはじめ、電気伝導度が
４．５　ｍｓ／ｃｍで停止した。

反応条件および結果を表３に示す。反応生成物をＳＥＭ
で観察すると、０．１μｍ以下の微細な粒状のカルサイ
ト型炭酸カルシウムであった。比較例１−２と同じく消
石灰乳の篩分けを実施しても、相対炭酸ガスの吹込速度
を本発明の限度以上で炭酸化を行うと、板状塩基性炭酸
カルシウムは得られなかった。

実施例３：　（高活性度−篩分粒径−相対炭酸ガス吹込
速度）関係 実施例１に用いたと同じ活性度３５０の工業用生石灰２
４０ｇを４０℃の水１７４０ｇの中に投入し、攪拌しな
がら１５分間消和を行う。消石灰乳の篩分は粒径および
炭酸ガスの吹込速度の条件を各種変更して炭酸化反応を
行った。反応を電気伝導度４．５　ｍｓ／ｃｍで停止し
た。反応条件および結果を表３に示す。

高活性度の生石灰の場合、消石灰乳の篩分は粒度別に対
応して、相対炭酸ガス吹込速度の最大値があり、それ以
下で炭酸化を行う必要があることがわかる。

実施例４：　（低活性度−篩分粒径−相対炭酸ガス吹込
速度）関係 実施例２に用いたと同じ活性度２５０の工業用生石灰２
６０ｇを４０℃の水１７４０ｇの中に投入し、攪拌しな
がら１５分間消和を行う。消石灰乳の篩分は粒度および
炭酸ガスの吹込速度の条件を各種変更して炭酸化反応を
行った。反応は導電度４．５　ｍｓ／ｃｍで停止した。

反応条件および結果を表３に示す。

低活性度の生石灰の場合、消石灰乳の篩分は粒度別に対
応して、相対炭酸ガス吹込速度の最大値があり、それ以
下で炭酸化を行う必要があることがわかる。

実施例５：　（炭酸ガス濃度の影響） 実施例４で調製した消石灰乳を４４μｍで篩分けして得
た消石灰乳２ｋｇを１０℃に冷却し、炭酸ガス（１００
％濃度）の吹込量を’ｌｌ／ｍｉｎとし、これに窒素ガ
スを混合して、炭酸ガス濃度を変えて、炭酸化反応を行
った。導電度４．５　ａ＋ｓ／ｃ＋ｗで停止した０反応
条件および結果を表３に示す。

生成した板状塩基性炭酸カルシウムの粒径は炭酸ガスの
濃度の低下とともに大きくなる傾向にあることがわかる
。

実施例６：　（反応開始時の温度の影響）実施例５で調
製した消石灰乳を冷却し、反応開始時の消石灰乳の温度
を変化させて、炭酸化反応を行った０反応条件および結
果を表３に示す。

生成した板状塩基性炭酸カルシウムの粒径は反応開始時
の消石灰乳の温度の上昇とともに大きくなる傾向にある
ことがわかる。

実施例７：−次降下点での温度限界 実施例６で調製した消石灰乳を冷却し、１６℃に調整後
、炭酸化反応を開始し、電気伝導度の一次降下点での消
石灰乳の温度を変化させて炭酸化反応を行った。

反応条件および結果を表３に示す。

−次降下点の温度で１８℃を超えると、もはや分散性の
良好な板状塩基性炭酸カルシウムは得られないことがわ
かる。

実施例８：塗工試験 反応容器４０１の規模で、生石灰の活性度、炭酸ガスの
濃度を変えて、任意の粒径の板状塩基性炭酸カルシウム
を調製した。反応条件および結果を表３に示す。平均粒
径０．３μｍと０．７μｍの２種類の分散性の良好な板
状塩基性炭酸カルシウムの水性スラリーを得た。得られ
たスラリーを脱水してウェットケーキとした後、これを
水に再分散せしめて６０重量％の濃度のスラリーとした
。

次いで、このものを使って塗工試験を行った。

以下においては、これらを０３品および０７品と呼称す
る。

対照試料として下記のものを使用した。

（１）比較例１−１．２−１の凝集物のある板状塩基性
炭酸カルシウムの機械的破砕品 （２）サテンホワイト：市販品 （３）軽質炭酸カルシウム：市販品 （４）本発明品（実施例１）の加熱品（上記６０％スラ
リーを５０℃で３日間加熱熟成したもの）（５）　　カ
オリンクレー：市販品 （６）　　本発明品（実施例１）の噴霧乾燥品（炭酸化
により得られたスラリーを噴霧乾燥し、この乾燥品を水
に再分散せしめ、て６０％スラリーとしたもの） 塗工試験は下記条件で行った。

（１）　　コート原紙：約８０ｇｒ１０ｆ上質紙（２）
塗工方法：ワイヤバー手塗り 使用ワイヤバー：１ｌｋＬ１２ 塗被量ζ２０ｇｒ／ｒｒｒ （３）　　カラー配合 １）カラーピグメントの種類および配合比（固形分とし
て） 下記の配合品（配合割合：表４〜８） １００部 カオリンクレー サチンホワイト 重質炭酸カルシウム 軽質炭酸カルシウム 本発明品および破砕品 ２）バインダー ラテックス（ＳＢＲ系）　　　　１０部澱粉（酸化澱粉
系）　　　　　　　　５部３）潤滑剤　（ステアリン酸
系）１．０部４）分散剤　（ポリカルボン酸系）０．６
部５）塗被液　　固形物濃度＃６０％ （４）スーパーカレンダー処理条件 線圧　　　　　　１００ｋｇ／ｃｍ 温度　　　　　　５５・Ｃ 通過回数　　　　３回 カレンダー速度　８ｍ／ｌｌ１ｉｎ （５）測定方法 白色度　　　　　ハンター白色度計“ＭＲ−２”白紙光
沢　　　　グロスメーター“ＧＭ−２６０”印刷光沢　
　　　グロスメーター“Ｇ？ｌ−２６０”Ｋ＆Ｎ白度低
度低下ンター白色度計“ＭＲ−２”　２分値。

使用インク：フタロシアニ ンブルー 印刷　　　　　　ＲＩ印刷試験器 使用インク：ＴＶＩ２、Ｒｅｄ 回転数：３Ｏｒｐｍ ＲＩ　Ｄｒｙ　Ｐｉｃｋ　　　ＴＶＩ　８　　Ｒｅｄ６
０ｒｐｍ＋、５段階評価。

Ｂ粘度　　　　　ＢＬ型、６０ｒｐｍ 塗工試験の結果は下記の通りである。

ＣＩ）市販品との比較（表４）　： 配合割合：供試品１５部／カオリンクレー８５部（１）
　　本発明の０３品と０７品の比較において、白色度、
印刷光沢ともに０３品が優る。一方、ＲＩＤｒｙ　Ｐｉ
ｃｋ強度は０７品が優っている。

（２）板状塩基性炭酸カルシウムで凝集物のあるものを
機械的破砕しても、良好な分散性は得られず、白紙光沢
、印刷光沢ともに本発明品より劣る。

（３）　　サチンホワイトと本発明品とを比較すれば、
大同小異であり、優るとも劣らぬ結果である。作業性で
ははるかに本発明品が優れている。

（４）市販軽質炭酸カルシウムと本発明品とを比較すれ
ば、明らかに本発明品が白紙光沢、印刷光沢ともに優っ
ている。

（ｎ）市販品との比較（表５） 配合割合：供試品３０部／重炭酸カルシウム３０部／カ
オリンクレー４０部 （１）市販軽質炭酸カルシウムと本発明品とを比較すれ
ば、白紙光沢、印刷光沢ともに本発明品の方が優れた結
果を示している。

（Ｉ［［）カラー配合の混合相乗効果（表６）カオリン
、本発明品（０３品）、市販軽質炭酸カルシウムを、そ
れぞれ、単味（１００部）および配合（配合割合：供試
品２０部／カオリン８０部）で用いた。

（１１本発明品とカオリンの組み合わせの場合は、それ
ぞれの単味の白紙光沢、印刷光沢より、いずれも優れた
値をとり、相乗効果が期待される好結果を得た。

（２）一方、市販軽質炭酸カルシウムとカオリンの組み
合わせの場合には、上記に引き換え、それぞれの単味の
値の中間的な値となった。

（ＩＶ）加熱効果（５０℃×３日間、表７）（１）　　
加熱により白紙光沢、印刷光沢ともに明らかに向上した
。

（Ｖ）乾燥品試験（噴霧乾燥品、表８）（１）スラリー
とこれを噴霧乾燥した粉末との比較塗工試験では、両者
間にはほとんど差はないといえる。

（２）乾燥粉末状態で、市販軽質炭酸カルシウムとの比
較試験においても、白紙光沢、印刷光沢ともに数段本発
明品が優れていることがわかる。

以下余白 表　　　５ 表　　　６ 表　　　７ 表　　　８

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ実施例１および比較例１−１
で得られた塩基性炭酸カルシウムの結晶粒子構造を示す
走査型電子顕微鏡写真である。 第３図、第４図はそれぞれ実施例１および比較例１−１
で得られた塩基性炭酸カルシウムの結晶粒径の光透過式
粒度測定器による測定結果を示すグラフである。 第５図は実施例１の熱重量分析における温度とｆＩｉ量
変化との関係を示すグラフである。 第６図は実施例１で得られた生成物のＸ線回折図である
。 第７図、第８図はそれぞれ実施例２および比較例２−１
で得られた塩基性炭酸カルシウムの結晶粒子構造を示す
走査型電子顕微鏡写真である。 第９図、第１０図はそれぞれ実施例２および比較例２−
１で得られた塩基性炭酸カルシウムの結晶粒径の光透過
式粒度測定器による測定結果を示すグラフである。 第１１図および第１２図はそれぞれ実施例２についての
熱重量分析およびＸ線回折の結果を示す図である。 第１３図および第１４図は凝集物の破砕品の走査型電子
顕微鏡写真および光透過式粒度測定結果である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分散度が１．５以下であり、かつ板状部分の平均径
   が０．２〜２．０μｍ、平均厚みが０．０５〜０．２５
   μｍ、平均径／平均厚みの比が４〜２０であることを特
   徴とする、分散性良好な板状塩基性炭酸カルシウム。 ２、組成式ＸＣａＣＯ＿３・ＹＣａ（ＯＨ）＿２・ＺＨ
   ＿２Ｏで示される、特許請求の範囲第１項記載の板状塩
   基性炭酸カルシウム。但し、Ｘ＝２とした場合、Ｙ＝０
   ．５〜１．０であり、Ｚ＝０．７〜１．５であるものと
   する。 ３、板状部分の平均径（Ｄａｖ）に対して０．５Ｄａｖ
   〜２．０Ｄａｖの径を有する粒子が全体の８０％以上を
   占める、特許請求の範囲第１項記載の板状塩基性炭酸カ
   ルシウム。 ４、分散度が１．５以下であり、かつ板状部分の平均径
   が０．２〜２．０μｍ、平均厚みが０．０５〜０．２５
   μｍ、平均径／平均厚みの比が４〜２０である、分散性
   良好な板状塩基性炭酸カルシウムを製造するに当たり、
   生石灰の活性度が２００〜４００であり、その消和物で
   ある消石灰乳の篩分最大粒度が４４μｍ〜２５０μｍで
   ある時、これらの活性度および篩分最大粒度のそれぞれ
   の組み合わせに対応して一次降下点までの相対炭酸ガス
   吹込速度の最大値を２３ｍｌ／ｍｉｎ・ｇ−Ｃａ（ＯＨ
   ）２〜３ｍｌ／ｍｉｎ・ｇ−Ｃａ（ＯＨ）＿２の範囲で
   、消石灰乳を炭酸化することを特徴とする、板状塩基性
   炭酸カルシウムの製造方法。 ５、生石灰の活性度が２５０〜３８０であり、その消和
   物である消石灰の篩分最大粒度が４４μｍ〜２５０μｍ
   である時、それぞれの組み合わせに対応して一次降下点
   までの相対炭酸ガス吹込速度の最大値が２１ｍｌ／ｍｉ
   ｎ・ｇ−ａ（ＯＨ）＿２〜５ｍｌ／ｍｉｎ・ｇ−Ｃａ（
   ＯＨ）＿２の範囲にある、特許請求の範囲第４項記載の
   方法。