JPH075302B2 - 繊維状炭酸カルシウムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、長径10〜100μｍ、かつ短径0.1〜3.0μｍで
ある繊維状炭酸カルシウムの製造方法に関する。さらに
詳しくは、本発明は、曲げ強度などの強度や靱性、耐熱
性、吸油能に優れ、しかもセラミック繊維系複合材料な
どに用いられるセラミック繊維等の代替物などとして有
用である、安価な繊維状炭酸カルシウムを簡単に、かつ
効率良く製造しうる工業的製法に関する。

従来の技術 水酸化カルシウムと二酸化炭素又は二酸化炭素含有ガス
との反応によって紡錘状、立方体状、柱状、球状等の種
々の形状の炭酸カルシウムが生成することはよく知られ
ている（特開昭59−26927号公報、特公昭59−12607号公
報、特公昭55−51852号公報）。これら炭酸カルシウム
は、紙、ゴム、プラスチックなどの白色充てん剤、紙塗
工顔料、医薬や化粧品等の添加剤として広く使用されて
いる。

しかしながら、これらの炭酸カルシウムは、例えばプラ
スチック等に充てんした場合、補強効果はなく、増量剤
として用いる場合がほとんどであった。

最近、針状の炭酸カルシウムの製造法として、長径５〜
100μｍで短径0.2〜５μｍの針状粒子炭酸カルシウムを
水酸化カルシウムの飽和溶液に二酸化炭素含有ガスを吹
き込むことにより生成させる方法が提案されているが
（特開昭62−278123号公報）、このものは炭酸カルシウ
ムの生成量が水酸化カルシウムの溶解度に支配されるた
め、生産性が低下するのを免れない。

また、本発明者らは、先に長径15〜50μｍで短径0.5〜
２μｍである繊維状炭酸カルシウムから成るプラスチッ
ク用充てん剤を提案したが（特願昭63−58943号）、こ
の繊維状炭酸カルシウムでは粒子径範囲が狭く、セラミ
ック繊維の代替物として用いることは難しいという問題
がある。

他方、セラミック繊維としては、カーボン、炭化ケイ
素、アルミナ、チタン酸カリウムなどの繊維があるもの
の、非常に高価であるため、安価なセラミック繊維の代
替物の開発が要望されていた。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来の欠点を克服し、セラミック
繊維の代替物として有用な繊維状炭酸カルシウムを簡単
かつ効率的で、しかも安価に製造しうる工業的方法を提
供することを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、セラミック繊維の代替物として有用な繊
維状炭酸カルシウムの工業的製法を開発するために種々
研究を重ねた結果、まず二酸化炭素を反応槽中に吹き込
み、次いで水酸化カルシウム水性懸濁液を導入するとと
もに、これら反応成分の供給量をカルシウムイオン濃度
が所定範囲になるように調整し、かつ反応槽内温度を所
定範囲内に維持しながら反応させることにより、その目
的を達成しうることを見出し、この知見に基づいて本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、水酸化カルシウムと二酸化炭素を
反応させて炭酸カルシウムを製造するに当り、反応槽中
に二酸化炭素を吹き込み、水酸化カルシウム水性懸濁液
を連続的に導入するとともに、反応槽中のカルシウムイ
オン濃度が0.001〜0.005mol/lの範囲になるように二酸
化炭素及び水酸化カルシウム水性懸濁液の供給量を調整
し、かつ反応槽内の温度を50〜100℃に保ちながら、反
応を行うことを特徴とする、平均粒子径が長径10〜100
μｍ、かつ短径0.1〜3.0μｍである繊維状炭酸カルシウ
ムの製造方法を提供するものである。

本発明方法に用いる反応槽は、プロペラ又はタービン型
かくはん翼を備えた円筒型のものが好ましい。また、連
続反応であるため、オーバーフロー型の反応槽が好まし
い。

本発明方法においては、まず反応槽中に二酸化炭素を吹
き込むことが重要である。二酸化炭素は純粋なものを用
いる必要はなく、通常窒素等で希釈した二酸化炭素含有
ガスが用いられる。次いで、水酸化カルシウム水性懸濁
液が連続的に導入される。反応は、反応槽中のカルシウ
ムイオン濃度が0.001〜0.005mol/l、好ましくは0.002〜
0.004mol/lの範囲になるように二酸化炭素及び水酸化カ
ルシウム水性懸濁液の供給量を調整しながら行う必要が
ある。カルシウムイオン濃度がこの範囲を逸脱すると、
３〜５μｍの角状炭酸カルシウムが生成するのを免れな
い。また、反応槽内の温度は50〜100℃、好ましくは60
〜90℃に保つことが必要である。この温度が50℃未満で
は３〜５μｍの角状炭酸カルシウム、又は３〜５μｍの
角状炭酸カルシウムと、長径３〜６μｍ、短径0.5〜１
μｍの柱状炭酸カルシウムとの混合物が生成する。ま
た、供給される水酸化カルシウム水性懸濁液濃度は５〜
100g/lであることが好ましい。この濃度がこれよりも低
すぎると生産性が低下するし、またこれを越えると生成
する炭酸カルシウムが繊維状であるため粘度が高くなり
すぎてかくはんやポンプ輸送等が困難になる。

また、反応槽中のカルシウムイオン濃度を上記所定範囲
に保つために、供給される水酸化カルシウム水性懸濁液
中にMgやSr等の塩、例えば炭酸塩などのようなカルシウ
ムイオンの溶出を抑制しるう添加物を加えてもよい。こ
の際、この添加物は水酸化カルシウムに対し、通常0.1
〜５重量％用いられる。

さらに、繊維状炭酸カルシウムを安定に生成させるた
め、特開昭54−50499号公報に記載の製造方法で製造さ
れた、長径１〜２μｍ、短径0.1〜0.2μｍのアラゴナイ
ト径柱状炭酸カルシウムを水酸化カルシウム水懸濁液中
に水酸化カルシウムに対し、0.1〜10重量％添加しても
よい。

本発明方法によって得られる繊維状炭酸カルシウムは、
平均粒子径が長径10〜100μｍ、短径0.1〜3.0μｍであ
り、0.2〜0.03g/ccの嵩比重及び100〜250cc/100gの吸油
能を示す。

反応槽中のカルシウムイオン濃度は、イオン濃度計等を
用いて測定される。この測定は連続的に行うのが望まし
い。

発明の効果 本発明方法によれば、高品質の繊維状炭酸カルシウムを
簡単かつ効率的で、しかも安価に製造することができ、
工業的に有利である。

本発明方法により得られる繊維状炭酸カルシウムは、安
価であり、かつ曲げ強度などの強度や靱性、耐熱性、吸
油能に優れ、セラミック繊維系複合材料などに用いられ
るセラミック繊維等の代替物などとして好適に利用しう
る。

実施例 次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ プロペラ型かくはん機を備えた容量30lの円筒状オーバ
ーフロー型連続反応槽に、二酸化炭素濃度30容量％の二
酸化炭素含有ガスを0.7Nm³/hr吹き込み、反応槽内温度
を75℃に保ちながら、30g/lの濃度の水酸化カルシウム
水性懸濁液を、反応槽内のカルシウムイオン濃度が0.00
3mol/lになるように供給し、６時間連続反応を行った。
反応槽よりオーバーフローする炭酸カルシウムの量は10
l/hrであった。

このようにして平均粒子径が長径35μｍ、短径0.8μｍ
であり、0.05g/ccの嵩比重及び198cc/100gの吸油能を有
する繊維状炭酸カルシウムを得た。このものの繊維形状
を示す走査型電子顕微鏡写真を第１図に示す。

実施例２〜６ 容量30l又は500lの反応槽を用い、次表に示した反応条
件下で実施例１と同様に反応を行った。

得られた繊維状炭酸カルシウムの物性を次表に示す。

比較例１ 反応槽内のカルシウムイオン濃度が0.0008mol/lになる
ように水酸化カルシウム水性懸濁液を供給する以外は実
施例１と同様に反応を行った。反応槽よりオーバーフロ
ーする炭酸カルシウムの量は11/hrであった。

このようにして平均粒子径3.5μｍの角状炭酸カルシウ
ムを得た。このものの繊維形状を示す走査型電子顕微鏡
写真を第２図に示す。

比較例２、３ 容量30l又は500lの反応槽を用い、次表に示した反応条
件下で比較例１と同様に反応を行った。得られた炭酸カ
ルシウムの形状を次表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の繊維状炭酸カルシウムの繊維形状を
示す走査型電子顕微鏡写真、第２図は比較例１の角状炭
酸カルシウムの繊維形状を示す走査型電子顕微鏡写真で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−27325（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−278123（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水酸化カルシウムと二酸化炭素を反応させ
   て炭酸カルシウムを製造するに当り、反応槽中に二酸化
   炭素を吹き込み、水酸化カルシウム水性懸濁液を連続的
   に導入するとともに、反応槽中のカルシウムイオン濃度
   が0.001〜0.005mol/lの範囲になるように二酸化炭素及
   び水酸化カルシウム水性懸濁液の供給量を調整し、かつ
   反応槽内の温度を50〜100℃に保ちながら、反応を行う
   ことを特徴とする、平均粒子径が長径10〜100μｍ、か
   つ短径0.1〜3.0μｍである繊維状炭酸カルシウムの製造
   方法。