JPS6033765B2

JPS6033765B2 - 炭酸カルシウムの製造方法

Info

Publication number: JPS6033765B2
Application number: JP56209786A
Authority: JP
Inventors: 一雄入交; 節治枝川
Original assignee: Toyo Denka Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toyo Denka Kogyo Co Ltd
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1985-08-05
Also published as: JPS58115022A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は炭酸カルシウムの製造方法に関するものであり
、更に詳しく言えば短径０．０５〜０．２ｒｍ、長径０
．５〜１．０ｒｍの紙錘形炭酸カルシウムの製造方法に
関するものである。

更に特に本発明は濃度１０〜２の重量％（以下特記しな
い場合に％は重量％を意味する）、温度２０〜５０ｏｏ
の水酸化カルシウム懸濁液に、水酸化カルシウム固形分
１０の重量部（以下部はすべて重量部を意味する）に対
し水ガラス又はシリカゾルをＳｉ０２換算で１〜１碇部
添加し、これに濃度１５〜３３容量％の炭酸ガスを１〜
１０ｋｇ／枕（ゲージ圧）の加圧下で、１５０〆ノ分ノ
ｋ９Ｃａ（ＯＨ）２以上の流量で導入することにより、
短径０．０５〜０．２仏ｍ、長径０．５〜１．０山ｍの
非常に分散性のよに級鐘形炭酸カルシウムを製造する方
法及びこうして得た炭酸カルシウムの粒子表面を有機又
は無機の改質材で処理する炭酸カルシウムの製造方法に
関するものである。沈降炭酸カルシウムの製造法として
は、石灰乳と炭酸ガスとの反応による炭酸ガス化合法、
塩化カルシウムと水溶‘性炭酸塩とを溶液状で反応させ
る炭酸塩溶液化合法等が知られている。

現在工業的には炭酸ガス化合法おうち平均粒径１．０仏
ｍ禾満の微細な立方形炭酸カルシウム及び長径が１．０
仏ｍを上回る徹錘形又は針状の炭酸カルシウムが製造さ
れ、製紙、ゴム、プラスチック、塗料、インクその他の
業界で広く利用されている。炭酸カルシウムを塗工紙用
の填剤として利用する場合、表面処理されておらずかつ
凝集しない範囲での最も細かい粒子が、光沢、不透明性
、ピック及び印刷適性の点で最適とされている。

又コー、ム、プラスチック塗料業界でも炭酸カルシウム
の表面を種々の有機物あるいは無機物で改質処理し、分
散性をより優れたものにすると共にそのマトリックス又
はビヒクルとの親和性をよくした最小粒子が補強性、光
沢等の点で望まれている。これらの要望に応えるものと
して粒径０．０５〜０．５仏ｍの表面改質した立方形炭
酸カルシウムが現在主として用いられている。一方紡銭
形粒子についても長径が１山ｍ未満になれば、微細立方
形粒子にない特性も現われその製造方法につき種々の検
討がなされているが、安定均一に製造する方法に難点が
あり、特に凝集機構については微細な立方形粒子が乾燥
時の凝集に支配的であるのに対し、縁錘形粒子は炭酸カ
ルシウム生成時の不規則な結晶成長による凝集がその大
部分を占め、工業的な観点からは立方形粒子の製造より
も多くの難点をかかえている。

本発明はこれらの難点を一挙に解決し「生成及び乾燥時
に凝集性の少なし、紡錘形粒子の大量生産を容易確実化
したもので、紙、ゴム「プラスチック、塗料用填剤とし
て流動特性も含め補強性その他の応用物性上極めて有用
な特性をもつ炭酸カルシウムの製造方法及びその表面改
質品の製造方法を提供するものである。

本発明をさらに詳しく説明する。

従来、短径が０．２〜０．５〆ｍで長径が１〜４ｒｍの
紡錘形炭酸カルシウムを製造する条件としては、１仏ｍ
以下の微細な立方形炭酸カルシウムの製造条件とは逆に
、通常石灰乳の濃度を５％以上、温度を２０ｑ０以上に
した上炭酸ガスを常圧下、流量５０夕／分／ｋ９Ｃａ（
ＯＨ）２以下で炭酸化反応をゆっくり行ない「原則的に
は−方向への結晶の成長を可及的多くする条件の選択を
主眼としているが、本発明者等は石灰乳の濃度および温
度は大きな級錘形粒子の製造条件範囲である１０〜２０
％および２０〜５０ｏｏで、炭酸ガス流量は微細な立方
形粒子製造上の基本条件である濃度１５〜３虫容量％の
炭酸ガス１５０〆ノ分／ｋ９Ｃａ（ＯＨ）２以上の複合
条件を選定し、更に水ガラス又はシリカゾルを水酸化カ
ルシウム１００部に対し１〜１館部添加した水酸化カル
シウム懸濁液に対し「１〜１０ｋｇ／ｃ鰭（ゲージ圧）
の加圧下で炭酸ガスを導入することにより短径０．０５
〜０．２山ｍ、長径０．５〜１．０＃ｍの非常に分散性
のよい微細な織銭形炭酸カルシウムを製造し得ることを
見出して本発明を完成した。

すなわち本発明は濃度１０〜２の重量％、温度２０〜５
０Ｇ０の水酸化カルシウム懸濁液に、水酸化カルシウム
固形分１０の重量部に対しＳ；０オ奥算で１〜１０部の
量の水ガラスまたはシリカゾルを添加し、１〜１０ｋ９
／地（ゲージ圧）の加圧下で１５０そ／分／ｋ９Ｃａ（
ＯＨ）２以上の流量で炭酸ガスを導入して短径０．０５
〜０．２仏ｍ、長径０．５〜１．０仏ｍの紡錘形炭酸カ
ルシウムを得ることを特徴とする炭酸カルシウムの製造
方法、および濃度１０〜２の重量％、温度２０〜５０ｏ
ｏの水酸化カルシウム懸濁液に、水酸化カルシウム固形
分１０の重量部に対しＳｉ○ま臭算で１〜１０部の量の
水ガラスまたはシリカゾルを添加し、１〜１０ｋ９／ｃ
流（ゲージ圧）の加圧下で１５０そ／分／ｋ９Ｃａ（Ｏ
Ｈ）２以上の流量で濃度１５〜３５容量％の炭酸ガスを
導入して短径０．０５〜０．２仏ｍ、長径０．５〜１．
０ｒｍの紙錘形炭酸カルシウムを作り、こうして得た炭
酸カルシウム粒子の表面を有機または無機の改費剤で処
理することを特徴とする炭酸カルシウムの製造方法を提
供するものである。

この際石灰乳の濃度が１０％未満、温度が２０ｏｏ未満
の場合は他の条件が本発明の規定範囲内であっても０．
１仏ｍ以下の微細な炭酸カルシウムが生成し、また石灰
乳濃度が２０％をそして温度が５０００を超える場合は
紡銭形粒子の凝集体が得られ所期の易分散性炭酸カルシ
ウム粒子は得られない。

又水ガラスあるいはシリカゾルの添加量が水酸化カルシ
ウム固形分１０碇部もこ対してＳｉ０ま臭算で１部未満
の場合は長径が１．０仏ｍを超え、１０部を超える場合
は粒子の成長が抑制され過ぎる為か長径がが０．５仏ｍ
未満になり分散性に問題が起ってくる。なお反応時の炭
酸ガスの圧力は本発明に係る最も重要な条件の一つであ
るが、ｌｋ９／ｃ虎（ゲージ圧）未満の場合は長径が１
．０仏ｍを短径が０．２仏ｍを超え、１０ｋ９／ｃ膚（
ゲージ圧）を超える場合は微細な立方形粒子及び紡鍵形
粒子の混合物が得られる。本発明方法において使用する
有機改質村は例えば脂肪酸または樹脂酸などのアルカリ
金属塩しアルキルアリールスルホン酸またはそのアルカ
リ金属塩、高級アルコ−ルサルフェートなどのァニオン
界面活性剤、親水性を付与するポリアクリル酸のアルカ
リ金属塩、マレイン酸とィンブチレン、スチレンまたは
酢酸ビニルなどとの共重合体のポリカルボン酸アルカリ
金属塩、またはこれらの部分ェステル半アミドなどであ
り、無機改質剤はフッ化水素、亜硫酸ガス、無水リン酸
、チタン、アルミニウム、亜鉛、珪素などの金属の塩化
物または弗化物などである。

以上述べたように本発明の前記各条件範囲内で炭酸化反
応を行なうことにより、はじめて所期の短径０．０５〜
０．２仏ｍ、長径０．５〜１．０山ｍで非常に分散性の
よい紡錘形炭酸カルシウムを製造し得るものである。

本発明方法による生成品は塗工紙用又は水系塗料用填剤
として極めて有用であり、これを更に有機あるいは無機
酸で処理したものはゴム、プラスチック、塗料用の充填
剤として、その易分散性と優れた親和性との為高い補強
性、光沢等の特性を発現し得るものである。

＊以下に本発明を実施例によって更に具体的に説明す
る。

実施例１１０％濃度で３０００の水酸化カルシウム懸濁液７５０
０ｋ９に対し、３号水ガラスをＳｉ０２分で３７．５ｋ
９添加櫨梓後、２甲容量％、３０℃の炭酸ガスを３ｋ９
／ｃ沼（ゲージ圧）に加圧下で濃度２接客量％の炭酸ガ
スを１７０〆／分／ｋ９Ｃａ（ＯＨ）２で導入して炭酸
化反応を行ない、遠心分離機で脱水後乾燥、解砕、分級
することにより、短径０．１０山ｍ、長径０．７ｒｍの
紡鎌形炭酸カルシウムｌｔを得た。

実施例２，３及び比較例１〜４実施例１と同様の方法で条件を第１表の通り変更し、夫
々粒子径の異なる炭酸カルシウムを得た。

その結果は第１表の通りである。第１表応用例１実施例１〜３、比較例１〜４のセィシン企業製「ミクロ
ンフオトサィザー」により測定した２仏ｍ以下の粒子分
析値（％）及び塗工紙応用データ−を第２表に記す。

塗工紙用配合：上言己配合の塗被カラーを市販の上質紙にコープィング
バーを用いて手塗りし、室温乾燥後シーズニングし、１
５夕／淋に塗被量で試験した。

試験法は次の通りである：光沢度；ＪＩＳＰ８１４２白色度；ＪＩＳＰ８１２３不透明度；ＪＩＳＰ８１３８１０Ｔピツク：ピツキングオイル“Ｌ”を使用し、ｌＯ
Ｔ印刷適性試験機（熊谷理機製）により測定第２表実施例４実施例１の炭酸カルシウム懸濁液を１５％濃度に調整し
、濃度２扶育量％の炭酸ガスを導入し乍ら別に調整した
９０００で１０％濃度の脂肪酸ナトリウムを純分換算で
炭酸カルシウム固形分１０碇部もこ対し２．０部添加し
、１８分間炭酸ガス損拝を続ける。

得られた生成物を脱水、乾燥、解砕、分級することによ
り表面改質炭酸カルシウムを得た。応用例２実施例１，４および市販の蓬質炭酸カルシウム（短径０
．３＃、長径２．５仏ｍの紙錘形粒子）５戊郡とポリプ
ロピレレン樹脂（商標名「ノープレンＷＩＯＩ」、住友
化学工業製）１００部とを予備混合後、２００００で１
び分間ロール溢練後シート状に取出し、ベレタィザーで
べレット化し射出成形機により２３０ｑｏｏ０でＡＳＴ
Ｍ規格試験片を作成し、以下の方法で白色度、表面光沢
、引張強ご及び曲げ強さを測定した。

白色度；ＪＩＳＰ８１２３（４５ｏ−ｏｏ）表面光沢；
ＡＳＴＭＤ５２３（６０ｏ −６０ｏ）引張強さ；ＡＳ
ＴＭＤ６３８曲げ強さ；ＡＳＴＭＤ７９０試験結果を第３表に示す。

第３表第３表の結果から改質剤で処理したもの（実施例４）が
処理しないもの（実施例１および比較市販品）に比して
著しく優れた物性をポリプロピレン樹脂に与えることが
わかる。

以上詳細に説明したように、本発明方法によって製造さ
れた紡錘形炭酸カルシウムは従来の立方形および紡鐘形
炭酸カルシウムの欠点を有しておらず、かつ両者の長所
を併せ備えており紙、ゴム、プラスチック、塗料用填料
として極めて優れた諸性質を有していることが明らかで
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１濃度１０〜２０重量％、温度２０〜５０℃の水酸化
カルシウム懸濁液に、水酸化カルシウム固形分１００重
量部に対しＳｉＯ＿２換算で１〜１０部の量の水ガラス
またはシリカゾルを添加し、１〜１０ｋｇ／ｃｍ＾２（
ゲージ圧）の加圧下で１５０ｌ／分／ｋｇＣａ（ＯＨ）
＿２以上の流量で濃度１５〜３５容量％の炭酸ガスを導
入して短径０．０５〜０．２μｍ、長径０．５〜１．０
μｍの紡錘形炭酸カルシウムを得ることを特徴とする炭
酸カルシウムの製造方法。２濃度１０〜２０重量％、温度２０〜５０℃の水酸化
カルシウム懸濁液に、水酸化カルシウム固形分１００重
量部に対しＳｉＯ＿２換算で１〜１０部の量の水ガラス
またはシリカゾルを添加し、１〜１０ｋｇ／ｃｍ＾２（
ゲージ圧）の加圧下で１５０ｌ／分／ｋｇＣａ（ＯＨ）
＿２以上の流量で濃度１５〜３５容量％の炭酸ガスを導
入して短径０．０５〜０．２μｍ、長径０．５〜１．０
μｍの紡錘形炭酸カルシウムを作り、こうして得た炭酸
カルシウム粒子の表面を有機または無機の改質剤で処理
することを特徴とする炭酸カルシウムの製造方法。