JP2000203832A

JP2000203832A - 着色合成炭酸カルシウム複合体、それからなる着色填料又は顔料、並びにその製造方法

Info

Publication number: JP2000203832A
Application number: JP11005769A
Authority: JP
Inventors: Shuji Hamabe; 修二浜辺; Katsuyuki Tanabe; 克幸田辺; Kohei Mitsuhashi; 幸平三觜
Original assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Current assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】紙等に好適に使用できる色安定性と固着性が
高く、製品の色彩性に優れた効果を発揮する新規な着色
合成炭酸カルシウム複合体、それからなる着色性填料又
は顔料、並びにその複合体の製造方法の提供。【解決手段】水酸化カルシウムスラリーの炭酸化反応
により炭酸カルシウムを生成する際の炭酸化反応過程で
クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅等の金
属化合物を製造される炭酸カルシウム１００重量部に対
し、金属量に換算して０．００１〜１０重量部添加し、
各種の色の着色合成炭酸カルシウム複合体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、填料や顔料として
有用な着色合成炭酸カルシウム複合体、該複合体からな
る着色性填料又は顔料、並びに該複合体の製造方法に関
する。より詳しくは、炭酸カルシウムが元来有する白色
以外の各種の色を発現する、紙、プラスチック、ゴム等
に填料或いは顔料として好適に使用できる色の安定性と
固着性が高く、製品の色彩に優れた効果を発揮する着色
合成炭酸カルシウム複合体、該複合体からなる着色性填
料又は顔料、並びにその複合体の製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】工業用に用いられる炭酸カルシウムに
は、重質炭酸カルシウムと、軽質炭酸カルシウムとがあ
る。重質炭酸カルシウムは天然に産出する石灰石の粉砕
物であり、製造工程がシンプルであるため経済性に優れ
るという長所があるが、天然石灰石に由来する不純分が
そのまま含有されるため品質がやや不安定であるほか、
粒子形状が不規則で粒径範囲が広いため、特定の粒子形
状、粒径に起因して発現する優れた機能を充分に引き出
すことは困難である。

【０００３】一方、軽質炭酸カルシウムは化学的手法で
沈殿させた合成物であり、製造条件の調節によって、結
晶形態、粒子形状、粒子径、粒子表面特性を制御するこ
とが可能であり、単なる充填剤としてのみならず、種々
の機能性粉体としても利用されている。特にカオリン、
タルク等の他の無機粉体と比較して高白色度で不純物が
少なく、かつ経済性に優れることから、製紙用途で中性
抄紙用の填料、白色顔料として広く利用されているほ
か、プラスチックやゴムの填料としても広く利用されて
いる。

【０００４】このように合成炭酸カルシウムは白色度が
高いため、高白色度が要求される製品に対しては優れた
効果を発揮するが、白色以外の色彩を求める着色製品に
填料として使用した場合、混合する染料や有色顔料の分
布の不均一性に起因して製品に色むらが生じることがあ
る。そのため白色の炭酸カルシウム填料と染料を別々に
混合するより、事前に着色した炭酸カルシウム填料を加
える方が、着色製品の色の均一性が得られやすいことか
ら、炭酸カルシウムからなる填料や白色顔料への着色が
試みられている。

【０００５】着色抄紙用の着色炭酸カルシウムの製造に
関する技術としては、特公平８−２９９３９号公報、特
許第２５１２６１２号公報あるいは特許第２６３９２５
８号公報が知られており、炭酸カルシウムの製造時に水
溶性染料を添加し、適当な範囲のｐＨで炭酸化を行うと
いう方法で着色炭酸カルシウムを得ている。これらの方
法により製造された着色炭酸カルシウムは、着色紙用の
填料として用いた場合、シングルワイヤ式抄紙機等を用
いた着色紙の抄造において、ワイヤ面では填料分布量が
多く、フェルト面では少ないという填料分布の不均一さ
により生ずる裏表色差が低減できるという特徴を有して
いる。

【０００６】しかしながら、その際に使用する水溶性染
料は一般に有機系化合物であり、耐熱性、耐光性といっ
た安定性や、耐水性、耐溶出性、耐移行性といった固着
性の点で問題のあるものがあり、使用環境が限られるケ
ースが少なからずある。このため、着色炭酸カルシウム
の使用分野として知られているのは着色抄紙用のみであ
り、一層の使用分野の拡張、品質の向上が望まれてい
る。

【０００７】このような事情に鑑み、本発明者らは炭酸
カルシウムの着色について鋭意研究を重ね、炭酸カルシ
ウム合成時に特定の金属化合物を添加することにより、
均一に着色することが可能であることを見出した。そし
て、その際得られた反応生成物は、耐熱性、耐光性、耐
水性、耐溶出性あるいは耐移行性といった安定性や固着
性の点で優れたものであって、新規な着色合成炭酸カル
シウム複合体であることも判明した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、紙、プラスチック、ゴム等の填料、顔料として用い
た際に製品の色彩に優れた効果を発揮し、さらに色彩の
安定性、固着性が高い優れた特性を有する新規な着色合
成炭酸カルシウム複合体、該複合体からなる着色性填料
又は顔料、並びにその複合体の製造方法を提供すること
を解決すべき課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであり、その手段である着色合成炭酸カルシ
ウム複合体は、炭酸カルシウム１００重量部に対し、カ
ルシウム以外の金属成分を金属量で０．００１〜１０重
量部含有し、色差計による白色度が９７．０以下である
ことからなる。その際における金属としては、遷移金属
であり、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、
銅から選ばれる１種または２種以上が好適である。

【００１０】そして、次の解決手段である着色填料又は
顔料は、該複合体からなるものである。また更に別の解
決手段である着色合成炭酸カルシウム複合体の製造方法
は、水酸化カルシウムスラリーの炭酸化反応により炭酸
カルシウム複合体を製造する方法であって、その反応過
程で金属化合物を添加することによって製造することか
らなるものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の詳細について説明
する。本発明の着色合成炭酸カルシウム複合体の製造原
料である水酸化カルシウムは、酸化カルシウムを主成分
とする生石灰に水を加え、消化させることによって得ら
れる。本発明において使用される生石灰は特に限定され
ず、天然に産出する石灰石、或いは水産廃棄物である貝
殻類、製紙、製糖等の製造工程で副産物として排出され
る炭酸カルシウム含有物等の、炭酸カルシウムまたはカ
ルシウム化合物からなるものを、焼成炉にて焼成するこ
とによって得られる。

【００１２】生石灰の消化には、生石灰に加水すること
による湿式消化法と、蒸気による乾式消化法とがあり、
いずれの消化法においても生石灰と水分との比率あるい
は消化温度等の条件によって生成する水酸化カルシウム
の性状が異なることが知られている。本発明で使用する
水酸化カルシウムについては、その製造法あるいは製造
条件には特別の限定はないが、後に水酸化カルシウムス
ラリーの状態で炭酸化反応を行うことを考慮すると、生
石灰を湿式法にて消化し、その後希釈或いは濃縮するこ
とによって所定濃度の水酸化カルシウムスラリーに調製
したものを使用するのが最も効率的である。

【００１３】また、水酸化カルシウムスラリーの濃度に
ついても、格別の限定はないが、濃度が高すぎると撹拌
に支障をきたすことがあり、逆に濃度が低すぎると１回
の製造で得られる製品量が少なく生産効率が劣る。よっ
て、水酸化カルシウムスラリー濃度としては固形分重量
で１〜３０％程度が好ましい。

【００１４】そして、炭酸化反応には、二酸化炭素を用
いるのが品質上でもまた経済的にも有利である。二酸化
炭素源にはボンベにて供給される純ガスを使用しても良
いし、生石灰製造時に焼成炉より発生する排ガス、或い
はその他の燃焼装置から発生する排ガス等の二酸化炭素
含有ガスを調製して利用することもできる。二酸化炭素
含有ガス中の二酸化炭素含有量については制限はない
が、水酸化カルシウムと二酸化炭素との反応効率、反応
終了までに要する時間を考慮した場合、１０％以上であ
れば好適である。

【００１５】また、水酸化カルシウムスラリー中への二
酸化炭素含有ガス供給速度に関しては、特に限定はされ
ない。ただし、一般に二酸化炭素供給速度は、生成する
炭酸カルシウムの形態に大きな影響を与えることが知ら
れており、製造しようとする炭酸カルシウムの形態によ
って適当な範囲に設定する必要がある。一例を挙げるな
らば、水酸化カルシウムスラリー濃度が固形分重量で
８．０％、炭酸化反応を３０℃で行った場合、二酸化炭
素供給速度が水酸化カルシウム１．０ｋｇ当たり１．０
リットル毎分では主に針状のアラゴナイトが、３．０リ
ットル毎分では紡錘状のカルサイトが、６．０リットル
毎分では立方体のコロイド状のカルサイトが生成しやす
い。

【００１６】水酸化カルシウムスラリーの炭酸化反応を
行う温度についても、特に限定はされないが、上記の二
酸化炭素供給速度の場合と同様に、生成する炭酸カルシ
ウムの形態に影響を与えることは一般的に知られてい
る。よって、得ようとする炭酸カルシウムの形態によっ
て適切な炭酸化反応温度を選択する必要がある。例え
ば、水酸化カルシウムスラリー濃度が固形分重量で８．
０％、二酸化炭素供給速度が水酸化カルシウム１．０ｋ
ｇ当たり３．０リットル毎分の場合、炭酸化反応温度が
１０℃ではコロイド状のカルサイトが、３０℃では紡錘
状のカルサイトが、５０℃では主にアラゴナイトが生成
しやすい。

【００１７】添加する金属化合物は、所望の色彩を発現
するものであれば特に限定はされない。具体的にはクロ
ム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅等によっ
て、それぞれ固有の色を発現することができ、これらの
酸化物、水酸化物、または塩化物、硝酸塩、硫酸塩、リ
ン酸塩もしくは酢酸塩等の塩類から選ばれる１種または
２種以上を組み合わせて用いることが可能である。例え
ば、添加する金属化合物として塩化第二鉄を選択した場
合は得られる着色合成炭酸カルシウム複合体は黄色〜赤
色となり、硝酸第二銅を選択した場合は青色となる。ま
た塩化第二鉄と硝酸第二銅を組み合わせて添加すると、
緑色の着色合成炭酸カルシウム複合体が得られる。

【００１８】また、金属化合物の陰イオン種は生成する
炭酸カルシウムの前記した形態に影響を及ぼすことがあ
るので、特定の形態のものを製造しようとする際には、
それに合わせて適宜選択する必要があるし、形態選択時
にはそのことを考慮することも必要となる。金属化合物
の添加量については、製造する炭酸カルシウム１００重
量部に対して、金属量で０．００１〜１０重量部の範囲
であれば格別の限定はないが、当然添加量が少なければ
淡色になり、添加量が多ければ濃色になるので、所望す
る着色合成炭酸カルシウム複合体の色の濃淡によって調
節する。

【００１９】例えば、添加する金属化合物に塩化第二鉄
を選択し、その添加量を製造する炭酸カルシウム１００
重量部に対して、金属量で０．１、０．５、１．０重量
部とした場合における得られる着色合成炭酸カルシウム
複合体の色彩を色差計を用いて測定したところ、黄色の
反射強度から青色の反射強度を差し引いた値であるｂ値
はそれぞれ７．６、１４．１、１７．４であった。な
お、ここにおける色差測定では東京電色株式会社製ＴＣ
−８６００Ａ型色差計を使用した。

【００２０】その結果、金属化合物の添加量が、製造す
る炭酸カルシウム１００重量部に対して金属量で１０重
量部を超えると、着色源である金属化合物が炭酸カルシ
ウム中に完全に組み込まれず、スラリー中に溶存したま
まになるか、或いは炭酸カルシウム粒子表面に物理的に
付着した状態になることが多々認められた。このような
状態では、耐水性の低下により徐々に金属化合物が溶媒
中に移行し、炭酸カルシウム自体に退色が認められた
り、あるいは有用な金属化合物が排水側に溶出すること
になる。逆に金属化合物の添加量が、製造する炭酸カル
シウム１００重量部に対して金属量で０．００１重量部
より少ないと、炭酸カルシウムの着色は色差計による測
定でも極僅かな変化にとどまり、視覚的にも色を感じる
ことはない。

【００２１】金属化合物の添加方法については、可溶性
であるならば溶液の状態でも良いし固体のままでも良
い。また、不溶性塩でもその粉末を固体のままで添加し
ても良いし、適当な溶媒に分散させたスラリーの状態で
添加しても良い。金属化合物の添加時期は、水酸化カル
シウムスラリーの炭酸化反応前でも良いし、炭酸化反応
開始時或いは炭酸化反応途中のいずれでも良い。ただ
し、炭酸化反応終了直前では、添加した金属化合物が炭
酸カルシウム中に固定される時間が短くなり、一部の金
属化合物が炭酸カルシウム中に取り込まれない場合もあ
るので、特に金属化合物の添加量が多いときは、炭酸化
反応前や炭酸化反応開始時、遅くとも炭酸化反応の前半
に添加することが望ましい。

【００２２】本発明における炭酸化反応の終了について
は、スラリーのｐＨの低下によって判定することができ
る。ふつう、炭酸化反応前の水酸化カルシウムスラリー
のｐＨは３０℃で１２．０〜１２．５であり、炭酸化反
応が終了すると、二酸化炭素供給状態ではｐＨは５．０
〜７．０に、二酸化炭素供給を停止した状態ではｐＨは
７．０〜９．０となる。以上の反応操作によって得られ
た着色合成炭酸カルシウム複合体は、添加する金属化合
物の種類または組み合わせ、および添加量の調節によっ
て独得の色彩に着色が可能であり、かつ耐熱性、耐光
性、耐水性、耐溶出性、耐移行性等の安定性や固定性の
面でも優れている。

【００２３】上記のような特性が如何にして発現したか
については明確にはできていない。しかしながら、幾つ
かの試料について結晶相の分析や粒子形状観察を行った
ところ、粉末Ｘ線回折分析においてカルサイトやアラゴ
ナイトといった炭酸カルシウムのみが同定されること
や、透過型電子顕微鏡観察ではコロイド状、紡錘状、針
状といった炭酸カルシウム粒子のみが確認されることか
ら、添加した金属化合物は、イオン化した後炭酸カルシ
ウムの構造中に固溶しているか、或いは微量の金属化合
物微粒子が炭酸カルシウム粒子中に取り込まれているこ
とが推察される。

【００２４】炭酸化反応時に銅化合物を添加した場合を
例として挙げると、透過型電子顕微鏡では粒子の存在は
確認できないが、Ｘ線回折分析ではＣｕ₃（ＣＯ₃）
₂（ＯＨ）₂の弱いピークが確認できる。以上のとおりの
ことまではわかるものの、それ以上の微細構造までは明
確にはできないが、先のような構造を有することによ
り、熱や光による変色や、色が溶媒中に溶け出すといっ
たことのない極めて安定性、固着性に優れた着色合成炭
酸カルシウム複合体の製造が可能になったものと考えら
れる。

【００２５】そして、本発明では、白色度を９７．０以
下とするものであるが、これにより本発明の着色合成炭
酸カルシウム複合体が白色以外の色に着色していること
を表している。この白色度は、赤色の波長の反射強度か
ら緑色の波長の反射強度を差し引いた値であるａ値、黄
色の波長の反射強度から青色の波長の反射強度を差し引
いた値であるｂ値及び明度を表すＬ値の３者から導かれ
るＬａｂ値で表すことができ、試料の白さを表す値であ
り、本発明の白色度もこれによるものである。本発明で
白色度を９７．０以下としたのは、金属化合物無添加の
炭酸カルシウムの白色度が９８．１（比較例１）であ
り、本発明外の塩化第１鉄０．０００１重量部添加時の
白色度が９７．９（比較例２）であるのに対し、本発明
に該当する塩化ニッケル１．０重量部添加時の白色度が
９５．８（実施例６）であることから、先のように特定
したものである。

【００２６】

【実施例】本発明の実施例および比較例を挙げてさらに
具体的に説明するが、本発明はこの実施例によってなん
ら限定されるものではない。なお、以下の記載における
金属添加量は、生成する炭酸カルシウム１００重量部に
対する添加した金属化合物の金属量（すなわち金属化合
物中の金属元素を算出した重量）を表す。また着色炭酸
カルシウム複合体の色彩は乾燥状態での色彩である。

【００２７】本発明の白色度を求めるための色差は、色
差計で測定した値であり、ａ値は赤色の波長の反射強度
から緑色の波長の反射強度を差し引いた値で、ｂ値は黄
色の波長の反射強度から青色の波長の反射強度を差し引
いた値である。またＬａｂ値は、明度を表すＬ値と、ａ
値、ｂ値から導かれる値で、試料の白さを表す値であ
り、一般的に白色度と呼ばれる。本発明では、このＬａ
ｂ値を白色度としており、それらの値は東京電色株式会
社製ＴＣ−８６００Ａ型色差計で測定（照明条件はＪＩ
ＳＺ−８７２２に準拠）した。

【００２８】［実施例１〜３］３０リットルの反応容器
内に７０℃に加温した水道水１０リットルを入れ、その
なかに工業用生石灰１．４ｋｇを投入し、撹拌羽根にて
５００ｒｐｍで撹拌しながら３０分間消化させた。３０
分経過後、目開き１５０μｍのフルイにて消化残査を除
去したのち、水道水１０リットルを加えて、固形分濃度
８．２％の水酸化カルシウムスラリー２０リットルを調
製した。調製した水酸化カルシウムスラリーに、塩化第
二鉄６水和物を添加金属化合物として金属元素換算重量
が所定の重量部となるように、０．５リットル水溶液の
状態で加えたのち、スラリー温度を３０℃に調節した。

【００２９】スラリー温度調節後、撹拌羽根にて５００
ｒｐｍで撹拌しながら、二酸化炭素ガスを５．０リット
ル毎分の速度で供給し炭酸化反応を行い、スラリーのｐ
Ｈが７．０以下になったことにより炭酸化反応の完了を
確認した。得られた着色合成炭酸カルシウム複合体は黄
色であり、添加量が増すと色合は濃くなった。また、粉
末Ｘ線回折分析（以下、ＸＲＤと記す）の結果から、生
成物はカルサイトであり、透過型電子顕微鏡（以下、Ｔ
ＥＭと記す）による観察から、紡錘状炭酸カルシウムで
あることが確認された。

【００３０】［実施例４］工業用生石灰２．０ｋｇを実
施例１〜３と同様に消化し、固形分濃度１１．５％の水
酸化カルシウムスラリー２０リットルを調製後、添加金
属化合物に塩化第一鉄４水和物を選択し、金属元素換算
で０．５重量部となるように０．５リットル水溶液の状
態で添加した。添加した後、スラリー温度を７０℃に調
節し、撹拌羽根にて５００ｒｐｍで撹拌しながら、２．
０リットル毎分の速度で二酸化炭素ガスを供給し炭酸化
反応を行った。得られた着色合成炭酸カルシウム複合体
は黄色であり、ＸＲＤ，ＴＥＭによる同定の結果、生成
物は針状のアラゴナイトであった。

【００３１】［実施例５］ホタテ貝殻粉を１１００℃で
１時間焼成して得られた生石灰１．４ｋｇを実施例１〜
３と同様に消化し、固形分重量８．０％の水酸化カルシ
ウムスラリー２０リットルを調製した。添加金属化合物
には硝酸第二銅３水和物を選択し、金属元素換算で０．
５重量部となるように０．５リットル水溶液の状態で添
加したのち、スラリー温度を１０℃に調節した。温度調
節後、撹拌羽根にて５００ｒｐｍで撹拌しながら、二酸
化炭素ガスを６．０リットル毎分の速度で供給し炭酸化
反応を行った。得られた着色合成炭酸カルシウム複合体
は青色であり、ＴＥＭではコロイド状のカルサイト粒子
のみが確認されるが、ＸＲＤではカルサイトのピークの
ほかに塩基性炭酸銅の極く弱いピークが確認された。

【００３２】［実施例６］工業用生石灰１．０ｋｇを実
施例１〜３と同様に消化し、固形分濃度５．９％の水酸
化カルシウムスラリー２０リットルを調製した。添加金
属化合物に塩化ニッケル６水和物を選択し、金属元素換
算で１．０重量部となるように０．５リットル水溶液の
状態で添加した後、スラリー温度を３０℃に調節した。
スラリー温度調節後、撹拌羽根にて５００ｒｐｍで撹拌
しながら３．５リットル毎分の速度で二酸化炭素を供給
し炭酸化反応を行った。得られた着色合成炭酸カルシウ
ム複合体は緑色であり、ＸＲＤ，ＴＥＭによる同定の結
果、生成物は紡錘状のカルサイトであった。

【００３３】［実施例７］実施例１〜３と同様に固形分
濃度８．２％の水酸化カルシウムスラリー２０リットル
を調製した。スラリー温度を３０℃に調節したのち、撹
拌羽根にて５００ｒｐｍで撹拌しながら５．０リットル
毎分の速度で二酸化炭素を供給し炭酸化反応を行った。
二酸化炭素供給開始から３０分経過したところで、塩化
コバルトを金属元素換算で０．５重量部となるように粉
末の状態で添加した。得られた着色合成炭酸カルシウム
複合体は紫色であり、ＸＲＤ，ＴＥＭによる同定の結
果、生成物は紡錘状のカルサイトであった。

【００３４】［実施例８］工業用生石灰２．０ｋｇを実
施例１〜３と同様に消化し、固形分濃度１１．５％の水
酸化カルシウムスラリー２０リットルを調製した。添加
金属化合物に酢酸マンガンを選択し、金属元素換算で
０．５重量部となるように粉末の状態で添加した。金属
化合物添加後、スラリー温度を２０℃に調節したのち、
撹拌羽根にて５００ｒｐｍで撹拌しながら７．０リット
ル毎分の速度で二酸化炭素を供給し炭酸化反応を行っ
た。得られた着色合成炭酸カルシウム複合体は茶色であ
り、ＸＲＤ，ＴＥＭによる同定の結果、生成物は長径
０．４μｍ、短径０．２μｍ程度の米粒状のカルサイト
であった。

【００３５】［実施例９］天然石灰石を１０００℃で５
時間焼成して得られた生石灰１．４ｋｇを実施例１〜３
と同様に消化し、固形分濃度８．３％の水酸化カルシウ
ムスラリー２０リットルを調製した。添加金属化合物に
硫酸クロムカリウム１２水和物を選択し、金属元素換算
で０．５重量部となるように粉末の状態で添加した。金
属化合物添加後、実施例１〜３と同様に炭酸化反応を行
った。得られた着色合成炭酸カルシウム複合体は赤色で
あり、ＸＲＤ，ＴＥＭによる同定の結果、生成物は紡錘
状のカルサイトであった。

【００３６】［比較例１］３０リットルの反応容器内に
７０℃に加温した水道水１０リットルを入れ、そこに工
業用生石灰１．５ｋｇを投入し、撹拌羽根にて５００ｒ
ｐｍで撹拌しながら１時間消化させた。目開き１５０μ
ｍのフルイで消化残査を除去したのち、水道水１０リッ
トルを加え、固形分重量８．８％の水酸化カルシウムス
ラリー２０リットルを調製した。スラリー温度を３０℃
に調節したのち、撹拌羽根にて５００ｒｐｍで撹拌しな
がら、二酸化炭素ガスを５．０リットル毎分の速度で供
給し炭酸化反応を行った。得られた炭酸カルシウムは白
色であり、ＸＲＤ，ＴＥＭによる同定の結果、生成物は
紡錘状のカルサイトであった。

【００３７】［比較例２］比較例１と同様に水酸化カル
シウムスラリー２０リットルを調製したのち、添加金属
化合物に塩化第二鉄を選択し金属元素換算で０．０００
１重量部となるように０．５リットル水溶液の状態で添
加した。金属化合物添加後、スラリー温度を３０℃に調
節したのち、比較例１と同様に炭酸化反応を行った。得
られた炭酸カルシウムは白色であり、ＸＲＤ，ＴＥＭに
よる同定の結果、生成物は紡錘状のカルサイトであっ
た。

【００３８】［比較例３］比較例１と同様に水酸化カル
シウムスラリー２０リットルを調製後、添加金属化合物
に塩化第二鉄を選択し金属元素換算で２０．０重量部と
なるように粉末の状態で添加した。金属化合物添加後、
スラリー温度を３０℃に調節したのち、比較例１と同様
に炭酸化反応を行った。得られた炭酸カルシウムは濃い
赤色であった。また、ＸＲＤ分析ではカルサイトのほか
に褐鉄鉱が同定され、ＴＥＭでは紡錘状のカルサイトの
ほかに褐鉄鉱と思われる微粒子が紡錘状のカルサイトに
付着しているのが確認された。実施例１〜９で得られた
着色合成炭酸カルシウム複合体及び比較例１〜３で得ら
れた着色合成炭酸カルシウム複合体等の色彩と色差を表
１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】［耐熱性試験］着色合成炭酸カルシウム複
合体等の安定性を評価するために、実施例１、３、５、
６及び比較例３で得られた試料について耐熱性試験を行
った。試験方法は次の通りである。試料４０．０ｇを平
底型磁性皿に秤取り、１８０℃に保った恒温器内に１時
間放置し、デシケーター中で常温まで放冷後、色差計に
て測定を行い、試験前後での色差の変化をもって耐熱性
を評価した。試験結果を表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】その結果、実施例１、３、５、６の試料に
ついては、試験前後で視覚的には全く変化は認められ
ず、色差計による測定でも変化が全く認められないか、
或いは極僅かであった。一方、比較例３では視覚的に赤
味が強くなり、色差計による測定でもａ値が増加した。
これは比較例３では炭酸カルシウム中に取り込まれなか
った褐鉄鉱が加熱により酸化したのに対して、実施例
１、３、５、６では着色成分が炭酸カルシウム中に取り
込まれているため熱に対して安定であるためと考えられ
る。

【００４３】［耐水性試験］着色合成炭酸カルシウム複
合体等の固着性を評価するために、実施例１、３、５、
６および比較例３で得られた試料について耐水性試験を
行った。試験方法は次の通りである。試料４０．０ｇを
容量０．３リットルのビーカーに秤取り、水道水０．２
リットルを加え、ホットプレートにて沸騰するまで加熱
したのち、室温まで放冷し濾紙５Ｃにて固形分を濾別、
１０５℃にて乾燥後、色差計にて測定を行い、試験前後
での色差の変化をもって耐水性を評価した。試験結果は
表３に示す。

【００４４】

【表３】

【００４５】その結果、実施例１、３、５、６の試料に
ついては、試験前後で視覚的には全く変化は認められ
ず、色差計による測定でも全く変化が認められないか、
或いは極僅かであった。一方、比較例３では視覚的に赤
味が弱くなり、色差計による測定でもａ値の減少が確認
された。比較例３では炭酸カルシウム粒子表面に付着し
た褐鉄鉱粒子が溶出したため色が薄くなったのに対し
て、実施例１、３、５、６では着色成分が炭酸カルシウ
ム粒子中に安定に取り込まれているため耐水性に優れて
いると考えられる。

【００４６】

【発明の効果】本発明の着色合成炭酸カルシウム複合体
は、色彩の安定性、固着性に優れており、金属化合物を
添加するという簡便な手法で製造できるという効果を有
するものである。また、添加する金属化合物の種類ある
いは組み合わせの選択、及び添加量の調節によって所望
の色彩とその濃淡を制御することが可能である。そのた
め紙、プラスチック、ゴム等の着色填料或いは顔料とし
て、製品の色彩に優れた効果が発揮される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三觜幸平東京都西多摩郡日の出町平井８番地１日鉄鉱業株式会社内Ｆターム(参考） 4G076 AA16 AA18 AA21 AA24 AB01 AB02 AB04 AB06 AB07 AB08 AB12 AB28 AC02 BA30 BA34 BC08 BD01 CA03 DA02 DA15 DA30 4J037 AA10 CA09 CA15 CB09 EE08 FF06 FF07 FF08 FF13 FF22 FF23 FF25 4L055 AG04 AG07 AG08 AG12 AG34 AG94 AG98 AH01 AH02 EA32 EA34 FA19 FA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭酸カルシウム１００重量部に対し、カ
ルシウム以外の金属成分を金属量で０．００１〜１０重
量部含有し、色差計による白色度が９７．０以下の着色
合成炭酸カルシウム複合体。
【請求項２】カルシウム以外の金属成分の金属が、遷
移金属である請求項１に記載の着色合成炭酸カルシウム
複合体。
【請求項３】遷移金属が、クロム、マンガン、鉄、コ
バルト、ニッケル、銅から選ばれる１種または２種以上
である請求項２に記載の着色合成炭酸カルシウム複合
体。
【請求項４】水酸化カルシウムスラリーの炭酸化反応
により炭酸カルシウム複合体を製造する方法であって、
その炭酸化反応過程で金属化合物を添加することによっ
て得られる着色合成炭酸カルシウム複合体の製造方法。
【請求項５】金属化合物が、遷移金属化合物である請
求項４に記載の着色合成炭酸カルシウム複合体の製造方
法。
【請求項６】遷移金属化合物が、クロム、マンガン、
鉄、コバルト、ニッケル、銅の化合物から選ばれる１種
または２種以上である請求項５に記載の着色合成炭酸カ
ルシウム複合体の製造方法。
【請求項７】金属化合物が、金属元素の酸化物、水酸
化物、又は塩化物、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩もしくは
酢酸塩等の塩類である請求項４に記載の着色合成炭酸カ
ルシウム複合体の製造方法。
【請求項８】金属化合物の添加量が、製造される炭酸
カルシウム１００重量部に対し、金属量で０．００１〜
１０重量部である請求項４ないし７に記載の着色合成炭
酸カルシウム複合体の製造方法。
【請求項９】金属化合物の種類或いは組み合わせの選
択、並びに添加量の調節により、色彩を制御することを
特徴とする請求項４ないし８に記載の着色合成炭酸カル
シウム複合体の製造方法。
【請求項１０】炭酸カルシウム１００重量部に対し、
カルシウム以外の金属成分を金属量で０．００１〜１０
重量部含有し、色差計による白色度が９７．０以下の着
色合成炭酸カルシウム複合体からなる着色性填料又は顔
料。