JP2002284522A

JP2002284522A - 炭酸カルシウムの製造方法

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Publication number: JP2002284522A
Application number: JP2001092343A
Authority: JP
Inventors: Takanori Goto; 任孝後藤; Haruo Konno; 晴男金野; Kiyoshi Kanai; 清金井; Yasutoku Nanri; 泰徳南里
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-03
Anticipated expiration: 2021-03-28
Also published as: JP4339528B2

Abstract

(57)【要約】【課題】苛性化工程を利用して製紙用填料及び、製紙
用塗工顔料として有用な性能を与える、針状又はイガグ
リ状の形状を有するアラゴナイト系炭酸カルシウムを得
る。【解決手段】攪拌機の翼径と苛性化反応槽の径との比
を表すd/D値が0.15〜0.7である苛性化反応槽において、
石灰乳調製時の石灰乳の単位容積当たりに与える攪拌動
力を示すP/V値が0.1kw/m³以上となる攪拌条件で石灰乳
を調製する。つづいて反応中のP/V値が0.1 kw/m³以上と
なる攪拌力で攪拌しながら所定の緑液添加速度、温度で
苛性化反応を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は硫酸塩法またはソー
ダ法によるパルプ製造工程の苛性化工程において製紙用
填料及び、製紙用塗工顔料として有用な性能を与えるア
ラゴナイト系炭酸カルシウムを製造する方法に関するも
のであって、更に詳しくは苛性化反応槽に据え付けられ
ている攪拌機の翼径と反応槽の径との比、及び石灰乳調
製時と苛性化反応時のP/V値を所定の範囲内に制御する
ことによって達成される、製紙用填料、及び製紙用塗工
顔料として有用な性能を与えるアラゴナイト系炭酸カル
シウムを製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】印刷あるいは筆記用に使用される紙に
は、通常、白色度、不透明度、平滑性、筆記性、手触
り、印刷適性等の改良を目的として填料が内添される。
この抄紙方法として、填料にタルク、クレー、酸化チタ
ン等を使用し、pH 4.5付近で紙を抄く、いわゆる酸性抄
紙と、pH 7〜8.5の中性〜弱アルカリ性域で紙を抄く、
いわゆる中性抄紙がある。中性抄紙では、輸入品で高価
なタルク、クレーに変わって、国産の炭酸カルシウムを
填料として使用することが可能となる。近年、紙の保存
性等の問題から中性抄紙によって得られる中性紙が着目
されるようになり、またこのほかにも紙質、コスト、環
境対策等の面でもメリットが多いことから、中性抄紙へ
の移行が進んできており、今後ともその普及が拡大する
情勢にある。

【０００３】安価で軽量な中性紙への要求が高まってく
るなかで、填料としての炭酸カルシウムの位置づけは非
常に重要である。この中性抄紙で填料として用いられる
炭酸カルシウムには、天然石灰石を乾式あるいは湿式で
機械粉砕して得られる重質炭酸カルシウムと、化学的方
法によって得られる沈降性炭酸カルシウム（合成炭酸カ
ルシウム）がある。

【０００４】ところが、天然石灰石をボールミル等の粉
砕機を使用して得られた重質炭酸カルシウムは、内添填
料として使用した場合、抄紙の際に激しくプラスチック
ワイヤを摩耗させてしまう。更にこの填料を使用して上
質紙あるいは塗工紙を製造した場合、紙の不透明度、白
色度、嵩高性、等において品質が不十分であった。

【０００５】一方、化学的方法によって製造される沈降
性炭酸カルシウム（合成炭酸カルシウム）のうち代表的
な製造方法である「炭酸ガス法」は、反応系が比較的簡
単（水、消石灰、炭酸ガス）であることから、これまで
に炭酸カルシウムの形状コントロール技術に関して数多
くの報告がなされている。またそれらの技術を応用して
製紙工場のオンサイトにて実際に製造される例もいくつ
か見られる。しかしながらこの方法は、炭酸カルシウム
が唯一の産物であることから製造コストが高く、安価な
紙製品への使用が制限されてきた。

【０００６】そこで考えられるのが、クラフトパルプ製
造工程の蒸解薬品の回収・再生を行う苛性化工程で副生
する炭酸カルシウムを製紙用原料として使用する方法で
ある。この工程で得られる炭酸カルシウムは副産物であ
るため製造コストが低く、製紙用填料や塗工用顔料とし
て利用した場合、紙製品の製造コストダウンにもつなが
る。

【０００７】ところで苛性化工程における炭酸カルシウ
ムの生成過程では、水酸化ナトリウムの生成も同時に起
こるため、反応が進行するのに伴い系内のｐHは14以上
の高アルカリ性領域となる。一方炭酸ガス法では反応自
体が中和反応であり、そのため反応が進行するのに伴い
系内は中性領域に近づく。このように苛性化工程におけ
る炭酸化反応と炭酸ガス法による炭酸化反応はその反応
機構が根本的に異なっており、炭酸ガス法で確立された
形状コントロール技術の知見を苛性化反応に適用するこ
とは不可能であった。

【０００８】このことから苛性化工程では炭酸カルシウ
ムの形状コントロールが大変難しく、従来の苛性化反応
で得られる炭酸カルシウムは、サイコロ状や六角面体な
どの種々雑多な形状を有し、粒子径も大きく、何れも不
定形あるいは塊状で、従来の重質炭酸カルシウムに近い
ものであるため、この填料を使用して上質紙あるいは塗
工紙を製造した場合、紙の不透明度、白色度、嵩高性、
等において品質が不十分であった。また、近年、抄紙機
が大型化し、抄紙速度もより高速化する中にあって、プ
ラスチックワイヤの摩耗性とウェットエンドでの歩留ま
り性にも大きな問題を抱えていた。

【０００９】これに対し本発明者らは、特開平10−2269
74号公報において、生石灰の消和反応と苛性化反応の条
件を特定することで上記問題を解決した製紙用填料及び
製紙用塗工顔料として有用なアラゴナイト系針状炭酸カ
ルシウムの製造方法を開示しており、また特開2000-264
628号公報では生石灰の消和反応を省略し消石灰を使用
すること、及び苛性化反応の条件を特定することで製造
可能となるアラゴナイト系イガグリ状炭酸カルシウムの
製造方法を開示している。

【００１０】しかしながら、これらの製造方法により得
られる炭酸カルシウムは非常に安価で製紙用填料、及び
塗工顔料として有用であるものの、反応条件によっては
短径が1.0μm以上の針状、又はイガグリ状炭酸カルシウ
ムが得られてしまい、それらを紙の製造に用いた場合に
は、不透明度等が十分に良好とは言えなかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のような状況に鑑
み、苛性化工程を利用した製紙用填料、及び塗工顔料と
して有用なアラゴナイト系炭酸カルシウムを製造する方
法であって、紙の製造に用いた場合に不透明度等が更に
良好となる範囲の短径を有する、針状又はイガグリ状ア
ラゴナイト系炭酸カルシウムを製造する方法の提供を本
発明の課題とした。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、石灰乳調製時
および苛性化反応時の攪拌力が、得られる炭酸カルシウ
ムの形状、物性及び品質に大きな影響を与えることを突
き止めた。すなわち、硫酸塩法又はソーダ法によるパル
プ製造工程の苛性化工程において、苛性化反応槽の直径
(D)と反応槽に取り付けられた攪拌機の攪拌翼の翼径(d)
との比（d/D値）が0.15〜0.7、好ましくは0.3〜0.5であ
り、石灰乳の調製時において、攪拌液の単位容積当たり
の攪拌動力を表すP/V値で0.1kw/m³以上、好ましくは3.0
kw/m³以上の攪拌力で攪拌しながら石灰乳を調製し、つ
づいて該生石灰乳に対して、硫酸塩法又はソーダ法によ
るパルプ製造工程の苛性化工程から出る緑液を連続的に
添加し、その添加速度及び反応温度を制御するととも
に、苛性化反応中の攪拌力をP/V値で0.1kw/m³以上、好
ましくは0.6kw/m³以上で苛性化反応を行うことによっ
て、平均短径が0.1〜0.5μmの針状又はイガグリ状の形
状を有するアラゴナイト系炭酸カルシウムが製造出来る
ことを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至っ
た。一般的に紙の製造に用いる炭酸カルシウム粒子の短
径は、可視光の波長の1/2である0.1〜0.5μmの範囲であ
ると光学的に最も性能が高くなることが知られており、
この場合、紙の不透明度や白色度がより高くなる。従っ
て本発明では、石灰乳調製時及び苛性化反応時の攪拌力
を制御することによって、高い填料・顔料品質の炭酸カ
ルシウムを製造出来ることになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の石灰乳の調製において使
用する生石灰は、炭酸カルシウムを主成分とする石灰石
及び硫酸塩法またはソーダ法によるパルプ製造の苛性化
工程において炭酸ナトリウムを水酸化ナトリウムに転化
する際に生成する炭酸カルシウムを焼成したものであれ
ばよい。なお、その際の焼成装置に関しては、ベッケン
バッハ炉、メルツ炉、ロータリーキルン、国井式炉、KH
D（カーハーディー）炉、コマ式炉、カルマチック炉、
流動焼成炉、混合焼き立炉等、炭酸カルシウムを生石灰
（酸化カルシウム）に転化する装置であれば特に制限さ
れない。

【００１４】炭酸カルシウム中の不純物の含量について
は、例えば紙に用いる場合、特に着色成分（Fe、Mn等）
が問題となる場合があるが、製品の用途にあわせて着色
成分含量の少ない原料石灰石から得られる生石灰を適宜
選択すればよい。

【００１５】また石灰乳の調製において使用する消石灰
は前記生石灰を湿式及び乾式で消和されたものでよい
が、乾式で消和された消石灰の方が生成する炭酸カルシ
ウムの形状にとってはより好ましい。

【００１６】石灰乳の調製において添加する液としては
石灰乳の調製の際に用いる生石灰1molに対して炭酸イオ
ンが0.25 mol以下になるような中性からアルカリ性の水
溶液を利用することが好ましい。ここで使用するアルカ
リ性水溶液は硫酸塩法、又はソーダ法によるパルプ製造
工程の苛性化工程の場合、このアルカリ水溶液は苛性化
工程で生成する白液を水で希釈した水溶液、あるいは緑
液や白液中の沈殿物（ドレッグス、炭酸カルシウムスラ
ッジ）を洗浄した上澄液である弱液を利用することが好
ましい。さらに高品質のアラゴナイト結晶の炭酸カルシ
ウムを得ようとするならば炭酸イオンを含まないアルカ
リ性水溶液を用いた方がより好ましい。しかし石灰乳の
調製において添加する液中の炭酸イオンが生石灰1 mol
に対して0.25 molより多くなると生成する炭酸カルシウ
ムは米粒状、紡錘状もしくは塊状のカルサイト結晶にな
る。

【００１７】石灰乳調製時における生石灰及び／又は消
石灰と液との混合には、一般的な攪拌羽根式の攪拌機を
使用すればよいが、その際、攪拌液の単位容積当たりの
攪拌動力を表すP/V値で0.1kw/m³以上、好ましくは3.0kw
/m³以上の条件で攪拌混合して石灰乳を調製する。P/V値
が0.1kw/m³未満の場合には、生石灰及び／又は消石灰と
液が均一に混合されず、その後の苛性化反応が不均一と
なり、生成する炭酸カルシウムのアラゴナイト結晶含有
率が低下するとともに、形状が塊状あるいは不定形とな
り好ましくない。またP/V値が100kw/m³を超える非常に
強力な攪拌でも本発明の目的に叶った効果を得ることが
出来るが、大型で高出力のモーターが必要となり経済的
な面から好ましくない。ここで攪拌強度の指標として用
いたP/V値は、攪拌の対象となる液の単位容積V(m3)当た
りに与える攪拌機の攪拌動力P(kw)のことであり、攪拌
装置の設計等において攪拌強度を計る指標として一般に
使用されているものである（1989年7月15日、株式会社
技術情報協会発行「新しい攪拌技術の実際」参照）。本
発明の石灰乳調製時のP/V値は、攪拌機の所要動力P(kw)
を石灰乳の容積V(m³)で除することによって求めた。

【００１８】攪拌翼の形状は、エッジタービン翼、ラジ
アルフロータービン翼、アキシャルフロータービン翼、
パドル翼、アンカー翼、等の中から、攪拌する液の粘度
や性状に合わせて適宜選定して使用すれば良いが、その
中でも剪断能力、吐出能力の高い攪拌翼が好ましい（19
89年7月15日、株式会社技術情報協会発行「新しい攪拌
技術の実際」参照）。

【００１９】苛性化反応槽の直径（D）と攪拌機の攪拌
翼径（d）の比を表すd/D値は、0.15〜0.7、好ましくは
0.3〜0.5で行う必要がある。0.15よりも小さいと攪拌機
の攪拌効果が反応槽の周辺部まで十分に行き渡らないた
め、反応が不均一になり、生成する炭酸カルシウムのア
ラゴナイト結晶含有率が低下するとともに、形状が塊状
あるいは不定形となり好ましくない。0.7よりも大きい
と石灰乳調製時及び苛性化反応時に攪拌機のモーターや
駆動装置にかかる負荷が大きくなるため、大型で高出力
のモーターが必要となり経済的な面から好ましくない。

【００２０】苛性化反応槽の内壁に取り付ける邪魔板
は、反応槽直径の0.05〜0.1倍の幅を有するものを２〜
４枚、攪拌翼の高さよりも上部に等間隔に設置する。邪
魔板の幅が反応槽直径の0.05倍よりも小さいと邪魔板の
効果が小さくなり好ましくないし、0.1倍より大きくし
た場合はそれに見合った効果が期待出来ない。また邪魔
板の枚数は、5枚以上にしてもそれに見合った効果が期
待出来ない。反応槽内壁に取り付けられた邪魔板は、攪
拌により発生する円周方向の液の流れ（回転流）を軸方
向及び半径方向の流れ（循環流）に変換する役目を持
ち、その結果、反応槽内の攪拌効果をより高めることが
出来る（1989年7月15日、株式会社技術情報協会発行
「新しい攪拌技術の実際」参照）。

【００２１】石灰乳の調製時の石灰乳濃度は生石灰換算
で10〜40重量％、好ましくは20〜35重量％の条件で行
う。ここで石灰乳濃度が40重量％を超えると石灰乳粘度
が高すぎて、一般的な攪拌羽根式の攪拌機では現実的に
攪拌が困難となり、一方、石灰乳濃度が10重量％未満で
は生産性が劣り好ましくない。

【００２２】生石灰乳及び／又は消石灰乳を調製する際
の温度は、後で添加する緑液の温度にあわせて適宜設定
する。また前期石灰乳の調製時間は、均一混合できる時
間が取れれば良い。

【００２３】苛性化反応に用いる緑液は、一般的な硫酸
塩法又はソーダ法の苛性化工程から発生するものを使用
し、その濃度はトータルアルカリで80〜160 g/L｛その
内Na₂CO₃が65〜130 g/L(Na₂O換算、以下同じ)｝、好ま
しくはトータルアルカリ100〜150 g/L(その内Na₂CO₃が8
5〜130 g/L)である。

【００２４】前記石灰乳と緑液の混合方法は、石灰乳に
対する緑液の添加速度を0.02〜0.4ml（緑液）/min/g
（生石灰、又は消石灰の生石灰換算値）、好ましくは0.
05〜0.25 ml/min/gの添加速度で所定量添加しで行う。
0.02 ml/min/gより小さい添加速度では、生産性が劣り
現実的でなく、また一方0.4 ml/min/gより大きい添加速
度では、生成する炭酸カルシウムのアラゴナイト結晶含
有率が低下するとともに、形状が塊状あるいは不定形と
なり好ましくない。

【００２５】苛性化反応温度については、反応温度が30
〜105℃、好ましくは40〜90℃で行う必要がある。105℃
以上より高くする場合には、大気圧下での沸騰点を超え
るため、加圧型の苛性化装置等を必要とするため不経済
である。一方、30℃より低い場合には、生成する炭酸カ
ルシウムのアラゴナイト結晶含有率が低下するととも
に、形状が塊状あるいは不定形となり好ましくない。ま
た冷却装置等の費用がかさみ不経済である。

【００２６】苛性化反応時の攪拌は、石灰乳調製時と同
様、一般的な攪拌羽根式の攪拌機を使用すれば良いが、
反応開始から反応終了までを通して、P/V値で0.1kw/m³
以上、好ましくは0.6kw/m³以上の条件で攪拌混合して苛
性化反応を行わせる。P/V値が0.1kw/m³未満の場合に
は、石灰乳と緑液が均一に混合されず、反応が不均一と
なり、生成する炭酸カルシウムのアラゴナイト結晶含有
率が低下するとともに、形状が塊状あるいは不定形とな
り好ましくない。ここで、苛性化反応時のP/V値は、攪
拌機の攪拌動力P(kw)を反応スラリーの容積V(m³)で除す
ることによって求めた。

【００２７】以上のような条件下において、平均短径が
0.1〜0.5μｍの針状又はイガグリ状の形状を有するアラ
ゴナイト系炭酸カルシウムが調製可能となる。本発明に
よって得られるアラゴナイト系炭酸カルシウムの製造方
法は、従来のクラフトパルプ製造工程の蒸解薬品回収を
行う苛性化工程で得られたアラゴナイト系炭酸カルシウ
ムの製造方法に比べて、粒子の短径を光学的特性に優れ
る範囲内に制御することができ、この方法で得られた炭
酸カルシウムを内添填料や塗工顔料に用いることで、紙
の不透明度や白色度等に更に優れた品質を与えることが
出来る。

【００２８】

【実施例】以下に本発明を実施例および比較例をあげて
より詳細に説明するが、当然ながら、本発明は実施例の
みに限定されるものではない。

【００２９】［試験法］アルカリの測定： TAPPI 624hm-85、あるいはこれ
に準じて測定した。炭酸カルシウムの平均粒子径：生成物を水洗濾過
し、水で希釈後、レーザー回折式粒度分布計(シーラス
社製モデル715)で平均粒子径を測定した。形態観察：生成物を水洗濾過し、乾燥後走査型電
子顕微鏡(日本電子（株）製ＪＳＭ-5300)で形態観察し
た。またここで得られた電子顕微鏡写真から粒子の短径
を測定した。結晶系： Rigaku製Ｘ線回折RAD-2Cにより測定し
た。アラゴナイト結晶含有率 (%)：硝酸カルシウムと
尿素よりアラゴナイト結晶を製造｛Gypsum＆Lime No.2
45（P234参照、Rigaku製Ｘ線回折RAD-2Cの測定ではカ
ルサイトピークなし｝し、試薬のカルサイト結晶含有率
99.9％との混合比率を変えて、Ｘ線回折RAD-2Cで測定す
る。この時のＸ線回折ピークの2θ＝26.2°(アラゴナイ
ト結晶）と2θ＝29.4°（カルサイト結晶）の強度から
次の計算式｛26.2°の強度÷(26.2°の強度＋29.4°の
強度)｝より強度比を求めて、混合割合と強度比の検量
線を作成した。この検量線を使用し、アラゴナイト含有
率を求めた。

【００３０】［実施例１］4枚の邪魔板（幅0.3m、高さ
2.5m）が等間隔に付けられた25m³容の苛性化反応槽（直
径：3.4m、高さ3.1m）に、消石灰2tと水3tを用い、消石
灰濃度が生石灰換算値で30.3重量％になるように、攪拌
翼としてアキシャルフローファンタービン翼（翼径：1.
2m）を取り付けた攪拌機（新菱製作所製1200-EA-2、実
施例2についても同じ攪拌機使用）で、攪拌翼の周速が
8.8m/s、石灰乳の単位容積に対する攪拌動力を表すP/V
値が7.1kw/m³となる攪拌力で攪拌混合して石灰乳を調製
した。つづいて緑液添加速度0.12ml/min/g、添加時間12
0分、温度50℃、反応終了時のP/V値が1.3 kw/m³となる
条件で苛性化反応を行わせた。この時の反応生成物の平
均粒子径測定および形態観察を行った結果、平均粒子径
が5.8μｍで、その構成一次粒子の短径が0.15μmである
アラゴナイト系イガグリ状炭酸カルシウムが認められ
た。実験条件および結果を表１に示す。

【００３１】［実施例２］石灰乳の調製に白液（組成：
Na₂CO₃=25g/L、Na₂S=31g/L、NaOH=80g/L、いずれもNa₂O
換算値）0.75tと水2.25tの混合液を用い、つづいて緑液
添加速度0.16ml/min/g、添加時間90分、温度75℃で苛性
化反応を行わせた以外は、実施例１と同様に行った。こ
の時の反応生成物は、平均粒子径が6.1μｍで、その構
成一次粒子の短径が0.4μmであるアラゴナイト系針状炭
酸カルシウムが認められた。実験条件および結果を表１
に示す。

【００３２】［実施例３］4枚の邪魔板をはずした実施
例１と同じ苛性化反応槽に、消石灰2tと水4.7tを用い、
消石灰濃度が生石灰換算値で22.7重量％になるように、
攪拌翼としてラジアルフローディスクタービン翼（翼
径：0.75m）を取り付けた攪拌機（山陽国策機工製BV-21
0）で、攪拌翼の周速が4.7m/s、P/V値が1.3kw/m³となる
攪拌力で攪拌混合して石灰乳を調製した。つづいて緑液
添加速度0.12ml/min/g、添加時間120分、温度50℃、反
応終了時のP/V値が0.3 kw/m³となる条件で苛性化反応を
行わせた。この時の反応生成物の平均粒子径測定および
形態観察を行った結果、平均粒子径が7.7μｍで、その
構成一次粒子の短径が0.2μmであるアラゴナイト系イガ
グリ状炭酸カルシウムが認められた。実験条件および結
果を表１に示す。

【００３３】［実施例４］2枚の邪魔板（幅0.06m、高さ
0.59m）が等間隔に付けられた250L容の反応槽（直径：
0.65m、高さ：0.8m）に、消石灰15kgと水35kgを用い、
消石灰濃度が生石灰換算値で22.7重量％になるように、
攪拌翼としてエッジタービン翼（翼径：0.2m）を取り付
けた攪拌機（株式会社島崎製作所製 RB5Z使用）で、攪
拌翼の周速が7.9m/s、P/V値が8.9kw/m³となる攪拌力で
攪拌混合して石灰乳を調製した。つづいて緑液添加速度
0.23ml/min/g、添加時間60分、温度50℃、反応終了時の
P/V値が1.9kw/m³となる条件で苛性化反応を行わせた。
この時の反応生成物の平均粒子径測定および形態観察を
行った結果、平均粒子径が4.3μｍで、その構成一次粒
子の短径が0.2μmであるアラゴナイト系イガグリ状炭酸
カルシウムが認められた。実験条件および結果を表１に
示す。

【００３４】［実施例５］生石灰15kgと水35kgを用い、
生石灰濃度が30.0重量％になるように、攪拌翼の周速が
17.8m/s、P/V値が88.9kw/m³の条件で攪拌混合して石灰
乳を調製し、つづいて温度90℃、反応終了時のP/V値が1
8.5kw/m³となる条件で苛性化反応を行わせた以外は、実
施例4と同様に行った。この時の反応生成物は、平均粒
子径が5.4μｍで、その構成一次粒子の短径が0.5μmで
あるアラゴナイト系針状炭酸カルシウムが認められた。
実験条件および結果を表１に示す。

【００３５】［比較例１］石灰乳調製時の攪拌条件を攪
拌翼先端速度が1.9m/s、P/V値が0.07kw/m³であり、苛性
化反応終了時のP/V値が0.01kw/m³になるように制御した
以外は、実施例１と同様に行った。この時の反応生成物
は、平均粒子径が11.2μｍで、その構成一次粒子が不定
形あるいは塊状であるカルサイト系炭酸カルシウムが認
められた。実験条件および結果を表２に示す。

【００３６】［比較例２］攪拌機に取り付けた攪拌翼の
翼径が0.1mである以外は、実施例4と同様に行った。こ
の時の反応生成物は、平均粒子径が10.1μｍで、その構
成一次粒子が不定形あるいは塊状であるカルサイト系炭
酸カルシウムが認められた。実験条件および結果を表２
に示す。

【００３７】［比較例３］石灰乳調製時の消石灰濃度が
生石灰換算で5.0重量％にした以外は、実施例１と同様
に行った。この時の反応生成物は、平均粒子径が8.6μ
ｍで、その構成一次粒子が不定形あるいは塊状であるカ
ルサイト系炭酸カルシウムが認められた。実験条件およ
び結果を表２に示す。

【００３８】［比較例４］苛性化反応時の緑液添加速度
を0.70ml/min/g（生石灰換算値）、添加時間20分にした
以外は、実施例１と同様に行った。この時の反応生成物
は、平均粒子径が9.3μｍで、その構成一次粒子が不定
形あるいは塊状であるカルサイト系炭酸カルシウムが認
められた。実験条件および結果を表２に示す。

【００３９】［比較例５］苛性化反応時の反応温度を15
℃にした以外は、実施例１と同様に行った。この時の反
応生成物は、平均粒子径が8.9μｍで、その構成一次粒
子が不定形あるいは塊状であるカルサイト系炭酸カルシ
ウムが認められた。実験条件および結果を表２に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】

【発明の効果】実施例１〜5に示す如く、本発明による
炭酸カルシウムは、短径が0.1〜0.5μmの針状又はイガ
グリ状の形状を有するアラゴナイト系炭酸カルシウムで
あった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られたアラゴナイト系イガグリ
状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。

【図２】実施例１で得られた生成物についてのＸ線回
折の結果を示す図である。

【図３】実施例５で得られたアラゴナイト系針状炭酸
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。

【図４】比較例３で得られたカルサイト系炭酸カルシ
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。

【図５】比較例３で得られた生成物についてのＸ線回
折の結果を示す図である。

フロントページの続き (72)発明者金井清東京都北区王子５丁目21番１号日本製紙株式会社技術研究所内 (72)発明者南里泰徳東京都北区王子５丁目21番１号日本製紙株式会社技術研究所内Ｆターム(参考） 4G076 AA16 AB02 AB06 AC02 BA15 BA43 BD01 BD02 CA02 CA05 CA26 CA29 DA02 DA30 4L055 AG12 AG94 AH01 BC07 EA16 EA20 EA25 EA26 EA28 EA32 FA21 GA34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硫酸塩法又はソーダ法によるパルプ製造
工程の苛性化工程においてアラゴナイト系炭酸カルシウ
ムを製造する方法であって、苛性化反応槽の直径(D)と
反応槽に取り付けられた攪拌機の攪拌翼の翼径(d)との
比（d/D値）が0.15〜0.7、好ましくは0.3〜0.5である苛
性化反応槽において、生石灰及び消石灰からなる群から
選択される物質に、生石灰換算で1molに対して0.25mol
以下の炭酸イオンを含む中性からアルカリ性の水溶液を
添加して濃度が生石灰換算で10〜40重量％、好ましくは
20〜35重量％になるように石灰乳を調製する際に、攪拌
液の単位容積当たりの攪拌動力を表すP/V値で0.1kw/m³
以上、好ましくは3.0kw/m³以上の攪拌力で攪拌しながら
石灰乳を調製し、つづいて該石灰乳に対して、苛性化工程で発生し白液を
製造するのに必要な緑液を0.02〜0.4 ml（緑液）/min/g
（生石灰、又は消石灰の生石灰換算値）、好ましくは0.
05〜0.25 ml/min/gの添加速度で所定量添加し、反応温
度30〜105℃、好ましくは40〜90℃にて苛性化反応を行
うにあたって、該苛性化反応中の攪拌力が反応開始から
反応終了までを通して、P/V値で0.1kw/m³以上、好まし
くは0.6kw/m ³以上の条件で苛性化反応を行わせることを
特徴とする、平均短径が0.1〜0.5μmの針状又はイガグ
リ状の形状を有するアラゴナイト系炭酸カルシウムの製
造方法。
【請求項２】前記苛性化反応を行わせるに当たり、緑
液添加開始から反応に必要な緑液量の１／２量を添加す
るまでの間の攪拌力がP/V値で0.5kw/m³以上、好ましく
は3.0kw/m³以上であり、つづいて緑液添加終了までの攪
拌力がP/V値で0.1kw/m³以上、好ましくは0.6kw/m³以上
となるように反応過程の攪拌条件を制御して苛性化反応
を行うこと特徴とする、請求項１記載のアラゴナイト系
炭酸カルシウムの製造方法。
【請求項３】前記苛性化反応を行わせるに当たり、緑
液添加開始から反応に必要な緑液量の１／４量を添加す
るまでの間の攪拌力がP/V値で0.5kw/m³以上、好ましく
は3.0kw/m³以上であり、つづいて緑液添加終了までの攪
拌力がP/V値で0.1kw/m³以上、好ましくは0.6kw/m³以上
となるように反応過程の攪拌条件を制御して苛性化反応
を行うこと特徴とする、請求項１記載のアラゴナイト系
炭酸カルシウムの製造方法。
【請求項４】前記石灰乳調製時及び苛性化反応時にお
いて、前記攪拌機の攪拌翼の周速が3ｍ/ｓ以上で攪拌を
行う、請求項1〜３いずれか記載のアラゴナイト系炭酸
カルシウムの製造方法。
【請求項５】前記苛性化反応槽の内壁に、反応槽直径
の0.05〜0.1倍の幅を有する邪魔板を2〜4枚、等間隔に
設置した苛性化反応槽で反応を行う、請求項１〜４いず
れか記載のアラゴナイト系炭酸カルシウムの製造方法。
【請求項６】前記攪拌機の攪拌翼が二段翼である、請
求項１〜５いずれか記載のアラゴナイト系炭酸カルシウ
ムの製造方法。