JP2005067925A - 炭酸カルシウム系粉体及び当該粉体の製造方法 - Google Patents
炭酸カルシウム系粉体及び当該粉体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005067925A JP2005067925A JP2003297250A JP2003297250A JP2005067925A JP 2005067925 A JP2005067925 A JP 2005067925A JP 2003297250 A JP2003297250 A JP 2003297250A JP 2003297250 A JP2003297250 A JP 2003297250A JP 2005067925 A JP2005067925 A JP 2005067925A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- powder
- zinc
- parts
- suspension
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 168
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 84
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 32
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 20
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 13
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 26
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 24
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 24
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 24
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 21
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 claims description 17
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 14
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 claims description 3
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 abstract description 19
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 abstract 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 23
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001692 EU approved anti-caking agent Substances 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Inorganic materials [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
【目的】 大きな比表面積と吸油性を有し、インク吸収性及びカチオンポリマーとの親和性が良く、かつ耐候性も優れ、安価なインクジェット印刷紙用炭酸カルシウム系粉体を提供する。又、このような炭酸カルシウム系粉体の製造方法を提供することも課題である。
【解決手段】 本発明の炭酸カルシウム系粉体は、１０〜１５ｎｍの一次粒子径を有し、亜鉛がＺｎＳＯ4／Ｃａ（ＯＨ）2の重量比で１．５〜３５%複合化されている。又、この炭酸カルシウム系粉体の表面が珪酸ソーダと塩化カルシウムとから成るシリカによってＳｉＯ２／ＣａＯの重量比が２．０〜８０％の範囲となるようにして化学又は物理吸着処理されており、当該吸着処理された粉体が絡合することにより粒径０．３〜２０μｍの球状体を形成しているものでもある。この粉体の比表面積は５０〜２００ｍ2／ｇで、吸油量は８０〜３００ml／１００ｇである。
【選択図】 なし
【解決手段】 本発明の炭酸カルシウム系粉体は、１０〜１５ｎｍの一次粒子径を有し、亜鉛がＺｎＳＯ4／Ｃａ（ＯＨ）2の重量比で１．５〜３５%複合化されている。又、この炭酸カルシウム系粉体の表面が珪酸ソーダと塩化カルシウムとから成るシリカによってＳｉＯ２／ＣａＯの重量比が２．０〜８０％の範囲となるようにして化学又は物理吸着処理されており、当該吸着処理された粉体が絡合することにより粒径０．３〜２０μｍの球状体を形成しているものでもある。この粉体の比表面積は５０〜２００ｍ2／ｇで、吸油量は８０〜３００ml／１００ｇである。
【選択図】 なし
Description
本発明は、炭酸カルシウム系粉体、特にインク吸収性及びカチオンポリマーとの親和性が良く、優れた耐候性を有したインクジェット印刷紙用炭酸カルシウム系顔料、並びに、このような炭酸カルシウム系粉体を製造するための方法に関するものである。
尚、本発明の炭酸カルシウム系粉体は、インクジェット印刷紙以外に次の技術分野においても有効利用可能なものである。
１）一般製紙及びフィルム工業
コート紙やフィルムの塗工剤として使用した場合、耐候性、しなやかな質感の発現等、高級マット用顔料として機能する。
２）塗料、インキ工業
艶消し顔料として使用した場合、隠蔽性、耐候性等を付与し、併せて粘度調整剤としての機能も発揮する。
３）ゴム工業
補強効果の他に、粘着防止等の作業改善によるコストダウン効果が発揮される。
４）その他
研磨剤、農薬・肥料・香料等の担持体、吸着吸臭剤、固結防止剤等としても利用できる。
尚、本発明の炭酸カルシウム系粉体は、インクジェット印刷紙以外に次の技術分野においても有効利用可能なものである。
１）一般製紙及びフィルム工業
コート紙やフィルムの塗工剤として使用した場合、耐候性、しなやかな質感の発現等、高級マット用顔料として機能する。
２）塗料、インキ工業
艶消し顔料として使用した場合、隠蔽性、耐候性等を付与し、併せて粘度調整剤としての機能も発揮する。
３）ゴム工業
補強効果の他に、粘着防止等の作業改善によるコストダウン効果が発揮される。
４）その他
研磨剤、農薬・肥料・香料等の担持体、吸着吸臭剤、固結防止剤等としても利用できる。
従来の印刷方法は、その大半が紙やフィルムのような被印刷物の上に、各々専用の大型印刷機を用いてインクを塗り、それを乾燥して印刷物としていた。従ってその時使われるインクは、被印刷物上に留まり、乾燥される事により視別されていたものである。これらの印刷方法に用いられるインクは即乾性が要求される為、溶剤系のインクが主体となっている。
これに対し、インクジェット印刷とは、水溶性インクをジェット噴射することにより液滴として被印刷物の中にインクを浸透させ、これにより文字や画像を視別させるものである。この印刷方法は、専用の大型印刷機などは不要で、被印刷物もインキを吸収できるものであれば、多少の凹凸があっても印刷が可能であり、何よりも環境汚染の心配の無い事が最大の特徴といえる。従ってインクジェット印刷の場合、水溶性のインクを液滴噴射し、その液滴となった微粒子インキを即座に吸収することにより、被印刷物上に表現、視別する必要があり、このような理由から、インクジェット印刷紙用顔料については、一般的に吸収性能の高い合成シリカ又は合成アルミナ等が使用されている(例えば特許文献１及び２など）。又、受像層は顔料をバインダーで固着させた層であるが、バインダーとの関係においてもカチオン化の対応が必要であり、このインク吸収性カチオン化対策上、現在はシリカが顔料の主流を成している。
特開昭６２−１８３３８２号公報
特開昭６０−２０４３９０号公報
これに対し、インクジェット印刷とは、水溶性インクをジェット噴射することにより液滴として被印刷物の中にインクを浸透させ、これにより文字や画像を視別させるものである。この印刷方法は、専用の大型印刷機などは不要で、被印刷物もインキを吸収できるものであれば、多少の凹凸があっても印刷が可能であり、何よりも環境汚染の心配の無い事が最大の特徴といえる。従ってインクジェット印刷の場合、水溶性のインクを液滴噴射し、その液滴となった微粒子インキを即座に吸収することにより、被印刷物上に表現、視別する必要があり、このような理由から、インクジェット印刷紙用顔料については、一般的に吸収性能の高い合成シリカ又は合成アルミナ等が使用されている(例えば特許文献１及び２など）。又、受像層は顔料をバインダーで固着させた層であるが、バインダーとの関係においてもカチオン化の対応が必要であり、このインク吸収性カチオン化対策上、現在はシリカが顔料の主流を成している。
しかしながら、シリカは、アルミナと共に製造コストが高く、価格が高くならざるを得ず、しかもシリカ配合のインクジェット印刷物は一般に耐候性が悪く、印刷物の保存性・退色性の点での改善が望まれているのが現状である。また、このようなシリカの代わりに、アニオン系顔料である炭酸カルシウムを使用してインクジェット印刷紙を製造した場合、インク吸収性及びカチオン化対応が劣り、そのままでは使用が困難であるという問題点があった。
本発明は、従来のシリカや炭酸カルシウム粉末の欠点を解決し、これまでに知られている一般的な粉末よりも大きな比表面積及び吸油性を有することによって、インク吸収性及びカチオンポリマーとの親和性が良く、かつ優れた耐候性をも有したインクジェット印刷紙のインク吸収層（多孔性吸収層）の形成に適した炭酸カルシウム系粉体（炭酸カルシウム系顔料）を提供することを課題とする。また、本発明は、このような特性を有した炭酸カルシウム系粉体を効率良く製造するための方法を提供することも本発明の課題である。
本発明者等は、種々検討を行った結果、亜鉛化合物を複合した１０〜１５ｎｍの極微細な炭酸カルシウムを合成した後、その複合炭酸カルシウムの粒子表面をシリカで化学又は物理吸着処理した後、１時間以上撹拌することにより得られる、細孔粒子の集合体である０．３〜２０μｍの凝集体が、優れたインク吸収性を有し、カチオンポリマーとの親和性が非常に良好であり、インクジェット印刷紙用顔料としての優れた物性を有するものであることを見出して、本発明を完成した。
本発明者等は、種々検討を行った結果、亜鉛化合物を複合した１０〜１５ｎｍの極微細な炭酸カルシウムを合成した後、その複合炭酸カルシウムの粒子表面をシリカで化学又は物理吸着処理した後、１時間以上撹拌することにより得られる、細孔粒子の集合体である０．３〜２０μｍの凝集体が、優れたインク吸収性を有し、カチオンポリマーとの親和性が非常に良好であり、インクジェット印刷紙用顔料としての優れた物性を有するものであることを見出して、本発明を完成した。
前記課題を解決可能な本発明の炭酸カルシウム系粉体は、１０〜１５ｎｍの一次粒子径を有し、亜鉛がＺｎＳＯ4／Ｃａ（ＯＨ）2の重量比で１．５〜３５%複合化されていることを特徴とする。
また、本発明は、上記の炭酸カルシウム系粉体の表面が珪酸ソーダと塩化カルシウムとから成るシリカによってＳｉＯ２／ＣａＯの重量比が２．０〜８０％の範囲となるようにして化学又は物理吸着処理されており、当該吸着処理された粉体が絡合することにより粒径０．３〜２０μｍの球状体を形成していることを特徴とする炭酸カルシウム系粉体でもある。
更に本発明は、上記の特徴を有した炭酸カルシウム系粉体において、比表面積が５０〜２００ｍ2／ｇで、しかも、吸油量が８０〜３００ml／１００ｇであることを特徴とするものでもある。
また、本発明は、上記の炭酸カルシウム系粉体の表面が珪酸ソーダと塩化カルシウムとから成るシリカによってＳｉＯ２／ＣａＯの重量比が２．０〜８０％の範囲となるようにして化学又は物理吸着処理されており、当該吸着処理された粉体が絡合することにより粒径０．３〜２０μｍの球状体を形成していることを特徴とする炭酸カルシウム系粉体でもある。
更に本発明は、上記の特徴を有した炭酸カルシウム系粉体において、比表面積が５０〜２００ｍ2／ｇで、しかも、吸油量が８０〜３００ml／１００ｇであることを特徴とするものでもある。
また、本発明の製法は、一般的なガス法を用いて得られる炭酸カルシウム粉末よりも大きな比表面積及び吸油量を有した炭酸カルシウム系粉体を製造するための方法であって、下記の第一工程〜第三工程：
第一工程：消石灰懸濁液に硫酸亜鉛溶液を、硫酸亜鉛／消石灰の重量比が１．５〜３５部／１００部となるようにして添加した後、得られた消石灰懸濁液中に炭酸ガスを導入し、懸濁液中に一次粒子径１０〜１５ｎｍの亜鉛複合化された炭酸カルシウムを合成する工程、
第二工程：上記第一工程で得られた亜鉛複合化炭酸カルシウム懸濁液に、珪酸ソーダ溶液をＳｉＯ２／ＣａＯ＝２〜８０部／１００部の割合で投入した後、撹拌しながら塩化カルシウムを珪酸ソーダに対して等量添加し、撹拌を行うことによって、一次粒子が絡み合った炭酸カルシウム系粉体を含む懸濁液を製造する工程、及び
第三工程：上記第二工程で得られた懸濁液中の不純分を水で洗浄した後、脱水、乾燥、粉砕し、粒径が０．３〜２０μｍの球状体である炭酸カルシウム系粉体を得る工程、
を含むことを特徴とする。
第一工程：消石灰懸濁液に硫酸亜鉛溶液を、硫酸亜鉛／消石灰の重量比が１．５〜３５部／１００部となるようにして添加した後、得られた消石灰懸濁液中に炭酸ガスを導入し、懸濁液中に一次粒子径１０〜１５ｎｍの亜鉛複合化された炭酸カルシウムを合成する工程、
第二工程：上記第一工程で得られた亜鉛複合化炭酸カルシウム懸濁液に、珪酸ソーダ溶液をＳｉＯ２／ＣａＯ＝２〜８０部／１００部の割合で投入した後、撹拌しながら塩化カルシウムを珪酸ソーダに対して等量添加し、撹拌を行うことによって、一次粒子が絡み合った炭酸カルシウム系粉体を含む懸濁液を製造する工程、及び
第三工程：上記第二工程で得られた懸濁液中の不純分を水で洗浄した後、脱水、乾燥、粉砕し、粒径が０．３〜２０μｍの球状体である炭酸カルシウム系粉体を得る工程、
を含むことを特徴とする。
本発明の炭酸カルシウム系粉体は、これまでに知られている一般的な炭酸カルシウム系粉体よりも大きな比表面積及び吸油性を有し、これにより、インクジェット印刷紙のインク吸収層形成用の顔料として使用した場合、インク吸収性が良く、インクを滲む事無く素早く吸収させることができ、カチオンポリマーとの親和性も良く、その上、耐候性に優れたインク吸収層が形成でき、シリカをベースとしたインク吸収層に比べて、インクジェット印字におけるインク吸収性と印字画質のバランスが改善されており、印字後の速乾性にも優れ、高画質の印字画像が形成できる。尚、本発明の炭酸カルシウム系粉体は、安価な炭酸カルシウムを主体としているため価格的にも有利に活用し得るものである。
以下、本発明の炭酸カルシウム系粉体について説明する。
本発明の炭酸カルシウム系粉体は、充分に大きな比表面積の多孔性構造が得られるように一次粒子の粒径が非常に微細で、１０〜１５ｎｍであり、この粉体には、亜鉛がＺｎＳＯ4／Ｃａ（ＯＨ）2の重量比率で１．５〜３５%含有されており、二次粒子の凝集が少ない状態にて炭酸カルシウムが亜鉛で複合化されている。
そして、インクジェット印刷紙用顔料などの用途に幅広く使用可能な本発明の炭酸カルシウム系粉体（炭酸カルシウム系顔料）は、上記の亜鉛複合化された炭酸カルシウム系粉体の表面が珪酸ソーダと塩化カルシウムとから形成されたシリカによってＳｉＯ２／ＣａＯの重量比が２．０〜８０％の範囲となるようにして化学又は物理吸着処理され、このようにして吸着処理された粉体が絡合することによって粒径が０．３〜２０μｍの球状体を形成したものである。本発明では、炭酸カルシウムと亜鉛を複合化することにより、後処理でシリカを複合化することが容易になり、さらに、球状体に絡合させることにより、比表面積と吸油量の大きな粉体を形成することができ、上記の構造を有した本発明の炭酸カルシウム系粉体の比表面積は５０〜２００ｍ2／ｇで、吸油量は８０〜３００ml／１００ｇである。
本発明の炭酸カルシウム系粉体は、充分に大きな比表面積の多孔性構造が得られるように一次粒子の粒径が非常に微細で、１０〜１５ｎｍであり、この粉体には、亜鉛がＺｎＳＯ4／Ｃａ（ＯＨ）2の重量比率で１．５〜３５%含有されており、二次粒子の凝集が少ない状態にて炭酸カルシウムが亜鉛で複合化されている。
そして、インクジェット印刷紙用顔料などの用途に幅広く使用可能な本発明の炭酸カルシウム系粉体（炭酸カルシウム系顔料）は、上記の亜鉛複合化された炭酸カルシウム系粉体の表面が珪酸ソーダと塩化カルシウムとから形成されたシリカによってＳｉＯ２／ＣａＯの重量比が２．０〜８０％の範囲となるようにして化学又は物理吸着処理され、このようにして吸着処理された粉体が絡合することによって粒径が０．３〜２０μｍの球状体を形成したものである。本発明では、炭酸カルシウムと亜鉛を複合化することにより、後処理でシリカを複合化することが容易になり、さらに、球状体に絡合させることにより、比表面積と吸油量の大きな粉体を形成することができ、上記の構造を有した本発明の炭酸カルシウム系粉体の比表面積は５０〜２００ｍ2／ｇで、吸油量は８０〜３００ml／１００ｇである。
炭酸カルシウムと亜鉛の複合体において亜鉛の含有量が低すぎるとできあがった粒子の比表面積が５０m2／ｇ以下になり、インク吸収性が悪くなる。また、亜鉛の含有量が多すぎると顔料粒子の凝集体が大きくなり、インクジェット印刷紙用の塗料顔料として使用できなくなる。他方、シリカの含有量に関しては、含有量が少ない場合は、亜鉛を複合化したままの状態に近くなり、含有量が多すぎるとシリカが分離するため複合体としての機能が発現しない。また、一般にアニオン性である炭酸カルシウムを前記複合化処理により、カチオン性定着剤との混和性を大きく改善することが可能となった。また、炭酸カルシウムと亜鉛の複合化により１０〜１５ｎｍの一次粒子を形成しているため、シリカを複合化した後でも微細な孔が顔料表面に形成されインク吸収性を高め、二次粒子を０．３〜２０μｍとすることによりさらに毛細管現象によるインク吸収性を高めることができる。ところで、この炭酸カルシウム系粉体を、インクジェット印刷紙用顔料として使用する場合、本発明の粉体をインク吸収層中に固形分比率で５〜９０％使用すると、インク吸収性と印字の鮮明性などの印字品質のバランスがよいインクジェット印刷紙が得られる。
インクジェット印刷紙用顔料の一般的な特性を比較すると、表1の通りである。
インクジェット印刷紙用顔料の一般的な特性を比較すると、表1の通りである。
以下の表２に、比表面積と吸油量の比較を示す。
次に、上記炭酸カルシウム系粉体を製造するための本発明の製造方法について説明する。
本発明の製法は以下の３つの工程からなり、亜鉛複合化された極微細な炭酸カルシウムを合成するための第一工程においては、消石灰懸濁液に硫酸亜鉛溶液を、硫酸亜鉛／消石灰の重量比が１．５〜３５部／１００部となるようにして添加した後、得られた消石灰懸濁液中に炭酸ガスを導入し、懸濁液中に一次粒子径１０〜１５ｎｍの亜鉛複合化炭酸カルシウムを合成する。好ましい合成条件は、濃度３〜８％（ｇ／ｃｃ）、液温１２〜２０℃の消石灰懸濁液に、濃度３〜５０％（ｇ／ｃｃ）、液温１２〜２０℃の硫酸亜鉛溶液を、硫酸亜鉛／消石灰重量比で１．５〜３５部／１００部添加後、濃度１５〜３５容量％、温度２０〜６０℃の炭酸ガスを１０００〜２０００ｍ3／Ｈｒの流量で消石灰懸濁液中に導入するものであり、このような合成条件では、比表面積が５０〜１３０ｍ2／ｇで、一次粒子径が１０〜１５ｎｍの亜鉛複合化炭酸カルシウムが合成できる。
本発明の製法は以下の３つの工程からなり、亜鉛複合化された極微細な炭酸カルシウムを合成するための第一工程においては、消石灰懸濁液に硫酸亜鉛溶液を、硫酸亜鉛／消石灰の重量比が１．５〜３５部／１００部となるようにして添加した後、得られた消石灰懸濁液中に炭酸ガスを導入し、懸濁液中に一次粒子径１０〜１５ｎｍの亜鉛複合化炭酸カルシウムを合成する。好ましい合成条件は、濃度３〜８％（ｇ／ｃｃ）、液温１２〜２０℃の消石灰懸濁液に、濃度３〜５０％（ｇ／ｃｃ）、液温１２〜２０℃の硫酸亜鉛溶液を、硫酸亜鉛／消石灰重量比で１．５〜３５部／１００部添加後、濃度１５〜３５容量％、温度２０〜６０℃の炭酸ガスを１０００〜２０００ｍ3／Ｈｒの流量で消石灰懸濁液中に導入するものであり、このような合成条件では、比表面積が５０〜１３０ｍ2／ｇで、一次粒子径が１０〜１５ｎｍの亜鉛複合化炭酸カルシウムが合成できる。
ついで、第二工程（シリカ処理工程）では、上記の第一工程で得られた亜鉛複合化炭酸カルシウム懸濁液に、珪酸ソーダ溶液をＳｉＯ２／ＣａＯ＝２〜８０部／１００部の割合で投入した後、撹拌しながら塩化カルシウムを珪酸ソーダに対して等量添加し、撹拌を行うことによって、亜鉛複合化炭酸カルシウム一次粒子を絡み合わせて二次粒子を形成させる。具体的な条件としては、第一工程で得られた亜鉛複合極微細炭酸カルシウム懸濁液に、ＳｉＯ２として０．３〜２５％濃度、２０〜６０℃に調整した珪酸ソーダ溶液をＳｉＯ２／ＣａＯ＝２〜８０部／１００部の割合で投入後、撹拌しながら塩化カルシウムを珪酸ソーダに対し等量添加した後、１〜２時間撹拌すると、シリカと組み合わされて二次粒子化された極微細炭酸カルシウム系粉体を含む懸濁液が合成できる。
最後の第三工程では、第二工程で得られた懸濁液中の不純分を水で洗浄した後、脱水、乾燥、粉砕し、分級処理を行うことによって、粒径が０．３〜２０μｍの球状体である炭酸カルシウム系粉体を得る。
このようにして本発明の製法を用いて得られた炭酸カルシウム系粉体は、一次粒子が微細で、しかも、二次粒子の強固な凝集が少ないために、前記表２にも示されるように、市販の微細炭酸カルシウム（ガス法を用いて得られる炭酸カルシウム系粉体）よりも大きな比表面積及び吸油量を示し、この粉末をインクジェット印刷紙用顔料として使用した場合には、インク吸収層に優れたインク吸収性を付与することができる。
以下の実施例は本発明を更に詳しく説明するためのものであって、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
このようにして本発明の製法を用いて得られた炭酸カルシウム系粉体は、一次粒子が微細で、しかも、二次粒子の強固な凝集が少ないために、前記表２にも示されるように、市販の微細炭酸カルシウム（ガス法を用いて得られる炭酸カルシウム系粉体）よりも大きな比表面積及び吸油量を示し、この粉末をインクジェット印刷紙用顔料として使用した場合には、インク吸収層に優れたインク吸収性を付与することができる。
以下の実施例は本発明を更に詳しく説明するためのものであって、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
第一工程として、濃度５％（ｇ／ｃｃ）、液温１２℃の消石灰懸濁液に、濃度５％（ｇ／ｃｃ）、液温１２℃の硫酸亜鉛溶液を、硫酸亜鉛／消石灰重量比で３部添加後、濃度２８容量％、温度４０℃の炭酸ガスを１５００ｍ3／Ｈｒの流量で、消石灰懸濁液中に導入し、１２５ｍ2／ｇ、粒子径１０ｎｍの亜鉛複合極微細炭酸カルシウムを合成した。
次いで第二工程として、上記亜鉛複合極微細炭酸カルシウム懸濁液に、ＳｉＯ２として５．０％濃度、２５℃に調整した珪酸ソーダ溶液を、ＳｉＯ２／ＣａＯ比３０部の割合で投入後、撹拌しながら塩化カルシウムを珪酸ソーダに対し等量添加の後、２時間撹拌しシリカ絡合極微細炭酸カルシウムを合成した。
第三工程として、シリカ絡合極微細炭酸カルシウム懸濁液中の不純分を水で洗浄した後、脱水、乾燥、粉砕し不純分を除き、表３に示される物性を有したシリカ絡合極微細炭酸カルシウム系粉体を得た。
次いで第二工程として、上記亜鉛複合極微細炭酸カルシウム懸濁液に、ＳｉＯ２として５．０％濃度、２５℃に調整した珪酸ソーダ溶液を、ＳｉＯ２／ＣａＯ比３０部の割合で投入後、撹拌しながら塩化カルシウムを珪酸ソーダに対し等量添加の後、２時間撹拌しシリカ絡合極微細炭酸カルシウムを合成した。
第三工程として、シリカ絡合極微細炭酸カルシウム懸濁液中の不純分を水で洗浄した後、脱水、乾燥、粉砕し不純分を除き、表３に示される物性を有したシリカ絡合極微細炭酸カルシウム系粉体を得た。
第一工程での硫酸亜鉛／消石灰重量比を１０部とした以外は、実施例１と同様の作業を行い、表３に示される物性を有したシリカ絡合極微細炭酸カルシウム系粉体を得た。
第一工程での硫酸亜鉛／消石灰重量比を２０部％とした以外は、実施例１と同様の作業を行い、表３に示される物性を有したシリカ絡合極微細炭酸カルシウム系粉体を得た。
第一工程での硫酸亜鉛／消石灰重量比を１０部とし、第二工程での珪酸ソーダ溶液の添加量を、ＳｉＯ２／ＣａＯ比で１０部とした以外は、実施例１と同様の作業を行い、表３に示される物性を有したシリカ絡合極微細炭酸カルシウム系粉体を得た。
第一工程での硫酸亜鉛／消石灰重量比を１０部とし、第二工程での珪酸ソーダ溶液の添加量を、ＳｉＯ２／ＣａＯ比で２０部％とした以外は、実施例１と同様の作業を行い、表３に示される物性を有したシリカ絡合極微細炭酸カルシウム系粉体を得た。
第一工程での硫酸亜鉛／消石灰重量比を１０部とし、第二工程での珪酸ソーダ溶液の添加量を、ＳｉＯ２／ＣａＯ比で６０部とした以外は、実施例１と同様の作業を行い、表３に示される物性を有したシリカ絡合極微細炭酸カルシウム系粉体を得た。
濃度５％（ｇ／ｃｃ）、液温１２℃の消石灰懸濁液に、濃度２８容量％、温度４０℃の炭酸ガスを１５００m3／Ｈｒの流量で、消石灰懸濁液中に導入し、炭酸カルシウムを合成した後、脱水、乾燥、粉砕し、表３に示される物性を有した炭酸カルシウム系粉体を得た。
実施例１で使用した硫酸亜鉛／消石灰重量比を２部とし、珪酸ソーダ溶液の添加量を、ＳｉＯ２／ＣａＯ比で１部とした以外は、実施例１と同様の作業を行い、表３に示される物性を有したシリカ絡合極微細炭酸カルシウム系粉体を得た。
実施例１で使用した硫酸亜鉛／消石灰重量比を５部とし、珪酸ソーダ溶液の添加量を、ＳｉＯ２／ＣａＯ比で１部とした以外は、実施例１と同様の作業を行い、表３に示される物性を有したシリカ絡合極微細炭酸カルシウム系粉体を得た。
実施例１で使用した硫酸亜鉛／消石灰重量比を１部とし、珪酸ソーダー溶液の添加量を、ＳｉＯ２／ＣａＯ比で５部とした以外は、実施例１と同様の作業を行い、表３に示される物性を有したシリカ絡合極微細炭酸カルシウム系粉体を得た。
実施例１〜６の結果より、本発明における炭酸カルシウム系粉体は、一次粒子が微細である事を示す比表面積が比較例１〜４のものに比べて大であり、且つ二次粒子の強固な凝集がより少ない事を示す吸油量の可及的大なる顔料品質を発現するものである。そして、これら実施例１〜６の炭酸カルシウム系粉体は、インクジェット印刷紙用顔料として使用した際にも、インク吸収性及びカチオンポリマーとの親和性が良く、優れた耐候性を示す。
これに対して、比較例１は公知のガス法で得られる炭酸カルシウムであり、比較例２〜４は、硫酸亜鉛部数／消石灰１００重量部、及びＳｉＯ２部数／ＣａＯ１００重量部の使用割合を減じて得られる炭酸カルシウム系顔料であるが、比較例１〜４で得られた炭酸カルシウム及び炭酸カルシウム系顔料は、本発明品に比べて比表面積、吸油量が低く、インクジェット印刷紙用顔料として使用した際、インク吸収性及びカチオンポリマーとの親和性が良くなく、耐候性（退色性）が悪い。
これに対して、比較例１は公知のガス法で得られる炭酸カルシウムであり、比較例２〜４は、硫酸亜鉛部数／消石灰１００重量部、及びＳｉＯ２部数／ＣａＯ１００重量部の使用割合を減じて得られる炭酸カルシウム系顔料であるが、比較例１〜４で得られた炭酸カルシウム及び炭酸カルシウム系顔料は、本発明品に比べて比表面積、吸油量が低く、インクジェット印刷紙用顔料として使用した際、インク吸収性及びカチオンポリマーとの親和性が良くなく、耐候性（退色性）が悪い。
Claims (4)
- １０〜１５ｎｍの一次粒子径を有し、亜鉛がＺｎＳＯ4／Ｃａ（ＯＨ）2の重量比で１．５〜３５%複合化されていることを特徴とする炭酸カルシウム系粉体。
- 前記の炭酸カルシウム系粉体の表面が珪酸ソーダと塩化カルシウムとから成るシリカによってＳｉＯ２／ＣａＯの重量比が２．０〜８０％の範囲となるようにして化学又は物理吸着処理されており、当該吸着処理された粉体が絡合することにより粒径０．３〜２０μｍの球状体を形成していることを特徴とする炭酸カルシウム系粉体。
- 比表面積が５０〜２００ｍ2／ｇで、しかも、吸油量が８０〜３００ml／１００ｇであることを特徴とする請求項１又は２記載の炭酸カルシウム系粉体。
- 一般的なガス法を用いて得られる炭酸カルシウム粉末よりも大きな比表面積及び吸油量を有した炭酸カルシウム系粉体を製造するための方法であって、下記の第一工程〜第三工程：
第一工程：消石灰懸濁液に硫酸亜鉛溶液を、硫酸亜鉛／消石灰の重量比が１．５〜３５部／１００部となるようにして添加した後、得られた消石灰懸濁液中に炭酸ガスを導入し、懸濁液中に一次粒子径１０〜１５ｎｍの亜鉛複合化された炭酸カルシウムを合成する工程、
第二工程：上記第一工程で得られた亜鉛複合化炭酸カルシウム懸濁液に、珪酸ソーダ溶液をＳｉＯ２／ＣａＯ＝２〜８０部／１００部の割合で投入した後、撹拌しながら塩化カルシウムを珪酸ソーダに対して等量添加し、撹拌を行うことによって、一次粒子が絡み合った炭酸カルシウム系粉体を含む懸濁液を製造する工程、及び
第三工程：上記第二工程で得られた懸濁液中の不純分を水で洗浄した後、脱水、乾燥、粉砕し、粒径が０．３〜２０μｍの球状体である炭酸カルシウム系粉体を得る工程、
を含むことを特徴とする炭酸カルシウム系粉体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003297250A JP4489392B2 (ja) | 2003-08-21 | 2003-08-21 | 炭酸カルシウム系粉体及び当該粉体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003297250A JP4489392B2 (ja) | 2003-08-21 | 2003-08-21 | 炭酸カルシウム系粉体及び当該粉体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005067925A true JP2005067925A (ja) | 2005-03-17 |
| JP4489392B2 JP4489392B2 (ja) | 2010-06-23 |
Family
ID=34403171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003297250A Expired - Lifetime JP4489392B2 (ja) | 2003-08-21 | 2003-08-21 | 炭酸カルシウム系粉体及び当該粉体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4489392B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007086562A1 (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-02 | Meisei Chemical Works, Ltd. | インクジェット記録媒体 |
| US20110117298A1 (en) * | 2007-12-17 | 2011-05-19 | Koki Hirayama | Recording paper |
| JP2013500186A (ja) * | 2009-10-30 | 2013-01-07 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | インクジェット用のコート媒体 |
| CN101578182B (zh) * | 2006-11-27 | 2014-04-09 | 惠普开发有限公司 | 阳离子转化纳米研磨的碳酸钙的方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110065960A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-07-30 | 潘海平 | 一种纳米类球形碳酸钙粉体的制备方法 |
-
2003
- 2003-08-21 JP JP2003297250A patent/JP4489392B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007086562A1 (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-02 | Meisei Chemical Works, Ltd. | インクジェット記録媒体 |
| JP5027673B2 (ja) * | 2006-01-30 | 2012-09-19 | 明成化学工業株式会社 | インクジェット記録媒体 |
| CN101578182B (zh) * | 2006-11-27 | 2014-04-09 | 惠普开发有限公司 | 阳离子转化纳米研磨的碳酸钙的方法 |
| US20110117298A1 (en) * | 2007-12-17 | 2011-05-19 | Koki Hirayama | Recording paper |
| JP2013500186A (ja) * | 2009-10-30 | 2013-01-07 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | インクジェット用のコート媒体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4489392B2 (ja) | 2010-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6632489B1 (en) | Moniliform silica sol, process for producing the same, and ink-jet recording medium | |
| JP2622173B2 (ja) | 被記録材及びこれを用いた記録方法 | |
| CN1323943C (zh) | 中孔性的二氧化硅及其制备方法和用途 | |
| CN1437563A (zh) | 多孔无机细颗粒 | |
| US7060127B2 (en) | Silica-calcium carbonate composite particles | |
| JPH02188287A (ja) | インクジェット記録用シート | |
| WO2005018946A1 (ja) | インクジェット記録媒体の製造方法 | |
| JP2007070164A (ja) | シリカ−炭酸カルシウム複合粒子の製造方法、該複合粒子又はそれを含有する顔料、填料もしくは紙 | |
| CN101087731A (zh) | 氧化铝粉末、分散体和涂布组合物 | |
| DE10297614T5 (de) | Anorganische poröse Feinteilchen | |
| JP2003253154A (ja) | 無機多孔性微粒子 | |
| TW457217B (en) | Composite fine powder and use thereof | |
| JPH0460435B2 (ja) | ||
| JP4021513B2 (ja) | 超低嵩密度、高比表面積、高多孔性を有するアルミナ又はアルミナ水和物、その製造方法並びに用途 | |
| JP4489392B2 (ja) | 炭酸カルシウム系粉体及び当該粉体の製造方法 | |
| WO2006077753A1 (ja) | インクジェット記録シート | |
| JP5027673B2 (ja) | インクジェット記録媒体 | |
| JP4439041B2 (ja) | 軽質炭酸カルシウム及びそれを用いたインクジェット用記録紙 | |
| JPWO2009011242A1 (ja) | 表面処理炭酸カルシウム及びインクジェット印刷記録媒体 | |
| JP4421343B2 (ja) | シリカ−炭酸カルシウム複合粒子の製造方法 | |
| JP4496906B2 (ja) | インクジェット記録媒体 | |
| JP2005066925A (ja) | インクジェット記録媒体 | |
| JP2002326450A (ja) | 被記録材及び被記録材形成用処理液 | |
| JP2005014389A (ja) | インクジェット紙用石膏スラリー | |
| JPH0452182A (ja) | インクジェット記録用シート |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060821 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060821 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060822 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090203 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20091013 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091111 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100108 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20100108 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100108 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100303 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100331 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130409 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4489392 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140409 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |