JP4252496B2

JP4252496B2 - 多角形球状の形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体

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Inventors: 久夫杉原; 貢石井; 貞充石井; 良行薬師寺
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Publication date: 2009-04-08
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Description

本発明は、薬剤のキャリヤーや研磨剤などとして有用な表面に特殊な微細構造を有する合成炭酸カルシウムの凝集結合体に関する。

更に詳しくは、本発明は薬剤のキャリヤーや研磨剤などとして有用な立方状形状及び／又は四角板状形状の炭酸カルシウムが階段状または多角形状にかつ全体が球状に凝集あるいは結合させることにより調製した表面に特殊な微細構造を有する合成炭酸カルシウム凝集結合体（以下、多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体ということがある。）に関するものである。

本発明において、前記した「多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体」という用語の意味は、後述する実施例で参照されるＳＥＭ写真（例えば図１〜３参照）の内容をも考慮して理解されるべきものである。
前記ＳＥＭ写真に示されるように、本発明の多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体は、各粒子（粒子一個）に注目すると、
(1). 各粒子の全体的な外観形状は球状であり、
(2). その球状体の表面構造は、立方状形状及び／又は四角板状形状の合成炭酸カルシウムが階段状または多角形状かつ球状に凝集または結合して形成された粒子において、当該粒子が持っている表面構造を持っている、
という特徴がある。

また、前記「凝集結合体」の用語の意味は、本発明の合成炭酸カルシウム凝集結合体は、前記したように立方状形状及び／又は四角板形状の合成炭酸カルシウムが段階状または多角形状かつ球状に凝集または結合して形成された粒子である、と説明したが、これとの関連において理解されるべきである。
即ち、本発明の凝集結合体（二次粒子）は、その構成単位である立方状形状及び／又は四角板形状の合成炭酸カルシウム（一次粒子）が、
（ａ）相互に凝集した状態にあるもの（これは、所定の剪断力を加えると各一次粒子が弱い凝集力で凝集しているため個々にバラバラに一次粒子に還元される状態にあるものをいう。）、及び、
（ｂ）相互に結合した状態にあるもの（これは、所定の剪断力を加えても、各一次粒子が相互に結合しているため各一次粒子に還元されない状態にあるものをいう。）、
という二つの状態のいずれかまたはこれら二つの状態のもとにあるものと理解されるべきである。

なお、本発明において、合成炭酸カルシウムのうちカルサイト及びバテライトの結晶構造について、
(1). カルサイト（ｃａｌｃｉｔｅ）の結晶構造は六方晶系であるが、これを立方状形状（立方状結晶）といい、
(2). バテライト（ｖａｔｅｒｉｔｅ）の結晶構造は（擬）六方晶系であるが、これを球状形状（球状結晶）といい、
両者の結晶構造を前記した用語により区分している。

従来より、微細粒径の合成炭酸カルシウムを凝集させて平均粒径の大きな凝集体を製造する方法は公知である。例えば次のような方法が示されている。
(1). 合成炭酸カルシウム粒子をバインダーとして水、無機物または有機物などを利用し、造粒機やスプレードライヤーなどで造粒、乾燥する方法がある（例えば特開２００２−１６０９１８、特開平１−２９９２１１号、同４−２４３８１号参照）。
この方法により得られる合成炭酸カルシウム凝集体は、表面の微細構造が発達しておらず、前記した医薬品のキャリヤーや研磨剤などの用途には不向きである。
(2). 針状炭酸カルシウムをリン酸又は縮合リン酸あるいはそれらの水溶性化合物又はアミノカルボン酸及びオキシカルボン酸又はその水溶性塩により凝集させる方法がある（例えば特公昭５７−３０８１５号、特公昭５７−３１５３０号、特公昭６３−８０４８号参照）。
この方法で得られる凝集体は、表面がいがぐり状であり、例えば前記した医薬品のキャリヤーに使用した場合、針状の先端部が鼻腔内の粘膜に刺激を与えるという欠点がある。

また、当業界において、所定の結晶構造を有する炭酸カルシウムを加熱処理して結晶構造を変える（例えばバテライト結晶のカルサイト結晶への転移）技術も公知である。例えば、バテライト（球状結晶）をカルサイト（立方状結晶）へ転移させる方法として次のような方法が知られている。
(1). バテライトを６００℃で加熱する乾式過熱方法。例えば６００℃で加熱処理すると、そのままの形状（バテライト結晶の形態）のもとでカルサイトに転移する〔例えば、日本セラミック協会誌、Ｖｏｌ．１００，１１４５（１９９２）参照〕。
この方法で得られる粒子は、その表面構造は単純な立方状であり、本発明のものとは全く相違するものである。
(2). バテライト乳液を加熱する湿式過熱方法。例えばバテライト乳液を９０℃で加熱処理すると、カルサイト（立方状）あるいはアラゴナイト（針状）に結晶転移させることができる〔例えば昭和６１年度大分県工業試験場業務年報、８７（１９８６）参照〕。
この方法で得られる粒子は、前記したことから明らかのように表面に針状構造を持つため、前記した医薬品用のキャリヤーとしての用途には不向きである。

本発明の表面に特殊な微細構造を有する合成炭酸カルシウムの凝集結合体の製造方法については詳しくは後述するが、ここで、従来から提案されている合成炭酸カルシウムの製造方法、特に溶液反応に基づく合成炭酸カルシウムの製造方法（なお、本発明の合成炭酸カルシウムの製造方法も溶液反応に属することはいうまでもない。）について概観しておく。これは、本発明の特殊な製造方法の理解に資するための配慮である。

今日まで提案されて来ている溶液反応を利用した合成炭酸カルシウムの製造方法は、次の二つのものに集約することができる。
(1).球状炭酸カルシウムの製造を目的として、例えば特公昭４５−３２５３２号に示されるように不安定な粒径１０μｍ以下のバテライト系粒子（球状粒子）を生成させるもの。
(2).立方状炭酸カルシウムの製造を目的として、例えば特開平１０−５３４１２号に示されるように分散性の良好な球状結晶系のバテライトを生成後、密閉容器中で１００〜２５０℃で加熱することにより粒径０．１〜１μｍのカルサイト系粒子（立方状粒子）を生成させるもの。

前記した従来から知られている溶液反応を利用した合成炭酸カルシウムの製造方法は、詳しくは後述するが、本発明の基本的な合成法、即ち、溶液反応により第１段階でカルサイト（立方状）とバテライト（球状）の複合系炭酸カルシウムを生成し、次いで第２段階で加熱処理してバテライト（球状）をカルサイト（立方状）に結晶転移させ、前記した表面に特殊な微細構造を有する多角形球状形態をした合成炭酸カルシウムを生成する、という本発明の基本的な合成法とは全く異なるものである。
なお、本発明においては、前記した第１段階〜第２段階からなる基本的な合成法に代えて、詳しくは後述するが、第１段階での溶液反応系に有機酸や無機酸などの凝集助剤または結合助剤を共存させることにより第２段階での加熱処理を省略した合成法を採用することができる。

鼻腔内に噴霧等により鼻腔内の粘膜に付着させ、粘膜から薬効成分を徐々に吸収させるために各種の医薬品（蛋白質やペプタイトなど）を担持する単体（キャリヤー）が使用されている。
本発明は、前記したキャリヤーや研磨剤などとして有用な粒子表面に特殊な微細構造を有する新規な合成炭酸カルシウム粒子を提供しようとするものである。

前記した、キャリヤーとしての合成炭酸カルシウムの用途においては、キャリヤーの表面に各種の医薬品を吸着あるいは固着させて粉末状または顆粒状の製剤として使用されるため、合成炭酸カルシウム粒子の表面構造は薬剤の吸着能、除放能はもとより、製剤中の崩壊や貯蔵中の崩壊に対する耐久性などに優れていなければならない。
本発明は、これらニーズに対応することができる粒子表面に特殊な微細構造を有する新規な多角形球状形態をした合成炭酸カルシウムの凝集結合体を提供しようとするものである。

本発明を概説すれば、本発明は、
・立方状形状の炭酸カルシウム及び／又は四角板形状の炭酸カルシウムを階段状あるいは多角形状かつ球状に凝集あるいは結合させてなる多角形球状の形態をもつ合成炭酸カルシウム凝集結合体、更に詳しくは、
・３〜２０μｍの立方状形状の炭酸カルシウム及び／又は四角板状形状の炭酸カルシウムを段階状あるいは多角形状かつ球状に凝集あるいは結合させてなる平均粒径２０〜９０μｍの多角形状球状の形態をもつ合成炭酸カルシウム凝集結合体に関する。

特に、本発明は、前記多角形球状形態をした合成炭酸カルシウムの凝集結合体の製造方法に関するものであり、水溶性カルシウム塩溶液に水溶性炭酸塩溶液を滴下させるか、あるいは、水溶性炭酸塩溶液に水溶性カルシウム塩溶液を滴下させてバテライト系及びカルサイト系の粒子径１μｍ〜２０μｍの混合系の合成炭酸カルシウムを生成させ、次に、８０℃〜１００℃で加熱処理して結晶転移させて粒子径３μｍ以上のカルサイト系立方状形状及び／又は四角板状形状の炭酸カルシウムを階段状あるいは多角形状かつ球状に凝集あるいは結合させてなる平均粒径２０〜９０μｍの多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体を生成させる、ことを特徴とする多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体の製造方法に関する。

本発明により、従来技術では知られていない表面に特殊な微細構造を有する多角形球状形態をした合成炭酸カルシウムの凝集結合体が提供される。
本発明の前記した新規の合成炭酸カルシウムの凝集結合体は、医薬品のキャリヤーあるいは研磨剤として有用なものである。
なお、本発明の前記多角形形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体は、鼻腔内粘膜用の医薬品のキャリヤーとして用いた場合、医薬品を放出したあとの合成炭酸カルシウムは鼻腔内から体内に取り込まれアパタイトになり骨化するという効果が期待される。

以下、本発明の技術的構成について更に詳しく説明する。

前記した医薬品のキャリヤーとして種々のものが使用されているが、キャリヤーが持つべき特性として次のことが知られている。
(1). キャリヤーの粒子径が２０μｍ未満の場合、鼻腔内に噴霧したとき、キャリヤーは鼻腔内に留まらずに気管支や肺にまで到達し、鼻腔内粘膜での薬効成分の吸収が少なくなる。
(2). キャリヤーの粒子径が２０〜９０μｍの場合、鼻腔内に噴霧したとき、キャリヤーは鼻腔内に良好に留まり、薬効を十分に発揮させることができる。
(3). キャリヤーの粒子径が９０μｍを超える場合、一般に採用されている噴霧条件のもとで全量が噴霧されないという欠点がある。

前記したことから、本発明の多角形球状形態をした合成炭酸カルシウムの粒子径は、２０〜９０μｍが目標値となる。

合成炭酸カルシウムの前記した医薬品のキャリヤーの用途において、本発明者は好ましい合成炭酸カルシウムの粒子形状を、次の点を考慮して決定した。
(1). 表面の微細構造が発達していない球状粒子は、薬剤の吸着力及び／又は固着力が悪い。
(2). 表面が花弁状の多孔質球状粒子は、製剤中に花弁の一部が破壊し、小さな粒子となるため、歩留りが悪くなる。
(3). 表面がイガグリ状（針状）の針をもつイガグリ状粒子は、針の先が鼻の粘膜に刺激を与えるためキャリヤーとして使用することができない。

前記したことから、本発明者は、立方状粒子または四角板状粒子が凝集あるいは結合し、全体として球状になった粒子、いわゆる本発明でいう多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体は、その粒子表面に一次粒子である各立方状（四角板状）粒子による凹凸が多くみられ、かつこの凹凸は壊れ難いため、薬剤の吸収能に優れるとともに製剤中の崩壊を防ぐことができると考えた。
従って、本発明の合成炭酸カルシウムの粒子形状は、前記した多角形球状形態をしたものが目標となる。

本発明者は、前記した多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体の製造方法について、鋭意検討した。
その結果、本発明者は、前記した粒径（２０〜９０μｍ）と表面に特殊な微細構造（多角形球状）を有する合成炭酸カルシウムを製造するためには、第１段階反応として、溶液反応によりカルサイト（立方状）とバテライト（球状）の混晶系合成炭酸カルシウムを製造し、次いで第２段階反応として、この混晶系を加熱処理して、特にバテライト（球状）をカルサイト系へ結晶転移させ、全体として球状のものにする、という反応経路が有効であるという着想をもった。
本発明の多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体は、前記した第１段階反応〜第２段階反応という反応経路の着想から生まれたものである。

更に、本発明者は、前記した第１〜第２段階の反応経路の着想のもとに研究した結果、第１段階の溶液反応系に生成炭酸カルシウムの凝集性や結合性を高めるための所望の凝集助剤や結合助剤を共存させた場合、第２段階の加熱処理（結晶転移）を省略することができることを見い出した。
本発明の多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体は、前記した第１段階反応において溶液反応に凝集助剤あるいは結合助剤を共存させるという着想からも生まれたものである。

以下、本発明の多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体の製造方法について詳しく説明する。

まず、第１段階反応の溶液反応によるカルサイト（立方状）とバテライト（球状）の混晶系合成炭酸カルシウム（混合物乳液）の製造方法について説明する。

この第１段階反応工程は、水溶性カルシウム塩溶液に水溶性炭酸塩溶液を滴下するか、または、水溶性炭酸塩溶液に水溶性カルシウム塩溶液を滴下して、混晶系合成炭酸カルシウム乳液を製造するものである。
この反応において留意すべき点は、(1).溶液濃度、(2).滴下速度、(3).反応温度である。

(1).溶液濃度について：
水溶性カルシウム塩溶液及び水溶性炭酸塩溶液のそれぞれの溶質の濃度は、０．０１モル／ｌ（リットル）以上が好ましい。一般的には濃度は０．１モル／ｌ〜１０．０モル／ｌを採用すればよい。一般に、濃度が低いと一次粒子が大きくなり、凝集粒子（二次粒子）の表面の凹凸が少なくなる。また、濃度が高いと一次粒子が小さくなり、かつ二次粒子も小さくなる。
本発明の第１段階反応の溶液反応において、カルサイト（立方状）とバテライト（球状）の割合が（１００〜２０）：（０〜８０）の混合物乳液を製造することが好ましい。
本発明の第１段階反応の溶液反応においては、前記したようにカルサイト（立方状）を１００％形成するようにしてもよいものである。このような反応方法は、後述する参考例２において乳液反応によりカルサイト（立方状）を１００％形成したケースでは目的とする凝集結合体が得られないことから、本発明の大きな特徴点となっている。
なお、本発明に係る溶液反応とは、水溶性カルシウム塩の溶液と水溶性炭酸塩の溶液との均一反応系である。一方、前記した乳液反応は、石灰乳に炭酸ガスを導入して炭酸カルシウムを生成させるものである。この石灰乳反応においては、石灰乳、即ち、水酸化カルシウム（消石灰）（固体）を水に懸濁した液を用いるが、消石灰の溶解度が低いため乳液状となる。

前記したように、本発明の第１段階の溶液反応において、前記したようにカルサイト（立方状）が１００％の乳液を製造してもよいが、一般にバテライト（球状）の含有量が多くなると、次工程での結晶転移の時間が長くなるので、バテライトの含有量を７０％以下、好ましくは３０％以下に設定することが好ましい。
一般に、濃度が０．１モル／ｌ未満のとき、生成物の粒子径は１μｍ未満となり、かつバテライト（球状）含有量が７０％を超える。このものを第２段階反応の過熱処理によって結晶転移させても、基本粒子（一次粒子）の粒径が３μｍ以下、凝集粒子（二次粒子）の粒径も２０μｍ以下のものになり、本発明の目的を達成することができない。

本発明において前記水溶性カルシウム塩としては、従来公知の塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウムなどを使用すればよい。また、前記水溶性炭酸塩としては、従来公知の炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウムなどを使用すればよい。

本発明の前記第１段反応において、例えば、混晶系合成炭酸カルシウムの凝集性を良くしたり、凝集力（結合力）を高めたり、バテライトの生成を抑制したり、更には後述する第２段階反応の加熱処理を省略するために、下記の化合物を添加してもよいものである。
（ａ）．酢酸、クエン酸、リンゴ酸、修酸などの有機酸またはこれらのアルカリ金属塩。これらは、凝集助剤または結合助剤として使用する。これら化合物の使用濃度は０．０１〜１モル％、使用ｐＨ条件は３〜９である。
（ｂ）．塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸。これらは、凝集助剤または結合助剤として使用する。これら化合物の使用濃度は０．０１〜１モル％、使用ｐＨ条件は１．０〜６．５である。
（ｃ）．水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどの水酸化物。これらは、凝集助剤または結合助剤として使用する。これら化合物の使用濃度は０．０１〜１モル％、ｐＨ７．５〜１２である。
（ｄ）．過酸化水素水は、バテライト（球状）の生成を抑制する効果がある。なお、第２段階反応の過熱処理時に過酸化水素水を添加すると、バテライト（球状）のカルサイト（立方状）への結晶転移が遅くなるので留意すべきである。

(2). 滴下速度について：
前記第１段反応において、水溶性カルシウム塩溶液または水溶性炭酸塩溶液の滴下速度は、第２段階反応の過熱処理において本発明の粒径２０〜９０μｍの合成炭酸カルシウム凝集結合体を得る観点から、１０分以上かけて滴下することが好ましい。
滴下速度が１０分未満のとき、一次粒子径は変わらないが第２段階反応での凝集粒子系（二次粒子径）は小さくなる。
また、一度（一気）に添加すると２μｍ以下の球状粒子となり、本発明の目的とする凝集体が得られない。このため、本発明の第１段階反応において、最適滴下速度は０．５〜３時間が好ましく、それ以上の長時間だと生産性が悪くなる。

本発明において、一般に水溶性カルシウム塩溶液に水溶性炭酸塩溶液を滴下すると、生成物の結晶系はバテライト（球状）含有量が２０％未満となる。また、一般に、水溶性炭酸塩溶液に水溶性カルシウム塩溶液を滴下すると、生成物の結晶系はバテライト（球状）含有量が８０％を超える。
本発明において、バテライト（球状）含有量が多いと、第２段階反応での加熱処理による結晶転移に長時間を要するため、前者の水溶性カルシウム塩溶液に水溶性炭酸塩溶液を滴下する方が好ましい。

(3). 反応温度について：
前記第１段階反応において、反応温度は７０℃未満が好ましい。反応温度が７０℃を超えると、第２段階反応で得られる凝集体粒子の形状が多角形（多面体形状）から外れるとともに、針状のアラゴナイト結晶が混在してくるので好ましくない。
また、反応温度が１０℃未満の場合、一次粒子の形態が立方状でなくなり、薄い四角の板状体が幾重にも重なった凝集体となり、本発明の目的とする多角形球状形態をした凝集結合体（二次粒子）が得られなくなるため好ましくない。
前記したことから、本発明の前記第１段階反応の最適反応温度は１０〜７０℃である。

次に、本発明の第２段階反応について説明する。
この第２段階反応は、前記第１段階反応により製造されたカルサイト（立方状）とバテライト（球状）の混晶系合成炭酸カルシウム（乳液）を加熱処理し、特にバテライト（球状）をカルサイト（立方状）へ結晶転移させ、目的とする粒径２０〜９０μｍの多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体を製造する工程である。
前記第１段階反応によって製造される混晶系合成炭酸カルシウム（乳液）は、一般に、カルサイト（立方状）の粒径は３〜２０μｍ、バテライト（球状）の粒径は１〜１０μｍである。また、両者の含有量比は、前記したように好ましくは例えば（９０〜３０）：（１０〜７０）である。

当業界において、結晶の転移法については、次のことが知られている。
(1). バテライト（球状）結晶からカルサイト（立方状）結晶への結晶転移において、４５０℃以上の加熱による転移の場合、粒子径は変わらずに結晶系のみがカルサイトに転移する。
(2). バテライト乳液（バテライト１００％）からの結晶転移において、９０℃以上での転移の場合、バテライト粒子と同様の粒子径を持つカルサイト粒子が得られる。

これに対して、本発明の第２段階反応における加熱処理による結晶転移は、例えばバテライトとカルサイトの混合物乳液を１００℃で転移させる場合、バテライト結晶が消失し、カルサイトの立方状形態となり、かつ、粒子径が増大するという大きな特徴がある。
本発明において、第２段階反応の加熱処理の温度条件は、一般に８０℃〜１００℃を採用すればよい。

本発明において、第２段階反応の過熱処理による結晶転移において、例えば、バテライト（球状）結晶のカルサイト（立方状）結晶への転移速度を速めるために、例えばカルシウムイオンと反応しない水溶性無機塩、具体的には塩化ナトリウムなどの化合物を添加してもよい。

本発明の前記した第１段階反応〜第２段階反応から成る粒径２０〜９０μｍの多角球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体を製造する方法において、前記したようにクエン酸などの凝集助剤あるいは結合助剤を第１段階反応に共存させたとき、第２段階反応の加熱処理（結晶転移)を省略して、目的の凝集結合体を得ることもできるという特徴がある。この製造方法の有効性は、後述する実施例４に示される。

前記した凝集助剤あるいは結合助剤の使用態様について、以下、クエン酸を使用するケースについて説明する。
(１)．クエン酸の添加量が低い場合、例えば０．１％以下の場合、バテライト（球状）の含有量が２０％以上となる。また添加量が０．５％を超える場合、カルサイト（立方状）の含有量が１００％となる。
(２)．クエン酸の添加量が低い場合、カルサイト（立方状）とバテライト（球状）の混合凝集体が得られ、熱処理による結晶転移により１００％カルサイト（立方状）の凝集体となり、かつ、凝集粒子の粒径が大きくなる。
(３)．クエン酸の添加量が高い場合、１００％カルサイト（立方状）の凝集体、より具体的には粒子径５〜２０μｍの立方状炭酸カルシウムが凝集あるいは結合し、粒子径２０〜９０μｍの多角形球状形態をした立方状炭酸カルシウムが得られる。このものを加熱処理しても、形態や粒子径に変化はみられない。

以下、本発明と実施例／参考例により更に詳しく説明する。
なお、本発明は実施例のものに限定されないことはいうまでもないことである。

硝酸カルシウム４水和物１１．８ｇを溶解した水溶液１００ｍｌを２０℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウム５．３を溶解した水溶液１００ｍｌを１．２ｍｌ／分で滴下した。滴下終了後一部を濾過乾燥した粉体をＸ線回折したところ、カルサイト６０％、バテライト４０％であり、ＳＥＭ観察したところ３〜５μｍの立方状と１μｍの球状粒子であった。この反応終了した乳液を攪拌しながら９０℃で１時間３０分加熱すると１０〜１５μｍの立方状炭酸カルシウムまたは四角板状炭酸カルシウムが階段状あるいは多角形状かつ球状に凝集あるいは結合した（以下、単に立方状または四角板状炭酸カルシウムが球状凝集したという）。この生成物は、Ｘ線回折の結果全てカルサイトで粒度分布の測定結果、平均粒子径は４１μｍであった。前記生成物、即ち、本発明の立方状炭酸カルシウムが球状凝集した生成物のＥＭＳ（走査型電子顕微鏡）写真を図１〜図３に示す。

硝酸カルシウムの代わりに塩化カルシウム５．５９ｇ、炭酸ナトリウムの代わりに炭酸アンモニウム４．８４ｇで反応温度３０℃反応させると、カルサイト４５％、バテライト５５％で３〜５μｍの立方状と１μｍの球状粒子が生成した。この反応液を攪拌しながら８０℃に過熱し、２．５時間保ったものは全てカルサイトで６〜１２μｍの立方状炭酸カルシウムが球状凝集したものであり、その平均粒子径は３８μｍであった。この中のＥＭＳ写真を図４に示す。

硝酸カルシウム４水和物２８．６ｇを溶解し、クエン酸０．０２ｇを溶解した水溶液２００ｍｌを２０℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウム１０．６ｇを溶解した水溶液２００ｍｌを２．５ｍｌ／分で滴下した。滴下終了後一部を濾過乾燥した粉体をＸ線回折したところ、カルサイト８０％、バテライト２０％であり、ＳＥＭ観察したところ５〜１５μｍの立方状あるいは四角板状の凝集体と３μｍの球状粒子であった。この反応終了した乳液を攪拌しながら９０℃で１時間３０分過熱すると３〜１５μｍの立方状あるいは四角板状炭酸カルシウムが球状凝集した。この生成物は、Ｘ線回折の結果全てカルサイトで粒度分布の測定結果、平均粒子径は３５μｍであった。このもののＥＭＳ写真を図５に示す。

硝酸カルシウム４水和物２３．６ｇを溶解し、クエン酸０．１１ｇを溶解した水溶性２００ｍｌを２０℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウム１０．６ｇを溶解した水溶性１００ｍｌを２．５ｍｌ／分で滴下した。滴下終了後、生成物の一部を濾過乾燥した粉体をＸ線回折したところ、このものはカルサイト９２％、バテライト８％であり、ＳＥＭ観察したところ３〜５μｍの立方状あるいは四角板状の炭酸カルシウムと７〜２０μｍの球状粒子であった。
この反応終了した乳液を攪拌しながら９０℃で１時間加熱すると３〜５μｍの立方状あるいは四角板状の炭酸カルシウムが球状凝集した。この生成物は、Ｘ線回折の結果、カルサイト１００％であり、粒度分布は平均粒子径２０μｍであった。

硝酸カルシウム４水和物２３．６ｇを溶解し、１Ｎ塩酸溶液１ｍｌを添加した水溶液２００ｍｌを２０℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウム１０．６を溶解した水溶液２００ｍｌを２．５ｍｌ／分で滴下した。滴下終了後一部を濾過乾燥した粉体をＸ線回折したところ、カルサイト３５％、バテライト６５％であり、ＳＥＭ観察したところ５〜２０μｍの立方状あるいは四角板状の凝集体と５〜１０μｍの球状粒子であった。この反応終了した乳液を攪拌しながら９０℃で２時間加熱すると５〜２０μｍの立方状あるいは四角板状炭酸カルシウムが球状凝集した。この生成物は、Ｘ線回折の結果全てカルサイトで粒度分布の測定結果、平均粒子径は４３μｍであった。

硝酸カルシウム４水和物２３．６ｇを溶解し、１Ｎ水酸化カリウム溶液１ｍｌを添加した水溶液２００ｍｌを２０℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウム１０．６ｇを溶解した水溶液２００ｍｌを２．５ｍｌ／分で滴下した。滴下終了後一部を濾過乾燥した粉体をＸ線回折したところ、カルサイト４５％、バテライト５５％であり、ＳＥＭ観察したところ５〜２０μｍの立方状あるいは四角板状の凝集体と５〜１５μｍの球状粒子であった。この反応終了した乳液を攪拌しながら９０℃で３時間加熱すると５〜１５μｍの立方状あるいは四角板状炭酸カルシウムが球状凝集した。この生成物は、Ｘ線回折の結果全てカルサイトで粒度分布の測定結果、平均粒子径は３０μｍであった。

塩化カルシウム１１．０ｇを溶解し、過酸化水素水５．６５ｇを溶解した水溶液２００ｍｌを２３℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウム１０．６ｇを溶解した水溶液２００ｍｌを２．５ｍｌ／分で滴下した。滴下終了後一部を濾過乾燥した粉体をＸ線回折したところ、カルサイト８０％、バテライト２０％であり、ＳＥＭ観察したところ１０〜２０μｍの立方状あるいは四角板状の凝集体と５〜１０μｍの球状粒子であった。この反応終了した乳液を攪拌しながら９０℃で３時間加熱すると１０〜２０μｍの立方状あるいは四角板状炭酸カルシウムが球状凝集した。この生成物は、Ｘ線回折の結果全てカルサイトで粒度分布の測定結果、平均粒子径は４０μｍであった。

参考例１

実施例１と同じ濃度の１０℃の硝酸カルシウム水溶液を攪拌しながら、１０℃の炭酸ナトリウム水溶液を一度（一気）に添加した。Ｘ線回折の結果、バテライト９８％とカルサイト２％であり、ＳＥＭ観察したところ１μｍの球状粒子であった。このもののＥＭＳ写真を図６に示す。

参考例２

６重量％の石灰乳２５０ｍｌに３０重量％過酸化水素水２３．０ｇを添加し、石灰乳温度を４０℃に保持し、攪拌しながら２５容量％の炭酸ガス濃度の炭酸ガスを６００ｍｌ／分で導入し、炭酸化を行なった（乳液反応）。Ｘ線回折の結果、カルサイトのみで他の結晶構造は認められなかった。ＳＥＭ観察したところ３〜５μの立方状粒子であった。このもののＥＭＳ写真を図７に示す。

本発明の実施例１で製造した多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体のＥＭＳ（走査型電子顕微鏡）写真（倍率１００倍）である。本発明の実施例１で製造した多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体のＥＭＳ（走査型電子顕微鏡）写真（倍率５００倍）である。本発明の実施例１で製造した多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体のＥＭＳ（走査型電子顕微鏡）写真（倍率１，５００倍）である。本発明の実施例２で製造した多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体のＥＭＳ（走査型電子顕微鏡）写真（倍率２，５００培）である。本発明の実施例３製造した多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体のＥＭＳ（走査型電子顕微鏡）写真（倍率２，５００培）である。参考例１で製造したバテライト（球状）のＥＭＳ（走査型電子顕微鏡）写真（倍率５，０００倍）である。参考例２で製造したカルサイト（立方状）のＥＭＳ（走査型電子顕微鏡）写真（倍率２，５００倍）である。

Claims

水溶性カルシウム塩溶液に水溶性炭酸塩溶液を滴下させるか、あるいは、水溶性炭酸塩溶液に水溶性カルシウム塩溶液を滴下させてバテライト系及びカルサイト系の混合系の粒子径１μｍ〜２０μｍの合成炭酸カルシウムを生成させ、次に、８０℃〜１００℃で加熱処理して結晶転移させて粒子径３μｍ以上のカルサイト系立方状形状及び／又は四角板状形状の炭酸カルシウムを階段状あるいは多角形状かつ球状に凝集あるいは結合させて平均粒径２０〜９０μｍの多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体を生成させる、ことを特徴とする多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体の製造方法。
水溶性カルシウム塩溶液及び／又は水溶性炭酸塩溶液が、凝集助剤または結合助剤を含有したものである請求項１に記載の多角形球状形態をした合成炭酸カルシウム凝集結合体の製造方法。