JP5499217B2 - 沈降炭酸カルシウムを得る方法 - Google Patents

Description

本発明は、沈降炭酸カルシウム、および詳細には、高重量パーセントのアラレ石質結晶多形体を有する沈降炭酸カルシウム生成物を製造する方法に関する。

近年、炭酸カルシウムは、多くの分野にわたって幅広い用途が見出されている。例えば、炭酸カルシウムは、製紙、プラスチック、塗料およびコーティング工業において、充填剤としても、その白色のためにコーティング顔料としても最も広範に使用される無機物の１つである。製紙工業において、炭酸カルシウムは、その高い白色度、不透明度および光沢のために価値があり、白色の不透明な紙を作製するための充填剤として一般に使用されている。さらに、炭酸カルシウムは、塗料中のエキステンダーとして使用されることが多く、接着剤およびシーリング材中の充填剤としても使用されている。高品位炭酸カルシウムも、医薬品の製剤において用途が見出されている。

炭酸カルシウムは、３タイプの結晶多形体：方解石、アラレ石およびバテライトとして存在することが知られている。最も一般的な結晶多形体である方解石は、炭酸カルシウムの最も安定な結晶形であると考えられる。より一般的でないものにアラレ石があり、これは分離したまたは集合した針状斜方晶系結晶構造を有する。バテライトは、最もまれな炭酸カルシウム多形体であり、通常不安定である。

これらの３種の形態の中で、アラレ石は、紙のかさおよび不透明度を向上させるその針状結晶構造により、無機充填剤または紙のコーティング等の多くの用途において特に有用である。その結果、有意のアラレ石結晶含量を有する炭酸カルシウムに対する需要が大幅に増加している。

通常、炭酸カルシウムを商業的に製造する１つ方法は、粗製炭酸カルシウムを焼成することによって生石灰を得ることである。次いで水を添加して、水酸化カルシウムの水性懸濁液（「石灰乳」）を得て、このスラリー中に二酸化炭素を再導入して、炭酸カルシウムを沈殿させる。この方法の生成物は、沈降炭酸カルシウム（「ＰＣＣ」）として知られている。得られた炭酸カルシウムの水性懸濁液またはスラリーは、そのままでまたは乾燥生成物を形成するためにさらに処理（即ち、脱水、粉砕等）して使用してもよい。この沈殿反応は、使用する厳密な反応条件に応じて３種の多形体（方解石、アラレ石およびバテライト）のそれぞれを製造することが可能である。

高いアラレ石質結晶含量を有するＰＣＣ生成物を製造する従来技術の方法は、一般にいくつかのアプローチをしてきた。第１のアプローチでは、ＰＣＣの形成をもたらす炭酸化中にアラレ石質結晶の生成を促進するために、ストロンチウム塩等の添加剤を使用する方法が開発されてきた。例えば、ＧＢ２１４５０７４Ａには、アラレ石結晶の形成における作用物質として役割を果たすために、炭酸化中に塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ_２）を添加することによって沈降アラレ石炭酸カルシウム生成物を製造する方法が開示されている。

ＰＣＣを調製するための炭酸化工程に対する添加剤としてのストロンチウム化合物の使用は、日本公開特許公報（ＪＰ６３２６０８１５、ＪＰ５９２２３２２５、ＪＰ５１１６９３６およびＪＰ１０１８９１１）のＰＣＣの製造方法にも開示されている。

第２のアプローチでは、方法には、アラレ石結晶の形成を増加させるためにアラレ石種結晶が使用されてきた。例えば、ＧＢ９４１９００Ａは、炭酸化中に炭酸ナトリウム溶液を導入することによってアラレ石質炭酸カルシウムを製造する方法を教示している。この参考文献は、開示されている工程へのアラレ石種結晶の添加は、アラレ石結晶の生成を促進させ得ることを示唆している。

上記で論じた製造方法は、ＰＣＣ生成物のアラレ石質結晶の総含量をわずかに増加させることが明らかにされている。しかし、これらの方法は、通常、６０％超のアラレ石質の総含量を有するＰＣＣを生成することは不可能であった。

英国特許第２１４５０７４号明細書 特開昭６３−２６０８１５号公報 特開昭５９−２２３２２５号公報 特開平５−１１６９３６号公報 特開平１−０１８９１１号公報 英国特許第９４１９００号明細書

（発明の要旨）
したがって、高い総量のアラレ石質多形体を含む沈降ＰＣＣを製造するための低コストの方法の必要性が存在する。

本発明は、ＰＣＣ含有材料中のＰＣＣに対して６０％超、好ましくは７０％超がアラレ石質多形体である、低コストＰＣＣ含有材料を製造する方法を提供する。その一般的な形態では、本発明は、２段階の製造方法を用いることによってこれらの要求事項を達成する。第１の段階において、沈降炭酸カルシウムシードの水性懸濁液は、炭酸化前にＣａ（ＯＨ）_２の１モル当たり０．００５−０．０３０、より好ましくは０．０１−０．０２モルのストロンチウムの存在下、Ｓｒ（ＯＨ）_２の形態で、Ｃａ（ＯＨ）_２の懸濁液を炭酸化することによって形成され得る。第２の段階において、沈降炭酸カルシウム生成物の水性懸濁液は、乾燥重量で０．５−５％の沈降炭酸カルシウムシードの存在下、Ｃａ（ＯＨ）_２のスラリーを炭酸化することによって形成され得る。沈降炭酸カルシウムシードは、沈降炭酸カルシウム生成物のＤ５０未満であるＤ５０を有してもよく、沈降炭酸カルシウムシードは、沈降炭酸カルシウム生成物以上のアラレ石質多形体含量を有してもよい。以下の実施例で論じるように、この２段階の方法の生成物は、従来のＰＣＣ製造方法の欠点を克服し、最終生成物内のアラレ石質多形体の総重量パーセントの所望の増加をもたらす。

本発明は、本発明の方法により調製した沈降炭酸カルシウム生成物も提供する。

さらに、本発明は、本発明の沈降炭酸カルシウム生成物を含む材料を提供する。この材料は、例えば、紙、紙製品、インク、塗料、コーティング、プラスチック、接着剤、建築製品、食品、および医薬品等の充填剤として炭酸カルシウムを含むことが望ましい製品を含んでもよい。

最後に、本発明の沈降炭酸カルシウム生成物は、充填剤としてアラレ石質ＰＣＣを使用することが望ましい材料の製造のためのこの生成物の使用を対象とする。

本発明の追加の目的は、以下の説明から明らかである。

上記で論じたように、ＰＣＣは通常、消石灰の炭酸化を介して製造される。この方法において、粉砕した炭酸カルシウムは、先ず焼成され（加熱され）て、石灰（ＣａＯ）および二酸化炭素ガス（ＣＯ_２）を形成する。この反応は、反応（１）で示される：
（１）ＣａＣＯ_３→ＣａＯ＋ＣＯ_２
次いで、石灰は水で消和されて、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）または石灰乳を形成し、これは反応（２）で示される：
（２）ＣａＯ＋Ｈ_２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）_２
最後に、水酸化カルシウムは、二酸化炭素（通常、焼成ステップの間に獲得される。）と化合されて、炭酸カルシウムを沈殿させる。この炭酸化ステップは、反応（３）で示される：
（３）Ｃａ（ＯＨ）_２＋ＣＯ_２→ＣａＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ
本発明によれば、沈降炭酸カルシウム生成物は、２段階の方法で調製される。第１の段階において、沈降炭酸カルシウムシードの水性懸濁液（またはスラリー）は、炭酸化前にＣａ（ＯＨ）_２の１モルに対して０．００５−０．０３０、より好ましくは０．０１−０．０２モルのストロンチウムの存在下、Ｓｒ（ＯＨ）_２の形態で、Ｃａ（ＯＨ）_２の懸濁液を炭酸化することによって調製される。Ｓｒ（ＯＨ）_２は、Ｃａ（ＯＨ）_２の懸濁液の石灰を介して導入され得て、またはより好ましくは、消和および／または炭酸化中にＳｒＯ含有無機物の添加によってインサイチュで形成され得る。Ｓｒ（ＯＨ）_２がＳｒＯ含有無機物の添加によってインサイチュで形成される場合、ＳｒＯ含有無機物は、好ましくはＳｒＣＯ_３含有無機物または粗製ストロンチアナイト原石を焼成することによって得ることができる。

本発明の沈降炭酸カルシウムシードは、第２段階で生成した沈降炭酸カルシウム生成物のアラレ石質多形体含量以上のアラレ石質多形体含量で特徴付けられる。詳細には、本発明の方法において、沈降炭酸カルシウムシードの水溶液は、乾燥重量で８５％、好ましくは９０％または最も好ましくは９５％を超えるアラレ石質多形体含量を有し得る。乾燥重量パーセントは、本明細書に記載の通り、Ｘ線回折分析（ＸＲＤ）によって決定される。

製造方法の第１段階の間に生成された沈降炭酸カルシウムシードは、沈降炭酸カルシウム生成物のＤ５０未満であるＤ５０によってさらに特徴付けられる。Ｄ５０サイズは、５０％の生成物が累積体積分率に基づくサイズ未満であるサイズとして定義される。粒径は、Ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００を用いて測定される。

シード生成方法は、脱水、分散および／または粉砕を実施する等のさらなる処理ステップにかけられ得ることは本発明の範囲内である。好ましい実施形態において、沈降炭酸カルシウムシードの水性懸濁液は、０．１−０．３μｍ以下のＤ５０および１０−３０ｍ^２／ｇのＢＥＴ ＳＳＡを得るためにさらに処理され得る。ＢＥＴまたは表面積は、乾燥試料に関してＢＥＴ手順に従って窒素の吸収を測定することによって、ＴｒｉＳｔａｒ ３０００で測定される。

粉砕に関しては、本方法の第１段階で得られたＰＣＣシードは、乾燥粉砕されるおよび／または湿式粉砕されてもよい。湿式粉砕は、液体媒体（例えば、スラリー）中でＰＣＣを粉砕することを指す。湿式粉砕は、粉砕助剤の非存在下または粉砕助剤の存在下で実施され得る。１種または複数の粉砕剤には、例えば、ナトリウムポリアクリレート、ポリアクリル酸の塩、および／またはアクリル酸のコポリマーの塩等を含めることができる。乾燥は、任意の適した乾燥装置を用いて行われ、例えば、熱乾燥および／または蒸発器、フラッシュ乾燥器、オーブン、スプレー乾燥器（例えば、Ｎｉｒｏおよび／またはＮａｒａによって販売されているスプレー乾燥器）等の装置を用いた減圧下での乾燥、および／または真空チャンバー中での乾燥を含めることができる。

本発明の方法の第２段階において、沈降炭酸カルシウム生成物の水性懸濁液は、乾燥重量で０．５−５％の本製造方法の第１段階から得られた沈降炭酸カルシウムシードの存在下、Ｃａ（ＯＨ）_２のスラリーを炭酸化することによって形成される。これに関しては、沈降炭酸カルシウム生成物の炭酸化前に沈降炭酸カルシウムシードをＣａ（ＯＨ）_２のスラリーに添加してもよい。あるいは、総炭酸化時間の最初の１／４以内に沈降炭酸カルシウムシードをＣａ（ＯＨ）_２のスラリーに添加してもよい。この総炭酸化時間は、炭酸化の開始から最小導電率の時間までを計測した総時間帯を含む。

本明細書に記載の方法は、ＸＲＤ分析で測定して、乾燥重量で６０％超、好ましくは乾燥重量で７０％超のアラレ石質多形体含量を含む沈降炭酸カルシウム生成物を製造することが可能である。さらに、第２段階で生成された沈降炭酸カルシウム生成物は、好ましくは、１−５モル／乾燥メートルトンの総ストロンチウム量を有する。

第２段階で得られた沈降炭酸カルシウム生成物は、所望の特性を有する沈降炭酸カルシウム生成物を得るために、例えば、脱水、分散および／または粉砕のステップを含むさらなる処理にかけられ得ることも本発明の範囲内である。好ましくは、第２段階で得られた沈降炭酸カルシウム生成物は、０．３５から０．４５ミクロンの間のＤ５０および８から２０ｍ^２／ｇの間のＢＥＴ ＳＳＡを得るために、追加の処理にかけられ得る。

最後に、本発明により生成されたアラレ石質沈降炭酸カルシウム生成物は、充填剤として炭酸カルシウムを使用することが望ましい様々な材料中に使用され得る。例えば、アラレ石質沈降炭酸カルシウム生成物は、医薬等の製品により製薬分野に、ヒトまたは動物の食品に、紙の充填剤またはコーティング等の製紙分野に、水性または非水性塗料に、プラスチックに、または印刷インク（例えば、オフセット印刷、輪転グラビア印刷）に使用してもよい。

初期試験
出発点として、水酸化ストロンチウム八水和物（Ｓｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏ）（これは、アラレ石ＰＣＣ（「Ａ−ＰＣＣ」）シードの炭酸化において、アラレ石促進剤として現在使用されている。）を検討した。実験室試験が、Ｓｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏの代替となりより経済的なＳｒ^２＋の供給源を評価するために実施された。

第１の試験において、酢酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＣＨ_３ＣＯＯ）_２）の２６％ｗ／ｗ溶液を、２５％ｗ／ｗ酢酸中にＳｒＣＯ_３を溶解することによって調製した。続いて、酢酸ストロンチウムを、Ａ−ＰＣＣシードの製造における炭酸化添加剤として、Ｓｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏの代替物として評価した。この炭酸化試験の結果は、酢酸ストロンチウムは、石灰乳に対してＳｒ^２＋の同一のモル添加比率では、Ｓｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏに比較してより効果が小さいことを示した。具体的には、ＸＲＤ分析により、Ｓｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏ添加剤と比較した場合、シードの炭酸化後のアラレ石含量は９７％から３８％に減少していることが判明した。

第１の試験の結果に基づいて、第２の試験において、化学的に純粋な沈降ＳｒＣＯ_３を１３００℃で２時間焼成してＳｒＯを得た。消和添加剤として２％ＳｒＯ（乾燥／乾燥ＣａＯ）の添加により、Ａ−ＰＣＣシードの炭酸化は、７．５％Ｓｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏ（乾燥／乾燥Ｃａ（ＯＨ）_２）によるのと同様の結果（９７％アラレ石）を得た。これらの初期試験の結果を表１に示す。前記の後処理をしたＡ−ＰＣＣシードを用いたＡ−ＰＣＣ製造試験も成功であり、以下の実施例において論じる。

さらに、第２の試験において得られたＰＣＣシードを、最新技術のＸ線回折により鉱物学的に解析した。特に、結晶性炭酸ストロンチウムは検出されず、すべてのストロンチウムイオンは、アラレ石結晶格子中に外部イオンとして取り込まれていることを示していた。これにより、シード形成において介在すると見られるのは、初期の核形成段階の間に最終的に沈殿した炭酸ストロンチウムではなく、ストロンチウムイオンであることが確認された。

これらの知見に基づき、当業者には、この場合最良の結果がＳｒＣｌ_２等の高溶解性のストロンチウム塩で得られるはずであることが予想された。しかし、さらに以下に論じる結果が示すように、塩化ストロンチウムは５３．８ｇ／１００ｍＬ（２０℃）の水中の溶解度を有し、一方、水酸化ストロンチウムは、１．７７ｇ／１００ｍｌ（２０℃）の溶解度を有するにもかかわらず、ＳｒＣｌ_２は、Ｓｒ（ＯＨ）_２（または、ＳｒＯの水への添加から誘導されるＳｒ（ＯＨ）_２）と同じにはＡ−ＰＣＣシード形成に寄与しない。

これらの結果を、１段階式の炭酸化の方法を使用する従来技術の方法を２段階の方法を使用する本発明の実施例と比較することによって例示する。これらの実施例は、単に例示的であるものとし、決して、後続の特許請求の範囲において定義される本発明の範囲を限定するのと解釈するべきではない。

表２は、本発明により得られたアラレ石の百分率と従来技術の方法を用いて得られたものを比べた比較を示す。

実施例１
段階１：Ａ−ＰＣＣシード
１６０ｋｇの生石灰ＣａＯ（例えば、Ｍｉｓｓｉｓｓｉｐｐｉ Ｌｉｍｅ Ｃｏ．、Ｓｔｅ． Ｇｅｎｅｖｉｅｖｅ、Ｍｏより供給された生石灰）を、撹拌した反応器中で１．３００リットルの５０℃の水道水にこの化合物を添加することによって消和した。消和の前に、化学的に純粋な沈降ＳｒＣＯ_３を１３００℃で２時間焼成することによって得られた３．２ｋｇのＳｒＯをＣａＯに添加した。生石灰を連続的撹拌下で３０分間消和し、得られた水酸化カルシウムのスラリー（「石灰乳」）を、６０℃の水による希釈を介して１３％の固体含量に調整し、次いで、１００μｍのふるいでふるいにかけた。

Ａ−ＰＣＣシードの沈殿を、ガス補給撹拌機、二酸化炭素／空気ガスのストリームをインペラーに方向付けるステンレス鋼の炭酸化チューブならびに懸濁液のｐＨおよび導電率を監視するためのプローブを装備した、１０００リットルバッフル付き円筒形ステンレス鋼反応器中で実施した。上記消和ステップにおいて得られた８００リットルの水酸化カルシウム懸濁液を、６０℃の温度に調整し、炭酸化反応器に添加した。次いで、空気中の６体積％のＣＯ_２ガスを、１４８０ｒｐｍのスラリー撹拌下、１００ｍ^３／ｈの割合で１５分間（ＣＯ_２ガスの導入開始から計算して）スラリーを通して上方にバブリングした。その後、ガス中のＣＯ_２体積分率を２４％に増加させ、ガス流量を２００ｍ^３／ｈに増加させた。ＣＯ_２体積分率およびガス流量を反応の終点までこの比率に維持した。炭酸化中、反応混合物の温度は制御せず、発熱沈殿反応において発生する熱により上昇させておいた。導電率が、Ｃａ（ＯＨ）_２のＰＣＣへの全面的な変換に対応する最小値に達した後、ガス導入を停止させるまでさらに８分間継続した。炭酸化時間は、ガス導入開始から最小導電率の時間までの計算で８４分であった。次いで、Ａ−ＰＣＣシードスラリーを４５μｍのふるいでふるいにかけ、ふるいにかけた生成物をＡ−ＰＣＣシードの水性スラリーとして回収した。表２のＡ列に示すように、乾燥ＣａＯに対して２％のＳｒＯの添加（乾燥石灰乳に対してＳｒＯ１．５１％に対応する。）によるＡ−ＰＣＣシードの炭酸化は、アラレ石９７．４％を有するＡ−ＰＣＣシードスラリーをもたらした。

必須ではないが、この実施例において、Ａ−ＰＣＣシードスラリーの後処理を実施した。詳細には、この材料を脱水し、粉砕して、１７．４ｍ^２／ｇのＳＳＡおよび０．２３μｍの中央粒径を有する粒子を得た。

段階２：Ａ−ＰＣＣ生成物
ＳｒＯを添加せず、炭酸化前に２．５重量％（水酸化カルシウムの乾燥重量に対する乾燥炭酸カルシウムとして計算して）の段階１で形成された粉砕Ａ−ＰＣＣシードを石灰乳に添加したこと以外は、上記段階１に記載されたのと同様の方法で消和および炭酸化を実施した。最終Ａ−ＰＣＣ生成物に関して実施した試験は、生成物の８７．７％はアラレ石質結晶からなることを示した。さらに、上記段階１に記載されたように後処理を実施して、１１．７ｍ^２／ｇのＳＳＡおよび０．４１μｍの中央粒径を有する粒子を得た。

実施例２
段階１：Ａ−ＰＣＣシード
消和の前にＳｒＯをＣａＯに添加しなかったこと以外は、上記実施例１に記載されたのと同様の方法でＡ−ＰＣＣシードの炭酸化を実施した。Ａ−ＰＣＣシードを形成するために、炭酸化前に５．０重量％のＳｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏ（水酸化カルシウムの乾燥重量に対して）を石灰乳に添加した。表２のＢ列に示すように、５．０％Ｓｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏの添加によるＡ−ＰＣＣシードの炭酸化により、９６．１％のアラレ石を有するＡ−ＰＣＣシードスラリーが得られた。

必須ではないが、この実施例においてＡ−ＰＣＣシードスラリーの後処理を実施した。詳細には、この材料を脱水し、粉砕して、２０．６ｍ^２／ｇのＳＳＡおよび０．２２μｍの中央粒径を有する粒子を得た。

段階２：Ａ−ＰＣＣ生成物
Ｓｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏを添加せず、炭酸化前に２．５重量％（水酸化カルシウムの乾燥重量に対する乾燥炭酸カルシウムとして計算して）の段階１で形成された粉砕Ａ−ＰＣＣシードを石灰乳に添加したこと以外は、上記段階１に記載されたのと同様の方法で消和および炭酸化を実施した。最終Ａ−ＰＣＣ生成物に関して実施した試験は、生成物の７７．６％はアラレ石質結晶からなることを示した。

実施例３
段階１：Ａ−ＰＣＣシード
消和の前にＳｒＯをＣａＯに添加しなかったこと以外は、上記実施例１に記載されたのと同様の方法でＡ−ＰＣＣシードの炭酸化を実施した。Ａ−ＰＣＣシードを形成するために、炭酸化前に７．５重量％のＳｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏ（水酸化カルシウムの乾燥重量に対して）を石灰乳に添加した。表２のＣ列に示すように、７．５％のＳｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏの添加によるＡ−ＰＣＣシードの炭酸化は、アラレ石９７．６％を有するＡ−ＰＣＣシードスラリーをもたらした。

必須ではないが、この実施例においてＡ−ＰＣＣシードスラリーの後処理を実施した。詳細には、この材料を脱水し、粉砕して、２２．５ｍ^２／ｇのＳＳＡおよび０．２１μｍの中央粒径を有する粒子を得た。

段階２：Ａ−ＰＣＣ生成物
Ｓｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏを添加せず、炭酸化前に２．５重量％（水酸化カルシウムの乾燥重量に対する乾燥炭酸カルシウムとして計算して）の段階１で形成された粉砕Ａ−ＰＣＣシードを石灰乳に添加したこと以外は、上記段階１に記載されたのと同様の方法で消和および炭酸化を実施した。最終Ａ−ＰＣＣ生成物に関して実施した試験は、生成物の７７．４％はアラレ石質結晶からなることを示した。

比較例１
消和の前にＳｒＯをＣａＯに添加しなかったこと以外は、上記実施例１に記載されたのと同様の方法でＡ−ＰＣＣシードの炭酸化を実施した。Ａ−ＰＣＣシードを形成するために、炭酸化前に３．５重量％のＳｒＣｌ_２．６Ｈ_２Ｏ（水酸化カルシウムの乾燥重量に対して）を石灰乳に添加した。表２のＤ列に示すように、この方法は、わずか６１．７％のアラレ石を有するＡ−ＰＣＣをもたらした。上で論じたように、これらの結果は、ＳｒＣｌ_２等の高溶解性のストロンチウム塩は、ストロンチウムをＡ−ＰＣＣシードの乾燥メートルトン当たり同じモルの添加比率で添加した場合、塩化ストロンチウムは水酸化ストロンチウムより高い水中溶解度を有するにもかかわらず、Ｓｒ（ＯＨ）_２（または、ＳｒＯの水への添加から誘導されるＳｒ（ＯＨ）_２）と同様には働かないことを実証している。

比較例２
１段式Ａ−ＰＣＣの方法において、炭酸化前に０．１％ｗ／ｗのＳｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２ＯをＣａ（ＯＨ）_２に添加した。Ａ−ＰＣＣシードを添加せず、この代わりに、炭酸化前に０．１％ｗ／ｗのＳｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏ（水酸化カルシウムの乾燥重量に対して）を石灰乳に添加したこと以外は、上記実施例１の第２段階に記載されたのと同様の方法で消和および炭酸化を実施した。表２のＥ列に示すように、得られたＡ−ＰＣＣ生成物は、わずか５３．８％のアラレ石を含んでいた。

比較例３
１段式Ａ−ＰＣＣの方法において、炭酸化前に０．２％ｗ／ｗのＳｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２ＯをＣａ（ＯＨ）_２に添加した。Ａ−ＰＣＣシードを添加せず、この代わりに、炭酸化前に０．２％ｗ／ｗのＳｒ（ＯＨ）_２・８Ｈ_２Ｏ（水酸化カルシウムの乾燥重量に対して）を石灰乳に添加したこと以外は、上記実施例１の第２段階に記載されたのと同様の方法で消和および炭酸化を実施した。表２のＦ列に示すように、得られたＡ−ＰＣＣ生成物は、わずか４６．４％のアラレ石を含んでいた。

比較例４
１段式Ａ−ＰＣＣの方法において、炭酸化前に０．０７％ｗ／ｗのＳｒＣｌ_２・６Ｈ_２ＯをＣａ（ＯＨ）_２に添加した。Ａ−ＰＣＣシードを添加せず、この代わりに、炭酸化前に０．０７％ｗ／ｗのＳｒＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ（水酸化カルシウムの乾燥重量に対して）を石灰乳に添加したこと以外は、上記実施例１の第２段階に記載されたのと同様の方法で消和および炭酸化を実施した。表２のＧ列に示すように、得られたＡ−ＰＣＣ生成物は、わずか４９．８％のアラレ石を含んでいた。

水酸化ストロンチウムを使用するＡ−ＰＣＣ生成物を製造するための本発明の２段階の方法は、炭酸化中に添加剤としてストロンチウム化合物を単に使用する従来技術の方法により以前は入手不可能であった高アラレ石生成率を提供する。というよりは、水酸化ストロンチウムの存在下でＡ−ＰＣＣシードを先ず生成することによって、６０％超のアラレ石含量を有するＡ−ＰＣＣ生成物を一貫して得ることができる。さらに、水酸化ストロンチウムの使用は、塩化ストロンチウムに比較して、製造コストを低減しながらアラレ石結晶成長を有意に増大させる。

本発明の様々な実施形態を詳細に説明してきたが、当業者であれば、これらについての様々な変更および改良が容易に明らかになる。したがって、本発明の実施形態はあらゆる点で例示的であり、限定的ではないものとみなされ、本発明の範囲は添付する特許請求の範囲により示されるので、特許請求の範囲の意味および等価範囲に入るすべての変更は、本明細書に包含されるものとする。

Claims (15)

1. 沈降炭酸カルシウム生成物を調製する方法であって、
   （ａ）炭酸化前または炭酸化中、Ｃａ（ＯＨ）_２の１モル当たり０．００５−０．０３０モルのＳｒの存在下、Ｓｒ（ＯＨ）_２の形態で、Ｃａ（ＯＨ）_２の懸濁液を炭酸化することによって、沈降炭酸カルシウムシードの水性懸濁液を調製するステップ、および
   （ｂ）乾燥重量で０．５−５％の沈降炭酸カルシウムシードの存在下、Ｃａ（ＯＨ）_２のスラリーを炭酸化することによって、沈降炭酸カルシウム生成物の水性懸濁液を形成するステップを含み、
   前記沈降炭酸カルシウムシードは、沈降炭酸カルシウム生成物のＤ５０未満であるＤ５０を有し、前記沈降炭酸カルシウムシードは、沈降炭酸カルシウム生成物以上のアラレ石質多形体含量を有する、沈降炭酸カルシウム生成物を調製する方法。
2. ステップ（ａ）において、Ｃａ（ＯＨ）_２の懸濁液が、Ｃａ（ＯＨ）_２の１モル当たり０．０１−０．０２モルのＳｒの存在下で炭酸化される、請求項１に記載の方法。
3. ステップ（ａ）において、Ｓｒ（ＯＨ）_２が、消和前または消和中および／または炭酸化前または炭酸化中添加されるＳｒＯ含有無機物の添加によりインサイチュで形成される、請求項１に記載の方法。
4. ＳｒＯ含有無機物が、ＳｒＣＯ_３含有無機物を焼成することによって得られる、請求項３に記載の方法。
5. ０．１−０．３μｍ以下のＤ５０および１０−３０ｍ^２／ｇのＢＥＴ ＳＳＡを有する沈降炭酸カルシウムシードの水性懸濁液を得るために、ステップ（ａ）において調製された沈降炭酸カルシウムシードの脱水、分散、または粉砕の１つまたは複数を実施するステップをさらに含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. ステップ（ａ）において形成された沈降炭酸カルシウムシードの水溶液が、乾燥重量で８５％超のアラレ石質多形体含量を有する、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. ステップ（ａ）において形成された沈降炭酸カルシウムシードの水溶液が、乾燥重量で９０％超のアラレ石質多形体含量を有する、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
8. ステップ（ａ）において形成された沈降炭酸カルシウムシードの水溶液が、乾燥重量で９５％超のアラレ石質多形体含量を有する、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
9. 沈降炭酸カルシウムシードが、炭酸化前にステップ（ｂ）においてＣａ（ＯＨ）_２のスラリーに添加される、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. 沈降炭酸カルシウムシードが、総炭酸化時間の最初の１／４以内に、ステップ（ｂ）においてＣａ（ＯＨ）_２のスラリーに添加される、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
11. ０．３５から０．４ミクロンの間のＤ５０および８から２０ｍ^２／ｇの間のＢＥＴ ＳＳＡを有する沈降炭酸カルシウム生成物を得るために、ステップ（ｂ）において得られた沈降炭酸カルシウム生成物の脱水、分散、または粉砕の１つまたは複数を実施するステップをさらに含む、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
12. ステップ（ｂ）において得られた沈降炭酸カルシウム生成物が、０．２−１５ｍｏｌ／乾燥メートルトンの総ストロンチウム量を有する、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
13. ステップ（ｂ）において得られた沈降炭酸カルシウム生成物が、１−５ｍｏｌ／乾燥メートルトンの総ストロンチウム量を有する、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
14. ステップ（ｂ）において得られた沈降炭酸カルシウム生成物が、乾燥重量で６０％超のアラレ石質多形体含量を含む、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
15. ステップ（ｂ）において得られた沈降炭酸カルシウム生成物が、乾燥重量で７０％超のアラレ石質多形体含量を含む、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。