JPH01301511A - バテライト型球状炭酸カルシウムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は１球状の形状を有する炭酸カルシウムを製造す
る方法に関するものである。

［発明の背景］ 炭酸カルシウムは、紙、ゴム、プラスチックスおよび塗
料などの充填剤として幅広く利用されており、産業上重
要な粉体のひとつとなっている。

産業において実際利用されている炭酸カルシウムには、
天然の白色石灰石を微粉砕して製造される重ｊ！ｔＮ酸
カルシウムと、化学的に合成される軽質炭酸カルシウム
とがある。軽質炭酸カルシウムの工業的な製造方法とし
ては１石灰乳に二酸化炭素を導入して反応させる炭酸ガ
ス化合法が広く採用されており、この方法により紡錘状
炭酸カルシウムをはじめ立方体状、針状などの形状を有
する炭酸カルシウムが製造されている。

炭酸カルシウムの結晶型にはカルサイト型、アラゴナイ
ト型、バテライト型の三種の同質異像が知られている。

天然に産出するものでは石灰石、チョークがカルサイト
型で、真珠、サンゴがアラゴナイト型である。バテライ
ト型結晶は天然には知られておらず、化学合成によって
のみその存在が知られているが、非常に不安定な結晶で
水中では、常温でカルサイト型に転移する。しかし、バ
テライト型の結晶習癖は通常には球状品であるので、球
状の形状を有する炭酸カルシウムを合成するために有利
である。

従来、炭酸ガス化合法による球状炭酸カルシウムの製造
方法は、特公昭５４−１７７１９号公報、および特開昭
６０−９０８２２号公報に開示された方法などが公知と
なっている。

特公昭５４−１７７１９号公報に開示された方法は、炭
酸ガスに対して１０　ｐ　ｐｍ以上の亜Ｍ、酸ガスを含
んだ混合ガスを温度２０℃未満で石灰乳と反応させるこ
とを特徴とする球状炭酸カルシウムの製造方法であるが
、カルシウムは本質的に亜硫酸と反応しやすいので炭酸
カルシウムの他に亜硫酸カルシウムも生成し、高純度の
球状炭酸カルシウムを製造することは困難である。

また、特開昭６０−９０８２２号公報に開示された方法
は、マグネシウム化合物を含む水酸化カルシウム水懸濁
液の液温を０〜３０℃とし、二酸化炭素を導入して炭酸
化を行ない、粘稠なにかわ状乳濁液になった時点で縮合
リン酸あるいはそのアルカリ金属塩を添加することを特
徴とする球状炭酸カルシウムの製造方法であるが、生成
する球状炭酸カルシウムの形状が歪のある球状になるた
め、充填剤としてはあまり好ましくない。

［発明の目的］ 本発明は１紙、ゴム、プラスチックスおよび塗料などの
充填剤として好適に利用される球状炭酸カルシウムの新
規な製造方法を提供することを目的とする。

［発明の要旨］ 本発明は、モノエタノールアミンを含有する石灰乳に二
酸化炭素を導入して炭酸化反応を行なうことを特徴とす
る球状炭酸カルシウムの製造方法にある。

本発明の球状炭酸カルシウムの製造方法における好まし
い実施の態様を以下に記載する。

（１）石灰乳中のモノエタノールアミンの含有量が、該
石灰乳中に含有される水酸化カルシウムに対して８．０
重量％以上であることを特徴とする球状炭−カルシウム
の製造方法。

（２）石灰乳が水１００ｍＭに対して３〜２５ｇの水酸
化カルシウムを含むものであることを特徴とする球状炭
酸カルシウムの製造方法。

（３）二酸化炭素の導入速度が、該石灰乳中に含有され
る水酸化カルシウムＩｇ当り７　ｍ　ｌ　／分以上であ
ることを特徴とする球状炭酸カルシウムの製造方法。

（４）反応開始時の石灰乳の温度を２０℃以下に調整す
ることを特徴とする球状炭酸カルシウムの製造方法。

（５）炭酸化反応の温度を３０℃以下に保つことを特徴
とする球状炭酸カルシウムの製造方法。

［発明の詳細な記述１ 本発明の球状炭酸カルシウムの製造方法は１石灰乳にあ
らかじめモノエタノールアミンを添加したのち、該石灰
乳を炭酸化することを特徴とするものである。　　　− 本発明の炭酸カルシウムの製造に際して、まず石灰乳（
水酸化カルシウム水懸濁液）を調製する０石灰乳の調製
に用いる水酸化カルシウム源として、通常の生石灰ある
いは消石灰を用いることができる。生石灰及び消石灰の
例としては、生石灰粉、塊状生石灰、塩焼き生石灰およ
び通常の消石灰を挙げることができる。

上記のような生石灰および消石灰を水中に投入して石灰
乳をｒＢ製する０石灰乳中に含有される水酸化カルシウ
ムの濃度は、通常３〜２５ｇ７１００ｍＪＬ、好ましく
は５〜１６ｇ／１００ｍｕの範囲である０石灰乳に含有
される水酸化カルシウムの濃度が３　ｇ　７１００　ｍ
　１未満では濃度が低すぎて経済的でなく、濃度が２５
ｇ／１００ｍｆＬを越えると石灰乳の粘度が高くなり１
作業性が低下する。

次に、炭酸化反応を開始する時点の石灰乳の温度は一般
に２０℃以下、好ましくは、１０〜１７℃の範囲に調整
される。また、炭酸化反応中は、温度を通常３０℃以下
、好ましくは２５℃以下に保つ０石灰乳の温度の制御は
、炭酸化反応が発熱反応であるため、例えば反応容器に
冷却装置を付設して行なうことができる。

モノエタノールアミンの添加量は、石灰乳中に含有され
る水酸化カルシウムに対して通常８．０重量％以上、好
ましくは１０００重量％以上であ、る０通常、第１回目
の球状炭斂カルシウムの製造時には、あらかじめモノエ
タノールアミンを石灰乳に該石灰乳中に含有される水酸
化カルシウムに対して８．０重量％以上添加する必要が
あるが。

第１回目製造以後の場合については、第１回目の反応液
の濾液を使用することが可能なため、モノエタノールア
ミンを、新たな石灰乳中に含有される水酸化カルシウム
に対して３．０重量％程度添加すればよ〈省ａＳの面か
らも有利である。

炭酸化反応を行なう際の二酸化炭素の導入速度は、石灰
乳中に含有される水酸化カルシウムＩｇに対して通常７
　ｍｊｌ／分以上好ましくは８ｍＪｌ／分以上に設定す
る。

導入する二酸化炭素は、二酸化炭素単独であっても、あ
るいは水酸化カルシウムと実質的に反応性を有していな
い気体（例：空気、窒素ガス）と二酸化炭素との混合ガ
スであってもよい、また、石灰石の焼成の際に排出され
る二酸化炭素含有気体を用いることもできる。混合ガス
を用いる場合は、混合ガス中の二酸化炭素の濃度が、通
常１０容量％以上、好ましくは２０容量％以上のものを
使用する。

なお、上記の炭酸化反応は、Ｗｌ拌下に行なうことが望
ましい。

［発明の効果］ 本発明の製造方法により・、従来炭酸ガス化合法では製
造することが困難であった球状を有する炭酸カルシウム
を容易に製造することができる。

また、本発明の製造方法により得られる球状炭酸カルシ
ウムは、一般にバテライト型結晶のものとなり、そのバ
テライト型結晶の特質として歪のない球状のものが得ら
れる。

従って１本発明により得られる球状炭酸カルシウムは、
紙、ゴム、プラスチックスおよび塗料などの各種材料の
充填剤として好適に使用することができる。

次に本発明の実施例を示す。

［実施例１］ 冷却装置を備えた容量３文の反応容器に工業用生石灰粉
および水を投入して、水酸化カルシウム濃度８　、０　
ｇ　／　１００　ｍ文の石灰乳２文を調製した０次に、
この石灰乳中に含有される水酸化カルシウムに対して２
５重量％になるようにモノエタノールアミンを添加した
。

この石灰乳を冷却し、反応開始温度１７℃で純度９９．
５％以上の二酸化炭素を二酸化炭素の導入速度が石灰乳
中に含有される水酸化カルシウムＩｇに対して９．４ｍ
ｉ／分となるように攪拌しながら導入し、反応温度１７
℃で炭酸化反応を行なった。

反応終了後、得られた反応液に対し濾過、脱水およびメ
チルアルコール洗浄の各操作を順次行なった後、１１０
℃で乾燥して炭酸カルシウムを２１０ｇ得た。炭酸化反
応に要した時間は３３分であった・ 得られた炭酸カルシウムの電子顕微鏡写真を詳細に検討
したところ、平均粒子径が約ＩＩＬｍの粒子径の揃った
歪の少ない球状の形状を有する炭酸カルシウムであった
０本実施例で得られた球状炭酸カルシウムを添付した図
面（第１図）に示す。

さらにＸ線回折の結果、得られた炭酸カルシウムはバテ
ライト型結晶であることが判明した。

［実施例２］ 実施例１で用いた反応容器と同一の反応容器に、実施例
１で得られた反応液の濾液１．７１と工業用生石灰粉及
び水を投入して、水酸化カルシウム濃度８．０ｇ７１０
０ｍＪｌの石灰乳２１を調製した０次に、この石灰乳中
に含有される水酸化カルシウムに対して４．５重量％の
モノエタノールアミンを添加した。

この石灰乳を冷却し１反応開始源度１７℃で純度９９．
５％以上の二酸化炭素を二酸化炭素の導入速度が石灰乳
中に含有される水酸化カルシウムＩｇに対して１２．５
ｍＪＬ／分となるように攪拌しながら導入し、反応温度
１７℃で炭酸化反応を行なった。

反応終了後、得られた反応液に対し濾過、脱水およびメ
チルアルコール洗浄の各操作を順次行なった後、１１０
℃で乾燥して炭酸カルシウムを２１０ｇ得た。炭酸化反
応に要した時間は２５分であった。

得られた炭酸カルシウムの電子顕微鏡写真を詳細に検討
したところ、平均粒子径が約０．９ｇｍの粒子径の揃っ
た歪の少ない球状の形状を有する炭酸カルシウムであっ
た。

さらにＸ線回折の結果、得られた炭酸カルシウムはへテ
ライト型結晶であることが判明した。

［実施例３］ 冷却装置を備えた容量６文の反応容器に消石灰および水
を投入して、水酸化カルシウム濃度１２．０ｇ７１００
ｍＪ１の石灰乳５文を調製した。次に、この石灰乳中に
含有される水酸化カルシウムに対して１２重量％になる
ようにモノエタノールアミンを添加した。

この石灰乳を冷却し１反応開始温度１７℃で二酸化炭素
含有気体（二酸化炭素濃度３０容量％、窒素ガス濃度７
０容量％）を二酸化炭素の導入速度が石灰乳中に含有さ
れる水酸化カルシウムｔｇに対して９．４ｍ！；Ｌ／分
となるように攪拌しながら導入し、反応温度１７℃で炭
酸化反応を行なった。

反応終了後、得られた反応液に対し濾過、脱水およびメ
チルアルコール洗浄の各操作を順次行なった後、１１０
℃で乾燥して炭酸カルシウムを５２５ｇ得た。炭酸化反
応に要した時間は３５分であった・ 得られた炭酸カルシウムの電子顕微鏡写真を詳細に検討
したところ、平均粒子径が約０．７ｇｍの粒子径の揃っ
た歪の少ない球状の形状を有する炭酸カルシウムであっ
た。

さらにＸ！ａ回折の結果、得られた炭酸カルシウムはバ
テライト型結晶であることが判明した。

［比較例１］ モノエタノールアミンを全く添加しなかった以外は、実
施例１と同様にして炭酸カルシウムを製造した。

生成した炭酸カルシウムは、微細な不定型であった。さ
らにＸ線回折の結果、得られた炭酸カルシウムはカルサ
イト型結品であることが判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１で得られた球状炭酸カルシウムの形
状を示す５０００倍の電子顕微鏡写真の複製図であり、
写真中のバーの長さは１１０７ｔを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　モノエタノールアミンを含有する石灰乳に二酸化炭素
   を導入して炭酸化反応を行なうことを特徴とする球状炭
   酸カルシウムの製造方法。