JPH0140768B2 - - Google Patents

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JPH0140768B2
JPH0140768B2 JP59228057A JP22805784A JPH0140768B2 JP H0140768 B2 JPH0140768 B2 JP H0140768B2 JP 59228057 A JP59228057 A JP 59228057A JP 22805784 A JP22805784 A JP 22805784A JP H0140768 B2 JPH0140768 B2 JP H0140768B2
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calcium carbonate
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Etsuku Heruberuto
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Wacker Chemie AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18Carbonates
    • C01F11/182Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021Calcium carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/10Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
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    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/54Particles characterised by their aspect ratio, i.e. the ratio of sizes in the longest to the shortest dimension
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は、方解石型炭酸カルシウム充填剤及び
その製法に関する。 従来の技術 プラスチツク及び特にゴム内で強化作用する充
填剤は、一層重要になつて来た。この場合、最良
の結果は極く一般的にBET比表面積
(Brunnauer、Emmet、Teller cf.Kirk−
Othmer、2nd Edit.、Vol.1、P431参照)>20m2
gを有する充填剤で達成される。 繊維状充填剤が強化充填剤としては小板状のも
のよりも好適でありかつ小板状充填剤はまた例え
ば球形又は立方体の粒状形を有するものよりも好
適であることも公知である。繊維状の場合には、
長さ対直径の比(形状係数)が極めて重要であ
る。すなわち、繊維状構造の利点が発揮されるよ
うに製品固有の臨界的値を上回るべきである。一
般に、この値は10以上である。 他面、屡々白亜又は一般的に表現すれば炭酸カ
ルシウムも良好な有用性のために別の充填剤より
も優れている。しかしながら、天然に存在する方
解石又はあられ石は、微細に粉砕してもその比表
面積が小さいために屡々不十分である。従つて、
既に従来炭酸カルシウムも合成的に水性懸濁液中
で水酸化カルシウム及び二酸化炭素から製造され
る。種々の結晶形及び構造で炭酸カルシウムを製
造する多数の方法が開示された。 あられ石型結晶構造を有する炭酸カルシウム
は、一般に強化充填剤としては方解石型結晶構造
を有するものほど好適でなくかつ多数の公知の棒
状炭酸カルシウムはあられ石型である。しかしな
がら、方解石型棒状製品も存在する。しかし、こ
の平均形状係数は5未満である。更に、該粒子は
比較的大きい、すなわち比表面積<15m2/gを有
する。 ところで、西独国特許出願公開第2716794号明
細書に、前記に対して既に改良された方法が開示
され、該方法によれば炭酸カルシウム粒子鎖状体
が製造される、すなわちこの生成物においては炭
酸カルシウム結晶は鎖状に接合されている。もち
ろん、この解決手段もなお完全には満足されな
い。 発明が解決しようとする問題点 従つて、本発明の課題は、比表面積が>15m2
g、特に>20m2/gでありかつ並均形状係数が>
5、好ましくは>8、特に>10であり、その晶癖
が棒状又は繊維状であり、かつプラスチツク用の
強化充填剤として使用することができる、公知の
ものに比較して改良された微粒子状の方解石型炭
酸カルシウムを製造することであつた。 問題点を解決するための手段 前記課題は、BET比表面積15〜200m2/g、平
均形状係数>5及びPO3- 4として計算したかつ炭
酸カルシウムに対する燐酸イオン含有率2.5〜25
重量%を有する、針状、繊維状及び/又は棒状の
方解石型炭酸カルシウムによつて解決される。 上記特性を有する炭酸カルシウムは好ましく
は、ほぼ0〜25℃、有利には2〜20℃で3〜15重
量%)、有利には25重量%以下の水酸化カルシウ
ム水性懸濁液から、場合により空気又は窒素と混
合した、二酸化炭素を用いて自体公知方法で沈殿
させることにより製造される。 本発明による方法は、PH低下の開始時に、有利
にはなお飽和水酸化カルシウム溶液が存在する時
点、特に中和剤に対して65%の理論的転化率以前
に、HaMe3-aPO4(a=0〜3;Me=H、NH4 +
(a≠0)、Na+、K+)の形のPO3- 4を、使用水酸
化カルシウムに対して、有利には3〜25重量%、
特に有利には5〜12重量%加えかつ完成した生成
物を場合により公知方法で乾燥させることを特徴
とする。該製造過程ではまた、前記反応中に反応
混合物の申し分ない混合が保証されるように留意
すべきである。生成物は反応中に、有利には必要
な二酸化炭素50モル%を添加した後、但し特に有
利にはPH≧11で、以下に定義するコーチング剤を
添加することにより処理することができる。ま
た、乾燥した生成物は公知方法でなお例えば疎水
性化剤、例えばステアリン酸、カルボン酸基を含
有するポリブタジエン、特に炭酸カルシウムのた
めに好適な物質でその都度の使用目的のために変
性させることができる。炭酸塩化は有利には水酸
化カルシウムが完全に中和するまで、必要であれ
ば、PH7又は6、特に約9.3まで実施する。 従来の方法では、二酸化炭素を用いて水性懸濁
液から水酸化カルシウムを沈殿させて、大抵の場
合直径0.01〜0.03μm及び長さ約0.2μmの炭酸カル
シウムが生成する(第段階)が、但し反応の残
り半分の過程で、特に水酸化カルシウムを溶解し
た後に、電子顕微鏡下で常に該針状結晶は、まず
針状体に対する直角方向の擬ノツチングが起り
(第段階)、次いで結晶片が粒状鎖として凝集し
(第段階)、最後に個々の斜方六面体結晶片に分
解する(第段階)形式の分解が観察される。第
段階の結晶片の平均直径は、一般に0.02μm以
上、大抵は0.03μm以上である。西独国特許出願
公開第2716794号明細書においては、大抵の場合
粒子鎖状体が生成する、すなわちこの場合には、
第段階が安定化される。 ところで、従来の方式では水酸化カルシウム粒
子から単離することができなかつた最初に生成し
た針状体の変化ないしは分解を、本発明によれ
ば、驚異的にも燐酸イオンを用いてかつ別のパラ
メータを正確に保持することによつて十分に阻止
することができる。すなわち驚異的にも既に第
段階で、少なくとも第段階への移行段階で安定
化することができる。 反応を0℃よりも低い温度で実施すると、経済
的でないだけでなく、しかも高すぎる温度におけ
ると同様に、顕著な粗粒子化及び表面積の減少と
いう品質上の欠点も生じる。この理由から、ほぼ
0〜30℃、有利には0〜25℃、特に有利には5〜
20℃で操作すべきである。しかしながら、温度限
界の正確な維持は、反応の第段階、すなわち全
ての水酸化物が溶解した後には、第段階と比較
するともはやそれほど決定的には作用しない。更
に、高すぎる温度はあられ石型の粗粒子を生成す
る。 水酸化カルシウム含有率3重量%未満の水酸化
カルシウム水性懸濁液を使用すると、これは品質
の改善をもたらさず、しかも経済的に不利であ
る。上限は、特に50〜65%の転化率で最高値に達
する、反応混合物における粘度上昇から生じる。 PO3- 4イオンの添加は、PH値の降下の開始前に、
有利にはなお飽和水酸化カルシウム溶液が存在す
る時点、特に理論的に必要な炭酸の量に対して65
%の転化率が達成される以前、特に有利には30%
の転化率以前に行なう。この場合には、有利には
H3PO4、NH4H2PO4、(NH42HPO4又は相応す
る燐酸ナトリウム又はあまり有利ではないが燐酸
カリウムを使用する。この手段では、むしろ結晶
構造の障害、ひいては棒状構造の不安定化が予測
されたはずである。ところが意想外にも、前記量
に留意する限り、反対のことが生じた。 多すぎる燐酸塩を使用すると、太い棒状体の形
成及び微細な一次棒状体の分解をもたらすことが
ある、すなわち反応は第2段階を越えて進行す
る。オルト燐酸塩又はオルト燐酸の代りに例えば
メタ形又はオリゴ形を使用しても所望の結果は得
られない。 本発明に基づいて製造された炭酸カルシウムの
コーチングは、水性分散液中で乾燥工程前又は乾
燥工程後に行なうことができる。前者の場合に
は、コーチング剤を有利には完全に炭酸塩化する
ために必要な二酸化炭素の50モル%を添加した後
に、特に有利にはPH≧11で加える。もちろん炭酸
塩化の終了後に混合を行なうこともできるが、但
しこのことは場合により定性的欠点を生じる。 それに対して、早すぎる添加は結晶の形成を妨
害することがある。 コーチング剤としては、原則的に炭酸カルシウ
ムのために適当である全てのものが好適である。
例としては、カルボキシル基含有重合体、例えば
ブタジエン−マレイン酸−又は−(メタ)アクリ
ル酸共重合体、スチレン−マレイン酸−又は−
(メタ)アクリル酸共重合体、ポリ(メタ)アク
リル酸及びそのアクリル酸エステル及び−アミ
ド、カルボン酸例えば(メタ)アクリル酸、ラウ
リン酸、油酸、ステアリン酸との共重合体等が挙
げられる。これは遊離酸として、またその塩の
形、例えばNH4 +塩又はNa+塩の形で添加するこ
ともできる。一般に、炭酸カルシウムに対してコ
ーチング剤0.5〜5重量%の添加で十分である。
この値は有利には上回るべきでない。 炭酸カルシウムの乾燥は、場合により公知方法
で例えば噴霧乾燥又は濾過(又は遠心分離)及び
濾過ケーキの乾燥により行なう。 発明の効果 本発明による充填剤は、微細な針状、繊維状及
び/又は棒状形によつて優れており、BET表面
積15〜200m2/g、有利には20〜150m2/g、特に
25〜60m2/g及び平均形状係数>5、有利には>
8、特に8〜15を有し、かつPO3- 4として計算し
たかつ炭酸カルシウムに対する燐酸イオン含有率
2.5〜25重量%、有利には4〜12重量%を有する。
粒子の直径は有利には0.003〜0.03μmであり、長
さは有利には0.07〜0.3μmである。 本発明に基づき製造された炭酸カルシウムは
種々の材料、例えばゴムにおいて充填剤、特に強
化充填剤として適当である。 実施例 次に実施例により本発明を詳細に説明する。 一般的実験法 攪拌機、温度計、ガス導入管及びPH測定器を備
えた、冷却可能な反応器に、水酸化カルシウム水
性懸濁液を装入し(他にことわりのない限り、比
較実験B、D及びN)かつCO2(150/h)又は
CO2/空気混合物で処理する。適用温度、PO3- 4
イオンの添加時点及び量は以下の表に示す。な
お、別の添加した化合物、及び14m/minでない
限りの攪拌機の周速度も表に記載する。 表中に*印をつけたものについては、電子顕微
鏡写真を添付する。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
面体

l=0.05〜0.15 l=0.05〜0.2
2 13.2 9.5
棒状 φ=0.01〜0.02 若干のより大きな棒状





l=0.05〜約0.2
【表】 【図面の簡単な説明】
図面は本発明による実験又は比較実験で得られ
た生成物の結晶構造の電子顕微鏡写真であり、
夫々第1図は実験3、第2図は実験6、第3図は
実験7、第4図は実験8、第5図は実験17、第6
図は実験18、第7図は同実験18、第8図は比較実
験E、第9図は比較実験O、第10図は比較実験
P、第11図は比較実験Q及び第12図は比較実
験Rで得られた生成物の結晶構造の電子顕微鏡写
真である。
【特許請求の範囲】
1 亜硫酸ガスを含む排ガスを、少なくともスル
ホコハク酸マグネシウムを含有する吸収液と接触
させて、亜硫酸ガスを捕捉し、これを空気酸化す
ると共にに石灰石で中和することにより、上記吸
収液中にスラリーとして生成させた二水石膏を該
吸収液と共に加熱してα型半水石膏に転化させた
後固液分離し、得られた分離液は亜硫酸ガスの捕
捉に循環使用することを特徴とする排ガス中の亜
硫酸ガスよりα型半水石膏を製造する方法。 2 スルホコハク酸マグネシウムの濃度が10〜
100mmol/Kgである吸収液を用いる特許請求の
範囲第1項記載のα型半水石膏の製造方法。 3 二水石膏をα型半水石膏の転化する際の二水
石膏のスラリーがスラリー濃度30〜60重量%に濃
縮したスラリーである特許請求の範囲第1項記載
のα型半水石膏の製造方法。 4 加熱温度が110〜140℃である特許請求の範囲
第1項記載のα型半水石膏の製造方法。
JP59228057A 1983-11-04 1984-10-31 方解石型炭酸カルシウム充填剤及びその製法 Granted JPS60112615A (ja)

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