JPH02149421A - 異形炭酸カルシウム - 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） 本発明は異形炭酸カルシウムに関するものであり、更に
詳しくは異形の粒子例えばカオリナイト、セリサイト等
の板状あるいはセビオライト、ハロイサイト等の針柱状
、もしくはバテライト、シリカ等の球状又は珪藻土、ゼ
オライト等の多孔性粒子の天然あるいは合成無機質又は
ラテックス等の有機質粒子を核として、それらの懸濁液
中で液相法又は液相法とガス法との組合せによる炭酸力
ルンウムの反応生成法を利用する手法に係り、該炭酸カ
ルシウム分を５〜９５％（以下すべて重量％）、好まし
くは５０〜９５％含有する異形炭酸カルシウムに関する
ものである。

炭酸カルシウムの粒子形状については、通常００２〜０
．２μｍの立方形あるいは長径１〜４　ｊＬｍ、短径０
．２〜０．５μｍの紡錘形カルサイト、又は長径０．５
〜５μｍ、短径０．２〜０．５μｍの針柱状アラブナイ
トが製造販売されており、一部０．２〜１０μｍの球状
バテライトの試作もなされている。

又関連業界からは古くから異形炭酸カルシウムの開発が
強く要望されていた。

即ち製紙業界から、塗被紙顔料として現在主として使用
されているカオリナイトのように低圧のカレンダー仕上
げで配向し易く、光沢度、平滑度不透明度、Ｋ＆Ｎイン
キの乗り等に優れた板状炭酸カルシウムが、又内填紙及
びプラスチック、ゴム業界より剛度、強度面から針柱状
粒子が、インキ、塗料、化粧品業界よりその優れた流動
特性より球状粒子が機能性粉体として希求されていた。

本発明品は、核とした原異形粒子の恰もコピの如き形状
を有する異形の炭酸カルシウムであり例えばカオリナイ
トを核とした８０％炭酸力ルシラム含有物の場合、厚み
が０．１μｍ程度増加するのみで、殆んど電子顕微鏡観
察では区別がつかず、カオリナイトの最大の欠点と云＾
る白色度も８３から９３％に、その機能価値が顕著に向
上したものである。

これを炭酸カルシウム側から見ると板状になる事により
、光沢性以外に流動特性５表面強度、平滑性、及びイン
キの乗りに係る印刷適性等、従来品で考えられなかった
優れた特性が付与されたものと公人る。

又針柱状及び球状粒子にしても核粒子の強度によるため
か、耐破壊、折損強度の高い非常に特徴のある製品が得
られ、従来の炭酸カルシウムの領域を遥かに越えた全く
新規な炭酸カルシウム粒子を創製し得たものである。

その他人々の用途に適応した核素材を選択する事により
新しい業界分野へも有効に活用が可能なものと考えられ
る。

（従来技術） 現在市販されている炭酸カルシウムの形態としては立方
形と紡錘形又は針柱状あるいは連鎖状粒子で一部球状の
ものも試作されている。板状粒子については数１０年来
種々試みられたが満足すべき結果が得られず、最近特開
昭６１−２１９７１７に根状炭酸カルシウム関する製造
法が公開されたが、６０〜７５％炭酸化した塩基性炭酸
カルシウムを炭酸ガス雰囲気中で２５０〜７００℃に加
熱するもので、カオリナイトその他の板状鉱物粒子と対
比して、品質、コスト面で十分比較検討する必要があり
、本発明品とは基本的に発想、手段及び生成物そのもの
も全熱異質のものである。

（問題を解決するための手段） 通常の炭酸カルシウム製造法である水酸化カルシウム懸
濁液に炭酸ガス、あるいは炭酸ガス中に水酸化カルシウ
ム懸濁液を導入反応させる既成概念でとらえると、工業
的に板状炭酸カルシウムを製造する事は非常に困難で、
水酸化カルシウムなる固相を原料とするのでなく、塩化
カルシウム等液相での反応を主眼に、これにアンモニア
及び炭酸ガスを導入する方法により、水酸化カルシウム
法にはない共存する異形核粒子表面への炭酸カルシウム
結晶析出が可能になる。即ちその反応系中に何らかの固
相例＾ばカオリナイトの粒子が懸濁している場合、炭酸
カルシウム結晶はカオリナイト核の表面に析出する。

しかも従来の形態である立方形その他ではなく膜状の炭
酸カルシウムが該粒子上に均一に生成し厚みに対する表
面径のアスペクト比がｌＯ〜３０あるカオリナイト等の
板状の核粒子に対しては、炭酸カルシウムを析出させて
も表面積には殆んど変化なく、厚さが０．１μｍ程度増
加するだけでその根状的特性は殆んど損なわれる事なく
、組成的には炭酸カルシウム含有率を５〜９５％に変え
られ、全く原核粒子のコピーそのものの外観を呈したも
のになる。

本発明の詳細を記載すると次の通り、 ｌ）核とする鉱物粒子（合成品も含む）■　板状粒子 ２層構造型　カオリン鉱物 ３層構ｆｉ梨　　バーミキュライト鉱物雲母粘度鉱物 塩基性炭酸マグネシウム ■　針柱状粒子 セビオライト、ハロイサイト、サチンホワイト■　球状
粒子 バテライト、球状シリカ、ベリリウム ■　多孔性粒子 ゼオライト、珪藻土、シラスバルーン フライアッシュ ■　その他 なお本発明品に係る異形炭酸カルシウムとは別であるが
、本発明の手法を利用する事により、酸化チタンあるい
は酸化亜鉛等を核粒子として高隠蔽性の炭酸カルシウム
を得る事も可能である。

２）異形炭酸カルシウムの製造法 前述の核とする鉱物粒子の水８濁液に５〜２０％ｌＯ〜
５０℃の可溶性カルシウム塩である塩化カルシウム又は
硫酸カルシウムを加え、モル等量の５〜２０％、１０〜
５０℃のアンモニア水を撹拌し乍ら役人後、直ちに１０
〜３０（容量）％、１０〜５０℃の炭酸ガスを、水酸化
カルシウム換ｌＥＩｇに対し１〜３０ｍβ／分の速度で
導入することにより異形炭酸カルシウムを得る事が出来
る。

この際上記の条件範囲をはずれた場合は、所期の膜状炭
酸カルシウムを核粒子表面に析出生成させる事は困難で
ある。

なお異形炭酸カルシウム中の炭酸カルシウム含有率を５
〜９５％とすると、生成物が炭酸カルシウムの特性例え
ばその優れた白色度を具現するもので、カオリナイトを
核とした板状炭酸カルシウムで塗被紙用に利用する場合
は、５０〜９５％がより好ましい範囲と云える。

また原核組成により１回の処理で所期の炭酸カルシウム
がその表面に析出し難い場合には、先ず炭酸カルシウム
と親和性の良好なシリカ、アルミ等で１次処理した後、
本発明の手法による炭酸カルシウムの２次処理を行なう
事も可能である。

（発明の構成） 本発明構成の要点を列記すると次の通りである１）核と
して異形の天然又は合成無機質粒子あるいは異形の有機
質粒子を利用する。

２）核粒子の懸濁液中で、可溶性カルシウム塩と可溶性
水酸化物及び炭酸ガスとの反応を行なう事により、該核
粒子表面に膜状の炭酸カルシウムを析出させ、炭酸カル
シウムを５〜９５％含有する異形炭酸カルシウムを得る
ものである。

以下本発明による異形炭酸カルシウムの製造法を実施例
により示す。

実施例１ １部％、３０℃のカオリナイト（米国産ＵｌｔｒａＷｈ
ｉｔｅ９０）の懸濁液２ｔに、ＣａＣ０゜として固形分
８００Ｋｇになる様調整した１０％、３０℃のＣａ　Ｃ
ｌ　２を加え、十分撹拌し乍６１０％３０℃（７）　Ｎ
　Ｈ＜　ＯＨ及び２０（容ｆｉ％）、３０℃の炭酸ガス
を２０　ｍ　Ｉ２／　Ｃａ　（ＯＨ）　ｍ　ｇ−分の速
度でＰＨが７になる迄導入後、フィルターブレスによる
脱水、水洗、１００℃２時間の乾燥、ハンマーミルによ
る粉砕、１５０ｍｅｓｈ篩過により、Ｃａ　ＣＯｓを８
０％含有する板状ＣａＣ０゜粉体ｉｔを得た。

実施例２ 実施例１のカオリナイトの代りにセビオライト（中国産
セビオライト）を使用し、他は実施例１と同様にして、
Ｃａ　ＣＯｓを８０％含有する長径３μｍ短径０．０２
％ｍの柱状ＣａＣ０ａｌｔを得た。

実施例３ 実施例１のカオリナイトの代りに球状シリカ（米産石灰
工業■製熔融シリカ）を使用し、他は実施例１と同様に
してＣａ　ＣＯｓを８０％含有する０、１５μｍの球状
ＣａＣ０５ｌｔを得た。

比較例１ 実施例１で利用したＣ　ａ　Ｃｌ　＊及びＮＨ，ＯＨの
代りに、ＣａＯを水化して得たＣａ（ＯＨ）＊を使用し
、カオリナイトを核として険施例１と同様の処理を行な
ったが、カオリナイトとＣａ　ＣＯｓとの異なる混合物
が得られ、所期の板状ＣａＣ０゜は得られなかった。

参考例 現在最も優れた塗被紙用Ｃａ　ＣＯ３とされている０、
２μｍの立方形ＣａＣ０，、及びカオリナイトを比較資
料とした。

実施例１の板状Ｃａ　ＣＯｓに関する塗被紙試験の結果
は次の通り、 １）顔料 ■　実施例１の板状Ｃａ　ＣＯｓ ■　０．２μｍの立方形ＣａＣ０＝　　（米産石灰工業
■製） ■　カオリナイト（エンゲルハード　ミネラルズアンド
ケミカルズコーボレ ション製　ｔＪＷ−９０） ２）顔料水系分散体の調整 ■　実施例１の板状ＣａＣ０、及び０．２μｍの立方形
ＣａＣ０、については、夫々各１００部（以下重量部）
当り分散剤（正正製ボイス５２６）を０．８部及び水を
加えて６０％濃度のスラリーとする。

■　カオリナイトについてはその１００部当り分散剤（
東亜合成製アロンＴ−４０）を０．２部及び水を加えて
６０％濃度のスラリーとする。

■　塗被組成物の調整 上記の方法で得た顔料水系分散体の固形分１００部に対
しリン酸澱粉（日食加工製ＭＳ＃４６００）を６部、ラ
テックス（住友ノーガタック製５Ｎ３０４）９部を均一
に混合し、塗被組成物を得る。

■　塗被紙の作成 上記の塗被組成物を秤量７０ｇ／ｒｎ’の基紙の片面に
アプリケ−クーパーにより２０　ｇ／ｒｎ’の割合で塗
布し、風乾後２４時間にわたり２０℃、６０％ＲＨで調
湿した後、スーパーカレンダー処理する。

各塗被組成物の性状及び得られた各塗被紙の物性は次の
通り、 ■塗被組成物及び塗被紙物性 （発明の効果） 粉体粒子の特徴あるいは機能性は、その粒子の径及び形
並びに粒子表面の性状により発現されるが、利用分野の
各ニーズに対応した形状因子を適応させる事により、製
紙、塗料、インキ、プラスチック、ゴム、あるいは化粧
品等の顔料として極めて優れた特性を発揮し得るもので
、ある意味では全く新規な炭酸カルシウム粉体を関連業
界に提供し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１の電子顕微鏡写真である。 （１万倍） 第２図は実施例２の電子顕微鏡写真である。 （４万倍） 第３図は実施例３の電子顕微鏡写真である。 （４万倍） 特許出願人　米庄石灰工業株式会社 Ｘ、１０ （ｔ　［ｔ　Ｏ＋ ＜４０ １１　（Ｉ　ｌ’ｌ　ｌ 手続補正書 平成１年１２月８日 第 図 ｘ　　４ａ １ノａｐｔ １　、　！Ｊ！件の表示 昭和６３年特許願第１４９４８４号 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　核として異形粒子を利用した炭酸カルシウムの生成を
   特徴とする異形炭酸カルシウム