JPH0446013A - 球状粒子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】 産業上の皿 本発明は、球状の炭酸カルシウム粒子の製造方法に関す
る。

画一 炭酸カルシウムは、種々の産業分野において充填剤、補
強剤などとして使用されており、特に粒径の揃った球状
の炭酸力ルノウムは、充填性、分散性等の粉体物性に優
れている。

炭酸カルシウムは、石灰石を機械的に微粉砕した重質炭
酸カルシウムと、化学的方法によって合成される軽質炭
酸カルシウムとに大Ｓｌ＋され、本発明の球状粒子炭酸
カルシウムは後者の軽質炭酸カルシウムである。

軽質炭酸力ルンウムの製造方法としては、いわゆるパ液
−液″法と″液−ガス″法とがある。

パ液−液′°法は、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム
等の炭酸イオン含有水溶成と塩化カルシウム等のカルシ
ウム化合物の水溶液とを混合、反応させて炭酸カルシウ
ムを製造する方法であり、特開昭５５−９５６１７号公
報に球状微粒子炭酸カルシウムの製造方法が記載されて
いる。

゛液−ガス″法は、日本で工業的に土として行なわれて
いる方法であり、水酸化カルシウムスラリーに炭酸ガス
を吹き込むことによって炭酸カルシウムが合成され、水
酸化カルシウムスラリーの濃度、反応温度、反応方法、
添加剤の種類と有無等を制御することにより、種々の粒
径、形状の炭酸カルシウムが開発されている。″液−ガ
スパ法による製造方法としては、例えば、特開昭６０−
９０８２２号公報に球状炭酸カルシウムの製造方法が、
また、特開昭６０−１６８５２４号公報に、球状沈降炭
酸カルシウム、その製法および用法が記載されている。

明が解決しようとする課 従来の″液−液″法による炭酸カルシウムの製造方法で
は、それぞれの原料溶液濃度、反応温度等の条件を調整
することにより、目的とする球状炭酸カルシウムが比較
的容易に得られるが、下式のように副生成物の生成が避
けられず、この副生成物の処理が負担となる。

ＣａＣ１□＋Ｎａ２Ｃ○、→ＣａＣ０，↓＋２ＮａＣ１
一方、水酸化カルシウムスラリーに炭酸ガスを吹き込ん
で、″液−ガス″法により粒径の揃った球状の炭酸カル
シウム粒子を製造することは、大変むずかしい。

そこで本発明では、このような問題点を解決し、粒径の
揃った球状粒子として炭酸カルシウムが簡単に得られる
製造方法を提供することを目的とする。

見回ム豊虱 本発明の球状粒子炭酸カルシウムの製造方法は、水酸化
カルシウム水溶液と炭酸ガスの反応によって炭酸カルシ
ウムを生成せしめるに際し、Ｃａ２＋イオン濃度８００
ｐｐｍの水酸化カルシウム水溶液に換算して、水酸化カ
ルシウム水溶液１Ｑ当たり、１７〜５００ｍΩ／ｌｌ１
ｉｎの流量で炭酸ガスを吹き込み、水酸化カルシウム温
度１５〜３０℃で反応させ、炭酸カルシウムを析出させ
ることを特徴とする。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明では、まず、水酸化カルシウム水溶液を調製する
。水酸化カルシウム水溶液は、水酸化カルシウムスラリ
ーを濾過することにより得ることができる。水酸化カル
シウム水溶液のＣａＺ　＊イオン濃度は、その飽和濃度
もしくは近傍が好適であり、また、水酸化カルシウムス
ラリーに、サッカロース等の糖類を添加して（：ｄ（Ｏ
ｒり２の溶解度を高め、Ｃａ”イオン濃度を大きくする
こともできる。具体的には７５０〜１１０５０ｐｐ程度
が好ましい。

この水酸化カルシウム水溶液には、界面活性剤を添加す
ることができる。

界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、ノニオン界
面活性剤などを用いることができ、ファミリーフレッシ
ュ（花王株式会社）、トランクスＨ”１５（８本油脂株
式会社）などとして市販されている。界面活性剤の添加
により、生成した球状の炭酸カルシウム粒子が、水分散
中にバテライトからカルサイトに変化することが防止さ
れる。

界面活性剤の添加量は、Ｃａ粒子イオン濃度８００ｐｐ
１１の水酸化カルシウム水溶液に換算して、水酸化カル
シウム水溶液１ｕ当たり０．１〜１ｇが好適である。

ついで、水酸化カルシウム水溶液に炭酸ガスを吹き込み
、炭酸カルシウム粒子を析出せしめる。

炭酸ガスの吹き込み量は、Ｃａ２＋イオン濃度８００ρ
ρｍの水酸化カルシウム水溶液に換算して、水酸化カル
シウム１ｌ当たり、１ｌ−５ＯＯａａ　Ｑ　／ｍｉｎで
ある。炭酸ガスの吹き込み量が１７ｙａ　Ｑ　／＠ｊｎ
未満では、反応時間が長くなり、立方体カルサイトが析
出しやすくなる。一方、５００１Ｉ１ｌ　／ｌ１ｉｎを
超えると、一部が炭酸水素カルシウムとなって溶解し、
後で立方体カルサイトとして析出しやすくなる。炭酸ガ
スの析出操作が終了した時、Ｑで、吹き込みを終了する
。炭酸ガスの吹き込み時間は、３〜４５０秒程度が好ま
しい。本発明でｒＣａ２＋イオン濃度８００ｐｐｍの水
酸化カルシウム水溶液に換算して」とは、Ｃａ”“イオ
ン８００ｐｐｍを基準とすることを意味し、例えばＣａ
２”イオン濃度が８８０ＰＰＭｍと１０％上昇すれば、
炭酸ガスの吹き込み量も１０％上昇して、１８．７〜５
５０ｍ　Ｑ　／ｗｉｎとなる。このことは、前述の界面
活性剤の添加量についても同じことが言える。

また、炭酸ガスの吹込みは、水酸化カルシウム水溶液の
温度を１５〜３０℃、好ましくは１５〜２５℃として行
なう。温度が低すぎると、炭酸水素カルシウムとなって
溶解しやすくなる。一方、温度が高すぎると、球状粒子
の表面が荒れて、形がくずれる。

ついで、析出した炭酸カルシウム粒子をｒ別等によって
分取する。

この炭酸カルシウム（バテライト）は、粒径の揃った球
状粒子であり１例えば、ふるい下５０％の粒子径をｄ　
Ｓｅ２同じく、７５％の粒子径をｄ　７Ｓ、２５％の粒
子径をｄＺＳとすれば、ｄ５．＝１〜６μｍ、　ｄ７．
／ｄ２．＝１．３〜１．７程度と粒度分布幅の狭いもの
が得られる。

このように、本発明で得られる炭酸カルシウムは、粒度
分布幅が狭く、きれいな球状粒子であるので、充填性、
分散性等の粉体物性が向上し、合成樹脂、塗料、インキ
、ゴム製品、化粧品など幅広い用途への利用が期待でき
る。

本発明の製造方法は、バッチ法でも連続法でもいずれも
が適用できる。

第１図は、連続法のプロセスを示すフロー図である。

水酸化カルシウムスラリータンクからポンプによりスラ
リーをフィルターに供給し、水酸化カルシウムの飽和水
溶液を得る。水酸化カルシウム水溶液に界面活性剤を添
加し、適宜ポンプにより反応器に送り、撹拌下に炭酸ガ
スを吹き込んで炭酸カルシウムを析出させる。オーバー
フローを取り出し、フィルターにより濾過し、球状の炭
酸カルシウム粒子を回収する。

見−件処米 本発明によれば、所定流量で炭酸ガスを水酸化カルシウ
ム水溶液に所定温度で吹き込むことにより、簡単な操作
で粒径が揃った球状の炭酸カルシウム粒子を製造するこ
とができる。

実施例１ 水酸化カルシウムスラリーをフィルターにより濾過し、
水酸化カルシウム水溶液（Ｃａ粒子イオン濃度：　７７
０ｐｐｍ）を得、この水溶液２Ｑを反応容器（容量：３
Ｑ）に入れ、撹拌（かい十字型７０ｍｍφプロペラで３
７０ｒｐｍ）　シながら、炭酸ガスを５００ｍ　Ｑ　／
１Ｉｌｉｎの流量で１０分間吹き込んで、球状の炭酸カ
ルシウム粒子を生成させる。反応温度は１５°Ｃとする
。生成した球状粒子炭酸カルシウムをフィルターにて濾
過脱水し、電気乾燥器を用い約１００℃で乾燥してサン
プルを得る。第２図に、このサンプルのＳＥＭ（走査型
電子顕微鏡）による観察写真を示す。写真下のスケール
は。

フルスケール１０μｍ、１目盛１μｍを表わす、また第
７図はこのサンプルのｘｉ回折パターンで、主に、バテ
ライト結晶であることを示している。

第７図以降のＸ線回折パターンでは、・がバテライトの
ピークを、×はカルサイトのピークを示す。

実施例２ 水酸化カルシウムスラリーをフィルターにより濾過し、
水酸化カルシウム水溶液（Ｃａ２°イオン濃度：　８１
０ｐｐｍ）を得、この水溶液２Ｑと界面活性剤（花王株
式会社製ファミリーフレッシュ）２．０ｇを反応容器（
容量＝３Ｑ）に入れ、撹拌（かい十字型７０ｍｍφプロ
ペラで３７０ｒｐｍ’ｉ　Ｌながら、炭酸ガスを５ｏｏ
ｍ　Ｑ　／ｗｉｎの流量で１０分間吹き込んで、球状粒
子炭酸カルシウムを生成させる。反応温度は１８℃とす
る。生成した球状粒子炭酸カルシウムをフィルターにて
ｆ′ｊ過脱水し、電へ（乾燥器を用い約１００℃で乾燥
してサンプルを得る。

第３図にこのサンプルのＳＥＭによる観察写真を示す。

写真下のスケールは、フルスケール１゜μＬ　１目盛１
μｍを表わす。また、第８図はサンプルのＸｌｉＡ回折
パターンで、主にバテライト結晶であることを示してい
る。

実施例３ 水酸化カルシウムスラリーをフィルターにより濾過し、
水酸化カルシウム水溶液（Ｃａ”イオン濃度＝８００ｐ
ｐｍ）を得、この水溶液２Ωと界面活性剤（日本油脂株
式会社製トラックス１（−４５）１．９ｇを反応容器（
容量＝３Ｑ）に入れ、撹拌（かい十字型７０１ＩＩｌφ
プロペラで３７０ｒｐｎ）　シながら、炭酸ガスを２５
０ｍ　Ｑ　／ｚｉｎの流量で１０分間吹き込んで、球状
粒子炭酸カルシウムを生成させる。反応温度は１９°Ｃ
とする。生成した球状粒子炭酸カルシウムをフィルター
にて濾過脱水し、電気乾燥器を用い約１００℃で乾燥し
てサンプルを得る。第４図にこのサンプルの ＳＥＭによる観察写真を示す。写真下のスケールはフル
スケール１０μｍ、１目盛１μｍを表わす。

また、第９図はサンプルのＸ線回折パターンで主にバテ
ライト結晶であることを示している。

実施例４ サッカロースを添加した水酸化カルシウムスラリーをフ
ィルターにより濾過し、水酸化カルシウム水溶液（Ｃａ
”イオン濃度：　９７０ｐρｍ）を得、この水溶液２Ｑ
と界面活性剤（花王株式会社製ファミリーフレッシュ）
２．０ｇを反応容器（容量：］Ｑ）に入れ、撹拌（かい
十字型７０ｍｍφプロペラで３７０ｒｐｍ）　Ｌながら
、炭酸ガスを５００ｍ　Ｑ　／ｗｉｎの流量で１０分間
吹き込んで、球状粒子炭酸カルシウムを生成させる。反
応温度は２２℃とする。生成した球状粒子炭酸カルシウ
ムをフィルターにて濾過脱水し、電気乾燥器を用い約１
００℃で乾燥してサンプルを得る。第５図に、このサン
プルのＳＥＭによる観察写真を示す。写真下のスケール
はフルスケール １０μ＠、１目盛１μｍを表わす。また、第１０図はサ
ンプルのＸ線回折パターンで主にバテライト結晶である
ことを示している。

実施例５ 実施例２と同様な方法にて球状粒子炭酸カルシウムスラ
リーを作り、第１図に示したように連続式により製造し
た。

水酸化カルシウム水溶液１ｌに対して界面活性剤（花王
株式会社ファミリーフレッシュ）Ｉｇを加えた液を０．
２　Ｑ　／ｍｉｎ、炭酸ガスをＩ＋２／１１ユｎで、撹
拌（かい十字型７０ｍｆｆ１φプロペラで３７Ｏｒｐｍ
）しながら反応器に注入して定常状態とし、連続的に球
状粒子炭酸カルシウムを生成させる。反応器の容量は２
１２であり、これを超える分がオーバーフローされる。

水酸化カルシウム水溶液の反応器への平均滞留時間は１
０分であり１反応器において、水酸化カルシウム水溶液
１Ｑ当たり、５００ｍ　Ｑ　／ｗｉｎの流量で炭酸ガス
が吹き込まれることになる。反応温度は２０℃とする。

生成した球状粒子炭酸カルシウムをフィルターにて濾過
脱水し、電気乾燥器を用いて約１００℃で乾燥してサン
プルを得る。第６図に、このサンプルのＳＥＭによる観
察写真を示す。写真下のスケールはフルスケール１０μ
ｍ、　　１目盛１μｍを表わす、また、第１１図はサン
プルのＸ線回折パターンで主にバテライト結晶であるこ
とを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の連続式製造プロセスの一例を示すフ
ローシートである。 第２〜６図は、本発明で得られた炭酸カルシウム粒子の
形状を示す顕微鏡写真である。 第７〜１１図は１本発明で得られた球状粒子炭酸カルシ
ウムのＸｌｉＡ回折図であり、・がバテライトのピーク
を、×がカルサイトのピークを示す。 特許比願人　矢橋工業株式会社 代理人弁理士　網　野　　　　誠 同　網野　友康 同　口材　文男 手続補正書（自発） 平成２年ＩＯ月１５日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水酸化カルシウム水溶液と炭酸ガスとの反応によっ
   て炭酸カルシウムを生成せしめるに際し、Ｃａ粒子イオ
   ン濃度８００ｐｐｍの水酸化カルシウム水溶液に換算し
   て、水酸化カルシウム水溶液１ｌ当たり、１７〜５００
   ｍｌ／ｍｉｎの流量で炭酸ガスを吹き込み、水酸化カル
   シウム水溶液温度１５〜３０℃で反応させ、炭酸カルシ
   ウムを析出させることを特徴とする球状粒子炭酸カルシ
   ウムの製造方法。 ２、前記水酸化カルシウム水溶液１ｌ当たり、界面活性
   剤０．４〜１ｇを添加して反応させる請求項１記載の球
   状粒子炭酸カルシウムの製造方法。