JPH05201725A - 超高濃度炭酸カルシウムスラリー - Google Patents

超高濃度炭酸カルシウムスラリー

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JPH05201725A
JPH05201725A JP25281491A JP25281491A JPH05201725A JP H05201725 A JPH05201725 A JP H05201725A JP 25281491 A JP25281491 A JP 25281491A JP 25281491 A JP25281491 A JP 25281491A JP H05201725 A JPH05201725 A JP H05201725A
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calcium carbonate
concentration
slurry
carbonate slurry
ultrahigh
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JP25281491A
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Shin Koga
愼 古賀
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NITSUCHITSU KK
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NITSUCHITSU KK
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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
    • C01F11/185After-treatment, e.g. grinding, purification, conversion of crystal morphology

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は分散性ならびに貯蔵安定性の
良好な超高濃度炭酸カルシウムスラリーを提供すること
である。 【構成】 平均粒子径 0.1〜 5μの炭酸カルシウム 100
g当り0.75〜30ミリ当量のLi+ ,Zn2+,Ca2+,C
2+(塩化物、硫酸塩、リン酸塩の形のもの)からなる
無機電解質およびAlO2 - を含む無機電解質の一種ま
たは二種以上、重合度50〜 1000 のポリアクリル酸ソー
ダ 0.5〜 2.0g(純分換算)、キサンタンガム、架橋分
岐型ポリアクリル酸またはエーテル化度 1.0〜 1.5のカ
ルボキシメチルセルロースナトリウムの一種または二種
以上を0.01〜 0.1g、および必要量の水からなる固形分
濃度70重量%以上の超高濃度炭酸カルシウムスラリー
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特定の陽イオンまたは
陰イオンならびに有機高分子化合物を特定の量で含ませ
ることにより得られる、超高濃度かつ低粘度の微粒子炭
酸カルシウムスラリーに関する。さらに詳しくは、本発
明は洋紙、水系エマルジョン等の製造における顔料やフ
ィラーとして満足な品質特性と作業性を与えることので
きる分散性が極めて良好でかつ貯蔵安定性の優れた超高
濃度炭酸カルシウムスラリーに関するものである。
【0002】
【従来の技術とその問題点】公知の軽質炭酸カルシウム
スラリーの製造方法として特公昭46−14821があ
るが、この方法は平均粒子径0.5μ以下の沈降性炭酸
カルシウムの固形分濃度約50重量%のものに対する方
法である。しかし、分散解膠剤はトリポリリン酸ソー
ダ、ヘキサメタリン酸ソーダ等のポリリン酸塩に限ら
れ、分散促進助剤として、Zn、Caの塩化物、硫酸
塩、リン酸塩、水酸化物が適用されるにとどまってい
た。
【0003】一方、重質炭酸カルシウムの高濃度スラリ
ー化技術は、ポリアクリル酸ソーダの単独便用により、
約76重量%迄は調製可能であったが、それ以上の濃度
にすることは不可能であった(最密充填した等球を想定
すると空隙率は25.95%と計算され、今この部分に
水が充填されたと仮定すると固形分濃度は74.05重
量%になる)。従来技術では、このような限界濃度に近
いスラリーは流動性質が著しいダイラタンシーを示すな
ど不安定なものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする問題点】しかし、これらの方
法を適用しても、炭酸カルシウムをダイラタンシー流動
が起こらない例えば80重量%以上の超高濃度スラリー
に調製することは不可能であった。また、特に長期間静
置した時沈降粒子による固いケーキングが起こり、使用
時にトラブルの発生することが多かった。さらに、工場
等における現場作業環境上、公害防止の観点からも炭酸
カルシウムのスラリー輸送が望まれているが十分な高濃
度化が達成されていないのでいまだ実現されていない。
【0005】
【問題点を解決するための手段およびその作用】本発明
は、上記のごとき技術の現状に鑑みて鋭意研究を重ねた
結果、炭酸カルシウム粒子を最も効果的に分散させる方
法として、特定陽イオン、特定陰イオンの一種または二
種を最適イオン濃度範囲で添加して、ポリアクリル酸ソ
ーダを併用し、さらにキサンタンガム、架橋分岐型ポリ
アクリル酸またはカルボキシメチルセルロースナトリウ
ムの一種または二種以上を添加することにより貯蔵安定
性の優れた低粘度超高濃度スラリー化を実現するに至っ
た。すなわち、従来法では注目されていない分散を左右
するInteraction energy (インタラクションエネルギ
ー:相互作用エネルギー)に着目し、イオン種と濃度の
種々の組合わせに対応した最大の反発ポテンシャルを与
える時、分散効果が最大となり、粘度が最も低くなると
みなした。さらに分散作用を助長させるためポリアクリ
ル酸ソーダを加えることにより80重量%以上のダイラ
タンシー流動を起こさない超高濃度スラリーを容易に得
ることができた。しかしながら、このようにして調製し
た超高濃度スラリーは分散炭酸カルシウム粒子の自由沈
降が生じ易く、貯蔵中に容器の底に沈降して再分散が困
難な固いケーキを形成する欠点があった。そこで上記方
法によって達成される低粘度超高濃度スラリーの長所を
失うことなく、分散炭酸カルシウム粒子の懸濁保持性を
高めることについて研究を重ね、キサンタンガム、架橋
分岐型ポリアクリル酸または1.0〜1.5のエーテル
化度を持つカルボキシメチルセルロースナトリウムの少
量を添加することにより目的を達成することができた。
【0006】上記の超高濃度炭酸カルシウムスラリーを
調製するには、水、電解質、ポリアクリル酸ソーダの添
加をどのような順序にしてもよく、いずれの場合も同一
のスラリー性状となる特徴がある。ただし、増粘剤は一
般的には溶解が困難な場合が多く、最後に添加するのが
望ましい。実際の調製にはプラスチック棒等による手混
ぜで容易にスラリー化可能であるが、機械的混合攪拌は
デスパー、ニーダー、リボンミキサー、ポットミル等を
使用するといっそうスラリー化が容易になる。
【0007】本発明において使用する特定陽イオンに属
するものとしてLi、Zn、Ca、Cuの塩化物、硫酸
塩、リン酸塩からなる無機電解質、特定陰イオンに属す
るものとしてAlO2 - (アルミン酸イオン)からなる
無機電解質より選択された一種または二種の組合わせ
で、イオン濃度範囲は0.75〜30ミリ当量/100
g炭酸カルシウムである。具体的には塩化リチウム、塩
化亜鉛、硫酸亜鉛、リン酸二水素カルシウム、硫酸銅、
アルミン酸ソーダ等が該当する。本発明において使用す
る分散解膠剤は重合度50〜1000のポリアクリル酸
ソーダで、添加量は0.5〜2.0g/100g炭酸カ
ルシウムである。本発明において使用する懸濁剤はキサ
ンタンガム、エーテル化度1.0〜1.5のCMC,架
橋分岐型ポリアクリル酸等が該当する。
【0008】本発明によって達成された超高濃度炭酸カ
ルシウムスラリーは上述した問題点を解決するととも
に、洋紙フィラーとして用いた場合、従来、重質炭酸カ
ルシウムの欠点とされている抄紙ワイヤー摩耗性が著し
く減少することが見出された。また、超高濃度であり、
かつ貯蔵安定性に優れていることから流体輸送が可能と
なる。以下の実施例によって本発明を更に具体的に説明
する。
【0009】
【実施例】
実施例1 5リットルポリビーカーに水779.0gを計り取り、
LiCl5.5g(4meq/100g炭カル)を溶か
す。続いて平均重合度75、濃度43%のポリアクリル
酸ソーダ75.7g(0.1g/100g炭カル)を溶
解した後、デスパーを攪拌しながら、平均粒子径1.5
5μの重質炭酸カルシウム(株式会社ニッチツ製NA−
1500)3250gを少しずつ加えた。最後に懸濁剤
としてキサンタンガム0.65g(0.02g/100
g炭カル)を少しずつ加え十分に攪拌して80重量%ス
ラリーの調製を完了した(本発明製品と言う)。本発明
製品の経時変化として粘度の測定と分離水の観察を行っ
た。分離水の観察はスラリーを1000mlのメスシリ
ンダーに移し、出現した透明な液相部の高さ(容量)を
分離水とした。結果を表1に示す。分離水の出現は長期
にわたり非常に少なく、スラリーの分散性および懸濁安
定性が極めて良好であった。
【0010】
【表1】
【0011】実施例2 2リットルポリビーカーに水155.8gを計り取り、
ZnCl2 0.67g(0.75meq/100g炭カ
ル)を溶かす。次に平均粒子径1.55μの重質炭酸カ
ルシウム(株式会社ニッチツ製NA−1500)650
gを加え、さらに平均重合度75、濃度43%のポリア
クリル酸ソーダ15.1g(0.1g/100g炭カ
ル)を添加した。続いてこれら混合物をφ15mm×4
2cmの硬質塩ビ棒で掻き混ぜる。はじめの内はパサパ
サの状態であるが、掻き混ぜる内に次第に流動性を帯び
てくるので小型ラボミキサーを用いて充分に攪拌した。
最後に懸濁剤として架橋分岐型ポリアクリル酸0.39
g(0.06g/100g炭カル)を少しずつ添加し高
速攪拌して80重量%スラリーとした。調製直後および
7日後の粘度はそれぞれ1270cp,995cpであ
り、長期間放置しても分離水の出現は少なく、スラリー
の分散性および懸濁安定性が極めて良好であった。
【0012】実施例3 実施例2でZnCl2 の代わりにNaAlO2 を1.4
2g、懸濁剤の架橋分岐型ポリアクリル酸の代わりにC
MC0.325g(0.05g/100g炭カル、エー
テル化度1.3)として同様に80重量%スラリーを調
製した。調製直後および7日後の粘度はそれぞれ119
0cp,940cpであり、長期間放置しても分離水の
出現は少なく、スラリーの分散性および懸濁安定性が極
めて良好であった。
【0013】実施例4 上記実施例1によって得られた本発明製品および原料の
重質炭酸カルシウムについて抄紙用プラスチックワイヤ
ーの摩耗性を比較した結果を以下に示す。試験条件は次
のとおりである。 摩耗試験機 日本フィルコン(株)製NF式 ロール タイプC ワイヤー PW:OS−60 試料溶液 フィラー 400g 水 20リットル 摩耗試験結果(ワイヤー摩耗量) 本発明品 94mg/3hrs 原料重質炭酸カルシウム 179mg/3hrs
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、洋紙、水系エマルジョ
ン等の製造における顔料やフィラーとして満足な品質特
性と作業性を与えることのできる分散性および貯蔵安定
性の優れた超高濃度炭酸カルシウムスラリーが提供され
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 3/26 KAF 7167−4J D21H 19/38 17/37 17/67 7199−3B D21H 3/78

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均粒子径0.1〜5μの炭酸カルシウ
    ム100g当り0.75〜30ミリ当量のLi+ ,Zn
    2+,Ca2+,Cu2+(塩化物、硫酸塩、リン酸塩の形の
    もの)からなる無機電解質およびAlO2 - を含む無機
    電解質の一種または二種以上、重合度50〜1000の
    ポリアクリル酸ソーダ0.5〜2.0g(純分換算)、
    キサンタンガム、架橋分岐型ポリアクリル酸またはエー
    テル化度1.0〜1.5のカルボキシメチルセルロース
    ナトリウムの一種または二種以上を0.01〜0.1
    g、および必要量の水からなる固形分濃度70重量%以
    上の超高濃度炭酸カルシウムスラリー。
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