JPH06127938A - Hollow spherical calcite type calcium carbonate and manufacture thereof - Google Patents

Hollow spherical calcite type calcium carbonate and manufacture thereof

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JPH06127938A
JPH06127938A JP30922092A JP30922092A JPH06127938A JP H06127938 A JPH06127938 A JP H06127938A JP 30922092 A JP30922092 A JP 30922092A JP 30922092 A JP30922092 A JP 30922092A JP H06127938 A JPH06127938 A JP H06127938A
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JP
Japan
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calcium carbonate
type calcium
calcite
hollow spherical
hollow
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP30922092A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Kato
昭夫 加藤
Kenichiro Matsuda
健一郎 松田
Ryuko Tomota
龍興 友田
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KARUSHIIDE KK
Original Assignee
KARUSHIIDE KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a hollow spherical calcite type calcium carbonate and also to provide a method enabling to simply produce the hollow spherical calcite type calcium carbonate by a simple process using raw materials easily available. CONSTITUTION:The hollow spherical calcite type calcium carbonate is produced by atomizing an aqueous solution of a water-soluble calcium salt together with carbonic acid gas into a reaction vessel heated to 300-1500 deg.C to react the calcium salt with the carbonic acid gas.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、中空球状カルサイト型
炭酸カルシウム及びその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hollow spherical calcite type calcium carbonate and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭酸カルシウムには、菱面体のカルサイ
ト、棒状のアラゴナイト及び球状のバテライトの三種の
結晶型が知られている。
2. Description of the Related Art Calcium carbonate is known to have three crystal forms: rhombohedral calcite, rod-shaped aragonite, and spherical vaterite.

【0003】充填性、流動性、分散性等の物性を良くす
るために球状の炭酸カルシウムが注目され、球状のバテ
ライト型炭酸カルシウムの製造方法について種々の提案
がなされている。しかしながら、バテライト型炭酸カル
シウムは水に対して不安定であるという問題点を有して
いる。即ち、バテライト型炭酸カルシウムは、水が存在
しない雰囲気下では常温、常圧で安定であるが、水分を
含む雰囲気下では容易に菱面体晶のカルサイトに変わ
り、球状形態が崩れて球形の優れた特性が失われること
になる。従って、球状のカルサイト型炭酸カルシウムを
製造できれば、これは水に対して安定であるので、水分
を含む雰囲気下で長期間安定に球状を維持することがで
きると期待される。
Spherical calcium carbonate has attracted attention in order to improve physical properties such as filling property, fluidity and dispersibility, and various proposals have been made for a method for producing spherical vaterite type calcium carbonate. However, vaterite-type calcium carbonate has a problem that it is unstable to water. That is, vaterite-type calcium carbonate is stable at room temperature and normal pressure in an atmosphere where water is not present, but easily transforms into rhombohedral calcite in an atmosphere containing water, and the spherical morphology collapses to give an excellent spherical shape. Characteristics will be lost. Therefore, if spherical calcite-type calcium carbonate can be produced, since it is stable to water, it is expected that the spherical shape can be stably maintained for a long period of time in an atmosphere containing water.

【0004】特開昭57−92521号公報には、球状
のバテライト型構造をもった炭酸カルシウムを400〜
800℃の温度で0.5〜24時間熱処理することによ
り球状カルサイト型炭酸カルシウムが得られることが開
示されている。しかしながら、特開昭57−92521
号公報に記載された球状カルサイト型炭酸カルシウムの
製造方法に於ては、その原料として使用する球状のバテ
ライト型炭酸カルシウムを製造する必要があり、球状の
バテライト型炭酸カルシウムを製造することが面倒であ
りその製造工程自体球状のカルサイト型炭酸カルシウム
を製造するためには余分の工程である。更に、バテライ
ト型炭酸カルシウムが水に対して不安定であることか
ら、球状のカルサイト型炭酸カルシウムを製造する工程
で使用するまでの間バテライト型炭酸カルシウムをその
球形を保持したまま水分を含まない雰囲気下に貯蔵しな
くてはならないという問題点がある。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 57-92521 discloses that calcium carbonate having a spherical vaterite type structure is added to
It is disclosed that spherical calcite type calcium carbonate can be obtained by heat treatment at a temperature of 800 ° C. for 0.5 to 24 hours. However, JP-A-57-92521
In the method for producing spherical calcite-type calcium carbonate described in the publication, it is necessary to produce spherical vaterite-type calcium carbonate used as a raw material thereof, and it is troublesome to produce spherical vaterite-type calcium carbonate. The manufacturing process itself is an extra process for manufacturing spherical calcite-type calcium carbonate. Further, since vaterite-type calcium carbonate is unstable to water, the vaterite-type calcium carbonate retains its spherical shape and does not contain water until it is used in the step of producing the spherical calcite-type calcium carbonate. There is a problem that it must be stored in an atmosphere.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、中空
で球状の型カルサイト型炭酸カルシウムを提供すること
にある。本発明の他の目的は、中空で球状のカルサイト
型炭酸カルシウムを、容易に入手できる原料を使用して
簡単な工程で製造することができる中空球状カルサイト
型炭酸カルシウムの製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hollow, spherical type calcite type calcium carbonate. Another object of the present invention is to provide a method for producing hollow spherical calcite-type calcium carbonate, which is capable of producing hollow and spherical calcite-type calcium carbonate in a simple process using easily available raw materials. Especially.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、中空で球状の
カルサイト型炭酸カルシウムである。
The present invention is a hollow, spherical calcite-type calcium carbonate.

【0007】他の本発明は、水溶性のカルシウム塩の水
溶液を、炭酸ガスと共に300〜1500℃に加熱され
た反応容器内に噴霧して、該カルシウム塩と炭酸ガスと
を反応させることを特徴とする中空球状カルサイト型炭
酸カルシウムの製造方法である。
Another aspect of the present invention is characterized in that an aqueous solution of a water-soluble calcium salt is sprayed together with carbon dioxide into a reaction vessel heated to 300 to 1500 ° C. to react the calcium salt with carbon dioxide. The method for producing hollow spherical calcite-type calcium carbonate is as follows.

【0008】本発明の好適な態様は下記の通りである。Preferred aspects of the present invention are as follows.

【0009】(1)0.1〜100μmの粒子径を有す
ることを特徴とする上記の中空で球状のカルサイト型炭
酸カルシウム。
(1) The above-mentioned hollow and spherical calcite-type calcium carbonate having a particle diameter of 0.1 to 100 μm.

【0010】(2)該水溶性のカルシウム塩の水溶液が
更にアンモニアを溶解したものであることを特徴とする
上記の中空球状カルサイト型炭酸カルシウムの製造方
法。
(2) The method for producing the hollow spherical calcite-type calcium carbonate, wherein the aqueous solution of the water-soluble calcium salt further dissolves ammonia.

【0011】(3)反応容器内の温度が500〜100
0℃であることを特徴とする上記の中空球状カルサイト
型炭酸カルシウムの製造方法。
(3) The temperature in the reaction vessel is 500 to 100.
The method for producing the hollow spherical calcite-type calcium carbonate is characterized in that the temperature is 0 ° C.

【0012】本発明の中空で球状のカルサイト型炭酸カ
ルシウム(「中空球状カルサイト型炭酸カルシウム」と
言うことがある)は、図1及び図2に示すように球状を
有し中空の、即ち内部に空洞を有するカルサイト型炭酸
カルシウムである。
The hollow and spherical calcite-type calcium carbonate of the present invention (sometimes referred to as "hollow spherical calcite-type calcium carbonate") has a spherical and hollow, ie, as shown in FIG. 1 and FIG. It is a calcite-type calcium carbonate having cavities inside.

【0013】図1は、実施例1で本発明の製造方法によ
り製造された中空球状カルサイト型炭酸カルシウムのS
EM(走査型電子顕微鏡)写真であり、図2は図1の一
部拡大写真であり、図3は図2の写真をトレースした図
である。
FIG. 1 shows the S of hollow spherical calcite type calcium carbonate produced by the production method of the present invention in Example 1.
2 is an EM (scanning electron microscope) photograph, FIG. 2 is a partially enlarged photograph of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram in which the photograph of FIG. 2 is traced.

【0014】図1から明らかなように、本発明の中空球
状カルサイト型炭酸カルシウムは、粒子径が大きいもの
から小さいものまで何れもほぼ球状の外観を有してい
る。なお、本明細書に於て、「球」は、球、回転楕円
体、及びこれらの類似形状物の形状を含めて意味し、長
径/短径の比が1/1〜1/2である形状のものを含め
て意味する。
As is apparent from FIG. 1, the hollow spherical calcite-type calcium carbonate of the present invention has a substantially spherical appearance from large particles to small particles. In the present specification, the term “sphere” means a sphere, a spheroid, and shapes of these similar shapes, and the ratio of major axis / minor axis is 1/1 to 1/2. Means including shapes.

【0015】図2及び図3から、本発明の中空球状カル
サイト型炭酸カルシウムが中空体であることが明らかで
ある。即ち、図2の中央には、殻に穴が開いて内部に空
洞が形成された粒子(図3に示す粒子A)が示されてお
り、また、この粒子の右下にはほぼ半分に割れた粒子残
り部分(図3に示す粒子B)が示されており、これらか
ら本発明の中空球状カルサイト型炭酸カルシウムが中空
で且つ球状であることが明らかである。
From FIGS. 2 and 3, it is clear that the hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention is a hollow body. That is, in the center of FIG. 2, there is shown a particle (a particle A shown in FIG. 3) in which a hole is formed in the shell and a cavity is formed inside, and in the lower right of this particle, it is cracked in half. The remaining particles (particle B shown in FIG. 3) are shown, and it is clear from these that the hollow spherical calcite-type calcium carbonate of the present invention is hollow and spherical.

【0016】更に、実施例1で製造された中空球状カル
サイト型炭酸カルシウムを樹脂中に包埋して固め、その
切断面にカーボンコーティングして撮影したSEM(走
査型電子顕微鏡)写真である図4に於いて、粒子の切断
面が円環状であることが示されており、このことからも
本発明の中空球状カルサイト型炭酸カルシウムが中空で
且つ球状であることが明らかである。そして本発明の中
空球状カルサイト型炭酸カルシウムは、殻の厚さは外径
に比較して非常に小さいものであることが分かる。
Further, it is a SEM (scanning electron microscope) photograph taken by embedding the hollow spherical calcite type calcium carbonate produced in Example 1 in a resin and hardening it, and coating the cut surface with carbon. In No. 4, it was shown that the cut surface of the particles was annular, which also reveals that the hollow spherical calcite-type calcium carbonate of the present invention is hollow and spherical. Further, it can be seen that the hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention has a very small shell thickness as compared with the outer diameter.

【0017】図5の(a)は、実施例1で製造された中
空球状カルサイト型炭酸カルシウムのX線回折像を示
す。図5の(b)は、標準試料のカルサイト型炭酸カル
シウムのX線回折像(ASTM X-Ray Powder Data F
ile 5-0586)であり、図5の(a)と(b)とを対比さ
せることによって、本発明の中空球状カルサイト型炭酸
カルシウムが実質的にカルサイト型であることが明らか
である。
FIG. 5A shows an X-ray diffraction image of the hollow spherical calcite-type calcium carbonate produced in Example 1. FIG. 5B is an X-ray diffraction image of calcite-type calcium carbonate of a standard sample (ASTM X-Ray Powder Data F
ile 5-0586), and by comparing (a) and (b) of FIG. 5, it is clear that the hollow spherical calcite-type calcium carbonate of the present invention is substantially calcite-type.

【0018】本発明の中空球状カルサイト型炭酸カルシ
ウムの大きさは、特に限定されないが、充填材として利
用するに際し、充填性、流動性、分散性等の物性に於い
て優れた特性を発揮するためには、0.1〜100μ
m、特に0.5〜30μmの粒子径を有するものである
ことが好ましい。
The size of the hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention is not particularly limited, but when it is used as a filler, it exhibits excellent properties in physical properties such as filling property, fluidity and dispersibility. In order to
It is preferable that the particles have a particle diameter of m, particularly 0.5 to 30 μm.

【0019】本発明の中空球状カルサイト型炭酸カルシ
ウムは、球状であるために充填性、流動性、分散性等の
物性が優れており、実質的にカルサイト型であるため
に、特に水に対して極めて安定であって長期間貯蔵する
ことができ、しかも中空であるために嵩比重が小さく軽
量であって取り扱いや運搬が容易であり、これを充填し
た物品を軽量にできると共にこれを充填した物品の断熱
性、遮音性等を向上させることができる。従って、コン
クリート、セメント・コンクリート二次製品、合成樹脂
成形品等の充填材として利用することができ、建材、包
装材、医薬品、脱臭剤、芳香剤、トナー、液晶表示素子
等々の分野に広範囲に利用することができる。
The hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention has excellent physical properties such as filling property, fluidity and dispersibility because it is spherical, and since it is substantially calcite type, it is particularly suitable for water. On the other hand, it is extremely stable and can be stored for a long period of time, and because it is hollow, it has a low bulk specific gravity and is lightweight and easy to handle and transport. It is possible to improve the heat insulating property and the sound insulating property of the formed article. Therefore, it can be used as a filler for concrete, secondary cement / concrete products, synthetic resin molded products, etc., and is widely used in the fields of building materials, packaging materials, pharmaceuticals, deodorants, fragrances, toners, liquid crystal display devices, etc. Can be used.

【0020】本発明の中空球状カルサイト型炭酸カルシ
ウムの製造方法は、水溶性のカルシウム塩の水溶液を、
炭酸ガスと共に300〜1500℃に加熱された反応容
器内に噴霧して、該カルシウム塩と炭酸ガスとを反応さ
せることを特徴とする方法である。
The method for producing hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention comprises:
It is a method characterized in that the calcium salt is reacted with carbon dioxide gas by spraying into a reaction vessel heated to 300 to 1500 ° C. together with carbon dioxide gas.

【0021】本発明の中空球状カルサイト型炭酸カルシ
ウムの製造方法を、図6を参照して説明する。
The method for producing the hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention will be described with reference to FIG.

【0022】図6は、本発明の中空球状カルサイト型炭
酸カルシウムの製造方法を実験室的規模で実施するため
に使用する製造装置の一例を示す概略図である。図6に
於いて、中空球状カルサイト型炭酸カルシウムの製造装
置1は、原料の水溶性のカルシウム塩の水溶液を貯留す
るためのカルシウム塩水溶液槽2、炭酸ガスボンベ3、
該カルシウム塩水溶液と炭酸ガスとを一緒に噴出するた
めの反応原料噴出管4、反応容器5、横型電気炉6、生
成物である中空球状カルサイト型炭酸カルシウムを捕集
するための捕集器7、捕集器7を保温するためのヒータ
8、排気ポンプ9、反応容器5内の温度を測定するため
の温度計10、及び水溶性カルシウムの水溶液の供給量
を調節するための調節バルブ11から構成されている。
反応原料噴出管4はガラスで作られた二重管構造を有し
ており、内管4aにカルシウム塩水溶液を通し、内管4
aと外管4bとの間に炭酸ガスを加圧下に通し噴出口4
cから炭酸ガスを噴出させることによって、カルシウム
塩水溶液を反応容器5内へ噴霧するように構成されてい
る。反応容器5はアルミナ炉心管で構成されている。
FIG. 6 is a schematic view showing an example of a production apparatus used for carrying out the method for producing a hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention on a laboratory scale. In FIG. 6, a hollow spherical calcite type calcium carbonate manufacturing apparatus 1 includes a calcium salt aqueous solution tank 2 for storing an aqueous solution of a water-soluble calcium salt as a raw material, a carbon dioxide gas cylinder 3,
Reactant raw material ejection pipe 4 for ejecting the calcium salt aqueous solution and carbon dioxide together, a reaction vessel 5, a horizontal electric furnace 6, and a collector for collecting the product, hollow spherical calcite type calcium carbonate 7, a heater 8 for keeping the collector 7 warm, an exhaust pump 9, a thermometer 10 for measuring the temperature in the reaction vessel 5, and a control valve 11 for adjusting the supply amount of the aqueous solution of water-soluble calcium. It consists of
The reaction material jetting pipe 4 has a double pipe structure made of glass, and a calcium salt aqueous solution is passed through the inner pipe 4a to form the inner pipe 4
Carbon dioxide is passed under pressure between a and the outer tube 4b, and the jet port 4
The aqueous solution of calcium salt is sprayed into the reaction vessel 5 by ejecting carbon dioxide gas from c. The reaction vessel 5 is composed of an alumina core tube.

【0023】原料の水溶性のカルシウム塩としては、水
に易溶性のカルシウム塩であれば特に限定されず任意の
もの、例えば、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、臭化
カルシウム等を使用することができる。更に、例えば水
酸化カルシウムは塩化アンモニウムの水溶液や酸性の水
溶液に易溶性であり、このような酸性及び/又は塩基性
等の水溶液に易溶性であるカルシウム塩も、原料の水溶
性のカルシウム塩として使用することができる。本発明
に於いて原料の水溶性カルシウム塩として特に好ましい
ものは硝酸カルシウムである。
The water-soluble calcium salt used as a raw material is not particularly limited as long as it is a calcium salt that is easily soluble in water, and any one, for example, calcium nitrate, calcium chloride, calcium bromide or the like can be used. Furthermore, for example, calcium hydroxide is easily soluble in an aqueous solution of ammonium chloride or an acidic aqueous solution, and a calcium salt that is easily soluble in an acidic and / or basic aqueous solution is also used as a raw material water-soluble calcium salt. Can be used. In the present invention, calcium nitrate is particularly preferable as the water-soluble calcium salt as a raw material.

【0024】水溶性カルシウム塩の水溶液中の濃度は、
一般的に20〜900g/lの範囲内であることが好ま
しい。水溶液中でカルシウム塩は完全に溶解しているこ
とが望ましいが、一部溶解しないものが残り懸濁してい
てもよい。
The concentration of the water-soluble calcium salt in the aqueous solution is
Generally, it is preferably in the range of 20 to 900 g / l. It is desirable that the calcium salt is completely dissolved in the aqueous solution, but some of the calcium salt may not be dissolved and may remain suspended.

【0025】水溶性カルシウム塩の水溶液に更にアンモ
ニアを溶解すると、水溶性のカルシウム塩から炭酸カル
シウムへの転化率及び転化速度が増加し、単位時間当り
の炭酸カルシウムの生成量及び得られる炭酸カルシウム
の純度が向上するので好ましい。水溶性カルシウム塩の
水溶液中にアンモニアが(NH4 OHとして)含まれる
ことにより、反応操作中に水溶性カルシウム塩の水溶液
中への炭酸ガスの溶解が促進され、上記のような効果が
得られるものと考えられる。アンモニアの使用量は、水
溶性のカルシウム塩の使用量に対して2モル倍以下の量
で十分であり、それ以上のアンモニアを使用しても反応
上有害ではないが、より以上の効果は得られず、コスト
の増加を招く。
When ammonia is further dissolved in the aqueous solution of the water-soluble calcium salt, the conversion rate and conversion rate of the water-soluble calcium salt to calcium carbonate are increased, and the production amount of calcium carbonate per unit time and the obtained calcium carbonate are increased. It is preferable because the purity is improved. By including ammonia (as NH 4 OH) in the aqueous solution of the water-soluble calcium salt, the dissolution of carbon dioxide gas in the aqueous solution of the water-soluble calcium salt is promoted during the reaction operation, and the above effects are obtained. It is considered to be a thing. It is sufficient that the amount of ammonia used is 2 mol times or less than the amount of the water-soluble calcium salt used, and use of more ammonia is not harmful to the reaction, but more effects can be obtained. Cannot be achieved, resulting in an increase in cost.

【0026】原料の炭酸ガスは、炭酸ガスのみであって
もよく、窒素のような不活性ガス又は空気で希釈されて
いてもよい。使用する炭酸ガス中に酸素が含まれていて
も、炭酸ガスの濃度が十分に(一般に20%以上、好ま
しくは30%以上)確保されている限り特に問題は無い
が、一般に酸素濃度は炭酸ガス濃度の50%以下である
ことが望ましい。炭酸ガスの濃度が低過ぎると炭酸カル
シウムの生成率が低下したり、反応温度が高いとき炭酸
カルシウムの熱分解が生じる傾向がある。炭酸ガスにア
ンモニアを混入してもよい。
The carbon dioxide gas as a raw material may be only carbon dioxide gas or may be diluted with an inert gas such as nitrogen or air. Even if oxygen is contained in the carbon dioxide gas to be used, there is no particular problem as long as the carbon dioxide concentration is sufficiently secured (generally 20% or more, preferably 30% or more). It is preferably 50% or less of the concentration. When the concentration of carbon dioxide is too low, the production rate of calcium carbonate tends to decrease, and when the reaction temperature is high, thermal decomposition of calcium carbonate tends to occur. Ammonia may be mixed with carbon dioxide.

【0027】本発明の中空球状カルサイト型炭酸カルシ
ウムの製造方法に於ては、前記のように反応原料噴出管
4の内管4aに水溶性カルシウム塩水溶液を通し、内管
4aと外管4bとの間に炭酸ガスを加圧下に通し噴出口
4cから炭酸ガスを噴出させることにより、水溶性カル
シウム塩水溶液を炭酸ガスと共に反応容器5内へ噴出さ
せる。このような二重管噴出装置を使用して液体を気体
と共に噴霧する手段自体は公知であり(例えば、日本化
学会誌、1979、(10)、1309〜1315頁参
照)、本発明の製造方法に於いてもそのような装置、操
作方法、操作条件を利用することができる。
In the method for producing the hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention, the water-soluble calcium salt aqueous solution is passed through the inner tube 4a of the reaction material jetting tube 4, and the inner tube 4a and the outer tube 4b are used as described above. And carbon dioxide gas are passed under pressure between them and the carbon dioxide gas is ejected from the ejection port 4c, thereby ejecting the water-soluble calcium salt aqueous solution into the reaction vessel 5 together with the carbon dioxide gas. Means for spraying a liquid together with a gas using such a double-tube ejector is known (see, for example, the Chemical Society of Japan, 1979, (10), pp. 1309 to 1315), and used in the production method of the present invention. Even in such a case, such device, operating method, and operating condition can be used.

【0028】本発明の製造方法に於いて、炭酸ガスの供
給量は、供給される水溶性カルシウム塩を炭酸カルシウ
ムに転化するに十分な量であり、CO2 として一般に供
給される水溶性カルシウム塩の10〜5000モル倍で
あることが好ましい。また、噴出口4cでの炭酸ガスの
流速は10〜300m/秒であることが好ましい。水溶
性カルシウム塩及び炭酸ガスの単位時間当りの供給量
は、使用する装置の大きさに応じて適宜変更される。
In the production method of the present invention, the supply amount of carbon dioxide gas is an amount sufficient to convert the supplied water-soluble calcium salt into calcium carbonate, and the water-soluble calcium salt generally supplied as CO 2. It is preferably 10 to 5,000 mol times. The flow rate of carbon dioxide gas at the jet port 4c is preferably 10 to 300 m / sec. The supply amounts of the water-soluble calcium salt and carbon dioxide gas per unit time are appropriately changed according to the size of the apparatus used.

【0029】本発明の製造方法に於いて、水溶性カルシ
ウム塩と炭酸ガスとの反応は300〜1500℃、好ま
しくは500〜1000℃で行う。反応温度が上記の範
囲よりも低いと反応が十分行われず、生産性が低下する
と共に、反応生成物中に未反応の水溶性カルシウム塩が
残留して炭酸カルシウムの純度が低下する。また、反応
温度が上記の範囲よりも高いと、一度生成した炭酸カル
シウムが分解する恐れがある。
In the production method of the present invention, the reaction between the water-soluble calcium salt and carbon dioxide is carried out at 300 to 1500 ° C, preferably 500 to 1000 ° C. When the reaction temperature is lower than the above range, the reaction is not sufficiently carried out, the productivity is lowered, and the unreacted water-soluble calcium salt remains in the reaction product to lower the purity of calcium carbonate. If the reaction temperature is higher than the above range, calcium carbonate once formed may be decomposed.

【0030】水溶性カルシウム塩と炭酸ガスとの反応
は、加圧下でも減圧下でも行うことができるが、一般に
常圧又はその付近で行うことが好ましい。
The reaction between the water-soluble calcium salt and carbon dioxide can be carried out under pressure or under reduced pressure, but it is generally preferable to carry out at or near atmospheric pressure.

【0031】生成した中空球状カルサイト型炭酸カルシ
ウムを捕集器7に捕集し、反応容器5からのガスは排気
ポンプ9により系外に排気する。
The generated hollow spherical calcite type calcium carbonate is collected in the collector 7, and the gas from the reaction vessel 5 is exhausted to the outside of the system by the exhaust pump 9.

【0032】得られた中空球状カルサイト型炭酸カルシ
ウムは、実質的に前記のような本発明の中空で球状のカ
ルサイト型炭酸カルシウムからなる物質であり、そのま
ま使用してもよく、必要に応じて適宜分級して使用する
こともできる。また、得られた中空球状カルサイト型炭
酸カルシウムに未反応の水溶性カルシウム塩が含まれて
いる場合には、水洗することにより水溶性カルシウム塩
を除去して純度を上げることができる。中空球状カルサ
イト型炭酸カルシウムは水に対して安定であるので、そ
れを水洗しても特に問題は無い。
The obtained hollow spherical calcite-type calcium carbonate is a substance substantially composed of the hollow and spherical calcite-type calcium carbonate of the present invention as described above, and may be used as it is, if necessary. It can also be used after appropriately classifying. When the obtained hollow spherical calcite-type calcium carbonate contains unreacted water-soluble calcium salt, the water-soluble calcium salt can be removed by washing with water to increase the purity. Since hollow spherical calcite type calcium carbonate is stable against water, there is no particular problem even if it is washed with water.

【0033】図6は実験室的な規模での製造装置を示し
たが、本発明の製造方法を工業的に大規模で行う場合に
は、規模に応じて適当な大きさ及び構造の装置を使用で
きることは勿論である。
FIG. 6 shows a manufacturing apparatus on a laboratory scale. However, when the manufacturing method of the present invention is carried out on a large scale industrially, an apparatus having an appropriate size and structure according to the scale is used. Of course, it can be used.

【0034】[0034]

【実施例】次に、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.

【0035】[実施例1]水溶性のカルシウム塩として
硝酸カルシウムを使用し、炭酸ガスボンベからの炭酸ガ
スを使用し、図6に示すような製造装置を使用して炭酸
カルシウムを製造した。
Example 1 Calcium carbonate was produced by using calcium nitrate as a water-soluble calcium salt and carbon dioxide gas from a carbon dioxide gas cylinder using a production apparatus as shown in FIG.

【0036】反応原料噴出管4の内管4a(外径:1.
23mm、内径:0.60mm)から、硝酸カルシウム
(純度:99.0%)及びアンモニアの水溶液(硝酸カ
ルシウム82.0g/l、アンモニア(NH3 として)
17.0g/l)を1.0ml/分の速度で供給し、反
応原料噴出管4の内管4aと外管4b(外径:3.21
mm、内径:2.04mm)との間から、炭酸ガス(純
度:99.9%)を、8.0リットル/分の速度で供給
し、硝酸カルシウムのアンモニア水溶液及び炭酸ガスを
一緒に反応容器5内へ噴霧した。
The inner tube 4a (outer diameter: 1.
From 23 mm, inner diameter: 0.60 mm, calcium nitrate (purity: 99.0%) and aqueous ammonia solution (calcium nitrate 82.0 g / l, ammonia (as NH 3 ))
17.0 g / l) was supplied at a rate of 1.0 ml / min, and the inner tube 4a and the outer tube 4b (outer diameter: 3.21) of the reaction material injection tube 4 were supplied.
mm, inner diameter: 2.04 mm), carbon dioxide gas (purity: 99.9%) was supplied at a rate of 8.0 liters / minute, and an ammonia aqueous solution of calcium nitrate and carbon dioxide gas were put together into a reaction vessel. 5 was sprayed.

【0037】反応容器5内の温度を800℃に維持し、
捕集器7の温度を370℃に維持して、上記の操作を8
0分間行った。生成した炭酸カルシウムの大部分は捕集
器7内に捕集された。
The temperature inside the reaction vessel 5 is maintained at 800 ° C.,
Keep the temperature of the collector 7 at 370 ° C.
It went for 0 minutes. Most of the produced calcium carbonate was collected in the collector 7.

【0038】得られた炭酸カルシウムのSEM(走査型
電子顕微鏡)写真でを図1に示す。また、図1の一部拡
大写真を図2に示し、図2の写真をトレースした図を図
3に示す。また、図4に、得られた炭酸カルシウムを樹
脂中に包埋して固め、その切断面にカーボンコーティン
グして撮影したSEM(走査型電子顕微鏡)写真を示
す。
An SEM (scanning electron microscope) photograph of the obtained calcium carbonate is shown in FIG. Further, a partially enlarged photograph of FIG. 1 is shown in FIG. 2, and a diagram obtained by tracing the photograph of FIG. 2 is shown in FIG. Further, FIG. 4 shows an SEM (scanning electron microscope) photograph taken by embedding the obtained calcium carbonate in a resin, hardening the resin, and coating the cut surface with carbon.

【0039】図1〜図4から明らかなように、実施例1
で得られた炭酸カルシウムは、粒子径が大きいものから
小さいものまで何れもほぼ球状の外観を有しており、中
空体である。
As is apparent from FIGS. 1 to 4, Example 1
The calcium carbonate obtained in 1. has a substantially spherical appearance from large particles to small particles, and is a hollow body.

【0040】また、得られた炭酸カルシウムのX線回折
像を示す図5の(a)と、標準試料のカルサイト型炭酸
カルシウムのX線回折像(ASTM X-Ray Powder Da
taFile 5-0586 )である図5の(b)とを対比させるこ
とによって、実施例1で得られた炭酸カルシウムは実質
的にカルサイト型であることが明らかである。
Further, FIG. 5A showing the X-ray diffraction image of the obtained calcium carbonate and the X-ray diffraction image of the standard sample calcite-type calcium carbonate (ASTM X-Ray Powder Da
By comparing with taFile 5-0586) (b) of FIG. 5, it is clear that the calcium carbonate obtained in Example 1 is substantially of calcite type.

【0041】また、得られた炭酸カルシウムの粒度分布
をマイクロトラックSPA粒度分析計(日機装株式会社
製)を使用して測定した結果を、表1に示す。
Table 1 shows the results of measuring the particle size distribution of the obtained calcium carbonate using a Microtrac SPA particle size analyzer (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

【0042】[0042]

【表1】 表1 ────────────────────── CH 粒径 累積 頻度 ────────────────────── 1 0.17 0.00 0.00 2 0.24 0.00 0.00 3 0.34 0.00 0.00 4 0.43 0.00 0.00 5 0.66 0.31 0.31 6 1.01 1.55 1.24 7 1.69 4.78 3.23 8 2.63 10.47 5.69 9 3.73 17.89 7.42 10 5.27 29.68 11.79 11 7.46 46.36 16.68 12 10.55 65.81 19.45 13 14.92 82.71 16.90 14 21.10 94.90 12.19 15 29.85 100.00 5.10 16 42.21 100.00 0.00 ──────────────────────[Table 1] Table 1 ────────────────────── CH CH particle size cumulative frequency ────────────────── ───── 1 0.17 0.00 0.00 2 0.24 0.00 0.00 3 0.34 0.00 0.00 4 0.43 0.00 0.00 5 0.66 0.31 0.31 6 1.01 1.55 1.24 7 1.69 4.78 3.23 8 2.63 10.47 5.69 9 3.73 17.89 7.42 10 5.27 29.68 11.79 11 7.46 46.36 16.68 12 10.55 65.81 19.45 13 14.92 82.71 16.90 14 21.10 94.90 12.19 15 29.85 100.00 5.10 16 42.21 100.00 0.00 ──────────────────────

【0043】[実施例2]硝酸カルシウムの水溶液の供
給速度を1.3ml/分に変え、反応容器内の温度を9
50℃に変えた他は実施例1に於けると同様にして、炭
酸カルシウムの製造を行った。
[Example 2] The supply rate of the aqueous solution of calcium nitrate was changed to 1.3 ml / min, and the temperature in the reaction vessel was changed to 9
Calcium carbonate was produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed to 50 ° C.

【0044】得られた炭酸カルシウムは、実施例1に於
けると同様にして検査したところ、実施例1で得られた
炭酸カルシウムと同様の粒度分布を有する、中空で球状
のカルサイト型炭酸カルシウムであることが確認され
た。
The obtained calcium carbonate was inspected in the same manner as in Example 1, and as a result, a hollow, spherical calcite-type calcium carbonate having a particle size distribution similar to that of the calcium carbonate obtained in Example 1. Was confirmed.

【0045】[実施例3]アンモニアを使用せず、硝酸
カルシウムの水溶液中の硝酸カルシウムの濃度を80.
0g/lに変え、硝酸カルシウムの水溶液の供給速度を
1.2ml/分に変え他は実施例1に於けると同様にし
て、炭酸カルシウムの製造を行った。
Example 3 Without using ammonia, the concentration of calcium nitrate in an aqueous solution of calcium nitrate was adjusted to 80.
Calcium carbonate was produced in the same manner as in Example 1 except that the supply rate of the calcium nitrate aqueous solution was changed to 1.2 ml / min instead of 0 g / l.

【0046】得られた炭酸カルシウムは、実施例1に於
けると同様にして検査したところ、実施例1で得られた
炭酸カルシウムと同様の粒度分布を有する、中空で球状
のカルサイト型炭酸カルシウムであることが確認され
た。
The obtained calcium carbonate was examined in the same manner as in Example 1, and as a result, a hollow, spherical calcite-type calcium carbonate having a particle size distribution similar to that of the calcium carbonate obtained in Example 1. Was confirmed.

【0047】[実施例4]硝酸カルシウムのアンモニア
水溶液中の硝酸カルシウムの濃度を83.3g/lに変
え、アンモニア(NH3 )の濃度を25.0g/lに変
え、硝酸カルシウムのアンモニア水溶液の供給速度を
0.9ml/分に変えた他は実施例1に於けると同様に
して、炭酸カルシウムの製造を行った。
[Example 4] The concentration of calcium nitrate in an aqueous solution of calcium nitrate was changed to 83.3 g / l, and the concentration of ammonia (NH 3 ) was changed to 25.0 g / l. Calcium carbonate was produced in the same manner as in Example 1 except that the feeding rate was changed to 0.9 ml / min.

【0048】得られた炭酸カルシウムは、実施例1に於
けると同様にして検査したところ、実施例1で得られた
炭酸カルシウムと同様の粒度分布を有する、中空で球状
のカルサイト型炭酸カルシウムであることが確認され
た。
The obtained calcium carbonate was examined in the same manner as in Example 1. As a result, a hollow, spherical calcite-type calcium carbonate having a particle size distribution similar to that of the calcium carbonate obtained in Example 1 was obtained. Was confirmed.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の中空球状カルサイト型炭酸カル
シウムは、球状であるために充填性、流動性、分散性等
の物性が優れており、実質的にカルサイト型であるため
に、特に水に対して極めて安定であって長期間貯蔵する
ことができ、しかも中空であるために嵩比重が小さく軽
量であって取り扱いや運搬が容易であり、これを充填し
た物品を軽量にできると共にこれを充填した物品の断熱
性、遮音性等を向上させることができるという顕著に優
れた効果を奏する新規な物質である。従って、本発明の
中空球状カルサイト型炭酸カルシウムは、建材、包装
材、医薬品、脱臭剤、芳香剤、トナー、液晶表示素子等
々の分野に広範囲に利用することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention is excellent in physical properties such as filling property, fluidity and dispersibility because it is spherical, and is particularly calcite type. It is extremely stable against water and can be stored for a long period of time, and because it is hollow, it has a low bulk specific gravity and is lightweight, making it easy to handle and transport. It is a novel substance having a remarkably excellent effect that the heat insulating property, the sound insulating property and the like of an article filled with can be improved. Therefore, the hollow spherical calcite-type calcium carbonate of the present invention can be widely used in the fields of building materials, packaging materials, pharmaceuticals, deodorants, aromatics, toners, liquid crystal display devices and the like.

【0050】また、本発明の中空球状カルサイト型炭酸
カルシウムの製造方法は、本発明の中空球状カルサイト
型炭酸カルシウムを、容易に入手できる原料を使用して
簡単な工程で製造することができるという顕著に優れた
効果を奏する。
Further, in the method for producing the hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention, the hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention can be produced in a simple process using easily available raw materials. It has a remarkably excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、実施例1で製造された中空球状カルサ
イト型炭酸カルシウムのSEM(走査型電子顕微鏡)写
真である。
FIG. 1 is an SEM (scanning electron microscope) photograph of the hollow spherical calcite-type calcium carbonate produced in Example 1.

【図2】図2は図1の一部拡大写真である。FIG. 2 is a partially enlarged photograph of FIG.

【図3】図3は図2の写真をトレースした図である。FIG. 3 is a diagram in which the photograph of FIG. 2 is traced.

【図4】図4は、実施例1で製造された中空球状カルサ
イト型炭酸カルシウムを樹脂中に包埋して固め、その切
断面にカーボンコーティングして撮影したSEM(走査
型電子顕微鏡)写真である。
FIG. 4 is a SEM (scanning electron microscope) photograph taken by embedding the hollow spherical calcite-type calcium carbonate prepared in Example 1 in a resin to solidify it and coating the cut surface with carbon. Is.

【図5】図5の(a)は、実施例1で製造された中空球
状カルサイト型炭酸カルシウムのX線回折像を示す図で
ある。図5の(b)は、標準試料のカルサイト型炭酸カ
ルシウムのX線回折像(ASTM X-Ray Powder Data
File 5-0586)を示す図である。
5 (a) is a view showing an X-ray diffraction image of the hollow spherical calcite-type calcium carbonate produced in Example 1. FIG. FIG. 5B is an X-ray diffraction image of calcite-type calcium carbonate as a standard sample (ASTM X-Ray Powder Data).
File 5-0586).

【図6】本発明の中空球状カルサイト型炭酸カルシウム
の製造方法を実験室的規模で実施するために使用する製
造装置の一例を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic view showing an example of a production apparatus used for carrying out the method for producing hollow spherical calcite type calcium carbonate of the present invention on a laboratory scale.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 中空球状カルサイト型炭酸カルシウムの製造装置 2 カルシウム塩水溶液槽 3 炭酸ガスボンベ 4 反応原料噴出管 5 反応容器 6 横型電気炉 7 捕集器 8 ヒータ 9 排気ポンプ 10 温度計 11 調節バルブ 1 Hollow Spherical Calcite Type Calcium Carbonate Manufacturing Device 2 Calcium Salt Aqueous Solution Tank 3 Carbon Dioxide Gas Tank 4 Reactant Raw Material Injection Pipe 5 Reaction Vessel 6 Horizontal Electric Furnace 7 Collector 8 Heater 9 Exhaust Pump 10 Thermometer 11 Control Valve

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中空で球状のカルサイト型炭酸カルシウ
ム。
1. A hollow, spherical calcite-type calcium carbonate.
【請求項2】 水溶性のカルシウム塩の水溶液を、炭酸
ガスと共に300〜1500℃に加熱された反応容器内
に噴霧し、該カルシウム塩と炭酸ガスとを反応させるこ
とを特徴とする中空球状カルサイト型炭酸カルシウムの
製造方法。
2. A hollow spherical calcium carbonate characterized by spraying an aqueous solution of a water-soluble calcium salt together with carbon dioxide into a reaction vessel heated to 300 to 1500 ° C. to react the calcium salt with carbon dioxide. Method for producing site-type calcium carbonate.
JP30922092A 1992-10-23 1992-10-23 Hollow spherical calcite type calcium carbonate and manufacture thereof Withdrawn JPH06127938A (en)

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