JPS63103824A - バテライト系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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はバテライト系炭酸カルシウムの製造方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 一般に炭酸カルシウムはゴム、プラスチックス、紙、食
品、農薬等に広く利用されており、カルサイト、アラブ
ナイトおよびバテライトの３形態の結晶構造をとること
が知られている。

カルサイトはコロイドもしくは連鎖状粒子や立方体ある
いは紡錘状のものが製造市販されており、数多くの特許
や文献が報告されている。

アラブナイトは製紙用塗工顔料として注目を集めており
、柱状あるいは針状のものが製造されるに至っている。

バテライトは上記カルサイトおよびアラブナイトに比へ
、結晶形が不安定であるがその特性として、球状粒子で
その表面が非常に活性に富んでいる等が挙げられる。こ
の表面活性を利用して、界面活性剤のような低分子の吸
着剤および合成ゴムの補強剤・に効果的であるという報
告もあり、カルサイトおよびアラブナイトの利用分野以
外への用途開発に期待されている。今まで報告されてい
る主な製造方法は次の様なものがある。

１、塩化カルシウム等の水溶性カルシウム塩と炭酸ナト
リウム等の水溶性炭酸塩で溶液反応させる方法。

２、密閉反応容器（オートクレーブ）中で塩化カルシウ
ムをアルカリ性にし、水ガラス共存下、二酸化炭素含有
ガス（以下炭酸ガスと言う）あるいは水溶性炭酸塩を添
加する方法。

３、アルコール７５％（Ｖ／Ｖ）以上含む水酸化カルシ
ウム水懸濁液（以下石灰乳と言う）に炭酸ガスを導入す
る方法。

しかしながら上記ｌの方法では、溶液反応であるので、
非常に速くバテライトが生成するがカルシウム塩、炭酸
塩を使用するため原＄：Ｉ費が高くなる。２の方法では
、オートクレーブ中で加圧するという特殊な製造条件に
設定しなくてはならず、含水ケイ酸とバテライトの混合
物が生成する。３の方法ではアルコール７５％（Ｖ　／
　Ｖ　）以上でないとパイライトが生成しない等の欠点
がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 今までのバテライトの製造方法はカルシウム源ならびに
炭酸源共に水溶性の塩を使用したり、あるいは多量のア
ルコールを使用するため原料費が高く、また消石灰を用
いる方法では不純物として含水ケイ酸を含み純粋なもの
を簡単に安く製造するのは困難である。

［問題を解決するための手段］ そこで本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意研究の
結果、有機媒体を含む水酸化カルシウム水！！、濁液に
添加剤として、水溶性の有機酸あるいは無８！酸もしく
は、それらの水溶性の塩を加え、炭酸ガスを導入するこ
とにより、バテライト系炭酸カルシウムが生成すること
を見出した。

有機酸系あるいは無機酸系の添加剤のみを含む石灰乳の
炭酸化反応においてもバテライトの生成は可能であるが
、非常にバテライトの含有率は低いものである（バテラ
イトの含有率はカルサイト１０４面、バテライトの１０
２面のＸ線回折によるピーク面積比により検量線を作成
しそれより求めた）。このバテライトの含有率を上げよ
うとすれば、添加剤の量を増′やし、且つ石灰乳濃度を
低くせねばならない。すなわち添加剤の使用量、反応時
間のねりには、生成するバテライトの債が少なく生産性
が劣る欠点がある。

また有機媒体のみを含む石灰乳の炭酸化反応においても
バテライトの生成は可能であるが、有機媒体を高濃度に
せねば、バテライトの含有率は上昇しない。

しかし、本発明はバテライト系炭酸カルシウムの製造方
法では添加剤と有機媒体の共存で炭酸化反応させること
により、飛躍的にバテライトの含有率を上げることがで
きる。

有機媒体としてはメタノール、エタノール、プロパツー
ル、ブタノール、エチレングリコール、グリセリン等の
炭素数４以下の１価、２価及び３価のアルコール類、グ
ルコース等の水溶性の糖類、アセトン、ホルムアルデヒ
ド等の水溶性の有機溶媒等の一種類あるいは二種類以上
含有するものが有効であった。有機媒体の含有量は９５
％（Ｗ／Ｗ）以下であればバテライトが生成するが、そ
れ以上だと非晶質のものとなった、また添加剤の添加量
に大きく影響される。添加剤の添加量が高ければ有機媒
体の含有量は少なくてもバテライトが生成する。

添加剤は、水溶性の有機酸としてギ酸、酢酸、プロピオ
ン酸、酪酸、吉草酸、乳酸、クエン酸、等もしくはこれ
らの水溶性の塩で、または無機酸では塩酸、硝酸もしく
はその水溶性の塩の一種類あるいは二種類以上含有する
ものが有効であった。添加剤の添加量は有機媒体の含有
量に大きく影響される。有機媒体の含有量が高ければ添
加剤の添加量は少なくてもバテライトが生成する。また
石灰乳中で不溶性あるいは難溶性の塩を形成するもので
例えば硫酸、リン酸、シュウ酸、グルコン酸等ではコロ
イドあるいは連鎖状のカルサイトを生成しバテライトは
全く見られなかった。添加剤としての有機酸系と無機酸
系とを比べれば、有機酸系では石灰乳の濃度に関係なく
バテライトを生成できるが、無機酸系においては石灰乳
濃度を２％以下としなければ、バテライトが生成しにく
いことから、できれば有機酸系の添加剤を用いた方がバ
テライトの製造においては効果的である。また、これら
有機酸系および無機酸系の塩としてはカルシウム塩ある
いは石灰乳中でカルシウム塩となるものが、カルシウム
塩を除く強アルカリ塩より有効であった。

本製造方法において、バテライトの含有率を上げるには
当然ながら有機酸系もしくは無機酸系の添加剤の添加ｆ
ｆｉを多くするか、有機媒体の含有量を多くすれば良い
。しかしながら、炭酸ガスの濃度あるいは供給量を変化
させてもバテライトの含有率にはほとんど影響が見られ
なかった。また、石灰乳の温度を４０℃以下で炭酸化反
応をさせると、バテライトを生成するが、それ以上だと
カルサイトの生成が急激に上昇し極端にバテライトの含
有率が低下した。

本発明は添加剤として、有機酸系あるいは無機酸系の化
合物を必要とするが、有機媒体の種類あるいはその量を
自由に選択でき、しかも炭酸化反応中あるいは反応後に
水酸化カルシウム粉末あるいは石灰乳を添加したり、反
応終了後のる液に水酸化カルシウム粉末あるいは石灰乳
を添加して、再度炭酸化反応を行なうことができる。こ
れらの添加剤は、炭酸ガス供給前あるいは炭酸化率が３
０％以下の反応途中に添加してもバテライトは生成する
。また、これらの添加剤は水溶性であるため、生成した
炭酸化カルシウム中に混入したとしても、すみやかに水
洗除去できる。

［発明の効果］ 本発明は従来の方法に比べ、特殊な製造装置を必要とせ
ず、添加剤を加えることによって、有機媒体をわずかに
含んだ石灰乳においてもバテライトが生成され、根本的
には水酸化カルシウムと二酸化炭素の反応で、原料が安
価となるため工業的にも大きな価値がある。

［実施例コ 実施例　１ 水酸化カルシウム２０ｇに、酢酸を水酸化カルシウム１
０ｇと反応するように１６．２ｇだけ；奈加し、ざらに
メタノール２０ｇを加え、水で全量を２５０ｇとし、２
５・℃で攪拌しながら１００％の炭酸ガスをＩＬ／ｍｉ
ｎで導入し、炭酸化反応を行った。これをろ過し、すみ
やかに水、メタノールの順で洗浄後、１００℃で２０時
間乾燥して炭酸カルシウム粉末１３ｇを得た。Ｘ線回折
の結果、バテライトとカルサイトのピーク以外は認めら
れず、バテライトの含有率は８５％と高いものであった
。

比較例　Ｉ 水酸化カルシウム２０ｇに、酢酸を水酸化カルシウム１
０ｇと反応するように１６．２ｇだけ添加し、メタノー
ルを加えずに水で全員を２５０ｇとし、以下、実施例１
と同じようにして炭酸カルシウム粉末１３ｇを得た。実
施条件および結果を表−１に示した。

比較例　２〜３ 水酸化カルシウム量な１０ｇ、２０　ｇと変えて、メタ
ノール２０ｇを加え、水で全量を２５０ｇとし、以下、
実施例１と同じようにして炭酸カルシウム粉末１３ｇを
得た。実施条件および結果を表−１に示した。

実施例　２ 水酸化カルシウム２０ｇに、酢酸を水酸化カルシウム１
０ｇと反応するように１６．２ｇだけ添加し、さらにメ
タノール５０ｇを加え、水で全量を２５０ｇとし、以下
、実施例１と同様にして炭酸化反応を行った。実施条件
および結果を表−１に示した。実施例２で得られたバテ
ライト１００％の炭酸カルシウムの走査型電子顕微鏡写
真を写真−１に示した。

比較例　４ 水酸化カルシウム量をｌｏｇ、２０ｇと変えて、メタノ
ール２０ｇを加え、水で全量を２５０ｇとし、以下、実
施例１と同様にして炭酸化反応を行った。実施条件およ
び結果を表−１に示した。

実施例　３〜６ メタノール量を１００ｇと限定して、酢酸との未反応の
消石灰量が１０ｇになるように消石灰潰および酢酸量を
変えて、実施例、１と同様にして炭酸化反応を行った。

実施条件および結果を表−１に示した。

比較例　５ 水酸化カルシウム１０ｇに、酢酸無添加の条件下、メタ
ノール１００ｇを加え、実施例１と同様にして炭酸化反
応を行った。実施条件および結果を表−１に示した。

実施例　７ 水酸化カルシウム１０ｇに、酢酸０　、０５　ｇおよび
メタノール１５０ｇを加え、実施例１と同様にして炭酸
化反応を行った。実施条件および結果を表−１に示した
。

比較例　６ 水酸化カルシウム１０ｇに、酢酸無添加の条件下、メタ
ノール１５０ｇを加え、実施例１と同様にして炭酸化反
応を行った。実施条件および結果を表−１に示した。

実施例　８〜９ 水酸化カルシウム２０ｇに、酢酸を水酸化カルシウム１
７．３ｇと反応するように２８．４ｇだけ添加し、メタ
ノール量を変えて、実施例１と同様にして炭酸化反応を
行った。実施条件および結果を表−１に示した。

比較例　７ 水酸化カルシウム２０ｇに、酢酸を水酸化カルシウム１
７．５ｇと反応するように２８．４ｇだけ添加し、メタ
ノールを加えずに、実施例１と同様にして炭酸化反応を
行った。実施条件および結果を表−１に示した。

実施例　１０〜１２ メタノール量を２０ｇと限定し、消石灰量および酢酸量
を変えて実施例１と同様にして炭酸化反応を行った。実
施条件および結果を表−１に示した。

実施例　１３〜２１ 水酸化カルシウム２Ｑｇに、酢酸を水酸化カルシラノ、
１０ｇと反応するように１６．２ｇだけ添加し、有機媒
体の種類を変えて実施例１と同様にして行フた。実施条
件および結果は表−２に示した。

実施例　２２〜３３ 有機媒体をメタノールに限定して、消石灰量、メタノー
ル量および添加剤の種類を変えて実施例１と同様にして
炭酸化反応を行った。実施条件および結束は表−３に示
した。

実施例　３４〜３６ 水酸化カルシウム２０ｇに有機媒体ならひに添加剤を１
種あるいは２種以上加え、実施例１と同様に炭酸化反応
を行った。実施条件および結果は表−４に示した。

表−１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）有機媒体を含む水酸化カルシウム水懸濁液に添加剤
   として、水溶性の有機酸あるいは無機酸もしくは、それ
   らの水溶性の塩を加え、二酸化炭素含有ガスを導入する
   ことによるバテライト系炭酸カルシウムの製造方法。 ２）有機媒体は炭素数４以下の１価、２価及び３価のア
   ルコール、水溶性の糖類、水溶性の有機溶媒等の一種類
   あるいは二種類以上から選択される、特許請求の範囲第
   一項に記載の方法。 ３）添加剤は水溶性の有機酸でギ酸、酢酸、プロピオン
   酸、酪酸、吉草酸、乳酸、アクリル酸、等もしくはこれ
   らの水溶性の塩で、または無機酸が塩酸、硝酸もしくは
   その水溶性の塩の添加剤を一種類あるいは二種類以上か
   ら選択される、特許請求の範囲第一項に記載の方法。