最近の重質炭酸カルシウムは、粉砕分級技術の進歩により、平均粒子径が1μm以下の製品も生産できるようになりました。
重質炭酸カルシウムの主な用途はプラスチック、ゴム、塗料、製紙が主体で、他に食品、医薬品、高級ガラス原料等に使用されています。
一方、化学的に製造される沈降炭酸カルシウムは、軽微性または軽質炭酸カルシウムと呼ばれ、重質炭酸カルシウムと区別されています。
沈降炭酸カルシウムは、更に一次粒子の大きさから膠質品(コロイド品、セミコロイド品)及び普通品に分類されます。
分類の基準は、一次粒子のサイズで長径1μm以上の紡錘状、又は柱状粒子を示すものを普通品、または一般的に軽炭と略して呼ばれます。斜方晶型の立方体結晶をもつ微細品を辺長0.1μmを境に、コロイド品、セミコロイド品と称されています。
沈降炭酸カルシウムの製法は、炭酸ガス反応法、及び可溶性塩反応法があり、国内では明治42〜43年に石灰石焼成炉の炉ガスを再利用した炭酸ガス反応法が見出され現在に至っています。
可溶性塩反応法は、欧州、米国等で盛んに行われているが、国内ではほとんど行われていません。
沈降炭酸カルシウムの用途は、重質炭酸カルシウムの用途の他、インキ、接着剤(シーラント)、歯磨き粉等、機能性を必要とする分野で使用されています。
| 分類 | 原料 | 製法 |
| 胡粉 | 貝殻 | 乾式または湿式粉砕 |
| チョーク | 白亜 | 〃 |
| 重質炭酸カルシウム | 糖晶質石灰石 | 〃 |
| 沈降炭酸カルシウム | 緻密質石灰石 | 炭酸ガス反応法 |
| 沈降炭酸カルシウム | 副産物 | 可溶性塩反応法 |
上の表の沈降炭酸カルシウムは、さらに下表の3種類に分類できます。
| 分類 | 辺長サイズ | 呼称 |
| 軽質または軽微性炭カル | 1.0μm以上 | 軽炭 |
| 半膠質炭カル | 0.1μm以上 | セミコロイド |
| 膠質炭カル | 0.1μm以下 | コロイド |
| 分類 | 製法 | ||||||
| 重質炭酸カルシウム (天然) | 1 乾式粉砕法 | ||||||
| 2 湿式粉砕法 | |||||||
| 沈降炭酸カルシウム (合成) | 1 石灰乳+炭酸ガス反応法
| ||||||
| 2 塩化カルシウム+ソーダ灰反応法 CaCl2+Na2CO3→CaCO3+2NaCl | |||||||
| 3 石灰乳+ソーダ灰反応法 Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3+2NaOH |
炭酸ガス反応法
石灰石を石灰焼成炉で無煙炭又はコークスとともに焼成して、生石灰とします。その生石灰に水を加えてできた石灰乳に、石灰石を焼成した時に発生した炭酸ガスを反応させ、均一な粒子の沈降炭酸カルシウムを生成させる方法です。
これらの沈降炭酸カルシウムは、その生成時の反応条件を調整することにより様々な粒子サイズ、形態のものが得られる。
粒子径が0.02〜0.10μmの微細品を膠質炭酸カルシウムと言い、そのまま粉剤として利用されるが、多くは有機物(脂肪酸塩、樹脂酸塩等)で処理して市販されています。
填料用途
多くの中性紙分野では、白色度の向上、製品の低密度化、不透明度向上などを目的に沈降炭酸カルシウムが使用されています。
塗工用
塗工紙用、塗被顔料として用いられる沈降炭酸カルシウムは、塗工紙の光学的性質及び印刷適性向上の面から、粒子径0.1〜0.3μmのものが望ましく、粒子径の均一な立方体炭酸カルシウムが多量に使用されています。
塗工用の主な顔料は、カオリンであるが、沈降炭酸カルシウムはカオリンの欠点を補い、光学的性質、印刷適正を向上する目的で20〜40%併用されます。
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