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JPH04292414A - Method for growing particle of vaterite-type calcium carbonate and controlling its shape - Google Patents

Method for growing particle of vaterite-type calcium carbonate and controlling its shape

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Publication number
JPH04292414A
JPH04292414A JP8153291A JP8153291A JPH04292414A JP H04292414 A JPH04292414 A JP H04292414A JP 8153291 A JP8153291 A JP 8153291A JP 8153291 A JP8153291 A JP 8153291A JP H04292414 A JPH04292414 A JP H04292414A
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JP
Japan
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calcium carbonate
vaterite
quicklime
type calcium
methanol
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JP8153291A
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花崎 実
Hidehiko Nishioka
英彦 西岡
Sakae Kuroda
黒田 栄
Masako Takahashi
雅子 高橋
Seiya Shimizu
清也 清水
Shiro Motoyoshi
源吉 嗣郎
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Maruo Calcium Co Ltd
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Maruo Calcium Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To easily and stably produce vaterite-type calcium carbonate having arbitrary particle size and shape and excellent decomposability by using a vaterite-type calcium carbonate as a matrix. CONSTITUTION:The objective method for controlling the growth and shape of vaterite-type calcium carbonate particle is characterized by introducing carbon dioxide gas into a mixed system consisting of a vaterite-type calcium carbonate matrix, methanol, water and quick lime and/or slaked lime and satisfying the following conditions (a) and (b) and carrying out the carbonization reaction while controlling the pH of the carbonization reaction system to 5.6-11.5 and the temperature to 15-60 deg.C. (a) The amount of water existing in the carbonization reaction system is 3-30 times mol equivalent based on the amount of calcium carbonate and the quick lime and/or slaked lime (in terms of quick lime) existing in the carbonization reaction system and (b) the solid concentration of calcium carbonate and the quick lime and/or slaked lime (in terms of quick lime) existing in the carbonization reaction system is 0.5-12wt.% based on methanol existing in the carbonization reaction system.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明はバテライト型炭酸カルシ
ウムの粒子成長、形態制御方法に関し、更に詳しくは、
楕円球状、球状、板状等の形態を有するバテライト型炭
酸カルシウムを母材とし、該母材バテライト型炭酸カル
シウムの粒子径及び粒子形を変化せしめ、母材バテライ
ト型炭酸カルシウムと異なる粒子径及び粒子形を有する
分散性の良好なバテライト型炭酸カルシウムを調製する
、バテライト型炭酸カルシウムの粒子成長、形態制御方
法に関する。 【0002】 【従来の技術】現在、合成炭酸カルシウムの工業的製造
方法としては、炭酸ガス法が広く採用されている。この
炭酸ガス法とは、天然に産する石灰石を焼成することに
より生石灰(酸化カルシウム)を得、この生石灰と水を
反応させ石灰乳(水酸化カルシウムの水懸濁液)を得、
この石灰乳に石灰石を焼成する際発生する炭酸ガスを導
通し反応させることにより炭酸カルシウムを得る方法で
ある。この炭酸ガス法により製造される合成炭酸カルシ
ウムは、その一次粒子の大きさに応じてゴム、プラスチ
ック、紙、塗料等の填料又は顔料として、広く大量に使
用されている。また、これらの用途に用いられる合成炭
酸カルシウムは、その配合時の物性をさらに向上させる
ため、粒子表面にその使用目的に応じた無機系又は有機
系の様々な処理剤が表面処理され一般に使用されている
。 【0003】しかし乍ら、この炭酸ガス法で製造される
合成炭酸カルシウムは、元来一次粒子間の凝集力が非常
に強いものであり、一次粒子が多数凝集して大きな二次
粒子(一次粒子の粗大凝集体)を形成しており、この二
次粒子のスラリーは、長時間強力に攪拌を続けても、ほ
ぼ一次粒子にまで分散させることは不可能であるとされ
ている。このような一次粒子の凝集体を多数含有する合
成炭酸カルシウムを、ゴム、プラスチック、紙、塗料等
の填料又は顔料として使用した場合、二次粒子があたか
も一次粒子のような挙動を示すため、分散不良、強度の
低下、光沢の低下、流動性の悪化等、良好な物性が得ら
れず、本来一次粒子を配合した場合の様な配合効果が得
られない。また同様に、このように多数の凝集体を含有
する合成炭酸カルシウムに、無機系又は有機系の表面処
理剤を処理しても二次粒子表面のみが処理されるにすぎ
ず、充分な効果を発揮するに至らない。 【0004】現在まで、これら一次粒子凝集体を分散さ
せる方法は多数報告されているが、一般にボールミル、
サンドグラインダーミル等により、強力に粉砕破壊する
方法が採用されている。しかし乍ら、このような方法は
強大なエネルギーを使用した摩砕粉砕であるため、凝集
体の分散が行われると同時に一次粒子の破壊も行われ、
その結果、表面状態の非常に不安定な、しかも希望する
一次粒子径よりさらに小さな粒子と、分散が不完全な二
次凝集粒子とが混在し、粒度の分布が幅広くなってしま
うため、好ましい方法であるといいがたい。また、この
ようなサンドグラインダー等の湿式粉砕機には、通常粉
砕用メディアとして微少なガラスビーズが用いられるが
、炭酸カルシウムの粉砕破壊工程時これらガラスビーズ
表面も粉砕破壊されるため、分散処理後の炭酸カルシウ
ム中に20μm前後の粗大ガラス片が多数混入すること
になり、例えば15μm前後の厚みの薄物フィルムの充
填剤として使用するような炭酸カルシウムをこのような
湿式粉砕方法を用いて分散調製することは好ましくない
。 【0005】炭酸カルシウムには、同質異像として六方
晶系のカルサイト型結晶、斜方晶系のアラゴナイト結晶
、および擬六方晶系のバテライト型結晶があるが、この
中で工業的に製造され多種の用途に利用されているのは
、立方体もしくは紡錘形のカルサイト型結晶、または針
状もしくは柱状のアラゴナイト結晶が大半である。これ
に対して、バテライト型の炭酸カルシウムの場合は、そ
の形態的な特徴からして、他の2結晶型と比べて比較的
分散性が良好であり、大きな粗大凝集体を含有しないと
されているため、紙、塗料、あるいはゴム、プラスチッ
ク用の顔料、填料として用いた場合、塗工性の改善、充
填性の向上等の効果が期待でき、ひいては製品の物理強
度、光沢性、白色度、あるいは印刷特性の向上につなが
ると考えられる 【0006】以上の観点から従来より、バテライト型炭
酸カルシウムを工業的に製造するための方法が種々検討
されて来ている。例えば特開昭60−90822には、
マグネシウム化合物を含む水酸化カルシウム水懸濁液に
二酸化炭素含有気体を導入し、ある一定の炭酸化率に達
した時点で縮合リン酸アルカリ又はそのアルカリ金属塩
を添加することによって、バテライト型炭酸カルシウム
を得る方法が、また特開昭54−150397には、塩
化カルシウムと炭酸水素カルシウムの反応において反応
終了時のスラリーのpHが6.8になるように予めアン
モニアを共存させることによってバテライト型炭酸カル
シウムを得る方法が記載されている。しかし乍ら、これ
らの方法はいずれも、従来の立方体や紡錘形の炭酸カル
シウム結晶の製造方法に比べて製造方法が大変複雑であ
るばかりではなく、バテライト型炭酸カルシウム粒子の
粒子径コントロールが困難であり、得られるバテライト
型炭酸カルシウムの一次粒子径が不均一であり、また分
散性も良好とはいいがたい。 【0007】また、最近、有機溶媒中に含まれる水酸化
カルシウムを炭酸化させることによりバテライト型炭酸
カルシウムを製造する方法が多種提案されている。例え
ば、特開昭59−64527の比較例1には、水酸化カ
ルシウム水懸濁液とメタノールの混合溶液に炭酸ガスを
導通しバテライト型炭酸カルシウムを得る方法が、特開
昭61−77622には、水酸化カルシウムと水とアル
コール類の懸濁液系に炭酸ガスを吹き込んで非晶質又は
バテライト等の結晶質炭酸カルシウムを生成させる方法
が記載されている。しかし乍ら、これらいずれの方法で
も、バテライト型炭酸カルシウムは高い収率で得ること
は可能であるが、得られるバテライト型炭酸カルシウム
粒子の粒子径及び粒子形態を任意にコントロールするこ
とができず、さらに一次粒子が均一でしかも単分散した
分散良好な球状、楕円球状又は板状バテライト型炭酸カ
ルシウムを安定して製造することはできないという欠点
を有していた。 【0008】本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意
研究の結果、特定量の生石灰及び/又は消石灰と特定量
の水を含有する、生石灰及び/又は消石灰のメタノール
懸濁液に、炭酸ガスを導通し炭酸化反応を行い、炭酸化
反応途中の特定時点で反応系内の温度を特定の温度に調
整し、炭酸化反応開始から反応系内の導電率が特定の値
に到達する時間を特定化することにより、所望の球状、
楕円球状又は板状バテライト型炭酸カルシウムが容易か
つ安定的に製造でき、得られる球状、楕円球状又は板状
バテライト型炭酸カルシウムが、特有の一次粒子の均一
性および分散性を有していることを見いだした(特願平
2−137482、同2−137483、同2−137
484)。 【0009】この各種形状を有するバテライト型炭酸カ
ルシウムは、特有の良好な特性を具備しているため、各
方面の用途にその使用の検討が精力的に行われている。 しかし乍ら、特に高度な技術分野の用途には、その特性
をさらに引き出し、より高度な機能性を有する工業製品
を開発するため、前述のバテライト型炭酸カルシウムの
特性を維持したまま微妙に粒子径がコントロールされた
バテライト型炭酸カルシウム、粒子形状が微妙にコント
ロールされたバテライト型炭酸カルシウムが必要とされ
てきており、正確且つ微妙に粒子成長、形態制御しうる
バテライト型炭酸カルシウムの製造方法の開発が要求さ
れている。例えばオーディオテープ、ビデオテープ等の
磁気テープに用いられているポリエステルフィルムにお
いては、その滑り性や耐削れ性がフィルムの製造工程及
び各用途における加工工程の作業性の良否、さらにはそ
の製品品質の良否を左右する大きな要因となっている。 これら滑り性や耐削れ性が不充分な場合、例えばポリエ
ステルフィルム表面に磁性層を塗布し、磁気テープとし
て用いる場合には、磁性層塗布時におけるコーティング
ロールとフィルム表面との摩擦が激しく、またこれによ
るフィルム表面の摩擦も激しく、極端な場合はフィルム
表面へのしわ、擦傷等が発生する。また磁性層塗布後の
フィルムをスリットしてオーディオ、ビデオ、またはコ
ンピューター用テープ等に加工した後でも、リールやカ
セット等からの引出し、巻き上げその他の操作の際に、
多くのガイド部、再生ヘッド等との間で摩擦が著しく生
じ、擦傷、歪の発生、さらにはポリエステルフィルム表
面の削れ等による白粉状物質を析出させる結果、磁気記
録信号の欠落、即ちドロップアウトの大きな原因となる
ことが多い。 【0010】従来、ポリエステルの摩擦係数を低下させ
る方法としては、ポリエステル中に微粒子を含有せしめ
、成形品の表面に微細で適度な凹凸を与えて成形品の表
面滑性を向上させる方法が数多く提案されているが、微
粒子とポリエステルとの親和性が充分でなく、フィルム
の透明性、耐摩耗性がいづれも満足すべきものではなか
った。この方法を更に説明すると、ポリエステルの表面
特性を向上させる手段としては、従来から、■ポリエス
テル合成時に使用する触媒など一部または全部を反応工
程で析出させる方法(内部粒子析出方法)。■炭酸カル
シウム、二酸化珪素などの微粒子を重合時または重合後
に添加する方法(外部粒子添加方式)。が数多く提案さ
れている。これらポリエステルフィルムの表面の凹凸を
形成する粒子は、その大きさが大きいほど、滑り性の改
良効果が大であるのが一般的であるが、磁気テープ、特
にビデオ用のごとき精密用途には、その粒子が大きいこ
と自体がドロップアウト等の欠点発生の原因ともなり得
るため、フィルム表面の凹凸は出来るだけ微細である必
要があり、これら相反する特性を同時に満足すべき要求
がなされているのが現状である。 【0011】しかし乍ら、■の内部粒子析出方式は、粒
子がポリエステル成分の金属塩等であるため、ポリエス
テルとの親和性はある程度良好である反面、反応中に粒
子を生成させる方法であるため、粒子量、粒子径のコン
トロール及び粗大粒子の生成防止などが困難である。一
方■の方法は、粒径添加量などを適切に選定し、さらに
粗大粒子を分級等により除去した微粒子を添加すれば易
滑性の面では優れたものとなる。しかし、無機微粒子と
有機成分であるポリエステルの親和性が充分でないため
、延伸時等に粒子とポリエステルとの境界で剥離が発生
し、ボイドが生成する。このボイドがポリエステル中に
存在すると、ポリエステルフィルム同志あるいはポリエ
ステルフィルムと他の基材との接触により、ポリエステ
ルフィルムの損傷等で粒子がポリエステルフィルムから
脱離しやすく、例えば前述の様に磁気テープ用フィルム
における白粉の発生やドロップアウトの原因となる。 【0012】現在のポリエステルフィルムの製造には、
■、■の方法が併用して用いられているものの、粒子径
選択の容易性及び品質再現の容易性の観点から、徐々に
■の方法が主流になりつつある。しかし乍ら、■の方法
において使用される無機微粒子は、前述のようにポリエ
ステルとの親和性が充分でないため、ポリエステルフィ
ルムの損傷等で粒子がポリエステルフィルムから脱離し
白粉が発生しやすく、この現象を防止するため、化学的
な見地からは無機微粒子の良好な表面処理剤の開発研究
が、また物理的な観点からはポリエステルフィルムから
脱離しにくい形状を有する無機微粒子の開発研究が各方
面において行われている。■の方法に使用される無機微
粒子の形状に関しては、ポリエステルフィルムからの脱
離の観点からは球状粒子よりも楕円球状粒子、板状粒子
のほうが良好であるとされてはいるが、一方ポリエステ
ルフィルムに要求されるもう一つの重要な物性であるフ
ィルム走行性(フィルム滑り性)の見地に立てば、球状
粒子が最良であると言われている。従って、この種のポ
リエステルフィルムに用いられる無機粒子には、粒子の
均一性、良好な分散性を有していることはもとより、粒
子形、粒子径等の微妙な形態制御技術、例えば楕円球状
粒子をより球状に近い楕円球状粒子に、楕円球状粒子を
球状粒子に、球状粒子を板状粒子に、あるいは板状粒子
をさらに厚みのある板状粒子に変化させる粒子形制御技
術、また球状粒子、楕円球状粒子、板状粒子を立体幾何
学的に相似な形状を維持させたまま粒子径を大きくする
粒子径制御技術等の高度な粒子形態制御技術の確立が要
求されてきている。 【0013】バテライト型炭酸カルシウムの同質異像で
あるカルサイト型炭酸カルシウム及びアラゴナイト型炭
酸カルシウムに関しては、それら粒子の形状不均一性、
分散性の悪さを無視した場合、立方体状粒子又は針状粒
子の形状を維持したままでの粒子径のコントロール技術
は各種の方法が多方面から報告されている。しかし乍ら
、バテライト型炭酸カルシウム、特に良好な分散性と粒
子の均一性を有するバテライト型炭酸カルシウムに関し
ては、粒子形状制御技術はもちろんのこと、粒子径制御
技術さえも報告されていないのが現状であり、至急解決
すべき問題であった。 【0014】 【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
み、バテライト型炭酸カルシウムの粒子成長、形態制御
方法を提供することを目的とする。 【0015】 【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題点
を解決すべく鋭意研究の結果、バテライト型炭酸カルシ
ウムを母材とし、メタノールと母材バテライト型炭酸カ
ルシウムと水の特定の混合系を調製し、炭酸化反応系内
のpH及び温度を特定値に制御して炭酸化反応を行うこ
とにより、母材バテライト型炭酸カルシウムを基材とし
、任意の粒子径及び粒子形を有する、分散性の良好なバ
テライト型炭酸カルシウムを容易且つ安定的に製造でき
ることを見いだした。本発明は、これらの新しい知見に
基づいて完成されたものである。 【0016】即ち、本発明は、下記(ア)、(イ)の条
件を具備する、母材となるバテライト型炭酸カルシウム
、メタノール、水、生石灰及び/又は消石灰の混合系に
二酸化炭素を導通し、炭酸化反応系内のpHを5.6〜
11.5、温度を15〜60℃に制御して炭酸化反応を
行なうことを特徴とする、バテライト型炭酸カルシウム
の粒子成長、形態制御方法を内容とするものである。。 (ア)炭酸化反応系内に存在する水の量が、炭酸化反応
系内に存在する炭酸カルシウムと生石灰及び/又は消石
灰の生石灰換算値に対し、3〜30倍モル相当量である
こと。 (イ)炭酸化反応系内に存在する炭酸カルシウム、生石
灰及び/又は消石灰の生石灰換算固形分濃度が、炭酸化
系内に存在するメタノールに対し、0.5〜12重量%
であること。 【0017】以下、本発明をさらに詳述する。本発明は
、母材となるバテライト型炭酸カルシウム、生石灰及び
/又は消石灰の生石灰換算固形分濃度がメタノールに対
し好ましくは0.5〜12重量%、より好ましくは1〜
8重量%であり、水の量がバテライト型炭酸カルシウム
と生石灰及び/又は消石灰の生石灰換算値に対し3〜3
0倍モル相当量、好ましくは5〜20倍モル相当量であ
る、バテライト型炭酸カルシウム、メタノール、水、生
石灰及び/又は消石灰の混合系に二酸化炭素を導通し、
炭酸化反応系内のpHを5.6〜11.5、好ましくは
5.8〜10.0、温度を15〜60℃、好ましくは3
5〜55℃に制御して炭酸化反応を行うことにより達成
される。 【0018】母材となるバテライト型炭酸カルシウム、
生石灰及び/又は消石灰の生石灰換算固形分濃度が、メ
タノールに対し0.5重量%未満の場合、単位メタノー
ル必要量が増大し不経済であるばかりではなく、以降の
炭酸化反応工程における反応条件のコントロールが困難
になるため、本発明のバテライト炭酸カルシウムの収率
が非常に悪くなる傾向がある。また12重量%を越える
場合、以降の炭酸化反応工程において系内がゲル化しや
すく、さらに得られる炭酸カルシウムの粒子の形状、大
きさが不均一となり、さらに粒子の分散状態も悪くなる
傾向がある。 【0019】水の量がバテライト型炭酸カルシウムと生
石灰及び/又は消石灰の生石灰換算値に対し3倍モル未
満の場合、以降の炭酸化反応工程においてゲル化しやす
く、また30倍モルを越えるの場合、本発明のバテライ
ト炭酸カルシウム以外にカルサイト、アラゴナイト等の
結晶型の炭酸カルシウムが多数混在する炭酸カルシウム
が得られることになり好ましくない。 【0020】炭酸化反応系内のpHが5.6未満の場合
、炭酸化反応系内に過剰の二酸化炭素を導通する必要が
あり不経済であるため好ましい方法とは言えない。また
炭酸化反応系内のpHが11.5を越える場合、母材バ
テライト型炭酸カルシウム表面に新規なバテライト型炭
酸カルシウムが析出せず、母材バテライト型炭酸カルシ
ウムの粒子成長、形態変化が起こらない。また炭酸化反
応系内のpHが10.3を越え10.7未満の場合、母
材バテライト型炭酸カルシウムの粒子成長、形態変化は
達成されるものの、粒子成長速度が遅くなる傾向がある
。さらに又、炭酸化反応系内のpHが10.7〜11.
3の場合、特定の形状を有するバテライト型炭酸カルシ
ウムを母材とした場合には効果的に本発明の目的を達成
しうるが、全ての形状の母材バテライト型炭酸カルシウ
ムへ適用する場合、pH以外の炭酸化反応条件、例えば
反応温度、添加水の量等の許容幅が狭くなる傾向がある
。 【0021】炭酸化反応系内の温度に関しては、15℃
未満においては母材バテライト型炭酸カルシウム表面に
新規なバテライト型炭酸カルシウムが析出しにくく、得
られる炭酸カルシウムの粒子の形態が不均一になる傾向
があり、好ましくない。また温度が60℃を越える場合
、反応容器として耐圧型反応器を用いる必要が生じ、経
済的に好ましいとは言えない。 【0022】母材となるバテライト型炭酸カルシウムは
、その分散性が本発明の方法によって調製されるバテラ
イト型炭酸カルシウムの品質特性に大きく影響するため
、特に良好な分散性を要求される分野に使用されるバテ
ライト型炭酸カルシウムを調製するためには、下記の(
a)〜(g)の要件を共に具備する球状、楕円球状、板
状バテライト型炭酸カルシウムを母材として使用するの
が好ましい。 (a)0.1μm≦DS1≦2.0μm(b)0.04
μm≦DS2≦2.0μm(c)1.0≦DS1/DS
2≦20 (d)DP3/DS1≦1.25 (e)1.0≦DP2/DP4≦2.5(f)1.0≦
DP1/DP5≦4.0(g)(DP2−DP4)/D
P3≦1.0但し、 DS1:走査型電子顕微鏡(SEM)により調べた1次
粒子の長径の平均粒子径(μm) DS2:上記顕微鏡により調べた1次粒子の短径の平均
粒子径(μm) DP1:光透過式粒度分布測定機(島津製作所製SA−
CP3)を用いて測定した粒度分布において、大きな粒
子径側から起算した重量累計10%の時の粒子径(μm
) DP2:上記測定機を用いて測定した粒度分布において
、大きな粒子径側から起算した重量累計25%の時の粒
子径(μm) DP3:上記測定機を用いて測定した粒度分布において
、大きな粒子径側から起算した重量累計50%の時の粒
子径(μm) DP4:上記測定機を用いて測定した粒度分布において
、大きな粒子径側から起算した重量累計75%の時の粒
子径(μm) DP5:上記測定機を用いて測定した粒度分布において
、大きな粒子径側から起算した重量累計90%の時の粒
子径(μm) 【0023】消石灰のみを用いた場合でも本発明の目的
とする炭酸カルシウムは得られるが、生石灰を原料とす
る場合と比較し、炭酸化反応工程における反応条件の許
容幅が非常に狭くなりやすく、炭酸化反応終了後得られ
る炭酸カルシウム中のバテライト型炭酸カルシウムの含
有率が低下しやすく、また、経時安定性に問題のあるバ
テライト型炭酸カルシウムが得られる場合があるため、
前述のメタノール懸濁液の調製には、好ましくは生石灰
と消石灰との混合物、より好ましくは生石灰を使用する
のが良い。生石灰が好ましい理由については必ずしも明
らかではないが、通常の生石灰−水系反応で行われるよ
うな、先ず生石灰が消石灰により消石灰と二酸化炭素と
により炭酸カルシウムになるのではなく、本発明の生石
灰−メタノール−水系反応においてはカルシウムメトキ
シドのような有機カルシウムが生成し、該有機カルシウ
ムと二酸化炭素との反応により炭酸カルシウムになるこ
とに因るものと推定される。 【0024】生石灰の好ましい活性度は80以上であり
、以下の方法で測定される。 活性度:1000ccのビーカーに40℃の脱イオン水
500mlを入れ、攪拌機で攪拌しながらフェノールフ
タレイン2〜3滴を加えた後、生石灰10gを一挙に投
入すると同時に、ストップウオッチで計時を始める。1
分経過後から、溶液がわずかに赤味を呈するのを持続す
るよう、4N−HClを継続して滴下する。1分ごとに
それまでの4N−HClの滴下量を記録し、20分間こ
の作業を続ける。活性度は10分経過後の累積滴下量(
ml)をもって表示する。 【0025】本発明で使用される生石灰及び消石灰は、
一定の粒度に調整するため、乾式粉砕機を用いての乾式
粉砕、または湿式粉砕機を用いた生石灰、消石灰のメタ
ノール懸濁液の湿式解砕を行った後使用するのが好まし
い。 【0026】本発明を実施する方法については、前述し
た条件を満たす限り特に制限は無い。例えば、■前述し
た条件を満たす範囲で調製された、母材となるバテライ
ト型炭酸カルシウム、メタノール、水、生石灰及び/又
は消石灰の混合系に二酸化炭素を導通する方法、■該混
合系を二酸化炭素中に噴霧する方法、■母材となるバテ
ライト型炭酸カルシウムのメタノール懸濁液にメタノー
ルと水と生石灰及び/又は消石灰の混合系を滴下する方
法、■母材バテライト型炭酸カルシウムとメタノールと
水の混合系に、生石灰及び/又は消石灰のメタノールの
懸濁液を滴下する方法、■母材バテライト型炭酸カルシ
ウムとメタノールと水の混合系に、メタノールと水と生
石灰及び/又は消石灰の混合系を滴下する方法、等の方
法が用いられる。上記方法の内、■の方法について、以
下に説明する。 【0027】バテライト型炭酸カルシウムを母材とし、
該母材バテライト型炭酸カルシウムの固形分濃度が生石
灰換算固形分濃度として0.5〜12重量%である該母
材バテライト型炭酸カルシウムのメタノール懸濁液に、
該母材バテライト型炭酸カルシウムの生石灰換算値に対
し3〜30倍モル相当量の水を加え調製される、メタノ
ールと母材バテライト型炭酸カルシウムと水の混合系に
、二酸化炭素を導通するとともに、生石灰換算濃度が0
.5〜12重量%である生石灰及び/又は消石灰のメタ
ノール懸濁液に、生石灰(消石灰の場合同一モルの生石
灰に換算)に対し3〜30倍モル相当量の水を加え調製
された、メタノールと生石灰及び/又は消石灰と水の混
合系を滴下し、炭酸化反応系内のpHを5.6〜11.
5、温度を15〜60℃に制御して炭酸化反応を行えば
良い。まず、母材となるバテライト型炭酸カルシウムを
メタノール中に投入し、該母材バテライト型炭酸カルシ
ウムのメタノール懸濁液を調製する。該母材バテライト
型炭酸カルシウムの固形分濃度は生石灰換算固形分濃度
として0.5〜12重量%、好ましくは1〜8重量%で
あればよい。次に、該母材バテライト型炭酸カルシウム
の生石灰換算値に対し3〜30倍モル相当量、好ましく
は5〜20倍モル相当量の水を加え、メタノールと母材
バテライト型炭酸カルシウムと水の混合系(以下、混合
系M1と記す)を調製する。 【0028】次に、生石灰粉体及び/又は消石灰粉体を
メタノール中に投入し、生石灰及び/又は消石灰のメタ
ノール懸濁液を調製する。生石灰及び/又は消石灰の濃
度は、生石灰換算濃度(消石灰の場合同一モルの生石灰
に換算した濃度、以下、生石灰濃度と略称する)として
メタノールに対し0.5〜12重量%、好ましくは1〜
8重量%であればよい。次に、この生石灰及び/又は消
石灰のメタノール懸濁液に、生石灰に対して3〜30倍
モル相当量の水、好ましくは5〜20倍相当量の水を加
え、メタノールと生石灰及び/又は消石灰と水の混合系
(以下、混合系M2と記す)を調製する。 【0029】次に、前述のメタノールと母材バテライト
型炭酸カルシウムと水の混合系M1に二酸化炭素を導通
すると同時に、上述のメタノールと生石灰及び/又は消
石灰と水の混合系M2を滴下し、炭酸化反応を行う。炭
酸化反応系内のpHは5.6〜11.5、好ましくは5
.8〜10.3又は10.7〜11.3、更に好ましく
は5.8〜10に制御すればよく、また炭酸化系内の温
度は15〜60℃、好ましくは35〜55℃に制御して
炭酸化反応を行うことにより、本発明を容易に達成する
ことができる。混合系M1に滴下される混合系M2の量
は、調製目的のバテライト型炭酸カルシウムの粒子径、
粒子形態に応じて適宜選択すればよい。例えば、球状の
形態を有するバテライト型炭酸カルシウムを母材として
選定し、該混合系M1に、該混合系M1中の母材球状バ
テライト型炭酸カルシウムの生石灰換算量と同量の生石
灰を含有する混合系M2を滴下し、球状粒子成長がおこ
なわれる反応条件を選定して炭酸化反応を行った場合、
母材球状バテライト型炭酸カルシウムの約1.25倍の
粒子径を有する新規球状バテライト型炭酸カルシウム粒
子が調製される。 【0030】混合系M1に滴下される混合系M2の滴下
速度は、調製目的のバテライト型炭酸カルシウムの粒子
径、粒子形態、さらには反応容器の形状、容量等に応じ
て適宜選択すればよいが、得られるバテライト型炭酸カ
ルシウムの個々の粒子の均一性向上の観点から、前述の
条件、つまり混合系M1に、該混合系M1中の母材球状
バテライト型炭酸カルシウムの生石灰換算量と同量の生
石灰を含有する混合系M2を滴下する場合、滴下時間は
好ましくは1時間以上、より好ましくは2時間以上にな
るように滴下速度を調製したほうが良い。 【0031】また、本発明におけるバテライト型炭酸カ
ルシウム粒子の形態制御方法に関しては、炭酸化反応系
内のpHを、前述した本発明のpH範囲から適宜選択す
ることにより容易に達成することができる。例えば、母
材バテライト型炭酸カルシウムとして板状のバテライト
型炭酸カルシウムを選択し、炭酸化系内のpHを11に
制御して炭酸化反応を行った場合、得られる新規バテラ
イト型炭酸カルシウムの形状は、母材板状バテライト型
炭酸カルシウム粒子とほぼ幾何学的に相似の板状バテラ
イト型炭酸カルシウムであり、また、炭酸化系内のpH
を9.5に制御して炭酸化反応を行った場合、得られる
新規バテライト型炭酸カルシウムの形状は、母材板状バ
テライト型炭酸カルシウムより肉厚な、アスペクト比が
小さな板状バテライト型炭酸カルシウムとなる。更にま
た、母材バテライト型炭酸カルシウムとして楕円球状の
バテライト型炭酸カルシウムを選択し、炭酸化系内のp
Hを9.8に制御して炭酸化反応を行った場合、得られ
る新規バテライト型炭酸カルシウムの形状は、球状のバ
テライト型炭酸カルシウムとなる。 【0032】このようにして本発明により、主として、
母材バテライト型炭酸カルシウムの形状、混合系M2の
滴下量、炭酸化反応系内のpHの制御を行うことにより
、任意の粒子径を有する任意の形態のバテライト型炭酸
カルシウムの調製が可能となり、球状、楕円球状、板状
の形態の母材バテライト型炭酸カルシウムを幾何学的に
相似に粒子成長させ得ることはもちろん、母材球状バテ
ライト型炭酸カルシウムを楕円球状、板状の形態を有す
るバテライト型炭酸カルシウムに変化させ得る等の、粒
子形態調製が可能となる。 【0033】また、母材バテライト型炭酸カルシウムと
して、特定の良好な分散性を有するバテライト型炭酸カ
ルシウムを採用した場合、得られる新規バテライト型炭
酸カルシウムは、電子顕微鏡により測定される平均粒子
径と粒度分布測定機により計測される平均粒子径がほと
んど近似であるばかりでなく、粒度分布もきわめてシャ
ープであり、分散媒中に凝集せずに単分散された状態の
バテライト型炭酸カルシウムが得られる。 【0034】本発明に使用するメタノールは、乾燥、濃
縮等の固液分離の観点から100%メタノールであるこ
とが好ましいが、使用するメタノールの重量の20%以
下を他のアルコール、例えば炭素数4以下の1価、2価
、及び3価アルコールに置換しても差し支えない。 【0035】本発明のバテライト型炭酸カルシウムを得
るための炭酸化反応は、二酸化炭素を用いて実施される
。用いられる二酸化炭素は気体である必要はなく、ドラ
イアイス等の固体であってもよい。また石灰石焼成時に
発生する廃ガスから得られる濃度30容量%前後の二酸
化炭素含有ガスでもよい。更に、炭酸塩化合物からの二
酸化炭素であってもよい。本発明によって、得られたバ
テライト炭酸カルシウムが分散された分散液を濃縮、脱
水等の方法で固液分離を行ない、固液分離により得られ
るメタノールを再度炭酸カルシウムの合成に用いること
ができる。本発明により得られたバテライト型炭酸カル
シウム粒子の安定性をさらに高めるために、バテライト
炭酸カルシウムの分散液に、カルボン酸又はそのアルカ
リ塩等を添加することにより、長期間安定な分散性を有
するバテライト炭酸カルシウムの分散体を得ることが可
能となる。また、分散液中のメタノールを別の有機溶媒
に置換することも容易であり、例えば単分散した球状、
楕円球状、又は板状バテライト型炭酸カルシウムのエチ
レングリコールスラリーは、ポリエステル繊維、ポリエ
ステルフィルム等へ応用され、良好なブロッキング防止
性を発揮する。さらにまた、本発明によって得られたバ
テライト型炭酸カルシウムが分散された分散液に脂肪酸
、樹脂酸又はそのアルカリ塩等を添加した後乾燥すれば
、分散性のよいバテライト炭酸カルシウム粉体が調製さ
れ、塗料、インクの体質顔料、ゴム、プラスチックの充
填剤、製紙用の顔料、化粧料用の顔料として良好な光学
的特性、力学的特性、良好な流動性や充填性を有する炭
酸カルシウムが調製される。 【0036】本発明における光透過式粒度分布測定機に
よる粒子径の計測は、下記の要領で測定計算されたもの
である。 測定機種:島津製作所製SA−CP3 測定方法: 溶媒:イオン交換水にポリアクリル酸ソーダ0.004
重量%溶解させた水溶液 予備分散:超音波分散100秒 測定温度:25.0℃±2.5℃ 計測方法:以下の計算例の通りとする。   上記粒度分布測定結果から計算したDP1,2,3
,4,5は以下の通りとなる DP1=2.00+(11.0 −10.0) ×(3
.00 −2.00) ÷(11.0 −6.0)=2
.20DP2=0.80+(28.0 −25.0) 
×(1.00 −0.80) ÷(28.0 −18.
0) =0.86DP3=0.50+(58.0 −5
0.0) ×(0.60 −0.50) ÷(58.0
 −42.0) =0.55DP4=0.30+(82
.0 −75.0) ×(0.40 −0.30) ÷
(82.0 −72.0) =0.37DP5=0.1
5+(94.0 −90.0) ×(0.20 −0.
15) ÷(94.0 −89.0) =0.19【0
037】 【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。尚、p
Hの測定は横川電気製  パーソナルpHメーター  
PH81−11−Jを使用した。 【0038】参考例1 実施例及び比較例に使用するメタノール懸濁分散体の調
製:活性度が82の粒状生石灰(試薬特級)又は消石灰
(試薬特級)を乾式粉砕機(コロプレックス、アルピネ
社製)で粉砕し、得られた生石灰粉体又は消石灰粉体を
メタノール中に投入し、200メッシュの篩を用いて粗
粒を除去した後、生石灰換算で固形分濃度20%の生石
灰又は消石灰のメタノール懸濁液を調製した。該メタノ
ール懸濁液を湿式粉砕機(ダイノーミルPILOT型、
WAB社製)により解砕処理し、生石灰又は消石灰のメ
タノール懸濁液分散体2種を調製した。 【0039】参考例2 母材球状バテライト型炭酸カルシウムA及びそのメタノ
ール−水懸濁液:参考例1の生石灰のメタノール懸濁液
分散体にメタノールを追加添加し、生石灰濃度が3.0
重量%となるように希釈し、さらに生石灰に対し11倍
相当モルの水を添加し、メタノール−生石灰−水の混合
系を調製した。200gの生石灰を含有する該混合系を
42℃に調整した後、攪拌条件下該混合系中に炭酸ガス
を導通し、炭酸化反応を開始した。炭酸化反応開始13
分後に系内pHが10になった時点で炭酸ガスの供給を
停止した。炭酸ガス供給停止後も系内の攪拌を継続し、
炭酸化反応開始20分後に系内のpHが9.7で攪拌を
停止し、母材球状バテライト型炭酸カルシウムAのメタ
ノール−水懸濁液を得た。母材球状バテライト型炭酸カ
ルシウムAの物性を表1に、走査型電子顕微鏡による写
真を図1に示す。 【0040】参考例3 母材楕円球状バテライト型炭酸カルシウムB及びそのメ
タノール−水懸濁液:参考例1の生石灰のメタノール懸
濁液分散体にメタノールを追加添加し、生石灰濃度が3
.0重量%となるように希釈し、さらに生石灰に対し1
1倍相当モルの水を添加し、メタノール−生石灰−水の
混合系を調製した。200gの生石灰を含有する該混合
系を42℃に調整した後、攪拌条件下該混合系中に炭酸
ガスを導通し、炭酸化反応を開始した。炭酸化反応開始
15分後に系内pHが9.2になった時点で炭酸ガスの
供給を停止した。炭酸ガス供給停止後も系内の攪拌を継
続し、系内のpHが8で攪拌を停止し、母材楕円球状バ
テライト型炭酸カルシウムBのメタノール−水懸濁液を
得た。母材楕円球状バテライト型炭酸カルシウムBの物
性を表1に、走査型電子顕微鏡による写真を図2に示す
。 【0041】参考例4 母材板状バテライト型炭酸カルシウムC及びそのメタノ
ール−水懸濁液:参考例1の生石灰のメタノール懸濁液
分散体にメタノールを追加添加し、生石灰濃度が3.8
重量%となるように希釈し、さらに生石灰に対し11倍
相当モルの水を添加し、メタノール−生石灰−水の混合
系を調製した。200gの生石灰を含有する該混合系を
42℃に調整した後、攪拌条件下該混合系中に炭酸ガス
を導通し、炭酸化反応を開始した。反応開始300分後
、系内のpHが6.8で炭酸ガスの供給を停止し、板状
バテライト型炭酸カルシウムのメタノール−水の懸濁液
を得た。さらに該板状バテライト型炭酸カルシウムのメ
タノール−水の懸濁液にメタノールを追加添加し、全メ
タノールに対するバテライト型炭酸カルシウムの生石灰
換算濃度が3.0重量%になるよう希釈し、板状バテラ
イト型炭酸カルシウムCのメタノール−水の懸濁液を得
た。母材板状バテライト型炭酸カルシウムCの物性を表
1に、走査型電子顕微鏡による写真を図3に示す。 【0042】実施例1 参考例1の生石灰のメタノール懸濁液分散体にメタノー
ルを追加添加し、生石灰濃度が3.0重量%となるよう
に希釈し、さらに生石灰に対し11倍相当モルの水を添
加し、メタノール−生石灰−水の混合系を調製した。2
00gの生石灰を含有する該混合系を採取し、該混合系
を参考例2の母材球状バテライト型炭酸カルシウムAの
メタノール−水懸濁液中に滴下し、同時に炭酸ガスを導
通せしめ炭酸化反応を行った。上記混合系の滴下速度は
、生石灰量として毎分0.833g、炭酸化反応系内温
度は41±1℃、炭酸化系内のpHは8.8±0.1に
制御して炭酸化反応を行い、滴下炭酸化反応開始から約
240分後に滴下炭酸化反応を終了した。本実施例1に
よって調製された炭酸カルシウムは、X線回析測定の結
果、100%バテライト構造を有する炭酸カルシウムで
あった。また、本実施例1で得られた炭酸カルシウムは
、粒子の大きさが極めて均一であり、且つ母材として用
いた球状バテライト型炭酸カルシウムAの約1.25倍
の粒子径を有する幾何学的に相似な球状バテライト型炭
酸カルシウムであり、その分散性は極めて良好であった
。本実施例1の炭酸カルシウムの調製条件を表2に、物
性を表4に、走査型電子顕微鏡による写真を図4に示す
。 【0043】実施例2 参考例1の生石灰のメタノール懸濁液分散体にメタノー
ルを追加添加し、生石灰濃度が3.0重量%となるよう
に希釈し、さらに生石灰に対し11倍相当モルの水を添
加し、メタノール−生石灰−水の混合系を調製した。1
600gの生石灰を含有する該混合系を採取し、該混合
系を参考例2の母材球状バテライト型炭酸カルシウムA
のメタノール−水懸濁液中に滴下し、同時に炭酸ガスを
導通せしめ炭酸化反応を行った。上記混合系の滴下速度
は、生石灰量として毎分0.833g、炭酸化反応系内
温度は41±1℃、炭酸化系内のpHは8.8±0.1
に制御して炭酸化反応を行い、滴下炭酸化反応開始から
約32時間後に滴下炭酸化反応を終了した。本実施例2
によって調製された炭酸カルシウムは、X線回析測定の
結果、100%バテライト構造を有する炭酸カルシウム
であった。また、本実施例2で得られた炭酸カルシウム
は、粒子の大きさが極めて均一であり、且つ母材として
用いた球状バテライト型炭酸カルシウムAの約2.0倍
の粒子径を有する幾何学的に相似な球状バテライト型炭
酸カルシウムであり、その分散性は極めて良好であった
。本実施例2の炭酸カルシウムの調製条件を表2に、物
性を表4に、走査型電子顕微鏡による写真を図5に示す
。 【0044】実施例3 実施例2において、参考例2のメタノール−水懸濁液を
参考例3のメタノール−水懸濁液に変更し、また「16
00gの生石灰を含有する該混合系を採取し、」を「8
00gの生石灰を含有する該混合系を採取し、」に変更
し、且つ炭酸化系内のpH8.8±0.1を9.8±0
.1に変更した他は実施例2と同様の方法で炭酸化反応
を行った。滴下炭酸化反応開始から約16時間後に滴下
炭酸化反応を終了した。本実施例3によって調製された
炭酸カルシウムは、X線回析測定の結果、100%バテ
ライト構造を有する炭酸カルシウムであった。また、本
実施例3で得られた炭酸カルシウムは、粒子の大きさが
極めて均一な球状バテライト型炭酸カルシウムであり、
その分散性は極めて良好であった。本実施例3の炭酸カ
ルシウムの調製条件を表2に、物性を表4に、走査型電
子顕微鏡による写真を図6に示す。 【0045】実施例4 実施例1において、参考例2のメタノール−水懸濁液を
参考例4のメタノール−水懸濁液に変更し、且つ炭酸化
系内のpH8.8±0.1を11.0±0.1に変更し
た他は実施例1と同様の方法で炭酸化反応を行った。本
実施例4によって調製された炭酸カルシウムは、X線回
析測定の結果、100%バテライト構造を有する炭酸カ
ルシウムであった。本実施例4で得られた炭酸カルシウ
ムは、粒子の大きさが極めて均一であり、且つ母材とし
て用いた板状バテライト型炭酸カルシウムCの約1.2
5倍の粒子径を有する幾何学的に相似な板状バテライト
型炭酸カルシウムであり、その分散性は極めて良好であ
った。本実施例4の炭酸カルシウムの調製条件を表2に
、物性を表5に、走査型電子顕微鏡による写真を図7に
示す。 【0046】実施例5 実施例4において、炭酸化系内のpH11.0±0.1
を9.5±0.1に変更した他は実施例4と同様の方法
で炭酸化反応を行った。本実施例5によって調製された
炭酸カルシウムは、X線回析測定の結果、100%バテ
ライト構造を有する炭酸カルシウムであった。本実施例
5で得られた炭酸カルシウムは、粒子の大きさが極めて
均一な板状炭酸カルシウムであり、その形状は母材とし
て用いたバテライト型炭酸カルシウムCと比較し、厚み
の厚い板状バテライト型炭酸カルシウムであり、その分
散性は極めて良好であった。本実施例5の炭酸カルシウ
ムの調製条件を表2に、物性を表5に、走査型電子顕微
鏡による写真を図8に示す。 【0047】実施例6 参考例1の生石灰のメタノール懸濁液分散体にメタノー
ルを追加添加し、生石灰濃度が3.0重量%となるよう
に希釈し、さらに生石灰に対し11倍相当モルの水を添
加し、メタノール−生石灰−水の混合系を調製した。5
0gの生石灰を含有する該混合系を採取し、該混合系を
参考例2の母材球状バテライト型炭酸カルシウムAのメ
タノール−水懸濁液中と混合し、母材球状バテライト型
炭酸カルシウムA−生石灰−メタノール−水の混合系を
調製し、同時に炭酸ガスを導通せしめ炭酸化反応を行っ
た。炭酸化反応系内温度は41±1℃、炭酸化系内のp
Hは11.4〜8.5に制御して炭酸化反応を行い、滴
下炭酸化反応開始から約60分後に炭酸化反応系内のp
Hが8.5に達した時点で炭酸化反応を終了した。その
後、上記炭酸化終了した系に、再度50gの生石灰を含
有するメタノール−生石灰−水を混合し、同様の条件で
炭酸化反応を行う操作を後3回繰り返し、母材球状バテ
ライト型炭酸カルシウムAに対し合計200gの生石灰
を炭酸化反応せしめた。本実施例6によって調製された
炭酸カルシウムは、X線回析測定の結果、98%バテラ
イト構造を有する炭酸カルシウムであった。本実施例6
で得られた炭酸カルシウムは、その大半が母材として用
いた球状バテライト型炭酸カルシウムAの約1.25倍
の粒子径を有する幾何学的に相似な球状バテライト型炭
酸カルシウムであったが、一部微小な粒子径の球状バテ
ライト型炭酸カルシウムを含有しており、実施例1で得
られた球状バテライト型炭酸カルシウムと比較し粒子の
均一性、分散性の点で若干劣った炭酸カルシウムであっ
た。 本実施例6の炭酸カルシウムの調製条件を表2に、物性
を表5に示す。 【0048】実施例7 実施例2において、1600gの生石灰を含有するメタ
ノール−生石灰−水の混合系を、生石灰換算量が160
0gに相当する消石灰を含有するメタノール−消石灰−
水の混合系に変更した他は実施例2と同様の方法で炭酸
化反応を行った。本実施例7によって調製された炭酸カ
ルシウムは、X線回析測定の結果、90%バテライト構
造を有する炭酸カルシウムであった。本実施例7で得ら
れた炭酸カルシウムは、その大半が母材として用いた球
状バテライト型炭酸カルシウムAの約2.0倍の粒子径
を有する幾何学的に相似な球状バテライト型炭酸カルシ
ウムであったが、一部微小な粒子径の球状バテライト型
炭酸カルシウムを含有しており、実施例2で得られた球
状バテライト型炭酸カルシウムと比較し粒子の均一性、
分散性の点で若干劣った炭酸カルシウムであった。本実
施例7の炭酸カルシウムの調製条件を表2に、物性を表
5に、走査型電子顕微鏡による写真を図9に示す。 【0049】比較例1 実施例1において、炭酸化反応系内温度41±1℃を3
7±1℃に、炭酸化系内のpH8.8±1を11.7±
0.1に変更した他は実施例1と同様の方法で炭酸化反
応を行った。本比較例1で得られた炭酸カルシウムは0
.1μm以下の粒子径を有する非常に微細な炭酸カルシ
ウムを多数含有する、粒子の大きさが不均一な炭酸カル
シウムであり、また粒子形状も球状、板状、楕円球状炭
酸カルシウムが混在する不均一な炭酸カルシウムであり
、母材として用いた球状バテライト型炭酸カルシウムに
粒子成長は見られなかった。本比較例1の炭酸カルシウ
ムの調製条件を表3に、物性を表6に、走査型電子顕微
鏡による写真を図10に示す。 【0050】比較例2 実施例1において、炭酸化反応系内温度41±1℃を5
±1℃に変更した他は実施例1と同様の方法で炭酸化反
応を行った。しかし、炭酸化反応中において炭酸化反応
系内が増粘し反応系内の攪拌、炭酸ガスの導通、炭酸化
反応系内のpHのコントロール等の反応条件の制御が不
可能となり、炭酸化反応を中止した。本比較例2の炭酸
カルシウムの調製条件を表3に示す。 【0051】比較例3 参考例2のメタノール−水懸濁液にさらに水を添加し、
母材球状バテライト型炭酸カルシウムAの生石灰換算値
に対し、水の量が35倍相当モル存在する、母材球状バ
テライト型炭酸カルシウムAのメタノール−水懸濁液を
調製した。また、参考例1の生石灰のメタノール懸濁液
分散体にメタノールを追加添加し、生石灰濃度が3.0
重量%となるように希釈し、さらに生石灰に対し35倍
相当モルの水を添加し、メタノール−生石灰−水の混合
系を調製した。1600gの生石灰を含有する該混合系
を採取し、該混合系を前述の母材球状バテライト型炭酸
カルシウムAの生石灰換算値に対し、水の量が35倍相
当モル存在する、母材球状バテライト型炭酸カルシウム
Aのメタノール−水懸濁液中に滴下し、同時に炭酸ガス
を導通せしめ、実施例2と同じ滴下炭酸化条件下におい
て炭酸化反応を行った。本比較例3で得られた炭酸カル
シウムは、母材として用いた球状バテライト型炭酸カル
シウムが粒子成長した球状バテライト型炭酸カルシウム
も含有されているが、その他針状結晶であるアラゴナイ
ト型炭酸カルシウム、立方体状結晶であるカルサイト型
炭酸カルシウムの大きな凝集物を多数混在した炭酸カル
シウムであった。本比較例3の炭酸カルシウムの調製条
件を表3に、物性を表6に、走査型電子顕微鏡による写
真を図11に示す。 【0052】比較例4 参考例1の生石灰のメタノール懸濁液分散体にメタノー
ルを追加添加し、生石灰濃度が3.0重量%となるよう
に希釈し、メタノール−生石灰の混合系を調製した。1
600gの生石灰を含有する該混合系を採取し、該混合
系を前述の母材球状バテライト型炭酸カルシウムAのメ
タノール−水懸濁液中に滴下し、同時に炭酸ガスを導通
せしめ炭酸化反応を行った。上記混合系の滴下速度は、
生石灰量として毎分0.833g、炭酸化反応系内温度
は41±1℃、炭酸化系内のpHは8.8±0.1に制
御して炭酸化反応を行った。滴下炭酸化反応開始から約
12時間後600gの生石灰を含有するメタノール−生
石灰の混合系を滴下した時点で、炭酸化反応系内が増粘
し反応系内の攪拌、炭酸ガスの導通、炭酸化反応系内の
pHのコントロール等の反応条件の制御が不可能となり
、炭酸化反応を中止した。炭酸化反応を中止した時点に
おける炭酸化系内に存在する水の総量は、炭酸化反応系
内に存在する炭酸カルシウムと生石灰の生石灰換算値に
対し、2.75倍モル相当量であった。本比較例4の炭
酸カルシウムの調製条件を表3に示す。 【0053】比較例5 参考例1の生石灰としての固形分濃度が20重量%の生
石灰のメタノール懸濁液分散体に生石灰に対し8倍相当
モルの水を添加し、メタノール−生石灰−水の混合系を
調製した。1600gの生石灰を含有する該混合系を採
取し、該混合系を前述の母材球状バテライト型炭酸カル
シウムAのメタノール−水懸濁液中に滴下し、同時に炭
酸ガスを導通せしめ炭酸化反応を行った。上記混合系の
滴下速度は、生石灰量として毎分0.833g、炭酸化
反応系内温度は41±1℃、炭酸化系内のpHは8.8
±0.1に制御して炭酸化反応を行った。滴下炭酸化反
応開始から約5.7時間後286gの生石灰を含有する
メタノール−生石灰の混合系を滴下した時点で、炭酸化
反応系内が増粘し反応系内の攪拌、炭酸ガスの導通、炭
酸化反応系内のpHのコントロール等の反応条件の制御
が不可能となり、炭酸化反応を中止した。炭酸化反応を
中止した時点における炭酸化系内に存在する炭酸カルシ
ウム、生石灰の生石灰換算固形分濃度は、炭酸化反応系
内に存在するメタノールに対し、13重量%であった。 本比較例5の炭酸カルシウムの調製条件を表3に示す。 【0054】 【表1】       【0055】炭酸化条件1:炭酸化反応系
内に存在する炭酸カルシウムと生石灰又は消石灰の生石
灰換算値に対する炭酸化反応系内に存在する水の量(倍
モル)。 炭酸化条件2:炭酸化系内に存在するメタノールに対す
る炭酸化反応系内に存在する炭酸カルシウム、生石灰又
は消石灰の生石灰換算固形分濃度(重量%)炭酸化条件
3:炭酸化反応系内のpH 炭酸化条件4:炭酸化反応系内の温度(℃)【0056
】 【表2】 【0057】 【表3】 (注)炭酸化反応系内が増粘して炭酸化反応を途中で中
止した比較例2、4、5は、炭酸化反応を途中で中止し
た時点の数値を記載した。 【0058】 【表4】 【0059】 【表5】 【0060】 【表6】       【0061】 【発明の効果】叙上の通り、本発明によれば、母材バテ
ライト型炭酸カルシウムを基材として、任意の粒子径及
び粒子形を有する、分散性に優れたバテライト型炭酸カ
ルシウムを容易且つ安定的に製造することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for controlling particle growth and morphology of vaterite-type calcium carbonate, and more specifically,
A vaterite-type calcium carbonate having a shape of an ellipsoid, a sphere, a plate, etc. is used as a base material, and the particle size and particle shape of the base material vaterite-type calcium carbonate are changed, and the particle size and particle size are different from that of the base material vaterite-type calcium carbonate. The present invention relates to a method for controlling particle growth and morphology of vaterite-type calcium carbonate, which prepares vaterite-type calcium carbonate having a shape and good dispersibility. [0002]Currently, the carbon dioxide gas method is widely used as an industrial method for producing synthetic calcium carbonate. This carbon dioxide gas method involves obtaining quicklime (calcium oxide) by burning naturally occurring limestone, and reacting this quicklime with water to obtain milk of lime (an aqueous suspension of calcium hydroxide).
This is a method of obtaining calcium carbonate by introducing carbon dioxide gas generated when calcining limestone into this milk of lime and causing a reaction. Synthetic calcium carbonate produced by this carbon dioxide gas method is widely used in large quantities as a filler or pigment for rubber, plastic, paper, paint, etc., depending on the size of its primary particles. In addition, in order to further improve the physical properties of synthetic calcium carbonate used for these purposes, the particle surface is generally treated with various inorganic or organic treatment agents depending on the purpose of use. ing. However, synthetic calcium carbonate produced by this carbon dioxide gas method originally has a very strong cohesive force between primary particles, and many primary particles aggregate to form large secondary particles (primary particles). It is said that it is impossible to disperse this slurry of secondary particles into almost primary particles even if the slurry is vigorously stirred for a long time. When synthetic calcium carbonate containing a large number of aggregates of primary particles is used as a filler or pigment for rubber, plastic, paper, paint, etc., the secondary particles behave just like primary particles, causing dispersion. Good physical properties such as defects, decreased strength, decreased gloss, and poor fluidity cannot be obtained, and the blending effect that would normally be obtained when primary particles are blended cannot be obtained. Similarly, even if synthetic calcium carbonate containing a large number of aggregates is treated with an inorganic or organic surface treatment agent, only the surface of the secondary particles will be treated, and the effect will not be sufficient. Not enough to demonstrate. [0004] Up to now, many methods for dispersing these primary particle aggregates have been reported, but generally ball mills,
A method of powerfully crushing and destroying the material using a sand grinder mill or the like is used. However, since this method involves grinding and grinding using a large amount of energy, the primary particles are destroyed at the same time as the aggregates are dispersed.
As a result, particles with extremely unstable surface conditions and even smaller than the desired primary particle size and secondary agglomerated particles with incomplete dispersion coexist, resulting in a wide particle size distribution, so this is the preferred method. It's hard to say that it is. In addition, such wet grinders such as sand grinders usually use minute glass beads as the grinding media, but since the surface of these glass beads is also crushed and broken during the crushing process of calcium carbonate, it is difficult to A large number of coarse glass pieces of around 20 μm are mixed into the calcium carbonate, and calcium carbonate used as a filler for a thin film with a thickness of around 15 μm, for example, is dispersed and prepared using such a wet grinding method. I don't like that. [0005] Calcium carbonate includes hexagonal calcite crystals, orthorhombic aragonite crystals, and pseudohexagonal vaterite crystals as allomorphs, but among these, industrially produced Most of the crystals used in various applications are cubic or spindle-shaped calcite crystals, or needle-shaped or columnar aragonite crystals. On the other hand, in the case of vaterite-type calcium carbonate, its morphological characteristics indicate that it has relatively good dispersibility compared to other two-crystalline types and does not contain large coarse aggregates. Therefore, when used as a pigment or filler for paper, paint, rubber, or plastic, it can be expected to improve coating properties and fillability, and ultimately improve the physical strength, gloss, whiteness, etc. of the product. Alternatively, it is believed that it leads to an improvement in printing characteristics.From the above viewpoint, various methods for industrially producing vaterite-type calcium carbonate have been studied. For example, in JP-A-60-90822,
By introducing a carbon dioxide-containing gas into an aqueous suspension of calcium hydroxide containing a magnesium compound and adding alkali condensed phosphate or an alkali metal salt thereof when a certain carbonation rate is reached, vaterite-type calcium carbonate can be produced. JP-A-54-150397 discloses a method for obtaining vaterite-type calcium carbonate by preliminarily coexisting ammonia in the reaction of calcium chloride and calcium hydrogen carbonate so that the pH of the slurry at the end of the reaction is 6.8. It describes how to obtain. However, all of these methods are not only much more complicated to produce than conventional methods for producing cubic or spindle-shaped calcium carbonate crystals, but also difficult to control the particle size of vaterite-type calcium carbonate particles. However, the primary particle size of the obtained vaterite-type calcium carbonate is non-uniform, and the dispersibility is also not good. Recently, various methods have been proposed for producing vaterite-type calcium carbonate by carbonating calcium hydroxide contained in an organic solvent. For example, Comparative Example 1 of JP-A No. 59-64527 describes a method of introducing carbon dioxide gas into a mixed solution of calcium hydroxide aqueous suspension and methanol to obtain vaterite-type calcium carbonate; describes a method of producing amorphous or crystalline calcium carbonate such as vaterite by blowing carbon dioxide gas into a suspension system of calcium hydroxide, water, and alcohol. However, although it is possible to obtain vaterite-type calcium carbonate in high yield with any of these methods, it is not possible to arbitrarily control the particle size and particle morphology of the vaterite-type calcium carbonate particles obtained. Furthermore, it has the disadvantage that it is not possible to stably produce spherical, ellipsoidal, or plate-like vaterite-type calcium carbonate with uniform and monodispersed primary particles and good dispersion. As a result of intensive research to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that carbonic acid is added to a methanol suspension of quicklime and/or slaked lime containing a specific amount of quicklime and/or slaked lime and a specific amount of water. The time required for the conductivity within the reaction system to reach a specific value from the start of the carbonation reaction, by conducting the carbonation reaction by conducting the gas, and adjusting the temperature within the reaction system to a specific temperature at a specific point during the carbonation reaction. By specifying the desired spherical shape,
It is confirmed that elliptic spherical or plate-like vaterite-type calcium carbonate can be easily and stably produced, and that the obtained spherical, ellipsoid-shaped or plate-like vaterite-type calcium carbonate has unique primary particle uniformity and dispersibility. Found (Patent Applications Hei 2-137482, Hei 2-137483, Hei 2-137
484). [0009]Vaterite-type calcium carbonate having various shapes has unique and good properties, and therefore, its use in various applications is being actively investigated. However, for applications in particularly advanced technical fields, in order to further bring out its properties and develop industrial products with more advanced functionality, the particle size may be slightly adjusted while maintaining the properties of vaterite-type calcium carbonate. There is a need for vaterite-type calcium carbonate with controlled particle size and vaterite-type calcium carbonate with finely controlled particle shape, and it is necessary to develop a manufacturing method for vaterite-type calcium carbonate that can precisely and delicately control particle growth and morphology. requested. For example, in the case of polyester films used in magnetic tapes such as audio tapes and video tapes, the slipperiness and abrasion resistance of the film depend on the workability of the film manufacturing process and the processing process in each application, as well as the quality of the product. This is a major factor that determines whether it is good or bad. When these slip properties and abrasion resistance are insufficient, for example, when a magnetic layer is applied to the surface of a polyester film and used as a magnetic tape, the friction between the coating roll and the film surface during application of the magnetic layer is severe, and this The friction on the film surface is also severe, and in extreme cases, wrinkles, scratches, etc. may occur on the film surface. Furthermore, even after slitting the film coated with the magnetic layer and processing it into audio, video, or computer tapes, there is a problem when pulling it out from a reel or cassette, winding it, or other operations.
Significant friction occurs between many guide parts, playback heads, etc., causing scratches, distortion, and even white powder deposits due to scratches on the surface of the polyester film, resulting in missing magnetic recording signals, that is, dropouts. It is often a major cause of [0010] Conventionally, as a method for reducing the coefficient of friction of polyester, many methods have been proposed in which fine particles are contained in polyester to impart fine and appropriate irregularities to the surface of the molded product, thereby improving the surface smoothness of the molded product. However, the affinity between the fine particles and polyester was not sufficient, and the transparency and abrasion resistance of the film were both unsatisfactory. To further explain this method, conventional methods for improving the surface properties of polyester include (1) a method in which part or all of the catalyst used during polyester synthesis is precipitated in the reaction process (internal particle precipitation method); ■Method of adding fine particles such as calcium carbonate or silicon dioxide during or after polymerization (external particle addition method). Many have been proposed. Generally speaking, the larger the size of the particles that form the irregularities on the surface of the polyester film, the greater the effect of improving slipperiness, but for precision applications such as magnetic tape, especially video, The large size of the particles itself can cause defects such as dropouts, so the unevenness on the film surface must be as fine as possible, and there is a need to simultaneously satisfy these contradictory characteristics. This is the current situation. However, in the internal particle precipitation method (2), since the particles are metal salts of polyester components, the affinity with polyester is good to some extent, but on the other hand, it is a method in which particles are generated during the reaction. It is difficult to control the amount and diameter of particles, and to prevent the formation of coarse particles. On the other hand, in method (2), if the particle size and amount added are appropriately selected, and fine particles from which coarse particles have been removed by classification or the like are added, excellent lubricity can be obtained. However, since the affinity between the inorganic fine particles and the organic component polyester is not sufficient, peeling occurs at the boundary between the particles and the polyester during stretching, etc., and voids are generated. If these voids exist in the polyester, particles tend to separate from the polyester film due to damage to the polyester film due to contact between the polyester films or between the polyester film and another base material. It causes white powder and dropout. [0012] Current polyester film production involves the following steps:
Although methods (1) and (2) are used in combination, method (2) is gradually becoming mainstream from the viewpoint of ease of particle size selection and ease of quality reproduction. However, as mentioned above, the inorganic fine particles used in method (2) do not have sufficient affinity with polyester, so the particles tend to detach from the polyester film due to damage to the polyester film, resulting in white powder. In order to prevent this, research is being conducted in various fields to develop good surface treatment agents for inorganic fine particles from a chemical standpoint, and from a physical standpoint to develop inorganic fine particles that have a shape that is difficult to detach from polyester films. It is being said. Regarding the shape of the inorganic fine particles used in method (2), it is said that elliptic spherical particles and plate-shaped particles are better than spherical particles from the viewpoint of detachment from polyester films, but on the other hand, polyester films From the viewpoint of film running properties (film slipperiness), which is another important physical property required for film production, spherical particles are said to be the best. Therefore, the inorganic particles used in this type of polyester film must not only have particle uniformity and good dispersibility, but also have fine form control technology such as particle shape and particle size, such as elliptic spherical particles. Particle shape control technology that changes ellipsoidal particles to more spherical particles, elliptic spherical particles to spherical particles, spherical particles to plate-shaped particles, or plate-shaped particles to thicker plate-shaped particles, as well as spherical particles, There is a growing demand for the establishment of advanced particle form control techniques, such as particle size control techniques that increase the particle size of elliptic spherical particles and plate-like particles while maintaining three-dimensionally similar shapes. Regarding calcite type calcium carbonate and aragonite type calcium carbonate, which are allomorphs of vaterite type calcium carbonate, the shape non-uniformity of these particles,
Ignoring poor dispersibility, various methods have been reported from various fields to control particle diameter while maintaining the shape of cubic particles or acicular particles. However, with regard to vaterite-type calcium carbonate, especially vaterite-type calcium carbonate, which has good dispersibility and particle uniformity, there is currently no report on particle shape control technology or even particle size control technology. This was a problem that needed to be resolved as soon as possible. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned circumstances, an object of the present invention is to provide a method for controlling particle growth and morphology of vaterite-type calcium carbonate. [Means for Solving the Problem] As a result of intensive research in order to solve the above problems, the present inventors have determined that using vaterite type calcium carbonate as a base material, methanol, the base material vaterite type calcium carbonate, and water. By preparing a mixed system of and controlling the pH and temperature within the carbonation reaction system to specific values to carry out the carbonation reaction, it is possible to form any particle size and shape using vaterite-type calcium carbonate as a base material. It has been found that vaterite-type calcium carbonate having good dispersibility can be easily and stably produced. The present invention was completed based on these new findings. That is, the present invention introduces carbon dioxide into a mixed system of vaterite-type calcium carbonate, methanol, water, quicklime, and/or slaked lime that satisfies the following conditions (a) and (b). , pH in the carbonation reaction system is 5.6~
11.5, a method for controlling the particle growth and morphology of vaterite-type calcium carbonate, which is characterized by controlling the temperature at 15 to 60° C. to carry out the carbonation reaction. . (a) The amount of water present in the carbonation reaction system is 3 to 30 times the molar equivalent of the quicklime equivalent value of calcium carbonate and quicklime and/or slaked lime present in the carbonation reaction system. (a) The solid content concentration of calcium carbonate, quicklime and/or slaked lime present in the carbonation reaction system is 0.5 to 12% by weight based on the methanol present in the carbonation system.
To be. The present invention will be explained in more detail below. In the present invention, the solid content concentration of vaterite-type calcium carbonate, quicklime and/or slaked lime as a base material in terms of quicklime is preferably 0.5 to 12% by weight, more preferably 1 to 12% by weight based on methanol.
8% by weight, and the amount of water is 3 to 3% of the quicklime equivalent value of vaterite type calcium carbonate and quicklime and/or slaked lime.
Introducing carbon dioxide into a mixed system of vaterite-type calcium carbonate, methanol, water, quicklime and/or slaked lime in a 0-fold molar equivalent, preferably 5 to 20-fold molar equivalent,
The pH in the carbonation reaction system is 5.6 to 11.5, preferably 5.8 to 10.0, and the temperature is 15 to 60°C, preferably 3.
This is achieved by carrying out the carbonation reaction at a temperature of 5 to 55°C. [0018] Vaterite type calcium carbonate as a base material,
If the solid content concentration of quicklime and/or slaked lime in terms of quicklime is less than 0.5% by weight based on methanol, not only will the amount of methanol required per unit increase, which will be uneconomical, but it will also affect the reaction conditions in the subsequent carbonation reaction step. Since control becomes difficult, the yield of vaterite calcium carbonate of the present invention tends to be very poor. Moreover, if it exceeds 12% by weight, the system tends to gel in the subsequent carbonation reaction step, and the shape and size of the resulting calcium carbonate particles tend to be non-uniform, and the dispersion state of the particles also tends to deteriorate. . If the amount of water is less than 3 times the molar equivalent value of vaterite-type calcium carbonate and quicklime and/or slaked lime in terms of quicklime, gelation tends to occur in the subsequent carbonation reaction step, and if it exceeds 30 times the molar amount, This is not preferable since calcium carbonate containing a large number of crystalline calcium carbonates such as calcite and aragonite in addition to the vaterite calcium carbonate of the present invention is obtained. If the pH within the carbonation reaction system is less than 5.6, it is not a preferable method because it is necessary to introduce excess carbon dioxide into the carbonation reaction system, which is uneconomical. In addition, if the pH in the carbonation reaction system exceeds 11.5, new vaterite-type calcium carbonate will not precipitate on the surface of the base material vaterite-type calcium carbonate, and particle growth and morphological changes of the base material vaterite-type calcium carbonate will not occur. . Furthermore, if the pH within the carbonation reaction system is more than 10.3 and less than 10.7, although particle growth and morphological change of the matrix vaterite-type calcium carbonate are achieved, the particle growth rate tends to be slow. Furthermore, the pH within the carbonation reaction system is 10.7 to 11.
In case 3, the purpose of the present invention can be effectively achieved when vaterite-type calcium carbonate having a specific shape is used as the base material, but when applied to the base material vaterite-type calcium carbonate of all shapes, the pH The tolerance range for other carbonation reaction conditions, such as reaction temperature and amount of added water, tends to become narrower. Regarding the temperature inside the carbonation reaction system, 15°C
If it is less than 1, it is difficult for new vaterite-type calcium carbonate to precipitate on the surface of the base material vaterite-type calcium carbonate, and the morphology of the obtained calcium carbonate particles tends to become non-uniform, which is not preferable. Furthermore, if the temperature exceeds 60°C, it becomes necessary to use a pressure-resistant reactor as the reaction vessel, which is not economically preferable. [0022] The dispersibility of vaterite-type calcium carbonate, which is the base material, greatly affects the quality characteristics of the vaterite-type calcium carbonate prepared by the method of the present invention, so it is used in fields that require particularly good dispersibility. In order to prepare vaterite-type calcium carbonate, the following (
It is preferable to use spherical, ellipsoidal, or plate-like vaterite-type calcium carbonate as the base material, which satisfies the requirements of a) to (g). (a) 0.1μm≦DS1≦2.0μm (b) 0.04
μm≦DS2≦2.0μm (c) 1.0≦DS1/DS
2≦20 (d) DP3/DS1≦1.25 (e) 1.0≦DP2/DP4≦2.5 (f) 1.0≦
DP1/DP5≦4.0(g)(DP2-DP4)/D
P3≦1.0 However, DS1: The average particle diameter of the major axis of the primary particles examined by a scanning electron microscope (SEM) (μm) DS2: The average particle diameter of the minor axis of the primary particles examined by the above microscope (μm) ) DP1: Light transmission type particle size distribution analyzer (SA- manufactured by Shimadzu Corporation)
In the particle size distribution measured using CP3), the particle diameter (μm
) DP2: In the particle size distribution measured using the above measuring device, the particle diameter (μm) when the cumulative weight is 25% starting from the large particle size side DP3: In the particle size distribution measured using the above measuring device, large particles Particle diameter (μm) when the cumulative weight is 50% calculated from the diameter side DP4: Particle diameter (μm) when the cumulative weight is 75% from the large particle size side in the particle size distribution measured using the above measuring device DP5: Particle size (μm) when the cumulative weight is 90% starting from the larger particle size side in the particle size distribution measured using the above measuring device [0023] Even when only slaked lime is used, carbonic acid, which is the objective of the present invention, is obtained. Although calcium can be obtained, the permissible range of reaction conditions in the carbonation reaction process tends to be very narrow compared to when quicklime is used as a raw material, and the content of vaterite-type calcium carbonate in the calcium carbonate obtained after the carbonation reaction is completed. Vaterite-type calcium carbonate, which tends to decrease in yield and has problems with stability over time, may be obtained.
Preferably, a mixture of quicklime and slaked lime, more preferably quicklime, is used for preparing the aforementioned methanol suspension. The reason why quicklime is preferable is not necessarily clear, but rather than turning quicklime into calcium carbonate with slaked lime and carbon dioxide, as is done in a normal quicklime-water reaction, the quicklime-methanol-method of the present invention is not. This is presumed to be due to the fact that organic calcium such as calcium methoxide is produced in the aqueous reaction, and the organic calcium reacts with carbon dioxide to become calcium carbonate. [0024] The preferred activity of quicklime is 80 or more, which is measured by the following method. Activity: Pour 500 ml of deionized water at 40°C into a 1000 cc beaker, add 2 to 3 drops of phenolphthalein while stirring with a stirrer, then add 10 g of quicklime all at once and start timing with a stopwatch. 1
After a minute has passed, 4N-HCl is continuously added dropwise so that the solution remains slightly reddish. Record the amount of 4N-HCl dropped every minute and continue this operation for 20 minutes. The activity is determined by the cumulative amount of drops after 10 minutes (
ml). [0025] The quicklime and slaked lime used in the present invention are
In order to adjust the particle size to a certain level, it is preferable to use the powder after performing dry pulverization using a dry pulverizer or wet pulverization of a methanol suspension of quicklime or slaked lime using a wet pulverizer. [0026] There are no particular restrictions on the method of carrying out the present invention as long as the above-mentioned conditions are met. For example, (1) a method of introducing carbon dioxide into a mixed system of vaterite-type calcium carbonate, methanol, water, quicklime and/or slaked lime as a base material prepared within the range that satisfies the above-mentioned conditions, (2) a method of introducing carbon dioxide into the mixed system of (1) A method of dropping a mixed system of methanol, water, quicklime, and/or slaked lime into a methanol suspension of vaterite-type calcium carbonate as a base material, (2) A method of dropping a mixed system of methanol, water, quicklime, and/or slaked lime into a methanol suspension of vaterite-type calcium carbonate as a base material, and (2) a method of dropping a mixed system of methanol, water, quicklime, and/or slaked lime into a methanol suspension of vaterite-type calcium carbonate as a base material; A method of dropping a methanol suspension of quicklime and/or slaked lime into a mixed system; ■ Dropping a mixed system of methanol, water, quicklime, and/or slaked lime into a mixed system of matrix vaterite-type calcium carbonate, methanol, and water; The following methods are used: Among the above methods, method (2) will be explained below. [0027] Using vaterite type calcium carbonate as a base material,
A methanol suspension of the base material vaterite-type calcium carbonate, in which the solid content concentration of the base material vaterite-type calcium carbonate is 0.5 to 12% by weight as a quicklime equivalent solid content concentration,
While introducing carbon dioxide into a mixed system of methanol, base material vaterite type calcium carbonate, and water, which is prepared by adding water in an amount equivalent to 3 to 30 times the molar equivalent of the quicklime equivalent value of the base material vaterite type calcium carbonate, Quicklime equivalent concentration is 0
.. Methanol and slaked lime prepared by adding water in an amount equivalent to 3 to 30 times the molar amount of quicklime (in the case of slaked lime, converted to the same molar amount of quicklime) to a methanol suspension of quicklime and/or slaked lime having a concentration of 5 to 12% by weight. A mixed system of quicklime and/or slaked lime and water is added dropwise to adjust the pH of the carbonation reaction system to 5.6 to 11.
5. The carbonation reaction may be carried out by controlling the temperature at 15 to 60°C. First, vaterite-type calcium carbonate as a base material is poured into methanol to prepare a methanol suspension of the base material vaterite-type calcium carbonate. The solid content concentration of the base material vaterite type calcium carbonate may be 0.5 to 12% by weight, preferably 1 to 8% by weight as solid content concentration in terms of quicklime. Next, water is added in an amount equivalent to 3 to 30 times the molar amount, preferably 5 to 20 times the molar equivalent of the quicklime equivalent value of the base material vaterite type calcium carbonate, and methanol, the base material vaterite type calcium carbonate, and water are mixed. A system (hereinafter referred to as mixed system M1) is prepared. Next, quicklime powder and/or slaked lime powder is poured into methanol to prepare a methanol suspension of quicklime and/or slaked lime. The concentration of quicklime and/or slaked lime is 0.5 to 12% by weight of methanol, preferably 1 to 12% by weight in terms of quicklime conversion concentration (in the case of slaked lime, the concentration converted to the same mole of quicklime, hereinafter referred to as quicklime concentration).
It may be 8% by weight. Next, to this methanol suspension of quicklime and/or slaked lime, water in an amount equivalent to 3 to 30 times the molar amount of quicklime, preferably water in an amount equivalent to 5 to 20 times the amount of quicklime is added, and methanol and quicklime and/or slaked lime are added. A mixed system of water and water (hereinafter referred to as mixed system M2) is prepared. Next, carbon dioxide is introduced into the mixed system M1 of methanol, base material vaterite type calcium carbonate, and water, and at the same time, the mixed system M2 of methanol, quicklime and/or slaked lime, and water is added dropwise to form carbonic acid. Perform a chemical reaction. The pH within the carbonation reaction system is 5.6 to 11.5, preferably 5.
.. It may be controlled to 8 to 10.3 or 10.7 to 11.3, more preferably 5.8 to 10, and the temperature in the carbonation system is controlled to 15 to 60°C, preferably 35 to 55°C. The present invention can be easily achieved by carrying out the carbonation reaction. The amount of the mixed system M2 to be dropped into the mixed system M1 depends on the particle size of the vaterite-type calcium carbonate to be prepared;
It may be selected as appropriate depending on the particle form. For example, a vaterite-type calcium carbonate having a spherical shape is selected as the base material, and the mixture system M1 contains the same amount of quicklime as the quicklime equivalent amount of the base material spherical vaterite-type calcium carbonate in the mixture system M1. When system M2 is added dropwise and the carbonation reaction is performed by selecting reaction conditions that allow spherical particle growth to occur,
New spherical vaterite-type calcium carbonate particles having a particle size approximately 1.25 times that of the base material spherical vaterite-type calcium carbonate are prepared. The dropping speed of the mixing system M2 to be dropped into the mixing system M1 may be appropriately selected depending on the particle size and particle form of the vaterite-type calcium carbonate to be prepared, as well as the shape and capacity of the reaction vessel. From the viewpoint of improving the uniformity of individual particles of the obtained vaterite-type calcium carbonate, the above-mentioned conditions, that is, the same amount as the amount of quicklime equivalent of the base material spherical vaterite-type calcium carbonate in the mixed system M1 is added to the mixed system M1. When dropping the mixed system M2 containing quicklime, the dropping rate should be adjusted so that the dropping time is preferably 1 hour or more, more preferably 2 hours or more. Furthermore, the method for controlling the morphology of vaterite-type calcium carbonate particles in the present invention can be easily achieved by appropriately selecting the pH within the carbonation reaction system from the pH range of the present invention described above. For example, if plate-shaped vaterite-type calcium carbonate is selected as the base material vaterite-type calcium carbonate and the carbonation reaction is carried out by controlling the pH in the carbonation system to 11, the shape of the new vaterite-type calcium carbonate obtained is , is a plate-like vaterite-type calcium carbonate that is almost geometrically similar to the matrix plate-like vaterite-type calcium carbonate particles, and the pH in the carbonation system is
When the carbonation reaction is carried out with the carbonation reaction controlled to 9.5, the shape of the new vaterite-type calcium carbonate obtained is a plate-like vaterite-type calcium carbonate that is thicker than the base material plate-like vaterite-type calcium carbonate and has a smaller aspect ratio. becomes. Furthermore, an oval spherical vaterite-type calcium carbonate was selected as the base material vaterite-type calcium carbonate, and p in the carbonation system was
When the carbonation reaction is carried out by controlling H to 9.8, the shape of the new vaterite-type calcium carbonate obtained is spherical vaterite-type calcium carbonate. [0032] Thus, according to the present invention, mainly:
By controlling the shape of the base material vaterite-type calcium carbonate, the dropping amount of the mixture system M2, and the pH in the carbonation reaction system, it is possible to prepare vaterite-type calcium carbonate in any form with any particle size, Not only can vaterite-type calcium carbonate base materials with spherical, ellipsoidal, and plate-like shapes be grown into geometrically similar particles, but also spherical vaterite-type calcium carbonate base materials can be grown into vaterite-type calcium carbonate with ellipsoidal and plate-like shapes. It becomes possible to control the particle morphology, such as converting it into calcium carbonate. [0033] Furthermore, when vaterite-type calcium carbonate having a specific good dispersibility is adopted as the base material vaterite-type calcium carbonate, the obtained new vaterite-type calcium carbonate has an average particle size and particle size measured by an electron microscope. Not only is the average particle diameter measured by the distribution measuring device almost approximate, but the particle size distribution is also extremely sharp, and vaterite-type calcium carbonate can be obtained that is monodispersed without agglomeration in the dispersion medium. The methanol used in the present invention is preferably 100% methanol from the viewpoint of solid-liquid separation such as drying and concentration. The following monohydric, dihydric, and trihydric alcohols may be substituted. The carbonation reaction for obtaining the vaterite-type calcium carbonate of the present invention is carried out using carbon dioxide. The carbon dioxide used does not need to be a gas, and may be a solid such as dry ice. Alternatively, a carbon dioxide-containing gas with a concentration of about 30% by volume obtained from waste gas generated during limestone calcination may be used. Additionally, it may be carbon dioxide from carbonate compounds. According to the present invention, the obtained dispersion in which vaterite calcium carbonate is dispersed is subjected to solid-liquid separation by methods such as concentration and dehydration, and methanol obtained by solid-liquid separation can be used again for the synthesis of calcium carbonate. In order to further increase the stability of the vaterite-type calcium carbonate particles obtained by the present invention, by adding carboxylic acid or an alkali salt thereof, etc. to the vaterite calcium carbonate dispersion, vaterite which has stable dispersibility for a long period of time. It becomes possible to obtain a dispersion of calcium carbonate. In addition, it is easy to replace methanol in the dispersion with another organic solvent, such as monodispersed spherical,
Ethylene glycol slurry of oval spherical or plate-like vaterite type calcium carbonate is applied to polyester fibers, polyester films, etc., and exhibits good anti-blocking properties. Furthermore, if a fatty acid, a resin acid, or an alkali salt thereof, etc. are added to the dispersion in which the vaterite-type calcium carbonate obtained by the present invention is dispersed, and then dried, a vaterite calcium carbonate powder with good dispersibility can be prepared. Calcium carbonate is prepared as an extender pigment for paints and inks, as a filler for rubber and plastics, as a pigment for paper manufacturing, and as a pigment for cosmetics.It has good optical properties, mechanical properties, and good fluidity and fillability. . [0036] In the present invention, the particle diameter is measured and calculated in the following manner using a light transmission type particle size distribution analyzer. Measuring model: SA-CP3 manufactured by Shimadzu Corporation Measuring method: Solvent: Sodium polyacrylate 0.004 in ion exchange water
Preliminary dispersion of aqueous solution containing % by weight dissolved: Ultrasonic dispersion for 100 seconds Measurement temperature: 25.0°C ± 2.5°C Measurement method: As per the calculation example below. DP1, 2, 3 calculated from the above particle size distribution measurement results
, 4, 5 are as follows DP1 = 2.00 + (11.0 -10.0) × (3
.. 00 -2.00) ÷ (11.0 -6.0) = 2
.. 20DP2=0.80+(28.0 -25.0)
×(1.00 -0.80) ÷(28.0 -18.
0) =0.86DP3=0.50+(58.0 -5
0.0) × (0.60 -0.50) ÷ (58.0
-42.0) =0.55DP4=0.30+(82
.. 0 -75.0) × (0.40 -0.30) ÷
(82.0 -72.0) =0.37DP5=0.1
5+(94.0 -90.0) ×(0.20 -0.
15) ÷ (94.0 -89.0) =0.19 0
[Examples] The present invention will be explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, p
Measure H using a personal pH meter manufactured by Yokogawa Electric.
PH81-11-J was used. Reference Example 1 Preparation of methanol suspension dispersion used in Examples and Comparative Examples: Granular quicklime (special grade reagent) or slaked lime (special grade reagent) with an activity of 82 was ground using a dry pulverizer (Coloplex, manufactured by Alpine). ), put the resulting quicklime powder or slaked lime powder into methanol, and remove coarse particles using a 200 mesh sieve. A suspension was prepared. The methanol suspension was processed using a wet pulverizer (Dyno Mill PILOT type,
(manufactured by WAB) to prepare two methanol suspension dispersions of quicklime or slaked lime. Reference Example 2 Base material spherical vaterite type calcium carbonate A and its methanol-water suspension: Methanol was additionally added to the methanol suspension dispersion of quicklime of Reference Example 1, and the quicklime concentration was 3.0.
The methanol-quicklime-water mixed system was prepared by diluting the mixture to % by weight and adding water in an amount equivalent to 11 times the mole of quicklime. After the mixed system containing 200 g of quicklime was adjusted to 42° C., carbon dioxide gas was introduced into the mixed system under stirring conditions to initiate a carbonation reaction. Carbonation reaction start 13
When the pH within the system reached 10 minutes later, the supply of carbon dioxide gas was stopped. Even after stopping the carbon dioxide supply, the system continues to be stirred.
Twenty minutes after the start of the carbonation reaction, the pH in the system reached 9.7, and stirring was stopped to obtain a methanol-water suspension of the base material spherical vaterite type calcium carbonate A. The physical properties of the base material spherical vaterite type calcium carbonate A are shown in Table 1, and a photograph taken with a scanning electron microscope is shown in FIG. Reference Example 3 Base material oval spherical vaterite type calcium carbonate B and its methanol-water suspension: Methanol was additionally added to the methanol suspension dispersion of quicklime of Reference Example 1, and the quicklime concentration was 3.
.. Dilute to 0% by weight and further add 1% to quicklime.
A 1-fold equivalent molar amount of water was added to prepare a methanol-quicklime-water mixed system. After the mixed system containing 200 g of quicklime was adjusted to 42° C., carbon dioxide gas was introduced into the mixed system under stirring conditions to initiate a carbonation reaction. When the pH within the system reached 9.2 15 minutes after the start of the carbonation reaction, the supply of carbon dioxide gas was stopped. Stirring in the system was continued even after the supply of carbon dioxide gas was stopped, and stirring was stopped when the pH in the system reached 8 to obtain a methanol-water suspension of the base material ellipsoidal vaterite type calcium carbonate B. The physical properties of the base material oval spherical vaterite type calcium carbonate B are shown in Table 1, and a photograph taken with a scanning electron microscope is shown in FIG. Reference Example 4 Base material plate-like vaterite type calcium carbonate C and its methanol-water suspension: Methanol was additionally added to the methanol suspension dispersion of quicklime of Reference Example 1, and the quicklime concentration was 3.8.
The methanol-quicklime-water mixed system was prepared by diluting the mixture to % by weight and adding water in an amount equivalent to 11 times the mole of quicklime. After the mixed system containing 200 g of quicklime was adjusted to 42° C., carbon dioxide gas was introduced into the mixed system under stirring conditions to initiate a carbonation reaction. 300 minutes after the start of the reaction, the pH in the system reached 6.8, and the supply of carbon dioxide gas was stopped to obtain a methanol-water suspension of platy vaterite-type calcium carbonate. Furthermore, methanol was further added to the methanol-water suspension of the plate-like vaterite-type calcium carbonate, and the concentration of vaterite-type calcium carbonate was diluted to 3.0% by weight in terms of quicklime based on the total methanol. A methanol-water suspension of calcium carbonate C was obtained. The physical properties of the matrix plate-like vaterite-type calcium carbonate C are shown in Table 1, and a photograph taken with a scanning electron microscope is shown in FIG. Example 1 Methanol was additionally added to the methanol suspension dispersion of quicklime in Reference Example 1, diluted so that the quicklime concentration was 3.0% by weight, and water was added in an amount equivalent to 11 times the molar amount of quicklime. was added to prepare a methanol-quicklime-water mixed system. 2
The mixed system containing 00 g of quicklime was collected, and the mixed system was dropped into the methanol-water suspension of the base material spherical vaterite type calcium carbonate A of Reference Example 2, and at the same time, carbon dioxide gas was introduced to cause a carbonation reaction. I did it. The dropping rate of the above mixed system was controlled to 0.833 g/min as the amount of quicklime, the temperature inside the carbonation reaction system to 41 ± 1°C, and the pH inside the carbonation system to 8.8 ± 0.1. The dropwise carbonation reaction was completed approximately 240 minutes after the start of the dropwise carbonation reaction. As a result of X-ray diffraction measurement, the calcium carbonate prepared in Example 1 was found to have a 100% vaterite structure. In addition, the calcium carbonate obtained in Example 1 has extremely uniform particle size, and has a geometric particle size approximately 1.25 times that of the spherical vaterite-type calcium carbonate A used as the base material. It is a spherical vaterite-type calcium carbonate similar to the above, and its dispersibility was extremely good. Table 2 shows the preparation conditions for calcium carbonate in Example 1, Table 4 shows the physical properties, and FIG. 4 shows a photograph taken with a scanning electron microscope. Example 2 Methanol was additionally added to the methanol suspension dispersion of quicklime in Reference Example 1, diluted so that the quicklime concentration was 3.0% by weight, and water was further added in an amount equivalent to 11 times the molar amount of quicklime. was added to prepare a methanol-quicklime-water mixed system. 1
The mixed system containing 600 g of quicklime was collected, and the mixed system was mixed with the base material spherical vaterite type calcium carbonate A of Reference Example 2.
was added dropwise to a methanol-water suspension, and carbon dioxide gas was introduced at the same time to carry out a carbonation reaction. The dropping rate of the above mixed system is 0.833 g/min in terms of the amount of quicklime, the temperature inside the carbonation reaction system is 41 ± 1°C, and the pH inside the carbonation system is 8.8 ± 0.1.
The carbonation reaction was carried out under controlled conditions, and the dropwise carbonation reaction was completed approximately 32 hours after the start of the dropwise carbonation reaction. Example 2
As a result of X-ray diffraction measurement, the calcium carbonate prepared by the above method was found to have a 100% vaterite structure. In addition, the calcium carbonate obtained in Example 2 has extremely uniform particle size, and has a geometric particle size approximately 2.0 times that of the spherical vaterite-type calcium carbonate A used as the base material. It is a spherical vaterite-type calcium carbonate similar to the above, and its dispersibility was extremely good. Table 2 shows the preparation conditions of calcium carbonate in Example 2, Table 4 shows the physical properties, and FIG. 5 shows a photograph taken with a scanning electron microscope. Example 3 In Example 2, the methanol-water suspension of Reference Example 2 was changed to the methanol-water suspension of Reference Example 3, and "16
The mixed system containing 00g of quicklime was collected, and ``8''
The mixed system containing 00g of quicklime was collected, and the pH in the carbonation system was changed to 9.8±0.
.. The carbonation reaction was carried out in the same manner as in Example 2, except that the amount was changed to 1. The dropwise carbonation reaction was completed approximately 16 hours after the start of the dropwise carbonation reaction. As a result of X-ray diffraction measurement, the calcium carbonate prepared in Example 3 was found to have a 100% vaterite structure. In addition, the calcium carbonate obtained in Example 3 is a spherical vaterite-type calcium carbonate with extremely uniform particle size,
Its dispersibility was extremely good. Table 2 shows the preparation conditions for calcium carbonate in Example 3, Table 4 shows the physical properties, and FIG. 6 shows a photograph taken with a scanning electron microscope. Example 4 In Example 1, the methanol-water suspension of Reference Example 2 was changed to the methanol-water suspension of Reference Example 4, and the pH in the carbonation system was adjusted to 8.8±0.1. The carbonation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the value was changed to 11.0±0.1. As a result of X-ray diffraction measurement, the calcium carbonate prepared in Example 4 was found to have a 100% vaterite structure. The calcium carbonate obtained in Example 4 has extremely uniform particle size, and is about 1.2 times larger than the plate-like vaterite-type calcium carbonate C used as the base material.
It was a geometrically similar plate-like vaterite type calcium carbonate having a particle size 5 times larger, and its dispersibility was extremely good. Table 2 shows the preparation conditions for calcium carbonate in Example 4, Table 5 shows the physical properties, and FIG. 7 shows a photograph taken with a scanning electron microscope. Example 5 In Example 4, the pH in the carbonation system was 11.0±0.1.
The carbonation reaction was carried out in the same manner as in Example 4, except that the value was changed to 9.5±0.1. As a result of X-ray diffraction measurement, the calcium carbonate prepared in Example 5 was found to have a 100% vaterite structure. The calcium carbonate obtained in Example 5 is plate-like calcium carbonate with extremely uniform particle size, and its shape is thicker than vaterite-type calcium carbonate C used as the base material. type calcium carbonate, and its dispersibility was extremely good. Table 2 shows the preparation conditions for calcium carbonate in Example 5, Table 5 shows the physical properties, and FIG. 8 shows a photograph taken with a scanning electron microscope. Example 6 Methanol was additionally added to the methanol suspension dispersion of quicklime in Reference Example 1, diluted so that the quicklime concentration was 3.0% by weight, and water was further added in an amount equivalent to 11 times the molar amount of quicklime. was added to prepare a methanol-quicklime-water mixed system. 5
The mixed system containing 0 g of quicklime was collected and mixed with the methanol-water suspension of the base material spherical vaterite type calcium carbonate A of Reference Example 2, and the base material spherical vaterite type calcium carbonate A- A mixed system of quicklime-methanol-water was prepared, and at the same time, carbon dioxide gas was passed through the system to carry out a carbonation reaction. The temperature inside the carbonation reaction system was 41±1℃, and the p inside the carbonation system was
The carbonation reaction was carried out by controlling H to 11.4 to 8.5, and about 60 minutes after the start of the dropping carbonation reaction, the pH in the carbonation reaction system was
The carbonation reaction was terminated when H reached 8.5. Thereafter, methanol-quicklime-water containing 50 g of quicklime was mixed again into the carbonated system, and the carbonation reaction was repeated three more times under the same conditions. A total of 200 g of quicklime was subjected to carbonation reaction. As a result of X-ray diffraction measurement, the calcium carbonate prepared in Example 6 was found to have a 98% vaterite structure. Example 6
Most of the calcium carbonate obtained was geometrically similar spherical vaterite calcium carbonate having a particle size about 1.25 times that of the spherical vaterite calcium carbonate A used as the base material. The calcium carbonate contained spherical vaterite-type calcium carbonate with a small particle size, and was slightly inferior in terms of particle uniformity and dispersibility compared to the spherical vaterite-type calcium carbonate obtained in Example 1. . Table 2 shows the preparation conditions for calcium carbonate in Example 6, and Table 5 shows the physical properties. Example 7 In Example 2, a methanol-quicklime-water mixed system containing 1600 g of quicklime was mixed with a quicklime equivalent amount of 160 g.
Methanol containing slaked lime equivalent to 0g - slaked lime -
The carbonation reaction was carried out in the same manner as in Example 2, except that the mixture system was changed to water. As a result of X-ray diffraction measurement, the calcium carbonate prepared in Example 7 was found to have a 90% vaterite structure. Most of the calcium carbonate obtained in Example 7 was geometrically similar spherical vaterite calcium carbonate having a particle size about 2.0 times that of the spherical vaterite calcium carbonate A used as the base material. However, it contained some spherical vaterite-type calcium carbonate with a fine particle size, and compared to the spherical vaterite-type calcium carbonate obtained in Example 2, the particle uniformity and
The calcium carbonate was slightly inferior in terms of dispersibility. Table 2 shows the preparation conditions for calcium carbonate of Example 7, Table 5 shows the physical properties, and FIG. 9 shows a photograph taken with a scanning electron microscope. Comparative Example 1 In Example 1, the temperature inside the carbonation reaction system was changed to 41±1°C by 3°C.
At 7±1°C, the pH in the carbonation system was 8.8±1 to 11.7±.
The carbonation reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the concentration was changed to 0.1. The calcium carbonate obtained in Comparative Example 1 was 0
.. Calcium carbonate contains many very fine calcium carbonate particles with a particle size of 1 μm or less, and the particle size is non-uniform.The particle shape is also non-uniform, with a mixture of spherical, plate-like, and oval-spherical calcium carbonate. It is calcium carbonate, and no particle growth was observed in the spherical vaterite-type calcium carbonate used as the base material. The preparation conditions for calcium carbonate of Comparative Example 1 are shown in Table 3, the physical properties are shown in Table 6, and the photograph taken with a scanning electron microscope is shown in FIG. Comparative Example 2 In Example 1, the temperature inside the carbonation reaction system was changed to 41±1°C by 5°C.
The carbonation reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the temperature was changed to ±1°C. However, during the carbonation reaction, the viscosity inside the carbonation reaction system increases, making it impossible to control reaction conditions such as stirring the reaction system, conducting carbon dioxide gas, and controlling the pH within the carbonation reaction system. has been discontinued. Table 3 shows the conditions for preparing calcium carbonate in Comparative Example 2. Comparative Example 3 Water was further added to the methanol-water suspension of Reference Example 2,
A methanol-water suspension of the base material spherical vaterite type calcium carbonate A was prepared, in which the amount of water was 35 times the molar equivalent of the quicklime equivalent value of the base material spherical vaterite type calcium carbonate A. In addition, methanol was additionally added to the methanol suspension dispersion of quicklime in Reference Example 1, and the quicklime concentration was 3.0.
The methanol-quicklime-water mixed system was prepared by diluting the mixture to % by weight and adding water in an amount equivalent to 35 times the mole of quicklime. The mixed system containing 1600 g of quicklime was collected, and the mixed system was converted into a base material spherical vaterite type in which the amount of water is 35 times the amount of water in terms of quicklime equivalent value of the base material spherical vaterite type calcium carbonate A described above. The mixture was added dropwise to a methanol-water suspension of calcium carbonate A, and at the same time, carbon dioxide gas was passed through the solution to carry out a carbonation reaction under the same dropwise carbonation conditions as in Example 2. The calcium carbonate obtained in Comparative Example 3 also contains spherical vaterite-type calcium carbonate, which is a particle-grown version of the spherical vaterite-type calcium carbonate used as the base material, but also contains aragonite-type calcium carbonate, which is a needle-shaped crystal, and cubic calcium carbonate. The calcium carbonate contained many large aggregates of calcite-type calcium carbonate, which is a crystalline form of calcium carbonate. The preparation conditions for calcium carbonate of Comparative Example 3 are shown in Table 3, the physical properties are shown in Table 6, and a photograph taken with a scanning electron microscope is shown in FIG. Comparative Example 4 Methanol was additionally added to the methanol suspension dispersion of quicklime of Reference Example 1 and diluted to a quicklime concentration of 3.0% by weight to prepare a methanol-quicklime mixed system. 1
The mixed system containing 600 g of quicklime was collected, and the mixed system was dropped into the methanol-water suspension of the base material spherical vaterite type calcium carbonate A, and at the same time, carbon dioxide gas was introduced to perform a carbonation reaction. Ta. The dropping speed of the above mixed system is
The carbonation reaction was carried out by controlling the amount of quicklime to be 0.833 g per minute, the temperature within the carbonation reaction system to 41±1° C., and the pH within the carbonation system to 8.8±0.1. Approximately 12 hours after the start of the carbonation reaction, when the methanol-quicklime mixture containing 600 g of quicklime was dropped, the viscosity of the carbonation reaction system increased, stirring in the reaction system, conducting carbon dioxide gas, and carbonating the reaction system. It became impossible to control reaction conditions such as pH control within the reaction system, and the carbonation reaction was discontinued. The total amount of water present in the carbonation system at the time the carbonation reaction was stopped was 2.75 times the molar equivalent of the quicklime equivalent values of calcium carbonate and quicklime present in the carbonation reaction system. Table 3 shows the conditions for preparing calcium carbonate in Comparative Example 4. Comparative Example 5 To the methanol suspension dispersion of quicklime with a solid concentration of 20% by weight as quicklime in Reference Example 1, water was added in an amount equivalent to 8 times the mole of quicklime, and methanol-quicklime-water was mixed. A system was prepared. The mixed system containing 1,600 g of quicklime was collected, and the mixed system was dropped into the methanol-water suspension of the base material spherical vaterite type calcium carbonate A, and at the same time, carbon dioxide gas was introduced to perform a carbonation reaction. Ta. The dropping rate of the above mixed system is 0.833 g/min as the amount of quicklime, the temperature inside the carbonation reaction system is 41±1℃, and the pH inside the carbonation system is 8.8.
The carbonation reaction was carried out under control of ±0.1. Approximately 5.7 hours after the start of the dropping carbonation reaction, when the methanol-quicklime mixture containing 286 g of quicklime was dropped, the viscosity of the carbonation reaction system increased, stirring the reaction system, conducting carbon dioxide gas, It became impossible to control reaction conditions such as pH control within the carbonation reaction system, and the carbonation reaction was discontinued. At the time when the carbonation reaction was stopped, the concentration of solid content of calcium carbonate and quicklime present in the carbonation system in terms of quicklime was 13% by weight based on the methanol present in the carbonation reaction system. Table 3 shows the conditions for preparing calcium carbonate in Comparative Example 5. [Table 1] Carbonation condition 1: The amount of water present in the carbonation reaction system (double moles) relative to the quicklime equivalent value of calcium carbonate and quicklime or slaked lime present in the carbonation reaction system. Carbonation condition 2: Solid content concentration (wt%) of calcium carbonate, quicklime, or slaked lime in terms of quicklime present in the carbonation reaction system for methanol present in the carbonation system Carbonation condition 3: pH in the carbonation reaction system Carbonation condition 4: Temperature in carbonation reaction system (°C) 0056
[Table 2] [Table 3] (Note) In Comparative Examples 2, 4, and 5, the carbonation reaction was stopped midway due to thickening of the carbonation reaction system. The values at the time point are listed. [Table 4] [Table 5] [Table 5] [Table 6] [Effects of the Invention] As mentioned above, according to the present invention, the base material vaterite type calcium carbonate is used as the base material. , it is possible to easily and stably produce vaterite-type calcium carbonate having any particle size and shape and having excellent dispersibility.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】参考例2で得られた母材球状バテライト型炭酸
カルシウムAの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 1 is an electron micrograph showing the particle structure of the base material spherical vaterite-type calcium carbonate A obtained in Reference Example 2.

【図2】参考例3で得られた母材球状バテライト型炭酸
カルシウムBの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 2 is an electron micrograph showing the particle structure of the base material spherical vaterite-type calcium carbonate B obtained in Reference Example 3.

【図3】参考例4で得られた母材球状バテライト型炭酸
カルシウムCの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 3 is an electron micrograph showing the particle structure of the base material spherical vaterite-type calcium carbonate C obtained in Reference Example 4.

【図4】実施例1で得られたバテライト型炭酸カルシウ
ムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 4 is an electron micrograph showing the particle structure of vaterite-type calcium carbonate obtained in Example 1.

【図5】実施例2で得られたバテライト型炭酸カルシウ
ムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 5 is an electron micrograph showing the particle structure of vaterite-type calcium carbonate obtained in Example 2.

【図6】実施例3で得られたバテライト型炭酸カルシウ
ムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 6 is an electron micrograph showing the particle structure of vaterite-type calcium carbonate obtained in Example 3.

【図7】実施例4で得られたバテライト型炭酸カルシウ
ムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 7 is an electron micrograph showing the particle structure of vaterite-type calcium carbonate obtained in Example 4.

【図8】実施例5で得られたバテライト型炭酸カルシウ
ムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 8 is an electron micrograph showing the particle structure of vaterite-type calcium carbonate obtained in Example 5.

【図9】実施例7で得られたバテライト型炭酸カルシウ
ムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 9 is an electron micrograph showing the particle structure of vaterite-type calcium carbonate obtained in Example 7.

【図10】比較例1で得られたバテライト型炭酸カルシ
ウムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 10 is an electron micrograph showing the particle structure of vaterite-type calcium carbonate obtained in Comparative Example 1.

【図11】比較例3で得られたバテライト型炭酸カルシ
ウムの粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 11 is an electron micrograph showing the particle structure of vaterite-type calcium carbonate obtained in Comparative Example 3.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  下記(ア)、(イ)の条件を具備する
、母材となるバテライト型炭酸カルシウム、メタノール
、水、生石灰及び/又は消石灰の混合系に二酸化炭素を
導通し、炭酸化反応系内のpHを5.6〜11.5、温
度を15〜60℃に制御して炭酸化反応を行なうことを
特徴とする、バテライト型炭酸カルシウムの粒子成長、
形態制御方法。 (ア)炭酸化反応系内に存在する水の量が、炭酸化反応
系内に存在する炭酸カルシウムと生石灰及び/又は消石
灰の生石灰換算値に対し、3〜30倍モル相当量である
こと。 (イ)炭酸化反応系内に存在する炭酸カルシウム、生石
灰及び/又は消石灰の生石灰換算固形分濃度が、炭酸化
系内に存在するメタノールに対し、0.5〜12重量%
であること。
Claim 1: Conducting a carbonation reaction by introducing carbon dioxide into a mixed system of vaterite-type calcium carbonate, methanol, water, quicklime and/or slaked lime as a base material, which satisfies the following conditions (a) and (b). Particle growth of vaterite-type calcium carbonate, characterized in that the carbonation reaction is carried out by controlling the pH in the system to 5.6 to 11.5 and the temperature to 15 to 60 ° C.
Form control method. (a) The amount of water present in the carbonation reaction system is 3 to 30 times the molar equivalent of the quicklime equivalent value of calcium carbonate and quicklime and/or slaked lime present in the carbonation reaction system. (a) The solid content concentration of calcium carbonate, quicklime and/or slaked lime present in the carbonation reaction system is 0.5 to 12% by weight based on the methanol present in the carbonation system.
To be.
【請求項2】  バテライト型炭酸カルシウムを母材と
し、該母材バテライト型炭酸カルシウムの固形分濃度が
生石灰換算固形分濃度として0.5〜12重量%である
該母材バテライト型炭酸カルシウムのメタノール懸濁液
に、該母材バテライト型炭酸カルシウムの生石灰換算値
に対し3〜30倍モル相当量の水を加え調製される、メ
タノールと母材バテライト型炭酸カルシウムと水の混合
系に、二酸化炭素を導通するとともに、生石灰換算濃度
が0.5〜12重量%である生石灰又は消石灰のメタノ
ール懸濁液に、生石灰(消石灰の場合は同一モルの生石
灰に換算)に対し3〜30倍モル相当量の水を加え調製
された、メタノールと生石灰及び/又は消石灰と水の混
合系を滴下し、炭酸化反応系内のpHを5.6〜11.
5、温度を15〜60℃に制御して炭酸化反応を行う請
求項1記載の粒子成長、形態制御方法。
2. Methanol of vaterite-type calcium carbonate having a base material of vaterite-type calcium carbonate, wherein the solid content concentration of the base material vaterite-type calcium carbonate is 0.5 to 12% by weight as a quicklime equivalent solid content concentration. Carbon dioxide is added to the mixed system of methanol, base material vaterite type calcium carbonate, and water, which is prepared by adding 3 to 30 times the molar equivalent of water to the quicklime equivalent value of the base material vaterite type calcium carbonate to the suspension. 3 to 30 times the molar equivalent of quicklime (in the case of slaked lime, converted to the same mole of quicklime) to a methanol suspension of quicklime or slaked lime with a quicklime equivalent concentration of 0.5 to 12% by weight. A mixed system of methanol and quicklime and/or slaked lime and water prepared by adding water was added dropwise to adjust the pH of the carbonation reaction system to 5.6 to 11.
5. The method for controlling particle growth and morphology according to claim 1, wherein the carbonation reaction is carried out at a temperature of 15 to 60°C.
【請求項3】  炭酸化反応系内のpHを5.8〜10
.0に制御して炭酸化反応を行う請求項1又は2記載の
バテライト型炭酸カルシウムの粒子成長、形態制御方法
[Claim 3] The pH within the carbonation reaction system is set to 5.8 to 10.
.. 3. The method for controlling particle growth and morphology of vaterite-type calcium carbonate according to claim 1 or 2, wherein the carbonation reaction is carried out by controlling the carbonation reaction to zero.
【請求項4】  母材バテライト型炭酸カルシウムが、
下記(a)〜(g)の要件を具備する球状、楕円球状又
は板状バテライト型炭酸カルシウムである、請求項1又
は2記載の粒子成長、形態制御方法。 (a)0.1μm≦DS1≦2.0μm(b)0.04
μm≦DS2≦2.0μm(c)1.0≦DS1/DS
2≦20 (d)DP3/DS1≦1.25 (e)1.0≦DP2/DP4≦2.5(f)1.0≦
DP1/DP5≦4.0(g)(DP2−DP4)/D
P3≦1.0但し、 DS1:走査型電子顕微鏡(SEM)により調べた1次
粒子の長径の平均粒子径(μm) DS2:上記顕微鏡により調べた1次粒子の短径の平均
粒子径(μm) DP1:光透過式粒度分布測定機(島津製作所製SA−
CP3)を用いて測定した粒度分布において、大きな粒
子径側から起算した重量累計10%の時の粒子径(μm
) DP2:上記測定機を用いて測定した粒度分布において
、大きな粒子径側から起算した重量累計25%の時の粒
子径(μm) DP3:上記測定機を用いて測定した粒度分布において
、大きな粒子径側から起算した重量累計50%の時の粒
子径(μm) DP4:上記測定機を用いて測定した粒度分布において
、大きな粒子径側から起算した重量累計75%の時の粒
子径(μm) DP5:上記測定機を用いて測定した粒度分布において
、大きな粒子径側から起算した重量累計90%の時の粒
子径(μm)
[Claim 4] The base material vaterite-type calcium carbonate is
The method for controlling particle growth and morphology according to claim 1 or 2, wherein the calcium carbonate is spherical, ellipsoidal, or plate-like vaterite type calcium carbonate that satisfies the following requirements (a) to (g). (a) 0.1μm≦DS1≦2.0μm (b) 0.04
μm≦DS2≦2.0μm (c) 1.0≦DS1/DS
2≦20 (d) DP3/DS1≦1.25 (e) 1.0≦DP2/DP4≦2.5 (f) 1.0≦
DP1/DP5≦4.0(g)(DP2-DP4)/D
P3≦1.0 However, DS1: The average particle diameter of the major axis of the primary particles examined by a scanning electron microscope (SEM) (μm) DS2: The average particle diameter of the minor axis of the primary particles examined by the above microscope (μm) ) DP1: Light transmission type particle size distribution analyzer (SA- manufactured by Shimadzu Corporation)
In the particle size distribution measured using CP3), the particle diameter (μm
) DP2: Particle size (μm) when the cumulative weight is 25% starting from the larger particle size side in the particle size distribution measured using the above measuring device DP3: Large particles in the particle size distribution measured using the above measuring device Particle diameter (μm) when the cumulative weight is 50% calculated from the diameter side DP4: Particle diameter (μm) when the cumulative weight is 75% from the large particle size side in the particle size distribution measured using the above measuring device DP5: Particle size (μm) when the cumulative weight is 90% starting from the larger particle size side in the particle size distribution measured using the above measuring device
【請求項5】  炭酸化反応系内の温度を35〜55℃
に制御して炭酸化反応を行う請求項1又は2記載のバテ
ライト型炭酸カルシウムの粒子成長、形態制御方法。
[Claim 5] The temperature in the carbonation reaction system is set at 35 to 55°C.
3. The method for controlling particle growth and morphology of vaterite-type calcium carbonate according to claim 1 or 2, wherein the carbonation reaction is carried out in a controlled manner.
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