沈降炭酸カルシウム （PCC）、光とも呼ばれる 炭酸カルシウムは、石灰石やその他の原料を焼成して作られます。まず石灰石を焼成して、石灰（主に酸化カルシウム）と二酸化炭素を生成します。この石灰に水を加えて、石灰スラリー（主に水酸化カルシウム）を作ります。次に、二酸化炭素を石灰スラリーに通して沈殿させます。 炭酸カルシウム炭酸カルシウムはその後、脱水、乾燥、粉砕されて粉末となる。あるいは、 炭酸ナトリウム 塩化カルシウムと反応して炭酸カルシウムを形成し、同様に処理されます。
沈降炭酸カルシウムの製造方法
- 炭酸化方法： 石灰岩 原料を焼成し、石灰（主に酸化カルシウム）と二酸化炭素を生成します。この石灰に水を加えて石灰スラリー（主に水酸化カルシウム）を調製します。次に、この石灰スラリーに二酸化炭素を通気し、炭酸カルシウムを沈殿させます。最後に、この炭酸カルシウム沈殿物を脱水、乾燥、粉砕することで、軽質炭酸カルシウムが得られます。
- ソーダ灰（Na2CO3）塩化カルシウム法： ソーダ灰水溶液に塩化カルシウムを加えると炭酸カルシウムの沈殿物が生成されます。
- 苛性ソーダ法： 苛性ソーダ（NaOH）の製造過程では、軽質炭酸カルシウムが副産物として得られます。炭酸ナトリウム溶液に石灰スラリーを加えると、炭酸カルシウムが沈殿します。同時に苛性ソーダ溶液も生成されます。この炭酸カルシウム沈殿物を脱水、乾燥、粉砕することで、軽質炭酸カルシウムが得られます。
- 塩化カルシウム法： 石灰スラリーを塩酸で処理して塩化カルシウム溶液を生成します。塩化カルシウム溶液はアンモニアガスを吸収し、二酸化炭素で炭酸化することで炭酸カルシウムの沈殿を生成します。
- ソルベイ法： 炭酸ナトリウムの製造過程では、軽質炭酸カルシウムが副産物として得られることがあります。飽和塩水はアンモニアガスを吸収し、二酸化炭素で炭酸化することで、重炭酸ナトリウムと塩化アンモニウムの溶液が沈殿します。この塩化アンモニウム溶液に石灰スラリーを加えることで、塩化カルシウムとアンモニアの溶液が生成されます。この溶液を二酸化炭素で炭酸化することで、炭酸カルシウムが沈殿します。
ライト 炭酸カルシウム粉末 特徴
の形状 沈降炭酸カルシウム 炭酸カルシウムの結晶形態に基づき、紡錘形、立方形、針状、鎖状、球状、板状、四角柱状に分類されます。これらの異なる炭酸カルシウムの結晶形態は、反応条件を制御することで得られます。軽質炭酸カルシウムは、その平均重量に基づき、以下のカテゴリーに分類されます。 粒子サイズ （エ）：
- 微粒子炭酸カルシウム（5μm）
- 超微粒子炭酸カルシウム（1～5μm）
- 超微粒子炭酸カルシウム（0.1～1μm）
- 超微粒子炭酸カルシウム（0.02～0.1μm）
- ナノメートル炭酸カルシウム（0.02μm）
粒子形状は規則的で、粒度分布が狭い単分散粉末と言えます。
沈降炭酸カルシウムの基本的な用途
製紙
製紙業界は炭酸カルシウムの最大の市場の一つです。重質炭酸カルシウム（GCC）填料は、主に印刷用紙、広告用紙、事務用紙、筆記用紙に使用されていますが、紙巻きたばこ用紙、フィルター用紙、特殊低坪量紙は除きます。沈降炭酸カルシウムはGCCと比較して、粒子径が細かく、白色度が高く、コストが低く、発泡性が低く、印刷適性に優れており、優れた品質を誇ります。紙填料として非常に適しており、紙の印刷性能および光学性能の要件を満たすことができます。
研究によると、紡錘形の超微粒子炭酸カルシウムは、そのままでも高級紙の品質と耐摩耗性を向上させることが示されています。紡錘形の炭酸カルシウムをパルプに添加すると、微細繊維を模倣し、多数の小さな気孔を形成することができます。その結果、紙の滑らかさと印刷適性が向上します。
ゴム
沈降炭酸カルシウムは、タイヤ、コンベアベルト、ホース、ゴムシート、医療用ゴム製品など、ゴム製品に広く使用されています。ゴム使用量の削減、コスト削減に加え、補強材や半補強材としても活用されています。軽質炭酸カルシウムをゴムに添加すると、純粋なゴム加硫物と比較して、引張強度、耐摩耗性、引裂強度が向上します。また、天然ゴムと合成ゴムの両方において顕著な補強効果を発揮し、粘稠度を調整することもできます。針状炭酸カルシウムは、通常の充填剤と比較して、より強力な補強性と靭性を有しています。材料に添加することで、強度、硬度、耐摩耗性などの特性が向上します。
プラスチック
沈降炭酸カルシウムはプラスチック製品において骨格的な役割を果たし、寸法安定性に大きく貢献します。製品の硬度を向上させるだけでなく、表面の光沢と平滑性も向上させます。一般的なプラスチック製品に炭酸カルシウムを添加することで、耐熱性が向上します。また、90%を超える白色度を有するため、高価な白色顔料の代替として、美白効果も得られます。
ペイント
炭酸カルシウムは塗料製造において重要な充填剤です。炭酸カルシウムの細かさと粒度分布は塗料の透明性を決定します。軽質炭酸カルシウムは塗料業界で広く使用されており、欠かせない骨格材として機能しています。厚塗り塗料では30%を超え、フェノール系ワニスでは4～7%、フェノール系細目シワ塗料では39%以上を占めています。
コーティング
軽質炭酸カルシウムは重質炭酸カルシウム（GCC）に比べ、合成により製造されるため、結晶形態や組成の制御が容易で、さまざまな機能を付加することができます。
比較的高い比表面積を有するため、GCCよりも塗料の補強剤として効果的です。一般的な軽質炭酸カルシウムは、建築用塗料、紙用塗料、粉体塗料に使用され、主な用途は防食塗料で、船舶用塗料、コンテナ用塗料、車両用下塗り塗料、橋梁や鉄骨構造物の防食などに用いられます。超微粒子軽質炭酸カルシウムは、充填剤として使用されるだけでなく、耐水性と防食性も備えています。
インク
沈降炭酸カルシウムをインキに使用すると、塗膜に透明で長持ちする光沢を与えます。インキの印刷色調を向上させ、上品で均一な仕上がりを実現します。また、優れた透明性、光沢性、流動性により、塗膜の劣化も抑えられます。 コーティング インクコストの削減にも貢献します。球状および立方体のナノ炭酸カルシウムは、他の充填剤よりも優れた分散性、透明性、光沢性、不透明度を備えており、高速印刷やレーザータイプセッティング用の高品質インクに広く使用されています。
医薬品
軽質炭酸カルシウムは、医薬品製剤において中和剤、濾過助剤、緩衝剤、溶解剤、充填剤、カルシウム補給剤として使用されます。中空構造を有する炭酸カルシウムは生体適合性に優れており、医薬品送達システムや診断マーカーとして使用することができます。
食べ物
沈降炭酸カルシウムは、現代のカルシウム補給および栄養食品業界で広く使用されています。
軽質炭酸カルシウムは、乳製品、肉製品、パスタ、粉乳、ミルクタブレットなどの関連産業において、高品質の栄養強化剤として使用されています。食品添加物として、軽質炭酸カルシウムは人体に必要なカルシウム摂取量を確保し、チューインガム、チョコレート、ヨーグルト、カルシウムタブレット、ゼリー、飲料などの製品にカルシウム濃度を強化する目的で広く使用されています。食品加工においては、アルカリ剤、栄養補助食品、生地改良剤、硬化剤、イースト栄養剤、固結防止剤、膨張剤、ガムキャンディ助剤、改質剤として作用します。食品グレードの炭酸カルシウムは純度が高く、不純物が少なく、特にPb、As、Hg、Feなどの指標物質の含有量が低いのが特徴です。
餌
軽質炭酸カルシウムは、動物飼料加工におけるカルシウム補給剤として使用されます。飼料用軽質炭酸カルシウムは、以下の基準を満たす必要があります。
- 炭酸カルシウム（CaCO3）含有量 ≥ 98%
- カルシウム（Ca）含有量 ≥ 39.2%
- 水分含有量≤1%
- 塩酸含有量≤0.2%
- 重金属（Pb）≤ 0.003%
- ヒ素（As）≤ 0.0002%
- バリウム塩（Ba）≤0.030%
歯磨き粉
沈降炭酸カルシウムは日常的に使用できる 化学薬品 歯磨き粉、歯磨きペースト、化粧品などの製品に配合されています。歯磨き粉では、軽質炭酸カルシウムが研磨剤として作用し、歯垢や食べかすを効果的に除去し、エナメル質を傷つけることなく歯を磨きます。また、香りの透過性を高め、ペーストの伸びを良くします。さらに、弱アルカリ性であるため、歯垢細菌が生成するクエン酸などの酸性代謝産物を中和し、口腔内のpHを下げます。これにより、酸性プラークの除去や口腔内の酸性代謝産物の中和など、複数の効果が得られます。
シーラント接着剤
炭酸カルシウムは、半強化充填剤として接着剤に使用され、接着層の特性を改善し、コストを削減し、一般的にベース材料に対して不活性のままです。接着剤に一定量の炭酸カルシウムを添加すると、接着強度、硬度、耐熱性、寸法安定性が向上し、硬化収縮と線膨張係数が低下します。たとえば、一般的なガラス接着剤では、強化充填剤がないと接着強度が不十分です。工業用炭酸カルシウムを添加すると、接着接合強度が向上し、表面硬度、粘度、熱伝導性が向上し、衝撃靭性、耐摩耗性が向上し、コストを削減しながら、接着剤のさまざまな媒体に対する耐性が向上します。軽質炭酸カルシウム、特にナノグレードは、粒子サイズの安定性と均一な分散性に優れており、シーラントに優れた弾性、防水性、気密性、レオロジー特性を提供するため、理想的なシーリング材です。
セラミック
600℃の低温で製造される緻密化セラミックスに使用可能な均一な粒度分布を有する立方晶炭酸カルシウムを開発する。
ケーブル
ケーブル製品において、軽質炭酸カルシウムは電気絶縁性を高め、適切なpHを維持し、樹脂との相溶性にも優れています。充填剤含有量を増加させ、コストを削減するため、特にPVC電線・ケーブル材料に適しています。
他の
軽質炭酸カルシウムは、有機合成、冶金、ガラス製造、アスベスト製造などにも広く利用されています。また、産業廃水処理の媒体剤として、またSO2含有ガス中のSO2除去剤としても使用できます。
結論
結論として、沈降炭酸カルシウム（PCC）は、高純度、微粒子、優れた分散性など、幅広い価値ある特性を備えています。これらの特性により、紙、プラスチック、コーティング、医薬品、食品など、様々な業界で汎用性の高い材料となっています。性能向上、コスト削減、製品品質向上を実現するPCCは、多くの製造プロセスにおいて不可欠な要素であり続けています。産業界の革新が進むにつれ、PCCの用途は間違いなく拡大し、製品開発と効率性のさらなる向上を促進するでしょう。
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