特許 6985775 炭酸カルシウム粒子群、樹脂組成物、及び炭酸カルシウム粒子群の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6985775

(24)【登録日】2021年11月30日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】炭酸カルシウム粒子群、樹脂組成物、及び炭酸カルシウム粒子群の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C01F 11/18 20060101AFI20211213BHJP

   C08K 3/26 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   C01F11/18 B

   C08K3/26

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2021-123113(P2021-123113)

(22)【出願日】2021年7月28日

【審査請求日】2021年7月28日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】311018921

【氏名又は名称】株式会社ＴＢＭ

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100131705

【弁理士】

【氏名又は名称】新山 雄一

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 憲史

【審査官】 磯部 香

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０７９７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５７９２４４０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１３００２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０５−５０１７０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０１Ｆ １１／１８

Ｃ０８Ｋ ３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

炭酸カルシウム粒子群と、熱可塑性樹脂とを含む樹脂組成物であって、
前記炭酸カルシウム粒子群が、立方体状炭酸カルシウム粒子を、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対して７０．０％以上含み、
前記立方体状炭酸カルシウム粒子の各片の長さが０．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、かつ、同一の立方体状炭酸カルシウム粒子における各片の長さの差が±０．５μｍ以下であり、
前記炭酸カルシウム粒子群が、軽質炭酸カルシウム粒子を、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対して９０．０％以上含み、
前記炭酸カルシウム粒子群及び前記熱可塑性樹脂の質量比が６０：４０〜８０：２０である、
樹脂組成物。

【請求項2】

前記立方体状炭酸カルシウム粒子の各片の長さが１．０μｍ以上５．０μｍ以下である、請求項１に記載の樹脂組成物。

【請求項3】

前記炭酸カルシウム粒子群のＢＥＴ比表面積が、０．１ｍ^２／ｇ以上２０．０ｍ^２／ｇ以下である、請求項１又は２に記載の樹脂組成物。

【請求項4】

前記炭酸カルシウム粒子群が、ナトリウム、カリウム、及びマグネシウムを実質的に含まない、請求項１から３のいずれかに記載の樹脂組成物。

【請求項5】

前記立方体状炭酸カルシウム粒子の表面に、脂肪酸による表面処理がされた、請求項１から４のいずれかに記載の樹脂組成物。

【請求項6】

前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン樹脂及び／又はポリエチレン樹脂である、請求項１から５のいずれかに記載の樹脂組成物。

【請求項7】

カルシウム化合物を含むカルシウム含有溶液中のカルシウム含有量を測定するカルシウム含有量測定工程と、
前記カルシウム含有量測定工程後、前記カルシウム含有溶液に二酸化炭素を導入することで炭酸カルシウムを晶出させる晶出工程と、を含み、
前記晶出工程における二酸化炭素の導入量が、前記カルシウム含有量測定工程で特定されたカルシウム含有量に基づき決定され、
前記晶出工程における二酸化炭素の導入量が、前記カルシウム含有量測定工程で特定されたカルシウム含有量に対して質量比２．０以上５．０以下であり、
前記晶出工程において種結晶を使用しない、
炭酸カルシウム粒子群の製造方法。

【請求項8】

前記晶出工程が、ｐＨ７．０以上の環境下で行われる、請求項７に記載の製造方法。

【請求項9】

前記カルシウム含有溶液が、ナトリウム、カリウム、及びマグネシウムを実質的に含まない、請求項７又は８に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、炭酸カルシウム粒子群、樹脂組成物、及び炭酸カルシウム粒子群の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

軽質炭酸カルシウムは、化学的沈殿反応等によって製造される合成炭酸カルシウムである。化学的沈殿反応としては、カルシウム含有溶液に二酸化炭素を導入することが挙げられる。軽質炭酸カルシウムの結晶の形状としては、立方体状、針状、紡錘状等が知られる。

【0003】

これまで、所望の形状を有する軽質炭酸カルシウムの製造方法が提案されており、例えば、特許文献１〜４には、立方体状炭酸カルシウムの製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５３−４３６９４号公報

【特許文献2】特開昭５４−１３０５００号公報

【特許文献3】特開昭６１−２１９７１６号公報

【特許文献4】特開昭６３−３０３１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、本発明者は、従来の立方体状炭酸カルシウムの製造方法では、炭酸カルシウム粒子同士が凝集し易く、充分量の立方体状炭酸カルシウム粒子が得られない可能性があることを見出した。

【0006】

本発明は以上の実情に鑑みてなされたものであり、立方体状炭酸カルシウム粒子の割合が高い炭酸カルシウム粒子群が得られる技術の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、軽質炭酸カルシウム粒子以外の不純物が少なく、更には形状が揃った立方体状炭酸カルシウム粒子を含む炭酸カルシウム粒子群を開発した。
そして、この様な炭酸カルシウム粒子群が、化学的沈殿反応の際に導入する二酸化炭素の量を調整することで得られ易い点を見出した。
本発明者は、上記知見に基づき、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下を提供する。

【0008】

（１） 炭酸カルシウム粒子群であって、
前記炭酸カルシウム粒子群が、立方体状炭酸カルシウム粒子を、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対して７０．０％以上含み、
前記立方体状炭酸カルシウム粒子の各片の長さが０．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、かつ、同一の立方体状炭酸カルシウム粒子における各片の長さの差が±０．５μｍ以下であり、
前記炭酸カルシウム粒子群が、軽質炭酸カルシウム粒子を、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対して９０．０％以上含む、
炭酸カルシウム粒子群。

【0009】

（２） 前記立方体状炭酸カルシウム粒子の各片の長さが１．０μｍ以上５．０μｍ以下である、（１）に記載の炭酸カルシウム粒子群。

【0010】

（３） 前記炭酸カルシウム粒子群のＢＥＴ比表面積が、０．１ｍ^２／ｇ以上２０．０ｍ^２／ｇ以下である、（１）又は（２）に記載の炭酸カルシウム粒子群。

【0011】

（４） 前記炭酸カルシウム粒子群が、ナトリウム、カリウム、及びマグネシウムを実質的に含まない、（１）から（３）のいずれかに記載の炭酸カルシウム粒子群。

【0012】

（５） 前記立方体状炭酸カルシウム粒子の表面に、脂肪酸による表面処理がされた、（１）から（４）のいずれかに記載の炭酸カルシウム粒子群。

【0013】

（６） （１）から（５）のいずれかに記載の炭酸カルシウム粒子群と、熱可塑性樹脂とを含み、
前記炭酸カルシウム粒子群及び前記熱可塑性樹脂の質量比が５０：５０〜９０：１０である、
樹脂組成物。

【0014】

（７） 前記炭酸カルシウム粒子群及び前記熱可塑性樹脂の質量比が６０：４０〜８０：２０である、（６）に記載の樹脂組成物。

【0015】

（８） 前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン樹脂及び／又はポリエチレン樹脂である、（６）又は（７）に記載の樹脂組成物。

【0016】

（９） カルシウム化合物を含むカルシウム含有溶液中のカルシウム含有量を測定するカルシウム含有量測定工程と、
前記カルシウム含有量測定工程後、前記カルシウム含有溶液に二酸化炭素を導入することで炭酸カルシウムを晶出させる晶出工程と、を含み、
前記晶出工程における二酸化炭素の導入量が、前記カルシウム含有量測定工程で特定されたカルシウム含有量に基づき決定される、
炭酸カルシウム粒子群の製造方法。

【0017】

（１０） 前記晶出工程における二酸化炭素の導入量が、前記カルシウム含有量測定工程で特定されたカルシウム含有量に対して質量比１．５以上１０．０以下である、（９）に記載の製造方法。

【0018】

（１１） 前記晶出工程における二酸化炭素の導入量が、前記カルシウム含有量測定工程で特定されたカルシウム含有量に対して質量比２．０以上５．０以下である、（９）又は（１０）に記載の製造方法。

【0019】

（１２） 種結晶を使用しない、（９）から（１１）のいずれかに記載の製造方法。

【0020】

（１３） 前記晶出工程が、ｐＨ７．０以上の環境下で行われる、（９）から（１２）のいずれかに記載の製造方法。

【0021】

（１４） 前記カルシウム含有溶液が、ナトリウム、カリウム、及びマグネシウムを実質的に含まない、（９）から（１３）のいずれかに記載の製造方法。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、立方体状炭酸カルシウム粒子の割合が高い炭酸カルシウム粒子群が得られる技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施例で作製した炭酸カルシウム粒子群に含まれる結晶の形状を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察した結果である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されない。

【0025】

＜炭酸カルシウム粒子群＞
本発明の炭酸カルシウム粒子群は、以下の要件を全て満たす。
（要件１）炭酸カルシウム粒子群が、立方体状炭酸カルシウム粒子を、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対して７０．０％以上含む。
（要件２）上記（要件１）における立方体状炭酸カルシウム粒子の各片の長さが０．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、かつ、同一の立方体状炭酸カルシウム粒子における各片の長さの差が±０．５μｍ以下である。
（要件３）炭酸カルシウム粒子群が、軽質炭酸カルシウム粒子を、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対して９０．０％以上含む。

【0026】

本発明において、「炭酸カルシウム粒子群」とは、炭酸カルシウム粒子を主に含む混合物を意味する。

【0027】

本発明の炭酸カルシウム粒子群は、炭酸カルシウム粒子群に対して、好ましくは９０．０質量％以上、より好ましくは９５．０質量％以上、更に好ましくは９９．０質量％以上、最も好ましくは１００質量％の炭酸カルシウム粒子を含む。

【0028】

（要件１）のとおり、本発明の炭酸カルシウム粒子群は、立方体状炭酸カルシウム粒子を、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対して、７０．０％以上含む。

【0029】

本発明において、「立方体状炭酸カルシウム粒子」とは、結晶の形状が立方体である軽質炭酸カルシウム粒子を意味する。

【0030】

（要件１）を満たす炭酸カルシウム粒子群は、従来の立方体状炭酸カルシウムの製造方法によって得られる炭酸カルシウム粒子群と比べて、立方体状炭酸カルシウム粒子の割合が高いことを意味する。従来の方法では、凝集体が生じ易く、立方体状炭酸カルシウム粒子の割合が高い炭酸カルシウム粒子群が得られにくかったためである。

【0031】

炭酸カルシウム粒子群が（要件１）を満たすかどうかは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像解析等によって特定される。

【0032】

（要件１）において、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対する、立方体状炭酸カルシウム粒子数の割合の下限は、好ましくは８０．０％以上、より好ましくは９０．０％以上である。

【0033】

（要件１）において、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対する、立方体状炭酸カルシウム粒子数の割合の上限は、好ましくは１００％である。

【0034】

（要件２）のとおり、本発明の炭酸カルシウム粒子群に含まれる立方体状炭酸カルシウム粒子は、立方体状炭酸カルシウム粒子の各片の長さが０．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、かつ、同一の立方体状炭酸カルシウム粒子における各片の長さの差が±０．５μｍ以下である。
ただし、本発明の炭酸カルシウム粒子群には、（要件１）を満たす限り、（要件２）を満たさない立方体状炭酸カルシウム粒子や、その他の形状の炭酸カルシウム粒子等が含まれていても良く、含まれていなくても良い。

【0035】

本発明において、「同一の立方体状炭酸カルシウム粒子における各片の長さの差」は絶対値で示す。

【0036】

炭酸カルシウム粒子が（要件２）を満たすかどうかは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像解析等によって特定される。

【0037】

（要件２）において、立方体状炭酸カルシウム粒子の各片の長さの下限は、好ましくは０．７μｍ以上、より好ましくは０．９μｍ以上である。

【0038】

（要件２）において、立方体状炭酸カルシウム粒子の各片の長さの上限は、好ましくは５．０μｍ以下、より好ましくは３．０μｍ以下である。

【0039】

（要件２）において、同一の立方体状炭酸カルシウム粒子における各片の長さの差の下限は、好ましくは０μｍである。

【0040】

（要件２）において、同一の立方体状炭酸カルシウム粒子における各片の長さの差の上限は、好ましくは０．４μｍ以下である。

【0041】

（要件３）のとおり、本発明の炭酸カルシウム粒子群における軽質炭酸カルシウム粒子の粒子数は、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対して９０．０％以上である。
この値は、炭酸カルシウム粒子群の純度ともいえる。

【0042】

本発明において「軽質炭酸カルシウム粒子」とは、化学的沈殿反応等によって製造される合成炭酸カルシウムを意味し、天然炭酸カルシウムを機械的に粉砕等することで得られる重質炭酸カルシウムとは明確に区別される。
本発明の炭酸カルシウム粒子群に含まれる立方体状炭酸カルシウム粒子は、軽質炭酸カルシウム粒子の一種である。

【0043】

本発明の炭酸カルシウム粒子群に含まれる軽質炭酸カルシウム粒子の形状は特に限定されないが、本発明の効果が奏され易いという観点から立方体状炭酸カルシウム粒子の割合が高いほど好ましい。
本発明は、例えば、本発明の炭酸カルシウム粒子群に含まれる軽質炭酸カルシウム粒子の全てが立方体状炭酸カルシウム粒子である態様を包含する。

【0044】

炭酸カルシウム粒子群が（要件３）を満たすかどうかは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像解析等によって特定される。

【0045】

（要件３）において、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対する、軽質炭酸カルシウム粒子の粒子数の割合の下限は、好ましくは９２．０％以上、より好ましくは９５．０％以上である。

【0046】

（要件３）において、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対する、軽質炭酸カルシウム粒子の粒子数の割合の上限は、好ましくは１００％である。

【0047】

（その他の要件）
本発明の炭酸カルシウム粒子群は、上記の要件に加えて、以下のいずれか、又は全てを満たしていても良い。

【0048】

本発明の炭酸カルシウム粒子群のＢＥＴ比表面積は、好ましくは０．１ｍ^２／ｇ以上２０．０ｍ^２／ｇ以下、より好ましくは１．０ｍ^２／ｇ以上１５．０ｍ^２／ｇ以下である。
ＢＥＴ比表面積が上記範囲であると、炭酸カルシウム粒子群を配合した樹脂組成物に対し、良好な加工性を付与し易い。

【0049】

本発明において、「ＢＥＴ比表面積」とは、ＢＥＴ吸着法（窒素ガス吸着法）によって特定された比表面積を意味する。ＢＥＴ比表面積の測定機器としては、「ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ」（マイクロトラック・ベル社製）を好ましく用いることができる。

【0050】

本発明の炭酸カルシウム粒子群は、純度の高い炭酸カルシウム粒子群を得る観点から、ナトリウム、カリウム、及びマグネシウムを実質的に含まないことが好ましい。
本発明において「炭酸カルシウム粒子群が成分Ａを実質的に含まない」とは、成分Ａの含有量（成分Ａの換算量）が、炭酸カルシウム粒子群に対して、好ましくは５．０質量％以下、より好ましくは１．０質量％以下、最も好ましくは０質量％であることを意味する。

【0051】

本発明の炭酸カルシウム粒子群に含まれる立方体状炭酸カルシウム粒子の表面には、目的（分散性の向上等）に応じて表面処理を施しても良く、施さなくても良い。
表面処理剤の種類としては、脂肪酸（高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸塩等）が挙げられる。

【0052】

＜炭酸カルシウム粒子群の製造方法＞
本発明は、下記の工程を含む炭酸カルシウム粒子群の製造方法も包含する。
カルシウム含有量測定工程：カルシウム化合物を含むカルシウム含有溶液中のカルシウム含有量を測定する。
晶出工程：カルシウム含有量測定工程後、カルシウム含有溶液に二酸化炭素を導入することで炭酸カルシウムを晶出させる。晶出工程における二酸化炭素の導入量は、カルシウム含有量測定工程で特定されたカルシウム含有量に基づき決定される。

【0053】

上記カルシウム含有量測定工程及び晶出工程を含む製造方法によれば、本発明の炭酸カルシウム粒子群を効率的に得ることができる。

【0054】

（カルシウム含有量測定工程）
カルシウム含有量測定工程は、カルシウム化合物を含むカルシウム含有溶液中のカルシウム含有量を測定する工程である。

【0055】

本発明において、「カルシウム化合物」とは、炭酸カルシウムの原料となり得る化合物であり、カルシウムからなる化合物や、カルシウムを含む化合物を包含する。

【0056】

カルシウム化合物としては、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウム等が挙げられる。

【0057】

カルシウム化合物は、固体、液体（溶液）、スラリー等のいずれの状態であっても良い。

【0058】

カルシウム化合物の形態は特に限定されず、精製品であっても良く、カルシウム化合物を含む任意の材料（カルシウムを含む廃棄物等）であっても良い。
カルシウムを含む廃棄物としては、コンクリートスラッジ、鉄鋼スラグ、石炭灰、バイオマス灰、焼却灰等が挙げられる。
ただし、炭酸カルシウム粒子の回収量を高める観点から、カルシウム化合物の形態は、カルシウム以外の易溶解性元素（ナトリウム、カリウム、マグネシウム等）の含有量が少ないか、又は、易溶解性元素を全く含まないものが好ましい。

【0059】

本発明において、「カルシウム含有溶液」とは、カルシウム化合物を含む溶液を意味する。
溶液の溶媒としては特に限定されないが、例えば、水等が挙げられる。

【0060】

カルシウム含有溶液の調製方法は特に限定されず、カルシウム化合物に溶媒を加えて調製しても良く、カルシウム化合物が溶液の状態であればそのままカルシウム含有溶液として用いても良い。

【0061】

カルシウム含有溶液は、カルシウム含有量の測定に供する前に、固液分離操作を施されたものであっても良い。この様な操作により、夾雑物（微粒子等）の少ないカルシウム含有溶液が得られ、カルシウム含有量をより正確に測定できるうえ、後述する晶出工程において、夾雑物の表面での炭酸カルシウム粒子同士の凝集を防ぐことができる。
固液分離操作を行った場合、固形分が除かれた溶液を、カルシウム含有溶液として回収する。

【0062】

固液分離操作において用いる固液分離装置としては、特に限定されないが、フィルタープレス、真空ベルトフィルター、真空回転ろ過機、スクリューデカンタ、遠心脱水機等が挙げられる。

【0063】

従来、固液分離の前に、カルシウム含有溶液に凝集剤（特に、ナトリウム、カリウム、マグネシウム等を含むもの）を添加することで、微粒子（コロイド粒子等）を凝集させ、固液分離し易くする方法が知られる。
しかし、この様な操作は、炭酸カルシウム粒子同士の凝集体をも形成させ易くし、立方体状炭酸カルシウム粒子の回収量が低下する可能性がある。そのため、本発明においては、この様な凝集剤を用いないことが好ましい。
換言すれば、本発明におけるカルシウム含有溶液は、ナトリウム、カリウム、及びマグネシウムを実質的に含まないことが好ましい。
本発明において「カルシウム含有溶液が成分Ａを実質的に含まない」とは、成分Ａの含有量（成分Ａの換算量）が、カルシウム含有溶液に対して、好ましくは５．０質量％以下、より好ましくは１．０質量％以下、最も好ましくは０質量％であることを意味する。

【0064】

カルシウム含有溶液中のカルシウム含有量の測定方法は、実施例に示した方法を採用できる。
本発明において「カルシウム含有量」とは、カルシウムイオン換算量を意味する。

【0065】

（晶出工程）
晶出工程は、カルシウム含有量測定工程後、カルシウム含有溶液に二酸化炭素を導入することでＣａ^２＋イオンとＣＯ_３^２−イオンとの反応を生じさせ、炭酸カルシウムを晶出させる工程である。

【0066】

本発明の炭酸カルシウム粒子群の製造方法は、晶出工程における二酸化炭素の導入量が、カルシウム含有量測定工程で特定されたカルシウム含有量に基づき決定される点に技術的特徴を有する。

【0067】

本発明者の検討の結果、カルシウム含有量測定工程で特定されたカルシウム含有量に対する、カルシウム含有溶液に導入する二酸化炭素の量の質量比（以下、「ＣＯ_２／Ｃａ質量比」ともいう。）に応じて、得られる炭酸カルシウム粒子の形状が変化することを見出した。
具体的には、「ＣＯ_２／Ｃａ質量比」が小さいと、炭酸カルシウム粒子が凝集し易いうえ、様々な結晶型の炭酸カルシウム粒子が形成され得ることがわかった。
「ＣＯ_２／Ｃａ質量比」が大きいと、ｐＨが高くなり、炭酸カルシウム粒子が結晶化しにくくなることがわかった。
他方で、「ＣＯ_２／Ｃａ質量比」が所定範囲であると、立方体状炭酸カルシウム粒子が形成し易くなることがわかった。
したがって、「ＣＯ_２／Ｃａ質量比」を調整することで、炭酸カルシウム粒子群に含まれる結晶の形状を制御できる。

【0068】

立方体状炭酸カルシウム粒子を充分量含み、かつ、凝集体が少ない炭酸カルシウム粒子群が得られ易いという観点から、「ＣＯ_２／Ｃａ質量比」は、好ましくは１．５以上１０．０以下、より好ましくは２．０以上５．０以下、更に好ましくは３．０以上５．０以下である。

【0069】

立方体状炭酸カルシウム粒子を充分量含み、かつ、凝集体が少ない炭酸カルシウム粒子群が得られ易いという観点から、「ＣＯ_２／Ｃａ質量比」は、モル比に換算した場合、１．３以上９．１以下に調整しても良い。
例えば、カルシウム含有溶液中のカルシウム含有量が１０ｇ（＝０．２５ｍｏｌ）の場合、二酸化炭素の導入量を２０ｇ（＝０．４５ｍｏｌ）に調整しても良い。

【0070】

晶出工程におけるその他の条件（用いる装置、二酸化炭素の導入（吹き込み等）方法等）は特に限定されず、従来の炭酸カルシウムの製造方法において使用されるものを採用できる。

【0071】

二酸化炭素の導入速度は、０．０１Ｌ／ｍｉｎ以上１０Ｌ／ｍｉｎ以下であっても良い。

【0072】

二酸化炭素の導入時間は、６０分以上２４０分以下であっても良い。

【0073】

二酸化炭素の導入温度は、１０℃以上４０℃以下であっても良い。

【0074】

晶出工程は、カルシウムの溶解を防ぐ観点から、好ましくはｐＨ７．０以上、より好ましくはｐＨ８．０以上の環境下で行う。
ｐＨの上限は特に限定されないが、通常、ｐＨ１３．０以下である。

【0075】

従来、晶出工程において、少量の種結晶を用いることで、結晶化を促進させる方法が知られる。
しかし、種結晶を用いると、種結晶表面での結晶成長によって炭酸カルシウム粒子同士の凝集体が形成し易くなったり、種結晶表面での結晶成長及び新たな結晶核生成が同時に進行することで粒度分布がブロードになったりする可能性がある。そのため、本発明においては、種結晶を用いないことが好ましい。

【0076】

（その他の工程）
本発明の炭酸カルシウム粒子群の製造方法は、カルシウム含有量測定工程及び晶出工程を設ける点以外は特に限定されず、従来の炭酸カルシウムの製造方法において使用される諸条件を採用できる。
例えば、晶出工程後、固液分離（ろ過等）等によって炭酸カルシウム粒子群を回収しても良い。
回収された炭酸カルシウム粒子群に対しては、乾燥や粉砕を行っても良い。

【0077】

＜樹脂組成物＞
本発明の炭酸カルシウム粒子群は、炭酸カルシウム粒子を要する任意の用途に利用できる。例えば、本発明の炭酸カルシウム粒子群は、樹脂組成物に好ましく配合することができる。

【0078】

樹脂組成物中の炭酸カルシウム粒子が凝集体を含む場合、成形時にトルクが上昇し得る。かかる場合、成形や延伸が困難となるうえ、得られる成形品の特性（引張強さ、切断時伸び等）も劣る。この様な問題は、炭酸カルシウム粒子の含有量が多い樹脂組成物ほど生じ易い。
しかし、本発明の炭酸カルシウム粒子群は、凝集体の含有量が少ないため、上記の問題が生じにくい。

【0079】

（樹脂組成物の組成）
本発明の樹脂組成物の組成は、特に限定されないが、炭酸カルシウム粒子群と、熱可塑性樹脂との質量比（炭酸カルシウム粒子群：熱可塑性樹脂）が、好ましくは５０：５０〜９０：１０、より好ましくは６０：４０〜８０：２０、更に好ましくは６０：４０〜７０：３０である。

【0080】

熱可塑性樹脂の種類は特に限定されないが、好ましくは、ポリプロピレン樹脂及び／又はポリエチレン樹脂（低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等）である。

【0081】

炭酸カルシウム粒子群の含有量の上限は、樹脂組成物に対して、好ましくは９０．０質量％以下、より好ましくは８０．０質量％以下である。

【0082】

炭酸カルシウム粒子群の含有量の下限は、樹脂組成物に対して、好ましくは５０．０質量％以上、より好ましくは６０．０質量％以上である。

【0083】

熱可塑性樹脂の含有量の上限は、樹脂組成物に対して、好ましくは５０．０質量％以下、より好ましくは４０．０質量％以下である。

【0084】

熱可塑性樹脂の含有量の下限は、樹脂組成物に対して、好ましくは１０．０質量％以上、より好ましくは２０．０質量％以上である。

【0085】

（樹脂組成物中のその他の成分）
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記の成分に加えて、任意の成分が更に含まれ得る。この様な成分は、単独又は２種以上の組み合わせで使用できる。また、この様な成分の種類や配合量は、得ようとする効果等に応じて適宜設定し得る。

【0086】

本発明の樹脂組成物に含まれ得る成分としては、可塑剤、熱可塑性樹脂以外の樹脂、充填剤、色剤、滑剤、酸化防止剤、難燃剤、発泡剤等が挙げられる。

【0087】

＜樹脂組成物の製造方法＞
本発明の樹脂組成物は、上記の成分を用いて、樹脂組成物の製造方法として従来知られる方法に基づき製造できる。

【0088】

樹脂組成物は、例えば、成分の混合及び溶融混練等によって得られる。
混合や溶融混練のタイミングは、採用しようとする成形方法（押出成形、射出成形、真空成形等）に応じて適宜設定できる。例えば、混合は、成形機のホッパーから投入する前や、成形と同時に行っても良い。例えば、溶融混練は、二軸混練機等によって行っても良い。

【0089】

本発明の樹脂組成物の形態は、例えば、任意の大きさ及び形状のペレットであり得る。

【0090】

ペレットの形状は、例えば、円柱、球形、楕円球状等であり得る。

【0091】

ペレットのサイズは特に限定されない。例えば、球形ペレットの場合、直径１〜１０ｍｍであり得る。楕円球状のペレットの場合、縦横比０．１〜１．０、縦横の長さ１〜１０ｍｍであり得る。円柱ペレットの場合、直径１〜１０ｍｍ、長さ１〜１０ｍｍであり得る。

【0092】

本発明の樹脂組成物を必要に応じて乾燥させた後、成形することで、所望の成形品を得ることができる。
成形方法としては、インフレーション成形法、押出成形法、射出成形法、発泡射出成形法、射出圧縮成形法、ブロー成形法、プレス成形法、カレンダー成形法、真空成形法等が挙げられる。
成形品としては、フィルム、シート、容器体（食品容器等）、日用品、自動車用部品、電気電子部品、各種消耗品等が挙げられる。

【実施例】

【0093】

以下に、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0094】

＜炭酸カルシウム粒子群の作製＞
以下の方法で、カルシウム含有原料から、炭酸カルシウム粒子群を作製した。
なお、以下の試験は全て室温（２０℃前後）で行った。

【0095】

（カルシウム含有原料の準備）
カルシウム含有原料として、市販のポルトランドセメントを準備した。該ポルトランドセメントは、水酸化カルシウム等のカルシウム化合物を含む。

【0096】

（カルシウム含有懸濁液の作製）
カルシウム含有原料（８００ｇ）に、イオン交換水（３２００ｍＬ）を加え、撹拌し、カルシウム含有懸濁液を得た。

【0097】

（固液分離工程）
固液分離装置によって、カルシウム含有懸濁液をろ過し、カルシウム含有溶液及び固形分を得た。
固形分を廃棄し、カルシウム含有溶液を以下の工程に供した。

【0098】

（カルシウム含有量測定工程）
得られたカルシウム含有溶液（２０００ｍＬ）中のカルシウム含有量を、ＩＣＰ発光分光分析法に基づき測定した。
その結果、カルシウム含有溶液中のカルシウム含有量は２．９３ｇ（濃度１４６３ｍｇ／Ｌ）であると特定した。

【0099】

なお、カルシウム含有溶液中には、ナトリウム、カリウム、及びマグネシウムが含まれていなかった。

【0100】

（晶出工程）
カルシウム含有溶液に対し、グラスフィルターに通した二酸化炭素ガスを１８０分間導入し（流量＝０．０５Ｌ／ｍｉｎ）、炭酸カルシウムを晶出させた。
二酸化炭素ガスは、窒素ガスに希釈して用いた。
表１に示すとおり、二酸化炭素ガスの導入量は、カルシウム含有溶液中のカルシウム含有量に対する二酸化炭素の量の質量比（ＣＯ_２／Ｃａ質量比）が１．０〜１５．０となるように設定した。

【0101】

なお、表１中、「条件３（種晶）」とは、種晶（炭酸カルシウム、０．６ｇ）を添加したカルシウム含有溶液を用いた点以外は、表１中の「条件３」と同様にして晶出工程を行った例である。

【0102】

（炭酸カルシウム粒子群の回収）
晶出工程後、吸引ろ過を行い、固形分（炭酸カルシウム粒子群に相当する。）を回収した。

【0103】

（ＳＥＭ観察）
得られた各炭酸カルシウム粒子群に含まれる結晶の形状を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察した。その結果の一部を図１に示す。
また、各炭酸カルシウム粒子群に含まれる結晶について、ＳＥＭ観察の画像解析に基づき、形状、凝集体の多寡、及び、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対する立方体状炭酸カルシウム粒子数の割合を特定した。
なお、本例において、「立方体状炭酸カルシウム粒子」とは、各片の長さが０．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、かつ、同一の立方体状炭酸カルシウム粒子における各片の長さの差が±０．５μｍ以下であるものを意味する。
その結果を表２の「主な形状」、「凝集体」、及び「立方体状粒子の割合」の項に示す。

【0104】

（純度）
得られた各炭酸カルシウム粒子群について、Ｘ線回折及び走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像解析等で、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対する、軽質炭酸カルシウム粒子の粒子数（純度）を測定した。その結果の一部を表２の「純度」に示す。

【0105】

（比表面積）
得られた各炭酸カルシウム粒子群について、「ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍｉｎｉ」（マイクロトラック・ベル社製）を用いて、ＢＥＴ吸着法（窒素ガス吸着法）に基づき、比表面積（ＢＥＴ比表面積）を測定した。その結果の一部を表２の「比表面積」に示す。

【0106】

【表1】

【0107】

【表2】

【0108】

表２に示される炭酸カルシウム粒子群のうち、本発明の要件を満たすものは、条件２〜４で得られた炭酸カルシウム粒子群である。
表２及び図１に示されるとおり、「ＣＯ_２／Ｃａ質量比」の調整により、凝集の少ない立方体状の炭酸カルシウム粒子群を高い割合で得られることがわかった。

【0109】

「ＣＯ_２／Ｃａ質量比」が低い場合、立方体状の炭酸カルシウム粒子群は得られにくいうえ、多くの凝集体が生じた（条件１）。
他方で、「ＣＯ_２／Ｃａ質量比」が高い場合、二酸化炭素ガス量の増加によりｐＨが７．０を顕著に下回り、炭酸カルシウムが一部溶解し、正確な測定が出来なかった（条件５）。
ただし、「ＣＯ_２／Ｃａ質量比」が適当な値であっても、種晶が存在していると種晶表面で結晶成長が生じ、凝集体が形成され、立方体状の炭酸カルシウム粒子群は得られにくかった（条件３（種晶））。

【0110】

晶出工程について、「条件３」での結晶型の経時変化を観察したところ、まずコロイド状の凝集体が多数生じ、それがバラバラとなり、立方体状の結晶に変化していた。
この反応には少なくとも６０分を要したので、晶出工程は１２０分以上かけて行うことが好ましいと思われた。

【0111】

なお、いずれの炭酸カルシウム粒子群もナトリウム、カリウム、及びマグネシウムを含んでいなかった。

【0112】

＜樹脂組成物の作製＞
上記＜炭酸カルシウム粒子群の作製＞で得られた炭酸カルシウム粒子群のうち一部を用いて、以下の方法で樹脂組成物を作製した。

【0113】

表３〜５に示す各成分を溶融混練し、ペレット（樹脂組成物に相当する。）を作製した。なお、表中の組成の数値の単位は「質量％」である。

【0114】

樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）及び／又はポリエチレン（ＰＥ）を用いた。

【0115】

用いた炭酸カルシウム粒子群の種類は、表３〜５中の「ＣａＣＯ_３」の項に示す。この項において、例えば、「条件３」とは、上記＜炭酸カルシウム粒子群の作製＞における「条件３」で得られた炭酸カルシウム粒子群を意味する。

【0116】

＜成形品の作製＞
成形品として、インフレーションフィルムを作製した。
具体的には、インフレーションフィルム押出ライン（６０ｍｍの円形ダイ、１．２ｍｍのダイギャップ、３０ｍｍのネジ直径、Ｌ／Ｄ比＝３０）により、厚さ３０μｍのフィルムを作製した。フィルムは、２．５のＢＵＲ（ブローアップ比）で処理した。
なお、押出機において、各区域の温度は１８０℃〜２００℃に設定し、回転数は２０ｒｐｍに維持した。

【0117】

＜成形品の評価＞
得られた成形品の引張強さ、切断時伸びを下記の方法で評価した。その結果を表３〜５に示す。

【0118】

（引張強さ、及び切断時伸び）
各フィルムから、ＪＩＳ Ｋ６２５１：２０１７のダンベル状３号形試験片を得た。
得られた試験片の引張試験を、ストログラフ（株式会社東洋精機製作所製）を用いて、２３℃で行った。延伸速度は１００ｍｍ／分に設定した。
得られた応力−歪曲線に基づき、引張強さ（単位：ＭＰａ）及び切断時伸び（単位：％）を測定し、以下の基準で評価した。
なお、引張強さ及び切断時伸びの値が高いほど、引張強さ及び切断時伸びが良好であることを意味する。

【0119】

［引張強さの評価基準］
Ａ：引張強さが２５ＭＰａ超である。
Ｂ：引張強さが１５ＭＰａ以上２５ＭＰａ未満である。
Ｃ：引張強さが５ＭＰａ以上１５ＭＰａ未満である。
Ｄ：引張強さが５ＭＰａ未満である。

【0120】

［切断時伸びの評価基準］
Ａ：切断時伸びが２５０％超である。
Ｂ：切断時伸びが１５０％以上２５０％未満である。
Ｃ：切断時伸びが５０％以上１５０％未満である。
Ｄ：切断時伸びが５０％未満である。

【0121】

【表3】

【0122】

【表4】

【0123】

【表5】

【0124】

表３〜５に示されるとおり、本発明の要件を満たす炭酸カルシウム粒子群を含む樹脂組成物から得られたシートは、引張強さ及び切断時伸びのいずれも良好だった。
また、本発明の要件を満たす炭酸カルシウム粒子群は、樹脂組成物作製時に流動性に優れ、混練し易く、トルクの上昇も認められなかった。
更に、本発明の要件を満たす炭酸カルシウム粒子群を含む樹脂組成物から得られたシートは、表面の凹凸が少なく、外観も良好だった。

【0125】

これに対し、表３〜５に示されるとおり、本発明の要件を満たさない炭酸カルシウム粒子群を含む樹脂組成物から得られたシートは、引張強さ及び切断時伸びのいずれか、又は両方が劣っていた。
更に、本発明の要件を満たさない炭酸カルシウム粒子群は、樹脂組成物作製時に流動性に劣り、トルクの上昇が認められた。

【要約】

【課題】本発明の課題は、立方体状炭酸カルシウム粒子の割合が高い炭酸カルシウム粒子群が得られる技術を提供することである。
【解決手段】本発明は、炭酸カルシウム粒子群であって、前記炭酸カルシウム粒子群が、立方体状炭酸カルシウム粒子を、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対して７０．０％以上含み、前記立方体状炭酸カルシウム粒子の各片の長さが０．５μｍ以上１５．０μｍ以下であり、かつ、同一の立方体状炭酸カルシウム粒子における各片の長さの差が±０．５μｍ以下であり、前記炭酸カルシウム粒子群が、軽質炭酸カルシウム粒子を、炭酸カルシウム粒子群全体の粒子数に対して９０．０％以上含む、炭酸カルシウム粒子群を提供する。
【選択図】図１

【図1】