碳酸カルシウム (Calcium Carbonate)
碳酸カルシウムは天然に存在する無機塩の粉末であり、ゴム、プラスチック、紙作り、インク、塗料、建築資材、農業、果樹栽培など、さまざまな産業で使用される最も一般的な無毒の充填材料です。製造プロセスによって、碳酸カルシウムは主に2つのカテゴリーに分けられます。化学合成反応とそれに続く焼成によって生産されるものを軽質碳酸カルシウムと呼びます。一方、機械的な研磨によって直接生産されるものは重質碳酸カルシウムと呼ばれます。
グラウンド炭酸カルシウム (Ground calcium carbonate)
グラウンド炭酸カルシウムは、製造過程で異なる研削原理によって、粒子の形状や物理的特性が異なることがあります。その粒子は主に不規則な形状をしており、微粉末の差異や形状の違いにより見かけ密度にばらつきが生じます。
現在、グラウンド炭酸カルシウムを工業的に生産する主な方法は、乾式プロセスと湿式プロセスの2つがあります。乾式プロセスで生産されたグラウンド炭酸カルシウムは、ゴム、プラスチック、コーティングなどの産業で主に使用されます。一方、湿式プロセスでの生産は紙製造業で用いられ、APEXは「乾式プロセス生産方法」を採用しています。
炭酸カルシウムの生産プロセス
天然石灰石鉱石 → ジョークラッシャー → 粉砕 → 粉砕機 → 分級機(第一分級) → 粉砕機 → 分級機(第二分級) → 重炭酸カルシウム
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ゴムおよびプラスチック産業における粉砕炭酸カルシウムの応用
炭酸カルシウムは、ゴム製品のプラスチック剤として使用され、ゴムやプラスチック製品の硬度と剛性を高めます。タイヤ、靴底、自動車部品、PVCフェンス、電線の絶縁材、床材などの製造に一般的に使用されます。
粉砕炭酸カルシウムを充填材として使用すると、ゴム製品の弾力性、耐摩耗性、耐引裂性が向上し、プラスチック製品の硬度、剛性、耐摩耗性が向上します。ゴム製シール、ごみ箱のホイール、タイヤのトレッド、ごみ袋、容器、パイプ、フィルムなどの製造に役立ちます。
ゴム添加剤として使用されると、粉砕炭酸カルシウムはゴムの流動性を向上させ、配合性能を向上させ、熱膨張を減少させ、ゴムの加工と型離れを助けます。
粉砕炭酸カルシウムはゴムの耐熱性を向上させ、自動車エンジン部品などの高温での使用に適した製品を作ります。また、ゴム製品の耐老化性も向上させ、耐久性を高めます。
プラスチックの耐熱安定剤として使用され、高温でのプラスチックの歪みを減少させます。窓枠や内装材などの用途に有益です。
粉砕炭酸カルシウムは色と質感を向上させ、高価な白色顔料を代替することができます。家具、インテリアデザイン、自動車内装などで使用されることが一般的です。
重質炭酸カルシウムで充填されたゴム製品は通常、軽量で、燃料消費を減少させ、炭素フットプリントを低減します。
炭酸カルシウムをゴムに添加することで原料コストを削減できます。炭酸カルシウムは比較的安価な充填剤です。
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塗料およびコーティング産業における炭酸カルシウムの応用
炭酸カルシウムは塗料産業においていくつかの重要な応用があります。以下はその主な応用とその効果です。
炭酸カルシウムの高い表面積は、塗料やコーティングを効果的に充填し、体積を増加させる理想的な充填剤となります。重量を大幅に増やすことなく、塗料の寿命を延ばし、樹脂や有機顔料の必要性を減らすことでコストを削減します。
炭酸カルシウムは、特に薄い層を塗布する場合に表面を塗料がより良く覆う能力を向上させます。これにより塗料の性能が向上し、必要な塗料の量が減少します。
炭酸カルシウムの硬度と耐摩耗性は塗料の表面硬度を高め、より耐久性を持たせます。
家具、床材、金属コーティングなど、長期間の耐久性が求められる用途では特に重要です。
塗料の硬度と耐摩耗性を高め、床コーティング、家具塗料、外装コーティングなどの耐久性を向上させます。
炭酸カルシウムは均一な塗料の塗布を確保し、滴りや漏れを減らします。
粒径の小さい炭酸カルシウムは塗料ベース内でより容易に分散し、充填剤間の隙間を埋め、摩擦を減らします。
これにより塗料の塗布中に流れを向上させます。
また、炭酸カルシウムの比較的高い表面積は、塗料に添加された際により多くの接点を提供します。これらの高い表面積の構造は塗料中の他の成分と相互作用し、分子間の引力を減少させ、塗料の流れを改善します。
炭酸カルシウム充填剤の使用は塗料のコストを削減します。比較的安価であり、必要な顔料や他の高価な原料の量を減らします。
炭酸カルシウムの使用は、塗料中の有害物質の使用量を減らし、揮発性有機化合物(VOC)の排出を低減します。
これにより環境保護に寄与し、塗料の持続可能性を高めます。
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養殖業における炭酸カルシウムの応用
炭酸カルシウムは、養殖池や水域のpHレベルを調整するために使用され、水が適切な酸性度またはアルカリ度を保つようにします。
これにより安定した水の環境を作り出し、水生生物の成長と代謝に適した条件を提供し、養殖水生生物に対する酸性の有害な影響を軽減します。
炭酸カルシウムは水の硬度を高め、特にエビや鯉などの淡水生物にとって重要です。
適切な硬度は水生生物の健康を維持するのに役立ちます。
養殖業では、炭酸カルシウムがバイオセキュリティ対策の一環として利用されます。これには養殖施設の定期的な清掃と消毒が含まれます。
これにより、水生生物の成長環境が病原体に対してより耐性がある状態になります。
適切な水質管理と炭酸カルシウムの添加により、水生生物の免疫系を強化し、病気の発生を減少させることができます。
炭酸カルシウムは、特に甲殻類などの水生生物の外骨格の強化剤として使用されます。
これにより外骨格の硬度と耐圧性が向上し、水生生物が損傷からより良く保護されると同時に成長と代謝プロセスが促進されます。
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塗料および紙産業における炭酸カルシウムの応用
炭酸カルシウムは、紙製品の品質と厚みを向上させるためにパルプに添加される一般的な充填剤として使われます。これにより紙のなめらかさ、光沢、印刷品質が向上します。
炭酸カルシウムの充填剤は、印刷用紙、筆記用紙、包装用紙、色付き紙などさまざまな種類の紙に使用されます。
酸塩基バランスの調整:炭酸カルシウムは、パルプのpHを調整するために使用され、適切な酸性またはアルカリ性範囲内に保ちます。
適切なpHを維持することで、パルプ中の繊維の分散と安定性が向上し、パルプの品質と製紙プロセスの効率が向上します。
炭酸カルシウムは、専門紙の表面処理に使用され、表面コーティングを追加して卓越した印刷性能と光沢を実現します。
これらの表面コーティングは、印刷物に高品質な印刷、鮮やかな色彩、詳細な画像を提供します。
特定のアプリケーションでは、炭酸カルシウムがコーティング技術に使用され、紙の光沢と耐久性を向上させます。
コーティングにより、紙製品の耐水性、耐汚染性、耐久性が向上し、優れた美観を提供します。
炭酸カルシウムのナノおよびマイクロ粒子は、紙の引張り強度と圧縮強度を向上させるために紙産業で広く使用されます。
これには、炭酸カルシウムナノ粒子をパルプに均一に分散させて繊維の集積と構造の安定性を増加させることが含まれ、機械的強度の向上と紙の破れや断裂の減少に寄与します。
炭酸カルシウムは、紙の多層構造の補強に使用されます。異なる紙層に炭酸カルシウムを添加することで、層間結合と強度分布が向上し、高速印刷や機械加工に適した紙となります。
紙の密度、均一性、表面のなめらかさを監視する精密な品質管理システムの構築に炭酸カルシウムが使用されます。
これにより、高品質の紙製品の一貫性が確保され、印刷および包装産業の厳格な基準に適合します。
炭酸カルシウムは、紙製品の表面粗さを微調整するために使用されます。
炭酸カルシウムの粒子サイズと分布を制御することで、特定の用途に適した異なる表面特性が実現され、高解像度印刷や特殊な包装に対応します。
炭酸カルシウムを充填剤として使用することで、高価なパルプ原料の需要を減らし、生産コストを低減します。
また、森林伐採を減らすことにも貢献し、紙の持続可能性を向上させます。
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