超微粒子炭酸カルシウムの場合、粒子サイズ、表面積、結晶形態、および油吸収が重要な技術指標です。これらの要因は製品のパフォーマンスに直接影響します。他の指標も重要ですが、一般的に工業生産では制御が容易です。ただし、特殊な用途では、用途によって優先順位が異なります。したがって、すべてのケースで指標を同じように扱うべきではありません。
粒子サイズと比表面積
一次粒子径が0.02～0.1μmであることは超微粒子炭酸カルシウムの基本条件であり、これが達成できなければ「超微粒子」とは言えません。
しかし、これは高品質の超微粒子炭酸カルシウムを製造するための作業の半分に過ぎません。表面処理や分散技術が不十分だと、粒子が凝集して大きな二次粒子になってしまいます。
これらの凝集体の大きさは数百ナノメートルに達することがあります。透過型電子顕微鏡 (TEM) の画像には一次粒子のみが表示されます。
サンプルの準備により、実際の凝集粒子サイズは反映されません。凝集度の高い製品は通常、BET 表面積が低くなります。
したがって、TEM と BET 表面積テストを組み合わせると、粒子のサイズ、形状、分散をより完全に把握できます。平均粒子サイズと表面積の間には自然な関係があります。
研究者の中には、沈降体積を使用して粒子のサイズを推定する人もいます。しかし、沈降体積はサイズ以外の要素によっても影響を受けます。
石灰岩の品質、焼成、消化、炭酸化条件などの要因はすべて、最終的なサイズに影響します。また、炭酸カルシウムにはさまざまな結晶形があります。同じ形の中でも、形は異なり、不規則な場合が多くあります。そのため、結晶形によって沈降体積の結果が複雑になります。
同じ形状であっても、形状は異なり、不規則な場合が多いです。そのため、結晶の形状によって沈降容積の結果が複雑になります。沈降容積のみを使用して粒子サイズを判断するのは科学的ではなく、不正確になることがよくあります。凝集を減らすために、超微粒子炭酸カルシウムは通常、表面改質を受けます。
これにより、表面活性が向上するだけでなく、粒子のクラスター化を防ぐこともできます。特殊な製品の場合、結晶形、粒子サイズ、表面処理剤、さらには処理技術も異なります。処理には経験と技術的なノウハウが非常に重要になります。そのため、単一の基準を使用してあらゆる種類の超微粒子炭酸カルシウムを評価することは非常に困難です。
結晶形態
結晶形も超微粒子炭酸カルシウムの重要な技術指標です。標準的な軽質炭酸カルシウムは紡錘形です。
PVC に使用すると、プラスチック フィルムに応力が生じ、白化を引き起こします。超微粒子炭酸カルシウムの結晶形態は、特定の用途に応じて異なります。プラスチックの場合、単純な構造、低い充填量、低い油吸収性が好まれます。立方体または球形が理想的です。
粒子サイズが0.072μmの超微粒子炭酸カルシウムは、PVCプラスチックの性能を高め、表面の滑らかさ、光沢、電気絶縁性を向上させます。
ソフトケーブルコンパウンドでは、充填剤を2倍に使用しても、性能は国家基準内にとどまります。プラスチックフィルムでは、白化が軽減され、低温伸びが向上します。
ただし、ドアやプロファイルなどの硬質プラスチックでは、衝撃強度が向上します。ノッチ付き衝撃耐性は 49.1 kJ/m² に達します。ゴムの場合、チェーンのような形状が最適な補強を提供します。
炭酸カルシウムは、多数の粒子が一方向に揃うことにより鎖状構造を形成します。この構造は空間安定性があり、ゴム中での分散性に優れています。
混合中にチェーンが破断し、活性表面が露出します。これらの表面はゴムチェーンとしっかりと結合し、補強を強化します。
ゴムの場合、形状による補強強度は、鎖 > 針 > 球 > 立方体です。インクの場合、インクの特性上、立方体形状が最適です。樹脂ベースのインクでは、超微粒子炭酸カルシウムが光沢、透明性、流動性を与えます。
立方晶は最高の光沢性能を発揮します。紙のコーティングには、沈降炭酸カルシウムが一般的に使用されます。これは超微粒子ではなく、サイズは 0.1 ～ 1 μm です。それでも、結晶の形状は重要です。
紙コーティングには、優れた不透明性、明るさ、高い粘度、インク吸収性が求められます。理想的な結晶形状には、板状と立方体があります。要約すると、超微粒子炭酸カルシウムは、サイズ要件（0.02～0.1μm）を満たすだけでなく、
使用状況に基づいて結晶の形でカスタマイズし、市場投入可能な製品を作成することもできます。
オイル吸収値
超微粒子炭酸カルシウムの油吸収値は、その用途性能に大きく影響します。これは、プラスチック、コーティング、インクに特に当てはまります。
油の吸収率が高いと、プラスチックの可塑剤の消費量が増えます。
コーティングやインクでは、粘度が上昇します。したがって、油の吸収は低く抑える必要があります。材料の物理的特性以外にも、多くの要因が油の吸収に影響します。
その中でも粒子サイズは重要な要素であるため、まずは粒子サイズが細かく、分散性が良好であることを確保する必要があります。
また、粒子のサイズに一致する表面積も必要です。
その場合のみ、油の吸収を減らすことを検討する必要があります。分散が悪く、粒子がひどく凝集すると、表面積が非常に低くなります。
油の吸収性が低い場合でも、このような材料は実用的な価値がほとんどありません。
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超微粒子炭酸カルシウム（CaO）の主な含有量は、特定の範囲内に厳密に制限されるべきではありません。ほとんどの場合、超微粒子炭酸カルシウムは機能性充填剤として機能し、化学的性質ではなく物理的性質に影響を与えます。
妥当な範囲内であれば、CaO 含有量は性能要件を満たすことができます。さまざまな結晶形態、良好な分散性、高い表面活性を備えた炭酸カルシウムを製造するために、改質剤、分散剤、界面活性剤などの添加剤がよく導入されます。
意図的に添加されたこれらの「不純物」は、通常、製品の性能に悪影響を与えることはなく、場合によっては性能を向上させることもあります。ただし、最終製品中の CaO の測定値が減少する可能性があります。もちろん、鉄やマンガンなどの有害な元素は厳密に管理する必要があります。
原材料から混入した場合でも、加工中に混入した場合でも、これらは色に影響を与え、樹脂の劣化や老化を加速します。これらは厳重に回避する必要があります。シリコン、アルミニウム、マグネシウムなどのその他の不純物は、製品の白さに影響を与え、加工効率を妨げる可能性があります。
したがって、石灰石などの原材料は慎重に選択および管理する必要があります。したがって、CaO 含有量の制限が厳しすぎると、特殊な超微粒子炭酸カルシウム製品の開発が制限される可能性があります。バランスの取れた範囲の方が実用的です。要約 超微粒子炭酸カルシウムの重要な方向性は、特化、シリーズ開発、多様性、機能性です。
0.02～0.1μmの粒子サイズだけで、ゴム、プラスチック、インク、コーティング、紙などのすべての業界に適していると考えるのは間違いです。用途によって、粒子サイズ、結晶形状、表面積、油吸収性、主要含有量など、特定の要件が求められます。したがって、1つの普遍的な基準をすべての特殊な超微粒子炭酸カルシウム製品に適用することはできません。
エピックパウダーマシナリーについて
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