KR20030060301A - Preparation of precipitated calcium carbonate slurry using a polyacrylate dispersant - Google Patents

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KR20030060301A
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Abstract

PURPOSE: Provided is a method for preparing the slurry of calcium carbonate (CaCO3) precipitated from the reaction of Ca(OH)2 and CO2 by using polyacrylate dispersant and water. The resultant CaCO3 slurry for filling agents and paints has high concentration, low viscosity, dispersion stability and long-time storage. CONSTITUTION: The CaCO3 slurry is prepared by the following steps of: reacting Ca(OH)2 and CO2 to form CaCO3; filter pressing to remove water and get filter cakes having the moisture content of 35-40wt.%; adding 0.3-2wt.%(based on the amount of solid CaCO3) polyacrylate dispersant and water to be a CaCO3 slurry (solids:60-65%); stirring at 2000-3000rpm for 0.5-4hrs in dispersed type mixer, then at 3000-4000rpm for 0.5-4hrs in a homo type mixer. The resultant CaCO3 slurry is excellent in mechanical and optical properties, and workability.

Description

폴리아크릴레이트계 분산제를 사용한 침강 탄산칼슘 슬러리의 제조방법 {Preparation of precipitated calcium carbonate slurry using a polyacrylate dispersant }Preparation of precipitated calcium carbonate slurry using a polyacrylate dispersant}

본 발명은 폴리아크릴레이트계 분산제를 사용한 침강 탄산칼슘 슬러리의 제조방법 및 이에 따라 제조된 침강 탄산칼슘 슬러리에 관한 것이다. 더욱 특별하게는 본 발명은 폴리아크릴레이트계 분산제를 침강 탄산칼슘 입자의 형성 후에 첨가하여 교반함으로써 분산된 입자의 경시안정성이 향상되고 품질이 안정화된 침강 탄산칼슘 슬러리를 제조할 수 있는 경제적인 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing a precipitated calcium carbonate slurry using a polyacrylate-based dispersant and to a precipitated calcium carbonate slurry prepared accordingly. More particularly, the present invention provides an economical method for producing a precipitated calcium carbonate slurry in which the polyacrylate-based dispersant is added and stirred after formation of precipitated calcium carbonate particles to improve time stability of the dispersed particles and stabilize the quality thereof. to provide.

탄산칼슘은 값이 싸고, 비중도 크지 않아 공업 분야에서 널리 사용된다. 즉, 석회석 ·대리석으로서 시멘트의 주원료, 산화칼슘의 원료, 제철 ·건축재료 등의 각종 중화제(中和劑)로서 사용된다. 또, 조개껍질을 습식분쇄한 호분(胡粉)은 백색 안료 ·수성도료에, 침강 탄산칼슘은 안료 ·도료 ·치약 등에 사용되며, 고무에도 보강제로서 배합된다.Calcium carbonate is inexpensive and has a low specific gravity, so it is widely used in the industrial field. That is, it is used as limestone and marble as various neutralizers such as cement raw material, calcium oxide raw material, steelmaking and building material. In addition, wet powder of clam shells is used for white pigments and water-based paints, and precipitated calcium carbonate is used for pigments, paints, toothpastes, and the like.

탄산칼슘은 공업적으로는 석회석을 분쇄하여 가루를 만들어 체로 쳐서 가르거나 풍피(공기 중에서 고체입자가 자유침강할 때 속도의 차이를 이용하여 입자를 크기 또는 비중에 따라 나누는 조작)하여 얻는 중질(重質) 탄산칼슘과, 석회유(石灰乳)에 이산화탄소를 불어넣어 생기는 침전을 여과 ·건조 ·미세분쇄하여 수득한 경질(輕質)탄산칼슘으로 분류된다.Calcium carbonate is industrially obtained by crushing limestone to form a powder, sieving it, and sifting it, or by removing it (manipulating the particle by size or specific gravity by using a difference in speed when solid particles freely settle in the air) (Iii) Calcium carbonate and precipitates produced by blowing carbon dioxide into lime oil are classified into hard calcium carbonate obtained by filtration, drying and fine grinding.

종래의 침강 탄산칼슘은 석회석을 고온의 열로 소성하여 생석회(CaO)와 이산화탄소(CO2)로 분해하고, 결과된 생석회를 물과 반응시켜 수산화칼슘(Ca(OH)2) 용액으로 만들고, 불용물을 여과제거한 다음, 이산화탄소를 주입하여 탄산칼슘을 형성 및 침전시켜서 제조한다. 반응온도 및 교반속도 등의 반응 조건에 따라 입자크기를 조절할 수 있으며, 어느 정도의 입자크기가 되면 침전되어 수현탁액을 형성하고, 이를 필터프레스 등의 여과기를 사용하여 탈수하고, 다시 애트리터, 패들 드라이어 등의 건조기를 사용하여 건조한 후, 분쇄하여 분말 형태로 제조하는 것이 일반적이다.Conventional precipitated calcium carbonate is calcined limestone with high temperature heat to decompose into quicklime (CaO) and carbon dioxide (CO 2 ), and the resulting quicklime reacts with water to form a calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) solution, the insoluble matter After filtering off, carbon dioxide is injected to form and precipitate calcium carbonate. The particle size can be adjusted according to the reaction conditions such as reaction temperature and stirring speed, and when the particle size is to some extent, it is precipitated to form an aqueous suspension, which is dehydrated by using a filter such as a filter press, and then used as an attritor, After drying using a dryer such as a paddle dryer, it is generally pulverized and manufactured in powder form.

그러나 침강 탄산칼슘을 분체로 제조하는 방법에 있어서는, 탈수,건조 등의 후처리 공정이 필요하고, 분말의 응집에 의한 물성이 저하하며, 넓은 입도분포로 인한 분체 특성이 감소되며, 운송 및 공정중에 손실이 발생하며, 분진 형태로 대기중에 배출되므로 공해문제를 야기할 수 있고, 공정이 복잡하여 투자비용이 증가한다는 단점이 있다.However, in the method of producing precipitated calcium carbonate as powder, a post-treatment step such as dehydration and drying is required, physical properties due to aggregation of powder are deteriorated, powder properties due to wide particle size distribution are reduced, and during transportation and processing Losses occur and are emitted to the atmosphere in the form of dust, which can cause pollution problems, and the process is complicated, which increases the investment cost.

침강제 탄산칼슘의 침전 생성물을 탈수하여 얻어지는 함수물은 고형농도가 50중량%가 되면, 단단한 케이크(cake) 형태를 가지며 유동성이 전혀 없어 파이프를 사용한 이송 등이 매우 곤란하다. 그러나, 케이크상의 함수 탄산칼슘은, 이것을 한번 건조시켜 분쇄하여 분말상으로 만든 것보다 훨씬 2차 응집물이 적기 때문에 여러 가지 분야에서 선호되고 있다. 예를 들면, 도피지용안료(塗被紙用顔料), 수계도료 및 잉크등의 가분산형(可分散型), 체질안료등에 사용하는 경우에는, 이들 제품의 불투명성, 광택도, 인쇄적성등의 물성을 보다 더 양호하게 하기 위해, 2차 응집물이 적은 케이크상의 함수 탄산칼슘을 사용하는 것이 바람직하다.When the precipitated product of the precipitated calcium carbonate is dehydrated, when the solid concentration is 50% by weight, it has a hard cake form and no fluidity at all. However, hydrous calcium carbonate in cake form is preferred in various fields because it has much less secondary agglomerates than when it is dried once and ground to a powder form. For example, when used in disperse-type pigments, sieving pigments such as water-based pigments, water-based paints and inks, sieving pigments, physical properties such as opacity, glossiness, and printability of these products. In order to make it even better, it is preferable to use a cake-like hydrous calcium carbonate with less secondary aggregates.

이러한 비유동성이고 단단한 케이크상의 함수 탄산칼슘을 분체로 가공하지 않고 슬러리로 만들 경우 함수 탄산칼슘의 용도면에서 큰 장점을 얻을 수 있지만, 유동성있고, 현탁-안정성이 양호하고, 고농도이면서 저점도의 탄산칼슘 슬러리로 만드는 것은 어렵다.Although these non-flowing, hard cake-like hydrous calcium carbonates can be slurried without being processed into powders, they have great advantages in terms of the use of hydrous calcium carbonates, but they are fluid, suspension-stable, highly concentrated and low viscosity. It is difficult to make calcium slurry.

특히 제지업계에 있어서는 도피지의 건조비용의 저감 및 도피지면의 광택이 양호한 도피지를 얻을 수단으로서 보다 고농도의 코팅 칼러(coating color)의 개발이 급선무로 되어 있어, 이 때문에 보다 고농도-저점도의 탄산칼슘 슬러리로서는 가장 일반적으로 분산계로서 헥사메틸렌산 나트륨, 피롤린산 나트륨 등의 음이온(anion) 계면활성제, 또는 구연산 또는 이의 염과 같은 폴리카아본산계, 폴리아크릴산 또는 폴리(아크릴산-말레인산)과 같은 중합체성 폴리카아본산 또는 그들의 나트륨염 또는 암모늄염 등을 분산제로서 사용하는 것이 알려져 있다. 그러나 이러한 분산제들은 다량 사용되어야 하므로, 점도가 상승될 뿐만 아니라 과잉의분산제가 악영향을 끼쳐 도공시에 긁힌 자국이라던가 비이딩(beeding)이 발생하기 쉽고 또 얻어지는 도공지에 도공한 자국이 발생하기 쉽고, 광택의 저하를 가져온다.In particular, in the paper industry, a higher concentration of low-viscosity calcium carbonate is urgently developed as a means to reduce the drying cost of the vellum paper and to obtain vellum with good gloss of the shed surface. As a slurry, most commonly anionic surfactants such as sodium hexamethylene, sodium pyrrolate, or polycarboxylic acids such as citric acid or salts thereof, or polymeric polys such as polyacrylic acid or poly (acrylic acid-maleic acid) as dispersion systems It is known to use carboxylic acids or their sodium salts or ammonium salts as dispersants. However, since these dispersants have to be used in large quantities, not only the viscosity is increased, but also the excessive dispersant adversely affects the scratches and beading easily during coating, and the marks on the coated paper are liable to be generated. Brings down.

한편, 상기 제조된 분말형태의 침강 탄산칼슘을 글리콜과 같은 분산제와 혼합하여 글리콜 현탁액을 제조하고, 이 현탁액을 습식분쇄기를 사용하여 분쇄 분산시켜 침강탄산칼슘의 슬러리를 얻는 방법이 공지되어 있다. 이때, 폴리카르복실산의 알칼리금속염 또는 암모늄염 등의 분산제를 병용함으로써 슬러리의 안정성을 향상시키는 것도 제안되어 있다.Meanwhile, a method of preparing a glycol suspension by mixing the prepared precipitated calcium carbonate in the form of a glycol with a dispersing agent such as glycol, and grinding the dispersion using a wet mill is known to obtain a slurry of precipitated calcium carbonate. At this time, it is also proposed to improve the stability of a slurry by using together dispersing agents, such as alkali metal salt or ammonium salt of polycarboxylic acid.

그러나 글리콜 분산제는 평균입자경 0.5 ㎛ 이하의 콜로이드질 침강 탄산칼슘에 대하여는 고형분(固形分) 농도 60중량% 이상에서 가유동성이 좋은 탄산칼슘 슬러리를 얻는 효과로서는 충분하다고 할 수 있지만, 침전 생성한 탄산칼슘의 입자표면에 있어서 수화층 형성이 적고 비교적 입자경이 큰 탄산칼슘에 대해서는 그 사용이 제한적이다.However, the glycol dispersant may be sufficient for the colloidal precipitated calcium carbonate having an average particle diameter of 0.5 μm or less for the effect of obtaining a calcium carbonate slurry having good fluidity at a solid concentration of 60% by weight or more. The use is limited for calcium carbonate having a small hydration layer formation and relatively large particle size on the particle surface of.

따라서, 분산안정성이 우수하고 고농도 저점도의 침강 탄산칼슘 슬러리를 비교적 저렴한 가격으로 제조하는 것에 대해 많은 필요가 있어 왔다.Therefore, there has been a great need for the production of precipitated calcium carbonate slurries with excellent dispersion stability and high concentration and low viscosity at a relatively low price.

본 발명자들은 폴리아크릴레이트계 분산제를 이용하여 고형분 60~65% 침강 탄산칼슘 슬러리를 제조할 경우, 고농도 저점도의 코팅 컬러 (coating color)를 만들 수 있고, 특히 미립자인 침강 탄산칼슘에 대한 분산 효과가 우수하며, 또한 슬러리의 경시안정성이 우수하여 오랜 시간의 안정성을 제공할 수 있음을 발견하고본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention, when preparing a solid 60-65% precipitated calcium carbonate slurry using a polyacrylate-based dispersant, can make a coating color of high concentration and low viscosity, especially the dispersion effect on precipitated calcium carbonate, which is a fine particle It was found that the excellent and time-lapse stability of the slurry can provide a long time stability and completed the present invention.

도 1은 침강 탄산칼슘 슬러리를 제조하는 공정 흐름도를 나타낸다.1 shows a process flow for making precipitated calcium carbonate slurry.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 탄산칼슘 슬러리의 입도 분포를 보여준다.Figure 2 shows the particle size distribution of the calcium carbonate slurry prepared according to the present invention.

본 발명의 목적은, 폴리아크릴레이트계 분산제를 사용한 침강 탄산칼슘 슬러리의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing a precipitated calcium carbonate slurry using a polyacrylate-based dispersant.

구체적으로, 본 발명에 따른 침강 탄산칼슘 슬러리의 제조방법은 다음을 포함한다:Specifically, the method for preparing the precipitated calcium carbonate slurry according to the present invention includes:

(1) 수산화칼슘과 이산화탄소를 반응시켜 탄산칼슘을 형성시키고,(1) calcium hydroxide reacts with carbon dioxide to form calcium carbonate,

(2) 함수율 35~40% 로 탈수하고,(2) dehydration with water content of 35-40%,

(3) 교반하에 폴리아크릴레이트계 분산제 및 물을 공급하여 침강 탄산칼슘 슬러리를 형성시키고, 및(3) supplying a polyacrylate dispersant and water under stirring to form a precipitated calcium carbonate slurry, and

(4) 슬러리의 농도를 일정하게 유지시키면서 2000~3000 rpm으로, 다음으로 3000~4000 rpm으로 교반함.(4) Stirring at 2000-3000 rpm, then 3000-4000 rpm, while maintaining the slurry concentration constant.

본 발명의 또하나의 목적은 이렇게 제조된 침강 탄산칼슘 슬러리를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 침강 탄산칼슘 슬러리는 분산된 입자의 경시안정성이 향상되고 품질이 안정화되어 있다.It is another object of the present invention to provide a precipitated calcium carbonate slurry thus prepared. Precipitated calcium carbonate slurry according to the present invention is improved in time stability of the dispersed particles and the quality is stabilized.

이하에 첨부된 도 1 및 2를 참조로 본 발명의 구성에 대하여 상술하나, 이에 의해 본 발명이 한정되지는 아니한다.The configuration of the present invention is described above with reference to FIGS. 1 and 2 attached below, but the present invention is not limited thereto.

1. 소성1. Firing

석회석과 무연탄을 일정한 비율로 혼합 후 소성로에 장입하여 고온의 열에 의하여 혼합된 원료는 분해되고 여기서 발생되는 이산화탄소 가스는 정제과정을 거쳐 반응탱크로 이송되며, 생석회(CaO)는 저장탱크를 거쳐 수화조로 이송된다.After mixing limestone and anthracite at a constant rate, the raw material mixed by the high temperature heat is decomposed and carbon dioxide gas is transferred to the reaction tank after refining process, and quicklime (CaO) is transferred to the hydration tank through the storage tank. Transferred.

2. 수화2. Hydration

소성과정을 거쳐 이송된 생석회는 물과 반응하여 수산화칼슘을 생성하여 유화조 및 농도조절탱크로 이송되고 수화기에서 발생된 슬러지 (미수화성분 및 불순물)은 외부로 배출된다.The quicklime transferred through the calcining process reacts with water to produce calcium hydroxide, which is then transferred to the emulsification tank and the concentration control tank, and the sludge (unhydrated component and impurities) generated in the hydrator is discharged to the outside.

3. 유화3. Oil painting

수화조에서 펌프로 이송된 수산화칼슘의 조립자 및 불순물은 사이클론으로 분급 분리되어 미립자의 수산화칼슘은 농도조절조로 이송되고 조립자 및 불순물은 수화기로 재반입된다.The coarse particles and impurities of the calcium hydroxide transferred from the hydration tank to the pump are separated and separated into cyclones so that the calcium hydroxide of the fine particles is transferred to the concentration control tank and the coarse particles and the impurities are brought back into the receiver.

4. 농도조절조4. Concentration control tank

유화조에서 이송된 수산화칼슘은 숙성 및 반응 전 농도조절을 위하여 저장된다.The calcium hydroxide transferred from the emulsifier is stored for aging and concentration control prior to reaction.

5. 반응5. Reaction

농도조절조에서 이송된 수산화칼슘과 소성로에서 생성되어 정제과정을 거친 이산화탄소가 반응하여 탄산칼슘(CaCO3)을 생성한다. 반응 온도 및 압력은 당업계의 통상적인 조건에 따라 설정될 수 있다. 상기 이산화탄소는 별도의 공급원으로부터 유래하는 것일 수도 있다.Calcium carbonate (CaCO 3 ) is produced by the reaction of calcium hydroxide transported from the concentration control tank with carbon dioxide produced in the refining process. The reaction temperature and pressure can be set according to the conventional conditions in the art. The carbon dioxide may be from a separate source.

6. 숙성6. Ripening

반응이 종료된 탄산칼슘을 숙성시킨다. 숙성 온도 및 시간은 특별히 한정되지 아니하며, 당업계의 통상적인 조건을 이용할 수 있다.Calcium carbonate after the reaction is aged is aged. Aging temperature and time is not particularly limited, it is possible to use conventional conditions in the art.

7. 탈수7. Dehydration

숙성탱크에서 이송된 탄산칼슘을 필터 프레스 (Filter Press)를 이용하여 고형분 60~65% (함수율 35~40%)로 탈수하고 여액은 침전조로 이송한다. 탈수 방법으로는 원심분리법 등을 이용할 수도 있다.Calcium carbonate transferred from the aging tank is dehydrated with 60 ~ 65% solids (35 ~ 40% water content) using a filter press and the filtrate is transferred to the settling tank. Centrifugal separation etc. can also be used as a dehydration method.

8. 분산조정8. Distribution Adjustment

고형분 60~65%의 탄산칼슘 케이크에 분산제와 물을 정량투입하여 고형분 60%의 슬러리를 제조한다. 혼합속도는 특별히 한정되지 않는다.A slurry of 60% solids is prepared by quantitatively adding dispersant and water to a calcium carbonate cake having a solid content of 60 to 65%. The mixing speed is not particularly limited.

혼합된 슬러리는 1차로 예를들면 분산형 혼합기 (Dispersed type mixer)에서 rpm 2000~3000으로 교반한다. 이때 슬러리의 농도 및 점도는 모노펌프 (Mono Pump)로 순환되는 슬러리를 분석하는 방법으로 결정할 수 있다.The mixed slurry is first agitated at 2000-3000 rpm, for example in a dispersed type mixer. At this time, the concentration and viscosity of the slurry can be determined by analyzing the slurry circulated to the mono pump (Mono Pump).

탄산칼슘 슬러리의 분산을 더욱 미세하게 조정하기 위하여 2차로 호모형 혼합기 (Homo type mixer)에서 예를들면 rpm 3000~4000 정도로 교반할 수 있다.In order to finely adjust the dispersion of the calcium carbonate slurry, it is possible to stir at a rpm of 3000 to 4000 in a second homo mixer.

분산탱크에서는 교반속도와 교반시간이 증가할수록 침강속도 (에멀젼화)가 작아지지만 생산성과 제조비용을 감안하여 조절할 수 있다. 일반적으로 교반시간은 특별히 한정되지 않지만, 1차 탱크에서 0.5 ~ 4 시간, 바람직하게는 1 ~ 2 시간이고, 2차 탱크에서는 0.5 ~ 4 시간, 바람직하게는 1 ~ 2 시간이다.In the dispersion tank, as the stirring speed and stirring time increase, the sedimentation speed (emulsification) decreases, but it can be adjusted in consideration of productivity and manufacturing cost. In general, the stirring time is not particularly limited, but 0.5 to 4 hours, preferably 1 to 2 hours in the primary tank, 0.5 to 4 hours, preferably 1 to 2 hours in the secondary tank.

이상과 같은 분산조정을 통해 경시안정성이 우수한 고농도/저점도 침강 탄산칼슘 60~65%, 구체적으로는 60% 슬러리를 수득할 수 있다.Through the dispersion adjustment as described above, a high concentration / low viscosity precipitated calcium carbonate 60-65%, specifically 60% slurry can be obtained.

상술한 분산 조정 단계를 거치지 아니한 경우에, 구체적으로 고형분 60~65%의 탄산칼슘 케이크에 분산제와 물을 투입하여 단순 혼합할 경우에, 만족할 만한 물성 및 품질의 슬러리를 산출하지 못하였다. 한편 상기 분산조정 단계를 거치는 경우에, 분산제가 폴리아크릴레이트계가 아닌 경우에는 원하는 품질의 저점도-고농도의 탄산칼슘 슬러리를 산출하지 못하거나 경시안정성이 저열하였다.In the case where the above dispersion adjustment step was not performed, specifically, when a dispersant and water were simply added to a calcium carbonate cake having a solid content of 60 to 65%, a slurry having satisfactory physical properties and quality was not obtained. On the other hand, in the case of the dispersion adjustment step, when the dispersant is not a polyacrylate-based, it could not produce a low viscosity-high concentration calcium carbonate slurry of desired quality or poor stability over time.

상술한 공정단계는 당업자의 필요에 따라 또는 제조 및 사용 환경에 따라 적절히 변경 및 변화될 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 정신을 벗어나지 않는한 본 발명의 범주에 포함된다.The above-described process steps may be appropriately modified and changed according to the needs of those skilled in the art or according to the manufacturing and use environments, all of which are included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.

본 발명에 있어서 사용되는 분산제는 폴리아크릴레이트계이며, 더욱 구체적으로는 폴리아크릴레이트의 알칼리금속염, 바람직하게는 소듐염이며, 5% 수용액이 pH 8.0 이상, 바람직하게는 pH 9.0 이상인 것인 것을 사용한다. 폴리아크릴레이트 소듐염은 단량체 소듐 아크릴레이트를 중합함으로써 제조될 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 분산제의 시판제품의 예로는, 예를들면, SN-DISPERSANT 5034 [상품명, 한국 산노프코 주식회사, 고형분 45%, 점도 800 cps, pH 9.6(5% 용액)]를 언급할 수 있다.The dispersant used in the present invention is a polyacrylate, more specifically, an alkali metal salt of polyacrylate, preferably sodium salt, and a 5% aqueous solution having a pH of 8.0 or more, preferably pH 9.0 or more. do. Polyacrylate sodium salts can be prepared by polymerizing monomeric sodium acrylate. Examples of commercially available products of the dispersant that can be used in the present invention may mention, for example, SN-DISPERSANT 5034 [trade name, Sannovco Korea Co., Ltd., solid content 45%, viscosity 800 cps, pH 9.6 (5% solution)]. Can be.

분산제의 사용량은 사용하는 탄산칼슘 또는 최종 슬러리의 목적하는 점도에 따라 달라지지만 특별히 한정되지 않는다. 본 발명에 있어서, 탄산칼슘에 대해 0.3~2.0 % (고형분 대비), 바람직하게는 0.6~1.0 %이다.The amount of dispersant used depends on the desired viscosity of the calcium carbonate or final slurry used, but is not particularly limited. In the present invention, the calcium carbonate is 0.3 to 2.0% (relative to solids), preferably 0.6 to 1.0%.

본 발명의 탄산칼슘 슬러리를 제조하는 강력 교반장치는 분산형(dispersed type) 또는 호모형 (homo type) 혼합기를 보통 사용하나, 다른 일반적인 혼합기, 예를 들면 리본 믹서, 볼밀, 호모게나이저 등을 사용하는 것도 본 발명의 범주를벗어나지 아니한다.The powerful stirring device for preparing the calcium carbonate slurry of the present invention usually uses a dispersed type or homo type mixer, but other general mixers such as ribbon mixers, ball mills, homogenizers, and the like are used. It does not depart from the scope of the present invention.

본 발명에 따라 수득되는 침강 탄산칼슘 슬러리는 탄산칼슘 고형분 농도가 일반적으로 60-65중량%이며, 이렇게 고농도임에도 불구하고 저점도이며, 또한 분산성이 안정하여 장시간 저장하는 것이 가능하다.The precipitated calcium carbonate slurry obtained according to the present invention generally has a calcium carbonate solid content of 60-65% by weight, and despite this high concentration, it is low in viscosity and stable in dispersibility and thus can be stored for a long time.

본 발명의 탄산칼슘 슬러리는 종이, 수계의 합성수지, 도료, 잉크, 접착제 등에 대해 우수한 기계적 성질, 광학적 성질을 부여하고, 또 작업성을 극히 양호하게 하는 가분산형 충전제 또는 안료로서 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 목적과 용도에 따라서는 본 발명의 탄산칼슘 슬러리를 기재로 하여, 다른 충전제, 안료, 기타 첨가제의 분말 또는 슬러리를 혼합하여 가분산형 혼합 슬러리로 만들어 사용할 수도 있어, 그 유용성이 매우 크다고 볼 수 있다.The calcium carbonate slurry of the present invention can be used as a dispersing filler or pigment which imparts excellent mechanical and optical properties to paper, aqueous synthetic resins, paints, inks, adhesives, etc., and makes workability extremely excellent. Depending on the purpose and use, the calcium carbonate slurry of the present invention may be used as a base, and powders or slurries of other fillers, pigments, and other additives may be mixed to form a dispersed dispersion type slurry, which is considered to be very useful.

이하 실시예를 구체적으로 설명한다.Examples will now be described in detail.

[실시예 1]Example 1

수화반응이 완료된 15% 정도의 CaCO3를 슬러리 펌프를 이용하여 필터 프레스 (오일유압방식, 50 챔버; 모델명 ZMF2B-WZ; Japan Kurita Machinery 제조)로 이송하고 탈수한다. 70~80분 동안에 폐판(두껑닫기), 밀크급액, 압착배수, 진공배수, 개판(두껑열기), 배출 공정을 1 사이클(cxycle)로 행하였으며 고형분 기준으로 1회 1,300 kg을 제조하였다.About 15% of the hydrated CaCO 3 is transferred to a filter press (oil hydraulic system, 50 chamber; model name ZMF2B-WZ; manufactured by Japan Kurita Machinery) using a slurry pump and dewatered. For 70-80 minutes, the waste plate (lid closure), milk grade liquid, pressurized drainage, vacuum drainage, open plate (opening lid), and discharge process were performed in one cycle (cxycle), and 1,300 kg was prepared once based on solid content.

호퍼(Hopper)에 저장되어 있는 함수율 35~40%의 탈수 케이크를 인버터(inverter)가 장착된 이축 공급기 (double Screw Feeder)로 이송한다. 인버터로 혼합속도를 조절하면서, 물과 SN-DISPERSANT [한국 산노프코 주식회사의 제품, 고형분 45%, 점도 800 cps, pH 9.6(5% 용액)]을 정량투입한다.The dehydration cake with 35 ~ 40% water content stored in the hopper is transferred to a double screw feeder equipped with an inverter. While controlling the mixing speed with an inverter, quantitatively input water and SN-DISPERSANT (manufactured by Sannovco Korea, 45% solids, 800 cps viscosity, pH 9.6 (5% solution)).

혼합된 슬러리를 분산형 믹서가 장착된 1차 탱크로 이송하고, 모노 펌프로 순환하면서 슬러리의 밀도를 측정한다. 이 장치의 측정 원리는 순환부의 부하 및 압력차를 이용하여 슬러리의 비중을 계산하는 것으로서 슬러리의 농도가 설정치에서 벗어날 경우 물투입량을 변화시켜 슬러리의 농도를 일정하게 유지한다. 1차 탱크의 믹서 속도는 인버터가 장착되어 있고 2500 rpm 정도로 설정하고, 1차 탱크의 믹서 시간은 밀도와 분산 상태를 분석하면서 설정하지만 대략 1시간 정도이다.The mixed slurry is transferred to a primary tank equipped with a distributed mixer and circulated with a mono pump to measure the density of the slurry. The measuring principle of this device is to calculate the specific gravity of the slurry by using the load and pressure difference of the circulator. When the concentration of the slurry is out of the set value, the water input is changed to keep the slurry constant. The mixer speed of the primary tank is set at about 2500 rpm with an inverter installed, and the mixer time of the primary tank is set while analyzing the density and dispersion, but about 1 hour.

1차 탱크에서 분산이 끝난 생성물을 모노 펌프를 이용하여 호모형 믹서가 있는 2차 탱크로 이송한다. 호모형 믹서에서도 1차 분산형 믹서와 같이 슬러리의 분산상태를 분석하며 인버터로 회전속도를 제어하여 약 3500 rpm 정도로 교반하여 최종 60% 슬러리 (에멀젼화) 생성물을 수득하였다.The dispersed product in the primary tank is transferred to a secondary tank with a homo mixer using a mono pump. In the homo mixer, the dispersion state of the slurry was analyzed as in the first dispersion mixer, and the rotation speed was controlled by an inverter and stirred at about 3500 rpm to obtain a final 60% slurry (emulsified) product.

수득된 슬러리 중의 탄산칼슘 입도분포는 도 2에 나타낸다.The calcium carbonate particle size distribution in the obtained slurry is shown in FIG.

[실시예 2]Example 2

수산화칼슘 145g/ℓ의 농도를 함유케 하는 30℃로 조제한 석회유(石灰乳) 180ℓ중에 이산화탄산 농도가 20용량%의 탄산가스를 1500ℓ/hr의 속도로 공급하여, 360rpm의 교반속도로 반응액을 교반하면서 탄산화 반응개시 16시간후 PH 7.0, 온도 70℃로 탄산화 반응을 정지하였다. 얻어진 탄산칼슘 수현탁액을 50 ℃에서 24 시간 동안 숙성시킨 다음, 필터 프레스를 사용하여 함수율 35~40%로 탈수한다.In 180 liters of lime oil prepared at 30 ° C. containing 145 g / l of calcium hydroxide, 20 vol% carbon dioxide gas having a carbon dioxide concentration of 20 vol% was supplied at a rate of 1500 l / hr, and the reaction solution was stirred at a stirring speed of 360 rpm. 16 hours after the start of the carbonation reaction, the carbonation reaction was stopped at PH 7.0 and a temperature of 70 ° C. The obtained calcium carbonate aqueous suspension is aged at 50 ° C. for 24 hours, and then dehydrated at a water content of 35 to 40% using a filter press.

이후 실시예 1에서와 동일하게 진행하여 침강 탄산칼슘 60% 슬러리를 수득하였다.After the same procedure as in Example 1 to obtain a precipitated calcium carbonate 60% slurry.

[비교예 1 ~ 3][Comparative Examples 1 to 3]

상기 실시예 1과 동일하게 진행하지만, 분산제로서 SN-DISPERSANT 5034 대신에 Aron T-40 (일본 동아합성화학), HSD - 255 R (한국 산노프코 주식회사), 및 HSD - 5800 (한국 산노프코 주식회사)를 각각 사용하였다.Proceed in the same manner as in Example 1, but instead of SN-DISPERSANT 5034 as a dispersant, Aron T-40 (Japan Dong-A Synthetic Chemical), HSD-255 R (Sanoff Co., Ltd.), and HSD-5800 (Sanoffco, Korea) Co., Ltd.) was used, respectively.

상기 분산제를 사용한 경우, 제조된 침강 탄산칼슘 60% 슬러리는 점도가 높고 보관시 (예 10일 보관), SN-DISPERSANT 5034를 사용한 실시예 1의 슬러리보다 고형분과 물이 분리되는 시간이 빨랐다.When the dispersant was used, the prepared precipitated calcium carbonate 60% slurry had a high viscosity and at the time of storage (Example 10 storage), the time for separating solids and water was faster than the slurry of Example 1 using SN-DISPERSANT 5034.

[비교예 4][Comparative Example 4]

상기 실시예 1과 동일하게 진행하지만, 분산제를 교반하에 첨가한 후에 분산 조정 과정을 거치지 않았다. 제조된 침강 탄산칼슘 60% 슬러리는 실시예 1에서 수득된 슬러리와 비슷한 점도를 가졌지만, 보관시 (예. 10일 보관), 매우 빨리 고형분과 물이 분리되었다.Proceed as in Example 1, but did not undergo a dispersion adjustment process after the dispersant was added under stirring. The precipitated calcium carbonate 60% slurry prepared had a viscosity similar to that obtained in Example 1, but upon storage (eg storage for 10 days), solids and water separated very quickly.

본 발명에 따른 침강 탄산칼슘 60% 슬러리의 제조방법은, 첫째, 제품의 분산성과 계면특성이 향상된 침강 탄산칼슘 60% 슬러리를 이용해 생산되는 제제의 전체적인 품질을 향상시킬 수 있고, 공정단순화 및 손실 억제, 제품의 품질향상을 통해 제지 업체들의 경비절감, 이익증진이 도모되며, 제지코팅제로서 사용시 백색도, 광택, 불투명도, 잉크 수리성 등이 향상되며, 수성 페이트 필러용으로 사용시 은폐력이 향상된다는 산업화 활용 효과 및 경제적 효과가 있으며, 둘째, 침강 탄산칼슘60% 슬러리 에멀젼화 기술을 확립하고, 침강 탄산칼슘 코팅제의 최종 제품의 계면 특성 향상 기술을 확립한 기술적 효과가 있다.Method for producing a precipitated calcium carbonate 60% slurry according to the present invention, First, it is possible to improve the overall quality of the preparation produced by using a precipitated calcium carbonate 60% slurry with improved dispersibility and interfacial properties of the product, process simplification and loss control , Improves the quality of the product, improves the expense and profits of paper companies, improves the whiteness, gloss, opacity, and ink repairability when used as a paper coating agent, and improves the hiding power when used as an aqueous paint filler. And economic effect, and secondly, there is a technical effect of establishing a precipitated calcium carbonate 60% slurry emulsification technique and a technique of improving interfacial properties of the final product of the precipitated calcium carbonate coating agent.

Claims (3)

하기 단계를 포함하는, 폴리아크릴레이트계 분산제를 사용한 침강 탄산칼슘 슬러리의 제조방법:Method for producing a precipitated calcium carbonate slurry using a polyacrylate-based dispersant, comprising the following steps: (1) 수산화칼슘과 이산화탄소를 반응시켜 탄산칼슘을 형성시키고,(1) calcium hydroxide reacts with carbon dioxide to form calcium carbonate, (2) 함수율 35~40%로 탈수하고,(2) dehydration with water content of 35-40%, (3) 교반하에 폴리아크릴레이트계 분산제 및 물을 공급하여 침강 탄산칼슘 슬러리를 형성시키고, 및(3) supplying a polyacrylate dispersant and water under stirring to form a precipitated calcium carbonate slurry, and (4) 슬러리의 농도를 일정하게 유지시키면서 2000~3000 rpm으로, 다음으로 3000~4000 rpm으로 교반함.(4) Stirring at 2000-3000 rpm, then 3000-4000 rpm, while maintaining the slurry concentration constant. 제 1 항에 있어서, 폴리아크릴레이트계 분산제를 탄산칼슘에 대해 0.3~2.0 % (고형분)의 양으로 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1, wherein the polyacrylate-based dispersant is used in an amount of 0.3 to 2.0% (solid content) based on calcium carbonate. 폴리아크릴레이트계 분산제를 탄산칼슘 대비 0.3~2.0 % (고형분)의 양으로 포함하는 침강 탄산칼슘 슬러리.A precipitated calcium carbonate slurry comprising a polyacrylate dispersant in an amount of 0.3 to 2.0% (solid content) relative to calcium carbonate.
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