炭酸カルシウム 塗料製造において重要な充填剤です。塗料の透明性は、その粒度と粒子分布によって決まります。炭酸カルシウムは耐候性、耐摩耗性に優れ、電解質含有量が低いという特徴があります。pH安定性を高め、耐腐食性とレオロジー特性を向上させます。また、炭酸カルシウムは水性塗料においても極めて重要で、速乾性を向上させます。路面標示用途においても重要な役割を果たします。
さらに、塗料に炭酸カルシウムを使用すると二酸化チタンの使用量を削減できるため、経済的にも有利です。これにより、コーティングにおける炭酸カルシウムの使用量の増加がさらに促進されるでしょう。
炭酸カルシウム ラテックス塗料用
炭酸カルシウムは一定の隠蔽力を有します。ラテックス塗料では、通常、10%～50%の超微粒子製品が用いられます。粒子径が二酸化チタンと同程度の場合、二酸化チタンの隠蔽効果が向上します。これにより、ラテックス塗料のコストが削減され、より細かく均一で白度の高い塗料が製造されます。また、塗膜強度、耐水性、乾燥性、耐擦過性も向上します。
例えば、超微粒子炭酸カルシウム粉末は、ラテックス塗料の製造における分散時間と粉砕時間を大幅に短縮します。隠蔽力の向上、ラテックスの粘度向上、二酸化チタンの使用量削減、パテ研磨性能の向上を実現します。
塗料の配合を設計する際、高性能ラテックス塗料では超微粒子の軽質炭酸カルシウムが使用され、低品質の塗料では比較的粗く油の吸収性が低い重質炭酸カルシウムが使用されます。
自動車塗料用炭酸カルシウム
車両の走行中、車体下面やホイールマッドガードは、泥、砂利、廃水などによる衝撃や浸水に頻繁にさらされます。その結果、基材表面のコーティングが損傷を受けやすくなり、耐腐食性が失われ、錆が発生し、最終的には穴が開いてしまいます。
この問題を解決するには、砂や石への耐衝撃性と耐腐食性を備えたコーティングをこれらの部分に塗布する必要があります。PVCプラスチゾルは自動車の車体下塗り塗料の一種で、主にPVCペースト樹脂、可塑剤、充填剤（CaCO3）、安定剤、粘着付与剤、溶剤、その他の添加剤で構成されています。
炭酸カルシウム 総組成の約30%（具体的な量は配合によって異なります）を占め、ナノ炭酸カルシウムを添加することで、通常のCaCO3と比較して、システムのレオロジー特性と塗膜の耐衝撃性が大幅に向上します。自動車のアンダーボディコーティングでは、スプレー塗布工程において、スプレーの容易さ、低粘度、良好な流動性が求められます。一方、塗布後は、垂れや液だれを防ぐために高い粘度が必要です。
そのため、コーティングは、高せん断速度下でも低粘度を維持してスプレー塗布とレベリングを容易にする一方で、低せん断または静的条件下では沈降や垂れを防ぐために高粘度を維持することが求められます。この特性はチキソトロピー性と呼ばれ、ナノ炭酸カルシウム製品は、用途と構造性能の両面でこの要件を満たしています。
自動車の車体下部コーティング用ナノ炭酸カルシウムの特別な特徴：高い活性化度と優れたチキソトロピー性。
インク用炭酸カルシウム
印刷インキにおいて、炭酸カルシウムは主に充填剤として使用され、コスト削減と増量に寄与します。通常、微細粒子径（0.02～1.0μm）、大きな表面積、高い吸油性、良好な透明性、明度、安定性といった特性を持つ高性能超微粒子炭酸カルシウムが求められます。
実用的には、ナノ軽量炭酸カルシウム（CaCO3）またはナノ活性軽量炭酸カルシウムが最も適しています。しかし、ナノ活性軽量炭酸カルシウムは高価なため、ほとんどのインク製造ではナノ軽量炭酸カルシウムが使用されています。
活性炭酸カルシウムを使用したインクは、粘度が高く、印刷性能に優れ、乾燥が速く、副作用もありません。
粒子が小さいため、優れた分散性、透明性、光沢性、隠蔽性、そして優れたインク吸収性と乾燥性を示し、印刷物は緻密で網点構造が整います。特に、インクに樹脂バインダーが広く使用されるようになってからは、活性炭酸カルシウムは優れた安定性により、他のフィラーのほぼ代替として利用されています。
現在、高級インク充填剤には主に超微粒子炭酸カルシウムが使用されており、これは活性化する必要があり、結晶形状は球形または立方体です。
粉体塗料用炭酸カルシウム
粉体塗料には重金属を含む充填剤が一般的に含まれていますが、これらの充填剤は重金属含有量に関する国際基準を満たしていません。特に欧米向け製品では、重金属含有量に関する要件が非常に厳しくなっています。炭酸カルシウム（CaCO3）は、重金属を含まない安価な白色充填剤であり、粉体塗料で一般的に使用されている硫酸バリウム充填剤を完全に代替することができます。炭酸カルシウムは、主に玩具、ベビーカー、スポーツ用品、台所用品、家電製品などの製品の塗装に使用されています。
粉体塗料における炭酸カルシウムの利点:
- 高光沢コーティング製品の充填剤として使用できます。
- コーティング製品の場合、通常は炭酸カルシウムを艶消し剤を必要とせずに直接添加できるため、コストを節約できます。
- 白色無機顔料として二酸化チタンと組み合わせて使用することでコスト削減が可能です。
- CaCO3 は、他の充填剤と比較して、子供のおもちゃやベビーカーなど、重金属含有量が低いことが求められる環境に優しい製品に最適です。
- 特に混合粉末の場合、粉末の塗布率と噴霧面積を向上させることができます。
超微粒子活性炭酸カルシウムは、吸油性と屈折率に優れ、低密度のため粉体塗料全体の密度を低減し、同じフィラー量でスプレー面積を拡大することができます。さらに、炭酸カルシウムは優れた静電特性を有するため、粉体塗料の被覆率を高めることができます。さらに、炭酸カルシウムは粉体塗料のエッジ被覆率、塗膜硬度、固結防止性を向上させる効果もあります。
結論
結論として、超微粒子軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、ナノ炭酸カルシウムなど、様々な種類の炭酸カルシウムが塗料配合に広く使用されています。それぞれの種類には、不透明性の向上、耐久性の向上、コスト削減、環境適合の確保など、特定の利点があります。適切な種類を選択する際には、塗料の光沢、質感、様々な用途における性能など、求められる特性に応じて判断する必要があります。
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