炭酸カルシウム(CaCO3、CAS 471-34-1)は白色の天然鉱物塩で、モル質量は100.09 g/molです。工業的には2種類の形態で販売されています。石灰石、大理石、またはチョークから粉砕される重質炭酸カルシウム(GCC)と、より微細で制御された粒子サイズを実現するために合成される沈降炭酸カルシウム(PCC)です。市場で最も大量に使用される鉱物系フィラーおよび増量剤の一つであり、プラスチック、塗料およびコーティング、紙、ゴム、接着剤およびシーラント、建設資材にかさ、白色度、剛性を付与するために使用され、また農業(アグライム)や動物飼料においてカルシウムを供給するために用いられます。
炭酸カルシウムとは?
炭酸カルシウムはカルシウムの炭酸塩で、化学式はCaCO3。各式単位は3つの元素にわたる5つの原子(カルシウム1、炭素1、酸素3)を持ちます。質量ベースでは約40%が元素状カルシウム、12%が炭素、48%が酸素であり、そのため飼料や土壌用途において高純度カルシウム源としても機能します。
自然界には岩石形成鉱物である方解石やあられ石として広く存在します。石灰石、大理石、チョークはいずれも主に炭酸カルシウムで構成されており、この化合物は卵殻、サンゴ、海洋生物の殻も構成しています。工業用の購入者にとって重要な区別は、どこで形成されたかではなく、どのように製造・分類されたかです。3ミクロンのコーティンググレードGCCと40メッシュのアグライムは、同じ化学物質が全く異なる仕事をこなしているのです。
炭酸カルシウムの主な特性
炭酸カルシウムは室温で安定した、ほとんど不溶性の白色固体です。純水にはほとんど溶けませんが、酸とは容易に反応して二酸化炭素を放出します。約825℃を超えて加熱するとか焼され、酸化カルシウム(CaO、生石灰)とCO2 ガスに分解します。以下の表は、配合設計者が仕様策定段階で最も必要とする基準特性をまとめたものです。
| 特性 | 代表値 |
|---|---|
| 化学式 | CaCO3 |
| CAS番号 | 471-34-1 |
| モル質量 | 100.09 g/mol |
| 外観 | 白色粉末または結晶性固体 |
| 密度 | ~2.71 g/cm3 (方解石);~2.83 g/cm3 (あられ石) |
| モース硬度 | ~3(方解石) |
| 分解温度 | ~825℃でCaO + CO2 |
| 水溶解度 | ほとんど不溶性(25℃で~0.013 g/L) |
| スラリーのpH | ~9(弱アルカリ性) |
| 元素状カルシウム含有量 | 質量比で~40% |
弱アルカリ性は配合において重要です。炭酸カルシウムスラリーはpH 9付近で緩衝作用を持つため、GCCは紙における主力の酸中和剤およびフィラーとなり、また酸に敏感な樹脂とは慎重に組み合わせる必要があるのです。計画上考慮すべき本当のトレードオフが一つあります。トン当たりの価格が非常に安いため、炭酸カルシウムは配合設計者に過剰配合を誘発しがちですが、システムの臨界顔料体積濃度を超えると、剛性を付与していたそのフィラーが光沢、引張強度、耐衝撃性を犠牲にし始めるのです。
GCC対PCC:重質炭酸カルシウムと沈降炭酸カルシウム
最も重大な購買判断はGCCかPCCかということです。重質炭酸カルシウムは採掘された岩石を粉砕・製粉してグレード分けしたものです。沈降炭酸カルシウムは化学的に再構築され(石灰石をか焼して石灰にし、消和し、次に回収したCO2で石灰乳を炭酸化する)、これにより製造者は粒子サイズ、形状、表面を制御できます。PCCはより微細で明るく、より高い価格が付きます。GCCはより安価で、高充填のフィラー用途におけるデフォルトです。
| 属性 | GCC(重質) | PCC(沈降) |
|---|---|---|
| 原料 | 粉砕された石灰石、大理石、チョーク | 石灰 + CO から合成2 |
| 代表的な粒子サイズ | ~0.5~100ミクロン | ~0.03~3ミクロン(サブミクロンも入手可能) |
| 粒子形状 | 不規則、菱面体 | 設計された形状(偏三角面体、柱状など) |
| 白色度 | ~85~96%(原料依存) | ~95-98% |
| 相対コスト | より低い | より高い |
| 代表的な用途 | プラスチック、塗料、シーラント、建設、紙用フィラー | 高級紙コーティング、高光沢塗料、食品/医薬品グレード、特殊プラスチック |
大半の大量フィラー用途ではGCCが適切な出発点です。PCCは、より微細な粒子サイズ、より高い白色度、または制御された形態が本当に必要な場合にのみ選択してください。それには相応のコストがかかるからです。判断に迷う場合は、目標とする白色度、トップカット粒子サイズ、樹脂システムをRFQで当社チームにお送りください。利益率の高いものではなく、適合する形態を提案いたします。
炭酸カルシウムのグレードと仕様
GCCとPCCの区別を超えて、炭酸カルシウムは純度、白色度、微細度を規定するグレード仕様に基づいて販売されます。工業用フィラーグレードはコストと一貫性を優先し、テクニカルグレードやコーティンググレードは明度とトップカットをより厳しく管理します。食品グレード、USPグレード、FCCグレードは、重金属含有量を管理しながら最高の純度を保ちます。用途と管轄区域が実際に求めるグレードを選び、そのロットの分析証明書(CoA)で確認してください。
| グレード | 一般的なCaCO3 純度 | 白色度/明度 | 一般的な微細度 | 代表的な用途 |
|---|---|---|---|---|
| 工業用フィラーグレード | ~95-98% | ~85-92% | 約325メッシュ(約44ミクロン)およびそれ以下 | プラスチック、シーラント、農業用石灰ベース |
| テクニカル/コーティンググレード | ~98-99% | ~92-96% | 約3~10ミクロン(コーティングオプションあり) | 塗料、紙、高級ポリマーフィラー |
| 食品/USP/FCCグレード | 98%以上(金属管理済み) | ~95-98% | 微細、低ザラつき | 食品、サプリメント、規制対象の配合 |
グレードの表現はすべてのサプライヤーで標準化されているわけではないため、あるメーカーの「フィラーグレード」のCoAが別のメーカーのものと互換性があるとは限りません。純度、明度、トップカットは必ず仕様に合わせ、規制上のステータス(食品、USP、FCC)はCoAおよび用途・管轄区域の要件と照合して確認してください。
業界別の炭酸カルシウムの用途
炭酸カルシウムがその使用量を稼ぐのは、同じ低コスト鉱物が各分野で異なる問題を解決するからです。プラスチックでは、ポリ塩化ビニル管、プロファイル、マスターバッチにおける主要なフィラーであり、樹脂コストを削減し、剛性と熱変形温度を高め、寸法安定性を向上させます。10~40%の充填率が一般的で、コーティンググレードは分散を助けます。塗料やコーティングでは、増量顔料およびつや消し剤として機能し、体積ベースでより高価な酸化チタンの代わりとなりながら、光沢とレオロジーを制御します。
紙ではフィラーとコーティングの両方として使われ、PCCはアルカリ製紙でメーカーが求める高い明度と不透明度をもたらします。ゴムでは低コストの補強・半補強フィラーであり、接着剤やシーラント(シリコーン、ポリウレタン、アクリル)では標準的なレオロジー調整剤兼増量剤です。建設では生コンクリート、モルタル、プラスターに使用され、セメントや石灰の原料にもなります。農業では農業用石灰が土壌のpHを上げ、カルシウムを供給し、動物飼料では家禽や家畜の主要なカルシウム源となります。炭酸カルシウムは、認可された添加物およびカルシウム源として食品にも使われます。このページは情報提供のみを目的としており、いかなる健康または医療上の主張も行いません。
炭酸カルシウムサプライヤー — RawSourceからのバルク供給
RawSourceは、メーカー、コンパウンダー、配合業者に炭酸カルシウムをバルクで供給しています — GCCおよびPCC、フィラー、テクニカル、高純度グレードにわたって。袋、ドラム、スーパーサック、バルク数量で出荷し、各ロットには分析証明書が付属しているため、受入QCで純度、明度、粒度データを照合して確認できます。当社はRFQソーシングモデルで運営しているため、仕様と数量をお送りいただければ、最も利幅の大きいものではなく、お客様の用途に合った形態とグレードを見積もります。
まずは 炭酸カルシウムUSP粉末製品ページ から見積もりをご依頼ください。また、 化学品調達の包括的ガイド でバルク化学品のRFQの構成方法をご覧ください。プロセスがより広範なカルシウムファミリーを利用する場合、当社は 酸化カルシウム(生石灰) — 炭酸カルシウムの焼成生成物 — および 塩化カルシウム.
炭酸カルシウムに関するよくある質問
炭酸カルシウム(CaCO)のモル質量はいくつですか3)?
炭酸カルシウムのモル質量は100.09 g/molです。これはカルシウム原子1個(40.08)、炭素原子1個(12.01)、酸素原子3個(3 x 16.00 = 48.00)の原子質量から計算され、合計で1モルあたり100.09グラムになります。この値は飼料、農業、工業計算における化学量論と投与量に使われます。
炭酸カルシウムの化学式は何ですか?
炭酸カルシウムの化学式はCaCO3。これはカルシウム陽イオン1個(Ca2+)が炭酸陰イオン1個(CO32-)と結合したものを表します。この化合物のCAS登録番号は471-34-1で、これは発注書、SDS要求、分析証明書で参照すべき識別子です。
炭酸カルシウムには何個の原子がありますか?
炭酸カルシウム(CaCO3)の1式量単位には、3つの元素にわたって5個の原子が含まれます:カルシウム原子1個、炭素原子1個、酸素原子3個です。炭素と3個の酸素が一緒になって炭酸基(CO32-)を形成し、これは2-の電荷を持ち、カルシウムイオンの2+の電荷と釣り合っています。
炭酸カルシウムには元素状カルシウムがどれくらい含まれていますか?
炭酸カルシウムは質量で約40%が元素状カルシウムです(100.09 g/molのうち40.08)。この高いカルシウム含有量が、動物飼料、土壌改良、工業用途にとって最も経済的なカルシウム源の一つである理由です。投与に関しては、純粋な炭酸カルシウム約1,000 kgが元素状カルシウム約400 kgを供給します。
炭酸カルシウムの一般的な名称は何ですか?
炭酸カルシウムは、形態によっていくつかの一般名や鉱物名で知られています。石灰石、大理石、白亜はすべて岩石形態であり、方解石やあられ石は結晶鉱物名です。工業では、重質炭酸カルシウム(GCC)、沈降炭酸カルシウム(PCC)、胡粉(ホワイティング)、農業用石灰(アグライム)として販売されています。いずれも化学式はCaCO3.
炭酸カルシウムのpHは?
炭酸カルシウムのスラリーまたは懸濁液は弱アルカリ性で、通常はpH9前後です(濃度やCO2 への曝露によって一般的にpH9から10の範囲とされます)。この塩基性のため、炭酸カルシウムは酸中和剤、紙のアルカリ性充填材、酸性土壌を中和する土壌pH改良材として使用されます。
GCCとPCCの違いは?
重質炭酸カルシウム(GCC)は採掘した石灰石、大理石、白亜を粉砕して粒度を整えたものです。沈降炭酸カルシウム(PCC)は石灰とCO2から合成され、より微細で明るく、粒度が制御された製品となり、価格は高くなります。GCCは高充填の充填材用途では標準的な選択肢です。PCCはサブミクロンの粒度、より高い明度、または設計された粒子形状が必要な場合に選ばれます。
炭酸カルシウムを加熱するとどうなるか?
炭酸カルシウムはおよそ825度Cを超えて加熱されると仮焼を起こし、酸化カルシウム(CaO、生石灰として知られる)と二酸化炭素ガス(CO2)に分解します。この反応は石灰およびセメント産業の基礎となっています。それ以外の点では、炭酸カルシウムはほとんどのプラスチックやコーティングの加工温度において熱的に安定です。
炭酸カルシウムはどこで採掘・調達されるか?
炭酸カルシウムは、すべての大陸に存在する石灰石、大理石、白亜の鉱床から採掘され、粉砕・製粉されてGCCとなります。PCCは、採掘された石灰から化学工場で製造されます。天然に豊富な鉱物として、最も広く入手可能な工業用鉱物の一つです。バルク供給については、RawSourceが仕様書と分析証明書に基づいて各グレードのGCCおよびPCCを供給します。
免責事項:本記事は一般的な工業・情報参照のみを目的として提供され、権威ある公開情報源からまとめられています。特性値は代表値であり、保証された仕様ではありません。ご購入されるロットの分析証明書が優先されます。炭酸カルシウムは、ここでは工業用、農業用、専門用途向けとして説明されています。本ページのいかなる内容も、医療、健康、または効能に関する主張や助言ではありません。取り扱い、保管、輸送の前には必ず最新の安全データシート(SDS)を参照し、グレード、規制上の状況、およびお客様の用途と管轄区域への適合性を確認してください。