メタけい酸カルシウム

外観

白色～ほとんど白色, 粉末

性質

けい酸カルシウムの水和物は、加熱された際に水和水が脱水します。脱水のときの気化熱のために、材料の温度上昇を遅らせる効果があります。それに加えて、けい酸カルシウムには、不燃性や耐火性といった性質もあります。

定義

本品は、ケイ酸のカルシウム塩であり、次の化学式で表される。

溶解性

水, エタノール及びアセトンにほとんど不溶, 塩酸には分解して一部可溶。

解説

メタケイ酸カルシウム (CaSiO3)n(116.16×n)．室温で安定なβ相は天然にケイ灰石(wollastonite)として産出する三斜晶系．密度2.9 g cm－3．1190 ℃ でα相にかわる．α相も，擬ケイ灰石(pseudowollastonite)として存在する．CaOとSiO2(工業的には石灰石とけいそう土)の微粉を混合し高温で反応させて合成する．おもな用途は，窯業の焼成の際の収縮，気体発生，ひび割れ防止用添加材，プラスチック・ゴムの張力・剛性・耐熱性改善用添加材，塗料の耐久性向上用添加剤，建築用アスベスト代替品など．森北出版「化学辞典（第2版）

用途

ガラス・セメント及び建材等の研究用。分散剤、クロマト充填剤。

構造

けい酸カルシウムは、けい酸塩類の1種です。二酸化けい素、酸化カルシウム、水などが、多種多様な割合で結合している組成物の総称です。

けい酸カルシウムは、微細構造をしており、結晶内部に多くの空隙を有しています。けい酸カルシウムの構造は軽量で、保温性や断熱性があります。

化粧品の成分用途

不透明化剤、吸着剤、増量剤

効能

錠賦形剤

説明

Calcium Silicate is a hydrous or anhydrous silicate with varying proportions of calcium oxideand silica. many different calcium silicates occur in nature in mineral form (e.g.,wollastonite, afwillite, grammite). The stoichiometry of the hydrate in cement paste is variable and the state of the chemically and physically bound water in its structure is not clear. Thus, calcium silicate can be prepared by calcining the oxide with silica, SiO2, at an elevated temperature: CaO + SiO2+ heat→CaSiO3. Calcium orthosilicate is commonly used as a safe alternative to asbestos for high-temperature insulation materials. Industrial grade piping and equipment insulation are often fabricated from calcium orthosilicate.

化学的特性

Calcium silicate occurs as a crystalline or amorphous white or off white material, and often exists in different hydrate forms. It consists of different ratios of CaO and SiO4, including tricalcium silicate (3CaO.SiO2) and dicalcium silicate Ca2SiO4. It is insoluble in water and forms a gel with inorganic acids. The pH of 5% suspension is 8.4~10.2.

使用

Calcium Silicate is an anticaking agent that exists in different forms, which are insoluble in water. it is used in salt to enhance flowability under extremely high humidity conditions. it is also used in baking powder and fabricated chips to absorb water or other liquids.

主な応用

The main applications of calcium silicate relate to its anticaking properties, and it has therefore been used in dusting powders and a range of different cosmetic products (e.g. face powders, eye shadow). It is also used as anticaking agent in table salt, foods, pharmaceuticals, and agricultural pesticides; replacement for asbestos in thermal insulation; Constituent (produced in situ) of lime glass, portland cement; reinforcing filler in elastomers and plastics; absorbent for liquids, gases, vapors; as anti-caking agent, suspension agent, pigment and pigment extender; binder for refractory material; in chromatography; in road construction.

製造方法

Calcium silicate is a naturally occurring mineral, but for commercial applications it is usually prepared from lime and diatomaceous earth under carefully controlled conditions.

調製方法

Calcium silicate is made in various ways by reacting siliceous material (such as diatomaceous earth) and calcium compounds (such as calcium hydroxide (Ca (OH) 2).The refinement of wollastonite ore into high-grade wollastonite was originally done by manual selection at many mines. This process is now performed by screening and magnetic separators, sometimes in combination with flotation and vacuum filtration. Grinding and milling operations can produce variable mesh powders or aggregates.

危険性

Irritating dust. Use in foods restricted to 5% in baking powder, 2% in table salt. Upper res- piratory tract irritant. Questionable carcinogen.

健康ハザード

The toxicity of calcium silicate depends on particle size, aspect ratio, and amount of silica and respirable fiber.1 Synthetic nonfibrous calcium silicate is considered to be a nuisance dust.
Skin irritation was reported in a worker exposed to an atmosphere permeated with calcium silicate.1 A study of 104 wallastonite (a naturally occurring calcium silicate mineral) miners showed no relationship between the prevalence of chronic bronchitis or airflow obstruction with increasing exposure.1 In a cohort mortality study of wollastonite quarry workers the observed numbers of deaths from all cancers combined and lung cancer were lower than expected.

使用用途

けい酸カルシウムは、軽量、保温性、断熱性、不燃性、耐火性などの特徴から、建築材料として広く利用されています。また、農業分野においては、肥料の成分としても幅広く用いることも可能です。

けい酸カルシウムは、窯業の焼成において、収縮・気体発生・ひび割れ等を防止する添加材としても使用されています。さらに、ゴムの張力・剛性・耐熱性を改善するための添加材や塗料の耐久性を向上するための添加剤などとしても利用可能です。

けい酸カルシウムには、そのほか食品添加物の用途があり、ケーキングの防止剤として、ベーキングパウダーや食塩に添加して使用されている場合もあります。

類似体

1. オルトけい酸カルシウム
オルトけい酸カルシウムは、セメントクリンカー (英: cement clinker) の1〜4割に当たる主成分の1つです。セメントクリンカーはクリンカーとも呼ばれ、セメント原料が焼成されて、一部が溶融して硬く焼きしまって、粒状や塊状を形成したもののことを指します。

オルトけい酸カルシウムは、セメント業界ではけい酸二石灰 (英: belite) と呼ばれています。化学式はCa₂SiO₄、分子量は172.24です。四面体型構造の独立したSiO₄で構成されています。

2. けい酸三カルシウム
けい酸三カルシウムは、五酸化けい素三カルシウムとも呼ばれます。化学式はCa₃SiO₅で、分子量は228.32です。固体中に四面体型の独立したSiO₄とOを含んでおり、けい酸塩の酸化物と見なされます。

けい酸三カルシウムは、セメントクリンカーの4〜7割を占めている主成分です。セメント業界では、けい酸三石灰 (英: alite) と呼ばれています。

3. メタけい酸カルシウム
メタけい酸カルシウムの分子式は(CaSiO₃)nで、分子量は116.16×nです。室温で安定なβ相の密度は2.9g/cm³です。

β相は天然にけい灰石 (英: wollastonite) として、α相は擬けい灰石 (英: pseudowollastonite) として産出します。β相は1,190℃に熱すると、α相へ変化します。

その他情報

けい酸カルシウムの化学組成の具体例

オルトけい酸カルシウム (Ca₂SiO₄) 、けい酸三カルシウム (Ca₃SiO₅) 、メタけい酸カルシウム (CaSiO₃)n 以外にも、多種多様な化学組成のけい酸カルシウムがあります。

例えば、3CaO・SiO₂、Ca₃SiO₅、2CaO・SiO₂、Ca₂SiO₄、3CaO・2SiO₂、Ca₃Si₂O₇、CaO・SiO₂、CaSiO₃などが存在します。

応用例（製薬）

Calcium silicate (Ca2SiO4) is used in the pharmaceutical industry as an anticaking agent. Anti-caking agents absorb moisture and allow products to flow freely during the manufacturing process. It is also used as a filler aid for oral pharmaceuticals. It has also been used in pharmaceutical preparations as an antacid.

工業用途

Calcium silicate compounds belong to a complicated class of silicates. Among their many industrial applications, calcium silicates are heavily used as a building material as they constitute the main ingredient in today’s cement clinker.

安全性プロファイル

A nuisance dust

安全性

GRAS listed. Included in the FDA Inactive Ingredients Database (oral dosage forms). Included in nonparenteral (oral, orodispersible, effervescent and enteric-coated tablets) formulations licensed in the UK.
calcium silicate is generally recognized as safe (GRAS) when used at levels not exceed 2% in table salt and 5% in baking powder.

貯蔵

Calcium silicate is chemically stable and nonflammable, but it should be protected from moisture. Store in airtight containers in a cool, dry place.

不和合性

None reported [Note: After prolonged contact with water, solution reverts to soluble calcium salts & amorphous silica.]

規制状況(Regulatory Status)

Calcium silicate (E552) is listed in Commission Regulation (EU) No 231/2012 as an authorised food additive and categorized as “additives other than colours and sweeteners”. It is an approved ingredient in Australia and New Zealand with the code number 552.