JP2000169259A - 無機質発泡体の製造方法 - Google Patents
無機質発泡体の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 型への充填性、軽量性が良好で、かつ吸水
性、凍結融解性に優れた無機質発泡体の製造方法を提供
する。 【解決手段】アルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物
と金属石鹸とを混合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3−Ｓ
ｉＯ2系粉体を混合し、硬化させる。
性、凍結融解性に優れた無機質発泡体の製造方法を提供
する。 【解決手段】アルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物
と金属石鹸とを混合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3−Ｓ
ｉＯ2系粉体を混合し、硬化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木、建築材料等
に好適に用いることができる無機質発泡体の製造方法に
関する。
に好適に用いることができる無機質発泡体の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】無機質成形体は、不燃性、無発煙性の建
築材料等として有用である。このようなものとして、ア
ルカリの存在下で熱により硬化してなる無機成形体が知
られている。例えば、特開平４−５９６４８号公報に
は、アルカリ金属珪酸塩と、メタカオリン、コランダ
ム、ムライト製造時に発生する集塵装置の灰、フライア
ッシュ等のアルカリ反応性無機固体成分とを配合し、更
に、充填材、有機ベントナイト等の混和材を混入するこ
とにより、建築材料として有用な無機成形体を製造する
技術が開示されている。
築材料等として有用である。このようなものとして、ア
ルカリの存在下で熱により硬化してなる無機成形体が知
られている。例えば、特開平４−５９６４８号公報に
は、アルカリ金属珪酸塩と、メタカオリン、コランダ
ム、ムライト製造時に発生する集塵装置の灰、フライア
ッシュ等のアルカリ反応性無機固体成分とを配合し、更
に、充填材、有機ベントナイト等の混和材を混入するこ
とにより、建築材料として有用な無機成形体を製造する
技術が開示されている。
【０００３】また、これらに過酸化水素等の発泡剤を添
加し、発泡させた発泡体も提案されている（特開平４─
２８５０８０号公報等）。
加し、発泡させた発泡体も提案されている（特開平４─
２８５０８０号公報等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなア
ルカリ反応性無機固体成分のうち、一般に市販されてい
るフライアッシュ、メタカオリンについて、無機質軽量
硬化体の試作検討をしたところ、これらはアルカリ珪酸
塩とのぬれ性がよくないため、これら粉体とアルカリ珪
酸塩を、耐水性が満足できる重量比で、成形に必要な流
動性を有するモルタルを得るには強く混合する必要があ
った。そのため、建材として好適な比重１程度の軽量発
泡体を作製化をするためには、混合時に破壊しやすい軽
量骨材の使用は困難であり、また発泡剤を使用した場
合、多量の発泡剤が必要となるため、気泡の連泡化・破
泡が発生し、凍結融解に有利な独泡性の気泡が生じにく
く、従って凍結融解性能が悪いという問題点があった。
ルカリ反応性無機固体成分のうち、一般に市販されてい
るフライアッシュ、メタカオリンについて、無機質軽量
硬化体の試作検討をしたところ、これらはアルカリ珪酸
塩とのぬれ性がよくないため、これら粉体とアルカリ珪
酸塩を、耐水性が満足できる重量比で、成形に必要な流
動性を有するモルタルを得るには強く混合する必要があ
った。そのため、建材として好適な比重１程度の軽量発
泡体を作製化をするためには、混合時に破壊しやすい軽
量骨材の使用は困難であり、また発泡剤を使用した場
合、多量の発泡剤が必要となるため、気泡の連泡化・破
泡が発生し、凍結融解に有利な独泡性の気泡が生じにく
く、従って凍結融解性能が悪いという問題点があった。
【０００５】本発明は、上記の課題を解決し、型への充
填性、軽量性が良好で、かつ吸水性、凍結融解性に優れ
た無機質発泡体の製造方法を提供することを目的とす
る。
填性、軽量性が良好で、かつ吸水性、凍結融解性に優れ
た無機質発泡体の製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明１（請求項１記載
の発明）の無機質発泡体の製造方法は、アルカリ珪酸塩
又はアルカリ金属水酸化物と金属石鹸とを混合し、起泡
させた後に、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体を混合し、硬化
させるものである。
の発明）の無機質発泡体の製造方法は、アルカリ珪酸塩
又はアルカリ金属水酸化物と金属石鹸とを混合し、起泡
させた後に、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体を混合し、硬化
させるものである。
【０００７】本発明１において使用されるアルカリ珪酸
塩は、Ｍ2Ｏ・ｎＳｉＯ2で表される混合物の水溶液であ
り、アルカリ金属水酸化物は、ＭＯＨで表される物質、
Ｍは上記したアルカリ金属、ｎは正の数である。
塩は、Ｍ2Ｏ・ｎＳｉＯ2で表される混合物の水溶液であ
り、アルカリ金属水酸化物は、ＭＯＨで表される物質、
Ｍは上記したアルカリ金属、ｎは正の数である。
【０００８】上記アルカリ金属珪酸塩又はアルカリ金属
水酸化物において、アルカリ金属とは、水素以外の周期
律表１Ａ族元素をさし、コストの面で、リチウム又はナ
トリウム若しくはカリウムが好ましく、さらに好ましく
はナトリウム又はカリウムである。なお、上記アルカリ
金属は、単独でもかまわないし、２種以上を混合して用
いられてもよい。
水酸化物において、アルカリ金属とは、水素以外の周期
律表１Ａ族元素をさし、コストの面で、リチウム又はナ
トリウム若しくはカリウムが好ましく、さらに好ましく
はナトリウム又はカリウムである。なお、上記アルカリ
金属は、単独でもかまわないし、２種以上を混合して用
いられてもよい。
【０００９】上記ｎの値は、大きすぎると、ゲル化を起
こし易く、粘度が急激に上昇するため、Ａｌ2Ｏ3−Ｓｉ
Ｏ2系粉体との混合が困難になるので、ｎは８以下が好
ましい。なお、アルカリ金属珪酸塩は単独で用いても、
２種以上を混合して用いてもよい。
こし易く、粘度が急激に上昇するため、Ａｌ2Ｏ3−Ｓｉ
Ｏ2系粉体との混合が困難になるので、ｎは８以下が好
ましい。なお、アルカリ金属珪酸塩は単独で用いても、
２種以上を混合して用いてもよい。
【００１０】上記アルカリ金属珪酸塩又はアルカリ金属
水酸化物は、予め水と混合して水溶液にして使用するの
が、分散性が向上するので好ましい。この場合、アルカ
リ金属珪酸塩の濃度は、特に限定されないが、低くなる
と、本発明の無機質発泡体を製造する際に硬化しないこ
とがあり、高くなると、得られるモルタルの粘度が高く
なり、成形が難しくなることがあるので、１〜７０重量
％が好ましく、３０〜６０重量％がより好ましい。
水酸化物は、予め水と混合して水溶液にして使用するの
が、分散性が向上するので好ましい。この場合、アルカ
リ金属珪酸塩の濃度は、特に限定されないが、低くなる
と、本発明の無機質発泡体を製造する際に硬化しないこ
とがあり、高くなると、得られるモルタルの粘度が高く
なり、成形が難しくなることがあるので、１〜７０重量
％が好ましく、３０〜６０重量％がより好ましい。
【００１１】本発明２（請求項２記載の発明）の無機質
発泡体の製造方法は、予めアルカリ珪酸塩又はアルカリ
金属水酸化物と、Ａｌ2Ｏ3又はＡｌ（ＯＨ）3 を含有す
る無機質粉体とを混合して得られたアルミニウム含有ス
ラリーに金属石鹸を混合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2系粉体を混合し、硬化させるものである。こ
こで、アルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物と、Ａ
ｌ2Ｏ3又はＡｌ（ＯＨ）3 を含有する無機質粉体とを混
合する方法としては、 (1）水酸化アルミニウム又はＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体
に０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギーを作用
させて得られる活性無機質粉体、とアルカリ金属水酸化
物水溶液を混合して無機質粉体のアルカリ懸濁液を得、
該懸濁液とアルカリ珪酸塩を混合し作成する方法。 (2) 後述するＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体の一部とアルカ
リ金属珪酸塩を常温〜１００℃で混合溶解させる方法 (3) アルミン酸塩とアルカリ金属珪酸塩を混合する方法
などがある。
発泡体の製造方法は、予めアルカリ珪酸塩又はアルカリ
金属水酸化物と、Ａｌ2Ｏ3又はＡｌ（ＯＨ）3 を含有す
る無機質粉体とを混合して得られたアルミニウム含有ス
ラリーに金属石鹸を混合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2系粉体を混合し、硬化させるものである。こ
こで、アルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物と、Ａ
ｌ2Ｏ3又はＡｌ（ＯＨ）3 を含有する無機質粉体とを混
合する方法としては、 (1）水酸化アルミニウム又はＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体
に０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギーを作用
させて得られる活性無機質粉体、とアルカリ金属水酸化
物水溶液を混合して無機質粉体のアルカリ懸濁液を得、
該懸濁液とアルカリ珪酸塩を混合し作成する方法。 (2) 後述するＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体の一部とアルカ
リ金属珪酸塩を常温〜１００℃で混合溶解させる方法 (3) アルミン酸塩とアルカリ金属珪酸塩を混合する方法
などがある。
【００１２】本発明１又は２において使用される金属石
鹸は、脂肪酸、樹脂酸、ナフテン酸などのアルカリ金属
以外の金属塩をいう。上記脂肪酸としてはカプロン酸か
らベヘン酸（炭素数５〜２２）までが通常用いられる。
特にステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、12-
ヒドロキシステアリン酸、ラウリン酸、ベヘン酸、オク
タン酸、トール油脂肪酸が発生した気泡の安定性の点で
好ましい。
鹸は、脂肪酸、樹脂酸、ナフテン酸などのアルカリ金属
以外の金属塩をいう。上記脂肪酸としてはカプロン酸か
らベヘン酸（炭素数５〜２２）までが通常用いられる。
特にステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、12-
ヒドロキシステアリン酸、ラウリン酸、ベヘン酸、オク
タン酸、トール油脂肪酸が発生した気泡の安定性の点で
好ましい。
【００１３】金属種としては、Ａｌ，Ｃａ、Ｍｇ、Ｚ
ｎ、Ｂａ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｎ
などが使用できるが、建材として、外壁材に使用する場
合、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｂｅ、Ｃ
ｅ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒが白色のため、着色に悪影
響を及ぼさない点で好ましい。就中、ステアリン酸亜鉛
が、気泡の安定化、色調、コストの点で好ましい。
ｎ、Ｂａ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｂｅ、Ｃｅ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｎ
などが使用できるが、建材として、外壁材に使用する場
合、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｂｅ、Ｃ
ｅ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒが白色のため、着色に悪影
響を及ぼさない点で好ましい。就中、ステアリン酸亜鉛
が、気泡の安定化、色調、コストの点で好ましい。
【００１４】上記アルカリ金属珪酸塩と金属石鹸との混
合比としては、アルカリ金属珪酸塩１００重量部に対
し、金属石鹸が０．０５〜１０重量部が好ましいくさら
に好ましくは０．１〜５重量部である。０．０５部より
少ないと気泡混入レベルが小さい。１０重量部より多い
とスラリー粘性が高まるため、成形がしにくくなる。
合比としては、アルカリ金属珪酸塩１００重量部に対
し、金属石鹸が０．０５〜１０重量部が好ましいくさら
に好ましくは０．１〜５重量部である。０．０５部より
少ないと気泡混入レベルが小さい。１０重量部より多い
とスラリー粘性が高まるため、成形がしにくくなる。
【００１５】本発明１又は２において使用されるＡｌ2
Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体は、使用されるアルカリ金属水酸化
物水溶液またはアルカリ珪酸塩と反応するものであれば
特に限定されないが、反応性の点で非晶質のものが好ま
しい。上記非晶質Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体とは、Ｘ線
回折法において非晶質相（ブロードなハロー）を観測す
ることができるＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体をさす。
Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体は、使用されるアルカリ金属水酸化
物水溶液またはアルカリ珪酸塩と反応するものであれば
特に限定されないが、反応性の点で非晶質のものが好ま
しい。上記非晶質Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体とは、Ｘ線
回折法において非晶質相（ブロードなハロー）を観測す
ることができるＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体をさす。
【００１６】Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体の組成としては
Ａｌ2Ｏ3が２０重量％以上であるものが好ましい。この
ような粉体としては、例えば、上記非晶性のＡｌ2Ｏ3−
ＳｉＯ2系粉体としては、例えば、（メタ）カオリン、
ムライト、礬土頁岩、フライアッシュ、白土、焼成汚泥
などの粘土鉱物、ガラス粉砕品、溶射等により加熱溶融
後急冷されたＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体などが挙げられ
る。
Ａｌ2Ｏ3が２０重量％以上であるものが好ましい。この
ような粉体としては、例えば、上記非晶性のＡｌ2Ｏ3−
ＳｉＯ2系粉体としては、例えば、（メタ）カオリン、
ムライト、礬土頁岩、フライアッシュ、白土、焼成汚泥
などの粘土鉱物、ガラス粉砕品、溶射等により加熱溶融
後急冷されたＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体などが挙げられ
る。
【００１７】また、上記Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体に
０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギーを加えた
もの、４００〜９００℃の熱処理、または溶射処理等の
熱エネルギーを加えることにより非晶質化したものでも
よい。
０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギーを加えた
もの、４００〜９００℃の熱処理、または溶射処理等の
熱エネルギーを加えることにより非晶質化したものでも
よい。
【００１８】ここで、起泡させたアルカリ珪酸塩又はア
ルカリ金属水酸化物と金属石鹸との混合物と、Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2系粉体との混合比としては、上記起泡させた
混合物１００重量部に対し、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体
１０〜５００重量部が好ましい。１０重量部より少ない
と硬化体作成時の強度が低くなる。５００重量部より多
いとモルタル粘性が高くなるため成形が難しくなる。
ルカリ金属水酸化物と金属石鹸との混合物と、Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2系粉体との混合比としては、上記起泡させた
混合物１００重量部に対し、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体
１０〜５００重量部が好ましい。１０重量部より少ない
と硬化体作成時の強度が低くなる。５００重量部より多
いとモルタル粘性が高くなるため成形が難しくなる。
【００１９】本発明１又は２の無機質発泡体の製造方法
は、上記アルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物と上
記金属石鹸とを混合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3−Ｓ
ｉＯ 2系粉体を混合し、硬化させるものである。上記ア
ルカリ金属珪酸塩と金属石鹸を混合する場合、例えば、
攪拌機、ミキサー、スターラー、ボールミル、ブレンダ
ー等が使用できる。混合時間は、混合・攪拌装置の能力
にもよるが、１秒〜２時間が好ましい。
は、上記アルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物と上
記金属石鹸とを混合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3−Ｓ
ｉＯ 2系粉体を混合し、硬化させるものである。上記ア
ルカリ金属珪酸塩と金属石鹸を混合する場合、例えば、
攪拌機、ミキサー、スターラー、ボールミル、ブレンダ
ー等が使用できる。混合時間は、混合・攪拌装置の能力
にもよるが、１秒〜２時間が好ましい。
【００２０】また、起泡させたアルカリ金属珪酸塩又は
アルカリ金属水酸化物と金属石鹸の混合物と、Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2系粉体の混合には、一般に、固液の混合・攪
拌に使用される装置が適用できる。Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系粉体の混合の際は、オムニミキサー、アイリッヒミキ
サー、万能ミキサー、ライカイ機、遊星撹拌型ミキサ
ー、連続撹拌型ミキサー等が使用され、混合時間は、混
合・攪拌装置の能力にもよるが、１分〜２時間が好まし
い。
アルカリ金属水酸化物と金属石鹸の混合物と、Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2系粉体の混合には、一般に、固液の混合・攪
拌に使用される装置が適用できる。Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系粉体の混合の際は、オムニミキサー、アイリッヒミキ
サー、万能ミキサー、ライカイ機、遊星撹拌型ミキサ
ー、連続撹拌型ミキサー等が使用され、混合時間は、混
合・攪拌装置の能力にもよるが、１分〜２時間が好まし
い。
【００２１】本発明１又は２の無機質発泡体を製造する
に当たり、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体を混合する際に
は、必要に応じて、補強繊維を添加することができる。
上記補強繊維としては、形成される無機成形体に付与す
べき性能に応じて適宜のものを使用することができる。
このような補強繊維としては特に限定されず、例えば、
ビニロン、ポリプロピレン、アクリル、レーヨン、アラ
ミド等の合成繊維；ガラス繊維；チタン酸カリウム、ロ
ックウール等の無機繊維；カーボン繊維；鋼繊維等の一
般にセメント等の無機硬化材料に使用されているもの等
が挙げられる。
に当たり、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体を混合する際に
は、必要に応じて、補強繊維を添加することができる。
上記補強繊維としては、形成される無機成形体に付与す
べき性能に応じて適宜のものを使用することができる。
このような補強繊維としては特に限定されず、例えば、
ビニロン、ポリプロピレン、アクリル、レーヨン、アラ
ミド等の合成繊維；ガラス繊維；チタン酸カリウム、ロ
ックウール等の無機繊維；カーボン繊維；鋼繊維等の一
般にセメント等の無機硬化材料に使用されているもの等
が挙げられる。
【００２２】上記補強繊維は、長繊維又は短繊維のいず
れであってもよく、また、メッシュ状で使用することも
できる。短繊維を使用する場合は、その繊維径は１〜５
００μｍ、その繊維長は１〜１５ｍｍであることが好ま
しい。細すぎると混合時に再凝集しやすく、交絡により
ファイバーボールが形成されるので、得られる無機成形
体の強度が不充分となり、また、表面の凸凹が激しくな
り良好な外観のものが得られない。また、太すぎたり短
すぎたりすると補強効果が不充分になる。
れであってもよく、また、メッシュ状で使用することも
できる。短繊維を使用する場合は、その繊維径は１〜５
００μｍ、その繊維長は１〜１５ｍｍであることが好ま
しい。細すぎると混合時に再凝集しやすく、交絡により
ファイバーボールが形成されるので、得られる無機成形
体の強度が不充分となり、また、表面の凸凹が激しくな
り良好な外観のものが得られない。また、太すぎたり短
すぎたりすると補強効果が不充分になる。
【００２３】上記補強繊維の添加量は、上記Ａｌ2Ｏ3−
ＳｉＯ2系粉体１００重量部に対して１０重量部以下が
好ましい。１０重量部を超えると、上記補強繊維の分散
性、得られる無機成形体の耐熱性等に問題が生じる。
ＳｉＯ2系粉体１００重量部に対して１０重量部以下が
好ましい。１０重量部を超えると、上記補強繊維の分散
性、得られる無機成形体の耐熱性等に問題が生じる。
【００２４】本発明１又は２の無機質発泡体を製造する
に当たり、必要に応じて、硬化及び乾燥時における収縮
の低減、流動性向上のために、無機質充填材を添加する
ことができる。上記無機質充填材としては特に限定され
ず、例えば、珪砂、珪石粉、シリカヒューム、マイカ、
タルク、ワラストナイト、炭酸カルシウム、粘土等が挙
げられる。
に当たり、必要に応じて、硬化及び乾燥時における収縮
の低減、流動性向上のために、無機質充填材を添加する
ことができる。上記無機質充填材としては特に限定され
ず、例えば、珪砂、珪石粉、シリカヒューム、マイカ、
タルク、ワラストナイト、炭酸カルシウム、粘土等が挙
げられる。
【００２５】上記無機質充填材の平均粒径は、０．０１
μｍ〜１ｍｍが好ましい。０．０１μｍ未満であると、
硬化及び乾燥時における収縮の低減効果が不充分であ
り、１ｍｍを超えると、流動性が悪化し、得られる無機
成形体の表面の凸凹が大きくなる。上記無機質充填材の
添加量は、上記Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体１００重量部
に対して８００重量部以下が好ましい。８００重量部を
超えると、上記無機質粉体の割合が小さくなるために硬
化性が不充分となる。より好ましくは、１００〜５００
重量部である。
μｍ〜１ｍｍが好ましい。０．０１μｍ未満であると、
硬化及び乾燥時における収縮の低減効果が不充分であ
り、１ｍｍを超えると、流動性が悪化し、得られる無機
成形体の表面の凸凹が大きくなる。上記無機質充填材の
添加量は、上記Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体１００重量部
に対して８００重量部以下が好ましい。８００重量部を
超えると、上記無機質粉体の割合が小さくなるために硬
化性が不充分となる。より好ましくは、１００〜５００
重量部である。
【００２６】本発明１又は２の無機質発泡体を製造する
に当たり、さらに必要に応じて、さらなる軽量化のため
に、有機質、無機質等の軽量骨材を添加することができ
る。上記軽量骨材としては特に限定されず、例えば、ス
チレン系、塩化ビニリデン系、フェノール系、ウレタン
系、エチレン系等の各種合成樹脂発泡体；ガラスバルー
ン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン、シリカ
バルーン、パーライト等の本発明以外の無機質発泡体等
が挙げらる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を
併用してもよい。
に当たり、さらに必要に応じて、さらなる軽量化のため
に、有機質、無機質等の軽量骨材を添加することができ
る。上記軽量骨材としては特に限定されず、例えば、ス
チレン系、塩化ビニリデン系、フェノール系、ウレタン
系、エチレン系等の各種合成樹脂発泡体；ガラスバルー
ン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン、シリカ
バルーン、パーライト等の本発明以外の無機質発泡体等
が挙げらる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を
併用してもよい。
【００２７】上記軽量骨材の比重は、０．０１〜１が好
ましい。０．０１未満であると、得られる無機成形体の
強度が低下し、１を超えると、軽量化の効果が得られな
い。上記軽量骨材の添加量は、上記Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系粉体１００重量部に対して、０．１〜１００重量部が
好ましい。０．１重量部未満であると、軽量化の効果が
得られず、１００重量部を超えると、得られる無機質発
泡体の強度が低下する。
ましい。０．０１未満であると、得られる無機成形体の
強度が低下し、１を超えると、軽量化の効果が得られな
い。上記軽量骨材の添加量は、上記Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系粉体１００重量部に対して、０．１〜１００重量部が
好ましい。０．１重量部未満であると、軽量化の効果が
得られず、１００重量部を超えると、得られる無機質発
泡体の強度が低下する。
【００２８】また、本発明１又は２の無機質発泡体を製
造するに当たり、さらに必要に応じて、さらなる軽量化
のために、発泡剤を添加してもよい。上記発泡剤として
はＭｇ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェロシリコン等の金
属粉末、過酸化水素水や過酸化ナトリウム、過酸化カリ
ウム、過硼酸ナトリウム等の過酸化物系粉末が使用でき
る。上記発泡剤が固体である場合には、粉末粒度として
は、１μｍより小さいと分散性が低下するとともに急速
に発泡してしまい、２００μｍより大きいと反応性が低
下してしまうので１〜２００μｍの物が好ましい。発泡
剤種としては、コスト、安全性、発泡性、混合作業の容
易さより、Ａｌ、Ｓｉ、過酸化水素水が好ましい。添加
量としては、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体１００重量部に
対して、０.００１〜２重量部が好ましく（溶液は、固
形分換算）、さらに好ましくは０.００５〜１重量部で
ある。
造するに当たり、さらに必要に応じて、さらなる軽量化
のために、発泡剤を添加してもよい。上記発泡剤として
はＭｇ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェロシリコン等の金
属粉末、過酸化水素水や過酸化ナトリウム、過酸化カリ
ウム、過硼酸ナトリウム等の過酸化物系粉末が使用でき
る。上記発泡剤が固体である場合には、粉末粒度として
は、１μｍより小さいと分散性が低下するとともに急速
に発泡してしまい、２００μｍより大きいと反応性が低
下してしまうので１〜２００μｍの物が好ましい。発泡
剤種としては、コスト、安全性、発泡性、混合作業の容
易さより、Ａｌ、Ｓｉ、過酸化水素水が好ましい。添加
量としては、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体１００重量部に
対して、０.００１〜２重量部が好ましく（溶液は、固
形分換算）、さらに好ましくは０.００５〜１重量部で
ある。
【００２９】本発明１又は２の無機質発泡体の製造方法
は、上記アルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物と上
記金属石鹸とを混合し、起泡させた後に、上記Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2系粉体、及び必要に応じて、補強繊維、無機
質充填材、軽量骨材、発泡剤を混合し、硬化させるもの
である。
は、上記アルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物と上
記金属石鹸とを混合し、起泡させた後に、上記Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2系粉体、及び必要に応じて、補強繊維、無機
質充填材、軽量骨材、発泡剤を混合し、硬化させるもの
である。
【００３０】硬化温度は特に限定されないが、低すぎる
とアルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物とＡｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2系粉体との硬化反応が遅くなり、高すぎると
得られる成形体にクラックが発生しやすくなるので、１
〜３００℃が好ましい。
とアルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物とＡｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2系粉体との硬化反応が遅くなり、高すぎると
得られる成形体にクラックが発生しやすくなるので、１
〜３００℃が好ましい。
【００３１】本発明１又は２の無機質硬化体の製造方法
を利用して、無機質成形体を得る方法としては特に限定
されず、一般的な成形方法が用いられ、例えば、注入
法、プレス法、押し出し法等が挙げられる。この際、硬
化と成形を同時に行ってもよい。
を利用して、無機質成形体を得る方法としては特に限定
されず、一般的な成形方法が用いられ、例えば、注入
法、プレス法、押し出し法等が挙げられる。この際、硬
化と成形を同時に行ってもよい。
【００３２】本発明１又は２の硬化性無機質組成物から
無機成形体を得る際の硬化温度は、１〜３００℃が好ま
しい。１℃未満であると、硬化反応速度が著しく低下す
ることがあり、３００℃を超えると、硬化時の収縮が大
きくなり、得られる無機成形体にクラック等が発生する
ことがある。より好ましくは、１０〜１５０℃である。
無機成形体を得る際の硬化温度は、１〜３００℃が好ま
しい。１℃未満であると、硬化反応速度が著しく低下す
ることがあり、３００℃を超えると、硬化時の収縮が大
きくなり、得られる無機成形体にクラック等が発生する
ことがある。より好ましくは、１０〜１５０℃である。
【００３３】（作用）本発明１の無機質発泡体の製造方
法は、アルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物と金属
石鹸とを混合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系粉体を混合し、硬化させるものであるから、アルカリ
珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物中に金属石鹸が十分に
分散し、結果として安定な泡が多く形成したモルタルを
作成することができるので、発泡剤や軽量骨材を使わな
い、もしくは非常に少ない量で軽量化を計ることができ
る。このようにして製造した無機質発泡体は、独泡が多
いため吸水率が低く凍結融解性が高い。
法は、アルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物と金属
石鹸とを混合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2
系粉体を混合し、硬化させるものであるから、アルカリ
珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物中に金属石鹸が十分に
分散し、結果として安定な泡が多く形成したモルタルを
作成することができるので、発泡剤や軽量骨材を使わな
い、もしくは非常に少ない量で軽量化を計ることができ
る。このようにして製造した無機質発泡体は、独泡が多
いため吸水率が低く凍結融解性が高い。
【００３４】本発明２の無機質発泡体の製造方法は、予
めアルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物と、Ａｌ2
Ｏ3又はＡｌ（ＯＨ）3 を含有する無機質粉体とを混合
して得られたアルミニウム含有スラリーに金属石鹸を混
合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体を混
合し、硬化させるものであるから、本発明１の効果に加
えてスラリーとＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体反応性が向上
する。
めアルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化物と、Ａｌ2
Ｏ3又はＡｌ（ＯＨ）3 を含有する無機質粉体とを混合
して得られたアルミニウム含有スラリーに金属石鹸を混
合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体を混
合し、硬化させるものであるから、本発明１の効果に加
えてスラリーとＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体反応性が向上
する。
【００３５】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
【００３６】（１）使用したＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体 メタカオリン（エンゲルハート社製、品番「ＳＰ−３
３」、組成；Ａｌ2Ｏ3４４重量％、ＳｉＯ2５２重量
％、その他４重量％、比表面積１３ｍ2／ｇ、結晶構造
は非晶質、平均粒径５μｍ） フライアッシュ（組成；Ａｌ2Ｏ3２５重量％、ＳｉＯ2
５５重量％、その他２０重量％、比表面積６ｍ2／ｇ、
結晶構造は非晶質）
３」、組成；Ａｌ2Ｏ3４４重量％、ＳｉＯ2５２重量
％、その他４重量％、比表面積１３ｍ2／ｇ、結晶構造
は非晶質、平均粒径５μｍ） フライアッシュ（組成；Ａｌ2Ｏ3２５重量％、ＳｉＯ2
５５重量％、その他２０重量％、比表面積６ｍ2／ｇ、
結晶構造は非晶質）
【００３７】（２）アルカリ金属珪酸塩 アルカリ金属珪酸塩１ SiO2：21.9％、K2O：23.9％、モル比1.4 アルカリ金属珪酸塩２ SiO2：28.3％、K2O：22.0％、モル比2.0 （３）アルミニウム含有スラリーの調整 無機質粉体として、表１に示した水酸化アルミニウム
（住友化学工業社製、品番「ＣＬ−３１０」、組成；Ａ
ｌ2Ｏ3６５重量％、Ｈ2Ｏ３５重量％、平均粒径１０μ
ｍ）２ｋｇ又はカオリン（山陽クレー社製、組成；Ａｌ
2Ｏ3３９重量％、ＳｉＯ2４５重量％、Ｈ2Ｏ１４重量
％、その他２重量％、ジョージア産、平均粒径５μｍ）
の２ｋｇを、ウルトラファインミルＡＴ−２０（三菱重
工業社製、１０ｍｍφジルコニアボール４４ｋｇを使
用）に投入し、表１に示した機械的エネルギーを印加す
ることにより活性化処理して、それぞれ、活性無機質粉
体を調製した。
（住友化学工業社製、品番「ＣＬ−３１０」、組成；Ａ
ｌ2Ｏ3６５重量％、Ｈ2Ｏ３５重量％、平均粒径１０μ
ｍ）２ｋｇ又はカオリン（山陽クレー社製、組成；Ａｌ
2Ｏ3３９重量％、ＳｉＯ2４５重量％、Ｈ2Ｏ１４重量
％、その他２重量％、ジョージア産、平均粒径５μｍ）
の２ｋｇを、ウルトラファインミルＡＴ−２０（三菱重
工業社製、１０ｍｍφジルコニアボール４４ｋｇを使
用）に投入し、表１に示した機械的エネルギーを印加す
ることにより活性化処理して、それぞれ、活性無機質粉
体を調製した。
【００３８】得られた活性無機質粉体と表１に示した濃
度のＫＯＨ水溶液を、表１に示した重量比でスターラー
を用いて混合し、アルカリ懸濁液を調製した。得られた
アルカリ懸濁液と１Ｋ水ガラス( 日本化学社製）を、表
１に示した重量比でハンドミキサーを用いて３分間混合
し、アルミニウム含有スラリーを調製した。
度のＫＯＨ水溶液を、表１に示した重量比でスターラー
を用いて混合し、アルカリ懸濁液を調製した。得られた
アルカリ懸濁液と１Ｋ水ガラス( 日本化学社製）を、表
１に示した重量比でハンドミキサーを用いて３分間混合
し、アルミニウム含有スラリーを調製した。
【００３９】
【表１】
【００４０】（４）金属石鹸 ステアリン酸亜鉛（堺化学社製、品番「ＳＺ-200」、粒
度；75μ通過99％）
度；75μ通過99％）
【００４１】（５）軽量化剤 発泡剤；Ａｌ粉（ミナルコ社製、品番「＃３５０Ｆ」） 軽量骨材；パーライト（サンキライト社製）
【００４２】実施例１〜５ 表２に示した所定量のアルカリ金属珪酸塩、アルカリ金
属水酸化物、又は表１に示したアルミニウム含有スラリ
ーとステアリン酸亜鉛を、ハンドミキサーにて３分混合
し、プレフォーム化したスラリーを作成した。その後、
本プレフォーム化したスラリー及び表２に示した配合比
のＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体、発泡剤として、充填材
〔珪石粉（住友セメント社製のプレーン比表面積が９０
００ｃｍ2／ｇのもの）又はワラストナイト（Ｗｏｌｋ
ｅｍ社製、商品名「ケモリットＡ−６０」）〕、補強繊
維としてビニロン繊維（クラレ社製、品番「ＲＭ１８
２」、繊維長６ｍｍ、繊維径１４μｍ）を遊星撹拌型ミ
キサー（愛工舎製作所製、型式「ＡＣＭ−２０ＬＶ
Ｔ」）にて１０分間混合し（発泡剤を加えた配合につい
ては、発泡剤を加えさらに２分間混合した）、得られた
硬化性無機質組成物を幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚
さ１０ｍｍの型枠内に注入し、熱風乾燥機を用いて、８
５℃で１２時間硬化させて、無機質発泡体を得た。
属水酸化物、又は表１に示したアルミニウム含有スラリ
ーとステアリン酸亜鉛を、ハンドミキサーにて３分混合
し、プレフォーム化したスラリーを作成した。その後、
本プレフォーム化したスラリー及び表２に示した配合比
のＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体、発泡剤として、充填材
〔珪石粉（住友セメント社製のプレーン比表面積が９０
００ｃｍ2／ｇのもの）又はワラストナイト（Ｗｏｌｋ
ｅｍ社製、商品名「ケモリットＡ−６０」）〕、補強繊
維としてビニロン繊維（クラレ社製、品番「ＲＭ１８
２」、繊維長６ｍｍ、繊維径１４μｍ）を遊星撹拌型ミ
キサー（愛工舎製作所製、型式「ＡＣＭ−２０ＬＶ
Ｔ」）にて１０分間混合し（発泡剤を加えた配合につい
ては、発泡剤を加えさらに２分間混合した）、得られた
硬化性無機質組成物を幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚
さ１０ｍｍの型枠内に注入し、熱風乾燥機を用いて、８
５℃で１２時間硬化させて、無機質発泡体を得た。
【００４３】比較例１〜３ 表３に示した所定量のＡｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系粉体、ステ
アリン酸亜鉛、充填材、補強繊維としてビニロン繊維、
発泡剤又は軽量骨材を、遊星撹拌型ミキサー（愛工舎製
作所ＡＣＭ−２０ＬＶＴ）にて２分間混合後、アルカリ
珪酸塩を加え１０分間混合し（発泡剤を加えた配合につ
いては、発泡材を加えさらに２分間混合した）、得られ
た硬化性無機質組成物を実施例１と同様にして無機質発
泡体及び無機質軽量体を得た。
アリン酸亜鉛、充填材、補強繊維としてビニロン繊維、
発泡剤又は軽量骨材を、遊星撹拌型ミキサー（愛工舎製
作所ＡＣＭ−２０ＬＶＴ）にて２分間混合後、アルカリ
珪酸塩を加え１０分間混合し（発泡剤を加えた配合につ
いては、発泡材を加えさらに２分間混合した）、得られ
た硬化性無機質組成物を実施例１と同様にして無機質発
泡体及び無機質軽量体を得た。
【００４４】評価 型への充填性 幅３２０ｍｍ、長さ３２０ｍｍ、厚さ３０ｍｍの型内に
混合後のモルタルを３．７ｋｇに充填後、９５℃ホット
プレスで３０分硬化させ、得られた無機質軽量硬化体の
充填性を観察し、結果を表２、３に示した。 ○→型内に完全に充填 ×→充填不良
混合後のモルタルを３．７ｋｇに充填後、９５℃ホット
プレスで３０分硬化させ、得られた無機質軽量硬化体の
充填性を観察し、結果を表２、３に示した。 ○→型内に完全に充填 ×→充填不良
【００４５】得られた無機質発泡体及び無機質軽量体の
曲げ強度、沸騰水試験後の強度維持率、吸水率、凍結融
解試験を下記の方法で評価した。結果を表２、３に示し
た。
曲げ強度、沸騰水試験後の強度維持率、吸水率、凍結融
解試験を下記の方法で評価した。結果を表２、３に示し
た。
【００４６】評価方法 比重の測定 得られた無機質発泡体及び無機質軽量体を脱型し、５０
℃で２４時間乾燥して供試体を得、２０℃の実験室内で
１週間放置後の比重を測定した。
℃で２４時間乾燥して供試体を得、２０℃の実験室内で
１週間放置後の比重を測定した。
【００４７】吸水率 得られた供試体を３０日間水中に浸漬後の吸水重量、及
び１０５℃オーブン内で１２時間放置した乾燥重量を測
定し、下記計算式によって算出した。 （吸水重量−乾燥重量）×１００／乾燥重量（％）
び１０５℃オーブン内で１２時間放置した乾燥重量を測
定し、下記計算式によって算出した。 （吸水重量−乾燥重量）×１００／乾燥重量（％）
【００４８】凍結融解試験 得られた供試体をＡＳＴＭ Ｃ−６６６Ａ法に準じ、１
００サイクル後のサンプルの外観を評価した。
００サイクル後のサンプルの外観を評価した。
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【００５１】
【発明の効果】本発明１の無機質発泡体の製造方法は、
上述の如き構成からなるので、型への充填性、軽量性が
良好で、かつ吸水性、凍結融解性に優れた無機質発泡体
を提供することができる。
上述の如き構成からなるので、型への充填性、軽量性が
良好で、かつ吸水性、凍結融解性に優れた無機質発泡体
を提供することができる。
【００５２】本発明２の無機質発泡体の製造方法は、上
述の如き構成からなるので、上記効果に加えて、反応性
が良好となる。
述の如き構成からなるので、上記効果に加えて、反応性
が良好となる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 22:04） 111:40
Claims (3)
- 【請求項１】 アルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水酸化
物と金属石鹸とを混合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3−
ＳｉＯ2系粉体を混合し、硬化させることを特徴とする
無機質発泡体の製造方法。 - 【請求項２】 予めアルカリ珪酸塩又はアルカリ金属水
酸化物と、Ａｌ2Ｏ3又はＡｌ（ＯＨ）3 を含有する無機
質粉体とを混合して得られたアルミニウム含有スラリー
に金属石鹸を混合し、起泡させた後に、Ａｌ2Ｏ3−Ｓｉ
Ｏ2系粉体を混合し、硬化させることを特徴とする無機
質発泡体の製造方法。 - 【請求項３】 上記金属石鹸が、ステアリン酸亜鉛であ
ることを特徴とする請求項１又は２記載の無機質発泡体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34297398A JP2000169259A (ja) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | 無機質発泡体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34297398A JP2000169259A (ja) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | 無機質発泡体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000169259A true JP2000169259A (ja) | 2000-06-20 |
Family
ID=18357951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34297398A Pending JP2000169259A (ja) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | 無機質発泡体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000169259A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015076453A1 (ko) * | 2013-11-25 | 2015-05-28 | 주식회사 홍성이엔지 | 몰타르 조성물 |
-
1998
- 1998-12-02 JP JP34297398A patent/JP2000169259A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015076453A1 (ko) * | 2013-11-25 | 2015-05-28 | 주식회사 홍성이엔지 | 몰타르 조성물 |
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