JP2003160371A - 建材用組成物 - Google Patents

建材用組成物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 結晶質シリカを実質的に含有しないケイ酸カ
ルシウム系建材を提供する。 【解決手段】 石灰質原料およびシリカ原料を含有する
ケイ酸カルシウム系建材用組成物において、全組成物中
の結晶質シリカ含有量が５ｗｔ％以下であることを特徴
とするケイ酸カルシウム系建材用組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建材用組成物およ
びその製造方法ならびに建材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、建材の製造に際しては、種々の目
的で基材が選択され、さらにそれらの各種基材に種々の
材料が配合されることが多い。その中で、ケイ酸カルシ
ウムを基材とするケイ酸カルシウム系建材も広く使用さ
れている。ケイ酸カルシウム系建材の製造には、珪藻
土、ケイ石等を主体とするケイ酸質粉末と消石灰を主体
とする石灰質原料とを主原料として、適宜無機質繊維を
添加して水熱合成することにより製造される。ケイ酸質
粉末は非晶質シリカを主体とする場合でも、トバモライ
ト（特に底面間隔が１１．３Åの相）の生成促進のため
に、さらにはコスト低減のために、結晶質シリカが併用
されており、結晶質シリカを通常５０％程度以上含んで
いる。このため、これを反応させた製品であるケイ酸カ
ルシウム建材中に未反応の結晶質シリカが残存して弾性
率が高くなり、いわゆる粘りが著しく低下し、さらには
健康面からも好ましくない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、結晶
質シリカを実質的に含まないケイ酸カルシウム建材およ
びそのためのケイ酸カルシウム系建材用組成物を得るこ
とを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】その結果、非晶質シリカ
原料中の結晶質シリカ含有量が全組成物の５ｗｔ％以下
とし、好ましくはさらにケイ酸カルシウム反応促進剤と
して、トバモライトのエピタキシャル成長の核となる物
質を含有させることにより上述の課題を解決し得ること
を見出し、本発明に到達した。
【０００５】すなわち、本発明の要旨は石灰質原料およ
びシリカ原料を含有するケイ酸カルシウム系建材用組成
物において、全組成物中の結晶質シリカ含有量が５ｗｔ
％以下であることを特徴とするケイ酸カルシウム系建材
用組成物、およびこれを反応して得られる、結晶質シリ
カを実質的に含まないケイ酸カルシウム建材ならびにこ
れらの製造方法にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明において、ケイ酸カルシウ
ムとしては、とくに制限されないが、ケイ酸質原料と石
灰質原料をオートクレーブ中で水熱反応させて得られる
トバモライトもしくはゾノトライトが挙げられる。石灰
質原料としては消石灰、生石灰、または結晶質シリカを
実質的に含有しないセメントから選ばれる１種以上であ
る。一方、ケイ酸質原料としては石英、トリジマイトも
しくはクリストバライトを実質的に含有しない非晶質シ
リカ原料が好適である。非晶質シリカ原料は、後述する
ように、ケイ酸カルシウム反応促進剤として、トバモラ
イトのエピタキシャル成長の核となる物質を含有する場
合には結晶質シリカを全組成物の５％以下の量で含んで
いてもよい。このような非晶質シリカ原料としてはフラ
イアッシュ、高炉水砕スラグ、シリカフュ−ム、珪藻
土、シラス、白土、カオリン、もしくはパーライトから
選ばれる１種以上が挙げられる。
【０００７】石灰質原料およびシリカ原料の比率は、カ
ルシウム／シリカのモル比で０．１〜３．０の範囲とな
るように調整されるのが好適である。石灰質原料および
シリカ原料からなる反応性原料の合計は、全組成物（固
形分）の２０ｗｔ％以上、好適には３０ｗｔ％以上であ
る。石灰質原料およびシリカ原料の粒径の選定は常法に
よることができる。
【０００８】このような本発明のケイ酸カルシウム系建
材用組成物において、好適にはケイ酸カルシウム反応促
進剤として、トバモライトのエピタキシャル成長の核と
なる物質を含有させる。この物質は、好ましくは、底面
間隔が９〜１４Åであり、単斜晶系に属し、上記のエピ
タキシャル成長を加速・促進する物質であり、この系で
反応生成物を形成しないものである。このような物質と
してはバーミキュライト、トバモライト、バイオタイト
もしくはハイドロバイオタイト等が挙げられ、これらの
一種以上から選ばれるが、特にバーミキュライトが好適
である。バーミキュライトは、ＳｉＯ2、ＭｇＯ, Ａｌ2
Ｏ3を主成分とする薄片状の鉱物であり、一般的な黒雲
母系、緑泥石系のいずれでもよく、産地により組成等に
差異があっても使用し得る。粒径は９０％以上が３００
μｍ以下であるものが特に好適である。
【０００９】バーミキュライトは、通常１０〜２０％程
度の水を含んでおり、高温（層間水が脱離し始める約３
２０℃から１０００℃）での急激な加熱により脱水され
著しく膨張する（多くは１０００℃、１〜２秒で、もと
の厚さの１０〜３０倍）が、本発明においては未膨張も
しくは膨張バーミキュライトのいずれであってもよい。
【００１０】バーミキュライトの配合量は通常０〜１５
ｗｔ％である。バーミキュライトは予め活性化処理して
用いることもできる。この活性化処理は、バーミキュラ
イトが吸着している有機物もしくは無機物を離脱させ、
本来有する調湿、吸着性能等を再構成・回復させること
を目的とする。たとえば、加圧水蒸気処理、食塩水によ
る煮沸処理等が挙げられるが、好ましくは１０５℃〜２
００℃の飽和蒸気圧での水蒸気処理によることができ
る。
【００１１】核となる物質としてトバモライトを用いる
場合、配合量は通常０〜１０ｗｔ％であり、トバモライ
トの生成した製品のリサイクル品を用いうる。
【００１２】このような核となる物質としてバーミキュ
ライトを用いる場合には、石灰質原料およびシリカ原料
を含有するケイ酸カルシウム系建材用組成物において、
全組成物中の結晶質シリカ含有量が５ｗｔ％以下、好適
には１ｗｔ％以下であるように調整することにより反応
後に実質的に結晶質シリカを含有しないケイ酸カルシウ
ム系建材用組成物を得ることができる。トバモライトを
用いる場合には、結晶質シリカ含有量が全組成物中の１
ｗｔ％以下であるのが好適である。
【００１３】本発明において、さらに好ましくは１〜１
０％程度の石膏を配合することができる。これにより、
原料中のアルミニウムが系内でエトリンジャイト生成
（アルミナ、ＳＯ3およびＣａＯより）に消費され、ケ
イ酸カルシウム反応を促進するので、この点からは有利
である。
【００１４】本発明の建材組成物には、その他の目的の
ために建材にそれぞれの基材に固有に用いられる種々の
配合材、さらには、その他を適宜配合し得る。その種
類、配合量は、結晶質シリカを実質的に含有しない骨材
等であれば常法によることができる。たとえば、骨材、
補強材、混和剤、軽量化材等、より具体的にはパルプ、
セルロース繊維、有機バインダー等が適宜選択される。
骨材は、結晶質シリカを実質的に含有しないものが好適
であり、たとえば炭酸カルシウム、ワラストナイト、炭
酸マグネシウム、徐冷滓もしくはドロマイト等が挙げら
れる。
【００１５】得られる本発明の建材組成物は、抄造成
形、押出し成形、プレス成形、鋳込み成形等の常法によ
り、ボード等の所望の形状、大きさの建材とすることが
できる。一般的にはボードの場合、工業的には、いわゆ
る抄造機を用いた抄造成形が選ばれる。
【００１６】このようにして得られる建材は、壁材、天
井材、間仕切り材等の内装材として使用されるのが好適
であるが、さらに軒天井材等の外装材等としても使用さ
れうる。
【００１７】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例により限定される
ものではない。なお部は質量部を表わす。
【００１８】
【実施例】実施例１ ケイ酸質原料として珪藻土およびフライアッシュをそれ
ぞれ１０部および２７部、石灰質原料として消石灰３０
部および補強繊維としてパルプ４部、未膨張バーミキュ
ライト（南ア産、粒径０．２５〜０．５ｍｍ）１０部さ
らに寸法安定材（骨材：炭酸カルシウム）１９部を出発
原料として、これらに水を添加して混合し固形分約１２
％のスラリーとし、抄造機により生シートを形成させた
後，オートクレーブ中（１６０〜１８０℃、約１０時
間）で加圧養生させ、ついで８０℃未満で所定の含水率
になるまで乾燥させ、ケイ酸カルシウムボード（３０ｃ
ｍ×３０ｃｍ×６ｍｍ）を得た。結晶質シリカの含有率
およびボードの物性を表１に示す。 実施例２ 珪藻土およびフライアッシュをそれぞれ１０部および２
７部、消石灰３０部、二水石膏５部、パルプ４部および
未膨張バーミキュライト１０部さらに寸法安定材（骨
材：炭酸カルシウム）１４部を用いて実施例１と同様に
して珪酸カルシウムボードを得た。結晶質シリカの含有
率およびボードの物性を表１に示す。 実施例３ 珪藻土３５部、消石灰３０部、パルプ４部、トバモライ
トリサイクル品２０部さらに寸法安定材（骨材：炭酸カ
ルシウム）１１部に水を添加して混合し固形分約１２％
のスラリーとした。ついで，抄造機で生シートを形成
し、その後約８０℃で約１２時間、蒸気養生させ、さら
に８０℃未満で乾燥させてケイカルボード（３０ｃｍ×
３０ｃｍ×６ｍｍ）を得た。結晶質シリカの含有率およ
びボードの物性を表１に示す。 実施例４ 珪藻土３５部、消石灰３５部、二水石膏５部、パルプ４
部、トバモライトリサイクル品２０部および寸法安定材
（骨材：炭酸カルシウム）６部、さらに水２４部を混合
し、得られた混合物を所定の型に鋳込み成形して板状と
し、ついで常温で養生し、さらに８０℃未満で乾燥して
ケイカルボード（３０ｃｍ×３０cm×６ｍｍ）を得た。
結晶質シリカの含有率およびボードの物性を表１に示
す。 比較例１ 珪藻土および珪砂をそれぞれ１０部および２７部、消石
灰４００部、パルプ４部および寸法安定材（骨材：炭酸
カルシウム）１９部を用いて、実施例１と同様にして珪
酸カルシウムボードを得た。結晶質シリカの含有率およ
びボードの物性を表１に示す。
【００１９】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── 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 14:04 Ｃ０４Ｂ 18:14 Ｚ 18:14 14:20 Ｚ 14:20） 111:40 111:40 111:50 111:50

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 石灰質原料およびシリカ原料を含有する
    ケイ酸カルシウム系建材用組成物において、全組成物中
    の結晶質シリカ含有量が５ｗｔ％以下であることを特徴
    とするケイ酸カルシウム系建材用組成物。
  2. 【請求項２】 結晶質シリカ含有量が３ｗｔ％以下であ
    る請求項１記載のケイ酸カルシウム系建材用組成物。
  3. 【請求項３】 石灰質原料が消石灰、生石灰、または結
    晶質シリカを実質的に含有しないセメントから選ばれる
    １種以上である請求項１もしくは２記載のケイ酸カルシ
    ウム系建材用組成物。
  4. 【請求項４】 シリカ原料が石英、トリジマイトもしく
    はクリストバライトを実質的に含有しない非晶質シリカ
    である請求項１記載のケイ酸カルシウム系建材用組成
    物。
  5. 【請求項５】 非晶質シリカ原料がフライアッシュ、高
    炉水砕スラグ、シリカフュ−ム、珪藻土、シラス、白
    土、カオリン、もしくはパーライトから選ばれる１種以
    上である請求項４記載のケイ酸カルシウム系建材用組成
    物。
  6. 【請求項６】 石灰質原料およびシリカ原料の比率がカ
    ルシウム／シリカのモル比で０．１〜３．０の範囲とな
    るように調整される請求項１記載のケイ酸カルシウム系
    建材用組成物。
  7. 【請求項７】 石灰質原料およびシリカ原料を含有する
    ケイ酸カルシウム系建材用組成物において、全組成物中
    の結晶質シリカ含有量が１ｗｔ％以下であることを特徴
    とするケイ酸カルシウム系建材用組成物。
  8. 【請求項８】 石灰質原料およびシリカ原料からなる反
    応性原料の合計が全組成物（固形分）の２０ｗｔ％以上
    である請求項１記載のケイ酸カルシウム系建材用組成
    物。
  9. 【請求項９】 結晶質シリカを実質的に含有しない骨材
    を含有する請求項１記載のケイ酸カルシウム系建材用組
    成物。
  10. 【請求項１０】 骨材が炭酸カルシウム、ワラストナイ
    ト、炭酸マグネシウム、徐冷滓もしくはドロマイトであ
    る請求項９記載のケイ酸カルシウム系建材用組成物。
  11. 【請求項１１】 ケイ酸カルシウム反応促進剤として、
    トバモライトのエピタキシャル成長の核となる物質を含
    有する請求項１記載のケイ酸カルシウム系建材用組成
    物。
  12. 【請求項１２】 核となる物質がバーミキュライト、ト
    バモライト、バイオタイトもしくはハイドロバイオタイ
    トの一種以上から選ばれる請求項１１記載のケイ酸カル
    シウム系建材用組成物。
  13. 【請求項１３】 バーミキュライトが未膨張もしくは膨
    張バーミキュライトである請求項１２記載のケイ酸カル
    シウム系建材用組成物。
  14. 【請求項１４】 バーミキュライトがその９０％以上が
    ３００μｍ以下である請求項１２もしくは１３記載のケ
    イ酸カルシウム系建材用組成物。
  15. 【請求項１５】 バーミキュライトの配合量が０〜１５
    ｗｔ％である請求項１２〜１４のいずれかに記載のケイ
    酸カルシウム系建材用組成物。
  16. 【請求項１６】 バーミキュライトが活性化処理された
    バーミキュライトである請求項１２〜１５のいずれかに
    記載のケイ酸カルシウム系建材用組成物。
  17. 【請求項１７】 活性化処理が、水蒸気処理である請求
    項１６記載のケイ酸カルシウム系建材用組成物。
  18. 【請求項１８】 トバモライトがトバモライトの生成し
    た製品のリサイクル品である請求項１２記載のケイ酸カ
    ルシウム系建材用組成物。
  19. 【請求項１９】 石灰質原料およびシリカ原料を含有す
    るケイ酸カルシウム系建材用組成物において、全組成物
    中の結晶質シリカ含有量が３ｗｔ％以下であるように調
    整することを特徴とするケイ酸カルシウム系建材用組成
    物の製造方法。
  20. 【請求項２０】 結晶質シリカ含有量が全組成物の１ｗ
    ｔ％以下である請求項１９記載のケイ酸カルシウム系建
    材用組成物の製造方法。
  21. 【請求項２１】 請求項１記載の建材用組成物を反応、
    成形させてなるケイ酸カルシウム系建材。
  22. 【請求項２２】 請求項２記載の建材用組成物を反応、
    成形させてなるケイ酸カルシウム系建材。
  23. 【請求項２３】 結晶質シリカを実質的に含有しない請
    求項２１もしくは２２記載のケイ酸カルシウム系建材。
  24. 【請求項２４】 成形が抄造成形、押出し成形、プレス
    成形もしくは鋳込み成形である請求項２１もしくは２２
    記載のケイ酸カルシウム系建材。
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