JP2005320215A - Method for manufacturing heat insulator by using waste, and heat insulator - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、断熱材の製造方法および断熱材に関し、詳しくは、フライアッシュ（石炭灰）などの廃棄物を利用して断熱材を製造する方法および該方法により製造される断熱材に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a heat insulating material and a heat insulating material, and more particularly to a method for manufacturing a heat insulating material using waste such as fly ash (coal ash) and a heat insulating material manufactured by the method.
近年、フライアッシュなどのシリカ系廃棄物が大量に発生しているが、その多くは、埋立処分などの有用性の低い形で処理されている。 In recent years, a large amount of silica-based waste such as fly ash has been generated, but most of them are treated in a less useful form such as landfill disposal.
また、フライアッシュなどのシリカ系廃棄物の一部は建材用のボード原料としても用いられているが、この場合、アルカリを加えて固化させる方法が一般的で、機械的強度や比重などの特性や用途、製造コストなどの面から用途が制約され、必ずしも十分にフライアッシュなどのシリカ系廃棄物のリサイクルに寄与することはできていないのが実情である。 Some silica waste such as fly ash is also used as a raw material for building boards. In this case, it is common to add an alkali to solidify, such as mechanical strength and specific gravity. In fact, the use is limited in terms of the use, production cost, etc., and it is not always possible to sufficiently contribute to the recycling of silica waste such as fly ash.
また、シリカ系材料とカルシウム系材料の共存下に、水溶性ケイ酸塩を直接作用させるプロセスも考えられるが、水溶性ケイ酸塩とカルシウムとの反応性はきわめて大きいため、シリカ系材料の固化を大きく阻害することになる。そのため、上記シリカ系材料とカルシウム系材料の共存下では、水溶性ケイ酸塩を直接使用せず、水酸化ナトリウムなどの強アルカリを添加して水熱処理を行うのが一般的であるが、この手法ではランニングコストが大きくなるという問題点がある。 In addition, a process in which a water-soluble silicate directly acts in the presence of a silica-based material and a calcium-based material is also conceivable, but since the reactivity of the water-soluble silicate and calcium is extremely high, the silica-based material is solidified. Will be greatly inhibited. Therefore, in the coexistence of the silica-based material and the calcium-based material, it is common not to use water-soluble silicate directly, but to perform a hydrothermal treatment by adding a strong alkali such as sodium hydroxide. This method has a problem that the running cost is increased.
さらに、フライアッシュなどのシリカ系廃棄物を用いて発泡ボードを製造することも考えられる。この場合、発泡させる方法としては、発泡コンクリートなどのように、コンクリートがアルカリ性であることを利用して、アルミニウムを添加し、アルミニウムから発生する水素を利用する方法が考えられるが、比較的高価格なアルミニウムを用いることはコストの増大を招くばかりでなく、アルミニウムから発生する水素は気泡が細かく発泡効率も低いという問題点がある。 Furthermore, it is also conceivable to produce a foam board using silica-based waste such as fly ash. In this case, as a method of foaming, a method of adding aluminum and utilizing hydrogen generated from aluminum by using the fact that the concrete is alkaline, such as foamed concrete, can be considered, but it is relatively expensive. Use of such aluminum causes not only an increase in cost, but also has a problem that hydrogen generated from aluminum has fine bubbles and low foaming efficiency.
また、（ａ）セメント質材料と（ｂ）凝固体とを備え、セメント質材料は（１）約２５〜８０重量％の硬化可能な硫酸カルシウムと、（２）約１０〜６０重量％のポルトランドセメントと、（３）最大約０〜４０重量％の細かく分割されたポゾラン材料と、（４）５重量％より小さいＣａ（ＯＨ）２とを含み、凝固体の（ａ）のセメント質材料に対する容積比が少なくとも約２／１である建築材に使用する配合物、および、上記ポゾラン材料がシリカヒューム、メタカオリン、顆粒状に粉砕された噴射炉スラグあるいは微粉砕されたフライアッシュである配合物を用いてボードを形成する方法が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、この方法によっても、本願発明において製造することを意図しているような廃棄物を有効に利用した、シリカ系材料とカルシウム系材料を含む軽量の断熱材を得ることは困難であるのが実情である。
However, even with this method, it is difficult to obtain a lightweight heat insulating material including silica-based material and calcium-based material, which effectively uses waste that is intended to be manufactured in the present invention. It is a fact.
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、シリカ系廃棄物を用いて軽量の断熱材を効率よく製造することが可能な断熱材の製造方法、および該断熱材の製造方法により製造される低コストで断熱効率の高い断熱材を提供することを課題とする。 This invention solves the said problem, and is manufactured by the manufacturing method of the heat insulating material which can manufacture a lightweight heat insulating material efficiently using a silica-type waste, and the manufacturing method of this heat insulating material. It is an object of the present invention to provide a heat insulating material with high heat insulation efficiency at low cost.
上記課題を解決するために、本願発明（請求項１）の断熱材の製造方法は、
(ａ)シリカ系材料と、(ｂ)カルシウム系材料と、(ｃ)水と、(ｄ)前記シリカ系材料、カルシウム系材料および水と配合することにより炭酸ガスを発生する発泡材とを所定の割合となるように配合し、混練することにより、配合原料に発泡を生じさせる工程と、
発泡した配合原料を、所定の型枠に入れる工程と、
型枠に入れた配合原料を乾燥して固化させることにより断熱材成型体を得る工程と
を具備することを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the method for manufacturing a heat insulating material of the present invention (Claim 1)
(a) a silica-based material, (b) a calcium-based material, (c) water, and (d) a foaming material that generates carbon dioxide gas by mixing with the silica-based material, the calcium-based material and water. The step of causing foaming in the blended raw material by blending and kneading to a proportion of
Placing the foamed blended raw material into a predetermined mold;
And a step of obtaining a heat insulating material molded body by drying and solidifying the blended raw material placed in the mold.
また、請求項２の断熱材の製造方法は、型枠に入れた配合原料を乾燥して固化させた断熱材成型体に、水溶性ケイ酸塩水溶液を浸透させる工程を備えていることを特徴としている。 The method for producing a heat insulating material according to claim 2 further includes a step of infiltrating a water-soluble silicate aqueous solution into a heat insulating material molded body obtained by drying and solidifying a blended raw material placed in a mold. It is said.
また、請求項３の断熱材の製造方法は、水溶性ケイ酸塩水溶液を浸透させた後の断熱材成型体を、アンモニウム塩水溶液中に浸漬する工程を備えていることを特徴としている。 The method for producing a heat insulating material according to claim 3 is characterized by comprising a step of immersing the heat insulating material molded body after the water-soluble silicate aqueous solution is infiltrated in an ammonium salt aqueous solution.
また、請求項４の断熱材の製造方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の断熱材の製造方法であって、(ａ)請求項１〜３のいずれかに記載の方法により得られる断熱材に、さらに、水溶性ケイ酸塩水溶液とシリカ系材料を混合したスラリーを塗布して乾燥させる工程、または、(ｂ)請求項１〜３のいずれかに記載の方法により得られる断熱材に、さらに、水溶性ケイ酸塩水溶液とシリカ系材料を混合したスラリーを塗布した後、アンモニウム塩水溶液中に浸漬して、塗布したスラリーを固化させる工程を備えていることを特徴としている。 Moreover, the manufacturing method of the heat insulating material of Claim 4 is a manufacturing method of the heat insulating material in any one of Claims 1-3, Comprising: (a) Obtained by the method in any one of Claims 1-3. A step of applying a slurry obtained by mixing a water-soluble silicate aqueous solution and a silica-based material to the heat-insulating material, and drying, or (b) heat insulation obtained by the method according to any one of claims 1 to 3 The material further includes a step of applying a slurry in which a water-soluble silicate aqueous solution and a silica-based material are mixed and then immersing the material in an ammonium salt aqueous solution to solidify the applied slurry.
また、請求項５の断熱材の製造方法は、前記シリカ系材料が、石炭灰、焼却灰、パーライト、ケイソウ土、白土、シリカヒュームからなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴としている。 The method for producing a heat insulating material according to claim 5 is characterized in that the silica-based material is at least one selected from the group consisting of coal ash, incinerated ash, perlite, diatomaceous earth, white clay, and silica fume. .
また、請求項６の断熱材の製造方法は、前記カルシウム系材料が廃石膏であることを特徴としている。 Moreover, the manufacturing method of the heat insulating material of Claim 6 is characterized in that the calcium-based material is waste gypsum.
また、請求項７の断熱材の製造方法は、前記発泡材として重炭酸塩を用い、常温で発泡させることを特徴としている。 Moreover, the manufacturing method of the heat insulating material of Claim 7 uses a bicarbonate as the said foaming material, It is made to foam at normal temperature.
また、請求項８の断熱材の製造方法は、
前記配合原料の配合割合を、
シリカ系材料 ：１０〜９０重量部
カルシウム系材料：１０〜９０重量部
水 ：１３０〜１８０重量部
（シリカ系材料・カルシウム系材料の合計量に対して）
発泡材 ：５〜２０重量部
（シリカ系材料・カルシウム系材料の合計量に対して）
の割合とすることを特徴としている。
Moreover, the manufacturing method of the heat insulating material of Claim 8 is as follows.
The blending ratio of the blended raw materials is
Silica-based material: 10 to 90 parts by weight Calcium-based material: 10 to 90 parts by weight Water: 130 to 180 parts by weight
(For the total amount of silica-based materials and calcium-based materials)
Foam: 5-20 parts by weight
(For the total amount of silica-based materials and calcium-based materials)
It is characterized by the ratio.
また、本願発明（請求項９）の断熱材は、
請求項１〜８のいずれかに記載の断熱材の製造方法により製造された断熱材であって、シリカ系材料と、カルシウム系材料とを主たる成分とし、かつ、気泡を包含していることを特徴としている。
The heat insulating material of the present invention (claim 9) is:
A heat insulating material manufactured by the method for manufacturing a heat insulating material according to any one of claims 1 to 8, comprising a silica-based material and a calcium-based material as main components and including bubbles. It is a feature.
本願発明（請求項１）の断熱材の製造方法は、(ａ)シリカ系材料と、(ｂ)カルシウム系材料と、(ｃ)水と、(ｄ)シリカ系材料、カルシウム系材料および水と配合することにより炭酸ガスを発生する発泡材とを所定の割合となるように配合して、混練することにより、配合原料に発泡を生じさせた後、発泡した配合原料を、所定の型枠に入れ、型枠に入れた配合原料を乾燥して固化させることにより断熱材成型体を得るようにしているので、シリカ系廃棄物を用いて軽量の断熱材を効率よく製造することが可能になり、シリカ系廃棄物の有効利用を図ることが可能になる。 The manufacturing method of the heat insulating material of the present invention (Claim 1) includes (a) a silica-based material, (b) a calcium-based material, (c) water, (d) a silica-based material, a calcium-based material, and water. The foaming material that generates carbon dioxide gas by blending is blended at a predetermined ratio and kneaded to cause foaming in the blended raw material, and then the foamed blended raw material is put into a predetermined formwork. Insulating materials are obtained by drying and solidifying the blended raw materials placed in the molds, making it possible to efficiently produce lightweight heat insulating materials using silica-based waste. In addition, effective utilization of silica-based waste can be achieved.
なお、炭酸ガスを発生する発泡材を用いているので、アルミニウム粉末をアルカリと反応させて水素を発生させる場合のように、水素の燃焼による火災などのおそれがなく、容易かつ安全に断熱材を製造することができる。 In addition, since a foaming material that generates carbon dioxide gas is used, there is no risk of fire due to hydrogen combustion, as in the case of generating hydrogen by reacting aluminum powder with an alkali, and heat insulation can be easily and safely performed. Can be manufactured.
また、本願発明においては、シリカ系材料として、パーライト、ケイソウ土のようなシリカ系の軽量材を含有させることが可能である。 In the present invention, a silica-based lightweight material such as pearlite or diatomaceous earth can be contained as the silica-based material.
また、請求項２の断熱材の製造方法のように、型枠に入れた配合原料を乾燥して固化させた断熱材成型体に、水溶性ケイ酸塩水溶液を浸透させることにより、断熱材成型体中のカルシウム分とケイ酸塩が反応して、機械的強度の大きい断熱材を得ることが可能になる。 Further, as in the method for producing a heat insulating material according to claim 2, a heat insulating material is molded by impregnating a water-soluble silicate aqueous solution into a heat insulating material molded body obtained by drying and solidifying a blended raw material put in a mold. It becomes possible to obtain a heat insulating material having a high mechanical strength by reacting calcium in the body with silicate.
すなわち、発泡した配合原料を、所定の型枠に入れ、型枠に入れた配合原料を乾燥して固化させただけでも、乾燥後の成型体は一定の形を保持できる程度の強度は有しているが、この成型体に水溶性ケイ酸塩水溶液を浸透させることにより、成型体中のカルシウム分とケイ酸塩を反応させて、強度を向上させることが可能になる。 That is, even if the foamed blended raw material is put into a predetermined mold and the blended raw material placed in the mold is dried and solidified, the molded body after drying has a strength enough to maintain a certain shape. However, by allowing a water-soluble silicate aqueous solution to penetrate into the molded body, the calcium content in the molded body reacts with the silicate, thereby improving the strength.
また、請求項３の断熱材の製造方法のように、水溶性ケイ酸塩水溶液を浸透させた後の断熱材成型体を、アンモニウム塩水溶液中に浸漬して反応させることにより、シリカの析出が起こり、成型体中のシリカ系材料との結合が進行する。その結果、耐水性などの特性が向上し、十分な耐候性と、必要な機械的強度を備えた信頼性の高い断熱材を得ることが可能になる。 Moreover, like the manufacturing method of the heat insulating material of Claim 3, the precipitation of a silica is carried out by immersing and reacting the heat insulating material molding after infiltrating water-soluble silicate aqueous solution in ammonium salt aqueous solution. Occurs and the bonding with the silica-based material in the molded body proceeds. As a result, properties such as water resistance are improved, and a highly reliable heat insulating material having sufficient weather resistance and necessary mechanical strength can be obtained.
なお、通常は、アンモニウム塩水溶液と反応させた成型体を洗浄して、反応生成した塩を除去した後、乾燥することにより、断熱材の完成品が得られることになる。 Normally, the molded product reacted with the aqueous ammonium salt solution is washed to remove the reaction-generated salt, and then dried to obtain a finished product of the heat insulating material.
また、請求項４の断熱材の製造方法のように、請求項１〜３のいずれかに記載の方法により得られる断熱材に、さらに、水溶性ケイ酸塩水溶液とシリカ系材料を混合したスラリーを塗布して乾燥させることにより、表面の発泡痕に残留したケイ酸塩中和後の白華による粉落ちの発生を防止することが可能になる。
また、請求項１〜３のいずれかに記載の方法により得られる断熱材に、さらに、水溶性ケイ酸塩水溶液とシリカ系材料を混合したスラリーを塗布した後、アンモニウム塩水溶液中に浸漬して反応させ、塗布したスラリーを固化させることにより、表面の発泡痕に残留したケイ酸塩中和後の白華による粉落ちの発生を防止することが可能になる。
なお、シリカ系材料は請求項１のシリカ系材料と同じでも、また、異なっていてもよい。
Moreover, the slurry which mixed further the water-soluble silicate aqueous solution and the silica-type material with the heat insulating material obtained by the method in any one of Claims 1-3 like the manufacturing method of the heat insulating material of Claim 4. By applying and drying, it becomes possible to prevent the occurrence of powder falling due to white flower after neutralization of silicate remaining in the foam marks on the surface.
Moreover, after apply | coating the slurry which mixed the water-soluble silicate aqueous solution and the silica-type material further to the heat insulating material obtained by the method in any one of Claims 1-3, it is immersed in ammonium salt aqueous solution. By reacting and solidifying the applied slurry, it is possible to prevent the occurrence of powder falling due to white flower after neutralization of the silicate remaining in the foam marks on the surface.
The silica material may be the same as or different from the silica material of claim 1.
すなわち、水溶性ケイ酸塩水溶液と反応させた後の断熱材成型体を、アンモニウム塩水溶液と反応させて乾燥しただけでは、表面の発泡痕に残留したケイ酸塩中和後の白華による粉落ちが発生する場合があるが、水溶性ケイ酸塩水溶液とフライアッシュなどのシリカ系材料を混合したスラリーを塗布することにより、粉落ちを防止することが可能になるとともに、表面がフラットで一様な外観を有する断熱材を得ることが可能になる。 That is, the heat insulating material molded body after the reaction with the water-soluble silicate aqueous solution is simply reacted with the ammonium salt aqueous solution and dried, so that the white silicate powder after neutralization of the silicate remaining on the foam marks on the surface Although falling may occur, it is possible to prevent powder falling by applying a slurry in which a water-soluble silicate aqueous solution and a silica-based material such as fly ash are mixed, and the surface is flat and uniform. It is possible to obtain a heat insulating material having such an appearance.
なお、塗布したスラリー（コーティング層）は、アンモニウム塩水溶液と接触させることにより、完全固化させることが可能になるため、請求項４を実施する場合には、同じラインで処理を行うことが可能になる。 Since the applied slurry (coating layer) can be completely solidified by contacting with the aqueous ammonium salt solution, the processing can be performed in the same line when claim 4 is carried out. Become.
また、請求項５の断熱材の製造方法のように、シリカ系材料として、石炭灰、焼却灰、パーライト、ケイソウ土、白土、シリカヒュームからなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることにより、所望の特性を備えた断熱材を確実に製造することが可能になり、シリカ系廃棄物を有効にリサイクルすることが可能になる。 Further, as in the method for producing a heat insulating material according to claim 5, by using at least one selected from the group consisting of coal ash, incinerated ash, perlite, diatomaceous earth, white clay, and silica fume as the silica-based material, It becomes possible to reliably manufacture a heat insulating material having the above characteristics, and it is possible to effectively recycle silica-based waste.
なお、本願発明においては、シリカ系材料として、パーライトのようなシリカ系の軽量材を含有させることが可能であり、その場合には断熱材の軽量化をさらに図ることができる。 In the present invention, a silica-based lightweight material such as pearlite can be contained as the silica-based material, and in that case, the heat insulating material can be further reduced in weight.
また、請求項６のように、カルシウム系材料として廃石膏を用いた場合、石膏（ＣａＳＯ4）が水に不溶（難溶）であり、かつ、酸性のＣａ塩であることから、発泡材の急激な発泡を抑制しつつ、十分な発泡性を確保することが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることができる。 Further, when waste gypsum is used as the calcium-based material as in claim 6, gypsum (CaSO 4 ) is insoluble (slightly soluble) in water and is an acidic Ca salt. Sufficient foamability can be ensured while suppressing rapid foaming, and the present invention can be further effectively realized.
なお、廃石膏としては、例えば、廃石膏ボードから回収される石膏や、石灰−石膏法などの排煙脱硫プロセスから回収される石膏などを用いることが可能であり、さらに他の種類のカルシウム系材料を用いることも可能である。 In addition, as waste gypsum, for example, gypsum recovered from waste gypsum board, gypsum recovered from flue gas desulfurization process such as lime-gypsum method, etc. can be used. It is also possible to use materials.
また、請求項７の断熱材の製造方法のように、発泡材として重炭酸塩を用いることにより、常温で効率よく発泡させることが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。 In addition, by using bicarbonate as a foaming material as in the method for manufacturing a heat insulating material according to claim 7, it is possible to efficiently foam at normal temperature, and the present invention can be further effectively realized. .
なお、重炭酸塩としては、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムなどが例示される。 Examples of the bicarbonate include sodium bicarbonate and potassium bicarbonate.
また、請求項８の断熱材の製造方法のように、配合原料の配合割合を、
シリカ系材料 ：１０〜９０重量部
カルシウム系材料：１０〜９０重量部
水 ：１３０〜１８０重量部
（シリカ系材料・カルシウム系材料の合計量に対して）
発泡材 ：５〜２０重量部
（シリカ系材料・カルシウム系材料の合計量に対して）
の割合とすることにより、所望の特性を備えた断熱材を確実に製造することが可能になる。
Moreover, like the manufacturing method of the heat insulating material according to claim 8,
Silica-based material: 10 to 90 parts by weight Calcium-based material: 10 to 90 parts by weight Water: 130 to 180 parts by weight
(For the total amount of silica-based materials and calcium-based materials)
Foam: 5-20 parts by weight
(For the total amount of silica-based materials and calcium-based materials)
By setting it as the ratio, it becomes possible to manufacture reliably the heat insulating material provided with the desired characteristic.
シリカ系材料の割合が１０重量部未満になると最終乾燥後の安定性が悪くなるという問題があり、９０重量部を超えると初期乾燥時の固化性が悪くなるという問題があるため、シリカ系材料の割合は、１０〜９０重量部の範囲とすることが望ましい。
また、カルシウム系材料の割合が１０重量部未満になると初期乾燥時の固化性が悪くなるという問題があり、９０重量部を超えると最終乾燥後の安定性が悪くなるという問題があるため、カルシウム系材料の割合は、１０〜９０重量部の範囲とすることが望ましい。
また、水の割合がシリカ系材料・カルシウム系材料の合計量に対し１３０重量部未満になると粒子の凝集性の低さから気泡の保持が困難になるという問題があり、１８０重量部を超えると混練物に流動性が生じ気泡の保持が困難になるという問題があるため、水の割合は、１３０〜１８０重量部の範囲とすることが望ましい。
また、発泡材は、その種類にもよるが、機械的な特性などに悪影響を与えることなく、十分な発泡性を確保するために、通常は、５〜２０重量部の範囲で用いることが望ましい。
When the proportion of the silica-based material is less than 10 parts by weight, there is a problem that the stability after the final drying is deteriorated, and when it exceeds 90 parts by weight, there is a problem that the solidification property at the initial drying is deteriorated. The ratio is preferably in the range of 10 to 90 parts by weight.
Further, when the ratio of the calcium-based material is less than 10 parts by weight, there is a problem that the solidification property at the initial drying is deteriorated, and when it exceeds 90 parts by weight, there is a problem that the stability after the final drying is deteriorated. The proportion of the system material is preferably in the range of 10 to 90 parts by weight.
In addition, when the ratio of water is less than 130 parts by weight with respect to the total amount of silica-based material and calcium-based material, there is a problem that it is difficult to hold bubbles due to the low cohesiveness of the particles. Since there is a problem that fluidity is generated in the kneaded product and it becomes difficult to hold bubbles, the ratio of water is preferably in the range of 130 to 180 parts by weight.
Moreover, although it depends on the kind of foam material, it is usually desirable to use it in the range of 5 to 20 parts by weight in order to ensure sufficient foaming properties without adversely affecting mechanical properties and the like. .
なお、本願発明の断熱材の製造方法においては、上記の範囲内において、各材料の配合割合は任意に決定することが可能であり、その配合割合によって、比重や機械的強度などに関し、種々の特性を備えた断熱材を得ることができる。
また、乾燥時間、使用する水溶性ケイ酸塩水溶液やアンモニウム塩水溶液の濃度および液温、断熱材の厚さなどに特別の制約はなく、用途などを考慮して任意に設定することが可能である。
In addition, in the manufacturing method of the heat insulating material of the present invention, within the above range, the blending ratio of each material can be arbitrarily determined. Depending on the blending ratio, various specific gravity and mechanical strength can be obtained. A heat insulating material with characteristics can be obtained.
In addition, there are no special restrictions on the drying time, the concentration and temperature of the aqueous silicate or ammonium salt solution used, the thickness of the heat insulating material, etc., and it can be set arbitrarily in consideration of the application. is there.
また、本願発明（請求項９）の断熱材は、本願請求項１〜８のいずれかに記載の断熱材の製造方法により製造された断熱材であって、シリカ系材料と、カルシウム系材料とを主たる成分とし、かつ、気泡を包含しているため、軽量で、必要な断熱性および機械的強度を備えており、種々の用途に広く用いることが可能である。 Moreover, the heat insulating material of this invention (Claim 9) is a heat insulating material manufactured by the manufacturing method of the heat insulating material in any one of Claims 1-8, Comprising: A silica type material, a calcium type material, Is a main component and includes bubbles, so that it is lightweight, has necessary heat insulation and mechanical strength, and can be widely used in various applications.
以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。 Examples of the present invention will be described below to describe the features of the present invention in more detail.
この実施例では、シリカ系材料にフライアッシュ、カルシウム系材料に廃石膏ボード粉砕物、軽量材にパーライト、発泡剤に重炭酸ナトリウムを使用して、以下に説明する方法により断熱材を製造した。なお、上記のパーライトはシリカ系材料でもある。 In this example, a heat insulating material was manufactured by the method described below using fly ash as a silica material, pulverized waste gypsum board as a calcium material, pearlite as a lightweight material, and sodium bicarbonate as a foaming agent. The pearlite is also a silica material.
以下に、図１を参照しつつ、断熱材の製造方法について説明する。
(１)まず、フライアッシュ、廃石膏ボード粉砕物およびパーライトを、発泡剤以外の固形分を１００とした場合に、重量基準で、以下の割合となるように配合することにより、配合原料を調製した（図１：ステップ１）。
フライアッシュ（シリカ系材料） ：３７．５
廃石膏ボード粉砕物（カルシウム系材料）：３７．５
パーライト（軽量材） ：２５
(２)それから、上記のフライアッシュ、廃石膏ボード粉砕物およびパーライトの配合原料１００に対して、発泡材（重炭酸ナトリウム）を、重量基準で１０の割合で添加した（図１：ステップ２）。
(３)次に、発泡材を添加した配合原料に、加水し、混練した後、混練した配合原料を型枠に流し込んだ。なお、配合原料に、加水し、混練すると直ちに発泡するので、混練した配合原料を速やかに型枠に流し込んだ（図１：ステップ３）。
(４)それから、型枠に流し込んだ配合原料を乾燥機に入れて、６０℃の温度で十分に乾燥させることにより、配合原料を固化させた（図１：ステップ４）。
(５)その後、型枠に入れた配合原料を乾燥して固化させた断熱材成型体を、バインダーである水溶性ケイ酸塩水溶液中に浸漬して、断熱材成型体に水溶性ケイ酸塩水溶液を浸透させた（図１：ステップ５）。
(６)次に、水溶性ケイ酸塩水溶液中に浸漬した断熱材成型体を、塩化アンモニウム水溶液に浸漬して反応させ、シリカを析出させて、硬化を促進させた（図１：ステップ６）。
(７)硬化を促進させた断熱材成型体を、熱水で洗浄することにより、生成した塩を除去した後、乾燥させた（図１：ステップ７）。
(８)その後、乾燥させた断熱材成型体に、水溶性ケイ酸塩水溶液とシリカ系材料を混合したスラリーを塗布した（図１：ステップ８）。
(９)それから、塩化アンモニウム水溶液に浸漬して反応させ、シリカを析出させて、硬化を促進させた（図１：ステップ９）。
(10)その後、断熱材成型体を、熱水で洗浄することにより、生成した塩を除去した後、乾燥させることにより完成品である断熱材を得た（図１：ステップ１０）。
Below, the manufacturing method of a heat insulating material is demonstrated, referring FIG.
(1) First, blend raw materials are prepared by blending fly ash, waste gypsum board pulverized material, and pearlite so that the solid content other than the foaming agent is 100, based on the weight. (FIG. 1: Step 1).
Fly ash (silica-based material): 37.5
Waste gypsum board pulverized material (calcium-based material): 37.5
Perlite (lightweight material): 25
(2) Then, a foaming material (sodium bicarbonate) was added at a ratio of 10 to the blended raw material 100 of the above fly ash, waste gypsum board and pearlite (FIG. 1: Step 2). .
(3) Next, after adding and kneading the blended raw material to which the foaming material was added, the kneaded blended raw material was poured into a mold. In addition, since it foams immediately after adding and knead | mixing to a mixing | blending raw material, the kneading | mixing mixing | blending raw material was poured into the mold quickly (FIG. 1: step 3).
(4) Then, the blended raw material poured into the mold was put in a dryer and sufficiently dried at a temperature of 60 ° C. to solidify the blended raw material (FIG. 1: Step 4).
(5) After that, the heat insulating material molded body obtained by drying and solidifying the blended raw material put in the mold is dipped in a water-soluble silicate aqueous solution as a binder, and the water-soluble silicate is added to the heat insulating material molded body. The aqueous solution was infiltrated (Figure 1: Step 5).
(6) Next, the heat insulating material molded body immersed in the water-soluble silicate aqueous solution was immersed and reacted in an aqueous ammonium chloride solution to precipitate silica and promote curing (FIG. 1: Step 6). .
(7) The heat-insulating material molded body whose curing was accelerated was washed with hot water to remove the generated salt and then dried (FIG. 1: step 7).
(8) Thereafter, a slurry obtained by mixing a water-soluble silicate aqueous solution and a silica-based material was applied to the dried heat insulating material molding (FIG. 1: Step 8).
(9) Then, it was immersed and reacted in an ammonium chloride aqueous solution to precipitate silica, thereby promoting curing (FIG. 1: Step 9).
(10) Thereafter, the heat insulating material molded body was washed with hot water to remove the generated salt and then dried to obtain a heat insulating material as a finished product (FIG. 1: step 10).
このようにして製造した断熱材の特性を表１に示す。 Table 1 shows the characteristics of the heat insulating material thus manufactured.
表１に示すように、断熱材は比重が０．４０と小さく、軽量で、しかも、断熱性に優れていることが確認された。 As shown in Table 1, it was confirmed that the heat insulating material has a specific gravity as small as 0.40, is lightweight, and has excellent heat insulating properties.
なお、上記実施例では、水溶性ケイ酸塩水溶液とシリカ系材料を混合したスラリーを塗布する工程（コーティング工程）を(７)の乾燥工程の後に実施したが、(７)の乾燥工程の前に実施することも可能である。 In the above embodiment, the step (coating step) of applying the slurry in which the water-soluble silicate aqueous solution and the silica-based material are mixed is performed after the drying step (7). It is also possible to implement.
また、上記実施例ではシリカ系原料として、フライアッシュを用いたが、フライアッシュの代わりに、ゴミ焼却炉などから排出される焼却灰や、シリカを主たる成分とする建築廃材などを用いることも可能である。また、フライアッシュ、焼却灰、および建築廃材などを混合して用いることも可能である。 In the above embodiment, fly ash is used as the silica-based raw material. However, it is also possible to use incineration ash discharged from a garbage incinerator or construction waste material mainly composed of silica instead of fly ash. It is. It is also possible to use fly ash, incineration ash, building waste, and the like.
また、上記実施例では、シリカ系材料の一部にパーライトを用いたが、シリカ系材料としてフライアッシュのみを用いることも可能である。また、パーライトに代えて、ケイソウ土、白土、シリカヒューム、珪砂などを用いることも可能である。 Moreover, in the said Example, although pearlite was used for a part of silica type material, it is also possible to use only fly ash as a silica type material. Moreover, it is also possible to use diatomaceous earth, white clay, silica fume, silica sand and the like instead of pearlite.
本願発明はさらにその他の点においても、上記実施例に限定されるものではなく、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。 The invention of the present application is not limited to the above embodiment in other points, and various applications and modifications can be made within the scope of the invention.
本願発明によれば、現在社会問題化しているフライアッシュ、焼却灰などのシリカ系廃棄物を用いて、製造コストの低い有用な断熱材を製造することが可能になる。
また、製造工程において発泡材を用いて効率よく発泡させることにより、高い断熱性を有する軽量の断熱材を得ることが可能になる。
このように、本願発明によれば、社会問題化しているシリカ系廃棄物を有効に利用して、断熱性に優れた軽量の断熱材を効率よく製造することが可能になることから、断熱材の製造方法に広く利用することが可能である。
According to the present invention, it is possible to produce a useful heat insulating material having a low production cost by using silica-based waste such as fly ash and incineration ash which are currently becoming a social problem.
Moreover, it becomes possible to obtain the lightweight heat insulating material which has high heat insulation by making it foam efficiently using a foaming material in a manufacturing process.
As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently produce a lightweight heat insulating material having excellent heat insulating properties by effectively using silica-based waste that has become a social problem. It can be widely used in the manufacturing method.
Claims (9)
発泡した配合原料を、所定の型枠に入れる工程と、
型枠に入れた配合原料を乾燥して固化させることにより断熱材成型体を得る工程と
を具備することを特徴とする断熱材の製造方法。 (a) a silica-based material, (b) a calcium-based material, (c) water, and (d) a foaming material that generates carbon dioxide gas by mixing with the silica-based material, the calcium-based material and water. The step of causing foaming in the blended raw material by blending and kneading to a proportion of
Placing the foamed blended raw material into a predetermined mold;
And a step of obtaining a heat insulating material molded body by drying and solidifying the blended raw material put in the mold.
(ａ)請求項１〜３のいずれかに記載の方法により得られる断熱材に、さらに、水溶性ケイ酸塩水溶液とシリカ系材料を混合したスラリーを塗布して乾燥させる工程、または、
(ｂ)請求項１〜３のいずれかに記載の方法により得られる断熱材に、さらに、水溶性ケイ酸塩水溶液とシリカ系材料を混合したスラリーを塗布した後、アンモニウム塩水溶液中に浸漬して、塗布したスラリーを固化させる工程
を備えていることを特徴とする断熱材の製造方法。 It is a manufacturing method of the heat insulating material in any one of Claims 1-3,
(a) A step of applying and drying a slurry obtained by mixing a water-soluble silicate aqueous solution and a silica-based material to the heat insulating material obtained by the method according to any one of claims 1 to 3, or
(b) After applying a slurry obtained by mixing a water-soluble silicate aqueous solution and a silica-based material to the heat insulating material obtained by the method according to any one of claims 1 to 3, it is immersed in an ammonium salt aqueous solution. And a process for solidifying the applied slurry.
シリカ系材料 ：１０〜９０重量部
カルシウム系材料：１０〜９０重量部
水 ：１３０〜１８０重量部
（シリカ系材料・カルシウム系材料の合計量に対して）
発泡材 ：５〜２０重量部
（シリカ系材料・カルシウム系材料の合計量に対して）
の割合とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の断熱材の製造方法。 The blending ratio of the blended raw materials is
Silica-based material: 10 to 90 parts by weight Calcium-based material: 10 to 90 parts by weight Water: 130 to 180 parts by weight
(For the total amount of silica-based materials and calcium-based materials)
Foam: 5-20 parts by weight
(For the total amount of silica-based materials and calcium-based materials)
It is set as the ratio of these, The manufacturing method of the heat insulating material in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN102557579A (en) * | 2011-12-06 | 2012-07-11 | 天津大学 | Silica-based porous composite heat insulation material and preparation method thereof |
| CN104355591A (en) * | 2014-10-13 | 2015-02-18 | 合肥庭索环保材料有限公司 | Environment-friendly thermal-insulation wallboard and manufacturing method thereof |
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2004
- 2004-05-11 JP JP2004141217A patent/JP2005320215A/en not_active Withdrawn
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