JPH0116783B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0116783B2
JPH0116783B2 JP21463384A JP21463384A JPH0116783B2 JP H0116783 B2 JPH0116783 B2 JP H0116783B2 JP 21463384 A JP21463384 A JP 21463384A JP 21463384 A JP21463384 A JP 21463384A JP H0116783 B2 JPH0116783 B2 JP H0116783B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal
crystals
water
calcium carbonate
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP21463384A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60155560A (en
Inventor
Teru Takahashi
Tooru Takigawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ohara Inc
Original Assignee
Ohara Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ohara Inc filed Critical Ohara Inc
Priority to JP21463384A priority Critical patent/JPS60155560A/en
Publication of JPS60155560A publication Critical patent/JPS60155560A/en
Publication of JPH0116783B2 publication Critical patent/JPH0116783B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明はシリカ−炭酸カルシウム複合体一次粒
子を構成成分として含有する成形材料に関する。 従来の技術 従来非晶質シリカとしては代表的なものとして
シリカゲルが知られており、これは主に珪酸ナト
リウム水溶液を塩酸、硫酸等の酸で中和し、沈澱
を析出させ水洗乾燥して製造される。更に必要が
あれば減圧下に加熱して活性化される。また該シ
リカゲルは製造法により不定形又は球状で収得さ
れ、必要に応じ結合剤等を用いて錠剤等の形態に
賦形される。その用途としては、吸湿性及び比表
面積が大きいところから例えば乾燥剤、吸着剤、
脱水剤、吸臭剤、触媒担体等が挙げられる。 しかしながらシリカゲルは水と接すると急激に
水分を吸収し崩壊する性質を有し、水と直接接す
る系での使用は不可能又は困難である。また一般
にシリカゲルは20〜220Åの平均細孔径を有する
が、そのうち平均細孔径の小さいものは嵩密度が
通常0.7g/cm3前後と大きく反対に嵩密度が0.2
g/cm3前後のものでは平均細孔径が必然的に大き
くなり通常180〜220Å程度となる。それ故ガスや
水等の吸着剤等として好適な20〜40Å程度の平均
細孔径を有するシリカゲルは嵩密度が大きくな
り、単位重量当りの吸着能は自づと制限を受け
る。また吸油能は嵩密度が小さく比表面積が大き
い程大であるが、大きな比表面積を有するもので
は嵩密度も大となり、吸油能を欠くか又は不充分
であるを免がれ得ない。更にシリカゲルは耐熱ガ
ラス等の耐火耐熱材の原料としては使用できな
い。 また炭酸カルシウムは通常貝殻、白亜、糖晶石
灰石等を機械的に粉砕したりまた生石灰に水を加
えて石灰乳とした後炭酸ガスと反応させる等の方
法により製造され、比較的安価な所から微粒子の
形状で上記シリカゲルと同様の用途に或はセメン
トの原料、各種化学薬品の原料、中和用等広汎な
用途に利用されている。 発明が解決しようとする問題点 本発明は上記公知のシリカゲルに代る新しい外
観結晶様非晶質シリカと、該シリカに付着した極
微細炭酸カルシウムとから成る複合体を水に分散
させてなり、何らバインダー等を用いることなく
成形可能であり、これにより軽量にして強度を有
する成形体を製造できる新規な成形材料を提供す
るものである。 問題点を解決するための手段 本発明によれば対称の関係にある少なくとも2
つの面をもち、約1〜300μの長さおよび約0.02〜
約1μの厚さを有し、長さが厚さの少なくとも10
倍である外観結晶様非晶質シリカおよび該シリカ
に付着した極微細炭酸カルシウムから構成された
シリカ−炭酸カルシウム複合体一次粒子を水に分
散させてなる成形材料が提供される。 本明細書においては以下本発明成形材料を構成
するシリカ−炭酸カルシウム複合体一次粒子を
「シルサイト」と呼ぶ。またシルサイトを構
成する一方の成分である外観結晶様非晶質シリカ
の一次粒子を「オプシル」と呼ぶ。 シルサイトは、オプシル及びそれに付着し
た極微細炭酸カルシウムからなる。オプシルは
対称の関係にある少なくとも2つの面をもち約1
〜500μの長さ、約50Å〜約1μの厚さ及び長さが
厚さの少なくとも10倍である大きさを有する。こ
れはX線回折の解析の結果全く回折ピークを認め
得ず非晶質であり、強熱脱水後の化学分析によれ
ばSiO2含量が98重量%を越え、また電子顕微鏡
観察の結果非晶質であるにもかかわらず対称の関
係にある少なくとも2つの面をもち結晶様外観を
有することによつて特徴付けられる。 オプシルに付着して存在する炭酸カルシウム
は約2μ以下の極微細粒子でありオプシルに容
易には分離し得ない状態で付着している。例えば
シルサイトを水に5重量%濃度で分散させ、20
分間撹拌して後放置し、シルサイトを構成する
シリカ(オプシル)及び炭酸カルシウムを両者
の比重差により沈降分離しようとしても全く分離
されず、両者が化学的な又は物理的な力により付
着していることが認められる。 シルサイトが非晶質シリカ−炭酸カルシウム
複合体であることは、X線回折の解析の結果炭酸
カルシウム特有の回折ピーク(2θ)が23.0゜、
29.4゜及び36.0゜又は23.0゜、24.8゜、27.0゜、29.4゜

32.8゜及び36.0゜に認められ強熱脱水後の化学分析
の結果SiO2とCaOとを主成分としており、電子
顕微鏡観察の結果結晶様外観を呈するオプシル
と微細な粒子とから構成されていることにより確
認される。 シルサイトを構成するオプシルの特異な外
観は、これが珪酸塩結晶から導かれ該結晶の形骸
を残したままで非晶質シリカに変換されることに
よつてもたらされる。従つてオプシルは起源結
晶である珪酸塩結晶と実質的に同一の外形及び大
きさを有する。例えばワラストナイト、ゾーノト
ライト、フオシヤジイト等の短冊状珪酸カルシウ
ム系結晶から導かれるオプシルは短冊状外形を
有する。トベルモライト、ジヤイロライト、α−
ダイカルシウムシリケートハイドレート(α−
C2SH)等の板状珪酸カルシウム結晶から導かれ
るオプシルは板状の外形を有する。之等短冊
状、板状等を呈するオプシルは、長さ約1〜
500μ、厚さ約50Å〜1μ及び長さが厚さの少なく
とも10倍である大きさを有する。ゾーノトライト
結晶から導かれる短冊状のオプシルは該結晶の
晶癖を保持し通常約1〜50μの長さ、約100Å〜
0.5μの厚さ及び約100Å〜2μの巾を有し長さは厚
さの約10〜5000倍である。トベルモライト結晶か
ら導かれる板状のオプシルは該結晶の晶癖を保
持し約1〜50μの長さ、約100Å〜0.5μの厚さ及び
約0.2〜20μの巾を有し長さが厚さの約10〜5000倍
である。ワラストナイト結晶から導かれる短冊状
のオプシルはその結晶の晶癖を保持し約1〜
500μの長さ、約100Å〜1μの厚さ及び約100Å〜
5μの巾を有し長さが厚さの約10〜5000倍である。
ジヤイロライト結晶から導かれる板状のオプシル
は、その結晶の晶癖を保持し約1〜50μの長
さ、約100Å〜0.5μの厚さ及び約1〜20μの巾を有
し長さが厚さの10〜5000倍である。α−ダイカル
シウムシリケートハイドレート結晶から導かれる
板状のオプシルは、その結晶の晶癖を保持し約
1〜300μの長さ、約500Å〜1μの厚さ及び約1〜
50μの巾を有し長さが厚さの10〜5000倍である。 オプシルの強熱脱水後(Ig.loss約4〜7重量
%)の化学組成は次の通りであり、また物理的性
質はシリカゲルと対比して下記第1表の通りであ
る。 オプシルの化学組成(重量%) SiO2 >98.0 Al2O3 <1.0 Fe2O3 <0.01 CaO <0.02
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a molding material containing silica-calcium carbonate composite primary particles as a constituent component. Conventional technology Silica gel has been known as a typical example of amorphous silica, and is mainly produced by neutralizing an aqueous sodium silicate solution with an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, precipitating a precipitate, washing with water, and drying. be done. If necessary, it is further activated by heating under reduced pressure. Further, the silica gel is obtained in an amorphous or spherical shape depending on the manufacturing method, and is shaped into a tablet or the like using a binder or the like as necessary. Due to its high hygroscopicity and large specific surface area, it can be used as a desiccant, adsorbent, etc.
Examples include dehydrating agents, deodorants, catalyst carriers, and the like. However, silica gel has the property of rapidly absorbing water and disintegrating when it comes into contact with water, making it impossible or difficult to use in systems where it comes into direct contact with water. Furthermore, silica gel generally has an average pore diameter of 20 to 220 Å, but those with a smaller average pore diameter usually have a bulk density of around 0.7 g/cm 3 , which is much the opposite, and a bulk density of 0.2
If the average pore diameter is around g/cm 3 , the average pore diameter will inevitably be large, usually about 180 to 220 Å. Therefore, silica gel having an average pore diameter of about 20 to 40 Å, which is suitable as an adsorbent for gases, water, etc., has a large bulk density, and its adsorption capacity per unit weight is naturally limited. Moreover, the oil absorption capacity increases as the bulk density and the specific surface area increase, but those with a large specific surface area also have a large bulk density and inevitably lack or are insufficient in oil absorption capacity. Furthermore, silica gel cannot be used as a raw material for fireproof and heat-resistant materials such as heat-resistant glass. Calcium carbonate is usually produced by mechanically crushing shells, chalk, sugar limestone, etc., or by adding water to quicklime to make lime milk, which is then reacted with carbon dioxide gas, and is available from relatively inexpensive sources. In the form of fine particles, it is used for a wide range of purposes, including the same applications as the above-mentioned silica gel, as a raw material for cement, as a raw material for various chemicals, and for neutralization. Problems to be Solved by the Invention The present invention is made by dispersing in water a composite consisting of a new crystal-like amorphous silica that replaces the above-mentioned known silica gel and ultrafine calcium carbonate attached to the silica. The object of the present invention is to provide a novel molding material that can be molded without using any binder or the like, thereby producing a lightweight and strong molded product. Means for solving the problem According to the present invention, at least two
It has two sides, a length of about 1 to 300μ, and a length of about 0.02 to
It has a thickness of about 1μ and the length is at least 10μ thick
A molding material is provided in which primary particles of a silica-calcium carbonate composite composed of amorphous silica having a crystal-like appearance and ultrafine calcium carbonate attached to the silica are dispersed in water. In this specification, the silica-calcium carbonate composite primary particles constituting the molding material of the present invention will be referred to as "silsite". The primary particles of amorphous silica, which is one of the constituents of silsite, are called "opsil". Silcite consists of opsil and extremely fine calcium carbonate attached to it. Opsil has at least two symmetrical faces and about 1
It has a length of ~500μ, a thickness of about 50A to about 1μ, and a size where the length is at least 10 times the thickness. As a result of X-ray diffraction analysis, no diffraction peaks were observed and it was found to be amorphous, and chemical analysis after ignited dehydration showed that the SiO 2 content exceeded 98% by weight, and electron microscopy revealed that it was amorphous. It is characterized by having at least two symmetrical faces and a crystal-like appearance despite its crystalline texture. The calcium carbonate present attached to Opsil is extremely fine particles of about 2μ or less, and is attached to Opsil in a state that cannot be easily separated. For example, if silcite is dispersed in water at a concentration of 5% by weight,
After stirring for a minute and leaving it to stand, attempts to separate the silica (opsil) and calcium carbonate that make up silcite by sedimentation due to the difference in specific gravity between the two result in no separation at all, and the two adhere to each other due to chemical or physical forces. It is recognized that there are The fact that silsite is an amorphous silica-calcium carbonate complex is shown by the fact that the diffraction peak (2θ) characteristic of calcium carbonate is 23.0° as a result of X-ray diffraction analysis.
29.4° and 36.0° or 23.0°, 24.8°, 27.0°, 29.4°,
32.8° and 36.0°, and as a result of chemical analysis after ignited dehydration, the main components are SiO 2 and CaO, and as a result of electron microscopy observation, it is composed of opsil and fine particles that have a crystal-like appearance. Confirmed by. The unique appearance of opsyl, which constitutes silsite, is brought about by the fact that it is derived from silicate crystals and is converted into amorphous silica while retaining the remains of the crystals. Therefore, opsil has substantially the same external shape and size as the silicate crystal that is the source crystal. For example, opsils derived from rectangular calcium silicate crystals such as wollastonite, zonotrite, and phosiadite have a rectangular outer shape. tobermolite, gyrolite, α-
Dicalcium silicate hydrate (α-
Opsil derived from plate-shaped calcium silicate crystals such as C 2 SH) has a plate-like external shape. These opsiles, which are strip-shaped, plate-shaped, etc., have a length of about 1~
500μ, a thickness of about 50A to 1μ, and a length that is at least 10 times the thickness. A rectangular optic derived from a zonotrite crystal retains the crystal habit of the crystal and is usually about 1 to 50μ in length, about 100Å to
It has a thickness of 0.5 μ and a width of about 100 Å to 2 μ, and the length is about 10 to 5000 times the thickness. A plate-shaped optic derived from tobermolite crystal retains the crystal habit of the crystal and has a length of about 1 to 50 μ, a thickness of about 100 Å to 0.5 μ, and a width of about 0.2 to 20 μ. It is approximately 10 to 5,000 times larger than the original size. The strip-shaped opsyl derived from wollastonite crystal retains the crystal habit of the crystal and has a crystal habit of about 1~
500μ length, about 100Å~1μ thickness and about 100Å~
It has a width of 5μ and a length approximately 10 to 5000 times the thickness.
A plate-shaped optic derived from a gyrolite crystal retains the crystal habit of the crystal and has a length of about 1 to 50 μ, a thickness of about 100 Å to 0.5 μ, and a width of about 1 to 20 μ, and the length is equal to the thickness. 10 to 5000 times. The plate-shaped opsyl derived from α-dicalcium silicate hydrate crystal retains its crystal habit, has a length of about 1 to 300μ, a thickness of about 500Å to 1μ, and a thickness of about 1 to 1μ.
It has a width of 50μ and a length 10 to 5000 times the thickness. The chemical composition of Opsil after ignited dehydration (Ig. loss about 4-7% by weight) is as follows, and its physical properties are as shown in Table 1 below in comparison with silica gel. Chemical composition of opsil (wt%) SiO 2 >98.0 Al 2 O 3 <1.0 Fe 2 O 3 <0.01 CaO <0.02

【表】 但し第1表中RD(1)はレギユラーデンシテイ、
ID(2)はインターメデエートデンシテイ、LD(3)
ローデンシテイを示し、エンサイクロペデイア
オブ ケミカル テクノロジー(Encyclopedia
of Chemical Technology)第18巻1969年、第61
〜67頁から引用した。また第1表における各物理
的性質は次の方法により測定した。 嵩密度:50g/cm2荷重ピストンシリンダー法によ
る方法で粉体10gを断面積5cm2の円筒に入れこ
れに250gで荷重を与えた後その容積を求め次
式により算出する。 10(g)/容積(cm3)=嵩密度 真比重:ベツクマン社空気比較式比重計により、
Heガス置換で求める。 平均細孔径:BET窒素吸着法による。 比表面積:BET窒素吸着法による。 細孔容積:BET窒素吸着法による。 粒子径:光学顕微鏡・電子顕微鏡による。 吸油量:ジオクチルフタレート(C6H4
(COOC8H172)を100gの粉末中に滴下し吸油
させ粘性が急激に現われたときの油の量を示
す。 吸湿性:関係湿度100%の容器中に粉末を入れ25
℃に保持して平衡状態になるまで吸着させその
重量%で示す。但し表中の各数値はオプシル
として嵩密度0.1g/cm3、RDとして嵩密度0.7
g/cm3、IDとして嵩密度0.4g/cm3及びLDとし
て嵩密度0.15g/cm3を夫々用いた場合のデータ
である。 上記第1表から明らかな通りオプシルは、小
さな嵩密度を有するにもかかわらず、ガスや水の
吸着に好適な20〜40Å程度の小さな平均細孔径を
有し、しかも比表面積が大きく、ガスや水等に対
し優れた吸着能を発揮すると共に優れた吸油能を
有する。またオプシルは耐水性に優れ水に浸漬
しても何な崩壊せず、従つて水と直接接する系に
おいても極めて有利に使用できる。更にオプシル
は熱伝導率が小さく1000℃迄の温度で焼結し得
る特性を有する。加えて6〜7という中性付近の
PHを有し耐薬品性に優れ、塩酸等の酸による分解
を受けることはない。之等の性質は起源結晶であ
る珪酸カルシウム結晶がPH10〜11という高いPHを
有し、塩酸等の酸により分解を受け従つて用途に
制約を受けていることに比して有利な点である。 本発明成形材料を構成するシルサイトは上記
特有の粒子形状と特性とを有するオプシルと之
に物理的に又は化学的に付着して存在する極微細
炭酸カルシウムとから構成されているが故に、水
性スラリーの形態で何らバインダー等を用いるこ
となく成形可能であり、軽量にして且つ強度を有
する成形体を製造し得る特異な性質を有すると共
に、これを成形して得られる成形体はオプシル
の特性を利用して従来シリカゲルが使用されてき
た用途に代替使用でき、またシリカゲルの使用さ
れ得ない用途にも使用でき、更に炭酸カルシウム
の特性を利用して炭酸カルシウムが使用されてき
た用途にも代替使用できる。代表的には各種充填
剤、乾燥剤、吸着剤、吸臭剤、過剤、接着剤用
添加剤、耐熱剤、製紙用艶消剤、化粧用乳化剤、
耐摩耗剤、断熱剤、増粘剤、顔料、歯磨粉、農業
用担体、医療用担体、触媒、触媒担体、ガスクロ
マトグラフイー用充填剤、賦形剤、固結防止剤、
揮発性物質固定剤、モレキユラーシーブ、耐熱ガ
ラス原料等の用途に有用である。特に耐熱性材
料、保温材料、過剤、触媒担体等として有用で
ある。 上記成形体を得るに当り、本発明成形材料は、
通常水対固形分比(重量)が4〜50:1の水性ス
ラリー形態とするのが望ましい。また該スラリー
には必要に応じて石綿、ガラス繊維、セラミツク
フアイバー、岩綿、合成繊維、天然繊維、パル
プ、炭素繊維、金属繊維、ステンレスフアイバー
等の繊維質補強剤、アルミナゾル、コロイダルシ
リカゾル、クレー、セメント、着色剤、充填剤等
の各種添加剤を添加でき、之によつて更に有用な
性質を付与できる。得られる成形体は、通常0.1
〜0.4g/cm3程度の低嵩密度で3〜30Kg/cm2程度
の大きな曲げ強度を備えている。また上記嵩密度
をより大きくすることも可能であり、嵩密度に比
例してより大きな機械的強度を有する成形体が得
られる。たとえば0.4g/cm3〜1.0g/cm3の嵩密度
の成形体では20〜100Kg/cm2程度の大きな曲げ強
度を有する。上記成形体がこの様に軽量で優れた
機械的強度を備えているのは、シルサイトの粒
子が相互に強固に接合していると共に、大きな空
隙率を有しているからである。この空隙率は低密
度のもの程大きい。 本発明の水性スラリーを構成するシルサイト
はSiO4四面体の網状又は連鎖状構造を有する各
種の天然又は合成珪酸塩結晶から製造できる。そ
の製造方法は特に制限されず任意の方法が採用で
きるが最も有利には珪酸カルシウム結晶を原料と
して次の如く製造される。即ち珪酸カルシウム結
晶を水分の存在下に炭酸ガスと接触させることに
より製造される。 この製造方法の最大の特徴は、珪酸カルシウム
結晶の外形を実質的に変化させることなく該結晶
を構成する珪酸カルシウムを非晶質シリカ及び炭
酸カルシウムに転換させ得る点にある。 起源結晶である珪酸カルシウム結晶としてはワ
ラストナイト、ゾーノトライト、フオシヤジヤイ
ト、ヒレブランダイト、ローゼンハナイト等のワ
ラストナイト系珪酸カルシウム結晶、トベルモラ
イト等のトベルモライト系珪酸カルシウム結晶、
ジヤイロライト、トラスコタイト、リエライト等
のジヤイロライト系珪酸カルシウム結晶、カルシ
オコンドロダイト、キルコアナイト、アフビイラ
イト等のγ−ダイカルシウムシリケート系珪酸カ
ルシウム結晶、α−ダイカルシウムシリケートハ
イドレート等が包含される。之等結晶は一次粒子
の形態で起源物質として使用され、結晶の外形が
損われることなく実質的にそのままシルサイト
乃至これを構成するオプシルに受け継がれる。
即ち珪酸カルシウム結晶の一次粒子(対称の関係
にある少くとも2つの面をもち、1〜500μの長
さ及び50Å〜1μの厚さを有し、長さが厚さの少
くとも10倍である)からは、シルサイト即ち上
記結晶粒子の形骸をそのまま有するオプシルと
之に付着して存在する炭酸カルシウムとが得られ
る。 シルサイトを製造する為に用いられる上記珪
酸カルシウム結晶一次粒子は公知の方法、例えば
特公昭45−25771号、特公昭30−4040号公報、特
公昭41−1953号公報、米国特許第2699097号明細
書、米国特許第2665996号明細書等に記載された
方法により得られる珪酸カルシウム結晶の球殻状
二次粒子や成形体を、粉砕することにより容易に
製造できる。 上記珪酸カルシウム結晶を得る為の珪酸原料と
しては、天然無定形珪酸、珪砂、珪藻土、クレ
ー、スラグ、白土、フライアツシユ、パーライ
ト、ホワイトカーボン、シリコンダスト等の珪酸
分を主成分とする各種のものを単独でまたは2種
以上混合して使用できる。石灰原料としては例え
ば生石灰、消石灰、カーバイト残渣、セメント等
石灰分を主成分とする各種のものを単独でもしく
は2種以上混合して使用できる。これ等各原料は
通常CaO:SiO2のモル比を0.5〜3.5:1程度の範
囲とする様配合するのがよく、上記原料と共に必
要に応じガラス繊維、セラミツクフアイバー、石
綿、岩綿、ナイロン、ビニロン、天然繊維、パル
プ、ステンレスフアイバー、炭素繊維等の補強剤
や着色剤等の添加剤が配合され得る。また上記に
おいて水量は、広に範囲に亘つて変化させ得、一
般には固形分の合計重量に対して3.5〜25倍程度
とするのがよい。反応温度は水蒸気圧の飽和温度
であり、通常0.5〜20時間程度で反応は完結する。
上記CaO:SiO2のモル比、反応圧力、温度、時
間等に応じて各種結晶化度の異なる珪酸カルシウ
ム結晶が得られる。該珪酸カルシウム結晶として
はその結晶系による例えばゾーノトライト、トベ
ルモライト、フオシヤジヤイト、ジヤイロライ
ト、α−ダイカルシウムシリケートハイドレート
等が挙げられる。また上記ゾーノトライト結晶を
更に1000℃程度で焼成することによりその形状を
変化させることなく之を構成する結晶をワラスト
ナイトとすることができる(特公昭50−29493
号)。 シルサイトは上記の如くして得られる一次粒
子の形態にある珪酸カルシウム結晶を水の存在下
に炭酸ガスと接触させて強制的に炭酸化せしめる
ことにより得られる。該炭酸化は、反応系内に炭
酸ガスを導入し、水分の存在下において上記結晶
と炭酸ガスとを接触せしめることにより行なわれ
る。これは例えば珪酸カルシウム結晶を適当な密
閉容器中に入れ高湿度下乃至湿潤雰囲気下に炭酸
ガスを導入するか、珪酸カルシウム結晶を水中も
しくは炭酸水中に浸漬後之に炭酸ガスを導入する
等の方法により実施できる。この炭酸化は系内に
炭酸ガスを導入する限り常温、常圧下においても
充分進行するが好ましくは加圧下(10Kg/cm2程度
迄のゲージ圧下)に行なうのがよく、これにより
炭酸化の速度が一層早くなり短時間で反応を完結
することが可能となる。炭酸ガスの使用量は化学
量論量又はそれ以上である。珪酸カルシウム結晶
を水中に浸漬して炭酸化処理を行なう場合には、
反応系を撹拌することによつても炭酸化速度を早
めることができる。水対珪酸カルシウム結晶の使
用割合は通常1〜50:1好ましくは1〜25:1
(重量比)とするのがよい。炭酸化の速度は原料
材料を構成する珪酸カルシウムの結晶化度によつ
て若干異なるが、例えば炭酸化速度が最も遅いと
認められるゾーノトライト結晶を炭酸化する場合
には、その乾燥重量に対し水分添加量を2〜6倍
程度とすることにより4〜10時間程度で反応が完
結する。また該水分の添加量を5倍とし反応系を
2Kg/cm2(ゲージ圧)に加圧すれば、反応は通常
1時間前後で完結し、この加圧条件を3Kg/cm2
(ゲージ圧)とすれば30分程度という極めて短時
間で反応が完結することが認められている。 上記炭酸化反応は、原料とする珪酸カルシウム
結晶の種類及び結晶化度により下記反応式で示さ
れる如く進行する。 xCaO・SiO2・mH2O+CO2 →CaCO3+SiO2・nH2O 但し上記式中xは0.5〜3.5である。 上記により珪酸カルシウム結晶は、その一次粒
子の外形を実質的に変化させることなく従つて形
態上の変化を伴うことなく非晶質シリカと炭酸カ
ルシウムの極微細結晶とに転化される。即ち珪酸
カルシウム一次結晶の骨格構造をなすSiO4四面
体の連鎖構造はそのまま保持され、該連鎖構造に
よつて結晶の外観を有する非晶質シリカ(オプシ
ル)と之に付着した極微細炭酸カルシウムとが
生成する。炭酸カルシウムは約2μ以下の極微細
粒子であり、オプシルに化学的な又は物理的な
力により容易には分離できない状態で付着してい
る。 実施例 以下本発明を更に詳細に説明するため参考例及
び実施例を挙げる。 各参考例及び実施例で得られる物質のX線回折
図、電子顕微鏡写真及び細孔径分布図を図面に示
す。 第1図A及びBは夫々出発原料であるゾーノト
ライト結晶及びシルサイトのX線回折図であ
る。これはX線回折計を利用しCuターゲツトで
波長が1.5418ÅのX線を発生させ、これを試料に
照射して、その回折角と回折強度を求めることに
より記録されたものである。 第2図及び第3図は倍率20000倍の電子顕微鏡
写真であり各図中Aは出発原料である珪酸カルシ
ウム結晶の写真及びBはそれから得られるシルサ
イトの写真である。 第4図は5000倍電子顕微鏡写真であり、図中A
は出発原料であるα−ダイカルシウムシリケート
結晶の写真、及びBは該結晶から得られるシルサ
イトの写真である。 第5図はシルサイトの細孔径分布図であり、
横軸は細孔径(Å)を縦軸は細孔容積〔(c.c./
g・Å)×103〕を示す。 参考例 1 石灰原料として生石灰及び珪酸原料として350
メツシユ全通の珪石粉を用いる。之等を石灰と珪
酸とのモル比が0.98:1となる割合で水に分散さ
せ、水対固形分比(重量)を12:1として原料ス
ラリーを調製する。該原料スラリーをオートクレ
ーブに装入し191℃に加熱し12Kg/cm2の飽和水蒸
気圧下で8時間撹拌しながら水熱反応させてゾー
ノトライト結晶のスラリーを得る。 得られた結晶のX線回折図は第1図Aの通りで
あり、12.7゜、27.6゜及び29.0゜にゾーノトライト結
晶特有の回折ピーク(2θ)を示す。その強熱後の
組成は次の通りである。 SiO2 48.88% CaO 45.60 Al2O3 0.26 Fe2O3 0.54 Ig.loss 4.51 99.79 次いで上記スラリーを150℃で乾燥後粉砕して
白色微粉末を得る。その電子顕微鏡写真は第2図
Aに示される。該図より上記一次粒子は少なくと
も対称の関係にある2つの面をもち長さ約1〜
20μ、厚さ約0.02〜0.1μ及び巾約0.02〜1.0μの大き
さを有し長さが厚さの少なくとも約10倍であるこ
とがわかる。該一次粒子は約50m2/gの比表面積
を有する。 参考例 2 石灰原料として消石灰及び珪酸原料として350
メツシユ全通の珪石粉を用いる。之等を石灰と珪
酸とのモル比が0.80:1となる割合で水に分散さ
せ、水対固形分比(重量)を12:1として原料ス
ラリーを調製する。該原料スラリーをオートクレ
ーブに装入し191℃に加熱し12Kg/cm2の飽和水蒸
気圧下で5時間撹拌しながら水熱反応させてトベ
ルモライト結晶のスラリーを得る。 得られた結晶はX線回折の解析の結果7.8゜、
29.0゜及び30.0゜にトベルモライト結晶特有の回折
ピーク(2θ)を示す。その強熱後の組成は次の通
りである。 SiO2 48.38% CaO 38.55 Al2O3 0.31 Fe2O3 0.45 Ig.loss 11.36 99.05 次いで上記スラリーを150℃で乾燥後粉砕して
白色微粉末を得る。その電子顕微鏡写真は第3図
Aに示される。該図より上記一次粒子は少なくと
も対称の関係にある2つの面をもち長さ約1〜
20μ、厚さ約0.02〜0.1μ及び巾約0.2〜5.0μの大き
さを有し、長さが厚さの少なくとも約10倍である
ことがわかる。該一次粒子は約61m2/gの比表面
積を有する。 参考例 3 石灰原料として生石灰及び珪酸原料として市販
のホワイトカーボン(粒子径100mμ以下、SiO2
含量約88重量%)を用いる。之等を石灰と珪酸と
のモル比が0.57:1となる割合で水に分散させ、
水対固形分比(重量)を12:1として原料スラリ
ーを調製する。該原料スラリーをオートクレーブ
に装入し200℃に加熱し15Kg/cm2の飽和水蒸気圧
下で8時間撹拌しながら水熱反応させてジヤイロ
ライト結晶のスラリーを得る。 得られた結晶はX線回折の解析の結果4.0゜、
28.2゜及び28.9゜にジヤイロライト結晶特有の回折
ピーク(2θ)を示す。その強熱後の組成は次の通
りである。 SiO2 56.88% CaO 30.75 Al2O3 0.39 Fe2O3 0.29 Ig.loss 11.39 99.70 次いで上記スラリーを150℃で乾燥後粉砕して
白色微粉末を得る。得られた一次粒子は電子顕微
鏡観察の結果少なくとも対称の関係にある2つの
面をもち長さ約1〜20μ、厚さ約0.02〜0.1μ及び
巾約0.2〜5μの大きさを有し、長さが厚さの少な
くとも10倍であることがわかる。該一次粒子は約
60m2/gの比表面積を有する。 参考例 4 石灰原料として生石灰及び珪酸原料として350
メツシユ全通の珪石粉を用いる。之等を石灰と珪
酸とのモル比が2.0:1となる割合で水に分散さ
せ、水対固形分比(重量)を4:1として原料ス
ラリーを調製する。該原料スラリーをオートクレ
ーブに装入し191℃に加熱して12Kg/cm2の飽和水
蒸気圧下で5時間加熱反応させてα−ダイカルシ
ウムシリケートハイドレート結晶のスラリーを得
る。 得られた結晶はX線回折の解析の結果16.6゜、
27.3゜及び37.2゜にα−ダイカルシウムシリケート
ハイドレート結晶特有の回折ピーク(2θ)を示
す。その強熱後の組成は次の通りである。 SiO2 30.81% CaO 57.02 Al2O3 0.45 Fe2O3 0.50 Ig.loss 10.05 98.83 上記で得たスラリーを150℃で乾燥後粉砕して
白色微粉末一次粒子を得る。その電子顕微鏡写真
を第4図Aに示す。該図より上記一次粒子は少な
くとも対称の関係にある2つの面をもち長さ約1
〜300μ、厚さ約0.1〜1μ及び巾約1〜30μの大きさ
を有し、長さが厚さの少なくとも10倍である板状
形態を有することがわかる。該一次粒子は約6
m2/gの比表面積を有する。 実施例 1 参考例1で得たゾーノトライト針状結晶一次粒
子を出発原料とする。これを5倍重量の水と共に
密閉型圧力容器内に装入し、室温下該容器内に炭
酸ガスを圧入し、内圧を3Kg/cm2に保持して約30
分間炭酸化を行う。 かくして非晶質シリカ−炭酸カルシウム複合体
粒子(シルサイト)を得る。 その分析結果は次の通りである。 組成(%) SiO2 36.04 CaO 33.54 Al2O3 0.18 Fe2O3 0.38 Ig.loss 28.87 Total 99.01 またそのX線回折結は第1図Bに示す通りであ
り、第1図Aに認められた珪酸カルシウム結晶特
有のピークはすべて消失しており代りに23.0゜、
29.4゜及び36.0゜に炭酸カルシウム結晶の回折ピー
ク(2θ)のみが現出しており炭酸化により珪酸カ
ルシウムが非晶質シリカと炭酸カルシウムとに転
換されたことがわかる。 更に電子顕微鏡観察結果は第2図Bの通りであ
る。該図より上記複合粒子は、対称の関係にある
少なくとも2つの面をもち約1〜20μの長さ、約
0.02〜0.1μの厚さ及び約0.02〜1.0μの巾を有し、
長さが厚さの10倍以上である大きさを有する非晶
質シリカに約2μ以下の極微細粒子の形態を有す
る炭酸カルシウム微粒子が付着してなつているこ
とがわかる。上記非晶質シリカの形状は出発原料
とするゾーノトライト針状結晶のそれ(第2図
A)と全く同様であり、該ゾーノトライト針状の
外形をそのまま保持していることがわかる。 この複合粒子はこれを水に5重量%濃度に分散
させ、20分間撹拌して後放置し、上記粒子を構成
するシリカ及び炭酸カルシウムを比重差により沈
降分離しようとしても全く分離できず、両者が化
学的又は物理的に強固に付着していることが認め
られる。 以下上記で得たシルサイトの特性を示す。 嵩密度 0.139g/cm3 比表面積 63m2/g 吸油量 300c.c./100g 更に上記シルサイトの細孔径分布の状態は第
5図に曲線1で示す通りであり、27Åにそのピー
クが認められる。 上記で得たシルサイトを水対固形分重量比が
5:1となるよう水に分散させて、本発明水性ス
ラリーを得る。 次いで得られた水性スラリーを型に入れ脱水成
形後乾燥して成形体を得る。得られた成形体の物
性を次に示す。 嵩密度 0.37g/cm3 空隙率 84.8% 950℃での耐熱性 変化なし 圧縮強度 12Kg/cm2 曲げ強度 8Kg/cm2 実施例 2 参考例2で得たトベルモライト板状結晶一次粒
子を出発原料とする。これを5倍重量の水と共に
密閉型圧力容器内に装入し、室温下該容器内に炭
酸ガスを圧入し、内圧を3Kg/cm2に保持して約30
分間炭酸化を行う。 かくして非晶質シリカ−炭酸カルシウム複合粒
子(シルサイト)を得る。 その分析結果は次の通りである。 組成(%) SiO2 39.77 CaO 31.43 Al2O3 0.24 Fe2O3 0.40 Ig.loss 27.42 Total 99.26 またそのX線回折結果は第1図Bに示すと同様
であり出発原料とするトベルモライト結晶特有の
ピークがすべて消失しており代りに23.0゜、24.8゜、
27.0゜、29.4゜、32.8゜及び36.0゜に炭酸カルシウム結
晶の回折ピーク(2θ)のみが現出しており、炭酸
化により珪酸カルシウムが非晶質シリカと炭酸カ
ルシウムとに転換されている。 更に電子顕微鏡観察結果は第3図Bの通りであ
る。該図より上記複合粒子は、対称の関係にある
少なくとも2つの面をもち約1〜20μの長さ、約
0.02〜0.1μの厚さ及び約0.2〜5.0μの巾を有し、長
さが厚さの10倍以上である大きさを有する非晶質
シリカに約2μ以下の極微細粒子の形態を有する
炭酸カルシウム微粒子が付着してなつていること
がわかる。上記非晶質シリカの形状は出発原料と
するトベルモライト板状結晶のそれ(第3図A)
と全く同様であり、該トベルモライトの板状の外
形をそのまま保持していることがわかる。 この複合粒子は、これを水に5重量%濃度に分
散させ、20分間撹拌して後放置し、上記粒子を構
成するシリカ及び炭酸カルシウムを比重差により
沈降分離しようとしても全く分離できず、両者が
化学的又は物理的に強固に付着していることが認
められる。 以下上記で得たシルサイトの特性を示す。 嵩密度 0.101g/cm3 比表面積 55m2/g 吸油量 300c.c./100g 更に上記シルサイトの細孔径分布の状態は第
5図に曲線2で示す通りであり、23Åにそのピー
クが認められる。 上記で得たシルサイトを水対固形分重量比が
5:1となるよう水に分散させて本発明スラリー
を得る。 次いで得られた水性スラリーを型に入れ脱水成
後乾燥して成形体を得る。得られた成形体の物性
を次に示す。 嵩密度 0.50g/cm3 空隙率 80.0% 950℃での耐熱性 変化なし 圧縮強度 15Kg/cm2 曲げ強度 8Kg/cm2 実施例 3 参考例3で得たジヤイロライト板状結晶一次粒
子を出発原料とする。これを5倍重量の水と共に
密閉型圧力容器内に装入し、室温下該容器内に炭
酸ガスを圧入し、内圧を3Kg/cm2に保持して約30
分間炭酸化を行う。 かくして非晶質シリカ−炭酸カルシウム複合粒
子を得る。 その分析結果は次の通りである。 組成(%) SiO2 48.22 CaO 26.07 Al2O3 0.33 Fe2O3 0.25 Ig.loss 24.33 Total 99.20 またそのX線回折結果は第1図Bに示す通りと
同様であり、出発原料とする珪酸カルシウム結晶
特有のピークはすべて消失しており代りに23.0゜、
24.8゜、27.0゜、29.4゜、32.8゜及び36.0゜に炭酸カル

ウム結晶の回折ピーク(2θ)のみが現出してい
る。炭酸化により珪酸カルシウムが非晶質シリカ
と炭酸カルシウムとに転換される。 更に電子顕微鏡観察結果によれば上記複合粒子
は、対称の関係にある少なくとも2つの面をもち
約1〜20μの長さ、約0.02〜0.1μの厚さ及び約0.2
〜5μの巾を有し、長さが厚さの約10倍以上であ
る大きさを有する非晶質シリカに約2μ以下の極
微細粒子の形態を有する炭酸カルシウム微粒子が
付着してなつている。上記非晶質シリカの形状は
出発原料とするジヤイロライト板状結晶のそれと
全く同様であり、該ジヤイロライトの板状の外形
をそのまま保持している。 この複合素子は、これを水に5重量%濃度に分
散させ、20分間撹拌して後放置し、上記粒子を構
成するシリカ及び炭酸カルシウムを比重差により
沈降分離しようとしても全く分離できず、両者が
化学的又は物理的に強固に付着していることが認
められる。 以下上記で得たシルサイトの特性を示す。 嵩密度 0.135g/cm3 比表面積 50m2/g 吸油量 260c.c./100g 更に上記シルサイトの細孔径分布の状態は第
5図に曲線3で示す通りであり、28Åにそのピー
クが認められる。 上記で得たシルサイトを水対固形分重量比が
5:1となるよう水に分散させて本発明水性スラ
リーを得る。これは単に脱水成形し乾燥するだけ
で、軽量で機械的強度を有する成形体を与える成
形能を有している。 実施例 4 参考例4で得たα−ダイカルシウムシリケート
ハイドレートの板状結晶一次粒子を出発原料とす
る。これを5倍重量の水と共に密閉型圧力容器内
に装入し、室温下該容器内に炭酸ガスを圧入し、
内圧を3Kg/cm2に保持して約30分間炭酸化を行な
う。 かくして非晶質シリカ−炭酸カルシウム複合粒
子(シルサイト)を得る。 その分析結果は次の通りである。 組成(%) SiO2 22.86 CaO 42.24 Al2O3 0.31 Fe2O3 0.33 Ig.loss 34.50 Total 100.24 またそのX線回折結果は第1図Bに示すと同様
であり出発原料とする珪酸カルシウム結晶特有の
ピークはすべて消失しており代りに23.0゜、24.8゜、
27.0゜、29.4゜、32.8゜及び36.0゜に炭酸カルシウム結
晶の回折ピーク(2θ)のみが現出している。炭酸
化により珪酸カルシウムが非晶質シリカと炭酸カ
ルシウムとに転換される。 更に電子顕微鏡観察結果によれば上記複合粒子
は第4図Bに示す通り対称の関係にある少なくと
も2つの面をもち約1〜300μの長さ、約0.1〜1μ
の厚さ及び約1〜30μの巾を有し、長さが厚さの
10倍以上である大きさを有する非晶質シリカに約
2μ以下の極微細粒子の形態を有する炭酸カルシ
ウム微粒子が付着してなつている。上記非晶質シ
リカの形状は出発原料とするα−ダイカルシウム
シリケートハイドレート板状結晶のそれ(第4図
A)と全く同様であり、該晶癖をそのまま保持し
ている。 この複合粒子は、これを水に5重量%濃度に分
散させ、20分間撹拌して後放置し、上記粒子を構
成するシリカ及び炭酸カルシウムを比重差により
沈降分離しようとしても全く分離できず、両者が
化学的又は物理的に強固に付着していることが認
められる。 以下上記で得たシルサイトの特性を示す。 嵩密度 0.656g/cm3 比表面積 8m2/g 吸油量 100c.c./100g 更に上記シルサイトの細孔径分布の状態は第
5図に曲線4で示す通りである。24Åにそのピー
クが認められる。 上記で得たシルサイトを水対固形分重量比が
5:1となるよう水に分散させて本発明水性スラ
リーを得る。これは単に脱水成形し乾燥するだけ
で、軽量で機械的強度を有する成形体を与える成
形能を有している。
[Table] However, RD (1) in Table 1 is regular density,
ID (2) indicates intermediate density, LD (3) indicates low density, and encyclopedia
of Chemical Technology (Encyclopedia
of Chemical Technology) Volume 18, 1969, No. 61
Quoted from page 67. Further, each physical property in Table 1 was measured by the following method. Bulk density: 50 g/cm 2 Using the piston-cylinder method, 10 g of powder is placed in a cylinder with a cross-sectional area of 5 cm 2 , a load of 250 g is applied to the cylinder, and the volume is determined using the following formula. 10 (g)/volume (cm 3 ) = bulk density true specific gravity: using a Beckman air comparison hydrometer,
Determined by He gas replacement. Average pore size: Based on BET nitrogen adsorption method. Specific surface area: Based on BET nitrogen adsorption method. Pore volume: Based on BET nitrogen adsorption method. Particle size: Based on optical microscope/electron microscope. Oil absorption: Dioctyl phthalate (C 6 H 4
(COOC 8 H 17 ) 2 ) is dropped into 100 g of powder to absorb oil, and the amount of oil is shown when viscosity suddenly appears. Hygroscopicity: Put the powder in a container with relative humidity of 100% 25
It was maintained at ℃ and adsorbed until it reached an equilibrium state, and the adsorption is expressed in weight %. However, each value in the table is a bulk density of 0.1 g/cm 3 as opsil, and a bulk density of 0.7 as RD.
g/cm 3 , a bulk density of 0.4 g/cm 3 as ID, and a bulk density of 0.15 g/cm 3 as LD, respectively. As is clear from Table 1 above, Opsil has a small average pore diameter of about 20 to 40 Å, which is suitable for adsorbing gas and water, even though it has a small bulk density. It exhibits excellent adsorption ability for water, etc., and also has excellent oil absorption ability. Opsil also has excellent water resistance and does not disintegrate in any way even when immersed in water, so it can be used very advantageously even in systems where it comes into direct contact with water. Furthermore, Opsil has a low thermal conductivity and can be sintered at temperatures up to 1000°C. In addition, around neutrality of 6 to 7
It has a pH value and has excellent chemical resistance, and is not decomposed by acids such as hydrochloric acid. These properties are advantageous compared to the source crystal, calcium silicate crystal, which has a high pH of 10 to 11 and is subject to decomposition by acids such as hydrochloric acid, which limits its use. . Silcite, which constitutes the molding material of the present invention, is composed of opsil having the above-mentioned unique particle shape and characteristics and ultrafine calcium carbonate that is physically or chemically attached to the opsil. It can be molded in the form of a slurry without using any binder, and it has unique properties that allow it to produce molded products that are lightweight and strong, and the molded products obtained by molding this have the characteristics of Opsil. It can be used as an alternative to applications where silica gel has traditionally been used, and it can also be used in applications where silica gel cannot be used, and by utilizing the properties of calcium carbonate, it can be used as an alternative to applications where calcium carbonate has been used. can. Typical examples include various fillers, desiccants, adsorbents, deodorants, filter agents, additives for adhesives, heat resistant agents, matting agents for paper manufacturing, emulsifiers for cosmetics,
Anti-wear agents, heat insulating agents, thickeners, pigments, toothpaste, agricultural carriers, medical carriers, catalysts, catalyst carriers, fillers for gas chromatography, excipients, anti-caking agents,
It is useful for applications such as volatile substance fixatives, molecular sieves, and heat-resistant glass raw materials. It is particularly useful as a heat-resistant material, a heat-retaining material, a superagent, a catalyst carrier, etc. In obtaining the above-mentioned molded article, the molding material of the present invention is
It is usually desirable to form an aqueous slurry with a water to solids ratio (by weight) of 4 to 50:1. In addition, the slurry may optionally contain fibrous reinforcing agents such as asbestos, glass fiber, ceramic fiber, rock wool, synthetic fiber, natural fiber, pulp, carbon fiber, metal fiber, stainless fiber, alumina sol, colloidal silica sol, clay, etc. Various additives such as cement, colorants, fillers, etc. can be added, thereby imparting further useful properties. The molded body obtained is usually 0.1
It has a low bulk density of about 0.4 g/cm 3 and a high bending strength of about 3 to 30 Kg/cm 2 . It is also possible to increase the above-mentioned bulk density, and a molded article having greater mechanical strength in proportion to the bulk density can be obtained. For example, a molded product having a bulk density of 0.4 g/cm 3 to 1.0 g/cm 3 has a high bending strength of about 20 to 100 Kg/cm 2 . The reason why the above-mentioned molded product is so lightweight and has excellent mechanical strength is that the silcite particles are firmly bonded to each other and have a large porosity. This porosity increases as the density decreases. The silcite constituting the aqueous slurry of the present invention can be produced from various natural or synthetic silicate crystals having a SiO 4 tetrahedral network or chain structure. The method for producing it is not particularly limited and any method can be adopted, but it is most advantageously produced as follows using calcium silicate crystals as a raw material. That is, it is produced by bringing calcium silicate crystals into contact with carbon dioxide gas in the presence of moisture. The greatest feature of this production method is that calcium silicate, which constitutes the calcium silicate crystal, can be converted into amorphous silica and calcium carbonate without substantially changing the external shape of the calcium silicate crystal. Calcium silicate crystals that are origin crystals include wollastonite calcium silicate crystals such as wollastonite, zonotrite, phosiyaite, hillebrandite, and rosenhanite; tobermolite calcium silicate crystals such as tobermolite;
Included are gyrolite-based calcium silicate crystals such as gyrolite, trascotite, and lierite, γ-dicalcium silicate-based calcium silicate crystals such as calciochondrodite, circoniaite, and ahubilite, and α-dicalcium silicate hydrate. These crystals are used as a source material in the form of primary particles, and are passed on substantially unchanged to silcite or opsyl, which constitutes it, without damaging the external shape of the crystal.
i.e. primary particles of calcium silicate crystals (having at least two symmetrical faces, having a length of 1 to 500 μ and a thickness of 50 Å to 1 μ, the length being at least 10 times the thickness) ), silsite, that is, opsil which has the remains of the above-mentioned crystal particles as it is, and calcium carbonate present attached thereto are obtained. The above-mentioned calcium silicate crystalline primary particles used for producing silcite can be prepared by known methods, such as Japanese Patent Publication No. 45-25771, Japanese Patent Publication No. 4040-1982, Japanese Patent Publication No. 1953-1973, and U.S. Patent No. 2699097. It can be easily produced by pulverizing spherical shell-like secondary particles or molded bodies of calcium silicate crystals obtained by the method described in US Pat. No. 2,665,996 and the like. As the silicic acid raw material for obtaining the above-mentioned calcium silicate crystals, various materials containing silicic acid as a main component such as natural amorphous silicic acid, silica sand, diatomaceous earth, clay, slag, white clay, fly ash, perlite, white carbon, and silicon dust are used. It can be used alone or in combination of two or more. As the lime raw material, various materials having lime as a main component, such as quicklime, slaked lime, carbide residue, and cement, can be used alone or in combination of two or more. These raw materials are usually blended so that the molar ratio of CaO:SiO 2 is in the range of about 0.5 to 3.5:1. Additives such as reinforcing agents such as vinylon, natural fibers, pulp, stainless fibers, carbon fibers, and coloring agents may be blended. Further, in the above, the amount of water can be varied over a wide range, and is generally preferably about 3.5 to 25 times the total weight of solids. The reaction temperature is the saturation temperature of water vapor pressure, and the reaction is usually completed in about 0.5 to 20 hours.
Calcium silicate crystals having various degrees of crystallinity can be obtained depending on the molar ratio of CaO:SiO 2 , reaction pressure, temperature, time, etc. The calcium silicate crystals include, depending on their crystal system, zonotrite, tobermolite, phosiyaite, gyalolite, α-dicalcium silicate hydrate, and the like. Furthermore, by further firing the above-mentioned zonotrite crystals at about 1000°C, the crystals constituting the zonotrite crystals can be made into wollastonite without changing its shape (Japanese Patent Publication No. 50-29493
issue). Silsite can be obtained by forcibly carbonating calcium silicate crystals in the form of primary particles obtained as described above by bringing them into contact with carbon dioxide gas in the presence of water. The carbonation is carried out by introducing carbon dioxide gas into the reaction system and bringing the crystals into contact with the carbon dioxide gas in the presence of moisture. This can be done, for example, by placing calcium silicate crystals in a suitable airtight container and introducing carbon dioxide gas under high humidity or a humid atmosphere, or by immersing calcium silicate crystals in water or carbonated water and then introducing carbon dioxide gas. It can be implemented by This carbonation will proceed satisfactorily at room temperature and pressure as long as carbon dioxide gas is introduced into the system, but it is preferably carried out under pressure (gauge pressure up to about 10 kg/ cm2 ), which will speed up the carbonation. This makes it possible to complete the reaction in a short time. The amount of carbon dioxide used is stoichiometric or more. When carbonating calcium silicate crystals by immersing them in water,
The carbonation rate can also be accelerated by stirring the reaction system. The ratio of water to calcium silicate crystals used is usually 1 to 50:1, preferably 1 to 25:1.
(weight ratio). The rate of carbonation differs slightly depending on the crystallinity of the calcium silicate that makes up the raw material, but for example, when carbonating zonotrite crystals, which are recognized to have the slowest carbonation rate, it is necessary to add water to their dry weight. By increasing the amount by about 2 to 6 times, the reaction is completed in about 4 to 10 hours. Furthermore, if the amount of water added is increased five times and the reaction system is pressurized to 2 kg/cm 2 (gauge pressure), the reaction will normally be completed in around 1 hour ;
(gauge pressure), it is recognized that the reaction can be completed in an extremely short time of about 30 minutes. The carbonation reaction proceeds as shown in the following reaction formula depending on the type and crystallinity of calcium silicate crystals used as raw materials. xCaO·SiO 2 ·mH 2 O+CO 2 →CaCO 3 +SiO 2 ·nH 2 O However, in the above formula, x is 0.5 to 3.5. As a result of the above, calcium silicate crystals are converted into amorphous silica and ultrafine crystals of calcium carbonate without substantially changing the external shape of their primary particles and thus without any morphological change. In other words, the chain structure of SiO 4 tetrahedrons that forms the skeleton structure of the primary calcium silicate crystal is maintained as it is, and due to this chain structure, the amorphous silica (opsil) that has a crystal appearance and the ultrafine calcium carbonate attached to it are is generated. Calcium carbonate is an ultrafine particle of about 2 microns or less, and is attached to Opsil in a state that cannot be easily separated by chemical or physical force. Examples Reference examples and examples are given below to explain the present invention in more detail. The X-ray diffraction diagram, electron micrograph, and pore size distribution diagram of the substances obtained in each Reference Example and Example are shown in the drawings. FIGS. 1A and 1B are X-ray diffraction patterns of starting materials, zonotrite crystals and silsite, respectively. This was recorded by using an X-ray diffractometer to generate X-rays with a wavelength of 1.5418 Å at a Cu target, irradiating the sample with the X-rays, and determining the diffraction angle and diffraction intensity. Figures 2 and 3 are electron micrographs at a magnification of 20,000 times, and in each figure, A is a photograph of calcium silicate crystals, which are the starting materials, and B is a photograph of silsite obtained therefrom. Figure 4 is a 5000x electron micrograph.
B is a photograph of the starting material α-dicalcium silicate crystal, and B is a photograph of silsite obtained from the crystal. Figure 5 is a pore size distribution map of silcite,
The horizontal axis is the pore diameter (Å) and the vertical axis is the pore volume [(cc/
g・Å)×10 3 ]. Reference example 1 Quicklime as lime raw material and 350 as silicic acid raw material
Uses silica powder from Metsuyu. A raw material slurry is prepared by dispersing these in water at a molar ratio of lime to silicic acid of 0.98:1, and setting the water to solids ratio (weight) to 12:1. The raw material slurry is charged into an autoclave, heated to 191°C, and subjected to a hydrothermal reaction with stirring for 8 hours under a saturated steam pressure of 12 kg/cm 2 to obtain a slurry of zonotrite crystals. The X-ray diffraction diagram of the obtained crystal is as shown in FIG. 1A, and shows diffraction peaks (2θ) characteristic of zonotrite crystals at 12.7°, 27.6°, and 29.0°. Its composition after ignition is as follows. SiO 2 48.88% CaO 45.60 Al 2 O 3 0.26 Fe 2 O 3 0.54 Ig.loss 4.51 99.79 Next, the slurry is dried at 150°C and pulverized to obtain a white fine powder. The electron micrograph is shown in FIG. 2A. From the figure, the primary particle has at least two symmetrical surfaces and has a length of about 1 to 1.
20μ, a thickness of about 0.02 to 0.1μ, and a width of about 0.02 to 1.0μ, and the length is at least about 10 times the thickness. The primary particles have a specific surface area of approximately 50 m 2 /g. Reference example 2 Slaked lime as a lime raw material and 350 as a silicate raw material
Uses silica powder from Metsuyu. A raw material slurry is prepared by dispersing these in water at a molar ratio of lime to silicic acid of 0.80:1, and setting the water to solids ratio (weight) to 12:1. The raw material slurry is charged into an autoclave, heated to 191°C, and subjected to a hydrothermal reaction with stirring under a saturated steam pressure of 12 kg/cm 2 for 5 hours to obtain a slurry of tobermolite crystals. As a result of X-ray diffraction analysis, the obtained crystal has a diameter of 7.8°,
It shows diffraction peaks (2θ) characteristic of tobermolite crystals at 29.0° and 30.0°. Its composition after ignition is as follows. SiO 2 48.38% CaO 38.55 Al 2 O 3 0.31 Fe 2 O 3 0.45 Ig.loss 11.36 99.05 Next, the slurry is dried at 150°C and pulverized to obtain a white fine powder. The electron micrograph is shown in FIG. 3A. From the figure, the primary particle has at least two symmetrical surfaces and has a length of about 1 to 1.
20μ, a thickness of about 0.02-0.1μ, and a width of about 0.2-5.0μ, with the length being at least about 10 times the thickness. The primary particles have a specific surface area of about 61 m 2 /g. Reference example 3 Quicklime as a lime raw material and commercially available white carbon as a silicic acid raw material (particle size 100 mμ or less, SiO 2
(approximately 88% by weight). Disperse these in water at a molar ratio of lime and silicic acid of 0.57:1,
A raw material slurry is prepared with a water to solids ratio (weight) of 12:1. The raw material slurry is charged into an autoclave, heated to 200°C, and subjected to a hydrothermal reaction with stirring for 8 hours under a saturated steam pressure of 15 kg/cm 2 to obtain a slurry of gyrolite crystals. As a result of X-ray diffraction analysis, the obtained crystal has a diameter of 4.0°,
It exhibits diffraction peaks (2θ) at 28.2° and 28.9° that are characteristic of gairolite crystals. Its composition after ignition is as follows. SiO 2 56.88% CaO 30.75 Al 2 O 3 0.39 Fe 2 O 3 0.29 Ig.loss 11.39 99.70 Next, the above slurry is dried at 150°C and pulverized to obtain a white fine powder. As a result of electron microscopy, the obtained primary particles have at least two symmetrical surfaces and have a length of about 1 to 20 μm, a thickness of about 0.02 to 0.1 μm, and a width of about 0.2 to 5 μm. It can be seen that the thickness is at least 10 times the thickness. The primary particles are approximately
It has a specific surface area of 60 m 2 /g. Reference example 4 Quicklime as lime raw material and 350 as silicic acid raw material
Uses silica powder from Metsuyu. These are dispersed in water at a molar ratio of lime to silicic acid of 2.0:1, and a raw material slurry is prepared with a water to solid content ratio (weight) of 4:1. The raw material slurry is charged into an autoclave, heated to 191° C., and subjected to heating reaction under a saturated steam pressure of 12 kg/cm 2 for 5 hours to obtain a slurry of α-dicalcium silicate hydrate crystals. As a result of X-ray diffraction analysis, the obtained crystal was 16.6°,
Diffraction peaks (2θ) characteristic of α-dicalcium silicate hydrate crystals are shown at 27.3° and 37.2°. Its composition after ignition is as follows. SiO 2 30.81% CaO 57.02 Al 2 O 3 0.45 Fe 2 O 3 0.50 Ig.loss 10.05 98.83 The slurry obtained above is dried at 150° C. and then ground to obtain white fine powder primary particles. The electron micrograph is shown in FIG. 4A. From the figure, the primary particle has at least two symmetrical surfaces and a length of approximately 1.
~300μ, a thickness of about 0.1-1μ, and a width of about 1-30μ, and the length is at least 10 times the thickness. The primary particles are about 6
It has a specific surface area of m 2 /g. Example 1 The zonotrite needle-like crystal primary particles obtained in Reference Example 1 were used as a starting material. This was placed in a closed pressure vessel along with 5 times its weight of water, and carbon dioxide gas was pressurized into the vessel at room temperature, and the internal pressure was maintained at 3 kg/cm 2 for approximately 30 minutes.
Carry out carbonation for a minute. In this way, amorphous silica-calcium carbonate composite particles (silsite) are obtained. The analysis results are as follows. Composition (%) SiO 2 36.04 CaO 33.54 Al 2 O 3 0.18 Fe 2 O 3 0.38 Ig.loss 28.87 Total 99.01 The X-ray diffraction results are as shown in Figure 1B, and the results observed in Figure 1A All the peaks characteristic of calcium silicate crystals have disappeared and are replaced by 23.0°.
Only the diffraction peaks (2θ) of calcium carbonate crystals appeared at 29.4° and 36.0°, indicating that calcium silicate was converted into amorphous silica and calcium carbonate by carbonation. Furthermore, the results of electron microscopic observation are shown in FIG. 2B. From the figure, the composite particle has at least two symmetrical surfaces, a length of about 1 to 20 μm, and a length of about 1 to 20 μm.
It has a thickness of 0.02 to 0.1μ and a width of about 0.02 to 1.0μ,
It can be seen that calcium carbonate microparticles in the form of ultrafine particles of about 2 μm or less are attached to amorphous silica whose length is 10 times or more the thickness. It can be seen that the shape of the amorphous silica is exactly the same as that of the needle-like zonotolite crystals used as the starting material (FIG. 2A), and that it maintains the acicular outer shape of the zonotolite as it is. These composite particles were dispersed in water to a concentration of 5% by weight, stirred for 20 minutes, and then left to stand. Even if the silica and calcium carbonate constituting the particles were attempted to be separated by sedimentation due to the difference in specific gravity, they could not be separated at all. Strong chemical or physical adhesion is observed. The characteristics of the silsite obtained above are shown below. Bulk density: 0.139 g/cm 3 Specific surface area: 63 m 2 /g Oil absorption: 300 c.c./100 g Furthermore, the state of the pore size distribution of the above silsite is as shown in curve 1 in Figure 5, with a peak at 27 Å. It will be done. The silsite obtained above is dispersed in water so that the weight ratio of water to solids is 5:1 to obtain an aqueous slurry of the present invention. Next, the obtained aqueous slurry is placed in a mold, dehydrated, molded, and dried to obtain a molded body. The physical properties of the obtained molded article are shown below. Bulk density 0.37 g/cm 3 Porosity 84.8% Heat resistance at 950°C No change Compressive strength 12 Kg/cm 2 Bending strength 8 Kg/cm 2 Example 2 Starting from the tobermolite plate crystal primary particles obtained in Reference Example 2 Use as raw material. This was placed in a closed pressure vessel along with 5 times its weight of water, and carbon dioxide gas was pressurized into the vessel at room temperature, and the internal pressure was maintained at 3 kg/cm 2 for approximately 30 minutes.
Carry out carbonation for a minute. In this way, amorphous silica-calcium carbonate composite particles (silsite) are obtained. The analysis results are as follows. Composition (%) SiO 2 39.77 CaO 31.43 Al 2 O 3 0.24 Fe 2 O 3 0.40 Ig.loss 27.42 Total 99.26 The X-ray diffraction results are the same as shown in Figure 1B, and the tobermolite crystal used as the starting material All the characteristic peaks have disappeared, and instead they are 23.0°, 24.8°,
Only diffraction peaks (2θ) of calcium carbonate crystals appeared at 27.0°, 29.4°, 32.8°, and 36.0°, indicating that calcium silicate was converted into amorphous silica and calcium carbonate by carbonation. Further, the results of electron microscopic observation are shown in FIG. 3B. From the figure, the composite particle has at least two symmetrical surfaces, a length of about 1 to 20 μm, and a length of about 1 to 20 μm.
Amorphous silica having a thickness of 0.02 to 0.1μ, a width of about 0.2 to 5.0μ, and a length of at least 10 times the thickness, with the form of ultrafine particles of about 2μ or less It can be seen that fine particles of calcium carbonate are attached to the surface. The shape of the amorphous silica is that of the tobermolite plate crystals used as the starting material (Figure 3A).
It can be seen that the plate-like external shape of the tobermolite is maintained as it is. This composite particle was obtained by dispersing it in water to a concentration of 5% by weight, stirring it for 20 minutes, and then allowing it to stand. Even if the silica and calcium carbonate constituting the particles were attempted to be separated by sedimentation due to the difference in specific gravity, the two could not be separated at all. It is recognized that there is strong adhesion either chemically or physically. The characteristics of the silsite obtained above are shown below. Bulk density 0.101g/cm 3 Specific surface area 55m 2 /g Oil absorption 300c.c./100g Furthermore, the state of the pore size distribution of the above silsite is as shown in curve 2 in Figure 5, with a peak at 23 Å. It will be done. The slurry of the present invention is obtained by dispersing the silsite obtained above in water such that the weight ratio of water to solids is 5:1. Next, the obtained aqueous slurry is placed in a mold, dehydrated, and then dried to obtain a molded body. The physical properties of the obtained molded article are shown below. Bulk density 0.50 g/cm 3 Porosity 80.0% Heat resistance at 950°C No change Compressive strength 15 Kg/cm 2 Bending strength 8 Kg/cm 2 Example 3 The primary particles of gyrolite plate crystals obtained in Reference Example 3 were used as the starting material. do. This was placed in a closed pressure vessel along with 5 times its weight of water, and carbon dioxide gas was pressurized into the vessel at room temperature, and the internal pressure was maintained at 3 kg/cm 2 for approximately 30 minutes.
Carry out carbonation for a minute. In this way, amorphous silica-calcium carbonate composite particles are obtained. The analysis results are as follows. Composition (%) SiO 2 48.22 CaO 26.07 Al 2 O 3 0.33 Fe 2 O 3 0.25 Ig.loss 24.33 Total 99.20 The X-ray diffraction results are the same as shown in Figure 1B, and the calcium silicate used as the starting material All the crystal-specific peaks have disappeared and are replaced by 23.0°,
Only the diffraction peaks (2θ) of calcium carbonate crystals appear at 24.8°, 27.0°, 29.4°, 32.8° and 36.0°. Carbonation converts calcium silicate into amorphous silica and calcium carbonate. Further, according to the results of electron microscopy, the composite particles have at least two symmetrical surfaces, a length of about 1 to 20 μm, a thickness of about 0.02 to 0.1 μm, and a thickness of about 0.2 μm.
Calcium carbonate microparticles in the form of ultrafine particles of approximately 2μ or less are attached to amorphous silica with a width of ~5μ and a length approximately 10 times or more than the thickness. . The shape of the amorphous silica is exactly the same as that of the gyrolite plate crystals used as the starting material, and maintains the plate-like outer shape of the gyrolite as it is. This composite element was obtained by dispersing it in water to a concentration of 5% by weight, stirring it for 20 minutes, and then allowing it to stand. Even if an attempt was made to separate the silica and calcium carbonate that make up the particles by sedimentation due to the difference in specific gravity, the two could not be separated at all. It is recognized that there is strong chemical or physical adhesion. The characteristics of the silsite obtained above are shown below. Bulk density 0.135 g/cm 3 Specific surface area 50 m 2 /g Oil absorption 260 c.c./100 g Furthermore, the state of the pore size distribution of the above silsite is as shown by curve 3 in Figure 5, with a peak at 28 Å. It will be done. The aqueous slurry of the present invention is obtained by dispersing the silcite obtained above in water such that the weight ratio of water to solids is 5:1. This material has the ability to form a molded product that is lightweight and has mechanical strength simply by dehydration molding and drying. Example 4 The plate-like crystal primary particles of α-dicalcium silicate hydrate obtained in Reference Example 4 were used as a starting material. This was placed in a closed pressure vessel together with 5 times its weight of water, and carbon dioxide gas was pressurized into the vessel at room temperature.
Carbonation is carried out for about 30 minutes while maintaining the internal pressure at 3 kg/cm 2 . In this way, amorphous silica-calcium carbonate composite particles (silsite) are obtained. The analysis results are as follows. Composition (%) SiO 2 22.86 CaO 42.24 Al 2 O 3 0.31 Fe 2 O 3 0.33 Ig.loss 34.50 Total 100.24 The X-ray diffraction results are the same as shown in Figure 1B, and are unique to the calcium silicate crystal used as the starting material. The peaks of 23.0°, 24.8°, and 23.0° have all disappeared.
Only the diffraction peaks (2θ) of calcium carbonate crystals appear at 27.0°, 29.4°, 32.8°, and 36.0°. Carbonation converts calcium silicate into amorphous silica and calcium carbonate. Further, according to the results of electron microscopy, the composite particles have at least two symmetrical surfaces and a length of about 1 to 300 μm, as shown in FIG. 4B, and a length of about 0.1 to 1 μm.
It has a thickness of about 1 to 30μ, and the length is about the same as the thickness.
Amorphous silica with a size that is 10 times more
Calcium carbonate fine particles in the form of ultrafine particles of 2μ or less are attached to it. The shape of the amorphous silica is exactly the same as that of the α-dicalcium silicate hydrate plate crystals used as the starting material (FIG. 4A), and maintains the crystal habit as it is. These composite particles were obtained by dispersing the particles in water to a concentration of 5% by weight, stirring for 20 minutes, and then allowing the particles to stand. Even if the silica and calcium carbonate that constitute the particles were attempted to be separated by sedimentation due to the difference in specific gravity, the two could not be separated at all. It is recognized that there is strong adhesion either chemically or physically. The characteristics of the silsite obtained above are shown below. Bulk density: 0.656 g/cm 3 Specific surface area: 8 m 2 /g Oil absorption: 100 c.c./100 g Further, the state of the pore size distribution of the above-mentioned silcite is as shown by curve 4 in FIG. The peak is observed at 24 Å. The aqueous slurry of the present invention is obtained by dispersing the silsite obtained above in water such that the weight ratio of water to solids is 5:1. This material has the ability to be molded into a lightweight and mechanically strong molded product simply by dehydration molding and drying.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、X線回折図であり図中Aは出発原料
であるゾーノトライト結晶及びBは該結晶から得
られたシルサイトを示す。第2図及び第3図は
電子顕微鏡写真であり、各図中Aは出発原料であ
る珪酸カルシウム結晶及びBは該結晶から得たシ
ルサイトを示す。第4図は電子顕微鏡写真であ
り、図中Aは出発原料であるα−C2SH結晶及び
Bは該結晶から得たシルサイトを示す。第5図
はシルサイトの細孔径分布図である。
FIG. 1 is an X-ray diffraction diagram, in which A shows the starting material zonotrite crystal and B shows the silsite obtained from the crystal. FIGS. 2 and 3 are electron micrographs, and in each figure, A indicates a calcium silicate crystal, which is a starting material, and B indicates a silsite obtained from the crystal. FIG. 4 is an electron micrograph, in which A shows the starting material α-C 2 SH crystal and B shows the silsite obtained from the crystal. FIG. 5 is a pore size distribution map of silsite.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 対称の関係にある少なくとも2つの面をも
ち、約1〜300μの長さおよび約0.02〜1μの厚さを
有し、長さが厚さの少なくとも10倍である外観結
晶様非晶質シリカおよび該シリカに付着した極微
細炭酸カルシウムから構成されたシリカ−炭酸カ
ルシウム複合体一次粒子を水に分散させてなる成
形原料。
1 Crystal-like amorphous silica in appearance, having at least two planes in a symmetrical relationship, having a length of about 1 to 300 μ and a thickness of about 0.02 to 1 μ, the length being at least 10 times the thickness. and a forming raw material obtained by dispersing in water primary particles of a silica-calcium carbonate composite composed of ultrafine calcium carbonate adhered to the silica.
JP21463384A 1984-10-12 1984-10-12 Forming material Granted JPS60155560A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21463384A JPS60155560A (en) 1984-10-12 1984-10-12 Forming material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21463384A JPS60155560A (en) 1984-10-12 1984-10-12 Forming material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60155560A JPS60155560A (en) 1985-08-15
JPH0116783B2 true JPH0116783B2 (en) 1989-03-27

Family

ID=16658967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21463384A Granted JPS60155560A (en) 1984-10-12 1984-10-12 Forming material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60155560A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3524963B2 (en) * 1994-06-30 2004-05-10 クリオン株式会社 Conditioning gypsum board and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60155560A (en) 1985-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4230765A (en) Novel amorphous silica, and products thereof
US3861935A (en) Synthetic crystalline beta-wallastonite product
EP0166789B1 (en) Formed article of calcium silicate and method of the preparation thereof
US4853351A (en) Silica shaped bodies and process for preparing same
US4226636A (en) Production of calcium silicate having high specific bulk volume and calcium silicate-gypsum composite
JPH021527B2 (en)
JPH0116783B2 (en)
US5370852A (en) Primary particles of amorphous silica composite material, secondary particles of amorphous silica composite material, shaped bodies thereof and processes for their preparation
JPS6158436B2 (en)
CA1122779A (en) Amorphous silica, products thereof and methods of preparing the same
JPH0640715A (en) Production of spherical secondary particles of calcium silicate
EP0445301B1 (en) Composite primary particle of noncrystalline silica, composite secondary particle of noncrystalline silica, shaped form thereof and production thereof
JPS6035318B2 (en) Silica-calcium carbonate composite molded body
KR800001101B1 (en) Novel amorphous sillica products thereof and method of preparing the same
JPS62143854A (en) Manufacture of calcium silicate base formed body
JPS6341849B2 (en)
KR800001043B1 (en) Method for manufacture of amorphous silica
JPS6341850B2 (en)
CA1122780A (en) Amorphous silica, products thereof and methods of preparing the same
CA1122778A (en) Amorphous silica, products thereof and methods of preparing the same
CA1123172A (en) Amorphous silica, products thereof and methods of preparing the same
JPS6317788B2 (en)
JPS6177657A (en) Lightweight calcium silicate molded body
JPH0158147B2 (en)
JPS59146970A (en) Lightweight calcium silicate formed body