JPH0212907B2 - - Google Patents

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JPH0212907B2
JPH0212907B2 JP6861286A JP6861286A JPH0212907B2 JP H0212907 B2 JPH0212907 B2 JP H0212907B2 JP 6861286 A JP6861286 A JP 6861286A JP 6861286 A JP6861286 A JP 6861286A JP H0212907 B2 JPH0212907 B2 JP H0212907B2
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JP
Japan
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weight
parts
natural glassy
less
water
Prior art date
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Expired
Application number
JP6861286A
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English (en)
Other versions
JPS62226872A (ja
Inventor
Yasuo Inukai
Hiromi Sakota
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.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP6861286A priority Critical patent/JPS62226872A/ja
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Publication of JPH0212907B2 publication Critical patent/JPH0212907B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C11/00Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
    • C03C11/007Foam glass, e.g. obtained by incorporating a blowing agent and heating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(従来の技術) 従来、無機断熱発泡材としては、ガラス繊維又
は石綿製品が広く一般に使用されているが、これ
らの製品は吸水しやすいために、多湿環境下では
吸湿して熱伝導率が高くなり断熱効果が急激に低
下するという欠点があつた。 又、非吸水性の製品としては、ガラスを発泡さ
せて得られた泡ガラスからなるフオームグラス
(米国ピツツバーグコーニング社製)等があり、
この製品は、多湿環境下でも吸湿することがな
く、従つて熱伝導率も低い。しかし、このうよう
な従来の泡ガラスは、酸化アルミニウム成分の少
ない(5%以下)廃ガラス又はガラスカレツトを
用いるため、温度衝撃で容易に割れ、クラツクが
発生し、又製造時、複雑な形状への成形が難し
く、冷却に長時間を要し、高価である等の欠点が
あるため、極低温用保温材等の特殊な用途にしか
使用できなかつた。 しかして、例えば、特公昭55−40550号公報に
記載の如く、シラス−水ガラス系組成物に高炉滓
を加え焼成して発泡させると共に、微結晶を析出
させることにより、気泡安定化及び製品の強度上
昇を成した結晶化泡ガラスを得ることが提案され
ているが、低比重(0.4以下)の断熱材は得られ
ず、上記泡ガラスの欠点を根本的に解消するもの
ではない。 (本発明が解決しようとする問題点) 本発明は比重が小さく(0.4以下)、しかも独立
気泡率が高く(50%以下)、且つ気泡径が均一で
内部と表面付近の気泡径がほぼ同じでああり、し
かして軽量にして断熱性に優れ、且つ製造時複雑
な形状への成形が容易な無機断熱発泡材の製造方
法を提供することを目的としてなされたものであ
る。 (問題点を解決するための手段) 本発明の要旨は、天然ガラス質鉱物100重量部
に、炭化珪素又は/及び窒化珪素0.3乃至5重量
部と、五酸化バナジウム又は/及び酸化第一鉛
0.1乃至5重量部と、水50重量部以下とを添加し
た組成物を、0.1乃至2000Kg/cm2の圧力にて加圧
成形した後、その成形物を天然ガラス質鉱物の焼
成温度に昇温して溶融発泡し、その後冷却するこ
とを特徴とする無機断熱発泡材の製造方法に存す
る。 本発明において使用される天然のガラス質鉱物
としては、例えば、シラス、黒曜石、抗火石等が
挙げられ、平均粒径100μm以下、好ましくは46μ
m以下のものが好適に用いられる。平均粒径
100μmを越えるものを用いた場合は、独立気泡
率の高い発泡材を得にくく、連続気泡が多いもの
になりやすい。 本発明において使用される炭化珪素、窒化珪素
としては、天然ガラス質鉱物の平均粒径未満、純
度が75%以上、残留カーボン5重量%以下のもの
が好適に用いられる。天然ガラス質鉱物の平均粒
径以上のものを用いた場合は、独立気泡率の高い
発泡材が得にくく、連続気泡が多いものになりや
すい。 尚、炭化珪素、窒化珪素は各単独で用いること
もできるし、又両者混合して用いることもでき
る。 又、炭化珪素、窒化珪素は天然ガラス質鉱物
100重量部に対して、0.3乃至5重量部添加する必
要がある。添加量が0.3重量部未満の場合は、比
重の大きなものしか得ることができず、又、5重
量部を越える場合は独立気泡率の高い発泡材が得
られず、連続気泡が多いものになつてしまう。 本発明に使用される五酸化バナジウム、酸化第
一鉛としては、天然ガラス質鉱物の平均粒径未満
の平均粒径を有するものが好適に用いられる。天
然ガラス質鉱物の平均粒径以上のものを用いた場
合には均一な気泡を有する発泡材を得にくい。 尚、五酸化バナジウム、酸化第一鉛は各単独で
用いることもできるし、又両者混合して用いるこ
ともできる。又、五酸化バナジウム、酸化第一鉛
は天然のガラス質鉱物100重量部に対して、0.1乃
至5重量部添加する必要がある。添加量が0.1未
満の場合は、均一な気泡が得られず、5重量部を
越えると独立気泡率の多い発泡材が得られず、連
続気泡が多いものとなつてしまう。 本発明においては、必要に応じて、バインダー
と水が添加される。バインダーと水は後述する加
圧成形の効果を保持させるために用いるものであ
る。バインダーとしては水溶性高分子であるポリ
ビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、又
はセルロース誘導体(メチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロース、ヒドロキシセルロース、
又は結晶性セルロース)などが用いられる。バイ
ンダーの添加量は天然ガラス質鉱物100重量部に
対して10重量部以下添加される。水の添加量は天
然ガラス質鉱物100重量部に対して50重量部以下
添加される。バインダーと水の添加量は加圧成形
の圧力により定まり、加圧成形の効果を保持させ
るため加圧力が低い場合は添加量も多くする必要
があり、加圧力が500Kg/cm2に近づくにつれて次
第に少量でよく、500Kg/cm2以上の場合は必ずし
も必要でない。 本発明においては、上記組成分を焼成前に0.1
乃至2000Kg/cm2の圧力にて加圧成形する必要があ
る。この加圧成形工程が、独立気泡率の高い発泡
材を得るための必須の工程であると共に、焼成温
度に昇温するまでの間の、内部ガス圧に対して成
形物組織内にひびやクラツクが発生するのを防
ぐ。 この成形物を電気炉等の焼成炉中にて天然ガラ
ス質鉱物の焼成温度である1000乃至1200℃に昇温
発泡し、その後焼成炉より取り出して、徐冷又は
急冷して目的とする無機断熱発泡材を得る。 本発明においては、(1)主原料が天然ガラス質鉱
物であること、(2)炭化珪素、窒化珪素の添加量が
天然ガラス質鉱物100重量部に対して0.3乃至5重
量部であること、(3)五酸化バナジウム、酸化第一
鉛の添加量が天然ガラス質鉱物100重量部に対し
て0.1乃至5重量部であること、(4)これらを含む
組成物を0.1乃至20Kg/cm2の圧力にて予め加圧成
形することが極めて重要な要件である。 これらの要件を満たした本発明方法を採用する
ことにより、はじめて、比重が0.4以下と小さく、
しかも独立気泡率が50%以上と高く、且つ気泡径
が均一で内部と表面付近の気泡径がほぼ同じであ
る、軽量で断熱性に優れた無機断熱発泡材を製造
することができる。 この事実は次の如き原理に基づくものと考えら
れる。即ち、天然ガラス質鉱物と、炭化珪素又
は/及び窒化珪素と、五酸化バナジウム又は/及
び酸化第一鉛とを混合すると、天然ガラス質鉱物
粒子の周りに多数の炭化珪素又は/及び窒化珪素
の粒子、及び多数の五酸化バナジウム又は/及び
酸化第一鉛の粒子が付着した混合組成物となる。
この状態でこの組成物を0.1乃至2000Kg/cm2の圧
力にて予め加圧成形すると、天然ガラス質鉱物の
粒子間に炭化珪素又は/及び窒化珪素、及び五酸
化バナジウム又は/及び酸化第一鉛の粒子を介在
させた状態で押し詰まつて密接状態となる。この
ような状態で、天然ガラス質鉱物の焼成温度に昇
温すると、五酸化バナジウム又は/及び酸化第一
鉛が天然ガラス質鉱物の溶融状態における表面張
力を低下させ、発泡材である炭化珪素又は/及び
窒化珪素を均一に分散させて天然ガラス質鉱物の
無機質成分が溶融連結する。 次いで、その中で発泡剤が適度に発泡して、比
重が小さく、しかも気泡間がつながることが少な
く、且つ気泡が均一で内面と表面付近の気泡径が
ほぼ同じである独立気泡率の高い発泡材が成形さ
れる。 (実施例) 以下、本発明を実施例により説明する。 実施例 1〜3 天然のガラス質鉱物として、粒径46μm以下を
90%以上含む平均粒径52μmのシラス(化学組成
は二酸化珪素:70.36重量%、酸化アルミニウ
ム:13.16重量%を含む)(鹿児島県吉田産)の乾
燥粉末100重量部に、炭化珪素(BFC:太平洋ラ
ンダム株式会社製)、窒化珪素(TS−7:東洋曹
達株式会社製)、五酸化バナジウム(試薬1級:
半井化学株式会社製)、酸化第一鉛(試薬1級和
光純薬株式会社製)、及び水を、それぞれ、第1
表に示す添加量混合した組成物を得た。これらの
組成物を、それぞれ、油圧プレスを用いて圧力10
Kg/cm2にて3分間加圧後脱型し、寸法直径148mm、
厚さ10mmの円板状の成形物とした。 これらの成形物を、それぞれ、電気炉中に入れ
て昇温速度150℃/hrで1120℃まで昇温し、その
温度で30分間保持して焼成発泡し、その後冷却し
て取り出し、無機断熱発泡材を得た。 これらの無機断熱発泡材について、それぞれ外
観(気泡の均一性)、比重、独立気泡率及び定常
状態と吸水後の熱伝導率を測定して評価したとこ
ろ、何れも気泡径が均一で、比重が0.4以下、独
立気泡率が50%以上で、しかも吸水率が低くて熱
伝導率は吸水後もほとんど変化していなかつた。 尚、無機断熱発泡材の評価方法は次の通りであ
る。 (試験片は全て表皮を除いて作製した) (1) 比重 縦横40mm×40mm、厚さ20mmの試験片を105℃
で24時間乾燥した時の重量(Wg)と容積(V
cm3)を測定し、次式で比重を求めた。 比重(g/cm3)=W/V (2) 独立気泡率 縦横40mm×10mm、厚さ15mmの試験片を、20
℃、RH60%の恒温室でまず容積(Vcm3)を測
定し、次に空気比較式比重計(東芝ベツクマン
製)を用いて容積(Vbcm3)を測定し、次式に
より独立気泡率を求めた。 独立気泡率(%)=Vb/V (3) 熱伝導率 縦横45mm×100mm、厚さ20mmの試験片を、20
℃、RH60%の恒温室で、QTM迅速熱伝導計
(昭和電工製)を用いて測定(λm)し、次式
により定常状態における熱伝導率を求めた。 熱伝導率(kcal/mh℃)=λm×A−B A、Bは補正値 又、試験片を水中24時間浸して吸水した後、
上記に準じて吸水後の熱伝導率を測定した。 (比較例) 五酸化バナジウム及び酸化第一鉛を添加しない
以外は、実施例1と同様にして無機断熱発泡材を
得て、評価を行つた。その結果を第1表に併せて
示す。 比較例の場合、無機断熱発泡材の内部は均一に
発泡しているが、表層付近ではほとんど発泡せず
スキン層を形成し、全体として実施例1と比べて
不均一な発泡状態となつた。
【表】 (発明の効果) 本発明無機断熱発泡材の製造方法は、上述の如
き構成であるので、比重が0.4以下と小さく、し
かも独立気泡率が50%以上と高く、且つ気泡径が
均一で内部と表面部付近の気泡径がほぼ同じであ
り、しかして、軽量で断熱性の優れ、且つ製造時
複雑な形状への成形が容易な無機断熱発泡材を製
造することができ、例えば断熱保温カバー等の製
造をすることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 天然ガラス質鉱物100重量部に、炭化珪素又
    は/及び窒化珪素0.3乃至5重量部と、五酸化バ
    ナジウム又は/及び酸化第一鉛0.1乃至5重量部
    と、水50重量部以下とを添加した組成物を、0.1
    乃至2000Kg/cm2の圧力にて加圧成形した後、その
    成形物を天然ガラス質鉱物の焼成温度に昇温して
    溶融発泡し、その後冷却することを特徴とする無
    機断熱発泡材の製造方法。
JP6861286A 1986-03-28 1986-03-28 無機断熱発泡材の製造方法 Granted JPS62226872A (ja)

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