JPH04292481A

JPH04292481A - 無機発泡体用組成物

Info

Publication number: JPH04292481A
Application number: JP5697991A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kakinuma; 淳柿沼; Hideyuki Ami; 秀幸網
Original assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Current assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1991-03-20
Publication date: 1992-10-16
Anticipated expiration: 2014-04-12
Also published as: JP2881513B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば不燃性の建築
材料として有用であり、短時間に無機発泡体を形成する
ことができる無機発泡体用組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、無機発泡体は、不燃性かつ断熱
性の建築材料として、例えば内外壁材等にきわめて有用
なものであり、従来、アルカリ金属珪酸塩水溶液、微粉
状無機固体成分および充填剤よりなる無機発泡体用組成
物は、すでに公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の無機発
泡体用組成物では、自己発熱により反応が進み、硬化す
る特徴を有しているが、硬化反応過程における環境条件
によっては反応熱が奪われ、外部から加熱して熱を補わ
ない限り、硬化時間が長くかゝるばかりでなく、硬化反
応が不充分となり、発泡体の強度が低下するという問題
があった。

【０００４】従って、硬化反応過程で外部から加熱すれ
ば、上記の問題をある程度解決することができるが、余
分な工程並びに設備と、仕事を必要とするので、不経済
であるばりでなく、生産性を向上させるようなことはで
きないという問題があった。

【０００５】このような問題に対して、この発明者らは
、先に、発熱性の硬化促進剤として酸化カルシウムを添
加した無機発泡体用組成物を提案した（例えば特願平３
−４９５９８号参照）。

【０００６】しかしながら、この先提案の無機発泡体用
組成物によれば、硬化反応が促進されて、短時間に無機
発泡体を形成することができるが、反面、組成物の硬化
中あるいは硬化後において、無機発泡体にクラックが発
生するおそれがあるという問題が生じた。

【０００７】そこで、この発明者は、この新たな問題を
解決するために、鋭意研究を重ねた結果、発熱性を有す
る硬化促進剤として添加する酸化カルシウムは、とくに
厳選された特定の性質を有するものでなければならない
ことを見い出し、この発明を完成するに至った。

【０００８】この発明の目的は、組成物の反応性を高め
て、すぐれた断熱性と不燃性を有しかつクラックの発生
のない、建築材料の内外壁材等にきわめて有用な無機発
泡体を形成することができる、無機発泡体用組成物を提
供しようとするにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、アルカリ金属珪酸塩水溶液２０〜７
０重量部、無機固体成分１５〜７０重量部、および充填
剤１０〜６５重量部よりなる主材１００重量部と、粒径
１００μｍ以下のものが８０重量％以上含まれる軽焼酸
化カルシウム０．１〜８重量部と、発泡剤１〜３０重量
部とよりなる無機発泡体用組成物を要旨としている。

【００１０】上記において、アルカリ金属珪酸塩水溶液
としては、珪酸カリウムもしくは珪酸ナトリウム、また
はこれらの混合物の水溶液を使用する。

【００１１】このような水溶液の組成は、ＳｉＯ２　と
Ｋ２　Ｏ、ＳｉＯ２　とＮａ２　Ｏ、またはＳｉＯ２　
とＫ２　Ｏ＋Ｎａ２　Ｏであって、それぞれのモル比が
１．０〜３．０であり、かつ水溶液の濃度は、３０〜６
０％の範囲が好適である。

【００１２】また上記無機固体成分としては、無定形の
ＳｉＯ２　２〜９８重量％と、Ａｌ２　Ｏ３　９８〜２
重量％を含有する酸化混合物が用いられる。

【００１３】なお、このような酸化混合物としては、例
えばメタカオリン、コランダムあるいはムライトの製造
時に発生するダスト、粉砕焼成ボーキサイト、フライア
ッシュ等を用いることができる。

【００１４】例えばコランダム炉のダストは、無定形の
ＳｉＯ２　２０〜８０重量％とＡｌ２　Ｏ３　８０〜２
０重量％とよりなる酸化混合物が５０重量％以上含まれ
ているものであり、残部はＦｅ２　Ｏ３　、ＴｉＯ２　
等である。

【００１５】また上記充填剤としては、粉砕または細分
された形の無機物、例えば岩石粉末、玄武岩、雲母、珪
砂、ガラス粉、アルミナ、水酸化アルミニウム、タルク
、炭酸カルシウム、カオリン等の粘土、繊維材料、その
他の不活性または水不溶性の各種鉱物等が使用可能であ
る。これらの充填剤は、無機発泡体の用途に応じて適宜
選択され、単独で、あるいは混合して使用されるもので
ある。

【００１６】また発泡剤としては、過ホウ酸ナトリウム
、過酸化水素水、または不活性化された形あるいは不活
性化されていない形のアルミニウム粉末を用いるのがが
有利である。発泡剤の量は、得ようとする無機発泡体の
密度、強度、および発泡剤の種類などにより著しく左右
される。

【００１７】ところで、この発明における硬化促進剤と
しての酸化カルシウムは、つぎのように特定されたもの
を使用する。

【００１８】この発明において有効に使用される酸化カ
ルシウムは、一般に軽焼生石灰と呼ばれているものであ
る。これは公知の生石灰粗粒滴定法により測定された活
性度が５００以上の、軽焼された酸化カルシウムであり
、これを粉砕し、粒径１００μｍ以下のものが８０重量
％以上含まれるように、分級されたものである。

【００１９】ここで、生石灰粗粒滴定法により測定され
る活性度とは、通常、粒径が１〜１０ｍｍの酸化カルシ
ウム１００ｇを水４リットル中に入れ、攪拌しながら４
Ｎの塩酸で１０分間滴定し、消費した塩酸の量（ｍｌ）
で表わしたものである。

【００２０】また、上記軽焼酸化カルシウムは、いわゆ
る部分消化されたものであってもよい。

【００２１】ここで、部分消化された酸化カルシウムと
は、部分的に水と接触せしめて、生石灰（酸化カルシウ
ム）の一部を消石灰（水酸化カルシウム）としたもので
ある。

【００２２】酸化カルシウムの部分消化（水との接触）
方法には、つぎのようなものがある。

【００２３】まず第１に、酸化カルシウムを攪拌しなが
ら、空気中の水分を吸着せしめる方法、第２に、酸化カ
ルシウムを攪拌しながら水蒸気または霧状の水と接触さ
せる方法、第３に、この発明において使用する無機固体
成分または充填剤のいずれかの一定量を予め水で湿らせ
ておき、無機発泡体用組成物の混合の直前に、これら水
分含有無機固体成分または充填剤に酸化カルシウムを添
加して、攪拌しながら混合する方法、などがあげられる
。

【００２４】なお、単に生石灰（ＣａＯ）と消石灰〔Ｃ
ａ（ＯＨ）２　〕とを混合したものは、この発明におい
ては、使用不可能であり、クラック防止の効果は得られ
ない。

【００２５】この発明において使用する軽焼酸化カルシ
ウムは、上記のように、生石灰粗粒滴定法により測定さ
れる活性度が５００以上のものを使用するが、活性度が
５００未満の酸化カルシウムは、例え微粉砕されたもの
であっても、反応性が低く、発熱が小さく、硬化促進の
効果が少ないばかりか、組成物の硬化中または硬化後に
おいて無機発泡体にクラックが発生し、ときには崩壊が
生じるので、好ましくない。

【００２６】また、軽焼酸化カルシウムは、粒径１００
μｍ以下のものが８０重量％以上含まれるものを使用す
る。ここで、軽焼酸化カルシウムの粒径が１００μｍを
越えると、やはり反応性が低く、発熱が小さく、硬化促
進の効果が少ないばかりか、組成物の硬化中または硬化
後において無機発泡体にクラックが発生し、ときには崩
壊が生じるので、好ましくない。

【００２７】また、上記部分消化された軽焼酸化カルシ
ウムとしては、部分消化率が５０％以下、好ましくは１
０〜５０％のものを使用する。なお、活性度と粒径につ
いては、上記の部分消化されていない軽焼酸化カルシウ
ムの場合と同様である。

【００２８】ここで、軽焼酸化カルシウムの部分消化率
が５０％を越えて過剰に高い場合には、反応性が低下し
て、発熱量が小さくなり、硬化促進に寄与しない。軽焼
酸化カルシウムの望ましい部分消化率は、２０〜４０％
である。

【００２９】なお、酸化カルシウムの部分消化率は、使
用する酸化カルシウムの活性度、粒径あるいは添加量等
に応じて、適宜決定すれば良い。

【００３０】また、使用する酸化カルシウムは、部分消
化率０％のもの、すなわち部分消化されていない酸化カ
ルシウムであっても、もちろん差し支えない。

【００３１】この発明の無機発泡体用組成物の配合割合
は、アルカリ金属珪酸塩水溶液２０〜７０重量部、無機
固体成分１５〜７０重量部、および充填剤１０〜６５重
量部よりなる主材１００重量部と、粒径１００μｍ以下
のものが８０重量％以上含まれる特定の軽焼酸化カルシ
ウム０．１〜８重量部と、発泡剤１〜３０重量部とより
なるものである。

【００３２】ここで、無機発泡体の主材であるアルカリ
金属珪酸塩水溶液、無機固体成分および充填剤の配合割
合は、無機発泡体の用途、密度に応じて適宜決定される
ものである。

【００３３】発泡剤の添加量は、上記主材１００重量部
に対して１〜３０重量部、好ましくは発泡剤５〜１５重
量部である。ここで、発泡剤が１重量部未満であれば、
発泡の効果がほとんどなく、発泡剤が３０重量部を越え
ると、発泡成形体の密度が小さくなり、圧縮強さが低下
する。

【００３４】硬化促進剤としての軽焼酸化カルシウムの
添加量は、上記無機発泡体の主材１００重量部に対して
０．１〜８重量部であるが、軽焼酸化カルシウムが０．
１重量部未満では、充分な発熱が起こらないので、硬化
促進作用は得られず、また軽焼酸化カルシウムが８重量
部を越えると、急激な発熱が起こり、無機発泡体用組成
物の粘度が過剰に高くなって、組成物を充分に混練する
ことができず、均質な無機発泡体を形成することができ
ない。軽焼酸化カルシウムの添加量を、上記の範囲内に
おいて変えることにより、無機発泡成形体の硬化時間を
任意に調整することができる。

【００３５】なお、この発明においては、アルカリ金属
珪酸塩水溶液、無機固体成分、充填剤、硬化促進剤およ
び発泡剤のほか、必要に応じて、顔料、その他の添加料
を適量添加することができる。

【００３６】この発明による上記無機発泡体用組成物か
ら、無機発泡体を製造するには、まず組成物中の固体状
の成分である無機固体成分、充填剤、軽焼酸化カルシウ
ム、および必要に応じて適量の顔料等を加えて混合し、
ついでこれに液状の成分であるアルカリ金属珪酸塩水溶
液を加え、固体状の成分が充分に分散するまで混練し、
その後この混練物に発泡剤を加え、さらに充分に分散す
るまで混練する。

【００３７】こうして得られた無機発泡体用原料混練物
を、ついで所定の型内に注入し、常温でまた要すれば加
熱しながら１０分〜３時間反応硬化させ、所定形状の無
機発泡体を形成するものである。

【００３８】

【作用】上記無機発泡体用組成物によれば、アルカリ金
属珪酸塩水溶液、無機固体成分および充填剤よりなる無
機発泡体の主材、並びに発泡剤に対して、硬化促進剤と
して特定の軽焼酸化カルシウムを所定量添加するので、
硬化反応が促進されるとともに、無機発泡体用組成物の
温度を高め、短時間で、クラックや崩壊のない無機発泡
体を形成することができる。

【００３９】

【実施例】つぎに、この発明の実施例を、比較例と共に
説明する。

【００４０】実施例１〜５Ｋ２　Ｏが１５．３重量％、Ｎａ２　Ｏが７．７重量％
、ＳｉＯ２　が２４．９重量％、Ｈ２　Ｏが５２．１重
量％の組成であるアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ａ）と、
無機固体成分としてコランダム炉ダスト（Ｂ）またはメ
タカオリン（Ｃ）、充填剤としてタルク（Ｄ）およびマ
イカ（Ｅ）とよりなる主材１００重量部に対して、硬化
促進剤として粒径（φ）１００μｍ以下のものが９０重
量％含まれかつ活性度６００の軽焼酸化カルシウム（Ｆ
１）または粒径（φ）と活性度は同じであるが部分消化
（３０％）されている軽焼酸化カルシウム（Ｆ１）と、
発泡剤（Ｈ）として１０％濃度の過酸化水素（Ｈ２　Ｏ
２　）の水溶液とを、各実施例ごとに表１に示す配合割
合で準備した。

【００４１】なお、コランダム炉ダスト（Ｂ）は、無定
形のＳｉＯ２　５０重量％と、Ａｌ２　Ｏ３　２５重量
％と、残部Ｆｅ２Ｏ３　およびＴｉＯ２　等とよりなる
ものである。

【００４２】そしてまず、各実施例について無機固体成
分（Ｂ）または（Ｃ）、充填剤（Ｄ）および（Ｅ）、並
びに部分消化されていないもしくは部分消化された軽焼
酸化カルシウム（Ｆ１）を容器に入れて、ハンドミキサ
ーを用いて混合し、ついでアルカリ金属珪酸塩水溶液（
Ａ）を加えて充分に混練した。その後、発泡剤（Ｈ）を
加え、すばやく混練してから所定の型内に注入し、温度
２０℃の室内で放置し、無機発泡体用組成物を硬化せし
めた。

【００４３】この場合の発泡は、通常約１〜１０分で完
了し、目視により発泡が停止したのを確認することがで
きる。

【００４４】つぎに、硬化時間、密度および圧縮強度に
ついては、得られた無機発泡体を、５０ｍｍ×５０ｍｍ
×５０ｍｍの大きさに切り出し、５０℃のオーブン中で
充分乾燥したものを試料とした。ここで、硬化時間は、
圧縮強度を各時間について測定した（ＪＩＳ　　Ａ９５
１４に準じる）場合に、その数値がもはや増加しなくな
る最も短い時間をもって硬化時間とした。なお得られた
硬化時間は、指圧によって窪みを生じなくなる時間とほ
ゞ一致した。

【００４５】また、各実施例において得られた無機発泡
体について、組成物の硬化中あるいは硬化後に表面にク
ラックが発生しているか、どうかの外観を観察し、得ら
れた結果を表１にまとめて示した。

【００４６】比較例１〜５これらの比較例では、上記実施例１の無機発泡体用組成
物の場合とほゞ同様であるが、異なる点は、まず比較例
１においては、粒径１００μｍ以下のものが９０重量％
含まれかつ活性度６００を有する軽焼酸化カルシウム（
Ｆ１）を、この発明の範囲よりも少ない０．０５重量部
とした点、比較例２においては、同軽焼酸化カルシウム
（Ｆ１）を、この発明の範囲を越えて多い１０重量部と
した点、比較例３においては、同軽焼酸化カルシウム（
Ｆ１）であって部分消化率を６０％としたものを使用し
た点、比較例４においては、粒径１００μｍ以下のもの
が６０重量％と少なく含まれていて、活性度は６００を
有する軽焼酸化カルシウム（Ｆ２）を使用した点、およ
び比較例５においては、粒径１００μｍ以下のものが８
０重量％含まれているが、活性度が低い３００である軽
焼酸化カルシウム（Ｆ３）を使用した点、にある。

【００４７】各比較例における各成分の混合および混練
の操作は、実施例の場合と全く同様に行なった。ここで
、比較例２においては、混練物の温度が急激に上昇し、
粘度が著しく高くなって、混練することができず、以後
の操作を中止した他は、実施例と同様にして無機発泡体
を得、その硬化時間、密度および圧縮強度を同様に測定
するとともに、外観を同様に観察し、得られた結果を表
１にあわせて示した。

【００４８】

【表１】

【００４９】上記表１の結果から明らかなように、実施
例１〜５のこの発明の無機発泡体用組成物によれば、環
境条件とりわけ温度が室温程度に低い場合であっても、
硬化時間が比較例よりも短かった。また、この発明の無
機発泡体用組成物は、充分に硬化反応がなされ、比較例
よりも圧縮強度が高いものであった。しかも発泡状態が
均一であり、表面にはクラックがなく、クラックのあっ
た比較例よりも明らかに外観品質がすぐれていた。なお
比較例４では、硬化時間がこの発明の場合と同様に短い
が、得られた無機発泡体の表面にクラックがあり、外観
品質が劣るものであった。

【００５０】

【発明の効果】この発明による無機発泡体用組成物は、
上述のように、アルカリ金属珪酸塩水溶液２０〜７０重
量部、無機固体成分１５〜７０重量部、および充填剤１
０〜６５重量部よりなる主材１００重量部と、粒径１０
０μｍ以下のものが８０重量％以上含まれる軽焼酸化カ
ルシウム０．１〜８重量部と、発泡剤１〜３０重量部と
よりなるもので、この発明によれば、無機発泡体用組成
物の反応性を高めることができて、硬化反応が促進され
、無機発泡体を短時間で形成することができ、その生産
性を向上することができる。また発泡が均一であり、高
い圧縮強度を有するとともに、すぐれた断熱性と不燃性
を有しかつクラックの発生がないため、例えば建築材料
の内外壁材等にきわめて有用であるという効果を奏する
。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　アルカリ金属珪酸塩水溶液２０〜７０
重量部、無機固体成分１５〜７０重量部、および充填剤
１０〜６５重量部よりなる主材１００重量部と、粒径１
００μｍ以下のものが８０重量％以上含まれる軽焼酸化
カルシウム０．１〜８重量部と、発泡剤１〜３０重量部
とよりなる無機発泡体用組成物。
【請求項２】　　軽焼酸化カルシウムが、部分消化され
たものである、請求項１記載の無機発泡体用組成物。