JPH04292484A

JPH04292484A - 無機発泡体用組成物

Info

Publication number: JPH04292484A
Application number: JP5493091A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kakinuma; 淳柿沼
Original assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Current assignee: Tsutsunaka Plastic Industry Co Ltd
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 1992-10-16

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、例えば不燃性かつ無
発煙性の建築資材として有用でありかつ連続気泡（開放
気泡）を有する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】従来、この種の無機発泡体としては、水
分含有の無機成形材料からなる独立気泡を有する無機発
泡体が、すでに公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
無機発泡体は、独立気泡を有するものであるため、とり
わけ断熱材としては有用であるが、その他の特定の使用
範囲、例えば吸音材、フィルター等の用途には、利用で
きないという問題があり、業界では、これらの用途に適
用可能な連続気泡を有する無機発泡体の出現が強く望ま
れていた。

【０００４】この発明者は、上記の問題を解決しかつ上
記の要望に応えるために、鋭意研究を重ねた結果、上記
無機発泡体の主材に対して、疎水性を有する脂肪酸を所
定の割合で配合することにより、連続気泡を有する無機
発泡体を形成し得ることを見い出し、この発明を完成す
るに至った。

【０００５】この発明の目的は、従来の断熱材以外の、
例えば吸音材およびフィルター等の用途に利用可能な連
続気泡を有していて、しかも充分な圧縮強度と曲げ強度
を有するとともに、不燃性かつ無発煙性の品質の良い無
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。

【０００６】

【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２０〜６
５重量部、無機固体成分１５〜６０重量部、および充填
剤３〜６５重量部よりなる主材１００重量部と、疎水性
を有する脂肪酸０．００１〜５重量部と、発泡剤２〜３
０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。

【０００７】ここで、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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。また、これらにシリカ
ヒューム（熱分解法シリカ）などを混合して使用しても
良い。

【００１１】例えばコランダム製造炉のダストの場合は
、無定形のＳｉＯ２２０〜８０重量％とＡｌ２　Ｏ３　
８０〜２０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Ｆｅ２Ｏ３　、Ｔｉ
Ｏ２　等である。

【００１２】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。

【００１３】また、発泡剤としては、いわゆる過ホウ酸
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が有
利である。発泡剤の量は、発泡体の密度、得ようとする
発泡体の強度、および発泡剤の種類により適宜決定され
るものである。

【００１４】ところで、疎水性の脂肪酸としては、例え
ばラウリン酸およびミリスチン酸等の高級脂肪酸、ヘキ
サン酸およびヘプタン酸等の低級の脂肪酸、並びにオレ
イン酸等の不飽和脂肪酸などであり、とくに炭素数６以
上の鎖式モノカルボン酸を用いるのが良く、加えて、該
脂肪酸は、天然にあるいは人工的に多数存在するが、と
くに有効であるのは、融点が１００℃以下のものである
。

【００１５】この発明による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２０〜６５重量部、
無機固体成分１５〜６０重量部、および充填剤３〜６５
重量部よりなる主材１００重量部と、疎水性を有する脂
肪酸０．００１〜５重量部、好ましくは０．００５〜１
重量部と、発泡剤２〜３０重量部とよりなるものである
。

【００１６】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。

【００１７】そしてこの発明においては、とくにこの無
機発泡体の主材１００重量部に対して、上記疎水性を有
する脂肪酸が０．００１〜５重量部、好ましくは０．０
０５〜１重量部の割合で配合される。

【００１８】ここで、疎水性を有する脂肪酸の配合割合
が、０．００１重量部未満であれば、添加量が少ないた
め、充分な効果が得られず、連続気泡を有する無機発泡
体を形成することができない。つまり独立気泡の発泡体
となってしまうので、好ましくない。

【００１９】また脂肪酸の配合割合が、５重量部を越え
ると、反応に関与しきれなかった脂肪酸またはその塩が
無機発泡成形体中に残ってしまい、外観が低下するので
、好ましくない。

【００２０】脂肪酸の添加量を上記の０．００１〜５重
量部の範囲内で、変化させることにより、無機発泡体の
連続気泡率あるいは連続気泡径を任意に調整することが
でき、とりわけ０．００５〜１重量部の範囲内では、均
一性および外観上好ましい。

【００２１】この発明による無機発泡体用組成物から、
連続気泡を有する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、疎水
性を有する脂肪酸（固体である場合）、および必要に応
じて適量の顔料を加えて混合し、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する。なお、疎水性を有す
る脂肪酸が、液状である場合には、この段階で脂肪酸を
加え、固体状の成分が充分に分散するまで混練する。

【００２２】その後、発泡剤を添加し、充分に分散する
まで混練する。

【００２３】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、常温から１００℃まで
１〜４時間加熱することにより、連続気泡を有する所定
形状の無機発泡体を形成するものである。

【００２４】

【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、疎水性を有
する脂肪酸を所定割合で配合することにより、連続気泡
を有する無機発泡体を形成することができるものである
。

【００２５】

【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。

【００２６】実施例１〜１０Ｋ２　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と、無機固
体成分としてコランダム炉ダスト、メタカオリン、フラ
イアッシュおよびシリカヒュームの１種または２種と、
充填剤としてタルクおよびマイカとよりなる主材１００
重量部に対して、疎水性を有する脂肪酸としてラウリン
酸（実施例１〜５）、オレイン酸（実施例６および７）
、またはカプロン酸（実施例８および９）と、発泡剤と
して１０％濃度の過酸化水素（Ｈ２　Ｏ２　）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。

【００２７】なおコランダム炉ダストは、無定形のＳｉ
Ｏ２　５０重量％と、Ａｌ２　Ｏ３　２５重量％と、残
部Ｆｅ２　Ｏ３　およびＴｉＯ２　等とよりなるもので
ある。

【００２８】そしてまず、実施例１〜５で用いるラウリ
ン酸は、ろう状であるため、無機固体成分および充填剤
と一緒にこのラウリン酸を１０００ｍｌの容器に入れ、
ハンドミキサーを用いて混合し、ついでアルカリ金属珪
酸塩水溶液を加えて充分に混練した。なお、実施例６お
よび７で用いるオレイン酸、および実施例８と９で用い
るカプロン酸は、それぞれ液状であるので、これらの脂
肪酸は、アルカリ金属珪酸塩水溶液を加える段階で一緒
に加え、固体状の成分が充分に分散するまで混練した。

【００２９】その後、各実施例において発泡剤を加え、
すばやく混練した。発泡は、通常約１〜１０分で完了し
、容器内での組成物の膨脹が停止したのを目視により確
認した後、容器を密封し、温度５０℃のオーブン中に１
ないし３時間入れておくことにより、成分を硬化せしめ
た。

【００３０】硬化完了後、形成された無機発泡体を容器
内で室温まで冷却したのち、容器から取り出した。得ら
れた無機発泡体をハンドソーにより５０ｍｍ×５０ｍｍ
×５０ｍｍの大きさに切り出し、５０℃のオーブン中で
充分乾燥したのち、密度を測定した。

【００３１】ついで、無機発泡体の連続気泡率を、ＡＳ
ＴＭ　　Ｄ２８５６のＣ法に基づき、測定した。

【００３２】また外観は、目視により脂肪酸またはその
塩が、無機発泡体の外表面あるいは気泡の内部に、残っ
ていないか、どうかを観察した。得られた結果を表１に
まとめて示した。なお、脂肪酸またはその塩が、無機発
泡体の表面に残っている場合には、無機発泡体の表面に
、白い斑点が見られた。

【００３３】比較例１〜３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、疎水性を有する脂肪酸としてのラウリン
酸の添加量を、この発明の範囲よりも少ない０．０００
５重量部とした点、比較例２においては、ラウリン酸の
添加量を、この発明の範囲を越えて多い１０重量部とし
た点、および比較例３においては、脂肪酸として疎水性
を有していない低級な酪酸を添加した点にある。

【００３４】そして、これら比較例の無機発泡体用組成
物について、上記実施例１の場合と同様に操作して、無
機発泡体を成形した。

【００３５】こうして得られた無機発泡体について、密
度および連続気泡率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。

【００３６】

【表１】

【００３７】上記表１の結果から明らかなように、この
発明の実施例１〜１０の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、
疎水性を有する脂肪酸を所定割合で配合しているから、
密度に変化はなく、にもかゝわらず連続気泡を有する無
機発泡体を形成することができ、しかも外観も良好なも
のであった。

【００３８】これに対し、疎水性を有する脂肪酸のラウ
リン酸の添加量を、この発明の範囲よりも少ない０．０
００５重量部とした比較例１、および脂肪酸として疎水
性を有していない低級な酪酸を添加した比較例３におい
ては、いずれも独立気泡を有する無機発泡体が得られた
。また、ラウリン酸の添加量を、この発明の範囲よりも
多い１０．０重量部とした比較例２においては、ラウリ
ン酸またはその塩が、無機発泡体の表面に残っており、
無機発泡体の表面に、白い斑点が見られ、外観が不良で
あった。

【００３９】

【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２０〜６５重
量部、無機固体成分１５〜６０重量部、および充填剤３
〜６５重量部よりなる主材１００重量部と、疎水性を有
する脂肪酸０．００１〜５重量部と、発泡剤２〜３０重
量部とよりなるもので、この発明の無機発泡体用組成物
によれば、均一な連続気泡を有する無機発泡体を形成す
ることができ、得られた連続気泡の無機発泡体は、不燃
性かつ無発煙性であると同時にすぐれた防音性ないしは
吸音性を有し、また外観も良好で、従来の断熱材以外の
、例えば吸音材およびフィルター等の用途にも利用可能
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２０〜６５
重量部、無機固体成分１５〜６０重量部、および充填剤
３〜６５重量部よりなる主材１００重量部と、疎水性を
有する脂肪酸０．００１〜５重量部と、発泡剤２〜３０
重量部とよりなる無機発泡体用組成物。