JPH09208278A

JPH09208278A - 無機質硬化体の製造方法

Info

Publication number: JPH09208278A
Application number: JP1526596A
Authority: JP
Inventors: Masahito Yamamoto; 雅人山本; Hiroyuki Takihana; 裕之瀧華
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】成形性に優れ、又発泡体を得る場合に気泡が
均一であって且つ機械的強度に優れたものが得られる無
機質硬化体の製造方法を提供する。【解決手段】ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系反応性無機質粉
体（Ａ）、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）及び水（Ｃ）から
なる組成物を養生、硬化させて無機質硬化体を製造する
方法において、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）を水溶液とし
て添加して、所望の組成を有するアルカリ金属珪酸塩水
溶液（ｂ）を得る際に、該水溶液（ｂ）よりもＳｉＯ₂
／Ｍ₂Ｏ（式中、ＭはＫ，Ｎａ及びＬｉから選ばれる１
種以上の金属原子を示す）のモル比の大きいアルカリ金
属珪酸塩水溶液（Ｄ）と、アルカリ金属水酸化物もしく
はアルカリ金属水酸化物水溶液（Ｅ）との混合によって
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として建築材料
等に用いられる無機質硬化体の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】建築材料としての無機質硬化体の成形に
関しては、従来より種々の研究がなされている。例え
ば、特開平６−２３９６５５号公報には、フライアッシ
ュ、アルカリ金属珪酸塩水溶液及び充填剤からなる組成
物を硬化させた硬化体が開示されている。しかしなが
ら、この組成物から硬化体を得る場合、スラリー粘度が
高いために性形成が悪く、特に発泡硬化体の場合には、
気泡が不均一化して機械的強度が低下するという問題点
があった。また、ナトリウム金属珪酸塩水溶液の場合、
ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏの比が小さくなると結晶し易くなる
ため保存性に問題点があった。

【０００３】また、例えば、特公平４−４５４７１号公
報には、無定形の二酸化珪素と酸化アルミニウムを含有
する酸化物混合物と、アルカリ金属珪酸塩との混合物を
型内に流し込んで硬化・賦形することにより無機質硬化
体を製造する方法が開示されている。

【０００４】上記の方法では、アルカリ金属珪酸塩は水
溶液として使用されるが、この水溶液はアルカリ性が非
常に強くて、発泡剤としてアルミニウム粉末や過酸化水
素等を混合した際に、発泡が非常に速く、材料の型への
注入が終了するまでに発泡が始まり、その為に気泡が壊
れて外観を損ねるばかりでなく、所望の発泡倍率の硬化
体が得られないという問題があった。

【０００５】さらに、上記公報記載の混合物は反応速度
が速いので、成形が終了するまでに硬化が開始し、所望
の形状に成形できないという問題もあった。尚、この問
題を解決するために、成形材料を予め冷却するという方
法も考えられるが、通常、アルカリ金属珪酸塩は室温で
も粘度が高く、これを冷却すると更に粘度が上昇する為
にやはり成形性に問題があった。特にアルカリ金属が最
も安価なナトリウムの場合、この粘性が非常に大であっ
て使用できず、この材料系ではコスト高となることが大
きな問題であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消し、その目的は、粘度上昇により成形
性が損なわれることなく、機械的強度に優れた硬化体が
得られる無機質硬化体の製造方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の無
機質硬化体の製造方法は、「ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系反
応性無機質粉体（Ａ）１００重量部、アルカリ金属珪酸
塩（Ｂ）０．２〜４５０重量部及び水（Ｃ）３５〜１５
００重量部からなる組成物を養生、硬化させて無機質硬
化体を製造する方法において、アルカリ金属珪酸塩
（Ｂ）を水溶液として添加して、所望の組成を有するア
ルカリ金属珪酸塩水溶液（ｂ）を得る際に、該水溶液
（ｂ）よりもＳｉＯ₂／Ｍ₂Ｏ（式中、ＭはＫ，Ｎａ及
びＬｉから選ばれる１種以上の金属原子を示す）のモル
比の大きいアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｄ）と、アルカ
リ金属水酸化物もしくはアルカリ金属水酸化物水溶液
（Ｅ）とを混合すること」を特徴とするものであり、こ
のことにより上記課題が解決される。

【０００８】又、請求項２記載の発明の無機質硬化体の
製造方法は、「ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ ₃系反応性無機質粉
体（Ａ）１００重量部、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）０．
２〜４５０重量部及び水（Ｃ）３５〜１５００重量部か
らなる組成物を養生、硬化させて無機質硬化体を製造す
る方法において、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）を予め水に
溶解させて水溶液とし、該水溶液を２０℃以上の温度条
件下で貯蔵し、該水溶液と前記無機質粉体（Ａ）を混合
する際に０〜１５℃の温度まで冷却すると共に、該冷却
開始後７２時間以内に混合を開始すること」を特徴とす
るものであり、このことによっても上記課題が解決され
る。

【０００９】本発明に使用するＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系
反応性無機質粉体（Ａ）としては、ＳｉＯ₂が５〜８５
重量％、Ａｌ₂Ｏ₃が９０〜１０重量％の割合からなる
ものが好適に使用される。このような粉体としては、フ
ライアッシュ、メタカオリン、カオリン、ムライト、コ
ランダム、或いはアルミナ系研磨材を製造する際に得ら
れるダスト、粉砕焼成ボーキサイト等が挙げられるが、
組成と粒度とが適当であればこれらに限定されるもので
はない。又、これらの粉体をそのまま用いても良いが、
できれば溶射処理、粉砕・分級処理、機械的エネルギー
の付与処理等の各種処理を施して活性化したものを使用
する方が好ましい。

【００１０】溶射処理する方法としては、セラミックコ
ーティングに採用される種々の溶射技術を採用すればよ
い。この溶射技術は、好ましくは２０００〜１６０００
℃の温度で材料粉末を溶融し、３０〜８００ｍ／秒の速
度で噴霧させるものであり、具体例としては、プラズマ
溶射法、高エネルギーガス溶射法、アーク溶射法等が挙
げられる。処理によって得られる粉体の比表面積として
は、０．１〜１００ｍ ²／ｇが好ましい。

【００１１】又、粉砕・分級処理方法としては、従来公
知の任意の方法でよく、篩い、比重、風力、湿式沈降等
による分級、ジェットミル、ロールミル、ボールミル等
の粉砕機による粉砕が挙げられ、これらの手段は併用さ
れてもよい。

【００１２】上記機械的エネルギーを作用させる方法と
しては、ボール媒体ミル、媒体攪拌型ミル、ローラーミ
ル等の粉砕機が使用され、作用させる機械的エネルギー
としては、０．５〜３０ｋｗｈ／ｋｇの範囲内が好まし
い。機械的エネルギーがこれより小さいと粉体を活性化
し難く、逆に大きいと装置の負荷が大きくなる。

【００１３】成分（Ａ）がフライアッシュの場合は、こ
れの焼成されたものでもよい。焼成温度としては４００
〜１０００℃の範囲内が好ましい。焼成温度が４００℃
に満たない場合はフライアッシュの黒色が残り、１００
０℃を超えると後述するアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）との
反応性が低くなる。

【００１４】本発明に使用するアルカリ金属珪酸塩
（Ｂ）とは、一般式が、ｎＳｉＯ₂・Ｍ ₂Ｏ（但し、Ｍ
＝Ｌｉ、Ｋ、Ｎａの群から選ばれる１種以上の金属）で
表される塩であって、ｎの値が小さくなると、無機質硬
化体の機械的強度が低下し、更に発泡硬化体の場合は緻
密な発泡体が得られない。又ｎの値が大きくなると、水
と混合してアルカリ金属珪酸塩水溶液とした場合の粘度
が上昇し、成分（Ａ）との混合が困難になる傾向にあ
る。従って、ｎ＝０．０５〜８のものが好ましく、０．
５〜２．５のものがより好ましい。

【００１５】本発明で用いられる組成物において、上記
アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）の配合量は、少な過ぎると硬
化が充分になされず、多過ぎると得られる硬化体の耐水
性、機械的強度が低下するので、上記反応性無機質粉体
（Ａ）１００重量部に対して、０．２〜４５０重量部と
するのが好ましく、できれば１０〜３５０重量部、より
好ましくは２０〜２５０重量部である。

【００１６】上記組成物において、水（Ｃ）の量は、少
なくなると充分に硬化せず混合も困難となる。又、多く
なると硬化体の機械的強度が低下する傾向にあるので、
上記反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して、３
５〜１５００重量部とするのが好ましく、できれば４５
〜１０００重量部、より好ましくは５０〜５００重量部
である。

【００１７】請求項１記載の発明では、アルカリ金属珪
酸塩（Ｂ）を水溶液として使用し、その水溶液の調製に
当たっては、所望する水溶液（ｂ）よりも、ＳｉＯ₂／
Ｍ₂Ｏのモル比の大きいアルカリ金属珪酸塩水溶液
（Ｄ）と、アルカリ金属水酸化物もしくはアルカリ金属
水酸化物水溶液（Ｅ）との混合によって得るものであ
る。かくすることにより、結晶化を抑制すると共に、モ
ル比の大きいアルカリ金属珪酸塩の使用による水溶液粘
度の上昇を（Ｅ）成分との併用により抑制するのであ
る。

【００１８】上記アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）の水溶液の
調製の際、モル比の大きいアルカリ金属珪酸塩水溶液
（Ｄ）の該モル比は、１．６以上であることが好まし
く、より好ましくは１．８以上である。モル比がこれよ
り小さいと、アルカリ金属がナトリウムの場合に結晶化
し易くなる。このモル比の大きいアルカリ金属珪酸塩水
溶液（Ｄ）の濃度は、１０〜５９重量％であることが好
ましい。濃度がこれより高いと流動性が低くなって扱い
難く、逆にこれより低いと硬化体の機械的強度が低下す
る。

【００１９】請求項１記載の発明では、アルカリ金属珪
酸塩の水溶液の調製を行ってから、これに他の成分を混
合する。即ち、モル比の大きいアルカリ金属珪酸塩水溶
液（Ｄ）とアルカリ金属水酸化物もしくはアルカリ金属
水酸化物水溶液（Ｅ）とを混合してから全材料を混合す
る。この混合を行ってから型へのに流し込み開始迄の時
間は、７２時間以内とするのが好ましく、より好ましく
は２４時間以内、さらに好ましくは３時間以内である。
この時間が長引くほど粘度が上昇して成形性が悪くな
る。

【００２０】請求項２記載の発明でも、アルカリ金属珪
酸塩（Ｂ）成分は水溶液として使用する。その理由をこ
こで纏めて説明すると、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）を水
に溶解させると高粘度となるため溶解そのものが困難と
なり、さらに、これを固体状態で成分（Ａ）と混合して
も、充分な反応が起こらないからである。

【００２１】請求項２記載の発明に於いて、この水溶液
を調製するには、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）をそのまま
加圧・加熱下で水に溶解してもよいが、アルカリ金属水
酸化物水溶液に、珪砂、珪石粉等のＳｉＯ₂成分を、ｎ
が所定の量となるように加圧・加熱下で溶解してもよ
い。

【００２２】アルカリ金属珪酸塩水溶液の濃度は、特に
限定されないが、低くなると成分（Ａ）との反応性が低
下して硬化体の機械的強度が低下する。又、高くなると
固形分が生じ易くなって扱い難くなるので、１０〜６０
重量％であることが好ましい。

【００２３】ところで、請求項２記載の発明では、アル
カリ金属珪酸塩水溶液の調製後は、これを２０℃以上の
温度条件下で貯蔵、保管する。その理由は、２０℃に達
しない低温で貯蔵すると水溶液の粘度が上昇して取扱い
が著しく困難となるばかりでなく、結晶が析出して溶液
状態を保持することが出来なくなる場合がある。

【００２４】又、請求項２記載の発明では、このように
して貯蔵されているアルカリ金属珪酸塩水溶液と、他の
成分との混合に際しては、０〜１５℃の温度迄冷却する
と共に、該冷却開始から７２時間以内に混合を開始す
る。

【００２５】その理由は、もしこの冷却をしないで混合
を開始すると、前述した通りアルカリ金属珪酸塩水溶液
のアルカリ性が強い為に、組成物中に発泡剤を含む場合
は、該発泡剤が直ちに反応して材料の注型前に発泡を開
始するからである。即ちこの冷却操作は発泡を遅延させ
るためのものであるが、このとき、０℃を割る低温まで
冷却すると溶液粘度が上昇したり結晶化が起こったりす
る。又１５℃を超えると冷却効果が得られない。

【００２６】又、混合開始の時間を冷却開始から７２時
間以内に限定したのは、一般にアルカリ金属珪酸塩水溶
液は、その材料の特性として化学的に平衡状態に達する
迄に時間を要し、この時間内であれば冷却操作前の貯蔵
温度での状態を保持しており、比較的低粘度でこの水溶
液の取扱いが可能となるからである。

【００２７】請求項１又は２記載の発明に使用する組成
物には、上述の通り必要に応じて発泡剤を使用すること
ができる。該発泡剤としては、過酸化水素、過酸化ソー
ダ、過酸化カリ、過ほう酸ソーダ等の過酸化物；Ｍｇ、
Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａ
ｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェロシリコン等の金属粉末が
用いられる。コスト、入手の容易性、取扱い性等から勘
案すると、アルミニウム粉末、過酸化水素が好ましい。

【００２８】発泡剤の添加量は、多過ぎると発泡ガスが
過剰となって破泡し、少な過ぎると発泡倍率が小さ過ぎ
て発泡体の意味を失うので、上記反応性無機質粉体
（Ａ）１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部と
するのが好ましい。尚、過酸化水素を発泡剤として用い
るときは、安全であり且つ安定した発泡が得られる点か
ら考慮すれば、水溶液として用いるのが賢明である。
又、金属粉末を用いる場合は、安定した発泡を得るため
には、その粒径が２００μｍ以下のものを使用するのが
好ましい。

【００２９】上述の発泡剤を添加する場合は、必要に応
じて発泡助剤を使用してもよい。発泡助剤としては、発
泡を均一に生じさせるものなら特に限定されず、例え
ば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、パル
ミチン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩；シリカゲル、ゼオライ
ト、活性炭、アルミナ粉末等の多孔質粉体等が挙げられ
る。これらは単独で使用されてもよいし、２種以上を併
用してもよい。発泡助剤の添加量は、多くなると組成物
の粘度が上昇して破泡し易くなるので、上記反応性無機
質粉体（Ａ）１００重量部に対して、１０重量部以下と
するのが好ましい。

【００３０】本発明で使用する組成物には、必要に応じ
て無機質充填剤を添加してもよい。無機質充填剤として
は、水に溶解せず、組成物の硬化反応を阻害せず、アル
カリ金属珪酸塩（Ｂ）と反応しないものであれば、特に
限定されない。このような無機質充填剤としては、例え
ば、珪砂、川砂、ジルコンサンド、結晶質アルミナ、岩
石粉末、火山灰、シリカフラワー、シリカフューム、ベ
ントナイト、高炉スラグ等の混合セメント用混合材；セ
ピオライト、ウォラストナイト、マイカ等の天然鉱物；
炭酸カルシウム、珪藻土等が挙げられる。

【００３１】無機質充填剤は、その平均粒径が小さくな
ると、組成物の粘度が上昇し、高倍率の発泡体が得られ
ず、大きくなると発泡が不安定になるので、０．０１〜
１０００μｍのものを使用するのが好ましい。

【００３２】これらの無機質充填剤は単独で添加されて
もよいし、２種以上を併用してもよい。無機質充填材の
量が多くなると、得られる硬化体の強度が低下するの
で、上記反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して
７００重量部以下とするのが好ましい。

【００３３】又、本発明で使用する組成物には、必要に
応じて補強繊維を添加してもよい。上記補強繊維として
は、硬化体に付与したい性能に応じ、任意のものが使用
でき、例えば、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、ポリエ
ステル繊維、ポリプロピレン繊維、カーボン繊維、アラ
ミド繊維、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、鋼繊維
等が挙げられる。

【００３４】上記補強繊維の繊維径は、細くなると混合
時に再凝集し、交絡によりファイバーボールが形成され
易くなり、最終的に得られる強度はそれ以上改善され
ず、太くなるか或いは短くなると引張強度等の補強効果
が小さく、又長くなると繊維の分散性及び配向性が低下
するので、繊維径は１〜５００μｍ、繊維長は１〜１５
ｍｍが好ましい。補強繊維の添加量は、多くなると繊維
の分散性が低下するので、上記反応性無機質粉体（Ａ）
１００重量部に対して１０重量部以下とするのが好まし
い。

【００３５】本発明で使用する組成物には、更に硬化体
もしくは発泡硬化体の軽量化を目的として、シリカバル
ーン、パーライト、フライアッシュバルーン、シラスバ
ルーン、ガラスバルーン、発泡焼生粘土等の無機質天然
発泡体；フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン
等の合成樹脂の発泡体；塩化ビニリデンバルーン等を添
加してもよい。これらは、単独で添加してもよいし、２
種以上を併用してもよい。

【００３６】本発明で使用する組成物には、更に必要に
応じて、アルミナセメント、γ−アルミナ、溶射された
アルミナ、アルミン酸アルカリ金属塩及び水酸化アルミ
ニウムを加えてもよい。

【００３７】請求項１記載の発明の製造方法に於いて、
無機質硬化体或いは無機質発泡硬化体を製造するには、
前述の通り、先ずアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）の水溶液の
調製を、前述の（Ｄ）成分と（Ｅ）成分との混合によっ
て行い、その混合物溶液の粘度が上昇する前に、上記反
応性無機質粉体（Ａ）、発泡剤、発泡助剤、補強繊維、
無機質充填剤等を混合してペースト状とした後、注型、
押出成形、押圧成形等の従来公知の方法により所望の形
に賦形し、硬化させればよい。

【００３８】尚、発泡剤を使用する場合は、該発泡剤の
反応速度が一般に速いので、発泡剤以外の材料を予め混
合してペーストを作り、これに発泡剤を混合するように
した方がよい。又、賦形時の硬化温度は、常温でもよい
が、５０〜１１０℃の温度で、３０分間〜８時間加熱す
ることにより、硬化反応を促進させるこができると共
に、機械的物性を向上させることができる。

【００３９】請求項２記載の発明の製造方法に於いて、
無機質硬化体或いは無機質発泡硬化体を製造するには、
前述の通り、予め２０℃以上の温度条件下で貯蔵してい
たアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）の水溶液を、０〜１５℃の
温度迄冷却する。そしてこの冷却開始から７２時間以内
に他の成分、即ち成分（Ａ）、発泡剤、発泡助剤、補強
繊維、無機質充填剤等を混合してペースト状とした後、
以下請求項１記載の発明の場合と同様の要領で賦形し、
硬化させればよい。

【００４０】（作用）請求項１記載の発明の無機質硬化
体の製造方法は、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系反応性無機質
粉体（Ａ）とアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）と水（Ｃ）とを
主材とする組成物に於いて、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）
を水溶液として使用し、その水溶液の調製に当たって
は、所望する水溶液よりも、ＳｉＯ₂／Ｍ₂Ｏのモル比
の大きいアルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｄ）と、アルカリ
金属水酸化物もしくはアルカリ金属水酸化物水溶液
（Ｅ）との混合によって得るようにしたので、アルカリ
金属珪酸塩（Ｂ）の水溶液の結晶化と粘度の上昇が抑制
される。

【００４１】請求項２記載の発明の無機質硬化体の製造
方法は、上記請求項１記載の発明に於ける三成分系の組
成物に於いて、同様にアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）を水溶
液として使用し、その水溶液の調製に当たっては、予め
該水溶液を２０℃以上の温度条件下で貯蔵し、他の成分
との混合に際しては、０〜１５℃の温度迄冷却するよう
にしたので、この冷却操作により組成物中に発泡剤を含
んでいても、その発泡剤の反応を遅延させることがで
き、組成物の調製時や硬化体の製造時に於ける気泡の破
壊や、硬化体の発泡倍率の低下を防止し得る。

【００４２】又、混合開始の時間を冷却開始から７２時
間以内に限定したので、この材料系が具有する化学的に
平衡状態に達する迄の限定時間内での比較的低粘度での
混合操作が可能となり、均質な組成物が得られる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００４４】（１）無機質粉体（Ａ−１）の調製フライアッシュ（関電化工社製、平均粒径２０μｍ、Ｊ
ＩＳＡ６２０１に準ずる）を分級機（日清エンジニア
リング社製、型式ＴＣ−１５）により分級して活性化
し、平均粒径が１０μｍ以下の粉末を１００重量％含有
する無機質粉体（Ａ−１）を調製した。

【００４５】（２）無機質粉体（Ａ−２）の調製カオリン（組成＝ＳｉＯ₂４５．７重量％、Ａｌ₂Ｏ₃
３８．３重量％、平均粒径＝８μｍ、ＢＥＴ比表面積＝
５．８ｍ²／ｇ）９５重量部と、クオーツ（住友セメン
ト社製「ソフトシリカ」）５重量部及び混合溶液（トリ
エタノールアミン２５重量％＋エタノール７５重量％）
０．５重量部とを、ウルトラファインミルＡＴ−２０
（三菱重工業社製、ジルコニアボール１０ｍｍφ使用、
ボール充填率８５体積％）に供給し、２５ｋｗｈ／ｋｇ
の機械的エネルギーを作用させ、活性化させて、無機質
粉体（Ａ−２）を調製した。尚、作用させた機械的エネ
ルギーは、ボールミルに供給した電力を処理粉体単位重
量当たりで表した。

【００４６】（３）無機質粉体（Ａ−３）の調製無機質粉体２の場合と同じカオリンの原料粉を、燃焼温
度２５００℃、噴射粒子速度５０ｍ／秒で溶射して活性
化して、無機質粉体（Ａ−３）を調製した。得られた活
性無機質粉体の組成は、ＳｉＯ₂４９．７重量％、Ａｌ
₂Ｏ₃４７．０重量％であり、平均粒径は４９μｍ、Ｂ
ＥＴ比表面積＝６４．３ｍ²／ｇであった。

【００４７】（４）無機質粉体（Ａ−４）の調製無機質粉体１の場合と同じフライアッシュ１００重量部
及び混合溶液（トリエタノールアミン２５重量％＋エタ
ノール７５重量％）０．５重量部を、無機質粉体２と同
様にして活性化して、無機質粉体（Ａ−４）を調製し
た。

【００４８】（５）無機質粉体（Ａ−５）の調製メタカオリン（エンゲルハート社製「ＳＡＴＩＮＴＯＮ
Ｅ−ＳＰ−３３」、平均粒径＝３．３μｍ、ＢＥＴ比表
面積＝１３．９ｍ²／ｇ）を使用して、無機質粉体（Ａ
−５）を調製した。

【００４９】（実施例１〜８）表１及び２に示すよう
に、各種の配合組成からなる組成物を調製した。まず、
アルカリ金属珪酸塩水溶液（Ｄ）と、アルカリ金属水酸
化物もしくはアルカリ金属水酸化物水溶液（Ｅ）とを混
合し、この混合液にワラストナイト（土屋カオリン社
製、「ケモリットＡ−６０」）、ビニロン繊維（クラレ
社製「ＲＭ１８２×３」）、珪石粉（住友セメント社製
「ソフトシリカ」）、珪砂（セキモト建材社製「８号珪
砂」）、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）、水
酸化アルミニウム（粒径１００μｍ以下）をオムニミキ
サー（千代田技研工業社製）で攪拌・混合して均一なペ
ーストとした。次に、このペーストを型内に流し込み、
８５℃のオーブン中で６時間加熱・硬化させ、３５０×
３５０×１０（ｍｍ）の硬化体を得た。

【００５０】（比較例１〜８）アルカリ金属珪酸塩水溶
液の調製に、成分（Ｄ）及び（Ｅ）を使用せず、表３及
び４に示す配合組成からなる組成物から、実施例１と同
様にして、硬化体を得た。

【００５１】（実施例９〜１３）表５に示すように、各
種の配合組成からなる組成物を調製した。先ず硬化体の
場合と同じ配合剤に、更にステアリン酸亜鉛を添加して
オムニミキサー（千代田技研工業社製）で攪拌・混合し
て均一なペーストとした。

【００５２】次に、このペーストに、粒径が７０μｍ以
下の粉末を１００重量％含有するアルミニウム粉末（ミ
ナルコ社製「３５０Ｆ」）を添加して４０秒間攪拌し、
型枠内に注入して３分間発泡させた後、型枠ごと８５℃
のオーブン中で６時間加熱・硬化させ、３５０×３５０
×１０（ｍｍ）の発泡硬化体を得た。尚、粒径はレーザ
ー回折式分布計（セイシン社製、型式ＰＲ０７００Ｓ）
で測定した。

【００５３】（比較例９〜１３）アルカリ金属珪酸塩水
溶液の調製に、成分（Ｄ）及び（Ｅ）を使用せず、表６
に示す配合組成からなる組成物から、実施例１と同様に
して硬化体を得た。

【００５４】上記各実施例及び比較例で得られた硬化体
については、流動性及び曲げ強度、発泡硬化体について
は、流動性、圧縮強度及び気泡の状態を測定乃至評価
し、その結果を表１〜表４に示す。尚、測定乃至評価方
法は次の通りである。

【００５５】流動性試験（フロー試験）水平に保ったアクリル板上に、シリンダー（直径５０ｍ
ｍ×高さ５０ｍｍ）を直立状態で設置し、注入硬化前の
ペーストをシリンダー内に注入した後、静かに引き上
げ、アクリル板上に広がったペーストの長径と短径を測
定し、その平均値をフロー値とした。但し、発泡体の場
合は、発泡剤を添加しないときのペーストについて測定
した。

【００５６】曲げ強度硬化体を２００×５０×１０（ｍｍ）の大きさに切断
し、ＪＩＳ−Ａ−１１０６に準拠して測定した。

【００５７】圧縮強度発泡硬化体を２００×５０×１０（ｍｍ）の大きさに切
断し、ＪＩＳ−Ａ−１１０８に準拠して測定した。

【００５８】気泡の状態発泡硬化体の表面を目視により観察し、次の評価基準に
より評価した。 ○＝微細な気泡が均一に分布している。×＝粗大気泡が
入り、気泡が不均一化している。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】

【００６１】

【表３】

【００６２】

【表４】

【００６３】

【表５】

【００６４】

【表６】

【００６５】上記表１〜表６の結果から明らかなよう
に、各実施例の硬化体は、何れも満足すべき測定乃至評
価結果が得られたのに対して、アルカリ金属珪酸塩の水
溶液の調製に当たって、通常の方法により行った各比較
例のものはフロー値が低く、高粘度であって、成形性に
劣ることが明らかである。又、各実施例の発泡硬化体
は、何れも満足すべき測定乃至評価結果が得られたのに
対して、アルカリ金属珪酸塩の水溶液の調製に当たっ
て、通常の方法により行った各比較例のものは、同様に
フロー値が低いばかりでなく、全て気泡が不均一であ
り、その結果曲げ強度に劣ることが明らかである。

【００６６】（実施例１４〜２５、比較例１４〜１８）
表７〜表１０に示すような配合組成からなる組成物を調
製した。まず、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）をオートクレ
ーブ中（１３０℃、７ｋｇ／ｃｍ²）で所定量の水に溶
解し、２５℃の温度条件下で貯蔵した。次に、これを他
の材料と混合する前に、各表に記載の温度条件迄冷却し
た。

【００６７】次に、この冷却されたアルカリ金属珪酸塩
の水溶液の、冷却開始後５時間経過した時点で他の成分
との混合を開始した。即ち、ワラストナイト（土屋カオ
リン社製「ケモリットＡ−６０」）、ビニロン繊維（ク
ラレ社製「ＲＭ１８２×３」）、珪石粉（住友セメント
社製「ソフトシリカ」）、反応性無機質粉体（Ａ）、ス
テアリン酸カルシウム（試薬特級）をオムニミキサー
（千代田技研工業社製）で攪拌・混合して均一なペース
トとした。引き続き、このペーストを、型枠に流し込
み、型枠ごと８５℃のオーブン中で６時間加熱・硬化
し、３０×３０×２（ｃｍ）の硬化体を得た。

【００６８】また、発泡体を得るために、上記冷却され
たアルカリ金属珪酸塩の水溶液の冷却開始後、各表に記
載の時間経過した時点で他の成分との混合を開始した。
配合成分としては、上記硬化体の場合のペーストに、粒
径が７０μｍ以下の粉末を１００重量％含有するアルミ
ニウム粉末（ミナルコ社製「３５０Ｆ」）又は過酸化水
素水（濃度３５重量％の試薬特級を水で希釈して濃度１
０重量％としたもの）を添加して３０秒間攪拌し、型枠
内に注入して１０分間発泡させた後、型枠ごと８５℃の
オーブン中で６時間加熱・硬化し、２８８×９２×１０
（ｃｍ）の発泡硬化体を得た。

【００６９】上記各実施例及び比較例について、硬化体
については型枠への充填性を、又発泡硬化体については
更に破泡状態について評価を行い、その結果を表７〜表
１０に示す。尚、評価方法は次の通りである。．型枠への充填性型枠から１ｍ離れた箇所で目視により観察し、ペースト
を型枠内へ充填する際の円滑性について次の評価基準に
より評価した。 ○＝欠陥が認められない． ×＝欠陥が認められる．．破泡状態型枠から１ｍ離れた箇所で目視により観察し、型枠内の
硬化発泡体の表面での破泡状態について次の評価基準に
より評価した。 ○＝欠陥が認められない． ×＝欠陥が認められる．

【００７０】

【表７】

【００７１】

【表８】

【００７２】

【表９】

【００７３】

【表10】

【００７４】

【発明の効果】請求項１記載の発明の無機質硬化体の製
造方法は、三成分系からなる無機質硬化体の製造に際
し、アルカリ金属珪酸塩を水溶液として使用し、その水
溶液の調製に当たって、特定のアルカリ金属珪酸塩水溶
液とアルカリ金属水酸化物もしくはアルカリ金属水酸化
物水溶液との混合によって得るようにしたから、結晶化
と粘度上昇が抑制され、成形性に優れ、機械的強度の優
れた硬化体を得ることができる。

【００７５】請求項２記載の発明の無機質硬化体の製造
方法は、三成分系からなる無機質硬化体の製造に際し、
アルカリ金属珪酸塩を水溶液として使用し、且つ該アル
カリ金属珪酸塩水溶液を特定の温度以上の条件下で貯蔵
するようにしたから、該水溶液の貯蔵安定性が得られ、
ひいては、硬化体の製造コストが低減されると共に品質
の優れたものが得られる。

【００７６】又、アルカリ金属珪酸塩水溶液と他の材料
との混合に際し、アルカリ金属珪酸塩水溶液が具有する
材料特性を利用した冷却操作と混合操作を採用したの
で、発泡開始時期の遅延と、粘度上昇の抑制が可能とな
り、型内への注入完了迄に発泡や硬化反応が起こらず、
且つ成形が容易な材料の流動性が維持され、所望の形
状、形態を有し、外観品質に優れると共に、発泡体の場
合は高発泡倍率の無機質硬化体を製造することが出来
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系反応性無機質粉
体（Ａ）１００重量部、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）０．
２〜４５０重量部及び水（Ｃ）３５〜１５００重量部か
らなる組成物を養生、硬化させて無機質硬化体を製造す
る方法において、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）を水溶液と
して添加して、所望の組成を有するアルカリ金属珪酸塩
水溶液（ｂ）を得る際に、該水溶液（ｂ）よりもＳｉＯ
₂／Ｍ ₂Ｏ（式中、ＭはＫ，Ｎａ及びＬｉから選ばれる
１種以上の金属原子を示す）のモル比の大きいアルカリ
金属珪酸塩水溶液（Ｄ）と、アルカリ金属水酸化物もし
くはアルカリ金属水酸化物水溶液（Ｅ）とを混合するこ
とを特徴とする無機質硬化体の製造方法。
【請求項２】ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系反応性無機質粉
体（Ａ）１００重量部、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）０．
２〜４５０重量部及び水（Ｃ）３５〜１５００重量部か
らなる組成物を養生、硬化させて無機質硬化体を製造す
る方法において、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）を予め水に
溶解させて水溶液とし、該水溶液を２０℃以上の温度条
件下で貯蔵し、該水溶液と前記無機質粉体（Ａ）を混合
する際に０〜１５℃の温度まで冷却すると共に、該冷却
開始後７２時間以内に混合を開始することを特徴とする
無機質硬化体の製造方法。