JPH1025139A - 無機質微小中空体およびこれを用いた無機質成形体 - Google Patents
無機質微小中空体およびこれを用いた無機質成形体Info
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Abstract
およびこれを用いた無機質成形体を提供することにあ
る。 【解決手段】 平均粒径10μmないし50μm、か
つ、含まれる全構造水2重量%以上であるSiO2網目
構造を有するガラス質原材料を、温度850℃ないし1
000℃で焼成発泡させて得られる平均粒径100μm
以下の無機質微小中空体である。
Description
い無機質微小中空体およびこれを用いた無機質成形体に
関する。
装材として防火性,耐久性に優れた窯業系のものが使用
されているが、近年、天然石を模した深彫り化粧を施す
ため、厚くなる傾向にある。このため、外装材の重量が
著しく増大し、施工性が悪く、かつ、建物の構造に対す
る負荷が大きいので、軽量化が強く要望されている。
て公知のパーライト等の無機質微小中空体が添加されて
いる。しかし、前述のパーライト等はプレス成形時の圧
力で破壊されやすいので、所望の軽量化を図ることが困
難であるとともに、所望の強度が得にくい。特に、高圧
プレスで成形される木片セメント板では、前述の不具合
が顕著である。
に富んだ有機質発泡体を用いることが提案されている
が、所定の軽量化を図るためには多量の有機質発泡体を
添加する必要があるので、防火性が低下するという問題
点がある。
性に優れた所望の強度を有する無機質微小中空体および
これを用いた無機質成形体を提供することを目的とす
る。
小中空体は、前記目的を達成するため、平均粒径10μ
mないし50μm、かつ、含まれる全構造水2重量%以
上であるSiO2網目構造を有するガラス質原材料を、
温度850℃ないし1000℃で焼成発泡させて得られ
る平均粒径100μm以下のものである。
機質成形体は、セメント、木質材料および無機質微小中
空体を主体とする無機質成形体において、平均粒径10
μmないし50μm、かつ、含まれる全構造水2重量%
以上であるSiO2網目構造を有するガラス質原材料
を、温度850℃ないし1000℃で焼成発泡させて得
られる平均粒径100μm以下の無機質微小中空体を、
10重量%ないし25重量%含有するものである。
中空体は、平均粒径10μmないし50μm、かつ、含
まれる全構造水2重量%以上であるSiO2網目構造を
有するガラス質原材料を、温度850℃ないし1000
℃で焼成発泡させて得られる平均粒径100μm以下の
ものである。
としては、通常、珪酸塩ガラスが用いられるが、より具
体的には、例えば、アルミノ珪酸塩ガラスが挙げられ
る。
質原材料としたのは、平均粒径が10μm未満である
と、焼成発泡時における構造水の拡散速度が速くなりす
ぎ、ガラス質成分が軟化する前に蒸発してしまい、所望
の発泡効果が得られないからである。また、平均粒径が
50μmを越えると、最終の無機質微小中空体の粒径が
100μmを越えることになり、所望の強度を確保でき
ないからである。
造中にOH基の形で結合し、軟化温度まで保持されるも
のをいう。そして、全構造水は2重量%以上、特に、4
00℃以下で揮発する構造水は5重量%以下が好まし
い。全構造水が2重量%未満では未発泡のものが多くな
るからであり、400℃以下で揮発する構造水が5重量
%を越えると、下記の理由で好ましくないからである。
が5重量%を越えると、それらの多くはSiO2網目構
造中にH2Oの形で入っていることが多く、ガラス軟化
前に蒸発して急激に膨張するので、ガラス質原材料がバ
ラバラになり、内部の発泡に有効な構造水自体をガラス
質原材料の外部に拡散させてしまう。このため、ガラス
質原材料の発泡が阻害されるとともに、蒸発する際の気
化熱でガラス質原材料の軟化が遅れ、未発泡のものや殻
の破壊したもの等が多く発生する。したがって、400
℃以下で揮発する構造水は5重量%以下であることが好
ましい。
であることが好ましい。焼成温度が850℃未満である
と、本発明のガラス質原材料では軟化が起こり難いから
であり、焼成温度が1000℃を越えると、構造水の拡
散速度が速くなり過ぎるため、ガラス質原材料の軟化前
に揮発して構造水が発泡に寄与しないからからである。
用いた無機質成形体に関する。本実施形態にかかる無機
質成形体は、セメント、木質材料および無機質微小中空
体を主体とする無機質成形体において、平均粒径10μ
mないし50μm、かつ、含まれる全構造水2重量%以
上であるSiO2網目構造を有するガラス質原材料を、
温度850℃ないし1000℃で焼成発泡させて得られ
る平均粒径100μm以下の無機質微小中空体を、10
重量%ないし25重量%含有するものである。
メント、早強セメント、シリカセメント、高炉セメント
等が使用される。そして、セメントの添加量は、固形成
分の35重量%ないし55重量%であることが好まし
い。35重量%未満であると、所望の強度が得られない
からであり、55重量%を越えると、十分な軽量化が図
れなくなるからである。
ために添加され、例えば、木材片,木質繊維が挙げられ
る。そして、木質材料の添加量は、固形成分の20重量
%ないし25重量%であることが好ましい。20重量%
未満であると、所望の強度が得られず、かつ、マット保
形性が怠るからであり、25重量%を越えると、十分な
不燃性が得られないからである。
したものを必要に応じて適宜選択でき、詳細な説明は省
略する。そして、無機質成形体における無機質微小中空
体の添加量は、10重量%ないし25重量%が好まし
い。10重量%未満であると、所望の曲げ強度が得られ
ず、25重量%を越えると、曲げ強度が低下し始めるか
らである。
小中空体の平均粒径を100μm以下としたのは、平均
粒径が100μmを越えると、中空体の殻の厚さは相対
的に薄くなるとともに、多泡体になり易く、凹凸形状が
存在して弱点部が発生するため、製造時における圧縮力
によって破壊されやすいからである。
してもよい。増量材としては、例えば、本発明にかかる
廃材の粉砕物が挙げられる。この粉砕物を増量材として
添加する場合、添加量は10重量%以下であることが好
ましい。10重量%を越えると、結合作用がないので、
強度不足となるからである。
られる。そして、硬化剤を添加する場合、その添加量は
3重量%以下であることが好ましい。3重量%を越える
と、価格的に高くなるばかりでなく、製造時の可使時間
が短くなるためである。
明する。前述の固形成分であるセメント,木質材料,無
機質微小中空体,増量材および添加剤をミキサー等で混
合した後、この混合物に水を前記固形物の40ないし5
0重量%添加して均一に混練し、混練物を得る。そし
て、この混練物をプレート台に散布した後、プレス板で
加圧したままの状態でドライヤー中に5ないし10時間
放置して硬化させる。ついで、プレス板を外して常温で
3日ないし7日間、養生し、切断,加工,塗装すること
により、製造が完了する。なお、無機質成形体の表面に
レリーフを形成する場合には、プレス板の圧接面に凹凸
模様を形成しておいてもよい。
9重量%、特に、400℃以下で揮発する構造水が4.
9重量%の火山性白土を原料とし、温度1000℃で数
秒間、加熱焼成して発泡させることにより、平均粒径6
0μmの無機質微小中空体を得、これを実施例1のサン
プルとした。このサンプルの電子顕微鏡写真を図1に示
す。
量7.5重量%、特に、400℃以下で揮発する構造水
が5.5重量%の火山性白土を前述と同様に処理して得
られた無機質微小中空体を参考例のサンプルとした。
水中に浮かべて沈むものと浮くものとを分離した。沈む
ものは未発泡のものや殻の破壊したもの等であり、無機
質微小中空体として有効に作用しないものである。浮い
たものを夫々回収したところ、実施例1の回収率は35
%であり、参考例の回収率は5%であった。参考例は大
部分が無機質微小中空体として有効に作用し得ないもの
であることから、400℃以下で揮発する構造水は5重
量%以下であることが好ましいということが判った。な
お、全構造水が2重量%未満の場合は大部分が未発泡と
なり、無機質微小中空体として有効に作用し得ないこと
が他の実験で判った。
め嵩比重を測定した後、内径5cm、高さ12cmの万
能試験用筒体内に充填して圧縮し、全体体積が50cm
3に減少するまでの荷重を記録し、一軸圧縮強度を測定
した。測定結果を図4(b)に示す。
水4重量%の鹿児島産シラスを原料とし、実施例1と同
様に処理して得られた平均粒径200μmの無機質微小
中空体をサンプルとした。このサンプルの電子顕微鏡写
真を図2に示す。そして、実施例1と同一条件で一軸圧
縮強度を測定した。測定結果を図4(b)に示す。
水3.8重量%の火山性軽石を原料とし、実施例1と同
様に処理して得られた平均粒径500μmの無機質微小
中空体をサンプルとした。このサンプルの電子顕微鏡写
真を図3に示す。そして、実施例1と同一条件で一軸圧
縮強度を測定した。測定結果を図4(b)に示す。
水2.0重量%の黒曜石を原料とし、実施例1と同様に
処理して得られた平均粒径200μmの微小中空体をサ
ンプルとし、実施例1と同一条件で一軸圧縮強度を測定
した。測定結果を図4(b)に示す。
水2.0重量%の黒曜石を原料とし、実施例1と同様に
処理して得られた平均粒径300μmの微小中空体をサ
ンプルとし、実施例1と同一条件で一軸圧縮強度を測定
した。測定結果を図4(b)に示す。
はゆるめ嵩比重が0.13であり、軽量とはいえない。
しかし、圧縮後嵩比重とゆるめ嵩比重との比を比較した
場合、実施例1が最小であることから、実施例1にかか
る無機質微小中空体が最も破壊しにくい特性を有してい
ることが判明した。これは、図4(b)からも明らかな
ように、2MPa(メガパスカル)の荷重が負荷された
場合であっても、みかけ嵩比重が最小であることからも
明らかである。
重だけで充填した場合の比重を意味し、圧縮後嵩比重と
は、一定の圧力を加えた場合の比重を意味する。また、
2MPa(メガパスカル)は、通常、木片セメント板を
製造する際に用いられるプレス圧力であり、実用段階に
おける圧縮強度の基準となる数値である。
ンドセメントと、無機質微小中空体として実施例1で製
造した平均粒径60μm、嵩比重0.13のシラスバル
ーンとを、併せて62重量%となるように下記の表1に
示す割合でそれぞれ混合し、さらに、これらに木質材料
として木片を25重量%、増量材として粉砕した無機質
成形体の廃材を10重量%、硬化剤として塩化カルシウ
ムを3重量%をそれぞれ添加し、ミキサーで均一に混合
して7種類の混合物を得た。そして、前記混合物に対し
て水40重量%をそれぞれ添加し、均一に混練して得た
セミドライ状態の混練物を、プレート台上に散布した
後、圧力2Mpa(メガパスカル)のプレス板で加圧
し、そのままの状態で温度60℃のドライヤー中に6時
間放置して硬化させた。その後、プレス板を外して3日
間、常温で養生することにより、巾15cm、長さ20
cm、厚さ1.2cmの7種類のサンプルを得た。そし
て、このサンプルの曲げ強度を測定した。測定結果を図
5に示す。なお、図5の縦軸は曲げ強度と比重の2乗と
の比としてある。これは、比重のバラツキを換算して同
レベルでの比較を行うためである。
例1で製造した平均粒径200μm、ゆるめ嵩比重0.
08のシラスバルーンを添加する点を除き、他は前述の
実施例2と同様に処理して得た無機質成形体をサンプル
とした。このサンプルの曲げ強度を測定した。測定結果
を図5に示す。
加量が10重量%以上である場合には、無添加のものよ
り強度が向上し、また、添加量が25重量%を越える
と、強度が低下し始めることが判った。これは、添加量
が10重量%を越えると、微小中空体の空隙充填効果が
現れ始めるからであり、25重量%を越えると、微小中
空体が空隙を十分に埋め尽くしてしまうからであると考
えられる。
げ強度向上の見地よりすれば、無機質微小中空体の添加
量を10重量%ないし25重量%とすることが好ましい
ことが判明した。この結果に基づき、無機質微小中空体
の添加量を15重量%とした場合における無機質成形体
の曲げ強度を測定する。
通ポルトランドセメントを47重量部、木質材料として
木片を25重量部、無機質微小中空体として実施例1で
製造した平均粒径60μm、ゆるめ嵩比重0.13の本
発明品を15重量部、増量材として粉砕した無機質成形
体の廃材10重量部、硬化剤として塩化カルシウムを3
重量部を、ミキサーで均一に混合して混合物を得た。そ
して、前記混合物に対して水40重量部を添加し、均一
に混練して得たセミドライ状態の混練物を、プレート台
上に散布した後、圧力2Mpaのプレス板で加圧し、そ
のままの状態で温度60℃のドライヤー中に6時間放置
して硬化させた。その後、プレート板を外して3日間、
常温で養生した後、切断することにより、巾15cm、
長さ20cm、厚さ1.2cmの複数個のサンプルを得
た。このサンプルの曲げ強度を測定した。測定結果を図
6に示す。
例1で製造した平均粒径200μm、ゆるめ嵩比重0.
08のシラスバルーンを添加する点を除き、他は前述の
実施例3と同様に処理して得た無機質成形体をサンプル
とした。このサンプルの曲げ強度を測定した。測定結果
を図6に示す。
い点を除き、他は前述の実施例3と同様に処理して得た
無機質成形体をサンプルとした。このサンプルの曲げ強
度を測定した。測定結果を図6に示す。
に、比重0.9近傍では、無機質微小中空体の有無が曲
げ強度に影響を与えていないことが判る。しかし、比重
が増加するにつれ、比較例6,7の曲げ強度が緩やかに
増加するのに対し、実施例3の曲げ強度が急激に増加し
ていることが判る。また、無機質微小中空体を添加した
比較例6の曲げ強度は、無機質微小中空体を添加してい
ない比較例7の曲げ強度よりも常に約1割大きいが、実
施例3のような急激な曲げ強度の向上は見られないこと
が判った。これは、実施例3の場合は、無機質微小中空
体が大きな圧力を受けても破壊されにくく、嵩高効果を
維持できるのに対し、比較例6の場合は、成形時に無機
質微小中空体が破壊され、曲げ強度の向上に寄与できな
いためであると考えられる。
の請求項1によれば、圧縮力、特に、木片セメント板を
製造する場合に負荷される2MPaの圧力が負荷されて
も、壊れにくい無機質微小中空体が得られる。請求項2
によれば、請求項1にかかる無機質微小中空体が含まれ
ているので、防火性,強度を損なうことなく、軽量な無
機質成形体が得られるという効果がある。
鏡写真であり、図(a)は150倍、図(b)は800
倍の拡大率である。
微鏡写真であり、図(a)は60倍、図(b)は200
倍の拡大率である。
60倍の電子顕微鏡写真である。
(a)は嵩比重の変化を示す図表であり、図(b)は嵩
比重の変化を示すグラフ図である。
示すグラフ図である。
曲げ強度を示すグラフ図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 平均粒径10μmないし50μm、か
つ、含まれる全構造水2重量%以上であるSiO2網目
構造を有するガラス質原材料を、温度850℃ないし1
000℃で焼成発泡させて得られる平均粒径100μm
以下であることを特徴とする無機質微小中空体。 - 【請求項2】 セメント、木質材料および無機質微小中
空体を主体とする無機質成形体において、 平均粒径10μmないし50μm、かつ、含まれる全構
造水2重量%以上であるSiO2網目構造を有するガラ
ス質原材料を、温度850℃ないし1000℃で焼成発
泡させて得られる平均粒径100μm以下の無機質微小
中空体を、10重量%ないし25重量%含有することを
特徴とする無機質成形体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20296596A JPH1025139A (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 無機質微小中空体およびこれを用いた無機質成形体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20296596A JPH1025139A (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 無機質微小中空体およびこれを用いた無機質成形体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1025139A true JPH1025139A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16466104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20296596A Pending JPH1025139A (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 無機質微小中空体およびこれを用いた無機質成形体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1025139A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015067488A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 大建工業株式会社 | 珪酸カルシウム板及びその製造方法 |
-
1996
- 1996-07-11 JP JP20296596A patent/JPH1025139A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015067488A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 大建工業株式会社 | 珪酸カルシウム板及びその製造方法 |
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