JPH1149555A

JPH1149555A - 無機発泡性組成物及び無機発泡体の製造方法

Info

Publication number: JPH1149555A
Application number: JP13873498A
Authority: JP
Inventors: Katsuzo Nitta; 勝三新田; Hiroyuki Takihana; 裕之瀧華; Yoshihiro Tanaka; 喜博田中
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1999-02-23
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: JP3718343B2

Abstract

(57)【要約】【課題】生産性を低下させずに、発泡開始の時間を遅延
させることのできる無機発泡性組成物を提供し、また性
能に優れた無機発泡性組成物及び無機発泡体の製造方法
を提供する。【解決手段】ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体Ａと、ア
ルカリ金属珪酸塩Ｂとの混合物に、発泡剤Ｄを添加して
発泡、硬化させる無機発泡性組成物からなる無機発泡体
４である。前記発泡剤Ｄは、珪素粉体のうち、粉砕した
金属シリコン又は、フェロシリコンであることを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主に、建築物の
外壁等に用いられる無機発泡性組成物及び無機発泡体の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の無機発泡性組成物及び無
機発泡体の製造方法としては、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である無機質粉
体（Ａ）とアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）との混合物に発泡
剤（Ｄ）を添加、発泡、硬化させることにより、無機質
発泡体を製造する方法が、特公平４−４５４７１号公報
に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のものでは、発泡剤として、アルミニウム粉も
しくは過酸化物を用いているので、これらの発泡剤を使
用すると、この材料系では発泡が非常に早く開始し、発
泡材料の型への注入が終了するまでに発泡が開始されて
しまう。

【０００４】このため、気泡が壊れ、硬化後の外観品質
を低下させたり、所望の発泡倍率が得られないこともあ
った。また、発泡後は材料の流動性が低下するので、注
入時に巻き込んだ気泡が除去できないという問題があっ
た。

【０００５】更に、発泡剤を混合してから発泡開始まで
の時間が短いため、材料をまとめて混合して作り置き、
少量ずつ型体に充填することができなかった。

【０００６】そこで、この発明は、上記の課題を解決
し、生産性を低下させずに、発泡開始の時間を遅延させ
ることのできる無機発泡性組成物を提供し、また性能に
優れた無機発泡性組成物及び無機発泡体の製造方法を提
供することを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本願発明の請求項１に記載されたものでは、ＳｉＯ₂−
Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体と、アルカリ金属珪酸塩との混合
物に、発泡剤を添加して発泡、硬化させる無機発泡性組
成物であって、前記発泡剤は、珪素を用いる無機発泡性
組成物を特徴としている。

【０００８】具体例としては、（Ａ）ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ
₃系無機質粉体１００重量部、（Ｂ）アルカリ金属珪酸
塩０．２〜４５０重量部、（Ｃ）水３５〜１５００重量
部、（Ｄ）珪素粉０．０１〜１０重量部からなる無機発
泡性組成物である。ここで珪素粉は、金属珪素、珪素合
金等の粉体形状物が用いられる。

【０００９】このように構成された請求項１記載のもの
では、アルカリ金属珪酸水溶液が高アルカリ性を有する
で、発泡剤として用いた珪素が、水素ガスを発生させて
気泡を生じる。

【００１０】また、請求項２に記載されたものでは、前
記発泡剤は、粉砕した金属シリコンである請求項１記載
の無機発泡性組成物を特徴としている。

【００１１】具体例としては、（Ａ）ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ
₃系無機質粉体１００重量部、（Ｂ）アルカリ金属珪酸
塩０．２〜４５０重量部、（Ｃ）水３５〜１５００重量
部、（Ｄ）粉砕した金属シリコン０．０１〜１０重量部
からなる無機発泡性組成物である。ここで、粉砕した金
属シリコンとしては、金属珪素、珪素合金等の粉体が用
いられる。

【００１２】このように構成された請求項２記載のもの
では、前記発泡剤として粉砕された金属シリコンを用い
ているので、発泡開始時間を遅延させることが出来ると
共に、発泡所要時間を、他の一般の珪素粉体に比して短
縮できる。

【００１３】このため、基材の型体への充填を終了する
まで発泡させずに、気泡の形状を所定形状に保つことが
出来、所望の外観品質を得ることが出来る。

【００１４】しかも、充填終了後は、発泡開始から終了
までの発泡所要時間が短く、例えば、次の型抜き工程へ
迅速に移行できる等、工程上での使用利便性が良好であ
る。

【００１５】そして、請求項３に記載されたものでは、
前記発泡剤は、フェロシリコンである請求項１又は２記
載の無機発泡性組成物を特徴としている。

【００１６】具体例としては、（Ａ）ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ
₃系無機質粉体１００重量部、（Ｂ）アルカリ金属珪酸
塩０．２〜４５０重量部、（Ｃ）水３５〜１５００重量
部、（Ｄ）フェロシリコン０．０１〜２０重量部からな
る無機発泡性組成物である。ここで、フェロシリコン
は、鉄と珪素との合金である。

【００１７】このように構成された請求項３記載のもの
では、前記金属シリコンが、フェロシリコンであるの
で、フェロシリコン中の珪素含有量を調整することによ
り、発泡剤の反応性を好適なものに調整することがで
き、発泡開始時間を遅延させることができる。

【００１８】このため、前記各材料を混合した状態で所
定時間保持しても、基材の型体への充填を終了するまで
発泡しないので、大量の作り置き等が可能となり、生産
の際の自由度を増大させることが出来る。

【００１９】また、請求項４に記載されたものでは、Ｓ
ｉＯ₂―Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体と、アルカリ金属珪酸塩
との混合物に、発泡剤を添加して発泡、硬化させる無機
発泡性組成物であって、前記発泡剤は、表面がアルカリ
低反応性とされた金属粉末である無機発泡性組成物を特
徴としている。

【００２０】具体例としては、（Ａ）ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ
₃系無機質粉体１００重量部、（Ｂ）アルカリ金属珪酸
塩０．２〜４５０重量部、（Ｃ）水３５〜１５００重量
部、（Ｄ）表面がアルカリ低反応性とされた金属粉末
０．０１〜１０重量部からなる無機発泡性組成物であ
る。ここで金属粉末としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓ
ｎ、Ｓｉ、フェロシリコン等の等の金属粉末が挙げられ
る。

【００２１】このように構成された請求項４記載のもの
では、金属粉末の表面がアルカリ低反応性とされている
ので、発泡剤として用いた金属が発泡剤を組成物中に混
合した状態で直ちに反応が開始されないので、発泡開始
時間を遅延させることができる。これにより、組成物の
混合を十分に行うこともでき、生産性を低下させること
なく、表面状態、発泡状体の良好な発泡体を得ることが
できる。

【００２２】また、請求項５に記載されたものでは、前
記発泡剤は、表面に酸化被膜が形成された金属粉末であ
る請求項４に記載の無機発泡性組成物を特徴としてい
る。

【００２３】このように構成された請求項５記載のもの
では、金属粉末の表面が酸化された酸化物被膜により、
アルカリ低反応性被膜が形成され、これにより発泡が遅
延される。

【００２４】また、請求項６に記載されたものでは、前
記発泡剤は、表面が溶媒で濡れた金属粉末又は表面にア
ルカリ低反応性塗膜が形成された金属粉末である請求項
４に記載の無機発泡性組成物を特徴としている。

【００２５】このように構成された請求項６記載のもの
では、表面が溶媒で濡れたり、また、表面にアルカリ低
反応性塗膜が形成され、これにより発泡開始の遅延が期
待される。

【００２６】また、請求項７に記載されたものでは、前
記金属粉末は、金属シリコン、フェロシリコン、アルミ
ニウムから選択された１種以上である請求項４乃至６の
いずれかに記載の無機発泡性組成物を特徴としている。

【００２７】このように構成された請求項７記載のもの
では、入手が容易な、廉価な発泡剤が選択されている。
また、この発泡剤を用いれば、混合作業性が良好であ
り、また、安全性も高い。

【００２８】また、請求項８に記載されたものでは、請
求項１乃至７のいずれかに記載の無機発泡性組成物を製
造するに際して、前記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体
と、前記アルカリ金属珪酸塩との混合物に、前記発泡剤
を添加する際の組成物温度を低温に保持すると共に、型
枠に充填した後に、発泡可能な温度まで、組成物温度を
上昇させる無機発泡体の製造方法を特徴としている。

【００２９】このように構成された請求項８記載のもの
では、前記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体と、アルカ
リ金属珪酸塩との混合物に、発泡剤を添加する際の組成
物温度が低温に保持されるので、発泡開始時間を遅延さ
せることが出来る。

【００３０】このため、基材の型体への充填を終了する
まで発泡させずに、気泡の形状を所定形状に保つことが
出来、所望の外観品質を得ることが出来る。

【００３１】また、型枠に充填した後に、発泡可能な温
度まで、組成物温度を上昇させることにより、発泡所要
時間と共に、硬化所要時間も短縮できる。

【００３２】従って、硬化して得られる無機発泡体の生
産性を向上させることが出来る。

【００３３】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の具体的な実施の
形態１について、図面を参照しつつ説明する。

【００３４】図１乃至図２は、この発明の実施の形態１
を示すものである。なお、前記従来例と同一乃至均等な
部分については、同一符号を付して説明する。

【００３５】まず、構成を説明すると、この実施の形態
１のものでは、無定形の二酸化珪素ＳｉＯ₂と酸化アル
ミニウムＡｌ₂Ｏ₃を含有する酸化物混合物である反応性
無機質粉体（Ａ）とアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）との混合
物に発泡剤を添加、発泡、硬化させることにより、無機
質発泡体を製造するものである。

【００３６】まず、反応性無機質粉体（Ａ）としては、
ＳｉＯ₂ ５〜８５重量％とＡｌ₂Ｏ ₃ ９０〜１０重量
％の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、アルミナ系研磨材を製造する際のダス
ト、粉砕焼成ボーキサイト等が使用できるが組成と粒度
が適当であればこれらに限定されるものではない。ま
た、これらの粉体をそのまま用いてもよいが、活性化さ
せるために、溶射処理、粉砕分級、機械的エネルギーを
作用させてもよい。

【００３７】溶射処理する方法としては、セラミックコ
ーティングに適用される溶射技術が応用される。その溶
射技術は、好ましくは材料粉末が２０００〜１６０００
℃の温度で溶融され、３０〜８００ｍ／秒の速度で噴霧
されるものであり、プラズマ溶射法、高エネルギーガス
溶射法、アーク溶射法等が可能である。得られた粉体の
比表面積は、０．１〜１００ｍ²／ｇが好ましい。

【００３８】分級、粉砕する方法としては従来公知の任
意の方法が採用され、篩、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、ボールミルによる
粉砕などがあげられる。これらの手段は併用されてもよ
い。

【００３９】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、媒体撹拌型ミル、ローラミル等が
使用され、作用させる機械的エネルギーとしては０．５
ｋｗｈ／ｋｇ〜３０ｋｗｈ／ｋｇが好ましい。小さいと
粉体を活性化しにくく、大きいと装置への負荷が大き
い。

【００４０】フライアッシュは、必要に応じて、焼成さ
れたものでもよい。焼成温度は、低いとフライアッシュ
の黒色が残り、着色困難となり、高いと、アルカリ金属
珪酸塩（Ｂ）との反応性が低くなるので、４００℃〜１
０００℃であることが好ましい。

【００４１】本発明に使用されるアルカリ金属珪酸塩
（Ｂ）とは、Ｍ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂（Ｍ＝Ｋ，Ｎａ，Ｌｉか
ら選ばれる１種以上の金属）で表される塩であって、ｎ
の値は小さくなると緻密な発泡体が得られず、大きくな
ると水溶液の粘度が上昇し混合が困難になるので０．０
５〜８が好ましく、さらに好ましくは０．５〜２．５で
ある。

【００４２】本発明で使用される水（Ｃ）は上記アルカ
リ金属珪酸塩水溶液として添加されてもよいし、独立し
て添加されてもよい。水（Ｃ）の量は少なくなると、十
分に硬化せずまた混合が困難となり、多くなると硬化体
の強度が低下しやすくなるので上記反応性無機質粉体
（Ａ）１００重量部に対して３５〜１５００重量部に限
定され、好ましくは４５〜１０００重量部、さらに好ま
しくは５０〜５００重量部である。

【００４３】本発明においては、発泡剤（Ｄ）として
は、珪素粉が用いられる。これは、アルカリ金属珪酸塩
水溶液下では、次の反応が進行する。

【００４４】

【化１】上記化学式１の反応によって、水素ガスを発生し、気泡
が発生する。この反応は比較的緩慢な反応であるため無
機発泡体として広く知られているＡＬＣの材料系では、
本反応系に比べ、アルカリ度が低いため、発泡反応は生
じない。

【００４５】このため、発泡剤として珪素粉は一般には
使用されないが、本配合系では高いアルカリ度のため、
発泡剤として使用可能となる。

【００４６】また、本発明の別の実施態様では、発泡剤
（Ｄ）としては、アルカリ低反応性とされた金属粉末が
用いられる。この金属粉末も、アルカリ金属珪酸塩水溶
液下では、珪素紛と同様な反応が進行されて水素ガスを
発生するが、表面がアルカリ低反応性とされているの
で、本配合系にそのまま添加して用いても、発泡が直ち
に開始されることがない。

【００４７】本発明において使用される金属粉末として
は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェロシリコン等
の等の金属粉末が挙げられる。これらの中で、金属シリ
コン、フェロシリコン、アルミニウムは、入手が容易で
あること、廉価であること、また、この発泡剤を用いれ
ば、混合作業性が良好であり、また、安全性も高いこと
などにより、好適に用いられる。

【００４８】金属粉末の表面をアルカリ低反応性とする
手法は、特には限定されなく、例えば、金属表面を酸化
させ、その金属の酸化被膜を形成する方法が挙げられ
る。この酸化被膜は、金属表面をあぶるなどして、金属
粉末を酸化温度以上に曝したり、保持することにより容
易に製造できる。水などの中性の水溶液や有機溶媒など
に金属粉末を分散させた状態で混合し、金属粉末の表面
を溶媒により濡らしたり、また、アルカリに対して低反
応性成分を金属表面にコーティングしてもよい。

【００４９】このように金属粉末の表面をアルカリ低反
応性とすることにより、発泡剤として用いた金属が発泡
剤を組成物中に混合した状態で直ちに反応が開始されな
いので、発泡開始時間を遅延させることができ、発泡材
料の型への注入時間を十分に取ることができる。

【００５０】これにより、発泡材料の型への注入開始前
に発泡が開始したり、気泡が壊れて製品外観を低下させ
ることがなくなる。

【００５１】このような発泡剤（Ｄ）は多すぎると発泡
ガスが過剰となり破泡し、少なすぎると発泡倍率が小さ
すぎて発泡体の意味を失うので０．０１〜１０重量部で
ある必要がある。

【００５２】また、珪素粉又は金属粉の粒径が大きい
と、発泡反応が遅くなり、また１粒子あたりの気体発生
量が大きくなり、安定した発泡が得られないため、珪素
粉の粒径は２００μｍ以下であることが好ましい。

【００５３】本発明において必要に応じて発泡助剤が添
加されてもよい。発泡助剤は発泡を均一に生じさせるも
のなら特に限定されず、たと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
等の多孔質粉体などがあげられる。これらは単独で使用
されてもよいし、２種類以上併用されてもよい。

【００５４】発泡助剤の量は多くなると組成物の粘度が
上昇し、破泡が発生しやす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重量部以下が好ま
しい。

【００５５】本発明において必要に応じて無機質充填材
が添加されてもよい。無機質充填材は、水に溶解せず、
発泡性無機質組成物の硬化反応を阻害せず、アルカリ金
属珪酸塩と反応しないものであれば特に限定されず、た
とえば珪砂、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、シリカヒューム、
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、ワラストナイト、マイカ等の天然鉱物、
炭酸カルシウム、珪藻土などがあげられる。

【００５６】これらは単独で添加されてもよいし、２種
類以上併用されてもよい。

【００５７】上記無機質充填材は、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０．０１〜１
０００μｍが好ましい。無機質充填材の量は多くなると
得られる発泡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重量部以下が好
ましい。

【００５８】本発明において必要に応じて補強繊維が添
加されてもよい。補強繊維は、成形体に付与したい性能
に応じ任意のものが使用でき、たとえば、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、鋼繊維などが使用できる。

【００５９】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
やすくなり、最終的に得られる発泡体の強度はそれ以上
改善されず、太くなるか又は短くなると引張強度向上な
ど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１〜５００μｍ、繊維
長１〜１５ｍｍが好ましい。上記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重量部以下が
好ましい。

【００６０】さらに硬化体の軽量化を図る目的でシリカ
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、発泡焼成粘土等の無機質
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、アクリルバル
ーンなどが添加されてもよい。

【００６１】これらは単独で添加されてもよいし、２種
類以上併用されてもよい。

【００６２】さらに必要に応じて、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良い。

【００６３】次にこの実施の形態１の作用について、図
１を用いながら製造工程に沿って説明する。

【００６４】本発明の無機発泡性組成物を用いた成型品
を得るためには、アルカリ金属珪酸塩もしくはその水溶
液（Ａ）水溶液とＳｉＯ₂―Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体
（Ｂ）、必要に応じて残部の水（Ｃ）発泡助剤、補強繊
維、無機質充填材等と珪素粉をミキサー１で、混合し、
ペースト状とする（図１中（ａ））。

【００６５】この際、珪素粉は、他の材料を混合した
後、珪素分のみを後で添加しても良い。また珪素粉は、
粉体単独で添加しても良いが、より分散を容易にするた
めに水に分散させて添加しても良い。

【００６６】また、このペーストは、温度が４０℃以下
になるように、必要に応じて冷却を施して、調整する。
これは、この温度以上になると、珪素粉を使用しても、
発泡が早く起こってしまうからである。

【００６７】このペーストを型２に流し込み（図１中
（ｂ））、必要に応じて、レベリング、脱泡のため、振
動をかける。この後、型枠が密閉する構造であるなら、
蓋３をして、無機発泡性材料（ペースト）が４０℃以上
になるように加熱する（図１中（ｃ））。

【００６８】なお、注型前の材料は、好ましくは２０℃
以下にすると、前記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体
と、アルカリ金属珪酸塩との混合物に、発泡剤を添加す
る際の組成物温度が低温に保持されるので、発泡開始時
間を遅延させることが出来る。

【００６９】このため、基材の型体への充填を終了する
まで発泡させずに、気泡の形状を所定形状に保つことが
出来、所望の外観品質を得ることが出来る。

【００７０】従って、発泡がほとんど起こらないため非
発泡の材料として、材料の硬化反応が起こる前まで作り
置きして大量に貯蔵できるのでより有利である。

【００７１】また、加熱は好ましくは、６０℃以上にす
ると、型枠に充填した後に、発泡可能な温度まで、組成
物温度を上昇させて発泡が短時間で終了するため、プロ
セス上の取り扱いが簡便になり、無機発泡体の生産性を
向上させることが出来る。

【００７２】無機発泡性材料を上記温度にすれば、発泡
の反応とともに、硬化反応が起こり、所望の無機発泡性
組成物が硬化された無機発泡体４が得られる。

【００７３】脱型後（図１中（ｄ））、アフターキュア
により冷却、乾燥（図１中（ｅ））されて、建築物の壁
パネル等の素板５を得る。

【００７４】

【実施例１】本発明を実施例をもってさらに詳しく説明
する。

【００７５】表１，表２では、反応性無機質粉体Ａ１と
して、カオリン（組成：ＳｉＯ₂４５．７％、Ａｌ₂Ｏ₃
３８．３％平均粒径：８μｍＢＥＴ比表面積
５．８ｍ²／ｇ）の原料粉を用い、燃焼温度２５００
℃、噴射粒子速度５０ｍ／秒で溶射し、活性無機質粉体
（組成：ＳｉＯ₂ ４９．７％、Ａｌ₂Ｏ₃ ４７．０％
平均粒径：４９μｍＢＥＴ比表面積６４．３ｍ²／
ｇ）を得て、これを使用する。

【００７６】

【表１】

【表２】また、反応性無機質粉体Ａ２としてフライアッシュ（関
電化工社製、平均粒径２０μｍ；ＪＩＳＡ６２０１
に準ずる）を用い、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、粒径が１０μｍ
以下の粉末を１００重量％含有するものとして使用す
る。

【００７７】更に、アルカリ金属珪酸塩Ｂ１として、Ｓ
ｉＯ₂／Ｋ₂Ｏ＝１．４の珪酸カリウムを濃度４５重量％
の水溶液にして使用した。

【００７８】また、アルカリ金属珪酸塩Ｂ２として、Ｓ
ｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ＝１．４の珪酸ナトリウムを濃度４２重
量％の水溶液にして使用した。

【００７９】これらを他材料と混合する前に冷却し、混
合したペーストが所定の温度になるように調整した。

【００８０】この水溶液とワラストナイト（土屋カオリ
ン社製、商品名；ケモリットＡ−６０）、ビニロン繊維
（クラレ社製、商品名；ＲＭ１８２×３）、珪石粉（住
友セメント社製、商品名：ソフトシリカ）、ＳｉＯ₂―
Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（１〜２）、ステアリン酸カルシ
ウム（試薬特級）をオムニミキサー（千代田技研工業株
式会社製）で混合し、無機硬化性組成物を含む均一なペ
ーストとした。

【００８１】更に、上記のペーストに、珪素粉（東邦亜
鉛社製、珪素含有量９３％、平均粒径６μｍ）を１％の
含有量となるように水中に分散させて、添加して無機発
泡性組成物にし、３０秒間攪拌し、発泡開始の時間を測
定した。

【００８２】また、この表２の比較例では、アルミ粉
（ミナルコ社製噴霧アルミ粉３５０Ｆ平均粒径８μ
ｍ）、を珪素分と同様に、また過酸化水素水（試薬３５
％品を１０％に水で希釈）を同様に使用した。

【００８３】また同じ材料を６００×６００×３０の型
枠２に注型し、テーブルバイブレーター（振動数１２０
０回／分、振幅０．５ｍｍ、縦振動）で１分振動を加え
た後、蓋３をして、所定の温度に加熱し、得られた発泡
体の比重測定、および表面、切断面の気泡観察を行っ
た。結果は表３及び表４に示す評価点で評価した。

【００８４】

【表３】

【表４】

【００８５】

【実施例２】表５では、反応性無機質粉体Ａ１として、
カオリン（組成：ＳｉＯ₂ ４５．７％、Ａｌ₂Ｏ₃ ３
８．３％平均粒径：８μｍＢＥＴ比表面積５．８
ｍ²／ｇ）の原料粉を用い、燃焼温度２５００℃、噴射
粒子速度５０ｍ／秒で溶射し、活性無機質粉体（組成：
ＳｉＯ₂ ４９．７％、Ａｌ₂Ｏ₃ ４７．０％平均粒
径：４９μｍＢＥＴ比表面積６４．３ｍ²／ｇ）を得
て、これを使用する。

【００８６】

【表５】また、反応性無機質粉体Ａ２としてフライアッシュ（関
電化工社製、平均粒径２０μｍ；ＪＩＳＡ６２０１
に準ずる）を用い、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、粒径が１０μｍ
以下の粉末を１００重量％含有するものとして使用す
る。

【００８７】更に、アルカリ金属珪酸塩Ｂ１として、Ｓ
ｉＯ₂／Ｋ₂Ｏ＝１．４の珪酸カリウムを濃度４５重量％
の水溶液にして使用した。

【００８８】また、アルカリ金属珪酸塩Ｂ２として、Ｓ
ｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ＝１．４の珪酸ナトリウムを濃度４２重
量％の水溶液にして使用した。

【００８９】これらを他材料と混合する前に冷却し、混
合したペーストが所定の温度になるように調整した。

【００９０】この水溶液とワラストナイト（土屋カオリ
ン社製、商品名；ケモリットＡ−６０）、ビニロン繊維
（クラレ社製、商品名；ＲＭ１８２×３）、珪石粉（住
友セメント社製、商品名：ソフトシリカ）、ＳｉＯ₂―
Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（１〜２）、ステアリン酸カルシ
ウム（試薬特級）をオムニミキサー（千代田技研工業株
式会社製）で混合し、均一なペーストとした。

【００９１】更に、上記のペーストに、発泡剤Ｄとし
て、表６に示すようなキンセイマテック（株）製のフェ
ロシリコンを水中に分散させて添加し、３０秒間攪拌
後、所定の温度の恒温水循環式ジャケットにこのペース
トを入れし、発泡開始および発泡終了の時間を測定し
た。

【００９２】

【表６】この表７の比較例では、珪素粉（東邦亜鉛（株）製）を
フェロシリコンの代わりとした以外は実施例２と同様に
行った。

【００９３】

【表７】

【００９４】

【実施例３】表７では、反応性無機質粉体Ａ１として、
カオリン（組成：ＳｉＯ₂ ４５．７％、Ａｌ₂Ｏ₃ ３
８．３％平均粒径：８μｍＢＥＴ比表面積５．８
ｍ²／ｇ）の原料粉を用い、燃焼温度２５００℃、噴射
粒子速度５０ｍ／秒で溶射し、活性無機質粉体（組成：
ＳｉＯ₂ ４９．７％、Ａｌ₂Ｏ₃ ４７．０％平均粒
径：４９μｍＢＥＴ比表面積６４．３ｍ²／ｇ）を得
て、これを使用する。

【００９５】また、反応性無機質粉体Ａ２としてフライ
アッシュ（関電化工社製、平均粒径２０μｍ；ＪＩＳ
Ａ６２０１に準ずる）を用い、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、粒径
が１０μｍ以下の粉末を１００重量％含有するものとし
て使用する。

【００９６】更に、アルカリ金属珪酸塩Ｂ１として、Ｓ
ｉＯ₂／Ｋ₂Ｏ＝１．４の珪酸カリウムを濃度４５重量％
の水溶液にして使用した。

【００９７】また、アルカリ金属珪酸塩Ｂ２として、Ｓ
ｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏ＝１．４の珪酸ナトリウムを濃度４２重
量％の水溶液にして使用した。

【００９８】これらを他材料と混合する前に冷却し、混
合したペーストが所定の温度になるように調整した。

【００９９】この水溶液とワラストナイト（土屋カオリ
ン社製、商品名；ケモリットＡ−６０）、ビニロン繊維
（クラレ社製、商品名；ＲＭ１８２×３）、珪石粉（住
友セメント社製、商品名：ソフトシリカ）、ＳｉＯ₂―
Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（１〜２）、ステアリン酸カルシ
ウム（試薬特級）をオムニミキサー（千代田技研工業株
式会社製）で混合し、均一なペーストとした。

【０１００】更に、上記のペーストに、発泡剤（Ｄ）と
して用いる粉砕した金属シリコンとして、表８に示すよ
うなキンセイマテック（株）製のＭ−Ｓｉを水中に分散
させて添加し、３０秒間攪拌後、所定の温度の恒温水循
環式ジャケットにこのペーストを入れし、発泡開始およ
び発泡終了の時間を測定した。

【０１０１】

【表８】この表８の比較例では、珪素粉（東邦亜鉛（株）製）を
粉砕した金属シリコンの代わりとした以外は実施例３と
同様に行った。

【０１０２】

【実施例４】反応性無機質粉体（Ａ）としては次のもの
を使用した。

【０１０３】メタカオリン（エンゲルハード社製ＳＡＴ
ＩＮＥＴＯＮＥＳＰ３３）１．７ｋｇを、三菱重工社
製、商品名「ウルトラファインミルＡＴ−２０」（ジル
コニアボール径１０ｍｍ使用、ボール充填率８５％、粉
砕助剤としてトリエタノールアミン２５％エタノール７
５％の混合物を１０ｇ添加）に供給し、９．９ｋｗｈ／
ｋｇ（３時間×３．３ｋｗ／ｋｇ）の機械的エネルギー
を作用させて得た。得られたＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体
の組成および粒度（平均粒径）は、以下の表９に示すと
おりであった。

【０１０４】

【表９】また、発泡剤（Ｄ）として、表１０記載の珪素紛Ｄ１及
びフェロシリコンＤ２の表面を各々酸化処理し、表面に
ＳｉＯ₂膜を形成させてアルカリ低反応性とされた発泡
剤Ｄ３及びＤ４を用いた。

【０１０５】

【表１０】更に、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）として、モル比ＳｉＯ
₂／Ｋ₂Ｏ＝１．４の珪酸カリウムを濃度４５重量％の水
溶液にして使用した。

【０１０６】これらを他材料と混合する前に冷却し、混
合したペーストが所定の温度になるように調整した。

【０１０７】この水溶液とワラストナイト（土屋カオリ
ン社製、商品名；ケモリットＡ−６０）、ビニロン繊維
（クラレ社製、商品名；ＲＭ１８２×３）、珪石粉（住
友セメント社製、商品名：ファインシリカブレーン値
１０，０００ｃｍ²／ｇ）、表９記載のＳｉＯ₂―Ａｌ₂
Ｏ₃系無機質粉体、ステアリン酸亜鉛（試薬特級）、発
泡剤としての前記記載の珪素紛（Ｄ１〜Ｄ４）を２０°
Ｃ雰囲気下でオムニミキサー（千代田技研工業社製）で
供給して所定時間混合した。この仕込み重量比及び混合
時間はそれぞれ以下の表１１に記載されている。

【０１０８】得られた混合物の２０°Ｃにおける発泡開
始時間と発泡終了時間とを測定すると共に、同じ材料を
３００×３００×３０ｍｍの型枠２に注型し、テーブル
バイブレーター（振動数１２００回／分、振幅０．５ｍ
ｍ、縦振動）で１分振動を加えた後、型枠２ごと８５°
Ｃの熱風乾燥機中で１０時間加熱させて発泡体を得た。
得られた発泡体を脱型して５０°Ｃで１０時間乾燥し
た。

【０１０９】得られた発泡体の表面及び切断面の気泡観
察を行い、表３及び表４に示す評価点で評価した。結果
を併せて表１１に示した。

【０１１０】

【表１１】この表１１の結果から、表面を酸化被膜で被覆してアル
カリ低反応性とさせることにより、発泡開始時間が遅延
されることが理解される。また、これにより、混合時間
を十分に取ることが可能なり、また、破泡状態、表面気
泡状態共に良好な発泡体を生産性よく得られることが確
認された。

【０１１１】以上、この発明の実施の形態１を図面によ
り詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態１に
限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更
等があってもこの発明に含まれる。

【０１１２】例えば、前記実施の形態１では、発泡剤
（Ｄ）として、フェロシリコンと粉砕した金属粉、或い
は珪素粉とを個別に用いているが、特にこれに限らず、
例えば、これらの複数の発泡剤を混合して用いる等、混
合率、純度、混合順序等が、前記実施の形態１に限定さ
れるものではない。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明の請
求項１記載のものによれば、アルカリ金属珪酸水溶液が
高アルカリ性を有するで、発泡剤として用いた珪素が、
水素ガスを発生させて気泡を生じる。

【０１１４】また、請求項２に記載されたものでは、前
記発泡剤として粉砕された金属シリコンを用いているの
で、発泡開始時間を遅延させることが出来ると共に、発
泡所要時間を、他の一般の珪素粉体に比して短縮でき
る。

【０１１５】このため、基材の型体への充填を終了する
まで発泡させずに、気泡の形状を所定形状に保つことが
出来、所望の外観品質を得ることが出来る。

【０１１６】しかも、充填終了後は、発泡開始から終了
までの発泡所要時間が短く、例えば、次の型抜き工程へ
迅速に移行できる等、工程上での使用利便性が良好であ
る。

【０１１７】そして、請求項３に記載されたものでは、
前記発泡剤が、フェロシリコンであるので、フェロシリ
コン中の珪素含有量を調整することにより、発泡剤の反
応性を好適なものに調整することができ、発泡開始時間
を遅延させることができる。このため、前記各材料を混
合した状態で所定時間保持しても、基材の型体への充填
を終了するまで発泡しないので、大量の作り置き等が可
能となり、生産の際の自由度を増大させることが出来
る。

【０１１８】また、請求項４記載のものでは、金属粉末
の表面がアルカリ低反応性とされているので、発泡剤と
して用いた金属が発泡剤を組成物中に混合した状態で直
ちに反応が開始されないので、発泡開始時間を遅延させ
ることができる。これにより、組成物の混合を十分に行
うこともでき、生産性を低下させることなく、表面状
態、発泡状態の良好な発泡体を得ることができる。

【０１１９】また、請求項５に記載されたものでは、金
属粉末の表面が酸化された酸化物被膜により、アルカリ
低反応性被膜が形成され、これにより発泡が遅延され
る。

【０１２０】また、請求項６に記載されたものでは、表
面が溶媒で濡れたり、また、表面にアルカリ低反応性塗
膜が形成され、これにより発泡開始の遅延が期待され
る。

【０１２１】また、請求項７に記載されたものでは、前
記金属粉末は、金属シリコン、フェロシリコン、アルミ
ニウムから選択された１種以上であるので、廉価で、か
つ、入手が容易である。また、この発泡剤を用いれば、
混合作業性が良好であり、安全性も高い。

【０１２２】また、請求項８に記載されたものでは、前
記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体と、アルカリ金属珪
酸塩との混合物に、発泡剤を添加する際の組成物温度が
低温に保持されるので、発泡開始時間を遅延させること
が出来る。

【０１２３】このため、基材の型体への充填を終了する
まで発泡させずに、気泡の形状を所定形状に保つことが
出来、所望の外観品質を得ることが出来る。

【０１２４】また、型枠に充填した後に、発泡可能な温
度まで、組成物温度を上昇させることにより、発泡所要
時間と共に、硬化所要時間も短縮できる。

【０１２５】従って、無機発泡性組成物の生産性を向上
させることが出来る、という実用上有益な効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の無機発泡性組成物及び
無機発泡体の製造方法を説明する製造工程の流れ図であ
る。

【図２】実施の形態１の無機発泡性組成物及び無機発泡
体の製造方法を示し、発泡剤の違いによる発泡開始時間
の差異を説明するグラフ図である。

【符号の説明】

１ミキサー２型３蓋４無機発泡体５素板（壁パネル）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体と、アル
カリ金属珪酸塩との混合物に、発泡剤を添加して発泡、
硬化させる無機発泡性組成物であって、前記発泡剤は、珪素を用いることを特徴とする無機発泡
性組成物。
【請求項２】前記発泡剤は、粉砕した金属シリコンであ
ることを特徴とする請求項１記載の無機発泡性組成物。
【請求項３】前記発泡剤は、フェロシリコンであること
を特徴とする請求項１又は２記載の無機発泡性組成物。
【請求項４】ＳｉＯ₂―Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体と、アル
カリ金属珪酸塩との混合物に、発泡剤を添加して発泡、
硬化させる無機発泡性組成物であって、前記発泡剤は、表面がアルカリ低反応性とされた金属粉
末であることを特徴とする無機発泡性組成物。
【請求項５】前記発泡剤は、表面に酸化被膜が形成され
た金属粉末であることを特徴とする請求項４に記載の無
機発泡性組成物。
【請求項６】前記発泡剤は、表面が溶媒で濡れた金属粉
末又は表面にアルカリ低反応性塗膜が形成された金属粉
末であることを特徴とする請求項４に記載の無機発泡性
組成物。
【請求項７】前記金属粉末は、金属シリコン、フェロシ
リコン、アルミニウムから選択された１種以上であるこ
とを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の無機
発泡性組成物。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれかに記載の無機発
泡性組成物を製造するに際して、前記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体と、前記アルカリ
金属珪酸塩との混合物に、前記発泡剤を添加する際の組
成物温度を低温に保持すると共に、型枠に充填した後
に、発泡可能な温度まで、組成物温度を上昇させること
を特徴とする無機発泡体の製造方法。