JPS58145652A - 珪酸カルシウム成形体 - Google Patents

珪酸カルシウム成形体

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JPS58145652A
JPS58145652A JP57028358A JP2835882A JPS58145652A JP S58145652 A JPS58145652 A JP S58145652A JP 57028358 A JP57028358 A JP 57028358A JP 2835882 A JP2835882 A JP 2835882A JP S58145652 A JPS58145652 A JP S58145652A
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栗田 満
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    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/32Carbides; Nitrides; Borides ; Silicides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/30Oxides other than silica

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】 本発明は、高温下で使用しても強度の低下がなく、シか
も広い使用温度域内で熱伝導率の低い珪酸カルシウム成
形体に関するものである。
従来、珪酸カルシウム成形体は保温材、断熱材、耐火材
として広く使用さnている。
保温材、断熱材として使用する場合は断熱性の向上の為
、嵩密度の小さい成形体を使用し、また、耐火材として
使用する場合は高温時の強度を重視する為、保温材や断
熱材の場合よりも嵩密度の大きいものが一般に使用され
ている。
ところで、珪酸カルシウム成形体、例えば、0、/〜0
.3μ程度の径を有する針状結晶のゾノトライト結晶あ
るいは数μ程度のラス状の結晶のトバモライト結晶ある
いはこれらの結晶の混合物から成る成形体の強度はこれ
らの結晶の絡み合いにより発現している。
しかし、この様な成形体を例えば7jrQ−ざ00°C
に加熱すると、ゾノトライト結晶、トバモライト結晶は
それぞれトボタクティックな脱水反応をおこし、結晶同
志の絡み合いが弱くなり強度が大幅に低下する。
また、物質の熱伝導率は、温度の上昇に伴って種々の原
因により複雑に変化する。多孔質材料のように固体の占
める割合が極めて小さい材料では、固体材料の温度依存
性よりもその間げき気体の依存性が支配的となり、熱伝
導率は温度の上昇に伴って漸増することになる。
さらに嵩密度の小さいものは低温での熱伝導率は小さい
が、高温になるにつれて急増する傾向にあり、逆に嵩密
度の大きいものは高温での熱伝導率が前者に比べて小さ
くなっている。これは温度の7乗に比例して増加する輻
射伝熱によるものと思われ固体間の間げきの広くなる低
嵩密度材料はど、それが優勢となるためである。
上述の結果から断熱材の熱伝導率が最小となる嵩密度が
温度によって異なり、使用温度域に応じて嵩r度を選ぶ
必要があることとなる。しかしながらこの方法では高温
用の断熱材は尚密度の材料を使用することを余儀なくさ
れ、断熱材自体76量も無視7き′℃員とな6・また・
低温域で使用した場合の熱放散は大きい値となってしま
う。
本発明者らは、上記の点に留意し種々検討した結果、成
形体中に、耐熱性を有し、しかも、輻射エネルギーを吸
収または散乱するような物質を含有させることによって
所期の目的が達成されることを見い出し本発明を完成す
るに到ったO すなわち、本発明の要旨は耐熱性を有する輻射エネルギ
ー吸収物質または輻射エネルギー散乱物質を含有するこ
とを特徴とする珪酸カルシウム成形体に存する。
以下不発明を祝明するに、本発明で使用する輻射エネル
ギー吸収動員および11@躬エネルギー散乱物質(以下
不発明のエネルギー吸収・散乱1I52I質という)は
、通常、s o o ’0以上、好ましくは、ざoo′
C以上の温度に対して耐熱性を有するような物質が挙げ
られる。
すなわち、ウィーンの法則 λmaz T = 0.092g9g (mK ) 3
− として知られる通り、輻射エネルギーが最大となる波長
λmaz  は温度が尚くなるほど短くなるが、本発明
においては、珪酸カルシウムの通常の使用温度域から考
えて、上記波長域の輻射エネルギーを吸収または散乱す
るような物質が効果的である。
また、本発明のエネルギー吸収・散乱物質は、成形体の
結晶がトポタフティックな脱水反応をおこした際、結晶
同志の絡み合いを仲介し、強度の低下を抑える効果を奏
するが、通常、g。
μ以下、好ましくは、0.5〜30μ、特に好ましくは
、/−10μの大きさのものが使用される。
具体的には、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化リ チタン、炭化タングステン、炭化モ0ブデン等の炭化物
、鼠化ケイ素、鼠化ホク累、窒化チタン等の家化物、イ
ルメナイト、酸化チタン、酸化鉄、酸化マンガン等の酸
化物が挙げられる。
本発明のエネルギー吸収・散乱物質の添加量はbまう多
過ぎ′ると添加物自身の熱伝導率が大きい為、これらの
固体伝導により熱伝導率が大きくなる。またあまり少な
過ぎると熱伝導率低下効果が期待できないので、通當乾
燥彼の成形体中の含有量がOA;−20Jk量チ好まし
くは1〜10重童チ重量囲となるように添加される。
上記耐熱性を有する輻射エネルギー吸収物質またはl1
liIi射エネルギー散乱物質を添加量Mせしめる珪酸
カルシウム成形体は公知の種々の方法で製造される。例
えば、0石炭質原料と珪酸質原料を水中に分散し、加熱
上反応させて得られる珪酸カルシウム水和物を含む水性
スラリーをフィルタープレスにて脱水成形した後、乾燥
または水蒸気養生後乾燥する方法、■石灰質原料と珪酸
質原料を水中に分散し、モールドにそのスラリーを流し
込み、水蒸気養生後乾燥する方法、或いは、■石灰質原
料と珪酸質原料を水中に分散し、常圧反応後フィルター
プレスにて脱水成形した後、水蒸気養生後乾燥する方法
等が挙げられる。
本発明においては、低嵩密度で強度の大きい珪酸カルシ
ウム成形体が得られる■の方法が好スト、湿式燐酸製造
プロセスで副生する珪弗化水素酸と水酸化アルミニウム
とを反応させて得られるシリカ等の工業副産物が挙げら
れる。これらの珪酸原料は非晶質でも結晶質でもよい。
石灰原料としては生石灰、消石灰、カーバイト滓等の従
来公知のものを使用することができる。
珪酸原料と石灰原料の配合モル比(OaO/S i O
2)は最終成形品中の珪酸カルシウム水和物の結晶とし
てゾノトライトを所望する場合、普通O0g〜/、2の
範囲内でめシ、トバモライトを所望する場合、普通0.
7〜1.0の範囲内である。
珪酸カルシウム水和物は、トバモライトゲル→C−8−
H(…)→c −Elf−H(1)→tiA )バモラ
イト(結晶性トバモライト)メるいはトバモライトゲル
→0−8−H([)→O−E3−H(1)→ゾノトライ
トの順で普通転移するので所望の結晶を得るには、反応
温度、時間を一般にtO〜230’Q、30分〜10時
間の範囲で調節するだけで充分である。
すなわち反応温度を高くすれば、あるいは反応時間を長
くすれば、結晶は矢(→)印の方向に転移する。
かぐして、得られたスラリーは常法に従って補強繊維を
添加した後、加圧脱水成形あるいはモールドにスラリー
を流し込み成形を行う。
勿論、補強繊維はスラリー製造前に予め添加しておいて
もよい。補強繊維としては周知の種々のものがいすねも
使用でき、例えばガラス繊維、岩綿、石綿等が使用され
る。
普通、最終成形品中に0.3− / 0貞量饅含有する
ように添加される。
次いで得られた成形体を常法により、加圧下水蒸気養生
、いわゆるオートクレーブ養生し乾燥を行う工程か、あ
るいは乾燥工程のみによシ所望する成形体を得ることが
できる。
本発明の耐熱性を有する吸収物質オたは散乱物質は上述
の珪酸カルシウム成形体の製造工程 7− の成形工程の前であれば何れの工程において添加しても
よい。
通常は、原料と同時に添加するか、反応終了後のスラリ
ーに添加する。
かくして、高温下で使用しても強反の低下がなく、シか
も、広い使用温度域内で熱伝導率の低い珪酸カルシウム
成形体が得られる。
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例1 生石灰(Oak: 96..2%)ダタ。6部に温水を
加え、消和し、消石灰スラリーとし、このスラリーに珪
石(Sin、 96.9%)SO,を部を添加し、総水
量が固形分に対し27.sM量倍となるように水を加え
、このスラリーを/ j K9 / crl Gの水蒸
気圧下でコ時間反応を行い、C−8−H(1)の412
カルシウム水和物を得た。この珪酸カルシウム水和物に
補強材としてガラス繊維を3部、平均3μのシリコンカ
ーバイト(フジミ研層材Cφ1Iooo)を5部ざξ加
した。この混合スラリーを嵩密度が−日 − 0、/および0.2になるようにスラリー証を調整し、
E水プレスを行い300×300X!rO℃1の成形体
を得た。この成形体を10K9/−iGの水蒸気圧で水
蒸気養生を行い、C!−8−H(1)をゾノトライトに
転移させた。このB−t g o″CでtS時間乾燥し
、ゾノトライト成形体を得た。
この成形体の熱伝導率を80℃−fire法で、二〇”
C1100’Cj  %  コ  00”(3,300
℃ 、  ダ  so  ℃ 、あ・よび630℃の各
温度で測足した。
又、630℃、ざso’a、tooo“Cでコダ時間加
熱し、加熱後の圧縮強度を−」疋した。
訓示結果を表−lに示した。
比較例1 実施11HJ /においてシリコンカーバイトのみを添
加せずに同様な操作を行った。
同様に物性を測定し、その結果を表−lに示した。
実施例− 実施例1と同様に製造した消石灰−珪石一水スラリーに
l〜30μのシリコンカーバイト(昭和電工社IA″′
RデンジツクRe−3+ ’ )  s 部を添加し、
 / !r K9/cyd (Jの水蒸気圧下で一時間
反応を行い%0−8−H(1)からなる珪酸カルシウム
水和物を得た。このスラリーにガラス繊維3部添加し、
以下実施例1と同様に行い嵩密度が0.102よび0.
20のゾノトライト成形体を得。
同様に物性全測定した。結果を表−7に示した。
実施例3 実施しl/に秒いて製造した消石灰−珪石一水スラjJ
−′t−1s稽/mGの水蒸気圧下でg時間反応を行い
、ゾノトライトのスラリーを得た。
このスラリーに、菊強材としてガラス繊維全3都、/−
70μの窒化珪素5部を添加した。この混合スラリーを
嵩密度が0゜12になるようにスラリー直を調整し、戸
水プレスを行い、300X300xSOr−”’の成形
体′f、得た。この成形体をlざθOでis一時間乾燥
し、ゾノトライト成形体を得た。
この成形体の物性を表−7に示した。
実施例q 実施例1と同様に喪遺したO−8−H(1)の珪酸カル
シウム水和物に/−3μのイルメナイト〔(Fθ、Mg
)、Ties) 3部、ガラス繊維3都を添加しfc。
この混合スラリーを嵩密度がθ、/になるようにスラリ
ー量を調整し、P水プレスを行いaOOx 、y o 
o x s o℃4の成形体を得た。この成形体を/j
tlJ/crd()の水蒸気圧で水蒸気養生を行い、ゾ
ノトライトに転移させ、tgo’c)でlS時間乾燥を
行い、ゾノトライト成形体を得た。
この成形体の物性を衣−7に示した。
手続補正書(師引 [I□ j7$  ンl 、 / 。
特許庁長官若杉和夫 殿 1 事件の表示 昭和57年 特 計 願第、2133
g号2 発 明 の名称 珪酸カルシウム成形体3 補
正をする者  出願人 (!96)  三菱化成工業株式会社 4代理人〒100 ((1か 1 名) 5 補正の対象   明細書の「発明の詳細な説明」の
欄6補止の内容 (1)  明細書第13頁の表−1において、「加熱後
の圧縮強度〔ユ/ゴ〕」とあるのを[加熱後の圧縮強度
[B/cnt]Jと訂正する。
(2)  明細書第73頁の表−7の下に、下記実施例
j〜実施例7を1fiA加する。
「実施例よ 生石灰(りt、2%C!ao)&り、を部に温水ケ加え
て消和し、これにOaO/810□のモル比が/、03
になるように珪石(り乙、クチ5io2) r o、t
l @?添711) t、 i後、総水量が固形分に対
し、27j重伊部になるように水を力Dメる。このよう
にして傅られたスラリーケオートクレープ中でi s 
kg/dG 、z o 。
℃の条件下で一時間反応ケ行い 0−8−H(I)の珪
酸カルシウム水和物を得た。
この水性スラリーにガラス繊維3部、平均粒径3μのシ
リコンカーバイト(フジミ研磨材a+ti−ooo>s
部と、OaO/日102のモル比がOlりjになろよう
に珪石(りt、≠%5102)ケj、弘S添加した。こ
の混付スラII −Y嵩イ度かOolおよび01.2に
なるように夫々スラリー歌を調整し、アポプレスを行い
300 ×300X30tmmの成形体ケ得た。
 1 − これら成形体を/Qゆ侃Gの水蒸気圧で水蒸気養生を行
い、C−8−H(()をゾノトライトに転移させた。こ
の後/ざ0℃でi3時間乾燥した。
この成形体の熱伝導率Y Hot−Wire法で、20
℃、190℃、200℃、300℃、μ30℃、および
tro℃の各温度で測定した。
又% 310℃−gro℃、1ooo℃でコグ時間加熱
し、加熱後の圧縮強度を測定した。結果を表−一に示し
た。
実施例6 生石灰(り6.−%cao ) aり、6部に温水ケ加
えて消和し、これにOak/5in2のモル比が/、0
!になるように珪石(96,μチ13i02)  30
.ψ部ケ添加した後、総水量が固形分に対し、j部、j
重量部になるように水を加えた。このスラリーに平均粒
径jμ 2− の混合スラリーをオートクレーブ中で/j+<gx−@
a 、2 o o℃の条件下で一時間反応ン行い、0−
8−H(T)の珪酸カルシウム水和物(ト・  11拳
だ。
この水性スラリーにガラス繊維3部と CaO/5i02のモル比がOoりS VCなるように
珪石(9乙、1%5102) Y r、p部添訓し、以
下実施例よと同様に行い嵩密度か0./のゾノトライト
成形体を得、同様に物性ケ測定した。結果を表−に示し
た。
実施例7 実施例jと同様に製達したc−8−H(T)の珪酸カル
シウム水和物にガラス繊維3部。
ノーjμのイルメナイト[(Fe、Mg)TiO2)j
部と CaO/5i02のモル比かOlりOになるよう
に珪石(96,ψ%5io2)ど、j部を添加した。こ
の混合スラリー?嵩密度がQ、/になるようにスラリー
量?調整し、アポブレスケ行い300 X 300 X
 10 t71@の成形体7得た。
この成形体’l;l / j−kg/dGの水蒸気圧で
水蒸気養生ン行い、ゾノトライトに転移させ、lざ0℃
で13時間乾燥を行い、ゾノトライト成形体ケ得た。
この成形体の物性ケ表−コに示した。
」 以  上 = 5−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)耐熱性を有する輻射エネルギー吸収物質または輻
    射エネルギー散乱物質を含有することを%徴とする珪酸
    カルシウム成形体。
  2. (2)耐熱性を有する輻射エネルギー吸収物質または輻
    射エネルギー散乱物質が、O,S〜30μの波長域の輻
    射エネルギーを吸収または散乱するものである特許請求
    の範囲第1項記載の珪酸カルシウム成形体。
  3. (3)  耐熱性を有する輻射エネルギー吸収物′Xま
    たは輻射エネルギー散乱物質が炭化物、窒化物または酸
    化物である特許請求の範囲第1項記載の珪酸カルシウム
    成形体。
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