JPS589063B2 - ムキケイコウカタイノ セイホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な無機系硬化体の製法に関する。

従来、無機の硬化体組成物としては石コウ、ケイ酸カル
シウム、セメント類が知られている。

しかしこれらは耐水性が悪い（石コウの場合）、あるい
は遊離アルカリを含む（セメントの場合）、製造工程が
複雑でコスト高になる（ケイ酸カルシウムの場合）など
の欠点があり、あるいはその他種種の欠点もあり、実用
上充分満足すべきものではなかった。

本発明は以上のような欠点の少ない、新規な無機系硬化
体の製法を提供するものである。

しかして本発明はＣａＯ成分原料およびＳｔ０２成分原
料を、水と共にスラリ状で湿熱反応させて嵩高いケイ酸
カルシウムスラリを得ると共に、これにカルシウムアル
ミネートトリサルフエートハイドレート〔以下ＴＳＨと
称する〕および、要すれば水あるいは繊維状補強材等の
添加物を加え、賦形、乾燥して硬化体を得る点に特徴を
有する。

本発明において用いるＴＳＨは主として３ＣａＯ・Ａｌ
２０３・３ＣａＳＯ４・３１〜３２Ｈ２０で表わされる
ものであり、若干結晶水の異るものも含まれる。

ＴＳＨの製法としては以下のような方法がある。

（１）硫酸アルミニウム（ｋｌ２（８０４）３）にＣａ
Ｏ成分をＴＳＨの成分モル比になるように配合し、ｌＯ
Ｏ℃以下の温度で水の存在下に反応させる方法。

（２）Ｃ３ＡまたはＣ３ＡＨ６〔３ＣａＯ−Ａｌ２０３
・６Ｈ２０〕に硫酸カルシウムを加え、所要量の水の存
在下で１００℃以下の温度で反応させる方法。

（３）Ｃ３Ａ４Ｓに所要量のＣａＯ成分原料およびＣａ
Ｓ０４成分原料を添加し、水の存在下で１００℃以下の
温度において反応させる方法。

（４）カルシウムアルミネートモノサルフエートハイド
レート（ＭＳＨと称する〕に硫酸カルシウムおよび水を
加え、水の逃散を防止しつつ、好ましくは加熱下に反応
させる方法。

以上の方法のうち（４）の方法が最もすぐれている。

この方法で得たＴＳＨは純度も高く、何らの後処理も要
せず使用できるし、目的の硬化した組成物も得やすい。

なお、（４）の方法により、ＴＳＨを作る場合、ＭＳＨ
と硫酸カルシウムおよび水の使用比率はＭＳＨ１モルに
対し、ＣａＳ０４ １．８〜２．０モル、水１９モル以
上となるよう配合するのがよい。

また反応条件は水の逃散を防止し、かつ好ましくは１０
０℃未満、より好ましくは、５０〜９５℃の温度で行う
。

なお、さきのＭＳＨは主として３ＣａＯ−Ａｌ２０３・
ＣａＳ０４・１２Ｈ２０で表われる化合物であるが、結
晶水は若干異るものも含まれる。

結晶水は多少変動しても支障はない。

ＭＳＨの製法としては種種あるが、ＣａＯ成分原料とし
てＣａＯ、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）３）または
両者の混合物を用い、Ａｌ２０３成分の原料としてはア
ルミナ、アルミナ水和物、水酸化アルミニウムまたはこ
れらの混合物を用い、ＣａＳ０４成分の原料としては無
水石コウ（ＣａＳ０４ｌ、半水石コウ〔ＣａＳＯ４・１
／２Ｈ２０〕二水石コウ〔ＣａＳ０４・２Ｈ２０〕また
はこれらの混合物を用い、これら各原料を水の存在下に
、水分の逃散を防止して、加熱下に反応させてＭＳＨを
得る方法が最も好ましい。

この場合の各原料の使用比率はＣａＯ成分原料２，４〜
３．５モル、Ａｌ２０３成分原料０．８〜１．２モル、
ＣａＳＯ，成分原料０．５〜１．２モル、水１２モル以
上が好ましく、反応条件は加熱下に、好ましくは１００
〜２００℃でかつ水の逃散を防ぎつつ反応させる。

また前記のアルミナ水和物の例としてはジブサイト、バ
イヤライト、ペーマイト、ダイアスポアなどがある。

なお、この場合ＭＳＨの製造とＴＳＨの製造を一挙に行
ってもよい。

ケイ酸カルシウムはＣａＯ成分原料としてＣａＯ，Ｃａ
（ＯＨ）２または両者の混合物、ＳｉＯ２成分としてケ
イソウ土、珪石などを用い、各々の成分原料をＣａＯ／
ＳｉＯ２モル比０．７〜１．８で適量の水の存在下で、
スラリ状で８０〜２４０℃で１〜７２時間、水の逃散を
防止して、すなわち湿熱下で反応させて得られる嵩高い
、いわゆる活性スラリか用いられる。

これはジエル状ＣＳＨ（Ｉ）、ＣＳＨ（ｎ）、トバモラ
イト、ゾノトライト等として認められるものである。

以上のＴＳＨ，ケイ酸カルシウムの組成物を得る具体的
方法としては前記各方法により得たＴＳＨ．ケイ酸カル
シウムを所定の割合に混合して、かつ適当な方法で賦形
し、乾燥して硬化体とする。

ＴＳＨ，ケイ酸カルシウムは水に分散したスラリ状ある
いは多量の水に分散させた白水状で用い得る。

賦形方法としては押出成型法、注型法、抄造法等が適宜
採用される。

なお、ＴＳＨ，ケイ酸カルシウムと共に各種繊維状補強
材、たとえばガラス繊維、ポリエステル繊維、木綿、麻
などを配合してもよく、その他合成樹脂、充填材、顔料
などの添加物を配合してもよい。

繊維状補強材の配合量は限定する主旨ではないが無機系
繊維の場合はＴＳＨ，ケイ酸カルシウムの合計量に対し
て３０重量係以下、有機系繊維の場合は１０重量係以下
が好ましい。

本発明におけるＴＳＨ，ケイ酸カルシウムの好ましい組
成割合は、ケイ酸カルシウム／ＴＳＨの重量比が（０．
５／９．５）〜（９／１）の割合が好ましい。

以上の組成割合の硬化した組成物は微細なケイ酸カルシ
ウムの結晶間にＴＳＨの微細な針状結晶が喰い込んだ状
態となり、極めて強固な組成物となるのである。

しかして、これは耐水性も良好で、強度も犬であり、建
築用材料等として有用である。

さらに本発明においてはＣａＯ成分原料およびＳ１０２
成分原料を、水と共にスラリ状で湿熱反応させて嵩高い
ケイ酸カルシウムスラリを得ると共に、これにカルシウ
ムアルミネートトリサルフエートハイドレートを加えて
製造する方法を採っているので、他の方法によった場合
に比べて比重の軽いものが得られるのである。

これを第２図として示したグラフにより説明すると、グ
ラフの曲線は比重が変化する場合の常態曲げ強度の変化
を表している。

そして点線が実施例を、実線が比較例を示している。

このグラフから明らかなように、比重の相違を考慮すれ
ば本願発明に係る硬化体が強度が大きいのである。

実施例 １ １００メッシュ以下の（ＣａＯ）１６９ｇ、３２５メッ
シュ以下のトヤネ珪石１８１ｇ、水３．６ｌわ混合し、
２００℃で８時間、オートクレープ中で反応させて嵩高
い、活性ゾノトライトスラリを得た。

一方、（ＣａＯ）１６８ｇ，ＣＡｉ（ＯＨ）ａ）１５６
９．（ＣａＳ０４２Ｈ２０，１７５．９，水７５０ｇを
混合し、オートクレープ中で１８０℃、９０分間湿熱反
応させてＭＳＨを得た。

つぎにこれに〔ＣａＳＯ４・２２Ｈ２０〕１７２ｇと９
．８ｌの水を加えて９０℃で５時間湿熱反応させて嵩高
いＴＳＨスラリを得た。

つぎにＴＳＨスラリを、その固形分が２８０ｇになるよ
うに、かつゾノトライトスラリをその固形分が１２０ｇ
になるように、それぞれを採り、これに２０ｇのアスベ
ストおよびガラス繊維（１／４インチ長）１２ｇを加え
、さらに水を加えて全体を７ｌにし万能ミキサで分散さ
せた。

これを抄造機を用いて２０ｍｍの厚さに製板し、これを
三分し、これらにつき１０，７０，１５０ｋｙ／Ｃｒｌ
の圧力でプレスした２種の板を得た。

これらを乾燥し、板状硬化体を得た。

これらの性能は第１表のようであった。

なお、この板体のＸ線回折チャートは図のようであり、
ＴＳＨ（Ｔ）およびゾノトライト（Ｘ）の混合体である
ことが認められた。

なお少量のＭＳＨ（Ｍ）の残存が認められた。

実施例 ２ （Ｃａｂ）１６８。

３ｌ，（ａ−ＡＩ２０３）３０６．Ｏ！、［ＣａＳ０４
・２Ｈ２０Ｅ ｌ７２．１＆を均一に混合し、電気炉で
１３５℃に７時間焼成し、３Ｃａ０・３Ａｌ２０３・Ｃ
ａＳＯ４を主成分とする焼成物を得た。

これを１００メッシュ以下に粉砕した。

この焼成物２１６ｇに３ｌの水に分散させて液を得た。

以上とは別に、（Ｃａｂ）１１２．２ｇ、（ＣａＳＯ４
Ｅ２Ｈ２０〕４６０ｇ、水５ｌを混合した液を得た。

上記両液を混合して９０℃で２４時間反応させて嵩高い
ＴＳＨスラリを得た。

これを実施例１で得た同量のゾノトライトスラリと、実
施例１と同混に混合し、さらに以下も同様にして硬化板
体を得た。

これら板体の性能は第２表のようであった。なお、比較
例として実施例１と同様にして合成したゾノトライトス
ラリに５重量係のアスベスト、３重量係のガラス繊維（
１／４インチ長）を加えて製板硬化させた硬化体につい
ても性能を併記した。

ただし比較例についてはプレス圧は１０ｋｇ／ｃｍへで
あった。

【図面の簡単な説明】

第１図はＸ線回折チャート、第２図は曲げ強度と嵩比重
の関係を表すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｉ ＣａＯ成分原料およびＳｔ０２成分原料を、Ｃａｂ
   ／Ｓｉｎ２のモル比が０．７〜１．８となるようにし、
   かつ適量の水を加えてスラリー状となし、８０〜２４０
   ℃で１〜７２時間湿熱反応させて嵩高いケイ酸力ルシウ
   ムスラリを得ると共に、これにカルシウムアルミネート
   トリサルフエートハイドレートおよび、要すれば水ある
   いは繊維状補強材等の添加物を加え、賦形、乾燥するこ
   とを特徴とする無機系硬化体の製法。