JPS5921560A - 無機質材料の製造方法 - Google Patents
無機質材料の製造方法Info
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- JPS5921560A JPS5921560A JP13014282A JP13014282A JPS5921560A JP S5921560 A JPS5921560 A JP S5921560A JP 13014282 A JP13014282 A JP 13014282A JP 13014282 A JP13014282 A JP 13014282A JP S5921560 A JPS5921560 A JP S5921560A
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- mixture
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- glass
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use 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
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/042—Magnesium silicates, e.g. talc, sepiolite
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。
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、水ガラスと含水珪酸マグネシウム質鉱物とを
混合することにより、良好な作業性、耐温水性、耐熱性
を有する無機質材料を製造する方法に関するものである
。
混合することにより、良好な作業性、耐温水性、耐熱性
を有する無機質材料を製造する方法に関するものである
。
工業的に広く使用される材料の一つに、水ガラスがある
。通常、水ガラスは、二酸化珪素とアルカリとを融解し
て得られる珪酸アルカリ塩を濃厚な水溶液としたもので
、無色で、粘性の高い液体である。
。通常、水ガラスは、二酸化珪素とアルカリとを融解し
て得られる珪酸アルカリ塩を濃厚な水溶液としたもので
、無色で、粘性の高い液体である。
該水ガラスを空気中に放置すると、水分が蒸発し、固化
する。そこで水ガラスは、この性質を利用して、人造石
、陶磁器、ボール紙等の接着剤その他塗装物、土壌改良
材、成形材等として、広く利用されている。
する。そこで水ガラスは、この性質を利用して、人造石
、陶磁器、ボール紙等の接着剤その他塗装物、土壌改良
材、成形材等として、広く利用されている。
しかしながら、該水ガラスは、一旦固化しても、水分に
接触すると再び水を吸収して粘性液体に戻る。それ故、
該水ガラスを屋外等の湿気の多いところ、あるいは水と
直接接触するとこで使用する製品には、使うことが不可
能である。すなわち、該水ガラスは耐水性に乏しいとい
う欠点を有している。
接触すると再び水を吸収して粘性液体に戻る。それ故、
該水ガラスを屋外等の湿気の多いところ、あるいは水と
直接接触するとこで使用する製品には、使うことが不可
能である。すなわち、該水ガラスは耐水性に乏しいとい
う欠点を有している。
一方、水ガラスにマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（
Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の
多価イオンを加えると、該水ガラスは固化して、水に不
溶の性質すなわち、耐水性を有することが知られている
。しかしながら、上記元素をイオン状態で添加すると、
水ガラスは急速にゲル状に固化するため、一定形状に成
形したり、塗布する場合には作業性が悪く、実用的でな
かった。また、たとえ、希望通りに成形できても温水に
は溶解する欠点があった。
Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の
多価イオンを加えると、該水ガラスは固化して、水に不
溶の性質すなわち、耐水性を有することが知られている
。しかしながら、上記元素をイオン状態で添加すると、
水ガラスは急速にゲル状に固化するため、一定形状に成
形したり、塗布する場合には作業性が悪く、実用的でな
かった。また、たとえ、希望通りに成形できても温水に
は溶解する欠点があった。
そこで、本発明者は耐水性、特に耐温水性に乏しいとい
う上記欠点を克服することを目的に、鋭意研究を重ねた
結果、本発明を成すに至ったのである。
う上記欠点を克服することを目的に、鋭意研究を重ねた
結果、本発明を成すに至ったのである。
本発明は、水ガラスに、含水珪酸マグネシウム質鉱物（
以下、鉱物という）を添加した混合物を塗布あるいは成
形し、８０〜６００℃の範囲内の温度で加熱、固化せし
めることを特徴とする無機質材料の製造方法である。
以下、鉱物という）を添加した混合物を塗布あるいは成
形し、８０〜６００℃の範囲内の温度で加熱、固化せし
めることを特徴とする無機質材料の製造方法である。
本発明により得られる無機質材料は耐水性、耐熱性に加
えて、優れた耐温水性をも有する。
えて、優れた耐温水性をも有する。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明は、水ガラスに、前記鉱物を添加して、得た混合
物を、基材に塗布あるいは成形したのち固化せしめて、
無機質材料を製造する場合に、この固化工程を、８０〜
６００℃の温度雰囲気で行なうものである。
物を、基材に塗布あるいは成形したのち固化せしめて、
無機質材料を製造する場合に、この固化工程を、８０〜
６００℃の温度雰囲気で行なうものである。
本発明において使用する水ガラスは、通常アルカリ‐珪
酸塩の１０〜７０重量パーセント（ｗｔ％）水溶液であ
り、該アルカリ‐珪酸塩は、一般に、Ｍ２Ｏ・ｎＳｉＯ
２｛Ｍはカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウ
ム（Ｌｉ）等のアルカリ金属、アンモニウム基（ＮＨ４
）等の塩基であり、またｎは１〜４の数値である。｝で
示され物質である。
酸塩の１０〜７０重量パーセント（ｗｔ％）水溶液であ
り、該アルカリ‐珪酸塩は、一般に、Ｍ２Ｏ・ｎＳｉＯ
２｛Ｍはカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウ
ム（Ｌｉ）等のアルカリ金属、アンモニウム基（ＮＨ４
）等の塩基であり、またｎは１〜４の数値である。｝で
示され物質である。
また、市販のものでは、ＪＩＳでいう水ガラス１〜８号
であってもよい。
であってもよい。
また、本発明において使用する前記鉱物は、含水珪酸マ
グネシウム、あるいは、含水珪酸マグネシウム・アルミ
ニウムを主成分とする鉱石を粉砕して、粉末状にしたも
のである。
グネシウム、あるいは、含水珪酸マグネシウム・アルミ
ニウムを主成分とする鉱石を粉砕して、粉末状にしたも
のである。
該鉱石は、一辺が約０．１μｍの四辺形断面を有する長
繊維の集合体からなり、該集合体内には、繊維の長さ方
向に多数の孔を有している。
繊維の集合体からなり、該集合体内には、繊維の長さ方
向に多数の孔を有している。
また、該集合体は、その表面に反応性に富む水酸基を有
しており、多量の水分あるいは、種々の物質、イオンを
吸着する性質がある。
しており、多量の水分あるいは、種々の物質、イオンを
吸着する性質がある。
該鉱石は、通称でマウンテンコルク（Ｍｏｕｎｔａｉｎ
ｃｏｒｋ）、マウンテンレザー（Ｍｏｕｎｔａｉｎ
ｌｅａｔｈｅｒ）、マウンテンウッド（Ｍｏｕｎｔａｉ
ｎ ｗｏｏｄ）等とも呼ばれるもので、含水珪酸マグネ
シウムを主成分とするセピオライト（Ｓｅｐｉｏｌｉｔ
ｅ）、含水珪酸マグネシウム・アルミニウムを主成分と
するアタパルジャイト（Ａｔｔａｐｕｌｇｉｔｅ）ある
いはパリゴルスカイト（Ｐａｌｙｇｏｒｓｋｉｔｅ）等
がある。
ｃｏｒｋ）、マウンテンレザー（Ｍｏｕｎｔａｉｎ
ｌｅａｔｈｅｒ）、マウンテンウッド（Ｍｏｕｎｔａｉ
ｎ ｗｏｏｄ）等とも呼ばれるもので、含水珪酸マグネ
シウムを主成分とするセピオライト（Ｓｅｐｉｏｌｉｔ
ｅ）、含水珪酸マグネシウム・アルミニウムを主成分と
するアタパルジャイト（Ａｔｔａｐｕｌｇｉｔｅ）ある
いはパリゴルスカイト（Ｐａｌｙｇｏｒｓｋｉｔｅ）等
がある。
本発明においては、これらの鉱石のうち、一種あるいは
二種以上混ぜて、使用してもよい。
二種以上混ぜて、使用してもよい。
本発明における混合物は、上記水ガラスと上記鉱物を混
合したものである。
合したものである。
この場合、鉱物の混合量は、混合物の粘度、初期接着性
、可使時間が適当となり、塗布等の作業性の点から見て
、水ガラスの固形分、すなわち珪酸アルカリ‐珪酸塩の
量に対して、乾燥重量で０．１〜９５ｗｔ％の範囲が望
ましい。該鉱物の乾燥物は、例えば、約８０℃で１０時
間乾燥することにより得られる。
、可使時間が適当となり、塗布等の作業性の点から見て
、水ガラスの固形分、すなわち珪酸アルカリ‐珪酸塩の
量に対して、乾燥重量で０．１〜９５ｗｔ％の範囲が望
ましい。該鉱物の乾燥物は、例えば、約８０℃で１０時
間乾燥することにより得られる。
上記混合割合が０．１ｗｔ％未満の場合には、固化後耐
水性、耐温水性、耐熱性が得られず、しかも固化時の収
縮が大きく、またはき裂を生じることがある。一方、９
５ｗｔ％を越える場合は、充分な強度を有する固化物が
得られず、また塗布した場合には、基材との接着力にも
欠けるため、接着剤、塗布物としての機能を保持するこ
とが困難となる。
水性、耐温水性、耐熱性が得られず、しかも固化時の収
縮が大きく、またはき裂を生じることがある。一方、９
５ｗｔ％を越える場合は、充分な強度を有する固化物が
得られず、また塗布した場合には、基材との接着力にも
欠けるため、接着剤、塗布物としての機能を保持するこ
とが困難となる。
以上のようにして、水ガラスと鉱物とを混合したのち、
例えば、該混合物を型に注入あるいは基材に塗布して、
固化せしめる。
例えば、該混合物を型に注入あるいは基材に塗布して、
固化せしめる。
本発明においては、該混合物の固化を８０〜６００℃の
高温雰囲気の下で行なう。７５℃以下の雰囲気で固化し
た固化物は、ある程度の耐水性を保有するが、３０℃程
度の水に４８時間以上浸漬すると、固化物表面からわず
かずつ溶解し始める。
高温雰囲気の下で行なう。７５℃以下の雰囲気で固化し
た固化物は、ある程度の耐水性を保有するが、３０℃程
度の水に４８時間以上浸漬すると、固化物表面からわず
かずつ溶解し始める。
これに対して、８０〜６００℃の雰囲気で固化せしめた
固化物は、４０℃以上の水に浸漬しても、ほとんど溶解
しない。
固化物は、４０℃以上の水に浸漬しても、ほとんど溶解
しない。
特に１１０〜１６０℃の温度雰囲気で固化せしめた場合
には、該混合物の急激な材質変化もなく、均質で、泡等
の欠陥のない固化物が得られる。
には、該混合物の急激な材質変化もなく、均質で、泡等
の欠陥のない固化物が得られる。
さらに、固化をあらかじめ８０〜９５℃の雰囲気で一定
時間保持したのち、再度１１０〜２００℃で加熱すると
、より温度の高い温水に、長時間浸漬しても、固化物の
表面は、溶解することがない。
時間保持したのち、再度１１０〜２００℃で加熱すると
、より温度の高い温水に、長時間浸漬しても、固化物の
表面は、溶解することがない。
また、上記の固化物は、完全に固化させると６００℃の
温度に加熱しても何ら変化は見られない。
温度に加熱しても何ら変化は見られない。
上記混合物が固化し、耐温水性、耐熱性を保有する機構
は、明確ではないが、次のように考えられる。
は、明確ではないが、次のように考えられる。
まず、１００℃以下の温度で、水ガラス固形分に含まれ
る水分はほとんどが蒸発するが、鉱物の表面および内部
に含まれている水は、１００〜１１０℃の温度では蒸発
しにくい。それ故、１００℃以下の温度範囲内の加熱で
は、水ガラス中の水は蒸発するが、鉱物周辺の水は未だ
残留する状態となる。このとき、水に対する溶解度の大
きいＮａ等のアルカリイオンは、鉱物周辺に濃縮されて
、該鉱物中のマグネシウムイオン等とイオン交換する機
会が増す。その結果、水、温水に不溶の物質が多く生成
する。一方、乾燥した水ガラスには、水との染みがよい
アルカリ成分が減少するので、固化部分の耐水性が向上
する。
る水分はほとんどが蒸発するが、鉱物の表面および内部
に含まれている水は、１００〜１１０℃の温度では蒸発
しにくい。それ故、１００℃以下の温度範囲内の加熱で
は、水ガラス中の水は蒸発するが、鉱物周辺の水は未だ
残留する状態となる。このとき、水に対する溶解度の大
きいＮａ等のアルカリイオンは、鉱物周辺に濃縮されて
、該鉱物中のマグネシウムイオン等とイオン交換する機
会が増す。その結果、水、温水に不溶の物質が多く生成
する。一方、乾燥した水ガラスには、水との染みがよい
アルカリ成分が減少するので、固化部分の耐水性が向上
する。
さらに、１１０℃以上の温度雰囲気で加熱すると、該鉱
物周辺の水分も蒸発し、該鉱物周辺に濃縮されたアルカ
リイオンも鉱物周辺あるいは鉱物中の交換性イオンとし
て、固定され、水ガラスへの拡散抑制され、この結果、
さらに耐温水性が向上するものと考えられる。
物周辺の水分も蒸発し、該鉱物周辺に濃縮されたアルカ
リイオンも鉱物周辺あるいは鉱物中の交換性イオンとし
て、固定され、水ガラスへの拡散抑制され、この結果、
さらに耐温水性が向上するものと考えられる。
以下、本発明の実施例を説明する。
実施例１、
Ｎａ２Ｏ・２ＳｉＯ２で示される水ガラス固形分を２０
ｗｔ％含有する水ガラスに、平均粒径が約１０μｍの粉
状に粉砕したスペイン産セピオライトを、上記水ガラス
固形分１００重量部に対して１０重量部、さらに、ソー
ダガラス粉を２０重量部加え、容量１ｌのビーカー中で
ガラス棒によりよく混練し、本発明にかかる混合物を得
た。
ｗｔ％含有する水ガラスに、平均粒径が約１０μｍの粉
状に粉砕したスペイン産セピオライトを、上記水ガラス
固形分１００重量部に対して１０重量部、さらに、ソー
ダガラス粉を２０重量部加え、容量１ｌのビーカー中で
ガラス棒によりよく混練し、本発明にかかる混合物を得
た。
次に、該混合物を内寸法１０×１０×５０ｍｍで、内面
に離型剤としてのシリコンオイルを塗布した鉄製金型に
流し込み、型とともに表の条件番号欄に示した各条件で
加熱し、固化せしめたのち該型から取り出し、本発明に
かかる無機質材料（１〜６）および比較材（Ｃ１）を各
３本ずつ製作した。
に離型剤としてのシリコンオイルを塗布した鉄製金型に
流し込み、型とともに表の条件番号欄に示した各条件で
加熱し、固化せしめたのち該型から取り出し、本発明に
かかる無機質材料（１〜６）および比較材（Ｃ１）を各
３本ずつ製作した。
これらの各条件で固化せしめた上記材料を温度２０℃、
４０℃、６０℃の水中に、１０日間浸漬した。
４０℃、６０℃の水中に、１０日間浸漬した。
その結果を同じ表の耐温水性欄に示した。
これらの結果から明らかなごとく、本発明法により得ら
れる無機質材料は良好な耐温水性を有することが分る。
れる無機質材料は良好な耐温水性を有することが分る。
実施例２
実施例１で得たのと同じ混合物を、６個の発泡ガラス成
形体（寸法：２０×４０×１００ｍｍ、嵩比重：０．２
）の端面に塗布し、これらの成形体端面を互いに押しつ
けて接着した発泡ガラス成形体を３本得た。これらを電
気炉中で１２０℃、２４時間加熱、乾燥して、本発明に
かかる無機質材料からなる接合部を有する引張試験片を
３本製作し、以下の試験に供した。
形体（寸法：２０×４０×１００ｍｍ、嵩比重：０．２
）の端面に塗布し、これらの成形体端面を互いに押しつ
けて接着した発泡ガラス成形体を３本得た。これらを電
気炉中で１２０℃、２４時間加熱、乾燥して、本発明に
かかる無機質材料からなる接合部を有する引張試験片を
３本製作し、以下の試験に供した。
まず、一本の試験片を使って、接合部の引張試験を実施
したところ、引張強度は３ｋｇ／ｃｍ３で、破壊は接合
部ではなく、発泡ガラス成形体で生じた。
したところ、引張強度は３ｋｇ／ｃｍ３で、破壊は接合
部ではなく、発泡ガラス成形体で生じた。
次の一本を１０日間水道水流水中に浸漬してから同様の
引張試験を実施したところ、引張強度は３．２ｋｇ／ｃ
ｍ２であった。破壊個所は、第一本目と同じく発泡ガラ
ス成形体で生じた。
引張試験を実施したところ、引張強度は３．２ｋｇ／ｃ
ｍ２であった。破壊個所は、第一本目と同じく発泡ガラ
ス成形体で生じた。
最後の一本を３５０℃で１時間再加熱して冷却後、６０
℃の温水に１０日間浸漬後上記と同様の引張試験を実施
したところ、引張強度は３．１ｋｇ／ｃｍ２であった。
℃の温水に１０日間浸漬後上記と同様の引張試験を実施
したところ、引張強度は３．１ｋｇ／ｃｍ２であった。
この場合も破壊は、発泡ガラス成形体で生じた。
これらの結果から、本発明の方法により得られる耐水性
無機質材料は耐熱性、耐温水性を有する接着剤となるこ
とが分る。
無機質材料は耐熱性、耐温水性を有する接着剤となるこ
とが分る。
実施例３
実施例１において使用した水ガラスと、水ガラス固形分
１００重量部に対して、スペイン産セピオライト粉末を
６０重量部加えて、本発明にかかる混合物を得た。
１００重量部に対して、スペイン産セピオライト粉末を
６０重量部加えて、本発明にかかる混合物を得た。
一方、厚さ３ｍｍ、大きさ２０×６０ｍｍの短冊形の純
アルミニウム板６枚を用意し、二枚ずつの間に上記混合
物を塗布した。なお塗布面の大きさは２０ｍｍ（幅）×
２０ｍｍとした。
アルミニウム板６枚を用意し、二枚ずつの間に上記混合
物を塗布した。なお塗布面の大きさは２０ｍｍ（幅）×
２０ｍｍとした。
次に、これらを１５０℃で２４時間加熱し、本発明によ
り得た無機質材料を接着剤として用いた引張試験片を３
枚製作した。
り得た無機質材料を接着剤として用いた引張試験片を３
枚製作した。
次に、まず、一枚目の試験片を２０℃の水道水中に１０
日間浸漬した後、次の一枚を４０℃の温水中に１０日間
浸漬した後、最後の一枚はそのままで、引張剪断試験に
供した。その結果、各試験片の引張剪断強度はそれぞれ
、５．４ｋｇ／ｃｍ２、５．３ｋｇ／ｃｍ２、５．７ｋ
ｇ／ｃｍ２であった。
日間浸漬した後、次の一枚を４０℃の温水中に１０日間
浸漬した後、最後の一枚はそのままで、引張剪断試験に
供した。その結果、各試験片の引張剪断強度はそれぞれ
、５．４ｋｇ／ｃｍ２、５．３ｋｇ／ｃｍ２、５．７ｋ
ｇ／ｃｍ２であった。
なお、上記試験片の他に、上記アルミニウム板に上記混
合物を塗布し、常温で１週間放置して固化、接着せしめ
、比較用引張試験片を２枚用意した。
合物を塗布し、常温で１週間放置して固化、接着せしめ
、比較用引張試験片を２枚用意した。
これらの比較用試験片を、上記温水中に１０日間浸漬し
てから引張試験に供した。
てから引張試験に供した。
その結果、２枚の試験片の強度の平均値は２．４ｋｇ／
ｃｍ２と、本発明方法による場合の半分以下の値であっ
た。
ｃｍ２と、本発明方法による場合の半分以下の値であっ
た。
本実施例から、本発明によれば得られる固化物に優れた
接着性と耐温水性を発揮させうる、ことがわかる。
接着性と耐温水性を発揮させうる、ことがわかる。
Claims (3)
- （１）水ガラスに、含水珪酸マグネシウム質鉱物を添加
した混合物を塗布あるいは成形し、８０〜６００℃の範
囲内の温度で加熱、固化せしめることを特徴とする無機
質材料の製造方法。 - （２）上記固化は１１０〜１６０℃の範囲内の温度で行
なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の無
機質材料の製造方法。 - （３）上記固化は、第１段階として、８０〜９５℃の範
囲内の温度で、第２段階として、１１０〜２００℃の範
囲内の温度で、連続して行なうことを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の無機質材料の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13014282A JPS5921560A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 無機質材料の製造方法 |
| US06/788,677 US4629507A (en) | 1982-06-11 | 1985-10-17 | Water glass-based inorganic material and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13014282A JPS5921560A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 無機質材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5921560A true JPS5921560A (ja) | 1984-02-03 |
| JPH0118029B2 JPH0118029B2 (ja) | 1989-04-03 |
Family
ID=15026969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13014282A Granted JPS5921560A (ja) | 1982-06-11 | 1982-07-26 | 無機質材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5921560A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014035202A (ja) * | 2012-08-07 | 2014-02-24 | Kobe Steel Ltd | 放射性廃棄物の固化体製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4931744A (ja) * | 1972-07-22 | 1974-03-22 | ||
| JPS5044231A (ja) * | 1973-08-24 | 1975-04-21 | ||
| JPS53112924A (en) * | 1977-03-11 | 1978-10-02 | Takeda Chemical Industries Ltd | Rheopexic water glass composition |
-
1982
- 1982-07-26 JP JP13014282A patent/JPS5921560A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4931744A (ja) * | 1972-07-22 | 1974-03-22 | ||
| JPS5044231A (ja) * | 1973-08-24 | 1975-04-21 | ||
| JPS53112924A (en) * | 1977-03-11 | 1978-10-02 | Takeda Chemical Industries Ltd | Rheopexic water glass composition |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014035202A (ja) * | 2012-08-07 | 2014-02-24 | Kobe Steel Ltd | 放射性廃棄物の固化体製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0118029B2 (ja) | 1989-04-03 |
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