JPS5992963A - 珪酸カルシウム成形体とその製法 - Google Patents

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】 本発明は珪酸カルシウム成形体及びその製法に関し、更
に詳しくは撥水性を有する珪酸カルシウム成形体及びそ
の製法に関す。

珪酸カルシウム成形体は無機質で耐熱性があり、多孔質
であるため耐火材、断熱材をはじめ数多くの用途に使用
される。しがし乍ら該成形体は多孔質であるために吸水
し易いという難点があり、吸水すると断熱性が低下し、
本来の使用目的が失なわれるという問題を有している。

この難点を解消するために従来から各種の対策が考えら
れており、たとえば珪酸カルシウム成形体の表面に撥水
剤を塗布したり吸着せしめる方法や、金属石けんやパラ
フィシ系物質を含浸せしめる方法が知られているが、前
者は表面のみであって使用現場で該成形体を切断したり
削孔したりすると加工面の再処理を行なわないともはや
吸水を防ぐことが出来ず、また後者は充分なる撥水性が
賦与し難く、また含浸量を増加すると珪酸カルシウム成
形体の本来の断熱性の低下と特に耐熱性が極端に損なわ
れるという欠点がある。

又、従来ＡＬＣ（＠量気泡コシクリート）においてシリ
コーンオイルを使用し、成形体内部まで撥水性を有する
ものも作られているが、Ａ　Ｌ　Ｃは耐熱度が低くかつ
、独立気泡を有するものである。

またパーライトなどのような発泡粒子を接着剤で成形し
た撥水性を有する成形断熱材もつくられているが、これ
も独立気泡で空隙が構成されているものである。一方、
一般的な断熱保温材などの軽量な珪酸カルシウム成形体
のような空隙率が高く、またその空隙も連続的であるよ
うなものについては成形体内部まで撥水処理を行なうこ
とは非常に困難であった。

本発明者は上記難点に注目し該難点を解消するために従
来から鋭意研究を続けて来たが、この研究に於いて珪酸
カルシウム結晶の二次粒子から成る水性スラリーにシリ
コーンオイルを添加混合しこれを成形・乾燥することに
より撥水性を有する詳耐カルシウム成形体を製造出来る
ことを見出し、この知見に基ず〈発明をすでに出願した
（特願昭５６−９９１３３号）。この方法は優れた撥水
性を有する珪酸カルシウム成形体を製造出来るものであ
るが、その製造条件に於いて制約を受け、製造条件とし
て適当な条件を選択する必要がありこのためその管理や
人員、設備等が必要となり工業的実施にいまひとつ問題
があった。

本発明者は上記発明について更に引き続く研究を行なっ
た結果、珪酸カルシウム結晶の二次粒子、繊維質物質並
びにシリコ−ジオイルを含有するスラリーに硫酸アルミ
ニウムを更に含有せしめて成形・乾燥するときは、製造
条件として特に限定されることなく広い範囲で実施可能
となり、極めて工業的有利に目的物成形体を製造出来る
こと、及びかくして得られる成形体はただたんにシリコ
ーンオイルを添加して得られる成形体に比しその撥水性
も一段と向上したものとなるという新しい事実を見出し
、鼓に本発明を完成するに至った。即ち本発明は珪酸カ
ルシウム結晶、該結晶と硫酸アルミニウムとの反応によ
り生じた物質、繊維質物質及びシリコーンオイルを含有
する成形体であって、上記珪酸カルシウム結晶は二次粒
子を形成して該二次粒子が相互に連結し、且つ上記シリ
コーンオイルは一部珪酸カルシウム結晶と結合した状態
で含有されて成る珪酸カルシウム成形体及び珪酸カルシ
ウム結晶の二次粒子及び繊維質物質を含有する水性スラ
リーにシリコーンオイル及び硫酸アルミニウムを添加混
合した後、成形し乾燥することを特徴とする珪酸カルシ
ウム戊形体の製法に係るものである。

本発明の成形体は、珪酸カルシウム結晶の二次粒子が相
互に連結して実質的に構成されており、これに珪酸カル
シウム結晶と硫酸アルミニウムとの反応により生じた物
質（以下単に硫酸アルミ反応物という）、並びにシリコ
−ジオイルが該結晶と一部結合して含有されて成るもの
である。このように、硫酸アルミ反応物が更に含有され
ているためにシリコーンオイルのみが上記状態で含有さ
れている成形体に比し撥水性が一段と向上する。

撥水性はシリコーンオイルが珪酸カルシウム結晶と結合
することにより発揮されるが、この撥水性は上記硫酸ア
ルミ反応物の共存により更に一段と向上する。シリコー
ンオイルが珪酸カルシウム結晶と結合していることはｎ
−へ士サンで抽出した場合にシリコーンオイルが抽出さ
れないことにより容易に確認出来る。シリコーンオイル
は少くとも成形体中に０．５重量％含有されておれば撥
水性を発揮し、必ずしも成形体全体に均一に含有されて
いる必要は無い。たとえば成形体の外周部が中心部に比
しシリコーンオイルの含有量が多くても（中心部に０．
５重量％含有されているかぎり）良い。成形体全体とし
てのシリコ−ジオイルの含有量は珪酸力１フウム結晶と
繊維質物質の合計量１００重量部に対し０．５〜７重量
部程度好ましくは１．５〜５重量部骨部好ましくは２〜
４重量部程度である。この際０．５重景部よりも極端に
少くなると充分なる撥水性が期待し難く、また逆に７重
量部よりも極端に多くなると経済的でないばかりか耐熱
性が低下したり強度が小さくなったりする傾向がある。

硫酸アルミニウムと珪酸アルミニウム結晶との反応に依
り生じた生成物とは、珪酸カルシウム結晶の二次粒子か
ら成る水性スラリーに硫酸アルミニウムを添加混合し、
これを成形・乾燥した結果も生じた各種物質を指す。従
ってその乾燥条件により生成する物質の種類は工水石膏
、半水石膏など若干具なって来るが、この点は本発明に
於いては工程的なものであって要は硫酸力１しシウムと
珪酸カルシウム結晶とが上記乾燥された結果生成するも
のが含まれておれば良い。該反応で生成する物質の量は
、使用する硫酸アルミニウムの量により主に左右され、
実質的に添加する硫酸アル三ニウムの０．５〜１０重量
部に相当して生成する量が存在していれば良い。

本発明の成形体を製造するに際しては、珪酸カルシウム
結晶の二次粒子が繊維質物質と共にまたは繊維質物質な
しで水に分散した水性スラリーにシリコーンオイル及び
硫酸アルミニウムを必要に応じ繊維質物質と共に添加混
合し成形し乾燥することにより得られる。この際使用さ
れる繊維質物質を含みまたは含まない珪酸カルシウム結
晶の二次粒子から成る水性スラリー自体は従来がら知ら
れたものであり、本発明に於いては公知の各種の水性ス
ラリーがいずれも使用出来、たとえば特公昭４５−２５
７７１号、特公昭５２−４３４９４号、特公昭５５−２
９９５２号公報等に記載されたものを例示することが出
来る。珪酸カルシウム結晶としては、トベル七ライ［・
族及びワラストナイト族に属する各種の結晶が含まれる
。

繊維質物質としては有機質繊維並びに無機質繊維の一種
または２種以上が使用され、前者としてはパルプ、木綿
、麻、羊毛、木質繊維、レーヨン、ポリプ０じしｙ１ポ
リアクリロニトリル、ポリアミド、ポリエステル等が、
後者としては石綿、岩綿１ガラス繊維１ｔう三ツクファ
イバー、炭素繊維、金属繊維等が例示出来る。

繊維質物質は本発明の成形体の使用目的に応じてその添
加量を適宜変化させることが出来るが通常上記結晶スラ
リー中の固形分含有量１００重量に対して１〜３０重量
部添加する。

また使用するシリコーンオイルとしては、ジメチルポリ
シ０＋サンおよびそのメチル基の一部を水素原子、低級
アル士ル基、フェニル基、ア三）基、水酸基等で置換し
たものが使用される。添加量は珪酸カルシウム結晶及び
繊維質物質の合計量＋ｏｃｉ量部に骨部１．５〜７重量
部好ましくは２〜５重量部である。本発明に於いては硫
酸アルミニウムは、珪酸カルシウム結晶及び繊維質物質
の合計ｊｆｔ　Ｉ　Ｏ０重量部に対し０．５〜１０重量
部好ましくは１〜５重量部である。この際添加量が０．
５重量部より少ないと十分なる効果が得られず、また１
０重量部を超えて添加しても、もはやその効果の向上は
期待できず、成形体の曲げ強さが低下する傾向を示すの
で好ましくない。

本発明に於いてはかくして調製された水性スラリーを成
形し乾燥するが、成形に先だちこの種珪酸カルシウム成
形体の製造に使用される各種添加材が必要に応じ添加さ
れる。この際の添加材としてはたとえばｔメシト類、粘
土類、水ガラスｈ雲母等を例示することが出来る。成形
手段としても従来の各種の手段がいずれも用い得られ、
たとえば加圧脱水成形法等の手段を例示出来、乾燥手段
としても通常の手段で良く、たとえば加熱、自然放置等
の手段が採用される。

本発明に於いては、硫酸アルミニウムを珪酸カルシウム
結晶の二次粒子のスラリーに添加するという手段を採用
することにより何隻製造条件に制限されることなく広い
条件下に安定した撥水性を有する成形体を常時製造する
ことが出来惹いては工業的に極めて有利となるという利
点を有すると共に、得られる目的物成形体は極めて優れ
た撥水性を有し特に多量のシリコーンオイルを使用しな
くても、たとえば４重量％以下のシリコーンオイルの使
用量でも極めて優れた撥水性を有する成形体を得ること
が出来るという効果がある。また撥水性が均一な成形体
となる効果もある。しかも加えて珪酸カルシウム成形体
本来の優れた各種物性たとえば耐熱性、断熱性等は殆ん
ど低下しない。

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。但し
下記例に於ける物性は夫々次の方法により測定したもの
である。また部とあるは重量部を示す。

密度（ｆ／ｄ）　　ＨＪＩＳ−Ａ−ｒ）５１０曲げ強ｔ
　（Ａｙｆ／ｄ）　；　　同　　上吸　水　率　　；得
られた成形体を厚みの中央部を含む断面で切断し、水頭
下４０順に浸 漬し、２４時間経過後の吸水量を測 定し吸水率を算出した。但し吸水率 は次の式によった。

Ｆ−Ｆθ 吸水率（％）　＝　−Ｘ　　Ｉ　００ Ｗ。

但しＷは２４時間浸漬後の成形体の 重量を、またｌｌ’ｏ　は浸漬前の成形体の重量を示す
。（単位ｙ） また成形体中のシリコーンの定量は成形体を粉砕しＸエ
チルシリケート〔５ｉ（ＯＣ２Ｈ５）ａ〕、ＫＯＨで熱
分解して、エチルアルコールを溶媒としてガスクロマド
クラフィーにより分析した。

実施例　ｌ フェロシリコンダスト２６．９部、珪石粉末２６．９部
及び生石灰４６６２部（ＣａＯ／　５ｓＯ２七ル比−１
）を水対固形分比が２４となるように水に懸濁して原料
スラリーを調製し、これを圧力＋２＃／ｄ、温度１９１
″Ｃでオートクレーブ中攪拌し乍ら８時間水熱反応せし
めてリーノトライト結晶から成る直径５〜５０μｍのほ
ぼ球状の二次粒子の結晶水性スラリーを得た。

上記で得た結晶スラリー１００部（固形分）にガラス繊
維７部及びパルプ２部を水懸濁液とじて添加混合し、次
いでその固形分１００部に対しジメチルポリシロ＋サン
（トーレ・シリコーラ■製、「ＳＨ２００オイル°Ｊ　
５００ｃｓ　）、３部、及び硫酸アルミニウム（Ａ１１
（ＳｏＩ、”）３・１８Ｈ２０〕（住友アルミニウム製
鉄所、無鉄硫酸バンド、固形特号）を無水物基準で第１
表に示す所定量添加し良く混合した。次いで加圧脱水成
形し１３０°Ｃで１３時間乾燥して成形体を得た。これ
等の成形体の物性を下記第１表に示す。また得られた成
形体を粉砕しｎ−へ牛サン中に浸漬したがシリコーンオ
イルは全く抽出されなかった。

第　　１　　表 また上記で得られた成形体を粉砕して得た粉末２ｙをと
りこれをエタノール２０ゴ、塩酸（１＋１）２０ｇ／！
、蒸留水６０ゴを加え、７０〜８０°Ｃの湯浴中で３０
分間溶出し、アルミニウムは原子吸光法で、硫酸イオシ
は７ＩＳ−４−０１０１の４２．３の重量法で定量した
結果を第２表に示す。

第　　２　　表 実施例　２ 実施例１と同様にして得た結晶スラリー（固形分含有量
１００部）にガラス繊維７部、およびパル″ｊ２部を水
懸濁液として添加混合して得られた水性スラリーに、該
水性スラリーの固形分含有量１００部に対し、実施例１
と同様の硫酸アルミニウムを無水物基準で１．５部、お
よび実施例１と同様のシリコ−ジオイルを第３表に示す
量添加混合した後、加圧脱水成形し１３０°Ｃで１３時
間乾燥して成形体を得た。

これらの成形体の物性を測定した結果を第３表に併せて
示す。

＠３表 また上記の実施例の成形体を粉砕してｎ−へ十サシを添
加したが、シリコーンは抽出されなかった。

ざらに煮４〜９の成形体を室温下（２５〜３０°Ｃ）で
１３日間静置した後吸水率を測定した結果を第４表に示
す。

第４表 実施例　３ 実施例１と同様にして得た結晶スラリ＝（固形分含有量
１００部）にカラス繊維７部、およびバルブ２部を水懸
濁液として添加混合して得られた水性スラリーに、該水
性スラリーの固形分含有量１００部に対し、実施例１と
同様の硫酸アルミニウムを無水物基準で１．５部、およ
びジメチルポリ５１口士サン〔トーレ・シリコ−ｙ■製
、ＳＨ２００オイル〕の第５表に示す各種粘度（２５°
Ｃ）のものを３部添加混合した後、加圧脱水成形し、１
３０°Ｃで１３時間乾燥して成形体を得た。

また上記シリコーンオイルにかえて、ジメチルポリシロ
＋サン６３０Ｃ５のメチル基を１分子中に２〜３個Ｈ基
で置換したシリコーンオイル、およびジヌチルポリシロ
士サン３８０どＳのメチル基を極ｆｆｃＪ？三ノ基に置
換したシリコーンオイルを使用する以外は−ｈ記と同様
にして成形体を得た。

これらの成形体の物性を測定した結果を第５表に併せて
示す。

第　　５　　表 また上記の成形体を粉砕してｎ−へ牛サンを添加したが
、シリコーンは抽出されなかった。

実施例　４ 珪石粉末５２部及び沈降容積４６ｍ１の石灰乳をＣａＯ
として４５．６部（ＣａＯ／５Ｉ０２′ｆ、ル比−１）
を水対固形分比が２４倍となるように混合し、これを圧
カ１２ｋｑ／ｃｄ、温度＋９１’Ｃでオートクレーブ中
攪拌下に８時間反応せしめてシーツドライド結晶から成
る直径１０〜８０μｍのほぼ球状の二次粒子の水性スラ
リーを得た。

上記で得られた結晶スラリー１００部（固形分）にガラ
ス繊維７部、パルプ２部を添加混合して得られた水性ス
ラリーに該水性スラリーの固形分含有量１００部に対し
実施例１と同様の硫酸アルミニウムを無水物基準で第６
表に示す量および実施例１と同様のシリコーンオイルを
２部添加混合した後１、加圧脱水成形し１３０°Ｃで１
３時間゛乾燥して成形体を得た。

得られた成形体の物性を測定した結果を第６表に併せて
示す。尚成形体を粉砕してｎ−へ牛サン中に浸漬したが
シリコ−ジオイルは抽出されなかった。

実施例　５ 珪石粉末５２．６部と生石灰４７．４部（ＣａＯ／５Ｉ
０２モル比−帆９７５）を水対固形分比が１２倍となる
ように水と混合して原料スラリーを調製した。該スラＩ
ノーを圧力Ｅ２ｋｑ／ｄ、温度１９１℃でオートクレー
ブ中Ｉｔ拌下に８時間反応せ１７めてソーノドライト結
晶を主成分とする直径１０〜１５０μｍのほぼ球状の二
次粒子から成る水性スラリーを得た。

上記方法で得られた結晶スラリー（固形分含有層１００
部）にカラス繊維５部、およびパル′：５３部を水懸濁
液として添加混合して得られた水性スラリーに、該水性
スラリーの固形分含有量１００部に対し、ポルドラυド
セメント５部、ベコトナイト１０部を水懸濁液として加
え、実施例１と同様の硫酸アルミニウムを無水物基準で
第７表に示す量、および実施例１と同様のシリコーンオ
イルを４５部添加混合した後、加圧脱水成形し１３０℃
で１３時間乾燥して成形体を得た。

これらの成形体の物性を測定した結果を第７表に併せて
示す。

第７表 また実施例の成形体を粉砕してｎ−へ牛サシを添加した
がシリコーンは抽出されながった。

さらに実施例１と同様にし７てアルミニウム、および硫
酸イオシの定量分析を行なった結果を第８表に示す。

第　　８　　表 な５、比較例とあるのは、硫酸アルミニウム無添加の成
形体の分析結果を示す。

実施例　６ 珪石粉末５６．６部及び無石灰４３．４部（ＣａＯ／Ｃ
１０２七ル比−６．８３　）を水対固形分比が１２倍と
なるように水と混合して原料スラリーを調製した。

これを圧力８　ｋｇ　／　ｄ　、温度１７５°Ｃでオー
トクレーづ中で５時間反応せしめてトぺん七うイト結晶
から成る直径１０〜１５０μｍのほぼ球状の二次粒子の
結晶スラリーを得た。

上記で得た結晶スラリー（固形分含有ｆｆｉ＋　００部
）にガラス繊維５部、およびパルプ３部を水懸濁液とし
て添加混合して得られた水性スラリーに、該水性スラリ
ーの固形分含有ｉｔ　１００部に対し、ポルドラシトセ
メシト５部、ベン１１１１１０部を水懸濁液として加え
、実施例１と同様の硫酸アルミニウムを無水物基準で１
．５部および実施例１と同様のシリコ−ジオイルを４．
５部添加混合した後、加圧脱水成形し１３０°Ｃで１３
時間乾燥して成形体を得た。

得られた成形体の物性を測定した結果を第９表に示す。

第　　９　　表 また成形体を粉砕してｎ−へ＋サンを添加したがシリコ
ーンは抽出されなかった。

（以　上） ・／藤」 代理人　弁理士　三　　枝　　英　　二　２−１フ・　
１、−′″

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　珪酸カルシウム結晶、該結晶と硫酸アル三ニウムと
   の反応により生じた物質、繊維質物質及びシリコーンオ
   イルを含有する成形体であって、上記珪酸カルシウム結
   晶は二次粒子を形成して該二次粒子が相互に連結し、且
   つ上記シリコーンオイルは一部珪酸カルシウム結晶と結
   合した状態で含有されて成る珪酸カルシウム成形体。 ■　珪酸カルシウム結晶の二次粒子、繊維質物質、シリ
   コーンオイル及び硫酸アルミニウムと上記結晶との反応
   により生じた物質を含有する水性スラリーが成形・乾燥
   されて成る特許請求の範囲第１項の珪酸カルシウム成形
   体。 ■　珪酸゛カルシウム結晶の二次粒子及び繊維質物質を
   含有する水性スラリーにシリコーンオイル及び硫酸アル
   ミニウムを添加混合した後、成形し乾燥することを特徴
   とする珪酸カルシウム成形体の製法。 ■　上記シリコーンオイル及び硫少アルミニウム（但し
   無水物基準）の添加量の夫々が上記水性スラリー中の珪
   酸カルシウム結晶及び繊維質物質の合計量１００重量部
   に対し１．５〜７重量部及び０．５〜１０重量部である
   特許請求の範囲第３項の製法。