JPS6060988A - 軽量シリカ成形材及びその製造方法 - Google Patents
軽量シリカ成形材及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS6060988A JPS6060988A JP17017783A JP17017783A JPS6060988A JP S6060988 A JPS6060988 A JP S6060988A JP 17017783 A JP17017783 A JP 17017783A JP 17017783 A JP17017783 A JP 17017783A JP S6060988 A JPS6060988 A JP S6060988A
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- Japan
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- silica gel
- silica
- lightweight
- heat
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- Pending
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
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】
本発明は軽量シリカ成形材及びその製造方法、さらに詳
しくは、容易に表置入手しうるシリカゲルを原料として
得られる、優れた耐熱性と強度を有し、かっかさ密度の
小さな１ｌＩＩ量シリカ成形材及びその製造方法に関す
るものである。
しくは、容易に表置入手しうるシリカゲルを原料として
得られる、優れた耐熱性と強度を有し、かっかさ密度の
小さな１ｌＩＩ量シリカ成形材及びその製造方法に関す
るものである。
本発明者らは、シリカゲルを原料として用い、所定の温
度範囲で加熱処理を行うことにより、中空シリカ球状体
が得られることを見出し、「中空シリカ球状体及びその
製造方法」という名称で昭和５８年３月３０日付で特許
出願した（特願昭５８−５５４７４）。
度範囲で加熱処理を行うことにより、中空シリカ球状体
が得られることを見出し、「中空シリカ球状体及びその
製造方法」という名称で昭和５８年３月３０日付で特許
出願した（特願昭５８−５５４７４）。
本発明は、この先願特許をさらに発展させＩこもので、
市販の軽量ケイ酸耐火物に代オ）り得るのみならず、は
るかに高性能の軽量シリカ成形材及びその製造方法を与
えるものである。
市販の軽量ケイ酸耐火物に代オ）り得るのみならず、は
るかに高性能の軽量シリカ成形材及びその製造方法を与
えるものである。
従来の軽量ケイ酸耐火物は、微粒ケイ酸と可燃性物質か
ら製造される。すなわち、微粒ケイ酸としては、ケイ石
を１．０ｍｍ以下に粉砕し、しかも００９胴以下の微粉
が約５５％含まれるように調整する。これに可燃性物質
として、灰分１０％以下の０．２〜１．０胴の無煙炭粒
またはおが屑を約３０〜４５％混合する。さらに、結合
剤として石灰または石こうとパルプ廃液を添加し、水分
が１０〜２０％になるように調整して成形及び乾燥を行
う。次いで、乾燥成形体は焼成工程にまわされるが、焼
成は２段階にわｔこって行われるため、終了までに１０
日間以上の長時間を必要とする。焼成の第１段階は酸化
雰囲気下８００〜９００℃で行われ、成形体の変形をふ
せぐべく十分に時間をかけて可燃性物質を完全燃焼させ
る。続いて第２段階焼成として、１．２７０〜１、３０
０℃で焼結させて強度を付与して製品とする。
ら製造される。すなわち、微粒ケイ酸としては、ケイ石
を１．０ｍｍ以下に粉砕し、しかも００９胴以下の微粉
が約５５％含まれるように調整する。これに可燃性物質
として、灰分１０％以下の０．２〜１．０胴の無煙炭粒
またはおが屑を約３０〜４５％混合する。さらに、結合
剤として石灰または石こうとパルプ廃液を添加し、水分
が１０〜２０％になるように調整して成形及び乾燥を行
う。次いで、乾燥成形体は焼成工程にまわされるが、焼
成は２段階にわｔこって行われるため、終了までに１０
日間以上の長時間を必要とする。焼成の第１段階は酸化
雰囲気下８００〜９００℃で行われ、成形体の変形をふ
せぐべく十分に時間をかけて可燃性物質を完全燃焼させ
る。続いて第２段階焼成として、１．２７０〜１、３０
０℃で焼結させて強度を付与して製品とする。
しかしながら、この方法においては粒径範囲の調整を厳
密に行う必要がある上に、成形体に含まれる可燃性物質
に強固に保持されている水分がわずかでも残留している
と焼成中に曲がったり、亀裂が発生しｔこり、黒芯がで
きｔこりするｔこめ十分な乾燥を必要とする。さらに、
焼成が２段階に別かれ繁雑な上に長時間焼成が必要なた
め経済的でない。
密に行う必要がある上に、成形体に含まれる可燃性物質
に強固に保持されている水分がわずかでも残留している
と焼成中に曲がったり、亀裂が発生しｔこり、黒芯がで
きｔこりするｔこめ十分な乾燥を必要とする。さらに、
焼成が２段階に別かれ繁雑な上に長時間焼成が必要なた
め経済的でない。
また、可燃性物質を燃焼させる８００〜９００℃におい
て、空気量の調節が厳密に行われないと未燃物が残り黒
芯ができ、素地は脆くなり、断熱効果が減少する。この
傾向は特に大型の成形体に著しい。
て、空気量の調節が厳密に行われないと未燃物が残り黒
芯ができ、素地は脆くなり、断熱効果が減少する。この
傾向は特に大型の成形体に著しい。
しかも、この軽量ケイ酸耐火物は、耐火物といつ、でも
耐火度は低く 、８００〜９００℃で収縮を始め、常温
圧縮強度もかさ密度が０．５ｇ／ｃ／の場合、１０ｋｇ
／ｃイ以下と小さいため用途が制限されるという欠点が
ある。
耐火度は低く 、８００〜９００℃で収縮を始め、常温
圧縮強度もかさ密度が０．５ｇ／ｃ／の場合、１０ｋｇ
／ｃイ以下と小さいため用途が制限されるという欠点が
ある。
本発明者らは、このような従来の軽量ケイ酸耐火物のも
つ原料調整及び製造工程の繁雑さ、耐熱性、耐圧強度な
どの問題点を解決し、極めて簡単な操作でかさ密度の小
さな優れた耐熱性、曲げ強度及び圧縮強度を有し、しか
も経済的に効率よく軽量シリカ成形材を製造する方法を
開発するために鋭意研究を重ねてきた。その結果、容易
に入手しうるシリカゲルの発泡と焼結を同時におこさせ
るべく加熱処理し、かつシリカゲルの一部よＩこは、全
部をＳ ＋ ０２の高温安定型結晶に直接転移させるこ
とによって、従来の軽量ケイ酸耐火物にみられる欠点で
あるＳ ｉ ０２の転移に伴う変形がなく、シかも製造
に可燃性物質を必要としないため黒芯などの欠陥のない
高耐熱性のＩＩ量クシリカ成形材得られる乙とを見出し
、乙の知見に基−１いて本発明を完成するに至った。
つ原料調整及び製造工程の繁雑さ、耐熱性、耐圧強度な
どの問題点を解決し、極めて簡単な操作でかさ密度の小
さな優れた耐熱性、曲げ強度及び圧縮強度を有し、しか
も経済的に効率よく軽量シリカ成形材を製造する方法を
開発するために鋭意研究を重ねてきた。その結果、容易
に入手しうるシリカゲルの発泡と焼結を同時におこさせ
るべく加熱処理し、かつシリカゲルの一部よＩこは、全
部をＳ ＋ ０２の高温安定型結晶に直接転移させるこ
とによって、従来の軽量ケイ酸耐火物にみられる欠点で
あるＳ ｉ ０２の転移に伴う変形がなく、シかも製造
に可燃性物質を必要としないため黒芯などの欠陥のない
高耐熱性のＩＩ量クシリカ成形材得られる乙とを見出し
、乙の知見に基−１いて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明はシリカゲルを拘束下９００〜１、４
００℃の温度で加熱処理し、発泡と焼結とＳ ＋０２の
高温安定型結晶への転移を同時におこさせることで得ら
れる１、０ｇ／ｃａｒ以下のかさ密度を有することを特
徴とする新規な軽量シリカ成形材及びその製造方法を提
供するものである。
００℃の温度で加熱処理し、発泡と焼結とＳ ＋０２の
高温安定型結晶への転移を同時におこさせることで得ら
れる１、０ｇ／ｃａｒ以下のかさ密度を有することを特
徴とする新規な軽量シリカ成形材及びその製造方法を提
供するものである。
本発明の原料として用いるシリカゲルは、工゛業用防水
剤、梱包輸送や保管時の防湿剤、食品乾燥剤などとして
、多くの分胃において多量に用いられており、通常ケイ
酸ソーダを塩酸や硫酸などで処理してアルカリ分を除去
させｔこのち、乾燥することにより得られたものであっ
て、１例として次に示すような化学組成を有している。
剤、梱包輸送や保管時の防湿剤、食品乾燥剤などとして
、多くの分胃において多量に用いられており、通常ケイ
酸ソーダを塩酸や硫酸などで処理してアルカリ分を除去
させｔこのち、乾燥することにより得られたものであっ
て、１例として次に示すような化学組成を有している。
杓”熱ロス ０．２６重置数
５ｉＯｚ ９８．６４重爪形
人■２０３ ０３８ １Ｉ
Ｎａ２０ ０．２Ｂ ’ｒ
その他 ０．４６ ／Ｊ
このシリカゲルの形状としては、破砕条、球状、粉末、
超１危粉末など各種のタイプがあるが、本発明において
は、いずれのタイプのものも原料として用いることがで
きる。
超１危粉末など各種のタイプがあるが、本発明において
は、いずれのタイプのものも原料として用いることがで
きる。
本発明においては、所望する軽量シリカ成形材の物性に
応じて、原料のシリカゲルを粉砕機で粉砕して用いたり
、所望の粒度範囲にふるい分けして用いる。また、粉末
や超微粉末のシリカゲルを用いる場合、そのまま用いた
り、ふるい分けして用いる。
応じて、原料のシリカゲルを粉砕機で粉砕して用いたり
、所望の粒度範囲にふるい分けして用いる。また、粉末
や超微粉末のシリカゲルを用いる場合、そのまま用いた
り、ふるい分けして用いる。
乙のようにして所望の粒度に調整されたシリカゲルを型
枠に入れるなどして拘束した後、例えば電気炉、１−ン
ネル寵などを用いて９００〜１．４００℃σ〕温度範囲
で加熱処理すると、シリカゲルが熱によって軟化して粒
子と粒子が結合すると同時に粒子内部にガスが発生し、
発泡することによって本発明の軽量シリカ成形材が得ら
れる。乙の加熱処理温度が９００℃未満では、発泡及び
粒子どうしの結合が不十分で軽量シリカ成形材のかさ密
度が大きくなり、強度も低下する。一方１．４００℃を
超えるとシリカゲルが軟化することなく結晶化が進むた
め、得られた軽量シリカ成形材の強度が低下するなど他
の物性も十分に満足しうるものではない。
枠に入れるなどして拘束した後、例えば電気炉、１−ン
ネル寵などを用いて９００〜１．４００℃σ〕温度範囲
で加熱処理すると、シリカゲルが熱によって軟化して粒
子と粒子が結合すると同時に粒子内部にガスが発生し、
発泡することによって本発明の軽量シリカ成形材が得ら
れる。乙の加熱処理温度が９００℃未満では、発泡及び
粒子どうしの結合が不十分で軽量シリカ成形材のかさ密
度が大きくなり、強度も低下する。一方１．４００℃を
超えるとシリカゲルが軟化することなく結晶化が進むた
め、得られた軽量シリカ成形材の強度が低下するなど他
の物性も十分に満足しうるものではない。
また、加熱処理時間は１０分間以上が好ましい。
乙の加熱処理時間が１０分間未満では短すぎて十分な発
泡がみられず、かさ密度が大きくなる。さらに、シリカ
ゲル粒子どうしの結合が十分でないため、軽量シリカ成
形材の強度が弱い。加熱処理のための昇温速度は、急速
加熱しても軽量シリカ成形材になんらｍＷがない。
泡がみられず、かさ密度が大きくなる。さらに、シリカ
ゲル粒子どうしの結合が十分でないため、軽量シリカ成
形材の強度が弱い。加熱処理のための昇温速度は、急速
加熱しても軽量シリカ成形材になんらｍＷがない。
本発明による製造工程では、従来の軽量ケイ酸耐火物製
造に不可欠の可燃性物質を必要としないため焼成が短時
間ですみ、かつ黒芯などの欠陥の発生もない１．＝め、
大型成形材の製造が容易であるという長所を有する。
造に不可欠の可燃性物質を必要としないため焼成が短時
間ですみ、かつ黒芯などの欠陥の発生もない１．＝め、
大型成形材の製造が容易であるという長所を有する。
本発明においては、必要に応し、目的とする軽量シリカ
成形材の物性が本発明の主旨に反しない範囲であれば、
原料のシリカゲルに結合剤として石灰やアルカリなどの
他の成分を添加して強度向上を図ることもてきる。
成形材の物性が本発明の主旨に反しない範囲であれば、
原料のシリカゲルに結合剤として石灰やアルカリなどの
他の成分を添加して強度向上を図ることもてきる。
本発明の軽量シリカ成形材は、かさ密度が１゜ｇ／ａｍ
’以下と小さく、新規なものであって、例えば１６９０
℃の温度で１５分間加熱処理しても、形状の変化を起こ
さないような極めて侵れた耐熱性を有し、かつ良好な強
度を有する。
’以下と小さく、新規なものであって、例えば１６９０
℃の温度で１５分間加熱処理しても、形状の変化を起こ
さないような極めて侵れた耐熱性を有し、かつ良好な強
度を有する。
殴れた耐熱性は、本成形材の一部または全部がＳ ｉ
０２の高温安定型結晶であるクリストバライトどよりな
るためで、高温安定型に転移しやすいシリカゲルの特徴
を製造方法に活かした結果である。
０２の高温安定型結晶であるクリストバライトどよりな
るためで、高温安定型に転移しやすいシリカゲルの特徴
を製造方法に活かした結果である。
なお、本成形材では、マトリックス自体が微細な多孔体
よりなり、かつ閉鎖気孔を多く含むため、ケイ石（ａ−
石英）粒子間可燃性物質の跡とじて残るσｌ放気孔のみ
で軽量化された従来の軽量ケイ酸耐火物に比較すると、
断熱性能は格段に向上している。かつ低いかさ密度のわ
りには、高強度が得られるのも、この多孔構造の差異に
よる。
よりなり、かつ閉鎖気孔を多く含むため、ケイ石（ａ−
石英）粒子間可燃性物質の跡とじて残るσｌ放気孔のみ
で軽量化された従来の軽量ケイ酸耐火物に比較すると、
断熱性能は格段に向上している。かつ低いかさ密度のわ
りには、高強度が得られるのも、この多孔構造の差異に
よる。
このものは、Ｓ＋０２の含有率が約９９％と高純度なた
め、耐熱性、熱１ｆｆｉｔ撃性、耐酸性、耐アルカリ性
などに優れ、さらにかさ密度が小さく、機械的強度が大
きいことから、高温断熱材、耐酸及び耐アルカリ性材料
として有用である。
め、耐熱性、熱１ｆｆｉｔ撃性、耐酸性、耐アルカリ性
などに優れ、さらにかさ密度が小さく、機械的強度が大
きいことから、高温断熱材、耐酸及び耐アルカリ性材料
として有用である。
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１
シリカゲルを粒度５９０〜２９７μｍに粉砕し、原料と
して用いた。
して用いた。
このシリカゲル原料をステンレス製型枠に入れて電気炉
に挿入し、１． １００’ｅで３０分間熱処理したとこ
ろ、発泡焼結体が得られた。乙のものは、がさ密度０。
に挿入し、１． １００’ｅで３０分間熱処理したとこ
ろ、発泡焼結体が得られた。乙のものは、がさ密度０。
０８ｇ／ｄ 、曲げ強度４８ｋｇ／ｃａｒ 、圧縮強度
９１ｋｇ／ｃｒｆ，ｒ１５（Ｒ気孔率３１２％．ｉｉ放
気孔率３８８％を有し、電気炉中で１． ６９０℃に１
５分間保持したが軟化変形しない軽量シリカ成形材が得
られた。
９１ｋｇ／ｃｒｆ，ｒ１５（Ｒ気孔率３１２％．ｉｉ放
気孔率３８８％を有し、電気炉中で１． ６９０℃に１
５分間保持したが軟化変形しない軽量シリカ成形材が得
られた。
実施例２
実施例１におけるシリカゲルの粒度、加熱処理温度及び
加熱処理時間を次表に示すように変える以外は、実施例
１と同様にしてＩＩＩＩ景シリカシリカ成形材。これら
の軽量シリカ成形材の物性を次表に示す。
加熱処理時間を次表に示すように変える以外は、実施例
１と同様にしてＩＩＩＩ景シリカシリカ成形材。これら
の軽量シリカ成形材の物性を次表に示す。
手続補正書（方式）
昭和５９年 ７月２７日
２、発明の名称
軽量シリカ成形材及びその製造方法
３、？１１１正をする者
事件との関係 特許出願人
東京都千代田区霞が関１丁目３番１号
（１１４）工業技術院長 川 １）裕 部４、指定代理
人 佐賀県鳥栖市宿町字野々下８０７番地１昭和５９年 １
月３１日
人 佐賀県鳥栖市宿町字野々下８０７番地１昭和５９年 １
月３１日
Claims (3)
- （１） シリカゲルを加熱処理する乙とによってシリカ
ゲル自体が発泡及び焼結して１．０ｇ／ｃ＋＋ｉ以下の
かさ密度を有することを特徴とする軽量シリカ成形材。 - （２） シリカゲル粒子を９００〜１゜４００℃の温度
で加熱処理するさい、拘束した状態で発泡と焼結を同時
に進行させることを特徴とする、１．０ｇ／ｃｉ以下の
かさ密度を有する軽量シリカ成形材の製造方法。 - （３） シリカゲルに結合剤として少量のアルカリまた
は石灰を添加して加熱処理する特許請求の範囲第２項記
載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17017783A JPS6060988A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 軽量シリカ成形材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17017783A JPS6060988A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 軽量シリカ成形材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060988A true JPS6060988A (ja) | 1985-04-08 |
Family
ID=15900113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17017783A Pending JPS6060988A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 軽量シリカ成形材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060988A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5086509A (ja) * | 1973-12-01 | 1975-07-11 | ||
| JPS5640109A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-16 | Imasen Electric Ind | Reclaining apparatus |
-
1983
- 1983-09-13 JP JP17017783A patent/JPS6060988A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5086509A (ja) * | 1973-12-01 | 1975-07-11 | ||
| JPS5640109A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-16 | Imasen Electric Ind | Reclaining apparatus |
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