JPS61127681A - 耐熱性多泡体およびその製造法 - Google Patents

耐熱性多泡体およびその製造法

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JPS61127681A
JPS61127681A JP24879184A JP24879184A JPS61127681A JP S61127681 A JPS61127681 A JP S61127681A JP 24879184 A JP24879184 A JP 24879184A JP 24879184 A JP24879184 A JP 24879184A JP S61127681 A JPS61127681 A JP S61127681A
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JP
Japan
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weight
total content
oxide
foam
less
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JP24879184A
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English (en)
Inventor
高宮 陽一
英雄 居上
田賀井 秀雄
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Shin Nihon Kagaku Kogyo KK
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Shin Nihon Kagaku Kogyo KK
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、高温度で4安定圧使用できる多泡体およびそ
の製造法に関する。ここで、多泡体とは開気孔あるいは
閉気孔またはその両方を含む主として断熱材、吸音材、
濾過材に使用される材料をいう。
(従来の技術) 多泡体は発泡体とも言われ、有機質、無機質あるいは両
者を複合させたものなど多種類のものが広く使用されて
hる。具体的には、合成樹脂を発泡成形したもの、パー
ライトと呼ばれる無機の天然ガラスを発泡成形したもの
などがある。これらの多泡体は、無数の気孔を含むため
、軽量で1ハ断熱材、吸音材、濾過材等に広く使用され
ている。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、現在使用されている多泡体に共通する問題点は
、高い温度で安心して使用できる高性能の多泡体の少な
いことである。例えば、有機質のものの耐熱温度はせい
ぜい2,300cであシ、パーライトを使用したもので
も800c前後とみられている。勿論、1oooc以上
の温度で使用可能な多泡体の製造は、現在の技術をもっ
てすれば当然可能であるが、これを広く使用できる価格
で製造する方法は知られていなり0 (問題点を解決するための手段) 本発明は、従来の組成と異なる多泡体と、この多泡体を
効率よく製造する方法を見出したもので、1200C以
上の温度で使用可能な多泡体、および該耐熱性多泡体を
工業的に製造する方法に関する。
すなわち、本発明は、酸化マグネシウムと酸化カルシウ
ムの含有率の合計が8重量−以上、酸化カルシウムとシ
リカの含有率の合計が50重量%以上、酸化ナトリウム
と酸化カリウムの含有率の合計が7重量%以下であって
、かつかさ比重が1.8〜0,17/c3cであること
全特徴とする多泡体でおり、また、本発明は、前記多泡
体を製造するに当り、かさ比重2.OS’/(X:以下
の発泡体に珪酸アルカリを混合し、酸化マグネシウムと
酸化カルシウムの含有率の合計が20重量%以上の物質
を配合して成形することを特徴とする多泡体の製造法で
ある。
本発明においては、酸化マグネシウム(MgO)と酸化
カルシウム(CaO)の含有率の合計が8重量%以上で
あることが必要である。この含有率の合計が10重量%
を下回ると、十分な耐熱性と強度が得られない。120
0C以上の温度で十分な耐熱性と強度とを得るためには
、1,0重量%以上の含有率が必要であシ、15 重量
%以上であることがとくに望ましい。また、酸化ナトリ
ウム(Na、0 )と酸化カリウム(KtO)の含有率
の合計が7重量−以下であることが必要である。この含
有率の合計が7重量St超えると、製品の耐熱性が劣り
、使用中に収縮、融着などの好ましくなり現象が観察さ
れる。この値は5.5重量−以下であることが望ましい
。さらに5酸化カルシウム(CaO)とシリカ(Sin
、 )の含有率の合計が50重量%以上であることが必
要である。この含有率の合計が50重量%を下回ると、
十分な耐熱性と強度が得られない。1200C以上の温
度で十分な耐熱性と強度とを得るためには、50重量−
以上の含有率が必要であシ、60重量−以上であること
がとくに望ましい。
MgO、Ca6 、 Nano 、 KIO、Sin、
以外の組成は、通常の無機原料や鉱物に通常台まれるF
e、O,、A/408. Tie、などと水である。M
gO1CaO1Na、01KtO1Sin!以外の成分
の合計は、通常5〜20重量%の範囲にある。
MgOとCaOとの組成比は幅広くとることができるが
、 MgO/ CaOの組成比で0.5以上であること
が耐候性の面から望ましく、O,S以上であることがと
くに望ましい。
多泡体のかさ比重は1.8t10cから0.1?/cc
の間にあることが実用上必要である。かさ比重が1.8
f/(1;を超えると、多泡体としての断熱性、吸音性
の機能が十分でなく、また、 0.1 f/ccを下回
ると、十分な機械的な強度が得られない。かさ比重は1
.0〜0.5f/ccの間にあることがとくに望ましい
多泡体中に金網、鉄筋、布などの多泡体を補強するもの
を挿入あるいは分散させた多泡体を容易につくることが
できる。耐熱性、耐久性の面からステンレスの金網を補
強した多泡体がとくに望ましい。
本発明の多泡体は、すでに発泡したかさ比重2.Of/
Ct以下の多泡体に、MgOとCaOの含有率の合計が
20重量%(灼熱基準)以上の微粉状の原料を配合して
成形することによって得られる。
ここで、灼熱基準というのは、1000Cで加熱して揮
発成分を除去した成分での分析値とする。
微粉原料に含まれるMgOとCaOの含有率の合計は5
0重量−以上、とくに40重量%以上であることが多泡
体の耐熱性と強度を上げる上から望ましい。MgOとC
aOを多量に含み、しかも、通常微粉として得られる水
酸化マグネシウム、消石灰、活性マグネシア、製鋼スラ
グのダスティング部分(CaOとStO,との合計量が
70重量%以上でCaOと8i0.との組成比が2.5
〜1.5の間にあるもの)など、90重量%以上が10
μm以下の粒子であるMgO、CaO含有原料は、本発
明のとくに望ましい原料である。
すでに発泡した多泡体とMgOとCaOの合計含有率が
20重量%以上の微粉状原料を配合して成形する際、通
常一般の成形法と同様に、バインダーを使用するのが成
形工程を効率化する上から優れた方法となる。微粉原料
にセメント、石膏などのように水だけで固化する物質を
使用することもひとつの方法であるが、これらの方法は
脱型までに時間を要し、おまシ良い方法とは言えない。
とくに、通常のポルトランドセメント等クリンカーを機
械的に粉砕した原料を微粉状原料として用いると、製品
である多泡体のきめが荒くなり、この傾向は、この多泡
体’l5ooc以上の温度で焼成して得られる多泡体に
おりてとくに著るしくなる。
また、微粉原料にセメント、石膏を配合した成形多泡体
を焼成する際、急昇温を行うと、成形体がはぜて飛散し
たシ、異常な膨張をしたシする現象がみられる。したが
って、このような原料を本発明の原料として使用するこ
とは好ましくない。
本発明の固化剤として珪酸アルカリを使用することはと
くに望ましい。その理由は、珪酸アルカリヲ使用すると
、固化が2〜15分で進み、脱型時間を著るしく短くす
ることができる。この場合、製鋼スラグのダスティング
した微粉と珪酸ソーダとの組合せは、脱型時間も短く、
また、安価であることなど最も望ましい組合せのひとつ
である。
固化剤として有機物質を使用することを妨げるものでは
な−か、本発明の多泡体が高温度下で使用されることを
考慮すると、十分な焼成を行うなどの配慮が必要である
多泡体と微粉原料との配合比は、微粉原料があま多多く
なると細い組織の製品ができず、微粉部分が少ないと成
形が峻しくなることの他、製品である多泡体の耐熱性が
低下する。原料の多泡体/微粉原料の配合重量比は11
5〜5の間が望ましくb  1/2〜20間がとくに望
ましい。
MgOとCaOの合計の含有率が20重量%以上の微粉
原料の灼熱減量が大きい場合、得られた多泡体を加熱下
で使用したり、焼成したシしたときの収縮が大きく、寸
法安定性に劣ることが認められた。この寸法安定性を十
分なものとするには、配合する微粉原料の灼熱減量を1
0係以下、とくに5チ以下にすることが望ましい。
本発明に原料として使用する無機質多泡体とじては、天
然のパーライトを発泡させたもの、スラグを発泡させた
もの、石炭灰を発泡させたものなど、前述の組成範囲に
配合調製して広く多目的の製品として用いることができ
る。
さらに、スチレン等の合成樹脂の発泡体も用いることが
できるが、このものは使用温度に制約を受けるので、高
温使用を目的とする場合は、合成樹脂の発泡体を含むも
のは焼成によシ、有機質部分を燃焼除去することができ
、こうして得られた多泡体は、高温度下で使用すること
ができる。
原料として配合する多泡体は、粒径5rAIliより大
きなものも使用することができるが、5日以下と<K4
〜1勧の粒が望ましい。
本発明の多泡体’(i71200C以上の温度で使用す
る場合には、Na、Oとに、Oの含有率の合計が7重量
%以下でないと十分な耐熱性が得られない。十分な耐熱
性を得るために望ましくは4重fチ以下である。このた
め、1200C以上の高温度で使用する多泡体を製造す
るためには、原料の選択に十分な注意が必要となる。
−1ロ − 本発明の多泡体の製造法のひとつをよシ具体的に説明す
ると、軽量の多泡体に珪酸アルカリ水溶液等のバインダ
ーとなる物質を混合する。この混合の終った時点で微粉
原料を配合し、遠赤外線等で加温しながら混練すると、
粘着性の組成物となる。この組成物を型枠に入れ、振動
あるいは圧力を掛で成形する。この成形後、原料の組合
せKよっては5分程度で脱型することができる。脱型し
た多泡体は、乾燥後そのままで使用することもできるが
、ローラーハースキルン等で簡単な焼成を行って、多泡
体とバインダーを反応焼結させて高強度の多泡体とする
ことができる。この焼成を行うこと罠よ勺、閉気孔が開
気孔に変化する現象も認められ、このような多泡体は、
吸音材として優れ友効果を発揮する。
焼成温度が500Cまでは焼成による効果は少ないが、
500Cを超えると、水などの低温揮発成分の大部分が
揮発し、使用時の収縮が少なくなシ、また、多泡体の強
度を増加させる効果がある。
この温度は800C以上かさらに望ましく、  100
0C以上であることがとくに望ましい。
(実施例) 以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例1 市販の5〜3闘粒、容積比重0.1のパーライト多泡体
(組成は下記のとおシ)30重量部に、  3号珪酸ソ
ーダ20重量部および水20重量部を加え、ミキサーで
混練しつつ、下記組成の転炉スラグ(スラグ冷却後ダス
ティングして得られる微粉部分)50重量部を配合して
、成形組成物を作った。
転炉スラグの主な組成  パーライト組成CaO52,
7重量%0.7重量% Sin、     307   z      766
   zMgO114#       0.j   z
A40.     1,4   #      155
   zFe        O,2#       
−T i Ox      O、5z       0
 、1#この成形組成物@ 50 X 50 X 3c
mの木枠に合成樹脂フィルムを敷いた形粋の中に流し込
み、振動ランマで形枠内に均一になるよう充填した。こ
の充填物を木枠のまま、充填表面から波長5〜20μの
遠赤外線を照射し、10分間の加温硬化処理後、合成樹
脂フィルムごと脱形して、多泡体の閉気孔が多部分の成
形物を得た。この成形物をローラーハースキルン内で、
乾燥、焼成(1200C)、冷却(200〜5oon)
の連続工程を60分間で終了し、焼成した多泡体の成形
物を得た。
この焼成の過程では、爆裂、亀裂発生などの異状現象は
認められず、表面の綺麗な通気性の焼成多泡体を得た。
成形体の焼成前で脱形後および焼成後の多泡体の化学組
成と主な物性は、次のとおりであった。
化学組成(酸化物換算) 脱形後の多泡体    焼成後の多泡体CaO26,6
重量%   51.6重量%8101  43.4  
1    51 7   #MgO57#      
68# Al40.   47   #      55   
#Tidy    O5z      04#Na@0
   24   z      24   JFK*0
    10   g      1.1z主な物理的
性質 カサ比重0,95 floo  0.65 f/CC実
施例2 実施例1において用かたパーライトの多泡体60重量部
、3号珪酸ソーダ20重量部、実施例IK用いたのと同
じスラグ20□重量部、水30重量部とする他は、実施
例1と同様の方法で成形組成物を作った。
この成形組成物を実施例1の形枠で同様に成形硬化した
のち、1130Cで同様に焼成した。得られた焼成多泡
体の組成ならびに主な物性は、次のとおシであった。
化学組成 ″ Ca0   12,8   重量膚 sio、   by、1 Mg0   2.9 AムO,?、9 Tie、    0.I Na、0   3,5 主な物理的性質 カサ比重      0.46S’7cc曲げ強度  
    14kp/cd 軟化変形温度    1200C 熱伝導率/ 550 ’Q  O,12Kcal/mh
C実施例3 市販の2 III中粒の発泡スチロール20重量部に、
珪酸カリウムと珪酸ソーダの混合液20重量部および水
20重量部を加え、ミキサーで混練しつつ、実施例1の
転炉スラグ30部と比表面積40m”/2の活性酸化マ
グネシウム10重量部とを配合して、成形組成物を作っ
た。
この組成物を実施例1と同様に操作して、成形硬化した
のち、1230Cで同様に焼成した。得られた焼成多泡
体の組成ならびに主な物性は、次のとおりであった。
化学組成 CaO35,3重量% St、、     30.7 1 M1z0    28.9  z A、/、030.7  重量% T i 02      0.3 Na、0      1,8 に、0       0.7 主な物理的諸性質 カサ比重    0.52 f/CD 曲kf強W     36wy/cdl軟化変形温度 
 12701? 熱伝導率    0.16 Kcal/mh tl’な
お、カサ比重はJIS  R2614−76、曲げ強度
はJIS  R2619−81、熱伝導率はJIS  
R1618−79の方法で測定した。
(発明の効果) 以上説明したとおシ、本発明の焼成前後の多泡体は、優
れた通気性、耐熱性、断熱性、強度特性、軽量性等の機
能をもったものであり、また、その製造法も安価な原料
から効率的に製造できて、産業に有用なものである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸化マグネシウムと酸化カルシウムの含有率の合
    計が8重量%以上、酸化カルシウムとシリカの含有率の
    合計が50重量%以上、酸化ナトリウムと酸化カリウム
    の含有率の合計が7重量%以下であつて、かつかさ比重
    が1.8〜0.1g/ccであることを特徴とする多泡
    体。
  2. (2)酸化マグネシウムと酸化カルシウムの含有率の合
    計が8重量%以上、酸化カルシウムとシリカの含有率の
    合計が50重量%以上、酸化ナトリウムと酸化カリウム
    の含有率の合計が7重量%以下であつて、かつかさ比重
    が1.8〜0.1g/ccである多泡体を製造するに当
    り、かさ比重2.0g/cc以下の発泡体に珪酸アルカ
    リを混合し、酸化マグネシウムと酸化カルシウムの含有
    率の合計が20重量%以上の物質を配合して成形するこ
    とを特徴とする多泡体の製造法。
  3. (3)酸化マグネシウムと酸化カルシウムの含有率の合
    計が20重量%以上の物質として、灼熱減量が10%以
    下の物質を配合する特許請求の範囲第2項記載の多泡体
    の製造法。
  4. (4)珪酸アルカリを多泡体中で酸化ナトリウムと酸化
    カリウムの含有率の合計が7重量%以下になるように配
    合する特許請求の範囲第2項記載の多泡体の製造法。
  5. (5)かさ比重2.0g/cc以下の発泡体が無機質発
    泡体である特許請求の範囲第2項記載の多泡体の製造法
  6. (6)成形が500℃以上の温度の焼成成形である特許
    請求の範囲第2項ないし第5項のいずれかに記載の多泡
    体の製造法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297518C (zh) * 2003-10-09 2007-01-31 商静一 一种纳米泡沫吸声材料

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1297518C (zh) * 2003-10-09 2007-01-31 商静一 一种纳米泡沫吸声材料

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