JPS6153141A

JPS6153141A - けい酸カルシウム成形体の製造法

Info

Publication number: JPS6153141A
Application number: JP59173942A
Authority: JP
Inventors: 濱田　偉; 市川　米積; 河合　正博
Original assignee: Ohara Inc; Osaka Packing Seizosho KK
Current assignee: Ohara Inc; Osaka Packing Seizosho KK
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1986-03-17
Also published as: JPH0547496B2

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、耐熱性に優れ軽量且つ高強度のけい酸カルシ
ウム成形体の押出成形にょる製造法に関する。

けい酸カルシウム成形体は、優れた耐熱性を有し、軽量
且つ高強度であり、しかも加工性に富むところから、特
に建材として好適なものである。

従来技術及びその欠点従来、けい酸カルシウム成形体は、けい酸カルシウム結
晶のスラリーに必要に応じて補強繊維等を添加し、これ
を成形金型（こ充填し、プレス脱水成形等により成形後
、乾燥して製造されている。

しかし、この方法には、長尺のもの、薄いもの、複雑な
形状のものを製造するのが困難である等の欠点があった
。上記欠点を改良するためには、連続押出成形法によれ
ば良いのであるが、けい酸カルシウム結晶スラリーは、
押出成形用の成形材料に要求される可塑性等の性質が充
分でない。

即ち、押出成形用の成形材料は、（１）応力により所定
の形状ｌこ変形、成形される可塑性、（２）成形特材料
が口金を通り滑らかに押出される平滑性、（３１成形体
が乾燥されるまでの過程でその形状を維持する保形性等
の性質を有することが必要であるが、けい酸カルシウム
結晶スラリーはこれらの性質が不充分なため、そのまま
では押出成形を行なうことができない。従って、・何ら
かの成形助剤を加えることが必要となる。

けい酸カルシウム成形体の押出成形法による製造法とし
ては、珪酸カルシウムに水ガラス等の粘結剤とメチルセ
ルロース等の押出成形促進剤を加え、全体の含水率を７
０〜８０重ムチとして押出成形する方法（特開昭５７−
１９１２６０号）が開示されている。しかしながら、こ
の方法により得られる成形体は、主に真空断熱容器の支
持材として使用されるものであって強度が小さく、建材
用としては使用し離いという欠点がある。また、押出時
の脱水防止のために押出成形促進剤を固形分中５〜１５
！ｆｆ１％と多量に使用しているので耐熱性が低下する
という欠点もある。

解決手段本発明者は、上記従来方法の欠点が解消され、耐熱性に
優れ、軽量且つ高強度で、特に建材として好適なけい酸
カルシウム成形体を押出成形により効率的に製造するこ
とを目的として鋭意研究した。特に、得られる成形体を
より軽量且つ高強度１こするためにはけい酸カルシウム
水熱合成反応により得られる球状二次粒子の形態のけい
酸カルシウム結晶を用いるのが好ましいこと、押出成形
用材料の全体の含水率の広い範囲において押出成形を可
能にすることによって更に高強度の成形体を得ること等
を考慮して研究した。

その結果□、水熱合成反応させて得たけい酸カルシウム
結晶に水溶性有機高分子物質及び吸水性繊維質物質を加
えることにより、押出成形用材料に必要な適度の可塑性
、平滑性及び保形性を付与することができ、目的が達成
できることを見出した。

即ち、水熱合成反応により得られる二次粒子の形態をも
つけい酸カルシウム結晶スラリーは、チ　　　　　ちク
ントロピーの性質を有し、これを撹拌すると水を分離し
て、このまま押出成形をすると、二次粒子間及び押出成
形機と該粒子間の潤滑を促すため押出成形が困難となる
が、ｆｌｌここに吸水性繊維質物質を添加した場合には
、該スラリーの撹拌による分離水を吸収することにより
適度な平滑性とすることができ且つ保形性にも寄与でき
ること、（２）水溶性有機高分子物質を加えることによ
り、これがけい酸カルシウム結晶スラリー中の水に溶解
して該スラリーに適度の可塑性及び保形性を付与できる
こと、（３１ｆｌｌの作用により該高分子物質の使用量
を著しく低減できること、（４）これらの作用によりけ
い酸カルシウム結晶スラリーを円滑に押出成形できるこ
と等を見出した。

本発明は、上記諸知見に基づいて完成されたものである
。

発明の構成本発明は、けい酸原料、石灰原料及び水を水熱合成反応
させて得たけい酸カルシウム結晶に、水溶性有機高分子
物質及び吸水性繊維質物質を混合し、全体の含水率を２
０〜８５重量多に調整して押出成形することを特徴とす
るけい酸カルシウム成形体の製造法に係る。

本発明におけるけい酸カルシウム結晶スラリーは、けい
酸原料、石灰原料及び水よりなる原料スラリーを、加圧
上加熱撹拌しながら水熱合成反応せしめる。ことによっ
て製造される。得られたけい酸カルシウム結晶は、三次
先約に、絡合してほぼ球状の二次粒子を形成して怠り、
それにより最終的に得られた成形体の強度が高められる
ものである。球状二次粒子の大きさは、水熱合成反応の
条件特に水の量等により変動するが、通常５〜１５０μ
ｍ程度である。

けい酸原料及び石灰原料としては、通常のけい酸カルシ
ウム結晶の製造用原料として使用されてきたものをいず
れも有効に使用でき、例えばけい酸原料としてはけい石
、けい砂、シリカフラワー、けい藻土、シリコンダスト
、フェロシリコンダスト等を、石灰原料としては生石灰
、消石灰、カーバイト滓等を例示できる。

水熱合成反応時の水の爪（けい酸原料、石灰原料及び水
を水熱合成反応させるときの水の割合）は、通常８３〜
９７重量％（固形分に対して５〜３０重量倍）程度とす
るのが好ましい。この際、けい酸原料と石灰原料のＣａ
Ｏ／ＳｉＯ２モル比は、トベルモライト結晶を合成しよ
うとする場合は０．７０〜０．９０程度、ゾノトライト
結晶を合成しようとする場合は０．９０〜１．１５程度
とする。水熱合成反応は、通常４Ｋｇ／ｃｍ２　　以上
、好ましく　ハロ　Ｋｇ／、ｍｚ以上の飽和水蒸気圧下
で行なわれる。この反応によりト１ベルモライト結晶又
は（及びノゾノトライト結晶よりなる球状二次粒子が水
中に分散したけい酸カルシウム結晶スラリーが得られる
。

次いで、けい酸カルシウム結晶スラリーに水溶性有感高
分子物質及び吸水性繊維質物質等を混合し、全体の含水
率を２０〜８５重爪チ程度に調整して押出成形用材料と
する。この際、けい酸カルシウム結晶スラリーは、水熱
合成反応により得られたものをそのまま用いても勿論差
し支えないが、これを加圧脱水−過して含水率が通常２
０〜９０重ｆｆｉチ程度の脱水ケーキに調整しておき、
この脱水ケーキに所定の配合物及び必要に応じて水を混
合するのが便利である。

ここで、押出用成形用材料の含水率が８５重量％を越え
ると押出成形時の保形性が低下して押出時の脱水が多く
不都合であり、含水率が２０重量％未満であれば押出成
形用材料の可塑性が失なわれ押出成形が困難になるので
好ましくない。

本発明に詔ける水溶性有機高分子物質としては、例えば
メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、とド
ロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロー
ス等の水溶性セルロース誘導　　　　　　１体、ホリビ
ニルアルコール、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル
酸アミド等の水溶性高分子等を挙げることができ、これ
らの少なくとも１皿を用いる。

また、吸水性ｍｆ、ｘ物質としては、例えばパルプ、木
綿等の天然ＰｉＩＩｌ維、アクリル繊維等の合成繊維等
の有機繊維質物質、石綿等の無機繊維質物質を挙げるこ
とができ、これらの少な（とも１皿を用いる。これらの
内特に好ましいものは、分散性の点から、パルプ就中粉
末パルプ、石綿等であり、粉末パルプは親水性が高いの
で保水し易く成形特前記各成分からなるが、必要に応じ
て、更にセメント、石膏、粘土、ガラス繊維、スチール
繊維等を加えても良い。

゛　水溶性有機高分子物質及び吸水性繊維質物質の使用
量は、広い範囲から選択し得るが、押出成形用材料の全
固形分生前者を通常０．２ｔｆｆ１％以上５Ｘ量チ未満
程度、後者を通常２〜１０重量秀程度とするのが望まし
い。

水溶性有機高分子物質の使用量が上記範囲を越えると成
形材料が押出成形機の押出スクリュ一部で滑り易くなっ
て成形が困難になる傾向があり、使用量が上記範囲に満
たない場合は成形材料の可塑性、保形性が不充分になる
傾向がみられるので好ましくない。

また、吸水性繊維質物質の使用量が上記範囲を越えた場
合は成形材料の可堕性が低下する傾向があり、使用量が
上記範囲に満たない場合は、成形材料の平滑性、保形性
が低下する傾向があるので好ましくない。

更に、水溶性有機高分子物質と吸水性繊維質物質との使
用量は、けい酸カルシウム結晶水熱合成反応時の水の量
に応じて上記範囲内で適宜調節するのが望ましい。

即ち、水熱合成反応時の水の食により生成する二次粒子
の大きさが変動し、通常水の爪が多い程二次粒子が小さ
くなる。二次粒子が小さくなると、前記したチクソトロ
ピー性が高くなることが認められ、他方スラリーの平滑
性がそのままでは押出成形できないが比較的高くなる。

従って、分離水がより多くなるのに対応して吸水性繊維
質物質の使用ぷを多くし、他方水溶性有機高分子物質の
使用量を少なくするのが良いことになる。水熱合成反応
時の水の量が少なくなった場合には、上記と逆の理由に
より、吸水性繊維質物質の使用量は比較的少なくて良く
、他方水溶性有機高分子物質の使用量は比較的多くする
のが良いことになる。

水溶性有機高分子物質及び吸水性繊維質物質の好ましい
使用量は、水熱合成反応時の水の慧が９５重量％を越え
るときは、それぞれ押出成形用材料の全固形分中０．２
〜２．５重ｆｆｉ％程度及び３〜１０′ｍ爪チ程度、よ
り好ましくは１．５〜２重量％及び４〜８ｍｆｆ１％、
水熱合成反応時の水の孟が９１重量％以上９５重量多以
下のときは、それぞれ全固形分中０．２〜３．７重爪多
程度及び２．５〜８．７重量％程度、より好ましくは１
．８〜２．５重ｆｆｉチ及び３．５〜６．５重量％、水
熱合成反応時の水の危が９１重量％未満のときは、それ
ぞれ全固形分中０．２〜５．０重量％未満程度及び２．
０〜６．５ｆｆｉ量チ程度、より好ましくは２．０〜３
．０重ｆｆｉ％及び３．０〜５．０重ｆｆｉチである。

本発明においては、前記した通り、各成分を混線機等を
用いて充分均一に混合することにより、水溶性有機高分
子物質、吸水性繊維質物質等とけい酸カルシウム結晶と
が均質な状態となって、押出成形に適する性質を呈し、
次いでこれを通常の真空押出成形機等の押出成形機を用
いて押出成形した後、乾燥することによって、優れた特
性を有するけい酸カルシウム成形体を生産性良く収得で
きる。

尚、本発明における含水率は、下記の通りに定義される
ものである。

但し、Ｗは水分（ロ）を、Ｓは固形分（９）を示す。

発明の効果本発明によれば、下記の如き顕著な効果が得られる。

＋１１　　用いる押出成形用材料中のけい酸カルシウム
結晶が、水熱合成反応により得られる二次粒子の形態で
あること、吸水性繊維質物質が添加されていること、押
出成形用材料の含水量を低くできること等１ζより、軽
量且つ高強度のけい酸カルシウム成形体が収得できる。

（２）　　可燃物の添加量が少なくて良いので、得られ
る成形体の耐熱性が高い。

＋３１　　ｉｌｌ、＋２１により、特に建材として好適
である。

（４）成形体の表面が極めて滑らかであるので、表面仕
上げが不要である。

（６）配合組成の工夫により、広い範囲の含水量で押出
成形が可紺である。

（６）押出成形機の口金を交換するだけで、種々の断面
形状の成形体が得られ、長尺の成形体、薄い成形体、ハ
ニカム状等の複雑な形状の成形体等を容易に製造できる
。

（７）押出成形法で製造することにより、連続的に製造
できるので生産性が高く、又省力化も容易である。

以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する
。各例中、部はすべて重量部を、俤はすべて！！′ｍチ
を示す。

実施例１生石灰（ＣａＯ成分９５．２　％）　４２．３部を温水
５００部中で消和し、ホモミキサーで３０分間水中分散
した。この石灰乳に平均粒子径５．３μｍ程度のけい石
粉末（ＳｉＯ２成分９７．Ｏｚ、）　４５．２部を加え
て、水の量が９６チになるように水を添加し、これを圧
力１５Ｋｇ／Ｃｍ２、温度２００．４°Ｃて３．５時間
撹拌しながら水熱合成反応を行った。反応生成物はゾノ
トライト結晶であり、この生成物を加圧脱水濾過し、含
水率８０チの脱水ケーキを得た。

このケーキの固形分が押出成形用材料の固形分の９３俤
、メチルセルロースが２％、粉末パルプが５頭となる様
に上記各原料を混線機で均一に充分混合した。含水率は
７８．８　％となった。このペースト状の押出成形用材
料を真空押出成形機で成形し、次いで１６０℃で１２時
間乾燥した。得られた成形品の物性を第１表試料Ｎｏ、
　１及び２に示す。

実施例２生石灰（ＣａＯ成分９５．２　％）　６７．７部を温水
・７００部中で消和した。この石灰乳に実施例１で用い
たけい石粉末７２．３部を加えて、水の量が９４％にな
るように水を添加し、これを圧力１８Ｋｇ／ｃｍ２、温
度２０８．８℃で２．５時間撹拌しながら水熱合成反応
を行って、ゾノトライト結晶スラリーを得た。この反応
スラリーを加圧脱水−過し、含水率６０％の脱水ケーキ
を得た。このケーキの固形分が押出成形用材料の９３．
３％、メチルセルロースが２．２チ、木綿が４．５％と
なる様に、各原料を混線機で均一に充分混合した。含水
率は５８．３秀となった。これを真空押出成形機で押出
成形し、１５０℃、１４時間乾燥した。得られた成形品
の物性を第１表試料Ｎｏ、　３及び４に示す。

実施例３生石灰（ＣａＯ成分９５．０　％）　１０１．５部を温
水１０００部中で消和した。これにけい石粉末（ＳｉＯ
２成分９７．５％、平均粒子径３．９　ｐｍ　）　１０
８．５部を加え次いで水の量が９０％となるように水を
加え、これを圧力１２Ｋｇ／ｃｍ２、温度１９０．７℃
で８時間、撹拌しながら水熱合成反応を行ってゾノトラ
イト結晶スラリーを得た。この生成物スラリーを脱水し
、含水率３５チの脱水ケーキを得た。このケーキの固形
分が押出成形用材料の固形分の９３．５チ、メチルセル
ロースが２．５％、粉末パルプが４慢となる様に各原料
を充分均一になるように混線機で混合した。含水率は３
３．５　％となった。これを真空押出成形機で押出成形
し、１５０’Ｃ１１４時間乾燥した。得られた成形品の
物性を第１表試料Ｎｏ、　　５及び６に示す。

実施例４生石灰（ＣａＯ成分９５．０％）　３８．０部を温水５
００ｇ５中で消和した。これにけい石粉末（！３ｉ０２
成分９４チ、平均粒子径４．２μｍ　）　４９．５部を
加え、次いで水の公が９４チになるように水を添加し、
これを圧力１　ｓ　Ｋｇ／ｃｍ”、温度２００．４℃テ
２．０時間撹拌しながら水熱合成反応を行って、トベル
モライト結晶スラリーを得た。この反応スラリーを加圧
脱水濾過し、含水率７０％の脱水ケーキを得た。このケ
ーキの固形分が押出成形用材料の９３．３チ、カルボキ
シメチルセルロースが２．１　％、粉末パルプが４．６
チとなる様に、各原料を混練機で均一＋ζ充分混合した
。含水率は６８．５　％となった。

このペースト状の押出成形用材料を真空押出成形機で成
形し、次いで１５０℃で１３時間乾燥した。

得られた成形品の物性を第２表試料Ｎｏ、　７及び８に
示す。

第　　　１　　　表第２表（以上） −２９’。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）けい酸原料、石灰原料及び水を水熱合成反応させ
て得たけい酸カルシウム結晶に、水溶性有機高分子物質
及び吸水性繊維質物質を混合し、全体の含水率を２０〜
８５重量％に調整して押出成形することを特徴とするけ
い酸カルシウム成形体の製造法。
（２）水溶性有機高分子物質の使用量が全固形分中０．
２重量％以上５重量％未満である特許請求の範囲第１項
に記載の製造法。