JPS6158852A - けい酸カルシウム系成形体 - Google Patents

けい酸カルシウム系成形体

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JPS6158852A JP59177976A JP17797684A JPS6158852A JP S6158852 A JPS6158852 A JP S6158852A JP 59177976 A JP59177976 A JP 59177976A JP 17797684 A JP17797684 A JP 17797684A JP S6158852 A JPS6158852 A JP S6158852A
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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、it熱衝撃性の極めて優れたけい酸カルシウ
ム系成形体を提供するものである。
けい酸カルシウム成形体は軽量であること、断熱性に優
れていること、耐火性の大きいこと、その他数多くの特
性を有するがために、各種の分野に於いて、広く利用さ
れているものである。
従来技術及びその欠点 けい酸カルシウム成形体には、本来的に、耐酸性に劣る
こと、耐熱衝撃性が十分とは云えないこと等の欠点があ
る。
耐酸性を付与させる方法としては、例えばけい酸カルシ
ウム成形体にイオウ酸化物及び/又はオキシ酸を作用さ
せてけい酸カルシウムの一部又は全部を■塑無水石η・
と冊定形シリカに変化させる方法(特公昭51−848
52号)、QaO/8i0xモル比が0.05〜0.3
0である成形原料AのスラリーとOaO/8102 モ
ル比が0.60〜1.2.0  である成形原料Bのス
ラリーを鮒製し、成形原料AからなるWAを成形原料B
からなる層を持つZf1m造の板i1ご成形し、鎖板を
蒸熱処理及び乾燥した後、成形原料人から形成されたr
Fr4にけい酸質結合材を含浸し乾燥する方法(特公昭
59−15117号)等が開発された。
しかしながら、上記従来方法では耐酸性は高めちれるも
のの、耐熱衝撃性は同等改良される1こ至っていない。
本発明者は、特番こけい酸カルシウム成形体の耐熱衝撃
性を向上させるべく鋭意研究した結果、特定の熱膨張係
数を有する無機質化合物を成形体の全体乃至表面F1に
配合することにより耐熱衝撃性が著しく向上することを
見出し1本発明を完成した。また、本発明者は、該無機
質化合物の内特定のものを配合するとき1こは、耐酸性
も著しく向上することも見出した。
発明の借銭 本発明は、けい酸カルシウム系成形体の全体乃至表面層
が、a膨張係数が2xlO/ll:以下の無機質化合物
とけい酸カルシウム結晶との混合物から柵成されている
ことを特徴とするけい酸カルシウム系成形体ic係る。
最初に、無4a質化合物を成形体全体に含有させる場合
について説明する。
本発、明においては、ai張係数が2X10−6/℃以
下の無機質化合物を配合することを必須とする。
それにより得られる成形体の耐熱& %性が著しく向上
する。熱膨張係数が2 X 10””/℃を越えるもの
ではかかる効果は不充分である。その様な饋!!Iff
化合物としては、スポジニメン、ペタライト。
ユークリプタイト、リチウムオルソクレース1石英ガラ
ス、バイコールガラス、コーデイライト、ベリル等のけ
い酸塩鉱物、チタン酸アルミニウム、燐酸ジルコニウム
、酸化ニオビウム、酸化タリウム、酸化バナジウム等が
例示でき、これ等は1m又は2ffi以上混合して使用
される。また、粒径としては、特に限定されないが、通
常1mm以下程度好ましくは800 l1m以下のもの
が適当である。
上記けい酸塩鉱物には1石英等の不純物が混入している
場合があるが、少量ならば何等差し゛つかえない。
本発明者の研究によると、上記無機質化合物のうち、特
にスボジニメン、ペタライト、リチウムオルソクレース
、石英ガラス、バイコールガラス、コーデイライト、ベ
リル等のけい酸塩鉱物、チタン酸アルミニウム、燐酸ジ
ルコニウム、酸化ニオビウム等を使用した場合には、耐
酸性も著しく向上することが明らかになった。従って、
これらのものを用いるのが特1こ好ましい。
上記無機質化合物の配合1辻は、特に限定されないが、
けい酸カルシウム結晶に対するMfIt比で通常179
〜4ノ1程度、好ましくは1/4〜77Bとするのが適
当である。配合量が179未薩では耐熱街σ性の向上が
充分でなく、逆に4/1を越えると耐熱衝撃性の向上が
充分でなく、又聞げ強さが低下するので好ましくない。
本発明の成形体は、例えば以下の方法によって製造され
る。
まず、けい酸カルシウム結晶を調製する。けい酸カルシ
ウム結晶としては、各種のものを使用し得るが、トベル
モライト結晶、ゾノトライト結晶、ワラストナイト結晶
等が特に有用である。又これらの結晶の製造法は何部限
定されないが、好ましい方法として1例えば特公昭54
−4!168号−1特公昭fzl−12526号によっ
て開示された方法を挙げることが出、来る。
即ち、けい酸原料、石灰原料及び水よりなる原料スラリ
ーを、加圧下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。かくして得られるけい酸カル
シウム結晶は、三次元的に絡合してほぼ球状の二次粒子
を形成しているものであり、これが水中に分散したスラ
リーは単に成形後、乾燥するのみで充分な強度を発現す
る性質を有するものである。
上記原料スラリーを得るためのけい酸原料及び石灰原料
としては、通常の番すい酸カルシウム結晶の製造用原料
として使用されて来たものをいずれも有効に使用でき、
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。また、原料スラリーを得るた
めの水量は、固形分に対して通常5〜203[(i倍程
度とするのが好ましい。けい酸原料と石灰原料のCab
/8i02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〜l、15程度で
ある。
かくしてm製された原料スラリーは、次いで撹拌下に水
熱合成反応に供される。この反応は、通常4に/Cm2
以上、好ましくは6 Kp/ Cm11以上の飽和水蒸
気圧下で行なわれる。この反応により、トベルモライト
結晶又は(及び)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スラリーが得られる。ワラストナイ
ト結晶よりなるスラリーを製造しようとする場合は、上
記ゾノトライト結晶よりなるスラリーを朝帰させた後、
約800℃以上の温度で焼成し、次いでこれに水を加え
ることによって得られる。
本発明に於いては、かくして得られたけい酸カルシウム
結晶よりなるスラリーに、熱膨張係数が2X10/℃以
下のd!It機質化機動化合物に必要に応じ補強用#a
縄等の添加物を均一に混合し、次いでこれを常法に従っ
て成形後乾燥することによって、本発明の成形体を収得
できる。ここで得られた成形体のけい酸カルシウム結晶
がゾノトライトである場合には、成形体を約800℃以
上の温度で焼成することによっても、けい酸カルシウム
結晶がワラストナイトである本発明成形体を収得できる
補強用iIlm等の添加物としては、この種けい酸カル
シウム成形体製造に用いられて来たものをいずれも使用
でき、石綿、岩綿、ガラス繊維、セラミックファイバー
、イf槻繊維、粘土類、セメント類等を例示できる。
次に、本発明においては、成形体表面から任意の厚みの
部分のみに無機質化合物を含有させることによっても成
形体全体の耐熱衝撃性を向上させることができる。この
場合について説明する。
即ち、本発明の好ましい実施態様によれば、前記無機質
化合物とけい酸カルシウム結晶との混合物から614成
されている層とけい酸カルシウム結晶から結成される層
からなる積層成形体とすることもできる。それにより得
られる本発明積層成形体においては、耐熱衝撃性が向上
している上に曲げ強さの低下を最少限に抑えることがで
きる。無機質化合物として前記特定のものを使用するこ
とにより耐酸性も向上するのは、勿論である。
この場合の缶機質化合物とけい酸カルシウム結晶との混
合物から構成されている贋は、前述の無機質化合物を成
形体全体に含有する場合と同様であり、その厚さは、耐
熱街帖性の向上を充分なものとするた応に、通常表面か
ら2n血以上とするのが好ましい。
かかる積層成形体は、例えば以下の方法により製造でき
る。
即ち、けい酸カルシウム結晶とni1記餌機竹化合物及
び水、さらに必要に応じ浦強用謀維等の添加物を均一に
混合したスラリーAと、けい酸カルシウム結晶及び水、
さら1こ必要に応じ上記と同様の添加物を均一に混合し
たスラリーBを調製し、次いでスラIJ −Bを型に流
し込んでプレス脱水成形し、%@玉純ス囁隻〜九を流し
込ルtズ鋺久弥水戚彫鷺〜その上にスラリー八を流し込
んでプレス脱水成形するか、又はこれとはスラリーを流
し込む順序を逆にして成形した後乾燥することによって
得られる。また、スラリーΔより成形された成形体とス
ラU −Bより成形された成形体とを耐熱性接着剤を用
いて接合させることによっても製造できる。この際の耐
熱性接着剤としては、従来よ系のものが例示できる。
本発明の上記mWJ成形体を使用するに当っては、無機
質化合物を含む面を熱源側にして使用するのが好ましい
発明の効果 本発明のけい酸カルシウム系成形体によれば、下記の如
き顕著な効果が得られる。
(1)特定の熱1膨張係数の無機質化合物を配合したこ
とにより、耐缶街り性が著しく向上している。
(21該無機質化合物の内特定のものを配合したときに
は、耐熱衝撃性のみならず耐酸性も著しく向上している
(3)勿論、けい酸カルシウム成形体が本来的畠こ有し
ている特性はそのまま保持されている。
(4)  従って、断熱材、保温材、煙突材として好適
である。
実   施   例 以下に実施例を示して、本発明を具体的に説明する。但
し、下記例における部または%は大々重伍部または重量
96を示し、また各種物性は夫々次のような方法で測定
したものである。
(イ) 曲げ強さ・・・JX8  A  9510の方
法に従った。
(口1 耐熱衝撃性・・・1000X1000X50皿
の成形体を電気炉で所定温度まで急熱し、同@度で1時
間保持後、急冷する。この操作を4回繰り返し外観の変
化を調べた。
(ハ)#酸性・・・101000X1000X50の成
形体に20%a2so4溶液を800777m2塗布し
、次いで電気炉で所定温度まで急熱し、同温度で1時間
保持した後急冷し外観の変化を調べた。
実施例1 生石灰(OaO95%)48部を80℃のBλ氷水中消
和させて得た石灰乳に砂石粉末(8i0z949g)5
2部を加え、更に水を加えて全体の水量を固形分の12
重量倍となるようるこ混合して原料スラリーを得、これ
を飽和水蒸気圧12 K97Cm2 、  温度191
℃でオートクレーブ中で回転数a o r、p、rrl
で撹拌翼を回転しながら撹拌し、5時間水熱合成反応を
行ってスラリーを得た。
上記で得たスラリーを100℃で24時間乾燥して、X
線回折分析した所、ゾノトライト結晶のピークが認めら
れに。
また、このスラリーをスライドグラス上で乾燥して光学
顕微鏡で観察すると外径5〜150μmの球状二次粒子
力(FUめられた。
次いで上記で得たスラリー1こ、アモサイト石綿7部、
ポルトランドセメント3部及び所定Bl°のペタライト
(熱膨張係数〈1×107℃)粉末(j!径74μm以
下、夕飯の石英を合方)を添加混合した後、プレス脱水
成形し、100℃で乾燥して1000X1000 X5
0mm の板状成形体を得た。
得られた成形体の物性は51表の通りであった。
第1表 但し、第1表中試料階1は比較のために示すものである
。上記第1表より、ペタライトを含有していない試料1
1m1では、曲げ強さは高いものの耐熱衝撃性及び#酸
性が劣ることが明らかである。
実施例2 実施例1と同様lこして製造した10100OX100
OX5Qの板状成形体(ペタライト/スラリー固形分(
M量比)が0/1o及び515cDlfflffl)を
960℃の電気炉で8時間焼成した。このものをX線回
折分析した所、ペタライトを含有していないものにはβ
−ワラストナイト結晶が、ペタライトを含有しているも
のにはペタライトとβ−ワラストナイト結晶の他に石英
及びβ−スボジュメン結晶が認められた。
得られたβ−ワラストナイト系成形体の物性は第2表の
通りであった。
第2表 但し、@2表中試料No、 1は比軟のために示すもの
である。
実施例8 実施例1と同様1こして得られたゾノトライトスラリー
45部(固形分)に、アモサイト石綿7部、ポルトラン
ドセメント8部及び実施例1と同様のペタライト粉末4
5部を添加、混合してスラリー人を得た。
同じく、ペタライト粉末を添加しない以外上記と同様に
してスラリーBを得た。
次いで、上記で調製された所定量のスラIJ −Bを型
lこ流し込みgQmmのgみまでプレス脱水成形した後
、その上に所定量のスラIJ −Aを流し込み、さらに
プレス脱水成形し、100℃で乾燥して、10100O
X100(IX50 cD積層成形体を得た。
得られた成形体の物性は第8表の通りであった。
尚、本実施例におけるテ熱衝幣性及び山な1性は、ペタ
ライトを含む面を加熱面として調べた。
第8表 上記ff18表及び実施例1の第1表より、積層成形体
とすることにより、耐熱衝撃性及び耐酸性を高めたまま
で、凹げ強さの低下を著しく抑えられることが可能であ
ることが判る。
実施例4 実施例1と同様にして得られたスラリー45部(固形分
)に、アモサイト石綿7部、ポルトランドセメント8部
及びβ−スボジュメン(熱II張係数<lXl0/℃)
粉末(jlZ径4471m以下)45部を添加混合した
もの(ihl)及び上記β−スボジニメンに代えて石英
ガラス(熱膨張係数0、5 X 10 −6/℃)粉末
(粒径44μm以下)を添加混合したもの(ls’ct
2)及びβ−ユークリプタイト(熱膨張係数−6X10
/ll:)粉末(粒径44μm以下)を添加混合したも
の(lIll18)をプレス脱水成形し、100℃で乾
燥して1100OX100OX5Gの板状成形体を得た
得られた成形体(Ikl 、1lh2及びトb、3)の
物性は第4表の通りであった。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)けい酸カルシウム系成形体の全体乃至表面層が、
    熱膨張係数が2×10^−^6/℃以下の無機質化合物
    とけい酸カルシウム結晶との混合物から構成されている
    ことを特徴とするけい酸カルシウム系成形体。
  2. (2)無機質化合物がけい酸カルシウム結晶に対して1
    /9〜4/1の重量比で混合されている特許請求の範囲
    第1項に記載のけい酸カルシウム系成形体。
  3. (3)無機質化合物がスポジユメン、ペタライト、リチ
    ウムオルソクレース、石英ガラス、バイコールガラス、
    コーデイライト、ベリル、チタン酸アルミニウム、燐酸
    ジルコニウム及び酸化ニオビウムの少くとも1種である
    特許請求の範囲第1項に記載のけい酸カルシウム系成形
    体。
  4. (4)けい酸カルシウム結晶がトベルモライト結晶又は
    (及び)ゾノトライト結晶或いはワラストナイト結晶で
    ある特許請求の範囲第1項に記載のけい酸カルシウム系
    成形体。
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