JPS62113746A - 珪酸カルシウム成形体の製造法 - 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】 技術分野 本発明は、断熱性能が顕著に向上した珪酸カルシウム成
形体の製造法に関する。

発明の背景 珪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て、広く利用されて
いる。

近年、保温材、断熱材等の分野においては、更に一層断
熱性能か高い珪酸カルシウム成形体か要望されている。

特開昭５８−１４５６５２号には、珪酸カルシウム成形
体に輻射エネルギーを吸収又は散乱する物質を含有させ
て断熱性能を向上させようとする方法が開示されている
。しかし、この方法には、上記物質の含有量が成形体中
２０重量％を越えると熱伝導率が大きくなり、しかも２
００重量以下の含有量において熱伝導率の低下を図り得
るのは炭化珪素、窒化珪素及びイルメナイトの３種に限
られるという限界があった。

発明の開示 本発明は、上記従来方法の限界を打破するものであり、
その目的は、断熱性能が顕著に向上した珪酸カルシウム
成形体の新規製造法を提供することにある。

本発明は、珪酸原料、石灰原料及び水を含有する原料ス
ラリーを常圧又は加圧下に加熱撹拌しながら予備的に反
応せしめて珪酸カルシウム結晶前駆体の水性スラリーを
調製し、次いでこれを成形して得られる生成形体を水蒸
気養生、乾燥して珪酸カルシウム成形体を製造する方法
において、赤外線速へい材を原料スラリー又は珪酸カル
シウム結晶前駆体の水性スラリーに添加すること及び水
蒸気養生前の生成形体を減水処理してその含水量を式 ％式％ ［］ ［式中、Ｗｌは減水処理前の生成形体の重量（３）を、
Ｗ２は減水処理後の生成形体の重量（ｌをそれぞれ示す
。］を満足するように減じることを特徴とする珪酸カル
シウム成形体の製造法に係る。

本発明法により得られる珪酸カルシウム成形体は、赤外
線速へい材を含有していることによって断熱性能が顕著
に向上しており、しかも充分な実用強度を保持している
ものでおる。

本発明法によれば、赤外線速へい材の含有量及び種類は
実質的に制限されない。即ち、あらゆる赤外線速へい材
を用いて断熱性能の向上を図り得、特に該遮へい材を成
形体全固形分中２０重量％を越えて含有せしめると更に
顕著に断熱性能が向上するものである。また、従来生成
形体の水蒸気養生においては成形体が収縮、変形、クラ
ンク等を生じることがあるという欠点（この欠点は、通
常、添ｊＯ物の量が多くなるにつれて増大する）があっ
たか、本発明法によれば、赤外線速へい材を含有せしめ
るにもかかわらず、この欠点を解消することができる。

本発明により、上述の如き効果が得られる理由は明確で
はないが、上記生成形体における成形による残留応力歪
や生成形体中に含まれる赤外線速へい材による珪酸カル
シウム前駆体への応力歪が減水処理により緩和されるの
で、成形体を変形等させるのを防止できるものと推定で
きる。

本発明において用いる赤外線速へい材は、熱像である赤
外線を遮へいする性質を有し、且つ珪酸カルシウム結晶
の生成反応に対して化学的に不活性な化合物を意味し、
好ましい具体例としては、例えば活性炭、木炭、石炭、
カーボンブラック、黒鉛等の炭素物質、炭化珪素、炭化
硼素、炭化チタン等の炭化物、窒化珪素、窒化硼素、窒
化チタン等の窒化物、珪化カルシウム等の珪化物、酸化
鉄（ヘマタイト、マグネタイト等）、酸化チタン（ルチ
ル、アナターゼ等）、酸化錫、酸化マンガン、酸化ジル
コニウム、イルメナイト、ジルコン、酸化セリウム、酸
化ランタン、酸化硼素、クロマイト等の金属酸化物を挙
げることができる。本発明においては、赤外線速へい材
は１種又は２種以上混合して用いることができる。これ
らの内、特に好ましい赤外線速へい材は、黒鉛、炭化珪
素、炭化チタン、窒化硼素、酸化鉄、酸化チタン、潴化
錫、酸化マンカン、酸化ジルコニウム、イルメナイト、
酸化セリウム、酸化ランタン等である。

本発明における減水処理は、例えば加熱処理、減圧処理
、シリカゲル、塩化カルシウム、生石灰等の乾燥剤によ
る処理等を単独で又は適宜組合せることにより行なわれ
る。而して、水蒸気養生前の生成形体の含水量は、上記
減水処理により、前記式［Ｉ］に示される通り、除去さ
れた水の量が減水処理前の成形体重量に対して５０〜２
％稈度好ましくは２０〜５％程度となるように、減少せ
しめられる。５０％を越える減少は減水処理中に成形体
の収縮や変形を招くという傾向を生じ、又２％未満の減
少では本発明所期の効果が充分に得られないという傾向
になるので好ましくない。

この減水処理により、成形体の変形等が防止できるのみ
でなく、該処理をしない場合に比して強度が向上し、又
寸法安定性も向上するという効果も得られる。

本発明製造法は、赤外線速へい材を原料スラリー又は珪
酸カルシウム結晶前駆体の水性スラリーに添加すること
及び水蒸気養生前の生成形体を減水処理することを除き
、基本的には特公昭４１−１９５３号或いは特公昭５８
−３０２５９号に記載の珪酸原料、石灰原料及び水を含
有する原料スラリーを常圧又は加圧下に加熱撹拌しなが
ら予備的に反応せしめて珪酸カルシウム結晶前駆体の水
性スラリーを調製し、次いでこれを成形して得られる生
成形体を水蒸気養生、乾燥して珪酸カルシウム成形体を
製造する方法と同様である。

本発明において使用される珪酸原料は従来から珪酸カル
シウム成形体の製造に使用されて来たものがいずれも有
効に使用でき、結晶質珪酸原料として珪石、珪砂等を、
又非晶質珪酸原料としてシリカゲル、シリカフラワー（
フェロシリコンダスト等）、ホワイトカーボン、珪藻土
、湿式リン酸製造プロセスで副生ずる珪フッ化水素酸と
水酸化アルミニウムとを反応させて得られるシリカ等を
例示できる。また、石灰原料としては従来から使用され
て来たものがいずれも使用でき、生石灰、消石灰、カー
バイト滓等を例示出来る。

また、珪酸原料と石灰原料のＣａＯ／ＳｉＯ２モル比は
、通常０．５〜１．５程度である。例えばトベルモライ
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０．９
０〜１．１５程度、フオシャジャイト結晶を合成しよう
とする場合は１．１〜１．５程度とするのが好ましい。

本発明製造法においては、上記珪酸原料、石灰原ｉ１及
び水、或いはこれらに更に赤外線速へい材を添加して、
原料スラリーが調製される。

原料スラリーには、従来公知の添加材を添加しても良く
、この際の添加材として無機質繊維例えば石綿、岩綿等
を挙げることができる。原料スラリーを調製する際の水
の量は原石スラリーの固形分に対し５重量倍以上、好ま
しくは１０〜５０重量倍である。

次いで、この原料スラリーを予備的に反応させて珪酸カ
ルシ１クム結晶前駆体の水性スラリーを調製する。珪酸
カルシウム結晶前駆体は、珪酸原料と石灰原料から珪酸
カルシウム結晶が生成する際の各種の中間体を意味し、
例えば珪酸カルシウムゲル、Ｃ−３−Ｈ（ｎ）、Ｃ−５
−Ｈ（Ｉ＞等を挙げることができる。該前駆体を得る方
法は、例えば上記原料スラリーを常圧下で約８０〜９８
°Ｃに加温して反応させるか、又は通常３　Ｋｊｊ　／
　ｃｒｔｉ以上の飽和水蒸気圧下で水熱合成反応させる
ことにより行なわれる。これにより珪酸カルシウム結晶
前駆体の水性スラリーが得られる。

原料スラリーに赤外線速へい材を添７ＪＯしていないと
きには、上記前駆体の水性スラリーに赤外線速へい材を
添加し均一に混合する。

本発明における赤外線速へい材の添加■は、成形体中の
含有量が成形体全固形分中１〜７０重但％程度、好まし
くは１０〜６０重量％程度の範囲となる量とするのか適
当である。この範囲内の添加量であれば、充分な実用強
度を保持した上で断熱性能の顕著な向上が得られる。ま
た、用いる赤外線速へい材は通常粉末状であるのが良く
、その粒径は、通常０．００１〜１５０μｍ程度、好ま
しくは０．００１〜１００μｍ程度が適当である。

また、上記赤外線速へい材としては、合成、天然いずれ
のものも使用でき、これらには不純物を含む場合かある
が、悪影響がない限り差しつかえない。

次に、上記で得られた赤外線速へい材を含有する珪酸カ
ルシウム結晶前駆体の水性スラリーを成形する。この際
、成形に先立って、必要に応じて、各種の添加材を更に
添加混合しても良い。この際の添加材としては、珪酸カ
ルシウム成形体製造に用いられてきたものが広い範囲で
使用出来、繊維類等を例示できる。成形方法は、例えば
プレス脱水成形、遠心脱水成形、ロール脱水成形、鋳型
成形、抄造成形、押出成形等で良い。

次に、上記で得られた生成形体を前記減水処理に付し、
次いで水蒸気養生に付する。水蒸気養生は、生成形体中
の珪酸カルシウム結晶前駆体をトベルモライト結晶、ゾ
ノトライト結晶、フオシャジャイト結晶等の珪酸カルシ
ウム結晶に変換するために行われるものでおり、通常４
Ｋｇ／ｃｔｒ以上好ましくは６〜５０に’Ｊ／ｃｉの飽
和水蒸気圧下で行なわれる。

次いで、乾燥して目的の珪酸カルシウム成形体を得る。

尚、成形の際、必要に応じて、赤外線速へい材を含有す
る珪酸カルシウム結晶前駆体の水性スラリーと赤外線速
へい材を含有しない該スラリーとを用いて、例えば、前
者のスラリーを型に入れてプレス脱水成形し、更にその
上に後者のスラリーを型に入れてプレス脱水成形するか
、或いはこの逆の操作を行なって積層成形体とすること
もできる。

本発明により得られる珪酸カルシウム成形体としては、
高密度のものから低密度のものまで容易に製造でき、特
に低密度の軽量体例えば高密度０．１ｇ／ｃｍ３程度の
成形体であっても容易に製造できる。

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
、下記例における部及び％はそれぞれ重量部及び重量％
を示し、又各種物性はそれぞれ次の様な方法で測定した
ものでおる。

（イ）曲げ強さ・・・・・・ＪＩＳ　　△９５１０の方
法に準じて測定した。

（ロ）熱伝導率・・・・・・ＪＩＳ　　Ａ９５１０の円
筒法に準じて測定した。

実施例　１ 生石灰（Ｃａ０　９５％）を８０℃の温水中で消和し、
ホモミキサーにて水中で分散させて石灰乳を得た。上記
石灰乳に平均粒子径４．６μｍの珪石粉末（Ｓ！０２９
４％）をＣａＯ／ＳｉＯ２モル比が１、ＯＯとなるよう
に加え、更に水、或いは所定量の赤外線速へい材として
酸化チタン（ルチル、平均粒子径２．３μｍ）粉末及び
水を添加して、全体の水量が固形分の３０重量倍となる
ように混合して原料スラリーを得た。これを飽和水蒸気
圧１２Ｋｇ／Ｃ１ｒ１、温度１９１°Ｃでオートクレー
ブ中で回転数４Ｏｒ、　ｐ、ｍ、で撹拌翼を回転しなが
ら撹拌し、２．５時間反応を行なって、Ｃ−８−Ｈ（Ｉ
）或いはＣ−３−Ｈ（Ｉ）とルチル結晶を主成分とする
水性スラリーを得た。

次いで上記で得たスラリー９２部（固形分）に耐アルカ
リガラス繊維５部とパルプ３部を添加してプレス脱水成
形し、内径１１４＃、厚さ５０ｍ、長さ６１０＃の筒状
の生成形体を得た。この生成形体を６０’Ｃで１時間加
熱することにより減水処理して成形体重量を５％減少さ
せた。次いて、この成形体を１５Ｋｇ／ｃｔｒｉの飽和
水蒸気圧下で３時間水蒸気養生した後、１００’Ｃで乾
燥させた。

尚、水蒸気養生において成形体が収縮、変形、クランク
等を生じることは全くなかった。

得られた成形体をＸ線回折分析した所、ゾノトライト結
晶と、酸化チタン粉末を添加したものについてはざらに
ルチル結晶のピークが認められた。

各成形体の物性は第１表の通りであった。

第１表から、本発明法により得られた各成形体は、いず
れも断熱性能が顕著に向上しており、しかも充分な実用
強度を保持していることが明らかである。

（以　上）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）珪酸原料、石灰原料及び水を含有する原料スラリ
   ーを常圧又は加圧下に加熱撹拌しながら予備的に反応せ
   しめて珪酸カルシウム結晶前駆体の水性スラリーを調製
   し、次いでこれを成形して得られる生成形体を水蒸気養
   生、乾燥して珪酸カルシウム成形体を製造する方法にお
   いて、赤外線遮へい材を原料スラリー又は珪酸カルシウ
   ム結晶前駆体の水性スラリーに添加すること及び水蒸気
   養生前の生成形体を減水処理してその含水量を式 ２≦（Ｗ＿１−Ｗ＿２）／Ｗ＿１×１００≦５０［ I
   ］［式中、Ｗ＿１は減水処理前の生成形体の重量（ｇ）
   を、Ｗ＿２は減水処理後の生成形体の重量（ｇ）をそれ
   ぞれ示す。］を満足するように減じることを特徴とする
   珪酸カルシウム成形体の製造法。
2. （２）赤外線遮へい材が、炭素物質、炭化物、窒化物、
   珪化物及び金属酸化物の少なくとも１種である特許請求
   の範囲第１項に記載の製造法。