JPS6217081A - 無機断熱発泡材の製造方法 - Google Patents
無機断熱発泡材の製造方法Info
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- JPS6217081A JPS6217081A JP15291085A JP15291085A JPS6217081A JP S6217081 A JPS6217081 A JP S6217081A JP 15291085 A JP15291085 A JP 15291085A JP 15291085 A JP15291085 A JP 15291085A JP S6217081 A JPS6217081 A JP S6217081A
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- Japan
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- less
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- inorganic
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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】
（産業上の利用分奇）
本発明に比重が小さく巨り独立気泡率が高く、認、カ（
は軽量圧して断熱性に優れた無機断熱発泡材の製造方法
に関する。
は軽量圧して断熱性に優れた無機断熱発泡材の製造方法
に関する。
（従来の技術）
従来、無機断熱材としては、ガラス繊維又は石綿製品等
が広く一般に使用されているが、これらの製品は吸水し
やすいために１多涯環境下で＃′１ＩＪｊ混じて熱伝導
率が高くなり断熱効果が急激に低下するという欠点があ
る。
が広く一般に使用されているが、これらの製品は吸水し
やすいために１多涯環境下で＃′１ＩＪｊ混じて熱伝導
率が高くなり断熱効果が急激に低下するという欠点があ
る。
又、非吸水性の製品としては、水ガラスを発泡させて得
られた泡ガラスからなる７オームグラス（米国ピッツバ
ーグプレートグラマ社製）等があるが、この製品は、多
湿環境下でも吸涯することが々く、したがって熱伝導率
も低いが、泡ガラスは非晶質のため最高使用温度が低く
、又製造時、複雑な形状への成形がむずかしく、冷却に
長時間を要し、高価である等の欠点があるため、極低温
用保温材等の特殊な用途にしか使用できない。
られた泡ガラスからなる７オームグラス（米国ピッツバ
ーグプレートグラマ社製）等があるが、この製品は、多
湿環境下でも吸涯することが々く、したがって熱伝導率
も低いが、泡ガラスは非晶質のため最高使用温度が低く
、又製造時、複雑な形状への成形がむずかしく、冷却に
長時間を要し、高価である等の欠点があるため、極低温
用保温材等の特殊な用途にしか使用できない。
しかして、例えば、特公昭５５−４０５５０号公報に記
載の如く、シラス−水ガラス系組成物に高炉水滓を加え
焼成して発泡させると共に１微結晶を析出させるととＫ
より、気泡安定化及り、上記泡ガラスの欠点を根本的に
解消するものではない。
載の如く、シラス−水ガラス系組成物に高炉水滓を加え
焼成して発泡させると共に１微結晶を析出させるととＫ
より、気泡安定化及り、上記泡ガラスの欠点を根本的に
解消するものではない。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は比重が小さく（α４以下）Ｈつ独立気泡率が高
く（５０％以上）、しかして軽量にして断熱性に優れ、
且つ製造時複雑な形状への成形が容易な無機断熱発泡材
の製造方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。
く（５０％以上）、しかして軽量にして断熱性に優れ、
且つ製造時複雑な形状への成形が容易な無機断熱発泡材
の製造方法を提供することを目的としてなされたもので
ある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の要旨は、無機珪酸質・を６５重量％以上、Ａ／
２０３を１０乃至２０重量％及びアルカリ金属酸化物を
３乃至１５重量％含有し、平均粒径１００μ以下の珪酸
アルミニウムを主成分とする天然のガラス質鉱物１００
重量部に対して、平均粒径５μ以下の炭化珪素又は及び
窒化珪素α３乃至５重量部及び水５０重量部以下を添加
した組成物をα１乃至２０００ Ｋｇ／ａｌｌの圧力に
て加圧成形した後、その成形物を気流雰囲中で天然のガ
ラス質鉱物の焼成温度に昇温して溶融発泡し、その後冷
却することを特徴とする無機断熱発泡材の製造方法に存
する。
２０３を１０乃至２０重量％及びアルカリ金属酸化物を
３乃至１５重量％含有し、平均粒径１００μ以下の珪酸
アルミニウムを主成分とする天然のガラス質鉱物１００
重量部に対して、平均粒径５μ以下の炭化珪素又は及び
窒化珪素α３乃至５重量部及び水５０重量部以下を添加
した組成物をα１乃至２０００ Ｋｇ／ａｌｌの圧力に
て加圧成形した後、その成形物を気流雰囲中で天然のガ
ラス質鉱物の焼成温度に昇温して溶融発泡し、その後冷
却することを特徴とする無機断熱発泡材の製造方法に存
する。
本発明において使用される天然のガラス質鉱物としては
、無機珪酸質を６５重量％以上、ＡＩ！２０３を１０乃
至２０重量％及びアルカリ金属酸化物を３乃至１５重量
％含有し、平均粒径１００μ以下の珪酸アルミニウムを
主成分とするものであり、例えば、シスラ、黒曜石、抗
火石等が挙げられ、これらのものの化学組成の一例は第
１表に示すとおりのものである。
、無機珪酸質を６５重量％以上、ＡＩ！２０３を１０乃
至２０重量％及びアルカリ金属酸化物を３乃至１５重量
％含有し、平均粒径１００μ以下の珪酸アルミニウムを
主成分とするものであり、例えば、シスラ、黒曜石、抗
火石等が挙げられ、これらのものの化学組成の一例は第
１表に示すとおりのものである。
（以下余白）
第１表
シスラ（鹿児島県産）
この天然のガラス質鉱物は、特に１その主成分である珪
酸アルミニウムが平均粒径１００μ以下である必要があ
り、好ましくは４６μ以下のものが好適に用いられる。
酸アルミニウムが平均粒径１００μ以下である必要があ
り、好ましくは４６μ以下のものが好適に用いられる。
平均粒径１００μを越えるものを用いた場合は、独立気
泡率の高い発泡材が得られず、連続気泡が多いものとな
ってしまう。
泡率の高い発泡材が得られず、連続気泡が多いものとな
ってしまう。
未発明で使用される、炭化珪素、窒化珪素としては、平
均粒径５μ以下のものを用いる必要があり、又、純度が
７５％以上、残留カーボン５重量％以下のものが好適に
用いられ、−例を挙げれば第２表に示す如きものである
。
均粒径５μ以下のものを用いる必要があり、又、純度が
７５％以上、残留カーボン５重量％以下のものが好適に
用いられ、−例を挙げれば第２表に示す如きものである
。
第２表
炭化珪素、窒化珪素として５μを超えるものを用いた場
合は、独立気泡率が高い発泡材が得られず、連続気泡が
多いものとなってしまう。
合は、独立気泡率が高い発泡材が得られず、連続気泡が
多いものとなってしまう。
又、純度が７５％以上、残留カーボン５重量％以下のも
のを用いた場合は、６００℃以上で徐々に分解しはじめ
、天然のガラス質鉱物の焼成混炭である１０００〜１２
００℃で分解ガスも本格的に発生するので好ましい。
のを用いた場合は、６００℃以上で徐々に分解しはじめ
、天然のガラス質鉱物の焼成混炭である１０００〜１２
００℃で分解ガスも本格的に発生するので好ましい。
尚、炭化珪素、窒化珪素は各単独で用いることもできる
し、又両者混合して用いることもできる。
し、又両者混合して用いることもできる。
又、炭化珪素、窒化珪素は天然のガラス質鉱物１００重
量部に対して、α３乃至５重量部添加する必要がある。
量部に対して、α３乃至５重量部添加する必要がある。
添加量がα３重量部未満の場合は、比重が大きいものし
か得ることができず、又、５重量部を越える場合は独立
気泡率の高い発泡材が得られず、連続気泡が多いものと
なってしまう。
か得ることができず、又、５重量部を越える場合は独立
気泡率の高い発泡材が得られず、連続気泡が多いものと
なってしまう。
本発明においては、必要に応じて、水が天然のガラス質
鉱物１００重量部に対して５０重量部以下添加される。
鉱物１００重量部に対して５０重量部以下添加される。
水の添加量は後述する加圧成形の圧力により定まり、加
圧成形の効果を保持させるため、加圧力が低い場合は添
加量も多くする必要があり、加圧力が５００ Ｋｇ／ｅ
：ｄ Ｋ近づくＫつれて次第に少量でよく、５００ Ｋ
ｇ／ｍ以上の場合は必ずしも必要ではない。
圧成形の効果を保持させるため、加圧力が低い場合は添
加量も多くする必要があり、加圧力が５００ Ｋｇ／ｅ
：ｄ Ｋ近づくＫつれて次第に少量でよく、５００ Ｋ
ｇ／ｍ以上の場合は必ずしも必要ではない。
本発明においては、上記組成物を焼成前ＫＱｌ乃至２０
００Ｋｇ／ｃ１１の圧力にて加圧成形する必要がある。
００Ｋｇ／ｃ１１の圧力にて加圧成形する必要がある。
この加圧成形工程が、独立気泡率の高い発泡体を得るた
めの必須の工程であると共に１焼成温度に昇温するまで
の闇の、内部ガス生すること圏表と。
めの必須の工程であると共に１焼成温度に昇温するまで
の闇の、内部ガス生すること圏表と。
この成形物を電気炉等の焼成炉中にて、空気等の気流重
囲気中で天然のガラス質鉱物の焼成混炭である１０００
乃至１２００℃に昇温発泡し、その後、焼成炉より取り
出して、徐冷又は急冷寿λ して目的とする無機断熱発泡圀を得る。
囲気中で天然のガラス質鉱物の焼成混炭である１０００
乃至１２００℃に昇温発泡し、その後、焼成炉より取り
出して、徐冷又は急冷寿λ して目的とする無機断熱発泡圀を得る。
本発明においては、（１）天然ガラス質鉱物の主成分で
ある珪酸アルミニウムの化学組成が無機珪酸質を６５重
量％以上、ＡＩ！２０３を１０乃至２０重量％及びアル
カリ金属酸化物を３乃至１５重量％以上含有すること、
（２）該珪酸アルミニウムの平均粒径が１００μ以下、
炭化珪素及び窒化珪素の平均粒径が５μ以下であり、且
つ、炭化珪素又は及び窒化珪素の添加量が、前記珪酸ア
ルミニウムを主成分とする天然のガラス質鉱物１００重
量部に対して、α３乃至５重量部であること、及び、（
３）これらを含む組成物をα１乃至２０００ Ｋｇ／ｃ
ｄの圧力にて予め加圧成形することが極めて重要な要件
である。
ある珪酸アルミニウムの化学組成が無機珪酸質を６５重
量％以上、ＡＩ！２０３を１０乃至２０重量％及びアル
カリ金属酸化物を３乃至１５重量％以上含有すること、
（２）該珪酸アルミニウムの平均粒径が１００μ以下、
炭化珪素及び窒化珪素の平均粒径が５μ以下であり、且
つ、炭化珪素又は及び窒化珪素の添加量が、前記珪酸ア
ルミニウムを主成分とする天然のガラス質鉱物１００重
量部に対して、α３乃至５重量部であること、及び、（
３）これらを含む組成物をα１乃至２０００ Ｋｇ／ｃ
ｄの圧力にて予め加圧成形することが極めて重要な要件
である。
これらの要件を満した本発明方法を採用することＫより
、はじめて、比重がα４以下と小さく、しかも独立気泡
率が５０％以上と高く、しかして軽量にして断熱性に優
れた無機断熱発泡４λ 列を製造することができる。
、はじめて、比重がα４以下と小さく、しかも独立気泡
率が５０％以上と高く、しかして軽量にして断熱性に優
れた無機断熱発泡４λ 列を製造することができる。
この事大は次の如き原理に基づくものと考えられる。即
ち珪酸アルミニウムを主成分とする天然のガラス質鉱物
と炭化珪素又は及び窒化珪素を混合すると、珪酸アルミ
ニウムを主成分とする天然のガラス質鉱物の粒子のまわ
りに多数の炭化珪素又は及び窒化珪素の粒子が付着した
混合組成物となる。この状態で、この組成物を０．１乃
至２０００ Ｋｆ／ａｌｌの圧力にて予め加圧成形する
と、珪酸アルミニウムを主成分とする天然のガラス！Ｊ
ｔ鉱物の粒子間の間隔が、その間に炭化珪素又は及び窒
化珪素の粒子を介在させた状態で、おしつまって、密接
状態となる。このような状態で、天然のガラス質鉱物の
焼成温度に昇温すると、発泡剤である炭化珪素又は及び
窒化珪素の粒子を取り囲むようにして、天然のガラス質
鉱物中の無機珪酸質成分が熔融連結する。次いで、その
中で発泡剤が適度に発泡して、比重が小さく、しかも気
泡間がつながることが少なく独立気泡率が高い発泡材が
形成される。
ち珪酸アルミニウムを主成分とする天然のガラス質鉱物
と炭化珪素又は及び窒化珪素を混合すると、珪酸アルミ
ニウムを主成分とする天然のガラス質鉱物の粒子のまわ
りに多数の炭化珪素又は及び窒化珪素の粒子が付着した
混合組成物となる。この状態で、この組成物を０．１乃
至２０００ Ｋｆ／ａｌｌの圧力にて予め加圧成形する
と、珪酸アルミニウムを主成分とする天然のガラス！Ｊ
ｔ鉱物の粒子間の間隔が、その間に炭化珪素又は及び窒
化珪素の粒子を介在させた状態で、おしつまって、密接
状態となる。このような状態で、天然のガラス質鉱物の
焼成温度に昇温すると、発泡剤である炭化珪素又は及び
窒化珪素の粒子を取り囲むようにして、天然のガラス質
鉱物中の無機珪酸質成分が熔融連結する。次いで、その
中で発泡剤が適度に発泡して、比重が小さく、しかも気
泡間がつながることが少なく独立気泡率が高い発泡材が
形成される。
（実施例）
以下、本発明を実施例により説明する。
実施例１〜５
天然のガラス質鉱物として粒径４６μ以下を９０％以上
含む平均粒径５２μのシスラ（化学組成Ｖｉｓｉ０２７
α３６重景％、Ａ１２０３１１１６重量％を含む）（鹿
児島県吉田産）の乾燥粉末１００重量部に炭化珪素（Ｂ
ＦＣ：太平洋クンダム株式会社製）、窒化珪素（ＴＳ−
７：東洋曹達株式会社製）、メチルセルロース（メトロ
ーズ９０３ Ｈ： 太平洋ランダム株式会社製）、水を
、＠３表に示す添加量を混合して、それぞれの組成物を
得た。
含む平均粒径５２μのシスラ（化学組成Ｖｉｓｉ０２７
α３６重景％、Ａ１２０３１１１６重量％を含む）（鹿
児島県吉田産）の乾燥粉末１００重量部に炭化珪素（Ｂ
ＦＣ：太平洋クンダム株式会社製）、窒化珪素（ＴＳ−
７：東洋曹達株式会社製）、メチルセルロース（メトロ
ーズ９０３ Ｈ： 太平洋ランダム株式会社製）、水を
、＠３表に示す添加量を混合して、それぞれの組成物を
得た。
これらの組成物を、それぞれ、油圧プレスを用いて、圧
力１００Ｋｇ／ｄＫて約２分間加圧後、脱型し、寸法直
径１４８ｆｆ、厚さ１０ｎの円板状の成形物とした。
力１００Ｋｇ／ｄＫて約２分間加圧後、脱型し、寸法直
径１４８ｆｆ、厚さ１０ｎの円板状の成形物とした。
これらの成形物を、それぞれ、電気炉中に入れて、昇温
速度１５０℃／ ｈ ｒで１１２０℃まで昇温し、その
温度で約３０分間保持して発泡焼結させ、その後電気炉
中より取出して徐冷して、無機断熱発泡材を得た。
速度１５０℃／ ｈ ｒで１１２０℃まで昇温し、その
温度で約３０分間保持して発泡焼結させ、その後電気炉
中より取出して徐冷して、無機断熱発泡材を得た。
これらの無機断熱材について、それぞれ、比重、独立９
Ｌ泡率及び定常状態と２４時間吸水後の熱伝導率を測定
して評価したところ、いずれも、比重０．４以下、独立
気泡率５０％以上で、しかも吸水率が低くて熱伝導率は
吸水後もほとんど変化していなかった。
Ｌ泡率及び定常状態と２４時間吸水後の熱伝導率を測定
して評価したところ、いずれも、比重０．４以下、独立
気泡率５０％以上で、しかも吸水率が低くて熱伝導率は
吸水後もほとんど変化していなかった。
尚、無機断熱発泡材の評価方法は次のとおりである。
（試験片は全て表皮を除いて作成した）（１） 比
重 縦横４０ＭＭＸ４０１１１１、厚さ２ｏｆｌの試験片を
１０５℃で２４時間乾燥した時の重量（Ｗｇ）と容積（
Ｖｍ）を測定し、次式で比重を求めた。
重 縦横４０ＭＭＸ４０１１１１、厚さ２ｏｆｌの試験片を
１０５℃で２４時間乾燥した時の重量（Ｗｇ）と容積（
Ｖｍ）を測定し、次式で比重を求めた。
比重（り／ａｉｔ＞＝−！−
■
（２） 独立気泡率
縦横４０ｊＥＩＸ１００１ｆｆ、厚さ１５ＩＩＭの％軟
片を、２０’Ｃ１ＲＨ６０％の恒温室で先ず容積（Ｖｍ
）を測定し、次に空気北較式比１ｉ＃（東芝ペックマン
製）を用いて容積（Ｖｂｉ）を測定し、次式により独立
気泡率を求めた。
片を、２０’Ｃ１ＲＨ６０％の恒温室で先ず容積（Ｖｍ
）を測定し、次に空気北較式比１ｉ＃（東芝ペックマン
製）を用いて容積（Ｖｂｉ）を測定し、次式により独立
気泡率を求めた。
独立気泡率（％）；□
■
（３）熱伝導率
縦横４５ｆｌＸ １０００．厚さ２０ｍ＋の試験片を、
２０℃、ＲＨ６０％の恒温室で。
２０℃、ＲＨ６０％の恒温室で。
ＴＭ迅速熱伝導率計（昭和電工製）を用いて測定（λｍ
）Ｌ、次式により定常状態における熱伝導率を求めた。
）Ｌ、次式により定常状態における熱伝導率を求めた。
熱伝導率（Ｋｔｄ／ｍｈ ’Ｃ） ＝スｍ Ｘ Ａ −
ＢＡ％Ｂａ補正値 又、上記試験片を水中に２４時間浸して吸水した後、上
記に準じて吸水後の熱伝導率を測定した。
ＢＡ％Ｂａ補正値 又、上記試験片を水中に２４時間浸して吸水した後、上
記に準じて吸水後の熱伝導率を測定した。
（以下余白）
比較例
実施例と同一のシラス１００ｉｆｉ部に水ガラス１０重
量部を混合した組成物を用いて、実施例と同様にして、
無機発泡体の作成及び評価を行った。その結果を第３表
に併せて示す。
量部を混合した組成物を用いて、実施例と同様にして、
無機発泡体の作成及び評価を行った。その結果を第３表
に併せて示す。
比較例の場合、比重はｃＬ５、独立気泡率は３５％であ
り、熱伝導率は定常状態においても。１８ｃｄ／ｍｂ’
ｃであり、実施例の場合よりもかなり大きかった。
り、熱伝導率は定常状態においても。１８ｃｄ／ｍｂ’
ｃであり、実施例の場合よりもかなり大きかった。
第３表
（発明の効果）
本発明無機断熱発泡材の製造方法は上述の如き構成であ
るので、比重がα４以下と小さく、しかも独立気泡率が
５０％以上と高く、しかしてＩｉ！量にして断熱性に優
れた無機断熱発泡材を製造することができ、又製造時複
雑な形状の無機断熱発泡材を製造することができ、例え
ば断熱保温パイプカバー等の製造をすることができる。
るので、比重がα４以下と小さく、しかも独立気泡率が
５０％以上と高く、しかしてＩｉ！量にして断熱性に優
れた無機断熱発泡材を製造することができ、又製造時複
雑な形状の無機断熱発泡材を製造することができ、例え
ば断熱保温パイプカバー等の製造をすることができる。
Claims (1)
- １、無機珪酸質を６５重量％以上、Ａｌ＿２Ｏ＿３を１
０乃至２０重量％及びアルカリ金属酸化物を３乃至１５
重量％含有し、平均粒径１００μ以下の珪酸アルミニウ
ムを主成分とする天然のガラス質鉱物１００重量部に対
して、平均粒径５μ以下の炭化珪素又は及び窒化珪素０
．３乃至５重量部及び水５０重量部以下を添加した組成
物を０．１乃至２０００Ｋｇ／ｃｍ＾２の圧力にて加圧
成形した後、その成形物を気流雰囲気中で天然のガラス
質鉱物の焼成温度に昇温して溶融発泡し、その後冷却す
ることを特徴とする無機断熱発泡材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15291085A JPS6217081A (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 無機断熱発泡材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15291085A JPS6217081A (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 無機断熱発泡材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6217081A true JPS6217081A (ja) | 1987-01-26 |
Family
ID=15550811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15291085A Pending JPS6217081A (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 無機断熱発泡材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6217081A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01130006A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Toshiba Corp | 複合サイクル発電プラント |
-
1985
- 1985-07-11 JP JP15291085A patent/JPS6217081A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01130006A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-23 | Toshiba Corp | 複合サイクル発電プラント |
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