JPS63252977A - 無機質発泡成型体用原料および無機質発泡成型体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として断熱材として使用される低嵩比重で
耐水性、耐摩耗性にすぐれた無機質発泡成型体用の原料
および無機質発泡成型体の製造方法に関するものである
。たりし、本発明により得られた製品は、断熱材に限定
されるものではなく、建材、吸音材、耐火被覆材などの
用途にも使用することができる。

〔従来の技術〕

化学プラントの断熱材には、保温を目的とするものには
無機質断熱材、保冷を目的とするものには有機質断熱材
が一般に使用されている。これは、保温が常温より高い
温度すなわち有機質の耐熱温度より高いところで使用さ
れることが多いため、必然的に無機質のものが使用され
、また保冷は、常温以下で使用され、かつ一般に有機質
の方が熱伝導率の面において無機質よりすぐれているた
めである。

しかし乍ら、有機質断熱材は、耐候性や非燃焼性の面で
は到底無機質断熱材に及ばないという問題点があり、特
に最近の化学プラントのように、防災に十分な対策をた
てようとすると無機質断熱材の利用が必要となり、この
ため、有機質に劣らない特性の無機質断熱材の出現が要
望されている。

前記の如き無機質保冷材として、泡ガラスやパーライト
保冷材があるが、これらは何れも嵩密度が大きく、かつ
、熱伝導率が有機質の２〜５倍にも達するため、使用場
所によっては現実に使用し得ないことがある。

さらに、嵩密度の小さい無機質断熱材として、水ガラス
を加熱して発泡させた成型体を使用することが知られて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

水ガラスを加熱して発泡させた成型体は、不燃性である
こと、他の発泡ガラスに比較して加熱処理温度が３５０
〜５５０℃の低温ですむから型枠の素材に鉄、ステンレ
ススチール等が利用できること、原料の品質と供給が安
定していること、化学プラントの断熱材として使用した
場合に珪酸アルカリが腐食抑制剤として作用して化学プ
ラント自体の寿命延長が期待できること、などの利点が
ある。

しかし乍ら、その反面、水ガラスの発泡成型体は、耐水
性が劣ること、および耐摩耗性に欠けるという重大な問
題点がある。

一般に、珪酸アルカリの耐水性、耐摩耗性を向上される
ための変性剤の探索は従来から多数なされているが、本
発明の目的とする水ガラスの発泡成型体の場合には、耐
水性と水和性、および耐摩耗性と発泡性において二律背
反する矛盾条件を有し、これらの矛盾条件の双方を満足
せしめることはきわめて困難である。

本発明は、前記の如き従来技術の問題点を改善し、水ガ
ラス発泡成型体の利点をそのま＼保有し乍ら、その耐水
性および耐摩耗性の向上をはかることができる無機質発
泡成型用原料および無機質発泡成型体の製造方法を提供
せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記の如き目的を達成せんがため、ＪＩＳａ
号水ガラス１００部、ホワイトカーボッ０〜１０部、硼
酸亜鉛１〜５部、末節粘土１〜５部。

無機繊維０〜５部を配合させたスラリーを２４時間以上
熟成させた変性水和ガラスを原料として使用することを
特徴とする。

また、本発明は、前記変性水和ガラスを１００〜２５０
℃にて一次発泡させた後これを粉砕して粒状体とし、得
られた粒状体をフルイ分けして５００〜３３６０μｍの
範囲のものを採取し、その採取粒状体を型枠中に入れ、
３５０〜５５０℃の温度で発泡体の中心部が３２０℃に
なるまで振動させ乍ら加熱発泡させ、発泡体の中心部の
温度が３２０℃に達した後は静置して加熱発泡させるこ
とを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、前記の各材料を混練し、２４時間以上熟成さ
せた後、前記の如き２段階の発泡を行なうことを特徴と
する。その場合、２４時間以上熟成させた原料を使用す
ることを必須とする。この熟成とは、特に温度、圧力を
変化させるのではなく、室温にて２４時間以上容器内で
放置するだけである。

このようにすると、各種の添加物が珪酸アルカリと反応
して変性水和ガラスとなり、この操作によって、後述の
実施例と比較例とにより明瞭なように、発泡性が高くて
耐水性を高めることができるという矛盾条件を克服する
ことができる。

熟成後１００〜２５０℃で一次発泡を行ない、その発泡
したものを粉砕し、フルイ分けして５００〜３３６０μ
ｍの粒径の原料のみを使用し、それ以外のものを使用し
ないのは次の理由による。すなわち、本発明による発泡
体は、変性水和ガラスの水和水の放出による水蒸気を発
泡源としているため、あまり粒径が小さすぎると、水和
水が逃げ出す際の距離が小さくて水分のみ放出して発泡
効果が小さくなり、嵩密度が大きいものしか得られない
。また、３３６０μｍ以上の粒状物は、それ自体が球状
ではなく、型枠に充填した時に隙間かあ（ばかりでなく
、前者の逆の現象で粉末嵩密度が小さく、かつ、発泡圧
が高すぎるため、その粒１つだけ異常発泡してしまい、
発泡成型品中に嵩密度の非常に小さい不均一な部分がと
ころどころにできてしまうようになる。

次に、前記５００〜３３６０μｍの粒状物を型枠に充填
し、型枠を振動させながら３５０〜５５０℃の温度にて
発泡させるのは次の理由による。すなわち、前段階の発
泡で得られた粒状物は、嵩密度が０．１８ｇ／ｃｎｔ程
度と大きいため、最終製品の嵩密度が所望の値に近くな
るような量の原料を型枠中に充填すると、上部に隙間が
あり、最終発泡により隙間のない発泡成型体となるわけ
であるが、静止した状態で加熱発泡させると、上部の原
料はフリーのため活発に発泡し、下部の原料は発泡しに
くくなり、かくして上部と下部では嵩密度に差が生ずる
。それをなくすためにゆるい振動を加えるのであって、
振動を与えると、１ケ１ケの粒状原材が運動し乍ら発泡
するため、型枠−ばいに拡がって均一に発泡し、嵩密度
に差のない均質な発泡体が得られる。

この振動は、発泡体の中心温度が３２０℃になるまで加
える。この振動を加える時間は、製品の厚みにより差が
あり、例えば、発泡成型体の巾、長さが６２０鶴×６２
０龍の場合、厚み２５１１では８分、５０ｍｍでは１９
分、７５龍では４８分である。

発泡体の中心温度が３２０℃に達すると、粒状原料が運
動することができない程度まで発泡するので、その後は
静置して加熱発泡させる。４５０℃の雰囲気中で上記の
方法で加熱発泡を行なう場合、焼成に必要な時間は、厚
さ２５鶴で１４分、厚さ５０ｍｍで４７分、厚さ７５１
ｍで９６分である。

以上によって得られた無機発泡成型体は、後述の表によ
り明らかなように、それ自体でも吸水率は小さいが、必
要に応じ、有機高分子または無機有機高分子溶液にディ
ッピングした後、常温ないし１１０℃で乾燥させてより
吸水性、撥水性にすぐれた製品にすることができる。

〔実施例〕

実施例Ｉ ＪＩＳａ号水ガラス　　１００部 ホワイトカーボン　　　　２部 硼酸亜鉛　　　　　　　　５部 本節粘土　　　　　　　　１部 ワラストナイト　　　　　２部 をミキサーにより混合した後、そのま＼４８時間放置し
て熟成させた。その後温度２５０℃で３０分間−次発泡
させた後、これを粉砕機にかけて粉砕し、その粉砕粒状
物のうち５００〜３３６０μｍのものをフルイ分けて採
取した。

次に、上記５００〜３３６０μｍの粒径のものを最終発
泡体の嵩密度が０．１ｇ／ｃＪになる量だけ２５Ｘ　６
２０Ｘ　６２０ｍｍの型枠に入れ、蓋をして８分間振動
を与え乍ら４５０°Ｃで加熱発泡させ、その後静置して
６分間４５０℃の加熱を続け、その後１時間徐冷して無
機質発泡成型体（２５Ｘ　６２０　Ｘ　６２０　ａｍ　
）を得た。

実施例２ 実施例１と同一材料の配合と製法で嵩密度が０．１３ｇ
／ｃｒＡになるように型枠中に一次発泡粒状物を入れて
無機質発泡成型体を製造した。

実施例３ 実施例１と同一材料の配合と製法で嵩密度が０．１５ｇ
／ａｄになるように型枠中に一次発泡粒状物を入れて無
機質発泡成型体を製造した。

実施例４ ＪＩＳａ号水ガラス　　１００部 硼酸亜鉛　　　　　　　　５部 末節粘土　　　　　　　　２部 ワラストナイト　　　　　２部 以上を、実施例１と同様の方法で熟成させた後−次発泡
させ、その粉砕粒状物を嵩密度が　０．１５ｇ／ｃ＋Ｊ
になるように型枠に入れ、その後実施例１と同様の方法
で無機質発泡成型体を製造した。

実施例５ ＪＩＳ３号水ガラス　　１００部 ホワイトカーボン　　　　２部 硼酸亜鉛　　　　　　　　５部 木節粘土　　　　　　　　２部 以上を、実施例１と同様の方法で熟成させた後−次発泡
させ、その粉砕粒状物を嵩密度が　０．１５ｇ／ｃｌに
なるように型枠に入れ、その後実施例１と同様にして無
機質発泡成型体を製造した。

実施例６ ＪＩＳａ号水ガラス　　１００部 硼酸亜鉛　　　　　　　　５部 末節粘土　　　　　　　　２部 以上を、実施例１と同様の方法で熟成させた後−次発泡
させ、その粉砕粒状物を嵩密度が　０．１５ｇ／ｃｒＡ
になるように型枠中に入れ、その後実施例１と同様にし
て無機質発泡成型体を製造した。

比較例Ｉ ＪＩＳ３号水ガラス１００部を２５０℃で３０分間−次
発泡させ、その−次発泡体を粉砕機にかけて粉砕し、そ
の後実施例１と同一の工程および方法で二次発泡させた
。

比較例２ 実施例１と同一の配合よりなる材料をミキサーで混合後
直ちに２５０℃で３０分間加熱して一次発泡させ、その
−次発泡体を粉砕機にかけて粉砕し、その粉砕物のすべ
て（粒径０．１〜５６６０μｍ）を嵩密度が０．１ｇ／
　ｃＪになるように型枠中に入れ、４００℃で２時間静
置状態で加熱して無機質発泡成型体を得た。

上記各実施例および比較例により得られた発泡体の物性
を示すと次表に示すとおりである。なお、次表には、市
販品である泡ガラスおよびウレタンフオームの物性をも
示した。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、水ガラス発泡成型
体の利点を保有しながら、その耐水性および耐摩耗性の
向上をはかることができる効果がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＪＩＳ３号水ガラス１００部、ホワイトカーボン０
   〜１０部、硼酸亜鉛１〜５部、木節粘土１〜５部、無機
   繊維０〜５部を配合させたスラリーを２４時間以上熟成
   させた変性水和ガラスよりなることを特徴とする無機質
   発泡成型体用原料。 ２、ＪＩＳ３号水ガラス１００部、ホワイトカーボン０
   〜１０部、硼酸亜鉛１〜５部、木節粘土１〜５部、無機
   繊維０〜５部を配合させたスラリーを２４時間以上熟成
   させて変性水和ガラスとし、かつ該変性水和ガラスを１
   ００〜２５０℃にて一次発泡させた後これを粉砕して粒
   状体とし、得られた粒状体をフルイ分けして５００〜３
   ３６０μｍのものを採取し、該採取粒状体を型枠中に入
   れて、３５０〜５５０℃の温度で発泡体の中心部が３２
   ０℃になるまで振動させながら加熱発泡させ、中心部の
   温度が３２０℃に達した後は静置して加熱発泡させるこ
   とを特徴とする無機質発泡成型体の製造方法。