JPS6341849B2

JPS6341849B2 -

Info

Publication number: JPS6341849B2
Application number: JP59009712A
Authority: JP
Inventors: Teru Takahashi; Tooru Takigawa
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 1984-01-23
Filing date: 1984-01-23
Publication date: 1988-08-19
Also published as: JPS59141414A

Description

【発明の詳細な説明】

技術分野本発明は新規な非晶質シリカ成形体に関する。背景技術従来非晶質シリカとしては代表的なものとして
シリカゲルが知られている。これは主に珪酸ナト
リウム水溶液を塩酸、硫酸等の酸で中和し、沈澱
を析出させ、水洗乾燥して製造され、更に必要が
あれば減圧下に加熱して活性化される。該シリカ
ゲルは製造法により不定形又は球状で収得される
が、それ自体成形能を有さず、従つてこれを成形
するに当つては結合剤等の利用を必須とする。し
かるにかかる方法により得られるシリカゲル成形
体は、重質でありしかも強度が弱く、保温材、断
熱材等の用途には到底実用できない。また上記シ
リカゲルは水と接すると急激に水分を吸収し崩壊
する性質を有し、水と直接接する系での使用は不
可能又は困難である。更にこれは耐熱ガラス等の
耐火耐熱材原料としての用途には不適当である。発明の目的本発明は上記従来公知のシリカゲルとは異な
り、非晶質シリカから実質的に構成され、しかも
軽量にして且つ優れた機械的強度を備えた新しい
非晶質シリカの成形体を提供するものである。発明の構成即ち本発明は起源結晶とする珪酸カルシウム結
晶の晶癖を保有し、約１〜500μmの長さ、約50Å
〜約1μmの厚さおよび約100Å〜50μmの巾を有し
且つ長さが厚さの少なくとも10倍である外観結晶
様非晶質シリカ一次粒子が二次粒子を形成するこ
となく、相互に不規則に三次元的に絡合して一体
的に構成されていることを特徴とする非晶質シリ
カ成形体に係る。本発明の非晶質シリカ成形体は、通常次式で表
わされる空隙率が少なくとも50％、好ましくは60
〜95％であり、軽量にして優れた機械的強度を有
している。空隙率（％）＝（１−成形体の見掛比重／成形体の真
比重） ×100 殊に本発明成形体は何れも0.1〜0.4ｇ/cm³程度
の低嵩密度で３〜30Kg/cm²程度の大きな曲げ強度
を備えている。また上記嵩密度はより大きくする
ことも可能であり、この嵩密度に比例して本発明
成形体はより大きな機械的強度を有する。たとえ
ば0.4ｇ/cm³〜1.0ｇ/cm³の嵩密度の成形体では20〜
100Kg/cm²程度の大きな曲げ強度を有する。本発明
成形体がこの様に軽量で優れた機械的強度を備え
ているのは、これが非晶質シリカ一次粒子より主
として構成され、該一次粒子が、相互に強固に接
合していると共に、大きな空隙率を有しているか
らである。ここで、本発明における該一次粒子
は、二次粒子を形成することなく、成形体を構成
しているものであり、この点において本発明成形
体は特開昭52−126695号に記載の非晶質シリカの
二次粒子から主として構成される成形体と明確に
区別される。しかして上記非晶質シリカ一次粒子
は、起源結晶とする珪酸カルシウム結晶の晶癖を
保有し、約１〜500μmの長さ、約50Å〜約1μmの
厚さおよび約100Å〜50μmの巾を有し且つ長さが
厚さの少なくとも10倍である外観及び大きさを有
し、Ｘ線回析の解析の結果全く回折ピークを認め
得ず、非晶質であることが確認されまた強熱脱水
後の化学分析結果によればSiO₂含量が98重量％
を越える高純度である。またこれは電子顕微鏡観
察の結果非晶質であるにもかかわらず結晶様外観
を呈する。本発明成形体を構成する上記一次粒子の最大の
特徴とする上記結晶様外観は、これが珪酸塩結晶
から導かれ、該結晶の形骸を残したままで珪酸塩
結晶が非晶質シリカに変換されることによつても
たらされる。即ち上記一次粒子は、その起源結晶
である珪酸塩結晶の外観及び大きさと実質的に一
致する種々の外形及び大きさを有する。例えばワ
ラストナイト、ゾーノトライト、フオシヤジヤイ
ト等の短冊状珪酸カルシウム系結晶から導かれる
非晶質シリカ一次粒子は短冊状外形を有するトベ
ルモライト、ジヤイロライト、α―C₂SH等の板
状珪酸カルシウム結晶から導かれるそれは板状の
外形を有する。之等短冊状、板状等を呈する非晶
質シリカは、長さ約１〜500μm、厚さ約50Å〜
1μm及び約100Å〜50μmの巾を有し且つ長さが厚
さの少なくとも10倍である大きさを有する。ゾー
ノトライト結晶から導かれる短冊状の非晶質シリ
カは該結晶の晶癖を保持し通常約１〜50μmの長
さ、約100Å〜0.5μmの厚さ及び約100Å〜2μmの
巾を有し長さは厚さの約10〜5000倍である。トベ
ルモライト結晶から導かれる板状のそれは該結晶
の晶癖を保持し約１〜50μmの長さ、約100Å〜
0.5μmの厚さ及び約0.2〜20μmの巾を有し長さが
厚さの約10〜5000倍である。ワラストナイト結晶
から導かれる短冊状のそれはその結晶の晶癖を保
持し約１〜500μmの長さ、約100Å〜1μmの厚さ
及び約100Å〜5μmの巾を有し長さが厚さの約10
〜5000倍である。ジヤイロライト結晶から導かれ
る板状のそれは、その結晶の晶癖を保持し約１〜
50μmの長さ、約100Å〜0.5μmの厚さ及び約１〜
20μmの巾を有し長さが厚さの10〜5000倍である。
α―ダイカルシウムシリケートハイドレート結晶
から導かれる板状のそれは、その結晶の晶癖を保
持し約１〜300μmの長さ、約500Å〜1μmの厚さ
及び約１〜50μmの巾を有し長さが厚さの10〜
5000倍である。本発明成形体は、上記非晶質シリカ一次粒子の
みから構成されていても良いが、他にガラス繊
維、セラミツクスフアイバー、石綿、岩綿、合成
繊維（ナイロン、ビニロン等）、天然繊維、パル
プ、ステンレスフアイバー、金属繊維、炭素繊
維、充填剤、着色剤、粘土、セメント等の添加剤
を含んでいても良い。本発明成形体は、上記の様な特性を有するが故
に、保温材、断熱材、耐火過材、触媒担体等の
用途に有用である。本発明成形体はSiO₄四面体の網状又は連鎖状
構造を有する各種の天然又は合成珪酸塩結晶から
製造できる。その製造方法は特に制限されず任意
の方法を採用できるが最も有利には珪酸カルシウ
ム結晶の成形体を原料としてこれを水分の存在下
に炭酸ガスと接触させて非晶質シリカと極微細炭
酸カルシウムとに転換させ（炭酸化）、次いで生
成物を酸で処理して炭酸カルシウムを二酸化炭素
及びカルシウム塩に分解し、非晶質シリカをカル
シウム塩から分離する（酸処理）ことにより行な
われる。この方法の最大の特徴は、珪酸カルシウ
ム結晶の外形を実質的に変化させることなく結晶
を構成する珪酸カルシウムを非晶質シリカに転換
させ得る点にある。従つてこの様にして得られる
非晶質シリカは、珪酸カルシウム結晶の形骸を実
質的にそのまま有する。ここで起源結晶として使
用できる珪酸カルシウム結晶にはワラストナイ
ト、ゾーノトライト、フオシヤジヤイト、ヒレブ
ランダイト、ローゼンハナイト等のワラストナイ
ト系珪酸カルシウム結晶、トベルモライト等のト
ベルモライト系珪酸カルシウム結晶、ジヤイロラ
イト、トラスコタイト、リエライト等のジヤイロ
ライト系珪酸カルシウム結晶、カルシオコンドロ
ダイト、キルコアナイト、アフビイライト等のγ
―ダイカルシウムシリケート系珪酸カルシウム結
晶、α―ダイカルシウムシリケートハイドレート
等が包含される。本発明の成形体は、また上記珪酸カルシウム結
晶の一次粒子を出発原料として、これを上記と同
様に炭酸化及び酸処理して、非晶質シリカ一次粒
子とした後、該一次粒子を常法に従い脱水成形及
び乾燥するか、或は上記炭酸化後に得られる非晶
質シリカ一次粒子と極微細炭酸カルシウムとの複
合体を同様にして脱水成形し、次いで得られる成
形体を前記と同様に酸処理しても収得できる。い
ずれの方法による場合も、起源結晶の外形は損わ
れることなく実質的にそのまま非晶質シリカに受
け継がれると共に、起源結晶の形態も亦実質的に
変化を受けることなく非晶質シリカに受け継がれ
る。即ち珪酸カルシウム結晶の一次粒子からは、
該結晶粒子の形骸をそのまま有する非晶質シリカ
一次粒子が得られる。また上記珪酸カルシウム結
晶の一次粒子が相互に不規則に三次元的に絡合し
て一体的に構成されている珪酸カルシウム結晶の
成形体からは、そのままの形態又は構造を有する
本発明の非晶質シリカ成形体が得られる。本発明の非晶質シリカ成形体を製造する為に用
いられる上記各種の珪酸カルシウムは何れも公知
であり、公知の方法によつて製造出来る。たとえ
ば珪酸カルシウム結晶の一次粒子が多数不規則に
三次元的に絡合して一体的に構成された成形体
は、特公昭30−4040号公報、特公昭41−1953号公
報、米国特許第2699097号明細書、米国特許第
2665996号明細書等に記載された方法により製造
出来る。即ち珪酸原料及び石灰原料を水に分散さ
せた原料スラリーをゲル化させた後型に入れ又は
脱水成形し、水熱合成反応に従わせ結晶化及び硬
化させることにより製造される。また珪酸カルシ
ウム結晶の一次粒子はこのようにして得られる成
形体又は本出願人が先に開発した特公昭45−
25771号に記載される方法によつて製造される珪
酸カルシウム結晶の球殻状二次粒子及びこれから
主として構成される珪酸カルシウム結晶の成形体
を適当に粉砕することにより製造出来る。上記珪酸カルシウム結晶を得る為の原料として
用いられる珪酸原料としては、天然無定形珪酸、
珪砂、珪藻土、クレー、スラグ、白土、フライア
ツシユ、パーライト、ホワイトカーボン、シリコ
ンダスト等の珪酸分を主成分とする各種のものを
使用出来、これらは単独でまたは２種以上混合し
て使用出来る。また石灰原料としては例えば生石
灰、消石灰、カーバイト残渣、セメント等石灰分
を主成分とする各種のものを夫々例示することが
でき、これ等は単独でもしくは２種以上混合して
使用できる。これ等各原料は通常CaO：SiO₂の
モル比を0.5〜3.5：１程度の範囲とする様配合す
るのがよい。上記原料と共に必要に応じガラス繊
維、セラミツクフアイバー、石綿、岩綿、ナイロ
ン、ビニロン、天然繊維、パルプ、ステンレスフ
アイバー、炭素繊維等の補強剤や着色剤等の添加
剤が配合され得る。また上記に於いて使用される
水量は、広い範囲に亘つて変化させ得る。一般に
は固形分の合計重量に対して3.5〜30倍程度とす
るのがよい。本発明に於いては上記の如くして得られる一次
粒子及び成形体の形態にある珪酸カルシウム結晶
を水の存在下に炭酸ガスと接触させて強制的に炭
酸化せしめる。該炭酸化は、反応系内に炭酸ガス
を導入し、水分の存在下に於いて上記結晶と炭酸
ガスとを接触せしめることにより行なわれる。上
記炭酸化は好ましくは例えば各種形態の珪酸カル
シウム結晶を適当な密閉容器中に入れ高湿度下乃
至湿潤下に炭酸ガスを導入するか、更には各種形
態の珪酸カルシウム結晶を水中もしくは炭酸水中
に浸漬後之に炭酸ガスを導入する等の方法により
実施できる。この炭酸化は系内に炭酸ガスを導入
する限り常温、常圧下に於いても充分進行するが
好ましくは加圧下10Kg/cm²程度迄のゲージ圧下に
行なうのがよく、これにより炭酸化の速度が一層
早くなり短時間で反応を完結することが可能とな
る。炭酸ガスの使用量は化学量論量又はそれ以上
である。また珪酸カルシウム結晶を水中に浸漬し
て炭酸化処理を行なう場合には、反応系を撹拌す
ることによつても炭酸化速度を早めることができ
る。水対珪酸カルシウム結晶の使用割合は通常１
〜50：１好ましくは１〜25：１（重量比）とする
のがよい。この炭酸化の速度は原料材料を構成す
る珪酸カルシウムの結晶化度によつて若干異なる
が、例えばこの炭酸化速度が最も遅いと認められ
るゾーノトライト結晶を炭酸化する場合には、そ
の乾燥重量に対し水分添加量を２〜６倍程度とす
ることにより４〜10時間程度で反応が完結する。
また該水分の添加量を５倍とし反応系を２Kg/cm²
（ゲージ圧）に加圧すれば、反応は通常１時間前
後で完結し、この加圧条件を３Kg/cm²（ゲージ圧）
とすれば30分程度という極めて短時間で反応が完
結することが認められている。上記炭酸化反応は、原料とする珪酸カルシウム
結晶の種類及び結晶化度により下記反応式で示さ
れる如く進行する。 xCaO・SiO₂・mH₂O＋CO₂ →CaCO₃＋SiO₂・nH₂O 但し上記式中ｘは0.5〜3.5である。いずれの珪酸カルシウム結晶を用いた場合に
も、該珪酸カルシウムは、その一次粒子の外形を
実質的に変化させることなく、従つて形態上の変
化を伴うことなく非晶質シリカと炭酸カルシウム
の極微結晶とに転化される。即ち珪酸カルシウム
一次結晶の骨格構造をなすSiO₄四面体の連鎖構
造はそのまま保持され、該連鎖構造によつて結晶
の外観を有する非晶質シリカと之に付着した極微
細炭酸カルシウムとが生成する。本発明に於いては上記炭酸化により得られる非
晶質シリカ―炭酸カルシウム複合体を次いで酸処
理する。この酸処理は、上記複合体を構成する非
晶質シリカから炭酸カルシウム分を分離するため
に行なわれるものであり、好ましくはシリカとは
反応性を有さないが炭酸カルシウムを分解して炭
酸ガスと水可溶性のカルシウム塩とを生成し得る
酸を用いて行なうのがよい。該酸としては例え
ば、塩酸、硝酸、酢酸、過塩素酸等が例示でき
る。またこの酸処理は通常上記複合体を例えば上
記各種酸の溶液中に浸漬するかまたは上記複合体
を水に浸漬又は分散させた後之に塩化水素ガス等
の酸性ガスを導入することにより実施できる。上
記において酸は炭酸カルシウムと反応する化学量
論量以上用いればよい。この酸処理は好ましくは
室温で行ない得るが、使用する酸の沸点迄の加温
も可能である。反応圧力は通常常常圧が採用され
るが、加圧条件でも反応は進行する。反応時間は
一般にきわめて短い。上記酸処理によれば複合体
を構成する非晶質シリカに付着して存在する炭酸
カルシウムは上記酸により分解される可溶性カル
シウム塩となる。従つて本発明に於いては、上記
の如くして得られるカルシウム塩を次いで例えば
水洗等によつて完全に除去し乾燥する。これによ
り、非晶質シリカから成る一次粒子及び成形体が
得られる。この炭酸カルシウム除去の工程に於て
も非晶質シリカの一次粒子の外形に変化はなく、
従つて上記複合体の成形体からは、直接そのまま
の構造の本発明成形体が得られる。また上記の如くして得られる非晶質シリカ一次
粒子からの本発明成形体の製造は、該一次粒子を
水に分散させてなる水性スラリーを脱水成形及び
乾燥させることにより実施される。この成形に当
り、上記水性スラリーは通常水対固形分比（重
量）を４〜50：１とすることができる。また該ス
ラリーには必要に応じ石綿、ガラス繊維、岩綿、
合成繊維、天然繊維、パルプ、炭素繊維、ステン
レスフアイバー等の繊維質補強剤、アルミナゾ
ル、コロイダルシリカゾル、クレー、セメント、
着色剤、充填剤等の各種添加剤を添加でき、之に
よつて更に有用な性質を付与できる。成形体の嵩
密度は成形時の圧力により任意に調節可能であり
広範囲なものとできる。好ましくは該嵩密度は約
0.1ｇ/cm³から約1.0ｇ/cm³とするのがよい。実施例以下本発明を更に詳細に説明するため参考例及
び実施例を挙げる。各参考例及び実施例で得られる物質のＸ線回折
図、電子顕微鏡写真及び走査型電子顕微鏡写真を
図面に示す。第１図Ａ〜Ｃは夫々出発原料であるゾーノトラ
イト結晶、該結晶を炭酸化処理して得られる非晶
質シリカ―炭酸カルシウム複合粒子及び非晶質シ
リカ一次粒子のＸ線回折図である。これはＸ線回
折計（Ｘ―ray diffractometer）を利用し、Cu
ターゲツトで波長が1.5418ÅのＸ線を発生させ、
これを試料に照射して、その回折角と回折強度を
求めることにより記録されたものである。回折強
度の最も高い３本の回折線を読み試料の同定を行
なつた。第２図及び第３図は倍率20000倍の電子顕微鏡
写真であり、各図中Ａは出発原料とする珪酸カル
シウム結晶及びＢは非晶質シリカ一次粒子を表わ
す。第４図は実施例３で得た本発明の非晶質シリカ
成形体の破断面の1000倍走査型電子顕微鏡写真で
ある。参考例１石灰原料として生石灰及び珪酸原料として350
メツシユ全通の珪石粉を用いる。之等を石灰と珪
酸とのモル比が0.98：１となる割合で水に分散さ
せ、水対固形分比（重量）を12：１として原料ス
ラリーを調製する。該原料スラリーをオートクレ
ーブに装入し191℃に加熱し12Kg/cm²の飽和水蒸気
圧下で８時間撹拌しながら水熱反応させてゾーノ
トライト結晶のスラリーを得る。得られた結晶のＸ線回折図は第１図Ａの通りで
あり、12.7゜、27.6゜及び29.0゜にゾーノトライト結
晶特有の回折ピーク（2θ）を示す。その強熱後の
組成は次の通りである。 SiO₂ 48.88％ CaO 45.60 Al₂O₃ 0.26 Fe₂O₃ 0.54 Ig・loss 4.51 99.79 次いで上記スラリーを150℃で乾燥後粉砕して
二次粒子を一次粒子に分割し、白色微粉末を得
る。その電子顕微鏡写真は第２図Ａに示される。
該図より上記一次粒子は短冊状の外形をもち、長
さ約１〜20μm、厚さ約0.02〜1.0μm及び巾約0.02
〜1.0μmの大きさを有し、長さが厚さの少なくと
も約10倍であることがわかる。該一次粒子は約50
／ｇの比表面積を有する。参考例２石灰原料として消石灰及び珪酸原料として350
メツシユ全通の珪石粉を用いる。之等を石灰と珪
酸とのモル比が0.80：１となる割合で水に分散さ
せ、水対固形分比（重量）を12：１として原料ス
ラリーを調製する。該原料スラリーをオートクレ
ーブに装入し191℃に加熱し12Kg/cm²の飽和水蒸気
圧下で５時間撹拌しながら水熱反応させてトベル
モライト結晶のスラリーを得る。得られた結晶はＸ線回折の解析の結果、7.8゜、
29.0゜及び30.0゜にトベルモライト結晶特有の回折
ピーク（2θ）を示す。その強熱後の組成は次の通
りである。 SiO₂ 48.38％ CaO 38.55 Al₂O₃ 0.31 Fe₂O₃ 0.45 Ig・loss 11.36 99.05 次いで上記スラリーを150℃で乾燥後粉砕して
二次粒子を一次粒子に分割し、白色微粉末を得
る。その電子顕微鏡写真は第３図Ａに示される。
該図より上記一次粒子は板状の外形をもち、長さ
約１〜20μm、厚さ約0.02〜0.1μm及び巾約0.2〜
0.5μmの大きさを有し、長さが厚さの少なくとも
約10倍であることがわかる。該一次粒子は約61
m²／ｇの比表面積を有する。参考例３参考例１で得たゾーノトライト針状晶一次粒子
を出発原料とする。これを５倍重量の水と共に密
閉圧力容器内に装入し、室温下該容器内に炭酸ガ
スを圧入し、内圧を３Kg/cm²に保持して約30分間
炭酸化を行ない、非晶質シリカ―炭酸カルシウム
複合一次粒子を得る。得られた一次粒子のＸ線回
折結果は第１図Ｂに示す通りであり、第１図Ａに
認められた珪酸カルシウム結晶特有のピークはす
べて消失しており、代りに23.0゜、29.4゜及び36.0゜
に炭酸カルシウム結晶の回折ピーク（2θ）のみが
現出しており、炭酸化により珪酸カルシウムが非
晶質シリカと炭酸カルシウムとに転換されたこと
がわかる。次いで上記で得た非晶質シリカ―炭酸カルシウ
ム複合一次粒子を6N―HCl溶液に１分間浸漬す
る。厚さガスの発生が認められ上記一次粒子中の
炭酸カルシウムが塩化カルシウムに転換される。
次いで上記酸処理後の一定粒子を充分に水洗し生
成した塩化カルシウムを完全に溶出させる。その
後乾燥して非晶質シリカ一次粒子を得る。かくして得られた一次粒子の強熱脱水後の元素
分析結果は次の通りであり、これが高純度シリカ
からなつていることがわかる。化学組成（％） SiO₂ 99.1％ Al₂O₃ 0.35 CaO ＜ 0.01 （Ig・loss 5.0 ）また上記一次粒子のＸ線回折図は第１図Ｃに示
す通りであり、出発原料とするゾーノトライト針
状結晶に基づくピーク及びこれを炭酸化後に得た
複合粒子に含有される炭酸カルシウムに基づくピ
ークはいずれも消失しており、該一次粒子が非晶
質のシリカであることが確認される。上記非晶質シリカ一次粒子の電子顕微鏡写真は
第２図Ｂに示す通りである。該図によりこれは同
図Ａと全く同様に短冊状の外形をもつ結晶様外観
を呈することが認められる。その大きさは長さ約
１〜20μm、厚さ約0.02〜0.1μm及び巾約0.02〜
1.0μmであり、長さが厚さの10倍以上であり、酸
処理によつても該針状結晶様外観は全く損なわれ
ないことがわかる。参考例４参考例２で得たトベルモライト板状結晶一次粒
子を出発原料とする。これを５倍重量の水と共に
密閉型圧力容器内に装入し、室温下該容器内に炭
酸ガスを圧入し、内圧を３Kg/cm²に保持して約30
分分間炭酸化を行ない非晶質シリカ―炭酸カルシ
ウム複合一次粒子を得る。そのＸ線回折の解析結
果は第１図Ｂと同様であり、炭酸化により原料で
ある珪酸カルシウムが非晶質シリカと炭酸カルシ
ウムとに転換されたことが確認される。次いで上記で得た非晶質シリカ―炭酸カルシウ
ム複合一次粒子を6N―HCl溶液に１分間浸漬す
る。炭酸ガスの発生が認められ上記一次粒子中の
炭酸カルシウムが塩化カルシウムに転換される。
次いで上記酸処理後の一次粒子を充分に水洗し生
成した塩化カルシウムを完全に溶出させる。その
後乾燥して非晶質シリカ一次粒子を得る。かくして得られた一次粒子の強熱乾燥後の元素
分析結果は次の通りであり、これが高純度シリカ
からなつていることがわかる。化学組成（％） SiO₂ 99.3 ％ Al₂O₃ 0.23 CaO ＜ 0.01 （Ig・loss 4.7 ）また上記一次粒子のＸ線回折図は第１図Ｃに示
したと同様に出発原料とするトベルモライトの板
状結晶に基づくピーク及びこれを炭酸化後に得た
複合粒子に含有される炭酸カルシウムに基づくピ
ークはいずれも消失しており、該一次粒子が非晶
質のシリカであることが確認される。上記非晶質シリカ非晶質シリカの電子顕微鏡写
真は第３図Ｂに示す通りである。該図によりこれ
は同図Ａと全く同様に板状の外形をもつ結晶様外
観を呈することが認められる。その大きさは長さ
約１〜20μm、厚さ約0.02〜0.1μm及び巾約0.2〜
5.0μmであり、長さが厚さの10納以上であり、酸
処理によつても該結晶様外観は全く損なわれない
ことがわかる。実施例１参考例３で得た非晶質シリカ一次粒子を水対固
形分重量比５／１で水に分散させる。混合物を型
に入れ成形圧を変え脱水成形後乾燥して３種の成
形体を得る。得られた成形体の物性を下記第１表
に示す。

【表】実施例２参考例４で得た非晶質シリカ一次粒子を水対固
型分重量比５／１で水に分散させる。混合物を型
に入れ成形圧を変え脱水成形後乾燥して２種の成
形体を得る。得られた成形体の物性を下記第２表
に示す。

【表】実施例３生石灰及び珪石粉を石灰と珪酸とのモル比が
0.98：１の割合で水に分散させ、水対固形分重量
比を５／１として原料スラリーを調製する。該原
料スラリーを100℃で５時間撹拌下に膨潤させた
後、プレス成形しオートクレーブに装入して15
Kg／cm²（200℃）で10時間水熱反応させて嵩密度
0.35ｇ/cm³の成形体を得る。この成形体はＸ線回折の解析結果ゾーノトライ
ト結晶特有の回折ピーク（2θ）即ち12.7゜、27.6゜
及び29.0゜が認められる。また元素分析値からも
ゾーノトライト結晶から構成されていることが確
認される。該成形体はその破断面の電子顕微鏡観
察によればゾーノトライトの針状結晶が多数不規
則に三次元的に絡合して一体的に構成されている
ことが確認できる。上記ゾーノトライト成形体を水対固形分比を
２／１（重量比）とし、密閉容器内で炭酸ガスを
圧入し３Kg/cm²の内圧下で約30分間反応させる。次いで得られる炭酸―炭酸カルシウム複合成形
体を6N―HCl溶液中に１分間浸漬後、充分に水
洗し生成した塩化カルシウムを完全に溶出させ、
乾燥する。かくして本発明の成形体を得る。この成形体は
Ｘ線回折の解析結果によれば第１図Ｃに示したと
同様に回折ピークは全く認められず、また分析結
果によればSiO₂含量が99％以上であり、これが
高純度の非晶質シリカから構成されていることが
わかる。また該成形体の破断面の1000倍走査型電
子顕微鏡写真は第４図に示す通りである。該図よ
り本発明成形体は出発原料とするゾーノトライト
成形体及び之を炭酸化させて得た非晶質シリカ―
炭酸カルシウム複合成形体と実質的に同一の構造
を有することがわかる。即ちこれはゾーノトライ
ト結晶の短冊状の外形をもち、約１〜20μmの長
さ、約0.02〜0.1μmの厚さ及び約0.02〜1.0μmの巾
を有し、長さが厚さの10倍以上である非晶質シリ
カが相互に不規則に三次元的に絡合して一体的に
構成された成形体であることが判る。以下、上記で得た本発明成形体の物性を示す。嵩密度 0.20ｇ/cm³ 比表面積 251m²/ｇ圧縮強度 5Kg/cm² 空隙率 90％実施例４約80重量％のトベルモライト及び約20重量％の
石英から成り嵩密度が0.63ｇ/cm³である市販の軽
量発泡コンクリート（ALC）を１時間水中に浸
漬後密閉容器に入れる。その後該ALCを実施例
３と同様に炭酸化及び酸処理して乾燥し本発明の
成形体を得る。これはＸ線回折の解析の結果石英
特有の回折ピーク（2θ）が26.7゜及び20.8゜に認め
られるにすぎず、トベルモライトが非晶質シリカ
に転換されたことがわかる。また化学分析の結果
SiO₂の純度が98.2％であつた。この成形体を成形
圧力と水平及び垂直の方向に切断後切断面を走査
型電子顕微鏡で観察した所成形体は約１mm以下の
ほぼ円形の気孔の周辺に多数の板状の非晶質シリ
カが不規則に三次元的に絡合して構成されている
ことが確認された。得られた成形体は次の物性を
示す。嵩密度 0.30ｇ/cm³ 比表面積 301m²/ｇ圧縮強度 12Kg/cm² 空隙率 85％

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｃは夫々ゾーノトライト結晶、該結
晶を炭酸化処理して得られる非晶質シリカ―炭酸
カルシウム複合粒子、及び該複合粒子から得られ
る非晶質シリカ一次粒子のＸ線回折図である。第
２図及び第３図は倍率20000倍の電子顕微鏡写真
であり、各図中Ａは出発原料とする珪酸カルシウ
ム結晶、及びＢは該結晶からの非晶質シリカ一次
粒子を表わす。第４図は実施例３で得た本発明非
晶質シリカ成形体の破断面の1000倍走査型電子顕
微鏡写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

１起源結晶とする珪酸カルシウム結晶の晶癖を
保有し、約１〜500μmの長さ、約50Å〜約1μmの
厚さおよび約100Å〜50μmの巾を有し且つ長さが
厚さの少なくとも10倍である外観結晶様非晶質シ
リカ一次粒子が、二次粒子を形成することなく、
相互に不規則に三次元的に絡合して一体的に構成
されていることを特徴とする非晶質シリカ成形
体。