WO1990007472A1 - Lightweight molding and production thereof - Google Patents

Description

明 細 書

軽量成形体およ びそ の製造方法

技術分野

こ の発明 は建築用材料、 断熱用材料家具、 裏打材等に用 い ら れる 軽量成形体およびそ の製造方法に闋す る も の で あ る 。 背景技術

ケ ィ 酸カ ル シ ウ ム系化合物を主成分と する成形体は人造木材等 と 称さ れて建築用材料 と して広 く 用い られてい る材料であ る。 そ の製 造方法 と して はま ずシ リ 力質原料 と石灰質原料に水を加えて混合ス ラ リ ー状に し、 ま ず 90て程度で反応させてゲル化させる。 こ れをォ 一 ト ク レー ブに入れて 190〜 250 'Cで数時間反応させて ゾノ ト ラ イ ト を合成する。 こ のゾノ ト ラ イ ト ス ラ リ ー に必要に よ り 靱性を向上 させ る ためにガ ラ ス繊維、 界面活性剤、 ポ リ マー混和剤等を適宜加 えて撹拌混合 し、 型枠に入れて加圧脱水成形を行い、 120 °C程度で 乾燥 して成形体を得る方法で あ る （セ メ ン ト · コ ン ク リ ー ト 、 No.469: Mar. 1986, p37-43) 。

ゾノ ト ラ イ ト は珪酸カ ルシ ウ ム水和物の一つであ り 、 CaO/S i 0₂モ ル比は、 ほぼ 1 であ る。 ゾノ ト ラ イ ト の結晶系は一般に擬斜方格子 ( a = 17.17 A b =3.69 A . c =6.96 A . β =89.6° ) で組成式は Ca₆(Si₆0₁₇) (OH) ₂で あ る。 結晶構造 と して は、 县さ方向が b軸に伸 县す る繊維状形態を持つ こ とが特徴であ る。 ま た、 ゾノ ト ラ イ ト 粒 子の B E T比表面積は 25〜30rrf/g程度で あ る。

ケ ィ 酸カ ル シ ウ ム系成形体に関 して は種々 の特許出願があ り 、 例 え ば特開昭 52- 15516号公報に は粉末状の シ リ 力 質原料及び石灰質原 料を水中に混合 して加熱反応させ る こ と に よ り ケ ィ 酸カ ル シ ウ ム の 水性スラ リ ーを得、 これにポ リ マーェマルジ ョ ンを加えてポ リ マ一 をケ ィ 酸カ ルシウ ム に吸着させる方法が開示されている。 また、 特 開昭 54— 160428号公報には石灰質原料とケィ酸質原料とを水熱合成 反応させて得られたケ ィ酸カ ルシウ ム に水硬性石コ ゥ 、 重合体エマ ルジ ョ ン及び重合体ェマルジ ョ ン用凝集剤を加えて水性スラ リ 一と し、 これを成形、 乾燥して成形物とする方法が蘭示されている。 特 開昭 60— 246251号公報には石灰質原料とケィ酸質原料とを水熱合成 反応させて得られたケ ィ 酸力 ルシゥ ム に力 ルボキ シル基を龠むス チ レ ン 一 ブタ ジエ ン共重合体ラ テ ッ ク ス及びカ チオ ン型髙分子凝集剤 -を加えて水性ス ラ 一と しこれを成形、 乾燥して成形物とする方法 が開示されてい る。 特開昭 63— 85038号公報には石灰原料とケィ酸 原料との混合物に水を加えてス ラ リ 一化し、 ォー ト ク レーブ中で撹 拌しながら加熱する こ とによ ってケィ酸カ ルシウ ム結晶.ス ラ リ ーを 生成させ、 これに合成パルプ又はその熱変形物を加えて脱水、 成形, 乾燥して成形体を得る方法が開示されてい る。 特開昭 63— 201050号 公報には石灰石原料粉末とケィ 酸質原料粉末とを混合し、 水を加え て水熟反応させて得られたケ ィ酸カ ルシウ ムス ラ リ 一にポ リ マーェ マルジ ョ ンを吸着したセ ピオライ ト及び補強鐵維を加えてプ レス に よ り脫水成形し乾燥する こ とによ って成形体を得る方法が開示され てい る。 さ らに、 特開昭 63— 260847号公報には石灰質原料とケ ィ酸 賀原料とを水熱合成反応させて得られたケィ酸カ ルシウ ム水和物に カ ルボキ シル基を舍有するスチ レ ン一ブタ ジエ ン共重合体ラテ ッ ク スを加えて水性ス ラ リ ーとし、 これを成形、 乾燥して成形物とする 方法において該成形物を線維網状体で補強する方法が開示されてい る _c

前述の如く 従来のケィ酸カ ルシ ウ ム系成形体はいずれも石灰質原 料と ケ ィ 酸質原料とを 190〜250 °C の飽和水蒸気圧下で数時間加熱 し て水熱合成反応させて ゾノ ト ラ イ ト 等のケ ィ 酸カ ル シ ウ ム を製造 し てお り 、 原料に純度の高い石灰質原料及びケ ィ酸質原料を用いてい たばかり でな く 多大なエ ネ ルギ ー も消費する と こ ろか ら コ ス ト がか かる と い う 問題があ っ た。 ま た、 従来のケ ィ 酸カ ル シ ウ ム系の成形 体の曲 げ強度は 80〜： L20kg f /cm ²程度であ り そ の向上が望ま れていた。 さ ら に、 ゾノ ト ラ イ ト は単位重量あた り の結晶水量が少な く 、 耐熱 性は高い も の の結晶水を放出す る 自 己消化性に は乏 しい点 も改善が 望ま れて いた。 発明の開示

本発明 は上記の課題を解決 した軽量成形体及びそ の製造方法を提 供する も のであ り、 表面改質ス ラ グ （ガ ラ ス の溶解反応 ♦ 水和反応 によ る改質と、 さ ら に加熱脱水する改質の 2 種類の改質よ り な る ス ラ グを意味する） を主材 と す る。 こ の主材に、 ポ リ マ ー混和剤、 補 強繊維、 凝集剤、 軽量骨材、 增粘剤、 分散剤、 顔料、 合成パルプ、 針状な い し繊維状のケ ィ 酸カ ル シ ゥ ム水和物およ び水硬性石コ ゥ の Ι Εί上を さ ら に用い る こ とを特徴と して い る。

ガ ラ ス の溶解反応と水和反応によ る表面改質ス ラ グはガ ラ ス質高 炉ス ラ グ粉末をア ルカ リ 水溶液で処理する こ と に よ っ てガ ラ ス の溶 解反応及び水.和反応を生 じ させ、 それに よ つ て表面を改質 した も の であ る。 形状はゾノ ト ラ イ ト と異な り 、 球状あ る い は球が重な り 合 つ たぶど う の房状で あ る。 主な水和生成物は ト バモ ラ イ ト ま た はそ の類似鉱物であ る。 原料のガ ラ ス質高炉ス ラ グ は水砕ス ラ グ、 風砕 ス ラ グ等の いずれであ っ て も よ い。 粒度は細かい も のがよ く 、 例え ばブ レ ー ン比表面積で 4000 cil / g 以上、 特に 8000〜 14000 oi /g程度 の ものが適当である。 このよ う な粒度の ものを得るために必要によ り粉碎機および分級機等で微粉化する こ とができ る。 原料ス ラ グの 比表面積は、 本発明の軽量成型体の物性、 特にかさ比重に影響を与 える。 アルカ リ 水溶液は苛性ソーダ、 苛性カ リ等の苛性アルカ リ液 がよ く 、 濃度は 0. 5 N以上、 特に 上が好ま しい。 実用上は苛 性ソ一ダが使いやすい。 また、 アルカ リ の組合せも有効である。 炭 酸ナ ト リ ゥムを苛性ソ ーダに適当量組合せる こと も有効である。 処 理時間は処理温度等によ って異なるが 30分間以上であり、 通常 1 時 間〜 10時藺程度である。 反応を促進するために処理温度は高い方が よ く 、 実用上 90 'C程度である。 また、 100てを超える水熱反応によ る こ と もよい。 こ のアル力 リ処理によ ってガラ ス質髙炉スラ グ粒子 の表面でガラ ス の溶解反応と水和物の形成反応が起こ る。 その結果- ス ラ グ表面が多孔質化して B E T比表面積は 20〜： O nf / g程度、 好 ま し く は 40 nf /g E 上、 さ らに好ま し く は 90 nf /g 上になる。 この表 面改質ス ラ グ粒子は電子顕微鏡で観察する こ と によ っ て判別する こ とができ る。 表面改質ス ラ グの走査型電子顕微鏡写真を第 12図に、 そ してガ ラ ス質高炉ス ラ グの走査型電子顕微鏡写真を第 13図にそれ ぞれ示す。 アル力 リ処理後は水洗してアル力 リ を賒去して使用する < このよ う な表面改資ス ラ グの製造方法は特公昭 57— 7093号公報およ び、 特開平 1 一 252559号公報に開示されており、 また、 その利用に ついて も、 リ ンの除去法（特開昭 56 - 51283 号公報、 特開昭 61— 28 491号公報、 特開昭 61— 64392号公報） ヒ素及びケ ィ 素の同時除丟法 (特開昭 62— 45394号公報）、 高舍水泥状物質の脫水法 （特公昭 60 - 26600号公報） 等が開示されてい る。

この表面改質スラ グは 250〜 800 'C程度、 好ま し く は 450 'C程度で 加熱して脱水する こ と によ り 、 初期の状態によ り異なるが、 例えば B E T比面積 100 m / g の ものを 120〜140 m /g程度に高める こ とがで き る。 こ のよ う に、 水和改質されたス ラ グを更に加熱脱水する こ と の有効性は、 本発明者らによ り は じめて見い出された も のであ り、 こ の工業的意義は極めて大きい （特開平 1 — 252559) 。 なお、 こ の 際、 加熱脱水による シ ンタ ー現象を起こ さ ないよ う な温度と時間条 件を選択する こ とが肝要である。 こ の加熱脱水処理ス ラグの使用に よ って比強度及び吸放湿特性を向上でき るの で好ま しい。 なお、 本 明細書では、 加熱脱水処理したス ラ グも表面改質ス ラ グと表記する ポ リ マ ー混和剤は、 表面改質ス ラ グ粒子に均一に付着する ものが よ く 、 各種のゴム ラ テ ッ ク ス、 合成樹脂ェマ ルジ ヨ ン等を使用でき る。

ゴム ラ テ ッ ク ス は、 例えば、 天然ゴム ラ テ ッ ク ス及びス チ レ ン 一 ブタ ジエ ン共重合体、 ア タ リ π 二 ト リ ル一 ブタ ジエ ン共重合体、 ク ロ ロ プ レ ン重合体等の ラ テ ッ ク ス で あ り 、 合成樹脂ェ マルジ ョ ン は 例えばヱ チ レ ン 一酢酸ビュ ル共重合体、 酢酸ビニル重合体、 ァ ク リ ル酸エ ス テル重合体、 塩化ビニ リ デ ン重合体、 塩化ビニル重合体等 の ヱ マ ル ジ ョ ンである。

ポ リ マー混和剤の添加量は、 表面改質ス ラ グに対する固形物重量 比で 3 〜 20 %程度、 特に 5 〜 10 %程度が適当である。 3 %未満では 強度及び機械加工性の向上が不充分にな り、 一方、 20 %を越え る と 耐火性の低下が実用上問題となる。

合成パルプは、 合成樹脂、 主 と してポ リ オ レ フ イ ン に親水性を与 えてパルプ状に し た も のであ り 、 ポ リ エ チ レ ンパルプ、 ポ リ プ口 ビ レ ンパルプ等がある。 表面改質ス ラ グに対する重量比で 3 〜 20 %程 度、 特に 5 〜； 10 %程度が適当である。 3 %未満では機械加工性、 表 面光沢の向上が不充分であ り、 一方、 20 %を越える と耐火性が低下 する。

ケ ィ酸カ ルシウ ム水和物は、 シ リ カ質原料と石灰質原料に水を加 えて加熱反応させる こ と によ っ て得られる。 こ のケ ィ酸カ ルシ ウ ム 水和物の種類は問わないが、 ゾノ ト ラ イ ト、 トパモラ イ ト等の針状 ない しは纈維状の結晶質のものが好ま し く 、 特に成形体の耐熱性及 び寸法安定性の面からゾノ ト ラ イ トが好ま しい。

表面改質ス ラ グ と上記のケ ィ酸カ ルシ ウ ム水和物の配合重量比は- 9 ： 1 〜 1 ： 9 、 好ま し く は 7 ： 63 〜 3 ： 7 の範囲が適当であ り、 目的とする性能によ り適宜選択する。

水硬性石コ ゥ は、 型及び /9型の半水石コ ゥ、 無水石コ ゥ等のい ずれの も のであ つてもよいが価格の面から 型半水石コ ゥを主要成 分とする焼石コ ゥが好ま しい。 石コ ゥ の添加量は、 表面改質ス ラグ に対する重量比で 10〜 150 %程度、 好ま し く は 30〜70 %程度が適当 である。 10 ¾ ¾下では曲げ強度の向上効果が少な く 、 一方、 150 % を越える と機械加工性及び比強度が低下する。 必要によ り ク ェ ン酸 ソーダなどの石コゥ の凝結調整剤を添加する こ とができ る。

補強織維は、 ガラ ス繊維、 炭素線維などの無機繊維、 合成繊維、 天然織-維等である。 合成織維はポ リ エス テル繊維、 ポ リ エチ レ ン繊 維等であり、 天然繊維はパルプ、 木綿、 鉱物璣維等である。 これら の中で不燃性及びコ ス ト の点でガラ ス綞維が特に好ま しい。

補強鐵維の添加量は、 繊維の比重にもよるが表面改質スラグに対 する重量比で 2 〜： 10 %程度が適当である。 2 %未溝では補強効果が 実用上有効でな く 、 "^方 10 %を越える と均一分散性の確保が難し く なる。

ポ リ マー混和剤の凝集剤を加える こ とによ って表面改贅ス ラグへ のポ リ マー混和剤の吸着性を高める こ とができ、 加圧成形過程での 濾水 （脱水） 性が向上し、 また、 排水中に漏出する有機物の量を少 な く でき、 排水処理を容易に行な う こ とがで き る。

凝集剤は、 硫酸ア ル ミ ニ ウ ム等の無機系の もの もあるが、 本発明 の成形体には有機系のもの、 特にカ チオ ン型高分子凝集剤が好ま し い。 カ チオ ン型高分子凝集剤の例と しては、 ポ リ ジア ルキルア ミ ノ アルキルア タ リ レー ト 、 ポ リ ア ミ ノ メ チルア ク リ ルア ミ ド、 ポ リ ビ ニルピ リ ジニ ゥ ム ノヽ ロ ゲ ン塩、 ポ リ ビニルイ ミ ダゾ リ ン等の 4 級ァ ミ ン化合物などがある。

凝集剤の添加量は、 カ チオ ン型高分子凝集剤の場合には、 ポ リ マ —混和剤 1 重量部 （固形物重量） に対し 0. 05〜 0. 2 重量部程度が好 ま しい。

軽量成形体には、 軽量骨材を添加する こ とがで き る。 軽量骨材は ノヽ。一 ラ イ ト 、 シ ラ スバルー ン等であ り 、 添加量は表面改質ス ラ グに 対する重量比で 60 %を越える と成形体の強度、 加工性等が低下する ので好ま し く ない。

軽量成形体には、 補強繊維の分散性向上や成形時の保形性などを 確保するため、 增粘剤を加える こ とができ る。 增粘剤と しては、 水 溶性高分子、 一般的にはセ ル ロ ー ス ヱ 一 テル類が用い られる。

軽量成形体には、 ポ リ マ — 、 補強繊維などの分散、 混練ス ラ リ ー の流動性向上などのため、 分散剤を添加する こ と がで き る。 分散剤 と して は、 ナ フ タ レ ン ス ルホ ン酸塩ホ ルマ リ ン高縮合物、 メ ラ ミ ン ス ルホ ン酸系化合物などが用い られる。

軽量成形体には、 各種顔料を加えて着色する こ とがで き る。 顔料 の例と しては、 鉛白、 鉛丹、 黄鉛、 群青、 紺青、 酸化コ バル ト 、 二 酸化チタ ン、 チタ ニ ウ ム イ ェ ロ ー、 ベ ンガ ラ 、 鉄黒、 モ リ ブデ ン赤、 リ サージ、 アル ミ ニ ウ ム粉等の無機顔料、 ァゾ系、 フ タ ロ シア ニ ン 系等の有機顔料を挙げる こ とができ る。

本癸明の軽量成形体は、 その特县を損なわない範囲でその他の添 加物を舎むこ とができ る。 この添加物はケィ酸カルシウム成形体用 の公知の添加物などから適宜選択される。

このよ う な軽量成形体の製造方法と しては、 表面改贅ス ラグ粉末 (またはそれを舍むス ラ リ ー） 、 水硬性石コ ゥ、 ポ リ マー混和剤等 および水を含む混合物を混練し、 成形し、 これを乾燥すればよい。 補強織維、 凝集剤、 合成パルプ、 ケィ酸カ ル シ ウ ム水和物、 軽量骨 材、 増粘剤、 分散荊、 顔料等を添加する場合には混練する前または 混練中に添加する。 混練するための水は上記いずれか 1 以上の成分 の懸芻液あるいは水溶液の形で加えて もよい。 また、 水洗した表面 改質ス ラグあるいはケ ィ 酸カ ルシ ウ ム水和物を乾燥しないで用い、 その水分を混練用に利用する こ と もできる。

また混練したス ラ リ ー に気泡が混入し、 成形体に欠陥が生ずる恐 れがあれば、 消泡剤を添加したり、 混練中や混練後減圧脫泡するこ と もでき る。

成形方法は、 加圧、 抄造、 押出、 减圧など最終製品の目的、 用途 に応じて選択すればよいが、 混練して得られたス ラ リ ーを加圧して 脱水成形する方法がよ く 用い られる。 この場合、 ス ラ リ ーは通常は 型枠等の型に流し込んで加圧するが、 均一滕永ゃ成形効率を上げる ために、 加圧面に金網、 ろ紙、 ろ布、 多孔板などを用いたり、 減圧 脱水 ' 脱泡が可能なュニ ッ トを組み込んだり、 また表面の意匠性を 上げるためェ ン ボス板を組み込んだり する こ とができ る。 また加圧 脱永後成形体を所定の形状に切出すこ と もでき る。 加圧は所定の程 度まで脫水でき る圧力で行えばよ く 、 例えば成形体のかさ比重が所 定の値になるよ う に調整すれば良く 、 通常 10〜： L00kgf / cl、好ま し く は 20〜60 kg f / cm²である。

ま た、 押出成形では加圧成形と は最適水分量が異なる。 抄造方式 によ る成形では、 ポ リ マ ー混和^など添加剤の成形体中への安定な と り込み （定着） に工夫が要るなど、 選択する成形方法によ り技術 のボイ ン トが変わるので注意すべきである。

乾燥は成形体の内部の水分を除まできかつ表面改質ス ラ グの結晶 水が残る程度がよ く 、 例えば 100〜 1 80 °C程度、 好ま し く は 1 10〜 150 て程度で加熱乾燥すればよい。 成形体の乾燥によ るひび割れを防止 するために、 まず 60〜80 °C程度で予備乾燥する こ と も好ま しい。 本発明の軽量成形体は、 混練物から水分を除いた組成にな り、 か さ比重は 0. 2 〜 1 g / cm³程度、 好ま し く は 0. 4 〜 0. 6 g/ cm³程度の多孔 質体である。

〔作用〕

本発明の軽量成形体においては、 球状ない しはぶどう の房状の表 面改質ス ラ グを主体とする複合組織は耐熱性、 断熱性、 調湿性等を 有し、 軽量成形体の主体とな っている。 こ の改質ス ラ グは物理吸着 性が良好であ り 、 各種顔料等によ る着色を容易にする作用 も有して いる。 石コ ゥ水和物 （二水石コ ゥ） は不燃性を低下させる こ と な く 軽量成形体の曲げ強度等の強度を高めている。 ポ リ マ ー混和剤は表 面改質ス ラ グ粒子の表面に付着して粒子間を結合させ、 軽量成形体 の靱性、 切断、 切削、 釘打等の加工性、 曲げ強度、 引張強度等を向 上させている。 合成パルプは成形体に切断、 切削、 釘打ち等の機械 加工性を付与する と と もに表面光沢さ らには濾水性 （脱水性） を向 上させてい る。 ケ ィ酸カ ルシ ウ ム水和物は成形体の耐熱性、 寸法安 定性等を向上させる。 補強繊維は破断強度等の強度を高めている。 凝集剤は表面改質ス ラ グへのポ リ マ 一混和剤の定着性を高め、 加圧 成形過程での瀘水性 （脫水性） を向上させている。 軽量骨材は成形 体を軽量化する と と もに断熱性を高めている。 増粘剤は、 補強織維 の分散を商上させている。 分散剤は、 ポ リ マー、 補強繊維などの分 散を向上させている。 顔料は輊量成形体を着色する。 図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の一実施例である軽量成形体の斜視図であり、 第 2 図は本発明品と従来品についてそ して第 3 図は 2種の表面改質ス ラグを用いた成形体についてそれぞれ吸放湿特性を示す曲線をあ ら わしたダラ フである。 第 4図はス ラ グ粉末のブレー ン比表面積とか さ比重との閟係を示すグラ フである。 第 5図は本発明品と従来品の 平衡舍湿率曲線をあ らわ したグラ フである。 第 6図はガラ ス繊維の 添加率と曲げ強度の蘭係をあ らわしたグラ フである。 第 7図は 2種 の表面改贅スラグを用いた成形体についてそれぞれ吸放湿特性を示 す曲線をあ らわしたグ ラ フである。 第 8 図は本穽明品と従来品につ いてそ して第 9 図は 2種の表面改質ス ラ グを用いた成形体について それぞれ吸放湿特性を示す曲線をあ らわしたグラ フである。 第 1G図 は 2種の表面改質ス ラグを用いた成形体についてそれぞれ吸放温特 性を示す曲線をあ らわしたダラ フである。 第 11図は本発明の方法に よ り得られた軽量成形体と従来の軽量成形体についてそれぞれ吸放 湿特性を示す曲線をあ らわ したグラ フである。 第 12図は表面改質ス ラ グのそ して第 13図はガラ ス贅高炉ス ラグのそれぞれ粒子構造を示 す走査型電子顕徼鏡写真である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施例を示す。 なお、 実施例中の軽量成形体の物性は、 以下の方法によ り測定し た。

かさ比重 ： 成形体の重量と寸法を測定し、 計算によ り算出 した。 曲げ強度 ： JIS A 1106— 1976に準じた。 試験体寸法は 40»m X 160 am x 25Mと した。

加 ェ 性 ： ノ コギ リ によ る切断性、 カ ンナ によ る切削性、 釘打ち性 などを見て良好な順から〇、 △、 Xの 3 段階で評価した

M 焼 性 ： JIS A 1321— 1975に準じた。 試験体寸法は 40 mi x 40wi x

50amと し、 加熱時間は 30秒と した。

吸放湿性 ： 吸湿性は、 20 相対湿度 50%の恒温恒湿器 72時間以上放

. 置し、 桓量となった こ とを確認し-、 相対湿度 90%に変化 させ重量增加を測定した。 放湿性は、 同様に 90%で恒量 と し、 50%に変化させ重量減少を測定して求めた。

耐傷付性 ： 建築材料および建築構成部分の摩耗試験方法 （落砂法）

JIS 1452— 1972の方法 Aおよび Cによ り行い、 表面光 沢度の失なわれる度合い、 および表層の失なわれる度合 いを目視によ り 、 良い方から◎、 〇、 X の 3段階で評価 した。

研削屑の粒度分布 ： 標準篩で篩分して重量を測定して求めた。

研磨面の鏡面光沢度 ： JIS Z 8741一 1962によ り実施した。

寸法安定性 ： 幅 40mn X县 160ra X高 25amの試験体を 20Ϊ相対湿度 65

%の恒温恒湿器内で恒量と な る ま で放置した。 そ して、 110てで 24時間乾燥し元の县さからの変化率を測定した < また、 20°C水中に 24時間水浸させ、 同様に変化率を測定 した。 本実施例では寸法安定性は下記の县さ変化率で示 した。 县さ変化率 ： 县ざ変化率 X100(¾)

I 1

£ ι·,20ΐ、 65%RI1での基準县さ

2；乾燥または吸水後の县さ

濾 水 性 ： かさ比重が 0.5 となる様に諷整したス ラ リ ー （一定量の 固形分を会有） を一定厚みまで加圧脫水して成形する の . に要した時間で評価した。

実施例 1〜 4

ガ ラ ス質高炉スラグ （日本鐧管京浜製鉄所製、 高炉水砕ス ラ グ） をボール ミ ルでブ レー ン比表面積 4500oi/gまで粉碎し、 これを分級 原料と し気流分級機にて分級し、 ブ レー ン比表面積 140Q0cii/gの微 粉スラ グを得た。

こ の微粉ス ラ グを温度が 90°Cでかつ濃度が 3規定の NaOH溶液 100 に対し 5 gの割合で添加し、 3時間撹拌処理する こ と によ り B E T比表面積 100nf/gの表面改質スラ グを得た。 こ の表面 ¾質ス ラ グを充分に水洗してア ルカ リ分を除去し、 乾燥して成形体製造用原 料と して用いた。

表面改賀ス ラ グ 100重量部に対し、 ポ リ マー混和剤 （スチ レ ンブ タ ジェ ン共重合体ラ テ ツ ク ス、 Mpol LX— 438C、 日本ゼオ ン製） を 各々 5、 10、 20、 30重量部 （固形分と して） 及び水を加えて混練し た。 このスラ リ ーを型枠に注入し、 徐々に加圧脱水しながら成形し た。 これを 60でで 15時間さ らに 110'Cで 5時間乾燥し、 第 1図に示 す軽量成形体を得た。

比較钶 1

非晶質ケィ酸粉末と消石灰とを Si0_z ： CaOのモル比が 1 ： 1 とな るよ う調合し、 こ れに 5倍量の水を加え、 90Ϊで 3時間反応させ、 まず C一 S— Hゲル （C： Ca0、 S： Si0₂、 H ： H₂0) を得た。 次に こ のス ラ リ ーに 3 倍量の水を加え、 オー ト ク レーブにて 209 t、 19kg f /cm ^z Gの条伴で撹拌しながら 3 時間反応させケ ィ 酸カ ルシ ゥ ム水和物を得た。 得られた水和物は粉末 X線面折によ り ゾノ ト ラ ィ ト である こ とを確認した。 こ のゾノ ト ラ イ ト粉末 100重量部に対 し実施例 1 と同じポ リ マー混和剤 （ヱチ レ ンブタ ジエ ン共重合体ラ テ ッ ク ス） 10重量部および水を加え、 実施例 1〜 4 と同様な方法で 成形し、 軽量成形体を得た。

物性試験結果を表 1 及び第 2 図に示す。 表 1

実施例 2 の軽量成形体 （ B ) と比較例 1 の軽量成形体 （ C ) の吸 放湿特性を測定 した結果を第 2 図に示す。 吸湿曲線は 20でで R Hを 0 %から 90 %に高めた とき の重量変化を経時的に測定して得られた も のであ り、 放湿曲線は 20でで R Hを逆に 90 %から 50 %に下げた と き の重量の経時変化を示している。

表 1 及び第 2 図よ り表面改質スラ グを用いた成形体はゾノ ト ラ イ トを用いた成形体に比べ強度及び吸放湿特性に優れている こ とがわ かる。

実施例 5〜 8

実施例 1〜 4に おいて作製した B E T比表面積 lOOnf/gの表面改 質ス ラグを 450'Cで 4時間加熱脱水処理し、 B E T比表面積を 120 nf /gまで向上させた表面改黉ス ラ グを得た。

上記 120n /gの表面改質ス ラグ 100重量部に実施树 1〜 4 と同じポ リ マ一混和剤を各々 5、 10、 20、 30重量部 （固形分と して） 及び水 を加えて混練し実施例 1〜 4 と同様にして軽量成形体を得た。

軽量成形体の物性試験結果を表 2 に示す。 表 2

実施例 6の軽量成形体 （A) の吸放湿特性を実施例 2 の軽量成形 体 （ B ) と同様に して測定した結果をあわせて第 2図に示す。

表 2及び第 2図よ り表面改資スラグを用いた成形体は、 ゾノ ト ラ ィ トを用いた成形体に比べ、 比強度 （強度/比重） 及び吸放湿特性 に優れている こ とがわかる。

実施例 9

ガ ラ ス繊維 （ E ガ ラ ス の チ ヨ ッ プ ド ス ト ラ ン ド、 1 3 县、 日東紡 績製） 5重量部の水中分散液を加えた以外は実施例 2 と同様に して 軽量成形体を得た。

比較例 2

実施例 9 と同じガ ラ ス繊維 5 重量部の水中分散液を加えた以外は 比較例 1 と同様に して軽量成形体を得た。

両成形体の物性試験結果を表 3 に示す。

表 3

補強綞維添加系でも、 表面改賀ス ラ グを用 い た成形体は、 ゾノ ト ラ ィ ト を用いた成形体に比べ強度特性に優れている こ とがこ の試験 結果からわかる。

実施例 10

実施例 9 の配合に、 カ チオ ン型凝集剤 （サ ン フ ロ ッ ク C 454、 三洋 化成工業製） を 1 重部 （ リ マ —混和剤 1 重量部に対し 0. 1 重量部） を添加し、 加圧脱水成形時における排水中へのポ リ マーの混入状況 を実施例 9 と比較した。

実施例 9 (凝集剤無添加） で は、 排水中に若干のポ リ マー混入が 認、められたが、 実施例 10 (凝集剤添加） では認め られなかっ た。

こ の様に凝集剤を使用する こ と によ り 、 成形時の饞水性 （脱水性） を向上させる こ とができ、 排液処理を容易にする こ とができた。 実施例 11〜： L3

実施例 10の配合に軽量骨材 （ シ ラ ス バルー ン、 かさ密度 0. 24、 三 機工業製） を 10、 30、 60重量部を加え同様に して軽量成形体を得た。 得られた成形体の物性試験結果を表 4 に示す。

表 4

こ の試験結果は軽量骨材の配合によ り さ らに軽量化を図る こ とが で き る こ とを示している。

実施例 14

実施例 10の配合を基に顔料による成形体の着色試験を行った。 顔 料はダィ ピ 口キサイ ドカ ラ ーの イ ェ ロ ー（T i - Sb- N i系）- ブラ ウ ン (Fe- Zn系） 、 グ リ ー ン（Ti-Zn- Ni- Co系）及びブルー （Co-A Zn系） の 4種 （いずれも大日精化製） を用いた。

表面改贊ス ラ グは吸着性が良好であ り、 色む らがな く 均一な着色 が可能であ っ た。

実施例 15

実施例 5 8 において作製した 120 rrf /gの表面改質ス ラ グ 100重 量部に実施例 10と同じポ リ マー混和剤 10重量部、 ガラ ス饑維 5重量 部及びカ チオ ン型凝集剤 1 重量部の水中分散液を加えて混練した。

こ の ス ラ リ 一を実施例 10と同様に して軽量成形体を得た。

軽量成形体の物性試験結果を 100 m /gの表面改蜇ス ラ グを用いた 実施例 10の も のを比較例と して表 5及び第 3 図に示す。

表 5

本実施例品 （ D ) と実施例 10 ( E ) の も のの吸放湿特性を測定し た結果を第 3 図に示す。 吸湿曲線は 20 ΐで R Ηを 50 %から 90 %に高 めた と き の重量変化を経時的に測定して得られた も のであ り、 放湿 曲線は 20 'Cで R Hを逆に 90 %から 50 %に下げたときの重量の柽時変 化を示している。

表 5 及び第 3 図の結果は 120 m の表面改質スラ グの使用によ り、 比強度 （強度ノ比重） および吸放湿特性の向上が可能とな る こ とを 示 してい る。

実施钶 16

ガラ ス K高炉ス ラ グをボールミ ルでブ レー ン比表面積 4500 οί /gま で粉砕した。 これを分級原料と して、 気流分級機にて分級し、 ブレ 一ン比表面積 8000、 14000 cii /gの微粉ス ラ グを得た。

ブ レー ン比表面積 4500、 8000、 14000 of /gのス ラ グ粉末を原料と して、 温度が 90てでかつ濃度が 3規定の NaOH水溶液 100 ^に対し 5 g の割合で添加し、 3時間撹拌処理し、 表面改 Kスラ グを得た。

これら表面改質ス ラ グを十分洗浄してアル力 リ分を除去し、 さ ら に乾燥し粉体を得た。

これら表面改質ス ラ グの N ₂ 吸着法によ る B E T比表面積は、 ブ レ ー ン比表面積 4500、 8000、 14000 crf /gで、 それぞれ 55、 96. 103 nf / であ った。

次に、 ブ レー ン比表面積 4500、 8000、 14000 crf /gのス ラ グ粉末に これらを原料と して製造した表面改質スラグのかさ比重を測定した。 かさ比重の測定は、 筒井理化機器製 A B D粉体特性測定器を用いた タ ッ ピングかさ密度と した。

また、 これら表面改贊ス ラ グを原料と して、 軽量成形体を製造し、 原料の種類が成形体のかさ比重に及ぼす影響を調べた。 軽量成形体 の製造は、 表面改質ス ラ グ 100重量部に対し、 ポ リ マ 一混和剤（ス チ レ ンブジエ ン共重合体ラ ッ テ ッ ク ス、 Nipo l LX-438C 日 本ゼ、オ ン製 ） を 10重量部 （固形分と して）、ガラ ス綣維 （ Eガラ スチ ヨ ッ プ ドス ト ラ ン ド、 マイ ク ロ グラ ス R ES 06 日本板硝子製）を 3 重量部および水 300重量部加えて混練し、 さ らに高分子凝集剤（サ ン フ ロ ッ ク C - 450 三洋化成工業製） 1 重量部を加えて混練し、 これら原料を均一に分 散したス ラ リ ーを得た。 こ の ス ラ リ ーを型枠に注入 し、 徐々 に加圧 脱水しながら成形した。 なお、 最終的な成形圧力は、 各表面改質ス ラ グと も 60 kg f / crf —定と した。 こ の成形物を 60でで 18時間、 さ らに 110 °Cで 6 時間乾燥し軽量成形体と した。

ス ラ グ粉末、 表面改質ス ラ グおよび成形体のかさ比重測定結果を 第 4図に示す。 図中、 白丸はス ラ グ粉末を、 黒丸は表面改質ス ラ グ を、 そ して四角は軽量成形体をそれぞれ示している。 図中の矢印は 対応閟係を示す。 第 4図の結果は、 成形体のかさ比重は、 ス ラ グ粉 末のブ レ ー ン比表面積に影響され、 ブ レ ー ン比表面積が大き く なる ほど、 成形体のかさ比重が小さ く なる こ とを示している。

実施例 17

実施例 10の配合に加え、 セ ル ロ ー スエー テ ル系の增粘剤 （信越化 学工業製 ハイ メ ト ロ ーズ）を 0 . 3重量部配合し、 実施例 10と同様 な方法で成形体を得た。 こ の成形体の物性を表 6 に示す。

表 6

こ の様に增粘剤を添加する こ とによ り 、 曲げ強度の高い成形体が 得られる。

実施例 18

実施例 10の配合に分散剤と してメ ラ ミ ン ス ルホ ン酸塩ホ ルマ リ ン 締合物 （ NL- 4000 ボゾ リ ス物産製） を加えて同様な方法で成形体を 得た。

得られた成形体の物性を表 7 に示す。

表 Ί

こ の様に分散剤を用いる こ とによ り、 曲げ強度の高い成形体が得 られる。

実施例 19

ガ ラ ス質高炉ス ラ グを ロ ー ラ ー ミ ルでブ レー ン比表面積 4680 cmソ g ま で粉砕し、 こ れを気流分級機で分級し、 ブ レー ン比表面積 14100 crf/gの微粉ス ラ グを得た。

こ れを NaOH水溶液 （濃度 3 M) 8重量部と K0H水溶液 （濃度 3 M) 2重量部の混合溶液中で反応させて、 BET比表面積 140m の表面改 質ス ラ グを得た。

こ の表面改質ス ラ グを実施例 10の BET比表面積 100 m/gの表面改 質ス ラ グに代えて、同様な方法で成形体を得た。 得られた成形体（ F) の吸放湿特性を調べるため平衡含湿率の測定を行った。 ま た同様な 方法で実施例 10の成形体（ E ) と比較例 1 の成形体（ C )および天然木 材の ヒ ノ キ（ G )について も行っ た。

平衡含湿率の測定は、 以下に示す方法によ り行った。 ①試料寸法は、 3 cm立方体と した。

②恒湿容器！ ¾温度は、 20 ± 0. 5 で と した。

③各恒湿容器內の湿度は、 表 8 に示す 5段階の結晶共存状態の塩飽 和水溶液によ り一定に保った。

④試料は、 105土 2 'Cで恒量となるまで乾燥し、 絶乾質量を測定した

⑤試料をまず段階 1 の恒湿容器内に入れ恒量とな ったこ とを確認し た後、 J®次段階 2、 3、 4、 5 へと移し、 それぞれの舍湿率を以下 の式で算出 した。 恒量時の質量一—絶乾 K量

含湿率- x l00 (wt ¾ )

絶乾質量

表 8

第 5 図に平衡舍湿率曲線を示す。 こ の様に本実施例の成形体は、 優れた吸放湿特性を有する こ とが明 らかである。

実施例 20、 21

実施例 10の配合でポ リ マ ー混和剤の SBBに代えてァ ク リ ル変性ェ ポ キ シ樹脂（三井東圧化学製 ア ルマ テ ッ ク ス ） を配合し、 同様な方 法で成形体を得た。 得られた成形体の物性を表 9 に示す。 表 9

こ の様に ア ク リ ル変性エ ポ キ シを用 い る こ と に よ り 、 耐傷付性が 良好で しかも不燃性に優れた成形体が得 られる。

実施例 22

実施例 10の配合でポ リ マ 一混和剤と して SBKに代えて SBRとァ ク リ ル変性エ ポ キ シ樹脂 （三井東圧化学製 ア ル マ テ ッ ク ス） の 2種 類を配合し、 同様な方法で成形体を得た。 得られた成形体の特性を 表 10に示す。

表 10

この様に SBBとァク リ ル変性エポキシを併用するこ とによ り曲げ 強度の高い成形体が得られる。

実施例 23

実施例 10の配合を基準にガ ラ ス繊維の璣維县と して 6、 13、 25 m のものを用い、 配合量を 3 、 5、 8、 10重量部に変えて実施 Π 0と 同様な方法で成形体を得た。

得られた成形体の物性を第 6図に示す。 図中、 白丸は繊維县が 6 Mの ものを、 バッは線維县が 13 Mのものを、 そ して四角は襪維县が 25 «aのものをそれぞれ示している。

実施例 24

実施例 10の配合でガ ラ ス繊維 5重量部に代えて ピ ッ チ系炭素綣維 (呉羽化学工業製） 3重量部を配合し、 同様な方法で成形体を得た 得られた成形体の物性を表 11に示す。 表 10

こ の様に SBRと ァ ク リ ル変性エ ポ キ シ を併用 す る こ と に よ り 曲 げ 強度の高い成形体が得 られる。

実施例 23

実施例 10の配合を基準にガ ラ ス繊維の繊維县と して 6、 13、 25蘭 の も のを用い、 合量を 3、 5、 8 、 10重量部に変えて実施例 1 0と 同様な方法で成形体を得た。

得 られた成形体の物性を第 6 図に示す。 図中、 白丸は繊維县が 6 suaの も のを、 バッは繊維县が 13 の も のを、 そ して四角は繊維县が 25蘭の も のをそ れぞれ示 して い る。

実施例 24

実施例 10の配合でガ ラ ス繊維 5 重量部に代えて ピ ッ チ系炭素繊維 (呉羽化学工業製） 3 重量部を配合し、 同様な方法で成形体を得た 得 られた成形体の物性を表 1 1に示す。 表 11

こ の様に炭素繊維を用いる こ とにより、 軽量で強度の高い成形体 を得る こ とができ る。

実施例 25〜28

実施例 1 〜 4 の成形体製造用原料と同一の BET比表面積 100 rrf /g の表面改質ス ラ グを用いた。

上記の表面改質ス ラ グ 100重量部に対し、 ポ リ エチ レ ン合成パル プ （SW P - E790三井石油化学工業製） を各々 5 、 10、 20、 30重量部 (面形分と して） の水中分散液を加えて混練し、 こ のス ラ リ ーを型 捽に注入し、 徐々に加圧脱水しながら成形した。 こ の成形体を 60で で 15時藺さ らに 110 'Cで 5時閭乾燥し、 第 1図に示す軽量成形体を 得た。

比較例 3

非晶質ケィ酸粉末と消石灰とを S i 0₂ ： CaOのモル比が 1 ： 1 とな るよ う調合し、 こ れに 5倍量の水を加え、 90でで 3時間反応させ、 まず C— S — Hゲル （C ： Ca0、 S ： S i 0₂、 H ： H ₂0) を得た。

次に こ のス ラ リ ーに 3倍量の水を加え、 オー ト ク レープにて 209 ΐ、 1 9kg f /cm ² Gの条件で撹拌 しなが ら 3 時間反応させケ ィ 酸カ ルシ ゥ ム水和物を得た。 得 られた水和物は粉末） ί線面折に よ り ゾノ ト ラ ィ ト で あ る こ とを確認 した。

表面改質ス ラ グを上記の ゾノ ト ラ イ ト に、 そ して合成パルプ 10重 量部をポ リ マ ー混和剤 （ス チ レ ンブタ ジヱ ン共重合体ラ テ ツ ク ス ） に変更 し、 実施例 2 と同様に して軽量成形体を得た。

物性試験結果を表 12に示す。

表 12

レ^ 0

1 ΛΛ

表面改質スラグ inn Λ u 配

合 ケィ酸力) ゥム水和物

0 0 0 0 100 (ゾノ トライ ト）

合成パルプ 5 10 20 30 0 部

ポリマ-混和剤 (SBR) 0 0 0 0 10 かさ比重 (gん 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 物 曲げ強度 (kgf/c 10 19 28 37 16 性 加工性 〇 〇 〇 〇 〇

燃焼性 不燃 不燃 不燃 燃焼 不燃 研粒 + 1190^ 41 48 58 67 8 削度

690〜1190卿 11 12 15 16 11 の布

29マ〜 580卿 9 12 7 9 27

(wt¾) -291 urn 39 28 20 8 54 鏡面光沢度 Gs (75° ) 31 49 53 64 21 \ t 表 12よ り、 合成パルプを添加する こ と によ り 、 ポ リ マーに比べ加 ェ時の粉塵を低減でき、 研磨面も美しい光沢を示すこ と がわかる。 実施例 29

実施例 26の配合に、 ガ ラ ス繊維 （ E ガ ラ ス の チ ョ ッ プ ド ス ト ラ ン ド、 13am县、 日東紡績製） 5重量部の水中分散液を加え同様に して 軽量成形体を得た。

比較例 4

比較例 1 の ゾノ ト ラ イ ト粉末 100重量部に実施例 29と同じ合成パ ルプ 10重量部およびガラ ス繊維 5重量部の水中分散液を加え、 比較 例 3 と同様に して軽量成形体を得た。

両成形体の物性試験結果を表 13に示す。

表 13

こ の試験結果から表面改質ス ラ グを用いた成形体は、 ゾノ ト ラ イ トを用いた成形体に比べ強度特性に優れる こ と がわかる。

実施例 30〜 32

実施例 1 と同じ表面改質ス ラ グ 100重量部に、 合成パルプ （SWP- B790. 三井石油化学工業製） 、 ポ リ マ一混和剤 （ス チ レ ンブ タ ジェ ン共重合体ラ テ ッ ク ス、 N i po l LW - 438C . 日本ゼオ ン製）、 ガ ラ ス 繊維 （ E ガ ラ ス のチ ョ ッ プ ドス ト ラ ン ド、 13 as县、 日東紡績製） を 表 14に示す配合で加え、 同様に して軽量成形体を得た。

得られた成形体の物性試験結果を表 14に示す。 表 14

こ の試験結果から合成パルプ及びポ リ マー混和剤の配合によ り強 度向上が可能であ り、 ま た具体的な配合物に もよ るが、 概して燃焼 性の面からその合量が 20 %以下である こ とが望ま しい こ とがわかる 実施例 33

実施例 30の配合に、 カ チオ ン型凝集剤 （サ ン フ ロ ッ ク C454、 三洋 化成工業製） を 0. 5 重部 （ポ リ マー混和剤 1 重量部に対し 0. 5重量 部） を添加し、 加圧脱水成形時における排水中へのポ リ マ ー の混入 状況を実施例 30と比較し観察した。

実施例 30 (凝集剤無添加） で は、 排水中に若干のポ リ マ —混入が 認め られたが、 実施例 33 . (凝集剤添加） では認め られなかつ た。 こ の様に凝集剤を使用する こ と によ り 、 成形時の饞水性 （脫水性） を向上させる こ とができ、 排液処理を容易にする こ とができた。

実施例 34〜36

実施例 33の配合に軽量骨剤 （ シ ラ ス バルー ン、 かさ密度 0.24、 三 機工業製） を表 15に示す配合で加え、 同様に して軽量成形体を得た。

得られた成形体の物性試験結果を表 15に示す。 '

表 15

こ の試験結果から軽量骨材の配合によ り、 さ らに軽量化を図る こ とが出来、 また、 加工性の面から配合量は 60 %未溝が望ま しいこ と がわ■力、る。

実施例 37

実施例 34の配合を基に顔料による成形体の着色試験を行った。 顏 料はダイ ピロキサイ ドカ ラーのイ エ n— (Ti- Sb- Ni系）、ブラ ウ ン（Fe - Zn系） 、 グ リ ー ン（Ti- Zji- Ni- Co系〉 及びブル _ (Co-M- Zn系） の 4 種 （いずれも大日精化製） を用いた。 表面改質ス ラ グは吸着性が良好であ り、 色む らがな く 均一な着色 が可能であ っ た。

実施例 38

実施例 25〜 28において作製した B E T比表面積 100 nf /gの表面改 質ス ラ グを 450 'C で 4時間加熱脱水処理し、 B E T比表面積を 120 nf /gまで向上させた表面改質ス ラ グを得た。

こ の 120 nf /gの表面改質ス ラ グを用いて実施例 33と同様に して軽 量成形体を得た。

物性試験結果を表 16及び第 7 図に示す。

表 16

本実施例品 （ A ) と実施例 33 ( B ) の も のの吸放湿特性を測定し た結果を第 7 図に示す。 吸湿曲線は 20 °Cで R Hを 50 %から 90 %に高 めた と き の重量変化を経時的に測定して得 られた も のであ り、 放湿 曲線は 20 'Cで R Hを逆に 90 %から 50 %に下げた と き の重量の柽時変 化を示している。 表 16及び第 7 図の結果は 120 nf /gの表面改贅ス ラ グの使用によ り 比強度 （強度 Z比重） および吸放湿特性の向上が可能とな る こ とを 示 している。

実施例 39〜 41、 比較树 5 、 6

実施例 1 〜 4で作製した表面改質スラ グと比較例 1 で作製したケ ィ酸カルシウ ム水和物 （ゾノ ト ラ イ ト ） を表 1 に示す割合で混合し こ れにポ リ マ 一混和剤 （エチ レ ンブタ ジエ ン共重合体ラ テ ッ ク ス、 N i p- o l LX- 438C. 日本ゼオ ン製） を 10重量部 （固形分と して） 及び 水を加えて混練し、 こ のス ラ リ ーを型枠に注入し、 徐々に加圧脱水 しながら成形した。 こ の成形物を 60 'Cで 15時藺さ らに 110。Cで 5時 間乾燥し、 第 1 図に示す軽量成形体を得た。

物性試験結果を表 17及び第 8 図に彔す。

表 Γ7

比較例 5 実施例 39 実施例 40 実施例 41 比較例 6 ,

配 1表面改質スラグ 100 70 50 30 0 ！ 入 ；

'口

ケィ酸お ゥ A水和物

0 30 50 70 100 量 (ゾノ トライ ト）

部

混和剤 (SBE) 10 10 10 10 10 かさ比重 (g/cm³) 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 曲げ強度 (kgf/cm 21 21 18 17 16 物 加工性 〇 〇 〇 〇 〇 性 不燃-性 不燃 不燧 不燃 不燃 不燃 1 县さ変化率 探 -0.078 -0.071 0.060 0.048

(%) 吸水 +0.105 +0.084 0.067 0.052 +0.033 漏生 （秒) 820 710 650 630 610 実施例 39(B )、 実施例 40(C)の実施例 41(D)、 比較例 5 (A)及び 比較例 6 ( E )の各軽量成形体の吸放湿特性を測定した結果を第 8 図 に示す。 吸湿曲線は 20 'Cで R Hを 50 %から 90 %に高めたと き の重量 変化を経時的に測定して得られた も のであり、 放湿曲線は 20 °Cで R Hを 90 %から 50 %に下げた と き の重量の経時変化を示している。 表 17及び第 8 図の結果から、 表面改質ス ラ グは吸湿、 吸水性が非 常に良好であ り、 優れた吸放湿特性を示す。 一方、 县さ変化率ゃ濾 水時間などは、 ゾノ ト ラ イ ト に比べればやや大き いが、 寸法安定性- 成形性に対する要求が大き ければ、 ゾノ ト ラ イ ト を混合する こ とで 改善でき る。 ゾノ ト ラ イ ト の混合によ り吸放湿性が低下する ので、 表面改蜇ス ラ グとゾノ ト ラ イ ト の混合割合は、 それぞれの要求性能 に応じて決定すればよい。

実施例 42

実施例 39の配合にガ ラ ス繊維 （ Eガ ラ ス のチ ヨ ッ プ ドス ト ラ ン ド， 13纖县、 日東紡績製） 5重量部の水中分散液を加え、 同様に して軽 量成形体を得た。

成形体の物性試験結果を比較例 2 と比較して表 18に示す。

表 18

実施例 42 比較例 2 配 表面改質ス ラ グ 70 0

合

ケィ酸力 ftシゥ λ水和物（ゾゾトライト） 30 100 ポリマ-混和剤 （SBR) 10 10 部

ガ ラ ス繊維 5 5 かさ比重（g/on³) 0.50 0.50 物 曲げ強度（kgf/cif) 78 69

性 加工性 〇 〇

燃焼性 不燃 不燃 表 18の結果から表面改質ス ラ グとゾノ ト ラ イ ト混合系の方が強度 特性に優れている こ とがわかる。

実施例 43

実施例 42の配合に、 カチオ ン型凝集剤 （サ ンフロ ッ ク C454、 三洋 化成工業製） を 0. 5重量部 （ポ リ マー混和剤 1 重量部に対し 0. 1重 量部） を添加し、 加圧脱水成形時における排水中へのポ リ マーの混 入伏況を実施例 42と比較し観察した。

実施例 42 (凝集剤無添加） では、 排水中に若干のポ リ マー混入が 認め られたが、 実施例 43 (凝集剤添加） では認め られなかった。

この様に凝集剤を使用する こ とにより、 成形時の濾水性 （脱水性） を向上させる こ とができ、 排液処理を容易にする こ とができた。

実施例

実施例 43の配合において、 ポ リ マー混和剤を 5重量部に変更し、 ポ リ エ チ レ ン合成パルプ （SWP - Ε790、 三井石油化学製） 5重量部の 水中分散液およびカチォ ン型凝集荊 0 . 5重量部を加えて、 同様に し て軽量成形体を得た。

比較例 7

比較例 2 の配合において、 ポ リ マ —混和剤を 5重量部に変更し、 実施例 44と同じ合成パルプ 5重量部およびカチオ ン型凝集剤 0. 5重 量部の水中分散液を加えて、 同様に して軽量成形体を得た。

雨成形体の物性試験結果を表 19に示す。 表 19

表 19の結果から表面改質ス ラグとゾノ ト ラ イ ト混合系の方が強度 特性に優れている こ とがわかる。 実施例 45〜 47

実施例 44の配合に軽量骨材 （ シ ラ ス バ ル ー ン 、 かさ密度 0 . 24、 三 機工業製） を表 20に示す配合で加え、 同様に して軽量成形体を得た 得 られた成形体の物性試験結果を表 20に示す。

表 20

こ の試験結果は軽量骨材の配合により さ らに軽量化を図る こ とが でき る こ とを示している。 なお加ェ性の面から配合量は 60 %未溝が 望ま しい。

実施例 48

実施钶 45の配合を基に顔料による成形体の着色試験を行った。 顔 料はダイ ピ ロ キサイ ドカ ラ ーの イ ェ ロ ー （Ti- Sb- Ni系） 、 ブ ラ ウ ン (Fe-Zn系）、 グ リ ー ン（Ti- Zn- Ni- Co系） 及びブル一（Co- Al - Zn系） の 4種 （いずれも大日精化製） を用いた。

表面改質ス ラ グは吸着性が良好であり、 色むらがな く 均一な着色 が可能であった。

実施例 49、 比較例 8

実施例 1 〜 4 において作製した B E T比表面積 100 irf /gの表面改 質ス ラグを 450'Cで 4時藺加熱脱水処理し、 B E T比表面積を 120 rf /gまで向上させた表面改質ス ラ グを得た。

上記 120 m' / g の表面改質ス ラ グを用いて実施例 44と同様に して 軽量成形体を得た。

物性試験結果を表 21、 第 9 図に示す。

表 2 1

実施例 49の軽量成形体（ F )の吸放湿特性を比較例 8 の軽量成形体 ( G ) と同様に して測定 した結果をあわせて第 9 図に示す。

表 2 1及び第 9 図の結果は 120 nf / gの表面改質ス ラ グの使用によ り 比強度 （強度 Z比重） および吸放湿特性の向上が可能とな る こ とを 示 してい る。

実施例 50〜 55

ガラ ス質高炉ス ラ グをボールミ ルでブ レ ー ン比表面積 4500 crf / gま で粉砕し、 これを分級原料と し気流分級機にて分級し、 ブ レ ー ン比 表面積 14000 cmソ gの微粉スラグを得た。

こ の微粉ス ラ グを瘟度が 90 °Cでかつ濃度が 3規定の NaOH溶液 100 に対し 5 gの割合で添加し、 3時間撹拌処理する こ とによ り B E T比表面積 100 m' / g の表面改質ス ラグを得た。 この表面改質ス ラ グ を充分に水法してアル力 リ分を除去し、 乾燥して成形体製造用原料 と して用いた。

上記の表面改黉ス ラグ 100重量部に、 焼石膏（吉野石膏製） を表 22に示す配合で加え、 さ らにポ リ マー混和剤 （スチ レ ンブタ ジエ ン 共重合体ラ テ ッ ク ス、 Ni po l LX- 458C . 日 本ゼォ ン製） 10重量部 (固形分と して） およびガラ ス雄維 （ Eガラ スのチ ョ ッ プ ドス ト ラ ン ド、 13 m县、 S東紡績製） 5重量部の水中分散液を加えて混練し こ のス ラ リ一を型枠に注入し、 徐々 に加圧脫水しながら成形した。 こ の成形物を 60 1Cで 15時間さ らに 110てで 5時間乾燥し軽量成形体 を得た。

物性試験結果を表 22に示す。

表 22 比較例

実施例 50 実施例 51 実施例 52 実施例 53 実施例 54 実施例 55 比較例 2

(実施例 9 ) 表面改質スラグ 100 100 100 100 100 100 100 0 配 ケィ酸カ1 ½水和物

U π υ U U υ η U υ

合 <■、 ノ ト， ラノイ ト） i 石コゥ 10 30 50 70 100 150 0 0 C

CO

m

里

部 ボリマ-混和剤 (SBR) 10 10 10 10 10 10 10 10

>— '

ガラス繊維 5 5 5 5 5 5 5 5 かさ比重 (g/crf) 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 物 曲げ強度 (kgf/dl) 85 92 101 94 88 72 82 69 性 加工性 O 〇 〇 〇 〇 厶 〇 〇 燃焼性 不燃 不燃 不燃 不燃 不燃 不燃 不燃 不燃

表 22の結果は焼石コ ゥ の配合により、 軽量成形体の加工性及び不 燃性を損なわずに強度向上が可能である こ とを示している。

実施例 56

実施例 52の配合に、 カチォ ン型凝集剤 （サ ンフ ロ ッ ク C454、 三洋 化成工業製） を 1重量部 （ポ リ マー混和剤 1 重量部に対し 0 . 1重量 部） を添加し、 加圧脱水成形時における排水中へのポ リ マーの混入 状況を実施例 52と比較し観察した。

実施树 52 (凝集剤無添加） では、 排水中に若干のポ リ マー混入が 認め られたが、 実施例 56 (凝集剤添加） では認め られなかった。

こ の様に凝集剤を使用する こ と によ り 、 成形時の饞水性 （脫水性） を向上させる こ とができ、 排液処理を容易にする こ とができた。

実施例 57〜 59

実施例 50〜 55と同じ表面改踅ス ラグ 100重量部、 焼石コ ゥ 50重量 部、 ガラス線維 5重量部の水中分散液に表 23のよ う にポ リ マ ー混和 剤及びカ チオ ン型凝集剤配合量を変えて同様に して軽量成形体を得 た。

得られた成形体の物性試験結果を表 23に示す。

表 23

比較例 9

実施例 57の配合で焼石コ ゥを加えないで同様に して成型体を得た 表 23の結果は石コ ゥ の添加によ り、 ポ リ マ ー混和剤を低減しても 無添加の ものと同等の強度が確保でき る こ とを示している。

実施例 60

実施例 59の配合にポ リ ヱチ レ ン合成パルブ （ SWP- E790、 三井石油 化学工業製） 5重量部の水中分散液を加え同様に して軽量成形体を 得た。

得られた成形体の物性試験結果を表 24に示す。 表 24

表 24の結果は合成パルプの添加によ り加工時の粉塵低滅、 表面光 沢の向上ができ る こ とを示している。

実施例 61

実施例 60の配合において、 表面改質ス ラ グ 70重量部と し、 比較树 1 で調製したケィ酸カ ル シ ウ ム水和物 （ゾノ ト ラ イ ト） 30重量部と し、 同様に して軽量成形体を得た。

得られた成形体の物性試験結果を表 25に示す。 表 25

表 25の結果から寸法安定性、 成形性の向上のため、 表面改質ス ラ グの一部をゾノ ト ラ イ ト に置換える こ とができ る こ とがわかる。 実施例 62〜 64

実施例 61の配合において 、 軽量骨材 （ シ ラ ス バ ル ー ン 、 かさ密度 . 24、 三機工業製） を表 26に示す配合で加え、 同様に して成形体を 得た。

物性試験結果を表 26に示す。 比較例

実施例 62 実施例 63 実施例 64

1 (実施例 61)

表面改質スラグ 70 70 70 70 配 ケィ酸 シゥ λ水和物

U oU n U

(ゾノ トライト）

合

骨材（クラス ン） 0 10 30 50

焼 コゥ 50 50 50 50 ポリマ-混和剤 (SBR) 5 5 5 5 里

合成パルプ 5 5 5 5 部

ガラス線維 5 5 5 5

0.5 0.5 0.5 0.5 かさ比重 (g/cd) 0.50 0.48 0.45 0.41 物 曲げ強度 (kgf/αέ) 95 92 80 61 性 加工性 ！ o ！ 〇 〇 Δ

1

1 画生 | 不 ¾ 1不燃 1 不燃 不燃 表 26の結果は軽量骨材の配合によ り さ らに軽量化、 断熱性の向上 を図る こ とができる こ とを示している。 なお、 加工性の面から配合 量は本実施例では 50%未溝が望ま しい。

実施例 65 .

実施例 62の配合を基に顔料による成形体の着色試験を行った。 顔 料はダ イ ピ ロ キサ イ ド カ ラ ー の イ エ π —（T i - Sb - N i系）、ブ ラ ウ ン（Fe - Zn系） グ リ ー ン （n -Zn- Ni-Co系）及びブル— （Co- Α1-Ζ·η系） の 4 種 （いずれも大日精化製） を用いた。

表面改質ス ラ グは吸着性が良好であり、 色むらがな く 均一な着色 が可能であった。 実施例 66

実施例 50〜 55に お いて作製した B E T比表面積 100 n /gの表面改 資ス ラ グを 450 °Cで 4 時間加熱脱水処理し、 B E T比表面積を 120 nf /gまで向上させた表面改質ス ラ グを得た。

120nf/gの表面改質ス ラ グを用いて実施例 61と同様に して軽量成 形体を得た。

物性試験結果を表 27及び第 10図に示す。

表 27

本実施例品 （ A ) と実施例 61 ( B ) の も の の吸放湿特性を測定し た結果を第 10図に示す。 吸湿曲線は 20°Cで R Hを 50 %から 90 %に髙 めた と き の重量変化を鉉時的に測定して得られた も のであ り、 放湿 曲線は 20でで R Hを逆に 90 %から 50 %に下げた と き の重量の経時変 化を示している。

表 27及び第 12図の結果は 120 m' / gの表面改質ス ラ グの使用によ り - 比強度 （強度ノ比重） および吸放湿特性の向上が可能となる こ とを 示している。

実施例 67

B E T比表面積 100 nf の表面改質ス ラグ 100重量部にポ リ マー 混和剤と してエチ レ ン酢酸ビュル（ E V A ) (モ ビ ト ン J、 へキス ト 合成製） を固形分と して 10重量部、 Eガラ ス線維 （チ ヨ ッ プ ドス ト ラ ン ド 25 ) を 5重量部、 水 390重量部を加えて混練し、 更に凝集 剤と してサ ンロ ッ ク C454 (三洋化成工業製） をポ リ マー混和剤 1 重 量部に対し 0. 10重量部を添加し、 加圧脱水作成した。 この成形体を 60 1で 15時閭、 110 'C で 5時藺乾燥し、 かさ密度 0. 50g/ の軽量成形 体を得た。 表 28に比較材と して市販の人造木材 （ゾノ ト ラ イ ト系、 商品名 ： ゥ ッデイ セ ラ ム 宇部興産製） と の性能比較を示す。

表 28

本実施例品.67 ( A ) と市販品である比較例品（ B ) と ヒノ キである 比較例品（ C ) と の吸放湿特性を測定した結果を第 11図に示す。 本 発明の方法により得られた軽量成形体はヒ ノ キに近い調湿性を持 ている こ とが判る。

実施例 68

B E T比表面積 100 nf /gの表面改質ス ラ グ 100重量部にポ リ ェチ レ ン合成パルプ （商品名 ： SWP-E790 〔三井石油化学工業製〕 ） を 10重 量部、 ガ ラ ス繊維 3.0重量部、 水 400重量部を加えて混練 し、 こ れに 凝集剤 （サ ン フ ロ ッ ク C454 〔三洋化成工業製〕 ） 0. 1重量部を加え て加圧脱水成形した。 こ の成形体を 110でで 15時間乾燥した。

次いで、 前述の組成 （実施例 68 ) に更にポ リ マー混和剤 （スチ レ ンブタ ジ エ ン共重合体ェ マルジ ヨ ン Nipol Lx-438C 〔日本ゼオ ン製〕 ） 5重量部を加えて （実施例 69) 同様に軽量成形体を得た。

表 29に人造木材 （宇部ゥ ッ デ イ セ ラ ム） と本発明の軽量成形体と の特性値の比較を示す。

性能評価は、 木材用切断機の切削屑の粒度分布 （標準篩を使用 し て区分した粒度別％ ) と JIS Z 8741一 1962によ る光沢度によ り行つ た も ので あ る。

表 29

*吸湿量は JIS A 2104 - 1957 (24時間吸水）

以上の結果から、 合成パルプを添加する こ と に よ り粉塵の発生を 防止し表面光沢の向上効果が得 られる こ とが判る。 産業上の利用分野

本発明の軽量成形体は安価な高炉ス ラ グの改質品を使用 したにも かかわらず基本的な性状、 物状の違いから、 従来のゾノ ト ラ イ ト等 の針状性のケィ酸カ ル シ ウ ム水和物使用品よ り も特に調湿機能が優 れている。 無機粉体と しての健康への影響も実質的に無いと、 容易 に推察される。 表面改質ス ラ グはゾノ ト ラ イ ト よ り も多 く の結晶水 をもつこ とから、 自己消化性も期待できる。 また、 切新、 切削、 釘 打ち等の加工特性も良好であ り、 不燃で寸法変化がほとんどないこ と、 腐朽、 変質等のおそれがない等の特性を併せて有している。 ま た、 合成パルプを添加した場合は、 加工特性が優れ、 加工時の発塵 が低減し、 さ らに、 表面光沢が優れ、 成形体の加工成形時の瀘水性 が向上する。 ゾノ ト ラ イ ト等の結晶水量が少な く 、 かつ針状性の高 いケィ酸力'ルシ ゥム水和物を添加した場合は、 耐熱性、 寸法安定性 成形時の濾水性等が向上する。 石コ ゥを添加した場合は、 不燃性低 下等の問題を生じないで曲げ強度等の強度が高ま る。

Claims

請 求 の 範 囲

. ガ ラ ス質高炉ス ラ グ粉末をア ル力 リ 水溶液でガ ラ ス の溶解反応 と水和反応によ り 改質して得られる粉末又はこ の粉末をさ らに加 熱脱水した粉末とポ リ マー混和剤とを含有してなる軽量成形体。 . 補強繊維、 凝集剤、 軽量骨材、 增粘剤、 分散剤及び顔料の う ち の 1 種以上をさ らに舍む請求の範囲第 1 項に記載の軽量成形体。 . ガ ラ ス質高炉ス ラ グ粉末を ア ル力 リ 水溶液でガ ラ ス の溶解反応 と水和反応によ り 改質して得 られる粉末又はこ の粉末をさ らに加 熱脱水した粉末と合成パルプ とを含有してなる軽量成形体。

. 補強繊維、 ポ リ マー混和剤、 凝集剤、 軽量骨材、 増粘剤、 分散 剤及び顔料の う ちの 1 種以上をさ らに含む請求の範囲第 3 項に記 载の軽量成形体。

. ガラ ス質高炉ス ラ グ粉末をア ル力 リ 水溶液でガ ラ ス の溶解反応 と水和反応によ り改質して得 られる粉末又はこ の粉末をさ らに加 熱脱水した粉末と、 針状ない し繊維状のケ ィ酸カ ル シ ウ ム水和物 及びポ リ マ 一混和剤とを含有してなる軽量成形体。

. 補強繊維、 凝集剤、 合成パルプ、 軽量骨材、 增粘荊、 分散剤及 び顔料の う，ち 1 種以上をさ らに含.む請求の範囲第 5 項に記載の軽 量成形体。

. ガラ ス質高^ス ラ グ粉末をア ル力 リ 水溶液でガラ スの溶解反応 と水和反応によ り 改質して得 られる粉末又はこ の粉末をさ らに加 熱脫水した粉末と、 水硬性石コ ゥ及びポ リ マ ー混和剤とを舍有し て な る軽量成形体。

. 補強繊維、 凝集剤、 合成パルプ、 針状ない し繊維状のケ ィ 酸力 ル シ ゥ ム水和物、 軽量骨材、 増粘剤、 分散剤及び顔料の う ち の 1 種以上をさ らに含む請求の範囲第 7 項に記載の軽量成型体。

9 . ガラス質高垆ス ラ グ粉末をアル力 リ水溶液でガラスの溶解反応 と水和反応によ り改質して得られる粉末に、 ポ リ マ一混和剤、 補 強線維、 水を加えて混練し、 更に凝集剤を加えて加圧脱水成形し 乾燥せしめる こ とを特徵とする軽量成形体の製造方法。

10. ポ リ マー混和剤の添加量を、 ア ルカ リ 改質スラ グの重量に対し 3 〜 20 %と した請求の範囲第 9項に記載の軽量成形体の製造方法

11. 補強縫維の添加量を、 アルカ リ改質ス ラ グの重量に対し、 2〜 10 %と した請求の範囲第 9項に記載の軽量成形体の製造方法。

12. ガ ラ ス質高炉ス ラ グ粉末をア ル力 リ氷溶液でガ ラ ス の溶解反応 - と水和反応によ り改踅して得られる粉末に、 合成バルブ、 補強線 維、 水を加えて混練し、 更に凝集剤を加えて加圧脱水成形し、 乾 燥せしめる こ とを特徵とする軽量成形体の製造方法。

13. ガラ ス質高炉ス ラ グ粉末をァル力 リ水溶液でガ ラ ス の溶解反応 と水和反応によ り改質して得られる粉末に、 合成パルプ、 補強繊 維、 ポ リ マー混和剤、 水を加えて混練し、 更に凝集剤を加えて加 圧脱水成形し、 乾燥せしめる こ とを特徵とする軽量成形体の製造 方法。