JPH01317148A - 乾式加圧無機質軽量建材の製法 - 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、無機質軽量建材の製法に関するものであり、
更に詳細には、該建材を連続的に製造するという全く新
規な方法に関するものである。

しかも得られた建材は、軽いだけでなく耐熱性、断熱性
にすぐれ、有毒ガスの発生もなくすぐれたものであり、
したがって、本発明は、すぐれた性状の建材を効率的に
製造する新規にして卓越した方法に関するものである。

（従来の技術） 建物の高層化、また集合住宅の増加などにより耐火性、
断熱性、防音性に優れ、軽量でしかも物理的強度に優れ
た建材を効率的に造ることのできる技術が求められてい
る。従来、無機質軽量建材は特開昭６０−１６］３８０
、特開昭６１−９８８４６等に見られる様に無機質軽量
骨材に無機質接着剤の水ガラス又はポル１−ランドセメ
ント等を加えて混和し、型枠に詰めたままで乾燥、硬化
、成形し造られているが、接着剤としては水ガラス、又
はポル１ヘラン１〜セメントにほぼ同足以上の水が加え
られたペース１へ状のものが使われてきた。このため乾
燥硬化に時間を要し、製造工程上、流れ作業が中断され
るという大きな欠点を有していた１３例えば従来の方法
では骨材と接着剤を型枠に入れたまま一定時間、５０°
Ｃ〜１００℃程度に加熱し硬化、乾燥させるか又は常温
で数日間を要し硬化、乾燥させていた。

また、水分が除去されるさい、成形物が収縮、変形する
という欠点を有していた。そこで、この工程における欠
点を改善するため、速効性の有機質接着剤で無機質軽量
骨材を結着成形する技術か提出されているが（特開昭５
７−１４０３５７）、耐火性、燃焼ガスの発住問題から
みて最上のものとは言えないし、ここで得られた骨材は
、顆粒状を呈するものであっていわば骨材の素材であり
、本発明に係る建材とするにはこの顆粒を上記した常法
にしたがって型枠に入れて成形せねばならす、したがっ
てこの技術においても上記した欠点は避けられない。

（発明か解決しようとする問題点） 上記した従来技術は、いずれも、連続的に処理すること
ができないという決定的な欠点は避けられないが、その
解決策として有機系の材料を用いたのでは有毒ガスの発
生等最近特にクローズアップされている公害問題や安全
性の問題があるために、有機材料を使用することはでき
ない。

そこで本発明は無機材料を用いて軽量建材を製造するこ
とを新規な目的として設定した。

つまり、本発明の目的は、無機質軽量骨材を無機質接着
剤で接着し、無機質軽量建材を製造するにさいし、短い
時間で成形し、連＆″と的流れ作業を可能にし、また、
乾燥硬化時の収縮変形を少なくすること、かつ物理的性
状に優れた製品を１；）ろことにある。

（問題点を解決するための手段） 発明者らは無機質軽量骨材を無機質接着剤で結着させる
方法において、上記の問題点を解決ずろために接着剤の
水分を可及的に少なくし、かつ骨材表面に接着剤を均一
に分布させ、短い時間で成形させる方法による、連続的
流れ作業が可能な製法の確立を日桁して研究を進めてき
た。

そして研究の結果、焼成ヒル石又は／及び焼成シラスを
主体とする無機質軽量建材を特に選択し、これに水力ラ
ス及び水ガラス硬化剤を混和したところ、予期せざるこ
とに、流動性にずくれたさらさらした粉状体が得られた
。しかも更に予期せさることに、このようにして得た粉
状体を成形型に連続的に入れながら加圧成形した後、こ
れ髪取り出し加熱したところ、完全に接着固化すること
、及び、これらの作業が中断することなく連続的に実施
しても何ら支障のないことを新たに発見した。

本発明は、この新知見、つまり、成形型に充填するまで
は（従来法のように粘度の高いペース１〜状ではなく）
自由流動性を有するにもかかわらず、これを加圧成形す
ると短時間に接着固化するという、本来両立しえない２
つの性質（自由流動性と接着固化）を同時併有する組成
を発見し、この新知見に基づき更に検討の結果完成され
たものである。

本発明の要点は無機質軽量骨材を無機質接着剤で結着さ
せて無機質軽量建材を造るにさいし、含水旦の少ない濃
厚な水ガラス系接着剤が、選ばれた骨材即ち焼成ヒル石
、焼成シラスに、混和により均一に分布しやすいこと、
そして、骨材、水ガラス、水ガラス硬化剤からなる混和
物の水分含量が４０重量％以下であるときはさらさらし
た流動性を持つ粉体となること、この粉体を成形型に詰
めると流動性があるため均一に分散しやすいこと、次に
成形型に詰められた粉体を０．５〜５．０　ｋｇ／ｄの
圧力で加圧成形すると成形物は移動、運搬等の操作では
変形あるいは破損しない程度の物理的強度を持つこと、
そのため、加圧成形物を加圧終了後、成形型から取り出
し、枠外で乾燥硬化することが可能になったこと、そし
てそのために、従来不可能とされていた無機質軽量建材
の連続製造が可能になったことにある。

次に、更に詳細に本発明について説明する。

本発明でいう焼成ヒル石とはヒル石を焼成することで造
られたもので、焼成バーミキュライトとして市販されて
いるもの（以下焼成バーミキュライトという）であり、
また焼成シラスとはシラスを焼成することで造られたも
ので、シラスバルーンとして市販されているもの（以下
シラスバルーンという）であり、共に粒状物からなる。

本発明においてはこれらを各々単独に用いてもよく、ま
た適宜配合して用いてもよい。そして本発明で用いられ
る無機質軽量骨材の６０重量％以」二が焼成バーミキュ
ライト又は／及びシラスバルーンとすると、本発明の効
果が更に期待できる。その他の配合骨材としてはカオリ
ン、フヨーライト（黒曜石焼成市販品）、バーライ１〜
（市販品）、ゼオライト、タルク、石灰石等常用される
材料が焼成品未焼成品を問わす広く使用される。なお、
酸性白土を用いると作業性が向−１−する。

その他、炭酸カルシラ１１、雲母（白雲母、金雲母、紅
雲母）等を使用すると更に有効である。またカラスファ
イバー、ロックウール、炭素繊維、パルプファイバー、
もみがら、麻、稲わら、麦わら、ジュロチップ等無機又
は有機のファイバー類、特に耐アルカリ性繊維状物を配
合しても、すぐれた効果が奏される。

本発明における無機系接着剤は、水ガラスを主成分とし
、これしこ水力ラス硬化剤と必要あれば他の成分を配合
してなるものである。

水ガラスとはＮａ７０　・ＩＩＳ］、０２　・ｘ１５　
（］て示される硅酸す１〜リウム含水物の濃水溶液で市
販されている、ＩＴＳ規格品をいう。　また、水ガラス
硬化剤とは公知の水ガラス硬化剤をいい、例えば珪弗化
す１〜リウ１１なとの珪弗化塩、燐酸マタネシウ１１な
どの燐酸塩、ホウ酸す［〜リウムなとのホウ酸塩などか
あるが、本発明でば緩効性硬化剤か適しており、特に珪
弗化す１〜リウムが好ましい。その他、テ１へラポリリ
ン酸すＩ〜ツリウムポリリン酸塩、リン酸三す１ヘリウ
１１、リン酸二す）〜リウム、リン酸す１ヘリウ１１、
メタホウ酸すＩヘリウｌ＼、硫酸カリウｌ＼、硫酸マグ
ネシウム、硫酸アンモニラ１１、ケイ酸カルシウム、酸
化亜鉛Ａ９も配合することてき、例えは硬化物の耐水性
や白化抑制をはかることができる。

これら原料を配合して粉状体をＪ１１製する際、ｄ＾合
工程は必らずしも加温、加熱する必要はなく、常４１Ｍ
ないしそれ以下の温度で実施すればよいか、１０°Ｃ以
下とすれば更に良い結果が得られる。

力”Ｌ成バーミキュライ１〜又は／及びシラスバルーン
を主体とする無機質軽量骨材１００重量部に対し水力ラ
スの配合星が６５重ｙＩ七％、特に５０重り１部より少
ないと結着力が弱く、　２００重量部より多いと建月の
比重が重くなり好ましくない。−４−記骨材１００重星
部に対し、水ガラス硬化剤は２３〜３５重是部、好まし
くは；３〜３０重ｆｉｔ部か水力ラスの硬化速度からみ
て適している。

焼成バーミキュライ１〜又は／及びシラスバルーンを主
体とする無機質軽量骨材に、水ガラス、水ガラス硬化剤
、必要により少量の水を加え混和機にかけて混和する。

このさい、水力ラス、水、水ガラス硬化剤の３者を混和
した後、これを骨材に混和するのが好ましい。得られた
混和物の水分含量は１０〜５０重量％、好ましくは２０
〜４０重量％とするのがよい。この水分含量は接着剤を
骨材に均一に分布させる必要最低限の量であり、また次
の工程の加圧成形に適した量であり、さらに乾燥時の収
縮、変形を防ぐに適した量である。そして、上記した必
要により少量の水を水ガラスに加える場合にも、最終混
和物の水分含量は１０〜５０重量％、好ましくは２０〜
４０重景％の重量内になるよう処理されなければならな
い。そして最も適した水分含量は骨材の種類、水ガラス
の使用量、季節の別によって決められるへきであるが、
通常より好ましい水分含量は２５〜３５重景％で重量。

焼成バーミキュライト又は／及びシラスバルーンを主体
とする無機質軽量骨材、水ガラス、水ガラス硬化剤を混
和し、混和物の水分含量が２０〜４０重量％であるとき
は、水ガラス系接着剤は」二記骨材の粒の表面に均一に
分布しやすく、水分は粒内に吸収されて混和物はさらさ
らした分散性のよい流動性を持つ粉体となってくる。こ
の粉体は、接着剤が硬化する前に、移動式加圧法やロー
ルプレス法等連続システムによ”って、成形型に詰めら
れ、０．５〜５．０　ｋｇ／ｃＪの圧力で加圧成形され
、圧力計の数値が一定に達した時点で成形型から取り出
される。この成形物は、成形物の移動、または運搬に耐
えうる程度の物理的強度を持っている。従って、本発明
においては、型に詰めたままで乾燥硬化させる必要がな
く、型から取り出してから乾燥硬化をはかることができ
る。そして乾燥硬化の処理は、成形物を常温下に作置す
る方法によっても良く、加温硬化させる方法によっても
良い。また、本発明においては、蒸散させるべき水分が
少なく、また成形の後に水分を蒸散させるため、成形物
の収縮、変形が少ない利点があり、さらに大型ブロック
状成形品を製造することが可能なので、このブロックを
切断して一定寸法の建材を造ることもできる利点を持っ
ている。なお、従来の多水分含量の接着剤を用いる方法
では、成形物が収縮するため正確な寸法の製品を得るこ
とが困難であった。

また本発明の方法によると、使用する材料が同じであっ
ても加圧成形時の圧力の調節により異なる性状の成形物
、すなわち比重、強度を異にするものを得ることができ
る。

本発明の方法で得られる成形品の見掛は比重は１．０以
下で軽く、　また耐火性、断熱性、防音性があり、物理
的強度にも優れ、床材、内壁材、天井材等の内装建材の
ほか、外壁材、カップ、屋根材等の外装建材などの建材
となり得るものである。

以下、実施例を述べる。

実施例１ 水力ラスの市販品（ＪＩＳａ号規格品）１０００ｇに、
水ガラス硬化剤として珪弗化ナトリウム２００ｇを加え
て混和し接着剤とした。この接着剤を、リボン型混和機
内で撹拌されている焼成バーミキュライト（粒状の市販
品）　１４００ｇを徐々に加え１０℃で１５分間混和撹
拌すると水分含址約２５重量％のさらさらした混和物の
粉体が得られる。吹に、移動式加圧法により、この粉体
を２０ｃｍ　Ｘ　２０ｃｍの大きさを持つ成形型に可及
的均一な厚みになるように詰め、］、、’Ｏｋｇ／ｃｏ
（の圧力て加圧成形した。圧力計が所定の値を示した時
点（通常３分以内）で加圧をやめ、成形物を取り出した
。得られた成形物は２０（：Ｉｌｌ　Ｘ　２０ｃｍＸ９
．８ｃｍの直方体であり、この成形物はロール式コンヘ
ヤーでの移動および手作業による倉庫への運搬などの作
業では変形、破損することはなかった。この成形物を加
熱乾燥硬化させた。この間、成形物の収縮、変形はみら
れなかった。乾燥硬化した後、この直方体成形物を２．
５ｃｍの厚さとなるように鋸で切断し、２０ｃｍ　Ｘ　
２０ｃｍ　Ｘ　２．５ｃｍの板状建材を得た。このもの
は物理的性状に優れ、釘、木ねし保持力も十分てあり壁
材などに適したものであった。なお、上記成形物の乾燥
硬化後の見掛は比重は０．５０であった。

実施例２ 水ガラスの市販品（ＪＴＳａ号規格品）］、０００ｇに
、水ガラス硬化剤としてテトラポリ燐酸ナトリウム３５
ｇ、珪弗化す１−リウム２００ｇおよび硫酸マグネシウ
ム３５ｇを加えて混和し接着剤とした。この接着剤を、
冷却しながらリボン型混和機内で撹拌されているシラス
バルーン５８０ｇに徐々に加えて約１５分間混和撹拌す
ると水分含量約３５重量％のさらさらした混和物の粉体
が得られる。次にこの粉体を、ロールプレス法によって
、２０ｃｍ　Ｘ　２０ｃｍの大きさを持つ成形型に可及
的均一な厚みになるように詰め２．１ｋｇ／ｃ＋＋？の
圧力で加圧成形した。圧力計が所定の値で一定になった
時点で加圧を止め、成形物を取り出した。得られた成形
物は２０ｃｍ　Ｘ　２０ｃｍ　Ｘ　６．５ｃｍの大きさ
直方体であった。この成形物を倉庫に移し加熱乾燥硬化
させた。この間、成形物の収縮、変形はみられなかった
。　この直方体成形物を２．０Ｃｍの厚さに鋸で切断し
、２０ｃｍ　Ｘ　２０ｃｍ　Ｘ　２．Ｏｃｍの板状建材
を得た。このものは耐火性、断熱性、防音性に優れ、物
理的強度も有しておりボード、パネル材などの芯材とし
て適していた。なお、この成形物の乾燥硬化後の見掛は
比重は０．４０であった。

１２一 実施例３ 水ガラスの市販品（ＪＩＳ３号規格品）１０００ｇに、
水５０ｇ、水ガラス硬化剤として珪弗化す１−リウム２
００ｇ、更にテトラポリ燐酸ナトリウム３５ｇ及び硫安
３５ｇを混和し接着剤とした。　この接着剤をリボン型
混和機内で撹拌されている焼成バーミキュライト（粒状
の市販品）７００ｇ、シラスバルーン（粒状の市販品）
２００．、、フヨーライ１〜（黒曜石焼成品、粒状の市
販品）　１００ｇ及び炭酸カルシラＡ１００ｇの混和物
に、徐々に加えて約１５分間混和撹拌すると水分含量約
３０重量％のさらさらした混和物の粉体が１９られる。

次にこの粉体を２０ｃｍ　Ｘ　２０ｃｍの大きさを持つ
成形型に可及的均一な厚みになるように連続的に詰め］
、Ｏｋｇ／ａｎｔの圧力か加圧成形した。圧力Ｈ１の値
が所定の値で一定になった時点で加圧を止め、成形物を
取り出した。得られた成形物は２０ｃｍ　Ｘ　２０ｃｍ
Ｘ］１ｃｍの大きさの直方体であった。この成形物を倉
庫に移し、加熱乾燥硬化させた。この間、成形物の収縮
、変形はみられなかった。この直方体形の成形物を鋸で
切断し２０ｃｍ　Ｘ　２０ｃｍ　Ｘ　１　、Ｏｃｍの板
状建材を得た。このものは耐火性、断熱性、防音性に優
れパネル材などの芯材、天井材などに適していた。なお
、この成形物の乾燥硬化後の見掛は比重は０．３５であ
った。

実施例４ 接着剤として水ガラス（ＪＩＳ３号規格品）１０００ｇ
、リン酸三ナトリウム３５ｇ、硫酸アンモニウム３５ｇ
、硫酸マクネシウム３５ｇ、　及び珪弗化ナトリウム２
００ｇを用い、炭酸カルシウムの代りにマイカ粉末及び
カーボンファイバーの当′Ｍ混合物を用いたほかは、実
施例３と同様の処理をくり返して、すぐれた成形物を連
続的に製造した。

（発明の効果） 本発明は焼成ヒル石又は／及び焼成シラスを主体とする
無機質軽量骨材と水分含量の少ない濃厚な水ガラス系接
着剤を混和し、水分含量の低い粉体を得、この接着剤を
含む粉体を加圧により連続成形するもので、型枠に入れ
たまま長時間かけて硬化結着させる従来の工程を排除し
ており、連続的流れ作業を可能にした効率的な無機質軽
量建材の製法である。また、本発明の方法によると乾燥
硬化時に収縮、変形することなく、加圧成形時の圧力の
調整により比重、物理的強度などの性状を異にする製品
を造ることができる利点も有している。従って、本発明
の方法は無機質軽量建材の製法として効率的、経済的で
あり、加えて変形のない高品質のものが得られ、従来の
方法に比して優れた製法と言い得るものである。

代理人　弁理士　戸　１）親　男 手続補正帯 平成　１年　８月２４日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）焼成ヒル石及び／又は焼成シラスを主体とする無
   機質軽量骨材１００重量部、水ガラス５０〜２００重量
   部及び水ガラス硬化剤３〜３５重量部を混和してなる水
   分含量２０〜４０重量％の粉状体を得、次いでこの粉状
   体を連続的に加圧成形し、加熱乾燥硬化させることを特
   徴とする無機質軽量建材の製法。