JPH0158146B2

JPH0158146B2 -

Info

Publication number: JPH0158146B2
Application number: JP11709982A
Authority: JP
Inventors: Teru Takahashi; Kazuo Shibahara; Masahiro Kojima
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 1982-07-05
Filing date: 1982-07-05
Publication date: 1989-12-08
Also published as: JPS598657A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は珪酸カルシウム成形体及びその製法に
関す。珪酸カルシウム成形体は軽量であること、断熱
性に優れていること、耐火性の大きいこと、その
他数多くの特性を有するがために各種の分野に於
いて広く利用されている。また珪酸カルシウムの
結晶の種類としてもトベルモライト族のもの、ワ
ラストナイト族のもの等各種の結晶の成形体があ
り、またその製法としても各種の製法が知られて
いる。本発明者は従来から珪酸カルシウム成形体及び
その製法につき研究を続けて来たが、この研究に
於いて、山皮を該成形体中に均一に分散して含有
せしめるときは、成形体の曲げ強さ及び焼成後の
残存強度率が大きく向上することを見出した。更
に研究を続けるうちに、下記に示す新しい事実を
も発見した。即ち、山皮含有珪酸カルシウム成形
体については (i) その山皮含有手段の差異に依り該成形体の曲
げ強さが大きく変ること、 (ii) 山皮の含有手段の差異には無関係に、該成形
体の焼成後の残存強度率は向上すること、 (iii) 山皮を原料スラリーに添加する場合は、山皮
を含有する原料スラリーの固形分重量中に0.01
〜0.4重量％という極く少量の添加で、得られ
る成形体の曲げ強さが著しく向上するが、0.4
重量％よりも多くなるにしたがい曲げ強さが低
下すること。 (iv) 山皮を水熱合成反応後の珪酸カルシウム結晶
スラリー中に添加する場合は、山皮の添加によ
り曲げ強さは大きくなるが、その添加量が増加
することにより乾燥収縮が大きくなる傾向があ
り、その添加量としては該山皮を含有する結晶
スラリー中に0.4〜10重量％程度が適当である
こと。本発明はこれ等新しい事実の発見に基づいて完
成されている。本発明をその製法に基づいて下記に説明する。
先ず珪酸原料、石灰原料及び水とから、または山
皮を原料スラリーに含有せしめる場合にはこれ等
と山皮とから原料スラリーを調製する。珪酸原料
としては結晶質並びに非晶質珪酸原料いずれも使
用出来、前者としては結晶質珪酸を主成分とする
ものが広く使用出来、たとえば珪砂、珪石、珪岩
等を、また後質としては非晶質珪酸を主成分とす
る各種の非晶質珪酸が使用出来、具体的にはたと
えば珪藻土、ホワイトカーボン、シリカフラワ
ー、シリコンダスト、等を例示出来る。また石灰原料としては各種の石灰原料が使用出
来、具体的には生石灰、消石灰、カーバイト酸渣
等を代表例として挙げることが出来る。山皮とは
含水珪酸マグネシウム系鉱物を云い、たとえばセ
ピオライト、パリゴルスカイト、アタパルジヤイ
ト、通常マウンテンレザー、マウンテンコルク、
メルシヤム（海泡石）等と呼ばれているものであ
る。山皮原石でもあるいは市販品いずれでも良
い。また山皮には一部炭酸カルシウム等が混入し
ている場合があるが、この様な場合にはこれを粉
砕若しくは分離して使用するのが好ましい。この
際の山皮の添加量は原料スラリーの固形分及び山
皮の合計重量中0.01〜0.4重量％好ましくは0.03〜
0.3重量％である。この際0.01重量％に達しない
場合は得られる成形体の曲げ強さの向上が充分で
はなく、また逆に0.4重量％よりも多くなると、
同じく成形体の曲げ強さが低下する傾向がある。
水量は固形分に対し重量で15倍以上好ましくは18
〜40倍程度である。かくして調製された原料スラリーは次いで撹拌
下加圧加熱されて珪酸カルシウム結晶のスラリー
とされる。この際の条件は飽和水蒸気圧５Kg／cm²
以上であり、反応時間はその蒸気圧並びに目的と
する珪酸カルシウム結晶の種類に応じて適宜に選
択され、たとえばトベルモライトの場合飽和水蒸
気圧12Kg／cm²で３時間、８Kg／cm²で６時間程度で
ある。またゾーノトライトの場合は15Kg／cm²で２
時間、12Kg／cm²で４時間程度である。この水熱合成反応に依り珪酸カルシウム結晶が
多数絡合してほぼ球状の二次粒子が多数水に分散
した珪酸カルシウム結晶スラリーが得られる。こ
の際原料スラリー中に山皮が含有されている場合
は上記二次粒子中に山皮が混入されていることと
なる。上記の如く本発明に於いては、珪酸カルシウム
結晶の二次粒子が多数水に分散した水性スラリー
が製造されるが、この際使用する珪酸原料と石灰
原料の種類の組合せにより得られる上記二次粒子
の密度が異なつて来る。たとえば結晶質珪酸原料
を使用する場合に於いては石灰原料として特に沈
降容積５ml以上という特殊な石灰乳を使用すると
0.1ｇ／cm³程度の軽量の二次粒子が収得出来ると
いう利点があり、また上記の如く特殊な石灰乳を
使用しない場合は、0.1ｇ／cm³程度の軽量なもの
は得がたくこれよりも密度の大きい二次粒子が収
得出来る。また非晶質珪酸原料を使用する場合に
於いては通常の石灰原料を使用しても0.1ｇ／cm³
程度の軽量な二次粒子が収得出来、また沈降容積
５ml以上という上記特殊な石灰乳を使用すると実
に密度0.04ｇ／cm³程度という極めて超軽量の二次
粒子も収得出来る。沈降容積が大きいということは石灰が良く水に
分散して安定な状態にあること即ち極端に細かい
粒子より成り、従つて高い反応性を示すことを意
味する。沈降容積が５ml以上の石灰乳を製造する
方法自体は二義的なものであり特に制限されな
い。この石灰乳の沈降容積は原料とする石灰石自
体、石灰製造時の焼成温度、石灰を水に消和する
ときの水の量、そのときの温度、そのときの撹拌
条件等に左右され、就中消和時の温度並びに撹拌
条件により大きく影響を受けるが、いずれにせよ
通常の石灰乳の製造方法では目的とする沈降容積
５ml以上の石灰乳を得ることが出来ない。而して
沈降容積５ml以上の石灰乳は例えば代表的には、
水対石灰分（固形分）比を５倍（重量）以上とし
て好ましくは60℃以上の温度で高速乃至強力撹拌
するか、または湿式磨砕機を利用して湿式磨砕
し、これを静置分散させれば良い。たとえばホモ
ミキサーの如き激しい撹拌によつて上記所望の石
灰乳を収得出来る。撹拌速度並びに撹拌強さは撹
拌時の温度を高くして並びに時間を長くすれば一
般に下げることが出来る。たとえば20℃で消和し
た石灰乳でもこれを長時間ホモミキサーで撹拌す
ると所期の石灰乳とすることが出来る。また撹拌
機としては各種のものが使用され邪魔板を有して
いるものでも又はこれの無いものでも使用出来
る。本発明に於いてはかくして得られた珪酸カルシ
ウム結晶スラリーは次いで成形し乾燥されて珪酸
カルシウム成形体とされる。この成形に先だち、
山皮を0.4〜10重量％好ましくは１〜５重量％該
スラリー固形分及び山皮の合計重量中に含有せし
めることが好ましい。この山皮の添加により成形
体の曲げ強さ及び焼結後の残存強度率が著しく向
上する。この際0.4重量％に達しない場合は上記
効果が充分発揮されず、また10重量％よりも多く
なつてもより以上の効果は期待出来ないばかりで
なく、含有量の増大につれて成形体の乾燥収縮が
大きくなる傾向があり好ましくない。この様に珪
酸カルシウム結晶の水性スラリーに山皮を添加す
る場合は山皮の珪酸カルシウム結晶の二次粒子内
には存在せず、該二次粒子と接してまたは接せず
に水中に均一に分散している。本発明に於いては珪酸カルシウム成形体に通常
の補強材を含有せしめることが出来、この際の補
強材としては従来から使用されて来たものがいず
れも使用出来、たとえば繊維質物質、粘土類、セ
メント類、石膏、コロイダルシリカ、アルミナゾ
ル等を例示出来、更に詳しくは繊維質物質として
は石綿、岩綿、ガラス繊維、セラミツクフアイバ
ー、炭素繊維、金属繊維等の無機質繊維、ポリア
ミド、ポリエステル等各種合成繊維やパルプ、セ
ルロース等の各種天然繊維の如き有機質繊維を例
示出来、また粘土類としてはたとえばカオリン、
ベントナイト、パイロフイライト等を、セメント
としてはたとえばポルトランドセメント、アルミ
ナセメント等を例示出来る。これ等補強材を含有
せしめる手段としては、原料スラリーに補強材を
添加する手段（以下先入れ手段という）と、珪酸
カルシウム結晶スラリーに補強材を添加する手段
（後入れ手段という）とがあり、先入れ手段の場
合は通常無機質繊維が使用され、後入れ手段の場
合は広く各種の補強材が使用出来る。本発明成形体は従来の珪酸カルシウム結晶スラ
リーから製造される成形体と同様に優先配向性を
有する。以下に実施例並びに比較例を示して本発明を具
体的に説明するが、下記例に於いて部または％と
あるは特にことわらないかぎり重量部または重量
％を示す。実施例１（セピオライト先入れ）生石灰45.83部を80℃の温水550部中で消和し、
ホモミクサーにて２分間水中で分散させて得た石
灰乳の沈降容積は15.0〜15.3mlであつた。上記石
灰乳に、所定量のセピオライト（中国産、炭酸カ
ルシウムが一部混在している）を200重量倍の水
でミキサーにて２分間分散させて得たスラリーと
平均粒子径約9μｍの珪石粉末49.63部を加えて全
体の水量を固形分の22重量倍となるように混合し
て原料スラリーを得た。次いでこれらを飽和水蒸
気圧15Kg／cm²、温度200.4℃で容積3000c.c.、内径
15cmのオートクレーブで回転数174r.p.mで撹拌翼
を回転しながら２時間水熱合成反応を行つて結晶
スラリーを得た。これれの結晶スラリーを100℃
で24時間乾燥してＸ線回折分析した所、ゾノトラ
イト結晶であることを確認した。またこれらの結
晶スラリーをスライドグラス上で乾燥して光学顕
微鏡により観察すると下記第１表に示される外径
の球状二次粒子が認められた。次いで上記結晶スラリー85部（固形分）に添加
材としてガラス繊維７部、パルプ５部及びポルト
ランドセメント３部を加えて、プレス成形し、
120℃で20時間乾燥して成形体を得た。得られた
成形体の物性は下記第１表の通りであつた。

【表】但し第１表中No.１及びNo.６は比較例を示
す。
実施例２（セピオライト先入れ）生石灰41.42部を80℃の温水497部中で消和して
得た石灰乳の沈降容積は4.3〜4.9mlであつた。上
記石灰乳に0.0518部（0.0592重量％）のセピオラ
イト（中国産）を200重量倍の水でミキサーにて
２分間分散させて得たスラリーと平均粒子径
0.25μｍのフエロシリコンダスト46.08部を20重量
倍の水でホモミクサーにて２分間分散させて得た
スラリーを加えて全体の水量を固形分の24及び30
重量倍となるように混合して原料スラリーを得
た。次いでこれらを飽和水蒸気圧15Kg／cm²、温度
200.4℃で容積3000c.c.、内径15cmのオートクレー
ブで回転数112r.p.mで撹拌翼を回転しながら２時
間水熱合成反応を行つて結晶スラリーを得た。こ
れらの結晶スラリーを100℃で24時間乾燥してＸ
線回折分析した所、ゾーノトライト結晶であるこ
とを確認した。またこれらの結晶スラリーをスラ
イドグラス上で乾燥して光学顕微鏡により観察す
ると、下記第２表に示される外径の球状二次粒子
が認められた。次いで上記結晶スラリー85部（固形分）に添加
材としてガラス繊維７部、パルプ５部及びポルト
ランドセメント３部を加えて、プレス成形し、
120℃で20時間乾燥して成形体を得た。得られた
成形体の物性は下記第２表の通りであつた。

【表】但し第２表中No.７及びNo.９は比較例を示す。
実施例３（セピオライト先入れ）生石灰41.42部を80℃の温水497部中で消和し、
ホモミクサーにて３分間水中で分散させて得た石
灰乳の沈降容積は、16.8〜17.5mlであつた。上記
石灰乳に、所定量のセピオライト（武田薬品製、
商品名、エードプラスML−100D）を200重量倍
の水でミキサーにて２分間分散させて得たスラリ
ーと平均粒子径約9μｍの珪石粉末54.04部を加え
て全体の水量を固形分の22重量倍となるように混
合して原料スラリーを得た。次いでこれらを飽和
水蒸気圧12Kg／cm²、温度191℃で容積3000c.c.、内
径15cmのオートクレーブで回転数140r.p.mで撹拌
翼を回転しながら３時間水熱合成反応を行つて結
晶スラリーを得た。これらの結晶スラリーを100
℃で24時間乾燥してＸ線回折分析した所、トベル
モライト結晶であることを確認した。またこれら
の結晶スラリーをスライドグラス上で乾燥して光
学顕微鏡により観察すると下記第３表に示される
外径の球状二次粒子が認められた。次いで上記結晶スラリー85部（固形分）に添加
材としてガラス繊維７部、パルプ５部及びポルト
ランドセメント３部を加えて、プレス成形し、
120℃で20時間乾燥して成形体を得た。得られた
成形体の物性は下記第３表の通りであつた。

【表】実施例４（セピオライト後入れ）生石灰41.42部を80℃の温水497部中で消和して
得た石灰乳の沈降容積は4.8mlであつた。上記石
灰乳に平均粒子径0.25μｍのフエロシリコンダス
ト46.08部を20重量倍の水でホモミクサーにて２
分間分散させて得たスラリーを加えて全体の水量
を固形分の24重量倍となるように混合して原料ス
ラリーを得た。次いでこれを飽和水蒸気圧15Kg／
cm²、温度200.4℃で容積3000c.c.、内径15cmのオー
トクレーブで回転数112r.p.mで撹拌翼を回転しな
がら２時間水熱合成反応を行つてゾノトライト結
晶よりなるスラリーを得た。次いで上記結晶スラリーに添加材としてガラス
繊維７部、パルプ５部、ポルトランドセメント３
部及び下記第４表に示される量のセピオライト
（中国産、炭酸カルシウムが一部混在している）
を100重量倍の水でミキサーにて２分間分散させ
て得たスラリーを加えて、プレス成形し、120℃
で20時間乾燥して成形体を得た。得られた成形体
の物性は下記第４表の通りであつた。

【表】尚残存強度率は下記式によつて求めた。
焼成後の曲げ強さ
残存強度率(％)＝

Claims

【特許請求の範囲】１珪酸カルシウム結晶が集合して形成された球
状二次粒子が圧縮変形された状態で相互に連結し
て構成されている成形体であつて、該成形体中に
山皮が均一に含有されて成ることを特徴とする珪
酸カルシウム成形体。２山皮の含有量が約0.01〜10重量％である特許
請求の範囲第１項記載の成形体。３山皮の含有量が約0.01〜0.4重量％である特
許請求の範囲第１項の成形体。４山皮の大部分が珪酸カルシウム結晶と共に球
状二次粒子を形成している特許請求の範囲第１項
または第３項の成形体。５山皮の含有量が0.4重量％より大きく10重量
％以下である特許請求の範囲第１項の成形体。６山皮の大部分が珪酸カルシウム結晶と共に球
状二次粒子を形成していない特許請求の範囲第１
または５項の成形体。７成形前の球状二次粒子の密度が約0.05〜約
0.1ｇ／cm³である特許請求の範囲第１項の成形体。８珪酸カルシウム結晶がトベルモライト結晶を
主成分とするものである特許請求の範囲第１項の
成形体。９珪酸カルシウム結晶がゾーノトライト結晶を
主成分とするものである特許請求の範囲第１項の
成形体。１０珪酸原料及び石灰原料を山皮と共にまたは
これなしで水と混合して調製した原料スラリーを
加圧下加熱撹拌して水熱反応せしめて珪酸カルシ
ウム結晶スラリーとなし、該結晶スラリーに山皮
を添加するか若しくは原料スラリーに山皮を添加
したときは山皮を添加せず、成形し乾燥すること
を特徴とする珪酸カルシウム成形体の製法。１１山皮が含有されている原料スラリーを使用
することを特徴とする特許請求の範囲第１０項の
製法。１２山皮の含有量が珪酸原料、石灰原料及び山
皮の合計重量中0.01〜0.4重量％である特許請求
の範囲第１１項の製法。１３山皮を珪酸カルシウム結晶スラリーに添加
することを特徴とする特許請求の範囲第１０項の
製法。１４山皮の含有量が珪酸カルシウム結晶スラリ
ー中の固形分及び山皮の合計重量中0.4重量％を
こえて10重量％以下である特許請求の範囲第１０
項の製法。１５珪酸原料が非晶質である特許請求の範囲第
１０項の製法。１６石灰原料として沈降容積５ml以上の石灰乳
を使用する特許請求の範囲第１０項の製法。１７珪酸原料が非晶質であつて且つ石灰原料と
して沈降容積５ml以上の石灰乳を使用する特許請
求の範囲第１０項の製法。