JPH0158147B2 - - Google Patents

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
他数多くの特徴と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各種のものが広く利用されて
おり、たとえば代表的なものとしてトベルモライ
ト族のものやワラストナイト族のもの等を例示す
ることが出来る。 本発明者は珪酸カルシウム成形体について従来
から研究を続けて来たが、この研究に於いて、珪
酸カルシウム成形体の従来公知の製法の一つであ
る方法即ち珪酸原料、石灰原料及び水から調製し
た原料スラリーを加圧下加熱撹拌しながら合成反
応を行なわしめて珪酸カルシウム結晶の水性スラ
リーを得、該珪酸カルシウム結晶の水性スラリー
を成形、乾燥する方法に於いて山皮及びアルミニ
ウム化合物を該珪酸カルシウム結晶の水性スラリ
ーに添加するときは、得られる成形体の常温乾燥
収縮が著しく低下することが判明した。またこの
研究に於いて、原料スラリーにその固形分に対し
山皮を特定量共存せしめると、得られる珪酸カル
シウム成形体の曲げ強さも著しく大きくなり、ま
た珪酸カルシウム結晶スラリーに山皮を添加する
ことにより成形体の曲げ強さ、焼成後の残存強度
率が著しく向上することが見出された。 本発明はこれ等新しい知見に基ずき完成されて
いる。即ち本発明は珪酸原料と石灰原料とを山皮
の共存下に水に懸濁せしめて原料スラリーを調製
し、撹拌下に加熱加圧して水熱合成反応せしめて
珪酸カルシウム結晶スラリーを得、次いでこれに
アルミニウム化合物を添加し成形乾燥することを
特徴とする珪酸カルシウム成形体の製法、及び珪
酸原料と石灰原料とを山皮の共存下または不存在
下に水に懸濁せしめて原料スラリーを調製し、撹
拌下に加熱加圧して水熱合成反応せしめて珪酸カ
ルシウム結晶スラリーとなし、次いで山皮及びア
ルミニウム化合物を添加して成形乾燥することを
特徴とする珪酸カルシウム成形体の製法に係るも
のである。 本発明の大きな特徴の一つは珪酸カルシウム結
晶スラリーに山皮及びアルミニウム化合物を添加
することである。これに依り得られる珪酸カルシ
ウム成形体の常温に於ける乾燥収縮就中厚み方向
の乾燥収縮が著しく小さくなる。 本発明の他の大きな特徴は原料スラリーに山皮
を特定量即ち原料スラリーの固形分中に0.01〜
0.4％含有せしめるときは得られる成形体の曲げ
強さが大きくなると共に、山皮を珪酸カルシウム
結晶スラリーに添加するときは得られる成形体の
焼成後の残存強度が著しく向上することである。 本発明をその製法に基ず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
た後者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、カーバイト滓等
を挙げることが出来る。山皮とは含水珪酸マグネ
シウム系鉱物であり、たとえばセピオライト、パ
リゴルスカイト、アタパルジヤイトを代表例とし
て挙げることが出来る。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。また山皮は原石でも
あるいは市販品でもいずれでも良い。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に対し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
度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0.1
ｇ／cm³程度の軽量の二次粒子も収得出来るという
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５
ml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
子が収得出来る。 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、就中消和等の温度並びに撹拌
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は出来ない。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
ウム結晶スラリーにアルミニウム化合物を添加す
る。この際使用されるアルミニウム化合物として
は珪酸カルシウム結晶と反応して水不溶性乃至難
溶性のカルシウム塩を生成する化合物が使用出
来、たとえば硫酸アルミニウム（無水塩及び含水
塩を含む）、リン酸アルミニウム、リン酸水素ア
ルミニウム等を例示出来る。これ等アルミニウム
化合物は結晶スラリー中の固形分及びアルミニウ
ム化合物の合計重量中に無水物基準で１〜15重量
％好ましくは１〜10重量％程度添加する。この際
アルミニウム化合物の添加量が１重量％に達しな
い場合は所期の効果が期待し難く、また15重量％
より多くなると、乾燥収縮が逆に大きくなる傾向
がある。 また本発明に於いては珪酸カルシウム結晶スラ
リーに山皮を添加することも出来る。この添加に
より得られる成形体の焼成後の残存強度を向上せ
しめることが出来る。この際山皮は結晶スラリー
中の固形分及び山皮の合計重量中に0.4〜15重量
％程度である。 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15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
は山皮は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
の添加材を含有せしめることが出来、この際の添
加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、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、石膏等を例示出来る。これ等添加材を含有せ
しめる手段としては、原料スラリーに添加材を添
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添加材を添加する手段
（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
合は広く各種の添加材が使用出来る。 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 生石灰（CaO95.0％）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4.5mlで
あつた。上記石灰乳に0.0518部（0.0592％）、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（SiO₂91.5
％）46.08部を20重量倍の水でホモミキサーにて
２分間分散させて得たスラリーを加え、更に水を
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。次いでこれらを
飽和水蒸気圧15Kg／cm²、温度200.4℃でオートク
レーブ中で回転数40r.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。 次いで、上記結晶スラリーに、スラリー中の固
形分を基準とし、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部及び硫酸
アルミニウム含水塩（Al₂（SO₄）₃・18H₂O）を無
水物基準で下記第１表に示される比率で加えてプ
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】 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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 珪酸原料と石灰原料とを山皮の共存下に水に
   懸濁せしめて原料スラリーを調製し、撹拌下に加
   熱加圧して水熱合成反応せしめて珪酸カルシウム
   結晶スラリーを得、次いでこれにアルミニウム化
   合物を添加し成形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。 ２ 珪酸原料と石灰原料とを山皮の共存下または
   不存在下に水に懸濁せしめて原料スラリーを調製
   し、撹拌下に加熱加圧して水熱合成反応せしめて
   珪酸カルシウム結晶スラリーとなし、次いで山皮
   及びアルミニウム化合物を添加して成形乾燥する
   ことを特徴とする珪酸カルシウム成形体の製法。