JPH0216256B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は結晶長50μm以上の結晶性ヒレブラン
ダイトと結晶性ホシヤジヤイトの共生物からなる
繊維状ヒレブランダイト・ホシヤジヤイト及びそ
の製造方法に関する。

従来、無機繊維の代表的なものとしては石綿が
あり、これは繊維長が長く工業的有意性の高いも
のであるが、天然に産するものであるため将来枯
渇することが予測され、また近年発癌性物質とし
て凝われ、環境保全上好ましくない材料と考えら
れるに至つている。石綿以外の無機繊維として一
般的に知られているガラス繊維やロツクウールは
断熱材として使用されているものの、耐アルカリ
性に劣ることから、フイラー、補強材としては必
ずしも万能でない。また、セラミツクフアイバー
は種々優れた特性を有する反面、あまりにも高価
でありすぎるため補強材、フイラー等の汎用の工
業材料として実用に供されない。

一方、ヒレブランダイトとホシヤジヤイトはけ
い酸質原料と石灰質原料を使用し、比較的容易に
合成できる物質であり、しかもその原料は我が国
に豊富に存在し、安価に入手可能であり、その特
性はけい酸カルシウムを主体とする鉱物であるた
め、断熱性に優れ、水との親和性も優れていてそ
の合成物の繊維化については従来いくつかの試み
がなされてきた。

例えば、CaO・SiO₂・H₂Oの三成分系にアル
カリその他の各種添加物を加え、温度、圧力、時
間、組成等について検討するもヒレブランダイト
とホシヤジヤイトで長い繊維材料を作ることはで
きなかつた。

現在、工業的に製造可能なヒレブランダイトと
ホシヤジヤイトは結晶長数μm程度の微細なもの
で凝集しやすく過抵抗性が大なる欠点を有して
いる。

本発明者らは予め高温高圧に設定された熱アル
カリ水中にけい酸カルシウム水和物含有物を主体
とするけい酸カルシウム水和物を加え水熱合成を
行うという全く新規な水熱合成技術によつて結晶
長の大半が50μm以上である結晶性ヒレブランダ
イトと結晶性ホシヤジヤイトの共生物を主体とす
る繊維状ヒレブランダイト・ホシヤジヤイトを得
ることが出来た。

本発明品はＸ線回折の結果、ヒレブランダイト
とホシヤジヤイトの共生物と同定された。また、
熱分析の結果、市場に出廻つている代表的なけい
酸カルシウムの一つであるトバモライトよりも熱
安定性に優れているので断熱材、耐熱材として使
用でき、しかも過性が良好であり、嵩高なので
合成樹脂成形品のフイラーや補強材としても使用
できるものであることを見出し、本発明を完成さ
せるに至つた。

すなわち、本発明の第１の発明は結晶長50μm
以上の結晶性ヒレブランダイトと結晶性ホシヤジ
ヤイトの共生物からなることを特徴とする繊維状
ヒレブランダイト・ホシヤジヤイトである。

第２の発明は予め高温高圧に設定された熱アル
カリ水中へけい酸カルシウム水和物を加え水熱反
応せしめ繊維状の結晶性ヒレブランダイトと結晶
性ホシヤジヤイトの共生物を生成せしめることを
特徴とする繊維状ヒレブランダイト・ホシヤジヤ
イトの製造方法である。

ここで、熱アルカリ水のアルカリとはアルカリ
金属の水酸化物たとえば水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等のアルカリ物質を言い、アルカリ濃
度として0.5〜４モル／あれば充分である。

けい酸カルシウム水和物とはけい酸質物質と石
灰質物質を常温〜高温高圧の飽和蒸気圧養生によ
つて得られるコンクリート、モルタル、スラリ
ー、オートクレープ養生した気泡コンクリート等
CaO―SiO₂―H₂O系の物質を言い、出発物質と
してのけい酸カルシウム水和物のCaO／SiO₂モ
ル比は0.3〜1.5あれば充分である。水熱反応系に
おける熱アルカリ水と出発物質としてのけい酸カ
ルシウム水和物の混合割合は任意であるが、けい
酸カルシウム水和物１重量部に対して熱アルカリ
水約10重量部好ましくは100重量部以上用いれば
充分である。

この発明で言う水熱反応とは熱アルカリ水の飽
和蒸気圧下において結晶化反応を促進させること
であり、繊維状ヒレブランダイト・ホシヤジヤイ
ト結晶の形成に要する温度は150〜300℃で充分で
ある。

水熱反応終了後固形分である繊維状ヒレブラン
ダイト・ホシヤジヤイト結晶は水中に懸濁したス
ラリー状として反応槽から取出され、別等によ
り分離され、その乾燥物は白色の粉状乃至フレー
ク状で水を容易に透過する繊維状物質である。こ
の繊維状物質は後述する実施例において示すよう
に極めて耐熱性、耐アルカリ性に優れたものであ
る。また、結晶長50μm以上という繊維状物質で
あるため、補強効果のあるフイラー、触媒の担
体、過材、吸着剤等としても使用することがで
きる。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。なお実施例における測定条件は次の通
りである。

(1) 嵩密度 ゴム用配合剤の試験方法JIS K6220に準拠して
測定した。

(2) Ｘ線回折 対陰極Cu、フイルターNi、管電圧30KV、管
電流15mA、フルスケール計数1000cps、走査速
度20θ度／分で測定した。

(3) 示差熱分析 試料重量10mg、DTA範囲士100μV、昇温速度
10℃／分で測定した。

実施例 １ 銀ライニングしたオートクレーブ内容積150ml
に２モル／の水酸化ナトリウム水溶液を内容積
の約1/2入れ密閉後230℃に加熱する。一方、ホワ
イトカーボン（SiO₂＝86％）48重量部、消石灰
（CaO＝74％）52重量部、CaO／SiO₂モル比≒
１、水1000重量部の混合物を約90℃で５時間加熱
して作成した非晶質けい酸カルシウム水和物懸濁
液を上記熱アルカリ水中へ加圧ポンプでオートク
レーブの内容積の約1/4入れる。230℃で５時間保
持して水熱反応させた後冷却して内容物を取出
し、水洗別後105±５℃で乾燥した本発明品の
Ｘ線回折、示差熱分析及び走査電子顕微鏡観察結
果を第１図〜第３図に示した。

本発明品は第１図で明らかなようにヒレブラン
ダイトとホシヤジヤイトの共生物と同定された。
本発明品の熱的挙動は第２図に示す如く600℃近
傍と720℃近傍に吸熱ピークを発現するもので、
脱水に伴う熱収縮はトバモライトに比較して極め
て小さく（通常トバモライトの加熱減量は約800
℃で恒量に達し、その値は16％程度である。）、耐
熱材として優れた特性を有するものであつた。一
方、本発明品の結晶形状は第３図で明らかなよう
に繊維状で、その長さは大半が50μm以上で平均
長さは100μmであつた。

本発明品は嵩密度が0.15で熱硬化性樹脂、熱可
塑性樹脂のフイラー、過材として使用できるこ
とを実験的に確かめた。

実施例 ２ ２モル／の水酸化ナトリウム水溶液を２モ
ル／の水酸化カリウム水溶液に置き換えて実施
例１を繰返した結果、結晶長50μm以上、平均長
さ100μmの結晶性ヒレブランダイトと結晶性ホシ
ヤジヤイトの共生物が得られた。

本発明品の物質特性は実施例１で得た発明品と
同様であつた。

実施例 ３ 銀ライニングしたオートクレーブ内容積1500ml
に２モル／の水酸化ナトリウム水溶液を内容積
の約1/2入れ、密閉後230℃に加熱する。旭化成工
業株式会社製のヘーベル（商標）粉末（50μm以
下、CaO／SiO₂、モル比≒0.6）100重量部、水
1000重量部を混合した懸濁液を上記熱アルカリ中
へ加圧ポンプでオートクレーブの内容積の約1/4
注入する。230℃で７時間保持して水熱反応させ
た結果、結晶長50μm以上、平均長さ100μmの結
晶性ヒレブランダイトと結晶性ホシヤジヤイトの
共生物が得られた。本発明品の物質特性は実施例
１で得た発明品と同様であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明品のＸ線回折図、第２図は示差
熱分析図、第３図はその顕微鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 結晶長50μm以上の結晶性ヒレブランダイト
   と結晶性ホシヤジヤイトの共生物からなることを
   特徴とする繊維状ヒレブランダイト・ホシヤジヤ
   イト ２ 予め高温高圧に設定されたアルカリ金属水酸
   化物濃度0.5〜４モル／の熱アルカリ水中へ
   CaO／SiO₂モル比0.3〜1.5のけい酸カルシウム水
   和物を加えて150〜300℃の飽和蒸気圧下に水熱反
   応せしめ、繊維状の結晶性ヒレブランダイトと結
   晶性ホシヤジヤイトの共生物を生成せしめること
   を特徴とする繊維状ヒレブランダイト・ホシヤジ
   ヤイトの製造方法。