JPH04154684A - 無機質軽量建材及びその製造方法 - 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】 （技術分野） 本発明は、無機質軽量建材及びその製造方法に関するも
のである。

（従来技術及びその問題点） 高層建築物や集合住宅の増加により、耐火性、断熱性及
び防音性にすぐれろとともに、軽量でかつ機械的強度に
すぐれた無機質建材の開発郁望まれている。

このような建材の１つとして、焼成ヒル石及び／又は焼
成シラス（シラスバルーン）を無機軽量骨材として用い
、これを水ガラス硬化体で一体に接合したものが知られ
ている（時開４２１−１：１１０８４号、特開平ｌ−３
＋ｙ＋４ｇ号）６ しかし、この水ガラス硬化体を接合剤として用いた建材
において、無機軽量骨材としてシラスバルーンを用いる
場合、その粒径が大きいと、得られる建材は、その表面
凹凸が大きくなり、断熱上に欠けるとともに、表面接着
性も悪化するとい一問題があり、一方、粒径の小さなシ
ラスバルーンを用いると、表面凹凸の微細な建材が得ら
れる主のの、この場合には、クランクを生じるという■
題のある二とが判明した。

（発明の課題） 本発明は、従来技術に見られる前記問題を解ジし、表面
美麗でかつクラックのない無機質軽量建材及びその製造
方法を提供することをその課題きする。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研蛤を重ねた
結果、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、平均粒径７０μｍ以下のシラス
バルーンと補強繊維との混合物を硬化剤により硬化され
た水ガラス硬化体によって一体に指金させたものからな
り、該シラスバルーン１００重量部当り、補強繊維の割
合が０．　］−１１０重量部水力ラス硬化体の割合が３
０〜１５０重量部、硬化剤の割合１　　　が１０〜４０
重量部であることを特徴とする無機質軽量建材が提供さ
れる。

また、本発明によれば、平均粒径７０μｍ以下のシラス
バルーンと、補強繊維と、水ガラスと、硬ｊ　　　他剤
からなり、該シラスバルーン１００重量部当り、補強繊
維の割合が０．１−１０重量部、固形分換算の水ガラス
の割合が３０−１５０重量部、硬化剤の割合がｌｏ−４
０重量部である混合物を成形し、硬化させることを特徴
とする無機質軽量建材の製造方法が提供される。

本発明においては、無機骨材として、シラスバルーンと
補強繊維の組合せを用いる。シラスバルーンとしては、
その平均粒径が７０μｍ以下、好ましくは１０〜６０μ
ｍのものを用いる。シラスバルーンにおいて、平均粒径
７０ｐｍを越えるものを使用した場合、得られる無機質
軽量建材の表面凹凸が大きくなり、表面平滑性が悪化し
、表面美麗でなくなる。また、使用するシラスバルーン
の内粒径７０ｐｏＩを越えるものが若干混合されていて
も良いが、この場合、シラスバルーン全重量の３５重量
％以下、好ましくは２０重量％以下とする。

本発明において使用される補強繊維としては、ヒニロン
繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維
、ポリアミド繊維、セルロース繊維、木綿、炭素繊維等
の合成繊維や天然繊維の他金属繊維、アルミナ繊維、ガ
ラス繊維、セノコウウィス力−等の各種金属及び無機繊
維が用いられる。その繊維の太さは、ｌ−１００μｍ、
好ましくは３３−６０ｐであり、その繊維長は、１ｍ１
１１以上、好ましくは３〜２０ＩＩＩｎ＋である。

本発明で接合剤として用いる水ガラスは、ケイ酸ナトリ
ウムやケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム等のケイ酸アル
カリ金属塩の水溶液を意味し、市販品、例えば、　ＪＩ
Ｓ　１号規格品、ＩＩｓ　２号規格品。

ＪＩＳ　３号規格品等が挙げられる。

水ガラス硬化剤としては、従来公知のもの、例えば、リ
ン酸、ホウ酸等の無機酸及びその塩、ケイフッ化ナトリ
ウム等のけいフッ化物、酸化亜鉛や酸化マグネシウム、
炭酸カルシウム、硫酸カルシウム等の金属酸化物や金属
塩、酢酸エステル等が挙げられる。

本発明の無機質軽量建材をｔＭ造するには、水ガラス、
硬化剤、シラスバルーン及び補強繊維を混合し、この混
合物を型に入れて成形し、次いで硬、　　化させる。水
ガラスの使用割合は、シラスバルーン１００重量部に対
し、固形分（ケイ酸アルカリ金属塩）換算量で３０〜１
５０重量部、好ましくは４０〜１３０重量部である。水
ガラスの使用割合が上記下限値未満の場合は、接合材と
しての効果に劣り、得られる建材は、強度が著しく低下
し、実用性のないものとなる。一方、上記上限値を超え
る場合は、未反応水ガラス割合が多くなり、このため得
られる建材は収縮を伴ないクランクを生じたものとなる
。

補強繊維の使用割合は、シラスバルーン＋（１０重量部
に対し、０．１−１０重量部、好ましくは０．５−５重
量部である。

本発明の建材においては、シラスバルーン１００重量部
に対して、補強繊維を０．１−１０重量部の割合で用い
ることが必要である。補強繊維の使用割合が０．１重量
部未満では得られる建材にクランクが生じるとともに、
建材の強度が弱く、端部破壊が生じやすいという不都合
を生じる。一方、補強繊維が１０重量部を超えると、得
られる建材の表面に繊維束が露出して外観を損うという
不都合を生じる。特に補強繊維として有機系のものを用
いた場合、１０重量部を超えると得られる建材の不燃性
が損われる。

水ガラスの硬化剤は、シラスバルーン１００重量部に対
し、１０〜４０重量部、好ましくは１５〜３０重量部で
ある。硬化剤の使用量が上記下限値未満の場合は、未反
応水ガラスの割合が多くなり、このため得られる建材は
収縮を伴ないクラックを生じたものとなる。一方、上記
上限値を超える場合は、上記硬化剤と、空気中や水分中
の炭酸ガスとの反応割合が著しく多くなり、いわゆる白
華現象が認められ、得られる建材の表面には白い粉が斑
点状に析出するため商品価値が著しく低下する。

本発明においては、建材の機械的強度を高めるために、
高分子バインダーを併用することができる。この高分子
バインダーとしては、水溶性高分子又は高分子ラテック
スを用いることができる。

水溶性高分子としては、水溶性の尿素／ホルムアミド樹
脂やグアナミン樹脂の他、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルピロリドン等が用いられる。

高分子ラテックスとしては、スチレン／ブタジェン系ラ
テックス、アクリル系ラテックス、塩化ビニリデン系ラ
テックス、塩化ビニル系ラテックス、酢酸ビニル系ラテ
ックス等が用いられる。高分子バインダーの使用割合は
、シラスバルーン１００重量部に対し、固形分換算量で
０．５重量部以上、好ましくは１−１０重量部の割合で
用いるのがよい。高分子バインダーの使用割合が多くな
ると建材の不燃性が損われるようになるので、不燃性建
材を得る点からは、その高分子バインダー使用割合は５
重量部以下にするのがよい。

さらに、本発明においては、原料混合物の増粘化や、成
形硬化する際の収縮防止のために、未発泡のシラス粉粒
体や、マイカ、カオリン等の無機粉末を併用することが
できる。このような無機粉末の平均粒径は、７０μｍ以
下、好ましくは０．１〜３０μｍである。また、このよ
うな無機粉体の使用割合は、シラスバルーン１００重量
部に対し、３０重量部以下、好ましくは２０重量部以下
である。

本発明においては、原料混合物は、水分含有率を５５〜
８０重量％のスラリー状で用いることもできるが、好ま
しくは全混合物中の水分含有率を２０〜５０重量％、好
ましくは２５−４０重量％に保持し、流動性を有する粉
粒体として用いるのがよい。このような粉粒体状の混合
物は、成形型に入れて容易に加圧成形することができる
。

本発明により建材を得る場合、原料混合物が粉粒体状で
あるときは、これを成形型に充填し、この加圧成形物を
常温又は加熱下で硬化させるのが好ましい。この加圧成
形においては、成形物を成形型内において硬化させるこ
ともできるが、加圧成形物は固形物であり、取扱い容易
なものであることから、成形物を成形型から取出し、こ
れを常温又は加熱下に保持して硬化させるのが好ましい
。

加圧成形に際しての圧力は、０．５〜１５ｋｇ／ｃ１Ｋ
Ｇ、好ましくは３−１２ｋｇ／ｃｊＧである。

本発明により建材を得る場合、原料混合物がスラリー状
であるときは、常法により、成形型に入れ、そのまま常
温で保持するか又は３０−８０℃の温度の加熱条件下で
保持して硬化させる。また、この成形硬化において、半
硬化した成形物を型から取出し、これを常温又は加熱条
件下に保持することによって硬化させることができる。

本発明において、成形物を加熱下で硬化させる場合、そ
の加熱温度は、３０℃以上、好ましくは８０℃以下の温
度が採用され、その硬化時間は、通常、１〜３時間であ
る。

成形物の加熱硬化体は、そのまま製品として使用し得る
が、さらに硬化反応を進行させて機械的強度を向上させ
るため、常温又は常温付近の温度で３〜ＩＯ日、好まし
くは５〜８日程度保持して使用するのが好ましい。

建材の形状は、板状体の他、ブロック体や、柱状体、筒
状体等の任意の形状であることができる。

（発明の効果） 本発明の建材は、特定の粒度分布を有するシラスバルー
ンとともに、補強繊維を無機素材として用いたことから
、その表面は微細凹凸面に形成されるとともに、クラッ
クの発生のない表面美麗なものであり、しかも機械的強
度においてもすぐれたものである。その上、その表面凹
凸が微細であることから、接着剤により他の材料に対し
て強固に接着させることができる。

本発明の建材において、高分子バインダーを含有するも
のは、その供械的強度においてさらに向上したものであ
り、その高分子バインダーの種類や添加量により、建材
の機械的強度を調節することができる。

本発明の建材の製造方法は、焼成工程を含まないことか
ら、設備が簡素化でき、かつ熱エネルギーの点でも著し
く有利であり、その結果、製品コストも安価になるとい
う利点がある。

本発明の建材は、建築分野における内装材、床顔、天井
材、裏打ち材等として有利に用いられる。

（実施例） 次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１〜４、比較例１〜９ シラスバルーン、補強繊維、高分子バインダー、水ガラ
ス及び硬化剤を表−１に示す割合で均一に混合し、得ら
れた混合物を成形型（縦：　４００ｍｍ、横。

４００°ｍｍ、高さ：５０＋ｎｍ）内に高さ１５ｍｍに
なるように充填し、その上に抑圧板を載置し、圧力６ｋ
ｇ／ｃ＋ＪＧで加圧した後、その成形物を型から取出し
、これを４０℃のオーブン中で３時間加熱硬化させ、得
られた板体をさらに室温的２５℃で７日間放置した。こ
のようにして得られた板体について、そのクラックの有
無、曲げ強度及び外観を評価し、その結果を表−２に示
す。

なお、本実施例で用いた各原料成分の具体的内容は以下
の通りである。

（１）シラスバルーンＡ 粒径４２μｍで嵩密度が０．２４〜０．２８ｇ／ｃｍ３
のもの。

（２）シラスバルーンＢ 粒径７０μ＋１１で嵩密度０．１７−０．２ｇ／ｃｍ３
のもの。

（３）シラスバルーンＣ 粒径７５μｍで嵩密度が０．１４−０．１６ｇ／ｃｍ３
のもの。

（４）補強繊維 ビニロンからなる繊維で、繊維の太さ２１５μｍ、繊維
長：６ｍｍ。

（５）高分子バインダー 高分子としてスチレン−ブタジェンゴムを含む水性ラテ
ックス（固形分：５０重量％）。

（６）水ガラス 市販のＪＩＳ　３号規格品 また、板体の評価方法の内容及びその評価基準は以下の
通りである。

（クラックの有無） 板体を観察し、クラックの有無を調べた。

○・・・クラックなし ×・・・クラックあり （曲げ強度） 板体をＪＩＳ　Ａ　１４０８に従ってその曲げ強度を測
定した。

（外観） （ｉ）端部破壊 板体の端部破壊（カド落ち）の状況を目視により判定。

○・・端部破壊なし ×・・・端部破壊が多い （ｉ）繊維束の有無 板体の表面に露出する繊維束の状況を目視により判定。

Ｏ・・繊維束の露出なし Ｘ・・繊維束の露出多数あり 表−２ 表−２に示された結果かられかるように、本発明の建材
は、クラックの発生がない上、機械的強度にすぐれ、さ
らに外観において美麗なものであることがわかる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒径７０μｍ以下のシラスバルーンと補強繊
   維との混合物を硬化剤により硬化された水ガラス硬化体
   によって一体に接合させたものからなり、該シラスバル
   ーン１００重量部当り、補強繊維の割合が０．１〜１０
   重量部、水ガラス硬化体の割合が３０〜１５０重量部、
   硬化剤の割合が１０〜４０重量部であることを特徴とす
   る無機質軽量建材。
2. （２）高分子バインダーを含有する請求項１の建材。
3. （３）平均粒径７０μｍ以下のシラスバルーンと、補強
   繊維と、水ガラスと、硬化剤からなり、該シラスバルー
   ン１００重量部当り、補強繊維の割合が０．１〜１０重
   量部、固形分換算の水ガラスの割合が３０〜１５０重量
   部、硬化剤の割合が１０〜４０重量部である混合物を成
   形し、硬化させることを特徴とする無機質軽量建材の製
   造方法。
4. （４）該混合物が高分子バインダーを含む請求項３（５
   ）該混合物の水分含有率が２０〜５０重量％で、該混合
   物を加圧成形する請求項３又は４の方法。