JPH04212808A

JPH04212808A - 無機質軽量建材の製造方法

Info

Publication number: JPH04212808A
Application number: JP3942291A
Authority: JP
Inventors: Taku Kitahama; 北浜　卓; Masahiro Hashiba; 橋場　正博; Yoshinori Shimojo; 芳範下條
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1992-08-04
Also published as: JPH054826A

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シラスバルーンを主成
分として含む無機質軽量建材の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】従来、焼成ヒル石及び／又
は焼成シラス（シラスバルーン）と、水ガラスと、硬化
剤からなり、水分含有率が２０〜４０重量％の混合物を
加圧成形し、硬化させることによって無機質軽量建材を
製造する方法は知られている（特開平１−１３１０８４
号、特開平１−３１７１４８号）。この従来法において
は、原料混合物として水分含有率が２０〜４０重量％と
いう非常に低いものを用いることから、スラリー状の原
料混合物を用いるものに比較して、成形体の硬化時にお
ける収縮変形やクラックの発生の点において改良された
ものであるが、端部が破壊しやすく、寸法安定性に欠け
、また、強度的にも建築材料として十分満足するまでに
至っていないものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
見られる前記問題を解決し、成形体の端部破壊が生じに
くく、寸法安定性にすぐれ、その上強度的にもすぐれた
成形体を与えるシラスバルーンを主成分として含む無機
質軽量建材の製造方法を提供することをその課題泊する
。

【０００４】

【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究を重ねた結果、粒径６３μｍ以下
の成分含有率が１５〜５５重量％及び粒径６３μｍを超
える成分含有率が４５〜８５重量％であるシラスバルー
ンを用いるとともに、無機質軽量建材を製造する場合の
成形圧力を、５ｋｇ／ｃｍ２Ｇを超え２０ｋｇ／ｃｍ２
Ｇ未満の範囲に規定することにより、その課題を解決し
得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００５】即ち、本発明によれば、粒径６３μｍ以下
の成分含有率が１５〜５５重量％及び粒径６３μｍを超
える成分含有率が４５〜８５重量％であるシラスバルー
ンを主成分とする無機骨材を、水ガラスと、水ガラス硬
化剤からなり、該無機骨材１００重量部当り、固形分換
算の水ガラスの割合が３０〜１５０重量部及び水ガラス
硬化剤の割合が１０〜４０重量部であり、かつ水分含有
率が２０〜５０重量％の混合物を５ｋｇ／ｃｍ２Ｇを超
え２０ｋｇ／ｃｍ２Ｇ未満の圧力で加圧成形し、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。

【０００６】本発明において使用されるシラスバルーン
は、通常、２０〜６００μｍの粒径を有するもので、粒
径６３μｍ以下の成分（以下、Ａ成分とも言う）の含有
率が１５〜５５重量％、好ましくは２０〜５０重量％及
び粒径６３μｍを超える成分（以下、Ｂ成分とも言う）
の含有率が４５〜８５重量％、好ましくは５０〜８０重
量％である粗大シラスバルーンと微細シラスバルーンと
の混合物である。Ａ成分が１５重量％未満であると、得
られる建材（以下、成形体ということもある）は、収縮
変形が大きくなったり、表面に凹凸が目立つようになる
。また、Ａ成分が５５重量％を超えると、得られる成形
体は、収縮変形が大きくなると共に反り易くなったり、
クラックの発生の生じやすいものとなる。収縮変形が小
さく、かつ表面凹凸の目立ちが少なく、その上、反りや
クラックの発生のない高品質の成形体を得る点からは、
特に、粒径１７７〜４２０μｍの範囲の成分含有率を２
５〜６５重量％に保持し、さらに、粒径６３μｍを超え
１７７μｍ未満の成分と粒径４２０μｍを超え６００μ
ｍ未満の成分の合計含有率を０〜４０重量％に保持する
のが好ましい。本発明で用いる無機骨材は、前記シラス
バルーンを主成分とすればよく、シラスバルーン単独で
あることができる他、他の無機骨材、例えば、パーライ
ト、焼成ヒルス石、カオリン、マイカ、タルク、シリカ
等を適量シラスバルーンとともに併用することも可能で
ある。

【０００７】本発明で用いる水ガラスは、ケイ酸ナトリ
ウムやケイ酸カリウムあるいは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、例えばＪＩＳ　　
１号規格品、ＪＩＳ　　２号規格品、ＪＩＳ　　３号規
格品等として市販されているものである。

【０００８】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。

【０００９】本発明の無機質軽量建材を製造するには、
水ガラス、硬化剤及びシラスバルーンを混合し、この混
合物を型に入れて加圧成形し、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３０〜１５
０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
。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値が著しく低下する。

【００１０】本発明においては、加圧成形圧力を５ｋｇ
／ｃｍ２Ｇを超え２０ｋｇ／ｃｍ２Ｇ未満の範囲、好ま
しくは５．５〜１９ｋｇ／ｃｍ２Ｇの範囲に規定する。加圧成形圧力が５ｋｇ／ｃｍ２Ｇ以下の圧力で成形され
た成形体は粒子間の接着が密にならず、端部が破壊しや
すく、寸法安定性に欠けたり、クラックの発生に於いて
も万全とはいい難いものである。また、曲げ強度も低く
、強度的にも建築材料として十分満足するに至っていな
いものである。一方、加圧成形圧力が２０ｋｇ／ｃｍ２
Ｇ以上で成形された成形体はシランバルーン自体が全体
的に破壊され、得られる成形体には厚みのバラツキが発
生し、物性的に見てもシラスバルーンの持つ低熱伝導率
や非吸水性の利点が損われる。

【００１１】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／ブダジエン系ラテックス、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、固形分換算で０．５重量部以上、好ましくは１〜１
０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。

【００１２】本発明においては、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。

【００１３】本発明により建材を得る場合、粉粒状混合
物を成形型に充填し、加圧成形後成形型から取り出し、
この加圧成形体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、成形体を成形型内にお
いて硬化させることもできるが、加圧成形体は固形物で
あり、取扱い容易なものであることから、成形体を成形
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。

【００１４】本発明において、成形体を加熱下で硬化さ
せる場合、その加熱温度は、３０℃以上、好ましくは８
０℃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。成形体の加熱硬化体は、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
〜１０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。

【００１５】

【発明の効果】本発明の方法によれば、無機骨材として
特定の粒度分布を有するシラスバルーンを用いるととも
に、原料混合物の水分含有率を２０〜５０重量％の範囲
に規定し、さらに、加圧成形の際、成形圧力を特定範囲
に規定したことにより、原料混合物を成形し、硬化する
際、成形体の収縮変形とクラックの発生を実質上生じな
いものであり、さらに、得られる成形体は機械的強度及
び表面性状にすぐれた高品質のものである。本発明の無
機質軽量建材は、そのすぐれた断熱性、耐火性、防音性
を活用して、不燃性の断熱材、壁材、床材、天井材等と
して有利に利用することができる。

【００１６】

【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。なお、以下において示す部及び％はいずれも重量
基準である。

【００１７】実施例１〜３及び比較例１〜４粒径６３μ
ｍ以下の成分３２．４％と粒径６３μｍを超える成分６
７．６％の混合物からなるシラスバルーン１００部、水
ガラス（ＪＩＳ　　３号品）８０部及び水ガラス硬化剤
を表１に示す割合で均一に混合した（この時の混合物の
水分含有量を表１に併せて示した）。

【００１８】次いで、これら混合物を成形型（縦：４０
０ｍｍ、横：４００ｍｍ、高さ５０ｍｍ）内に高さ１５
ｍｍ位置まで充填し、押圧板を用いて表１で示される条
件で加圧成形し、その成形体を型から取出し、続いて表
１に示される硬化条件及び／又は養生条件下に保持した
。このようにして得られた成形体についてクラックの発
生の有無及び端部破壊の有無を観察し、さらに成形体の
曲げ強度、吸水率及び熱伝導率を測定した。その結果を
表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】実施例４〜８及び比較例５〜８特定の粒度
分布を有するシラスバルーン、水ガラス及び水ガラス硬
化剤を表２に示す割合で均一に混合した（この時の混合
物の水分含有量を表２に併せて示した）。

【００２１】次いで、これら混合物を成形型（縦：４０
０ｍｍ、横：４００ｍｍ、高さ５０ｍｍ）内の高さ１５
ｍｍ位置まで充填し、押圧板を用いて表２で示される条
件で加圧成形し、その成形物を型から取出し、続いて表
３に示される硬化条件及び／又は養生条件下に保持した
。このようにして得られた成形体についてクラックの発
生及び収縮変形の発生を観察した。この結果を表３にあ
わせて示した。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　粒径６３μｍ以下の成分含有率が１５
〜５５重量％及び粒径６３μｍを超える成分含有率が４
５〜８５重量％であるシラスバルーンを主成分とする無
機骨材を、水ガラスと、水ガラス硬化剤からなり、該無
機骨材１００重量部当り、固形分換算の水ガラスの割合
が３０〜１５０重量部及び水ガラス硬化剤の割合が１０
〜４０重量部であり、かつ水分含有率が２０〜５０重量
％の混合物を５ｋｇ／ｃｍ２Ｇを超え２０ｋｇ／ｃｍ２
Ｇ未満の圧力で加圧成形し、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。
【請求項２】　　粒径６３μｍ以下の成分含有率が１５
〜５５重量％、粒径１７７〜４２０μｍの成分含有率が
２５〜６５重量％及び粒径６３μｍを超え１７７μｍ未
満の成分含有率と４２０μｍを超え６００μｍ未満の成
分含有率が０〜４０重量％のシラスバルーンを主成分と
する無機骨材と、水ガラスと、水ガラス硬化剤からなり
、該無機骨材１００重量部当り、固形分換算の水ガラス
の割合が３０〜１５０重量部及び水ガラス硬化剤の割合
が１０〜４０重量部であり、かつ水分含有率が２０〜５
０重量％の混合物を５ｋｇ／ｃｍ２Ｇを超え２０ｋｇ／
ｃｍ２Ｇ未満の圧力で加圧成形し、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。