JPH04219377A - 発泡セラミックス成形体の製造方法 - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は発泡セラミックス成形体
の製造方法に係り、詳しくは建築物の外壁等の建築材料
として使用する場合に要請される耐凍害性、耐侯性、強
度、遮音性、断熱性等の特性が優れた発泡セラミックス
成形体の製造方法並びに発泡セラミックス成形体を製造
するにあたり発泡セラミックス成形体の吸水率を制御で
きる方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】強度や軽量性が優れ、各種建築材料や土
木材料として好適な特性を有する成形材料として、発泡
性セラミックス原料を焼成して得られる発泡セラミック
ス成形体が知られている。発泡性セラミックス原料とし
ては、各種粘土、火山灰、スラグ等を主成分とするセラ
ミックス原料に炭化珪素等の発泡材を配合したものが用
いられている。また、発泡材の発泡効率を高める目的で
石膏等の硫黄化合物を発泡助材として添加することが行
われている。このような発泡セラミックス成形体を建築
材料や土木材料として用いる場合には、その適性を示す
因子として吸水性や透水性が重要であるが、発泡セラミ
ックス成形体の吸水性や透水性はセラミックス原料の種
類により変動するため、特定のセラミックス原料を用い
る場合には吸水性や透水性を制御することが困難であり
、セラミックス原料の種類により用途が限られるという
欠点があった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、閉ざ
された気泡を持ち吸水性が小さい発泡セラミックス成形
体を提供することにある。また発泡セラミックス成形体
の吸水性を容易に制御できる発泡セラミックス成形体の
製造方法を提供することにある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明者は上記のような
課題を解決するため研究を行い、発泡性セラミックス原
料中の酸化珪素分含有量、酸化カルシウム分含有量及び
発泡助材として配合する硫黄分含有量が発泡セラミック
ス成形体の吸水性に著しく影響することを見出し本発明
を完成した。本発明は、酸化珪素分含有量がＳｉＯ２　
として６２重量％以上、酸化カルシウム分含有量がＣａ
Ｏとして１０重量％以下、硫黄分含有量がＳとして０．
０１〜０．３重量％である発泡性セラミックス原料を焼
成することを特徴とする閉ざされた気泡を持つ発泡セラ
ミックス成形体である。さらに、発泡性セラミックス原
料を焼成して発泡セラミックス成形体を製造するにあた
り、発泡性セラミックス原料の酸化珪素分含有量、酸化
カルシウム分含有量及び硫黄分含有量を調節して発泡セ
ラミックス成形体の吸水率を制御することを特徴とする
発泡セラミックス成形体の製造方法である。 【０００５】以下に本発明を詳細に説明する。本発明で
使用する発泡性セラミックス原料は、珪酸含有物質、発
泡材および発泡助材を含有するものであり、必要に応じ
て酸化カルシウム含有物質を配合したものである。本発
明で使用する珪酸含有物質としては、キラ粘土、蛙目粘
土、木節粘土及びベントナイト等の粘土、珪石、シラス
、抗火石、窯業原料精製残渣並びに鋳造廃砂等があり、
いずれも粉末状にして使用するのがよい。酸化カルシウ
ム含有物質は、高炉スラグ、炭酸カルシウム等であり、
高炉スラグとしては水砕スラグがよく、いずれも粉末状
にして使用するのがよい。発泡材は、炭素又は炭化珪素
、木、紙、プラスチックおよびゴム等の炭素含有物質で
あり、均一な発泡の点で粉末状のものがよく、特に粉末
状炭化珪素を使用すると強度の良好な発泡セラミックス
成形体ができる。発泡助材としては、無水石膏、半水石
膏、二水石膏、硫酸ナトリウム等の硫黄化合物があり、
粉末状にして使用するのがよく、特に無水石膏や二水石
膏を使用すると、短時間で、良好な発泡セラミックス成
形体を製造できる。その他、発泡性セラミックス原料に
、ソーダ灰のようなアルカリ化合物、ホウ酸、ホウ砂の
ようなホウ酸塩、ウレキサイト、ガラスカレット、フリ
ット原料等を融材として配合すると、発泡温度を低くす
ることができる。 【０００６】本発明の閉ざされた気泡を有する発泡セラ
ミックス成形体は、比重０．３〜１．４程度であり、気
泡１個当たりの容積は０．３〜１．４ｍｍ３　程度を有
し、各気泡は厚さ０．０８ｍｍ程　　度のセラミクス壁
により囲まれている。各セラミックス壁は実質的に水の
通過する細孔を持たず、各気泡は閉ざされた構造になっ
ているため、透水性が小さく、発泡セラミックス成形体
の吸水率は通常５％以下である。そして、閉ざされた気
泡であることは、この吸水率を測定することにより、確
認することができ、本発明においては、これを５％以下
に制御する。 【０００７】参考までに、シラス９０重量部、ウレキサ
イト１０重量部、炭化珪素０．２重量部及び二水石膏０
．２７重量部を配合してなる発泡性セラミックス原料を
１１００℃で焼成して得た吸水率２％の発泡セラミック
ス成形体の気泡を囲むセラミックス壁の電子顕微鏡写真
（５０倍）を第１図に、キラ粘土７０重量部、スラグ３
０重量部、ウレキサイト１０重量部、炭化珪素０．２重
量部を配合してなる発泡性セラミックス原料を１１００
℃で焼成して得た吸水率４０％の発泡セラミックス成形
体の気泡を囲むセラミックス壁の電子顕微鏡写真（５０
倍）を第２図に示す。 【０００８】なお、本発明でいう発泡セラミックス成形
体の吸水率は、４ｃｍ×４ｃｍ×４ｃｍの立方体に切り
出した発泡セラミックス成形体を、２１日間水に侵漬し
たときの侵漬前と後の発泡セラミックス成形体の重量変
化〔吸水量（ｇ）〕を発泡セラミックス成形体の体積（
６４ｃｍ３　）で割った値を示す。 【０００９】このような閉ざされた気泡を持つ発泡セラ
ミックス成形体は、酸化珪素分含有量がＳｉＯ２　とし
て６２重量％以上、酸化カルシウム分含有量がＣａＯと
して１０重量％以下、硫黄分含有量がＳとして０．０１
〜０．３重量％である発泡性セラミックス原料を焼成す
ることにより製造できる。ここで、発泡セラミックス成
形体を得るためには、発泡セラミックス原料の発泡温度
で焼成する必要があるが、発泡セラミックス原料の発泡
温度は、その組成により変動し、特に融材配合量の影響
が大きい。なお、本発明でいう発泡性セラミックス原料
の発泡温度は、水で混練した発泡性セラミックス原料で
ゼーゲル錐を作り、昇温速度４℃／分で昇温した後、一
定温度で６分間加熱し、冷却速度４℃／分で冷却したと
きに、溶倒するときの、最低加熱温度に相当する。 【００１０】 【作用】ここで、本発明者の知見によれば、本発明の発
泡セラミックス成形体の製造方法において、発泡性セラ
ミックス原料の酸化珪素分含有量、酸化カルシウム分含
有量及び発泡助材含有量を調節することにより、発泡セ
ラミックス成形体の吸水性を制御できるのは、発泡性セ
ラミックス原料の酸化珪素分含有量が大きく酸化カルシ
ウム分含有量が小さい場合には、発泡セラミックス成形
体のセラミックス壁に水を通過する細孔が生成しにくく
、逆に発泡セラミックス原料のＳｉＯ２　含有量が小さ
く、ＣａＯ含有量が大きい場合には、発泡セラミックス
成形体のセラミック壁に水を通過する細孔が生成し易い
ためである。また、細孔が生成しにくい組成でも発泡助
剤含有量が大きい場合には、細孔が生成し易くなるため
である。 【００１１】 【実施例】実施例１、比較例１ 二酸化珪素粉末５０〜８０重量部、酸化カルシウム粉末
５〜３５重量部、酸化アルミニウム粉末１５重量部、三
酸化二ホウ素粉末２０重量部、炭化珪素粉末０．４重量
部および二水石膏粉末０．４重量部を配合してなる発泡
性セラミックス原料を内面にセラミックスペーパーを敷
設したφ６ｃｍ・高さ１０ｃｍの円柱型の耐熱性型枠内
において大気雰囲気下に電気炉を用いて発泡温度で４〜
１２分間焼成して比重０．５になるように発泡セラミッ
クス成形体を製造した。表１に発泡性セラミックス原料
の二酸化珪素粉末及び酸化カルシウム粉末の配合量、発
泡温度、焼成時間並びに発泡セラミックス成形体の比重
及び吸水率を示す。また、発泡セラミックス成形体の気
泡を囲むセラミックス壁の表面を電子顕微鏡により観察
して孔径０．０１ｍｍ以上の細孔の有無を調べた結果を
示す。 【００１２】 【００１３】 　　　　　　【００１４】実施例２、比較例２キラ粘土
粉末３５〜６３重量部、シラス１０〜５０重量部、水砕
スラグ粉末１５〜７重量部、ウレキサイト粉末１０重量
部及び炭化珪素粉末０．２５重量部を配合してなる発泡
性セラミックス原料を内面にセラミックスペーパーを敷
設したφ６ｃｍ・高さ１０ｃｍの円柱型の耐熱性型枠内
において大気雰囲気下に電気炉を用いて発泡温度で４０
〜６０分間焼成して比重０．５の発泡セラミックス成形
体を製造した。結果を表２に示す。 【００１５】 　　　　　　【００１６】実施例３、比較例３キラ粘度
粉末７０〜９０重量部、水砕スラグ粉末１０〜３０重量
部、ウレキサイト粉末１０又は２０重量部及び炭化珪素
粉末０．２重量部を配合してなる発泡性セラミックス原
料を内面にセラミックスペーパーを敷設したφ６ｃｍ・
高さ１０ｃｍの円柱型の耐熱性型枠内において大気雰囲
気下に電気炉を用いて発泡温度で３０〜４０分間焼成し
て比重０．５の発泡セラミックス成形体を製造した。表
３に結果を示す。 【００１７】 　　　　　　【００１８】実施例４、比較例４シラス７
０〜９０重量部、ウレキサイト粉末１０〜３０重量部及
び炭化珪素粉末０．２重量部、二水石膏粉末０．１重量
部を配合してなる発泡性セラミックス原料を内面にセラ
ミックスペーパーを敷設したφ６ｃｍ・高さ１０ｃｍの
円柱型の耐熱性型枠内において大気雰囲気下に電気炉を
用いて発泡温度で５０分間焼成して比重０．５の発泡セ
ラミックス成形体を製造した。表４に結果を示す。 【００１９】 　　　　　　【００２０】実施例５、比較例５二酸化珪
素粉末７５重量部、酸化アルミニウム粉末１５重量部、
酸化カルシウム粉末１０重量部、三酸化ホウ素粉末２０
重量部、炭化珪素粉末０．４重量部及び二水石膏粉末０
．２０〜２．０重量部を配合してなる発泡温度１１１０
℃の発泡性セラミックス原料（ＳｉＯ２　分含有量：６
２．４重量％、ＣａＯ分含有量：約８．３重量％）を内
面にセラミックスペーパーを布設したφ６ｃｍ・高さ１
０ｃｍの円柱型の耐熱性型枠内において大気雰囲気下に
電気炉を用いて温度１１１０℃の条件で比重約０．５に
なるように発泡セラミックス成形体を製造した。表５に
結果を示す。 【００２１】 　　　　　　【００２２】実施例６、比較例６キラ粘土
９０重量部、水砕スラグ１０重量部、ウレキサイト１０
重量部及び炭化珪素０．２重量部、二水石膏０．５〜２
．０重量部を配合してなる発泡性セラミックス原料（Ｓ
ｉＯ２分含有量：６８．４重量％、ＣａＯ分含有量：５
．３重量％）をボールミルで混合粉砕した後、水２８重
量部と混練し、φ１．２ｍｍに造粒し、乾燥したものを
内面にセラミックスペーパーを布設したφ６ｃｍ・高さ
１０ｃｍの円柱型の耐熱性型枠内において大気雰囲気下
に電気炉を用いて発泡温度で焼成して比重約０．５の発
泡セラミックス成形体を製造した。表６に結果示す。 【００２３】 　　　　　　【００２４】実施例７、比較例７シラス９
０重量部、ウレキサイト１０重量部、炭化珪素０．０５
〜０．３０重量部及び二水石膏０〜０．３０重量部を配
合してなる発泡性セラミックス原料（ＳｉＯ２　分含有
量：６５．２重量％、ＣａＯ分含有量：２．８重量％）
をボールミルで混合粉砕した後、水２８重量部と混合練
し、φ１．２ｍｍに造粒し、乾燥したものを、内面にセ
ラミックスペーパーを布設したφ６ｃｍ・高さ１０ｃｍ
の円柱型の耐熱性型枠内において大気雰囲気下に電気炉
を用いて温度１１００℃の条件で１〜２時間焼成して比
重約０．５の発泡セラミックス成形体を製造した。　　
表７は、発泡性セラミックス原料の二水石膏含有量及び
炭化珪素配合量と発泡セラミックス成形体の吸水率（％
）との関係を示す。表７中、括弧内の数字はそれぞれの
場合の焼成時間（時間）を示す。 【００２５】 　　　　　　【００２６】実施例８、比較例８二酸化珪
素粉末５０〜８０重量部、酸化カルシウム粉末５〜３５
重量部、酸化アルミニウム粉末１５重量部、三酸化二ホ
ウ素粉末２０重量部、炭化珪素粉末０．７重量部および
二水石膏粉末０．４重量部を配合してなる発泡性セラミ
ックス原料を内面にセラミックスペーパーを敷設したφ
６ｃｍ・高さ１０ｃｍの円柱型の耐熱性型枠内において
大気雰囲気下に電気炉を用いて発泡温度で４〜１２分間
焼成して比重０．３になるように発泡セラミックス成形
体を製造した。表８に結果を示す　　。 【００２７】 【００２８】 　　　　　　【００２９】実施例９、比較例９キラ粘土
粉末３５〜６３重量部、シラス１０〜５０重量部、水砕
スラグ粉末１５〜２７重量部、ウレキサイト粉末１０重
量部及び炭化珪素粉末０．７５重量部を配合してなる発
泡性セラミックス原料を内面にセラミックスペーパーを
敷設したφ６ｃｍ・高さ１０ｃｍの円柱型の耐熱性型枠
内において大気雰囲気下に電気炉を用いて発泡温度で４
０〜６０分間焼成して比重０．３の発泡セラミックス成
形体を製造した。表９に結果を示す。 【００３０】 　　　　　　【００３１】実施例１０、比較例１０キラ
粘度粉末７０〜９０重量部、水砕スラグ粉末１０〜３０
重量部、ウレキサイト粉末１０又は２０重量部及び炭化
珪素粉末０．４重量部を配合してなる発泡性セラミック
ス原料を内面にセラミックスペーパーを敷設したφ６ｃ
ｍ・高さ１０ｃｍの円柱型の耐熱性型枠内において大気
雰囲気下に電気炉を用いて発泡温度で３０〜４０分間焼
成して比重０．３の発泡セラミックス成形体を製造した
。表１０に結果を示す。 【００３２】 　　　　　　【００３３】実施例１１、比較例１１シラ
ス７０〜９０重量部、ウレキサイト粉末１０〜３０重量
部及び炭化珪素粉末０．７重量部、二水石膏粉末０．１
重量部を配合してなる発泡性セラミックス原料を内面に
セラミックスペーパーを敷設したφ６ｃｍ・高さ１０ｃ
ｍの円柱型の耐熱性型枠内において大気雰囲気下に電気
炉を用いて発泡温度で５０分間又は４０分間焼成して比
重０．３の発泡セラミックス成形体を製造した。表１１
に結果を示す。 【００３４】 　　　　　　【００３５】実施例１２、比較例１２二酸
化珪素粉末５０〜８０重量部、酸化カルシウム粉末５〜
３５重量部、酸化アルミニウム粉末１５重量部、三酸化
二ホウ素粉末２０重量部、炭化珪素粉末０．０１重量部
および二水石膏粉末０．４重量部を配合してなる発泡性
セラミックス原料を内面にセラミックスペーパーを敷設
したφ６ｃｍ・高さ１０ｃｍの円柱型の耐熱性型枠内に
おいて大気雰囲気下に電気炉を用いて発泡温度で４〜１
２分間焼成して比重１．４になるように発泡セラミック
ス成形体を製造した。表１２に結果を示す　　。 【００３６】 【００３７】 　　　　　　【００３８】実施例１３、比較例１３キラ
粘土粉末３５〜６３重量部、シラス１０〜５０重量部、
水砕スラグ粉末１５〜２７重量部、ウレキサイト粉末１
０重量部及び炭化珪素粉末０．０２５重量部を配合して
なる発泡性セラミックス原料を内面にセラミックスペー
パーを敷設したφ６ｃｍ・高さ１０ｃｍの円柱型の耐熱
性型枠内において大気雰囲気下に電気炉を用いて発泡温
度で４０〜６０分間焼成して比重１．４の発泡セラミッ
クス成形体を製造した。表１３に結果を示す。 【００３９】 　　　　　　【００４０】実施例１４、比較例１４キラ
粘度粉末７０〜９０重量部、水砕スラグ粉末１０〜３０
重量部、ウレキサイト粉末１０又は２０重量部及び炭化
珪素粉末０．０２５重量部を配合してなる発泡性セラミ
ックス原料を内面にセラミックスペーパーを敷設したφ
６ｃｍ・高さ１０ｃｍの円柱型の耐熱性型枠内において
大気雰囲気下に電気炉を用いて発泡温度で３０〜４０分
間焼成して比重０．３の発泡セラミックス成形体を製造
した。表１４に結果を示す。 【００４１】 　　　　　　【００４２】実施例１５、比較例１５シラ
ス７０〜９０重量部、ウレキサイト粉末１０〜３０重量
部及び炭化珪素粉末０．２５量部、二水石膏粉末０．１
重量部を配合してなる発泡性セラミックス原料を内面に
セラミックスペーパーを敷　　設したφ６ｃｍ・高さ１
０ｃｍの円柱型の耐熱性型枠内において大気雰囲気下に
電気炉を用いて発泡温度で５０分間焼成して比重１．４
の発泡セラミックス成形体を製造した。表１５に結果を
示す。 【００４３】 　　　　　　【００４３】 【発明の効果】本発明の閉ざされた気泡を持　　発泡セ
ラミックス成形体は吸水率が低くいので、建築物の外壁
材等の建築材のように耐凍結融解性が要請される材料と
して用いるのに好適である。また本発明の開かれた気泡
を持つ発泡セラミックス成形体は透水性があり、吸水率
が高いので、内装材等の建築材や舗道材等の土木材のよ
うに吸湿性、透湿性、吸水性、透湿性等が要請される材
料として好適である。さらに本発明の発泡セラミックス
成形体の製造方法によれば、発泡セラミックス成形体の
吸水性を容易に制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の実施例の気泡を囲むセラミックス
壁の表面構造を示す電子顕微鏡写真である。

【図２】　　本発明の比較例の気泡を囲むセラミックス
壁の表面構造を示す電子顕微鏡写真である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　酸化珪素分含有量がＳｉＯ２　として
   ６２重量％以上、酸化カルシウム分含有量がＣａＯとし
   て１０重量％以下、硫黄分含有量がＳとして０．０１〜
   ０．３重量％である発泡性セラミックス原料を焼成する
   ことを特徴とする閉ざされた気泡を持つ発泡セラミック
   ス成形体の製造方法。
2. 【請求項２】　　発泡性セラミックス原料を焼成して発
   泡セラミックス成形体を製造するにあたり、発泡性セラ
   ミックス原料の酸化珪素分含有量、酸化カルシウム分含
   有量及び硫黄分含有量を調節して発泡セラミックス成形
   体の吸水率を制御することを特徴とする発泡セラミック
   ス成形体の製造方法。