JPH0459672A - Lightweight molded laminate - Google Patents

Lightweight molded laminate

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Publication number
JPH0459672A
JPH0459672A JP17248990A JP17248990A JPH0459672A JP H0459672 A JPH0459672 A JP H0459672A JP 17248990 A JP17248990 A JP 17248990A JP 17248990 A JP17248990 A JP 17248990A JP H0459672 A JPH0459672 A JP H0459672A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
powder
reaction
furnace slag
aqueous solution
Prior art date
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Pending
Application number
JP17248990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Sato
和義 佐藤
Nobuyuki Nakamura
信行 中村
Mikikazu Hara
原 幹和
Hisaya Kamura
久哉 加村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP17248990A priority Critical patent/JPH0459672A/en
Publication of JPH0459672A publication Critical patent/JPH0459672A/en
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  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the flexural strength of a layer composed mainly of a powder produced by modifying vitreous blast-furnace slag powder with an alkaline aqueous solution by laminating the above layer with a layer composed mainly of the above powder or hydrated calcium silicate. CONSTITUTION:Powder of vitreous blast-furnace slag having a Blaine specific surface area of >=4,000cm<2>/g is treated with an aqueous solution of an alkali such as NaOH having a concentration of >=0.5N at about 90 deg.C for >=30min to adjust the BET specific surface area to 20-140m<2>/g by a glass-dissolution reaction and a hydration reaction. The treated product is washed with water and dehydrated by heating at about 250-800 deg.C to further increase the specific surface area. A slurry is produced by mixing 100 pts.wt. of a main material composed of the surface-modified slag powder or its mixture with hydrated calcium silicate with 1-20wt.% of a polymer additive, 1-20wt.% of synthetic pulp, 1-20wt.% of reinforcing fiber, proper amount of a cationic polymer flocculent and water. The slurry is poured into a mold, dehydrated under pressure to form a core layer and bonded to a surface layer made of natural stone, metal, etc., to obtain the objective light-weight molded article.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は建築の内装材もしくは断熱材又は什器等に用
いられる軽量成形体に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a lightweight molded body used for interior materials, heat insulating materials, fixtures, etc. of buildings.

[従来の技術〕 ケイ酸カルシウム系化合物を主成分とする成形体は人造
木材等と称されて建築用材料として広く用いられている
材料である。その製造方法としてはまずシリカ質原料と
石灰質原料に水を加えて混合スラリー状にし、まず90
°C程度で反応させてゲル化させる。これをオートクレ
ーブに入れて190〜250°Cで数時間反応させてゾ
ノトライトを合成する。このゾノトライトスラリーに必
要により靭性を向上させるためにガラス繊維、−界面活
性剤、ポリマー混和剤等を適宜加えて撹拌混合し、型枠
に入れて加圧脱水成形を行い、120°C程度で乾燥し
て成形体を得る方法である(セメント・コンクリート、
N(1469,Mar、1986.P37〜43)  
[Prior Art] A molded article containing a calcium silicate compound as a main component is called artificial wood and is widely used as a building material. The manufacturing method is to first add water to siliceous raw materials and calcareous raw materials to form a mixed slurry, and then
React at around °C to form a gel. This is placed in an autoclave and reacted at 190 to 250°C for several hours to synthesize xonotlite. Glass fibers, surfactants, polymer admixtures, etc. are appropriately added to this zonotrite slurry in order to improve toughness if necessary, and the mixture is stirred and mixed.The slurry is then placed in a mold, subjected to pressure dehydration molding, and dried at approximately 120°C. This is a method to obtain a molded body (cement/concrete,
N (1469, Mar, 1986.P37-43)
.

このケイ酸カルシウム系成形体を積層体にした例として
はケイ酸カルシウム成形体上にセメントモルタル層を設
け、このセメントモルタル層上に施釉して焼成すること
により表面強度と耐衝撃性を改善した例が知られている
(特開昭63−74983号公報)。また、ケイ酸カル
シウム成形体の少なくとも一表面層にケイ酸カルシウム
結晶と炭素を主成分とする物質、炭化物、窒化物、金属
酸化物等の混合層を形成させて曲げ強度の低下を抑えて
断熱性を向上させた例も知られている(特開昭6151
337号公報)。
As an example of a laminate made from this calcium silicate molded body, a cement mortar layer is provided on the calcium silicate molded body, and the surface strength and impact resistance are improved by applying glaze and firing on this cement mortar layer. An example is known (JP-A-63-74983). In addition, a mixed layer of calcium silicate crystals, substances mainly composed of carbon, carbides, nitrides, metal oxides, etc. is formed on at least one surface layer of the calcium silicate molded body to suppress the decrease in bending strength and provide insulation. There are also known examples of improved sex (Japanese Unexamined Patent Publication No. 6151)
Publication No. 337).

一方、スラグを用いた成形体としては、鋼スラグに結合
剤として次亜リン酸等のリン酸又はリン酸アルミニウム
等のリン酸塩を用いて常温で凝結硬化させた建築外装材
用の成形体が知られている。
On the other hand, molded bodies using slag are molded bodies for building exterior materials that are made by solidifying and hardening steel slag at room temperature using phosphoric acid such as hypophosphorous acid or phosphates such as aluminum phosphate as a binder. It has been known.

この成形体の表面にEBC塗料を塗布したり、ガラスコ
ーティング、ホーローコーティング等を施すことも知ら
れている(特開昭62−235845号公報)。
It is also known to apply EBC paint, glass coating, enamel coating, etc. to the surface of this molded body (Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-235845).

ガラス質高炉水砕スラグ粉末をアルカリ水溶液で改質す
る方法は既に知られており(特開平1252559号公
報)、本発明者らはこの改質スラグ粉末を用いた成形体
を既に完成している(特願平l−337818号明細書
)。この成形体にはポリマー混和剤が通常添加されてい
る。ポリマー混和剤は表面改質スラグ粒子間の結合剤と
して機能するとともに成形体の加工性、曲げ強度、表面
性状を向上させる等の機能も果している。
A method of modifying vitreous granulated blast furnace slag powder with an aqueous alkaline solution is already known (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1252559), and the present inventors have already completed a molded body using this modified slag powder. (Patent Application No. 1-337818). A polymer admixture is usually added to this molded body. The polymer admixture functions as a binder between surface-modified slag particles, and also functions to improve the processability, bending strength, and surface properties of the molded article.

〔発明が解決しようとする課題] 前述の如く、加工性、曲げ強度、表面性状を向上させる
ためにはポリマー混和剤の含有量を増やす必要があるが
、ポリマー混和剤を増量すると成形体の不燃性が失われ
るという問題があった。
[Problem to be solved by the invention] As mentioned above, it is necessary to increase the content of the polymer admixture in order to improve processability, bending strength, and surface texture, but increasing the amount of the polymer admixture makes the molded article nonflammable. There was a problem with the loss of sexuality.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は上記課題を解決するべくなされたものであり、
ガラス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液でガラスの熔
解反応と水和反応により改質して得られる粉末を主材と
し、ポリマー混和剤を含有する層とガラス質高炉スラグ
粉末をアルカリ水溶液でガラスの溶解反応と水和反応に
より改質して得られる粉末又はケイ酸カルシウム水和物
を主材としポリマー混和剤を前記の層と異なる含有量で
含有する層を有し、そのポリマー混和剤の含有量の多い
ほうを表層とし、少ないほうをコア層とすることによっ
てかかる目的を達成したものである。
The present invention has been made to solve the above problems,
The main material is a powder obtained by modifying vitreous blast furnace slag powder with an aqueous alkali solution through a glass melting reaction and hydration reaction, and a layer containing a polymer admixture and a layer containing a vitreous blast furnace slag powder are dissolved in an aqueous alkali solution to melt the glass. It has a layer mainly composed of powder or calcium silicate hydrate obtained by modification by reaction and hydration reaction and containing a polymer admixture in a content different from that of the above layer, and the content of the polymer admixture is This purpose is achieved by using the surface layer with a larger amount of water and the core layer with a smaller amount of material.

また、ガラス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液でガラ
スの溶解反応と水和反応により改質して得られる粉末を
主材する層を少な(とも−層有し、又はケイ酸カルシウ
ム水和物を主材とする層をさらに一層以上有する軽量成
形体積層体において例えば表層のポリマー混和剤の量を
減少させ、一方合成パルプ、不燃パルプを配合すること
によって表層の紙のような質感を与えることができ、ま
た、天然石材、金属等からなる一の表層とガラス質高炉
スラグ粉末をアルカリ水溶液でガラスの溶解反応と水和
反応により改質して得られる粉末を主材とする一のコア
層が接着剤を介して接合された構造を有する軽量成形体
積層体によって表面の耐熱性と装飾性を高めることがで
きる。本発明はかかる手段をも提供するものである。
In addition, it may have a small layer (or a layer) mainly composed of powder obtained by modifying vitreous blast furnace slag powder with an aqueous alkali solution through a glass dissolution reaction and a hydration reaction, or it may have a layer mainly composed of calcium silicate hydrate. For example, in a lightweight molded laminate having one or more material layers, it is possible to give the surface layer a paper-like texture by reducing the amount of polymer admixture in the surface layer and blending synthetic pulp or non-combustible pulp. In addition, the surface layer made of natural stone, metal, etc. and the core layer made mainly of powder obtained by modifying vitreous blast furnace slag powder with an alkaline aqueous solution through a glass dissolution reaction and a hydration reaction are bonded together. The heat resistance and decorative properties of the surface can be increased by means of a lightweight molded laminate having an adhesively bonded structure.The present invention also provides such means.

ガラス質高炉スラグ粉末をガラスの溶解反応と水和反応
により改質して得られるスラグ(表面改質スラグ)粉末
は、ガラス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液で処理す
ることによってガラスの溶解反応及び水和反応を生じさ
せ、それによって表面を改質したものである。形状はゾ
ノトライトと異なり、球状あるいは球が重なり合ったぶ
どうの房状である。主な水和生成物はトバモライトまた
はその類似鉱物である。原料のガラス質高炉スラグは水
砕スラグ、風砕スラグ等のいずれであってもよい。粒度
は細かいものがよく、例えばブレーン比表面積で400
0CIIY/g以上、特に8000〜14000CIl
l/g程度のものが適当である。このような粒度のもの
を得るために必要により粉砕機および分級機等で微粉化
することができる。原料スラグの比表面積は、本発明の
軽量成形体の物性、特にかさ比重に影響を与える。アル
カリ水溶液は苛性ソーダ、苛性カリ等の苛性アルカリ液
がよく、濃度は0,5N以上、特にIN以上が好ましい
。実用上は苛性ソーダが使いやすい。また、アルカリの
組合せも有効である。炭酸ナトリウムを苛性ソーダに適
当量組合せることも有効である。処理時間は処理温度等
によって異なるが30分間以上であり、通常1時間〜1
0時間程度である。反応を促進するために処理温度は高
い方がよく、実用上90゛C程度である。
Slag (surface-modified slag) powder obtained by modifying vitreous blast furnace slag powder through a glass melting reaction and hydration reaction is produced by treating vitreous blast furnace slag powder with an alkaline aqueous solution. The surface is modified by causing a sum reaction. Its shape differs from that of xonotrite, in that it is spherical or like a bunch of grapes with overlapping spheres. The main hydration product is tobermorite or similar minerals. The raw material vitreous blast furnace slag may be granulated slag, granulated slag, or the like. The particle size should be fine, for example 400 in Blaine specific surface area.
0CIIY/g or more, especially 8000-14000CIl
A value of about 1/g is suitable. In order to obtain particles having such a particle size, they can be pulverized using a pulverizer, classifier, etc., if necessary. The specific surface area of the raw material slag affects the physical properties of the lightweight molded article of the present invention, particularly the bulk specific gravity. The alkaline aqueous solution is preferably a caustic alkaline solution such as caustic soda or caustic potash, and the concentration is preferably 0.5N or higher, particularly IN or higher. In practice, caustic soda is easy to use. A combination of alkalis is also effective. It is also effective to combine an appropriate amount of sodium carbonate with caustic soda. The processing time varies depending on the processing temperature, etc., but is 30 minutes or more, and usually 1 hour to 1 hour.
It takes about 0 hours. In order to promote the reaction, the treatment temperature should be higher, and in practice it is about 90°C.

また、100°Cを越える水熱反応によることもよい。Alternatively, a hydrothermal reaction over 100°C may be used.

このアルカリ処理によってガラス質高炉スラグ粒子の表
面でガラスの溶解反応と水和物の形成反応が起こる。そ
の結果、スラグ表面が多孔質化してBET比表面積は2
0〜140n(/gg程度好ましくは40%/g以上、
さらに好ましくは90rrr/g以上になる。
This alkali treatment causes a glass dissolution reaction and a hydrate formation reaction to occur on the surface of the glassy blast furnace slag particles. As a result, the slag surface becomes porous and the BET specific surface area becomes 2.
0 to 140n(/gg, preferably 40%/g or more,
More preferably, it is 90 rrr/g or more.

アルカリ処理後は水洗してアルカリを除去して使用する
。このような表面改質スラグの製造方法は特公昭57−
7093号公報および、特開平1−252559号公報
に開示されている。この表面改質スラグは250〜80
0°C程度、好ましくは450°C程度で加熱して脱水
することにより、初期の状態により異なるが、例えば、
BET比面積100n(/gのものを120〜140r
d/ g程度に高めることができる。なお、この際、加
熱脱水によるシンター現象を起こさないような温度と時
間条件を選択することが肝要である。
After alkali treatment, wash with water to remove the alkali before use. The manufacturing method of such surface-modified slag is described in
It is disclosed in Japanese Patent No. 7093 and Japanese Patent Application Laid-open No. 1-252559. This surface modified slag has 250 to 80
By heating and dehydrating at about 0°C, preferably about 450°C, depending on the initial state, for example,
BET specific area 100n (/g is 120~140r
It can be increased to about d/g. At this time, it is important to select temperature and time conditions that will not cause sintering due to heating and dehydration.

この加熱脱水処理スラグの使用によって比強度及び吸放
湿特性を向上できるので好ましい。
Use of this heated and dehydrated slag is preferable because specific strength and moisture absorption and desorption properties can be improved.

ケイ酸カルシウム水和物は、シリカ質原料と石灰質原料
に水を加えて加熱反応させることによって得られ、ヅノ
トライト、トバモライト等の針状ないしは繊維状の結晶
質のものが好ましい。表面改質スラグと上記のケイ酸カ
ルシウム水和物の配合重量比は10:0〜0:10、好
ましくは9:1〜1:9、さらに好ましくは7:3〜3
ニアの範囲が適当である。
Calcium silicate hydrate is obtained by adding water to a siliceous raw material and a calcareous raw material and causing a heating reaction, and acicular or fibrous crystalline ones such as dunotolite and tobermorite are preferable. The blending weight ratio of the surface-modified slag and the above calcium silicate hydrate is 10:0 to 0:10, preferably 9:1 to 1:9, more preferably 7:3 to 3.
The near range is appropriate.

本発明の表面改質スラグ又はケイ酸カルシウム水和物を
主材とする層は少なくともポリマー混和剤、合成パルプ
又は補強繊維のいずれかを含有させる。
The surface-modified slag or calcium silicate hydrate-based layer of the present invention contains at least one of a polymer admixture, synthetic pulp, or reinforcing fiber.

ポリマー混和剤は、表面改質スラグ粒子に均一に付着す
るものがよく、各種のゴムラテックス、合成樹脂エマル
ジョン等を使用できる。ゴムラテックスは、例えば、天
然ゴムラテックス及びスチレン−ブタジェン共重合体、
アクリロニトリルブタジェン共重合体、クロロプレン重
合体等のラテンクスであり、合成樹脂エマルジョンは例
えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル重合体
、アクリル酸エステル重合体、塩化ビニリデン重合体、
塩化ビニル重合体等のエマルジョンである。ポリマー混
和剤の添加量は、表面改質スラグ又は表面改質スラグと
ケイ酸カルシウム水和物との和に対する固形物重量比で
1〜20%程度、特に3〜lO%程度が適当である。1
%未満では強度及び機械加工性の向上が不充分になり、
一方、20%を越えると耐火性の低下が実用上問題とな
る。
The polymer admixture is preferably one that adheres uniformly to the surface-modified slag particles, and various rubber latexes, synthetic resin emulsions, etc. can be used. Rubber latex includes, for example, natural rubber latex and styrene-butadiene copolymer,
Synthetic resin emulsions include, for example, ethylene-vinyl acetate copolymer, vinyl acetate polymer, acrylic acid ester polymer, vinylidene chloride polymer,
It is an emulsion of vinyl chloride polymer, etc. The amount of the polymer admixture added is suitably about 1 to 20%, particularly about 3 to 10% by weight of the solids relative to the surface-modified slag or the sum of the surface-modified slag and calcium silicate hydrate. 1
If it is less than %, the improvement in strength and machinability will be insufficient,
On the other hand, if it exceeds 20%, a decrease in fire resistance becomes a practical problem.

合成パルプは、合成樹脂、主としてポリオレフィンに親
水性を与えてパルプ状にしたものであり、ポリエチレン
バルブ、ポリプロピレンバルブ等がある。表面改質スラ
グに対する重量比で1〜20%程度、特に3〜10%程
度が適当である。1%未満では機械加工性、表面光沢の
向上が不充分であり、一方、20%を越えると耐火性が
低下する。
Synthetic pulp is made into pulp by imparting hydrophilicity to synthetic resin, mainly polyolefin, and includes polyethylene valves, polypropylene valves, and the like. A suitable weight ratio to the surface-modified slag is about 1 to 20%, particularly about 3 to 10%. If it is less than 1%, improvements in machinability and surface gloss will be insufficient, while if it exceeds 20%, fire resistance will decrease.

補強繊維は、ガラス繊維、炭素繊維などの無機繊維、合
成繊維、天然繊維等である。合成繊維はポリビニルアル
コール繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維等であり
、天然繊維はパルプ、木綿、鉱物繊維等である。これら
の中で不燃性及びコストの点でガラス繊維が特に好まし
い。補強繊維の添加量は、繊維の比重にもよるが表面改
質スラグに対する重量比で1〜20%程度、特に5〜1
0%程度が適当である。1%未満では補強効果が実用上
有効でなく、一方20%を越えると均一分散性の確保が
難しくなる。
The reinforcing fibers include inorganic fibers such as glass fibers and carbon fibers, synthetic fibers, and natural fibers. Synthetic fibers include polyvinyl alcohol fibers, polyethylene fibers, aramid fibers, etc., and natural fibers include pulp, cotton, mineral fibers, etc. Among these, glass fiber is particularly preferred in terms of nonflammability and cost. The amount of reinforcing fibers added depends on the specific gravity of the fibers, but the weight ratio to the surface-modified slag is about 1 to 20%, especially 5 to 1%.
Approximately 0% is appropriate. If it is less than 1%, the reinforcing effect is not practically effective, while if it exceeds 20%, it becomes difficult to ensure uniform dispersion.

本発明の表面改質スラグ又はケイ酸力ルシムウ水和物を
主材とする層は、その他の成分も含むことができる。他
の成分の例としてはポリマー混和剤の凝集剤、軽量骨材
、分散剤、顔料、水硬性層コウ等を挙げることができる
The surface-modified slag or silicic acid hydrate-based layer of the present invention can also contain other components. Examples of other components include polymer admixtures, flocculants, lightweight aggregates, dispersants, pigments, hydraulic layer coatings, and the like.

ポリマー混和剤の凝集剤を加えることによって表面改質
スラグへのポリマー混和剤の吸着性を高めることができ
る。凝集剤は、硫酸アルミニウム等の無機系のものもあ
るが、本発明の成形体には有機系のもの、特にカチオン
型高分子凝集剤が好ましい。カチオン型高分子凝集剤の
例としては、ポリジアルキルアミノアルキルアクリレー
ト、ポリアミノメチルアクリルアミド、ポリビニルピリ
ジニウムハロゲン塩、ポリビニルイミダシリン等の4級
アミン化合物などがある。凝集剤の添加量は、カチオン
型高分子凝集剤の場合には、ポリマー混和側1重量部(
固形物重量)に対し0.05〜0.2重量部程度が好ま
しい。
By adding a flocculant to the polymer admixture, the adsorption of the polymer admixture to the surface-modified slag can be increased. Although there are inorganic flocculants such as aluminum sulfate, organic flocculants, particularly cationic polymer flocculants, are preferable for the molded article of the present invention. Examples of cationic polymer flocculants include quaternary amine compounds such as polydialkylaminoalkyl acrylate, polyaminomethylacrylamide, polyvinylpyridinium halide salt, and polyvinylimidacillin. In the case of a cationic polymer flocculant, the amount of flocculant added is 1 part by weight (
It is preferably about 0.05 to 0.2 parts by weight based on the weight of the solid matter.

軽量骨材はパーライト、シラスバルーン等であり、添加
量は表面改質スラグに対する重量比で100%を越える
と成形体の強度、加工性等が低下するので好ましくない
The lightweight aggregates are pearlite, shirasu balloons, etc., and if the amount added exceeds 100% by weight relative to the surface-modified slag, the strength, workability, etc. of the molded product will decrease, which is not preferred.

分散剤はポリマー混和剤、補強繊維などの分散、混練ス
ラリ一の流動性向上などのために添加されるものであり
、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン高縮合物、メラミ
ンスルホン酸系化合物などが用いられる。
The dispersant is added for the purpose of dispersing polymer admixtures, reinforcing fibers, etc., and improving the fluidity of the kneaded slurry, and includes naphthalene sulfonate formalin high condensates, melamine sulfonic acid compounds, and the like.

顔料は成形体を着色するものであり、鉛白、鉛丹、黄鉛
、群青、紺青、酸化コバルト、二酸化チタン、チタニウ
ムイエロー、ヘンガラ、鉄黒、モリブデン赤、リサージ
、アルミニウム粉等の無機顔料、アブ系、フタロシアニ
ン系等の有機顔料を使用することができる。
Pigments are used to color molded objects, and include inorganic pigments such as lead white, red lead, yellow lead, ultramarine blue, navy blue, cobalt oxide, titanium dioxide, titanium yellow, hengara, iron black, molybdenum red, litharge, and aluminum powder; Organic pigments such as ab-based pigments and phthalocyanine-based pigments can be used.

水硬性石コウは、α型及びβ型の半水石コウ、無水石コ
ウ等のいずれのものであってもよいが価格の面からβ型
半水石コウを主要成分とする焼石コラが好ましい。石コ
ウの添加量は、表面改質スラグに対する重量比で10〜
150%程度、好ましくは30〜70%程度が適当であ
る。10%以下では曲げ強度の向上効果が少なく、一方
、150%を越えると機械加工性及び比強度が低下する
。必要によりクエン酸ソーダなどの石コウの凝結調整剤
をさらに添加することができる。
The hydraulic plaster may be any of α-type and β-type hemihydrate stones, anhydrite stones, etc., but from the viewpoint of cost, baked stone plaster containing β-type hemihydrate stones as a main component is preferable. The amount of gypsum added is 10 to 10% by weight relative to the surface-modified slag.
A suitable amount is about 150%, preferably about 30 to 70%. If it is less than 10%, the effect of improving bending strength will be small, while if it exceeds 150%, machinability and specific strength will decrease. If necessary, a setting regulator for gypsum, such as sodium citrate, can be further added.

本発明の積層体の一の態様においては少なくとも表面改
質スラグ粉末を主材とする層と表面改質スラグ又はケイ
酸カルシウム水和物を主材とする層を有する。これらの
層は配合を変えることによって積層物に種々の特徴を付
与する。例えば表層として使用する層のポリマー混和剤
の含有量を高めることによって耐摩耗性、曲げ強度等を
改善することができ、コア層として使用する層のポリマ
ー混和剤の量を少な(することによって調湿性、不燃性
等を高めることができる。表層のポリマー混和剤を減少
させてそのかわりに天然パルプを配合することによって
表面に紙のような質感を与えることができる。従来、成
形体を着色する場合には全体に顔料を含有させていたが
、表層の顔料を含有させることによって積層体の物性の
変化を少なくとどめて着色することができる。この代表
的態様はコア層の両側に表層を積層した態様である。
One embodiment of the laminate of the present invention has at least a layer mainly composed of surface-modified slag powder and a layer mainly composed of surface-modified slag or calcium silicate hydrate. These layers impart different characteristics to the laminate by varying their formulation. For example, wear resistance, bending strength, etc. can be improved by increasing the content of polymer admixtures in the layer used as the surface layer, and by reducing the amount of polymer admixtures in the layer used as the core layer. Moisture properties, nonflammability, etc. can be improved. By reducing the amount of polymer admixtures on the surface layer and adding natural pulp instead, it is possible to give the surface a paper-like texture. Conventionally, molded objects are colored. In some cases, the entire layer contains pigment, but by including pigment in the surface layer, it is possible to color the laminate while minimizing changes in the physical properties of the laminate.A typical embodiment of this is to laminate the surface layer on both sides of the core layer. This is how it was done.

その場合、表層の一方又は両方の主材にケイ酸カルシウ
ム水和物を用い、コア層に表面改質スラグを主材とする
ことができる。他の態様としては一の表層と一のコア層
からなる2層積層物がある。
In that case, calcium silicate hydrate can be used as the main material for one or both of the surface layers, and surface-modified slag can be used as the main material for the core layer. Another embodiment is a two-layer laminate consisting of one surface layer and one core layer.

この積層物の使用態様例としては建築物の骨組側にコア
層が(るようにして張付ける。これらの態様において表
層は1〜3閣程度、コア層は5〜20鵬程度とすること
ができる。コア層を2層以上設けることもできる。表層
とコア層の間にロービングクロス等を積層することによ
って曲げ強度を高めることができる。
An example of how this laminate is used is to attach the core layer to the framework of the building. In these embodiments, the surface layer may have a thickness of about 1 to 3 layers, and the core layer may have a thickness of about 5 to 20 layers. Yes. Two or more core layers can be provided. Bending strength can be increased by laminating roving cloth or the like between the surface layer and the core layer.

この積層体を成形する方法としては、表面改質スラグ、
ケイ酸カルシウム水和物、ポリマー混和剤等および水を
含む混合物をまず混練する。補強繊維、凝集剤、合成パ
ルプ、軽量骨材、増粘剤、分散剤、顔料等を添加する場
合には混練する前または混練中に添加する。混練したス
ラリーに気泡が混入し、成形体に欠陥が生ずる恐れがあ
れば、消泡剤を添加したり、混練中や混練後減圧脱泡す
ることもできる。混練して得られたスラリーは通常は順
次型枠等の型に流し込んで加圧脱水を繰返す。スラリ一
の組成あるいは用いる装置等によってはまずスラリ一の
積層体を形成し、これを加圧脱水成形して一気に積層体
とすることもできる。
The method for forming this laminate includes surface-modified slag,
A mixture containing calcium silicate hydrate, polymer admixture, etc., and water is first kneaded. When reinforcing fibers, flocculants, synthetic pulp, lightweight aggregates, thickeners, dispersants, pigments, etc. are added, they are added before or during kneading. If there is a risk that air bubbles may be mixed into the kneaded slurry and cause defects in the molded product, an antifoaming agent may be added or defoaming may be carried out under reduced pressure during or after kneading. The slurry obtained by kneading is usually sequentially poured into a mold such as a mold, and pressure dehydration is repeated. Depending on the composition of the slurry or the equipment used, it is also possible to first form a laminate of the slurry and then pressurize and dehydrate it to form a laminate all at once.

均−脱水や成形効率を上げるために、加圧面に金網、ろ
紙、ろ布、多孔板などを用いたり、減圧脱水・脱泡が可
能なユニットを組み込んだり、また表面の意匠性を上げ
るためエンボス板を組み込んだりすることができる。ま
た加圧脱水後成形体を所定の形状に切出すこともできる
。加圧は所定の程度まで脱水できる圧力で行えばよく、
例えば成形体のかさ比重が所定の値になるように調整す
れば良く、通常10〜100kgf/cm2、好ましく
は20〜60k g f / crAである。
In order to improve uniform dewatering and molding efficiency, wire mesh, filter paper, filter cloth, perforated plates, etc. are used on the pressurizing surface, units that can perform vacuum dehydration and defoaming are incorporated, and embossing is used to improve the design of the surface. You can also incorporate plates. Further, the molded product after pressure dehydration can be cut into a predetermined shape. Pressurization should be done at a pressure that allows dehydration to a specified degree.
For example, the bulk specific gravity of the molded article may be adjusted to a predetermined value, which is usually 10 to 100 kgf/cm2, preferably 20 to 60 kgf/crA.

乾燥は成形体の内部の水分を除去でき、かつ表面改質ス
ラグの結晶水が残る程度がよく、例えば100〜180
°C程度、好ましくは110〜150°C程度で加熱乾
燥すればよい。成形体の乾燥によるひび割れを防止する
ために、まず60〜80°C程度で予備乾燥することも
好ましい。こうして得られる軽量成形体は、混練物から
水分を除いた組成になり、かさ比重は0.2〜Ig/c
Ill程度、好ましくは0.4〜0.6g/c111程
度の多孔質体である。
Drying should be performed to the extent that moisture inside the molded body can be removed and crystallization water of the surface-modified slag remains, for example, 100 to 180%.
It may be dried by heating at about 110 to 150°C, preferably about 110 to 150°C. In order to prevent the molded product from cracking due to drying, it is also preferable to first pre-dry it at about 60 to 80°C. The lightweight molded product thus obtained has a composition obtained by removing water from the kneaded material, and has a bulk specific gravity of 0.2 to Ig/c.
It is a porous body of about Ill, preferably about 0.4 to 0.6 g/c111.

この積層体は表面に金属シートを貼付けたりセラミック
を溶射したり、塗料を塗布するなど表面仕上を行なうこ
とができる。
The surface of this laminate can be finished by pasting a metal sheet, thermally spraying ceramic, or applying paint.

本発明の別の態様においては天然石材、金属等からなる
一の表層と表面改質スラグ粉末を主材とする一のコア層
が接着剤を介して接合された構造を有する。この態様の
ものは天然石材、金属等に接着剤を塗布し、その上にス
ラリーを投入して加圧脱水成形し、次いで乾燥すればよ
い。加圧脱水条件及び乾燥条件は前述と同様でよい。
Another embodiment of the present invention has a structure in which one surface layer made of natural stone, metal, etc. and one core layer mainly made of surface-modified slag powder are joined via an adhesive. In this embodiment, adhesive is applied to natural stone, metal, etc., slurry is poured onto the adhesive, pressure dehydration molding is performed, and then drying is performed. Pressurized dehydration conditions and drying conditions may be the same as described above.

〔作用〕[Effect]

表面改質スラグ粉末を主材とする層を設けることによっ
て積層体を軽量化し、曲げ強度、調湿性等を向上させて
いる。これに表面改質スラグ粉末又はケイ酸カルシウム
水和物を主材とする層を組合せることによって積層体の
種々の物性を改善し、あるいは種々の機能を付与してい
る。例えばコア層に軽量性、加工性、調湿性、不燃性等
を主に分担させ、表層に美観、耐傷付性、緻密さ等を分
担させることができる。
By providing a layer mainly made of surface-modified slag powder, the weight of the laminate is reduced and its bending strength, moisture control properties, etc. are improved. By combining this with a layer mainly composed of surface-modified slag powder or calcium silicate hydrate, various physical properties of the laminate are improved or various functions are imparted. For example, the core layer can be primarily responsible for lightness, workability, humidity control, nonflammability, etc., and the surface layer can be responsible for aesthetics, scratch resistance, precision, etc.

〔実施例〕〔Example〕

実施例1 ガラス質高炉スラグ(日本鋼管京浜製鉄新製、高炉水砕
スラグ)をボールミルでブレーン比表面積4500c1
11/gまで粉砕し、これを分級原料とし気流分級機に
て分級し、ブレーン比表面積14000cffl/gの
微粉スラグを得た。
Example 1 Glassy blast furnace slag (Shinmanufactured by Nippon Kokan Keihin Steel, granulated blast furnace slag) was milled in a ball mill to a Blaine specific surface area of 4500c1.
The powder was pulverized to 11/g and used as a raw material for classification using an air classifier to obtain fine powder slag with a Blaine specific surface area of 14,000 cffl/g.

この微粉スラグを温度が90°Cでかつ濃度が3規定の
NaOH溶液100戚に対し5gの割合で添加し、3時
間撹拌処理することによりBET比表面積100ボ/g
の表面改質スラグを得た。この表面改質スラグを充分に
水洗してアルカリ分を除去し、乾燥して積層体製造用原
料として用いた。
This fine powder slag was added at a rate of 5g to 100g of NaOH solution at a temperature of 90°C and a concentration of 3N, and stirred for 3 hours to achieve a BET specific surface area of 100g/g.
A surface-modified slag was obtained. This surface-modified slag was sufficiently washed with water to remove alkaline content, dried, and used as a raw material for producing a laminate.

表面改質スラグ100重量部に対し、Eガラス繊維8重
量部、ポリマー混和剤としてカルホキシ変性スチレンー
ブタジェン共重合体ラテックス30重量部、合成パルプ
3重量部、カチオン型凝集剤3重量部、顔料としてダイ
ピロキサイドカラ一のイエロー(Ti−31−Ni系、
大日精化製)3重量部及び水350重量部を加えて混練
し、このスラリーを型枠に注入して徐々に加圧脱水して
表層を形成した。
For 100 parts by weight of surface-modified slag, 8 parts by weight of E glass fiber, 30 parts by weight of carboxy-modified styrene-butadiene copolymer latex as a polymer admixture, 3 parts by weight of synthetic pulp, 3 parts by weight of cationic flocculant, pigment. The yellow of dipyroxide color (Ti-31-Ni series,
3 parts by weight (manufactured by Dainichiseika Chemical Co., Ltd.) and 350 parts by weight of water were added and kneaded, and this slurry was poured into a mold and gradually dehydrated under pressure to form a surface layer.

表面改質スラグ100重量部に対し、Eガラス繊維5重
量部、ポリマー混和剤としてカルボキシ変性スチレン−
ブタジェン共重合体ラテックス5重量部、カチオン型凝
集剤0.5重量部、シラスバルー710重量部及び水3
70重量部を加えて混練し、このスラリーを上記表層の
上に注入して徐々に加圧脱水してコア層を形成した。こ
の2層構造の加圧脱水体を60°Cで15時間、次いで
110°Cで5時間乾燥し、表層が5 mmでコア層が
20価の積層体を得た。
100 parts by weight of surface-modified slag, 5 parts by weight of E-glass fiber, and carboxy-modified styrene as a polymer admixture.
5 parts by weight of butadiene copolymer latex, 0.5 parts by weight of cationic flocculant, 710 parts by weight of Shirasu Balu, and 3 parts by weight of water.
70 parts by weight was added and kneaded, and this slurry was injected onto the surface layer and gradually dehydrated under pressure to form a core layer. This pressurized dehydrated body having a two-layer structure was dried at 60°C for 15 hours and then at 110°C for 5 hours to obtain a laminate with a surface layer of 5 mm and a core layer having a valence of 20.

実施例2 表層のポリマー混和剤をカルボキシ変性スチレン−ブタ
ジェン共重合体ラテックスからアクリル変性エポキシ樹
脂エマルジョンに変えたほかは実施例1と同様にして2
層構造の積層体を得た。
Example 2 Example 2 was carried out in the same manner as in Example 1, except that the polymer admixture in the surface layer was changed from carboxy-modified styrene-butadiene copolymer latex to acrylic-modified epoxy resin emulsion.
A laminate having a layered structure was obtained.

実施例3 表層を加圧脱水後、その上に511IInメンシユアク
リル変性エポキシ樹脂を含浸させたガラス繊維製のロー
ビングクロスを敷き、その上からコア層用スラリーを投
入したほかは実施例1と同様にして中間ハローピングク
ロスを有する積層体を得た。
Example 3 After the surface layer was dehydrated under pressure, a glass fiber roving cloth impregnated with 511IIn membrane acrylic modified epoxy resin was laid on top of it, and the core layer slurry was poured over it, but the same as Example 1. A laminate having an intermediate halo ring cloth was obtained.

比較例1 実施例1の表層と同一組成で厚さ25腫の単層品を実施
例1と同様にして製造した。
Comparative Example 1 A single-layer product having the same composition as the surface layer of Example 1 and having a thickness of 25 mm was manufactured in the same manner as in Example 1.

比較例2 実施例1のコア層と同一組成で厚さ25圓の単層品を実
施例1と同様にして製造した。
Comparative Example 2 A single-layer product having the same composition as the core layer of Example 1 and having a thickness of 25 circles was manufactured in the same manner as in Example 1.

これらの各成形体の物性値を測定しfコ結果を下表に示
す。
The physical properties of each of these molded bodies were measured and the results are shown in the table below.

定した。Established.

[発明の効果〕 本発明により不燃性を確保したまま曲げ強度表面性状を
向上させることができ、あるいは物性を損なわない着色
するとか表面に紙のような質感を与えるなどの改良を行
なうことができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to improve the surface properties of bending strength while ensuring nonflammability, or it is possible to make improvements such as coloring or giving a paper-like texture to the surface without impairing the physical properties. .

上記の物性値の測定方法は次の通りである。The method for measuring the above physical property values is as follows.

曲げ強度+ JIS A 1106〜1976に準した
。試験体寸法は幅40II!lTl×長さ160mmと
した。
Bending strength + Based on JIS A 1106-1976. The test specimen size is 40II in width! It was set as lTl×length 160 mm.

加工性:ノコギリによる切断性、カンナによる切削性、
釘打ち性などを見て良好な順 から◎、○、△、×の4段階で評価し た。
Processability: Cutability with a saw, cutability with a plane,
The nailing performance was evaluated in four grades: ◎, ○, △, and × in descending order of good.

表面性状:光沢、粉落等を目視により良好な順から◎、
○、△、×の4段階で評価した。
Surface quality: Visually inspected for gloss, powder, etc. in descending order of ◎,
Evaluation was made in four stages: ○, △, and ×.

耐火性: JIS A 1304による1時間耐火度を
求めた。
Fire resistance: The 1 hour fire resistance was determined according to JIS A 1304.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ガラス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液でガラ
スの溶解反応と水和反応により改質して得られる粉末を
主材する層を少なくとも一層有し、又はケイ酸カルシウ
ム水和物を主材とする層をさらに一層以上有する軽量成
形体積層体
(1) It has at least one layer mainly composed of a powder obtained by modifying vitreous blast furnace slag powder with an alkaline aqueous solution through a glass dissolution reaction and a hydration reaction, or a layer mainly composed of calcium silicate hydrate. A lightweight molded laminate having one or more layers that
(2)ガラス質高炉スラグ粉末をアルカリ水溶液でガラ
スの溶解反応と水和反応により改質して得られる粉末を
主材とし、ポリマー混和剤を含有する層とガラス質高炉
スラグ粉末をアルカリ水溶液でガラスの溶解反応と水和
反応により改質して得られる粉末又はケイ酸カルシウム
水和物を主材とし、ポリマー混和剤を前記の層と異なる
含有量で含有する層を有し、その一方が表層で他方がコ
ア層である軽量成形体積層体
(2) The main material is a powder obtained by modifying vitreous blast furnace slag powder with an alkaline aqueous solution through a glass melting reaction and hydration reaction, and a layer containing a polymer admixture and a vitreous blast furnace slag powder are modified with an alkali aqueous solution. The main material is powder or calcium silicate hydrate obtained by modifying glass by melting reaction and hydration reaction, and has a layer containing a polymer admixture in a content different from that of the above layer, one of which is Lightweight molded laminate with one surface layer and one core layer
(3)天然石材、金属等からなる一の表層とガラス質高
炉スラグ粉末をアルカリ水溶液でガラスの溶解反応と水
和反応により改質して得られる粉末を主材とする一のコ
ア層が接着剤を介して接合された構造を有する軽量成形
体積層体
(3) The first surface layer made of natural stone, metal, etc. and the first core layer made of powder obtained by modifying glassy blast furnace slag powder with an alkaline aqueous solution through a glass dissolution reaction and a hydration reaction are bonded together. Lightweight molded laminate with structure bonded via adhesive
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025004361A1 (en) * 2023-06-30 2025-01-02 Each DreaM株式会社 Sheet, composite sheet, method for producing sheet, and method for producing composite sheet

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