JPH0547496B2

JPH0547496B2 -

Info

Publication number: JPH0547496B2
Application number: JP59173942A
Authority: JP
Inventors: Isamu Hamada; Yonetsumi Ichikawa; Masahiro Kawai
Original assignee: NIPPON INSULATION KK
Current assignee: NIPPON INSULATION KK
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1993-07-16
Also published as: JPS6153141A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、耐熱性に優れ軽量且つ高強度のけい
酸カルシウム成形体の押出成形による製造法に関
する。けい酸カルシウム成形体は、優れた耐熱性を有
し、軽量且つ高強度であり、しかも加工性に富む
ところから、特に建材として好適なものである。従来技術及びその欠点従来、けい酸カルシウム結晶の成形体は、珪酸
原料、石灰原料及び水を含む原料スラリーを水熱
合成反応させて得られるけい酸カルシウム結晶の
二次粒子のスラリーに必要に応じて補強繊維等を
添加し、これを成形金型に充填し、プレス脱水成
形等により成形後、乾燥して製造されている。し
かし、この方法では、長尺のもの、薄いもの、複
雑な形状のものを製造するのが困難である等の欠
点があつた。上記欠点を改良するためには、連続
押出成形法によれば良いのであるが、けい酸カル
シウム結晶スラリーは、押出成形用の成形材料に
要求される性質を備えておらず、そのままでは押
出成形できないとされていた。即ち、押出成形用の成形材料は、(1)応力により
所定の形状に変形、成形される可塑性、(2)成形時
材料が口金を通り滑らかに押出される平滑性、(3)
成形体が乾燥されるまでの過程でその形状を維持
する保形性等の性質を有することが必要である
が、けい酸カルシウム結晶スラリーはこれらの性
質が不充分なため、そのままでは押出成形を行な
うことができない。従つて、何らかの成形助剤を
加えることが必要となる。けい酸カルシウム成形体の押出成形法による製
造法としては、珪酸カルシムウに水ガラス等の粘
結剤とメチルセルロース等の押出成形促進剤を加
え、全体の含水率を70〜80重量％として押出成形
する方法（特開昭57−191260号）も提案されてい
る。しかしながら、この方法では、水ガラス等の
粘結剤の使用を不可欠とするために、強度が小と
なり、主に真空断熱容器の支持材として使用され
る程度の強度のものしか得られず、とうてい建材
用として使用できる強度を有するものは得られな
いという欠点がある。また、押出時の脱水防止の
ために押出成形促進材を固形分中５〜15重量％と
多量に使用しているので耐熱性が低下するという
欠点もある。解決手段本発明者等は、上記従来方法の欠点を解消し、
耐熱性に優れ、軽量且つ高強度で、特に建材とし
て好適に使用できるけい酸カルシウム成形体を押
出成形により効率的に製造することを目的として
鋭意研究した。特に、得られる成形体をより軽量
且つ高強度にするためにはけい酸カルシウム水熱
合成反応により得られる球状二次粒子の形態のけ
い酸カルシウム結晶を用いるのが好ましいこと、
押出成形用材料の全体の含水率の広い範囲におい
て押出成形を可能にすることによつて更に高強度
の成形体を得ること等を考慮して研究した。その結果、水熱合成反応させて得たけい酸カル
シウム結晶に水溶性有機高分子物質及び吸水性繊
維質物質を加えることにより、押出成形用材料に
必要な適度の可塑性、平滑性及び保形性を付与す
ることができ、目的が達成できることを見出し
た。即ち、水熱合成反応により得られる二次粒子の
形態をもつけい酸カルシウム結晶スラリーは、チ
クソトロピーの性質を有し、これを攪拌すると水
を分離して、このまま押出成形をすると、二次粒
子間及び押出成形機と該粒子間の潤滑を促すため
押出成形が困難となるが、ここに固形分に対し吸
水性繊維質物質２〜10重量％及び水溶性有機高分
子物質0.2重量％〜５重量％未満を添加した場合
には、吸水性繊維質物質が該スラリーの撹拌によ
る分離水を吸収することにより適度な平滑性とす
ることができ、且つ保形性にも寄与でき、水溶性
有機高分子物質を0.2重量％〜５重量％未満と少
量加えるだけで該スラリーに適度の可塑性及び保
形性を付与でき、これらの作用によりけい酸カル
シウム結晶スラリーを円滑に押出成形できると共
に、得られた成形体は耐熱性にも優れ、軽量且つ
高強度であり、特に建材として著しく有利に使用
できることを見出した。本発明は、上記諸知見に基づいて完成されたも
のである。発明の構成本発明は、けい酸原料、石灰原料及び水を含む
原料スラリーを水熱合成反応させて得たけい酸カ
ルシウム結晶の二次粒子に、固形分に対し水溶性
有機高分子物質0.2重量％〜５重量％未満及び吸
水性繊維質物質２〜10重量％を混合し、全体の含
水率を20〜85重量％とした材料を、押出成形する
ことを特徴とするけい酸カルシウム成形体の製造
法に係る。本発明におけるけい酸カルシウム結晶スラリー
は、けい酸原料、石灰原料及び水よりなる原料ス
ラリーを、加圧下加熱攪拌しながら水熱合成反応
せしめることによつて製造される。得られたけい
酸カルシウム結晶は、三次元的に、結合してほぼ
球状の二次粒子を形成しており、それにより最終
的に得られた成形体の強度が高められるものであ
る。球状二次粒子の大きさは、水熱合成反応の条
件特に水の量等により変動するが、通常５〜
150μｍ程度である。けい酸原料及び石灰原料としては、通常のけい
酸カルシウム結晶の製造用原料として使用されて
きたものをいずれも有効に使用でき、例えばけい
酸原料としてはけい石、けい砂、シリカフラワ
ー、けい藻土、シリコンダスト、フエロシリコン
ダスト等を、石灰原料としては生石灰、消石灰、
カーバイト滓等を例示できる。水熱合成反応時の水の量（けい酸原料、石灰原
料及び水を水熱合成反応させるときの水の割合）
は、通常83〜97重量％（固形分に対して５〜30重
量倍）程度とするのが好ましい。この際、けい酸
原料と石灰原料のCaO／SiO₂モル比は、トベル
モライト結晶を合成しようとする場合は0.70〜
0.90程度、ゾノトライト結晶を合成しようとする
場合は0.90〜1.15程度とする。水熱合成反応は、
通常４Kg／cm²以上、好ましくは６Kg／cm²以上の飽
和水蒸気圧下で行なわれる。この反応によりトベ
ルモライト結晶又は（及び）ゾノトライト結晶よ
りなる球状二次粒子が水中に分散したけい酸カル
シウム結晶スラリーが得られる。次いで、けい酸カルシウム結晶スラリーに水溶
性有機高分子物質及び吸水性繊維質物質等を混合
し、全体の含水率を20〜85重量％程度に調整して
押出成形用材料とする。この際、けい酸カルシウ
ム結晶スラリーは、水熱合成反応により得られた
ものをそのまま用いても勿論差し支えないが、こ
れを加圧脱水過して含水率が通常20〜90重量％
程度の脱水ケーキに調整しておき、この脱水ケー
キに所定の配合物及び必要に応じて水を混合する
のが便利である。ここで、押出用成形用材料の含水率が85重量％
を越えると押出成形時の保形性が低下して押出時
の脱水が多く不都合であり、含水率が20重量％未
満であれば押出成形用材料の可塑性が失なわれ押
出成形が困難になるので好ましくない。本発明における水溶性有機高分子物質として
は、例えばメチルセルロース、カルボキシメチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルセルロース等の水溶性セルロース
誘導体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸
ソーダ、ポリアクリル酸アミド等の水溶性高分子
等を挙げることができ、これらの少なくとも１種
を用いる。また、吸水性繊維質物質としては、例えばパル
プ、木綿等の天然繊維、アクリル繊維等の合成繊
維等の有機繊維質物質、石綿等の無機繊維質物質
を挙げることができ、これらの少なくとも１種を
用いる。これらの内特に好ましいものは、分散性
の点から、パルプ就中粉末パルプ、石綿等であ
り、粉末パルプは親水性が高いので保水し易く成
形時の滑りを抑制する点でも極めて有効である。本発明における押出成形用材料は、基本的に
は、前記各成分からなるが、必要に応じて、更に
セメント、石膏、粘土、ガラス繊維、スチール繊
維等を加えても良い。水溶性有機高分子物質及び吸水性繊維質物質の
使用量は、広い範囲から選択し得るが、押出成形
用材料の全固形分中前者を通常0.2重量％以上５
重量％未満程度、後者を通常２〜10重量％程度と
するのが望ましい。水溶性有機高分子物質の使用量が上記範囲を越
えると成形材料が押出成形機の押出スクリユー部
で滑り易くなつて成形が困難になる傾向がある。
しかも水溶性有機高分子物質の使用量を５重量％
未満と少量用いることにより成形助剤としての効
果を発現せしめ得るから、けい酸カルシウム成形
体の耐熱性を損なわない。一方その使用量が上記
範囲に満たない場合は成形材料の可塑性、保形性
が不充分になる傾向がみられるので好ましくな
い。また、吸水性繊維質物質の使用量が上記範囲を
越えた場合は成形材料の可塑性が低下する傾向が
あり、使用量が上記範囲に満たない場合は、成形
材料の平滑性、保形性が低下する傾向があるので
好ましくない。更に、水溶性有機高分子物質と吸水性繊維質物
質との使用量は、けい酸カルシウム結晶水熱合成
反応時の水の量に応じて上記範囲内で適宜調節す
るのが望ましい。即ち、水熱合成反応時の水の量により生成する
二次粒子の大きさが変動し、通常水の量が多い程
二次粒子が小さくなる。二次粒子が小さくなる
と、前記したチクソトロピー性が高くなることが
認められ、他方スラリーの平滑性がそのままでは
押出成形できないが比較的高くなる。従つて、分
離水がより多くなるのに対応して吸水性繊維質物
質の使用量を多くし、他方水溶性有機高分子物質
の使用量を少なくするのが良いことになる。水熱
合成反応時の水の量が少なくなつた場合には、上
記と逆の理由により、吸水性繊維質物質の使用量
は比較的少なくて良く、他方水溶性有機高分子物
質の使用量は比較的多くするのが良いことにな
る。水溶性有機高分子物質及び吸水性繊維質物質の
好ましい使用量は、水熱合成反応時の水の量が95
重量％を越えるときは、それぞれ押出成形用材料
の全固形分中0.2〜2.5重量％程度及び３〜10重量
％程度、より好ましくは1.5〜２重量％及び４〜
８重量％、水熱合成反応時の水の量が91重量％以
上95重量％以下のときは、それぞれ全固形分中
0.2〜3.7重量％程度及び2.5〜8.7重量％程度、よ
り好ましくは1.8〜2.5重量％及び3.5〜6.5重量％、
水熱合成反応時の水の量が91重量％未満のとき
は、それぞれ全固形分中0.2〜0.5重量％未満程度
及び2.0〜6.5重量％程度、より好ましくは2.0〜
3.0重量％及び3.0〜5.0重量％である。本発明においては、前記した通り、各成分を混
練機等を用いて充分均一に混合することにより、
水溶性有機高分子物質、吸水性繊維質物質等とけ
い酸カルシウム結晶とが均質な状態となつて、押
出成形に適する性質を呈し、次いでこれを通常の
真空押出成形機等の押出成形機を用いて押出成形
した後、乾燥することによつて、優れた特性を有
するけい酸カルシウム成形体を生産性良く収得で
きる。尚、本発明における含水率は、下記の通りに定
義されるものである。含水率（％）＝Ｗ／Ｗ＋Ｓ×100 但し、Ｗは水分(g)を、Ｓは固形分(g)を示す。発明の効果本発明によれば、下記の如き顕著な効果が得ら
れる。 (1) 従来そのままでは押出成形不能とされていた
けい酸カルシウム結晶二次粒子の成形材料から
押出成形により各種形状の成形体を容易に製造
することが可能となる。 (2) 用いる押出成形用材料中のけい酸カルシウム
結晶が、水熱合成反応により得られる二次粒子
の形態であること、吸水性繊維質物質が添加さ
れていること、押出成形用材料の含水量を低く
できること等により、軽量且つ高強度のけい酸
カルシウム成形体が収得できる。 (3) 可燃物の添加量が少なくて良いので、得られ
る成形体の耐熱性が高い。 (4) 上記(2)、(3)により、特に建材として好適であ
る。 (5) 成形体の表面が極めて滑らかであるので、表
面仕上げが不要である。 (6) 配合組成の工夫により、広い範囲の含水量で
押出成形が可能である。 (7) 押出成形機の口金を交換するだけで、種々の
断面形状の成形体が得られ、長尺の成形体、薄
い成形体、ハニカム状等の複雑な形状の成形体
等を容易に製造できる。 (8) 押出成形法で製造することにより、連続的に
製造できるので生産性が高く、又省力化も容易
である。実施例以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に
説明する。各例中、部はすべて重量部を、％はす
べて重量％を示す。実施例１生石灰（CaO成分95.2％）42.3部を温水500部
中で消和し、ホモミキサーで30分間水中分散し
た。この石灰乳に平均粒子径5.3μｍ程度のけい石
粉末（SiO₂成分97.0％）45.2部を加えて、水の量
が96％になるように水を添加し、これを圧力15
Kg／cm²、温度200.4℃で3.5時間攪拌しながら水熱
合成反応を行つた。反応生成物はゾノトライト結
晶であり、この生成物を加圧脱水過し、含水率
80％の脱水ケーキを得た。このケーキの固形分が
押出成形用材料の固形分の93％、メチルセルロー
スが２％、粉末パルプが５％となる様に上記各原
料を混練機で均一に充分混合した。含水率は78.8
％となつた。このペースト状の押出成形用材料を
真空押出成形機で成形し、次いで160℃で12時間
乾燥した。得られた成形品の物性を第１表試料No.
１及び２に示す。実施例２生石灰（CaO成分95.2％）67.7部を温水700部
中で消和した。この石灰乳に実施例１で用いたけ
い石粉末72.3部を加えて、水の量が94％になるよ
うに水を添加し、これを圧力18Kg／cm²、温度
208.8℃で2.5時間攪拌しながら水熱合成反応を行
つて、ゾノトライト結晶スラリーを得た。この反
応スラリーを加圧脱水過し、含水率60％の脱水
ケーキを得た。このケーキの固形分が押出成形用
材料の93.3％、メチルセルロースが2.2％、木綿
が4.5％となる様に、各原料を混練機で均一に充
分混合した。含水率は58.3％となつた。これを真
空押出成形機で押出成形し、150℃、14時間乾燥
した。得られた成形品の物性を第１表試料No.３及
び４に示す。実施例３生石灰（CaO成分95.0％）101.5部を温水1000
部中で消和した。これにけい石粉末（SiO₂成分
97.5％、平均粒子径3.9μｍ）108.5部を加え次いで
水の量が90％となるように水を加え、これを圧力
12Kg／cm²、温度190.7℃で８時間、攪拌しながら
水熱合成反応を行つてゾノトライト結晶スラリー
を得た。この生成物スラリーを脱水し、含水率35
％の脱水ケーキを得た。このケーキの固形分が押
出成形用材料の固形分の93.5％、メチルセルロー
スが2.5％、粉末パルプが４％となる様に各原料
を充分均一になるように混練機で混合した。含水
率は33.5％となつた。これを真空押出成形機で押
出成形し、150℃、14時間乾燥した。得られた成
形品の物性を第１表試料No.５及び６に示す。実施例４生石灰（CaO成分95.0％）38.0部を温水500部
中で消和した。これにけい石粉末（SiO₂成分94
％、平均粒子径4.2μｍ）49.5部を加え、次いで水
の量が94％となるように水を添加し、これを圧力
15Kg／cm²、温度200.4℃で2.0時間攪拌しながら水
熱合成反応を行つて、トベルモライト結晶スラリ
ーを得た。この反応スラリーを加圧脱水過し、
含水率70％の脱水ケーキを得た。このケーキの固
形分が押出成形用材料の93.3％、カルボキシメチ
ルセルロースが2.1％、粉末パルプが4.6％となる
様に、各原料を混練機で均一に充分混合した。含
水率は68.5％となつた。このペースト状の押出成
形用材料の真空押出成形機で成形し、次いで150
℃で13時間乾燥した。得られた成形品の物性を第
２表試料No.７及び８に示す。

【表】

【表】比較例１粉末パルプを用いない以外は実施例１と同様に
して押出成形用材料を調製した。次いで、この材
料を実施例１と同様に真空押出成形機で押出成形
したところ、押出された成形体は軟かすぎ、しか
も割れを生じたため、押出成形により所定の成形
体を得ることは不可能であつた。比較例２押出成形用材料中の粉末パルプの含有率（対固
形分）を13％とした以外は実施例１と同様にして
押出成形用材料を調製した。次いで、この材料を
実施例１と同様に真空押出成形機で成形しようと
試みたが、当該材料の流動性が乏しく口金からの
押出しが困難であり、しかも押出された成形体の
表面が粗くなり、押出成形によりは所定の成形体
を得ることは不可能であつた。以上の結果より、吸水性繊維質物質を用いない
場合及びそれを用いてもその量が10％（対固形
分）を超える場合は、いずれも押出成形が円滑に
行なえず、所定量の吸水性繊維質物質を含有する
押出成形用材料を用いる本発明方法によつてはじ
めて良好に押出成形できることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】１けい酸原料、石灰原料及び水を水熱合成反応
させて得たけい酸カルシウム結晶に、水溶性有機
高分子物質及び吸水性繊維質物質を混合し、全体
の含水率を20〜85重量％に調整して押出成形する
ことを特徴とするけい酸カルシウム成形体の製造
法。２水溶性有機高分子物質の使用量が全固形分中
0.2重量％以上５重量％未満である特許請求の範
囲第１項に記載の製造法。