JPH0597538A - 軽量無機質建材 - Google Patents

軽量無機質建材

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JPH0597538A
JPH0597538A JP28356191A JP28356191A JPH0597538A JP H0597538 A JPH0597538 A JP H0597538A JP 28356191 A JP28356191 A JP 28356191A JP 28356191 A JP28356191 A JP 28356191A JP H0597538 A JPH0597538 A JP H0597538A
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JP
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inorganic
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lightweight
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JP28356191A
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Taku Kitahama
卓 北浜
Masahiro Hashiba
正博 橋場
Yoshinori Shimojo
芳範 下條
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JSP Corp
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JSP Corp
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  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸水性の極めて少ない軽量、耐火、断熱性、
機械的強度に富む無機質軽量建材を提供する。 【構成】 平均粒径40〜600μmの微細中空ガラス
球及び平均粒径5nm〜300nmの表面撥水化された
超微粒子状粉体からなり、該ガラス球100重量部あた
り該超微粒子状粉体3〜20重量部の混合物を無機質接
合剤で一体に接合させた成形体から成る軽量無機質建
材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微細中空ガラス球を主
成分として含む軽量無機質建材に関するものである。
【0002】
【従来技術及びその問題点】従来より軽量で機械的強度
に優れた建材が要求されてきており、数々の発明が成さ
れてきている。しかしながら、従来より、軽量無機質建
材の吸水性が問題とされてきており、外装材では、寒冷
地において凍結融解反応により、構造物の劣化が問題と
なり、この防止策として撥水剤、防水剤などによる表面
処理、塗料による表面処理などが考えられてきた。基材
が軽量気泡コンクリートであった場合、塗料による処理
では基材がアルカリ性であることから処理剤も高価な耐
アルカリ性塗料を使用せざるを得ない。また、撥水剤、
防水剤による処理では、処理後の乾燥に時間がかかるな
ど2次工程が必要となるなどの問題点を有していた。ま
た吸水後の白華の発生なども問題とされている。内装材
の場合、施工の吸水によりしみの発生ならまだしも黴の
発生により衛生的にも問題を発する恐れがあり、更には
吸水により断熱性の低下にも繋がるなどの問題を抱えて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術よ
り見られる前記問題を解決し、吸水性の極めて少ない軽
量、耐火、断熱性、機械的強度に富む無機質軽量建材を
提供することをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、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40〜60
0μmの微細中空ガラス球及び平均粒径5nm〜300
nmの表面撥水化された超微粒子状粉体からなり、該ガ
ラス球100重量部あたり該超微粒子状粉体3〜20重
量部の混合物を無機質接合剤で一体に接合させた成形体
から成る軽量無機質建材が提供される。
【0005】本発明の軽量無機質建材は、微細中空ガラ
ス球と表面撥水化された超微粒子状粉体を主体とする原
料混合物に、無機質接合剤を添加混合し、この混合物を
加圧下で所要形状に成形することによって製造される。
本発明で用いる微細中空ガラス球は、平均粒径40〜6
00μm、好ましくは60〜160μmを有するもの
で、シラスバルーンやパーライト等が用いられる。本発
明で用いる表面撥水化された超微粒子状粉体は、平均粒
径5〜300nm、好ましくは10〜100nmを有す
るもので、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタ
ニウム、酸化マグネシウム等の金属酸化物が挙げられ
る。これらの超微粒子状粉体の表面を撥水化するための
方法としては、従来公知の方法が採用できる。このよう
な方法としては、例えば、二酸化ケイ素の保有する親水
性のシラノール基(Si−OH)に対し、アルキル基や
ハロアルキル基を有するシランカップリング剤やチタネ
ートカップリング剤を反応させる方法の他、ジメチルジ
クロロシラン、トリメチルクロロシランの如きハロシラ
ン化合物、ヘキサメチルジシラザン等のシラザン化合物
等の疎水性化合物を反応させる方法がある。また、上
記、超微粒子状粉体の表面を撥水化処理する場合、二酸
化ケイ素はシランカッフリング剤により、容易に処理で
き、特に効果が見られるため、本発明に於ては、二酸化
ケイ素を用いるのが好ましい。例えば、本発明で用いる
撥水化表面を有する超微粒子状粉体は、その表面積10
0m2当りの吸湿量が、相対湿度80%の条件下で、5
mg以下、好ましくは2mg以下に表面処理される。
【0006】本発明の原料混合物には、必要に応じ、カ
オリン、マイカ、珪灰石、タルク、ホワイトカーボン等
の補助無機粒子を配合することができる。この補助無機
粒子の配合量は、微細中空ガラス球100重量部に対
し、50重量部以下、好ましくは30〜40重量部であ
り、混合物の成形性や成形体の物理的強度を向上させる
効果を示す。補助無機粒子の平均粒径は、5〜50μ
m、好ましくは10〜30μmである。さらに、本発明
では、必要に応じ、成形体の強度増加のために、補強繊
維を配合することができる。補強繊維としては、ビニロ
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ほか、金属繊維、アルミナ繊
維、ガラス繊維、セッコウウィスカーなどの各種金属及
び無機繊維が用いられる。この補強繊維の配合量は微細
中空ガラス球100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。その繊維の太
さは、1〜100μm、好ましくは3〜60μmであ
り、その繊維長は、1mm以上、好ましくは3〜20m
mである。本発明の原料混合物の配合割合は、微細中空
ガラス球100重量部に対し、表面撥水化された超微粒
子状粉体3〜20重量部、好ましくは5〜15重量部で
ある。本発明に於ては、原料混合物は、前記のように、
表面撥水化された超微粒子状粉体を3〜20重量部、好
ましくは5〜15重量部含有するが、その含有率が前記
範囲より少ないと、得られる成形体には所要の撥水性を
付与することができず、一方、前記範囲を越えると、撥
水性は得られるものの、成形体の強度が著しく低下し、
実用強度が得られない。また、上記超微粒子状粉体は、
その粒子径が5〜300nm、好ましくは10〜100
nmであり、非常に嵩高い粉体である。この粉体を前記
配合量において配合するに際し、その粒子径が上記上限
値を越える場合、撥水性表面を持つ粒子の表面積が減
り、撥水性が失なわれていく。又、粒子が密に充填され
にくくなり、強度が低下する。しかも、粉体混合時では
流動性が低下し、作業性が悪くなる。一方、その粒子径
が上記上限値未満の場合、成形体中の全粒子に占める割
合が高くなり、撥水性は得られるものの強度が著しく低
下し、実用強度が得られなくなる。
【0007】本発明で用いる無機質接合剤としては、前
記した原料混合物を一体に接合し得るものであれば任意
のものが用いられ、このようなものとしては、従来公知
の無機系ポリマー(例えば、ポリシラザン)を挙げるこ
とができるが、特に好ましくは水ガラスと水ガラス硬化
剤との組合せを用いるのが有利である。水ガラスとして
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等が挙げられ、例
えば、11S 1号規格品、JIS2号規格品、JIS
3号規格品などの市販品がある。水ガラス硬化剤とし
ては、従来公知のもの、例えば、燐酸、硼酸などの無機
酸及びその塩、ケイ弗化ナトリウム等のケイ弗化物、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、縮合リン酸アルミニ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。
【0008】本発明の軽量無機質建材を好ましく製造す
るには、原料混合物に水ガラス、水ガラス硬化剤を混合
し、流動性を有する非スラリー状の粉粒体を得、この混
合物を型にいれて加圧成型し、次いで硬化させる。水ガ
ラスの使用割合は、原料混合物100重量部に対し、固
形分(ケイ酸アルカリ金属塩)換算量で30〜150重
量部、好ましくは40〜130重量部である。水ガラス
の使用割合が上記上限値未満の場合は、接合材としての
効果に劣り、得られる成形体(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、原料混合物の流動性が低下し、型枠内に均
一に充填されず、得られる成形体に密度分布が生じ、均
一な成形体が得られなくなる恐れが生じる。水ガラスの
硬化剤は原料混合物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端部が破壊しやす
く実用強度が得られない。一方上記上限値を超える場合
は、硬化反応が速くワーカビリチーに欠け、良好な建材
が得られない。
【0009】本発明においては、成形体の機械的強度を
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の水溶性高分子や、ス
チレン/ブタ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の高分子ラテックスが
用いられる。高分子バインダーの使用割合は、原料混合
物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1〜10重量部の割合で用いるのが好ま
しい。高分子バインダーの使用割合が多くなると成形体
の不燃性が損なわれるようになるので、不燃性建材を得
る点からは、該高分子バインダー使用割合は5重量部以
下にするのが好ましい。本発明の軽量無機質建材におい
て、高分子バインダーを含有するものは、その機械的強
度に於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料により、建材の機械的強度を調節
することができる。
【0010】本発明により建材を得る場合、非スラリー
状の流動性を有する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出し、この加圧成形体を常温また
は加熱下で硬化させる。この加圧成形に於いては、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、取扱い容易であることから、成
形体を成形型から取出し、これを常温または加熱下に保
持して硬化させる。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80℃以下の温度が採用され、その硬化時間は、通
常1〜5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、常温または常温付近の温
度で3〜10日、好ましくは5〜8日程度保持して使用
する。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。
【0011】
【発明の効果】本発明の建材は、従来より問題とされて
いた吸水性の著しく低下したものであり、内装建材とし
て使用した場合、しみおよび黴の発生を防ぐことがで
き、従来のように吸水による断熱性の低下をも防ぐこと
ができる。更に、吸水後の白華の発生も防ぐことがで
き、しかも機械的強度に於いても優れたものである。本
発明の建材は、建築分野に於ける内装材、床材、天井
材、裏打ち材等として有利に用いられる。
【0012】
【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。
【0013】実施例1〜3および比較例1〜3 シラスバルーン(平均粒径約100μm)、表面撥水化
された二酸化ケイ素(一次粒子平均径:約16nm、B
ET表面積:110m2/g、相対湿度80%での吸湿
量:0.10重量%)、水ガラス(JIS 3号品)及
び水ガラス硬化剤を表1に示す通り均一に混合し、流動
性を有する非スラリー状の粉粒体を得、次いで、これら
混合物を成形型(縦:400mm、横:400mm、高
さ:50mm)内に高さ15mm位置まで充填し、押圧
板を用いて押圧成形し、その成形物を型から取り出し表
1に示される硬化条件下で硬化した。次いで表1に示さ
れる養生条件下で養生した。この様にして得られた成形
物について、その撥水性を観察し、合わせて吸水率も測
定した。この結果を含めて表1に示す。(配合量は全て
重量部で示した)
【0014】なお、成形物の撥水性及び吸水率は以下の
ようにして評価した。 (撥水性)撥水性の評価方法としては、得られた成形物
を水平面から60度の角度に保ち、上方より、水を60
g/minで1分間滴下し、成形物表面の水滴の状態を
観察し、次の基準で評価した。 優…水は成形体表面をしづく状に伝わり落ちた。 良…水は一部成形体表面より流れ落ちず、水滴状態を保
持した。 不可…成形体表面に吸収され、しみとなった。 (吸水率)吸水率の評価方法としては、JISA520
9−1981陶磁器質タイルに準じて、24時間吸水試
験を行った。 (曲げ強度)曲げ強度の評価方法としてはJISA14
08(試験片サイズ;幅5cm、支点間距離15cm、
試験速度5mm/min)に準じて行なった。
【0015】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 14:24) 2102−4G

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均粒径40〜600μmの微細中空ガ
    ラス球及び平均粒径5nm〜300nmの表面撥水化さ
    れた超微粒子状粉体からなり、該ガラス球100重量部
    あたり該超微粒子状粉体3〜20重量部の混合物を無機
    質接合剤で一体に接合させた成形体から成る軽量無機質
    建材。
  2. 【請求項2】 表面撥水化された超微粒子状粉体が、シ
    ランカップリング剤で処理された二酸化ケイ素である請
    求項1記載の無機質軽量建材。
  3. 【請求項3】 該混合物が補助無機粒子及び/又は補強
    繊維を含む請求項1または2記載の軽量無機質建材。
  4. 【請求項4】 該無機質接合剤が、水ガラスと水ガラス
    硬化剤からなる請求項1〜3いずれかに記載の無機質軽
    量建材。
JP28356191A 1991-10-03 1991-10-03 軽量無機質建材 Pending JPH0597538A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006143484A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Kazuo Kume 断熱材とその製造方法
KR101309736B1 (ko) * 2011-12-20 2013-09-17 한국건설생활환경시험연구원 초경량 마이크로 중공필러를 혼입한 압출성형 콘크리트 단열 패널 및 이의 제조방법

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