JPH0826812A

JPH0826812A - 無機質組成物

Info

Publication number: JPH0826812A
Application number: JP3083395A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Yokoyama; 祐三横山; Katsuzo Nitta; 勝三新田; Masakatsu Sakamoto; 正勝坂本; Masatake Kamiya; 昌岳神谷
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1995-02-20
Publication date: 1996-01-30

Abstract

(57)【要約】【目的】反応性に優れ、耐水性、耐候性に優れた硬化
性無機質組成物であって、低密度の無機質発泡硬化体で
あっても気泡サイズが小さくかつ均一なものとすること
ができる無機質組成物を提供する。【構成】ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部、
アルカリ金属珪酸塩０．２〜４５０重量部、発泡剤０．
０１〜１０重量部、水３５〜１５００重量部、下記の一
般式〔Ｉ〕で表されるアルキルアルコキシシラン０．１
〜１００重量部及び充填材０．１〜８００重量部からな
る無機質組成物。Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n・・・〔Ｉ〕（Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基、Ｒ²は炭素数１
〜５のアルキル基、ｎは１〜３の自然数）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無機質組成物に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、不燃性の建築材料して有用で
あるとともに、軽量、且つ、断熱性に優れた無機質発泡
硬化体は、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体、アルカリ金属
珪酸塩水溶液、充填材及び発泡剤からなる発泡性無機質
組成物を成形し硬化させることで得られるようになって
いるが、無機質発泡体の気泡の微細化或いは均一化のた
め、発泡性無機質組成物も種々の検討がなされている。

【０００３】例えば、特開平４−６１３８号公報には、
アルカリ金属硅酸塩水溶液と無機固体成分と充填材を混
練後型内に注入し加熱硬化させた成形体が記載されてい
る。

【０００４】又、特開平４−２９２４８２号公報にはＳ
ｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体、アルカリ金属珪酸塩水溶
液、充填材及び発泡剤の混合物に液状のシリコーンオイ
ルを所定の割合で添加した組成物とすることにより、気
泡サイズが小さく、疎水性を有する無機質発泡硬化体を
得ることができると記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平４−６
１３８号公報に記載されている上記無機固体成分の内、
産業廃棄物でありその有効利用方法が求められているフ
ライアッシュ（ＪＩＳＡ６２０１）等は、アルカリと
の反応性が低く、建材に適応する品質を持つ硬化体を得
ることが困難であった。又、得られた硬化体は耐水性、
耐候性も低いものであった。

【０００６】又、特開平４−２９２４８２号公報に記載
されているような発泡性無機質組成物は、低密度、特に
密度が０．２ｇ／ｃｍ3 以下の無機質発泡硬化体を得よ
うとした場合、気泡サイズが１ｍｍ以上になり、又、気
泡サイズのばらつきも大きくなるため、圧縮強度や曲げ
強度等の機械的強度が低下し、断熱性或いは耐水性も低
下するという問題があった。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであって、その目的とするところは、反応性に優
れ、耐水性、耐候性に優れた硬化性無機質組成物であっ
て、低密度の無機質発泡硬化体であっても気泡サイズが
小さくかつ均一なものとすることができる無機質組成物
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる無機質組
成物は、このような目的を達成するために、請求項１記
載の発明は、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量
部、アルカリ金属珪酸塩０．２〜４５０重量部、水１０
〜１５００重量部及び下記の一般式〔Ｉ〕で表されるア
ルキルアルコキシシラン０．０１〜７５重量部を含む無
機質組成物。Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n・・・〔Ｉ〕（Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基、Ｒ²は炭素数１
〜５のアルキル基、ｎは１〜３の自然数）

【０００９】請求項２記載の発明は、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂
Ｏ₃系粉体１００重量部、アルカリ金属珪酸塩０．２〜
４５０重量部、発泡剤０．０１〜１０重量部、水３５〜
１５００重量部及び下記の一般式〔Ｉ〕で表されるアル
キルアルコキシシラン０．１〜１００重量部を含む無機
質組成物。Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n・・・〔Ｉ〕（Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基、Ｒ²は炭素数１
〜５のアルキル基、ｎは１〜３の自然数）

【００１０】請求項３記載の発明は、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂
Ｏ₃系粉体１００重量部、アルカリ金属珪酸塩０．２〜
４５０重量部、発泡剤０．０１〜１０重量部、水３５〜
１５００重量部、下記の一般式〔Ｉ〕で表されるアルキ
ルアルコキシシラン０．１〜１００重量部及び充填材
０．１〜８００重量部からなる無機質組成物。Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n・・・〔Ｉ〕（Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基、Ｒ²は炭素数１
〜５のアルキル基、ｎは１〜３の自然数）

【００１１】請求項４記載の発明は、下記の一般式
〔Ｉ〕で表されるアルキルアルコキシシランが充填材に
吸着されていることを特徴とする請求項３の無機質組成
物。Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n・・・〔Ｉ〕（Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基、Ｒ²は炭素数１
〜５のアルキル基、ｎは１〜３の自然数）から構成され
ている。

【００１２】本発明で用いられるＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃
系粉体の組成としては、ＳｉＯ₂１０〜９０重量％、Ａ
ｌ₂Ｏ₃９０〜１０重量％のものが好ましく使用され
る。このような粉体としては、例えばフライアッシュ、
アルミナ系研磨材を製造する際のダスト、メタカオリ
ン、粉砕焼成ボーキサイト等が使用できるが組成と粒度
が適当であればこれらに限定される物ではない。

【００１３】本発明で用いられるアルカリ金属珪酸塩と
は、Ｍ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂（Ｍ＝Ｌｉ、Ｋ、Ｎａ又はそれ
らの混合物、）で表され、ｎ＝０．０５〜８のものが好
ましく、ｎ＝０．１〜３のものが更に好ましく、ｎ＝
０．５〜２．５のものが特に好ましい。すなわち、ｎが
８を超える場合、アルカリ金属珪酸塩水溶液がゲル化を
起こし易く粘度が急激に上昇するため、粉体との混合が
困難になる恐れがある。

【００１４】アルカリ金属珪酸塩を水溶液にして添加混
合する場合のアルカリ金属珪酸塩水溶液濃度は、特に限
定されないが、濃いと、発泡に適した粘度が得られず、
又、薄いと、水が過剰となり硬化収縮が大きくなった
り、強度低下の原因となるので、１０〜７０重量％程度
が好ましい。アルカリ金属珪酸塩は、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂
Ｏ₃系粉体１００重量部に対して０．２〜４５０重量部
添加する必要があるが、好ましい添加量は、１０〜３５
０重量部、更に好ましい添加量は２０〜２５０重量部で
ある。

【００１５】上記添加量が０．２重量部未満の場合に
は、反応に必要なアルカリの量が少な過ぎるために、硬
化不良となり、逆に、４５０重量部を超える場合には、
硬化剤が多量となるため、無機質成形体の耐水性に問題
が生じる。

【００１６】アルカリ金属珪酸塩水溶液を得るには、ア
ルカリ金属珪酸塩をそのまま水に溶解してもよいが、ア
ルカリ金属水酸化物水溶液に珪砂、珪石粉等のＳｉＯ₂
成分をｎが所定の値となるように溶解するようにしても
よい。

【００１７】上記発泡剤としては、過酸化水素、過酸化
ナトリウム、過酸化カリウム、過ほう酸ナトリウム等の
過酸化物、或いはＭｇ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェ
ロシリコン等の金属粉末が挙げられ、コスト、安全性、
入手の容易さ、混合のし易さを考慮すると、これらの
内、過酸化水素、アルミニウム粉末が好ましい。

【００１８】上記発泡剤は、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉
体１００重量部に対して０．０１〜１０重量部の範囲で
添加量が目的とする発泡体の密度によって決定される。
即ち、添加量が１０重量部を超えると発泡ガスが過剰と
なり破泡し、０．０１重量部を下回ると発泡倍率が小さ
過ぎ発泡体の意味を失う。又、過酸化水素を発泡剤とし
て用いるときは、水溶液にして用いるのが好ましい。発
泡剤として使用できる過酸化水素水溶液の濃度は、０．
５〜３５％、好ましくは１〜２５％、更に好ましくは５
〜１５％である。濃度が３５％を超えると、発泡が速く
なり過ぎ、安定に発泡できない上、危険である。又、濃
度が０．５％を下回ると過酸化水素量に対し水の量が多
くなり過ぎ粘度が低下し発泡が安定しなくなる恐れがあ
る。

【００１９】金属粉末を発泡剤として使用する場合、そ
の粒径が、平均粒径１〜２００μｍであることが好まし
い。即ち、平均粒径が２００μｍを超えると、反応性が
低下し、１μｍを下回ると、分散性が低下するととも
に、反応性が高くなり発泡が速くなり過ぎる恐れがあ
る。

【００２０】水の添加量は、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉
体１００重量部に対し、発泡性の無機質組成物において
は、３５〜１５００重量部、好ましくは４５〜１０００
重量部、更に好ましくは５０〜５００重量部である。即
ち、添加量が１５００重量部を超えると粘度が低下し発
泡が安定しないとともに、強度が低下し、３５重量部を
下回ると粘度が高くなり発泡体が安定しないか、高倍率
の低密度発泡体が得られない。

【００２１】又、非発泡性の無機質組成物においては、
１０〜１５００重量部、好ましくは１０〜１０００重量
部、更に好ましくは１０〜５００重量部である。即ち、
添加量が１５００重量部を超えると、得られる無機質硬
化物の機械的強度が低下し、１０重量部を下回ると、無
機質粉体と混合することが難しくなる。

【００２２】一般式：Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n・・・〔Ｉ〕（Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基、Ｒ²は炭素数１
〜５のアルキル基、ｎは１〜３の整数）で表されるアル
キルアルコキシシランとしては、Ｒ¹が炭素数６以上の
直鎖のアルキル基であることが好ましい。即ち、６未満
の場合耐水性が小さくなる傾向がある。

【００２３】アルキルアルコキシシランの添加量は、発
泡性の無機質組成物においては、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃
系粉体１００重量部に対し、０．１〜１００重量部、好
ましくは１〜５０重量部、更に好ましくは５〜３０重量
部である。即ち、添加量が１００重量部を超えると、粘
度が低下し、気泡が粗大化するとともに、強度が低下す
る。一方、添加量が０．１重量部を下回ると効果がなく
気泡が粗大化するとともに、十分な耐水性、耐候性が得
られない。

【００２４】又、非発泡性の無機質組成物においては、
ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に対し、０．
０１〜７５重量部、好ましくは０．０１〜５０重量部、
更に好ましくは０．０１〜３０重量部である。即ち、添
加量が７５重量部を超えると、硬化阻害を起こし、得ら
れる硬化物の機械的強度が低下する。一方、添加量が
０．０１重量部を下回ると効果がなく十分な耐水性、耐
候性が得られない。

【００２５】猶、上記一般式〔Ｉ〕で表されるアルキル
アルコキシシランは、具体的に例示すると、ｎが１の場
合は、例えば、ｎ−デシルトリメトキシシラン、メチル
トリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラ
ン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、フェニルトリメ
トキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ｉｓｏ−ブ
チルトリメトキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシ
シラン、メチルトリ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、メチ
ルトリ−ｎ−ブトキシシラン、メチルトリ、ｓｅｃ−ブ
トキシシラン、メチルトリ−ｔｅｒｔ−ブトキシシラ
ン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシ
シラン、メタクリソキシプロピルトリメトキシシラン、
メルカプトプロピルトリメトキシシラン、オクタデシル
トリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン
等が挙げられる。

【００２６】ｎが２の場合は、例えば、ジメチルジエト
キシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジ−
ｎ−プロポキシシラン、ジメチル−ｉｓｏ−プロポキシ
シラン、ジメチルジ−ｎ−ブトキシシラン、ジメチルジ
−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジメチルジ−ｔｅｒｔ−ブ
トキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、エチルフェ
ニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、
ジフェニルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。

【００２７】ｎが３の場合は、例えば、トリメチルメト
キシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチル−
ｎ−プロポキシシラン、トリメチル−ｉｓｏ−プロポキ
シシラン、トリメチル−ｎ−ブトキシシラン、トリメチ
ル−ｓｅｃ−ブトキシシラン、トリメチル−ｔｅｒｔ−
ブトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、ジエチル
フェニルエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエ
チルメチルエトキシシラン等が挙げられる。

【００２８】上記一般式〔Ｉ〕で表されるアルキルアル
コキシシランは、シラン成分１００％として使用するだ
けでなく、使用する材料構成、使用目的に応じて、水、
アルコール等の溶剤、乳化剤等を配合した複合物として
製品化されたシラン成分を使用してもよい。

【００２９】本発明に使用される充填材としては、無機
質充填材及び有機質充填材等任意の充填材が使用できる
が、上記アルキルアルコキシシランからなる撥水剤を吸
着させて用いる場合、撥水剤との化学的結合を付与させ
るためには、無機質充填材では酸化物系のものや有機質
充填材ではビニロン等、表面にＯＨ基を持つものが好ま
しいが、特にこれらに限定されるものではない。

【００３０】又、無機質充填材を使用する場合、アルカ
リ金属珪酸塩水溶液に対して活性が低いものが好まし
く、これらの無機質充填材は、硬化時の収縮低減、スラ
リーの流動性向上、セルの緻密化、気泡の安定化等を図
ることができ、例えば、珪砂、ジルコンサンド、結晶質
アルミナ、岩石粉末、火山灰（シラス、抗火石等）、炭
酸カルシウム、珪石粉、フライアッシュ、けいそう土、
雲母、タルク、ワラストナイト、シリカヒューム、炭酸
カルシウム、エアロジル、シリカゲル、ゼオライト、活
性炭、アルミナゲル等が挙げられる。

【００３１】更に、軽量化を図る目的でシリカバルー
ン、パーライト、フライアッシュバルーン、シラスバル
ーン、ガラスバルーン、発泡焼生粘土等の無機質天然発
泡体等が挙げられるが、アルカリ金属珪酸塩水溶液に対
して活性が低ければこれらに限定されるものではない。

【００３２】無機質充填材がアルカリ金属珪酸塩水溶液
に対して活性が低いことが望まれる理由は、活性度が高
いとアルカリ水溶液及びアルカリ金属珪酸塩水溶液のゲ
ル化が急速に進み、混合、成形が困難となるためであ
る。

【００３３】更に、有機質充填材としては、フェノール
樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン、塩化ビニリデン、
スチレン等の合成樹脂及びそれらの発泡体等が挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。又、これらは
単独で添加されてもよいし、２種類以上併用されてもよ
い。

【００３４】上記充填材の添加量としては、ＳｉＯ₂−
Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に対し、０．１〜８００
重量部に限定され、、好ましくは１〜６００重量部、更
に好ましくは４０〜４００重量部である。充填材は添加
量が多くなると機械的強度が低下し、少ないと所望量の
撥水剤を吸着させることができなくなる他、充填材本来
の特徴である硬化収縮やクラック抑制等の効果も得られ
なくなる。

【００３５】又、上記充填材は、平均粒径０．０１μｍ
以上５ｍｍ以下の粒径のものが好ましい。即ち、平均粒
径５ｍｍを超えると、発泡が安定しなくなり、０．０１
μｍを下回ると吸着水量の増加によって粘度が上がり作
業性が低下するか或いは十分発泡しなくなる恐れがあ
る。

【００３６】上記軽量化を図る目的で使用される発泡体
からなる充填材は、比重が０．０１未満では、成形体の
機械的強度の低下を招き、又、１を超えると軽量化の効
果が得られなくなる恐れがあるため、比重０．０１〜１
ものが好ましく、更に好ましくは比重が０．０２〜０．
７のものである。

【００３７】本発明においては、必要に応じて、補強繊
維、発泡助剤を更に添加するようにしてもよい。

【００３８】補強繊維は、強度向上、クラック防止等を
図ることができ、例えば、ビニロン、ポリプロピレン、
アラミド、アクリル、レーヨン等の有機繊維、カーボ
ン、ガラス、チタン酸カリウム、アルミナ、鋼、スラグ
ウール等の無機繊維が挙げられる。又、上記充填材に上
記撥水剤を吸着させる際に、補強繊維を上記充填材と混
合し、これに上記撥水剤を吸着させる方法を用いること
もできる。添加される補強繊維の好ましい繊維長は、１
〜１５ｍｍ、好ましい繊維径は、１〜５００μｍであ
る。

【００３９】繊維長が１５ｍｍを超えると、分散性低下
し、繊維径が１μｍを下回ると混合時に再凝集し、ファ
イバーボールが形成し強度が向上しなくなる恐れがあ
り、繊維長が１ｍｍより下回るか繊維径が５００μｍを
超えると、補強効果が小さい。補強繊維の添加量は、Ｓ
ｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に対し、１０重
量部以下が好ましい。即ち、１０重量部を超えると、繊
維の分散性低下の恐れがある。

【００４０】発泡助剤は、発泡の安定化を図ることがで
き、例えば、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、アルミ
ナゲル等の多孔質粉体、或いは、脂肪酸金属塩等の界面
活性剤、例えば、ステアリン酸金属塩、パルミチン酸金
属塩等の金属石鹸、好ましくはステアリン酸亜鉛、ステ
アリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム等が挙
げられる。

【００４１】発泡助剤の添加量は、５重量部以下、好ま
しくは０．０５〜５重量部、更に好ましくは０．３〜
３．０重量部である。即ち、添加量が５重量％を超える
と粘度が上昇し、発泡に逆に悪影響を及ぼし、０．０５
重量部を下回ると、破泡を起こし、発泡が安定にできな
いとともに、強度低下、粘度が高く発泡しない等の問題
が生じる恐れがある。

【００４２】本発明の無機質組成物から無機質硬化体も
しくは無機質発泡硬化体を形成する方法としては、アル
カリ金属珪酸塩を加熱、加圧下で水に溶解した後、Ｓｉ
Ｏ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体、アルキルアルコキシシラン、
及び必要に応じて無機質充填材、補強繊維、発泡助剤、
有機質発泡体、無機質発泡体とを混練してペースト状に
し、過酸化水素水を添加混合するのが好ましい。

【００４３】このようにして得られたスラリーを注型ま
たは吹き付けし、発泡させる。この発泡体内部は過酸化
水素の分解熱により高温になる。これを内部が高温の内
に４０〜９０℃で加熱硬化させることが好ましい。硬化
温度が４０℃以下の場合反応が十分に起こらず、得られ
る硬化体の強度がでず、１００℃以上の場合気泡が膨張
し、破泡を起こす恐れがある。

【００４４】

【作用】上記構成によれば、所定量のアルキルアルコキ
シシランを添加することで、耐水性、耐候性が付与さ
れ、これを発泡性組成物として使用する場合、組成物の
粘度が気泡を小さな状態に維持できる適度なものとな
る。従って、この組成物を成形し、硬化させると、耐水
性、耐候性に優れた無機質硬化体を得ることができ、こ
れを更に発泡させて硬化させると、低密度であっても小
さな気泡の無機質発泡硬化体を得ることができる。

【００４５】

【実施例】以下に、本発明を、その実施例及び比較例を
参照しつつ詳しく説明する。（ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体）Ａ：メタカオリン（エンゲルハード社製ＳＡＴＩＮＴ
ＯＮＥＳＰ３３）Ｂ：上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１のメタカオリン
１．７ｋｇを、三菱重工社製、商品名「ウルトラファイ
ンミルＡＴ−２０」（ジルコニアボール１０ｍｍφ使
用、ボール充填率８５％、粉砕助剤としてトリエタノー
ルアミン２５％−エタノール７５％の混合物を１０ｇ添
加）に供給し、９．９ｋｗｈ／ｋｇ（３時間×３．３ｋ
ｗ／ｋｇ）の機械的エネルギーを作用させて得た。Ｃ：フライアッシュ（関電化工社製、平均粒径２０μ
ｍ；ＪＩＳＡ６２０１に準ずる）により分級し、粒
径が１０μｍ以下の粉体を１００％含有するフライアッ
シュを得た。

【００４６】猶、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体Ａ、Ｓｉ
Ｏ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体Ｂ及びＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系
粉体Ｃの組成及び粒度は、以下の表１に示す通りであっ
た。

【００４７】

【表１】

【００４８】（アルカリ金属珪酸塩水溶液）珪酸カリウム水溶液（日本化学工業社製、モル比ＳｉＯ
₂：Ｋ₂Ｏ＝１．４：１、４２重量％）

【００４９】（アルキルアルコキシシラン）ａ．ｎ−デシルトリメトキシシランｂ．ｎ−デシルトリエトキシシランｃ．メチルトリメトキシシランｄ．メチルトリエトキシシランｅ．ｎ−プロピルトリメトキシシランｆ．ｎ−プロピルトリエトキシシランｇ．ｎ−ヘキシルトリメトキシシランｈ．ｎ−ヘキシルトリエトキシシランｉ．ジメチルジエトキシシランｊ．トリメチルメトキシシランｋ．トリメチルエトキシシランｌ．フェニルトリメトキシシランｍ．ｉｓｏ−ブチルトリメトキシシランｎ．オクタデシルトリメトキシシランｏ．オクタデシルトリエトキシシランｐ．ジメチルシリコーンオイルｑ．テトラメトキシシロキサン

【００５０】（充填剤）１：８号珪砂（関本建材社製）２：珪石粉（住友セメント社製、商品名：ファインシリ
カ；ブレーン値１００００ｃｍ²／ｇ）３：タルク（山陽クレー工業社製、商品名：タルク８
３、平均粒径５μｍ）４：マイカ（商品名：スゾライトマイカ３２５Ｓ、平均
粒径４０μｍ）５：ワラストナイト（土屋カオリン社製、商品名：ケモ
リットＡ−６０）６：微粉珪砂（丸紅社製、平均粒径１０μｍ）７：フライアッシュ（関電化工社製、ＪＩＳＡ６２
０１相当品）

【００５１】（補強繊維）．ビニロン繊維（クラレ社製、商品名：ＲＭ１８２、
繊維長さ３ｍｍ、繊維径１４μｍ）．ポリプロピレン繊維（大和紡績社製、商品名：ＰＺ
Ｌ２ｄ×６ｍｍ）

【００５２】（発泡助剤）ステアリン酸亜鉛（和光純薬社製）

【００５３】（発泡剤） α：アルミニウム粉末（ミナルコ社製、商品名：３５０
Ｆ、粒径７０μｍ以下） β：過酸化水素水（三菱ガス化学社製、３５％品を希釈
して１０％濃度としたもの）

【００５４】（実施例１〜１７）、（比較例２、３）表１に示すＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に
対し、アルカリ金属珪酸塩としての上記珪酸カリウムと
水とからなる珪酸酸カリウム水溶液及び表２〜４に示す
種類のアルキルアルコキシシラン、並びに８号珪砂、珪
石粉を表２〜４に示す配合量でオムニミキサーに供給し
て５分間混合した。得られた混合物を１５０×５０×１
０ｍｍの型枠内に注入し、型枠ごと８５℃の熱風乾燥機
中で１０時間加熱した後脱型し、更に５０℃で１０時間
乾燥して無機質硬化体を得た。

【００５５】（比較例１、４及び５）上記実施例１と同
様にして、表５に示す配合量で無機質硬化体を得た。

【００５６】（実施例１８〜２１）表１に示すＳｉＯ₂
−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に対し、アルカリ金属
珪酸塩としての上記珪酸カリウムと水とからなる珪酸酸
カリウム水溶液及び表５に示す種類のアルキルアルコキ
シシラン、並びにタルク、マイカ、ワラストナイト等の
上記充填剤、補強繊維、発泡助剤を表５に示す配合量で
ハンドミキサーで混合攪拌し、均一なペーストとした。
次にこのペーストに表５に示す通り、発泡剤として過酸
化水素水（三菱ガス化学社製、３５％品を希釈して１％
濃度としたもの）を添加し、約１分間混合した。次に、
上記ペーストを型枠内に流し込み、型枠を密閉し、その
後８５℃で１０時間加熱し、脱型した後更に５０℃で１
０時間乾燥して発泡した無機質硬化体を得た。得られた
発泡体を１５０×５０×１０ｍｍに切断した。

【００５７】（実施例２２〜２５）実施例１８の発泡剤
をアルミニウム粉末に変更したこと以外、表６〜７に示
す配合に従って、実施例１８と同様にして、発泡した無
機質硬化体を得た。得られた発泡体を５０×５０×５０
ｍｍに切断した。

【００５８】（比較例６）表７に示す配合に従って、実
施例１８と同様にして、発泡した無機質硬化体を得た。
得られた発泡体を５０×５０×５０ｍｍに切断した。

【００５９】（比較例７）表７に示す配合に従って、実
施例２２と同様にして、発泡した無機質硬化体を得た。
得られた発泡体を５０×５０×５０ｍｍに切断した。

【００６０】このようにして得られた無機質硬化体を以
下に示す方法で評価した。結果を表２〜７に示す。

【００６１】１．水の接触角：得られた無機質硬化体表
面に直径２ｍｍの水を滴下したときの、無機質硬化体表
面と水の接触角を協和界面科学社製、ＣＯＮＴＡＣＴ−
ＡＮＧＬＥＭＥＴＥＲ（商品名）で測定した。

【００６２】２．吸水率：１０５℃の熱風乾燥機内で２
４時間乾燥した無機質硬化体の重量（ａ）及び２０℃の
水中に２４時間浸漬した無機質硬化体の重量（ｂ）から
次式によって吸水率を測定した。〔（ｂ−ａ）／ａ〕×１００（重量％）

【００６３】３．熱水試験：得られた無機質硬化体を９
８℃の熱水中に２時間浸漬した後、２４時間乾燥し、外
観を目視で観察し、異常の見られないものに○、表面に
粉が発生している等異常のあるものに×を付して評価し
た。

【００６４】４．促進耐候性試験：得られた無機質硬化
体を、ＪＩＳＫ５４００に準じて、５００時間促進
耐候性試験を行い、外観を目視で観察し、異常の見られ
ないものに○、表面にしみが発生している等異常のある
ものに×を付して評価した。

【００６５】

【表２】

【００６６】

【表３】

【００６７】

【表４】

【００６８】

【表５】

【００６９】

【表６】

【００７０】

【表７】

【００７１】表２〜７から本発明の無機質組成物によれ
ば、耐水性及び耐候性の良好な無機質発泡硬化体を得る
ことができることがよくわかる。

【００７２】（ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体）Ｄ：粒径１０μｍ以下のライアッシュを１００％含有す
るライアッシュＥ：アルミナ系研磨材を製造する際のダストＦ：メタカオリン（エンゲルハード社製ＳＡＴＩＮＴ
ＯＮＥＳＰ３３）の３種類のＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃
系粉体を準備した。猶、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体Ｄ、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂
Ｏ₃系粉体Ｅ及びＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体Ｆの組成
及び粒度は、表５に示す通りであった。

【００７３】

【表８】

【００７４】（実施例２６〜３９）、（比較例８〜１
２）表８に示すＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に
対し、表９〜１１に示す配合組成に従って、アルカリ金
属珪酸塩としての珪酸カリウム（モル比でＳｉＯ₂：Ａ
ｌ₂Ｏ₃＝１．５：１のもの）６０重量部と水８０重量
部とからなる珪酸酸カリウム水溶液（４２％水溶液）、
及び表９〜１１に示す量及び種類のアルキルアルコキシ
シラン、タルク（山陽クレー工業社製、タルク８３、平
均粒径５μｍ）、マイカ（商品名：スゾライトマイカ
３２５Ｓ、平均粒径４０μｍ）、ポリプロピレン繊維
（大和紡績社製、商品名：ＰＺＬ、２ｄ×６ｍｍ）、ス
テアリン酸亜鉛（和光純薬社製）を加え、ハンドミキサ
ーで混合攪拌し、均一なペーストとした。次にこのペー
ストを表９〜１１に示す通り、発泡剤としての過酸化水
素３．５重量部を水３１．５重量部に分散或いは溶解さ
せた過酸化水素水（三菱ガス化学社製、３５％品を希釈
して１０％濃度としたもの）を添加し、約１０秒間混合
した。次に、上記ペーストを容器中に流し込み、放置し
ておくと徐々に発泡が起こり、混合攪拌後約５分で完了
した。その後、５０℃中で２４時間硬化し、無機質発泡
硬化体を作製した。得られた無機質発泡硬化体を５０×
５０×３０ｍｍに切断した。

【００７５】このようにして得られた発泡体の物性（密
度、平均気泡径、吸水率）を調べ、その結果を表９〜１
１に併せて示した。猶、平均気泡径は、顕微鏡で発泡体
の拡大写真を撮影し、５０個の気泡径を測定し算出し
た。又、吸水率については、発泡体は水面下５ｃｍに２
４時間浸漬し、浸漬後と浸漬前の質量差を発泡体の体積
で割り、体積％で表した。

【００７６】

【表９】

【００７７】

【表１０】

【００７８】

【表１１】

【００７９】表９〜１１から本発明の発泡性無機質組成
物によれば、低密度であっても、小さな気泡で吸水性の
少ない無機質発泡硬化体を得ることができることがよく
わかる。

【００８０】（実施例４０〜５３）、（比較例１３〜２
０）表８に示すＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に
対し、表１２〜１６に示す配合組成に従い、アルカリ金
属珪酸塩としての珪酸カリウム（モル比でＳｉＯ₂：Ａ
ｌ₂Ｏ₃＝１．５：１のもの）水溶液（４２％水溶液）
及び表１２〜１６に示す種類のアルキルアルコキシシラ
ン、タルク（山陽クレー工業社製、タルク８３、平均粒
径５μｍ）、マイカ（商品名：スゾライトマイカ３２
５Ｓ、平均粒径４０μｍ）、微粉珪砂（丸紅社製、平均
粒径１０μｍ）、ワラストナイト（土屋カオリン社製、
ケモリットＡ−６０）、フライアッシュ（表中ではＦＡ
と表記：関電化工社製、ＪＩＳＡ６２０１相当
品）、ビニロン繊維（クラレ社製、ＲＭ１８２、１．８
ｄ×６ｍｍ）、ステアリン酸亜鉛（和光純薬社製）及び
残りの水を加え、ハンドミキサーで混合攪拌し、均一な
ペーストとした。次にこのペーストに表１２〜１６に示
す通り、発泡剤として過酸化水素水（三菱ガス化学社
製、３５％品）を添加し、約１０秒間混合した。次に、
上記ペーストを容器中に流し込み、放置しておくと徐々
に発泡が起こり、混合攪拌後約５分で完了した。その後
５０℃中で２４時間硬化し、無機質発泡硬化体を作製し
た。得られた無機質発泡硬化体を５０×５０×５０ｍｍ
に切断した。

【００８１】（実施例５４〜６２）表８に示すＳｉＯ₂
−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に対し、表１４〜１５
に示す配合組成に従い、アルカリ金属珪酸塩としての珪
酸カリウム（モル比でＳｉＯ₂：Ｋ₂Ｏ＝１．５：１の
もの）水溶液（４２％水溶液）、及びビニロン繊維（ク
ラレ社製、ＲＭ１８２、１．８ｄ×６mm）、ステアリン
酸亜鉛（和光純薬社製）及び残りの水を加え、ハンドミ
キサーで混合攪拌し、均一なペーストとした。次にこの
ペーストに、表１４〜１５に示すタルク（山陽クレー工
業社製、タルク８３、平均粒径５μｍ）、マイカ（スゾ
ライトマイカ３２５Ｓ、平均粒径４０μｍ）、微粉珪
砂（丸紅社製、平均粒径１０μｍ）、ワラストナイト
（土屋カオリン社製、ケモリットＡ−６０）及びフライ
アッシュ（表中ではＦＡと表記：関電（株）ＪＩＳ
Ａ６２０１相当品）にｎ−デシルトリメトキシシラン
を所定量吸着させたものを添加、混合撹拌し、再び均一
なペ−ストとした。更に、このペーストに表１４〜１５
に示す通り、発泡剤として過酸化水素水（三菱ガス化学
社製、３５％品）を添加し、約１０秒間混合した。次
に、上記ペーストを容器中に流し込み、放置しておくと
徐々に発泡が起こり、混合攪拌後約５分で完了した。そ
の後５０℃中で２４時間硬化し、無機質発泡硬化体を作
製した。得られた無機質発泡硬化体を５０×５０×５０
ｍｍに切断した。

【００８２】（実施例６３〜６４）表８に示すＳｉＯ₂
−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に対し、表１５に示す
配合組成に従い、アルカリ金属珪酸塩としての珪酸カリ
ウム（モル比でＳｉＯ₂：Ｋ₂Ｏ＝１．５：１のもの）
水溶液（４２％水溶液）及びステアリン酸亜鉛（和光純
薬社製）及び残りの水を加え、ハンドミキサーで混合攪
拌し、均一なペーストとした。次にこのペーストに、表
１５に示すタルク（山陽クレー工業社製、タルク８３、
平均粒径５μｍ）、マイカ（商品名：スゾライトマイカ
３２５Ｓ、平均粒径４０μｍ）、微粉珪砂（丸紅社
製、平均粒径１０μｍ）、ワラストナイト（土屋カオリ
ン社製、ケモリットＡ−６０）、フライアッシュ（表中
ではＦＡと表記：関電化工社製、ＪＩＳＡ６２０１
相当品）及びビニロン繊維（クラレ社製、商品名：ＲＭ
１８２、１．８ｄ×６mm）にｎ−デシルトリメトキシシ
ランを所定量吸着させたものを添加、混合撹拌し、再び
均一なペ−ストとした。更に、このペーストに表１５に
示す通り、発泡剤として過酸化水素水（三菱ガス化学社
製、３５％品）を添加し、約１０秒間混合した。次に、
上記ペーストを容器中に流し込み、放置しておくと徐々
に発泡が起こり、混合攪拌後約５分で完了した。その後
５０℃中で２４時間硬化し、無機質発泡硬化体を作製し
た。得られた無機質発泡硬化体を５０×５０×５０ｍｍ
に切断した。

【００８３】このようして得られた発泡体の物性（密
度、平均気泡径、吸水率）を調べ、その結果を表１２〜
１６に併せて示した。猶、平均気泡径は顕微鏡で発泡体
の拡大写真を撮影し、５０個の気泡径を測定し算出し
た。又、吸水率については発泡体は水面下５ｃｍに２４
時間浸漬し浸漬後と浸漬前の質量差を発泡体の体積で割
り、体積％で表した。比重は、得られた発泡体を１００
℃−２４時間の乾燥させた後、重量を測定することによ
り算出した。

【００８４】

【表１２】

【００８５】

【表１３】

【００８６】

【表１４】

【００８７】

【表１５】

【００８８】

【表１６】

【００８９】表１２〜１６から本発明の発泡性無機質組
成物によれば、低密度であっても、小さな気泡で吸水性
の少ない無機質発泡硬化体を得ることができることがよ
くわかる。

【００９０】

【発明の効果】本発明にかかる無機質組成物は、以上の
ように構成されているので、低密度でも気泡が小さく均
質で保温性、耐水性及び耐候性に優れ、不燃性建材とし
て有用な無機質発泡硬化体を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 24:00 14:06 Ｚ 16:06）Ａ 103:48 103:65 111:28 111:40 (72)発明者神谷昌岳京都市南区上鳥羽上調子町２−２積水化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量
部、アルカリ金属珪酸塩０．２〜４５０重量部、水１０
〜１５００重量部及び下記の一般式〔Ｉ〕で表されるア
ルキルアルコキシシラン０．０１〜７５重量部を含む無
機質組成物。Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n・・・〔Ｉ〕（Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基、Ｒ²は炭素数１
〜５のアルキル基、ｎは１〜３の自然数）
【請求項２】ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量
部、アルカリ金属珪酸塩０．２〜４５０重量部、発泡剤
０．０１〜１０重量部、水３５〜１５００重量部及び下
記の一般式〔Ｉ〕で表されるアルキルアルコキシシラン
０．１〜１００重量部を含む無機質組成物。Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n・・・〔Ｉ〕（Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基、Ｒ²は炭素数１
〜５のアルキル基、ｎは１〜３の自然数）
【請求項３】ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量
部、アルカリ金属珪酸塩０．２〜４５０重量部、発泡剤
０．０１〜１０重量部、水３５〜１５００重量部、下記
の一般式〔Ｉ〕で表されるアルキルアルコキシシラン
０．１〜１００重量部及び充填材０．１〜８００重量部
からなる無機質組成物。Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n・・・〔Ｉ〕（Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基、Ｒ²は炭素数１
〜５のアルキル基、ｎは１〜３の自然数）
【請求項４】下記の一般式〔Ｉ〕で表されるアルキル
アルコキシシランが充填材に吸着されていることを特徴
とする請求項３の無機質組成物。Ｒ¹ _nＳｉ（ＯＲ²）_4-n・・・〔Ｉ〕（Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基、Ｒ²は炭素数１
〜５のアルキル基、ｎは１〜３の自然数）