JPH09123155A - 無機質硬化複合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 SiO₂−Al₂O₃ 系反応性無機質粉体、アルカリ
金属珪酸塩水溶液を主成分とする無機質組成物スラリー
を加熱硬化させるに際し、硬化体表面の損傷を抑えなが
ら成形型上面付近の気泡を除去し、製品の外観品質及び
機械的強度に優れた無機質硬化体の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 SiO₂−Al₂O₃ 系粉体、アルカリ金属珪酸
塩水溶液を主成分とするスラリー状無機質組成物を、型
枠に注入し、スラリー状無機質組成物上面と型枠との間
に、ステンレス鋼、有機繊維又は無機繊維で形成される
格子形状品を鋏みながら加熱硬化させて無機質硬化体と
し、該無機質硬化体と上記格子形状品を一体化させるこ
とを特徴とする無機質硬化複合体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無機質硬化複合体
の製造方法に関し、更に詳しくは、住宅やビル等の内外
壁や間仕切、瓦、床等の建築用部材として有用な不燃で
強度の安定したボード状無機質硬化複合体の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】SiO₂−Al₂O₃ 系粉体、アルカリ金属珪酸
塩水溶液を主成分とするスラリー状無機質組成物を、成
形型に注入し、加熱硬化させて作製された無機質硬化体
は、その有する不燃性や機械的強度に優れることから住
宅やオフィスビル等の壁や間仕切、床等の建築用部材と
して汎用されている。

【０００３】例えば、特公平３−９０６０号公報には、
無機固体反応成分およびアルカリ金属珪酸塩溶液からな
り、低い温度で硬化可能の含水無機成形材料において、
アルカリ金属珪酸塩溶液１重量部あたり固体反応成分：
(a) 電気集塵機の灰または(b) 粉砕した仮焼ボーキサイ
トまたは(c) (a) と(b) からなる混合物０．５〜４．０
重量部を含有し、アルカリ金属珪酸塩溶液はSiO₂対K₂O
ないしはNa₂Oのモル比１．２〜２．５を有し、かつ、成
形材料は固体反応成分に対して２０〜６５重量％の水含
量を有する低い温度で硬化可能の含水無機成形材料が開
示されている。

【０００４】しかし、SiO₂−Al₂O₃ 系粉体、アルカリ金
属珪酸塩水溶液を主成分とするスラリー状無機質組成物
を加熱硬化させるには、水の蒸発を防止するために上記
スラリー状無機質組成物を成形型内に注入した後、密封
状態で加熱する必要があり、上記スラリー状無機質組成
物内で発生した気泡は、該成形型上面付近で破泡し、多
数の凹凸を形成するので、就中、薄厚のボードを作製す
る場合等、製品の外観品質を低下させるだけでなく機械
的強度の低下をきたす等の問題点を有するものであっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、叙上の事実
に鑑みなされたものであって、その目的とするところ
は、SiO₂−Al₂O₃ 系粉体、アルカリ金属珪酸塩水溶液を
主成分とするスラリー状無機質組成物を加熱硬化させる
に際し、硬化体表面の損傷を抑えながら成形型上面付近
の気泡を除去し、製品の外観品質及び機械的強度に優れ
た無機質硬化複合体の製造方法を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、SiO₂−Al₂O₃
系粉体、アルカリ金属珪酸塩水溶液を主成分とするスラ
リー状無機質組成物を、型枠に注入し、スラリー状無機
質組成物上面と型枠との間に、ステンレス鋼、有機繊維
又は無機繊維で形成される格子形状品を鋏みながら加熱
硬化させて無機質硬化体とし、該無機質硬化体と上記格
子形状品を一体化させることを特徴とする無機質硬化複
合体の製造方法をその要旨とするものである。

【０００７】上記SiO₂−Al₂O₃ 系粉体は、SiO₂／Al₂O₃
＝１／９〜９／１（重量比）の組成のものが好適に使用
される。上記SiO₂−Al₂O₃ 系粉体は、上記SiO₂−Al₂O₃
成分が主成分であって、上記成分合わせて少なくとも５
０重量％以上を占めるものであることが好ましい。上記
成分の含有量が５０重量％未満であると、アルカリ金属
珪酸塩水溶液との反応性が低下し、得られる無機質硬化
体の機械的強度が低下する。

【０００８】上記のSiO₂−Al₂O₃ 系粉体は、種々の原料
源から、又、種々の加工手段によって得られるが、例え
ば、粒径が１０μｍ以下の粒子を８０重量％以上含有
するフライアッシュ、４００〜１０００℃で焼成され
た粒径が１０μｍ以下の粒子を８０重量％以上含有する
フライアッシュ、フライアッシュもしくは粘土もしく
はその混合物を熔融し、気中に噴霧することにより得ら
れる無機質粉体、粘土に０．１〜３０ｋｇｈ／ｋｇの
機械的エネルギーを作用させて得られる無機質粉体、
項で得られた無機質粉体を、更に、１００〜７５０℃
の温度に加熱することによって得られる無機質粉体、
メタカオリンに０．１〜３０ｋｇｈ／ｋｇの機械的エネ
ルギーを作用させて得られる無機質粉体、コランダム
或いはムライト製造時の電気集塵機の灰、粉砕仮焼ボ
ーキサイト及びメタカオリン等が挙げられる。これら
のSiO₂−Al₂O₃ 系粉体は、単１種で用いられてもよい
が、２種以上が混合して用いられてもよい。

【０００９】上記フライアッシュとは、ＪＩＳ Ａ ６
２０１に規定される微粉炭燃焼ボイラーから集塵機で採
取される微小粒子径の灰で、SiO₂４０％以上、湿分１％
以下、比重１．９５以上、比表面積２７００ｃｍ² ／ｇ
以上、４４μｍ標準ふるいを７５％以上通過するもので
ある。

【００１０】上記フライアッシュからのフライアッシ
ュを調製する方法は、特に限定されるものでなく、例え
ば、湿式沈降分級、風力分級、その他の比重を利用した
分級、ジェットミル、ロールミル、ボールミル等の微粉
砕機と分級機を用いたシステム等が挙げられる。粒径が
１０μｍ以下の粒子が８０重量％未満であるフライアッ
シュは、アルカリ金属珪酸塩水溶液との反応性が低下
し、得られる無機質硬化体の機械的強度が低下したり、
硬化不良を生じたりするおそれがあるので好ましいもの
ではない。

【００１１】上記のフライアッシュは、上記のフラ
イアッシュを４００〜１０００℃で焼成したもの、或い
は４００〜１０００℃で焼成したフライアッシュをと
同様に処理して得られるフライアッシュが用いられる。
フライアッシュは一般に黒色であるが、黒色以外の着色
を要望される場合には焼成によって脱色する。上記焼成
温度は４００℃未満では脱色が充分でなく、１０００℃
を超えるとアルカリ金属珪酸塩水溶液との反応性が低下
するので上記焼成温度が用いられることが望ましい。

【００１２】上記の無機質粉体を調製する方法とし
て、フライアッシュもしくは粘土もしくはその混合物を
溶融し、気中に噴霧することにより得られるが、上記溶
融物を気体中に噴霧する技術は、セラミックコーティン
グに用いられる溶射技術が応用される。この溶射技術
は、好ましくは上記フライアッシュ及び粘土が２０００
〜１６０００℃の温度で溶融され、３０〜８０ｍ／ｓの
速度で噴霧されるものであり、具体的には、プラズマ溶
射法、高エネルギーガス溶射法、アーク溶射法等が挙げ
られる。上記溶射技術によって得られる反応性無機質粉
体は、一般に、その表面積が０．１〜６０ｍ² ／ｇにコ
ントロールされる。

【００１３】上記及びの粘土は、化学組成として、
SiO₂：５〜８５重量％、Al₂O₃ ：９０〜１０重量％を含
有する粘土が使用される。上記組成の粘土としては、例
えば、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロ
イサイト等のカオリン鉱物、白雲母、イライト、フェン
ジャイト、海緑石、セラドナイト、パラゴナイト、ブラ
ンマライト等の雲母粘土鉱物、モンモリロナイト、バイ
デライト、ノントロナイト、サボナイト、ソーコナイト
等のスクメタイト、緑泥岩、パイロフィライト、タル
ク、ばん土頁岩等が挙げられる。

【００１４】上記及びの粘土及びメタカオリンの粒
径は、特に限定されるものではないが、上記機械的エネ
ルギーを有効に作用させるには平均粒径が０．０１〜５
００μｍが好ましく、更に好ましくは０．１〜１００μ
ｍである。

【００１５】上記及びの粘土及びメタカオリンに加
えられる機械的エネルギーは、圧縮力、剪断力、衝撃力
等を指し、これらは単独で作用させてもよいし、２種以
上を複合させて作用させてもよい。これらの機械的エネ
ルギーは、例えば、ボールミル、振動ミル、遊星ミル、
媒体攪拌型ミル、ローラーミル、乳鉢、ジェット粉砕装
置等によって与えられる。

【００１６】上記機械的エネルギーが０．１ｋｗｈ／ｋ
ｇ未満の場合、アルカリ金属珪酸塩水溶液との反応性が
低下し、上記機械的エネルギーが３０ｋｗｈ／ｋｇを超
えると、上記粉砕装置への負荷が大きくなり、装置の磨
耗、その他の損傷が増大するのみならず、上記粘土等へ
の不純物等の問題が発生するので、上記機械的エネルギ
ーは０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇ、好ましくは１．０〜２
６ｋｗｈ／ｋｇで作用させる。

【００１７】又、上記機械的エネルギーを作用させる際
には、必要に応じて粉砕助剤が添加されてもよい。上記
粉砕助剤とは、機械的エネルギーを作用させる際に粘土
もしくはメタカオリンの粉体が装置内部へ付着したり、
著しく凝集することを防止するための薬剤であって、例
えば、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコ
ール類、トリエタノールアミン等のアルコールアミン
類、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム
等の金属石鹸類、アセトン蒸気等が挙げられる。これら
は単１種で使用されてもよいし、２種以上が併用されて
もよい。

【００１８】上記の無機質粉体を調製するに際し、粘
土に上記機械的エネルギーを作用させた後、更に、１０
０〜７５０℃の温度に加熱処理されるが、該加熱によ
り、得られる無機質硬化体の機械的強度の向上が認めら
れるからである。上記加熱温度が１００℃未満の場合、
得られる無機質硬化体の機械的強度の向上が認められ
ず、上記加熱温度が７５０℃を超えると、無機質粉体に
結晶化が起こり、アルカリ金属珪酸塩水溶液との反応性
が低下するので、上記加熱温度は、１００〜７５０℃好
ましくは２００〜６００℃が用いられる。又、上記加熱
時間は、短か過ぎると得られる無機質硬化体の機械的強
度の向上が小さく、長くなるとエネルギーコストが増大
するので、１分〜５時間程度の範囲で適宜設定される。

【００１９】上記及びの無機質粉体は、特公平３−
９０６０号公報や特公平４−４５４７１号公報に記載さ
れているような粉体である。上記のメタカオリンは、
特に限定されるものではなく、例えば、市販のメタカオ
リンが好適に使用される。

【００２０】上記アルカリ金属珪酸塩水溶液としては、
SiO₂／M₂O （M:アルカリ金属、モル比）＝０．０５〜８
であるものが好ましく、更に好ましいモル比（SiO₂／M₂
O ）＝０．５〜２．５である。上記アルカリ金属（Ｍ）
の種類は、ナトリウム、カリウム、リチウム等が挙げら
れ、これらの単１種もしくは２種以上のアルカリ金属珪
酸塩が使用される。上記モル比が０．０５未満の場合、
結合材成分となるSiO₂成分に対するアルカリ金属の含有
量が多くなり、得られる無機質硬化体の耐水性が低下す
る。上記モル比が８を超えるとゲル化タイムが短くな
り、上記無機質組成物の保存安定性が低下し、無機質硬
化体の成形作業性が低下する。

【００２１】上記アルカリ金属珪酸塩水溶液におけるア
ルカリ金属珪酸塩の濃度は、１０〜６０重量％程度が望
ましい。上記アルカリ金属珪酸塩の濃度が１０重量％未
満であると、得られる無機質硬化体の耐水性が低下す
る。又、上記アルカリ金属珪酸塩の濃度が６０重量％を
超えると上記アルカリ金属珪酸塩水溶液の粘度が高くな
り、上記無機質組成物の混合作業及び無機質硬化体の成
形作業性が低下する。

【００２２】上記アルカリ金属珪酸塩水溶液の配合量
は、SiO₂−Al₂O₃ 系反応性無機質粉体１００重量部に対
し１０〜１３００重量部であり、好ましくは１０〜１０
００重量部、更に好ましくは１０〜５５０重量部であ
る。上記配合量が１０重量部未満であると、上記無機質
組成物の混合作業が難しく、均一な混合体とならず、１
３００重量部を超えると、得られる無機質硬化体にクラ
ックが生ずる等の品質不良をもたらす。

【００２３】上記反応性無機質組成物は、必要に応じ
て、無機質充填材、補強繊維、軽量骨材、着色剤、発泡
剤、発泡助剤、起泡剤等が添加されてもよい。上記無機
質充填材としては、上記アルカリ金属珪酸塩水溶液に対
する活性の低いものが好適に使用され、例えば、珪砂、
岩石粉末、シラスや抗火石等の火山灰、珪灰石、炭酸カ
ルシウム、珪石粉、けいそう土、雲母、シリカフューム
等が挙げられるが、無機質充填材が上記アルカリ金属珪
酸塩水溶液に対する活性の低いものであればこれらに限
定されるものではない。

【００２４】無機質充填材が上記アルカリ金属珪酸塩水
溶液に対する活性の低いものであることが好まれる理由
は、活性が高いとアルカリ金属珪酸塩水溶液のゲル化が
急速に進み、上記無機質組成物の混合作業及び無機質硬
化体の成形作業性が難しくなるからである。上記無機質
充填材の添加量は、SiO₂−Al₂O₃ 系粉体１００重量部に
対し９００重量部以下が望ましい。上記添加量が９００
重量部を超えると得られる無機質硬化体の機械的強度が
低下する。

【００２５】上記補強繊維としては、通常、セメント製
品に使用される補強繊維が使用され、例えば、ポリプロ
ピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ポ
リアミド繊維、ビニロン繊維、レーヨン、炭素繊維、ア
クリル繊維、アラミド繊維、アクリロニトリル繊維、耐
アルカリガラス繊維等の人造繊維やシルク等の天然繊維
が挙げられる。これらの有機繊維或いは無機繊維は単独
又は混合して使用される。

【００２６】上記補強繊維の形状としては、繊維径１〜
５００μｍ、繊維長１〜１５ｍｍが好ましい。上記繊維
径が１μｍ未満の場合、上記無機質組成物への添加時に
ファイバーボールを形成し、得られる無機質硬化体の機
械的強度を低下せしめ、上記繊維径が５００μｍを超え
たり、上記繊維長が１ｍｍ未満だと得られる無機質硬化
体の引張強度向上等の補強効果が得られない。又、上記
繊維長が１５ｍｍを超えると上記無機質組成物への分散
性が低下し、得られる無機質硬化体の機械的強度のバラ
ツキが大きくなる。上記有機繊維或いは無機繊維からな
る補強繊維の添加量は、SiO₂−Al₂O₃ 系粉体１００重量
部に対し１０重量部以下が望ましい。上記添加量が１０
重量部を超えると上記無機質組成物への分散性が低下す
る。

【００２７】上記軽量骨材としては、例えば、パーライ
ト、ガラスバルーン、シリカバルーン、フライアッシュ
バルーン、シラス発泡体等の無機質発泡体、フェノール
樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン発泡体、ポリスチレ
ン発泡体等の有機質発泡体等が使用される。上記軽量骨
材の添加量は、SiO₂−Al₂O₃ 系粉体１００重量部に対し
１５０重量部以下が望ましい。上記添加量が１５０重量
部を超えると、無機質硬化体の成形作業性が難しくな
り、且つ、得られる無機質硬化体の機械的強度や表面平
滑性も低下する。

【００２８】上記着色剤としては、例えば、酸化鉄、酸
化チタン、酸化コバルト等の金属酸化物系顔料やカーボ
ンブラック等が好適に使用される。上記着色剤の添加量
は、SiO₂−Al₂O₃ 系粉体１００重量部に対し５０重量部
以下が望ましい。上記添加量が５０重量部を超えても、
これら着色剤の隠蔽力にはさほどの相違がないので不経
済である。

【００２９】上記発泡剤としては、例えば、Ｍｇ、Ｃ
ａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａ
ｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェロシリコン等の金属系粉
末、過酸化水素水、過酸化ソーダ、過酸化カリ、過硼酸
ソーダ等の過酸化物の水溶液もしくは粉末が使用され、
就中、Ａｌ粉末及び過酸化水素水がコスト、安全性、入
手の容易さ、混合作業の容易さ等から好適に使用され
る。上記金属系粉末及び過酸化物系粉末の粒径は、１〜
２００μｍ程度が好ましくい。上記粒径が１μｍ未満で
あると、上記無機質組成物への分散性が低下すると共
に、急速発泡を起こし気泡の微細化や均一性が得られな
い。又、上記粒径が２００μｍを超えると発泡の反応性
が低下し、得られる無機質硬化体に充分な発泡構造を与
えることができない。上記発泡剤の添加量は、SiO₂−Al
₂O₃ 系粉体１００重量部に対し５重量部（水溶液の場合
は溶質の重量部）以下が望ましい。上記添加量が５重量
部を超えると得られる無機質硬化発泡体の機械的強度が
低下し、ハンドリングも難しくなる。

【００３０】上記発泡助剤としては、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
やステアリン酸金属塩、パルミチン酸金属塩等の金属石
鹸等が好適に使用される。上記発泡助剤の添加量は、Si
O₂−Al₂O₃ 系粉体１００重量部に対し１０重量部以下が
望ましい。上記添加量が１０重量部を超えると、発泡工
程において破泡が多くなる等発泡反応に悪影響を与え
る。

【００３１】上記起泡剤としては、例えば、高級アルコ
ール硫酸エステル塩系、アルキルエーテル硫酸エステル
塩系、芳香族誘導体スルホン酸塩系、イミダゾリン誘導
体系、脂肪酸アミド系、動物性蛋白質系の各種起泡剤が
好適に使用される。上記起泡剤の添加量は、SiO₂−Al₂O
₃ 系粉体１００重量部に対し１０重量部以下が望まし
い。上記添加量が１０重量部を超えると、得られる無機
質硬化体の硬化不良を起こすおそれがある。

【００３２】上記発泡性無機質組成物を混合する手段
は、特に限定されるものではないが、例えば、パドル回
転型混合機、揺動式混合機、スクリュー式混合機等が用
いられる。上記無機質組成物を混合する手順は、特に限
定されるものではないが、例えば、各種固形原料を乾式
混合しておき、これにアルカリ金属珪酸塩水溶液を添加
混合してもよいし、全原料を一挙に混合してもよいし、
或いはアルカリ金属珪酸塩水溶液に一部固形原料を混合
した後、残部固形原料を順次混合する方法が採られても
よい。発泡性無機質組成物を混合する手順は、上記混合
の最後に発泡剤を添加し混合することが混合作業性や気
泡の安定性の点で好ましい。又、起泡剤を用いる場合、
起泡剤を上記混合の最後に添加するか、或いは起泡剤以
外の原料でスラリーを作っておき、これに起泡剤と水を
混合して気泡を生成させた水溶液を混合する方法が採ら
れてもよい。上記起泡剤を水溶液として使用する場合の
起泡剤の濃度は、０．１〜５重量％が好ましい。上記起
泡剤の濃度が０．１重量％未満の場合、気泡の安定性が
悪く破泡が多くなり、上記起泡剤の濃度が５重量％を超
えると得られる無機質硬化体の硬化不良を起こすおそれ
がある。

【００３３】上記の如くして得られたスラリー状無機質
組成物は、型枠内に充填されるが、その充填の手段は、
自然落下方式で充填されてもよいが、ポンプ等によって
充填されてもよい。上記スラリー状無機質組成物の充填
中或いは充填後、スラリー状無機質組成物のレベリング
や脱泡のために型枠内のスラリー状無機質組成物に振動
を与えてもよい。

【００３４】本発明において使用されるステンレス鋼製
格子形状品は、格子を形成するステンレス鋼部分の幅及
び厚さが、０．０２５〜２ｍｍ、好ましくは０．０２５
〜１．２ｍｍであり、格子を形成する最小目開きが０．
０２６〜１０ｍｍ、好ましくは０．０２６〜５ｍｍであ
る。上記ステンレス鋼の線径が０．０２５ｍｍ未満であ
ったり、目開きが０．０２６ｍｍ未満であると、ステン
レス鋼製格子形状品を作製するのが難しくなり、又、線
径が２ｍｍを超えるとステンレス鋼製格子形状品が固く
なり成形体への積層が難しくなったり、ステンレス鋼製
格子形状品積層部裏面の平滑性が失われたり、更には、
積層される無機質硬化体への付着性が低下して補強効果
を失ったりする。又、目開きが１０ｍｍを超えると、ス
テンレス鋼製格子形状品の目の間に泡が残存してしま
い、泡消し効果が不充分となる。

【００３５】上記格子形状品のステンレス鋼の材質は、
ＪＩＳ Ｇ ４３０９に規定されるステンレス鋼線、Ｊ
ＩＳ Ｇ ４３０４に規定される熱間圧延ステンレス鋼
板及び鋼帯、ＪＩＳ Ｇ ４３０５に規定される冷間圧
延ステンレス鋼板等が使用できる。

【００３６】上記ステンレス鋼製格子形状品としては、
例えば、規格品としてＪＩＳ Ｇ３５５５に規定される
織金網、ＪＩＳ Ｇ ３５５６に規定される工業用織金
網が挙げられ、他にエキスパンドメタルやその他溶接、
接着或いは編織等の手段を用いて上記する如き本発明の
格子形状品の格子の目開き、厚さ・幅を有する格子形状
品を適宜作製して使用することもできる。

【００３７】本発明において使用される有機繊維或いは
無機繊維で形成された格子形状品の目開きは、１ｃｍ²
当たり１〜３０００個、好ましくは１〜２５００個のも
のが使用される。上記目開きが１ｃｍ² 当たり１個未満
の場合、残存する気泡が多くなったり、補強効果が低下
する。逆に、上記目開きが１ｃｍ² 当たり３０００個を
超えると、スラリー状無機質組成物との付着性が小さく
なり、硬化後の無機質硬化体の補強効果が低下する。

【００３８】上記有機繊維或いは無機繊維としては、耐
アルカリ性を有するものであれば特に限定されるもので
はないが、例えば、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン
繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊
維、レーヨン、炭素繊維、アクリル繊維、アラミド繊
維、アクリロニトリル繊維、耐アルカリガラス繊維等の
人造繊維やシルク等の天然繊維が挙げられる。これらの
有機繊維或いは無機繊維は単独又は混合して使用され
る。

【００３９】本発明の無機質硬化複合体の製造方法にお
いて用いられる型枠は、型窩を有する雌型と該型窩の上
面を密封する蓋型からなる雄型より構成されている。上
記格子形状品を、前記する型枠内に充填されたスラリー
状無機質組成物上面と型枠蓋型との間に挟持させる方法
としては、図１に示す如く、上記格子形状品１をスラリ
ー状無機質組成物２上面に載置して型閉めされた状態と
するだけでもよく、又、図２に示す如く、上記格子形状
品１を型枠３の蓋型３１に針金やその他の紐状物４で緊
締したり、フック、ピン、ボルトその他の固定具によっ
て着脱自在に固定して、型閉めされた状態で、上記格子
形状品１がスラリー状無機質組成物２上面に密着する如
くしてもよく、又、図４に示す如く、型窩３２側の型枠
３上面に係止段部３３を設け、該係止段部３３に上記格
子形状品１が係止され、上記格子形状品１がスラリー状
無機質組成物２上面に密着する如くしてもよい。尚、図
中、符号３４を付した部分は型枠３蓋型３１のスラリー
状無機質組成物２の注入口兼脱気孔である。

【００４０】上記の如くして型枠型窩内に充填された無
機質組成物は、図３及び図４に示される如く、型閉され
た後、加熱硬化される。上記加熱硬化の条件としては、
雰囲気温度５０〜３００℃で、５分〜１２時間程度保持
する。加熱温度を高くすれば硬化時間が短くなるのは言
うまでもないが、耐熱性の低い有機繊維を用いた場合
等、使用原材料に適した加熱温度を選択し、これらの使
用原材料の熱劣化を生じないよう留意すべきである。上
記加熱硬化が終了した後、脱型し、加熱乾燥させる。上
記加熱乾燥条件は、３０〜１５０℃で、５分〜１２時間
程度保持する。

【００４１】本発明の無機質硬化複合体の製造方法は、
叙上の如く構成されているので、SiO₂−Al₂O₃ 系粉体、
アルカリ金属珪酸塩水溶液を主成分とするスラリー状無
機質組成物を、型枠に注入し、加熱硬化させる際に、成
形型内で発生した気泡は得られる無機質硬化体の表面を
凹凸にすることなく脱気し、使用した格子形状品は上記
無機質硬化体中に埋設一体化して強度、耐衝撃性共に優
れた無機質硬化複合体を簡易な装置によって製造するこ
とができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げて本発明の
実施の態様を説明する。

【００４３】（１）SiO₂−Al₂O₃ 系粉体の調製 SiO₂−Al₂O₃ 系粉体Ａ フライアッシュ（関電化工社製、平均粒径２０μｍ、Ｊ
ＩＳ Ａ ６２０１に準ずる）を分級機（日清エンジニ
アリング社製、商品名：ＴＣ−１５）により分級して、
粒径１０μｍ以下のSiO₂−Al₂O₃ 系粉体Ａを調製した。SiO₂−Al₂O₃ 系粉体Ｂ カオリン（組成：SiO₂４５．７重量％、Al₂O₃ ３８．８
重量％、平均粒径５μｍ、ＢＥＴ比表面積：５．８ｍ²
／ｇ）を３０００℃で溶融後、８０ｍ／ｓの速度で大気
中に噴霧して平均粒径５μｍ、ＢＥＴ比表面積：９．５
ｍ² ／ｇのSiO₂−Al₂O₃ 系粉体Ｂを調製した。SiO₂−Al₂O₃ 系粉体Ｃ メタカオリン（エンゲルハート社製、商品名：ＳＡＴＥ
ＮＴＯＮＥ ＳＰ３３、平均粒径３．３μｍ、ＢＥＴ比
表面積：５．８ｍ² ／ｇ）１００重量部、トリエタノー
ルアミン２５重量％とエタノール７５重量％の混合溶液
０．５重量部を、ウルトラファインミル（三菱重工社
製、ジルコニアボール１００ｍｍ使用、ボール充填率８
５体積％）を用い、１０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギ
ーを作用させてSiO₂−Al₂O₃ 系粉体Ｃを得た。尚、作用
させた機械的エネルギーは、上記ウルトラファインミル
に供給した電力を処理粉体単位重量で除した値である。

【００４４】（２）アルカリ金属珪酸塩水溶液の調製 表１に示すアルカリ金属珪酸塩水溶液ＪＩＳ１号珪酸
ナトリウム水溶液（日本化学工業社製）、１Ｋ珪酸カ
リウム水溶液（日本化学工業社製）及び珪酸ナトリウ
ム・カリウム水溶液（和光純薬社製の水酸化ナトリウム
・水酸化カリウムを用いて調製）を準備した。尚、表
中、Ｍはアルカリ金属を表す。

【００４５】

【表１】

【００４６】（３）鉄製格子様板状体 表２に示すステンレス鋼製格子形状品〔表２に格子形状
品（ＳＵＳ）と略称する。いずれも阪倉金属社製〕を準
備した。

【００４７】

【表２】

【００４８】表３に示す有機繊維及び無機繊維製格子形
状品〔表２に格子形状品（センイ）と略称する。４〜７
は倉敷紡績社製、８〜１１はＮＢＣ工業社製〕を準備し
た。

【００４９】

【表３】

【００５０】（４）無機質組成物 表４に以下に実施した実施例で用いた無機質組成物の配
合を示す。尚、その他添加剤の仕様は次の通りである。 珪石粉：丸紅繊維資材社製 タルク：日本タルク社製、商品名：タルクＳ ビニロン繊維：クラレ社製、商品名：ＲＭ１８２−４

【００５１】

【表４】

【００５２】（実施例１）SiO₂−Al₂O₃ 系粉体Ａ１００
重量部、アルカリ金属珪酸塩水溶液３０重量部をオム
ニミキサー（千代田技研社製）を用いて２分間混合して
反応性無機質組成物ａを作製し、これを型枠に充填し、
格子１を図１に示す如く上記スラリー状反応性無機質組
成物ａ上面に載置して型閉めした後、８５℃の熱風炉中
で８時間加熱し、脱型し、ステンレス鋼製格子形状品を
埋設したまま、更に６０℃で１６時間乾燥して１０ｍｍ
×２５０ｍｍ×５０ｍｍの無機質硬化体を作製した。

【００５３】（実施例２）表５に示す無機質組成物ｂ及
び格子形状品２を用い、図２に示す成形法によって、型
枠蓋体に針金で固定して型閉し、上記スラリー状反応性
無機質組成物ｂ上面に密着させた後、実施例１と同様に
して無機質硬化体を作製した。

【００５４】（実施例３）表５に示す無機質組成物ｃ及
び格子形状品３を用い、図２に示す成形法によって、実
施例２と同様にして無機質硬化体を作製した。

【００５５】（実施例４）表５に示す無機質組成物ｄ及
び格子形状品４を用い、図４に示す成形法によって、型
枠型窩側の型枠上面に設けられた段部に格子形状品４を
係止し、上記スラリー状反応性無機質組成物ｂ上面に密
着させた後、実施例１と同様にして無機質硬化体を作製
した。

【００５６】（実施例５〜８）表５に示す無機質組成
物、格子形状品及び成形法によって、実施例１〜４と同
様にして無機質硬化体を作製した。

【００５７】（比較例１〜６）格子形状品を使用しなか
ったこと以外、表６に示す如く実施例で用いた無機質組
成物及び成形法を用い、実施例１と同様にして無機質組
成物を硬化し、乾燥して無機質硬化体を作製した。

【００５８】上記実施例及び比較例で得られた無機質硬
化体に対し以下の評価を行った。評価結果は表５及び表
６に併せて示す。 １．気泡の除去 格子形状品積層側の無機質硬化体表面の気泡の有無を目
視観察によって評価した。尚、○：無機質硬化体表面に
気泡がなく、平滑な表面を呈するもの、×：無機質硬化
体表面に気泡が付着したまま硬化し、凹凸のある表面を
呈するもの、の２段階で評価した。

【００５９】２．曲げ強度 島津製作所社製、オートグラフＡＧＳ−１０００Ｂを用
い、三点曲げ、スパン：２００ｍｍ、クロスヘッドスピ
ード：２ｍｍ／ｍｉｎの測定条件にて曲げ強度を測定し
た。

【００６０】

【表５】

【００６１】

【表６】

【００６２】

【発明の効果】本発明の無機質硬化複合体の製造方法
は、叙上の如く構成されているので、SiO₂−Al₂O₃ 系粉
体、アルカリ金属珪酸塩水溶液を主成分とするスラリー
状無機質組成物を、成形型枠に注入し、加熱硬化させる
際に、成形型枠上面とスラリー状無機質組成物の間にス
テンレス鋼製もしくは有機繊維又は無機繊維で形成され
た格子形状品をセットすることにより、成形型枠内で発
生した気泡は得られる無機質硬化体の表面を凹凸にする
ことなく脱気し、高い機械的強度と美麗な平滑表面を有
する無機質硬化体を簡易な装置によって製造することが
できる。

【００６３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無機質硬化複合体の製造方法の要部
を、用いた成形型枠の一実施例について説明するための
断面図である。

【図２】図１に示された成形型の型閉した状態を示す断
面図である。

【図３】本発明の無機質硬化複合体の製造方法の要部
を、用いた成形型の他の実施例について説明するための
断面図である。

【図４】本発明の無機質硬化複合体の製造方法の要部
を、用いた成形型の他の実施例について説明するための
断面図である。

【符号の説明】

１ 格子形状品 ２ スラリー状無機質組成物 ３ 成形型枠 ３１ 蓋型（雄型） ３２ 雌型 ３３ 係止段部 ３４ 脱気孔 ４ 針金

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 SiO₂−Al₂O₃ 系粉体、アルカリ金属珪酸
   塩水溶液を主成分とするスラリー状無機質組成物を、型
   枠に注入し、スラリー状無機質組成物上面と型枠との間
   に、ステンレス鋼、有機繊維又は無機繊維で形成される
   格子形状品を鋏みながら加熱硬化させて無機質硬化体と
   し、該無機質硬化体と上記格子形状品を一体化させるこ
   とを特徴とする無機質硬化複合体の製造方法。