JPH09202658A - 無機質組成物及び高耐摩耗性無機質硬化体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度であるために薄肉化による軽量化が可
能となり、施工性が改善された耐摩耗性の高い無機質硬
化体を得ることができる無機質組成物、及び高耐摩耗性
無機質硬化体の製造方法を提供する。 【解決手段】 （Ａ）ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体１０
０重量部、（Ｂ）アルカリ金属珪酸塩１〜３００重量
部、（Ｃ）水１０〜１０００重量部、及び（Ｄ）モース
硬度が７よりも大きい酸化物系粒子からなり、その７０
重量％以上が粒径５〜３００μｍである粒子１〜１００
０重量部、及び／又はモース硬度が７よりも大きい非酸
化物系粒子からなり、その７０重量％以上が粒径５〜３
００μｍである粒子１〜１００重量部からなる群より選
ばれる少なくとも一種以上の高硬度粒子からなることを
特徴とする無機質組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅やビル等の建
築用部材、特に高耐摩耗性無機質硬化体を得ることがで
きる無機質組成物、及び該高耐摩耗性無機質硬化体の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、土足用床用材料としては、天然
石、タイル及びセメント系擬石などがあるが、特にセメ
ント系擬石が安価であり良く使用されている。このた
め、セメント系床用材料には種々の形状・製造法が提案
されており、例えば、特開平４−１４８９０１号公報に
は、成形直後の種石入りコンクリートブロックに樹脂エ
マルジョンを噴霧することによって生産性・品質を改良
したコンクリート擬石ブロック及びその製造法が提案さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セメン
ト系床用材料は曲げ強度が低いため、厚みを厚くする必
要があり、このため重量が重くなり、大型化が困難で、
施工性に難点があった。本発明は、上記の課題を解決す
るものであり、高強度であるために薄肉化による軽量化
が可能となり、施工性が改善された耐摩耗性の高い無機
質硬化体を得ることができる無機質組成物、及び耐摩耗
性が特に高いと共に、高強度であるために薄肉化による
軽量化が可能となり、施工性が改善された高耐摩耗性無
機質硬化体の製造方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の無機質組成物
は、（Ａ）ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体１００重量部、
（Ｂ）アルカリ金属珪酸塩１〜３００重量部、（Ｃ）水
１０〜１０００重量部、及び（Ｄ）モース硬度が７より
も大きい酸化物系粒子からなり、その７０重量％以上が
粒径５〜３００μｍである粒子１〜１０００重量部、及
び／又はモース硬度が７よりも大きい非酸化物系粒子か
らなり、その７０重量％以上が粒径５〜３００μｍであ
る粒子１〜１００重量部からなる群より選ばれる少なく
とも一種以上の高硬度粒子からなることを特徴とする。
また、本発明の高耐摩耗性無機質硬化体の製造方法は、
上記の無機質組成物を、振動加速度０．５〜１００Ｇの
振動を与えながら型に流し込んだ後に硬化させるか、又
は型に流しこんだ後に振動加速度０．５〜１００Ｇの振
動を与えた後に硬化させることを特徴とする。

【０００５】上記のＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体（Ａ）
としては、ＳｉＯ₂ ／Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝１／９〜９／１（重
量比）のものが好ましく、粉体粒子全体に対する、Ｓｉ
Ｏ₂とＡｌ₂ Ｏ₃ の合計量の割合は、小さくなると、ア
ルカリ金属珪酸塩水溶液との反応性が低くなり、得られ
る硬化体の強度が低下するので、５０重量％以上が好ま
しい。

【０００６】このようなＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体と
しては、例えば、 １０μｍ以下の粒径の粒子を８０重量％以上含有する
フライアッシュ ４００〜１０００℃で焼成された、１０μｍ以下の粒
径の粒子を８０重量％以上含有するフライアッシュ フライアッシュ及び／又は粘土を溶融し気体中に噴霧
することによって得られる粉体 粘土に０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギー
を作用させて得られる粉体 上記の粉体を、更に１００〜７５０℃で加熱するこ
とにより得られる粉体 メタカオリンに０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エ
ネルギーを作用させて得られる粉体 コランダム又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 メタカオリン などが挙げられる。

【０００７】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
採取する微小な灰の粒子の、ＳｉＯ₂ ４０重量％以上、
湿分１重量％以下、比重１．９５以上、比表面積２７０
０ｃｍ² ／ｇ以上、４４μｍ標準ふるいを７５重量％以
上通過するものである。このフライアッシュから、上記
の、１０μｍ以下の粒径の粒子を８０重量％以上含有
するフライアッシュを得る方法としては、従来公知の任
意の方法が採用され得、例えば、湿式沈降分級、風力分
級、比重による分離など通常使用される分級機；又は、
ジェットミル、ロールミル、ボールミルなどの微粉砕
機；又は分級機と微粉砕機との連続システムを使用する
方法が挙げられる。

【０００８】粒径１０μｍ以下のフライアッシュの量が
８０重量％を下回ると、アルカリ金属珪酸塩水溶液との
反応性が低くなり、得られる硬化体の強度が低下した
り、硬化不良を生じ易くなる。

【０００９】上記のフライアッシュを得るには、上記
のフライアッシュを４００〜１０００℃で焼成する
か、又は、４００〜１０００℃で焼成したフライアッシ
ュから上記と同様の方法で、１０μｍ以下の粒径の粒
子を８０重量％以上含有するフライアッシュを製造すれ
ばよい。なお、焼成する理由は、フライアッシュは、一
般には、黒色であり、硬化体を着色したい場合には不適
当であるので、焼成により脱色するためである。焼成温
度は、脱色は４００℃以上で可能であるが、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
くなるので、４００〜１０００℃に限定される。

【００１０】上記の、フライアッシュ及び／又は粘土
を溶融し気体中に噴霧することによって得られる粉体に
おいて、気体中に溶融噴霧する方法としては、セラミッ
クコーティングに適用される溶射技術が挙げられる。こ
の溶射技術は、好ましくはフライアッシュ及び／又は粘
土が２０００〜１６０００℃の温度で溶融され、３０〜
８００ｍ／秒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。上記溶射技術によると、一般に
比表面積が、０．１〜６０ｍ² ／ｇの粉体が得られる。

【００１１】上記の及びで使用される粘土として
は、ＳｉＯ₂ が５〜８５重量％、Ａｌ ₂ Ｏ₃ が９０〜１
０重量％含有されるものが挙げられ、例えば、カオリナ
イト、デイッカイト、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メクタイ
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。

【００１２】上記の〜でいう機械的エネルギーと
は、圧縮力、剪断力、衝撃力からなる群より選ばれる少
なくとも一つの力を意味する。これらの力を作用させる
機器としては、例えば、ボールミル、振動ミル、遊星ミ
ル、媒体撹拌型ミル、ローラミル、乳鉢、ジェット粉砕
装置等が挙げられる。

【００１３】上記の機械的エネルギーの大きさは、小さ
くなると得られる粉体のアルカリ金属珪酸塩水溶液との
反応性が低くなり、大きくなると粉砕装置への負荷が大
きくなり、装置の摩耗、損傷が増大し、不純物として混
入する恐れが出てくるので、０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇ
に限定され、好ましくは１．０〜２６ｋｗｈ／ｋｇであ
る。

【００１４】上記の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良い。粉砕助
剤とは機械的エネルギーを作用させる際に、粘土粉体又
はメタカオリン粉体の装置内部への付着又は著しい凝集
を防ぐものであり、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；アセトン蒸気など
が挙げられ、これらは単独で使用されても良いし、２種
以上が併用されてもよい。

【００１５】上記の粉体は、上記の粉体を、更に１
００〜７５０℃で加熱することにより得られる粉体であ
るが、加熱する理由は得られる硬化体の機械的強度が向
上するためである。加熱温度は低くなると強度向上が認
められなくなり、高くなると粉体の結晶化が生じ、アル
カリ金属珪酸塩水溶液に対する反応性が低くなるので、
１００〜７５０℃に限定され、好ましくは２００〜６０
０℃である。加熱時間は、短くなると、得られる硬化体
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時間が好ましい。

【００１６】上記及びの粉体は、特公平３−９０６
０号公報や昭５８−３５８６７号公報に記載されている
ような、コランダム又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粉体である。

【００１７】上記ののメタカオリンとしては、市販の
メタカオリンが使用できる。

【００１８】本発明の無機質組成物に使用される、アル
カリ金属珪酸塩（Ｂ）は、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体
（Ａ）の硬化剤として作用するものであり、ｎＳｉＯ₂
／Ｍ ₂ Ｏ（Ｍは、Ｋ，ＮａおよびＬｉから選ばれる１種
以上の金属）で表される塩である。上記ｎの値は小さく
なると得られる硬化体の外観が悪化し、また、耐水性が
低くなり、大きくなると水溶液がゲル化し易くなるの
で、０．０５〜８が好ましく、０．５〜２．５がさらに
好ましい。

【００１９】アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）は、本発明の無
機質組成物の調製に際して、水溶液で添加されるのが好
ましく、その水溶液の濃度は、低くなるとＳｉＯ₂ −Ａ
ｌ₂Ｏ₃ 系粉体（Ａ）との反応性が低くなり、また、硬
化体の耐水性も低くなり、高くなるとアルカリ金属の塩
が生じやすくなり、また、水溶液の粘度が高くなり、混
合・成形時の作業性が低下するので１０〜６０重量％が
好ましい。

【００２０】上記アルカリ金属珪酸塩水溶液の調製に
は、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）をそのまま加圧、加熱下
で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、珪石粉などのＳｉＯ₂ 成分をｎが所定の値とな
るように加圧、加熱下で溶解してもよい。

【００２１】上記アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）の量は、少
なくなると無機質組成物の硬化が十分になされず、多く
なると該組成物から得られる硬化体の耐水性が低下する
ので、上記ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体（Ａ）１００重
量部に対して１〜３００重量部に限定され、１０〜２５
０重量部が好ましい。

【００２２】本発明の無機質組成物に使用される水
（Ｃ）は、全量が上記アルカリ金属珪酸塩水溶液として
添加されてもよいし、アルカリ金属珪酸塩水溶液とは独
立して添加されてもよい。水（Ｃ）の量は少なくなる
と、組成物が十分に硬化せず、多くなると硬化体の強度
が低下するので、上記ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体
（Ａ）１００重量部に対して１０〜１０００重量部に限
定され、１０〜７５０重量部が好ましく、５０〜５００
重量部が更に好ましい。

【００２３】本発明の無機質組成物に使用される高硬度
粒子（Ｄ）は、モース硬度が７よりも大きい酸化物系粒
子、及び／又はモース硬度が７よりも大きい非酸化物系
粒子からなる群より選ばれる少なくとも一種以上であ
る。

【００２４】上記酸化物系粒子とは、その組成式の中に
酸素原子を含むものを意味する。酸化物系粒子として
は、例えば、黄玉、アルミナ、アルミナ・ジルコニア、
エメリ−、ガーネット、ジルコニア、ジルコン、珪砂等
が挙げられる。上記非酸化物系粒子としては、ダイアモ
ンド；Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｖ、Ｂ等
の窒化物；Ｔｉ、Ｚｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｎｂ等のホウ
化物；Ｓｉ、Ｂ、Ｗの炭化物等が挙げられる。これらの
中でも、入手し易さ及び価格の点から、酸化物系粒子と
しては、アルミナ、エメリ−、ガーネット、ジルコニ
ア、ジルコン、珪砂が好ましく、非酸化物系粒子として
は、Ｓｉの炭化物が好ましい。

【００２５】高硬度粒子（Ｄ）の粒径は、小さくなる
と、得られる硬化体の耐摩耗性が不十分となり、大きく
なると、硬化体の表面平滑性の低下や耐摩耗性の低下が
起こることがあるので、高硬度粒子（Ｄ）の７０重量％
以上が粒径５〜３００μｍである必要があり、更には８
０重量％以上が粒径５〜３００μｍであるのが好まし
い。

【００２６】高硬度粒子（Ｄ）の量は、少なくなると、
得られる硬化体の耐摩耗性が不十分となり、多くなる
と、酸化物系粒子の場合は硬化体の機械的強度が低くな
り、非酸化物系粒子の場合は組成物の硬化不良を生じる
ので、ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体１００重量部に対し
て、酸化物系粒子の場合は１〜１０００重量部に限定さ
れ、好ましくは、１〜８００重量部であり、非酸化物系
粒子の場合は、１〜１００重量部に限定され、好ましく
は、１〜７０重量部である。

【００２７】本発明の無機質組成物には、必要に応じ
て、無機質充填材、補強繊維、軽量骨材、顔料、発泡
剤、発泡助剤、起泡剤等が添加されてもよい。

【００２８】上記無機質充填材としては、水に溶解せ
ず、無機質組成物の硬化反応を阻害せず、アルカリ金属
珪酸塩水溶液に対する活性が低いものであれば特に限定
されず、例えば、タルク、珪石粉、岩石粉末、火山灰
（シラス、抗火石等）、珪灰石、炭酸カルシウム、珪藻
土、雲母、マイカ、シリカフュームなどが挙げられる。
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。無機質充填材としてアルカリ金属珪酸塩水
溶液に対する活性が低いものが好ましい理由は、活性度
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、混合・成形が難しくなるためである。無機質充填材
の量は、多くなると、硬化体の機械的強度が低くなる場
合があるので、ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体１００重量
部に対して、１００〜９００重量部が好ましい。

【００２９】上記補強繊維としては、通常のセメント製
品に使用される補強繊維が使用でき、例えば、ビニロン
繊維、ポリプロピレン繊維、レーヨン繊維、耐アルカリ
ガラス繊維、炭素繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、
アクリルニトリル繊維等が挙げられ、これらは単独又は
２種以上併用してもよい。

【００３０】上記補強繊維の繊維径は、細くなると混合
時に再凝集し、交絡によりファイバーボールが形成され
やすくなり、本発明の組成物から得られる硬化体の強度
低下を生じ易くなり、太くなると引張強度向上などの補
強効果が小さくなるので、１〜５００μｍが好ましい。
上記補強繊維の繊維長は、短くなると引張強度向上など
の補強効果が小さくなり、長くなると繊維の分散性が低
下し均一な強度を有する硬化体が得られなくなるので、
１〜１５ｍｍが好ましい。上記補強繊維の量は多くなる
と繊維の分散性が低下するので、上記ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂
Ｏ₃ 系粉体（Ａ）１００重量部に対して、１０重量部以
下が好ましい。

【００３１】上記軽量骨材は、本発明の組成物から得ら
れる硬化体の軽量化を図る目的で添加されるものであ
り、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、シラスバルーン等の無
機質発泡体；フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチ
レン、ポリスチレン等の有機質発泡体が挙げられ、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。上記軽量骨材の量は多くなると、硬化体の強度
低下、表面平滑性の低下、又は成形作業性の低下が起こ
るので、上記ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体（Ａ）１００
重量部に対して、１５０重量部以下が好ましい。

【００３２】上記顔料としては、例えば、酸化鉄、酸化
チタン、酸化コバルトのような金属酸化物系顔料やカー
ボンブラックが挙げられ、その使用量は、多くなっても
隠蔽力が向上せず不経済であるので、上記ＳｉＯ₂ −Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ 系粉体（Ａ）１００重量部に対して、５０重量
部以下が好ましい。

【００３３】上記発泡剤としては、例えば、過酸化水素
水、過酸化物系粉末（過酸化ソーダ、過酸化カリウム、
過ほう酸ソーダ等）、金属系粉末（Ｍｇ，Ｃａ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓ
ｎ、Ｓｉ、フェロシリコン等）等が挙げられ、粉末の粒
度としては、小さくなると分散性が低下すると共に、急
速発泡し易くなり、大きくなると反応性が低下するの
で、１〜２００μｍが好ましい。発泡剤としては、コス
ト、安全性、入手の容易さ、混合の容易さ等の点から、
過酸化水素水及びＡｌ粉末が好ましい。発泡剤の量は、
多くなると硬化体の強度低下が著しくなり、成形体のハ
ンドリング等ができにくくなるので、ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂
Ｏ₃ 系粉体（Ａ）１００重量部に対して５重量部以下
（溶液の場合は固形分換算値）が好ましい。

【００３４】上記発泡助剤としては、発泡を均一に生じ
させるものであれば特に限定されず、例えば、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
ミニウム等のステアリン酸金属塩やパルミチン酸亜鉛等
のパルミチン酸金属塩のような金属石鹸；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など
が挙げられる。これらは単独で使用されてもよいし、２
種類以上併用されてもよい。発泡助剤の量は、多くなる
と破泡等を生じ発泡に悪影響を与えるので、ＳｉＯ₂ −
Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体（Ａ）１００重量部に対して１０重量
部以下が好ましい。

【００３５】上記起泡剤としては、通常のセメント製品
に使用される起泡剤が使用でき、例えば、高級アルコー
ル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、
芳香族誘導体スルホン酸塩、イミダゾリン誘導体、脂肪
酸アミド、動物蛋白系起泡剤等が挙げられる。起泡剤の
量は、多くなると組成物の硬化不良を起こし易くなるの
で、ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体（Ａ）１００重量部に
対して１０重量部以下が好ましい。

【００３６】本発明の無機質組成物を得るには、まず、
アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）と水（Ｃ）とから、アルカリ
金属珪酸塩水溶液を調製し、これにＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ
₃ 系粉体（Ａ）、高硬度粒子（Ｄ）、及び必要に応じ
て、無機質充填材、補強繊維、軽量骨材、顔料、発泡
剤、発泡助剤、起泡剤を混合すればよい。また、粉体原
料を乾式混合しておいて、アルカリ金属珪酸塩水溶液を
添加し混合してもよいし、全原料を同時に供給して混合
してもよいし、また、アルカリ金属珪酸塩水溶液と一部
の固形原料を混合し、順次各原料を添加して混合しても
よい。混合には、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の通常の混合機を使用す
ればよい。なお、発泡剤を使用する場合、混合工程の最
後に添加、混合した方が作業性、気泡の安定性の面で有
利である。また、起泡剤を使用する場合、起泡剤を最後
に添加、混合するか、又は起泡剤以外の原料でスラリー
を作り、起泡剤と水で気泡を生成させた水溶液と混合す
る方法が好ましい。上記の起泡剤を水溶液として使用す
る場合の起泡剤濃度は、低くなると気泡の安定性が悪く
破泡し易くなり、高くなると硬化不良を生じ易くなるの
で、０．１〜５重量％が好ましい。

【００３７】本発明の無機質組成物から成形体を得るに
は、上記のようにして得られた無機質組成物を注型、押
圧成形、押出成形など従来公知の方法により所望の形に
賦形し、硬化させればよい。

【００３８】上記の硬化させる際の温度は常温でもよい
が、５０〜２００℃で硬化させることにより、硬化反応
を促進でき、短時間で硬化を終了することが可能とな
る。

【００３９】請求項２記載の発明の高耐摩耗性無機質硬
化体の製造方法は、請求項１記載の無機質組成物を、振
動加速度０．５〜１００Ｇの振動を与えながら型に流し
込んだ後に硬化させるか、又は型に流しこんだ後に振動
加速度０．５〜１００Ｇの振動を与えた後に硬化させる
ことを特徴とする。

【００４０】上記の振動の強さは、小さくなると振動付
与による硬化体の耐摩耗性向上効果が認められなくな
り、１００Ｇ以上の振動を付与するのは機械的に困難で
あり、成形作業が危険になるので、０．５〜１００Ｇに
限定され、１〜５０Ｇが好ましい。上記振動の方向とし
ては、鉛直方向、水平方向、３次元方向のいずれでもよ
い。

【００４１】上記振動の付与方法としては、例えば、テ
ーブルバイブレーター上に型をセットし型に振動を付与
する方法、型枠にバイブレーターを取り付けて振動を付
与する方法、無機質組成物自体に振動を付与する方法等
が挙げられる。

【００４２】上記振動の付与時間としては、短くなると
振動効果が十分でなくなり、あまりに長くしても効果の
向上がなく、不経済でもあるので、３秒〜１時間が好ま
しく、１０秒〜５０分が更に好ましい。

【００４３】無機質組成物の型への流し込みは、自然落
下式でもよいし、ポンプなどを使用する方法でもよい。
なお、本発明の無機質硬化体の製造方法においては、成
形後の該硬化体の表面は、型に流し込んだ際の底面側と
する。

【００４４】本発明の高耐摩耗性無機質硬化体の製造方
法は、無機質組成物を振動を与えながら型に流し込んだ
後、又は型に流しこんだ後に振動を与えた後、硬化させ
る。硬化時の温度は常温でもよいが、５０〜２００℃で
硬化させることにより、硬化反応を促進でき、短時間で
硬化を終了することが可能となる。

【００４５】（作用）本発明の無機質組成物は、ＳｉＯ
₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体（Ａ）、アルカリ金属珪酸塩
（Ｂ）、水（Ｃ）及び高硬度粒子（Ｄ）が特定の濃度範
囲で配合されてなるので、高強度であるために薄肉化に
よる軽量化が可能となり、施工性が改善された無機質硬
化体を得ることができる。特に、高硬度粒子（Ｄ）を含
むので耐摩耗性の高い無機質硬化体を得ることができ
る。本発明の高摩耗性無機質硬化体の製造方法による
と、振動により高硬度粒子（Ｄ）が沈降するので、型に
流し込んだ際の底面側を表面にすると表面の耐摩耗性が
特に向上した無機質硬化体を得ることができると共に、
高強度であるために薄肉化による軽量化が可能となり、
施工性が改善された高耐摩耗性無機質硬化体を得ること
ができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を説明する。

【００４７】まず、以下の実施例および比較例において
用いた材料の詳細は、以下の通りである。

【００４８】ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体 ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体Ａ メタカオリン（エンゲルハード社製、商品名：ＳＡＴＩ
ＮＴＯＮＥ ＳＰ ３３、平均粒径３．３μｍ、ＢＥＴ
比表面積５．８ｍ² ／ｇ）。

【００４９】ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体Ｂ ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体Ａ１００重量部及びトリエ
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
業社製、ジルコニアボール１０ｍｍφ使用、ボール充填
率８５体積％）に供給し、１０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エ
ネルギーを作用させ、ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂Ｏ₃ 系粉体Ｂを
得た。尚、上記の機械的エネルギー値はウルトラファイ
ンミルに供給した電力を処理粉体単位重量で除したもの
である。

【００５０】ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体Ｃ カオリン（組成：ＳｉＯ₂ ４５．７重量％、Ａｌ₂ Ｏ₃
３８．３重量％、平均粒径５μｍ、ＢＥＴ比表面積５．
８ｍ² ／ｇ）１００重量部及びトリエタノールアミン２
５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ＡＴ−２０（三菱重工業社
製、ジルコニアボール１０ｍｍφ使用、ボール充填率８
５体積％）に供給し、２５ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネル
ギーを作用させ、ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体Ｃを得
た。尚、上記の機械的エネルギー値はウルトラファイン
ミルに供給した電力を処理粉体単位重量で除したもので
ある。

【００５１】ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体Ｄ フライアッシュ（ＪＩＳ Ａ ６２０１に準ずるもの、
関電化工社製、平均粒径２０μｍ）を分級機（日清エン
ジニアリング社製、型式：ＴＣ−１５）により分級し、
粒径が１０μｍ以下の粉体を１００重量％含有するも
の。

【００５２】アルカリ金属珪酸塩水溶液（アルカリ金属
珪酸塩（Ｂ）と水（Ｃ）との合計量に相当する） １号珪酸ナトリウム水溶液（日本化学工業社製）、珪酸
カリウム水溶液（日本化学工業社製、商品名 １Ｋ珪酸
カリ）、水酸化ナトリウム（和光純薬社製、特級試
薬）、水酸化カリウム（和光純薬社製、特級試薬）及び
水を使用して、表１に示したアルカリ金属珪酸塩水溶液
ｉ〜ｖｉを調製した。

【００５３】

【表１】

【００５４】高硬度粒子 表２に示した高硬度粒子Ｉ〜Ｘを用いた。

【００５５】

【表２】

【００５６】（実施例１〜６、比較例１〜９）表３〜５
に示した所定量（配合量の単位は重量部である）のアル
カリ金属珪酸塩水溶液に、表３〜５に示した所定量のＳ
ｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体、高硬度粒子、タルク（日本
タルク社製、商品名「タルクＳ」）、珪石粉（住友大阪
セメント社製、商品名「ソフトシリカ」）、ビニロン繊
維（クラレ社製、商品名「ＲＭ１８２─４」）、過酸化
水素水（三菱瓦斯化学社製、濃度３５％）、ステアリン
酸亜鉛（堺化学社製、商品名「ＳＺ−２０００」）を混
合して無機質組成物を調製した。なお、混合条件は、表
６及び表７に示した。次いで、得られた無機質組成物か
ら表６及び表７に示した成形条件及び硬化条件で、５×
２２０×２２０ｍｍの無機質硬化体を得た。

【００５７】（比較例１０）表面研磨済の市販品のセメ
ント系テラゾー。株式会社コーナン茨木店より購入。

【００５８】

【表３】

【００５９】

【表４】

【００６０】

【表５】

【００６１】

【表６】

【００６２】

【表７】

【００６３】性能評価 得られた無機質硬化体を切断し、以下の方法で性能評価
し、結果を表８及び９に示した。 表面平滑性 手で触りザラツキ感を官能試験により評価した。 （評価基準） ○：ザラツキ感がある。 ×：ザラツキ感がない。 曲げ強度 ＪＩＳ Ａ １４０８に準拠し、５号試験体（試験体サ
イズ：１５０×２００ｍｍ、厚み５ｍｍ）を乾燥状態で
試験した。

【００６４】 試験体比重 曲げ強度試験体の重量÷（幅×長さ×厚み）で算出し
た。 耐摩耗性 ＪＩＳ Ａ １４５３に準拠し、試験体サイズを１００
×１００ｍｍ（厚み５ｍｍ）とし、総荷重１ｋｇで５０
０回転後の摩耗減量（ｇ）を算出した。なお、試験体は
６０℃乾燥恒量状態に含水調整したものを用いた。

【００６５】

【表８】

【００６６】

【表９】

【００６７】以下の実施例７〜１１及び比較例１１は、
請求項２記載の高耐摩耗性無機質硬化体に関するもので
あり、実施例１０と実施例１１は請求項１記載の無機質
組成物の実施例ではあるが、請求項２記載の高耐摩耗性
無機質硬化体に関する発明においては、比較例に相当す
るものである。

【００６８】（実施例７〜１１、比較例１１）表１０に
示した所定量（配合量の単位は重量部である）のアルカ
リ金属珪酸塩水溶液に、表１０に示した所定量のＳｉＯ
₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体、高硬度粒子、珪石粉（住友大阪
セメント社製、商品名「ソフトシリカ」）、ビニロン繊
維（クラレ社製、商品名「ＲＭ１８２─４」）を混合し
て無機質組成物を調製した。なお、混合機はオムニミキ
サー（千代田技研工業社製、型式ＯＭ−５）を使用し、
混合時間は表１１に示した通りである。

【００６９】得られた無機質組成物を、実施例７及び実
施例８については、厚み３ｍｍのＳＵＳ３０４製の板で
補強されたプラスチック（ニトリル−ブタジエンゴム）
製の型にいれた後、表１１に示した振動条件で振動し、
次いで表１１に示した硬化条件で硬化させて、１０×３
５０×３５０ｍｍの無機質硬化体を得た。また、実施例
９及び比較例１１については、無機質組成物を上記と同
様の型に表１１に示した振動条件で振動しながら２０秒
間かけて充填し、次いで表１１に示した硬化条件で硬化
させて、１０×３５０×３５０ｍｍの無機質硬化体を得
た。

【００７０】

【表１０】

【００７１】

【表１１】

【００７２】性能評価 得られた無機質硬化体を切断し、以下の方法で性能評価
し、結果を表１１に示した。 曲げ強度 ＪＩＳ Ａ １４０８に準拠し、５号試験体（試験体サ
イズ：１５０×２００ｍｍ、厚み５ｍｍ）を乾燥状態で
試験した。

【００７３】 試験体比重 曲げ強度試験体の重量÷（幅×長さ×厚み）で算出し
た。 耐摩耗性 ＪＩＳ Ａ １４５３に準拠し、試験体サイズを１００
×１００ｍｍ（厚み５ｍｍ）とし、総荷重１ｋｇで５０
０回転後の摩耗減量（ｇ）を算出した。なお、試験は、
無機質硬化体の作製時に型の底面に接触していた面につ
いて行った。また、試験体は６０℃乾燥恒量状態に含水
調整したものを用いた。

【００７４】

【発明の効果】本発明の無機質組成物の構成は上述の通
りであり、この無機質組成物を用いると、高強度である
ために軽量化が可能となり、施工性が改善された、耐摩
耗性の高い無機質硬化体を得ることができる。本発明の
高耐摩耗性無機質硬化体の製造方法の構成は上述の通り
であり、本発明の製造方法によると、振動により高硬度
粒子（Ｄ）が沈降するので、型に流し込んだ際の底面側
を表面にすると表面の耐摩耗性が特に向上した無機質硬
化体を得ることができると共に、高強度であるために薄
肉化による軽量化が可能となり、施工性が改善された無
機質硬化体を得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）ＳｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系粉体１０
   ０重量部、（Ｂ）アルカリ金属珪酸塩１〜３００重量
   部、（Ｃ）水１０〜１０００重量部、及び（Ｄ）モース
   硬度が７よりも大きい酸化物系粒子からなり、その７０
   重量％以上が粒径５〜３００μｍである粒子１〜１００
   ０重量部、及び／又はモース硬度が７よりも大きい非酸
   化物系粒子からなり、その７０重量％以上が粒径５〜３
   ００μｍである粒子１〜１００重量部からなる群より選
   ばれる少なくとも一種以上の高硬度粒子からなることを
   特徴とする無機質組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の無機質組成物を、振動加
   速度０．５〜１００Ｇの振動を与えながら型に流し込ん
   だ後に硬化させるか、又は型に流しこんだ後に振動加速
   度０．５〜１００Ｇの振動を与えた後に硬化させること
   を特徴とする高耐摩耗性無機質硬化体の製造方法。