JPS5838389B2 - ムキシツゾウケイブツノキヨウドゾウキヨウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無機質造形物の強度を増強させる方法に係るも
のである。

本発明でいう無機質造形物とは無機繊維を含む各種の無
機質粉粒体を水または水の介在するバインダと混練する
ことによって得られる混合物を流し込みまたは加圧など
の手段によって或形し、あるいは構築したものを指す。

従来、各種の無機質粉粒体をバインダと混練し、或形し
たもの、たとえば粘土質と水からあるいは耐火砂と粘土
と水から作る耐火レンガや炉材、石膏と水あるいは砂を
含む石膏と水から作る石膏ボード、セメントと水あるい
は砂やジャリあるいは石綿とセメントと水から作るコン
クリート板（または柱など）、耐火砂（鋳物砂）と粘結
剤から作る鋳型が一例としてあげられるが、これら造形
物は一般に乾燥後の生強度および加熱または焼成後の残
留強度が小さく、外力あるいは温度の変化など｛こ耐え
られずに、さらには移動や運搬の取扱い作業中に破損、
角かけを生ずるなど改善すべき点が多い。

本発明は上記のような欠点を解消する方法を提供するも
のであって、その第一の目的は、無機質造形物の生強度
を増強し、取扱作業中の破損事故の減少をはかり、加熱
、焼或、養生その他の後工程の簡素化と迅速化を達或す
ることであり、第二の目的は無機質造形物の加熱または
焼或後の強度を増強して、運搬および使用中の破損事故
の減少をはかり、当該造形物に繰返し使用のできる耐久
性を付与することである。

上記目的は本発明の方法Ｏこよって達或される。

すなわち、本発明の第一の発明は、無機質粉粒体を水ま
たは水の介在するバインダと混練して得られる。

その細孔に遊離水を含む状態の無機質造形物に、一般式 機シリケートの１種または２種以上を含浸養生させるこ
とを特徴とする無機質造形物の強度増強方法であり、第
二の発明は、無機質粉粒体を水または水の介在するバイ
ンダと混練して得られる、その細孔に遊離水を含む状態
の無機質造形物に、ＲｂおよびＲＣは上記一般弐Ａと同
じ有機基であり、ｎは整数である。

）で表わすことのできるアルコキシシランの１種または
２種以上を混合した複合シリケートを含浸養生させるこ
とを特徴とする無機質造形物の強度を増強し、かつ、耐
水性を付与する方法である。

以下これについて詳しく説明すると、本発明は無機繊維
を含む各種の無機質粉粒体を既存の或形方法で使用され
ているバインダたとえば水または有機性糊料を含む水、
水性コロイダルシリカ、水ガラス、ケイ酸エステルの加
水分解液などすなわち水の介在するバインダと混練して
得られる混合物を流し込み、または加圧によって或形し
、あるいは構築した無機質造形物を対象とするものであ
って、造形直後から完全な乾燥または焼或によって水分
を除去するまでの中間で、一般式、り、ｎは整数である
。

）で示される有機シリケートの１種または２種以上の混
合物を含浸させ、養生によって乾燥後の生強度および加
熱または焼或後の残留強度を向上させる方法である。

本発明で使用する有機シリケートにはテトラメチルシリ
ケート、テトラエチルシリケート、テトラブチルシリケ
ート、テトラオクチルシリケート、ジエチルジイソブチ
ルシリケート、ノルマルブチルトリス（β−メトキシエ
チル）シリケートなどの単量体または縮合体がそれらの
例としてあげられる。

有機シリケートは水と反応し、無水ケイ酸ゲルまたは若
干量の有機残基のある無水ケイ酸となり、５００℃以上
の高温で燃焼すると高純度の無水ケイ酸になることはす
でによく知られている。

したがって、これを利用して有機シリケートに水、溶剤
、酸性または塩基性の触媒を加え、強制的に加水分解反
応を行わせてケイ酸ゾルとし、これを無機質粉粒体と混
練し、養生、乾燥などの過程を経て生戊する無水ケイ酸
によって無機質粉粒体を結合させ、耐火物、よう業製品
、精密鋳型、耐熱塗料などにすることがすでに実用され
ている。

しかしながら、この従来方法では、ケイ酸ゾル中に含ま
れる溶剤類が蒸発し、体積収縮を起すため亀裂を生じや
すく、使用条件によっては十分に機能が発揮されないこ
とがある。

無機質粉粒体の造形物は使用したバインダの溶媒（水）
が揮発することによって生ずる細孔が連続的に沢山ある
ために、ある強度を保つｌこととまるのであって、その
細孔を充填することによって強度を増すことが可能であ
る。

充填時の液体が細孔内で固化するというパターンが充填
増強のためには理想の充填剤である。

本発明で使用する有機シリケートはまさにその理想の充
填剤というべきものである。

本発明は水または水の介在するバインダと無機質粉粒体
との混練によって得られる前記無機質造形物に、有機シ
リケートを従来のように強制的に加水分解することなく
そのままの状態で含浸させるので、造形物中に残存する
水分ならびに養生時のふんい気中の湿分によってゆるや
かに加水分解が進められ、縮合反応を経て生戊する無水
ケイ酸が、当該造形物形成時６こ水などの溶媒消去によ
って生ずる空孔を補充するようになる。

このため無機質粉粒体の結合を強め、生強度および加熱
または焼或後の強度を大巾に向上させることができると
いうすぐれた効果が得られる。

さらｌこ本発明では、前記有機シリケートに、Ｒｈおよ
びＲＣは前記有機シリケートの一般式における有機基と
同じであり、ｎは整数である。

）で示されるアルコキシシランの１種または２種以上の
混合物を、その細孔｛こ遊離水を含む状態の無機質造形
物に含浸養生させる方法が提案される。

この方法によると当該造形物の細孔内で上記アルコヤシ
シランのアルコキシ基が加水分解され縮合反応を併進す
る。

この際併用の有機シリケートも同様の反応を進行中なの
で共縮合し、単なる無水ケイ酸ではなく、Ｘ−Ｓｉ基を
有するシロキサン鎖から構威された無水ケイ酸となるの
で、無機質造形物の強度の増強と同時にこれに耐水性を
付与することができる。

アルコキシシランの有機シリケートに対する混合量は５
φ以上が適当である。

本発明において、当該造形物に上記化学式で表わすこと
のできる有機シリケートあるいはこれとアルコキシシラ
ンの混合物を含浸させるには通常の塗布または散布によ
る方法，液中に造形物を浸漬する方法あるいは大気圧以
外に加圧ないしは減圧により浸透を促進する方法など一
般的に行われているいずれの方法によってもその目的は
達せられる。

また、界面活性剤あるいはシリコーンなどを浸透助剤と
して有機シリケートに添加し、造形物深部への浸透を促
す手段を溝じることもできる。

つぎに含浸後の養生期間中のふんい気も単に大気中のみ
ならず、加温加湿状態にして加速することも可能である
。

以下本発明の実施例をあげる。

よう業製品、建材、鋳型など無機質造形物は形状が複雑
であり、厚みが一定でないなど、強度の測定を容易に行
うことができない。

したがってこれら実施例では下記の方法で無機質の試験
片を作威し、抗折強度を測定した。

無機質粉粒体と水または水の介在するバインダとをよく
混練し、２０ｍｍＸ８０皿Ｘ４ｍｍの平板状の型に流し
込み、硬化後室温で３〜４８時間乾燥し、試験片とした
。

また、抗折強度はから算出した。

本発明は以下にあげる実施例によって限定されないこと
はもちろんである。

を混練し、注型して２４時間放置後エチルシリケート４
０中に浸漬し、４８時間室温で乾燥して得られた造形物
の抗折強度は１１．４ｋｇ／一であり、未処理物の６．
８ ｋｇ／ｃｙ？ｔ＆こ比して約６５優の強度向上が
認められた。

実施例 ２ 石膏１００重量部を水７５重量部で混練し、注型２４時
間放置後、エチルシリケート４０あるいはｎ−プチルシ
リケート中に浸漬し、２４時間室温で放置し乾燥して得
られた造形物の抗折強度はエチルシリケート４０処理の
場合、４ ７． ６ ｋｇ／ｃｔｒｔ．、ｎ−プチルシ
リケートの場合４ ５． ２ ｋｇ／＝であり、未処理
物の３１．６ｋｇ／−に比して、約５０％あるいは約４
３俤の強度の増強が認められた。

実験例 石膏１００重量部を水７５重量部で混練し、注型後、室
温放置し、所定時間後にエチルシリケート４０中に浸漬
し、２４時間室温で乾燥して得られた造形物について注
型から浸漬までの放置時間の影響をくらべた結果は第１
表のとおりである。

この結果から注型から浸漬までの放置時間が長くなると
抗折強度が増加し、２４時間ではエチルシリケート４０
の付着率が急上昇することがわかる。

実施例 ３ 粒度３２５メッシュ程度のジルコンフラワー４重量部と
水性コロイダルシリ力（商品名 スノーテツクス３０）
１重量部とを混練し、鋳型片状にし、３時間室温で放置
後、エチルシリケート４０、イソブチルシリケート縮合
体あるいはモノメチルトリエトキシシラン中に浸漬し、
４８時間室温で放置乾燥して得られた造形物の抗折生強
度と１０００’０３０分間焼或物の抗折強度を未処理品
と比較した結果を第２表に示す。

実施例 ４ 実施例３で用いたエチルシリケート４０（略称ＥＳ−４
０）とイソブチルシリケート縮合体（略称ＩＢＳ）とを
これらの混合物におきかえた場合の生強度と焼或強度は
第３表のとおりであった。

実施例 ５ 実施例２で用いたエチルシリケート４０あるいはｎ−プ
チルシリケートの代りに、２−エチルへキシルシリケー
ト、ジエチルジブチルシリケート、メチルトリス（β−
メトキシエチル）シリケート、エチルセロゾルブシリケ
ートを石膏片に含浸させた場合にも実施例２とほぼ同じ
結果で抗折強度の向上がみられた。

実施例 ６ 実施例２で用いたエチルシリケー１−４０あるいはｎ−
プチルシリケートの代りにエチルシリケート４０（略称
ＥＳｉ）とモノメチルトリエトキシシラン（略称ＭＴＥ
Ｓ）との混合物を石膏片に含浸させ、抗折強度を測定し
た結果は第４表のとおこの結果からＥＳｉ−４０とＭＴ
ＥＳを併用すれば強度の増強率がざら｛こよくなること
がわかる。

さらに上記処理された試料はいずれも耐水性が付与され
ていることがわかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機質粉粒体を水または水の介在するバインダと混
   練して得られる、その細孔に遊離水を含む状態の無機質
   造形物に、一般式 で表わすことのできる有機シリケートの１種または２種
   以上を含浸養生させることを特徴とする無機質造形物の
   強度増強方法。 ２ 無機質粉粒体を水または水の介在するバインダと混
   練して得られる、その細孔に遊離水を含む状態の無機質
   造形物に、 およびＲＣは上記一般弐Ａと同じ有機基であり、ｎは整
   数である。 ）で表わすことのできるアルコキシシランとからなる複
   合シリケートを含浸養生させることを特徴とする無機質
   造形物の強度を増強し、かつ耐水性を付与する方法。