JPS598657A - 珪酸カルシウム成形体及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は珪酸カルシウム成形体及びその製法に関す。

珪酸カルシウム成形体は＠意であること、断熱性に優れ
ていること、耐火性の大きいこと、その他数多くの特性
を有するがために各種の分野に於いて広く利用されてい
る。また珪酸カルシウムの結晶の種類としてもトベルモ
ライト族のもの、ワラストナイト族のもの等各種の結晶
の成形体があり、またその製法としても各種の製法が知
られている。

本発明者は従来から珪酸カルシウム成形体及びその製法
につき研究を続けて来たが、この研究に於いて、山皮を
該成形体中に均一に分散して含有せしめるときは、成形
体の曲げ強さ及び焼成後の８− 残存強度率が大きく向上することを見出した。更に研究
を続けるうちに、下記に示す新しい事実をも発見した。

即ち、山皮含有珪酸カルシウム成形体については （１）その山皮含有手段の差異に依り該成形体の曲げ強
さが大きく変ること、 （１１）山皮の含有手段の差異には無関係に、該成形体
の焼成後の残存強度率は向上すること、（１１０山皮を
原料スラリーに添加する場合は、山皮を含有する原料ス
ラリーの固形分重層中に０．０１〜０．４重量％という
極く少量の添加で、得られる成形体の曲げ強さが著しく
向上するが、０．４重量％よりも多くなるにしたがい曲
げ強さが低下すること。

（ｌｖ）山皮を水熱合成反応後の珪酸カルシウム結晶ス
ラリー中に添加する場合は、山皮の添加により曲げ強さ
は大きくなるが、その添加量が増加することにより乾燥
収縮が大きくなる傾向があ４− リ、その添加量としては該山皮を含有する結晶スラリー
中に０．４〜１０重鰍％程度が適当であること。

本発明はこれ等新しい事実の発見に基づいて完成されて
いる。

本発明をその製法に基づいて下記に説明する。

から原料スラリーを調製する。珪酸原料としては結晶質
並びに非晶質珪酸原料いずれも使用出来、前者としては
結晶質珪酸を主成分とするものが広く使用出来、たとえ
ば珪砂、珪石、珪岩等を、また後者としては非晶質珪酸
を主成分とする各種の非晶質珪酸が使用出来、具体的に
はたとえば珪藻土、ホワイトカーボン、シリカフラワー
、シリコンダスト、等を例示出来る。

猿だ石灰原料としては各種の石灰原料が使用出来、具体
的には生石灰、消石灰、カーバイト残渣等を代表例とし
て挙げることが出来る。山皮とは含水珪酸マグネシウム
系鉱物を云い、たとえばセビオライト、パリゴルスカイ
ト、アタパルジャイト、通常マウンテンレザー、マウン
テンコルク、メルシャム（海泡石）等と呼ばれているも
のである。山皮原石でもあるいは市販品いずれでも良い
。

また山皮には一部炭酸カルシウム等が混入している場合
があるが、この様な場合にはこれを粉砕若しくは分離し
て使用するのが野猿しい。この際の＼颯本−山皮の添加
量は原料スラリーの固形分及び山皮の合計重量中０．０
１〜０．４重嵩％好ましくは０．０８〜０．８重量％で
ある。この際０．０１重量％に達しない場合は得られる
成形体の曲げ強さの向上が充分ではなく、また逆に０．
４重量％よりも多くなると、同じく成形体の曲げ強さが
低下する傾向がある。水量は固形分に対し重量で１５倍
以上好ましくは１８〜４０倍程贋である。

かくして調製された原料スラリーは次いで攪拌上加圧加
熱されて珪酸カルシウム結晶のスラリーとされる。この
際の条件は飽和水蒸気圧５　ｋｔｉｙ−以上であり、反
応時間はその蒸気圧並びに目的とする珪酸カルシウム結
晶の種類に応じて適宜に選択され、たとえばトベルモラ
イトの場合飽和水蒸気圧１れ盤４で８時間、８幻、／ｃ
−で６時間程度である。

またソーノドライトの場合は１５姑伺で２時間、１２　
ｋｔｉ南で４時間程度である。

この水熱合成反応に依り珪酸カルシウムＭＡが多数絡合
してほぼ球状の二次粒子が多数水に分散した珪酸カルシ
ウム結晶スラリーが得られる。この際原料スラリー中に
山皮が含有されている場合は上記二次粒子中に山皮が混
入されていることとなる。

上記の如く本発明に於いては、珪酸カルシウム結晶の二
次粒子が多数水に分散した水性スラリーが製造されるが
、この際使用する珪酸原料と石灰原料の種類の組合せに
より得られる上記二次粒子の密度が異なって来る。たと
えば結晶質珪酸原料７− を使用する場合に於いては石灰原料として特に沈降容積
５耐以上という特殊な石灰乳を使用するとｏ、　１　ｆ
ｌｃｄｍ度の軽量の二次粒子が収得出来るという利点が
あり、また上記の如く特殊な石灰乳を使用しない場合は
、０．１１／ｄ程度の＠菫なものは得がたくこれよりも
密度の大きい二次粒子が収得出来る。才だ非晶質珪酸原
料を使用する場合に於いては通常の石灰原料を使用して
もｏ、　ｉ　ｙｙｃｔ程度のｉ量な二次粒子が収得出来
、また沈降容積５　ｍ１以上という上記特殊な石灰乳を
使用すると実に密度０、０４　ｆ／ｄ程度という極めて
超軽量の二次粒子も収得出来る。

沈降容積が大きいということは石灰が良く水に分散して
安定な状態にあること即ち極端に細かい粒子より成り、
従って高い反応性を示すことを意味する。沈降容積が５
　ｍ１以上の石灰乳を製造する方法自体は工銭的なもの
であり特に制限されない。

この石灰乳の沈降容積は原料とする石灰石自体、８− 石灰製造時の焼成温度、石灰を水に消和するときの水の
量、そのときの温度、そのときの攪拌条件等に左右され
、就中消和時の温度並びに攪拌条件により大きく影憂を
受けるが、いずれにせよ通常の石灰乳の製造方法では目
的とする沈降谷＊５ｍ以上の石灰乳を得ることは出来な
い。而して沈降容＄　５　ｍ１以上の石灰乳は例えば代
表的には、水対石灰分（固形分）比を６倍（［量）以上
として好ましくは６０’０以上の温度で高速乃至強力攪
拌するか、または湿式磨砕機を利用して湿式磨砕し、こ
れを静置分散させれば良い。たとえばホモミキサーの如
き激しい攪拌によって上記所望の石灰乳を収得出来る。

攪拌速度並びに攪拌強さは攪拌時の温度を高くして並び
に時間を長くすれば一般に下げることが出来る。たとえ
ば２０℃で消和した石灰乳でもこれを長時間ホモミキサ
ーで攪拌すると所期の石灰乳とすることが出来る。また
攪拌機としては各種のものが使用され邪魔板を有してぃ
るものでも又はこれの無いものでも使用出来る。

本発明に於いてはかくして得られた珪酸カルシウム結晶
スラリーは次いで成形し乾燥されて珪酸カルシウム成形
体とされる。この成形に先だも、山皮を０．４〜１０重
盪％好ましくは１〜６重量重量％ラスラリ−固形び山皮
の合計重量中に含有せしめることが好ましい。この山皮
の添加により成形体の曲げ強さ及び焼成後の残存強度率
が著しく向上する。この際０．４重量％に達しない場合
は上記効果が充分発揮されず、また１０重量％よりも多
くなってもより以上の効果は期待出来ないばかりでなく
、含有量の増大につれて成形体の乾燥収縮が大きくなる
傾向があり好ましくない。この様に珪酸カルシウム結晶
の水性スラリーに山皮を添加する場合は山皮は珪酸カル
シウム結晶の二次粒子内には存在せず、該二次粒子と接
してまたは接せずに水中に均一に分散している。

本発明に於いては珪酸カルシウム成形体に通常の補強材
を含有せしめることが出来、この際の補強材としては従
来から使用されて来たものがいずれも使用出来、たとえ
ば繊細質物質、粘土類、セメント類、石膏、コロイダル
シリカ、アルミナゾル等を例示出来、更に峰しくは繊細
質物質としては石綿、岩綿、ガラス繊維、老ラミックフ
ァイバー、炭素繊細、金属繊維等の無機質ｍ紬、ポリア
ミド、ポリエステル等各種合成繊維やパルプ、士ルロー
ス等の各種天然１部細の如き有機質繊細を例示出来、ま
た粘土類としてはたとえばカオリン、ベントナイト、パ
イロフィライト等を、セメントとしてはたとえばポルト
ランドセメント、アルミナセメント等を例示出来る。こ
れ等補強材を含有せしめる手段としては、原料スラリー
に補強材を添加する手段（以下先入れ手段という）と、
珪酸カルシウム結晶スラリーに補強材を添加する手段（
後入れ手段という）とがあり、先入れ手段の場合は通常
無機質繊細が使用され、後入れ手段の楊１１− 合は広く各種の補強材が使用出来る。

本発明成形体は従来の珪酸カルシウム結晶スラリーから
製造される成形体と同様に優先配向性を有する。

以下に実施例並びに比較例を示して本発明を具体的に説
明するが、下記例に於いて部または％とあるは特にこと
わらないかぎりＫｍ部または重量％を示す。

実施例１（セビオライト先入れ） 生石灰４５．８８部を８０℃の温水６５０部中で消和し
、ホモミクサーにて２分間水中で分散させて得た石灰乳
の沈降容積は１６．０〜１５．８ｍｌであった。

上記石灰乳に、所定量のセビオライト（中国産、炭酸カ
ルシウムが一部混在している）を２００重量倍の水でミ
キサーにて２分間分散させて得たスラリーと平均粒子径
約９μｍの珪石粉末４９．６８部を加えて全体の水瀘を
固形分の２２重量倍となるように混合して原料スラリー
を得た。次いでこれらを１２− 飽和水蒸気圧１５　ｋｇＭ　、温度２００．４“Ｃで容
積８０００ｍ、内径１５ｃ１１のオートクレーブで回転
数１７４ｒ、ｐ、ｍで撹拌翼を同転しながら２時間水熱
合成反応を行って結晶スラリーを得た。これらの結晶ス
ラリーを１００°Ｃで２４時間乾燥してＸ線回折分析し
た所、ゾノトライト結晶であることを確認した。またこ
れらの結晶スラリーをスライドグラス上で乾燥して光学
顕微鏡により観察すると下記第１表に示される外径の球
状二次粒子が認められた。

次いで上記結晶スラリー８５部（固形分）に添加材とし
てガラス繊Ｉ＃７部、パルプ５部及びポルトランドセメ
ント８部を加えて、プレス成形し、１２０°Ｃで２０時
間乾燥して成形体を得た。得られた成形体の物性は下記
第１表の通りであった。

実施例２（セビオライト先入れ） 生石灰４１．４２部を８０゛Ｃの温水４９７部中で消和
して得た石灰乳の沈降容積は４，８〜４．９コであった
。上記石灰乳に０．０５１８部（０，０５９２重量％）
のセビオライト（中国産）を２００電量倍の水でミキサ
ーにて２分間分散させて得たスラリーと平均粒子ｍｏ、
２５μｍのフェルシリコンダスト４６．０Ｈ１１２０電
量倍の水でホモミク・サーにて２分間分散させて得たス
ラリーを加えて全体の水量を固形分の２４及び８０電量
倍となるように混合して原料スラリーを得た。次いでこ
れらを飽和水蒸気圧１６Ｑ／ｄ　、温度２００．４°Ｃ
で容積８０００　ｃｃ　、内径１５３のオートクレーブ
で同転数１１２　ｒ、ｐ、ｍで攪拌翼を回転しながら２
時間水熱合成反応を行って結晶スラリーを得た。これら
の結晶スラリーを１００°Ｃで２４時間乾燥してＸ線回
折分析した所、シーツドライド結晶であることを確認し
た。またこれらの結晶スラリーをスライドグラス上で乾
燥して光学１６− 顕微鏡により観察すると、下記第２表に示される外径の
球状二次粒子が認められた。

次いで上記結晶スラリー８５部（固形分）に添加材とし
てガラス繊細７部、パルプ６部及びポルトランドセメン
ト８部を加えて、プレス成形し、１２０℃で２０時間乾
燥して成形体を得た。得られた成形体の物性は下記第２
表の通りであった。

１６− 実施例８（セビオライト先入れ） 生石灰４１．４２部を８０°Ｃの温水４９７部中で消和
し、ホモミクサーにて８分間水中で分散させて得た石灰
乳の沈降容積は、１６．８〜１７．５　ｔｅｌであった
。

上記石灰乳に、所定量のセビオライト（武田薬品製、商
品名、ニードプラスＭＬ−１００Ｄ）を２００重量倍の
水でミキサーにて２分間分散させて得たスラリーと平均
粒子径的９μｍの珪石粉末５４．０４部を加えて全体の
水量を固形分の２２重量倍となるように混合して原料ス
ラリーを得た。次いでこれらを飽和水蒸気圧１２　ｋｔ
ｉ／ｄ　、温度１９１℃で容積８０００　ｃｃ　、内径
’１５ｃＩＩｌのオードクレーブチ回転数１４　Ｏｒ、
ｐ、ｍで攪拌翼を回転しながら８時間水熱合成反応を行
って結晶スラリーを得た。これらの結晶スラリーを１０
０°Ｃで２４時間乾燥してＸ線回折分析した所、トベル
モライト結晶であることを確認した。またこれらの結晶
スラリーをスライドグラス上で乾燥して光学顕微鏡によ
り観察すると下記第８表に示される外径の球状二次粒子
が認められた。

次いで上記結晶スラリー８５部（固形分）に添加材とし
てガラス４６１１４６７部、パルプ５部及びポルトラン
ドセメント８部を加えて、プレス成形し、１２０℃で２
０時間乾燥して成形体を得た。得られた成形体の物性は
下記第８表の通りであった。

１９− ２０一 実施例４（セピオライト後入れ） 生石灰４１．４２部を８０゛Ｃの温水４９７部中で消和
して得た石灰乳の沈降容積は４．８　ｇ／であった。上
記石灰乳に平均粒子径０．２６μｍのフェロシリコンダ
スト４６．０８部を２０重量倍の水でホモミクサーにて
２分間分散させて得たスラリーを加えて全体の水量を固
形分の２４重量倍となるように混合して原料スラリーを
得た。次いでこれを飽和水蒸気圧１５４９／ｄ、温度２
００．４℃で容積８０００　ｃｃ　、内径１５ｃＩｓの
オートクレーブで回転数１１２　ｒ、ｐ、ｍで攪拌翼を
回転しながら２時間水熱合成反応を行ってゾノトライト
結晶よりなるスラリーを得た。

次いで上記結晶スラリーに添加材としてガラス繊維７部
、パルプ６部、ポルトランドセメント８部及び下記第４
表に示される量のセビオライト（中国産、炭酸カルシウ
ムが一部混在している）を１００重量倍の水でミキサー
にて２分間分散させて得たスラリーを加えて、プレス成
形し、１２０°Ｃで２０時間乾燥して成形体を得た。得
られた成形体の物性は下記第４表の通りであった。

実施例５（セピオライト後入れ） 生石灰４５．８８部を８０°Ｃの温水５５０部中で消和
し、ホモミクサーにて８分間水中で分散させて得た石灰
乳の沈降容積は２０耐であった。上記石灰乳に平均粒子
径約９μｍの珪石粉末４９．６８部を加えて全体の水量
を固形分の２２重量倍となるように混合して原料スラリ
ーを得た。次いでこれを飽和水蒸気圧１５　ｋｇ／ｄ　
、温度２００．４℃で容積８０００ω、内径１５（：Ｉ
Ｉのオートクレーブで回転数１７４　ｒ、ｐ、ｍで攪拌
翼を回転しながら２時間水熱合成反応を行って、ゾノト
ライト結晶よりなるスラリーを得た。

次いで上記結晶スラリーに添加材としてガラスｍ１ｍ７
部、パルプ５部、ポルトランドセメント８部及び下記第
５表に示される量のセビオライト（試用薬品製、商品名
、ニードプラスＭＬ−１００Ｄ）を１００００重量水で
ミキサーにて２分間分散させて得たスラリーを加えて、
プレス成形し、１２０　’０で２０時間乾燥して成形体
を得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　珪酸カルシウム結晶が集合して形成された球状二次
   粒子が圧縮変形された状態で相互に連結して構成されて
   いる成形体であって、該成形体中に山皮が均一に含有さ
   れて成ることを特徴とする珪酸カルシウム成形体。 ■　山皮の含有量が約０．０１〜１０重量％である特許
   請求の範囲第１項記載の成形体。 ■　山皮の含有量が約０．０１〜０．４重量％である特
   許請求の範囲第１項の成形体。 ■　山皮の大部分が珪酸カルシウム結晶と共に球状二次
   粒子を形成している特許請求の範囲第１項または第８項
   の成形体。 ■　山皮の含有量が０．４重量％より大きく１０重量％
   以下である特許請求の範囲第１項の成形体。 ■　山皮の大部分が珪酸カルシウム結晶と共に球状二次
   粒子を形成していない特許請求の範囲第１または５項の
   成形体。 ■　成形前の球状二次粒子の密度が約０．０５〜約０、
   １１／ｄである特許請求の範囲第１項の成形体。 ■　珪酸カルシウム結晶がトベルモライト結晶を主成分
   とするものである特許請求の範囲第１項の成形体。 ■　珪酸カルシウム結晶がシーツドライド結晶を主成分
   とするものである特許請求の範囲第１項の成形体。 ［相］　珪酸原料及び石灰原料を山皮と共にまたはこれ
   なしで水と混合してＭ製した原料スラリーを加圧上加熱
   攪拌して水熱反応せしめて珪酸カルシウム結晶スラリー
   となし、該結晶スラリーに山皮を添加するか若しくは原
   料スラリーに山皮を添加したときは山皮を添加せず、成
   形し乾燥することを特徴とする珪酸カルシウム成形体の
   製法。 ■　山皮が含有されている原料スラリーを使用すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１０項の製法。 ＠　山皮の含有量が珪酸原料、石灰原料及び山皮の合計
   重量中０．Ｏ１〜０．４重量％である特許請求の範囲第
   １１項の製法。 ［相］　山皮を珪酸カルシウム結晶スラリーに添加する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項の製法。 ０　山皮の含有間が珪酸カルシウム結晶スラリー中の固
   形分及び山皮の合計Ｎ量中０．４重量％をこえて１０重
   量％以下である特許請求の範囲第１ｅ項の製法。 ［相］　珪酸原料が非晶質である特許請求の範囲第１０
   項の製法。 ［相］　石灰原料として沈降容積５　ｍ１以上の石灰乳
   を使用する特許請求の範囲第１０項の製法。 ■　珪酸原料が非晶質であって且つ石灰原料として沈降
   容Ｎ　５　ｘｔｔｍ６以上灰乳を使用する特許請求の範
   囲第１０項の製法。