JPS6054265B2 - 無機成形材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐熱性、耐水性に優れた無機成形材料に関する
ものである。

既存のプラスチック成形材料は優れた性能を有し広範に
利用されているが、耐熱性、不燃性という点においてか
なり改良はなされているもののまだ充分とは云い難く、
特に、最近の火災時の発生ガスの問題や安全性からの耐
熱性に対する要求に応えるのは難しい。

一方、耐熱、不燃という観点から無機系の成形材料ある
いは成形体としてセラミック、ガラス、セメント、けい
酸塩、りん酸塩などが知られているが、セラミックは高
温での焼成が必要なために収縮が大きく寸法精度が悪い
こと、あるいは金属を成形と同時に組込むことができな
いなどの欠点がある。

セメント、けい酸塩、りん酸塩を用いたものは耐水性が
悪いので高湿時の絶縁性の低下が著るしいという欠点が
ある。また、ガラスは７００〜８００℃の高温で成形し
なければならないので金型の耐熱性に問題がある。古く
からホウ酸鉛系の低融点ガラスを結合剤としこれにマイ
カ粉末を配合し、４５０〜６００℃で成形できる成形材
料又は成形体として「マイカレツクス」があるが、これ
はガラス原料として鉛化合物を使用するのて毒性という
点から好ましくない。以上述べたような欠点を改良する
目的で本発明はなされたものである。

すなわち、鉛等の毒性を有する物質を含まない低融点ガ
ラスを結合剤としこれに無機充填材を配合してなる耐熱
性、耐水性の成形材料を提供するものである。本発明に
よりＪ成形材料は無機物主体であるので不燃であるとい
う特徴を有する。以下さらに詳細に本発明を説明する。
本発明の低融点ガラス結合剤とは水を除く餡重量％（以
下％と略す）以上の組成がＮａ。

Ｏとして； ７．５〜１４％、ＺｎＯとして２０〜５０
％、Ｂ。０３として０〜３５％、Ｐ２Ｏ５として３５〜
６５％のガラス組成物である。

以上の組成において各数値限定がなされた理由は以下の
通りである。

Ｎａ２Ｏが７．５％未満ではガラスの軟化温度が高く、
従つて成形温度も高くなる。

１４％を越えると耐水性が低下する傾向が生じる。

ＺｒｌＯが２０％未満では耐水性が著しく低下し、５０
％を越えると結晶化しやすくなり軟化温度も高くなる。
Ｂ．Ｏ３は軟化温度を下げ、流動しやすくする傾向があ
るが３５％を超えると耐水性が低下する。Ｐ２Ｏ５は３
５％未満では軟化温度が高くなり、成形性の点から好ま
しくない。６５％を超えると耐水性が著しく悪くなる。

以上の組成のガラス結合剤を得るための原料としては上
記の酸化物を成す元素を含み、焼成（熔融）により上記
ガラス結合剤配合中の酸化物になるような化合物であれ
ば使用可能である。

例えば炭酸ソーダ、りん酸ソーダ（正りん酸塩、縮合り
ん酸塩）、硝酸ソーダ、ホウ酸ソーダ（メタホウ酸塩を
含む）酸化亜鉛、水酸化亜鉛、炭酸亜鉛、（正りん酸塩
、縮合りん酸塩）ホウ酸亜鉛、りん酸、りん酸アンモニ
ウム、ホウ酸などが用いられる。以上の各原料を用いて
目的のガラス結合剤を得るには、各原料を所定の割合で
配合し、常温で、必要であれば加熱して充分粉砕混合す
る。

この混一合物を８００〜１３００℃て１〜４時間熔融さ
せる。必要があればば途中て攪拌する。炭酸塩、アンモ
ニウム塩あるいは水を含むものを原料として用いる場合
は原料混合後１５０〜５００℃で１〜３時間前焼成して
揮発分を除去した後、熔融したほうがるつぼ！からふき
こぼれなどが起らず安全かつ好都合である。熔融したガ
ラスは水中に投じるか厚い鉄板上に流して急冷する。得
られたガラスをボール・ミルあるいは振動ミルなど適当
な装置で微粉砕する。粒径は細かいほど充填材との混合
に好都合で５ある。限定するものではないが１５０μ以
下に微粉砕するほうが好ましい。こうして得られるガラ
ス結合剤は軟化温度２９０〜４９０℃のものである。本
発明て使用する無機充填材とは一般のプラスチック成形
材料に使用されるものと同様なもの４で、例えば炭酸カ
ルシウム、アルミナ、石英、珪石、硅砂、硅藻土、石綿
、ガラス繊維、ガラス・パウダー、ガラス●バルーン、
シラス●バルーン、雲母、タルク、クレーなど天然物、
合成物あるいは粒状、板状、繊維状、中空球状、棒状い
づれも使用可能でこれらは単独又は２種以上混合して使
用してもよい。これら無機充填材の使用量は前記ガラス
結合剤に対し０．１〜２．５倍量（重量）である。０．
１倍量より少なくても充分成形可能で耐水性、耐熱性か
らは、目的とするものは得られるが、強度の点でもろい
ために実用面から好ましいものではない。

２ｈ倍量を超えると流れが悪くなり緻密な成形品が得ら
れず耐水性、強度の点で実）用的でない。

ガラス結合剤と充填材はボール・ミル、らいかい機など
適当な装置を用いて混合する。こうして得られた成形材
料をガラス結合剤の軟化温度以上に加熱して加圧成形す
る。

成形方法と・しては圧縮成形、トランスファー成形、射
出成形いづれの方法でもよい。成形条件は成形方法、成
形品の形状などによつて異なるが圧縮成形の場合を例に
示すと３５０〜５００℃、１００〜１０００ｋ９／Ｃｌ
ｔｌｌ〜１紛の条件である。こうして成形したものは耐
水性は良好で３００℃以上の耐熱性を有し絶縁性、機械
的強度も良好である。

また成形時に金属を組み込むことも可能である。無機物
が主体であるので不燃性であることは当然である。した
がつて本発明による無機成形材料は耐熱性、不燃性を要
求される構造材料、絶縁材料としての応用が考えられる
。以下に実施例を示す。

実施例１ 重りん酸亜鉛〔Ｚｎ（Ｈ２ＰＯ４）２・２Ｈ２０〕３３
７ｇ炭酸ソーダ〔Ｎａ２ｃＯ３〕５４．７ｇ１酸化亜鉛
〔ＺｎＯ〕３８．１ｇを混合し、３５０℃で１時間前焼
成し、次に電気炉にて１１００〜１２００℃にて１時間
溶融後、鉄板上に流して急冷した。

室温に冷却後、微粉砕し１００メッシュ全通にした。得
られたガラスの軟化温度は３４０℃であつた。このガラ
ス結合剤粉末６０ｇとアルミナ４０ｇを振動ミルにて３
紛間混合し目的とする成形材料を得た。この成形材料１
６ｇを５０ＷＬ／７ｎΦ円板成形用金型に投入し、３６
０′Ｃ９ＯＯｋ９／Ｃｌｔｌ５分の条件で成形し厚さ２
．４０７７１．／Ｔｒｌ，の円板を得た。

比重３．３７、煮沸吸水率０％、煮沸後の外観変化はな
く、また３００゜Ｃで４ｍ間熱処理しても何ら変化なか
つた。絶縁抵抗は常態で１０１４Ω、煮沸後１０１２Ω
であつた。

実施例２ 実施例１で得たガラス結合剤６０ｇと硅石粉末（３２５
メッシュ全通品）４０ｇを振動ミルで３紛間混合し成形
材料を得た。

実施例１と同様な条件５０ｎ１／ｍΦの円板を成形した
。

厚み２８０ｒｎ／ｍ１比重２．８７、煮沸吸水率０．０
１％、煮沸後の外観変化なく３００℃、北時間の熱処理
後も何ら変化なかつた。絶縁抵抗は常態で１０１４Ω、
煮沸後１０１２Ωであつた。実施例３ 実施例１のガラス結合剤６０ｇと雲母粉末４０ｇを振動
ミルで３紛混合して得た成形材料を同様に成形して厚さ
２．８０７ＴＩ．／ＴｒＬｌ比重２．８８の円板を得た
。

煮沸吸水率０．６％、煮沸後および３００℃、北時間の
熱処理後も何ら変化なかつた。絶縁抵抗は常態で１０１
４Ω、煮沸後１０１０Ωてあつた。実施例４ 重りん酸亜鉛〔Ｚｎ（Ｈ２ＰＯ４）２・２Ｈ２０〕３７
９ｇ１無水ほう砂２８．７ｇ１炭酸ソーダ５３．３ｇ１
酸化亜鉛５８．９ｇを混合し３５０℃で１時間前焼成し
次に電気炉にて１１００〜１２００℃にて１時間溶融後
鉄板上に流して急冷した。

これを微粉砕し１００メッシュ全通にした。得られたガ
ラスの軟化温度は４４０℃であつた。このガラス結合剤
粉末６０ｇと雲母粉末４０ｇを振動ミルで３紛混合して
目的とする成形材料を得た。この成形材料１６ｇを用い
て４８０′Ｃｌ９ＯＯｋ９／ＣＦｌ！、５分の条件で円
板（５０ｎ１／ｍΦ）を成形した。厚さ２．７５ｍ／ｍ
、比重２．９２、煮沸吸水率０．５％、煮沸後の外観変
化なく、３００℃４時間熱処理しても何ら変化なかつた
。常態での絶縁抵抗１０１３Ω、煮沸後１０１０Ωであ
つた。実施例５ 重りん酸亜鉛〔Ｚｎ（Ｈ２ＰＯ４）２・２Ｈ２０〕２５
２．６ｇ１炭酸ソーダ８８．９ｇ１酸化亜鉛１７２．６
ｇ１を混合し実施例１と同様にして軟化温度３９０℃の
ガラス結合剤粉末を得た。

このガラス結合剤５０ｇにアルミナ５０ｇを混合して成
形材料を得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 組成が、 Ｎａ＿２Ｏ：７．５〜１４重量％ ＺｎＯ：２０〜５０重量％ Ｐ＿２Ｏ＿５：３５〜６５重量％ である低融点ガラス組成物粉末を結合剤とし、これに対
   し、重量基準で０．１〜２．５倍量の無機充填材を添加
   混合したことを特徴とする無機成形材料。 ２ 組成が、 Ｎａ＿２Ｏ：７．５〜１４重量％ ＺｎＯ：２０〜５０重量％ Ｐ＿２Ｏ＿５：３５〜６５重量％ Ｂ＿２Ｏ＿３：３５重量％以下配合 である低融点ガラス組成物粉末を結合剤とし、れに対し
   、重量基準で０．１〜２．５倍量の無機充填材を添加混
   合したことを特徴とする無機成形材料。