JP2004307336A

JP2004307336A - 成形体の製造方法、成形体、その使用及び遮断材料及び支持パネル

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Publication number: JP2004307336A
Application number: JP2004105731A
Authority: JP
Inventors: Dietrich Pantke; パントケディートリッヒ; Peter-Nikolaus Schmitz; シュミッツペーター−ニコラウス; Hartmut Melzer; メルツァーハルトムート
Original assignee: HC Starck GmbH
Current assignee: HC Starck GmbH
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2004-11-04
Also published as: DE10314977A1; EP1464633B1; EP1464633A1; ATE373626T1; DE502004004991D1; KR20040086204A; US7297309B2; US20080061475A1; ES2291765T3; NO20041361L; PL1464633T3; DK1464633T3; US20040195736A1

Abstract

【課題】それぞれの好適な要求の組み合わせに適合するケイ酸質成形体並びにその製造方法を提供する。
【解決手段】ケイ酸質固体を第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液と混合し、かつ該混合物を次いで圧縮成形し、かつ圧縮成形体を次いで第二のケイ酸質バインダーを含有する溶液で後処理（封止する）する。
【選択図】なし

Description

本発明はケイ酸質成形体の製造方法、該方法によって得られるケイ酸質成形体並びに建材、遮断材料、ガスケット材料又は防火材料としてのその使用に関する。

ケイ酸質成形体は目下、非常に広い技術的適用範囲で、例えば建築分野での遮断材料として、高温ガスケット（アスベストの代替物）のため又は鋳造工業での成形法のために使用されている。

低コストの生産と共に、高い機械的安定性の要求はケイ酸質成形体によってほぼ全ての適用分野で満たされる必要がある。付加的な基準は種々の特定の適用に依存する。例えば建築分野で高い耐水性と共に更に最小の可燃性が大抵は要求され、鋳造工業では防火性が最も重要な付加的な基準である。

ケイ酸質成形体は通常、ほとんどの天然由来のケイ酸質原料（例としては層状ケイ酸塩又は砂）及び種々の主に無機のバインダーから製造される。

水ガラスはしばしば無機バインダーとして使用され、かつ非常に低コストであり、かつしばしば高い機械的安定性を有する成形体の製造を可能にし、かつ可燃性又は発煙性を加速する物質を含有しない。しかしながら水ガラスは高い水溶性という欠点を有し、従って耐水性を欠く材料をもたらす。同様に頻繁に使用が記載されるリン酸塩を無機バインダーとして使用する場合に類似の欠点がもたらされる。

無機バインダーの群の中でのケイ酸質バインダーの妥当性についてのもう一つの理由は、該バインダーが、結合されるべき原料のように主に環境に優しい二酸化ケイ素材料からなり、かつ種々のリサイクル法で、例えば道路舗装及び農業におけるフィラーの形で利用可能になることである。対照的に、他の無機製品はリサイクルにおいて問題があり、その際、使用される材料を殆ど埋立地に廃棄する必要がある。

ＷＯ−Ａ９７／３０９５１号はバーキュミライト及び無機バインダー、例えば特にリン酸を含有するバインダー、リン酸塩又は水ガラスからの成形体の製造を記載している。ある程度の耐水性は有機バインダー成分の添加によってのみ達成できるが、可燃性の要因によりこの添加の程度が制限される。例えばバーキュミライトからなり、かつ水ガラス及び有機成分と結合され、かつ最終生成物に対して１０質量％までの有機成分を有するパネルは断熱系、例えば耐水性が厳しく要求される船舶の貨物倉のための隔壁のためには不適である。

ＤＥ−Ａ１９８５１２９０号は不燃性パネルの製造での水ガラス並びにバーミキュライトのための粉末状の、専ら無機のバインダーの使用を記載している。前記出願での欠点は非常に高いアルカリ金属ケイ酸塩の含量及び従って該生成物の粗悪な耐水性である。

ＵＳ４７４６５５５号によれば、水ガラスを使用する場合にフェノール樹脂及び粉砕木材を添加することによって、火災荷重、発煙及びこれらの成形体の廃棄に関連して許容される限り、層状ケイ酸塩をベースとするパネルの強度に改善が得られる。

ＤＥ−Ａ１９５４２０６９号はケイ酸質原料と、水ガラス及び粉末状の二酸化ケイ素を有する混合物との結合を記載しているが、耐水性はシリコーン含有の疎水化剤での処理によってのみ達成されるにすぎない。シリコーン含有の上層は撥水性であるが、該層は第一に発煙を促進し続ける有機部分を有し、かつ第二にまた低い機械的強度を有し、かつケイ酸質支持体への結合に乏しい。

ＷＯ−Ａ０１／０５１４２８号は有機バインダー、例えばポリウレタンを最終硬化の前に添加して、断熱パネルに高い機械的安定性を付与することを記載している。有機成分は燃焼されると、純粋に無機の生成物を生じる。しかしながら前記の付加的な生産工程はより高い製造コストをもたらし、かつ燃焼過程から環境に危険なガスが生じる。付加的に最終生成物は依然として適度の耐湿性を欠いている。

従って、機械的に安定であり、かつ好適な適用に課される有利な付加的な要求を満たすケイ酸質成形体が必要とされている。例として、本願では高い耐水性と共に最小の可燃性及び発煙が建築分野での使用のために挙げられており、又は鋳造工業での適用のために可燃性が挙げられている。良好なリサイクル可能性も有利なこともある。
ＷＯ−Ａ９７／３０９５１号ＤＥ−Ａ１９８５１２９０号ＵＳ４７４６５５５号ＤＥ−Ａ１９５４２０６９号ＷＯ−Ａ０１／０５１４２８号

従って本発明の課題は、それぞれの好適な要求の組み合わせに適合するケイ酸質成形体並びにその製造方法を提供することである。

意想外にも目下、前記の要求を満たす成形体は、ケイ酸質固体を第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液と混合し、かつ該混合物を次いで圧縮成形し、かつ該圧縮成形物を次いで第二のケイ酸質バインダーを含有する溶液で後処理（封止）する方法によって得られることが判明した。

従って本発明は成形体の製造方法において、ケイ酸質固体を第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液と混合し、かつ該混合物を次いで圧縮成形し、かつ該圧縮成形物を次いで第二のケイ酸質バインダーを含有する溶液で後処理する方法を提供している。

用語「ケイ酸質」が理解されるべき意味は、ケイ酸塩、ケイ酸又はＳｉＯ_２をベースとする材料又はこれらを含有する材料又は実質的にこれらからなる材料の意味である。

本発明の目的のために、用語「混合物」は懸濁液又は溶液を包含してよい。混合物は高粘性、非常に高粘性、低粘性、ゾル様、ゲル様、均質又は不均質であってよい。

第一のケイ酸質バインダーのモジュールは、有利には第二のケイ酸質バインダーのモジュールとは異なる。モジュールという用語は公知である。当業者であれば、ケイ酸質バインダーでのモジュールはバインダーの固体内の二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）及びアルカリ金属酸化物Ｍ_２Ｏ（Ｍ＝リチウム、ナトリウム又はカリウム）の分析的に測定できるモル比であると理解すべきである。

適当なケイ酸質固体は、原則的に任意の天然又は人工的に製造されたケイ酸塩、ケイ酸、ケイ酸の形及びＳｉＯ_２及びその特異的な形並びにこれらの種類の物質をベースとする固体である。適当な材料の例は、天然又は人工的に製造されたケイ酸質固体、例えばケイ酸、熱分解ケイ酸、石英、砂、非晶質又は（半）晶質のアルカリ金属ケイ酸塩及び非晶質又は（半）晶質のアルカリ土類金属ケイ酸塩又はアルミノケイ酸塩（粘土鉱物）、例えばカオリン、ベントナイト、タルク、雲母、長石、ネフェリン、リューサイト、カンラン石、アンダルサイト、カヤナイト、シリマナイト、ムライト、バーミキュライト、パーライト、軽石、ウォラストナイト、アタプルガイト及びセピオライト、堆積物中に天然に存在するゼオライト、例えばクライノタイロフッ石、エレオナイト及びモルデナイト及びケイ酸ジルコニウムである。ケイ酸塩、それらの分類的特徴及び構造は例としてF. Liebau:"Die Systematik der Silicate," Naturwissenschaften 49 (1962) 481 - 491、Ｋ. Ｈ. Wedepohl (ed.):Handbook of Geochemistry, Vol. 11/3, Chap.14-A, Springer Verlag, Berlin 1972, pp.1 - 32の"Silicon"、P. H. Ribbe (ed.):Orthosilicates, Reviews in Mineralogy, Vol. 5, Min. Soc. Am., 1980, pp.1 - 24の"Classification of Silicates,"に記載されている。

有利なケイ酸質固体は層状ケイ酸塩、例えばバーミキュライト、パーライト又は雲母である。特に有利なケイ酸質固体はバーミキュライトである。

低密度が要求される適用のため、例えば建築分野での断熱パネルの場合においては、層状ケイ酸塩のその発泡形での使用が特に有利である。従って密度０．０８ｇ／ｃｍ^３〜０．１６ｇ／ｃｍ^３を有するバーミキュライト断熱材を、例えば有利に使用できる。

ケイ酸質固体は本発明の方法で種々の粒度で使用してよい。例えばバーミキュライトは従って粉末形又はペレットとして使用してよく、その際、平均粒度の例は１μｍ及び３０ｍｍの直径、有利には１μｍ及び１０ｍｍの直径である。有利な態様では市販のバーミキュライトが使用される。

ケイ酸質固体を有利には、モジュールが多くとも５０、特に有利には１．５〜１５、殊に有利には１．５〜１０である第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液と混合する。

原則的にケイ酸質バインダーのために適当な溶剤は、ケイ酸質バインダーの沈殿をもたらさず、本発明の方法に不利ないかなるバインダー変質ももたらさない任意の溶剤である。ケイ酸質バインダーのために適当な有利な溶剤は水又はアルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール及び高級同族列及び任意の所望の混合比のこれらの混合物である。水はケイ酸質バインダーのために適当な特に有利な溶剤である。

本発明の目的のために、ケイ酸質バインダーを含有する溶液は安定な懸濁液、ゾル又はゲル、あるいはコロイド溶液又はコロイド懸濁液、例えばシリカゾルであってもよい。シリカゾル及びその製造は当業者に公知である。シリカゾルは市販製品、例えばＨ．Ｃ．ＳｔａｒｃｋＧｍｂＨ社から商標名Ｌｅｗａｓｉｌ^（Ｒ）として得られる製品である。

ケイ酸ゾルは水中の非晶質二酸化ケイ素のコロイド溶液であり、該溶液はまた二酸化ケイ素ゾルとも呼ばれるが、通常は簡単にシリカゾルを呼ばれ、その際、該二酸化ケイ素は表面ヒドロキシル化された球状粒子の形である。該コロイド粒子の粒径は通常１〜２００ｎｍであり、かつ粒径と相関するＢＥＴ比表面積（G.N. Sears, Analytical Chemistry Vol. 28, Ｎ. 12, 1981 - 1983, December 1956に記載される方法によって測定された）は１５〜２０００ｍ^２／ｇである。ＳｉＯ_２粒子の表面はコロイド溶液の安定化をもたらす相応の対イオンによって補償される電荷を有する。

頻繁にシリカゾルはアニオン的に及びアルカリ化剤で安定化される。かかるシリカゾルは７〜１１．５のｐＨ値を有し、かつ例えばアルカリ化剤として少量のＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、アンモニア、有機窒素塩基、テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド又はアルカリ金属アルミネート又はアンモニウムアルミネートを含有する。アニオン性のシリカゾルはまた準安定性コロイド溶液として僅かに酸性形で存在してよい。

表面を適当な塩、例えばＡｌ_２（ＯＨ）_５Ｃｌで被覆することによって、カチオン的に荷電された粒子を有するシリカゾルを製造することも可能である。

シリカゾルの製造方法は実質的にイオン交換による水ガラスの脱アルカリ化、その都度に所望されるＳｉＯ_２粒子の粒度（分布）の調整及び安定化、その都度に所望されるＳｉＯ_２濃度の調整並びに場合によりＳｉＯ_２粒子の、例えばＡｌ_２（ＯＨ）_５Ｃｌによる表面変性を含む製造工程を含む。これらの工程のいずれにおいても、Ｓｉ_２Ｏ粒子はそのコロイド溶解状態を失わない。このことは、例えば高いバインダー効力を有する別個の一次粒子の存在を説明している。

本発明の目的のためのケイ酸質バインダーの例として、可溶性のアルカリ金属ケイ酸塩、ケイ酸、任意の所望の変性又は形でのＳｉＯ_２又はこれらを有する混合物を使用してよい。例として、本願では市販の水ガラス、例えばナトリウム水ガラス又はカリウム水ガラス及び市販の未変性又は変性のシリカゾルが挙げられている。前記の文面で挙げられる例は水ガラス、例えば市販のケイ酸ナトリウム又はケイ酸カリウム及び未変性又は変性のシリカゾルであり、有利には市販のシリカゾルである。

本発明の方法の有利な態様において、使用される第一のケイ酸質バインダーの溶液は水ガラスを、適宜に二酸化ケイ素との混合物で、有利にはシリカゾルの形で、かつ適宜に付加的な溶剤と一緒に含有する。

ケイ酸質バインダーを含有する溶液は当業者に公知の方法によって製造できる。例として、ケイ酸質バインダーを含有する適当な溶液は、アルカリ金属ケイ酸塩又はアルカリ金属塩の溶液、例えば水ガラス、例えばナトリウム水ガラス又はカリウム水ガラス又は他の水溶性のアルカリ金属ケイ酸塩の溶液、又はこれらの溶液と二酸化ケイ素との混合並びに、適宜に付加的な溶剤の添加に引き続いて、例えば撹拌、適宜に加熱による前記溶液の後処理によって製造できる。第一のバインダーの製造のためのアルカリ金属ケイ酸塩及び二酸化ケイ素の混合比の選択は、該溶液が多くて５０、有利には１．５〜１５、殊に有利には１．５〜１０のモジュールを有するように行われ、かつ第二のバインダーの製造のための選択は、該溶液が少なくとも１０、有利には２０〜１０００、特に有利には５０〜２００のモジュールを有するように行われる。

本願では二酸化ケイ素は、例えば沈降シリカ、ヒュームドシリカ又はシリカゾルの形で使用される。有利にはシリカゾルの形で使用される。

第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液は、溶液の全質量に対して、有利には５〜６０質量％、有利には２０〜５５質量％の固体含量を有する。

結合されるべきケイ酸質固体及び第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液からなる混合物は、ケイ酸質バインダーの固体含量が後処理前に得られる成形体の質量に対して１〜２０質量％、有利には２〜１５質量％、特に有利には４〜１２質量％であるような第一のケイ酸質バインダーの量を含有する。使用されるケイ酸質固体が高い吸着性を有し、ひいては低い密度を有するケイ酸質固体、例えば高度に発泡されたバーミキュライトを含む有利な態様においては、結合されるべきケイ酸質固体及び第一のケイ酸質バインダーを有する溶液からなる混合物は、ケイ酸質バインダーの固体含量が後処理前に得られる成形体の質量に対して１〜５０質量％、有利には２〜３５質量％、特に有利には４〜２５質量％であるような第一のケイ酸質バインダーの量を含有してよい。

例として、適当な機器、例えばパドルミキサを使用して、第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液とケイ酸質固体とを混合してよい。

ケイ酸質固体及び第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液を有する混合物を２０〜２００℃、有利には２０〜１２０℃で圧縮成形する。該圧縮成形は連続的又は回分式に実施してよく、かつ当業者に公知の慣用の方法を使用してよい。例として、合板の製造のために導入されるプレス及び相応の方法を使用してよく、その際、該方法は例としてUllmann's Encyclopedia of Industrial Chemisty (1996) Vol.A28, pp.331-333に記載されている。

非常に低い圧力でも、後処理前にある程度の圧縮成形の初期強度を達成するのに十分である。確実に引き続いての後処理によって圧縮成形が損傷を受けず、かつ破壊されない、すなわち例として、第二のケイ酸質バインダーでの含浸又は飽和によって破壊されないか、又は完全な破壊を引き起こさなければ、ある程度の初期強度が現れる。本発明による方法の有利な態様において、少なくとも２ｋｇ／ｃｍ^２の圧力が使用される。しかしながら他の有利な態様において２ｋｇ／ｃｍ^２未満の圧力を使用してもよい。

得られる溶剤含有成形体は圧縮工程の後及び後処理の前に乾燥してよい。この中間乾燥は、１０〜２００℃、有利には２０〜１５０℃の温度で行ってよい。例として、室温での乾燥も可能であり、同様に高められた温度で、例えば適当な乾燥棚、乾燥室又は乾燥炉中での乾燥も可能である。凍結乾燥は、これが圧縮成形体に損傷をもたらさない限り使用してよい。有利な態様において、圧縮成形体を後処理の前に乾燥させる。これは、圧縮成形体の強度を後処理前に増大させるべきであるときに特に有利である。この方法はまた引き続きの後処理のためにある程度の初期強度をもたらしうる。乾燥時間は、乾燥温度及び所望の乾燥の程度に依存して変更してよい。

１つの有利な態様において、初期強度はＣＯ_２への暴露によって高められることがある。例として、この方法は鋳造工業において水ガラスを使用する中子砂の結合から公知である。

本発明によれば、圧縮成形に引き続いて得られた成形体の第二のケイ酸質バインダー（封止剤）を含有する溶液を使用する後処理（封止）が行われる。

第二のケイ酸質バインダーは第一のケイ酸質バインダーと同一でも又は異なってもよい。第二のケイ酸質バインダーのモジュールは、有利には第一のケイ酸質バインダーのモジュールより大きい。第二のケイ酸質バインダーのモジュールは、有利には少なくとも１０、特に有利には２０〜１０００、殊に有利には５０〜２００である。

第二のケイ酸質バインダーを含有する溶液は、溶液の全質量に対して、有利には５〜６０質量％、有利には２０〜５５質量％の固体含量を有する。

本発明による方法の有利な態様において、第二のケイ酸質バインダーの溶液は、適宜に水ガラス及び更なる付加的な溶剤との混合物でのシリカゾルを含む。

後処理は、含浸、ソーキング、噴霧適用又は塗布及び、引き続いての、適宜に圧力下での乾燥を実施してよい。後処理の時間は方法に依存する。含浸又は飽和法の場合に、例として十分なバインダー液が数秒後に吸着していてよい。しかしながら２時間まで又はそれ以上の長さの後処理を使用してよい。後処理前の圧縮成形体の前記の中間乾燥と同様に、乾燥は１０〜２００℃、有利には２０〜１５０℃で実施してよい。例として、同様に室温又は高められた温度で、例えば適当な乾燥棚、乾燥室又は乾燥炉中で実施してよい。また凍結乾燥は、後処理された成形体が損傷されない限りは可能である。乾燥時間は、乾燥温度に依存して変更できる。本願で可能な乾燥時間は数分又は数時間乃至２日以上又は、数週間である。

圧縮成形法の後の成形体中の第一のケイ酸質バインダー固体の含量と比較した場合に、後処理の結果として第一及び第二のケイ酸質バインダー固体の全含量が後処理後に得られる成形体の質量に対して２〜４０質量％、有利には５〜３０質量％、特に有利には８〜２５質量％に増大する。使用されるケイ酸質固体が高い吸着性、ひいては低い密度を有する固体、例えば高度に発泡されたバーミキュライトを含有する有利な態様において、圧縮成形法の後の成形体中の第一のケイ酸質バインダー固体の含量と比較した場合に、後処理は第一及び第二のケイ酸質バインダーの全含量を、後処理後に得られる成形体の質量に対して２〜６０質量％、有利には５〜４５質量％、特に有利には８〜３５質量％にまで増大させることが可能である。

また本発明は、成形体の全質量に対して２〜４０質量％、有利には５〜３０質量％、特に有利には８〜２５質量％のケイ酸質バインダーを含有し、かつ成形体の全質量に対して６０〜９８質量％、有利には７０〜９５質量％、特に有利には７５〜９２質量％のケイ酸質固体を含有することを特徴とする成形体を提供している。

本発明による成形体は、また実質的にケイ酸質成分、すなわちケイ酸質固体及びケイ酸質バインダー又は場合により、これらの成分の混合によって製造される及び／又は成形体の製造方法、例えば熱処理、成形などの結果としての反応生成物からなる成形体である。有利にはかかる成形体は、成形体の全質量に対して２質量％未満、有利には１質量％未満、特に有利には０．１質量％未満の有機成分を含有する成形体である。特に有利には本発明による成形体は成形体の全質量に対して２〜４０質量％、有利には５〜３０質量％、特に有利には８〜２５質量％のケイ酸質バインダーの全含量を有し、かつ成形体の全質量に対して６０〜９８質量％、有利には７０〜９５質量％、特に有利には７５〜９２質量％のケイ酸質固体の含量を有するが、但し、２つの含量の合計は１００質量％である成形体である。

有利な変法においては、本発明による成形体は、成形体の外層が成形体の内部よりも低い含量のアルカリ金属イオンをその組成において有するアルカリ金属勾配を有する。

第二のバインダーの溶液による本発明による後処理は本発明による成形体又は本発明による方法によって製造される成形体の機械的強度を、圧縮成形後のその強度と比較した場合に増大させ、かつ第一の結合工程において第一のケイ酸質の固体含量の増大のみにより得られる強度が達成される。更に第二のバインダーの溶液による本発明による後処理は本発明による成形体又は本発明による方法によって製造される成形体により高い耐水性をもたらす。これらの有利な特性、特に本発明による成形体又は本発明による方法によって得られる成形体の高められた耐水性は、有機成分、例えば有機バインダー又は他の有機添加剤の混合なくして達成され、これは例えばＵＳ４７４６５５５号に記載されるように存在し続けるか、あるいは例えばＷＯ−Ａ０１／０５１４２８号に記載されるように複雑な方法を介して引き続いて成形体から除去されるべきである。

本発明による成形体又は本発明による方法によって得られる成形体は更に不燃性であり、かつ火災時にも発煙しない。

発泡性のケイ酸質固体、例えばバーミキュライト、パーライト又は雲母、有利にはバーミキュライトの使用は、非常に低い密度であっても非常に良好な機械的特性を有する多孔質の成形体をもたらしうる。多孔質の該ケイ酸質成形体は一般に０．２〜２．０ｇ／ｃｍ^３、有利には０．３〜１．５ｇ／ｃｍ^３、特に有利には０．４〜１．２ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。

また本発明は前記の本発明による方法によって得られる成形体を提供している。この点において、本発明による方法に適用する全ての有利な範囲はまた、別個に又は任意の所望の組み合わせで前記方法によって得られる成形体に適用可能である。本発明は有利には前記の本発明による方法を介して製造される成形体を提供している。

本発明による成形体又は本発明による方法によって得られる成形体はパネル、ブロック、トレイ、シェル、チューブ又はハーフシェルであってよい。本発明による成形体又は本発明による方法によって得られる成形体は多くの目的のために、建材、断熱材料、高温ガスケット材料又は防火材料として使用してよい。本発明による成形体は、有利には種々の断熱材料、例えばポリスチレンブロック、ポリウレタンブロック又は鉱物繊維マット（例えばロックファイバ）のための支持パネルとして使用される。また本発明による成形体又は本発明による方法によって得られる成形体の表面が断熱分野で慣用に使用される他の材料、例えば金属又は金属箔に接着させるために特に適当であることが特に有利である。

本発明による成形体又は本発明による方法によって得られる成形体は更に断熱作用を有する断熱材料として、かつ防火性材料として使用される。

また本発明による成形体又は本発明による方法によって得られる成形体は鋳造工業で、かつ高温ガスケットとして使用することもできる。

以下に列記する例は本発明の説明に役立つが、限定として解釈されるものではない。

例１：
モジュール６を有する第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液の製造
モジュール６のケイ酸質バインダーを含有する溶液を製造するために５６．１ｇのカリウム水ガラス（カリウム水ガラス３５、Cognis Deutschland GmbH）を１９．９ｇの５０％濃度のシリカゾル（Ｌｅｖａｓｉｌ^（Ｒ）５０／５０％、H.C. Starck GmbH）及び２２．４ｇの脱イオン水とマグネチックスターラーを使用して２０℃で１分間混合する。これにより３０．０質量％のケイ酸質バインダー固体の含量を有する溶液が得られる。

例２：
第二のケイ酸質バインダーを含有する溶液の製造
モジュール５０のケイ酸質バインダーを含有する溶液を製造するために、２．８ｇのカリウム水ガラス（カリウム水ガラス３５、Cognis Deutschland GmbH）を例１に示したように１９．９ｇの５０％濃度のシリカゾル（Ｌｅｖａｓｉｌ^（Ｒ）５０／５０％、H.C. Starck GmbH）及び１４．０ｇの脱イオン水と混合する。これにより３０．０質量％のケイ酸質バインダー固体の含量を有する溶液が得られる。

例３：
バーキュミライトとモジュール６を有する第一のバインダー並びにモジュール５０を有する第二のバインダーとを有する本発明による成形体の製造
１００質量部の、約１ｍｍの平均粒度を有するバーミキュライト（Vermiculit SFX, Micronized Products (PTY) Ltd）を２０質量部の、例１による第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液（モジュール６及び固体含量３０質量％を有するアルカリ金属ケイ酸塩水溶液）とキッチンマシン（Braun Multipraktic 120、作業装置：泡立て器）を用いて混合する。適当な均質化が５分後に達成される。

２．２ｇの得られた材料を２０℃でラムプレスにおいて圧縮成形する。そのラム径は２０ｍｍであり、プレス変位は５０ｍｍであり、かつ適用される荷重は２２．３ｋｇである。これにより７．１ｋｇ／ｃｍ^２の圧力が生じる。

得られた圧縮成形体を１１０℃で一定の質量になるまで乾燥させる。

得られた成形体を、例２による第二のケイ酸質バインダーを含有する溶液（５０のモジュール及び３０質量％の固体含量を有するアルカリ金属ケイ酸塩水溶液）中に５秒間浸す。

最後に、得られた成形体をもう一度１１０℃で一定の質量になるまで乾燥させる。

これにより直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ（タブレット形状）及び密度０．９ｇ／ｃｍ^３の本発明による成形体が得られる。全バインダー含量は成形体の全質量に対して２３質量％である。

該成形体は非常に良好な機械的強度とともに非常に良好な耐水性を有し、かつ不燃性であり、かつ赤熱時にも発煙がない。

機械的強度はＳｃｈｌｅｕｎｉｇｅｒ社の２Ｅ／２０Ｓタブレット硬度テスタを使用して測定する。適用される最大応力は２０ｋｐである。該タブレットは装置内で水平に固定されている。

前記の例３の場合に達する応力は１７ｋｐであった。

可燃性及び発煙性は市販のガスカートリッジバーナーからの裸火と１分間接触させた後に視覚的に評価する。試験の間の火炎温度は９００〜１０００℃であった。

例３の成形体の場合には如何なる可燃性も如何なる発煙も見られなかった。

耐水性を試験するために、それぞれの場合において成形体を密封ボンベ中で１００ｍｌの水中で撹拌する。ここでの基準は最初に視覚的に認識できる粒子の放出前に経過した時間及び成形体の完全な破壊に及ぶまでの時間である。

例３の成形体の場合において、第一の粒子の放出は１４日後に生じ、かつ完全な破壊は１００日後に生じた。

例４：
第一のバインダーとしての３５％濃度のカリウム水ガラス（Cognis Deutschland GmbH）及び第二のバインダーとしてのＬｅｖａｓｉｌ^（Ｒ）３００／３０％（H.C. Starck GmbH）を使用する、バーミキュライトからの本発明による成形体の製造
１００質量部のＳＦＸバーミキュライトを例３の手順に従って２０質量部のカリウム水ガラス３５と混合し、かつ圧縮成形し、かつ乾燥させ、Ｌｅｖａｓｉｌ^（Ｒ）３００／３０％中に浸し、かつ最後に乾燥させる。

これにより非常に良好な機械的強度（＞２０ｋｐ）を有し、かつ非常に良好な耐水性（３０日後に最初の粒子の放出、完全な破壊＞１００日）を有する成形体（成形体の全質量に対して１８質量％のバインダー含量、他の測定値は例３と同様である）が得られる。該成形体は不燃性であり、かつ発煙しない。

例５：
約５５％の固体含量を有する高濃度のカリウム水ガラスの製造
２５００ｇの水酸化カリウム（小板、＞８５％）及び４３０ｇの水を６リットルの三口フラスコ中で混合し、かつ冷却及び激しい撹拌の中で、５１３０ｇのＬｅｖａｓｉｌ^（Ｒ）５０／５０％（H.C. Starck GmbH）で処理する。

３時間後に約５５％の固体含量を有し、かつ約２．３のモジュールを有するカリウム水ガラスが得られる。

例６：
第一のバインダーとしての高濃度のカリウム水ガラス及び第二のバインダーとしてのＬｅｖａｓｉｌ^（Ｒ）３００／３０％を使用する、バーミキュライトからの本発明による成形体の製造
例３及び４による手順によって、高い機械的強度（＞２０ｋｐ）及び非常に良好な耐水性（１００日後の最初の粒子の放出、最終破壊＞１００日）を有する成形体（成形体の全質量に対して１９質量％のバインダー含量）が得られる。該成形体は不燃性であり、かつ発煙しない。

例７：
モジュール１０を有する第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液の製造
モジュール１０のケイ酸質バインダーを含有する溶液を製造するために５７．０ｇのカリウム水ガラス（カリウム水ガラス３５、Cognis Deutschland GmbH）を９９．９ｇの３０％濃度のシリカゾル（Ｌｅｖａｓｉｌ^（Ｒ）３００／３０％、H.C. Starck GmbH）とマグネチックスターラーを使用して２０℃で１分間混合する。これにより３３．０質量％の固体ケイ酸質バインダーの含量を有する溶液が得られる。

例８：
第一のバインダーとしてのモジュール１０を有するケイ酸質バインダー及び第二のバインダーとしてのＬｅｖａｓｉｌ^（Ｒ）３００／３０％を使用する、雲母からの本発明による成形体の製造
低い粒度（６０メッシュ、Micronized Products Pty）を有する６０質量部の雲母を、例３の手順に従って、例７による第一のケイ酸質バインダーを含有する２５質量部の溶液（モジュール１０を有し、かつ３３質量％の固体含量を有するアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液）と混合し、かつ圧縮成形し、かつ乾燥させ、Ｌｅｖａｓｉｌ^（Ｒ）３００／３０％中で飽和させ、かつ最後に乾燥させる。

これにより非常に良好な機械的強度（＞２０ｋｐ）を有し、かつ非常に良好な耐水性（５０日後に最初の粒子の放出、完全な破壊＞１００日）を有する成形体（成形体の全質量に対して４０質量％のバインダー含量、他の測定値は例３での測定値と同様である）が得られる。該成形体は不燃性であり、かつ発煙しない。

比較試験
比較の目的のために、成形体をバーミキュライトとカリウム水ガラス３５又はナトリウム水ガラス３７／４０（Cognis Deutschland GmbH）及びこれらと１０質量％以下の市販のポリアクリレート、例えばＭｏｗｉｌｉｔｈＤＭ６０（Celanese AG）を有機バインダー成分として含有する混合物とから、後処理せずに製造する。

単一段階の比較試験によって、匹敵するが、ほとんど有利でない強度（本願では機械的強度とも呼ぶ）、耐水性、可燃性及び／又は発煙性の成形体が得られる。

比較例１：バインダーとしてカリウム水ガラスを使用する後処理なしのバーミキュライトからの成形体の製造
１００質量部のバーミキュライト（例３と同じ型）を、例３と同様に、２０質量部のカリウム水ガラス３５（Cognis Deutschland GmbH、３５％の固体含量、約３．４のモジュール）と混合する。圧縮成形及び乾燥は例３と同様に行う。後処理は存在しない。

これにより良好な機械的強度（１２ｋｐ）を有する成形体（成形体の全質量に対して６．５質量％のバインダー、他の測定値は例３と同様である）が得られ、これは不燃性であり、かつ発煙しないが、非常に粗悪な耐水性を有する（２日後に最初の粒子の放出、７日後に完全な破壊）。

比較例２：バインダーとして水ガラス／ポリアクリレート混合物を使用する後処理なしのバーミキュライトからの成形体の製造
１００質量部のバーミキュライト（例３と同じ型）を４０質量部の、カリウム水ガラス３５及びＭｏｗｉｌｉｔｈＤＭ６０の１：１混合物と混合する。方法を比較例１と同様に継続する。

これにより、良好な機械的強度（＞２０ｋｐ）を有する成形体（成形体の全質量に対して６．５質量％の無機バインダー含量及び１０質量％の有機バインダー含量、他の測定値は例３と同様である）が得られる。該成形体は非常に低い可燃性を有するが、発煙性であり、また粗悪な耐水性を有する（３日後に最初の粒子の放出、３５日後に完全な破壊）。

例３、４及び６からの本発明により製造されるバーミキュライト成形体は後処理せずに比較例１及び２で製造される成形体とは、第一に高い機械的強度及び高い耐水性、並びに第二に不燃性及び発煙性がないことについて異なる。

比較例３：第一のバインダー及び第二のバインダーとしてカリウム水ガラス３５を使用するバーミキュライトからの成形体の製造
更なる比較のために、成形体を第一のバインダー及び第二のバインダーとしてカリウム水ガラス又はナトリウム水ガラスを使用してバーミキュライトから製造する。

非常に高い機械的強度（＞２０ｋｐ）を有する成形体（成形体の全質量に対して２３質量％のバインダー含量）が例３、４及び６に従う手順から得られる。該成形体は不燃性であり、かつ発煙しない。しかしながら耐水性に乏しい（３日後に最初の粒子の放出、約５０日後に完全な破壊）。更に材料は圧縮成形型に凝結する。

例３、４及び６からの本発明により製造されるバーミキュライト成形体は、比較例３からのカリウム水ガラスだけで結合される成形体とは、顕著に良好な耐水性について異なるが、機械的強度特性及び耐火性能は同様に良好である。

比較例４：モジュール１０を有するケイ酸塩バインダーを使用する後処理なしの雲母からの成形体の製造
更なる比較のために、成形体を後処理せずにモジュール１０を有するバインダーを使用して雲母から製造する。

６０質量部の雲母（例８と同様の型）を、例３における手順に従って、例７による第一のケイ酸質バインダーを含有する２５質量部の溶液（１０のモジュールを有し、かつ３３質量％の固体含量を有するアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液）と混合し、かつ圧縮成形し、かつ乾燥させる。該方法は比較例１に従って継続する。

これにより粗悪な機械的強度（４ｋｐ）を有し、かつ非常に粗悪な耐水性（１日後に最初の粒子の放出、完全な破壊＞５０日）を有する成形体（成形体の全質量に対して１２質量％のバインダー含量、他の測定値は例８と同様である）が得られる。該成形体は不燃性であり、かつ発煙しない。

例８から本発明により製造される雲母成形体は１段階で後処理なしに結合された比較例４の成形体とは、著しく良好な機械的強度及び耐水性について異なる。

Claims

成形体の製造方法において、ケイ酸質固体を第一のケイ酸質バインダーを含有する溶液と混合し、かつ該混合物を次いで圧縮成形し、かつ該圧縮成形物を次いで第二のケイ酸質バインダーを含有する溶液で後処理することを特徴とする方法。
請求項１記載の方法により得られる成形体。
成形体の全質量に対して２〜６０質量％のケイ酸質バインダーの全含量を有し、かつ成形体の全質量に対して６０〜９８質量％のケイ酸質固体の含量を有することを特徴とする成形体。
実質的にケイ酸質成分からなることを特徴とする成形体。
遮断材料又は防火材料としての、請求項２から４までのいずれか１項記載の成形体の使用。
請求項２から４までのいずれか１項記載の１種以上の成形体を含有することを特徴とする遮断材料又は防火材料。
他の遮断材料のための支持パネルとしての、請求項２から４までのいずれか１項記載の成形体の使用。
請求項２から４までのいずれか１項記載の１種以上の成形体を含有することを特徴とする支持パネル。
鋳造工業における又は高温ガスケットとしての、請求項２から４までのいずれか１項記載の成形体の使用。