JPH04280883A - 不燃性無機発泡体製造用無機組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば不燃性の断熱
材として有用な無機発泡体を製造するために用いられる
無機組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、無機発泡体は、不燃性かつ無発
煙性の断熱材としてきわめて有用なものであり、従来、
アルカリ金属珪酸塩水溶液、微粉状無機物、フィラーお
よび発泡剤よりなる組成物からつくられた不燃性無機発
泡体は、既に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の不燃
性無機発泡体の製造用無機組成物において、微粉状無機
物としては、非晶質の酸化珪素、および酸化アルミナか
らなる酸化混合物が用いられ、これには例えばメタカオ
リン、コランダムもしくはムライト製造時に発生する電
気集塵装置の灰、粉砕焼成ボーキサイト、フライアッシ
ュ等が知られているが、これらの成分は、成形のさいの
反応性にバラツキがあり、活性度が一定しないという問
題があった。

【０００４】この発明者らは、上記の問題を解決するた
めに、鋭意研究を重ねた結果、微粉状無機物の反応性を
安定させ、活性を高めるには、不活性または小さい活性
の微粉状無機物の表面に、活性成分をコーティングする
ことにより、反応性の安定した無機固体成分を形成する
ことができ、このような反応性に富む無機固体成分をア
ルカリ金属珪酸塩水溶液、フィラーおよび発泡剤と共に
用いて、充分に硬化した無機発泡体を得ることを見い出
し、この発明を完成するに至った。

【０００５】この発明の目的は、微粉状無機物の反応性
を安定させて、その活性を高め、不燃性かつ無発煙性の
断熱材としてきわめて有用な充分に硬化した品質の良い
無機発泡体を製造し得る無機組成物を提供しようとする
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、アルカリ金属珪酸塩水溶液、無機固
体成分、フィラーおよび発泡剤よりなる無機組成物であ
って、無機固体成分が、不活性または活性の小さな微粉
状無機物の表面に、アルミナゾルおよびシリカゾルのう
ちの少なくとも一方の成分よりなる活性成分をコーティ
ングしたものであることを特徴とする、不燃性無機発泡
体製造用無機組成物を要旨としている。

【０００７】上記において、アルカリ金属珪酸塩水溶液
としては、珪酸カリウムもしくは珪酸ナトリウム、また
はこれらの混合物の水溶液を使用する。

【０００８】このような水溶液の組成は、ＳｉＯ２　と
Ｋ２　Ｏ、ＳｉＯ２　とＮａ２　Ｏ、またはＳｉＯ２　
とＫ２　Ｏ＋Ｎａ２　Ｏであって、それぞれのモル比が
１．０〜３．０であり、かつ水溶液の濃度は、３０〜６
０％の範囲が好適である。

【０００９】無機固体成分の微粉状無機物としては、全
く活性の無いものでも良く、あるいは活性があっても不
十分なため、それ単独では使用しがたいものでも良い。

【００１０】ここで、不活性の微粉状無機物の例として
は、珪砂、アルミナ、カオリン、炭酸カルシウム、タル
ク、マイカ、水酸化アルミニウム、ガラス粉などがあげ
られる。また、小さい活性の微粉状無機物の例としては
、フライアッシュ、焼成カオリン、焼成ボーキサイト、
およびコランダムもしくはムライト製造時に発生する電
気集塵装置の灰などがあげられる。

【００１１】微粉状無機物の粒径は、一般に小さいほど
良いが、あまりに小さくなると、活性成分のコーティン
グが不均一になりやすいため、約０．１〜１００μｍ、
好ましくは約０．２〜５０μｍが良い。

【００１２】このような不活性または小さい活性の微粉
状無機物の表面にコーティングする活性成分としては、
アルミナゾルおよび／またはシリカゾルを使用できる。

【００１３】ここで、アルミナゾルは、Ａｌ２　Ｏ３　
質の結晶系がアルミナ水和物であれば良く、その粒子形
状も、羽毛状、板状、棒状または粒状のいずれでも良い
。 またアルミナゾルの分散液は、安定剤として塩酸、酢酸
、硝酸のいずれかが添加された酸性を有する水溶液であ
る。

【００１４】シリカゾルは、ＳｉＯ２　の粒子径が０．
２μｍ以下のものが適用される。またこれを単独で使用
する場合は、液相は酸性または塩基性のいずれかを呈す
る水溶液である。

【００１５】さらにまたアルミナゾルとシリカゾルとを
併用して使用する場合は、分散液が酸性を有するものを
使用し、またＳｉＯ２　質に対するＡｌ２　Ｏ３　質の
比率は２０重量％以上とする。

【００１６】不活性または小さい活性の微粉状無機物の
表面に、アルミナゾルおよびシリカゾルのうちの少なく
とも一方の成分よりなる活性成分をコーティングして、
無機固体成分を形成するには、所定の容器に入れた微粉
状無機物を攪拌しながら、アルミナゾルおよび／または
シリカゾルの水溶液をスプレー法により所定量コーティ
ングし、内容物を取り出して、１００℃前後で加温乾燥
し、得られた塊状物を粉砕したのち、約３００〜８００
℃の温度で焼成するものである。

【００１７】ここで、活性成分の添加量は、不活性また
は小さい活性の微粉末の粒度により決められる。すなわ
ち粉末の粒度が小さいほど適正な添加量は多くなるが、
一般には約５〜２０重量％が好ましい。

【００１８】また上記フィラーとしては、粉砕または細
分された形の無機物、例えば岩石粉末、玄武岩、長石類
、雲母、珪砂、ガラス粉、アルミナ、水酸化アルミニウ
ム、タルク、繊維材料、その他の不活性または水不溶性
の各種鉱物等が使用可能である。これらのフィラーは、
無機発泡体の用途に応じて適宜選択され、単独で、ある
いは混合して使用される。

【００１９】発泡剤としては、過硼酸ナトリウム、過酸
化水素水およびアルミニウム粉末等が用いられる。

【００２０】上記不燃性無機発泡体製造用の無機組成物
各成分の配合割合は、不活性または小さい活性の微粉状
無機物の表面に活性成分をコーティングした無機固体成
分１００重量部に対して、アルカリ金属珪酸塩水溶液４
０〜１００重量部、およびフィラー１０〜３０重量部の
範囲であり、またこれらの無機固体成分、アルカリ金属
珪酸塩水溶液およびフィラーよりなる主材１００重量部
に対して、発泡剤２〜３０重量部であり、好ましくは、
主材１００重量部に対して、発泡剤５〜１５重量部であ
る。ここで、主材１００重量部に対して発泡剤が２重量
部未満であれば、発泡の効果が少なく、発泡剤が３０重
量部を越えると、発泡成形体の密度が非常に小さくなり
、圧縮強さが低下するので、好ましくない。

【００２１】なお、無機組成物の各成分の具体的配合は
、無機発泡体の成形方法あるいは用途に応じて任意に決
定されるものである。

【００２２】上記無機組成物から不燃性無機発泡体を製
造するには、まず不活性または小さい活性の微粉状無機
物の表面に活性成分をコーティングした無機固体成分と
、フィラー、および必要に応じて適量の顔料などを加え
て混合し、ついでこれに液状の成分であるアルカリ金属
珪酸塩水溶液を加え、これらが充分に分散するまで混練
する。ついでこの混練物に発泡剤を加え、これらを混合
したのち、混合物を、所定の型内に注入し、４０〜８０
℃のオーブン中で１〜４時間加熱することにより、無機
組成物を発泡硬化せしめ、所定形状の無機発泡体を得る
。

【００２３】

【作用】上記不燃性無機発泡体製造用無機組成物によれ
ば、無機固体成分が、不活性または小さい活性の微粉状
無機物の表面に、アルミナゾルおよび／またはシリカゾ
ルよりなる活性成分をコーティングしたものであるから
、微粉状無機物の反応性を安定させて、その活性を高め
、充分に硬化した品質の良い無機発泡体を製造すること
ができる。

【００２４】

【実施例】つぎに、この発明の実施例を比較例と共に説
明する。

【００２５】実施例１ 微粉状無機物として平均粒径３μｍの珪砂粉１００重量
部を回転式混練機に入れ、これを攪拌しながら、スプレ
ー法により活性成分としてのＡｌ２　Ｏ３　１０重量％
のアルミナゾル水溶液を、アルミナゾルが５０重量部と
なるようにコーティングしたのち、内容物を取り出して
、１１０℃で乾燥し、得られた塊状物を粉砕した。つい
で３００℃で２時間焼成して、反応性を有する無機固体
成分Ａを得た。

【００２６】下記表１に示すように、反応性を有する無
機固体成分Ａを１００重量部と、フィラーとしてタルク
９重量部およびマイカ６重量部を混合したのち、Ｋ２　
Ｏが１５．３重量％、Ｎａ２　Ｏが７．７重量％、Ｓｉ
Ｏ２　が２４．９重量％、Ｈ２　Ｏが５２．１重量％の
組成である珪酸カリウム・ナトリウム水溶液６０重量部
を添加し、通常の混合機を用いて、これらを充分に混練
した。

【００２７】ついで、この混練物に発泡剤として１０重
量％の過酸化水素水１０重量部を添加して混合して、不
燃性無機発泡体製造用の無機組成物とし、さらにこの無
機組成物を速やかに、内寸法が縦１００ｍｍ×横１００
ｍｍ×高さ２００ｍｍの熱硬化性樹脂製の型内に注入し
、内部の湿分が、後の加熱のさい外部に放散しないよう
に、予め不透湿性の被覆材で被覆し、約１０分間放置し
て、無機組成物を発泡させた。

【００２８】無機組成物の発泡が完全に終了した後、こ
れを８５℃のオーブン中で４時間加熱した。このように
して得られた内容物は、充分に硬化した無機発泡体であ
った。

【００２９】上記の無機発泡体を、縦５０ｍｍ×横５０
ｍｍ×高さ５０ｍｍの大きさに切り出し、これをさらに
５０℃のオーブンで２時間乾燥したのち、得られた無機
発泡体の密度、並びに圧縮強さ（測定法はＪＩＳ　　Ａ
９５１４に準じる）を測定した。また、得られた無機発
泡体の硬化状態を観察し、これらの結果を表１にまとめ
て示した。

【００３０】実施例２ 微粉状無機物として平均粒径１５μｍのフライアッシュ
１００重量部を回転式混練機に入れ、これを攪拌しなが
ら、スプレー法により活性成分としてのＡｌ２　Ｏ３　
１０重量％のアルミナゾルとＳｉＯ２　２０重量％のシ
リカゾルの混合水溶液を、アルミナゾルが５０重量部お
よびシリカゾルが２５重量部となるようにコーティング
したのち、内容物を取り出し、以下実施例１の場合と同
様にして、反応性を有する無機固体成分Ｂを得た。

【００３１】ついで、この反応性を有する無機固体成分
Ｂを、表１に示す配合割合に従って配合し、上記実施例
１の場合と同様にして、無機発泡体を製作した。そして
、得られた無機発泡体の圧縮強さを同様に測定し、その
結果を無機発泡体の硬化状態および密度と共に表１に示
した。

【００３２】実施例３ 微粉状無機物として平均粒径２５μｍの焼成ボーキサイ
ト１００重量部を回転式混練機に入れ、これを攪拌しな
がら、スプレー法により活性成分としてのＳｉＯ２　２
０重量％のシリカゾル水溶液を、シリカゾルが６０重量
部となるようにコーティングしたのち、内容物を取り出
し、焼成を４００℃で９０分する以外は、上記実施例１
の場合と同様にして、反応性を有する無機固体成分Ｃを
得た。

【００３３】ついで、この反応性を有する無機固体成分
Ｃと上記実施例２で得られた無機固体成分Ｂとを、表１
に示す配合割合（珪酸カリウム・ナトリウム水溶液は１
００重量部を添加）に従って配合し、型内の放置を１５
分間行なった以外は、上記実施例１の場合と同様にして
、無機発泡体を製作した。そして、得られた無機発泡体
の圧縮強さを同様に測定し、その結果を無機発泡体の硬
化状態および密度と共に表１に示した。

【００３４】比較例１〜３ 比較のために、上記実施例１〜３の微粉状無機物、すな
わち珪砂、フライアッシュ、並びに焼成ボーキサイトの
表面を活性化することなくそのまゝ使用して、成分の配
合割合、混練、発泡、加熱成形、乾燥、および焼成を実
施例１〜３の場合と同様に行ない、比較のための３種の
無機発泡体を製作した。得られた無機発泡体は、加熱後
も充分に硬化しておらず、まだ軟らかい状態であり、こ
れらの結果を表１にあわせて示した。

【００３５】なお、無機発泡体の硬化状態の評価は、つ
ぎのようにした。

【００３６】○：発泡成形体が充分固化していて、容器
から取り出し、切出しの可能なもの。 ×：発泡成形体が充分固化しておらず、軟らかいため容
器から取り出すことができない状態のもの。

【００３７】

【表１】

【００３８】上記表１の結果から明らかなように、この
発明の実施例１〜３の無機組成物によれば、無機固体成
分が、不活性または小さい活性の微粉状無機物の表面に
、アルミナゾル、またはアルミナゾルとシリカゾルより
なる活性成分をコーティングしたものを用いているから
、微粉状無機物の反応性が安定して、その活性が高まり
、従って硬化状態がきわめて良好で、かつ圧縮強さの大
きい非常に品質の良い無機発泡体を得ることができた。

【００３９】これに対し、微粉状無機物の表面を活性化
することなくそのまゝ使用した比較例１〜３の無機発泡
体では、いずれも硬化状態が悪く、不燃性断熱材として
充分には使用できないものであった。

【００４０】

【発明の効果】この発明による不燃性無機発泡体製造用
無機組成物は、上述のように、無機固体成分が、不活性
または小さい活性の微粉状無機物の表面に、アルミナゾ
ルおよび／またはシリカゾルよりなる活性成分をコーテ
ィングしたものであるから、微粉状無機物の反応性を安
定させて、その活性を高めることができ、これによって
充分に硬化した品質の良い無機発泡体を製造することが
でき、この発明の無機組成物によりえられた無機発泡体
は、圧縮強さが高く、均質な気泡を有し、また密度が均
一であるとともに、外観がきわめて良好なものであり、
不燃性かつ無発煙性の断熱材としてきわめて有用である
という効果を奏する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルカリ金属珪酸塩水溶液、無機固体成分
   、フィラーおよび発泡剤よりなる無機組成物であって、
   無機固体成分が、不活性または小さい活性の微粉状無機
   物の表面に、アルミナゾルおよびシリカゾルのうちの少
   なくとも一方の成分よりなる活性成分をコーティングし
   たものであることを特徴とする、不燃性無機発泡体製造
   用無機組成物。
2. 【請求項２】無機固体成分の微粉状無機物が、珪砂、ア
   ルミナ、カオリン、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、
   水酸化アルミニウム、ガラス粉、コランダムもしくはム
   ライト製造時に発生する電気集塵装置の灰、フライアッ
   シュ、焼成カオリン、焼成ボーキサイトよりなる群の中
   から選ばれた少なくとも１つの物質である、請求項１記
   載の不燃性無機発泡体製造用無機組成物。