JP3910709B2 - 無機発泡体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機発泡体の製造方法に関するものであり、より詳しくは、独立気泡を有する外観の優れた無機発泡体を製造し得るようにした無機発泡体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の外壁や屋根などに用いられる無機発泡体のパネルの製造方法には、従来、特公平６−１５４２８号公報に記載されたようなものがある。
【０００３】
上記公報に記載された無機発泡体の製造方法では、要するに、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体やアルカリ金属珪酸塩の水溶液を含む硬化性無機質組成物に発泡剤を加えてバッチミキサーなどで混合・混練し、得られた混練物を所定の雌型に注入すると共に雌型に雄型を嵌合装着し、型内に混練物を発泡充填させた後、型ごと熱エネルギーを付与し脱水縮重合反応を起こさせて硬化させ、得られた成形体を脱型して乾燥させることにより、最終的に無機発泡体を得るようにしている。
【０００４】
このような無機発泡体の製造方法では、原料の混合時や注型時に巻き込んだ空気によって型に対する充填不良が生じるなどにより表面に欠陥のある無機発泡体ができてしまい、製品の外観が損われることとなるので、発泡開始後に型内の混練物に振動を与えて、充填不良をなくし、外観を向上させるようにすることが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の無機発泡体の製造方法には、以下のような問題があった。
【０００６】
即ち、充填不良によってできる表面の欠陥を除去するために、従来は、発泡開始後に型内の混練物に振動を与えるようにしているが、このように、発泡開始後に型内の混練物に振動を与えた場合、発泡によって発生した気泡どうしが振動により結合されて、気泡の独立性が損われてしまうため、外観の良好な無機発泡体が製造できないという問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、上述の実情に鑑み、独立気泡を有する外観の優れた無機発泡体を製造し得るようにした無機発泡体の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本願の請求項１の発明は、発泡剤を混合した硬化性無機質組成物を成形用型内に注型して、前記硬化性無機質組成物が発泡する前に前記成型用型に振動を付与した後、前記硬化性無機質組成物を加熱して前記成形用型内で発泡・硬化させることにより、前記成形用型内に前記硬化性無機質組成物からなる無機発泡体を製造する無機発泡体の製造方法であって、前記無機発泡体に凹凸の意匠面を形成する模様が前記成型用型の内底面に形成されていると共に、前記硬化性無機質組成物の発泡を開始させる前に、前記意匠面を形成する前記内底面の面延設方向で且つ前記凹凸量が最も大きくなる方向に前記硬化性無機質組成物を前記成形用型内で流動させるように、前記硬化性無機質組成物に振動を与える無機発泡体の製造方法としたことを特徴とする。
【０００９】
このように構成された請求項１記載のものでは、混合された硬化性無機質組成物の発泡が開始される以前に成形用型内の硬化性無機質組成物に、振動を与える。例えば、硬化性無機質組成物の発泡・硬化により形成される無機発泡体が板体の場合、板の表面や裏面に略平行な面内の方向で、該板体の厚み方向に略直交する面延設方向に沿って振動が与えられて、発泡によって発生した気泡どうしが、振動により結合されずに独立気泡を維持させながら、無機発泡体の表面を均して、充填不良を解消できる。
【００１０】
また、面延設方向に沿って大きな振幅が与えられても、硬化性無機組成物を充填する型枠体に流動する該硬化性無機組成物が堰き止められて、流出する虞が少ない。
【００１１】
しかも、振動より面延設方向に沿わせて該硬化性無機組成物が略均一量に分配されて効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【００１２】
よって、無機発泡体の外表面に露呈する気泡は、独立気泡と略なるため、良好な外観品質を得ることが出来る。
【００１３】
また、請求項１に記載されたものでは、前記無機発泡体に凹凸の意匠面を形成する模様が前記成型用型の内底面に形成されていると共に、前記硬化性無機質組成物の発泡を開始させる前に、前記意匠面を形成する前記内底面の面延設方向で且つ前記凹凸量が最も大きくなる方向に前記硬化性無機質組成物を前記成形用型内で流動させるように、前記硬化性無機質組成物に振動を与えるようにしている。
【００１４】
このように構成された請求項１記載のものでは、振動が与えられると、前記硬化性無機発泡体形成型内に設けられた凹凸に対して、流動する前記硬化性無機質組成物が衝突して干渉する。
【００１５】
このため、大きな振幅が与えられても、無機発泡体の外観を形成する凹凸模様等によって、エネルギが吸収されて更に効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【００１６】
従って更に良好な外観品質を得ることが出来る。
【００１７】
更に、請求項２に記載されたものでは、前記硬化性無機発泡体形成型内には、振動方向に略直交する方向に、前記硬化性無機質組成物の流動を阻害する仕切を設けてなる無機発泡体の製造方法を特徴としている。
【００１８】
このように構成された請求項２記載のものでは、大きな振幅が与えられても、前記仕切によって、エネルギが吸収されて更に効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【００１９】
従って更に良好な外観品質を得ることが出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例と共に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態の一例である。
【００２２】
本発明は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）、水（Ｃ）、及び、発泡剤（Ｅ）を混合して硬化性無機質組成物を形成し、硬化性無機質組成物を発泡・硬化させて無機発泡体を製造する場合に、混合した硬化性無機質組成物が発泡を開始する以前に硬化性無機質組成物に振動、特に面方向の振動を与えるようにしたところにその特徴がある。
【００２３】
以下に、上記をより詳細に説明する。
【００２４】
先ず、図１に示すように、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）と、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）と、水（Ｃ）と、発泡剤（Ｅ）などから成る原料を用意する。
【００２５】
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）としては、ＳｉＯ2が、１０〜９０重量％、Ａｌ2Ｏ3が、９０〜１０重量％のものが好ましく使用される。このような粉体としては、例えば、（Ａ１）粒径が２０μｍ以下の粉体を８０重量％以上含有するフライアッシュ、（Ａ２）４００〜１０００Ｃ゜で焼成された粒径が２０μｍ以下の粉体を８０重量％以上含有するフライアッシュ、（Ａ３）フライアッシュ又は粘土を溶融し気体中で噴霧することによって得られた無機質粉体、（Ａ４）粘土に０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギーを作用させることにより得られた無機質粉体、（Ａ５）アルミナ系研磨材を製造する際のダスト、粉砕焼成ボーキサイト等、（Ａ４）の無機質粉体を更に１００〜７５０Ｃ゜で加熱することにより得られた無機質粉体、（Ａ６）メタカオリン、によりなる群より選ばれる１種以上の無機質粉体等が使用できる。尚、組成と粒度が適当であればこれらに限定される物ではない。
【００２６】
また、これらの粉体をそのまま用いてもよいが、活性化させるために、溶射処理、粉砕分級、機械的エネルギーを作用させてもよい。
【００２７】
溶射処理によって活性化する方法としては、セラミックコーティングに適用される溶射技術が応用される。その溶射技術は、好ましくは材料粉末が２０００〜１６０００℃の温度で溶融され、３０〜８００ｍ／秒の速度で噴霧されるものであり、プラズマ溶射法、高エネルギーガス溶射法、アーク溶射法等が可能である。得られた粉体の比表面積は、０．１〜１００ｍ2／ｇ が好ましい。
【００２８】
分級、粉砕によって活性化する方法としては、従来公知の任意の方法が採用され、篩、比重、風力、湿式沈降等による分級、ジェットミル、ロールミル、ボールミルによる粉砕などがあげられる。これらの手段は併用されてもよい。
【００２９】
機械的エネルギーを作用させて活性化する方法としては、ボール媒体ミル、媒体撹拌型ミル、ローラミル等が使用され、作用させる機械的エネルギーとしては０．５ｋｗｈ／ｋｇ〜３０ｋｗｈ／ｋｇが好ましい。小さいと粉体を活性化しにくく、大きいと装置への負荷が大きい。
【００３０】
上記フライアッシュは、必要に応じて、焼成されたものでもよい。焼成温度は、低いとフライアッシュの黒色が残って着色が困難となり、高いと、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）との反応性が低くなるので、４００℃〜１０００℃であることが好ましい。
【００３１】
本発明で用いられるアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）とは、Ｍ2Ｏ・ｎＳｉＯ2（Ｍ＝Ｌｉ、Ｋ、Ｎａまたはそれらの混合物、）で表され、ｎ＝０．１〜８のものが好ましく、ｎ＝０．５〜３のものが好ましく、ｎ＝０．５〜２．５のものが特に好ましい。すなわち、ｎが０．１に満たない場合には、緻密な成形体が得られず、得られた成形体の機械的強度が低くなる。
【００３２】
また、ｎが８を越えた場合、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）水溶液がゲル化をおこしやすく粘度が急激に上昇するため、粉体との混合が困難になるおそれがある。
【００３３】
アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して０．２〜４５０重量部を添加する必要があるが、好ましい添加量は、１０〜３５０重量部、さらに好ましい添加量は、２０〜２５０重量部である。
【００３４】
添加量が０．２重量部未満の場合には、反応に必要なアルカリの量が少なすぎるために、硬化不良となり、逆に、４５０重量部を越える場合には、硬化剤（Ｄ）が多量となるため、無機発泡体の耐水性に問題が生じる。
【００３５】
本発明で使用される水（Ｃ）は上記アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）の水溶液として添加されてもよいし、独立して添加されてもよい。水（Ｃ）の量は少なくなると、十分に硬化せずまた混合が困難となり、多くなると硬化体の強度が低下しやすくなるので上記反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して、３５〜１５００重量部に限定され、好ましくは４５〜１０００重量部、さらに好ましくは５０〜５００重量部である。添加量が１０重量部を下回ると、反応性無機質粉体（Ａ）と混合することが不可能となり、逆に、１０００重量部を越えると、得られる無機発泡体の機械的強度が低下する。
【００３６】
本発明においては、硬化剤（Ｄ）、発泡剤（Ｅ）、無機質充填材（Ｆ）、補強繊維（Ｇ）、発泡助剤（Ｈ）、有機質発泡体もしくは無機質発泡体などの発泡体（Ｉ）をさらに添加する。
【００３７】
硬化剤（Ｄ）としては、塩化マグネシウム、酸化亜鉛などが挙げられる。
【００３８】
硬化剤（Ｄ）としての塩化マグネシウムは、ＭｇＣｌ2で表され、無水物、６水和物、
１２水和物が使用される。
【００３９】
塩化マグネシウムの添加量は、反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して、１〜１００重量部である必要がある。
【００４０】
また、硬化剤（Ｄ）として酸化亜鉛を使用する場合の添加量は、反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して、１〜１００重量部である必要がある。
【００４１】
添加量が１重量部を下回ると、無機発泡体の耐久性が悪く、逆に、１００重量部を越えると、無機発泡体の機械的強度が低下する。
【００４２】
発泡剤（Ｅ）としては、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過ほう酸ナトリウム等の過酸化物、或いはＭｇ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェロシリコン等の金属粉末が挙げられ、コスト、安全性、入手の容易さ、混合のし易さを考慮すると、これらのうち、過酸化水素、アルミニウム粉末が好ましく、発泡反応の制御のし易さの点を考慮すると、Ｓｉ，フェロシリコンが好ましい。
【００４３】
発泡剤（Ｅ）は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して０．０１〜１０重量部の範囲で添加量が目的とする成形体の密度によって決定される。すなわち、添加量が１０重量部を越えると発泡ガスが過剰となって破砲し、０．０１重量部を下回ると発泡倍率が小さすぎて成形体としての意味を失う。
【００４４】
また、過酸化水素を発泡剤（Ｅ）として用いるときは、水溶液にして用いるのが好ましい。発泡剤（Ｅ）として使用できる過酸化水素水溶液の濃度は、０．５〜３５％、好ましくは１〜２５％、さらに好ましくは５〜１５％である。濃度が３５％を越えると、発泡が速くなりすぎ、安定に発泡できない上、危険である。また、濃度が０．５％を下回ると過酸化水素の量に対して水の量が多くなりすぎ粘度が低下して発泡が安定しなくなるおそれがある。
【００４５】
金属粉末を発泡剤（Ｅ）として使用する場合、その粒径が、平均粒径１〜２００μｍであることが好ましい。
【００４６】
すなわち、平均粒径が２００μｍを越えると、反応性が低下し、１μｍを下回ると、分散性が低下するとともに、反応性が高くなり発泡が速くなりすぎるおそれがある。
【００４７】
無機質充填材（Ｆ）は、硬化時の収縮低減、スラリーの流動性向上、セルの緻密化、気泡の安定化などを図ることができ、例えば、珪砂、珪石粉、スラグ、マイカ、タルク、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、ゼオライト、活性炭、アルミナゲルなどの多孔質粉体等が挙げられる。
【００４８】
また、無機質充填材（Ｆ）は、平均粒径０．０１μｍ以上１ｍｍ以下の粒径のものが好ましい。すなわち、平均粒径１ｍｍを越えると、発泡が安定しなくなり、０．０１μｍを下回ると吸着水量の増加によって粘度が上がり作業性が低下する。
【００４９】
無機質充填材（Ｆ）の添加量は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対し、７００重量部以下が好ましく、さらに好ましくは１０〜５００重量部である。すなわち、添加量が７００重量部を越えると強度低下を起こすおそれがある。
【００５０】
補強繊維（Ｇ）は、強度向上、クラック防止等を図ることができ、例えば、ビニロン、ポリプロピレン、アラミド、アクリル、レーヨン等の有機繊維、カーボン、ガラス、チタン酸カリウム、アルミナ、鋼、スラグウール等の有機繊維が挙げられる。
【００５１】
添加される補強繊維（Ｇ）の好ましい繊維長は、１〜１５ｍｍ、好ましい繊維径は、１〜５００μｍである。
【００５２】
繊維長が１５ｍｍを越えると、分散性が低下し、繊維径が１μｍを下回ると混合時に再凝集し、ファイバーボールが形成されて強度が向上しなくなるおそれがあり、繊維長が１ｍｍより下回るか繊維径が５００μｍを越えると、補強効果が小さい。
【００５３】
補強繊維（Ｇ）の添加量は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対し、１０重量部以下が好ましい。すなわち、１０重量部を越えると、繊維の分散性低下のおそれがある。
【００５４】
有機質発泡体や無機質発泡体などの発泡体（Ｉ）は成形体の軽量化を図ることができ、有機質発泡体（Ｉ）としては、塩化ビニル、フェノール、ユリア、スチレン、ウレタン、エチレンなどの合成樹脂の粒状発泡体が挙げられ、無機質発泡体（Ｉ）としては、ガラスバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン、シリカバルーン、パーライト、ヒル石、粒状発泡シリカ等が挙げられ、これらを単独で又は混合して用いることができる。
【００５５】
上記の発泡体（Ｉ）は、比重が０．０１未満では、成形体の機械的強度の低下を招き、また、１を越えると軽量化の効果が得られなくなるおそれがあるため、比重０．０１〜１のものが好ましく、さらに好ましくは比重が０．０３〜０．７のものがよい。
【００５６】
上記発泡体（Ｉ）の添加量は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対し、１０〜１００重量部が好ましく、さらに好ましくは３０〜８０重量部がよい。すなわち、添加量が１０重量部を下回ると軽量化の効果が得られず、１００重量部を越えると機械的強度が低下するおそれがある。
【００５７】
次に、上記原料を、ミキサー２で混合・混練し混練物（硬化性無機質組成物）とする（図１ａ）。
【００５８】
得られた混練物は、温度が４０℃以下となるように、必要に応じて冷却を行い調整する。これは、この温度以上になると、発泡が早く起こってしまうからである。
【００５９】
尚、混練物の温度を２０℃以下にすると、発泡開始時間を遅延させることができるので、好ましい。このため、非発泡の材料として作り置きして注型を終了するまでの間多量に貯蔵しておくことが可能となるので、有利である。
【００６０】
この混練物（硬化性無機質組成物）を、図１（ｂ）から明らかなように振動台４上の成形用型１の下型３内に注型し、本発明では、発泡前に振動台４で下型３に振動を与えることで、下型３内の混練物（硬化性無機質組成物）に振動を与える（図１ｂ）。
【００６１】
振動方向は、製造された無機発泡体の凹凸の意匠面（下型３の内底面が最終的に意匠面を形成する面となる）に対し、厚み方向よりは面延設方向（下型３の内底面の面延設方向と同方向）とする。特に、面延設方向でも、意匠面の単位長さあたりの凹凸量が最も大きくなる方向とするのがよい。
【００６２】
振幅は、小振幅よりも大振幅としたほうがよい。
【００６３】
振動数は、特に限定される必要はないが、成形用型１内に注入された硬化性無機質組成物が型外にあふれない程度の振動数とする。
【００６４】
製造しようとする無機発泡体の凹凸の意匠面に対し面延設方向に振動を与える場合、成形用型１の模様（図から明らかな如く無機発泡体の凹凸を形成する凹凸模様）に応じて仕切り９ａ（図２参照）をするのがよい。仕切り９ａは、振動を与えることによって生じる硬化性無機質組成物の流動を遮ることができるものであれば何でもよい。
【００６５】
このようにすることにより、独立気泡を有する外観良好な無機発泡体を得ることが可能となる。
【００６６】
そして、成形用型１が密閉構造であるならば、無機発泡体の厚さ方向略中央或いは、裏面側に近傍等に位置する様に、補強材である前記補強繊維（Ｇ）を混入又は、補強材である平板状の補強部材を下型３に配設して、この下型３に蓋５をして発泡させる（図１ｃ）。
【００６７】
注型後に６０℃以上の温度に加熱すると、混練物は発泡に必要な温度にまで昇温されて短時間で発泡を終えるので、プロセス上の取扱いが便利となり、且つ、生産性の向上も得られる。
【００６８】
混練物が十分に発泡したら、混練物を成形用型１ごと加熱炉６で加熱し脱水縮重合反応を起こさせて硬化させる（図１ｄ）。
【００６９】
硬化温度は、常温でもよいが、５０〜２００℃に加熱することにより、硬化反応を促進でき、且つ、得られる成形体の機械的強度を向上することができる。
【００７０】
その後、形成された成形体を成形用型１から脱型する（図１ｅ）。成形体を脱型された下型３と蓋５は、上流側へ戻されて再利用される。
【００７１】
最後に、この成形体の余剰水分を乾燥炉７で乾燥して、無機発泡体を製造する（図１ｆ）。無機発泡体は、必要に応じて二次加工され、出荷される（図１ｇ）。
【００７２】
このように、本発明によれば、混合した硬化性無機質組成物が発泡を開始する以前に硬化性無機質組成物に振動、特に面方向の振動を与えるようにしたので、独立気泡を有する外観良好な無機発泡体を得ることができるようになる。
【００７３】
【実施例】
・参考例（イ）
本発明の効果を調べるため、以下のような実験を行った。
【００７４】
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）として以下のものを使用した。
【００７５】
メタカオリン（エンゲルハード社製のＳＡＴＩＯＮＴＯＮＥ ＳＰ ３３、平均粒径３．３μｍ、比表面積１３．９ｍ2／ｇ）１００重量部及びトリエタノールアミン２５重量部％とエタノール７５重量部％の混合溶液０．５重量部をウルトラファインミルＡＴ−２０（三菱重工業社製、ジルコニアボール１０ｍｍφ使用、ボール充填率８５体積％）に供給し、２５ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギーを作用させて反応性粉体Ａを得た。尚、作用させた機械的エネルギーは、ボールミルに供給した電力を処理粉体単位重量あたりで表わした。
【００７６】
実施例１
所定量のｎＳｉＯ2−Ｍ2Ｏ（ｎ＝１．５、Ｍ＝Ｎａ，Ｋ；モル比１：１）をオートクレーブ中において１３０℃、７ｋｇ／ｃｍ 2 で所定量の水に溶解し、ワラスナイト（土屋カオリン工業（株）社製 商品名；ケモリットＡ−６０）、ビニロン繊維（クラレ（株）社製 商品名；ＲＭ１８２＊３）、珪石粉（住友大阪セメント（株）社製 商品名；ソフトシリカ）、８号珪砂（セキモト建材社製 商品名；８号珪砂）、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）、水酸化アルミニウム（粒径１００μｍ以下）、ステアリン酸亜鉛（堺化学社製 商品名Ｓｚ−２０００）をオムニミキサー（千代田技研工業（株）社製）で混合し、均一な混練物とした。この混練物に、粒径が７０μｍ以下の粉末９０重量％以上を含有するアルミ粉（ミナルコ（株）社製 ＃３５０Ｆ）を添加して４０秒撹拌し、硬化性無機質組成物を得た。これを型内に流し込みながら振動（振動数３００Ｈｚ）を１分与え、振動を与えてから１分後に発泡が開始し、発泡終了後硬化させ脱型し無機発泡体を得た。この無機発泡体は、外観が優れており、さらに、顕微鏡で観察したところ、独立気泡の多い発泡体となっていた。
【００７７】
実施例２
所定量のｎＳｉＯ2−Ｍ2Ｏ（ｎ＝１．５、Ｍ＝Ｎａ，Ｋ；モル比１：１）をオートクレーブ中において１３０℃、７ｋｇ／ｃｍ 2 で所定量の水に溶解し、ワラスナイト（土屋カオリン工業（株）社製 商品名；ケモリットＡ−６０）、ビニロン繊維（クラレ（株）社製 商品名；ＲＭ１８２＊３）、珪石粉（住友大阪セメント（株）社製 商品名；ソフトシリカ）、８号珪砂（セキモト建材社製 商品名；８号珪砂）、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）、水酸化アルミニウム（粒径１００μｍ以下）、ステアリン酸亜鉛（堺化学社製 商品名Ｓｚ−２０００）をオムニミキサー（千代田技研工業（株）社製）で混合し、均一な混練物とした。この混練物に、粒径が７０μｍ以下の粉末１００重量％を含有するＳｉ粉（キンセイマテック（株）社製 ＃６００）を添加して４０秒撹拌し、硬化性無機質組成物を得た。これを型内に流し込み、振動（振動数３００Ｈｚ）を１分与え、振動を与えてから１２分後に発泡が開始し、発泡終了後硬化させ脱型し無機発泡体を得た。この無機発泡体は、外観が優れており、さらに、顕微鏡で観察したところ、独立気泡の多い発泡体となっていた。
【００７８】
比較例
所定量のｎＳｉＯ2−Ｍ2Ｏ（ｎ＝１．５、Ｍ＝Ｎａ，Ｋ；モル比１：１）をオートクレーブ中において１３０℃、７ｋｇ／ｃｍ 2 で所定量の水に溶解し、ワラスナイト（土屋カオリン工業（株）社製 商品名；ケモリットＡ−６０）、ビニロン繊維（クラレ（株）社製 商品名；ＲＭ１８２＊３）、珪石粉（住友大阪セメント（株）社製 商品名；ソフトシリカ）、８号珪砂（セキモト建材社製 商品名；８号珪砂）、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）、水酸化アルミニウム（粒径１００μｍ以下）、ステアリン酸亜鉛（堺化学社製 商品名Ｓｚ−２０００）をオムニミキサー（千代田技研工業（株）社製）で混合し、均一な混練物とした。この混練物に、粒径が７０μｍ以下の粉末９０重量％以上を含有するアルミ粉（ミナルコ（株）社製 ＃３５０Ｆ）を添加して４０秒撹拌し、硬化性無機質組成物を得た。これを型内に流し込み、発泡が開始した後に振動（振動数３００Ｈｚ）を１分与え、発泡終了後硬化させ脱型し無機発泡体を得た。この無機発泡体の外観は、気泡がつぶれたことにより外観が損われており、さらに、顕微鏡で観察したところ、独立気泡の少ない発泡体となっていた。
・実施例（ロ）
仕切りの効果を確認するために、以下の実験を行った。
【００７９】
・参考例（ロ）
仕切りの効果を確認するために、以下の実験を行った。
【００８０】
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）
メタカオリン１．７ｋｇを三菱重工業社製の商品名「ウルトラファインミルＡＴ−２０」（ジルコニアボール１０ｍｍφ使用、ボール充填率８５％、粉砕助剤としてトリエタノールアミン２５％とエタノール７５％の混合物を１０ｇ添加）に供給し、９．９ｋｗｈ／ｋｇ（３時間＊３．３ｋｗｈ／ｋｇ）の機械的エネルギーを作用させて得た。
【００８１】
アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）
珪酸カリ水溶液（日本化学工業（株）製 モル比ＳｉＯ2：Ｋ2Ｏ＝１．４：１．４５％水溶液）
発泡剤（Ｅ）
Ｓｉ粉末（キンセイマテック（株）製 Ｍ−Ｓｉ ＃６００）
無機質充填材（Ｆ）
ワラスナイト（土屋カオリン工業（株）製 ケモリットＡ−６０）
珪石粉（住友大阪セメント（株）製 ブレーン値５０００ｃｍ2／ｇ）
補強繊維（Ｇ）
ビニロン繊維（クラレ（株）製 ＲＭ１８２＊３）
ステアリン酸亜鉛（試薬特級）
上記原料の配合は、表１の通りである。
【００８２】
【表１】
【００８３】
表１の組成物をオムニミキサーに供給して５分間混合した。得られた混練物を９００＊９００＊５０ｍｍの型内に注入した後、発泡前４に振動を与え、その後、型枠ごと８５℃の熱風乾燥機中で１０時間加熱させて無機発泡体を得た。得られた無機発泡体を裏面型のみを外し、５０℃で乾燥した。
【００８４】
この際、図２の型枠（成型用型１）に、図３のような凹凸８のある仕切り９ａと、図４のような凹凸８のない仕切り９ｂを取付けて比較した（図５参照）。
【００８５】
得られた無機発泡体を下記の条件で評価し、結果を表２にまとめた。
【００８６】
外観評価脱型後乾燥した無機発泡体表面の外観を目視で判定した。
【００８７】
【表２】
【００８８】
その結果、仕切り９には効果があることが確認された。
・実施例（ハ）
振動の方向について、以下の実験を行った。
【００８９】
原料および加工条件は、参考例（ロ）の場合と同じとした。
【００９０】
そして、図６に示すように、内底面に、α方向へ延びる間隔の狭い溝１０と、β方向へ延びる間隔の広い溝１１を有する下型３を形成し、更に、この下型３を溝１０，１１の深さを変えて３種類用意した。
【００９１】
意匠中に充填不良があるかどうかを外観評価判定し、表３のような結果を得た。
【００９２】
【表３】
【００９３】
その結果、振動方向は、製造された無機発泡体の凹凸の意匠面（下型３の内底面が最終的に意匠面を形成する面となる）に対し、意匠面の単位長さあたりの凹凸量が最も大きくなる面延設方向（α方向よりはβ方向）とするのがよいことが確認された。また、意匠面の凹凸量が大きい（溝が浅いよりは溝が深い）ほど、良好な外観が得られることが確認された。
【００９４】
尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本願の請求項１の発明は、発泡剤を混合した硬化性無機質組成物を成形用型内に注型して、前記硬化性無機質組成物が発泡する前に前記成型用型に振動を付与した後、前記硬化性無機質組成物を加熱して前記成形用型内で発泡・硬化させることにより、前記成形用型内に前記硬化性無機質組成物からなる無機発泡体を製造する無機発泡体の製造方法であって、前記無機発泡体に凹凸の意匠面を形成する模様が前記成型用型の内底面に形成されていると共に、前記硬化性無機質組成物の発泡を開始させる前に、前記意匠面を形成する前記内底面の面延設方向で且つ前記凹凸量が最も大きくなる方向に前記硬化性無機質組成物を前記成形用型内で流動させるように、前記硬化性無機質組成物に振動を与える無機発泡体の製造方法としたことを特徴とする。
【００９６】
このように構成された請求項１記載のものでは、混合された硬化性無機質組成物の発泡が開始される以前に成形用型に内の硬化性無機質組成物に、例えば、硬化性無機質組成物の発泡・硬化により形成される無機発泡体が板体の場合、板の表面や裏面に略平行な面内の方向で、該板体の厚み方向に略直交する面延設方向に沿って振動が与えられて、発泡によって発生した気泡どうしが、振動により結合されずに独立気泡を維持させながら、無機発泡体の表面を均して、充填不良を解消できる。
【００９７】
また、面延設方向に沿って大きな振幅が与えられても、硬化性無機組成物を充填する型枠体に流動する該硬化性無機組成物が堰き止められて、流出する虞が少ない。
【００９８】
しかも、振動より面延設方向に沿わせて該硬化性無機組成物が略均一量に分配されて効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【００９９】
よって、無機発泡体の外表面に露呈する気泡は、独立気泡と略なるため、良好な外観品質を得ることが出来る。
【０１００】
また、請求項１に記載されたものでは、前記無機発泡体に凹凸の意匠面を形成する模様が前記成型用型の内底面に形成されていると共に、前記硬化性無機質組成物の発泡を開始させる前に、前記意匠面を形成する前記内底面の面延設方向で且つ前記凹凸量が最も大きくなる方向に前記硬化性無機質組成物を前記成形用型内で流動させるように、前記硬化性無機質組成物に振動を与えるようにしている。
【０１０１】
このように構成された請求項１記載のものでは、振動が与えられると、前記硬化性無機発泡体形成型内に設けられた凹凸に対して、流動する前記硬化性無機質組成物が衝突して干渉する。
【０１０２】
このため、大きな振幅が与えられても、無機発泡体の外観を形成する凹凸模様等によって、エネルギが吸収されて更に効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【０１０３】
従って更に良好な外観品質を得ることが出来る。
【０１０４】
更に、請求項２に記載されたものでは、前記硬化性無機発泡体形成型内には、振動方向に略直交する方向に、前記硬化性無機質組成物の流動を阻害する仕切を設けてなる無機発泡体の製造方法を特徴としている。
【０１０５】
このように構成された請求項２記載のものでは、大きな振幅が与えられても、前記仕切によって、エネルギが吸収されて更に効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【０１０６】
従って更に良好な外観品質を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態にかかる無機物硬化体の製造工程の模式図である。
【図２】 実施の形態の参考例（ロ）に用いられた成形用型と仕切りとの様子を示す図である。
【図３】 実施の形態の参考例（ロ）に用いられた成形用型と仕切りとの様子を示す図である。
【図４】 実施の形態の参考例（ロ）に用いられた成形用型と仕切りとの様子を示す図である。
【図５】 実施の形態の参考例（ロ）に用いられた成形用型と仕切りとの様子を示す図である。
【図６】 （Ａ）〜（Ｃ）は実施例（ハ）に用いられた下型と溝の状態を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機発泡体の製造方法に関するものであり、より詳しくは、独立気泡を有する外観の優れた無機発泡体を製造し得るようにした無機発泡体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の外壁や屋根などに用いられる無機発泡体のパネルの製造方法には、従来、特公平６−１５４２８号公報に記載されたようなものがある。
【０００３】
上記公報に記載された無機発泡体の製造方法では、要するに、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体やアルカリ金属珪酸塩の水溶液を含む硬化性無機質組成物に発泡剤を加えてバッチミキサーなどで混合・混練し、得られた混練物を所定の雌型に注入すると共に雌型に雄型を嵌合装着し、型内に混練物を発泡充填させた後、型ごと熱エネルギーを付与し脱水縮重合反応を起こさせて硬化させ、得られた成形体を脱型して乾燥させることにより、最終的に無機発泡体を得るようにしている。
【０００４】
このような無機発泡体の製造方法では、原料の混合時や注型時に巻き込んだ空気によって型に対する充填不良が生じるなどにより表面に欠陥のある無機発泡体ができてしまい、製品の外観が損われることとなるので、発泡開始後に型内の混練物に振動を与えて、充填不良をなくし、外観を向上させるようにすることが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の無機発泡体の製造方法には、以下のような問題があった。
【０００６】
即ち、充填不良によってできる表面の欠陥を除去するために、従来は、発泡開始後に型内の混練物に振動を与えるようにしているが、このように、発泡開始後に型内の混練物に振動を与えた場合、発泡によって発生した気泡どうしが振動により結合されて、気泡の独立性が損われてしまうため、外観の良好な無機発泡体が製造できないという問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、上述の実情に鑑み、独立気泡を有する外観の優れた無機発泡体を製造し得るようにした無機発泡体の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本願の請求項１の発明は、発泡剤を混合した硬化性無機質組成物を成形用型内に注型して、前記硬化性無機質組成物が発泡する前に前記成型用型に振動を付与した後、前記硬化性無機質組成物を加熱して前記成形用型内で発泡・硬化させることにより、前記成形用型内に前記硬化性無機質組成物からなる無機発泡体を製造する無機発泡体の製造方法であって、前記無機発泡体に凹凸の意匠面を形成する模様が前記成型用型の内底面に形成されていると共に、前記硬化性無機質組成物の発泡を開始させる前に、前記意匠面を形成する前記内底面の面延設方向で且つ前記凹凸量が最も大きくなる方向に前記硬化性無機質組成物を前記成形用型内で流動させるように、前記硬化性無機質組成物に振動を与える無機発泡体の製造方法としたことを特徴とする。
【０００９】
このように構成された請求項１記載のものでは、混合された硬化性無機質組成物の発泡が開始される以前に成形用型内の硬化性無機質組成物に、振動を与える。例えば、硬化性無機質組成物の発泡・硬化により形成される無機発泡体が板体の場合、板の表面や裏面に略平行な面内の方向で、該板体の厚み方向に略直交する面延設方向に沿って振動が与えられて、発泡によって発生した気泡どうしが、振動により結合されずに独立気泡を維持させながら、無機発泡体の表面を均して、充填不良を解消できる。
【００１０】
また、面延設方向に沿って大きな振幅が与えられても、硬化性無機組成物を充填する型枠体に流動する該硬化性無機組成物が堰き止められて、流出する虞が少ない。
【００１１】
しかも、振動より面延設方向に沿わせて該硬化性無機組成物が略均一量に分配されて効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【００１２】
よって、無機発泡体の外表面に露呈する気泡は、独立気泡と略なるため、良好な外観品質を得ることが出来る。
【００１３】
また、請求項１に記載されたものでは、前記無機発泡体に凹凸の意匠面を形成する模様が前記成型用型の内底面に形成されていると共に、前記硬化性無機質組成物の発泡を開始させる前に、前記意匠面を形成する前記内底面の面延設方向で且つ前記凹凸量が最も大きくなる方向に前記硬化性無機質組成物を前記成形用型内で流動させるように、前記硬化性無機質組成物に振動を与えるようにしている。
【００１４】
このように構成された請求項１記載のものでは、振動が与えられると、前記硬化性無機発泡体形成型内に設けられた凹凸に対して、流動する前記硬化性無機質組成物が衝突して干渉する。
【００１５】
このため、大きな振幅が与えられても、無機発泡体の外観を形成する凹凸模様等によって、エネルギが吸収されて更に効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【００１６】
従って更に良好な外観品質を得ることが出来る。
【００１７】
更に、請求項２に記載されたものでは、前記硬化性無機発泡体形成型内には、振動方向に略直交する方向に、前記硬化性無機質組成物の流動を阻害する仕切を設けてなる無機発泡体の製造方法を特徴としている。
【００１８】
このように構成された請求項２記載のものでは、大きな振幅が与えられても、前記仕切によって、エネルギが吸収されて更に効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【００１９】
従って更に良好な外観品質を得ることが出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例と共に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態の一例である。
【００２２】
本発明は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）、水（Ｃ）、及び、発泡剤（Ｅ）を混合して硬化性無機質組成物を形成し、硬化性無機質組成物を発泡・硬化させて無機発泡体を製造する場合に、混合した硬化性無機質組成物が発泡を開始する以前に硬化性無機質組成物に振動、特に面方向の振動を与えるようにしたところにその特徴がある。
【００２３】
以下に、上記をより詳細に説明する。
【００２４】
先ず、図１に示すように、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）と、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）と、水（Ｃ）と、発泡剤（Ｅ）などから成る原料を用意する。
【００２５】
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）としては、ＳｉＯ2が、１０〜９０重量％、Ａｌ2Ｏ3が、９０〜１０重量％のものが好ましく使用される。このような粉体としては、例えば、（Ａ１）粒径が２０μｍ以下の粉体を８０重量％以上含有するフライアッシュ、（Ａ２）４００〜１０００Ｃ゜で焼成された粒径が２０μｍ以下の粉体を８０重量％以上含有するフライアッシュ、（Ａ３）フライアッシュ又は粘土を溶融し気体中で噴霧することによって得られた無機質粉体、（Ａ４）粘土に０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギーを作用させることにより得られた無機質粉体、（Ａ５）アルミナ系研磨材を製造する際のダスト、粉砕焼成ボーキサイト等、（Ａ４）の無機質粉体を更に１００〜７５０Ｃ゜で加熱することにより得られた無機質粉体、（Ａ６）メタカオリン、によりなる群より選ばれる１種以上の無機質粉体等が使用できる。尚、組成と粒度が適当であればこれらに限定される物ではない。
【００２６】
また、これらの粉体をそのまま用いてもよいが、活性化させるために、溶射処理、粉砕分級、機械的エネルギーを作用させてもよい。
【００２７】
溶射処理によって活性化する方法としては、セラミックコーティングに適用される溶射技術が応用される。その溶射技術は、好ましくは材料粉末が２０００〜１６０００℃の温度で溶融され、３０〜８００ｍ／秒の速度で噴霧されるものであり、プラズマ溶射法、高エネルギーガス溶射法、アーク溶射法等が可能である。得られた粉体の比表面積は、０．１〜１００ｍ2／ｇ が好ましい。
【００２８】
分級、粉砕によって活性化する方法としては、従来公知の任意の方法が採用され、篩、比重、風力、湿式沈降等による分級、ジェットミル、ロールミル、ボールミルによる粉砕などがあげられる。これらの手段は併用されてもよい。
【００２９】
機械的エネルギーを作用させて活性化する方法としては、ボール媒体ミル、媒体撹拌型ミル、ローラミル等が使用され、作用させる機械的エネルギーとしては０．５ｋｗｈ／ｋｇ〜３０ｋｗｈ／ｋｇが好ましい。小さいと粉体を活性化しにくく、大きいと装置への負荷が大きい。
【００３０】
上記フライアッシュは、必要に応じて、焼成されたものでもよい。焼成温度は、低いとフライアッシュの黒色が残って着色が困難となり、高いと、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）との反応性が低くなるので、４００℃〜１０００℃であることが好ましい。
【００３１】
本発明で用いられるアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）とは、Ｍ2Ｏ・ｎＳｉＯ2（Ｍ＝Ｌｉ、Ｋ、Ｎａまたはそれらの混合物、）で表され、ｎ＝０．１〜８のものが好ましく、ｎ＝０．５〜３のものが好ましく、ｎ＝０．５〜２．５のものが特に好ましい。すなわち、ｎが０．１に満たない場合には、緻密な成形体が得られず、得られた成形体の機械的強度が低くなる。
【００３２】
また、ｎが８を越えた場合、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）水溶液がゲル化をおこしやすく粘度が急激に上昇するため、粉体との混合が困難になるおそれがある。
【００３３】
アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して０．２〜４５０重量部を添加する必要があるが、好ましい添加量は、１０〜３５０重量部、さらに好ましい添加量は、２０〜２５０重量部である。
【００３４】
添加量が０．２重量部未満の場合には、反応に必要なアルカリの量が少なすぎるために、硬化不良となり、逆に、４５０重量部を越える場合には、硬化剤（Ｄ）が多量となるため、無機発泡体の耐水性に問題が生じる。
【００３５】
本発明で使用される水（Ｃ）は上記アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）の水溶液として添加されてもよいし、独立して添加されてもよい。水（Ｃ）の量は少なくなると、十分に硬化せずまた混合が困難となり、多くなると硬化体の強度が低下しやすくなるので上記反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して、３５〜１５００重量部に限定され、好ましくは４５〜１０００重量部、さらに好ましくは５０〜５００重量部である。添加量が１０重量部を下回ると、反応性無機質粉体（Ａ）と混合することが不可能となり、逆に、１０００重量部を越えると、得られる無機発泡体の機械的強度が低下する。
【００３６】
本発明においては、硬化剤（Ｄ）、発泡剤（Ｅ）、無機質充填材（Ｆ）、補強繊維（Ｇ）、発泡助剤（Ｈ）、有機質発泡体もしくは無機質発泡体などの発泡体（Ｉ）をさらに添加する。
【００３７】
硬化剤（Ｄ）としては、塩化マグネシウム、酸化亜鉛などが挙げられる。
【００３８】
硬化剤（Ｄ）としての塩化マグネシウムは、ＭｇＣｌ2で表され、無水物、６水和物、
１２水和物が使用される。
【００３９】
塩化マグネシウムの添加量は、反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して、１〜１００重量部である必要がある。
【００４０】
また、硬化剤（Ｄ）として酸化亜鉛を使用する場合の添加量は、反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して、１〜１００重量部である必要がある。
【００４１】
添加量が１重量部を下回ると、無機発泡体の耐久性が悪く、逆に、１００重量部を越えると、無機発泡体の機械的強度が低下する。
【００４２】
発泡剤（Ｅ）としては、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過ほう酸ナトリウム等の過酸化物、或いはＭｇ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓｉ、フェロシリコン等の金属粉末が挙げられ、コスト、安全性、入手の容易さ、混合のし易さを考慮すると、これらのうち、過酸化水素、アルミニウム粉末が好ましく、発泡反応の制御のし易さの点を考慮すると、Ｓｉ，フェロシリコンが好ましい。
【００４３】
発泡剤（Ｅ）は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して０．０１〜１０重量部の範囲で添加量が目的とする成形体の密度によって決定される。すなわち、添加量が１０重量部を越えると発泡ガスが過剰となって破砲し、０．０１重量部を下回ると発泡倍率が小さすぎて成形体としての意味を失う。
【００４４】
また、過酸化水素を発泡剤（Ｅ）として用いるときは、水溶液にして用いるのが好ましい。発泡剤（Ｅ）として使用できる過酸化水素水溶液の濃度は、０．５〜３５％、好ましくは１〜２５％、さらに好ましくは５〜１５％である。濃度が３５％を越えると、発泡が速くなりすぎ、安定に発泡できない上、危険である。また、濃度が０．５％を下回ると過酸化水素の量に対して水の量が多くなりすぎ粘度が低下して発泡が安定しなくなるおそれがある。
【００４５】
金属粉末を発泡剤（Ｅ）として使用する場合、その粒径が、平均粒径１〜２００μｍであることが好ましい。
【００４６】
すなわち、平均粒径が２００μｍを越えると、反応性が低下し、１μｍを下回ると、分散性が低下するとともに、反応性が高くなり発泡が速くなりすぎるおそれがある。
【００４７】
無機質充填材（Ｆ）は、硬化時の収縮低減、スラリーの流動性向上、セルの緻密化、気泡の安定化などを図ることができ、例えば、珪砂、珪石粉、スラグ、マイカ、タルク、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、ゼオライト、活性炭、アルミナゲルなどの多孔質粉体等が挙げられる。
【００４８】
また、無機質充填材（Ｆ）は、平均粒径０．０１μｍ以上１ｍｍ以下の粒径のものが好ましい。すなわち、平均粒径１ｍｍを越えると、発泡が安定しなくなり、０．０１μｍを下回ると吸着水量の増加によって粘度が上がり作業性が低下する。
【００４９】
無機質充填材（Ｆ）の添加量は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対し、７００重量部以下が好ましく、さらに好ましくは１０〜５００重量部である。すなわち、添加量が７００重量部を越えると強度低下を起こすおそれがある。
【００５０】
補強繊維（Ｇ）は、強度向上、クラック防止等を図ることができ、例えば、ビニロン、ポリプロピレン、アラミド、アクリル、レーヨン等の有機繊維、カーボン、ガラス、チタン酸カリウム、アルミナ、鋼、スラグウール等の有機繊維が挙げられる。
【００５１】
添加される補強繊維（Ｇ）の好ましい繊維長は、１〜１５ｍｍ、好ましい繊維径は、１〜５００μｍである。
【００５２】
繊維長が１５ｍｍを越えると、分散性が低下し、繊維径が１μｍを下回ると混合時に再凝集し、ファイバーボールが形成されて強度が向上しなくなるおそれがあり、繊維長が１ｍｍより下回るか繊維径が５００μｍを越えると、補強効果が小さい。
【００５３】
補強繊維（Ｇ）の添加量は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対し、１０重量部以下が好ましい。すなわち、１０重量部を越えると、繊維の分散性低下のおそれがある。
【００５４】
有機質発泡体や無機質発泡体などの発泡体（Ｉ）は成形体の軽量化を図ることができ、有機質発泡体（Ｉ）としては、塩化ビニル、フェノール、ユリア、スチレン、ウレタン、エチレンなどの合成樹脂の粒状発泡体が挙げられ、無機質発泡体（Ｉ）としては、ガラスバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン、シリカバルーン、パーライト、ヒル石、粒状発泡シリカ等が挙げられ、これらを単独で又は混合して用いることができる。
【００５５】
上記の発泡体（Ｉ）は、比重が０．０１未満では、成形体の機械的強度の低下を招き、また、１を越えると軽量化の効果が得られなくなるおそれがあるため、比重０．０１〜１のものが好ましく、さらに好ましくは比重が０．０３〜０．７のものがよい。
【００５６】
上記発泡体（Ｉ）の添加量は、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系の反応性無機質粉体（Ａ）１００重量部に対し、１０〜１００重量部が好ましく、さらに好ましくは３０〜８０重量部がよい。すなわち、添加量が１０重量部を下回ると軽量化の効果が得られず、１００重量部を越えると機械的強度が低下するおそれがある。
【００５７】
次に、上記原料を、ミキサー２で混合・混練し混練物（硬化性無機質組成物）とする（図１ａ）。
【００５８】
得られた混練物は、温度が４０℃以下となるように、必要に応じて冷却を行い調整する。これは、この温度以上になると、発泡が早く起こってしまうからである。
【００５９】
尚、混練物の温度を２０℃以下にすると、発泡開始時間を遅延させることができるので、好ましい。このため、非発泡の材料として作り置きして注型を終了するまでの間多量に貯蔵しておくことが可能となるので、有利である。
【００６０】
この混練物（硬化性無機質組成物）を、図１（ｂ）から明らかなように振動台４上の成形用型１の下型３内に注型し、本発明では、発泡前に振動台４で下型３に振動を与えることで、下型３内の混練物（硬化性無機質組成物）に振動を与える（図１ｂ）。
【００６１】
振動方向は、製造された無機発泡体の凹凸の意匠面（下型３の内底面が最終的に意匠面を形成する面となる）に対し、厚み方向よりは面延設方向（下型３の内底面の面延設方向と同方向）とする。特に、面延設方向でも、意匠面の単位長さあたりの凹凸量が最も大きくなる方向とするのがよい。
【００６２】
振幅は、小振幅よりも大振幅としたほうがよい。
【００６３】
振動数は、特に限定される必要はないが、成形用型１内に注入された硬化性無機質組成物が型外にあふれない程度の振動数とする。
【００６４】
製造しようとする無機発泡体の凹凸の意匠面に対し面延設方向に振動を与える場合、成形用型１の模様（図から明らかな如く無機発泡体の凹凸を形成する凹凸模様）に応じて仕切り９ａ（図２参照）をするのがよい。仕切り９ａは、振動を与えることによって生じる硬化性無機質組成物の流動を遮ることができるものであれば何でもよい。
【００６５】
このようにすることにより、独立気泡を有する外観良好な無機発泡体を得ることが可能となる。
【００６６】
そして、成形用型１が密閉構造であるならば、無機発泡体の厚さ方向略中央或いは、裏面側に近傍等に位置する様に、補強材である前記補強繊維（Ｇ）を混入又は、補強材である平板状の補強部材を下型３に配設して、この下型３に蓋５をして発泡させる（図１ｃ）。
【００６７】
注型後に６０℃以上の温度に加熱すると、混練物は発泡に必要な温度にまで昇温されて短時間で発泡を終えるので、プロセス上の取扱いが便利となり、且つ、生産性の向上も得られる。
【００６８】
混練物が十分に発泡したら、混練物を成形用型１ごと加熱炉６で加熱し脱水縮重合反応を起こさせて硬化させる（図１ｄ）。
【００６９】
硬化温度は、常温でもよいが、５０〜２００℃に加熱することにより、硬化反応を促進でき、且つ、得られる成形体の機械的強度を向上することができる。
【００７０】
その後、形成された成形体を成形用型１から脱型する（図１ｅ）。成形体を脱型された下型３と蓋５は、上流側へ戻されて再利用される。
【００７１】
最後に、この成形体の余剰水分を乾燥炉７で乾燥して、無機発泡体を製造する（図１ｆ）。無機発泡体は、必要に応じて二次加工され、出荷される（図１ｇ）。
【００７２】
このように、本発明によれば、混合した硬化性無機質組成物が発泡を開始する以前に硬化性無機質組成物に振動、特に面方向の振動を与えるようにしたので、独立気泡を有する外観良好な無機発泡体を得ることができるようになる。
【００７３】
【実施例】
・参考例（イ）
本発明の効果を調べるため、以下のような実験を行った。
【００７４】
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）として以下のものを使用した。
【００７５】
メタカオリン（エンゲルハード社製のＳＡＴＩＯＮＴＯＮＥ ＳＰ ３３、平均粒径３．３μｍ、比表面積１３．９ｍ2／ｇ）１００重量部及びトリエタノールアミン２５重量部％とエタノール７５重量部％の混合溶液０．５重量部をウルトラファインミルＡＴ−２０（三菱重工業社製、ジルコニアボール１０ｍｍφ使用、ボール充填率８５体積％）に供給し、２５ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネルギーを作用させて反応性粉体Ａを得た。尚、作用させた機械的エネルギーは、ボールミルに供給した電力を処理粉体単位重量あたりで表わした。
【００７６】
実施例１
所定量のｎＳｉＯ2−Ｍ2Ｏ（ｎ＝１．５、Ｍ＝Ｎａ，Ｋ；モル比１：１）をオートクレーブ中において１３０℃、７ｋｇ／ｃｍ 2 で所定量の水に溶解し、ワラスナイト（土屋カオリン工業（株）社製 商品名；ケモリットＡ−６０）、ビニロン繊維（クラレ（株）社製 商品名；ＲＭ１８２＊３）、珪石粉（住友大阪セメント（株）社製 商品名；ソフトシリカ）、８号珪砂（セキモト建材社製 商品名；８号珪砂）、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）、水酸化アルミニウム（粒径１００μｍ以下）、ステアリン酸亜鉛（堺化学社製 商品名Ｓｚ−２０００）をオムニミキサー（千代田技研工業（株）社製）で混合し、均一な混練物とした。この混練物に、粒径が７０μｍ以下の粉末９０重量％以上を含有するアルミ粉（ミナルコ（株）社製 ＃３５０Ｆ）を添加して４０秒撹拌し、硬化性無機質組成物を得た。これを型内に流し込みながら振動（振動数３００Ｈｚ）を１分与え、振動を与えてから１分後に発泡が開始し、発泡終了後硬化させ脱型し無機発泡体を得た。この無機発泡体は、外観が優れており、さらに、顕微鏡で観察したところ、独立気泡の多い発泡体となっていた。
【００７７】
実施例２
所定量のｎＳｉＯ2−Ｍ2Ｏ（ｎ＝１．５、Ｍ＝Ｎａ，Ｋ；モル比１：１）をオートクレーブ中において１３０℃、７ｋｇ／ｃｍ 2 で所定量の水に溶解し、ワラスナイト（土屋カオリン工業（株）社製 商品名；ケモリットＡ−６０）、ビニロン繊維（クラレ（株）社製 商品名；ＲＭ１８２＊３）、珪石粉（住友大阪セメント（株）社製 商品名；ソフトシリカ）、８号珪砂（セキモト建材社製 商品名；８号珪砂）、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）、水酸化アルミニウム（粒径１００μｍ以下）、ステアリン酸亜鉛（堺化学社製 商品名Ｓｚ−２０００）をオムニミキサー（千代田技研工業（株）社製）で混合し、均一な混練物とした。この混練物に、粒径が７０μｍ以下の粉末１００重量％を含有するＳｉ粉（キンセイマテック（株）社製 ＃６００）を添加して４０秒撹拌し、硬化性無機質組成物を得た。これを型内に流し込み、振動（振動数３００Ｈｚ）を１分与え、振動を与えてから１２分後に発泡が開始し、発泡終了後硬化させ脱型し無機発泡体を得た。この無機発泡体は、外観が優れており、さらに、顕微鏡で観察したところ、独立気泡の多い発泡体となっていた。
【００７８】
比較例
所定量のｎＳｉＯ2−Ｍ2Ｏ（ｎ＝１．５、Ｍ＝Ｎａ，Ｋ；モル比１：１）をオートクレーブ中において１３０℃、７ｋｇ／ｃｍ 2 で所定量の水に溶解し、ワラスナイト（土屋カオリン工業（株）社製 商品名；ケモリットＡ−６０）、ビニロン繊維（クラレ（株）社製 商品名；ＲＭ１８２＊３）、珪石粉（住友大阪セメント（株）社製 商品名；ソフトシリカ）、８号珪砂（セキモト建材社製 商品名；８号珪砂）、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）、水酸化アルミニウム（粒径１００μｍ以下）、ステアリン酸亜鉛（堺化学社製 商品名Ｓｚ−２０００）をオムニミキサー（千代田技研工業（株）社製）で混合し、均一な混練物とした。この混練物に、粒径が７０μｍ以下の粉末９０重量％以上を含有するアルミ粉（ミナルコ（株）社製 ＃３５０Ｆ）を添加して４０秒撹拌し、硬化性無機質組成物を得た。これを型内に流し込み、発泡が開始した後に振動（振動数３００Ｈｚ）を１分与え、発泡終了後硬化させ脱型し無機発泡体を得た。この無機発泡体の外観は、気泡がつぶれたことにより外観が損われており、さらに、顕微鏡で観察したところ、独立気泡の少ない発泡体となっていた。
・実施例（ロ）
仕切りの効果を確認するために、以下の実験を行った。
【００７９】
・参考例（ロ）
仕切りの効果を確認するために、以下の実験を行った。
【００８０】
ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3系反応性無機質粉体（Ａ）
メタカオリン１．７ｋｇを三菱重工業社製の商品名「ウルトラファインミルＡＴ−２０」（ジルコニアボール１０ｍｍφ使用、ボール充填率８５％、粉砕助剤としてトリエタノールアミン２５％とエタノール７５％の混合物を１０ｇ添加）に供給し、９．９ｋｗｈ／ｋｇ（３時間＊３．３ｋｗｈ／ｋｇ）の機械的エネルギーを作用させて得た。
【００８１】
アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）
珪酸カリ水溶液（日本化学工業（株）製 モル比ＳｉＯ2：Ｋ2Ｏ＝１．４：１．４５％水溶液）
発泡剤（Ｅ）
Ｓｉ粉末（キンセイマテック（株）製 Ｍ−Ｓｉ ＃６００）
無機質充填材（Ｆ）
ワラスナイト（土屋カオリン工業（株）製 ケモリットＡ−６０）
珪石粉（住友大阪セメント（株）製 ブレーン値５０００ｃｍ2／ｇ）
補強繊維（Ｇ）
ビニロン繊維（クラレ（株）製 ＲＭ１８２＊３）
ステアリン酸亜鉛（試薬特級）
上記原料の配合は、表１の通りである。
【００８２】
【表１】
表１の組成物をオムニミキサーに供給して５分間混合した。得られた混練物を９００＊９００＊５０ｍｍの型内に注入した後、発泡前４に振動を与え、その後、型枠ごと８５℃の熱風乾燥機中で１０時間加熱させて無機発泡体を得た。得られた無機発泡体を裏面型のみを外し、５０℃で乾燥した。
【００８４】
この際、図２の型枠（成型用型１）に、図３のような凹凸８のある仕切り９ａと、図４のような凹凸８のない仕切り９ｂを取付けて比較した（図５参照）。
【００８５】
得られた無機発泡体を下記の条件で評価し、結果を表２にまとめた。
【００８６】
外観評価脱型後乾燥した無機発泡体表面の外観を目視で判定した。
【００８７】
【表２】
その結果、仕切り９には効果があることが確認された。
・実施例（ハ）
振動の方向について、以下の実験を行った。
【００８９】
原料および加工条件は、参考例（ロ）の場合と同じとした。
【００９０】
そして、図６に示すように、内底面に、α方向へ延びる間隔の狭い溝１０と、β方向へ延びる間隔の広い溝１１を有する下型３を形成し、更に、この下型３を溝１０，１１の深さを変えて３種類用意した。
【００９１】
意匠中に充填不良があるかどうかを外観評価判定し、表３のような結果を得た。
【００９２】
【表３】
その結果、振動方向は、製造された無機発泡体の凹凸の意匠面（下型３の内底面が最終的に意匠面を形成する面となる）に対し、意匠面の単位長さあたりの凹凸量が最も大きくなる面延設方向（α方向よりはβ方向）とするのがよいことが確認された。また、意匠面の凹凸量が大きい（溝が浅いよりは溝が深い）ほど、良好な外観が得られることが確認された。
【００９４】
尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本願の請求項１の発明は、発泡剤を混合した硬化性無機質組成物を成形用型内に注型して、前記硬化性無機質組成物が発泡する前に前記成型用型に振動を付与した後、前記硬化性無機質組成物を加熱して前記成形用型内で発泡・硬化させることにより、前記成形用型内に前記硬化性無機質組成物からなる無機発泡体を製造する無機発泡体の製造方法であって、前記無機発泡体に凹凸の意匠面を形成する模様が前記成型用型の内底面に形成されていると共に、前記硬化性無機質組成物の発泡を開始させる前に、前記意匠面を形成する前記内底面の面延設方向で且つ前記凹凸量が最も大きくなる方向に前記硬化性無機質組成物を前記成形用型内で流動させるように、前記硬化性無機質組成物に振動を与える無機発泡体の製造方法としたことを特徴とする。
【００９６】
このように構成された請求項１記載のものでは、混合された硬化性無機質組成物の発泡が開始される以前に成形用型に内の硬化性無機質組成物に、例えば、硬化性無機質組成物の発泡・硬化により形成される無機発泡体が板体の場合、板の表面や裏面に略平行な面内の方向で、該板体の厚み方向に略直交する面延設方向に沿って振動が与えられて、発泡によって発生した気泡どうしが、振動により結合されずに独立気泡を維持させながら、無機発泡体の表面を均して、充填不良を解消できる。
【００９７】
また、面延設方向に沿って大きな振幅が与えられても、硬化性無機組成物を充填する型枠体に流動する該硬化性無機組成物が堰き止められて、流出する虞が少ない。
【００９８】
しかも、振動より面延設方向に沿わせて該硬化性無機組成物が略均一量に分配されて効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【００９９】
よって、無機発泡体の外表面に露呈する気泡は、独立気泡と略なるため、良好な外観品質を得ることが出来る。
【０１００】
また、請求項１に記載されたものでは、前記無機発泡体に凹凸の意匠面を形成する模様が前記成型用型の内底面に形成されていると共に、前記硬化性無機質組成物の発泡を開始させる前に、前記意匠面を形成する前記内底面の面延設方向で且つ前記凹凸量が最も大きくなる方向に前記硬化性無機質組成物を前記成形用型内で流動させるように、前記硬化性無機質組成物に振動を与えるようにしている。
【０１０１】
このように構成された請求項１記載のものでは、振動が与えられると、前記硬化性無機発泡体形成型内に設けられた凹凸に対して、流動する前記硬化性無機質組成物が衝突して干渉する。
【０１０２】
このため、大きな振幅が与えられても、無機発泡体の外観を形成する凹凸模様等によって、エネルギが吸収されて更に効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【０１０３】
従って更に良好な外観品質を得ることが出来る。
【０１０４】
更に、請求項２に記載されたものでは、前記硬化性無機発泡体形成型内には、振動方向に略直交する方向に、前記硬化性無機質組成物の流動を阻害する仕切を設けてなる無機発泡体の製造方法を特徴としている。
【０１０５】
このように構成された請求項２記載のものでは、大きな振幅が与えられても、前記仕切によって、エネルギが吸収されて更に効率よく表面の均しが完了するので、気泡の結合に必要な時間を与えずに、振動を終了させることが出来る。
【０１０６】
従って更に良好な外観品質を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態にかかる無機物硬化体の製造工程の模式図である。
【図２】 実施の形態の参考例（ロ）に用いられた成形用型と仕切りとの様子を示す図である。
【図３】 実施の形態の参考例（ロ）に用いられた成形用型と仕切りとの様子を示す図である。
【図４】 実施の形態の参考例（ロ）に用いられた成形用型と仕切りとの様子を示す図である。
【図５】 実施の形態の参考例（ロ）に用いられた成形用型と仕切りとの様子を示す図である。
【図６】 （Ａ）〜（Ｃ）は実施例（ハ）に用いられた下型と溝の状態を示す図である。
Claims (2)
- 発泡剤を混合した硬化性無機質組成物を成形用型内に注型して、前記硬化性無機質組成物が発泡する前に前記成型用型に振動を付与した後、前記硬化性無機質組成物を加熱して前記成形用型内で発泡・硬化させることにより、前記成形用型内に前記硬化性無機質組成物からなる無機発泡体を製造する無機発泡体の製造方法であって、
前記無機発泡体に凹凸の意匠面を形成する模様が前記成型用型の内底面に形成されていると共に、前記硬化性無機質組成物の発泡を開始させる前に、前記意匠面を形成する前記内底面の面延設方向で且つ前記凹凸量が最も大きくなる方向に前記硬化性無機質組成物を前記成形用型内で流動させるように、前記硬化性無機質組成物に振動を与えることを特徴とする無機発泡体の製造方法。 - 前記硬化性無機発泡体形成型内には、振動方向に略直交する方向に、前記硬化性無機質組成物の流動を阻害する仕切を設けてなることを特徴とする請求項１記載の無機発泡体の製造方法。
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