JPH08290982A

JPH08290982A - 無機質組成物

Info

Publication number: JPH08290982A
Application number: JP9083895A
Authority: JP
Inventors: Masakatsu Sakamoto; 正勝坂本; Masatake Kamiya; 昌岳神谷; Masahito Yamamoto; 雅人山本
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-04-17
Filing date: 1995-04-17
Publication date: 1996-11-05

Abstract

(57)【要約】【構成】（Ａ）ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体１
００重量部、（Ｂ）アルカリ金属珪酸塩０．２〜４５０
重量部、（Ｃ）水３５〜１５００重量部、および
（Ｄ₁）シリコーンゴム粉末０．０５〜６０重量部から
なることを特徴とする無機質組成物。【効果】この無機質組成物を用いると、疎水性が高
く、水に触れても外観を維持でき、強度に優れた無機質
硬化体を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築材料等に用いられ
る無機質組成物に関し、特に疎水性と高強度を有する硬
化物を得ることができる無機質組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】疎水性と高強度を有する硬化物を得るこ
とができる無機質組成物として、特開平４−２９２４８
２号公報に、アルカリ金属珪酸塩水溶液、無機固体成
分、および充填剤よりなる主材と、液状のシリコーンオ
イルと発泡剤とよりなる組成物が提案されている。これ
は、液状のシリコーンオイルを使用することにより、硬
化物に疎水性を付与するものである。しかしながら、液
状のシリコーンオイルを使用すると機械的強度が低下
し、さらに発泡体については、破泡し断熱性が低下する
という問題点があった。

【０００３】また、特開平４−２９２４８３号公報に
は、アルカリ金属珪酸塩水溶液、無機固体成分、および
充填剤よりなる主材と、流動性を有するシリコーンゴム
素材と発泡剤とよりなる組成物が提案されており、気泡
サイズが小さく、高い機械的強度と疎水性を有する無機
質発泡体が得られると記載されている。しかしながら、
上記の組成物は、流動性を有するシリコーンゴム素材が
疎水性であるためアルカリ金属珪酸塩水溶液に対する分
散性が悪く、特に０．２ｇ／ｃｍ³以下の密度の無機質
発泡体を得ようとした場合、気泡径が１ｍｍ以上にな
り、さらに気泡径のばらつきも大きくなり、断熱性、吸
水防止性および強度が低下するという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】請求項１記載の発明
（以下、本発明１という）は、上記の課題を解決するも
のであり、疎水性が高く、水に触れても外観を維持で
き、強度に優れた無機質硬化体を与えることのできる無
機質組成物を提供することを目的とする。請求項２記載
の発明（以下、本発明２という）は、上記の課題を解決
するものであり、疎水性が高く、高強度であり、さらに
比較的高密度の無機質発泡体だけでなく、低密度の無機
質発泡体であっても、気泡径が小さく且つ均一で、吸水
防止性および強度に優れた無機質発泡体を与えることの
できる無機質組成物を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明１に使用されるＳ
ｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）としては、Ｓｉ
Ｏ₂５〜８５重量％とＡｌ₂Ｏ₃９０〜１０重量％のも
のが好適に使用される。このような粉体としては、例え
ば、フライアッシュ、メタカオリン、カオリン、ムライ
ト、コランダム、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が挙げられるが組成と粒度
が適当であればこれらに限定されるものではない。

【０００６】ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）
は、特別の活性化処理を施すことなく用いられてもよい
が、活性化させるために、溶射処理、粉砕分級処理、機
械的エネルギーを作用させるなどの処理を施してもよ
い。

【０００７】上記溶射処理の方法としては、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
溶射技術とは、好ましくは材料粉末が２０００〜１６０
００℃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のものが好ま
しい。

【０００８】上記分級、粉砕の方法としては従来公知の
任意の方法が採用され得、分級の方法としては、篩、比
重、風力、湿式沈降等による方法が挙げられ、粉砕法と
してはジェットミル、ロールミル、ボールミルによる方
法などが挙げらる。また、これらの方法は併用されても
よい。

【０００９】上記機械的エネルギーを作用させる方法と
しては、ボール媒体ミル、媒体撹拌型ミル、ローラミル
等を使用する方法が挙げられ、作用させる機械的エネル
ギーとしては、小さくなると粉体を活性化しにくくな
り、大きくなると装置への負荷が大きくなるので、０．
５〜３０ｋｗｈ／ｋｇが好ましい。

【００１０】上記のフライアッシュは、必要に応じて、
焼成されたものでもよい。焼成温度は、低くなるとフラ
イアッシュの黒色が残り、着色困難となり、高くなる
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℃が好ましい。

【００１１】本発明１に使用されるアルカリ金属珪酸塩
（Ｂ）は、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）の
硬化剤として作用するものであり、ｎＳｉＯ₂／Ｍ₂Ｏ
（Ｍは、Ｋ，ＮａおよびＬｉから選ばれる１種以上の金
属）で表される塩である。上記ｎの値は小さくなると機
械的強度が低下し、大きくなると水溶液の粘度が上昇し
混合が困難になるので０．０５〜８が好ましく、０．１
〜３がより好ましく、０．５〜２．５がさらに好まし
い。

【００１２】アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）は、本発明１の
組成物の調製に際して、水溶液で添加されるのが好まし
く、その水溶液の濃度は特に限定されないが、低くなる
とＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）との反応性
が低くなり、高くなると固形物が生じやすくなるので１
０〜６０重量％が好ましい。

【００１３】上記アルカリ金属珪酸塩水溶液の調製に
は、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）をそのまま加圧、加熱下
で水に溶解してもよいが、アルカリ金属水酸化物水溶液
に珪砂、珪石粉などのＳｉＯ₂成分をｎが所定の量とな
るように加圧、加熱下で溶解してもよい。

【００１４】上記アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）の量は、少
なくなると組成物の硬化が十分になされず、多くなると
本発明１の組成物から得られる硬化体の耐水性が低下す
るので、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）
１００重量部に対して０．２〜４５０重量部に限定さ
れ、１０〜３５０重量部が好ましく、２０〜２５０重量
部がさらに好ましい。

【００１５】本発明１に使用される水（Ｃ）は、上記ア
ルカリ金属珪酸塩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ＳｉＯ₂
−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して
３５〜１５００重量部に限定され、４５〜１０００重量
部が好ましく、５０〜５００重量部がさらに好ましい。

【００１６】本発明１に使用されるシリコーンゴム粉末
（Ｄ₁）は、高重合度のオルガノポリシロキサンの架橋
体からなるシリコーンゴムの粉末である。上記シリコー
ンゴムは、高重合度のオルガノポリシロキサンをパーオ
キサイド、ＵＶ（紫外線）またはＥＢ（熱線）などを使
用して加硫して得られるものであり、シリコーンゴム粉
末（Ｄ₁）の粒径、形状等には、特に制限はないが、分
散性、流動性を高めるために、０．５〜１０００μｍが
好ましく、さらに好ましくは１〜５００μｍの球形のも
のである。

【００１７】本発明１に使用されるシリコーンゴム粉末
（Ｄ₁）は、少なくなると発明の効果が得られず、多く
なると本発明１の組成物から得られる硬化物の機械的強
度が低下するので、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質
粉体（Ａ）１００重量部に対して０．０５〜６０重量部
に限定され、０．５〜５０重量部が好ましく、１〜４０
重量部がさらに好ましい。

【００１８】本発明１において、必要に応じて、発泡剤
が添加されてもよい。発泡剤としては、例えば、過酸化
物（過酸化水素、過酸化ソーダ、過酸化カリウム、過ほ
う酸ソーダ等）、金属粉末（Ｍｇ，Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｓ
ｉ、フェロシリコン等）などが用いられ、その量は、少
なくなると本発明１の組成物から得られる無機質発泡体
の発泡倍率が小さくなり、多くなると発泡ガスが過剰と
なり破泡するので、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質
粉体（Ａ）１００重量部に対して０．０１〜１０重量部
が好ましい。

【００１９】上記発泡剤として過酸化水素を用いるとき
は、安全性および安定した発泡を考慮すると水溶液とし
て用いるのが好ましい。また、金属粉末を用いる場合
は、安定した発泡を得るために、粒径２００μｍ以下の
ものが好ましい。

【００２０】本発明１の組成物には、必要に応じて発泡
助剤が添加されても良い。発泡助剤は発泡を均一に生じ
させるものであれば特に限定されず、例えば、ステアリ
ン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アル
ミニウム、パルミチン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩、シリカ
ゲル、ゼオライト、活性炭、アルミナ粉末、アルミナゲ
ル等の多孔質粉体などが挙げられる。これらは単独で使
用されてもよいし、２種類以上併用されてもよい。

【００２１】発泡助剤の量は、多くなると組成物の粘度
が上昇し、破泡が発生しやすくなるので上記ＳｉＯ₂−
Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して１
０重量部以下が好ましい。

【００２２】本発明１の組成物には、必要に応じて無機
質充填材が添加されてもよい。無機質充填材としては、
水に溶解せず、無機質組成物の硬化反応を阻害せず、ア
ルカリ金属珪酸塩（Ｂ）と反応しにくいものであれば特
に限定されず、例えば、珪石粉；珪砂；川砂；ジルコン
サンド；結晶質アルミナ；岩石粉末；火山灰（シラス、
抗火石等）；シリカフラワー；フライアッシュ；シリカ
フューム；ベントナイト；高炉スラグ等の混合セメント
用混合材；セピオライト、ワラストナイト、マイカ、タ
ルク等の天然鉱物；炭酸カルシウム；エアロジル；シリ
カゲル；ゼオライト；活性炭；アルミナゲル；珪藻土な
どが挙げられる。これらは単独で添加されてもよいし、
２種類以上併用されてもよい。

【００２３】上記無機質充填材は、平均粒径が小さくな
ると組成物の粘度が上昇し、成形が困難となり、大きく
なると硬化物の強度が低下するので平均粒径０．０１〜
１０００μｍが好ましい。無機質充填材の量は、多くな
ると本発明１の組成物から得られる無機質発泡体の強度
が低下するので上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体
（Ａ）１００重量部に対して７００重量部以下が好まし
い。

【００２４】本発明１の組成物には、必要に応じて補強
繊維が添加されてもよい。補強繊維としては、本発明１
の組成物から得られる硬化体に付与したい性能に応じ任
意のものが使用でき、例えば、ビニロン繊維、ポリアミ
ド繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、アク
リル繊維、レーヨン繊維、カーボン繊維、アラミド繊
維、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、アルミナ繊
維、スラグウール、鋼繊維などが使用できる。

【００２５】上記補強繊維の繊維径は、細くなると混合
時に再凝集し、交絡によりファイバーボールが形成され
やすくなり、本発明１の組成物から得られる硬化体の強
度向上への寄与が少なくなり、太くなると引張強度向上
などの補強効果が小さくなるので、繊維径１〜５００μ
ｍが好ましい。上記補強繊維の繊維長は、短くなると引
張強度向上などの補強効果が小さくなり、長くなると繊
維の分散性及び配向性が低下するので、繊維長１〜１５
ｍｍが好ましい。上記補強繊維の量は多くなると繊維の
分散性が低下するので、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無
機質粉体（Ａ）１００重量部に対して、１０重量部以下
が好ましい。

【００２６】さらに本発明１の組成物から得られる硬化
体の軽量化を図る目的でシリカバルーン、パーライト、
フライアッシュバルーン、シラスバルーン、ガラスバル
ーン、発泡焼成粘土等の無機質発泡体；フェノール樹
脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン等の合成樹脂の発泡
体；ポリ塩化ビニリデンバルーンなどが添加されてもよ
い。これらは単独で添加されてもよいし、２種類以上併
用されてもよい。

【００２７】さらに必要に応じて、アルミナセメント、
γ−アルミナ、溶射されたアルミナ、アルミン酸アルカ
リ金属塩、水酸化アルミニウムなどを加えても良い。こ
れらの添加物の量は、多くなると機械的強度が低下する
ので、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）１
００重量部に対して、１００重量部以下が好ましい。

【００２８】本発明１の無機質組成物から硬化体を得る
には、種々の態様があるが、一例を挙げると、まず上記
アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）を加圧、加熱下で少なくとも
一部の水（Ｃ）に溶解し、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系
無機質粉体（Ａ）、シリコーンゴム粉末（Ｄ₁）および
必要に応じて残部の水（Ｃ）、補強繊維、無機質充填材
等を混合し、ペースト状として本発明の無機質組成物と
した後、注型、押圧成形、押出成形など従来公知の方法
により所望の形に賦形し、硬化させる。

【００２９】本発明１の無機質組成物から発泡体を得る
には、種々の態様があるが、一例を挙げると、まず上記
アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）を加圧、加熱下で少なくとも
一部の水（Ｃ）に溶解し、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系
無機質粉体（Ａ）、シリコーンゴム粉末（Ｄ₁）および
必要に応じて残部の水（Ｃ）、発泡助剤、補強繊維、無
機質充填材等を混合し、ペースト状とした後、発泡剤を
混合し、注型、押圧成形、押出成形など従来公知の方法
により所望の形に賦形し、硬化させる。また、発泡剤
は、水（Ｃ）の一部と混合した形態で配合してもよい。

【００３０】上記の硬化させる際の温度は常温でもよい
が、５０〜１１０℃で３０分間〜８時間硬化させること
により、硬化反応を促進でき、機械的物性を向上するこ
とができる。

【００３１】本発明２に使用されるＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ
₃系無機質粉体（Ａ）としては、本発明１で使用される
ものと同様である。

【００３２】本発明２に使用されるアルカリ金属珪酸塩
（Ｂ）としては、本発明１で使用されるものと同様であ
る。

【００３３】アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）は、本発明２の
組成物の調製に際して、水溶液で添加されるのが好まし
く、その水溶液の濃度は特に限定されないが、低くなる
と水が過剰となり硬化収縮が大きくなったり、強度低下
の原因となり、高くなると発泡に適した粘度とならなく
なるので１０〜６０重量％が好ましい。

【００３４】上記アルカリ金属珪酸塩水溶液の調製に
は、アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）をそのまま加圧、加熱下
で水に溶解してもよいが、アルカリ金属水酸化物水溶液
に珪砂、珪石粉などのＳｉＯ₂成分をｎが所定の量とな
るように加圧、加熱下で溶解してもよい。

【００３５】上記アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）の量は、少
なくなると組成物の硬化が十分になされず、多くなると
本発明２の組成物から得られる発泡体の耐水性が低下す
るので、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）
１００重量部に対して０．２〜４５０重量部に限定さ
れ、１０〜３５０重量部が好ましく、２０〜２５０重量
部がさらに好ましい。

【００３６】本発明２に使用される水（Ｃ）は、上記ア
ルカリ金属珪酸塩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、粘度が高くなり発泡体が安定しないか、高倍率の低
密度発泡体が得られなくなり、多くなると粘度が低くな
り発泡が安定しないとともに、発泡体の強度が低下しや
すくなるので、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体
（Ａ）１００重量部に対して３５〜１５００重量部に限
定され、４５〜１０００重量部が好ましく、５０〜５０
０重量部がさらに好ましい。

【００３７】本発明２に使用されるシリコーンゴムを主
固形分とするシリコーンラテックス（Ｄ₂）において、
シリコーンゴムとは、無機質のシロキサン結合（Ｓｉ−
Ｏ−Ｓｉ）を主骨格とするポリシロキサンおよびその共
重合体を中程度に３次架橋させた構造をもつもの（例え
ば、信越化学社製、ＫＭ−２００２Ｔ）、また、用途お
よび必要に応じて、それらの側鎖を、アクリル変性した
もの（例えば、信越化学社製、Ｘ−５２−５５０Ｂ）、
アミノ変性したもの、フッ素変性したもの、エポキシ変
性したもの、フェニル変性したもの、カルボン酸変性し
たものが挙げられる。また、必要に応じて、末端をシラ
ノール変性したもの、エポキシ変性したもの、アミノ変
性したもの、カルボン酸変性したものが挙げられる。ま
た、これらは単独で使用されてもよいし、２種類以上併
用してもよい。

【００３８】上記ラテックスとは、有機溶媒もしくは水
を分散媒とし、ゴムを分散質とした一種のコロイドゾル
のことをいい、このゴム粒子の硬度により室温でフィル
ムを形成するもの若しくは形成しないものがあるが、一
般的に硬度が低いものほど低温でフィルムを形成する。
発泡体の吸水率を低下させるためには、フィルムを形成
するものが好ましく、硬化に際して加熱する場合におい
ては高温でフィルムを形成するような硬度の高いものが
発泡体の強度が高くなるので好ましい。

【００３９】上記の分散質の大きさは乳化重合、ポリマ
ー乳化などの製造方法、重合度、シリコーンゴムの種類
等により異なるが、０．０１〜５０μｍのものが好まし
い。ラテックスにおける分散質の比率としては、分散媒
および分散質の種類によりそれぞれ上限、下限が異なる
が、１０〜８０重量％が好ましい。分散媒としては、有
機系のものとしてトルエン、酢酸エチル等が挙げられる
が、有機溶媒は作業環境性が悪く、またアルカリ金属珪
酸塩との親和性が悪いので、本発明２においては水が好
ましい。

【００４０】シリコーンゴムを主固形分とするシリコー
ンラテックス（Ｄ₂）におけるシリコーンゴムの本発明
２の無機質組成物への添加量は、少なくなると、気泡が
粗大化するとともに、十分な吸水防止性が得られなくな
り、多くなると、組成物の粘度が低下し、発泡体の気泡
が粗大化するとともに、強度が低下するので、上記Ｓｉ
Ｏ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）１００重量部に対
して、０．１〜１００重量部に限定され、１〜５０重量
部が好ましく、５〜３０重量部がさらに好ましい。

【００４１】本発明２に使用される発泡剤（Ｅ）として
は、例えば、本発明１の説明で挙げた発泡剤が挙げられ
る。コスト、安全性、入手の容易性、混合し易さを考慮
すると、過酸化水素、Ａｌ粉末が好ましい。

【００４２】発泡剤（Ｅ）の量は、少なくなると本組成
物から得られる発泡体の発泡倍率が小さくなり、多くな
ると発泡ガスが過剰となり破泡するので、上記ＳｉＯ₂
−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して
０．０１〜１０重量部に限定される。

【００４３】上記発泡剤（Ｅ）として過酸化水素を用い
るときは、安全性および安定した発泡を考慮すると水溶
液として用いるのが好ましい。発泡剤として使用できる
過酸化水素水溶液の濃度は、低くなると過酸化水素量に
対し水の量が多くなり粘度が低下し発泡が安定しなくな
る恐れがあり、高くなると、発泡が速くなり安定に発泡
できない上、危険であるので、０．５〜３５重量％が好
ましく、１〜２５重量％がより好ましく、５〜１５重量
％が特に好ましい。

【００４４】また、金属粉末を用いる場合は、粒径が小
さくなると、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、大きくなると、反応性が低下する
ので、粒径１〜２００μｍのものが好ましい。

【００４５】本発明２の組成物には、必要に応じて発泡
助剤が添加されても良い。発泡助剤は発泡を均一に生じ
させるものであれば特に限定されず、例えば、本発明１
の説明で挙げた発泡助剤が挙げられる。

【００４６】発泡助剤の量は、少なくなると、破泡を起
こし易くなり、安定に発泡できなくなる、強度低下、粘
度が高く発泡しないなどにつながり易くなり、多くなる
と、組成物の粘度が上昇し、発泡に悪影響を及ぼし易く
なるので、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体
（Ａ）１００重量部に対して５重量部以下が好ましく、
０．０５〜５重量部がより好ましく、０．３〜３．０重
量部が特に好ましい。

【００４７】本発明２の組成物には、硬化収縮および熱
収縮を抑制するために、必要に応じて充填材が添加され
てもよい。充填材としては、無機質充填材、有機質充填
材ともに使用できる。

【００４８】無機質充填材としては、アルカリ金属珪酸
塩（Ｂ）に対して活性の低いものが好ましく、例えば、
本発明１の説明で挙げた無機質充填材が挙げられる。更
には、本発明２の組成物から得られる硬化体の軽量化を
図る目的でシリカバルーン、パーライト、フライアッシ
ュバルーン、シラスバルーン、ガラスバルーン、発泡焼
成粘土等の無機質発泡体が挙げられるが、アルカリ金属
珪酸塩（Ｂ）に対して活性が低ければこれらに限定され
ない。無機質充填材がアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）に対し
て活性が低いことが望まれる理由は、活性度が高いとア
ルカリ水溶液、アルカリ金属珪酸塩水溶液のゲル化が急
速に進み、混合、成形が困難となるためである。

【００４９】有機質充填材としては、フェノール樹脂、
ウレタン樹脂、ポリエチレン、塩化ビニリデン、スチレ
ン等の合成樹脂およびそれらの発泡体などが挙げられ
る。

【００５０】これらの無機質充填材および有機質充填材
は、単独で添加されてもよいし、２種類以上併用されて
もよい。

【００５１】上記充填材は、平均粒径が小さくなると吸
着水量の増加によって組成物の粘度が上昇し、作業性が
低下するか又は十分発泡しなくなる恐れが生じ、大きく
なると発泡が不安定になるので平均粒径０．０１〜５０
００μｍが好ましい。

【００５２】上記の発泡体形状の充填材の比重は、小さ
くなると、本組成物から得られる成形物の機械的強度が
低くなり、大きくなると、軽量化の効果が得られなくな
るので、０．０１〜１が好ましく、０．０２〜０．７が
より好ましい。

【００５３】上記充填材の添加量は、少なくなると、硬
化収縮、熱収縮およびクラック抑制等の効果が得られな
くなり、多くなると本組成物から得られる無機質発泡体
の機械的強度が低くなるので、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ
₃系無機質粉体（Ａ）１００重量部に対して０．１〜８
００重量部が好ましく、１〜６００重量部がより好まし
く、４０〜４００重量部が特に好ましい。

【００５４】本発明２の組成物には、必要に応じて補強
繊維が添加されてもよい。補強繊維は、本発明２の組成
物から得られる発泡体に、強度向上、クラック防止等を
図ることができ、例えば、本発明１の説明において挙げ
た補強繊維が挙げられる。

【００５５】上記補強繊維の繊維径は、細くなると混合
時に再凝集し、交絡によりファイバーボールが形成され
やすくなり、本組成物から得られる無機質発泡体の強度
向上への寄与が少なくなり、太くなると引張強度向上な
どの補強効果が小さくなるので、繊維径１〜５００μｍ
が好ましい。上記補強繊維の繊維長は、短くなると引張
強度向上などの補強効果が小さくなり、長くなると繊維
の分散性及び配向性が低下するので、繊維長１〜１５ｍ
ｍが好ましい。上記補強繊維の量は多くなると繊維の分
散性が低下するので、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機
質粉体（Ａ）１００重量部に対して、１０重量部以下が
好ましい。

【００５６】本発明２の無機質組成物から発泡体を得る
には、種々の態様があるが、一例を挙げると、まず上記
アルカリ金属珪酸塩（Ｂ）を加圧、加熱下で少なくとも
一部の水（Ｃ）に溶解し、上記ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系
無機質粉体（Ａ）、シリコーンゴムを主固形分とするシ
リコーンラテックス（Ｄ₂）および必要に応じて残部の
水（Ｃ）、発泡助剤、無機質充填材、補強繊維等を混合
し、ペースト状とした後、例えば過酸化水素水のような
発泡剤（Ｅ）を添加、混合して、本発明２の無機質組成
物とする。

【００５７】このようにして得られたスラリーを注型又
は吹き付けし、発泡硬化させる。上記の硬化させる際の
温度は常温でもよいが、５０〜１１０℃で３０分間〜８
時間硬化させることにより、硬化反応を促進でき、機械
的物性を向上することができる。

【００５８】

【作用】本発明１の組成物においては、所定量のシリコ
ーンゴム粉末が添加されているので、本組成物からの硬
化体に疎水性が付与されると共に、水に触れても色変化
が少なく外観を維持できる。また、液状のシリコーンオ
イルを使用した場合と異なり、機械的強度が低下しな
い。なお、液状のシリコーンオイルを使用した場合、機
械的強度が低下するのは、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機
質粉体（Ａ）とアルカリ金属珪酸塩（Ｂ）との反応が不
十分となり、硬化不良になるためと推定される。

【００５９】本発明２の組成物においては、所定量のシ
リコーンゴムを主固形分とするシリコーンラテックスが
添加されているので、組成物の粘度が適度になり、発泡
時の気泡を小さな状態に維持できる。従って、この組成
物を成形し、硬化させると、低密度であっても小さな気
泡の無機質発泡硬化体を得ることができる。また、シリ
コーンゴムを主固形分とするシリコーンラテックスが添
加されているので、本発明２の組成物から得られる発泡
体に疎水性が付与される。また、特開平４−２９２４８
３号公報に記載された流動性を有するシリコーンゴム素
材を含有する組成物と比較すると、流動性を有するシリ
コーンゴム素材は疎水性であるためアルカリ金属珪酸塩
水溶液に対する分散性が悪く凝集塊になり易いが、シリ
コーンゴムを主固形分とするシリコーンラテックスはア
ルカリ金属珪酸塩水溶液に対する分散性が良いので、凝
集塊を形成することがないため、発泡に際して悪影響を
及ぼすことがなく、シリコーンゴム本来の性能が発揮さ
れ、発泡体の気泡径が小さくなり、発泡体の断熱性、吸
水防止性および強度が低下することがない。

【００６０】

【実施例】本発明を実施例をもってさらに詳しく説明す
る。

【００６１】なお、以下の実施例および比較例において
用いたＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）の詳細
は以下の通りである。無機質粉体１として示したもの。フライアッシュ（ＪＩＳＡ６２０１に準ずるもの、
関電化工社製、平均粒径２０μｍ）を分級機（日清エン
ジニアリング社製、型式：ＴＣ−１５）により分級し、
粒径が１０μｍ以下の粉末を１００重量％含有するも
の。無機質粉体２として示したもの。カオリン（組成：ＳｉＯ₂４５．７重量％、Ａｌ₂Ｏ₃
３８．３重量％、平均粒径８μｍ、ＢＥＴ比表面積５．
８ｍ²／ｇ）の原料粉を燃焼温度２５００℃、噴射粒子
速度５０ｍ／秒で溶射し、活性無機質粉体（組成：Ｓｉ
Ｏ₂４９．７重量％、Ａｌ₂Ｏ₃４７．０重量％、平均
粒径４９μｍ、ＢＥＴ比表面積６４．３ｍ²／ｇ）とし
たもの。

【００６２】無機質粉体３として示したもの。カオリン（組成：ＳｉＯ₂４５．７重量％、Ａｌ₂Ｏ₃
３８．３重量％、平均粒径８μｍ、ＢＥＴ比表面積５．
８ｍ²／ｇ）９５重量部とクオーツ（住友セメント社
製、商品名：ソフトシリカ）５重量部及びトリエタノー
ルアミン２５重量％とエタノール７５重量％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、無機質粉体を得たもの。尚、
上記の機械的エネルギー値はウルトラファインミルＡＴ
−２０に供給した電力を処理粉体単位重量で除したもの
である。

【００６３】無機質粉体４として示したもの。メタカオリン（エンゲルハード社製、商品名：ＳＡＴＩ
ＮＴＯＮＥＳＰ３３、平均粒径３．３μｍ、ＢＥＴ
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％とエタノール７５重量％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、無機質粉体を得たも
の。尚、上記の機械的エネルギー値はウルトラファイン
ミルＡＴ−２０に供給した電力を処理粉体単位重量で除
したものである。

【００６４】無機質粉体５として示したもの。上記無機質粉体１を熱風加熱炉により６００℃で３時間
焼成し、粒径が１０μｍ以下の粉末を１００重量％含有
するもの。

【００６５】無機質粉体６として示したもの。粒径が１０μｍ以下の粉末を１００重量％含有するフラ
イアッシュ。平均粒径は５．０μｍ。組成は、ＳｉＯ₂
５８．７重量％、Ａｌ₂Ｏ₃２４．２重量％、Ｆｅ₂Ｏ
₃６．９重量％、ＴｉＯ₂１．１重量％、その他９．１
重量％である。

【００６６】無機質粉体７として示したもの。メタカオリン（エンゲルハード社製、商品名：ＳＡＴＩ
ＮＴＯＮＥＳＰ３３）。平均粒径３．３μｍ。組成
は、ＳｉＯ₂５２．０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃４４．６重量
％、Ｆｅ₂Ｏ₃０．５重量％、ＴｉＯ₂１．９重量％、
その他１．０重量％である。

【００６７】無機質粉体８として示したもの。アルミナ研磨材を製造する際のダスト。平均粒径０．１
μｍ。組成は、ＳｉＯ ₂３２．０重量％、Ａｌ₂Ｏ₃５
６．０重量％、Ｆｅ₂Ｏ₃６．２重量％、ＴｉＯ₂１．
４重量％、その他４．４重量％である。

【００６８】実施例１〜６、比較例１〜６表１および２に示した所定量（なお、表１、２、及び後
述の表３〜７に示した配合量の単位は重量部である）の
ｎＳｉＯ₂／Ｍ₂Ｏ（ｎ＝１．５、Ｍは、ＮａとＫのモ
ル比１：１の混合物）をオートクレーブ中において１３
０℃、７ｋｇ／ｃｍ²で表１および２に示した所定量の
水に溶解し、表１および２に示した所定量の、ＳｉＯ₂
−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）、シリコーンゴム１
（東レダウコーニングシリコーン社製、商品名：Ｒ−９
３５）、シリコーンゴム２（ダイキン工業社製、商品
名：ルブロンＬ−２）、シリコーンオイル（信越化学工
業社製、商品名：信越シリコーンオイルＫＦ９６−１
０）、８号珪砂（セキモト建材社製、商品名：８号珪
砂）、珪石粉（住友セメント社製、商品名：ソフトシリ
カ）、ワラストナイト（土屋カオリン社製、商品名：ケ
モリットＡ−６０）、ビニロン繊維（クラレ社製、商品
名：ＲＭ１８２×３）、水酸化アルミニウム（和光純薬
社製、粒径１００μｍ以下）、アルミナセメント（旭硝
子社製、アサヒアルミナセメント１号）を添加し、オム
ニミキサー（千代田技研工業社製）で混合し、均一なペ
ーストとした。このペーストを型に流し込み、８５℃で
６時間硬化させ、３５ｃｍ×３５ｃｍ×１０ｃｍの硬化
体を得た。

【００６９】実施例７〜９、比較例７、８表３に示した所定量のｎＳｉＯ₂／Ｍ₂Ｏ（ｎ＝１．
５、Ｍは、ＮａとＫのモル比１：１の混合物）をオート
クレーブ中において１３０℃、７ｋｇ／ｃｍ²で表３に
示した所定量の水に溶解し、表３に示した所定量の、Ｓ
ｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ ₃系無機質粉体（Ａ）、シリコーンゴ
ム１（東レダウコーニングシリコーン社製、商品名：Ｒ
−９３５）、シリコーンオイル（信越化学工業社製、商
品名：信越シリコーンオイルＫＦ９６−１０）、珪石粉
（住友セメント社製、商品名：ソフトシリカ）、ワラス
トナイト（土屋カオリン社製、商品名：ケモリットＡ−
６０）、ビニロン繊維（クラレ社製、商品名：ＲＭ１８
２×３）、水酸化アルミニウム（和光純薬社製、粒径１
００μｍ以下）、ステアリン酸亜鉛（和光純薬社製）を
添加しオムニミキサー（千代田技研工業社製）で混合
し、均一なペーストとした。このペーストに、発泡剤と
して表３に示した所定量の、粒径が７０μｍ以下の粉末
を１００重量％含有するアルミニウム粉末（ミナルコ社
製、商品名：３５０Ｆ）を添加して４０秒間攪拌し、型
枠内に注入して３分間発泡させた後、型枠ごと８５℃の
オーブン中で６時間加熱して、３５ｃｍ×３５ｃｍ×１
０ｃｍの発泡体を得た。

【００７０】なお、上記のアルミニウム粉末の粒径はレ
ーザー回折式分布計（セイシン社製、型式：ＰＲＯ７０
０Ｓ）で測定した。

【００７１】実施例１〜６及び比較例１〜６で得られた
硬化体、並びに実施例７〜９及び比較例７、８で得られ
た発泡体の以下に示した諸性能を測定し、結果を表１〜
３に示した。

【００７２】性能評価曲げ強度得られた硬化体を１８ｃｍ×５ｃｍ×１ｃｍに切断し、
ＪＩＳＡ１１０６に準じて曲げ強度を測定した。圧縮強度得られた発泡体を３ｃｍ×３ｃｍ×３ｃｍに切断し、Ｊ
ＩＳＡ１１０８に準じて圧縮強度を測定した。

【００７３】熱水試験後の強度維持率（％）硬化体得られた硬化体を１８ｃｍ×５ｃｍ×１ｃｍに切断し、
９０℃の水中に８時間浸漬した後、ＪＩＳＡ１１０
６に準じて曲げ強度を測定し、浸漬前の曲げ強度で除し
て１００を掛けた。発泡体得られた発泡体を３ｃｍ×３ｃｍ×３ｃｍに切断し、９
０℃の水中に８時間浸漬した後、ＪＩＳＡ１１０８
に準じて圧縮強度を測定し、浸漬前の圧縮強度で除して
１００を掛けた。

【００７４】水中浸漬後の色変化得られた硬化体及び発泡体を１８ｃｍ×５ｃｍ×１ｃｍ
に切断し、これを水中に全没させ２４時間浸漬させた。
浸漬前後での色差を色彩色差計ＣＫ−２００ｂ（ミノル
タカメラ社製）を用いて測定した。熱伝導率得られた発泡体を３ｃｍ×３ｃｍ×０．５ｃｍに切断
し、ＪＩＳＡ１４１２に準じて熱伝導率を測定し
た。

【００７５】

【表１】

【００７６】

【表２】

【００７７】

【表３】

【００７８】実施例１０〜１９、比較例９〜１２表４〜６にアルカリ金属珪酸塩として示した所定量のｎ
ＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏ（ｎ＝１．５）と所定量の水（Ｉ）と
からなる、珪酸カリウム水溶液に、表４〜６に示した所
定量の、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉体（Ａ）、タ
ルク（山陽クレー工業社製、商品名：タルク８３、平均
粒径５μｍ）、マイカ（レプコ社製、商品名：スゾライ
トマイカ３２５Ｓ、平均粒径４０μｍ）、ビニロン繊
維（クラレ社製、商品名：ＲＭ１８２、１．８デニール
×６ｍｍ）、ステアリン酸亜鉛（和光純薬社製）及び残
りの水（ＩＩ）を加え、ハンドミキサーで混合攪拌し、
均一なペーストとした。次いで、このペーストに表４〜
６に示した所定量の、シリコーンゴムを主固形分とする
シリコーンラテックス（信越化学社製、商品名：Ｘ−５
２−５５０Ｂ、固形分４０重量％、表４〜６の数値は、
上記ラテックスの配合量であり、固形分のみの配合量で
はない。）を添加し、混合攪拌し、再び均一なペースト
とした。次いで、このペーストに発泡剤として表４〜６
に示した所定量の過酸化水素水（三菱ガス化学社製、３
５重量％水溶液、表４〜６の数値は、３５重量％水溶液
の配合量である。）を添加し、約１０秒間混合した後、
容器中に流し込み、静置しておくと徐々に発泡が起こ
り、混合攪拌後約５分で発泡が完了した。次いで、５０
℃で２４時間硬化し、得られた発泡体を５ｃｍ×５ｃｍ
×５ｃｍに切断した。

【００７９】比較例１３〜１７実施例１８におけるシリコーンラテックスの代わりに、
表７に示した所定量の、液状シリコーンゴム素材１（東
芝シリコーン社製、商品名：ＹＥ５９４２）又は液状シ
リコーンゴム素材２（東芝シリコーン社製、商品名：Ｔ
ＳＥ３５０）を使用したこと、並びにタルク、マイカ及
び過酸化水素水の配合量を表７に示したように変えたこ
との他は、実施例１８と同様にして発泡体を得た後、５
ｃｍ×５ｃｍ×５ｃｍに切断した。なお、上記液状シリ
コーンゴム素材２は、２液型で、液状のシリコーンゴム
主材（第１液：東芝シリコーン社製、商品名：ＴＳＥ３
５０）１００重量部に対して、硬化剤（第２液：東芝シ
リコーン社製、商品名：ＣＥ６２）を０．５重量部の割
合で配合したものである。

【００８０】実施例１０〜１９及び比較例９〜１７で得
られた発泡体の以下に示した諸性能を測定し、結果を表
４〜７に示した。

【００８１】性能評価密度得られた発泡体を１００℃で２４時間乾燥させた後、重
量を測定することにより算出した。平均気泡径顕微鏡で発泡体の拡大写真を撮影し、５０ケの気泡径を
測定し算出した。圧縮強度得られた発泡体を材令２０日をもって評価試料とし、Ｊ
ＩＳＡ１１０８に準じて圧縮強度を測定した。吸水率得られた発泡体を水面下５ｃｍに２４時間浸漬し、浸漬
後と浸漬前の質量差を発泡体の体積で除して１００を掛
けた。吸水後、圧縮強度維持率得られた発泡体を材令２０日とした後、２５℃の水中に
水面下５ｃｍに２４時間浸漬させたものを評価試料と
し、浸漬後乾燥させることなく含水状態でＪＩＳＡ１
１０８に準じて圧縮強度を測定した。得られた測定値を
水浸漬前の圧縮強度で除して１００を掛けた。

【００８２】

【表４】

【００８３】

【表５】

【００８４】

【表６】

【００８５】

【表７】

【００８６】表４〜７から本発明の無機質組成物によれ
ば、低密度であっても、小さな気泡であり、吸水性が少
なく高強度である無機質発泡体が得られることが分か
る。

【００８７】

【発明の効果】本発明１の無機質組成物の構成は上述の
通りであり、この無機質組成物を用いると、疎水性が高
く、水に触れても外観を維持でき、強度に優れた無機質
硬化体を得ることができる。また、本発明１の無機質組
成物に発泡剤が添加された組成物を用いると、疎水性が
高く、水に触れても外観を維持でき、強度に優れると共
に、断熱性にも優れた無機質発泡体を得ることができ
る。本発明２の無機質組成物の構成は上述の通りであ
り、この無機質組成物を用いると、低密度でも気泡が小
さく均質で保温性、吸水防止性及び強度に優れ、不燃性
建材として有用な無機質発泡体を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２８Ｂ 1/50 Ｂ２８Ｂ 1/50 (Ｃ０４Ｂ 28/26 12:04 24:42 18:22 16:06） 103:42 103:65 111:27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉
体１００重量部、（Ｂ）アルカリ金属珪酸塩０．２〜４
５０重量部、（Ｃ）水３５〜１５００重量部、および
（Ｄ₁）シリコーンゴム粉末０．０５〜６０重量部から
なることを特徴とする無機質組成物。
【請求項２】（Ａ）ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系無機質粉
体１００重量部、（Ｂ）アルカリ金属珪酸塩０．２〜４
５０重量部、（Ｃ）水３５〜１５００重量部、（Ｄ₂）
シリコーンゴム０．１〜１００重量部を主固形分とする
シリコーンラテックス、および（Ｅ）発泡剤０．０１〜
１０重量部からなることを特徴とする無機質組成物。