JPH0292842A

JPH0292842A - 無機ガラス発泡体用造粒物の製法

Info

Publication number: JPH0292842A
Application number: JP24269288A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Murata; 村田　恒男; Kunio Osada; 邦男長田
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1990-04-03

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】〔産業上の利用分野〕本発明は建築材料として好適な無機ガラス発泡体の製造
に適した造粒物の製法に関するものである。

〔従　　来　　の　　技　　術〕

従来無機ガラス発泡体はよく知られているところであり
、低密度の発泡体についても各種製造されている。

天然ガラス質鉱物から成る無機ガラス発泡体は一般にそ
の化学成分のため（Ａｊ！ｚＯｓ含有量大）軟化温度が
高く発泡体を得るには１０００°Ｃ以上の高温でなけれ
ば熔融せず、低密度で微細気泡径を有する発泡体を得る
ことは困難であった。

そのため、天然ガラスにアルカリ成分を添加し変成した
後、加熱発泡させる方法（特開昭６０−３６３５２号公
報、特開昭６０−７７１４５号公報）が知られている。

従来の発泡体の製造においては、天然ガラスにアルカリ
成分を添加し変成するに際し、溶媒である水を多量に用
い、混合混練しスラリーあるいはペースト状としたのち
１００℃以上の温度下乾燥を行い、固化した後、粉砕し
たものを発泡体製造原料とし、使用されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来の方法では、溶媒である水を多量に用い
天然ガラスとアルカリ成分を混合混練しスラリーあるい
はペースト状としたのち乾燥中に反応させるため、反応
を制御することが難しく、乾燥条件、雰囲気の違い、乾
燥されるペースト状あるいはスラリー状の中央部、端部
の違いにより反応に違いがみられた。具体的には、中央
部が長時間水分が残留するため反応が進みすぎ、ゼオラ
イト質の結晶が生成し易く（参考　Ｕｎｉｔｅｄ　５ｔ
ａｔｅｓ　Ｐａｔｅｎｔ　３＋１１４＋６０３）　、結
晶を生成したときは加熱発泡後の物性を低下させるため
（高比重化が生じるため）、結晶の生成部、未生成部に
より、得られた原料の加熱発泡後の無機ガラス発泡体物
性にバラツキを生じていた。

また従来の製造法では、スラリーあるいはペースト状物
が、乾燥後、固化一体止し、その固化一体止したものを
そのまま加熱発泡させると中央部などに粗大な気泡が生
じ、外観上好ましくなく、乾燥して固化一体止したもの
を細かく粉砕する必要があった。

しかし、このように粉砕するという手間をかけても、得
られた原料を加熱発泡させた後の無機ガラス発泡体の嵩
密度や減圧吸水率などの物性にバラツキが残っており、
気泡も不均一なものであった。

本発明は、上記問題点について鋭意研究の結果、かかる
問題点を解決する方法を見出し本発明に至った。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち本発明は平均粒径が５μないし１２μであり、
なおかつ粒径２０μを越えるものが５％以下である天然
ガラス質鉱物１００重量部に対して少なくとも発泡剤０
．１〜５．０重量部含有してなる粉体と、アルカリ金属
水酸化物１５〜２５重量部、水７〜１５重量部からなる
溶液とを混合、反応させながら造粒することを特徴とす
る無機ガラス発泡体用造粒物の製法である。

本発明でいう天然ガラス質鉱物とは、。黒曜石、抗火石
、真珠岩、松脂岩、シラス等であるが、一般に広く使用
されている板ガラスや瓶ガラスおよび、その粉末が主体
の廃ガラスを用いることも出来る。

発泡剤としては、炭酸塩、、硝酸塩、カーボンや炭化珪
素等で高温で気体を発生する粉末状の物質を用いる。そ
の他の添加剤、例えば硼素化合物等を適宜加えても本発
明は実施できる。発泡剤の量は天然ガラス質鉱物１００
重量部に対して０．１〜５．０重量部とする。この発泡
剤の量から外れた場合、得られた造粒物の加熱発泡によ
り得られた無機ガラス発泡体の物性は低下する（高比重
化が生じるため）。

アルカリ金属水酸化物としては、ＮａＯＨまたはＫＯＨ
が好適である。

本発明の方法で重要なことは、天然ガラス買鉱物を主と
する粉体とアルカリ金属水酸化物溶液とを混合、反応さ
せながら造粒することにある。混合中にガラス中のＳｉ
Ｏオとアルカリ金属水酸化物とが反応し、−ａによく知
られている水ガラス（Ｓｉｎｇ・２　Ｎａｍｅ）状物質
を生成し、その粘着性により粉体同志が付着しあい造粒
が可能となる。本発明者は、この造粒条件と得られる無
機ガラス発泡体の物性とに相関があることを見出した。

即ち、粉体とアルカリ金属水酸化物溶液との混合開始時
から造粒物の粒径が所定のサイズになり造粒を停止する
までの時間（以下、造粒時間という。）は天然ガラス賞
鉱物の粒度分布により変化し、天然ガラス譬鉱物の粒度
分布がシャープであれば造粒時間はある程度に長くなり
、粒度分布がブロードであれば造粒時間が短くなること
を見出した。そして、造粒時間がある程度長いときは、
多くの場合５分をこえるときは、造粒される前に天然ガ
ラス質鉱物とアルカリ金属水酸化物溶液との間に均一分
散化が進み、ゼオライト質結晶の生成を制御されて、そ
の状態で所望の大きさ（多くの場合２ａ１１程度）の造
粒物となることを本発明者は見出した。即ち、本発明に
用いる天然ガラス質鉱物は平均粒径が５μないし１２μ
であり、なおかつ粒径２０μを越えるものが５％以下で
ある。この粒度から外れた場合、例えば平均粒径が５μ
未満の時には粉体とアルカリ金属水酸化物溶液の反応性
が非常に高くなるため、粉体とアルカリ金属水酸化物が
接触した瞬間から急激な反応が起こり、数秒から数十秒
の間に粒径ＩＯ〜２０閣の粒となってしまうので、造粒
物の粒径制御は困難になる。また、平均粒径が１２μよ
りも大きい場合には、粒径の大きいガラス質鉱物の割合
が多くなってくるので、粉体とアルカリ金属水酸化物の
反応が進まず、得られた造粒物を加熱発泡して得たガラ
ス発泡体の嵩密度が非常に高くなる場合がある。

一方、平均粒径が５μ〜１２μであっても、粒径２０μ
を越えるものが５％よりも多い場合、粉体とアルカリ金
属水酸化物の均一分散に充分な造粒時間が得られないの
で、造粒物を加熱発泡して得られるガラス発泡体の嵩密
度及び減圧吸水率のバラツキは大きくなり、かつ減圧吸
水率の値も大となる。また、粗大気泡の発生により外観
は粗悪なものになる。

アルカリ金属水酸化物の水溶液の組成は、天然ガラス質
鉱物１００重量部に対し、アルカリ金属水酸化物１５〜
２５重量部、水７〜１５重量部が好ましい。

アルカリ金属水酸化物１５重量部未満では、加熱発泡中
の発泡倍率が低く、低比重のガラス発泡体を得にくい、
また２５重量部をこえると、低比重化するものの未反応
のアルカリ金属水酸化物が残りやすく、得られたガラス
発泡体の耐水性、耐久性が減じ、好ましくない。

また、水７重量部未満では、アルカリ金属水酸化物を溶
解させる際に高温を要し、特別の装置等が必要であり好
ましくない、水１５重量部をこえると造粒物を得にくく
、スラリー状となり好ましくない。

該天然ガラス質鉱物を主体とする粉体とアルカリ金属水
酸化物の水溶液を混合、反応させながら造粒させる機械
装置としては、種々の混合機、造粒機、例えば、転勤回
転型造粒機、高速回転羽根形混合造粒機等が使用できる
。

得られる造粒物粒径は、造粒時間、方法により任意制御
が可能であるが、加熱発泡後のガラス発泡体の気泡を均
一にするために５ｒｍ以下、特に好ましくは２ＩＩＩＩ
ｌ程度とするのが好ましい。

また得られた造粒物は、そのまま加熱発泡に用いてもよ
いが、反応をさらにすすめるために６０〜２００°Ｃの
温度域で乾燥してもよい。

加熱発泡させる温度は含有アルカリ金属水酸化物量によ
り設定できるが、６５０〜８５０°Ｃが好ましい。

造粒終了後、ガラス発泡成形体を得るには、ステンレス
製等の耐熱性型枠中に成形体の密度にあわせて底部に均
一に造粒物を配置し、加熱する方法、あるいは得られた
造粒物同志の粘着性を利用し、相互に付着させ、任意の
形状に予め成形し、加熱発泡させる方法により、任意形
状のガラス発泡成形体を得ることができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の製造方法を実施例により、詳細に説明す
る。

本発明でいう平均粒径、嵩密度、減圧吸水率は下記の方
法によるものである。

ａ）　平均粒径水を分散媒体として使用した自然および遠心沈降法で光
透過測定方式で求めたメデイアン径のことである。

ｂ）　嵩密度発泡体を一辺約５Ｃ１！１の立方体形状に切り出し、そ
の重量（（至）と寸法（縦、横、高さ）を測定し、次式
により算出する。

Ｃ）　減圧吸水率嵩密度測定と同様に一辺約５ＣＩ１１の立方体の試料の
重量と寸法を測定後、７６０ｍｍＨｇの減圧下で、６０
分間脱気した後、同減圧下で６０分間浸水し吸水させる
。その後試料を取り出し表面付着水を拭き取った後、重
量を測定し、次式により算出する。

試料中の空間容積（ｃｌ）＝〔縦（ｃｎ＋）　Ｘ横（ａｍ）　Ｘ高さ（ｃｍ））試
料の吸水部重量（ｇ）試料の真密度（ｇ／ｃｍ”）減圧吸水率（Ｖｏ１％）実施例１平均粒径８．８μの黒曜石（和田峠産）を分級し第１図
中、■に示すシャープな粒度分布を持つ黒曜石粉末を得
た。この黒曜石粉末の平均粒径は６．１μであり、粒径
２０μを越えるものは０％であった。こめ黒曜石１００
重量部、ＣａＣＯ３１，５重量部、天水硼砂３．５重量
部からなる混合物と水１０重量部にＮａＯＨ２０重量部
を溶かした溶液とを転勤回転型造粒機（日本アイリッヒ
製）により混合、反応させなから造粒物粒径が約２鑓に
なるまで造粒した。この造粒を１０回行なったところ造
粒時間は７〜９分の範囲にあった。

造粒物は２００°Ｃで２時間乾燥した。

得られた１０回分の造粒物をそれぞれアルミ箔製容器に
３００ｇ入れ、ガス炉にて７３５°Ｃまで２時間で昇温
し、保持１０分間加熱したのち、充分に徐冷して取り出
し、１０個の無機ガラス発泡体を得た。

この１０個の発泡体の嵩密度は０．１８〜０．２０、減
圧吸水率は３．５〜４．４Ｖｏ１％であり、バラツキは
非常に小さかった。気泡サイズは最大で２圓であり外観
上きわめて良好であった。

実施例２実施例１に用いた黒曜石１００重量部、ＣａＣ０゜１．
０重量部からなる混合物と水１２重量部にＮａＯＨ２３
重量部を溶かした溶液とを、実施例１と同一の造粒機に
より造粒物粒径が約２鵬になるまで造粒した。造粒時間
は６分であった。造粒物は２００℃で２時間乾燥した。

得られた造粒物を実施例１と同一条件で加熱発泡させ、
無機ガラス発泡体を得た。

この発泡体の嵩密度は０．１７　、減圧吸水率は６、　
Ｉ　Ｖｏ１％であり、気泡サイズは最大で４ｍｍであっ
た。

実施例３実施例１に用いた黒曜石１００重量部、ＣａＣＯ５３６
０重量部、天水硼砂３．５重量部からなる混合物と水１
０重量部にＮａＯＨ１８重量部を溶かした溶液とを、実
施例１と同一の造粒機により造粒物粒径が約２闘になる
まで造粒した。造粒時間は８分であった。造粒物は２０
０°Ｃで２時間乾燥した。

この発泡体の嵩密度は０．２０、減圧吸水率は５．３　
Ｖｏ１％であり、気泡サイズは最大で３ｍｍであり良好
であった。

実施例４第１図中、■に示す粒度分布を持つ黒曜石粉末（和田峠
産、平均粒径７．２μ、粒径２０μを越えるものは４％
）を用い、実施例１と同一の組成、同一の造粒機により
造粒物粒径が約２ｍｍになるまで造粒した。この造粒を
１０回行なったところ造粒時間は６〜８分の範囲であっ
た。

造粒物は２００°Ｃで２時間乾燥した。

得られた１０回分の造粒物を実施例１と同一条件で加熱
発泡させ、１０個の無機ガラス発泡体を得た。

この１０個の発泡体の嵩密度は０．１８〜０．２１、減
圧吸水率は４．１〜５．２Ｖｏ１％であり、気泡サイズ
は最大で３胴であり良好であった。

実施例５実施例１で得られた１０回分の造粒物を乾燥す−ること
なく、造粒物自体の粘着力により、それぞれ５　Ｃ１ｌ
　Ｘ　６　ｃｍ　Ｘ　３　ｃｍの六面体に成形したもの
を実施例１と同一条件で加熱発泡させ、１０個の無機ガ
ラス発泡体を得た。

この１０個の発泡体の嵩密度は０．１７〜０．２０、減
圧吸水率は４．０〜５．７　Ｖｏ１％であり、気泡サイ
ズは最大で３圓であり良好であった。

比較例１平均粒径８．８μの黒曜石（和田峠産）を分級し第１図
中、■に示す粒度分布を持つ黒曜石粉末を得た。この黒
曜石粉末の平均粒径は８．４μであり、粒径２０μを越
えるものは１０．２％であった。この黒曜石粉末を用い
、実施例１と同一の組成、同一の造粒機により造粒物粒
径が約２閣になるまで造粒した。この造粒を１０回行な
ったところ造粒時間は２〜５分の範囲であった。造粒物
は２００°Ｃで２時間乾燥した。

この１０個の発泡体の嵩密度は０．２０〜０．２４、減
圧吸水率は５，０〜８．５νｏ１％であり、嵩密度が高
目になった。気泡サイズは最大で４胴であった。

比較例２第゛１図中、■に示す粒度分布を持つ黒曜石粉末（和田
峠産、平均粒径８．８μ、粒径２０μを越えるものは２
４％）を用い、実施例１と同一の組成、同一の造粒機に
より造粒物粒径が約２鴫になるまで造粒した。この造粒
を１０回行なったところ造粒時間は１〜３分の範囲であ
った。

造粒物は２００°Ｃで２時間乾燥した。

この１０個の発泡体の高密度は０．１５〜０．２４まで
バラツキ、減圧吸水率は１０．２１〜１８．１％と大き
かった。また、気泡サイズは最大８ｎｍ＋まであり、外
観は粗悪であった。

比較例３第１図中、■に示すブロードな粒度分布を持つ平均粒径
４．８μ黒曜石粉末（和田峠産、粒径２０μを越えるも
のは１１％）を用い、実施例１と同一の組成、同一の造
粒機により造粒を行なったところ、造粒開始後約３０秒
で粒径１０〜２０ｍｍとなってしまい、造粒物の粒径の
制御は困難であった。

比較例４第１図中、■に示す粒度分布を持つ平均粒径１６．２μ
黒曜石粉末（和田峠産、粒径２０μを越えるものは４６
％）を用い、実施例１と同一の組成、同一の造粒機によ
り造粒物粒径が約２閤になるまで造粒した。造粒時間は
３分であった。造粒物は２００　’Ｃで２時間乾燥した
。

この発泡体の嵩密度は０．３７、減圧吸水率は１０、５
％であった。

比較例５平均粒径８．８μの黒曜石粉末（和田峠産）１００重量
部、ＣａＣ０，１，５重量部、天水硼砂３．５重量部か
らなる混合物と水３５重量部にＮａＯＨ２０重量部を溶
かした溶液とを万能撹拌機により混合した。混合物はペ
ースト状となり、バット上に移し、厚さ約２ｍとし２０
０″Ｃで５時間乾燥した。

得られた固化板状体を細かく粉砕して型枠に入れて実施
例１と同一条件で加熱発泡させたところ、気泡が著しく
不均一であり、気泡サイズは最大６ＩＩＩＩ１１まであ
り外観は粗悪であった。

〔発明の効果〕

本発明方法に従えば、得られた造粒物を粉砕することな
く、そのまま所定の形状にして加熱発泡させる原料とし
て使用できるとともに、その造粒径は２龍程度と使用し
易い大きさとなり、その上に、得られた造粒物を所定の
形にして加熱発泡させて得られた無機ガラス発泡体は、
嵩密度や減圧吸水率のバラツキが少なく、かつ、嵩密度
や減圧吸水率の値が小さなものを得ることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は実施例および比較例に用いた黒曜石粉末の粒度
分布を示すグラフである。なお横軸は対数表示である。特許出願人　　旭化成工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

平均粒径が５μないし１２μであり、なおかつ粒径２０
μを越えるものが５％以下である天然ガラス質鉱物１０
０重量部に対して少なくとも発泡剤０．１〜５．０重量
部含有してなる粉体と、アルカリ金属水酸化物１５〜２
５重量部、水７〜１５重量部からなる溶液とを混合、反
応させながら造粒することを特徴とする無機ガラス発泡
体用造粒物の製法。