(57)【要約】【課題】マグネシアセメント配合物をその反応の過程において水酸化マグネシウムが含まれていることを確認した後一回以上混合することを特徴とするマグネシアセメント組成物の製造法。【解決手段】本発明の方法により、マグネシアセメント鉱物製造原料の幅を広げ、より多様な形態の安定した製品を目的に応じた方法で製造することが可能になり、マグネシアセメント鉱物の優れた性質を利用することができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシアセメント配合物をその反応の過程において水酸化マグネシウムが含まれていることを確認した後一回以上混合することを特徴とするマグネシアセメント組成物の製造法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシアセメント組成物の製造法とくに従来利用されていない領域を含めたマグネシアセメント組成物の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシアセメントは活性マグネシア（または酸化マグネシウム）と塩化マグネシウム水溶液を配合して必要とあれば骨材やフィラーとなる物質を配合した後目的とする形状を得るために型枠等に流し込んで静置し時間を掛けて反応硬化させる。その使用方法はポルトランドセメントに水や骨材を配合して硬化させる方法と極めて類似している。ところが活性マグネシアは一定の品質のものを得るのが難しく、配合上同一の反応条件で硬化させた積もりでも硬化までの間に配合物内で沈降分離等の現象が起き、均一な硬化物が得にくいばかりでなく、場合によっては硬化物の破壊（アバレと称する）、結露（汗と称する）などの好ましくない現象も認められた。  このことを防ぐため、マグネシアセメントに使用可能な活性マグネシアを選択するため、JIS A 6905「マグネシアセメント」が制定された。しかしながら、このような努力にも拘わらず、ポルトランドセメントのような汎用性は得られず、マグネシアセメントは現在ではほとんど使用されない状況になっており、これに伴いJIS A 6905も廃止された。
【０００３】
従来のマグネシアセメントの考えでは、酸化マグネシウムと塩化マグネシウムが直接に反応すると考えられており、酸化マグネシウムでなければマグネシアセメントは生成しないとしてわざわざ水酸化マグネシウムを焼成して一旦酸化マグネシウムに変えたり、保存中に部分的に空気中の湿分と反応した酸化マグネシウム原料を所謂風邪を引いたとして廃棄することもあった。さらに、配合物は型枠に入れて静置し、硬化するのを待って脱型するので、マグネシアの活性や硬化時の温度などの変化によっては脱型までの時間に長短があり、効率的な生産が行い難い面があった。
【非特許文献１】Charles A.Sorrell and Charles R.Armstrong ,J.Am.Ceram.Soc.[59]No.1-2,51-54(1976)
【発明の開示】
【発明の効果】
【０００４】
マグネシアセメントの結晶構造は、その分子式からも推定されるように主として水酸基で組み立てられた構造体にマグネシウムの陽イオンと塩素の陰イオンが規則的に分散したものとみられる。このような構造の場合、構造内のイオンは比較的他のイオンと交換しやすくまた、水酸基は様々なイオンを吸着する可能性を持っているものと観られる。さらに、生成熱の大きなことは、防火性の塗料としての可能性もあり、有機材料との親和性の良いことはこれらのものの結合材としてあるいは化粧材や塗料としての利用も考えられる。
【０００５】
本発明のマグネシアセメントの硬化過程を基にした簡便な方法によって、従来のより活性の高いマグネシアを求める技術の方向が修正され、マグネシアの活性に囚われず幅広い原料を使用して硬化体から微粉末までの多様なマグネシアセメント製品を作り出すことが可能になり、マグネシアセメントの優れた性質をより自由に利用することができる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、マグネシアセメントの反応過程をより合理的なものに改め、従来使用されていない領域を含めた組成物の製造法を開示し、数々の利点を有するマグネシアセメントの用途の拡大を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者はこの出願に先立ち、マグネシアセメントの反応過程を明らかにした報告を日刊工業出版プロダクション「工業材料」Vol.53,No.2 pp88-91 2005に発表した。この報告で本発明者はマグネシアセメントの硬化の過程が大きく分けて、活性マグネシアが水和で水酸化マグネシウムに変化する過程、水酸化マグネシウムが塩化マグネシウム溶液に溶解する過程、さらに、この溶液からマグネシアセメント鉱物を析出する過程を含むことを明らかにした。
【０００８】
マグネシアセメントの硬化の過程を観察すると一般に混合時には一旦粘度は上がるものの鋳込み成形中に粘度が低下することがあり、原料と配合が適正でなければ、この時期に水溶液部分が固形分と分離して浮き、さらに、酸化マグネシウムの多い固形部分内でも底部程酸化マグネシウムの濃度が高くなる現象が認められる。この粘度の低下する時期をＸ線回折等で調べてみると配合物中に生成した水酸化マグネシウムが塩化マグネシウム水溶液に溶解し始めていることが認められ、以後水酸化マグネシウムの溶解と溶液からのマグネシアセメント鉱物の析出過程が同時に進行することが認められた。
【０００９】
マグネシアセメントの過程がより明らかになったことから、マグネシアセメント鉱物の生成は反応溶液からのマグネシアセメント鉱物の析出にあり、析出に至るそれぞれの過程は必要に応じた反応条件を設定し、目的に応じたものにすれば良いことになる。この考えに基づけばマグネシアセメント製品を製造する手段は多様化し、作られるマグネシアセメント製品も従来より多様なものとすることができる。
【００１０】
本発明はマグネシアセメント配合物をその反応の過程において水酸化マグネシウムが含まれていることを確認した後一回以上混合することを特徴とするマグネシアセメント組成物の製造法である。
【００１１】
従来の方法では配合物を直ちに型枠に流し込まずある程度反応が進んでから混合を繰り返すようなことは折角生成し始めたセメント結合を切断することになり、技術的に考え難いことであった。
【００１２】
本発明では酸化マグネシウム原料の活性による選択は従来のように重要ではなく、従来活性が低くマグネシアセメント原料として用いられなかったもの例えば保管中に空気中の湿分と反応した酸化マグネシウムや原料として使用できないとみられていた水酸化マグネシウムも原料として十分に使用できる。配合物の混合はマグネシアセメント鉱物が析出するまでに沈降分離で生じた配合物中の組成の偏りを正すことにあり、必要に応じて何度でも繰り返すことができる。この混合をマグネシアセメントの反応が進行していない時期に行ってもあまり意味のないことであり、反応が進行してマグネシアセメント鉱物が顕著に析出し始めるまでの間に行うことが必要である。マグネシアセメントの反応は原料や反応条件によって一律ではないが進行の目安は配合組成中の水酸化マグネシウムの量で決めることができる。配合物中の水酸化マグネシウムの量はＸ線回折等で測定できるが、一般に工業製品を製造する場合は一度製造条件を定めればその反応のぶれはあまり多くないので、反応の途中でＸ線回折等の方法を用いなくても、粘度などの簡便な方法に置き換えて製造工程内で水酸化マグネシウムの量を推定することができる。混合の回数は必要に応じて行えばよいが、マグネしセメント鉱物の析出が進んだ時点で行うと硬化物の場合折角生成した結合力を損なうことが推測される。しかし、マグネシアセメントの生成が進むと配合物の粘度は急速に上昇するので、このことを認識していれば硬化を損なわない管理を行うことができる。
【００１３】
本発明の製造法を用いれば、流し込みから硬化までの時間を大幅に短縮でき、型枠の回転率を上げることができるばかりでなく、フィラーや様々な添加物を必要に応じて配合できるので、このことを利用して硬化物の製造工程を目的に添ったものに大幅に変えることができる。これにより、従来は工程として難しいものや、製造コストが高いため、利用できなかった分野の製品を作ることが可能になった。また、得られる硬化物内部の組成のバラツキが少なくなるので、アバレや汗をかくなど従来マグネシアセメント硬化物の大きな欠点とされていた現象を大幅に軽減することができる。
【００１４】
本発明の製造法を用いるとマグネシアセメントの配合を自由に変えることができるので、従来注目されなかった新しい製品を作ることが可能になった。例えば、酸化マグネシウムに代えて水酸化マグネシウムを原料としてマグネシアセメント硬化物を作る場合、硬化体としての目標が得られる範囲内で塩化マグネシウムとの組成比を自由に選択できる。この場合、未反応の水酸化マグネシウムが残されても、水酸化マグネシウムと生成するマグネシアセメント鉱物の比重は極めて近く、酸化マグネウムが水酸化マグネシウムに変化する際に生じるような異常膨張は起こりえず、極めて安定した硬化物になる。さらに、酸化マグネウムの配合比を塩化マグネシウム水溶液に対して減らして行くと、様々なマグネシアセメント鉱物製品を得ることができる。例えば、酸化マグネウムの配合を理論組成の１０％程度にし、酸化マグネウムが沈殿硬化しない程度の攪拌を連続あるいは間欠的に行うとペースト状の生成物が得られる。酸化マグネシウムの配合比を１％程度とさらに減らすと葛湯のような懸濁物が得られる。これらのマグネシアセメント懸濁物は長時間置いても沈降分離することもなく、安定に存在するので、このものの特性を製品として利用することも可能である。さらに、これらの懸濁物を濾過し、アルコールや水で洗浄乾燥させると、マグネシアセメント鉱物の微細な粉末を得ることができる。このものは「工業材料」Vol.53,No.2 pp91 2005の電子顕微鏡観察に観られるようなミクロンオーダの棒状の結晶である。
【実施例１】
【００１５】
中国産軽焼マグネシア１２４ｇ、工業用塩化マグネシウム６水塩１３８ｇ、水７５ｇ、フライアッシュ２５０ｇを配合し、マグネシアの水和を促進するために５０℃で３０分加温後攪拌し、２０ｃｍ  Ｘ  ２０ｃｍの発泡ポリスチレン製の型枠に流し込み６時間後厚さ１ｃｍのタイル状の硬化物を得た。
【実施例２】
【００１６】
オーストラリア産軽焼マグネシア１００ｇ、工業用塩化マグネシウム６水塩１００ｇ、７０℃の温水５０ｇ、ガラス研磨屑１００ｇ、塩化第二鉄１ｇを配合し、マグネシアの水和反応を促進するため３０分攪拌後発泡ポリスチレンボードに塗布し、一昼夜後土壁風のボードを得た。
【実施例３】
【００１７】
工業用塩化マグネシウム６水塩２０ｇを７０℃の温水１５ｇで溶解し、この溶液に発泡剤を加え、さらにオーストラリア産軽焼マグネシア２０ｇを加えてマグネシアの水和反応による粘度の上昇を確認後混合し、型枠に流し込み６時間後脱型後５０℃で６時間加温して、容積比重０．７の硬化物を得た。
【実施例４】
【００１８】
実施例３の型枠に流し込む前の組成物に発泡ポリスチレンの約2mmの粒子を配合し混練後型枠に充填６時間後脱型し、５０℃で６時間加温して、容積比重０．３の硬化物を得た。
【実施例５】
【００１９】
海水マグネシア製造工程から得られた水酸化マグネシウム１５ｇ、工業用塩化マグネシウム６水塩１０ｇを乳鉢で水を少しずつ加えながら混合し、得られたペースト状の配合物を容器に流し込み、５０℃で２４時間加温したところ酸化マグネシウムを原料とした物と同様の硬化物が得られた。
【実施例６】
【００２０】
オーストラリア産軽焼マグネシア１０ｇ、工業用塩化マグネシウム６水塩５００ｇ、水２５０ｇをマグネシアが沈殿しないように、ゆっくりと一昼夜攪拌を続けたところ、葛湯状の懸濁液が生成した。このものは以後攪拌を止めても沈降分離することはなかった。この懸濁液をヌッチェを使い濾過し、溶液を分離後、エタノールで洗浄乾燥したところ、微細なマグネシアセメント鉱物の針状結晶からなる粉末を得た。