(57)【要約】【課題】  安価な混合物から生成される、低嵩密度、低熱伝導率及び高強度の鉱物質アルミニウム吹込み断熱素材を提供する。【解決手段】  断熱素材は、吹込み気孔を囲むフレーム構造として珪酸カルシウム水和物を含有し、吹込み気孔の４０容積％超が直径１mm未満で、７５容積％超が直径２mm未満である。熱伝導率λ１０ｄｒは０．０４５Ｗ／ｍＫ未満になる。吹込み気孔発生を抑制し、且つ／又は、小さい吹込み気孔の発生を促す少なくとも一種の吹込み気孔抑制剤を、アルミニウム添加前に添加する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム構造としての珪酸カルシウム水和物と、該フレーム構造で囲まれる吹込み気孔とを有する鉱物質のアルミニウム吹込み断熱素材であって、前記吹込み気孔の４０容積％を超える気孔は直径が１mm未満であり、前記吹込み気孔の７５容積％を超える気孔は直径が２mm未満であり、熱伝導率λ１０ｄｒが０．０４５Ｗ／ｍＫ未満である断熱素材。
【請求項２】
前記熱伝導率λ１０ｄｒが０．０４２〜０．０４５Ｗ／ｍＫである請求項１記載の断熱素材。
【請求項３】
前記熱伝導率λ１０ｄｒが０．０４２Ｗ／ｍＫ未満である請求項１又は２に記載の断熱素材。
【請求項４】
嵩密度が７５〜１１０kg／ｍ３である請求項１〜３の何れかに記載の断熱素材。
【請求項５】
粉砕岩石を含有する請求項１〜４の何れかに記載の断熱素材。
【請求項６】
前記粉砕岩石の含有量は３０重量％以下である請求項５記載の断熱素材。
【請求項７】
前記粉砕岩石は粉末度が２０００〜５０００cm２／ｇである請求項５又は６記載の断熱素材。
【請求項８】
圧縮強度が０．２０〜０．４１Ｎ／mm２の範囲にある請求項１〜７の何れかに記載の断熱素材。
【請求項９】
前記フレーム構造の主要鉱物質相はトバモライトである請求項１〜８の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１０】
９０〜１１０kg／ｍ３の嵩密度における熱伝導率λ１０ｄｒが０．０４０〜０．０４１Ｗ／ｍＫの範囲にある請求項１〜９の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１１】
８０〜９０kg／ｍ３の嵩密度における熱伝導率λ１０ｄｒが０．０３８〜０．０３９Ｗ／ｍＫの範囲にある請求項１〜１０の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１２】
四官能ポリシロキサンを含有する請求項１〜１１の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１３】
前記四官能ポリシロキサンの存在量は、０．１〜０．４重量％である請求項１２記載の断熱素材。
【請求項１４】
総気孔率は、容積比で９０〜９８％である請求項１〜１３の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１５】
総気孔率のうちの８０〜９０容積％は吹込み気孔で構成される請求項１〜１４の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１６】
水、少なくとも一種の反応性ＳｉＯ２成分、少なくとも一種の水硬性バインダー成分、少なくとも一種の反応性ＣａＯ成分及び少なくとも一種のＳＯ３成分を含有する混合物に、気孔を発生するために細かく分割されたアルミニウムを用いて吹込みを行い、固化して水熱硬化する、珪酸カルシウム水和物によって結合される鉱物質断熱素材の製造方法であって、吹込み気孔発生を抑制し、且つ／又は、小さい吹込み気孔の発生を促す少なくとも一種の吹込み気孔抑制剤を前記アルミニウムの添加前に添加する鉱物質断熱素材の製造方法。
【請求項１７】
吹込み気孔の４０容積％を超える気孔は直径が１mm未満であり、前記吹込み気孔の７５容積％を超える気孔は直径が２mm未満である請求項１６記載の製造方法。
【請求項１８】
前記吹込み気孔抑制剤は、前記水硬性バインダー成分の添加前又は添加中に添加される請求項１６又は１７記載の製造方法。
【請求項１９】
四官能ポリシロキサンを含有する薬剤を前記吹込み気孔抑制剤として使用する請求項１６〜１８の何れかに記載の製造方法。
【請求項２０】
四官能ポリシロキサンを前記吹込み気孔抑制剤として使用する請求項１９記載の製造方法。
【請求項２１】
前記四官能ポリシロキサンは、混合物中の固形分に基づいて０．１〜０．４重量％の量添加される請求項１９又は２０記載の製造方法。
【請求項２２】
前記混合物に、粉砕岩石として粉砕石灰岩が添加される請求項１６〜２１の何れかに記載の製造方法。
【請求項２３】
前記混合物は凝集物を含有し、該凝集物として、粉末度２０００〜５０００cm２／ｇの粉砕岩石が使用される請求項１６〜２２の何れかに記載の製造方法。
【請求項２４】
前記ＳｉＯ２成分として石英粉末が使用され、石英粉末の少なくとも一部が粉末岩石で代用される請求項１６〜２３の何れかに記載の製造方法。
【請求項２５】
前記反応性ＳｉＯ２成分に対する前記反応性ＣａＯ成分の比率は、熱水硬化中に主要鉱物質相としてトバモライトが形成されるように設定される請求項２４記載の製造方法。
【請求項２６】
前記反応性ＳｉＯ２成分は粉末度２０００〜５０００cm２／ｇのものが使用される請求項１６〜２５の何れかに記載の製造方法。
【請求項２７】
粉末度２０００〜５０００cm２／ｇの水硬性バインダー成分が使用される請求項１６〜２６の何れかに記載の製造方法。
【請求項２８】
固形分含有量に基づいて、ＳｉＯ２当量に基づいて１５〜４５重量％の前記ＳｉＯ２成分、３０重量％以下の粉砕岩石及び／又は他の不活性又はポゾラン凝集物、３０〜５０重量％の前記水硬性バインダー成分、ＣａＯ当量に基づいて５〜１５重量％の前記ＣａＯ成分、ＳＯ３当量に基づいて３〜７重量％の前記ＳＯ３成分、及び、０〜１重量％の添加剤が前記混合物に添加される請求項１６〜２７の何れかに記載の製造方法。
【請求項２９】
前記細かく分割されたアルミニウムは、固形分含有量に基づいて、０．５〜１重量％の量で前記混合物に添加される請求項１６〜２８の何れかに記載の製造方法。
【請求項３０】
ｄ５０が３２〜３５μｍの細かく分割されたアルミニウムが使用される請求項１６〜２９の何れかに記載の製造方法。
【請求項３１】
アルミニウムペースト形状の細かく分割されたアルミニウムが使用される請求項１６〜３０の何れかに記載の製造方法。
【請求項３２】
前記混合物の水硬性バインダーではない鉱物質成分は、前記混合物へ添加する前に前記吹込み気孔抑制剤と混合される請求項１６〜３１の何れかに記載の製造方法。
【請求項３３】
水／固形分比が１．２〜１．５になるような量で水が前記混合物に添加される請求項１６〜３２の何れかに記載の製造方法。
【請求項３４】
前記混合物は、成形型に投入されて、十分な生の強度を有するブロックに成形した後に、個別の素材に切断し順次硬化して断熱素材を形成する請求項１６〜３３の何れかに記載の製造方法。
【請求項３５】
前記吹込み気孔のうちの５０容積％を超える気孔は直径が１mm未満であり、前記吹込み気孔のうちの８５容積％を超える気孔は直径が２mm未満であり、断熱板である請求項１記載の断熱素材。
【請求項３６】
前記粉砕岩石が粉砕石灰岩である請求項５記載の断熱素材。
【請求項３７】
前記粉砕岩石の含有量は１５〜２５重量％以下である請求項６記載の断熱素材。
【請求項３８】
１００〜１０５kg／ｍ３の嵩密度における熱伝導率λ１０ｄｒが０．０４０〜０．０４１Ｗ／ｍＫの範囲にある請求項１０記載の断熱素材。
【請求項３９】
８３〜８６kg／ｍ３の嵩密度における熱伝導率λ１０ｄｒが０．０３８〜０．０３９Ｗ／ｍＫの範囲にある請求項１１に記載の断熱素材。
【請求項４０】
前記四官能ポリシロキサンの含有量は、０．１〜０．４重量％である請求項１３記載の断熱素材。
【請求項４１】
総気孔率のうちの８３〜８７容積％は吹込み気孔で構成される請求項１５記載の断熱素材。
【請求項４２】
前記水硬性バインダー成分としてポルトランドセメントが用いられ、前記反応性ＣａＯ成分として生石灰及び／又は消石灰が用いられ、前記ＳＯ３成分として石膏及び／又は硬石膏が用いられ、前記固化したものは前記水熱硬化前に所望寸法に切断され、請求項１〜１５の何れかに記載の断熱素材が製造される請求項１６記載の製造方法。
【請求項４３】
前記他の不活性又はポゾラン凝集物は、フライアッシュ、粉砕コンクリートフォーム、粉砕断熱板の何れかである請求項２８記載の製造方法。
【請求項４４】
前記吹込み気孔の５０容積％を超える気孔は直径が１mm未満であり、前記吹込み気孔の８５容積％を超える気孔は直径が２mm未満である請求項１７記載の製造方法。
【請求項４５】
前記四官能ポリシロキサンは、前記混合物中の固形分に基づいて０．２〜０．３重量％の量添加される請求項２１記載の製造方法。
【請求項４６】
前記反応性ＣａＯ成分及び前記反応性ＳｉＯ２成分は水熱硬化反応性である請求項２５記載の製造方法。
【請求項４７】
前記固形分含有量に基づいて、前記混合物に添加される前記ＳｉＯ２成分はＳｉＯ２当量に基づいて２０〜４０重量％、前記粉砕岩石及び／又は他の不活性又はポゾラン凝集物は、１５〜２５重量％、前記水硬性バインダー成分は３５〜４５重量％、前記ＣａＯ成分はＣａＯ当量に基づいて８〜１２重量％、前記ＳＯ３成分はＳＯ３当量に基づいて４〜６重量％である請求項２８記載の製造方法。
【請求項４８】
前記細かく分割されたアルミニウムは、前記固形分含有量に基づいて、０．６〜０．７重量％の量で前記混合物に添加される請求項２９記載の製造方法。
【請求項４９】
前記水／固形分比が１．３〜１．４になるような量で水が前記混合物に添加される請求項３３記載の製造方法。
【請求項５０】
切断される前記個別の素材は板であって前記断熱素材を断熱板として形成し、前記硬化はオートクレーブ加熱を含む請求項３４記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーム構造を形成し強度を付与する鉱物相として珪酸カルシウム水和物を含有する、例えば、断熱板、断熱ビーム又は他の三次元形状の、あるいは、ばら材料などの、アルミニウム吹込み鉱物質断熱素材に関する。また、本発明は、断熱素材を生成するための製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱物質断熱素材の製造において、相対的に低い機械強度と共に低い熱伝導性（ＴＣ）及び低い嵩密度が求められる。
【０００３】
下記特許文献１は、気孔形成剤としてペースト形状のアルミニウムを含有する多孔質コンクリート断熱板を記載し、例えば、嵩密度が１００〜１２０kg／ｍ３で、λ＝０．０４５Ｗ／ｍＫの熱伝導率及び０．５Ｎ／mm２の圧縮強度が達成される。
【０００４】
【特許文献１】ドイツ特許公開公報DE 101 31 360 A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えばアルミニウム粉末やペーストなどのアルミニウムを用いた吹込みの場合、注型された新鮮な組成物には、表面からの距離が減少するにつれて、静水圧が減少する結果として異なる程度に吹き込まれた気孔が生じる。故に、得られる断熱素材における気孔率分布は均質ではない。比較的大きい気孔は、例えば０．０４５Ｗ／ｍＫ未満の熱伝導率の達成を妨げる。
【０００６】
しかも、比較的大きい吹込み気孔が得られるので、この理由からも、所望の比較的低い熱伝導率は達成できない。
【０００７】
本発明の課題は、珪酸カルシウム水和物を用いて結合され、低い嵩密度と共に、低い熱伝導率、特に０．０４５Ｗ／ｍＫ未満の熱伝導率、及び高強度を有する鉱物質アルミニウム吹込み断熱素材を特に安価な混合物から提供し、又、それを製造するための製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、請求項１又は請求項１６の特徴によって達成される。本発明の有利な実施形態は各々下位の従属請求項に規定される。
【０００９】
本発明の一態様によれば、断熱素材は、フレーム構造としての珪酸カルシウム水和物と、該フレーム構造で囲まれる吹込み気孔とを有する鉱物質のアルミニウム吹込み断熱素材であって、前記吹込み気孔の４０容積％を超える気孔は直径が１mm未満であり、前記吹込み気孔の７５容積％を超える気孔は直径が２mm未満であり、熱伝導率λ１０ｄｒが０．０４５Ｗ／ｍＫ未満であることを要旨とする。
【００１０】
また、本発明の一態様によれば、鉱物質断熱素材の製造方法は、水、少なくとも一種の反応性ＳｉＯ２成分、少なくとも一種の水硬性バインダー成分、少なくとも一種の反応性ＣａＯ成分及び少なくとも一種のＳＯ３成分を含有する混合物に、気孔を発生するために細かく分割されたアルミニウムを用いて吹込みを行い、固化して水熱硬化する、珪酸カルシウム水和物によって結合される鉱物質断熱素材の製造方法であって、吹込み気孔発生を抑制し、且つ／又は、小さい吹込み気孔の発生を促す少なくとも一種の吹込み気孔抑制剤を前記アルミニウムの添加前に添加することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
断熱素材の製造において、比較的小さい吹き込み気孔が高い気孔率で均一に生じる。低い嵩密度、低い熱伝導率及び高強度を有する鉱物質アルミニウム吹込み断熱素材を安価な混合物から製造し、提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上述の課題を解決するために、先ず、例えばペースト状又は粉末形状の、通常より細かめのアルミニウム粒子を用いることによって小さい気孔を形成することを試みた。しかし、細かめのアルミニウム粒子は、水素気泡を形成する水との反応以前に強く凝集し、通例使用される粒子サイズのアルミニウム粒子を用いた時よりも大きい気孔さえ生じることが分かった。
【００１３】
故に、本発明は、通例の細かさの概して血小板様のアルミニウム粒子を用い、気泡形成を抑制し、及び／又は、アルミニウム粒子が大幅に解凝集して新鮮な組成物のサスペンジョン固体粒子に付着するのを確実にすることによる新規で非自明なルートを採用している。この結果、従来のプロセスにおけるよりも小さい吹込み気孔が形成されるので、より小さい熱伝導率が達成され、更に、非常に良い強度を得るに十分な状態でより小さい嵩密度が利用可能となる。
【００１４】
従って、本発明は、例えば、生成する新鮮な組成物サスペンジョン中の固体粒子表面に対する、アルミニウム粒子又はアルミニウム生成物に存在する小さいアルミニウム粒子凝集物の親和性、及び、その結果としてのある程度の結合によって、小さい吹込み気孔を発生する薬剤の使用を規定する。この代用或いはこれとの組み合わせとして、アルミニウム粒子に対して解凝集作用を有する薬剤を使用することもできる。その結果、サスペンジョン中の静水圧の違いの大部分は影響がない程に、吹込み気孔の形成が驚くほど抑制又は阻害される。発明の目的のため、該薬剤は、以下において「吹込み気孔抑制剤」と称する。
【００１５】
求められている比較的小さい吹込み気孔、特にサイズが均一な気孔の形成は、四官能ポリシロキサンを使用する時に特に良好に達成される。これらのポリシロキサンは、例えばヨーロッパ特許公報ＥＰ１８６８４７Ｂ１に記載されている。これらは、アルコキシ基を生じるアルキルシリコーン樹脂であり、アミノ官能性ポリジメチルシロキサンを含む。これらは、シロキサンの典型であるポリジメチルシロキサン鎖に加え、珪素上においてトリメトキシやテトラエトキシ状態の基も含有し、十分に反応した状態では網目構造を有し、該網目構造によりこれらは珪質固体表面への付着に適した状態になる。則ち、これらは、二官能及び三官能基と共に四官能基を有する。
【００１６】
本発明の目的のために使用することが好ましい製品には、ブルグハウゼンのヴァッカーケミー社(Wacker Chemie, GmbH)の製品SMK 1311又はWacker BS SMK 1311があり、これは、四官能ポリシロキサンを含有する製品として、本発明に係りアルミニウム粒子から小さいガス気泡を形成するのに特に有効である。説明したこのタイプの化合物は、これ以降、省略して「四官能ポリシロキサン」と称する。
【００１７】
これらは、これまでは、例えば、コンクリートフォーム、石膏プラスター、及び、撥水剤等の水上輸送の塗料を作るために、有機珪素化合物が水で希釈した形態で使用できる用途においてモノマーの重合における分散剤として使用されている。
【００１８】
コンクリートフォームの処方とは明らかに異なることが知られている通例の断熱板の処方においては、四官能ポリシロキサンは明らかに、公知の性質と比べて完全に異なる性質を発現する。断熱板用の新鮮な混合物において、四官能ポリシロキサンは、可能ならそれ自体が特に鉱物質粒子表面に付着して粒子表面にアルミニウム粒子への親和性を与えることによって、比較的小さい気泡の形成をもたらす性質を明らかに発現する。
【００１９】
当該分野に熟練した者は、気泡形成の抑制又は鉱物質粒子表面の金属アルミニウムへの親和性発現を可能とするのに最も適した化合物を、特に、例えば水溶性有機又は無機酸と塩基性窒素を含有する有機珪素化合物との塩などのようなここで述べる追加の化合物との組み合わせにおいて適した化合物を、ヨーロッパ特許公報ＥＰ１８６８４７Ｂ１に開示されている多数のポリシロキサンから簡単な実験によって選択する方法を知るであろう。
【００２０】
本発明の教示に基づいて、当分野に熟練した者は、更に、アルミニウム粒子に好適な効果を有する薬剤、及び／又は、通常使用されるアルミニウム製品に存在するアルミニウム粒子又はアルミニウム粒子の比較的小さい凝集物の水との反応において気泡又は吹込み気孔の形成を阻害又は抑制する薬剤を見い出せるであろう。
【００２１】
本発明の製造方法によって、珪酸カルシウム水和物によって結合され、多孔性発現剤として特にそれ自体公知の通常使用されるアルミニウムペーストの形態の細かく分割したアルミニウムを用いた、特に７５〜１１０kg／ｍ３の範囲の嵩密度を有する鉱物質断熱素材の製造が可能になり、特に、総気孔率９０〜９８容積％、特に９５〜９７容積％において、吹込み気孔のうちの４０容積％超、特に５０容積％超が直径１．０mm未満であり、吹込み気孔の７５容積％超、特に８５容積％超が直径２．０mm未満となる。一例として、通例の粉末度、例えばｄ５０が３２〜３５μｍ、の血小板様のアルミニウム粒子がペースト状態で使用される。
【００２２】
本発明の製造方法を実施する際、断熱素材用の新鮮な混合物は、例えば、以下のものを混合することによって得られる：
−水；
−少なくとも１種の水硬性バインダー成分、例えばポルトランドセメント；
−少なくとも１種の反応性ＳｉＯ２成分、例えば石英粉末；
−少なくとも１種の反応性ＣａＯ成分、例えば生石灰及び／又は消石灰；
−少なくとも１種の硫酸キャリア、例えば石膏又は硬石膏；
−少なくとも１種の微細分割したアルミニウム、特にアルミニウムペースト及び／又は粉末；
−少なくとも１種の吹込み気孔を抑制する薬剤；及び
−必要に応じて、粉砕石灰石、フライアッシュ、粉砕コンクリートフォーム又は粉砕断熱板等の通常の凝集物；及び
−必要に応じて、通常の添加物。
【００２３】
吹込み気孔抑制剤として、特に、上述の四官能ポリシロキサンが使用される。
吹込み気孔抑制剤は、アルミニウムの添加前に加えると有利であり、好ましくは、混合物へのセメント添加前又は添加中に加える。この後アルミニウムが添加される。アルミニウム粒子はそれ自体、吹込み気孔抑制剤で被覆された固体粒子表面に付着して吹込み気孔抑制剤に因って混合物の攪拌中にアルミニウムへの親和性を獲得すると推定される。
【００２４】
故に、水性アルミニウムペースト中で凝集しない又は殆ど凝集しないアルミニウム粒子を強塩基性混合物に導入することが可能であり、塩基性媒体がアルミニウムの表面電荷を大きく変えてもほとんどの場合において凝集することがないので、ｐＨ中性アルミニウムペーストの乳化剤は、もはや当初のアルミニウム粒子の分散の前提条件に合致した環境にはない。ドイツ特許公報ＤＥ−Ｃ−２５５７６８９に記載されているようなアルミニウムペーストを使用すると好ましい。水及び乳化剤と共に、重量比で８０％までのアルミニウムを含有すると有利である。
【００２５】
断熱素材用水性混合物は、成形型に投入されて吹込みされ、通例の方法に導入することができる。型から取り除いた後、固化ブロックから素材が切断され、好ましくはトバモライトが主要鉱物質バインダー相として断熱素材中に存在するようになるまで、オートクレーブ中で通常の手法で硬化される。
【００２６】
混合物中の四官能ポリシロキサンの含有量は、好ましくは重量比で０．１〜０．４％であり、重量比で０．２〜０．３％が特に好ましい。この含有量は混合物中の固形分に基づく。
【００２７】
水熱的に硬化する好ましい混合物は以下の組成物から得られる。ここで、混合物中の各成分の含有量は、混合物中の固形分に基づいた重量百分率で表される。更に、ＳｉＯ２、ＣａＯ及びＳＯ３の含有量は、各々、純成分、つまり、混合物の機能の原因である反応性成分に基づいている。故に、例えばＳｉＯ２成分は、そのＳｉＯ２当量に基づいて報告され、つまり、秤量されるＳｉＯ２成分の量は、ＳｉＯ２総量が、適正含有量となる純石英粉末の量に相当するような量である。これに対応して、ＣａＯ成分の含有量は、ＣａＯ当量に基づき、ＳＯ３成分のそれは、ＳＯ３当量に基づく。粉末度はBlaine値で示される。
【００２８】
・水硬性バインダー成分（粉末度：２０００〜５０００cm２／ｇ）：  ３０〜５０重量％、特に３５〜４５重量％
・ＳｉＯ２成分（粉末度：５０００〜１２０００cm２／ｇ、特に８０００〜１１０００ｃｍ２／ｇ）：  １５〜４５重量％、特に２０〜４０重量％
・ＣａＯ成分：  ５〜１５重量％、特に８〜１２重量％
・ＳＯ３成分：  ３〜７重量％、特に４〜６重量％
・アルミニウムペースト：  ０．５〜１重量％、特に０．６〜０．７重量％
・吹込み気孔抑制剤：  ０．１〜０．４重量％、特に０．２〜０．３重量％
・岩石粉末、及び／又は、他の不活性又はポゾラン凝集物（粉末度：２０００〜５０００cm２／ｇ）：  １５〜２５重量％
・添加剤：  ０〜１重量％
・水／固形分比：  １．２〜１．５、特に１．３〜１．４
【００２９】
本発明に係る珪酸カルシウム水和物によって結合したアルミニウム吹込み断熱素材は、好ましくは、嵩密度が７５〜１１０kg／ｍ３の範囲であり、吹込み気孔のうちの４０容積％超、特に５０容積％超の気孔が１．０mmより小さく、吹込み気孔のうちの７５容積％超、特に８５容積％超の気孔が２．０mmより小さい。総気孔率は、好ましくは容積比で９０〜９８％、特に容積比で９５％〜９７％であり、総気孔率のうち吹込み気孔によって構成される割合は、好ましくは容積比で８０〜９０％、特に容積比で８３〜８７％である。吹込み気孔の大きさは、例えば光学顕微鏡によって磨き断面上で決定される（参照：例えば図２）。これに対して、公知の断熱板においては、１mmより小さい気孔は容積比で約３５％だけである。総気孔率は、珪酸カルシウム水和物フレーム構造に囲まれた吹込み気孔と、該フレーム構造中の毛管気孔とによって構成される。本発明の断熱素材の熱伝導性は、好ましくは、λ１０ｄｒ＝０．０４５Ｗ／ｍＫより大きくはなく、より好ましくはλ１０ｄｒ＝０．０４２Ｗ／ｍＫより大きくなく、例えば嵩密度が９０〜１１０kg／ｍ３、好ましくは１００〜１０５kg／ｍ３の範囲にあるときに０．０４０〜０．０４１Ｗ／ｍＫの範囲にあり、例えば嵩密度が８０〜９０kg／ｍ３、特に８３〜８６kg／ｍ３の範囲にあるときに０．０３８〜０．０３９Ｗ／ｍＫの範囲にある。（λ１０ｄｒは、乾燥状態における１０℃での熱伝導率である。）
【００３０】
四官能ポリシロキサンは、気泡形成を明らかに阻害し、故にアルミニウムの吹込み作用を阻害するので、７５〜１１０kg／ｍ３の範囲の嵩密度において、より高い程度の気孔率が達成されるが、吹き込み中の混合物中の吹込み気孔は比較的小さいままであり、結合してより大きい気孔を形成するようなことはない。吹込み気孔の大きさ及び数、そして、嵩密度及び熱伝導率並びに強度も、吹込み気孔抑制剤の添加量を介して狙った通りに制御できる。比較的大量の吹き込み気孔抑制剤によって、量が少なくなるよりは、吹込み気孔の大きさが減少する程度が大きくなる。これに対応して、吹込み気孔の総容積は変わらないことによって吹込み気孔の数が増加する。好ましい範囲の添加量において、高嵩密度及び高熱伝導率になるほどに吹込み気孔の形成又は成長が抑制されることはなく、所望の小さい吹込み気孔サイズが実現される。
【００３１】
最初に、水−固形分サスペンジョンの水硬性バインダーではない鉱物質成分、例えば、石英粉末又は粉砕石灰岩を、吹込み気孔抑制剤で前処理し、それを混合し、続いてそれを水−固形分サスペンジョンに添加すると有利である。この場合においても、吹込み気孔抑制剤は、結果として得られる断熱板が例えば８５kg／ｍ３〜１００kg／ｍ３の嵩密度において断熱板の吹込み気孔のうちの４０容積％超、特に５０容積％を超える気孔が１mmより小さくなり、全吹込み気孔の７５容積％超、特に８５容積％を超える気孔が２mmより小さくなる効果を有する。この点は、粉砕石灰岩を四官能ポリシロキサンで処理する場合には特に驚くべきことである。というのは、シロキサンについては、例えばフライアッシュや石英粉末の表面のような珪質表面に反応することが知られているに過ぎないからである。対応する方解石との相互作用はこれまで報告されていない。
【００３２】
反応性ＳｉＯ２成分は、従来の、Blaine法で決定される５０００〜１２０００cm２／ｇ、特に８０００〜１１０００cm２／ｇの高粉末度で使用され、オートクレーブ中での水熱硬化において、珪酸カルシウム水和物形成、特にトバモライト形成の完全反応を確実にする。細かいＳｉＯ２成分、特に石英粉末は、製造が複雑で、故に高価であるので、本発明に従って、石英粉末の一部を、粉末度が２０００〜５０００cm２／ｇの例えば粉砕石灰岩などの安価な粉砕岩石で代用すると有利であり、その結果、良好な性質が殆ど変わらないように保たれたままで鉱物質断熱素材用混合物のコスト低下が可能である。
【００３３】
混合物中のＣａＯ成分及び水硬性バインダー成分の割合は、反応性ＳｉＯ２成分を粉砕岩石で代用しても、反応性の、特に水熱硬化性のＣａＯのＳｉＯ２に対する比率が変わらないように減少させるのが好ましい。
【００３４】
本発明の製造方法を有利に変形した一例では、凝集物粉砕コンクリートフォーム又は粉砕断熱板は、乾燥せずに通常の高い湿分含量の状態で使用され、それによって配合量に悪影響は受けない。これによって、消費時間及び乾燥プロセスの費用が節約され、粒子表面の水分子による被覆にも拘わらず吹込み気泡抑制剤が表面に結びつく見込みがあることが示され、創意に富んだ吹込み気孔抑制作用が示される。
【００３５】
以下に、三つの実施例を参照して本発明を説明する。
【実施例】
【００３６】
第１例において、下記の表１に示す比率で石英粉末及び硬石膏を水と混合する。表１に示す百分率は、重量百分率である。次に、四官能ポリシロキサンを含有する製品、つまりブルグハウゼンのバッカー社製SMK 1311を、総固形分に基づいて重量比で０．２％の割合で添加する。それから、０．７重量％のアルミニウムを、粉末度ｄ５０＝３２〜３５μｍのアルミニウム粒子を含有するペーストとして混合する。続いて、表１に示す量のポルトランドセメント及び生石灰（ＣａＯ）を混合物に添加して攪拌混合する。水／固形分比は１．３である。混合物は更に通例の成形型に投入して吹込み、固化させる。２４時間後、得られる可塑性固化成形ケークは、真空吸引機を用いて型から取り出してワイヤを用いて切断して板にする。板は、続いてオートクレーブ加熱して硬化させる。
【００３７】
【表１】
2006213594.tif 000003
第２例の比較混合物においては、第１例の混合物と同じ成分を同じ混合比率及び同じ順序で混合し、水／固形分比も１．３とするが、吹込み気孔抑制剤を添加せずに加工して断熱板を製造する。
【００３８】
上記２つの実施例の結果を図１に示す。図１は、第１例（破断線）において説明するように四官能ポリシロキサンを用いて製造される断熱板の吹込み気孔サイズ及び第２例（実線）において説明するように四官能ポリシロキサンを用いずに製造される断熱板の吹込み気孔サイズの累積度数分布を示す。
【００３９】
図１から、四官能ポリシロキサンを用いた本発明の断熱板の全吹込み気孔の５３容積％は直径１mm未満であり、８７容積％が直径２mm未満であることがわかる。板の乾燥嵩密度は１０２kg／ｍ３であり、λ１０ｄｒ値は０．０４０４Ｗ／ｍＫである。
【００４０】
これに対し、第２例で得られる断熱板では、全吹込み気孔の３５容積％だけが１mmより小さく、６５容積％が２mmより小さい（実線）。乾燥嵩密度は１０４kg／ｍ３であり、熱伝導率λ１０ｄｒ値は０．０４４１Ｗ／ｍＫであるから、本発明の製法によって製造される断熱板の値より約１０％高い。
【００４１】
第１例に記載されるように製造される断熱板の吹込み気孔の均一性は図２から理解される。図２は、第１例で記載されるように製造される断熱板の光学顕微鏡写真を示す。吹込み気孔１は、気泡壁体によって互いに分離される。本倍率においては見ることができないが、気泡壁体２中に微細孔が存在する。断熱素材の総気孔率のうちの８６容積％は、吹込み気孔１で構成され、１４容積％は微細孔で構成される。実質的に球状の吹込み気孔の大きさは均一であり、吹込み気孔の大部分の直径が１mm未満であることがわかる。総気孔率は９５〜９７容積％である。
【００４２】
第３例においては、第１例において記載される混合物中の石英粉末の一部を、Blaine法によって決定される粉末度が３０００cm２／ｇの粉砕石灰岩で代用し、ＳｉＯ２に対する反応性ＣａＯの比率が表１に示す混合物のものと同じになるようにＣａＯ含有量及びポルトランドセメント含有量を減少させる。鉱物質成分に関する混合物の正確な組成は表２に示す。
【００４３】
【表２】
2006213594.tif 000004
同様に非常に均一なサイズ分布の吹込み気孔を有する断熱板が得られる。吹込み気孔の５０容積％を超えるものは１mmより小さく、７５容積％を超えるものは２mmより小さい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１例及び第２例の断熱板の吹込み気孔サイズの累積度数分布を示す図である。
【図２】第１例の断熱板の光学顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００４５】
１  吹込み気孔、  ２  気泡壁体
【図１】
2006213594.tif 000005
【図２】
2006213594.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月20日(2006.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム構造としての珪酸カルシウム水和物と、該フレーム構造で囲まれる吹込み気孔とを有する鉱物質のアルミニウム吹込み断熱素材であって、前記吹込み気孔の４０容積％を超える気孔は直径が１mm未満であり、前記吹込み気孔の７５容積％を超える気孔は直径が２mm未満であり、熱伝導率λ１０ｄｒが０．０４５Ｗ／ｍＫ未満である断熱素材。
【請求項２】
前記熱伝導率λ１０ｄｒが０．０４２〜０．０４５Ｗ／ｍＫである請求項１記載の断熱素材。
【請求項３】
前記熱伝導率λ１０ｄｒが０．０４２Ｗ／ｍＫ未満である請求項１又は２に記載の断熱素材。
【請求項４】
嵩密度が７５〜１１０kg／ｍ３である請求項１〜３の何れかに記載の断熱素材。
【請求項５】
粉砕岩石を含有する請求項１〜４の何れかに記載の断熱素材。
【請求項６】
前記粉砕岩石の含有量は３０重量％以下である請求項５記載の断熱素材。
【請求項７】
前記粉砕岩石は粉末度が２０００〜５０００cm２／ｇである請求項５又は６記載の断熱素材。
【請求項８】
圧縮強度が０．２０〜０．４１Ｎ／mm２の範囲にある請求項１〜７の何れかに記載の断熱素材。
【請求項９】
前記フレーム構造の主要鉱物質相はトバモライトである請求項１〜８の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１０】
９０〜１１０kg／ｍ３の嵩密度における熱伝導率λ１０ｄｒが０．０４０〜０．０４１Ｗ／ｍＫの範囲にある請求項１〜９の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１１】
８０〜９０kg／ｍ３の嵩密度における熱伝導率λ１０ｄｒが０．０３８〜０．０３９Ｗ／ｍＫの範囲にある請求項１〜１０の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１２】
四官能ポリシロキサンを含有する請求項１〜１１の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１３】
前記四官能ポリシロキサンの存在量は、０．１〜０．４重量％である請求項１２記載の断熱素材。
【請求項１４】
総気孔率は、容積比で９０〜９８％である請求項１〜１３の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１５】
総気孔率のうちの８０〜９０容積％は吹込み気孔で構成される請求項１〜１４の何れかに記載の断熱素材。
【請求項１６】
水、少なくとも一種の反応性ＳｉＯ２成分、少なくとも一種の水硬性バインダー成分、少なくとも一種の反応性ＣａＯ成分及び少なくとも一種のＳＯ３成分を含有する混合物に、気孔を発生するために細かく分割されたアルミニウムを用いて吹込みを行い、固化して水熱硬化する、珪酸カルシウム水和物によって結合される鉱物質断熱素材の製造方法であって、吹込み気孔発生を抑制し、且つ／又は、小さい吹込み気孔の発生を促す少なくとも一種の吹込み気孔抑制剤を前記アルミニウムの添加前に添加する鉱物質断熱素材の製造方法。
【請求項１７】
吹込み気孔の４０容積％を超える気孔は直径が１mm未満であり、前記吹込み気孔の７５容積％を超える気孔は直径が２mm未満である請求項１６記載の製造方法。
【請求項１８】
前記吹込み気孔抑制剤は、前記水硬性バインダー成分の添加前又は添加中に添加される請求項１６又は１７記載の製造方法。
【請求項１９】
四官能ポリシロキサンを含有する薬剤を前記吹込み気孔抑制剤として使用する請求項１６〜１８の何れかに記載の製造方法。
【請求項２０】
四官能ポリシロキサンを前記吹込み気孔抑制剤として使用する請求項１９記載の製造方法。
【請求項２１】
前記四官能ポリシロキサンは、混合物中の固形分に基づいて０．１〜０．４重量％の量添加される請求項１９又は２０記載の製造方法。
【請求項２２】
前記混合物に、粉砕岩石として粉砕石灰岩が添加される請求項１６〜２１の何れかに記載の製造方法。
【請求項２３】
前記混合物は凝集物を含有し、該凝集物として、粉末度２０００〜５０００cm２／ｇの粉砕岩石が使用される請求項１６〜２２の何れかに記載の製造方法。
【請求項２４】
前記ＳｉＯ２成分として石英粉末が使用され、石英粉末の少なくとも一部が粉末岩石で代用される請求項１６〜２３の何れかに記載の製造方法。
【請求項２５】
前記反応性ＳｉＯ２成分に対する前記反応性ＣａＯ成分の比率は、熱水硬化中に主要鉱物質相としてトバモライトが形成されるように設定される請求項２４記載の製造方法。
【請求項２６】
前記反応性ＳｉＯ２成分は粉末度５０００〜１２０００cm２／ｇのものが使用される請求項１６〜２５の何れかに記載の製造方法。
【請求項２７】
粉末度２０００〜５０００cm２／ｇの水硬性バインダー成分が使用される請求項１６〜２６の何れかに記載の製造方法。
【請求項２８】
固形分含有量に基づいて、ＳｉＯ２当量に基づいて１５〜４５重量％の前記ＳｉＯ２成分、３０重量％以下の粉砕岩石及び／又は他の不活性又はポゾラン凝集物、３０〜５０重量％の前記水硬性バインダー成分、ＣａＯ当量に基づいて５〜１５重量％の前記ＣａＯ成分、ＳＯ３当量に基づいて３〜７重量％の前記ＳＯ３成分、及び、０〜１重量％の添加剤が前記混合物に添加される請求項１６〜２７の何れかに記載の製造方法。
【請求項２９】
前記細かく分割されたアルミニウムは、固形分含有量に基づいて、０．５〜１重量％の量で前記混合物に添加される請求項１６〜２８の何れかに記載の製造方法。
【請求項３０】
ｄ５０が３２〜３５μｍの細かく分割されたアルミニウムが使用される請求項１６〜２９の何れかに記載の製造方法。
【請求項３１】
アルミニウムペースト形状の細かく分割されたアルミニウムが使用される請求項１６〜３０の何れかに記載の製造方法。
【請求項３２】
前記混合物の水硬性バインダーではない鉱物質成分は、前記混合物へ添加する前に前記吹込み気孔抑制剤と混合される請求項１６〜３１の何れかに記載の製造方法。
【請求項３３】
水／固形分比が１．２〜１．５になるような量で水が前記混合物に添加される請求項１６〜３２の何れかに記載の製造方法。
【請求項３４】
前記混合物は、成形型に投入されて、十分な生の強度を有するブロックに成形した後に、個別の素材に切断し順次硬化して断熱素材を形成する請求項１６〜３３の何れかに記載の製造方法。
【請求項３５】
前記吹込み気孔のうちの５０容積％を超える気孔は直径が１mm未満であり、前記吹込み気孔のうちの８５容積％を超える気孔は直径が２mm未満であり、断熱板である請求項１記載の断熱素材。
【請求項３６】
前記粉砕岩石が粉砕石灰岩である請求項５記載の断熱素材。
【請求項３７】
前記粉砕岩石の含有量は１５〜２５重量％以下である請求項６記載の断熱素材。
【請求項３８】
１００〜１０５kg／ｍ３の嵩密度における熱伝導率λ１０ｄｒが０．０４０〜０．０４１Ｗ／ｍＫの範囲にある請求項１０記載の断熱素材。
【請求項３９】
８３〜８６kg／ｍ３の嵩密度における熱伝導率λ１０ｄｒが０．０３８〜０．０３９Ｗ／ｍＫの範囲にある請求項１１に記載の断熱素材。
【請求項４０】
前記四官能ポリシロキサンの含有量は、０．２〜０．３重量％である請求項１３記載の断熱素材。
【請求項４１】
総気孔率のうちの８３〜８７容積％は吹込み気孔で構成される請求項１５記載の断熱素材。
【請求項４２】
前記水硬性バインダー成分としてポルトランドセメントが用いられ、前記反応性ＣａＯ成分として生石灰及び／又は消石灰が用いられ、前記ＳＯ３成分として石膏及び／又は硬石膏が用いられ、前記固化したものは前記水熱硬化前に所望寸法に切断され、請求項１〜１５の何れかに記載の断熱素材が製造される請求項１６記載の製造方法。
【請求項４３】
前記他の不活性又はポゾラン凝集物は、フライアッシュ、粉砕コンクリートフォーム、粉砕断熱板の何れかである請求項２８記載の製造方法。
【請求項４４】
前記吹込み気孔の５０容積％を超える気孔は直径が１mm未満であり、前記吹込み気孔の８５容積％を超える気孔は直径が２mm未満である請求項１７記載の製造方法。
【請求項４５】
前記四官能ポリシロキサンは、前記混合物中の固形分に基づいて０．２〜０．３重量％の量添加される請求項２１記載の製造方法。
【請求項４６】
前記反応性ＣａＯ成分及び前記反応性ＳｉＯ２成分は水熱硬化反応性である請求項２５記載の製造方法。
【請求項４７】
前記固形分含有量に基づいて、前記混合物に添加される前記ＳｉＯ２成分はＳｉＯ２当量に基づいて２０〜４０重量％、前記粉砕岩石及び／又は他の不活性又はポゾラン凝集物は、１５〜２５重量％、前記水硬性バインダー成分は３５〜４５重量％、前記ＣａＯ成分はＣａＯ当量に基づいて８〜１２重量％、前記ＳＯ３成分はＳＯ３当量に基づいて４〜６重量％である請求項２８記載の製造方法。
【請求項４８】
前記細かく分割されたアルミニウムは、前記固形分含有量に基づいて、０．６〜０．７重量％の量で前記混合物に添加される請求項２９記載の製造方法。
【請求項４９】
前記水／固形分比が１．３〜１．４になるような量で水が前記混合物に添加される請求項３３記載の製造方法。
【請求項５０】
切断される前記個別の素材は板であって前記断熱素材を断熱板として形成し、前記硬化はオートクレーブ加熱を含む請求項３４記載の製造方法。
【請求項５１】
前記反応性ＳｉＯ２成分は粉末度８０００〜１１０００cm２／ｇのものが使用される請求項２６記載の製造方法。