JPH06271344A

JPH06271344A - 複合材

Info

Publication number: JPH06271344A
Application number: JP5691793A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Murata; 義彦村田; Hideo Tawara; 英男田原; Katsuhiko Ichihara; 克彦市原
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の人工木材におけるゾノトライト合成の
ような煩雑な工程を要することなく製造することができ
る複合材であって、また、従来の軽量無機材料の脆性、
加工性の悪さなどの欠点をなくした、新規複合材を提供
する。【構成】セメント１００重量部、珪藻土５０〜１５０
重量部、珪砂１０〜５０重量部及び消石灰０〜５０重量
部を含む主成分に対して、補強繊維及び樹脂エマルジョ
ンを加えてなる成形材料を成形した後、オートクレーブ
養生して得られる、トバモライトを主成分とし嵩密度が
０．４〜１．０ｇ／ｃｍ³ である複合材。【効果】強度加工性に優れた軽量材料であって、容易
かつ効率的に安価に製造することができる複合材が提供
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複合材に係り、特に、軽
量建築材料として好適な無機質材料を主体として構成さ
れる複合材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、軽量建築材料としては、主に木材
が使用されてきたが、可燃性、寸法の狂い、腐食などの
欠点があることから、木材に代る軽量建築材料として、
オートクレーブ発泡軽量コンクリート（ＡＬＣ）、石膏
ボード、珪酸カルシウム板などの無機材料が開発されて
きた。しかしながら、これらの無機材料は、不燃性では
あるが、脆い、加工性が悪い、気泡がある、強度が低い
などの欠点があった。

【０００３】そこで、これらの欠点を改良した材料とし
て、珪酸と石灰から合成したゾノトライトにガラス繊維
とＳＢＲラテックスを加えたスラリーを加圧成形し、乾
燥することにより製造された人工木材が開発された。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記人工木材
では、ゾノトライトの合成に２０ａｔｍ近くの高圧と、
嵩密度を下げるための大容量のオートクレーブ処理を必
要とし、合成コストが高いという欠点がある。

【０００５】本発明は上記従来の人工木材におけるゾノ
トライト合成のような煩雑な工程を要することなく製造
することができる複合材であって、また、従来の軽量無
機材料の脆性、加工性の悪さなどの欠点をなくした、新
規軽量かつ高強度、易加工性複合材を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の複合材は、セ
メント１００重量部、珪藻土５０〜１５０重量部、珪砂
１０〜５０重量部及び消石灰０〜５０重量部を含む主成
分に対して、補強繊維及び樹脂エマルジョンを加えてな
る成形材料を成形した後、オートクレーブ養生して得ら
れる、トバモライトを主成分とし嵩密度が０．４〜１．
０ｇ／ｃｍ³ であることを特徴とする。

【０００７】請求項２の複合材は、請求項１の複合材に
おいて、補強繊維が、ワラストナイト１〜３０重量部、
炭素繊維１〜３重量部及びパルプ０．０１〜２重量部よ
りなる群から選ばれる１種又は２種以上であることを特
徴とする。

【０００８】請求項３の複合材は、請求項１又は２の複
合材において、樹脂エマルジョンがＳＢＲラテックス及
び／又はアクリル系ラテックスであり、その配合量が樹
脂固形分量として１〜２０重量部であることを特徴とす
る。

【０００９】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１０】本発明の複合材は、例えば、セメント、珪
藻土、珪砂及び消石灰を含む主成分に、補強繊維及び結
合剤としての樹脂エマルジョンを加え、更に、水を加え
て混合し、得られる成形材料を型枠に流し込み、常温で
１〜７日養生して硬化させた後、得られる硬化体をオー
トクレーブ養生することにより製造される。

【００１１】このような本発明において、好ましい配合
例は次の通りである。

【００１２】セメント：１００重量部珪藻土：５０〜１５０重量部珪砂：１０〜５０重量部消石灰：０〜５０重量部補強繊維ワラストナイト：１〜３０重量部炭素繊維：１〜３重量部パルプ：０．０１〜２重量部樹脂エマルジョン：１〜２０重量部（樹脂固形分量とし
て）上記配合において、珪藻土が５０重量部未満であって
も、１５０重量部を超えても加工性や強度の低下を招
き、特に、１５０重量部を超える場合には嵩密度が増大
し好ましくない。従って、珪藻土は５０〜１５０重量
部、好ましくは７０〜１２０重量部とする。

【００１３】また、珪砂は１０重量部未満ではトバモラ
イトの生成が不良となり、５０重量部を超えると嵩密度
が大きくなる。従って、珪砂は１０〜５０重量部、好ま
しくは１０〜２０重量部とする。

【００１４】消石灰はこれを配合することによりトバモ
ライト生成が良くなるという効果が奏されるが、５０重
量部を超えて配合すると強度低下を生ずるので、５０重
量部以下、好ましくは２０〜４０重量部とする。

【００１５】補強繊維としてのワラストナイトが１重量
部未満では十分な補強効果が得られず、３０重量部を超
えると強度が低下し、嵩密度が大きくなる。炭素繊維が
１重量部未満では十分な補強効果が得られず、３重量部
を超えるとコスト高である。パルプは０．０１重量部未
満では十分な加工性が得られず、２重量部を超えると可
燃性が強くなる。従って、補強繊維としては、ワラスト
ナイト１〜３０重量部、特に５〜１５重量部、炭素繊維
１〜３重量部、特に１．５〜２．５重量部、パルプ０．
０１〜２重量部、特に０．５〜１．０重量部とするのが
好ましい。なお、本発明において、補強繊維は、これら
ワラストナイト、炭素繊維及びパルプの混合使用に何ら
限定されるものではなく、他の繊維を使用することがで
きるが、これらの組み合せを採用することによる相乗効
果で著しく良好な補強効果が得られる。

【００１６】樹脂エマルジョンとしてはＳＢＲラテック
ス、アクリル系ラテックス等を用いることができるが、
その配合量が樹脂固形分量として１重量部未満では十分
な強度、加工性を得ることができず、２０重量部を超え
ると可燃性が高くなる傾向があるので、１〜２０重量
部、特に２〜６重量部とするのが好ましい。

【００１７】なお、成形に当り、水は、上記配合におい
て、セメント１００重量部に対して２００〜５００重量
部配合するのが好ましい。

【００１８】また、オートクレーブ養生条件としては１
１０〜２００℃で保持時間１．５〜３６時間とするのが
好ましく、このような条件を採用することにより、特に
軽量かつ高強度の複合材を得ることができる。

【００１９】本発明においては、成形材料中に、必要に
応じて、消泡剤、分散剤等の各種添加剤をその合計で１
０重量部以下添加しても良い。

【００２０】なお、本発明において、セメントとして
は、特に制限はなく、普通ポルトランド、早強セメン
ト、白色セメント等を用いることができる。

【００２１】このようにして得られる本発明の複合材
は、トバモライトを主成分とし、嵩密度０．４〜１．０
ｇ／ｃｍ³ の高強度かつ易加工性の軽量複合材である。

【００２２】

【作用】本発明の複合材は、材料を混合して成形し、オ
ートクレーブ養生するという容易な方法で製造すること
ができ、強度、加工性に優れ、しかも嵩密度の低い軽量
複合材である。

【００２３】このような本発明の複合材は、オートクレ
ープ養生により反応して、トバモライトを主成分とする
軽量複合材となる。

【００２４】請求項２、３の複合材によれば、より一層
強度、加工性に優れた複合材が提供される。

【００２５】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り以下の実施例に限定されるものではない。

【００２６】実施例１〜６、比較例１〜５セメント、珪藻土、珪砂、消石灰に補強繊維（ワラスト
ナイト、パルプ、炭素繊維）及び樹脂エマルジョンを加
え、更に水を混合して、表１に示す配合とし、これを、
１７０ｍｍ長さ×６０ｍｍ幅×２０ｍｍ厚さの型枠に流
し込み、常温で２日養生し硬化させた。この硬化体をオ
ートクレーブに入れ、１８０℃で１０時間養生し成形体
を得た。

【００２７】各々の硬化体について、スパン１００ｍｍ
で二等分一点載荷曲げ試験を行なった。また、嵩密度の
測定、刃物による加工性、釘打ち試験を行なって各物性
を調べ、結果を表１に示した。

【００２８】なお、セメントとしては普通ポルトランド
セメントを用い、樹脂エマルジョンとしては実施例１〜
５、比較例１、２、４では中央理化（株）製アクリル樹
脂「ＥＴ６６３」を用い、実施例６では日本ラテックス
加工（株）製ＳＢＲ「トマックスーパー」を用いた。ま
た、補強繊維としては次のものを用いた。

【００２９】ワラストナイト：ＮＹＡＤ−Ｇ（長瀬産業
製）炭素繊維：ダイヤリードＫ６６１（三菱化成製）（長さ
１０ｍｍ）パルプ：ＮＬＢＫ

【００３０】

【表１】

【００３１】表１より、本発明の複合材では、強度、嵩
密度をはじめ、加工性などの面においても満足すべき結
果が得られることが明らかである。

【００３２】なお、実施例１〜６において、硬化体がト
バモライトを主成分とすることは、Ｘ線回折分析により
確認された。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の複合材によ
れば、強度加工性に優れた軽量材料であって、容易かつ
効率的に安価に製造することができる複合材が提供され
る。

【００３４】請求項２、３の複合材によれば、より一層
強度、加工性に優れた複合材が提供される。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 14:38 Ａ 2102−4ＧＣ 2102−4Ｇ 24:26 Ｄ 2102−4ＧＧ 2102−4Ｇ 16:02）Ｚ 2102−4Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント１００重量部、珪藻土５０〜１
５０重量部、珪砂１０〜５０重量部及び消石灰０〜５０
重量部を含む主成分に対して、補強繊維及び樹脂エマル
ジョンを加えてなる成形材料を成形した後、オートクレ
ーブ養生して得られる、トバモライトを主成分とし嵩密
度が０．４〜１．０ｇ／ｃｍ³ である複合材。
【請求項２】補強繊維が、ワラストナイト１〜３０重
量部、炭素繊維１〜３重量部及びパルプ０．０１〜２重
量部よりなる群から選ばれる１種又は２種以上であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の複合材。
【請求項３】樹脂エマルジョンがＳＢＲラテックス及
び／又はアクリル系ラテックスであり、その配合量が樹
脂固形分量として１〜２０重量部であることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の複合材。