JP2001277428A - 無機質複合材とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐水性，耐熱性に優れ、加工が容易で軽量な
無機質複合材、および、その製造方法を提供することに
ある。 【解決手段】 鉱物質繊維、無機粉状体および結合剤を
必須成分とする表裏層１３，１４の間に、無機発泡体お
よび結合剤を必須成分とする芯層１５を、積層一体化し
て三層構造を有する比重０．６〜０．９の無機質基板１
２からなる基材１１を形成する。そして、前記基材１１
の表面の少なくとも一部を合成樹脂材２０で被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、破風板，
鼻隠板，幕板等の外装部材、塀，手摺，デッキ等のエク
ステリア部材、あるいは、食品等の運搬用パレット枠に
用いる耐久性に優れた無機質複合材、特に、表面を合成
樹脂材で被覆した無機質複合材、および、その製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、破
風板，鼻隠板，幕板等の外装部材や、塀，手摺，デッキ
等のエクステリア部材としては、合板等の木質材に合成
樹脂材を被覆した複合材や、合成樹脂単体からなる押出
成形品が使用されている。

【０００３】しかしながら、これらの部材は風雨や直射
日光に曝される過酷な屋外において使用される。特に、
前者の複合材は、合成樹脂材で被覆されない木口部分か
ら内部の木質材に雨水が侵入し、吸水膨張しやすい。こ
のため、複合材全体に反りや変形が生じやすいととも
に、木質材が腐蝕，劣化しやすい。一方、後者の押出成
形品は、優れた耐水性を有するが、熱膨張が大きい。こ
のため、直射日光に照らされた場合には、反りや変形を
生じやすい。

【０００４】このため、耐水性，耐熱性を向上させるべ
く、基材をセメント等の無機質材で形成することが考え
られる。しかし、セメントは重く、かつ、硬い。このた
め、例えば、破風板，鼻隠板，幕板等のように高所に施
工する必要があるものでは、施工が容易でない。さら
に、装飾加工を施す必要が多い破風板等では、装飾加工
が困難であるという問題点がある。

【０００５】本発明は、前記問題点に鑑み、耐水性，耐
熱性に優れ、加工が容易で軽量な無機質複合材、およ
び、その製造方法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】本発明にかかる無機質複
合材は、前述の課題を提供するため、鉱物質繊維、無機
粉状体および結合剤を必須成分とする表裏層の間に、無
機発泡体および結合剤を必須成分とする芯層を、積層一
体化して形成した三層構造を有する比重０．６〜０．９
の無機質基板からなる基材の表面の少なくとも一部を、
合成樹脂材で被覆した構成としてある。したがって、本
発明の無機質複合材によれば、基材が耐水性，耐熱性に
優れた無機質基板で形成されている。このため、風雨や
直射日光に曝される過酷な屋外で使用されても、反りや
変形が生じにくく、腐蝕，劣化しにくい。特に、基材の
表面が鉱物質繊維および無機粉状体で形成されているの
で、合成樹脂材が繊維間に侵入しやすい。このため、そ
のアンカー効果により、硬化した合成樹脂材が基材に強
固に密着し、剥離しにくい。この結果、脆弱な無機質基
板が強化され、長尺物であっても、破損しにくくなる。
また、前記基材は無機質基板であるが、その比重が０．
６〜０．９と軽量である。このため、本発明にかかる無
機質複合材を、例えば、破風板，鼻隠板，幕板等に適用
すれば、それらを高所に施工する場合であっても、施工
が容易である。さらに、表裏層が鉱物質繊維，無機粉状
体，結合剤を必須成分とし、芯層が無機発泡体および結
合剤を必須成分とする軟らかい無機質基板で形成されて
いるので、装飾加工が容易である。

【０００７】また、鉱物質繊維、無機粉状体および結合
剤を必須成分とする表裏層の間に、無機発泡体および結
合剤を必須成分とする芯層を、積層一体化して形成した
三層構造を有する比重０．６〜０．９の無機質基板と、
木質板と、を交互に積層一体化してなる基材の表面の少
なくとも一部を、合成樹脂材で被覆した構成としてもよ
い。このため、前述の効果に加え、靭性に優れた木質板
を積層してあるので、曲げや衝撃強度が向上する。な
お、木質板は天然素材であるので、時に表面に欠陥を有
する場合があるが、表裏面を無機質基板で被覆しておく
ことにより、強度のバラツキを小さくできる。

【０００８】さらに、本発明にかかる無機質複合材の製
造方法としては、前述の課題を解決するため、鉱物質繊
維、無機粉状体および結合剤を必須成分とする表裏層の
間に、無機発泡体および結合剤を必須成分とする芯層
を、積層一体化して三層構造を有する比重０．６〜０．
９の無機質基板からなる基材を得た後、押出成形機に導
入し、その表面の少なくとも一部を加熱した合成樹脂材
で被覆し、押し出した後に冷却して密着一体化させる工
程からなる方法がある。この方法によれば、基材の表面
の少なくとも一部を合成樹脂材で被覆した無機質複合材
が得られる。このため、前述の無機質複合材と同一の作
用効果が押出成形機によって簡単に得られる。

【０００９】また、鉱物質繊維、無機粉状体および結合
剤を必須成分とする表裏層の間に、無機発泡体および結
合剤を必須成分とする芯層を、積層一体化して形成した
三層構造を有する比重０．６〜０．９の無機質基板と、
木質板と、を交互に積層一体化して基材を得た後、押出
成形機に導入し、その表面の少なくとも一部を加熱した
合成樹脂材で被覆し、押し出した後に冷却して一体化さ
せる工程からなる方法であってもよい。この方法によれ
ば、木質板を構成要素とする無機質複合材が得られるの
で、前述と同一の効果を有する無機質複合材が得られ
る。なお、押出成形方法で基材の表面の少なくとも一部
を合成樹脂材で被覆すれば、複雑な断面形状であっても
美麗に被覆できるという効果がある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１ないし図
６の添付図面に従って説明する。第１実施形態にかかる
無機質複合材１０は、図１ないし図３に示すように、無
機質基板１２および木質板１６を交互に接着剤で積層一
体化して形成した基材１１の表面を、合成樹脂材２０で
被覆した場合である。

【００１１】前記無機質基板１２は、表裏層部１３，１
４の間に芯層部１５を積層一体化した三層構造を有する
ものであり、例えば、大建工業株式会社製のダイライト
が挙げられる。

【００１２】前記表裏層部１３，１４は、強度を発現さ
せるためのものであり、主として鉱物質繊維，無機粉状
体および結合剤からなるものである。鉱物質繊維として
は、ロックウール、スラグウール、グラスウール等を用
いることができ、その添加量は２０〜８０重量％が好適
である。２０重量％未満であると、曲げ強度が低くなる
からであり、８０重量％を越えると、無機粉状体や結合
剤の割合が相対的に低くなり、表面硬度および強度が低
くなるからである。

【００１３】無機粉状体は、表面硬度および平滑性を高
めるためのものであり、例えば、水酸化アルミニウム，
炭酸カルシウム，珪砂，スラグ，マイクロシリカ等が挙
げられ、その添加量は１０〜６５重量％である。１０重
量％未満であると、所望の表面硬度や平滑性が得られな
いからであり、６５重量％を越えると、鉱物質繊維や結
合剤の割合が相対的に低くなるので、所望の強度が得ら
れないからである。

【００１４】結合剤は、前記鉱物質繊維および無機粉状
体を結合一体化するためのものである。例えば、澱粉，
ポリビニルアルコール、イソシアネート（ＭＤＩ）用い
ることができる。また、耐水性を高める場合にはフェノ
ール樹脂，アクリル樹脂等を用いることができる。そし
て、前述の樹脂の添加量は５〜３０重量％が好適であ
る。５重量％未満であると、所望の強度が得られないか
らであり、３０重量％を越えると、防火性を満足できな
くなるからである。なお、結合剤としては、セメント，
石膏，水ガラス等の無機質結合剤も利用できる。

【００１５】さらに、強度を高めるため、パルプ，ポリ
プロピレン等の有機繊維を２〜１５重量％添加してもよ
い。

【００１６】芯層部１５は、化粧板の軽量化を発現する
ためのものであり、主として無機発泡体および結合剤か
らなるものである。無機発泡体としては、例えば、パー
ライト，シラス発泡体，ガラス発泡体等を挙げることが
でき、その添加量は４０〜８０重量％である。４０重量
％未満であると、十分な軽量化が行えないからであり、
８０重量％を越えると、結合剤や繊維の割合が低下し、
強度を向上できないからである。

【００１７】結合剤は前記無機発泡体を結合一体化する
ものであり、表裏層部の結合剤と同様のものを使用で
き、その添加量は５〜３０重量％が好適である。添加量
が５重量％未満であると、所望の強度が得られないから
であり、３０重量％を越えると、防火性を満足できなく
なるからである。

【００１８】さらに、強度を高めるためにパルプ，ポリ
プロピレン等の有機繊維を４〜３０重量％添加してもよ
い。また、必要に応じ、水酸化アルミニウム，炭酸カル
シウム，珪砂等の無機粉状体を添加してもよい。ただ
し、軽量化を維持するためには５０重量％以下にする必
要がある。

【００１９】表裏層部１３，１４の比重は０.８〜１.
２、芯層部１５の比重は０.２〜０.７、全体比重は０.
４〜０.９のものが適当である。表裏層部１３，１４の
比重が０.８未満であると、所望の強度が得られないから
であり、１.２を越えると、表裏層が硬くなり，加工性
が悪くなるからである。また、芯層部１５の比重が０.
２未満であると、芯層部としての強度が保持できないか
らであり、０.７を越えると、十分な軽量化が図れない
からである。

【００２０】複合無機質材の製造方法は、既存の湿式、
乾式およびこれらの方法を適宜組み合わて使用でき、特
に限定するものではない。例えば、鉱物質繊維、結合
剤、無機粉状体および有機繊維等を水中に投入，攪拌し
てスラリーを得、これを抄造して表裏層部となるウェッ
トマットを得る。一方、無機発泡体、結合剤、無機粉状
体および有機繊維等を水の噴霧下で混合して混合物を得
る。そして、表層部となる前記ウェットマット上に前記
混合物を散布，堆積した後、裏層部となる前記ウェット
マットを重ね合わせる。ついで、ホットプレスで加熱，
圧締した後、ドライヤーで乾燥することにより、表裏層
部の比重が０．８〜１．２、芯層部の比重が０．２〜
０．７、全体比重が０.６〜０.９の無機質基板が得られ
る。

【００２１】前記木質板１６としては、例えば、木質単
板が挙げられ、そのまま使用してもよく、必要に応じて
複数枚の木質単板を積層一体化してもよい。積層する場
合には、例えば、図３に示すように、木質単板１６ａ，
１６ｂの繊維方向をそれぞれ直交させて積層すれば、長
辺，短辺の両方向に対する曲げ強度を向上させることが
できる。また、繊維方向を長辺方向に揃えると、曲げに
強い造作材が得られるとともに、長辺方向に切削加工を
行った際に美麗な表面が得られる。他の木質板１６とし
ては、例えば、中質繊維板（ＭＤＦ），配向性ボード
（ＯＳＢ），パーティクルボード等が挙げられる。

【００２２】基材１１は、前述の無機質基板１２および
木質板１６を交互に積層一体化して得られる。そして、
所定の寸法に切断し、サンディングし、必要に応じて切
り欠き溝１９等の加工を施すことにより、所望の基材１
１が得られる。基材１１の積層構造は必要に応じて種々
の組み合わせが可能であり、また、前記無機質基板１２
単体であってもよく、特に限定するものではない。

【００２３】合成樹脂材２０としては、塩化ビニール、
ポリオレフィン、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げら
れる。そして、前記基材を被覆するには、例えば、通常
の押出成形機に前記基材を導入し、溶融した合成樹脂材
２０で前記基材１１を被覆する。その後、所定の断面形
状を有する口金を介して前記押出成形機の外に押し出
し、冷却することにより、前記合成樹脂材２０を硬化さ
せるとともに、前記基材１１に一体化させる方法があ
る。また、他の被覆方法としては、例えば、図４（Ａ）
に示すように、薄肉筒状の合成樹脂材２０の中に切り欠
き溝１９を有する基材１１を挿入し、前記合成樹脂材２
０を加熱，軟化させ、所定形状の口金から押し出して密
着させた後、冷却して前記基材１１に密着一体化させる
方法がある（図４（Ｂ））。

【００２４】第２実施形態は、図５に示すように、前述
の第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点は基材１１
の表面を合成樹脂材２０で部分的に被覆する点である。
他は前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、説明を
省略する。

【００２５】

【実施例】（実施例１）無機質基板として三層構造の火
山性ガラス質複層板を使用した。この火山性ガラス質複
層板は、以下の方法で製造された。すなわち、鉱物質繊
維としてロックウール５０重量％、無機粉状体として炭
酸カルシウム３０重量％、補強繊維としてパルプ５重量
％、結合剤として（粉末フェノール，澱粉，ＰＶＡおよ
びＭＤＩ）計１５重量％を清水に投入，攪拌してスラリ
ーを得た。そして、このスラリーを湿式抄造機で抄造
し、表裏層部となる湿潤マットを得た。

【００２６】一方、無機発泡体としてパーライト５０重
量％、無機粉状体として炭酸カルシウム３０重量％、補
強繊維としてパルプ５重量％、結合剤として（粉末フェ
ノール，澱粉，ＰＶＡおよびＭＤＩ）計１５重量％、を
清水の噴霧化で混合して混合物を得た。

【００２７】そして、前記裏層部となる湿潤マット上に
前記混合物を散布，堆積させて芯層部を形成し、その上
面に表層部となる前記湿潤マットを積層する。さらに、
加熱，圧締し、乾燥して全体比重０．７の無機質基板を
得た。ついで、その表裏面にサンディングを施し、所定
の寸法に切断するとともに、表面にカッターで溝加工を
施して破風板となる基材を得た。

【００２８】この基材を、押出成形品の製造に使用され
る既存の押出成形機に導入し、その外周表面に厚さ０．
２ｍｍないし０．４ｍｍのポリオレフィン樹脂を約１０
０℃に加熱，軟化させて被覆し、所定形状の口金から押
し出した後、冷却して一体化することにより、外装用破
風板を得た。

【００２９】（実施例２）第１実施例と同様の処理を施
して厚さ６ｍｍ、全体比重０．７の３層構造を有する２
枚の無機質基板を得た。一方、厚さ１．６ｍｍの３枚の
木質単板を木目に沿って直交、平行、直交の順に積層一
体化して木質板を得た。そして、前記木質板の表裏面に
メラミン接着剤を塗布し、前記無機質基板を貼り合せた
後、熱圧一体化する。ついで、前記無機質基板の表面を
サンディングし、所定の寸法に切断して基材を得た。さ
らに、実施例１と同様、押出成形品の製造に使用される
既存の押出成形機に前記基材を導入し、その外周表面に
厚さ０．２ｍｍないし０．４ｍｍのポリオレフィン樹脂
膜を形成し、手摺材を得た。

【００３０】実施例１，２の各サンプルを目視にて観察
したところ、いずれも良好な平滑面を有することを確認
できた。また、運搬や施工時にも破損を生じない十分な
強度が得られた。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、基材が耐水性，耐熱性
に優れた無機質基板で形成されている。このため、風雨
や直射日光に曝される過酷な屋外で使用されても、反り
や変形が生じにくく、腐蝕，劣化しにくい。

【００３２】特に、基材の表面が鉱物質繊維および無機
粉状体で形成されているので、合成樹脂材が繊維間に侵
入しやすい。このため、そのアンカー効果により、硬化
した合成樹脂材が基材に強固に密着し、剥離しにくい。
この結果、脆弱な無機質基板が強化され、長尺物であっ
ても、破損しにくくなる。

【００３３】また、前記基材は無機質板であるが、その
比重が０．６〜０．９と軽量である。このため、本発明
にかかる無機質複合材を、例えば、破風板，鼻隠板，幕
板等に適用すれば、それらを高所に施工する場合であっ
ても、施工が容易である。

【００３４】さらに、表裏層が鉱物質繊維，無機粉状
体，結合剤を必須成分とし、芯層が無機発泡体および結
合剤を必須成分とする軟らかい無機質基板で形成されて
いるので、装飾加工が容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる無機質複合材の第１実施形態
を示す部分斜視図である。

【図２】 図１に示した無機質複合材の基材を示す部分
断面図である。

【図３】 図１に示した無機質複合材の他の基材を示す
部分断面図である。

【図４】 図１に示した無機質複合材の製造方法を示
し、図（Ａ）は合成樹脂材の装着途中、図（Ｂ）は装着
後を示す断面図である。

【図５】 本発明にかかる無機質複合材の第２実施形態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１０…無機質複合材、１１…基材、１２…無機質基板、
１３，１４…表裏層部、１５…芯層部、１６…木質板、
１６ａ，１６ｂ…木質単板、１９…切り欠き溝、２０…
合成樹脂材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｆターム(参考） 4F100 AA01A AA01B AA01C AA08 AC00A AC00C AC10 AH03 AJ07 AK01D AK03 AK21 AK33 AP00E AP01 AS00A AS00B AS00C BA04 BA05 BA07 BA10A BA10D BA13 DE01A DE01C DG01A DG01C DG02 DJ01 DJ01B EH232 EH412 GB07 JB07 JJ03 JL01 JL03 JL09 4F207 AA03 AA13E AA15 AD02 AD04 AD06 AD20 AG03 AH47 KA01 KB13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉱物質繊維、無機粉状体および結合剤を
   必須成分とする表裏層の間に、無機発泡体および結合剤
   を必須成分とする芯層を、積層一体化して形成した三層
   構造を有する比重０．６〜０．９の無機質基板からなる
   基材の表面の少なくとも一部を、合成樹脂材で被覆した
   ことを特徴とする無機質複合材。
2. 【請求項２】 鉱物質繊維、無機粉状体および結合剤を
   必須成分とする表裏層の間に、無機発泡体および結合剤
   を必須成分とする芯層を、積層一体化して形成した三層
   構造を有する比重０．６〜０．９の無機質基板と、木質
   板と、を交互に積層一体化してなる基材の表面の少なく
   とも一部を、合成樹脂材で被覆したことを特徴とする無
   機質複合材。
3. 【請求項３】 鉱物質繊維、無機粉状体および結合剤を
   必須成分とする表裏層の間に、無機発泡体および結合剤
   を必須成分とする芯層を、積層一体化して三層構造を有
   する比重０．６〜０．９の無機質基板からなる基材を得
   た後、押出成形機に導入し、その表面の少なくとも一部
   を加熱した合成樹脂材で被覆し、押し出した後に冷却し
   て密着一体化させることを特徴とする無機質複合材の製
   造方法。
4. 【請求項４】 鉱物質繊維、無機粉状体および結合剤を
   必須成分とする表裏層の間に、無機発泡体および結合剤
   を必須成分とする芯層を、積層一体化して形成した三層
   構造を有する比重０．６〜０．９の無機質基板と、木質
   板と、を交互に積層一体化して基材を得た後、押出成形
   機に導入し、その表面の少なくとも一部を加熱した合成
   樹脂材で被覆し、押し出した後に冷却して一体化させる
   ことを特徴とする無機質複合材の製造方法。