JP2002317525A - 耐侯性屋外用建築材 - Google Patents

耐侯性屋外用建築材

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JP2002317525A
JP2002317525A JP2001121600A JP2001121600A JP2002317525A JP 2002317525 A JP2002317525 A JP 2002317525A JP 2001121600 A JP2001121600 A JP 2001121600A JP 2001121600 A JP2001121600 A JP 2001121600A JP 2002317525 A JP2002317525 A JP 2002317525A
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crb
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weather
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Kazuo Horikirigawa
一男 堀切川
Rikuro Obara
陸郎 小原
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Minebea Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 シロアリ等害虫がよりつかず、損傷しにく
く、軽量長寿命で、湿度変化による影響を受けにくく、
吸湿性が良く、作製しやすい点に於いて、従来にはない
耐侯性建築材料及びそれを用いた屋外物品を提供する。 【解決手段】 RBセラミックス、CRBセラミックス
又は耐火性CRBセラミックスから板、角材、円柱、な
どの成形体を成形し、前記、成形体から濡れ縁、ベラン
ダ、外壁、雨戸戸袋、雨樋、飛び石、生け垣の支柱など
の屋外物品を組み立てる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新しい素材を用い
た耐侯性屋外用建築材及びそれを用いた屋外物品を提供
することを目的としている。
【0002】
【従来の技術】従来は、屋外物品に用いられてきた材料
は木材が多く、雨に濡れる関係で一般的には塗装等を施
すが、長年の使用に耐えられず腐ったり、変形したりし
て強度的に脆くなり、折れる等の危険性がある。また塗
装の表面が割れたり、剥がれたりして見栄えが悪くな
り、補修塗り等の必要があった。更に雨で濡れると滑り
やすく危険でしかも塗装表面の水滴が何時までも吸収・
蒸発されず始末が悪い等の問題がある。また、コンクリ
ートなどで濡れ縁やベランダを作るケースもあるが、吸
水性がなく滑り易く、非常に重くて好まれない欠点があ
った。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来の建築材料のもついくつかの欠点を克服し、軽
量、耐候性で耐腐食性があり、シロアリ等害虫を寄せ付
けない特性、湿度変化による影響を受けにくく、吸湿性
が良く、作製しやすい点に於いて、従来にはない耐侯性
建築材料及びそれを用いた屋外物品を提供することであ
る。本発明の耐侯性建築材料及びそれを用いた屋外物品
は、RBセラミックス、CRBセラミックス又は耐火性
CRBセラミックスを利用する。RBセラミックス、C
RBセラミックス又は耐火性CRBセラミックスとは次
のような製法で作られる材料である。日本において90
万トン/年、世界中で3300万トン/年も排出されて
いる米ぬかを利用して、炭素材料を得ようとすること
は、本件の第一発明者である堀切川 一男の研究により
知られている。(機能材料 1997年 5月号 Vo
l.17 No.5 p24〜28参照) この文献には、米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬化
性樹脂を混合して混錬し、加圧成形した成形体を乾燥さ
せた後、乾燥成形体を不活性ガス雰囲気中で焼成した炭
素材料(RBセラミックという)及びその製造方法が示
されている。このRBセラミックスの製造方法によれ
ば、加圧成形した成形体の寸法と、不活性ガス雰囲気中
で焼成した出来あがりの成形体との寸法の収縮比率が2
5%も違ってくるので実質上、精密な成形体を作成する
ことが困難であったが、これを改良したセラミックス
(CRBセラミック)が開発された。CRBセラミック
は、米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬化性樹脂とか
ら得られるRBセラミックスの改良材であって、米ぬか
から得られる脱脂ぬかと、熱硬化性樹脂を混合して混錬
し、不活性ガス中700℃〜1000℃で一次焼成した
後、60メッシュ以下程度に粉砕して炭化粉末とし、該
炭化粉末と熱硬化性樹脂を混合して混錬し、圧力20M
pa〜30Mpaで加圧成形した後、成形体を不活性ガ
ス雰囲気中で再び100℃〜1100℃で熱処理して得
られる樹脂質ないし多孔質セラミックスである。RBセ
ラミックとの最大の差は、RBセラミックが成形時の寸
法に対する仕上がり時の寸法の収縮比率が25%もある
のに対して、CRBセラミックは、3%以下と非常に小
さい点で優れている。さらに、本発明では、CRBセラ
ミックスの炭化粉末と、一部をセラミック粉末に置き換
えて二次熱処理したものを用いることが出来る。このよ
うなセラミック粉末を併用したものを耐火性CRBセラ
ミックスという。セラミック粉末としては、SiO2,Si
3N4,ZiO2,Al2O3,SiC,BN,WC,TiC,サイアロン(Si-Al-O-N
系化合物固溶体)陶土、長石系粘土、カオリン等があ
る。本発明においては、このようなセラミック粉末の1
種又は2種以上を用いることができ、その配合割合は重
量比で炭化粉末100に対して30〜100が適当であ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明においては、屋外
建築材として、耐候性で軽くて硬くて丈夫なRBセラミ
ックス、CRBセラミックス又は耐火性CRBセラミッ
クスを用いる。これらの材料は自然に優しいセラミック
ス材料で次のような優れた特徴を持っている。RBセラ
ミックス、CRBセラミックス又は耐火性CRBセラミ
ックスの一般的な性質は次の通りである。 ・硬度が非常に高い。 ・膨張係数が非常に小さい。 ・電気伝導性を有する。 ・比重が小さく軽い。 ・耐磨耗性に優れる。 ・成形や型製作が容易である。 ・各種樹脂配合により色々な特徴を有するセラミックス
を形成しうる。 ・材料が米ぬかであるから地球環境への悪影響が少な
く、省資源に繋がる。 それ故、このセラミックス材料は、耐候性で軽量であ
り、耐磨耗性に優れ、損傷しにくく、長寿命でありなど
の建築への応用に特に適した条件を備えている。とく
に、CRBセラミの二次の熱処理温度が600℃以上の
ものは、硬度が非常に高く、多孔性であり、通気性が良
く、比重が小さいので軽くて丈夫であり、屋外用建築材
として優れている。
【0005】本発明者は、このCRBセラミックス又は
耐火性CRBセラミックス材料を屋外用の建築として用
いることにより、多様な特性をもつ建築が容易に作れる
ことを見出したの別の態様においては、従来のRBセラ
ミックは、成形時の寸法に対する仕上がり時の寸法の収
縮比率が25%もあるが、予めRBセラミックで作成し
たものを、削って寸法を調節することも出来るので、R
Bセラミックッスでの態様を排除するものではない。仕
上がり寸法を除いては、RBセラミックもCRBセラミ
ック又は耐火性CRBセラミックスとほぼ同じ性質を有
するものであり、この点においても本発明はRBセラミ
ックの実施態様を排除するものではない。しかし、一度
の成形で寸法精度の高いものが得られるので、本発明で
は主としてCRBセラミック又は耐火性CRBセラミッ
クスを使うことが望ましい。また従来の合成樹脂製やス
チール系金属製の建築材料を適宜組み合わせるととも
に、該装置における接触部の形態を工夫することによ
り、多様な特性をもつ建築が作れることを見出した。す
なわち、本発明は、建築の全体若しくは少なくとも一部
がRBセラミックス、CRBセラミックス又は耐火性C
RBセラミックスからなることを特徴とする耐侯性に優
れた建築材料を提供するものである。また、このような
材料を用いて、予め成形してキットにしておけば、日曜
大工などで素人でも簡単に、濡れ縁やベランダなどをつ
くることができる
【0006】
【本発明の実施の形態】本発明の建築材に用いられるR
Bセラミックス、CRBセラミックス又は耐火性CRB
セラミックス材料は、米ぬかから得られる脱脂ぬかを主
原料とし、これと熱硬化性樹脂とから作られる。この脱
脂ぬかは、米の種類に関係なく、国内産でも外国産でも
よい。また、熱硬化性樹脂は、熱硬化しさえすればどの
ようなものでもよく、代表的にはフェノール系樹脂、ジ
アリールフタレート系樹脂、不飽和ポリエステル系樹
脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、トリアジン系
樹脂が挙げられ、特にフェノール系樹脂が好適に用いら
れる。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、
ポリアミド等の熱可塑性樹脂を併用することもできる。
脱脂ぬかと熱硬化性樹脂の混合割合は、重量比で50〜
90:50〜10であるが、好適には70〜80:30
〜20が用いられる。
【0007】次に、CRBセラミックス材料の製造法を
簡単に説明する。米ぬかから得られる脱脂ぬかと、熱硬
化性樹脂を混合して混錬し、不活性ガス中700℃〜1
000℃で一次焼成した後、粉砕して炭化粉末とし、該
炭化粉末と熱硬化性樹脂を混合して混錬し、圧力20M
pa〜30Mpaで加圧成形した後、成形体を不活性ガ
ス雰囲気中で再び100℃〜1100℃で熱処理する。
一次焼成用の熱硬化性樹脂は、比較的分子量の小さい液
体状のものが望ましい。一次焼成には通常ロータリーキ
ルンが用いられ、焼成時間は約40〜120分である。
一次焼成して得られた炭化粉末と熱硬化性樹脂の混合
割合は、重量比で50〜90:50〜10であるが、好
適には70〜80:30〜20が用いられる。この炭化
粉末と熱硬化性樹脂の混錬物の加圧成形時の圧力は、2
0〜30Mpaであり、好適には21〜25Mpaが用
いられる。金型の温度は約150℃が好ましい。熱処理
には通常充分にコントロールされた電気炉が用いられ、
熱処理時間は約60〜360分である。好適熱処理温度
は100℃〜1100℃であり、この熱処理温度までの
昇温速度は、500℃までは比較的穏やかに上げること
が要求される。具体的な数値で云うと、0.5〜2℃/
分であり、好ましくは約1℃/分である。また、このよ
うに熱処理して焼き上げた後、温度を下げるのには、5
00℃穏やかに下げることが要求される。500℃以下
になると自然放冷する。 具体的な数値で云うと、0.
5〜4℃/分であり、好ましくは約1℃/分である。ま
た、従来の建築の材料として通常用いられる木材や合成
樹脂もRBセラミックス又はCRBセラミックス材料と
適宜組み合わせることができる。この合成樹脂として
は、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン、
ポリオレフィン、ポリアミド、ポリアセタール、ビニロ
ン、軟質ないし硬質ゴム等ならどのようなものでも良
い。
【0008】本発明の耐候性建築は、基本的に、軽量で
硬く丈夫であって、そのうえ耐腐食性であり、シロアリ
等の害虫も寄せ付けない。本発明の耐候性建築は、図1
に示すように、規格寸法の板1、角材2、一方を角錐3
2とした角材3、円柱4、一方を円錐52とした円柱5
等種々の形体に成形することが出来る。釘やボルト、綱
やロープを通すため穴11、21,31、41、51を
成型の時にあけておくことが出来る。穴の形は丸型、角
型、どのようなけ形状でも良い。しかし、美観を悪くし
ないために、穴の大きさや位置について考慮する必要が
ある。また、ナットNとボルトBで締め付けるときに
は、ボルトBとCRBセラミックス及びナットNとCR
Bセラミックスの間に座金Wを入れて、直接力がCRB
セラミックスに架からないようにするのが望ましい。と
くに、二次熱処理温度が600℃以上で処理したもの
は、材質が硬い反面、耐衝撃性が悪くなる傾向が見られ
るので、ナットNでボルトBを締め過ぎないように注意
する必要がある。さらに、図2に示すように、角材6や
円柱7は内部を中空にして成形することが出来る。この
ようにすることにより、RBセラミックス、CRBセラ
ミックスの節約ができるばかりか、成形体全体の重量を
軽くし、取り扱い性を高める。また、本発明の耐侯性屋
外用建築材は、どのような屋外物品にも適用が可能であ
り、濡れ縁、ベランダ、外壁、雨戸戸袋、雨樋、飛び
石、生垣の支柱 などに有効に利用することが出来る。
本発明の耐侯性屋外用建築材は、成形後の色は黒色であ
るが、色彩を塗料により付与することが出来る。市販さ
れている屋外用の塗料が望ましい。
【0009】本発明の実施の形態をまとめると、以下の
とおりである。 (1) RBセラミックス、CRBセラミックス又は耐
火性CRBセラミックスからなる成形体を用いた耐侯性
屋外用建築材。 (2) 成形体が 板、角材、一方を角錐とした角材、
円柱、一方を円錐とした円柱のいずれかひとつである
上記1記載の耐侯性屋外用建築材。成形体に釘孔ないし
ボルト孔を一体成形した上記2に記載された耐侯性屋外
用建築材。表面に塗装を施した上記1ないし3に記載さ
れた耐侯性屋外用建築材。上記1ないし上記4のいずれ
か一つに記載された耐侯性屋外用建築材を用いて作られ
た屋外物品。屋外物品が濡れ縁、ベランダ、外壁、雨戸
戸袋、雨樋、飛び石、生垣の支柱 のいずれかひとつで
ある上記5記載の屋外物品。RBセラミックス、CRB
セラミックス又は耐火性CRBセラミックスで成形した
台木と複数の角材からなり、予め角材をかん合させる溝
と溝に設けたボルト孔を成形した台木と、予めボルト孔
を成形した角材を、ボルトとナットで締め付けて組み立
てる濡れ縁キット。
【0010】次に、本発明の建築の例を説明する。 実施例1 図1に本発明の角材を濡れ縁に適用した例を示す。CR
Bセラミックス製建築は次のようにして作製される。 (CRBセラミックスの作成)米ぬかから得られる脱脂
ぬか75Kgと液体状のフェノール樹脂(レゾール)2
5Kgを、50℃〜60℃に加熱しながら、混合して混
錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。混合
物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中900℃
で60分一次焼成した。ついで得られた炭化焼成物を、
100メッシュの篩にかけて、粒径が50〜250μm
である炭化粉末を得た。得られた炭化粉末75Kgと固
体状のフェノール樹脂(レゾール)25Kgを100℃
〜150℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性
を有する均質な混合物が得られた。 (角材の成形)次いで、可塑物を圧力22Mpaで図1
に示す釘孔21をもつ角材の形2に加圧成形した。金型
の温度は150℃であった。金型から成形体2を取り出
し、窒素雰囲気中で500℃までは1℃/分の昇温速度
で温度を上げ、500℃で60分間保持し、700℃で
約120分熱処理した。次いで500℃までは2〜3℃
/分の冷却速度で、温度を下げ、500℃以下になると
自然放冷した。 (濡れ縁の作成)図3 に示すように、上記の角材成形
体2を自然木製の台木8の上に並べて、釘を釘孔21に
入れ金槌で打ち込み、台木8に固定した。図3に示す濡
れ縁9の特徴は以下のとおりである。 軽量で作業性が良い。 多孔質であるため通気性が良い。 耐候性、耐腐食性が良い。 シロアリがよりつかない。
【0011】実施例2 (CRBセラミックスの作成)米ぬかから得られる脱脂
ぬか75Kgと液体状のフェノール樹脂(レゾール)2
5Kgを、50℃〜60℃に加熱しながら、混合して混
錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。混合
物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中で900
℃で60分一次焼成した。ついで得られた炭化焼成物
を、100メッシュの篩にかけて、粒径が50〜250
μmである炭化粉末を得た。得られた炭化粉末75Kg
と固体状のフェノール樹脂(レゾール)25Kgを10
0℃〜150℃に加熱しながら、混合して混錬した。可
塑性を有する均質な混合物が得られた。 (一方を円錐とした円柱の成形)次いで、可塑物を圧力
22Mpaで図4に示す孔51を持つ一方を円錐とした
円柱5に加圧成形した。金型の温度は150℃であっ
た。金型から成形体を取り出し、窒素雰囲気中で200
℃まで1℃/分の昇温速度で温度を上げ、200℃で約
120分熱処理した。 次いで自然放冷して成形体を得
た。 (生垣の支柱の作成)得られた成形体5を一定間隔で、
ハンマーで軽くたたいて、地面に打ち込んだ。孔51に
ロープ11を通して、生垣の支柱を作った。図4に示す
生垣の支柱10の特徴は以下のとおりである。CRBセ
ラミックスの比重自体は実施例1のものより大きいが、
ハンマーで軽くたたいて、地面に打ち込んでも耐えられ
る耐衝撃性能があった。耐候性、耐腐食性が良い。シロ
アリがよりつかない。
【0012】実施例3 図2に示す中空の角材6を用いて濡れ縁12を作成する
例を示す。 (耐火性CRBセラミックスの製造)米ぬかから得られ
る脱脂ぬか75Kgと液体状のフェノール樹脂(レゾー
ル)25Kgを、50℃〜60℃に加熱しながら、混合
して混錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られ
た。混合物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中
で900℃で60分焼き上げた。得られた炭化焼成物
を、粉砕機を用いて粉砕し、ついで200メッシュの篩
にかけて、平均粒径が90μmである炭化粉末を得た。
得られた炭化粉末80Kgとアルミナ粉末60Kg、バ
インダーとしてリン酸アルミ10Kg、溶剤として水2
5Kgを混合して混錬した。可塑性を有する均質な混合
物が得られた。用いたアルミナは、平均粒径が10〜2
0μmのものをそれぞれ用いた。 (成型体の作成)耐火性CRBセラミックスを用いて、
可塑物を圧力40Mpaで図2に示すように中空部63
を持つ角材6、及び角材6の幅とほほ同じ溝14を設た
形状の台木13を加圧成形した。金型の温度は150℃
であった。金型から成形体を取り出し、窒素雰囲気中で
500℃までは2.0℃/分の昇温速度で温度を上げ、
500℃で60分間保持し、1100℃で100〜13
0分燒結した。次いで500℃までは2℃/分の冷却速
度で、温度を下げ、500℃以下になると自然放冷して
成形体6及び13を得た。成形体の角材6及び成形体の
台木13を用いて、木槌で軽くたたいて、溝14に角材
6を埋め込んで濡れ縁12を作製した。図5に示す濡れ
縁12の特徴は以下のとおりである。中空構造としたの
で軽量化でき、作業性が良い。耐候性、耐腐食性が良い
木槌で軽くたたいて溝に打ち込んでも、成形物にひび割
れは生じない。シロアリがよりつかない。
【0013】実施例4 CRBセラミックスで成形した角材及び台木を用いて濡
れ縁を作成する例を示す。 (CRBセラミックスの作成)米ぬかから得られる脱脂
ぬか75Kgと液体状のフェノール樹脂(レゾール)2
5Kgを、50℃〜60℃に加熱しながら、混合して混
錬した。可塑性を有する均質な混合物が得られた。混合
物を、ロータリーキルンを使って窒素雰囲気中900℃
で60分一次焼成した。ついで得られた炭化焼成物を、
100メッシュの篩にかけて、粒径が50〜250μm
である炭化粉末を得た。得られた炭化粉末75Kgと固
体状のフェノール樹脂(レゾール)25Kgを100℃
〜150℃に加熱しながら、混合して混錬した。可塑性
を有する均質な混合物が得られた。 (角材および台木の成形)次いで、可塑物を圧力22M
paでボルト孔をもつ角材の形(図示せず)及び、角材
をかん合させる溝と溝にボルト孔を有する台木の形(図
示せず)に加圧成形した。金型の温度は150℃であっ
た。金型から成形体を取り出し、窒素雰囲気中で500
℃までは1℃/分の昇温速度で温度を上げ、500℃で
60分間保持し、600℃で約120分熱処理した。次
いで500℃までは2〜3℃/分の冷却速度で、温度を
下げ、500℃以下になると自然放冷した。 (濡れ縁の作成)上記の角材成形体を、角材をかん合さ
せる溝に入れて、角材のボルト孔と台木の溝に設けたボ
ルト孔に合わせ、ワッシャーを入れてボルトをナットで
締めつけて台木に固定して、濡れ縁を作成した。 軽量で作業性が良い。 多孔質であるため通気性が良い。 耐候性、耐腐食性が良い。 日曜大工で素人にも作れる。 シロアリがよりつかない。
【0014】
【本発明の効果】本発明のRBセラミックス、CRBセ
ラミックス又は耐火性CRBセラミックスからなる屋外
建築材は、軽量、耐候性で耐腐食性があり、シロアリ等
害虫を寄せ付けない特性があることが確認された。さら
にCRBセラミックスのうち、熱処理温度が高いもの
は、多孔質で通気性があり、熱処理温度が低いものは比
較的耐衝撃性が良いことが確認された。このような材料
を用いて、予め成形してキットにしておけば、日曜大工
などで素人でも簡単に、濡れ縁やベランダなどをつくる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る成形体の見取り図。
【図2】本発明に係る中空成形体の見取り図。
【図3】本発明に係る成形体を利用した濡れ縁の斜視
図。
【図4】本発明に係る成形体を利用した生垣の支柱斜視
図。
【図5】本発明に係る中空成形体を利用した濡れ縁の斜
視図。
【符号の説明】
1 RBセラミックス、CRBセラミックス又は耐火性
CRBセラミックスの板成形体 11 釘孔、ボルト孔 2 角材成形体 21 釘孔、ボルト孔 3 一方を角錐とした角材 31 釘孔、ボルト孔 32 角錐部 4 円柱成形体 41 釘孔、ボルト孔 5 一方を円錐とした円柱 51 釘孔、ボルト孔 52 円錐部 6 中空部をもつ角材 63 中空部 7 中空部をもつ円柱 73 中空部 8 台木 9 濡れ縁 10 生垣の支柱 11 ロープ 12 濡れ縁の別の例 13 成形台木 14 溝 B ボルト N ナット W ワッシャー
フロントページの続き Fターム(参考) 2E001 DH14 DH25 FA00 FA04 GA12 GA62 GA63 GA65 GA66 HD11 JC00 LA01 LA07 LA12 2E162 CD04 FC00 4G032 AA12 AA14 AA23 BA00 GA01

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 RBセラミックス、CRBセラミックス
    又は耐火性CRBセラミックスらなる成形体を用いた耐
    侯性屋外用建築材。
  2. 【請求項2】 成形体が 板、角材、一方を角錐とした
    角材、円柱、一方を円錐とした円柱のいずれかひとつで
    ある 請求項1記載の耐侯性屋外用建築材。
  3. 【請求項3】 成形体に釘孔ないしボルト孔を一体成形
    した請求項2に記載された耐侯性屋外用建築材。
  4. 【請求項4】 表面に塗装を施した請求項1ないし3に
    記載された耐侯性屋外用建築材。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれか一つ
    に記載された耐侯性屋外用建築材を用いて作られた屋外
    物品。
  6. 【請求項6】 屋外物品が濡れ縁、ベランダ、外壁、雨
    戸戸袋、雨樋、飛び石、生垣の支柱 のいずれかひとつ
    である請求項5記載の屋外物品。
  7. 【請求項7】 RBセラミックス、CRBセラミックス
    又は耐火性CRBセラミックスで成形した台木と複数の
    角材からなり、予め角材をかん合させる溝と溝に設けた
    ボルト孔を成形した台木と、予めボルト孔を成形した角
    材を、ボルトとナットで締め付けて組み立てる濡れ縁キ
    ット。
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