JP2524560B2 - 複合材料およびその製造法 - Google Patents

複合材料およびその製造法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐火性で曲げ引張強さ
を有する任意に成形された複合材料、その製造法および
その使用を目ざすものである。
【０００２】
【従来の技術】天然スレート粉（ドイツ特許出願１１９
８２７１号）や他の鉱物粉末（ドイツ特許出願１４７１
０２０号、ドイツ特許３５１２５１５号）などの、微細
な充填剤を任意に含むアルカリケイ酸塩の塗料を建築ス
ラブの表面に設けることにより、火災や高温から建築ス
ラブを保護することは長年知られている。また、ケイ酸
塩繊維をケイ酸塩溶液の層に埋め込んだり、任意に金属
線の強化材を挿入した後、高温で水を除去して層を凝固
させることにより製造された、アルカリケイ酸塩からな
る防火性スラブの使用も知られている（ドイツ特許出願
１４７１００５号）。両者とも、スラブの水分は、火災
の際に水ガラスの発泡層の形成により下部構造に熱が近
づかないようにするのに十分沢山なだけある。しかしな
がら、よってこのようなスラブはその水分ゆえに、十分
な耐候性や曲げ引張強さを持たない。外部表面に使用す
る場合には、スラブを保護塗料により散水暴露から保護
しなければならない。
【０００３】化学的、熱的および機械的暴露に耐性の無
水塗料は、ドイツ特許公開３４１０８４４号に記載され
ている。この明細書には水ガラス、石英、クレー、溶
岩、ケイ酸マグネシウム、軽石、セメント、並びにタン
クコンテナ、水処理設備、パイプライン、船舶、コンク
リート建築物その他のような被覆すべき物に同様に付与
される水、からなる塗料素材を予備硬化した後、４００
〜１９００℃の温度で燃焼溶融処理することが開示され
ている。
【０００４】ドイツ特許出願２７３２３８７号には、有
機結合剤で予備接合された密度が０．２ｇ／ｃｍ３の鉱
物繊維のスラブを結合クレーの水性スラリーに浸漬して
なる、絶縁建築スラブの製造法が記載されている。次い
で、これを１０５℃以上の温度で乾燥し４００℃以上で
焼き入れ（加熱）する。なお、その温度は使用した鉱物
繊維の転移温度より低い。このような方法では、好適な
耐性を得るのに可能な限り高い密度を有する鉱物繊維の
スラブを用いて始める。従って、この方法は高密度の材
料を用いることによって機械的強度を達成しなければな
らない、という欠点に苦しめられている。建築部材を火
災から保護するという問題の従来公知の技術的解決にお
いては、保護すべき物のためのライニングや塗料が絶え
ず提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐火様式で
建築可能であり、曲げ引張強さを有し、そして−所望と
する適用にもよるが−耐候性でもあり、また所望の如何
なる形状にも製造したり内部安定性を有する自蔵の成形
品に仕上げたりできる、新規な材料の開発という技術的
課題に基づいている。材料は、環境上適合し、そして容
易に入手可能な原料から製造できるべきである。如何な
る場合でも再使用できる（再生利用可能な）べきであ
る。とりわけ、繊維、−特にアスベスト繊維−、あるい
は例えばダイオキシン類、フラン類またはホルムアルデ
ヒドなどの毒性物質または毒性ガスを周囲に出してはな
らない。機械的性能（現存する実例に相当する）に関係
する材料支出については最大の経済効率を考慮に入れる
べきであり、また低いエネルギー支出で製造できなけれ
ばならない。できるだけ長い間耐久性を達成しているた
めには、酸性雨、水、水蒸気、酸性および塩基性の化学
薬品、紫外線、および動物群や植物群からの害虫などの
攻撃的な環境暴露に関して、できるだけ高い耐性を有す
るべきである。最後に、最大の長期間耐熱性を有し、不
燃性であり、煙霧を生成せず、消散せず、毒性ガスを出
さず、従って最大の耐火性を有するべきである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この技術的課題は、請求
項１に係る複合材料により解決される。これらの予備成
形した強化材は、繊維、繊維束、織物、不織布、繊維マ
ット、金網、孔あきまたは非孔あきのシート、薄板また
は板の形状であってもよいし、あるいはまた歪んだり、
折り重なったりまたはねじれたりした形であってもよ
く、そして形状に加えて、優れた機械的強度、特に引張
強さを本発明の複合材料に与える。好ましくは、強化材
は０．５〜１ｍｍの厚さで用いられる。
【０００７】本発明の材料のための耐引張性材料として
は、大麻、綿、ジュート、亜麻、絹、羊毛、クラフト紙
やクラフト厚紙などのセルロース製品、ポリエステル、
ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、ポリウレタン、ポリ（塩化ビニル）、フェノール
ホルムアルデヒド樹脂、またはメラミンホルムアルデヒ
ド樹脂などのプラスチックまたは発泡プラスチックが適
当である。本発明によれば、発泡プラスチックは発泡プ
ラスチック製品として、好ましくはスラブとして用いら
れる。耐引張性の無機強化材としては、ガラス、繊維ガ
ラス、Ｅ−およびＳ−ガラス、玄武岩鉱物、セラミック
ス、酸化物セラミックス、炭素、石英、黒鉛、窒化ホウ
素、ホウ素、炭化ケイ素、アルミニウム及び鋼が用いら
れる。
【０００８】従って、無機媒体で被覆および／または含
浸される強化材としては、アルミニウムシート、薄鋼
板、ガラス繊維または鉱物繊維の繊維マット、ガラス繊
維、鋼繊維またはプラスチック繊維の不織布、並びに
布、ターポリンシート、耐アルカリ性プラスチック織
物、プラスチック被覆織物または炭素繊維織物などの織
物が適用される。予備成形した強化材としてはまた、ア
ルカリ水ガラスで接合された大抵の多種多様な材料の繊
維、もしくは水ガラスで接合されたワイヤ片も使用する
ことが可能である。
【０００９】複合材料の第二の成分は、アルカリ水ガラ
ス、もしくは例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、二
酸化チタン、黒鉛、赤泥、石英粉末、クレーセメント、
カオリンまたはそれらの混合物のような微分散無機充填
剤が混ぜ合わされたアルカリ水ガラスである。ここで、
アルミニウム製造の廃棄物である赤泥は特に価格の点で
好ましい。これらの例の他に、融点が１３００℃以上、
好ましくは１８００℃以上である技術者にとって公知の
全ての無機充填剤、またはそれらの混合物も本発明の範
囲内で使用することができる。さらに、一部の充填剤
を、ＰＶＣ粉末および／またはＰＶＣ粒子などの廃棄物
から再生利用するのが難しい廃棄物と取り替えることも
可能である。本発明のためには、充填剤の粒径は１〜３
０μｍの間であり、充填剤は不純物が除かれていなけれ
ばならず、またアルカリ水ガラスの水溶液と完全に混合
されなければならない。アルカリ水ガラスとしては、密
度が３５〜４０ボーメ度のナトリウムおよび／またはカ
リウム水ガラスが用いられる。
【００１０】これらの水ガラスまたはこれら水ガラスの
充填剤の懸濁液の粘度は、実用上非常に重要であり、充
填剤粒子の完全な湿潤にも注意を払うべきである。粘度
は温度が高くなることにより低下するので、高温で処理
する方が都合がよいかもしれない。こうして得られた複
合製品は好ましくは材料厚さが２〜４ｍｍである。
【００１１】さらに、本発明は請求項１０に係る複合材
料の製造法を目ざすものであり、この方法は材料の特性
に実質的に相互作用を及ぼす。本発明の複合材料の製造
について以下に詳細に述べる。複合材料は、水分が５〜
３０重量％のナトリウムおよび／またはカリウム水ガラ
ス溶液を用いて、予備成形した強化材を完全に被覆およ
び／または含浸した後、９０〜１０５℃の温度で乾燥
し、次いで４００〜７００℃の温度で焼き入れする（上
記温度の加熱の結果として焼き入れが達成される。以
下、これを単に焼き入れと称する）ことにより製造され
る。このやり方では、本発明に従う焼き入れによって化
学的に結合した水までも取り除かれるので、耐曲げ引張
性で約８００℃までの熱に耐えうる全く無水の複合材料
が得られる。これにより、このような複合材料は耐候性
であり、外部表面の建築部材として使用することができ
る。例えば、不織布またはガラス織物をケイ酸ナトリウ
ム水溶液を用いて被覆すると、乾燥および焼き入れ後に
厚さがたった２〜４ｍｍの安定した透明なスラブが得ら
れる。
【００１２】９０〜１０重量％のアルカリ水ガラスの水
溶液と１０〜９０重量％の微分散無機充填剤の懸濁液を
用いて、予備成形した強化材を被覆および／または含浸
すると、１６００℃まで耐熱性の複合材料が得られる。
これらの複合材料を単に９０〜１０５℃で乾燥するだけ
で硬化させるならば、遊離水しか取り除かれず材料中に
はなお約５〜１５％の水が含まれる。このような複合材
料は耐水性が要求されない場合にはいつでも、例えば内
装仕上げに使用することができる。
【００１３】無機懸濁液で被覆および／または含浸し乾
燥して得られた複合材料を、次に４００〜７００℃で焼
き入れするならば、耐圧性に優れ、良好な引張強さと曲
げ引張強さを持ち、耐熱性であり、寸法安定性があり、
さらには無水である複合材料が得られる。それらは火災
（１２００℃）の際の短期間の熱暴露にも、１２００〜
１６００℃の持続した暴露にも耐える。すなわち、非常
に耐火性である。従って、本発明の複合材料は優れた機
械的特性に加えて、不燃性や、薬品、紫外線、動物や植
物害虫に対する耐性などの、セラミックス材料の有利な
特性を備えている。さらに、得られた複合材料は環境上
適合し、容易に入手できる原料から製造できる。
【００１４】アルカリ水ガラスの溶液または懸濁液を用
いて本発明に従ってなされた、予備成形した強化材の被
覆および／または含浸は、技術者にとって公知の通常の
全ての方法、例えばナイフ塗布、塗装または吹付けを用
いて行なうことができる。最も簡単な別法では、予備成
形した材料をアルカリ水ガラスの溶液または懸濁液に浸
漬する。意図する使用に応じて、被覆は一面または全面
に行なってもよい。所望の如何なる厚さでも被覆／含浸
を達成するためには、充填剤なしであるいは懸濁液中の
充填剤の濃度をさらに変えて、被覆、含浸および乾燥を
一回または数回繰り返してもよい。このやり方では、同
じような複合材料が製造できる。すなわち、複合材料の
強化材をまずアルカリ水ガラス溶液で被覆または含浸し
た後９０〜１０５℃で乾燥し、次いで懸濁液で被覆／含
浸し９０〜１０５℃で乾燥し、そして４００〜７００℃
で焼き入れする。
【００１５】この被覆／含浸を繰り返す際に、他の耐引
張性強化材、例えばガラス、絹織物またはガラス不織布
からなるマット、および金属箔を同時に導入してもよ
い。こうして、二またはそれ以上の第一の予備成形した
強化材の複合材料が製造できる。その際、同一タイプの
強化材、例えば全く有機質または全く無機質の材料ある
いはさらに異なった材料は、アルカリ水ガラスの溶液ま
たは懸濁液で被覆／含浸し、乾燥および焼き入れの前に
互いに上に重ねた後、若干圧力をかけて圧縮して接合し
てもよい。
【００１６】本発明の複合材料の乾燥は例えば、乾燥炉
の中で、マイクロ波により、あるいは赤外線により行な
うことができる。乾燥時間は、アルカリ水ガラス溶液の
水分や充填剤の濃度それぞれにもよるが、概して５〜２
０分である。本発明の複合材料の製造はまた、予備成形
した材料を被覆または含浸した後、短時間の乾燥を行な
って少々の遊離水だけを除去し、次いで材料をもう一度
成形し、その後最終的な乾燥と任意の焼き入れに付すこ
とにより実施してもよい。
【００１７】４００〜７００℃での焼き入れは１０〜６
０秒の間の短時間で行なう。ここで、プラスチックなど
の本発明に従って使用される強化材の幾つかは、ガスや
煙霧を放出することなく溶融する。というのは、無機媒
体による気密な含浸のために、燃焼のための酸素がプラ
スチックに達することができないからである。従って、
例えば発泡プラスチックのスラブに無機懸濁液を含浸さ
せ、乾燥し、そして４００〜７００℃の間の温度で焼き
入れするならば、発泡製品は焼き入れにより溶融する
が、無機被膜はこれらの温度に耐えてスラブはその外形
を保持する。
【００１８】強化材の形によっても影響を受ける複合材
料の最終形状は、平らなスラブから、歪んだり、折り重
なったりまたはねじれたりした表面を経て、丸いまたは
特別な断面のパイプまで変化する。本発明の複合材料の
スラブの形での連続的な製造には、その製造技術を備え
たプラスチック繊維ウェブ用の公知の塗布設備が適切で
あることがわかっている。４００〜７００℃を生ずるこ
とができる乾燥炉一つ分、製造ラインを拡張するだけで
よい。
【００１９】本発明の複合材料は、耐火性で耐曲げ引張
性の建築部材として種々の分野での適用を見い出してい
る。こうして、例えば本発明に従って製造された表面の
大きな建築部材は、ビジネスや産業用の部屋の低い天井
として使用することができる。火災の安全の他に、これ
らの建築部材は内部剛性が高くかつ特定の軽量でなけれ
ばならない。テーブルクロス、ターポリンシート、プラ
スチック織物その他のような織物を本発明に従って無機
媒体で被覆するならば、耐曲げ引張性で薄い不燃性のス
ラブが製造され、このスラブは内装仕上げにおける壁パ
ネルや床仕上材として使用することができる。
【００２０】さらにまた、本発明に従って製造された複
合材料は、懸濁液を互いに注入した後乾燥し焼き入れす
ることにより、種々の建築部材に組み立てることがで
き、これにより建築部材には『溶接継目』が見られな
い。以下の実施例は、好ましい態様であり、図１〜１７
と共に本発明の可能な適用を説明するものである。
【００２１】
【実施例】
［実施例１］平らなスラブ 厚さ１ｍｍ、寸法１．０／１．０ｍの不織布を選ぶ。そ
の繊維特性を図１に示す。全ての繊維は殆ど厚さ１〜２
０μｍのねじれた多数の単一繊維からなる。この不織布
を、２０〜３０重量％の少ない水分を含む３７ボーメの
ケイ酸ナトリウム溶液に数秒間浸した後取り出し、炉内
で９０〜１００℃で乾燥する。いまや、不織布の多数の
内部繊維の空間に溶液が注入されているので、不織布は
実質的に重量が増している（図２）。従って、不織布は
機械的特性、特に耐圧性に関して実質的に強化されてい
る。次に、この繊維スラブを以下の組成の懸濁液に浸漬
する： ５０重量％のケイ酸ナトリウム ４０重量％の酸化アルミニウム １０重量％の水
【００２２】取り出した後、少量の懸濁液が流れ出し、
スラブを再び上記のように炉内で乾燥する。乾燥後この
スラブは完ぺきな内部安定性を有する。主要繊維間の空
間の大きさや懸濁液の粘度にもよるが、最上の場合には
全ての空間が充填されよう。事実そうではないならば、
必要ならもっと粘度の高い懸濁液を用いてもう一度含浸
と乾燥を繰り返す。
【００２３】スラブはどの側も連続的に密封された緻密
な表面を有するが、なおまだ化学結合した水の残留物を
含んでいる。これら最後の残留物を蒸発させるために、
スラブを次に炉内で４００℃の熱処理に付す。こうし
て、水の最後の残留物も蒸発して、スラブは完全に無水
となり、これにより硬質で安定性があり水に不溶である
（図３）。このような耐水性は外部建築パネルへの適用
上重要なことである。
【００２４】このスラブがもっと大きな内部安定性とよ
り高い耐火性を持たなければならないなら、シート、薄
板金または孔あきフィルム状の薄板金などの別の耐引張
性の強化材を任意に導入して、もう一度一またはそれ以
上の面を例えば厚さ０．５ｍｍのこの懸濁液の層で被覆
し、乾燥し、そして焼き入れしてもよい（図４）。
【００２５】［実施例２］Ｔ継手 表面がＰＴＦＥで被覆され、横方向にフランジの付いた
１．０５ｍ×１．０５ｍの薄板金の上に、長さ２〜２０
０ｍｍで例えば厚さ０．００１〜０．５ｍｍのガラス繊
維−Ｅ−ガラスまたはＳ−ガラス繊維−を、一層内の繊
維が全方向に配向するように積み重ねる。この層の上に
任意にさらに２〜４層設ける。次に、後でケイ酸ナトリ
ウム水溶液をノズルで吹き付ける際に渦巻きを避けるた
めに、ワイヤが同様にＰＴＦＥで被覆された１．０５ｍ
×１．０５ｍの鋼線織物を上部に重ねる。この均一な湿
潤の後、スラブを炉内で、または赤外線によりまたはマ
イクロ波により１００℃で簡単に乾燥する。この簡単な
乾燥後、全く剛性で内部的に安定した物体が形成され
る、ここで全ての繊維は異なった大きさで全方向に分布
している。短繊維、例えば長さ２〜３ｍｍのものは、将
来の内部剪断力を吸収できるように、物体内に垂直に配
向するようにしてもよいし、あるいは是非ともそうす
る。この形成された物体の厚さは繊維の厚みや層の数に
もよるが、２〜３ｍｍである。
【００２６】耐火性を向上させるためには、この内部的
に安定性したスラブの全面を実施例１のように、実施例
１に従う懸濁液で０．５〜１ｍｍに被覆し、乾燥して焼
き入れする。１２００℃の温度での耐火性試験は、結果
としてスラブの体積に何ら変化をもたらさない。
【００２７】このような二つのスラブを互いに垂直に溶
接することにより、Ｔ継手が得られる（図５）。二つの
折り曲がった成形体を図６に従って溶接し、さらに底側
をスラブで強化することにより、図７に係る建築部材が
得られる。このようなＴ継手の製造における別の可能性
は、懸濁液の相互の注入による一回の流延での製造であ
る（図８）。
【００２８】［実施例３］シートまたはマットの形の強
化材を、実施例１に従う懸濁液で被覆し、次いで８５℃
で３分間予備乾燥する。さて、懸濁液はまだ十分にペー
スト状であるので、被覆された材料を母型、父型を用い
て、あるいは歯車の原理に従って両側からの連続的な若
干の圧力により最終形状に成形し、１００℃で１５分間
乾燥し、そして６００℃で６０秒間焼き入れする。この
ようにして作られる可能な形状を図９の９１〜９５に示
す。
【００２９】［実施例４］ジグザグ成形体 この実施例では、耐引張性強化材として有機セルロース
媒体または不織布を用いる。クラフト紙にケイ酸ナトリ
ウム水溶液を用いて完全に含浸させた後、８０〜１００
℃の温度で乾燥し、次いで実施例１に述べたように懸濁
液で全面に好ましくは０．３〜０．５ｍｍの厚さに被覆
する。任意に、２〜４層のクラフト紙に含浸させ被覆
し、そして全ての気泡を押し出しながら互いに圧縮す
る。
【００３０】次に、この薄い成形体を使用する場合に、
平らなスラブが形成されるだけではなく、他の成形、例
えば少なくとも一方向に９０°あるいは図１０の１０２
や図１０の１０６に示すように曲げて、ジグザグな形を
与えることも可能であるように、予備乾燥を連続流れ炉
内で１００℃で行なう。このようなジグザグ形は、縦方
向にそれぞれ最も好ましい内部剛性と曲げ引張強さを有
する。このような主として無機の成形体は、好ましくは
長さが１０ｍまたはそれ以上の産業用ホールの低い天井
として用いることができる。さて、このようなジグザグ
成形体の一または二面に、上述したようにクラフト紙の
層からなるスラブを設けるならば（図１０の１０３、１
０４、１０７、１０８）、内部的に非常に安定した耐火
性の立体成形体の建築部材が製造され、それらは高い値
の機械的強度を持つ。それらは体積全体に関してそれ自
体極めて軽量であり、また極めて高い内部安定性を有す
る。これらの成形体を保冷材または保温材の自蔵建築部
材として使用するためには、嵩密度の非常に小さな断熱
材で空隙を充填してもよい（図１０の１０５、１０
９）。もちろん、ジグザグ成形体はまた、既に好適に予
備成形されたクラフト紙を用いて製造してもよく（図１
０の１０１）、次いで被覆し、乾燥し、任意に焼き入れ
する。
【００３１】［実施例５］ハネカム成形体 ハネカム製品は、クラフト紙または再生利用紙として市
場に出ているだけではなく、プラスチックやアルミニウ
ムからも作られる。最も確かなことは、再生利用紙は経
済的である。市販の通常の寸法は大きな変動を示す。六
角形のハネカムは直径が３〜１００ｍｍであってもよ
く、壁の厚みは常にたった０．０９〜０．１５ｍｍであ
り、厚さは３ｍｍでもよいが５００ｍｍまたはそれ以上
に達してもよい（図１１の１１１、１１２、１１３）。
【００３２】ハネカムの直径が２０ｍｍ、厚さが３０ｍ
ｍ、長さと幅が１ｍであるこれらクラフト紙ハネカムの
スラブを、ケイ酸ナトリウム溶液に浸した後、まず１０
０℃で乾燥し次いで４００℃で完全に乾燥する。その
後、スラブは相当な強度を持つ（図１１の１１４）。次
の段階では、実施例４に従って製造したように、一また
は二枚のクラフト紙シートからなる被覆層（図１１の１
１５）を片側に設け、そして両側を実施例１に従う懸濁
液で０．５〜１．５ｍｍ被覆する。接合は無機接着剤を
接着することにより行なう。
【００３３】相当の強度は平らな成形体を片側に張りつ
けることによって達成される。それ自体の重さは非常に
軽い。このようなスラブは例えば低い天井で、開いたセ
ル様の面を部屋の下方に向けて使用する。底面は、セル
構造のためにその狭い壁で空中の音波を吸収する（図１
１の１１５）。同様に、直径および厚さの異なるハネカ
ムも組み立てることができる。
【００３４】仮に部屋の中で火災が起こったなら、炎は
低い天井のケイ酸ナトリウムを含浸したハネカムに達す
るであろう。これらがたった１００℃で乾燥しただけで
あれば、１５と３０重量％の間の水を含んでいる。火災
の際に、ガラスの気泡が熱伝導に抵抗しながら生成する
であろう。全面にアルカリ水ガラスと充填剤の１．０ｍ
ｍの層を有する支持スラブは、炎の影響を受けない、す
なわち１２００℃まで体積的に安定している。決定的な
事実は、このような温度でもスラブの無機被覆物が、添
加されている充填剤のためにより硬くなるだけだったこ
とである。しかしながら、このような火災の場合にハネ
カムを保持したいなら、ハネカムの全面を最初の含浸の
後、実施例１に従う懸濁液でもう一度０．５〜１．５ｍ
ｍの厚さに被覆しなければならない。
【００３５】再度、ハネカムの両側を平らな成形体、例
えば実施例１に従う懸濁液を含浸したクラフト紙で被覆
するならば、５〜２５ｍの大きな自由スパン（図１１の
１１６、１１７）のわりにそれ自体軽量で、建設業や乗
物の建造に適用可能な耐火性の自蔵建築部材が得られ
る。これらハネカムの使用における驚くべき事実は、ハ
ネカムの全方向の柔軟性である（図１１の１１８）。そ
のために、最高性能の建築部材を製造することが可能な
のである。目下のところ、他のどのような方法でもこの
ような無機成形体をこのように簡単には作ることができ
ない。
【００３６】［実施例６］棒、管 長尺状の繊維強化材（例えば、金属綱またはサイザル麻
の綱）に、カリウム水ガラス水溶液と赤泥との懸濁液を
用いて含浸させ、１００℃で１０〜２０分間乾燥し、次
いで６００℃で２０秒間焼き入れする。１４００℃まで
耐熱性で目の詰んだ、まっすぐなまたは曲がった棒（図
１２）の形の複合材料が得られる。強化材として複数の
ねじれた綱を用いるならば、上述した方法に従ってなお
もっと優れた曲げ引張強さを持つ複合材料が得られる
（図１３）。複数の綱を円筒の周りにらせん状に巻きつ
けるなら、空隙が中心に形成されて、含浸、乾燥および
焼き入れの後に管（図１４）が得られる。管は、図１５
〜１７に従って所望のように拡大および／または強化さ
れていてもよい。このようにして、図１７に示した管は
既に高い内部圧力に耐えている。
【００３７】管製造の別の可能性は、一つまたはそれ以
上のワイヤまたはリボンを補助芯の周りにらせん状に巻
きつけ、あとで芯を取り除くことである。このように製
造されたらせん状の管は予備成形した強化材として役に
立ち、続いて懸濁液で被覆する（図１８の１８１および
１８２参照）。
【００３８】
【発明の効果】実施例から判明しうるように、本発明の
課題は非常に優れたやり方で解決される。新規な複合材
料はまた、建物の建設（特にスカイスクレーパ）、上陸
用舟艇や海洋船舶、飛行機の建造、および機械やプラン
ト、家具の建造にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】強化材として使用される不織布の繊維特性を示
す斜視図である。
【図２】ケイ酸ナトリウム溶液に含浸後乾燥させた不織
布の斜視図である。
【図３】懸濁液の含浸、乾燥、焼き入れがなされた不織
布（スラブ）の斜視図である。
【図４】別の耐引張性強化材が導入されたスラブの斜視
図である。
【図５】二個のスラブが垂直に溶接されたＴ継手の断面
図である。
【図６】二個の折り曲がった成形体を溶接するやり方を
示す概略図である。
【図７】底側がスラブで強化されたＴ継手の断面図であ
る。
【図８】別法で製造されたＴ継手の断面図である。
【図９】複合材料の別の例を示す概略斜視図である。
【図１０】ジグザグ成形体からなる複合材料の例を示す
概略斜視図である（ただし、１０１は予備成形した強化
材を示す）。
【図１１】１１１〜１１５はハネカム成形体の製造過程
を示す概略図であり、１１６〜１１８はハネカム成形体
からなる複合材料の例を示す断面図である。
【図１２】棒状の複合材料の例を示す概略斜視図であ
る。
【図１３】棒状の複合材料の例を示す概略斜視図であ
る。
【図１４】管状の複合材料の例を示す概略斜視図であ
る。
【図１５】管状の複合材料の例を示す概略斜視図であ
る。
【図１６】管状の複合材料の例を示す概略斜視図であ
る。
【図１７】管状の複合材料の例を示す概略斜視図であ
る。
【図１８】強化材をらせん状の管に予備成形するやり方
を説明する概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｅ０４Ｃ 2/26 Ｃ０４Ｂ 35/80 Ｋ

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 最終形状に相互作用し、かつ耐引張性の
    有機および／または無機材料からなる一または二以上の
    第一の予備成形した強化材と、 液体として被覆、硬化したアルカリ水ガラスの第二の材
    料であって、硬化が９０〜１０５℃で乾燥した後４００
    〜７００℃で加熱することにより達成されている材料、
    もしくは、 懸濁液として被覆、硬化したアルカリ水ガラスと微分散
    無機充填剤の第二の材料であって、硬化が９０〜１０５
    ℃で乾燥するか、あるいは９０〜１０５℃で乾燥した後
    ４００〜７００℃で加熱することにより達成されている
    材料、 とからなる複合材料。
  2. 【請求項２】 第一の予備成形した強化材が、大麻、
    綿、ジュート、亜麻、絹、羊毛、セルロース、プラスチ
    ック、または発泡プラスチックの有機材料からなる請求
    項１に記載の複合材料。
  3. 【請求項３】 プラスチックまたは発泡プラスチック
    が、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプ
    ロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリ（塩化ビ
    ニル）、フェノールホルムアルデヒド樹脂、またはメラ
    ミンホルムアルデヒド樹脂である請求項１または２に記
    載の複合材料。
  4. 【請求項４】 第一の予備成形した強化材が、ガラス、
    繊維ガラス、Ｅ−およびＳ−ガラス、炭素、石英、黒
    鉛、窒化ホウ素、炭化ケイ素、アルミニウム、または
    鋼、セラミックス、酸化物セラミックス、または玄武岩
    鉱物の無機材料からなる請求項１に記載の複合材料。
  5. 【請求項５】 第一の予備成形した強化材が、繊維、繊
    維束、織物、不織布、繊維マット、金網、孔あきまたは
    非孔あきのシート、薄板または板の形状であるか、もし
    くは歪んだり、折り重なったりまたはねじれたりした形
    の、アルカリ水ガラスで接合された繊維またはワイヤ片
    として存在してもよい請求項１乃至４のいずれか１項に
    記載の複合材料。
  6. 【請求項６】 発泡プラスチックの第一の予備成形した
    強化材が、発泡製品として、好ましくはスラブとして存
    在する請求項１乃至３および５のいずれか１項に記載の
    複合材料。
  7. 【請求項７】 第一の予備成形した強化材が、ガラスま
    たは鉱物繊維のマット、もしくはプラスチックまたはプ
    ラスチック被覆の織物である請求項１乃至５のいずれか
    １項に記載の複合材料。
  8. 【請求項８】 アルカリ水ガラスが、ナトリウムおよび
    ／またはカリウム水ガラスである請求項１乃至７のいず
    れか１項に記載の複合材料。
  9. 【請求項９】 微分散無機充填剤が、アルミナ、シリ
    カ、ジルコニア、二酸化チタン、黒鉛、赤泥、石英粉
    末、クレーセメント、カオリンまたはそれらの混合物で
    あり、粒径が１〜３０μｍである請求項１乃至８のいず
    れか１項に記載の複合材料。
  10. 【請求項１０】 最終形状に相互作用し、かつ耐引張性
    の有機および／または無機材料からなる一または二以上
    の第一の予備成形した強化材と、液体として被覆されて
    硬化しうるアルカリ水ガラスの第二の材料、もしくは懸
    濁液として被覆されて硬化しうるアルカリ水ガラスと微
    分散無機充填剤の第二の材料、とからなる複合材料を製
    造する方法において、第一の材料を、予備成形した後任
    意にざらざらにし、次いで、 一面または全面をアルカリ水ガラスの水溶液で被覆およ
    び／または含浸し、９０〜１０５℃の温度で乾燥した後
    ４００〜７００℃で加熱するか、あるいは一面または全
    面をアルカリ水ガラスの水溶液および微分散無機充填剤
    で被覆および／または含浸し、９０〜１０５℃の温度で
    乾燥するか、または９０〜１０５℃の温度で乾燥した後
    ４００〜７００℃で加熱する、 ことを特徴とする複合材料の製造法。
  11. 【請求項１１】 複数の第一の予備成形した強化材を使
    用する場合に、強化材を被覆／含浸し、乾燥および加熱
    の前に互いに上に重ね、若干圧力をかけて圧縮する請求
    項１０に記載の製造法。
  12. 【請求項１２】 予備成形した強化材を被覆／含浸し、
    まず簡単に予備乾燥した後もう一度成形し、次いで請求
    項１０のように乾燥して任意に加熱する請求項１０に記
    載の製造法。
  13. 【請求項１３】 予備成形した強化材をまず、該アルカ
    リ水ガラス溶液で被覆／含浸し９０〜１０５℃で乾燥し
    た後、懸濁液で被覆／含浸して９０〜１０５℃で乾燥
    し、そして４００〜７００℃で加熱する請求項１０に記
    載の製造法。
  14. 【請求項１４】 懸濁液が、９０〜１０重量％のアルカ
    リ水ガラスの水溶液および１０〜９０重量％の微分散無
    機充填剤を含有し、その重量百分率は１００パーセント
    まで達する請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の
    製造法。
  15. 【請求項１５】 アルカリ水ガラス溶液として、５〜３
    ０重量％の水分を含むナトリウムおよび／またはカリウ
    ム水ガラス溶液を用いる請求項１０乃至１４のいずれか
    １項に記載の製造法。
  16. 【請求項１６】 懸濁液が微分散充填剤として、粒径が
    １〜３０μｍのアルミナ、シリカ、ジルコニア、二酸化
    チタン、黒鉛、赤泥、石英粉末、クレーセメント、カオ
    リンまたはそれらの混合物を含有している請求項１０乃
    至１４のいずれか１項に記載の製造法。
  17. 【請求項１７】 被覆および／または含浸を所望の厚さ
    で達成するために、被覆および／または含浸および乾燥
    を一度または数度繰り返す請求項１０乃至１６のいずれ
    か１項に記載の製造法。
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