JP2736374B2

JP2736374B2 - 異種材料の接合一体化方法と、それを用いた表面仕上げ層つきコンクリート材の製造方法

Info

Publication number: JP2736374B2
Application number: JP3286980A
Authority: JP
Inventors: 幸平西井; 宏哉松本
Original assignee: ISESHI; MIE ASANO KONKURIITO KK
Current assignee: ISESHI; MIE ASANO KONKURIITO KK
Priority date: 1991-10-07
Filing date: 1991-10-07
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JPH0642063A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば金属材料とセラ
ミックス・異種金属材料相互、または、樹脂板とコンク
リート材等の異種材料を相互に接合して一体物になす異
種材料の接合一体化方法と、その方法を用いた表面仕上
げ層つきコンクリート材の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、板材等を接合一体化して一体物
を形成するには、ボルト締め等の機械的接合手段以外の
方法として、接着剤による接合接着方法が広く普及し、
高品質の接着剤も各種のものが開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の接着剤による接
合接着方法を用いて異種材料を接着すると、いかに高級
の接着剤を用いても、接着された材料の膨張係数の差に
よって、その接合面に熱応力が生ずるので、その熱応力
が主たる原因となって、接着面の接着強度が経時的に低
下し、接着された材料相互が剥れ易くなったり、剥れた
り、または、反り変形を生ずる物理的現象が避けられな
い難点がある。

【０００４】従って、自然の気象条件に曝されたり、外
気と内気を遮断したり、高低温と接触する構造物や機器
に用いる接着材料は、相互接着した材料間に温度差が生
じて反復されると共に、その温度差も大となる傾向が強
いので、前記の剥離現象や接着力低下によって、表面構
成物が破損したり危険な状態になり易く、安全に使用で
きる耐用期間は比較的短いものとされている。

【０００５】本発明は、以上の従来の難点を解消する異
種材料の接合一体化方法と、それを用いたコンクリート
材の製造方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の技術課題を解決す
る本発明は、その基本概念を示す図１を参照して、「異
種の材料１・２を相互に接合して一体物となすにおい
て、任意性状の短毛状の繊維３を、接合表面にランダム
かつ高密度に配列して、繊維３の両端部分を、接合材料
１・２の表面に埋め込み・接着して植毛固着し、繊維３
群を結合媒体とすると共に、前記短毛状繊維の中間部分
が前記接合面から遊離した微接合空隙４を介在させて接
合一体化する方法」が基本として構成されている。即
ち、接合材料の表面を直接接合しないで、接合面間に遊
離した微接合空隙４を介在させ、両端を接合材料１・２
に固着した繊維３の中間部分によって、両材料を結合す
る方法が特徴である。なお、この微接合空間４は意図的
に形成しなくとも、接合材料１・２の表面相互が難接着
性の場合は、前記方法の接合一体化によって必然的に即
発生する。そして、接合材料１・２の表面相互が弱接着
性の場合は、接合一体化時には微接合空隙４が実質的に
存在しないものの、使用時の熱応力発生等によって後発
的に発生する。

【０００７】そして、接合材料１・２の組合せとして
は、アルミニウムとステンレス・鉄鋼とアルミニウム等
の異種の金属材料、金属材料と樹脂材料、金属材料とガ
ラス、金属材料とセラミックス、樹脂材料とコンクリー
ト材、金属材料とコンクリート材等の各種各様の異種材
料が採択される。そして、繊維３としては、ガラス繊維
（耐アルカリ含む）、炭素繊維、金属繊維、アラミド・
ナイロン等の合成樹脂繊維、シリカ・アルミナ・アルミ
ナシリカ・炭化珪素等の化合物繊維等の各種性状の公知
の諸繊維群の中から、接合材料の性状と要求品質に適し
たものが任意選択的に用いられる。

【０００８】そして、前記の基本発明の変化・態様とし
ては以下のものがある。即ち、その基本概念を示す図２
を参照して、接合材料１・２の中間に、セメント材等の
中間層５を介在させ、接合材料２と中間層５を前記の方
法の繊維３の媒体によって結合すると共に、接合材料１
と中間層５を任意手段によって直接結合したり、或は、
接合材料１・２のいずれもと中間層５を繊維３の媒体に
よって結合することがある。

【０００９】そして、以上の基本発明と変化・態様にお
ける繊維３の固着方法は、図３参照、その接合材料等と
高接着性を有する接着剤を、表面に塗布して接着剤層６
を設け、その接着剤層６に所要の繊維３を、方向をラン
ダムにして高密度に散布し、刷毛等によってその繊維３
の下半部分を接着剤層６に埋め込み、その接着剤の硬化
特性に応じて加熱したり自然硬化させて繊維３を固着植
毛する。そして、接合材料のいずれかがセメント・石膏
のように気硬性・水硬性材料の場合は、一側の固形の接
合材料２に、前記の手法によって繊維３を固着植毛し、
しかるのち、その接合材料２に載置した成形型１１に流
動状の接合材料１を流し込み、その流動材料を固化させ
ることによって、繊維３群の上半部分が接合材料２に埋
め込み固着される。

【００１０】

【作用】以上の本発明の異種材料の接合一体化方法によ
ると、その接合面の微接合空隙４を有して異種材料１・
２相互に固着した繊維３によって接合合体し、その繊維
３群が結合力主体となるので、一対の材料はミクロ的
に、相対可動状態で接合一体化すると共に、結合媒体の
繊維３は方向がランダムにして高密度に存在するので、
所要の結合力を充分に坦持する。従って、熱膨張係数の
相違による膨張収縮差がその接合面に生じても、その膨
張収縮差はその相対可動代によって吸収され、接合する
材料のいずれにも有害な熱応力が生ずることがない。そ
して、その接合した材料の一側に機械的衝撃や振動が生
じても、微接合空隙４の繊維群が緩衝層として機能し、
その衝撃・振動を吸収作用する。以上から、熱膨張係数
に大きな差異が存在する異種材料相互でも、優れた結合
強度を有して、結合解離や反り変形のおそれがなく、温
度変化等の使用環境に長期間耐える結合一体物となる作
用がある。

【００１１】

【実施例】以下、実施例に例示して詳しく説明する。ま
ず、図４を参照して本発明の接合一体化方法を応用した
表面仕上げ層つき軽量発泡コンクリート（以下、軽量発
泡コンクリートをＡＬＣという）の製造方法を説明す
る。即ち、まずシリコーンゴムで所要の天然大理石の壁
面形状を、公知手法によって型取りしたシリコーンゴム
型８を成形し、このシリコーンゴム型８の内面に「ポリ
エステル樹脂（日本ユピカ株式会社のユピカＦＭＳー５
８３）１００部・タンカル３号（方解石の粉末）２００
部・硬化剤１部・促進剤１部」の樹脂混合液を刷毛で塗
布して、人工大理石調の表面模様を有する樹脂製の表面
仕上げ層９を成形する。そして、この表面仕上げ層９の
固化前に、耐アルカリガラス繊維３（チヨップドストラ
ンド１０粍）ランダム高密度に散布し、そのガラス繊維
３の下半部分が表面仕上げ層９に埋め込まれるよう軽く
刷毛を操作して植毛固着する。

【００１２】しかるのち、シリコーンゴム型８を外した
表面仕上げ層９の植毛側に成形型１１をのせて「セメン
ト１００部・合成樹脂エマルジヨンのモビトン２０部
（ヘキスト合成株式会社のＭー３１０Ｊ）のセメントペ
ーストを流し込み、さらに、その上に標準化量産された
ＡＬＣ板１０を載置して重量をかけ、該セメントペース
トを中間層５となし、接合部材に当る表面仕上げ層９と
ＡＬＣ板１０を接合一体化して人工大理石調の表面を有
する表面仕上げ層付きＡＬＣ板１２を製造する。

【００１３】以上の製造方法によるＡＬＣ板１２は、中
間層５となるセメントペーストと樹脂製の表面仕上げ層
９は、非接着物性のため両者の接合面に前記の微接合空
隙４が生じると共に、その微接合空隙４を介して両者が
ガラス繊維３によって強固に接合一体化される。そし
て、中間層５とＡＬＣ板１０は、中間層５となるセメン
トペーストにＡＬＣ板を載設荷重して固化させるので、
多泡質ＡＬＣ板１０にセメントペーストが食い込んでフ
ァスナー効果を呈し、両者の接合部位は機械的強度に優
れた防水結合層となる。従って、この製造方法による表
面仕上げ層つきＡＬＣ板１２は、表面仕上げ層９の剥離
や脱落のおそれがなく、耐衝撃性耐振動性に優れ、か
つ、高耐久性の表面仕上げ層付ＡＬＣ板１２に製造され
る。

【００１４】続いて、本発明における繊維３の接着植毛
と接合材料の組合せ具体例について説明する。即ち、図
３における接着剤を用いる繊維３の植毛固着では、接合
材料がアルミニウム・ステンレス・ガラス・チタン樹脂
の場合は、接着剤としてアロンセラミック（東亜合成化
学株式会社製）またはエポキシ樹脂を用いて繊維３を接
着固着する。また、接合材料がセラミックスの場合は、
フリットＸＤー９ＡーＭ（日本フエロール株式会社製の
釉薬）を用いて同じく接着固着する。また、接合材料の
組合せとしては、「陶磁質タイルとコンクリート」「天
然石板とコンクリート」「レンガとコンクリート」「金
属板とコンクリート」「強化プラスチック板とコンクリ
ートまたは金属板」が例示され、例えば、タイルをコン
クリート材に先付け一体化すると極めて好ましい。

【００１５】さらに、前記の中間層５を介在させる場合
の組合せとして、接合材料が強化プラスチックとアルミ
ニウム合金にして中間層５がポルトランドセメントであ
る複合材料、または、接合材料がアルミニウム合金と発
泡シリカレンガにして中間層５をアルミナセメントにし
た複合材料が具体例として例示できる。なお、本発明に
おける繊維３の固着植毛に使用する接着剤は、固着植毛
する接合材料と強接着性を有する無機接着剤・化学反応
型接着剤等の公知接着剤の中から任意のものが用いられ
る。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明の異種材料
の接合一体化方法は、熱膨張係数に差異が存在する異種
材料を接合一体化しても、その接合間に熱応力が発生せ
ず、かつ、耐振動性耐衝撃性に優れて初期の結合性能を
持続する高性能接合一体物を提供すると共に、その接合
材料の組合せ自由度も高いので、構造物の壁材用、各種
機器の構成体用、飛行物体用、または海洋機器用等の広
い分野において有用に利用できる高性能複合材料の開発
提供が可能になる。そして、その方法を用いた表面仕上
げ層つき発泡コンクリート材の製造方法は、表面模様の
形成自由度が高く、かつ、その表面仕上げ層の剥離脱落
のおそれがない構造物壁材用の高性能複合材料が提供で
きる。以上の多大の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異種材料の接合一体化方法の基本概念
図

【図２】本発明の異種材料の接合一体化方法の変化・態
様の基本概念図

【図３】本発明の異種材料の接合一体化方法の変化・態
様の基本概念図

【図４】本発明の表面仕上げ層つき発泡コンクリート材
の製造方法の一実施例の説明図

【符号の説明】

１接合材料２接合材料３繊維４微接合空隙６接着剤５中間層層７接着剤層８シリコーンゴム型９表面仕上げ層１０軽量発泡コンクリート板（ＡＬＣ）１１成形型１２表面仕上げ層つき軽量発泡コンクリート板

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】異種材料の表面を相互に接合して一体化
するにおいて、任意性状の短毛状の繊維を、接合面にラ
ンダムかつ高密度に配列して、該繊維の両端部分を、接
合材料の表面に埋め込み・接着して植毛固着し、該繊維
群を結合媒体とすると共に、前記短毛状繊維の中間部分
が前記接合面から遊離した微接合空隙を介在させて接合
一体化することを特徴とする異類材料の接合一体化方
法。
【請求項２】異種材料の一方または両方に接着剤層を
設け、該接着剤層に繊維を埋め込んで植毛固着する請求
項１の異種材料の接合一体化方法。
【請求項３】異種材料の間に、中間層を設け、該異種
材料のそれぞれまたは一方と該中間層を、請求項１の接
合一体化方法によって一体になす異種材料の接合一体化
方法。
【請求項４】異種材料が軽量発泡コンクリート材と樹
脂製表面仕上げ層であり、中間層がセメントペーストを
用いたコンクリート材である請求項３の接合一体化方法
による表面仕上げ層つき軽量発泡コンクリート材の製造
方法。