JP3302959B2 - 複合硬化体および複合建築材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種産業用材料
として使用できる複合硬化体およびこれを用いた複合建
築材料に関するものであって、特に、加工性および生産
性に優れ、かつ低コスト化を実現でき、環境保護に役立
つ複合硬化体および複合建築材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境保護の観点から、種々の
産業廃棄物の有効利用が検討されている。例えば、これ
まで森林資源を大量に消費してきた建築産業において
は、建築資材を新たに産業廃棄物に求めることにより、
森林資源の消費量を抑えるとともに、従来使用していた
無機ボード、例えば、珪酸カルシウム板、パーライト
板、スラグ石膏板、木片セメント板および石膏ボード等
について、その低コスト化並びに高機能化を実現するた
めの提案がなされている。

【０００３】例えば、紙の製造後に発生するパルプかす
（スカム）を建築用パネルとして有効に利用すること
が、特開平７−４１３５０号公報に開示されている。こ
の技術は、スカムを焼成して得られるシリカ、アルミナ
などの無機物をセメント、繊維および水と混合し、多孔
の鉄板に圧接するものである。また、特開平１０−２１
８６４３号公報には、廃棄物溶融スラグを含むセメント
混和材が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−４１３５０号公報記載の技術では、鉄板とセメント
を使用するために加工性に乏しく、さらにセメントの養
生が必要となるから生産性が低下するという問題があっ
た。

【０００５】また、特開平１０−２１８６４３号公報記
載の技術では、圧縮強度に優れるが曲げ強度が低いこと
が問題であり、この技術を建築材料用の柱材や板材等に
利用するには、曲げ強度を高くする必要がある。

【０００６】しかも、いずれの技術でもセメントを使用
するため、釘などを打ちつけることができず、無理に打
ちつけるとクラックの発生を招くという不利がある。

【０００７】そこで、この発明は、上記した諸問題を解
消し、加工性および生産性を損なうことなく曲げ強度を
向上させた複合硬化体および、この複合硬化体を用いた
複合建築材料について提案することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の要旨構成は、
次のとおりである。 (1) 製紙スラッジを成形し、硬化させることで得られ
る、セメント非含有複合硬化体であって、蒸気養生をす
るものを除き、前記複合硬化体は、少なくともＡｌ、Ｓ
ｉおよびＣａの酸化物からなる無機非晶質体中に多糖類
からなる有機質繊維状物およびＣａを含む結晶体が分散
してなり、その組成は、それぞれＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ
₂ 、ＣａＯに換算して、 Ａｌ₂ Ｏ₃ ：複合硬化体の全重量に対して３重量％〜５
１重量％ ＳｉＯ₂ ：複合硬化体の全重量に対して５重量％〜５
３重量％ ＣａＯ ：複合硬化体の全重量に対して６重量％〜６
３重量％ であり、それらの合計が１００重量％未満であることを
特徴とする、建築材料に使用される複合硬化体。なお、
多糖類からなる有機質繊維状物は、特定方向に配向して
いてもよい。特定方向への配向により、曲げ強度を向上
させることができるからである。

【０００９】(2) 上記(1) において、上記複合硬化体中
に、結合材を含むことを特徴とする複合硬化体。

【００１０】(3) 上記(2) において、上記結合材は、熱
硬化性樹脂または無機結合剤からなることを特徴とする
複合硬化体。

【００１１】(4) 上記(1) から(3) までの何れかにおい
て、上記複合硬化体中に、無機粉末を含むことを特徴と
する複合硬化体。(5) 上記(1) から(4) までの何れかに
おいて、上記複合硬化体の比重は、０．２〜２．２であ
ることを特徴とする複合硬化体。

【００１２】(6) 上記(1) から(5) までの何れかにおい
て、上記多糖類からなる有機質繊維状物の平均長さは１
０μｍ〜３０００μｍであることを特徴とする複合硬化
体。

【００１３】(7) 上記(1) から(6) までの何れかにおい
て、上記複合硬化体は、化粧層を有することを特徴とす
る複合硬化体。(8) 上記(1) から(7) までの何れかにお
いて、上記複合硬化体は、表面に樹脂を塗布してなるこ
とを特徴とする複合硬化体。

【００１４】(9) 上記(1) から(8) までの何れかの複合
硬化体の少なくとも片面に補強層を形成したことを特徴
とする複合建築材料。(10)上記(9) において、補強層
は、樹脂および繊維基材からなることを特徴とする複合
建築材料。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の複合硬化体の構造を、
図１に模式で示す。この複合硬化体１は、無機非晶質体
２を含み、該非晶質体２中に、多糖類からなる有機質繊
維状物３およびＣａ系結晶が混在してなることを基本と
する。上記無機非晶質体２としては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃ
ａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚｎ
から選ばれる、少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｃａの酸化物を
含む３種以上の酸化物の系からなる非晶質体を用いる。
ここでいう３種以上の酸化物の系からなる非晶質体と
は、酸化物（１）−酸化物（２）・・・−酸化物（ｎ）
系（但しｎは自然数であり、酸化物（１）、酸化物
（２）、・・・酸化物（ｎ）はそれぞれ異なる酸化物）
の非晶質体である。

【００１６】このような非晶質体は、正確な定義づけが
困難であるが、３種以上の酸化物を固溶あるいは水和反
応等させることにより生成する、非晶質の化合物である
と考えられる。このような無機非晶質の化合物は、蛍光
Ｘ線分析により、酸化物を構成する元素（Ａｌ、Ｓｉ、
Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｚ
ｎから選ばれる、少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｃａを含む３
種以上）が確認され、Ｘ線回折による分析のチャートで
は２θ：１５°〜４０°の範囲でハローが見られる。こ
のハローは、Ｘ線の強度の緩やかな起伏であり、Ｘ線チ
ャートでブロードな盛り上がりとして観察される。な
お、ハローは半値幅が２θ：２°以上である。

【００１７】この複合硬化体１は、まず非晶質体２が強
度発現物質となり、しかも、繊維状物３が非晶質体２中
に分散して破壊靱性値を改善するため、曲げ強度値や耐
衝撃性を向上させることができる。また、強度に異方性
がなく、均質な硬化体が得られる。さらに、非晶質体で
あるため、低密度で充分な強度が得られるという利点も
ある。

【００１８】なお、上記非晶質体が強度発現物質となる
理由は定かではないが、結晶質の構造に比べてクラック
の進展が阻害されるためではないかと推定される。ま
た、結晶質中に比べて非晶質中の方が繊維状物が均一に
分散しやすいことから、破壊靱性値も向上すると考えら
れる。その結果、釘を打ち込んだり貫通孔を設けたりし
ても、クラックが生じないために、建築材料などの加工
を必要とする材料に最適なものとなる。

【００１９】さらに、本発明では繊維状物として多糖類
からなる有機質繊維状物を使用しており、この多糖類か
らなる有機質繊維状物にはＯＨ基が存在し、このＯＨ基
が、無機非晶質体中に存在するＯＨ基と水素結合して一
体化するため、複合硬化体自体の破壊靱性値を大きく向
上させることができ、耐クラック性および曲げ強度を改
善することができると考えられる。

【００２０】ここで、酸化物としては、少なくともＡ
ｌ、Ｓｉ、Ｃａの酸化物を含む、金属および／または非
金属の酸化物を使用でき、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、Ｃａ
Ｏを少なくとも含み、他にＮａ₂ Ｏ、ＭｇＯ、Ｐ₂ Ｏ
₅ 、ＳＯ₃ 、Ｋ₂ Ｏ、ＴｉＯ₂ 、ＭｎＯ、Ｆｅ₂ Ｏ₃ お
よびＺｎＯから選ばれることが望ましい。とりわけ、Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −ＣａＯ系またはＡｌ₂ Ｏ₃ −Ｓｉ
Ｏ₂ −ＣａＯ−酸化物系からなる非晶質体、もしくはこ
れら非晶質体の複合体が最適である。なお、後者の非晶
質体における酸化物は、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ およびＣ
ａＯを除く金属および／または非金属の酸化物の１種以
上である。

【００２１】まず、Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −ＣａＯ系か
らなる非晶質体は、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ およびＣａＯ
の各成分の全部または一部が互いに固溶あるいは水和反
応などにより生成する非晶質構造を有する化合物であ
る。すなわち、Ａｌ₂ Ｏ₃ とＳｉＯ₂ 、ＳｉＯ₂ とＣａ
Ｏ、Ａｌ₂ Ｏ₃ とＣａＯ、そしてＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂
およびＣａＯの組合せで固溶あるいは水和反応等させる
ことにより生成する化合物のいずれかを含むと考えられ
る。このような無機非晶質の化合物は、蛍光Ｘ線分析に
より、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａが確認され、Ｘ線回折による分
析のチャートでは２θ：１５°〜４０°の範囲でハロー
が見られる。

【００２２】また、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ およびＣａＯ
以外に少なくとも１種の酸化物を加えた系、つまりＡｌ
₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −ＣａＯ−酸化物系からなる非晶質体
は、上記Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −ＣａＯ系での組み合わ
せ以外に、Ａｌ₂ Ｏ₃ と酸化物、ＳｉＯ₂ と酸化物、Ｃ
ａＯと酸化物、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ および酸化物、Ｓ
ｉＯ₂ 、ＣａＯおよび酸化物、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＣａＯおよ
び酸化物、そしてＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、ＣａＯおよび
酸化物の組合せで固溶あるいは水和反応等させることに
より生成する化合物のいずれかを含むと考えられる。

【００２３】なお、前記酸化物が２以上、つまり、Ａｌ
₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −ＣａＯ−酸化物（１）・・・−酸化
物（ｎ）系（ｎは２以上の自然数）の非晶質体であれ
ば、これらの酸化物、例えば酸化物（１）、酸化物
（２）・・・酸化物（ｎ）（ｎは２以上の自然数で、酸
化物（ｎ）は、ｎの値が異なればそれぞれ異なる酸化物
を意味し、かつＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、ＣａＯを除いた
ものである）のそれぞれから選ばれる少なくとも２種以
上の組合せで固溶あるいは水和反応等させることにより
生成する化合物、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、ＣａＯから選
ばれる少なくとも２種以上の組合せで固溶あるいは水和
反応等させることにより生成する化合物、さらに酸化物
（１）、酸化物（２）・・・酸化物（ｎ）（ｎは２以上
の自然数）のそれぞれから選ばれる少なくとも１種以上
と、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、ＣａＯから選ばれる少なく
とも１種以上との組合せで固溶あるいは水和反応等させ
ることにより生成する化合物のいずれかを含むと考えら
れる。

【００２４】このような無機非晶質の化合物は、蛍光Ｘ
線分析により、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａに加えて、酸化物を構
成する元素（Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆ
ｅ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上）が確認さ
れ、Ｘ線回折による分析のチャートでは２θ：１５°〜
４０°の範囲でハローが見られる。

【００２５】ここで、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ およびＣａ
Ｏと組み合わせる酸化物は、１種または２種以上であ
り、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、ＣａＯを除く金属および／
または非金属の酸化物を使用でき、例えばＮａ₂ Ｏ、Ｍ
ｇＯ、Ｐ₂ Ｏ₅ 、ＳＯ₃ 、Ｋ₂Ｏ、ＴｉＯ₂ 、ＭｎＯ、
Ｆｅ₂ Ｏ₃ およびＺｎＯから選ぶことができる。この選
択は、複合硬化体に期待する特性を基準に行うことがで
きる。

【００２６】例えば、Ｎａ₂ ＯまたはＫ₂ Ｏは、アルカ
リなどで除去できるため、めっき処理に先立って除去処
理を行えば、複合硬化体表面の被めっき面が粗くなって
めっきのアンカーとして作用させることができる。Ｍｇ
Ｏは、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、ＣａＯと固溶して強度発
現に寄与し、曲げ強度や耐衝撃性を大きく改善する。Ｐ
₂ Ｏ₅ は、骨との癒着を助けるため生体材料（人工歯
根、人工骨）に使用する場合は特に有利である。ＳＯ₃
は、殺菌作用があり抗菌建築材料に適している。ＴｉＯ
₂ は、白系着色材であるとともに、光酸化触媒として作
用することから、付着した有機汚染物質を強制的に酸化
でき、光を照射しただけで洗浄できるという自浄力のあ
る建築材料、あるいは各種フィルター、反応触媒として
使用できるという特異な効果を有する。ＭｎＯは暗色系
の着色材、Ｆｅ₂ Ｏ₃ は明色系の着色材、ＺｎＯは白系
の着色材として有用である。なお、これらの酸化物は非
晶質体中にそれぞれ単独で存在していてもよい。

【００２７】上記非晶質体の組成は、それぞれＡｌ₂ Ｏ
₃ 、ＳｉＯ₂ およびＣａＯに換算して、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：複
合硬化体の全重量に対して３〜５１重量％、ＳｉＯ₂ ：
複合硬化体の全重量に対して５〜５３重量％、そしてＣ
ａＯ：複合硬化体の全重量に対して６〜６３重量％で、
かつそれらの合計が１００重量％をこえない範囲におい
て、含有することが好ましい。

【００２８】なぜなら、Ａｌ₂ Ｏ₃ の含有量が３重量％
未満あるいは５１重量％をこえると、複合硬化体の強度
が低下し、また、ＳｉＯ₂ の含有量が５重量％未満ある
いは５３重量％をこえても、複合硬化体の強度が低下す
る。また、ＣａＯの含有量が６重量％未満あるいは６３
重量％をこえても、やはり複合硬化体の強度が低下する
のである。

【００２９】さらに、酸化物に換算してＣａＯ／ＳｉＯ
₂ の比率を０．２〜７．９、ＣａＯ／Ａｌ₂ Ｏ₃ の比率
を０．２〜１２．５に調整することが、強度の大きい複
合硬化体を得るのに有利である。

【００３０】また、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ およびＣａＯ
以外の酸化物として、Ｎａ₂ Ｏ、ＭｇＯ、Ｐ₂ Ｏ₅ 、Ｓ
Ｏ₃ 、Ｋ₂ Ｏ、ＴｉＯ₂ 、ＭｎＯ、Ｆｅ₂ Ｏ₃ およびＺ
ｎＯのうち１種または２種以上を含有する場合、各成分
の好適含有量は次のとおりである。なお、これら酸化物
の合計量は、１００重量％を越えないことはいうまでも
ない。 Ｎａ₂ Ｏ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．
２重量％ ＭｇＯ ：複合硬化体の全重量に対して０．３〜１
１．０重量％ Ｐ₂ Ｏ₅ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜７．
３重量％ ＳＯ₃ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜３．
５重量％ Ｋ₂ Ｏ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．
２重量％ ＴｉＯ₂ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜８．
７重量％ ＭｎＯ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．
５重量％ Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：複合硬化体の全重量に対して０．２〜１
７．８重量％ ＺｎＯ ：複合硬化体の全重量に対して０．１〜１．
８重量％ これら酸化物の含有量を上記範囲に限定した理由は、上
記範囲を逸脱すると複合硬化体の強度が低下するからで
ある。

【００３１】なお、非晶質構造か否かは、Ｘ線回折によ
り確認できる。すなわち、Ｘ線回折により２θ：１５°
〜４０°の領域でハローが観察されれば、非晶質構造を
有していることになる。

【００３２】さらに、この発明では、非晶質構造の非晶
質体１中にＣａ系結晶が分散しており、具体的には、Ge
hlenite,syn 、Anorthite 、Melitite、Gehlenite-synt
hetic 、tobermorite 、xonotlite 、ettringiteや、Ｃ
ａＯ、そしてＣａＣＯ₃ （Calcite ）などの結晶体が混
在している。これら結晶体は、それ自体が強度発現物質
になるとは考えられないが、例えば硬度および密度を高
くして圧縮強度を改善したり、クラックの進展を抑制し
たりするなどの効果があると考えられる。なお、結晶体
の含有量は、複合硬化体の全重量に対して０．１〜５０
重量％であることが望ましい。なぜなら、結晶体が少な
すぎると上記効果が得られず、逆に多すぎると強度低下
を招くからである。

【００３３】ちなみに、上記Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＣａＯ系の結
晶性化合物がCalcium Aluminate 、ＣａＯ−ＳｉＯ₂ 系
の結晶性化合物がCalcium Silicate、Ａｌ₂ Ｏ₃ −Ｓｉ
Ｏ₂−ＣａＯ系の結晶性化合物がGehlenite,syn 、Anort
hite であり、またＡｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −ＣａＯ−Ｍ
ｇＯ系の結晶性化合物がMelitite、Gehlenite-syntheti
c である。

【００３４】即ち、Ｃａを含む結晶体として、Gehlenit
e,syn （Ｃａ₂ Ａｌ₂ Ｏ₇ ）、Melitite-synthetic（Ｃ
ａ₂ （Ｍｇ_0.5 Ａｌ_0.5 ）（Ｓｉ_1.5 Ａｌ_0.5 Ｏ
₇ ））、Gehlenite-synthetic （Ｃａ₂ （Ｍｇ_0.25Ａｌ
_0.75）（Ｓｉ_1.25Ａｌ_0.75Ｏ₇ ））、Anorthite,ordere
d （Ｃａ₂ Ａｌ₂ Ｓｉ₂ Ｏ₈ ）あるいは炭酸カルシウム
（Calcite ）を含有していても良い。

【００３５】また、この発明の複合硬化体では、上記少
なくとも３種以上の酸化物の系からなる非晶質体中に、
ハロゲンを添加してもよい。このハロゲンは、固溶体、
水和物の生成反応の触媒となり、また燃焼抑制物質とし
て作用する。その含有量は、０．１〜１．２重量％が望
ましい。なぜなら、０．１重量％未満では強度が低く、
１．２重量％を越えると燃焼により有害物質を発生する
からである。ハロゲンとしては、塩素、臭素、フッ素が
望ましい。

【００３６】同様に、炭酸カルシウム（Calcite ）を添
加してもよい。炭酸カルシウムそれ自体は強度発現物質
ではないが、炭酸カルシウムの周囲を非晶質体が取り囲
むことにより、クラックの進展を阻止するなどの作用に
より強度向上に寄与すると考えられる。この炭酸カルシ
ウムの含有量は、複合硬化体の全重量に対して４８重量
％以下が望ましい。その理由は、４８重量％を越えると
曲げ強度が低下するからである。また、０．１重量％以
上が望ましい。０．１重量％未満では、強度向上に寄与
しないからである。

【００３７】さらに、結合材を添加することも、強度の
さらなる向上や、耐水性、耐薬品性および耐火性の向上
に有利である。この結合材は、熱硬化性樹脂および無機
結合剤のいずれか一方または両方からなることが望まし
い。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、メラミン
樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂から選ばれる少なくと
も１種以上の樹脂が望ましい。無機結合剤としては、珪
酸ソーダ、シリカゲル及びアルミナゾルの群から選ばれ
る少なくとも１種以上が望ましい。

【００３８】次に、この発明において非晶質体中に混在
させる繊維状物は、上記のように、多糖類からなる有機
質繊維状物とする。なぜなら、多糖類にはＯＨ基が存在
し、水素結合により、無機粉体を形成していたＡｌ₂ Ｏ
₃ 、ＳｉＯ₂ またはＣａＯなどの各種化合物と結合しや
すいからである。

【００３９】この多糖類は、アミノ糖、ウロン酸、デン
プン、グリコーゲン、イヌリン、リケニン、セルロー
ス、キチン、キトサン、ヘミセルロースおよびペクチン
から選ばれる少なくとも１種以上の化合物であることが
望ましい。これら多糖類からなる有機質繊維状物として
は、パルプ、パルプかす、新聞や雑誌などの古紙の粉砕
物が有利に適合する。

【００４０】ちなみに、パルプは、セルロースの他にリ
グニンを１０〜３０重量％程度含んでいる。

【００４１】なお、上記繊維状物の含有率は、２〜７５
重量％であることが望ましい。その理由は、２重量％未
満では複合硬化体の強度が低下し、一方７５重量％を越
えると防火性能、耐水性、寸法安定性などが低下するお
それがあるからである。さらに、繊維状物の平均長さ
は、１０〜３０００μｍが望ましい。平均長さが短すぎ
ると絡み合いが生じず、また長すぎると空隙が生じて無
機硬化体の強度が低下しやすいからである。

【００４２】さらに本発明においては、複合硬化体の比
重は、０．２〜２．２であることが望ましい。比重が
０．２未満では気孔が多過ぎて複合硬化体の強度が低下
し、逆に比重が２．２を超えると強度に占める無機非晶
質体自体の影響が大きくなり過ぎて繊維状物の補強効果
が相対的に低下し、やはり強度が低下してしまうのであ
る。すなわち、比重が０．２〜２．２の範囲で、実用的
な圧縮強度、曲げ強度が得られるのであり、この範囲は
強度を得るための特異的な範囲といえる。

【００４３】以上の複合硬化体は、産業廃棄物である製
紙スラッジ（スカム）を乾燥させて凝集硬化させること
で得る。すなわち、製紙スラッジは、無機物を含むパル
プかすであり、産業廃棄物を原料として使用するため低
コストであり、環境問題の解決に寄与するからである。
しかも、この製紙スラッジは、それ自体がバインダーと
しての機能を有しており、他の産業廃棄物と混練するこ
とにより、所望の形状に成形できる利点を有する。

【００４４】上記製紙スラッジ（スカム）中には、パル
プの他に、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓ、
Ｋ、Ｔｉ、Ｍｎ、ＦｅおよびＺｎのうち、少なくともＡ
ｌ、Ｓｉ、Ｃａを含むものの酸化物、水酸化物、もしく
はこれらの前駆体であるゾル状物、またはそれらの複合
物、ハロゲン、および炭酸カルシウムから選ばれる少な
くとも１種以上、および水が含まれるのが一般的であ
る。とりわけ、上質紙の古紙は、カオリンや炭酸カルシ
ウムなどのカルシウム系結晶を多く含むことから、上記
製紙スラッジとしては、古紙を多く含むものが適してい
る。なお、ハロゲンとしては、塩素、臭素、フッ素が望
ましい。

【００４５】また、製紙スラッジ中の含水率は、２０〜
８０重量％であることが望ましい。なぜなら、含水率が
２０重量％未満では、硬くなりすぎて成形が難しくな
り、一方８０重量％をこえると、スラリー状になって成
形が難しくなるからである。

【００４６】なお、製紙スラッジを使用した硬化体に関
する技術は散見されるが、いずれも本発明とは異なる。
例えば特開昭４９−８６４３８号には、パルプかす（セ
ルロース成分）と石灰かす（炭酸カルシウム）を混合し
てホットプレスしたものであるが、パルプかすはセルロ
ールを意味しており、本発明のように製紙スラッジ中の
無機成分を利用するものではなく、無機非晶質中に繊維
が分散したものではない。このため石灰かすの粒界で破
断したり、クラックの進展を防止できず曲げ強度、圧縮
強度に劣る。

【００４７】また、石灰かすは、結晶質であり、本発明
のような非晶質体ではない。特開平５−２７０８７２
号、特開平６−２９３５４６号、特開平７−４７５３７
号および特開平７−６９７０１号は、セメントと無機補
強繊維との複合技術であって、本発明のような無機非晶
質体中に繊維状物質を分散させたものとは異なる。

【００４８】特開平１０−１５９２３号は、パルプスラ
ッジと結晶質である石膏を混合する技術であって、本発
明のような無機非晶質体中に繊維状物質を分散させたも
のとは異なる。

【００４９】特開昭５１−３００８８号は、パルプ廃棄
物の焼成灰と軽量無機材料を成形する技術であるが、焼
成条件等が記載されておらず、非晶質の焼成灰を得るこ
とできない。

【００５０】特開昭４９−２８８０号は、パルプ廃棄物
中の繊維のみに着目した技術であって、本発明のような
無機非晶質体中に繊維が分散したものではない。

【００５１】特開昭５３−８１３８８号は、パルプかす
中の繊維（繊維２０％、土砂０．０１％）と木屑を混ぜ
て成形したもので、本発明のような無機非晶質体中に繊
維が分散したものではない。

【００５２】特開平８−２４６４００号は、製紙スラッ
ジではなく古紙パルプそのもの（セルロースのみ）を使
用する技術である。

【００５３】特開昭４８−４４３４９号は、有機質と無
機質を含むパルプ廃棄物と高分子エマルジョンなどを混
合した技術であるが、無機質とは、酸化珪素、酸化アル
ミニウム、酸化鉄をいい、実質的に各１種類の結晶質の
金属酸化物単体を指しており、本発明のような２種以上
の金属酸化物が結合して複雑な非晶質系を構成するもの
とは異なる。

【００５４】特開昭４９−９９５２４号は、セラミック
化（多結晶体）した基材であって、本発明のような非晶
質系とは異なる。

【００５５】次いで、もう一つの発明の複合硬化体につ
いて説明する。この複合硬化体１は、図２に示すように
無機粉末４と、多糖類からなる有機質繊維状物３と無機
非晶質体２とからなり、さらに必要に応じて結合材を加
えても良い。図２の場合は、無機非晶質体２が結合材と
して機能している。

【００５６】無機粉末および、多糖類からなる有機質繊
維状物にはＯＨ基が存在しており、無機粉末と有機質繊
維状物、あるいは有機質繊維状物同士が互いに水素結合
を形成して複雑に絡み合い、両者が複合一体化する。こ
のため、セメントや、鉄板のような補強板を使用しなく
ても、強度を確保でき、加工性および生産性に優れたも
のとなる。しかも、有機質繊維状物により破壊靱性値が
向上し、また、無機粉末によりクラックの進展が阻害さ
れるので、耐クラック性も向上する。さらに、無機粉末
は、防火性を向上させたり、非晶質体と反応させること
で強度発現物質を形成させて強度を向上させたりするの
に有利であり、この無機粉末の量を調整することによ
り、複合硬化体の比重を調整することもできる。

【００５７】上記無機粉末４としては、炭酸カルシウ
ム、水酸化カルシウム、シラス、シラスバルーン、パー
ライト、水酸化アルミニウム、シリカ、アルミナ、タル
ク、炭酸カルシウム、産業廃棄物粉末から選ばれる少な
くとも１種以上を使用でき、特に産業廃棄物粉末として
は、製紙スラッジに含まれている無機質分（上記非晶質
体）の焼成粉末、製紙スラッジの焼成粉末、ガラスの研
磨屑、および珪砂の粉砕屑から選ばれる少なくとも１種
以上の産業廃棄物粉末を用いることが望ましい。なぜな
ら、これら産業廃棄物粉末を使用することで、低コスト
化を実現でき、さらに環境問題の解決に寄与できるから
である。

【００５８】上記製紙スラッジの焼成粉末は、上記非晶
質体とその組成は概ね同一である。但し、Ｎａ₂ Ｏ、Ｍ
ｇＯ、Ｐ₂ Ｏ₅ 、ＳＯ₃ 、Ｋ₂ Ｏ、ＴｉＯ₂ 、ＭｎＯ、
Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯに換算して以下の組成が望ましい。 Ｎａ₂ Ｏ ：無機粉末の全重量に対して０．１〜２．４
重量％ ＭｇＯ ：無機粉末の全重量に対して０．３〜２２．
０重量％ Ｐ₂ Ｏ₅ ：無機粉末の全重量に対して０．１〜１４．
６重量％ ＳＯ₃ ：無機粉末の全重量に対して０．１〜７．０
重量％ Ｋ₂ Ｏ ：無機粉末の全重量に対して０．１〜２．４
重量％ ＴｉＯ₂ ：無機粉末の全重量に対して０．１〜１６．
５重量％ ＭｎＯ ：無機粉末の全重量に対して０．１〜３．０
重量％ Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：無機粉末の全重量に対して０．２〜３５．
６重量％ ＺｎＯ ：無機粉末の全重量に対して０．１〜３．６
重量％

【００５９】なお、製紙スラッジを焼成した無機粉末
は、製紙スラッジを３００〜１５００℃で加熱処理する
ことによって得られる。かくして得られる無機粉末は、
非晶質であり、強度および靱性に優れ、かつ密度も小さ
いため、複合硬化体に分散させることにより軽量化を実
現できる。また、製紙スラッジを３００℃以上８００℃
未満で焼成した場合および、３００〜１５００℃で加熱
処理後、急冷した場合によって得られる無機粉末は、確
実に非晶質体を含むため有利である。無機粉末は、比表
面積が、０．８〜２００ｍ² ／ｇであることが望まし
い。これは、０．８ｍ² ／ｇ未満では、非晶質体と無機
粉末との接触面積が小さくなって強度が低下してしま
い、逆に２００ｍ² ／ｇを越えるとクラック進展や硬度
の向上といった効果が低下して結果的に強度が低下する
からである。

【００６０】さらに、無機粉末中には、シリカ、アルミ
ナ、酸化鉄、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化
カリウム、酸化ナトリウム、五酸化リンから選ばれる少
なくとも１種以上の無機物が含まれていることが望まし
い。これらは、化学的に安定で耐候性に優れ、建築材料
などの産業材料として望ましい特性をそなえる。

【００６１】この無機粉末は、その平均粒子径が小さす
ぎても大きすぎても充分な強度が得られないため、１〜
１００μｍの範囲にあることが望ましい。無機粉末の含
有量は、１０〜９０重量％であることが望ましい。すな
わち、無機粉末が少なすぎると強度が低下し、逆に無機
粉末の量が多すぎるともろくなり、いずれにしても強度
が低下するからである。

【００６２】この発明に従う複合硬化体は、ケイ酸カル
シウム板、パーライトボード、合板、石膏ボードなどに
代わる新たな建築材料として使用される。

【００６３】そこで、この複合硬化体の一応用例とし
て、複合建築材料について以下に説明する。すなわち、
図３に示すように、芯材５の少なくとも片面、図示例で
は両面に補強層６が形成された複合建築材料において、
該芯材５に、この発明の複合硬化体１を適用してなるこ
とを特徴とする。

【００６４】この複合建築材料は、芯材５をこの発明の
複合硬化体１とすることによって、この複合建築材料に
引っ張り力が加わった場合でも、芯材自体が曲げ強度に
優れているため、しかも芯材の表面に補強層が設けられ
ていることとも相まって、容易に破壊が起きない構成と
なっている。また、表面に局所的に圧力が加わっても凹
みや窪みが生じることもない。この発明の芯材を板状に
することにより、この発明の板状建築材料を得ることが
できる。

【００６５】さらに、この発明の複合建築材料は、その
使用に当たり補強層６の上に塗装、化粧板および化粧単
板などによる化粧層を設けることになるから、耐衝撃性
が向上して、凹みなどのキズが生じにくくなり、化粧面
がキズにより歪んで意匠性を低下させるといったことも
ない。

【００６６】また、補強層６は、樹脂６ａ中に繊維基材
６ｂを埋設した構造になる。この樹脂６ａには、特に熱
硬化性樹脂を用いることが望ましい。すなわち、熱硬化
性樹脂は熱可塑性樹脂と異なり、耐火性に優れ高温下で
も軟化しないため、補強層としての機能が失われないか
らである。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、メ
ラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂
などが適合する。そして、補強層に充分な剛性と耐衝撃
性、さらに高い耐火性を付与するには、補強層における
熱硬化性樹脂の含有量を、１０重量％〜６５重量％の範
囲にすることが望ましい。

【００６７】一方、繊維基材６ｂには、無機質繊維を用
いることが望ましい。なぜなら、補強層６の強度を向上
させ、かつ熱膨張率を小さくすることができるからであ
る。無機質繊維には、ガラス繊維、ロックウールおよび
セラミックファイバーを用いることが、低価格でかつ耐
熱性並びに強度に優れる点で好ましい。この繊維基材に
は、非連続の繊維をマット状に成形したもの、または連
続した長繊維を３〜７ｃｍに切断してマット状にしたも
の（いわゆるチョップドストランドマット）、あるいは
水で分散させてシート状にすきあげたもの、連続した長
繊維を渦巻き状に積層しマット状にしたもの、もしくは
連続した長繊維を織りあげたものが、適用できる。

【００６８】さらに、補強層の厚さは、０．２ｍｍ〜
３．５ｍｍとすることが望ましい。この範囲に設定する
と、充分な剛性、耐衝撃性などが得られ、かつ高い加工
性を維持できるからである。なお、補強層には、水酸化
アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの難燃化剤、な
らびにシリカゾル、アルミナゾル、水ガラスなど一般に
使用される無機質の結合剤を添加してもよい。この発明
の板状建築材料の厚さは、３〜３０ｍｍであることが望
ましい。３ｍｍ未満では強度が低下し、３０ｍｍを超え
た場合でもそれに見合う強度が得られないからである。
また、熱硬化性樹脂、例えばフェノール樹脂，メラミン
樹脂，エポキシ樹脂，ユリア樹脂から選ばれる少なくと
も１種以上の熱硬化性樹脂を複合硬化体の表面に塗布し
てもよい。

【００６９】以下に、この発明の複合硬化体および複合
建築材料の製造方法について説明する。まず、複合硬化
体の製造方法は、例えば次のとおりである。すなわち、
複合硬化体の原料には、製紙スラッジを使用する。製紙
スラッジとしては、印刷・情報用紙、クラフト紙、チタ
ン紙、ティッシュペーパー、ちり紙、トイレットペーパ
ー、生理用品、タオル用紙、工業用雑種紙、家庭用雑種
紙を抄造した際に排出される製紙スラッジを使用するこ
とが望ましい。市販の製紙スラッジとしては、丸東窯材
社が取り扱う「サイクロン灰」、「生スラッジ」などを
使用できる。

【００７０】この製紙スラッジを、所望の型枠に流し込
み、あるいはフィルターを配設した型枠に流し込んだ
後、プレスして水分を除去し、あるいは製紙スラッジの
スラリーを抄造するなどの方法にて、成形を行う。そし
て、成形後、加熱温度２０〜１６０℃で乾燥、硬化させ
ると、複合硬化体が得られる。この加熱温度が高すぎる
と、変形やクラックなどが発生し、一方低すぎると、乾
燥に長時間を必要とし、生産性が低下してしまう。

【００７１】特に、複合硬化体を板状に成形して、板状
建築材料あるいは、複合建築材料の芯材とするには、製
紙スラッジを従来公知の脱水プレス法、円網抄造法、長
網抄造法、押出し成形法などの方法によりシート状に成
形した後乾燥させたり、コンベアで搬送しながら、ロー
ルで押さえてシート状の成形体にし、このシート状成形
体を加熱温度８０〜１６０℃で加熱しながら圧締し、板
状に成形する。その際の圧力は１〜２０ｋｇｆ／ｃｍ²
が適当である。さらに、製紙スラッジに無機粉末を添加
して混合した後、加熱硬化させることにより、複合硬化
体中に無機粉末を分散させることができる。圧締によっ
て繊維状物がその圧締方向に対し直角方向に配向する。
圧力をかけることにより水分を除去できるので、水を取
り込んで結晶化が進行しすぎるのを防止でき、適度に非
晶質体を形成することができる。また、配向によって曲
げ強度を高くすることができる。

【００７２】なお、製紙スラッジ以外にも、原料として
金属アルコキシドや金属水酸化物を使用することができ
る。例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａのアルコキシドや水酸化
物の混合物と古紙を粉砕した粉砕物を混合して、酸また
たアルカリの存在下で加水分解、重合反応させてゾルと
し、このゾルを乾燥硬化させてゲル化してもよい。この
ようなゲルは、結果的にＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、Ｃａ
Ｏ、Ｎａ₂ Ｏ、ＭｇＯ、Ｐ₂ Ｏ₅ 、ＳＯ₃ 、Ｋ₂ Ｏ、Ｔ
ｉＯ₂ 、ＭｎＯ、Ｆｅ₂ Ｏ₃ およびＺｎＯなどの酸化物
を固溶あるいは水和反応させて得られる化合物と同一と
なると推定される。

【００７３】また、複合建築材料は、例えば以下のよう
に製造する。まず、製紙スラッジをコンベアで搬送しな
がら、ロールで押さえてシート状成形体とする。一方、
繊維基材に樹脂を含浸させ、２５〜７０℃で加熱処理し
て、乾燥させて補強シートとする。次いで、シート状成
形体と補強シートを積層し、加熱しながら圧締し、芯材
（複合硬化体からなる板状体）と補強層とからなる複合
建築材料に成形する。ここでの加熱温度は、８０〜２０
０℃、圧力は、１〜２０ｋｇｆ／ｃｍ² 程度が適当であ
る。ここで、圧締とは、圧力をかけたまま保持すること
をいう。

【００７４】なお、上記製法に代えて、無機質繊維のマ
ットに樹脂組成物を含浸させ、乾燥させた後、加熱プレ
スし、熱硬化性樹脂を硬化せしめて成形して補強層と
し、この補強層を接着剤にて、予め硬化させておいた芯
材に貼付する方法を用いてもよい。

【００７５】また、ガラス繊維、ロックウールまたはセ
ラミックファイバーの繊維表面にフェノール樹脂などの
熱硬化性樹脂を別工程でコーティングしておき、これら
の繊維からなる繊維基材をシート状成形体上に積層して
加熱プレスする方法も採用できる。この繊維表面に熱硬
化性樹脂を別工程でコーティングしておく方法では、含
浸した樹脂との密着性が向上し、また繊維同士を接着し
やすく、さらに樹脂の含浸率を改善できるため有利であ
る。このようなコーティングの方法としては、前記繊維
基材に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させ乾燥せしめる方
法、あるいはガラス繊維、ロックウールまたはセラミッ
クファイバーの原料溶融物をノズルから流出させて、ブ
ローイング法や遠心法により繊維化し、この繊維化と同
時にフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂の溶液を吹きつ
ける方法がある。

【００７６】なお、繊維基材の構成材料として、ガラス
繊維、ロックウールまたはセラミックファイバーを使用
する場合は、シランカップリング剤をコーティングして
おくとよい。このようにして得られた複合建築材料は、
その表面、裏面に塗装を施したり、化粧板、化粧単板を
接着剤等で貼りつけたりすることができる。塗装は、各
種顔料、インクなどを印刷、吹きつけすることにより行
う。また、化粧板には、フェノール樹脂含浸コア層、メ
ラミン樹脂含浸パターン層、メラミン樹脂含浸オーバー
レイ層からなる３層構造の化粧板や、メラミン樹脂含浸
バッカー層、フェノール樹脂含浸コア層、メラミン樹脂
含浸パターン層、メラミン樹脂含浸オーバーレイ層から
なる４層構造の化粧板を使用できる。特に、コア層とし
てフェノール樹脂含浸コア層を持つ化粧板の場合は、表
面強度が著しく高くなるため、床材などへの応用が可能
である。そして、化粧単板としては、スギ、ヒノキ等の
高級木材を使用できる。

【００７７】

【実施例】（実施例１） 未焼成の製紙スラッジ（丸東窯材社が取り扱う「生スラ
ッジ」：固形分３４重量％，水分６６重量％）１５１２
ｇを用意した。次いで、この製紙スラッジをコンベアで
搬送しながら、１０ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力を加えて、厚
さ１０ｍｍのシート状成形体とし、このシート状成形体
を１００℃で加熱して乾燥させて、板状建築材料となり
得る板状の複合硬化体とした。

【００７８】かくして得られた複合硬化体を、蛍光Ｘ線
分析装置（Rigaku製 RIX2100 ）を用いて分析したとこ
ろ、酸化物に換算して、下記の組成であることが判っ
た。なお、パルプについては、1100℃で焼成して重量減
少量から測定した。 記 パルプ： ５１．４ 重量％， ＳＯ₃ ： ０．５ 重量％ ＳｉＯ₂ ： ２４．２ 重量％， Ｐ₂ Ｏ₅ ：０．２ 重量％ Ａｌ₂ Ｏ₃ ：１４．０ 重量％， Ｃｌ： ０．２ 重量％ ＣａＯ： ８．０ 重量％， ＺｎＯ： ０．１ 重量％ ＭｇＯ： １．４ 重量％， その他： 微量 ＴｉＯ₂ ： １．０ 重量％， この複合硬化体を側面から光学顕微鏡で観察したとこ
ろ、加圧方向に対して直角方向に配向が見られた。

【００７９】（実施例２） 未焼成の製紙スラッジ（丸東窯材社が取り扱う「生スラ
ッジ」：固形分３４重量％，水分６６重量％）１５１２
ｇを用意した。次いで、この製紙スラッジをコンベアで
搬送しながら、１０ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力を加えて、厚
さ１０ｍｍのシート状成形体とし、このシート状成形体
を１００℃で加熱して乾燥させて、板状建築材料となり
得る板状の複合硬化体とした。但し、この実施例２で用
いた製紙スラッジと、実施例１で用いた製紙スラッジと
は、同じ商品名「生スラッジ」のものであるが、互いに
異なる製紙工場から出されたものである。

【００８０】かくして得られた複合硬化体を、蛍光Ｘ線
分析装置（Rigaku製 RIX2100 ）を用いて分析したとこ
ろ、酸化物に換算して、下記の組成であることが判っ
た。なお、パルプについては、1100℃で焼成して重量減
少量から測定した。 記 パルプ： ４６．０ 重量％， Ｃｌ： ０．３ 重量％ ＳｉＯ₂ ： ２４．２ 重量％， Ｎａ₂ Ｏ： ０．２ 重量％ Ａｌ₂ Ｏ₃ ：１４．０ 重量％， Ｋ₂ Ｏ： ０．２ 重量％ ＣａＯ： ８．０ 重量％， Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：０．２ 重量％ ＭｇＯ： ４．６ 重量％， Ｐ₂ Ｏ₅ ： ０．２ 重量％ ＴｉＯ₂ ： １．０ 重量％， その他： 微量 ＳＯ₃ ： １．０ 重量％，

【００８１】（実施例３） 製紙スラッジの焼成物（丸東窯材社が取り扱う「サイク
ロン灰」）１０３重量部と、実施例１の未焼成の製紙ス
ラッジ１２０９重量部とを混練した。なお、上記製紙ス
ラッジの焼成物（焼成スラッジ）の組成は、蛍光Ｘ線分
析装置（Rigaku製 RIX2100 ）を用いて分析したとこ
ろ、各酸化物に換算して、下記のとおりであった。 記 ＳｉＯ₂ ： ３４．１ 重量％， ＴｉＯ₂ ： １．０ 重量％ ＣａＯ： ２１．３ 重量％， ＳＯ₃ ： ０．５ 重量％ Ａｌ₂ Ｏ₃ ：２０．７ 重量％， Ｃｌ： ０．２ 重量％ Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：１２．４ 重量％， ＺｎＯ： ０．１ 重量％ ＭｇＯ： ６．０ 重量％， その他： 微量 Ｐ₂ Ｏ₅ ： ２．７ 重量％， また、上記製紙スラッジの焼成物の平均粒子径は１１．
０μｍ、真比重は２．７５６、そして比表面積は１９．
０ｍ² ／ｇであった。

【００８２】次いで、上記混練物をコンベアで搬送しな
がら、５ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力を加えて、厚さ１０ｍｍ
のシート状成形体とし、このシート状成形体を１１０℃
で加熱して乾燥させて、板状建築材料となり得る板状の
複合硬化体とした。

【００８３】（実施例４） シート状ガラス繊維に硬化剤を添加したフェノール樹脂
溶液を含浸（含浸量：固形分換算４５％）させた後、８
５℃の温度にて２０分間乾燥させて、補強シートを得
た。

【００８４】次いで、実施例２と同様にシート状成形体
を成形した。そして、補強シートをシート状成形体の表
面および裏面に載置し、１１０℃の温度にて圧力７ｋｇ
ｆ／ｃｍ² で２０分間プレスし、表裏両面で厚さ１ｍｍ
の補強層および厚さ１０ｍｍの芯材からなる複合建築材
料を製造した。さらに、この複合建築材料の表面に、厚
さ０．２ｍｍの杉板の化粧単板を、酢酸ビニル接着剤を
介して貼付した。

【００８５】（実施例５） 実施例１の未焼成の製紙スラッジ１５１２重量部および
フェノール樹脂３７８重量部を混練し、混練物を得た。
得られた混練物をコンベアで搬送しながら、５ｋｇｆ／
ｃｍ² の圧力を加えて、厚さ１０ｍｍのシート状成形体
とし、このシート状成形体を１１０℃で加熱して乾燥さ
せて、板状建築材料となり得る板状の複合硬化体とし
た。

【００８６】（実施例６） 実施例１の未焼成の製紙スラッジ１２００重量部、フェ
ノール樹脂６００重量部および製紙スラッジの焼成物
（丸東窯材社が取り扱う「サイクロン灰」）６００重量
部を混練し、混練物を得た。この混練物をコンベアで搬
送しながら、３ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力で加圧して、厚さ
１０ｍｍのシート状成形とし、このシート状成形体を１
２０℃で加熱して、これも板状建築材料となり得る板状
の複合硬化体とした。

【００８７】（実施例７） 実施例１の複合硬化体の表面にフェノール樹脂（旭有機
材工業株式会社製 ＨＰ−３０００Ａ）を１００ｇ／ｍ
² 塗布し、８０℃の温度にて２０分間乾燥させて複合硬
化体とした。実施例１の複合硬化体と実施例７の複合硬
化体とを２４時間水中に浸漬し、曲げ強度を測定した。
実施例１では１２７ｋｇｆ／ｃｍ² 、実施例７では、２
１９ｋｇｆ／ｃｍ² であった。樹脂を塗布することによ
り、耐吸湿性を改善できるのである。

【００８８】（実施例８） 実施例１と基本的に同様であるが、実施例１の未焼成の
製紙スラッジに水を加えて固形分８％のスラリーを８０
００ｋｇ調整し、次いで、このスラリーを円網抄造機に
て厚さ１０ｍｍのシート状成形体とし、このシート状成
形体を１００℃で加熱して乾燥させて、複合硬化体とし
た。

【００８９】（実施例９） 実施例２と基本的に同様であるが、実施例１の未焼成の
製紙スラッジに水を加えて固形分５％のスラリーを５０
００ｋｇ調整し、次いで、このスラリーを円網抄造機に
て厚さ１０ｍｍのシート状成形体とし、このシート状成
形体を１００℃で加熱して乾燥させて、複合硬化体とし
た。

【００９０】（実施例１０） 実施例３と基本的に同様であるが、実施例１の製紙スラ
ッジの焼成物１０３重量部と、実施例１の未焼成の製紙
スラッジ１２０９重量部と、水３０００重量部とを混練
した。次いで、スラリーを脱水プレス法にて３５ｋｇｆ
／ｃｍ² （３．４３ＭＰａ）の圧力を加えつつ厚さ１０
ｍｍのシート状成形体とし、このシート状成形体を１０
０℃で加熱して乾燥させることで板状の複合硬化体とし
た。

【００９１】（実施例１１） 実施例４と基本的に同様であるが、実施例１０と同様の
方法で板状の複合硬化体を得た。

【００９２】（実施例１２） 実施例５と基本的に同様であるが、実施例１の未焼成の
製紙スラッジ３５００重量部およびフェノール樹脂３７
８重量部を混練し、混練物を得た。得られた混練物をコ
ンベアで搬送しながら、５ｋｇｆ／ｃｍ² （０．４９Ｍ
Ｐａ）の圧力を加えて、厚さ１０ｍｍのシート状成形体
とし、このシート状成形体を１５０℃で加熱して乾燥さ
せて、板状の複合硬化体とした。

【００９３】（実施例１３） 実施例６と基本的に同様であるが、実施例１の未焼成の
製紙スラッジ２３００重量部、フェノール樹脂６００重
量部、製紙スラッジの焼成物６００重量部および水３５
０重量部を混練し、混練物を得た。得られた混練物をコ
ンベアで搬送しながら、３ｋｇｆ／ｃｍ² （０．２９Ｍ
Ｐａ）の圧力で加圧して、厚さ１０ｍｍのシート状成形
体とし、このシート状成形体を１２０℃で加熱して、複
合硬化体とした。

【００９４】（比較例１） 焼成スカム６０重量部、水３６重量部、セメント１００
重量部およびビニロン繊維０．３重量部を強制攪拌ミキ
サで３分間混合してスラリを調製し、このスラリを型に
流し込み、１５０〜１８０ｋｇｆ／ｃｍ² で加圧した
後、脱型した。

【００９５】（比較例２） 石灰系下水汚泥溶融スラグ（大阪市下水道公社品で、主
要化学成分が下記のもの）をボールミルにて粉砕し、粉
末度が比表面積で０．３５ｍ² ／ｇ（プレーン値３５０
０ｃｍ² ／ｇ）となるように粉砕したもの５重量部に、
普通ポルトランドセメント「秩父小野田社品」を９５重
量部混合し、さらにセメント中のＳＯ₃量が２重量％と
なるように天然石膏にて調整して、混合セメント組成物
を製造した。このセメントと砂を１：３の割合で混合
し、３日間放置した。

【００９６】 記 ＣａＯ： ３３．９ 重量％， Ｆｅ₂ Ｏ₃ ：５．０ 重量％ ＳｉＯ₂ ： ３３．４ 重量％， ＭｇＯ： ２．４ 重量％ Ａｌ₂ Ｏ₃ ：１４．２ 重量％， ＮａＯ： ０．７ 重量％ Ｐ₂ Ｏ₅ ： ７．０ 重量％， Ｋ₂ Ｏ： ０．７ 重量％

【００９７】上記実施例１〜１３および比較例１，２で
得られた複合硬化体および複合建築材料について、曲げ
強度、圧縮強度、加工性および釘打ち性について試験を
行った。その結果を表１に示す。なお、試験方法は、曲
げ強度がＪＩＳ Ａ ６９０１に規定された方法に、ま
た圧縮強度がＪＩＳ Ａ ５４１６に規定された方法
に、それぞれ準じて測定した。また、加工性は、木工用
丸鋸にて切断加工を行って判断した。さらに、釘打ち性
については、直径４ｍｍ、長さ５０ｍｍの釘を打ちつ
け、釘のめり込み深さとクラックの有無を調べた。

【００９８】

【表１】

【００９９】また、実施例１および実施例３の複合硬化
体について、Ｘ線回折により結晶構造を確認した。その
Ｘ線回折のチャートを、図４および図５にそれぞれ示
す。なお、このＸ線回折は、Rigaku製 MiniFlex を使用
し、Ｃｕをターゲットとした。いずれも、２θ：２２°
を中心に緩やかな起伏（ハロー）が観察されるとともに
結晶構造を示すピークも観察され、非晶質構造中に結晶
構造が混在していることが判る。また、ピークからは、
炭酸カルシウムの結晶（Calsite)、Kaolinite 、ＳｉＯ
₂ の結晶体が同定された。炭酸カルシウムの含有量は、
換算値で複合硬化体に対して９．８重量％であった。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の複合硬化
体は、加工性および生産性に優れ、かつ高い曲げ強度を
有する、安価な材料となるため、様々な分野での有利な
適用が可能であり、とりわけ、釘の打ち込みが可能であ
るところから、建築材料に最適な素材を低コストで提供
できる。そしてその複合硬化体を用いたこの発明の複合
建築材料によれば、加工性および生産性が優れるととも
に高い曲げ強度を有し、しかも釘の打ち込みが可能であ
る建築材料を安価に提供することができる。

【０１０１】なお、この発明は上記実施例の構成に限定
されるものでなく、特許請求の範囲の記載の範囲内で当
業者が適宜変更し得る範囲を含むものであり、例えば、
この発明の複合建築材料の芯材（板状体）は、上記複合
硬化体以外の材料をさらに含んでいても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の複合硬化体の一例の断面模式図で
ある。

【図２】 この発明の複合硬化体の他の例の断面模式図
である。

【図３】 この発明の複合建築材料の断面模式図であ
る。

【図４】 実施例１の複合硬化体のＸ線回折のチャート
である。

【図５】 実施例３の複合硬化体のＸ線回折のチャート
である。

【符号の説明】

１ 複合硬化体 ２ 非晶質体 ３ 繊維状物 ４ 無機粉末 ５ 芯材 ６ 補強層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 敏弘 岐阜県揖斐郡揖斐川町北方１の１ イビ デン株式会社 大垣北工場内 (56)参考文献 特開 昭47−32670（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−37812（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21J 1/00 - 7/00 B27N 3/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製紙スラッジを成形し、硬化させること
   で得られる、セメント非含有複合硬化体であって、蒸気
   養生をするものを除き、 前記複合硬化体は、少なくともＡｌ、ＳｉおよびＣａの
   酸化物からなる無機非晶質体中に多糖類からなる有機質
   繊維状物およびＣａを含む結晶体が分散してなり、 その組成は、それぞれＡｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、ＣａＯに
   換算して、 Ａｌ₂ Ｏ₃ ：複合硬化体の全重量に対して３重量％〜５
   １重量％ ＳｉＯ₂ ：複合硬化体の全重量に対して５重量％〜５
   ３重量％ ＣａＯ ：複合硬化体の全重量に対して６重量％〜６
   ３重量％ であり、それらの合計が１００重量％未満であることを
   特徴とする、建築材料に使用される複合硬化体。
2. 【請求項２】 前記複合硬化体中に、結合材を含むこと
   を特徴とする、請求項１記載の複合硬化体。
3. 【請求項３】 前記結合材は、熱硬化性樹脂または無機
   結合剤からなることを特徴とする、請求項２記載の複合
   硬化体。
4. 【請求項４】 前記複合硬化体中に、無機粉末を含むこ
   とを特徴とする、請求項１から請求項３までの何れか１
   項記載の複合硬化体。
5. 【請求項５】 前記複合硬化体の比重は、０．２〜２．
   ２であることを特徴とする、請求項１から請求項４まで
   の何れか１項記載の複合硬化体。
6. 【請求項６】 前記多糖類からなる有機質繊維状物の平
   均長さは、１０μｍ〜３０００μｍであることを特徴と
   する、請求項１から請求項５までの何れか１項記載の複
   合硬化体。
7. 【請求項７】 前記複合硬化体は、化粧層を有すること
   を特徴とする、請求項１から請求項６までの何れか１項
   記載の複合硬化体。
8. 【請求項８】 前記複合硬化体は、表面に樹脂を塗布し
   てなることを特徴とする、請求項１から請求項７までの
   何れか１項記載の複合硬化体。
9. 【請求項９】 請求項１から請求項８までの何れか１項
   記載の複合硬化体の少なくとも片面に補強層を形成した
   ことを特徴とする、複合建築材料。
10. 【請求項１０】 前記補強層は、樹脂および繊維基材か
    らなることを特徴とする、請求項９記載の複合建築材
    料。