JPH0752316A - 建材用無機質複合成形体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 未硬化の熱可塑性樹脂で表面を被覆した無機
質中実砂状粒子と、長さ１０ｍｍ以上のロービングまた
はストランド状の集束された無機質繊維と無機質繊維の
１０重量％以上の湿潤状態の熱硬化性樹脂よりなる建材
用の成形材料を、均一にまたは濃度傾斜をもたせ、無機
質繊維と無機質中実砂状粒子と液状の熱硬化性樹脂を種
々の割合で配合し、一部は無機質中実砂状粒子単独層と
なる場合を含めて、配置して、熱硬化させた建材用無機
質複合成形体およびその製造方法。 【効果】 同一樹脂量当り、無機質繊維を含まない組成
の成形体に対し、２．５〜３倍の強度となり、大きな補
強効果と衝撃強度が得られた。無機質中実砂状粒子に対
し体積含有率で２％以上の無機質繊維を分散できた。こ
れは熱硬化性樹脂を含浸したためである。硬質の無機質
中実砂状粒子を用いても、良好な鋸切削性が得られた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に住宅の壁材、屋根
材、床材等に使用して好適な新規な建材用無機質複合成
形体およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱硬化性樹脂と無機質中実砂状粒子から
なる複合建材としてはレジンコンクリートが公知である
が、この種の建材は多量の樹脂を使用し、耐火性に難が
ある一方で、硬くて脆く、切断、釘打ち等の加工性に欠
ける欠点があり、汎用建材として使用されるに至ってい
ない。

【０００３】一方、低樹脂量で無機質中実砂状粒子を結
合する方法として、シェルモールド用途で用いられるレ
ジンコーテッドサンド法がある。しかし、レジンコーテ
ッドサンドは無機質中実砂状粒子の表面に熱硬化性樹脂
の薄層を形成し、その薄層を通して無機質中実砂状粒子
の結合を行う点接着系なので樹脂量は少なくできる反
面、建築材料用途で用いるには強度は小さく、また、レ
ジンコンクリート同様靭性に欠ける欠点があるので、そ
のままでは建材用途では利用できない。

【０００４】レジンコーテッドサンド法においても、こ
れらの欠点を解決するために、繊維強化を採用する試み
があり、例えば特開昭５７−１７７８４６号公報におい
て種々の繊維質材料を鋳物砂と混合使用しているが、配
合可能な繊維量に技術的な制約があり、１重量％を超え
る添加量にはできていないので、建材分野での有効利用
には結び付いていない。また、繊維質素材としてロービ
ングまたはストランド状の集束された無機質繊維につい
ては何ら開示されていない。

【０００５】この他の試みとして、本発明者等の一部
は、特公昭５７−３０３８３号公報において、粒径が
０．０６〜０．３ｍｍの粗粒フライアッシュとフェノー
ル樹脂との混合物、あるいはこれらと粒径１．０ｍｍ以
下の軽石との混合物と、チョップドストランド状のガラ
ス繊維とを交互に散布成層し、ガラス繊維が粗粒フライ
アッシュとフェノール樹脂との混合物中にほぼ均一に分
散したマット状物とし、これを熱プレスして複合建材板
を得る技術を開示した。しかしながら、このようにして
得られる複合建材板は、多量の無機質粒体を含む熱硬化
性樹脂中に相対的に多量のガラス繊維を分散させ得る点
で破壊強度、靭性、耐衝撃性に優れた性能を示すが、以
下の点でまだ不十分であった。

【０００６】１）無機質粒体間隙を樹脂が埋める構造を
取るので、粒子同志を確実に結合するには多量の樹脂を
必要とし、耐火性に課題が残る。 ２）切削加工性を付与するためには、フライアッシュ、
多孔質粒子等の脆い粒子を用いることが必要。硬質の中
実粒子を用いると、切削性、釘打ち性、ビス留め性等の
加工性は制限される。使用可能な無機質粒体の選択幅が
小さい。 ３）多孔質粒子等を用いるので、粒子強度が小さくなり
樹脂当りの物性、特に弾性率が小さくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術のこ
のような欠点を改善し、少ない樹脂量で強度、靭性、耐
火性、切削加工性共に優れた建材用無機質複合成形体お
よびその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記の課題
を解決するため鋭意研究を行った結果、シェルモールド
用途の熱硬化性樹脂被覆無機質中実砂状粒子を用いて建
築材料として用いられる材料を作ることを目的として、
熱硬化性樹脂で表面が被覆された無機質中実砂状粒子の
層の全体または一部に、液状の熱硬化性樹脂で全体的に
または部分的に含浸された特定の集束無機質繊維を分散
状もしくは層状に位置させて熱硬化により一体化した成
形体は、所期の目的を達成し得ることを見出して本発明
を完成した。

【０００９】すなわち本発明は次の通りである。 （１） 実質的に固形の熱硬化性樹脂を被覆した無機質
中実砂状粒子の層の全体または一部に、分散状もしくは
層状に位置する無機質繊維を含む構造の硬化体であっ
て、該無機質繊維は、液状の熱硬化性樹脂で全体的にま
たは部分的に含浸されたロービングまたはストランド状
の集束繊維であることを特徴とする建材用無機質複合成
形体。

【００１０】（２） 無機質軽量骨材と熱硬化性樹脂と
を必須成分とする組成物を散布成層したコア層を中間に
少なくとも１層設け、請求項１記載の成形体を表層に設
けて成ることを特徴とする建材用無機質複合成形体。

【００１１】（３） ロービングまたはストランド状の
集束された無機質繊維を散布または載置して無機質繊維
層を形成する工程Ｉと、該無機質繊維層上に液状の熱硬
化性樹脂を散布または塗布して含浸する工程IIと、該無
機質繊維層上に実質的に固形の熱硬化性樹脂を被覆した
無機質中実砂状粒子を散布して無機質繊維層の少なくと
も一部に無機質中実砂状粒子の少なくとも一部を充填さ
せて構成体を形成する工程IIIおよび該構成体を硬化さ
せる工程IVを含むことを特徴とする建材用無機質複合成
形体の製造方法。

【００１２】（４） 実質的に固形の熱硬化性樹脂を被
覆した無機質中実砂状粒子を散布して無機質中実砂状粒
子層を形成する工程Ｉと、ロービングまたはストランド
状の集束された無機質繊維を散布または載置して無機質
繊維層を形成する工程IIと、該無機質繊維層上に液状の
熱硬化性樹脂を散布または塗布して含浸する工程III
と、該無機質繊維層上に実質的に固形の熱硬化性樹脂を
被覆した無機質中実砂状粒子を散布して無機質繊維層の
少なくとも一部に無機質砂状粒子の少なくとも一部を充
填させて構成体を形成する工程IVおよび該構成体を硬化
させる工程Ｖを含むことを特徴とする建材用無機質複合
成形体の製造方法。

【００１３】（５） 液状の熱硬化性樹脂で含浸処理さ
れた無機質繊維層上に、更に無機質繊維層を設ける前項
（３）または（４）に記載の建材用無機質複合成形体の
製造方法。

【００１４】以下、図面を参照しながら本発明を詳述す
る。図１は本発明の一態様である無機質繊維ロービング
を用いた板状体の成形概念を示すフローシートである。
始めに、ロービングカッター装置３によって無機質繊維
ロービングを所定の長さに切断し、チョップドストラン
ド状として離型シート４上に散布する。離型シート４は
適当な移送装置１上に置かれており、定速度で移動させ
て、離型シート上に均一な厚みの繊維層を形成する。

【００１５】無機質繊維は、ガラス繊維、炭素繊維およ
びセラミックス繊維を集束させて得られるストランドま
たはロービングから任意に選択されたものが使用されて
いるが、成形作業性、経済性の観点から、ガスラ繊維ス
トランド製品、例えば、ストランド自体およびその成形
加工体であるチョップドストランドマットまたはコンテ
ィヌアスストランドマット等が好ましい。これらのガラ
ス繊維ストランド製品は、５〜２５μｍのモノフィラメ
ントを５０〜２５０本引き揃えて、バインダーを加えて
１本としたストランドをベースとしたもので、力学的効
果を期待するには１０ｍｍ以上の繊維長として用いるこ
とが好ましい。

【００１６】集束されていない短繊維状、例えば断熱・
保温材として用いられるグラスウール、ロックウール等
は得られるマットの繊維間隔が狭く、後で述べる熱硬化
性樹脂被覆無機質中実砂状粒子をその繊維間隙内に有効
に分散させられないので使用に適さない。チョップドス
トランドマット、またはコンテニュアスストランドマッ
ト等の既に賦形されている繊維を使用する場合には、ロ
ービングカッター装置を用いず、単に離型シート上に置
くだけでよく、工程がより簡略となる。

【００１７】次に、上記繊維層上に液状の熱硬化性樹脂
８をスプレー装置７等によって直接スプレー塗布して、
無機質繊維を処理する。熱硬化性樹脂としては、例え
ば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等
が使用可能であるが、特に耐火性の点からフェノール樹
脂が好適である。かかる含浸処理に用いられる熱硬化性
樹脂としては、溶剤溶液、水溶液、懸濁液、エマルジョ
ン等の液状であることが望ましい。

【００１８】この様にしてスプレー塗布された液状の熱
硬化性樹脂は無機質繊維束中に浸透してゆくが、繊維層
厚さ、繊維集束数、繊維長さ、繊維層間隙や使用する樹
脂の粘性等をコントロールすることにより、繊維束表面
を被覆するのみならず繊維層内の樹脂濃度を均一な濃度
とすることも、繊維層内の各部位での樹脂量に濃度勾配
をつけることもできる。

【００１９】繊維層厚さが薄く、繊維束間隙が大きい場
合には、スプレー塗布された液状樹脂はマットの上層か
ら下層までほぼ均一な濃度となる。繊維層厚さが厚く、
繊維束間隙が狭い場合には、スプレー上面の樹脂濃度は
高く、下層に向かうほど低濃度となる樹脂濃度勾配を形
成することが可能である。

【００２０】また、液状の熱硬化性樹脂を塗布した繊維
層の上に、更に無機質繊維を散布成層し、場合によって
は軽く圧縮すれば、樹脂を含む繊維層と樹脂を含まない
繊維層との互層を形成できる。このとき、過剰の樹脂を
塗布しておくと、後から散布成層した繊維層に過剰の樹
脂が浸透してゆき、上側の繊維層ほど樹脂濃度を低くす
る、逆の樹脂濃度勾配とできる。繊維マットを形成せ
ず、離型シートに直接樹脂液を塗布し、繊維を散布成層
する方法でも、この逆の樹脂濃度勾配とできる。

【００２１】この様に、本発明では、あらかじめ無機質
繊維層を形成し、その上から液状樹脂をスプレー塗布す
るか、または離型シート上にあらかじめ直接樹脂液を塗
布した後、無機質繊維を散布成層するという、簡単な方
法で繊維層への樹脂含浸処理が可能となる。なお、無機
質繊維に液状樹脂を含浸する方法は、この方法の他に、
ＦＲＰで用いられてる公知のスプレーアップ装置によっ
て、無機質繊維と樹脂とを同時にスプレー成層する方法
も採用できる。しかし、繊維に対する樹脂含浸性のコン
トロールに関して制約が生ずる。

【００２２】次いで散布装置２から常温で固体状の熱硬
化性樹脂を被覆した無機質中実砂状粒子５を定量的に切
り出し、上述の工程を経て得られる繊維層上に散布す
る。このとき無機質中実砂状粒子があらかじめ成層され
た繊維層の繊維束間隙に入り得る粒径以下に調整されて
いると、散布された樹脂被覆無機質中実砂状粒子は繊維
間隙を滑落してその間隙を充填してゆき、結果として樹
脂被覆無機質中実砂状粒子中に無機質繊維が分散した構
造を形成する。このため、無機質中実砂状粒子は平均粒
径０．５ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下に調整し
て用いられる。

【００２３】無機質中実砂状粒子は一般にシェルモール
ドで用いられる、山砂、川砂、浜砂、蛙目硅砂、風化硅
砂等の天然硅砂、コニカル砂、硅石硅砂等の人造硅砂、
オリビンサンド、マグネシアサンド、ジルコニンサン
ド、クロマイトサンド等の特殊砂またはこれ等の再生
砂、レジンコンクリートあるいはレジンモルタルに用い
られる、硼砂、人工骨材や、大理石、御影石、石灰石、
安山岩、炭酸カルシュウム等の砕石、またセメント、石
膏、ガラス、陶磁器、貝殻等の破砕粒状物、アルミナ、
ベンガラが使用できる。これらの無機質中実砂状粒子は
１種類に限るものではなく、２種以上を併用することも
できる。

【００２４】無機質中実砂状粒子の被覆に用いられる熱
硬化性樹脂としては、得られる樹脂被覆無機質中実砂状
粒子の流動性の観点から例えばフェノール樹脂、メラミ
ン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ア
ルキド樹脂等の常温で固体状のものであれば任意に使用
することができるが、特に、耐火性の点からフェノール
樹脂が好適である。

【００２５】無機質中実砂状粒子の樹脂被覆は、例え
ば、樹脂の溶融点以上の温度に予熱された無機質中実砂
状粒子と固体状の熱硬化性樹脂とを混練して、該無機質
中実砂状粒子の表面に熱硬化性樹脂を被覆させる方法
Ａ、予め有機溶剤に溶解させた前記熱硬化性樹脂と無機
質中実砂状粒子とを混練した後、溶剤を揮発させて無機
質中実砂状粒子の表面に熱硬化性樹脂を被覆させる方法
Ｂまたは粉末状の熱硬化性樹脂と有機溶剤とを併用して
無機質中実砂状粒子の表面に熱硬化性樹脂を被覆させる
方法Ｃにより製造することができる。中でも、強度の発
現性、経済性および生産性の観点から、方法Ａが特に好
ましい。

【００２６】樹脂被覆無機質中実砂状粒子の散布量は繊
維束間隙を充填するに足りる量であれば良いが、過剰に
散布することも、また、繊維を散布する前工程で別の散
布装置２′から樹脂被覆無機質中実砂状粒子を散布成層
することもできる。また、複数の散布装置、ロービング
カッター装置、スプレー装置等を移送装置上に直列に配
置し、これらの樹脂被覆無機質中実砂状粒子と無機質繊
維の散布および液状樹脂のスプレー被覆を複数回繰り返
えし行ってもよい。これらの操作で無機質繊維層を得ら
れる成形体の厚さ方向の任意の位置に置くことができ、
また成形体を任意の厚みとできる。

【００２７】上述のようにして形成された繊維・粒子構
成体は必要があれば振動、圧縮等の操作を加えて充填性
を改善し、厚みを調整することもできる。このようにし
て得られた繊維・粒子構成体を熱プレスあるいは加熱炉
に入れ、使用した熱硬化性樹脂を硬化させることで本発
明の無機質複合成形体は得られる。

【００２８】得られた無機質複合成形体において、無機
質中実砂状粒子は表面を被覆した熱硬化性樹脂を介し
て、その接触部位で点状に結合されており、さらに集束
された無機質繊維は該粒子層中に分散して、同様に樹脂
被覆無機質中実砂状粒子と点状に結合されている。ま
た、繊維の少なくとも一部は繊維束を構成するモノフィ
ラメント間と、その繊維束同士の接触部が熱硬化性樹脂
で結合されている。

【００２９】得られる成形体において、特に、建材とし
て必要な物性と加工性を合わせ持たせるためには、各原
料の配合割合は以下の範囲であることが望ましい。ま
ず、無機質中実砂状粒子と熱硬化性樹脂の配合割合は、
無機質中実砂状粒子の真容積に対して、熱硬化性樹脂は
３〜１２容積％の範囲であることが望ましい。その理由
は、熱硬化性樹脂量が３容量％未満では必要な物性が得
られず、また、１２容量％を超えるときは、切削過程で
樹脂層と無機質中実砂状粒子が共に破壊されるため、使
用する無機質中実砂状粒子が硬質であると切削性が阻害
されることになり、無機質中実砂状粒子の選択に大きな
制約を生じるからである。熱硬化性樹脂を３〜１２容量
％の範囲で用いると、切削操作中に樹脂層がより優先的
に破壊し、無機質中実砂状粒子は破壊せずにはじき飛ば
されるようになった。このため、実用上、硬質な無機質
中実砂状粒子を用いても切削性を付与できるようにな
り、無機質中実砂状粒子の使用上の制約を外すことがで
きた。単に機械的強度だけを求める場合には、当然のこ
とながらこの樹脂量の規定は必要ない。

【００３０】一方、無機質繊維の配合割合は、得られる
成形体に対する体積含有率で少なくとも２％以上の範囲
である繊維分散層部分が存在することが望ましい。ま
た、無機質繊維の含浸処理に用いられる熱硬化性樹脂の
配合割合は無機質繊維重量を基準として、固形分として
少なくとも１０重量％であることが望ましい。その理由
は、無機質繊維の配合割合は、２％未満では引張や衝撃
性に対する繊維補強効果が十分ではなく、釘打ち、ビス
留め性が劣る。熱硬化性樹脂の配合割合は、１０重量％
未満では、樹脂で含浸処理しない状態のものと比べて、
物性の発現性が変わらず規定する意味を為さないからで
ある。無機質中実砂状粒子の配合割合は無機質繊維の配
合割合によって大きく変動するので本発明では特に規定
されない。例えば、無機質繊維の体積含有率が２％の場
合は、無機質粒子の体積含有率は４５〜６５％となり、
無機質繊維の体積含有率２０％の場合は２７〜４７％、
残部空隙となる。本発明では、このように無機質繊維に
対して多量の無機質中実砂状粒子を配合して、無機質繊
維が無機質粒子中に分散し、無機質粒子を介して無機質
繊維が結合された構成とすることも可能であり、また、
相対的に多量の無機質繊維を用いて繊維同士が自身に含
浸している樹脂で結合された構成とすることもできる。
前者の構成では使用される樹脂量を少なくできるので、
不燃性に優れた成形体とでき、後者の構成では繊維補強
効率の大きい構成とできる。

【００３１】本発明の製造方法は上述の方法の他に、適
宜の金型内に各成形原料を順次充填する方法でもよく、
また、平板ばかりではなく、曲面板とすることや表面に
種々の模様を付与することもできる。

【００３２】また、上述の方法で得られる繊維・粒子構
成体を少なくとも一方の表面層とし、無機質軽量骨材と
熱硬化性樹脂とを必須成分とする組成物を散布成層した
コア層を配置し、これらを熱硬化し、結合一体化するサ
ンドイッチ構造等の層状構造の無機質複合成形体とする
こともできる。この無機質軽量骨材は火山礫、抗火石、
パーライト、頁岩発泡粒子等の天然および人工軽量骨材
が用いられる。この方法で得られる層状成形体は脆弱だ
が軽量なコア層に相対的に高強度の表面層を配した構造
となり、成形体比重当りの曲げ物性が向上し、特に壁材
として優れた性質を示すようになる。

【００３３】

【実施例】以下に、実施例、比較例によって、本発明を
更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって
何等限定されるものではない。 （実施例１）適宜のプレス成形金型内に、繊維径１３μ
ｍ、番手２，４００ｔｅｘのガラス繊維ロービング（商
品名、ＲＳ−２４０ＰＲ−３４８ＣＳ、日東紡績社製）
を繊維長さ３８ｍｍに切断して調製したチョップドスト
ランド６００ｇ／ｍ²を散布成層し、その上から、固形
分６０重量％のレゾール型フェノール樹脂水溶液（商品
名、ＲＧ−６００、旭有機材工業社製）３５０ｇ／ｍ²
をスプレー塗布し、熱硬化性樹脂が含浸されたチョップ
ドストランド層を形成した。次に、そのチョップドスト
ランド層上に、熱硬化性を付与したノボラック型フェノ
ール樹脂被覆珪砂６４００ｇ／ｍ²（平均粒径０．１ｍ
ｍ）を散布し、チョップドストランド層の間隙が該樹脂
被覆珪砂で充填された繊維・粒子構成体を形成した。な
お、前記ノボラック型フェノール樹脂被覆珪砂（以下、
単に樹脂被覆砂という）は、約１４０℃に予熱した珪砂
と珪砂に対して４重量％のノボラック型フェノール樹脂
（商品名、ＳＰ−６９０５、旭有機材工業社製）とを混
練して珪砂表面に樹脂を溶融被覆した後、該ノボラック
型フェノール樹脂に対して１５重量％のヘキサミンを含
む冷却水および少量の滑剤を加えて調製したものであ
る。この繊維・粒子構成体（以下、繊維・砂構成体とい
う）を熱プレスに挿入し、プレス圧力２０ｋｇ／ｃ
ｍ²、加熱温度１６０℃、加熱時間１０分の条件で加熱
加圧成形して硬化させた後、金型より取出し冷却後、厚
さ約４ｍｍの建材用無機質複合成形体を製造した。得ら
れた無機質複合成形体は、幅３０ｍｍに切り出し、厚
さ、密度、３点曲げ試験法（スパン８０ｍｍ）による曲
げ強さ、曲げ弾性率を測定し、かつ切削性を評価した。
その結果は下記の通りである。 厚 さ ４．３ ｍｍ 密 度 １．６２ ｇ／ｃｍ³ 曲げ強さ ５２５ ｋｇｆ／ｃｍ² 曲げ弾性率 ９２５ ｋｇｆ／ｍｍ² 切削性 良 好

【００３４】（実施例２）適宜のプレス成形金型内に、
実施例１で用いたチョップドストランド２２０ｇ／ｍ²
を散布成層し、その上から、実施例１で用いた液状樹脂
３５０ｇ／ｍ²をスプレー塗布し、熱硬化性樹脂が含浸
されたチョップドストランド層を形成した。次に、その
チョップドストランド層上に、前記のチョップドストラ
ンド４００ｇ／ｍ²を散布成層し、軽く圧締して、液状
樹脂の一部を後から散布成層したチョップドストランド
層の一部へ浸透させた。次に、そのチョップドストラン
ド層上に、実施例１で用いた樹脂被覆砂６，４００ｇ／
ｍ²を散布し、チョップドストランド間隙が樹脂被覆砂
で充填された繊維・砂構成体を形成した。この繊維・砂
構成体を熱プレスに挿入し、プレス圧力２０ｋｇ／ｃｍ
²、加熱温度１６０℃、加熱時間１０分の条件で加熱加
圧成形して硬化させた後、金型より取り出し冷却後、厚
さ約４ｍｍの建材用無機質複合成形体を製造した。得ら
れた無機質複合成形体は、幅３０ｍｍに切り出し、厚
さ、密度、３点曲げ試験法（スパン８０ｍｍ）による曲
げ強さ、曲げ弾性率を測定し、かつ切削性を評価した。
その結果は下記の通りである。 厚 さ ４．３ ｍｍ 密 度 １．６１ ｇ／ｃｍ³ 曲げ強さ ５８１ ｋｇｆ／ｃｍ² 曲げ弾性率 ９６０ ｋｇｆ／ｍｍ² 切削性 良 好

【００３５】（実施例３）プレス成形金型内に、実施例
１で用いた樹脂被覆砂６００ｇ／ｍ²を散布して薄層を
形成した。次に、この薄層の上に、実施例１で用いたチ
ョップドストランド２２０ｇ／ｍ²を散布成層し、その
上から、実施例１で用いた液状樹脂３５０ｇ／ｍ²をス
プレー塗布し、熱硬化性樹脂が含浸されたチョップドス
トランド層を形成した。次に、そのチョップドストラン
ド層上に、前記のチョップドストランド４００ｇ／ｍ²
を散布成層し、軽く圧締して、液状樹脂の一部を後から
散布成層したチョップドストランド層の一部へ浸透させ
た。次に、そのチョップドストランド層上に、前記樹脂
被覆砂６，４００ｇ／ｍ²を散布し、チョップドストラ
ンド層の間隙が樹脂被覆砂で充填された繊維・砂構成体
を形成した。この繊維・砂構成体を熱プレスに挿入し、
プレス圧力２０ｋｇ／ｃｍ²、加熱温度１６０℃、加熱
時間１０分の条件で加熱加圧して硬化させた後、金型よ
り取り出し冷却後、厚さ約４ｍｍの建材用無機質複合成
形体を製造した。得られた無機質複合成形体は、幅３０
ｍｍに切り出し、厚さ、密度、３点曲げ試験法（スパン
８０ｍｍ）による曲げ強さ、曲げ弾性率を測定し、かつ
切削性を評価した。その結果は下記の通りである。 厚 さ ４．３ ｍｍ 密 度 １．６１ ｇ／ｃｍ³ 曲げ強さ ６３０ ｋｇｆ／ｃｍ² 曲げ弾性率 ９６７ ｋｇｆ／ｍｍ² 切削性 良 好

【００３６】（実施例４）プレス成形金型内に、実施例
１で用いた樹脂被覆砂６９５ｇ／ｍ²を散布して薄層を
形成した。次に、この薄層の上に、実施例１で用いたチ
ョップドストランド３５０ｇ／ｍ²を散布成層し、その
上から、実施例１で用いた液状樹脂２８０ｇ／ｍ²をス
プレー塗布し、熱硬化性樹脂が含浸されたチョップドス
トランド層を形成した。次に、そのチョップドストラン
ド層上に、前記樹脂被覆砂６，９５０ｇ／ｍ²を散布
し、チョップドストランド層の間隙を樹脂被覆砂で充填
すると共に、樹脂被覆砂単独層をチョップドストランド
層上に形成した。さらに、樹脂被覆砂層上に、前記のチ
ョップドストランド３５０ｇ／ｍ²を散布成層し、つい
で、前記液状樹脂３５０ｇ／ｍ²をスプレー塗布し、最
後に前記樹脂被覆砂６９５ｇ／ｍ²を散布し、両表面層
は繊維・砂構成体からなり、中心層は樹脂被覆砂単独層
からなる複合構成体を形成した。この複合構成体を熱プ
レスに挿入し、プレス圧力２０ｋｇ／ｃｍ²、加熱温度
１６０℃、加熱時間１０分の条件で加熱加圧成形して硬
化させた後、金型より取り出し冷却後、厚さ約５ｍｍの
建材用無機質複合成形体を製造した。得られた無機質複
合成形体は、幅３０ｍｍに切り出し、厚さ、密度、３点
曲げ試験法（スパン８０ｍｍ）による曲げ強さ、曲げ弾
性率を測定し、かつ切削性を評価した。その結果は下記
の通りである。 厚 さ ５．４ ｍｍ 密 度 １．６５ ｇ／ｃｍ³ 曲げ強さ ５３５ ｋｇｆ／ｃｍ² 曲げ弾性率 １，０００ ｋｇｆ／ｍｍ² 切削性 良 好

【００３７】（比較例１）実施例１において、液状樹脂
を使用しない以外は、実施例１と同じ条件で無機質複合
成形体を製造し、同様に物性を測定した。その結果は下
記の通りである。 厚 さ ４．２ ｍｍ 密 度 １．６０ ｇ／ｃｍ³ 曲げ強さ ３２４ ｋｇｆ／ｃｍ² 曲げ弾性率 ８３４ ｋｇｆ／ｍｍ² 切削性 良 好

【００３８】（比較例２）実施例１において、チョップ
ドストランドの散布と、液状樹脂のスプレーを省いた以
外は、実施例１と同じ条件で無機質複合成形体を製造
し、同様に物性を測定した。その結果は下記の通りであ
る。 厚 さ ４．０ ｍｍ 密 度 １．６７ ｇ／ｃｍ³ 曲げ強さ ２０９ ｋｇｆ／ｃｍ² 曲げ弾性率 ８７４ ｋｇｆ／ｍｍ² 切削性 良 好

【００３９】（実施例５）実施例１で用いたチョップド
ストランド２７０ｇ／ｍ²を散布成層し、その上から、
実施例１で用いた液状樹脂２００ｇ／ｍ²をスプレー塗
布し、熱硬化性樹脂が含浸されたチョップドストランド
層を形成した。次に、そのチョップドストランド層上
に、実施例１で用いた樹脂被覆砂１，６５０ｇ／ｍ²を
散布し、チョップドストランド層の間隙を樹脂被覆砂で
充填すると共に、過剰の樹脂被覆砂がチョップドストラ
ンド層上に存在する表面層を形成した。この表面層の上
に粉末状のノボラック型フェノール樹脂（商品名、ＮＨ
−７００１、新日鐡化学社製）７重量部、ブレーン値
１，８００ｍ²／ｇの粗粒フライアッシュ（東北発電興
業社製）５０重量部、および粒径０．５〜３ｍｍに調製
した火山礫（オーマル工業社製）４３重量部からなる組
成物を７，０３２ｇ／ｍ²を散布し、コア層を形成し
た。さらに、このコア層の上に、前記のチョップドスト
ランド２７０ｇ／ｍ²を散布成層し、ついで、前記液状
樹脂２００ｇ／ｍ²をスプレー塗布し、最後に前記樹脂
被覆砂２，６００ｇ／ｍ²を散布しもう一方の表面層を
形成した。この層状構成体を熱プレスに挿入し、プレス
圧力２０ｋｇ／ｃｍ²、加熱温度１６０℃、加熱時間１
５分の条件で加熱加圧して硬化させた後、金型より取り
出し冷却後、厚さ１２ｍｍの建材用無機質成形体を製造
した。得られた無機質複合成形体は、幅３０ｍｍに切り
出し、厚さ、密度、３点曲げ試験法（スパン８０ｍｍ）
による曲げ強さ、曲げ弾性率を測定した。その結果は下
記の通りである。 厚 さ １２ ｍｍ 密 度 １．０２ ｇ／ｃｍ³ 曲げ強さ １８９ ｋｇｆ／ｃｍ² 曲げ弾性率 ７１５ ｋｇｆ／ｍｍ²

【００４０】

【発明の効果】上述のように、本発明の無機質複合成形
体は、破壊強度に関して、同一樹脂量当り、無機質繊維
を含まない組成の成形体に対して、実施例に示される範
囲においても、２．５〜３倍の強度となり、また熱硬化
性樹脂を含浸処理していない無機質繊維からなる組成の
成形体に対しても、１．６〜１．９倍の強度となるな
ど、優れた補強効果が得られた。また、同時に衝撃強度
も改善され、釘打ちによって割れることも抑えられた。
これらの効果は無機質中実砂状粒子に対して体積含有率
で２％以上の無機質繊維を分散させ得たこと、および無
機質繊維中に熱硬化性樹脂を含浸したことによる。ま
た、液状樹脂を含浸し、溶剤を飛散させることなく、湿
潤状態で成形操作を行うことにより、成形体に分散させ
得る繊維量の自由度を大きくしたことは、材料設計の上
で重要である。また、切削性に関して、本発明の無機質
建材は、硬質の無機質中実砂状粒子を用いているにもか
かわらず、良好な鋸切削性が得られた。この効果は、無
機質中実砂状粒子表面を使用量を制限した熱硬化性樹脂
で被覆し、無機質中実砂状粒子の接触部で点状に結合さ
れるようにしたことにより、樹脂層部分の強度を相対的
に小さくして、切削時にこの弱い樹脂層がより優先的に
破壊し、無機質中実砂状粒子は破壊せずにはじき飛ばさ
れるようにしたことによる。また、一方、熱硬化性樹脂
中に無機質砂状粒子が充填されている粒子分散型の従来
技術の成形体では、低樹脂量域であっても、樹脂が粒子
間隙中で凝集した樹脂塊を生成しやすい。この樹脂塊を
介して硬質の無機質砂状粒子が結合すると、局部的にさ
らに大きな硬質部が形成され、これが切削性を阻害する
要因となっていた。したがって従来技術では切削性を付
与するために多孔性の脆弱な粒子等を用いてこの硬質部
を分散させる必要があった。それに対して、本発明で
は、無機質砂状粒子表面をあらかじめ熱硬化性樹脂で被
覆したことで、上述の樹脂塊の生成を抑えたることにも
成功した。これらの結果、汎用の硬質中実粒子を用いて
も、その硬質粒子は破壊されないので、より少ないエネ
ルギーで必要十分な切削性が得られることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形体を連続的に形成する無機質繊
維、熱硬化性樹脂液、無機質中実砂状粒子を積層する装
置の側面立面図である。

【符号の説明】

１ 移送装置 ２ 無機質中実砂状粒子散布装置 ３ ロービングカッター装置 ４ 離型シート ５ 無機質中実砂状粒子 ６ 無機質繊維巻枠 ７ 熱硬化性樹脂液スプレー装置 ８ 熱硬化性樹脂液 ２′ 無機質中実砂状粒子散布装置 ５′ 無機質中実砂状粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 敏明 愛知県丹羽郡扶桑町大字南山名字新津26− ４ 旭有機材工業株式会社内 (72)発明者 峰松 美可子 愛知県丹羽郡扶桑町大字南山名字新津26− ４ 旭有機材工業株式会社内 (72)発明者 甲斐 勲 愛知県丹羽郡扶桑町大字南山名字新津26− ４ 旭有機材工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に固形の熱硬化性樹脂を被覆した
   無機質中実砂状粒子の層の全体または一部に、分散状も
   しくは層状に位置する無機質繊維を含む構造の硬化体で
   あって、該無機質繊維は、液状の熱硬化性樹脂で全体的
   にまたは部分的に含浸されたロービングまたはストラン
   ド状の集束繊維であることを特徴とする建材用無機質複
   合成形体。
2. 【請求項２】 無機質軽量骨材と熱硬化性樹脂とを必須
   成分とする組成物を散布成層したコア層を中間に少なく
   とも１層設け、請求項１記載の成形体を表層に設けて成
   ることを特徴とする建材用無機質複合成形体。
3. 【請求項３】 ロービングまたはストランド状の集束さ
   れた無機質繊維を散布または載置して無機質繊維層を形
   成する工程Ｉと、該無機質繊維層上に液状の熱硬化性樹
   脂を散布または塗布して含浸する工程IIと、該無機質繊
   維層上に実質的に固形の熱硬化性樹脂を被覆した無機質
   中実砂状粒子を散布して無機質繊維層の少なくとも一部
   に無機質中実砂状粒子の少なくとも一部を充填させて構
   成体を形成する工程IIIおよび該構成体を硬化させる工
   程IVを含むことを特徴とする建材用無機質複合成形体の
   製造方法。
4. 【請求項４】 実質的に固形の熱硬化性樹脂を被覆した
   無機質中実砂状粒子を散布して無機質中実砂状粒子層を
   形成する工程Ｉと、ロービングまたはストランド状の集
   束された無機質繊維を散布または載置して無機質繊維層
   を形成する工程IIと、該無機質繊維層上に液状の熱硬化
   性樹脂を散布または塗布して含浸する工程IIIと、該無
   機質繊維層上に実質的に固形の熱硬化性樹脂を被覆した
   無機質中実砂状粒子を散布して無機質繊維層の少なくと
   も一部に無機質砂状粒子の少なくとも一部を充填させて
   構成体を形成する工程IVおよび該構成体を硬化させる工
   程Ｖを含むことを特徴とする建材用無機質複合成形体の
   製造方法。
5. 【請求項５】 液状の熱硬化性樹脂で含浸処理された無
   機質繊維層上に、更に無機質繊維層を設ける請求項３ま
   たは４に記載の建材用無機質複合成形体の製造方法。