JPH10182205A - レジンコンクリート組成物および成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業性と硬化性のバランスが良好であり、か
つ耐熱性、難燃性に優れた、高強度のレジンコンクリー
ト組成物、およびこの組成物から得られるレジンコンク
リート成形品を提供すること。 【解決手段】 熱硬化性樹脂、湿潤剤、骨材およびフィ
ラーを必須成分として含むレジンコンクリート組成物に
おいて、熱硬化性樹脂としてノボラック型粉末フェノー
ル樹脂またはレゾール型フェノール樹脂を用い、湿潤剤
として沸点が１６０℃以上の高沸点有機溶剤を使用する
レジンコンクリート組成物、並びにこの組成物から得ら
れるレジンコンクリート成形品、およびこの組成物と補
強材を併用して一体成形してなる複合レジンコンクリー
ト成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レジンコンクリー
ト組成物、およびこの組成物を用いたレジンコンクリー
ト成形品に関し、さらに詳しくはトラフ、ダクト、シェ
ルター、外壁材、内壁材などの土木建築関係資材として
有用な耐熱性、難燃性に優れた、高強度のレジンコンク
リート組成物、およびこの組成物を用いて得られたレジ
ンコンクリート成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】我が国におけるレジンコンクリートは、
樹脂が安価であること、使用上簡便であること等の多く
の利点から、大部分のものが不飽和ポリエステル樹脂を
バインダーとして用いたものである。しかし、近年レジ
ンコンクリートの利用分野が土木関係にとどまらず、建
築関係等の多岐にわたるようになり、不飽和ポリエステ
ル樹脂の耐熱性や難燃性の低さが問題になっている。

【０００３】かかる欠点を改善するため、不飽和ポリエ
ステル樹脂に比べ、耐熱性および難燃性に優れたフェノ
ール樹脂をレジンコンクリートのバインダーとして使用
することが試みられている。しかし、フェノール樹脂と
して液状フェノール樹脂を用い、これをバインダーとし
て用いたレジンコンクリートは、作業性と硬化性のバラ
ンスが悪く、得られるレジンコンクリート成形品の強度
が十分満足すべきものではなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の不飽
和ポリエステル樹脂や液状フェノール樹脂をバインダー
とするレジンコンクリート組成物、およびこの組成物を
用いて得られるレジンコンクリート成形品の欠点を改良
し、作業性と硬化性のバランスが良好であり、耐熱性、
難燃性に優れた高強度のレジンコンクリート組成物、お
よびこの組成物から得られるレジンコンクリート成形品
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、バインダーと
しての熱硬化性樹脂として、ノボラック型粉末フェノー
ル樹脂またはレゾール型粉末フェノール樹脂を用い、湿
潤剤として沸点が１６０℃以上の高沸点有機溶剤を使用
したレジンコンクリート組成物、およびこの組成物から
得られるレジンコンクリート成形品が作業性と硬化性の
バランスが良好であり、耐熱性、難燃性および強度に優
れていることを見出した。本発明は、かかる知見に基づ
いて完成したものである。

【０００６】すなわち、本発明は、（１）熱硬化性樹
脂、湿潤剤、骨材およびフィラーを必須成分として含む
レジンコンクリート組成物において、熱硬化性樹脂とし
てノボラック型粉末フェノール樹脂またはレゾール型粉
末フェノール樹脂を用い、湿潤剤として沸点が１６０℃
以上の高沸点有機溶剤を使用することを特徴とするレジ
ンコンクリート組成物、（２）ノボラック型粉末フェノ
ール樹脂またはレゾール型粉末フェノール樹脂を骨材１
００重量部に対して５〜５０重量部配合することを特徴
とする上記（１）のレジンコンクリート組成物、（３）
高沸点有機溶剤を骨材１００重量部に対して０．１〜２
０重量部配合することを特徴とする上記（１）のレジン
コンクリート組成物、（４）上記（１）のレジンコンク
リート組成物を成形してなることを特徴とするレジンコ
ンクリート成形品、（５）補強材と上記（１）のレジン
コンクリート組成物とを併用して一体成形してなること
を特徴とする複合レジンコンクリート成形品、（６）上
記（４）または（５）の成形品を後硬化することを特徴
とするレジンコンクリート成形品、を提供するものであ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明においてバインダーとして
用いられる熱硬化性樹脂は、ノボラック型粉末フェノー
ル樹脂またはレゾール型粉末フェノール樹脂である。ノ
ボラック型粉末フェノール樹脂とレゾール型粉末フェノ
ール樹脂は、混合して使用してもよい。ノボラック型粉
末フェノール樹脂およびレゾール型粉末フェノール樹脂
は、従来公知の方法で製造することができる。

【０００８】例えばノボラック型粉末フェノール樹脂
は、蓚酸、塩酸、硫酸、トルエンスルホン酸および燐酸
等の酸性触媒の存在下で、フェノール類１モルに対しア
ルデヒド類０．５〜０．９モルを反応して得られたフェ
ノール樹脂塊をジェットミル等で粉砕することによって
得ることができる。なお、フェノール樹脂塊を粉砕する
に際しては、フェノール樹脂塊１００重量部に対して硬
化剤、例えばヘキサメチレンテトラミンを５〜２０重量
部配合して粉砕することが望ましい。ノボラック型粉末
フェノール樹脂の平均粒径は、１０〜５０μｍの範囲で
あることが好ましい。

【０００９】一方、レゾール型粉末フェノール樹脂は、
水酸化ナトリウム、アンモニウムおよびアミン等の塩基
性触媒の存在下に、フェノール類１モルに対してアルデ
ヒド類１〜３モル反応して得られたフェノール樹脂塊を
ジェットミル等で粉砕することによって得ることができ
る。レゾール型粉末フェノール樹脂の平均粒径は１０〜
５０μｍの範囲であることが好ましい。

【００１０】上記のノボラック型粉末フェノール樹脂お
よびレゾール型粉末フェノール樹脂を製造するために使
用されるフェノール類としては、フェノール、クレゾー
ル、キシレノール、ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ビス
フェノールＡ、ビスフェノールＦ等があげられ、これら
は単独または２種以上を混合して使用することができ
る。

【００１１】アルデヒド類としては、ホルムアルデヒ
ド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフ
ラール、トリオキサン等があげられる。これらのアルデ
ヒド類は、単独または２種以上混合して使用してもよ
い。

【００１２】ノボラック型粉末フェノール樹脂およびま
たはレゾール型粉末フェノール樹脂の使用量は、骨材１
００重量部に対して５〜５０重量部、好ましくは１０〜
３０重量部が最適である。

【００１３】本発明において使用される湿潤剤は、沸点
が１６０℃以上の高沸点有機溶剤である。湿潤剤は、骨
材、フィラーおよびノボラック型粉末フェノール樹脂ま
たはレゾール型粉末フェノール樹脂を結び付けて擬似粒
子を形成することにより、レジンコンクリート組成物に
均質性を与えるし、また熱可塑したノボラック型粉末フ
ェノール樹脂またはレゾール型粉末フェノール樹脂とよ
く相溶して減粘させるため、成形時の流れを増進させ
る。従って、本発明において使用される湿潤剤は、極性
の強い化学構造を有し、沸点がノボラック型粉末フェノ
ール樹脂やレゾール型粉末フェノール樹脂の硬化温度よ
りも高いものが好ましく、具体的には沸点が１６０℃以
上のものが使用される。湿潤剤の沸点が１６０℃未満で
は、レジンコンクリート組成物を成形加工する際に揮発
し、成形品にボイドが多く発生し、強度が低下する。

【００１４】このような特性を満足する湿潤剤として
は、ヘプチルアルコール、メチルアミルカルビノール、
正オクチルアルコール、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール等の脂肪族アルコール、酢酸エチルブチ
ル、酢酸エチルヘキシル、メチルカルビトールアセテー
ト、ブチルカルビトールアセテート、カルビトールアセ
テート等の脂肪族エステル、ジエタノールアミン、トリ
エタノールアミン、ジシクロヘキシルアミン等の脂肪族
アミンまたは脂環式アミン、フルフラールなどがあげら
れるが、これの中でもフルフラールは非常に良好な湿潤
特性を有し、かつノボラック型粉末フェノール樹脂やレ
ゾール型粉末フェノール樹脂との相溶性が良好であるこ
とから好ましく使用される。

【００１５】湿潤剤の使用量は、骨材１００重量部に対
して０．１〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部で
ある。

【００１６】本発明において使用される骨材としては、
天然骨材と人工骨材があげられる。天然骨材としては、
例えば川砂、川砂利、山砂、山砂利、海砂、海砂利等が
ある。人工骨材としては、例えば砕石、砕砂、硅砂、ス
ラグ砕石等がある。

【００１７】本発明において使用されるフィラーとして
は、例えば炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、クレ
ー、タルク、シリカパウダー、硫酸バリウム、マイカ、
ガラスパウダー、パーライト等の公知のものがある。フ
ィラーは、コストを低減し、成形性や強度を改良するた
めに配合するものである。

【００１８】フィラーの使用量は、骨材１００重量部に
対して５〜１００重量部、好ましくは２０〜４０重量部
である。

【００１９】本発明のレジンコンクリート組成物には、
必要に応じて他の添加剤、例えば顔料、着色剤、滑剤、
離型剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤などを
添加してもよい。

【００２０】本発明のレジンコンクリート組成物を調整
するには、前記の各成分の添加順序には、特に制限はな
いが、好ましくは次の手順、例えば（１）ノボラック型
粉末フェノール樹脂またはレゾール型粉末フェノール樹
脂とフィラーをミキサー中に入れ撹拌しながら十分に混
合する、（２）骨材と湿潤剤をミキサーにて混合し、骨
材の表面に湿潤剤を均一にコートする、（３）次に、撹
拌下の（２）に（１）を徐々に加え、骨材の表面に混合
粉体を均一に付着させる、方法で行うことが望ましい。

【００２１】上記の方法で調整された本発明のレジンコ
ンクリート組成物からレジンコンクリート成形品を作製
するには、レジンコンクリート組成物を任意の型、モー
ルド等に入れ、加熱圧縮する方法が採用される。なお、
バインダーとしてノボラック型粉末フェノール樹脂を用
いる場合には、硬化剤としてヘキサメチレンテトラアミ
ンを添加することが好ましい。

【００２２】成形温度は、ノボラック型粉末フェノール
樹脂またはレゾール型フェノール樹脂の硬化に必要な温
度以上で湿潤剤の沸点以下であることが好ましい。

【００２３】成形圧力は、レジンコンクリート組成物の
種類と使用骨材の形状と大きさ、および成形品の形状寸
法と型、モールド等の構造によって選定されるので一概
には決められないが、一般には５〜１０ｋｇ／ｃｍ² の
範囲内であることが好ましい。

【００２４】成形時間は、成形温度と密接に関連づけて
決定すべきであり、またレジンコンクリート組成物の種
類および成形品の肉厚と深さなどを総合的に勘案して決
定されなければならない。通常は３分〜２０分程度であ
る。

【００２５】本発明のレジンコンクリート組成物は、低
揮発性であるため、上記の成形条件下においては高温、
即ち硬化温度での充填作業が可能であり、かつガス抜き
操作を必要としない。しかし、ガス抜きを行った場合、
より高密度で高強度の成形品を得ることができる。

【００２６】成形品の脱型においては、予め金型に離型
剤を塗布しておくと離型性に優れているが、レジンコン
クリート組成物の調整時に内部離型剤を添加しておいて
も同様な効果が得られる。

【００２７】このようにして得られたレジンコンクリー
ト成形品は、十分満足すべき強度、耐熱性および難燃性
を示すが、後硬化を行うことにより、これらの性能をさ
らに一層高めることができる。

【００２８】本発明のレジンコンクリート組成物は、成
形時、即ち加熱加圧下に高流動性を示すため、レジンコ
ンクリート成形品を作製する場合、補強材と複合化して
一体成形して補強効果をさらに高めることができる。補
強材としては、ガラス繊維、炭素繊維、ナイロン繊維、
ポリエステル繊維、アクリル繊維、金属繊維等の繊維状
物およびこれらから形成されたクロス、マット等があげ
られ、鉄筋も使用することができる。

【００２９】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。 実施例１ ノボラック型粉末フェノール樹脂（昭和高分子（株）社
製、ＢＲＰ−５４１７、平均粒径３０μｍ）２７重量部
と沈降炭酸カルシウム３３重量部とをミキサー中に入
れ、撹拌しながら十分に混合した（以下、（１）成分と
いう）。これとは別に珪砂（粒径０．００１〜０．６ｍ
ｍ）１００重量部とフルフラール（沸点１６２℃）７重
量部とをミキサーにて混合し、珪砂の表面にフルフラー
ルを均一にコートした（以下、（２）成分という）。次
に、撹拌下の（２）成分中に（１）成分を徐々に加え、
珪砂の表面に（２）成分の混合粉体を均一に付着させて
レジンコンクリート組成物を得た。

【００３０】得られたレジンコンクリート組成物を、３
００ｍｍ×３００ｍｍ×２５ｍｍ（厚さ）の型に入れ、
成形温度１４０℃、成形圧力１０ｋｇ／ｃｍ² で５分間
圧縮成形して板状硬化物を得た。以上の操作により得ら
れた板状硬化物から試験片を切り出し、試験片につい
て、曲げ強度試験（試験片サイズ５０ｍｍ×２５０ｍｍ
×２５ｍｍ）と燃焼試験（試験片サイズ２２０ｍｍ×２
２０ｍｍ×２５ｍｍ）を行った。結果を表１に示した。

【００３１】実施例２〜６ 実施例１において、成形温度と成形時間を表１に示した
ように変えた以外は実施例１と同様にして板状硬化物を
得た。得られた板状硬化物について、実施例１と同様に
して曲げ強度試験と燃焼試験を行った。結果を表１に示
した。

【００３２】比較例１ 実施例１において、ノボラック型粉末フェノール樹脂２
７重量部の代りに不飽和ポリエステル樹脂（昭和高分子
（株）社製、ＨＳ−２０００）２７重量部を用い、フル
フラール７重量部の代りに上記の不飽和ポリエステル樹
脂７重量部を用いて、成形温度と成形時間を表１のよう
に変えた以外は実施例１と同様にして板状硬化物を得
た。得られた硬化物について、実施例１と同様にして曲
げ強度試験と燃焼試験を行った。結果を表１に示した。

【００３３】比較例２ 実施例１において、ノボラック型粉末フェノール樹脂２
７重量部の代りにレゾール型液状フェノール樹脂（昭和
高分子（株）社製、ＢＲＬ−２１９）３０重量部を用
い、成形温度と成形時間を表１のように変えた以外は実
施例１と同様にして板状硬化物を得た。得られた硬化物
について、実施例１と同様にして曲げ強度試験と燃焼試
験を行った。結果を表１に示した。

【００３４】比較例３ 実施例１において、フルフラール７重量部の代りにイソ
プロピルアルコール（沸点８２℃）７重量を用いた以外
は実施例１と同様にして板状硬化物を得た。得られた板
状硬化物は、ボイドが極めて多くて製品状態が悪く、曲
げ強度試験と燃焼試験の測定は不可能であった。

【００３５】

【表１】

【００３６】実施例７〜９ 実施例１〜３で得られた板状硬化物に、さらに後硬化を
施した。後硬化は１６０℃で１２時間行った。得られた
後硬化した板状硬化物について、実施例１と同様にして
曲げ強度試験と燃焼試験を行った。結果を表２に示し
た。なお、実施例７は実施例１の板状硬化物を後硬化し
たもの、実施例８は実施例２の板状硬化物を後硬化した
もの、実施例９は実施例３の板状硬化物を後硬化したも
のである。

【００３７】

【表２】

【００３８】実施例１０〜１５ ３００ｍｍ×３００ｍｍ×２５ｍｍ（厚さ）の型の上面
に、表３に示したようなガラス基材を１Ｐｌｙ配置し、
次いでその上に実施例１と同様の方法で調整したレジン
コンクリート組成物を充填し、さらにその上に上記ガラ
ス基材１Ｐｌｙを配置した。なお、各実施例において、
両面のガラス基材は同一のものを使用した。上記の複合
材料を成形温度１４０℃、成形圧力１０ｋｇ／ｃｍ² で
５分間圧縮成形し、複合板状硬化物を得た。以上の操作
により得られた複合板状硬化物について、実施例１と同
様にして曲げ強度試験を行った。結果を表３に示した。

【００３９】

【表３】

【００４０】

【発明の効果】本発明のレジンコンクリート組成物を用
いて得られたレジンコンクリート成形品は、作業性と硬
化性のバランスが良好であり、かつ耐熱性、難燃性およ
び強度に優れた特徴を有し、土木建築関係の資材などと
して好適に用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 14:06 20:10 24:00） 111:28

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化性樹脂、湿潤剤、骨材およびフィ
   ラーを必須成分として含むレジンコンクリート組成物に
   おいて、熱硬化性樹脂としてノボラック型粉末フェノー
   ル樹脂またはレゾール型粉末フェノール樹脂を用い、湿
   潤剤として沸点が１６０℃以上の高沸点有機溶剤を使用
   することを特徴とするレジンコンクリート組成物。
2. 【請求項２】 ノボラック型粉末フェノール樹脂または
   レゾール型粉末フェノール樹脂を骨材１００重量部に対
   して５〜５０重量部配合することを特徴とする請求項１
   記載のレジンコンクリート組成物。
3. 【請求項３】 高沸点有機溶剤を骨材１００重量部に対
   して０．１〜２０重量部配合することを特徴とする請求
   項１記載のレジンコンクリート組成物。
4. 【請求項４】 請求項１のレジンコンクリート組成物を
   成形してなることを特徴とするレジンコンクリート成形
   品。
5. 【請求項５】 補強材と請求項１のレジンコンクリート
   組成物とを併用して一体成形してなることを特徴とする
   複合レジンコンクリート成形品。
6. 【請求項６】 請求項４または５の成形品を後硬化する
   ことを特徴とするレジンコンクリート成形品。