JPH11300868A - 複合建築材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度，防火性を著しく低下させることなく，
加工性に優れ，軽量で施工性に富んだ複合建築材料を提
供する。 【解決手段】 耐火性複合建築材料は，熱硬化性樹脂お
よび無機繊維からなる芯材を有する。熱硬化性樹脂およ
び無機繊維からなる芯材の少なくとも一方の面に，熱硬
化性樹脂および無機繊維からなる密度０．１〜０．５の
補強層を設けることもできる。芯材の比重は０．２〜
１．０であること，補強層の比重は０．６〜１．５であ
ることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【技術分野】本発明は，複合建築材料に関するものであ
って，特に加工性，施工性，耐火性及び強度を有する壁
材に関する。

【従来の技術】無機質化粧板としては，従来，強度に優
れ，実用的なものが各種提案されている。例えば，特公
平２−１７８６７号公報には，熱硬化性樹脂複合材を含
む無機質骨材を熱圧によって成形した無機質の基板と，
この基板の成形時にその熱圧によって該基板の表面に成
形一体とされた表面樹脂層とを有する無機質化粧板が開
示されている。この無機質化粧板を実際に製造したとこ
ろ，衝撃強度に優れ，実用的なものであることを確認す
るに到った。

【０００１】

【解決しようとする課題】しかしながら，この無機質化
粧板は，強度を追求するために芯材の繊維量が少ないた
め高比重で重く，また加工しにくく，改善の余地があっ
た。

【０００２】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，強
度，防火性を著しく低下させることなく，加工性に優
れ，軽量で施工性に富んだ複合建築材料を提供しようと
するものである。

【０００３】

【課題の解決手段】本願に係る第１の発明は，熱硬化性
樹脂及び無機繊維からなる芯材を有することを特徴とす
る複合建築材料である。

【０００４】本発明において，芯材は熱硬化性樹脂及び
無機繊維は耐火性に優れ，また安価な材料であるため，
これを用いた複合建築材料は，耐火性に優れ，安価であ
る。また，カッターナイフなどで容易に加工することが
でき，加工性及び取扱性にも優れている。また，複合建
築材料は無機繊維を含むため，強度にも優れている。

【０００５】また，本発明の複合建築材料は，比重が
０．２〜１．０の芯材を有していることが好ましい。こ
れにより，本発明の複合建築材料は，従来の実公平２−
１７８６７号の無機質化粧板の比重１．８に比べて，軽
量となる。一方，芯材の比重が０．２未満の場合には，
耐火性複合建築材料の強度が低くなるおそれがある。逆
に１．０を超える場合には，複合建築材料の重量を重く
することになる場合がある。なお，上記比重とは，４℃
の水の体積に対する比率をいう。

【０００６】上記無機繊維は，例えば，ガラス繊維，ロ
ックウール，及びセラミックファイバーから選ばれる少
なくとも１種以上であることが好ましい。低価格で耐熱
性，強度に優れるからである。無機繊維は，非連続の繊
維がマット状に成形されていてもよく，また，連続長繊
維を３〜７ｃｍに切断してマット状にしたもの（チョッ
プドストランドマット），あるいは連続長繊維を渦巻き
状に積層しマット状にしたもの，さらには連続長繊維を
織りあげたものでもよい。

【０００７】また，芯材の無機繊維量は，３０〜９５重
量％であることが好ましい。これにより，軽量で強度も
高く，加工しやすくなる。一方，９５重量％を超える場
合には，無機繊維は一般に熱硬化性樹脂よりも比重が重
いため，芯材の比重が高くなりすぎ複合建築材料の軽量
化が妨げられるおそれがある。また，７０重量％未満の
場合には，強度が不足するおそれがある。

【０００８】芯材の熱硬化性樹脂の含有量は，５〜７０
重量％であることが好ましい。これにより，軽量で強度
も高く，加工しやすくなる。一方，５重量％未満の場合
には，複合建築材料の強度が不足するおそれがある。ま
た，７０重量％を超える場合には，無機繊維が相対的に
少なくなり強度が不足するとともに耐熱性が低下するお
それがある。

【０００９】上記熱硬化性樹脂は，エポキシ樹脂，フェ
ノール樹脂，ポリイミド樹脂，メラミン樹脂，及び尿素
樹脂から選ばれる少なくとも１種以上であることが好ま
しい。これにより，耐火性複合建築材料の形状を保持す
るとともに強度を向上させることができる。

【００１０】上記芯材には，上記熱硬化性樹脂に加え
て，弾性高分子を加えてもよい。例えば，ゴム系ラテッ
クス，アクリル系ラテックス，アクリレート系ラテック
ス，ウレタン系ラテックスが望ましい。ゴム系ラテック
スとしては，ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ），ス
チレン−ブタジエン（ＳＢＲ）を用いることができる。
更に，芯材には，水酸化アルミニウム，水酸化マグネシ
ウム，炭酸カルシウム，石膏などの無機質材料を加えて
もよい。上記芯材の厚さは１．０〜１０ｍｍであること
が望ましい。この理由は，この範囲では，充分な剛性及
び耐衝撃性が得られ，高い加工性を有するからである。

【００１１】上記無機繊維質芯材の製造方法としては，
無機，有機バインダなどを含浸させた無機繊維を板状
に成形し，ここに熱硬化性樹脂組成物を含浸，乾燥，硬
化させる。また，無機繊維のマットに樹脂組成物を含
浸，乾燥した後，加熱プレスし，熱硬化性樹脂を硬化せ
しめて成形しする方法でもよい。あるいは，無機繊維の
マットに樹脂組成物を含浸，乾燥した後，無機繊維のマ
ットに積層し，加熱プレスし，熱硬化性樹脂を硬化せし
めて成形する方法でもよい。

【００１２】さらに，ガラス繊維，ロックウール，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Ｂステージでコーティングしておき加熱
プレスする方法も採用できる。繊維表面に熱硬化性樹脂
をＢステージでコーティングしておく方法は，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，また樹脂の含浸率を改善できるため有利である。

【００１３】このようなコーティングの方法としては，
ガラス繊維，ロックウール，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，ブローイング法ある
いは遠心法により，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て集綿
する方法がある。

【００１４】なお，無機繊維としてガラス繊維，ロック
ウール又はセラミックファイバーを用いる場合は，シラ
ンカップリング剤をコーティングしておくとよい。

【００１５】第１の発明の複合建築材料の少なくとも一
方の面には，化粧層を形成してもよい。化粧層として
は，メラミン樹脂塗料，メラミン樹脂含浸紙，ポリエス
テル樹脂塗料，ジアリルフタレート樹脂含浸紙，紫外線
硬化樹脂塗料，塩化ビニル樹脂フィルム，ウレタン樹脂
塗料，ポリアクリルウレタン，ふっ化ビニル樹脂フィル
ム，天然木単板（ローズ，チーク，マツ，タモ，ナラ，
スギ）が挙げられる。第１の発明の複合建築材料は，た
とえば，壁材料として用いられ，その他，天井材，ド
ア，トイレブース，家具等としても用いられる。

【００１６】本願に係る第２の発明は，熱硬化性樹脂及
び無機繊維からなる芯材の少なくとも一方の面に，熱硬
化性樹脂及び無機繊維からなる補強層を設けていること
を特徴とする複合建築材料である。

【００１７】第２の発明においては，上記第１の発明と
同様の芯材の少なくとも一方に，補強層を設けている。
補強層は，熱硬化性樹脂及び無機繊維からなり，一般に
軽い。そのため，複合建築材料を軽量に保持したまま，
その強度を更に向上させることができる。その他，第２
の発明においても，第１の発明と同様の効果を得ること
ができる。

【００１８】上記芯材の比重は０．２〜１．０であり，
かつ上記補強層の比重は０．６〜１．５であることが好
ましい。上記芯材の比重が０．２未満の場合には，耐火
性複合建築材料の強度が低くなるおそれがある。また，
芯材の比重が１．０を超える場合には，耐火性複合建築
材料の重量を重くすることになるおそれがある。また，
上記補強層の比重が０．６未満の場合には，補強層によ
る強度付与の役目を果たさなくなるおそれがある。逆に
１．５を超える場合には，複合建築材料の重量を重くす
ることになる場合がある。

【００１９】上記補強層に含まれている熱硬化性樹脂及
び無機繊維は，上記芯材に含まれている熱硬化性樹脂及
び無機繊維と同様のものを用いることができる。但し，
同種のものであっても異種材料であってもよい。

【００２０】上記補強層に含まれる無機繊維の含有量
は，３５重量％〜９０重量％であることが望ましい。こ
の理由は，この範囲で，充分な剛性，耐衝撃性などが得
られ，かつ高い耐火性を維持できるからである。上記補
強層に含まれる熱硬化性樹脂の含有量は，１０重量％〜
６５重量％であることが望ましい。この理由は，この範
囲で，充分な剛性，耐衝撃性などが得られ，かつ高い耐
火性を維持できるからである。

【００２１】上記補強層の厚さは，０．３ｍｍ〜３．５
ｍｍが望ましい。この理由は，この範囲では，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。

【００２２】また，上記補強層には，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。第２の発明の複合建
築材料は，例えば，壁材料として用いることができ，そ
の他，天井材，ドア，トイレブース，家具などとしても
用いることができる。

【００２３】上記補強層は，上記芯材の製造方法と同様
の方法で製造することができる。また，第２の発明の複
合建築材料の少なくとも一方の面には，第１の発明にお
いて説明した上記化粧層を設けることもできる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態例にかかる複合
建築材料について，比較例と比較しつつ説明する。 （実施例１） （１）未硬化状態のフェノール樹脂が付着（付着量 固
形分換算１０％）したマット状ガラス繊維（重量１５０
０ｇ／ｍ^２）（セントラルグラスウール製 商品名：ア
ンキュアドマット）を２００℃の温度にて５分間プレス
し，厚さ３ｍｍのシート状ガラス繊維とした。

【００２５】（２）この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８％）した後，積層して８０℃の温度にて２０分間プ
レスして，厚さ３ｍｍ，比重０．５４のフェノール樹脂
含浸体からなる芯材を得た。芯材の無機繊維量は，８３
重量％であった。 （３）この芯材の表面にパターン紙にメラミン樹脂を含
浸したメラミン樹脂含浸紙を積層し，１７０℃の温度に
て１０分間プレスして化粧層を形成して，芯材と化粧層
とからなる複合建築材料を得た。

【００２６】（実施例２） （１）市販のガラス繊維チョップドストランドマット
（重量９００ｇ／ｍ²）に硬化剤及びＮＢＲラテックス
（日本ゼオン株式会社製のＮｉｐｏｌ １５６２）を４
１重量％含有するフェノール樹脂溶液を含浸（含浸量
固形分換算６％）した後，８０℃の温度にて２０分間プ
レスし，厚さ２ｍｍで比重０．４５のフェノール樹脂含
浸体からなる芯材を得た。芯材の無機繊維量は９０重量
％であった。

【００２７】（２）芯材の片面に天然木単板（樹種：ケ
ヤキ厚さ０．３ｍｍ）を酢酸ビニル樹脂系接着剤を用い
て張り合わせて化粧層を形成して，芯材と化粧層とから
なる複合建築材料とした。

【００２８】（実施例３） （１）未硬化状態のフェノール樹脂が付着（付着量 固
形分換算１３％）したマット状ガラス繊維（重量２００
０ｇ／ｍ²）（セントラルグラスウール製 商品名：ア
ンキュアドマット）を２００℃の温度にて５分間プレス
し，厚さ５ｍｍのシート状ガラス繊維とした。

【００２９】（２）市販の水酸化アルミニウム粉末（粒
径 ３μｍ）の水分散液（固形分濃度６７重量％）に
０．５％の界面活性剤を添加した液を（１）で作成した
シート状ガラス繊維に含浸（含浸量 固形分換算８０
％）した後，乾燥し水酸化アルミニウム含浸シートを作
成した。

【００３０】（３）（２）で作成したシートに硬化剤を
添加したフェノール樹脂溶液を含浸（含浸量固形分換算
５重量％）した後，８０℃の温度にて２０分間プレス
し，芯材（比重０．８）を得た。芯材の無機繊維量は，
４６重量％であった。 （４）芯材の片面にシリコン樹脂塗料を１００ｇ／ｍ²
の割合で塗布して化粧層を形成して，芯材と化粧層とか
らなる複合建築材料とした。

【００３１】（実施例４） （１）未硬化状態のフェノール樹脂が付着（付着量 固
形分換算１０％）したマット状ガラス繊維（重量１００
０ｇ／ｍ²）（セントラルグラスウール製 商品名：ア
ンキュアドマット）を２００℃の温度にて５分間プレス
し，厚さ４ｍｍのシート状ガラス繊維とした。

【００３２】（２）この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１０％）した後，積層して８０℃の温度にて２０分間
プレスして，厚さ４ｍｍ，比重０．３のフェノール樹脂
含浸体からなる芯材を得た。芯材の無機繊維量は，８２
重量％であった。

【００３３】（３）市販のガラス繊維チョップドストラ
ンドマット（重量９００ｇ／ｍ²）に硬化剤及びＮＢＲ
ラテックス（日本ゼオン株式会社製のＮｉｐｏｌ １５
６２）を４１重量％含有するフェノール樹脂溶液を含浸
（含浸量 固形分換算１５％）した後，芯材に積層し，
８０℃の温度にて２０分間プレスし，厚さ１ｍｍで比重
１．０のフェノール樹脂含浸体からなる補強層を形成し
た。 （４）この表面にポリエステル樹脂塗料を１８０ｇ／ｍ
²の割合で塗布して化粧層を形成し，これにより芯材と
補強層と化粧層とからなる複合建築材料を得た。

【００３４】（実施例５） （１）未硬化状態のフェノール樹脂が付着（付着量 固
形分換算１３％）したマット状ガラス繊維（重量１００
０ｇ／ｍ²）（セントラルグラスウール製 商品名：ア
ンキュアドマット）を２００℃の温度にて５分間プレス
し，厚さ３ｍｍ，比重０．３のシート状ガラス繊維とし
た。

【００３５】（２）市販の水酸化アルミニウム粉末（粒
径 ３μｍ）の水分散液（固形分濃度６７重量％）に
０．５％の界面活性剤を添加した液を（１）で作成した
シート状ガラス繊維に含浸（含浸量 固形分換算７５
％）した後，乾燥しシートを作成した。 （３）（２）で作成したシート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８重量％）し
た後，８０℃の温度にて２０分間プレスし，水酸化アル
ミニウム／樹脂含浸体（比重０．７）からなる芯材を形
成した。

【００３６】（４）市販のガラス繊維チョップドストラ
ンドマット（重量９００ｇ／ｍ²）に硬化剤を含有する
フェノール樹脂溶液を含浸（含浸量 固形分換算１５
％）した後，８０℃の温度にて２０分間プレスし，厚さ
１ｍｍで比重０．９のフェノール樹脂含浸体からなる補
強層を得た。補強層の無機繊維量は，８０重量％であっ
た。 （５）このプレス基板の片面にジアリルフタレート樹脂
含浸紙を積層し，１６０℃の温度にてプレスして，これ
により芯材と補強層とからなる複合建築材料を得た。

【００３７】（比較例１）実公平２−１７８６７号の実
施例に準じて複合建築材料を製造した。即ち，水酸化ア
ルミニウム８０重量％，ガラス繊維チョップ２重量％，
フェノール樹脂結合材５重量％からなり，その比重が
１．８である芯材にメラミン樹脂含浸層が形成されたも
のである。

【００３８】このように作成した実施例１〜５及び比較
例１の複合建築材料について，曲げ強度試験，衝撃試
験，防火性試験，加工性試験を行い，その特性を比較し
た。

【００３９】曲げ強度試験 曲げ強度試験は，ＪＩＳ Ａ６９０１に従って測定し
た。 衝撃試験 質量１ｋｇの鋼球を１ｍｍの高さから落下させる衝撃負
荷試験を実施しその結果を表１に示した。 防火性試験 防火性試験は，ＪＩＳ Ａ１３２１に規定されている表
面加熱試験方法に準じて測定した。 加工性 カッターナイフにより切断できるか否かを確認した。

【００４０】

【表１】

【００４１】同表より，実施例１〜５の複合建築材料
は，比較例に比べて比重が低く，軽量で，しかも優れた
強度及び耐火性を有していることがわかる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば，強度，防火性を著しく
低下させることなく，加工性に優れ，軽量で施工性に富
んだ複合建築材料を提供することができる。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化性樹脂及び無機繊維からなる芯材
   を有することを特徴とする複合建築材料。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記熱硬化性樹脂
   は，エポキシ樹脂，フェノール樹脂，ポリイミド樹脂，
   メラミン樹脂，及び尿素樹脂から選ばれる少なくとも１
   種以上であることを特徴とする複合建築材料。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記無機繊維
   は，ガラス繊維，ロックウール，及びセラミックファイ
   バーから選ばれる少なくとも１種以上であることを特徴
   とする複合建築材料。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において，
   上記複合建築材料は，壁材料であることを特徴とする複
   合建築材料。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項において，
   上記芯材は，比重が０．２〜１．０であることを特徴と
   する複合建築材料。
6. 【請求項６】 熱硬化性樹脂及び無機繊維からなる芯材
   の少なくとも一方の面に，熱硬化性樹脂及び無機繊維か
   らなる補強層を設けていることを特徴とする複合建築材
   料。
7. 【請求項７】 請求項６において，上記芯材及び上記補
   強層に含まれている上記熱硬化性樹脂は，エポキシ樹
   脂，フェノール樹脂，ポリイミド樹脂，メラミン樹脂，
   及び尿素樹脂から選ばれる少なくとも１種以上であるこ
   とを特徴とする複合建築材料。
8. 【請求項８】 請求項６又は７において，上記芯材及び
   上記補強層に含まれる上記無機繊維は，ガラス繊維，ロ
   ックウール，及びセラミックファイバーから選ばれる少
   なくとも１種以上であることを特徴とする複合建築材
   料。
9. 【請求項９】 請求項６〜８のいずれか１項において，
   上記複合建築材料は，壁材料であることを特徴とする複
   合建築材料。
10. 【請求項１０】 請求項６〜９のいずれか１項におい
    て，上記芯材の比重は０．２〜１．０であり，かつ上記
    補強層の比重は０．６〜１．５であることを特徴とする
    複合建築材料。