JPH05330889A - 繊維強化珪酸化合物複合材及びその製造方法 - Google Patents
繊維強化珪酸化合物複合材及びその製造方法Info
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- JPH05330889A JPH05330889A JP14133792A JP14133792A JPH05330889A JP H05330889 A JPH05330889 A JP H05330889A JP 14133792 A JP14133792 A JP 14133792A JP 14133792 A JP14133792 A JP 14133792A JP H05330889 A JPH05330889 A JP H05330889A
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Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は水ガラスの効果促進と硬化した水ガラ
スの脆さを補い、強度を著しく改善した繊維強化珪酸化
合物複合材を提供することを目的とする。 【構成】珪酸ナトリウム水溶液にガラス繊維を硬化剤並
びに強化材として配合し、硬化条件下におくことによっ
て、珪酸ナトリウム硬化物のマトリックス中にガラス繊
維が含有されている繊維強化珪酸化合物複合材を製造す
る。
スの脆さを補い、強度を著しく改善した繊維強化珪酸化
合物複合材を提供することを目的とする。 【構成】珪酸ナトリウム水溶液にガラス繊維を硬化剤並
びに強化材として配合し、硬化条件下におくことによっ
て、珪酸ナトリウム硬化物のマトリックス中にガラス繊
維が含有されている繊維強化珪酸化合物複合材を製造す
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は不燃性の建築材料、船
舶、車両等に利用可能な繊維強化珪酸化合物複合材及び
その製造に関する。
舶、車両等に利用可能な繊維強化珪酸化合物複合材及び
その製造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、水ガラス(珪酸ナトリウムの濃水
溶液)を硬化させるために、1) 750〜800 ℃に加熱して
脱水縮合させる方法、2)珪弗化物を用いて中和する方
法、3)活性金属粉末を添加する方法が一般的に用いら
れ、その他、無機酸、無機塩、多価金属酸化物なども硬
化剤として単独あるいは併用して使用されることもあ
る。しかし、これらの硬化剤は単に水ガラスを硬化させ
るのみで、硬化物の脆さを補い、著しく強度を改善する
ような作用は殆んどみられない。
溶液)を硬化させるために、1) 750〜800 ℃に加熱して
脱水縮合させる方法、2)珪弗化物を用いて中和する方
法、3)活性金属粉末を添加する方法が一般的に用いら
れ、その他、無機酸、無機塩、多価金属酸化物なども硬
化剤として単独あるいは併用して使用されることもあ
る。しかし、これらの硬化剤は単に水ガラスを硬化させ
るのみで、硬化物の脆さを補い、著しく強度を改善する
ような作用は殆んどみられない。
【0003】また、繊維強化複合材としてガラス繊維強
化ポリエステル(FRP)やガラス繊維強化セメント
(GRC)などが広い分野に用いられ、その他、補強材
として金属繊維や炭素繊維なども使用されている。
化ポリエステル(FRP)やガラス繊維強化セメント
(GRC)などが広い分野に用いられ、その他、補強材
として金属繊維や炭素繊維なども使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記技術の水
ガラスの硬化方法や硬化剤は、単に水ガラスを硬化させ
るのみで、水ガラスの硬化の促進と硬化物の脆さ、強度
を著しく改善するような方法、硬化材料はまったく知ら
れていない。そこで、本発明は水ガラスの効果促進と硬
化した水ガラスの脆さを補い、強度を著しく改善した繊
維強化珪酸化合物複合材を提供することを目的とした。
ガラスの硬化方法や硬化剤は、単に水ガラスを硬化させ
るのみで、水ガラスの硬化の促進と硬化物の脆さ、強度
を著しく改善するような方法、硬化材料はまったく知ら
れていない。そこで、本発明は水ガラスの効果促進と硬
化した水ガラスの脆さを補い、強度を著しく改善した繊
維強化珪酸化合物複合材を提供することを目的とした。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、鋭意研究を行った結果、ガラス繊維が水
ガラスの硬化を促進させ、並びに強度を強めることを発
見し、本発明を完成した。
成するために、鋭意研究を行った結果、ガラス繊維が水
ガラスの硬化を促進させ、並びに強度を強めることを発
見し、本発明を完成した。
【0006】すなわち本発明は、珪酸ナトリウム硬化物
のマトリックス中にガラス繊維が含有されている繊維強
化珪酸化合物複合材を提供するものであり、また珪酸ナ
トリウム水溶液にガラス繊維を硬化剤並びに強化材とし
て配合し、硬化条件下におくことを特徴とする繊維強化
珪酸化合物複合材の製造方法である。
のマトリックス中にガラス繊維が含有されている繊維強
化珪酸化合物複合材を提供するものであり、また珪酸ナ
トリウム水溶液にガラス繊維を硬化剤並びに強化材とし
て配合し、硬化条件下におくことを特徴とする繊維強化
珪酸化合物複合材の製造方法である。
【0007】水ガラスを加熱して得られる硬化物は脆
く、強度も非常に弱い。しかし、糸状または布状、必要
に応じ粉末状ガラス繊維を硬化剤並びに強化材として水
ガラスのマトリックスに混合して加熱硬化することによ
り、マトリックスの硬化を促進し、脆さを補い、得られ
る繊維強化珪酸化合物複合材の強度を著しく改善するこ
とができる。
く、強度も非常に弱い。しかし、糸状または布状、必要
に応じ粉末状ガラス繊維を硬化剤並びに強化材として水
ガラスのマトリックスに混合して加熱硬化することによ
り、マトリックスの硬化を促進し、脆さを補い、得られ
る繊維強化珪酸化合物複合材の強度を著しく改善するこ
とができる。
【0008】繊維強化複合材として公知のものに、ガラ
ス繊維強化ポリエステル(FRP)があるが、マトリッ
クスが有機物の合成樹脂であるために建築基準法の『難
燃材料』に属する。本発明の繊維強化珪酸化合物複合体
は強化材であるガラス繊維の表面処理剤やバインダーを
除けば複合材の殆ど全部が無機剤で構成されているため
建築材料の『不燃材料』に該当することが、建設省告示
第1828号に定められた基材試験法からも証明された。ま
た、ガラス繊維強化セメント(GRC)などと比較して
比重が比較的小さいなどの特徴がある。
ス繊維強化ポリエステル(FRP)があるが、マトリッ
クスが有機物の合成樹脂であるために建築基準法の『難
燃材料』に属する。本発明の繊維強化珪酸化合物複合体
は強化材であるガラス繊維の表面処理剤やバインダーを
除けば複合材の殆ど全部が無機剤で構成されているため
建築材料の『不燃材料』に該当することが、建設省告示
第1828号に定められた基材試験法からも証明された。ま
た、ガラス繊維強化セメント(GRC)などと比較して
比重が比較的小さいなどの特徴がある。
【0009】このガラス繊維強化水ガラスは、FRPの
成形に広く一般的に用いられているモヘアローラー、刷
毛、その他の工具を使用してのハンドレイアップ成形、
スプレイアップ成形、プレス成形などFRPと同様の成
形方法により容易に得られる。硬化に長時間をかければ
室温程度でも可能であるが、硬化物の強度などの実用性
能を保証するためには 100℃以上で硬化を行うことが望
ましい。
成形に広く一般的に用いられているモヘアローラー、刷
毛、その他の工具を使用してのハンドレイアップ成形、
スプレイアップ成形、プレス成形などFRPと同様の成
形方法により容易に得られる。硬化に長時間をかければ
室温程度でも可能であるが、硬化物の強度などの実用性
能を保証するためには 100℃以上で硬化を行うことが望
ましい。
【0010】
【作用】本発明の繊維強化珪酸化合物複合材は水ガラス
をマトリックスとし、ガラス繊維またはガラス繊維粉を
水ガラスの硬化剤並びに強化材として用い、マトリック
スの硬化を促進するとともにマトリックスの脆さを補
い、複合材全体の強度を向上させたもので、これらの強
度をガラス繊維強化セメント( GRC) や軽量コンクリ
ート( ALC)と比較して曲げ強度、比強度など著しく
大きい。
をマトリックスとし、ガラス繊維またはガラス繊維粉を
水ガラスの硬化剤並びに強化材として用い、マトリック
スの硬化を促進するとともにマトリックスの脆さを補
い、複合材全体の強度を向上させたもので、これらの強
度をガラス繊維強化セメント( GRC) や軽量コンクリ
ート( ALC)と比較して曲げ強度、比強度など著しく
大きい。
【0011】
(実施例−1)市販の試薬用水ガラス(以下A−1と呼
ぶ)またはJIS3号水ガラス(以下A−2と呼ぶ)10
重量部に、日東紡績(株)製ガラス繊維粉末 PFA-101(
以下B−1と呼ぶ)、日東紡績(株)製ガラス繊維粉末
PFB-101( 以下B−2と呼ぶ)、日東紡績(株)製ガラ
ス繊維粉末 PFB-001( 以下B−3と呼ぶ)、旭ファイバ
ーグラス(株)製ガラス繊維粉末 CS-03( 以下B−4と
呼ぶ)のいずれか一つ30重量部と、水道水10重量部とを
加えたスラリー状混合物を紙コップに取り、40℃または
100 ℃の温度条件下に保って硬化の状態を観察した。各
試験の組成、条件、結果をまとめ表1に示した。表1か
ら明らかなように、水ガラスのA−1、A−2とも単独
では液状またはゲル状であったが、これらの水ガラスに
ガラス繊維粉末B−1、B−2、B−3、B−4を加え
ることにより、いずれも固化した。
ぶ)またはJIS3号水ガラス(以下A−2と呼ぶ)10
重量部に、日東紡績(株)製ガラス繊維粉末 PFA-101(
以下B−1と呼ぶ)、日東紡績(株)製ガラス繊維粉末
PFB-101( 以下B−2と呼ぶ)、日東紡績(株)製ガラ
ス繊維粉末 PFB-001( 以下B−3と呼ぶ)、旭ファイバ
ーグラス(株)製ガラス繊維粉末 CS-03( 以下B−4と
呼ぶ)のいずれか一つ30重量部と、水道水10重量部とを
加えたスラリー状混合物を紙コップに取り、40℃または
100 ℃の温度条件下に保って硬化の状態を観察した。各
試験の組成、条件、結果をまとめ表1に示した。表1か
ら明らかなように、水ガラスのA−1、A−2とも単独
では液状またはゲル状であったが、これらの水ガラスに
ガラス繊維粉末B−1、B−2、B−3、B−4を加え
ることにより、いずれも固化した。
【0012】
【表1】
【0013】(実施例−2)水ガラスとして10重量部の
A−2と、25〜60重量部の水と、硬化剤として前記のB
−1、日本フェロー(株)製のガラス粉粒:Ferrow-50S
(以下B−5と呼ぶ)、住友化学工業(株)製の水酸化
アルミニウム:CWL-326 (以下C−1と呼ぶ)、協和化
学(株)製の酸化マグネシウム:Kyomag( 以下C−2と
呼ぶ)、丸尾カルシウム(株)製の炭酸カルシウム:NS
-200( 以下C−3と呼ぶ)、日本薬局法焼石膏( 以下C
−4と呼ぶ)のいずれか30重量部とを配合したスラリー
を紙コップに取り、50℃に16時間保って硬化させた。こ
の硬化物の表面硬度をバコール硬度計を用いて測定し、
硬化物の組成とその硬化状態を表2に示した。表2から
明らかなように、硬化剤としてB−1を加えた試料では
ややポーラスなために硬度計の針が貫入して測定不能で
はあったが、破壊するようなことはなかった。これに対
してその他の硬化剤B−5、C−1、C−2、C−3、
C−4を添加した試料は脆くて、全て手で硬度計を押し
つけただけで簡単に破壊してしまった。
A−2と、25〜60重量部の水と、硬化剤として前記のB
−1、日本フェロー(株)製のガラス粉粒:Ferrow-50S
(以下B−5と呼ぶ)、住友化学工業(株)製の水酸化
アルミニウム:CWL-326 (以下C−1と呼ぶ)、協和化
学(株)製の酸化マグネシウム:Kyomag( 以下C−2と
呼ぶ)、丸尾カルシウム(株)製の炭酸カルシウム:NS
-200( 以下C−3と呼ぶ)、日本薬局法焼石膏( 以下C
−4と呼ぶ)のいずれか30重量部とを配合したスラリー
を紙コップに取り、50℃に16時間保って硬化させた。こ
の硬化物の表面硬度をバコール硬度計を用いて測定し、
硬化物の組成とその硬化状態を表2に示した。表2から
明らかなように、硬化剤としてB−1を加えた試料では
ややポーラスなために硬度計の針が貫入して測定不能で
はあったが、破壊するようなことはなかった。これに対
してその他の硬化剤B−5、C−1、C−2、C−3、
C−4を添加した試料は脆くて、全て手で硬度計を押し
つけただけで簡単に破壊してしまった。
【0014】
【表2】
【0015】(実施例−3)水ガラスとして1重量部の
A−2に硬化剤として表面処理を施してないB−3ガラ
ス繊維粉をそれぞれ重量比で0、0.5 、1.0 になるよう
添加配合した。この試料をFRP製の型に注入し、100
℃の乾燥炉内に20時間保って硬化させた。これを取り出
し、離型できた試料を室温で24時間放置後、材料試験機
で圧縮強度を求めた。その結果を表3にしめした。表3
から明らかなように、硬化剤を添加することにより硬化
の促進と圧縮強度の増大がみられる。
A−2に硬化剤として表面処理を施してないB−3ガラ
ス繊維粉をそれぞれ重量比で0、0.5 、1.0 になるよう
添加配合した。この試料をFRP製の型に注入し、100
℃の乾燥炉内に20時間保って硬化させた。これを取り出
し、離型できた試料を室温で24時間放置後、材料試験機
で圧縮強度を求めた。その結果を表3にしめした。表3
から明らかなように、硬化剤を添加することにより硬化
の促進と圧縮強度の増大がみられる。
【0016】
【表3】
【0017】(実施例−4)水ガラスとして40重量部の
A─2を16重量部の旭ファイバーグラス(株)製のE
ガラス繊維のチョップドストランド・マット CM-455 (
以下B−5と呼ぶ)に含浸したものと、同じく40重量部
のA─2に2重量部のB−3と10重量部のC−3とを配
合した組成物を含浸したものとを、いずれも100 ℃で2.
5 時間保って硬化させ、得られた3枚積層の平板試験片
の曲げ強度(試験片4枚の平均値)を測定した。この硬
化物の組成と測定結果を表4に示した。表4から明らか
なように、B−5のみ、または更にB−3とC−3とを
併用して硬化した積層板はいずれも曲げ強度が大きい。
A─2を16重量部の旭ファイバーグラス(株)製のE
ガラス繊維のチョップドストランド・マット CM-455 (
以下B−5と呼ぶ)に含浸したものと、同じく40重量部
のA─2に2重量部のB−3と10重量部のC−3とを配
合した組成物を含浸したものとを、いずれも100 ℃で2.
5 時間保って硬化させ、得られた3枚積層の平板試験片
の曲げ強度(試験片4枚の平均値)を測定した。この硬
化物の組成と測定結果を表4に示した。表4から明らか
なように、B−5のみ、または更にB−3とC−3とを
併用して硬化した積層板はいずれも曲げ強度が大きい。
【0018】
【表4】
【0019】
【発明の効果】本発明の繊維強化珪酸化合物複合材は建
築基準法の『不燃材料』の規格を満たし、ガラス繊維強
化セメント(GRC)や軽量コンクリート(ALC)な
どに比べ著しく強度が強く、建築材料のみならず船舶や
車両等にも応用できる新材料を提供することができる。
築基準法の『不燃材料』の規格を満たし、ガラス繊維強
化セメント(GRC)や軽量コンクリート(ALC)な
どに比べ著しく強度が強く、建築材料のみならず船舶や
車両等にも応用できる新材料を提供することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 珪酸ナトリウム硬化物のマトリックス中
にガラス繊維が含有されている繊維強化珪酸化合物複合
材。 - 【請求項2】 珪酸ナトリウム水溶液にガラス繊維を硬
化剤並びに強化材として配合し、硬化条件下におくこと
を特徴とする繊維強化珪酸化合物複合材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14133792A JPH05330889A (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 繊維強化珪酸化合物複合材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14133792A JPH05330889A (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 繊維強化珪酸化合物複合材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05330889A true JPH05330889A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15289613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14133792A Pending JPH05330889A (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 繊維強化珪酸化合物複合材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05330889A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116134000A (zh) * | 2020-08-03 | 2023-05-16 | Each DreaM株式会社 | 复合材料及其制造方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS4864118A (ja) * | 1971-11-25 | 1973-09-05 | ||
| JPS499529A (ja) * | 1972-05-24 | 1974-01-28 | ||
| JPS5238534A (en) * | 1975-09-22 | 1977-03-25 | Ota Toshuki | Fireeresistant material |
| JPS54144725A (en) * | 1978-05-02 | 1979-11-12 | Asahi Glass Co Ltd | Glass mat for fireeproof and execution method of fireeproof coated wall that use said glass mat |
| JPS5973467A (ja) * | 1982-10-19 | 1984-04-25 | 株式会社ライム | 合成石材の成形方法 |
| JPS6081055A (ja) * | 1983-10-08 | 1985-05-09 | 村田 友昭 | 無機成形品 |
-
1992
- 1992-06-02 JP JP14133792A patent/JPH05330889A/ja active Pending
Patent Citations (6)
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| CN116134000A (zh) * | 2020-08-03 | 2023-05-16 | Each DreaM株式会社 | 复合材料及其制造方法 |
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