(57)【要約】本発明は、一般に、コアの片側に薄い繊維セメント表面材を有し、反対側に第２表面材を有する軽量コアを含む複合建材に関する。この建材の少なくとも１つの表面上に用いられる繊維セメント表面材は、３／１６”以下であり、より好ましくは１／８”以下である。生の繊維セメント表面材は、塑性、未硬化の状態にあるシートを形成するために複合材を製造する前にスラリー脱水プロセスによって成形されることが好ましい。複合建材は、未硬化状態で組み立てられた後、硬化される。
2004511685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建材であって、
少なくとも第１構成要素と、前記第１構成要素に隣接して設けられた第２構成要素とを含み、前記第１構成要素は、プリフォームされた未硬化の繊維セメントとして提供され、繊維セメントは、個別化された繊維で強化されており、未硬化の繊維セメントは、第１構成要素を第２構成要素に隣接して設けた後に硬化されてなる建材。
【請求項２】
第２構成要素が硬化性材料から作られる、請求項１に記載の建材。
【請求項３】
第１構成要素と第２構成要素が同時に硬化される、請求項２に記載の建材。
【請求項４】
第１構成要素と第２構成要素が順次硬化される、請求項２に記載の建材。
【請求項５】
第１構成要素が、第１構成要素を第２構成要素に隣接して設ける前に部分的に乾燥される、請求項１に記載の建材。
【請求項６】
第２構成要素の密度が繊維セメントの密度より低い、請求項１に記載の建材。
【請求項７】
第２構成要素が繊維強化されている、請求項１に記載の建材。
【請求項８】
構成要素の１つが、他の構成要素を少なくとも部分的に取り囲んでいる、請求項１に記載の建材。
【請求項９】
第１構成要素が、第２構成要素を少なくとも部分的に取り囲んでいる、請求項８に記載の建材。
【請求項１０】
第１構成要素が、第２構成要素と第３構成要素の間に位置するように、前記第１構成要素に隣接して第３構成要素をさらに設ける、請求項１に記載の建材。
【請求項１１】
個別化された繊維が、実質的に平面の配向を有する、請求項１に記載の建材。
【請求項１２】
個別化された繊維が、荷重の方向に実質的に配向している、請求項１に記載の建材。
【請求項１３】
繊維が、繊維セメント、第１構成要素の表面に平行に配向している、請求項１に記載の建材。
【請求項１４】
第１構成要素の繊維セメントが、セルロース繊維を含む、請求項１に記載の建材。
【請求項１５】
第１構成要素の繊維セメントが、天然無機繊維を含む、請求項１に記載の建材。
【請求項１６】
第１構成要素の繊維セメントが、合成繊維を含む、請求項１に記載の建材。
【請求項１７】
第１構成要素の繊維セメントが、エンジニアードファイバーを含む、請求項１に記載の建材。
【請求項１８】
第２構成要素が軽量材料である、請求項１に記載の建材。
【請求項１９】
第２構成要素が耐火材料である、請求項１に記載の建材。
【請求項２０】
第１構成要素の繊維セメントがプレスされている、請求項
１に記載の建材。
【請求項２１】
第１構成要素の繊維セメントがプレスされていない、請求項１に記載の建材。
【請求項２２】
第１構成要素の繊維セメントが成形可能である、請求項１に記載の建材。
【請求項２３】
第１構成要素の繊維セメントがエンボスされている、請求項１に記載の建材。
【請求項２４】
第１構成要素と第２構成要素の結合を改善するために、第１構成要素と第２構成要素の間に副層をさらに含む、請求項１に記載の建材。
【請求項２５】
第２構成要素が、第１側部と第２側部を有する軽量コアであり、第１構成要素がコアの少なくとも第１側部上にあるプリフォームされた繊維セメント表面材である、請求項１に記載の建材。
【請求項２６】
コアの第２側部上に第２表面材をさらに含む、請求項２５に記載の建材。
【請求項２７】
繊維セメント表面材が、コアの第１側部および第２側部の両方の周りを包む、請求項２５に記載の建材。
【請求項２８】
表面材の厚みが約３／１６”未満である、請求項２５に記載の建材。
【請求項２９】
第２表面材が、繊維セメント、繊維状マット、紙、および高分子コーティングからなる群から選択される材料から作られる、請求項２６に記載の建材。
【請求項３０】
コアがセメント質である、請求項２５に記載の建材。
【請求項３１】
コアがソリッドである、請求項２５に記載の建材。
【請求項３２】
コアが開放型である、請求項２５に記載の建材。
【請求項３３】
コアが均質である、請求項２５に記載の建材。
【請求項３４】
コアが不均質である、請求項２５に記載の建材。
【請求項３５】
コアがハニカム構造を有する、請求項３２に記載の建材。
【請求項３６】
コアが、複数の垂直対称対向波形コア層を含む、請求項３２に記載の建材。
【請求項３７】
コアが、水平単一波形コア層を含む、請求項３２に記載の建材。
【請求項３８】
建材が単一厚板である、請求項２５に記載の建材。
【請求項３９】
建材がトリムボードである、請求項２５に記載の建材。
【請求項４０】
建材の製造方法であって、
所定のサイズおよび形状の繊維セメント構成要素を、繊維セメント構成要素が塑性状態にあり、かつ未硬化であるようにプリフォームすることと、
硬化性材料から作られる第２構成要素を、繊維セメント構成要素に隣接して形成することと、
繊維セメント構成要素が第２構成要素に隣接したまま、少なくとも繊維セメント構成要素を硬化させて、建材を形成することとを含む方法。
【請求項４１】
第２構成要素が硬化性材料から作られる、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
第１構成要素と第２構成要素が同時に硬化される、請求項４１に記載の建材。
【請求項４３】
第１構成要素と第２構成要素が順次硬化される、請求項４１に記載の建材。
【請求項４４】
第２構成要素を形成した後で、かつ少なくとも繊維セメント構成要素を硬化する前に、繊維セメント構成要素を部分的に乾燥することをさらに含む、請求項４０に記載の建材。
【請求項４５】
第１構成要素が、第１構成要素が第２構成要素に隣接して設けられる前に乾燥される、先の繊維セメント要素。
【請求項４６】
第２構成要素の片側に繊維セメント構成要素を設けることをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４７】
第２構成要素の第２側部に隣接して第３構成要素を設けることをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４８】
第３構成要素が繊維セメントから作られる、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
繊維セメント構成要素の厚みが約３／１６”未満である、請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
プリフォームされた繊維セメント構成要素が、同一平面に沿って実質的に整列している繊維を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５１】
繊維セメント構成要素が個別化された繊維を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５２】
第２構成要素を少なくとも部分的に囲んで、繊維セメント構成要素を設けることをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５３】
第２構成要素が軽量セメント質材料から作られる、請求項４０に記載の方法。
【請求項５４】
第２構成要素が耐火性材料から作られる、請求項４０に記載の方法。
【請求項５５】
プリフォームされた繊維セメント構成要素が未硬化の塑性状態にある間に、プリフォームされた繊維セメント構成要素を所望の形状に成形することをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
発明の分野
本発明は複合建材に関し、より詳細には、軽量コアおよびコアの両側に形成された１個または複数個の繊維セメント表皮を合体させた建材に関する。
【０００２】
関連技術の説明
耐水建築シートなどの繊維強化セメント製品は、１８９５年以来建築に使用されている。最近の歴史では、こうした製品に使用される強化繊維には、アスベスト繊維だけでなく、セルロース（木材）繊維（オーストラリア特許第ＡＵ５１５１５１参照）、金属繊維、ガラス繊維、およびその他の天然繊維が含まれている。通常、こうした建築シートの密度は、１．２〜１．７ｇ／ｃｍ３であり、密度の変化は通常製造で使用される繊維セメントスラリーの圧縮および脱水、ならびに使用する繊維の量を変化させることによって実現することができる。
【０００３】
上記の繊維セメントの密度は、これらの製品が、同じ寸法の木材系製品より重く、木材および木材系製品より切断、機械加工、および釘打が難しいことを意味している。木材の密度は、通常、乾燥した硬材では０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３であり、乾燥した軟材では０．３８〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲である。したがって、木材とほぼ同じ密度の繊維セメント材料があれば、繊維セメントの耐久性、難燃性、耐腐敗性、および耐水性を保ったまま、より軽量で、より釘打性があり、より容易に切断でき、より容易に機械加工できる製品を製造することができる。
【０００４】
（発明の概要）
繊維セメント建材は、一般に、建物の壁の外面に取り付けられる。繊維セメント製品の外面は、局地的な天候条件にさらされており、温度および湿度の変化、紫外線暴露、および大気中の汚染物質および二酸化炭素への暴露によってもたらされるストレスを受けている。複合体に１つまたは複数の特別な性質を提供する改質されたコアと共に、外部耐久性、平面強さ、および外面の繊維セメントの耐吸湿劣化性を有する建築製品が望まれている。この特別な性質として以下のものが挙げられるが、それだけに限らない。
【０００５】
・シート全長および長尺製品の取扱い易さのため、より軽量であること、
・万能ナイフを用いたけがき折り切断によって製品を素早く容易に確実に取り付けることができるように、石膏ボードと同様に切断が容易であること、
・外部環境条件から、建物構造の壁を絶縁するための低い熱伝導性、
・建物の壁および天井を通して熱や火が進行するのを防止する、防熱防炎性および低い熱収縮性、
・建物の壁、天井、および屋根への、湿気の流れおよび水や湿気の透過を制御調節する、低い湿気透過性、および
・建物内部の部屋全体の騒音の伝播を低減させる、低い音響透過性および高い吸音性。
【０００６】
これら所望の特性は、特定の特性用に調節した組成物を有するコアの上に繊維セメント表面材を用いたサンドイッチ複合設計物で実現することができる。
【０００７】
本発明は、一実施形態では、一般に、薄い繊維セメント表面材または繊維セメント表皮をコアの片側に接着し、第２表面材を反対側に接着した、軽量コアを含む複合建材に関する。建材の少なくとも１つの面に使用される繊維セメント表面材は、約３／１６”未満の厚みであることが好ましく、約１／８”未満の厚みであることがより好ましい。表皮材はコア材より密度が高いので、表皮がより薄くなると、全体として軽量の複合材が形成される。繊維セメント表面材は、表皮とコアをサンドイッチ複合材に組み立てる際に、プリフォームされた生の（未硬化の）状態であることが好ましい。
【０００８】
本発明の目的は、それだけに限らないが、タイル裏地、壁板、壁パネル、サイジング、トリム、幕板、敷板、床材、構造部材、柵材、屋根材、屋根敷板、またはこれらの下地などの用途を特定して設計することができる複合建材を製造することである。物理的性質（強さ、耐久性など）の大部分は、表面材および／またはコアの組成を変えることによって調節することができる。特定の一組の機械特性を持った複合材の製作が表面材と厚みの適切な選択で可能になる。複合材の密度は、コアスラリーの発泡および／または低密度充填材の添加によって低下させることができる。未硬化の繊維セメント表面材は、好ましくは連続の長さにプリフォームされる。連続のプリフォームされた繊維セメント表面材シートを使用すると、コア用と表面材用に１つずつキャスティングする代わりにコア組成物だけをキャストするので、複合材の製造が単純化される。さらに、連続のプリフォームされた繊維セメント表面材シートを使用すると、別のキャリヤシートの必要がなくなる。
【０００９】
さらなる目的は、コアと表面材を同時に硬化することによって、特性の改善された複合材を製造することである。未硬化の繊維セメントシートを用いて製造することにより、表面のテクスチャ、表面の形状、コーナーの形状、および複合材の特性がより一層フレキシブルになる。未硬化繊維セメント表面材へコアスラリーを浸透させ、引き続きコアと表皮を同時に硬化することにより、相互に浸透し合った物理的化学的結合の結果、優れた層間結合が生成する。この結合は、表面材のコア側に施されるセメント状結合層でさらに改良される。これにより、硬化後、より強固な物理的インターロックおよび化学的結合が形成される。さらに、未硬化表面材中の消泡剤、増粘剤、またはその他の添加剤が、表面材−コア界面の気泡を崩壊させるために用いることができる。これにより、コア表面材間の接触表面積を増大させることにより結合を一層高める密度の高い界面が形成される。これによって、複合材の強さと耐久性を低下させる層間剥離の発生が防止される。
【００１０】
本発明の一態様では、少なくとも第１構成要素と、この第１構成要素に隣接して設けられた第２構成要素とを含む建材が提供される。第１構成要素は、プリフォームされた未硬化の繊維セメントとして提供され、この繊維セメントは、個別化された繊維で強化されている。未硬化の繊維セメントは、第１構成要素を第２構成要素に隣接して設けた後に硬化される。
【００１１】
１つの好ましい実施形態では、第１側部および第２側部を有する、軽量でセメントを含む、低コストのコアを含む建材が提供される。プリフォームされた繊維セメント表面材は、コアの少なくとも第１側部上に設けられる。繊維セメント表面材は個別化された繊維で強化されており、この繊維は実質的に平面の配向を有する。コアと表面材は、同時に硬化されて建材を形成する。
【００１２】
本発明の他の態様では、建材の製造方法が提供される。所定サイズおよび形状の繊維セメント構成要素が、繊維セメント構成要素が可塑状態にあって、かつ未硬化であるようにプリフォームされる。硬化性材料からなる第２構成要素が、繊維セメント構成要素に隣接して形成される。第２構成要素に隣接しながら、少なくとも繊維セメント構成要素が硬化されて、建材を形成する。
【００１３】
１つの好ましい実施形態では、繊維セメント構成要素は繊維セメント表皮であり、第２構成要素は、第１側部と第２側部を有する軽量セメント状コアである。繊維セメント表皮は軽量セメント状コアの第１側部に隣接して位置する。セメント状の第１速部に繊維セメント表皮および軽量セメント状コアは同時に硬化されて、建材を形成する。
【００１４】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
１．複合材構造および組成
複合建材の好ましい実施形態を図１に示す。この複合材は、軽量コア（１２Ａ）、繊維セメント外層、表皮または表面材（１０）、および第２外層、表皮または表面材（１４）からなることが好ましい。本明細書で用いる用語の表皮、表面材、または外層は相互に入れ替えて使うことができる。複数の表面材と１つのコアを用いて複合材を形成することは、本発明の一実施形態であるに過ぎず、したがって、その片側または両側に表面材を有するコアに限定されずに、本明細書に記述された概念を組み込んで、他の建材を提供することができることを理解されたい。
【００１５】
一実施形態における軽量コアは、以下に詳細に説明するように、水硬性セメント状バインダー、フィラー、繊維、および泡および／または軽量の添加剤を含む。一実施形態における繊維セメント表面材（１０）は、水硬性セメント状バインダー、フィラー、繊維、および添加剤を含む。一実施形態における第２表面材は、薄い繊維セメント、繊維状マット、紙、および高分子コーティングを含む群から選択される。
【００１６】
図１〜図３Ｃの実施形態は、複合材の主平面軸と垂直な複合材料の横断面内に次の３つの主層を含む複合建材からなる。
【００１７】
・建築複合材の少なくとも片面上の、繊維セメントからなる第１層（１０）、　・コア材料からなる中間層（１２ａから１２ｄ）、
・対向面上の、または繊維セメントからなる第１層で覆われていない、複合材の残りの面を任意に組み合わせた面上の、繊維セメントまたは別の表面材からなる第２層（１４）。
これらの実施形態は、界面接着を改良するため、または複合材へ他の特別な機能を付与するために、主層内または主層間に副層を有することもできる。これら副層または中間層は、層内に埋め込まれた埋め込み強化材料を含むことができる。この強化材料は、通常、本明細書で第２外層として記載の材料からなる。
【００１８】
表面材は、コアのどの表面または側部にも貼ることができ、複合材の大きな主面に限定されない。例えば、図５および図６は、繊維セメント表面材（１０）を、それぞれプランク（厚板）およびトリムボードに用いるコアの実質上周囲全体に貼った、それぞれプランクおよびトリムボードを示す。繊維セメント層の表面は、美観上または機能的な必要性に応じて形状を変え、エンボスを施し、またはパターンを付けることができる。
【００１９】
ａ．繊維セメント外層、表皮、または表面材の材料
一実施形態における繊維セメント表皮配合物は、
・好ましくは約１０〜８０重量％、より好ましくは約２０〜５０重量％、最も好ましくは約２５〜４０重量％の濃度で存在する水硬性バインダー、
・好ましくは約０〜８０重量％、より好ましくは約４０〜７０重量％、最も好ましくは約４５〜６５重量％の濃度で存在するフィラー材料、
・好ましくは約１〜２５重量％、より好ましくは約２〜１６重量％、最も好ましくは約５〜１２重量％の濃度で存在する繊維、および
・好ましくは約０〜２０重量％、より好ましくは約０〜１０重量％、最も好ましくは約０〜６重量％の濃度で存在する添加剤、
を含むことが好ましい。
【００２０】
繊維セメントで使用される水硬性バインダーは、ポルトランドセメントであることが好ましい。しかし、それだけに限らないが、高アルミナセメント、微粉末高炉スラグセメント、半水石膏、二水石膏、無水石膏、またはこれらの任意の混合物を含む群から選択される任意の水硬性セメント質バインダーとすることができる。
【００２１】
フィラーは、反応性または不活性材料のいずれでもよいが、粉砕珪砂であることが好ましい。しかし、それだけに限らないが、非晶質シリカ、珪藻上、もみ殻灰、シリカフューム、マイクロシリカ、中空セラミック球体、地熱シリカ、高炉スラグ、水砕スラグ、製鋼スラグ、フライアッシュ、鉱物酸化物、鉱物水酸化物、粘土、マグネサイトまたはドロマイト、金属酸化物および水酸化物、高分子ビーズ、またはこれらの任意の混合物を含む群から選択される任意の材料とすることができる。
【００２２】
繊維セメント添加物は、それだけに限らないが、シリカフューム、中空セラミック球体、セノスフェア、地熱シリカ、難燃剤、硬化促進剤、硬化遅延剤、増粘剤、顔料、着色剤、可塑剤、分散剤、発泡剤、凝集剤、防水剤、有機密度調節剤、アルミニウム粉末、カオリン、アルミナ三水和物、雲母、メタカオリン、炭酸カルシウム、珪灰石、鉱物酸化物、鉱物水酸化物、粘土、マグネサイトまたはドロマイト、金属酸化物および水酸化物、軽石、スコリア、凝灰岩、頁岩、スレート、パーライト、バーミキュライト、高分子ビーズ、ケイ酸カルシウム水和物、および高分子樹脂エマルジョン、またはこれらの任意の混合物を含む群から選択することができる。好ましい高分子樹脂は、それだけに限らないが、アクリルラテックス、スチレンブタジエンラテックス、またはこれらの混合物である。これらのラテックスは、エマルジョンでも、再分散可能な粉末状でもよい。ポルトランドセメント系材料では、ラテックスは、高アルカリ環境に耐えるように安定化する必要がある。
【００２３】
繊維セメントに用いられる繊維は、セルロース木材パルプであることが好ましい。しかし、それだけに限らないが、セラミック繊維、ガラス繊維、ガラスセラミック繊維、ケナフ、大麻、亜麻および黄麻などの天然繊維、炭素繊維、鉱物ウール、スチール繊維、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ビスコース、ナイロン、ＰＶＣ、ＰＶＡ、およびレーヨンなどの合成高分子繊維、または任意のこれらの混合物を含む群から選択される天然または合成の有機または無機繊維材料でもよい。
【００２４】
セルロース繊維を用いる場合は、それだけに限らないが、漂白、未漂白、半漂白セルロースパルプを含めた、未精製／未フィブリル化または精製／フィブリル化セルロースパルプであることが好ましい。セルロースパルプは、軟材、硬材、農業原料、リサイクル古紙またはリグノセルロース材料の任意の他の形態から作ることができる。セルロース繊維は、様々なパルプ化方法で作ることができる。パルプ化のプロセスでは、木材またはケナフ、わら、および竹などの他のリグノセルロース原料を、リグノセルロース材料の構造内の結合を破断する手段によって繊維物質に分解する。このタスクは、化学的、物理的、熱的、生物的に、またはこれらの処理の組み合わせによって実現することができる。
【００２５】
セメント複合材料の強化に用いられるセルロース繊維は、繊維細胞壁からリグニン成分の一部またはすべてを取り除いた、大部分が個別化された繊維である。一実施形態では、リグニン成分の少なくとも９０％が、繊維細胞壁から取り除かれている。これらの繊維は、化学パルプ化法で製造するのが好ましい。この方法は、繊維を分離するのに主として薬品の作用を用いるものである。このプロセスに利用される薬品に基づいて、化学パルプ化法は、ソーダ法、クラフト法、クラフトＡＱ法、ソーダＡＱ法、酸素脱リグニン法、クラフト酸素法、有機溶媒法、および亜硫酸パンプ化、爆砕パルプ化、または任意の他のパルプ化技術に分類される。化学的パルプ化プロセスでは、セルロースおよびヘミセルロースをつないで、木材の機械的強さをもたらす接着剤として機能するリグニンは、化学反応で分解され溶解される。
【００２６】
通常、これらの化学反応は、蒸解がまと呼ばれることが多い反応器で、約１５０から２５０℃の高温で約３０分から２時間行われる。リグニンとセルロース成分の結合の切断により、繊維間の結合が弱くなる。次いで、穏やかな機械的な力を利用して、セルロース繊維は個々の繊維に分離される。繊維セメント複合材で用いられる個別化された繊維用の群を抜いて一般的な方法は、クラフト法である。
【００２７】
これらの繊維は、オーストラリア特許第ＡＵ５１５１５１号に記載のような、フィブリル化セルロース繊維であることがより好ましい。繊維のフィブリル化では、まず繊維を水に分散する。これは、製紙産業で一般に使用される種類のハイドラパルパーで行うことが好ましい。ディスク型セルロースリファイナを用いて、繊維を擦りむき、細断し、またはほつれさせて、繊維ストランドから広がった短い、毛髪状のフィブリルまたは巻きひげを生成することが好ましい。このプロセスにより、セメント質マトリックス中に混ぜた際に結合に利用できる露出表面積を著しく増大させる。この繊維モルフォロジにより、繊維−マトリックス結合を改良することができ、強さの改良、ならびに耐衝撃性および酷使抵抗性（ａｂｕｓｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）の改良をもたらす。添加された繊維単位容積当たりの、この改良されたより効率的な補強により、所与の性能水準に到達するのに必要な繊維添加容積を低減させることができる。セルロース繊維のコストが他の繊維セメント成分よりかなり高いので、この必要繊維含有量の低減により、原料コストを著しく低下させることができる。
【００２８】
一実施形態では、繊維を、ハイドラパルパー内で、約１％から６％の濃度で分散する。ここである程度のフィブリル化も行われる。さらなるフィブリル化は、１つのリファイナまたは一連の複数のリファイナを用いて実現することができる。分散させた後、次いで繊維を、ＣＳＦ（カナディアン・スタンダード・フリーネス）約１００から７５０度の範囲、より好ましくはＣＳＦ約１００から６５０度の間、より好ましくはＣＳＦ約１８０から６５０度の間にフィブリル化する。分散およびフィブリル化は、ハンマーミル粉砕、デフレーキング、リファイニング、細断、などの他の技術でも実現できる。さらに、フィブリル化しない繊維を使用することも、製品およびプロセスによっては許容できる。他の実施形態では、通常のフラッシュ乾燥装置を用いて、繊維の水分を約５％から５０％にするフラッシュ乾燥が、加工処理にさらに含まれる。
【００２９】
繊維セメントの表層での繊維の配向は、材料の平面層に平行であることが好ましく、繊維強化セメントおよびコンクリート表面材において、この平面配向は、ランダム配向繊維と比べて表皮の引張強さを１０から２０％上昇させる。繊維が実質的に負荷の方向に配向しているのがより好ましい。所望する負荷の方向に応じて、繊維を異なる平面に揃えることもできることが理解されよう。平面配向の繊維を利用することは、繊維をより経済的に用いることになる。これは、無機マトリックス材料より繊維の方が高価だからである。より耐久性のあるマトリックス成分が繊維で希釈されることが少ないので、所望の強さを実現するのに必要な繊維が少なくて済み、かつ製品はより耐久性がある。さらに、上記のように、繊維セメント表面材用の好ましい繊維は、表面材の製造前に分散およびフィブリル化しているセルロース繊維である。これらのばらばらの、または個別化された繊維は、フィブリル化のプロセスによって、セメント質材料への結合に利用できる表面積がより広いものである。繊維セメント単位容積当たりの結合度が、このようにより高くなることによって、強さがより高くなり、耐久性が向上する。
【００３０】
ばらばらの、または個別化された繊維は、他の成分と比例的に混ぜられて、混合物を形成する。この混合物は、用いられる加工プロセスに応じて、水性スラリー、または半乾燥ペーストとすることができる。一実施形態では、セルロース繊維を、セメント、シリカ、密度調節剤、および他の添加剤と、周知の混合プロセスで混ぜて、スラリーまたはペーストを形成する。ミキサーでは、普通のセルロース繊維および／または天然の無機繊維、および／または合成繊維を、このエンジニアードファイバーとブレンドすることができる。
【００３１】
繊維セメント表面材は、可塑的な混合物または水性スラリーから、下記のようないくつかの通常のプロセスで、ポストプレスを行うか行わずに造形品にすることができる。
【００３２】
・ハッチェック（Ｈａｔｓｃｈｅｋ）シートプロセス、
・マッツア（Ｍａｚｚａ）パイププロセス、
・マニャーニ（Ｍａｇｎａｎｉ）プロセス、
・射出成形、
・押出、
・ハンドレイアップ、
・モールディング、
・キャスティング、
・フィルタプレス、
・長網式フォーミング、
・マルチワイヤフォーミング、
・ギャップブレードフォーミング、
・ギャップロール／ブレードフォーミング、
・ベル−ロールフォーミング、
・ウェルクリート（Ｗｅｌｌｃｒｅｔｅ）、
・その他
これらのプロセスには、製品が形成された後で製品が硬化される前に、プレス、エンボスその他などの二次成形も含まれる。ハッチェック（Ｈａｔｓｃｈｅｋ）プロセスを用いて最終製品を得るために用いる加工ステップおよびパラメータは、オーストラリア特許第５１５１５１号記載のものと同様である。したがって、上記の加工後、形成された製品は塑性状態にあり、その形状を保持することができ、かつ成形することができるが、未硬化である。下記のように、製品の硬化は、コア材料と同時に行われることが好ましい。
【００３３】
ｂ．コア構造および材料
コア構造は、ソリッドコア（図１および図２の要素１２ａ）または開放型コア（それぞれ、図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃの要素１２ｂ、１２ｃ、および１２ｄ）の構造とすることができる。あるいは、コアは、均質または不均質（すなわち、コア自体が複合材である）と考えることもできる。以下の方法の１つまたは組み合わせを用いて複合材の密度を低下させることができる。
【００３４】
・好ましくは約０．０２〜１ｍｍの範囲の気泡サイズを有する大容積の気泡をコアスラリー中に取り入れることによって（ソリッドコア構造）、
・コアスラリーに大容積の低密度材料を添加することによって（ソリッドコア構造）、または
・大きなボイド容積（構造空隙率、通常、ボイド寸法はコア厚みの約１０％から９０％以上の範囲）を有する開放型ネットワークを形成するように、しかし適当なコア強さを生じる構造デザインで、構造補強材料でコアを形成することによって（開放型コア構造）。
【００３５】
発泡剤を直接スラリーに添加し、ｉｎ　ｓｉｔｕで発泡させることによって、または、好ましくは、気泡発生器から気泡を添加することによって、大容積の気泡をコアに導入することができる。アルミニウム粉末などの反応性のガス形成性金属粉末をアルカリ性セメント質スラリーに添加することによって、ボイドを形成することもできる。低密度添加剤をスラリーに直接添加すれば、その後の加工が不要である。開放型コア構造の製作には、複合材の組み立て前のコアの作成を含む。
【００３６】
開放型コア構造のデザインについては、コアは、強固な材料から、表面材を構造的に補強し支持する形状および配向に作ることが好ましい。目的は、複合材の重量を低下させるために大容積のボイドを取り入れた開放型構造の設計物を用いて、一体構造のサンドイッチ複合材の強さおよび安定性を造りだすことである。こうした構造の設計物には、開放型ハニカムおよびコルゲーションが含まれる。補強コア構造の軸線は、複合材の平面軸に平行または垂直に配向させることができる。構造補強材料は、上記の組成物およびプロセスからなる繊維セメントから、または、プラスチック、繊維強化プラスチック、金属、または肉厚が好ましくは≦１／４インチの段ボール材料などの、その他の費用対効果が大きい剛性材料から作ることができる。ハニカムまたは他のマルチセル構造などの開放型構造コア設計物の好ましい製造方法は、押出である。他の好ましい実施形態は、コアと表面材の共押出である。
【００３７】
一実施形態のソリッドコア配合物は下記を含む。
【００３８】
・好ましくは約１０〜１００重量％、より好ましくは約２０〜５０重量％、最も好ましくは約２５〜４０重量％の濃度で存在するバインダー、
・スラリーを発泡することによって形成され、約０．０２〜１．０ｍｍの範囲のサイズの、約０〜８０容量％、より好ましくは約２０〜７０容量％、最も好ましくは約２５〜５０容量％の濃度で存在するボイド、
・好ましくは約０〜８０重量％、より好ましくは約４０〜７０重量％、最も好ましくは約４５〜６５重量％の濃度で存在するフィラー材料、
・約０〜５重量％、より好ましくは約０．２５〜２．０重量％、最も好ましくは約０．５〜１．０重量％の濃度で存在する繊維、および
・好ましくは約０〜２０重量％、より好ましくは約０〜１０重量％、最も好ましくは約０〜６重量％の濃度で存在する添加剤および混和材。
【００３９】
ソリッドコア組成物は、コア特性のために所望される、気泡、フィラー、添加剤、および混和材を含むことが好ましく、有機（高分子）または無機バインダーのいずれかによって結合することができる。高分子バインダーは、発泡してもしなくてもよく、フィラーを含んでもよい。これらの材料に使用する好ましいバインダーは、それだけに限らないが、ポートランドセメント、高アルミナセメント、微粉末高炉スラグセメント、半水石膏、二水石膏、無水石膏、またはこれらの任意の混合物を含む群から選択される無機の水硬性バインダーである。バインダーは、ポートランドセメント、半水石膏、二水石膏、無水石膏、またはこれらの任意の混合物であることがより好ましい。
【００４０】
ソリッドコア用の混和材には、粘度調節剤、促進剤、遅延剤、発泡剤、および分散剤が挙げられる。軽量骨材またはフィラーは、コアの密度を低下させるために、発泡剤と共にまたはこれの代わりに用いられる。軽量フィラーには、パーライト、バーミキュライト、頁岩、および粘土などの発泡鉱物、発泡ポリスチレン、ならびにフライアッシュなどが含まれる。これらのコアに単独または組み合わせて使用される防湿性添加剤には、ワックスおよび／またはアスファルトのエマルジョン、ポリビニルアルコール、シロキサンエマルジョン、金属石鹸、およびステアリン酸塩が含まれる。スチレン−アクリルラテックスなどの材料で形成される膜または樹脂コーティングを用いて、防湿性および表面品質をさらに改良することができる。耐火性を改良するために用いられる添加剤には、石膏、ガラスおよび珪灰石などの鉱物繊維、非発泡バーミキュライト、雲母、アルミナ水和物、ボーキサイト、粘土などの鉱物添加物、および任意のこれらの混合物が含まれる。
【００４１】
コアに使用できるその他の材料には、上記表面材について説明したもの、「他のサンドイッチ複合材実施形態の概要」と題する後述の項で説明するものが含まれる。
【００４２】
ｃ．第２外層、表皮、または表面材用の材料
第２層、または表皮は、使用するなら、連続繊維状または繊維強化複合材シート、マット、プレート、フィルム、またはコーティングなどの任意の一般に平面形状で供給することができ、金属、プラスチック、木材、有機または無機繊維、セメント質または非セメント質バインダー、フィラー、添加剤、またはこれらの組み合わせなどの物質から作ることができる。好ましい非セメント質バインダーには、それだけに限らないが、アクリルおよびスチレン−ブタジエンラテックスなどのポリマーが含まれる。一実施形態では、第２表面材は、上記の第１表面材と同様に製造された繊維セメントである。他の実施形態では、第２表面材は、第１表面材とは異なる材料からなる。第２表面材に使用される好ましい材料には、薄い繊維セメント、繊維状マット、紙、連続ストランド２次元マット、および高分子コーティングが含まれる。好ましい繊維状マットはガラス繊維から作られ、連続繊維またはチョップトファイバーを用いた不織布（ベール）または織布（スクリム）とすることができる。ガラス繊維は、耐アルカリ性であるかまたはポリマー塗布されていることが好ましい。第２層の表面は、美観上または機能的な必要性に応じて形状を変え、エンボスを施し、またはパターンを付けることができる。第２表面材に使用できるその他の例は、「他のサンドイッチ複合材実施形態の概要」と題する後述の項で説明される。
【００４３】
ｄ．複合材の加工
上記構成要素を製作した後、複合材は十分に硬化されて、引き続いての加工前に最低レベルの剛性に到達することが好ましい。最低レベルの強さに到達しないと、プロセス上の取扱い、切断、および積重ねに必要な物理的操作によって、コア内部の破損またはコア−表皮界面での層間剥離などの損傷を引き起こす恐れがある。配合に応じて、複合材は、空気硬化、高温硬化、蒸気硬化、炭化、または予備硬化後にオートクレーブ、またはこれらの組み合わせで硬化することができる。複合材の剛化に必要な時間、および適切な硬化に必要な温度−時間スケジュールは、配合、製造プロセス、ならびに複合材のサイズおよび形状で左右される。これらの要因は、硬化制御混和材の使用および／または温度などの加工パラメータの調節によって調節することができる。本明細書で述べる硬化は、セメント質材料の硬化だけでなく、時が経つにつれて硬化する非セメント質材料（例えば、ポリマー）も含むことを理解されたい。
【００４４】
一実施形態では、未硬化繊維セメント表面材は、上記の複合材を製造する前に、好ましくは、ハッチェック（Ｈａｔｓｃｈｅｋ）プロセスなどのスラリー脱水プロセスによってプリフォームして、成形可能な未硬化状態のシートを形成する。この複合建材は、好ましくは、未硬化状態で組み立てられ、次いで硬化される。一実施形態における複合材は、好ましくは、高温高湿の予備硬化室、または高温低湿度の予備硬化室で初めに予備硬化することができる。あるいは、予備硬化は、好ましくは室温で８０時間まで、最も好ましくは２４時間以下で行われる。物品は次いで、一実施形態では、約３０日間空気硬化されることがある。より好ましくは、予備硬化製品は、蒸気飽和環境下で、約６０から２００℃で約３から３０時間、より好ましくは約２４時間以下、高温高圧でオートクレーブ処理する。予備硬化と硬化のプロセスに選ぶ時間と温度は、配合、製造プロセス、プロセスパラメータ、ならびに製品の最終形状で左右される。
【００４５】
上記実施形態では繊維セメントとコアの同時硬化を説明しているが、必ずしも硬化を同時に行う必要は無いことを理解されたい。他の実施形態では、硬化は、続けてまたは順次行うことができ、コアと繊維セメントは異なる時間に硬化する。さらに、コアは、硬化を必要としない材料から作ることもできる。これらの実施形態では、繊維セメント構成要素だけが硬化される。複合建材を形成する前に、繊維セメントを部分的に硬化または乾燥することができることも理解されたい。
【００４６】
複合材の製造は、未硬化繊維セメントを用いて行われ、取扱い、切断、取付け、および使用中にコア−表皮の層間剥離を起こし難いまたは実質的に起こさない、より強固な界面層結合を生成する。コアと表皮の同時硬化により、コアと繊維セメント表皮間に、相互に浸透し合った物理的化学的結合が生成する。この種の結合は、硬化済の繊維セメントを用いた複合材の形成と比べてより強固でより耐久性があり、層を結合するのに接着剤が不要である。好ましくは、加速された水硬性バインダーを使用して連続加工を増速し、より高い処理能力を可能にする。繊維セメント表面材の使用は、複合材に優れた防湿性および酷使抵抗性を与える。火炎の熱伝導を効果的に遅延させミクロ構造の透過性を制御する添加剤の使用により、優れた耐火性を得ることができる。複合材は、有機または無機材料あるいはこれらの混合物を含み、コア−表皮結合の改良により、湿気制御、断熱性、および耐火性などの特別の機能性を付与する中間層を有するようにデザインすることもできる。
【００４７】
促進剤の使用は、複合材の高速、連続生産に望ましい急速剛化をもたらす。コアスラリー中の促進剤が製造中に未硬化の表面材内に浸透することにより、繊維セメント表面材の硬化を促進することができる。高速生産には、コアの崩壊または複合材の損傷なしに切断や積載のための取扱いができるように、複合材の急速剛化が必要である。
【００４８】
プリフォームされた未硬化繊維セメント表皮の使用により、以下に略述するいくつかの利点が提供される：第１に、相互に浸透し合った物理的化学的結合から得られる表皮−コア結合の改良。この種の結合は、従来技術に見られる硬化済みの繊維セメントとコアの間に起こる主として物理的な結合よりも強固でより耐久性があるから、この結合の改良によって、曲げ強さがより高くなる。さらに、この結合の改良により、取扱い、切断、取付け、および使用中に発生する恐れがあるコア−表皮の層間剥離への抵抗性が改良され、あるいはその発生がなくなる。
【００４９】
プリフォームされた未硬化繊維セメント表皮の使用により製造時間も短縮される。未硬化の表皮は、複合材の組み立て前に、同時に、製造、成形、刻印、またはエンボスすることができる。未硬化の底部表皮も、キャリヤシートとしての役割を果たすことができ、この柔軟な表皮材料の縁部を上方に曲げることによって、これは、コア材料へのモールドとしての役割を果たすことができ、複合材の連続生産を可能にする。
【００５０】
上記の方法および配合により、表皮−コア中間層の形成も改良される。未硬化繊維セメント表皮中の消泡剤などの混和材により、表皮−コア界面での気泡構造を崩壊させることができ、接触表面積のより大きい高密度の中間層を生成して、表皮に対するコアのより強固な結合が得られる。また、未硬化表皮中の含水率を注意深く制御することにより、形成する高密度中間層の厚みを制御しやすくできる。より乾燥した表皮は、コアスラリーからより多くの水を吸い取り、表皮−コア界面でより多くの気泡構造の崩壊を引き起こして、より高密度で、より厚い中間層が得られる。組み立て前に、繊維セメント表皮のコア側に高密度中間層材料を施して、コア−表皮結合をさらに改良することができる。
【００５１】
表皮硬化および表皮特性の改良も、上記の実施形態から得られる。コアスラリー中の促進剤などの混和材は、繊維セメントのキャピラリネットワーク内に吸い取られ、繊維セメント表皮の硬化を促進する。コアスラリー中のセメント質材料は、繊維セメントのキャピラリネットワーク内に吸い取られ、セメント質反応生成物でキャピラリを充填することによって繊維セメント材料の透過性を大幅に低下させる。このプロセスは、繊維セメントの透過性を、予想外に９５％も低下させる結果になった。
【００５２】
ｅ．他の種類の複合建材
本明細書記載のサンドイッチ型複合材料は、単に本発明の一実施形態であるに過ぎず、したがって、プリフォームされた未硬化繊維セメント構成要素を組み込んで、他の種類の複合建材を作ることもできることを理解されたい。
【００５３】
図７Ａは、円形の横断面を有する建材の一実施形態を示し、上記のような軽量材料１６が上記のような繊維セメント構成要素１８を取り囲んでいる。図７Ａに示すように、繊維セメント構成要素１８はソリッドでもよく、あるいは、図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、繊維セメント構成要素１８は環状でもよい。図７Ｂでは、軽量コア２０は、外側構成要素１６と同じ材料でも異なる材料でもよく、繊維セメント構成要素１８の内部に形成されている。図７Ｃでは、このコア２０は、これによって建材の中空領域を画定するように、環状とすることもできる。
【００５４】
図７Ａ〜図７Ｃの構成要素１６および１８は、繊維セメント構成要素が軽量コアを取り囲むように取り替えることもできることを理解されたい。さらに、図７Ｄ〜図７Ｆに示すように、建材は円形である必要は無く、多くの他の形状を取ることができる。図７Ｄ〜図７Ｆは、軽量材料２４の矩形コアが、軽量コア２４の周り全体に延在する繊維セメント表面材２２で取り囲まれている、一実施形態を示す。この表面材２２は、コア２４の周り全体に延在する必要はなく、コアの周りの一部のみに延在することもできる。
【００５５】
その他の実施形態を図７Ｅと図７Ｆに示す。コア２６は、２つの表面材層２４と２６によって取り囲まれて設けられており、この表面材層のうち１つは、上記の繊維セメントとすることができ、他の１つは同じ材料でも異なる材料でもよい。図７Ｆでは、コア２６を中空にできることを示す。
【００５６】
図７Ｇは、軽量コア３０が２つの表面材層２８と３４の間にサンドイッチされている他の実施形態を示す。この２つの表面材層は、上記のような繊維セメント表面材とすることができる。コア３０は、繊維または他の材料でよい代表的な補強材３２で強化された複合材料自体であることができる。
【００５７】
２．好ましい繊維セメント表皮建材の例
本発明の１つの好ましい実施形態は、軽量でセメントを含有する低コストコアから作られ、このコアは、少なくとも一部が、硬化すると、日光、水、および大気ガスにさらされたときに高い耐久性を有する、厚みが約３／１６”未満の繊維セメント表皮によって取り囲まれている。繊維セメント表皮と軽量コアの間の結合はセメントによる。薄い未硬化の繊維セメント表皮は、曲げ、折り曲げ、または種々の形状にすることができる。外部風化条件にさらされないコア表面の部分は、所望により、被覆しないままとしてもよいし、第２外層として本明細書に記載の他のシート材料で覆ってもよい。
【００５８】
複合材は、好ましくは、より低いコスト、耐久性、および（取扱い、形状への切断、および取付けを含めた）作業性を含む、１つまたは複数の改良された属性を有する。さらに、上記サンドイッチ複合材の使用によって、強さ、酷使抵抗性、耐火性、耐音響透過性、および美観の任意の組み合わせを組み込んで、多機能性が達成される。製造性の観点からは、薄い生のシートの使用により、表皮は、コア用の成形可能モールドを形成することができる。添加剤により、コアと表皮は、急速にかつ制御されて硬化して、セメントで結合したモノリスを形成することができる。
【００５９】
サンドイッチ複合材ボードの製造で、プリフォームされた未硬化の繊維セメント表皮を使用することも、硬化済み繊維セメント表皮を使用するよりはるかに効率的である。硬化済み繊維セメント表皮を使用すると、流動性コアスラリーを収容するモールドの使用が必要になるか、または、平面のプロフィルを達成するために圧縮しなければならない非流動性コアミックスの使用が必要になる。これらの方法はいずれも生産速度を著しく低下させる。
【００６０】
好ましい実施形態の薄い、プリフォームされた、生の繊維セメント表皮の塑性もまた、表皮がコーナーを包んで、硬化済み繊維セメント表皮では不可能な矩形または異形を形成することを可能にする。
【００６１】
これら実施形態の多機能性は、
・不燃性、
・難燃性、
・耐腐敗性、
・抗かび抗菌性、
・耐シロアリ性、
・塗装用仕上げ外表面、
・屋外耐久性、
・耐湿気劣化性、
・耐候性、
・酷使抵抗性、
など、繊維セメントの所望する属性の組み合わせから由来し、かつ
・合板およびＯＳＢ被覆とほぼ同等のフレーム壁のせん断強さ、
・Ｘ型石膏ボードとほぼ同等のフレーム壁の耐火性、
・発泡プラスチックとほぼ同等の断熱性、
・エンジニアードウッドパネルとほぼ同等の間仕切り壁用の構造妥当性、
・音響吸収性または低音響透過性、
・折りたたみコーナー、建築用プロフィルを形成するため、または、コア材料の周りを繊維セメントで完全に包むための、繊維セメント表皮の塑性による複合材の成形可能性など、
その他の機能的属性が、複合材と材料の相乗効果的組み合わせから得られる。
好ましい多機能性実施形態および製品の例を以下に説明する。
【００６２】
ａ．火＋外装仕上げ材または下地
好ましい製品の一例は、内外壁および天井アセンブリ用のＡＳＴＭ　Ｅ１１９によって試験したとき、複合材がＸ型石膏ボードと同等の耐火性を得るように、繊維セメントの望ましい特性と耐火性コア材料とを組み合わせている。この材料の利点は、耐火性と耐久性外面の両方を単一の製品で可能にしていることである。従来のシステムで同等の機能を得るには、Ｘ型石膏ボードと屋外用外装仕上げ材の組み合わせなど、複数の建築製品が必要になる。
【００６３】
ｂ．断熱性＋外装仕上げ材または下地
好ましい製品の他の例は、繊維セメントの望ましい特性と断熱性コア材料とを組み合わせて、ＡＳＴＭ　Ｃ−１７７に従って試験したとき、より高いＲ値を得ている。この材料の利点は、構造物に断熱性と耐久性外面の両方を提供することである。従来のシステムで同等の機能を得るには、発泡プラスチック断熱パネルと屋外用外装仕上げ材など、建築製品の組み合わせが必要になる。
【００６４】
ｃ．火＋断熱＋外装仕上げ材または下地
好ましい製品の他の例は、繊維セメントの望ましい特性と断熱性コア材料とを組み合わせて、ＡＳＴＭ　Ｃ−１７７に従って試験したとき、より高いＲ値を得ており、かつ厚み５／８”のＸ型石膏ボードと同等の耐火性も得ている。この材料の利点は、建物アセンブリに耐火性材料、断熱材、および耐久性外面を提供することである。従来のシステムで同等の機能を得るには、Ｘ型石膏ボード、発泡プラスチック断熱パネル、および屋外用外装仕上げ材の組み合わせなど、複数の建築製品が必要になる。
【００６５】
ｄ．せん断＋外装仕上げ材または下地
好ましい製品の他の例は、繊維セメントの望ましい特性と、ＡＳＴＭ　Ｅ７２に従って試験したラッキングせん断強さを組み合わせていて、複合材料をフレームアセンブリに固定することによって得られる、この材料の利点は、不燃性で、かつ（ＡＳＴＭ　Ｅ８４で試験して）表面燃焼特性が低い耐久性外面を有するアセンブリにおいて、必要なせん断強さを提供することである。ＡＰＡ規格被覆材およびサイジングなどの従来のシステムは可燃性であり、表面燃焼特性がより高い。
【００６６】
ｅ．せん断＋火＋外装仕上げ材または下地
好ましい製品の他の例は、繊維セメントの望ましい特性と耐火性コアとを組み合わせて、Ｘ型石膏ボードに相当する耐火性と適当なラッキングせん断強さを得ている。この材料の利点は、せん断強さ、耐火性、および耐久性外面を単一の建築製品で可能にしていることである。従来のシステムで同等の機能を得るには、Ｘ型石膏ボードとＡＰＡ規格被覆材またはサイジングの組み合わせなど、複数の建築製品が必要になる。
【００６７】
ｆ．外装仕上げ材またはトリムまたは化粧板
好ましい製品の他の例は、繊維セメントの望ましい特性と、薄い、プリフォームされた繊維セメント生シートの成形性とを組み合わせて、建築上望ましい形状を形成している。この材料の利点は、ポストキュア機械加工に必要なしに、異形にされた、または成形された建築製品が可能になることである。従来の異形繊維セメントは、機械加工および金型費、機械加工から発生するダストの制御および処理に伴うコストのため、経費がかさむ。これらの複合材を用いて、従来の繊維セメントと比べて、より厚い、軽量の、かつより複雑な形状を作ることができる。
【００６８】
３．他のサンドイッチ複合材実施形態の概要
これまで好ましい実施形態を説明してきたが、この項では、好ましい実施形態によって包含されるものも含めて、他の従来公知のサンドイッチ複合材の種類と比べて、サンドイッチ複合材の説明をさらに提供する。
【００６９】
一般に、高い引張り強さの表皮と、軽量、剛性のコアとを組み合わせたサンドイッチ複合材のデザインを用いて、高い強さ対重量比を得ることができる。この種のデザインを用いた製品には、航空機の翼、サーフボード、船殻、冷凍室パネル壁、および中空コアドアが含まれる。サンドイッチ複合材建築パネルには、紙表面およびガラス繊維マット表面の石膏ウォールボード、ガラス繊維スクリム強化セメント質タイル裏板および被覆材、およびガラス繊維表面の石膏裏板が含まれる。
【００７０】
ａ．一般建材
一般建材には、合板や繊維セメントシートなど、多層構造を有するものもある。これら特殊な多層材料の各層の組成および構造は、ほとんど同じである。大部分の繊維補強は、各層内で方向性を有し、または配向しており、複合材の物理的特性を方向性あるものにしている。例えば、複合材の引張り強さは、層に垂直な方向より、材料の平面（層）方向でより大きい。層は、繊維セメントのように複合材のすべての層が配向方向に整列するように、または合板のように交互の層を直角に整列させて配置することができる。隣接する配向した層を直角に整列すると複合材特性の方向性が大幅に低下する。
【００７１】
サンドイッチ複合材は、一般に、少なくとも３つの主層を含み、通常、比較的軽量のコアを覆う外部表皮または表面材から構成される。サンドイッチ複合材の表面材料は、通常、複合材に強さを付与するように選ばれる。屋外耐久性と耐湿気性は、高強度表皮固有の特性ではない。繊維セメント表皮は、サイジング、壁パネル、トリム、ソフィット、屋根板、およびかわらなどの屋外建築製品に望ましい耐湿気性と耐久性を提供する。高強度軽量複合材は、建築製品の施工が容易であることから望まれる。これは、大きなシートを過度の肉体労働なしに、かつ曲げてシートを破損することなしに取り扱うことを可能にする。サンドイッチ複合材のコアミックスへの気泡添加剤および／または軽量フィラーは、複合材の総重量を低下させる。
【００７２】
ｂ．サンドイッチ複合材のデザインで考慮すべきこと
軽量コアと比較的高い引張り強さの表皮または表面材を使用したサンドイッチ複合構造体では、取扱い性を容易にするために製品が重過ぎないようにしながら、構造上の剛性を付与できるような十分な厚みに複合材料を作ることができる。複合材の曲げ強さは、表皮とコアの間の接着界面の強さが十分である限り、主として表皮の引張り強さによって決まる。サンドイッチ複合材の曲げによる破壊は、３つの異なる観点で起こる可能性がある。引っ張られた面が割れる可能性、圧縮面が座屈および／またはコアから層間剥離する可能性、またはコアがせん断荷重で破損する可能性がある。せん断荷重での破損は、コアと表皮の界面近く、またはコア自体内部で起こる可能性がある。一般に気孔容積が高い軽量コア材料を使用する場合は、コアと表皮の間の良好な界面接着が必要である。
【００７３】
ｃ．建材サンドイッチ複合材の表面材料
表面材料または表皮は一般に、シート、マット、プレート、フィルム、およびコーティングを含む平面材料の形状である。これらの表面材は、金属、プラスチック、木材、紙、有機または無機繊維、およびセメント質材料などの物質から作られる。本明細書に記載のサンドイッチ複合建材に用いられる表面材料には、紙製シート、繊維マット、繊維強化セメント（ＦＣ）、および繊維マット強化セメント（ＦＭＣ）が含まれる。
【００７４】
（１）湿気環境での表面材料の性能
下記の表１に、代表的な石膏紙の湿潤強さおよび乾燥強さを、ハッチェック（Ｈａｔｓｃｈｅｋ）プロセスで作られたセルロース繊維セメントと比較する。乾燥していると、石膏紙は、繊維セメントのほぼ７倍の強さを有する。しかし、表皮材を水で飽和させると、石膏紙は、もとの強さの３％未満であった。一方、繊維セメントは、その乾燥強さの約３分の２を保持していた。
【００７５】
【表１】
2004511685.tif 000003
【００７６】
表面材として使用される紙は、乾燥していると非常に強いが、湿潤環境にさらされるとほとんどすべての強さを失ってしまう。紙に撥水剤を添加すると、耐水性が改良するが、長時間湿気にさらされるとやはりコア−紙の結合強さ、および紙の引張り強さの劣化が起こる恐れがある。これは、最後には、コアから紙が層間剥離する可能性、および／または最小の曲げ、せん断、または引張荷重でコア材料の破壊が起こる可能性がある。
【００７７】
（２）表面材料の酷使抵抗性
壁板などの建材は、人の往来にさらされることが多いので、建材の表面は酷使抵抗性を有することが望ましい。繊維セメントは、石膏ボードなどの一般の紙表面の建材よりはるかに優れた酷使抵抗性を有する。酷使抵抗性の１つの基準は、壁の表面とぶつかる人または装置によって引き起こされる摩滅からの材料の損耗または損失に対する表面の抵抗性である。繊維セメントおよび石膏ボードの耐表面摩耗性を、鋼製ブラシ上に２５ポンド荷重を用いて改良した、ＡＳＴＭ　Ｄ４９７７試験法を用いて測定した。５０サイクル後に摩耗深さを測定したところ、石膏ボードについては１．７５ｍｍ、一方、繊維セメントについては＜０．０１ｍｍであった。
【００７８】
（３）表面材料の火炎および火災伝ぱ
建材のデザインおよび選択においての他の懸念は、建物の火災の伝ぱを助長し、その火災へ燃料を供給することへの、材料の表面の抵抗性である。紙表面の建築製品の表面耐火性は、紙製表面材における木材繊維の可燃性のために、セメント系または無機系材料と比べて劣っている。
【００７９】
（４）繊維状マット表面材
繊維状マットを壁板、被覆材、および裏板に使用する場合は、通常これらは非被覆または被覆ガラス繊維から作られる。繊維状マットは、不織布（ベール）または織布（スクリム）とすることができ、チョップされた、または連続繊維から構成される。一般に、スクリムは、ベールより高価であるが、通常、より強くより耐久性がある。繊維状マットは、紙製表面材より耐久性がある。紙製表面材は一般に乾燥していると強いが、繊維状マットは湿潤強さがずっと高い。ＡＳＴＭ　Ｃ１１５４−９９は、繊維マット強化製品（ＦＭＣ）を、「水硬性セメント質マトリックスと２次元スクリムの非アスベスト繊維から製造された薄肉複合材」と定義している。
【００８０】
（ａ）不織布ガラス繊維マット表面材
ガラス繊維マットは、石膏ボード製品の防湿性および耐火性改良のために用いられてきている。しかし、石膏の水への溶解性のために、複合材は、湿気に長時間さらされると依然として劣化しやすい。これにより、コアおよびマット−コア界面の強さが徐々に低下する恐れがある。ガラス繊維マット表面の別の問題は複合材の取扱いによる皮膚炎症である。通常、マットに含まれるガラス繊維は、直径が０．００１インチ未満であり、割れて、取扱い時にマットと接触する皮膚に刺さる恐れがある。これら刺さったガラス繊維片は皮膚に炎症を起こす。高分子コーティングは、紙およびガラス繊維表面材両方の耐水性をさらに改良すると言われている。一般に、こうしたコーティングは、コア材料中への水の浸透速度を遅くする。
【００８１】
（ｂ）ガラス繊維スクリム
ガラス繊維スクリムは、ポルトランドセメントセラミックタイル裏板などの板製品の強化に用いられている。しかし、Ａガラス（ソーダ−ライム−シリカ）またはＥガラス（ホウケイ酸塩）からなるガラス繊維スクリムの耐久性は、ポルトランドセメントを含む材料および建築システムに使用されると著しく低下する。ガラス繊維は、ポルトランドセメントの高アルカリ性環境で侵されて強さを失う。実際のメカニズムはよく分からないが、この腐食は、アルカリシリケートゲルの形成で始まる。ガラス繊維は、比表面が高い（小さい直径と高いアスペクト比）ために比較的反応性があり、構造形態を失ってゲルを形成すると急速に強さが低下する。これに対処するために、ガラス繊維は、ポリ塩化ビニルなどの高分子材料で被覆して、湿潤環境での複合材の劣化を防止しなければならない。他の解決方法は、耐アルカリ性（ＡＲ）繊維で作られたガラス繊維スクリムを使用することである。これらの繊維は、ジルコニアを最低１６重量％含むソーダ−ライム−シリカガラスから構成されている。ジルコニアの添加により、ガラス繊維のコストは著しく上昇する。したがって、被覆ガラス繊維スクリムの使用は、耐アルカリガラス繊維スクリムの使用よりはるかに安価である。ガラス繊維スクリムの使用での他の懸念は、スクリムが完全にコア中に埋め込まれていないと、または適当な表面コーティングを施していないと板の表面が平滑でないことである。
【００８２】
（５）繊維セメント表面材
ＡＳＴＭ　Ｃ１１５４−９９は、繊維セメント（ＦＣ）製品を、「水硬性セメント質マトリックスと不連続の非アスベスト繊維から製造された薄肉複合材」と定義している。繊維マット強化セメント製品（ＦＭＣ）は、ＡＳＴＭ　Ｃ１１５４−９９で、「水硬性セメント質マトリックスと２次元スクリムの非アスベスト繊維から製造された薄肉複合材」と定義されている。
【００８３】
ポートランドセメント系の繊維セメント（ＦＣ）および繊維マット強化セメント（ＦＭＣ）表面材は、壁パネル（Ｋｉｎｇ、米国特許第５，００２，６２０号およびＣｏｔｔｉｅｒら、オーストラリア特許第６６１，７０４号）、トリムボード（Ｇｎａｔｏｗｓｋｉら、米国特許第５，６９３，４０９号）、および様々な構造材料などの用途に開発されている複合材料に使用されている。これら表面材の２つの一般的な種類は、１）複合材料組み立て前に製造（前もって製造し硬化）されたもの、および２）順次積層される複合材の一部として、ｉｎ　ｓｉｔｕで、未硬化材料から形成されるものが使用されている。連続の、プリフォームされた、未硬化繊維セメント表面材を使用して、上記の好ましい実施形態で説明したサンドイッチ複合材を製造するような従来技術は一つも見出されていない。
【００８４】
（ａ）前もって製造され硬化された繊維セメント表面材
前もって製造され硬化された繊維セメント表面材は、厚み１−１／２”を超える場所打ち、および成形複合材の両方を形成するために使用される。構造壁、パネル、梁、ガーダ、およびジョイストなどの場所打ち複合材は、前もって製造され、硬化されたシートを剛性骨組として使用し、その中へコアをキャストする（Ｊｏｎｅｓ，Ｊｒ．、米国特許第５，４７３，８４９号）。複合材は、ほとんどの壁板または壁被覆材のように支持壁フレーム上に取り付けるようにデザインされておらず、間仕切り複合材壁パネルのように、床から天井まで延びるものである。この複合材を形成する方法は、この場合は繊維セメント表面材（型枠に類似）が恒久的であることを除いて、型枠シートの間にコンクリートを流し込むのに似ている。こうした複合材を形成する技術では、繊維セメント表皮が、パネルを損傷せずに取扱うのに十分な厚みを有し、コアのキャスティング中にコアミックスから発生する水圧に耐えられるように十分な強さを有することが必要である。繊維セメント表面材は、複合材の加工に十分な強さを与えるために、厚みが≧３／１６”である。表面材とコアの間に良好な結合があることも好ましいが、型枠は、取り外して再使用できるように、コンクリートにほとんど接着しないようにしている。同様な方法で、建築パネル複合材を形成するためにモールドを使用している（Ｃｏｔｔｉｅｒら、オーストラリア特許第６６１，７０４号）。コアは、硬化した繊維セメント表面材シート上にキャストされ、ついで上面の繊維セメント表面材シートで覆われる。
【００８５】
（ｂ）同時成形繊維セメントサンドイッチ複合材
ＡＳＴＭ　Ｃ１１５４−９９で異なる強化複合材建築製品を説明するのに用いられている３つの分類は、セメント結合パーティクルボード、繊維セメントおよび繊維マット強化セメントである。
【００８６】
未硬化のセメント結合パーティクルボードおよび繊維マット強化セメント（ＦＭＣ）表面材は、順次堆積される層から製作される複合材の一部として現場で形成される。表皮およびコアは、１工程で同時成形されてサンドイッチ複合材を生成する。裏面材料が初めに、次にコア材料、その後上面の表面材料が形成される。これらの複合材は、連続的に形成されサイズに合わせて切断、トリムされるモノリスでもよく、または、所望のサイズに個々に成形してもよい。コアおよび表皮材料は、異なる組成を有し、キャストまたはスプレイされるスラリーでもよく、圧縮され固化して複合材となる粒状材料でもよい。
【００８７】
同時成形されるサンドイッチ材料の一例が、Ｇｎａｔｏｗｓｋｉらの米国特許第５，６９３，４０９号に記載されている。この材料は、層を順次堆積することによって加工され、表面層は繊維セメントであると説明している。Ｇｎａｔｏｗｓｋｉで用いられている繊維セメントの説明は、ＡＳＴＭ　Ｃ１１５４−９９の説明と同じである上記の好ましい実施形態の繊維セメントとは異なる。いずれも繊維セメントとして説明されている材料の違いは、特定の好ましい実施形態およびＡＳＴＭ　Ｃ１１５４−９９では、繊維がばらばらの、個別化された繊維であるのに対して、米国特許第５，６９３，４０９号の強化繊維は、木材繊維のチップまたはストランドとして説明されていることである。木材ストランドは、長さが１０ｍｍより大きいと説明されている。この長さの木材ストランドは、リグニンで天然に結合した繊維を含む薄肉の断片と言うべきものである。セメント質マトリックス中の木材ストランドまたは木材チップは、より一般には、セメント結合パーティクルボードとして説明され、これは、ＡＳＴＭ　Ｃ１１５４−９９で、「水硬性セメント質マトリックスおよび繊維状木材パーティクルから製造された平面シート」として定義されている。本来もろいセメントマトリックス中での木材ストランドの膨潤のために、セメント結合パーティクルボードの屋外耐久性は良くない。この膨潤により、セメントマトリックス内でミクロクラックが発生する恐れがあり、このために、強さが低下し、ボードの透過性が増大して耐久性を低下させる。
【００８８】
同時成形、３層複合材を製造する方法の他の例が、Ｋｉｎｇによる米国特許第５，００２，６２０号に記載されている。その２つの外層は、比較的高密度の繊維強化コンクリートで形成され、コアは軽量の繊維強化コンクリートで作られている。この方法では、コアのコンクリートの密度は、コア材料に気泡を加えることによって調節される。コンクリートコアは、ポルトランドセメント、適当な骨材、繊維状強化材、ごみ固形燃料からの灰、発泡シリケート、水、砂、適当な発泡剤、圧縮ガスの供給源、および接着と防湿性のために使用する適当な気体バリヤ樹脂を含む。ホッパからモールド中へ順次キャストすることによって、層を形成する。したがって、表面材層の繊維材料は、ランダムに配向して分布しており、繊維は、層の面に平行な材料面に意図的に配向させられていない。複合材の層はコンクリートで作られる。一般に、コンクリートは、組成中に粗骨材と細骨材を有する。細骨材は砂であり、粗骨材は、主として、ＡＳＴＭ　Ｃ１２５−９６で定義される４．７５ｍｍ（Ｎｏ．４）ふるいのオン分である。表面材層において良好な引張り強さを得るためには、表面材層の有効厚みを粗骨材サイズより著しく大きくしなければならない。
【００８９】
ｄ．コア材料
大容積のボイドまたは軽量材料を一体構造のセメント質材料に組み込むことによって、または、大きなボイドを画定する開放型強化フレーム構造を有するコアを造ることによって、コアを軽量にすることができる。ほとんどの複合材は初めの方法を用いており、コアは、大容積の気泡または十分量の低密度フィラーを含んで、比較的軽量の複合材を得ている。コアスラリーに大容積のボイドを添加する最も普通の方法は、発泡剤を用いて発生する気泡をこれに混ぜることである。これにより、ランダムに分布した多数の細孔が得られる。気泡コンクリートは代表的なコア材料であり、ＡＳＴＭ　Ｃ１２５−９６に、ガス発生薬品または発泡剤を用いて得られる、均一なボイドまたはセル構造を有する軽量水硬性セメントとして定義されている。所望のコア特性に必要な気泡、フィラー、および混和材は、有機（高分子）または無機バインダーによって結合することができる。建材で使用される最も普通のバインダーは、無機の水硬性バインダーである。最も普通の経済的な無機水硬性バインダーは、石膏とポルトランドセメントである。
【００９０】
（１）開放型フレームコア構造
軽量コアを製造する第２の方法は、開放型強化フレーム構造を使用することである。コアは強い材料から、表面材料を構造的に補強し支持する形状および配向に作られる。目的は、複合材の重量を低下させるために大容積のボイド空間を組み込んだ開放型構造デザインを用いて、一体構造サンドイッチ複合材の強さと安定性を作り出すことである。こうした構造デザインには、開放型ハニカムとコルゲーションが含まれる。
【００９１】
（２）コア組成
セメント質コアスラリーの代表的混和材には、粘度調節剤、促進剤、遅延剤、発泡剤、分散剤、および防湿性および耐火性を改善するための添加剤が含まれる。コア密度を低下させるために、発泡剤に加えてまたはその代わりに、軽量骨材またはフィラーが使用される。軽量フィラーには、パーライト、バーミキュライト、頁岩、および粘土、発泡ポリスチレン球体、およびフライアッシュが含まれる。石膏コアに単独または組み合わせて使用される防湿性添加剤には、ワックスおよび／またはアスファルトのエマルジョン、ポリビニルアルコール、シロキサンエマルジョン、および金属石鹸が含まれる。スチレン−アクリルラテックスなどの材料で形成されるフィルムまたは樹脂コーティングは、防湿性および表面品質をさらに改良するために用いられる。耐火性を改良するために用いられる添加剤には、ガラスおよび硅灰石などの鉱物繊維、非発泡バーミキュライト、雲母、アルミナ水和物、ボーキサイト、粘土などの鉱物添加物、およびこれらの混合物が含まれる。
【００９２】
４．プリフォームされた未硬化繊維セメント表面材で作られたサンドイッチ複合材の利点
ここに記載の繊維セメント表面材の一利点は、ガラス繊維マット表面複合材と比べて平滑な表面が提供されることである。屋外製品については、繊維セメントの平滑表面は、木目周囲での木材の収縮で塗料にクラックが発生する木材製品より優れた塗装表面を提供する。生の繊維セメント表面材は、平板プレスまたはロール圧プロセスを用いて、テクスチャ加工した表層に成形または二次成形して、製品に木目またはスタッコ模様などの建築用の仕上げを与えることもできる。スクリム表面のサンドイッチパネルは、主として、他の材料の下地としての役割を果たし、仕上げ表面を提供することはない。ガラス繊維マット表面の複合材は、運搬および取付け中に複合材を取扱う際に、皮膚に炎症を起こす恐れのある小径のガラス繊維を含んでいる。紙表面石膏ボードは、仕上げ表面として使用するために紙にテクスチャを印刷することが多いが、この表面のテクスチャは、繊維セメントのテクスチャと比べてほとんど深さがなく、屋外耐久性がない。
【００９３】
模様をつけていない繊維セメントの表面気孔および表面テクスチャは、ガラス繊維マット面セメントボードより目立たない。ガラス繊維マット表面材料は、連続組織または連続構造を有しており、このため、水がコア材料内に浸透するのをほとんど防げない。これと比べて、繊維セメント表面材は、水がコア材料内に浸透するのを阻止する優れたバリヤを提供し、かつ、ガラス繊維マットおよびスクリムより連続的な材料である。繊維セメント材料の表面への水の浸透は、ガラス繊維面セメントボードよりはるかに少ない。直径２”のチューブを介して、繊維セメントの表面に対して４フィートの水の圧力ヘッドを加えると、繊維セメントボードの表面から浸透できる水の容積は、ガラス繊維マット面セメントボードと比べてわずか１／１０でしかない。
【００９４】
繊維セメントは不燃であり、火炎伝ぱが非常に遅いが、防火規格壁システムでは石膏ボードと同等の防火性能はない。厚み５／８”のＸ型石膏ボードでフレームの両側を覆った、一般のスチールフレーム間仕切り壁、または木製フレーム壁は、ＡＳＴＭ　Ｅ１１９に従って試験し、石膏協会耐火デザインマニュアルＧＡファイル（Ｇｙｐｓｕｍ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　Ｆｉｒｅ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｍａｎｕａｌ　ＧＡ　ＦＩＬＥ）のそれぞれ第ＷＰ１２００号および第ＷＰ３５２０号に従って取り付けたとき、１時間耐火性能に合格した。ＧＡファイル第ＷＰ１２９６号に記載の、片側に繊維セメント、反対側に厚み５／８”のＸ型石膏ボードを有する類似の壁システムは、１時間耐火性能に合格するために、壁の空間部を鉱物繊維で断熱する必要がある。したがって、このような取付けは、コストが高くなり、余分の材料が必要となり、取付けに時間がかかる。この断熱壁は、乱暴にさらされる交通量の多いエリアに使用される可能性があり、またはセラミックタイルの下地として使用される可能性のある壁の片側に、繊維セメント表面を設ける利点がない。本発明の好ましい実施形態は、石膏ボードの耐火性能、ならびに繊維セメントの酷使抵抗性、防湿性、および耐久性を実現することができる繊維セメント建築ボード複合材料を提供する、優れた製品を記載するものである。
【００９５】
一般に、軽量コアの両側に繊維セメント表皮を利用した従来技術のサンドイッチ複合材は、取扱うことができ、複合材に成形することができる厚みの材料の使用に限られていた。表皮は、厚み約３／１６”以上であり、硬化されて、取扱いおよび複合材料への成形に十分な強さが得られた。この製品は、厚み１−１／２”以上に成形され、全壁パネルまたは壁間仕切りとして床から天井まで延びている。上記の好ましい実施形態は、繊維セメントからなるより薄い表皮を用いて、サンドイッチ複合材を形成するものであって、この従来技術への改良である。これは、薄い繊維セメント表皮が、塑性で未硬化の生のシート状態でサンドイッチ複合材に成形されるので、従来技術の取扱いの問題なしに実現される。複合材形成時の表皮の塑性により、デザインの柔軟性が改善され、複合材の平坦面、テクスチャ、および異形の形成を可能にする。薄い繊維セメント表皮はまた、より軽量でより薄い複合材料の製造を可能にする。この複合材料は、石膏ボードおよび壁被覆に特有の、フルシートで壁フレームへの取付けができるものである。より薄い表皮の使用により、所与のボード厚みにおいて軽量コアを多く使用するので、全体としてより軽量の複合材が実現される。
【００９６】
したがって、好ましい実施形態の繊維セメントサンドイッチ複合材は、取扱い、釘打ち、けがき折りが容易であり、石膏の断熱性と耐火性と共に繊維セメントの強さ、耐久性、防湿性、および酷使抵抗性を有する軽量壁板／被覆複合材を提供する。
【００９７】
本発明の特定の変更および修正は、当技術分野の専門家なら思いつくであろうことを理解されたい。本発明の範囲は、その例証または上記説明によって限定されることはなく、添えられた特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
２つの表面材層または表皮と１つのソリッドコアを含む、３層サンドイッチ複合材の横断面図である。
【図２】
２つの表面材層または表皮と１つのソリッドコアを含む、３層サンドイッチ複合材の分解図である。
【図３】
開放型コア複合材に使用できる多くの構造形状のうち、３例を示す図である。垂直（開放型ボイドセルが表皮に垂直）ハニカムコア構造を図３Ａに示す。対称対向波形コア層から構成される垂直構造を図３Ｂに示す。図３Ｃは、水平（開放型ボイドセルが表皮に平行）、単一波形コア層を示す。
【図４】
ソリッドコアを有するサンドイッチパネルを示す図である。第１表面材（１０）は、１面および両側部を覆っており、対向面の両側縁で一部重なっている。
【図５】
ソリッドコアと、両面および両側部を包む第１表面材とを有する厚板を示す図である。
【図６】
ソリッドコアと、両面および両側部を包む第１表面材とを有するトリムボードを示す図である。
【図７】
好ましい実施形態に従って作製することができる、追加の複合材製品Ａ〜Ｇの横断面図である。
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年4月17日(2002.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建材であって、
少なくとも第１構成要素と、前記第１構成要素に隣接して設けられた第２構成要素とを含み、前記第１構成要素は、プリフォームされた未硬化の繊維セメントとして提供され、繊維セメントは、個別化された繊維で強化されており、未硬化の繊維セメントは、第１構成要素を第２構成要素に隣接して設けた後に硬化されてなる建材。
【請求項２】
第２構成要素が硬化性材料から作られる、請求項１に記載の建材。
【請求項３】
第１構成要素と第２構成要素が同時に硬化される、請求項２に記載の建材。
【請求項４】
第１構成要素と第２構成要素が順次硬化される、請求項２に記載の建材。
【請求項５】
第１構成要素が、第１構成要素を第２構成要素に隣接して設ける前に部分的に乾燥される、請求項１に記載の建材。
【請求項６】
第２構成要素の密度が繊維セメントの密度より低い、請求項１に記載の建材。
【請求項７】
第２構成要素が繊維強化されている、請求項１に記載の建材。
【請求項８】
構成要素の１つが、他の構成要素を少なくとも部分的に取り囲んでいる、請求項１に記載の建材。
【請求項９】
第１構成要素が、第２構成要素を少なくとも部分的に取り囲んでいる、請求項８に記載の建材。
【請求項１０】
第１構成要素が、第２構成要素と第３構成要素の間に位置するように、前記第１構成要素に隣接して第３構成要素をさらに設ける、請求項１に記載の建材。
【請求項１１】
個別化された繊維が、実質的に平面の配向を有する、請求項１に記載の建材。
【請求項１２】
個別化された繊維が、荷重の方向に実質的に配向している、請求項１に記載の建材。
【請求項１３】
繊維が、繊維セメント、第１構成要素の表面に平行に配向している、請求項１に記載の建材。
【請求項１４】
第１構成要素の繊維セメントが、セルロース繊維を含む、請求項１に記載の建材。
【請求項１５】
第１構成要素の繊維セメントが、天然無機繊維を含む、請求項１に記載の建材。
【請求項１６】
第１構成要素の繊維セメントが、合成繊維を含む、請求項１に記載の建材。
【請求項１７】
第１構成要素の繊維セメントが、エンジニアードファイバーを含む、請求項１に記載の建材。
【請求項１８】
第２構成要素が軽量材料である、請求項１に記載の建材。
【請求項１９】
第２構成要素が耐火材料である、請求項１に記載の建材。
【請求項２０】
第１構成要素の繊維セメントがプレスされている、請求項１に記載の建材。
【請求項２１】
第１構成要素の繊維セメントがプレスされていない、請求項１に記載の建材。
【請求項２２】
第１構成要素の繊維セメントが成形可能である、請求項１に記載の建材。
【請求項２３】
第１構成要素の繊維セメントがエンボスされている、請求項１に記載の建材。
【請求項２４】
第１構成要素と第２構成要素の結合を改善するために、第１構成要素と第２構成要素の間に副層をさらに含む、請求項１に記載の建材。
【請求項２５】
第２構成要素が、第１側部と第２側部を有する軽量コアであり、第１構成要素がコアの少なくとも第１側部上にあるプリフォームされた繊維セメント表面材である、請求項１に記載の建材。
【請求項２６】
コアの第２側部上に第２表面材をさらに含む、請求項２５に記載の建材。
【請求項２７】
繊維セメント表面材が、コアの第１側部および第２側部の両方の周りを包む、請求項２５に記載の建材。
【請求項２８】
表面材の厚みが約３／１６”未満である、請求項２５に記載の建材。
【請求項２９】
第２表面材が、繊維セメント、繊維状マット、紙、および高分子コーティングからなる群から選択される材料から作られる、請求項２６に記載の建材。
【請求項３０】
コアがセメント質である、請求項２５に記載の建材。
【請求項３１】
コアがソリッドである、請求項２５に記載の建材。
【請求項３２】
コアが開放型である、請求項２５に記載の建材。
【請求項３３】
コアが均質である、請求項２５に記載の建材。
【請求項３４】
コアが不均質である、請求項２５に記載の建材。
【請求項３５】
コアがハニカム構造を有する、請求項３２に記載の建材。
【請求項３６】
コアが、複数の垂直対称対向波形コア層を含む、請求項３２に記載の建材。
【請求項３７】
コアが、水平単一波形コア層を含む、請求項３２に記載の建材。
【請求項３８】
建材が単一厚板である、請求項２５に記載の建材。
【請求項３９】
建材がトリムボードである、請求項２５に記載の建材。
【請求項４０】
建材の製造方法であって、
所定のサイズおよび形状の繊維セメント構成要素を、繊維セメント構成要素が塑性状態にあり、かつ未硬化であるようにプリフォームすることと、
硬化性材料から作られる第２構成要素を、繊維セメント構成要素に隣接して形成することと、
繊維セメント構成要素が第２構成要素に隣接したまま、少なくとも繊維セメント構成要素を硬化させて、建材を形成することとを含む方法。
【請求項４１】
第２構成要素が硬化性材料から作られる、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
第１構成要素と第２構成要素が同時に硬化される、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
第１構成要素と第２構成要素が順次硬化される、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
第２構成要素を形成した後で、かつ少なくとも繊維セメント構成要素を硬化する前に、繊維セメント構成要素を部分的に乾燥することをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
第２構成要素の片側に繊維セメント構成要素を設けることをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
第２構成要素の第２側部に隣接して第３構成要素を設けることをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４７】
第３構成要素が繊維セメントから作られる、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
繊維セメント構成要素の厚みが約３／１６”未満である、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
プリフォームされた繊維セメント構成要素が、同一平面に沿って実質的に整列している繊維を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５０】
繊維セメント構成要素が個別化された繊維を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５１】
第２構成要素を少なくとも部分的に囲んで、繊維セメント構成要素を設けることをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５２】
第２構成要素が軽量セメント質材料から作られる、請求項４０に記載の方法。
【請求項５３】
第２構成要素が耐火性材料から作られる、請求項４０に記載の方法。
【請求項５４】
プリフォームされた繊維セメント構成要素が未硬化の塑性状態にある間に、プリフォームされた繊維セメント構成要素を所望の形状に成形することをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【国際調査報告】
2004511685.tif 000046
2004511685.tif 000047