JP2019119790A - 繊維補強複合体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量性とＪＩＳ Ａ ５９０８で必要とされる高い曲げ強度とを備えた、セメント系無機材料と発泡性ポリウレタンとの複合体を提供すること。【解決手段】繊維マットと、ポリウレタン系発泡体層とを備えた繊維補強複合体であって、前記ポリウレタン系発泡体層が、セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利のいずれかからなるセメント系無機充填剤、ポリイソシアネート、ポリオール、整泡剤、触媒及び水を含んでなる混合物の発泡体であり、前記繊維マットが、繊維補強複合体の少なくとも一つの片面領域に配置されており、前記繊維補強複合体の密度８００ｋｇ/ｍ３以下でありかつＪＩＳ Ａ ５９０８に準拠して測定される曲げ強度が１８ＭＰa以上である、繊維補強複合体を提供する。【選択図】図４

Description

本発明は、繊維補強複合体及びその製造方法に関する。より詳細には、優れた軽量性と曲げ強度を有する、繊維マットとポリウレタン系発泡体層とを備えた繊維補強複合体およびその製造方法に関する。

セメント、モルタル及びコンクリート（以下、「セメント系無機材料」ともいう）は、建築や土木分野における基礎的構造材料であり、比較的安価で汎用性のある素材である。軽量化と強度発現の観点から、セメント系無機材料と発泡性ポリウレタンとの複合材を創出することが従前検討されてきた。

特許文献１では、セメント１００重量部、ポリイソシアネート６重量部、ポリオール０．６重量部、砂１２０重量部、砂利１８０重量部、水６０重量部からなる原料組成物を成型機に入れて凝結させ、７２時間後に脱型し、更に２８日間養生して、圧縮強度１６０〜３００ｋｇ／ｃｍ２（１６〜３０ＭＰａ）の複合コンクリート材料を得たことが開示されている。

特許文献２では、ポルトランドセメント２５０重量部、水２９０重量部、及びウレタン原料組成物（ジフェニルメタンジイソシアネートとポリプロピレングリコールとの等モル混合物）１００重量部とを混合して型枠内に充填し、その後、混合物を養生させて完全に硬化させて１０ｋｇｆ／ｃｍ２（１ＭＰａ）以上の圧縮強度を有するセメント系ポリウレタン複合材を得たことが開示されている（同文献、実施例３）。

特許文献３及び４では、ウレタン系硬化剤主剤（ポリイソシアナート基プレポリマー）３００ｇ、ウレタン系硬化剤助剤（ポリオール及び触媒）１５ｇ、高炉セメントＢ種（シリカ系の高炉スラグ３０〜６０％以下に、ポルトランドセメント及び石膏を加えて混合粉砕した混合セメント）６００ｇ及び水２４０〜３６０ｇを含む配合物を混合してスラリーとし、次いでこれを硬化させて発泡性固体を形成したことが開示されている。硬化開始時間は１〜３分であり、硬化時の発熱により７６〜７８℃に達し、１日養生後の発泡性固体の圧縮強度は６９．４〜２９．０ｋｇｆ／ｃｍ^２（６．９〜２．９ＭＰａ）と高強度を実現している（文献３及び４の実施例１、Ｎｏ．１１〜１３）。

特許文献５では、特定のポリエーテルポリオールを選択することにより、短時間での脱型性、低比重、高圧縮硬度を兼ね備えたセメント系ポリウレタン発泡複合体が得られたことが開示されている。そして、１週間養生後のセメント系ポリウレタン発泡複合体の圧縮強度は、密度４０９〜６１８ｋｇ/ｍ３で、１．２〜１．７ＭＰａを示している。

一方、Letizia Verdolottiら（非特許文献１）は、セメントパウダーとポリオール、触媒、シリコーン界面活性剤、架橋剤と発泡剤としての水を常温で混合し、２分撹拌後にイソシアネート（ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ））を加えてウレタンとセメントの比率は２／３の一定として、ポリウレタン・セメント発泡体組成物（ポリマーセメント）を得たことを報告している。特に、その組成物を４０秒撹拌して、５０×５０×５ｃｍ３の木型に充填して常温で２０分間固化し、得られた成型品を水中で６０℃で７２時間水和したポリマーセメント（「ＨＩＲＰ−Ｃ」）を得、水和していないポリマーセメント（「Ｐ−Ｃ」）と圧縮強度を比較した結果が開示されている。この試験結果によれば、ＨＩＲＰ−Ｃ及びＰ−Ｃの圧縮強度はそれぞれ、４．３１ＭＰａ及び３．４Ｍｐａと高強度を示している。

しかしながら、ＪＩＳ Ａ ５９０８：２０１５によれば、構造用パーティクルボードには１８ＭＰａ以上の曲げ強度（密度０．４〜０．９ｇ／ｃｍ^３））が必要とされる。これまでのセメント系無機材料と発泡性ポリウレタンとの複合材においてこのような強度を達成したことは何ら報告されていない。一方で、構造材料は作業性を勘案すれば低密度性（軽量性）も求められる。さらに、材料製造の迅速性を考慮すれば、複合材は短い脱型時間で得ることも必要とされるといえる。

特公昭５０−６２１３号公報 特開２００２−３８６１９号公報 特開平０６−８０４８３号公報 特開平０６−８０９６６号公報 特開２０１６−５６０７７号公報

Letizia Verdolotti et al."J.Mater.Sci.(2012)47:6948-6957"

本発明は、上記先行技術の抱える諸問題を解決することを目的とする。即ち、本発明は、セメント系無機材料と発泡性ポリウレタンとの複合材において、低密度性（軽量性）とＪＩＳ Ａ ５９０８：２０１５で必要とされる高い曲げ強度（以下、「曲げ強さ」ともいう）とを同時に達成することを一つの目的とする。さらに本発明は、かかる複合材を短い脱型時間で取得することを別の目的とする。

本発明は、以下を包含する。
（１）繊維マットと、ポリウレタン系発泡体層とを備えた繊維補強複合体であって、
上記ポリウレタン系発泡体層が、セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利のいずれかからなるセメント系無機充填剤、ポリイソシアネート、ポリオール、整泡剤、触媒及び水を含んでなる混合物の発泡体であり、
上記繊維マットが、繊維補強複合体の少なくとも一つの片面領域に配置されており、
上記繊維補強複合体の密度８００ｋｇ／ｍ^３以下でありかつＪＩＳ Ａ ５９０８により測定される曲げ強度が１８ＭＰａ以上である、繊維補強複合体。
（２）上記繊維マットが、ガラス繊維マット、炭素繊維マット、アラミド繊維マット、不飽和ポリエステル繊維マット、ビニルエステル繊維マット、エポキシ繊維マット、アミド繊維マット、植物繊維マットの少なくとも一種から選択される、（１）に記載の繊維補強複合体。
（３）上記繊維マットが、チョップドストランドマット又はロービングクロスである、（１）又は（２）に記載の繊維補強複合体。
（４）上記繊維マットがＪＩＳ Ｒ ３４１１で規定されるガラスチョップドストランドマットである、（１）〜（３）のいずれかに記載の繊維補強複合体。
（５）上記繊維マットの単位重量が２００ｇ／ｍ^２以上である、（１）〜（４）のいずれかに記載の繊維補強複合体。
（６）セメント系無機充填剤と、ポリイソシアネート及びポリオールの合計との重量比率が、５０：５０〜９０：１０である、（１）〜（５）のいずれかに記載の繊維補強複合体。
（７）上記ポリウレタン系発泡体層と、繊維マットとの重量比率が１００：０．５〜１００：１０である、（１）〜（６）のいずれかに記載の繊維補強複合体。
（８）上記片面領域が、上記繊維補強複合体の片面表面から内側５ｍｍ以内の領域である、（１）〜（７）のいずれかに記載の繊維補強複合体。
（９）上記セメント系無機充填剤がセメントと砂、又はセメントと砂と砂利である、（１）〜（８）のいずれかに記載の繊維補強複合体。
（１０）上記セメントと、砂と砂利の合計との重量比率が、１：１〜１：３である、（１）〜（９）のいずれかに記載の繊維補強複合体。
（１１）上記ポリイソシアネートと、ポリオールとの重量比率が７０：３０〜９０：１０である、（１）〜（１０）のいずれかに記載の繊維補強複合体。
（１２）上記混合物が、以下の（Ａ）〜（Ｃ）のうち少なくとも一つの特徴を有する、（１）〜（１１）のいずれかに記載の繊維補強複合体。
（Ａ）液温２５℃における上記混合物のクリームタイムが１０〜３０秒である
（Ｂ）液温２５℃における上記混合物のゲルタイムが４０〜７０秒である
（Ｃ）液温２５℃における上記混合物のタックタイムが７０〜１１０秒である。
（１３）（１）〜（１２）のいずれかに記載の繊維補強複合体の製造方法であって、
上記混合物を型に注入し、脱型する工程を少なくとも含んでなる、製造方法。
（１４）上記混合物を型に注入してから脱型するまでの５分以内である、（１３）に記載の製造方法。
（１５）上記混合物が発泡して得られるポリウレタン系発泡体層と前記繊維マットとが接着するように、前記型内に前記繊維マットが予め配置されている、（１３）又は（１４）に記載の製造方法。

本発明によれば、低密度（軽量性）とJIS A 5908で必要とされる高い曲げ強度とを備えた繊維補強複合体を提供することができる。また、本発明によれば、かかる繊維補強複合体を顕著に短い脱型時間で製造することができる。かかる繊維補強複合体は、短時間で製造可能で有り、軽量化と強度向上を備える一方で、ポリウレタンをはじめとする高価な材料の使用量を低割合としうることから、建築、土木分野における基礎的構造材料として有利に利用することができる。

本発明の繊維補強複合体の一実施態様を示す模式図である。枠線は、繊維補強複合体を示し、点線は繊維マットを示す。 本発明の繊維補強複合体の別の実施態様を示す模式図である。 繊維マットをポリウレタン系発泡体層の中程に配置した比較例の模式図である。 本発明の繊維補強複合体の一実施態様の断面写真である。

本発明の繊維補強複合体は、繊維マットと、ポリウレタン系発泡体層とを備え、ポリウレタン系発泡体層が、セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利のいずれかからなるセメント系無機充填剤、ポリイソシアネート、ポリオール、整泡剤、触媒及び水を含んでなる混合物の発泡体であり、繊維マットが、ポリウレタン系発泡体層の少なくとも一つの片面領域に配置されており、繊維補強複合体の密度８００ｋｇ/ｍ^３以下でありかつJIS A 5908:2015に準拠して測定される曲げ強度が１８ＭＰa以上であることを特徴としている。
以下、本発明の各構成成分について説明する。

繊維マット
本発明で用いる「繊維マット」は、補強繊維と、熱可塑性樹脂などの結合剤とを構成成分とするマット状の成形体であり、本発明の効果を妨げない限り種々の材料が使用できる。

繊維マットの単位密度（目付）及び厚さ等は、本発明の効果を妨げない限り特に限定されず、補強繊維の種類及び配合割合により種々のものとすることができる。繊維マットの単位密度としては、補強強を十分に確保する観点から、好ましくは２００ｇ／ｍ^２以上であり、より好ましくは２００〜１０００ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは２００〜６００ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは２００〜５００ｇ／ｍ^２である。

また、繊維マットの厚さは、本発明の効果を妨げない限り特に限定されないが、好ましくは５ｍｍ以下であり、より好ましくは０．５〜５ｍｍであり、さらに好ましくは１〜５ｍｍさらに好ましくは１〜２ｍｍである。

繊維マットは、本発明の効果が発揮出来るのであれば１枚で使用しても複数枚を重ね合わせて使用してもよい。繊維マットを重ねて使用する場合、複数枚の繊維マットの厚さの合計および重量の合計の好適な範囲はそれぞれ、１枚の繊維マットを使用する場合の好適な範囲と同様とされる。

上記「補強繊維」は、得られる繊維複合体において補強材として機能する繊維材料である。この補強繊維同士が熱可塑性樹脂等の結合剤により結着された構造を有することで、繊維複合体全体の強度を確保できる。この補強繊維の材質は特に限定されず、合成樹脂、植物性繊維及び無機繊維が含まれるが、好ましくは無機繊維である。

上記「合成樹脂」は、特に種類を特定することなく種々の材料が使用できる。例えばアラミド繊維、不飽和ポリエステル繊維、ビニルエステル繊維、エポキシ繊維、アミド繊維等である。
上記「植物性繊維」は、植物に由来する繊維である。植物から取りだした繊維及び植物から取りだした繊維を各種処理に供した繊維等が含まれる。
この植物性繊維としては、ケナフ、ジュート麻、マニラ麻、サイザル麻、雁皮、三椏、楮、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹、各種針葉樹（スギ及びヒノキ等）、広葉樹及び綿花等の各種植物体から得られた植物性繊維が挙げられる。この植物性繊維は１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。これらのなかではケナフ（即ち、植物性繊維としてはケナフ繊維）が好ましい。ケナフは成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有するため、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献できるからである。

また、上記植物性繊維として用いる植物体の部位は、特に限定されず、木質部、非木質部、葉部、茎部及び根部等の植物体を構成するいずれの部位であってもよい。更に、特定部位のみを用いてもよく２ヶ所以上の異なる部位を併用してもよい。

上記ケナフは、木質茎を有し、アオイ科に分類される植物である。このケナフには、学名におけるｈｉｂｉｓｃｕｓ ｃａｎｎａｂｉｎｕｓ及びｈｉｂｉｓｃｕｓ ｓａｂｄａｒｉｆｆａ等が含まれ、通称名における紅麻、キューバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻及びボンベイ麻等が含まれる。また、上記ジュートは、ジュート麻から得られる繊維である。このジュート麻には、黄麻（コウマ、Ｃｏｒｃｈｏｒｕｓ ｃａｐｓｕｌａｒｉｓ Ｌ．）、及び、綱麻（ツナソ）、シマツナソ並びにモロヘイヤ、を含む麻及びシナノキ科の植物を含むものとする。
上記植物性繊維は単用してもよく併用してもよい。

上記「無機繊維」としては、ガラス繊維（グラスウール等も含む）及び炭素繊維等が挙げられるが、好ましくはガラス繊維である。これらの無機繊維は単用してもよく併用してもよい。

更に、合成繊維、植物性繊維及び無機繊維は、いずれか一方のみを単用してもよく、合成繊維、植物性繊維と無機繊維とを併用してもよい。

補強繊維の形状及び大きさは特に限定されないが、その繊維長は１〜１５０ｍｍであることが好ましい。これにより得られる繊維複合体に高い強度（曲げ強さ等）を付与できる。この繊維長は１〜１００ｍｍがより好ましく、１〜２０ｍｍがより好ましく、１〜１０ｍｍが特に好ましい。

また、その繊維径は特に限定されないが、１ｍｍ以下が好ましく、０．０１〜１ｍｍがより好ましく、０．０２〜０．７ｍｍがさらに好ましく、０．０３〜０．５ｍｍが特に好ましい。この繊維径が上記範囲にあると、特に高い強度を有する繊維複合体を得ることができる。また、その繊維の含有量は特に限定されないが、補強繊維の全体に対して０．５〜１０質量％（特に０．５〜３質量％）であることが好ましい。

尚、上記繊維長は平均繊維長を意味し（以下同様）、JIS L1015に準拠して、直接法にて無作為に単繊維を１本ずつ取り出し、置尺上で繊維長を測定し、合計２００本について測定した平均値である。さらに、上記繊維径は平均繊維径を意味し（以下同様）、無作為に単繊維を１本ずつ取り出し、繊維の長さ方向の中央における繊維径を、光学顕微鏡を用いて実測し、合計２００本について測定した平均値である。

補強繊維同士を結合させるため、結合剤として熱可塑性樹脂繊維が好適に使用される。「熱可塑性樹脂繊維」は、上記繊維マットに熱可塑性樹脂繊維として含有され、成形工程等において溶融されて、補強繊維同士を結着させることができる成分である。
熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂及びＡＢＳ樹脂等が挙げられる。このうち、ポリオレフィンとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン・プロピレンランダム共重合体等が挙げられる。ポリエステル樹脂としては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン及びポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル樹脂、並びに、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル樹脂等が挙げられる。アクリル樹脂はメタクリレート及び／又はアクリレート等を用いて得られた樹脂である。これらの熱可塑性樹脂は、補強繊維（特に補強繊維の表面）に対する親和性を高めるために変性された樹脂であってもよい。また、上記熱可塑性樹脂は１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

上記変性された樹脂としては、例えば、補強繊維（補強繊維を構成する材料）に対する親和性を高めたポリオレフィンが挙げられる。より具体的には、補強繊維が植物性繊維である場合には、カルボキシル基又はその誘導体（無水物基等）を有する化合物により酸変性されたポリオレフィンを用いることが好ましい。更には、未変性のポリオレフィンと無水マレイン酸変性ポリオレフィンとを併用することがより好ましく、未変性のポリプロピレンと無水マレイン酸変性ポリプロピレンとを併用することが特に好ましい。

また、この無水マレイン酸変性ポリプロピレンとしては、低分子量タイプが好ましい。具体的には、例えば、重量平均分子量（ＧＰＣ法による）が２５０００〜４５０００であることが好ましい。また、酸価（ＪＩＳ Ｋ００７０による）は２０〜６０であることが好ましい。本発明では、特に重量平均分子量２５０００〜４５０００且つ酸価２０〜６０である無水マレイン酸変性ポリプロピレンを用いることが好ましく、この無水マレイン酸変性ポリプロピレンを未変性のポリプロピレンと併用することがとりわけ好ましい。この併用においては変性ポリプロピレンと未変性ポリプロピレンとの合計を１００質量％とした場合に、変性ポリプロピレンは１〜１０質量％であることが好ましく、２〜６質量％がより好ましい。この範囲ではとりわけ高い機械的特性を得ることができる。

これらの熱可塑性樹脂のなかでは、ポリオレフィン及びポリエステル樹脂が好ましい。 上記ポリオレフィンのなかでは、ポリプロピレンが好ましい。
上記ポリエステル樹脂としては、生分解性を有するポリエステル樹脂（以下、単に「生分解性樹脂」ともいう）が好ましい。この生分解性樹脂は、以下に例示される。
（１）乳酸、リンゴ酸、グルコース酸、３−ヒドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸の単独重合体；これらのヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも１種を用いた共重合体等のヒドロキシカルボン酸系脂肪族ポリエステル。
（２）ポリカプロラクトン、上記ヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも１種と、カプロラクトンとの共重合体等のカプロラクトン系脂肪族ポリエステル。
（３）ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート等の二塩基酸ポリエステル。
これらのうち、ポリ乳酸、乳酸と、乳酸以外の他の上記ヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリカプロラクトン、及び、上記ヒドロキシカルボン酸のうちの少なくとも１種と、カプロラクトンとの共重合体が好ましく、ポリ乳酸が特に好ましい。これらの生分解性樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。尚、上記乳酸は、Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸を含むものとし、これらの乳酸は単独で用いてもよく、併用してもよい。

熱可塑性樹脂繊維の形状及び大きさは特に限定されないが、その繊維長は１０ｍｍ以上であることが好ましい。これにより得られる繊維複合体に高い強度（曲げ強さ及び曲げ弾性率等、以下同様）を付与できる。この繊維長は１０〜１５０ｍｍがより好ましく、２０〜１００ｍｍが更に好ましく、３０〜８０ｍｍが特に好ましい。

また、その繊維径は０．００１〜１．５ｍｍが好ましく、０．００５〜０．７ｍｍがより好ましく、０．００８〜０．５ｍｍが更に好ましく、０．０１〜０．３ｍｍが特に好ましい。この繊維径が上記範囲にあると、熱可塑性樹脂繊維を切断させず、補強繊維と分散性よく交絡できる。なかでも補強繊維が植物性繊維である場合に特に適する。

繊維マットを構成する補強繊維と熱可塑性樹脂繊維との割合は特に限定されないが、補強繊維と熱可塑性樹脂繊維との合計を１００質量％とした場合に、補強繊維は１０〜９５質量％（好ましくは２０〜９０質量％、より好ましくは３０〜８０質量％）とすることが好ましい。この範囲では本発明による優れた軽量性と高強度性とを両立させやすいからである。

なお、繊維マットには、補強繊維及び熱可塑性樹脂繊維以外にも、酸化防止剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、防かび剤、着色剤等の添加剤が含まれていてもよい。

本発明で用いる繊維マットは、繊維補強複合体の曲げ強度を目的の値とする観点から、それ自体もある程度の強度を有することが必要である。そのため、繊維マットの好適な具体例としては、ガラス繊維マット、炭素繊維マット、アラミド繊維マット、ポリエステル繊維マット、不飽和ポリエステル繊維マット、ビニルエステル繊維マット、エポキシ繊維マット、アミド繊維マット、植物繊維マット（やし類、ケナフ類等）等が挙げられるが、入手の容易さと強度の発現性から特にガラス繊維マットが好ましい。

なお、ガラス繊維の種類としては、ガラス繊維マットの他にガラス短繊維があげられる。ガラス短繊維としては、例えばチョップドストランド（例えば長さ１〜１０ｍｍ、繊維径１〜２０μｍ）やミルドファイバー（例えば長さ１０〜５００μｍ、繊維径１〜２０μｍ）等が知られているが、後述の実験で示すように本発明のような補強の効果がほとんど確認されなかった。セメントや樹脂の補強にガラス短繊維類が汎用的に使用されていることを考えると、ガラス短繊維と比較してガラス繊維マットの使用に顕著な強度付与が可能となることは当業者にとって意外な事実である。

また、本発明のより好ましい態様によれば、ガラス繊維マットはチョップドストランドマット（不織布）、又はロービングクロス（織物）であることが好ましい。ここで、チョップドストランドマットは、ガラス繊維ストランドを約５０mmにカットし、無方向に均一に分散させ、結合剤を用いてシート状（不織布）に成形したものとすることができる。また、ロービングクロスは、たて糸及びよこ糸にロービングガラス長繊維を用いて製織した織物とすることができる。

本発明で用いるガラス繊維マットにおけるガラスの種類としては、セメントを使用してかつ長期の物性安定を求める観点からは、耐アルカリ性グレードを使用することが好ましい。

ガラス繊維マットとしては、ＪＩＳ Ｒ ３４１１：２０１４の分類に従い各社（セントラルグラスファイバー（株）、日東紡（株）、旭ファイバーグラス（株）、日本電気硝子（株）、オーウエンス・コーニング（株） 等）より販売されている市販品を用いてもよい。

ポリウレタン系発泡体層
本発明で用いるポリウレタン系発泡体層は、上述の通り、セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利のいずれかからなるセメント系無機充填剤、ポリイソシアネート、ポリオール、整泡剤、触媒及び水を含んでなる混合物の発泡体である。

本発明で用いるセメント系無機充填剤は、セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利のいずれかからなる。セメントは、特に限定されるものではないが、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色セメント等の最も一般的に用いられるポルトランドセメントの他、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等の混合セメント、アルミナセメント、超速硬セメント、コロイドセメント、油井セメント等の特殊セメント、水硬性石灰、ローマンセメント、天然セメント等が挙げられる。この中でも、例えば、ポルトランドセメント類が好ましい。

本発明で用いる骨材としての砂は、特に限定されるものではないが、通常細骨材として分類される１０ｍｍふるいをすべて通過し、粒径６ｍｍ以下のものが重量で８５％以上含まれる砂を指す。中でも、粒径０．３〜６ｍｍのモルタル用砂が好ましい。上記セメントと砂に水を加えた混合物が所謂モルタルの主要構成成分である。本発明の繊維補強複合体においては、セメントの水和反応の生起の有無に拘らず、本発明所定の良好な物性値を持った繊維補強複合体が得られる。

セメントと砂の量比、即ちモルタル成分中の両者の重量比率は、用いる用途に応じて変化し得るが、通常モルタル製品で用いられる範囲にあってよく、例えばセメント：砂＝１：１．５〜１：５の範囲、好ましくは１：２〜１：４、例えば１：３重量比であってよい。

上記の他、通常モルタル成分に添加される混和材(フライアッシュ、スラグ粉末、シリカヒューム等の粉末)を用途に応じて適宜添加することができる。

本発明で用いる骨材としての砂利は、特に限定されるものではないが、通常粗骨材として分類される粒径５ｍｍ以上のものが重量で８５％以上含まれる砂利が好ましい。セメントと砂と砂利に水を加えた混合物が所謂コンクリートの主要構成成分である。本発明の繊維補強複合体においては、セメントの水和反応の生起の有無に拘らず、本発明所定の良好な繊維補強複合体が得られる。

セメントと、砂と砂利の合計との量比は、用いる用途に応じて変化し得るが、例えばセメント：砂と砂利の合計＝１：０．５〜３：０．５〜４の範囲、好ましくは１：１〜１：３の重量比であってよい。

また、セメントと砂と砂利との量比、即ちコンクリート成分中のこれら３成分の重量比率は、用いる用途に応じて変化し得るが、例えばセメント：砂：砂利＝１：０．５〜３：０．５〜４の範囲、好ましくは、１：１〜２：１．５〜３．５、例えば、１：２：３重量比であってよい。

上記の他、通常コンクリート成分に添加される混和材(フライアッシュ、スラグ粉末、シリカヒューム等の粉末)を用途に応じて適宜添加することができる。

本発明で用いるポリイソシアネートは、特に限定されるものではないが、イソシアネート基を２以上有する芳香族系、脂環族系、又は脂肪族系のポリイソシアネート、それら２種類以上の混合物、及びそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートがある。具体的には、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（通称：ポリメリックＭＤＩ又はクルードＭＤＩとも称する）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、等のポリイソシアネート及びそれらの変性体、たとえばイソシアヌレート変性体、ウレタン変性体、ウレア変性体、アダクト変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体、カルボジイミド変性体等が挙げられる。それらの中でも、ポリメリックＭＤＩや、ＭＤＩ及び／又はポリメリックＭＤＩをウレタン化反応することにより得られるウレタン変性ＭＤＩ及び／又はウレタン変性ポリメリックＭＤＩが特に好ましい。

本発明で用いるポリオールは、イソシアネートと反応してポリウレタンを形成すると同時に、ポリオールの官能性に応じて架橋剤としても作用し、得ガラス繊維補強複合体への強度付与の観点から添加することが好ましい。

本発明で用いるポリオールは、本発明の効果を妨げない限り特に限定されないが、好ましくは、水酸基価を５〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇとしかつ官能基数を２〜６とするポリエーテルポリオールであり、より好ましくは、上記ポリエーテルポリオールは、水溶解性試験において溶解しない。さらに，好ましくは上記ポリエーテルポリオールのデイビス法ＨＬＢ値は１１以下である。

ここで、水溶解性試験とは、水／ポリオール＝６／１重量比の条件下にポリオールと水とを試験管中にて混合撹拌し、１日放置後の状態を目視で確認する試験方法である。目視の結果、「白濁ないし層分離」している場合を「溶解しない」と評価する。一方、水溶解試験において溶解するとは、１日放置後の状態が「透明ないしやや白濁」する場合を「溶解する」と評価する。

また、デイビス法ＨＬＢ値とは、官能基の種類によって決まる基数を定め(例えば親油基のメチル基やメチレン鎖の基数は、共に−０．４７５であり、親水基のエチレンオキシ基や水酸基の基数は、それぞれ０．３３及び１．９である（表１参照）)、式１で算出する値である（Xiaowen Guo, Zongming Rong, Xugen Ying, “Calculation of hydrophile-lipophile balance for polyethoxylated surfactants by group contribution method” Journal of Colloid and Interface Science 298 (2006) 441-450に準拠）。

ＨＬＢ値＝７＋親水基の基数の総和−親油基の基数の総和 （式１）。

デイビス法ＨＬＢ値は、相対的な親水性−親油性の程度を示し、値が大きいほど親水性程度が強く、値が小さいほど親油性程度が強いことを示す。本発明ではＨＬＢ値が１１以下、好ましくは０〜１１、より好ましくは５〜１１、さらに好ましくは７〜１１であってよい。

本発明において、上述のような特徴を備えたポリオールを用いることは、短い脱型時間で高い圧縮強度をガラス繊維補強複合体に付与する上で特に有利である。理論に拘束されるものでないが、この理由は、本発明者らはその理由を以下の様に考察する。即ち、ポリオールの水溶解性が高いと、多量に存在する水にポリオールが溶解してしまい、ポリオールとイソシアネートの反応が阻害されるために、短時間での成型性（脱型性）に不具合が発生する場合がある。一方、ポリオールの水溶解性が低ければ、ポリオールとイソシアネートの反応がスムースに進み、短時間での成型性（脱型性）が良好となると考えられる。またポリオールが存在しない条件（後述の比較例５）では、やはり成型性（脱型性）が不良であることから、この反応にポリオールが有効に関与することが重要であると考えられる。

本発明に用いるポリオールのうち、特に好適なポリエーテルポリオールとしては、例えば、グリセリンを出発物質とし、アルキレンオキシドを開環付加重合させて得られる、官能基数３、水酸基価約２８ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール（例えば、住化コベストロウレタン（株）社の「ＳＢＵ ポリオール ０２４８」。デイビス法ＨＬＢ値＝１０）、プロピレングリコールを出発物質とし、それにアルキレンオキシドを開環付加重合させて得られる、官能基数２、水酸基価約１１０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール（例えば、住化コベストロウレタン（株）社の「スミフェン１６００Ｕ」。デイビス法ＨＬＢ値＝９．５）、及び官能基数約２．７、水酸基価約１６０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエステル系ポリオールであるひまし油（デイビス法ＨＬＢ値＝７．６）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

本発明におけるセメント系無機充填剤（セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかから成る）とポリウレタン樹脂（即ち、ポリイソシアネート＋ポリオール）との重量比は、軽量性、強度、コスト面等を勘案して適宜調節することができ、通常、セメント系無機充填剤：ポリウレタン（重量比）の比率が、４０：６０〜９５：５、好ましくは５０：５０〜９０：１０、特に好ましくは５５：４５〜８５：１５、例えば、８０：２０又は、６０：４０であってよい。

本発明で用いる整泡剤は良好な気泡を形成するための助剤である。気泡は連通孔となって、得られるガラス繊維補強複合体の縮小を防ぎ、軽量化と強度発現に寄与する。整泡剤としては、特に限定されるものではないが、例えばシリコーン系整泡剤（例として、東レ・ダウコーニング社のＳＨ−１９３、Ｌ−５４２０Ａ、ＳＺ１３２５、ＳＦ２９３７Ｆ、モメンティブ社のＬ−５８０、エボニックデグサ社のＢ８４６２）や含フッ素化合物系整泡剤等が挙げられる。整泡剤の量はポリエーテルポリオール１００重量部に対して２０重量部まで、特に１〜１０重量部、例えば０．５重量部であってよい。

本発明の繊維補強複合体の密度は、ポリウレタンとセメント系無機充填剤（セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなる）の比率及び発泡率により調節することができる。

本発明で用いる触媒は、ポリイソシアネートとポリオールとのウレタン形成反応を促進するものである。触媒としては、ウレタン形成反応を促進するものであれば特に限定されるものではないが、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エ−テル、イミダゾール化合物、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７とその有機酸塩、及びＮ，Ｎ，Ｎ−トリス（ジメチルアミノプロピル）ヘキサヒドロ−Ｓ−トリアジン等が挙げられる。これらの内、例えば、エアプロダクツ社のＰｏｌｙｃａｔ８等の三級アミンが触媒として好ましい。

触媒の量はイソシアネート基１当量に対して０．０１〜５％当量、好ましくは０．１〜１％当量、例えば０．５％当量であってよい。

本発明で用いる水は、原料を分散してスラリーを形成する媒体として用いられると同時に、一部はイソシアネート基と反応して炭酸ガスを発生させて発泡を形成する観点から好適に添加される。

水の量は、水とセメント系無機充填剤を撹拌混合して分散し、スラリー状態とするために十分な量があれば特に制限されるものではない。水の量は、セメントの水和反応及び使用するポリイソシアネート基と反応して発泡するために必要な量を含むことが求められるが、通常は、良好なスラリー状態とするために必要な水の量は、前記反応に必要な水の量に較べれば大過剰である。

本発明の繊維補強複合体を低密度化するためには、ポリイソシアネートが水と反応して発生する炭酸ガスを発泡源として利用することが好ましい。

また、ポリオール：ポリイソシアネートの比率は、本発明の効果を妨げない限り特に限定されないが、例えば、６０：４０〜１００：１、好ましくは６５：３５〜９５：５、より好ましくは７０：３０〜９０：１０とすることができる。

繊維補強複合体の製造方法
次に、本発明の繊維補強複合体の製造方法について説明する。
本発明の繊維補強発泡複合体の製造方法は、型（「モールド」又は「成形用型」ともいう）セメント系無機充填剤（セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなる）、ポリイソシアネート、ポリオール、整泡剤、触媒及び水を含んでなる混合物を型に注入し、脱型する工程を少なくとも含んでなる。

本発明の製造方法においては、繊維マットを型内の適切な場所に配置し、上記混合物を発泡させてポリウレタン系発泡体層を形成し、かつ繊維マットと一体化させることが好ましい。したがって、本発明の好ましい態様によれば、上記混合物が発泡して得られるポリウレタン系発泡体層と、前記繊維マットとが接着するように、前記型内に前記繊維マットが予め配置されている。

上記混合物中の各成分の混合順序に特段の制限はないが、ポリイソシアネートがポリオールと接触するとウレタン形成反応（ウレタン化反応、尿素化反応、ビウレット結合性反応等を含む）が開始することから、通常、両者の接触が混合の最終過程で行なわれる様な混合順序とすることが好ましい。所謂、「二液反応型組成物」である。

より具体的には、繊維補強複合体の型中でセメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利、のいずれかからなるセメント系無機充填剤、ポリオール、整泡剤、触媒及び水を混合・撹拌してスラリーを形成し、該スラリー中にポリイソシアネート（及び／又は、それらのプレポリマー型変性体）を添加・混合して、該ポリイソシアネートとスラリー中の水との反応で生成する炭酸ガスによって発泡させつつ、ポリイソシアネートとポリオールとを重合させ、該重合により形成されるポリウレタン中にスラリー中のセメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利のいずれかからなるセメント系無機充填剤粉末を分散したポリウレタン系発泡体層を形成することができる。

また、上記成分（ポリイソシアネート、セメント系無機充填剤、ポリオール、整泡剤、触媒及び水）の混合撹拌は、型枠中で直接行なってもよいが、型枠は通常直方体をしていることが多いことから、混合効率を勘案すれば円形のカップ（例えば、小規模実験にあってはポリカップ、大規模製造においてはポリマーライナー円形撹拌槽など）中に成分を添加してミキサー（例えば、小規模実験にあってはハンドミキサー、大規模製造においては電動撹拌装置など）で撹拌・混合した後に、直ちに型枠に移入することが好ましい。ポリイソシアネート又は触媒の添加と共に直ちにウレタン化反応が開始することから、それらの添加以前に、他の成分を予め添加し十分に撹拌混合してスラリー化しておくことが好ましい。ポリイソシアネート又は触媒の添加撹拌開始後には直ちに反応がスタートすることから、円形カップ中での撹拌は短時間（例えば、数秒間）に止めて、直ちに型枠に移送する。この際、短時間の撹拌で十分な混合効率を得るために、高速回転での撹拌が好ましい。

次いで、カップ内での短時間（数秒間）の混合後、得られた混合物を型内に移送することで、本発明の繊維補強複合体の形成が開始することができる。モールドの初期温度設定は常温程度（２０℃〜３０℃程度）でよい。繊維補強複合体の形成は、発泡と共にポリウレタン生成の重合熱発生を伴い、モールド内の温度が上昇する。モールドの形状、大きさにもよるが、モールド内の温度は通常３０〜４０℃程度に上昇する。発泡に伴いモールド内圧力も若干上昇するが、０．５ＭＰａ程度であってよい。
また、型枠の形状は一般的には直方体であるが、必要に応じて他の形状でもよい。

なお、上記カップ内の状態で表面状態を視観察及び指蝕観察して、クリームタイム、ゲルタイム及びタックタイムを指標として硬化（重合及び架橋）反応の進捗状況の目安とすることができる。本発明において、液温２５℃における上記成分の混合物のクリームタイムは、好ましくは１０〜３０秒であり、より好ましくは１０〜２０秒である。また、液温２５℃における上記成分の混合物のゲルタイムは、好ましくは４０〜７０秒であり、より好ましくは５０〜６５秒である。また、液温２５℃における上記成分の混合物のタックタイムは、好ましくは７０〜１１０秒であり、８０〜１００秒である。

本発明においては、繊維マットの配置場所は、繊維補強複合体の片面表面から内側５ｍｍ以内に配置されるように予め型内に配置しておくことが好ましい。具体的には、繊維補強複合体の曲げ強度が必要とされる少なくとも片面の、表面から内側５ｍｍ以内に、少なくとも一層の繊維マットが含まれるように、繊維マットの配置場所を設計し、モールド内に配置することが好ましい。曲げ強度が必要とされる少なくとも片面とは、図１に示される通り、加重が一方向からかかると想定した場合の片面が好適に選択される。図１において、枠線は、繊維補強複合体を示し、点線は繊維マットを示す。また、図２に示される通り、成形品（繊維補強複合体）の両面領域（好ましくは各表面から内側５ｍｍ以内）に配置してもよい。
なお、本発明においては、繊維補強複合体の少なくとも一つの片面領域に繊維マットを配置している限りにおいて、片面領域以外の部分（ポリウレタン系発泡体層中）に別の繊維マットを配置してもよく、本発明にはかかる態様も包含される。

なお、後述の実験例で示される通り、上記以外の場所（例えば繊維補強複合体の中程に配置：図３）に繊維マットを配置してもその効果は限られたものになる。理論に拘束されるものではないが、本発明の繊維補強複合体では、図４の写真に示される通り、ポリウレタン系発泡体層の表面に発泡程度が低く密度が比較的高い層（いわゆるスキン層）が形成され、この層が機械的物性に影響を及ぼすことから、このスキン層の近傍に繊維マットを配置することが強度向上に効果的であると考えられる。

また、繊維マットへのポリウレタン系発泡体の含浸がスムースに進むように、ポリイソシアネートを除く各成分を混合した少量の混合物で繊維マットを予め濡らして（塗布して）おき、ポリイソシアネートを繊維マットに添加してもよい。このような処理を行うことは、繊維マットに樹脂成分が十分に浸透した繊維補強複合体を得る上で有利である。

本発明の製造方法では、短時間で脱型して、ポリウレタン系発泡体層と繊維マットとが一体化した繊維補強複合体を得ることができる。しかも脱型直後でも繊維補強複合体は十分に高い硬度を発現することができる。即ち、脱型時間は通常５分程度とすることができ、脱型直後の圧縮強度も１ＭＰａ以上の高い値を与えることができる。したがって、本発明の製造方法では短時間での生産タイムサイクルを組むことができ、生産効率の高い工程で良好な硬化物性を持つ繊維補強複合体を得ることが可能となる。圧縮強度は、例えば５分後の脱型直後でほぼ一定値に達し、１日〜１週間後でも同程度の圧縮強度である。即ち、本発明の製造方法によれば、顕著な短時間で、良好な初期物性値を安定的に得ることができる。

繊維補強複合体／機能用途
本発明の繊維補強複合体は、上述のような製造方法により、ポリウレタン系発泡体層と繊維マットとを接着又は一体化させて得ることができる。本発明の繊維補強複合体において、ポリウレタン系発泡体層と、繊維マットとの重量比率は、本発明の効果を妨げない限り特に限定されず、好ましくは１００：０．５〜１００：１０、好ましくは１００：１〜１００：１０の範囲とすることができる。

また、本発明の繊維補強複合体において、ポリウレタン系発泡体層と、繊維マットとの厚さの比率は、本発明の効果を妨げない限り特に限定されず、好ましくは１０：０．０１〜１０：２．０、好ましくは１０：０．１〜１０：２．０、さらに好ましくは１０：０．３〜１０：１．０の範囲とすることができる。

また、本発明の繊維補強複合体は、上述の通り軽量性とＪＩＳ Ａ ５９０８で必要とされる高い曲げ強度とを備えた構造体であることから、建築材（断熱材、壁材等）等として好適に使用することができる。かかる本発明の繊維補強複合体の曲げ強度は、好ましくは１８ＭＰa以上であり、好ましくは１８〜３０ＭＰaであり、より好ましくは１８〜２５ＭＰaであり、さらに好ましくは２０〜２５ＭＰaである。

また、本発明の繊維補強構造体においては、軽量性確保の観点から、密度８００ｋｇ/ｍ^３以下とされる。本発明の繊維補強複合体の密度は、好ましくは５００〜８００ｋｇ/ｍ^３であり、より好ましくは５５０〜７００ｋｇ/ｍ^３であり、さらに好ましくは５８０〜６８０ｋｇ/ｍ^３であり、さらに好ましくは６００〜６５０ｋｇ/ｍ^３である。

また、本発明の繊維補強構造体は、建築材としての使用の観点から好適な圧縮強度を有していることが好ましい。本発明の繊維補強複合体の圧縮強度は、上述の通り、１ＭＰａ以上とすることができ、好ましくは５．０〜７．０ＭＰａであり、より好ましくは５．１〜６．２ＭＰａである。

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、本発明の単位及び各パラメータの測定は後述する実施例に準じて行われるが、特段の記載がなければ、JIS（日本工業規格）の規定に従う。

原材料
以下の原材料を用いて後述する実験を行った。
ガラス繊維マットＡ：ＥＣＭ３００−５０１（セントラルグラスファイバー社製）
（チョップドストランドマット；単位重量３００ｇ/ｍ^２、厚さ約１ｍｍ）
ガラス短繊維Ａ：ＥＣＳ０３−６１５（セントラルグラスファイバー社製）
（ガラスチョップドストランド、平均繊維長３ｍｍ、繊維径９μｍ）
ガラス短繊維Ｂ：ＥＦＨ１００−３１（セントラルグラスファイバー社製）
（ガラスミルドファイバー、平均繊維長３０μｍ、繊維径１１μｍ）

セメント：ポルトランドセメント
砂：モルタル用砂（平均粒径約１ｍｍ）
ポリオール：ポリオールＡ（スミフェン１６００Ｕ；官能基数２、水酸基価１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ）（住化コベストロウレタン株式会社製）
整泡剤：シリコーン系整泡剤（シリコーンＳＨ−１９３,東レ・ダウコーニング社製）
触媒：Ｐｏｌｙｃａｔ８（三級アミン））（エアプロダクツ社製）
ポリイソシアネート：ポリイソシアネートＡ（ポリメリックＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート；イソシアネート基含有率約３１．５％： スミジュール４４Ｖ２０Ｌ（住化コベストロウレタン株式会社製）

測定方法
以下の測定方法により各パラメータを測定した。
発泡品密度（ｋｇ/ｍ^３）：次の式により求めた。
[発泡品の重量÷モールド容量]

反応性（クリームタイム，ゲルタイム，タックフリータイム）：
ポリカップにおける同一のスラリー混合物をモールドに移送せずに、そのままポリカップ中にてその反応性を観察した（２５℃）。反応性の指標は、以下の通りである。
（Ａ）クリームタイム：スラリー混合後から混合物が発泡して上昇を始めるまでの時間（秒）
（Ｂ）ゲルタイム：スラリー混合後から混合物がゲル化し始めるまでの時間（秒）
（Ｃ）タックフリータイム：スラリー混合後、上昇してくる発泡体表面を指先で触れたとき、指先に付着しなくなるまでに要する時間（秒）。

曲げ強度（曲げ強さ）：ＪＩＳ Ａ ５９０８：２０１５（パーティクルボード）に準拠し、曲げ強度を測定した。
圧縮強度：ＪＩＳ Ｋ ７２２０：２００６(硬質発泡プラスチック−圧縮特性の求め方）に準拠し、圧縮強度を測定した。

［実施例１］＜ガラス繊維マット補強複合体の製造例＞
１． ガラス繊維マットのモールド内への配置
２１０ｘ２１０mmにカットした１３．８ｇのガラス繊維マットＡをモールドの下面に配置した。
２．反応混合物のモールドへの投入
容量１０００ｍｌのポリカップ中に、ポルトランドセメントを１５０ｇ、砂３００ｇ、ポリオールＡを３０ｇ、水を９０ｇ、整泡剤を３．７ｇ及び触媒を３．７ｇ添加し、ハンドミキサーにて４，０００ｒｐｍで４秒間撹拌して、均一なスラリーとした。次いで、イソシアネートＡを２７０ｇ添加し、ハンドミキサー（使用機器ホモミキサー：プライミクス社製 Ｔ．Ｋ．ロボミクスＦ Ｍｏｄｅｌ；撹拌羽根：直径５０ｍｍ）にて４，０００ｒｐｍで４秒間撹拌した後、得られたスラリー混合物を直ちに、上記のガラス繊維マットＡが配置されたモールドに充填し密封した。モールド初期温度（初期型温）は３０℃であった。５分後に、型温（「モールド温度」とも称する）は４０℃に達していた。直ちに脱型し、５分後に得られた各サンプルについて、訓練されたパネラー（ｎ＝１０）により、外観評価、キュア性評価及び強度発現評価を以下の基準に従い実施した。

外観評価（目視）
○：表面が均一で平滑性がある
×：表面が不均一で平滑性がない

キュア性評価（硬化表面を人差し指で1秒間押して離したときの指触感）
○：ベタつき無し
×：ベタつきあり

強度発現評価（硬化表面を人差し指の爪のある指先で1秒間押して離したとき、硬化表面に爪痕が残るか否かの評価）
○：爪痕残り無し
×：爪痕残りあり

実施例１の評価結果は、表２に示されるとおりであった。
具体的には、外観評価、キュア評価及び強度発現評価はいずれも良好（○）であった。
脱型後３日経過後の繊維補強複合体の密度を測定した結果、６２０ｋｇ/ｍ^３であった。
脱型後３日経過後の繊維補強複合体の曲げ強度を測定した結果、２０．３ＭＰａであった。
脱型後３日経過後の圧縮強度を測定した結果、５．６ＭＰａであった。

なお、この実施例１において、別途ポリカップにおける同一のスラリー混合物をモールドに移送せずに、そのままポリカップ中にてその反応性を観察した（液温２５℃）。
観察の結果、スラリーのクリームタイムは２０秒、ゲルタイムは６０秒、そしてタックフリータイムは９２秒であった。

［実施例２］
１．ガラス繊維マットのモールド内への配置
２１０ｘ２１０mmにカットした２枚のガラス繊維マットＡ（計２７．６ｇ）をモールドの上面と下面に配置した。ガラス繊維マットＡの上面については、マットの四隅を両面テープでモールドの上面に貼り付けた。
２．反応混合物のモールドへの投入
実施例１と同様に反応混合物を用いて繊維補強複合体を得た。その評価結果は表２に示される通りであった。また、実施例２で得られたガラス繊維補強複合体の断面を写真撮影したところ、図４に示される通りであった。図４において、ガラス繊維補強複合体の厚さは２５mmであり、ガラス繊維補強複合体の上面表面及び下面表面から５ｍｍ以内の領域にガラス繊維マットＡは配置されていた。また、図４で示される通り、ガラス繊維補強複合体の断面写真では、ポリウレタン系発泡体層の表面にスキン層が形成され、ガラス繊維マットと一体化していたことが確認された。

［比較例１］
ガラス繊維マットを使用しない以外は実施例１と同様に反応混合物を用いて発泡体を得た。その評価結果は表２に示される通りであった。

［比較例２］
ガラス繊維マットのモールド内への配置をモールド高さの中間位置とする以外は、実施例１と同様に反応混合物を用いて繊維補強体を得た。その評価結果は表２に示される通りであった。

［比較例３］
ガラス繊維マットを使用せずかつ２２．５ｇのガラス短繊維Ａを加えてスラリーを得る以外は、実施例１と同様に反応混合物を用いて繊維補強複合体を得た。その評価結果は表２に示される通りであった。
なお、ガラス短繊維Ａを３０ｇ加えてスラリーを得ることも検討したが、高粘度のため撹拌することができず、最終的に繊維補強複合体を得ることはできなかった。

［比較例４］
ガラス繊維マットを使用せずかつ２２．５ｇのガラス短繊維Ｂを加えてスラリーを得る以外は、実施例１と同様に反応混合物を用いて繊維補強複合体を得た。その評価結果は表２に示される通りであった。
なお、ガラス短繊維Ｂを３０ｇ加えてスラリーを得ることも検討したが、高粘度のため撹拌することができず、最終的に繊維補強複合体を得ることはできなかった。

実施例１及び実施例２のようにガラス繊維マットを所定の位置に配置すると、曲げ強度が大幅に改善され、密度６１０〜６２０ｋｇ/ｍ^３において２０ＭＰａ以上となった。また、実施例１及び実施例２においては、反応性も高く５分で脱型することも十分可能であった。
一方で、補強材を何も使用しない比較例１では、曲げ強度が８ＭＰａ程度であった。
また、ガラス繊維マットの配置位置が適切でない場合には、比較例２に示される通り、曲げ強度がほとんど向上されなかった。
また、ガラス繊維マットの代わりにガラス短繊維を使用した比較例３及び比較例４では、曲げ強度がほとんど向上されなかった。

本発明の繊維補強複合体によれば、高い曲げ強度（１８ＭＰａ以上）と軽量性（密度８００ｋｇ／ｍ^３以下）を達成することができる。また、本発明のガラス繊維補強複合体は、極めて短い脱型時間で取得することができ、建築材として有利に利用することができる。

Claims (15)

1. 繊維マットと、ポリウレタン系発泡体層とを備えた繊維補強複合体であって、
   前記ポリウレタン系発泡体層が、セメント、セメントと砂、又はセメントと砂と砂利のいずれかからなるセメント系無機充填剤、ポリイソシアネート、ポリオール、整泡剤、触媒及び水を含んでなる混合物の発泡体であり、
   前記繊維マットが、繊維補強複合体の少なくとも一つの片面領域に配置されており、
   前記繊維補強複合体の密度８００ｋｇ/ｍ^３以下でありかつＪＩＳ Ａ ５９０８に準拠して測定される曲げ強度が１８ＭＰa以上である、繊維補強複合体。
2. 前記繊維マットが、ガラス繊維マット、炭素繊維マット、アラミド繊維マット、不飽和ポリエステル繊維マット、ビニルエステル繊維マット、エポキシ繊維マット、アミド繊維マット、植物繊維マットの少なくとも一種から選択される、請求項１に記載の繊維補強複合体
3. 前記繊維マットが、チョップドストランドマット又はロービングクロスである、請求項１又は２に記載の繊維補強複合体。
4. 前記繊維マットがＪＩＳ Ｒ ３４１１で規定されるガラスチョップドストランドマットである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の繊維補強複合体。
5. 前記繊維マットの単位重量が２００ｇ／ｍ^２以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の繊維補強複合体。
6. セメント系無機充填剤と、ポリイソシアネート及びポリオールの合計との重量比率が、５０：５０〜９０：１０である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の繊維補強複合体。
7. 前記ポリウレタン系発泡体層と、繊維マットとの重量比率が１００：０．５〜１００：１０である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の繊維補強複合体。
8. 前記片面領域が、前記繊維補強複合体の片面表面から内側５ｍｍ以内の領域である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の繊維補強複合体。
9. 前記セメント系無機充填剤がセメントと砂、又はセメントと砂と砂利である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の繊維補強複合体。
10. 前記セメントと、砂と砂利の合計との重量比率が、１：１〜１：３である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の繊維補強複合体。
11. 前記ポリイソシアネートと、ポリオールとの重量比率が７０：３０〜９０：１０である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の繊維補強複合体。
12. 前記混合物が、以下の（Ａ）〜（Ｃ）のうち少なくとも一つの特徴を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の繊維補強複合体。
    （Ａ）液温２５℃における前記混合物のクリームタイムが１０〜３０秒である
    （Ｂ）液温２５℃における前記混合物のゲルタイムが４０〜７０秒である
    （Ｃ）液温２５℃における前記混合物のタックタイムが７０〜１１０秒である。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の繊維補強複合体の製造方法であって、
    前記混合物を型に注入し、脱型する工程を少なくとも含んでなる、製造方法。
14. 前記混合物を型に注入してから脱型するまでの５分以内である、請求項１３に記載の製造方法。
15. 前記混合物が発泡して得られるポリウレタン系発泡体層と、前記繊維マットとが接着するように、前記型内に前記繊維マットが予め配置されている、請求項１３又は１４に記載の製造方法。