近年来，从保护地球环境出发研究有效利用各种工业废料。例 如，大规模消耗森林资源的建筑业提出由工业废料提供建材可减少森 林资源的消耗量，而且可使常用无机板如硅酸钙板、珍珠岩板、矿渣 石膏板、木制水泥板、石膏板等的成本降低，功能改善。
例如，JP-A-7-41350公开了有效地用造纸后产生的纸浆糟粕(糟 粕)作建筑板。按此技术，使所述糟粕燃烧所得无机物如氧化硅、氧 化铝等与水泥、纤维和水混合，然后在加压下与多孔铁板接触。
JP-A-10-218643中公开了一种包含废液浆的水泥混合物。
然而，在JP-A-7-41350所公开的技术中，使用铁板和水泥，因 而存在可加工性差和因需要进行水泥的固化导致生产能力低的问 题。而且，因在800-1000℃下加热，所公开的糟粕燃烧产物是晶体， 因而使用此燃烧产物的水泥存在弯曲强度和耐冲击性差的问题。
在JP-A-10-218643所公开的技术中，比表面积为2000- 15000cm2/g，因而即使用粘合剂使比表面积如此低的粉末紧密，也存 在压缩强度和弯曲强度低的问题。即所述工业废料用于柱状构件、板 状构件等时，需要提高弯曲强度。
此外，所有这些技术中都使用水泥，因而不能钉入钉子等，即使 被迫钉入钉子，也有导致出现裂缝的缺点。
发明公开
因此，本发明的目的是解决上述问题，提供弯曲强度改善的复合 硬化体和使用此复合硬化体以及适用作其起始原料的非晶形粉末的 复合建材。
即，本发明的要点和构造是以下第1-53项。
1.一种非晶形粉末，特征在于包括两或多种氧化物的非晶形体。
2.根据第1项的非晶形粉末，其中所述氧化物为Al2O3、SiO2、 CaO、Na2O、MgO、P2O5、SO3、K2O、TiO2、MnO、Fe2O3或ZnO。
3.一种非晶形粉末，特征在于包括含选自Al、Si、Ca、Na、Mg、 P、S、K、Ti、Mn、Fe和Zn的至少两种元素的非晶形体。
4.根据第1、2或3项的非晶形粉末，其中所述粉末的比表面积 为1.6-200m2/g。
5.一种非晶形粉末，特征在于包括Al2O3-SiO2-CaO基非晶形体。
6.一种非晶形粉末，特征在于包括Al2O3-SiO2-CaO-氧化物基非 晶形体。
7.根据第6项的非晶形粉末，其中所述氧化物为至少一种选自 Na2O、MgO、P2O5、SO3、K2O、TiO2、MnO、Fe2O3和ZnO的氧化物。
8.根据第1至7项之任一的非晶形粉末，其中所述非晶形体的 组成换算成Al2O3、SiO2和CaO为Al2O3：占所述非晶形粉末总重的 5-51％(重量)，SiO2：占所述非晶形粉末总重的8-53％(重量)，CaO： 占所述非晶形粉末总重的10-63％(重量)，三种氧化物之和不超过 100％(重量)。
9.根据第1至8项之任一的非晶形粉末，还包含卤素。
10.根据第1至9项之任一的非晶形粉末，还具有结晶体。
11.一种非晶形粉末，特征在于包括非晶形体，通过荧光X-射线 分析证实所述非晶形体中存在至少两种选自Al、Si、Ca、Na、Mg、P、 S、K、Ti、Mn、Fe和Zn的元素，通过X-射线衍射分析在2θ：15°- 40°的范围内观察到耙(harrow)。
12.一种非晶形粉末，特征在于包括非晶形体，通过荧光X-射线 分析证实所述非晶形体中存在Al、Si和Ca，通过X-射线衍射分析在 2θ：15°-40°的范围内观察到耙。
13.一种非晶形粉末，特征在于包括非晶形体，通过荧光X-射线 分析证实所述非晶形体中存在Al、Si和Ca，所述荧光X-射线分析 证实所述非晶形体中还存在至少一种选自Na、Mg、P、S、K、Ti、Mn、 Fe和Zn的元素，通过X-射线衍射分析在2θ：15°-40°的范围内观察 到耙。
14.一种非晶形粉末，特征在于通过燃烧作为工业废料的造纸淤 泥形成。
15.一种非晶形粉末，特征在于通过在不低于300℃但低于800 ℃下燃烧作为工业废料的造纸淤泥形成。
16.一种复合硬化体，包含第1至15项之任一所述非晶形粉末 和粘合剂。
17.一种复合硬化体，包含第1至15项之任一所述非晶形粉末、 粘合剂和纤维材料。此外，理想的是所述纤维材料是定向的，即所述 纤维的纵向对准特定方向。
18.根据第17项的复合硬化体，其中所述纤维材料是由多糖组 成的有机纤维材料。
19.根据第1至18项之任一的复合硬化体，还包含无机粉末。
20.一种复合建材，包括在芯材至少一个表面上形成的增强层， 其中第16至19项之任一的复合硬化体用于所述芯材。
21.由无机非晶形体组成的无机非晶形粉末，其中所述无机非晶 形体含有Fe，比表面积为1.6-200m2/g。
22.根据第21项的无机非晶形粉末，其中所述无机非晶形体中 Fe含量按Fe2O3计为所述无机非晶形粉末总重的0.1-30％(重量)。
23.根据第22项的无机非晶形粉末，其中所述无机非晶形粉末 用作颜料。
24.根据第21至23项之任一的无机非晶形粉末，其中所述无机 非晶形体含有选自Al、Si、Ca、Na、Mg、P、S、K、Ti、Mn和Zn的 至少两种元素。
25.根据第21至24项之任一的无机非晶形粉末，其中所述非晶 形体由两或多种氧化物组成，所述氧化物为至少一种选自Na2O、MgO、 P2O5、SO3、K2O、TiO2、MnO、Fe2O3和ZnO的氧化物。
26.根据第21至25项之任一的无机非晶形粉末，其中所述无机 非晶形体的比重为2.2-3.0。
27.根据第21至26项之任一的无机非晶形粉末，其中所述无机 非晶形体的组成换算成Al2O3、SiO2和CaO为：
Al2O3：占所述无机非晶形粉末总重的5-51％(重量)，
SiO2：占所述无机非晶形粉末总重的8-53％(重量)，
CaO：占所述无机非晶形粉末总重的10-63％(重量)，
条件是Al2O3、SiO2和CaO之和不超过100％(重量)。
28.根据第21至27项之任一的无机非晶形粉末，其中所述无机 非晶形体是通过燃烧作为工业废料的造纸淤泥得到的。
29.根据第21至28项之任一的无机非晶形粉末，还含有卤素。
30.一种复合硬化体，包含第21至29项之任一的无机非晶形粉 末和粘合剂。
31.一种复合硬化体，包含第21至29项之任一的无机非晶形粉 末、粘合剂和纤维材料。
32.根据第31项的复合硬化体，其中所述纤维材料是由多糖组 成的有机纤维材料。
33.根据第31或32项的复合硬化体，其中所述纤维材料沿特定 方向取向。
34.一种复合建材，包括在芯材至少一个表面上形成的增强层， 其中所述芯材由第30至33项之任一的复合硬化体构成。
35.包含无机非晶形体的无机非晶形粉末，其中所述无机非晶形 体中包括结晶体。
36.包含无机非晶形体的无机非晶形粉末，其中所述无机非晶形 体中包括含Ca的结晶体。
37.根据第35或36项的无机非晶形粉末，其中所述无机非晶形 粉末的比表面积为1.6-200m2/g。
38.根据第35至37项之任一的无机非晶形粉末，其中所述无机 非晶形体含有选自Al、Si、Ca、Na、Mg、P、S、K、Ti、Mn、Fe和 Zn的至少两种或多种元素。
39.根据第35至38项之任一的无机非晶形粉末，其中所述无机 非晶形体由两或多种氧化物组成，所述氧化物选自Al2O3、SiO2、CaO、 Na2O、MgO、P2O5、SO3、K2O、TiO2、MnO、Fe2O3和ZnO。
40.根据第35至39项之任一的无机非晶形粉末，其中所述无机 非晶形粉末的比重为2.2-3.0。
41.根据第35至40项之任一的无机非晶形体，其中所述无机非 晶形体的组成换算成Al2O3、SiO2和CaO为：
Al2O3：占所述无机非晶形粉末总重的5-51％(重量)，
SiO2：占所述无机非晶形粉末总重的8-53％(重量)，
CaO：占所述无机非晶形粉末总重的10-63％(重量)，
条件是Al2O3、SiO2和CaO之和不超过100％(重量)。
42.根据第35至41项之任一的无机非晶形粉末，其中所述无机 非晶形体含有卤素。
43.一种复合硬化体，包含第35至42项之任一的无机非晶形粉 末和粘合剂。
44.一种复合硬化体，包含第35至42项之任一的无机非晶形粉 末、粘合剂和纤维材料。
45.根据第44项的复合硬化体，其中所述纤维材料是由多糖组 成的有机纤维材料。
46.根据第44或45项的复合硬化体，其中所述纤维材料沿特定 方向取向。
47.一种复合建材，包括在芯材至少一个表面上形成的增强层， 其中所述芯材是第43至46项之任一的复合硬化体。
48.包含多孔粉末的非晶形粉末，包括无机非晶形体，比表面积 为1.6-200m2/g。
49.包含多孔粉末的非晶形粉末，包括由两或多种氧化物组成的 非晶形体，比表面积为1.6-200m2/g。
50.一种复合硬化体，包含第48或49项的非晶形粉末和粘合剂。
51.一种复合硬化体，包含第48或49项的非晶形粉末、粘合剂 和纤维材料。
52.根据第51项的复合硬化体，其中所述纤维材料是定向的。
53.一种复合建材，包括在芯材至少一个表面上形成的增强层， 其中第50至52项之任一的复合硬化体用于所述芯材。
本发明非晶形粉末根本上包括由两或多种氧化物体系组成的非 晶形体。本文所用术语“由两或多种氧化物体系组成的非晶形体”意 指氧化物(1)-氧化物(2)…-氧化物(n)体系的非晶形体(其中n 为自然数，氧化物(1)、氧化物(2)…氧化物(n)是不同的氧化 物)。
这种非晶形体很难恰当地定义，但认为它是使两或多种氧化物经 历固体溶解、水合反应等产生的非晶形化合物。这种非晶形化合物 中，构成所述氧化物的元素(至少两种选自Al、Si、Ca、Na、Mg、P、 S、K、Ti、Mn、Fe和Zn的元素)通过荧光X-射线分析确定，通过X- 射线衍射分析图中在2θ：15°-40°的范围内观察到耙。此耙是X-射线 强度的轻度波动，在X-射线图中为宽隆起。此外，所述耙的半宽值为 2θ：不小于2°。
如图1所示，通过用粘合剂粘合包括上述非晶形体的非晶形粉末 得到粘合非晶形粉末1的复合硬化体2。由于所述非晶形粉末1的强 度和韧性均高于结晶体，所以复合硬化体2是有效产生强度的物质， 因而获得压缩强度和弯曲强度改善且没有强度各向异性的均匀硬化 体。此外，由于它是非晶形体，具有在低密度下获得充足强度的优点， 因而通过用粘合剂粘合得到轻质复合硬化体。
而且，如图2所示，通过在图1所示复合硬化体2中包含纤维材 料3可改善复合硬化体2的断裂韧度值。
作为复合硬化体2的非晶形粉末1，有利的是使用平均粒度为 1-100μm的粉末。平均粒度超出上述范围时，不能得到有足够强度和 韧性的复合硬化体。
另外，所述非晶形体变成产生强度的物质的原因尚不清楚，但据 推测与结晶结构相比可阻碍裂缝生长。此外，与结晶体相比所述纤维 材料易于均匀分散在非晶形体中，从而使断裂韧度值得到改善。因 此，即使钉入钉子或形成通孔，也不产生裂缝，因而所述复合硬化体 作为建材等工作所需材料是最佳的。
作为所述氧化物可使用金属和/或非金属的氧化物，理想的是选 自Al2O3、SiO2、CaO、Na2O、MgO、P2O5、SO3、K2O、TiO2、MnO、Fe2O3和ZnO。特别地，Al2O3-SiO2-CaO体系或Al2O3-SiO2-CaO-氧化物体系 的非晶形体或这些非晶形体的复合物是最佳的。此外，后一非晶形体 中的氧化物是一或多种除Al2O3、SiO2和CaO之外的金属和/或非金属 氧化物。
首先，所述Al2O3-SiO2-CaO体系的非晶形体是使Al2O3、SiO2和 CaO之全部、一部分经固体溶解、水合反应等产生的有非晶形结构的 化合物。即包括使Al2O3和SiO2，SiO2和CaO，Al2O3和CaO，或Al2O3、 SiO2和CaO的混合物经固体溶解、水合反应等产生的各种化合物。
所述无机非晶形化合物中，Al、Si和Ca通过荧光-射线分析确 定，通过X-射线衍生分析图中在2θ：15°-40°的范围内观察到耙。此 耙是X-射线强度的轻度波动，在X-射线图中为宽隆起。此外，所述 耙的半宽值为2θ：不小于2°。
除Al2O3、SiO2和CaO之外还加有至少一种氧化物的体系即 Al2O3-SiO2-CaO-氧化物体系的非晶形体包括除Al2O3-SiO2-CaO体系的 上述组合之外还使Al2O3和氧化物，SiO2和氧化物，CaO和氧化物， Al2O3、SiO2和氧化物，SiO2、CaO和氧化物，Al2O3、CaO和氧化物， 或Al2O3、SiO2、CaO和氧化物的混合物经固体溶解、水合反应等产生 的各种化合物。
此外，在两或多种氧化物或Al2O3-SiO2-CaO-氧化物(1)…-氧化 物(n)体系(n为不小于2的自然数)的非晶形体的情况下，认为它 包括使这些氧化物的混合物例如选自氧化物(1)、氧化物(2)…氧 化物(n)(其中n为不小于2的自然数，n值不同时氧化物(n)意 指不同的氧化物，不包括Al2O3、SiO2和CaO)的至少两种氧化物经固 体溶解、水合反应等产生的各种化合物，使选自Al2O3、SiO2和CaO的至少两种的混合物经固体溶解、水合反应等产生的化合物，以及还 包括使选自氧化物(1)、氧化物(2)…氧化物(n)(n为不小于2 的自然数)的至少一种氧化物和选自Al2O3、SiO2和CaO的至少一种氧 化物的混合物经固体溶解、水合反应等产生的化合物。
所述无机非晶形化合物中，构成所述氧化物的Al、Si、Ca和其 它元素(两或多种选自Na、Mg、P、S、K、Ti、Mn、Fe和Zn的元素) 通过荧光X-射线分析确定，通过X-射线衍射分析图中在2θ：15°-40° 的范围内观察到耙。此耙是X-射线强度的轻度波动，在X-射线图中 为宽隆起。此外，所述耙的半宽值为2θ：不小于2°。
在此情况下，与Al2O3、SiO2和CaO组合的氧化物是一或多种，可 使用除Al2O3、SiO2和CaO以外的金属和/或非金属氧化物。例如可选 自Na2O、MgO、P2O5、SO3、K2O、TiO2、MnO、Fe2O3和ZnO。可基于所述 复合硬化体的预期性能进行选择。
例如，可用碱等除去Na2O或K2O，电镀处理之前进行所述去除处 理时，可使欲电镀的复合硬化体表面变粗糙起锚定作用。
MgO作为与Al2O3、SiO2和CaO的固溶液有助于提高强度使弯曲强 度和耐冲击性显著改善。
用作生物材料(牙齿植入物、人造骨)时，P2O5特别适用以有助 于与骨头粘结。
SO3适用作抗菌建材，因为它有抗菌性。
TiO2是白色颜料，起光氧化催化剂的作用，从而可仅通过光照迫 使粘附的有机污染物氧化而净化。因此，它具有能用作可自净建材或 各种过滤器或反应催化剂的特殊作用。
MnO适合用作浅黑色颜料，Fe2O3适合用作增亮颜料，ZnO为白色 颜料。
此外，这些氧化物可单独存在于所述非晶形体中。
上述非晶形体的组成换算成Al2O3、SiO2和CaO优选为Al2O3：占 所述复合硬化体总重的5-51％(重量)，SiO2：占所述复合硬化体总重 的8-53％(重量)，CaO：占所述复合硬化体总重的10-63％(重量)，三 种氧化物之和不超过100％(重量)。
因为Al2O3的含量低于5％(重量)或超过51％(重量)时，所述复合 硬化体的强度降低，而SiO2的含量低于8％(重量)或超过53％(重量) 时，所述复合硬化体的强度降低。CaO的含量低于10％(重量)或超过 63％(重量)时，所述复合硬化体的强度也降低。
进一步地，为获得有更高强度的硬化体，有利的是分别将 CaO/SiO2之比调至0.2-7.9，CaO/Al2O3之比调至0.2-12.5(按氧化 物计)。
包含Na2O、MgO、P2O5、SO3、K2O、TiO2、MnO、Fe2O3和ZnO之一 或多种作为除Al2O3、SiO2和CaO之外的氧化物时，每种氧化物的含量 优选如下。不必说，这些氧化物的总含量不超过100％(重量)。
Na2O：占所述非晶形粉末总重的0.1-2.4％(重量)
MgO：占所述非晶形粉末总重的0.3-22.0％(重量)
P2O5：占所述非晶形粉末总重的0.1-14.6％(重量)
SO3：占所述非晶形粉末总重的0.1-7.0％(重量)
K2O：占所述非晶形粉末总重的0.1-2.4％(重量)
TiO2：占所述非晶形粉末总重的0.1-17.4％(重量)
MnO：占所述非晶形粉末总重的0.1-3.0％(重量)
Fe2O3：占所述非晶形粉末总重的0.2-35.6％(重量)
ZnO：占所述非晶形粉末总重的0.1-3.6％(重量)
这些氧化物的含量限于上述范围的原因在于它们超出上述范围 时，所述复合硬化体的强度降低。
所述化合物是否有非晶形结构可通过X-射线衍射确定。即，当X- 射线衍射在2θ：15°-40°的区域内观察到耙时，可确定所述化合物有 非晶形结构。本发明中，除完全非晶形结构之外，所述非晶形结构中 可包含结晶体。具体地，可包含硅酸氢铝、高岭石、沸石、钙黄长石、 syn、钙长石、黄长岩、合成钙黄长石、tobermorite、硬硅钙石或钙 矾石；或氧化物如SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、MgO、P2O5、SO3、K2O、TiO2、 MnO、Fe2O3、ZnO等。
虽然据信这些结晶体本身不是产生强度的物质，但相信它们具有 提高硬度和密度以改善压缩强度或控制裂缝生长等作用。此外，希望 所述结晶体的含量占所述非晶形粉末总重的0.1-50％(重量)。因为所 述结晶体太少时，不能获得上述作用，而太多时，强度降低。
顺便提及，所述Al2O3-SiO2体系的晶体化合物为硅酸氢铝、高岭 石或沸石，Al2O3-CaO体系的晶体化合物为铝酸钙，CaO-SiO2体系的 晶体化合物为硅酸钙，Al2O3-SiO2-CaO体系的晶体化合物为钙黄长 石、syn或钙长石，Al2O3-SiO2-CaO-MgO体系的晶体化合物为黄长岩 或合成钙黄长石。
此外，希望所述结晶体含Ca，可包含钙黄长石、syn(Ca2Al2O7)、 合成黄长石(Ca2(Mg0.5Al0.5)(Si1.5Al0.5O7))、合成钙黄长石 (Ca2(Mg0.25Al0.75)(Si1.25Al0.75O7))、有序的钙长石 (Anorthite，ordered)(Ca2Al2Si2O8)、或碳酸钙(方解石)。因为 Ca可提高强度。
本发明非晶形粉末中，由两或多种氧化物组成的非晶形体中可 加入卤素。此卤素在形成固溶液或水合物的反应中起催化剂的作用， 也可作为控制燃烧的物质。要求含量为所述非晶形体总重的0.1- 1.2％(重量)。因为此含量低于0.1％(重量)时，强度较低，而超过 1.2％(重量)时，燃烧产生有害物质。作为所述卤素，氯、溴和氟是理 想的。
类似地，可加入碳酸钙(方解石)。碳酸钙本身不是产生强度的 物质，但据信由于碳酸钙被非晶形体包围防止裂缝生长等从而有助于 提高强度。要求碳酸钙含量不大于所述非晶形体总重的48％(重量)， 因为超过48％(重量)时，弯曲强度降低。还希望不低于0.1％(重量)。 此含量低于0.1％(重量)时，不能起提高强度的作用。
本发明非晶形粉末的比表面积理想地为1.6-200m2/g。用粘合剂 粘合所述非晶形粉末产生复合硬化体时，如果所述粉末的比表面积低 于1.6m2/g，则粘合剂与粉末之间的接触太小，压缩强度和弯曲强度 降低，而如果超过200m2/g，则粉末太细，压缩强度和弯曲强度也降 低。因此将所述非晶形粉末的比表面积调至上述范围，从而得到压缩 强度和弯曲强度极好的复合硬化体。而且，所述非晶形粉末的比重在 2.2-3.0的范围内是有利的，因为低于2.2时，硬度和强度降低，而 超过3.0时，粉末变脆，强度也降低。
上述非晶形粉末适用于各种工业，例如可用于装饰板的填料、无 机板的原料、填充材料、色谱柱滤材、催化剂载体、人造骨的原料、 假肢材料、电子器件的密封树脂的填料、抗蚀剂组合物的填料等。
推荐通过燃烧工业废料得到的非晶形粉末，特别优选通过燃烧造 纸淤泥(糟粕)得到的非晶形粉末。所述造纸淤泥是含无机物的纸浆 糟粕，用工业废料作为起始原料成本很低，有助于解决环境问题。
优选在不低于300℃但低于800℃下燃烧所述造纸淤泥。高于800 ℃时易变成结晶体，而低于300℃时纸浆碳化而不能得到所述粉末。 在300-1500℃下燃烧造纸淤泥然后骤冷也可获得所述非晶形结构。
一般地，所述造纸淤泥除纸浆之外还包含水和选自Al、Si、Ca、 Na、Mg、P、S、K、Ti、Mn、Fe2和Zn的氧化物和氢氧化物或作为其 前体的溶胶或其复合物、卤素和碳酸钙中的至少一种。特别地，所述 高级纸的废纸包含大量钙基晶体如高岭土或碳酸钙等，因而包含大量 所述废纸的淤泥适合用作所述造纸淤泥。
而且，所述造纸淤泥的水含量优选为20-80％(重量)。此水含量低 于20％(重量)时，所述淤泥太硬而难以成形，而超过80％(重量)时， 所述淤泥变成泥浆而难以成形。
下面描述本发明复合硬化体。
如前面所述，本发明复合硬化体的特征在于包含所述非晶形粉末 和粘合剂，需要时还加入纤维材料。
本文所用粘合剂理想地为热固性树脂或无机粘合剂或两者。作为 所述热固性树脂，至少一种选自酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂 和脲醛树脂的树脂是理想的。作为所述无机粘合剂，至少一种选自硅 酸钠、硅胶和铝溶胶的无机粘合剂是理想的。此外，未燃烧的造纸淤 泥也可用作粘合剂。
所述复合硬化体中所含纤维材料可以是有机或无机的。作为有机 纤维材料，可使用选自化学纤维如维尼纶、聚丙烯和聚乙烯等和由多 糖组成的有机纤维材料中的至少之一，但由多糖组成的有机纤维材料 是理想的。因为所述多糖有OH基，容易通过氢键与各种化合物如 Al2O3、SiO2、CaO等键合。
所述多糖优选为选自氨基糖、糖醛酸、淀粉、糖原、旋复花粉、 地衣淀粉、纤维素、壳多糖、脱乙酰壳多糖、半纤维素和果胶的至少 一种化合物。作为由这些多糖组成的有机纤维材料，有利地采用纸 浆、纸浆糟粕、废纸如报纸或杂志等的粉碎物。
除纤维素之外，所述纸浆还包含约10-30％(重量)的木质素。
另一方面，可用选自氧化铝须晶、SiC须晶、氧化硅-氧化铝基陶 瓷纤维、玻璃纤维、碳纤维和金属纤维至少之一作为无机纤维材料。
此外，所述纤维材料的含量优选为所述复合硬化体总重的2- 75％(重量)。此含量低于2％(重量)时，复合硬化体的强度降低，而超 过75％(重量)时，有防火性、耐水性、尺寸稳定性等下降的危险。
另外，所述纤维材料的平均长度优选为10-3000μm。平均长度太 短时，不导致缠结，而太长时，易产生间隙使所述无机硬化体的强度 降低。
另一方面，所述复合硬化体中非晶形粉末的含量有利地为所述复 合硬化体总重的10-90％(重量)。因为非晶形粉末的含量超出上述范围 时，不能获得要求的强度。
除所述非晶形粉末之外，所述复合硬化体中还可加入无机粉末。 具体地，可使用选自碳酸钙、氢氧化钙、石英砂、石英砂球、珍珠岩、 氢氧化铝、氧化硅、氧化铝、滑石、碳酸钙和工业废粉末的至少一种。 作为所述工业废粉末，特别优选使用选自造纸淤泥的燃烧粉末、玻璃 抛光灰尘和硅砂粉碎灰尘的至少一种工业废粉末。因为使用这些工业 废粉末可降低成本，还有助于解决环境问题。
本发明复合硬化体用于各种工业中，可用于新型建材代替硅酸钙 板、珍珠岩板、胶合板和石膏板等，以及用于医用材料如假肢、人造 骨、牙齿植入物，和电子材料如印刷电路板的芯物质、层间树脂绝缘 层等。
下面作为所述复合硬化体的应用实例，针对建材描述本发明。
如图3所示，在芯材4的至少一个表面(所示实施方案中在其两 个表面)上形成增强层5的复合建材中，本发明的复合硬化体2用于 所述芯材4。即当芯材4由本发明复合硬化体2制造时，即使向所述 芯材施加拉力，也不易导致破裂，因为所述芯材本身的弯曲强度极 好，而且增强层置于所述芯材的表面上。即使向所述表面局部施压， 也不产生凹痕或凹陷。
使用本发明复合建材中，通过上漆或通过装饰板、饰面板等在所 述增强层6上形成装饰层，从而改善耐冲击性，不易出现损伤如凹痕 等，所述损害不损坏装饰面而不降低设计性能。
而且，所述增强层5有在树脂5a中包埋有纤维基材料5b的结构。 作为树脂5a，特别优选使用热固性树脂。因为热固性树脂的耐火性极 好，甚至在比热塑性树脂更高的温度下也不软化，不损失作为增强层 的作用。作为所述热固性树脂，酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、 聚酰亚胺树脂、脲醛树脂等是适用的。为使增强层具有足够的硬度和 耐冲击性和更高的耐火性，所述增强层中热固性树脂的含量优选在 10-65％(重量)的范围内。
而且，所述热固性树脂例如选自酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧 树脂、脲醛树脂和聚氨酯树脂的至少一种热固性树脂可涂于芯材4的 表面上。
另一方面，优选用无机纤维作为所述纤维基材料5b。因为它们可 提高增强层5的强度，降低其热膨胀系数。作为所述无机纤维，可使 用玻璃纤维、矿物纤维和陶瓷纤维，它们的成本低且耐热性和强度极 好。作为所述纤维基材料，可使用不连续纤维的垫状(matt-shaped) 产品、将连续的长纤维切成3-7cm形成的垫状产品(所谓碎绳垫)、 分散在水中后的片状产品、螺旋形层压连续长纤维所得垫状产品、或 连续长纤维的织品。
此外，所述增强层的厚度优选为0.2-3.5mm。设置在上述范围内 时，获得足够的硬度和耐冲击性，并可保持很高的可加工性。此外， 所述增强层中可加入阻燃剂如氢氧化铝、氢氧化镁等和常用的无机粘 合剂如硅溶胶、铝溶胶、水玻璃等。
下面描述本发明非晶形粉末、复合硬化体和复合建材的生产方 法。
首先，所述非晶形粉末的生产方法如下。
提供造纸淤泥作为起始原料。作为所述造纸淤泥，优选使用新闻 印刷纸、牛皮纸、钛纸、面巾纸、棉纸、手纸、卫生纸、餐巾纸、各 种工业用纸或各种民用纸的造纸过程中排放的造纸淤泥。作为可商购 的造纸淤泥，可使用Maruto Yozai-sha出售的“Green sludge”等。
干燥后，将所述造纸淤泥在不低于300℃但低于800℃的温度下 燃烧30分钟至10小时，将燃烧后的淤泥在球磨机、混合器等中粉碎， 从而可得到本发明非晶形粉末。
然后，描述复合硬化体的生产方法。即使上述非晶形粉末与粘合 剂和如果需要的话纤维材料混合制备起始混合物。在使用未燃烧造纸 淤泥的情况下，由于所述淤泥含有无机物和纸浆，利于使之与粘合剂 和纤维材料混合。将起始混合物倒入要求的模塑框或设有类似过滤器 的底板的模塑框中，压榨除水制成要求的形状；或者通过用所述起始 混合物的浆液造纸方法，制成要求的形状。然后，将此成形体在20- 160℃的加热温度下干燥和硬化，得到复合硬化体。所述加热温度太 高时，导致变形或裂化等，而加热温度太低时，干燥所需时间长，生 产能力下降。
特别地，为将所述复合硬化体制成板，在通过传送带传送的同时 辊压所述造纸淤泥形成板状体，然后将此板状体在80-160℃的加热温 度下加热同时压紧形成板状芯材。在此情况下，压力适合为1- 20kgf/cm2。本文所用术语“压紧”意指在加压下保持。通过此压紧中 施压，使所述纤维材料沿垂直于所述加压方向的方向取向，从而可提 高芯材的弯曲强度。而且，压榨除水控制结晶发展，因而所述压紧利 于形成非晶形体。
此外，所述无机粉末与造纸淤泥混合后，加热使之硬化，从而可 使所述无机粉末分散在复合硬化体中。
除所述造纸淤泥之外，还可用金属醇盐或金属氢氧化物作为起始 原料。例如，使Al、Si、Ca的醇盐或氢氧化物的混合物与粉碎的废 纸料混合，在酸或碱存在下经历水解和聚合反应形成溶胶，然后通过 干燥和硬化使所述溶胶凝胶化。
据推测如此所得凝胶与使Al2O3、SiO2、CaO、Na2O、MgO、P2O5、 SO3、K2O、TiO2、MnO、Fe2O3和ZnO等氧化物经固体溶解或水合反应所 得化合物相同。
顺便提及有关利用造纸淤泥的技术有许多，但与本发明不同。例 如，JP-A-49-86438公开了将纸浆糟粕(纤维素组分)与石灰渣混合 和热压的技术，但所述纸浆糟粕意指纤维素，与利用本发明所定义的 造纸淤泥中的无机组分和使纤维分散在无机非晶形体中不一致。因而 在石灰渣颗粒边界产生裂口或不能防止裂缝生长，弯曲强度和压缩强 度方面存在问题。而且所述石灰渣是燃烧造纸浆液得到的结晶体(氧 化钙)，与本发明非晶形体明显不同。
JP-A-7-47537、JP-A-7-69701、JP-A-6-293546和JP-A-5- 270872是水泥和无机增强纤维的复合技术，JP-A-10-15923是使纸浆 糟粕与结晶石膏混合的技术，JP-A-49-2880是针对所述废纸浆中纤 维的技术，JP-A-53-81388公开使纸浆糟粕中的纤维(纤维20％，土 和沙子0.01％)与木屑混合成形，均与本发明定义的使纤维材料分散 于无机非晶形体中不同。
JP-A-51-30088是使废纸浆和轻质无机材料的燃烧灰成形的技 术，但未描述燃烧条件等，不能获得非晶形燃烧灰。JP-A-8-246400 是用废纸浆本身代替造纸淤泥的技术。JP-A-48-44349是使含有机物 和无机物的废纸浆与高聚物乳液等混合的技术，但所述无机物意指氧 化硅、氧化铝和氧化铁，基本上指每种的金属氧化物，与本发明定义 两或多种金属氧化物的复杂非晶形体系不同。JP-A-49-99524是陶瓷 形成物(多晶体)，与本发明所定义的非晶形体系不同。
所述复合建材如下生产。
首先，在通过传送带传送的同时辊压所述造纸淤泥形成板状体。 另一方面，将树脂浸入纤维材料，在25-70℃下进行热处理，干燥形 成增强板。然后，将所述板状体和所述增强板层压、加热压紧，形成 由芯材(复合硬化体)和增强层组成的复合建材。在此情况下，所述 加热温度为80-200℃，压力为1-20kgf/cm2。
通过压紧使纤维材料定向，从而可提高弯曲强度，同时通过压榨 除去水，可防止因捕集水导致结晶过度发展。
此外，代替上述生产方法，可采用以下方法：将树脂组合物浸入 无机纤维垫，干燥和热压使热固性树脂固化，从而形成增强层，然后 用粘合剂使所得增强层粘附于预先硬化的芯材。
也可采用以下方法：分开地将热固性树脂如酚醛树脂等涂于纤维 如玻璃纤维、矿物纤维或陶瓷纤维的表面上，将由这些纤维组成的纤 维材料层压在板状体上，然后热压。在分开的步骤中将热固性树脂涂 于纤维表面的方法中，与浸渍树脂的粘合性改善，而且所述纤维容易 相互粘合，可有利地改善树脂的浸渍率。所述涂布方法包括：使未固 化的热固性树脂浸入纤维材料中然后干燥；使玻璃纤维、矿物纤维或 陶瓷纤维的初熔体通过喷嘴排出，通过吹制法或离心法纤化，同时将 热固性树脂如酚醛树脂等的溶液喷于其中。
此外，用玻璃纤维、矿物纤维或陶瓷纤维作为构成所述纤维材料 的物质时，有利的是涂布硅烷偶联剂。可在所得复合建材的正反面上 漆，或者可通过粘合剂与装饰板、饰面板等粘结。
所述上漆通过刷涂或喷涂各种颜料或油墨等进行。作为所述装饰 板，可使用由酚醛树脂浸渍的芯层、三聚氰胺树脂浸渍的图案层和三 聚氰胺树脂浸渍的覆盖层组成的三层结构的装饰板，和由三聚氰胺树 脂浸渍的背衬层、酚醛树脂浸渍的芯层、三聚氰胺树脂浸渍的图案层 和三聚氰胺树脂浸渍的覆盖层组成的四层结构的装饰板。特别地，有 酚醛树脂浸渍的芯层作为芯层的装饰板因表面强度相当高可用于地 面构件等。
作为所述饰面板，可使用日本柳杉和柏树等高级木材。
附图简述
图1为本发明复合硬化体一实施方案的剖面示意图。
图2为本发明复合硬化体一实施方案的剖面示意图。
图3为本发明复合建材一实施方案的剖面示意图。
图4为实施例1-1、2-1、3-1和4-1的非晶形粉末的X-射线衍 射图。
最佳实施方式
[实施例1]
(实施例1-1)
将1512g未燃烧的造纸淤泥(Maruto Yozai-sha出售的“Green sludge”，固含量：34wt％，水含量：66wt％)在搅拌下于80℃干燥， 干燥后的物质在780℃下燃烧5小时，立即骤冷至室温。然后将所述 燃烧体在球磨机中研磨5小时，得到248g非晶形粉末。
用荧光X-射线分析仪(RIX2100，Rigaku制造)分析确定此非晶 形粉末有以下组成(按氧化物计)。此外，所述比表面积按JIS R-1626 测量(BET法：流化法的单点工艺)。
测得：
SiO2：  34.1wt％     Fe2O3：1.6wt％
CaO：    32.1wt％     TiO2：  1.0wt％
Al2O3：20.7wt％     SO3：   0.5wt％
MgO：     5.9wt％     Cl：     0.2wt％
P2O5：  2.8wt％     ZnO：    0.1wt％
                      其它：   微量
平均粒度：11.0μm
真实比重：2.756
比表面积：19.0m2/g
还通过X-射线衍射确定晶体结构。所述X-射线衍射图示于图4 中。所述X-射线衍射用Rigaku制造的MiniFlex和Cu作为目标进行。 发现所述非晶形结构中包含晶体结构，因为在2θ：22°附近观察到轻 度波动(耙)，还观察到指示晶体结构的峰。由这些峰确定为钙黄长 石、syn、合成黄长石、合成钙黄长石、有序钙长石。晶体的存在量 为粉末的约20％(重量)。
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3kgf/cm2的 压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板状 复合硬化体。
此外，利用光学显微镜(50倍)观察该复合硬化体的侧面时，所 述纤维沿垂直于所述施压方向的方向取向。
(实施例1-2)
将实施例1-1中所得燃烧产物在球磨机中研磨10小时得到248g 非晶形粉末。用荧光X-射线分析仪(RIX2100，Rigaku制造)分析确 定此非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。
测得：
SiO2：34.1wt％       Fe2O3：1.6wt％
CaO：  32.1wt％        TiO2：  1.0wt％
Al2O3：20.7wt％   SO3：0.5wt％
MgO：    5.9wt％    Cl：   0.2wt％
P2O5： 2.8wt％    ZnO：  0.1wt％
                    其它：    微量
平均粒度：6.6μm
真实比重：2.756
比表面积：31.7m2/g
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3kgf/cm2的 压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板状 复合硬化体。
(实施例1-3)
将实施例1-1中所得燃烧产物在球磨机中研磨3小时得到248g 非晶形粉末。用荧光X-射线分析仪(RIX2100，Rigaku制造)分析确 定此非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。
测得：
SiO2：   34.0wt％      Fe2O3：12.6wt％
CaO：      32.1wt％     TiO2：   1.0wt％
Al2O3： 20.7wt％      SO3：   0.5wt％
MgO：      6.0wt％      Cl：      0.2wt％
P2O5：  2.7wt％       ZnO：     0.1wt％
                        其它：    微量
平均粒度：17.6μm
真实比重：2.756
比表面积：4.8m2/g
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3kgf/cm2的 压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板状 复合硬化体。
(实施例1-4)
将实施例1-1中在球磨机中研磨所得非晶形粉末在球磨机中再研 磨30小时得到248g非晶形粉末。用荧光X-射线分析仪(RIX2100， Rigaku制造)分析确定此非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。
测得：
SiO2：   34.0wt％   Fe2O3：12.6wt％
CaO：     32.1wt％   TiO2：   1.0wt％
Al2O3：  20.7wt％  SO3：    0.5wt％
MgO：       6.0wt％  Cl：      0.2wt％
P2O5：    2.7wt％  ZnO：     0.1wt％
                     其它：     微量
平均粒度：1.5μm
真实比重：2.756
比表面积：139m2/g
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3 kgf/cm2的 压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板状 复合硬化体。
(实施例1-5)
将实施例1-1中在球磨机中研磨所得非晶形粉末在球磨机中再研 磨48小时得到248g非晶形粉末。用荧光X-射线分析仪(RIX2100， Rigaku制造)分析确定此非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。
测得：
SiO2：  34.0wt％    Fe2O3：12.6wt％
CaO：    32.1wt％    TiO2：   1.0wt％
Al2O3：20.7wt％    SO3：    0.5wt％
MgO：     6.0wt％    Cl：      0.2wt％
P2O5：  2.7wt％    ZnO：     0.1wt％
                     其它：    微量
平均粒度：0.98μm
真实比重：2.756
比表面积：213m2/g
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3kgf/cm2的 压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板状 复合硬化体。
(实施例1-6)
将实施例1-1中所得燃烧产物在球磨机中研磨10分钟得到248g 非晶形粉末。用荧光X-射线分析仪(RIX2100，Rigaku制造)分析确 定此非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。
测得：
SiO2：  34.0wt％  Fe2O3：12.6wt％
CaO：    32.1wt％  TiO2：   1.0wt％
Al2O3：20.7wt％  SO3：    0.5wt％
MgO：     6.0wt％  Cl：      0.2wt％
P2O5：  2.7wt％  ZnO：     0.1wt％
                   其它：    微量
平均粒度：232μm
真实比重：2.756
比表面积：0.9m2/g
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3kgf/cm2的 压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板状 复合硬化体。
(实施例1-7)
将248重量份实施例1-1中所得非晶形粉末与62重量份酚醛树 脂一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3kgf/cm2的压 力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在110℃的温度和7kgf/cm2 的压力下热压20分钟得到复合硬化体。
(实施例1-8)
用加有固化剂的酚醛树脂溶液浸渍板状玻璃纤维(浸渍量为45％ 固含量)，然后在80℃的温度下干燥20分钟得到增强板。然后，按 与实施例1相同的方式制备板状体。再将所述增强板放于所述板状体 的正反两面，在110℃的温度和7kgf/cm2的压力下热压20分钟，产 生由厚10mm的芯材和置于其正反两面的厚1mm的增强层组成的复合 建材。此外，通过乙酸乙烯酯粘合剂将厚0.2mm的日本柳杉饰面板粘 于所述复合建材的表面。
(实施例1-9)
该实施例与实施例1-1基本相同，但将1512g造纸淤泥(固含量： 34wt％，水含量：66wt％)在搅拌下于80℃干燥，干燥后的物质在780 ℃下燃烧5小时，立即骤冷至室温，然后在球磨机中研磨得到无机非 晶形粉末。然后，将248千克份所述无机非晶形粉末与3500重量份 未燃烧淤泥和3200重量份水一起捏合，施加75kgf/cm2(7.35MPa) 压力的情况下通过压榨脱水法将所述捏合物制成厚10mm的板状体。 然后在100℃下加热使所述板状体干燥得到板状复合硬化体。
(实施例1-10)
该实施例与实施例2基本相同，但将248重量份所述非晶形粉末 与3500重量份未燃烧淤泥和3200重量份水一起捏合，施加75kgf/cm2 (7.35MPa)压力的情况下通过压榨脱水法将所述捏合物制成厚10mm 的板状体。然后在100℃下加热使所述板状体干燥得到板状复合硬化 体。
(实施例1-11)
该实施例与实施例1-3基本相同，但将248重量份所述无机非晶 形粉末与3500重量份未燃烧淤泥和3200重量份水一起捏合，按与实 施例9相同的方法将所述捏合物制成板状复合硬化体。
(实施例1-12)
该实施例与实施例1-4基本相同，但将248重量份所述无机非晶 形粉末与3500重量份未燃烧淤泥和3200重量份水一起捏合，按与实 施例9相同的方法将所述捏合物制成板状复合硬化体。
(实施例1-13)
该实施例与实施例1-5基本相同，但将248重量份所述无机非晶 形粉末与3500重量份未燃烧淤泥和3200重量份水一起捏合，按与实 施例9相同的方法将所述捏合物制成板状复合硬化体。
(实施例1-14)
该实施例与实施例1-6基本相同，但将248重量份所述无机非晶 形粉末与3500重量份未燃烧淤泥和3200重量份水一起捏合，按与实 施例9相同的方法将所述捏合物制成板状复合硬化体。
(实施例1-15)
该实施例与实施例1-7基本相同，但将248重量份所述无机非晶 形粉末与3500重量份未燃烧淤泥和3200重量份水一起捏合，按与实 施例9相同的方法将所述捏合物制成板状复合硬化体。
(实施例1-16)
该实施例与实施例1-8基本相同，但所述复合硬化体是实施例9 中所用的。
(对比例1-1)
使60重量份在1000℃下燃烧的燃烧糟粕、36重量份水、100重 量份水泥和0.3重量份维尼纶纤维在强搅拌混合器中混合3分钟制成 浆液。将所述浆液倒入模具中，在150-180kgf/cm2下加压，然后从中 取出。使从所述板状复合硬化体中取出的粉末试样经X-射线衍射，仅 观察到钙黄长石、syn、合成黄长石、合成钙黄长石、有序钙长石的 峰。
(对比例1-2)
将石灰基污泥的烧结块(Osaka Sewerage Public Corporation 生产，有以下主要化学组分)在1500℃下燃烧，在球磨机中磨碎。使 5重量份粒度对应于blaine值为3500cm2/g的所述粉状产品与95重 量份标准波特兰水泥(Chichibu Onoda Cement Co.，Ltd.生产)混 合，通过添加天然石膏将所述水泥中SO3量调至2％(重量)，得到混合 水泥组合物。使该水泥与砂以1∶3的比例混合，静置3天。
测得：
SiO2：  33.4wt％  MgO：   2.4wt％
Al2O3：14.2wt％  P2O5：7.0wt％
Fe2O3： 5.0wt％  NaO：   0.7wt％
CaO：     33.9wt％ K2O：  0.7wt％
对以上实施例和对比例所得复合硬化体和复合建材进行试验，测 量弯曲强度、压缩强度、可加工性和受钉性。结果示于表1中。此外， 所述弯曲强度按JIS A6901中规定的方法测量，所述压缩强度按JIS A5416中规定的方法测量。所述可加工性通过用木工用圆锯切割判 断。所述受钉性通过钉入直径4mm、长50mm的钉子测量钉子的埋入深 度和是否存在裂缝评价。
                                 表1   弯曲强度  (kgf/cm2)   压缩强度  (kgf/cm2)  可加工性    受钉性  实施例1-1     238     851   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例1-2     220     845   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例1-3     237     855   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例1-4     221     840   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例1-5     248     845   可切割    全钉入   存在裂缝  实施例1-6     230     850   可切割    全钉入   存在裂缝  实施例1-7     210     817   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例1-8     473     824   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例1-9     193     838   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例1-10     218     851   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例1-11     206     828   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例1-12     243     861   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例1-13     251     874   可切割    全钉入   存在裂缝  实施例1-14     175     733   可切割    全钉入   存在裂缝  实施例1-15     271     816   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例1-16     518     840   可切割    全钉入  不存在裂缝  对比例1-1     103     796  不能切割    全钉入   存在裂缝  对比例1-2      97     753  不能切割    全钉入   存在裂缝
[实施例2]
(实施例2-1)
(1)提供1512g未燃烧的造纸淤泥(Maruto Yozai-sha出售的 “Green sludge”，固含量：34wt％，水含量：66wt％)。
在搅拌下于80℃干燥，干燥后的物质在780℃下燃烧5小时，立 即以10℃/min骤冷至室温。然后将所述燃烧体在球磨机中研磨5小 时，得到248重量份无机非晶形粉末。
(2)将1512重量份第(1)项的未燃烧造纸淤泥与248重量份 所述燃烧产物一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3 kgf/cm2的压力，形成厚10mm的板状体。
(3)将所述板状体在100℃下加热形成板状无机硬化体。
用荧光X-射线分析仪(RIX2100，Rigaku制造)分析确定上面第 (1)项中所得无机非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。进行X- 射线衍射测量得到图4所示X-射线衍射图。所述X-射线衍射中使用 Rigaku制造的MiniFlex。
在似噪声基线上观察到指示晶体结构的峰，从而确定为非晶形结 构。由这些峰确定为钙黄长石、syn、合成黄长石、合成钙黄长石、 有序钙长石。
(造纸淤泥的燃烧产物)
SiO2：  34.0wt％  MgO：   6.0wt％
Al2O3：20.7wt％  P2O5：2.7wt％
Fe2O3：12.6wt％  TiO2： 1.0wt％
CaO：    32.1wt％  SO3：  0.5wt％
                   Cl：    0.2wt％
                   ZnO：   0.1wt％
                   其它：   微量
平均粒度：11.0μm
真实比重：2.756
比表面积：19.0m2/g。
实施例(2-2)
该实施例与实施例2-1相同，但将248重量份在球磨机中研磨的 所述无机非晶形粉末在球磨机中再研磨10小时，得到248重量份无 机非晶形粉末。此粉末有以下组成。
(造纸淤泥的燃烧产物)
SiO2：  34.0wt％  MgO：   6.0wt％
Al2O3：20.7wt％  P2O5：2.7wt％
Fe2O3：12.6wt％  TiO2： 1.0wt％
CaO：    32.1wt％  SO3：  0.5wt％
                   Cl：    0.2wt％
                   ZnO：   0.1wt％
                   其它：   微量
平均粒度：6.6μm
真实比重：2.756
比表面积：31.6m2/g。
实施例(2-3)
该实施例与实施例2-1相同，但将248重量份在球磨机中研磨的 所述无机非晶形粉末在球磨机中再研磨3小时，得到248重量份无机 非晶形粉末。此粉末有以下组成。
(造纸淤泥的燃烧产物)
SiO2：  34.0wt％  MgO：   6.0wt％
Al2O3：20.7wt％  P2O5：2.7wt％
Fe2O3：12.6wt％  TiO2： 1.0wt％
CaO：    32.1wt％  SO3：  0.5wt％
                   Cl：    0.2wt％
                   ZnO：   0.1wt％
                   其它：   微量
平均粒度：17.6μm
真实比重：2.756
比表面积：30.4m2/g。
将248重量份实施例2-1中所得造纸淤泥与62重量份酚醛树脂 一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施3kg/cm2的压力， 形成厚10mm的板状体。
此外，将所述板状体在110℃的温度和7kgf/cm2的压力下热压 20分钟得到板状复合硬化体。
(实施例2-4)
(1)用加有固化剂的酚醛树脂溶液浸渍板状玻璃纤维(浸渍量 为45％固含量)，然后在80℃的温度下干燥20分钟得到增强板。此 外，将酚醛树脂涂于板状体的正反两面，在80℃的温度下干燥20分 钟。
(2)按实施例2-1中第(1)和(2)项得到板状体。
(3)将所述增强板放于所述板状体的正反两面，在110℃的温度 和7kgf/cm2的压力下热压20分钟，产生由厚10mm的所述板状体和 置于其正反两面的厚1mm的增强层组成的复合建材。
(4)通过乙酸乙烯酯粘合剂将厚0.2mm的日本柳杉饰面板粘于 所述复合建材的表面。
(实施例2-5)
该实施例与实施例2-4相同，但代替所述饰面板，通过乙酸乙烯 酯粘合剂粘附厚12μm的铜箔。
(实施例2-6)
该实施例与实施例2-1基本相同，但将2300重量份实施例2-1 中的未燃烧造纸淤泥与248重量份所述造纸淤泥的燃烧产物和4500 重量份水一起捏合形成浆液，施加30kgf/cm2(2.9MPa)压力的情况 下通过压榨脱水法将所述浆液制成厚10mm的板状体。
(实施例2-7)
该实施例与实施例2-3基本相同，但将200重量份实施例2-1中 的燃烧造纸淤泥与62重量份酚醛树脂和1300重量份水一起捏合形成 捏合物。施加3kgf/cm2(0.29MPa)压力的情况下通过传送带传送， 将所述捏合物制成厚10mm的板状体。
将所述板状体在110℃的温度和7kgf/cm2(0.68MPa)的压力下 热压20分钟得到复合硬化体。
(实施例2-8)
该实施例与实施例2-1相同，但将248重量份在球磨机中研磨的 所述无机非晶形粉末在球磨机中再研磨10分钟，得到248重量份无 机非晶形粉末。此粉末有以下组成。
(造纸淤泥的燃烧产物)
SiO2：  34.0wt％  MgO：   6.0wt％
Al2O3：20.7wt％  P2O5：2.7wt％
Fe2O3：12.6wt％  TiO2： 1.0wt％
CaO：    32.1wt％  SO3：  0.5wt％
                   Cl：    0.2wt％
                   ZnO：   0.1wt％
                   其它：   微量
平均粒度：139μm
真实比重：2.756
比表面积：1.5m2/g。
(实施例2-9)
该实施例与实施例2-1相同，但将248重量份在球磨机中研磨的 所述无机非晶形粉末在球磨机中再研磨20小时，得到248重量份无 机非晶形粉末。此粉末有以下组成。
(造纸淤泥的燃烧产物)
SiO2：  34.0wt％  MgO：   6.0wt％
Al2O3：20.7wt％  P2O5：2.7wt％
Fe2O3：12.6wt％  TiO2： 1.0wt％
CaO：    32.1wt％  SO3：  0.5wt％
                   Cl：    0.2wt％
                   ZnO：   0.1wt％
                   其它：  微量
平均粒度：1.02μm
真实比重：2.756
比表面积：205m2/g。
(对比例2-1)
使60重量份在1000℃下燃烧的燃烧糟粕、36重量份水、100重 量份水泥和0.3重量份维尼纶纤维在强搅拌混合器中混合3分钟制成 浆液。将所述浆液倒入模具中，在150-180kgf/cm2下加压，然后从中 取出。
(对比例2-2)
将石灰基污泥的烧结块(Osaka Sewerage Public Corporation 生产，有以下主要化学组分，在1500℃下燃烧)在球磨机中磨碎，得 到粒度对应于blaine值为3500cm2/g的粉状产品。
使5重量份所述粉状产品与95重量份标准波特兰水泥(Chichibu Onoda Cement Co.，Ltd.生产)混合，通过添加天然石膏将所述水泥 中SO3量调至2％(重量)，得到混合水泥组合物。
SiO2：  33.4wt％  MgO：   2.4wt％
Al2O3：14.2wt％  P2O5：7.0wt％
Fe2O3： 5.0wt％  Na2O： 0.7wt％
CaO：    33.9wt％  K2O：  0.7wt％
使该水泥与砂以1∶3的比例混合，静置3天。
对这些实施例和对比例所得复合硬化体和复合建材进行试验，测 量弯曲强度、压缩强度、可加工性和受钉性。结果示于表1中。
此外通过X-射线衍射测量对比例2-1和2-2的粉末。对比例2-1 在1000℃下燃烧，对比例2-2在1500℃下燃烧，通过X-射线衍射仅 观察到钙黄长石、syn、合成黄长石、合成钙黄长石、有序钙长石的 峰。
并且，对这些实施例和对比例所得复合硬化体和复合建材进行试 验，测量弯曲强度、压缩强度、可加工性和受钉性。结果示于表2中。 此外，所述弯曲强度按JIS A6901中规定的方法测量，所述压缩强度 按JIS A5416中规定的方法测量。所述可加工性通过用木工用圆锯切 割判断。所述受钉性通过钉入直径4mm、长50mm的钉子测量钉子的埋 入深度和是否存在裂缝评价。至于着色性，能清楚地看到有斑点的图 案是不能接受的。
                            表2   弯曲强度  (kgf/cm2)   压缩强度  (kgf/cm2)  可加工性    受钉性  着色性  实施例2-1     238     851   可切割    全钉入  不存在裂缝   良好  实施例2-2     220     845   可切割    全钉入  不存在裂缝   良好  实施例2-3     182     817   可切割    全钉入  不存在裂缝   良好  实施例2-4     529     801   可切割    全钉入  不存在裂缝   良好  实施例2-5     529     801   可切割    全钉入  不存在裂缝   良好  实施例2-6     172     736   可切割    全钉入  不存在裂缝   良好  实施例2-7     385     815   可切割    全钉入  不存在裂缝   良好  实施例2-8     100     720   可切割    全钉入   存在裂缝   良好  实施例2-9      95     730   可切割    全钉入   存在裂缝   不能   接受  对比例2-1      95     730  不能切割    全钉入   存在裂缝     -  对比例2-2      97     753  不能切割    全钉入   存在裂缝     -
[实施例3]
(实施例3-1)
(1)提供1512重量份有以下组成的未燃烧的造纸淤泥(Maruto Yozai-sha出售的“Green sludge”，固含量：34wt％，水含量：66wt％)。
在搅拌下于80℃干燥，干燥后的物质在780℃下燃烧5小时，立 即骤冷至室温。然后将所述燃烧产物在球磨机中研磨，得到248重量 份无机非晶形粉末。
(2)将1512重量份第(1)项的未燃烧造纸淤泥与248重量份 所述燃烧产物一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3 kgf/cm2的压力，形成厚10mm的板状体。
(3)将所述板状体在100℃下加热形成板状无机硬化体。
用荧光X-射线分析仪(RIX2100，Rigaku制造)分析确定上面第 (1)项中所得无机非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。进行X- 射线衍射测量得到图4所示X-射线衍射图。所述X-射线衍射中使用 Rigaku制造的MiniFlex。
在似噪声基线上观察到指示晶体结构的峰，从而确定为非晶形结 构。由这些峰确定为钙黄长石、syn、合成黄长石、合成钙黄长石、 有序钙长石。
(造纸淤泥的燃烧产物)
SiO2：  34.0wt％  MgO：   6.0wt％
Al2O3：20.8wt％  P2O5：2.7wt％
Fe2O3：1.6wt％   TiO2： 1.0wt％
CaO：    32.1wt％  SO3：  0.2wt％
                   Cl：    0.1wt％
                   ZnO：   0.1wt％
                   其它：  微量
平均粒度：11.0μm
真实比重：2.756
比表面积：19.0m2/g。
(实施例3-2)
(1)将248重量份实施例3-1中所得造纸淤泥的燃烧产物与62 重量份酚醛树脂一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加 3kg/cm2的压力，形成厚10mm的板状体。
此外，将所述板状体在110℃的温度和7kgf/cm2的压力下热压 20分钟得到复合硬化体。
(实施例3-3)
(1)用加有固化剂的酚醛树脂溶液浸渍板状玻璃纤维(浸渍量 为45％固含量)，然后在80℃的温度下干燥20分钟得到增强板。此 外，将酚醛树脂涂于板状体的正反两面，在80℃的温度下干燥20分 钟。
(2)按实施例3-1中第(1)和(2)项得到板状体。
(3)将所述增强板放于所述板状体的正反两面，在110℃的温度 和7kgf/cm2的压力下热压20分钟，产生由厚16mm的所述板状体和 置于其正反两面的厚1mm的增强层组成的复合建材。
(4)通过乙酸乙烯酯粘合剂将厚0.2mm的日本柳杉饰面板粘于 所述复合建材的表面。
(实施例3-4)
该实施例与实施例3-1相同，但将1800重量份实施例3-1中的 未燃烧造纸淤泥与248重量份所述造纸淤泥的燃烧产物和5500重量 份水一起捏合形成浆液，施加50kgf/cm2(4.9MPa)压力的情况下通 过压榨脱水法将所述浆液制成厚15mm的板状体。在100℃下加热使所 述板状体干燥得到板状复合硬化体。
(实施例3-5)
该实施例与实施例3-2基本相同，但将248重量份实施例3-2中 的燃烧造纸淤泥与62重量份酚醛树脂和1000重量份水一起捏合形成 浆液，施加25kgf/cm2(2.45MPa)压力的情况下将所述浆液制成厚 10mm的板状体。
将所述板状体在150℃的温度和7kgf/cm2(0.69MPa)的压力下 再压20分钟得到板状复合硬化体。
(对比例3-1)
使60重量份在1000℃下燃烧的燃烧糟粕、36重量份水、100重 量份水泥和0.3重量份维尼纶纤维在强搅拌混合器中混合3分钟制成 浆液。将所述浆液倒入模具中，在150-180kgf/cm2下加压，然后从中 取出。
(对比例3-2)
将石灰基污泥的烧结块(Osaka Sewerage Public Corporation 生产，有以下主要化学组分，在1500℃下燃烧)在球磨机中磨碎，得 到粒度对应于blaine值为3500cm2/g的粉状产品。
使5重量份所述粉状产品与95重量份标准波特兰水泥(Chichibu Onoda Cement Co.，Ltd.生产)混合，通过添加天然石膏将所述水泥 中SO3量调至2％(重量)，得到混合水泥组合物。
SiO2：  33.4wt％  MgO：   2.4wt％
Al2O3：14.2wt％  P2O5：7.0wt％
Fe2O3： 5.0wt％  NaO：   0.7wt％
CaO：     33.9wt％  K2O：  0.7wt％
使该水泥与砂以1∶3的比例混合，静置3天。
对这些实施例和对比例所得复合硬化体和复合建材进行试验，测 量弯曲强度、压缩强度、可加工性和受钉性。结果示于表3中。
此外通过X-射线衍射测量对比例3-1和3-2的粉末。对比例3-1 在1000℃下燃烧，对比例3-2在1500℃下燃烧，通过X-射线衍射仅 观察到钙黄长石、syn、合成黄长石、合成钙黄长石、有序钙长石的 峰。
所述弯曲强度按JIS A6901中规定的方法测量，所述压缩强度按 JIS A5416中规定的方法测量。所述可加工性通过用木工用圆锯切割 判断。所述受钉性通过钉入直径4mm、长50mm的钉子测量钉子的埋入 深度和是否存在裂缝评价。
                             表3   弯曲强度  (kgf/cm2)   压缩强度  (kgf/cm2)  可加工性    受钉性  实施例3-1     238     851   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例3-2     210     817   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例3-3     635     838   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例3-4     183     830   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例3-5     296     785   可切割    全钉入  不存在裂缝  对比例3-1     103     796  不能切割    全钉入   存在裂缝  对比例3-2     97     753  不能切割    全钉入   存在裂缝
[实施例4]
(实施例4-1)
将1512g未燃烧的造纸淤泥(Maruto Yozai-sha出售的“Green sludge”，固含量：34wt％，水含量：66wt％)在搅拌下于80℃干燥， 干燥后的物质在780℃下燃烧5小时，立即骤冷至室温。然后将所述 燃烧体在球磨机中研磨5小时，得到248g非晶形粉末。
用荧光X-射线分析仪(RIX2100，Rigaku制造)分析确定此非晶 形粉末有以下组成(按氧化物计)。此外，所述比表面积按JIS R-1626 测量(BET法：流化法的单点工艺)。
测得：
SiO2：  34.1wt％  Fe2O3：1.6wt％
CaO：    32.1wt％  TiO2：  1.0wt％
Al2O3：20.7wt％  SO3：   0.5wt％
MgO：     5.9wt％  Cl：     0.2wt％
P2O5：  2.8wt％  ZnO：    0.1wt％
                   其它：  微量
平均粒度：11.0μm
真实比重：2.756
比表面积：19.0m2/g
还通过X-射线衍射确定晶体结构。所述X-射线衍射图示于图4 中。所述X-射线衍射用Rigaku制造的MiniFlex和Cu作为目标进行。 发现所述非晶形结构中包含晶体结构，因为在2θ：22°附近观察到轻 度波动(耙)，还观察到指示晶体结构的峰。由这些峰确定为钙黄长 石、syn、合成黄长石、合成钙黄长石、有序钙长石。晶体的存在量 为粉末的约20％(重量)。
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合体的同时施加35kgf/cm2 的压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板 状复合硬化体。
此外，利用光学显微镜(50倍)观察该复合硬化体的侧面时，所 述纤维沿垂直于所述施压方向的方向取向。
(实施例4-2)
将实施例4-1中所得燃烧产物在球磨机中研磨10小时得到248g 非晶形粉末。用荧光X-射线分析仪(RIX2100，Rigaku制造)分析确 定此非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。
测得：
SiO2：  34.1wt％  Fe2O3：1.6wt％
CaO：    32.1wt％  TiO2：  1.0wt％
Al2O3：20.7wt％  SO3：   0.5wt％
MgO：     5.9wt％  Cl：     0.2wt％
P2O5：  2.8wt％  ZnO：    0.1wt％
                   其它：  微量
平均粒度：6.6μm
真实比重：2.756
比表面积：31.7m2/g
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加35kgf/cm2 的压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板 状复合硬化体。
(实施例4-3)
将实施例4-1中所得燃烧产物在球磨机中研磨3小时得到248g 非晶形粉末。用荧光X-射线分析仪(RIX2100，Rigaku制造)分析确 定此非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。
测得：
SiO2：  34.0wt％  Fe2O3：12.6wt％
CaO：    32.1wt％  TiO2：   1.0wt％
Al2O3：20.7wt％  SO3：    0.5wt％
MgO：     6.0wt％  Cl：      0.2wt％
P2O5：  2.7wt％  ZnO：     0.1wt％
                   其它：  微量
平均粒度：17.6μm
真实比重：2.756
比表面积：4.8m2/g
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加50kgf/cm2 的压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板 状复合硬化体。
(实施例4-4)
将实施例4-1中在球磨机中研磨所得非晶形粉末在球磨机中再研 磨30小时得到248g非晶形粉末。用荧光X-射线分析仪(RIX2100， Rigaku制造)分析确定此非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。
测得：
SiO2：  34.0wt％  Fe2O3：12.6wt％
CaO：    32.1wt％  TiO2：   1.0wt％
Al2O3：20.7wt％  SO3：    0.5wt％
MgO：     6.0wt％  Cl：      0.2wt％
P2O5：  2.7wt％  ZnO：     0.1wt％
                   其它：  微量
平均粒度：1.5μm
真实比重：2.756
比表面积：139m2/g
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3kgf/cm2的 压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板状 复合硬化体。
(实施例4-5)
将实施例4-1中在球磨机中研磨所得非晶形粉末在球磨机中再研 磨48小时得到248g非晶形粉末。用荧光X-射线分析仪(RIX2100， Rigaku制造)分析确定此非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。
测得：
SiO2：  34.0wt％  Fe2O3：12.6wt％
CaO：    32.1wt％   TiO2：  1.0wt％
Al2O3：20.7wt％  SO3：    0.5wt％
MgO：     6.0wt％  Cl：      0.2wt％
P2O5：  2.7wt％  ZnO：     0.1wt％
                     其它：微量
平均粒度：0.98μm
真实比重：2.756
比表面积：213m2/g
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3kgf/cm2的 压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板状 复合硬化体。
(实施例4-6)
将实施例4-1中所得燃烧产物在球磨机中研磨10分钟得到248g 非晶形粉末。用荧光X-射线分析仪(RIX2100，Rigaku制造)分析确 定此非晶形粉末有以下组成(按氧化物计)。
测得：
SiO2：  34.0wt％  Fe2O3：12.6wt％
CaO：    32.1wt％  TiO2：   1.0wt％
Al2O3：20.7wt％  SO3：    0.5wt％
MgO：     6.0wt％  Cl：      0.2wt％
P2O5：  2.7wt％  ZnO：     0.1wt％
                   其它：  微量
平均粒度：232μm
真实比重：2.756
比表面积：0.9m2/g
然后，将248重量份所得非晶形粉末与1512重量份未燃烧造纸 淤泥一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3kgf/cm2的 压力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在100℃下加热形成板状 复合硬化体。
(实施例4-7)
将248重量份实施例4-1中所得非晶形粉末与62重量份酚醛树 脂一起捏合，通过传送带传送所述捏合物的同时施加3kgf/cm2的压 力，形成厚10mm的板状体。将所述板状体在180℃的温度和28kgf/cm2 的压力下热压20分钟得到复合硬化体。
(实施例4-8)
用加有固化剂的酚醛树脂溶液浸渍板状玻璃纤维(浸渍量为45％ 固含量)，然后在80℃的温度下干燥20分钟得到增强板。然后，按 与实施例4-1相同的方式制备板状体。再将所述增强板放于所述板状 体的正反两面，在110℃的温度和7kgf/cm2的压力下热压20分钟， 产生由厚10mm的芯材和置于其正反两面的厚1mm的增强层组成的复 合建材。此外，通过乙酸乙烯酯粘合剂将厚0.2mm的日本柳杉饰面板 粘于所述复合建材的表面。
(对比例4-1)
使60重量份在1000℃下燃烧的燃烧糟粕、36重量份水、100重 量份水泥和0.3重量份维尼纶纤维在强搅拌混合器中混合3分钟制成 浆液。将所述浆液倒入模具中，在150-180kgf/cm2下加压，然后从中 取出。使从所述板状复合硬化体中取出的粉末试样经X-射线衍射，仅 观察到钙黄长石、syn、合成黄长石、合成钙黄长石、有序钙长石的 峰。
(对比例4-2)
将石灰基污泥的烧结块(Osaka Sewerage Public Corporation 生产，有以下主要化学组分)在1500℃下燃烧，在球磨机中磨碎。使 5重量份粒度对应于blaine值为3500cm2/g的所述粉状产品与95重 量份标准波特兰水泥(Chichibu Onoda Cement Co.，Ltd.生产)混 合，通过添加天然石膏将所述水泥中SO3量调至2％(重量)，得到混合 水泥组合物。使该水泥与砂以1∶3的比例混合，静置3天。
测得：
SiO2：  33.4wt％  MgO：   2.4wt％
Al2O3：14.2wt％  P2O5：7.0wt％
Fe2O3： 5.0wt％  Na2O： 0.7wt％
CaO：    33.9wt％  K2O：  0.7wt％
对以上实施例和对比例所得复合硬化体和复合建材进行试验，测 量弯曲强度、压缩强度、可加工性和受钉性。结果示于表4中。此外， 所述弯曲强度按JIS A6901中规定的方法测量，所述压缩强度按JIS A5416中规定的方法测量。所述可加工性通过用木工用圆锯切割判 断。所述受钉性通过钉入直径4mm、长50mm的钉子测量钉子的埋入深 度和是否存在裂缝评价。
                               表4   弯曲强度  (kgf/cm2)   压缩强度  (kgf/cm2)  可加工性    受钉性  实施例4-1     238     851   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例4-2     220     845   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例4-3     237     855   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例4-4     221     840   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例4-5     138     845   可切割    全钉入   存在裂缝  实施例4-6     173     850   可切割    全钉入   存在裂缝  实施例4-7     427     817   可切割    全钉入  不存在裂缝  实施例4-8     483     795   可切割    全钉入  不存在裂缝  对比例1-1     103     796  不能切割    全钉入   存在裂缝  对比例1-2      97     753  不能切割    全钉入   存在裂缝
工业实用性
如前面所述，用本发明非晶形粉末生产的复合硬化体是可加工性 和生产能力极好而且弯曲强度高的便宜材料，因而可有利地应用于各 领域。特别地，由于可钉入钉子，本发明可提供最适用于建材的低成 本原材料。