JP2000256048A - セメント補強用ポリプロピレンフラットヤーン - Google Patents
セメント補強用ポリプロピレンフラットヤーンInfo
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- JP2000256048A JP2000256048A JP5817999A JP5817999A JP2000256048A JP 2000256048 A JP2000256048 A JP 2000256048A JP 5817999 A JP5817999 A JP 5817999A JP 5817999 A JP5817999 A JP 5817999A JP 2000256048 A JP2000256048 A JP 2000256048A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B16/04—Macromolecular compounds
- C04B16/06—Macromolecular compounds fibrous
- C04B16/0616—Macromolecular compounds fibrous from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B16/0625—Polyalkenes, e.g. polyethylene
- C04B16/0633—Polypropylene
Abstract
(57)【要約】
【課題】 特定形状のポリプロピレンフラットヤーンを
用いることにより、セメントとの接触面積を増加させて
親和性を向上させてるとともに、セメントとの分散性を
向上させてセメント成形物の衝撃強度や曲げ強度を向上
させるセメント補強用繊維を提供する。 【解決手段】 ポリプロピレンからなるフラットヤーン
の断面形状の幅が１〜１０ｍｍ、厚み３０〜２００μｍ
の扁平状になっていて、かつ幅／厚みの比が５０〜２０
０であり、長さ５〜５０ｍｍに切断されてなるセメント
補強用ポリプロピレンフラットヤーンである。
用いることにより、セメントとの接触面積を増加させて
親和性を向上させてるとともに、セメントとの分散性を
向上させてセメント成形物の衝撃強度や曲げ強度を向上
させるセメント補強用繊維を提供する。 【解決手段】 ポリプロピレンからなるフラットヤーン
の断面形状の幅が１〜１０ｍｍ、厚み３０〜２００μｍ
の扁平状になっていて、かつ幅／厚みの比が５０〜２０
０であり、長さ５〜５０ｍｍに切断されてなるセメント
補強用ポリプロピレンフラットヤーンである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セメント補強用ポ
リプロピレンフラットヤーンに関し、さらに詳しくは、
セメント成形品からのフラットヤーンの抜け防止を強化
したセメント補強用ポリプロピレンフラットヤーンに関
する。
リプロピレンフラットヤーンに関し、さらに詳しくは、
セメント成形品からのフラットヤーンの抜け防止を強化
したセメント補強用ポリプロピレンフラットヤーンに関
する。
【０００２】
【従来の技術】セメント成形品の補強材として長年使用
されていたアスベストの代わりに、合成樹脂繊維をカッ
トした短繊維を配合することは広く試みられている。従
来、セメント補強用繊維は単に繊維としての引張強度の
高いものがセメント成形体の強度を向上させると考えら
れてきたが、繊維表面とセメントとの界面における親和
性を向上させ界面剥離を防止することや、繊維とセメン
トの分散性を向上させることによりセメント成形物の衝
撃強度や曲げ強度の向上に寄与することも知られてき
た。しかしながら、合成樹脂繊維としてポリプロピレン
繊維を用いるとポリプロピレン繊維はセメントとの親和
性が十分でなく、かつ短繊維の形状が単純であるために
応力に対して容易に抜けやすく補強効果は十分ではなか
った。また、ポリプロピレン繊維は疎水性であり、セメ
ント混練時に浮上現象が生じて十分な分散性が得られな
いという問題もあった。
されていたアスベストの代わりに、合成樹脂繊維をカッ
トした短繊維を配合することは広く試みられている。従
来、セメント補強用繊維は単に繊維としての引張強度の
高いものがセメント成形体の強度を向上させると考えら
れてきたが、繊維表面とセメントとの界面における親和
性を向上させ界面剥離を防止することや、繊維とセメン
トの分散性を向上させることによりセメント成形物の衝
撃強度や曲げ強度の向上に寄与することも知られてき
た。しかしながら、合成樹脂繊維としてポリプロピレン
繊維を用いるとポリプロピレン繊維はセメントとの親和
性が十分でなく、かつ短繊維の形状が単純であるために
応力に対して容易に抜けやすく補強効果は十分ではなか
った。また、ポリプロピレン繊維は疎水性であり、セメ
ント混練時に浮上現象が生じて十分な分散性が得られな
いという問題もあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特定形状の
ポリプロピレンフラットヤーンを用いることにより、セ
メントとの接触面積を増加させて親和性を向上させてる
とともに、セメントとの分散性を向上させてセメント成
形物の衝撃強度や曲げ強度を向上させるセメント補強用
ポリプロピレンフラットヤーンを提供することを目的と
する。
ポリプロピレンフラットヤーンを用いることにより、セ
メントとの接触面積を増加させて親和性を向上させてる
とともに、セメントとの分散性を向上させてセメント成
形物の衝撃強度や曲げ強度を向上させるセメント補強用
ポリプロピレンフラットヤーンを提供することを目的と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリプロピレ
ンからなるフラットヤーンの断面形状の幅が１〜１０ｍ
ｍ、厚み３０〜２００μｍの扁平状であって、かつ幅／
厚みの比が５０〜２００であり、長さ５〜５０ｍｍに切
断されてなることを特徴とするセメント補強用ポリプロ
ピレンフラットヤーンである。
ンからなるフラットヤーンの断面形状の幅が１〜１０ｍ
ｍ、厚み３０〜２００μｍの扁平状であって、かつ幅／
厚みの比が５０〜２００であり、長さ５〜５０ｍｍに切
断されてなることを特徴とするセメント補強用ポリプロ
ピレンフラットヤーンである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるポリプロピレ
ンとは、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレン
ブロック共重合体あるいはランダム共重合体などの公知
のポリプロピレン共重合体またはそれらの混合物を使用
することができるが、これらの内でも高強度、耐熱性を
要求されるセメント補強用としてはプロピレン単独重合
体が望ましく、特にアイソタクチックペンタッド率０．
９５以上のものを選択することが望ましい。上記ポリプ
ロピレンのメルトフローレート（以下、ＭＦＲと略す）
は０．１〜５０ｇ／１０ｍｉｎ.、好ましくは１〜４０
ｇ／１０ｍｉｎ.、さらに好ましくは５〜３０ｇ／１０
ｍｉｎ.の範囲から選択するのがよい。
ンとは、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレン
ブロック共重合体あるいはランダム共重合体などの公知
のポリプロピレン共重合体またはそれらの混合物を使用
することができるが、これらの内でも高強度、耐熱性を
要求されるセメント補強用としてはプロピレン単独重合
体が望ましく、特にアイソタクチックペンタッド率０．
９５以上のものを選択することが望ましい。上記ポリプ
ロピレンのメルトフローレート（以下、ＭＦＲと略す）
は０．１〜５０ｇ／１０ｍｉｎ.、好ましくは１〜４０
ｇ／１０ｍｉｎ.、さらに好ましくは５〜３０ｇ／１０
ｍｉｎ.の範囲から選択するのがよい。
【０００６】本発明のポリプロピレンフラットヤーンを
形成する方法は、ポリプロピレンを押出機にて溶融混練
し、Ｔダイ法またはインフレーション法にてフィルムを
成形し、成形されたフィルムはスリットした後延伸し、
ついで熱処理してフラットヤーンを形成する。延伸処理
はポリプロピレンの融点以下、軟化点以上の温度にて行
われるが、加熱方式としては、熱ロール式、熱板式、赤
外線式、熱風式等いずれの方式も採用でき、これらの内
では熱ロール式が延伸効率、高速生産性、安定性の上で
好ましい。スリットされたポリプロピレンフィルムは加
熱され、前後ロールの周速度差により延伸を行う。延伸
倍率は好ましくは３〜１０倍、より好ましくは５〜８倍
である。
形成する方法は、ポリプロピレンを押出機にて溶融混練
し、Ｔダイ法またはインフレーション法にてフィルムを
成形し、成形されたフィルムはスリットした後延伸し、
ついで熱処理してフラットヤーンを形成する。延伸処理
はポリプロピレンの融点以下、軟化点以上の温度にて行
われるが、加熱方式としては、熱ロール式、熱板式、赤
外線式、熱風式等いずれの方式も採用でき、これらの内
では熱ロール式が延伸効率、高速生産性、安定性の上で
好ましい。スリットされたポリプロピレンフィルムは加
熱され、前後ロールの周速度差により延伸を行う。延伸
倍率は好ましくは３〜１０倍、より好ましくは５〜８倍
である。
【０００７】このようにして得られたポリプロピレンフ
ラットヤーンは、断面形状の幅が１〜１０ｍｍ、厚み３
０〜２００μｍの扁平状になっていて、かつ幅／厚みの
比が５０〜２００であることが重要である。幅が１ｍｍ
未満では、フラットヤーンの容積当たりの表面積が小さ
く補強効果の発現が困難であり、１０ｍｍを超えるとセ
メントと混合中に幅方向に折り畳まれるなどの現象が生
じて好ましくない。また厚みが３０μｍ未満では、引張
強力が弱く補強効果が少なく、２００μｍを超えるとセ
メントとの分散性が低下して好ましくない。さらに、幅
および厚みが上記範囲内にあっても、幅／厚みの比が１
０〜１００であることが重要である。比が１０未満で
は、容積当たりの表面積が小さく補強効果の発現が困難
であり、１００を超えるとセメントとの分散性が低下し
て好ましくない。
ラットヤーンは、断面形状の幅が１〜１０ｍｍ、厚み３
０〜２００μｍの扁平状になっていて、かつ幅／厚みの
比が５０〜２００であることが重要である。幅が１ｍｍ
未満では、フラットヤーンの容積当たりの表面積が小さ
く補強効果の発現が困難であり、１０ｍｍを超えるとセ
メントと混合中に幅方向に折り畳まれるなどの現象が生
じて好ましくない。また厚みが３０μｍ未満では、引張
強力が弱く補強効果が少なく、２００μｍを超えるとセ
メントとの分散性が低下して好ましくない。さらに、幅
および厚みが上記範囲内にあっても、幅／厚みの比が１
０〜１００であることが重要である。比が１０未満で
は、容積当たりの表面積が小さく補強効果の発現が困難
であり、１００を超えるとセメントとの分散性が低下し
て好ましくない。
【０００８】上記のようにして得られたポリプロピレン
フラットヤーンは所定長さにカットされ、短繊維として
使用される。短繊維の長さは、５〜５０ｍｍ、好ましく
は１０〜３０ｍｍである。フラットヤーン長が５ｍｍ未
満では、セメントからの抜けが生じ、５０ｍｍを越える
と分散性が不良となり好ましくない。
フラットヤーンは所定長さにカットされ、短繊維として
使用される。短繊維の長さは、５〜５０ｍｍ、好ましく
は１０〜３０ｍｍである。フラットヤーン長が５ｍｍ未
満では、セメントからの抜けが生じ、５０ｍｍを越える
と分散性が不良となり好ましくない。
【０００９】上記フラットヤーンの単糸繊度は、５００
〜５０００デニール（以下、ｄと略す）が好ましく、１
０００〜３０００ｄがより好ましい。このようにして得
られたフラットヤーンの引張強度は５ｇ／ｄ以上が好ま
しく、６ｇ／ｄ以上がより好ましい。
〜５０００デニール（以下、ｄと略す）が好ましく、１
０００〜３０００ｄがより好ましい。このようにして得
られたフラットヤーンの引張強度は５ｇ／ｄ以上が好ま
しく、６ｇ／ｄ以上がより好ましい。
【００１０】本発明のポリプロピレンフラットヤーン
は、セメント配合前に、種々の処理を施してもよい。例
えば、フラットヤーン表面を界面活性剤、分散剤、カッ
プリング剤等で処理してもよいし、またはコロナ放電処
理、紫外線照射、電子線照射等により表面活性化等の処
理を行ってもよい。
は、セメント配合前に、種々の処理を施してもよい。例
えば、フラットヤーン表面を界面活性剤、分散剤、カッ
プリング剤等で処理してもよいし、またはコロナ放電処
理、紫外線照射、電子線照射等により表面活性化等の処
理を行ってもよい。
【００１１】こうして得られる本発明のセメント補強用
ポリプロピレンフラットヤーンは、補強材としてポルト
ランドセメント、白色ポルトランドセメント、アルミナ
セメント等の水硬性セメントまたは石膏、石灰等の気硬
性セメント等のセメント類などに配合して用いられる。
セメント中のフラットヤーンの配合量は、通常セメント
固形分に対して０.１〜２０重量％が好ましい。また、
ポリプロピレンフラットヤーンをセメントに混合する方
法としては、セメント粉体にフラットヤーンを分散する
方法、セメントスラリー中にフラットヤーンを分散する
プレミックス法、セメントとフラットヤーンおよび水を
同時に吹き付けるスプレーアップ法などの公知の方法を
用いることができる。
ポリプロピレンフラットヤーンは、補強材としてポルト
ランドセメント、白色ポルトランドセメント、アルミナ
セメント等の水硬性セメントまたは石膏、石灰等の気硬
性セメント等のセメント類などに配合して用いられる。
セメント中のフラットヤーンの配合量は、通常セメント
固形分に対して０.１〜２０重量％が好ましい。また、
ポリプロピレンフラットヤーンをセメントに混合する方
法としては、セメント粉体にフラットヤーンを分散する
方法、セメントスラリー中にフラットヤーンを分散する
プレミックス法、セメントとフラットヤーンおよび水を
同時に吹き付けるスプレーアップ法などの公知の方法を
用いることができる。
【００１２】本発明のポリプロピレンフラットヤーンを
用いて製造されるセメント成形品の用途としては、あら
ゆるセメント製品にわたるものであるが、例えば建造物
の壁材、床材コンクリート、仕上げモルタル、防水コン
クリート、スレート屋根材等、あるいは土木関係部材と
しては道路、滑走路等の舗装、道路標識、側溝等の道路
部材、下水管、ケーブルダクト等のパイプ類、漁礁、護
岸ブロック、テトラポット等、その他各種構築物として
枕木、ベンチ、フラワーポット等に使用できる。
用いて製造されるセメント成形品の用途としては、あら
ゆるセメント製品にわたるものであるが、例えば建造物
の壁材、床材コンクリート、仕上げモルタル、防水コン
クリート、スレート屋根材等、あるいは土木関係部材と
しては道路、滑走路等の舗装、道路標識、側溝等の道路
部材、下水管、ケーブルダクト等のパイプ類、漁礁、護
岸ブロック、テトラポット等、その他各種構築物として
枕木、ベンチ、フラワーポット等に使用できる。
【００１３】上記ポリプロピレンには、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲において、酸化防止剤、滑剤、紫外線吸
収剤、帯電防止剤、無機充填材、有機充填材、架橋剤、
発泡剤、核剤等の添加剤を配合してもよい。
逸脱しない範囲において、酸化防止剤、滑剤、紫外線吸
収剤、帯電防止剤、無機充填材、有機充填材、架橋剤、
発泡剤、核剤等の添加剤を配合してもよい。
【００１４】
【実施例】試験方法 （１）ＭＦＲ：ＪＩＳＫ６７５８準拠 （２）引張強度：ＪＩＳＬ１０９６準拠 （３）曲げ強度：ＪＩＳＡ１４０８準拠 （４）シャルピー衝撃強度：ＪＩＳＢ７７２２準拠 （５）繊維浮上割合評価：ポリプロピレンフラットヤー
ンとセメントを混練しセメントスラリーを作成し、３０
分間静置後、浮上したポリプロピレンフラットヤーンを
投入量に対して算出した。 （６）分散性評価：ポリプロピレンフラットヤーンとセ
メントを混練しセメントスラリーを作成し、表面の状態
を目視により評価した。
ンとセメントを混練しセメントスラリーを作成し、３０
分間静置後、浮上したポリプロピレンフラットヤーンを
投入量に対して算出した。 （６）分散性評価：ポリプロピレンフラットヤーンとセ
メントを混練しセメントスラリーを作成し、表面の状態
を目視により評価した。
【００１５】実施例１：ポリプロピレン（ＭＦＲ＝４.
０ｇ／１０ｍｉｎ.、Ｔｍ＝１６１℃）を押出機を用い
て溶融混練し、インフレーション法を用いてフィルムに
押出し、冷却してフィルムを形成した。このフィルムを
３５ｍｍ幅にスリットし、ついで熱ロール法で延伸倍率
７倍で延伸して繊度１０００ｄのフラットヤーンを得
た。このフラットヤーンは幅５ｍｍ、厚みは５０μｍ
で、幅／厚みの比＝１００であった。このフラットヤー
ンの引張強度は５.４ｇ／ｄであった。
０ｇ／１０ｍｉｎ.、Ｔｍ＝１６１℃）を押出機を用い
て溶融混練し、インフレーション法を用いてフィルムに
押出し、冷却してフィルムを形成した。このフィルムを
３５ｍｍ幅にスリットし、ついで熱ロール法で延伸倍率
７倍で延伸して繊度１０００ｄのフラットヤーンを得
た。このフラットヤーンは幅５ｍｍ、厚みは５０μｍ
で、幅／厚みの比＝１００であった。このフラットヤー
ンの引張強度は５.４ｇ／ｄであった。
【００１６】一方、ポリオキシアルキレンアルキルフェ
ニルエーテルリン酸エステル５０重量部とポリオキシア
ルキレン脂肪酸エステル５０重量部を混合して表面処理
剤水溶液を作成した。この表面処理剤水溶液に、先に形
成したポリプロピレンフラットヤーンを浸漬後、乾燥さ
せて平均長さが３０ｍｍ長になるようにカットし短繊維
を得た。
ニルエーテルリン酸エステル５０重量部とポリオキシア
ルキレン脂肪酸エステル５０重量部を混合して表面処理
剤水溶液を作成した。この表面処理剤水溶液に、先に形
成したポリプロピレンフラットヤーンを浸漬後、乾燥さ
せて平均長さが３０ｍｍ長になるようにカットし短繊維
を得た。
【００１７】このようにして得られた短繊維をセメント
に配合して供試体を成形するにあたり、ポルトランドセ
メント１００重量部と標準砂２００重量部とを充分に混
合し、短繊維を５重量部添加し撹拌混合し、さらに水６
５重量部を加えて全体が均一になるように密閉型コンク
リートミキサーにより混練した。セメント混合物の繊維
浮上割合は０％、分散性は良好であった。セメント成形
品の曲げ強度は４５ｋｇ／ｃｍ２、シャルピー衝撃強度
は４.３ｋｇ−ｃｍ／ｃｍ２であった。
に配合して供試体を成形するにあたり、ポルトランドセ
メント１００重量部と標準砂２００重量部とを充分に混
合し、短繊維を５重量部添加し撹拌混合し、さらに水６
５重量部を加えて全体が均一になるように密閉型コンク
リートミキサーにより混練した。セメント混合物の繊維
浮上割合は０％、分散性は良好であった。セメント成形
品の曲げ強度は４５ｋｇ／ｃｍ２、シャルピー衝撃強度
は４.３ｋｇ−ｃｍ／ｃｍ２であった。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、特定形
状のポリプロピレンフラットヤーンを用いることによ
り、セメントとの接触面積を増加させて親和性を向上さ
せてると共に、セメントとの分散性を向上させてセメン
ト成形物の衝撃強度や曲げ強度を向上させるセメント補
強用ポリプロピレンフラットヤーンを得ることができ
た。
状のポリプロピレンフラットヤーンを用いることによ
り、セメントとの接触面積を増加させて親和性を向上さ
せてると共に、セメントとの分散性を向上させてセメン
ト成形物の衝撃強度や曲げ強度を向上させるセメント補
強用ポリプロピレンフラットヤーンを得ることができ
た。
Claims (1)
- 【請求項１】 ポリプロピレンからなるフラットヤーン
の断面形状の幅が１〜１０ｍｍ、厚み３０〜２００μｍ
の扁平状であって、かつ幅／厚みの比が５０〜２００で
あり、長さ５〜５０ｍｍに切断されてなることを特徴と
するセメント補強用ポリプロピレンフラットヤーン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5817999A JP2000256048A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | セメント補強用ポリプロピレンフラットヤーン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5817999A JP2000256048A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | セメント補強用ポリプロピレンフラットヤーン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000256048A true JP2000256048A (ja) | 2000-09-19 |
Family
ID=13076791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5817999A Pending JP2000256048A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | セメント補強用ポリプロピレンフラットヤーン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000256048A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003022774A1 (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | 3M Innovative Properties Company | Toughened fibre-reinforced cementitious composites |
| EP1253223A3 (en) * | 2001-04-25 | 2003-05-14 | WR Grace & Co.-Conn | Highly dispersible reinforcing polymeric fibers |
| US6758897B2 (en) | 2001-04-25 | 2004-07-06 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Cementitious compositions having highly dispersible polymeric reinforcing fibers |
| WO2006016499A1 (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-16 | Hagihara Industries Inc. | セメント強化用熱可塑性樹脂繊維 |
| US7022280B2 (en) | 2001-12-14 | 2006-04-04 | Polyplastics Co., Ltd. | Process of making a flat yarn from polyoxymethylene film |
| US7192643B2 (en) | 2001-08-22 | 2007-03-20 | 3M Innovative Properties Company | Toughened cementitious composites |
| US11643817B2 (en) * | 2019-06-07 | 2023-05-09 | Georgia-Pacific Gypsum Llc | Building panels, assemblies, and associated methods |
-
1999
- 1999-03-05 JP JP5817999A patent/JP2000256048A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| AU784232B2 (en) * | 2001-04-25 | 2006-02-23 | Gcp Applied Technologies Inc. | Highly dispersible reinforcing polymeric fibers |
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| JP2005502577A (ja) * | 2001-09-10 | 2005-01-27 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 強化された繊維補強セメント複合材 |
| US7022280B2 (en) | 2001-12-14 | 2006-04-04 | Polyplastics Co., Ltd. | Process of making a flat yarn from polyoxymethylene film |
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