JP2003293216A - 高強度ポリオレフィン繊維及びこれを用いたコンクリート成形体 - Google Patents
高強度ポリオレフィン繊維及びこれを用いたコンクリート成形体Info
- Publication number
- JP2003293216A JP2003293216A JP2002096780A JP2002096780A JP2003293216A JP 2003293216 A JP2003293216 A JP 2003293216A JP 2002096780 A JP2002096780 A JP 2002096780A JP 2002096780 A JP2002096780 A JP 2002096780A JP 2003293216 A JP2003293216 A JP 2003293216A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- concrete
- strength
- polyolefin fiber
- strength polyolefin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
引っかかりであるアンカー効果を飛躍的に向上させ、繊
維の引き抜きを防止することが可能であり、かつ繊維の
単糸強度も著しく高く、コンクリート補強用繊維に適し
た高強度ポリオレフィン系繊維を提供すること。 【解決手段】ポリプロピレン樹脂を主体とする、少なく
とも9cN/dtexの単糸強度を有するポリオレフィ
ン繊維であって、該ポリオレフィン繊維は、繊維表面の
曲面に沿って形成された筋状の粗面構造を有しているこ
とを特徴とする高強度ポリオレフィン繊維を用いる。
Description
効果に優れた高強度ポリオレフィン繊維及びこれを用い
て成形したコンクリート成形体に関する。
圧縮強度、耐久性、不燃性等の優れた性質に加えて安価
であるため、建築、土木分野等に大量に使用されてい
る。反面、コンクリートは、屈曲性が著しく低いことか
ら、引張りや曲げ応力が加わることで、容易に亀裂や破
損が生じる等、耐衝撃性が低いといった問題を有してい
る。
無機繊維、有機合成繊維等の種々の繊維を使用し、コン
クリートを補強することが提案されている。このような
コンクリートの補強用繊維として、耐アルカリ性、耐熱
性に優れ、オートクレーブ養生や蒸気養生ができること
から、ポリオレフィン繊維が使用されている。しかし、
ポリオレフィン繊維が疎水性で、セメントが親水性であ
るために、この繊維とセメントとを混合して製造したコ
ンクリートの場合には、両者の接着性が悪いことから、
ポリオレフィン繊維が、コンクリートマトリックスから
素抜けてしまい、ポリオレフィン繊維の繊維強度等がコ
ンクリート補強に十分に寄与されずに、コンクリートの
補強が不十分であった。このように、従来のポリオレフ
ィン繊維を補強用繊維として使用した場合には、ポリオ
レフィン繊維の長所と短所によって、補強性能を十分に
発揮させることができず、コンクリートの補強が不十分
となっていた。
補強用繊維の断面を異形化する試みや、A成分を芯成分
とし、B成分をA成分と接合した状態で鞘成分とし、鞘
成分に隆起した凸部と隆起していない凹部を有する複合
繊維を用いて、コンクリート硬化後の繊維の引き抜きを
制御して補強効果を向上させる試みがなされている(特
開2000−64116)。しかし、補強用繊維に凹凸
を付与することで、コンクリートとのアンカー効果は得
られるものの、補強用繊維に凹凸を付与するために、構
成樹脂や製糸条件が限定され、繊維本来の単糸強度が損
なわれるという問題が新たに生じていた。このように、
未だ満足できるコンクリート補強効果を有する補強用繊
維は得られていない。
クリートマトリックスとの物理的結合力、すなわちコン
クリート成形体中の繊維とコンクリートの引っかかりで
あるアンカー効果を飛躍的に向上させ、繊維の引き抜き
を防止することが可能であり、かつ繊維の単糸強度も著
しく高く、コンクリート補強用繊維に適した高強度ポリ
オレフィン繊維を提供することである。
を解決するために、鋭意研究を重ねた。その結果、ポリ
プロピレン樹脂を主体とするポリオレフィン繊維の繊維
表面を特定の構造とすることで、アンカー効果を飛躍的
に向上できるという知見を見出し、この知見に基づいて
本発明を完成するに至った。本発明は、前記課題を解決
するために以下の構成を有する。
少なくとも9cN/dtexの単糸強度を有するポリオ
レフィン繊維であって、該ポリオレフィン繊維は、繊維
表面の曲面に沿って形成された筋状の粗面構造を有して
いることを特徴とする高強度ポリオレフィン繊維。 (2)高強度ポリオレフィン繊維が、少なくとも12c
Nの対コンクリート引き抜き抵抗を有する前記(1)項
記載の高強度ポリオレフィン繊維。 (3)高強度ポリオレフィン繊維が、4以下のQ値(分
子量分布)であり、93<IPF(mol%)<100
であるポリプロピレン樹脂からなる延伸糸であって、該
ポリオレフィン繊維は、少なくとも4.9GPa(約5
00Kg/mm2)のヤング率を有する前記(1)項ま
たは前記(2)項記載の高強度ポリオレフィン繊維。 (4)前記(1)〜(3)のいずれか1項記載の高強度
ポリオレフィン繊維を用いて成形したコンクリート成形
体。
本発明の高強度ポリオレフィン繊維は、ポリプロピレン
樹脂を主体とする、少なくとも9cN/dtexの単糸
強度を有し、繊維表面の曲面に沿って形成された筋状の
粗面構造を有していることを特徴とするポリオレフィン
繊維である。
維表面に筋状の粗面構造を有することから、コンクリー
ト補強用繊維として使用した場合には、アンカー効果を
発揮し、コンクリートマトリックスと補強繊維との間に
強力な引き抜き抵抗が働くので、コンクリートマトリッ
クスと補強用繊維との物理的結合力を飛躍的に向上でき
る。このとき、対コンクリート引き抜き抵抗は、少なく
とも9cN/dtexであり、さらに少なくとも12c
Nであることが好ましい。なお、この筋状の粗面構造
は、多数の凹凸を繊維軸方向に対して垂直方向に間隔を
置いて存在している。この結果、コンクリートマトリッ
クスから補強用繊維が素抜けることを抑制でき、さらに
補強用繊維の有する強度が、コンクリート補強効果に十
分に寄与できるようになる。従って、本発明の高強度ポ
リオレフィン繊維を補強用繊維として使用したコンクリ
ート成形体は、該補強用繊維により曲げ強度や衝撃強さ
を著しく向上できる。
維の表面(側面)を電子顕微鏡で観察したときの電子顕
微鏡写真である。図1に見られるように、繊維表面の曲
面に沿って形成された無数の凹凸からなる筋状の粗面構
造を形成している。また繊維の断面形状は、部分的に円
形または異形の断面形状とすることができる。異形断面
の形状としては、偏平形、三角〜八角形の角型、T字
形、多葉形、中空断面形等の任意の形状とすることがで
きる。繊維の形状としては、繊維軸方向に直線的な形
状、捲縮の付与により湾曲した形状、直線部と曲線部の
両方を併せ持つ形状とすることができる。本発明の高強
度ポリオレフィン繊維は、繊維表面の曲面に沿って形成
された筋状の粗面構造を有していれば繊維形状は特に限
定されない。
リプロピレン樹脂を主体として構成されている。なお、
ポリプロピレン樹脂を主体とするとは、少なくとも80
重量%のポリプロピレン樹脂を含有することをいう。具
体的には、1種類のポリプロピレン樹脂のみを原料樹脂
とする単一繊維、少なくとも2種類の異なるポリプロピ
レン樹脂の組成物を原料樹脂とする単一繊維、少なくと
も2種類の異なるポリプロピレン樹脂を鞘芯型、並列
型、偏心鞘芯型等の複合形態に配した複合繊維を挙げる
ことができる。
樹脂には、本発明の効果を妨げない範囲内でさらに酸化
防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、造核剤、エ
ポキシ安定剤、滑剤、抗菌剤、難燃剤、帯電防止剤、顔
料、可塑剤等の添加剤を必要に応じて適宜添加してもよ
い。
分布=重量平均分子量/数平均分子量)が4以下であ
り、IPF(アイソタクチックペンタッドフラクショ
ン)が、93<IPF(mol%)<100であるポリ
プロピレン樹脂を用いることが望ましい。ポリプロピレ
ン樹脂のQ値が4以下であると、延伸性を著しく阻害す
る高分子量成分が少なく、高い延伸性が得られるので好
ましい。また、IPFは立体規則性の高さの指標であ
り、IPFが高いほど結晶性が高く、高強度のポリプロ
ピレン繊維が得られるので、ポリプロピレン樹脂のIP
Fは、93<IPF(mol%)<100の範囲が好ま
しい。
下の製造方法により製造できる。紡糸条件、延伸条件を
以下のようにすることで、ポリオレフィン繊維に9cN
/dtex以上の高い単糸強度を付与することができ
る。本発明の高強度ポリオレフィン繊維は、前記ポリプ
ロピレン樹脂を原料樹脂として用い、250〜350℃
の範囲の紡糸温度で紡糸することが好ましい。この範囲
において、できるだけ高温で溶融紡糸することで、得ら
れる未延伸糸は、分子配向が抑えられ、次工程の延伸工
程において、高倍率で延伸できるため、高い単糸強度の
オレフィン繊維が得られやすくなり好ましい。紡糸温度
が250℃より著しく低温であると紡糸口金から押出さ
れた繊維状のポリプロピレン溶融物は、固化温度まで急
速に冷却され、固化点での繊維の変形が大きく、より分
子配向が進んだ未延伸糸となりやすい。また紡糸温度が
350℃より著しく高温であると、ポリプロピレン樹脂
の熱分解が急激に進み、ポリプロピレンの分子鎖が著し
く切断されて低分子量化し、高倍率で延伸しても、ポリ
オレフィン繊維に高い単糸強度が得られない場合があ
る。
レン溶融物を冷却する場合、従来の方法、例えば冷風、
水、グリセリン等でポリプロピレン樹脂の融点以下の温
度まで冷却し、引き取ることができるが、未延伸糸の分
子配向を極力抑えるためには、急冷するのではなく、送
風等の方法で空気により徐冷却することが望ましい。こ
のとき、より分子配向を抑えた未延伸糸を得るために、
風量は弱く、温度は低温になり過ぎないように、空気の
温度、風量を設定し、冷却速度を調節することが好まし
い。紡糸口金から押出されたポリプロピレン溶融物の温
度が250〜350℃の範囲であり、かつ適度な冷却速
度である場合に、得られた未延伸糸の高次構造を延伸性
に優れる擬似六方晶にすることが可能となる。
向の進んでいない未延伸糸とするためになるべく低速で
あることが望ましい。引取り速度が低速であると、繊維
状のポリプロピレン溶融物の固化点での変形が小さくな
り、逆に引取り速度が高速であると繊維状のポリプロピ
レン溶融物の固化点での変形が大きくなる。即ち分子配
向の進んだ未延伸糸構造となるために延伸性が低下し、
結果として高強力なポリプロピレン繊維が得られない。
また引取り速度がポリプロピレン溶融物の自由落下速度
よりも低速過ぎると均一な未延伸糸を得られなくなり、
繊度のばらつきを起こす。従って引取り速度は200〜
1500m/min、更には300〜1000m/mi
nであることが好ましい。
の高強度ポリオレフィン繊維は、延伸条件を以下のよう
にすることで、繊維表面の曲面に沿って形成された筋状
の粗面構造を有することができる。なお、繊維表面を粗
面構造とする方法としては、例えばエンボス加工法等の
方法が知られているが、繊維の単糸強度が著しく低下す
る等の問題がある。しかし、以下の方法で延伸を実施す
ることにより、繊維表面の曲面に沿って形成された筋状
の粗面構造を有し、かつ高い単糸強度を持つ延伸糸を得
ることができる。
以上の単糸強度を付与し、同時に前記繊維表面の曲面に
沿って、筋状の粗面構造を形成する方法としては、前述
の方法で得た未延伸糸を用いて、熱風槽による非接触加
熱下で延伸することで得られる。非接触加熱下で延伸す
ることで、金属加熱ロール延伸等の接触加熱下で延伸す
るよりも高倍率で延伸することが可能である。延伸倍率
は、繊維の破断が起きない範囲で、可能な限り高い延伸
倍率で行うことが好ましい。この結果として強度が極め
て高いポリオレフィン繊維が得られる。なお、熱風を加
熱媒体として用いると、熱風と被延伸物(延伸中の未延
伸糸)との熱交換速度と、被延伸物の通過速度との兼ね
合いにより、繊維内部と表面との間に温度勾配(熱勾
配)が生じる。つまり繊維表面温度に対して繊維内部温
度は低くなる。この状態で、未延伸糸を高倍率で延伸す
ると、繊維内部(中心部)と表面との間に変形応力差が
生じ、変形応力の大きい、即ち変形しにくい繊維内部
は、変形速度に対して分子コンホメーションの変化によ
る分子再配列が追随できない現象が生じる。その結果、
繊維内部には、微細なボイド、空孔が生じ、変形応力の
小さい繊維表面には、そのボイドの生成に誘発されて凹
凸状の筋状の粗面構造を形成するのである。
繊維内部と繊維表面との間に温度勾配が生じない程に十
分に遅い場合には、繊維表面に粗面構造を形成しない。
逆に被延伸物の熱風槽通過速度が、被延伸物を高倍率延
伸するに足るまで十分に加熱されない程に速過ぎる場合
には、結果として高強度のポリオレフィン繊維は得られ
ない。従って延伸速度は、30〜200m/minが好
ましく、更には50〜100m/minであることが望
ましい。
るために、ポリプロピレン樹脂の結晶分散温度以上であ
り、かつ融点以下であることが望ましい。つまり、熱風
温度は、125〜155℃、更には135〜150℃で
あることが望ましい。
の何れであってもよい。2段以上の多段延伸を行う場合
には、少なくとも最終延伸段階で熱風延伸槽による延伸
を行うことで、繊維表面の曲面に沿って形成された筋状
の粗面構造を有する高強度ポリオレフィン繊維を得るこ
とができ、その前段階の延伸では金属加熱ロール延伸、
温水延伸等のいずれの延伸方法を採用してもよい。
紡糸、延伸工程を経ることで、繊維表面の曲面に沿って
筋状の粗面構造(凹凸の構造)が形成される。この結
果、単糸強度が少なくとも9cN/dtexである高強
度ポリオレフィン繊維が得られるのである。この高強度
ポリオレフィン繊維は、少なくとも12cNの対コンク
リート引き抜き抵抗を有することが好ましい。また、高
強度ポリオレフィン繊維は、少なくとも4.9GPa
(約500kgf/mm2)のヤング率を有することが
好ましい。なお、ヤング率は、繊維補強コンクリート成
形体の耐衝撃性を向上できることから、より好ましくは
6GPa以上であり、更に好ましくは、9GPa以上で
ある。
をコンクリート補強用繊維として用いるときには、セメ
ントスラリー中での分散性、セメントとの親和性を向上
させるために、繊維表面を界面活性剤等で処理しておく
ことが望ましい。界面活性剤としては、高級脂肪酸金属
塩、高級アルコール硫酸エステル金属塩、高級アルキル
エーテル硫酸エステル金属塩、アルキルベンゼンスルホ
ン酸金属塩、アルキルベンゼンナフタレンスルホン酸金
属塩、パラフィンスルホン酸金属塩等の親水性油剤を使
用することができる。高級脂肪酸金属塩としては、オレ
フィン酸カリウム塩、オクチル酸カリウム塩、ステアリ
ン酸カリウム塩、ベヘニン酸カリウム塩、リノール酸カ
リウム塩が例示できる。
程、延伸工程、繊維加工後のいずれの段階で付着させて
もよい。また付着方法は、ローラー法、浸漬法、噴霧
法、パットドライ法等を用いることができる。
させたコンクリート成形体は、高強度ポリオレフィン繊
維の強度を損なうことなく、高強度ポリオレフィン繊維
とコンクリート間の物理的結合力を向上させることがで
きるので、高強度ポリオレフィン繊維のポテンシャルを
十分にコンクリート成形体補強に発揮させることができ
る。このとき、前記繊維で補強されたコンクリート成形
体は、少なくとも26.5MPa(約270kgf/c
m2)の曲げ強度と、少なくとも17.64kJ/m
2(18kgf・cm/cm2)の衝撃強さを有し、より
好ましくは、少なくとも28MPaの曲げ強度と、少な
くとも19kJ/m2の衝撃強さを有していることであ
る。
強用繊維の配合割合は、目的とするコンクリート成形体
の性能、機能、用途にあわせて任意に選択できるが、一
般にはセメントを含む水硬性組成物に対して、0.05
〜20重量%の配合割合であることが望ましく、更には
0.1〜10重量%であることが望ましい。また補強用
繊維として他の繊維を併用しても何ら差し支えない。併
用できる繊維としてはパルプ等の天然繊維、PVA系繊
維、アクリル繊維、ポリアリレート繊維等の合成繊維が
挙げられる。更に、細骨材、粗骨材を併用することが可
能であり、その一例としては、砂、砂利、砕石等が挙げ
られる。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。
ラフィー(GPC)法により、カラムとして、東ソー
(株)製「PSKgel GMH6−HT」(商品名)
を使用し、測定装置として、ウォーターズ社製「GPC
−150C型」(商品名)を用いて、試験体(ポリプロ
ピレン樹脂)を、o−ジクロロベンゼンに、その濃度が
0.05重量%となるように溶解し、得られた溶液を温
度135℃で測定して求めた。 IPF(アイソタクチックペンタッドフラクション):
日本電子社製「JNMGX−270型」(商品名)を用
いて、Macromolecules,6、925(1
973)に記載の、13C−NMRスペクトル法により求
めた。13C−NMRスペクトルにおいて5個連続したプ
ロピレン単量体単位を示すピークからアイソタクチック
結合に相当するピーク分率を求めた。ピークの帰属はM
acromolecules,8、687(1975)
に記載の方法で行なった。 実効延伸倍率:未延伸糸繊度/延伸糸繊度の式より算出
した。 単糸強度:JIS L 1015に準じて行なった。 ヤング率:単糸強度測定時の結果を解析して算出した。 対コンクリート引き抜き抵抗:水と普通ポルトランドセ
メントを水/セメント=1/3の重量割合で混合して得
られた成形体に、補強用繊維を1cm埋め込む。これを
25℃の水中で28日間水中養生して、コンクリート成
形体を得た。次いでコンクリートから補強用繊維を20
mm/minの速度で引き抜き、その際の最大引き抜き
荷重を対コンクリート引き抜き抵抗とした。 繊維補強コンクリート成形体:水と普通ポルトランドセ
メントと補強用繊維を、水/セメント/繊維=1/3/
0.03の重量割合で混合し、1176N(120kg
f)の圧力によって10秒間圧縮し、1サンプル30c
m×25cm×1.1cmのサイズで成形体とした。こ
れを60℃の蒸気中で5時間養生させた後、28日間室
内に放置してコンクリート成形体を得た。 曲げ試験:JIS A 1408(1995−1−1)
に準じて行なった。 衝撃試験:JIS B 7722(1995−1−1)
に準じて行なった。
6mol%のチッソ(株)製アイソタクチックポリプロ
ピレン(商品名「チッソポリプロ CS3540」、融
点165℃)を使用し、これを320℃の紡糸温度で溶
融紡糸して未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を使用
し、加熱ヒーターと循環ファンからなる熱風槽中で、破
断延伸倍率の90%の倍率で延伸し、繊維仕上剤として
高級脂肪酸金属塩であるオレイン酸カリウム塩をローラ
ー法で1.0重量%付着させて、延伸糸を得た。このと
きの延伸ラインスピードは50m/min、熱風槽温度
は143℃とした。得られた延伸糸を5mmに切断し
て、高強度ポリオレフィン繊維とした。使用したポリプ
ロピレン樹脂と、得られた高強度ポリオレフィン繊維の
特性を表1に示す。この高強度ポリオレフィン繊維をコ
ンクリート補強用繊維として使用して、前述のコンクリ
ート成形体製造方法に従って製造し、コンクリート成形
体を得た。この成形体の特性を表1に示す。
った。延伸の第1段目は90℃の加熱ロールで、破断延
伸倍率の60%の倍率で延伸し、延伸の第2段目は熱風
温度138℃の熱風槽中で、破断延伸倍率の90%の倍
率で延伸し、繊維仕上剤として高級脂肪酸金属塩である
オレイン酸カリウム塩をローラー法で1.0重量%付着
させて、延伸糸を得た。得られた高強度ポリオレフィン
繊維の特性を表1に示す。この高強度ポリオレフィン繊
維をコンクリート補強用繊維として使用して、前述のコ
ンクリート成形体製造方法に従って製造し、コンクリー
ト成形体を得た。この成形体の特性を表1に示す。
った。延伸の第1段目は熱風温度143℃の熱風槽中
で、破断延伸倍率の60%の倍率で延伸し、延伸の第2
段目は熱風温度143℃の熱風槽中で、破断延伸倍率の
90%の倍率で延伸し、繊維仕上剤として高級脂肪酸金
属塩であるオレイン酸カリウム塩をローラー法で1.0
重量%付着させて、延伸糸を得た。得られた高強度ポリ
オレフィン繊維の特性を表1に示す。この高強度ポリオ
レフィン繊維をコンクリート補強用繊維として使用し
て、前述のコンクリート成形体製造方法に従って製造
し、コンクリート成形体を得た。この成形体の特性を表
1に示す。
4mol%のチッソ(株)製アイソタクチックポリプロ
ピレン(商品名「チッソポリプロ RS2514」、融
点165℃)を使用し、これを320℃の紡糸温度で溶
融紡糸して未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を使用
し、実施例1で用いた、熱風温度143℃の熱風槽中
で、破断延伸倍率の90%の倍率で延伸し、繊維仕上剤
として高級脂肪酸金属塩であるオレイン酸カリウム塩を
ローラー法で1.0重量%付着させて、延伸糸を得た。
得られた高強度ポリオレフィン繊維の特性を表1に示
す。この高強度ポリオレフィン繊維をコンクリート補強
用繊維として使用して、前述のコンクリート成形体製造
方法に従って製造し、コンクリート成形体を得た。この
成形体の特性を表1に示す。
った。延伸の第1段目は90℃の温水槽で、破断延伸倍
率の60%の倍率で延伸し、延伸の第2段目は熱風温度
138℃の熱風槽中で破断延伸倍率の90%の倍率で延
伸し、繊維仕上剤として高級脂肪酸金属塩であるオレイ
ン酸カリウム塩をローラー法で1.0重量%付着させ
て、延伸糸を得た。得られた高強度ポリオレフィン繊繊
維の特性を表1に示す。この高強度ポリオレフィン繊維
をコンクリート補強用繊維として使用して、前述のコン
クリート成形体製造方法に従って製造し、コンクリート
成形体を得た。成形体の特性を表1に示す。
0mol%のチッソ(株)製アイソタクチックポリプロ
ピレン(商品名「チッソポリプロ RS2236」、融
点162℃)を使用し、これを320℃の紡糸温度で溶
融紡糸して未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を使用
し、90℃の加熱ロールで、破断延伸倍率の90%の倍
率で延伸し、繊維仕上剤として高級脂肪酸金属塩である
オレイン酸カリウム塩をローラー法で1.0重量%付着
させて、延伸糸を得た。得られた延伸糸を5mmに切断
して、高強度ポリオレフィン繊維とした。使用したポリ
プロピレン樹脂と、この高強度ポリオレフィン繊維の特
性を表1に示す。また得られた高強度ポリオレフィン繊
維をコンクリート補強用繊維として使用して、前述のコ
ンクリート成形体製造方法に従って製造し、コンクリー
ト成形体を得た。この成形体の特性を表1に示す。
中で、破断延伸倍率の90%の倍率で延伸し、繊維仕上
剤として高級脂肪酸金属塩であるオレイン酸カリウム塩
をローラー法で1.0重量%付着させて、延伸糸を得
た。得られた高強度ポリオレフィン繊維の特性を表1に
示す。この高強度ポリオレフィン繊維をコンクリート補
強用繊維として使用して、前述のコンクリート成形体製
造方法に従って製造し、コンクリート成形体を得た。こ
の成形体の特性を表1に示す。
った。延伸の第1段目は120℃の熱ロールで、破断延
伸倍率の60%の倍率で延伸し、延伸の第2段目は12
0℃の熱ロールで、破断延伸倍率の90%の倍率で延伸
し、繊維仕上剤として高級脂肪酸金属塩であるオレイン
酸カリウム塩をローラー法で1.0重量%付着させて、
延伸糸を得た。このポリオレフィン繊維の特性を表1に
示す。また得られたポリオレフィン繊維をコンクリート
補強用繊維として使用して、前述のコンクリート成形体
製造方法に従って製造し、コンクリート成形体を得た。
この成形体の特性を表1に示す。
った。延伸の第1段目は90℃の温水槽中で、破断延伸
倍率の60%の倍率で延伸し、延伸の第2段目は130
℃の熱ロールで破断延伸倍率の90%の倍率で延伸し、
繊維仕上剤として高級脂肪酸金属塩であるオレイン酸カ
リウム塩をローラー法で1.0重量%付着させて、延伸
糸を得た。得られたポリオレフィン繊維の特性を表1に
示す。このポリオレフィン繊維をコンクリート補強用繊
維として使用して、前述のコンクリート成形体製造方法
に従って製造し、コンクリート成形体を得た。この成形
体の特性を表1に示す。
ポリプロピレン樹脂として、Q値が3.2、IPFが9
6mol%のチッソ(株)製アイソタクチックポリプロ
ピレン(商品名「チッソポリプロ CS3540」、融
点165℃)を使用し、これを芯成分に配し、東ソー
(株)製低密度ポリエチレン(商品名「ペトロセン P
E350」、融点107℃)を鞘成分に配して溶融紡糸
して得られた未延伸糸を60℃の熱ロールで1段延伸
し、繊維仕上剤として高級脂肪酸金属塩であるオレイン
酸カリウム塩をローラー法で1.0重量%付着させて、
延伸糸を得た。得られた繊維の繊維表面は鞘成分が隆起
した凸部と隆起していない凹部からなる凹凸を有してい
た。使用したポリプロピレン樹脂と、得られたポリオレ
フィン繊維の特性を表1に示す。このポリオレフィン繊
維をコンクリート補強用繊維として使用して、前述のコ
ンクリート成形体製造方法に従って製造し、コンクリー
ト成形体を得た。この成形体の特性を表1に示す。
熱風槽中で延伸することにより、9cN/dtex以上
の単糸強度と、筋状の粗面構造の両特性を兼ね備えた繊
維を得ることができた。図1は実施例により得られた、
本発明に係わる高強度ポリオレフィン繊維の表面(側
面)を観察した拡大写真である。繊維表面には、曲面に
沿って円周方向に形成された筋状の粗面構造が観察でき
る。このように繊維表面が粗面構造であることにより、
コンクリートマトリックスに対するアンカー効果が向上
し、12cN以上の対コンクリート引き抜き抵抗を有す
る。またこのポリオレフィン繊維をコンクリート補強用
繊維として用いた場合、コンクリート成形体は、26.
5MPa(270kgf/cm2)以上の曲げ強度と、
17.64kJ/m2(18kgf・cm/cm2)以上
の衝撃強さを示し、高いコンクリート補強効果を発揮
し、得られたコンクリート成形体は、力学物性に優れて
いることがわかった。
法で得られたポリオレフィン繊維は、単糸強度が低く、
また繊維表面の構造は平滑であった。このポリオレフィ
ン繊維をコンクリート補強用繊維として用いたところ、
コンクリートマトリックスから繊維の素抜けが生じる
等、十分な補強効果を発揮できなかった。また比較例5
に示した繊維は、繊維表面が凸凹の粗面構造を形成して
いたが、単糸強度は著しく低かった。このポリオレフィ
ン繊維をコンクリート補強用繊維として用いたところ、
単糸強度が低いために繊維に破断が生じ、コンクリート
成形体の力学物性は、曲げ強度、衝撃強さともに低く、
十分なコンクリート補強効果が得られなかった。
繊維表面の曲面に沿って形成された筋状の粗面構造を有
し、かつ高い強度を有するので、コンクリートマトリッ
クスとの物理的結合力が大きく、コンクリート補強効果
に極めて優れている。また本発明のコンクリート成形体
は、単糸強度が高く、かつコンクリートマトリックスと
の物理的結合力が大きい高強度ポリオレフィン繊維が充
填されているために、曲げ強度および衝撃強度に優れて
いる。
電子顕微鏡で観察したときの電子顕微鏡写真(×200
0倍)である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ポリプロピレン樹脂を主体とする、少な
くとも9cN/dtexの単糸強度を有するポリオレフ
ィン繊維であって、該ポリオレフィン繊維は、繊維表面
の曲面に沿って形成された筋状の粗面構造を有している
ことを特徴とする高強度ポリオレフィン繊維。 - 【請求項2】 高強度ポリオレフィン繊維が、少なくと
も12cNの対コンクリート引き抜き抵抗を有する請求
項1記載の高強度ポリオレフィン繊維。 - 【請求項3】 高強度ポリオレフィン繊維が、4以下の
Q値(分子量分布)であり、93<IPF(mol%)
<100であるポリプロピレン樹脂からなる延伸糸であ
って、該ポリオレフィン繊維は、少なくとも4.9GP
aのヤング率を有する請求項1または請求項2記載の高
強度ポリオレフィン繊維。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項記載の高強
度ポリオレフィン繊維を用いて成形したコンクリート成
形体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002096780A JP3960100B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 高強度ポリオレフィン繊維及びこれを用いたコンクリート成形体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002096780A JP3960100B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 高強度ポリオレフィン繊維及びこれを用いたコンクリート成形体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003293216A true JP2003293216A (ja) | 2003-10-15 |
JP3960100B2 JP3960100B2 (ja) | 2007-08-15 |
Family
ID=29239661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002096780A Expired - Fee Related JP3960100B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 高強度ポリオレフィン繊維及びこれを用いたコンクリート成形体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3960100B2 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100357505C (zh) * | 2005-06-27 | 2007-12-26 | 江苏泽天化纤有限公司 | 高强低伸型特粗旦丙纶丝及其生产方法 |
WO2008123173A1 (ja) | 2007-03-26 | 2008-10-16 | Kuraray Co., Ltd. | ポリプロピレン繊維、その製造方法およびその使用 |
JP2008266872A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-11-06 | Kuraray Co Ltd | ポリプロピレン繊維 |
JP2008266871A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-11-06 | Kuraray Co Ltd | 耐熱性に優れるポリプロピレン繊維 |
JP2009509899A (ja) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | アイトゲネーシッシュ・マテリアールプリューフングス−ウント・フォルシュングスアンシュタルト | セメント結合建築材料に利用するための2成分プラスチック繊維 |
JP2009084140A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-23 | Kuraray Co Ltd | 水硬性組成物および水硬化物 |
US20130065052A1 (en) * | 2004-11-05 | 2013-03-14 | Innegra Technologies, Llc | High modulus polyolefin fibers exhibiting unique microstructural features |
JP5568693B2 (ja) * | 2011-12-13 | 2014-08-06 | ダイワボウホールディングス株式会社 | セメント補強用繊維、その製造方法及びセメント硬化体 |
EP3004020A4 (en) * | 2013-06-05 | 2016-11-30 | Halliburton Energy Services Inc | METHOD AND CEMENT COMPOSITIONS WITH TREATED POLYOLEFIN FIBERS |
US10870929B2 (en) | 2015-07-24 | 2020-12-22 | Mitsubishi Chemical Corporation | Polypropylene fiber and method for manufacturing polypropylene fiber |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61102415A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-21 | Teijin Ltd | ポリエステル繊維およびその製造法 |
JPH0284504A (ja) * | 1988-04-21 | 1990-03-26 | Kuraray Co Ltd | 補強材に適したポリビニルアルコール繊維 |
JPH059805A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-19 | Daiwabo Create Kk | ポリプロピレン繊維および複合繊維 |
JPH10212619A (ja) * | 1997-01-23 | 1998-08-11 | Kuraray Co Ltd | 繊維及び該繊維を用いてなる成型物 |
JPH11116297A (ja) * | 1997-10-07 | 1999-04-27 | Hagiwara Kogyo Kk | セメント強化用ポリプロピレン繊維及びそれを用いた吹付けコンクリートの施工方法 |
JPH11350283A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-12-21 | Ube Nitto Kasei Co Ltd | 延伸方法および延伸物 |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002096780A patent/JP3960100B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61102415A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-21 | Teijin Ltd | ポリエステル繊維およびその製造法 |
JPH0284504A (ja) * | 1988-04-21 | 1990-03-26 | Kuraray Co Ltd | 補強材に適したポリビニルアルコール繊維 |
JPH059805A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-19 | Daiwabo Create Kk | ポリプロピレン繊維および複合繊維 |
JPH10212619A (ja) * | 1997-01-23 | 1998-08-11 | Kuraray Co Ltd | 繊維及び該繊維を用いてなる成型物 |
JPH11116297A (ja) * | 1997-10-07 | 1999-04-27 | Hagiwara Kogyo Kk | セメント強化用ポリプロピレン繊維及びそれを用いた吹付けコンクリートの施工方法 |
JPH11350283A (ja) * | 1997-10-24 | 1999-12-21 | Ube Nitto Kasei Co Ltd | 延伸方法および延伸物 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130065052A1 (en) * | 2004-11-05 | 2013-03-14 | Innegra Technologies, Llc | High modulus polyolefin fibers exhibiting unique microstructural features |
US9677199B2 (en) * | 2004-11-05 | 2017-06-13 | Innegrity, Llc | High modulus polyolefin fibers exhibiting unique microstructural features |
US9598796B2 (en) * | 2004-11-05 | 2017-03-21 | Innegra Technologies, Llc | High modulus polyolefin fibers exhibiting unique microstructural features |
US20130302608A1 (en) * | 2004-11-05 | 2013-11-14 | John K. Fort, Chapter 7 Trustee of NMFC, LLC, f/k/a Innegrity, LLC | High modulus polyolefin fibers exhibiting unique microstructural features |
CN100357505C (zh) * | 2005-06-27 | 2007-12-26 | 江苏泽天化纤有限公司 | 高强低伸型特粗旦丙纶丝及其生产方法 |
JP2009509899A (ja) * | 2005-09-30 | 2009-03-12 | アイトゲネーシッシュ・マテリアールプリューフングス−ウント・フォルシュングスアンシュタルト | セメント結合建築材料に利用するための2成分プラスチック繊維 |
EP2130954A1 (en) * | 2007-03-26 | 2009-12-09 | Kuraray Co., Ltd. | Polypropylene fiber, method of producing the same and utilization of the same |
EP2130954A4 (en) * | 2007-03-26 | 2010-06-02 | Kuraray Co | POLYPROPYLENE FIBER, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND USE THEREOF |
JP2008266871A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-11-06 | Kuraray Co Ltd | 耐熱性に優れるポリプロピレン繊維 |
US8647741B2 (en) | 2007-03-26 | 2014-02-11 | Kuraray Co., Ltd. | Polypropylene fiber, method of producing the same and utilization of the same |
WO2008123173A1 (ja) | 2007-03-26 | 2008-10-16 | Kuraray Co., Ltd. | ポリプロピレン繊維、その製造方法およびその使用 |
JP2008266872A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-11-06 | Kuraray Co Ltd | ポリプロピレン繊維 |
JP2009084140A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-23 | Kuraray Co Ltd | 水硬性組成物および水硬化物 |
JP5568693B2 (ja) * | 2011-12-13 | 2014-08-06 | ダイワボウホールディングス株式会社 | セメント補強用繊維、その製造方法及びセメント硬化体 |
JPWO2013089175A1 (ja) * | 2011-12-13 | 2015-04-27 | ダイワボウホールディングス株式会社 | セメント補強用繊維、その製造方法及びセメント硬化体 |
EP3004020A4 (en) * | 2013-06-05 | 2016-11-30 | Halliburton Energy Services Inc | METHOD AND CEMENT COMPOSITIONS WITH TREATED POLYOLEFIN FIBERS |
US10870929B2 (en) | 2015-07-24 | 2020-12-22 | Mitsubishi Chemical Corporation | Polypropylene fiber and method for manufacturing polypropylene fiber |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3960100B2 (ja) | 2007-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2130954B1 (en) | Polypropylene fiber, method of producing the same and utilization of the same | |
JPH04502142A (ja) | 繊維及びその繊維を使用した材料 | |
JP5723482B2 (ja) | セメント補強用繊維及びそれを用いたセメント硬化体 | |
JP3960100B2 (ja) | 高強度ポリオレフィン繊維及びこれを用いたコンクリート成形体 | |
US20060188719A1 (en) | Synthetic fibers and cementitious systems including same | |
US20210155541A1 (en) | Polymer fibers for reinforcement of cement-based composites | |
Broda | Application of polypropylene fibrillated fibres for reinforcement of concrete and cement mortars | |
WO2007075500A2 (en) | Concrete fiber material, castable constructs including same, and methods | |
JP3614757B2 (ja) | コンクリート補強用繊維及び繊維補強コンクリート組成物 | |
ES2313887T3 (es) | Fibras sisteticas y sistemas cementosos que incluyen las mismas. | |
JP3274402B2 (ja) | コンクリート衝撃強度補強用繊維及びそれを用いたコンクリート成形体 | |
JP4358645B2 (ja) | セメント補強用ポリオレフィン短繊維及びこれを用いたセメント系成形体 | |
JP2002541048A5 (ja) | ||
JP3755267B2 (ja) | コンクリート補強用繊維及びそれを用いたコンクリート成形体 | |
JP2000064116A (ja) | コンクリート補強用繊維 | |
JP2005502577A (ja) | 強化された繊維補強セメント複合材 | |
JP2000302494A (ja) | セメント補強繊維 | |
WO2004031095A1 (ja) | セメント強化用ポリプロピレン繊維、並びに上記セメント強化用ポリプロピレン繊維を用いた繊維補強セメント成形体、及び上記セメント強化用ポリプロピレン繊維を用いたコンクリート構造物の施工方法と上記セメント強化用ポリプロピレン繊維を用いた吹付けコンクリート工法 | |
JP4364343B2 (ja) | 混練成形水硬性材料補強材及び混練成形体 | |
JPH11240740A (ja) | コンクリ―ト補強用繊維 | |
JP2017222554A (ja) | 水硬性材料 | |
JP6727486B2 (ja) | 水硬性材料補強用ナイロン繊維、水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法、及びこれを用いた水硬性材料 | |
JP2004175574A (ja) | セメント強化用ポリプロピレン繊維 | |
JP2020007666A (ja) | ポリビニルアルコール系繊維およびその製造方法 | |
JP2009084140A (ja) | 水硬性組成物および水硬化物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061226 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070221 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070306 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070424 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070507 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525 Year of fee payment: 4 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525 Year of fee payment: 5 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525 Year of fee payment: 5 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120525 Year of fee payment: 5 |
|
R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525 Year of fee payment: 6 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140525 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |