JP2017222958A - Nylon fiber for reinforcing hydraulic material, method for producing nylon fiber for reinforcing hydraulic material, and hydraulic material using the same - Google Patents

Nylon fiber for reinforcing hydraulic material, method for producing nylon fiber for reinforcing hydraulic material, and hydraulic material using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide low-cost nylon fiber for reinforcing a hydraulic material having high fracture energy of the hydraulic material, and a method for producing the nylon fiber for reinforcing the hydraulic material and the hydraulic material using the method therefor.SOLUTION: Provided is nylon fiber for reinforcing a hydraulic material made of short fiber. The nylon fiber is the fiber essentially consisting of nylon 66 in which a melt flow rate at 270°C is 10 to 70 g/10 min, having single fiber strength of 5.4 to 9.0 cN/dex and fracture elongation of 15 to 80%. Also provided is a method for producing the nylon fiber for reinforcing the hydraulic material where the nylon 66 in which an MFR at 270°C is 10 to 70 g/10 min is melt-spun, is subjected to wet drawing in the presence of water heated at 10 to 80°C, and is thereafter heat-set at a dry heat temperature higher than the drawing temperature. Also provided is the hydraulic material containing the nylon fiber, and containing the nylon fiber by 0.01 to 5 Vol% provided that the hydraulic material is defined as 100 Vol%.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、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に関する。   The present invention relates to a nylon material for reinforcing a hydraulic material, a method for producing a nylon fiber for reinforcing a hydraulic material, and a hydraulic material using the same.

セメントモルタル、コンクリート、セメントボードといった各種水硬性材料の衝撃強度や曲げ強度を強化するために、ナイロン、ポリプロピレン、ビニロン等の合成繊維を、所定の繊維長に切断した短繊維が補強用繊維として用いられている。これらの補強用繊維には一般的に繊維強度の高い繊維が用いられており、このためにポリマーの選定などが行われてきた。   In order to reinforce the impact strength and bending strength of various hydraulic materials such as cement mortar, concrete, and cement board, short fibers obtained by cutting synthetic fibers such as nylon, polypropylene, and vinylon into a predetermined fiber length are used as reinforcing fibers. It has been. For these reinforcing fibers, fibers having high fiber strength are generally used. For this reason, polymers have been selected.

例えば、特許文献1には、半芳香族ポリアミド繊維をセメントの補強繊維として使用することが提案され、特許文献2にはナイロン繊維を左官材料の補強繊維として使用することが提案されている。特許文献3にはアクリル繊維又はナイロン繊維をモルタル組成物の補強繊維として使用することが提案されている。特許文献4には繊維が破断したときの応力である牽引強度が2.1g/デニール越〜3.7g/デニール未満のナイロン繊維をセメントの補強繊維として使用することが提案されている。   For example, Patent Document 1 proposes to use a semi-aromatic polyamide fiber as a reinforcing fiber for cement, and Patent Document 2 proposes to use a nylon fiber as a reinforcing fiber for plastering material. Patent Document 3 proposes the use of acrylic fiber or nylon fiber as a reinforcing fiber for a mortar composition. Patent Document 4 proposes that a nylon fiber having a pulling strength, which is a stress when the fiber is broken, of 2.1 g / denier to less than 3.7 g / denier is used as a cement reinforcing fiber.

特開平09−256219号公報JP 09-256219 A 特開2002−274903号公報JP 2002-274903 A 特開2001−220205号公報JP 2001-220205 A 特許第4636693号公報Japanese Patent No. 4636693

しかし、従来から提案されている半芳香族ポリアミド繊維や、アラミド繊維などの全芳香族ポリアミド繊維は、製造コストが高い問題があり(例えば、特許文献1)、あるいはナイロン繊維を添加した水硬性材料の強度や破壊エネルギーに問題があり(例えば、特許文献2〜4)、さらなる改善が求められていた。   However, conventionally proposed semi-aromatic polyamide fibers and fully aromatic polyamide fibers such as aramid fibers have a problem of high production costs (for example, Patent Document 1), or hydraulic materials to which nylon fibers are added. There is a problem in the strength and fracture energy (for example, Patent Documents 2 to 4), and further improvement has been demanded.

本発明は前記従来の問題を解決するため、製造コストが安く、各種水硬性材料に対して添加した際、得られる水硬性材料の破壊エネルギーが高い水硬性材料補強用ナイロン繊維とその製造方法及びこれを用いた水硬性材料を提供する。   In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention has a low manufacturing cost, and when added to various hydraulic materials, the obtained hydraulic material has a high fracture energy and the nylon fiber for reinforcing the hydraulic material, its manufacturing method and A hydraulic material using the same is provided.

本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維は、短繊維からなる水硬性材料補強用ナイロン繊維であって、前記ナイロン繊維は、270℃におけるメルトフローレート(MFR)が10〜70g/10分のナイロン66を主成分とするナイロン繊維であり、単繊維強度が5.25〜9.0cN/dtex、破断伸度が15〜80%であることを特徴とする。   The nylon fiber for reinforcing hydraulic material of the present invention is a nylon fiber for reinforcing hydraulic material made of short fibers, and the nylon fiber has a melt flow rate (MFR) at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min. Nylon fiber having 66 as a main component, single fiber strength is 5.25 to 9.0 cN / dtex, and elongation at break is 15 to 80%.

本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法は、270℃におけるメルトフローレートが10〜70g/10分のナイロン66を溶融紡糸し、10〜80℃の温度の水存在下で湿式延伸し、その後、前記延伸温度より高い乾熱温度で熱セットすることで、270℃におけるメルトフローレートが10〜70g/10分のナイロン66を主成分とする水硬性材料補強用ナイロン繊維を得ることを特徴とする。   In the method for producing a nylon fiber for reinforcing a hydraulic material according to the present invention, nylon 66 having a melt flow rate at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min is melt-spun and wet-stretched in the presence of water at a temperature of 10 to 80 ° C. Then, by setting heat at a dry heat temperature higher than the stretching temperature, a nylon fiber for reinforcing a hydraulic material whose main component is nylon 66 having a melt flow rate at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min is obtained. Features.

本発明の水硬性材料は、前記のナイロン繊維を含む水硬性材料であって、水硬性材料を100Vol%としたとき、前記ナイロン繊維を0.01〜5Vol%含むことを特徴とする。   The hydraulic material of the present invention is a hydraulic material containing the above-mentioned nylon fiber, and is characterized by containing 0.01 to 5% by volume of the nylon fiber when the hydraulic material is 100% by volume.

本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維は、短繊維であり、前記ナイロン繊維は、270℃におけるメルトフローレートが10〜70g/10分のナイロン66を主成分とするナイロン繊維であり、単繊維強度が5.25〜9.0cN/dtex、破断伸度が15〜80%であることにより、製造コストが安く、水硬性材料の破壊エネルギーが高い水硬性材料補強用ナイロン繊維及びこれを用いた水硬性材料を提供できる。すなわち、前記ナイロン繊維は水硬性材料との親和性が高いことにより、水硬性材料の破壊エネルギーを高くすることができる。また、本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法によると、製造コストが安く、270℃におけるメルトフローレートが10〜70g/10分のナイロン66を主成分とする水硬性材料補強用ナイロン繊維を得ることができる。   The nylon fiber for reinforcing a hydraulic material of the present invention is a short fiber, and the nylon fiber is a nylon fiber mainly composed of nylon 66 having a melt flow rate at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min. Nylon fiber for reinforcing a hydraulic material having a strength of 5.25 to 9.0 cN / dtex and a breaking elongation of 15 to 80%, which is low in manufacturing cost and high in fracture energy of a hydraulic material, and the same A hydraulic material can be provided. That is, since the nylon fiber has a high affinity with the hydraulic material, the fracture energy of the hydraulic material can be increased. In addition, according to the method for manufacturing a nylon fiber for reinforcing a hydraulic material according to the present invention, the manufacturing cost is low, and the nylon for reinforcing a hydraulic material having a melt flow rate at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min as a main component is nylon 66. Fiber can be obtained.

図1は本発明の一実施例で使用するダンベルの形状と引張試験装置を示す模式的正面図である。FIG. 1 is a schematic front view showing the shape of a dumbbell and a tensile test apparatus used in one embodiment of the present invention. 図2は本発明の一実施例で示す破壊エネルギーを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing the breaking energy shown in one embodiment of the present invention. 図3は本発明の一実施例の引張応力−ひずみを示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the tensile stress-strain of one embodiment of the present invention. 図4は本発明の別の実施例の引張応力−ひずみを示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the tensile stress-strain of another embodiment of the present invention. 図5は比較例の引張応力−ひずみを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the tensile stress-strain of the comparative example.

本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維は270℃におけるメルトフローレートが10〜70g/10分のナイロン66を主成分とする繊維である。以下において、特に指摘がない場合、ナイロン66とは、270℃におけるメルトフローレートが10〜70g/10分のナイロン66を意味する。本発明でいうナイロン66を主成分とする繊維とは、水硬性材料補強用繊維の全体質量を100質量%としたときに、ナイロン66が50質量%以上を占めていることを指す。ナイロン66は主にポリヘキサメチレンアジパミドからなる。ポリヘキサメチレンアジパミドとはヘキサメチレンジアミンとアジピン酸とから構成される融点が250℃以上の脂肪族ポリアミドを指すが、本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維では、融点が250℃未満とならない範囲で、ナイロン6、ナイロン6I、ナイロン610、ナイロン6Tなどを共重合、あるいはブレンドしてもよい。本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維は、繊維の質量を100質量%としたときにナイロン66を50質量%以上含むが、好ましくは70質量%以上含み、より好ましくは80質量%以上含み、特に好ましくは水硬性材料補強用繊維を構成する熱可塑性樹脂がナイロン66からなる繊維である。本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維において、ナイロン66は繊維のどの部分に含まれていても良いが、好ましくはナイロン66が繊維表面の少なくとも一部を占めている。単一繊維であれば、ナイロン66を主成分とする原料を溶融紡糸することで、繊維表面の少なくとも一部をナイロン66が占める繊維を製造することができる。繊維が2種類以上の樹脂成分からなる複合繊維、例えば、同心断面の芯鞘型複合繊維、偏心構造の芯鞘型複合繊維、並列型(サイドバイサイド)複合繊維、分割型複合繊維、海島型複合繊維である場合、ナイロン66を含む樹脂成分が繊維表面に露出していることが好ましい。より具体的には、同心円断面の芯鞘型複合繊維や偏心構造の芯鞘型複合繊維の場合、ナイロン66を含む樹脂成分を鞘成分とすることが好ましく、海島型複合繊維であればナイロン66を含む樹脂成分を海成分とすることが好ましい。   The nylon fiber for reinforcing a hydraulic material of the present invention is a fiber mainly composed of nylon 66 having a melt flow rate at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min. In the following, unless otherwise indicated, nylon 66 means nylon 66 having a melt flow rate at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min. The fiber mainly composed of nylon 66 in the present invention means that nylon 66 occupies 50% by mass or more when the total mass of the hydraulic material reinforcing fiber is 100% by mass. Nylon 66 is mainly made of polyhexamethylene adipamide. Polyhexamethylene adipamide refers to an aliphatic polyamide composed of hexamethylenediamine and adipic acid having a melting point of 250 ° C. or higher. In the nylon fiber for reinforcing a hydraulic material of the present invention, the melting point is less than 250 ° C. Nylon 6, nylon 6I, nylon 610, nylon 6T, etc. may be copolymerized or blended as long as they are not. The nylon fiber for reinforcing a hydraulic material of the present invention contains 50 mass% or more of nylon 66 when the mass of the fiber is 100 mass%, preferably 70 mass% or more, more preferably 80 mass% or more, Particularly preferably, the thermoplastic resin constituting the hydraulic material reinforcing fiber is a fiber made of nylon 66. In the nylon fiber for reinforcing a hydraulic material of the present invention, the nylon 66 may be contained in any part of the fiber, but preferably the nylon 66 occupies at least a part of the fiber surface. If it is a single fiber, the fiber which nylon 66 occupies at least one part of the fiber surface can be manufactured by melt-spinning the raw material which has nylon 66 as a main component. A composite fiber comprising two or more types of resin components, for example, a core-sheath composite fiber having a concentric cross section, a core-sheath composite fiber having an eccentric structure, a side-by-side composite fiber, a split composite fiber, and a sea-island composite fiber In this case, the resin component including nylon 66 is preferably exposed on the fiber surface. More specifically, in the case of a core-sheath type composite fiber having a concentric circular cross section or a core-sheath type composite fiber having an eccentric structure, it is preferable to use a resin component containing nylon 66 as the sheath component. It is preferable that the resin component containing is a sea component.

本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維(以下において、単にナイロン繊維とも記す。)において、繊維の主成分として含まれるナイロン66は、270℃におけるメルトフローレートが10〜70g/10分である。好ましいメルトフローレートは20〜70g/10分であり、より好ましいメルトフローレートは40〜70g/10分であり、特に好ましいメルトフローレートは50〜70g/10分であり、最も好ましいメルトフローレートは55〜67g/10分である。MFRが前記の範囲を満たすナイロン66であると、溶融紡糸において糸切れや繊維間の融着が発生しにくく、延伸工程において高倍率での延伸処理が、糸切れの発生頻度を抑えて行え、また熱セットの工程も効率よく行えることから製造コストを抑えて製造できるだけでなく、水硬性材料の補強用繊維として使用した場合、水硬性材料との親和性が高く、高い補強効果が得られるナイロン繊維となる。   In the nylon fiber for hydraulic material reinforcement of the present invention (hereinafter, also simply referred to as nylon fiber), nylon 66 contained as the main component of the fiber has a melt flow rate at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min. A preferred melt flow rate is 20 to 70 g / 10 min, a more preferred melt flow rate is 40 to 70 g / 10 min, a particularly preferred melt flow rate is 50 to 70 g / 10 min, and the most preferred melt flow rate is 55-67 g / 10 min. When the nylon 66 satisfies the above MFR, it is difficult for yarn breakage or fusion between fibers to occur in melt spinning, and high-stretching in the drawing process can be performed while suppressing the frequency of yarn breakage, In addition, the heat setting process can be performed efficiently, so it can not only be manufactured at a low manufacturing cost, but when used as a reinforcing fiber for hydraulic materials, nylon has a high affinity with hydraulic materials and a high reinforcing effect. Become fiber.

本発明において、ナイロン66のメルトフローレートは、JIS K 7210に準じて、270℃又は280℃、荷重21.2Nで測定する。より具体的には、以下の方法で測定したMFRを本発明ではナイロン66のMFRとしている。まず、MFRを測定するナイロン66の試料(樹脂ペレットもしくは製造した繊維)を100℃に設定した恒温乾燥機の中で5時間保持し、十分に乾燥させる。次に、JIS K 7210に準じた押出し式プラストメーターを所定温度まで昇温し、所定温度になってから20分保持して温度を安定させた後、乾燥させた試料を3〜8g充填する。そして、試料の充填から360秒後にメルトフローレートの測定を開始する。同じ測定を2回繰り返し、その平均値をナイロン66のメルトフローレートとした。   In the present invention, the melt flow rate of nylon 66 is measured at 270 ° C. or 280 ° C. under a load of 21.2 N according to JIS K 7210. More specifically, the MFR measured by the following method is the MFR of nylon 66 in the present invention. First, a sample of nylon 66 (resin pellets or manufactured fiber) for measuring MFR is held for 5 hours in a constant temperature dryer set at 100 ° C. and sufficiently dried. Next, the temperature of the extrusion type plastometer according to JIS K 7210 is raised to a predetermined temperature, and after maintaining the predetermined temperature for 20 minutes to stabilize the temperature, 3-8 g of the dried sample is filled. Then, measurement of the melt flow rate is started 360 seconds after filling the sample. The same measurement was repeated twice, and the average value was taken as the melt flow rate of nylon 66.

前記ナイロン繊維の単繊維強度は5.25〜9.0cN/dtexであり、好ましくは5.3〜8.5cN/dtexであり、より好ましくは5.4〜8.0cN/dtexであり、特に好ましくは5.4〜7.5cN/dtexである。また、破断伸度は15〜80%であり、好ましくは20〜70%である。単繊維強度及び破断伸度が前記の範囲であれば、強度と伸度のバランスが良く、水硬性材料との親和性が高く、かつ溶融紡糸、延伸、熱固定が効率よく行え、コスト安く製造できる。前記ナイロン繊維において、単繊維強度が5.25cN/dtex未満であるか、破断伸度が80%を越えると、繊維自体の強度が低いため、水硬性材料に対し補強効果が付与されない、言い換えるならば、それらの繊維を添加して硬化させた水硬性材料において、各種補強用繊維を加えずに硬化させた水硬性材料と比較して圧縮強度、引っ張り強度、曲げ強度といった、各種破壊強度の向上が見込めない可能性がある。前記ナイロン繊維の単繊維強度が9.0cN/dtexを越える、あるいは破断伸度が15%未満となると、水硬性材料の補強効果、特に、本発明のナイロン繊維を含む水硬性材料において、その破壊エネルギーの更なる向上が見込めないだけでなく、ナイロン繊維を製造するときに、更なる高温、高延伸倍率での製造が必要になるため、製造コストの増大を招く可能性がある。   The single fiber strength of the nylon fiber is 5.25 to 9.0 cN / dtex, preferably 5.3 to 8.5 cN / dtex, more preferably 5.4 to 8.0 cN / dtex. Preferably, it is 5.4 to 7.5 cN / dtex. Further, the elongation at break is 15 to 80%, preferably 20 to 70%. If the single fiber strength and elongation at break are in the above ranges, the balance between strength and elongation is good, the affinity with hydraulic materials is high, and melt spinning, stretching, and heat setting can be performed efficiently, and the cost is low. it can. In the nylon fiber, when the single fiber strength is less than 5.25 cN / dtex or the elongation at break exceeds 80%, the strength of the fiber itself is low, so that the reinforcing effect is not given to the hydraulic material. For example, in a hydraulic material that has been cured by adding these fibers, various fracture strengths such as compressive strength, tensile strength, and bending strength have been improved compared to a hydraulic material that has been cured without the addition of various reinforcing fibers. May not be expected. When the single fiber strength of the nylon fiber exceeds 9.0 cN / dtex or the elongation at break is less than 15%, the reinforcing effect of the hydraulic material, particularly the hydraulic material containing the nylon fiber of the present invention, the fracture In addition to not expecting further improvement in energy, when manufacturing nylon fibers, it is necessary to manufacture at higher temperatures and higher draw ratios, which may increase manufacturing costs.

前記ナイロン繊維は、その繊度が特に限定されないが、繊度0.3〜30dtexが好ましく、さらに好ましくは0.5〜25dtexであり、特に好ましくは0.7〜20dtexである。また、前記ナイロン繊維の繊維長も特に限定されないが、繊維長は1〜50mmが好ましく、さらに好ましくは2〜30mmであり、特に好ましくは3〜20mmである。繊度と繊維長が前記の範囲であれば、水硬性組成物との混和性が良い。   Although the fineness of the nylon fiber is not particularly limited, the fineness is preferably 0.3 to 30 dtex, more preferably 0.5 to 25 dtex, and particularly preferably 0.7 to 20 dtex. The fiber length of the nylon fiber is not particularly limited, but the fiber length is preferably 1 to 50 mm, more preferably 2 to 30 mm, and particularly preferably 3 to 20 mm. If the fineness and fiber length are in the above ranges, the miscibility with the hydraulic composition is good.

前記ナイロン繊維は、その断面形状は特に限定されず、丸断面の他、非円形の断面、例えば三角形、四角形を始めとする多角形の断面、3葉断面、4葉断面を始めとする多葉断面、Y形、W形、井形といったいずれの断面形状であってもよい。また、これらの断面形状であって、中空部分を含まない中実繊維としてもよいし、繊維中に繊維長さ方向対し、連続した中空部分または非連続の中空部分を1箇所以上有する中空繊維としてもよい。本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維において、その繊維断面は、中実でかつ丸断面であるのが好ましい。中実でかつ丸断面であればコスト安く製造できる。なお丸断面は、円、楕円、長円など様々な丸を含む。また、本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維の断面構造は特に限定されず、単一の樹脂成分、すなわちナイロン66を主成分とする樹脂成分からなる単一繊維であってもよいし、複数の樹脂成分からなる複合繊維、例えば、同心断面の芯鞘型複合繊維、偏心構造の芯鞘型複合繊維、並列型(サイドバイサイド)複合繊維、分割型複合繊維、海島型複合繊維であってもよい。   The cross-sectional shape of the nylon fiber is not particularly limited. In addition to a round cross-section, the non-circular cross-section, for example, a polygonal cross-section including a triangle and a quadrilateral, a three-leaf cross-section, and a multi-leaf including a 4-leaf cross-section. Any cross-sectional shape such as a cross-section, a Y-shape, a W-shape, or a well shape may be used. Moreover, it is good also as a solid fiber which is these cross-sectional shapes, and does not contain a hollow part, and has one or more continuous hollow parts or discontinuous hollow parts with respect to the fiber length direction in a fiber. Also good. In the nylon fiber for reinforcing a hydraulic material of the present invention, the fiber cross section is preferably a solid and round cross section. A solid and round cross-section can be manufactured at low cost. The round cross section includes various circles such as a circle, an ellipse, and an ellipse. Moreover, the cross-sectional structure of the nylon fiber for reinforcing a hydraulic material of the present invention is not particularly limited, and may be a single resin component, that is, a single fiber composed of a resin component mainly composed of nylon 66, or a plurality of For example, a core-sheath type composite fiber having a concentric cross section, a core-sheath type composite fiber having an eccentric structure, a side-by-side composite fiber, a split type composite fiber, or a sea-island type composite fiber may be used. .

本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法について説明する。本発明のナイロン繊維の製造方法では、270℃におけるメルトフローレートが10〜70g/10分のナイロン66を溶融紡糸し、10〜80℃の温度の水存在下で湿式延伸し、その後、前記延伸温度より高い乾熱温度で熱セットする。まず、本発明のナイロン繊維の製造方法における溶融紡糸の工程を説明する。溶融紡糸の工程では、前記メルトフローレートを満たすナイロン66を押出機に投入し、紡糸温度260〜300℃の範囲で溶融し、紡糸ノズルから押し出して、引き取り速度200〜2000m/分で引き取り、ナイロン66を主成分とする繊度が1.5〜100dtexの未延伸繊維の束(未延伸トウともいう。)を得る。   The manufacturing method of the nylon fiber for hydraulic material reinforcement of this invention is demonstrated. In the nylon fiber manufacturing method of the present invention, nylon 66 having a melt flow rate at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min is melt-spun and wet-stretched in the presence of water at a temperature of 10 to 80 ° C. Heat set at a dry heat temperature higher than the temperature. First, the melt spinning process in the method for producing a nylon fiber of the present invention will be described. In the melt spinning process, nylon 66 satisfying the melt flow rate is charged into an extruder, melted at a spinning temperature of 260 to 300 ° C., extruded from a spinning nozzle, and taken up at a take-up speed of 200 to 2000 m / min. A bundle of unstretched fibers (also referred to as unstretched tows) having a fineness of 66 as a main component and a fineness of 1.5 to 100 dtex is obtained.

溶融紡糸の工程における、紡糸温度について説明する。本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法において、紡糸温度は260〜300℃である。紡糸温度が260℃未満であるとナイロン66を溶融させた際、その溶融粘度が高く、糸切れが多発する等可紡性が極端に悪くなる可能性がある。紡糸温度が300℃を越えると、ナイロン66の溶融粘度が低下しすぎるため、未延伸繊維に融着が発生するだけでなく、溶融紡糸時にナイロン66の熱分解が始まるおそれがある。本発明のナイロン繊維の製造方法において、好ましい紡糸温度は270℃〜295℃であり、特に好ましい紡糸温度は270〜290℃である。   The spinning temperature in the melt spinning process will be described. In the method for producing a nylon fiber for reinforcing a hydraulic material of the present invention, the spinning temperature is 260 to 300 ° C. When the spinning temperature is less than 260 ° C., when the nylon 66 is melted, its melt viscosity is high and spinnability may be extremely deteriorated, such as frequent yarn breakage. When the spinning temperature exceeds 300 ° C., the melt viscosity of the nylon 66 is too low, so that not only the unstretched fibers are fused, but the nylon 66 may start to thermally decompose during melt spinning. In the method for producing a nylon fiber of the present invention, a preferred spinning temperature is 270 ° C. to 295 ° C., and a particularly preferred spinning temperature is 270 to 290 ° C.

前記紡糸温度の条件にて紡糸ノズルから押し出した溶融樹脂を、引き取り速度200〜2000m/分の速さで引き取る。引き取り速度が200m/分未満となると、未延伸繊維の束を構成するナイロン66繊維の太さが太すぎるだけでなく、製造時に引き取りローラーに絡まりやすく、生産性が低下するおそれがある。前記引き取り速度が2000m/分よりも速くなると、ナイロン66の未延伸繊維が引き取り時に切れやすくなることで、こちらも生産性が低下するおそれがある。本発明のナイロン繊維の製造方法において、未延伸繊維の引き取り速度は300〜1800m/分が好ましく、350〜1500m/分がより好ましく、400〜1200m/分が特に好ましい。   The molten resin extruded from the spinning nozzle under the spinning temperature condition is taken up at a take-up speed of 200 to 2000 m / min. When the take-up speed is less than 200 m / min, not only the thickness of the nylon 66 fiber constituting the bundle of unstretched fibers is too thick, but the take-up roller is liable to be entangled during production, and the productivity may be reduced. If the take-up speed is higher than 2000 m / min, the unstretched fibers of nylon 66 are likely to be cut at the time of take-up, which may also reduce productivity. In the method for producing a nylon fiber of the present invention, the take-up speed of the undrawn fiber is preferably 300 to 1800 m / min, more preferably 350 to 1500 m / min, and particularly preferably 400 to 1200 m / min.

前記紡糸温度及び前記引き取り速度にてナイロン66を溶融紡糸し、未延伸繊維の束である未延伸トウを得る。未延伸トウを構成するナイロン繊維の繊度、即ち延伸工程を行う前のナイロン繊維の繊度は1.5〜100dtexである。ナイロン66を主成分とする未延伸繊維の繊度が100dtexを越えると、延伸工程を経ても水硬性材料補強用繊維に適した繊維が得られにくい。ナイロン66を主成分とする未延伸繊維の繊度が1.5dtex未満となると、溶融紡糸の際に糸切れが発生しやすく、生産性に劣るだけでなく、延伸工程において、延伸倍率が低くなり、得られるナイロン繊維の繊維強度が低くなりやすい。本発明のナイロン繊維の製造方法において、溶融紡糸後のナイロン繊維の繊度は2〜60dtexが好ましく、3〜50dtexがより好ましく、3.5〜45dtexが特に好ましい。   Nylon 66 is melt-spun at the spinning temperature and the take-up speed to obtain an unstretched tow that is a bundle of unstretched fibers. The fineness of the nylon fiber constituting the undrawn tow, that is, the fineness of the nylon fiber before the drawing step is 1.5 to 100 dtex. If the fineness of the unstretched fiber mainly composed of nylon 66 exceeds 100 dtex, it is difficult to obtain a fiber suitable for a hydraulic material reinforcing fiber even after the stretching process. When the fineness of the unstretched fiber mainly composed of nylon 66 is less than 1.5 dtex, yarn breakage is likely to occur at the time of melt spinning, not only inferior in productivity, but also in the stretching process, the draw ratio becomes low, The resulting nylon fiber tends to have low fiber strength. In the nylon fiber production method of the present invention, the fineness of the nylon fiber after melt spinning is preferably 2 to 60 dtex, more preferably 3 to 50 dtex, and particularly preferably 3.5 to 45 dtex.

前記の方法で得られたナイロン66を主成分とする未延伸トウに対し、延伸工程を行い、熱セット工程を行った後、所望の繊維長に切断し、本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維が得られる。本発明のナイロン繊維の製造方法では、延伸工程として、10〜80℃の温水を用いて延伸した後、100〜200℃の乾燥状態で熱セット(以下において、乾式熱セットとも記す。)する。まず、10〜80℃の温水を用いた延伸工程について説明する。この延伸工程では、10〜80℃の温水で、ナイロン66を主成分とする未延伸トウを湿式延伸する。前記温度範囲に調整した温水にて湿式延伸を行うことで、ナイロン繊維を効率よく延伸できた理由は定かではないが、ナイロンの二次転位点(ガラス転位点)は乾燥状態では40〜50℃であるが、吸湿状態においては−20〜0℃であることが知られており(「繊維の百科事典」、793頁左欄2〜14行、平成14年3月25日、丸善)、前記の範囲に調整した温水槽にて湿式延伸することで、未延伸状態のナイロン繊維を効率よく延伸できるようになっていると推測される。前記湿式延伸の好ましい水温は15〜70℃であり、特に好ましい水温は20〜70℃である。   The unstretched tow mainly composed of nylon 66 obtained by the above method is subjected to a stretching step, a heat setting step, then cut to a desired fiber length, and the hydraulic material reinforcing nylon of the present invention Fiber is obtained. In the method for producing a nylon fiber of the present invention, as a stretching step, after stretching using hot water of 10 to 80 ° C., heat setting is performed in a dry state of 100 to 200 ° C. (hereinafter also referred to as dry heat setting). First, the extending | stretching process using 10-80 degreeC warm water is demonstrated. In this stretching step, the unstretched tow mainly composed of nylon 66 is wet-stretched with warm water of 10 to 80 ° C. The reason why nylon fibers can be efficiently stretched by performing wet stretching with warm water adjusted to the above temperature range is not clear, but the secondary transition point (glass transition point) of nylon is 40 to 50 ° C. in a dry state. However, it is known that the temperature is −20 to 0 ° C. in the hygroscopic state (“Encyclopedia of Textiles”, page 793, left column, lines 2 to 14, March 25, 2002, Maruzen), It is presumed that the unstretched nylon fiber can be efficiently stretched by wet stretching in a hot water tank adjusted to this range. A preferred water temperature for the wet stretching is 15 to 70 ° C, and a particularly preferred water temperature is 20 to 70 ° C.

前記湿式延伸において、延伸倍率は2〜6倍であることが好ましく、2.5〜5.5倍であることがより好ましく、2.8〜5.2倍であることが特に好ましい。前記延伸倍率にて湿式延伸を行うことで、前記湿式延伸の温度範囲であれば、未延伸のナイロン繊維を十分に延伸することができ、得られるナイロン繊維が水硬性材料補強用繊維として十分な単繊維強度を有するようになるだけでなく、その延伸工程において、糸切れの発生頻度も抑えられる。前記湿式延伸の延伸倍率が2倍未満であると延伸が十分に行われないため、得られるナイロン繊維の単繊維強度が低く、水硬性材料の補強用繊維として使用した際、硬化した水硬性材料の強度がそれほど向上しない可能性がある。前記湿式延伸工程において、延伸倍率が6倍を超えると、糸切れが多発するようになり、生産性が低下するおそれがある。   In the wet stretching, the stretching ratio is preferably 2 to 6 times, more preferably 2.5 to 5.5 times, and particularly preferably 2.8 to 5.2 times. By performing wet stretching at the stretch ratio, if the temperature range of the wet stretching, unstretched nylon fiber can be sufficiently stretched, and the resulting nylon fiber is sufficient as a hydraulic material reinforcing fiber Not only does it have single fiber strength, but also the frequency of yarn breakage is suppressed in the drawing process. When the stretch ratio of the wet stretch is less than 2 times, the stretch is not sufficiently performed, so that the obtained nylon fiber has low single fiber strength, and when used as a reinforcing fiber for a hydraulic material, the cured hydraulic material There is a possibility that the strength of is not improved so much. In the wet drawing step, when the draw ratio exceeds 6 times, yarn breakage frequently occurs and the productivity may be lowered.

次に、前記湿式延伸工程の後に行う、乾式熱セット工程について説明する。本発明のナイロン繊維の製造方法において、乾式熱セット工程は結晶化の促進を目的として行っている。湿式延伸されたナイロン繊維の非晶部に熱を加えることで、結晶化がさらに促進され、より強固な寸法安定性を付与できる。乾式熱セット工程は公知の乾式延伸装置を用いて行うことができる。その一例として100〜200℃になるよう雰囲気の温度を調整した乾燥空気中にて延伸処理を行う乾式延伸や、100〜200℃になるよう温度を調整した金属ロールを用いて延伸処理を行う乾式延伸が挙げられる。本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法において、乾式熱セットを行う際の熱処理温度は、100〜200℃が好ましく、より好ましくは120℃〜160℃以上であり、さらに好ましくは130〜150℃である。これにより、強固な熱固定ができ、寸法安定性を出せる。   Next, a dry heat setting process performed after the wet stretching process will be described. In the method for producing nylon fiber of the present invention, the dry heat setting step is performed for the purpose of promoting crystallization. By applying heat to the amorphous part of the wet-stretched nylon fiber, crystallization is further promoted, and stronger dimensional stability can be imparted. The dry heat setting step can be performed using a known dry stretching apparatus. As an example thereof, dry stretching in which the stretching process is performed in dry air with the temperature of the atmosphere adjusted to 100 to 200 ° C., or dry stretching using a metal roll whose temperature is adjusted to be 100 to 200 ° C. An example is stretching. In the method for producing a nylon fiber for reinforcing a hydraulic material according to the present invention, the heat treatment temperature when performing the dry heat setting is preferably 100 to 200 ° C, more preferably 120 ° C to 160 ° C or more, and further preferably 130 to 150 ° C. Thereby, strong heat fixation can be performed and dimensional stability can be obtained.

本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法において、前記熱セットはナイロン繊維のフィラメント(ナイロン66を主成分とする繊維トウ)が、処理を行う際にたるまない程度の延伸倍率で行う定長熱セットが好ましく、より好ましくは0.85〜1.5倍の延伸倍率、特に好ましくは0.9〜1.4倍の延伸倍率、最も好ましくは0.95〜1.2倍の延伸倍率にて前記温度範囲満たしながら定長セットを行うことが好ましい。これにより湿熱延伸処理によって繊維内部の結晶化が進んだナイロン繊維に対し、その結晶構造を強固な熱固定ができ、寸法安定性や高い単繊維強度を出せる。   In the method for producing a nylon fiber for reinforcing a hydraulic material according to the present invention, the heat setting is performed at a draw ratio such that a filament of nylon fiber (a fiber tow mainly composed of nylon 66) does not sag when it is processed. Long heat set is preferable, more preferably 0.85 to 1.5 times the draw ratio, particularly preferably 0.9 to 1.4 times the draw ratio, most preferably 0.95 to 1.2 times the draw ratio. It is preferable to perform constant length setting while satisfying the temperature range. Thereby, the nylon structure whose crystallization inside the fiber has progressed due to the wet heat drawing process can be firmly heat-fixed, and the dimensional stability and high single fiber strength can be obtained.

(水硬性材料)
本発明の水硬性材料は、上記の方法で得られた水硬性材料補強用ナイロン繊維を一定の割合で含むように水硬性組成物に添加し、適量の水を加えて十分に混練した後硬化させたり、既に水硬性組成物と水とを混ぜ合わせた水硬性材料スラリー中に添加し、十分に混練した後硬化させたりすることで得ることができる。本発明の水硬性材料に含まれる水硬性組成物には、各種セメント、細骨材、必要に応じて粗骨材、混和材や混和剤などが含まれる。前記水硬性組成物を構成するセメントとしては、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、低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など、各種セメントを使用することができる。前記水硬性組成物を構成する細骨材や粗骨材としては珪砂、川砂、海砂、浜砂、砕石が挙げられるほか、高炉スラグ、フェロニッケルスラグ、銅スラグ、電気炉酸化スラグといった各種スラグなどを使用することができ、この中から水硬性材料の用途に応じて骨材の粒子径を選択して細骨材、粗骨材として使用することができる。前記水硬性組成物に含まれる混和材としては、フライアッシュ、珪石粉、シリカフューム、高炉スラグ微粉末、エトリンガイトや公知の各種膨張材を使用することができる。前記水硬性組成物に含まれる混和剤としてはAE剤、AE減水剤、高機能AE減水剤、流動化剤、硬化促進剤、防錆剤、凝結遅延剤、急結剤、収縮低減剤を始めとする各種混和剤を目的や用途よって適宜選択して使用することができる。
(Hydraulic material)
The hydraulic material of the present invention is added to the hydraulic composition so as to contain the nylon fiber for reinforcing the hydraulic material obtained by the above method in a certain ratio, and after the appropriate amount of water is added and kneaded sufficiently, it is cured. Or added to a hydraulic material slurry in which a hydraulic composition and water are already mixed, and sufficiently kneaded and then cured. The hydraulic composition contained in the hydraulic material of the present invention includes various cements, fine aggregates, and coarse aggregates, admixtures and admixtures as necessary. As the cement constituting the hydraulic composition, various cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, super early-strength Portland cement, moderately hot Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement can be used. it can. The fine aggregate and coarse aggregate constituting the hydraulic composition include silica sand, river sand, sea sand, beach sand, crushed stone, various slags such as blast furnace slag, ferronickel slag, copper slag, electric furnace oxidation slag, etc. From these, the particle diameter of the aggregate can be selected according to the use of the hydraulic material, and it can be used as a fine aggregate or a coarse aggregate. As the admixture contained in the hydraulic composition, fly ash, silica stone powder, silica fume, blast furnace slag fine powder, ettringite, and various known expanding materials can be used. Admixtures contained in the hydraulic composition include AE agent, AE water reducing agent, high-performance AE water reducing agent, fluidizing agent, curing accelerator, rust preventive agent, setting retarder, rapid setting agent, shrinkage reducing agent. These various admixtures can be appropriately selected and used depending on the purpose and application.

本発明の水硬性材料は、前記水硬性材料補強用ナイロン繊維を0.01〜5Vol%含む。すなわち、水硬性材料において、水硬性材料に対して外割り、言い換えるならば水硬性材料のうち、水硬性材料補強用ナイロン繊維を除いた各種セメント、細骨材、粗骨材、水などの成分の総和を100Vol%とし、これに対し前記水硬性材料補強用ナイロン繊維を0.01〜5Vol%含む。本発明の水硬性材料は、前記水硬性材料補強用ナイロン繊維を好ましくは0.03〜3Vol%含み、さらに好ましくは0.05〜2.5Vol%含む。本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維を前記の割合となるように水硬性材料に添加することで、水硬性組成物を硬化させて得られる水硬性材料の破壊エネルギーを高くすることができる。水硬性材料に含まれる本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維の割合が0.01Vol%未満であると、水硬性材料の内部に含まれる繊維の量が少ないことから、水硬性材料の破壊エネルギーが、水硬性材料補強用ナイロン繊維を添加していない、すなわち水硬性材料補強用ナイロン繊維を添加していない水硬性材料と比較して破壊エネルギーの大きさが大差のないものとなるおそれがある。水硬性材料に含まれる本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維の割合が5Vol%を越えるとコストが高くなるだけでなく水硬性材料の圧縮強度や引っ張り強度といった各種機械強度が低下するおそれがある。   The hydraulic material of the present invention contains 0.01 to 5 Vol% of the nylon material for reinforcing the hydraulic material. That is, in the hydraulic material, the components such as various cements, fine aggregates, coarse aggregates, water, etc., excluding the nylon material for reinforcing the hydraulic material, out of the hydraulic material, in other words, the hydraulic material. The total is 100 vol%, and the hydraulic material reinforcing nylon fiber is contained in an amount of 0.01 to 5 vol%. The hydraulic material of the present invention preferably contains 0.03 to 3 Vol%, more preferably 0.05 to 2.5 Vol% of the nylon material for reinforcing the hydraulic material. By adding the nylon fiber for reinforcing a hydraulic material of the present invention to the hydraulic material so as to have the above ratio, the fracture energy of the hydraulic material obtained by curing the hydraulic composition can be increased. When the ratio of the nylon fiber for reinforcing the hydraulic material of the present invention contained in the hydraulic material is less than 0.01 Vol%, the amount of fibers contained in the hydraulic material is small, so the fracture energy of the hydraulic material However, there is a possibility that the magnitude of the fracture energy is not much different from that of the hydraulic material not added with the hydraulic material reinforcing nylon fiber, that is, the hydraulic material reinforcing nylon fiber is not added. . If the ratio of the nylon material for reinforcing the hydraulic material of the present invention contained in the hydraulic material exceeds 5 Vol%, not only the cost increases, but also various mechanical strengths such as compressive strength and tensile strength of the hydraulic material may be lowered. .

本発明の水硬性材料、すなわち、本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維を0.01〜5Vol%の割合で含む水硬性材料は、その引張応力試験において、ひずみが0〜4%の範囲内の引張応力の最大値(A)と、ひずみ4%のときの引張応力値(B)を比較すると、BはAの30%以上であるのが好ましく、さらに好ましくは40%以上である。前記の範囲であれば、ひずみが大きくなっても水硬性材料の引張応力(強度)を高く維持できる。   The hydraulic material of the present invention, that is, the hydraulic material containing the nylon fiber for reinforcing the hydraulic material of the present invention at a ratio of 0.01 to 5 Vol%, has a strain within the range of 0 to 4% in the tensile stress test. When the maximum value (A) of the tensile stress and the tensile stress value (B) when the strain is 4% are compared, B is preferably 30% or more of A, more preferably 40% or more. If it is the said range, even if distortion becomes large, the tensile stress (strength) of a hydraulic material can be maintained high.

前記水硬性材料の引張応力と変位の面積から求められる破壊エネルギーは、本発明の水硬性材料補強用ナイロン繊維を含まない水硬性材料に比較して1.4倍以上高いことが好ましい。前記の範囲であれば、同様にひずみが大きくなっても水硬性材料の引張応力(強度)を高く維持でき、破壊されにくい水硬性材料となる。   The fracture energy obtained from the tensile stress and displacement area of the hydraulic material is preferably 1.4 times higher than that of the hydraulic material not including the nylon fiber for reinforcing the hydraulic material of the present invention. If it is the said range, even if distortion becomes large similarly, the tensile stress (strength) of a hydraulic material can be maintained high, and it will become a hydraulic material which is hard to be destroyed.

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, this invention is not limited to the following Example.

<測定方法>
(1)メルトフローレート(MFR)
ナイロン66のメルトフローレートは、JIS K 7210に準じて、270℃、荷重21.2Nで測定した。具体的には、メルトフローレートを測定するナイロン66の試料(樹脂ペレットもしくは製造した繊維)を100℃に設定した恒温乾燥機の中で5時間保持し、十分に乾燥させる。次に、JIS K 7210に準じた押出し式プラストメーターを270℃まで昇温し、270℃になってから20分保持して温度を安定させた後、乾燥させた試料を3〜8g充填する。そして、試料の充填から360秒後にメルトフローレートの測定を開始する。同じ測定を2回繰り返し、その平均値を270℃におけるナイロン66のメルトフローレートとした。
(2)単繊維強度および破断伸度
JIS L 1015に準じて、引張試験機を用いて、試料のつかみ間隔を20mmとしたときの繊維切断時の荷重値及び伸度を測定し、それぞれ単繊維強度及び破断伸度とした。
(3)水硬性組成物の成形物の引張試験
図1に示す全長330mm、つかみ幅60mm、厚さ30mm、くびれ部分の幅30mm、同長さ80mmのダンベル型試験体1を用いて一軸引張試験により引張応力とひずみを測定した。この引張試験はJIS K 6301に準拠したものである。この試験装置10は試験体1をチャック2a,2bで固定した後、上下方向に引っ張り、引張応力を測定するとともに、変位計3a,3bによりひずみを測定する。図1の右図において数値はダンベル試験体の寸法(単位:mm)である。
<Measurement method>
(1) Melt flow rate (MFR)
The melt flow rate of nylon 66 was measured according to JIS K 7210 at 270 ° C. and a load of 21.2 N. Specifically, a sample of nylon 66 (resin pellet or manufactured fiber) whose melt flow rate is to be measured is kept for 5 hours in a constant temperature dryer set at 100 ° C. and sufficiently dried. Next, the temperature of the extrusion type plastometer according to JIS K 7210 is raised to 270 ° C. and kept at 270 ° C. for 20 minutes to stabilize the temperature, and then 3 to 8 g of the dried sample is filled. Then, measurement of the melt flow rate is started 360 seconds after filling the sample. The same measurement was repeated twice, and the average value was taken as the melt flow rate of nylon 66 at 270 ° C.
(2) Single fiber strength and elongation at break Using a tensile tester according to JIS L 1015, the load value and elongation at the time of fiber cutting when the gripping interval of the sample was 20 mm were measured. The strength and elongation at break were taken.
(3) Tensile test of molded product of hydraulic composition Uniaxial tensile test using a dumbbell-type test body 1 having a total length of 330 mm, a grip width of 60 mm, a thickness of 30 mm, a constriction width of 30 mm, and a length of 80 mm shown in FIG. The tensile stress and strain were measured by This tensile test is based on JIS K6301. The test apparatus 10 fixes the test body 1 with the chucks 2a and 2b, and then pulls it up and down to measure the tensile stress, and measures the strain with the displacement meters 3a and 3b. In the right figure of FIG. 1, the numerical value is the dimension (unit: mm) of the dumbbell specimen.

(実施例1〜4、比較例1〜5)
原料ポリマーとしてナイロン66(Ny66)を使用し、溶融紡糸し、延伸し、熱セットして繊維とした。条件及び結果を表1にまとめて示す。
(Examples 1-4, Comparative Examples 1-5)
Nylon 66 (Ny66) was used as a raw material polymer, melt-spun, drawn, and heat-set to obtain a fiber. The conditions and results are summarized in Table 1.

Figure 2017222958
Figure 2017222958

Figure 2017222958
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表1、2から明らかなとおり、実施例1〜4は単繊維強度が高く製造効率も良好であった。これに対して比較例1〜5は備考欄に記載したとおりの問題があった。   As is clear from Tables 1 and 2, Examples 1 to 4 had high single fiber strength and good production efficiency. On the other hand, Comparative Examples 1-5 had a problem as described in the remarks column.

(実施例5〜7、比較例6〜7)
実施例4で作成したナイロン66からなる繊維を使用してセメントモルタル打設試験を行った。実施例5〜7は前記実施例4のナイロン66からなる繊維(以下において、「ナイロン66繊維」とも記す。)を使用し、比較例6は市販品のポリプロピレン(PP)補強繊維(繊維長:6mm)、比較例7は市販されている低単繊維強度のナイロン66補強繊維(単繊維強度:3.25cN/dtex、破断伸度:86%、繊維長:12mm、以下において、「低強度ナイロン66繊維」とも記す。)を使用した。表3に使用材料を示す。
(Examples 5-7, Comparative Examples 6-7)
A cement mortar placing test was conducted using the fiber made of nylon 66 prepared in Example 4. Examples 5 to 7 use fibers made of nylon 66 of Example 4 (hereinafter also referred to as “nylon 66 fibers”), and Comparative Example 6 is a commercially available polypropylene (PP) reinforcing fiber (fiber length: 6 mm), Comparative Example 7 is a commercially available low-strength nylon 66 reinforced fiber (single fiber strength: 3.25 cN / dtex, elongation at break: 86%, fiber length: 12 mm. 66 fibers ") was used. Table 3 shows the materials used.

Figure 2017222958
Figure 2017222958

表3に示す使用材料を用い、セメント70質量部、フライアッシュ30質量部、細骨材40質量部、増粘剤0.2質量部、減水剤0.9質量部、水39.1質量部及び表4に示す量の補強繊維を均一に混合して水硬性材料スラリーを作製した。表4に示す補強繊維の繊維含有率(Vol%)は、補強繊維を除く、セメント、フライアッシュ、細骨材、増粘剤、減水剤及び水の合計体積100%に対する繊維の体積割合である。混合方法は、セメントとフライアッシュと細骨材の粉体をまず1分間空練し、次に水と減水剤と増粘剤を加えて3分間混合し、次に補強繊維を加えて1.5分×2回混合した。このようにして得られた水硬性材料スラリーを型に入れ水中養生し、図1に示すダンベルを作成した。このダンベルを使用して引張試験をし、初期ひび割れ強度と破壊エネルギー求めた。破壊エネルギーは図2に示すように、応力度×変位=破壊エネルギー量として表せる。評価結果は表4にまとめて示す。   Using materials shown in Table 3, 70 parts by mass of cement, 30 parts by mass of fly ash, 40 parts by mass of fine aggregate, 0.2 parts by mass of thickener, 0.9 parts by mass of water reducing agent, 39.1 parts by mass of water And the quantity of the reinforcing fiber shown in Table 4 was uniformly mixed to prepare a hydraulic material slurry. The fiber content (Vol%) of the reinforcing fiber shown in Table 4 is the volume ratio of the fiber to the total volume of 100% of the cement, fly ash, fine aggregate, thickener, water reducing agent and water excluding the reinforcing fiber. . In the mixing method, cement, fly ash and fine aggregate powder are first kneaded for 1 minute, then water, a water reducing agent and a thickener are added and mixed for 3 minutes, and then reinforcing fibers are added. Mixed 5 times x 2 times. The hydraulic material slurry thus obtained was placed in a mold and cured in water to produce the dumbbell shown in FIG. Using this dumbbell, a tensile test was performed to determine the initial crack strength and fracture energy. As shown in FIG. 2, the fracture energy can be expressed as stress degree × displacement = fracture energy amount. The evaluation results are summarized in Table 4.

Figure 2017222958
Figure 2017222958

表4から明らかなとおり、実施例5〜7は破壊エネルギーが高かった。これに対して比較例6〜7は破壊エネルギーが低かった。これはナイロン実施例5〜7で用いたナイロン66からなる水硬性材料補強用繊維は単繊維強度が高く、かつ水硬性組成物との親和性が高いからと推察される。   As apparent from Table 4, Examples 5 to 7 had high breaking energy. On the other hand, Comparative Examples 6-7 had a low breaking energy. This is presumably because the hydraulic material reinforcing fiber made of nylon 66 used in nylon examples 5 to 7 has high single fiber strength and high affinity with the hydraulic composition.

(実施例8〜9、比較例8)
実施例5及び6と同様にセメントモルタル打設試験を行った。実施例8は実施例5で用いたナイロン66からなる繊維(繊維長10mm)の添加量を1.25〜2.25Vol%まで振った試験、実施例9は実施例5で用いたナイロン66からなる繊維(繊維長20mm)の添加量を1.25〜2.25Vol%まで振った試験、比較例8は比較例6で用いたポリプロピレン繊維(繊維長6mm)の添加量を1.25〜2.25Vol%まで振った試験とした。実施例8の結果は図3に示し、実施例9の結果は図4に示し、比較例8の結果は図5に示す。また、ひずみが0〜4%の範囲内の引張応力の最大値(A)とひずみ4%のときの引張応力値(B)の関係は、実施例8は表5、実施例9は表6、比較例8は表7に示すとおりであり、実施例8、9のB/Aの値が高いことが分かる。
(Examples 8 to 9, Comparative Example 8)
A cement mortar placing test was conducted in the same manner as in Examples 5 and 6. Example 8 is a test in which the amount of fiber (fiber length 10 mm) made of nylon 66 used in Example 5 was shaken to 1.25 to 2.25 Vol%, and Example 9 was made from nylon 66 used in Example 5. Test in which the added amount of the resulting fiber (fiber length 20 mm) was shaken up to 1.25 to 2.25 Vol%, Comparative Example 8 was the amount of polypropylene fiber (fiber length 6 mm) used in Comparative Example 6 was 1.25 to 2 The test was shaken to 25 Vol%. The results of Example 8 are shown in FIG. 3, the results of Example 9 are shown in FIG. 4, and the results of Comparative Example 8 are shown in FIG. Further, the relationship between the maximum value (A) of the tensile stress within the range of 0 to 4% and the tensile stress value (B) when the strain is 4% is shown in Table 5 for Example 8 and Table 6 for Example 9. Comparative Example 8 is as shown in Table 7, and it can be seen that the B / A values of Examples 8 and 9 are high.

Figure 2017222958
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図3〜5及び表5〜7から明らかなとおり、実施例8〜9はひずみ4%のときの引張応力は高く、B/A値も高く、破壊エネルギー(タフネス)が高いことが分かる。   As is apparent from FIGS. 3 to 5 and Tables 5 to 7, Examples 8 to 9 have high tensile stress at a strain of 4%, high B / A values, and high fracture energy (toughness).

本発明のナイロン66を主成分とする水硬性材料補強用繊維は、セメントモルタル、コンクリート、セメントボード等の水硬性材料の補強繊維として有用である。また、本発明のナイロン繊維の製造方法は、水硬性材料の補強繊維に適した単繊維強度及び伸度を有するナイロン66繊維を低コストで効率よく製造することができる。   The hydraulic material reinforcing fiber mainly composed of nylon 66 of the present invention is useful as a reinforcing fiber for hydraulic materials such as cement mortar, concrete, and cement board. Further, the method for producing nylon fibers of the present invention can efficiently produce nylon 66 fibers having single fiber strength and elongation suitable for reinforcing fibers of hydraulic materials at low cost.

1 試験体
2a,2b チャック
3a,3b 変位計
10 試験装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test body 2a, 2b Chuck 3a, 3b Displacement meter 10 Test apparatus

Claims (9)

短繊維からなる水硬性材料補強用ナイロン繊維であって、
前記ナイロン繊維は、270℃におけるメルトフローレート(MFR)が10〜70g/10分のナイロン66を主成分とするナイロン繊維であり、
単繊維強度が5.25〜9.0cN/dtexであり、破断伸度が15〜80%であることを特徴とする水硬性材料補強用ナイロン繊維。
It is a nylon fiber for reinforcing hydraulic material consisting of short fibers,
The nylon fiber is a nylon fiber mainly composed of nylon 66 having a melt flow rate (MFR) at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min.
A nylon fiber for reinforcing a hydraulic material, having a single fiber strength of 5.25 to 9.0 cN / dtex and a breaking elongation of 15 to 80%.
前記ナイロン繊維は、繊度が0.3〜30dtexであり、繊維長が1〜50mmである請求項1に記載の水硬性材料補強用ナイロン繊維。   The nylon fiber for reinforcing a hydraulic material according to claim 1, wherein the nylon fiber has a fineness of 0.3 to 30 dtex and a fiber length of 1 to 50 mm. 前記ナイロン繊維は、中実でかつ丸断面である請求項1又は2に記載の水硬性材料補強用ナイロン繊維。   The nylon fiber for reinforcing a hydraulic material according to claim 1 or 2, wherein the nylon fiber is solid and has a round cross section. 水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法であって、
270℃におけるメルトフローレート(MFR)が10〜70g/10分のナイロン66を溶融紡糸し、10〜80℃の温度の水存在下で湿式延伸し、その後、前記延伸温度より高い乾熱温度で熱セットすることにより、270℃におけるメルトフローレート(MFR)が10〜70g/10分のナイロン66を主成分とするナイロン繊維を得ることを特徴とする水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法。
A method for producing a nylon fiber for hydraulic material reinforcement,
Nylon 66 having a melt flow rate (MFR) at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min is melt-spun and wet-stretched in the presence of water at a temperature of 10 to 80 ° C., and then at a dry heat temperature higher than the stretching temperature. A method for producing a nylon fiber for reinforcing a hydraulic material, characterized in that a nylon fiber mainly comprising nylon 66 having a melt flow rate (MFR) at 270 ° C. of 10 to 70 g / 10 min is obtained by heat setting.
前記湿式延伸における延伸倍率が2〜6倍である請求項4に記載の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法。   The method for producing a nylon fiber for reinforcing a hydraulic material according to claim 4, wherein a draw ratio in the wet drawing is 2 to 6 times. 前記熱セットは定長セットである求項4又は5に記載の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法。   The method for producing a nylon fiber for reinforcing a hydraulic material according to claim 4 or 5, wherein the heat set is a fixed length set. 前記熱セットの乾熱温度は100〜200℃である請求項4〜6のいずれかに記載の水硬性材料補強用ナイロン繊維の製造方法。   The dry heat temperature of the said heat set is 100-200 degreeC, The manufacturing method of the nylon fiber for hydraulic material reinforcement in any one of Claims 4-6. 請求項1〜3のいずれかに記載のナイロン繊維を含む水硬性材料であって、
水硬性材料を100Vol%としたとき、前記ナイロン繊維を0.01〜5Vol%含むことを特徴とする水硬性材料。
A hydraulic material comprising the nylon fiber according to any one of claims 1 to 3,
A hydraulic material characterized by containing 0.01 to 5 Vol% of the nylon fiber when the hydraulic material is 100 Vol%.
前記水硬性材料の引張応力試験において、ひずみが0〜4%の範囲内の引張応力の最大値(A)と、ひずみ4%のときの引張応力値(B)を比較すると、BはAの30%以上である請求項8に記載の水硬性材料。   In the tensile stress test of the hydraulic material, when comparing the maximum value (A) of the tensile stress within the range of 0 to 4% and the tensile stress value (B) when the strain is 4%, B is The hydraulic material according to claim 8, which is 30% or more.
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