JP2019011611A

JP2019011611A - 繊維混合合成樹脂バインダ

Info

Publication number: JP2019011611A
Application number: JP2017128918A
Authority: JP
Inventors: 省三 ▲高▼森; Shozo Takamori
Original assignee: Aoi Thomas Co Ltd
Current assignee: Aoi Thomas Co Ltd
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: JP7195499B2

Abstract

【課題】骨材を接着するに際して、骨材の間隙に合成樹脂の薄膜が生じることなく骨材同士がポーラスな状態となる繊維混合合成樹脂バインダを提供する。【解決手段】２液混合型のビニルエステル系合成樹脂のうち、主剤には予め撚糸した高捲縮糸と、予め撚糸したアラミド系糸とを混合した繊維混合合成樹脂バインダである。このバインダに対してさらにパルプ系繊維を加える。これらの繊維混合合成樹脂バインダを用いて複数の骨材を接着してポーラス状とした舗装用材料を得る。【選択図】図２

Description

この発明は、珪砂や栗石、あるいは発泡材などの骨材をポーラスな状態で接合するための合成樹脂バインダに関するものである。

従来からビニルエステル系の合成樹脂を用いたバインダは公知である。そして、このビニルエステル系のバインダを用いて珪砂や粒度が小さい栗石などを接着して一体とし、例えば透水性を有する板状の材料や舗装材として利用することが知られている。

しかしながら、このような構成では、栗石などのように比較的粒度が大きい素材を接着して一体とする場合にはそれぞれの被接着物の間には隙間を確保することができるが、粒度が小さい珪砂のような素材に利用する場合には、図４に示すように非接着物の間に合成樹脂の薄膜が形成されるため、優れた透水性を確保することができないという問題がある。

粒度が小さい非接着物を接着してポーラスな状態を得ることができれば、軽量で透水性が高く、かつ吸音性の高い板状体や舗装材などを達成することが可能となる。

特開２００４−８３７１５号公報

ところで、特許文献１はビニルエステル系のバインダにセラミックファイバやカーボンファイバなどを混合したバインダが開示されている。しかしながら、この特許文献１では液むらがなく短繊維を均等に混合することを目的とするものであって、接着後の骨材がポーラスをポーラスな状態とすることは基本的に考慮していない。

本発明は、特に特許文献１に記載した発明をさらに改良するもので、特定の繊維をバインダに予め混合することによって、骨材間に薄膜が生じることがなく、かつバインダの接着力を低下させることがない繊維混合合成樹脂バインダを提供することを目的とするものである。また、このバインダを用いて得た透水性が高い舗装材料を提供することも目的とする。

上述した目的を達成するために本発明では、２液混合型のビニルエステル系合成樹脂のうち、主剤には予め撚糸した高捲縮糸と、予め高捲縮糸とは逆方向に撚糸したアラミド系糸との混合糸を有する繊維混合合成樹脂バインダを骨材の接着剤として用いることとした。主剤に混合した糸のうち、高捲縮糸は捲縮性が高いので撚糸されたものは常態においてコイル状を維持しようとする。一方、アラミド系糸はその素材自体の靱性が高く、撚糸してコイル状を得た場合であっても元の状態、すなわち直線状に復元しようとする。これらの２種類の糸をそれぞれ別方向に撚糸してそれぞれが逆コイル状とすることによって、両者を混合した場合でも互いに絡み合うことがない。そして、これら２種類の糸を混合して液体である主剤に投入した場合には高捲縮糸は骨材表面に定着しようとし、一方のアラミド系糸は復元方向に戻ろうとする。このため、硬化剤を混合して硬化が開始されたバインダにおいてその粘性のために骨材間に薄膜が生じる場合には、アラミド系糸の復元性のために薄膜を破壊することになり、骨材間には隔壁状に硬化した薄膜は存在しなくなり、その結果としてポーラスな状態を得ることができる。

これらの混紡糸にさらにパルプ系繊維を加えた手段では、パルプ系繊維がバインダに均等に混ざるために硬化後のバインダは当該繊維によって強固に結合することになり、高い接着強度を実現することができる。また、バインダとして主剤と硬化剤の２液からなるエポキシ系合成樹脂を採用することによって、極めて強い接着性を達成することができる。

本発明のバインダは、混合された繊維が合成樹脂の硬化する前に骨材間に薄膜が形成されて硬化することを阻害するため、骨材間に薄膜が存在することを防止することができる。したがって、接着が完了した後の骨材間には隙間が生じ、ポーラスな状態が実現する。このため、硬化後の骨材からなる板状体などは優れた透水性を確保することができるので、例えば道路や歩道の舗装や通水性が求められる場所に有効に適用することができる。また、骨材の粒度によっては高い吸音性を確保することができるので、騒音対策が必要な個所に有効に利用することができる。

本発明で利用する２種類の混合糸を示す模式図。バインダが硬化する前の状態を示す模式図。本発明のバインダで骨材を接着した状態を示す模式図。多量のバインダを用いて骨材を接着した状態を示す模式図。

以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。まず、本発明の繊維混合合成樹脂バインダでは、バインダとしてエポキシ系樹脂を採用する。この合成樹脂は、主剤と硬化剤との２液混合樹脂からなり、主剤に硬化剤を投入して撹拌することによって硬化が開始される。この点については、公知のエポキシ系樹脂と同じである。本発明において採用する合成樹脂バインダは、２液を混合することによって硬化が開始する混合型のビニルエステル系の素材であれば広く採用することが可能である。

次に、骨材については特に限定するものではなく、接着後の製造物の用途に応じて採用する。例えば粒度が０．２〜２mm程度の砂粒や珪砂を選択することがある。このように、本発明における骨材はバインダが硬化した後の用途に応じて広く利用することができ、舗装材として用いる場合には上記のように珪砂やさらに粒度が大きい栗石などを採用し、低発泡スチロールなどの材料を選択した場合にはクッション性が高い舗装路に利用することができる。また、ステンレスなどの金属粒を骨材として用いることも排除するものではない。

ところで、本発明では合成樹脂バインダの主剤に対して予め繊維を混合することが重要である。本発明において採用する繊維は、複数種類の繊維を混合したものである。混合する繊維は、１つは高捲縮糸１と、アラミド系の糸２、及びパルプ系の繊維４である。高捲縮糸１は一例として２．５mmの長さ、アラミド系の糸２は１．５mmの長さ、パルプ系繊維４は１mm前後のものを採用する。そして、バインダの主剤に対して高捲縮糸１とアラミド系糸２を投入し、前練りを行ってこれらの糸を均一に撹拌する。続いてパルプ系繊維を投入してさらに均一に撹拌した後に、バインダの硬化剤を投入して硬化を開始する。なお、骨材３については予め骨材３を容器に投入してバインダを流し込んでもよいし、容器に収容したバインダに骨材３を投入してもいずれでもよい。本実施形態で予定しているエポキシ系のバインダは、硬化剤を投入すれば外気温雰囲気が常温の場合には約３時間で硬化が完了する。このように、本発明のバインダは予め繊維を混合して主剤に投入した状態では硬化が開始することがないので、作業現場まではこの状態で搬入し、作業直前に硬化剤を投入して現場における作業を開始することができる。

本発明では、その目的はバインダが硬化した後に骨材３の間隙に薄膜が生じないポーラスな状態とするものであるから、骨材に対するバインダの量が多すぎた場合には図４に示すように骨材間の間隙をバインダが充填してしまう結果となるので、これを避けるためのバインダの量は、骨材の粒単位の表面に対して硬化後のバインダが薄くコーティングされる程度が好ましい。例えば、本発明における混合比としては主剤及び硬化剤の合計量に対して１０〜２０質量％が通常であるが、対象とする骨材によってはこの範囲を外れる配合量であっても、多すぎて骨材がバインダに埋没してポーラス状が達成できないのでなければ、適宜変更することができる。

上記した各糸については、それぞれ高捲縮糸あるいはアラミド系糸に属する糸であれば公知の繊維を広く採用することが可能である。仮撚は比較的強撚で行い、撚糸方向が高捲縮糸１とアラミド系糸２では図１に示すように撚糸方向を逆にした撚糸を行う。そして、これらを上記したように適宜長さに切断して混ぜ合わせる。ここで、高捲縮糸１とアラミド系糸２は撚糸方向が逆であるために、両者を混合した場合でも強く絡み合うことはない。そして、高捲縮糸１はコイル状を維持しようとするが、アラミド系糸２はその素材が強靭であるからコイル状が解かれて直線状に戻る方向に動作する。そうすると、２種類の混合糸は主剤中で一方がパイプ状の高捲縮糸１、他方が直線状に戻った状態のアラミド系糸２からなる混合糸になり、特にアラミド系糸２の復元性をより活用することができる。このように、合成樹脂バインダの主剤に投入する繊維を得る。なお、さらにその後に投入するパルプ系の繊維４はパルプを解繊した状態のウエブとして得る。

本発明の繊維混合合成樹脂バインダは、骨材に適用した場合には硬化前はバインダに粘性があるので骨材の表面をコーティングするように被覆される。そして、混合糸は液体状のバインダ中で解ける方向に動作するが、アラミド系糸２は靱性が高いので直線方向の形状に戻ろうとする。そうすると、バインダを骨材に対して投入した直後は図２のように混合糸およびパルプ系の繊維は骨材の表面にまとわりついた状態であるが、アラミド系糸２の靱性が高いので直線方向に復元する力が働く。これによって、骨材３の間隙に生成した薄膜５がアラミド系糸２の直線方向への復元によって破壊され、表面張力によっていったん生じた薄膜５部分のバインダは骨材３表面に取り込まれることになる。そして、硬化が完了すれば骨材３表面にはひげ状のアラミド系糸２の先端部分が残存した状態で図３に示すようにポーラス状に空隙が形成される。これによって、一連の硬化作業が完成する。なお、本発明では骨材間に薄膜５が形成されることを回避するものであって、骨材３表面にひげ状の部分が発生することについては透水性を阻害するものではない。

ところで、バインダに含まれる３種類の繊維の量であるが、高捲縮糸が２０〜５０質量％に対応してアラミド系糸が５０〜２０質量％、残部がパルプ系繊維の範囲で調整するが、対象となる骨材の材質や粒度によって適宜変更することがある。

なお、本発明によって完成した接着物は透水性のみならず吸音性にも優れているので、例えばトンネルの壁面および天井面に適用した場合には有効な騒音対策とすることも可能である。

１高捲縮糸
２アラミド系糸
３骨材
４パルプ系繊維
５バインダの薄膜

Claims

２液混合型のビニルエステル系合成樹脂のうち、主剤には予め撚糸した高捲縮糸と、予め前記高捲縮糸の撚糸方向とは逆方向に撚糸したアラミド系糸とを混合したことを特徴とする繊維混合合成樹脂バインダ。
混合する繊維として、さらにパルプ系繊維を加えた請求項１記載の繊維混合合成樹脂バインダ。
バインダは、主剤と硬化剤の２液からなるエポキシ系合成樹脂である請求項１または２記載の繊維混合合成樹脂バインダ。
請求項１〜３のいずれか記載の繊維混合合成樹脂バインダを用いて複数の骨材を接着してポーラス状とした舗装用材料。