JP2021502318A - 水性ポリマー分散液から形成されたコーティングを施した繊維製品 - Google Patents
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Abstract
Description
i)少なくとも60℃のガラス転移温度を有する、エチレン性特にビニル性の重合可能なモノマーに基づくポリマー、及び、オプションとして、ポリマーを架橋するのに適した材料、を含む水性ポリマー分散液を提供すること;
ii)繊維製品を前記水性ポリマー分散液と接触させること;及び
iii)このようにコーティングされた繊維製品を、特に室温又は220℃迄の高温で乾燥すること、
を含む。
本発明による方法(プロセス)を使用して、コーティングされた繊維製品及びそれから結果的に得られる対応する繊維(テキスタイル)−コンクリート複合材料は調製された。この目的のために、本発明によるポリマー分散液は、最初に、東邦テナックスからのタイプ3200texの炭素繊維に浸漬することにより塗布され、続いて160℃で乾燥された。本発明により得られた繊維製品から、室温(RT)で、100℃で、及びアルカリにつけての貯蔵後の、引張強さを決定するための試験片が調製された(特徴付け方法/引張試験を参照)。更に、繊維(テキスタイル)−コンクリート複合材料は、本発明によってコーティングされた繊維製品を細粒コンクリート内に埋め込むことにより調製され(試験片は図1を参照)、そして、引き抜き試験(特徴方法/引き抜き試験を参照)を受けた。
ロービング/ヤーン:
− 東邦テナックスからのタイプ3200texの炭素繊維
− Deutsche Basalt Faser GmbHからのタイプ2400texの玄武岩繊維
− Owens Corningからのタイプ2400texの耐アルカリ性ガラス繊維
遊星式攪拌機に、115gの水及び1kgのポルトランドセメントから作られるPagel TF 10の細粒コンクリートが入れられ、そして、5分間混合された(用いられたコンクリートのテクニカルデータシートによる)。
市販の製品を、ポリマー分散液として用いてもよい。上記の実施例において、モデルポリマーは、古典的な半連続乳化重合プロセスによって調製された。ポリマー分散液はすべて、固形分が47重量%である。本発明に従って60℃以上の高いガラス転移温度を有するポリマーを調製するために、硬質ポリマー、例えばスチレンをもたらすモノマーの割合が高いモノマー組成物が選択された。従って、本発明によらないポリマーは、例えばエチルヘキシルアクリレート(Ethylhexylacrylat)のような軟質コモノマーのより高い比率を含んでいた。特定のガラス転移温度に対する正確な組成は、Fox式を用いて推定され、そして、合成後のDSC測定によって確認された。使用された繊維上にコーティングされた量は、使用されたすべての水性バインダー分散液に対して約30重量%であった。
架橋剤1:Covestro社からのブロックドポリイソシアネート(Blockiertes Polyisocyanat)
架橋剤2:Covestro社からの反応性ポリイソシアネート(Reaktives Polyisocyanat)
ヤーンのコーティング
炭素、ガラス、又は玄武岩繊維で作られたヤーンは、仕上げるべきヤーンとして使用されてもよい。ヤーンは、手作業によるプロセスにおいて、コーティング又は浸漬される。コーティング中、10から60重量%のポリマーが繊維に適用(塗布)される。このようにコーティングされたヤーンは、続いて160℃で乾燥させられる。
DIN EN ISO 527−4及びDIN EN ISO 527−5は、ヨーロッパにおいて、関連する繊維強化材料(FRM)に対する規格である。2つの規格は、FRMの引張試験を記述するだけである。このテストにおいて、ポアソン比ν、引張強度σM、破壊時の伸び率εM、及び弾性率のような特性を決定できるようにするため、繊維強化の制限状態0°及び90°配向における応力/ひずみ挙動が測定される。
Bundesrepublik Deutschland(abZ) No.Z−31.10−182のDeutsches Institut fuer Bautechnikによる一般的な建築承認において、細粒コンクリートに対する繊維(テキスタイル)の結合強度の試験が説明される。この試験において、繊維(テキスタイル)で補強された試験片が、搭載される。力の導入は、試験片の上側及び下側にクランプすることにより実施される。繊維(テキスタイル)補強は、試験片内で荷重方向に向けられる(荷重の方向とは0°)。評価のために、最大機械力Fmaxが用いられる。繊維ストランド試験片の特性評価のために、上記の方法と類似の方法が使用される。また、糸(ヤーン)及び繊維(テキスタイル)の間の結合強度を特徴付けるために、他の場所(State−of−the−Art report of RILEM Technical Committee TC 201−TRC; EP2004712B1)でも説明されている。図1に示されるように、コーティングされたヤーンは、中間のコンクリート厚さ1cm、幅×厚さ=5cm×6cm、のコンクリート内に埋め込まれた。0.5cmのコンクリートのカバーは、abZ No.Z−31.10−182と同様に使用された。コーティングされたヤーンは、コンクリートへの結合領域が試験中常に同じのままであるように確保するために、引き抜き方向にコンクリートを越えて1.5cm突き出るように調製された。試験条件は、abZ No.Z−31.10−182と同様に選択された。テスト速度は、引き抜きが完了するまで、1mm/minから3mmの引き抜き長さ、及び、3mmの引き抜き長さから5mm/minである。試験片は、室温及び80℃で測定される。最大引き抜き力Fmaxが評価される。
Claims (13)
- 繊維製品の総質量に基づいて、5重量%から100重量%の塗布された材料を含むコーティングを有するテキスタイル繊維製品であって、
少なくとも60℃のガラス転移温度を有するエチレン性の重合可能なモノマーに基づくポリマーの20から100重量%と、
0から80重量%の架橋成分と; 及び
0から20重量%の他の添加剤と、を含むテキスタイル繊維製品。 - 10から60重量%の塗布された材料を含むコーティングを備える、請求項1に記載の繊維製品。
- 前記重合可能なモノマーがビニル性の重合可能であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の繊維製品。
- 前記ポリマーは、モノマー組成物から得られ、前記モノマー組成物は、モノマー組成の総質量に基づき、5%から100%の基本モノマーA、0%から50%の機能性モノマーB、及び0%から30%の架橋モノマーC、をそれぞれ含み、特に基本モノマーAは、ビニル芳香族モノマー及びC1からC24メタクリル酸アルキルの群から選択され、特に機能性モノマーBは、メタクリル酸、C2からC8メタクリル酸ヒドロキシアルキル、C2からC8アルキルアミノアルキルメタクリレート、スルホン酸基を有するモノマー、リン酸化モノマー、及びビニルピリジンの群から選択され、特に架橋モノマーCは、少なくとも2つのエチレン性不飽和非共役基、N−メチロール基、及び/又はエポキシ基を含むことを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の繊維製品。
- 架橋成分は、モノマーC及び/又は外部架橋剤で機能性モノマーBに対する反応性を有するものを含み、特に、二官能性、三官能性、及び/又は多官能性のアンブロックド又はブロックドイソシアネート、エポキシシラン、ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、カルボジイミド、及びエポキシ樹脂の群から選択されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の繊維製品。
- 一次元織物構造、二次元織物シート、及び/又は三次元織物立体構造を含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の繊維製品。
- 炭素繊維と、ガラス繊維と、玄武岩繊維と、アラミド繊維と、ポリエチレン繊維と、及び/又はポリプロピレン繊維と、それらの混合物を含み、を含む、或いは、それらの繊維のみからなることを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載の繊維製品。
- i)少なくとも60℃のガラス転移温度を有する、エチレン性特にビニル性の重合可能なモノマーに基づくポリマー、及び、オプションとして、ポリマーを架橋するのに適した材料、を含む水性ポリマー分散液を提供すること;
ii)繊維製品を前記水性ポリマー分散液と接触させること;及び
iii)このようにコーティングされた繊維製品を、特に室温又は220℃迄の高温で乾燥すること、
を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の繊維製品を生産するための方法。 - 繊維製品は、先行技術からの連続的又は不連続的な織物適用方法、特に、浸漬、ミストスプレー、ディッピング、キャスティング、及び/又はジェットスプレー、を適用することにより、水性ポリマー分散液と接触させられることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- ポリマー分散液の総質量に基づいて、10重量%から70重量%の、特に25重量%から60重量%の範囲内の固形分含有量を備える水性ポリマー分散液が用いられることを特徴とする、請求項8又は9に記載の方法。
- 前記水性ポリマー分散液は、連続、半連続、又は不連続性重合法、特に、乳化重合、懸濁重合、又は分散重合、によって得られることを特徴とする、請求項8から10のいずれか1項に記載の方法。
- 鉱物マトリックス、特にコンクリートマトリックス内に、請求項1から7のいずれか1項に記載の繊維製品を含む複合材料。
- 鉱物材料、特にコンクリート構成要素を補強するための、請求項1から7のいずれか1項に記載の繊維製品の使用。
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