JP3084139B2 - Fiber reinforced hydraulic molding - Google Patents

Fiber reinforced hydraulic molding

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JP3084139B2
JP3084139B2 JP17009292A JP17009292A JP3084139B2 JP 3084139 B2 JP3084139 B2 JP 3084139B2 JP 17009292 A JP17009292 A JP 17009292A JP 17009292 A JP17009292 A JP 17009292A JP 3084139 B2 JP3084139 B2 JP 3084139B2
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康弘 原田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐湿熱性の優れたポリ
ビニルアルコール(以下PVAと略記)系合成繊維を補
強材として用いた、寸法安定性及び、特に湿潤状態での
タフネスに優れた水硬性成形物(以下FRCと略記する
ことがある)及びその製法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic material having excellent dimensional stability and, particularly, toughness in a wet state, using a polyvinyl alcohol (hereinafter abbreviated as PVA) synthetic fiber having excellent wet heat resistance as a reinforcing material. The present invention relates to a molded product (hereinafter may be abbreviated as FRC) and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、石綿による健康障害が明らかにさ
れ、使用規制が進む中で、水硬性成形物の補強材として
の石綿代替素材が強く求められている。PVA系合成繊
維は汎用繊維の中で最も高強力、高弾性であり、かつセ
メントとの接着性及び耐アルカリ性が良好であるため石
綿代替補強材として急速にその需要が伸びている。しか
しながら、PVA系合成繊維は元来耐湿熱性が低いため
に、硬化を湿熱条件で行うオートクレーブ養生は不可能
であり、専ら室温養生に用いられてきた。
2. Description of the Related Art In recent years, as health problems due to asbestos have been clarified and use regulations have been advanced, there has been a strong demand for asbestos substitute materials as reinforcing materials for hydraulic molded products. PVA-based synthetic fibers have the highest strength and elasticity among general-purpose fibers, and have good adhesiveness to cement and alkali resistance. Therefore, the demand for PVA-based synthetic fibers is rapidly increasing as a substitute for asbestos. However, PVA-based synthetic fibers are inherently low in moist heat resistance, so that autoclave curing in which curing is performed under moist heat conditions is impossible, and has been used exclusively for room temperature curing.

【0003】室温養生に比べ、水硬性成形物の寸法安定
性を改良し、養生時間を大幅に短縮する手段として、オ
ートクレーブ養生が広く行われている。一般にオートク
レーブ養生を行うと寸法安定性は向上するが、特に湿潤
状態での曲げ強度及びたわみ、即ち曲げタフネスが小さ
くなる。したがってオートクレーブ養生に供される補強
繊維には、強度のみならずこの曲げタフネス向上効果が
求められ、後に定義する湿潤状態でのタフネス比が少な
くとも1.2以上が実用的である。しかしなから、オー
トクレーブ養生という過酷な処理に耐えうる石綿代替素
材としては、現在炭素繊維が一部で用いられてはいるも
のの、繊維の伸度が低いため曲げタフネスが得難く、ま
た石綿やPVA系合成繊維に比べ非常に高価であるた
め、あまり普及していないのが実状である。
[0003] Autoclave curing is widely used as a means for improving the dimensional stability of a hydraulic molded product and greatly shortening the curing time as compared with room temperature curing. Generally, dimensional stability is improved by performing autoclave curing, but particularly, bending strength and bending in a wet state, that is, bending toughness are reduced. Therefore, the reinforcing fiber used for the autoclave curing is required to have not only the strength but also the effect of improving the bending toughness, and it is practical that the toughness ratio in a wet state defined later is at least 1.2 or more. However, as an asbestos substitute material that can withstand the harsh treatment of autoclave curing, although carbon fiber is currently used in some cases, bending toughness is difficult to obtain due to the low elongation of the fiber, and asbestos and PVA In fact, they are not widely used because they are very expensive compared to synthetic fibers.

【0004】一方、オートクレーブ養生可能なPVA系
合成繊維として、特開平3−213510号公報では1
40℃以上の耐熱水性を有するものが示されており、ま
たその実施例中では158℃の耐熱水性を有するものが
挙げられているが、ここでいう耐熱水性とは、繊維が水
に溶解する温度であり、かかる繊維では、本発明の成形
物は得られない。
On the other hand, as a PVA-based synthetic fiber which can be cured in an autoclave, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
Those having a hot water resistance of 40 ° C. or higher are shown, and those having a hot water resistance of 158 ° C. are cited in the examples. The hot water resistance here means that the fiber is dissolved in water. Temperature, and such fibers do not provide the moldings of the present invention.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、寸法安定性
及び曲げタフネスに優れ、しかも安価なオートクレーブ
養生水硬性成形物を提供せんとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive, autoclaved, cured hydraulic molding having excellent dimensional stability and bending toughness.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は強度
11g/d以上、ゲル弾性率が6.0×10↑-3g/c
m・d以上、かつ溶出率が40%以下という耐湿熱性の
優れたPVA系合成繊維を補強材として用い、140℃
以上でオートクレーブ養生するものである。これによっ
てはじめて、従来健康障害のある石綿や高価な炭素繊維
でしか得られなかった、寸法安定性が0.15%以下、
かつ湿潤状態でのタフネス比が1.2以上という優れた
寸法安定性並びに曲げタフネスを有する水硬性成形物が
実現できたものであり、その意義は極めて大きい。
That is, the present invention has a strength of 11 g / d or more and a gel elasticity of 6.0 × 10 ↑ -3 g / c.
Using PVA-based synthetic fiber having excellent moist heat resistance of at least m · d and an elution rate of 40% or less as a reinforcing material, at 140 ° C.
Thus, the autoclave curing is performed. For the first time, dimensional stability of 0.15% or less, which was previously obtained only with asbestos and expensive carbon fiber with health problems,
Further, a hydraulic molded product having excellent dimensional stability and bending toughness having a toughness ratio of 1.2 or more in a wet state has been realized, and its significance is extremely large.

【0007】本発明者等は、種々のPVA系合成繊維を
補強材とした場合のオートクレーブ条件と寸法安定性、
曲げタフネスとの関係を詳細に検討した結果、強度11
g/d以上、後に定義するゲル弾性率6.0×10↑-3
g/d以上、かつ溶出率40%以下のPVA系合成繊維
を水硬性成形材料中に0.3〜10重量%添加した系に
おいて140℃以上でオートクレーブ養生することによ
って、著しく寸法安定性が向上し、優れた曲げタフネス
が発現することを見出したものである。
The present inventors have studied autoclave conditions and dimensional stability when various PVA-based synthetic fibers are used as reinforcing materials,
As a result of examining the relationship with the bending toughness in detail, the strength 11
g / d or more, gel elastic modulus 6.0 × 10 ↑ −3 as defined later
Autoclave curing at 140 ° C. or more in a system in which 0.3 to 10% by weight of PVA synthetic fiber having a dissolution rate of 40% or less and a dissolution rate of 40% or less is added to a hydraulic molding material significantly improves dimensional stability. It has been found that excellent bending toughness is exhibited.

【0008】満足な補強効果を有するFRC用繊維とし
ては、その強度は11g/d以上が必要である。更に、
オートクレーブ養生に耐えるためには、ゲル弾性率が
6.0×10↑-3g/cm・d以上かつ溶出率が40%
以下でなければならない。
A fiber for FRC having a satisfactory reinforcing effect must have a strength of 11 g / d or more. Furthermore,
In order to withstand autoclaving, the gel elasticity must be 6.0 × 10 3 g / cm · d or more and the dissolution rate should be 40%.
Must be:

【0009】PVA系合成繊維に耐湿熱性を付与するに
は、PVA分子間に架橋を導入する必要がある。本発明
で規定するゲル弾性率とは、その架橋度合いを、数値化
したものであって、その値が大きい程、より多くの架橋
が導入されていることになる。ゲル弾性率の測定法につ
いては後述するが、おおよそ次のようである。塩化亜鉛
水溶液は強力なPVAの溶剤であるため、簡単にPVA
系合成繊維を溶かすことができる。ところが、PVA分
子間が架橋されていると、塩化亜鉛水溶液でPVAの結
晶は溶かされるけれども、架橋のネットワークがあるた
め繊維全体としては溶解することなく、収縮しながらゲ
ル状になる。このゲルの、引っ張り応力にたいする伸長
挙動は、フックの法則に従い、本発明で規定するゲル弾
性率は、言わば、そのバネ定数に相当するものである。
In order to impart wet heat resistance to PVA-based synthetic fibers, it is necessary to introduce crosslinks between PVA molecules. The gel elastic modulus specified in the present invention is a numerical value of the degree of crosslinking, and the larger the value, the more crosslinking is introduced. The method for measuring the gel elastic modulus will be described later, but is roughly as follows. Since aqueous zinc chloride is a strong solvent for PVA,
It can melt synthetic fibers. However, when the PVA molecules are cross-linked, the PVA crystals are dissolved in the aqueous zinc chloride solution, but because of the cross-linking network, the fiber as a whole does not dissolve, but shrinks to a gel-like state. The elongation behavior of this gel with respect to tensile stress follows the Hooke's law, and the gel elastic modulus defined in the present invention corresponds to the spring constant.

【0010】本発明でいう溶出率とは、これも後に詳述
するが、繊維を6mmにカットし160℃の人工セメン
ト液に浸漬したときの繊維の重量減少率であり、その数
値としては40%以下でなければオートクレーブ養生で
は補強効果が得られない。一般に繊維はその切断端から
溶解が進行するものであり、カット長が異なれば溶出率
が異なる。本発明においては、6mmにて測定するもの
を一応規定するが、6mmでの溶出率が40%の繊維は
3mmでは、約50%に相当する。前述のゲル弾性率
は、架橋の度合いを指し示すものであるが、繊維中の架
橋の均一性を必ずしも反映するものではない。従って本
発明において、ゲル弾性率はオートクレーブ養生に耐え
るためのいわば必要条件であるのに対し、溶出率は十分
条件であり、両者を同時に満足することが必要である。
The elution rate as referred to in the present invention, which will be described later in detail, is a weight reduction rate of the fiber when the fiber is cut into 6 mm and immersed in an artificial cement solution at 160 ° C. %, The reinforcing effect cannot be obtained by autoclave curing. Generally, the dissolution of the fiber proceeds from the cut end, and the elution rate is different if the cut length is different. In the present invention, what is measured at 6 mm is tentatively specified, but a fiber having an elution rate of 40% at 6 mm corresponds to about 50% at 3 mm. The aforementioned gel modulus indicates the degree of crosslinking, but does not necessarily reflect the uniformity of crosslinking in the fiber. Therefore, in the present invention, the gel elastic modulus is a so-called necessary condition for enduring autoclave curing, while the elution rate is a sufficient condition, and it is necessary to satisfy both at the same time.

【0011】本発明者らは、ゲル弾性率の異なる種々の
繊維について検討し、オートクレーブ養生をおこなった
後の繊維の損傷が、ゲル弾性率の大きい物程小さく、オ
ートクレーブ養生を可能とするには、その数値として
6.0×10↑-3g/cm・d以上必要であり、かつ溶
出率が40%以下、好ましくはゲル弾性率8.0×10
↑-3g/cm・d以上、かつ溶出率30%以下であれば
十分な耐湿熱性を有していることを見出だした。
The present inventors have studied various fibers having different gel elasticities, and found that the damage of the fibers after the autoclave curing is smaller as the gel having a higher gel elasticity, so that the autoclave curing can be performed. It is necessary that the value be 6.0 × 10 ↑ −3 g / cm · d or more, and the elution rate is 40% or less, preferably the gel elasticity is 8.0 × 10
↑ -3 g / cm · d or more and an elution rate of 30% or less were found to have sufficient wet heat resistance.

【0012】以下本発明をさらに具体的に説明する。成
形物の製法は何等特別な方法をとる必要はなく、一般的
なFRCの製法でよく、例えば、薄板の場合はハチェッ
ク法等の湿式抄造法があり、また、モルタルやコンクリ
ート等の場合は振動成形、遠心力成形、押出成形法等が
ある。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically. It is not necessary to take any special method for the production of the molded product, and a general FRC production method may be used.For example, in the case of a thin plate, there is a wet papermaking method such as the Hashek method, and in the case of mortar or concrete, etc. Vibration molding, centrifugal molding, extrusion molding and the like are available.

【0013】本発明の水硬性物質としては、セメントが
典型的なものであり、ポルトランドセメントやその他各
種のセメントが用いられるが、セッコウ、セッコウスラ
グ、マグネシア等を用いることができ、これらを単独
で、または混合して用いてもよい。また、オートクレー
ブ養生により寸法安定性の優れたトバモライト結晶をマ
トリックスとしてつくるために、セメント、消石灰、生
石灰等の石灰質原料に、けい砂、けい藻土等のシリカ質
原料を混合して用いるのが好ましい。混合するシリカの
ブレーン比表面積は2000cm↑2/g以上、好まし
くは4000cm↑2/g以上、更に好ましくは600
0cm↑2/g以上で、高ブレーン値のものほどトバモ
ライト結晶ができやすく、マトリックス強度が高くなる
と共に繊維の補強効果も顕著となる。また、これらの水
硬性物質と砂や砂利を混合してモルタルやコンクリート
として用いることもできる。また、マイカ、セピオライ
ト、アタバルジャイト、パーライト等の助材を用いるこ
とができる。
As the hydraulic substance of the present invention, cement is typical, and portland cement and various other cements are used. Gypsum, gypsum slag, magnesia and the like can be used, and these can be used alone. , Or a mixture thereof. Further, in order to form a matrix of tobermorite crystals having excellent dimensional stability by autoclave curing, it is preferable to use a mixture of calcareous materials such as cement, slaked lime and quicklime, and silica materials such as silica sand and diatomaceous earth. . The mixed silica has a Blaine specific surface area of at least 2,000 cm 2 / g, preferably at least 4000 cm 2 / g, more preferably 600 cm 2 / g.
At 0 cm ↑ 2 / g or more, tobermorite crystals are more likely to be formed with a higher brane value, and the matrix strength is increased and the effect of reinforcing fibers is also remarkable. Further, these hydraulic substances can be mixed with sand or gravel to be used as mortar or concrete. In addition, auxiliary materials such as mica, sepiolite, attabalgite, and pearlite can be used.

【0014】補強材として用いるPVA系合成繊維は、
強度が11g/d以上、ゲル弾性率が6.0×10↑-3
g/cm・d以上、かつ、溶出率40%以下のもので、
その製法は特に限定するものではない。例えば、2段階
でアセタール化する方法、即ち、第1段で反応触媒であ
る酸を用いることなくアルデヒドを繊維中心部に浸透さ
せ、次いでアルデヒドと酸の混合液で2段目の処理を行
い、反応せしめる方法が繊維中心部にまで架橋を導入す
る上で好ましい。アルデヒドとしては、ホルムアルデヒ
ドが好適で、第1段では濃度20〜70g/l、温度7
0〜90℃、第2段ではホルムアルデヒド、硫酸はそれ
ぞれ50〜100g/l、30〜150g/lの濃度に
て、70〜90℃とするのが好ましい。また第1段にグ
ルタルアルデヒドなどのジアルデヒド(又はそのアセタ
ール化物)をホルムアルデヒドなどのモノアルデヒドと
併用することも可能である。さらに、かかる2段処理の
他に、ホルムアルデヒド100〜250g/l、硫酸3
0〜80g/lという極めて高ホルムアルデヒド濃度、
低硫酸濃度の条件下、1段で処理することも可能であ
る。目安としてのアセタール化度は15mol%以上、
好ましくは20〜35mol%とするのが好ましい。
The PVA-based synthetic fiber used as a reinforcing material is
The strength is 11 g / d or more, and the gel elasticity is 6.0 × 10 ↑ -3.
g / cm · d or more and an elution rate of 40% or less,
The production method is not particularly limited. For example, a method of acetalization in two stages, that is, aldehyde penetrates into the fiber center without using an acid as a reaction catalyst in the first stage, and then performs a second stage treatment with a mixed solution of aldehyde and acid, The method of reacting is preferred from the viewpoint of introducing crosslinking to the center of the fiber. As the aldehyde, formaldehyde is preferable, and in the first stage, the concentration is 20 to 70 g / l and the temperature is 7 g / l.
The second stage preferably has a concentration of 50 to 100 g / l and a concentration of 30 to 150 g / l of formaldehyde and sulfuric acid in the second stage of 70 to 90 ° C. In the first stage, a dialdehyde such as glutaraldehyde (or an acetalized product thereof) can be used in combination with a monoaldehyde such as formaldehyde. Further, in addition to the two-stage treatment, formaldehyde 100-250 g / l, sulfuric acid 3
Extremely high formaldehyde concentration of 0-80 g / l,
It is also possible to carry out the treatment in one stage under the condition of a low sulfuric acid concentration. The degree of acetalization as a guide is 15 mol% or more,
Preferably, the content is 20 to 35 mol%.

【0015】これらのアセタール化を施すPVA系繊維
は、アセタール化後で11g/dを強度を有するには、
強度13g/d以上であることが必要である。その製法
については特に限定するものではなく、公知の方法でよ
いが、紡糸原液に界面活性剤をPVAに対して1〜20
重量%添加することはアルデヒドの繊維中心部への浸透
を促進するので好ましい。また、PVA重合度は150
0以上で、高重合度の方がゲル弾性率が高く得られるの
で、好ましくは2000以上、更に好ましくは3000
以上である。特に、ジアルデヒドを用いない2段処理を
行う場合は、ゲル弾性率が得られにくいので、重合度2
000以上で紡糸原液に界面活性剤を添加して得た繊維
を用いるのが好ましい。またリン酸やメチロール系化合
物を付与し架橋処理したのち、アセタール化処理に供す
ることもできるが、ここで形成される架橋がアルデヒド
の浸透を阻害しない程度にとどめておくことが必要であ
る。
These PVA fibers subjected to acetalization have a strength of 11 g / d after acetalization.
It is necessary that the strength be 13 g / d or more. The production method is not particularly limited, and may be a known method.
It is preferable to add by weight% because it promotes penetration of the aldehyde into the fiber center. The PVA polymerization degree is 150
When the degree of polymerization is 0 or more, a higher degree of polymerization can provide a higher gel elastic modulus, so it is preferably 2000 or more, and more preferably 3000 or more.
That is all. In particular, in the case of performing a two-stage treatment without using dialdehyde, it is difficult to obtain a gel elastic modulus.
It is preferable to use fibers obtained by adding a surfactant to a spinning solution having a molecular weight of 000 or more. Further, after the phosphoric acid or methylol-based compound is added and subjected to a crosslinking treatment, it can be subjected to an acetalization treatment. However, it is necessary that the crosslinking formed here does not inhibit the penetration of the aldehyde.

【0016】かかる補強性に優れたPVA系合成繊維
は、成形物の製法や工法等に応じていかなる形態におい
ても使用できる。例えば、ショートカットした短繊維や
チョップドストランドでもよいし、フィラメントヤーン
状または集束したフィラメントヤーンを長繊維状で使用
したり、或いはいわゆるファイバーロッドで利用しても
よい。さらに、不織布、マット状物、メッシュ状物、二
次元或いは三次元織物等として用いることもできる。ま
たかかるPVA系合成繊維は例えば炭素繊維や鉄筋など
の他の補強材と併用することも可能である。
Such a PVA-based synthetic fiber having excellent reinforcing properties can be used in any form depending on the method of producing a molded article, the method of construction, and the like. For example, short fibers or chopped strands that are short-cut may be used, filament yarns or bundled filament yarns may be used in the form of long fibers, or so-called fiber rods. Furthermore, it can be used as a nonwoven fabric, a mat-like material, a mesh-like material, a two-dimensional or three-dimensional woven fabric, or the like. Such PVA-based synthetic fibers can also be used in combination with other reinforcing materials such as carbon fibers and reinforcing bars.

【0017】またPVA系合成繊維を短繊維として用い
る場合繊維が均一にマトリックス中に分散して分布する
ことが補強効果を十分に発揮させるために必要である
が、そのためには短繊維のアスペクト比(短繊維の平均
直径に対する繊維長さの比)を150〜1500、好ま
しくは300〜800とすることが望ましい。
When PVA-based synthetic fibers are used as short fibers, it is necessary for the fibers to be uniformly dispersed and distributed in the matrix in order to sufficiently exert the reinforcing effect. For this purpose, the aspect ratio of the short fibers is required. (The ratio of the fiber length to the average diameter of the short fibers) is desirably 150 to 1500, preferably 300 to 800.

【0018】本発明の水硬性成形物における該PVA系
合成繊維の添加率は0.3〜10重量%、好ましくは
0.5〜5重量%、更に好ましくは1.0〜3.0重量
%である。これより低添加域では補強性に乏しく、高添
加域では分散性が悪く、補強効果が得られにくい。
The addition rate of the PVA-based synthetic fiber in the hydraulic molded article of the present invention is 0.3 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, more preferably 1.0 to 3.0% by weight. It is. In the lower addition region, the reinforcing property is poor, and in the higher addition region, the dispersibility is poor, and it is difficult to obtain the reinforcing effect.

【0019】成形助材としてパルプを用いる場合は、成
形の容易さ及び成形物の不燃性保持のため、3重量%以
下が好ましい。
When pulp is used as a molding aid, the amount is preferably 3% by weight or less in order to facilitate molding and maintain the incombustibility of the molded product.

【0020】オートクレーブ養生では、石灰質原料とシ
リカ質原料とが水熱反応を起こしてトバモライト結晶を
つくることが必要であり、温度は140℃以上、好まし
くは150℃以上、更に好ましくは160℃である。ま
た、高温とする程、反応速度が高くなり、時間を短縮し
うるので好ましい。
In the autoclave curing, it is necessary that a calcareous raw material and a siliceous raw material undergo a hydrothermal reaction to form tobermorite crystals, and the temperature is 140 ° C. or more, preferably 150 ° C. or more, and more preferably 160 ° C. . A higher temperature is preferable because the reaction rate increases and the time can be shortened.

【0021】[0021]

【本発明の効果】かくして得られた本発明の水硬性成形
物は寸法安定性が0.15%以下、かつ湿潤状態でのタ
フネス比が1.2以上という優れた物性を備えているた
め、スレート板、パイプ類、ブロック、壁パネル、床パ
ネル、屋根材、間仕切りなどのセメント、コンクリート
成形物や2次製品に用いることができる。
The hydraulic molded article of the present invention thus obtained has excellent physical properties such that the dimensional stability is 0.15% or less and the toughness ratio in a wet state is 1.2 or more. It can be used for cement, concrete molded products and secondary products such as slate boards, pipes, blocks, wall panels, floor panels, roofing materials, partitions, and the like.

【0022】[0022]

【実施例】以下、実施例を以てさらに本発明を説明す
る。尚、実施例中、%は特にことわりがない限り重量に
基づく値である。また本発明でいう繊維の強度、ゲル弾
性率、溶出率、アセタール化度及び水硬性成形物の寸法
安定性、湿潤状態でのタフネス比はそれぞれ以下の方法
で測定するものとする。 (1) 繊維の強度;JIS L−1015に準拠し、
インストロン引っ張り試験機にて測定。なお、繊維が短
く、20mmの試長がとれない場合、試長1mmで測定
する。 (2) ゲル弾性率;1000〜2000デニールの繊
維の集合体(当該デニールのマルチフィラメントヤーン
はそのまま用いる)を20cmの長さになるように上端
を固定して吊り下げ下端に1グラムの荷重をかける。こ
れを50℃、50重量%の塩化亜鉛水溶液に浸漬する
と、繊維が収縮する。その収縮が完全に止まったときの
試料長を測定し、これをAcmとする。次に、荷重を1
グラムから30グラムにかけかえて、同様に塩化亜鉛水
溶液中で試料長を測定し、これをBcmとする。尚荷重
は比重8のものを用い、A、Bはそれぞれ0.1mmオ
ーダーまで読みとる。 ゲル弾性率=29/(B−A)・D (g/cm・
d) で表す。ただし、Dは塩化亜鉛水溶液に浸漬前の、試料
のデニール。又、試料が数mmにカットされている場合
は、まず、単繊維の上端を固定し、試長が2mmになる
よう下端にCミリグラムの荷重をかけ、上記方法で収縮
させ、試料長を読む(L↓1cm)、次に、荷重をEミ
リグラム(ただしC<E)にかけかえ、同様に試料長を
読む(L↓2cm)。 ゲル弾性率=(E−C)/10↑5(L↓2−L↓1)・
D (g/cm・d) (3) 溶出率;繊維を6mmにカットし、その約0.
5gを秤量(Agとする)し、100ccの人工セメン
ト液と共に肉厚4.5mmのステンレス製オートクレー
ブに入れ、160℃のオイルバスに2時間浸漬する。そ
の後オイルバスから引上げ冷却し、繊維をとり出し絶乾
したのち秤量(Bgとする)する。 溶出率=(A−B)/A×100 (%) で表す。尚、人工セメント液とは、水酸化カリウム3.
5g/l、水酸化ナトリウム0.9g/l、水酸化カル
シウム0.4g/lの組成として定義される。 (4) アセタール化度;JIS K−6729のビニ
ルホルマール分析方法に準拠して測定。 (5) 水硬性成形物の寸法安定性;JIS A−54
18の吸水による長さ変化試験に従って測定。 (6) 湿潤状態でのタフネス比;JIS K−691
1に準拠して、湿潤状態(3日間水中に浸漬後)での曲
げ強度をスパン5cmで測定し、曲げ強度−たわみ曲線
を作成する。その立ち上がりの直線関係が維持される最
高点をA点とする。また、該曲線の極大値の1/5の曲
げ強度に相当する、該極大値よりも高たわみ側に位置す
る点をB点とする。該曲線(原点からA点まで)、A点
から横座標軸への垂線および横座標軸で囲まれる面積
(a)、および該曲線(原点からB点まで)、B点から
横座標軸への垂線および横座標軸で囲まれる面積(b)
を次に求める。 タフネス比=面積(b)/面積(a) 尚、乾燥状態もさることながら、湿潤状態の方がタフネ
ス比が大となるので、本発明では、湿潤状態でのタフネ
ス比を測定した。
The present invention will be further described below with reference to examples. In the examples,% is a value based on weight unless otherwise specified. Further, the fiber strength, gel elastic modulus, elution rate, acetalization degree, dimensional stability of the hydraulic molded product, and toughness ratio in a wet state referred to in the present invention are measured by the following methods, respectively. (1) Fiber strength; in accordance with JIS L-1015,
Measured by Instron tensile tester. In addition, when a fiber is short and a test length of 20 mm cannot be obtained, the measurement is performed with a test length of 1 mm. (2) Gel elastic modulus: An assembly of 1000 to 2000 denier fibers (the multifilament yarn of the denier is used as it is) is fixed at the upper end so as to have a length of 20 cm, and a 1-gram load is applied to the lower end. Multiply. When this is immersed in a 50% by weight aqueous solution of zinc chloride at 50 ° C., the fibers shrink. The sample length when the shrinkage completely stops is measured, and this is defined as Acm. Next, load 1
Similarly, the sample length is measured in an aqueous zinc chloride solution, changing the sample length from 30 g to 30 g, and this is defined as Bcm. Note that the load used is one having a specific gravity of 8, and A and B are each read to the order of 0.1 mm. Gel modulus = 29 / (BA) · D (g / cm ·
d) Here, D is the denier of the sample before immersion in the aqueous zinc chloride solution. If the sample is cut to several mm, first fix the upper end of the single fiber, apply a C milligram load to the lower end so that the test length becomes 2 mm, shrink the sample by the above method, and read the sample length. (L ↓ 1cm) Then, change the load to E milligrams (C <E), and read the sample length in the same manner (L ↓ 2cm). Gel modulus = (EC) / 10 / 5 (L ↓ 2-L ↓ 1) ・
D (g / cm · d) (3) Elution rate; cut the fiber into 6 mm, and
5 g is weighed (referred to as Ag), placed in a 4.5 mm-thick stainless steel autoclave together with 100 cc of artificial cement solution, and immersed in a 160 ° C. oil bath for 2 hours. Thereafter, the fiber is pulled up from an oil bath and cooled, the fiber is taken out and dried, and then weighed (Bg). Elution rate = (AB) / A × 100 (%) In addition, the artificial cement liquid is potassium hydroxide 3.
It is defined as a composition of 5 g / l, sodium hydroxide 0.9 g / l, and calcium hydroxide 0.4 g / l. (4) Degree of acetalization: Measured according to the vinyl formal analysis method of JIS K-6729. (5) Dimensional stability of hydraulic molded product; JIS A-54
Measured according to the length change test by water absorption of No. 18. (6) Toughness ratio in wet condition; JIS K-691
According to 1, the flexural strength in a wet state (after immersion in water for 3 days) is measured with a span of 5 cm, and a flexural strength-deflection curve is created. The highest point at which the rising linear relationship is maintained is point A. A point corresponding to a bending strength of 1/5 of the maximum value of the curve and located on the deflection side higher than the maximum value is defined as point B. The curve (from the origin to the point A), the perpendicular from the point A to the abscissa axis and the area (a) surrounded by the abscissa, and the curve (from the origin to the point B), the perpendicular and the abscissa from the point B to the abscissa axis Area enclosed by coordinate axes (b)
Next. Toughness ratio = Area (b) / Area (a) Since the toughness ratio is higher in the wet state than in the dry state, the toughness ratio in the wet state was measured in the present invention.

【0023】実施例1 重合度1800の完全ケン化PVAを15%の濃度で水
に溶解し、PVAに対してホウ酸及びノニルフェノール
エチレンオキサイド40モル付加物をそれぞれ1.5
%、3.0%添加して紡糸原液とした。該紡糸原液を水
酸化ナトリウム15g/l、芒硝350g/lからなる
60℃の凝固浴中へ湿式紡糸し、常法に従ってローラー
延伸、中和、湿熱延伸水洗後、3g/lのリン酸浴に浸
漬し、乾燥した。続いて230℃で全延伸率が23倍と
なるよう乾熱延伸して巻とった。得られた繊維は強度1
5.3g/d、ゲル弾性率0.5×10↑-3g/cm・
d、溶出率93%であった。続いて該繊維をカセ状で、
グルタルアルデヒド2g/l、ホルムアルデヒド50g
/l、70℃の浴に浸漬し、適度に搾液したのちホルム
アルデヒド100g/l、硫酸70g/l、芒硝30g
/l、80℃の浴で処理した。得られた繊維の強度は1
2.5g/d、ゲル弾性率は9.8×10↑-3g/cm
・d、アセタール化度は18.9mol%、溶出率は2
6%であった。該繊維を6mmにカットし、ハチェック
マシンにて該繊維2重量%、パルプ3重量%、ポルトラ
ンドセメント55重量%、ブレーン値5400cm↑2
/gのシリカ粉末40重量%の配合で湿式抄造し、16
0℃で10時間オートクレーブ養生を行い、厚さ4mm
のスレート板を得た。該スレート板の寸法安定性は0.
10%であり、また湿潤状態でのタフネス比は2.8と
優れたものであった。
Example 1 Fully saponified PVA having a degree of polymerization of 1800 was dissolved in water at a concentration of 15%, and 1.5 moles each of boric acid and nonylphenol ethylene oxide adduct of 1.5 moles were added to PVA.
% And 3.0% to obtain a spinning stock solution. The spinning stock solution is wet-spun into a coagulation bath at 60 ° C. comprising 15 g / l of sodium hydroxide and 350 g / l of sodium sulfate, and subjected to roller stretching, neutralization, wet heat stretching and water washing according to a conventional method, and then to a 3 g / l phosphate bath. Dipped and dried. Subsequently, the film was stretched by dry heat at 230 ° C. so that the total stretching ratio became 23 times, and wound. The resulting fiber has a strength of 1
5.3 g / d, gel elasticity 0.5 × 10 ↑ -3 g / cm
d, elution rate was 93%. Subsequently, the fibers are in the form of
Glutaraldehyde 2 g / l, formaldehyde 50 g
/ L, immersed in a 70 ° C bath and squeezed appropriately, then formaldehyde 100g / l, sulfuric acid 70g / l, sodium sulfate 30g
/ L, 80 ° C bath. The strength of the obtained fiber is 1
2.5 g / d, gel elasticity is 9.8 × 10 ↑ -3 g / cm
D, the degree of acetalization is 18.9 mol%, and the elution rate is 2
6%. The fiber was cut into 6 mm and 2% by weight of the fiber, 3% by weight of pulp, 55% by weight of Portland cement, Blaine value of 5400 cm @ 2
/ G silica powder at 40% by weight.
Autoclave curing at 0 ° C for 10 hours, thickness 4mm
Was obtained. The dimensional stability of the slate is 0.
It was 10%, and the toughness ratio in a wet state was 2.8, which was excellent.

【0024】比較例1、2 全延伸率が13倍となるように乾熱延伸すること以外は
実施例1と全く同様にして得た強度9.7g/d、ゲル
弾性率9.6×10↑-3g/cm・d、アセタール化度
21.2mol%、溶出率28%の繊維(比較例1)及
び実施例1の未アセタール化繊維をホルムアルデヒド1
00g/l、硫酸200g/l、芒硝50g/l、80
℃の浴で1段処理して得た強度14.8g/d、ゲル弾
性率5.2×10↑-3g/cm・d、アセタール化度2
0.1mol%、溶出率35%の繊維(比較例2)を用
いて、実施例1と全く同様の方法でスレート板を作製し
た。かくして得たスレート板の物性は、表1の如く劣悪
であった。
Comparative Examples 1 and 2 A strength of 9.7 g / d and a gel elasticity of 9.6 × 10 were obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that the film was stretched by dry heat so that the total stretching ratio was 13 times. ↑ -3 g / cm · d, a fiber having an acetalization degree of 21.2 mol% and a dissolution rate of 28% (Comparative Example 1) and the unacetalized fiber of Example 1 were treated with formaldehyde 1
00 g / l, sulfuric acid 200 g / l, sodium sulfate 50 g / l, 80
14.8 g / d, gel elasticity 5.2 × 10 ↑ -3 g / cm · d, degree of acetalization 2
A slate plate was produced in exactly the same manner as in Example 1 using fibers having a dissolution rate of 0.1 mol% and a dissolution rate of 35% (Comparative Example 2). The physical properties of the slate plate thus obtained were poor as shown in Table 1.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】実施例2、3、比較例3、4 重合度3000の完全ケン化PVAを12%の濃度でジ
メチルスルホキシドに溶解し、メタノール浴中へ乾湿式
紡糸した。引き続き常法に従って抽出、湿延伸、乾燥
し、全延伸率21倍となるように235℃で乾熱延伸し
た。得られた繊維は強度19.1g/dであった。続い
て該繊維を実施例1と同様にアセタール化処理を行い、
強度17.7g/d、ゲル弾性率10.2×10↑-3g
/cm・d、アセタール化度19.1mol%、溶出率
22%の繊維を得た。これを6mmにカットし、添加率
を0.1重量%(比較例3)、0.5重量%(実施例
2)、5.0重量%(実施例3)、11重量%(比較例
4)にして実施例1と同様にスレート板を作製した。繊
維の分散性、スレート板の物性を表に2示す。
Examples 2 and 3, Comparative Examples 3 and 4 Completely saponified PVA having a degree of polymerization of 3000 was dissolved in dimethyl sulfoxide at a concentration of 12%, and spin-dried into a methanol bath. Subsequently, extraction, wet stretching, and drying were performed according to a conventional method, and the film was stretched by dry heat at 235 ° C. so that the total stretching ratio was 21 times. The obtained fiber had a strength of 19.1 g / d. Subsequently, the fiber was subjected to an acetalization treatment in the same manner as in Example 1,
Strength 17.7 g / d, gel elasticity 10.2 × 10 3 g
/ Cm · d, a degree of acetalization of 19.1 mol%, and a dissolution rate of 22% were obtained. This was cut into 6 mm, and the addition rates were 0.1% by weight (Comparative Example 3), 0.5% by weight (Example 2), 5.0% by weight (Example 3), and 11% by weight (Comparative Example 4). ) To produce a slate plate in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the dispersibility of the fibers and the physical properties of the slate plate.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】比較例3は添加率が低すぎるため繊維の補
強効果を発現させ得ず、また比較例4は添加率が高すぎ
るために分散不良で満足なスレート板物性が得られなか
った。
In Comparative Example 3, the addition rate was too low to exert the effect of reinforcing the fiber, and in Comparative Example 4, the addition rate was too high to obtain satisfactory slate plate properties due to poor dispersion.

【0029】実施例4、5、比較例5 実施例1において、オートクレーブ養生条件を変更し
た。各条件とスレート物性を表3に示す。
Examples 4 and 5, Comparative Example 5 In Example 1, the conditions for autoclaving were changed. Table 3 shows the conditions and physical properties of the slate.

【0030】[0030]

【表3】 [Table 3]

【0031】表から明らかなように、養生温度が低い場
合、たとえ時間を長くしても寸法安定性は不十分であ
る。
As is clear from the table, when the curing temperature is low, the dimensional stability is insufficient even if the curing time is increased.

【0032】実施例5 重合度4000の完全ケン化PVAを10%の濃度で水
に溶解し、ホウ酸及びノニルフェノールエチレンオキサ
イド40モル付加物をそれぞれ2.0%、6.0%PV
Aに対して添加して紡糸原液とした。該紡糸原液を実施
例1と同様に紡糸し、常法に従ってローラー延伸、中
和、湿熱延伸、水洗、乾燥した。続いて240℃で全延
伸率が27倍となるよう延伸し、2デニール、強度2
0.5g/dの繊維を得た。 ひき続いて第1段、ホルムアルデヒド 60g/l 75℃ 第2段、ホルムアルデヒド 100g/l 硫酸 80g/l 芒硝 50g/l 80℃ の浴で二段処理した。かくして得られた繊維は、強度1
8.3g/d、ゲル弾性率、アセタール化度、溶出率が
それぞれ13.9×10↑-3g/cm・d、24.5m
ol%、12%であった。該繊維の長さ6mmにカット
し、実施例1と同様にスレート板を抄造し、170℃で
10時間オートクレーブ養生した。得られたスレート板
の寸法安定性は0.07%であり、湿潤状態でのタフネ
ス比は3.7と優れたものであった。
Example 5 Completely saponified PVA having a degree of polymerization of 4000 was dissolved in water at a concentration of 10%, and boric acid and a 40 mol adduct of nonylphenol ethylene oxide were added in 2.0% and 6.0% PVA, respectively.
A was added to A to give a spinning dope. The spinning stock solution was spun in the same manner as in Example 1, and was roll-drawn, neutralized, wet-heat drawn, washed with water and dried according to a conventional method. Subsequently, the film is stretched at 240 ° C. so that the total stretching ratio becomes 27 times, 2 denier, strength 2
0.5 g / d of fiber was obtained. Subsequently, the first stage was subjected to a two-stage treatment in a bath of formaldehyde 60 g / l at 75 ° C, the second stage, formaldehyde 100 g / l sulfuric acid 80 g / l and sodium sulfate 50 g / l at 80 ° C. The fiber thus obtained has a strength of 1
8.3 g / d, gel elastic modulus, degree of acetalization, and elution rate are 13.9 × 10 3 g / cm · d and 24.5 m, respectively.
ol% and 12%. The fiber was cut into a length of 6 mm, and a slate plate was formed in the same manner as in Example 1 and was autoclaved at 170 ° C. for 10 hours. The dimensional stability of the obtained slate plate was 0.07%, and the toughness ratio in a wet state was as excellent as 3.7.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−213510(JP,A) 特開 平4−104925(JP,A) 特開 平4−228610(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 16/06 C04B 28/18 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-213510 (JP, A) JP-A-4-104925 (JP, A) JP-A-4-228610 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) C04B 16/06 C04B 28/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ポリビニルアルコール系合成繊維を補強
材として0.3〜10重量%含有し、寸法安定性が0.
15%以下、かつ湿潤状態でのタフネス比が1.2以上
であることを特徴とするオートクレーブ養生した繊維強
化水硬性成形物。
(1) containing a polyvinyl alcohol-based synthetic fiber as a reinforcing material in an amount of 0.3 to 10% by weight, and having a dimensional stability of 0.1 to 10%;
An autoclave-cured fiber-reinforced hydraulic molded product having a toughness ratio of 15% or less and a wet toughness ratio of 1.2 or more.
【請求項2】 強度11g/d以上、ゲル弾性率6.0
×10↑-3g/cm・d以上、かつ溶出率40%以下で
あるポリビニルアルコール系合成繊維を補強材として
0.3〜10重量%水硬性成形材料に配合し、成形後、
140℃以上でオートクレーブ養生する水硬性成形物の
製造方法。
2. A strength of 11 g / d or more and a gel elasticity of 6.0.
× 10 ↑ -3 g / cm · d or more and a dissolution rate of 40% or less, 0.3 to 10% by weight of a hydraulic molding material is compounded as a reinforcing material in a hydraulic molding material.
A method for producing a hydraulic molded product which is autoclaved at 140 ° C. or higher.
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