JP3166180B2 - Fiber-reinforced hydraulic molded article and method for producing the same - Google Patents

Fiber-reinforced hydraulic molded article and method for producing the same

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JP3166180B2
JP3166180B2 JP2446491A JP2446491A JP3166180B2 JP 3166180 B2 JP3166180 B2 JP 3166180B2 JP 2446491 A JP2446491 A JP 2446491A JP 2446491 A JP2446491 A JP 2446491A JP 3166180 B2 JP3166180 B2 JP 3166180B2
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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、曲げ強度が高く、曲げ
歪が大きい、すなわち高強度で靭性(タフネス)に優れ
た繊維補強水硬性成形品と該成形品を製造する方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber-reinforced hydraulic molded article having high bending strength and large bending strain, that is, high strength and excellent toughness, and a method for producing the molded article. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、セメントや石膏などの水硬性物質
の補強にはアスベストが広く使用されてきた。
2. Description of the Related Art Hitherto, asbestos has been widely used for reinforcing hydraulic materials such as cement and gypsum.

【0003】しかし、アスベストは天然素材であるため
価格の変動が大きく、さらに近年アスベストの粉塵が健
康および衛生上有害であることが明白になってきたた
め、その使用が忌避ないし制限されようとしている。そ
こでアスベストに代わる繊維素材の開発が、我が国をは
じめ世界的規模で検討されている。
[0003] However, asbestos is a natural material, and its price fluctuates greatly. In recent years, it has become clear that asbestos dust is harmful to health and hygiene, so that its use is being avoided or restricted. Therefore, the development of a fiber material to replace asbestos is being studied on a global scale, including in Japan.

【0004】これまでにアスベストを代替する繊維素材
として、例えばガラス繊維、ロックウール、炭素繊維、
スチール繊維、アラミド、オレフィン系繊維、ビニロン
およびアクリル系繊維など多くの繊維が提案されてき
た。これらの代替繊維の中で、価格が安く、耐アルカリ
性およびセメントなど水硬性物質との接着性に優れてい
るアクリル系繊維が注目され、サイディングボード、ス
レートおよび屋根材などの補強材に使用されはじめた。
[0004] As a fiber material which has been substituted for asbestos, glass fiber, rock wool, carbon fiber,
Many fibers have been proposed, such as steel fibers, aramid, olefinic fibers, vinylon and acrylic fibers. Among these alternative fibers, acrylic fibers, which are inexpensive, have excellent alkali resistance and excellent adhesion to hydraulic substances such as cement, are attracting attention, and are beginning to be used for reinforcing materials such as siding boards, slate and roofing materials. Was.

【0005】ところが、従来の湿式紡糸で得られたアク
リル系繊維は引張強度が低く、アスベストに比べ十分な
補強効果が得られず成形品の曲げ強度は劣るものであっ
た。そこで、本発明者らは、先に特願昭59−1258
18号(特公平1−40785号公報)で、乾湿式紡糸
で得られた高強力高弾性率で結節強度が高く、かつ繊維
表面が平滑なアクリル系繊維で補強された繊維補強水硬
性物質を提供し、成形品の曲げ強度、曲げ破壊仕事量お
よび衝撃強さを大幅に増大させることを提案した。
However, acrylic fibers obtained by conventional wet spinning have low tensile strength, fail to provide a sufficient reinforcing effect as compared with asbestos, and have inferior bending strength of molded articles. Therefore, the present inventors have previously disclosed Japanese Patent Application No. 59-1258.
No. 18 (Japanese Patent Publication No. 1-40785) discloses a fiber-reinforced hydraulic material reinforced with acrylic fiber having a high knot strength, a high knot strength, and a smooth fiber surface obtained by dry-wet spinning. It was proposed to significantly increase the bending strength, bending work and impact strength of molded products.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】一方、建材の大型化あ
るいは長尺化に伴い、輸送中もしくは建設現場での破損
を防止するためセメントなどの水硬性成形品において従
来にも増して曲げ強度が高く、かつ曲げ歪の大きい、す
なわち靭性に優れた性能が要求されるようになってき
た。
On the other hand, as building materials become larger or longer, the bending strength of hydraulically molded products such as cement has been increased more than before in order to prevent breakage during transportation or at construction sites. High performance with high bending strain, that is, excellent toughness has been required.

【0007】そこで、本発明者らは、セメントなどの破
壊伸度の小さい脆性物質により一層大きな靭性を付与す
るため、アクリル系繊維で補強された水硬性成形品にお
いて曲げ破壊挙動に注目し鋭意研究した結果、本発明を
なすに到ったものである。
The inventors of the present invention have focused on the bending fracture behavior of a hydraulic molded product reinforced with acrylic fibers in order to impart greater toughness to a brittle substance having a small fracture elongation such as cement. As a result, the present invention has been accomplished.

【0008】すなわち、本発明の目的は、アクリル系繊
維を補強材とし、曲げ強度が高く、かつ曲げ歪の大きい
繊維補強水硬性成形品とその製造方法を提供することに
ある。
[0008] That is, an object of the present invention is to provide a fiber-reinforced hydraulic molded article having acrylic fiber as a reinforcing material, having high bending strength and large bending strain, and a method for producing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の繊維補強水硬性成形品は、表面処理剤を付着
させたアクリル系繊維と水硬性物質とからなる成形品に
おいて、曲げ破壊したとき引張側で少なくとも3個のク
ラックが発生する繊維補強水硬性成形品である。
The fiber-reinforced hydraulic molded product of the present invention which achieves the above object is characterized in that a molded product comprising an acrylic fiber to which a surface treating agent is adhered and a hydraulic substance is subjected to bending fracture. This is a fiber-reinforced hydraulic molded product in which at least three cracks occur on the tensile side when subjected to heat treatment.

【0010】また、本発明の繊維補強水硬性成形品の製
造方法は、水硬性物質とアクリル系繊維を用いて繊維補
強水硬性成形品を製造するにあたり、アクリル系繊維と
して水硬性物質との接着力を弱める表面処理剤を付着せ
しめたアクリル系繊維を用いることを特徴とする繊維補
強水硬性成形品の製造方法である。
In the method for producing a fiber-reinforced hydraulic molded article of the present invention, the method for producing a fiber-reinforced hydraulic molded article using a hydraulic substance and an acrylic fiber comprises bonding an acrylic fiber to a hydraulic substance. A method for producing a fiber-reinforced hydraulic molded product, characterized by using an acrylic fiber to which a surface treatment agent for weakening a force is adhered.

【0011】[0011]

【作用】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0012】本発明にかかる繊維補強成形品の特徴は、
アクリル系繊維と水硬性物質とからなる繊維補強成形品
(以下、単に成形品と略す)を曲げ破壊したとき引張側
に少なくとも3個、望ましくは4個以上、さらに望まし
くは5個以上のクラックが発生することにある。
The characteristics of the fiber-reinforced molded product according to the present invention are as follows.
When a fiber-reinforced molded product (hereinafter, simply referred to as a molded product) made of an acrylic fiber and a hydraulic substance is bent and fractured, at least three, preferably four or more, more preferably five or more cracks are formed on a tensile side. Is to happen.

【0013】元来、アクリル系繊維はセメントなど水硬
性物質との接着性に優れるため、該アクリル系繊維を用
いた成形品を曲げ破壊したときは引張側に高々1個のク
ラック、すなわち該アクリル系繊維の切断を伴う1個の
大きなクラックが発生するののが通常である。したがっ
て、このようなアクリル系繊維を補強材とする成形品は
曲げ歪が小さく靭性に劣るという特性を有するものであ
る。
[0013] Originally, acrylic fibers have excellent adhesion to hydraulic materials such as cement. Therefore, when a molded article using the acrylic fibers is bent and fractured, at most one crack is formed on the tensile side, that is, the acrylic fibers are formed. Normally, one large crack is generated with cutting of the system fiber. Therefore, a molded product using such an acrylic fiber as a reinforcing material has a characteristic that bending strain is small and toughness is inferior.

【0014】そこで、成形品の曲げ歪を大きくするに
は、曲げ破壊したとき引張側に繊維の切断を伴う1個の
大きなクラック以外に繊維の切断を伴わない微小なクラ
ックを多数発生させることが重要なものである。それに
は、本発明者らの知見によれば、アクリル系繊維に表面
処理剤を付与しマトリックスであるセメントなど水硬性
物質に対する補強効果を損なうことなく該アクリル系繊
維と該水硬性物質との接着力を弱めることが重要であ
り、後述するように成形品の曲げ破壊試験で引張側に少
なくとも3個のクラックが発生するように表面処理剤を
付与することが必要である。なお、クラックの数の上限
については特に限定されるものではないが、本発明者ら
の各種知見によれば、本発明の所期の効果を有効に発揮
させる上で、100ないし数100個ぐらいまでが現実
的であるようであり、より現実的には数10個程度まで
でも十分なようである。すなわち、それを越えても効果
上の差異はあまりないようである。
Therefore, in order to increase the bending strain of a molded product, it is necessary to generate a large number of minute cracks not accompanied by fiber cutting other than one large crack accompanied by fiber cutting on the tensile side when bending and breaking. It is important. According to the findings of the present inventors, adhesion of the acrylic fiber to the hydraulic material without impairing the reinforcing effect on a hydraulic material such as cement as a matrix by applying a surface treatment agent to the acrylic fiber, according to the knowledge of the present inventors. It is important to reduce the force, and it is necessary to apply a surface treatment agent so that at least three cracks are generated on the tensile side in a bending fracture test of a molded product as described later. The upper limit of the number of cracks is not particularly limited, but according to various findings of the present inventors, about 100 to several hundreds are required in order to effectively exhibit the intended effect of the present invention. Seem to be realistic, and more realistically, up to about several tens seems to be sufficient. In other words, it seems that there is not much difference in the effect even beyond that.

【0015】本発明でアクリル系繊維に付着させる表面
処理剤としては、成形品を曲げ破壊したとき引張側に少
なくとも3個のクラックを発生させることができるもの
であれば、特に限定されるものではなく、例えば、酸化
ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、アクリロニトリル
をグラフト重合したポリビニールアルコール、架橋性ポ
リビニールアルコール、水溶性ポリエステル、ウレタン
樹脂、変性フッソ樹脂、アミノ変性、アルコール変性お
よびエポキシ変性シリコン樹脂などがある。これらのう
ち、特に酸化ポリエチレン系化合物(一例として、低分
子量ポリエチレンの側鎖にカルボキシル基を導入し、特
にその一部に適当な原子団を介したりして一般式(−C
2 CH2 O−)l −Hで示されるポリオキシエチレン
基を導入した化合物などが挙げられる)、あるいは変性
フッソ樹脂、特にポリフルオロアルキル基含有化合物、
好ましくはポリパーフルオロアルキル基含有化合物(一
例として、下式1に示される構造を主構成単位とするポ
リパーフルオロアルキルアルケニルカルボキシレート系
樹脂や、下式2で示される構造を主構成単位とするポリ
ビニルパーフルオロアルキレート系樹脂などが挙げられ
る)が有効である。
The surface treatment agent to be attached to the acrylic fiber in the present invention is not particularly limited as long as it can generate at least three cracks on the tensile side when the molded article is bent and broken. For example, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl alcohol graft-polymerized with acrylonitrile, crosslinkable polyvinyl alcohol, water-soluble polyester, urethane resin, modified fluoro resin, amino-modified, alcohol-modified and epoxy-modified silicone resin. Among them, particularly, a polyethylene oxide compound (for example, a carboxyl group is introduced into a side chain of low molecular weight polyethylene, and a part of the compound is represented by the general formula (-C
H 2 CH 2 O-) l -H compound obtained by introducing a polyoxyethylene group and the like represented by), or modified fluororesin, especially a polyfluoroalkyl group-containing compound,
Preferably, a compound containing a polyperfluoroalkyl group (for example, a polyperfluoroalkylalkenyl carboxylate resin having a structure represented by the following formula 1 as a main constituent unit, or a structure represented by the following formula 2 as a main constituent unit: And polyvinyl perfluoroalkylate resin).

【0016】 ここで、R1、R1′は水素、低級アルキル基、カル
ボキシル基あるいはアミノ基あるいは水酸基を有する反
応性原子団、R2は一般式Cn (2n+1)で示されるパー
フルオロアルキル基であり、l 、m、n はいずれも整数
であるが、R2におけるnの値は十分な性能を得るため
には少なくとも3以上好ましくは6以上必要である。ま
た、エステル基とR2の間に適当なフッソ不含原子団、
例えば、(−SO2 NR3R3′R3″−)や(−CO
NH−)や(−R3OCO−)や(−R3O−)や(−
R3−)、ここでR3、R3′、R3″は低級アルキル
基や2価のアルキレン基等のフッソ不含原子団等を適宜
組合せて導入することもできる。
[0016] Here, R1 and R1 ′ are hydrogen, a lower alkyl group, a reactive atomic group having a carboxyl group or an amino group or a hydroxyl group, R2 is a perfluoroalkyl group represented by the general formula C n F (2n + 1) , l, m and n are all integers, but the value of n in R2 must be at least 3 or more, preferably 6 or more in order to obtain sufficient performance. A suitable fluorine-free atomic group between the ester group and R2;
For example, (- SO 2 NR3R3'R3 "- ) or (-CO
NH-), (-R3OCO-), (-R3O-) and (-
R3-), wherein R3, R3 'and R3 "can be introduced by appropriately combining a fluorine-free atomic group such as a lower alkyl group or a divalent alkylene group.

【0017】また、ポリフルオロアルキル基を含有する
化合物の共重合割合は、望ましくは40重量%以上好ま
しくは50重量%以上である。
The copolymerization ratio of the compound containing a polyfluoroalkyl group is desirably 40% by weight or more, preferably 50% by weight or more.

【0018】ところで、上記表面処理剤を付着したアク
リル系繊維をセメントなど水硬性物質へ配合するとき
は、水の存在下で混合される。特に、抄造法で成形品を
製造する場合多量の水が用いられる。そのため、成形品
の製造工程中、すなわち、水の存在下で撹拌されたとき
アクリル系繊維に付着した上記表面処理剤ができるだけ
脱落しないようにすることが望ましい。例えば、酸化ポ
リエチレンの場合、水系エマルジョンにエポキシ系乳化
剤やカチオン系乳化剤を添加するとか、高分子量の酸化
ポリエチレンを用いるのが望ましい。しかしながら、高
分子量であるほどアクリル系繊維に均一に付着させにく
くなるので、分子量にして700から6000程度のも
のを用いるのが好ましい。
When the acrylic fibers to which the above surface treatment agent is attached are blended with a hydraulic substance such as cement, they are mixed in the presence of water. In particular, a large amount of water is used when producing a molded article by a papermaking method. Therefore, it is desirable that the surface treatment agent attached to the acrylic fiber be prevented from falling off as much as possible during the production process of the molded article, that is, when the mixture is stirred in the presence of water. For example, in the case of polyethylene oxide, it is desirable to add an epoxy emulsifier or a cationic emulsifier to the aqueous emulsion or to use a high molecular weight polyethylene oxide. However, since the higher the molecular weight, the more difficult it is to uniformly adhere to the acrylic fiber, it is preferable to use one having a molecular weight of about 700 to 6000.

【0019】また、変性フッソ樹脂の場合、例えば上記
式1あるいは式2に示されたポリパーフルオロアルキル
アルケニルカルボキシレート系樹脂の場合、R1、R
1′中に側鎖として導入することのできる反応性原子団
に、例えばシランカップリング剤のごとき反応性シリコ
ーンやイソシアネート基を持つ化合物等を作用させて脱
落を抑制することができる。また、シリコーン樹脂や架
橋性ウレタン樹脂等をバインダーとして併用するのが望
ましい。
In the case of a modified fluoro resin, for example, in the case of a polyperfluoroalkylalkenyl carboxylate resin represented by the above formula (1) or (2), R1, R
A reactive atom group which can be introduced as a side chain into 1 'is reacted with, for example, a reactive silicone such as a silane coupling agent, a compound having an isocyanate group, or the like to prevent the reactive atom group from falling off. It is also desirable to use a silicone resin, a crosslinkable urethane resin or the like in combination as a binder.

【0020】さらにアクリル系繊維の表面にできるだけ
均一に、かつ広く上記表面処理剤を付着させるため、ア
クリル系繊維に対する濡れ性を向上させる意味から酸化
ポリエチレンを溶媒であるキシレンなどに溶解した溶液
で処理したり、上記表面処理剤の水系エマルジョンに表
面張力低下剤を添加して処理するのが望ましい。
Furthermore, in order to improve the wettability to the acrylic fiber, the polyethylene oxide is treated with a solution of polyethylene oxide in a solvent such as xylene in order to improve the wettability of the acrylic fiber in order to adhere the surface treatment agent as uniformly and widely as possible to the surface of the acrylic fiber. It is desirable to add a surface tension reducing agent to the aqueous emulsion of the surface treating agent and to treat the emulsion.

【0021】また、上記表面処理剤の付着量は0.05
〜2重量%とすることが好ましく、より好ましくは0.
5〜1.5重量%である。ここで、付着量が0.05重
量%より少ないと本発明の効果を十分に発揮することが
むずかしくなり、一方、2重量%より多くなると繊維同
志が接着して分散性が低下する傾向にあり好ましくな
い。
The amount of the surface treating agent is 0.05
To 2% by weight, more preferably 0.1 to 2% by weight.
5 to 1.5% by weight. Here, if the adhesion amount is less than 0.05% by weight, it is difficult to sufficiently exert the effects of the present invention, while if it exceeds 2% by weight, fibers tend to adhere to each other and the dispersibility tends to decrease. Not preferred.

【0022】さらに、上記表面処理剤の付着方法は、特
に限定されるものでなく、例えば浸漬法、スプレー法、
タッチロール法などが採用できる。特に、トウ状の繊維
束を用いる場合は、上記表面処理剤が十分に繊維間に含
浸するように多段処理したり、超音波を用いたり、付着
処理した後熱固定したりするのは有効な手段である。本
発明に用いられるアクリル系繊維は、アクリロニトリル
(以下ANと略す)系ポリマを湿式、乾式および乾湿式
紡糸して得られる繊維である。このうち、特に重合度が
極限粘度で2.5〜5.0の高重合度AN系ポリマを乾
湿式紡糸して得られ、引張強度が少なくとも10g/
d、弾性率が少なくとも180g/dおよび結節強度が
少なくとも1.9g/dであり、かつ表面が平滑なアク
リル系繊維が望ましい。すなわち、上記のように乾湿式
紡糸して得られた高強度で、かつ表面が平滑なアクリル
系繊維に前記表面処理剤を付着させると、セメントなど
水硬性物質に対する補強効果が高く、かつ該水硬性物質
との接着力を適度に弱めることができるので曲げ強度お
よび曲げ歪がともに大きい靭性に優れた成形品を得るこ
とができる。
Further, the method for applying the surface treatment agent is not particularly limited, and examples thereof include an immersion method, a spray method,
A touch roll method or the like can be adopted. In particular, when using a tow-shaped fiber bundle, it is effective to perform a multi-stage treatment so that the surface treatment agent is sufficiently impregnated between the fibers, use an ultrasonic wave, or heat-fix after performing the adhesion treatment. Means. The acrylic fiber used in the present invention is a fiber obtained by spinning an acrylonitrile (hereinafter abbreviated as AN) polymer in a wet, dry or dry-wet manner. Among them, in particular, the polymerization degree is obtained by spin-dry spinning a high polymerization degree AN polymer having an intrinsic viscosity of 2.5 to 5.0 and a tensile strength of at least 10 g /
d, an acrylic fiber having an elastic modulus of at least 180 g / d, a knot strength of at least 1.9 g / d, and a smooth surface is desirable. That is, when the surface treatment agent is adhered to the high-strength acrylic fiber having a smooth surface obtained by dry-wet spinning as described above, the reinforcing effect on hydraulic substances such as cement is high, and Since the adhesive strength with a hard substance can be appropriately weakened, a molded article excellent in both toughness and bending strength and excellent in toughness can be obtained.

【0023】ここで、アクリル系繊維の製造に用いられ
るAN系ポリマとしては、AN単独または少なくとも9
0モル%のANと10モル%以下の該ANに対して共重
合性を有するモノマ、例えばアクリル酸、メタクリル
酸、イタコン酸などのカルボン酸及びそれらの低級アル
キルエステル類、ヒドロキシメチルアクリレート、ヒド
ロキシエチルアクリレート、ヒドロキシメチルメタアク
リレートなどのカルボン酸の水酸基を含有するヒドロキ
シアルキルアクリレート、アクリルアミド、メタクリル
アミド、α−クロルアクリロニトリル、ヒドロキシエチ
ルアクリル酸、アリルスルホン酸、メタクリルスルホン
酸などの共重合モノマを例示することができるが、この
うちアクリルアミド系モノマが高強度高弾性率繊維を得
る上で特に望ましい。
Here, the AN-based polymer used in the production of acrylic fiber includes AN alone or at least 9%.
Monomers having copolymerizability to 0 mol% of AN and 10 mol% or less of the AN, for example, carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid, and lower alkyl esters thereof, hydroxymethyl acrylate, hydroxyethyl Examples of copolymerized monomers such as acrylates, hydroxyalkyl acrylates containing hydroxyl groups of carboxylic acids such as hydroxymethyl methacrylate, acrylamide, methacrylamide, α-chloroacrylonitrile, hydroxyethylacrylic acid, allylsulfonic acid, methacrylsulfonic acid, etc. Of these, acrylamide monomers are particularly desirable for obtaining high-strength, high-modulus fibers.

【0024】これらのAN系ポリマは、ジメチルスルホ
キシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DM
F)、ジメチルアセトアミド(DMAc)などの有機溶
剤、塩化カルシウム、塩化亜鉛、ロダンソーダなどの無
機塩濃厚水溶液、硝酸などの無機系溶剤に溶解して、溶
液粘度が2000ポイズ以上、好ましくは3000〜1
0000ポイズ、ポリマ濃度が5〜20%の紡糸原液を
作成する。
These AN polymers are dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DM
F), dissolved in an organic solvent such as dimethylacetamide (DMAc), a concentrated aqueous solution of an inorganic salt such as calcium chloride, zinc chloride or rhodan soda, or an inorganic solvent such as nitric acid to have a solution viscosity of 2000 poise or more, preferably 3000 to 1
A spinning solution having a 0000 poise and a polymer concentration of 5 to 20% is prepared.

【0025】かくして得られた前記高重合度AN系ポリ
マの溶剤溶液(紡糸原液)から、できる限り高強度高弾
性率で、内外構造差の少ない緻密な繊維を製造するため
には、この高重合度AN系ポリマの紡糸原液を紡糸口金
を通していったん空気などの不活性雰囲気中に吐出した
後、吐出された該紡糸原液を凝固浴中に導いて凝固を完
結させる、いわゆる乾湿式紡糸法を採用し、高度に延伸
することが望ましい。この乾湿式紡糸の具体的条件とし
ては、紡糸原液を紡糸口金面と凝固浴液面との距離が1
〜20mm、好ましくは3〜10mmの範囲内に設定さ
れた該紡糸口金面と凝固浴液面とで形成される微小空間
に吐出した後、凝固浴へ導いて凝固させ、次いで得られ
た繊維糸条を常法により、水洗、脱溶媒、1次延伸、乾
燥・緻密化、2次延伸、熱処理などの後処理工程を経由
せしめて延伸繊維糸条とする。この乾湿式紡糸によって
得られる繊維糸条は、延伸性が極めて優れているが、好
ましくは2次延伸方法として、150〜270℃の乾熱
下に少なくとも1.1倍、好ましくは1.5倍以上延伸
し、全有効延伸倍率が少なくとも10倍、好ましくは1
2倍以上になるように延伸し、その繊度を0.5〜7デ
ニール(d)、好ましくは1〜5dの範囲内とするのが
よい。
From the solvent solution (spinning solution) of the above-mentioned high polymerization degree AN polymer obtained as described above, in order to produce dense fibers having as high a strength and a high elastic modulus as possible and having a small difference between the inner and outer structures, the high polymerization degree is required. A so-called dry-wet spinning method is employed in which a stock spinning solution of the AN polymer is once discharged through a spinneret into an inert atmosphere such as air, and the discharged spinning stock solution is guided into a coagulation bath to complete coagulation. It is desirable to stretch to a high degree. As a specific condition of this dry-wet spinning, the distance between the surface of the spinneret and the surface of the coagulation bath is set to 1
After discharging into a minute space formed by the spinneret surface and the coagulation bath liquid surface set within a range of from 20 to 20 mm, and preferably from 3 to 10 mm, the mixture is guided to a coagulation bath and coagulated, and then the obtained fiber yarn The thread is subjected to a post-treatment process such as washing with water, solvent removal, primary stretching, drying / densification, secondary stretching, and heat treatment by a conventional method to form a drawn fiber thread. The fiber yarn obtained by this dry-wet spinning is extremely excellent in stretchability, but is preferably at least 1.1 times, preferably 1.5 times under dry heat at 150 to 270 ° C. as a secondary drawing method. The above stretching is performed, and the total effective stretching ratio is at least 10 times, preferably 1
It is stretched so as to be twice or more, and its fineness is set in a range of 0.5 to 7 denier (d), preferably 1 to 5 d.

【0026】得られたアクリル系繊維は、好ましくは長
さ0.5〜15mmに切断され、配合組成物重量あたり
0.1〜5重量%、好ましくは0.5〜3重量%の範囲
内で水硬性物質と混合される。
The obtained acrylic fiber is preferably cut to a length of 0.5 to 15 mm, and in a range of 0.1 to 5% by weight, preferably 0.5 to 3% by weight based on the weight of the composition. It is mixed with hydraulic substances.

【0027】本発明に用いられる水硬性物質とは水和に
よって硬化する無機物質をいい、例えばポルトランドセ
メントを始めとする各種セメント類、石膏、ケイ石、ケ
イソウ土、高炉スラグ、フライアッシュおよび石灰など
が挙げられる。
The hydraulic substance used in the present invention refers to an inorganic substance which hardens by hydration, for example, various cements such as Portland cement, gypsum, silica stone, diatomaceous earth, blast furnace slag, fly ash and lime. Is mentioned.

【0028】次いで、上記水硬性物質と水とからなるス
ラリーまたはペーストにアクリル系繊維を混入した配合
物は所望の形状に成形される。成形方法として、たとえ
ばハチェック法といわれるスラリー状の配合物を抄造し
て成形する方法またはペースト状の配合物を押出し機で
金型に注入する方法などを適用することができる。この
とき、抄造性およびペーストの流動性を向上させるため
に、木材パルプ、アクリル系繊維やアラミド繊維などを
フィブリル化したパルプ状物、無機繊維およびその他充
填剤を適宜配合することができる。さらに、成形品に多
孔性を与え軽量化するために、パーライト、シラスバル
ーン、ガラスバルーンなどを適宜配合してもよい。
Next, a mixture of the slurry or paste comprising the hydraulic substance and water and acrylic fibers mixed therein is formed into a desired shape. As a molding method, for example, a method of papermaking and molding a slurry-like compound called a Hachcheck method or a method of injecting a paste-like compound into a mold by an extruder can be applied. At this time, in order to improve the papermaking property and the fluidity of the paste, wood pulp, a pulp-like material obtained by fibrillating acrylic fibers, aramid fibers, or the like, inorganic fibers, and other fillers can be appropriately compounded. Further, pearlite, shirasu balloon, glass balloon, and the like may be appropriately blended in order to impart porosity to the molded article to reduce its weight.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明にかかる成形品は、表面処理剤を
付着したアクリル系繊維を補強材とした水硬性物質から
なり、かつ高い曲げ強度を維持しながら引張側に多数の
クラックを発生して曲げ破壊するため曲げ歪が大きく靭
性に優れている。
The molded article according to the present invention is made of a hydraulic substance using an acrylic fiber to which a surface treating agent is attached as a reinforcing material, and generates many cracks on the tensile side while maintaining high bending strength. It has high bending strain and excellent toughness due to bending fracture.

【0030】したがって、建築用資材、土木用資材等多
くの用途に活用することができる。
Therefore, it can be used for many purposes such as building materials and civil engineering materials.

【0031】[0031]

【実施例】以下、実施例により本発明の効果をさらに具
体的に説明する。なお、本発明において成形品の曲げ破
壊と引張側に発生したクラック数の測定は次のような方
法で行なった。
EXAMPLES Hereinafter, the effects of the present invention will be described more specifically with reference to examples. In the present invention, the measurement of the bending fracture of the molded article and the number of cracks generated on the tensile side were performed by the following methods.

【0032】曲げ破壊:含水率が6±1重量%の成形品
を成形方向、すなわち、アクリル系繊維がより配向して
いる方向と平行に幅7mm、長さ200mmに切断し試
験片を作成する。得られた試験片をJIS−A1408
に準じ切断面に垂直に3点曲げ試験を行なう。このと
き、スパンは165mm、曲げ速度は1mm/分とす
る。そして、成形品の曲げ強度および曲げ歪を測定す
る。
Bending fracture: A test piece is prepared by cutting a molded product having a moisture content of 6 ± 1% by weight to a width of 7 mm and a length of 200 mm in parallel with the molding direction, that is, the direction in which the acrylic fibers are more oriented. . The obtained test piece was subjected to JIS-A1408.
Perform a three-point bending test perpendicular to the cut surface according to. At this time, the span is 165 mm, and the bending speed is 1 mm / min. Then, the bending strength and bending strain of the molded product are measured.

【0033】クラック数の測定:上記曲げ破壊した成形
品において、引張側に発生したクラックを倍率30倍の
ルーペで観察しその数を測定する。このとき、クラック
数はn数を7としたときの平均値とする。
Measurement of the number of cracks: In the molded product that has been bent and fractured, cracks generated on the tensile side are observed with a magnifier having a magnification of 30 times, and the number is measured. At this time, the number of cracks is an average value when n is 7.

【0034】実施例1〜10、比較例1〜3 アクリルアミド1重量%とAN99重量%をDMSO中
で溶液重合し、極限粘度の異なるAN系重合体を作成し
た。得られた重合体溶液を紡糸原液とし湿式および乾湿
式紡糸した。凝固浴としては15℃、55%DMSO水
溶液を用いた。得られた未延伸繊維糸条は熱水浴中で5
倍に延伸した後、油剤を付与し110℃で乾燥、緻密化
した。次いで、180℃の乾熱チューブ中で最高延伸倍
率の85%で二次延伸し、表1に示す繊度約2デニール
のアクリル系繊維を得た。
Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 3 1% by weight of acrylamide and 99% by weight of AN were solution-polymerized in DMSO to prepare AN polymers having different intrinsic viscosities. The obtained polymer solution was used as a spinning dope and subjected to wet and dry-wet spinning. A 15 ° C., 55% aqueous solution of DMSO was used as a coagulation bath. The obtained undrawn fiber yarn is placed in a hot water bath for 5 hours.
After stretching twice, an oil agent was applied, dried at 110 ° C., and densified. Next, it was subjected to secondary drawing in a dry heat tube at 180 ° C. at a maximum draw ratio of 85% to obtain an acrylic fiber having a fineness of about 2 denier shown in Table 1.

【0035】得られた繊維を表2に示す各種表面処理剤
の水系エマルジョン溶液に浸漬した後、乾燥し繊維長5
mmに切断した。このとき、表面処理剤の付着量は約1
重量%であった。
The obtained fiber was immersed in an aqueous emulsion solution of various surface treating agents shown in Table 2, dried, and dried.
mm. At this time, the adhesion amount of the surface treatment agent is about 1
% By weight.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】次に、木材パルプ10g、シリカ微粉末5
0gおよびポルトランドセメント410gを水10リッ
トルに入れ撹拌した後、表2のアクリル系繊維10gを
加え再度撹拌した。次いで、低速で撹拌しながらアニオ
ン性ポリアクリルアミド系高分子凝集剤を水硬性物質に
対し200ppm添加しスラリーを作成した。得られた
スラリーを50メッシュの金網を敷いた20cm×25
cmの金型に移して濾過した後、100kg/cm2
圧力で1分間プレスして厚さ約6mmのグリーンシート
を作成した。次いで、得られたグリーンシートを100
%RHの室温に24時間、25℃水中に6日間および8
0℃水中に15時間養生した後、50℃で20時間乾燥
し比重約1.6のセメント板を得た。このとき、成形品
の含水率は約6重量%であった。
Next, 10 g of wood pulp, 5 fine silica powders
0 g and 410 g of Portland cement were placed in 10 liters of water and stirred, and then 10 g of acrylic fibers shown in Table 2 were added and stirred again. Next, 200 ppm of an anionic polyacrylamide polymer flocculant was added to the hydraulic substance while stirring at a low speed to prepare a slurry. The obtained slurry was laid on a 50-mesh wire net and was 20 cm × 25.
After being transferred to a centrifuge mold and filtered, it was pressed at a pressure of 100 kg / cm 2 for 1 minute to prepare a green sheet having a thickness of about 6 mm. Next, the obtained green sheet was
% RH for 24 hours at room temperature, 6 days in 25 ° C water and 8 hours.
After curing in water at 0 ° C. for 15 hours, it was dried at 50 ° C. for 20 hours to obtain a cement board having a specific gravity of about 1.6. At this time, the moisture content of the molded article was about 6% by weight.

【0039】得られたセメント板から試験片を切出し、
曲げ破壊を行ない、曲げ強度、曲げ歪およびクラック数
を測定した。その結果を表2に示した。表2から本発明
の成形品は曲げ強度および曲げ歪が大きく、靭性に優れ
ていることがわかる。
A test piece was cut out from the obtained cement plate,
Bending fracture was performed, and bending strength, bending strain and the number of cracks were measured. The results are shown in Table 2. Table 2 shows that the molded article of the present invention has high bending strength and bending strain and is excellent in toughness.

【0040】実施例11、12、比較例4 表1に示したアクリル系繊維Cを用い、実施例1と同様
にしてスラリーを作成し、ハチェック法でスレートを成
形した。得られたスレートを28日間室温で自然養生し
た後、成形方向と平行に試験片を切出し実施例1と同様
にして曲げ強度、曲げ歪およびクラック数を測定した。
その結果を表2に示した。表2から本発明の成形品は曲
げ強度および曲げ歪が大きく、靭性に優れている。
Examples 11 and 12 and Comparative Example 4 Using the acrylic fiber C shown in Table 1, a slurry was prepared in the same manner as in Example 1, and a slate was formed by the Hatschek method. After the obtained slate was naturally cured at room temperature for 28 days, a test piece was cut out in parallel with the molding direction, and the bending strength, bending strain and the number of cracks were measured in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 2. From Table 2, it can be seen that the molded article of the present invention has large bending strength and bending strain and is excellent in toughness.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 14/00 - 28/36 D06M 15/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 14/00-28/36 D06M 15/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】表面処理剤を付着させたアクリル系繊維と
水硬性物質とからなる成形品において、曲げ破壊したと
き引張側で少なくとも3個のクラックが発生することを
特徴とする繊維補強水硬性成形品。
Claims: 1. A fiber-reinforced hydraulic property in which a molded article comprising an acrylic fiber and a hydraulic substance to which a surface treatment agent is adhered, at least three cracks are generated on the tensile side when subjected to bending fracture. Molding.
【請求項2】表面処理剤が、酸化ポリエチレン系化合物
であることを特徴とする請求項1記載の繊維補強水硬性
成形品。
2. The fiber-reinforced hydraulic molded article according to claim 1, wherein the surface treating agent is a polyethylene oxide compound.
【請求項3】表面処理剤が、変性フッソ樹脂であること
を特徴とする請求項1記載の繊維補強水硬性成形品。
3. The fiber-reinforced hydraulic molded article according to claim 1, wherein the surface treating agent is a modified fluoro resin.
【請求項4】アクリル系繊維が、アクリロニトリル系重
合体を乾湿式紡糸することによって得られ、かつ引張強
度が少なくとも10g/d、弾性率が少なくとも180
g/dおよび結節強度が少なくとも1.9g/dのもの
であることを特徴とする請求項1記載の繊維補強水硬性
成形品。
4. An acrylic fiber obtained by dry-wet spinning an acrylonitrile polymer and having a tensile strength of at least 10 g / d and an elastic modulus of at least 180.
The fiber-reinforced hydraulic molded article according to claim 1, wherein the molded article has a g / d and a knot strength of at least 1.9 g / d.
【請求項5】水硬性物質とアクリル系繊維を用いて繊維
補強水硬性成形品を製造するにあたり、アクリル系繊維
として水硬性物質との接着力を弱める表面処理剤を付着
せしめたアクリル系繊維を用いることを特徴とする繊維
補強水硬性成形品の製造方法。
5. In producing a fiber-reinforced hydraulic molded article using a hydraulic substance and an acrylic fiber, an acrylic fiber to which a surface treatment agent for weakening the adhesive force with the hydraulic substance is attached as the acrylic fiber. A method for producing a fiber-reinforced hydraulic molded product, which is used.
【請求項6】表面処理剤が、酸化ポリエチレン系化合物
であることを特徴とする請求項5記載の繊維補強水硬性
成形品の製造方法。
6. The method according to claim 5, wherein the surface treating agent is a polyethylene oxide compound.
【請求項7】表面処理剤が、変性フッソ樹脂であること
を特徴とする請求項5記載の繊維補強水硬性成形品の製
造方法。
7. The method for producing a fiber-reinforced hydraulic molded article according to claim 5, wherein the surface treating agent is a modified fluoro resin.
【請求項8】アクリル系繊維が、アクリロニトリル系重
合体を乾湿式紡糸することによって得られ、かつ引張強
度が少なくとも10g/d、弾性率が少なくとも180
g/dおよび結節強度が少なくとも1.9g/dである
請求項5記載の繊維補強水硬性成形品の製造方法。
8. An acrylic fiber obtained by spin-drying an acrylonitrile-based polymer, and having a tensile strength of at least 10 g / d and an elastic modulus of at least 180.
The method for producing a fiber-reinforced hydraulic molded product according to claim 5, wherein the g / d and the knot strength are at least 1.9 g / d.
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