JPH01305841A

JPH01305841A - 炭素繊維強化セメント用シート状成形中間体

Info

Publication number: JPH01305841A
Application number: JP13623288A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kogo; 向後　泰雄; Takashi Haruta; 春田　孝史
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1988-06-02
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1989-12-11
Anticipated expiration: 2009-04-06
Also published as: JPH0625020B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、炭素１１ｉ１１ｆを強化材としセメント組成
物をマトリックスとする硬化部材を製造するノζめの、
炭素繊維強化セメント用シート状成形中間体に関する。

（従来技術及びその問題点〕近年、セメント組成物の補強材として、比強度、比弾性
率が高く耐桑品性、耐食性が層れていることから、炭素
繊維が注目を浴びている。

炭素ＩＩ維でセメントを補強する方法としては、短繊維
を用いる方法と長繊維を用いる方法がそれぞれ知られて
Ｃ）る。

長繊維を用いる方法のうち、炭素繊維の長繊維を引き揃
えセメント水ペーストを含浸させたシート状成形中間体
は、セメント水ペースト自体に粘首性がないことと相俟
って長繊維が一方向に引き揃えられているため、シート
幅方向の強度が低く繊維間隔が広くなってしまう、いわ
ゆる目開きを生じ易く、取り扱い性に劣るという問題が
ある。

（発明の目的）本発明は、上述のごとき問題点を解消したものであって
、長繊維を用いた炭素繊維強化セメントを得るため、炭
素繊維を強化材としセメント組成物をマトリックスとす
る、取り扱い性に侵れたシート状成形中間体を提供する
ものである。

（発明の構成及び作用）本発明は下記のとおりである。

（１）セメント水ペーストを含浸した一方向配向炭素繊
維シートと、セメント水ペーストを含浸した織物又は不
織布とが、一体積層構造を形成し、且つ、両面を水不透
性フィルムで被覆した炭素ｍ維強化ヒメント用シート状
成形中間体。

（２）炭素繊維目付が５０〜５００ｇ／ｍ　’　、成形
中間求項（１）記載の炭素繊維強化セメント用シート状
成形中間体。

（３）織物又は不織布が、ガラス１１１Ｎ、鋼繊維。

炭素繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエ
チレン１ｌｉ（［、アラミド繊維、アクリル繊維、ナイ
ロン４ＪＩｍ、ポリエステル繊維からなり、且つ、繊維
目付が１０〜３０００／ｍ　’である請求項（１）記載
の炭素繊維強化セメント用シート状成形中間体。

本発明によると、一方向配向炭素繊維に粘着性のないセ
メント水スラリーがマトリックスとして含浸しているに
もかかわらず、織物又は不織布との積層構造であるため
、幅方向の強度が高く取り扱い性に優れ、目開きがない
。しかも、表面を該中間体を利用するまで水不透性フィ
ルムにて被覆しているため、成形特積層した場合にも、
積層面での接着性に優れている。

本発明において炭素繊維は、従来既知の方法で製造され
た炭素！！帷（黒鉛繊維を含む）であり、アクリロニト
リル系、ピッチ系、セルロース系等いずれでもよく、特
に制限されない。

本発明において織物又は不織布は、ガラス繊維、鋼ＩＩ
Ｉ、炭素繊維、ビニロン１１雑、ポリプロピレン繊維、
ポリエチレン４１帷、アラミド繊維、アクリル４１雑、
ナイロン繊維、ポリエステルｍ維等の織物又は不織布で
あり、Ｉｌｌ回目付１０〜３００ｇ／　ｔｉ　’のもの
が望ましい。

繊維目付が１０！Ｊ／ｍ’未満であると、該中間体の目
開き防止又は取り扱い時の形態保持が困難になるため、
織物又は不織布を用いる効果が小さくなる。

繊維目付が３００ｇ／ｍ　’超になると、織物又は不織
布に対してセメント水ペーストが含浸しにくくなるため
、該中間体を積層し成形したときの機械特性が劣るよう
になる。

本発明においてヒメント水ペーストは、水、混和材（例
えばシリカヒユーム、フライアッシュ、着色材、ポリマ
ー等）また、混和剤（例えば減水剤、流ｖＪ調整剤、遅
延剤、起泡剤等）を混練してなるものである。

混線する時の組成は、水セメント比２５〜６０％の範囲
内が好ましい。

水不透性フィルムは、ポリオレフィン系フィルム、防湿
セロファン、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィル
ム等の水不透性フィルムであり、フィルムの厚さは特に
制限されない。

水不透性フィルムは、成形時に引き剥がされる。

積層パターンとしては、一方向炭水繊維シートと織物又
は不織布との積層を任意の構成とすることができる。

セメント水ペーストを含浸した状態での重量比で一方向
炭素繊維シート　１に対し織物又は不織ｒｌｉｏ、１〜
０．３の割合で積層するのが好ましい。

成形中間体の１団は２５０〜１００００ｇ／ｍ　’であ
り、炭素ｌ１ｔＩｔ１目付は５０〜５００ｇ／ｍ　”　
Ｔアル。

炭素繊維の含有率は５〜３０重量％の範囲が好ましい。

５工ロ量％未満であると、炭素繊維強化セメント成形物
への機械的１）性の寄与が小さく、また、セメントの硬
化収縮に抗しきれず、クラックが介（トする場合があり
、好ましくない。３０ルケ％超になると、成形中間体と
してのハンドリング性例えば粘着性、積居時密着性が乏
しくなり好ましくない。

本発明のシート状成形中間体は、６機繊維や無機繊維を
用いた不織布又は織物と一体積層構造を形成しているた
め、シート状であるにもかかわらず、炭素繊維セメント
ペーストが動きにくく繊維の蛇行を防ぎ、部分的に炭素
繊維が存在１！′ず空洞となるところの、目開きがなく
取り扱い性に滑れている。

炭素Ｉ！帷は一方向に配向した連続長繊維であり、所定
の寸法にカッｌ−した形で又はロールに巻いた形で得る
ことができる。

本発明の成形中間体は、これを所定のｊ法形状に裁断し
、必要に応じて積層し１．−後成形中間体に含まれるセ
メント組成物水スラリーの水和反応を進めることにより
、最終的に炭素繊維強化セメント成形物が得られる。

中間体積層時に必要に応じて炭素繊維の配向第１図は、
本発明のシート状成形中間体の断面概念図を示したもの
である。

第２図及び第３図は、本発明のシート状成形中間体を製
造する工程の１例を示す概念図である。

第１図（イ〉〜（ニ）は、セメント水ペーストを含浸し
た一方向配向炭素繊維シートと織物又は不＃Ａ布との積
層態様を示したものである。

第１図〈イ）〜（ニ）において、１は水不透性フィルム
、２はセメント水ペーストを含浸した一方向配向炭素繊
維シー１−１３は同じく織物又は不織布である。

第２図は第１図（ハ）に示した態様の本発明成形中間体
を製造する場合の工程概念図を示したものである。

第、４匍は、本発明成形中間体製造工程の概念図である
。クリールスタンド（第２図に図示）から供給された炭
素繊維束５は、６の炭素繊維走行位置規制のため溝ロー
ラーで引き揃えられ　（整１ヘウされ、７のセメント水
ベース１へ浴に導かれる。

このペースト浴において、炭素繊維束の走行方向に対し
て直角に６の溝ローラーに対応する複数の炭素繊維束開
繊バー８の間ごとに織物又は不織布を介在させることに
より、織物又は不織布と一体積層構造を形成した脚本繊
維強化レメント用シート状成形中間体が得られる。

ペースト浴出側には開繊バーと平（ｊに９の方向転換バ
ーが配置されている。

ここで開繊バーのそれぞれから誘導されたピ　（メン１
−水ペーストを含浸した炭素繊維の薄いシート状物は、
重なり一体化したシート状成形中間体となる。そして、
１０のローラーにて　１の被覆フィルムを密着させる。

第１図（ハ）における２、３は、それぞれ第２図の炭素
繊維束５にセメント水ペーストを含浸した２及び１１の
織物又は不織布にセメント水ペーストを含浸した３に相
当する。

発明の効果〕本発明の炭素繊維強化ヒメント用シート状成形中間体は
、形態保持性に優れ、素材としても好適である。

また、該中間体の両面を水不透性フィルムで被覆してい
るため、該中間体の組成の１つである水分が蒸発せず好
ましい。

特にこの中間体を所定の寸法に切断し、所定の炭素ｍ雑
配向に積層する際の取り扱い性に優れている。

得られた成形物の機械特性にも優れている。

□実施例）実施例１繊維走行位置規制用溝ローラーと当該ローラーに対応し
た開繊バー間に支持材が挿入できるよう支持材供給装置
をセットした。

織物としては、繊維目付５０ｇ／ｌ１１２のガラスクロ
スを用いた。

セメントとして、超微粉高炉系セメント（平均粒径４μ
ｍ＋）１００１ｉ１部、シリカフニーム（粒径０．１〜
２μｏ＋）２０重量部、高性能減水剤として、ナフタリ
ンスルホン酸塩高縮合物１重量部及び水４８重間部を、
それぞれ計量混練して調製したセメント水ペーストを溝
ローラーに対応する５列の開繊バーを有するペースト浴
に入れた。ここに　１２０００本のフィラメントからな
る炭素繊維束と支持材供給ワインダーより支持材である
ガラスクロスをペースト浴へ導入し、また、セメント水
ペーストを含浸させペースト浴後部の方向転換バーで各
開繊バー毎の炭素繊維シートとガラスフ【］スを重ね合
せ、更にペースト浴出側のスクイズバーで過剰のペース
トを除去した。

この時スラリー浴入側の炭素繊維束には、２００〜３０
０ｍａ／ｄの張力がかかつており、各炭素１ｌＩＩＩｉ
束は開繊バーの位置で幅が１３〜２０ｍｍであつＩ〔。

続いてセメント水ペーストが含浸した炭素繊維シートの
両面にポリエステルフィルムを供給密着させ、キャタピ
ラ−式引取機で引き取り炭素繊維を強化材としセメント
組成物をマトリックスとするシート状成形中間体を得た
。

この中間体は、厚さが１．４１１１１Ｉｌであり、炭素
繊維目イ寸が１９０ｇ／ｍ　’　、ｆｆ１ｌが２９００
ｏ　／ｍ　’　、そして炭素繊維重量含有率が１％であ
った。また、この中間体には目開きは存在しなかった。

この中間体３枚を炭素繊維の配向が一方向になるよう積
層し、プレス成形機で１ｋｇ　／ｃｍ’の圧力下２３℃
の室温で２４時間水和反応を進め、一方向強化炭素ＩＩ
帷ヒメント複合材の板を成形した。続いてこの板を６０
℃の温水中に４８時間浸漬養生した。

得られた成形板は炭＊ｍｍの配向の乱れや層間のボイド
もなく良好であった。板の厚さは４．１ｍ１１１で炭素
繊維体積含有率は１．９％であった。

この板の強度を３点曲げ法（スパン／厚さ比−３２）で
測定したところ、２９．５ｋ＜１／ｆｆ１ｍ’　テあり
、優れた機械特性を有していたる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のシート状成形中間体の断面概念図で
ある。第２図及び第３図は、本発明のシート状成形中間体を製
造する工程の１例を示す概念図である。第１〜３図において符号は次の意味である。１：中間被覆フィルム、２：セメント水ペーストを含浸
した炭素繊維束、３：セメント水ペーストを含浸した織
物又は不織布、４：クリール、５：炭Ｗ：繊維束、６：
炭素繊維走行位置規制溝ローラー、７：セメント水ペー
スト浴、８：開繊バー、９：方向転換バー、１０：被覆
フィルム密着ローラー、１１：ｌｉｉ物又は不織布、１
２：引取りローラー特許出願人　　東ＩＣレーヨン樟八会社代理人弁理１　
　　土　居　三　部第１図（ロ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セメント水ペーストを含浸した一方向配向炭素繊
維シートと、セメント水ペーストを含浸した織物又は不
織布とが、一体積層構造を形成し、且つ、両面を水不透
性フィルムで被覆した炭素繊維強化セメント用シート状
成形中間体。
（２）炭素繊維目付が５０〜５００ｇ／ｍ＾２、成形中
間体の重量が２５０〜１０，０００ｇ／ｍ＾２であり、
且つ、炭素繊維重量含有率が５〜３０％である請求項（
１）記載の炭素繊維強化セメント用シート状成形中間体
。
（３）織物又は不織布が、ガラス繊維、鋼繊維、炭素繊
維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン
繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポ
リエステル繊維からなり、且つ、繊維目付が１０〜３０
０ｇ／ｍ＾２である請求項（１）記載の炭素繊維強化セ
メント用シート状成形中間体。