JPH03150242A - セメント強化用炭素繊維 - Google Patents
セメント強化用炭素繊維Info
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- JPH03150242A JPH03150242A JP1286443A JP28644389A JPH03150242A JP H03150242 A JPH03150242 A JP H03150242A JP 1286443 A JP1286443 A JP 1286443A JP 28644389 A JP28644389 A JP 28644389A JP H03150242 A JPH03150242 A JP H03150242A
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Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、炭素繊維とセメントの均一な配合性と付着力
に優れ、セメント系複合材にした時に強度発現性の良好
な炭素＊ａ：を提供するものである。
に優れ、セメント系複合材にした時に強度発現性の良好
な炭素＊ａ：を提供するものである。
従来セメント類の水硬性粉体を用いた混練物は各種の建
築材料、土木材料に広く用いられている。このような混
練物を補強し、亀裂発生を防止するため、ａ雄材料を配
合することも行われてきた。しかし補強繊維として石綿
を用いることは、発癌性の点から好ましくなく、またガ
ラス繊維は耐アルカリ性が劣っているため、セメント中
でガラスｔｍｍ自体の強度が劣化するという欠点を持っ
ている。このため各種の有機繊維或いは耐アルカリガラ
ス等が強化材として検討されているが、有機繊維では耐
火性の点に問題があり、耐アルカリガラスに用いても、
セメント等のアルカリ性環境下では、長期間使用すると
強度が低下するという問題がある。そこで耐熱性、耐薬
品性に優れた炭素Ｐｉ維が注目されすると均一に分散し
にくく、さらに均一な分散を得るため強度に攪拌を行う
と、繊維の切断が起ったり、ファイバーボールと呼ばれ
る繊維の毛羽だまりができてしまい、補強材として充分
な効果管発揮し得なかった。
築材料、土木材料に広く用いられている。このような混
練物を補強し、亀裂発生を防止するため、ａ雄材料を配
合することも行われてきた。しかし補強繊維として石綿
を用いることは、発癌性の点から好ましくなく、またガ
ラス繊維は耐アルカリ性が劣っているため、セメント中
でガラスｔｍｍ自体の強度が劣化するという欠点を持っ
ている。このため各種の有機繊維或いは耐アルカリガラ
ス等が強化材として検討されているが、有機繊維では耐
火性の点に問題があり、耐アルカリガラスに用いても、
セメント等のアルカリ性環境下では、長期間使用すると
強度が低下するという問題がある。そこで耐熱性、耐薬
品性に優れた炭素Ｐｉ維が注目されすると均一に分散し
にくく、さらに均一な分散を得るため強度に攪拌を行う
と、繊維の切断が起ったり、ファイバーボールと呼ばれ
る繊維の毛羽だまりができてしまい、補強材として充分
な効果管発揮し得なかった。
この問題を解決するため、ａ維補強材に界面活性剤を付
着させる方法（特開昭６０−９６５５４号）、炭素繊維
をスルホン化処理する方法（特開昭ｄｏ−１３７１１１
６０号）、セメントに減水剤を混入する方法（特開昭６
１−２５６６４６号）、炭素繊、ＩＩＩＩＣラテックス
コーティングを行う方法（特開昭６２−１０８７５５号
）、アルカリ金属またはアルカリ土金属の塩化物を混入
する方法（特開平１−１４１８５２号）、硫酸またはチ
オ硫酸塩を混入させる方法（特開平１−１４１８５３号
）等が提案されている。
着させる方法（特開昭６０−９６５５４号）、炭素繊維
をスルホン化処理する方法（特開昭ｄｏ−１３７１１１
６０号）、セメントに減水剤を混入する方法（特開昭６
１−２５６６４６号）、炭素繊、ＩＩＩＩＣラテックス
コーティングを行う方法（特開昭６２−１０８７５５号
）、アルカリ金属またはアルカリ土金属の塩化物を混入
する方法（特開平１−１４１８５２号）、硫酸またはチ
オ硫酸塩を混入させる方法（特開平１−１４１８５３号
）等が提案されている。
しかし、炭素ｉａａのスルホン化処理は処理に長時間を
要し、また炭素繊維と各種の化合物を付着させる方法ま
たはセメントに化合物を混入させる方法は炭素繊維とそ
の化合物が反応しないので付着力の改善性に劣るという
問題点があった。
要し、また炭素繊維と各種の化合物を付着させる方法ま
たはセメントに化合物を混入させる方法は炭素繊維とそ
の化合物が反応しないので付着力の改善性に劣るという
問題点があった。
そこで本発明は上記従来の問題点に鑑み、炭素繊維とセ
メントの均一な分散性及び炭素繊維とセメントの付着力
を効率的にしかも効果的に解決した炭素繊維を提供する
ものである。
メントの均一な分散性及び炭素繊維とセメントの付着力
を効率的にしかも効果的に解決した炭素繊維を提供する
ものである。
即ち、本発明の要旨は炭素繊維をアミノシランカップリ
ング剤処理したセメント用炭素繊維である。
ング剤処理したセメント用炭素繊維である。
本発明の炭素＃］Ｉ維は、Ｉリアクリルニトリル（以下
ＰＡＮと略記）またはピッチを主成分とするプレカーサ
ーを焼成し工なる弾性率ｓ ｔ／ｌＫ／以上、強度５０
ｋｌｉＦ／■２以上の炭素繊維であり、好ましくは弾性
率２０ ｔ／ｗ”以上、強度１００ｋｌ？／、。”以上
の炭素繊維である。
ＰＡＮと略記）またはピッチを主成分とするプレカーサ
ーを焼成し工なる弾性率ｓ ｔ／ｌＫ／以上、強度５０
ｋｌｉＦ／■２以上の炭素繊維であり、好ましくは弾性
率２０ ｔ／ｗ”以上、強度１００ｋｌ？／、。”以上
の炭素繊維である。
本発明のアミノシランカップリング剤は下記の一般式（
１３であられされるものである。
１３であられされるものである。
ＹＲ８１１，−−−−−（１）
こむでＸ＃ｉ、ケイ素原子に結合している加水分解基で
あり、０４ ｏｃａｓ、 ＯＯｓＨ＠１．００．Ｈ，Ｏ
ＣＲ，。
あり、０４ ｏｃａｓ、 ＯＯｓＨ＠１．００．Ｈ，Ｏ
ＣＲ，。
００００Ｈ，、Ｎ（ｃａ、 ）を等である。
ここでＹＲは、Ｍ馬０．Ｈ，，ＮＨ，Ｃ，Ｈ４ＮＩＩＩ
Ｏ，Ｈ・。
Ｏ，Ｈ・。
ＭＨ，ＣＯＮＨＯｓＨ１等である。
一般式（１）で示される化合物の例としては、ｒーアミ
ノプロビルトリメトキシシラン、Ｈ−βー（アミノエチ
ル）−γ−アミノプロピルトリエトキシンラン、γ−ニ
レイドプロピルトリエトキシシラン等を挙げることがで
きる。
ノプロビルトリメトキシシラン、Ｈ−βー（アミノエチ
ル）−γ−アミノプロピルトリエトキシンラン、γ−ニ
レイドプロピルトリエトキシシラン等を挙げることがで
きる。
アミノシランカップリング剤は、炭素繊維表面の水酸基
と反応して炭素を１１ｍと強固な結合をし且つアミノ基
によりセメントとの接着力を侭固なものにし、しかもア
ミノシランカップリング剤が水溶性であれば、炭素繊維
とセメントの分散性を改良する働きがある。
と反応して炭素を１１ｍと強固な結合をし且つアミノ基
によりセメントとの接着力を侭固なものにし、しかもア
ミノシランカップリング剤が水溶性であれば、炭素繊維
とセメントの分散性を改良する働きがある。
また炭素ａＩＩｌｉにアミノシランカップリング剤処理
した後界面活性剤を塗布しても良い。
した後界面活性剤を塗布しても良い。
界面活性剤は、セメント系スラリーに空気を連行シセメ
ントのツーカビリテイを増加させるム２剤（ａｉｒ−ｅ
ｎｔｒａｉｎｉｎｇ ａｄｍｉｘｔｕｒｅ） Ｋ用い
られるアルキルベンゼンスルホン［１、アルキルスルホ
ン酸トリエタール等、またはセメント粒子を水中和分散
させやすくする分散剤（減水剤）に用いられるリグニン
スルホン酸塩、オキＶカアルコール、アルキルベンゼン
スルホン酸ソーダ系のものをいう。
ントのツーカビリテイを増加させるム２剤（ａｉｒ−ｅ
ｎｔｒａｉｎｉｎｇ ａｄｍｉｘｔｕｒｅ） Ｋ用い
られるアルキルベンゼンスルホン［１、アルキルスルホ
ン酸トリエタール等、またはセメント粒子を水中和分散
させやすくする分散剤（減水剤）に用いられるリグニン
スルホン酸塩、オキＶカアルコール、アルキルベンゼン
スルホン酸ソーダ系のものをいう。
酸化処理を行ってｂない炭素繊維表面には、通常、水酸
基が少ないが、炭素ａｍの焼成の方法によっては（例え
ば、焼成温度を低くして製造する方法）、水酸基が多く
つｂた炭素繊維を製造することができる。しかしＰＡｌ
ｉ系炭素繊４” で炭素繊維の表面の水酸基は少なく、酸化処理を行って
表面に酸素官能基を導入する方がｙランカップリング剤
と反応しやすい。
基が少ないが、炭素ａｍの焼成の方法によっては（例え
ば、焼成温度を低くして製造する方法）、水酸基が多く
つｂた炭素繊維を製造することができる。しかしＰＡｌ
ｉ系炭素繊４” で炭素繊維の表面の水酸基は少なく、酸化処理を行って
表面に酸素官能基を導入する方がｙランカップリング剤
と反応しやすい。
炭素繊維の酸化処理は、樹脂をマ） リツクスとする複
合材に使用される戻素繊１ａＫ−般的に行れている空気
酸化処理方法、オゾン酸化処理方法、電解酸化処理方法
などで行うことができる。
合材に使用される戻素繊１ａＫ−般的に行れている空気
酸化処理方法、オゾン酸化処理方法、電解酸化処理方法
などで行うことができる。
アミノシランカップリング剤は、炭素繊維表面と反応さ
せるため、好ましくは［１１〜ｔｏｗｔ４付着させるの
が良い。さらに好ましく＃ｉ１１５〜Ｓ ｗｔ憾付着さ
せるのが良い。
せるため、好ましくは［１１〜ｔｏｗｔ４付着させるの
が良い。さらに好ましく＃ｉ１１５〜Ｓ ｗｔ憾付着さ
せるのが良い。
本発明の炭素繊維が対象とするセメントは、ポルトラン
ドセメント、白色タルトランドセメント、アルミナセメ
ント等の水硬性セメントである。
ドセメント、白色タルトランドセメント、アルミナセメ
ント等の水硬性セメントである。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
引張り強度３ｓｏｋｙ／■２、引張り弾性率２４ｔ／ｗ
ａｓ”のノンサイズの炭素繊維をｒ−ユレイドプロビル
トリエトキｙｙラン１４水溶液に浸漬した。その後１５
０℃、５分間で加熱処理した。
ａｓ”のノンサイズの炭素繊維をｒ−ユレイドプロビル
トリエトキｙｙラン１４水溶液に浸漬した。その後１５
０℃、５分間で加熱処理した。
この炭素繊維を６鱈の長さにカットし、水／セメント／
メチルセルロース１００１５０／α５重量比の混合物忙
加え混合した。この混合物を５０Ｘ３Ｇｃｍの型枠に流
込み、成形した。養生は水中２０℃１日、水中５０℃２
日行った。仁のサンプルを４Ｘ１５５１に切断して曲げ
試験を行った。曲げ強度は１ フ ５ ｋｇ／ｅｘ”で
あった。
メチルセルロース１００１５０／α５重量比の混合物忙
加え混合した。この混合物を５０Ｘ３Ｇｃｍの型枠に流
込み、成形した。養生は水中２０℃１日、水中５０℃２
日行った。仁のサンプルを４Ｘ１５５１に切断して曲げ
試験を行った。曲げ強度は１ フ ５ ｋｇ／ｅｘ”で
あった。
実施例２
表１に示す条件以外は、実施例１と同様の条件で成形し
たときの物性を表１に示す。
たときの物性を表１に示す。
表 １
Ｖランカップリング剤 曲げ一度ト ｙ−ア
ミノプロピルトリメトキンシラン １ フ ０ｋｐ／
ｃ／閂 プロピルトリハキＶｙラン ＋ １８０ ■
〔効果〕 本発明は、炭素繊維を適正に処理することによってセメ
ントに配合したとき成形体の曲げ強度を大巾に向上せし
めるものであり、壁材、石綿セメント代替材料、構造材
料等の建築材料、土木材料として優れた性能を発揮する
。
ミノプロピルトリメトキンシラン １ フ ０ｋｐ／
ｃ／閂 プロピルトリハキＶｙラン ＋ １８０ ■
〔効果〕 本発明は、炭素繊維を適正に処理することによってセメ
ントに配合したとき成形体の曲げ強度を大巾に向上せし
めるものであり、壁材、石綿セメント代替材料、構造材
料等の建築材料、土木材料として優れた性能を発揮する
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭素繊維をアミノシランカップリング剤処理したセ
メント強化用炭素繊維 ２、アミノシランカップリング剤が水溶性である請求項
１記載の炭素繊維 ３、処理する炭素繊維が酸化処理された炭素繊維である
請求項１記載の炭素繊維
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1286443A JP2934886B2 (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | セメント強化用炭素繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1286443A JP2934886B2 (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | セメント強化用炭素繊維 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03150242A true JPH03150242A (ja) | 1991-06-26 |
| JP2934886B2 JP2934886B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=17704457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1286443A Expired - Lifetime JP2934886B2 (ja) | 1989-11-02 | 1989-11-02 | セメント強化用炭素繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934886B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015031737A1 (en) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | Dow Corning Corporation | Coated fibre and concrete composition comprising the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6385174A (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-15 | 株式会社島津製作所 | 強化用繊維の製造法 |
| JPS63195156A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-12 | 恒和化学工業株式会社 | 高強度セメント硬化体の製造方法 |
-
1989
- 1989-11-02 JP JP1286443A patent/JP2934886B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6385174A (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-15 | 株式会社島津製作所 | 強化用繊維の製造法 |
| JPS63195156A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-12 | 恒和化学工業株式会社 | 高強度セメント硬化体の製造方法 |
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| WO2015031737A1 (en) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | Dow Corning Corporation | Coated fibre and concrete composition comprising the same |
| US9850165B2 (en) | 2013-08-29 | 2017-12-26 | Dow Corning India Private Limited | Coated fibre and concrete composition comprising the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2934886B2 (ja) | 1999-08-16 |
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