JPH0474741A - 水硬物質用繊維補強材およびその製造方法 - Google Patents

水硬物質用繊維補強材およびその製造方法

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JPH0474741A
JPH0474741A JP18319790A JP18319790A JPH0474741A JP H0474741 A JPH0474741 A JP H0474741A JP 18319790 A JP18319790 A JP 18319790A JP 18319790 A JP18319790 A JP 18319790A JP H0474741 A JPH0474741 A JP H0474741A
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JP
Japan
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melting point
resin
reinforcing material
fiber
inorganic fine
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JP18319790A
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English (en)
Inventor
Makoto Shindo
進藤 真
Ryosuke Kamei
亀井 良祐
Takeshi Sano
毅 佐野
Takaya Inoue
井上 孝也
Teruyuki Sato
佐藤 輝行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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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、セメント、石膏等の水硬性物質の補強用に使
用する新規な合成樹脂系繊維補強材及びその製造法に関
する。
[従来の技術] 水硬性物質としては、石膏やセメントがある。
特にセメントは古くから川砂利、川砂等の骨材と練り混
ぜられてコンクリートとし、土木、建築等の分野に広く
利用されている。
これらの分野に、またスレート等の析類、コンクリート
管、ボール類、コンクリート瓦、レンガ等のセメント製
品として繊維質材料(そのほとんどがアスベスト=クリ
ックイル)を添加したセメント製品が広く使用されてい
た。
アスベストは湿式方法又は乾式方法のいずれの方法によ
っても水やモルタルに親和性、混和性に冨み、その製品
はアスベストを混入しないセメント製品に比して軽量化
出来るだけでなく、破壌強度が向上し、脆性も大幅に改
良される等優れた水硬物質用補強材であった。
しかし、近年に至りアスベストは人体の健康に対し極め
て有害な物質であるとされ、我国においても関係官庁の
行政指導、石綿セメント製品メカ−(スレート協会)業
界の自主規制により建材、建設、セメント製品製造の分
野においてアスベストを使用しない方針が出され、アス
ベストに代わる水硬物質用繊維補強材の開発が必要とな
ってきた。
このアスベストに代わるセメント補強材として、ポリビ
ニルアルコール繊維、ポリプロピレン繊維、アクリロニ
トリル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等の合
成繊維、バルブ、麻、綿等の天然繊維、炭素繊維、耐ア
ルカリガラスファイバー等無機質の繊維等が提案されて
いるが、それぞれ一長一短があり、水硬物質補強材とし
ての製品性能に与える影響ばかりでなく、工程上生産性
等に問題がある。
例えば、合成繊維を使用するときは繊維単独の強度はア
スベストより遥かに高い繊維を得ることが出来るが、そ
の殆どが撥水性であること、比重がモルタルの半分以下
であって、混和の場合に均一に分散させることが困難で
あり、生産性を低下させる問題がある。その他、表面が
平滑で繊維が簡単に引き抜け、繊維強度に比しアスベス
ト使用のとき程セメント製品の補強効果は高くならない
この対策として、表面を親水化する方法、繊維をフィブ
リル化する方法、不織布の形にして使用する方法等多く
の提案があるが、根本的な解決とはなっていない。
天然繊維は合成繊維の場合よりは混和性、親和性はよい
が、天然物であるため腐敗老朽は避けられず、どちらか
といえばその殆どが半永久的な製品分野へ使用されてい
る水硬物質用繊維補強材としては問題があり、使用可能
な分野は短期的な使用分野又は腐敗の起こらない環境へ
の使用等ごく限られた分野の補強材に制限される。
一方、無機質の繊維は腐敗しない点では問題はないが、
アスベストに比して高価であること、ヌケ易いため補強
効果はアスベストより低い等広く使用するには未だ未解
決の問題を包含している。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は安価に生産できること、セメントモルタルとの
親和性が高いこと(モルタルとの混和が容易であり、生
産性を阻害しないこと)、補強効果があること韓種々の
要求を満たす水硬物質用繊維補強材(以下、補強材とい
う。)の開発を目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは上記の目的を満たす補強材の研究を行ない
、その開発に成功したものである。
すなわち、洟融紡糸能を有する高融点熱可塑性樹脂r以
下、高融点樹脂という。)からなる繊維、その全面又は
一部を被覆した低融点合成樹脂(以下、低融点樹脂とい
う、)層及び主として低融点合成樹脂層に接着又は付着
した無機微粒子からなる水硬物質用繊維補強材に関する
更に、少なくとも一方の面が低融点樹脂層からなる、高
融点樹脂の少なくとも一つの層と低融点樹脂の少なくと
も一つの層からなる積層体を開繊することにより製造さ
れた繊維の表面に、無機微粒子を付着させた後低融点樹
脂の融点近傍まで加熱して、接着または付着させるか、
または積層体に無機微粒子を接着又は付着させた後に繊
維化することを特徴とする補強材の製造方法に関する6
本発明において、高融点樹脂の融点は絶対的な高融点で
なく、低融点樹脂の融点に対して高温度であることであ
る。
材質としては熱可塑性樹脂であれば特に制限はないが、
紡糸性がありかつ繊維化したとき強度が高い結晶性の合
成樹脂が好ましい6 例えば、中・高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リビニルアルコール共重含体、アクリロニトリル共重合
体、メタクリロニトリル重合体、ポリエステル樹脂、ポ
リアミド樹脂等が挙げられる。
低融点樹脂としては、特別に親水性である必要はなく、
また高融点樹脂に比して低融点であれば良い。例えば低
密度ポリエチレン、中・高密度ポリエチレン、エチレン
−酢酸ビニル共重合体のごときエチレン系共重合体、ポ
リプロピレン、ハロゲン化ポリオレフィン、ポリウレタ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂などを挙げ
ることができる。融点、軟化点が高融点樹脂に比して1
0℃以上低いことが好ましい。
無機微粉子としては、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸
塩、岩石粉など水に不溶であり、セメント等の水硬性物
質の水硬反応を阻害しないものであり、月つ粒子径は微
粒子はど良いようであるが、一般には数100μm以下
、好ましくは10μm〜0゜1μmの粒径の微粒子であ
る。この場合、粒子径が小さいほど繊維との付着性がよ
く、かつセメント水和物との反応性が良好である。
10μm以上は反応性と付着性が問題であり、0.1μ
m以下は製造品としてあまり一般的でないものが多い。
酸化物としてはシリカ、アルミナ、酸化チタン等、水酸
化物としては水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等
、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の
塩、ミョウバン等の複合物、スラグ、マイクロシリカ、
ガラス粉、フライアッシュクレー、砂石、つオロストナ
イト、セビオライト等を挙げることができる。 この補
強材の強度は延伸、配向した高融点樹脂繊維により維持
され、該繊維の全部又は一部を低融点樹脂層被覆してい
る。
無機微粒子は主としてこの低融点樹脂層に接着又は付着
しており、またその一部は露出している高融点樹脂繊維
に接着又は付着していることもあり得る 高融点樹脂繊維の繊度は、製造法、材質、用途により変
更はあるが、ni織繊維しては約10〜5000デニー
ル(但し、開繊糸の如く広範囲の繊度の単繊維の集合し
たものでも良いので限定的なものではない、)である。
低融5占樹脂層は無機微粉子を繊維に接着又は付着でき
れば良いので、無機微粒子の粒径によりその好遡厚さは
変わり特定することは出来ないが、重量的に高融点樹脂
とほぼ等重量以下にすることが好ましい。
補強材中の高融点樹脂は充分配向され、伸度はともかく
引張り強度が充分に発揮できる繊維が好ましい。
補強材中の無機微粒子の割合は5〜50wt%、好まし
くは5〜20wt%である。5wt%以下では、補強材
としてセメント水和物等の親和性が悪く、20wt%を
越えると混和水比の増加によって水セメント比が増加し
強度が低下する。
この補強材は用途により短繊維、長繊維あるいは不織布
の形で使用できる。
本発明のような構成の繊維補強材は、セメンl−モルタ
ルとの親和性が高く、セメント製品の補強効果があり、
セメントとの混練り性に優れており、セメント製品の生
産性を阻害しない優れたものである。
この補強材は、製造法は特に限定されないが、性能的に
も本発明の目的を充分に達成でき、かつ生産性が高い開
繊糸を利用する方法が好ましい。
すなわち、高融点樹脂と低融点樹脂を共押出フイルム用
ダイスにより、少なくとも一方の面が低融点樹脂層、好
ましくは中間に高融点樹脂層を挟み、裏・表両面が低融
点樹脂層となるような積層体のフィルム原反を製造する
これを一軸に延伸し、スプリットローラー等により開繊
し、開繊糸を得る。
該開繊糸を無機微粒子を満たした槽中を通過させるか、
静電を付与して無機微粒子を付着する等任意の方法で開
繊糸に無機微粒子を付着させた後、低融点樹脂の融点開
始温度以上に設定された加熱帯を通過させることにより
無機微粒子を補強材表面に強く固定する2 また、無機微粒子と繊維(フィルムでも可)の接着また
は付着は、ヒートローラー等のように直接加熱しながら
その表面に無機微粒子を供給し接着する方法、無機微粒
子が分散又は撒布される加熱空気浴槽中を繊維を通過さ
せる方法算任意の方法を採用できる。
この場合、融着していることは最も好ましいが、融着し
ていなくとも手で触れた程度では簡単に脱落しなければ
よいので接着又は付着と表現しであるが、融着していて
も、また融着していなくとも良い。
なお、この加熱工程で高融へ樹脂の分子配向が緩和され
る条件を採用したときは、冷延伸工程を加熱処理後に順
序を変更するか、または別の冷延伸工程を設けることに
より補強材の強度を高く維持することができる。
したがって、本発明の水硬物質用繊維補強材の一つの製
造方法は、第一に積層体を作ることは必要であるが、そ
の後の延伸、開繊、無機微粒子の接着又は付着工程は、
順序は補強材の性能を維持するため任意の順にして良い
。 本発明の補強材は、セメント等の水硬性化合物を含
む水性スラリーにアスベストに代えて添加するときは凝
集することなく、容易に均一に分散し、セメント製品の
補強効果を発揮する。
また、湿式方法でなく、原料をあらかしめ乾燥状態でよ
く撹拌し、使用に際して注水する乾式方法の場合にも使
用できる。
[作 用1 本発明の繊維補強材は安価であり、強度の高い合成繊維
の表面を低融点樹脂で被覆し、その表面に無機微粒子を
接着又は付着させた水硬物質用繊維補強材であり、有機
繊維の表面に無機微粉子を接着又は付着することにより
繊維表面に凹凸を設け、更に無機微粒子の親水性、セメ
ントモルタル等に対する親和性、無機微粒子とセメント
水和物との什学的結合により接合性を大きく改善し、モ
ルタルへの分散を大きく改良した点にある。
繊維自体も無機微粒子の接着又は付着したことにより、
また仮にそれらが脱落しても表面の凹凸は単繊維の場合
に比し大きくなっており、アンカー効果を発揮できるも
のであろ6 特に無機微粒子を表面に被覆された繊維は、その表面の
性質は無機微粒子の性質に近づき1合成繊維の撥水性を
失い、モルタルへの分散性が大きく改善され、成形の生
産性を高く維持できる。その結果、補強材としては合成
繊維の有する強度、無機微粉子のモルタルへの親和性を
有するため、セメント製品へ均一に分散し、そのため補
強効果も充分に発揮できることになる。
製造法としては、高融?3樹脂及び低融点樹脂からなる
フィルム積層体から開繊することにより得られる繊維に
無機微粉子を加熱接着又は付着せしめることにより、安
価にま、た容易に前記の補強材を製造できる7 [実施例] (実施例1) 直鎖状低密度ポリエチレン(LLD)/ポリプロピレン
rPP)/1.LDの3Ff7!からなる厚み250c
zm、幅400mmのラミネートフィルム(L L D
/P P/L L Dの厚みの比はl/3/1)の原反
を製造し、これを40mm幅にスリットした後、130
℃の熱ロールを用い、延伸速度50m/minで7倍に
延伸し、11.700デニールの延伸テープを製造した
この延伸テープを特殊スプリットロールにて開繊し、6
8デニールの単繊維からなり引張強度1.29g/d、
引張弓単性率36.6g/dを有する開繊糸を得た。こ
の開繊糸をシリカヒユームが充填された槽内を通過させ
、開繊糸に微粒子を均一に付着させた後に、開繊糸の外
層であるLLDの融点開始温度以上である150℃に温
度設定された熱風循環式オーブン内で、繊維に粉体を熱
接着させ、水硬物質用繊維補強材を得た。
(実施例2) 実施例1で得た開繊糸と粉体処理をしていない開繊糸を
5mmに切断し、評価を実施した。
なお、粉体処理を行なっj:開繊糸に付着したシノカヒ
ュームの量は約15wt%であった。
評価方法としては砂モルタルに太閤繊糸を投入し、分散
性及び補強効果について測定した。
補強効果の測定は曲げ強度及び引張強度の測定を実施し
た。
[材料] PC:普通ポルトランドセメント(日本セメント製) 8 、けい砂 鹿島産(ρ=2.64  FM=2.8
2吸水率=1.50%) 開繊糸(F)−粉体処理 有 冊 練り混ぜ水(W)  水道水 [配合] PC/S=1/2砂モルタル 繊維混入量  pcに対して3 w t%「混練1 容器にセメント1000gとけい砂2000gを入れ、
ハンドミキサーで空練りを約10秒行なった。その後、
注水(500g)L、2分間混練し、ブレーンモルタル
を練りあげる。
次に開繊糸(30glを少量ずつ入れミキサーで混練し
て分散を確認しながら混練した。なお、開繊糸を混入し
ないモルタルも併せで打設した。
練り上がり後、直ちにモルタル二連型枠(供試体40x
40x160mm、JIS  R5201に準拠)と引
張強度用ブリケット形(ASTM−C190に準拠)に
打設した。
モルタル二連型枠の供試体は曲げ強度用、引張強度用ブ
リケットモールドは引張強度用に供した。
なお、供試体製作はJIS  R5201とASTM−
C190に準拠した。
打設条件は温度20℃、湿度60%RHの室で行ない、
材乏1日で脱型し、試験日(材乏28日)まで湿空養生
槽(温度20℃、湿度90%RH)で養生を行なった。
所定の材乏後に、曲げ強度と引張強度の測定を実施した
「結果1 ■ 練り混ぜ 開繊糸の分散性及び親和性は、粉体処理の有無について
みると、粉体未処理品は練り混ぜ中にセメントペースト
のはじきが見られ、セメントペーストとの馴染の悪さが
目に付いた。粉体処理品はそのようなはじきが見られず
、セメントとの親和性向上に効果がある。
■ 曲げ強度と引張強度 本測定結果を表1に示す。
開繊糸を入れたモルタルは曲げ強度及び引張強度共に向
上し、特に粉体処理をした開繊糸を混入しt:モルタル
はより強度の向上が見られる。
また測定後のモルタルの断面を見ると、粉体処理をして
ない開繊糸はモルタルより引き抜けているが、粉体処理
をした開繊糸は糸自身で破断しており、セメント水和物
との付着性が良いことが判明した。
(以下余白) [発明の効果] 本発明の補強材は1合成繊維と無機微粒子を組み合わせ
ることにより1合成繊維の有する強度と無機微粒子の親
水性、モルタル等への分散性の優れたアスベスト代替補
強材を提供するものであり、工業的に安価で、アンカー
効果と共に化学結合力によってマトリックスの補強効果
を大幅に改善できる優れた補強材を提供するものである

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶融紡糸能を有する高融点熱可塑性樹脂からなる
    繊維、その全面又は一部を被覆した低融点合成樹脂層及
    び主として低融点合成樹脂層に接着又は付着した無機微
    粒子からなることを特徴とする水硬物質用繊維補強材。
  2. (2)無機微粉子の添加量が、補強材の5〜50wt%
    である特許請求の範囲第1項の水硬物質用繊維補強材。
  3. (3)少なくとも一方の面が低融点樹脂層からなる、高
    融点樹脂の少なくとも一つの層と低融点樹脂の少なくと
    も一つの層からなる積層体を開繊することにより製造さ
    れた繊維の表面に、無機微粒子を付着させた後低融点樹
    脂の融点近■まで加熱して、接着または付着させること
    を特徴とする補強材の製造方法。
  4. (4)少なくとも一方の面が低融点樹脂層からなる、高
    融点樹脂の少なくとも一つの層と低融点樹脂の少なくと
    も一つの層からなる積層体を製造し、これを一軸延伸し
    た後無機微粒子を接着又は付着せしめ、開繊することを
    特徴とする水硬物質用繊維補強材の製造方法。
  5. (5)少なくとも一方の面が低融点樹脂層からなる、高
    融点樹脂の少なくとも一つの層と低融点樹脂の少なくと
    も一つの層からなる積層体を製造し、この表面に無機微
    粉子を接着又は付着せしめた後、高融点熱可塑性樹脂の
    冷延伸温度において、延伸し、開繊することを特徴とす
    る水硬物質用繊維補強材の製造方法。
JP18319790A 1990-07-10 1990-07-10 水硬物質用繊維補強材およびその製造方法 Pending JPH0474741A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013103847A (ja) * 2011-11-11 2013-05-30 Univ Of Tokyo セメント混和材およびセメント組成物
JP2016523802A (ja) * 2013-06-21 2016-08-12 コンストラクション リサーチ アンド テクノロジー ゲーエムベーハーConstruction Research & Technology GmbH 複数の充填繊維を含むセメント系複合材料

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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