JPH0486202A - 繊維補強コンクリート製品の製造方法 - Google Patents

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」 この発明は絨毬、カーペットなどの織物（カーペット）
工場において、カーペットのパイル部を切断する際に生
じるカーペット屑を繊維補強材として使った繊維補強コ
ンクリート製品の製造方法に関するものである。

「従来の技術」 一般に、繊維補強コンクリートは、モルタル又はコンク
リート中に短い繊維状材料を一様に分散させて得られた
材料であって、コンクリート中に分散させた繊維状利料
により引張り強度やひび割れ強度を増すと共に、靭性を
高めて、コンクリートの有する脆さなどを改善したもの
である。

このような繊維補強コンクリートは、用いる繊維状材料
の種類によって、特性のみならず、製造方法から利用分
野まで異なる。たとえば繊維状材料としては、ヤング率
の太きいものを用いるほどひび割れ拘束能力が大きいの
で、一般に鋼繊維やガラス繊維が用いられる。一方、ナ
イロン、ポリプロピレン等の合成繊維ではヤング率が小
さいので（コンクリートの１／１０以下、調料の約１／
１００以下）、これを用いてもひび割れ拘束効果等の増
大は期待できないが、伸びが大きいので、耐衝撃性の改
善に対しては有効である。

従来、これら繊維状利料のうち鋼繊維とガラス繊維を使
ったコンクリートはプレーンコンクリートに比してその
特性が優れているために各種分野で実用に供されており
、またナイロン、ポリプロピレン繊維等合成繊維からは
靭性に優れた複金利料が得られるため、主として石綿セ
メント成型品における石綿（アスベスト）の代替品とし
ての利用が検討されるようになってきた。

「発明が解決しようとする課題」 本発明は前述した従来技術における次のような課題を解
決せんとするものである。

すなわち、近年では、アスベストの発癌性が問題となり
、アスベストの供給の問題、アスベストによる健康障害
などにより、アスベストに代わる繊維状材料を用いた代
替品の開発が要望されているが、例えばナイロン、ポリ
プロピレン繊維等の合成繊維では、未だコストが高く、
アスベストセメント成型品（製品）に代わる有効適切な
繊維補強コンクリート製品が得られないという課題があ
った。

そこで、本発明者等は、アスベストに代わる繊維状利料
を提供すべく、鋭意研究したところ、力−ペット工場に
おいてカーペラ１−のパイル部を切１Ｎする際に生じる
カーペット屑をコンクリート中に混ぜれば、コンクリー
トの強度、耐久性等を向上させることができ、ナイロン
、ポリプロピレンなどからなる短繊維状の合成繊維を安
価に手にいれることができ、産業廃棄物として扱われて
いたこれらカーペット屑の有効利用を図ることができ、
その結果、アスベストセメンＩ・に代わる有効適切なコ
ンクリート製品を得ることができる、との考えに至った
。

ところが、現在のところ、このようなカーペット屑をコ
ンクリート中に分散させたコンクリート製品を製造する
ための有効適切な方法が開発されていないのが実情であ
り、その開発が望まれていた。

本発明は前記事情に鑑みて提案されたもので、その目的
とするところは、前記のようなカーペット屑をコンクリ
ート中に均一に分散させた繊維補強コンクリート製品を
製造するための有効適切な製造方法を提供することにあ
る。

「課題を解決するための手段」 かかる目的を達成するために、本発明では、力−ペット
工場において、カーペットを構成するパイル部の先端部
分を切断して生じたカーペット屑を集め、このカーペッ
ト屑を、セメント、骨利、および必要な混和材料ととも
に粉末のまま空練りし、これに水を徐々に加えながら、
混練ミキサーで練り混ぜた後、練り混ぜたコンクリート
を押出成型機のホッパーに投入し、押出成型用のスクリ
ューで押し出しながら押出成型用ダイで所定の形状に押
し出し、これをその長さ方向に切１祈することを特徴と
するものである。

また、前記カーペット屑としては、剪毛機用シャーリン
グ機によってパイル部を剪毛して生じたものを用いるの
が、好ましい。

以下、本発明を繊維補強コンクリート製品を製造する場
合の工程に沿って詳しく説明する。

［カーペットのパイル部の切断工程］ まず、カーペットの製造工程で織り上がったカーペット
を、カーペットの最終的な仕」−げにおいて、パイル部
の長さを揃えるためにパイル部の先端部分を切断する。

この仕」こげにおけるパイル部の切断工程は、カーペッ
トを製品化する場合の最終的な工程の一つであり、パイ
ル部の面を揃え、かつ、縁部を切断することにより、大
きさの整ったカーペット製品を得るものである。

なお、パイル部の切断工程において、その表面の切断（
剪毛）には、剪毛機用シャーリング機が用いられ、この
シャーリング機のカッターによってパイル部先端が剪毛
されるものである。

［集塵工程〕 次いで、前記切断工程によって、カーペットのパイル部
の先端部分を切断して生じたカーペット屑を集塵工程に
より一つに集め、例えば、専用の容器などにまとめてお
く。

この集塵工程は、カーペット工場において、カペット表
面の基部（パイル部）の先端部分をカットすることによ
り生じるものをすべて集めるもので、カーペットの種類
によって集めたり、集めなかったりするものではなく、
カーペットを構成する繊維の種類を限定せずにカーペッ
ト屑を集めるものである。

したがって、本発明の繊組：補強コンクリートの主材と
なるカーペット屑には、カーペット工場から発生する繊
維状の屑すべてが用いられ、特にその種類、性質などは
限定されるものではない。ただし、通常は、剪毛桟用シ
ャーリング機によって剪毛されたカーペットの屑が主体
となる。

なお、カーペットのパイル部は、短繊維を紡績して糸状
にしたアクリル、ナイロン、ポリエステル、羊毛、レー
ヨンなどの糸、あるいは、連続フィラメント糸を嵩高加
工したナイロン、ポリプロピレンなどの糸が適用されて
いるため、そのパイル部の先端部分を切断して集められ
たカーペット屑は、カーペットを構成するこれらの繊維
によって変わるが、通常カーペット工場などではこれら
の繊維が屑状に絡み合った集合物となっている。

より詳しく説明すれば、カーペットは人間がその上で生
活するためのものであるから、見栄えのする外観や柔ら
かい弾発風合いが出るようにパイルを立毛状に植えつけ
ていることが多く、しかも人間や家具の重さによっても
倒れないように密集して植えつけられるので、カーペッ
トのパイル部を構成する単繊維のデニールは太く　（６
〜３０ｄ）、さらに合成繊維では異形断面にすることに
よってパイルの圧縮回復性がよくなるようにしである。

したがって、このようなパイル部の先端部分を切断する
ことにより生じるカーペット屑は、単繊維のデニールが
太く　（６〜３０ｄ）、さらに合成繊維では異形断面と
なっている。

特に、ナイロンやポリエステルなどの溶融紡糸法でつく
られる合成繊維は、好みの断面形が作りやすいので、回
復性に主眼をおいた三葉型、防染効果を付与した多角形
断面になっている。

また、カーペットのフェースヤーンは紡績糸や嵩高加工
したフィラメント糸が使われており、いずれの糸にも外
観をよくするために巻縮がつけられているため、そのカ
ーペスト屑も巻縮がつけられていることは言うまでもな
い。

また、紡績糸のフェースヤーンは、羊毛とナイロン混紡
のような異繊維混紡、異デニール混紡、異色綿ミックス
などにより構成されるので、これらのカーペット屑も、
結局は異繊維混紡、異デニル混紡、異色綿ミックスなど
により構成される。

［空練り工程］ 前記集塵工程により集められたカーペット屑は、次の空
練り工程によりセメント、骨材、および必要な混和劇料
とともに粉末のまま空練りし、これに水を徐々に加えな
がら、混練ミキサーで練り上げていく。

カーペット屑の量は、特に限定されるものではなく、製
品として必要とする強度に応じて配合すれば良い。

一方、カーペット屑とともに空練りされるセメントは、
一般に使用されている普通ポルトランドセメントなどが
適用され、また骨旧としては珪砂などが用いられる。な
お、これらの他に、混和側斜として、例えば、スラグ微
粉末、高性能減水剤、フライアッシュなどが配合されて
コンクリートの原料が製造される。

そして、これらの配合は、従来慣用されている配合方法
によれば良く、所要の強度、耐久性、水密性および作業
に適するワーカビリチーを持つ範囲内で単位水量をでき
るだけ少なくするように定める。

［押出成型工程コ 混練ミキサーで練り混ぜたコンクリートを押出成型工程
により、所定の形状に押し出し、これをその長さ方向に
切断してコンクリート成型品を得る。

押出成型工程においては、練り混ぜたコンクリートを押
出成型機のホッパーに投入し、押出成型用のスクリュー
で押し出す作業が実施され、これによりコンクリート中
にカーペット屑が均一に分散された繊維補強コンクリー
ト製品が得られるものである。

こうして得られたコンクリート成型品は、コンクリート
中にカーペットの繊維が、分散された状態で含まれてい
るため、１１１０デ破壊や引張強度の値が高くなり、こ
の結果、靭性が高くかつ引張強度、曲げ強度ならびにせ
ん断強度の高いコンクリート製品となり、アスベストセ
メント製品の代替品として有効適切なものとなる。

なお、通常、繊維類をモルタルやコンクリートに添加混
合させる時は、一般に使用されているミキサーではダン
ゴ状（ボール化）になったり、あるいはガラス繊維のよ
うに解繊してしまうもの、あるいは、水が多い場合は、
軽い繊維は浮いたり、合成繊維で長いものはミキサーの
羽根や骨材により切断されたり、傷ついたりするため、
オムニミキサーなどの特殊ミキサーが必要となる。しか
し、本発明方法のように、カーペット屑をコンクリド中
に分散させる方法では、カーペット屑に含まれる繊維が
単繊維で繊維長も短いため、通常のミキサーで混合が可
能であり、またドライミキシングによって、カーペント
屑の偏在が防止され、ファイバーの分散性も良くなると
いった利点がある。

また、コンクリートの加水は通常のコンクリートに比し
て少ないこともあって、カーペット屑の浮きも少なくな
るといった長所がある。

以下、このような製造方法によって得られた繊維補強コ
ンクリート製品の試験例を示して、本発明の作用効果を
明確にする。

「試験例１」 通常のポルトランドセメント、珪砂および各種混和材料
に、カーペット屑（カーペットファイバー）を１ｗｔ％
、３ｗｔ％、５ｗｔ％、７ｗｔ％、づつそれぞれ添加し
たものを、ミキサーで空練りし、これに水を徐々に加え
ながら混練ミキサーで練り上げて、押出成型機のポツパ
ーに投入し、押出成型用のスクリューで押し出しながら
、押出成型用ダイ　（４０ｍｍＸ　４０ｍｍおよび直径
５０ｍｍ）より押し出し、これをカッターで所定の長さ
（１６０ｒｎｒｎおよび１００ｍｍ）に切断して、２種
類の供試体（４０ｍｍＸ４０ｍｍＸ　１６０ｍｍ角柱お
よび５０ｒｎｍψＸ１００ｍｍ円柱）を作製した。

また、合わせて、カーペット屑を添加しない場合（０ｗ
ｔ％）についも同様の製造方法により供試体を作成した
。

そして、これらを所定材令（１週、４週）において、Ｊ
　ｌ５−Ｒ−５２０１に準じて以下の試験に供した。こ
こで、圧縮強度試験および割裂引張強度試験は円柱供試
体、また、１１１０デ強度試験は角柱供試体そして、比
重試験は両者で行なった。

この結果、第１図ないし第４図に示すような性能（比重
、圧縮強度、割裂引張強度、曲げ強度）の繊維補強コン
クリートが得られた。なお、第１図ないし第４図のグラ
フ中、○は利金１週、・は材令４週の供試体を示すもの
である。

第１図に示すように、比重に関して言えば、カーペット
屑を多く添加するほど比重が小さくなることがわかり、
また曲げ強度では、材令４週についての供試体は、カー
ペット屑を多く添加するほど曲げ強度が大きくなること
がわかった。

「試験例２」 通常のポルトランドセメントに、カーペット屑（カーペ
ットファイバー）を１ｗｔ％、３ｗｔ％、５ｗｔ％、７
ｗｔ％、ずつそれぞれ添加したものを、空練りし、これ
に水を加えながら混練ミキサーで練り」二げて、押出成
型機のポツパーに投入し、押出成型用のスクリューで押
し出しながら、押出成型用ダイで直径５０ｍｍの断面円
柱形状に成型しつつ押し出し、これをカッターで１００
ｍｍの長さに切断して、供試体を作製した。また、合わ
せて、カーペット屑を添加しない場合（０ｗｔ％）につ
いも同様の製造方法により供試体を作製した。

そして、これらの供試体を０ｗｔ％から順に供試体Ａ（
０ｗｔ％）、供試体Ｂ（１ｗｔ％）、供試体Ｃ（３ｗｔ
％）、供試体Ｄ　（５ｗｔ％）、供試体Ｅ　（７ｗｔ％
）とし、静弾性試験に供した。

第５図にこの静弾性試験の測定結果によって得た応力と
たてひずみとの関係を示し、第６図に、この静弾性試験
の測定結果によって得た応力とよこひずみとの関係を示
す。

これらの結果から、本発明により得られた繊維補強コン
クリ−１・成型品は、靭性を増したことがわかった。

「発明の効果」 以上説明したように本発明にかかる繊維補強コンクリー
ト製品の製造方法は、カーペット工場において、カーペ
ットを構成するパイル部の先端部分を切断して生じたカ
ーペラＩ・屑を集め、このカーペット屑を、セメント、
骨材、および必要な混和側斜とともに粉末のまま空練り
し、これに水を徐々に加えながら、混練ミキサーで練り
混ぜた後、練り混ぜたコンクリートを押出成型機のホッ
パーに投入し、押出成型用のスクリューで押し出しなが
ら押出成型用ダイで所定の形状に押し出し、これをその
長さ方向に切断することを特徴とするものであるから、
カーペット工場で集めたカーペット屑をコンクリート中
に均一に分散し得て、安価なコストでアスベストセメン
トに代わる繊維補強コンクリート製品を提供することが
できるといった優れた効果を奏する。

また、前記カーペット屑としては、剪毛桟用シャーリン
グ機によってパイル部を剪毛して生じたものが主として
用いられ、このようなカーペット屑によっても前記と同
様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は試験例１において求めたグラフを
示すもので、第１図は比重を示すグラフ、第２図は圧縮
強度を示すグラフ、第３図は割裂υ張強度を示すグラフ
、第４図は曲げ強度を示すグラフ、第５図及び第６図は
それぞれ試験例２において求めたグラフを示すもので、
第５図はたてひずみの測定結果を示すグラフ、第６図は
よこひずみの測定結果を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）カーペット工場において、カーペットを構成するパ
   イル部の先端部分を切断して生じたカーペット屑を集め
   、このカーペット屑を、セメント、骨材、および必要な
   混和材料とともに粉末のまま空練りし、これに水を徐々
   に加えながら、混練ミキサーで練り混ぜた後、練り混ぜ
   たコンクリートを押出成型機のホッパーに投入し、押出
   成型用のスクリューで押し出しながら押出成型用ダイで
   所定の形状に押し出し、これをその長さ方向に切断する
   ことを特徴とする繊維補強コンクリート製品の製造方法
   。 ２）前記カーペット屑は、剪毛機用シャーリング機によ
   ってパイル部を剪毛して生じたものであることを特徴と
   する請求項１記載の繊維補強コンクリート製品の製造方
   法。