JPH05132345A - セメント製品用補強繊維の製造方法 - Google Patents

セメント製品用補強繊維の製造方法

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JPH05132345A
JPH05132345A JP41897590A JP41897590A JPH05132345A JP H05132345 A JPH05132345 A JP H05132345A JP 41897590 A JP41897590 A JP 41897590A JP 41897590 A JP41897590 A JP 41897590A JP H05132345 A JPH05132345 A JP H05132345A
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cement
fibers
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fiber
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JP41897590A
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Tetsuya Takahashi
哲也 高橋
Takeshi Sano
毅 佐野
Ryosuke Kamei
良祐 亀井
Kimitoshi Sano
仁俊 佐野
Yoshimasa Ishimura
善正 石村
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Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B16/00Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04Macromolecular compounds
    • C04B16/06Macromolecular compounds fibrous

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 セメントとの接着性、抄造時の分散性に優れ
た高密度ポリエチレン製セメント製品用補強繊維の製造
方法を提供する。 【構成】 特定の高密度ポリエチレンを溶融紡糸し、さ
らに、多段延伸して得られるポリエチレン繊維の表面に
有機シラン化合物を塗布した後、活性エネルギー線を照
射する。 【効果】 セメントとの接着性等に優れた高剛性の繊維
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セメントとの接着性、
抄造時の分散性に優れているため抄造法によってセメン
ト製品を製造する際に有効に使用される高密度ポリエチ
レン製のセメント製品用補強繊維の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、抄造法によってセメント製品を製
造するときの補強材は、古くからアスベストが使用され
てきたが、人体への有害性の問題によりその取り扱い方
がむつかしくなってきている。一方、合成樹脂製のもの
ではビニロン繊維、ポリプロピレン繊維等が使用されて
おり、これらは径0.01〜1mm程度、長さ5〜50mm
程度の短繊維として使用されている。
【0003】しかし、ビニロン繊維は親水性であるため
比較的セメントとの接着性がよいが、弾性率が低い欠点
を有する。一方、ポリプロピレン繊維は疎水性であるた
め、セメントとの接着性が悪く、また弾性率も低いため
十分満足すべき補強効果が得られないという欠点を有す
る。また、比重が0.9程度であるため抄造時に浮いて
凝集してしまうため、分散性は良くなく、抄造法により
セメント製品を製造するときの補強材としては好ましく
ない。
【0004】ポリエチレンはポリプロピレンより比重が
大きいため、分散性はよくなるが、中高分子量ポリエチ
レンの通常の1段延伸による延伸繊維では弾性率も7〜
20GPa程度と低く、セメントとの親和性もないため
十分満足すべき補強効果が得られない。このため、超高
分子量ポリエチレンに多量のパラフィンワックス、過酸
化物及びシラン化合物をねり込み、加熱によりグラフト
化させてから、有機溶媒中で2段延伸する方法が知られ
ている(特開昭62−187148)が、有機溶媒を使
用することや多量のパラフィンワックスを使用すること
など成形後の後処理の必要性がある点で好ましくない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来の抄造法によってセメント製品を製造するときのポ
リエチレン製の補強繊維の欠点を克服し、セメントとの
接着性を有し、抄造時の分散性の良好な高密度ポリエチ
レン製のセメント製品用補強繊維の製造方法を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明で使用される高密
度ポリエチレンは、溶融紡糸性を有し、メルトインデッ
クス(MI)が0.1〜2.0g/10min、密度が
0.950〜0.970g/cm3 、分子量分布の指標と
なるハイロードメルトインデックス/メルトインデック
スの比HLMI/MI(ここにHLMIはハイロードメ
ルトインデックスを表わし、荷重が21.6kgである他
はMIと同じ方法で測定される値である。)が40以下
のものである。
【0007】密度が0.950g/cm3 未満のものは、
延伸工程において破断が生じ、十分な延伸倍率が得られ
ないため高い強度が得られない。0.970を越えるも
のは、重合するのが困難である。MIが0.1未満のも
のは分子量が大きすぎるため延伸性が悪く、高い強度が
得られない。逆に2.0を越えるものは分子量が小さす
ぎるため、高い延伸倍率が得られるが十分な強度が得ら
れない。分子量分布の目安であるハイロードメルトイン
デックス/メルトインデックスの比は40以下、好まし
くは20〜30のものが使用される。40を越えるもの
は、広分子量分布であるため十分な延伸倍率が得られ
ず、従って高い強度が得られない。かかる高密度ポリエ
チレンはエチレンの単独重合体もしくは少量の他のα−
オレフィン例えばプロピレン、1−ブテン、4−メチル
−1−ペンテン、1−ヘキセン等との共重合体であって
も良く、又、必要に応じて、耐熱安定剤、耐候安定剤、
滑剤、艶消剤、顔料、難燃剤、発泡剤等を含んでいても
よい。
【0008】この高密度ポリエチレンを用いたポリエチ
レン繊維の製造方法は次のとおりである。即ち、上記の
高密度ポリエチレンを溶融紡糸し、急冷後、多段延伸し
て、モノフィラメントを形成する。溶融紡糸用ノズルと
してはノズル断面積が0.1〜1.0mm2 のものであ
り、断面形状は真円、楕円その他特に限定はない。又、
紡糸した後の冷却温度は好ましくは20℃以下に保持さ
れている。多段延伸は、加圧蒸気槽、熱風槽、熱溶媒、
熱板、熱ロール、湿式槽等いづれの組合せでも良いが、
第1段を湿式延伸で行い、第2段以降の延伸を熱ロール
で行う組合せで行ない、各段の延伸倍率は各段での白濁
開始倍率より0.2〜0.5倍低くなるように且つ全体
として14〜18倍延伸となるように設定し、延伸温度
は、第1段延伸を100℃以下、第2段以降の延伸を1
00℃以上にすることが望ましい。多段延伸することに
より強度を上げることが可能となり、20GPa以上の
弾性率をもつ高密度ポリエチレン製繊維が得られる。
【0009】繊度は10〜500dが望ましい。繊度が
10d未満であると細すぎるため延伸工程において破断
等のトラブルが多く、また生産性も低い。500dを越
えると分散性が悪く、また単位重量あたりの比表面積も
小さいため、セメントとの接着性が十分であるといえな
い。かくして得られた高密度ポリエチレン繊維は、その
ままではセメントとの親和性がなく、接着性が低い。
【0010】この解決策として本発明においては、繊維
の全表面に有機シラン薄膜を形成させる。この薄膜形成
方法としては、有機シランを混練する方法が知られてい
るが、使用量が多くなる欠点を有する。この形成方法と
しては刷毛塗法、吹き付け法、流し塗法、浸せき法、静
電塗装法、ローラー塗装法、などの方法が挙げられるが
繊維の全表面が塗布される限り本発明はこれらの方法に
より制限されるものではない。
【0011】有機シラン化合物としては、例えば、ビニ
ルトリアルコキシシラン、アリルトリアルコキシシラ
ン、ジアリルジアルコキシシラン、(メタ)アクリロキ
シプロピルトリアルコキシシラン、グリシジルオキシプ
ロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピル
トリアルコキシシラン等が挙げられるが電子線照射によ
り反応するものである限り使用が可能であり、これらの
化合物に限定されるわけではない。有機シランは単独で
用いても良いが、有機シランに対して不活性な溶媒で稀
釈して用いてもよい。稀釈可能な溶媒の例として炭化水
素系(シクロヘキサン、オクタン、トルエンなど)、エ
ステル系(酢酸エチル,酢酸ブチルなど)が挙げられる
が有機シランを溶解する機能をもつ溶媒であれば使用可
能であり、これらの溶媒に限定されるわけではない。こ
のときの有機シラン層の膜厚は0.001〜10μの間
が望ましい。
【0012】有機シラン塗布、乾燥後、活性エネルギー
線を照射する。活性エネルギー線の種類は特に制限はな
く、例えば電子線、γ−線等が有効である。照射量は
0.1〜50Mradの範囲で好ましくは、0.5〜3
0Mradである。活性エネルギー線照射時の温度は室
温付近が望ましいが高密度ポリエチレンが溶融する温度
以下であれば特に制限はない。
【0013】尚、活性エネルギー線照射は不活性雰囲気
中で行うほうが望ましいが、高密度ポリエチレンと反応
しなければよく、空気中でも可能である。この活性エネ
ルギー線照射により有機シランは重合し、セメントとの
接着性が良好な表面を形成するものと考えられる。
【0014】
【実施例】
実施例1 メルトインデックス(JIS K6760)0.51g
/10min 、密度0.953g/cm3 、HLMI/MI
が25の高密度ポリエチレンを溶融押出し、急冷後、4
段延伸して、100dの高密度ポリエチレン繊維を製造
した。製造された高密度ポリエチレン繊維を、有機シラ
ン化合物としてアリルトリエトキシシラン(TEAS)
の5重量%オクタン溶液に浸漬させて、2.0μの(有
機シランとして0.1μ)膜厚で塗布し、5分間風乾し
た後電子線を5.0Mrad照射した。電子線照射機は
ESI社製(加速電圧165KeV)を使用した。な
お、繊維の物性を表1に示す。その後、所定の繊維長に
カットし短繊維とした(繊維長5mm、8mm計2種)。こ
の短繊維をポルトランドセメントに対して体積混入率が
それぞれ1.5容量%、3容量%、5容量%となるよう
に混入し、セメント100重量部に対して、パルプ4重
量部、シリカヒューム5重量部を混合し、水1000重
量部を加えて、セメント組成物を得た。得られた組成物
からスレート板(幅×長さ×厚さ=130mm×500mm
×5mm)を抄造法により作製した。スレート板は70℃
で10時間養生を行ない、曲げ強度を測定し、その結果
を表2に示した。曲げ強度は支点間距離300mmの3等
分点載荷法により行った。
【0015】比較例1 有機シラン塗布及び電子線照射をほどこさなかった以外
は実施例1と同じ操作を行い、スレート板を作成した。
表面処理をしていないと、繊維の弾性率が高くても、曲
げたときに繊維が抜けてしまい、スレートの曲げ強度を
低かった。結果を表1,表2に示す。
【0016】比較例2 第1段延伸のみを行った以外は実施例1と同じ操作を行
いスレート板を作成した。スレートを曲げたときに繊維
の抜けはなかったが、曲げ強度は低かった。結果を表
1,表2に示す。
【0017】比較例3 メルトインデックス2.2g/10min 、密度0.95
3g/cm3 、HLMI/MIが31の高密度ポリエチレ
ンを実施例1に示す条件で溶融押出し、急冷後、4段延
伸して、100dの高密度ポリエチレン繊維を製造しよ
うとしたが、14倍の延伸を行うことができなかった。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】セメントとの接着性が良好で、弾性率が
高い、抄造法によってセメント製品を製造するときに使
用される高密度ポリエチレン製補強繊維が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 7/02 7167−4J D01D 5/08 7199−3B D01F 6/04 B 7199−3B 11/06 D02J 1/22 J D06M 10/00 13/513 D21H 11/16 E04C 5/07 8504−2E // D06M 101:20 7199−3B D06M 10/00 J (72)発明者 佐野 仁俊 川崎市川崎区扇町5−1 昭和電工株式会 社化学品研究所内 (72)発明者 石村 善正 川崎市川崎区扇町5−1 昭和電工株式会 社化学品研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密度が0.950〜0.970g/c
    m3 、メルトインデックスが0.1〜2.0g/10min
    、ハイロードメルトインデックス/メルトインデック
    スの比が40以下の高密度ポリエチレンを溶融紡糸し、
    さらに多段延伸して、えられるポリエチレン繊維の表面
    に有機シラン化合物を塗布した後、活性エネルギー線を
    照射することを特徴とする高密度ポリエチレン製のセメ
    ント製品用補強繊維の製造方法。
JP41897590A 1990-12-25 1990-12-25 セメント製品用補強繊維の製造方法 Pending JPH05132345A (ja)

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