JPH0557217B2

JPH0557217B2 -

Info

Publication number: JPH0557217B2
Application number: JP58186889A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hirao; Takashi Takada; Hiroyoshi Tanaka
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1983-10-07
Filing date: 1983-10-07
Publication date: 1993-08-23
Also published as: JPS6081052A

Description

【発明の詳細な説明】

Ａ本発明の技術分野本発明はセメント補強用繊維材に関するもので
あり、さらに詳しくはハチエツク式抄造法により
セメント構造物を製造する際、セメントマトリツ
クスとの界面接合力を著しく向上させ、成型養生
後の曲げ強度を大幅に増大させることのできる表
面処理を行なつたセメント補強用繊維に関するも
のである。Ｂ従来技術とその問題点従来、石綿セメント平板、波板等の公知の製造
方法として抄造法がある。中でもハチエツク方式
は過去数十年間好ましい手法とされてきた。この
セメント補強用石綿繊維はセメントマトリツクス
との親和性が非常に良好であり、接合力も強く、
長繊維と短繊維の適当な混在は抄造効率を高め、
補強効果を十分にする理想的なセメント補強用繊
維である。しかし、石綿繊維はほとんど輸入に頼つている
ため価格変動があることおよび世界的に取扱い上
の有害性が問題視されるといつた事情から石綿に
代替しうる材料の出現が待望されているのが現状
である。この石綿繊維の代替物としてガラス、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリア
クリル、ビニロン、炭素繊維、アラミド、アルミ
ナ等の無機、有機繊維が利用されようとしてい
る。しかしながら、抄造法において補強効果に優
れ、耐久性に富んだセメント製品を得るには次の
条件、すなわち細径の繊維が繊維同志が絡まることなく、単
繊維一本一本に分離し、セメント懸濁液中に均
一分散すること。抄き上げ効率および補強効果に大きな影響を
およぼす繊維とセメントとの親和性が良好であ
り、接着力が強いこと。耐久性、特に耐アルカリ性に優れているこ
と。などが要求されるが、これまで利用されようとし
ている有機質および無機質繊維は上記の要求をす
べて満足するものでなかつた。例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のオレ
フイン系繊維は疎水性であるため分散性が悪く、
セメントマトリツクスとの親和性に乏しく、接合
力もきわめて弱い。ナイロン、ビニロン繊維は親
水性であり、親和性も良好であるが、接合力が十
分でない。ガラス繊維は耐アルカリ性に乏しく、
接合力も十分でない。またアラミド繊維、炭素繊
維は分散性が悪く、接合力もきわめて弱く、また
コスト高のため採用されるに至つてない。上記欠点を改良すべく種々の方法が提案されて
きている。セメントマトリツクスとの接合力向上
のため、繊維表面にしわや凹凸をつけたり、界面
活性剤で処理したり、また耐アルカリ性向上のた
め繊維表面を他の材料で覆う方法などが提案され
ている。しかるに、これらの方法による場合、セメント
板内における繊維とセメント粒子との接着力の向
上効果についてはある程度期待できるが、抄造工
程、つまりスラリー状態における繊維とセメント
粒子との接合力については必ずしも十分でなく満
足し得る抄造法が得られていない。すなわち、抄造法によつてセメント板を製造す
る場合、抄造工程で繊維表面にセメント粒子が多
量に、かつ強固に定着し、しかも均一に分散した
泥状懸濁液（スラリー）が得られると共に該定着
および分散状態を保持しながら丸網シリンダーで
抄き上げることにより均一性のよいフエルト状物
を形成できることが重要であるが、従来の方法で
はスラリー状態における繊維とセメント粒子との
接合力が十分でないため抄造法が劣り、結果とし
てセメント製品の性能向上を阻害していた。Ｃ本発明の目的本発明はかかる従来技術の諸欠点に鑑み創案さ
れたもので、その目的はセメント補強用繊維とし
て石綿以外の繊維を使用しながら、極めて抄造性
が優れ、良好な性能を有するセメント板を得るこ
とができるセメント補強用繊維材を提供すること
にある。Ｄ本発明の構成かかる本発明の目的は、有機質または無機質の
繊維表面に、水溶性でかつ重量平均分子量が100
万以上2000万以下のノニオン性高分子凝集剤ある
いはカチオン性高分子凝集剤を付着せしめてなる
セメント補強用繊維材とすることによつて達成さ
れる。本発明において使用される有機質および無機質
繊維とはポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロ
ン、ビニロン、レーヨン、ポリアクリロニロリ
ル、ガラス繊維、アラミド、炭素繊維、セラミツ
ク繊維等が挙げられるが、特にアクリル系合成繊
維が望ましい。また使用される繊維としては、デ
ニールが0.5〜10d、弾性率が120ｇ／ｄ以上、強
度が５ｇ／ｄ以上、望ましくは6g／ｄ以上、繊
維長が0.5〜15mmの繊維が好適に使用される。セ
メントに対する繊維の混入量は0.5〜５重量％が
適当であり、0.5％未満では十分な補強効果が発
現されず、またこの範囲を上廻ると分散性が悪く
なり補強効果の増大が期待できない。上記繊維に
パルプ、アクリル系フイブリル化繊維、芳香族ポ
リアミド系フイブリル化繊維、石綿繊維等の微細
繊維を補助的に併用することができることは言う
までもない。また本発明において使用されるセメ
ントマトリツクスとしては、ポルトランドセメン
ト、アルミナセメント等の単味セメント、および
スラグセメント、シリカセメント等の混合セメン
ト等の水硬性無機物質が挙げられる。本発明に用いられる高分子凝集剤としては次の
ものが挙げられる。ノニオン性高分子凝集剤とし
てはポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイ
ドなどが、またカチオン性高分子凝集剤としては
ポリアルキルアミノアクリレートあるいはメタア
クリレート、アミノアルキルアクリレートあるい
はメタアクリレートとアクリルアミドとの共重合
物、ポリアクリルアミドマンニツヒ変性物、ポリ
エチレンイミン、ポリアミン、ジアリルアンモニ
ウムハロゲン化物の環化重合物および二酸化イオ
ウとの共重合物、ポリビニルイミダゾリン、水溶
性アニリン樹脂塩酸塩、ヘキサメチレンジアミ
ン・エピクロルヒドリン重縮合物などがある。こ
れら高分子凝集剤のうち耐アルカリ性および凝集
性の点からポリアクリルアミド系、ポリアクリレ
ート系およびポリメタアクリレート系のものが特
に望ましい。さらに繊維に対する高分子凝集剤の付着量は
0.01〜１重量％、望ましくは0.05〜0.6重量％とす
るのが好ましい。この範囲より付着量が少ないと
セメントマトリツクスと繊維との接合力が弱く、
またこの範囲より付着量が多いと繊維同志の接着
が生じセメントスラリー内への繊維の分散が著し
く低下する。つぎに繊維を高分子凝集剤で処理するには約
0.1％高分子凝集剤水溶液に繊維を浸漬し、絞り
ローラ、遠心分離などにより適度に脱水する。こ
の時処理された繊維は乾燥することなく湿潤状態
に保つのが水への分散性を良くする上で望まし
い。特に高分子凝集剤が固体である場合、繊維に
高分子凝集剤の水溶液を付着した後乾燥すると集
束性が増し水への再溶解に時間がかかるため水へ
の分散性は著しく低下することとなる。本発明における繊維とセメントとの接合方法
は、高分子凝集剤の凝集効果を応用するもので、
即ち電荷の中和による吸着と高分子鎖による架橋
によつて行うものである。セメントは通常水中で
カチオンに帯電しており、これをアニオン性高分
子凝集剤で凝集させフロツクを形成させるととも
に繊維表面のノニオン性あるいはカチオン性高分
子凝集剤と吸着・架橋させて繊維とセメントとの
接合をはかる。従つて、繊維に付着する高分子凝
集剤のイオン性はカチオン性の方が望ましいが、
高分子鎖の架橋も働くのでノニオン性でも使用出
来る。しかし、反対イオンのアニオン性高分子凝
集剤を付着すると電気的反発を生じ繊維とセメン
トとの接合は達成されない。よつて、本発明の接
合方法から考え高分子凝集剤の分子鎖は充分大き
いことが必要であつて、その重量平均分子量は
100万以上2000万以下、望ましくは300万以上1500
万以下が好適である。Ｅ本発明の効果このように本発明のノニオン性あるいはカチオ
ン性高分子凝集剤を付着した繊維とセメントから
懸濁水溶液を作り、これにアニオン性ポリアクリ
ルアミドのようなセメント凝集剤を添加すること
によりセメント粒子が繊維表面に多く定着し、し
かも接合力が極めて強く分散性のよいスラリーが
得られる。このスラリーは抄造工程での剪断力に
十分耐え得るものであり、抄造時に金網を通過す
るセメントのロスが少なく、抄き上げられる固形
分が多く抄造効果を大幅に向上させることができ
る。さらに、繊維の分散性およびセメントとの接
着性がよいため抄造されたセメント板の曲げ強度
が大きく高い補強効果が達成される。したがつて
本発明のセメント補強用繊維は抄造法によつて各
種スレート製品、成形品等を製造する場合、極め
て有用である。以下、本発明を実施例で具体的に説明する。実施例１〜３表１に示すような高分子凝集剤を用いて有効成
分0.1％の水分散液あるいは水溶液を調整し、そ
れにアクリル系合成繊維を室温で５分間浸漬し、
遠心分離機を用いて過剰の水分を除去した。この
時凝集剤の付着量は約0.1重量％であつた。この
ようにして高分子凝集剤を付着させたアクリル系
合成繊維を乾燥することなく５mmの長さにカツト
した。その次に、高分子凝集剤が湿潤状態で付着
しているアクリル系カツト繊維10ｇ、クラフトパ
ルプ10ｇ、Ca（OH）₂10ｇおよびAl₂（SO₄）₃10ｇを
水10に添加し撹拌した後、ポルトランドセメン
ト460ｇを加え、再び撹拌した。つづいて低速撹
拌下でアニオン性ポリアクリルアミド系セメント
凝集剤200ppmを添加して繊維表面にセメント粒
子を定着させた。このようにして調整したスラリ
ーを用いて接合力、抄造効率の測定およびセメン
ト板の成型とその曲げ試験を下記の方法で行なつ
た。接合力の測定：上記で得られたスラリー0.2を
400rpmの撹拌器で５分、10分、15分撹拌した
後、40メツシユ金網で過した。得られた金網
上の固形分を105℃で乾燥した後、重量を測定
してセメント保持率を求めた。抄造効率の測定：上記で得られたスラリーを
150cm／minで移動する50メツシユ金網で抄き
上げた。金網上に付着した固形分を105℃で乾
燥した後、重量を測定した。セメント板の成型と曲げ試験：上記で得られたス
ラリーを50メツシユ金網を敷いた20cm×25cmの
金型内に移して過した後、100Kg／cm²の圧力
で１分間プレスして厚さ６mmのセメント板を成
型した。セメント板内の繊維混入量はセメント
に対し２重量％であつた。つぎに20℃、100％
RHで１日間、つづいて20℃の水中で６日間養
生を行なつた後、セメント板から試験片を切り
出しJIS−Ｋ−6911に準じて曲げ強度を測定し
た。比較例１〜３表１に示すような高分子凝集剤および界面活性
剤（油剤）を用いて実施例１と同様な方法で接合
力、抄造効率の測定およびセメント板の成型とそ
の曲げ試験を行なつた。実施例４〜５表２に示すように実施例１と同じカチオン性ポ
リアルキルアミノアクリレート系凝集剤を用いて
各種繊維を処理して実施例１と同様な方法で接合
力およびセメント板の成型とその曲げ試験を行な
つた。表１に接合力、抄造効率および曲げ試験の測定
結果を示す。本発明のノニオン性およびカチオン
性高分子凝集剤を付着した繊維を用いたものはセ
メントの保持率および抄造効率が大きく、繊維表
面にセメント粒子が強固にしかも多量に定着して
いるため抄造性が優れている。そのうえ得られた
セメント板は繊維の素抜けがなく曲げ強度も大き
く性能のよい繊維補強セメント製品が得られるこ
とがわかる。また表２に示すようにアクリル繊維
のみならず、アラミド繊維や炭素繊維に本発明の
高分子凝集剤を付着したものはセメント保持率お
よび曲げ強度も大きく繊維の素抜けが少ない性能
のよい繊維補強セメント製品が得られる。一方、
アニオン性高分子凝集剤を付着したものはセメン
トの保持率、抄造効率が小さく、セメント板の性
能も悪かつた。また、通常の水分散性界面活性剤
あるいは油剤を付着したものはイオン性に関係な
くセメントの保持率、抄造効率が小さく、セメン
ト板の性能も悪い。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１有機質または無機質の繊維表面に、水溶性で
かつ重量平均分子量が100万以上2000万以下のノ
ニオン性高分子凝集剤あるいはカチオン性高分子
凝集剤を付着せしめてなるセメント補強用繊維
材。