JPH0764605B2 - 補強用アクリル系繊維 - Google Patents
補強用アクリル系繊維Info
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- JPH0764605B2 JPH0764605B2 JP60000882A JP88285A JPH0764605B2 JP H0764605 B2 JPH0764605 B2 JP H0764605B2 JP 60000882 A JP60000882 A JP 60000882A JP 88285 A JP88285 A JP 88285A JP H0764605 B2 JPH0764605 B2 JP H0764605B2
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- cement
- acrylic
- acrylic fiber
- reinforcement
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B16/00—Use 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
- C04B16/04—Macromolecular compounds
- C04B16/06—Macromolecular compounds fibrous
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、補強用アクリル系繊維に関わり、さらに詳し
くは、たとえばセメント補強用としてセメントに対する
接着性ならびに機械的補強効果の極めて優れたアクリル
系繊維に関する。
くは、たとえばセメント補強用としてセメントに対する
接着性ならびに機械的補強効果の極めて優れたアクリル
系繊維に関する。
従来アクリル系繊維は、耐光性には優れているが、機械
的強度が小さく、補強用としては実際上使用されていな
いのが現状である。
的強度が小さく、補強用としては実際上使用されていな
いのが現状である。
このような現状において、従来広く使用されてきたアス
ベストがその発癌性のために、補強用としての使用が制
限乃至法的に制限されるに至って、セメントに対する混
和性、分散性、接着性がよく、セメントスラリー中また
はその養生中における耐アルカリ性の良好なアクリル系
繊維が該セメントの補強用として注目され、たとえば特
開昭57−161117号公報には、このようなセメント補強用
アクリル系繊維として、相対粘度が2.5〜6.0のアクリロ
ニトリル系重合体（以下、AN系ポリマという）からな
り、強度が50cN/tex（約5.7g/d）以上、90度で20時間水
性アルカリ処理を行った後の初期弾性率が900cN/tex
（約1020g/d）以上のアクリル系繊維が提案されてい
る。
ベストがその発癌性のために、補強用としての使用が制
限乃至法的に制限されるに至って、セメントに対する混
和性、分散性、接着性がよく、セメントスラリー中また
はその養生中における耐アルカリ性の良好なアクリル系
繊維が該セメントの補強用として注目され、たとえば特
開昭57−161117号公報には、このようなセメント補強用
アクリル系繊維として、相対粘度が2.5〜6.0のアクリロ
ニトリル系重合体（以下、AN系ポリマという）からな
り、強度が50cN/tex（約5.7g/d）以上、90度で20時間水
性アルカリ処理を行った後の初期弾性率が900cN/tex
（約1020g/d）以上のアクリル系繊維が提案されてい
る。
しかしながら、ここに提案されているアクリル系繊維
は、前記アルカリ処理後の初期弾性率は通常の衣料用ア
クリル系繊維に比較して優れているが、セメントなどの
補強用としては、その引張り強度が必ずしも大きいわけ
ではなく、補強用繊維としての要求特性を充分に満足し
ているとは言えない。
は、前記アルカリ処理後の初期弾性率は通常の衣料用ア
クリル系繊維に比較して優れているが、セメントなどの
補強用としては、その引張り強度が必ずしも大きいわけ
ではなく、補強用繊維としての要求特性を充分に満足し
ているとは言えない。
また、特公昭53−18213号公報には、通常の湿式紡糸に
よって得られたアクリル系繊維は、その表面に皺が形成
され、この皺がセメントに対する接着性を向上させ、補
強効果を大きくする旨記載しているが、湿式紡糸によっ
て得られるアクリル系繊維は、その機械的強度が低い水
準に止まり、アスベストに代替し得る繊維物性を満足す
るとはいえない。
よって得られたアクリル系繊維は、その表面に皺が形成
され、この皺がセメントに対する接着性を向上させ、補
強効果を大きくする旨記載しているが、湿式紡糸によっ
て得られるアクリル系繊維は、その機械的強度が低い水
準に止まり、アスベストに代替し得る繊維物性を満足す
るとはいえない。
本発明者らは、先にこのような従来のアクリル系繊維に
比較して、機械的強度、特に引張り強度はもちろん、弾
性率の著しく優れたアクリル系繊維を見出し提案した
が、さらに鋭意検討を進めて、補強用繊維としての有用
に優れた本発明のアクリル系繊維を見出したものであ
る。
比較して、機械的強度、特に引張り強度はもちろん、弾
性率の著しく優れたアクリル系繊維を見出し提案した
が、さらに鋭意検討を進めて、補強用繊維としての有用
に優れた本発明のアクリル系繊維を見出したものであ
る。
本発明の目的は、補強用、特にセメント補強用として極
めて優れた機械的性質を有してしかもセメントに対する
混和性や接着性が良好であるために実用性に富み、優れ
た補強効果を呈するアクリル系繊維を提供するにある。
他の目的は、このような補強用アクリル系繊維の工業的
・商業的製造法を提供するにある。
めて優れた機械的性質を有してしかもセメントに対する
混和性や接着性が良好であるために実用性に富み、優れ
た補強効果を呈するアクリル系繊維を提供するにある。
他の目的は、このような補強用アクリル系繊維の工業的
・商業的製造法を提供するにある。
上記本発明の目的は、繊維横断面に少なくとも１ケの凹
部を有し、シェープファクターが16以上で、かつ引張強
度が少なくとも10g/dである乾・湿式紡糸により得られ
た補強用アクリル系繊維によって達成することができ
る。
部を有し、シェープファクターが16以上で、かつ引張強
度が少なくとも10g/dである乾・湿式紡糸により得られ
た補強用アクリル系繊維によって達成することができ
る。
本発明において、アクリル系繊維は、その引張り強度が
少なくとも10g/d、好ましくは12g/d以上という従来の衣
料用アクリル系繊維に比較して極めて大きい強度を有し
ていることに加えて、その横断面に少なくとも１ヶの凹
部を有しており、かつシェープファクターが16、好まし
くは18以上である点に特徴がある。
少なくとも10g/d、好ましくは12g/d以上という従来の衣
料用アクリル系繊維に比較して極めて大きい強度を有し
ていることに加えて、その横断面に少なくとも１ヶの凹
部を有しており、かつシェープファクターが16、好まし
くは18以上である点に特徴がある。
本発明において、凹部とは、湿式紡糸により得られる繊
維の表面に形成される微細な皺や筋を意味するものでは
なく、比較的マクロな凹みを意味する。
維の表面に形成される微細な皺や筋を意味するものでは
なく、比較的マクロな凹みを意味する。
ここで、シェープファクターとは、次式によって規定さ
れる値である。すなわち、 シェープファクター＝（周長）2/断面積 本発明において、アクリル系繊維の引張り強度が10g/d
以上であることは、繊維補強製品に対する該アクリル系
繊維の補強効果に直接影響し、引張り強度が10g/dより
も小さいと、被補強製品に対して充分な補強用効果を与
えず、たとえば、アスベスト補強セメント硬化製品の代
表例である波板の補強用には不適である。
れる値である。すなわち、 シェープファクター＝（周長）2/断面積 本発明において、アクリル系繊維の引張り強度が10g/d
以上であることは、繊維補強製品に対する該アクリル系
繊維の補強効果に直接影響し、引張り強度が10g/dより
も小さいと、被補強製品に対して充分な補強用効果を与
えず、たとえば、アスベスト補強セメント硬化製品の代
表例である波板の補強用には不適である。
また、本発明に規定するシェープファクターが16よりも
小さい繊維の場合は、上記10g/d以上という高強度の繊
維物性を被補強製品に反映させることが困難となり、特
にセメントの補強用としては、シェープファクターが16
よりも小さくなると、セメントに対する混和性や均一分
散性が乏しくなり、安定したセメントスラリーの形成を
難しくするから、結果としてアスベストに対する補強効
果が充分でなくなるし、また取扱い性、作業性などもア
スベストに比較して劣るものになり、アスベストに代替
する繊維とはいえなくなる。
小さい繊維の場合は、上記10g/d以上という高強度の繊
維物性を被補強製品に反映させることが困難となり、特
にセメントの補強用としては、シェープファクターが16
よりも小さくなると、セメントに対する混和性や均一分
散性が乏しくなり、安定したセメントスラリーの形成を
難しくするから、結果としてアスベストに対する補強効
果が充分でなくなるし、また取扱い性、作業性などもア
スベストに比較して劣るものになり、アスベストに代替
する繊維とはいえなくなる。
このような本発明の補強用アクリル系繊維の製造法とし
ては、極限粘度が少なくとも2.0のAN系ポリマ溶液を乾
・湿式紡糸し、得られた未延伸繊維糸条を高倍率、すな
わち少なくとも10倍以上、好ましくは12倍以上に延伸す
ることによって得られるが、本発明に規定する上記繊維
の断面形状およびシェープファクターを満足する繊維を
得るためには、以下に詳述するポリマ組成、紡糸原液な
らびに紡糸条件を設定する必要がある。
ては、極限粘度が少なくとも2.0のAN系ポリマ溶液を乾
・湿式紡糸し、得られた未延伸繊維糸条を高倍率、すな
わち少なくとも10倍以上、好ましくは12倍以上に延伸す
ることによって得られるが、本発明に規定する上記繊維
の断面形状およびシェープファクターを満足する繊維を
得るためには、以下に詳述するポリマ組成、紡糸原液な
らびに紡糸条件を設定する必要がある。
まず本発明のアクリル系繊維を構成するAN系重合体とし
ては、特に限定されるものではなく、たとえば、ANを少
なくとも90モル％、好ましくは95〜100モル％と該ANに
対して共重合性を有するビニル化合物５モル％以下、好
ましくは０〜５モル％とからなるANホモポリマまたは共
重合体を挙げることができ、上記乾・湿式紡糸における
単糸間融着を防止する上では、ANホモポリマおよびビニ
ル化合物の共重合割合が５モル％以下のAN系共重合体が
よい。
ては、特に限定されるものではなく、たとえば、ANを少
なくとも90モル％、好ましくは95〜100モル％と該ANに
対して共重合性を有するビニル化合物５モル％以下、好
ましくは０〜５モル％とからなるANホモポリマまたは共
重合体を挙げることができ、上記乾・湿式紡糸における
単糸間融着を防止する上では、ANホモポリマおよびビニ
ル化合物の共重合割合が５モル％以下のAN系共重合体が
よい。
ここでビニル化合物としては、アクリル酸、メタクリル
酸、イタコン酸およびそれらの低級アルキルエステル
類、酢酸ビニル、アリルスルホン酸ソーダ、メタリルス
ルホン酸ソーダ、ｐ−スチレンスルホン酸ソーダなどを
例示することができる。
酸、イタコン酸およびそれらの低級アルキルエステル
類、酢酸ビニル、アリルスルホン酸ソーダ、メタリルス
ルホン酸ソーダ、ｐ−スチレンスルホン酸ソーダなどを
例示することができる。
これらのAN系重合体を含有する紡糸原液としては、溶剤
として、ジメチルスルホキシド（DMSO）、ジメチルホル
ムアミド（DMF）、ジメチルアセタミド（DMAC）などの
有機溶剤、塩化亜鉛、塩化カルシュウム、ロダンソー
ダ、硝酸などの水溶性無機系化合物の濃厚水溶液に前記
AN系ポリマを溶解することによって得られる溶液があ
り、好ましくは溶剤として有機溶剤、特にDMSOを使用し
た紡糸原液がよい。
として、ジメチルスルホキシド（DMSO）、ジメチルホル
ムアミド（DMF）、ジメチルアセタミド（DMAC）などの
有機溶剤、塩化亜鉛、塩化カルシュウム、ロダンソー
ダ、硝酸などの水溶性無機系化合物の濃厚水溶液に前記
AN系ポリマを溶解することによって得られる溶液があ
り、好ましくは溶剤として有機溶剤、特にDMSOを使用し
た紡糸原液がよい。
紡糸原液のポリマ濃度としては、ポリマの極限粘度や溶
剤の種類にもよるが、通常５〜20重量％、好ましくは10
〜18重量％の範囲内がよく、濃度が５％よりも低いと、
上記乾・湿式紡糸によって得られる繊維の緻密性が不充
分になり易く、高強度の繊維の製造が困難になるし、他
方、20％を超えると、紡糸原液の粘度が大きすぎて、紡
糸時にドリップや糸切れなどのトラブルが生じ、紡糸性
が悪化するのでこれまた好ましくない。
剤の種類にもよるが、通常５〜20重量％、好ましくは10
〜18重量％の範囲内がよく、濃度が５％よりも低いと、
上記乾・湿式紡糸によって得られる繊維の緻密性が不充
分になり易く、高強度の繊維の製造が困難になるし、他
方、20％を超えると、紡糸原液の粘度が大きすぎて、紡
糸時にドリップや糸切れなどのトラブルが生じ、紡糸性
が悪化するのでこれまた好ましくない。
なお、紡糸原液の溶液粘度は、45℃において少なくとも
1500ポイズ、好ましくは3000〜10000ポイズの粘度を示
すように調整するのがよい。すなわち、溶液粘度が1500
ポイズよりも低くなると、延伸性に優れ、緻密な繊維構
造を形成する凝固繊維糸条の形成が難しくなるので好ま
しくないし、他方、溶液粘度が余り高くなりすぎると、
紡糸性が失われるので好ましくない。
1500ポイズ、好ましくは3000〜10000ポイズの粘度を示
すように調整するのがよい。すなわち、溶液粘度が1500
ポイズよりも低くなると、延伸性に優れ、緻密な繊維構
造を形成する凝固繊維糸条の形成が難しくなるので好ま
しくないし、他方、溶液粘度が余り高くなりすぎると、
紡糸性が失われるので好ましくない。
このようなポリマ濃度および溶液粘度を満足する紡糸原
液は、約30〜100℃の温度に保持されて乾・湿式紡糸さ
れるが、この場合の紡糸口金面と凝固浴液面間の距離
は、約１〜20mm、好ましくは２〜10mmの範囲に設定する
のがよい。1mmよりも短くなると口金面が液面に接触す
るなどの問題が生じ易いし、20mmを超えると吐出繊維糸
条の糸切れや単糸間接着が発生し易くなるため好ましく
ない。
液は、約30〜100℃の温度に保持されて乾・湿式紡糸さ
れるが、この場合の紡糸口金面と凝固浴液面間の距離
は、約１〜20mm、好ましくは２〜10mmの範囲に設定する
のがよい。1mmよりも短くなると口金面が液面に接触す
るなどの問題が生じ易いし、20mmを超えると吐出繊維糸
条の糸切れや単糸間接着が発生し易くなるため好ましく
ない。
また、凝固浴としては、前記ポリマの溶剤水溶液、すな
わち溶剤の濃度が30〜75重量％、好ましくは40〜65％で
あり、０〜40℃の温度範囲に保たれた水溶液が使用され
る。この凝固浴の溶剤濃度は、本発明の特徴である繊維
の横断面形状およびシェープファクターに関係するか
ら、上記範囲内に設定し、得られる繊維の断面に少なく
とも１ヶの凹部が形成され、かつシェープファクターが
16以上になるように他の条件を調整すべきである。
わち溶剤の濃度が30〜75重量％、好ましくは40〜65％で
あり、０〜40℃の温度範囲に保たれた水溶液が使用され
る。この凝固浴の溶剤濃度は、本発明の特徴である繊維
の横断面形状およびシェープファクターに関係するか
ら、上記範囲内に設定し、得られる繊維の断面に少なく
とも１ヶの凹部が形成され、かつシェープファクターが
16以上になるように他の条件を調整すべきである。
かくして得られた未延伸凝固繊維糸条には、水洗、延
伸、乾燥等の処理が施された後、乾熱、好ましくは160
〜220℃の温度範囲内の加熱空気中で少なくとも1.0g/
d、好ましくは1.5〜2.0g/dの延伸張力の発現下に該繊維
糸条の全延伸倍率が（凝固繊維糸条の原長当り）少なく
とも10倍、好ましくは12倍以上になるように延伸され
る。
伸、乾燥等の処理が施された後、乾熱、好ましくは160
〜220℃の温度範囲内の加熱空気中で少なくとも1.0g/
d、好ましくは1.5〜2.0g/dの延伸張力の発現下に該繊維
糸条の全延伸倍率が（凝固繊維糸条の原長当り）少なく
とも10倍、好ましくは12倍以上になるように延伸され
る。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
なお、本発明において、極限粘度は、次の測定法により
測定された値である。
測定された値である。
約75mgの乾燥したポリマ（サンプル）を25mlのフラスコ
に入れ、0.1Nのチオシァン酸ソーダを含むジメチルホル
ムアミドを加えて完全に溶解する。得られた溶液をオス
ワルド粘度計を用いて20℃で比粘度を測定し、次式にし
たがって極限粘度を算出する。
に入れ、0.1Nのチオシァン酸ソーダを含むジメチルホル
ムアミドを加えて完全に溶解する。得られた溶液をオス
ワルド粘度計を用いて20℃で比粘度を測定し、次式にし
たがって極限粘度を算出する。
実施例１〜３、比較例１〜２ AN100％DMSOに溶剤として溶液重合し、極限粘度が3.1の
ANホモポリマ溶液を作成した。
ANホモポリマ溶液を作成した。
得られたポリマ溶液を紡糸原液として、乾・湿式紡糸し
た。ここで紡糸口金としてホール数100ホール、孔径0.1
2mmφの多孔口金を使用し、紡糸口金面と凝固浴液面間
距離は5mm、凝固浴温度は15℃に設定し、凝固浴濃度を
変更することによって得られる繊維の横断面形状の異な
る凝固繊維糸条を作成した。得られた凝固繊維糸条をそ
れぞれ水洗して繊維中のDMSOを除去した後、熱水中で４
倍に延伸し、乾燥後、３段のホットロールを用いて約10
倍に延伸し、引張り強度が約11.5g/dの延伸繊維糸条を
得た。得られた繊維の断面形状、シェープファクターを
第１表に示した。
た。ここで紡糸口金としてホール数100ホール、孔径0.1
2mmφの多孔口金を使用し、紡糸口金面と凝固浴液面間
距離は5mm、凝固浴温度は15℃に設定し、凝固浴濃度を
変更することによって得られる繊維の横断面形状の異な
る凝固繊維糸条を作成した。得られた凝固繊維糸条をそ
れぞれ水洗して繊維中のDMSOを除去した後、熱水中で４
倍に延伸し、乾燥後、３段のホットロールを用いて約10
倍に延伸し、引張り強度が約11.5g/dの延伸繊維糸条を
得た。得られた繊維の断面形状、シェープファクターを
第１表に示した。
これらの繊維をそれぞれ長さが5mmの短繊維にカット
し、このカット繊維を補強用繊維として２％セメントに
配合し、５種類のセメント成形板を作成した。これら５
種類の成形板の物性を第１表に示した。
し、このカット繊維を補強用繊維として２％セメントに
配合し、５種類のセメント成形板を作成した。これら５
種類の成形板の物性を第１表に示した。
また、比較のために、クリソタイルアスベスト12部、ポ
ルトランドセメント88部からなるアスベスト補強スレー
ト板を作成その物性を測定した結果、曲げ強度は237kg/
cm2、衝撃強度は1.2kg・cm/cm2であった。
ルトランドセメント88部からなるアスベスト補強スレー
ト板を作成その物性を測定した結果、曲げ強度は237kg/
cm2、衝撃強度は1.2kg・cm/cm2であった。
図は第１表中に表示した繊維断面形状を示す断面図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０２Ｊ 1/22 (56)参考文献 特開 昭60−186448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−21905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−199809（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−120811（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】繊維横断面に少なくとも１ケの凹部を有
し、シェープファクターが16以上で、かつ引張強度が少
なくとも10g/dである乾・湿式紡糸により得られた補強
用アクリル系繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60000882A JPH0764605B2 (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 補強用アクリル系繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60000882A JPH0764605B2 (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 補強用アクリル系繊維 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61163149A JPS61163149A (ja) | 1986-07-23 |
| JPH0764605B2 true JPH0764605B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=11486041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60000882A Expired - Lifetime JPH0764605B2 (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 補強用アクリル系繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0764605B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2710665B2 (ja) * | 1989-05-17 | 1998-02-10 | 株式会社日本触媒 | 短繊維状（メタ）アクリロニトリル系重合体の製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5318213A (en) * | 1976-07-31 | 1978-02-20 | Matsushita Electric Works Ltd | Dressed plate that projected plate is pasted |
| CH647271A5 (de) * | 1981-03-20 | 1985-01-15 | Hoechst Ag | Fixierte faeden und fasern aus acrylnitrilhomo- oder -copolymeren sowie verfahren zu ihrer herstellung. |
| JPS58120811A (ja) * | 1982-01-05 | 1983-07-18 | Toray Ind Inc | セメント補強用アクリル系繊維およびその製造法 |
| JPS59174552A (ja) * | 1983-03-18 | 1984-10-03 | 松下電工株式会社 | 無機硬化体 |
| JPH0711086B2 (ja) * | 1983-07-15 | 1995-02-08 | 東レ株式会社 | 高強度、高弾性率アクリル系繊維の製造法 |
| JPS60186448A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-21 | 東洋紡績株式会社 | 繊維補強セメント製品 |
-
1985
- 1985-01-09 JP JP60000882A patent/JPH0764605B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61163149A (ja) | 1986-07-23 |
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