JPS616160A - 繊維補強水硬性物質 - Google Patents

繊維補強水硬性物質

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JPS616160A
JPS616160A JP59125818A JP12581884A JPS616160A JP S616160 A JPS616160 A JP S616160A JP 59125818 A JP59125818 A JP 59125818A JP 12581884 A JP12581884 A JP 12581884A JP S616160 A JPS616160 A JP S616160A
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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） 本発明は曲げ強度および耐衝撃性に優れた繊維補強水硬
性物質に関するものであり、さらに詳しくは特定の紡糸
方法で得られた高強力高弾性率のアクリル系繊維を補強
材とすることによって曲げ強度１曲げ破壊仕事量および
衝撃強さを大幅に増大させたセメントなどの水硬性物質
に関するものである。従って１本発明は建築、土木など
の分野に有用な資材を捺供するものである。
（従来の技術） 従来セメントあるいは石膏などの水硬性物質の補強材に
は石綿が使用され、中でもハチニック法によって製造さ
れる平板および波板などのスレートにおいて９石綿は強
度１弾性率が高い上にセメントマトリックスとの親和性
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性を
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９石綿はほとんど輸入に頼っ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
れるといった事情から石綿を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
リアクリルニトリル、ビニロン、炭素繊維、アラミド等
の無機。
有機繊維が提案されている。
しかしながら、ポリエチレン、ポリプロピレン。
ナイロン等の繊維は強度や弾性率が低い上にセメントマ
トリックスとの接合力が弱く十分な補強効果が得られな
い。またガラス繊組は耐アルカリ性に乏しく、接合力が
十分でない。さ・らにアラミド繊維や炭素繊維は分散性
が悪く、接合力も弱い上コスト高のため採用されるに至
っていない。またビニロン繊維およびアクリル繊維は耐
アルカリ性が良く、セメントマトリックスとの接合力も
強いためアスベスト代替繊維として有望視されているが
、ビニロン繊維は価格に難点があり、さらにアクリル繊
維は引張強度１弾性率が低いため曲げ強度の大きいスレ
ート等の高性能な水硬性物質は得られていない。
一方、近年上記アクリル繊維で補強された水硬性物質の
曲げ強度等性能を高める方法が種々提案されている。例
えば、特開昭５７−１７０８６９号公報には、アクリロ
ニトリルが９８〜１００％であシ、引張強度が少なくと
も５０　ＣＮ　／　ｔｅｘ（５，６５ｇ／ｄ　）を有し
、かつ引張伸度が多くとも１５％であるアクリル系繊維
で補強された水硬性物質が開示されている。
しかしながら、上記公報に具体的に記載されたアクリル
系繊維は、いずれもアクリロニトリル系重合体を湿式紡
糸して得られたもので、引張強度これらのアクリル系繊
維で補強された七ノン］・の曲げ強さは従来の石綿（ア
スベスト）で補強されたものにくらべ可成り劣るもので
ある６しかも。
引張強度が９．６５ＦＸ／ｄと最も高い値を示すアクリ
ル系繊維で補強されたセメントの曲げ強度は必ずしも大
きくなく、相対的にかなり低い値しか得られていない、 また、従来の石綿で補強された水硬性物質は曲げ破壊仕
事量および衝撃強度が著しく小さくもろいため、建築お
よび土木現場においてしばしば破損の原因となっていた
。
さらに上記アクリル系繊維など合成繊維で補強した水硬
性物質は一般に衝撃強度の向上が認められているが、ま
だ十分でなく曲げ強度の向上とともにさらに耐衝撃性の
高い水硬性物質の出現が切望されている。
（発明が解決しようとする問題点〕 本発明者らは、このような従来技術の諸欠点に鑑みアク
リル系補強繊維について鋭意研究を進めた結果９本発明
の曲げ強度および耐衝撃性に優れた水硬性物質を見い出
すに到ったものである。
すなわ・ち９本発明の目的は有害な石綿を用いることな
く、従来の汎用紡糸手段である湿式または乾式紡糸法で
は得るのが困難であった高強力高弾性率のアクリル系繊
維で補強された高性能な水硬性物質を提供することにあ
る。
（問題点を解決するだめの手段） 力１かる本発明の目的はアクリロニトリル系重合体を乾
湿式紡糸することによって得られた引張強度が少なくと
も９５ε／ｄ、弾性率が少なくとも１８０ｇ／ｄ、およ
び結節強度が少なくとも１．９ｇ／ｄでちる高強力高弾
性率のアクリル系繊維で補強された繊維補強水硬性物質
により達成される。
本発明において使用されるアクリロニドｌ）ル系重合体
はアクリロニトリルが９０〜１００％、望ましくは９７
〜１００％であって、その極限粘度が少なくとも２０゜
望ましくは３Ｄ、さらに望ましくけ４０を越える静電合
体である。ここで極限粘度は次のようにして測定される
値である。すなわち約７５　ｍｇ　の乾燥したアクリロ
ニトリル系重金に溶解する、得られた溶液をオストワル
ド粘度計を用いて２０゛Ｃで比粘度を測定し９次式に従
って極限粘度を算出したものである。
かかるアクリロニトリル系重合体は乾湿式紡糸すなわち
紡糸原液を直接凝固浴に吐出しないで。
一旦空気ちるいは他の不活性雰囲気の微小空間て吐出さ
れ、この吐出糸条を凝固浴中に導いて糸条に形成される
。次いで凝固した糸条は熱水中および／または蒸熱中で
洗浄、脱溶媒されながら２〜１０倍に延伸される。さら
に乾燥緻密化を行った後、１５０〜２７０　’Ｏの乾熱
で１．１〜１，５倍の延伸を行ない、全延伸倍率１０〜
１２倍以上の延伸が施される。
かくして得られたアクリル系繊維は、デニールが０５〜
１０ｄ、引張強度が少なくとも９５ｇ／ｄ。
望ましくは１１ｇ／ｄ、さらに望ましくは１２ｇ／ｄ２
１０ｇ／ｄを越えるものである。
さらに１本発明で用いるアクリル系繊維は乾湿式紡糸さ
れているため表面形態は湿式紡糸したものに比較してか
なり滑らかなこと、また湿式あるいは乾式紡糸とは異な
り気体中、ついで凝固液中と２段階で糸形成されるので
繊維の半径方向に比較的均一な構造が形成されること、
すなわち、それを反映する糸特性としては例えば結節強
度が高いことによって特徴づけられる。
すなわち９本発明で使用されるアクリル系繊維本発明に
おいて使用される水硬性物質とは水和によって硬化する
無機物質をいい９例えばポルトランドセメント、アルミ
ナセメント、スラグセメント、シリカセメント、石膏、
珪酸カルシウム等が挙げられる。そして、これら水硬性
物質に多孔性構造あるいは軽量構造を付与するため、パ
ーライト、シラスバルーン、ガラ４バルーン等ヲ混合す
ることも出来る。
つぎに、水硬性物質をアクリル系繊維で補強するには、
ハチニック法と呼ばれるセメントと繊維のスラリーを抄
睦してセメント板を製造する方法が好適に用いられるが
、その他セメントと繊維を吹きつける方法、セメントペ
ーストに繊維を混入したものを金型に注入して色々な形
に成型する方法も用いられる８ 抄造法によってセメント板を製造する場合を例にとれば
、補強繊維の繊維長は０５〜１５ｍ１ｌｏが望寸しく、
またセメントに対する繊維の混入量は０５〜５重量係が
適当であり、０５重量俤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。
またセメントとの接合性および分散性を良くするため、
繊維表面に界面活性剤、樹脂エマルジョン、ノニオン性
あるいはカチオン性高分子凝集剤。
を付着させても良い。特に、ノニオン性あるいはカチオ
ン性高分子凝集剤を付着させるとセメント板の抄造性お
よび曲げ強度等の向上に有利である。
なお上記補強繊維にパルプ、アクリル系フィブリル化繊
維、芳香族ポリアミド系ンイブリル化繊維２石綿繊維等
の微細繊維を補助的に併用することが出来ることは言う
までもない。
以下１本発明を実施例で具体的に説明する。
実施例１〜４．比較例１ アクリロニトリル９７％、アクリル酸メチル６チからな
る各種極限粘度（〔η〕）のアクリル系重合体をジメチ
ルスルホキシドに溶解し、紡糸口金を通して乾湿式紡糸
した。なお、凝固浴は２０′ｃの５５％ジメチルスルホ
キシド水溶液を用い９口金と凝固浴液面の空間部分の長
さは１０ｍとした、続いて未延伸糸は熱水中で６倍延伸
後、水洗し。
１１０°Ｃで乾燥畳チューブで最高延伸倍率で延伸した
８得られたアクリル系繊維の繊度は約１〜１９デニール
（ｄ）であシ、その他繊維特性を表１に示す。
次に、繊維長５　ｍｍ　Ｋカットした上記アクリル系繊
維１０ｇ、クラフトパルプ１０　ｇ　、　Ｃａ（ＯＨ）
、１０ｇおよびＡｌ、　（Ｓｏ、）、１０ｇ＝ｉ水１０
７に添加ＬＮ拌した後、ポルトランド−にメント４６ｏ
ｇを加え。
再び攪拌した。つづいて低速攪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（三洋化成製″す７７　
ｏ　ツク−ＡＨ−３３０Ｐ）２００ＰＰｍを添加して繊
維表面にセメント粒子のフロックを形成させたスラリー
を作成した。得られたスラ！ｊ−４５０メツシュの金網
を敷いた２０ｃＩｎ×２５Ｃ１１の金型内に移してｉ過
した後、　　１００ｋｇ／ｃ’（１’）圧力で１分間プ
レスして厚さ約６１１ＩＩＤのセメント板を成型した。
セメント板の繊維混入量は２重量係であった。つき゛に
２ＣＭｃ、１００％Ｒ）Ｉで１日１’ｊｌ　。
続いて２０°Ｃの水中で６日間養生を行った、曲げ強度
および曲は破壊仕事量の測定、セメント板から試験片を
切り出しＪ　Ｉ　Ｓ−に−６９１１に準た。
衝撃強度の測定：セメント板から切シ出した試験片をＪ
　Ｉ　Ｓ−に−７１１１に準じて衝撃試験を行ない衝撃
強度を測定した。
比重の測定：セメント板から切り出した試験片について
、絶乾、飽水および水中重量を測定し。
次式によシ嵩比重を算出して求めた。
比較例２〜４ 実施例１と同様にして極限粘度の異なるアクリル系重合
体を２０°Ｃの５５％ジメチルスルホキシド水溶液中に
湿式紡糸して得たアクリル系繊維および石綿１５重量係
のみを用いてセメント板を作成し２曲げ強度９曲げ破壊
仕事量および衝撃強度を測定した。得られた繊維とセメ
ント板の特性を表１に示す。
本発明の乾湿式紡糸して得られたアクリル系繊維補強セ
メント板は湿式紡糸で得られるアクリル系繊維では達成
し得ない高い曲げ強度を保持しているとともに１曲は破
壊仕事量および衝撃強度が大巾に増大し、破壊のエネル
ギー吸収能に優れている。さらに２本発明のセメント板
は従来の石綿補強セメント板に匹適する曲げ強度を発現
すると同時に耐衝撃性においては格段に優れている。
（発明の効果） 本発明の水硬性物質は上述のごとくアクリロニトリル系
重合体を乾湿式紡糸して得られた引張強度が少なくとも
９．５ｇ／ｄ、かつ弾性率が少なくとも１８０ｇ／ｄ、
および結節強度が少なくとも１９ｇ／ｄ　　である高強
力高弾性率のアクリル系繊維で補強されているので曲げ
強度が高いばかシでなく。
曲げ破壊仕事量および衝撃強さが大きい、すなわち破壊
のエネルギー吸収能に優れている。本発明の高性能な水
硬性物質は従来技術の湿式ちるいは乾式紡糸法によって
得られるアクリル系繊維では到底達成されるものでなく
、乾湿式紡糸法によって得られた高強力高弾性率のアク
リル系繊維を用いることによって初めて成し得たもので
ある。それは単にアクリル系補強繊維が高強力高弾性率
であるためでなく乾湿式紡糸法に基因する繊維表面の平
滑性と繊維の内外層における構造の均一性が有効に働い
ているものと推定される。従って２本発明のアクリル系
繊維で補強された水硬性物質は従来の石綿で補強された
ものに匹敵する曲げ強さを持つとともに格段に優れた耐
衝撃性を持っているため、建築あるいは土木分野の各種
スレート製品、成形品等において極めて有用で′ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アクリロニトリル系重合体を乾湿式紡糸することによっ
    て得られる引張強度が少なくとも９．５ｇ／ｄ、弾性率
    が少なくとも１８０ｇ／ｄ、および結節強度が少なくと
    も１．９ｇ／ｄである高強力高弾性率のアクリル系繊維
    で補強された繊維補強水硬性物質。
JP59125818A 1984-06-19 1984-06-19 繊維補強水硬性物質 Granted JPS616160A (ja)

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