JPS62235237A - 粘性有機ないし無機マトリツクス中改良分散性を示すアクリル繊維 - Google Patents

粘性有機ないし無機マトリツクス中改良分散性を示すアクリル繊維

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JPS62235237A
JPS62235237A JP62014323A JP1432387A JPS62235237A JP S62235237 A JPS62235237 A JP S62235237A JP 62014323 A JP62014323 A JP 62014323A JP 1432387 A JP1432387 A JP 1432387A JP S62235237 A JPS62235237 A JP S62235237A
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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】 本発明は、粘性有機ないし無機マトリックス中で改良分
散性を示すアクリル繊維に関する。
更に特定するに、本発明は、モルタル、コンクリート、
プラスター、熱硬化性樹脂等の中で改良分散性を示すア
クリル繊維に関する。
従前、高靭性高弾性率アクリル繊維を、セメント、プラ
スター、モルタル、コンクリートの如き無枠マ）　ＩＪ
ラックス熱可塑性、熱硬化性重合体マトリックスの如き
有機マトリックス用強化剤として用いることが知られて
いる。
しかし々がら、かかる繊維を〉２ｎの長さで用いるとき
、強化すべきマトリックス中での均質性および分散性に
関しか々りの問題が生ずるため、該繊維の添加は、概ね
３重介チ未満の非常に低い値に制限せねばならない。し
かしながら、このような量のアクリル繊維を含む強化マ
トリックスは、特に有機マトリックスの場合十分な機械
的性質を示さない。
上記欠点は、アクリル繊維がガラス繊維とは異々す、通
常８〜１５チ程度の高い破断点伸びを有し、かくして混
合のあいだ、破断せずに容易に曲がるため非常に大きな
「絡み合い」を生じて、マトリックスを構成する材料へ
の良好な侵入ないし分散が妨げられるという事実に由る
。か（して、不連続領域が形成され、それは材料を脆（
し、成るいは容易に変形しうるものとする。
高伸び率繊維の場合、それが「絡み合い」をきたす如き
位置付けにならぬよう高い曲げ強さを示す繊維を用いる
ことによって上記欠点を排除することができた。高い曲
げ強さを得る一つの方法は、大径繊維を用いて長さ／直
径比を低めることである。しかし、大径繊維は破断点剛
性が低く、同一重量とするときマトリックスへの係留面
積が小さい。
かくして、かかる繊維を用いて得られる強化材料は所要
の機械的性質を示さない。
然るに、本件出願人は、径〈５０ミクロン、長さ〉５ｒ
！の小径アクリル繊維を、各繊維の長さと径を関数とし
て変化する数の繊維で構成されたアグロメレート形で用
いるときにのみ、かかる繊維が上記欠点取分け「絡み合
い」現象をきたすことなく各種有機ないし無機マトリッ
クス用強化材として有利に用いられうろことを発見した
。
特に、分散性、均質性および耐屈曲性の最良結果は、 〔ここでＬは繊維の長さく１）であり、Ｄは繊維の直径
（ｍｍ−）である〕に等しいか又はそれより多数のアク
リル繊維を含むアグロメレートを用いることによって達
成される。
１０〜５０μ範囲の直径、１〜６０門範囲の長さを有す
るアクリル繊維に（１）の関係を適用するととにより、
各アグロメレート中の好ましい繊維数下記直径を有する
線維数 ６　　　　１５ＥＩ　　　３５　　　１０　　　　６２
４　　　１．５００　　６００　　１５０　　１００４
８　　　　Ｉ　Ｑ、０００　２．５００　　６００　　
４００６０　　　１５．０００　４，０００　　　ｔｏ
ｏｏ　　　６ｏｎ上表から明らかなことは、繊維が１０
〜２０μ程度と非常に薄いとき繊維数の多いアグロメレ
ートの使用が要求され、また逆に繊維が太いとき繊維数
の少いアグロメレートの使用が要求される。
而して、繊維が５０μ以上のとぎそれは個別に用いるこ
ともできる。本発明の実施に際し、各アグロメレートに
１０より多い繊維数を含ませることが好ましい。
一般に、５０μ未満の小径繊維は、それが極限４１傳強
六おｒγメ剋桂＊の−　ｒり窩い特宋俯を右Ｌ−しかも
単位重量当りの、より高い表面積（強化すべき材料と相
互に作用）を有する点で強化材として特に好ましい。実
際上、繊維を粘性マトリックスに混合する場合、たとえ
、複合製品に、より高い強度を付与する目的でより長い
繊維が推しようされるとしても、より均質外マトリック
スを得るために、繊維長さは６０寵未満とすることが好
ましい。
用語「アクリル繊維」を本明細書で用いるとき、それは
、アクリロニトリルの単独重合体、アクリロニトリルを
少くとも５０ｉ＃ｔチ含み残り重量チがアクリロニトリ
ルと共重合しさるエチレン性不飽和コモノマーで占めら
れる共重合体又は、重合アクリロニトリル総ｆ〉７０重
量％の重合体ブレンドを湿式紡糸酸るいは乾式紡糸する
ことにより取得されるものを意味する。
本発明の主題アグロメレートは、モルタル、コンクリー
ト、セメント、プラスター、ペイント、シーラント、パ
フ、プラスチック材料、ゴム等に美感、チキソトロープ
、防縮性等と機械的応力に対する強度特性とを付与する
ためＫこれら物質にブレンドして用いられる。後者の強
度特性に関して云えば、靭性）　５０　ｃ　Ｎ　／テッ
クス、初期弾性率）１０００ｃＮ／テツクス、破断点伸
び＜１５チの繊維が好ましい。かかる繊維は本出願人の
市販品で、よく知られている。
本発明の主題アグロメレートを製造するのに、いずれの
既知凝集性付与剤をも使用することができる。凝集性付
与剤は、アグロメレートの企図され適用目的として、強
化すべきマ）ＩＪラックス中可溶か成るいは膨潤又は溶
融し、而してマトリックスへの混合工程後繊維同士を離
脱させる。
アグロメレートがモルタル、コンクリート、プラスター
等の如き無機マトリックスを強化すべく用いられる場合
、凝集性付与剤は該マトリックスのアルカリ性溶液又は
水に溶は成るいは膨潤する試剤より選ばれる。それとは
反対に、アグロメレートがポリエステル、エポキシ、ポ
リウレタン樹脂等の如き熱硬化性マトリックスを強化す
るのに用いられる場合、凝集性付与剤は好ましくは、エ
チレングリコール、スチレン、トルエン等の如き有機溶
剤に可溶々タイプのものである。
本発明のアグロメレート裂造に使用しうる水に溶は成る
いは膨潤する試剤の例はカルボキシメチルセルロース、
ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸若しくはポリメ
タクリル酸、加水分解度が中位ないし高いポリビニルア
セテート、水に可溶ないし乳化性のアクリルおよび（又
は）メタクリル共重合体、アクリル酸アルキル、メタク
リル酸アルキルおよび不飽和カルボン酸を含む共重合体
、尿素−ホルムアルデヒド樹脂等である。
有６（溶剤に可溶の凝集性付与剤の例はポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等でありうる。
適用すべき凝集性付与剤の量は、繊維の直径、長さ、結
合させるべき繊維数、用いられる凝集性付与剤の種類、
そして繊維細断プロセスに依り異なりうる。通常、かか
る量は繊維に対し１〜３０重量％好ましくは２〜１０重
ｉチ範囲である。
峨ＭｅＬｔＬム←會口↓　　壷ム番μｊ、　　績轢→ｈ
半一□表しン該繊薪の製造プロセスのあいだ適用し得、
成るいは回分方式です々わち既製檎維に適用することが
できる。
連続方式に依れば、湿式紡糸の場合凝固浴から出てきた
繊維又は乾式紡糸の場合紡糸カラムから出てきた繊維を
・、一段ないし多段延伸並びに乾燥および案内処理後凝
集性付与剤の水溶液又は分散体に浸漬させる。次いで、
繊維束を絞り機にかけ、残留水を熱処理で除く。このよ
うにして得られた乾燥せる結合繊維を、在来の細断機で
インラインか成るいは後続工程で所望長さに切り刻む。
回分方式では、車両上に成るいはボビンとに配列された
繊維を、連続牽引形態で、凝集性付与剤を含む水溶液又
は分散体内を通したのち、乾燥し、細断した。
本発明の好ましい具体化に依れば、アクリル繊維のアグ
ロメレートを次の如き工程で得ることができる。す力わ
ち、重合体をダイにより押出し、ダイかう出てきたフィ
ラメントを凝固し、洗浄且つ湿す延伸１−１！ｌ−１５
０〜２００℃で軍内（ｃｏｌｌａｐｓｉｎｇ　）　Ｌ、
プラスチック状態のフィラメントを総延伸比少くとも８
にまで新たに延伸し、ヒンダード収縮条件下でフィラメ
ントを冷却し、凝集性付与剤の水溶液又は分散体にフィ
ラメントを通し、該フィラメントをローラーで絞って繊
維／溶液比を約２とし、１２０〜１５０℃で乾燥し、そ
して最後に凝集化フィラメントを５０〜６０℃のローラ
ー上で冷却する。この凝集化フィラメントはギロチン式
細断機又はホイール式細断機に連続して送ることができ
、成るいは車両上に集められ且つ別工程での細断に付さ
れる。
フィラメント同士の結合度は、細断および輸送工程並び
に装入れないし包装工程に耐えるようなものでなげれば
ならない。
本発明の一層の理解に資するためまた本発明を実際に具
体化するために、いくつかの非制限的例示例を示す。
例 比粘度ｏ、　ｓ　４０　（ジメチルホルムアミド１０〇
−中型合体１１．１ｇの溶液に関し２５℃で測定）並び
に１００ミクロン未満８５チおよび１００〜１５０ミク
ロン範囲１５％の粒度分布を有するアクリロニトリル単
独重合体を全体に１００ミクロン未清の粒度分布となる
よう微粉砕した。粉砕せる重合体を温度３０℃のジメチ
ルアセトアミドに分散させて、固形分１４チの均質分散
体を得、熱交換器に通すことにより１５０℃で溶かした
。
このようにして得た均質溶液を約１００℃の温度に冷却
し、濾過し、直径５２μの内腔５００個を有するダイに
３　”ｂ　３　ｍｌ　／　ｍｉｎの流量で送入した。
フィラメントを、３０℃の温度に保ったジメチルアセト
アミド５０重量％および水５０重量％よりなる溶液中で
凝固させ、そして速度２．３７１１　／　ｍｔｎの一対
のローラーにより延伸比ＶＸ／■。＝［ＬＯ８５で収集
した。ここで、■、はローラーの周囲速度であり、■。
は理論押出速度である。
このようにして得たフィラメントを水で洗浄し、継続的
な延伸四段階で総延伸比Ｚ５となるまで下記手順ないし
作業条件で同時延伸させた：温　度　　延伸比　　溶剤
含分 第一段階　　６０℃　　１２　　　２０％第二段階　　
７０℃　　ｔ２　　　１０チ第三段階　　８５℃　　１
３　　　　５％第四段階　　９８°（：、　　　４．０
１　　　　　［１，１チ延伸フイラメントは仕上げ後、
１９０℃で加熱せるローラー上で乾燥し、三段階で下記
条件下２．１の総延伸比で乾式延伸せしめた：第一段階
　　　　　　　　１６　　　　１９０℃第二段階　　　
　　　　　ｔ２　　　　１７０℃第三段階　　　　　　
　　１１　　　　１６０℃室温に冷却し且つボビン上に
集めたフィラメントは下記特性値を有した： 番　手　：　　　　２．５ｄテツクス 靭　性　：　　　　７０　ｃ　Ｎ　／　ｄテックス伸び
率　：　　　１７％ モジュラス：　　　　ｚｏｏｏｅＮ／ｄテックスこのフ
ィラメントを、凝集性付与剤として、ヘキスト社よりＡ
ＦＩＬＡＮ　　ＰＳの商品名で市販されているポリビニ
ルアルコールの誘導体を含む水溶液に通した。水溶液か
ら出てきたフィラメントを次いで、二本のローラーで絞
った。溶液の濃度および繊維によって運搬される液量は
、下記細断長さを関数とした変量の凝集性付与剤を有す
る如きものとする。
６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｔ５
フイラメントを１３０〜１４０℃で乾燥させた。
ミキサーに、 一層　　　　　　　　　　　　　　ｔ５１−ポルトラン
ド５２５セメント　　　　　　　　２．５Ｋｇ−粒度５
００μの仕上タイプ砂　　２．５　ＫＬｉを装入した。
この混合物を高速度で約１分間混練して、凝固物のない
均質なものとした。次いで、先に得た高モジユラスポリ
アクリロニトリル繊維１００Ｉを３０〜４５分間にわた
り低速度攪拌下緩徐に加えた。加え終えたのち、更に３
０〜６０秒間常時低速度で援拌し続けた。そのあと、混
合物を２０１１ｍ×３０ｃｒｒＬ面積、ｔ５ｃｒ！Ｌ高
さのモールドに注入した。
このようにして得たスラブを相対湿度９０チ、温度２０
℃の室内で７日間更に周囲条件下で２１日間室内二一ジ
ングした。スラブを面積２０　ｃｒｎ　Ｘ２．５ｃＷＬ
のストリップに裁断し、これを、インストロン応力歪メ
ーターで破断曲げ強さを測定するのに用いた。この装置
には、３７８　ｉｎ　（９，５ｍｍ）径の支持ローラー
２本を、それら軸線間１５２．４鱈の距離をおいて設置
した、曲げ破断用取付部品が備えられていた。荷重に対
し応答する第三ローラーも同じ３／　８１　ｎ径を有し
、先のローラー２本に対して中央部に位置していた。用
いられた変形速度は（Ｌ　５　ｍ　／　ｍｉｎであった
。
上記の如き態様で、二つのストリップ（ＡおよびＢ）試
料を製造した。第一の試料（Ａ）に対しては、凝集性付
与剤の水溶液で処理せず、而してフィラメントが個々別
々にカっている１２ｍ長さの前記ポリアクリニトリル繊
維を用いた。
第二の試料（Ｂ）に対しては、同じポリアクリロ＝）＋
ｊ／Ｌ／に、維にして、凝集性付与剤ＡＦ　Ｉ　ＬＡＮ
ＰＳの水溶液で処理したものを用いた。該線維は、各々
１２闘長さの繊維約３００本で構成されるアグロメレー
ト形状をなした。その凝集性付与剤含量は約３重ｉｓで
あった。
破断曲げ強さの値は、 試料Ａ　＝　５０　Ｋｙ　／　ｃｒｎ”および試料Ｂ　
＝　８０　Ｋｆ／　ｃｒｎ”であった。
試料の破面を観察することにより、試料Ａでは、繊維が
不均質な島形成模様で分布し、マトリックスによって「
湿潤」してい々い繊維束が存在したが；　試料Ｂでは、
繊維がマトリックス全体にわたり一様に分布ししかも該
マトリックスによって完全に「湿潤」していることがわ
かった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、各々径＜５０ミクロン、長さ＞３ｍｍのステープル
    アクリル繊維同士を凝集性付与剤で結合させてなる、粘
    性有機ないし無機マトリックス中で改良分散性を示す繊
    維アグロメレート。 ２、各アグロメレート当りのアクリル繊維数が、（Ｌ／
    Ｄ・５０）＾２ 〔ここでＬは繊維の長さ（ｍｍ）であり、Ｄは繊維の直
    径（ｍｍ）である〕に等しいか又はそれより多い、特許
    請求の範囲第１項記載の繊維アグロメレート。 ３、各アグロメレートが１０より多いアクリル繊維数を
    有する、特許請求の範囲第２項記載の繊維アグロメレー
    ト。 ４、各アクリル繊維が６０ｍｍ未満の長さを有する、特
    許請求の範囲第１〜５項のいずれか一項記載の繊維アグ
    ロメレート。 ５、アクリル繊維が５０ｃＮ／テックスより高い靱性、
    １０００ｃＮ／テックスより高い初期弾性率および１５
    ％以下の破断点伸びを有する、特許請求の範囲第１〜４
    項のいずれか一項記載の繊維アグロメレート。 ６、凝集性付与剤が無機マトリックスのアルカリ性溶液
    又は水に可溶であり或るいは膨潤する、特許請求の範囲
    第１〜５項のいずれか一項記載の繊維アグロメレート。 ７、凝集性付与剤がエチレングリコール、スチレン又は
    トルエンの如き有機溶剤に可溶である、特許請求の範囲
    第１〜６項のいずれか一項記載の繊維アグロメレート。 ８、凝集性付与剤が繊維に対し１〜３０重量％好ましく
    は２〜１０重量％範囲の量である、特許請求の範囲第１
    〜７項のいずれか一項記載の繊維アグロメレート。 ９、特許請求の範囲第１〜８項のいずれか一項記載のア
    クリル繊維アグロメレートで強化された粘性有機ないし
    無機マトリックス。
JP62014323A 1986-01-31 1987-01-26 粘性有機ないし無機マトリツクス中改良分散性を示すアクリル繊維 Expired - Lifetime JPH0832578B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT19263/86A IT1191661B (it) 1986-01-31 1986-01-31 Fibre acriliche a migliorata disperdibilita' in matrici organiche o inorganiche viscose
IT19263A/86 1986-01-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62235237A true JPS62235237A (ja) 1987-10-15
JPH0832578B2 JPH0832578B2 (ja) 1996-03-29

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ID=11156227

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62014323A Expired - Lifetime JPH0832578B2 (ja) 1986-01-31 1987-01-26 粘性有機ないし無機マトリツクス中改良分散性を示すアクリル繊維

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4820585A (ja)
EP (1) EP0235577B1 (ja)
JP (1) JPH0832578B2 (ja)
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