JPS62252356A

JPS62252356A - セメント補強用繊維

Info

Publication number: JPS62252356A
Application number: JP9367086A
Authority: JP
Inventors: 丈夫澤登; 勇二野口; 坂井　廣道
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1986-04-23
Filing date: 1986-04-23
Publication date: 1987-11-04
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPH0672038B2

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〕本発明は繊維強化セメント複合材において、優れた曲げ
強要を有するセメント補強用繊維に関するものである。

〔従来技術〕

近年、セメント系建築材においては、防火性、耐火性、
および耐震性等の要求が一段と敵しさな増しており、そ
れに伴って、補強用繊維の性能も改良されつつあるが、
従来の繊維を用いた補強法では、未だ十分な性能の改良
は、実現されていない。

従来の補強法は、大別して次の二つに分けられる。その
１つは、繊維を所要の長さに切断し念チョツプドストラ
ンドをセメントマトリックス中に分散させて補強する方
法。また一方は。

連続繊維をセメント中に配設して補強する方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のいずれの方法においてもセメント
と補強繊維との付着性が悪く、十分な性能が得られない
という問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は従来の問題点を解決すぺ〈鋭意検
討を行なった結果、補強繊維に特定の組成の被櫃層を設
けることによりセメントと補強繊維との付着性が改督さ
れることを見い出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明の目的はセメントと補強繊維との付層
を改良し、優れた曲げ強度を有するセメント補強用繊維
を提供するものである。

そして、その目的は有機または無機繊維を熱硬化性樹脂
で含浸処理した後、ゴム溶液、またはゴムラテックスで
被覆し、これを硬化させることによって得られることを
特徴とするセメント補強用繊維によシ達成される。

以下、本発明を説明するに１本発明に用いられる有機ま
たは無機繊維は、特に限定されるものではないが、例え
ば、有機繊維ではナイロン。

ポリエステル、レーヨン、更には、アラミド等の芳香族
系繊維が用いられ、無機繊維では、スチール、ガラス繊
維、炭素繊維、および黒鉛繊維等が用いられる。この内
、引張強度ｔｒｏｋ４／−以上、ヤング率／　Ｏｔｏｎ
　／　ｍＡ以上有するものが好ましい。繊維には、表面
処理および仕上剤等により前処理してもよい。

表面処理には気相酸化、液相酸化、または酸化剤等を用
いる方法があり、仕上剤による処理は、集束剤、滑剤、
柔軟仕上剤として用いるエポキシ系、アクリレート系、
ポリエチレン系、ポリブテン系、ポリエステル系、ポリ
ウレタン系、シリコン等の公知の化合物を単独あるいは
併用しても良い。

次に、本発明で第一処理に用いる熱硬化性樹脂は、水溶
性、非水溶性にかかわらず、公知のものが用いられる。

例えば、エポキシ化合物、不飽和ポリエステル、ポリイ
ミド類等があり、エチレングリコール、グリセロール、
ソルビトール、プロピレングリコール等の多価アルコー
ル類とエピクロルヒドリンの如きハロゲン含有エポキシ
ド類との反応生成物、およびレゾルシン、ハイドロキノ
ン、ビスフェノールＡ、　力ｆコール等の多価フェノー
ル類と前記ハロゲン含有エポキシド類との反応生成物等
を挙げることができる。かかる熱硬化性樹脂は水に溶解
、もしくは乳化分散させ量水浴液、あるいは有愉溶媒を
用い九溶液として用いられる。

矢に本発明の第二処理で用いられるゴムの種類は、たと
えば、天然ゴム、スチレンブタジェンゴム、アクリロニ
トリルゴム、アクリル酸エステル共！合体、クロロプレ
ンゴム、ＥＰＤＭ。

ブチルゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、フッ素
ゴム、ポリウレタンゴム等の公知のものが用いられ、上
記のゴム固形物が溶解したナスペンション系で用いるか
、あるいは、水エマルジョン系の乳化重合法、あるいは
他の重合法によシ得たポリマーを乳化剤を使用して水エ
マルジョン系に再乳化して製造されるラテックスを用い
るが、所望のゴム固形分濃度が選択できる点でラテック
スを用いる方が好ましい。また、ゴム浴液、またはゴム
ラテックスには、必要によってフィラー等の補強材、ま
たは加硫剤、および加硫促進剤を混合、分散させても良
い。

繊維に前記第一処理および第二処理を画す方法として、
繊維束または、フィラメントを連続的に引き出し、ロー
ラー等を介して熱硬化性樹脂液の第一浴槽に浸した後、
通常熱処理槽を通して硬化させ、次に、またローラー等
を介して、ゴム溶液、またはゴムラテックスの第二浴槽
に没し、熱処理槽を通して硬化させ巻き取る連続含浸処
理法、あるいは、所定の長さに切断し九繊維束またはフ
ィラメントを前記連続含浸処理法の工程と同じ手項にて
処理を施すバッチ式含浸処理法のいずれを用いてもよい
。

尚９本発明においては、熱硬化性樹脂液よる第一処理を
行ない、４ｔｔ　ｌｉｔが未碩化の状態で引き続き第二
処理を行なうこともできるが、好ましくは少なくとも樹
脂が半硬化状態のものに第二処理を施すことが取扱い等
の点から都合がよい。

その際、熱硬化性樹脂液およびゴム溶液、またはゴムラ
テックスは、通常、繊維全体を被覆しているが、本発明
の効果を損なわない程度の部分被覆であっても良い。繊
維に対する熱硬化性樹脂の付着量は、５０−ユ００重量
多が好ましい。

樹脂付着量が多すぎると、付着ムラによる凝集破訓が起
こシ易く、一方、付着量が少なすぎると繊維本来の引′
張強度を生かすことができない。また、繊維て対するゴ
ム固形分の付Ｎ危は、ｌＯ〜２００重童チ好ましくは５
０〜７００重ｔ％で用いるのが良い。ゴム付着量が多す
ぎると、ゴム層の凝集破壊が起こり易く、一方、付着量
が少なすぎると、セメントとの付着が低下する。

次に被接した熱硬化性樹脂およびゴムを熱処理して硬化
させる熱処理温度は、第一処理後では通常、７０℃以上
、１２０℃以下で３ｏ分程度行う。繊維強度を更に得よ
うとする場合は、１５０℃以上２００℃以下で１時間８
度行っても良い。

第二処理後では、ｉｏｏ℃以上コｏＯ℃以下で１０〜ｊ
Ｏ分程度行うのが好ましい。第一処理および第二処理の
いずれにおいても、熱処理温度が低すぎると、樹脂およ
びゴムが、十分硬化せず、繊維本来の強度が得られない
。一方、熱処理温度が高すぎると、樹脂およびゴムの変
質、劣化が起こりセメントとの付着が低下する。

以上の処理を施した繊維はセメント補強用に用いるに際
し従来技術にあるような繊維形態や施工方法の制限は何
らなく強化セメント材の製法に応じて、短穢維状、長繊
維（ストランド）状、シート状、不織布状、織物状等積
々な形態で使用でき、ダイレクトスプレー法、プレミッ
クス法、含浸法（またはハンドレイアップ法）、抄造法
等様々な方法で施工できる。

また、ポルトランドセメント、高炉セメント、アルミナ
セメント、ケイ酸カルシウム等の各種水硬性セメントに
配合し板状、管状、柱状等各種形状の繊維強化セメント
材が製造できる。使用すべき繊維の量は、所望の強姪特
性を得るように定める。

通常、セメントの乾燥重り１００重量部に対し、０．３
ｒ−５重量部が望ましい。次に、セメントマトリックス
は、セメントと水を混合し水利反応によって得られるが
、水オロに必要な水は、通常、セメントの乾燥重量ｉｏ
ｏ重量部に対し。

２０〜り０重量部、セメント構造体の強度をできるだけ
上げるためには、ＪＯＳ−≠５重量部の水を混合するの
が好ましい。さらに、骨材として、砂、ケイ砂等をセメ
ント１００重置部に対し、５０−２００Ｍ量部配合する
「モルタル」を用いても良い。

〔発明の効果〕

このようにして得られ之繊維強化セメント材は、従来の
強化セメント材にない優れた曲げ強度を有することが認
められた。

また、本発明の処理を施すことにより、セメントの水お
よびアルカリ性に対して防蝕効果があるため、スチール
、ガラス繊維が使用できる利点を持つ。

本発明によシ、優れた曲げ強度が発現する理由を推察す
ると、熱硬化性樹脂を含浸した繊維の外側にゴム層を被
覆することで、ゴム層が曲げ応力を分散させ、樹脂層の
破壊を防ぐため、繊維の強度が保持され、セメント複合
材として曲げ強度を高める結果になっていると考えられ
る。

以下、本発明を実施例により、具体的に説明するが本発
明はその要旨をこえない限り下記の実施例に限定される
ものではない。

（実施例１）引張強度２００ｋｇ／ｗｊ、ヤング率’Ｉ　Ｏｔｏｎ　
／−のピッチ系炭素繊維（長さ３０　ｃｍ　）を用い、
これをＳＯ係濃度のエポキシ樹脂を含むメチルエチルケ
トン溶液に含浸し、次いで、５０℃で２０分さらに、ｉ
ｓｏ℃で２０分間乾燥、熱処理を施し樹脂を硬化させた
。続いて、予め、加硫剤および加硫促進剤を混合、分散
させたｌＩＯチ固形分濃度のスチレンブタジェンラテッ
クス（日本ゼオン族）で被覆処理し、次いで、ざ０℃、
２０分で乾燥し、さらに、１ｚｏｃ、２０分間熱処理し
て、ゴムを硬化させた。炭素繊維に対する樹脂、および
ゴムの付着量は、各々、ｌＪｓ！Ｉｒ％、ダ１重ｆ％で
あった。得られた炭素繊維束を繊維強化セメント材の製
造法であるハンドレイアップ法の常法に従い、セメント
ｉｏｏ重量部に対し、水５！、砂ｉｔ、ｏの各重り部か
らなるセメントマトリックス中に、一定間隔をもって張
設し、１０本の炭素繊維束を配列させた。絖いて、気中
養生（温度−０℃、相対湿度６５％）Ｌ、材令７日で炭
素線維強化セメント材を得た。得られた炭素繊維強化セ
メント材を下記の条件で曲げ試験を行なった。

試験体寸法；縦３コー、横ダα、厚さユｍスパン間；コ
ロｃｒｒＩかぶ＃）厚；０，３ｃｍ３点曲げ試験法；試験体３枚の平均値その曲げ物性を第１表に示す。

（実施例コ）実施例１と同一の炭素繊維を用い、コチのエポキシ樹脂
水溶液（ポリエチレングリコール・ジグリシジルエーテ
ル）で前処理を施した。該エポキシ樹脂の付着量は炭素
繊維に対し、約１重量％であった。

以下、実施ｆ−ＩＪ　／と同様にして得られた炭素繊維
強化セメント材の物性を第１表に示した。

尚、スチレンブタジェンゴムの付着量は炭素繊維に対し
、ｔｇ５重量％あった。

（実施例Ｊ）実施例１と同一の炭素繊維を用い、２チのエポキシ樹脂
乳化液（エピクロルヒドリンとビスフェノール人との反
応生成物に界面活性剤を添加して乳化、分散させた処理
液）で前処理を施した。該エポキシ樹脂の付着量・は炭
貴繊維に対し、１．５重量％であった。以下、実施例１
と同様にして得られた炭素繊維強化セメント材の物性を
第１表に示した。

尚、スチレンブタジェンゴムの付着量は炭素繊維に対し
、９５重ｔ　％であった。

（比較例１）実施例１と同一の炭素繊維を用い、ゴム溶液、またはゴ
ムラテックスで処理しなかった以外は、実施例１と同様
にして得られた炭素繊維強化セメント材の物性を第１表
に示した。

面、エポキシ樹脂の付着量は炭素繊維に対し、１０５重
ｔ％であった。

（比較例２）実施例１と同一の炭素繊維を用い、ゴム溶液、またはゴ
ムラテックスに、加硫剤および加硫促進剤を混合、分散
させなかった以外は、実施例１と同様にして得られた炭
素礒維強化セメント材の物性を第１表に示した。

尚、エポキシ樹脂および、スチレンブタジェンゴムの付
着量は、炭素繊維に対し、各々、ｔｑ重遇“慢、７６、
重ｉ−秀であった。

第　　ｌ　　表

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有機または無機繊維を、熱硬化性樹脂で含浸処理
した後、ゴム溶液、またはゴムラテックスで被覆し、こ
れを硬化させることによって得られることを特徴とする
セメント補強用繊維。