KR100343339B1 - Twist-form reinforcement-fiber and method of preparing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시멘트 복합체의 보강용 유기 합성섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 콘크리트, 숏크리트 등의 시멘트 복합체에 첨가하여 우수한 보강효과를 나타내는 트위스트(twist)형 합성수지재 보강섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic synthetic fiber for reinforcing cement composites and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a twist type synthetic resin reinforcing fiber exhibiting excellent reinforcing effect by adding to cement composites such as concrete and shotcrete, and a method for manufacturing the same. will be.

본 발명은 이를 위하여, 섬도가 1000 내지 10000 g/9000m(denier)이고, 트위스트 정도가 40 회/m이상인 시멘트 복합체 보강용 트위스트(twist)형 폴리프로필렌계 섬유 및 그의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a twist-type polypropylene fiber for reinforcing cement composites having a fineness of 1000 to 10000 g / 9000 m (denier) and a twist degree of 40 times / m or more, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유는 콘크리트 또는 숏크리트 등의 시멘트 복합체에 혼합할 때 혼합초기의 섬유볼 현상을 발생시키지 않으며, 트위스트의 구조 내에 시멘트 복합체를 채울 수 있기 때문에 양생 후 파괴시 뽑힘현상이 전혀 발생하지 않는다. 또한 탄성이 우수한 합성섬유이고 섬도가 커서 시멘트 복합체에 우수한 인성을 부여할 수 있다.The twisted polypropylene fiber of the present invention does not cause the initial fiber ball phenomenon when mixed with cement composites such as concrete or shotcrete, and it is possible to fill the cement composite in the structure of the twist, so that the pulling phenomenon when breaking after curing It doesn't happen at all. In addition, it is a synthetic fiber having excellent elasticity and a large fineness, which can impart excellent toughness to the cement composite.

Description

트위스트형 보강섬유 및 그의 제조방법{TWIST-FORM REINFORCEMENT-FIBER AND METHOD OF PREPARING THE SAME}Twist type reinforcing fiber and its manufacturing method {TWIST-FORM REINFORCEMENT-FIBER AND METHOD OF PREPARING THE SAME}

[산업상 이용분야][Industrial use]

본 발명은 시멘트 복합체의 보강용 유기 합성섬유 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 콘크리트, 숏크리트 등의 시멘트 복합체에 첨가하여 우수한 보강효과를 나타내는 트위스트(twist)형 합성수지재 보강섬유 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic synthetic fiber for reinforcing cement composites and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a twist type synthetic resin reinforcing fiber exhibiting excellent reinforcing effect by adding to cement composites such as concrete and shotcrete, and a method for manufacturing the same. will be.

[종래 기술][Prior art]

종래의 모르타르나 콘크리트를 사용한 시멘트 성형품, 또는 건축물의 외벽, 터널의 내벽, 경사면 등이 구축되는 데 있어서, 이러한 성형체들은 비교적 취성(脆性)이 커서, 인장강도, 절곡내력, 절곡타프네스, 내충격성 등의 물성이 충분하지 않으면 벽면이 균열로 누수되거나 외벽이 박리, 낙하하는 사고 등이 발생하는 위험이 있다. 그러므로 콘크리트의 보강을 목적으로 강섬유, 유리섬유, 폴리비닐알콜 섬유(일본공개 특허공보 소63-303837호, 평1-40786호, 평8-218220호 등) 등을 혼입하여 사용하고 있다.In the construction of cement molded products using conventional mortar or concrete, or the outer wall of a building, the inner wall of a tunnel, an inclined surface, etc., the molded products are relatively brittle, and thus the tensile strength, the bending strength, the bending strength, the impact resistance Insufficient physical properties may cause the wall to leak due to cracks or the outer wall may peel off or fall. Therefore, steel fiber, glass fiber, polyvinyl alcohol fiber (Japanese Patent Laid-Open No. 63-303837, 1-40786, 8-218220, etc.) are mixed and used for the purpose of reinforcing concrete.

또한 뿜칠하는 숏크리트 분야에 있어서, 무근으로 숏크리팅하는 경우가 있지만, 대부분의 숏크리트 작업에서는 포틀랜드 시멘트 콘크리트의 고유결함인 소성수축 균열의 억제와 부족한 인성(靭性)의 보완, 및 암반과의 부착을 위하여 일반 콘크리트보다 다양한 보강재를 사용하고 있다. 숏크리트 보강재는 종래에 주로 사용되던 와이어 메쉬(wire mesh)와 뒤이어 그 보강기능이 보다 우수함이 발견된 강섬유(steel fiber), 유리섬유(glass fiber), 및 합성섬유인 폴리프로필렌 섬유 등이 있다.In addition, in the shotcrete field to be sprayed, there is a case of shotcreting with bare skin, but in most shotcrete operations, suppression of plastic shrinkage crack, inherent defect of Portland cement concrete, supplementation of insufficient toughness, and adhesion to rock For this purpose, various reinforcement materials are used than ordinary concrete. The shotcrete reinforcement includes a wire mesh used mainly in the related art, followed by steel fiber, glass fiber, and polypropylene fiber, which is found to be superior in reinforcing function.

그러나 강섬유를 혼입한 콘크리트는 강섬유의 비중이 7.8 정도로 무거워서 재료의 운반이나 혼입작업이 곤란하고, 뿜칠하는 숏크리트에 있어서 뿜칠시 반동에 의해 낙하된 강섬유를 작업자가 밟고 다칠 우려가 크고, 강섬유가 부식되는 등의 문제점이 지적된다.However, concrete mixed with steel fibers has a heavy specific gravity of 7.8%, making it difficult to transport or mix materials, and in shotcrete to be sprayed, there is a high risk of worker stepping on and injuring the steel fiber dropped by recoil when spraying. The problem is pointed out.

또한 유리섬유는 시멘트의 알칼리에 손상되어 장기적으로 그 보강기능이 상실되며, 유리섬유 중에서 내알칼리성 섬유는 가격이 높아서 사용하기가 어렵고, 수급이 어려운 문제점이 있다.In addition, the glass fiber is damaged by the alkali of the cement, and its reinforcing function is lost in the long term, alkali-resistant fiber among the glass fiber is difficult to use because of the high price, it is difficult to supply.

또한 폴리비닐알코올 섬유는 섬유 자신이 흡수성이 있어서 섬유가 알칼리 하에서 고온에 의해 가수분해를 일으킬 수 있고, 섬유를 혼입하지 않은 것에 비해 슬럼프가 현저히 저하하는 경향이 있다. 또한 뿜칠하는 숏크리트의 경우에 있어서 폴리비닐알코올 섬유를 보강섬유로 사용할 경우 뿜칠에 필요한 슬럼프를 확보하기 위하여 단위수량을 증가시킬 필요가 있고, 물 : 시멘트 비를 일정하게 하기 위하여 단위수량을 증가시킨 비율로 시멘트량을 증가할 경우에는 부정합이 발생하는 문제점이 있다.In addition, the polyvinyl alcohol fibers have a water absorbency, and thus the fibers may be hydrolyzed by high temperature under alkali, and the slump tends to be remarkably reduced as compared with not mixing the fibers. In addition, in the case of shotcrete spraying, when polyvinyl alcohol fiber is used as reinforcing fiber, it is necessary to increase the unit quantity to secure the slump required for the spraying, and the ratio of unit quantity is increased to make the water: cement ratio constant. Increasing the amount of cement, there is a problem that mismatch occurs.

또한 와이어 메쉬를 설치하는 방법은 숏크리트의 작업공정에 와이어 메쉬를 설치하는 공정이 하나 추가되고, 재료의 운반이나 취급의 작업시간이 많아서 공정의 싸이클에도 영향을 미치는 문제점이 있다.In addition, the method of installing the wire mesh is one step of installing the wire mesh to the work process of the shotcrete, there is a problem that affects the cycle of the process due to the large amount of work time for transporting or handling the material.

또한 상기 강섬유 또는 와이어 메쉬는 결국 어느 정도 시간이 경과된 후엔 부식될 수밖에 없으며, 뒤이어 부식된 재료의 팽창작용으로 모체인 숏크리트의 박리현상(lamination)을 유발시키는 문제가 있다.In addition, the steel fiber or wire mesh is inevitably corroded after a certain time has elapsed, and there is a problem that causes the lamination of the shotcrete parent by the expansion of the corroded material.

이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에 강섬유나 폴리비닐알콜 섬유 등을 대체하여 성형성이 양호하고, 경량이며, 저렴한 폴리올레핀계 섬유를 사용하는 것이 시도되고 있다(일본공개 특허공보 소58-18343호, 소61-301호, 소61-26510호, 소62-4346호, 소62-28106호, 평9-86984호, 평11-116297호 등).In order to solve such a problem, it has recently been attempted to use polyolefin fibers having good moldability, light weight, and low cost by replacing steel fibers or polyvinyl alcohol fibers (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-18343, 61-301, SO 61-26510, SO 62-4346, SO 62-28106, WO 9-86984, WO 11-116297, etc.).

폴리올레핀계 섬유는 일반적으로 섬도(纖度)가 0.01 내지 100 dr, 섬유길이가 0.5 내지 50 mm 정도의 단사나 집속사 또는 스플릿트사의 단섬유가 많이 사용된다. 이 섬유는 성상에 있어서 저섬도의 단섬유는 소위 "화이버볼"이라는 섬유괴가 생성될 수 있고, 이 때문에 비중이 높은 시멘트 복합체 내에 균일하게 분산되기 곤란한 문제점이 있다. 또한 분산성을 양호하게 하기 위하여 섬도를 키울 경우에는 시멘트와의 접착성이 열세가 되어 곡응력이 저하되고, 시멘트 메트릭스를 절단가공 등에 의한 파괴시 소위 "뽑힘(pull-out)" 현상이 발생되어 시멘트 메트릭스를 유지하기에 어려운 경향이 있다. 또한 저섬도의 긴 섬유는 섬유끼리 연결되어 시멘트 중에 분산하기가 어렵거나 시멘트 내에서 절곡될 때 시멘트 제품에 강도 하락을 발생시키는 것이 많다.Polyolefin-based fibers generally have a single fiber of 0.01 to 100 dr fineness and a fiber length of about 0.5 to 50 mm, and short fibers of a focused yarn or split yarn. This fiber has a problem that low-density short fibers can produce a so-called "fiber ball" fiber mass, which makes it difficult to uniformly disperse them in a cement composite having a high specific gravity. In addition, when the fineness is increased in order to improve dispersibility, the adhesiveness with cement is inferior, and the curvature stress is lowered. When the cement matrix is broken by cutting, the so-called "pull-out" phenomenon occurs. It tends to be difficult to maintain cement metrics. In addition, low-fiber long fibers are often difficult to disperse in cement as they are connected to each other, or they often cause strength degradation in cement products when bent in cement.

한편, 폴리올레핀계 섬유는 소수성이어서 시멘트 슬러리중에 섬유가 부상되는 현상이 발생하므로 폴리올레핀계 섬유에 친수성을 부여하여 양호한 침강성을 얻으며, 이렇게 분산성이 향상된 섬유와 시멘트가 균질하게 혼합되어 소정의 섬유 보강효과를 얻는 것이 알려져 있다(한국공고 특허공보 제94-5541호). 더욱이 폴리프로필렌계 섬유의 경우는 집속성을 개량하기 위하여 여러 가지 계면활성제로 표면처리도 한다. 그러나 시멘트 복합체에서의 뽑힘 현상을 개선하기 위하여 샌드페이퍼, 플라즈마 처리, 가열롤 처리(일본공개특허공보 평11-116297호) 등으로 섬유 표면에 요철을 부가하거나 커플링제 등으로 화학적인 처리를 하는 방법 등의 표면 개질 방법은 상기에서 설명한 뽑힘 현상을 완전히 개선하지 못하였다.On the other hand, since the polyolefin fibers are hydrophobic, which causes the fibers to float in the cement slurry, hydrophilicity is given to the polyolefin fibers to obtain good sedimentation properties. Thus, the fibers having improved dispersibility and cement are mixed homogeneously to give a predetermined fiber reinforcement effect. It is known to obtain (Korean Patent Publication No. 94-5541). Moreover, in the case of polypropylene fiber, the surface treatment is also performed with various surfactants in order to improve the focusability. However, in order to improve the pulling out of the cement composite, sand paper, plasma treatment, heating roll treatment (Japanese Patent Laid-Open No. 11-116297), etc., add irregularities to the surface of the fiber or chemical treatment with a coupling agent, etc. The surface modification method of did not completely improve the pulling phenomenon described above.

다른 한편으로, 폴리올레핀계 섬유는 비중이 0.91 정도로 가볍기 때문에 시멘트에 대하여 동일 용적의 섬유를 혼합하기 위하여 비중이 낮지 않은 것이 경제적이나, 비중이 낮고 소수성이 되면 콘크리트 중에 균일 분산하는 것이 비교적 곤란하다. 따라서 물과 섬유의 혼합순서나 혼합시간 등 혼합방법을 재검토를 할 필요가 있다.On the other hand, since the polyolefin fiber has a specific gravity of about 0.91, it is economical not to have a low specific gravity in order to mix the same volume of fibers with cement, but it is relatively difficult to uniformly disperse in concrete when the specific gravity is low and hydrophobic. Therefore, it is necessary to review the mixing method such as mixing order and mixing time of water and fibers.

또한 폴리올레핀계 섬유를 혼합한 콘크리트 혼합물을 숏크리트와 같이 뿜칠 시공하는 경우에 반발은 비교적 적어서 작업하기가 용이하나 섬유의 분산성이 슬럼프에 영향을 주고, 슬러프가 낮으면 뿜칠 작업이 곤란하고, 반대로 슬럼프가 크면 반발성이 커지는 경향이 있다.In addition, when the concrete mixture containing polyolefin-based fibers is sprayed like shotcrete, the repulsion is relatively small, so it is easy to work, but the dispersibility of the fiber affects the slump. If the slump is large, the repulsion tends to increase.

따라서 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 고려하여, 시멘트 복합체에 혼합할 때 혼합초기에 섬유볼 현상이 발생하지 않는 폴리프로필렌계 보강섬유 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a polypropylene-based reinforcing fiber and a method of manufacturing the same, in which fiber ball does not occur at the beginning of mixing when mixing the cement composite in consideration of the problems of the prior art.

본 발명의 다른 목적은 시멘트 복합체 경화 후 파괴시 뽑힘현상이 없는 시멘트 복합체를 보강하는 폴리프로필렌계 보강섬유 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a polypropylene-based reinforcing fiber and a method of manufacturing the same to reinforce the cement composite without pulling phenomenon when the cement composite hardening after fracture.

본 발명의 또 다른 목적은 숏크리트 조성물의 보강섬유로 사용되는 스틸섬유를 대체할 수 있는 폴리프로필렌계 보강섬유 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a polypropylene-based reinforcing fiber and a method of manufacturing the same, which can replace the steel fiber used as the reinforcing fiber of the shotcrete composition.

본 발명의 또 다른 목적은 콘크리트 슬럼프의 조정이 용이한 폴리프로필렌계 보강섬유 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a polypropylene-based reinforcing fiber and a method of manufacturing the same, which are easy to adjust the concrete slump.

본 발명의 또 다른 목적은 건설현장에서 용이하게 사용할 수 있는 폴리프로필렌계 보강섬유 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a polypropylene-based reinforcing fiber and a method of manufacturing the same that can be easily used in a construction site.

[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 섬도가 1000 내지 10000 g/9000m(denier)이고, 트위스트 정도가 40 회/m이상인 시멘트 복합체 보강용 트위스트(twist)형 폴리프로필렌계 섬유를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a twist type polypropylene fiber for reinforcing cement composite having a fineness of 1000 to 10000 g / 9000m (denier) and a twist degree of 40 times / m or more.

또한 본 발명은 상기 시멘트 복합체 보강용 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법에 있어서,In addition, the present invention is a method for producing a twisted polypropylene fiber for reinforcing the cement composite,

a) 폴리프로필렌계 수지를 압출기에서 용융 방사하고, 냉각시켜서 필라멘트a) Melt spinning the polypropylene resin in an extruder, and cooling the filament

섬유를 제조하는 단계;Preparing a fiber;

b) 상기 a)단계에서 제조된 필라멘트 섬유를 연신하는 단계;b) drawing the filament fibers prepared in step a);

c) 상기 b)단계의 연신된 필라멘트 섬유를 가열 지역을 통과시키면서 길이c) passing the stretched filament fibers of step b) through a heating zone

방향의 수직으로 꼬아서 트위스트형 섬유를 제조하는 단계; 및Twisting in the direction perpendicular to produce twisted fibers; And

d) 상기 c)단계의 트위스트형 섬유를 절단하는 단계d) cutting the twisted fiber of step c)

를 포함하는 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a twisted polypropylene-based fiber comprising a.

또한 본 발명은 상기 제조방법에 있어서,In addition, the present invention provides a method of the above,

e) 상기 b)단계의 연신된 필라멘트 섬유를 엠보싱 처리, 또는 커플링제 화학처리로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 표면처리를 실시하는 단계를 더욱 포함할 수 있다e) performing the surface treatment selected from the group consisting of embossing or coupling agent chemical treatment of the stretched filament fibers of step b) may be further included.

이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

[작 용][Action]

본 발명은 트위스트형 섬유를 시멘트 복합체의 보강섬유로 사용하여 시멘트 복합체가 양생 경화 후 외력에 의해 파괴될 때 보강섬유가 뽑힘현상 없이 보강섬유가 갖고 있는 인성에 의해서만 파괴되도록 한 것이다.The present invention is to use the twisted fiber as a reinforcing fiber of the cement composite so that when the cement composite is broken by external force after curing curing, the reinforcing fiber is broken only by the toughness of the reinforcing fiber without pulling out phenomenon.

즉, 본 발명의 트위스트형 섬유는 유기합성 섬유이지만 시멘트 복합체의 보강섬유로 사용될 때 트위스트 구조 내에 시멘트 복합체가 차있기 때문에 뽑힘현상이 전혀 발생하지 않는다. 따라서 시멘트 복합체 내에서 유기합성 섬유 고유의 인성을 발휘하여 충분한 보강 역활을 할 수 있으며, 외력에 의한 파괴시에도 뽑힘 현상 없이 섬유의 인장강도로 충분히 견딘 후 시멘트 복합체가 파괴되도록 한 것이다. 특히 종래의 섬유경이 굵고 섬유표면에 요철만을 준 폴리프로필렌 섬유의 뽑힘현상 문제점을 해결할 수 있다.That is, the twisted fiber of the present invention is an organic synthetic fiber, but when used as a reinforcing fiber of the cement composite, no pulling phenomenon occurs because the cement composite is filled in the twist structure. Therefore, it is possible to play a sufficient reinforcement role by showing the inherent toughness of organic synthetic fiber in the cement composite, and to break the cement composite after sufficiently enduring the tensile strength of the fiber without being pulled out even when destroyed by external force. In particular, it is possible to solve the problem of pulling out polypropylene fibers having a conventional fiber diameter having only irregularities on the fiber surface.

또한 본 발명의 트위스트형 섬유는 트위스트형이므로 시멘트 복합체에 혼합될 때 일반적인 단사형 합성섬유와는 달리 근본적으로 섬유볼 현상이 발생하지 않는다. 즉, 섬도가 1000 데니아 이상 10000 데니아 정도이므로 종래의 일반적인 합성 보강섬유보다 섬유경이 크고, 섬유경 대비 섬유길이가 길지 않으며, 또한 트위스트형의 구조는 그 구조 때문에 섬유를 시멘트 복합체에 혼합할 때 구부러지지 않기 때문에 섬유볼 현상이 전혀 발생하지 않는다. 또한 섬유경이 굵기 때문에 시멘트 복합체에 분산될 때 떠다님 현상 없이 그대로 시멘트 복합체(슬러리 포함)에 분산될 수 있다.In addition, the twisted fiber of the present invention is a twisted type, unlike the general single yarn synthetic fiber when mixed in the cement composite, the fiber ball phenomenon does not occur fundamentally. That is, since the fineness is about 1000 denier to 10,000 denier, the fiber diameter is larger than that of conventional synthetic reinforcing fibers, and the fiber length is not longer than that of the conventional fiber. Also, the twisted structure does not bend when mixing the fibers in the cement composite because of its structure. Because of this, the fiber ball phenomenon does not occur at all. In addition, since the fiber diameter is large, it can be dispersed in the cement composite (including slurry) as it is without floating when dispersed in the cement composite.

이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 트위스트 섬유에 있어서, 섬유원료로 사용되는 폴리프로필렌계 수지는 프로필렌 단독중합체, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 또는 란탄 공중합체 등의 폴리프로필렌 공중합체 또는 그들의 혼합물을 사용하는 것이 가능하다. 이들 중에서 고강도, 내열성을 요구하는 시멘트 강화용으로서 프로필렌 단독 중합체가 바람직하다. 상기 폴리프로필렌계 수지 이외에도 나일론, 폴리비닐알콜, 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌 등의 올레핀계 등이 적용 가능하다. 그러나 시멘트 복합체를 고려할 때에는 폴리프로필렌이 가장 바람직하다. 폴리프로필렌의 용융지수(MFR)는 연속적이고, 안정적인 생산을 위하여 0.1 내지 20 g/10min의 범위, 더욱 좋기로는 1 내지 5 g/10min의 범위의 것을 선택하는 것이 좋다.In the twisted fiber of the present invention, the polypropylene resin used as the fiber raw material can use a polypropylene copolymer such as a propylene homopolymer, an ethylene-propylene block copolymer or a lanthanum copolymer or a mixture thereof. Among these, a propylene homopolymer is preferable for cement reinforcement which requires high strength and heat resistance. In addition to the polypropylene resin, olefins such as nylon, polyvinyl alcohol, polyester, polyacrylonitrile, polyethylene, and the like are applicable. However, polypropylene is most preferred when considering cement composites. The melt index (MFR) of polypropylene is preferably selected in the range of 0.1 to 20 g / 10 min, more preferably in the range of 1 to 5 g / 10 min for continuous and stable production.

본 발명의 폴리프로필렌 섬유는 섬유형상이 비교적 큰 모노필라멘트를 꼬은 다음에 절단한 단섬유의 형태이며, 이들의 제조방법은 특히 한정되지는 않지만 원형이나 타원형, 이형, 기타 연사형상의 다이스로부터 필라멘트를 압출한 제조기술을 채용한다.The polypropylene fibers of the present invention are in the form of short fibers cut after twisting a monofilament having a relatively large fiber shape, and the manufacturing method thereof is not particularly limited, but the filaments are formed from round, elliptical, mold release, or other twisted dies. The extruded manufacturing technology is adopted.

본 발명의 트위스트형 보강섬유의 단면은 삼각형, 직사각형, 원형, 타원형, 십자가형 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 모노필라멘트 뿐만 아니라 멀티필라멘트의 경우에도 하나의 중심 축으로 회전시켰을 때 동심원이 2 개 이상 나타나는 모든 형태의 것을 단면으로 사용할 수 있다. 또한 압출 방사할 때 인접하여 연결된 슬롯을 2 개 이상 설비시켜 압출할 경우에 2 개 이상의 모노필라멘트가 붙어서 멀티필라멘트의 형태로 압출 방사하고 이를 트위스트 시킬 수도 있다. 그러나 시멘트 복합체의 보강섬유로 사용하는 것을 고려하여 저섬도의 섬유를 여러 가닥 꼬아서 제조하는 것보다는 모노필라멘트를 꼬거나 2 개 내지 3 개의 가닥이 붙어서 압출 방사된 멀티필라멘트를 꼬아서 제조하는 것이 바람직하다.The cross-section of the twisted reinforcing fiber of the present invention may have various shapes such as triangle, rectangle, circle, oval, cross, etc., in the case of multifilament as well as monofilament, two or more concentric circles when rotated in one central axis Any shape that appears can be used as a cross section. In addition, when extruding, when two or more adjacently connected slots are installed and extruded, two or more monofilaments may be attached and extruded and twisted in the form of multifilaments. However, it is preferable to twist the monofilament or twist the multifilament extruded by two to three strands rather than twisting the fiber of low fineness in consideration of using it as reinforcing fiber of cement composite. Do.

방사된 모노 또는 멀티 필라멘트는 열연신 및 열이완처리를 실시한다. 이 열처리에 있어서, 필라멘트의 강성을 높이는데 유리한 신율이 작은 시멘트 강화용으로 적당한 폴리프로필렌 모노필라멘트가 얻어진다. 이 열연신은 폴리프로필렌의 융점 이하, 연화점 이상의 온도 하에서 실시된다. 통상은 연신온도가 90 내지 150 ℃, 연신배율은 통상적으로 5 내지 12 배, 더욱 좋기로는 7 내지 9 배이다. 열연신법으로서는 열롤식, 열판식, 적외선조사식, 열풍오븐식, 열수식 등의 방법이 채용될 수 있다.Spun mono or multifilaments are subjected to thermal stretching and thermal relaxation treatments. In this heat treatment, a polypropylene monofilament suitable for cement reinforcement having a small elongation which is advantageous in increasing the rigidity of the filament is obtained. This hot drawing is performed at a temperature below the melting point of the polypropylene and above the softening point. Usually, the stretching temperature is 90 to 150 캜, the stretching ratio is usually 5 to 12 times, and more preferably 7 to 9 times. As the hot drawing method, methods such as hot roll type, hot plate type, infrared irradiation type, hot air oven type and hot water type can be adopted.

형성되는 폴리프로필렌 모노필라멘트의 단사 섬도는 1000 내지 10000 데니아로 하는 것이 중요하며, 더욱 좋기로는 2000 내지 7000 데니아이다. 단사섬도가 1000 데니아 미만이면 섬유가 가늘어서 콘크리트 혼화물중의 분산성이 불균일하여 화이버볼을 형성하기 쉽고, 시공성이나 보강성의 문제가 있고, 다른 한편으로 단사섬도가 10000 이상이 넘으면 섬유의 콘크리트 혼화물과의 접촉면적이 감소하여 곡응력에 대한 반발이 커져서 보강효과가 낮아져서 좋지 않다.The single yarn fineness of the polypropylene monofilament to be formed is important to be 1000 to 10,000 denia, more preferably 2000 to 7000 denier. If the single yarn fineness is less than 1000 denier, the fiber is thin and the dispersibility in the concrete blend is uneven, so it is easy to form a fiber ball, and there is a problem of workability or reinforcement; on the other hand, if the single yarn fineness is more than 10000, the concrete blend of fiber It is not good to reduce the reinforcing effect because the contact area with is decreased and the repulsion against the bending stress is increased.

또한 멀티필라멘트의 경우 각각의 모노필라멘트의 단사 섬도의 합은 1000 내지 10000 데니아가 바람직하다. 특히 각각의 모노필라멘트의 섬도가 200 데니아 이하이면 트위스트 효과가 반감하여 시멘트 복합체에서 뽑힘현상이 발생할 수도 있다.In addition, in the case of multifilament, the sum of single yarn fineness of each monofilament is preferably 1000 to 10,000 denia. In particular, when the fineness of each monofilament is less than 200 denia, the twisting effect is halved, and the pulling phenomenon may occur in the cement composite.

폴리프로필렌 필라멘트의 인장강도(항복점)는 2000 kgf/㎠ 이상이 좋고, 3000 kgf/㎠ 이상이면 더욱 좋다. 이 범위를 넘을 경우 시멘트 강화용 폴리프로필렌 섬유로서의 인성이 불충분하여 좋지 않다.The tensile strength (yield point) of the polypropylene filament is preferably 2000 kgf / cm 2 or more, and more preferably 3000 kgf / cm 2 or more. If it exceeds this range, the toughness as a polypropylene fiber for cement reinforcement is insufficient, and it is not good.

본 발명의 폴리프로필렌 필라멘트는 트위스트하기 전에 시멘트와의 부착성을 증가시키기 위하여 보강섬유의 외면을 표면처리 할 수도 있다. 이러한 표면처리는 엠보스 처리와 커플링제에 의한 화학처리가 있다.The polypropylene filaments of the present invention may be surface treated with an outer surface of the reinforcing fibers to increase their adhesion with cement before twisting. Such surface treatments include embossing and chemical treatment with a coupling agent.

엠보스 처리는 제조된 트위스트형 섬유를 요철이 조각된 가열 프레스 금형이나 가열된 롤러에 통과시키는 방법으로, 이렇게 처리된 섬유는 표면에 엠보스를 갖게 된다. 가열온도는 60∼150 ℃가 바람직하며, 150 ℃ 이상이면 섬유가 수축되며, 60 ℃ 이하이면 엠보스를 형성하기가 어렵다.Embossing is a method in which the twisted fibers produced are passed through a heated press mold or a heated roller in which the irregularities are carved. The fibers thus treated have embossed surfaces. The heating temperature is preferably 60 to 150 ° C., the fiber shrinks when the temperature is 150 ° C. or higher, and it is difficult to form embossing when the temperature is 60 ° C. or lower.

화학처리는 실란계, 지르콘알루미네이트계, 또는 티타네이트계로 이루어진 군으로부터 선택되는 커플링제(coupling agent)를 포함하는 용액에 이들 섬유를 침적하고 건조하는 가공으로 제조하는 것으로 시멘트와의 부착성이 매우 우수하다.Chemical treatment is produced by the process of depositing and drying these fibers in a solution containing a coupling agent selected from the group consisting of silanes, zirconaluminates, or titanates. great.

바람직한 커플링제로는 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, γ-머켑토프로필 트리메톡시 실란, 메타크릴옥시기를 함유한 지르코알루미네이트, 및 이소프로필 트리이스스테아로일 티타네이트 등이 있다.Preferred coupling agents include γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, γ-mercitopropyl trimethoxy silane and methacryloxy Group-containing zircoaluminates, isopropyl tristearoyl titanate, and the like.

상기 엠보스처리와 화학처리는 둘 다 병행하여 처리하여도 무방하다.The embossing treatment and the chemical treatment may both be performed in parallel.

본 발명의 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법에 있어서, 트위스트의 방법은 상기 모노 또는 멀티 필라멘트 섬유를 연신 축에서 가열구역으로 이송하면서 길이방향의 수직으로 꼬아서 달성된다. 가열구역의 온도는 80 내지 150 ℃이고, 온도에 따라서 이송속도를 달리 할 수 있다. 트위스트의 생성은 가열구역에서만 발생되고, 가열구역 이전, 및 가열구역을 벗어난 상태에서는 트위스트가 형성되지 않는다. 이는 폴리프로필렌의 열변형 온도를 이용한 것으로, 가열부분은 트위스트되고, 가열되지 않는 부분은 하나의 축역활을 한다. 특히 트위스트 정도는 미터당 40 회 이상이 바람직하다. 40 회 미만의 단섬유는 시멘트 복합체에서의 뽑힘 현상 개선이 어렵다. 생산성을 고려하면 100 회 내지 300 회가 바람직하다.In the method for producing the twisted polypropylene-based fiber of the present invention, the twisting method is achieved by twisting the mono or multifilament fibers vertically in the longitudinal direction while transporting them from the drawing axis to the heating zone. The temperature of the heating zone is 80 to 150 ° C, the feed rate may vary depending on the temperature. The formation of a twist occurs only in the heating zone, and no twist is formed before and outside the heating zone. It uses the heat deflection temperature of polypropylene, where the heated portion is twisted and the unheated portion acts as one axis. In particular, the degree of twist is more than 40 times per meter. Less than 40 short fibers are difficult to improve the pulling phenomenon in the cement composite. In consideration of productivity, 100 to 300 times are preferable.

상기와 같이 제조된 트위스트형 폴리프로필렌 섬유는 소정의 길이로 절단하여 시멘트 강화용의 단섬유가 된다. 단섬유의 길이는 4 내지 70 mm, 좋기로는 12 내지 60 mm 이다. 섬유길이가 4 mm 미만이면 트위스트형으로의 성형효과가 없어서시멘트 성형체로부터 뽑힘현상이 발생할 수 있고, 70 mm를 넘으면 길이가 길어서 분산성이 불량이 될 수 있기 때문에 좋지 않다. 이들의 크기는 각종 시멘트 복합체에 포함되었을 때 휨강도, 압축강도 등의 강도 발현 및 시멘트 입자들의 포집에 유리한 것으로 설정된 것이며, 필요시 그 크기를 조절할 수 있다.The twisted polypropylene fiber produced as described above is cut into predetermined lengths to become short fibers for cement reinforcement. The length of the short fibers is 4 to 70 mm, preferably 12 to 60 mm. If the length of the fiber is less than 4 mm, there is no molding effect in the twisted shape, so that the phenomenon of pulling out from the cement molded body may occur, and if the length exceeds 70 mm, the length is long, which is not good because dispersibility may be poor. These sizes are set to be advantageous for the development of strength, such as flexural strength, compressive strength, and the collection of cement particles when included in various cement composites, and can be adjusted if necessary.

본 발명의 시멘트 복합체 보강용 트위스트형 폴리프로필렌 섬유는 부식문제나 알칼리 손상 문제를 해소한 화학적으로 안정된 섬유이며, 동시에 가장 경제적인 콘크리트 또는 숏크리트 보강재료이다. 또한 섬유형태가 트위스트형으로 뽑힘현상이나 섬유볼이 형성되지 않는 섬유이다.The twisted polypropylene fiber for cement composite reinforcement of the present invention is a chemically stable fiber which solves the corrosion problem or the alkali damage problem, and is the most economical concrete or shotcrete reinforcement material. In addition, the fiber is twisted form of the fiber is not pulled phenomenon or fiber ball is formed.

한편 숏크리트 작업에 있어서, 본 발명의 섬유는 습식공법 및 건식공법에 모두 효과적으로 사용될 수 있다. 특히 건식공법에서는 종래의 저섬도의 폴리프로필렌 섬유는 약 15 %의 섬유들이 공중으로 날아가 숏크리트에 첨가되지 못한 채 손실된다. 이러한 현상은 섬유가 노즐을 떠날 때, 실제로 건조한 상태에 있으며, 또한 혼합물에 모두가 접착될 시간이 없기 때문이다. 그러나 본 발명의 트위스트형 섬유는 섬도가 높고, 트위스트형의 공간은 접착 면적이 커서 손실이 적다.On the other hand, in the shotcrete operation, the fibers of the present invention can be effectively used in both the wet method and the dry method. In particular, in the dry process, conventional low-density polypropylene fibers are lost without about 15% of the fibers flying into the air and added to the shotcrete. This is because when the fibers leave the nozzle, they are actually dry and there is no time for all to adhere to the mixture. However, the twisted fiber of the present invention has a high fineness, and the twisted space has a large adhesive area, so that the loss is small.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 단 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정되는 것이 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples. However, the examples are only for illustrating the present invention and are not limited thereto.

[실시예]EXAMPLE

실시예 1Example 1

(압출에 의한 트위스트형 보강섬유의 제조 - 모노필라멘트)(Manufacture of Twist Type Reinforcement Fiber by Extrusion-Monofilament)

폴리프로필렌 수지(현대석유화학사 제조 H5300; MFR=3.4 g/10min, 연화점152 ℃, 열변형온도 104 ℃)을 통상의 압출 방법으로 1 개의 사각 슬롯을 가진 다이스를 통하여 240 ℃의 온도로 압출 방사하여 모노필라멘트 섬유를 제조하였다.Polypropylene resin (H5300 manufactured by Hyundai Petrochemical Co., Ltd .; MFR = 3.4 g / 10min, softening point 152 ° C., heat deformation temperature 104 ° C.) was extruded and spun at a temperature of 240 ° C. through a die having one rectangular slot by a conventional extrusion method. Monofilament fibers were prepared.

이를 냉각한 후 열풍 오븐식 연신 방법으로 열연신 온도 115 ℃, 열지연온도 120 ℃, 연신배율 6 배로 연신을 행하였다.After cooling, stretching was performed at a hot drawing temperature of 115 ° C., a hot delay temperature of 120 ° C., and a draw ratio of 6 times.

이 필라멘트 섬유를 양축의 지그에 섬유의 양단을 고정하고, 105 ℃ 온도의 오븐을 통과시키면서 지그의 한 축을 회전시키면서 미터당 40 회로 꼬고 오븐 통과 후에는 자연냉각하였다.The filament fibers were fixed at both ends of the jig on both axes, and twisted 40 times per meter while rotating one axis of the jig while passing through an oven at a temperature of 105 ° C., and then naturally cooled after passing through the oven.

제조된 트위스트 섬유를 50 mm 단위로 프레스 절단하여 트위스트형 보강섬유를 제조하였다. 제조된 섬유의 단면은 사각이며, 정면은 원형으로 관찰되었다.Twist-type reinforcing fibers were prepared by press cutting the prepared twisted fibers in units of 50 mm. The cross section of the fiber produced was square and the front face was observed to be circular.

또한 이 섬유는 ASTM D1280에 의한 인장강도가 3600 kg/㎠이고, 이때의 섬도는 2170 g/9000m(denier)을 나타내었다.In addition, the fiber had a tensile strength of 3600 kg / cm 2 according to ASTM D1280, and the fineness at this time showed 2170 g / 9000 m (denier).

실시예 2Example 2

(압출에 의한 트위스트형 보강섬유의 제조 - 멀티필라멘트)(Manufacture of Twist Type Reinforcement Fiber by Extrusion-Multifilament)

실시예 1과 동일하게 트위스트형 보강섬유를 제조하되, 압출시 2 개의 사각 슬롯을 가진 다이스를 통하여 압출 방사하여 모노필라멘트 섬유를 제조하였다. 사각 슬롯은 각 사각 슬롯의 한 꼭지점이 붙은 것을 사용하였다.A twist-type reinforcing fiber was prepared in the same manner as in Example 1, but the monofilament fiber was manufactured by extrusion spinning through a die having two square slots during extrusion. Square slots were used with one vertex of each square slot.

이 섬유는 ASTM D1280에 의한 인장강도가 5000 kg/㎠이고, 이때의 섬도는 5000 g/9000m(denier)을 나타내었다.This fiber had a tensile strength of 5000 kg / cm 2 according to ASTM D1280, with a fineness of 5000 g / 9000 m (denier).

실시예 3Example 3

(트위스트형 보강섬유의 엠보싱 처리)(Embossing treatment of twisted reinforcing fiber)

상기 실시예 1에서 제조된 압출 후 연신된 필라멘트를 단차 0.5 mm의 요철이 조각된 100 ℃로 가열된 롤러에 통과시켜서 표면에 엠보스를 갖는 모노필라멘트를 제조하고, 실시예 1의 방법과 같이 꼬아서 트위스트형 보강섬유를 제조하였다.The filament stretched after extrusion prepared in Example 1 was passed through a roller heated to 100 ° C. having a stepped 0.5 mm unevenness, to prepare a monofilament having emboss on the surface, and twisted as in the method of Example 1 Twist type reinforcing fibers were prepared.

이 섬유는 ASTM D1280에 의한 인장강도가 3000 kg/㎠이고, 이때의 섬도는 2100 g/9000m(denier)을 나타내었다.This fiber had a tensile strength of 3000 kg / cm 2 according to ASTM D1280, with a fineness of 2100 g / 9000 m (denier).

실시예 4Example 4

(트위스트형 보강섬유의 화학처리)(Chemical Treatment of Twist Type Reinforcing Fiber)

상기 실시예 1에서 제조된 압출 후 연신된 필라멘트를 커플링제로 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 1.0 중량%, 산화제로 벤젠퍼옥사이드 0.2 중량%, pH 조정제로 초산 0.3 중량%, 비이온 계면활성제 0.2 중량%, 용제로 메탄올 15 중량%, 물 83.3 중량%의 조성을 갖는 커플링제 용액에 1 분간 침적하고, 이를 꺼내어 탈액한 후 95∼110 ℃에서 20 분간 건조하여 표면개질된 모노필라멘트를 제조하고, 실시예 1의 방법과 같이 꼬아서 트위스트형 보강섬유를 제조하였다.1.0 wt% of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane as a coupling agent using the filament stretched after extrusion prepared in Example 1, 0.2 wt% of benzene peroxide as an oxidizing agent, 0.3 wt% of acetic acid as a pH adjuster, and a nonionic interface After dipping for 1 minute in a coupling agent solution having a composition of 0.2% by weight of the active agent, 15% by weight of methanol, and 83.3% by weight of water, it was taken out and distilled, and dried at 95-110 ° C. for 20 minutes to prepare a surface-modified monofilament. , Twisted as in the method of Example 1 to prepare a twist type reinforcing fiber.

이 섬유는 ASTM D1280에 의한 인장강도가 3330 kg/㎠이고, 이때의 섬도는 2350 g/9000m(denier)을 나타내었다.This fiber had a tensile strength of 3330 kg / cm 2 according to ASTM D1280, with a fineness of 2350 g / 9000 m (denier).

실시예 5Example 5

(숏크리트 조성물 제조)(Shotcrete composition preparation)

상기 실시예 1 내지 4의 각각의 트위스트형 보강섬유를 하기 표 1에 나타낸 숏크리트 조성물의 배합비와 같이 회전 드럼믹서에서 30 rpm의 속도로 5 분간 혼합하였다.Each twist type reinforcing fibers of Examples 1 to 4 were mixed for 5 minutes at a speed of 30 rpm in a rotating drum mixer as in the mixing ratio of the shotcrete composition shown in Table 1 below.

구 분division 보강섬유Reinforcing fiber 1 종시멘트1 seed cement 세골재(10 mm)Fine aggregate (10 mm) 모 래(1∼3 mm)Sand (1-3 mm) 배합수Formulation water 유동화제Glidants 물/시멘트비Water / cement ratio 콘크리트(1 ㎥)Concrete (1 ㎥) 적량Quantity 400 kg400 kg 530 kg530 kg 1240 kg1240 kg 194 kg194 kg 시멘트양의 0.2 중량%0.2% by weight of cement 48.5 중량%48.5 wt%

(슬럼프 평가)(Slump evaluation)

상기에서 숏크리트 조성물을 보강섬유의 양이 0.9, 3 kg/㎥ 되도록 첨가하여 KSF 2402의 슬럼프 시험방법에 따라서 보강섬유를 첨가하기 전과 보강섬유 및 유동화제를 첨가한 후로 나누어 슬러프 시험을 실시하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.The shotcrete composition was added so that the amount of reinforcing fibers was 0.9 and 3 kg / m 3, and the slough test was performed before adding reinforcing fibers and after adding reinforcing fibers and fluidizing agents according to the slump test method of KSF 2402. The results are shown in Table 2.

(압축강도 평가)(Compressive strength evaluation)

상기에서 제조된 숏크리트 조성물을 보강섬유의 양이 3, 6 kg/㎥ 되도록 첨가하여 직경 10 cm, 높이 20 cm의 실린더 몰드에 주입 성형하고 1 일 경과하여 탈형한 후, 21 ℃의 항온수조에서 7 일, 28 일 수중 양생하고, ASTM C42-87의 압축강도 시험방법에 따라서 시험하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.After the shotcrete composition prepared above was added so that the amount of reinforcing fiber was 3, 6 kg / m 3, injection molding into a cylinder mold having a diameter of 10 cm and a height of 20 cm and demolding after 1 day, in a constant temperature water bath at 21 ° C. Cured in water for 28 days, and tested according to the test method of compressive strength of ASTM C42-87. The results are shown in Table 3 below.

(휨 강도 평가)(Bending strength evaluation)

상기에서 제조된 숏크리트 조성물을 보강섬유의 양이 3, 6 kg/㎥ 되도록 첨가하여 15 x 15 x 450 mm의 몰드에 주입 성형하고 1 일 경과하여 탈형한 후, 21 ℃의 항온수조에서 7 일, 28 일 수중 양생하고, KSF 2408의 휨 강도 시험방법에 따라서 시험하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.After the shotcrete composition prepared above was added so that the amount of reinforcing fiber was 3, 6 kg / m 3, injection molded into a mold of 15 x 15 x 450 mm, and demolded after 1 day, in a constant temperature water bath at 21 ° C. for 7 days, Cured in water for 28 days and tested according to the flexural strength test method of KSF 2408. The results are shown in Table 3 below.

(인성지수(toughness index) 평가)(Toughness index assessment)

섬유보강 특성의 하나인 인성지수는 주어진 변위까지의 흡수된 에너지를 최초의 균열이 발생한 변위까지의 흡수된 에너지로 나눈 값이며, 이 값이 클수록 파괴에 대한 저항력이 높다.Toughness index, one of the fiber reinforcing properties, is the energy absorbed up to a given displacement divided by the energy absorbed up to the first cracking displacement. The higher the value, the higher the resistance to fracture.

상기에서 제조된 숏크리트 조성물을 각각 10 x 10 x 35 cm의 몰드에 주입하여 성형하고 1 일 경과하여 탈형한 후, 21 ℃의 항온수조에서 7 일, 28 일 수중 양생하고, ASTM C1018의 인성지수 시험방법에 따라서 I5및 I10값을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The shotcrete composition prepared above was injected into a mold of 10 × 10 × 35 cm, respectively, molded and demolded after 1 day, and then cured in water for 7 days and 28 days in a constant temperature water bath at 21 ° C., and tested for toughness of ASTM C1018 I 5 and I 10 values were measured according to the method. The results are shown in Table 3 below.

비교예 1Comparative Example 1

보강섬유로 섬도 50 dr의 일반 망사형 폴리프로필렌 섬유(SS산업 제조; 길이 38 mm)를 사용하고, 숏크리트에 첨가되는 양을 3, 6 kg/㎥으로 변경한 것 외에는 상기 실시예 5와 동일하게 숏크리트 조성물을 제조하고, 슬럼프 평가, 압축강도 평가, 휨 강도 평가, 및 인성지수 평가를 실시하였다.In the same manner as in Example 5 except for using a general mesh type polypropylene fiber (manufactured by SS industry; length 38 mm) having a fineness of 50 dr as a reinforcing fiber and changing the amount added to the shotcrete to 3, 6 kg / m 3. Shotcrete compositions were prepared, and slump evaluation, compressive strength evaluation, flexural strength evaluation, and toughness index evaluation were performed.

비교예 2Comparative Example 2

보강섬유로 섬유경 1 mm의 코루게이트형 스틸 섬유(corrugated type steel fiber; 길이 50 mm)를 사용하고, 숏크리트에 첨가되는 양을 40, 60 kg/㎥으로 변경한 것 외에는 상기 실시예 5와 동일하게 숏크리트 조성물을 제조하고, 압축강도 평가, 휨 강도 평가, 및 인성지수 평가를 실시하였다.Same as Example 5 except that corrugated type steel fiber (50 mm in length) having a fiber diameter of 1 mm was used as the reinforcing fiber, and the amount added to the shotcrete was changed to 40 and 60 kg / m 3. The shotcrete composition was prepared, and compressive strength evaluation, flexural strength evaluation, and toughness index evaluation were performed.

구 분division 실시예 5Example 5 비교예 1Comparative Example 1 섬유종류Type of fiber 실시예 1의 트위스트형섬유(길이 50mm)Twisted fiber of Example 1 (length 50mm) 망사형 폴리프로필렌섬유(길이 38 mm)Mesh type polypropylene fiber (38mm in length) 섬유량(kg/㎥)Fiber amount (kg / ㎥) 0.90.9 33 33 66 슬럼프(mm/min)Slump (mm / min) 섬유첨가 전Before adding fiber 6565 6565 6565 6565 섬유 및 유동화제 첨가 후After adding fiber and glidant 140140 120120 110110 7070 공기량(%)Air volume (%) 2.52.5 2.82.8 2.82.8 3.53.5

구 분division 실시예 5Example 5 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 섬유종류Type of fiber 실시예 1의 트위스트형섬유 (길이 50 mm)Twisted fiber of Example 1 (length 50 mm) 망사형 폴리프로필렌섬유 (길이 38 mm)Mesh polypropylene fiber (38 mm length) 코루게이트형 스틸섬유(길이 50 mm)Corrugated steel fiber (length 50 mm) 섬유량(kg/㎥)Fiber amount (kg / ㎥) 33 66 33 66 4040 6060 재령(일)Rebirth (Sun) 77 2828 77 2828 77 2828 77 2828 77 2828 77 2828 압축강도(mPa)Compressive strength (mPa) 47.847.8 55.355.3 52.952.9 66.766.7 36.036.0 49.649.6 36.236.2 45.745.7 48.348.3 66.666.6 44.744.7 66.166.1 휨강도(mPa)Flexural strength (mPa) 5.05.0 5.85.8 5.55.5 7.17.1 4.84.8 5.45.4 4.44.4 4.84.8 4.84.8 6.76.7 4.64.6 5.95.9 인성지수(I10)Toughness Index (I 10 ) 3.53.5 3.43.4 3.63.6 3.53.5 1.91.9 2.02.0 2.92.9 2.82.8 3.43.4 2.22.2 3.43.4 3.43.4 인성지수(I5)Toughness Index (I 5 ) 5.05.0 4.94.9 5.75.7 5.55.5 3.03.0 3.13.1 5.25.2 4.74.7 5.25.2 3.23.2 5.25.2 5.25.2

본 발명의 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유는 콘크리트 또는 숏크리트 등의 시멘트 복합체에 혼합할 때 혼합초기의 섬유볼 현상을 발생시키지 않으며, 트위스트의 구조 내에 시멘트 복합체를 채울 수 있기 때문에 양생 후 파괴시 뽑힘현상이 전혀 발생하지 않는다. 또한 탄성이 우수한 합성섬유이고 섬도가 커서 시멘트 복합체에 우수한 인성을 부여할 수 있다.The twisted polypropylene fiber of the present invention does not cause the initial fiber ball phenomenon when mixed with cement composites such as concrete or shotcrete, and it is possible to fill the cement composite in the structure of the twist, so that the pulling phenomenon when breaking after curing It doesn't happen at all. In addition, it is a synthetic fiber having excellent elasticity and a large fineness, which can impart excellent toughness to the cement composite.

Claims (15)

섬도가 1000 내지 10000 g/9000m(denier)이고, 트위스트 정도가 40 회/m이상인 시멘트 복합체 보강용 트위스트(twist)형 폴리프로필렌계 섬유.Twisted polypropylene fiber for reinforcing cement composites having a fineness of 1000 to 10000 g / 9000 m (denier) and a twist degree of 40 times / m or more. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 섬유가 모노필라멘트인 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유.Twisted polypropylene fiber, wherein the fiber is a monofilament. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 섬유가 멀티필라멘트인 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유.Twisted polypropylene fiber, wherein the fiber is a multifilament. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 시멘트 복합체가 숏크리트인 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유.Twisted polypropylene fiber of the cement composite is shotcrete. 시멘트 복합체 보강용 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법에 있어서,In the manufacturing method of twisted polypropylene fiber for cement composite reinforcement, a) 폴리프로필렌 수지를 압출기에서 용융 방사하고, 냉각시켜서 필라멘트a) melt spinning the polypropylene resin in an extruder and cooling to filament 섬유를 제조하는 단계;Preparing a fiber; b) 상기 a)단계에서 제조된 필라멘트 섬유를 연신하는 단계;b) drawing the filament fibers prepared in step a); c) 상기 b)단계의 연신된 필라멘트 섬유를 가열 지역을 통과시키면서 길이c) passing the stretched filament fibers of step b) through a heating zone 방향의 수직으로 꼬아서 트위스트형 섬유를 제조하는 단계; 및Twisting in the direction perpendicular to produce twisted fibers; And d) 상기 c)단계의 트위스트형 섬유를 절단하는 단계d) cutting the twisted fiber of step c) 를 포함하는 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법.Method for producing a twisted polypropylene-based fiber comprising a. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, e) 상기 b)단계의 연신된 필라멘트 섬유를 엠보싱 처리, 또는 커플링제 화학e) embossing the stretched filament fibers of step b), or coupling agent chemistry 처리로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 표면처리를 실시하는Surface treatment selected from the group consisting of 단계step 를 더욱 포함하는 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법.Method for producing a twist-type polypropylene fiber further comprising. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 엠보싱 처리가 연신된 필라멘트 섬유를 요철이 조각된 60∼150 ℃의 온도로 가열된 프레스 금형, 또는 롤러에 통과시켜서 섬유표면에 요철을 형성시키는 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법.A method for producing a twisted polypropylene-based fiber in which the embossed stretched filament fiber is passed through a press mold or a roller heated to a temperature of 60 to 150 ° C. in which irregularities are carved, to form irregularities on the fiber surface. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 커플링제 화학처리가 연신된 필라멘트 섬유를 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, γ-머켑토프로필 트리메톡시 실란, 메타크릴옥시기를 함유한 지르코알루미네이트, 및 이소프로필 트리이스스테아로일 티타네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 커플링제를 포함하는 용액에 침적시킨 후 건조하는 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법.Γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidyloxypropyltrimethoxysilane and γ-mercetopropyl trimethoxy Preparation of twisted polypropylene-based fiber which is dipped in a solution containing a coupling agent selected from the group consisting of oxy silane, zircoaluminate containing methacryloxy group, and isopropyl tristearoyl titanate and then dried Way. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 a)단계의 필라멘트가 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트인 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법.Method for producing a twisted polypropylene fiber, wherein the filament of step a) is monofilament or multifilament. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 멀티필라멘트의 모노필라멘트 수가 2 또는 3 인 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법.A method for producing a twisted polypropylene fiber, wherein the number of monofilaments of the multifilament is 2 or 3. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 멀티필라멘트는 각각의 모노필라멘트의 섬도 합이 1000 내지 10000 데니아인 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법.The multifilament is a method of producing a twisted polypropylene fiber is a sum of the fineness of each monofilament 1000 to 10,000 denia. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 b)단계의 연신된 섬유의 섬도가 1000 내지 10000 데니아인 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법.Method for producing a twisted polypropylene fiber having a fineness of 1000 to 10,000 denia of the drawn fiber of step b). 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 c)단계의 트위스트 정도가 미터당 40 회 이상인 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법.Method for producing a twist-type polypropylene fiber having a twist degree of step c) is more than 40 times per meter. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 c)단계의 가열지역의 온도가 80 내지 150 ℃인 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법.Method for producing a twist-type polypropylene fiber of the heating zone of step c) is 80 to 150 ℃. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 d)단계의 절단길이가 4 내지 70 mm인 트위스트형 폴리프로필렌계 섬유의 제조방법.Method for producing a twisted polypropylene fiber having a cutting length of step d) of 4 to 70 mm.
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