JPS5918152A - セメント補強用ストランド - Google Patents

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、セメント補強用ストツンドに関す光ものであ
り、さらに詳しくはポリビニルアルコール（以下ＰｖΔ
とＦ１８記する。）繊ｌＩＥよりなり、七メントスフリ
ー中での分散性の優れたセメント補強用ストランドに関
するものである。 セメントを結合材とする各種ｔＭ築物、成型品の圧縮強
１度は優れているが２曲げ強度、衝撃強度。 耐亀裂性が低く、大きな短所となっている。この短所を
補う方法として無機繊維や有機繊・維を配合することが
行われている。無機繊維としては。 石綿を配合したスレートが代表的であり、耐アルカリグ
ラス繊維を配合したガラス繊維強化セシント製品＋　Ｊ
＋ｎ称ＧＲ，Ｃと呼ばれている成型品もあり他にスラブ
ウール等も使用されＣいる。 無ｔＳ繊維を配合すると極めてｆ、％れた機械的性能を
与えてくれるが種４０問題も含んでいる。たとえば９石
綿については、労働安全衛生法、環境面への配慮が必要
であり、資源面からもすべてを輸入にたよっている我が
国では不安定な要素を含んでいる。一方、耐アルカリガ
ラス繊維のｎ８合では初期の機械的性能は優れているが
耐アＩレカリ性が不充分であり、セメント−等の高アル
カリ性マトリックスへの配合は高温多湿の我が国では耐
久性の面で完全とは云えない。又、配合混練り時に繊維
が折れたりするなど強制混練りの強いミキサ“−や押し
出し成型には補強効果が期待できない。 自機ｔＩＱ維によるセメント成型品のｒｉｌｉ強効果も

【１１］げ強度の向上、耐衝撃性の向上、耐亀裂性の向
」二等であるが、その有機繊頼−の性能としては、セメ
ン１−マトリックスよりも高い強度、高ヤング率が必要
であり、また適度の伸度も必要である。又セメントの高
アルカリ性にも而ｌえ（ＧなＵればならなのけ云うまで
にない。しかしながら、たとえばポリオレフィン系、ポ
リアミド系、ポリ塩化ビニル系、ポリアクリルニトリル
系合成繊維などのσを用の有機２１ｔ　ＪＩＩＩのいず
れもヤング率が低く、伸度が大であり１曲げ強度は期待
できない。ヤング率の比較的高いポリエスデ／Ｉ／系合
成繊ＩＩＬは、耐アルカリ性が劣るために不向きである
。天然有１）　繊Ｊ（ｌ：や再生レイヨン繊維も同様で
あることが理解できる。 しかしＰＶＡ　ｌｔＱ　Ｉｉｌ：は、高強度、高ヤング
串低伸度のものが得られ、耐アルカリ性に富み、他の合
成繊維中爪も親水性であるためセメントマトリックスと
の接着性も比較的良好であり、セメント補強材料に適し
ていることは事実であり、多くの提案がなされている。 一方Ｉｍ、雌の補強効果を最大限に発揮させるためには
、　繊＊ｔｔをセメントマトリックス中に均一に分散さ
せることが必要である。ｐｖｈ　１ＲＨｂを一ヒメント
ヌヲリー中に分散させる場合、繊維長を短がくし、注意
深く混合しても単繊維が三次元的にからみ１球状となる
など均一な分散状態を得にくいし繊ＸＩｒ長が長い場合
は均一に分散させることは一層困ｓである。Ｉ）　Ｖ　
Ａ繊Ｉｌ＋のセメン１スラリー中への分散性を改良する
試みは多くなされており、たとえが僧；等〔［セメント
コンクリ−１」）に２５１．ＨＳ２頁（１９６６年５月
）〕は、セセメントススラリ−へのＩＩＡ繊維の分散方
法や分散剤につい“Ｃ検討しポリ刊キシエチレンアルキ
ルフェノールニーデルのごとき界面活性剤とシリコン消
泡剤の併用が有効であることを報告しているが，異ｉ７
＋ｉ活１生剤や消泡剤σ）添加はセメントの凝結にも影
響を与えるしまた分散性も決して満足すべきものでない
。また繊維投入時における繊維分散機の使用やミキサー
の改良ζ，字も試みられているが，実用的でノヨ＜十分
な解決をみていない。また、セメン）・スラリーの水／
セメン１比を犬（Ｊ＋に上げると分散させ易くなること
も！ｒｒ実であるが，実用的とはいえない。 木−発明者等は，かかるＪＪｔ状に鑑み，界面活Ｑ性剤
や消泡剤を使用したり，特殊な装置を使用したりあるい
はセメントの組成を変えたりしなくても簡単にｐ　Ｖ　
Ａ　ｔｉＮ　維をセメントスラリーに均一に分散させつ
る手段を開発すべく鋭意研究を重ねた結果多数のｐＶｌ
．繊維を接着剤で処理して各ＰＶＡ繊維を弱く接着させ
ることによりストランドとし′Ｃは一体となったス１−
ヲンドを得，得られたストランドをセメントスラリー中
へ混合し攪拌すると，お互いに弱く接ｊ：Ｉ　Ｌ／’て
いたストランドを構成する各ｐ　Ｖ　Ａ　２ｔｑ維がセ
メントスラリー中で分覆しセメントスラリー中に均一に
分散すると云う／！Ｔ実およびそのものから得られたセ
メント成型品が著るしく優れた性能を有すると云う／ｌ
Ｔ実を見い出し，本発明に到達したものである。 すなわら本発明は，複数本のＰｖＡ繊１１１．を接着剤
により分離可能に一体化してなる七メント補強用ストヲ
ンドである。 本発明のストランドを用いた場合にセメントスラリー中
でのＭＡ織繊維分散性が極めて向上した理由は明らかで
ないが，多数のＰ　Ｖ　Ａ　＃ａ維を一体となったスト
ラン１゛とすることによって，繊維の見掛上の形部を変
えたのでセメントスラリー中での初期分散性が向上し，
しかもＰＬＡ繊維間の弱い接着によって多数の細い繊Ｘ
ＩＦから成るストランドに特有のｈ７＋１７６性が押え
られたので繊λ１１間の持し込み空気量もイ硬端に少く
なり，その結果，セメン１−スラリーの流動性が失われ
ず，扼めＣ［１τれた分１ｒｋ効果が得られたものと推
定される。又Ｈ　ｌｒｌ＋い曲げ強度，衝撃強度イ：９
゛の例れた補強効果が得られたのは細くて一長−し−）
”　Ｖ　Ａ　ｉｌｌ：種．が単繊紐状に分散されたため
ＰＶＡ繊，Ｔｌｌｉの表面と７１−リツクヌとの接＋？
’ｉ幼琳が有効をこ作用しうるようになったためと推定
される。 本発明のセメン］・補強用７１ラン１゛は，爽数木のｐ
　Ｖ　ｔＩｒＧ　、１′１１よりなるものであるが，こ
れらＩ）ｖＡＩＢＩ維は接着剤により，分＃Ｉ：　’ｉ
ｉＪ能に一体化しＣなるものである。ずなわち各々のＰ
ＶＡ繊ＸＩＨ↓−接−着剤で接着してストランドとして
は，一体となっているがその一体となっ′〔いるストラ
ンドは，たとえば指で軽くこすることにより，ばらばら
に分離し得るものである。 本発明のストランドを構成するｐ　ｖ　ｔＩｌ＋を維と
しては，強度およびヤング率が高く，かつ適度の伸度を
有するものが用いられる。好ましいｐ　Ｖ　Ａ　！ｈ　
Ｈｔとしてば、たとえば、（１）完全ケン化ＰＶＡ水溶
液を高濃度芒硝浴中に紡出し全延伸率７００％ｊノ、上
熱延伸したもの、（２）完全ケン化ＰＶＡ又は部分ケン
化ｐｖｈ水溶液を苛性アルカリ凝固浴中に紡出し全延伸
率９００の以上熱延伸したもの、（３）完全ケン化又は
部分ケン化ｐＶＡ水／Ｂ液に硼酸を添加し苛性アルカリ
１イ１ミ芒硝６１固浴中に紡出し全延伸率９００％以」
ニ熱延伸シタもノ＋（４）上記（１）　（２）　（３）
　、　（７）　Ｐ　Ｖ　Ａ　Ｊａ維を緊張或は無緊張で
アセタール化したもの、（５）完全ケン化Ｐ　Ｖ　Ａを
乾式紡糸して全延伸率８００％１ジ上熱延伸したものな
どがあげられる。本発明においては、繊度が１−．２０
デニールのｐ　Ｖ　Ａ　＃ｉｌｉ維が好ましく用いられ
る。２０デニールをこえる場合は［剤を多（しないとＰ
ＶＡ繊維が接着し番こくくなるため好ましくない。 本発明ｔこ用いられる接着剤としては、たとえば尿素樹
脂、メラミン樹脂、フェノー／Ｉ／ｖＪ脂又はそれらの
縮合型、変性Ｏ型および混合系などの熱硬化性別１１Ｆ
ｊ　、　　ポリビニルアルコール、メチルセルロース、
可溶性澱粉等の水溶性接着剤、塩化ビニル系、酢酸ビニ
ル系、エチレンＡｈ酸ビニ／Ｉ／糸あるいはアクリル系
樹脂のエマルジョン、水ガフス等の無機質のもの等があ
げられるが、得られるセメント１＆品の物価面からみて
、特に好ましいのは熱硬化性樹脂、特にポルマリンとの
初」υＪ　ａ’ｉ合物である尿素ｙｊ：　７レマリン樹
脂又はメラミンホルマリンｊ（ｉＪ　ｌ１ｔｉである′
。接着剤とともｐこ繊ｌＩＬ処理油剤を接着剤固形分に
対して０．５〜５重爪重重範囲でイノ］用するとＰＶＡ
　ｔｉｅ　８１　Ｉｌ＋］　０）接Ｍ　ｕｐを弱める効
果があり、　＋＋ｔ　ｘ＋ｈ間の接着性をｉＪ、！ｌ整
することができる。かかる繊λ１１．処即油剤としては
、アニオン、カチメン、ノニメン。 両性系のいずれも使用できるが、接着剤用の安定性より
みてノニオン系の油剤が良好である。一方１（＋ＢＯ＊
あるいは／ｌ、　Ｍｇ、　Ｆ’ｅ、　Ｚｎ、Ｃｕ’、　
等の硫酸化合物や硝酸化合物を接着剤固形分に対してＵ
、５〜５重飛％の範囲で併用すると、　ＰＩ／Ａ繊維間
の接着ＰＩ：　３６よびストランドの硬さを調整するこ
とができる。接着剤のＰＶＡへの（ｔ　着ｆ？ｒ、は、
繊維に対し°ＣＯ，ｉ〜５重量％が好ましい。０．１重
重％未満ではストランドが一体となりに＜＜、一方、５
重量％をこえると接着したＰ　Ｖ　Ａ　Ｐｃｍが分＃ｔ
しにくくなる本発明のストランドは、たとえば次のよう
な方法により製造することができる。すなわち前記（１
２〜（５）のＰＶＡ繊維を接着剤を含む浴中に緊張９状
茜でｔ１漬したのら、乾燥、熱処理することにより製〃
【することができる。浴中の接着剤の濃度は１９／ｌｊ
ソ上、とくに１０〜８０　ｑ／（ｌであることが接着剤
のイ１１着爪を調整しやすいので好ましい。浴温度は２
０〜４（’Ｊｃ　　であれば接５ａ剤浴の安定性からも
よい。 処理時ＩＩＩは数秒Ｊメ内で十分である。熱処理には公
知の種々の方法を適宜採用することができるが。 好ましい条件は緊張状態で熱処ｆＩＪ！温度および時間
はそれぞれ５０〜２０［］ｃ＋とくに８０〜１８０℃、
　　１０〜６０秒である。 本発明のストランドは、セメントスラリー中への混入に
際し特別のれｔ雅号散機を設けることは不用であり、し
かもミキサーのｍ捗を選ばず、セメントスラリー混練り
時のどの時点で投入しても単繊阻状に均一に分散が可能
である。さも、には、水／セメント比が低く押えられる
ため、得られたモルタル板の曲げ強度も高い値を示し、
机７１１１の補強効果を長大眼に利用することができる
。本発明のＯストランドは、たとえば３〜５０　ｍｎ＋
　　の嘴さにカントしｉｌｉさ！Ｊ＋でセメン１−スラ
リーに分散させて使用することもできるし或はアスベヌ
）・れ’２１ｌｌｉ　、面Ｊアルカリガラス繊維、バル
ブ、その他の合成繊維やカーボン繊７１１．とも併用で
きる。成型方法としてはたとえばプレス成型、吹付成型
、振動成型、押し出し成型、遠心成型、抄造成型、真空
成型等の成型方法が利用できるし、又、マツ１−状不織
布状。 メツシュ状等の形にすることもできる。さらに本発明の
ストランドは、フィラメン１−状でのフィフメンｌ−ワ
イデング方式にも使用できる。 本発明のス）・ラン１゛は、たとえば）ゝ’ｆ　ｉＪ：
ｎポルトランドセメン１１早強ポルトランドセメン１−
２中庸熱ボ／し１°プントセメント、フライアッシュセ
メン＋、Ａ炉セメン１−、シリカセメン１−、アルミナ
セメン１−１耐硫酸塩セメント、油井セメンｌ−９白色
セメント、コロイ′ドセメント、舗装用セメント。 低熱セメント等のセメント、又は、マグネシアセメント
、にも利用できる他に石膏、アスファルト等の補強にも
利用でき、かかるストランドで補強された。七メン］・
材料は広＜Ｘ築材料、土木材料等の溝造物、板状物９円
状物、シート状物、７′トワボソ１−、タイル状物とし
て利用される。 １ゾ下実施例をあげて本発明をさらに具体的をこ説明す
る。なお例中の接着剤の付着量の４１１ｊ定、ストラン
ド中のＰＶＡ繊維の接着状（ｉＩ８の判定及びセメント
スラリー中でのストランドの分散性の判定はＩ！下の方
法で実施した。 ０）接着剤のイ］１）イｉ爪 Ｊ工Ｓ　Ｌ　１００６に準じた。 （２）ストランド中のＰＶＡ繊維の接着状態の判定板ｊ
ｎなし：単繊ＭＬ状即１こ分かれている。 弱い接ｈ９：指で軽くこすると単繊維状となる。 弱い接着：指−ζ；こすっても単繊維状にならない。 ■セメントスフリー中でのスヲンドの分散性の判定 １５ｍｍの長さにカットしたストランドを、豊浦標準砂
／セメントの重重比が１で、水／セメン１０重石、比が
０．４の割合になるように配合し□た七メン１スラリー
中に、セメンＩ・スラリーとヌ１−ランドの合旧量に対
し０．５重Ｒ％になる箱で添力１し、タライミキ“リー
で混練りし１次いで豹１】す」二つブこモルりｌしを５
０メンンユの金網」二１こＱ、５　ａｓの厚みで塗り、
洗い試験し、その分（（（性を肉眼で判定した。判定規
ｆｊ／；を下記に示す。 ◎：単単繊状状均一に分散。 （つ：分散は良いが、接着繊維がＲｇめられる。 △゛分散良いが、接首繊雉が多く認められる。 ×−二分散は悪く、繊ホ１１：がからみかたまつ゛〔い
る。 〃０分散は非常に悲く、繊維のかたまりが非常に多い。 実施例 ケア　化Ｗ　９９　、８　モｚ＋／％　、　７ｆｉ：今
度１７０Ｏｆ７）ＰＶＡを。 １５．５重量％水溶液とし、・この水溶ｆｊＥに硼酸を
添加し苛を生アルカリ汁芒硝凝固浴中に紡出し常法にま
り中和温熱、水洗処理した後、乾燥しついで全延伸倍率
が１５倍になるよう熱延伸し、引続き尿素メワミンホμ
マリンの初期縮合物（住人化学製Ｓ　Ｒ−ＵＬＷ　）　
５ＣＪＬｊ／ｌ　　および有機アミン触媒（住人化学ｊ
ｌｌＷ、　　ＳＡ　−ＡＣＸ　）　３　Ｑ／ｅ　ヲ含り
ｌｊ着剤水ｍｉ１’ｆ、に緊張状態で浸漬し、付着量を
調整し、さらに１５０℃で４０秒間熱処理を行ってスト
ランドを得た。 得られたストランド（こついＣ１接着剤の付着量ストラ
ンド中のＰＶＡ繊維の接着状態およびセメン１、スラリ
ー中での分散１イ１ミを測定した。その結果は表１に示
すとおりであった。 また、得られたヌ１−フンドを１５〃ｕｙ＋の長さにカ
ットしこのスｊ・７７１２．７重量部ν　セメント１０
０重量部おＪ：びケイ砂５す５０重量部を採り、タライ
ミキャーで空練りしたのち水５ｓｆｆｉ量部を加えて再
び練った。得られた繊維入りセメントヌフリーを１０ｍ
ｍｆｑｃのモルタル板とし、２０℃湿空中で２８日ｎｕ
仰生し１曲げ強度と衡撃強度を測定したその結果は表１
に示すとおりであった。 比較のため、実施例１と同一の繊維を接着剤浴を水とし
て処理したものを比較例１とした。 また、　　Ｉｉｉ！素メラミンホルマリン初期縮合物水
溶液ｔ４　ＪＵ　５０　Ｑ　／　ｅ　、　有機７　ミン
触Ｕ’！ｊ　５　ｑ／ｅ　（１）　ｒ（ｊ　’ＴＥ　Ｐ
Ｔｌ’Ａ　繊Ｊｌｌ’、への（；ｊ＊ｒ量を大［１］に
上げで調整し後は実施例１と同一条件で処理したものに
つい°Ｃ比較例２とした。得られた結果を表１に示した
。 表　　１ 実ｈｆＪｘ　例１の弱い接着のストランドはセメン］−
スヲリー中での分散性が良好で、得られた補強効果も１
！！Ｕい。これに対し、比較例１の接】Ｒのないストラ
ンドや比較例２０強い接着のストランドは、セメントス
ラリー中での分散で接着繊＃ｌｉが多く９モルタル板で
の補強効果も実施例１よりも劣り、０よい分散性が得ら
れなければ補強効果が期待できないことを示している。 実施例２ ケン化度９８．５モル％９重合度１７０００ＰｖＡを１
６重量化の水溶液とし、苛性アルカリ凝固浴中に紡出し
て常法により、中和、温熱、水洗処理した後、乾力ｖ！
熱延伸し全延伸倍率１４倍とし、引続き高縮合尿素ホル
マリン樹脂（住人化学製、５Ｒ−２６０）　２０Ｑ／（
ｌ及び有機アミン触媒（住人化学嫂ＳＡ　−ＡＣＸ　）
　２ｑ／ｌを含む渡着剤水溶液に緊張状態で浸漬し、（
＝Ｊ盾爪を調整し、さら１こ１３［＋’Ｃで６０秒間熱
処理してストツンドを得た。 得られたストツンドについて実施例１と同一の試験をし
た。その結果は表２に示すとおりであった。又、実施例
２の接着剤処理をしない繊維を。 実施例２と同一の接）Ｒ剤浴に無緊張で浸〃（じた後マ
ングルで付着量を調整し、無緊張状態で１３０℃熱風オ
ーブンにて６０秒間熱処理した後＋１５ｍｍの長さにカ
ットした。得られたストヲンドトこついて実施例１と同
一の試験をし比１咬例３とした。その結果は表２に示し
たとオ６りであつ・ｌこ。 表　２ 実施例２は無緊張状態で処理した゛比較例乙のものに比
べて補強効果が明らかに優れている。 特許出願人　ユニチカ株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数本のポリビニルアルコ−）Ｖ繊Ｊｆｌを接着
   剤により分離可能に一体化してなるセメント補強用スト
   ランド。