JPH06248506A - ポリプロピレン繊維および繊維補強セメント成型体 - Google Patents
ポリプロピレン繊維および繊維補強セメント成型体Info
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- JPH06248506A JPH06248506A JP3309858A JP30985891A JPH06248506A JP H06248506 A JPH06248506 A JP H06248506A JP 3309858 A JP3309858 A JP 3309858A JP 30985891 A JP30985891 A JP 30985891A JP H06248506 A JPH06248506 A JP H06248506A
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/003—Phosphorus-containing compounds
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/10—Coating or impregnating
- C04B20/1018—Coating or impregnating with organic materials
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 破断強度６ｇ／デニール以上の高結晶性で剛
直性にすぐれたポリプロピレン繊維で、セメントスラリ
ー中によく分散するセメント強化用繊維を得る。これに
よって曲げ強度、シャルピー衝撃強度に優れたセメント
成型体を得る。 【構成】 分子量分布の幅が狭く、立体規則性が高いポ
ロプロピレンに平均粒径が１μ未満の炭酸カルシウム微
粉末を加えて溶融紡糸した高強力ポリプロピレン繊維に
ノルマルアルキルホスフェートアルカリ金属塩を付着さ
せたセメント強化用繊維と、この繊維を０．５〜５重量
％含むセメント成型体である。
直性にすぐれたポリプロピレン繊維で、セメントスラリ
ー中によく分散するセメント強化用繊維を得る。これに
よって曲げ強度、シャルピー衝撃強度に優れたセメント
成型体を得る。 【構成】 分子量分布の幅が狭く、立体規則性が高いポ
ロプロピレンに平均粒径が１μ未満の炭酸カルシウム微
粉末を加えて溶融紡糸した高強力ポリプロピレン繊維に
ノルマルアルキルホスフェートアルカリ金属塩を付着さ
せたセメント強化用繊維と、この繊維を０．５〜５重量
％含むセメント成型体である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、従来のものより高強力
で、セメントスラリー液中に分散させても繊維の浮上現
象（浮き種現象）がなく、均一に分散し、かつセメント
スラリー液中での沈降性のよいセメント強化用ポリプロ
ピレン繊維およびこの繊維で補強されたセメント成型体
に関する。
で、セメントスラリー液中に分散させても繊維の浮上現
象（浮き種現象）がなく、均一に分散し、かつセメント
スラリー液中での沈降性のよいセメント強化用ポリプロ
ピレン繊維およびこの繊維で補強されたセメント成型体
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来石綿に替わるセメント強化用繊維と
して種々の無機繊維、合成繊維の使用が提案されてい
る。例えば、特開昭４９−９８４２４号、特開昭４９−
１０４９１７号、特開昭４９−１０４９１８号、特開昭
６１−８６４５２号、特開昭６２−１７１９５２号等に
はガラス繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、ポリ
プロピレン繊維、芳香族ポリアミド繊維、アクリル繊維
の使用が教示されている。
して種々の無機繊維、合成繊維の使用が提案されてい
る。例えば、特開昭４９−９８４２４号、特開昭４９−
１０４９１７号、特開昭４９−１０４９１８号、特開昭
６１−８６４５２号、特開昭６２−１７１９５２号等に
はガラス繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、ポリ
プロピレン繊維、芳香族ポリアミド繊維、アクリル繊維
の使用が教示されている。
【０００３】これらの強化繊維を用い、通常の方法、例
えば抄造成型、押出成型または注型成型によって成型し
たセメント成型体は、その強度を向上させるため、さら
に高圧プレス手法で組織を密にしたり、各種条件で養生
する手法が一般に行われている。この養生には自然養
生、蒸気養生とオートクレーブ養生があるが、自然養生
では１４日以上という長期の養生が必要で、１４０℃を
超える温度となるオートクレーブ養生は、通常１２〜１
８時間の養生で済む利点がある。
えば抄造成型、押出成型または注型成型によって成型し
たセメント成型体は、その強度を向上させるため、さら
に高圧プレス手法で組織を密にしたり、各種条件で養生
する手法が一般に行われている。この養生には自然養
生、蒸気養生とオートクレーブ養生があるが、自然養生
では１４日以上という長期の養生が必要で、１４０℃を
超える温度となるオートクレーブ養生は、通常１２〜１
８時間の養生で済む利点がある。
【０００４】セメントマトリックスのアルカリ性条件
下、上述した高温での養生では、ポリエステル繊維、ビ
ニロン繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維は分解等の
化学変化を受けて月危化して強化繊維としての機能は失
われてしまう。また、通常のガラス繊維は勿論、耐アル
カリ性ガラス繊維でも上述した高温での養生をうけると
月危化して強化繊維としての機能は失われるか、著しく
低減してしまう。唯一、耐え得るのは、耐熱アルカリ性
であるポリプロピレンおよびポリ４−メチルペンテン−
１などのポリオレフィン系繊維である。
下、上述した高温での養生では、ポリエステル繊維、ビ
ニロン繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維は分解等の
化学変化を受けて月危化して強化繊維としての機能は失
われてしまう。また、通常のガラス繊維は勿論、耐アル
カリ性ガラス繊維でも上述した高温での養生をうけると
月危化して強化繊維としての機能は失われるか、著しく
低減してしまう。唯一、耐え得るのは、耐熱アルカリ性
であるポリプロピレンおよびポリ４−メチルペンテン−
１などのポリオレフィン系繊維である。
【０００５】しかしながら従来のポリプロピレン繊維
は、ＨＩが９６〜９７重量％、ＩＰＦが９３〜９４モル
％の結晶性ポリプロピレンを用いており、通常５〜６ｇ
／ｄの強度であった。また、延伸性を改良するためＱ値
が４前後と低いポリプロピレンを用いて、１５０℃前後
の乾式延伸を行う方法も知られているが、これによって
も強力は７．５ｇ／ｄ程度が最大であり、強力的に他の
繊維に劣るため、セメント製品の強化用船医として限定
された分野での使用が多かった。
は、ＨＩが９６〜９７重量％、ＩＰＦが９３〜９４モル
％の結晶性ポリプロピレンを用いており、通常５〜６ｇ
／ｄの強度であった。また、延伸性を改良するためＱ値
が４前後と低いポリプロピレンを用いて、１５０℃前後
の乾式延伸を行う方法も知られているが、これによって
も強力は７．５ｇ／ｄ程度が最大であり、強力的に他の
繊維に劣るため、セメント製品の強化用船医として限定
された分野での使用が多かった。
【０００６】高結晶性ポリプロピレンを用いたポリプロ
ピレン繊維およびその複合繊維については、特開昭６０
−５９１１３号公報、同６２−４１３３１号公報、およ
び特公平３−２０５０５号公報などに記載されているが
それらの実施例では従来のポリプロピレンと同様の破断
強度が示されているのみである。尚、従来高結晶性ポリ
プロピレンの主たる用途は、射出成型分野であり、熱収
縮を押さえるためＱ値を６以上と広いポリマーのみ市場
に流通していた。この樹脂はＱ値が大きく延伸配向性が
従来のポリプロピレンと同様の値であった。
ピレン繊維およびその複合繊維については、特開昭６０
−５９１１３号公報、同６２−４１３３１号公報、およ
び特公平３−２０５０５号公報などに記載されているが
それらの実施例では従来のポリプロピレンと同様の破断
強度が示されているのみである。尚、従来高結晶性ポリ
プロピレンの主たる用途は、射出成型分野であり、熱収
縮を押さえるためＱ値を６以上と広いポリマーのみ市場
に流通していた。この樹脂はＱ値が大きく延伸配向性が
従来のポリプロピレンと同様の値であった。
【０００７】また、ポリオレフィン繊維は本来の性質と
して、疎水性が大きく、セメント粒子との親和性に乏し
いため界面活性剤による繊維表面処理をし、繊維を親水
化していたが、湿式抄造法などでセメントスラリー液中
に繊維を投入すると界面活性剤が繊維表面から流出除去
されるため、セメントスラリー液中に均一に分散しにく
く、繊維がスラリー表面に浮上しやすいという難点があ
った。
して、疎水性が大きく、セメント粒子との親和性に乏し
いため界面活性剤による繊維表面処理をし、繊維を親水
化していたが、湿式抄造法などでセメントスラリー液中
に繊維を投入すると界面活性剤が繊維表面から流出除去
されるため、セメントスラリー液中に均一に分散しにく
く、繊維がスラリー表面に浮上しやすいという難点があ
った。
【０００８】この不均一分散あるいは浮上現象によって
繊維の有効混合量が低下し、所定の補強効果が得られな
くなるため、特開昭６４−３３０３６号公報に記載され
るようなカルシウムイオンで難溶化するジアルキルホス
フェート塩を繊維処理剤として用い、セメントスラリー
液に繊維を投入した時、速やかに繊維処理剤を繊維表面
で難溶化させ繊維表面に固着させて、繊維の親水化を維
持し、均一分散と浮上現象防止を達成している例があ
る。
繊維の有効混合量が低下し、所定の補強効果が得られな
くなるため、特開昭６４−３３０３６号公報に記載され
るようなカルシウムイオンで難溶化するジアルキルホス
フェート塩を繊維処理剤として用い、セメントスラリー
液に繊維を投入した時、速やかに繊維処理剤を繊維表面
で難溶化させ繊維表面に固着させて、繊維の親水化を維
持し、均一分散と浮上現象防止を達成している例があ
る。
【０００９】
【発明が解決すべき課題】アルキルホスフェート塩を処
理剤としたポリプロピレン繊維は、カルシウムイオンが
高濃度であるセメントスラリー中に投入されると、繊維
表面に難溶化したアルキルホスフェートカルシウム塩が
固着し、繊維の親水化を維持できるので、繊維が浮上す
ることはないが、カルシウムイオンが少ないとこの方法
もうまくいかなかった。
理剤としたポリプロピレン繊維は、カルシウムイオンが
高濃度であるセメントスラリー中に投入されると、繊維
表面に難溶化したアルキルホスフェートカルシウム塩が
固着し、繊維の親水化を維持できるので、繊維が浮上す
ることはないが、カルシウムイオンが少ないとこの方法
もうまくいかなかった。
【００１０】すなわちセメント製品の製造システムによ
っては真水に強化用繊維を分散させた後、セメント粉体
を投入してセメントスラリーを作ることがあり、このよ
うな場合はカルシウムイオンが少ないので前記アルキル
フォスフェート塩で処理した繊維は界面活性剤を除去さ
れ、浮上してしまうのである。
っては真水に強化用繊維を分散させた後、セメント粉体
を投入してセメントスラリーを作ることがあり、このよ
うな場合はカルシウムイオンが少ないので前記アルキル
フォスフェート塩で処理した繊維は界面活性剤を除去さ
れ、浮上してしまうのである。
【００１１】また従来の溶融紡糸方法で作られ、前記ア
ルキルホスフェート塩で処理したポリプロピレン繊維
は、低比重で耐熱アルカリ性に優れ、かつ安価であると
いう長所を持つためセメント製品の強化用として多用さ
れてきたが、他の合成繊維に比べ強力の面で劣ってい
た。そして他の合成繊維は近年強力の向上が目覚ましい
ため益々相対的な強力低下が生じ、本来強力を必要とす
るセメント強化用短繊維の分野でポリプロピレン繊維に
も強力向上の要求が強まってきた。
ルキルホスフェート塩で処理したポリプロピレン繊維
は、低比重で耐熱アルカリ性に優れ、かつ安価であると
いう長所を持つためセメント製品の強化用として多用さ
れてきたが、他の合成繊維に比べ強力の面で劣ってい
た。そして他の合成繊維は近年強力の向上が目覚ましい
ため益々相対的な強力低下が生じ、本来強力を必要とす
るセメント強化用短繊維の分野でポリプロピレン繊維に
も強力向上の要求が強まってきた。
【００１２】前記目的を達成するため、本発明は、高延
伸して高強力とするためＱ値が小さく、延伸時の配向性
を向上させるため低結晶性成分が少なく、立体規則性が
極めて高い高結晶性ポリプロピレンを使用し、これに炭
酸カルシウムの微粉末を加えて溶融紡糸し次いで乾式延
伸法など、構成する成分で融着しない範囲の高い温度で
延伸して、延伸倍率を高くし、高強力ポリプロピレン繊
維を得る。そして前記アルキルフォスフェート塩で表面
処理してセメント強化用繊維を得る。この繊維を用いて
自然養生やオートクレーブ養生した繊維強化セメント成
型体の強力、特にシャルピー衝撃力を大幅に向上できる
セメント強化用繊維を得ることを目的とする。
伸して高強力とするためＱ値が小さく、延伸時の配向性
を向上させるため低結晶性成分が少なく、立体規則性が
極めて高い高結晶性ポリプロピレンを使用し、これに炭
酸カルシウムの微粉末を加えて溶融紡糸し次いで乾式延
伸法など、構成する成分で融着しない範囲の高い温度で
延伸して、延伸倍率を高くし、高強力ポリプロピレン繊
維を得る。そして前記アルキルフォスフェート塩で表面
処理してセメント強化用繊維を得る。この繊維を用いて
自然養生やオートクレーブ養生した繊維強化セメント成
型体の強力、特にシャルピー衝撃力を大幅に向上できる
セメント強化用繊維を得ることを目的とする。
【００１３】また本発明の別の目的はこのようなポリオ
レフィン繊維の特徴を生かしたまま、親水性及び水中沈
降性を向上させ、カルシウムイオンが少ない水中でも分
散性のよいセメント強化用繊維を得ることをにある。
レフィン繊維の特徴を生かしたまま、親水性及び水中沈
降性を向上させ、カルシウムイオンが少ない水中でも分
散性のよいセメント強化用繊維を得ることをにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ため、本発明者等は従来のセメント強化用繊維は単に繊
維としての破断強度が高いものを使用することがセメン
ト成型体の強度を向上させるという考えかたから一歩進
めて、セメント成型体の強度は強化用繊維の剛直性も大
きく寄与していることを見いだした。そのためには、補
強繊維であるポリプロピレン繊維を従来のものより高結
晶の繊維にすることとし本発明に至った。
ため、本発明者等は従来のセメント強化用繊維は単に繊
維としての破断強度が高いものを使用することがセメン
ト成型体の強度を向上させるという考えかたから一歩進
めて、セメント成型体の強度は強化用繊維の剛直性も大
きく寄与していることを見いだした。そのためには、補
強繊維であるポリプロピレン繊維を従来のものより高結
晶の繊維にすることとし本発明に至った。
【００１５】前記目的を達成するため、本発明のポリプ
ロピレン繊維はＱ値（Ｑ：重量平均分子量／数平均分子
量の比）が５未満、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ：重
量％）が９７＜ＨＩ＜１００、アイソタクチックペンタ
ッド分率（ＩＰＦ：モル％）が９４＜ＩＰＦ＜１００で
ある高結晶性ポリプロピレンに平均直径が１μｍ未満の
炭酸カルシウム微粉末を４〜２０重量ｇを含んだ樹脂か
らなる、繊維の破断強度が６ｇ／デニールを超える強度
を有するポリプロピレン繊維に、炭素数８〜１８のノル
マルアルキルホスフェートアルカリ金属塩が繊維重量に
対して０．０５〜１０重量％付着されていることを特徴
とするセメント強化用ポリプロピレン繊維である。
ロピレン繊維はＱ値（Ｑ：重量平均分子量／数平均分子
量の比）が５未満、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ：重
量％）が９７＜ＨＩ＜１００、アイソタクチックペンタ
ッド分率（ＩＰＦ：モル％）が９４＜ＩＰＦ＜１００で
ある高結晶性ポリプロピレンに平均直径が１μｍ未満の
炭酸カルシウム微粉末を４〜２０重量ｇを含んだ樹脂か
らなる、繊維の破断強度が６ｇ／デニールを超える強度
を有するポリプロピレン繊維に、炭素数８〜１８のノル
マルアルキルホスフェートアルカリ金属塩が繊維重量に
対して０．０５〜１０重量％付着されていることを特徴
とするセメント強化用ポリプロピレン繊維である。
【００１６】また本発明のさらに好ましい態様として
は、前記ポリプロピレン樹脂成分を鞘部に、炭酸カルシ
ウムを含まない前記ポリプロピレン樹脂成分を芯部とす
る繊維の破断強度が７ｇ／デニールの芯鞘型ポリプロピ
レン繊維に、炭素数８〜１８のノルマルアルキルホスフ
ェートアルカリ金属塩が繊維重量に対して０．０５〜１
０重量％付着されていることを特徴とするセメント強化
用ポリプロピレン繊維である。このような芯鞘型構造に
することにより、繊維強度は一層向上し本発明の目的を
達成できる。
は、前記ポリプロピレン樹脂成分を鞘部に、炭酸カルシ
ウムを含まない前記ポリプロピレン樹脂成分を芯部とす
る繊維の破断強度が７ｇ／デニールの芯鞘型ポリプロピ
レン繊維に、炭素数８〜１８のノルマルアルキルホスフ
ェートアルカリ金属塩が繊維重量に対して０．０５〜１
０重量％付着されていることを特徴とするセメント強化
用ポリプロピレン繊維である。このような芯鞘型構造に
することにより、繊維強度は一層向上し本発明の目的を
達成できる。
【００１７】前記構成において本発明に用いるポリプロ
ピレン樹脂はＱ値が５未満、好ましくは４以下、ＨＩが
９７％より以上、好ましくは９８％以上、ＩＰＦが９４
％より以上、好ましくは９６％以上の高結晶性ポリプロ
ピレンである。Ｑ値を５未満にするのは熱延伸性を良好
にするためである。ＨＩを９７％より以上及びＩＰＦを
９４％より以上とするのは、低結晶成分が少なく立体規
則性にすぐれたポリプロピレン樹脂をえらんで延伸によ
り結晶配向を向上させて繊維強力を高め、繊維の剛直性
を優れたものにするためである。
ピレン樹脂はＱ値が５未満、好ましくは４以下、ＨＩが
９７％より以上、好ましくは９８％以上、ＩＰＦが９４
％より以上、好ましくは９６％以上の高結晶性ポリプロ
ピレンである。Ｑ値を５未満にするのは熱延伸性を良好
にするためである。ＨＩを９７％より以上及びＩＰＦを
９４％より以上とするのは、低結晶成分が少なく立体規
則性にすぐれたポリプロピレン樹脂をえらんで延伸によ
り結晶配向を向上させて繊維強力を高め、繊維の剛直性
を優れたものにするためである。
【００１８】前記本発明に用いる炭酸カルシウムの微粉
末は、平均直径が１μｍ未満、好ましくは０．６μｍ未
満で、２μｍ以上の粒子を含まないことが好ましい。こ
のような炭酸カルシウムであれば１〜２０デニールの繊
維を安定して紡糸することができる。
末は、平均直径が１μｍ未満、好ましくは０．６μｍ未
満で、２μｍ以上の粒子を含まないことが好ましい。こ
のような炭酸カルシウムであれば１〜２０デニールの繊
維を安定して紡糸することができる。
【００１９】繊維中に混入する炭酸カルシウムの量は４
％未満ではアルキルホスフェート塩の付着量を増やして
もセメントスラリー中で浮き種ができやすく、２０重量
％を超えると繊維の延伸性が低下し所望の強度を得られ
にくくなる。好ましくは１０〜２０重量％である。また
炭酸カルシウム微粉末はポリプロピレン樹脂中に混入す
る前に界面活性剤処理をすることが好ましい。
％未満ではアルキルホスフェート塩の付着量を増やして
もセメントスラリー中で浮き種ができやすく、２０重量
％を超えると繊維の延伸性が低下し所望の強度を得られ
にくくなる。好ましくは１０〜２０重量％である。また
炭酸カルシウム微粉末はポリプロピレン樹脂中に混入す
る前に界面活性剤処理をすることが好ましい。
【００２０】またアルキルホスフェート塩は、炭素数８
〜１８のノルマルアルキル基を有するモノアルキルエス
テルまたはジアルキルエステルで、このナトリウム塩も
しくはカリウム塩である。またアルキルホスフェート塩
の付着量が０．０５重量％未満であると繊維の分散が不
十分となり、０．０５重量％以上であればよいが、１０
重量％を超えても効果は殆ど向上しない。
〜１８のノルマルアルキル基を有するモノアルキルエス
テルまたはジアルキルエステルで、このナトリウム塩も
しくはカリウム塩である。またアルキルホスフェート塩
の付着量が０．０５重量％未満であると繊維の分散が不
十分となり、０．０５重量％以上であればよいが、１０
重量％を超えても効果は殆ど向上しない。
【００２１】本発明のポリプロピレン繊維は、セメント
成型体の乾燥セメントマトリックスに対して０．５〜５
重量％添加されることが好ましく、０．５重量％未満で
は繊維補強効果が得られず、５重量％を超えると曲げ強
度が逆に低下して不都合である。また本発明のセメント
成型体は、セメントスラリー液より抄造したものをオー
トクレーブ養生するのが好ましい。
成型体の乾燥セメントマトリックスに対して０．５〜５
重量％添加されることが好ましく、０．５重量％未満で
は繊維補強効果が得られず、５重量％を超えると曲げ強
度が逆に低下して不都合である。また本発明のセメント
成型体は、セメントスラリー液より抄造したものをオー
トクレーブ養生するのが好ましい。
【００２２】さらに上記抄造したものを少なくとも１０
０Ｋｇ／ｃｍ2 以上、好ましくは２００Ｋｇ／ｃｍ2 の
圧力でプレスすることにより成型体の強度を一層向上さ
せることができ、これを３０日弱の水中養生もしくは約
１７０℃で１２〜１８時間オートクレーブ養生させるの
が最も好ましい。
０Ｋｇ／ｃｍ2 以上、好ましくは２００Ｋｇ／ｃｍ2 の
圧力でプレスすることにより成型体の強度を一層向上さ
せることができ、これを３０日弱の水中養生もしくは約
１７０℃で１２〜１８時間オートクレーブ養生させるの
が最も好ましい。
【００２３】
【発明の作用】前記した本発明の構成によれば、延伸に
よる結晶配向を阻害する低結晶性成分が少なく、沸騰ｎ
−ヘプタン不溶分が従来のポリプロピレンより大きく、
また延伸による結晶配向を助成するため立体規則性に優
れた、すなわちアイソタクチックペンタッド分率を従来
のポリプロピレンより大きく、かつ延伸性を改良するた
め、Ｑ値を従来の高結晶性ポリプロピレンより大幅に低
くしたので、延伸倍率を高くし、高強力のセメント強化
用ポリプロピレン繊維が得られる。
よる結晶配向を阻害する低結晶性成分が少なく、沸騰ｎ
−ヘプタン不溶分が従来のポリプロピレンより大きく、
また延伸による結晶配向を助成するため立体規則性に優
れた、すなわちアイソタクチックペンタッド分率を従来
のポリプロピレンより大きく、かつ延伸性を改良するた
め、Ｑ値を従来の高結晶性ポリプロピレンより大幅に低
くしたので、延伸倍率を高くし、高強力のセメント強化
用ポリプロピレン繊維が得られる。
【００２４】このように、従来のポリプロピレンに比べ
高度に配向し結晶しやすいポリプロピレンを用いて、分
子の絡まりと切断を回避するよう比較的低い温度で溶融
紡糸し、次いでできるだけ高い温度で高延伸倍率で延伸
して、従来のポリプロピレン繊維に比べて高度に配向結
晶した繊維とすることにより、少なくとも単一繊維では
通常のポリプロピレンでは大量生産では達成しえなかっ
た破断強度を６ｇ／デニールを超えるポリプロピレン繊
維を得ることができ、さらに前記の好ましい延伸条件を
用いれば破断強度を９ｇ／デニール以上にすることも容
易に可能である。
高度に配向し結晶しやすいポリプロピレンを用いて、分
子の絡まりと切断を回避するよう比較的低い温度で溶融
紡糸し、次いでできるだけ高い温度で高延伸倍率で延伸
して、従来のポリプロピレン繊維に比べて高度に配向結
晶した繊維とすることにより、少なくとも単一繊維では
通常のポリプロピレンでは大量生産では達成しえなかっ
た破断強度を６ｇ／デニールを超えるポリプロピレン繊
維を得ることができ、さらに前記の好ましい延伸条件を
用いれば破断強度を９ｇ／デニール以上にすることも容
易に可能である。
【００２５】さら繊維を湿潤下におくと繊維の表面に炭
酸カルシウムから浸出するカルシウムイオンと繊維に付
着しているアルキルホスフェート塩のイオン交換が生
じ、アルキルホスフェートカルシウム塩が繊維表面に固
着し、繊維を水中で分散がよい程度に親水化し、繊維に
は水中での攪拌混合中発生した空気泡などが付着しにく
くなり、繊維の浮上現象が生じない。
酸カルシウムから浸出するカルシウムイオンと繊維に付
着しているアルキルホスフェート塩のイオン交換が生
じ、アルキルホスフェートカルシウム塩が繊維表面に固
着し、繊維を水中で分散がよい程度に親水化し、繊維に
は水中での攪拌混合中発生した空気泡などが付着しにく
くなり、繊維の浮上現象が生じない。
【００２６】さらに湿潤下では繊維表面よりカルシウム
イオンが徐々に浸出し、且つ繊維表面は繊維処理剤不溶
物とセメント粒子の混合物で覆われているので、セメン
トマトリックスとの親和性が従来のポリプロピレン繊維
より格段に向上しており、セメント成型体の破断的マト
リックス中より繊維が素抜けすることを減少させるとい
う効果がある。さらに繊維自身の強力も向上しているた
め本発明の繊維を補強用に用いたセメント成型体は曲げ
強力及び衝撃強力共に従来品に比べ大幅に向上する。
イオンが徐々に浸出し、且つ繊維表面は繊維処理剤不溶
物とセメント粒子の混合物で覆われているので、セメン
トマトリックスとの親和性が従来のポリプロピレン繊維
より格段に向上しており、セメント成型体の破断的マト
リックス中より繊維が素抜けすることを減少させるとい
う効果がある。さらに繊維自身の強力も向上しているた
め本発明の繊維を補強用に用いたセメント成型体は曲げ
強力及び衝撃強力共に従来品に比べ大幅に向上する。
【００２７】
【実施例】本発明に用いられるポリプロピレンは、その
溶融流動性は溶融紡糸の都合上メルトフローレート（Ｍ
ＦＲ：ｇ／１０分、ＪＩＳ−Ｋ−７２１０により測定、
加重２１６９ｇ、測定温度２３０℃）が１＜ＭＦＲ＜１
００、より好ましくは５＜ＭＦＲ＜３０、最も好ましく
は１０〜２０の範囲であり、密度は原料ペレット状態で
は０．９０５前後で特に通常のポリプロピレンとは変わ
りない。
溶融流動性は溶融紡糸の都合上メルトフローレート（Ｍ
ＦＲ：ｇ／１０分、ＪＩＳ−Ｋ−７２１０により測定、
加重２１６９ｇ、測定温度２３０℃）が１＜ＭＦＲ＜１
００、より好ましくは５＜ＭＦＲ＜３０、最も好ましく
は１０〜２０の範囲であり、密度は原料ペレット状態で
は０．９０５前後で特に通常のポリプロピレンとは変わ
りない。
【００２８】溶融紡糸温度は、その立体規則性を損なわ
ない範囲の温度であればよいが分子の絡み、まるまりを
少なくするため比較的低い温度、たとえば単一繊維では
２６０〜２８０℃が好ましい。延伸温度は、延伸性を少
しでも向上させるため、１４０〜１５０℃の熱ロール乾
式延伸法で高延伸することが望ましい。
ない範囲の温度であればよいが分子の絡み、まるまりを
少なくするため比較的低い温度、たとえば単一繊維では
２６０〜２８０℃が好ましい。延伸温度は、延伸性を少
しでも向上させるため、１４０〜１５０℃の熱ロール乾
式延伸法で高延伸することが望ましい。
【００２９】次に本発明で定義する各ファクターについ
て、その測定例を説明する。 （１）重量平均分子量は、例えば光散乱法、粘度法、超
遠心法を用いて、Ｍ＝［ΣＮｉＭｉ2 ］／［ΣＮｉＭ
ｉ］の式によって求める。 （２）数平均分子量は、例えば末端基定量法、氷点降下
法、浸透圧法を用いて、Ｍｎ＝［ΣＮｉＭｉ］／［ΣＮ
ｉ］の式によって求める。 一般的に重量平均分子量／数平均分子量は、多分散度の
尺度として用いられ、この値が１（単分散）より大きく
なるほど分子量分布曲線が幅広く（ブロード）になるこ
とを意味する。また枝分かれが多いポリマーも高い数値
になる。 （３）ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ）は、５ｇのポリプロ
ピレン試料を５００ｍｌの沸騰キシレン中に全溶解さ
せ、これらを５ｌのメタノール中に投入して析出させた
ものを回収して乾燥した後、沸騰ｎ−ヘプタンで６時
間、ソックスレー抽出した抽出残部をいう。 （４）アイソタクチックペンタッド分率（ＩＰＦ）は、
ｎ−ヘプタン不溶分について「マクロモレキュラーズ」
（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｒ，Ｖｏｌ．６，９２５
（１９７３）およびＶｏｌ．８，６８７（１９７５）に
準じ測定した。 （５）メルトフローレート（ＭＦＲ）は、温度１９０℃
でノズル通過量（単位：ｇ／１０分、ＪＩＳ−Ｋ−７２
１０に準ず、荷加重２．１６９ｋｇ）で測定した。
て、その測定例を説明する。 （１）重量平均分子量は、例えば光散乱法、粘度法、超
遠心法を用いて、Ｍ＝［ΣＮｉＭｉ2 ］／［ΣＮｉＭ
ｉ］の式によって求める。 （２）数平均分子量は、例えば末端基定量法、氷点降下
法、浸透圧法を用いて、Ｍｎ＝［ΣＮｉＭｉ］／［ΣＮ
ｉ］の式によって求める。 一般的に重量平均分子量／数平均分子量は、多分散度の
尺度として用いられ、この値が１（単分散）より大きく
なるほど分子量分布曲線が幅広く（ブロード）になるこ
とを意味する。また枝分かれが多いポリマーも高い数値
になる。 （３）ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ）は、５ｇのポリプロ
ピレン試料を５００ｍｌの沸騰キシレン中に全溶解さ
せ、これらを５ｌのメタノール中に投入して析出させた
ものを回収して乾燥した後、沸騰ｎ−ヘプタンで６時
間、ソックスレー抽出した抽出残部をいう。 （４）アイソタクチックペンタッド分率（ＩＰＦ）は、
ｎ−ヘプタン不溶分について「マクロモレキュラーズ」
（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｒ，Ｖｏｌ．６，９２５
（１９７３）およびＶｏｌ．８，６８７（１９７５）に
準じ測定した。 （５）メルトフローレート（ＭＦＲ）は、温度１９０℃
でノズル通過量（単位：ｇ／１０分、ＪＩＳ−Ｋ−７２
１０に準ず、荷加重２．１６９ｋｇ）で測定した。
【００３０】以下具体的に実施例を説明する。 ［実施例１〜８、比較例１〜７］表１に示すポリプロピ
レン樹脂ペレットとこの樹脂に平均粒径０．５μｍの金
属石鹸で前処理をした炭酸カルシウム微粉末を練りこん
だ樹脂ペレットを用いて、炭酸カルシウムを含む樹脂ペ
レットを鞘成分に、炭酸カルシウムを含まない樹脂ペレ
ットを芯成分にした繊維断面における芯成分と鞘成分の
面積比が１：１の芯鞘型複合繊維と、炭酸カルシウムを
含む樹脂ペレットのみを成分とする単一繊維をそれぞれ
溶融紡糸した。これら未延伸糸をそれぞれ１５０℃の雰
囲気中の１５０℃熱ロールを用いて乾式延伸し、ノルマ
ルアルキルホスフェート金属塩である各種界面活性剤水
溶液を含浸させて一夜放置し、風乾して６ｍｍまたは１
０ｍｍに切断した。このとき風乾した切断前の繊維で延
伸糸の強伸度を測定した。
レン樹脂ペレットとこの樹脂に平均粒径０．５μｍの金
属石鹸で前処理をした炭酸カルシウム微粉末を練りこん
だ樹脂ペレットを用いて、炭酸カルシウムを含む樹脂ペ
レットを鞘成分に、炭酸カルシウムを含まない樹脂ペレ
ットを芯成分にした繊維断面における芯成分と鞘成分の
面積比が１：１の芯鞘型複合繊維と、炭酸カルシウムを
含む樹脂ペレットのみを成分とする単一繊維をそれぞれ
溶融紡糸した。これら未延伸糸をそれぞれ１５０℃の雰
囲気中の１５０℃熱ロールを用いて乾式延伸し、ノルマ
ルアルキルホスフェート金属塩である各種界面活性剤水
溶液を含浸させて一夜放置し、風乾して６ｍｍまたは１
０ｍｍに切断した。このとき風乾した切断前の繊維で延
伸糸の強伸度を測定した。
【００３１】次に７．２ｌの水道水に普通ポルトランド
セメント６８０ｇ、パルプ１７ｇ、中国産マイカ粉末１
７０ｇ、及び上記実施例および比較例のそれぞれの短繊
維８．５ｇ（但し、実施例６は１３ｇ、比較例３は２．
６ｇ、比較例５は従来のポリプロピレン繊維、比較例６
は短繊維の替わりにアスベストを４３ｇ、比較例７は２
デニール×６ｍｍの市販のビニロンを８．５ｇをそれぞ
れ投入した。）を順次投入、混合して８ｌのセメントス
ラリーを調液した。
セメント６８０ｇ、パルプ１７ｇ、中国産マイカ粉末１
７０ｇ、及び上記実施例および比較例のそれぞれの短繊
維８．５ｇ（但し、実施例６は１３ｇ、比較例３は２．
６ｇ、比較例５は従来のポリプロピレン繊維、比較例６
は短繊維の替わりにアスベストを４３ｇ、比較例７は２
デニール×６ｍｍの市販のビニロンを８．５ｇをそれぞ
れ投入した。）を順次投入、混合して８ｌのセメントス
ラリーを調液した。
【００３２】このスラリー液に凝集剤（商品名：アイケ
イフロック、市川毛織株式会社製）０．０２重量％液を
２０ｍｌ添加し、底面積が２５０ｍｍ×２５０ｍｍのモ
ールド容器中に、８回に分けてこのスラリー液を注入
し、６０メッシュの金網を通して脱水して抄造し、これ
らを上面を上として順次重ねて８層の積層品とし厚さ約
８ｍｍの平板状の半可塑状成型物を得た。
イフロック、市川毛織株式会社製）０．０２重量％液を
２０ｍｌ添加し、底面積が２５０ｍｍ×２５０ｍｍのモ
ールド容器中に、８回に分けてこのスラリー液を注入
し、６０メッシュの金網を通して脱水して抄造し、これ
らを上面を上として順次重ねて８層の積層品とし厚さ約
８ｍｍの平板状の半可塑状成型物を得た。
【００３３】この半可塑状成型物を２００ｋｇ／ｃｍ2
の圧力で１分間プレスし、この圧縮成型物を室温、湿潤
状態で２８日間放置して自然養生後、その間のスラリー
状態および製品を評価した。その結果を表１に示す。
の圧力で１分間プレスし、この圧縮成型物を室温、湿潤
状態で２８日間放置して自然養生後、その間のスラリー
状態および製品を評価した。その結果を表１に示す。
【００３４】尚、試験評価は次のようにして行った。 浮上繊維割合（％）：作成したセメントスラリーを１０
分間静置してその上澄み液の浮上繊維を金網ですくい上
げ乾燥し、繊維重量Ａｇを測定し、繊維投入量Ｂｇよ
り、浮上繊維割合（％）＝１００Ａ／Ｂの式で算出す
る。 分散状態：スラリーをモールド容器中に投入した後、脱
水して得られる半可塑状態成型物の表面の凹凸状態を観
測し、下記のように評価した。 ◎：凹凸が非常に少ない状態。 ○：凹凸がやや少ない状態。 △：凹凸がやや多い状態。 ×：凹凸が非常に多い状態。 製品外観：養生後のセメント製品の表裏面を観察して、
下記のように評価した。 ◎：製品表面に繊維の露出が殆ど認められない状態。 ○：製品表面に繊維の露出がやや少ない状態。 △：製品表面に繊維の露出がやや多い状態。 ×：製品表面に繊維の露出が多く認められる状態。 まげ強度：ＪＩＳ−Ａ−１４０８により測定した。 シャルピー衝撃強度：ＪＩＳ−Ｂ−７７２２により測定
した。
分間静置してその上澄み液の浮上繊維を金網ですくい上
げ乾燥し、繊維重量Ａｇを測定し、繊維投入量Ｂｇよ
り、浮上繊維割合（％）＝１００Ａ／Ｂの式で算出す
る。 分散状態：スラリーをモールド容器中に投入した後、脱
水して得られる半可塑状態成型物の表面の凹凸状態を観
測し、下記のように評価した。 ◎：凹凸が非常に少ない状態。 ○：凹凸がやや少ない状態。 △：凹凸がやや多い状態。 ×：凹凸が非常に多い状態。 製品外観：養生後のセメント製品の表裏面を観察して、
下記のように評価した。 ◎：製品表面に繊維の露出が殆ど認められない状態。 ○：製品表面に繊維の露出がやや少ない状態。 △：製品表面に繊維の露出がやや多い状態。 ×：製品表面に繊維の露出が多く認められる状態。 まげ強度：ＪＩＳ−Ａ−１４０８により測定した。 シャルピー衝撃強度：ＪＩＳ−Ｂ−７７２２により測定
した。
【００３５】［実施例９〜１２、比較例８〜１１］実施
例１と同様にしてプレスしたもの、および５mm厚の抄造
半可塑状成型体を各々１６０℃で１８時間のオートクレ
ーブ養生後、製品を評価した。その結果を表２に示す。
例１と同様にしてプレスしたもの、および５mm厚の抄造
半可塑状成型体を各々１６０℃で１８時間のオートクレ
ーブ養生後、製品を評価した。その結果を表２に示す。
【００３６】［実施例１３〜１４、比較例１２〜１５］
普通ポルトランドセメント５１０ｇ、珪砂３４０ｇ、ア
スベスト１７ｇ、パルプ１７ｇおよび実施例１および比
較例１５と６の繊維８．５ｇをそれぞれ７．２ｌの水道
水に順次、投入混合して８ｌのセメントスラリーを作成
し、さらに凝集剤０．０２重量％液２０ｍｌを添加した
後モールド容器中に８回にわけて注入後、６０メッシュ
の金網を通して脱水し、厚さ約５ｍｍの平板状の半可塑
状成型物を得た。この成型物を湿潤状態で２８日間放置
する自然養生法、および１６０℃で１０時間のオートク
レーブ養生処理して製品を評価した。その結果を表３に
示す。
普通ポルトランドセメント５１０ｇ、珪砂３４０ｇ、ア
スベスト１７ｇ、パルプ１７ｇおよび実施例１および比
較例１５と６の繊維８．５ｇをそれぞれ７．２ｌの水道
水に順次、投入混合して８ｌのセメントスラリーを作成
し、さらに凝集剤０．０２重量％液２０ｍｌを添加した
後モールド容器中に８回にわけて注入後、６０メッシュ
の金網を通して脱水し、厚さ約５ｍｍの平板状の半可塑
状成型物を得た。この成型物を湿潤状態で２８日間放置
する自然養生法、および１６０℃で１０時間のオートク
レーブ養生処理して製品を評価した。その結果を表３に
示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【発明の効果】本発明のポリプロピレン繊維は、繊維自
体の疎水性が大きく、比重が小さいにも拘らずセメント
スラリーとよく混合して好ましく分散するため、セメン
ト補強用繊維として有用であり、特に湿式抄造法で作ら
れるセメント製品製造工程において繊維の浮上現象がみ
られず、その製品は表面外観に優れ、投入繊維が均一に
分散するため有効に補強作用をなすことができる。さら
に繊維が従来のポリプロピレン補強用繊維以上の高強力
のため曲げ強度、衝撃強度の優れたものとなる。
体の疎水性が大きく、比重が小さいにも拘らずセメント
スラリーとよく混合して好ましく分散するため、セメン
ト補強用繊維として有用であり、特に湿式抄造法で作ら
れるセメント製品製造工程において繊維の浮上現象がみ
られず、その製品は表面外観に優れ、投入繊維が均一に
分散するため有効に補強作用をなすことができる。さら
に繊維が従来のポリプロピレン補強用繊維以上の高強力
のため曲げ強度、衝撃強度の優れたものとなる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１２月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】前記目的を達成するため、本発明のポリプ
ロピレン繊維はＱ値（Ｑ：重量平均分子量／数平均分子
量の比）が５未満、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ：重
量％）が９７＜ＨＩ＜１００、アイソタクチックペンタ
ッド分率（ＩＰＦ：モル％）が９４＜ＩＰＦ＜１００で
ある高結晶性ポリプロピレンに平均直径が１μｍ未満の
炭酸カルシウム微粉末を３〜２０重量ｇを含んだ樹脂か
らなる、繊維の破断強度が６ｇ／デニールを超える強度
を有するポリプロピレン繊維に、炭素数８〜１８のノル
マルアルキルホスフェートアルカリ金属塩が繊維重量に
対して０．０５〜１０重量％付着されていることを特徴
とするセメント強化用ポリプロピレン繊維である。
ロピレン繊維はＱ値（Ｑ：重量平均分子量／数平均分子
量の比）が５未満、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ：重
量％）が９７＜ＨＩ＜１００、アイソタクチックペンタ
ッド分率（ＩＰＦ：モル％）が９４＜ＩＰＦ＜１００で
ある高結晶性ポリプロピレンに平均直径が１μｍ未満の
炭酸カルシウム微粉末を３〜２０重量ｇを含んだ樹脂か
らなる、繊維の破断強度が６ｇ／デニールを超える強度
を有するポリプロピレン繊維に、炭素数８〜１８のノル
マルアルキルホスフェートアルカリ金属塩が繊維重量に
対して０．０５〜１０重量％付着されていることを特徴
とするセメント強化用ポリプロピレン繊維である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】繊維中に混入する炭酸カルシウムの量は３
％未満ではアルキルホスフェート塩の付着量を増やして
もセメントスラリー中で浮き種ができやすく、２０重量
％を超えると繊維の延伸性が低下し所望の強度を得られ
にくくなる。好ましくは１０〜２０重量％である。また
炭酸カルシウム微粉末はポリプロピレン樹脂中に混入す
る前に界面活性剤処理をすることが好ましい。
％未満ではアルキルホスフェート塩の付着量を増やして
もセメントスラリー中で浮き種ができやすく、２０重量
％を超えると繊維の延伸性が低下し所望の強度を得られ
にくくなる。好ましくは１０〜２０重量％である。また
炭酸カルシウム微粉末はポリプロピレン樹脂中に混入す
る前に界面活性剤処理をすることが好ましい。
【手続補正書】
【提出日】平成４年３月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】また本発明のさらに好ましい態様として
は、前記ポリプロピレン樹脂成分を鞘部に、炭酸カルシ
ウムを含まない前記ポリプロピレン樹脂成分を芯部とす
る繊維の破断強度が７ｇ／デニール以上の芯鞘型ポリプ
ロピレン繊維に、炭素数８〜１８のノルマルアルキルホ
スフェートアルカリ金属塩が繊維重量に対して０．０５
〜１０重量％付着されていることを特徴とするセメント
強化用ポリプロピレン繊維である。このような芯鞘型構
造にすることにより、繊維強度は一層向上し本発明の目
的を達成できる。 ─────────────────────────────────────────────────────
は、前記ポリプロピレン樹脂成分を鞘部に、炭酸カルシ
ウムを含まない前記ポリプロピレン樹脂成分を芯部とす
る繊維の破断強度が７ｇ／デニール以上の芯鞘型ポリプ
ロピレン繊維に、炭素数８〜１８のノルマルアルキルホ
スフェートアルカリ金属塩が繊維重量に対して０．０５
〜１０重量％付着されていることを特徴とするセメント
強化用ポリプロピレン繊維である。このような芯鞘型構
造にすることにより、繊維強度は一層向上し本発明の目
的を達成できる。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年７月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ポリプロピレン繊維および繊維補強セ
メント成型体
メント成型体
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、従来のものより高強力
で、セメントスラリー液中に分散させても繊維の浮上現
象（浮き種現象）がなく、均一に分散し、かつセメント
スラリー液中での沈降性のよいセメント強化用ポリプロ
ピレン繊維およびこの繊維で補強されたセメント成型体
に関する。
で、セメントスラリー液中に分散させても繊維の浮上現
象（浮き種現象）がなく、均一に分散し、かつセメント
スラリー液中での沈降性のよいセメント強化用ポリプロ
ピレン繊維およびこの繊維で補強されたセメント成型体
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来石綿に替わるセメント強化用繊維と
して種々の無機繊維、合成繊維の使用が提案されてい
る。例えば、特開昭４９−９８４２４号、特開昭４９−
１０４９１７号、特開昭４９−１０４９１８号、特開昭
６１−８６４５２号、特開昭６２−１７１９５２号等に
はガラス繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、ポリ
プロピレン繊維、芳香族ポリアミド繊維、アクリル繊維
の使用が教示されている。
して種々の無機繊維、合成繊維の使用が提案されてい
る。例えば、特開昭４９−９８４２４号、特開昭４９−
１０４９１７号、特開昭４９−１０４９１８号、特開昭
６１−８６４５２号、特開昭６２−１７１９５２号等に
はガラス繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、ポリ
プロピレン繊維、芳香族ポリアミド繊維、アクリル繊維
の使用が教示されている。
【０００３】これらの強化繊維を用い、通常の方法、例
えば抄造成型、押出成型または注型成型によって成型し
たセメント成型体は、その強度を向上させるため、さら
に高圧プレス手法で組織を密にしたり、各種条件で養生
する手法が一般に行われている。この養生には自然養
生、蒸気養生とオートクレーブ養生があるが、自然養生
では１４日以上という長期の養生が必要で、１４０℃を
超える温度となるオートクレーブ養生は、通常１２〜１
８時間の養生で済む利点がある。
えば抄造成型、押出成型または注型成型によって成型し
たセメント成型体は、その強度を向上させるため、さら
に高圧プレス手法で組織を密にしたり、各種条件で養生
する手法が一般に行われている。この養生には自然養
生、蒸気養生とオートクレーブ養生があるが、自然養生
では１４日以上という長期の養生が必要で、１４０℃を
超える温度となるオートクレーブ養生は、通常１２〜１
８時間の養生で済む利点がある。
【０００４】セメントマトリックスのアルカリ性条件
下、上述した高温での養生では、ポリエステル繊維、ビ
ニロン繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維は分解等の
化学変化を受けて月危化して強化繊維としての機能は失
われてしまう。また、通常のガラス繊維は勿論、耐アル
カリ性ガラス繊維でも上述した高温での養生をうけると
月危化して強化繊維としての機能は失われるか、著しく
低減してしまう。唯一、耐え得るのは、耐熱アルカリ性
であるポリプロピレンおよびポリ４−メチルペンテン−
１などのポリオレフィン系繊維である。
下、上述した高温での養生では、ポリエステル繊維、ビ
ニロン繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維は分解等の
化学変化を受けて月危化して強化繊維としての機能は失
われてしまう。また、通常のガラス繊維は勿論、耐アル
カリ性ガラス繊維でも上述した高温での養生をうけると
月危化して強化繊維としての機能は失われるか、著しく
低減してしまう。唯一、耐え得るのは、耐熱アルカリ性
であるポリプロピレンおよびポリ４−メチルペンテン−
１などのポリオレフィン系繊維である。
【０００５】しかしながら従来のポリプロピレン繊維
は、ＨＩが９６〜９７重量％、ＩＰＦが９３〜９４モル
％の結晶性ポリプロピレンを用いており、通常５〜６ｇ
／ｄの強度であった。また、延伸性を改良するためＱ値
が４前後と低いポリプロピレンを用いて、１５０℃前後
の乾式延伸を行う方法も知られているが、これによって
も強力は７．５ｇ／ｄ程度が最大であり、強力的に他の
繊維に劣るため、セメント製品の強化用船医として限定
された分野での使用が多かった。
は、ＨＩが９６〜９７重量％、ＩＰＦが９３〜９４モル
％の結晶性ポリプロピレンを用いており、通常５〜６ｇ
／ｄの強度であった。また、延伸性を改良するためＱ値
が４前後と低いポリプロピレンを用いて、１５０℃前後
の乾式延伸を行う方法も知られているが、これによって
も強力は７．５ｇ／ｄ程度が最大であり、強力的に他の
繊維に劣るため、セメント製品の強化用船医として限定
された分野での使用が多かった。
【０００６】高結晶性ポリプロピレンを用いたポリプロ
ピレン繊維およびその複合繊維については、特開昭６０
−５９１１３号公報、同６２−４１３３１号公報、およ
び特公平３−２０５０５号公報などに記載されているが
それらの実施例では従来のポリプロピレンと同様の破断
強度が示されているのみである。尚、従来高結晶性ポリ
プロピレンの主たる用途は、射出成型分野であり、熱収
縮を押さえるためＱ値を６以上と広いポリマーのみ市場
に流通していた。この樹脂はＱ値が大きく延伸配向性が
従来のポリプロピレンと同様の値であった。
ピレン繊維およびその複合繊維については、特開昭６０
−５９１１３号公報、同６２−４１３３１号公報、およ
び特公平３−２０５０５号公報などに記載されているが
それらの実施例では従来のポリプロピレンと同様の破断
強度が示されているのみである。尚、従来高結晶性ポリ
プロピレンの主たる用途は、射出成型分野であり、熱収
縮を押さえるためＱ値を６以上と広いポリマーのみ市場
に流通していた。この樹脂はＱ値が大きく延伸配向性が
従来のポリプロピレンと同様の値であった。
【０００７】また、ポリオレフィン繊維は本来の性質と
して、疎水性が大きく、セメント粒子との親和性に乏し
いため界面活性剤による繊維表面処理をし、繊維を親水
化していたが、湿式抄造法などでセメントスラリー液中
に繊維を投入すると界面活性剤が繊維表面から流出除去
されるため、セメントスラリー液中に均一に分散しにく
く、繊維がスラリー表面に浮上しやすいという難点があ
った。
して、疎水性が大きく、セメント粒子との親和性に乏し
いため界面活性剤による繊維表面処理をし、繊維を親水
化していたが、湿式抄造法などでセメントスラリー液中
に繊維を投入すると界面活性剤が繊維表面から流出除去
されるため、セメントスラリー液中に均一に分散しにく
く、繊維がスラリー表面に浮上しやすいという難点があ
った。
【０００８】この不均一分散あるいは浮上現象によって
繊維の有効混合量が低下し、所定の補強効果が得られな
くなるため、特開昭６４−３３０３６号公報に記載され
るようなカルシウムイオンで難溶化するジアルキルホス
フェート塩を繊維処理剤として用い、セメントスラリー
液に繊維を投入した時、速やかに繊維処理剤を繊維表面
で難溶化させ繊維表面に固着させて、繊維の親水化を維
持し、均一分散と浮上現象防止を達成している例があ
る。
繊維の有効混合量が低下し、所定の補強効果が得られな
くなるため、特開昭６４−３３０３６号公報に記載され
るようなカルシウムイオンで難溶化するジアルキルホス
フェート塩を繊維処理剤として用い、セメントスラリー
液に繊維を投入した時、速やかに繊維処理剤を繊維表面
で難溶化させ繊維表面に固着させて、繊維の親水化を維
持し、均一分散と浮上現象防止を達成している例があ
る。
【０００９】
【発明が解決すべき課題】アルキルホスフェート塩を処
理剤としたポリプロピレン繊維は、カルシウムイオンが
高濃度であるセメントスラリー中に投入されると、繊維
表面に難溶化したアルキルホスフェートカルシウム塩が
固着し、繊維の親水化を維持できるので、繊維が浮上す
ることはないが、カルシウムイオンが少ないとこの方法
もうまくいかなかった。
理剤としたポリプロピレン繊維は、カルシウムイオンが
高濃度であるセメントスラリー中に投入されると、繊維
表面に難溶化したアルキルホスフェートカルシウム塩が
固着し、繊維の親水化を維持できるので、繊維が浮上す
ることはないが、カルシウムイオンが少ないとこの方法
もうまくいかなかった。
【００１０】すなわちセメント製品の製造システムによ
っては真水に強化用繊維を分散させた後、セメント粉体
を投入してセメントスラリーを作ることがあり、このよ
うな場合はカルシウムイオンが少ないので前記アルキル
フォスフェート塩で処理した繊維は界面活性剤を除去さ
れ、浮上してしまうのである。
っては真水に強化用繊維を分散させた後、セメント粉体
を投入してセメントスラリーを作ることがあり、このよ
うな場合はカルシウムイオンが少ないので前記アルキル
フォスフェート塩で処理した繊維は界面活性剤を除去さ
れ、浮上してしまうのである。
【００１１】また従来の溶融紡糸方法で作られ、前記ア
ルキルホスフェート塩で処理したポリプロピレン繊維
は、低比重で耐熱アルカリ性に優れ、かつ安価であると
いう長所を持つためセメント製品の強化用として多用さ
れてきたが、他の合成繊維に比べ強力の面で劣ってい
た。そして他の合成繊維は近年強力の向上が目覚ましい
ため益々相対的な強力低下が生じ、本来強力を必要とす
るセメント強化用短繊維の分野でポリプロピレン繊維に
も強力向上の要求が強まってきた。
ルキルホスフェート塩で処理したポリプロピレン繊維
は、低比重で耐熱アルカリ性に優れ、かつ安価であると
いう長所を持つためセメント製品の強化用として多用さ
れてきたが、他の合成繊維に比べ強力の面で劣ってい
た。そして他の合成繊維は近年強力の向上が目覚ましい
ため益々相対的な強力低下が生じ、本来強力を必要とす
るセメント強化用短繊維の分野でポリプロピレン繊維に
も強力向上の要求が強まってきた。
【００１２】前記目的を達成するため、本発明は、高延
伸して高強力とするためＱ値が小さく、延伸時の配向性
を向上させるため低結晶性成分が少なく、立体規則性が
極めて高い高結晶性ポリプロピレンを使用し、これに炭
酸カルシウムの微粉末を加えて溶融紡糸し次いで乾式延
伸法など、構成する成分で融着しない範囲の高い温度で
延伸して、延伸倍率を高くし、高強力ポリプロピレン繊
維を得る。そして前記アルキルフォスフェート塩で表面
処理してセメント強化用繊維を得る。この繊維を用いて
自然養生やオートクレーブ養生した繊維強化セメント成
型体の強力、特にシャルピー衝撃力を大幅に向上できる
セメント強化用繊維を得ることを目的とする。
伸して高強力とするためＱ値が小さく、延伸時の配向性
を向上させるため低結晶性成分が少なく、立体規則性が
極めて高い高結晶性ポリプロピレンを使用し、これに炭
酸カルシウムの微粉末を加えて溶融紡糸し次いで乾式延
伸法など、構成する成分で融着しない範囲の高い温度で
延伸して、延伸倍率を高くし、高強力ポリプロピレン繊
維を得る。そして前記アルキルフォスフェート塩で表面
処理してセメント強化用繊維を得る。この繊維を用いて
自然養生やオートクレーブ養生した繊維強化セメント成
型体の強力、特にシャルピー衝撃力を大幅に向上できる
セメント強化用繊維を得ることを目的とする。
【００１３】また本発明の別の目的はこのようなポリオ
レフィン繊維の特徴を生かしたまま、親水性及び水中沈
降性を向上させ、カルシウムイオンが少ない水中でも分
散性のよいセメント強化用繊維を得ることをにある。
レフィン繊維の特徴を生かしたまま、親水性及び水中沈
降性を向上させ、カルシウムイオンが少ない水中でも分
散性のよいセメント強化用繊維を得ることをにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】１本発明の目的を達成す
るため、本発明者等は従来のセメント強化用繊維は単に
繊維としての破断強度が高いものを使用することがセメ
ント成型体の強度を向上させるという考えかたから一歩
進めて、セメント成型体の強度は強化用繊維の剛直性も
大きく寄与していることを見いだした。そのためには、
補強繊維であるポリプロピレン繊維を従来のものより高
結晶の繊維にすることとし本発明に至った。
るため、本発明者等は従来のセメント強化用繊維は単に
繊維としての破断強度が高いものを使用することがセメ
ント成型体の強度を向上させるという考えかたから一歩
進めて、セメント成型体の強度は強化用繊維の剛直性も
大きく寄与していることを見いだした。そのためには、
補強繊維であるポリプロピレン繊維を従来のものより高
結晶の繊維にすることとし本発明に至った。
【００１５】前記目的を達成するため、本発明のポリプ
ロピレン繊維はＱ値（Ｑ：重量平均分子量／数平均分子
量の比）が５未満、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ：重
量％）が９７＜ＨＩ＜１００、アイソタクチックペンタ
ッド分率（ＩＰＦ：モル％）が９４＜ＩＰＦ＜１００で
ある高結晶性ポリプロピレンに平均直径が１μｍ未満の
炭酸カルシウム微粉末を３〜２０重量％を含んだ樹脂か
らなる、繊維の破断強度が６ｇ／デニールを超える強度
を有するポリプロピレン繊維に、炭素数８〜１８のノル
マルアルキルホスフェートアルカリ金属塩が繊維重量に
対して０．０５〜１０重量％付着されていることを特徴
とするセメント強化用ポリプロピレン繊維である。
ロピレン繊維はＱ値（Ｑ：重量平均分子量／数平均分子
量の比）が５未満、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ：重
量％）が９７＜ＨＩ＜１００、アイソタクチックペンタ
ッド分率（ＩＰＦ：モル％）が９４＜ＩＰＦ＜１００で
ある高結晶性ポリプロピレンに平均直径が１μｍ未満の
炭酸カルシウム微粉末を３〜２０重量％を含んだ樹脂か
らなる、繊維の破断強度が６ｇ／デニールを超える強度
を有するポリプロピレン繊維に、炭素数８〜１８のノル
マルアルキルホスフェートアルカリ金属塩が繊維重量に
対して０．０５〜１０重量％付着されていることを特徴
とするセメント強化用ポリプロピレン繊維である。
【００１６】また本発明のさらに好ましい態様として
は、前記ポリプロピレン樹脂成分を鞘部に、炭酸カルシ
ウムを含まない前記ポリプロピレン樹脂成分を芯部とす
る繊維の破断強度が７ｇ／デニールの芯鞘型ポリプロピ
レン繊維に、炭素数８〜１８のノルマルアルキルホスフ
ェートアルカリ金属塩が繊維重量に対して０．０５〜１
０重量％付着されていることを特徴とするセメント強化
用ポリプロピレン繊維である。このような芯鞘型構造に
することにより、繊維強度は一層向上し本発明の目的を
達成できる。
は、前記ポリプロピレン樹脂成分を鞘部に、炭酸カルシ
ウムを含まない前記ポリプロピレン樹脂成分を芯部とす
る繊維の破断強度が７ｇ／デニールの芯鞘型ポリプロピ
レン繊維に、炭素数８〜１８のノルマルアルキルホスフ
ェートアルカリ金属塩が繊維重量に対して０．０５〜１
０重量％付着されていることを特徴とするセメント強化
用ポリプロピレン繊維である。このような芯鞘型構造に
することにより、繊維強度は一層向上し本発明の目的を
達成できる。
【００１７】前記構成において本発明に用いるポリプロ
ピレン樹脂はＱ値が５未満、好ましくは４以下、ＨＩが
９７％より以上、好ましくは９８％以上、ＩＰＦが９４
％より以上、好ましくは９６％以上の高結晶性ポリプロ
ピレンである。Ｑ値を５未満にするのは熱延伸性を良好
にするためである。ＨＩを９７％より以上及びＩＰＦを
９４％より以上とするのは、低結晶成分が少なく立体規
則性にすぐれたポリプロピレン樹脂をえらんで延伸によ
り結晶配向を向上させて繊維強力を高め、繊維の剛直性
を優れたものにするためである。
ピレン樹脂はＱ値が５未満、好ましくは４以下、ＨＩが
９７％より以上、好ましくは９８％以上、ＩＰＦが９４
％より以上、好ましくは９６％以上の高結晶性ポリプロ
ピレンである。Ｑ値を５未満にするのは熱延伸性を良好
にするためである。ＨＩを９７％より以上及びＩＰＦを
９４％より以上とするのは、低結晶成分が少なく立体規
則性にすぐれたポリプロピレン樹脂をえらんで延伸によ
り結晶配向を向上させて繊維強力を高め、繊維の剛直性
を優れたものにするためである。
【００１８】前記本発明に用いる炭酸カルシウムの微粉
末は、平均直径が１μｍ未満、好ましくは０．６μｍ未
満で、２μｍ以上の粒子を含まないことが好ましい。こ
のような炭酸カルシウムであれば１〜２０デニールの繊
維を安定して紡糸することができる。
末は、平均直径が１μｍ未満、好ましくは０．６μｍ未
満で、２μｍ以上の粒子を含まないことが好ましい。こ
のような炭酸カルシウムであれば１〜２０デニールの繊
維を安定して紡糸することができる。
【００１９】繊維中に混入する炭酸カルシウムの量は３
％未満ではアルキルホスフェート塩の付着量を増やして
もセメントスラリー中で浮き種ができやすく、２０重量
％を超えると繊維の延伸性が低下し所望の強度を得られ
にくくなる。好ましくは１０〜２０重量％である。また
炭酸カルシウム微粉末はポリプロピレン樹脂中に混入す
る前に界面活性剤処理をすることが好ましい。
％未満ではアルキルホスフェート塩の付着量を増やして
もセメントスラリー中で浮き種ができやすく、２０重量
％を超えると繊維の延伸性が低下し所望の強度を得られ
にくくなる。好ましくは１０〜２０重量％である。また
炭酸カルシウム微粉末はポリプロピレン樹脂中に混入す
る前に界面活性剤処理をすることが好ましい。
【００２０】またアルキルホスフェート塩は、炭素数８
〜１８のノルマルアルキル基を有するモノアルキルエス
テルまたはジアルキルエステルで、このナトリウム塩も
しくはカリウム塩である。またアルキルホスフェート塩
の付着量が０．０５重量％未満であると繊維の分散が不
十分となり、０．０５重量％以上であればよいが、１０
重量％を超えても効果は殆ど向上しない。
〜１８のノルマルアルキル基を有するモノアルキルエス
テルまたはジアルキルエステルで、このナトリウム塩も
しくはカリウム塩である。またアルキルホスフェート塩
の付着量が０．０５重量％未満であると繊維の分散が不
十分となり、０．０５重量％以上であればよいが、１０
重量％を超えても効果は殆ど向上しない。
【００２１】本発明のポリプロピレン繊維は、セメント
成型体の乾燥セメントマトリックスに対して０．５〜５
重量％添加されることが好ましく、０．５重量％未満で
は繊維補強効果が得られず、５重量％を超えると曲げ強
度が逆に低下して不都合である。また本発明のセメント
成型体は、セメントスラリー液より抄造したものをオー
トクレーブ養生するのが好ましい。
成型体の乾燥セメントマトリックスに対して０．５〜５
重量％添加されることが好ましく、０．５重量％未満で
は繊維補強効果が得られず、５重量％を超えると曲げ強
度が逆に低下して不都合である。また本発明のセメント
成型体は、セメントスラリー液より抄造したものをオー
トクレーブ養生するのが好ましい。
【００２２】さらに上記抄造したものを少なくとも１０
０Ｋｇ／ｃｍ2 以上、好ましくは２００Ｋｇ／ｃｍ2 の
圧力でプレスすることにより成型体の強度を一層向上さ
せることができ、これを３０日弱の水中養生もしくは約
１７０℃で１２〜１８時間オートクレーブ養生させるの
が最も好ましい。
０Ｋｇ／ｃｍ2 以上、好ましくは２００Ｋｇ／ｃｍ2 の
圧力でプレスすることにより成型体の強度を一層向上さ
せることができ、これを３０日弱の水中養生もしくは約
１７０℃で１２〜１８時間オートクレーブ養生させるの
が最も好ましい。
【００２３】
【発明の作用】前記した本発明の構成によれば、延伸に
よる結晶配向を阻害する低結晶性成分が少なく、沸騰ｎ
−ヘプタン不溶分が従来のポリプロピレンより大きく、
また延伸による結晶配向を助成するため立体規則性に優
れた、すなわちアイソタクチックペンタッド分率を従来
のポリプロピレンより大きく、かつ延伸性を改良するた
め、Ｑ値を従来の高結晶性ポリプロピレンより大幅に低
くしたので、延伸倍率を高くし、高強力のセメント強化
用ポリプロピレン繊維が得られる。
よる結晶配向を阻害する低結晶性成分が少なく、沸騰ｎ
−ヘプタン不溶分が従来のポリプロピレンより大きく、
また延伸による結晶配向を助成するため立体規則性に優
れた、すなわちアイソタクチックペンタッド分率を従来
のポリプロピレンより大きく、かつ延伸性を改良するた
め、Ｑ値を従来の高結晶性ポリプロピレンより大幅に低
くしたので、延伸倍率を高くし、高強力のセメント強化
用ポリプロピレン繊維が得られる。
【００２４】このように、従来のポリプロピレンに比べ
高度に配向し結晶しやすいポリプロピレンを用いて、分
子の絡まりと切断を回避するよう比較的低い温度で溶融
紡糸し、次いでできるだけ高い温度で高延伸倍率で延伸
して、従来のポリプロピレン繊維に比べて高度に配向結
晶した繊維とすることにより、少なくとも単一繊維では
通常のポリプロピレンでは大量生産では達成しえなかっ
た破断強度を６ｇ／デニールを超えるポリプロピレン繊
維を得ることができ、さらに前記の好ましい延伸条件を
用いれば破断強度を９ｇ／デニール以上にすることも容
易に可能である。
高度に配向し結晶しやすいポリプロピレンを用いて、分
子の絡まりと切断を回避するよう比較的低い温度で溶融
紡糸し、次いでできるだけ高い温度で高延伸倍率で延伸
して、従来のポリプロピレン繊維に比べて高度に配向結
晶した繊維とすることにより、少なくとも単一繊維では
通常のポリプロピレンでは大量生産では達成しえなかっ
た破断強度を６ｇ／デニールを超えるポリプロピレン繊
維を得ることができ、さらに前記の好ましい延伸条件を
用いれば破断強度を９ｇ／デニール以上にすることも容
易に可能である。
【００２５】さら繊維を湿潤下におくと繊維の表面に炭
酸カルシウムから浸出するカルシウムイオンと繊維に付
着しているアルキルホスフェート塩のイオン交換が生
じ、アルキルホスフェートカルシウム塩が繊維表面に固
着し、繊維を水中で分散がよい程度に親水化し、繊維に
は水中での攪拌混合中発生した空気泡などが付着しにく
くなり、繊維の浮上現象が生じない。
酸カルシウムから浸出するカルシウムイオンと繊維に付
着しているアルキルホスフェート塩のイオン交換が生
じ、アルキルホスフェートカルシウム塩が繊維表面に固
着し、繊維を水中で分散がよい程度に親水化し、繊維に
は水中での攪拌混合中発生した空気泡などが付着しにく
くなり、繊維の浮上現象が生じない。
【００２６】さらに湿潤下では繊維表面よりカルシウム
イオンが徐々に浸出し、且つ繊維表面は繊維処理剤不溶
物とセメント粒子の混合物で覆われているので、セメン
トマトリックスとの親和性が従来のポリプロピレン繊維
より格段に向上しており、セメント成型体の破断的マト
リックス中より繊維が素抜けすることを減少させるとい
う効果がある。さらに繊維自身の強力も向上しているた
め本発明の繊維を補強用に用いたセメント成型体は曲げ
強力及び衝撃強力共に従来品に比べ大幅に向上する。
イオンが徐々に浸出し、且つ繊維表面は繊維処理剤不溶
物とセメント粒子の混合物で覆われているので、セメン
トマトリックスとの親和性が従来のポリプロピレン繊維
より格段に向上しており、セメント成型体の破断的マト
リックス中より繊維が素抜けすることを減少させるとい
う効果がある。さらに繊維自身の強力も向上しているた
め本発明の繊維を補強用に用いたセメント成型体は曲げ
強力及び衝撃強力共に従来品に比べ大幅に向上する。
【００２７】
【実施例】本発明に用いられるポリプロピレンは、その
溶融流動性は溶融紡糸の都合上メルトフローレート（Ｍ
ＦＲ：ｇ／１０分、ＪＩＳ−Ｋ−７２１０により測定、
加重２１６９ｇ、測定温度２３０℃）が１＜ＭＦＲ＜１
００、より好ましくは５＜ＭＦＲ＜３０、最も好ましく
は１０〜２０の範囲であり、密度は原料ペレット状態で
は０．９０５前後で特に通常のポリプロピレンとは変わ
りない。
溶融流動性は溶融紡糸の都合上メルトフローレート（Ｍ
ＦＲ：ｇ／１０分、ＪＩＳ−Ｋ−７２１０により測定、
加重２１６９ｇ、測定温度２３０℃）が１＜ＭＦＲ＜１
００、より好ましくは５＜ＭＦＲ＜３０、最も好ましく
は１０〜２０の範囲であり、密度は原料ペレット状態で
は０．９０５前後で特に通常のポリプロピレンとは変わ
りない。
【００２８】溶融紡糸温度は、その立体規則性を損なわ
ない範囲の温度であればよいが分子の絡み、まるまりを
少なくするため比較的低い温度、たとえば単一繊維では
２６０〜２８０℃が好ましい。延伸温度は、延伸性を少
しでも向上させるため、１４０〜１５０℃の熱ロール乾
式延伸法で高延伸することが望ましい。
ない範囲の温度であればよいが分子の絡み、まるまりを
少なくするため比較的低い温度、たとえば単一繊維では
２６０〜２８０℃が好ましい。延伸温度は、延伸性を少
しでも向上させるため、１４０〜１５０℃の熱ロール乾
式延伸法で高延伸することが望ましい。
【００２９】次に本発明で定義する各ファクターについ
て、その測定例を説明する。 （１）重量平均分子量は、例えば光散乱法、粘度法、超
遠心法を用いて、Ｍ＝［ΣＮｉＭｉ2 ］／［ΣＮｉＭ
ｉ］の式によって求める。 （２）数平均分子量は、例えば末端基定量法、氷点降下
法、浸透圧法を用いて、Ｍｎ＝［ΣＮｉＭｉ］／［ΣＮ
ｉ］の式によって求める。 一般的に重量平均分子量／数平均分子量は、多分散度の
尺度として用いられ、この値が１（単分散）より大きく
なるほど分子量分布曲線が幅広く（ブロード）になるこ
とを意味する。また枝分かれが多いポリマーも高い数値
になる。 （３）ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ）は、５ｇのポリプロ
ピレン試料を５００ｍｌの沸騰キシレン中に全溶解さ
せ、これらを５ｌのメタノール中に投入して析出させた
ものを回収して乾燥した後、沸騰ｎ−ヘプタンで６時
間、ソックスレー抽出した抽出残部をいう。 （４）アイソタクチックペンタッド分率（ＩＰＦ）は、
ｎ−ヘプタン不溶分について「マクロモレキュラーズ」
（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｒ，Ｖｏｌ．６，９２５
（１９７３）およびＶｏｌ．８，６８７（１９７５）に
準じ測定した。 （５）メルトフローレート（ＭＦＲ）は、温度２３０℃
でノズル通過量（単位：ｇ／１０分、ＪＩＳ−Ｋ−７２
１０に準ず、荷加重２．１６９ｋｇ）で測定した。
て、その測定例を説明する。 （１）重量平均分子量は、例えば光散乱法、粘度法、超
遠心法を用いて、Ｍ＝［ΣＮｉＭｉ2 ］／［ΣＮｉＭ
ｉ］の式によって求める。 （２）数平均分子量は、例えば末端基定量法、氷点降下
法、浸透圧法を用いて、Ｍｎ＝［ΣＮｉＭｉ］／［ΣＮ
ｉ］の式によって求める。 一般的に重量平均分子量／数平均分子量は、多分散度の
尺度として用いられ、この値が１（単分散）より大きく
なるほど分子量分布曲線が幅広く（ブロード）になるこ
とを意味する。また枝分かれが多いポリマーも高い数値
になる。 （３）ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ）は、５ｇのポリプロ
ピレン試料を５００ｍｌの沸騰キシレン中に全溶解さ
せ、これらを５ｌのメタノール中に投入して析出させた
ものを回収して乾燥した後、沸騰ｎ−ヘプタンで６時
間、ソックスレー抽出した抽出残部をいう。 （４）アイソタクチックペンタッド分率（ＩＰＦ）は、
ｎ−ヘプタン不溶分について「マクロモレキュラーズ」
（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｒ，Ｖｏｌ．６，９２５
（１９７３）およびＶｏｌ．８，６８７（１９７５）に
準じ測定した。 （５）メルトフローレート（ＭＦＲ）は、温度２３０℃
でノズル通過量（単位：ｇ／１０分、ＪＩＳ−Ｋ−７２
１０に準ず、荷加重２．１６９ｋｇ）で測定した。
【００３０】以下具体的に実施例を説明する。 ［実施例１〜８、比較例１〜７］表１に示すポリプロピ
レン樹脂ペレットとこの樹脂に平均粒径０．５μｍの金
属石鹸で前処理をした炭酸カルシウム微粉末を練りこん
だ樹脂ペレットを用いて、炭酸カルシウムを含む樹脂ペ
レットを鞘成分に、炭酸カルシウムを含まない樹脂ペレ
ットを芯成分にした繊維断面における芯成分と鞘成分の
面積比が１：１の芯鞘型複合繊維と、炭酸カルシウムを
含む樹脂ペレットのみを成分とする単一繊維をそれぞれ
溶融紡糸した。これら未延伸糸をそれぞれ１５０℃の雰
囲気中の１５０℃熱ロールを用いて乾式延伸し、ノルマ
ルアルキルホスフェート金属塩である各種界面活性剤水
溶液を含浸させて一夜放置し、風乾して６ｍｍまたは１
０ｍｍに切断した。このとき風乾した切断前の繊維で延
伸糸の強伸度を測定した。
レン樹脂ペレットとこの樹脂に平均粒径０．５μｍの金
属石鹸で前処理をした炭酸カルシウム微粉末を練りこん
だ樹脂ペレットを用いて、炭酸カルシウムを含む樹脂ペ
レットを鞘成分に、炭酸カルシウムを含まない樹脂ペレ
ットを芯成分にした繊維断面における芯成分と鞘成分の
面積比が１：１の芯鞘型複合繊維と、炭酸カルシウムを
含む樹脂ペレットのみを成分とする単一繊維をそれぞれ
溶融紡糸した。これら未延伸糸をそれぞれ１５０℃の雰
囲気中の１５０℃熱ロールを用いて乾式延伸し、ノルマ
ルアルキルホスフェート金属塩である各種界面活性剤水
溶液を含浸させて一夜放置し、風乾して６ｍｍまたは１
０ｍｍに切断した。このとき風乾した切断前の繊維で延
伸糸の強伸度を測定した。
【００３１】次に７．２ｌの水道水に普通ポルトランド
セメント６８０ｇ、パルプ１７ｇ、中国産マイカ粉末１
７０ｇ、及び上記実施例および比較例のそれぞれの短繊
維８．５ｇ（但し、実施例６は１３ｇ、比較例３は２．
６ｇ、比較例５は従来のポリプロピレン繊維、比較例６
は短繊維の替わりにアスベストを４３ｇ、比較例７は２
デニール×６ｍｍの市販のビニロンを８．５ｇをそれぞ
れ投入した。）を順次投入、混合して８ｌのセメントス
ラリーを調液した。
セメント６８０ｇ、パルプ１７ｇ、中国産マイカ粉末１
７０ｇ、及び上記実施例および比較例のそれぞれの短繊
維８．５ｇ（但し、実施例６は１３ｇ、比較例３は２．
６ｇ、比較例５は従来のポリプロピレン繊維、比較例６
は短繊維の替わりにアスベストを４３ｇ、比較例７は２
デニール×６ｍｍの市販のビニロンを８．５ｇをそれぞ
れ投入した。）を順次投入、混合して８ｌのセメントス
ラリーを調液した。
【００３２】このスラリー液に凝集剤（商品名：アイケ
イフロック、市川毛織株式会社製）０．０２重量％液を
２０ｍｌ添加し、底面積が２５０ｍｍ×２５０ｍｍのモ
ールド容器中に、８回に分けてこのスラリー液を注入
し、６０メッシュの金網を通して脱水して抄造し、これ
らを上面を上として順次重ねて８層の積層品とし厚さ約
８ｍｍの平板状の半可塑状成型物を得た。
イフロック、市川毛織株式会社製）０．０２重量％液を
２０ｍｌ添加し、底面積が２５０ｍｍ×２５０ｍｍのモ
ールド容器中に、８回に分けてこのスラリー液を注入
し、６０メッシュの金網を通して脱水して抄造し、これ
らを上面を上として順次重ねて８層の積層品とし厚さ約
８ｍｍの平板状の半可塑状成型物を得た。
【００３３】この半可塑状成型物を２００ｋｇ／ｃｍ2
の圧力で１分間プレスし、この圧縮成型物を室温、湿潤
状態で２８日間放置して自然養生後、その間のスラリー
状態および製品を評価した。その結果を表１に示す。
の圧力で１分間プレスし、この圧縮成型物を室温、湿潤
状態で２８日間放置して自然養生後、その間のスラリー
状態および製品を評価した。その結果を表１に示す。
【００３４】尚、試験評価は次のようにして行った。 浮上繊維割合（％）：作成したセメントスラリーを１０
分間静置してその上澄み液の浮上繊維を金網ですくい上
げ乾燥し、繊維重量Ａｇを測定し、繊維投入量Ｂｇよ
り、浮上繊維割合（％）＝１００Ａ／Ｂの式で算出す
る。 分散状態：スラリーをモールド容器中に投入した後、脱
水して得られる半可塑状態成型物の表面の凹凸状態を観
測し、下記のように評価した。 ◎：凹凸が非常に少ない状態。 ○：凹凸がやや少ない状態。 △：凹凸がやや多い状態。 ×：凹凸が非常に多い状態。 製品外観：養生後のセメント製品の表裏面を観察して、
下記のように評価した。 ◎：製品表面に繊維の露出が殆ど認められない状態。 ○：製品表面に繊維の露出がやや少ない状態。 △：製品表面に繊維の露出がやや多い状態。 ×：製品表面に繊維の露出が多く認められる状態。 まげ強度：ＪＩＳ−Ａ−１４０８により測定した。 シャルピー衝撃強度：ＪＩＳ−Ｂ−７７２２により測定
した。
分間静置してその上澄み液の浮上繊維を金網ですくい上
げ乾燥し、繊維重量Ａｇを測定し、繊維投入量Ｂｇよ
り、浮上繊維割合（％）＝１００Ａ／Ｂの式で算出す
る。 分散状態：スラリーをモールド容器中に投入した後、脱
水して得られる半可塑状態成型物の表面の凹凸状態を観
測し、下記のように評価した。 ◎：凹凸が非常に少ない状態。 ○：凹凸がやや少ない状態。 △：凹凸がやや多い状態。 ×：凹凸が非常に多い状態。 製品外観：養生後のセメント製品の表裏面を観察して、
下記のように評価した。 ◎：製品表面に繊維の露出が殆ど認められない状態。 ○：製品表面に繊維の露出がやや少ない状態。 △：製品表面に繊維の露出がやや多い状態。 ×：製品表面に繊維の露出が多く認められる状態。 まげ強度：ＪＩＳ−Ａ−１４０８により測定した。 シャルピー衝撃強度：ＪＩＳ−Ｂ−７７２２により測定
した。
【００３５】［実施例９〜１２、比較例８〜１１］実施
例１と同様にしてプレスしたもの、および５mm厚の抄造
半可塑状成型体を各々１６０℃で１８時間のオートクレ
ーブ養生後、製品を評価した。その結果を表２に示す。
例１と同様にしてプレスしたもの、および５mm厚の抄造
半可塑状成型体を各々１６０℃で１８時間のオートクレ
ーブ養生後、製品を評価した。その結果を表２に示す。
【００３６】［実施例１３〜１４、比較例１２〜１５］
普通ポルトランドセメント５１０ｇ、珪砂３４０ｇ、ア
スベスト１７ｇ、パルプ１７ｇおよび実施例１および比
較例１５と６の繊維８．５ｇをそれぞれ７．２ｌの水道
水に順次、投入混合して８ｌのセメントスラリーを作成
し、さらに凝集剤０．０２重量％液２０ｍｌを添加した
後モールド容器中に８回にわけて注入後、６０メッシュ
の金網を通して脱水し、厚さ約５ｍｍの平板状の半可塑
状成型物を得た。この成型物を湿潤状態で２８日間放置
する自然養生法、および１６０℃で１０時間のオートク
レーブ養生処理して製品を評価した。その結果を表３に
示す。
普通ポルトランドセメント５１０ｇ、珪砂３４０ｇ、ア
スベスト１７ｇ、パルプ１７ｇおよび実施例１および比
較例１５と６の繊維８．５ｇをそれぞれ７．２ｌの水道
水に順次、投入混合して８ｌのセメントスラリーを作成
し、さらに凝集剤０．０２重量％液２０ｍｌを添加した
後モールド容器中に８回にわけて注入後、６０メッシュ
の金網を通して脱水し、厚さ約５ｍｍの平板状の半可塑
状成型物を得た。この成型物を湿潤状態で２８日間放置
する自然養生法、および１６０℃で１０時間のオートク
レーブ養生処理して製品を評価した。その結果を表３に
示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【発明の効果】本発明のポリプロピレン繊維は、繊維自
体の疎水性が大きく、比重が小さいにも拘らずセメント
スラリーとよく混合して好ましく分散するため、セメン
ト補強用繊維として有用であり、特に湿式抄造法で作ら
れるセメント製品製造工程において繊維の浮上現象がみ
られず、その製品は表面外観に優れ、投入繊維が均一に
分散するため有効に補強作用をなすことができる。さら
に繊維が従来のポリプロピレン補強用繊維以上の高強力
のため曲げ強度、衝撃強度の優れたものとなる。 ─────────────────────────────────────────────────────
体の疎水性が大きく、比重が小さいにも拘らずセメント
スラリーとよく混合して好ましく分散するため、セメン
ト補強用繊維として有用であり、特に湿式抄造法で作ら
れるセメント製品製造工程において繊維の浮上現象がみ
られず、その製品は表面外観に優れ、投入繊維が均一に
分散するため有効に補強作用をなすことができる。さら
に繊維が従来のポリプロピレン補強用繊維以上の高強力
のため曲げ強度、衝撃強度の優れたものとなる。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年５月２０日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】前記目的を達成するため、本発明のポリプ
ロピレン繊維はＱ値（Ｑ：重量平均分子量／数平均分子
量の比）が５未満、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ：重
量％）が９７＜ＨＩ＜１００、アイソタクチックペンタ
ッド分率（ＩＰＦ：モル％）が９４＜ＩＰＦ＜１００で
ある高結晶性ポリプロピレンに平均直径が１μｍ未満の
炭酸カルシウム微粉末を３〜２０重量％を含んだ樹脂か
らなる、繊維の破断強度が６ｇ／デニールを超える強度
を有するポリプロピレン繊維に、炭素数８〜１８のノル
マルアルキルホスフェートアルカリ金属塩が繊維重量に
対して０．０５〜１０重量％付着されていることを特徴
とするセメント強化用ポリプロピレン繊維である。
ロピレン繊維はＱ値（Ｑ：重量平均分子量／数平均分子
量の比）が５未満、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ：重
量％）が９７＜ＨＩ＜１００、アイソタクチックペンタ
ッド分率（ＩＰＦ：モル％）が９４＜ＩＰＦ＜１００で
ある高結晶性ポリプロピレンに平均直径が１μｍ未満の
炭酸カルシウム微粉末を３〜２０重量％を含んだ樹脂か
らなる、繊維の破断強度が６ｇ／デニールを超える強度
を有するポリプロピレン繊維に、炭素数８〜１８のノル
マルアルキルホスフェートアルカリ金属塩が繊維重量に
対して０．０５〜１０重量％付着されていることを特徴
とするセメント強化用ポリプロピレン繊維である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】繊維中に混入する炭酸カルシウムの量は３
％ではアルキルホスフェート塩の付着量を増やしてもセ
ントスラリー中で浮き種ができやすく、２０重量％を超
えると繊維の延伸性が低下し所望の強度を得られにくく
なる。好ましくは１０〜２０重量％である。また炭酸カ
ルシウム微粉末はポリプロピレン樹脂中に混入する前に
界面活性剤処理をすることが好ましい。
％ではアルキルホスフェート塩の付着量を増やしてもセ
ントスラリー中で浮き種ができやすく、２０重量％を超
えると繊維の延伸性が低下し所望の強度を得られにくく
なる。好ましくは１０〜２０重量％である。また炭酸カ
ルシウム微粉末はポリプロピレン樹脂中に混入する前に
界面活性剤処理をすることが好ましい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 8/06 7199−3Ｂ Ｄ０６Ｍ 13/288 Ｅ０４Ｃ 5/07 8504−2Ｅ
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｑ値（Ｑ：重量平均分子量／数平均分子
量の比）が５未満、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ：重
量％）が９７＜ＨＩ＜１００、アイソタクチックペンタ
ッド分率（ＩＰＦ：モル％）が９４＜ＩＰＦ＜１００で
ある高結晶性ポリプロピレンに平均直径が１μｍ未満の
炭酸カルシウム微粉末を４〜２０重量ｇを含んだ樹脂か
らなる、繊維の破断強度が６ｇ／デニールを超える強度
を有するポリプロピレン繊維に、炭素数８〜１８のノル
マルアルキルホスフェートアルカリ金属塩が繊維重量に
対して０．０５〜１０重量％付着されていることを特徴
とするセメント強化用ポリプロピレン繊維。 - 【請求項２】 請求項１記載のポリプロピレン樹脂成分
を鞘部に、炭酸カルシウムを含まない請求項１記載のポ
リプロピレン樹脂成分を芯部とする繊維の破断強度が７
ｇ／デニールの芯鞘型ポリプロピレン繊維に、炭素数８
〜１８のノルマルアルキルホスフェートアルカリ金属塩
が繊維重量に対して０．０５〜１０重量％付着されてい
ることを特徴とするセメント強化用ポリプロピレン繊
維。 - 【請求項３】 請求項１記載のポリプロピレン繊維が乾
燥セメントマトリックスに対して０．５〜５重量％添加
されたセメント組成物からなることを特徴とする繊維補
強セメント成型体。 - 【請求項４】 請求項２記載のポリプロピレン繊維が乾
燥セメントマトリックスに対して０．５〜５重量％添加
されたセメント組成物からなることを特徴とする繊維補
強セメント成型体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3309858A JP2867087B2 (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | ポリプロピレン繊維および繊維補強セメント成型体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3309858A JP2867087B2 (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | ポリプロピレン繊維および繊維補強セメント成型体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06248506A true JPH06248506A (ja) | 1994-09-06 |
| JP2867087B2 JP2867087B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=17998146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3309858A Expired - Lifetime JP2867087B2 (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | ポリプロピレン繊維および繊維補強セメント成型体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2867087B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002227074A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-14 | Daiwabo Co Ltd | セメント補強用ポリオレフィン系繊維及びその製造方法 |
| EP1769108A1 (fr) | 2004-05-25 | 2007-04-04 | Saint-Gobain Materiaux de Construction S.A.S | Fibre polymerique chargee, son procede de fabrication, son utilisation et composition comprenant de telles fibres |
| EP1812628A1 (en) * | 2004-11-05 | 2007-08-01 | Innegrity, LLC | Melt-spun multifilament polyolefin yarn formation processes and yarns formed therefrom |
| WO2013089175A1 (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-20 | ダイワボウホールディングス株式会社 | セメント補強用繊維、その製造方法及びセメント硬化体 |
| CN116332541A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-27 | 武汉纺织大学 | 一种温缩诱导型抗裂纤维及其制备方法 |
-
1991
- 1991-10-28 JP JP3309858A patent/JP2867087B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002227074A (ja) * | 2001-02-01 | 2002-08-14 | Daiwabo Co Ltd | セメント補強用ポリオレフィン系繊維及びその製造方法 |
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| EP1812628A4 (en) * | 2004-11-05 | 2008-10-29 | Innegrity Llc | METHODS OF FORMING MULTIFILAMENT POLYOLEFIN THREAD MELT THREADED THROUGH AND THREADS MANUFACTURED THUS |
| WO2013089175A1 (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-20 | ダイワボウホールディングス株式会社 | セメント補強用繊維、その製造方法及びセメント硬化体 |
| JP5568693B2 (ja) * | 2011-12-13 | 2014-08-06 | ダイワボウホールディングス株式会社 | セメント補強用繊維、その製造方法及びセメント硬化体 |
| JPWO2013089175A1 (ja) * | 2011-12-13 | 2015-04-27 | ダイワボウホールディングス株式会社 | セメント補強用繊維、その製造方法及びセメント硬化体 |
| CN116332541A (zh) * | 2023-03-31 | 2023-06-27 | 武汉纺织大学 | 一种温缩诱导型抗裂纤维及其制备方法 |
| CN116332541B (zh) * | 2023-03-31 | 2024-06-04 | 武汉纺织大学 | 一种温缩诱导型抗裂纤维及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2867087B2 (ja) | 1999-03-08 |
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