JPH1059754A - セメント補強用ポリプロピレン繊維およびセメント成型体 - Google Patents
セメント補強用ポリプロピレン繊維およびセメント成型体Info
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- JPH1059754A JPH1059754A JP23729396A JP23729396A JPH1059754A JP H1059754 A JPH1059754 A JP H1059754A JP 23729396 A JP23729396 A JP 23729396A JP 23729396 A JP23729396 A JP 23729396A JP H1059754 A JPH1059754 A JP H1059754A
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- 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
- C04B20/1022—Non-macromolecular compounds
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- C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B16/04—Macromolecular compounds
- C04B16/06—Macromolecular compounds fibrous
- C04B16/0616—Macromolecular compounds fibrous from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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- C04B16/0633—Polypropylene
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温下でのオートクレーブ養生に特に適した
ポリプロピレン繊維、及びこの繊維を含むセメント成型
体を提供する。 【解決手段】 メルトフローレートの低いポリプロピレ
ン樹脂を溶融紡糸して、メルトフローレートが２〜１０
であるセメント補強用ポリプロピレン繊維を得る。ポリ
プロピレン樹脂は、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（Ｈ
Ｉ；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＜１
００であることがより好ましい。
ポリプロピレン繊維、及びこの繊維を含むセメント成型
体を提供する。 【解決手段】 メルトフローレートの低いポリプロピレ
ン樹脂を溶融紡糸して、メルトフローレートが２〜１０
であるセメント補強用ポリプロピレン繊維を得る。ポリ
プロピレン樹脂は、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（Ｈ
Ｉ；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＜１
００であることがより好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はセメント成型体を補
強するためのポリプロピレン繊維に関する。
強するためのポリプロピレン繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、石綿に替わるセメント補強用
繊維として種々の無機繊維、合成繊維の使用が提案さ
れ、実用に供されている。その中の一つとしてポリプロ
ピレン繊維がある。ポリプロピレンは耐アルカリ性に優
れており、セメント成型体を高温下で養生させた場合で
も脆化しにくいことから、近年汎用されつつある。
繊維として種々の無機繊維、合成繊維の使用が提案さ
れ、実用に供されている。その中の一つとしてポリプロ
ピレン繊維がある。ポリプロピレンは耐アルカリ性に優
れており、セメント成型体を高温下で養生させた場合で
も脆化しにくいことから、近年汎用されつつある。
【０００３】例えば、特開昭６０−５９１１３号、特開
昭６２−４１３３１号、特公平３−２０５０５号公報に
はポリプロピレン樹脂を溶融紡糸したセメント補強用繊
維が記載されている。特開平１−１２２９４３号公報に
は、ポリプロピレン樹脂フィルムを***開繊させた補強
用繊維が提案されている。
昭６２−４１３３１号、特公平３−２０５０５号公報に
はポリプロピレン樹脂を溶融紡糸したセメント補強用繊
維が記載されている。特開平１−１２２９４３号公報に
は、ポリプロピレン樹脂フィルムを***開繊させた補強
用繊維が提案されている。
【０００４】本出願人も、ポリプロピレンの優れた性質
に着目し、より高強力のポリプロピレン繊維を提供すべ
く、特定の分子量を持ち、低結晶性成分が少なく、立体
規則性の極めて高い高結晶性ポリプロピレンからなる繊
維を特願平４−１２３９５９号（特開平５−１７０４９
７号）において提案した。
に着目し、より高強力のポリプロピレン繊維を提供すべ
く、特定の分子量を持ち、低結晶性成分が少なく、立体
規則性の極めて高い高結晶性ポリプロピレンからなる繊
維を特願平４−１２３９５９号（特開平５−１７０４９
７号）において提案した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】さて、最近の傾向とし
て、セメント成型体をオートクレーブ養生させる際の加
熱温度の上昇が認められる。これは、養生時間を短くし
て生産効率の向上を図ろうとすることによる。
て、セメント成型体をオートクレーブ養生させる際の加
熱温度の上昇が認められる。これは、養生時間を短くし
て生産効率の向上を図ろうとすることによる。
【０００６】しかし、加熱温度の上昇により、セメント
補強用繊維の補強効果は低下することが多い。即ち、高
い温度で養生すると、繊維が溶融あるいは軟化して繊維
の形状を失い、セメント成型体中で補強繊維として作用
することができなくなる。例えば、前述したポリプロピ
レン繊維を含む成型体を、１７５℃以上でオートクレー
ブ養生することは困難である。
補強用繊維の補強効果は低下することが多い。即ち、高
い温度で養生すると、繊維が溶融あるいは軟化して繊維
の形状を失い、セメント成型体中で補強繊維として作用
することができなくなる。例えば、前述したポリプロピ
レン繊維を含む成型体を、１７５℃以上でオートクレー
ブ養生することは困難である。
【０００７】かかる不都合を回避するには、融点の高い
樹脂を用いて繊維を製造すれば良いが、たとえ融点が高
くても耐湿熱アルカリ性がなければ融点以下の温度でも
化学的作用により劣化してしまう。例えば、ビニロン繊
維の融点は約２３０℃であるが、１１０℃程度で加熱さ
れるとセメント中のアルカリ成分により劣化が著しく進
行し、その結果、補強効果が低下する。
樹脂を用いて繊維を製造すれば良いが、たとえ融点が高
くても耐湿熱アルカリ性がなければ融点以下の温度でも
化学的作用により劣化してしまう。例えば、ビニロン繊
維の融点は約２３０℃であるが、１１０℃程度で加熱さ
れるとセメント中のアルカリ成分により劣化が著しく進
行し、その結果、補強効果が低下する。
【０００８】このように、高温下でのオートクレーブ養
生に適したセメント補強用繊維はごく一部のものに限ら
れているのが実状である。本発明は、かかる実状に鑑み
てなされてものであり、高温下でのオートクレーブ養生
に特に適したポリプロピレン繊維を提供することを目的
とする。
生に適したセメント補強用繊維はごく一部のものに限ら
れているのが実状である。本発明は、かかる実状に鑑み
てなされてものであり、高温下でのオートクレーブ養生
に特に適したポリプロピレン繊維を提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のセメント補強用
繊維は、ポリプロピレン樹脂が溶融紡糸されてなり、メ
ルトフローレート（ＭＦＲ）が２〜１０であることを特
徴とする。低ＭＦＲのポリプロピレン繊維は、高温下で
も流動しにくく、繊維の形状を保ちやすい。従って、養
生後も補強効果が著しく低下することはない。
繊維は、ポリプロピレン樹脂が溶融紡糸されてなり、メ
ルトフローレート（ＭＦＲ）が２〜１０であることを特
徴とする。低ＭＦＲのポリプロピレン繊維は、高温下で
も流動しにくく、繊維の形状を保ちやすい。従って、養
生後も補強効果が著しく低下することはない。
【００１０】上記補強用繊維を形成するポリプロピレン
樹脂は、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
ることが望ましい。かかる高結晶性ポリプロピレン樹脂
からなる繊維は、破断強力が高く、剛直性が大きいの
で、この繊維を用いればセメント成型体の強度をより向
上させることが可能である。
樹脂は、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
ることが望ましい。かかる高結晶性ポリプロピレン樹脂
からなる繊維は、破断強力が高く、剛直性が大きいの
で、この繊維を用いればセメント成型体の強度をより向
上させることが可能である。
【００１１】本発明のセメント補強用繊維は、平均直径
が１μｍ未満の炭酸カルシウム微粉末が２〜２０重量％
含まれているポリプロピレン樹脂から構成されることが
望ましい。炭酸カルシウム微粉末の存在により樹脂の比
重が大きくなるため、このような樹脂を用いれば水中沈
降性のよい繊維を得ることができる。
が１μｍ未満の炭酸カルシウム微粉末が２〜２０重量％
含まれているポリプロピレン樹脂から構成されることが
望ましい。炭酸カルシウム微粉末の存在により樹脂の比
重が大きくなるため、このような樹脂を用いれば水中沈
降性のよい繊維を得ることができる。
【００１２】また、本発明のセメント補強用繊維は、芯
成分と鞘成分とからなり、芯成分が炭酸カルシウムを含
まない低ＭＦＲのポリプロピレン樹脂で形成され、鞘成
分が炭酸カルシウムを含む低ＭＦＲのポリプロピレン樹
脂で形成された芯鞘型複合繊維であってもよい。この構
造によれば、炭酸カルシウムを含まない芯成分が繊維の
強力を確保するので、炭酸カルシウム微粉末を含む単一
繊維よりも高強力のものを得ることができる。
成分と鞘成分とからなり、芯成分が炭酸カルシウムを含
まない低ＭＦＲのポリプロピレン樹脂で形成され、鞘成
分が炭酸カルシウムを含む低ＭＦＲのポリプロピレン樹
脂で形成された芯鞘型複合繊維であってもよい。この構
造によれば、炭酸カルシウムを含まない芯成分が繊維の
強力を確保するので、炭酸カルシウム微粉末を含む単一
繊維よりも高強力のものを得ることができる。
【００１３】本発明のセメント補強用繊維の繊維表面に
は、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０．０５〜１０重量％付着していること
が望ましい。かかる繊維処理剤は、セメントスラリー中
に存在するカルシウムイオン、もしくは炭酸カルシウム
を含む繊維から浸出したカルシウムイオンとイオン交換
して繊維表面にノルマルアルキルホスフェートカルシウ
ム塩を形成し、繊維の親水性およびセメント組成物との
親和性を向上させる。
は、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０．０５〜１０重量％付着していること
が望ましい。かかる繊維処理剤は、セメントスラリー中
に存在するカルシウムイオン、もしくは炭酸カルシウム
を含む繊維から浸出したカルシウムイオンとイオン交換
して繊維表面にノルマルアルキルホスフェートカルシウ
ム塩を形成し、繊維の親水性およびセメント組成物との
親和性を向上させる。
【００１４】上述したような繊維を混合してセメント成
型体を製造すれば、高温下でオートクレーブ養生した場
合であっても、高強度の成型体を得ることが可能とな
る。以下、本発明の実施の形態を説明する。
型体を製造すれば、高温下でオートクレーブ養生した場
合であっても、高強度の成型体を得ることが可能とな
る。以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明のセメント補強用繊維はＭ
ＦＲが２〜１０であることを特徴とする。ＭＦＲが２未
満の繊維を得ることは難しく、ＭＦＲが１０を超えると
オートクレーブ後の補強効果の低下度合が通常のポリプ
ロピレン繊維程度となり、好ましくない。本発明の繊維
のＭＦＲは２〜６であることがより好ましく、２〜４で
あることがさらに好ましい。かかる繊維は、比較的重合
度の高いポリプロピレン樹脂を溶融紡糸することにより
得られる。具体的には、溶融紡糸の際の樹脂の重合度の
低下を考慮して、ＭＦＲが１〜８のポリプロピレン樹脂
を用いる。ＭＦＲが１未満では、低温で溶融紡糸するこ
とができない。勿論、紡糸温度を上げれば紡糸は可能で
あるが、高温の溶融紡糸は樹脂の重合度の低下を招く。
その結果、紡糸後のポリプロピレン樹脂のＭＦＲが高く
なるため、ＭＦＲの大きな繊維しか得られず、低ＭＦＲ
の樹脂を用いる意味がなくなる。ＭＦＲが８を超える樹
脂では、ＭＦＲが前述した範囲内にある繊維を得ること
が困難である。
ＦＲが２〜１０であることを特徴とする。ＭＦＲが２未
満の繊維を得ることは難しく、ＭＦＲが１０を超えると
オートクレーブ後の補強効果の低下度合が通常のポリプ
ロピレン繊維程度となり、好ましくない。本発明の繊維
のＭＦＲは２〜６であることがより好ましく、２〜４で
あることがさらに好ましい。かかる繊維は、比較的重合
度の高いポリプロピレン樹脂を溶融紡糸することにより
得られる。具体的には、溶融紡糸の際の樹脂の重合度の
低下を考慮して、ＭＦＲが１〜８のポリプロピレン樹脂
を用いる。ＭＦＲが１未満では、低温で溶融紡糸するこ
とができない。勿論、紡糸温度を上げれば紡糸は可能で
あるが、高温の溶融紡糸は樹脂の重合度の低下を招く。
その結果、紡糸後のポリプロピレン樹脂のＭＦＲが高く
なるため、ＭＦＲの大きな繊維しか得られず、低ＭＦＲ
の樹脂を用いる意味がなくなる。ＭＦＲが８を超える樹
脂では、ＭＦＲが前述した範囲内にある繊維を得ること
が困難である。
【００１６】本発明で用いるポリプロピレン樹脂は、メ
ルトフローレートが低く、かつ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＜Ｉ
ＰＦ＜１００であることが好ましい。
ルトフローレートが低く、かつ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＜Ｉ
ＰＦ＜１００であることが好ましい。
【００１７】ここで、重量平均分子量は、例えば光散乱
法、粘度法、超延遠心等を用いて、Ｍｗ＝［ΣＮｉＭｉ
2 ］／［ΣＮｉＭｉ］の式によって求められる。また数
平均分子量は、例えば末端基定量法、氷点降下法、沸点
上昇法、浸透圧法を用いて、Ｍｎ＝［ΣＮｉＭｉ］／
［ΣＮｉ］の式によって求められる。一般に重量平均分
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。
法、粘度法、超延遠心等を用いて、Ｍｗ＝［ΣＮｉＭｉ
2 ］／［ΣＮｉＭｉ］の式によって求められる。また数
平均分子量は、例えば末端基定量法、氷点降下法、沸点
上昇法、浸透圧法を用いて、Ｍｎ＝［ΣＮｉＭｉ］／
［ΣＮｉ］の式によって求められる。一般に重量平均分
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。
【００１８】かかる樹脂は、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分が
大きく低結晶性成分が少ないので、延伸されても結晶配
向が阻害されず、アイソタクチックペンタッド分率が大
きく立体規則性に優れているので、延伸による結晶配向
が助長されやすく、またＱ値が低いので、延伸性が良く
高倍率の延伸が可能であるという利点を有する。
大きく低結晶性成分が少ないので、延伸されても結晶配
向が阻害されず、アイソタクチックペンタッド分率が大
きく立体規則性に優れているので、延伸による結晶配向
が助長されやすく、またＱ値が低いので、延伸性が良く
高倍率の延伸が可能であるという利点を有する。
【００１９】この樹脂は、通常のポリプロピレンに比し
て分子量が高く、高度に配向結晶しやすいことを特徴と
する。従って、繊維化に際しては、通常のポリプロピレ
ンと同様に分子の絡まりと切断を回避するよう、できる
だけ低い温度で溶融紡糸し、できるだけ高い温度で高延
伸倍率で延伸して高度に結晶配向した繊維とすることが
望ましい。
て分子量が高く、高度に配向結晶しやすいことを特徴と
する。従って、繊維化に際しては、通常のポリプロピレ
ンと同様に分子の絡まりと切断を回避するよう、できる
だけ低い温度で溶融紡糸し、できるだけ高い温度で高延
伸倍率で延伸して高度に結晶配向した繊維とすることが
望ましい。
【００２０】本発明のセメント補強用ポリプロピレン繊
維には、炭酸カルシウム微粉末が含まれていてもよい。
炭酸カルシウム微粉末の存在により、ポリプロピレン樹
脂の比重が大きくなり、セメントスラリー中における繊
維の沈降性が良好となる。
維には、炭酸カルシウム微粉末が含まれていてもよい。
炭酸カルシウム微粉末の存在により、ポリプロピレン樹
脂の比重が大きくなり、セメントスラリー中における繊
維の沈降性が良好となる。
【００２１】炭酸カルシウム微粉末の含有量は、繊維
中、２〜２０重量％であることが望ましい。より好まし
くは６〜１２重量％である。２重量％未満では、ポリプ
ロピレンの比重が殆ど変わらず、前述の効果が得られな
い。また、後述するような特定の繊維処理剤とのイオン
交換による親水性の向上という効果も得られない。２０
重量％を超えると、紡糸性が低下し、安定して繊維を得
ることができない。炭酸カルシウム微粉末の含有量が多
くなるにつれ、繊維の強力が低下することにも留意する
必要がある。
中、２〜２０重量％であることが望ましい。より好まし
くは６〜１２重量％である。２重量％未満では、ポリプ
ロピレンの比重が殆ど変わらず、前述の効果が得られな
い。また、後述するような特定の繊維処理剤とのイオン
交換による親水性の向上という効果も得られない。２０
重量％を超えると、紡糸性が低下し、安定して繊維を得
ることができない。炭酸カルシウム微粉末の含有量が多
くなるにつれ、繊維の強力が低下することにも留意する
必要がある。
【００２２】炭酸カルシウム微粉末の平均直径は、紡糸
性の点から１μｍ未満であることが望ましい。より好ま
しくは、０．６μｍ未満である。また、使用する微粉末
中に直径２μｍ以上の粒子が含まれていないことが望ま
しい。大きな粒子の存在は、紡糸性の低下を招くためで
ある。
性の点から１μｍ未満であることが望ましい。より好ま
しくは、０．６μｍ未満である。また、使用する微粉末
中に直径２μｍ以上の粒子が含まれていないことが望ま
しい。大きな粒子の存在は、紡糸性の低下を招くためで
ある。
【００２３】炭酸カルシウムの微粉末は、樹脂原料の段
階で混合しておく。このとき、微粉末に金属石鹸等の界
面活性剤を予め付着させておくと、樹脂への分散性が良
くなる。
階で混合しておく。このとき、微粉末に金属石鹸等の界
面活性剤を予め付着させておくと、樹脂への分散性が良
くなる。
【００２４】炭酸カルシウム微粉末は繊維の表面近傍の
みに含まれていてもよい。そのような繊維は、炭酸カル
シウム微粉末を含む低ＭＦＲのポリプロピレン樹脂を鞘
成分とし、炭酸カルシウム微粉末を含まない低ＭＦＲの
ポリプロピレン樹脂を芯成分とする芯鞘型複合繊維とす
ることにより得られる。かかる構造によれば、炭酸カル
シウム微粉末を含まない芯部において繊維の強力が確保
されるので、炭酸カルシウムを含むポリプロピレン樹脂
からなる単一繊維よりも高強力の繊維を得ることができ
る。
みに含まれていてもよい。そのような繊維は、炭酸カル
シウム微粉末を含む低ＭＦＲのポリプロピレン樹脂を鞘
成分とし、炭酸カルシウム微粉末を含まない低ＭＦＲの
ポリプロピレン樹脂を芯成分とする芯鞘型複合繊維とす
ることにより得られる。かかる構造によれば、炭酸カル
シウム微粉末を含まない芯部において繊維の強力が確保
されるので、炭酸カルシウムを含むポリプロピレン樹脂
からなる単一繊維よりも高強力の繊維を得ることができ
る。
【００２５】芯鞘型複合繊維の複合比は、容積比で芯／
鞘＝２／８〜８／２となることが望ましい。芯成分の占
める割合が小さいと繊維の強力が低くなる。また、鞘成
分の占める割合が小さいと炭酸カルシウム微粉末の含有
量が少なくなり、目的とする効果を得ることができな
い。
鞘＝２／８〜８／２となることが望ましい。芯成分の占
める割合が小さいと繊維の強力が低くなる。また、鞘成
分の占める割合が小さいと炭酸カルシウム微粉末の含有
量が少なくなり、目的とする効果を得ることができな
い。
【００２６】鞘成分に含まれる炭酸カルシウム微粉末の
割合は、繊維全体の比重をどの程度増加させるかによっ
て決定される。前述したとおり、繊維全体に占める炭酸
カルシウム微粉末の割合が２重量％以上でなければ比重
増加による効果は認められない。従って、そうなるよう
に、芯／鞘の複合比から計算して鞘成分中の炭酸カルシ
ウム微粉末の含有量を決定する必要がある。但し、鞘成
分中の炭酸カルシウムの割合が２０重量％を超えると安
定して繊維を得ることができない。また、鞘成分に２重
量％程度の炭酸カルシウム微粉末が含まれていれば、比
重増加による効果は得られないものの、後述する特定の
繊維処理剤とのイオン交換による親水性の向上という効
果は得られる。従って、鞘成分に占める炭酸カルシウム
の割合は２〜２０重量％であることが望ましい。
割合は、繊維全体の比重をどの程度増加させるかによっ
て決定される。前述したとおり、繊維全体に占める炭酸
カルシウム微粉末の割合が２重量％以上でなければ比重
増加による効果は認められない。従って、そうなるよう
に、芯／鞘の複合比から計算して鞘成分中の炭酸カルシ
ウム微粉末の含有量を決定する必要がある。但し、鞘成
分中の炭酸カルシウムの割合が２０重量％を超えると安
定して繊維を得ることができない。また、鞘成分に２重
量％程度の炭酸カルシウム微粉末が含まれていれば、比
重増加による効果は得られないものの、後述する特定の
繊維処理剤とのイオン交換による親水性の向上という効
果は得られる。従って、鞘成分に占める炭酸カルシウム
の割合は２〜２０重量％であることが望ましい。
【００２７】本発明のセメント補強用繊維の繊度は、単
一型もしくは複合型繊維いずれの場合においても、２デ
ニール以上５０デニール未満であることが望ましい。繊
度が小さいほどセメント成型体の表面平滑性は良好とな
るが、低ＭＦＲのポリプロピレン樹脂を使用する場合
は、溶融粘度が低いために紡糸押出機への付加が大き
く、細デニールの繊維を得ることが難しい。一方、繊度
が大きい程、繊維の生産効率は良くなる。しかし繊維が
太くなる程、セメント成型体の表面平滑性は損なわれ
る。よって、繊度は上記範囲内にすることが望ましい。
一型もしくは複合型繊維いずれの場合においても、２デ
ニール以上５０デニール未満であることが望ましい。繊
度が小さいほどセメント成型体の表面平滑性は良好とな
るが、低ＭＦＲのポリプロピレン樹脂を使用する場合
は、溶融粘度が低いために紡糸押出機への付加が大き
く、細デニールの繊維を得ることが難しい。一方、繊度
が大きい程、繊維の生産効率は良くなる。しかし繊維が
太くなる程、セメント成型体の表面平滑性は損なわれ
る。よって、繊度は上記範囲内にすることが望ましい。
【００２８】本発明のセメント補強用繊維は、セメント
スラリー中における分散性を良くし、セメント組成物と
の親和性を高めるために、その繊維表面を繊維処理剤で
処理することが望ましい。繊維処理剤としては、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のホスフェート塩が好
ましい。さらに、このノルマルアルキルホスフェート塩
は、ナトリウム塩、もしくはカリウム塩等のアルカリ金
属塩であることが望ましい。この繊維処理剤を付着させ
た繊維をスラリー中に投入すると、スラリー中のカルシ
ウムイオンとのイオン交換が生じてノルマルアルキルホ
スフェートカルシウム塩が繊維表面に固着し、繊維の親
水性が向上する。
スラリー中における分散性を良くし、セメント組成物と
の親和性を高めるために、その繊維表面を繊維処理剤で
処理することが望ましい。繊維処理剤としては、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のホスフェート塩が好
ましい。さらに、このノルマルアルキルホスフェート塩
は、ナトリウム塩、もしくはカリウム塩等のアルカリ金
属塩であることが望ましい。この繊維処理剤を付着させ
た繊維をスラリー中に投入すると、スラリー中のカルシ
ウムイオンとのイオン交換が生じてノルマルアルキルホ
スフェートカルシウム塩が繊維表面に固着し、繊維の親
水性が向上する。
【００２９】ノルマルアルキルホスフェート塩は、繊維
重量に対して０．０５〜１０重量％付着させることが望
ましい。０．０５重量％未満では、所期の効果が充分に
得られず、１０重量％を超えても効果は変わらず不経済
である。
重量に対して０．０５〜１０重量％付着させることが望
ましい。０．０５重量％未満では、所期の効果が充分に
得られず、１０重量％を超えても効果は変わらず不経済
である。
【００３０】なお、前述した炭酸カルシウム微粉末を含
む繊維をノルマルアルキルホスフェート塩で処理した場
合には、水の存在下で、繊維中より浸出したカルシウム
イオンとノルマルアルキルホスフェート塩のイオン交換
が繊維表面において生じる。そのため、真水に分散させ
た場合でも繊維の分散性が良好であり、繊維の浮上現象
も少なくなる。また、繊維中のカルシウムイオンが交換
されるので、スラリー中のカルシウムイオンが交換され
た場合に比べ、アルキルホスフェートカルシウム塩の繊
維表面への固着がしっかりとしたものになり、繊維の親
水性及びセメント組成物との親和性がより向上されるこ
ととなる。
む繊維をノルマルアルキルホスフェート塩で処理した場
合には、水の存在下で、繊維中より浸出したカルシウム
イオンとノルマルアルキルホスフェート塩のイオン交換
が繊維表面において生じる。そのため、真水に分散させ
た場合でも繊維の分散性が良好であり、繊維の浮上現象
も少なくなる。また、繊維中のカルシウムイオンが交換
されるので、スラリー中のカルシウムイオンが交換され
た場合に比べ、アルキルホスフェートカルシウム塩の繊
維表面への固着がしっかりとしたものになり、繊維の親
水性及びセメント組成物との親和性がより向上されるこ
ととなる。
【００３１】ノルマルアルキルホスフェートアルカリ金
属塩を付着させた繊維には、さらに燐酸系塩を付着させ
てもよい。燐酸系塩を付着させることにより、前述のイ
オン交換がより促進される。
属塩を付着させた繊維には、さらに燐酸系塩を付着させ
てもよい。燐酸系塩を付着させることにより、前述のイ
オン交換がより促進される。
【００３２】燐酸系塩としては、例えば燐酸水素二カリ
ウム、燐酸水素二ナトリウム、燐酸二水素カリウム、燐
酸二水素ナトリウム、燐酸二水素カルシウム、ピロ燐酸
カリウム、ピロ燐酸ナトリウム、ピロ燐酸カルシウム、
ピロ燐酸二水素カリウム、ピロ燐酸二水素ナトリウム、
メタ燐酸カリウム、メタ燐酸ナトリウム、トリポリ燐酸
カリウム、トリポリ燐酸ナトリウム等が挙げられる。使
用に際しては、一種類のみを用いてもよいし、二種以上
混合して用いてもよい。
ウム、燐酸水素二ナトリウム、燐酸二水素カリウム、燐
酸二水素ナトリウム、燐酸二水素カルシウム、ピロ燐酸
カリウム、ピロ燐酸ナトリウム、ピロ燐酸カルシウム、
ピロ燐酸二水素カリウム、ピロ燐酸二水素ナトリウム、
メタ燐酸カリウム、メタ燐酸ナトリウム、トリポリ燐酸
カリウム、トリポリ燐酸ナトリウム等が挙げられる。使
用に際しては、一種類のみを用いてもよいし、二種以上
混合して用いてもよい。
【００３３】燐酸系塩は、繊維重量に対して１．５〜２
５重量％付着させることが望ましい。１．５重量％未満
では、所期の効果を得ることができず、２５重量％を超
えても効果は変わらず不経済である。
５重量％付着させることが望ましい。１．５重量％未満
では、所期の効果を得ることができず、２５重量％を超
えても効果は変わらず不経済である。
【００３４】本発明のセメント補強用繊維の繊維長は、
セメント成型体中への分散性を考慮すると３〜１５mmで
あることが好ましい。本発明の繊維は、普通ポルトラン
ドセメント、高炉セメント、シリカセメント、アルミナ
セメント等の補強に適用することができる。半水石膏、
２水石膏とスラグあるいはこれらを上記セメントと混合
して使用する際にも適用可能である。また、押出成型
法、湿式抄造法、流込方法等、成型法の如何にかかわら
ず用いることができる。前述した通り、本発明の繊維
は、セメント成型体をオートクレーブ養生させる場合に
最も適しているが、自然養生や蒸気養生させる場合でも
優れた補強効果を発揮する。
セメント成型体中への分散性を考慮すると３〜１５mmで
あることが好ましい。本発明の繊維は、普通ポルトラン
ドセメント、高炉セメント、シリカセメント、アルミナ
セメント等の補強に適用することができる。半水石膏、
２水石膏とスラグあるいはこれらを上記セメントと混合
して使用する際にも適用可能である。また、押出成型
法、湿式抄造法、流込方法等、成型法の如何にかかわら
ず用いることができる。前述した通り、本発明の繊維
は、セメント成型体をオートクレーブ養生させる場合に
最も適しているが、自然養生や蒸気養生させる場合でも
優れた補強効果を発揮する。
【００３５】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。
【００３６】実施例中、ポリプロピレン樹脂の物性、お
よびセメント成型体の物性は以下の方法により評価し
た。
よびセメント成型体の物性は以下の方法により評価し
た。
【００３７】（メルトフローレート（ＭＦＲ）） 温度
２３０℃でノズル通過量（単位：ｇ／１０分、ＪＩＳＫ
７２１０に準ず、荷加重２．１６９ｋｇ）で測定した。
２３０℃でノズル通過量（単位：ｇ／１０分、ＪＩＳＫ
７２１０に準ず、荷加重２．１６９ｋｇ）で測定した。
【００３８】（Ｑ値）ゲルパーミエーション・クロマト
グラフィー（ＧＰＣ）を用いて下記の条件で測定した。 （ａ）測定装置名：ウォーターズ社製（ＡＬＣ／ＧＰＣ
１５０Ｃ型） （ｂ）充填カラム：ＴＳＫ−ＧＥＲ ＧＭＨ６−ＨＴ
（高温タイプ） （ｃ）溶媒：オルソジクロルベンゼン（ＯＤＣＢ） （ｄ）温度：１３５℃ （ｅ）検出器：示差熱屈折計、流量：１ml/min
グラフィー（ＧＰＣ）を用いて下記の条件で測定した。 （ａ）測定装置名：ウォーターズ社製（ＡＬＣ／ＧＰＣ
１５０Ｃ型） （ｂ）充填カラム：ＴＳＫ−ＧＥＲ ＧＭＨ６−ＨＴ
（高温タイプ） （ｃ）溶媒：オルソジクロルベンゼン（ＯＤＣＢ） （ｄ）温度：１３５℃ （ｅ）検出器：示差熱屈折計、流量：１ml/min
【００３９】（ｎ−ヘプタン不溶分） 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の割合を重量％で表
した。
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の割合を重量％で表
した。
【００４０】（アイソタクチックペンタッド分率） 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」（Ｍａ
ｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，６，９２５（１９７３）及
び８，６８７（１９７５））に準じ測定した。
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」（Ｍａ
ｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，６，９２５（１９７３）及
び８，６８７（１９７５））に準じ測定した。
【００４１】（曲げ比例限界強度、曲げ強度） ＪＩＳ
Ａ １４０８に従って各試料に荷重を加え、荷重−た
わみ線図を得た。そして、ほぼ直線的に上昇した初期の
荷重−たわみ線が降下しはじめるときの荷重（Ｗ1 k
g）、および降下した荷重−たわみ線が再度上昇した後
の最大荷重（Ｗ2 kg）を線図から読みとり、Ｗ1 、
Ｗ2 、スパン（Ｌcm）、試料の巾（ｂcm）、試料の厚み
（ｄcm）より次式に従って曲げ比例限界強度および曲げ
強度を算出した。 曲げ比例限界強度（kg／cm2 ）＝３Ｗ1 Ｌ／２ｂｄ2 曲げ強度（kg／cm2 ）＝３Ｗ2 Ｌ／２ｂｄ2
Ａ １４０８に従って各試料に荷重を加え、荷重−た
わみ線図を得た。そして、ほぼ直線的に上昇した初期の
荷重−たわみ線が降下しはじめるときの荷重（Ｗ1 k
g）、および降下した荷重−たわみ線が再度上昇した後
の最大荷重（Ｗ2 kg）を線図から読みとり、Ｗ1 、
Ｗ2 、スパン（Ｌcm）、試料の巾（ｂcm）、試料の厚み
（ｄcm）より次式に従って曲げ比例限界強度および曲げ
強度を算出した。 曲げ比例限界強度（kg／cm2 ）＝３Ｗ1 Ｌ／２ｂｄ2 曲げ強度（kg／cm2 ）＝３Ｗ2 Ｌ／２ｂｄ2
【００４２】（シャルピー衝撃強度） ＪＩＳ Ｂ ７
７２２に従って評価した。
７２２に従って評価した。
【００４３】［実施例１］ ＭＦＲ５、Ｑ値３．５、Ｈ
Ｉ９８％、ＩＰＦ９７％のポリプロピレン樹脂を用いて
２６５℃で溶融紡糸した後、１５０℃で乾式延伸後、ラ
ウリルホスフェートカリウム塩を０．３重量％付着させ
て、切断し、ＭＦＲ６．９、繊度２０デニール、繊維長
６mmの繊維を得た。次に普通ポルトランドセメント１２
００ｇ、珪砂８００ｇ、メチルセルロース２０ｇ、繊維
１０ｇをヘンシェルミキサーにて乾式混合した後、水４
００ｍｌを添加し、湿式混合して得られた原料を押出成
型機に投入してセメント成型体を得た。そして、この成
型体を１７５℃で１６時間オートクレーブ養生させた。
得られた成型体の性能を表１に示す。
Ｉ９８％、ＩＰＦ９７％のポリプロピレン樹脂を用いて
２６５℃で溶融紡糸した後、１５０℃で乾式延伸後、ラ
ウリルホスフェートカリウム塩を０．３重量％付着させ
て、切断し、ＭＦＲ６．９、繊度２０デニール、繊維長
６mmの繊維を得た。次に普通ポルトランドセメント１２
００ｇ、珪砂８００ｇ、メチルセルロース２０ｇ、繊維
１０ｇをヘンシェルミキサーにて乾式混合した後、水４
００ｍｌを添加し、湿式混合して得られた原料を押出成
型機に投入してセメント成型体を得た。そして、この成
型体を１７５℃で１６時間オートクレーブ養生させた。
得られた成型体の性能を表１に示す。
【００４４】［実施例２］ ＭＦＲ３とした樹脂を用い
て２７０℃で溶融紡糸した以外は実施例１と同様にし、
ＭＦＲ４．５、繊度２０デニール、繊維長６mmの繊維を
得た。次に実施例１と同じ方法で、セメント成型体を作
成した。得られた成型体の性能を表１に示す。
て２７０℃で溶融紡糸した以外は実施例１と同様にし、
ＭＦＲ４．５、繊度２０デニール、繊維長６mmの繊維を
得た。次に実施例１と同じ方法で、セメント成型体を作
成した。得られた成型体の性能を表１に示す。
【００４５】［実施例３］ ＭＦＲを１．８とした樹脂
を用いて２８０℃で溶融紡糸した以外は実施例１と同様
にし、ＭＦＲ３．２、繊度２０デニール、繊維長６mmの
繊維を得た。次に実施例１と同じ方法でセメント成型体
を作成し、これを１８０℃で５時間オートクレーブ養生
させた。得られた成型体の性能を表１に示す。
を用いて２８０℃で溶融紡糸した以外は実施例１と同様
にし、ＭＦＲ３．２、繊度２０デニール、繊維長６mmの
繊維を得た。次に実施例１と同じ方法でセメント成型体
を作成し、これを１８０℃で５時間オートクレーブ養生
させた。得られた成型体の性能を表１に示す。
【００４６】［比較例１］ ＭＦＲ１５とした樹脂を用
いた以外は実施例１と同様にし、ＭＦＲ１８．７、繊度
２０デニール、繊維長６mmの繊維を得た。次に実施例１
と同じ方法で、セメント成型体を作成した。得られた成
型体の性能を表１に示す。
いた以外は実施例１と同様にし、ＭＦＲ１８．７、繊度
２０デニール、繊維長６mmの繊維を得た。次に実施例１
と同じ方法で、セメント成型体を作成した。得られた成
型体の性能を表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【発明の効果】本発明のセメント補強用ポリプロピレン
繊維は、メルトフローレートが小さいため、高温下に曝
された場合でも流動しにくく繊維形態が保持されやすい
という特徴を有する。これは、耐熱性の向上に繋がり、
オートクレーブ養生する場合にあっては加熱温度を高く
することができる。その結果、養生時間が短縮され、効
率良くセメント成型体を生産することができる。
繊維は、メルトフローレートが小さいため、高温下に曝
された場合でも流動しにくく繊維形態が保持されやすい
という特徴を有する。これは、耐熱性の向上に繋がり、
オートクレーブ養生する場合にあっては加熱温度を高く
することができる。その結果、養生時間が短縮され、効
率良くセメント成型体を生産することができる。
【００４９】また、特定の高結晶性ポリプロピレン樹脂
の使用により、セメント成型体の物性を向上させること
が可能となる。
の使用により、セメント成型体の物性を向上させること
が可能となる。
【００５０】さらに繊維中に炭酸カルシウム微粉末を含
有させたり、繊維表面を特定の繊維処理剤で処理するこ
とにより、セメントスラリー中における分散性やセメン
ト組成物との親和性が向上するので、補強効果をより高
めることができる。
有させたり、繊維表面を特定の繊維処理剤で処理するこ
とにより、セメントスラリー中における分散性やセメン
ト組成物との親和性が向上するので、補強効果をより高
めることができる。
【００５１】本発明の繊維は、溶融紡糸法によって得ら
れる比較的繊度の小さな繊維である。従って、これを含
む成型体の表面をサンダーで処理した場合、例えばフィ
ルムを開裂分繊させて得られるような太い繊維を含む成
型体で見られる「繊維のささくれだち」が少なく、美麗
に仕上げることができる。
れる比較的繊度の小さな繊維である。従って、これを含
む成型体の表面をサンダーで処理した場合、例えばフィ
ルムを開裂分繊させて得られるような太い繊維を含む成
型体で見られる「繊維のささくれだち」が少なく、美麗
に仕上げることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 6/06 Ｄ０１Ｆ 6/06 Ａ 8/06 8/06 (72)発明者 岡屋 洋志 兵庫県加古郡播磨町古宮877番地 ダイワ ボウポリテック株式会社播磨研究所内 (72)発明者 村田 秀恩 兵庫県加古郡播磨町古宮877番地 ダイワ ボウポリテック株式会社播磨研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 ポリプロピレン樹脂が溶融紡糸されてな
り、メルトフローレート（ＭＦＲ）が２〜１０であるこ
とを特徴とするセメント補強用ポリプロピレン繊維。 - 【請求項２】 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
あるポリプロピレン樹脂が溶融紡糸されてなり、メルト
フローレート（ＭＦＲ）が２〜１０であることを特徴と
するセメント補強用ポリプロピレン繊維。 - 【請求項３】 平均直径が１μｍ未満の炭酸カルシウム
微粉末が２〜２０重量％含まれていることを特徴とする
請求項１もしくは請求項２記載のセメント補強用ポリプ
ロピレン繊維。 - 【請求項４】 芯成分が請求項１もしくは請求項２に記
載のポリプロピレン樹脂で形成され、鞘成分が平均直径
が１μｍ未満の炭酸カルシウム微粉末を２〜２０重量％
含む請求項１もしくは請求項２に記載のポリプロピレン
樹脂で形成されてなる芯鞘型複合繊維であって、ＭＦＲ
が２〜１０であることを特徴とするセメント補強用ポリ
プロピレン繊維。 - 【請求項５】 繊維表面に炭素数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０．０５〜１０重
量％付着している請求項１〜４いずれか一項に記載のセ
メント補強用ポリプロピレン繊維。 - 【請求項６】 請求項１〜５いずれか一項に記載のセメ
ント補強用ポリプロピレン繊維が一あるいは二以上混合
されてなるセメント成型体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23729396A JPH1059754A (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | セメント補強用ポリプロピレン繊維およびセメント成型体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23729396A JPH1059754A (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | セメント補強用ポリプロピレン繊維およびセメント成型体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1059754A true JPH1059754A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=17013231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23729396A Pending JPH1059754A (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | セメント補強用ポリプロピレン繊維およびセメント成型体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1059754A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000144523A (ja) * | 1998-11-09 | 2000-05-26 | Japan Polychem Corp | 高耐熱性ポリプロピレン繊維 |
| JP2009534549A (ja) * | 2006-04-28 | 2009-09-24 | ファイバーウェブ コロビン ゲーエムベーハー | ポリマー繊維および不織布 |
| JP2017105669A (ja) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | 株式会社クラレ | セメント補強用耐アルカリ性有機繊維 |
-
1996
- 1996-08-19 JP JP23729396A patent/JPH1059754A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000144523A (ja) * | 1998-11-09 | 2000-05-26 | Japan Polychem Corp | 高耐熱性ポリプロピレン繊維 |
| JP2009534549A (ja) * | 2006-04-28 | 2009-09-24 | ファイバーウェブ コロビン ゲーエムベーハー | ポリマー繊維および不織布 |
| JP2017105669A (ja) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | 株式会社クラレ | セメント補強用耐アルカリ性有機繊維 |
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