JPH11116295A - セメント系無機質材補強用炭素繊維およびその製造方法 - Google Patents
セメント系無機質材補強用炭素繊維およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH11116295A JPH11116295A JP9272690A JP27269097A JPH11116295A JP H11116295 A JPH11116295 A JP H11116295A JP 9272690 A JP9272690 A JP 9272690A JP 27269097 A JP27269097 A JP 27269097A JP H11116295 A JPH11116295 A JP H11116295A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon fiber
- cement
- fiber
- inorganic material
- based inorganic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- C04B20/1029—Macromolecular compounds
- C04B20/1033—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】セメント系無機質材中で繊維束の分散性を向上
させ、かつ、セメント系無機質材との接着性に優れたセ
メント系無機質材補強用炭素繊維およびそれを使った炭
素繊維補強セメント系無機質材成形物を提供し、さら
に、吹き付け成形時、カットされた繊維束がより小さい
繊維束に分離、分散でき、成形物の補強効果が上がり、
曲げ強度が向上するセメント系無機質材補強用炭素繊維
の製造方法を提供する。 【解決手段】繊維束の扁平度が３以上５００以下で、そ
の交絡度が１以上２５以下であることを特徴とするセメ
ント系無機質材補強用炭素繊維。
させ、かつ、セメント系無機質材との接着性に優れたセ
メント系無機質材補強用炭素繊維およびそれを使った炭
素繊維補強セメント系無機質材成形物を提供し、さら
に、吹き付け成形時、カットされた繊維束がより小さい
繊維束に分離、分散でき、成形物の補強効果が上がり、
曲げ強度が向上するセメント系無機質材補強用炭素繊維
の製造方法を提供する。 【解決手段】繊維束の扁平度が３以上５００以下で、そ
の交絡度が１以上２５以下であることを特徴とするセメ
ント系無機質材補強用炭素繊維。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セメント系無機質
材補強用炭素繊維と炭素繊維補強セメント系無機質材成
形物およびその製造方法に関するものである。さらに詳
しくは、セメント系無機質材中での繊維の分散性が優
れ、力学的特性に優れたセメント系無機質材成形物を提
供するセメント系無機質材補強用炭素繊維とその製造方
法および該炭素繊維によって補強されたセメント系無機
質材製部材およびその製造方法に関する。
材補強用炭素繊維と炭素繊維補強セメント系無機質材成
形物およびその製造方法に関するものである。さらに詳
しくは、セメント系無機質材中での繊維の分散性が優
れ、力学的特性に優れたセメント系無機質材成形物を提
供するセメント系無機質材補強用炭素繊維とその製造方
法および該炭素繊維によって補強されたセメント系無機
質材製部材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、炭素繊維はそのすぐれた力学的性
質、特にすぐれた比強度および比弾性率を利用した複合
材料の補強繊維として工業的に広く利用され、セメント
類を用いた建築構造物、土木材料などにも広く利用され
つつある。
質、特にすぐれた比強度および比弾性率を利用した複合
材料の補強繊維として工業的に広く利用され、セメント
類を用いた建築構造物、土木材料などにも広く利用され
つつある。
【０００３】一般的に炭素繊維は、エポキシ樹脂に代表
される熱硬化性樹脂の補強用に処理されているのでセメ
ント系無機質材中での分散性が悪く、セメント系無機質
材をマトリックスとしたものでは炭素繊維の優れた特徴
である高強度、高弾性率という性質が十分発揮されてい
ない。
される熱硬化性樹脂の補強用に処理されているのでセメ
ント系無機質材中での分散性が悪く、セメント系無機質
材をマトリックスとしたものでは炭素繊維の優れた特徴
である高強度、高弾性率という性質が十分発揮されてい
ない。
【０００４】すなわち、炭素繊維の多くはエポキシ系サ
イジング剤が付与され、十分な集束性を有するためにセ
メント系無機質材中での繊維の分散性が良くない。
イジング剤が付与され、十分な集束性を有するためにセ
メント系無機質材中での繊維の分散性が良くない。
【０００５】そこで、炭素繊維のセメント系無機質材の
補強効果を高めるための手段として特開平６−１６６５
５４号公報には、メソフェーズピッチ系炭素繊維のモノ
フィラメント１００〜１０００本の集合体からなるスト
ランドにサイジング剤を付与し、このストランド５〜１
００本を一つの集合体としたコンクリート補強用炭素繊
維が提案されている。
補強効果を高めるための手段として特開平６−１６６５
５４号公報には、メソフェーズピッチ系炭素繊維のモノ
フィラメント１００〜１０００本の集合体からなるスト
ランドにサイジング剤を付与し、このストランド５〜１
００本を一つの集合体としたコンクリート補強用炭素繊
維が提案されている。
【０００６】ピッチ系炭素繊維の場合、通常の製造プロ
セスによって、単繊維本数が１００〜１０００本の集合
体を製造できるが、モルタルに投入して混合するとき
に、剪断応力により繊維が脆いため破断して短くなり、
成形物の曲げ強度はポリアクリロニトリル系炭素繊維に
比べると低い。
セスによって、単繊維本数が１００〜１０００本の集合
体を製造できるが、モルタルに投入して混合するとき
に、剪断応力により繊維が脆いため破断して短くなり、
成形物の曲げ強度はポリアクリロニトリル系炭素繊維に
比べると低い。
【０００７】また、特開平６−１６６５５３号公報、特
開平６−１６６５５４号公報では、炭素繊維表面にポリ
エーテルエステル系、ポリオキシアルキレンビスフェノ
ールエーテルからなるサイジング剤を付与することによ
り、解舒性が良好となり、セメントとの接着性に優れ、
かつダイレクトスプレーガンに対する工程通過性がよい
上、曲げ強度の高いセメント複合体を提供するものが開
示されている。
開平６−１６６５５４号公報では、炭素繊維表面にポリ
エーテルエステル系、ポリオキシアルキレンビスフェノ
ールエーテルからなるサイジング剤を付与することによ
り、解舒性が良好となり、セメントとの接着性に優れ、
かつダイレクトスプレーガンに対する工程通過性がよい
上、曲げ強度の高いセメント複合体を提供するものが開
示されている。
【０００８】しかし、ポリエーテルエステル系、ポリオ
キシアルキレンビスフェノールエーテルを付与した炭素
繊維は、ダイレクトスプレーガンに対する工程通過性は
良いが、繊維の集束性が良すぎて、より細かい繊維束に
分散しにくく、炭素繊維による十分な補強効果を発揮で
きないという欠点がある。
キシアルキレンビスフェノールエーテルを付与した炭素
繊維は、ダイレクトスプレーガンに対する工程通過性は
良いが、繊維の集束性が良すぎて、より細かい繊維束に
分散しにくく、炭素繊維による十分な補強効果を発揮で
きないという欠点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、従
来の上述した問題点を解決し、セメント系無機質材中で
繊維束の分散性を向上させ、かつ、セメント系無機質材
との接着性に優れたセメント系無機質材補強用炭素繊維
およびそれを使った炭素繊維補強セメント系無機質材成
形物を提供するにある。
来の上述した問題点を解決し、セメント系無機質材中で
繊維束の分散性を向上させ、かつ、セメント系無機質材
との接着性に優れたセメント系無機質材補強用炭素繊維
およびそれを使った炭素繊維補強セメント系無機質材成
形物を提供するにある。
【００１０】また、この発明の他の目的は、吹き付け成
形時、カットされた繊維束がより小さい繊維束に分離、
分散でき、成形物の補強効果が上がり、曲げ強度が向上
するセメント系無機質材補強用炭素繊維の製造方法を提
供するにある。
形時、カットされた繊維束がより小さい繊維束に分離、
分散でき、成形物の補強効果が上がり、曲げ強度が向上
するセメント系無機質材補強用炭素繊維の製造方法を提
供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、この発明は、次の構成からなる。すなわ
ち、繊維束の扁平度が３以上５００以下で、その交絡度
が１以上２５以下であることを特徴とするセメント系無
機質材補強用炭素繊維である。
するために、この発明は、次の構成からなる。すなわ
ち、繊維束の扁平度が３以上５００以下で、その交絡度
が１以上２５以下であることを特徴とするセメント系無
機質材補強用炭素繊維である。
【００１２】また、炭素繊維にサイジング剤として水を
付着せしめた後、温度７０〜２５０℃に加熱したローラ
の表面に接触通過させることによって水分の一部を除去
しながら繊維形態をテープ状に扁平化して芯材に巻き上
げること、またはサイジング剤として下記一般式〔１〕
で示される化合物を付着せしめた後、温度７０〜２５０
℃に加熱したローラの表面に接触通過させることによっ
て水分の一部を除去しながら繊維形態をテープ状に扁平
化し、次いで温度７０〜２５０℃の乾燥機内を通過させ
て残水分を除去し繊維形態を固定した後、芯材に巻き上
げることによって製造できる。
付着せしめた後、温度７０〜２５０℃に加熱したローラ
の表面に接触通過させることによって水分の一部を除去
しながら繊維形態をテープ状に扁平化して芯材に巻き上
げること、またはサイジング剤として下記一般式〔１〕
で示される化合物を付着せしめた後、温度７０〜２５０
℃に加熱したローラの表面に接触通過させることによっ
て水分の一部を除去しながら繊維形態をテープ状に扁平
化し、次いで温度７０〜２５０℃の乾燥機内を通過させ
て残水分を除去し繊維形態を固定した後、芯材に巻き上
げることによって製造できる。
【００１３】Ｒ1 Ｏ−ＰＯＡ−Ｒ2 …〔１〕 （ここで、ＰＯＡ：炭素数２〜４の少なくとも１種類以
上のアルキレンオキサイドからなるポリオキシアルキレ
ン、Ｒ1 ：アルキル基、アリール基、アルキルアリール
基、アルケニル基のいずれか１種、Ｒ2 ：アルキル基、
アリール基、アルキルアリール基、アルケニル基のいず
れか１種または水素原子）。
上のアルキレンオキサイドからなるポリオキシアルキレ
ン、Ｒ1 ：アルキル基、アリール基、アルキルアリール
基、アルケニル基のいずれか１種、Ｒ2 ：アルキル基、
アリール基、アルキルアリール基、アルケニル基のいず
れか１種または水素原子）。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の炭素繊維は、繊維束の扁
平度が３以上５００以下で、その交絡度が１以上２５以
下であることを特徴とするセメント系無機質材補強用炭
素繊維である。
平度が３以上５００以下で、その交絡度が１以上２５以
下であることを特徴とするセメント系無機質材補強用炭
素繊維である。
【００１５】本発明の炭素繊維は、モルタルと同時に吹
き付け成形する際、繊維の分散性が良くなり、モルタル
の補強効果を向上させる。
き付け成形する際、繊維の分散性が良くなり、モルタル
の補強効果を向上させる。
【００１６】繊維束の扁平度が３より小さくなると圧縮
空気の抵抗を受けにくくなり、繊維束がより小さい繊維
束に分離しにくく、分散性が悪くなる。また、扁平度が
５００を超えると、ボビンからの解舒性が悪く、繊維の
集束性が悪い上に圧縮空気の抵抗を大きく受けすぎて吹
き付け時ファイバーボール状になり、分散斑が原因でモ
ルタルの補強効果が低下する。繊維束のより好ましい扁
平度は、５〜１００である。繊維束の扁平度は、次式で
求められる。
空気の抵抗を受けにくくなり、繊維束がより小さい繊維
束に分離しにくく、分散性が悪くなる。また、扁平度が
５００を超えると、ボビンからの解舒性が悪く、繊維の
集束性が悪い上に圧縮空気の抵抗を大きく受けすぎて吹
き付け時ファイバーボール状になり、分散斑が原因でモ
ルタルの補強効果が低下する。繊維束のより好ましい扁
平度は、５〜１００である。繊維束の扁平度は、次式で
求められる。
【００１７】扁平度＝Ｗ／Ｔ ただし、Ｔ：繊維束の厚み、Ｗ：繊維束の幅 さらに、その繊維束の交絡度は１以上２５以下である。
１より低いと繊維の集束性が悪く開繊しやすくなり、ボ
ビンからの解舒性が悪く、糸切れ、吹き付け時のファイ
バーボール、ガン内での詰まりの原因となる。逆に、繊
維の交絡度が２５を超えると集束性が強すぎて吹き付け
た際、繊維束がより小さい繊維束に分離しにくく、分散
性が低下し、モルタルの補強効果が低下するため成形物
の曲げ強度が低下する。繊維束のより好ましい交絡度
は、１以上１０以下である。
１より低いと繊維の集束性が悪く開繊しやすくなり、ボ
ビンからの解舒性が悪く、糸切れ、吹き付け時のファイ
バーボール、ガン内での詰まりの原因となる。逆に、繊
維の交絡度が２５を超えると集束性が強すぎて吹き付け
た際、繊維束がより小さい繊維束に分離しにくく、分散
性が低下し、モルタルの補強効果が低下するため成形物
の曲げ強度が低下する。繊維束のより好ましい交絡度
は、１以上１０以下である。
【００１８】繊維束の交絡度は、ＪＩＳ−Ｌ１０１３化
学繊維フィラメント糸試験方法の交絡度測定方法に準じ
て測定した。その測定方法は、試料の一端を適当な性能
を有する垂下装置の上部つかみ部に取り付け、つかみ部
より１ｍ下方の位置に荷重（１００ｇｆ）を吊り下げ、
試料を垂直に垂らす。試料の上部つかみ部より１ｃｍ下
部の点に糸束を２分割するようにフック（直径１ｍｍの
針金状）を挿入する。フックの他端には所定の荷重（１
０ｇｆ）を取り付け、約２ｃｍ／秒の速度でフックを下
降させる。フックが糸の絡みにより停止した点までのフ
ックの下降距離を求め、次式により求める。試験回数は
５０回とし、その平均値で表す。
学繊維フィラメント糸試験方法の交絡度測定方法に準じ
て測定した。その測定方法は、試料の一端を適当な性能
を有する垂下装置の上部つかみ部に取り付け、つかみ部
より１ｍ下方の位置に荷重（１００ｇｆ）を吊り下げ、
試料を垂直に垂らす。試料の上部つかみ部より１ｃｍ下
部の点に糸束を２分割するようにフック（直径１ｍｍの
針金状）を挿入する。フックの他端には所定の荷重（１
０ｇｆ）を取り付け、約２ｃｍ／秒の速度でフックを下
降させる。フックが糸の絡みにより停止した点までのフ
ックの下降距離を求め、次式により求める。試験回数は
５０回とし、その平均値で表す。
【００１９】交絡度＝Ｌ／１０００ Ｌ：フックが下降した距離（ｍｍ） 本発明の炭素繊維は、繊維の水中沈降時間が１秒以上３
０秒以下であることが好ましい。詳しくは、深さ１０ｃ
ｍ、温度２５℃の水の表面に長さ２５ｃｍの繊維束を置
いた時点から自然沈降で底に着くまでの時間を測定し、
沈降時間が１秒以上３０秒以下であるセメント系無機質
材補強用炭素繊維である。水中沈降時間が３０秒を超え
ると水との馴染みが悪く、結果的にモルタルとの馴染み
が悪くなり、繊維束の中にセメント粒子が入りにくく、
モルタルとの接触面積が小さくなり、補強効果が低下す
る。より好ましくは水中沈降時間が４秒以上１５秒以下
が良い。
０秒以下であることが好ましい。詳しくは、深さ１０ｃ
ｍ、温度２５℃の水の表面に長さ２５ｃｍの繊維束を置
いた時点から自然沈降で底に着くまでの時間を測定し、
沈降時間が１秒以上３０秒以下であるセメント系無機質
材補強用炭素繊維である。水中沈降時間が３０秒を超え
ると水との馴染みが悪く、結果的にモルタルとの馴染み
が悪くなり、繊維束の中にセメント粒子が入りにくく、
モルタルとの接触面積が小さくなり、補強効果が低下す
る。より好ましくは水中沈降時間が４秒以上１５秒以下
が良い。
【００２０】さらに本発明の炭素繊維は、繊維束を圧力
０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下、好ましくは圧力０．１
ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下の圧縮空気で型枠に吹き付
けたとき繊維の拡散面積が５０ｃｍ2 以上４００ｃｍ2
以下であることが好ましい。圧縮空気の圧力が１ＭＰａ
を超えると吹き付けた繊維が不規則に分離分散し、型枠
からはみ出る繊維束が発生するため正確な評価ができな
い。また、圧力が０．１ＭＰａより低いと吹き付けるす
べての繊維が分離しないため、分散性の正確な評価がで
きない。
０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下、好ましくは圧力０．１
ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下の圧縮空気で型枠に吹き付
けたとき繊維の拡散面積が５０ｃｍ2 以上４００ｃｍ2
以下であることが好ましい。圧縮空気の圧力が１ＭＰａ
を超えると吹き付けた繊維が不規則に分離分散し、型枠
からはみ出る繊維束が発生するため正確な評価ができな
い。また、圧力が０．１ＭＰａより低いと吹き付けるす
べての繊維が分離しないため、分散性の正確な評価がで
きない。
【００２１】また、繊維束を圧力０．１ＭＰａ以上１Ｍ
Ｐａ以下の圧縮空気で型枠に吹き付けたとき繊維の拡散
面積が５０ｃｍ2 より低いと繊維の集束性が強いため、
繊維は分離分散しにくく、モルタルとの接触面積が小さ
くなり、繊維束の中にセメント粒子が入り込みにくくな
り、補強効果が低下する。逆に繊維の拡散面積が５００
ｃｍ2 を超えると繊維束の分散斑が発生し、均等に分散
させることが難しく、成形物の強度が低下する。
Ｐａ以下の圧縮空気で型枠に吹き付けたとき繊維の拡散
面積が５０ｃｍ2 より低いと繊維の集束性が強いため、
繊維は分離分散しにくく、モルタルとの接触面積が小さ
くなり、繊維束の中にセメント粒子が入り込みにくくな
り、補強効果が低下する。逆に繊維の拡散面積が５００
ｃｍ2 を超えると繊維束の分散斑が発生し、均等に分散
させることが難しく、成形物の強度が低下する。
【００２２】繊維の拡散面積とは、固定したダイレクト
スプレー装置で１辺が１００ｃｍの鉄板の周囲を高さ２
ｃｍの角材で囲んだ鉄製型枠（容器）に０．１ＭＰａ以
上１ＭＰａ以下の圧縮空気で繊維束とモルタルを同時に
円形ノズルで５０ｃｍの高さから垂直真下の鉄製型枠面
中央部に吹き付けると繊維とモルタルが一緒に円状に拡
散付着するが、その時の最外周に存在する繊維間距離
（直径）を測定し、円の面積（πｒ2 ）として計算した
ものである。
スプレー装置で１辺が１００ｃｍの鉄板の周囲を高さ２
ｃｍの角材で囲んだ鉄製型枠（容器）に０．１ＭＰａ以
上１ＭＰａ以下の圧縮空気で繊維束とモルタルを同時に
円形ノズルで５０ｃｍの高さから垂直真下の鉄製型枠面
中央部に吹き付けると繊維とモルタルが一緒に円状に拡
散付着するが、その時の最外周に存在する繊維間距離
（直径）を測定し、円の面積（πｒ2 ）として計算した
ものである。
【００２３】本発明の炭素繊維束に付着させるサイジン
グ剤は、水および／または分子量が１００〜６００のポ
リエチレングリコールであることが好ましい。付着させ
る水は安価でモルタルの水と馴染みやすいため、モルタ
ル中で繊維の分散性が良くなる。また、ポリエチレング
リコールも安価で水との馴染みが良いことから、モルタ
ルとの馴染みが良く、繊維の集束性が良いことから扁平
糸の形態保持性が良い。
グ剤は、水および／または分子量が１００〜６００のポ
リエチレングリコールであることが好ましい。付着させ
る水は安価でモルタルの水と馴染みやすいため、モルタ
ル中で繊維の分散性が良くなる。また、ポリエチレング
リコールも安価で水との馴染みが良いことから、モルタ
ルとの馴染みが良く、繊維の集束性が良いことから扁平
糸の形態保持性が良い。
【００２４】ポリエチレングリコールは、単独または水
で希釈して用いても良い。サイジング剤としての水は、
通常の飲料水、地下水、イオン交換水、フィルター濾過
水等いずれでも良い。サイジング剤の付着量は、０．１
〜２０重量％が好ましく、０．５〜１０重量％がより好
ましい。０．１重量％未満になるとダイレクトスプレー
法での工程通過性が悪くなり、スプレーガン内で繊維束
が開繊するため詰まりが発生する。また、吹き付けても
繊維束の集束性が弱いためファイバーボール状になり、
繊維の分散性が悪く、成形物の強度が低下する。付着量
が２０重量％を越えると繊維の水分率が高いため、集束
性が強くなり、スプレーガンで吹き付けた時、繊維束が
より小さい繊維束に分離せず元の繊維束の状態でモルタ
ル中に存在し、繊維束の分散性が著しく悪くなり、成形
物の強度が低下するため好ましくない。水には他に平滑
剤、柔軟剤、希釈剤等の添加剤を加えるとより好まし
い。
で希釈して用いても良い。サイジング剤としての水は、
通常の飲料水、地下水、イオン交換水、フィルター濾過
水等いずれでも良い。サイジング剤の付着量は、０．１
〜２０重量％が好ましく、０．５〜１０重量％がより好
ましい。０．１重量％未満になるとダイレクトスプレー
法での工程通過性が悪くなり、スプレーガン内で繊維束
が開繊するため詰まりが発生する。また、吹き付けても
繊維束の集束性が弱いためファイバーボール状になり、
繊維の分散性が悪く、成形物の強度が低下する。付着量
が２０重量％を越えると繊維の水分率が高いため、集束
性が強くなり、スプレーガンで吹き付けた時、繊維束が
より小さい繊維束に分離せず元の繊維束の状態でモルタ
ル中に存在し、繊維束の分散性が著しく悪くなり、成形
物の強度が低下するため好ましくない。水には他に平滑
剤、柔軟剤、希釈剤等の添加剤を加えるとより好まし
い。
【００２５】ポリエチレングリコールは、１００〜４０
０の分子量が好ましい。分子量が１００より小さいと繊
維の集束性が不足し、繊維束が開繊してスプレーガン内
での詰まりが発生する。また、４００より大きいと繊維
の集束性が強くなりすぎて繊維の分散性が低下し、セメ
ント補強効果が悪くなる。ポリエチレングリコールの付
着量は０．１〜２０重量％であることが好ましい。より
好ましい付着量は、０．５〜１０重量％である。付着量
が０．１重量％未満になるとダイレクトスプレー法での
工程通過性が悪くなり、スプレーガン内で繊維束が開繊
するため詰まりが発生する。また、吹き付けても繊維束
の集束性が弱いためファイバーボール状になり、繊維の
分散性が悪く、成形物の強度が低下する。付着量が２０
重量％を越えると集束性が強くなり、スプレーガンで吹
き付けた時、繊維束がより小さい繊維束に分離せず元の
繊維束の状態でモルタル中に存在し、繊維束の分散性が
著しく悪くなり、成形物の強度が低下するため好ましく
ない。
０の分子量が好ましい。分子量が１００より小さいと繊
維の集束性が不足し、繊維束が開繊してスプレーガン内
での詰まりが発生する。また、４００より大きいと繊維
の集束性が強くなりすぎて繊維の分散性が低下し、セメ
ント補強効果が悪くなる。ポリエチレングリコールの付
着量は０．１〜２０重量％であることが好ましい。より
好ましい付着量は、０．５〜１０重量％である。付着量
が０．１重量％未満になるとダイレクトスプレー法での
工程通過性が悪くなり、スプレーガン内で繊維束が開繊
するため詰まりが発生する。また、吹き付けても繊維束
の集束性が弱いためファイバーボール状になり、繊維の
分散性が悪く、成形物の強度が低下する。付着量が２０
重量％を越えると集束性が強くなり、スプレーガンで吹
き付けた時、繊維束がより小さい繊維束に分離せず元の
繊維束の状態でモルタル中に存在し、繊維束の分散性が
著しく悪くなり、成形物の強度が低下するため好ましく
ない。
【００２６】本発明の炭素繊維束は、下記一般式〔１〕
で示される化合物であることを特徴とするサイジング剤
が付着しているセメント系無機質材補強用炭素繊維であ
る。 Ｒ1 Ｏ−ＰＯＡ−Ｒ2 …〔１〕 （ここで、ＰＯＡ：炭素数２〜４の少なくとも１種類以
上のアルキレンオキサイドからなるポリオキシアルキレ
ン、Ｒ1 ：アルキル基、アリール基、アルキルアリール
基、アルケニル基のいずれか１種、Ｒ2 ：アルキル基、
アリール基、アルキルアリール基、アルケニル基のいず
れか１種または水素原子）。
で示される化合物であることを特徴とするサイジング剤
が付着しているセメント系無機質材補強用炭素繊維であ
る。 Ｒ1 Ｏ−ＰＯＡ−Ｒ2 …〔１〕 （ここで、ＰＯＡ：炭素数２〜４の少なくとも１種類以
上のアルキレンオキサイドからなるポリオキシアルキレ
ン、Ｒ1 ：アルキル基、アリール基、アルキルアリール
基、アルケニル基のいずれか１種、Ｒ2 ：アルキル基、
アリール基、アルキルアリール基、アルケニル基のいず
れか１種または水素原子）。
【００２７】上記した一般式〔１〕で示した化合物から
なるサイジング剤を付着させた炭素繊維は、セメントと
の親和性、分散性、集束性にすぐれている。一般式
〔１〕に示す化合物の基本構造は、ポリオキシアルキレ
ン構造であり繊維の集束性、分散性、セメントとの親和
性を向上させる。一般式〔１〕においてＰＯＡは、炭素
数２〜４のアルキレンオキサイドが単独で繰り返してな
るポリオキシアルキレンでも良く、炭素数２〜４のアル
キレンオキサイドが少なくとも１種類以上のアルキレン
オキサイドが共重合されてなるポリオキシアルキレンで
も良い。
なるサイジング剤を付着させた炭素繊維は、セメントと
の親和性、分散性、集束性にすぐれている。一般式
〔１〕に示す化合物の基本構造は、ポリオキシアルキレ
ン構造であり繊維の集束性、分散性、セメントとの親和
性を向上させる。一般式〔１〕においてＰＯＡは、炭素
数２〜４のアルキレンオキサイドが単独で繰り返してな
るポリオキシアルキレンでも良く、炭素数２〜４のアル
キレンオキサイドが少なくとも１種類以上のアルキレン
オキサイドが共重合されてなるポリオキシアルキレンで
も良い。
【００２８】一般式〔１〕においてＰＯＡが単独のアル
キレンオキサイドからなる場合、エチレンオキサイド
（以下、「ＥＯ」と略記する場合がある。）またはプロ
ピレンオキサイド（以下、「ＰＯ」と略記する場合があ
る。）が好ましく、ＥＯ単独がより好ましい。その繰り
返し数は、４〜１００の範囲が好ましく、より好ましく
は４〜５０が良い。ｎが２より小さいと、親水性が悪く
モルタルとの馴染みが悪くなる。また、１００より大き
いと繊維の集束性が良すぎて吹き付け成形時、繊維の分
散性が悪くなり補強効果が低下する。
キレンオキサイドからなる場合、エチレンオキサイド
（以下、「ＥＯ」と略記する場合がある。）またはプロ
ピレンオキサイド（以下、「ＰＯ」と略記する場合があ
る。）が好ましく、ＥＯ単独がより好ましい。その繰り
返し数は、４〜１００の範囲が好ましく、より好ましく
は４〜５０が良い。ｎが２より小さいと、親水性が悪く
モルタルとの馴染みが悪くなる。また、１００より大き
いと繊維の集束性が良すぎて吹き付け成形時、繊維の分
散性が悪くなり補強効果が低下する。
【００２９】一般式〔１〕においてＰＯＡが単独のアル
キレンオキサイドからなる場合、一般式〔１〕のＲ1 は
アルキル基、アリール基、アルキルアリール基またはア
ルケニル基のいずれか１種を用いることができるが、ア
ルキル基としては、炭素数８〜２０のアルキル基が好ま
しく代表的なものとしてオクチル基、デシル基、ドデシ
ル基、ラウリル基、セチル基、ステアリル基などを挙げ
ることができ、中でもブチル基がサイジング剤の溶解
性、繊維の分散性、平滑性が良好であるため好ましい。
アリール基の代表的なものとしてフェニル基、ナフチル
基が挙げられる。さらに、アルキルアリール基として
は、炭素数６〜２０のアルキル基を有するものが好まし
く、代表的なものとしてノニルフェニル基、ドデシルフ
ェニル基、ラウリルフェニル基、オクチルフェニル基な
どを挙げられる。中でもノニルフエニル基が繊維の分散
性および平滑性が良好であるため好ましい。
キレンオキサイドからなる場合、一般式〔１〕のＲ1 は
アルキル基、アリール基、アルキルアリール基またはア
ルケニル基のいずれか１種を用いることができるが、ア
ルキル基としては、炭素数８〜２０のアルキル基が好ま
しく代表的なものとしてオクチル基、デシル基、ドデシ
ル基、ラウリル基、セチル基、ステアリル基などを挙げ
ることができ、中でもブチル基がサイジング剤の溶解
性、繊維の分散性、平滑性が良好であるため好ましい。
アリール基の代表的なものとしてフェニル基、ナフチル
基が挙げられる。さらに、アルキルアリール基として
は、炭素数６〜２０のアルキル基を有するものが好まし
く、代表的なものとしてノニルフェニル基、ドデシルフ
ェニル基、ラウリルフェニル基、オクチルフェニル基な
どを挙げられる。中でもノニルフエニル基が繊維の分散
性および平滑性が良好であるため好ましい。
【００３０】さらに、アルケニル基としては炭素数６〜
２０のものが好ましく、代表的なものとしてオレイル基
が好ましい。また、一般式〔１〕のＲ2 はアルキル基、
アリール基、アルキルアリール基もしくはアルケニル基
のいずれか１種または水素原子であるが水素原子が好ま
しく用いられる。なお、アルキル基としては、炭素数８
〜２０のアルキル基が好ましい。また、アリール基の代
表的なものとしてフエニル基、ナフチル基等が挙げられ
る。さらに、アルキルアリール基としては炭素数６〜２
０のアルキル基を有するものが好ましく、代表的なもの
としてノニルフェニル基ドデシルフェニル基、ラウリル
フェニル基、オクチルフェニル基等が挙げられる。さら
にアルケニル基としては炭素数６〜２０のものが好まし
く、代表的なものとしてオレイル基が好ましい。
２０のものが好ましく、代表的なものとしてオレイル基
が好ましい。また、一般式〔１〕のＲ2 はアルキル基、
アリール基、アルキルアリール基もしくはアルケニル基
のいずれか１種または水素原子であるが水素原子が好ま
しく用いられる。なお、アルキル基としては、炭素数８
〜２０のアルキル基が好ましい。また、アリール基の代
表的なものとしてフエニル基、ナフチル基等が挙げられ
る。さらに、アルキルアリール基としては炭素数６〜２
０のアルキル基を有するものが好ましく、代表的なもの
としてノニルフェニル基ドデシルフェニル基、ラウリル
フェニル基、オクチルフェニル基等が挙げられる。さら
にアルケニル基としては炭素数６〜２０のものが好まし
く、代表的なものとしてオレイル基が好ましい。
【００３１】一方、一般式〔１〕のＰＯＡが共重合物か
らなる場合、その結合形態としては、ブロツクまたはラ
ンダム配列が好ましく、より好ましくはランダム配列が
良い。ランダム配列させると水溶解性が向上する他、モ
ルタル成形時泡立ちが少ないため成形物中の気泡量が少
なく、かつ親水性が向上するため単繊維の間にセメント
粒子が入り込み成形物の曲げ強度が向上するので特に好
ましい。好ましくは、一般式〔１〕において、ＰＯＡ
が、Ｃ2 〜Ｃ4 のアルキレンオキサイド単独からなるポ
リオキシアルキレンまたはエチレンオキサイド（ＥＯ）
とプロピレンオキサイド（ＰＯ）とのブロック共重合物
若しくはランダム共重合物が好ましい。ＥＯ／ＰＯの好
ましい共重合比は、モル比が９０：１０〜１０：９０の
範囲、好ましくはＥＯ／ＰＯのモル比が４０：６０〜６
０：４０の範囲である。ＥＯ／ＰＯ共重合物の場合は、
ＰＯの成分が上記の範囲より多いと疎水性が大きくなり
すぎ炭素繊維とセメントとの親和性が低下し、炭素繊維
とセメント粒子との馴染みが悪いため単繊維の間にセメ
ント粒子が入りにくくなることがある。上記範囲の共重
合比をとることにより水溶性が高くなりモルタル成形時
泡立ちが少ないため成形物中の気泡量が少なく、かつ親
水性が向上するため単繊維の間にセメント粒子が入り込
み成形物の曲げ強度が向上するので好ましい。
らなる場合、その結合形態としては、ブロツクまたはラ
ンダム配列が好ましく、より好ましくはランダム配列が
良い。ランダム配列させると水溶解性が向上する他、モ
ルタル成形時泡立ちが少ないため成形物中の気泡量が少
なく、かつ親水性が向上するため単繊維の間にセメント
粒子が入り込み成形物の曲げ強度が向上するので特に好
ましい。好ましくは、一般式〔１〕において、ＰＯＡ
が、Ｃ2 〜Ｃ4 のアルキレンオキサイド単独からなるポ
リオキシアルキレンまたはエチレンオキサイド（ＥＯ）
とプロピレンオキサイド（ＰＯ）とのブロック共重合物
若しくはランダム共重合物が好ましい。ＥＯ／ＰＯの好
ましい共重合比は、モル比が９０：１０〜１０：９０の
範囲、好ましくはＥＯ／ＰＯのモル比が４０：６０〜６
０：４０の範囲である。ＥＯ／ＰＯ共重合物の場合は、
ＰＯの成分が上記の範囲より多いと疎水性が大きくなり
すぎ炭素繊維とセメントとの親和性が低下し、炭素繊維
とセメント粒子との馴染みが悪いため単繊維の間にセメ
ント粒子が入りにくくなることがある。上記範囲の共重
合比をとることにより水溶性が高くなりモルタル成形時
泡立ちが少ないため成形物中の気泡量が少なく、かつ親
水性が向上するため単繊維の間にセメント粒子が入り込
み成形物の曲げ強度が向上するので好ましい。
【００３２】一般式〔１〕のＰＯＡが共重合物からなる
場合、アルキレンオキサイドの繰り返し数は共重合成分
のそれぞれを合計して４〜１００であることが好まし
く、４〜５０がより好ましい。ｎが４より小さい場合、
親水性が悪くモルタルとの馴染みが低下する。また、１
００より大きい場合は繊維の集束性が良すぎて吹き付け
成形時繊維の分散性が悪くなり補強効果が低下する。
場合、アルキレンオキサイドの繰り返し数は共重合成分
のそれぞれを合計して４〜１００であることが好まし
く、４〜５０がより好ましい。ｎが４より小さい場合、
親水性が悪くモルタルとの馴染みが低下する。また、１
００より大きい場合は繊維の集束性が良すぎて吹き付け
成形時繊維の分散性が悪くなり補強効果が低下する。
【００３３】一般式〔１〕のＰＯＡが共重合物からなる
場合、Ｒ1 はアルキル基、アリール基、アルキルアリー
ル基またはアルケニル基のいずれか１種を用いることが
できる。アルキル基としては、炭素数２〜２０のものが
好ましく、代表的なものとしてエチル基、ブチル基、ヘ
キシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ラウリ
ル基、セチル基、ステアリル基などを挙げることがで
き、中でもブチル基がサイジング剤の溶解性、繊維の分
散性、平滑性が良好であるためより好ましい。アリール
基の代表的なものとしてフェニル基、ナフチル基が挙げ
られる。
場合、Ｒ1 はアルキル基、アリール基、アルキルアリー
ル基またはアルケニル基のいずれか１種を用いることが
できる。アルキル基としては、炭素数２〜２０のものが
好ましく、代表的なものとしてエチル基、ブチル基、ヘ
キシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ラウリ
ル基、セチル基、ステアリル基などを挙げることがで
き、中でもブチル基がサイジング剤の溶解性、繊維の分
散性、平滑性が良好であるためより好ましい。アリール
基の代表的なものとしてフェニル基、ナフチル基が挙げ
られる。
【００３４】さらに、アルキルアリール基としては、炭
素数６〜２０のアルキル基を有するものが好ましく、代
表的なものとしてノニルフェニル基、ドデシルフェニル
基、ラウリルフェニル基、オクチルフェニル基などを挙
げられる。中でもノニルフエニル基が繊維の分散性およ
び平滑性が良好であるため、より好ましい。
素数６〜２０のアルキル基を有するものが好ましく、代
表的なものとしてノニルフェニル基、ドデシルフェニル
基、ラウリルフェニル基、オクチルフェニル基などを挙
げられる。中でもノニルフエニル基が繊維の分散性およ
び平滑性が良好であるため、より好ましい。
【００３５】アルケニル基としては炭素数６〜２０のア
ルキル基を有するものが好ましく、代表的なものとして
オレイル基が挙げられる。次にＲ2 はアルキル基、アリ
ール基、アルキルアリール基若しくはアルケニル基のい
ずれか１種または水素原子であるが、炭素数２〜２０の
アルキル基または水素原子が好ましく用いられる。炭素
数２〜２０のアルキル基の代表的なものとしてエチル
基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ド
デシル基、ラウリル基、セチル基、ステアリル基が挙げ
られる。
ルキル基を有するものが好ましく、代表的なものとして
オレイル基が挙げられる。次にＲ2 はアルキル基、アリ
ール基、アルキルアリール基若しくはアルケニル基のい
ずれか１種または水素原子であるが、炭素数２〜２０の
アルキル基または水素原子が好ましく用いられる。炭素
数２〜２０のアルキル基の代表的なものとしてエチル
基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ド
デシル基、ラウリル基、セチル基、ステアリル基が挙げ
られる。
【００３６】一般式〔１〕で示される化合物は単独でも
よいが他の化合物と混合させても良い。混合させる場合
は、一般式〔１〕で示される化合物が少なくとも１０〜
１００％の範囲で、より好ましくは７５〜１００％の範
囲で含むサイジング剤を炭素繊維に付着させることが好
ましい。一般式〔１〕で示される化合物が１０％より少
ないサイジング剤では繊維の集束性が悪く、セメントと
の親和性が大きく低下し、炭素繊維による十分な補強効
果が発揮出来ない。
よいが他の化合物と混合させても良い。混合させる場合
は、一般式〔１〕で示される化合物が少なくとも１０〜
１００％の範囲で、より好ましくは７５〜１００％の範
囲で含むサイジング剤を炭素繊維に付着させることが好
ましい。一般式〔１〕で示される化合物が１０％より少
ないサイジング剤では繊維の集束性が悪く、セメントと
の親和性が大きく低下し、炭素繊維による十分な補強効
果が発揮出来ない。
【００３７】一般式〔１〕で示される化合物と混合させ
るものは、例えばエポキシ、不飽和ポリエステル、平滑
剤、柔軟剤、希釈剤、界面活性剤等の添加剤を加えるこ
とができる。
るものは、例えばエポキシ、不飽和ポリエステル、平滑
剤、柔軟剤、希釈剤、界面活性剤等の添加剤を加えるこ
とができる。
【００３８】サイジング剤の付着量は、繊維の集束性と
ダイレクトスプレー法での工程通過性を良好なものと
し、スプレーガン内での繊維の開繊による詰まりを防止
する観点から０．１〜２０重量％が好ましく、０．１〜
１０重量％がより好ましい。０．１％以下になると、ダ
イレクトスプレー法での工程通過性が悪くなり、スプレ
ーガン内で繊維束が開繊するため詰まりが発生する。ま
た、吹き付けても繊維束の集束性が弱いためファイバー
ボール状になり、繊維の分散性が悪く、成形物の強度が
低下する。付着量が２０％を越えると集束性が強くな
り、スプレーガンで吹き付けた時、単繊維本数１００〜
３０００本程度の繊維束に分離せず、元の繊維束のまま
でモルタル中に存在し、繊維束の分散性が著しく悪くな
り、成形物の強度が低下するため好ましくない。
ダイレクトスプレー法での工程通過性を良好なものと
し、スプレーガン内での繊維の開繊による詰まりを防止
する観点から０．１〜２０重量％が好ましく、０．１〜
１０重量％がより好ましい。０．１％以下になると、ダ
イレクトスプレー法での工程通過性が悪くなり、スプレ
ーガン内で繊維束が開繊するため詰まりが発生する。ま
た、吹き付けても繊維束の集束性が弱いためファイバー
ボール状になり、繊維の分散性が悪く、成形物の強度が
低下する。付着量が２０％を越えると集束性が強くな
り、スプレーガンで吹き付けた時、単繊維本数１００〜
３０００本程度の繊維束に分離せず、元の繊維束のまま
でモルタル中に存在し、繊維束の分散性が著しく悪くな
り、成形物の強度が低下するため好ましくない。
【００３９】本発明の炭素繊維は、ポリアクリロニトリ
ル系炭素繊維であることが好ましい。ポリアクリロニト
リル系炭素繊維は、アクリロニトリルを溶媒ＤＭＳＯ中
で重合開始剤により重合反応させた高分子ポリマーを湿
式または乾式または乾湿式紡糸により製造することがで
きる。
ル系炭素繊維であることが好ましい。ポリアクリロニト
リル系炭素繊維は、アクリロニトリルを溶媒ＤＭＳＯ中
で重合開始剤により重合反応させた高分子ポリマーを湿
式または乾式または乾湿式紡糸により製造することがで
きる。
【００４０】このポリアクリロニトリル繊維を２００〜
３００℃の温度で耐炎化処理し、次いで温度８５０〜１
３００℃で炭化焼成し炭素繊維を得る。このポリアクリ
ロニトリル系炭素繊維は、繊維が緻密で高強度、高弾性
率、耐薬品性が高いことからセメント等の補強にも他の
繊維を使うより高性能な成形物ができる。
３００℃の温度で耐炎化処理し、次いで温度８５０〜１
３００℃で炭化焼成し炭素繊維を得る。このポリアクリ
ロニトリル系炭素繊維は、繊維が緻密で高強度、高弾性
率、耐薬品性が高いことからセメント等の補強にも他の
繊維を使うより高性能な成形物ができる。
【００４１】本発明のセメント系無機質材補強用炭素繊
維の製造方法は、単繊維本数が１０００本以上２４００
０本以下の撚りの無いポリアクリロニトリル系繊維を上
述の方法で撚りが入らないように平溝ローラを用いて耐
炎化処理し、次いで繊維束を３〜１０ｍｍの幅に広げた
状態にしながら８５０〜１３００℃の温度で炭化焼成す
ることにより交絡度が１〜２５の繊維が得られる。この
繊維にサイジング剤として水およびポリエチレングリコ
ールをディップ方式で付着せしめた後、温度７０〜２５
０℃に加熱したホツトローラの表面に接触通過させるこ
とによって余分な水分を蒸発させ、水分率を０．１〜２
０重量％に、好ましくは1 〜１０重量％にすることによ
り、扁平度を好ましくは３〜５００に、より好ましくは
５〜１００に扁平化した後、芯材に巻き上げることによ
って製造できる。
維の製造方法は、単繊維本数が１０００本以上２４００
０本以下の撚りの無いポリアクリロニトリル系繊維を上
述の方法で撚りが入らないように平溝ローラを用いて耐
炎化処理し、次いで繊維束を３〜１０ｍｍの幅に広げた
状態にしながら８５０〜１３００℃の温度で炭化焼成す
ることにより交絡度が１〜２５の繊維が得られる。この
繊維にサイジング剤として水およびポリエチレングリコ
ールをディップ方式で付着せしめた後、温度７０〜２５
０℃に加熱したホツトローラの表面に接触通過させるこ
とによって余分な水分を蒸発させ、水分率を０．１〜２
０重量％に、好ましくは1 〜１０重量％にすることによ
り、扁平度を好ましくは３〜５００に、より好ましくは
５〜１００に扁平化した後、芯材に巻き上げることによ
って製造できる。
【００４２】ホットローラの温度が７０℃未満になると
水分の蒸発が少ないため水分が多くなり、繊維形態をテ
ープ状に扁平化することができなくなる。さらに、ボビ
ンに巻き上げる際、水分が多くなりすぎると巻き形状が
悪くなり、解舒性も悪くなる他、繊維の分散が悪くな
り、セメントの補強効果が低下する。また、ホットロー
ラの温度が２５０℃を越えると水分の蒸発が多くなりす
ぎて、繊維の集束性が低下し、ボビンからの解舒性、吹
き付け時の工程通過性が悪く、繊維がファイバーボール
状になり、モルタルの補強効果が低下する。ホットロー
ラの温度は１００〜１６０℃が繊維束をテープ状に扁平
化させやすい水分率になるため、より好ましい。なお、
サイジング剤として分子量が１００〜４００のポリエチ
レングリコールを単独で用いる場合はホットローラで扁
平化した後、芯材に巻き上げる。
水分の蒸発が少ないため水分が多くなり、繊維形態をテ
ープ状に扁平化することができなくなる。さらに、ボビ
ンに巻き上げる際、水分が多くなりすぎると巻き形状が
悪くなり、解舒性も悪くなる他、繊維の分散が悪くな
り、セメントの補強効果が低下する。また、ホットロー
ラの温度が２５０℃を越えると水分の蒸発が多くなりす
ぎて、繊維の集束性が低下し、ボビンからの解舒性、吹
き付け時の工程通過性が悪く、繊維がファイバーボール
状になり、モルタルの補強効果が低下する。ホットロー
ラの温度は１００〜１６０℃が繊維束をテープ状に扁平
化させやすい水分率になるため、より好ましい。なお、
サイジング剤として分子量が１００〜４００のポリエチ
レングリコールを単独で用いる場合はホットローラで扁
平化した後、芯材に巻き上げる。
【００４３】上記サイジング剤に水または平滑剤、柔軟
剤、希釈剤、界面活性剤等の添加剤を加えて希釈した場
合は、ディップ方式で付着させた後、温度７０〜２５０
℃のホットローラに接触させ余分な水分を蒸発させて扁
平化した後、繊維の残水分を除去するため温度７０〜２
５０℃の乾燥炉を通過させて芯材に巻き上げても良い。
剤、希釈剤、界面活性剤等の添加剤を加えて希釈した場
合は、ディップ方式で付着させた後、温度７０〜２５０
℃のホットローラに接触させ余分な水分を蒸発させて扁
平化した後、繊維の残水分を除去するため温度７０〜２
５０℃の乾燥炉を通過させて芯材に巻き上げても良い。
【００４４】本発明のセメント系無機質材補強用炭素繊
維の製造方法は、上記ポリアクリロニトリル系炭素繊維
に次式Ｒ1 Ｏ−ＰＯＡ−Ｒ2 （ここで、ＰＯＡ：炭素数
２〜４の少なくとも１種類以上のアルキレンオキサイド
からなるポリオキシアルキレン、Ｒ1 ：アルキル基、ア
リール基、アルキルアリール基、アルケニル基のいずれ
か１種、Ｒ2 ：アルキル基、アリール基、アルキルアリ
ール基、アルケニル基のいずれか１種または水素原子）
のサイジング剤をディップ方式で付着せしめた後、温度
７０〜２５０℃に加熱したホットローラの表面に接触通
過させることによって余分な水分を蒸発させ、サイジン
グ剤付着量を０．１〜１０重量％に、好ましくは１〜５
重量％にすることにより、扁平度を３〜５００に、好ま
しくは５〜１００に扁平化した後、次いで温度７０〜２
５０℃の乾燥機内を通過させて残水分を除去し繊維形態
を固定した後、芯材に巻き上げることによって製造でき
る。
維の製造方法は、上記ポリアクリロニトリル系炭素繊維
に次式Ｒ1 Ｏ−ＰＯＡ−Ｒ2 （ここで、ＰＯＡ：炭素数
２〜４の少なくとも１種類以上のアルキレンオキサイド
からなるポリオキシアルキレン、Ｒ1 ：アルキル基、ア
リール基、アルキルアリール基、アルケニル基のいずれ
か１種、Ｒ2 ：アルキル基、アリール基、アルキルアリ
ール基、アルケニル基のいずれか１種または水素原子）
のサイジング剤をディップ方式で付着せしめた後、温度
７０〜２５０℃に加熱したホットローラの表面に接触通
過させることによって余分な水分を蒸発させ、サイジン
グ剤付着量を０．１〜１０重量％に、好ましくは１〜５
重量％にすることにより、扁平度を３〜５００に、好ま
しくは５〜１００に扁平化した後、次いで温度７０〜２
５０℃の乾燥機内を通過させて残水分を除去し繊維形態
を固定した後、芯材に巻き上げることによって製造でき
る。
【００４５】ホットローラの温度が７０℃以下になると
水分の蒸発が少ないため水分が多くなり、繊維形態をテ
ープ状に扁平化することができなくなる。ホットローラ
の温度が２５０℃以上になると水分の蒸発が多くなりす
ぎて、繊維の集束性が低下し、ボビンからの解舒性、吹
き付け時の工程通過性が悪く、繊維がファイバーボール
状になり、モルタルの補強効果が低下する。ホットロー
ラの温度は１００〜１６０℃が繊維束をテープ状に扁平
化させやすい水分率になるため、より好ましい。繊維の
水分を除去し、繊維形態を固定するための乾燥機の温度
は７０〜２５０℃であるが、温度が７０℃より低いとサ
イジング剤の乾燥不足から繊維の目付けが不安定となる
他、乾燥時間がかかり製造コストが高くなる。温度が２
５０℃より高いとサイジング剤の成分が揮散し、繊維の
性能が低下し、ＣＦＲＣの曲げ強度が低下するため好ま
しくない。より好ましい乾燥温度は、１００〜２３０℃
である。
水分の蒸発が少ないため水分が多くなり、繊維形態をテ
ープ状に扁平化することができなくなる。ホットローラ
の温度が２５０℃以上になると水分の蒸発が多くなりす
ぎて、繊維の集束性が低下し、ボビンからの解舒性、吹
き付け時の工程通過性が悪く、繊維がファイバーボール
状になり、モルタルの補強効果が低下する。ホットロー
ラの温度は１００〜１６０℃が繊維束をテープ状に扁平
化させやすい水分率になるため、より好ましい。繊維の
水分を除去し、繊維形態を固定するための乾燥機の温度
は７０〜２５０℃であるが、温度が７０℃より低いとサ
イジング剤の乾燥不足から繊維の目付けが不安定となる
他、乾燥時間がかかり製造コストが高くなる。温度が２
５０℃より高いとサイジング剤の成分が揮散し、繊維の
性能が低下し、ＣＦＲＣの曲げ強度が低下するため好ま
しくない。より好ましい乾燥温度は、１００〜２３０℃
である。
【００４６】本発明のセメント系無機質材製部材は、繊
維束の扁平度が３以上５００以下で、その交絡度が１以
上２５以下であるセメント系無機質材補強用炭素繊維で
補強したものである。セメント系無機質材製部材とは、
たとえば壁材、型枠、板材などが挙げられる。
維束の扁平度が３以上５００以下で、その交絡度が１以
上２５以下であるセメント系無機質材補強用炭素繊維で
補強したものである。セメント系無機質材製部材とは、
たとえば壁材、型枠、板材などが挙げられる。
【００４７】壁材としては、間仕切り壁、間仕切り材、
壁下地材、壁パネル、など壁構成物が挙げられる。ま
た、型枠としては、柱型枠、型枠壁、梁型枠、基礎型
枠、永久型枠などの枠状物が挙げられる。さらに板材と
しては、内壁、外壁、間仕切り、屋根、天井、庇、床な
どの板状物が挙げられる。
壁下地材、壁パネル、など壁構成物が挙げられる。ま
た、型枠としては、柱型枠、型枠壁、梁型枠、基礎型
枠、永久型枠などの枠状物が挙げられる。さらに板材と
しては、内壁、外壁、間仕切り、屋根、天井、庇、床な
どの板状物が挙げられる。
【００４８】本発明のダイレクトスプレー法で成形する
炭素繊維補強セメント系無機質材成形物の製造方法は、
請求項１〜７のいずれかに記載の炭素繊維をボビンから
引き出し、ダイレクトスプレーガンで連続的に切断し、
セメント系無機質材と同時に型枠に吹き付けることによ
り成形できる。
炭素繊維補強セメント系無機質材成形物の製造方法は、
請求項１〜７のいずれかに記載の炭素繊維をボビンから
引き出し、ダイレクトスプレーガンで連続的に切断し、
セメント系無機質材と同時に型枠に吹き付けることによ
り成形できる。
【００４９】炭素繊維をボビンから引き出す方法は、ボ
ビンの外から解舒する方法、ボビンの内側から解舒する
（インサイドプル）方法があり、どちらでもよいがボビ
ンの内側から解舒する（インサイドプル）方法が解舒抵
抗が小さいため好ましい。
ビンの外から解舒する方法、ボビンの内側から解舒する
（インサイドプル）方法があり、どちらでもよいがボビ
ンの内側から解舒する（インサイドプル）方法が解舒抵
抗が小さいため好ましい。
【００５０】ダイレクトスプレーガンに供給された炭素
繊維は、長さ３〜５０ｍｍに切断され、定量ポンプで移
送されてくるモルタルと同時に型枠に吹き付けられる。
繊維の長さが３ｍｍより短いとモルタル補強効果が小さ
くなり成形物の強度が低下する。また、５０ｍｍより長
いと繊維の絡みが強くなり、分散性が低下し、成形物の
強度が低下する。
繊維は、長さ３〜５０ｍｍに切断され、定量ポンプで移
送されてくるモルタルと同時に型枠に吹き付けられる。
繊維の長さが３ｍｍより短いとモルタル補強効果が小さ
くなり成形物の強度が低下する。また、５０ｍｍより長
いと繊維の絡みが強くなり、分散性が低下し、成形物の
強度が低下する。
【００５１】吹き付ける繊維の量は、モルタルとの重量
比で好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは１
〜５重量％となるようにダイレクトスプレーガンへ連続
的に供給するのがよい。供給する繊維量が０．１重量％
より少なくなると断面積当りのマトリックス強度より繊
維強度が小さいため繊維の破断により成形物の補強効果
が低下することがある。また、繊維量が１０重量％を越
えると繊維混入率が大きくなるとともに空気混入率が大
きくなり、マトリックス強度が低下するため成形物の曲
げ強度が低下することがある。
比で好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは１
〜５重量％となるようにダイレクトスプレーガンへ連続
的に供給するのがよい。供給する繊維量が０．１重量％
より少なくなると断面積当りのマトリックス強度より繊
維強度が小さいため繊維の破断により成形物の補強効果
が低下することがある。また、繊維量が１０重量％を越
えると繊維混入率が大きくなるとともに空気混入率が大
きくなり、マトリックス強度が低下するため成形物の曲
げ強度が低下することがある。
【００５２】切断された繊維と同時に吹き付けるモルタ
ルは、セメント、水、骨材との混合物が適用できる。
ルは、セメント、水、骨材との混合物が適用できる。
【００５３】セメントとしては、普通ポルトランドセメ
ント、早強セメント、低収縮セメント、混合セメント、
特殊セメント等が挙げられるが、通常用いられる普通ポ
ルトランドセメントが安価であるため好ましい。骨剤と
しては、砂、ケイ砂、フライアッシュ、シラスバルー
ン、シリカなどの細骨材などが挙げられる。また、混和
剤として減水剤、遅延剤、促進剤、急結剤、増粘剤など
が挙げられ、必要に応じて使用することができる。
ント、早強セメント、低収縮セメント、混合セメント、
特殊セメント等が挙げられるが、通常用いられる普通ポ
ルトランドセメントが安価であるため好ましい。骨剤と
しては、砂、ケイ砂、フライアッシュ、シラスバルー
ン、シリカなどの細骨材などが挙げられる。また、混和
剤として減水剤、遅延剤、促進剤、急結剤、増粘剤など
が挙げられ、必要に応じて使用することができる。
【００５４】また、本発明のスプレー脱水法で成形する
炭素繊維補強セメント系無機質材成形物の製造方法は、
請求項１〜６のいずれかに記載の炭素繊維を巻き上げた
ボビンより引き出し、セメント系無機質材との重量比で
好ましくは２〜５％となるようにスプレーガンへ連続的
に供給し、スプレーガン内のカッターで切断しながらポ
ンプで移送されてくるモルタル、水、骨材、と混合させ
たセメント系無機質材と同時に型枠または微細孔を有す
るベルトの上にトラバースしながら吹き付け、真空装置
により余分な水を除去し、水／セメント比を調整するこ
とにより製造できる。
炭素繊維補強セメント系無機質材成形物の製造方法は、
請求項１〜６のいずれかに記載の炭素繊維を巻き上げた
ボビンより引き出し、セメント系無機質材との重量比で
好ましくは２〜５％となるようにスプレーガンへ連続的
に供給し、スプレーガン内のカッターで切断しながらポ
ンプで移送されてくるモルタル、水、骨材、と混合させ
たセメント系無機質材と同時に型枠または微細孔を有す
るベルトの上にトラバースしながら吹き付け、真空装置
により余分な水を除去し、水／セメント比を調整するこ
とにより製造できる。
【００５５】炭素繊維をボビンから引き出す方法、ダイ
レクトスプレーガンに供給された炭素繊維の長さ、吹き
付ける繊維の量は、前記したダイレクトスプレー法で成
形する炭素繊維補強セメント系無機質材成形物の製造方
法が適用できる。
レクトスプレーガンに供給された炭素繊維の長さ、吹き
付ける繊維の量は、前記したダイレクトスプレー法で成
形する炭素繊維補強セメント系無機質材成形物の製造方
法が適用できる。
【００５６】カットされた繊維とモルタルは、同一のノ
ズルから吹き付けられ、連続的に一定速度で移動するベ
ルトの上に幅方向にトラバースしながら吹き付ける。ベ
ルトの上に吹き付けられたモルタルは、真空装置により
モルタルの水分を吸引し、水分率を調整しながら成形す
る。
ズルから吹き付けられ、連続的に一定速度で移動するベ
ルトの上に幅方向にトラバースしながら吹き付ける。ベ
ルトの上に吹き付けられたモルタルは、真空装置により
モルタルの水分を吸引し、水分率を調整しながら成形す
る。
【００５７】切断された繊維と同時に吹き付けるモルタ
ルも前記したダイレクトスプレー法で成形する炭素繊維
補強セメント系無機質材成形物の製造方法が適用でき
る。
ルも前記したダイレクトスプレー法で成形する炭素繊維
補強セメント系無機質材成形物の製造方法が適用でき
る。
【００５８】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
る。
【００５９】実施例１ 単繊維の太さが１デニール、単繊維本数が１２０００本
の撚りの無いアクリル系繊維を２５０℃の空気中で加熱
し、延伸倍率１．０５で延伸しながら水分率が４．０％
の酸化繊維を得た。この酸化繊維を１４００℃の窒素雰
囲気中で炭素化することによって炭素繊維を得た。サイ
ジング剤として、水をディップ方式で付着させ、次いで
温度１５０℃の加熱ローラに接触通過させて、扁平度１
５、交絡度１．２、サイジング剤付着量が１０％の炭素
繊維を得た。この炭素繊維の水中沈降時間は６秒であっ
た。生産性は安定しローラ表面への毛羽の付着もなくボ
ビンへの巻き揚げ性は良好であった。この炭素繊維の引
張強度は５０００ＭＰａ、弾性率は２３０ＧＰａ、伸度
２．２％で、水中沈降時間は６秒であった。
の撚りの無いアクリル系繊維を２５０℃の空気中で加熱
し、延伸倍率１．０５で延伸しながら水分率が４．０％
の酸化繊維を得た。この酸化繊維を１４００℃の窒素雰
囲気中で炭素化することによって炭素繊維を得た。サイ
ジング剤として、水をディップ方式で付着させ、次いで
温度１５０℃の加熱ローラに接触通過させて、扁平度１
５、交絡度１．２、サイジング剤付着量が１０％の炭素
繊維を得た。この炭素繊維の水中沈降時間は６秒であっ
た。生産性は安定しローラ表面への毛羽の付着もなくボ
ビンへの巻き揚げ性は良好であった。この炭素繊維の引
張強度は５０００ＭＰａ、弾性率は２３０ＧＰａ、伸度
２．２％で、水中沈降時間は６秒であった。
【００６０】この炭素繊維をダイレクトスプレー法によ
り成形するためのモルタルは、普通ポルトランドセメン
ト１０８２ｇに対して水を５１２ｇ添加して水／セメン
ト比を４７．３重量％とし、細骨剤として粉末硅石をセ
メントに対して２５．３重量％投入し、混和剤としてＡ
Ｅ減水剤をセメントに対して２．０重量％添加混合して
製造した。
り成形するためのモルタルは、普通ポルトランドセメン
ト１０８２ｇに対して水を５１２ｇ添加して水／セメン
ト比を４７．３重量％とし、細骨剤として粉末硅石をセ
メントに対して２５．３重量％投入し、混和剤としてＡ
Ｅ減水剤をセメントに対して２．０重量％添加混合して
製造した。
【００６１】該炭素繊維をボビンから引き出し、ダイレ
クトスプレーガンのローターでガン内に給糸し、カッタ
ーで連続的にカットしてポンプで移送されてきたモルタ
ルとのトータル重量比で３％となるように圧縮空気で型
枠に吹き付けた。吹き付ける際、繊維束の工程通過性が
良好で大きな繊維束はさらに小さな繊維束に分離した。
クトスプレーガンのローターでガン内に給糸し、カッタ
ーで連続的にカットしてポンプで移送されてきたモルタ
ルとのトータル重量比で３％となるように圧縮空気で型
枠に吹き付けた。吹き付ける際、繊維束の工程通過性が
良好で大きな繊維束はさらに小さな繊維束に分離した。
【００６２】圧力０．２ＭＰａの圧縮空気で繊維束を吹
き付け繊維の拡散面積を測定すると２５０ｃｍ2 で型枠
面へ均一に繊維束が分離分散していた。
き付け繊維の拡散面積を測定すると２５０ｃｍ2 で型枠
面へ均一に繊維束が分離分散していた。
【００６３】吹き付け成形物は厚さ１０ｍｍ、縦４００
ｍｍ、横４００ｍｍの板状にして、温度２５℃湿度６５
％で３時間気中養生した。ついで室温で２８日間自然養
生して、厚さ１０ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ１６０ｍｍの
測定サンプルを製作した。成形物の横断面を切断し、顕
微鏡で観察すると単繊維間にセメント粒子が入っている
ことから、セメントとの馴染みが良好であった。この成
形物の曲げ強度について測定した結果を表１に示した。
ｍｍ、横４００ｍｍの板状にして、温度２５℃湿度６５
％で３時間気中養生した。ついで室温で２８日間自然養
生して、厚さ１０ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ１６０ｍｍの
測定サンプルを製作した。成形物の横断面を切断し、顕
微鏡で観察すると単繊維間にセメント粒子が入っている
ことから、セメントとの馴染みが良好であった。この成
形物の曲げ強度について測定した結果を表１に示した。
【００６４】実施例２ 実施例１と同様の炭素繊維にサイジング剤として、分子
量４００のポリエチレングリコールをディップ方式で
２．０重量％付着させ、次いで温度１５０℃の加熱ロー
ラに接触通過させて、扁平度１８、交絡度１．３の炭素
繊維を得た。生産性は安定しローラ表面への毛羽の付着
もなくボビンへの巻き揚げ性は良好であった。この炭素
繊維の引張強度は４９００ＭＰａ、弾性率は２３０ＧＰ
ａ、伸度２．１％で、水中沈降時間は７秒であった。こ
の炭素繊維をダイレクトスプレー法で吹き付けた繊維拡
散面積は２４０ｃｍ2 で成形物は厚さ１０ｍｍ、縦４０
０ｍｍ、横４００ｍｍの板状にして、温度２５℃湿度６
５％で３時間気中養生した。ついで室温で２８日間自然
養生して、厚さ１０ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ１６０ｍｍ
の測定サンプルを製作した。成形物の横断面を切断し、
顕微鏡で観察すると単繊維間にセメント粒子が入ってい
ることから、セメントとの馴染みが良好であった。この
成形物の曲げ強度について測定した結果を表１に示し
た。
量４００のポリエチレングリコールをディップ方式で
２．０重量％付着させ、次いで温度１５０℃の加熱ロー
ラに接触通過させて、扁平度１８、交絡度１．３の炭素
繊維を得た。生産性は安定しローラ表面への毛羽の付着
もなくボビンへの巻き揚げ性は良好であった。この炭素
繊維の引張強度は４９００ＭＰａ、弾性率は２３０ＧＰ
ａ、伸度２．１％で、水中沈降時間は７秒であった。こ
の炭素繊維をダイレクトスプレー法で吹き付けた繊維拡
散面積は２４０ｃｍ2 で成形物は厚さ１０ｍｍ、縦４０
０ｍｍ、横４００ｍｍの板状にして、温度２５℃湿度６
５％で３時間気中養生した。ついで室温で２８日間自然
養生して、厚さ１０ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ１６０ｍｍ
の測定サンプルを製作した。成形物の横断面を切断し、
顕微鏡で観察すると単繊維間にセメント粒子が入ってい
ることから、セメントとの馴染みが良好であった。この
成形物の曲げ強度について測定した結果を表１に示し
た。
【００６５】実施例３ 実施例１と同様の炭素繊維にサイジング剤として、次式
の化合物（オレイルエーテル）Ｃ18Ｈ35Ｏ−（ＥＯ）8-
Ｈを用い、濃度４％水溶液が入っている槽の中に上記炭
素繊維をディップ方式で２．０重量％付着させ、次いで
温度１５０℃の加熱ローラに接触通過させた後、１５０
℃の乾燥機を通過させ残水分を除去した後ボビンに巻き
取り、扁平度２０、交絡度１．４の炭素繊維を得た。生
産性は安定しローラ表面への毛羽の付着もなくボビンへ
の巻き揚げ性は良好であった。この炭素繊維の引張強度
は５１００ＭＰａ、弾性率は２２９ＧＰａ、伸度２．３
％で、水中沈降時間は６．２秒であった。
の化合物（オレイルエーテル）Ｃ18Ｈ35Ｏ−（ＥＯ）8-
Ｈを用い、濃度４％水溶液が入っている槽の中に上記炭
素繊維をディップ方式で２．０重量％付着させ、次いで
温度１５０℃の加熱ローラに接触通過させた後、１５０
℃の乾燥機を通過させ残水分を除去した後ボビンに巻き
取り、扁平度２０、交絡度１．４の炭素繊維を得た。生
産性は安定しローラ表面への毛羽の付着もなくボビンへ
の巻き揚げ性は良好であった。この炭素繊維の引張強度
は５１００ＭＰａ、弾性率は２２９ＧＰａ、伸度２．３
％で、水中沈降時間は６．２秒であった。
【００６６】この炭素繊維を実施例１と同様の方法で吹
き付け成形した繊維の拡散面積は２６０ｃｍ2 で型枠面
へ均一に繊維束が分離分散していた。この成形物の曲げ
強度について測定した結果を表１に示した。
き付け成形した繊維の拡散面積は２６０ｃｍ2 で型枠面
へ均一に繊維束が分離分散していた。この成形物の曲げ
強度について測定した結果を表１に示した。
【００６７】実施例４ 実施例１と同様の炭素繊維にサイジング剤として、次式
の化合物（オレイルエーテル）Ｃ18Ｈ35Ｏ−（ＥＯ）8-
Ｈを用い、このサイジング剤の濃度４％水溶液が入って
いる槽の中に上記炭素繊維をディップ方式で２．０重量
％付着させ、次いで温度１５０℃の加熱ローラに接触通
過させた後、１５０℃の乾燥機を通過させ残水分を除去
した後ボビンに巻き取り、扁平度１９、交絡度１．５の
炭素繊維を得た。生産性は安定しローラ表面への毛羽の
付着もなくボビンへの巻き揚げ性は良好であった。この
炭素繊維の引張強度は４９５０ＭＰａ、弾性率は２３２
ＧＰａ、伸度２．２％で、水中沈降時間は６秒であっ
た。
の化合物（オレイルエーテル）Ｃ18Ｈ35Ｏ−（ＥＯ）8-
Ｈを用い、このサイジング剤の濃度４％水溶液が入って
いる槽の中に上記炭素繊維をディップ方式で２．０重量
％付着させ、次いで温度１５０℃の加熱ローラに接触通
過させた後、１５０℃の乾燥機を通過させ残水分を除去
した後ボビンに巻き取り、扁平度１９、交絡度１．５の
炭素繊維を得た。生産性は安定しローラ表面への毛羽の
付着もなくボビンへの巻き揚げ性は良好であった。この
炭素繊維の引張強度は４９５０ＭＰａ、弾性率は２３２
ＧＰａ、伸度２．２％で、水中沈降時間は６秒であっ
た。
【００６８】実施例１と同様の炭素繊維とモルタルを用
いて繊維の添加量がモルタルに対する重量比で２．０％
になるようにスプレーガンへ連続的に供給し、スプレー
ガン内のカッターで切断しながらポンプで移送されてく
るセメント、水、骨材と混合させたセメント系無機質材
と同時に型枠または微細孔を有するベルトの上にトラバ
ースしながら吹き付け、真空装置により余分な水を除去
し、水／セメント比を調整しながら成形した。圧縮空気
で吹き付けた繊維の拡散面積は２４０ｃｍ2 であった。
成形物は厚さ１０ｍｍ、縦４００ｍｍ、横４００ｍｍの
板状にして、温度２５℃湿度６５％で３時間気中養生し
た。ついで室温で２８日間自然養生して、厚さ１０ｍ
ｍ、幅４０ｍｍ、長さ１６０ｍｍの測定サンプルを製作
した。この成形物の曲げ強度について測定した結果を表
１に示した。
いて繊維の添加量がモルタルに対する重量比で２．０％
になるようにスプレーガンへ連続的に供給し、スプレー
ガン内のカッターで切断しながらポンプで移送されてく
るセメント、水、骨材と混合させたセメント系無機質材
と同時に型枠または微細孔を有するベルトの上にトラバ
ースしながら吹き付け、真空装置により余分な水を除去
し、水／セメント比を調整しながら成形した。圧縮空気
で吹き付けた繊維の拡散面積は２４０ｃｍ2 であった。
成形物は厚さ１０ｍｍ、縦４００ｍｍ、横４００ｍｍの
板状にして、温度２５℃湿度６５％で３時間気中養生し
た。ついで室温で２８日間自然養生して、厚さ１０ｍ
ｍ、幅４０ｍｍ、長さ１６０ｍｍの測定サンプルを製作
した。この成形物の曲げ強度について測定した結果を表
１に示した。
【００６９】比較例１ 実施例１の連続炭素繊維をビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂（“エピコート”１００４（油化シェルエポキシ
製））にエチレンオキサイド３０モルを付加させた化合
物の水分散液で濃度４％の水溶液中に通過させディップ
方式で２．０％付着させ、２００℃の温度で乾燥した。
この繊維の扁平度は２．５、交絡度は３５であった。圧
縮空気で吹き付けた時の繊維拡散面積は４０ｃｍ2 であ
った。
樹脂（“エピコート”１００４（油化シェルエポキシ
製））にエチレンオキサイド３０モルを付加させた化合
物の水分散液で濃度４％の水溶液中に通過させディップ
方式で２．０％付着させ、２００℃の温度で乾燥した。
この繊維の扁平度は２．５、交絡度は３５であった。圧
縮空気で吹き付けた時の繊維拡散面積は４０ｃｍ2 であ
った。
【００７０】実施例１と同様のモルタルおよび成形方法
により型枠に吹き付け成形しサンプルを製作した。吹き
付け時、繊維の集束性が強いため繊維束がさらに小さい
繊維束に分散しなかった。また、顕微鏡による断面観察
では単繊維間に入ったセメント粒子が少なかった。繊維
束のモーメントおよび成形物の曲げ強度について測定し
た結果を表１に示した。
により型枠に吹き付け成形しサンプルを製作した。吹き
付け時、繊維の集束性が強いため繊維束がさらに小さい
繊維束に分散しなかった。また、顕微鏡による断面観察
では単繊維間に入ったセメント粒子が少なかった。繊維
束のモーメントおよび成形物の曲げ強度について測定し
た結果を表１に示した。
【００７１】比較例２ 実施例１の連続炭素繊維にビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂（“エピコート”８２８（油化シェルエポキシ
製））濃度４％水分散液の中に炭素化した繊維を通過さ
せディップ方式で付着量を２．０重量％とした。この繊
維の扁平度は２．１、交絡度は３１であった。
樹脂（“エピコート”８２８（油化シェルエポキシ
製））濃度４％水分散液の中に炭素化した繊維を通過さ
せディップ方式で付着量を２．０重量％とした。この繊
維の扁平度は２．１、交絡度は３１であった。
【００７２】プリミックス法で成形するため、普通ポル
トランドセメント１０８２ｇをオムニミキサーに投入
し、細骨剤として粉末硅石をセメントに対して２５．３
重量％投入し、長さ６ｍｍに切断した炭素繊維をモルタ
ルに対して重量比で２．０％添加した。この状態で一端
撹拌混合させた。次いで、水を５１２ｇ添加して水／セ
メント比を４７．３重量％とし、混和剤としてＡＥ減水
剤をセメントに対して２．０重量％添加混合してモルタ
ルを製造した。
トランドセメント１０８２ｇをオムニミキサーに投入
し、細骨剤として粉末硅石をセメントに対して２５．３
重量％投入し、長さ６ｍｍに切断した炭素繊維をモルタ
ルに対して重量比で２．０％添加した。この状態で一端
撹拌混合させた。次いで、水を５１２ｇ添加して水／セ
メント比を４７．３重量％とし、混和剤としてＡＥ減水
剤をセメントに対して２．０重量％添加混合してモルタ
ルを製造した。
【００７３】このモルタルを厚さ１０ｍｍ、縦４００ｍ
ｍ、横さ４００ｍｍの板状になる型枠に流し込み、温度
２５℃湿度６５％で３時間気中養生した。ついで室温で
２８日間自然養生して、厚さ１０ｍｍ、幅４０ｍｍ、長
さ１６０ｍｍの曲げ強度測定サンプルを製作した。
ｍ、横さ４００ｍｍの板状になる型枠に流し込み、温度
２５℃湿度６５％で３時間気中養生した。ついで室温で
２８日間自然養生して、厚さ１０ｍｍ、幅４０ｍｍ、長
さ１６０ｍｍの曲げ強度測定サンプルを製作した。
【００７４】成形物の曲げ強度について測定した結果を
表１に示した。
表１に示した。
【００７５】比較例３ 市販のピッチ系炭素繊維を用いて、実施例１と同様のモ
ルタルおよびダイレクトスプレー法により成形したサン
プルを製作した。ピッチ系炭素繊維の扁平度は２．３、
交絡度は２８で、吹き付け時の繊維拡散面積は４５ｃｍ
2 であった。繊維の集束性が強いためか繊維束がさらに
小さい繊維束に分散しなかった。成形物の曲げ強度につ
いて測定した結果を表１に示した。
ルタルおよびダイレクトスプレー法により成形したサン
プルを製作した。ピッチ系炭素繊維の扁平度は２．３、
交絡度は２８で、吹き付け時の繊維拡散面積は４５ｃｍ
2 であった。繊維の集束性が強いためか繊維束がさらに
小さい繊維束に分散しなかった。成形物の曲げ強度につ
いて測定した結果を表１に示した。
【００７６】
【表１】
【００７７】
【発明の効果】本発明の炭素繊維は、扁平度３以上５０
０以下で、その交絡度が１以上２５以下であることによ
り、吹き付け成形すると繊維がより小さい繊維束に分
離、分散して繊維の拡散面積が大きくなる。すなわち、
繊維の分散性が向上し、セメント系無機質材との接触面
積が多くなりセメント成形物の補強効果が向上して、成
形物の力学的特性が優れたものとなる。
０以下で、その交絡度が１以上２５以下であることによ
り、吹き付け成形すると繊維がより小さい繊維束に分
離、分散して繊維の拡散面積が大きくなる。すなわち、
繊維の分散性が向上し、セメント系無機質材との接触面
積が多くなりセメント成形物の補強効果が向上して、成
形物の力学的特性が優れたものとなる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｄ０６Ｍ 13/18 13/52 (72)発明者 岡太 浩 東京都千代田区丸の内２丁目１番２号 旭 硝子株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】繊維束の扁平度が３以上５００以下で、そ
の交絡度が１以上２５以下であることを特徴とするセメ
ント系無機質材補強用炭素繊維。 - 【請求項２】請求項１に記載の炭素繊維であって水中沈
降時間が１秒以上３０秒以下であることを特徴とするセ
メント系無機質材補強用炭素繊維。 - 【請求項３】請求項１〜２のいずれかに記載の炭素繊維
であって圧力０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下の圧縮空気
で型枠に吹き付けたとき繊維の拡散面積が５０ｃｍ2 以
上４００ｃｍ2 以下であることを特徴とするセメント系
無機質材補強用炭素繊維。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維
にサイジング剤が付着され、該サイジング剤が水および
／または分子量１００〜６００のポリエチレングリコー
ルであることを特徴とするセメント系無機質材補強用炭
素繊維。 - 【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維
にサイジング剤が付着され、該サイジング剤が下記一般
式〔１〕で示される化合物であることを特徴とするセメ
ント系無機質材補強用炭素繊維。 Ｒ1 Ｏ−ＰＯＡ−Ｒ2 …〔１〕 （ここで、ＰＯＡ：炭素数２〜４の少なくとも１種類以
上のアルキレンオキサイドからなるポリオキシアルキレ
ン、Ｒ1 ：アルキル基、アリール基、アルキルアリール
基、アルケニル基のいずれか１種、Ｒ2 ：アルキル基、
アリール基、アルキルアリール基、アルケニル基のいず
れか１種または水素原子） - 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の炭素繊維
にサイジング剤が付着され、該サイジング剤の付着量が
０．１〜２０重量％であることを特徴とするセメント系
無機質材補強用炭素繊維。 - 【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の炭素繊維
がポリアクリロニトリル系炭素繊維であることを特徴と
するセメント系無機質材補強用炭素繊維。 - 【請求項８】炭素繊維に請求項４に記載のサイジング剤
を付着せしめた後、温度７０〜２５０℃に加熱したロー
ラの表面に接触通過させることによって水分の一部を除
去しながら繊維形態をテープ状に扁平化した後、芯材に
巻き上げることを特徴とするセメント系無機質材補強用
炭素繊維の製造方法。 - 【請求項９】炭素繊維に請求項５に記載のサイジング剤
を付着せしめた後、温度７０〜２５０℃に加熱したロー
ラの表面に接触通過させることによって水分の一部を除
去しながら繊維形態をテープ状に扁平化し、次いで温度
７０〜２５０℃の乾燥機内を通過させて残水分を除去し
繊維形態を固定した後、芯材に巻き上げることを特徴と
するセメント系無機質材補強用炭素繊維の製造方法。 - 【請求項１０】請求項１〜７のいずれかに記載の炭素繊
維をモルタルに添加し、補強されてなることを特徴とす
る炭素繊維補強セメント系無機質材製部材。 - 【請求項１１】請求項１〜７のいずれかに記載の炭素繊
維をボビンから引き出し、連続的に切断し、セメント系
無機質材と同時に型枠に吹き付けるダイレクトスプレー
法により成形することを特徴とする炭素繊維補強セメン
ト系無機質材成形物の製造方法。 - 【請求項１２】請求項１〜７のいずれかに記載の炭素繊
維をボビンから引き出し、連続的に切断しながらセメン
ト系無機質材と同時に型枠または微細孔を有するベルト
の上に吹き付け、減圧下で水分を除去し、水／セメント
比を調整するスプレー脱水法により成形することを特徴
とする炭素繊維補強セメント系無機質材成形物の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27269097A JP3895842B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | セメント系無機質材補強用炭素繊維およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27269097A JP3895842B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | セメント系無機質材補強用炭素繊維およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11116295A true JPH11116295A (ja) | 1999-04-27 |
| JP3895842B2 JP3895842B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=17517445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27269097A Expired - Fee Related JP3895842B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | セメント系無機質材補強用炭素繊維およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3895842B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003289947A (ja) | 2002-04-01 | 2003-10-14 | Hideo Tomiyama | 回転歯ブラシの製造方法及び製造装置 |
| JP2007070204A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Toray Ind Inc | コンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材、その製造方法およびコンクリートもしくはモルタル構造物 |
| WO2023002876A1 (ja) * | 2021-07-19 | 2023-01-26 | 東レ株式会社 | サイジング剤を含有する炭素繊維束およびその製造方法 |
| EP4026942A4 (en) * | 2019-09-03 | 2023-10-25 | Hyosung Advanced Materials Corporation | METHOD FOR PRODUCING CARBON FIBERS AND CARBON FIBERS PRODUCED THEREFROM |
-
1997
- 1997-10-06 JP JP27269097A patent/JP3895842B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003289947A (ja) | 2002-04-01 | 2003-10-14 | Hideo Tomiyama | 回転歯ブラシの製造方法及び製造装置 |
| JP2007070204A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Toray Ind Inc | コンクリートもしくはモルタル補強用炭素繊維複合樹脂線材、その製造方法およびコンクリートもしくはモルタル構造物 |
| EP4026942A4 (en) * | 2019-09-03 | 2023-10-25 | Hyosung Advanced Materials Corporation | METHOD FOR PRODUCING CARBON FIBERS AND CARBON FIBERS PRODUCED THEREFROM |
| WO2023002876A1 (ja) * | 2021-07-19 | 2023-01-26 | 東レ株式会社 | サイジング剤を含有する炭素繊維束およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3895842B2 (ja) | 2007-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1131264A (en) | Fiber-reinforced cement-like material | |
| EP0599340B1 (en) | Carbon fibers for reinforcement of cement and cement composite material | |
| US7204879B2 (en) | Fiber reinforced cementitious material | |
| US5753368A (en) | Fibers having enhanced concrete bonding strength | |
| JP2756069B2 (ja) | コンクリート補強用炭素繊維 | |
| WO2016117435A1 (ja) | セメント補強用繊維材料 | |
| JP2001519318A (ja) | 賦形ファイバ−セメント製品及びこのような製品用の強化ファイバ | |
| JP4252369B2 (ja) | 解繊性に優れた補強用短繊維 | |
| JPH11116295A (ja) | セメント系無機質材補強用炭素繊維およびその製造方法 | |
| JP2018111631A (ja) | セメント補強用繊維材料 | |
| JPH10183473A (ja) | 集束糸 | |
| JP2810173B2 (ja) | 炭素繊維補強セメント系複合材料の製造方法 | |
| JP2018111632A (ja) | セメント補強用繊維材料 | |
| JP2660143B2 (ja) | セメント補強用炭素繊維及びセメント複合体 | |
| JP2752871B2 (ja) | セメント補強用炭素繊維及びセメント複合体 | |
| JPH10101386A (ja) | セメント系無機質材補強用炭素繊維およびその製造方法 | |
| JP3166180B2 (ja) | 繊維補強水硬性成形品およびその製造方法 | |
| JP3543880B2 (ja) | セメント系無機質材補強用炭素繊維と炭素繊維補強セメント系無機質材成形物およびその製造方法 | |
| JP3563145B2 (ja) | 集束糸 | |
| JP2001328853A (ja) | コンクリート等の補強用材料 | |
| JP2948884B2 (ja) | 繊維強化水硬性成形物 | |
| JP2756068B2 (ja) | セメント補強用炭素繊維及びセメント複合体 | |
| JPH11293515A (ja) | 繊維及び成形体 | |
| JPS5855100B2 (ja) | ガラス繊維強化セメント製品の製造法 | |
| JPH04175252A (ja) | アクリル系合成繊維及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040122 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040209 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040122 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040209 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040319 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040325 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060927 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061003 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061107 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061208 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061215 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222 Year of fee payment: 3 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131222 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |