JPS59207859A - セメントスラリ−組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 木兄「１１」は、力学的性質の優れたアクリル系蛍光１
ｈ　１１１ｉ強セメント硬化製品（以下、（便化・１呪
品という）がきわめて生産性よく製造できるセメントス
ラリー組ｌ、＋ｉ７．物に関する。

従来、硬化′・専品の耐屈曲性、耐衝撃性などを改良す
るために、アスベストを代表とする各種の補強用、１！
４糺をセメントに混入することが広く行なわれている。

特にアスベストはセメントに対する接着性に優れ、価格
も安いために、セメントの補強剤として古くから大・・
−に使用されて来たが、近年に至り、アスベストは発カ
ン性物′、ばであることが明らかにされ、労働衛生、環
境保全上の見地から欧米等においては、法的（こ使用が
禁止されようとしており、アスヘスト代替痢す「［ン償
糾：への要望が強くなろうとしている。

このアスヘペトｌ、こ代督し得る補強用熾推としては、
既に数多くの提案がなされており、カラス繊維、金属−
、伐維などの無；飛繊維、ポリアミド。

ｌリエステル、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール
、ポリアクリロニトリルなどの有Ｗ　合成−七信■かセ
メント補強用ｌ裁Ｍｆ：として挙げられている。

しかして、セメント補強Ｊｎ　、淑Ｅ４１．には、機械
的強度特性に加えて耐アルカリ性、耐水性、セメントに
対する接着性など種々の侶１・性か要求され、アスベス
トに代替し得る経済的に安価な大ＩＩ４．生産可能な：
；″、・雄は未だ提案されていないと云える。

これらの従来提案された一Ｊｉ：ＬｊｉＪの中で、特公
ｌ’ｊ′Ｊ５３−、１８２１３号公報には、既知の常γ
ノミで湿式紡糸された低強度のアクリル糸＋＋ｊＲ雄が
セメントのみならず、石膏、アスファルト、合成１＆ｌ
Ｊ脂など各種の硬化補強品の補強イ攻維として有効であ
ることが開示されている。すなわち、上記湿式紡糸され
たアクリル系ｉｔｌ：維はそのぺ衾４維表面に形成され
た寂や筋および虜維内！ｆＲのｔ・攻少な空隙が前記セ
メントなどのベース原料に対する接着力を向上させ、結
果として良好なｉ１１強効果を与えることが開示されて
いる。

しかしながら本発明者らが、既知の湿式紡糸法により得
られた弾性率が低く、強度も低いアクリル系繊維をセメ
ント補強用倒雄として用いテｆＩＩＩ々検討した結果、
補強用繊維としての性能を硬化製品に反映させることが
十分てなく、また鷹維゛長が例えば１５ｍと長い場合、
実際の湿式抄造等の方法で硬化製品を製造する際のセメ
ントスラリー攪拌時に該繊ＩＩＩが塊状にからまり、セ
メントスラリー中の固形物濃度を上げることか困難で湿
式抄造の操業性が著しく低下するなど多くの問題点があ
ることを見出し、鋭意研究をすすめて本発明に到達した
ものである。

すなわち、本発明の目的とするところは、優れた曲げ強
度、耐衝撃強度を有する硬化製品が生産性よくイリられ
るセメントスラリー組成秒を提供するにある。

こσ２ような本発明の目的は、前記９“デ許ｉ清求の範
囲に記載した発明によって達成することができる。

本発明において、アクリル系、繊維の物性としては弾性
率が１２０１’Ｑ以上、好ましくは１４０’？１以上で
ａｆ能な限り高い方がよく、また繊維長は１〜５工、好
ましくは２〜４□、であることが必要である。

特に硬化製品の曲げ強度は補強繊維の弾性率と密切な関
１系であり、少くともアスベストに代替し得る補強効果
を得るためには、譲アクリル系蜜維の弾性率は１２０　
！／、（以上、好ましくは１４０〜以上でできるだけ高
いことが重要である。また該アクリル系繊維の供糾：長
は一般にその長さが長くなるにしたがい、水で攪拌混合
したセメントスラリー中の分散性か低下するが、このＡ
ＩＩＪ長か５Ｍをこえると、セメントスラリー製造時の
混和・調整に際し、該眞維が塊状にからまり硬化製品を
湿式抄造することが困難となるうえ、得られる硬化製品
の曲げ強度が低下したり、あるいは硬化製品の形状が不
均一となり、ひび酌れ、門凸の発生などの問題が生じ好
ましくない。

一方アクリル系繊維の繊維長が１即より短い場合は、該
繊維のセメントスラリー中の分散性は向」ニジ、硬化製
品の形状は均一化するものの、硬ｆヒ製品の強度、特に
曲げ強度の低下が著しくなる。

本発明におけるアクリル系ｋｉ　Ａｌ’Ｌは前記の特定
する弾佳率およびし維長を具備することが重要であり、
弾性率、繊維長のいづれか一方が不発たり、硬化製品を
製造する場合の生産性か著し＾ く低下する。

また本発明におけるアクリル系繊維の単糸繊度としては
通常０５〜５ｃｌ、好ましくは０６〜３ｄがよい。単糸
繊度が０．５　ｄより小さいとセメントスラリー中の繊
維の分散性が低下し、５ｄをこえると硬化製品の表面毛
羽立ち等の品質後が生じ易くなる。

率 なお、前記弾性以外の微雑物性２例えば引張強度に５．
０〜以上、好ましくは６．０乞以上がよく、引張伸度は
５〜１５％か好ましい。これら４”ｒ’ｅ明におけるア
クリル糸浅維の物性は、公知の衣料用アクリル系繊維の
物’ｌ！’ＩＥとは異なった高弾゛四１．高９度である
。

本発明におけるアクリル系、試維の製造法としては、少
くとも８５伍景％のアクリロニトリル（ＡＮ）を含有す
るＡＮ系重合体から構成されるものであることが好まし
く、ＡＮが８５重量％未満の場合は、トＡｕ維形成性、
特に延伸性が悪化の傾向を示し、高弾性率が得られ、・
雅くなる。

このアクリル系繊維は、通常１５重炭％以内で少くとも
１棟のコモノマーを共重合した重合体からなる繊維であ
るが、ＡＮ単独の重合体からなる。ｆ、４を維であって
もよい。コモノマーとしてはＡ　Ｎと共−重合可能な公
知のビニル系単量体２例えばアクリルアミド、アクリル
酸およびそれらのエステル、ビニルアセテートなどのビ
ニルエステル、ビニルブチルエーテルなどのビニルエー
テル、スチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ＪＨＬ
ビニルなどのハロゲン化ビニル、イタコン１う、マレイ
ン酸などの不飽和二塩基酸およびそのエステル、ビニル
ピリジン、メタクリル酸ジエチルアミノエチルエステル
かどの塩基−ｊｉＩＨビニル化合物およびその四級塩、
アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、アクリルアミ
ドアルカンスルホン酸などのスルホンＰ　基金ｆビニル
化合物およびそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩など
を挙げることができる。

このようなＡＮ系重合体の重合方法としては、一般に工
業的に用いられる重合方法２例えは゛スラリー取合、懸
濁重合などの水系重合、ジメチルスルホキシド、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、塩化亜鉛水溶
液などの溶媒中で行なう溶液重合が挙げられる。

かかるＡＮ系重合体は硝酸、あるいは塩化亜鉛や四ダン
ソーダなどの無機塩濃厚水溶液、ジメチルアセトアミド メチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどの有機
溶媒などの溶媒に溶）拝シ、得られた紡糸原液を湿式紡
糸し、延伸、水洗、乾燥までの工程は公知のアクリル系
繊維の製造法に準じて実施し、その後の工程として全延
伸倍率を少くとも９倍、好ましくは１．０〜２０倍にな
るように二次延伸を行なう。この二次延伸方法としては
加圧蒸気延伸、熱板延伸等の方法を庸いることができる
。

二次延伸における延伸倍率の比率は使用するＡ　Ｎ系重
合体の種類、溶媒の種類などにより異なるが、通常、−
次延伸倍率を５〜８倍、二次延伸倍率を１４〜４倍の範
囲内に設定するのがよい。このような高倍率延伸によっ
て、本発明におけるアクリル系繊維はその弾性率が少く
とも１２０〜の高弾性率繊維に転換されるのである。

次に本発明でいう固形物とはセメントを主成分とするも
のであって、通常はセメントを少くとも８０１■含有し
、これにケイ砂（シリカ）およびパルプか混合される。

この固形物中のケイ砂およびパルプの混合比率はそれぞ
れ固形物中に５〜１５す（鼠％、１〜５重世％の１陀囲
で用いるのが稗辿であるか特に限定されるものではない
。

上記の−：クメントを主成分とする固１１ｇ物は、水を
用い公知の方法により５〜２０貢凧％、好ましくは８〜
１５．ｃｌｊｊ５″に％の濃度のセメントスラリーとさ
れ、さらにこのセメントスラリー中に本発明にかかるア
クリ・ル系繊維か固形物重量当り０５〜も重量％、好ま
しくは１〜４重鮎％配合される。上記固形物濃度が５重
量％未満の場合は湿式抄造法で硬化製品を製造する際の
生産性が著しく悪く、一方２０束量％をこえると固形セ
メント 物が凝集してスラリーの攪拌・混和が不満足な＾ ものとる「す、抄造が困難となる。

また＠画用アクリルアミドの該固形物に対する配合がか
０５重量％未満では、補強効果か不十分となるほか、抄
造時のシートの切！ｌ’ｉ、？が起り易く、５重量％を
こえるとセメントスラリー製危時に攪拌による繊維のか
らまりが多くなり、硬化製品の形状が不均一になったり
、スラリーが沈降して抄辿が困蒔となる。

固形物′中の主成分であるセメントとしては普通、早強
および中庸熱ポルトランドセメント、白色ポルトランド
セメント、アルミナセメントなどがあるか、好ましくは
ポルトランドセメントがよい。また固形物において、シ
リカを混和した場合、硬化製品の曲げ強度が向上し本発
明の効果を高めることができる。さらにパルプを／ｌ′
１１和した場合、セメントとの絡合性を向上させ七メン
ト成型セ、′［を効率的に抄くことが有利となり、生産
′１／Ｉ；が向上する。

本発明においては、セメントとの絡合性を向」二させる
ためセメントスラリー中にポリアクリルアミドのような
高分子凝集剤を硬化製品の強度低下を招かない程度に少
量添加することもてきる。

本発明のセメントスラリー組成物を用いて抄造された成
型物は、自然養生もしくは９０℃以下の湿式養生を行な
うことによって好適な硬化製品が得られる。本くＢ明の
セメントスラリー組成物は、補強効果の優れたアクリル
系、做髄：全混和することにより、生産性がよく、高い
曲げ強ス 度や衝撃強度を有するセメントレート板、波板などのＩ
Ｉ！Ｉ！化製品を得ることができる。

５以下、本づた明の効果を実施例により具体的にｌ説明
する。なお実施例中、曲げ強度の測定は、丁丁Ｓ　−Ａ
　−５４０３にべ縛じて行ない、イ曲１１．劣ｔａｉ！
Ｕ：’の７１１り定は厚さ６　Ｉｌｍ　、縦１２０　ｍ
ｍ　、　横４５　ｍｍの硬化板に成、聖書生後、シャル
ビ型衝撃強度試験装置を用いて詞なった。

実施例１ ＡＮ９０改Ｈｔ％、アクリル酸メチル９重量％。

メタリルスルホンｌ′物ソーダｌ　ｍ　ｆ−、％からな
るＡＮ系重合体のジメチルスルホキシド溶液（ポリマ２
１Ｊ度２２．０重ｆｉｔ　％、４５℃の粘度が２００ポ
イズ）を紡糸原液としてジメチルスルホキ９１５５％水
溶７１ｉ中に紡出し、沸水浴中で６５倍に延伸後、水洗
、乾燥緻密化し、１１５℃の加圧スチーム中でさらに２
５倍延伸して全延伸倍率か１６．３倍の延伸糸条を作製
した。得られたアクリル系、裁に、匡糸条の単糸繊度は
１．５ｄ’、強度は６．９イる。伸バ↓−は９％、ヤン
グ率はｌ　５５　！’４てあ′つた。

このｂＱｃ　Ｋｄｌｉ糸条は４１Ｉ１１の長さにカット
した。

次にポルトランドセメント８８　重％（％、シリカ粉末
１０爪烙％、粉砕パルプ２′１￥ｆｆ１％からなる固形
物、該固形物の濃度が１０重Ｍ％になる量の水および固
形物寺に対して２重量％の前記アクリル系うてｊイ；・
ν糸１Ｆを埠”１ｉｉｔ　Ｌ、た。

ト記固形物およびアクリル系短ｙ秒、を水中で１・・−
１拌混和し、ｉ！Ｉ４　’ｉｉ；の丸金網式スレート抄
造装置（ハチェツクマンン）を用いてセメントスレート
板を作・姿した。

この七メントスレート板を加圧成型し、２５゛（、の飽
和蒸気下で２８日間自然養生し、曲げ強度を測定したと
ころ２２０　ｋｇ　／　ａ。′て良好な値であった。

また仲ｊｌｊＰ、弛度は４．　Ｏｋｇ−ｃｒ１１／■′
であり、実用上７Ｂ４足できる性能であった。

実施例２〜３．比較例１〜２ 実施例１において延伸倍率を第１表に示すように変更し
たほかは実施例１と同様にしてセメントスレート した。その結果を第１表に示す。

以下余白 第　　１　　表 比較例３ 比較例１で得られたヤング率６０りのアクリル糸撤維の
４ｆ維長を３＝，１０ｍｍにそれぞれ変更したほかは実
施（ＺＪ　１と同様にしてセメントスレート板を作越し
、曲げ強度を測定した。

繊維長を３　ｍｍにカットしたアクリル系４１我維を用
いて有られたスレート板の曲げ強度は１３０ｋｇ／Ｃｌ
１２で、実用上、強度か不十分であった。

また、に観光１（長をｌ　Ｏ　ｍｍに力′ントしたアク
リル系・：ン、維を用いた場合は、セメントスラリー中
の凝集か著しく、抄造かできなかった。

実施例４〜１２．比較例４〜７ 実施例１てイ４Ｉられたヤング率１５５　Ｎのアクリル
系供線゛糸条を用い、第２表に示すように３・Ｉ）：、
′、・白くを０．５　、　１　、　　、’Ｊ　、　　５
　、　７　ｍ１１にカットした後、セメントスラリーを
１乍刺した。このｌ祭、ｌａ　形ｅＪとしではポルトラ
ンドセメント８６重垣％、シリカ粉末］、　ｘ、　５３
石−ＦＩｉ％、粉砕パルプ”　、　５　重ｂｆ％とし、
１σｉｉ形ｑ勿７農１仏および該１占１１杉物にたいす
るアクリル系短″゛戊糸１（、の軛合比率を変更し、丸
金網式スレート抄Ｉ告装置を用いて抄造を行なった。

金網に抄き上けられる１枚のセメントシートの￥ｌ【ｆ
ｉ’＋を第２衣に示す。

また得らイ］だスレート板（養生後ンの曲げ強１（ｙを
あわせて第２表に示す。

以下余白 第　　２　　表 ×・・・スラリー凝集により抄造不可能第２表から、本
ブ（−明のセメントスラリー組成物を用いた場合は、セ
メントシートの＠ｈ“″が大きくなり、セメントシート
の積層枚数か低減でき生産性か高くなるとともに、すぐ
れた実用１イニを有する曲げ、ｉ、１ｉ１（、（か得ら
れた。

実施例１３〜１６．比（咬例８ 実す、２例１と同様の紡糸原液を使用し、孔径の兄なる
紡糸口金を用い、第３表に示す繊度、ヤング率の異なる
アクリル系繊維糸条を作製した。

これらの糸条をそれぞれ４．ｌｌ７）しざにカットした
後、実施例１と同様の方６Ｉ（てセメントスレート板を
作製した。７１ｔられたスレート板の曲げ強ＨｊｊＨを
し）３表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （」）　　セメントを主成分とする固形物の順度か５〜
   ２０％のセメントスラリー中に、固形物重１−１（当り
   ０５〜５％の弾性率１２０〜以上、縁７？ｌ長］〜５　
   ｍ１１のアクリル系短！、１′表維を配合してなるセメ
   ントスラリー＃１．（ＪＩ７．４勿。 （２、特許請求の範囲第１項において、固形物がセメン
   ト、ケイ砂およびパルプからなるセメントスラリー組成
   物。 ｔ：＋）　　待；作ｉ！ｌ’ｆ求の範囲第１項において
   、アクリル系短繊維がｆ−’ｘ　Ｉｌｌ　０．５〜５ｄ
   であるセメントスラリー組成物。