KR101850704B1

KR101850704B1 - 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101850704B1
Application number: KR1020160153288A
Authority: KR
Inventors: 원종필; 이수진
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2018-06-01
Also published as: KR20160137898A

Abstract

본 발명은 기존의 구조용 합성섬유에 유기 및 무기질의 나노재료를 보강재로 적용하여 재료적인 성능향상을 도모하고, 또한 기존의 용융방사기법을 통해 생산된 매끈한 원형의 섬유의 종방향 표면에 물리적인 표면처리를 통해 시멘트 매트릭스와의 부착성능을 향상시켜 인발저항성이 향상된 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유 및 그 제조방법에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 1차적인 물리적 표면처리와 2차적인 꼬임(twist) 가공을 함으로써 종래의 구조용 합성섬유에 비해 시멘트 매트릭스와의 부착성능을 향상시키며, 유기 및 무기질의 나노재료를 섬유의 보강재로 사용함으로써 구조용 합성섬유의 주요 재료인 폴리머 매트릭스 자체의 성능을 향상시켰다. 이를 통해 구조용 합성섬유의 구조 보강재로서 성능을 종래 선행기술들로 만들어진 합성섬유 보강재보다 80~140% 향상시키는 효과가 있다.

Description

시멘트계 복합체 구조용 합성섬유 및 이의 제조방법{CEMENTITIOUS COMPOSITE WITH STRUCTURAL SYNTHETIC FIBER AND METHOD FOR MAKING THE SAME}

본 발명은 구조용 합성섬유의 재료적 성능을 향상시키는 동시에 시멘트 복합체와의 부착성능을 향상시키기 위한 섬유 및 해당 섬유를 이용하는 시멘트계 복합재료와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 모르타르, 콘크리트 및 숏크리트와 같은 시멘트재(이하 "콘크리트" 라고 약칭한다)에 발생하는 초기 미세균열은 구조성능에 큰 영향을 미치지 않지만, 투수성을 증가시켜 이의 내구성능을 저하시키며, 내구 성능 저하는 구조물의 파괴를 촉진시키는 원인이 된다. 따라서 콘크리트는 균열 발생이 억제되어야 적절한 내구 성능을 확보한다.

이러한, 성능 확보를 위해 보강 섬유들이 첨가된 콘크리트가 개발되고 있다. 콘크리트를 비롯한 시멘트 복합체에 단섬유를 보강재로 사용하는 목적은 건조수축으로 인한 균열을 제어하기 위한 것뿐만이 아니라 시멘트 복합체의 단점인 낮은 인장강도, 휨강도 등을 개선하여 취성적인 파괴를 억제함에 있다.

일반적으로 합성섬유는 고분자재료를 원료로 제조된 섬유를 말하고 섬유를 구성하는 폴리머 매트릭스의 종류에 따라 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계 및 폴리프로필렌계 등으로 구분할 수 있다.

이러한 합성섬유 중 구조보강용으로 주로 사용되는 것은 폴리올레핀계 폴리머 매트릭스로 이루어진 합성섬유로 구조보강용 단섬유로 주로 사용되는 강섬유에 비해 비중이 낮아 운반 및 작업이 용이하고 부식이 발생하지 않는다는 장점을 가지나 반면에 낮은 인장강도 및 탄성계수 뿐 아니라 소수성 표면으로 인해 시멘트 매트릭스와의 부착이 용이하지 못해 구조보강용으로 그 사용에 제한이 있는 단점이 있었다.

종래의 기술인 대한민국 특허등록번호 제10-0439865은 "콘크리트 및 숏크리트용 보강 합성섬유"라는 명칭의 발명으로 개시되었는데 콘크리트와 섬유간의 부착력을 향상시키기 위해 섬유의 형상을 크림프(crimped), 요철형(embossed) 등으로 제작하였다. 이러한 기술에 따른 섬유의 형상변화를 통한 기계적 부착성능의 향상의 경우 물리적인 압력으로 섬유의 종방향 형상의 변화를 도모하는 것으로 이는 용융방사로 제조되는 섬유의 생산공정상 연신 후 경도가 낮아진 섬유에 힘을 가하여 꺾는 형태의 가공이다. 하지만 섬유의 길이방향으로 인장력이 작용할 때 압력에 의해 꺾어진 변단면 부분이 인발시 취약부가 될 수 있다는 문제점이 있다.

한편 대한민국 특허등록번호 제10-0857475는 "분산성 및 부착성능이 향상된 섬유 보강제 제조 방법 및 이를 포함하는 시멘트 조성물"에 대한 발명으로 섬유의 표면을 친수성 물질로 코팅하여 부착성능을 개선하고자 하였다. 하지만 이러한 종래에 기술에 따른 화학적 친수성 처리를 통한 부착성능의 향상을 위해서는 섬유생산 완료 후 별도의 코팅공정 및 코팅재료의 추가비용이 발생함으로 비효율적이라는 문제점이 있다.

또한 대한민국 특허등록번호 제10-0343339는 "트위스트형 보강섬유 및 그의 제조방법"에 대한 발명으로 혼합초기의 섬유볼 현상을 발생시키지 않고 양생 후 파괴시 뽑힘현상이 발생하지 않으며 우수한 탄성 및 인성을 갖는 트위스트형 보강섬유를 제조하고자 하였다. 하지만 트위스트 정도가 40회/m 정도로 낮고 탄성 및 인성 상승면에서 기대보다 낮은 효과를 보이는 문제점이 있다.

이와는 별도로 합성섬유가 구조용으로 사용되는데 제한이 있는 이유는 시멘트 매트릭스와의 부착성능이 낮은 것 이외에 섬유 자체의 인장성능이 매우 낮아 시멘트 매트릭스의 인장강도 및 휨성능 개선 정도가 만족할만한 수준이 아니기 때문이다. 이 문제에 대해 대한민국 특허등록번호 제10-1251425는 "콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유"에 대한 발명으로 콘크리트 내 혼합되는 보강섬유의 형상을 변형시키고 섬유 자체의 성능에 대해 나노재료를 보강재로 사용하여 폴리머 매트릭스 자체의 인장성능을 향상시키고 있다. 하지만 나노분말이 과다하게 투입되었을 때 재응집현상과 결정화도가 증가하기 때문에 적절한 비율로 투입하여야 하는데 이 문제를 충분히 해결하지 못한 문제점이 있어서 기대보다 낮은 효과를 보였다.

본 발명은 1차적인 물리적 표면처리와 2차적인 꼬임(twist) 가공을 함으로써 종래의 구조용 합성섬유에 비해 시멘트 매트릭스와의 부착성능을 향상시킬 수 있으며, 유기 및 무기질의 나노재료를 섬유의 보강재로 사용함으로써 구조용 합성섬유의 주요 재료인 폴리머 매트릭스 자체의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 이를 통해 구조용 합성섬유의 구조 보강재로서 적용성을 기존 선행기술들로 만들어진 합성섬유 보강재보다 증가시킬 수 있음을 확인하여 발명을 완성하였다.

1: 대한민국 등록특허번호 제10-0439865호, 발명의 명칭: “콘크리트 및 숏크리트용 보강 합성섬유” 2: 대한민국 등록특허번호 제10-0857475호, 발명의 명칭: “분산성 및 부착성능이 향상된 섬유 보강제 제조 방법 및 이를 포함하는 시멘트 조성물” 3: 대한민국 등록특허번호 제10-0343339호, 발명의 명칭: “트위스트형 보강섬유 및 그의 제조방법” 4: 대한민국 등록특허번호 제10-1251425호, 발명의 명칭: “콘크리트 및 숏크리트 보강용 갈래형 합성섬유”

본 발명의 목적은, 기존의 구조용 합성섬유에 유기 및 무기질의 나노재료를 보강재로 적용하여 재료적인 성능향상을 도모하고, 또한 기존의 용융방사기법을 통해 생산된 매끈한 원형 섬유의 종방향 표면에 물리적인 표면처리를 통해 시멘트 매트릭스와의 부착성능을 향상시키고 종방향으로 적어도 1번 이상 꼬임(twist)가공을 함으로써, 인발저항성이 향상된 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 종방향 표면에 부착향상을 위해 표면처리된 단섬유를 꼬임(twist) 형태로 가공한 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유를 제공한다.

여기서, 상기 표면처리는 단섬유의 앞과 뒤에 다른 무늬를 갖는 표면처리인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 표면처리는 1mm 미만 두께의 요철을 형성하는 표면처리인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 표면처리는 줄무늬, 격자무늬, 물결무늬, 비정형 점무늬 중 하나의 무늬를 형성하는 표면처리인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 단섬유는 폴리올레핀계 폴리머 매트릭스를 99.0 내지 99.9 부피%로 포함하는 단섬유인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 단섬유는 유기 및 무기질의 나노재료를 0.1 내지 1.0 부피%로 포함하는 단섬유인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 단섬유는 길이는 5~50mm, 인장강도는 500MPa 이상, 인장 탄성계수는 5GPa 이상의 단섬유인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 꼬임(twist) 형태는, 5 내지 50mm 당 적어도 1번 이상의 꼬임 형태인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 꼬임(twist) 형태는, 종방향 축선에 대해 30~90^o의 각도로 가공하여 시멘트 복합체내에서의 인발저항을 향상시키는 꼬임 형태인 것을 특징으로 한다.

또한, 제1항 내지 제9항의 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유를 포함하는 콘크리트를 제공한다.

또한, 제1항 내지 제9항의 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유를 포함하는 숏크리트를 제공한다.

또한, (a) 폴리올레핀계 폴리머 매트릭스에 0.1 내지 1.0 부피%로 나노재료를 첨가하여 단섬유를 제조하는 단계; (b) 나노재료가 첨가된 단섬유를 용융점이하의 온도로 가열시키고 두 개의 롤러 사이로 통과시켜 섬유의 방향성을 유지하면서 표면처리하여 표면에 거칠기를 부여하여 제조하는 단계; 및 (c) 표면처리된 단섬유를 서로 반대방향으로 회전하는 전동기를 이용해 꼬임을 형성시키는 단계를 포함하는 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유의 제조 방법을 제공한다.

여기서, 상기 (b) 단계는, 서로 다른 무늬를 가진 두 개의 롤러를 이용해 서로 다른 무늬를 가지는 단섬유 앞뒤 표면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 1차적인 물리적 표면처리와 2차적인 꼬임(twist) 가공을 함으로써 종래의 구조용 합성섬유에 비해 시멘트 매트릭스와의 부착성능을 향상시키며, 유기 및 무기질의 나노재료를 섬유의 보강재로 사용함으로써 구조용 합성섬유의 주요 재료인 폴리머 매트릭스 자체의 성능을 향상시켰다. 이를 통해 구조용 합성섬유의 구조 보강재로서 성능을 종래 선행기술들로 만들어진 합성섬유 보강재보다 80~140% 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 구조용 합성섬유에 적용 가능한 표면 패턴 모습들이다. 1은 줄무늬 패턴, 2는 격자무늬 패턴, 3은 물결무늬 패턴, 4는 다이아몬드 코팅처리를 이용한 비정형 점무늬 패턴이다.
도 2는 본 발명에 따라 구조용 합성섬유에 대해 꼬임(twist) 가공을 하는 공정의 모습이다.
도 3은 본 발명에 따른 구조용 합성섬유의 공정에 대한 단계도이다.
도 4는 본 발명에 따라 꼬임 가공된 구조용 합성섬유의 꼬인 모양을 확대하여 나타낸 모습이다.
도 5는 본 발명에 따른 나노재료의 첨가를 통한 구조용 합성섬유의 인장강도 변화를 시험한 결과이다.
도 6은 본 발명에 따라서, 꼬임가공을 한 구조용 합성섬유의 표면처리 차이에 따른 부착강도 변화를 나노재료의 혼입여부에 따라 나누어 표시한 결과이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 섬유 가공장치의 투입구
20: 서로 반대방향으로 도는 전동기
30: 크로스 롤
40: 연결된 벨트

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

일 관점에서 본 발명은, 종방향 표면에 부착향상을 위해 표면처리된 단섬유를 꼬임(twist) 형태로 가공한 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 표면처리는 단섬유의 앞과 뒤에 다른 무늬를 갖는 표면처리일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 표면처리는 1mm 미만 두께의 요철을 형성하는 표면처리일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 표면처리는 줄무늬, 격자무늬, 물결무늬, 비정형 점무늬 중 하나의 무늬를 형성하는 표면처리일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 단섬유는 폴리올레핀계 폴리머 매트릭스를 99.0 내지 99.9 부피%로 포함하는 단섬유일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 단섬유는 유기질이며 동시에 무기질의 나노재료를 0.1 내지 1.0 부피%로 포함하는 단섬유일 수 있다. 0.1부피% 미만으로 포함시키면 나노재료로 인한 인장강도 및 탄성계수 상승이 나타나지 않으며, 1.0 부피% 를 초과하여 포함시키면 polymer matrix 내에 분산되어 있던 입자가 재응집하게 되어 결정화도(crystalinity)가 증가하여 오히려 인장강도 및 탄성계수가 저하된다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 단섬유는 길이는 5~50mm, 인장강도는 500MPa 이상, 인장 탄성계수는 5GPa 이상의 단섬유일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 꼬임(twist) 형태는, 5 내지 50mm 당 적어도 1번 이상의 꼬임 형태일 수 있다. 이와 같이 꼬임을 형성시키는 이유는 시멘트 매트릭스 내에서 섬유의 비표면적을 증가시켜서 결국 섬유와 시멘트 매트릭스 간 부착성을 증진시키고자 하는 것이다. 5 내지 50mm 당 적어도 1번 이상의 꼬임이 존재하는 범위를 벗어나, 너무 꼬임(twist)이 많거나 적으면 섬유의 전단이동 현상이 나타나 꼬임가공축에 대해 섬유가 직각으로 눕게 되어 섬유의 강도가 저하되는 현상이 일어난다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 꼬임(twist) 형태는, 종방향 축선에 대해 30~90^o의 각도로 가공하여 시멘트 복합체내에서의 인발저항을 향상시키는 꼬임 형태일 수 있다.

또 다른 관점에서, 본 발명은 상기 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유를 포함하는 콘크리트를 제공한다.

또 다른 관점에서, 본 발명은 상기 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유를 포함하는 숏크리트를 제공한다.

또 다른 관점에서, 본 발명은 (a) 폴리올레핀계 폴리머 매트릭스에 0.1 내지 1.0 부피%로 나노재료를 첨가하여 단섬유를 제조하는 단계; (b) 나노재료가 첨가된 단섬유를 용융점이하의 온도로 가열시키고 두 개의 롤러 사이로 통과시켜 섬유의 방향성을 유지하면서 표면처리하여 표면에 거칠기를 부여하여 제조하는 단계; 및 (c) 표면처리된 단섬유를 서로 반대방향으로 회전하는 전동기를 이용해 꼬임을 형성시키는 단계를 포함하는 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, 서로 다른 무늬를 가진 두 개의 롤러를 이용해 서로 다른 무늬를 가지는 단섬유 앞뒤 표면을 형성하는 단계일 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1. 섬유 표면처리를 통한 무늬 형성

연신된 섬유의 원사인 필라멘트가 폴리머 매트릭스의 용융점이하의 온도 70 ~ 150℃로 가열된 두 개의 롤러사이를 지나면서 물리적인 손상 없이 섬유의 방향성을 유지하면서 표면에 거칠기를 부여하는 공정을 통해 표면 처리된다. 이때 섬유의 패턴은 두 개의 롤러에 새겨진 패턴을 통해 생성되는데 서로 다른 무늬를 가지는 롤러를 상하로 설치하여 섬유의 앞뒤가 다른 인발거동을 하도록 할 수 있다. (도 1)은 본 발명에 따른 시멘트계 복합체 보강용 구조용 합성섬유의 표면 패턴의 모습이다. 1은 줄무늬 패턴, 2는 격자무늬 패턴, 3은 물결무늬 패턴, 4는 다이아몬드 코팅처리를 이용한 비정형 점무늬 패턴이다.

실시예 2. 섬유의 꼬임(twist) 가공 공정

(도 2)는 본 발명에 따른 시멘트계 복합체 보강용 구조용 합성섬유의 꼬임(twist) 가공을 하기 위한 공정을 나타낸 그림이다. 꼬임공정은 시멘트계 복합체 보강용 구조용 합성섬유에 인장강도 및 탄성계수와 같은 기계적인 성질을 부여하기 위해 연신공정 이후 실시되며 이러한 과정은 (도 3)에 나타나 있다.

(도 2)에서 도시된 바와 같이, 상기 구조용 합성섬유는 용융방사기법으로 제조되어 방사된 섬유가 가공장치의 투입구(10)로 들어오게 되면 서로 반대방향으로 되는 모터(20)가 크로스롤(30)에 연결된 벨트(40)를 돌리면서 (도 4)와 같이 5 내지 50mm 길이당 적어도 1번 이상 꼬아지게 된다. 구조용 합성섬유는 이 과정을 통해 소정 모양의 패턴을 갖는 단섬유가 소정의 길이로 연장 형성되며, 꼬임이 이루어지게 된다.

실시예 3. 나노재료 첨가를 통한 성능 향상

구조용 합성섬유는 유기 및 무기질의 나노재료를 첨가하여 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 높은 인장탄성계수와 높은 인장강도를 가질수록 콘크리트의 인장강도와 휨성능의 향상에 유리하다.

일반적으로 콘크리트 보강용 합성섬유로 사용되고 있는 PP 100%의 상용 구조용 합성섬유와, 폴리올레핀계 폴리머 매트릭스에 무기 나노재료인 나노클레이를 0.15 부피% 첨가한 섬유 및 나노클레이를 첨가하지 않은 섬유를 선택하여 KS K 0412의 '필라멘트사의 강도 및 신도 시험 방법'에 따라 섬유의 인장강도를 측정하였다.

(도 5)는 폴리올레핀계 폴리머 매트릭스에 나노클레이를 첨가한 단섬유 원사에 대해서 인장강도를 시험한 결과를 나타낸 그래프이다. 구조용 합성섬유의 주재료인 폴리올레핀계 폴리머 매트릭스에 0.15 부피% 나노클레이를 첨가한 결과, 종래의 상용 구조용 합성섬유의 경우와 나노클레이를 첨가하지 않은 폴리올레핀계 폴리머 매트릭스 섬유의 경우보다 인장강도가 증가한 것을 확인할 수 있었다. 나노클레이를 첨가하지 않은 폴리올레핀계 폴리머 매트릭스 섬유의 경우는 적정 연신비로 연신한 섬유이기 때문에 상용 구조용 합성섬유보다 더 나은 인장강도를 보인다. 결국 인장강도가 600MPa 이상, 900MPa 이하로 종래의 상용 구조용 합성섬유에 비해 53.5~97.8% 향상된 성능을 나타내었다.

실시예 4. 부착강도 성능 비교

JCI SF8의'METHOD OF TEST FOR BOND OF FIBERS'에 규정된 기준 모르타르의 배합에 의해 시험 시편을 제작하여 부착시험을 실시하였다. 구체적 부착시험 방법은 아래와 같다.

부착시험 시 사용되는 각 시편에 대해, 0.5mm 두께의 시편 양쪽을 분할하는 플라스틱판에 1개 또는 4개의 구멍을 뚫고, 이 구멍으로 보강용 합성섬유를 끼운 후, 모르타르를 플라스틱 판의 양측에 형성하여 양생된 모르타르의 내부로 섬유가 부착되는 구조로 시편을 제작하였다.

시편 제작한 후 28일이 경과한 다음에 인발시험장치에 시험시편을 장치하고, 변위제어방식의 UTM을 사용하여 0.5mm/분의 하중재하속도로 시험을 실시하였다. 그리고, 변위가 2.5mm까지의 하중-변위 (load-slip)의 곡선을 데이터 취득 시스템(data acquisition system)에 의해 얻어 최대 인발 하중과 곡선의 면적에 의한 인발에너지(계면인성)를 구하였다.

(도 6)은 꼬임 가공한 시멘트계 복합체 보강용 구조용 합성섬유에 대해 표면처리를 다르게 하여 부착강도 성능을 비교한 결과이다. 꼬임가공한 구조용 합성섬유의 표면패턴에 따른 부착성능 평가결과, 종래 구조용 합성섬유의 부착강도를 100%로 기준삼았을 때 꼬임가공 여부와 표면처리 종류에 따라 다양하지만 기준보다 50~100% 향상된 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 가장 성능이 향상된 것은 격자무늬로 표면처리를 하고 꼬임가공을 더한 경우였다.

또한 나노재료를 혼입한 시멘트계 복합체 보강용 구조용 합성섬유에 대해 꼬임가공하고 여기에 표면처리를 다르게 하여 부착강도 성능을 비교한 결과, 종래 구조용 합성섬유의 부착강도를 100%로 기준삼았을 때 80~140% 향상된 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었으며 나노재료를 혼입하지 않은 섬유와 같이 격자무늬로 표면처리하고 꼬임가공을 더한 경우 가장 성능이 향상되었다.

이러한 본 발명의 보강용 합성섬유는 취성적인 성질을 가지는 콘크리트 및 숏크리트와 함께 사용되어 콘크리트 및 숏크리트의 취성을 증가시키게 된다. 또한, 상기 보강용 합성섬유로 콘크리트 및 숏크리트를 보강하게 되면 콘크리트 및 숏크리트의 인장강도와 휨성능을 증가시킬 수 있다.

콘크리트 및 숏크리트 보강용 합성섬유는 인장 탄성이 강하고 섬유 자체의 인장력이 높으며 시멘트 매트릭스와 부착하는 면의 거칠기에 따른 부착성능이 향상될수록 콘크리트 및 숏크리트의 인장강도와 휨성능의 증가에 효과적인데, 본 발명은 이러한 조건들을 모두 충족하고 최적화시켜 요구되는 인장강도와 휨성능을 개선하였다.

이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims

종방향 표면에 부착향상을 위해 70 내지 150℃로 가열된 두 개의 롤러를 지나면서 격자무늬로 표면처리된 단섬유를 꼬임(twist) 형태로 가공하였으며,
상기 단섬유는, 유기 나노재료이며 동시에 무기 나노재료인 나노클레이를 0.1 내지 1.0 부피%로 포함하는 폴리올레핀계 단섬유인 것을 특징으로 하는 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유.
삭제
제1항에 있어서,
상기 표면처리는 1mm 미만 두께의 요철을 형성하는 표면처리인 것을 특징으로 하는 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유.
삭제
제1항에 있어서,
상기 단섬유는 길이는 5~50mm, 인장강도는 500MPa 이상, 인장 탄성계수는 5GPa 이상의 단섬유인 것을 특징으로 하는 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유.
제1항에 있어서,
상기 꼬임(twist) 형태는, 5 내지 50mm 당 적어도 1번 이상의 꼬임 형태인 것을 특징으로 하는 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유.
제1항에 있어서,
상기 꼬임(twist) 형태는, 종방향 축선에 대해 30~90도의 각도로 가공하여 시멘트 복합체내에서의 인발저항을 향상시키는 꼬임 형태인 것을 특징으로 하는 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유.
제1항, 제3항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유를 포함하는 콘크리트.
제1항, 제3항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유를 포함하는 숏크리트.
다음 단계를 포함하는 시멘트계 복합체 구조용 합성섬유의 제조 방법;
(a) 폴리올레핀계 폴리머 매트릭스에 0.1 내지 1.0 부피%로 나노재료를 첨가하여 폴리올레핀계 단섬유를 제조하되,
상기 나노재료는 유기 나노재료이며 동시에 무기 나노재료인 나노클레이인 것을 특징으로 하는 단계;
(b) 상기 나노재료가 첨가된 단섬유를 용융점 이하의 70 내지 150℃ 온도로 가열시킨 두 개의 롤러 사이로 통과시켜 섬유의 방향성을 유지하면서 격자무늬로 표면처리하는 단계; 및
(c) 표면처리된 단섬유를 서로 반대방향으로 회전하는 전동기를 이용해 꼬임을 형성시키는 단계.
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