JPS6359980B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は繊維強化された水硬性物質からなる成
型物の製造方法に関するものである。 従来セメント、石膏等の水硬性原料を用いてボ
ード類（石綿スレート、石綿パーライト板、パル
プセメント板等々……）、及びパイプ類（石綿セ
メント管、コンクリート管等）、瓦類、その他
種々の二次製品、又鉄骨、鉄筋との組合せも含め
たセメントモルタル・コンクリート構築物、成形
品が製造されているが、養生前の生製品の強度不
足で工程通過性、取扱い性が充分でなく、成形品
は引張り強度、衝撃強度に劣つたり、成形品の角
欠け等による不良品の発生が起つたりしており、
これらを改良するために繊維を添加することが一
般に行なわれている。 上記繊維補強材としては石綿が代表的ではある
が近年スチールフアイバー、セラミツクスフアイ
バー、ガラスフアイバー、シラスフアイバー、チ
タン酸カリウムフアイバー、カーボンフアイバー
等の無機繊維が多く用いられている。又ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリビニル
アルコール等の有機合成繊維が単独又は複合で用
いられている。 ガラス繊維添加の場合通常のＥガラスを原料と
したものではセメント混練時の浸出液の強いアル
カリ性によつてガラス繊維が化学的に著しい損傷
を受け事実上補強材としての用をなさない。近年
耐アルカリ性を賦与した所謂耐アルカリガラス繊
維が開発されているが、これとて耐アルカリ性に
ついては万全とは言えず、耐久性になお問題があ
る。また脆性が著しくスラリー製造時或いは混練
時、機械的作用によつて繊維の損傷、折損があり
補強効果が発現し難い難点がある。ガラス繊維を
使用する場合上記の化学的機械的な損傷を防止す
る目的で、繊維表面のコーテイング或いは複数の
単糸を糊剤で集束してチヨツプドストランド状と
して添加混合する方法が知られているが、なにが
しかの効果は期待されるものの、ガラス繊維の持
つ基本的欠陥を完全には解消できるものではな
く、かつチヨツプドストランド状でマトリツクス
中に分散させることを必要条件とするため補強効
果は著しく減殺されるものである。 そのためにガラス繊維を用いた成型法は希薄ス
ラリー中での抄造法に用いる方法、又はスプレー
サクシヨン法とかダイレクトスプレー法によりガ
ラス繊維に損傷、折損を与えることなく成形する
方法に限られてくる。一部押出し成型法に知られ
ているが、添加したガラス繊維は成型時粉末化し
添加繊維としての効果は示さない。 本発明はこれらの欠点を改良すべく直接水硬性
物質、例えばモルタル等をあらかじめよく混練し
て、あらゆる方法で成型できるように改良工夫を
加えたものである。 繊維状物質による脆性物質の補強機構は単純で
はないが、モデル的には次の様に考えられる。。
即ち補強メカニズムは繊維による応力の負担と補
強効率の問題である。前者については、短かく切
断された繊維物質で補強された複合体に引張りで
代表される様な外部応力が加わつた時の複合体全
体に働く応力は理想的には 補強材負担応力＋マトリツクス負担応力 ＝複合体応力 として表わされ、脆性マトリツクスに微細なクラ
ツクが生じた後にも、左辺第一項が効果的に作用
して、複合材全体としての強度が向上するとされ
る（Hannant）。すなわち短繊維の繊維長をｌ、
限界繊維長をlc、繊維の破断強度をσfuとして添
加量を体積分率V_fで表わすと、引張りに関する
繊維補強効果σ_Rは σ_R＝ησfu（１−lc／2l）V_f ……(1) で表わされる。但しηは繊維の配向係数。 一方、繊維〜マトリツクス間の界面接合力をτ
と繊維を円柱状と想定してその直径をｄとする
と、限界繊維長lcは lc＝σfu・ｄ／2τ ……(2) の関係があり、(1)式は σ_R＝ησfu（１−σfu／４ｌ／ｄτ）V_f ……(3) と書き代えられる。即ち繊維による補強の効果
は、繊維強度が強く、且つマトリツクスとの界面
接合力が高い程大きいことが期待され、形態的に
はｌ／ｄ（以後アスペクト比と称す）が大きい、
即ち細くて長い繊維が補強には有効であることが
示される。 一方、上記の繊維による応力負担の他に補強効
率の問題がある。上記の理論は補強材としての繊
維或いは繊維状物質がマトリツクス中に均質に分
布していることを前提としたものであり、現実の
水硬性物質をマトリツクスとする複合体の商業規
模での製造に当つては繊維物質の均一分散は極め
て重要な問題でありかつ困難な技術である。即ち
補強性を高めんとしてアスペクト比を大きくした
り、補強材添加率を大きくすることを試みれば、
それに比例して繊維物質の分散は不良化し期待す
る効果は現われないばかりか製品に斑を生じて性
能の低下を招来するのみならず、外見の美的価値
が低下して商品価格を失なうことになる。 前述のように繊維或いは繊維状物質でセメント
等の脆性物質等を補強する場合、マトリツクスに
対する接着力が秀れていること、繊維質の引張り
強度等の機械的物性が秀れていることは必須条件
であるが、その補強の効果を大ならしめるために
は繊維物質をマトリツクス中に均一に分散せしめ
ることが前提となる。 本発明はセメント等の水硬性物質をマトリツク
スとする複合材を製造するに当りスラリー或いは
混練ペースト調整段階で取扱い性に優れ、調整時
の撹拌練り等の外部応力を受けて水系原料（スラ
リー、ペースト）中へ有機補強繊維が単糸状態で
均一かつ完全に分散する製造法を提供せんとする
ものである。短かく切断した繊維を補強材として
用いる場合、アスペクト比を大きくすることは補
強効果の点から有利なことであるが分散が不良化
する。即ち分散のみの点から見ればアスペクト比
が小さい程有利であり、補強効果とは相反する面
を持つものである。 本発明の主旨とするところは水の存在下で集束
効果が減少する集束剤を、補強材として使用する
有機合成繊維に付着乾燥させ、該有機合成繊維か
らなるチヨツプドストランドをつくり、このチヨ
ツプドストランドを用い、水を未添加の固型分混
合ではチヨツプ状で均一に分散させ、その後水を
添加しての混練時には、既に均一分散している
各々のチヨツプドストランドのところで水により
各モノフイラメントに解繊しさらに均一に分散さ
せるようになしたものである。即ち本発明では短
繊維を集束してチヨツプドストランド化し、見掛
けのアスペクト比を下げることによつて分散を均
一にし成型品に埋込まれた段階ではチヨツプドス
トランドを消失せしめて単繊維状態で存在させる
ことにより製品中でのアスペクト比を大きくして
補強効果を増大させんとするものである。 本発明では繊維がスラリー等の調整前でチヨツ
プドストランド状態であることを必須条件とす
る。スラリー等の調整前において単繊維状態であ
ればその雰囲気中への飛散等その取り扱いが煩雑
であるばかりでなく、素材の混合時均一に分散す
ることが極めて困難である。補強に関して意味の
あるアスペクト比を有する繊維を混合調整するに
際して特に素材調整方法が乾式である場合には繊
維塊が生じて現実的に有意義なる量の繊維を系中
に均一分散させた混合物を得ることは不可能であ
り、調整方法が湿式法でもモルタル、コンクリー
ト或いは押出し成型法におけるペースト等、系中
の水の量が相対的に少ない場合においての単繊維
の均一混合は極めてむずかしい。 本発明者らはこの様な不都合を解消するために
は乾式法であつても湿式法であつても混合の初期
の段階において繊維同志の接触の機会を小さくす
ることが最も有効であることを知り前記の如き本
発明に至つたものである。 用いる集束剤の種類は水溶性でかつフイルム成
形能を有さなければその集束力の効果を示さな
い。又集束力が高いが粘着性が強くローラへガム
アツプしたり、長繊維フイラメントがローラにと
られたりして生産のできない高分子物質は用いる
ことができない。有効な集束剤としては、天然物
としては植物性の小麦デンプン、コーンスター
チ、ばれいしよデンプン、タピオカ、ふのり、カ
ゼイン、植物性のガム類、ローカストビーンガ
ム、グアーガム、アラビヤガム、タカラカントガ
ム、カラヤガム等が用いられる。加工デンプン類
には可溶性デンプン、アルフアーデンプンがあ
る。又デンプン誘導体には酢酸デンプン、リン酸
デンプン、酵素性デンプン、カチオン化デンプ
ン、焙焼デンプンCMS（カルボキシメチルスター
チ）CES（カルボキシエチルスターチ）HES（ヒ
ドロキシエチルスターチ）、陽性デンプン、シア
ノエチル化デンプン、ジアルデヒドデンプンが用
いられる。セルロース誘導体にはMC（メチルセ
ルロース）、EC（エチルセルロース）、HEC（ヒド
ロキシエチルセルロース）、CMC（カルボキシメ
チルセルロース）、その他アルギン酸ソーダを用
いることができる。合成集束剤としては、ポリビ
ニルアルコール（以下PVAと略記）系として未
ケン化のポリ酢酸ビニル（以下PVACと略記）エ
マルジヨン、カチオン化ポリ酢酸ビニルエマルジ
ヨン、部分ケン化PVA、完全ケン化PVAがあ
る。変性PVAとしては、イタコン酸変性、フタ
ール酸変性、アクリル酸変性PVAがある。又酢
酸ビニルとエチレンを共重合したエチレン酢ビ共
重合物エマルジヨン、更にこのケン化物、酢酸ビ
ニル・マレイン酸共重合物、酢酸ビニル・クロト
ン酸共重合物、酢酸ビニル・アクリル酸共重合物
のエマルジヨンが用いられる。ポリビニルアルコ
ール変性用モノマーとしては、

【式】

【式】と酢酸ビ ニルモノマーと共重合してアルカリケン化するこ
とによるカチオン変性PVAを用いる。変性
PVAcとしては、ポリマー中に

【式】で示される 重合性第４級アンモニウム塩を一成分として含有
するビニル系重合体をPVA等の水溶性ポリマー
を保護コロイドとしたエマルジヨンを用いること
が可能である。その他エチレンと酢ビモノマー及
び

【式】を共重 合させたカチオン性エチレン酢ビエマルジヨンも
用いることができる。特にここに示したものは、
ポリマーがカチオン性を示すものであつて特にセ
メントとの接着性を向上するのに有効な集束剤で
ある。 次にアクリル系重合体としては、ポリアクリル
酸ソーダ、ポリアクリル酸エステルの部分ケン化
物、ポリアクリル酸エステル共重合体の部分ケン
化物、ポリメタアクリル酸塩、ポリアクリルアマ
イド、特に２−アミノエチルアクリレート、２−
アミノエチルメタクリレート等カチオン性のもの
はセメントとの接着性の点から集束剤としては有
効である。 その他ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリ
ン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、更にポリアミ
ド縮合系にエピクロルヒドリンを付加したもので
あるポリアミドエピクロルヒドリン、ポリアミド
ポリエステルポリエーテルエピクロルヒドリン等
のカチオン性樹脂を集束剤として有効である。そ
の他エチレングリコールジグリシジルエーテル、
ウレタン化PVA、メラミンホルムアルデヒド樹
脂等も用いることができる。 以上の水溶性ポリマー及びエマルジヨンは単独
又は複合混合して用いることが可能である。 前記集束剤の繊維へ付着量は、付着量が繊維に
対して２重量％未満では切断後の集束性が悪化す
る。又20重量％を越えて製造上のトラブルの発生
が多く容易に集束糸をつくることができない。好
ましくは３〜７重量％である。付着した集束剤は
乾燥及び熱処理することによつて繊維上に固く焼
きつけを行いこの長繊維を集束して100〜270℃で
熱セツトする。100℃以下の低温では熱セツトが
できないばかりか、処理速度を低下せしめなけれ
ばならず不利である。又270℃以上では水溶性ポ
リマーの一部が分解し硬化してしまうなどの原因
になり、それ以上の温度条件はとれない。 次に補強性を高めんとしてアスペクト比を大き
くしたり、チヨツプドストランドの添加率を大き
くしようとすると分散性が悪化するためあらゆる
範囲をとることはできない。セメント等水硬性物
質中に入れられ混練りされ、モノフイラメントに
解繊した時そのアスペクト比が40以下の場合は分
散性は良いが充分な補強性は得られず、又900以
上になると補強性は得られるものの分散性が悪化
し均一な製品は得られない。即ち、均一な分散性
と補強性を得るための条件はモノフイラメント状
に解繊した時のアスペクト比が40〜900の間にあ
るのがよく、好ましくは150〜400である。単糸の
太さは0.5dr以下になると単位量の混合系中の繊
維数が解繊時に増加することと、剛直性が失なわ
れてフアイバーボールをつくりやすく、25drを越
えると製品中の繊維数が減少して補強性が低下す
るだけでなく集束性が悪化する。そのために0.5
〜25drが用いられる。好ましくは１〜15drがよ
い。 チヨツプドストランドを構成する繊維本数が少
なすぎると前記に述べるチヨツプドストランドと
しての意味を失ない、逆に多きくなりすぎると混
合初期における分散性は向上するが単繊維に解繊
後一つのチヨツプドストランド内で繊維塊を作つ
て分散不良となつたり、製品中に、単繊維までの
解繊が完結しないままチヨツプドストランドの破
片として混入してしまうことがおこる。また逆に
集束糸の製造に当つて構成単糸数が多くなると均
一集束がなされなくなり、チヨツプドストランド
としての安定性がなくなる場合がある。この様な
制限からチヨツプドストランドを構成する単糸数
は50〜6000本が適当で、更に望ましくは80〜1500
本である。 集束系として用いる有機合成繊維は湿式、乾式
で得られるポリビニルアルコール長繊維（アセタ
ール化処理は施こしたものでも施こさないもので
もよい）、ポリアクリルニトリル長繊維、ポリア
ミド長繊維である６ナイロン、66−ナイロンが用
いられる。更にポリオレフイン系としてはポリプ
ロピレン、ポリエチレン等のフイラメント、ポリ
エステル系フイラメント、アラミド系のケプラー
等各合成繊維を用いることができる。又これら長
繊維のモノフイラメントの強度は４ｇ／dr以上
で、伸度が13％以下が必要である。なぜならばセ
メントのような水硬性物質を補強するためには繊
維の強度が必要で、４ｇ／dr以下ではその補強性
は得がたい。又伸度が13％以下であることの必要
性はセメント硬化体の破断伸度が0.02％程度と大
変小さな歪で破壊することから、伸度の小さいと
ころでの有効性の点から破断伸度13％以下が必要
である。 有機合成繊維は湿式及び半乾式、溶融方式の各
種の紡糸方式によつて長繊維に巻取られたものを
用いる。これら長繊維はビームクリールから連続
的に送繊されるようにし、集束剤の入つた槽の中
を浸漬付着するか、又はローラタツチ方式にて長
繊維に付着させ、次の絞りロールで絞つて一定の
付着量とする。この時用いられる集束剤は集束糸
の解繊度合に適合する糊剤を選定し、前に述べた
ものを用いる。用いる水溶性高分子は100ｇ／
以下の濃度又は糊剤の粘度は50ボイズ以下として
好ましくは10ボイズ以下で付着量及び取り扱い性
のよい、工程通過性のよい条件で付着するのが望
ましい。 乾燥温度は低温で80〜200℃程度が望ましく、
好ましくは120℃〜180℃がよい。更に熱処理する
ことによつて付着したポリマーを長繊維表面に固
着させることと、水溶解性をコントロールするた
めに100〜270℃で処理することが望ましい。好ま
しくは150〜240℃がよい。 乾燥工程では集束剤の表面乾燥を主とし、工程
通過性及び材台へのガムアツプを防ぐために熱風
式、熱ローラ式で行う方式があり、熱風式の場合
は比較的高温の130〜200℃とし、熱ローラ式の場
合は80〜130℃として乾燥する。又熱処理工程で
は伝熱効率及び熱処理効果を向上するために熱ロ
ーラ接触式がとられ100〜180℃熱風式の場合は
180〜270℃で熱処理を行う。 このようにして得た集束糸は何本かの束にして
軟繊しないように巻き取る。この集束したトウ状
物を切断機にて所定の長さになるように切断し目
標の集束糸を得ることができる。集束剤の付着率
は糸が持つて行くポリマーの量から算出して所定
の付着量となるように濃度又は粘度をコントロー
ルし、更に搾液ロールにて絞り量から付着量をコ
ントロールする。切断したチヨツプドストランド
の解繊性を判定するのは、JISR5201（セメントの
物理試験法）に示される練り混ぜ機を用い、砂／
セメント比が１／１、水／固型分を0.40とし、３
分間練り上げる。かかる繊維入りモルタルを
JISA1103（骨材の洗い試験方法）にもとずいて50
メツシユの金網にて洗い出し、標準サンプルと比
較することによつて分繊性の度合いを求める方法
に依つた。標準サンプルは下記の条件によるもの
である。

【表】 尚ここで０〜40％程度の解繊とはチヨツプドス
トランドの一部からモノフイラメントが分裂した
状態で、モノフイラメントとチヨツプドストラン
ドが均一に混合した状態を保つ状態である。また
40〜80％の解繊とはモノフイラメント状態の本数
が多くなり補強性に寄与する効果が多くなる。又
分散性もチヨツプドストランド性とモノフイラメ
ント性が適度に混合し、壁塗り性及びその他施工
性に利点が得られる状態である。又80〜100％の
解繊とは集束したチヨツプドストランドがほとん
どモノフイラメント状に分離した状態で、水硬性
マトリツクス中に分散し、耐クラツク性、耐衝撃
性、靭性の向上等加工品の物性向上の寄与の大き
なものである。 本発明においては、水を添付しない固型分混合
の段階では、有機合成繊維がチヨツプ状であるの
でセメント等マトリツクス中へフアイバーボール
状になることなく均一に分散させることが出来、
その後水を加えて混練することによつて既に均一
に分散している各チヨツプドストランドが各単糸
にさらに解離するものであるため、集束剤を選定
することによつて、その補強目的により、上記の
如き開繊度が比較的容易にコントロールできる点
もその効果として上げることができる。 例えば70〜100％まで容易に解繊するために用
いる集束剤としては植物系のもの、デンプン類、
セルロース誘導体が良く、次に合成の集束剤とし
てはケン化度95％以下の部分ケン化PVA、カチ
オン化変性PVA、アニオン化変性PVA及びカチ
オン化変性PVAcが用いられる。これらは容易に
開繊される性質のものである。又40〜70％程度解
繊されるものとしては、エチレン−酢ビ共重合
物、酢ビ・マレイン酸共重合物等が用いられる。
０〜40％までの解繊性のものは、ケン化度95％以
上のPVA、ポリアクリル酸エステル、ポリアク
リルアミド、ポリアミドポリアミンエピクロルヒ
ドリン樹脂、エチレングリコールジグリシジルエ
ーテル、メラミンホルムアルデヒド樹脂等を用い
ることができる。 本発明で用いるチヨツプドストランド繊維は、
セメント基材中に単独で用いられることは勿論で
あるが、石綿、ガラス、金属繊維等の無機繊維と
の併用によつて耐熱性、防火性を付与することも
可能であるし、パルプの様なフイブリル繊維質を
該繊維とを混合、組み合せることにより繊維の分
散性向上が得られ、セメント成型品の性能向上が
もたらされる。又その適用範囲は、曲げ強さを必
要とされるセメントを含む成型品或いは構築物の
すべて、又はそれらの局所的部分に適用し得る
し、又鉄筋、鉄骨と組み合せて部分的ヒビ割れ防
止にも当然効果があり、又繊維は適度な伸度を有
するため耐衝撃性改善の効果も著しい。 セメント成型物を構成するセメント材料に該る
合成繊維チヨツプドストランドの含有率は0.1〜
10重量％がよく、好ましくは１〜５重量％がよ
い。この合成繊維チヨツプドストランドの含有率
が0.1重量％以下の場合はその補強効果が少く意
味がなく、又10重量％以上では補強効果にはあま
り寄与せず、かえつてセメントスラリー又はモル
タル中での分散性及び流動性が悪化し、その取扱
い性が困難となり意味がなくなる。 石綿を加える場合その添加率は０〜15重量％が
よい。石綿を15重量％まで添加することはその補
強性もさることながら分散助剤及び成形時の補助
材料として用いることである。石綿添加量が15重
量％を越える使用量については成形性、分散性及
び経済性から無意味である。 更に添加混合物としてパルプを用いてもよい。
パルプの種類は砕木パルプ、クラフトパルプ、セ
ミケミカルパルプ、亜硫酸パルプ、ソーダパル
プ、ケミグランドパルプ、更に竹、ワラ、こう
ぞ、みつまたを用いてもよく、新聞古紙又はダン
ボール古紙等の回収パルプでもよい。特に限定さ
れるものではない。 これまで述べてきた繊維糸の混合物の各繊維状
物が十分分散しているならば、耐アルカリ性が悪
く、更に燃焼性である有機物はできる限り添加し
ない方がよいことは言うまでもない。パルプの添
加率は好ましくは添加率が低い方がよい。前記の
理由からパルプの添加率は０〜５重量％で、５重
量％以上の添加では分散効果はあるものの補強
性、耐屈曲性を悪化するし、土木建築材料として
の難燃性が失われる。 このようにして得た混合繊維とセメント単独あ
るいはセメントと砂等の細骨材との混合物、又は
更に砂利や砕石等の粗骨材を加えた混合物を用い
てもよい。 更にこれらセメントモルタル及びコンクリート
を鉄筋又は鉄骨構造材と併用しセメント成型物又
は構築物とする材料又は舗装道路等土木材料とし
てもよい。 次に天然繊維としては植物系のパルプ以外の木
綿、マニラ麻、黄麻、こうぞ、みつまた、雁皮、
動物系の羊毛、獣毛でもよい。これらはモルタル
中の繊維分散及び軽量化を助ける。 金属繊維には鉄、鋼、各種ステンレススチール
の繊維状のもの又はストランド状のものでよい。
その他炭素繊維、雲母等を使うことができる。以
上耐アルカリガラス繊維等の代りの繊維のモルタ
ル又はコンクリートへの添加率は10重量％までが
取扱い性の面、施工性の面から限度となり、それ
以上では経済的にも不利となる。 金属繊維に関してはセメントのひび割れ、風化
による錆の発生による補強効果の低下及び高い比
重のために添加重量に対する体積の効果が少い。
それら欠点を補うのが本発明合成繊維ストランド
である。又炭素繊維、雲母等はセメントモルタル
との接着性が悪いために十分にその補強性を発揮
できない。それらを合成繊維チヨツプドストラン
ドで分散することにより耐久性のある複合材料と
することができた。 これら繊維補強セメントモルタル又はコンクリ
ート等を成形する方法は種々あるが特に限定され
るものではない。例えば加圧成型法、振動成型
法、振動及び加圧併用成型法、遠心力成型法、抄
造成型法、巻取成型法、真空成型法、そして押出
し成型法に利用できる。切断しない合成繊維の集
束糸としては繊維軸方向に応力のかかるものに利
用されるフイラメントワインデイング、板状成型
品、厚板板状成型品、鉄筋入成型品等に用いられ
る。又織布、ネツト、不織布として板状成形品、
円筒状成形品等に利用することが可能である。 本発明のチヨツプドストランドの利用範囲の具
体例を示せば、セメント瓦、厚形スレート、波形
石綿スレート、石綿セメント板及びその二次製
品、石綿パーライト板、水道用石綿セメント管、
パルプセメント板、パルプセメント管、石綿セメ
ント円筒、木毛及び木片セメント板、コンクリー
ト板、コンクリートブロツク人造石、モルタル
板、テラゾブロツク、テラゾタイル、鉄筋コンク
リート組立塀、コンクリートプレハブ部材、プレ
ストレスコンクリートダブルＴスラグ、等構造
材、矢板又は鉄筋コンクリート矢板、プレストレ
スコンクリート矢板、遠心鉄筋コンクリート基礎
ぐい、鉄筋コンクリート管、遠心鉄筋コンクリー
ト管、遠心鉄筋コンクリートボール、等セメン
ト・石膏等を凝固させて用いる場合の脆性マトリ
ツクス補強材として十分利用できる。 前述したセメント製品に限らずこれら以外の構
造物、建築内外装部材、土木材料に応用使用する
こともできる。 その具体的な利用方法には次の各種用途が示さ
れる。まず第一に土木関係に用いられるものとし
ては道路舗装材料として、例えば一般道路の舗
装、高速道路、滑走路、オーバレイ、歩道橋の舗
装、橋床の舗装、それらの補修材又は歩道用板等
に利用できる。又成形型枠として用いる型枠、捨
型枠にも利用できる。パイプ類としては下水管、
電らん管、ケーブルダクト等がある。又道路部材
としては防音材、道路標識、舗装補強材、側溝、
トンネル内装材、パイル等に利用できる。 第２に建築関係部材としては外装材料があり、
それらはシエル構造物、カーテンウオール外壁パ
ネル、スレート等の屋根材、パラペツト、スパン
ドレル、外装レリーフに用いることができる。又
内装材料としては壁材、レリーフ、床材、天井材
に利用することができる。その他型枠、捨て型
枠、床板、はり、機械台基礎、原子炉圧力容器、
液化石油ガスの容器、建築物内の間仕切り、階段
材料があげられる。 第３に海洋又は漁業部材としては船舶用機材、
ボート等フエロセメント用セメント材料とすべく
薄いシエル構造物、組成物に用いるもの、浮子・
浮棧橋、漁礁、テトラポツト等消波ブロツク、護
岸ブロツクに利用できる。 第４に農業、畜産関係部材としてはタンク、サ
イロ、苗床、フエンスポツト、鉢、フラワーポツ
ト、側溝等の矢板等に利用できる。その他放射性
物質等廃棄物処理用の容器等の材料に使用するこ
とができる。 実施例 １ まず集束剤とするカチオン性エマルジヨンを次
のようにしてつくつた。撹拌機、窒素導入管を備
えたセパラブルフラスコに重合度500、ケン化度
88モル％の部分ケン化ポリビニルアルコール（株
式会社クラレ製：PVA−205）８重量部をはかり
とり窒素置換したのち、あらかじめ窒素置換した
イオン交換水100重量部を加え、90℃で溶解した。
溶解後室温まで冷却し、２−ヒドロキシ−３−メ
タクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウム
クロライドモノマーの50％水溶液（日本油脂株式
会社製：ブレンマーQA）0.01重量部、アクリル
アミドモノマー0.085重量部、酢酸ビニルモノマ
ー10重量部を加えた。70℃に昇温した後、２，
2′−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸塩
0.5重量部とイオン交換水10重量部とからなる開
始剤水溶液を添加した。重合開始後1.0時間経過
した時点で更に窒素置換した酢酸ビニルモノマー
90重量部とイオン交換水20重量部に２−ヒドロキ
シ−３−メタクリルオキシプロピルトリメチルア
ンモニウムクロライドモノマーの50％水溶液（日
本油脂株式会社製：ブレンマーQA）0.3重量部お
よびアクリルアミドモノマー0.25重量部を溶解し
たモノマー水溶液を３時間にわたつて連続的に添
加した。添加終了後２時間重合を行なつて固形分
濃度は47.3％のエマルジヨンを得た。 上記で得られたエマルジヨンを水で希釈して固
形分濃度50ｇ／の繊維集束用処理剤とした。こ
の処理液を1800dr／1000fのポリビニルアルコー
ル繊維（(株)クラレ社製5501）及び840dr／96fのナ
イロン−６フイラメント（東レ(株)社製Ｔ−700）
にその付着量が固型分で2.5％になる様均一に塗
布して集束糸を作りこれらを電動式カツターで12
mmに切断して、チヨツプドストランドを得た。得
られたチヨツプドストランドは充分集束性を保つ
た状態であつた。 このチヨツプドストランドを0.2ｇ／になる
様に水中に投入し、ビーカー中で羽根型撹拌機を
用いて320rpmで１分間撹拌した。これをヌツチ
エピンを用いて紙上に過して繊維の状態を観
察した。両繊維共集束は完全に解体され単糸状態
で均一に分散していた。 実施例 ２ 実施例１と全く同様にして得た集束糸を３mm、
６mm、12mm、18mm、24mm、32mm、48mm、54mmに切
断した。得られたチヨツプドストランドは、充分
なる集束性を保つていた。これらのチヨツプドス
トランドを繊維２重量％、ポルトランドセメント
66重量％、フライアツシユ32重量％の比でモルタ
ルミキサー（丸井製作所製MYC−362）に投入し
て３分間乾状態で撹拌混合したところいずれの場
合もチヨツプ性を持つたまま均一に分散させるこ
とができた。更にこれらにセメントに対して40重
量％の水を添加して３分間同上ミキサーで混練し
出来たペーストを40メツシユの金網上に20ｇ採取
し均一厚さになる様に塗布し直ちにセメント分を
水で洗い流して繊維のみとして分散状態を観察し
た。また、このペーストを型枠へ流し込んで約５
mmの厚さの板に成型して14日間気乾養生した後、
曲げ強度を測定した。一連の結果を表−１に示
す。

【表】 表−１に見る様に繊維長が短かくなると分散性
は良好であるが補強性が不良化し、逆に長くなる
と製品中での分散が不良化して補強性が低下す
る。 実施例 ３ 補強繊維としては(株)クラレ社製のポリビニルア
ルコール繊維（5501、1800dr／1000f）を用い、
種々の集束処理剤を用いて処理したチヨツプドス
トランドの解繊性と曲げ強度を実施例１と同様に
行なつて測定した。

【表】

【表】 この結果から実施例３に述べた集束剤を用い付
着量２％以上であれば乾、湿の混合時の分散性は
良好で、かつ解繊度がＡ〜Ｅまでのものが得られ
曲げ強度も充分な値が得られた。しかし比較例２
に示すように集束剤の付着量が少いと乾湿混合時
の分散性が悪化し、解繊度はＥ程度となるにもか
かわらず充分な曲げ強度は得られない。 実施例 ４ 実施例１で得た集束処理剤を種々のストランド
構成のポリビニルアルコール繊維に塗布して集束
糸を得、これらを６mmに切断したチヨツプドスト
ランドを得た。そして実施例−２の場合と同様な
方法でペースト中での分散状態等を観察した。比
較のために他のストランド構成のポリビニルアル
コール繊維についても同様の実験を実施し、これ
らを表−３に示す。

【表】 実施例 ５ 実施例１で得られた集束処理剤を単糸デニール
の異なる２種のポリビニルアルコール繊維に塗布
して集束糸を得、これらを６mmに切断してチヨツ
プドストランドを得た。そして実施例２の場合と
同様な方法で分散状態、平板の曲げ強度を評価し
た。比較のため他の構成のポリビニルアルコール
繊維でも同様な実験を行ない、これらを表−４に
示す。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水硬性物質に強化繊維を混合分散させて成型
   物を製造する方法において、水の存在下で集束効
   果が減少する集束剤を２〜20重量％付着乾燥させ
   50〜6000本のモノフイラメントが集束した有機合
   成繊維からなるチヨツプドストランドであつて、
   モノフイラメントに解繊したときのアスペクト比
   が40〜900となる長さに切断されたチヨツプドス
   トランドを用い、水を未添加の固型分混合では集
   束糸として混合し、水を添加し混練時には各集束
   糸が水により各モノフイラメントに解繊するよう
   になしたことを特徴とする繊維強化された水硬性
   物質からなる成型物の製造法。 ２ チヨツプドストランドを構成する単糸の太さ
   が0.5〜25デニール（dr）である特許請求の範囲
   第１項記載の繊維強化された水硬性物質からなる
   成型物の製造法。 ３ チヨツプドストランドを構成する単糸本数が
   50〜6000本である特許請求の範囲第１項記載の繊
   維強化された水硬性物質からなる成型物の製造
   法。 ４ 有機合成繊維が、ポリビニルアルコール系、
   ポリアクリルニトリル系、ポリアミド系、ポリエ
   チレン、ポリプロピレン、ポリエステル系、ポリ
   アラミド系から選ばれた一種である特許請求の範
   囲第１項記載の繊維強化された水硬性物質からな
   る成型物の製造法。 ５ 集束剤が、水溶性でかつフイルム形成能を有
   するデンプン及びその誘導体、繊維素誘導体、合
   成糊剤としてのポリビニルアルコール系、及びそ
   の共重合物、ポリ酢酸ビニル系及びその共重合
   物、アクリル及びその共重合物、ポリアミド縮合
   系、アクリル系及びその共重合物の単独又は各種
   混合物の水溶性ポリマー又はエマルジヨンを主剤
   としたものである特許請求の範囲第１項記載の繊
   維強化された水硬性物質からなる成型物の製造
   法。