(57)【要約】【課題】本発明の目的は、セメントスラリーとの親和性が高く、セメント組成物との付着性に優れたポリオレフィン系補強繊維を製造可能な新しい技術を提供することにある。また、上記繊維を用いた繊維補強セメント系成形体を提供することにある。【解決手段】ポリオレフィン繊維の表面に、アルカリ土類金属の炭酸塩と、ポリオレフィン繊維に用いられているポリマーとは異なる組成からなるバインダーと、を少なくとも含む層がコーティングされていることを特徴とするセメント系成形体用補強繊維。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン繊維の表面に、アルカリ土類金属の炭酸塩と、ポリオレフィン繊維に用いられているポリマーとは異なる組成からなるバインダーと、を少なくとも含む層がコーティングされていることを特徴とするセメント系成形体用補強繊維。
【請求項２】
前記アルカリ土類金属の炭酸塩が、炭酸カルシウム粒子であることを特徴とする請求項１に記載のセメント系成形体用補強繊維。
【請求項３】
前記バインダーが、ポリマー系バインダーであることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。
【請求項４】
前記ポリマー系バインダーが、ポリオレフィン用プライマー樹脂であることを特徴とする請求項３に記載のセメント系成形体用補強繊維。
【請求項５】
前記ポリオレフィン用プライマー樹脂が、水系エマルジョン樹脂であることを特徴とする請求項４に記載のセメント系成形体用補強繊維。
【請求項６】
前記炭酸カルシウム粒子の粒径が、１０ｎｍ〜１０００μｍであることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。
【請求項７】
前記炭酸カルシウム粒子の添加量が、バインダーに対して、１０〜３００質量％であることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。
【請求項８】
前記ポリオレフィン繊維が、ポリプロピレン及び又はポリエチレンを主成分とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。
【請求項９】
アルカリ土類金属の炭酸塩が少なくとも分散されたバインダー溶液又はエマルジョンを、ポリオレフィン繊維に塗布後、加熱乾燥処理を行うことを特徴とするセメント系成形体用補強繊維の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維が添加された繊維補強セメント系成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセメント系成形体用の補強繊維に関する。さらに詳しくは土木、建築工事用などのセメント系成形体、特にコンクリートのひび割れ発生防止、及びこれにともなうコンクリート塊片の剥離、剥落の防止、コンクリート二次製品用途等に好適なセメント系成形体用ポリオレフィン系補強繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モルタル、コンクリートなどのセメント系成形体用の補強繊維として鋼繊維、ビニロン、ポリプロピレンなどの有機繊維が知られている。近年は特に錆びないことや、耐セメントアルカリ性に優れ、また合成繊維の中で最も比重が小さいため、セメント系成形体への質量比混入率が最も小さくなるというコストメリットを活かしてポリプロピレン等のポリオレフィン繊維が注目され、特にトンネルの覆工コンクリート用として使用実績が進んでいる。
【０００３】
しかしながら、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂製の補強繊維はセメント組成物との付着性が弱く、そのままでは十分な補強効果が得られ難いという問題がある。この様な問題を克服するため、機械的に繊維表面に凹凸を付与し、セメント成形体への定着、及び引抜き時の抵抗性を付与する技術が提案されている（特許文献１参照）。これらの手法は、比較的簡便であり、コスト的に安価に製造できる点では有利であるが、セメント系成形体への付着性においては十分なものではなかった。
【０００４】
一方、特定の条件下においてコロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理等を行う事で、セメント組成物との付着性を向上させる技術が、特許文献２、３に提案されている。また、カルボキシル変性ポリオレフィン系低分子量物や、ポリエチレン系エラストマーとマレイン酸変性ポリエチレンワックスを用いて表面処理（コーティング）することで、セメント中での繊維の分散性を改善し、強度を向上させる技術が、特許文献４、５に提案されている。しかしながら、これらの技術も付着性向上という観点からは、十分なものではなかった。
【０００５】
更に、炭酸カルシウムが練り込まれたポリプロピレンを用いて繊維を製造する事で、セメントスラリー中での分散性を改善させる技術が、特許文献６、７に提案されている。これらの手法では、炭酸カルシウム由来のカルシウムイオンが、セメントマトリックスを構成している各成分と化学結合を生じる事が言及されており、結果としてセメント系成形体の曲げ強度が著しく向上するとされている。しかしながら、これらの手法は、繊維全体に炭酸カルシウムが練り込まれている場合は繊維自体の強度低下を引き起こすといった課題があり、また芯−鞘複合繊維の鞘部分のみに炭酸カルシウムが練り込まれたポリプロピレン繊維を製造する場合は複層紡糸という比較的煩雑な手法を用いる必要がある為、製造コスト面に課題が残されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１-１１６２９７号公報
【特許文献２】特開２００１−０５８８５８号公報
【特許文献３】特開２００３−０８９５５９号公報
【特許文献４】特開２０００−０３４１４６号公報
【特許文献５】特開２００５−２３９５１２号公報
【特許文献６】特開平０６−２１９７９７号公報
【特許文献７】特開平０６−２４８５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、セメントスラリーとの親和性が高く、セメント組成物との付着性に優れたポリオレフィン系補強繊維を製造可能な新しい技術を提供することにある。また、上記繊維を用いた繊維補強セメント系成形体を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属の炭酸塩によるセメント組成物との付着性向上に着目しつつ、ポリオレフィン繊維自体に練り込むこと無く付着性向上が可能な手法について、鋭意検討を重ねた。その結果、ポリオレフィン繊維の表面に、アルカリ土類金属の炭酸塩と、バインダーとを少なくとも含む層をコーティングすることで、繊維とセメント組成物の付着性が大幅に向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、以下の事項に関する。
【０００９】
１．ポリオレフィン繊維の表面に、アルカリ土類金属の炭酸塩と、ポリオレフィン繊維に用いられているポリマーとは異なる組成からなるバインダーと、を少なくとも含む層がコーティングされていることを特徴とするセメント系成形体用補強繊維。
【００１０】
２．前記アルカリ土類金属の炭酸塩が、炭酸カルシウム粒子であることを特徴とする前記項１に記載のセメント系成形体用補強繊維。
【００１１】
３．前記バインダーが、ポリマー系バインダーであることを特徴とする前記項１又は２のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。
【００１２】
４．前記ポリマー系バインダーが、ポリオレフィン用プライマー樹脂であることを特徴とする前記項３に記載のセメント系成形体用補強繊維。
【００１３】
５．前記ポリオレフィン用プライマー樹脂が、水系エマルジョン樹脂であることを特徴とする前記項４に記載のセメント系成形体用補強繊維。
【００１４】
６．前記炭酸カルシウム粒子の粒径が、１０ｎｍ〜１０００μｍであることを特徴とする前記項２〜５のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。
【００１５】
７．前記炭酸カルシウム粒子の添加量が、バインダーに対して、１０〜３００質量％であることを特徴とする前記項２〜６のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。
【００１６】
８．前記ポリオレフィン繊維が、ポリプロピレン及び又はポリエチレンを主成分とすることを特徴とする前記項１〜７のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維。
【００１７】
９．アルカリ土類金属の炭酸塩が少なくとも分散されたバインダー溶液又はエマルジョンを、ポリオレフィン繊維に塗布後、加熱乾燥処理を行うことを特徴とするセメント系成形体用補強繊維の製造方法。
【００１８】
１０．前記項１〜８のいずれかに記載のセメント系成形体用補強繊維が添加された繊維補強セメント系成形体。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によって、セメントスラリーとの親和性が高く、セメント組成物との付着性に優れたセメント系成形体用補強繊維を得ることが出来る。本発明のセメント系成形体用補強繊維は、セメントスラリーとの親和性が高い為、セメント系フレッシュへの投入時に繊維の開繊を容易にでき、セメント系フレッシュへ繊維を均一分散ができる。また、セメント系成形体用補強繊維はセメントスラリーとの親和性が高く、セメント組成物との付着性に優れる為、セメント硬化後のコンクリート成形物において、高い曲げ靭性係数が得られ、極めて優れた補強効果を発現できる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下本発明を詳細に説明する。
【００２１】
本発明のセメント系成形体用補強繊維は、ポリオレフィン繊維の表面に、アルカリ土類金属の炭酸塩と、ポリオレフィン繊維に用いられているポリマーとは異なるバインダーとを少なくとも含む層がコーティングされている事を特徴とする。
【００２２】
＜ポリオレフィン繊維＞
本発明に用いるポリオレフィン系繊維は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン−１などのポリオレフィン重合体もしくは、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系共重合体を使用することができ、耐セメントアルカリ性、繊維物性、低価格性、及び補強効率等から、ポリプロピレンやポリエチレンを主成分とするものが好適に使用できる。中でもセメント補強用繊維の表面はセメント成型時におけるオートクレーブ養生などで高温に晒されるために、できるだけ高融点成分で構成される樹脂を使用した繊維が好ましく、ポリプロピレンが特に好適に使用できる。ポリプロピレン樹脂としては、プロピレン単独重合体、エチレンなどのα−オレフィンとプロピレンとのブロックまたはランダム共重合体等を使用することができる。これらのポリオレフィンは、単独で用いても良いし、混合物として用いてもかまわない。また本発明のポリオレフィン系繊維の繊維形態は、単一型繊維、複合型繊維のいずれでもよい。複合型繊維の場合であれば、芯鞘型、偏心型、並列型、分割型の何れの形態であっても構わない。
【００２３】
本発明に用いるポリオレフィン系繊維の単繊維繊度は特に限定されないが、１００〜１０，０００ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは５００〜９０００ｄｔｅｘである。単繊維繊度が１００ｄｔｅｘ未満の場合、繊維が細すぎて、セメントスラリー中に短繊維として分散させる場合、分散が不均一となってファイバーボールになり易く、施工性や補強性の点で好ましくない。一方、単繊維繊度が１０，０００ｄｔｅｘを超えると繊維のセメントスラリーとの接触面積が減少し、補強効果が劣るために好ましくない。
【００２４】
本発明に用いるポリオレフィン系繊維の形態は、用途に応じて適宜選択され、短繊維であっても、織物や不織布状の繊維であっても構わない。本発明では、特に短繊維状のポリオレフィン系繊維が好適に用いられる。短繊維を用いる場合、繊維長は５〜８０ｍｍが好ましく、５〜６０ｍｍがより好ましく、５〜５０ｍｍがさらに好ましい。繊維長が５ｍｍ未満の場合、セメントからの抜けが生じやすく、８０ｍｍを越えると分散性が不良となる場合があり好ましくない。
【００２５】
本発明に用いるポリオレフィン繊維は、必要に応じて公知の方法を用いて繊維表面に機械的な凹凸を付与したり、繊維断面形状を異形にしたりする等の加工をすることが出来る。これらの加工により、繊維とセメントスラリーの接触面積が増える事でセメントとの親和性や分散性、付着性が向上する効果や、セメントと繊維の引っ掛かりによる引抜き抵抗の向上効果を付与する事が出来る。
【００２６】
さらに本発明に用いるポリオレフィン繊維には、本願発明の効果を妨げない範囲で、他の合成樹脂や変性樹脂、酸化防止剤、耐光安定剤、造核剤、抗菌剤、難燃剤、帯電防止剤、顔料、可塑剤、その他、無機・有機充填剤を適宜添加することができる。
【００２７】
＜アルカリ土類金属の炭酸塩＞
本発明で用いるアルカリ土類金属の炭酸塩としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム等が挙げられ、コスト面及びセメント組成物との付着性の観点から、炭酸カルシウム粒子が最も好ましい。
【００２８】
炭酸カルシウム粒子の粒径は、１０ｎｍ〜１０００μｍが好ましく、１００ｎｍ〜３００μｍがより好ましい。炭酸カルシウム粒子の粒径が１０ｎｍ未満の場合、粒子の製造に多大なコストが必要となる為好ましくなく、１０００μｍを超えると、繊維表面にバインダーと共に固定する場合に固定しづらく、脱離しやすくなるため好ましくない。
【００２９】
本発明で用いる炭酸カルシウム粒子の添加量は、コーティング液に対して、５〜８０質量％である事が好ましく、１０〜５０質量％である事がより好ましい。５質量％未満の場合、セメント組成物との付着性が十分でない事があるため好ましくなく、８０質量％を越えると、バインダーでの繊維表面の付着が十分でなくなり、脱離しやすくなるため好ましくない。
【００３０】
本発明で用いる炭酸カルシウム粒子の添加量は、バインダーに対して、１０〜３００質量％である事が好ましく、５０〜２００質量％である事がより好ましい。１０質量％未満の場合、セメント組成物との付着性が十分でない事があるため好ましくなく、３００質量％を越えると、バインダーでの繊維表面の付着が十分でなくなり、脱離しやすくなるため好ましくない。
【００３１】
＜バインダー＞
本発明で用いるバインダーは、ポリオレフィン繊維に用いられているポリマーとは組成の異なるバインダーであって、変性したポリオレフィンも異なる組成である。実質的には、ポリオレフィン繊維と、アルカリ土類金属の炭酸塩と相応の密着性を示す物であれば特に限定されないが、例えば、ポリマー系バインダー、無機系バインダー等が用いられる。本発明では、ポリプロピレンとの密着性の観点から、ポリマー系バインダーがより好ましく、ポリオレフィン用プライマー樹脂であることが特に好ましい。
【００３２】
ポリオレフィン用プライマー樹脂としては、公知のポリオレフィン用プライマー樹脂を必要に応じて適宜選定できるが、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィンエラストマーや、酸変性ポリオレフィン、塩素変性ポリオレフィン等の変性ポリオレフィンが挙げられる。また、密着性向上の目的で、必要に応じてノボラック型フェノール樹脂、エポキシ樹脂、その他の密着性向上成分が添加されていても構わない。
【００３３】
ポリオレフィン用プライマーの形態は、有機溶剤に溶解した溶液タイプの樹脂でも良いし、水中に分散した水系エマルジョンタイプの樹脂でも構わないが、作業性及びＶＯＣ排出抑制の観点から、水系エマルジョン樹脂である事が特に好ましい。これらのバインダーは、それぞれ単独で用いてもよいし、二種以上の混合物として用いても構わない。
【００３４】
＜セメント系成形体用補強繊維の製造方法＞
本発明のセメント系成形体用補強繊維は、アルカリ土類金属の炭酸塩が少なくとも分散されたバインダー溶液又はエマルジョンを、ポリオレフィン繊維に塗布後、加熱乾燥処理することで製造する事が出来る。より具体的には、アルカリ土類金属の炭酸塩をバインダー溶液又はエマルジョンと混合し、必要に応じて有機溶剤及び又は水で希釈して塗布液を作製する。この塗布液をポリオレフィン繊維に塗布後、有機溶剤及び又は水の乾燥及びバインダーのポリオレフィン繊維表面への定着を目的に加熱乾燥処理を行う事で、セメント組成物との付着性が良好なセメント系成形体用補強繊維が得られる。
【００３５】
上記塗布液をポリオレフィン繊維に塗布する方法は特に限定されず、浸漬法、スプレー法、コーティング法のいずれの方法も採用することができる。また、繊維を紡糸する際に連続で塗布する方法でも良いし、短繊維、織物、不織布等の形状に加工された後に塗布する方法でも構わない。作業面やコスト面を勘案すると、繊維を紡糸する際に連続で塗布する方法がより好ましい。
【００３６】
加熱乾燥処理を行う際の温度は、バインダーの種類、溶剤の種類、ポリオレフィン繊維の耐熱性等に応じて適宜決められるが、例えばポリオレフィン繊維としてポリプロピレン繊維を用いる場合、９０℃〜１５０℃程度が好適である。９０℃未満の場合、溶剤及び又は水の乾燥が不十分である可能性や、バインダーのポリオレフィン繊維への定着が不十分であったりする可能性がある。一方、１５０℃を超える場合、ポリオレフィン繊維の強度低下を引き起こす懸念があり、好ましくない。
【００３７】
＜その他の処理＞
本発明のセメント系成形体用補強繊維には、必要に応じてその他種々の処理を施すことができる。例えば、繊維表面を界面活性剤、分散剤、カップリング剤等で処理してもよいし、コロナ放電処理、紫外線照射、電子線照射等により表面活性化または架橋化等の処理を行ってもよい。これらの処理は、アルカリ土類金属の炭酸塩とバインダーからなるコーティング層を形成する前であっても後であっても構わない。特に、コーティング層を形成後、更に界面活性剤等で処理する事で、セメントスラリーへの分散性向上させることが出来る場合がある。
【００３８】
界面活性剤としては、セメント水和反応に悪影響しないものであれば、特に限定なく使用することができるが、中でもポリエチレングリコールアルキルエステル系ノニオン界面活性剤、アルキルホスフェート系アニオン界面活性剤、多価アルコール型アマイドノニオン系界面活性剤などを好ましく使用できる。
【００３９】
ポリエチレングリコールアルキルエステルとしては、水分散液の安定性、繊維付着性の点から、それを構成する長鎖脂肪族アルキル基の炭素数が６〜１８、好ましくは８〜１６であるものが好ましい。好ましいポリエチレングリコールアルキルエステルの具体例としては、ポリエチレングリコールラウレート、ポリエチレングリコールオレエート、ポリエチレングリコールステアレートなどが挙げられる。アルキルホスフェートは、平均炭素数１８以下、好ましくは６〜１６、より好ましくは８〜１４のアルキル基を１分子中に１〜２個、好ましくは１個有するホスフェートであり、塩としてはアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩が挙げられる。好ましいアルキルホスフェートの具体例としては、オクチルホスフェート、ラウリルホスフェート、ステアリルホスフェートのような高級アルコールの燐酸エステルのナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムなどの塩及びアミン塩が挙げられる。その中和は遊離水酸基の５０％以上、特に完全中和物が好ましい。多価アルコール型アマイドノニオンは、炭素数４〜１８のアルキルアミンと、３〜１３個の水酸基を持つポリグリセリンとの付加反応物が用いられ、好ましくは炭素数１１〜１７のアルキルアミンと、３〜６個の水酸基を持つポリグリセリンとの付加反応物が用いられる。
【００４０】
その他の好ましい界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルが挙げられる。ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステルの具体例としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテルリン酸エステルなどが挙げられ、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルの具体例としては、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンステアリン酸エステルなどが挙げられる。これらの界面活性剤は、一種単独又は二種以上を混合して使用することができる。
【００４１】
上記界面活性剤の繊維に対する付着量は特に限定されないが、セメント配合時の泡の発生抑制の観点から、総繊維に対して、通常０.０５〜２質量％の範囲で用いられる。繊維に対する付着量が、総繊維に対して０.０５質量％未満ではポリオレフィン繊維に親水性が十分付与されないおそれがあり、また、２質量％を超えても親水性は頭打ちになり、かえって繊維混練時のフレッシュコンクリートを代表とする各種セメント系成形体中に気泡が発生し、セメント系成形体の圧縮強度、曲げ強度などの物性値を低下させるおそれがあるので好ましくない。０．５質量％以上の付着においてはセメント系のフレッシュ性状（空気量）に影響するため、繊維配合時に公知の空気調整剤で調整することが必要である。
【００４２】
本発明のセメント成形体用補強繊維は、強化繊維材として、セメント、細骨材、粗骨材、水及び適量のコンクリート混和剤、又はセメント、細骨材、水及び適量のモルタル混和剤に配合して用いられ、コンクリート、モルタル等のセメント系成形体とすることができる。ここで、セメントとしては、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、フライアッシュセメント、白色ポルトランドセメント、アルミナセメント等の水硬性セメント又は石膏、石灰等の気硬性セメント等のセメント類を使用することができる。細骨材としては、川砂、海砂、山砂、珪砂、ガラス砂、鉄砂、灰砂、その他人工砂などが挙げられ、粗骨材としては、礫（レキ）、砂利、砕石、スラグ、各種人工軽量骨材などが挙げられる。混和剤としては、空気連行剤（ＡＥ剤）、流動化剤、減水剤、増粘剤、保水剤、撥水剤、膨張剤などを混合使用することができる。
【００４３】
セメントに対する補強繊維の配合量は、セメント系成形体の体積に対して、通常、０.０５〜５容積％である。セメント配合時の繊維の均一分散性、配合セメントの流動性、施工性、セメント系成形体の物性向上効果の点から、補強繊維の配合量は、好ましくは０．１〜３容積％、さらに好ましくは０．３〜１容積％の範囲である。
【００４４】
本発明のセメント成形体用補強繊維は、セメント系成形体の製造に用いる場合、補強繊維をセメント系粉体、セメント系フラッシュ又はスラリー中に分散してセメント系混合物とし、これを湿式抄造成形法、押出成形または注型成形法によって所定形状に成形した後、自然養生、蒸気養生、オートクレーブ養生などによって、各種のセメント系成形体を製造することができる。より具体的には、セメント、細骨材、粗骨材、水等よりなるコンクリート混合物をベースコンクリートとし、このベースコンクリートを混練後に、続けて補強繊維を投入し混練を行なうことが好ましい。混練時間は１回当たりの混合量により異なるが、一般的には、ベースコンクリートの混練は４５〜９０秒、補強繊維を投入後の混練についても４５〜９０秒の範囲が適当である。
【００４５】
このようにして得られたセメント系成形体は、特に、土木、建築工事用のコンクリート成形体として好適である。たとえば、コンクリート道路舗装分野では、繊維補強による曲げ強度向上のため鉄筋量の減少が可能となり、かつコンクリート板の厚さを減少させることができ、工期の短縮、原材料の節減などに有効である。さらにトンネルの内壁の吹き付け工法に採用すると、繊維が柔軟で弾性があること、親水性が高く軽いことから、吹き付け時の骨材や繊維のハネ返りも少なく、コンクリートの落下も少なく、収率安全面で有効である。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４７】
以下の例で用いた試料は以下のとおりである。
ポリオレフィン繊維Ａ：ポリプロピレン短繊維
繊度：２０５０ｄｔｅｘ  長さ：３０ｍｍ
表面凹凸加工有り
（宇部エクシモ株式会社製）
ポリオレフィン繊維Ｂ：シムロックＳＸ（ポリプロピレン短繊維）
繊度：１０００ｄｔｅｘ  長さ：２０ｍｍ
表面凹凸加工有り
（宇部エクシモ株式会社製）
ポリオレフィン繊維Ｃ：シムロックＭＸ（ポリプロピレン短繊維）
繊度：２０００ｄｔｅｘ  長さ：３０ｍｍ
表面凹凸加工有り
（宇部エクシモ株式会社製）
ポリオレフィン繊維Ｄ：シムロックＬＸ（ポリプロピレン短繊維）
繊度：３３００ｄｔｅｘ  長さ：４８ｍｍ
表面凹凸加工有り
（宇部エクシモ株式会社製）
ポリオレフィン繊維Ｅ：バルチップＭＫ（ポリプロピレン短繊維）
繊度：７１００ｄｔｅｘ  長さ：４０ｍｍ
表面凹凸加工有り
（萩原工業株式会社製）
ポリオレフィン繊維Ｆ：バルチップＪＫ（ポリプロピレン短繊維）
繊度：３５００ｄｔｅｘ  長さ：４８ｍｍ
表面凹凸加工有り
（萩原工業株式会社製）
Ｕプライマー４５：エチレン酢酸ビニル共重合体水性エマルジョン
（宇部興産株式会社製）固形分濃度４５％
ＰＰ用プライマーＧＸ１０７３：変性ポリオレフィン水性エマルジョン
（互応化学工業株式会社製）固形分濃度２３％
スーパークロン９３０：酸変性塩素化ポリオレフィン／トルエン溶液
（日本製紙グループ製）固形分濃度２０％
ハードレンＥＨ８０１：塩素化ポリオレフィン／水性エマルジョン
（東洋紡株式会社製）固形分濃度３０％
炭酸カルシウム：メディアン径（ｄ５０）９．３３μｍ（和光純薬工業株式会社製、試薬特級）メディアン径（ｄ５０）は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置（マルバーン社製、マスターサイザー３０００）を用いて測定した。
【００４８】
以下の例で用いた特性の測定方法を以下に示す。
【００４９】
〔補強繊維のセメント付着性評価〕
市販の速硬セメント（商品名：インスタントセメント  家庭化学工業株式会社製）１５０ｇと水３０ｇを１２０秒混練し、セメントペーストを得た。混練後、５分間放置した後、縦５ｍｍ、横１０ｍｍ、高さ２０ｍｍの型へと流し込み、振動を与えて脱泡した。続いて実施例及び比較例で得られたセメント成形体用補強繊維を、差込み深さ１５ｍｍとなるように型の中心部分に垂直に差込み、再度振動を与えて繊維とセメントの間に存在する空気を脱泡した。その後、２３℃の恒温室で３日間養生し、硬化させて、型枠から外すことでセメント付着性評価用サンプルを得た。得られたセメント付着性評価用サンプルのセメント側を引張試験機（島津製作所製ＥＺｔｅｓｔＣＥ）の台座に固定し、繊維側を把持して２ｍｍ／分の速度で引き抜き、変位と試験力を観測した。補強繊維のセメント付着性評価指標には、引抜き時の最大付着力（ｋｇｆ）と、引抜きエネルギー（ｍＪ）を使用した。引抜きエネルギーは、繊維の引抜き開始時から繊維が完全に抜け切るまでに要したエネルギーの積分値として以下の式で定義した。
（引抜きエネルギー［ｍＪ］)＝Σ｛（変位［ｍｍ］）×（試験力［ｋｇｆ］）×（標準重力加速度［ｍ／ｓｅｃ２］）｝
【００５０】
〔アルカリ土類金属炭酸塩の粒子径〕
アルカリ土類金属炭酸塩の粒子径は、ＪＩＳ  Ｚ８８２５乾式法に準拠し、マルバーン社製のマスターサイザー３０００を用いて、測定を行った。
【００５１】
〔実施例１〕
Ｕプライマー４５を１０ｇと、炭酸カルシウム４．５ｇと、イオン交換水８．０ｇをサンプル瓶中で混合し、バインダーが２０質量％、炭酸カルシウムが２０質量％からなるコーティング液を作製した。このコーティング液に、ポリオレフィン繊維Ａを３０秒浸漬した後、１ｃｍ／秒で引き上げ、直ちに１００℃の熱風オーブンで３０分間加熱乾燥させて、セメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表１に示す。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
【００５２】
〔実施例２〕
炭酸カルシウムを７．５ｇとした以外は、実施例１と同様の方法でバインダーが１８質量％、炭酸カルシウムが３０質量％からなるコーティング液を作成し、その後セメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表１に示す。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
【００５３】
〔実施例３〕
バインダーとしてＵプライマー４５の代わりにＰＰ用プライマーＧＸ１０７３を用いた以外は、実施例１と同様の方法でバインダーが１８質量％、炭酸カルシウムが２０質量％からなるコーティング液を作成し、その後セメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表１に示す。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
【００５４】
〔実施例４〕
バインダーとしてＵプライマー４５の代わりにスーパークロン９３０を用いた以外は、実施例１と同様の方法でバインダーが１６質量％、炭酸カルシウムが２０質量％からなるコーティング液を作成し、その後セメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表１に示す。溶剤系バインダーを用いた場合も、最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
【００５５】
〔実施例５〕
バインダーとしてＵプライマー４５の代わりにハードレンＥＨ８０１を用いた以外は実施例１と同様の方法でバインダーが２４質量％、炭酸カルシウムが２０質量％からなるコーティング液を作成し、その後セメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表１に示す。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
【００５６】
〔比較例１〕
コーティング液への浸漬を行っていない未処理のポリオレフィン繊維を用いて、セメント付着性評価を行った。セメント付着性評価の結果を表１に示す。実施例１と比較して最大付着力、引抜きエネルギー共に低く、セメント成形体との付着性は悪いことが示された。
【００５７】
〔比較例２〕
炭酸カルシウムを加えず、バインダーが２０質量％となるようにイオン交換水の量を調整してコーティング液を作製した以外は、実施例１と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表１に示す。実施例１と比較して最大付着力、引抜きエネルギー共に低く、セメント成形体との付着性は悪いことが示された。
【００５８】
〔比較例３〕
炭酸カルシウムを加えず、ＰＰ用プライマーＧＸ１０７３をコーティング液として使用した以外は、実施例３と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表１に示す。実施例３と比較して最大付着力、引抜きエネルギー共に低く、セメント成形体との付着性は悪いことが示された。
【００５９】
〔比較例４〕
炭酸カルシウムを加えず、スーパークロン９３０をコーティング液として使用した以外は、実施例４と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。得られた繊維のセメント付着性評価の結果を表１に示す。実施例４と比較して最大付着力、引抜きエネルギー共に低く、セメント成形体との付着性は悪いことが示された。
【００６０】
【表１】
2018058757.tif 000002
【００６１】
〔実施例６〕
ポリオレフィン繊維Ｂを用いた以外は、実施例１と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
【００６２】
〔実施例７〕
ポリオレフィン繊維Ｃを用いた以外は、実施例１と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
【００６３】
〔実施例８〕
ポリオレフィン繊維Ｄを用いた以外は、実施例１と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
【００６４】
〔実施例９〕
ポリオレフィン繊維Ｅを用いた以外は、実施例１と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
【００６５】
〔実施例１０〕
ポリオレフィン繊維Ｆを用いた以外は、実施例１と同様の方法でセメント系成形体用補強繊維を得た。最大付着力、引抜きエネルギー共に高い値であり、セメント成形体と良好な付着性を示した。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のセメント系成形体用補強繊維は、セメント組成物との付着性に優れているため、トンネル覆工、道路床盤、高架橋等の各種土木用途、建築用途、コンクリート二次製品用途のセメント成形体用補強繊維として有効に利用できる。