(57)【要約】      （修正有）【課題】セメントを含むモルタルやコンクリート等の水硬性成形体との高い化学的接着性と、水硬性成形体に対する十分な物理的接着性（引抜き抵抗性）とを兼ね備え、水硬性成形体に対する高い補強効果を有する水硬性成形体補強用繊維およびその製造方法。【解決手段】繊維表面に凹凸を有し、繊維軸方向において下記式に従い算出される表面粗さ係数Ａ１が５×１０−３〜１００×１０−３である、水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維。表面粗さ係数Ａ１＝繊維軸方向における十点平均粗さＲｚ／繊維直径【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維表面に凹凸を有し、繊維軸方向において下記式に従い算出される表面粗さ係数Ａ１が５×１０−３〜１００×１０−３である、水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維。
表面粗さ係数Ａ１＝繊維軸方向における十点平均粗さＲｚ／繊維直径
【請求項２】
繊維幅方向において下記式に従い算出される表面粗さ係数Ａ２が、繊維軸方向における表面粗さ係数Ａ１に対して８０％以下である、請求項１に記載の水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維。
表面粗さ係数Ａ２＝繊維幅方向における十点平均粗さＲｚ／繊維直径
【請求項３】
平均繊維径が１〜１０００μｍである、請求項１または２に記載の水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維。
【請求項４】
引張強度が５００〜３０００Ｎ／ｍｍ２である、請求項１〜３のいずれかに記載の水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維。
【請求項５】
ポリビニルアルコール系繊維の表面硬度より高い硬度を有する砥材を用いて、ポリビニルアルコール系繊維の表面に凹凸を形成することを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維の製造方法。
【請求項６】
ポリビニルアルコール系繊維を繊維軸方向に送り出し、送り出された繊維の表面に砥材を圧接することにより凹凸を形成する、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
表面に砥材を有するローラーをポリビニルアルコール系繊維の表面に圧接することにより凹凸を形成する、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
ポリビニルアルコール系繊維の送り出し方向に対してローラーを順方向に回転させる、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
ポリビニルアルコール系繊維の送り出し速度に対するローラーの回転速度が１．２〜８倍である、請求項７または８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セメントを含むモルタルやコンクリート等の水硬性成形体を補強するために様々な繊維が提案されている。例えば、特許文献１には、セメントとの化学的接着が不十分なポリプロピレン系繊維において、物理的な引抜き抵抗を確保するために、表面にエンボス加工を施したセメント強化用ポリプロピレン繊維が記載されている。また、特許文献２には、ポリビニルアルコール系繊維（以下、「ＰＶＡ系繊維」ともいう）において、アルカリ性下で水に難溶性の水酸化物を生成析出する物質（両性塩）を混合紡糸し、アルカリ処理を施すことで前記水酸化物を除去することにより、繊維表面に亀裂状の凹部が存在するＰＶＡ系合成繊維およびその製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１１６２９７号公報
【特許文献２】特開昭５６−１５４５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されるような繊維表面へのエンボス加工は、その加工を施す過程で繊維に欠陥を生じ、繊維が本来有していた繊維強度の低下を生じやすいという問題があった。また、特許文献２に記載されるような補強繊維の製造方法においては、アルカリ処理における水酸化物の析出を繊維表面上で均一に生じさせることは難しく、適度な繊維表面凹凸を得るためには紡糸原液内に多量に添加される両性塩により、繊維に過度な凹凸が多数形成されるため繊維強度の低下が生じやすく、また、アルカリ処理時等に糸切れが発生することにより生産性が低下するという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、セメントを含むモルタルやコンクリート等の水硬性成形体との高い化学的接着性と、水硬性成形体に対する十分な物理的接着性（引抜き抵抗性）とを兼ね備え、水硬性成形体に対する高い補強効果を有する水硬性成形体補強用繊維を提供することを目的とする。また、本発明は、繊維が本来有する繊維強度を維持したまま、前記水硬性成形体補強用繊維を生産性よく製造することのできる方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、本発明に到達した。すなわち本発明は、以下の好適な態様を提供するものである。
［１］繊維表面に凹凸を有し、繊維軸方向において下記式に従い算出される表面粗さ係数Ａ１が５×１０−３〜１００×１０−３である、水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維。
表面粗さ係数Ａ１＝繊維軸方向における十点平均粗さＲｚ／繊維直径
［２］繊維幅方向において下記式に従い算出される表面粗さ係数Ａ２が、繊維軸方向における表面粗さ係数Ａ１に対して８０％以下である、前記［１］に記載の水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維。
表面粗さ係数Ａ２＝繊維幅方向における十点平均粗さＲｚ／繊維直径
［３］平均繊維径が１〜１０００μｍである、前記［１］または［２］に記載の水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維。
［４］引張強度が５００〜３０００Ｎ／ｍｍ２である、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維。
［５］ポリビニルアルコール系繊維の表面硬度より高い硬度を有する砥材を用いて、ポリビニルアルコール系繊維の表面に凹凸を形成することを含む、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維の製造方法。
［６］ポリビニルアルコール系繊維を繊維軸方向に送り出し、送り出された繊維の表面に砥材を圧接することにより凹凸を形成する、前記［５］に記載の製造方法。
［７］表面に砥材を有するローラーをポリビニルアルコール系繊維の表面に圧接することにより凹凸を形成する、前記［６］に記載の製造方法。
［８］ポリビニルアルコール系繊維の送り出し方向に対してローラーを順方向に回転させる、前記［７］に記載の製造方法。
［９］ポリビニルアルコール系繊維の送り出し速度に対するローラーの回転速度が１．２〜８倍である、前記［７］または［８］に記載の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、水硬性成形体との高い化学的接着性と、水硬性成形体に対する十分な物理的接着性（引抜き抵抗性）とを兼ね備え、水硬性成形体に対する高い補強効果を有する水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維を提供することができる。また、本発明によれば、繊維が本来有する繊維強度を維持したまま、前記水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維を生産性よく製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本発明の範囲はここで説明する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で種々の変更をすることができる。
【０００９】
本発明の水硬性成形体補強用ポリビニルアルコール系繊維（以下、「水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維」ともいう）は、繊維表面に凹凸を有する。本発明の水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維は、繊維表面に有する凹凸に由来して、繊維軸方向において、５×１０−３〜１００×１０−３の表面粗さ係数Ａ１を有する。上記表面粗さ係数Ａ１が５×１０−３未満であると、ＰＶＡ系繊維の繊維表面に形成される繊維直径に対する凹凸の深さが十分でなく、水硬性成形体に対して繊維の引き抜けを抑制するアンカー効果としての働きが弱くなるため、高い物理的接着性（引抜き抵抗性）を得難くなり、水硬性成形体に対する高い補強性能を確保することが困難となる。一方、表面粗さ係数Ａ１が１００×１０−３を超えると、形成される凹凸の深さが繊維直径に対して深くなり過ぎるため、繊維強度が低下し、繊維が破断し易くなる。また、凹凸が深くなり過ぎると凹凸部をセメント等の水硬性材料により十分に満たすことが難しく、ＰＶＡ系繊維と水硬性材料における接着面積が低下し、高い補強性能を確保することが困難となる。本発明において、表面粗さ係数Ａ１は、好ましくは１０×１０−３以上であり、より好ましくは１５×１０−３以上であり、さらに好ましくは１８×１０−３以上であり、好ましくは９５×１０−３以下であり、より好ましくは９０×１０−３以下であり、さらに好ましくは８５×１０−３以下である。
【００１０】
本発明における上記「表面粗さ係数Ａ１」は、下記式に従い算出される。
表面粗さ係数Ａ１＝繊維軸方向における十点平均粗さＲｚ／繊維直径
十点平均粗さＲｚは、例えば、光学顕微鏡を用いて、繊維表面の３Ｄ画像を撮像し、繊維軸方向（粗面化された長辺面）の表面プロファイルより求めることができ、繊維直径で割ることにより表面粗さ係数Ａ１を算出することができる。ここで、上記表面粗さ係数Ａ１の算出に用いられる繊維直径は、繊度から計算される真円換算直径（μｍ）であり、ＪＩＳ  Ｌ  １０１３で規定される方法に従い測定した繊度（ｄｔｅｘ）から、式：
繊度＝１００００×１０＾３×π×（繊維直径／２）＾２×ρ（比重）
に従い算出することができる。
表面粗さ係数Ａ１は、具体的には、後述の実施例に記載の方法に従い、測定、算出される。
【００１１】
本発明の水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維は、表面処理を施すことにより繊維表面に凹凸を設けた従来の補強用繊維（例えば、上記先行文献１）と比較して、繊維表面に細かな粗面化処理を施すことにより、微細な凹凸が形成されている。本発明においては、繊維表面に存在する微細な凹凸により、比較的大きな凹凸を有する繊維と比較して、セメント等の水硬性材料と接触する表面積が大きくなり、これにより水硬性材料との化学的接着力を高めることができる。さらに、本発明においては、繊維表面に微細な凹凸を形成するのみで、繊維に損傷を生じ難く、繊維が本来有する繊維強度を維持したまま、効率よく引抜き抵抗力を向上させることができる点も有利である。
【００１２】
本発明の水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維は、水硬性成形体に対するより高い引抜き抵抗性を効率よく確保するために、凹凸が繊維表面に異方性をもって形成されていることが好ましい。本発明の好適な一実施態様において、ＰＶＡ系繊維の表面には、繊維軸方向に異方性をもって凹凸が形成されており、繊維幅方向における表面粗さ係数Ａ２は、繊維軸方向における表面粗さ係数Ａ１に対して８０％以下である。繊維幅方向における表面粗さ係数Ａ２が、繊維軸方向における表面粗さ係数Ａ１に対して８０％以下であると、繊維の引抜き方向に対してより明確に異方性をもって凹凸が配置しており、水硬性成形体からの引き抜き方向、すなわち繊維軸方向におけるアンカー効果を効率的に得ることができ、異方性なくランダムに凹凸が形成された繊維と比較してより高い物理的接着力を効率的に確保することができる。特に、上記特定の範囲の繊維軸方向における表面粗さ係数Ａ１を有する場合において、繊維幅方向の表面粗さ係数Ａ２がその８０％以下であると、ＰＶＡ系繊維の水硬性材料に対する化学的接着力と、繊維表面の凹凸に起因するアンカー効果による物理的接着力のバランスがよくなるため、ＰＶＡ系繊維の水硬性成形体に対する補強性能をより向上させることができる。本発明において、表面粗さ係数Ａ２は、表面粗さ係数Ａ１に対して７５％以下であることがより好ましく、７０％以下であることがさらに好ましい。また、表面粗さ係数Ａ２は、表面粗さ係数Ａ１に対して２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましい。表面粗さ係数Ａ２が表面粗さ係数Ａ１に対して上記下限値以上であると、引き抜き抵抗が効果的に得られ好ましい。
【００１３】
本発明における上記「表面粗さ係数Ａ２」は、下記式に従い算出される。
表面粗さ係数Ａ２＝繊維幅方向における十点平均粗さＲｚ／繊維直径
十点平均粗さＲｚおよび繊維直径の測定および算出は、測定面を繊維幅方向の面とする以外は、先の表面粗さ係数Ａ１における方法と同様の方法により求めることができる。
【００１４】
本発明の水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維において、繊維幅方向における表面粗さ係数Ａ２は、好ましくは１×１０−３以上であり、より好ましくは３×１０−３以上であり、さらに好ましくは５×１０−３以上であり、好ましくは２５×１０−３以下であり、より好ましくは２０×１０−３以下であり、さらに好ましくは１８×１０−３以下である。繊維幅方向における表面粗さ係数Ａ２が上記範囲内にあると、水硬性材料と接触する表面積が大きくなり、これにより水硬性材料との化学的接着力を高めることができ、補強性能をより向上させることができる。
【００１５】
本発明において、ＰＶＡ系繊維は、１〜１０００μｍの平均繊維径を有することが好ましい。本発明におけるＰＶＡ系繊維の平均繊維径は、より好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上、また、より好ましくは８００μｍ以下、さらに好ましくは７００μｍ以下である。ＰＶＡ系繊維の平均繊維径が上記上限値以下であると、繊維の柔軟性が維持され、繊維を水硬性材料と混合する際に抵抗が生じ難く、繊維を混合することによる流動性の低減を効果的に抑え、繊維自体の強度を保つことができるため、補強性能をより向上させることができる。また、繊維の比表面積が大きくなるため、水硬性材料との化学的接着性も高くなる。一方、平均繊維径が、上記下限値以上であると、繊維同士が絡まり難く、繊維の分散性を高め、水硬性材料と繊維を含む成形材料の成形性を良好にすることができる。
なお、平均繊維径は、ＪＩＳ  Ｌ  １０１３で規定される方法に従い測定した繊度（ｄｔｅｘ）から、式：
繊度＝１００００×１０＾３×π×（繊維直径／２）＾２×ρ（比重）
に従い算出することができる。
【００１６】
本発明において、ＰＶＡ系繊維は、１０〜１０００のアスペクト比を有することが好ましい。本発明におけるＰＶＡ系繊維のアスペクト比は、より好ましくは１５〜９００、さらに好ましくは２０〜８００である。ＰＶＡ系繊維のアスペクト比が上記範囲内であると、繊維同士が絡まり難く、繊維を成形材料内で均一に分散させることが容易となるため、補強性能を高めることができる。
なお、アスペクト比とは、繊維長（Ｌ）と繊維径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ）を意味している。本発明において、アスペクト比は、ＪＩＳ  Ｌ１０１５「化学繊維ステープル試験方法（８．５．１）」に準じて平均繊維長を算出し、平均繊維径との比により繊維のアスペクト比を算出することができる。
【００１７】
本発明の水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維を構成するＰＶＡ系繊維とは、ビニルアルコール系ポリマー（ＰＶＡ系ポリマー）を含む繊維をいう。
ＰＶＡ系繊維を構成するＰＶＡ系ポリマーの重合度は、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択すればよいが、得られる繊維の機械的特性、耐アルカリ性、耐熱水性等の観点から、３０℃水溶液の粘度から求めた平均重合度が１０００以上であることが好ましく、１１００以上であることがより好ましく、４０００以下であることが好ましく、３０００以下であることがより好ましい。高重合度のものを用いると、強度の点で優れるので好ましいが、ポリマー製造コストや繊維製造コストなどの観点から、平均重合度が１２００〜３０００程度である場合が多い。
【００１８】
ＰＶＡ系ポリマーのけん化度も、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択すればよいが、得られる繊維の力学物性の観点から、例えば９５モル％以上であってよく、好ましくは９８モル％以上、より好ましくは９９モル％以上であってもよい。ＰＶＡ系ポリマーのけん化度が低すぎると、得られる繊維の機械的特性や工程通過性、製造コストなどの面で好ましくないことがある。
【００１９】
本発明に用いられるＰＶＡ系繊維は、上述するようなＰＶＡ系ポリマーを溶剤に溶解し、紡糸し、乾熱延伸することにより得られる。紡糸様式は、湿式、乾湿式、乾式のいずれであってもよい。また、ＰＶＡ系繊維で一般的に行われているアセタール化処理などが行われてもよい。
【００２０】
ＰＶＡ系繊維の紡糸原液に用いられる溶剤としては、ＰＶＡを溶解することが可能な溶剤であれば特に限定されない。例えば水、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール等の多価アルコールなどの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、供給性、環境負荷への影響の観点から水が好ましく、高強力を付与できる観点からはＤＭＳＯが好ましい。紡糸原液中のポリマー濃度は、ＰＶＡ系重合体の組成や重合度、溶媒によって異なるが、６〜６０質量％の範囲が一般的である。
【００２１】
また、本発明の効果を損なわない範囲であれば、紡糸原液にはＰＶＡ系ポリマー以外にも、目的に応じて、界面活性剤、分解抑制剤、凍結防止剤、ｐＨ調整剤、隠蔽剤、着色剤、油剤などの添加剤などが含まれていてもよい。
【００２２】
本発明の水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維の引張強度は、５００〜３０００Ｎ／ｍｍ２であることが好ましく、６００〜２９００Ｎ／ｍｍ２であることがより好ましく、７００〜２８００Ｎ／ｍｍ２であることがさらに好ましい。引張強度が上記範囲内であると、繊維自体の強度が十分に高く、水硬性成形体に対して高い補強効果を得ることができる。
なお、上記引張強度は、後述する実施例に記載された方法により測定できる。
【００２３】
本発明の水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維は、上述した表面粗さ係数Ａ１が５×１０−３〜１００×１０−３の範囲内となるように、ＰＶＡ系繊維の表面に微細な凹凸を形成することにより製造することができる。繊維表面に微細な凹凸を形成する方法としては、例えば、繊維表面を物理的に研削することにより凹凸を形成する物理的処理方法が挙げられる。繊維が本来有する繊維強度を維持したまま、繊維の表面のみに凹凸を形成し得ることから、本発明の水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維の製造方法としては、物理的処理方法を採用することが好ましい。
【００２４】
繊維表面に凹凸を形成するための物理的処理方法としては、例えば、エンボス加工により繊維表面に凹凸を形成する方法、砥粒等を用いて繊維表面に凹凸を形成する方法、プラズマ・コロナ処理等による表面エッチングにより凹凸を形成する方法、予め繊維表面を架橋剤にて架橋し、その後延伸処理を施すことで繊維表面のみを裂き凹凸を形成する方法等が挙げられるが、繊維に大きな損傷を与えにくく、繊維本来の繊維強度を保持したまま、表面に微細な凹凸を容易に形成し得ることから、本発明の水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維の製造方法（以下、「本発明の製造方法」ともいう）の好適な一実施態様は、ＰＶＡ系繊維の表面硬度より高い硬度を有する砥材を用いて繊維表面に凹凸を形成すること（以下、「凹凸形成工程」ともいう）を含む。
【００２５】
ここで、本明細書において「砥材」とは、繊維表面に微細な凹凸を形成する（粗面化する）ために用いられる研削材を意味する。本発明の製造方法において、砥材としては、例えば、処理対象とする繊維表面より高い硬度を有する粒状または粉末状の砥粒や、砥粒をコートした無機材、微細粗面化処理された無機材などが挙げられる。
【００２６】
砥粒としては、処理対象とする繊維表面より高い硬度を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、砂、石、アルミナ、シリカ、炭化珪素、酸化鉄、酸化珪素、ジルコン、酸化クロム、ダイヤモンド等、公知の材質の粉末または粒状物質を用いることができる。汎用品の製造コストおよび粒度分布等の観点から、本発明の製造方法においては、溶融アルミナや炭化珪素を用いることが好ましい。砥粒として、１種のみを単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
砥粒の大きさは、表面処理する繊維の太さ、砥粒の種類等に応じて適宜選択すればよい。例えば、平均粒径（粒度）であれば、通常６〜１２００μｍであることが好ましく、７〜１０００μｍであることがより好ましく、８〜８００μｍであることがさらに好ましい。砥粒の大きさが上記範囲内であると、繊維表面のみに効率的に所望する微細な凹凸を形成することができ、且つ凹凸形成工程において繊維切れなどの工程不調を抑制することができる。
【００２８】
砥粒は遊離した状態で用いてもよい。この場合、表面処理を施す繊維を所望の長さに切断した後、傾胴ミキサーなどの混合機器を用いて、砥粒とともに混合・混練すればよい。砥粒と繊維の混合比率や混合時間、攪拌速度等を適宜調整することにより、繊維表面に所望のサイズの微細な凹凸を形成することができる。
【００２９】
遊離した状態の砥粒と繊維とを混合することにより繊維表面に凹凸を形成する場合、砥粒と繊維との混合比率は、用いる砥粒の種類や粒径、繊維の太さ等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、繊維の混合率が砥粒に対し０．５〜１０ｖｏｌ％であれば、効率良く繊維表面に凹凸を形成できる。
【００３０】
本発明において、砥粒は固定した状態で用いることが好ましい。固定した砥粒を繊維に対して一定方向に圧接することにより、ＰＶＡ系繊維表面に異方性をもって微細な凹凸を形成することができる。ここで、砥粒を固定した状態とは、上述したような粒状または粉末状の砥粒を、アルミやステンレスなどの無機材およびクラフト紙や布糸などに固定した状態を意味し、例えば、サンドペーパー、サンドブラスト処理を施したローラー等が挙げられる。
【００３１】
本発明の一実施態様においては、ＰＶＡ系繊維を繊維軸方向に送り出し、送り出された繊維の表面に砥材を圧接することにより、繊維軸方向に異方性をもった微細な凹凸を形成することができる。送り出された繊維表面に砥材を圧接する方法としては、表面に砥材を有するローラーを用いる方法が挙げられる。表面に砥材を有するローラーとしては、例えば、上述したような砥粒を固定した無機材を砥材としてローラー表面に固定したものや研削等によりローラーの表面自体に微細粗面加工を施したもの等が挙げられる。
【００３２】
ローラーとしては、送り出される繊維に砥材を圧接できるものが好ましく、例えばニップロール、プレスローラー等の公知の設備を用いることができる。
【００３３】
表面に砥材を有するローラーをＰＶＡ系繊維の表面に圧接する場合、ローラーをＰＶＡ系繊維の送り出し方向に対して順方向に回転させることが好ましい。ローラーを順方向に回転させることにより、繊維表面に過度な力がかかり難く、繊維表面のみを粗面化することができるため、繊維強度を低下させることなく微細な凹凸を形成することができる。
【００３４】
好適なローラーの回転速度は、表面処理を施す繊維の太さ、用いる砥材、ローラー径、ローラー材質等により異なるが、ＰＶＡ系繊維の送り出し速度に対して１．２〜８倍であることが好ましい。ローラーの回転速度が上記範囲内であると、繊維表面に過度な力がかかり難く、繊維表面のみを粗面化することができる、繊維強度を低下させることなく、かつ効率よく微細な凹凸を形成することができる。本発明の製造方法において、ローラーの回転速度は、ＰＶＡ系繊維の送り出し速度に対して１．５〜７倍であることがより好ましく、２〜６倍であることがさらに好ましい。
【００３５】
ニップロール等を用いて送り出される繊維に対して砥材を圧接することにより繊維表面に凹凸を形成する場合、ニップ圧は、用いる繊維の太さ、砥材の材質等により適宜決定すればよいが、例えば、０．０５〜２．０ＭＰａであってよく、０．１〜１．５ＭＰａであってもよい。
【００３６】
本発明においては、上記凹凸形成工程の前に、ＰＶＡ系繊維に吸水処理を施すことが好ましい。ＰＶＡ系繊維に吸水処理を施すことにより、繊維表面を予め膨潤させることで、過度な力を必要とせず、繊維表面の微細な凹凸形成がし易くなる。
【００３７】
ＰＶＡ系繊維に対する吸水処理は、例えば、繊維を予め水に所定時間浸漬することにより行なうことができる。また、短時間で吸水処理を施す場合は、水温を４０〜５０℃にしても良い。
【００３８】
ＰＶＡ系繊維に対する吸水量としては、例えば、ＰＶＡ系繊維の水分率が公定水分率である５．０％以上となるよう調整することが好ましい。なお吸水量は、ＪＩＳ  Ｌ１０１３に規定される水分率測定方法を用いることで算出できる。
【００３９】
本発明の製造方法は、必要に応じて、切断用油剤を付与する工程、所望の長さに繊維を切断する工程等を含んでいてよい。
【００４０】
本発明の製造方法によれば、繊維の表面のみに粗面化処理を施すことができ、繊維に損傷を与え難いため、ＰＶＡ系繊維が本来有する繊維強度を維持したまま、高い引抜き抵抗性（物理的接着性）を有する繊維を得ることができる。したがって、本発明においては、上記凹凸形成処理を行う前のＰＶＡ系繊維の繊維強度に対する、凹凸形成処理後の繊維強度（繊維強度保持率）が、９０％以上であることが好ましく、９３％以上であることがより好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。
なお、繊維強度保持率は、凹凸形成処理後の繊維強度を凹凸形成処理前の繊維強度で除することで算出することができる。
【００４１】
本発明の水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維は、セメント等の水硬性材料に対する化学的接着性および物理的接着性の両方に優れるため、モルタルやコンクリート等の水硬性成形材料に配合することにより、効果的に水硬性成形体を補強することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明する。実施例および比較例中の「％」および「部」は、特記しない限り、「質量％」および「質量部」である。
【００４３】
水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維の平均繊維径、表面粗さ係数Ａ１およびＡ２、引張強度および繊維強度保持率は、それぞれ、以下の方法に従い測定／算出した。
【００４４】
［平均繊維径（μｍ）］
ＪＩＳ  Ｌ１０１３「化学繊維フィラメント試験方法（８．３．１）に準じて正量繊度を測定し、式：繊度＝１００００×１０＾３×π×（繊維直径／２）＾２×ρ（比重）より得られる繊維直径を平均繊維径とした。なお、比重は１．３を用いた。
【００４５】
［表面粗さ係数Ａ１］
光学顕微鏡（デジタルマイクロスコープ（ＲＨ−２０００）、株式会社ハイロックス製）を用い、繊維表面の３Ｄ画像を撮像し、任意に選出した５点の繊維軸方向の表面プロファイルより各々の表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）を計測し、平均化した。上記手順に従い算出した平均繊維直径を用い、下記式に従い、表面粗さ係数Ａ１を算出した。
表面粗さ係数Ａ１＝繊維軸方向における十点平均粗さＲｚ／繊維直径
【００４６】
［表面粗さ係数Ａ２］
光学顕微鏡（デジタルマイクロスコープ（ＨＲ−２０００）、株式会社ハイロックス製）を用い、繊維表面の３Ｄ画像を撮像し、任意に選出した５点の繊維幅方向の表面プロファイルより各々の表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）を計測し、平均化した。上記手順に従い算出した平均繊維直径を用い下記式に従い、表面粗さ係数Ａ２を算出した。
表面粗さ係数Ａ２＝繊維幅方向における十点平均粗さＲｚ／繊維直径
【００４７】
算出された表面粗さ係数Ａ１に対する表面粗さ係数Ａ２の比率（Ａ２／Ａ１×１００）を、表面粗さ異方性の値として算出した。
【００４８】
［引張強度］
ＪＩＳ  Ｌ  １０１３「化学繊維フィラメント糸試験方法」に準拠し、引張試験機インストロン５５４３型（ＩＮＳＴＲＯＮ社製）を用い、試長２００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎにて測定を実施した。
【００４９】
［繊維強度保持率］
凹凸形成処理前、および処理後の引張強度を上記に従い測定し、以下式に従い、繊維強度保持率を算出した。
繊維強度保持率＝凹凸形成処理後の引張強度／凹凸形成処理前の引張強度×１００
【００５０】
１．水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維の調製
以下の方法により、水硬性成形体補強用ＰＶＡ系繊維の調製を行った。
（１）実施例１
ポリビニルアルコール繊維（平均繊維径：６６０μｍ、引張強度：８８０Ｎ／ｍｍ２）に、サンドペーパー（ＤＣＣ２４０：三共理化学株式会社製）を付与したプレスローラーを通過させた。この際、プレスローラーは圧力０．１ＭＰａにてＰＶＡ繊維の送り出し方向と順方向に回転させ、プレスローラーの回転速度はＰＶＡ繊維の進行速度に対して２．５倍で回転させ、繊維表面に粗面化処理を施すことで、水硬性成形体補強用ＰＶＡ繊維を得た。
【００５１】
（２）実施例２
プレスローラーの回転速度をＰＶＡ繊維の進行速度に対して５倍とした以外は、実施例１と同様にして水硬性成形体補強用ＰＶＡ繊維を得た。
【００５２】
（３）実施例３
ポリビニルアルコール繊維（平均繊維径：６６０μｍ、引張強度：８８０Ｎ／ｍｍ２）１００ｇを、平均粒子径約８００μｍの岡山県福江産砕砂（東洋砕石工業株式会社製）１００００ｇと共に傾胴型ミキサー（株式会社マルイ社製）に入れ、３０分混練処理を実施した。得られた繊維は付着する砂を水洗し風乾処理を施した。
【００５３】
（４）比較例１
ポリビニルアルコール繊維（平均繊維径：６６０μｍ、引張強度：８８０Ｎ／ｍｍ２）を、表面処理を施さずに比較例１の水硬性成形体補強用ＰＶＡ繊維として用いた。
【００５４】
（５）比較例２
プレスローラーの回転速度をＰＶＡ繊維の進行速度に対して１０倍とした以外は、実施例１と同様にして水硬性成形体補強用ＰＶＡ繊維を得た。
【００５５】
２．水硬性成形体補強用ＰＶＡ繊維の評価
以下のモルタル成分を用いて、得られた水硬性成形体補強用ＰＶＡ繊維のセメント接着性評価（化学的接着力、物理的接着力）を行った。
＜モルタル成分＞
セメント（Ｃ）        ：普通ポルトランドセメント（太平洋セメント株式会社社製）
細骨材（Ｓ）          ：石見銀砂（株式会社瓢屋社製）
シリカフューム（ＳＦ）：ＥＦＡＣＯシリカ（ＥＦＡＣＯ社製）
水（Ｗ）              ：水道水
減水剤                ：ＳＳＰ−１０４（竹本油脂株式会社製）
【００５６】
＜モルタル配合＞
Ｗ／Ｃ＝２２％、Ｓ／Ｃ＝１０３％、ＳＦ／Ｃ＝２６％
【００５７】
繊維引抜き試験
上記モルタル成分を上記モルタル配合に従い混合し、モルタルミキサーで混練した後、長さ１５０ｍｍの繊維を設置した型枠に流し込み、４０℃×２４時間及び９０℃×４８時間養生することで、繊維が埋め込まれた試験体（高さ、幅：２０〜３５ｍｍ×厚さ２２ｍｍ、試験体中央部に繊維埋め込み）を作成した。その後、試験体の厚み、すなわち繊維埋め込み長さが２．５ｍｍになるようにダイアモンドカッターでスライスした後、引張り試験機（インストロン５５６６：ＩＮＳＴＲＯＮ社製）にて引張速度０．２ｍｍ／ｍｉｎで繊維の引き抜き試験を実施した。
繊維引き抜きによって得られる荷重−変位曲線において、繊維引き抜き開始後の一次ピークを化学的接着力とし、繊維／マトリクスの接着が外れ、繊維滑りが発生した後の最大荷重を物理接着力として測定し、評価した。結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
繊維表面に、５×１０−３〜１００×１０−３の範囲の表面粗さ係数Ａ１を有する本発明の水硬性成形体補強用ＰＶＡ繊維（実施例１〜３）では、化学的接着力、物理的接着力がいずれも高かった。これに対して、表面処理されず、表面粗さ係数が５×１０−３に満たないＰＶＡ繊維（比較例１）では、化学的接着力は高いものの、物理的接着力が低かった。また、表面粗さ係数が１００×１０−３を超えるＰＶＡ繊維（比較例２）では、化学的接着力、物理的接着力ともに低くなった。