(57)【要約】【課題】水硬性材料の流動性を維持しつつ、成形体に対して優れた補強効果を有する水硬性成形体用補強繊維、およびこの水硬性成形体用補強繊維を用いる水硬性成形体材料を提供する。【解決手段】前記水硬性成形体用補強繊維は、吸水性合成繊維からなる水硬性成形体用補強繊維であって、前記繊維表面に、シリコーン系撥水剤が付着しており、水硬性成形体用補強繊維に対して、前記シリコーン系撥水剤が０．１〜５質量％含まれている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸水性合成繊維からなる水硬性成形体用補強繊維であって、前記繊維表面にシリコーン系撥水剤が付着しており、水硬性成形体用補強繊維に対して、前記シリコーン系撥水剤が０．１〜５質量％含まれている水硬性成形体用補強繊維。
【請求項２】
請求項１の水硬性成形体用補強繊維において、吸水性合成繊維が、ポリビニルアルコール系繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、およびポリエステル繊維からなる群から選択される少なくとも一種である水硬性成形体用補強繊維。
【請求項３】
請求項１または２の水硬性成形体用補強繊維において、吸水性合成繊維がポリビニルアルコール系繊維である水硬性成形体用補強繊維。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項の水硬性成形体用補強繊維において、繊維径が１０〜１０００μｍであり、かつ短繊維のアスペクト比が３０〜５００である水硬性成形体用補強繊維。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項の水硬性成形体用補強繊維において、シリコーン系撥水剤が、吸水性合成繊維の内部より表面に多く付着している水硬性成形体用補強繊維。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項の水硬性成形体用補強繊維において、乾燥状態で用いられる水硬性成形体用補強繊維。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項の水硬性成形体用補強繊維において、繊維の平均繊維径が１００〜９００μｍであり、かつアスペクト比が３０〜５００である水硬性成形体用補強繊維。
【請求項８】
水硬性材料と、請求項１〜７のいずれか一項に記載された水硬性成形体用補強繊維と、を少なくとも含む水硬性成形体用材料。
【請求項９】
請求項８に記載された水硬性成形体用材料から形成された水硬性成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントペースト、モルタル、コンクリート等などの水硬性材料の流動性を維持しつつ、成形体に対して優れた補強効果を有する水硬性成形体用補強繊維、およびこの水硬性成形体用補強繊維を用いる水硬性成形体材料、ならびにこの水硬性成形体材料から形成された水硬性成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
水硬性材料は、セメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物として広く用いられ、これらから形成される水硬性成形体は、土木材料、建築材料として、広く使用されている。そして、曲げ強度、靭性等の性能の改善やひび割れ抑制を目的として、コンクリート、セメントモルタルなどの水硬性材料等のマトリックスに繊維状物を配合することが知られている。
【０００３】
しかしながら、繊維をマトリックス中に均一に分散することは極めて困難であり、混練の際に繊維が絡まって塊状物（ファイバーボール）となり、補強効果が発揮されにくい問題がある。そのような問題を改善するために、例えば、特許文献１（特開平１０−１８３４７３号公報）には、複数本の繊維が水溶性高分子樹脂で集束された集束糸であって、ｐＨ１２における解繊度５０％以上であることを特徴とする集束糸が開示されている。この発明では、補強効果が高く、より一層分散性に優れた集束糸、特に水硬性硬化物の補強に好適な集束糸を得ることができる。
【０００４】
また、特許文献２（特開２０１２−２５６０４号公報）には、ａ）ポリカルボン酸エーテル系アニオン性化合物とポリアルキレングリコールの合計付着量が全繊維重量に対して０．５〜２０％であること、およびｂ）水分付着量が全繊維重量に対して０．５〜２０％であることを満足するセメント成形体補強用短繊維が開示されている。この発明では、原料の混練手順に関わらず良好な繊維分散性が得られ、セメント成形体のフレッシュ時の流動性を損わず、かつ高い補強効果を付与することができる。
【０００５】
さらに、特許文献３（特開平１０−８１５５３号公報）には、セメント質に骨材及び／または補強繊維を添加して混合したものに水を添加して混練したものを押し出し成形または抄造して軽量無機質板材を製造する方法において、骨材及び補強繊維の少なくとも一方について、あらかじめシリコーン系の撥水剤で表面を撥水処理することを特徴とする軽量無機質板材の製造方法が開示されている。この発明では、骨材及び補強繊維の少なくとも一方を、シリコーン系の撥水剤で処理することにより、成形体の吸水性を抑制し、撥水性、防水性に優れる軽量無機質板材を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１８３４７３号公報
【特許文献２】特開２０１２−２５６０４号公報
【特許文献３】特開平１０−８１５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の発明では、セメント成形体中で繊維が均一に分散したとしても、繊維の拘束力によってセメント成形体のフレッシュ時の流動性が著しく低下するという問題がある。
また、特許文献２の発明では、補強繊維の厳密な水分管理が求められるため、使用上の簡便性に乏しい。
さらに、特許文献３の発明では、多量のシリコーン系の撥水剤によって生じる撥水性のため、混練時における水硬性材料の馴染みが悪く、良好な繊維分散性が得られない。また、例えばポリプロピレン繊維などの疎水性繊維は元々セメントとの接着性が十分でなく、撥水剤を使用することでセメントとの接着性が一層低下する。
【０００８】
本発明の目的は、良好な繊維分散性だけでなく、フレッシュな状態の水硬性材料の流動性と、硬化後の水硬性成形体の補強性とを両立することができる水硬性成形体用補強繊維を提供することにある。
本発明の別の目的は、このような補強繊維と水硬性材料とを含み、流動性に優れる水硬性成形体用材料を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、このような水硬性成形体用材料から形成され、優れた強度を有する水硬性成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、従来、水硬性組成物と補強繊維との接着性を阻害するとされていた撥水性のシリコーン化合物を、吸水性の補強繊維表面に一定量付着させると、（ｉ）混和中、表面に付着された撥水性シリコーン化合物による撥水作用によって、繊維が水を吸収して繊維周辺の水／セメント比が低下するのを抑制し、繊維の分散性を向上することができるとともに、（ｉｉ）吸水性繊維が元来有するセメントへの親和性を阻害することなくセメントに混和でき、（ｉｉｉ）吸水性補強繊維が混和された成形用材料のフレッシュな状態の流動性を維持することが可能で、かつ得られた硬化物の補強性は低下しないことを見出した。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の実施形態は、吸水性合成繊維からなる水硬性成形体用補強繊維であって、前記繊維表面に、シリコーン系撥水剤が付着しており、水硬性成形体用補強繊維に対して、前記シリコーン系撥水剤が０．１〜５質量％含まれている水硬性成形体用補強繊維である。
【００１１】
前記吸水性合成繊維は、例えば、ポリビニルアルコール系繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、およびポリエステル繊維からなる群から選択される少なくとも一種であってもよく、ポリビニルアルコール系繊維が特に好ましい。
【００１２】
また、水硬性成形体用補強繊維は、平均繊維径が１０〜１０００μｍ（好ましくは１００〜９００μｍ）であり、かつアスペクト比が３０〜５００であってもよい。
【００１３】
このような水硬性成形体用補強繊維は、例えば、紡糸乾燥後の吸水性合成繊維に対して、シリコーン系撥水剤が、吸水性合成繊維の内部より表面に多く付着している繊維であってもよい。
また、水硬性成形体用補強繊維は、乾燥状態で用いることが可能である。その場合、厳密な水分管理を行なわなくとも、水硬性材料に流動性を与えることが可能である。
【００１４】
本発明の第２の実施形態は、水硬性材料と、前記水硬性成形体用補強繊維と、を少なくとも含む水硬性成形体用材料である。
【００１５】
本発明の第３の実施形態は、前記水硬性成形体用材料から形成された水硬性成形体である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の水硬性成形体用補強繊維では、水硬性材料との分散性が良好であるとともに、フレッシュな状態の水硬性材料の流動性と、硬化後の水硬性成形体の補強性とを両立することができる。
また、このような補強繊維と水硬性材料とを含む水硬性成形体用材料は、吸水性合成繊維が入っているにもかかわらずその流動性を低下させずに用いることができる。
さらに、このような水硬性成形体用材料が硬化して得られた水硬性成形体は、良好な流動性に起因して分散した繊維によって、その圧縮強度を向上することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［水硬性成形体用補強繊維］
本発明の第１の実施形態は、吸水性合成繊維からなる水硬性成形体用補強繊維であって、前記繊維表面に、シリコーン系撥水剤が付着している。
【００１８】
（吸水性合成繊維）
本発明で用いられる吸水性合成繊維は、ＪＩＳ  Ｌ  ０１０５で定義されている各繊維の公定水分率が０より大きい合成繊維である。一般的に、繊維が吸水性を有する場合、混練時に、繊維の吸水により繊維周辺の水／セメント比が変化してしまう。しかしながら、繊維表面にシリコーン系撥水剤を付着させることにより、繊維全体の吸水性は維持しつつも、適度な撥水性を発揮できるためか、繊維をマトリックス中に良好に分散することができるだけでなく、成形用材料のフレッシュな状態の流動性を向上することが可能となる。
【００１９】
吸水性合成繊維としては、例えば、ポリビニルアルコール系繊維（以下、ＰＶＡ系繊維と記載する場合がある）、アクリル繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維などが挙げられる。これらの吸水性合成繊維は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００２０】
コンクリート補強性を向上する観点から、例えば、吸水性合成繊維の繊維強度は、例えば、６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であってもよく、好ましくは７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であってもよく、さらに好ましくは８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であってもよい。繊維強度の上限は、繊維に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、繊維強度の上限は、３０ｃＮ／ｄｔｅｘ程度であってもよい。なお、繊維強度は、ＪＩＳ  Ｌ１０１５「化学繊維ステープル試験方法（８．５．１）」の破断強伸度により評価することが可能である。
【００２１】
コンクリート補強性を向上する観点から、吸水性合成繊維の弾性率は、例えば、５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であってもよく、好ましくは１００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であってもよく、さらに好ましくは１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であってもよい。弾性率の上限は、繊維に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、弾性率の上限は、８００ｃＮ／ｄｔｅｘ程度であってもよい。なお、弾性率は、ＪＩＳ  Ｌ１０１５「化学繊維ステープル試験方法（８．５．１）」の初期引張抵抗度により評価することが可能である。
【００２２】
また、混練時の分散性を向上する観点から、吸水性合成繊維の密度は、例えば、１．０ｇ／ｃｍ３以上（例えば、１．０〜１．６ｇ／ｃｍ３）であってもよく、好ましくは１．１ｇ／ｃｍ３以上（例えば、１．１〜１．４ｇ／ｃｍ３）であってもよい。
【００２３】
これらのうち、ポリビニルアルコール系繊維、アクリル繊維、アラミド繊維などが、耐アルカリ性を有し、コンクリート補強性を有しつつ、繊維強度が高い観点から有利に使用できる。
【００２４】
セメントとの接着性が良好である観点から、特にＰＶＡ系繊維が好ましい。また、ＰＶＡ系繊維は、エマルジョン型のシリコーン系撥水剤との濡れ性、結合性に優れる点においても、好ましい。
【００２５】
ＰＶＡ系繊維を構成するＰＶＡ系重合体は、ビニルアルコールユニットを主成分とするものであれば特に限定されず、本発明の効果を損なわない限り、所望により他の構成単位（変性ユニット）を有していてもかまわない。
【００２６】
ＰＶＡ系重合体の重合度は、目的に応じて適宜選択でき特に限定されるものではないが、得られる繊維の力学物性を考慮すると３０℃水溶液の粘度から求めた平均重合度が５００〜２００００程度（好ましくは８００〜１５０００程度、さらに好ましくは１０００〜１００００程度）のものが望ましい。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化コストなどの観点から、平均重合度が１２００〜３０００である場合が多い。
【００２７】
また、ＰＶＡ系重合体のケン化度も、目的に応じて適宜選択でき特に限定されるものではないが、得られる繊維の力学物性の点から、例えば、８８モル％以上、好ましくは９０モル％以上、より好ましくは９５モル％以上、特に好ましくは９８モル％以上であってもよい。ＰＶＡ系重合体のケン化度が低すぎると、得られる繊維の機械的特性、製造コストなどの面で好ましくない場合が多い。
【００２８】
本発明に用いられるＰＶＡ系繊維は、ＰＶＡ系重合体を溶剤に溶解した紡糸原液を用い紡糸することができる。溶媒としては、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。この中でも、供給性、環境負荷への影響の観点からは水が好ましく、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。
【００２９】
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系重合体以外にも、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。
【００３０】
また、紡糸様式は、湿式、乾湿式、乾式のいずれかの方法によって紡糸されたものであればよいが、乾式紡糸で得られたＰＶＡ繊維が好ましい。
【００３１】
（シリコーン系撥水剤）
シリコーン系撥水剤は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合（シロキサン結合）を基本骨格として有するポリマーであり、吸水性合成繊維の表面に撥水性を付与することができる限り特に限定されず、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン等のストレートシリコーン、または各種官能基で変性された変性シリコーンなどが挙げられる。
【００３２】
例えば、シリコーン系撥水剤としては、繊維用撥水処理剤として市販されている、エマルジョン型、オイル型、溶剤型等を用いることができる。これらのシリコーン系撥水剤は、使用する繊維表面との親和性に応じて適当なものを選択可能であるが、吸水性繊維に対して、シリコーン化合物を繊維表面から徐々に拡散できるという点においてエマルジョン型がより好ましい。カチオン性を有するセメントとの混和性の観点から、エマルジョン型シリコーン系撥水剤は、ノニオン系もしくはアニオン系であるのが好ましい。
また、シリコーン系撥水剤は、触媒を必要としない一液型、触媒と併用する二液型のいずれであってもよい。これらのシリコーン化合物は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００３３】
シリコーン系撥水剤の付着割合は、全繊維質量に対して、０．１〜５質量％であることが必要である。シリコーン系撥水剤の付着割合が０．１質量％未満の場合、混和中の段階において吸水性合成繊維の吸水を抑制する効果が十分でなく、流動性は低下する。一方シリコーン系撥水剤が５質量％を超える場合、水和反応が進み硬化が進む段階においても繊維表面にシリコーン系撥水剤が多く残存し、水硬性組成物との接着を阻害するため、補強性が低下する。シリコーン系撥水剤量は、好ましくは０．３〜３質量％であってもよく、より好ましくは０．５％〜２質量％以下であってもよく、さらに好ましくは０．７〜１質量％であってもよい。
【００３４】
シリコーン系撥水剤は、吸水性合成繊維の繊維表面に付着している。このような繊維表面への付着は、例えば、繊維を紡糸乾燥した後、シリコーン系撥水剤を含む溶液またはエマルジョンとして、繊維トウに対して付着させることにより行われてもよい。
また、シリコーン系撥水剤はスプレー等での噴霧付与、ローラー等での表面接触付与、繊維への滴下付与、浸漬等が可能であるが、繊維内部より繊維表面においてシリコーン系撥水剤をより多く分布させる観点から、例えば、シリコーン系撥水剤は、噴霧付与、表面接触付与、滴下付与が好ましい。
【００３５】
このシリコーン系撥水剤が付着した吸水性合成繊維は、必要に応じて、乾燥させて用いることができる。乾燥させた場合、その水分量は、全繊維重量に対して、例えば０．１質量％未満であってもよい。また、このような水硬性成形体用補強繊維は、例えば、水を添加した水硬性材料に対して、乾燥状態で用いる場合であっても、繊維を良好に分散することができる。
【００３６】
なお、吸水性合成繊維に対するシリコーン系撥水剤の付着量は、例えばICP法や有機溶剤によるソックスレー抽出法により測定することができる。
【００３７】
水硬性成形体用補強繊維の平均繊維径は、用途、目的に応じて適宜変更すれば良く、例えば１０〜１０００μｍ程度であってもよく、好ましくは１００〜９００μｍ程度、より好ましくは２００〜８００μｍ程度であってもよい。特に、本発明では、シリコーン系撥水剤を用いることにより、繊維径の細い補強繊維であっても、水硬化性成形体材料に対して、流動性と補強性の双方を両立させることができる。
【００３８】
本発明の水硬性成形体用補強繊維は通常短繊維で用いられ、シリコーン系撥水剤の付着により水硬性材料の流動性が抑圧されないため、繊維のアスペクト比が大きい状態で用いることができる。そのため、繊維のアスペクト比は、例えば３０〜５００程度であってもよく、好ましくは４０〜４５０程度、より好ましくは５０〜４００程度であってもよい。なお、アスペクト比は、繊維長（Ｌ）と繊維径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ）を意味しており、ＪＩＳ  Ｌ１０１５「化学繊維ステープル試験方法（８．５．１）」に準じて評価することができる。
【００３９】
（水硬性成形体用材料）
本発明の第２の実施形態は、水硬性材料と、前記水硬性成形体用補強繊維とで少なくとも構成された水硬性成形体用材料である。
水硬性材料としては、セメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物や石膏を含む石膏組成物などが挙げられる。
【００４０】
水硬性材料を形成するための水硬性無機物質としては、セメント、石膏などが挙げられ、セメントとしては、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメントなどのポルトランドセメント、アルミナセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメントが挙げられる。また、石膏としては、２水石膏、α型又はβ型半水石膏、無水石膏等が挙げられる。これらの水硬性無機物質は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００４１】
水硬性材料には、さまざまな骨材が必要に応じて含まれていてもよく、例えば、そのような骨材として、細骨材、軽量骨材、粗骨材などが挙げられる。これらの骨材は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００４２】
細骨材としては、例えば、粒径が５ｍｍ以下である細かい粒子が挙げられる。このような粒径を満たす限り、特に限定されないが、例えば、川砂、山砂、海砂、砕砂、珪砂、鉱滓、ガラス砂、鉄砂、灰砂、炭酸カルシウム、人工砂等の砂類が挙げられる。
【００４３】
軽量骨材としては、火山砂利、膨張スラグ、炭殻などの天然軽量骨材、発泡真珠岩、発泡パーライト、発泡黒よう石、バーミキュライト、シラスバルーン等の人工軽量骨材が挙げられる。
【００４４】
粗骨材としては、粒径５ｍｍ以上のものが重量で８５％以上含まれるものが含まれ、例えば、各種砂利類、人工骨材、再生骨材などを用いることができる。
【００４５】
水硬性材料の形態によって適宜選択することが可能であるが、例えば、補強繊維（Ｆ）とセメント（Ｃ）の質量比は、補強繊維（Ｆ）／セメント（Ｃ）比＝１／３００〜１００／１０００程度であってもよく、好ましくは５／４００〜７０／８００程度であってもよく、より好ましくは１０／５００〜５０／７００程度であってもよい。
【００４６】
本発明の水硬性成形体用材料では、例えば、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が１５〜６０％程度であってもよく、好ましくは１８〜４０％、より好ましくは２０〜３０％であってもよい。
また、その流動性を表す指標として、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が２０〜３０％の場合、例えばそのフロー値が１７５〜３００ｍｍ程度であってもよく、より好ましくは１８０〜２５０ｍｍ程度であってもよい。
【００４７】
本発明の水硬性成形体用材料は、適宜、必要に応じて、各種混和剤、例えば、ＡＥ剤、流動化剤、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、増粘剤、保水剤、撥水剤、膨張剤、硬化促進剤、凝結遅延剤等を混入していてもよい。これらの混和剤は、単独でまたは二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００４８】
ただし、本発明で用いられる水硬性成形体用補強繊維は、繊維自体の働きにより高い流動性を水硬性材料に対して与えることができるため、流動化剤などの使用量を低減し、水硬性成形体の強度を向上することができる。
【００４９】
前記水硬性成形体用材料を硬化することにより、水硬性成形体を得ることができる。このような水硬性成形体は、水硬性成形体用材料を用いて所望の形態に適用した後、硬化させたものであり、各種建設資材、土木資材として利用することができる。例えば、セメントを材料とする建設資材（例えば、建築構造物の基礎、屋根材、外壁材、間仕切り、天井材など）、土木資材（例えば、橋梁、高速道路、トンネル、法面補強材、テトラポットなど）として有用に用いることができる。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００５１】
［水硬性成形体用材料のフロー値］
JIS  R  5201  セメントの物理試験方法  記載のフロー試験に準拠し、フローコーンを取り去った後で落下運動を与えることなく120秒後の広がりの径を最大と認める方向と、これに直角な方向とで測定しその平均値をmmを単位とする整数で表すことにより、水硬性成形体用材料のフロー値を評価した。
【００５２】
［水硬性成形体の強度測定試験］
JIS  A  1108  コンクリートの圧縮強度試験方法に準拠しミキサーで混練されたモルタルを直径50mm、高さ100mmの型枠に流し込んだ後、20℃の室内で48時間封緘養生し脱型したものを湿布で包み温度90℃・湿度98％の恒温恒湿槽で48時間湿熱養生して強度試験に供した。圧縮強度試験は最大容量2000ｋNの万能試験機にて行った。
【００５３】
［シリコーン系撥水剤の付着量］
カットファイバー状の試料（５ｇ）から、エタノール／トルエン混合溶剤によるソックスレー抽出法により、試料に対するシリコーン系撥水剤の付着量を測定した。
【００５４】
［平均繊維径およびアスペクト比の測定方法］
平均繊維径は、無作為に単繊維を１本ずつ取り出し、繊維の長さ方向の中央部における繊維径を光学顕微鏡を用いて実測し、合計１００本について測定した平均値を平均繊維径とした。また、アスペクト比については、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評価した。
【００５５】
［実施例１］
ポリマー重合度１７５０、ケン化度９９．９モル％のＰＶＡを用い、ＰＶＡ濃度が２１質量％となるようにＤＭＳＯに溶解し紡糸原液とし、メタノールとＤＭＳＯの混合溶媒を固化浴に用いて湿式紡糸にて紡糸した。さらにメタノールでＤＭＳＯを抽出しながら、湿延伸、乾燥後、乾熱延伸（延伸温度２３０℃、総延伸倍率１３倍）を実施し、ＰＶＡ繊維（強度８．８ｃＮ／ｄｔｅｘ，弾性率２１０ｃＮ／ｄｔｅｘ，密度１．２５ｇ／ｃｍ３）を得た。得られたＰＶＡ繊維に対して、シリコーンエマルジョン（信越シリコーン製 ＰＯＬＯＮ−ＭＲ）をローラータッチにより表面に付着させた後、乾燥させることで、ＰＶＡ繊維に対してシリコーン系撥水剤を付着させた。その後切断して、平均繊維径２５０μｍ、アスペクト比６０のＰＶＡ繊維を得た。シリコーン系撥水剤の付着量を測定したところ、ＰＶＡ繊維に対して０．２質量％であった。
【００５６】
最大容量20Lのホバートミキサーに、普通セメント（太平洋セメント（株）製）６００質量部、シリカフューム（EFACO社製）４００質量部、細骨材（６．５号硅砂：最大径約１mm）９００質量部、水１５０質量部、ポリカルボン酸系高性能AE減水剤（竹本油脂（株）製「SSP-104」）２５質量部を約２L容量になる容積で１２分間混練し、出来上がったプレーンモルタルに、繊維（２０質量部）を添加しさらに２分間混練して、水硬性成形体用材料として繊維補強モルタルを作製した。混練に際し、繊維分散性は良好であり、ファイバーボールの形成は確認できなかった。
次いで、このモルタルを直径50mm、高さ100mmの型枠に流し込んだ後、20℃の室内で48時間封緘養生し、脱型したものを湿布で包み温度90℃・湿度98％の恒温恒湿槽で48時間湿熱養生し、水硬性成形体を作製した。
【００５７】
［実施例２〜５］
吸水性合成繊維に対するシリコーン系撥水剤の付着量を表１の組成に変更する以外は実施例１と同様にして、ＰＶＡ系繊維、水硬性成形体用材料および水硬性成形体を作製した。混練に際し、繊維分散性は良好であり、ファイバーボールの形成は確認できなかった。
得られた水硬性成形体用材料のフロー値および水硬性成形体の圧縮強度を表１に示す。
【００５８】
［比較例１］
シリコーン系撥水剤を付与することなく、ＰＶＡ系繊維を得る以外は、実施例１と同様にして、ＰＶＡ系繊維、水硬性成形体用材料および水硬性成形体を作製した。
得られた水硬性成形体用材料のフロー値および水硬性成形体の圧縮強度を表１に示す。
【００５９】
［比較例２および３］
吸水性合成繊維に対するシリコーン系撥水剤の付着量を表１の組成に変更する以外は実施例１と同様にして、ＰＶＡ系繊維、水硬性成形体用材料および水硬性成形体を作製した。
得られた水硬性成形体用材料のフロー値および水硬性成形体の圧縮強度を表１に示す。
【００６０】
［比較例４および５］
実施例１の吸水性合成繊維に代えてポリプロピレン繊維（萩原工業（株）製、製品名：バルチップMK）を用い、ポリプロピレン繊維に対するシリコーン系撥水剤の付着量を表１の組成に変更する以外は実施例１と同様にして、補強繊維、水硬性成形体用材料および水硬性成形体を作製した。混練に際し、ポリプロピレン繊維は密度が軽く、上部に浮いてマトリックスと分離しやすいため、繊維分散が困難であった。
得られた水硬性成形体用材料のフロー値および水硬性成形体の圧縮強度を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2016069202.tif 000002
【００６２】
表１に示すように、実施例１〜４は、いずれも水硬性成形体用材料の流動性を示すフロー値が高い状態である。しかも混練の際に繊維が絡まったファイバーボールが形成されないためか、得られた成形体の圧縮強度が高い値を示している。
【００６３】
一方、シリコーン系撥水剤が繊維に対して付与されていない比較例１では、水硬性成形体用材料のフロー値が低下するため、作業性が劣る。また、あまりに微量のシリコーン系撥水剤であっても、比較例２に示すように、シリコーン系撥水剤が付着する効果は見られず、比較例１と同程度の結果を示す。
【００６４】
また、比較例３で示すように、シリコーン系撥水剤の付着量が多すぎる場合であっても、フロー値は高い値を示すが、混合後の繊維表面のシリコーン系撥水剤が多く残り接着性が悪くなるためか、圧縮強度が悪化してしまう。
【００６５】
さらに、ポリプロピレン繊維を用いた比較例４および５の場合、シリコーン系撥水剤が付着していない比較例４と、シリコーン系撥水剤が付着している比較例５を比較すると、比較例４および５においてシリコーン付与による流動性向上効果、圧縮強度向上効果は見受けられない。 
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の水硬性成形体用補強繊維を配合したセメントペースト、モルタル、コンクリート等の水硬性成形体材料の用途は特に限定されるものではなく、各種建設資材、土木資材として利用することができる。