專利名稱：：水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及水泥系成形體用的合成樹脂制增強(qiáng)短纖維。更詳細(xì)地說(shuō)，涉及土木、建筑工程用等的水泥系成形體、特別是適合用于防止混凝土的裂紋的產(chǎn)生、以及防止隨之而產(chǎn)生的混凝土塊片的剝離和剝落的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維。
背景技術(shù)：
：以往，作為灰漿、混凝土等水泥系成形體用的增強(qiáng)纖維，已知鋼纖維、維尼綸、聚丙烯等有機(jī)纖維。最近，特別是因?yàn)闊o(wú)銹、耐水泥堿性優(yōu)良、而且在合成纖維中比重最小，所以在水泥成形體中的質(zhì)量比混入率變得最小的這一成本上的優(yōu)點(diǎn)得以發(fā)揮，聚丙烯纖維受到了注目，作為隧道的襯砌混凝土使用，其使用成效正在增長(zhǎng)。但是，聚丙烯等聚烯烴樹脂制的增強(qiáng)纖維與水泥漿的粘接性弱，具有直接使用則難以得到充分的增強(qiáng)效果的問(wèn)題。為了克服這樣的問(wèn)題，提出了如下技術(shù)利用拉伸賦予強(qiáng)度物性后，用齒輪輥或壓制成型輥等機(jī)械地在纖維表面形成凹凸，從而賦予往水泥成形體上的固定以及拔出時(shí)的抵抗性(參照專利文獻(xiàn)l)。通過(guò)上述技術(shù)賦予與水泥成形體的固定性則通過(guò)使用齒輪輥或壓制成型輥能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的機(jī)械加工，在纖維的制造工序上簡(jiǎn)便，并且在能夠成本低廉地制造方面是有利的，但在往水泥成形體上的固定性方面并不充分。另一方面，本申請(qǐng)人等以提高與水泥漿的接觸面積為目的，提出了如下技術(shù)截面形狀為具有36個(gè)突起的大致多邊形，并且在該突起部的前端，沿著該纖維的長(zhǎng)度方向用一對(duì)平行花樣凸凹輥形成凹部或凸部(參照專利文獻(xiàn)2)。但是，在該技術(shù)中，盡管能夠提高與水泥漿的固定性，但具有上述的突起部前端的截面纖維在作為水泥成形體中的增強(qiáng)纖維受到負(fù)荷時(shí)，拉伸應(yīng)力3從纖維的突起部前端依次朝著中心部施加，所以成為了應(yīng)力容易集中于纖維的截面前端部的截面形狀。另外，在該前端部上機(jī)械地形成有使纖維的拉伸物性下降的也應(yīng)該稱作缺陷的凹凸，因此存在容易以該部分為起點(diǎn)而產(chǎn)生纖維的斷裂的問(wèn)題，不能兼顧與水泥漿的固定性和纖維的拉伸強(qiáng)度，作為水泥成形體用的增強(qiáng)纖維，還有改善的余地。此外，該增強(qiáng)纖維在以新澆混凝土為代表的各種水泥系成形體中的投入從對(duì)水泥硬化時(shí)間的考慮出發(fā)，必須在短時(shí)間內(nèi)開纖，并且均勻地投入。一般利用手動(dòng)開纖、或使用旋轉(zhuǎn)槳葉式或旋轉(zhuǎn)針式等的機(jī)械開纖機(jī)，伴著空氣流在短時(shí)間內(nèi)投入到以新澆混凝土為代表的各種水泥系成形體中。此時(shí)，纖維表面具有凹凸等的纖維由于纖維之間的牽拉等而使開纖不充分，在往水泥系成形體中的均勻分散方面有可能產(chǎn)生問(wèn)題。如上所述，對(duì)于在耐堿性、輕量性等方面具有優(yōu)點(diǎn)的聚烯烴系纖維來(lái)說(shuō)，還不能得到實(shí)用上能夠滿足的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維。專利文獻(xiàn)l:日本特開平11-116297號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-220498號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，目的是提供一種水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其作為土木、建筑工程用等的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，與水泥漿具有充分的固定力，并且投入攪拌時(shí)，可以得到良好的開纖性和在混凝土中的良好的分散性。本發(fā)明者等對(duì)于使纖維開纖時(shí)，在纖維彼此接觸的部分上沒有成為障礙的凹凸，并且為了確保與水泥漿的固定性，增大纖維的表面積，從而能夠顯著提高物理結(jié)合的形狀進(jìn)行了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在具有突起的大致多邊形的邊部或槽底部上，以特定的深度、特定的間隔形成壓花輥所產(chǎn)生的凹部，則在投入到以新澆混凝土為代表的各種水泥系結(jié)構(gòu)體中時(shí)，能夠容易幵纖，并且能夠兼顧與水泥漿的牢固固定性和可有效表現(xiàn)出增強(qiáng)效果的纖維的拉伸強(qiáng)度。艮P，本發(fā)明提供如下的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維(1)一種水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其是以合成樹脂為主成分的拉伸纖維，其特征在于，所述纖維的截面形狀是具有3個(gè)以上的突起部的大致多邊形，并且在該大致多邊形的至少一個(gè)邊部上，沿著纖維的長(zhǎng)度方向以規(guī)定間隔形成有凹部；(2)根據(jù)上述(1)所述的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其中，纖維的截面形狀是在相鄰的所述突起部之間具有槽部的大致多邊形，并且在至少一個(gè)所述槽部上，沿著纖維的長(zhǎng)度方向以規(guī)定間隔形成有凹部；(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其中，纖維的截面形狀是具有4個(gè)以上的突起部的大致多邊形；(4)根據(jù)上述(1)(3)中任一項(xiàng)所述的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其中，合成樹脂的主成分是聚烯烴系樹脂；(5)根據(jù)上述(1)(4)中任一項(xiàng)所述的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其中，聚烯烴系樹脂是聚丙烯樹脂；以及(6)根據(jù)上述(2)(5)中任一項(xiàng)所述的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其纖度為10009000dtex且大致多邊形的截面是X字狀，其中，在相向的各個(gè)槽上，沿著纖維的長(zhǎng)度方向以l5mm的間隔連續(xù)地形成有深度為50250um的凹部。圖1是本發(fā)明的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。圖2是本發(fā)明的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維的另一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。(A)俯視示意圖、(B)Y-Y向視截面圖、(C)Z-Z向視截面圖圖3是實(shí)施例1中得到的本發(fā)明的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維的俯視照片。符號(hào)說(shuō)明1增強(qiáng)用短纖維2突起部S邊部3槽部4，4'凹部具體實(shí)施例方式本發(fā)明中使用的合成樹脂原料沒有特別限制，但從要求耐水泥堿性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選聚烯烴系樹脂、聚縮醛樹脂等。作為特別優(yōu)選的樹脂，對(duì)于聚烯烴系樹脂，可以列舉出聚丙烯、聚乙烯、聚4-甲基戊烯-l等，對(duì)于聚縮醛樹脂，可以列舉出聚甲醛等。這些樹脂可以單獨(dú)使用l種或2種以上混合使用。其中，特別優(yōu)選聚丙烯樹脂。作為聚丙烯樹脂，還可以使用丙烯均聚物、乙烯等a-烯烴與丙烯的嵌段或無(wú)規(guī)共聚物、或它們的混合物。另外，在聚丙烯樹脂中，可以在原料階段或紡絲擠出時(shí)根據(jù)需要而混合其它的聚烯烴。作為這里所混合的其它聚烯烴，可以列舉出高密度聚乙烯、直鏈狀低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸烷基酯共聚物等聚乙烯系樹脂、聚丁烯-1等。此外，從連續(xù)的穩(wěn)定生產(chǎn)性和纖維強(qiáng)度的平衡的觀點(diǎn)出發(fā)，樹脂的熔體流動(dòng)速率(MFR)適宜為0.130g/10分鐘，優(yōu)選為0.120g/10分鐘，更優(yōu)選為0.310g/10分鐘。另外，在不妨礙本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，可以在合成樹脂中進(jìn)一步適宜添加抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、中和劑、成核劑、環(huán)氧穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、抗菌劑、阻燃劑、防靜電劑、無(wú)機(jī)填充材料、有機(jī)填充材料、顏料、增塑劑等添加劑。本發(fā)明中的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維(以下有時(shí)簡(jiǎn)稱為"增強(qiáng)短纖維")是以合成樹脂為主成分的拉伸纖維，其特征在于，該纖維的截面形狀是具有3個(gè)以上的突起部、在相鄰的該突起部之間具有邊部或槽部的大致多邊形，并且在至少一個(gè)邊部或該槽部上，沿著纖維的長(zhǎng)度方向以規(guī)定間隔形成有凹部。作為截面大致多邊形，更具體地可以列舉出X形、Y形、十字形、大致三角形、大致四邊形、星形等。本發(fā)明中的邊部是指，在纖維截面上連結(jié)相鄰的突起部(角部、頂點(diǎn))之間的棱線(實(shí)際存在線)。下面更具體地進(jìn)行說(shuō)明，圖1是示意表示截面大致四邊形的增強(qiáng)短纖維的立體圖，表示了具有4個(gè)突起部(角部)2和4個(gè)邊部S，并且在上下2個(gè)邊部S上以規(guī)定間距連續(xù)形成了菱形凹部4的情況。6另外，在本發(fā)明的增強(qiáng)短纖維中，槽部是指，連結(jié)相鄰的突起部(頂點(diǎn))之間的棱線(實(shí)際存在線)從連結(jié)相鄰的突起部之間的直線(假想線)朝著纖維截面的中心側(cè)彎曲而形成的凹部分，例如，就X字狀的截面來(lái)說(shuō)，是指V字狀或圓弧狀的槽狀部分，并且是在纖維的長(zhǎng)度方向上連續(xù)形成的凹坑。作為大致多邊形截面，更優(yōu)選具有3個(gè)以上、特別是4個(gè)以上頂點(diǎn)的形狀的截面。通過(guò)這樣形成纖維的形狀，與以往的具有圓形截面或扁平圓形截面的纖維相比，表觀纖維厚度增加，所以纖維的截面二次彎矩提高。因此，即便是拉伸楊氏模量較小的短纖維，也可以抑制與水泥混合時(shí)的粗骨料、細(xì)骨料等的碰撞所引起的短纖維的彎曲，以對(duì)增強(qiáng)有效的形態(tài)分散而表現(xiàn)出纖維增強(qiáng)效果，由此發(fā)揮大的混凝土物性提高效果。另外，本發(fā)明的增強(qiáng)短纖維需要在該槽部的至少一個(gè)槽部底上，沿著纖維的長(zhǎng)度方向以規(guī)定間隔形成有凹部。槽部底的凹部?jī)?yōu)選在槽底形成26個(gè)。從增強(qiáng)效果的觀點(diǎn)出發(fā)，纖維截面的槽部底上被形成的凹部的深度優(yōu)選為50250pm，更優(yōu)選為100um200um，長(zhǎng)度方向上的配置間隔優(yōu)選為15mm，更優(yōu)選為2mm4mm。當(dāng)壓花輥產(chǎn)生的凹部過(guò)深時(shí)、以及其數(shù)量過(guò)多時(shí)，盡管與水泥漿的固定性提高，但相反，纖維的拉伸強(qiáng)度下降，難以實(shí)現(xiàn)充分的增強(qiáng)。而反過(guò)來(lái)凹部過(guò)淺時(shí)以及數(shù)量少時(shí)，盡管纖維的拉伸強(qiáng)度下降少，但與水泥漿的固定性下降，難以增強(qiáng)。作為纖維拉伸強(qiáng)度，根據(jù)日本道路公團(tuán)的隧道施工管理要領(lǐng)(纖維增強(qiáng)襯砌混凝土編、2003年9月)，隧道用的水泥混凝土增強(qiáng)所必需的纖維強(qiáng)度規(guī)定為450N/mm2以上，必須滿足該要求，凹部的深度及配置間隔在考慮上述要求后決定。槽部底的凹部的形成方法可以列舉出例如下述方法，即，拉伸后使該拉伸纖維在適當(dāng)?shù)膲毫ο峦ㄟ^(guò)一對(duì)壓花輥之間，從而連續(xù)地形成凹部。作為即便形成上述的深度及間隔的凹部也能夠防止纖維的強(qiáng)度下降的方法，在進(jìn)行多個(gè)槽的壓花加工時(shí)，優(yōu)選不讓壓花位置在長(zhǎng)度方向上處于相同位置，而是錯(cuò)開來(lái)形成凹部。這可以通過(guò)將一對(duì)壓花輥的各個(gè)形成凹部的位置進(jìn)行錯(cuò)開來(lái)實(shí)現(xiàn)。有關(guān)用于形成上述的凹部的壓花輥的表面形狀，在標(biāo)稱粗度為3300dtex的纖維的情況下，通過(guò)使用如下的壓花輥，可以連續(xù)地僅在該槽部上對(duì)多條拉伸股線(纖維)進(jìn)行凹部加工，所述壓花輥是沿著圓周方向雕刻有直線配置的多列凸部的壓花輥，其壓花是在圓周方向的凸部的間隔是lmm至5mm、輥的寬度方向的多列凸部的間隔是0.7mm至0.8mm、雕刻的凸部的高度是0.5mm至lmm左右的壓花，凸部的前端被平坦地加工成圓形或多邊形，多列凸部的前端相互配置成交錯(cuò)狀。艮P，由于壓花輥的凸部在圓周方向上直線配置，所以l條l條股線的纖維截面的該槽部與壓花輥的凸部相互連接而嵌入，能夠僅在截面槽底部形成凹部。纖維截面的槽底凹部加工對(duì)于具有偶數(shù)條的槽的截面來(lái)說(shuō)，可以在上下方向、左右方向、或斜向上各配置一對(duì)形狀賦予用的壓花輥，夾住纖維股線而使用，因此在增強(qiáng)用纖維的制造上是方便的。特別是如果纖維截面是X字狀，則槽數(shù)是4，利用一對(duì)輥就可以在相向的2個(gè)槽上形成凹部，容易穩(wěn)定地生產(chǎn)。另外，也可以通過(guò)將一對(duì)輥中的一個(gè)設(shè)定成平坦輥來(lái)對(duì)奇數(shù)條槽底實(shí)施壓花凹部加工。進(jìn)而，在不會(huì)對(duì)作為本發(fā)明的增強(qiáng)用纖維的纖維物性產(chǎn)生壞影響的范圍內(nèi)，也可以多個(gè)、多段地配置壓花輥，在同一槽或其它槽上形成凹部。此時(shí)，也可以使用各對(duì)壓花輥的凸部形狀與前段的形狀不同的壓花輥，在一個(gè)槽內(nèi)或槽間上形成不同的凹部，從而調(diào)整與水泥漿的固定性。另外，當(dāng)改變?cè)鰪?qiáng)纖維的粗度時(shí)，適宜調(diào)整壓花輥的橫向的多列凸部的間隔以及凸部的高度，例如在粗纖維的情況下，通過(guò)增大橫向的多列凸部的間隔并增加凸部高度，鑒于纖維物性下降抑制和與水泥漿的固定性的平衡進(jìn)行調(diào)整是必要的，但在纖維的長(zhǎng)度方向上連續(xù)地對(duì)槽底進(jìn)行凹部的壓花形成是很重要的。另外，本發(fā)明的增強(qiáng)短纖維不僅可以使用單層纖維，還可以使用以高熔點(diǎn)成分為芯層、以低熔點(diǎn)成分為鞘層的復(fù)合纖維。上述復(fù)合纖維的制造方法是公知的。本發(fā)明的增強(qiáng)短纖維的制造方法沒有特別限制，可以采用各種方法。通常的是，首先使用合成樹脂，從與所期望的突起形狀對(duì)應(yīng)的形狀的噴嘴熔融擠出，經(jīng)過(guò)冷卻、拉伸后，成形在纖維的長(zhǎng)度方向上具有連續(xù)的方形或翅片狀的突起狀物的單層纖維或復(fù)合纖維。然后，將具有對(duì)應(yīng)于凹部形狀的凸部的壓花輥接觸翅片狀的突起狀物之間存在的槽部，在規(guī)定的槽上形成凹部，進(jìn)而實(shí)施表面活性劑的附著處理等，最后切斷成所期望的長(zhǎng)度，從而制造本發(fā)明的增強(qiáng)短纖維。以下，對(duì)增強(qiáng)短纖維的制造方法更詳細(xì)地說(shuō)明。作為對(duì)在纖維的長(zhǎng)度方向上具有連續(xù)的翅片狀的突起狀物的單纖維進(jìn)行成形的方法，沒有特別限制，只要是能夠以使附設(shè)有突起部的橫截面形成為具有3個(gè)以上的突起部的大致多邊形例如大致三角形、大致星形多邊形、大致復(fù)合多邊形等的方式進(jìn)行制造的方法，則任一種方法都可以。例如，使用X形、Y形、十字形、大致三角形、大致四邊形、星形或它們的連排(連糸)形狀的噴嘴，從模具熔融擠出聚烯烴樹脂，冷卻固化后可以得到連續(xù)狀的未拉伸合成樹脂纖維。通過(guò)上述得到的合成樹脂制纖維接著進(jìn)行熱拉伸，以及根據(jù)需要實(shí)施熱松弛處理。通過(guò)該熱處理可以提高纖維的剛性，形成伸長(zhǎng)率小的適合于水泥增強(qiáng)用的纖維。熱拉伸在合成樹脂的熔點(diǎn)以下、軟化點(diǎn)以上的溫度下進(jìn)行。作為熱拉伸法，可以采用熱輥式、熱板式、紅外線照射式、熱風(fēng)烘箱式、熱水式、水蒸氣式等加熱方式。拉伸操作可以是1段拉伸、2段拉伸、多段拉伸中的任一種。槽部底的凹部的形成方法中，例如，拉伸后使其在適當(dāng)?shù)膲毫ο虏迦電A持于一對(duì)壓花輥之間，連續(xù)地形成凹部的方法由于可以在纖維因拉伸時(shí)賦予的熱而升溫的狀態(tài)下形成凹部，因此是有效且經(jīng)濟(jì)的。作為即便形成凹部也能防止纖維的強(qiáng)度下降的方法，在進(jìn)行多個(gè)槽的壓花加工時(shí)，優(yōu)選不讓多個(gè)槽之間的壓花位置在長(zhǎng)度方向上處于相同位置，而是錯(cuò)開來(lái)形成。這可以通過(guò)將一對(duì)壓花輥的各個(gè)形成位置錯(cuò)開來(lái)實(shí)現(xiàn)。有關(guān)用于形成上述的凹部的壓花輥的表面形狀，在標(biāo)稱粗度為3300dtex的纖維的情況下，通過(guò)使用如下的壓花輥，可以連續(xù)地僅在該槽部上對(duì)多條拉伸股線(纖維)進(jìn)行凹部加工，所述壓花輥是沿著圓周方向雕刻有直線配置的多列凸部的壓花輥，其壓花是在圓周方向的凸部的間隔是lmm至5mm、輥的寬度方向的多列凸部的間隔是0.7mm至0.8mm、雕刻的凸部的高度是0.5mm至lmm左右的壓花，凸部的前端被平坦地加工成圓形或多邊形，多9列凸部的前端相互配置成交錯(cuò)狀。艮P，由于壓花輥的凸部在圓周方向上直線配置，所以l條l條股線的纖維截面的該槽部與壓花輥的凸部相互連接而嵌入，能夠僅在截面槽底部形成凹部。纖維截面的槽底凹部加工對(duì)于具有偶數(shù)條的槽的截面來(lái)說(shuō)，可以在上下方向、左右方向、或斜向上各配置一對(duì)形狀賦予用的壓花輥，夾住纖維股線而使用，因此在增強(qiáng)用纖維的制造上是方便的。如果纖維截面是X字狀，則槽數(shù)是4，利用一對(duì)輥可以在相向的2個(gè)槽上形成凹部，容易穩(wěn)定地生產(chǎn)。另外，有關(guān)本發(fā)明的增強(qiáng)纖維，從增強(qiáng)效果和混入操作性、分散性、在槽部上的凹部的形成性等觀點(diǎn)出發(fā)，單絲纖度優(yōu)選為10009000dtex，特別優(yōu)選為20008000dtex。如果在1000dtex以上，則能夠利用壓花輥在槽底部上形成凹部，如果在9000dtex以下的范圍，則纖維的與水泥混合物的接觸面積減少，在進(jìn)行與混合纖維量(容量％)的調(diào)整方面，也會(huì)產(chǎn)生增強(qiáng)效果變差的問(wèn)題。上述增強(qiáng)纖維在成為短纖維的切斷前或切斷后可以實(shí)施各種處理。例如，可以用表面活性劑、分散劑、偶聯(lián)劑等處理纖維表面，在聚烯烴系樹脂纖維的情況下，可以通過(guò)電暈放電處理、紫外線照射、電子束照射等來(lái)進(jìn)行表面活性化或交聯(lián)化等處理。特別是從提高在水泥系成形體中混合時(shí)的分散性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選用表面活性劑等進(jìn)行表面親水化處理。作為表面活性劑，根據(jù)纖維中使用的合成樹脂來(lái)選定，但在聚烯烴系纖維的情況下，為了提高疏水性的聚烯烴纖維與水泥漿的親和性，優(yōu)選使用親水性的表面活性劑。通過(guò)對(duì)聚烯烴纖維賦予親水性，分散性提高，纖維和水泥漿均勻地混合，從而纖維增強(qiáng)效果提高。作為親水性的表面活性劑，可以無(wú)特別限定地使用，其中，可以優(yōu)選使用聚乙二醇烷基酯系非離子表面活性劑、烷基磷酸酯系陰離子表面活性劑、多元醇型酰胺非離子系表面活性劑等。作為聚乙二醇烷基酯，從水分散液的穩(wěn)定性、纖維附著性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選構(gòu)成其的長(zhǎng)鏈脂肪族烷基的碳原子數(shù)為618、更優(yōu)選為816的聚乙二醇垸基酯。作為優(yōu)選的聚乙二醇烷基酯的具體例子，可以列舉出聚乙二醇月桂酯、聚乙二醇油酸酯、聚乙二醇硬脂酸酯等。垸基磷酸酯是1分子中具有12個(gè)、優(yōu)選為1個(gè)平均碳原子數(shù)為18以下、優(yōu)選為616、更優(yōu)選為814的垸基的磷酸酯，作為鹽，可以列舉出堿金屬鹽、堿土類金屬鹽、銨鹽、胺鹽。作為優(yōu)選的烷基磷酸酯的具體例子，可以列舉出辛基磷酸酯、月桂基磷酸酯、硬脂基磷酸酯等高級(jí)醇的磷酸酯的鈉、鉀、鎂、鈣等鹽和胺鹽。優(yōu)選其中和為游離羥基的50%以上的中和物，特別優(yōu)選完全中和物。多元醇型酰胺非離子可以使用碳原子數(shù)為418的烷基胺和具有313個(gè)羥基的聚甘油的加成反應(yīng)物，優(yōu)選使用碳原子數(shù)為1117的垸基胺和具有36個(gè)羥基的聚甘油的加成反應(yīng)物。作為其它優(yōu)選的表面活性劑，可以列舉出聚氧化烯烷基苯基醚磷酸酯、聚氧化烯脂肪酸酯。作為聚氧化烯烷基苯基醚磷酸酯的具體例子，可以列舉出聚氧乙烯壬基苯基醚磷酸酯、聚氧乙烯十二垸基苯基醚磷酸酯等，作為聚氧化烯脂肪酸酯的具體例子，可以列舉出聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯等。這些表面活性劑可以單獨(dú)使用一種或二種以上混合使用。上述表面活性劑對(duì)纖維的附著量沒有特別限定，但從抑制水泥混合時(shí)氣泡的產(chǎn)生的觀點(diǎn)出發(fā)，相對(duì)于總纖維，通常在0.052質(zhì)量％的范圍內(nèi)使用。對(duì)纖維的附著量相對(duì)于總纖維低于0.05質(zhì)量％時(shí)，有可能不能賦予聚烯烴纖維充分的親水性，此外，即便超過(guò)2質(zhì)量％，親水性也到頭了，相反在纖維混煉時(shí)的以新澆混凝土為代表的各種水泥系成形體中會(huì)產(chǎn)生氣泡，有可能使水泥系成形體的壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等物性值下降，因此不優(yōu)選。為了抑制氣泡的產(chǎn)生，對(duì)纖維進(jìn)行表面活性劑處理時(shí)，也可以并用消泡劑。作為在聚烯烴纖維上附著表面處理劑的方法，沒有特別限定，浸漬法、噴霧法、涂布法中的任一種方法都可以采用。對(duì)纖維賦予表面處理劑后，可以根據(jù)需要使用軋輥等使其滲透到纖維集合體的內(nèi)部。如上所述得到的增強(qiáng)用合成纖維被切割成規(guī)定長(zhǎng)度，用作水泥增強(qiáng)用的短纖維。從提高水泥系成形體的開裂難度(韌性)的觀點(diǎn)出發(fā)，短纖維的粗度(纖維徑D)越細(xì)、長(zhǎng)度(纖維長(zhǎng)L)越長(zhǎng)的短纖維，即，短纖維的縱橫尺寸比(L/D)越大越優(yōu)選，但本發(fā)明的增強(qiáng)用短纖維與以往產(chǎn)品相比具有下述特征縱橫尺寸比即便較小，即，如果短纖維徑相同，則即便纖維長(zhǎng)較ii短，增強(qiáng)效果也大。本發(fā)明的增強(qiáng)用短纖維的纖維長(zhǎng)(表觀長(zhǎng)度)為1080mm，優(yōu)選為1570mm，更優(yōu)選為2060mm。如果纖維長(zhǎng)為10mm以上，則不易產(chǎn)生從水泥上的脫落，如果為80mm以內(nèi)，則不會(huì)有分散性變得不良的現(xiàn)象。其次，本發(fā)明的增強(qiáng)用短纖維作為強(qiáng)化纖維材料混合于水泥、細(xì)骨料、粗骨料、水以及適量的混凝土混合劑中、或水泥、細(xì)骨料、水以及適量的灰漿混合劑中來(lái)使用，可以制成混凝土、灰漿等水泥系成形體。這里，作為水泥，可以使用普通硅酸鹽水泥(也稱為波特蘭水泥)、高爐水泥、二氧化硅水泥、硅酸鹽煙灰水泥、白色硅酸鹽水泥、氧化鋁水泥等水硬性水泥或石膏、石灰等氣硬性水泥等水泥類。作為細(xì)骨料，可以列舉出河沙、海沙、山沙、硅砂、玻璃砂、鐵砂、灰沙、其它人工沙等，作為粗骨料，可以列舉出礫石、沙礫、碎石、礦渣、各種人工輕量骨料等。作為混合劑，可以混合使用引氣劑(AE劑)、流化劑、減水劑、增粘劑、保水劑、防水劑、發(fā)泡劑等。增強(qiáng)用短纖維相對(duì)于水泥的混合量是，相對(duì)于水泥系成形體的體積，通常為0.052容積％。從提高水泥混合時(shí)的纖維的均勻分散性、混合水泥的流動(dòng)性、施工性、水泥系成形體的物性的效果的觀點(diǎn)出發(fā)，增強(qiáng)用短纖維的混合量?jī)?yōu)選為0.11.5容積％，更優(yōu)選為0.31容積％的范圍。本發(fā)明的增強(qiáng)用短纖維在用于制造水泥系成形體時(shí)，將增強(qiáng)短纖維分散于水泥系粉體、水泥系新拌泥漿或淤漿中以制成水泥系混合物，利用濕式抄制成形法、擠出成形法或澆注成形法將其成形為規(guī)定形狀，然后通過(guò)自然養(yǎng)護(hù)、蒸汽養(yǎng)護(hù)、高壓釜養(yǎng)護(hù)等，能夠制造各種水泥系成形體。更具體而言，優(yōu)選將由水泥、細(xì)骨料、粗骨料、水等構(gòu)成的混凝土混合物制成基礎(chǔ)混凝土，將該基礎(chǔ)混凝土混煉后，繼續(xù)投入增強(qiáng)用短纖維并進(jìn)行混煉。混煉時(shí)間根據(jù)每一次的混合量的不同而不同，一般而言，基礎(chǔ)混凝土的混煉為4590秒，對(duì)于投入增強(qiáng)用短纖維后的混煉，也是4590秒的范圍較適當(dāng)。如上所述得到的水泥系成形體特別是適合作為土木、建筑工程用的混凝土成形體。例如，在混凝土道路鋪砌領(lǐng)域中，由于纖維增強(qiáng)所帶來(lái)的彎曲強(qiáng)度提高，所以能夠減少鋼筋量，并且能夠減小混凝土板的厚度，在工期的縮短、原材料的節(jié)省等方面是有效的。另外，當(dāng)在隧道內(nèi)壁的噴射施工方法中采用時(shí)，由于纖維柔軟并具有彈性，親水性高而重量輕，所以噴射時(shí)骨料或纖維的彈回也少，混凝土的落下也少，在收率安全方面有效。作為混凝土制品，還可以用于利用模板成形的板樁、中空?qǐng)A筒形制品的混凝土漿料、樁、柱等。作為道路用混凝土，可以用于人行道用混凝土平板、鋼筋混凝土u形、混凝土護(hù)欄等。除此之外，還可以用于泥瓦工人用的灰漿、作為與建筑有關(guān)的構(gòu)件的外部裝飾材料或屋頂材料、作為內(nèi)部裝飾材料的墻壁材料、浮雕、地板材、天花板材等。本發(fā)明的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維中，在使纖維開纖方面，由于纖維彼此接觸的纖維表面上沒有會(huì)成為障礙的凹凸，所以投入到以新澆混凝土為代表的各種水泥系結(jié)構(gòu)體中時(shí)，能夠容易開纖，并且由于在具有突起的大致多邊形的特有的截面形狀的槽底部上以特定深度和特定間隔形成有凹部，所以形成凹凸所引起的纖維的拉伸物性下降小。其結(jié)果是，可以防止水泥硬化后的纖維的脫散，因此可以表現(xiàn)出極其優(yōu)良的增強(qiáng)效果。另外，作為合成樹脂，如果設(shè)定為聚烯烴系樹脂、尤其是聚丙烯樹脂，則耐水泥堿性優(yōu)良，而且由于在合成纖維中比重最小，所以在水泥成形體中的質(zhì)量比混入率最小，可以謀求成本的降低。;面，通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些例子的任何限定。實(shí)施例1使用具備孔數(shù)為16、孔形為X型的噴嘴的單軸熔融擠出機(jī)，將MFR=2g/10分鐘的等規(guī)聚丙烯樹脂(WF464N、住友化學(xué)制)在擠出溫度為255。C下熔融擠出，將擠出的樹脂投入到冷卻水槽中，一邊使其固化一邊用5根平行拉伸輥以恒速進(jìn)行拉出。將拉出的纖維股線直接連續(xù)地投入到95'C的熱水加熱拉伸槽中，用第二拉伸輥拉伸6.9倍。然后接著投入到12(TC的蒸汽加熱拉伸槽中，用第三拉伸輥拉伸1.74倍，共進(jìn)行12倍的2段拉伸。接著，使用上下一對(duì)銼刀紋壓花輥(cH01mm、寬度為160mm、圓周方向的凸部間隔為2.93mm、寬度方向的凸部間隔為1.33mm、凸部的高度為0.9mm、凸部的前端形狀是短對(duì)角線長(zhǎng)0.35mmX長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)0.625mm的菱13形)，將上下一對(duì)輥的凸部前端間隙調(diào)整為0.2mm，使表面速度與股線的速度相同來(lái)使其正轉(zhuǎn)，在上述的拉伸股線的X截面的上下2個(gè)槽底形成凹部。然后，用噴霧器將用水稀釋后的烷基磷酸酯胺鹽系表面活性劑(竹本油脂制)附著于股線上，使附著量達(dá)到相當(dāng)于大約0.05質(zhì)量％，用風(fēng)扇型切割機(jī)切割成40mm的定長(zhǎng)，得到聚丙烯制短纖維。得到的利用聚丙烯的增強(qiáng)用短纖維1的形狀如圖1(C)中所示意地表示的其纖維截面那樣，處于4個(gè)突起部2之間的4個(gè)槽部3中，在上面和下面的2列槽部上形成有菱形凹部4，如圖l(A)所示，其間隔x是2.9mm，經(jīng)過(guò)壓花的凹部的最大深度是平均150ym。另外，如圖3的俯視照片所示，翅片狀的突起部2也有在對(duì)應(yīng)于凹部4的纖維的寬度方向上鼓出的傾向。如表1所示，物性是纖度為3305dtex，拉伸強(qiáng)度為509N/mm2，纖維長(zhǎng)為40mm。比較例拉伸股線的壓花輥使用上下一對(duì)與股線的運(yùn)行方向正交的平行花樣凹凸齒輪輥(cH00mm、寬度為160mm、齒輪前端半徑為0.5mm，齒輪前端間隔為2.90mm，齒輪前端高度為0，9mm)，將上下一對(duì)輥的齒輪前端間隙調(diào)整為0.5mm，僅在纖維X截面的突起前端部上形成凹凸，除此以外，與實(shí)施例1同樣地得到聚丙烯短纖維。該聚丙烯制短纖維的形狀是X截面，壓花凹部?jī)H被形成在4個(gè)截面突起前端部上，纖維方向的凹部間隔是2.9mm，另外，物性是纖度為3310dtex，拉伸強(qiáng)度為487N/mm2，纖維長(zhǎng)為40mm。纖維的纖度測(cè)定、拉伸試驗(yàn)按照J(rèn)ISL1013實(shí)施。-槽底壓花、凹部的深度測(cè)定使用表面粗糙度測(cè)定器(東京精密株式會(huì)社制SurfcomE-MD-S138A型)，對(duì)6mm8mm的測(cè)定范圍內(nèi)的纖維長(zhǎng)度方向的凹部深度進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)而同樣地測(cè)定50根短纖維，將其平均值作為凹部深度。*壓花凹部的間隔測(cè)定每個(gè)短纖維長(zhǎng)的凹部數(shù)，算出纖維長(zhǎng)/凹部數(shù)。用ioo根短纖維同樣地進(jìn)行測(cè)定，將其平均值作為壓花間隔。*纖維長(zhǎng)測(cè)定100根短纖維的纖維長(zhǎng)，將其平均值作為纖維長(zhǎng)。與水泥的固定性試驗(yàn)下面使用實(shí)施例1和比較例1的增強(qiáng)用短纖維，作為表示與水泥漿的固定性的尺度，進(jìn)行埋設(shè)纖維的拉拔試驗(yàn)(拉拔阻力值測(cè)定)、以及纖維混合混凝土的壓縮試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)(彎曲強(qiáng)度、彎曲韌性系數(shù)測(cè)定)。在填充于管內(nèi)徑為53mm、深度為20mm的聚氯乙烯管中的水泥灰漿中埋設(shè)1根纖維約15mm，在常溫下養(yǎng)護(hù)28天后，用萬(wàn)能拉力機(jī)以2mm/分鐘的速度將纖維從水泥中拔出，測(cè)定此時(shí)的應(yīng)力(拉拔阻力值)。水泥使用普通硅酸鹽水泥(太平洋水泥公司制)，沙使用陸地沙。水/水泥的比例設(shè)為57%。具體的混合比如下所述。將水泥359g、沙831g、水205(總量1395g)放入2L的不銹鋼桶中，插入電動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉片，使用攪拌l分鐘后的灰漿。在比較纖維間的拉拔阻力值方面，測(cè)定各纖維測(cè)定試樣的實(shí)測(cè)埋設(shè)長(zhǎng)度，將其按比例換算成每15mm的埋設(shè)長(zhǎng)度，作為拉拔阻力值。(參照表l)(混凝土試驗(yàn)供試體的制造)使用50L強(qiáng)制雙軸型混合機(jī)，使總量為40L，并按照水泥為350kg/m3、細(xì)骨料為870kg/m3、粗骨料為901kg/m3、水為175kg/m3、高性能AE減水劑為2.8kg/mS的混合比例預(yù)先攪拌90秒鐘。然后以2.73kg/m3的混合比例分別添加實(shí)施例1和比較例1的纖維，再攪拌45秒鐘。使用得到的新澆混凝土，按照日本道路公團(tuán)的隧道施工管理要領(lǐng)(纖維增強(qiáng)襯砌混凝土編、2003年9月)，制作彎曲試驗(yàn)用的供試體。另外，供試體進(jìn)行常溫型養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后，脫模，進(jìn)行水中養(yǎng)護(hù)6天。然后將在空氣中常溫養(yǎng)護(hù)直到28天齡期的混凝土作為供試體。使用的材料-水泥普通硅酸鹽水泥(比重3.16、太平洋水泥制)*細(xì)骨料陸地沙、表面干燥比重為2.60(最大粒度為5mm)-粗骨料碎石、表面干燥比重為2.67(最大粒度為20mm)水城市供水'高性能AE減水劑SP8SV(工3工厶匕、一公司制)(混凝土物性試驗(yàn)方法)彎曲強(qiáng)度、彎曲韌性試驗(yàn)按照纖維增強(qiáng)襯砌混凝土的彎曲韌性試驗(yàn)方法(JHS730-2003)進(jìn)行。'壓縮強(qiáng)度按照J(rèn)HS-G551-1999進(jìn)行。坍落試驗(yàn)按照J(rèn)ISA1101進(jìn)行?？諝饬吭囼?yàn)按照J(rèn)ISA1128進(jìn)行。[纖維的開纖性試驗(yàn)]使用設(shè)置在往混凝土攪拌車中投入纖維的纖維投入機(jī)的投料漏斗上的纖維開纖用格子(外部尺寸490mmX700mm、格子方眼間隔75mm恒定、格子材料4)2.5SUS棒)，人用手動(dòng)測(cè)定使3kg纖維通過(guò)的時(shí)間各5次。實(shí)施例的纖維44、36、43、40、35秒(平均40秒)比較例的纖維56、47、50、49、51秒(平均51秒)其結(jié)果是，實(shí)施例的纖維能夠在短時(shí)間內(nèi)容易地將纖維塊開纖(1根1根散開)。這就能夠?qū)?shí)際施工時(shí)因投入纖維花費(fèi)時(shí)間而產(chǎn)生的新澆混凝土硬化抑制到最小限度，優(yōu)于比較例的纖維。有助于在以后的混凝土澆注中的操作性(實(shí)用性)的提高。使用具備上述》75mm開纖格子的投入機(jī)，在大約3分鐘內(nèi)向裝載有新澆混凝土4.5m3的混凝土攪拌車中投入實(shí)施例的纖維12.7kg(相當(dāng)于0.3vol%)。然后混煉2分鐘。根據(jù)JSCE-F554-1999(鋼纖維增強(qiáng)混凝土的鋼纖維混入率試驗(yàn)方法)測(cè)定該新澆混凝土的纖維分散性，對(duì)于從混凝土攪拌車中剛出來(lái)的混凝土、中間出來(lái)的混凝土、最后出來(lái)的混凝土，分別采集計(jì)量為7L的新澆混凝土，分別采集通過(guò)水洗分離出(浮于水上)的本發(fā)明的PP纖維，測(cè)定干燥質(zhì)量。'剛出來(lái)的混凝土19.0g、中間的混凝土19.3g、最后的混凝土19.0g理論值(0.3vol%):19.1g其結(jié)果可以確認(rèn)，從纖維投入開始到混凝土混煉時(shí)的開纖性、分散性良好。匯總以上的測(cè)定結(jié)果示于表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>從表1可知，本發(fā)明的實(shí)施例1的增強(qiáng)用短纖維與比較例1的纖維相比，拉伸強(qiáng)度高，拉拔阻力值大了約l.S倍，與水泥漿的固定性極其良好。另外，本發(fā)明的實(shí)施例1的增強(qiáng)短纖維的往混凝土攪拌車中的纖維投入操作性和在混凝土中的分散性也比比較例的增強(qiáng)短纖維更優(yōu)良。而且，使用了實(shí)施例的纖維的混凝土成形物與使用了比較例的纖維的混凝土相比，彎曲韌性系數(shù)大，增強(qiáng)效果優(yōu)良。本發(fā)明的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維在使纖維開纖方面，由于纖維彼此接觸的纖維表面上沒有成為障礙的凹凸，所以投入到以新澆混凝土為代表的各種水泥系結(jié)構(gòu)體中時(shí)，能夠容易開纖，并且由于在具有突起的大致多邊形的特有的截面形狀的槽底部上以特定深度和特定間隔形成有凹部，所以形成凹凸所引起的纖維的拉伸物性下降小。其結(jié)果是，可以防止水泥硬化后的纖維的脫散，因此可以表現(xiàn)出極其優(yōu)良的增強(qiáng)效果，可以有效用作土木、建筑工程用等的水泥系成形體、特別是適合用于防止混凝土的裂紋產(chǎn)生、以及防止隨之而產(chǎn)生的混凝土塊片的剝離和剝落的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維。權(quán)利要求1、一種水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其是以合成樹脂為主成分的拉伸纖維，其特征在于，所述纖維的截面形狀是具有3個(gè)以上的突起部的大致多邊形，并且在該大致多邊形的至少一個(gè)邊部上，沿著纖維的長(zhǎng)度方向以規(guī)定間隔形成有凹部。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其中，纖維的截面形狀是在相鄰的所述突起部之間具有槽部的大致多邊形，并且在至少一個(gè)所述槽部上，沿著纖維的長(zhǎng)度方向以規(guī)定間隔形成有凹部。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其中，纖維的截面形狀是具有4個(gè)以上的突起部的大致多邊形。4、根據(jù)權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其中，合成樹脂的主成分是聚烯烴系樹脂。5、根據(jù)權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其中，聚烯烴系樹脂是聚丙烯樹脂。6、根據(jù)權(quán)利要求25中任一項(xiàng)所述的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其纖度為10009000dtex且大致多邊形的截面是X字狀，其中，在相向的各個(gè)槽上，沿著纖維的長(zhǎng)度方向以15mm的間隔連續(xù)地形成有深度為50250um的凹部。全文摘要本發(fā)明提供一種水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維，其是以合成樹脂為主成分的拉伸纖維，其中，該纖維的截面形狀是具有3個(gè)以上的突起部的大致多邊形，并且在該大致多邊形的至少一個(gè)邊部上，沿著纖維的長(zhǎng)度方向以規(guī)定間隔形成有凹部，該纖維作為土木、建筑工程用等的水泥系成形體用增強(qiáng)短纖維與水泥漿具有充分的固定力，并且投入攪拌時(shí)，可以得到良好的開纖性和在混凝土中的良好的分散性。文檔編號(hào)C04B16/06GK101516800SQ20078003501公開日2009年8月26日申請(qǐng)日期2007年9月26日優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日發(fā)明者倉(cāng)林清,太田信次,新谷壽教,椎名貴快,清水陽(yáng)一郎,田中徹,目黑祐樹,石井德,福田直也,高橋秀樹申請(qǐng)人:宇部日東化成株式會(huì)社