(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体１００重量部と、（Ｂ）下記式（ｂ）：
【化１】
0003540841.tif 000005
〔式（ｂ）中、Ｒは水素原子またはメチル基であり、Ｍは１価以上の金属イオン、Ｘは水酸イオン、塩素イオン、臭素イオンまたはヨウ素イオンであり、ｍは１以上の整数、ｎは１以上の整数であり、ｍ≧ｎである〕
で表される（メタ）アクリル酸金属化合物０．０５〜１０重量部とを、反応させてなる変性４−メチル−１−ペンテン系重合体からなるセメント補強用繊維。
【請求項２】
前記（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体が、炭素数２〜２０のα−オレフィンと、４−メチル−１−ペンテンとのランダム共重合体であって、４−メチル−１−ペンテンの含有量が８０重量％以上のものである請求項１に記載のセメント補強用繊維。
【請求項３】
前記（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体が、４−メチル−１−ペンテンと、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセンおよび１−オクタデセンから選ばれる少なくとも１種のα−オレフィンとのランダム共重合体である請求項１に記載のセメント補強用繊維。
【請求項４】
前記（メタ）アクリル酸金属化合物が、Ｌｉ+ 、Ｎａ+ 、Ｋ+ 、Ｃａ2+、Ｚｎ2+、Ｍｇ2+、Ｂａ2+、Ａｌ3+またはＳｎ4+の（メタ）アクリル酸塩である請求項１に記載のセメント補強用繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はセメント補強用繊維に関し、特に、繊維補強セメント板のスラリー抄造の製造工程で補強繊維が上澄み液部に浮遊することなく、スラリー中に十分に分散して、品質が良好な繊維補強セメント板を安定的に製造することができるセメント補強用繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築用板材として使用されるセメント板には、補強用繊維として石綿が配合されていた。しかし、近年、石綿の使用は制限される方向にあり、石綿に代えてポリプロピレン、ポリ４−メチル−１−ペンテン等からなる補強繊維を使用した繊維補強セメント板が製造されるようになってきている。特に、４−メチル−１−ペンテン系重合体からなる繊維は、４−メチル−１−ペンテン系重合体自体の特徴である耐熱性、耐薬品性、耐スチーム性および軽量性を備えるため、補強繊維として好適である。
【０００３】
ところで、繊維補強セメント板は、補強繊維とセメントとを主成分とする配合物を水に分散させてなるスラリーを抄造して抄造板を作製し、この抄造板を養生することによって製造される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、石綿に代えてポリプロピレンやポリ４−メチル−１−ペンテンからなる繊維を補強繊維として用いて繊維補強セメント板を製造する工程において、補強繊維とセメントとを主成分とする配合物を水で分散させたスラリーは、補強繊維がスラリー中に十分に分散せず、その一部がスラリーから分離して、スラリーの上澄み液部に補強繊維が浮遊する問題がある。そのため、上澄み液を回収するための配管ラインやポンプ等の設備内にこれらの補強繊維が滞留、堆積し、閉塞または故障の原因となり、また、得られる繊維補強セメント板が、所要量の補強繊維を正確に含有する繊維補強板を製造することが困難となり、得られる繊維補強セメント板の品質が安定せず、品質の低下を招くという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、４−メチル−１−ペンテン系重合体自体の特徴である耐熱性、耐薬品性、耐スチーム性および軽量性を備え、高温で養生することができ、繊維補強セメント板のスラリー抄造の製造工程で補強繊維が上澄み液部に浮遊することなく、スラリー中に十分に分散して、品質が良好な繊維補強セメント板を安定的に製造することができるセメント補強用繊維を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体１００重量部と、（Ｂ）下記式（ｂ）：
【０００７】
【化２】
0003540841.tif 000002
【０００８】
〔式（ｂ）中、Ｒは水素原子またはメチル基であり、Ｍは１価以上の金属イオン、Ｘは水酸イオン、塩素イオン、臭素イオンまたはヨウ素イオンであり、ｍは１以上の整数、ｎは１以上の整数であり、ｍ≧ｎである〕
で表される（メタ）アクリル酸金属化合物０．０５〜１０重量部とを、反応させてなる変性４−メチル−１−ペンテン系重合体からなるセメント補強用繊維を提供するものである。
【０００９】
以下、本発明のセメント補強用繊維（以下、「本発明の繊維」という）について詳細に説明する。
【００１０】
本発明の繊維は、（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体と、（Ｂ）前記式（ｂ）で表される（メタ）アクリル酸金属化合物とを反応させてなる変性４−メチル−１−ペンテン系重合体を主成分とするものである。
【００１１】
変性４−メチル−１−ペンテン系重合体の主成分である（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体は、４−メチル−１−ペンテンを主成分とする重合体であり、例えば、４−メチル−１−ペンテンの単独重合体、もしくは４−メチル−１−ペンテンと、該４−メチル−１−ペンテンと共重合可能な他の化合物との共重合体が挙げられる。４−メチル−１−ペンテンと共重合可能な他の化合物としては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−テトラデセン、１−オクタデセン等の炭素数２〜２０のα−オレフィンなどが挙げられる。これらの他の化合物は、１種または２種以上が４−メチル−１−ペンテン系重合体中に含まれていてもよい。４−メチル−１−ペンテン系重合体中の４−メチル−１−ペンテンの含有量は、通常、８０％以上である。
【００１２】
また、（Ｂ）（メタ）アクリル酸金属化合物は、前記式（ｂ）で表される化合物である。前記式（ｂ）中、Ｒは水素原子またはメチル基であり、Ｍは１価以上の金属イオンである。この金属イオンとしては、例えば、Ｌｉ+ 、Ｎａ+ 、Ｋ+ 、Ｃａ2+、Ｚｎ2+、Ｍｇ2+、Ｓｒ2+、Ｂａ2+、Ａｌ3+、Ｓｎ4+、Ｆｅ2+、Ｆｅ3+、Ｃｏ2+、Ｃｏ3+、Ｎｉ2+、Ａｇ+ 等が挙げられる。また、Ｘは水酸イオン、塩素イオン、臭素イオンまたはヨウ素イオンであり、ｍは１以上の整数、ｎは１以上の整数であり、ｍ≧ｎである。ｍ−ｎが２以上の整数である場合は、複数のＸは同一でも異なっていてもよい。
【００１３】
本発明において、前記（Ｂ）式（ｂ）で表される（メタ）アクリル酸金属化合物は、変性４−メチル−１−ペンテン系重合体中に１種単独または２種以上の組み合わせで含まれていてもよい。
【００１４】
この（メタ）アクリル酸金属化合物の具体例として、メタクリル酸リチウム、メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸カリウム、メタクリル酸亜鉛、メタクリル酸カルシウム、メタクリル酸マグネシウム、メタクリル酸バリウム、メタクリル酸アルミニウム、メタクリル酸スズ等のメタクリル酸金属塩、アクリル酸リチウム、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、アクリル酸亜鉛、アクリル酸カルシウム、アクリル酸マグネシウム、アクリル酸バリウム、アクリル酸アルミニウム、アクリル酸スズ等のアクリル酸金属塩などが挙げられる。これらの中でも、（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体との相溶性が高い点で、メタクリル酸亜鉛、メタクリル酸マグネシウム、アクリル酸亜鉛およびアクリル酸マグネシウムが好ましい。
【００１５】
変性４−メチル−１−ペンテン系重合体における（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体と（Ｂ）（メタ）アクリル酸金属化合物の含有割合は、セメントを主成分とするスラリー中への分散性が良好な補強用繊維を得ることができる点で、４−メチル−１−ペンテン系重合体１００重量部に対して、（メタ）アクリル酸金属化合物０．０５〜１０重量部の割合であり、さらに好ましくは０．１〜５重量部の割合であり、特に好ましくは０．２〜３重量部の割合である。
【００１６】
また、この変性４−メチル−１−ペンテン系重合体には、ポリオレフィン等に必要に応じて配合される各種の配合剤を、本発明の目的を損なわない範囲で添加してもよい。例えば、シランカップリング剤、耐候安定剤、耐熱安定剤、スリップ剤、核剤、顔料、染料等を本発明の目的を損なわない範囲で添加してもよい。
【００１７】
さらに、変性４−メチル−１−ペンテン系重合体の製造は、所定の割合の（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体および（Ｂ）（メタ）アクリル酸金属化合物、ならびに必要に応じて添加される各種の配合剤を、混合機にて十分に混合した後、溶融混練機に供給して、（Ｂ）（メタ）アクリル酸金属化合物が（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体と反応する温度で溶融混練して反応させる方法であれば、いずれの方法にしたがっても行うことができる。用いられる混合機としては、例えば、Ｖ型−ポリスチレンブレンダー、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー、タンブラーブレンダー等が挙げられる。また、溶融混練機としては、例えば、単軸または複数軸の押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等が挙げられる。溶融混練によって（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体と（Ｂ）（メタ）アクリル酸金属化合物とを反応させて得られる変性４−メチル−１−ペンテン系重合体は、造粒または粉砕して、繊維の製造に供することができる。
【００１８】
溶融混練時の温度は、（Ｂ）（メタ）アクリル酸金属化合物が（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体と反応する温度であれば、特に制限されない。通常、２４０〜３８０℃の範囲が好ましく、さらに好ましくは２６０〜３６０℃の範囲である。
【００１９】
この変性４−メチル−１−ペンテン系重合体は、紡糸性に優れ、繊維製造時の延伸性に優れる点で、メルトフローレート（ＭＦＲ）が２０〜２５０ｇ／１０分のものが好ましく、さらに好ましくは２０〜２３０ｇ／１０分のものである。本発明において、メルトフローレート（ＭＦＲ）は、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠して、温度２６０℃、荷重５ｋｇで測定される値である。
【００２０】
本発明の繊維は、前記の変性４−メチル−１−ペンテン系重合体からなる繊維である。この繊維の繊維径は、通常、０．５〜５０デニール程度であり、繊維製造時における延伸性と延伸強度のバランスの点で、好ましくは２〜４０デニール程度である。
【００２１】
本発明の繊維は、長さが１〜１００ｍｍ程度のものであり、スラリー中の分散性と繊維補強効果のバランスの点で、好ましくは長さが５〜３０ｍｍ程度のものである。
【００２２】
本発明の繊維の製造は、常法にしたがって行うことができ、特に制限されない。例えば、前記変性４−メチル−１−ペンテン系重合体を溶融押出して紡糸し繊維に形成した後、延伸する方法にしたがって行うことができる。
【００２３】
溶融押出および紡糸は、所要の穴径のオリフィスを有するダイを装着した押出機に、変性ポリオレフィン組成物を供給して溶融混練し、溶融混練物をダイから押出して行うことかできる。このとき、ポリオレフィン組成物の溶融混練の温度は、紡糸して表面が整った繊維が得られ、延伸時の糸切れもなく、変性４−メチル−１−ペンテン系重合体の熱分解が生じるおそれがない点で、２５０〜３５０℃であり、好ましくは２５５〜３４０℃である。
【００２４】
延伸は、公知の方法にしたがって行うことができ、特に制限されない。例えば、変性４−メチル−１−ペンテン系重合体繊維を、熱水、蒸気、加熱オイル等の加熱媒体中、もしくは加熱体接触により加熱して、温度８０〜１５０℃で２〜１０倍に延伸することができる。
【００２５】
延伸倍率は、セメント板に配合して強度に優れる繊維補強セメント板を得ることができ、また、ミクロクラックがなく、良質の繊維を得ることができる点で、２倍以上であり、好ましくは３〜８倍である。
【００２６】
本発明の繊維は、いずれのセメントを用いる繊維補強セメント板の製造にも使用することができ、特に制限されない。例えば、ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント等のいずれのセメントを用いる繊維補強セメント板に適用することもできる。
【００２７】
【実施例】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これらの例に何ら制約されるものではない。
【００２８】
（実施例１）
＜変性４−メチル−１−ペンテン系重合体の製造＞
４−メチル−１−ペンテン・１−デセン共重合体粉末（１−デセン含有量：４．０重量％、ＭＦＲ：５ｇ／１０分）１００重量部に対して、メタクリル酸カリウム（試薬特級）０．２重量部、安定剤として３，９−ビス〔２−｛３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝−１，１−ジメチルエチル〕２，４，８，１０−テトラオキサスピロ〔５．５〕ウンデカン（住友化学（株）製、商品名：スミライザーＧＡ８０）０．１０重量部、ペンタ（エリスリチル−テトラ−β−メルカプトラウリル）プロピオネート（シプロ化成（株）、商品名：シーノックス４１２Ｓ）０．１０重量部およびステアリン酸カルシウム（三共有機合成（株）製、商品名：ステアリン酸カルシウム）０．０３重量部の割合で配合し、ヘンシェルミキサーを用いて高速で１分間混合した。この混合物を二軸押出機を用いて３２０℃で溶融混練して反応させ、ＭＦＲ：８０ｇ／１０分のペレットを得た。
【００２９】
＜セメント補強用繊維の製造＞
変性４−メチル−１−ペンテン系重合体を、２９０〜３１０℃に設定した１軸押出機（スクリュー径：３０ｍｍ）に供給して溶融混練し、穴径φ１. ０ｍｍ、穴数８０のダイスから押出して溶融紡糸した。このとき、紡糸性を下記の基準で評価した。
○……３０分間の溶融紡糸中に糸切れなし
×……３０分間の溶融紡糸中に糸切れあり
その後、１４０℃に設定した延伸オイル槽で巻き取り速度１２ｍ／ｍｉｎで６倍に延伸し、繊維径２０デニールのセメント補強用繊維を得た。このとき、延伸性を下記の基準で評価した。
○……延伸時の糸切れ回数が０回
×……延伸時の糸切れ回数が２回以上
次に、得られたセメント補強用繊維を長さ２０ｍｍに切断し、下記の方法にしたがって、分散性を評価した。結果を表１に示す。
【００３０】
＜セメント補強用繊維の分散性試験＞
下記処方：
ポルトランドセメント          ：９２重量％
無機質抄造助剤                ：  ６重量％
セメント補強用繊維            ：  ２重量％
からなる固形分１０重量％を水９０重量％に混入してスラリーを調製した。このスラリーを抄造機（ハチェックミニマシン）に掛けて混練した後、３時間放置してスラリー上部に形成された上澄み液を取り出した。
得られた上澄み液をフィルターで濾過し、濾過後のフィルターの重量（測定重量）をそのまま測定し、下記式にしたがって、上澄み液中に占めるセメント補強用繊維の浮遊繊維の割合（繊維浮遊率）を求め、下記の基準で評価した。
繊維浮遊率＝〔（測定重量−フィルター重量）／フィルター重量〕×１００(%)
【００３１】
＜分散性の評価基準＞
○……繊維浮遊率１０％以下
△……繊維浮遊率が１０％を超え３０％未満
×……繊維浮遊率が３０％以上
【００３２】
（実施例２〜５）
各例において、表１に示す処方の変性４−メチル−１−ペンテン系重合体を調製し、これを用いて実施例１と同様にしてセメント補強用繊維を製造し、紡糸性および延伸性を評価するとともに、得られたセメント補強用繊維の分散性を評価した。結果を表１に示す。
【００３３】
（比較例１〜８）
各例において、表１に示す処方の組成物を調製し、これを用いて実施例１と同様にして繊維を製造し、紡糸性および延伸性を評価するとともに、得られた繊維の分散性を評価した。結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
0003540841.tif 000003
【００３５】
0003540841.tif 000004
【００３６】
【発明の効果】
本発明のセメント補強用繊維は、４−メチル−１−ペンテン系重合体本来の特徴である耐熱性、耐薬品性、耐スチーム性および軽量性等を備え、且つ、繊維補強セメント板を製造する工程でセメントを主成分とする水分を含んだ配合スラリー中に良好な分散ができる補強繊維として好適に用いることができる。