JPH0544163A - 水中沈降性のよいポリオレフイン繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐アルカリ性、耐熱アルカリ性などの耐薬品
性、非吸水性および耐水性などのポリオレフィン繊維の
特徴を生かし、親水性を付与した真水などの水に対して
分散性のよいセメント補強用繊維あるいは漁業用ロープ
に好適なポリオレフィン繊維を提供するものである。 【構成】 少なくとも繊維表面には炭酸カルシウム微粉
末を含有したポリオレフィン成分からなる繊維に炭素数
８〜１８のノルマルアルキルホスフェート金属塩を付着
させた水中沈降性のよいポリオレフィン繊維である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セメント製品の補強用
繊維または漁業用ロープ、船舶用ロープに適した、溶解
電解質の少ない真水中に分散させても繊維の浮上現象
（浮き種現象）がなく、均一に分散し且つ水中沈降性の
よいポリオレフィン繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、セメント製品の耐衝撃性、耐屈曲
性あるいは耐亀裂性などを改良するためにその補強用と
してナイロン、ビニロン、ポリプロピレンなどの合成繊
維をセメントに混入することが広く行われている。なか
でもポリプロピレン繊維は、他繊維に比べ加熱下での耐
アルカリ性に優れ、強度にも優れているのでセメント製
品の耐衝撃性の向上に好適であるため現在も広く用いら
れている。

【０００３】しかし、ポリプロピレン、ポリエチレン、
ポリメチルペンテン等の成分からなるポリオレフィン繊
維は本来の性質として、疎水性が大きく、セメント粒子
との親和性に乏しいため界面活性剤による繊維表面処理
をし、繊維を親水化していたが湿式抄造法などでセメン
トスラリー液中に繊維を投入すると界面活性剤が繊維表
面から流出除去されるため、セメントスラリー液中に均
一に分散しにくく、スラリー表面に浮上しやすいという
難点があった。

【０００４】この不均一分散あるいは浮上現象によって
繊維の有効混合量が低下し、所定の補強効果が得られな
くなるため、特開昭６４−３３０３６号公報に記載され
るカルシウムイオンで難溶化するジアルキルホスフェー
ト塩を繊維処理剤として用い、セメントスラリー液に繊
維を投入した時、速やかに繊維処理剤を繊維表面で難溶
化させ繊維表面に固着させて、繊維の親水化を維持し、
均一分散と浮上現象防止を達成している例がある。

【０００５】また特公昭６１−２７４８６号公報に記載
される無機質を練り込み繊維比重を大きくし、ロープな
どの加工品の水中沈降性を改善した例がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の界面活性剤によ
る繊維表面処理をし、ポリオレフィン繊維を親水化して
も真水に投入すると繊維を親水化している界面活性剤が
流出除去されるので繊維が水面上に浮上してしまう。

【０００７】またアルキルホスフェート塩を処理剤とし
たポリオレフィン繊維は、カルシウムイオンが高濃度で
あるセメントスラリー中に投入されると、繊維表面に難
溶化したアルキルホスフェートカルシウム塩が固着し、
繊維の親水性を維持できるので、繊維が浮上することは
ない。

【０００８】だが、セメント製品製造システムによって
は真水に繊維を分散させた後、セメント粉体を投入して
セメントスラリーを作る場合があり、このような場合
は、真水中にはカルシウムイオンが少ないので、前記ア
ルキルホスフェート塩で処理した繊維は界面活性剤を除
去され、浮上してしまうのでこの方法のポリオレフィン
繊維は使用できなかった。

【０００９】また、無機質の練り込み繊維比重を大きく
したポリオレフィン繊維は練り込んだ無機質が繊維表面
にかなりの割合で露出していないと、溶存酸素等の気泡
が疎水性であるポリオレフィン繊維の表面に付着し、浮
き上がる欠点があった。

【００１０】また漁業用、船舶用のロープにポリオレフ
ィン繊維は耐水性、高強力という利点を生かせるため
の、耐久性のある水中沈降性が要求されていた。

【００１１】本発明は、前記従来技術の問題を解決する
ため、耐アルカリ性、耐熱アルカリ性などの耐薬品性、
非吸水性や耐水性などのポリオレフィン繊維の特徴を生
かしたまま親水性を付与した真水などの水に対して分散
性の良いポリオレフィン繊維を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリプロピレ
ンまたはポリ４−メチルペンテン−１を繊維表面とする
ポリオレフィン繊維であって、該ポリオレフィン繊維は
平均直径１μｍ未満の炭酸カルシウム微粉末５〜５０重
量％が混合され及び炭素数８〜１８のノルマルアルキル
ホスフェートアルカリ金属塩０．０５〜１０重量％が付
着されていることを特徴とする水中沈降性のよいポリオ
レフィン繊維である。

【００１３】前記本発明の炭酸カルシウム微粉末の平均
直径は、繊度１〜２０デニールの繊維を安定して紡糸す
る場合１μｍ未満であることを要し、平均粒径が０．６
μｍ以下で、２μｍ以上の粒子を含まないことが好まし
い。繊維表面を占めるポリオレフィン中の炭酸カルシウ
ム微粉末が５重量％未満ではアルキルホスフェート塩付
着量を増やしても水中分散が十分でなく、５０重量％を
超えると繊維製造が著しく困難となる。より好ましくは
１０〜２０重量％である。またアルキルホスフェート塩
は、炭素数８〜１８のノルマルアルキル基を有するモノ
アルキルエステルまたはジアルキルエステルで、このナ
トリウム塩もしくはカリウム塩が好ましい。カルシウム
塩の場合は、難水溶性となり水溶液が得られないため繊
維に付着できないため不都合である。

【００１４】前記繊維表面を占めるポリオレフィンは、
使用上、なるべく高融点が好ましいためポリプロピレン
かポリ４−メチルペンテンのホモポリマー、コポリマー
およびグラフト変性体が都合よい。本発明においてはこ
れらポリオレフィン繊維の単一繊維および複合繊維のい
ずれであってもよい。

【００１５】本発明のポリオレフィン繊維の断面を図に
表すと、単一繊維は第１図、複合繊維は第２図のように
なる。繊維の比重は水分散性の要件でないため複合繊維
にあっては、繊維表面の占める成分すなわち鞘成分に炭
酸カルシウム微粉末（２）が含まれ、芯成分には含まれ
る必要がないので、第２図に示すようになる。複合繊維
の場合の芯成分と鞘成分の複合比（面積比）は鞘成分で
繊維表面の大部分を占めることができる比率でよく、一
般に鞘成分が１０％以上であればよい。芯、鞘成分の融
点を考慮すると複合繊維の場合は、鞘成分／芯成分の組
み合わせはポリプロピレン／ポリプロピレン、ポリ４−
メチルペンテン−１／ポリ４−メチルペンテン−１およ
びポリ４−メチルペンテン−１／ポリプロピレンが実用
的である。尚、ポリプロピレンを用いる場合、Ｑ値が４
以下で沸騰ｎ−ヘプタン不溶分（ＨＩ％）が９８前後、
アイソタクチックペンタッド分率（ＩＰＦ％）が９７以
上を用いると繊維強力を大幅に向上できてより好まし
い。

【００１６】紡糸温度は通常のポリプロピレン繊維の紡
糸温度と同じでよいが２９０℃を超えると熱分解を生じ
やすく、２５０〜２９０℃が一般的である。本発明のポ
リオレフィン繊維は高強力が望ましいため３倍以上に延
伸をすることが好ましく、８０〜９８℃の熱水延伸が好
ましい。

【００１７】繊維の太さである繊度は、特に限定しない
がロープ用途では１〜１０００デニールがよい。この繊
度のステープル、マルチフィラメントおよびモノフィラ
メントが紡績糸またはフィラメント糸として好ましく用
いられる。またセメント製品補強用途では０．５〜２０
デニールの短カット繊維が水中分散用として好ましく、
また１〜１０００デニールのマルチフィラメントおよび
モノフィラメントを用いた織密度が粗な織物用いられ
る。

【００１８】本発明におけるポリオレフィン中への炭酸
カルシウム微粉末には金属石鹸等で界面処理剤処理をす
ることが特に好ましい。

【００１９】

【発明の作用】前記した本発明の構成によればカルシウ
ムイオンとイオン交換すると難溶化するアルキルホスフ
ェート塩の水溶液を炭酸カルシウムを練り込んだ繊維表
面を占めるポリオレフィンを含む繊維に塗付し、繊維を
湿潤下におくと繊維中より浸出してくるカルシウムイオ
ンと繊維表面でアルキルホスフェート塩のイオン交換が
生じ、アルキルホスフェートカルシウム塩が繊維表面に
固着し、本発明の繊維を水中で分散が良い程度以上に親
水化し、繊維には水中での攪拌混合中発生した空気泡な
どが付着しにくくなり、繊維の浮上現象が極めて生じに
くくなる。

【００２０】また、漁業用ロープなどの水中沈降性が要
求されるポリオレフィン繊維製品も同様の理由で水沈す
るが、本用途では繊維比重が大きい程、水中沈降速度が
大きくなるため、繊維への炭酸カルシウム含有量が大き
い程好ましいが、繊維強力が低下するため用途ごとに最
適含有量が異なる。

【００２１】

【実施例】

［実施例１〜９、比較例１〜６］表１に示すポリプロピ
レンおよびこのポリプロピレンに金属石鹸で表面処理し
た各種平均粒径の微細炭酸カルシウム（２）を練り込ん
だペレットを用い、単一繊維（１）および繊維断面にお
ける面積比が１：１である芯鞘型複合繊維（３）の鞘成
分（４）に前記ペレットを用いて溶融紡糸し、９０℃熱
水中で延伸し、ノルマルアルキルフォスフェート金属塩
である各種界面活性剤水溶液を含浸させて、一夜放置
し、風乾し１０ｍｍにカットした。延伸糸の強伸度を測
定し、真水分散性は５００ｍｍのイオン交換中に１５０
０ｍｍの１０ｍｍカット短繊維を投入し、電気ミキサー
で２分間攪拌後、１０分間放置して浮上繊維を金網です
くい上げ乾燥して繊維重量を測定し、投入量から浮上繊
維の割合を出した。結果を表１に示す。

【００２２】［実施例１０〜１２、比較例７〜８］実施
例１、２、８および比較例１、４の短繊維を各２４ｇ、
それぞれ７．２ｌの水道水に投入、攪拌しながら普通ポ
ルトランドセメント６８０ｇ、アスベスト４０ｇ、パル
プ８ｇ、蛇紋岩粉末４８ｇを順次投入混合して８ｌのセ
メントスラリーを作成した。更に凝集剤アイケイフロッ
ク（商品名、市川毛織（株）製）０．０２重量％液を２
０ｍｌ添加し、モールド容器中にこのスラリーを注入
後、６０メッシュの金網を通して脱水し、厚さ５ｍｍの
平板状の半可塑状成形物を得た。この成形物を室温、湿
潤状態で２８日間放置し自然養生後、その間のスラリー
状態および製品を評価した。その結果を表２に示す。

【００２３】［実施例１３、比較例９］実施例１および
比較例５の繊維で５１ｍｍに切断したステープル繊維を
用い、１０番手の紡績糸となし、この紡績糸を真水で５
回、家庭用洗濯機を用い１０分間づつ水洗したところ、
実施例１３の紡績糸は水中に沈むが、比較例９の紡績糸
は水面に撥水して浮いた。

【００２４】尚、試験評価は次のようにして行った。浮
上繊維割合（％）：作成したセメントスラリーを１０分
間静置してその上澄み液の浮上繊維を金網ですくい上げ
乾燥し、繊維重量Ａｇを測定し、繊維投入量Ｂｇより、
浮上繊維割合（％）＝１００Ａ／Ｂの式で算出する。分
散状態：スラリーをモールド容器中に投入した後、脱水
して得られる半可塑状態成形物の表面の凹凸状態を観測
し、下記のように評価した。 ◎：凹凸が非常に少ない状態。 △：凹凸がやや多い状態。 ○：凹凸がやや少ない状態。 ×：凹凸が非常に多い状態。 製品外観：養生後のセメント製品の表裏面を観察し、下
記のように評価した。 ◎：製品表面に繊維の露出が殆ど認められない状態。 ○：製品表面に繊維の露出がやや少ない状態。 △：製品表面に繊維の露出がやや多い状態。 ×：製品表面に繊維の露出が多く認められる状態。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明の効果】本発明のポリオレフィン繊維は、繊維自
体の疎水性が大きく、質量が小さいにも拘らず真水およ
びセメントスラリーとよく混合して好ましく分散するた
め、セメント補強用繊維として有用であり、特に湿式抄
造法で作られるセメント製品製造工程においては繊維の
浮上現象が見られず、その製品は表面外観に優れ、投入
繊維が有効に補強作用をなし、曲げ強度、衝撃強度の優
れたものとなる。また本発明のロープ等は比重が軽く、
非吸水性なため水中から引き上げる時の使便性に優れ、
且つ使用時は水中に沈するため漁業用ロープ等として有
用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単一繊維の繊維断面図である。

【図２】本発明の複合繊維の繊維断面図である。

【符号の説明】

（１）単一繊維 （２）炭酸カルシウム （３）複合繊維 （４）鞘成分 （５）芯成分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０６Ｍ 101:20 (72)発明者 薄井 義治 兵庫県加古郡播磨町古宮877番地 ダイワ ボウ・クリエイト株式会社播磨研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリプロピレンまたはポリ４−メチルペ
   ンテン−１を繊維表面とするポリオレフィン繊維であっ
   て、該ポリオレフィン繊維は平均直径１μｍ未満の炭酸
   カルシウム微粉末５〜５０重量％が混合され及び炭素数
   ８〜１８のノルマルアルキルホスフェートアルカリ金属
   塩０．０５〜１０重量％が付着されていることを特徴と
   する水中沈降性のよいポリオレフィン繊維。
2. 【請求項２】 炭酸カルシウム微粉末を含むポリプロピ
   レンを鞘成分とし、芯成分をポリプロピレンとする芯鞘
   型複合繊維であることを特徴とする請求項１記載のポリ
   オレフィン繊維。
3. 【請求項３】 炭酸カルシウム微粉末を含むポリ４−メ
   チルペンテン−１を鞘成分とし、芯成分をポリ４−メチ
   ルペンテン−１またはポリプロピレンとする芯鞘型複合
   繊維であることを特徴とする請求項１記載のポリオレフ
   ィン繊維。