JP2001012898A - 弓用弦 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 張力、強度、耐摩耗性を有する弓用弦を提供
することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、乳酸系ポリマー組成物、すな
わち、乳酸ホモポリマー、乳酸コポリマー、ブレンドポ
リマーを弓用弦として使用するので、弾性、摩耗性に優
れ、かつ廃棄後は自然分解により環境保護につながる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自然環境の中で分解
し、かつ弾性率、耐摩耗性、熱安定性などに優れた弓用
弦およびそれを用いた弓に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、洋弓用弦を形成する合成樹脂繊維
素材としては、ポリエステル樹脂やポリパラベンゾアミ
ド系樹脂などの単繊維糸が用いられており、和弓用弦と
しては、例えばアラミド繊維を樹脂接着剤で固めたもの
が用いられている。また、近年、自然環境保護の見地か
ら、自然環境中で分解する生分解性ポリマー及びその加
工品が求められ、脂肪族ポリエステルなどの自然分解性
樹脂の研究が活発に行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来用いられている弓
用の弦は、いずれも引張強度は大であるが、摩耗性や熱
安定性が劣る。特に熱安定性の問題は、洋弓の場合は炎
天下での競技もあり、重大な欠点である。また、アラミ
ド繊維は、高いバネ定数を得るのに最適な素材である
が、耐久性においては他の素材より劣るため、消耗が早
く、競技中に、弦切れによるトラブルの発生頻度が高
い。切れた弦は廃棄処分にされるが、それは不燃物であ
り廃棄処分にも困る。そこで、本発明は、上記課題に鑑
み、自然環境の中で分解し、かつ弾性率、耐摩耗性、熱
安定性などに優れた弓用弦を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、乳酸系ポリマー組成物からなる弓用弦を提
供する。ここで、乳酸系ポリマー組成物とは、乳酸ホモ
ポリマー、乳酸コポリマー、ブレンドポリマーを含む意
味である。

【０００５】本発明において、乳酸ホモポリマーとは、
実質的にL−乳酸及び／又はD−乳酸由来のモノマー単位
のみで構成されるポリマーである。ここで「実質的に」
とは、本発明の効果を損なわない範囲で、L−乳酸又はD
−乳酸に由来しない、他のモノマー単位を含んでいても
良いと言う意味である。

【０００６】乳酸コポリマーは、乳酸モノマー又はラク
チドと共重合可能な他の成分とが共重合されたものであ
る。このような他の成分としては、２個以上のエステル
結合形成性の官能基を持つジカルボン酸、多価アルコー
ル、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン等、及びこれら種
々の構成成分より成る各種ポリエステル、各種ポリエー
テル、各種ポリカーボネート等が挙げられる。

【０００７】ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピ
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソ
フタル酸等が挙げられる。多価アルコールとしては、ビ
スフェノールにエチレンオキシドを付加反応させたもの
などの芳香族多価アルコール、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ブタンジオール、へキサンジオー
ル、オクタンジオール、グリセリン、ソルビタン、トリ
メチロールプロパン、ネオペンチルグリコールなどの脂
肪族多価アルコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコールなどのエーテルグリコール等が挙げられ
る。ヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒ
ドロキシブチルカルボン酸等が挙げられる。ラクトンと
しては、グリコリド、ε−カプロラクトングリコリド、
ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチ
ロラクトン、β−またはγ−ブチロラクトン、ピバロラ
クトン、δ−バレロラクトン等が挙げられる。

【０００８】乳酸ポリマーの製造方法としては、既知の
任意の重合方法を採用することができる。最も代表的に
知られているのは、乳酸の無水環状ニ量体であるラクチ
ドを開環重合する方法（ラクチド法）であるが、乳酸を
直接縮合重合しても構わない。乳酸ポリマーが、L−乳
酸及び／又はD−乳酸に由来するモノマー単位からだけ
なる場合（乳酸ホモポリマー）には、重合体は結晶性で
高融点を有する。さらには、L−乳酸、D−乳酸由来のモ
ノマー単位の比率（L／D比と略称する）を変化させるこ
とにより、結晶性・融点を自在に調節する事ができるの
で、洋弓か和弓かの用途に応じ、実用特性を制御するこ
とが可能である。また、分子量増大を目的として、少量
の鎖延長剤、例えばジイソシアネート化合物、エボキシ
化合物、酸無水物等を使用できる。重合体の重量平均分
子量としては、５０，０００〜１，０００，０００の範
囲が好ましい。かかる範囲を下回ると物性等が十分発現
されず、上回る場合は加工性に劣る。但し、重量平均分
子量は、洋弓か和弓かにより上記範囲内でも異なった範
囲となり、和弓用弦の方が洋弓用弦より高分子量のもの
が好ましい。例えば、和弓用弦では、特に重量平均分子
量３００，０００以上が好ましい。また、乳酸ポリマー
に柔軟性を付与するために可塑剤を添加しても良い。可
塑剤としては、安息香酸エチルや、フタル酸ジオクチ
ル、アジピン酸ジイソブチル、セバシン酸ジオクチル等
のジエステル化合物、数平均分子量が５００〜２０００
のポリエステル可塑剤を用いることができる。

【０００９】ブレンドポリマーは、乳酸ポリマー以外の
脂肪族ポリエステル、例えば脂肪族カルボン酸成分と脂
肪族アルコール成分からなるポリマー及び脂肪族ヒドロ
キシカルボン酸成分からなるポリマーをブレンドしたも
のである。ブレンドされる脂肪族ポリエステルの製造方
法としては、これらを直接重合して高分子量物を得る方
法と、オリゴマー程度に重合した後、鎖延長剤等で高分
子量物を得る間接的な方法がある。

【００１０】本発明でブレンドされる脂肪族ポリエステ
ルは、例えばジカルボン酸とジオールからなる脂肪族ポ
リエステルである。脂肪族ジカルボン酸としては、コハ
ク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン
酸などの化合物、又はこれらの無水物や誘導体が挙げら
れる。一方、脂肪族ジオールとしては、エチレングリコ
ール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジ
オール、シクロヘキサンジメタノールなどのグリコール
系化合物、及びこれらの誘導体が一般的である。いずれ
も炭素数２〜１０のアルキレン基、シクロ環基又はシク
ロアルキレン基をもつ化合物で、縮重合により製造され
る。カルボン酸成分或いはアルコール成分のいずれにお
いても、２種以上用いても構わない。

【００１１】又、溶融粘度の向上の為ポリマー中に分岐
を設ける目的で３官能以上の多価カルボン酸、多価アル
コール或いはヒドロキシカルボン酸を用いても構わな
い。これらの成分は、多量に用いると得られるポリマー
が架橋構造を持ち、熱可塑性でなくなったり、熱可塑性
であっても部分的に高度に架橋構造をもったミクロゲル
を生じる場合がある。従って、これら３官能以上の成分
は、ポリマー中に含まれる割合はごくわずかで、ポリマ
ーの化学的性質、物理的性質を大きく左右するものでは
ない程度に含まれる。多官能成分としては、リンゴ酸、
酒石酸、クエン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸或
いはペンタエリスリットやトリメチロールプロパンなど
を用いることができる。

【００１２】製造方法のうち、直接重合法は、上記の化
合物を選択して化合物中に含まれる、あるいは重合中に
発生する水分を除去しながら高分子量物を得る方法であ
る。又、間接重合法としては、上記化合物を選択してオ
リゴマー程度に重合した後、分子量増大を目的として、
少量の鎖延長剤、例えばヘキサメチレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシ
アネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどのジ
イソシアネート化合物を使用して高分子量化する方法、
カーボネート化合物を用いて脂肪族ポリエステルカーボ
ネートを得る方法がある。

【００１３】ブレンド方法は、特に限定されないが、連
続的に処理できるものが工業的には有利で好ましい。例
えば、２種類以上のペレットを所定比率で混合し、その
まま押出成形機のホッパー内に投入し、溶融させ、直ち
に弦に成形しても良い。また、両成分を溶融混合した
後、一旦ペレット化し、その後で必要に応じて弦に溶融
成形してもよい。同じく、ポリマーをそれぞれ別に押出
機などで溶融し、これらを所定比率で静止混合機及び／
又は機械的攪拌装置で混合し、直ちに弦に成形しても良
く、一旦ペレット化しても良い。押出機などの機械的攪
拌による混合と、静止混合機とを組み合わせても良い。
均一に混合させるには、一旦ペレット化する方法がより
好ましいが、溶融混合法の場合は、ポリマーの劣化、変
質、エステル交換反応による共重合体化反応を実質的に
防ぐことが必要で、出来るだけ低温で短時間内に混合す
る事が好ましい。溶融押出温度としては、使用する樹脂
の融点及び混合比率を考慮して、適宜選択するが、通常
１００〜２５０℃の範囲である。

【００１４】本発明に係わる弦は、乳酸系ポリマー組成
物を押出成形して作製できる。押出成形は、押出成形機
のホッパー内に投入し、溶融させ、直ちに弦に成形で
き、溶融温度は、通常１００〜２５０℃の範囲である。
尚、押出成形後、延伸してもよい。延伸は、速度の異な
るローラー間に湿式延伸槽、遠赤外線ヒーター、電気ヒ
ーター等を熱源とする乾熱延伸槽を配置し、あるいは供
給側の熱ロールによる伝熱などにより、未延伸のものを
加熱し、ローラー間の速度比を所定にすることにより行
なわれ、ローラー間の速度比すなわち延伸倍率は、本発
明では概ね４〜１０倍程度である。成形したポリマー
は、必要に応じて改質剤、炭酸カルシウム等の充填剤、
滑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、安定剤、顔料、着色
剤、各種フィラー、静電気防止剤、離型剤、可塑剤、香
料、抗菌剤等の各種添加剤の他に、エステル交換触媒、
各種モノマー、カップリング剤、末端処理剤、その他の
樹脂、木粉、でんぷん等を加えて変成することができ
る。又、生分解性にこだわらなければ、他の汎用ポリマ
ー等を加えても構わない。

【００１５】本発明の弓用弦は、公知の張設機により洋
弓又は和弓に張設される。張設強度は、弓の種類により
当然異なるが、本発明ではポリマーの分子量調節により
いかなる張力にも対応できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明について実施例により詳細に説
明するが、本発明は実施例に限定されるものでない。な
お、以下の実施例において、重合体の重量平均分子量
（Ｍｗ）は、ＧＰＣ分析によるポリスチレン換算値で測
定した値である。

【００１７】（実施例１：和弓用弦）脂肪族ポリエステ
ル（コハク酸成分４０モル％、アジピン酸成分１０モル
％、１，４−ブタンジオール成分５０％、Ｍｗ＝１３
８，０００）１ｋｇにＬ−ラクチド４ｋｇを加え、窒素
ガス雰囲気下で溶融混練し、重合触媒としてオクチル酸
錫１２ｇを添加し、２軸混練機で攪拌しながら１９０℃
で２０分間重合した後、ペレット化してブロック共重合
体チップを得た。そのチップを窒素中で１２時間処理
し、未反応のラクチドを除去した後、７５℃で真空乾燥
して絶乾状態にした後、射出成形により和弓用弦を作製
した。得られた弦は、光沢剤を付与し、これを、電動式
の張設機を使用して、和弓に張設した。

【００１８】（実施例２：洋弓用弦）ポリ乳酸（島津製
作所製ラクティ＃５０００、Ｍｗ＝２００，０００）
（Ａ１）とポリカプロラクトン Ｍｗ＝２５０，０００
（Ａ２）とを各々真空乾燥により絶乾状態にした後、混
合比（Ａ１）／（Ａ２）＝８０／２０でＶ型ブレンダー
で混合し、これを２１０℃に設定された３０ｍｍ同方向
２軸押出混練機に連続的に供給して溶融押出し、主原料
を準備した。

【００１９】この主原料を真空乾燥により絶乾状態にし
た後、潤滑剤を４００ｃｃ添加しＶ型ブレンダーで混合
し、温度２１０℃に設定した単軸溶融押出機に供給し、
直径３ｍｍの円形ノズルから押出して第1ローラーで引
取りながら、ノズル直下で５０℃に設定された冷却水槽
に導いて冷却した。

【００２０】これに連続して、１００℃に温度設定され
た湿式延伸槽に導いて、さらに第２ローラーにて引取速
度比を５．０倍として延伸した。これを１００℃に温度
設定された第２延伸槽に導いて、さらに第３ローラーに
て引取速度比１．７倍として延伸し（最終延伸倍率８．
５倍）し、巻取機により巻き取った。

【００２１】得られた弦にシリコンオイルをごく少量塗
布して、３ｍの長さにカットして、弓用弦に仕上げた。
これを、電動式の張設機を使用して、洋弓に張設した。

【００２２】上記２種類の弦を使用したが、いずれも強
度、張力、摩耗性とも問題はなかった。

【００２３】

【発明の効果】本発明の弦は、実用上十分な、張力、強
度、耐摩耗性を持ち合わせるとともに、乳酸系ポリマー
組成物なので廃棄後は自然分解する。また、ポリマーの
分子量を調節することにより、簡単に和弓用、洋弓用に
応じた弦を製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA43 AH19 BB06 BC06 BC07 4J029 BA02 BA03 BA05 BA08 BA09 BA10 BB13A BB13B BF09 BF18 BF25 CA02 CA04 CA06 CB05A CB06A EA02 EA03 EA05 EG02 EG05 EG07 EG09 EH02 FC03 FC05 FC29

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乳酸系ポリマー組成物からなる弓用弦。
2. 【請求項２】乳酸系ポリマー組成物が、乳酸ホモポリマ
   ー、乳酸コポリマー、ブレンドポリマーである請求項１
   記載の弓用弦
3. 【請求項３】乳酸系ポリマー組成物からなる弦を備えて
   なる弓。