JP2010168709A - 耐摩擦性に優れた畳表の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】抄繊糸の表面から撥水撥油層が剥離しにくい畳表を提供する。
【解決手段】（ａ）木質繊維から抄造された紙に撚りをかけて得られる抄繊糸１２の表面に、水性樹脂エマルジョン、撥水撥油剤、有機系シランカップリング剤を含む第一樹脂組成物２２をコーティングして第一撥水撥油層１６を形成した後、（ｂ）第一撥水撥油層１６の表面に撥水撥油剤を含む第二樹脂組成物２４をコーティングして第二撥水撥油層１８を形成することにより抄繊糸１２の表面に撥水撥油加工を施し、然る後（ｃ）撥水撥油処理済の抄繊糸１４を機織したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐摩擦性に優れた畳表の製造方法に関する。

出願人は、従来からイ草の代わりに紙に撚りをかけた抄繊糸を用いた畳表について研究開発を進めており、実際に製品化を行っている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に係る畳表によれば、天然の材料であるイ草ではなく工業的に生産可能な抄繊糸を素材として用いているので、より均一で品質のばらつきの少ない畳表を生産することが可能となる。

ところで、特許文献１の畳表では、素材として吸水性に富む抄繊糸が用いられているため、抄繊糸の表面に一般的な撥水剤を塗布しても、お茶やコーヒーなどをこぼしたまま長時間放置すると、畳表の表面にシミとなって残るという問題があった。

そこで、出願人は、これらの畳表をより耐水・耐汚染性に優れたものとするための手段として、二層コーティングによる撥水処理を施した畳表を案出した（例えば、特許文献２参照）。この従来技術では、抄繊糸の表面に撥水性を有する撥水撥油層が強固に形成されるので、お茶等をこぼした際にもシミが付き難い畳表を提供できるようになった。

特許第２８８５６５８号公報 特許第４１６７８４６号公報

しかし、従来の撥水処理が施された畳表では、乾燥状態や湿った状態の何れの場合であっても、その表面を雑巾等で強く擦ると表面の撥水撥油層に擦り傷が入って白く光って見えるという欠点が見られる。これは、抄繊糸の表面に形成されている撥水撥油層が抄繊糸の表面から擦り傷状に剥離してしまうことが原因と考えられる。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、抄繊糸の表面から撥水撥油層が剥離しにくい畳表を提供することを目的としている。

請求項１に記載した発明は、「（ａ）木質繊維から抄造された紙に撚りをかけて得られる抄繊糸１２の表面に、水性樹脂エマルジョン、撥水撥油剤および有機系シランカップリング剤を含む第一樹脂組成物２２をコーティングして第一撥水撥油層１６を形成した後、（ｂ）第一撥水撥油層１６の表面に撥水撥油剤を含む第二樹脂組成物２４をコーティングして第二撥水撥油層１８を形成することにより抄繊糸１２の表面に撥水撥油加工を施し、然る後（ｃ）撥水撥油処理済の抄繊糸１４を機織した」ことを特徴とする耐摩擦性に優れた畳表の製造方法である。

請求項２に記載した発明は、「第二樹脂組成物２４は、水性樹脂エマルジョンをさらに含んでいる」ことを特徴とする耐摩擦性に優れた畳表の製造方法である。

請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載の発明において「第一樹脂組成物２２は、水性樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対して撥水撥油剤を固形分０．６〜３０質量部、有機系シランカップリング剤を固形分０．５〜５０質量部含有している」ことを特徴とするものである。

請求項４に記載した発明は、「第一樹脂組成物２２ならびに第二樹脂組成物２４の撥水撥油剤がフッ素系樹脂である」ことを特徴とするものである。

これらの発明によれば、第一撥水撥油層を形成する際、第一樹脂組成物に含まれている有機系シランカップリング剤が抄繊糸を構成しているセルロース成分と架橋することにより第一撥水撥油層と抄繊糸との接着強度が向上する。したがって、抄繊糸の表面強度が強化され、耐摩擦性に優れた畳表を得ることができる。

撥水撥油処理済みの抄繊糸を示す図である。 抄繊糸の撥水撥油処理工程を示す図である。

本発明に係る畳表の製造方法は、抄繊糸１２に撥水撥油処理を施して撥水撥油処理済みの抄繊糸１４を形成する「撥水撥油処理工程」と、この撥水撥油処理済みの抄繊糸１４を編織して目的とする畳表を形成する「編織工程」とで大略構成されている。

撥水撥油処理工程は、抄繊糸１２の表面に撥水撥油処理を施して、より具体的には、抄繊糸１２の表面に第一撥水撥油層１６と第二撥水撥油層１８とからなる撥水撥油層２０を形成して図１に示すような撥水撥油処理済みの抄繊糸１４を形成する工程である。

ここで、（撥水撥油処理前の）抄繊糸１２は、針葉樹の木質繊維を主体とする抄造紙を撚ったものであり、本実施例では、その外径が０．７〜１．５ｍｍ程度に設定されており、その中央部分には必要に応じて口径が０．２〜０．８ｍｍ程度の空洞が設けられている（勿論、中央部分に空洞ができないよう抄造紙を撚ることによって抄繊糸１２を形成してもよい。）。

抄繊糸１２を構成する抄造紙の種類や抄造紙の巻数は、特に限定されるものではないが、この実施例では、抄造紙として松のパルプを坪量１５〜３５ｇ／ｍ²程度で抄造した幅１５〜４０ｍｍ程度のテープ状のものが用いられ、その巻数は４〜１５巻程度に設定されている。

撥水撥油層２０を構成している第一撥水撥油層１６は、抄繊糸１２の表面に第一樹脂組成物２２をコーティングすることによって形成される。

ここで、第一樹脂組成物２２は、水性樹脂エマルジョン、撥水撥油剤、有機系シランカップリング剤、反応触媒および水を混ぜ合わせることによって構成されている。

水性樹脂エマルジョンは、抄繊糸１２の表面に後述する撥水撥油剤を固定化させるためのものである。水性樹脂エマルジョンとして、本実施例ではアクリル樹脂が用いられているがこれに限定されるものではなく、例えば、酢酸ビニル、アクリル−スチレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が利用可能である。

撥水撥油剤は、抄繊糸１２に撥水・撥油機能を付与するものであり、フッ素系樹脂、より詳しく言えば、分子内にパーフルオロアルキル基を有するノニオン性のフッ素系界面活性剤が水性樹脂エマルジョンとの親和性が高く好適に用いられる。

撥水撥油剤の添加量は、水性樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対して０．６〜３０質量部添加することが望ましい。添加量が０．６質量部よりも少ない場合には、満足のいく撥水撥油効果を得ることができず、逆に、添加量が３０質量部よりも多い場合には、水性樹脂エマルジョンの割合が相対的に低下することによる成膜性能の低下と、これに伴う防汚性や耐摩擦性の低下といった問題が生じる。

有機系シランカップリング剤は、抄繊糸１２の表面を強化するためのものであり、エポキシシランのような分子内にグリシジル基を有する有機ケイ素化合物を用いることが耐摩擦性向上の効果が高く好ましい。

有機系シランカップリング剤の添加量は、水性樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対して０．５〜５０質量部添加することが望ましい。０．５質量部よりも少ない場合には、抄繊糸１２の表面を十分に強化することができないために耐摩擦性が低下し、逆に、５０質量部よりも多い場合には、水性樹脂エマルジョンの割合が相対的に低下するために成膜性能が低下し、防汚性や耐摩擦性が低下するという問題が生じる。

反応触媒は、水性樹脂エマルジョンの硬化速度を促進させるためのものであり、マレイン酸や乳酸といった分子内にカルボン酸を有する有機化合物が用いられる。

反応触媒の添加量は、水性樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対して０．５〜１０質量部添加することが望ましい。

撥水撥油層２０を構成している第二撥水撥油層１８は、第一撥水撥油層１６の表面に第二樹脂組成物２４をコーティングすることによって形成される。

ここで、第二樹脂組成物２４は、水性樹脂エマルジョン、撥水撥油剤および水を混ぜ合わせることによって構成されている。

本実施例では、水性樹脂エマルジョンとしてアクリル樹脂が用いられているが、上述同様これに限定されるものではなく、例えば、酢酸ビニル、アクリル−スチレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が利用可能である。

撥水撥油剤として、本実施例では第一樹脂組成物２２で用いられている撥水撥油剤と同じものが使用されるが（例えば、第一樹脂組成物２２の撥水撥油剤としてポリビニルアルコールが用いられている場合には、第二樹脂組成物２４の撥水撥油剤としてポリビニルアルコールが用いられる。）、それぞれ異なる材質のものを利用することも可能である。

撥水撥油剤の添加量は、上述同様、水性樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対して０．６〜３０質量部添加することが望ましい。

なお、第二樹脂組成物２４において水性樹脂エマルジョンは必ずしも添加しなければならないものではなく省略することも可能ではあるが、水性樹脂エマルジョンを添加することによって第一撥水撥油層１６と第二撥水撥油層１８との親和性が高められ、撥水撥油性能が向上するという効果が得られる。

抄繊糸１２の表面に撥水撥油処理を施す際には、図２に示すような撥水撥油処理装置３０が用いられる。

撥水撥油処理装置３０は、複数のガイドローラ３２によって構成された搬送路３４を備えている。搬送路３４の始点には、搬送路３４に対して抄繊糸１２を供給する供給装置３６が配置されており、搬送路３４の終点には、撥水撥油処理後の抄繊糸１４を巻き取る巻取装置３８が配置されている。なお、撥水撥油処理後の抄繊糸１４は、巻き取られずにイ草のように一定長さに切断されて堆積される場合もあり、この場合は、巻取装置３８の代わりに図示しない切断機が配置される。また、搬送路３４の途中には、第一浸漬槽４０、一次加熱装置４２、第二浸漬槽４４および二次加熱装置４６が配置されている。

そして、第一浸漬槽４０には、水性樹脂エマルジョン、撥水撥油剤、有機系シランカップリング剤、反応触媒および清水が混合された第一樹脂組成物２２が収容されている。

また、第二浸漬槽４４には、水性樹脂エマルジョン、撥水撥油剤および清水が混合された第二樹脂組成物２４が収容されている。

撥水撥油処理装置３０を用いて抄繊糸１２の撥水撥油処理を行う際には、供給装置３６から搬送路３４に対して抄繊糸１２が供給され、この抄繊糸１２が第一浸漬槽４０に浸漬される。そして、第一浸漬槽４０において、抄繊糸１２の表面に第一樹脂組成物２２が付着する。抄繊糸１２の表面に付着した第一樹脂組成物２２の一部は、抄繊糸１２の表層近く（図１の円中、Ａで示した表面から下の４層程度）まで滲み込んでいる。

第一浸漬槽４０を経た抄繊糸１２は、一次加熱装置４２に与えられ、抄繊糸１２の表面に付着している第一樹脂組成物２２の表面が加熱乾燥され、抄繊糸１２の表面に第一撥水撥油層１６が形成される。

一次加熱装置４２における乾燥条件（乾燥温度や乾燥時間）は、第一樹脂組成物２２を構成している樹脂の種類や乾燥方法の違いによって適宜設定される。

一次加熱装置４２を経た抄繊糸１２は、自然冷却されながら第二浸漬槽４４へ搬送される。そして、第二浸漬槽４４において、第一撥水撥油層１６の表面に第二樹脂組成物２４が付着し、その表面が二次加熱装置４６で加熱乾燥されることにより第一撥水撥油層１６の表面に第二撥水撥油層１８が形成され、撥水撥油処理済みの抄繊糸１４が得られる。

二次加熱装置４６における乾燥条件（乾燥温度や乾燥時間）は、第二樹脂組成物２４を構成している樹脂の種類や乾燥方法の違いによって適宜設定される。

なお、抄繊糸１２に第一撥水撥油層１６および第二撥水撥油層１８を形成する方法としては、上述の実施例のような浸漬法の他に、吹き付け法や流し塗り法などを用いてもよい。

編織工程は、上述のようにして得られた撥水撥油処理済みの抄繊糸１４を図示しない編織機で編むことにより目的の畳表を得る工程である。

発明者等は、上述の方法にて得られた畳表の撥水性・撥油性等について試験を行い、その実用性を検証した。以下には、その試験方法および試験結果について説明する。

［試料および比較試料の調製］
（試料１）
抄繊糸１２として、松のパルプを坪量１８ｇ／ｍ²で抄造した幅２０ｍｍのテープ状の抄造紙を巻き数１０で撚りあわせたものを準備した。

水性樹脂エマルジョンとしてアクリル樹脂、撥水撥油剤としてフッ素系界面活性剤、有機系シランカップリング剤としてエポキシシラン、反応触媒としてマレイン酸を準備した。

そして、水性樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対して、撥水撥油剤を固形分として５質量部、有機系シランカップリング剤を固形分として４．３質量部、反応触媒を固形分として１．１質量部、清水を１２６質量部の割合で混合することにより第一樹脂組成物２２を調製し、これを抄繊糸１２の表面に塗布し、その表面を８０℃で２分間乾燥させることによって第一撥水撥油層１６を形成した。

また、水性樹脂エマルジョンとしてのアクリル樹脂の固形分１００質量部に対して、撥水撥油剤としてのフッ素系界面活性剤を固形分として２２質量部、清水を２３２５質量部の割合で混合することにより第二樹脂組成物２４を調整した。そして、この第二樹脂組成物２４を第一撥水撥油層１６の表面に塗布し、その表面を１８０℃で１分間乾燥させることによって第一撥水撥油層１６の表面に第二撥水撥油層１８を形成し、撥水撥油処理が施された抄繊糸１４を得た。

そして、このようにして得られた撥水撥油処理後の抄繊糸１４を、織り込み密度０．８５ｋｇ／ｍ²で編織することにより試料１（畳表）を得た。

（試料２）
松のパルプを坪量１８ｇ／ｍ²で抄造した１０ｃｍ角の抄造紙を４枚重ね合わせたものを準備した。

試料１で使用したのと同じ組成の第一樹脂組成物２２および第二樹脂組成物２４を準備し、試料１を作成したのと同様の方法にて上記１０ｃｍ角の抄造紙の表面に撥水撥油処理を施すことにより試料２（抄造紙）を得た。

（比較試料１）
第一樹脂組成物２２として有機系シランカップリング剤を添加しない以外は、試料１の作成と同様の方法にて比較試料１（畳表）を得た。

（比較試料２）
第一樹脂組成物２２として有機系シランカップリング剤を添加しない以外は、試料２の作成と同様の方法にて比較試料２（抄造紙）を得た。

［耐汚染性試験の方法］
試料１および比較試料１の上に（１）８０℃の日本茶、（２）砂糖とミルク入りのコーヒーの２種類の汚染物質をそれぞれ約１ｍｌ滴下した。そして、所定時間の経過後、アルカリイオン水でこれら汚染物質をそれぞれ拭き取り、拭き取り後のシミの程度を目視で３段階（○：汚れ跡なし，△：薄い汚れ跡あり，×：汚れ跡あり）に評価した。その結果は、［表１］の通りである。なお、試料１のサンプル数は８つ、比較試料１のサンプル数は１つとした。

［耐光性試験の方法］
試料１および比較試料１にそれぞれ人工光を照射し、４８時間経過後の色差を色差計で評価した。人工光の照射には、耐光性試験機（スガ試験機株式会社製）を使用した。評価は、色差が０．５以下を合格（○）とし、その結果を［表２］に示した。なお、試料１のサンプル数は８つ、比較試料１のサンプル数は１つとした。

［耐摩耗性（耐洗浄性）試験］
ＪＩＳ Ｌ−１０９６の学振型摩耗試験に準拠して試料２および比較試料２の表面を擦り、表面の状態を目視で３段階（○：変化なし，△：毛羽立ちあり，×：破れあり）に評価した。その結果は、［表３］の通りである。なお、試料２のサンプル数は８つ、比較試料２のサンプル数は１つとした。

［表１］〜［表２］の結果から、耐汚染性・耐光性については、有機系シランカップリング剤を添加したことによる品質劣化は何ら認められなかった。

［表３］の結果から、有機系シランカップリング剤を添加することにより耐摩耗性が向上していることがわかる。このような効果が得られた理由について詳しくは分かっていないが、第一撥水撥油層１６を形成する際、抄繊糸１２の表面に付着した第一樹脂組成物２２の一部が抄繊糸１２の表層近くにまで滲み込む。そして、第一樹脂組成物２２に添加されている有機系シランカップリング剤と抄繊糸１２を構成しているセルロースとが抄繊糸１２の表面ならびにその表層近くにて架橋することにより第一撥水撥油層１６と抄繊糸１２との接着強度が向上し、抄繊糸１２の表面強度が向上したことが原因と考えられる。

１２…（撥水撥油処理前の）抄繊糸
１４…撥水撥油処理後の抄繊糸
１６…第一撥水撥油層
１８…第二撥水撥油層
２０…撥水撥油層
２２…第一樹脂組成物
２４…第二樹脂組成物
３０…撥水撥油処理装置
３２…ガイドローラ
３４…搬送路
３６…供給装置
３８…巻取装置
４０…第一浸漬槽
４２…一次加熱装置
４４…第二浸漬槽
４６…二次加熱装置

Claims (4)

1. （ａ）木質繊維から抄造された紙に撚りをかけて得られる抄繊糸の表面に、水性樹脂エマルジョン、撥水撥油剤および有機系シランカップリング剤を含む第一樹脂組成物をコーティングして第一撥水撥油層を形成した後、
   （ｂ）前記第一撥水撥油層の表面に撥水撥油剤を含む第二樹脂組成物をコーティングして第二撥水撥油層を形成することにより抄繊糸の表面に撥水撥油加工を施し、然る後
   （ｃ）撥水撥油処理済の抄繊糸を機織したことを特徴とする耐摩擦性に優れた畳表の製造方法。
2. 前記第二樹脂組成物は、水性樹脂エマルジョンをさらに含んでいることを特徴とする請求項１に記載の耐摩擦性に優れた畳表の製造方法。
3. 前記第一樹脂組成物は、水性樹脂エマルジョンの固形分１００質量部に対して撥水撥油剤を固形分０．６〜３０質量部、有機系シランカップリング剤を固形分０．５〜５０質量部含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の耐摩擦性に優れた畳表の製造方法。
4. 前記第一樹脂組成物ならびに前記第二樹脂組成物の撥水撥油剤がフッ素系樹脂であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の耐摩擦性に優れた畳表の製造方法。