JP2013014694A

JP2013014694A - 生分解性床材

Info

Publication number: JP2013014694A
Application number: JP2011148547A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Sunasawa; 周一砂澤
Original assignee: Tajima Inc
Current assignee: Tajima Inc
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2013-01-24
Anticipated expiration: 2031-07-04
Also published as: JP5720945B2

Abstract

【課題】生分解性を有し、可塑剤の表面への移行がなく、耐傷性、耐汚染性、柔軟性、耐久性、カレンダー加工性、表面平滑性などに優れた床材の提供。
【解決手段】（Ａ）ポリブチレンサクシネート系樹脂、（Ｂ）グリセリン脂肪酸エステル系可塑剤、（Ｃ）乾性油、（Ｄ）分解抑制剤、（Ｅ）無機充填剤を含有する組成物を用いた生分解性床材であって、前記樹脂（Ａ）１００重量部に対する可塑剤（Ｂ）及び乾性油（Ｃ）の配合量が、それぞれ５〜３０重量部及び０.５〜５重量部であることを特徴とする生分解性床材。
【選択図】なし

Description

本発明は、生分解性床材に関するものである。

現在一般に使用されている高分子系床材は、可塑化塩化ビニル、ポリオレフィン、合成ゴムで出来ている。これらの合成高分子材料は、耐久性が良く、かつ適度な弾性があり、床材として最適な材料とされてきた。しかし、その反面、自然環境中で分解されないために、近年様々な環境問題を引き起こしている。その一例としてリサイクルの難しさが挙げられる。高分子系床材は接着剤でコンクリート下地に施工されるので、剥離した際に下地ごと取れてしまい、樹脂と下地材の分離が難しく、リサイクルに回せないという問題がある。実際に、廃棄塩ビ床材の９５％以上は埋め立て処分されている。年々蓄積されるプラスチック材料が社会問題となっていることは周知の事実であり、使用期間が終了した後には環境中に蓄積されることが無く微生物により水と二酸化炭素に分解され、自然界のカーボンサイクルに組み込まれる炭素循環型材料、即ち生分解性樹脂に置き換える検討が盛んに行われている。
このような生分解性樹脂の例としては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、ポリ（３−ヒドロキシブタン酸）、酢酸セルロース等があり、既に商業ベースで生産されている。
そして、これらの樹脂を床材に用いた発明も公知であるが（特許文献１〜４など）、何れもポリ乳酸を主成分とするものであって、カレンダー加工性、柔軟性が十分でなく、また耐傷性や耐汚染性も床材としては十分でない。

特開２００４−２９２７１９号公報特開２００７−２５４６７０号公報特開２００６−２８９７６９号公報特開２００８−０８１５８８号公報

本発明は、生分解性を有し、可塑剤の床材表面への移行がなく、耐傷性、耐汚染性、柔軟性、耐久性、カレンダー加工性、表面平滑性などに優れた床材の提供を目的とする。

上記課題は、次の１）〜３）の発明によって解決される。
１）（Ａ）ポリブチレンサクシネート系樹脂、（Ｂ）グリセリン脂肪酸エステル系可塑剤、（Ｃ）乾性油、（Ｄ）分解抑制剤、（Ｅ）無機充填剤を含有する組成物を用いた生分解性床材であって、前記樹脂（Ａ）１００重量部に対する可塑剤（Ｂ）及び乾性油（Ｃ）の配合量が、それぞれ５〜３０重量部及び０.５〜５重量部であることを特徴とする生分解性床材。
２）前記樹脂（Ａ）がコハク酸と１，４−ブタンジオールと乳酸の直接脱水重縮合物であることを特徴とする１）に記載の生分解性床材。
３）前記乾性油（Ｃ）が脱水ヒマシ油であることを特徴とする１）又は２）に記載の生分解性床材。

本発明によれば、生分解性を有し、廃棄のため埋め立て処分した時に自然に分解すると共に、可塑剤の床材表面への移行がなく、耐傷性、耐汚染性、柔軟性、耐久性、カレンダー加工性、表面平滑性などに優れた床材を提供できる。

シート状床材の製造工程の例を示す図。床タイルの製造工程の例を示す図。

以下、上記本発明について詳しく説明する。
本発明は、生分解性を有する高分子系床材の主成分である生分解性樹脂として、従来のポリ乳酸に代えてポリブチレンサクシネート系樹脂を用いることを特徴とする。そして、配合する可塑剤としてグリセリン脂肪酸エステル系可塑剤を選択し、該可塑剤及び乾性油の配合割合を一定の範囲に限定することにより本発明が得られる。

（Ａ）成分のポリブチレンサクシネート系樹脂としては市販品を使用することができ、好ましい例としては、コハク酸と１，４−ブタンジオールと乳酸の直接脱水重縮合物である下記〔化１〕で示されるポリブチレンサクシネート〔三菱化学社製：ＧｓＰｌａ（登録商標）〕が挙げられる。このポリマーは次のような反応により得られるものである。

更にカレンダー加工性をよくするため、（Ａ）成分として、融点の異なる２以上の樹脂の混合物を用いることが好ましい。樹脂の結晶性の差が重要であり、最も高い融点と最も低い融点の差は１０℃以上であることが好ましい。最も低い融点の樹脂の比率は樹脂全体の１０〜９０重量％、好ましくは２０〜８０重量％である。

（Ｂ）成分のグリセリン脂肪酸エステル系可塑剤の例としては、パーム油やヤシ油をベースとするアセチル化モノグリセリド（理研ビタミン社製：リケマール、ポエム）、有機酸モノグリセリド（理研ビタミン社製：ポエム）、中鎖脂肪酸トリグリセリド（理研ビタミン社製：アクター）等が挙げられるが、特にグリセリンジアセトモノラウレート（理研ビタミン社製：リケマールＰＬ−０１２）が分散性と可塑化効率の点で好適である。
可塑剤の配合量は、（Ａ）成分１００重量部に対して５〜３０重量部とする。好ましくは２０〜３０重量部である。

（Ｃ）成分の乾性油の例としては、亜麻仁油、桐油、芥子油、紅花油など空気中で硬化するヨウ素価１３０以上の乾性油が挙げられるが、中でも本来乾性油ではないヒマシ油を脱水処理して得られる脱水ヒマシ油や脱水重合ヒマシ油が、床の表面硬度、即ち耐傷性、耐汚染性の点で好適である。
乾性油の配合量は（Ａ）成分１００重量部に対して０．５〜５重量部とする。

（Ｄ）成分の分解抑制剤は、樹脂成分の加水分解を抑制するために添加する。好ましい例としてはポリカルボジイミド化合物が挙げられ、日清紡ケミカル社製のカルボジライトＬＡ−１などの市販品を用いることができる。
分解抑制剤の配合量は、（Ａ）成分１００重量部に対して、０．５〜５重量部程度が好ましい。

（Ｅ）成分の無機充填剤としては、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、シリカ、硫酸カルシウム、カオリン、クレー、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、黒鉛、ガラスなどの公知のものから適宜選択して使用できる。
無機充填剤の配合量は従来の床材と同様でよく、通常の場合、（Ａ）成分１００重量部に対して、２０〜７００重量部程度とする。好ましくは１００〜３００重量部である。
また、本発明で用いる床材の材料には、必要に応じて、安定剤、顔料、加工助剤などの周知の添加剤を適宜配合しても良いが、環境負荷が少ないものを用いることが望ましい。

本発明の生分解性床材をシート状の製品にする場合は、図１に示す工程で生産するのが好適である。
先ず原料の（Ａ）〜（Ｅ）成分をバンバリーミキサー（密閉型混練装置）で混合した後、ミキシングロールで一定量を逆Ｌカレンダーに送り、圧延してシート状に成型する。
また、タイル状の製品にする場合には、図２に示す工程で生産するのが好適である。
各成分をバンバリーミキサーで混練した後、ミキシングロールでカレンダーロールに送り、複数のカレンダーロールで徐々に圧延し、養生オーブンで歪みを除去した後、パンチ（打ち抜き機）でタイルに成型する。

本発明の生分解性床材は、そのまま単層の床材として用いてもよいが、該床材を表層とし、中間層、下層から成る積層構造としても良い。
中間層、下層を設ける場合には、これらの層の耐傷性は考慮しなくても良く、（Ｃ）成分を含まない組成で良い。また、表層に比べて（Ｅ）成分を増やすことにより安価にすることが出来る。また、炭酸水素ナトリウム等の発泡剤を使って発泡層とすることも可能である。
更に不織布を積層すれば寸法安定性が向上するので置敷床タイルとして好ましく、発泡層を積層すれば適度なクッション性を付与することができる。

以下、実施例及び比較例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、表１、表２中の材料欄の数値は重量部である。また、表中の材料の詳細は次のとおりである。
・Ａ−１：ＧＳＰｌａＡＺ９１Ｔ（融点１１０℃、三菱化学社製）
・Ａ−２：ＧＳＰｌａＡＤ９２Ｗ（融点８８℃、三菱化学社製）
・ポリ乳酸：Ｈ４００（三井化学社製）
・Ｂ−１：リケマールＰＬ−０１２（理研ビタミン社製）
・Ｂ−２：ポエムＫ−３７Ｖ（理研ビタミン社製）
・Ｃ−１：ＤＣＯ（脱水ヒマシ油、伊藤製油社製）
・Ｃ−２：ＤＣＯＺ−３（脱水重合ヒマシ油、伊藤製油社製）
・Ｃ−３：亜麻仁油（日華油脂社製）
・Ｄ−１：カルボジライトＬＡ−１（日清紡ケミカル社製）
・Ｅ−１：炭酸カルシウム

実施例１〜１３
表１の実施例１〜１３の各材料欄に示す（Ａ）〜（Ｅ）の材料からなる組成物をバンバリーミキサーで混練した後、複数のカレンダーロールで徐々に圧延して２ｍｍ厚に加工し、次いで養生オーブンで歪みを除去した後、パンチで３０ｃｍ角のタイル状にカットして本発明の生分解性床材（床タイル）を得た。
実施例１〜３は単層タイルの配合（樹脂分約１５〜３５重量％）である。タイルの場合には、形状の安定性（寸法安定性）を得るために、（Ｅ）成分約７０重量％以上とすることが好ましい。
実施例４〜１３は、積層型タイルの表層用シート及びシート床材のための配合（樹脂分約３５〜８５重量％）である。

比較例１〜９
表２の比較例１〜９の各材料欄に示す材料からなる組成物を用いた点以外は、実施例と同様にして比較例１〜９の生分解性床材（床タイル）を得た。

実施例及び比較例の床タイルについて、以下のようにして各種物性を測定し評価した。結果を纏めて表１、表２に示す。

＜耐傷性＞
耐傷性は、実歩行の結果、及び特許第４６８３７９２号公報に記載の傷付き性試験機を用いた結果について、目視により評価した。評価基準は以下のとおりである。

◎：傷が付かない。
○：若干の傷は付くが目立たない。
△：目立つ傷が付く。
×：非常に目立つ傷が付く。

＜耐汚染性＞
耐汚染性は、実歩行の結果、及びヒールマーク試験機を用いた結果について、目視により評価した。評価基準は以下の通りである。

◎：汚れが付かない。
○：若干の汚れが付く。
△：汚れが付く。
×：著しい汚れが付く。

＜可塑剤の床材表面への移行＞
可塑剤の床材表面への移行については、手で触った感覚、及び欧州試験規格ＥＮ６６５の方法に準拠して吸着紙と試験体を接触させ、８０℃のオーブンで２４時間放置し、吸着紙に可塑剤を移行させた状態を目視で評価した結果に基づいて評価した。評価基準は以下の通りである。

○：移行は見られない。
×：移行が見られる。

＜柔軟性＞
柔軟性は、Ｔａｂｅｒ社製のＳｔｉｆｆｎｅｓｓＴｅｓｔｅｒ−Ｍｏｄｅｌ１５０−Ｄを用いて、２０℃で測定した。数値が小さいほど柔軟性に富むことを表している。

＜耐久性＞
耐久性は、アルカリ水に４８時間浸漬した後の、残留凹み量の保持率により評価した。床材はコンクリート下地の上に施工されるが、一般のコンクリートには硬化に要する以上の水分が含まれており、アルカリ性の湿気となって床材に接触する。生分解性樹脂はアルカリ水による加水分解が起こるため、この耐久性の評価は重要である。
残留凹みの測定はＪＩＳＡ１４５４に従い、アルカリ水の浸漬前後で測定を行い、次の式を用いて算出した。

凹み保持率（％）＝（浸漬後の凹み量／浸漬前の凹み量）×１００

＜カレンダー加工性＞
カレンダー加工性については、カレンダーロールへの張付き性、バンク廻り、引き取り性を評価した。評価基準は以下の通りである。

◎：３要素ともに良好である。
○：２つの要素は良好であるが、１つの要素に若干の問題が見られる。
△：１つ以上の要素に問題が見られ、良好ではない。
×：３要素全てに問題が見られる。

＜表面平滑性＞
表面平滑性は、目視により評価した。評価基準は以下の通りである。

◎：完全に平滑である。
○：ロール跡が見られ、若干表面の粗さが見られる。
△：表面に粗さが見られる。
×：表面の粗さが著しく目立つ。

表１、表２の結果から分かるように、実施例では、可塑剤の床材表面への移行がなく、耐傷性、耐汚染性、柔軟性、耐久性、カレンダー加工性、表面平滑性に優れた生分解性床材が得られた。特に融点の異なる樹脂混合物を用い、無機充填剤の配合量が１００〜３００重量部である実施例３〜７、及び１１では、カレンダー加工性、表面平滑性が優れていた。逆に成分（Ａ）として樹脂Ａ−１のみを用い、充填剤の配合量が７００重量部である実施例１は、カレンダー加工性、表面平滑性が「△」であった。また、成分（Ｃ）として亜麻仁油Ｃ−３を用いた実施例８〜１０と脱水ヒマシ油Ｃ−１を用いた実施例１１〜１３とを対比すると、実施例１１〜１３の方が耐傷性、耐汚染性の点で優れていた。
一方、比較例１〜９では、実施例のような優れた物性を有する生分解性床材は得られなかった。

Claims

（Ａ）ポリブチレンサクシネート系樹脂、（Ｂ）グリセリン脂肪酸エステル系可塑剤、（Ｃ）乾性油、（Ｄ）分解抑制剤、（Ｅ）無機充填剤を含有する組成物を用いた生分解性床材であって、前記樹脂（Ａ）１００重量部に対する可塑剤（Ｂ）及び乾性油（Ｃ）の配合量が、それぞれ５〜３０重量部及び０.５〜５重量部であることを特徴とする生分解性床材。
前記樹脂（Ａ）がコハク酸と１，４−ブタンジオールと乳酸の直接脱水重縮合物であることを特徴とする請求項１に記載の生分解性床材。
前記乾性油（Ｃ）が脱水ヒマシ油であることを特徴とする請求項１又は２に記載の生分解性床材。