JP3752335B2 - 人工芝マットおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂製の人工芝マットおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは成形加工性に優れた人工芝マットおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、日用雑貨として使用されている合成樹脂製の人工芝マットは、全体形状として見たときは平板状であるものの、微視的には網目状の支持シートの表面に多数の小突起が立設するように一体成形されていて、かなり複雑な構造になっている。そのため人工芝マットを合成樹脂から射出成形するには、金型に対する充填時間を十分に確保する必要があると共に、成形後に金型から離脱するときにも相当時間がかかることが避けられず、そのため必ずしも生産性がよいとはいえなかった。
【0003】
従来、上記問題の対策として、合成樹脂にシリコーンオイルを潤滑剤として添加する技術が知られている。しかしながら、この方法は、離型性に対する改良効果が未だ十分ではないばかりでなく、合成樹脂中に添加したシリコーンオイルが成形物から滲みだして金型を汚したり、成形物表面にべとつきを発生したり、外観不良を発生するなどの欠点があるため、必ずしも満足しうる対策とはいえなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、成形時の流動性および成形後の金型離型性の両方の成形加工性に優れた人工芝マットおよびその製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の人工芝マットは、支持シートの表面に多数の小突起を立設した一体成形物からなり、該一体成形物が下記式(1)で示されるジオルガノポリシロキサンを0.01〜5重量%含有する合成樹脂組成物から成形されてなることを特徴とするものである。
【0006】
(1)式のジオルガノポリシロキサンは、合成樹脂中に均一に分散することによって溶融時の流動性を向上すると共に、成形後の金型離型性を向上し、それによって成形加工性を向上させることができる。しかも、成形物表面への滲みだしがないため金型を汚したり、成形物の外観悪化を防止することができる。
【0007】
【化3】
(ただし、式中のRは水酸基または炭素数1〜6の炭化水素基、nは1,000〜100,000の整数である。)
また、本発明による人工芝マットの製造方法は、上記式(1)で示されるジオルガノポリシロキサンを10〜60重量%含有する合成樹脂ペレットを作り、該合成樹脂ペレットと基材樹脂とを混合溶融し、前記ジオルガノポリシロキサンを0.01〜5重量%含有する人工芝マットに射出成形することを特徴とするものである。
【0008】
このように予めジオルガノポリシロキサンを10〜60重量%含有する合成樹脂ペレットにしてから、この合成樹脂ペレットを基材樹脂に配合するようにしたことにより、分散性があまりよくないジオルガノポリシロキサンを基材樹脂中に均一に分散させることができ、その均一分散性により上述した成形加工性を一層向上させるようにすることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明によって成形される人工芝マットの一例を示すものである。
図1に示すように、人工芝マットMは、支持シート1の表面に多数の小突起2を芝葉として立設するように合成樹脂から一体成形されている。図示の実施形態の場合、芝葉としての小突起2は互いに太さの異なるものが数種類設けられており、また支持シート1は下面側に滑り止め用に多数の突起1aを一体に設けていて、全体として網目状になっている。上記のように一体成形された人工芝マットは、前述した式(1)で示されるジオルガノポリシロキサンを0.01〜5重量%含有する合成樹脂組成物から成形されている。
【0010】
本発明において、上記合成樹脂組成物を構成する基材樹脂としては、特に限定されないが、好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン/酢酸ビニル共重合体などのオレフィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体などのスチレン系樹脂、これらの混合樹脂などを用いるとよい。なかでもポリエチレンとエチレン/酢酸ビニル共重合体との混合樹脂が最も好ましく使用される。
【0011】
本発明において、成形加工性を向上するために合成樹脂中に配合するジオルガノポリシロキサンは、上記式(1)で示される構造を有するものであり、一般に生ゴム状ポリシロキサンと呼ばれる高重合度のポリマーである。
このジオルガノポリシロキサンは、式(1)中のRを水酸基またはメチル基、エチル基、プロピレン基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基、ビニル基、アリル基、ヘキセニル基等のアルケニル基で例示される1価炭素化水素基とするものである。また、式(1)中のn(重合度)が1,000〜100,000の範囲、好ましくは2,000〜100,000の範囲にしたものが使用され、特に4,000〜50,000の範囲のものが使用される。
【0012】
重合度nが1,000未満であっては、ジオルガノポリシロキサンが成形物の表面に滲みだし(ブリードアウトし)、得られた人工芝マットの表面が滑りやすくなる。また、重合度nが100,000を越えると、ジオルガノポリシロキサンが硬くなり、後述するマスターペレットを作成する際の混練が困難となり、その結果として基材樹脂に均一に分散させることもできなくなるおそれがある。
【0013】
かかるジオルガノポリシロキサンとしては、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン、片末端がシラノール基で封鎖され、もう一方の片末端がトリメチルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン/メチルビニルシロキサン共重合体、両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン/メチルフェニルシロキサン共重合体等が挙げられる。
【0014】
人工芝マットを成形する合成樹脂組成物中におけるジオルガノポリシロキサンの含有量は、0.01〜5重量%の範囲にするが、さらに好ましくは0.1〜3重量%の範囲にするとよい。ジオルガノポリシロキサンの含有量が、0.01重量%未満では成形後の人工芝マットの金型からの離型性改良効果が不十分になる。また、5重量%を越えると、得られる人工芝マットが劣化し、十分な強度を維持することが難しくなる。
【0015】
上記のように成形加工性に優れた本発明の人工芝マットは、次のようにして製造される。
まず、式(1)で示されるジオルガノポリシロキサンを予め高濃度に合成樹脂中に分散させたマスターペレットを調製する。次いで、このマスターペレットを基材樹脂からなるペレットにドライブレンドすることにより合成樹脂ペレットの混合体にし、この混合体におけるジオルガノポリシロキサンの含有量が0.01〜0.5重量%の範囲になるように調製する。この合成樹脂ペレット混合体を溶融し、それを射出成形機から金型に射出して人工芝マットに成形する。
【0016】
ここで、予めジオルガノポリシロキサンを高濃度に含有するマスターペレットを調製する理由は、ジオルガノポリシロキサンの基材樹脂に対する分散性が低く、0.01〜0.5重量%という低濃度を直接配合しても均一な分散性が得られず、その結果として優れた成形加工性を得ることができなくなるからである。そこで、合成樹脂中にジオルガノポリシロキサンを10〜60重量%の高濃度に含有するペレットをマスターペレットとして予め調製し、このマスターペレットを基材樹脂の合成樹脂ペレットと混合し、溶融混練することにより低濃度のジオルガノポリシロキサンが均一に分散した合成樹脂組成物を得ることができるのである。
【0017】
本発明において、予め調製するマスターペレット中のジオルガノポリシロキサン濃度は10〜60重量%とするのが好ましく、特に好ましくは15〜55重量%の範囲にするとよい。10重量%未満では、基材樹脂と混合溶融するときに配合量が多くなり過ぎ、マスターペレットとしての働きが不十分になる。また、60重量%より多いと、分散性が低下するなどの欠点を生ずる。このマスターペレットは、合成樹脂とジオルガノポリシロキサンとをニーダーミキサー、バンバリーミキサー、エクストルーダ型の溶融混練機等によって混練することにより容易に製造することができる。
【0018】
マスターペレットに使用する合成樹脂は、特に限定されるものではないが、好ましくは基材樹脂と同種のものが好ましい。例えば、基材樹脂として前述した樹脂を使用する場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン/酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系樹脂の使用が好ましい。
上述のように調製されたマスターペレットは、所定量の基材樹脂ペレットと、その混合後のジオルガノポリシロキサンの含有量が0.01〜0.5重量%となるようにドライブレンドする。次いで、その樹脂ペレット混合体を射出成形機で溶融しながら金型に射出することにより人工芝マットに成形する。
【0019】
上記射出成形においては、ジオルガノポリシロキサンを0.01〜0.5重量%含有した溶融樹脂組成物は流動性に優れているため、複雑な型の金型にも短時間に充填され、また成形後は短時間に金型から離型することができる。また、溶融時の流動性が高いため成形温度を下げることができ、それに伴って冷却時間を短縮することができる。したがって成形サイクルの大幅な短縮が可能になり、経済的かつ効率的な人工芝マットの製造を行うことができる。
【0020】
【実施例】
実施例1〜3
ポリエチレン50重量部と、式(1)中のnが5,000の両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサン50重量部とを混合し、2軸押出機を用いて230℃で溶融混練しながら吐出すると共に、ペレタイザーによりペレタイズすることによりマスターペレットを調製した。
【0021】
次に、このマスターペレットを、ポリエチレンとエチレン/酢酸ビニル共重合体との80重量部/20重量部の割合で混合した樹脂ペレットに、それぞれ表1に示した3種類の割合でドライブレンドすると共に、これらをそれぞれ350トンの射出成形機により、シリンダー温度:120℃、金型温度:50℃、射出圧力:900Kg/cm2 の条件で、250mm×250mm×25mmの3種類の人工芝マットを射出成形した(実施例1〜3)。
【0022】
上記射出成形を繰返し、樹脂の金型への未充填を起こさずに充填し、さらに成形物を金型から円滑に取り出すことができる最短の成形サイクル時間を測定し、射出・冷却時間とトータルサイクル時間を測定したところ、表1に示す結果が得られた。
【0023】
比較例1
実施例1で使用したポリエチレンとエチレン/酢酸ビニル共重合体とを80重量部/20重量部の割合で混合した樹脂ペレット95重量部と、式(1)中のnが200の両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジオルガノポリシロキサン(シリコーンオイル)5重量部とをドライブレンドし、この混合物を実施例1と同じ射出成形機により同一条件で同じ人工芝マットを射出成形した。
【0024】
このときの射出・冷却時間とトータルサイクル時間とを実施例1と同様に特定したところ、表1に示す結果が得られた。しかし、比較例1で得られた成形品は、表面にシリコーンオイルが滲出してベトベトしており、金型にも汚れを発生していた。
【0025】
【0026】
表1の結果から明らかなように、本発明の人工芝マット(実施例1〜3)は、通常のシリコーンオイルを使用した人工芝マット(比較例1)に比べて、成形加工性が改良されていることがわかる。
【0027】
比較例2
ジオルガノポリシロキサンのマスターペレットを使用せずに、実施例1で使用したポリエチレンとエチレン/酢酸ビニル共重合体とを80重量部/20重量部の割合で混合した樹脂ペレットのみを、実施例1と同様の条件で射出成形した。しかし、成形温度が低すぎるため、金型には樹脂がほとんど充填されず、人工芝マットを成形することができなかった。
【0028】
比較例3
シリンダー温度を160℃に変更した以外は、比較例2と同様に成形した。
その結果、射出・冷却サイクルは22秒、成形トータルサイクル時間は43秒であり、成形加工性が劣っていた。
【0029】
【発明の効果】
上述したように、本発明の人工芝マットによれば、流動性や離型性が向上するため、優れた成形加工性を得ることができる。また、本発明による人工芝マットの製造方法によれば、流動性や離型性が向上するため樹脂の充填時間や冷却時間を短縮することができ、効率的な生産をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の人工芝マットの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 支持シート1
2 小突起
M 人工芝マット
Claims (7)
- 前記合成樹脂組成物を構成する基材樹脂が熱可塑性樹脂である請求項1に記載の人工芝マット。
- 前記合成樹脂組成物を構成する基材樹脂が、エチレン/酢酸ビニル共重合体からなる請求項1または2に記載の人工芝マット。
- 前記ジオルガノポリシロキサンがジメチルポリシロキサンである請求項1〜3のいずれかに記載の人工芝マット。
- 前記基材樹脂が熱可塑性樹脂である請求項5に記載の人工芝マットの製造方法。
- 前記基材樹脂が、エチレン/酢酸ビニル共重合体からなる請求項5または6に記載の人工芝マットの製造方法。
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