JP4354853B2 - 模造イグサ - Google Patents

Description

本発明は、模造イグサに関するものである。

ここでいう模造イグサとは、天然のイグサのような外観を有するものだけでなく、天然のイグサのように織ることができ、畳表等に使用できるものすべてを言う。

模造イグサは、天然イグサが有する欠点、例えば、供給の不安定さ、価格の高騰、ダニ等の害虫の発生等を解消する目的で開発され、なかでも出願人が開発し特許（特許文献１）も取得している模造イグサが優れている。これは、熱可塑性樹脂製のテープ状体を、狭い加熱部材中を通過させ、不規則に収束形成し、且つ表面に融着皮膜を形成したものである。これは、プラスチック製であるため、前記した天然イグサの持つ欠点はすべて解消しており、且つ所謂ＰＰ花筵（プラスチックの筒状体を織った筵）が有する吸水性がなくベタベタした感じがする、こしが無い、風合が天然品とまったく異なる等という欠点も解消している。
特公平０５−６０７８２号

褪色も少なく、長く使用できる樹脂製のイグサであっても、当然いつかは廃棄することとなる。従来の天然イグサであれば、土に生めても微生物により分解され自然に帰る。また、焼却処分にする場合にも比較的容易であった。
しかしながら上記した模造イグサの原料は、ポリオレフィンであるため、微生物により分解しないばかりか、焼却する場合にも種々の問題があった。

そこで、微生物による分解、即ち生分解性を有するものとして、環境にやさしい模造イグサを提供する。

以上のような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本発明模造イグサを完成したものであり、その特徴とするところは、生分解性を有する熱可塑性樹脂を主成分とする点にある。

ここでいう模造イグサは、上記したようなものであって、熱可塑性樹脂製である。この樹脂を生分解性樹脂にしたのが本発明のポイントである。生分解性とは、土中に放置すれば微生物によって分解される性質である。生分解性樹脂は、当然高分子でありモノマーが多数結合し、分子量は一般に１０万以上である。しかし、これを土中に放置すると、加水分解と微生物による酵素分解により分子量１万以下の小さな分子に分解され、その後微生物が体内にその小さな分子を取り込み、生きるためのエネルギーを取り出し、水と炭酸ガスに分解するのである。

本発明模造イグサは、熱可塑性樹脂製であればよく、構造や製造方法は特に限定するものではない。例えば、前記した出願人の模造イグサでは、テープ状又は筒状の樹脂を、狭い加熱部材中を通過させ、不規則に収束形成し、且つ表面に融着皮膜を形成することによってイグサ状にしている。また、単純なパイプ形や棒状でもよい。更に、発泡体を棒状にしたものや、発泡シートを上記のように狭い加熱部材中を通過させ、不規則に収束形成してもよい。

このような熱可塑性で生分解性を有する樹脂は、種々知られているが、ポリ乳酸等のポリエステルが最も優れている。また、これらの生分解樹脂の混合物でもよく、また全体として生分解性であれば、混合する一部の樹脂が非生分解性でもよい。

ここで、生分解性を有するポリエステルは、すでに多数知られており、代表的なものは前記したポリ乳酸であるが、これは乳酸（ＨＯＣＨＣＨ_３ＣＯＯＨ）の自己縮合ポリマーであり、構造式は、ＨＯ（ＣＨＣＨ_３ＣＯＯ）ｎＨである。これは、一般には石油から合成されるのではなく、植物から製造されるものがほとんどである。
また、これ以外の直鎖状のポリエステル（側鎖があってもなくても）も生分解性を有するものがある。例えば、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、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパンのような多価アルコールと、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、ドデカン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等の多価カルボン酸及びこれらの無水物との縮重合物、更に、ラクチドやεーカプロラクトンなどの環状エステルの開環重合物、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸のような縮重合物等がある。これらのコポリマーでも、混合物でもよい。勿論、これらに限定するものではなく、ポリエステルで生分解性を有するものであればよい。
更に、これらのものは石油からではなく、植物からも製造できる。よって、植物原料で製造すれば炭素のリサイクルが可能となる。

更に、模造イグサであっても、延伸して製造することが多いため、延伸が容易なものが好ましく、また寿命や畳としての製造や運送の問題から強度も必要である。このような、生分解性と、延伸容易性、強度等を兼ね備えたものとして、本発明では次のような態様がある。

即ち、性質の異なるポリエステルを混合して用いるのである。ここでいう性質は、引張特性における伸度である。この伸度の異なるものを混合するのである。その混合割合は、引張特性における伸度が１〜３０％の樹脂１００重量部に対して、引張特性における伸度が５０〜１０００％の樹脂を５〜１５０重量部混合するものである。

引張特性における伸度が１〜３０％の樹脂や、引張特性における伸度が５０〜１０００％の樹脂は、１種でなく複数でもよい。
このような物性のものを上記の生分解性ポリエステルから選べばよい。単にポリエステルの種類だけでなく、重合度や重合型（ブロック重合やランダム重合等）等によっても異なるものである。一般的にポリ乳酸は、非常に脆く、引張特性における伸度が５〜１５％のものが多い。これは、主鎖のＣＣの連続部が長いほど伸びが大きくなる傾向があると考えられる。本発明では、分子構造ではなく、この伸度が重要であるため、構造等は特に限定するものではない。

更に、この樹脂成分にフィラーを混合してもよい。フィラーを混合することによって、生分解性が向上するだけでなく、保形性（可塑性）が向上する。このフィラーの混合量としては、樹脂成分１００重量部に対して、０．１〜５０重量部である。混合量が増加すればする程分解性等はよくなるが、５０重量部以上になると、強度が落ちる。

ここでいうフィラーとは、単なる粉体の増量剤という意味である。有機系と無機系がある。有機系としては、プラスチックの粉体、澱粉、ケナフ、竹粉等であり、無機系としては、タルク、シリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、顔料、金属粉等でよい。しかし、発明者の実験によると、タルクが最も優れていた。タルクとは、結晶水を有するマグネシウム、珪素の酸化物であり、結晶核剤となりうるものである。

このように種々のものを混合するのは次のような理由による。
まず、模造イグサの場合、人間がその上を歩くため、変形性と復元性が必要である。これがないと、非常に硬い感じのものになるか、変形してペシャンコになってしまう。更に、織機で織るためには、所定位置に移動させるため針で突き刺すことが多い。このため針が比較的容易に刺さることが重要である。また、ある程度のこし（硬さ）も必要である。
上記のような混合比率がこのような物性に最適であるということである。

本発明に用いる樹脂には、上記した成分に更に添加剤を加えてもよい。例えば、顔料、香料、紫外線吸収剤等である。要するに、本発明の趣旨に反しない限り、増量剤や他の樹脂等何を加えてもよいということである。

本発明模造イグサには次のような利点がある。
（１） 生分解性であるため、畳を廃棄するとき自然に帰るため環境汚染にならない。
（２） 焼却処分するときにも容易である。
（３） 植物由来の原料から製造することができ、石油の使用を減少できる。

以下好適な実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。

種々の樹脂を用いて模造イグサを製造した。
ポリエステル樹脂として次の５つを準備した。
１ レイシアＨ４４０（ポリ乳酸：三井化学社製：表１ではレイシアと表示）・伸度：８％
２ ビオノーレ＃１００１（ポリブチレンサクシネート：昭和高分子社製：表ではビオと表示）・伸度：３３０％
３ エコフレックス（ポリブチレンテレフタレート／アジペート：ＢＡＳＦ社製：表ではエコと表示）・伸度：６５０％
４ ＧＳ Pla AZ9IT（ポリブチレンサクシネート／アジペート：三菱化学社製：表ではＧＳと表示）・伸度：２００％

引張特性における最大荷重応力及び伸度の測定は、次のような方法で行なった。ポリエステル樹脂の引張特性の測定方法はＪＩＳＫ７１１３に従って測定した。また、試験片の形状は、ＪＩＳＫ７１１３で規定される２号形ダンベル試験片とし、掴み治具間距離を８０ｍｍとし、２３℃で、引張速度５０ｍｍ／分で測定した。

ρ＝Ｆ／Ａ
ここで、ρ：最大荷重応力（ｋｇｆ／ｃｍ²）
Ｆ：最大荷重時における荷重（ｋｇｆ）
Ａ：試験片の元の最小断面積
ｌ＝（Ｌ−Ｌ0）／Ｌ0×１００
ｌ＝引張破壊伸び（％）
Ｌ＝破壊時の標線間距離（ｍｍ）
Ｌ0＝元の標線間距離（ｍｍ）

この５つのポリエステル及びフィラーを表１のように混合した。

ここで、数値はすべて重量部である。また、模造イグサの製造方法は、次の５通りで実験した。

製造方法１（表１には収束と記載）
表１の混合材をインフレーション装置によって、フィルムにし、そのフィルムを狭い加熱部材中を通過させ、不規則に収束形成し、且つ表面に融着皮膜を形成することによって製造した。

製造方法２（表１にはロッドと記載）
表１の混合材を押出装置により、円形ダイから押し出し、水槽で冷却し棒状に成型して製造した。

製造方法３（表１には発泡ロッドと記載）
表１の混合材に発泡剤を加えて、押出装置により発泡させながら、円形ダイから押し出し、水槽で冷却し棒状に成型して製造した。

製造方法４（表１にはパイプと記載）
表１の混合材に発泡剤を加えず、押出装置により円形ダイを通過させ、中空状に成型して製造した。

製造方法５（表１には発泡パイプと記載）
表１の混合材に発泡剤を加えて、押出装置により発泡させながら、円形ダイを通過させ、内側からエアーを加え、冷却しパイプ状に成型した。すべての発泡法において、発泡剤として永和化成工業社製のセルボンＳＣ−Ｋ（炭酸水素ナトリウム系）を０．３重量部加えた。

この模造イグサの性状を調べた。その結果表２に示す。

成形性について、◎は延伸、押出ともに優れ所望の形状に成形できる、○はそこそこできる、△は使用できる最低限度、×は使用できない。
製織性については、模造イグサの織機に対する適応性であり、◎はまったく問題なく、○はほぼ問題なし、△は最低限は確保、×は織り難い。
弾性はイグサの変形後の形状回復程度であり、◎は問題なし、○もほぼ問題なし、△もすこし時間がかかるが戻る、×はほとんど戻らない。
風合いは、手触りであり、◎は天然イグサ風、○もそこそこの感じ、△は少し異なる感じであるが使用できる程度、×は表面がつるつるしている。
分解性は、生ごみ処理装置内で８０℃程度で水分がある状態で測定した。○は比較的短期間で分解した、×はほぼ分解しない。

Claims (1)

1. 生分解性を有する２種のポリエステルを主成分とするものであって、該ポリエステルが、引張特性における伸度が１〜３０％の樹脂１００重量部に対して、引張特性における伸度が５０〜１０００％の樹脂を５〜１５０重量部混合したものであり、更に樹脂成分１００重量部に対してフィラーを０．１〜５０重量部混合したものであることを特徴とする模造イグサ。