JP4362791B2

JP4362791B2 - 模造イ草の製造方法

Info

Publication number: JP4362791B2
Application number: JP10231299A
Authority: JP
Inventors: 広道宮野; 武彦平原; 光好岡本
Original assignee: 東レペフ加工品株式会社
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JP2000303291A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば畳表等に用いられる模造イ草とその製造方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
日本の居住文化の根幹とも言える畳は従来天然のイ草によって作られてきた。この天然イ草は、夏に冷たく、また冬に暖かい感触を与え、優れた風合いを有するものであるが、セルロースを主体とする天然繊維であるため、耐摩耗性などの耐久性が悪い点や吸水、吸湿によるカビやダニの発生、腐敗、更には直射日光による変色などの問題がある。また、近年の労働環境の変化から、その生産が農作物であるがゆえの重労働のため後継者が育たず、生産量の維持が困難な状態にある。そのため中国等からの輸入も盛んに行われるようになってきたが、供給が不安定なことやそれによる価格の変動などが付きまといという問題があった。
【０００３】
そこで、近年これらカビやダニの発生、腐敗、変色、さらには生産性の低さなどの欠点を改善すべく天然イ草の代用品が数多く商品化されてきている。例えば、特開平1-92443号公報では、長手方向に延伸された熱可塑性樹脂よりなるテープ状体を加熱したダイス中に通過させ、表面に融着被膜を形成してなる模造イ草が提案されている。また特開平6-20736号公報ではこの模造イ草の融着被膜による表面の大きい色むらをなくした模造イ草の製造方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平1-92443号公報に記載の製造方法で製造された模造イ草では、テープ状体を狭い空隙より形成される加熱ダイス中に直接接触させて溶融層を形成させることから、表面に融着溜が生じやすいという問題があった。またこの方法で製造されたイ草は全体的に融着によるテカリ感が強く、かつ表面のベタツキ感があるという欠点もあった。さらに、加熱ダイスにはテープ状体を1体しか通すことができないことや、テープ状体が切断した場合の再運転に時間がかかるなど極めて生産効率が悪い欠点もあった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の直接触による線状体表面の溶融層形成の欠点を改善するものであり、模造イ草表面に融着溜がなく、しかもベタツキ感の少ない模造イ草を提供すること、およびかかるイ草を容易に得るための製造方法を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の模造イ草は、少なくとも内部に気泡を有する線状体からなり、該線状体の表層部に位置する気泡の体積が、内部に位置する気泡の体積よりも小さいことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の模造イ草の製造方法は、発泡剤を混合させた熱可塑性樹脂を、エクストルーダーで線状に押出し成型して発泡線状体を得た後、この発泡線状体を非接触で加熱処理して発泡線状体の表面を溶融することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を一実施例の図面を参照して説明する。図１は、本発明の模造イ草１０の縦断面図で、線状の熱可塑性樹脂１１の内部に複数個の気泡１２、１３が存在している。
【０００９】
図に示す本発明の模造イ草１０は、内部に位置する気泡１２は表層部に位置する気泡１３よりも断面積が小さいものを示しているが、本発明の特徴は線状体の模造イ草１０の表層部に位置する気泡１１の体積が、内部に位置する気泡１２の体積よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１０】
したがって、線状体１０の断面位置によっては切断面の内部に断面積の小さい気泡１２が現れる場合もある。また、気泡１２、１３は線状体１０の少なくとも内部にあればよく、表層部にはなくてもよい。さらに、気泡は独立気泡であっても、相互につながった連続気泡であってもよい。
【００１１】
次に、本発明の模造イ草１０の製造方法を製造装置の図面を参照して説明する。図２は、本発明の模造イ草を製造するために用いる装置の断面図であり、図３は図２の装置のＡ−Ａ矢視断面図、図４は図３の装置のＢ−Ｂ矢視断面図、図５は図４の装置の右側面図である。
【００１２】
これらの装置を説明すると、図２において、模造イ草１０の上下面に熱風吹き出し口のスリット８を有するブローノズル７が進行方向に沿って複数個固定されている。これらのノズルには熱風発生装置２と熱風吹き出し管３と排気管５が接続され、図４に示すように熱風発生装置で得られた熱風がスリット８から線状体１０表面に吹き付けられ、その線状体表層部を中心に溶融できるようになっている。なお、ブローノズル７は箱形の溶融炉１内部に収納されており、模造イ草１０は溶融炉１のスリット部９から出入りできるようになっており、図３に示すように複数本が水平方向に加熱処理できるようになっている。
【００１３】
(1)上記装置において、まず模造イ草１０を図示しないエクストルーダーで線状に押し出し成型するに当たり、原料として発泡剤と、無機系フィラーを含有する熱可塑性樹脂とを準備する。
【００１４】
ここで用いる熱可塑性樹脂としては、例えばポリオレフィン系、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、それらの混合体及び共重合体等であり、発泡剤としては、例えばアゾジカルボンアミド、アゾビスイソビチロニトリル、トリヒドラジノトリアジンなどの有機系の発泡剤、ならびに炭酸カルシウム、重炭酸アンモニア、過酸化物などの無機系発泡剤である。熱可塑性樹脂１１としては、一般的に発泡糸の押し出し成型を容易にできるオレフィン系樹脂、中でもポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレンとエチレンの共重合体等が望ましい。また、発泡をさせるのに用いる発泡剤としては、適度の発生ガス量を得て押し出し成型のしやすいみかけ溶融粘度にするため、かつオレフィン系の融点から、分解温度が１８０℃〜２００℃のものを用いるのが望ましい。
【００１５】
無機系フィラーとしては、例えば炭酸カルシウム、タルク、酸化チタン、シリカ、マイカ、カオリン等が挙げられる。これらは通常、単独で使用するが、数種類を組み合わせて使用しても良い。また、無機系フィラーの含有量は主成分である熱可塑性樹脂の重量に対して、適度な溶融粘度を得るために多くても４０％以下が好ましい。また、本発明の発泡後の線状体１０の断面の幅は好ましくは０．１〜５０mm程度、さらに好ましくは０．５〜３mm程度がよい。これにより線状体表面全体に熱風が行き届きやすくなるので、より均一な溶融層を形成しやすくすることができる。
【００１６】
(2)以上のような発泡剤および無機系フィラーを含有する熱可塑性樹脂を用いてエクストルーダーで押し出し成形し、線状体１０を製造する。
【００１７】
このとき、押し出し成形と同時または押し出し成形の後、発泡剤を発泡させる。また、得られる線状体の強度を付与させるために、例えば線状体を加熱炉に通して引っ張ることにより、加熱延伸工程を付与させることもできる。
【００１８】
(3)線状体１０を成形後、その表面を加熱処理することによって発泡線状体表面を溶融させる。そのための加熱処理装置としては、好ましくは電熱ヒータ、赤外線などであり、これらを用いて１００℃〜５００℃程度に加熱された熱風をブローノズル７から発泡線状体に直接吹き付けて線状体表面を溶融させる。さらに好ましい線状体表面の加熱装置としては、準密閉系の直方体型の溶融炉を設け、それに吸気口と排気口を有する循環式熱風発生装置を組み込んだ表面溶融装置である。ここでいう準密閉系とは発泡線状体の出入口のみ開口され、それ以外は密閉されている系を指し、例えば出入口の開口部面積が溶融炉全表面積の１０％以下である系を指す。このようなものであれば線状体表面の溶融に用いる熱風発生装置はいかなるタイプのものでも良い。
【００１９】
ブローノズル７は溶融炉１内に入るものであればいかなる大きさのものでも良く、数量は溶融炉内に入る限りいかなる数でも良い。また、溶融炉内においてどの位置に設置しても良い。しかし好ましくは２対１組とし、溶融炉１内を通過する発泡線状体１０に対し、上下、もしくは左右対称となる位置に設置するのが良い。これにより線状体を振動させない状態で２方向から同量の熱風を与えることで発泡線状体の表層部をより均一に溶融することができる。
【００２０】
また、溶融炉１内において発泡線状体が通過する方向はいかなる方向でも良いが、好ましくは水平方向が良い。これにより溶融炉の設計をより容易にすることができる。ブローノズル７から吹き付けられる熱風方向（送風角度）はどのような方向でも良いが、好ましくは発泡線状体が通過する水平面に対して垂直方向に吹き付けるのが良い。これにより溶融に必要な熱風の熱エネルギーを最も効率良く発泡線状体に伝えることができる。また、この時の熱風速度は好ましくは１〜１５０m/s程度、さらに好ましくは１０〜５０m/sが良い。これにより発泡線状体の熱風によるばたつきを軽減でき、より均一に溶融層を形成することができる。
【００２１】
ブローノズル７の送風口と発泡線状体との間の距離は、好ましくは１〜１５０ｍｍ、さらに好ましくは２０〜７０ｍｍが良い。これにより該発泡線状体表面全体に熱風を送りやすくなり、その結果より均一な溶融層を形成することができる。熱風温度はポリマーの溶融温度、また該発泡線状体の該溶融炉内通過速度によって異なるが、種々検討の結果、好ましくは１００℃〜５００℃、さらに好ましくは２５０℃〜３５０℃の熱風温度が良い。これにより瞬間的に該発泡線状体の表面に薄い均一な溶融層を形成することができる。
【００２２】
表面溶融装置を用いて発泡線状体表面に溶融層を形成する時は同時に多数本の発泡線状体を処理することができる。このとき溶融炉内通過本数はいかなる本数でも良いが、好ましくは発泡線状体同士の間隔を少なくとも０.１ｍｍ以上設けるのが良い。これによりすべての発泡線状体の全表面に熱風が行き届くようになり、より均一な溶融層を形成することができる。
【００２３】
また、各々の発泡線状体は溶融炉内をどのような方向で通ってもよいが、均一に熱風を送るためには同一水平面上で全発泡線状体を走行させることが好ましい。このとき、通過速度があまりにも速いと溶融層が形成されず、逆にあまりにも遅いと過溶融による溶融むらが生じるおそれがあるので、好ましくは１０〜３００ｍ／ｍｉｎ、さらに好ましくは５０〜７０ｍ／ｍｉｎ程度が良い。
【００２４】
溶融炉を形成する外層表面には発泡線状体入出用の開口部分を設け、ここから発泡線状体を溶融炉内に挿入する。また挿入時に溶融炉との接触を防ぐため、及び開口部からの熱損失を抑えるために、発泡線状体線経にもよるが開口幅を好ましくは発泡線状体線経より１〜１００ｍｍ程度、さらに好ましくは５〜５０ｍｍ程度大きくするのが良い。溶融炉内での発泡線状体走行距離（通過距離）は熱風温度や通過速度等によるが、２００〜２０００ｍｍ、さらに好ましくは５００〜１５００ｍｍが良い。これにより均一な溶融層を形成するのに十分長い表面溶融処理区間が得られる。またこの走行距離設定、及び溶融炉内での発泡線状体通過本数に基づいて溶融炉の寸法を決定することができる。ここで溶融炉内の容積は外気による溶融炉内の熱損失を抑えるために好ましくは０.１〜０.５ｍ³程度が良い。以上の表面溶融装置において、製造中での熱損失を防ぐ補助装置、及び器具を用いても良い。
【００２５】
本発明の製法により製造された発泡線状体は、非接触による表面溶融製法としたので、天然イ草に近似した外観を損なわない程度に表面に薄い溶融層が均一に形成された模造イ草を得ることができる。また、押し出しダイスとの直接接触により溶融層を形成する従来の製造方法では、同時に多数の線状体に対してその表層部に溶融層を形成することはできなかったが、本発明の製造方法では非接触で加熱処理するのでこれが可能となった。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに説明する。
【００２７】
まず、発泡線状体１０を以下のように製造した。素材はポリプロピレン１００部に対し、炭酸カルシウム３０部、アゾジカルボンアミド０.３部、カラーチップ３部を混合したもので、これを６５ｍｍ径のエクストルーダー、紡糸温度の温度勾配を樹脂投入側から１８０℃〜２１０℃に設定、突出速度３０ｃｃ／ｍｉｎの各条件で口金から吐出し押し出し成形をした。このとき口金は吐出孔径が２ｍｍ径、Ｌ／Ｄ＝６のものを用いた。
この発泡線状体を加熱延伸して得られた断面幅１.２ｍｍの線状体を以下の方法で表面溶融装置に通過させた。表面溶融装置はヒータを熱源とした熱風方式による表面溶融とし、図２のような溶融炉１内に線状体を通して表面の溶融を行った。また図４のように溶融炉内には２００ｍｍ×１.５ｍｍのスリット８を持つブローノズル７を線状体の走行平面に対して上下対称に３個ずつ設置し、ブローノズルと糸走行平面との鉛直方向距離を５０ｍｍに設置した。ブローノズルスリット８から流出する熱風速度を３５ｍ／ｓ、熱風温度を２９５℃に設定し、またブローノズルスリットから放出される熱風の方向を糸走行平面に垂直になるように設定した。線状体１０の溶融炉内走行距離を８００ｍｍとし、これに基づいて溶融炉１の寸法長さ８５０ｍｍ×幅６００ｍｍ×高さ４００ｍｍと設定した。
【００２８】
溶融炉外層表面の泡線状体入出用の開口部分を外層表面中央部に設け、開口幅を５０ｍｍとした。線状体１０の溶融炉内通過速度を６０ｍ／ｍｉｎに設定し、また溶融炉内の線状体の通過本数を５本とした。
【００２９】
これによって得られた発泡線状体１０は表面外層に厚みが１０μｍ以下の薄い溶融層を持ち、かつ表面の発泡部分はほとんどなく、内部には発泡部分が残存していた。
【００３０】
実施例と各比較例との畳表に用いた場合の性能比較を表1に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
ここで、比較例1はテープ状体を加熱ダイスに通して線状体を形成させたものであり、接触型による表面溶融形式を用いたものである。また、比較例2は一般に使用されている天然畳表である。
【００３３】
実施例は比較例1より滑り角が小さいことから、ベタツキによる摩擦がより小さく、天然品並（比較例２）のベタツキ度である。また光沢度が比較例1より小さく、テカリ感（風合い）がより天然品（比較例２）に近い。
【００３４】
なお、各物性値の測定方法を次に示す。
【００３５】
(１)滑り角
天然イ草、及び模造イ草による畳表状にしたものの上に、畳表との接触面にナイロン製の基布を貼り付けた４ｋｇの重りを乗せる。その後畳表を垂直方向へとゆっくりと傾けていき、重りが滑り始めた時の角度を測定する。数値が大きい程滑りにくいことを示す指標となる。
【００３６】
(２)光沢度
天然イ草、及び模造イ草による畳表状にしたものをＪＩＳＺ８７４１に記載の方法で光沢度を測定する。数値が大きいほど光沢が強いことを示す。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の模造イ草およびその製造方法は、線状体の加熱を非接触で処理することにより、模造イ草の外観を損なわない程度に表面外層部に均一の薄い溶融層を形成させることができる。その結果、イ草表面の滑り易さが従来の模造イ草に比べ、より天然品に近く、肌ざわりが良いものが得られる。また、従来の表面溶融装置で製造された模造イ草特有のテカリ感が改善され、より天然品に近い光沢を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の模造イ草の縦断面図である。
【図２】本発明の模造イ草の製造方法を実施するための装置の概略縦断面図である。
【図３】図２の装置のＡ−Ａ矢視平面図である。
【図４】図３の装置のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】図４の装置の右側面図である。
【符号の説明】
１：溶融炉
２：熱風発生装置
３：熱風吹き出し管
４：熱風分岐管
５：排気管
６：固定台
７：ブローノズル
８：ブローノズルスリット
９：溶融炉スリット部
１０：模造イ草
１１：熱可塑性樹脂
１２：内部気泡
１３：表層部気泡

Claims

発泡剤を混合させた熱可塑性樹脂を、エクストルーダーで線状に押出し成型して発泡線状体を得た後、この発泡線状体を非接触で加熱処理して発泡線状体の表面を溶融することを特徴とする模造イ草の製造方法。
非接触による加熱方法は、１００〜５００℃の範囲の熱風を発泡線状体表面に吹き付けるものであることを特徴とする請求項１に記載の模造イ草の製造方法。
熱可塑性樹脂は、少なくともポリオレフィン系樹脂を含むものである請求項１記載の模造イ草の製造方法。