JP5396450B2 - 字消しの製造方法 - Google Patents
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Description
現在の社会システムは経済的な豊かさや便利さを生み出してきたが、一方では自然の浄化能力を超えた廃棄物や二酸化炭素を排出し、地球温暖化、有害物質等の環境問題を深刻化させている。
例えば、天然ゴムと生分解性プラスチックとからなるゴム製造用組成物(実施例では加硫剤、加硫促進剤を使用)(特許文献1)、生分解性材料とエポキシ化ポリイソプレンと、必要により、更に架橋剤を混合してえられる生分解性材料組成物(特許文献2)、天然ゴムに生分解性樹脂と充填剤とを添加した生分解性ゴム組成物(特許文献3)、結晶性ポリ乳酸と、天然ゴム、ポリイソプレンから選ばれたゴム成分とからなるポリ乳酸系樹脂組成物(特許文献4)、ポリ乳酸からなる連続相中に天然ゴム等からなる分散相が均一に微分散されたポリマーブレンド材料(特許文献5)等が挙げられる。
このうち塩ビ字消し、非塩ビ字消しは字消し市場の9割超を占め、これらを構成する高分子材料や可塑剤、軟化剤はいずれも石油等の化石資源由来の材料であり、これらの字消しを利用し続けることは上記循環型社会形成の趣旨に反する。
これに対し、天然ゴム字消しは、天然ゴムや植物油から製造されるサブ(ファクチス)等のバイオマスを活用しており、循環型社会形成の趣旨に合致したものである(特許文献6、非特許文献1)。
即ち、本発明の請求項1は、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、エステル化澱粉から選ばれるバイオマスプラスチックからなるマトリックス中に、架橋天然ゴム粒子が島状に分散されてなり、バイオマスプラスチックが50〜1重量%、天然ゴムが50〜99重量%、及びゴム架橋剤(硫黄、酸化亜鉛を除く)が天然ゴム100重量部に対し0.1〜5重量部、軟化剤が天然ゴムとバイオマスプラスチックとの合計100重量部に対して1〜200重量部、及び充填剤が天然ゴムとバイオマスプラスチックとの合計100重量部に対して10〜1000重量部であるバイオマスエラストマー字消し組成物からなる字消しと、塩化ビニル樹脂字消し組成物からなる字消しとを溶融混練し、成形することを特徴とする字消しの製造方法を内容とする。
従って、本発明のバイオマスエラストマー字消し組成物と塩化ビニル樹脂字消し組成物とからなる字消しは、従来の塩化ビニル字消しに比べて環境への負荷を軽減することができる。また、廃棄段階では、バイオマスエラストマーをコンポスト等の手段で予め生分解させることで塩化ビニル樹脂を分離、回収することができる。
また、従来の天然ゴム字消しは、硫黄、酸化亜鉛等の加硫剤や加硫促進剤を使用するのに対し、本発明の字消しはこのような薬剤を使用しないため、安全性も高い。
本発明の字消しは、バイオマスエラストマーと塩化ビニル樹脂とを軟化剤、充填材、可塑剤、着色剤、香料等の添加物とともに溶融混練し、成形してもよいが、バイオマスエラストマー字消し組成物からなる字消しと塩化ビニル樹脂字消し組成物からなる字消しとを混合して溶融混練する方が、消字性能を効果的に高めることができる点で好ましい。従って、以下、この好ましい方法に沿って説明する。
バイオマスプラスチックとして再生可能な資源である生分解性のものを用いることにより、一層環境適応型のエラストマー組成物とすることができる。
充填剤の配合量は、通常、天然ゴムとバイオマスプラスチックの混合物100重量部に対して10〜1000重量部である。好ましくは50〜500重量部である。10重量部未満では充填剤の添加効果が十分でなく、一方、1000重量部を越えると組成物が硬くなり、十分なゴム弾性が発現せず、十分な消字性能が発揮されない傾向がある。
バイオマスプラスチックの溶融温度以上とは、バイオマスプラスチックの溶融温度より10〜50℃高い温度が好ましく、また、ゴム架橋剤の架橋温度以上とは、ゴム架橋剤の架橋温度より5〜20℃高い温度が好ましい。
一方、ストレート樹脂の場合は、ストレート樹脂と可塑剤、更に必要に応じ、その他の添加物とからなる字消し組成物を射出成形機、押出成形機等により成形し、所定の寸法に裁断されて字消しとされる。
表2に示す材料の内、天然ゴム、軟化剤、充填材を予め加圧ニーダーで混練し、ロールを用いてゴム架橋剤を添加してゴム混練物を得た。得られたゴム混練物は5mm角程度のペレット状に裁断した。次に、テクノベル社製二軸押出機KZW−15TW−60(同方向完全噛合型、スクリュー径15mm、L/D=60)を用いて、ゴム混練物ペレットとバイオマスプラスチックペレットを表2に示した配合比率になるよう各々定量供給器で供給し、スクリュー回転数400rpm、シリンダー温度120〜190℃に設定して混練し、3mm角のペレット状に裁断した。
得られた組成物のペレットを一軸押出機(シリンダー温度100〜120℃、ヘッド温度130℃)にて角棒状に押出成形し、裁断してバイオマスエラストマー字消し(寸法12×18×43mm)を作製した。
硬さは「JIS S 6050プラスチック字消し」に従い、C型硬度計(高分子計器製タイプC硬度計)を用いて測定した。
また、消字率は下記の方法にて測定した。
(1)試料を厚さ5mmの板状に切り、試験紙との接触部分を半径6mmの円弧に仕上げたものを試験片とした。
(2)試験片を着色紙に対して垂直に、しかも着色線に対して直角になるように接触させ、試験片におもりとホルダの質量の和が0.5kgとなるようにおもりを載せ、150±10cm/minの速さで着色部を4往復摩消させた。
(3)濃度計(DENSITOMETER PDA65 Sakura社製)によって、着色紙の非着色部分の濃度を0として、着色部及び摩消部の濃度をそれぞれ測定した。
(4)消字率は次の式によって算出した。
消字率(%)=(1−(摩消部の濃度÷着色部の濃度))×100
表3に示すように、塩化ビニル樹脂、可塑剤、充填剤、安定剤を混合撹拌してペーストゾルを得た。得られたペーストゾルを真空脱泡した後、130℃に保温した成形用金型(内寸:100×100×10mm)に流し込み、26分間加熱した後冷却し、金型より取り出し、裁断して塩化ビニル樹脂字消し(寸法10×18×43mm)を作製した。
得られた字消しの硬さと消字率を参考例1〜2と同様の方法で測定評価した。結果を表3に示す。
参考例1〜2で得たバイオマスエラストマー字消しと、参考例3で得た塩化ビニル樹脂字消しとを表4に示す混合割合で混合し、120℃に保温された加圧ニーダーで5分間混練した。得られた組成物を冷却した後粉砕してペレットとし、一軸押出機にて所定の形状に押出成形し、裁断して字消し(寸法12×18×43mm)を作製した。
得られた字消しの硬さと消字率を参考例1〜2と同様の方法で測定評価した。結果を表4に示す。
Claims (7)
- ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、エステル化澱粉から選ばれるバイオマスプラスチックからなるマトリックス中に、架橋天然ゴム粒子が島状に分散されてなり、バイオマスプラスチックが50〜1重量%、天然ゴムが50〜99重量%、及びゴム架橋剤(硫黄、酸化亜鉛を除く)が天然ゴム100重量部に対し0.1〜5重量部、軟化剤が天然ゴムとバイオマスプラスチックとの合計100重量部に対して1〜200重量部、及び充填剤が天然ゴムとバイオマスプラスチックとの合計100重量部に対して10〜1000重量部であるバイオマスエラストマー字消し組成物からなる字消しと、塩化ビニル樹脂字消し組成物からなる字消しとを溶融混練し、成形することを特徴とする字消しの製造方法。
- 軟化剤がバイオマス由来であることを特徴とする請求項1記載の字消しの製造方法。
- 軟化剤が動植物油、これに由来する可塑剤から選ばれることを特徴とする請求項2記載の字消しの製造方法。
- 充填剤がバイオマス由来であることを特徴とする請求項1記載の字消しの製造方法。
- 充填剤が貝殻粉末、卵殻粉末から選ばれる請求項4記載の字消しの製造方法。
- 塩化ビニル樹脂字消し組成物が、塩化ビニル樹脂100重量部、可塑剤60〜180重量部からなる塩化ビニル樹脂組成物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の字消しの製造方法。
- バイオマスエラストマー字消し組成物からなる字消しが30〜90重量%、塩化ビニル樹脂字消し組成物からなる字消しが70〜10重量%であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の字消しの製造方法。
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