(57)【要約】【課題】イグサの使用本数を減らしてコストを低減しつつ、一方ではいわゆる低価格品や化学畳に見られる課題を解決した、表面の強度、耐水性、耐磨耗性、耐候性および防汚性が良好で、さらには湿り気の吸／放出性（保湿性）も良く、ダニやカビの発生が少なく、焼却廃棄またはリサイクルが容易なイグサ等の繊維素材、特に畳表を提供すること。【解決手段】その表面にアルコキシシラン系コート液を塗布し、触媒の作用で硬化・固化させて得られる、素材の風合いを有し、表面の強度、耐水性、耐磨耗性、耐候性および防汚性、さらには湿り気の吸／放出性（保湿性）を向上し、ダニやカビの発生を抑制し、しかも焼却廃棄またはリサイクルが容易なイグサまたはケナフ等の繊維素材により、前記課題を解決する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
その表面にアルコキシシラン系コート液を塗布し、触媒の作用で硬化・固化させて得られるイグサまたはケナフからなることを特徴とする繊維素材。
【請求項２】
前記アルコキシシラン系コート液は、式１で示されるアルコキシシランを主成分とするものであることを特徴とする、請求項１に記載の繊維素材。
【式１】
2004011038.tif 000010
（式１において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、水素もしくは炭素数が１から４のアルキル基であり、互いに同一でも異なっていても良く、Ｒ１Ｏ、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏはシロキサン結合を示し、ｎは２から１０の整数である）
【請求項３】
前記アルコキシシラン系コート液は、さらに、式２で示されるアルコキシシランを副成分として含有することを特徴とする、請求項２に記載の繊維素材。
【式２】
2004011038.tif 000011
（式２において、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は、水素、炭素数１から１０のアルキル基またはアルケニル基であり、Ｒ５Ｏ、Ｒ６ＯおよびＲ７Ｏはシロキサン結合を示し、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は同一でも異なっていても良く、そしてＲ８はアルキル基、アルケニル基またはフェニル基を示し、それらの分子はその分子内にエポキシ基またはグリシジル基を含んでいても良い）
【請求項４】
前記アルコキシシラン系コート液は、さらに、式３で示されるアルコキシシランを副成分として含有することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の繊維素材。
【式３】
2004011038.tif 000012
（式３において、Ｒ９およびＲ１１は、水素、炭素数１から１０のアルキル基またはアルケニル基であり、Ｒ９ＯおよびＲ１１Ｏはロキサン結合を示し、Ｒ９およびＲ１１は同一でも異なっていても良く、そしてＲ１０およびＲ１２はアルキル基、アルケニル基またはフェニル基を示し、それらの分子はその分子内にエポキシ基またはグリシジル基を含んでも良い）
【請求項５】
前記アルコキシシラン系コート液は、さらに、式４で示されるアルコキシシランを副成分として含有することを特徴とする、請求項２、請求項３または請求項４に記載の繊維素材。
【式４】
2004011038.tif 000013
（式４において、Ｒ１３は水素または炭素数１から４の炭化水素を示し、Ｒ１３０はシロキサン結合を示す）
【請求項６】
前記アルコキシシラン系コート液を硬化させる触媒は、加水分解可能な有機金属化合物であることを特徴とする、請求項１に記載の繊維素材。
【請求項７】
前記アルコキシシラン系コート液を硬化させる触媒たる、加水分解可能な有機金属化合物は、チタン、ジルコン、アルミまたはスズを含む触媒であることを特徴とする、請求項６に記載の繊維素材。
【請求項８】
前記繊維素材は、イグサにより製造された畳表、花ゴザ、敷物、織物であることを特徴とする、請求項１に記載の繊維素材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、その表面にアルコキシシラン系コート液を塗布してコーティング層を形成することにより、繊維素材の風合いを有し、表面の強度、耐水性、耐磨耗性、耐候性および防汚性、さらには湿り気の吸／放出性（保湿性）を向上し、ダニやカビの発生を抑制し、しかも焼却廃棄またはリサイクルが容易な繊維素材、特にイグサまたはケナフ等の繊維素材に関するものである。また本願発明は、かかる繊維素材を利用した畳表に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
畳表は、一畳分あたり、約３５００本から約８５００本程度のイグサを使用して製造される。イグサをふんだんに使用し、織り方に改良を加えて高密で織り上げた高級品は、畳表の目が細かく、表面の強度、耐水性、耐磨耗性、耐候性および防汚性が良好で、さらには湿り気の吸／放出性（保湿性）も良く、加えて天然イグサを多用しているために通気性にも優れている。しかしながら、イグサの生産が減少した結果、特に国内産イグサは比較的高価となっているため、このような高級品は手に入れにくいのが現状であり、また長期間の使用の間には、カビやダニの発生を避けることができない。
【０００３】
これに対して、いわゆる低価格品では、綿糸や石油系合成品を縦糸に使用することで、一畳あたりのイグサの使用量を約３５００本から５０００本程度におさえ、コストをおさえているが、特に表面強度、耐水性、耐摩耗性、耐候性そして防汚性といった特性の面では、イグサをふんだんに使用した高級品の品質におよばない。そこで、このような低価格品については、その表面をポリプロピレン、塩化ビニル、フッ素樹脂等の合成樹脂で被服する等して前記各特性の向上を図っている。
また近年では、イグサの代替としてプロピレン樹脂等を使用し、これを織りこんで製造した、いわゆる化学畳が開発され、より一層、低価格化が進んでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】
前記したような、いわゆる低価格な畳表は、価格が手ごろであるため人気が高く、広く一般に利用されている。しかしながら、使用しているイグサの本数が少ないために、畳表にゆがみ（ズレ）を生じることがある。また、イグサの本数が少ないことから、畳表の目があらくなってしまい、表面の強度や耐水性、耐摩耗性、耐候性そして防汚性は高級品に比較して低いという課題がある。また、イグサの本数が少ないために、湿り気の吸／放出性（保湿性）も高級品に比較して劣り、ダニやカビがより発生しやすいという課題もある。さらに、特にその表面をポリプロピレン、塩化ビニル、フッ素樹脂等の合成樹脂で被服する等した畳表（いわゆる化学畳）では、上記に加えて通気性も悪いため、例えば、いったんカビ等が発生してしまうと、その除去が困難であるという課題もある。
【０００５】
前記したような、いわゆる化学畳では、比較的容易に耐水性、ダニ等の防虫性、防カビ性、耐磨耗性および防汚性の向上を図ることができるが、所詮は使用するイグサの本数を減らすためにプロピレン樹脂等を代替えとして使用したものであるから、イグサをふんだんに使用した畳表が本来有している芳香性（イグサの香り）、保湿性等はもとより、日本古来の畳の風合い等を再現することは困難といわざるを得ない。しかも、化学畳では、防虫性や防カビ性を高めるために防虫剤等を混入することがあるが、かかる防虫剤等が空気中へ飛散される等して、化学物質過敏症やアトピー等の症状が発生したり、悪化したりすることもあり、注意が必要である。加えて、化学畳は、廃棄またはリサイクルという観点から見ると、リサイクルが困難であり、とはいえ焼却廃棄しようとすれば、有害なダイオキシン発生の可能性もあり、環境破壊につながる危険性がある。
【０００６】
そこで本願発明は、イグサの使用本数を減らしてコストを低減しつつ、一方ではいわゆる低価格品や化学畳に見られる課題を解決した、表面の強度、耐水性、耐磨耗性、耐候性および防汚性が良好で、さらには湿り気の吸／放出性（保湿性）も良く、ダニやカビの発生が少なく、焼却廃棄またはリサイクルが容易なイグサ等の繊維素材、特に畳表を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決する手段】
本願発明者は、前記従来技術の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本願発明を完成するに至った。すなわち前記目的を達成する本願請求項１の発明は、その表面にアルコキシシラン系コート液を塗布し、触媒の作用で硬化・固化させて得られるイグサまたはケナフからなることを特徴とする繊維素材である。
【０００８】
本願請求項２の発明は、前記請求項１の発明に係り、前記アルコキシシラン系コート液が、式１で示されるアルコキシシランを主成分とするものであることを特徴とする。
【式１】
2004011038.tif 000002
（式１において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、水素もしくは炭素数が１から４のアルキル基であり、互いに同一でも異なっていても良く、Ｒ１Ｏ、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏはシロキサン結合を示し、ｎは２から１０の整数である）
【０００９】
本願請求項３の発明は、前記請求項２の発明に係り、前記アルコキシシラン系コート液が、さらに、式２で示されるアルコキシシランを副成分として含有することを特徴とする。
【式２】
2004011038.tif 000003
（式２において、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は、水素、炭素数１から１０のアルキル基またはアルケニル基であり、Ｒ５Ｏ、Ｒ６ＯおよびＲ７Ｏはシロキサン結合を示し、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は同一でも異なっていても良く、そしてＲ８はアルキル基、アルケニル基またはフェニル基を示し、それらの分子はその分子内にエポキシ基またはグリシジル基を含んでいても良い）
【００１０】
本願請求項４の発明は、前記請求項２または３の発明に係り、前記アルコキシシラン系コート液が、さらに、式３で示されるアルコキシシランを副成分として含有することを特徴とする。
【式３】
2004011038.tif 000004
（式３において、Ｒ９およびＲ１１は、水素、炭素数１から１０のアルキル基またはアルケニル基であり、Ｒ９ＯおよびＲ１１Ｏはロキサン結合を示し、Ｒ９およびＲ１１は同一でも異なっていても良く、そしてＲ１０およびＲ１２はアルキル基、アルケニル基またはフェニル基を示し、それらの分子はその分子内にエポキシ基またはグリシジル基を含んでも良い）
【００１１】
本願請求項５の発明は、前記請求項２、請求項３または請求項４に係り、前記アルコキシシラン系コート液が、さらに、式４で示されるアルコキシシランを副成分として含有することを特徴とする。
【式４】
2004011038.tif 000005
（式４において、Ｒ１３は水素または炭素数１から４の炭化水素を示し、Ｒ１３０はシロキサン結合を示す）
【００１２】
本願請求項６の発明は、前記請求項１の発明に係り、前記アルコキシシラン系コート液を硬化させる触媒が、加水分解可能な有機金属化合物であることを特徴とする。本願請求項７の発明は、前記請求項６の発明に係り、前記アルコキシシラン系コート液を硬化させる触媒たる、加水分解可能な有機金属化合物が、チタン、ジルコン、アルミまたはスズを含む触媒であることを特徴とする。そして本願請求項８の発明は、前記請求項１の発明に係り、前記繊維素材が、イグサにより製造された畳表、花ゴザ、敷物、織物であることを特徴とする。以下、本願各請求項の発明について、詳細に説明する。
【００１３】
本願発明において使用する繊維素材は、イグサまたはケナフ等の繊維素材である。なお、ケナフ（Ｋｅｎａｆ）とは、インド原産の、アオイ科の一年草で、茎の繊維はジュートに類似しており、製紙等に用いられる洋麻である。かかる繊維素材のなかでも、イグサで製造された畳表が、本願発明を適用する繊維素材として特に好適であるが、その他、花ゴザ、敷物、織物であってもよい。
本願発明は、畳表等の繊維素材の表面に、強度、耐磨耗性、耐候性等を付与する目的で、アルコキシシランを含むコート液を用い、シロキサン結合のコーティング層を形成するものである。シロキサン結合は後述するように強固な結合であるが、この「硬さ」のため、繊維素材に塗布するとその素材に強度、耐磨耗性、耐候性等を付与できるわけである。しかし同時に、繊維素材が柔軟性を喪失しないようにすることが、イグサ等の素材の風合いを出すためには重要である。
【００１４】
一般に用いられているゾルーゲルコート液は、テトラアルコキシシランやそのオリゴマー体を含むものであるが、テトラアルコキシシラン等を塗布して加水分解反応を生じさせると、ケイ素原子の４個の結合全てが硬いシロキサン結合のネットワークのみで形成されたコーティング層となってしまう。このコーティング層はセラミックと同様に硬いが、しかし、脆いコーティング層であり、イグサ等の柔軟性が喪失してしまう。そこで本願発明者らは、ケイ素原子の４個の置換基のうち、１個が加水分解されない、前記式１で示したようなアルコキシシラン（式１）をコーティング層の主鎖とすることにより、かかる課題を解決したのである。
【００１５】
このコーティング層は、隣のケイ素原子との間で、強固なシロキサン結合の数が１つ足りないが、その分未反応な結合が、「宙ぶらりん」の形で残るため、形成されるコーティング層に柔軟性を付与することができる。また本願発明者らは、前記式２または前記式３で示したような、加水分解されない置換基をそれぞれ１個または２個有するアルコキシシランをコート液に加えることにより、さらに柔軟性を向上すると同時に、コーティング層に撥水性（耐水性や防汚性）を付与したのである。
【００１６】
繊維素材の表面をコートするために使用するコート液は、主成分としてアルコキシシラン系の化合物を含有するものである。本願発明で使用するコート液の主成分たるアルコキシシランとしては、その一例を例示すれば、前記式１示されるものがある。なお前記式１において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、水素もしくは炭素数が１から４のアルキル基であり、互いに同一でも異なっていても良く、Ｒ１Ｏ、Ｒ２ＯおよびＲ３Ｏはシロキサン結合を示し、ｎは２から１０の整数である。
【００１７】
この、前記式１で示されるアルコキシシランは、その後の加水分解・重縮合反応を受けても、加水分解されないで分子内すなわちポリマー内に残る置換基Ｒ４を有している。従って、かかる置換基Ｒ４が有する有機性によって、形成されたコーティング層は撥水性を示すことになる。このポリマー内に残る、加水分解されない置換基Ｒ４は、その他に、形成されたコーティング層に柔軟性を与える役割をも有する。すなわち、加水分解されない置換基Ｒ４がポリマー内に存在することにより、その分、主鎖のケイ素原子どうしのシロキサン結合が切れた状態となって、硬いコーティング層（ポリマー膜）に柔軟性が付与されるのである。イグサ繊維や、それを編んだ畳表には、柔軟性が要求される。したがってそれらの表面に形成されるアルコキシシランのコーティング層にも同様の柔軟性が要求されるが、かかる理由から、式１で示される化合物を主成分として形成されるコーティング層はこの目的に合致し、好適である。しかも、前記式１で示されるアルコキシシランは、単量体としては非常に安価に購入することができる。
【００１８】
前記式１で示される、コート液の主成分たるアルコキシシランは、単量体のものを使用しても良いし、また縮合体のものを使用しても良いが、繊維素材への塗布後、比較的低い温度にて短時間の熱処理を行うのみで十分なコーティング層を形成させるためには、単量体のものよりも縮合体のものを使用することが好ましい。また単量体は蒸気圧が高いため、塗布後、未反応物が蒸発することによって固形分が低下するおそれがあることからも、本願発明の実施にあたっては縮合体を用いることが好ましい。かかる縮合体は、単量体（例えば、メチルトリメトキシシラン等）の前記式１で示されるアルコキシシランの単量体を縮合することにより得ることができる。
【００１９】
本願発明において、前記式１で示されるアルコキシシランとして縮合体を使用する場合、その重合度（主鎖の繰り返し（ｎ））が大きすぎると、塗布に際し、繊維素材表面でのポリマー化のためのアルコキシ基の数が不足し、十分な強度を持ったコーティング層を形成させることができなくなる可能性がある。そこで本願発明では、前記主鎖の繰り返し（ｎ）が２から１０、特に好ましくはｎが２から８の縮合体を使用すると良い。ここで、一般的に、式１で示されるアルコキシシランの単量体から、前記したような重合度の縮合体を製造しようとしても、その重合度を正確に制御することは、技術的にいって非常に困難である。従って本願発明において、ｎ＝２から１０、特に好ましくはｎ＝２から８の縮合体を使用するとの意味は、重合度の分布から見て、主としてｎ＝２から１０、特に好ましくは、主としてｎ＝２から８の縮合体を主成分とするコート液を使用して繊維素材の表面にシロキサン結合のコーティング層を形成することを意味し、例えばｎ＝１１以上である縮合体や、ｎ＝１の単量体がコート液に含まれていたとしても、差し支えない。
【００２０】
式１で示されるアルコキシシランとしては、具体的には、例えば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリプロポキシシラン等を例示することができる。したがって本願発明では、これらアルコキシシランの単量体または該単量体から製造される、前記したような縮合体を使用することが例示できる。なお、単量体を使用する場合は１種類のアルコキシシランを単独で使用しても、２種類以上のアルコキシシランを混合して使用しても良い。また縮合体を使用する場合は、例えば前記例示した１種類のアルコキシシランの縮合体を使用しても良いし、例えば前記例示した２種類以上のアルコキシシランの縮合体を使用しても良い。
【００２１】
繊維素材の表面に形成するコーティング層の、撥水性や柔軟性等を増強する目的で、前記アルコキシシラン系コート液には、さらに、前記式２および／または前記式３で示される各種のアルコキシシランを副成分として添加することができる。なお前記式２において、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は、水素、炭素数１から１０のアルキル基またはアルケニル基であり、Ｒ５Ｏ、Ｒ６ＯおよびＲ７Ｏはシロキサン結合を示し、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は同一でも異なっていても良く、そしてＲ８はアルキル基、アルケニル基またはフェニル基を示し、それらの分子はその分子内にエポキシ基またはグリシジル基を含んでいても良い（ただし、式１で示されるアルコキシシランと同一のアルコキシシランを除く）。また前記式３において、Ｒ９およびＲ１１は、水素、炭素数１から１０のアルキル基またはアルケニル基であり、Ｒ９ＯおよびＲ１１Ｏはシロキサン結合を示し、Ｒ９およびＲ１１は同一でも異なっていても良く、そしてＲ１０およびＲ１２はアルキル基、アルケニル基またはフェニル基を示し、それらの分子はその分子内にエポキシ基またはグリシジル基を含んでも良い。
【００２２】
前記式２で示されるアルコキシシランは、単量体として見た場合、ケイ素原子の４個の置換基のうち１個が加水分解不可能な置換基で置換されており、残りの３個が加水分解可能な置換基である。つまり、前記式２で示されるアルコキシシランも式１で示されるアルコキシシランと同様に、繊維素材の表面に塗布され、その後、加水分解、重縮合反応によって硬化・固化するが、この加水分解されない置換基Ｒ８は、隣接するケイ素原子との間でシロキサン結合を形成しない。このため、繊維素材の表面にシロキサン結合のコーティング層を形成させると、強固なシロキサン結合の数が１つ少なくなり、その結果、形成されたコーティング層のなかにかかる未反応な置換基がいわば「宙ぶらりん」の形で残って、コーティング層の柔軟性が増強されるのである。またこの置換基として、特にアルキル基を使用すると、その有機性に起因してコーティング層の撥水性性が増強されるのである。
【００２３】
なお、炭素数があまりに大きなアルキル基であると、アルコキシシラン間の立体障害が起こってコーティング層中に歪が生じ、強度が低下する可能性がある。したがって、繊維素材の撥水性を増強する目的で、式２で示されるアルコキシシランを使用する場合には、Ｒ８のアルキル基の炭素数や種類については、本願明細書の実施例などの記載を参照しつつ、予備的な製造試験を行うなどして決定することが好ましい。もっとも、シロキサン結合のコーティング層への撥水性の付与は、Ｒ８がアルキル基である式２で示されるアルコキシシランを使用する以外に、後述する式３の化合物を使用することによっても達成可能であり、かかる目的のために式２の化合物におけるＲ８をアルキル基とすることが必須というわけではない。
【００２４】
前記式２で示される、コート液の副成分たるアルコキシシランも、前記式１で示されるアルコキシシランについて先に述べたように、単量体のものを使用しても良いし、また縮合体のものを使用しても良いが、繊維素材への塗布後、比較的低い温度にて短時間の熱処理を行うのみで十分なコーティング層を形成させるために、単量体のものよりも縮合体のものを使用することが好ましい。縮合体における主鎖の繰り返し（ｎ）も、前記式１で示されるアルコキシシランについて先に述べたように、ｎ＝２から１０、さらにはその範囲の縮合体の中でも、ｎ＝２から８の縮合体が特に好ましい。この場合においても、例えばｎ＝１１以上である縮合体や、ｎ＝１の単量体がコート液に含まれていたとしても、前記同様の理由により差し支えない。
【００２５】
前記式２で示されるアルコキシシランとしては、具体的には、例えば、ビニルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、β−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、γ−（メタクリロキシプロピル）トリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン等を例示することができる。
【００２６】
したがって本願発明では、これらアルコキシシランの単量体または該単量体から製造される、前記したような縮合体を使用することが例示できる。なお、単量体を使用する場合は１種類のアルコキシシランを単独で使用しても、２種類以上のアルコキシシランを混合して使用しても良い。また縮合体を使用する場合は、例えば前記例示した１種類のアルコキシシランの縮合体を使用しても良いし、例えば前記例示した２種類以上のアルコキシシランの縮合体を使用しても良い。
【００２７】
前記式３で示されるアルコキシシランは、単量体として見た場合、ケイ素原子の４個の置換基のうち２個が加水分解不可能な置換基で置換されており、残りの２個が加水分解可能な置換基である。つまり、前記式３で示されるアルコキシシランも、前記式１や前記式２で示されるアルコキシシランと同様に、繊維素材の表面に塗布され、その後、加水分解、重縮合反応によって硬化・固化するが、この加水分解されない置換基Ｒ１０およびＲ１２は、隣接するケイ素原子との間でシロキサン結合を形成しない。このため、繊維素材の表面にシロキサン結合のコーティング層を形成させると、強固なシロキサン結合の数が２つ少なくなり、その結果、形成されたコーティング層のなかにかかる未反応な置換基がいわば「宙ぶらりん」の形で残って、コーティング層の柔軟性が増強されるのである。またこの置換基として、特にアルキル基やフェニル基を使用すると、その有機性に起因してコーティング層の撥水性性が増強されるのである。
【００２８】
なお、炭素数があまりに大きなアルキル基やフェニル基であると、アルコキシシラン間の立体障害が起こってコーティング層中に歪が生じ、強度が低下する可能性がある。したがって、繊維素材の撥水性を増強する目的で、式３で示されるアルコキシシランを使用する場合には、Ｒ１０および／またはＲ１２のアルキル基の炭素数や種類については、本願明細書の実施例などの記載を参照しつつ、予備的な製造試験を行うなどして決定することが好ましい。
【００２９】
この前記式３で示される、コート液の副成分たるアルコキシシランも、前記式１で示されるアルコキシシランについて先に述べたように、単量体のものを使用しても良いし、また縮合体のものを使用しても良いが、繊維素材への塗布後、比較的低い温度にて短時間の熱処理を行うのみで十分なコーティング層を形成させるために、単量体のものよりも縮合体のものを使用することが好ましい。縮合体における主鎖の繰り返し（ｎ）も、式１で示されるアルコキシシランについて先に述べたように、ｎ＝２から１０、さらにはその範囲の縮合体の中でも、ｎ＝２から８の縮合体が特に好ましい。この場合においても、例えばｎ＝１１以上である縮合体や、ｎ＝１の単量体がコート液に含まれていたとしても、前記同様の理由により差し支えない。
【００３０】
前記式３で示されるアルコキシシランとしては、具体的には、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン等を例示することができる。したがって本願発明では、これらアルコキシシランの単量体または該単量体から製造される、前記したような縮合体を使用することが例示できる。なお、単量体を使用する場合は１種類のアルコキシシランを単独で使用しても、２種類以上のアルコキシシランを混合して使用しても良い。また縮合体を使用する場合は、例えば前記例示した１種類のアルコキシシランの縮合体を使用しても良いし、例えば前記例示した２種類以上のアルコキシシランの縮合体を使用しても良い。
【００３１】
上記したように、前記式２または前記式３で示されるアルコキシシランを添加したコート液を使用することにより、形成されるコーティング層の柔軟性を向上することができるが、それらの添加量をあまりに多くすると、表面の強度、耐磨耗性、耐候性が低下する。したがって、これらアルコキシシランの添加量については、予備的な実験を行って適宜決定すると良い。本願発明者らの知見では、コート液の主成分である前記式１で示されるアルコキシシランに対し、それらの合計量が５０％（重量／重量）を越えない範囲で使用することが好ましい。この範囲を超えると、コート液を塗布した時に、主成分である前記式１で示されるアルコキシシランとの間で結合が上手く行かず、十分な強度のコーティング層が形成できない可能性がある。
【００３２】
本願発明では、繊維素材の表面に形成させるコーティング層の強度を向上させる目的で、前記式１で示したアルコキシシランを主成分とするコート液や、前記式１で示したアルコキシシランと前記式２および／または前記式３で示したアルコキシシランを含むコート液に、前記化学式４で示されるアルコキシシランをさらに添加することができる。前記式４において、Ｒ１３は水素または炭素数１から４の炭化水素を示し、Ｒ１３０はシロキサン結合を示す。前記式４で示されるアルコキシシランは、単量体として見た場合、ケイ素原子の４個の置換基全てが加水分解可能な置換基である。つまり、前記式４で示されるアルコキシシランを添加することにより、隣接するケイ素原子との間で強固なシロキサン結合を形成し、繊維素材の表面に形成されるコーティング層を強固なものとするのである。しかしながら、かかる強固なシロキサン結合は、コーティング層の柔軟性を低下させるように働くため、前記式４で示されるアルコキシシランの添加量は、予備的な実験を通して決定することが好ましい。
【００３３】
前記式４で示される、コート液の副成分たるアルコキシシランも、前記式１で示されるアルコキシシランについて先に述べたように、単量体のものを使用しても良いし、また縮合体のものを使用しても良いが、繊維素材への塗布後、比較的低い温度にて短時間の熱処理を行うのみで十分なコーティング層を形成させるために、単量体のものよりも縮合体のものを使用することが好ましい。縮合体における主鎖の繰り返し（ｎ）も、前記式１で示されるアルコキシシランについて先に述べたように、ｎ＝２から１０、さらにはその範囲の縮合体の中でも、ｎ＝２から８の縮合体が特に好ましい。この場合においても、例えばｎ＝１１以上である縮合体や、ｎ＝１の単量体がコート液に含まれていたとしても、前記同様の理由により差し支えない。
【００３４】
前記式４で示されるアルコキシシランとしては、具体的には、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等を例示することができる。したがって本願発明では、これらアルコキシシランの単量体または該単量体から製造される、前記したような縮合体を使用することが例示できる。なお、単量体を使用する場合は１種類のアルコキシシランを単独で使用しても、２種類以上のアルコキシシランを混合して使用しても良い。また縮合体を使用する場合は、例えば前記例示した１種類のアルコキシシランの縮合体を使用しても良いし、例えば前記例示した２種類以上のアルコキシシランの縮合体を使用しても良い。
【００３５】
以上に説明した、コーティング層を形成するためのコート液を、繊維素材の表面に塗布することにより、本願発明の畳表等を製造することができるが、塗工液中のアルコキシシランを硬化・固化するためには、いわゆるゾルーゲル法でアルコキシシランの効果・固化のために一般に用いられている各種の触媒を使用することが可能である。例えば、酸触媒であれば、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、ギ酸または酢酸などを例示できる。また例えば、塩基触媒であれば、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化２―ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム、エタノールアミン、ジエタノールアミンまたはトリエタノールアミンなどが例示できる。かかる触媒の中でも、酸性触媒、特に塩酸または硝酸は、本願発明の実施のために特に好ましい触媒である。
【００３６】
上記例示した、通常の触媒を用いる場合には、コート液中のアルコキシシランを硬化・固化させるため、反応水を共存させる必要がある。このように、本願発明において、繊維素材の表面にシロキサン結合のコーティング層を形成するために使用するコート液としては、主成分たるアルコキシシラン、必要に応じて添加される、副成分たるアルコキシシラン、触媒および反応水を含むものが例示できるが、コート液中に反応水と触媒が共存すると溶液がゲル化し易くなり、長期保存が困難になる。また酸触媒は、塗布後に繊維素材に悪影響を与える可能性もある。
【００３７】
そこで本願発明では、前記した通常の触媒に代えて、加水分解可能な有機金属化合物を触媒として使用することが特に好ましい。有機金属化合物をアルコキシシランと混合してコート液とし、これを繊維素材に塗工すると、繊維素材の内部または繊維素材の表面上の水分や、あるいは空気中の水分（湿気）と反応し、有機金属化合物が自ら加水分解する。このとき、コート液中のアルコキシシランとネットワークを形成し、アルコキシシラン化合物を硬化・固化する。したがって、加水分解可能な有機金属化合物を触媒として使用すれば、反応水を共存させる必要はなくなり、コート液の長期保存が可能となり、また繊維素材に悪影響を与える恐れも排除できるようになる。
【００３８】
本願発明において使用することができる有機金属化合物としては、例えば、チタン、ジルコン、アルミまたはスズを含むものを例示できる。より具体的には、テトラプロポキシチタネート、テトラブトキシチタネート、テトラプロポキシジルコネート、テトラブトキシジルコネート、トリプロポキシアルミネート、アルミニウムアセチルアセトナート、ジブチルスズジアセテートまたはジブチルスズジラウレート等を例示できる。
【００３９】
本願発明で使用するコート液には、アルコキシシラン、触媒、そして必要に応じて添加される反応水を均一に混合させるため、有機溶剤を添加することできる。この目的で使用される有機溶剤としては、アルコール類を例示できる。より具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノールまたはヘキサノールなどを例示できる。また、有機溶剤を使用することにより、コート液の粘度や乾燥速度を調整することも可能である。このようなコート液の粘度や乾燥速度を調整する目的では、特に、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール類、メトキシエタノール、プロポキシエタノール、ブトキシエタノール、メトキシプロパノール、エトキシプロパノール、プロポキシプロパノールまたはブトキシプロパノールなどのセルソルブ類などの粘度や沸点の高い有機溶剤を単独または二種以上混合して使用することが好ましい。
【００４０】
むろん、上記粘度や沸点の高い有機溶媒の１種以上と共に、上記アルコール類を同時に添加しても良い。なおコート液の粘度や乾燥速度の調整を目的とする場合は、前記有機溶媒のみならず、界面活性剤によっても同様の効果を達成することができる。
なお、前記したグリコール類やセルソルブ類は、その分子内に水酸基を有しているため、アルコキシシランが縮合する際にこれらと反応し、形成されるシロキサン結合のネットワーク中に取り込まれることがある。グリコール類やセルソルブ類は有機性を有しているため、これらがシロキサン結合のネットワーク中に取り込まれると、形成されるコーティング層の有機性が増加し、本願発明の繊維素材や畳表の柔軟性や撥水性の向上に寄与することになる。
【００４１】
以上の説明から明らかなように、例えば前記式１、前記式２、前記式３および前記式４で示される各種アルコキシシランと、加水分解可能な有機金属化合物などを含むコート液を、繊維素材の表面に塗布すると、アルコキシシランは、繊維素材の中、繊維素材の表面そして空気中の水分（湿気）等を吸い、ただちにポリマー化する。このポリマー化の反応は、比較的低温で進行するため、あえて高温で処理する必要はない。したがって本願発明の畳表等は、安価な製造設備により、大量に製造することが可能である。
【００４２】
上記したようなコート液をイグサ等の繊維素材の表面に塗布すると、その強度、耐摩耗性、耐候性等が向上するが、これは以下のような理由によると思われる。すなわち、一般にアルコキシシランを加水分解すると、下記反応式１における（１）から（３）に示される反応を経て、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）が生成する。
【反応式１】
2004011038.tif 000006
【００４３】
このようにして生成したシロキサン結合内のＳｉ−Ｏの結合エネルギーは１０６Ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、一方、有機化合物の典型的な結合であるＣ−Ｃ結合エネルギーは８２．６Ｋｃａｌ／ｍｏｌである。従って、前記式１に示したような、コート液の主成分たるアルコキシシランの加水分解によって形成されるガラス質のコーティング層は、有機化合物に比べて熱的に、はるかに安定な結合であることが分かる。そしてこの熱的に安定な結合により、本願発明の畳表に代表される繊維素材は、表面の強度、耐磨耗性、耐候性が良好なものになるのである。
【００４４】
なお、コート液が反応触媒として有機金属化合物、例えばテトラブトキシチタネートを含む場合は、反応液中に反応水を加えなくとも上記の反応式１における（１）から（３）の反応が進行するが、この場合の反応は、下記反応式２における（４）および（５）のようになる。
【反応式２】
2004011038.tif 000007
【００４５】
ここで、Ｔｉ−Ｏ結合がコーティング層内に導入されることにより、シロキサン結合のみのコーティング層に比べて、さらに耐熱性や耐摩耗性が向上することになる。このように、反応触媒として用いた有機金属化合物は、触媒としてのみならず、コーティング層の強度向上等にも寄与するものである。
【００４６】
本願発明の繊維素材の製造にあたっては、まず、イグサやイグサで製造した畳表等の任意に選択した繊維素材を任意の寸法、形状に加工等し、次に、その表面に前記したコート液を塗布する。具体的な塗布の方法は、特に制限されず、例えば、スプレーによる塗布、ハケ塗り、ローラー塗り、含浸法等を例示することができる。繊維素材に対するコート液の塗布量は、繊維素材の種類、密度、繊維の種類や長さ、コート液中のアルコキシシランの種類や量により変化し、必ずしも一定ではないが、得られるコーティング層の固形分換算で、１ｇ／ｍ２から２０ｇ／ｍ２、好ましくは２ｇ／ｍ２から１０ｇ／ｍ２でとなるようにすると良い。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の繊維素材を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、実施例は本願発明の一実施形態を示すものであって本願発明を限定するものではない。
【００４８】
実施例１　コート液の調合
メチルトリメトキシシランオリゴマー体（平均重合度７から８）１３９０ｇ、イソプロピルアルコール２５００ｇおよびテトラブトキシチタネート１００ｇを順次加え十分に攪拌してコート液を製造した。
このようにして調製したコート液に、国産の畳表（重量４１ｇ、１．６５ｍ２）を１５秒間浸漬した。その後、畳表を室温にて１０分間乾燥し、次いで乾燥器内にて１５０℃で１０分加熱・乾燥し、畳表の表面にコーティング層を形成した。なおこの時の実験室内の条件は、室温２５℃、湿度４０％であった。
【００４９】
実施例２　評価法および評価結果
実施例１で製造した畳表について、「表面状態の観察」、「吸湿による平衡含水率の測定」、「カビの発生テスト」、「摩耗テスト」および「撥水テスト」の５項目からなる評価を以下のようにして実施した。なお比較のため、実施例１で使用した国産の畳表（コート液を塗布していないもの）について同様の対照操作を行い、結果を比較した。
（１）表面状態の観察；目視により実施した。
（２）吸湿による平衡含水率の測定；まず、畳表を温度４０℃、湿度９０％に設定した恒温恒湿器中に、恒温になるまで放置した。次に、恒量に達した畳表を１０５℃で３０分間乾燥させ、得られた絶乾重量から、温度４０℃、湿度９０％における平衡含水率を算出した。
（３）カビの発生テスト；プラスチック容器内に畳表を縦置きした。既に種々のカビが発生している切除片を容器の底部にカビ種として置き、この状態で温度を２８プラスマイナス５℃、湿度を９５％以上（飽和条件）に維持して３０日間放置した。３０日経過後、畳表の面積（１．６５ｍ２）に占めるカビの占有面積を測定した。
（４）摩耗テスト；ＪＩＳ　Ｌ　１０９６　Ｃ法（テーバー型）に準じ、荷重９．８１Ｎで、５００回実施した。
（５）撥水テスト；ＪＩＳ　Ｐ　８１３７に準じて実施した。
【００５０】
各評価テストの結果は、以下の通りである。
（１）表面状態
コート液塗布後の畳表の表面状態は、塗布前の表面状態と比較しても、変形や型崩れ等の外観上の変化が無かった。コート液塗布後には、表面に光沢が現われ、イグサ本来の色彩が全体として色濃くなった。本評価テストの結果から、本願発明の畳表では、イグサ本来の風合い（光沢感、色彩、質感等）が維持または向上されていることが確認された。
（２）吸湿による平衡含水率
表１に本評価テストの結果を示す。コート液塗布後の畳表は、驚くべきことに、シロキサン結合によるガラス質コーティング層を形成したにもかかわらず、塗布前の畳表が発揮する吸湿性能以上の吸湿性能を発揮することが確認された。
【００５１】
（３）カビの発生
表２に本評価テストの結果を示す。コート液塗布後の畳表では、塗布前の畳表のみならず、抗カビ性能が優れていると言われるヒバ加工品と比較しても、カビの発生が格段に抑制されていることが確認された。
（４）耐摩耗性
表１に本評価テストの結果を示す。コート液塗布後の畳表では、耐摩耗性が大幅に向上されていることが確認された。
（５）撥水性
表１に本評価テストの結果を示す。コート液塗布後の畳表は撥水度がＲ８であり、水滴が球となって転がり落ちるほどの撥水性を有していることが確認された。
【表１】
2004011038.tif 000008
【表２】
2004011038.tif 000009
【００５２】
【発明の効果】
本願発明は、イグサやイグサ製の畳表等の繊維素材の表面に、アルコキシシランを含有するコート液を塗布し、触媒の作用でポリマー化し、これによってイグサ繊維等の一本一本を形成されるシロキサン結合でガラスコーティング層した繊維素材である。このため、本願発明の畳表では、例えばイグサの本数を減らした畳表を素材とした場合であっても、特に内部の縦糸までコート液を浸透させて縦糸の強度も向上しておくことで、表面強度が飛躍的に向上し、ゆがみ（ズレ）を生じることのない畳表を提供することができる。また前記ガラスコーティング層の形成によって、表面強度の向上に加え、撥水性（耐水性や汚汚性）、耐磨耗性、耐候性等も向上することもできる。
【００５３】
繊維素材の表面に形成するこのコーティング層は無色であるが、イグサ等の色彩を色濃く見せる働きがあり、しかも光沢感も有するため、イグサ等の風合いをいっそう引き立てることができる。しかもコート液は、イグサやイグサ製の畳表等の繊維素材に塗布すると、毛細管現象で狭い繊維間にまですばやく浸透し、ポリマー化して繊維間の微小空間を埋める働きをする一方で、繊維間の比較的大きな空間を埋めることがないため、繊維間の微小空間を住みかとしているカビやダニの発生を抑制することもできる。その一方で、繊維間の比較的大きな空間は十分に保持されることから、畳本来の特徴である吸／放湿性の機能は損なわれないという優れた効果も発揮する。
【００５４】
以上の効果に加えて、本願発明の繊維素材、例えば畳表は、従来から市販されているいわゆる化学畳と比較した場合、大きな効果を達成することができる。すなわち、本願発明の繊維素材は、防虫剤等を混入することなく、ダニやカビ等の発生を抑制することができるから、化学物質過敏症やアトピーの症状を発生させたり、悪化させる心配がない。さらに、塩化ビニルやフッ素樹脂等のハロゲン類を含んでいないため、焼却廃棄する場合等には有害なダイオキシン等が発生する可能性が低く、環境に対して大きな負荷をかけないという優れた効果も有している。