(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる線状中空体からなり、該線状中空体の軸直角方向の断面が隔壁によって複数個の略扇形状の中空部に分割されている人工い草の溶融押し出し成形による製造に際し、溶融押し出し成形ダイス部がコアーダイス先端に扇形状中空部の数に応じた直径線上の分割溝と該分割溝間のエアー穴が形成されたコアーダイス及びリング状のカバーダイスを組み合わせたものを用い、各分割溝間の各エアー穴から空気を吐出しつつ、熱可塑性樹脂を溶融押し出しすることにより、長さ方向に連続した内部に複数の隔壁を形成した中空部構造を有する線状中空体とし、次いで、押し出された溶融状態の樹脂は、中空部構造を壊さないように真空型サイジング装置で冷却し、さらに形態の保持が可能な段階まで冷却し、冷却された線状中空体は加熱炉で延伸に必要な温度に再加熱延伸して、熱固定後に必要長にカットもしくはドラムに巻取ることを特徴とする人工い草の製造方法。
【請求項２】
熱可塑性樹脂からなる線状中空体の軸直角方向の断面が隔壁によって複数個の略扇形状の中空部に分割されている人工い草の溶融押し出し成形用ダイスであって、溶融押し出し成形ダイス部が丸棒状コアーダイスと円筒状カバーダイスとからなり、該コアーダイスの先端に扇形状中空部の数に応じた直径線上の分割溝と該分割溝間に空気を吐出するエアー穴が形成され、コアーダイスに被せるリング状のカバーダイスを組み合わせた間隙と前記分割溝が連通して樹脂が押し出されるようにしてなる人工い草製造用成形ダイス。
【請求項３】
コアーダイスの分割溝は十字状であり、該コアーダイスの先端から５〜50mmカットである請求項２記載の人工い草製造用成形ダイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然のい草と同等もしくはそれ以上の外観、性能を有する熱可塑性合成樹脂からなる人工い草の製造方法及びその製造に用いる溶融押し出し成形ダイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、天然い草に対抗するものとして、花筵の緯条に代表されるポリプロピレン製の線状中空体が開発、使用されてきているが、光沢の強いプラスチック的外観、及び風合不良から、一時のブームは去り、現在ではレジャーマット等一部に使用されているにすぎない。最近では上記の欠点が改良されたものとして、特開平６−346315号、特開平６−41808号にドーナツ状断面を有する線状発泡構造体及び連続気泡構造体の模造い草が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平６−346315号に示されているドーナツ状断面を有する線状発泡構造体においては、断面の中央部に中空部が存在するため、径方向の圧縮力に対する抵抗が小さくなり、潰れ易いとか折れやすい問題点を有している。この問題点を改良するために、発泡構造体部の肉厚を大きくする方策がとられているが、風合が損なわれるという別の問題が発生する状況にある。特開平６−41808号に示されている連続気泡構造体の模造い草は、発泡の状態を変化させることにより外観、性能を改良できるという記述があるが、前述の発明と同様な問題を有している。すなわち、大きな発泡構造体になれば圧縮抵抗が小さくなり、小さな発泡構造体の場合圧縮抵抗は大きくなる代わりに硬くなったり、風合が損なわれたりする。
【０００４】
本発明は、外観風合と同時に潰れ易さや折れやすさに代表される上記課題を解決し、天然い草と同等もしくはそれ以上の性能を有する熱可塑性合成樹脂からなる人工い草の製造方法及びその製造に用いる溶融押し出し成形ダイスを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を、(1)熱可塑性樹脂からなる線状中空体であって、線状中空体の軸直角方向の断面が隔壁によって複数個の略扇形状の中空部に分割されている人工い草を本発明の製造方法により提供することによって解決した。すなわち、熱可塑性樹脂からなる線状中空体からなり、該線状中空体の軸直角方向の断面が隔壁によって複数個の略扇形状の中空部に分割されている人工い草の溶融押し出し成形による製造に際し、溶融押し出し成形ダイス部がコアーダイス先端に扇形状中空部の数に応じた直径線上の分割溝と該分割溝間のエアー穴が形成されたコアーダイス及びリング状のカバーダイスを組み合わせたものを用い、各分割溝間の各エアー穴から空気を吐出しつつ、熱可塑性樹脂を溶融押し出しすることにより、長さ方向に連続した内部に複数の隔壁を形成した中空部構造を有する線状中空体とし、次いで、押し出された溶融状態の樹脂は、中空部構造を壊さないように真空型サイジング装置で冷却し、さらに形態の保持が可能な段階まで冷却し、冷却された線状中空体は加熱炉で延伸に必要な温度に再加熱延伸して、熱固定後に必要長にカットもしくはドラムに巻取ることを特徴とする人工い草の製造方法である。ここで、得られる人工い草の中空部の数は複数個、特に３個以上であることが好ましい。３個以上とすることにより、径方向に対する抵抗が大きくなり、また潰れにくくなる。中空部の数は３個以上であれば特に制限はないが、３〜８個が好適である。線状中空体の平均外径は1.0〜2.5mmであることが、畳表に織製するときの作業性および高級感の点から好適である。最適には1.2〜2.0mmである。
【０００６】
また上記課題は、(2)中空部が線状中空体の軸直角方向の断面の中心を通過する隔壁によって、略扇形状に分割されている前記(1)項記載の人工い草を下記の溶融押し出し成形用ダイスを提供することによってより好適に達成される。すなわち、溶融押し出し成形ダイス部が丸棒状コアーダイスと円筒状カバーダイスとからなり、該コアーダイスの先端に扇形状中空部の数に応じた直径線上の分割溝と該分割溝間に空気を吐出するエアー穴が形成され、コアーダイスに被せるリング状のカバーダイスを組み合わせた間隙と前記分割溝が連通して樹脂が押し出されるようにしてなる人工い草製造用成形ダイスである。ここで、コアーダイスの分割溝は十字状であり、該コアーダイスの先端から５〜50mmカットである成形ダイスが好ましい。
【０００７】
更に上記課題は、(3)熱可塑性樹脂部分が10〜50％の発泡部分を含み、かつ断面における中空部の空隙率が40〜90％である前記(1)または(2)項記載の人工い草を提供することによってより好適に達成される。熱可塑性樹脂部分の発泡構造および線状中空体円形断面における熱可塑性樹脂部分と中空部分の割合も重要である。熱可塑性樹脂部分の発泡構造は製品表面の微妙な凹凸につながり、単調なプラスチックライクな外観を改善し、ファジーな光沢を演出し、高級感をかもしだす。この目的を達成するための好適な発泡部分の割合は10〜50％であり、さらに好適には15〜40％である。発泡部分が10％未満では製品表面の微妙な凹凸がつきにくく、50％を越えると折れやすい等の性能悪化につながる。
【０００８】
また、線状中空体円形断面における熱可塑性樹脂部分と中空部の空隙部分の割合を示す空隙率は前述のい草の有するしなやかさと潰れにくい性能をコントロールする。この目的を達成するための好適な中空部の空隙率は40〜90％であり、さらに好適には50〜80％である。中空部の空隙率が40％未満では、硬く、棒状のい草になり、使用に値するものとならない。90％を越えると表面部分が割れたり、裂けて、畳表として使用時に毛羽立ちやすいという問題が発生する。
【０００９】
本発明において、前述した発泡部分の割合は、線状中空体円形断面の熱可塑性樹脂部分の中での発泡部分の割合を表し、この値の測定は、断面を40〜100倍に拡大した電子顕微鏡写真をコピーした紙の切抜き重量法で求めることができる。この場合、10μm以下の小さな発泡は切抜きが困難であるので発泡部分から除外している。また、中空部の空隙率の測定も上述の発泡部分の割合と同様に電子顕微鏡写真のコピーの切抜き重量法で求めることができる。
【００１０】
加えて、上記課題は、(4)熱可塑性樹脂発泡体よりなる隔壁の厚みが20〜200μm、外壁の厚みが100〜500μmである前記(1)、(2)または(3)項記載の人工い草を提供することによってより好適に達成される。隔壁の平均厚みは20〜200μmとすることによって、潰れにくく、また潰れた後の復元性を有し、かつ、折れにくいこととなる。最適には40〜150μmである。外壁の平均厚みは100〜500μmであることが、径方向の圧縮に対する抵抗が大きいことから好適である。最適には120〜350μmである。この隔壁は、隔壁同志および外壁と連続して繋っていることが好ましいが、発泡等により一部が欠損していても、その割合が小さければ差し支えない。
【００１１】
本発明で使用される熱可塑性樹脂は、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレンに代表されるポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、６−ナイロン、６６−ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリスチレンおよびこれらのアロイもしくは共重合体等である。とりわけ、ポリプロピレンおよびポリプロピレンとポリエチレンとのアロイが好ましい。
【００１２】
本発明で使用される熱可塑性樹脂の発泡は、樹脂の成形温度とマッチした発泡剤を使用することにより達成することが可能である。例えば、アゾジカルボアミド(ＡＤＣＡ)、アゾビスイソブチロニトリル(ＡＩＢＮ)などの有機系発泡剤や、炭酸水素ナトリウム等の無機系発泡剤を使用することができる。発泡剤の添加量は、樹脂100部に対して、0.1〜1.0部、好ましくは0.2〜0.5部である。また熱可塑性樹脂には、表面の凹凸による外観の高級感を付与するために、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、マイカなどの無機充填剤を配合することが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の熱可塑性合成樹脂からなる人工い草の製造方法及びその製造に用いる溶融押し出し成形ダイスの特徴は、図１〜５に示す特殊な断面構造を有する線状中空体としたことにある。すなわち、線状中空体の軸直角方向の断面が隔壁によって略扇形状に複数個の中空部に分割されていることが重要である。さらに、その中空部は線状中空体の軸直角方向の断面のほぼ中心を通過する放射線状隔壁によって、略扇形状に分割されていることがより好適な態様である。ここで、“軸直角方向の断面のほぼ中心を通過する隔壁によって略扇形状に分割されている”という表現はモデル図として図１から図５に示したとおりであるが、この形状のわずかな変形も許されないというのではなく、これらの形状が基本的に保持されていれば、多少の変形は本発明に含まれる。例えば図７の電子顕微鏡写真は図２に示した中空部が４個のものと同じ構造である。また、この中空部を形成する隔壁は線状中空体の長さ方向に連続している。このような構造としたことにより、天然い草の有するしなやかで潰れにくい性能を発現することができる。図１から図５において、符号１は放射線状に設けられた隔壁であり、２は円周上に設けられた線状中空体の外壁であり、また３は隔壁１と外壁２によって形成される扇形状中空部である。
【００１４】
本発明の人工い草の製造方法及びその製造に用いる溶融押し出し成形ダイスは、具体的には以下に示すとおりである。例えば、図２に示される４個の中空部を有する円形断面中空体を得るには、図６に斜視図で示す特殊な構造を有する成形ダイス部コアー８を用いて成形を行う。コアー８の先端６から５〜50mm、好ましくは10〜30mmを、必要な中空部の数に応じてカットして、分割している。符号４及び５は分割溝を示す。各々の分割されたコアー先端６にはそれぞれエアー穴７が設けられている。このコアーと通常のリング状のカバーダイスを組み合わせて、エアー穴７から空気を吐出しつつ、熱可塑性樹脂を溶融押し出しすることにより、長さ方向に連続した特殊中空部構造を有する線状中空体を得ることができる。溶融状態の樹脂は、中空部構造を壊さないように、真空型サイジング装置で冷却され、さらに形態の保持が可能な段階まで冷却される。冷却された線状中空体は加熱炉で延伸に必要な温度に再加熱され、３〜20倍、好ましくは７〜15倍に延伸される。再加熱の温度は、樹脂の延伸配向による強度アップを図るために、樹脂が完全に溶融する温度よりかなり低いガラス転移温度付近が好ましい。例えばポリプロピレン樹脂の場合には、ガラス転移温度となる結晶の溶融開始温度が170℃前後であるので、150〜180℃が適当である。延伸後に形態安定を図るために加熱温度と同等の温度で熱固定を行うのが好ましい。熱固定時には、数％、好ましくは２〜５％の収縮を入れることにより、形態安定性を更に高めることができる。得られた線状中空体は、熱固定後に、必要長にカットもしくはドラム巻取をすることができる。
【００１５】
実施例１
ポリプロピレン(三井東圧社製ＪＨＨ−Ｇ)100重量部、ポリエチレン(三井石油化学社製ハイゼックス)30重量部、炭酸カルシウム80重量％含有ポリプロピレンマスターバッチ20重量部、顔料0.5重量部、発泡剤ＡＤＣＡ0.3重量部を混合した原料を40φ(Ｌ／Ｄ＝22)単軸押出機および図６に示されているコアーを用いて溶融押出し、真空サイジング部、冷却水槽を経て、図２に示された、４個の中空部を有する外径4.3mmの線状中空体を得た。この線状中空体は引き続き160℃に加熱された３m長の延伸炉に導入され、８倍に延伸された。延伸は出口のロール速度を入口のロール速度に対して８倍速にすることにより、達成できる。延伸された線状中空体は引き続き、160℃に加熱された３m長の熱固定炉に導入され、２％の収縮を伴いながら熱固定され、冷却後1200mm長にカットされた。
【００１６】
本実施例によって得られた人工い草は、発泡割合が21％、平均外径が1.6mm、隔壁の平均厚みが80μm、外壁の平均厚みが180μmであり、図７の電子顕微鏡写真(倍率35倍)に示されているように、円形断面の中心を通過する隔壁によって規則的に４個に分割された中空部を有するものであった。この人工い草の性能を表１に示すが、潰れにくさを示す復元性が天然い草より優れており、また天然い草並の外観及びしなやかさを有していた。
【００１７】
比較例１
実施例１と同じ原料を用い、ダイス部コアーのみ図６に示した特殊なものでない一般的なものを用いて、実施例１と同様な方法で、中空部構造を有しないドーナツ型の断面を有する人工い草を得た。この人工い草は平均外径が1.5mm、熱可塑性樹脂発泡層の平均厚みが220μmであった。
【００１８】
比較例２
比較例１の原料の中から、発泡剤ＡＤＣＡを抜いた原料を使用して、延伸、熱固定を行うことなく、発泡の無い初期の花筵に用いられたストロー状の中空体を得た。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、外観及び径方向に対する抵抗性に優れ、潰れにくく、また折れにくい性能を有しており、天然い草と同等もしくはそれ以上の性能を有する人工い草を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の人工い草の一実施態様を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図６】図２に示す本発明の人工い草を製造する際に使用する成形ダイス部コアーの斜視図である。
【図７】図２に示す本発明の人工い草の断面の電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１  隔壁
２  外壁
３  中空部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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