JP2004090318A

JP2004090318A - 成形体

Info

Publication number: JP2004090318A
Application number: JP2002252668A
Authority: JP
Inventors: Shinji Takeda; 武田　信司; Eisuke Tadaoka; 唯岡　英介
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Housetec Inc
Current assignee: Housetec Inc; Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】浴槽等の住宅設備の水回り製品への適用において、親水性化による成形体表面の耐久性および密着性の問題を生じさせずに、親水性と防汚染性に優れた成形体を安価に提供する。
【解決手段】樹脂基材又は表面を樹脂被覆した基材の表面に、積層吸着膜を設けた成形体。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浴槽等の住宅設備の水回り製品に適用可能な成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、浴槽、浴槽エプロン、浴室壁、洗い場（防水パン）、洗面カウンター、食器、壁材、床材等の幅広い製品分野の樹脂成形体又は表面を樹脂被覆した成形体は、防汚染性、乾燥性などの機能化としてその表面を親水化・撥水化・滑水化する処理がされている。
特に、樹脂成形体又は表面樹脂被覆した成形体はその表面が撥水性であることから、親水機能を付与することによる防汚染性、乾燥性等の機能性の向上を図る場合が多く、その表面処理は有機系塗料と無機系塗料とに大別できる。通常、有機系塗料は親水性化のレベルが低く期待する機能が発揮できず、一方、無機系塗料は、ゾルゲル法による成膜が一般的であるが、基材又は基材表面が樹脂であることや、マイクロクラックの発生から厚膜化ができないことなどから、その密着性や摩耗の耐久性は、上記で例示した種々の住宅設備等日常の過酷な使用環境下で満足できるレベルではない。
【０００３】
従来、これら住宅設備の水回り製品に防汚染機能を付加したものとして、表面の親水性化については、酸化チタン等による光触媒物質を表面に塗布する方法があり、例えば、特開平１０−２２５３９３号公報に開示されている。しかし、浴槽の表面に酸化チタン等を塗布する方法では、コート膜自体が光触媒そのものの分解作用により耐久性及び光沢の低下が見られる。また、光触媒効果のない金属酸化物でも、プラスチック基材との密着性が弱く摩耗性に問題があり、ハードコートの機能も有する樹脂の添加が要求される。このため、高コストの課題もあって実用レベルのものは報告されていない。
【０００４】
また、防汚染性とハードコートの両立については、アルキルフルオロアクリレートとアクリル系材料をプラスチック基材に塗布する方法があり、例えば、特開平１１−２０９４９０号公報に開示されている。しかし、当該技術は自動車等の水回り以外の用途に関するものであるため、アルキルフルオロアクリレートのフルオロ基による低表面エネルギー化（撥水作用）では水回りの金属石鹸・脂汚れ物質の付着を十分防止できない。さらに、一般的な樹脂のみ、例えば有機系樹脂を多量に添加した材料系では、水の接触角を３０°以下とすることが困難なため、目的とする防汚染、乾燥性の機能を付与するのに十分な親水性化ができない。
このため、浴槽等の水回りに関するもの、特に金属石鹸、脂汚れの除去性に優れる親水性のものは報告されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、樹脂基材又は表面を樹脂被覆した基材の表面に、積層吸着膜を設けることによって、親水性化された成形体表面の耐久性および密着性の問題を解決するものである。
また本発明は、積層吸着膜が、正の電荷を持った第１の帯電膜と負の電荷を持った第２の帯電膜とを交互に積層し形成されることを特徴とする（１）記載の成形体を提供するものである。
上記第１の帯電膜と第２の帯電膜とを交互に積層することにより、積層吸着膜間の電気的な相互作用により親水機能を付与し、その結果、汚染防止効果が発現し且つ密着性を向上させる効果が発現すると推定される。そして、本発明の積層吸着膜を設けるプロセスを用いることにより成形体表面部分の薄膜化を可能とし、成形体表面の耐久性も向上するものと推定される。また、本発明では積層吸着膜の組み合わせを任意に選ぶことができるため、成形品に要求される特性に応じた表面特性の制御が可能である。さらに本発明は金属酸化物等の無機材料を用いないため、低コストで成形体を提供することが可能となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次のものに関する。
（１）樹脂基材又は表面を樹脂被覆した基材の表面に、積層吸着膜を設けた成形体。
（２）積層吸着膜が、正の電荷を持った第１の帯電膜と負の電荷を持った第２の帯電膜とを交互に積層し形成されることを特徴とする（１）記載の成形体。
（３）第１の帯電膜あるいは第２の帯電膜として高分子材料を用いることを特徴とする（２）記載の成形体。
（４）成形体表面の水の接触角が３０°以下であることを特徴とする（１）〜（３）いずれかに記載の成形体。
（５）成形体が、浴槽、浴室用防水パン、浴室用カウンター、浴室用壁、洗面カウンター、洗面ボウル、キッチンカウンター、キッチンキャビネット用パネル部材、食器または食器洗浄器のいずれかに用いられることを特徴とする（１）〜（４）いずれかに記載の成形体。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明における樹脂基材からなる成形体又は表面を樹脂被覆した基材からなる成形体としては、例えば、浴室回りで使用される浴槽、浴槽用エプロン、浴室壁（浴室用壁）、浴室カウンター、洗い場（防水パン）、洗面カウンター、洗面ボウル、キッチン回りで使用されるキッチンカウンター、（側板パネル、底板パネル、背板パネル等の）キッチンキャビネット用パネル部材、食器、壁材及び床材又は食器洗浄器等、広い分野の成形体からなる物品に適用できる。なお、表面を樹脂被覆した基材からなる成形体としては基材が鋼板でこの表面を塩化ビニルフィルムで被覆した塩化ビニル鋼板を成形した成形体からなる物品、例えば浴室の壁パネルや天井パネル、あるいは洗面台等の洗面家具や、流し台、調理台、吊戸棚等のキッチン家具におけるキッチンキャビネット用パネル部材としての成形体や扉などの成形体からなる物品に適用できる。
【０００８】
本発明において成形体の表面には、積層吸着膜が形成されている。積層吸着膜は、正の電荷を持った第１の帯電膜と、負の電荷を持った第２の帯電膜とを任意に組み合わせて積層し形成することができるが、一般には同種電荷同士の反発を考慮し、第１の帯電膜と第２の帯電膜とを交互に積層することがより好ましい。
帯電膜としては、高分子材料あるいは無機材料を用いることができるが、薄膜化や製造コスト低減の面で高分子材料がより好ましい。
【０００９】
高分子材料としては、電解質ポリマーを用いたものが好ましく、負の電解質ポリマー薄膜と正の電解質ポリマー薄膜とを任意に組み合わせて積層する。負の電解質ポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリパラフェニレン（−）、ポリチオフェン−３−酢酸、ポリアミド酸等の水溶性のアニオン性ポリマーが用いられる。正の電解質ポリマーとしては、ポリアリルアミン塩酸塩、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレン（＋）、ポリパラフェニレンビニレン、ポリエチルイミン等の水溶性のカチオン性ポリマーが用いられる。
【００１０】
負の電解質ポリマー薄膜と正の電解質ポリマー薄膜との積層吸着膜の一種である交互吸着積層膜は、例えば、Ｇ．Ｄｅｃｋｅｒ，　Ｔｈｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｉｌｍｓ，　２１０／２１１，　８３１（１９９２），　Ｄ．Ｓ．Ｙｏｏ，　Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，　３１，　４３０９（１９９８）、有賀克彦，化学と工業，第５２巻，第７号，８５３−８５６頁に記載の方法を用いて、形成することができる。一般的には、負の電解質ポリマー（アニオン）水溶液と正の電解質ポリマー（カチオン）水溶液とに、基材を交互に浸す作業を行えばよい。
【００１１】
成形体表面の水の接触角は、３０°以下であることが好ましく、１５°以下であることがより好ましく、０に近いのが理想である。この接触角が３０°を超えると成形体表面の親水性が低くなる。
【００１２】
積層吸着膜の膜厚は特に制限がないが、各層の厚みは０．５〜５０ｎｍ、積層膜の層数は１０〜１０００、積層吸着膜全体の膜厚は０．００５〜５０μｍであることが好ましい。各層の厚みは０．５ｎｍ未満、積層吸着膜の層数が１０未満、又は積層吸着膜全体の膜厚が０．００５μｍ未満の場合には、防汚染性の機能が発揮されないおそれがある。また、各層の厚みは５０ｎｍ、積層吸着膜の層数が１０００、又は積層吸着膜全体の膜厚が５０μｍを超える場合には、生産性が低下するおそれがある。
【００１３】
一般に「電解質」という言葉は、水溶性の材料に対して用いられるが、本発明に利用可能な積層吸着膜を作成する上では、必ずしも水溶性の材料を用いる必要はない。たとえば、荷電微粒子（たとえば、フェライト微粒子）のような不溶性の材料であっても、有機溶媒に分散した状態で用いれば、本発明の積層吸着膜の材料として利用可能である。また、本発明の積層吸着膜の材料は、必ずしもポリマー（高分子材料）である必要はない。たとえば、ルテニウム錯体モノマ（Ｒｕ（ｂｐｙ）^３（ＰＦ_６）^２＋＋）を正の帯電膜として用い、ポリアクリル酸を負の帯電膜として用いた積層吸着膜を形成することも可能である。
【００１４】
以上の製造法により形成される親水性の膜は、日常生活、特にキッチン、浴室で発生する金属石鹸、脂汚れ物質に対しての防汚染性（易洗浄性）や表面に付着した水が乾き易いといった乾燥性の機能を有する。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
実施例１
（成形品作製）
基材（不飽和ポリエステル樹脂＋ガラス繊維からなるＦＲＰ）表面に、１層の厚さが約５ｎｍの吸着膜を１０層積層させて、全体の膜厚が約５０ｎｍの積層吸着膜を形成させた。積層吸着膜の形成は、以下の様に行った。正の電解質ポリマーとしてポリアリルアミン、負の電解質ポリマーとしてポリアクリル酸を用いて、各々の水溶液（濃度１０^−２モル／Ｌ）に調製した。基材を負の電解質ポリマー水溶液に１５分間浸漬して水で洗浄し、次に正の電解質ポリマー水溶液に１５分間浸漬して水で洗浄し、これを交互に繰り返すことで、目的とする積層吸着膜を形成させ、成形体を作製した。この時、ポリアリルアミン水溶液のｐＨは３．５、ポリアクリル酸水溶液のｐＨは３．５に保持した。
（膜の特性評価）
下記方法により、接触角、防汚染性、乾燥性の評価を行った。
［接触角測定］
作製した成形品表面について、自動式接触角計「ＣＡ−Ｘ１５０型」（協和界面科学（株）製）を用いて水の接触角を測定した。
［防汚染性評価］
ラウリン酸ナトリウムを温水に溶かし塩化カルシウムを添加すると、石鹸カスに組成の近い脂肪酸カルシウムが浮きかす状のスカム（ｓｃｕｍ）として生成する。そのスカムの浮いたカップに作製した成形品を１０回出し入れし、表面にそのスカムを強制的に付着させる。スカムの付着した成形品をシャワーで洗い流した後、光沢の度合い及び汚れの付着状態を目視で判定した。殆ど汚れ除去、わずかに汚れ残る、汚れが殆ど残っているの３段階評価を行い防汚染性評価とした。［乾燥性評価］
作製した成形品を実機防水パン（１６１６サイズ）にコートし、全面水張り後に排水し、温度２０℃，湿度９０％の環境試験室に６時間放置した後、水残りの量を見て、水残りなし、わずかに水残りあり、水残りありの３段階評価を行い乾燥性評価とした。
【００１６】
実施例２
ポリアリルアミン水溶液のｐＨは３．５のままで変えず、ポリアクリル酸水溶液のｐＨを５．５に変えること以外は、実施例１と同様にして成形体を作製し、特性評価を行った。
【００１７】
比較例１
何もコートしないＦＲＰ基材のみを使用すること以外は実施例１と同様にして、成形体を作製し、特性評価を行った。
【００１８】
比較例２
コート材としてシリカゾル無機材料を用いゾルゲル法で成膜する方法の密着性、コスト性を改善するものとして、有機無機複合材料（アクリル樹脂にシリカ系セラミック粒子を担持させたもの）を膜厚が約３μｍとなる様、基材（不飽和ポリエステル樹脂＋ガラス繊維からなるＦＲＰ）表面にコートした。さらに１４０℃で３０分乾燥することにより硬化させて成形体を作製し、特性評価を行った。
【００１９】
実施例１，２及び比較例１，２における防汚染性の評価結果を表１に示す。
【表１】

表１　表面コート材料の特性比較
防汚染性
○：殆ど汚れ除去
△：わずかに汚れ残る
×：汚れが殆ど残っている
乾燥性
○：水残りなし
△：わずかに水残りあり
×：水残りあり
【００２０】
実施例１及び２は、いずれも水の接触角が３０°以下と低く親水性に優れ、防汚染性と乾燥性も良好であった。一方、何もコートしていない比較例１は、水の接触角が７５°と高く親水性に乏しく、防汚染性と乾燥性も劣っていた。また、有機無機複合材料でコートした比較例２も、水の接触角が５０°と高く親水性に乏しく、満足な防汚染性が得られないことが分かった。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、親水性と防汚染性に優れた成形体を安価に得ることが可能となる。

Claims

樹脂基材又は表面を樹脂被覆した基材の表面に、積層吸着膜を設けた成形体。
積層吸着膜が、正の電荷を持った第１の帯電膜と負の電荷を持った第２の帯電膜とを交互に積層し形成されることを特徴とする請求項１記載の成形体。
第１の帯電膜あるいは第２の帯電膜として高分子材料を用いることを特徴とする請求項２記載の成形体。
成形体表面の水の接触角が３０°以下であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の成形体。
成形体が、浴槽、浴室用防水パン、浴室用カウンター、浴室用壁、洗面カウンター、洗面ボウル、キッチンカウンター、キッチンキャビネット用パネル部材、食器または食器洗浄器のいずれかに用いられることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の成形体。