JP2005171063A - 樹脂複合体 - Google Patents

Abstract

【課題】 使用時には形状保持性が良好で、使用後には水によってチップに容易に分離され、水に分散される樹脂複合体を提供する。
【解決手段】 樹脂複合体は、樹脂発泡体を破砕してなるチップに水溶性バインダーを配合して成形することにより得られる。この樹脂複合体は、水に浸漬すると水溶性バインダーが経時的に溶解し、チップ同士が分離して分散状態となる。樹脂発泡体としては親水性の良いポリエステル系ポリウレタン樹脂発泡体が好ましい。チップの平均粒径は１〜１０mmであることが好ましい。水溶性バインダーはカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等のセルロース類が好適である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、例えばトイレの洗浄用具等に用いられる樹脂複合体に関するものである。更に詳しくは、使用時には形状が保持され、使用後には水に分散して流すことができる樹脂複合体に関するものである。

従来、カーペット用粉体洗浄剤としては、セルローススポンジを裁断したチップを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このカーペット用粉体洗浄剤は、セルローススポンジチップに粉体洗浄剤を配合し、粉体混合機でセルローススポンジチップに粉体洗浄剤を十分に含浸させることによって得られる。そして、カーペット用粉体洗浄剤を使用してカーペットを洗浄する場合には、カーペット上にカーペット用粉体洗浄剤を散布してブラシで洗浄した後、掃除機でパウダーを集塵することにより行われる。
特開平９−２５５９９２号公報（第２頁から第４頁）

ところが、カーペットを洗浄する場合にはカーペット用粉体洗浄剤が一定の形状を有している方が洗浄操作がしやすく、集塵する場合にはその粒子径が小さく集塵効率が高い方が良い。また、このような洗浄剤をトイレ用洗浄用具として使用する場合には、所定の形状を保持している方が良く、使用後には粒子径が小さくなって水に流すことが可能である方が良い。このように、使用時には洗浄用具として使いやすい形状を有し、使用後には微小粒子に分散して水と共に流れるような機能をもつ材料が求められている。前記特許文献１に記載の技術は、そのような要求を満たすものではなかった。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、使用時には形状保持性が良好で、使用後には水によってチップに容易に分離され、水に分散される樹脂複合体を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の樹脂複合体は、樹脂発泡体を破砕してなるチップに水溶性バインダーを配合して成形された樹脂複合体であって、水に浸漬すると水溶性バインダーが経時的に溶解し、チップ同士が分離して分散状態となるように構成されていることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明の樹脂複合体は、請求項１に記載の発明において、前記樹脂発泡体は親水性ポリウレタン樹脂発泡体である。
請求項３に記載の発明の樹脂複合体は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記チップの平均粒径は１〜１０mmである。

請求項４に記載の発明の樹脂複合体は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記水溶性バインダーは炭水化物及びその誘導体である。

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１に記載の発明の樹脂複合体によれば、使用時には樹脂複合体の形状保持性が良好で、使用後には水によってチップに容易に分離され、水に分散される。

請求項２に記載の発明の樹脂複合体によれば、請求項１に係る発明の効果に加え、親水性ポリウレタン樹脂発泡体は、水に浸漬したとき分離したチップが水中に良好に分散される。

請求項３に記載の発明の樹脂複合体によれば、請求項１又は請求項２に係る発明の効果に加え、破砕加工や樹脂複合体の製造に手間を要することなく、また使用後に水とともに容易に流すことができる。

請求項４に記載の発明の樹脂複合体によれば、請求項１から請求項３のいずれか一項に係る発明の効果に加え、チップ同士の接着性に優れ、しかも水に浸漬したときにはチップに容易に分離される。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態の樹脂複合体は、樹脂発泡体を破砕してなるチップに水溶性バインダーを配合して成形された樹脂複合体であって、水に浸漬すると水溶性バインダーが溶解し、チップ同士が分離して分散状態となるように構成されているものである。樹脂発泡体としては、ポリウレタン樹脂発泡体、ポリオレフィン樹脂発泡体、メラミン樹脂発泡体、フェノール樹脂発泡体等が挙げられる。これらのうち、親水性が良く、洗浄用具として広く使用されている親水性ポリウレタン樹脂発泡体が好ましく、その中でも親水性に富み、水に接触したとき加水分解されやすいポリエステルポリオールを主成分とするポリウレタン樹脂発泡体がより好ましい。特に、これら樹脂発泡体に親水性を付与する方法としては、発泡体の合成を阻害しない範囲で、アニオン系界面活性剤等の界面活性剤を添加する方法によって行なうこともできる。

ここで、ポリウレタン樹脂発泡体について説明する。
ポリウレタン樹脂発泡体は、ポリオール類とポリイソシアネート化合物とを触媒、発泡剤及び整泡剤の存在下に反応させて製造される。ポリオール類としては、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオールが用いられる。ポリエステルポリオールは、アジピン酸、フタル酸等のポリカルボン酸を、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のポリオールと反応させることによって得られる縮合系ポリエステルポリオールのほか、ラクトン系ポリエステルポリオール及びポリカーボネート系ポリオールが挙げられる。ポリエーテルポリオールは、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、それらの変性体等が挙げられる。

ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオールと反応させるポリイソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４,４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１,５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）等が用いられる。

発泡剤はポリウレタン樹脂を発泡させてポリウレタン樹脂発泡体とするためのもので、例えば水のほかペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、炭酸ガス等が用いられる。整泡剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤、ポリエーテルシロキサン、フェノール系化合物等が用いられる。

触媒はポリオール類とポリイソシアネート化合物とのウレタン化反応を促進するためのものであり、具体的にはＮ,Ｎ´,Ｎ´−トリメチルアミノエチルピペラジン、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン等の３級アミン、スズオクトエート等の有機金属化合物、酢酸塩、アルカリ金属アルコラート等が用いられる。その他必要に応じて、架橋剤、充填剤、安定剤、着色剤、難燃剤、可塑剤等が配合される。

ポリオールとポリイソシアネート化合物とのウレタン化反応を行なう場合には、ポリオールとポリイソシアネート化合物とを直接反応させるワンショット法或はポリオールとポリイソシアネート化合物とを事前に反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを得、それにポリオールを反応させるプレポリマー法のいずれも採用される。

前記樹脂発泡体を破砕して得られるチップの平均粒径は１〜１０mmであることが好ましく、２〜４mmであることが更に好ましい。チップの平均粒径が１mm未満の場合には破砕加工に手間を要すると共に、成形体の製造にも手間を要することとなる。一方、チップの平均粒径が１０mmを越える場合には、使用後に下水道に流すときに排水管に詰まりを生ずるおそれがある。チップへの破砕は破砕機を用い、常法に従って行なわれる。破砕機としては、圧砕型破砕機、打撃型破砕機のいずれも使用することができ、粗砕機、中砕機、細砕機を適宜選択して使用することができる。

水溶性バインダーは、チップを結合して固化させることができ、得られた樹脂複合体を水に浸漬したときに溶解してチップが分離して分散されるものであるならば制限されることなく使用することができる。水溶性バインダーとして具体的にはエチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム等も使用できるが、チップ同士の結合力と水に対する溶解性の点から炭水化物及びその誘導体が好ましい。炭水化物及びその誘導体としては、水溶性セルロース誘導体と水溶性天然高分子が挙げられる。水溶性セルロース誘導体とは、メチル、ヒドロキシエチル、ソジウムカルボキシメチル〔ナトリウム塩であって、カルボキシメチルセルロース（以下、ＣＭＣという）〕、カルボキシメチル等のセルロース誘導体をいう。また、水溶性天然高分子とは、でんぷん、でんぷん糊料、可溶性でんぷん、デキストリン等をいう。これらのうち、ＣＭＣが水に溶解しやすく、樹脂複合体を水に浸漬してチップを分離、分散させるのに要する時間が短いことから好ましい。ＣＭＣの分子量は５０,０００〜１４０,０００であることが好ましい。この分子量が５０,０００未満では樹脂複合体の成形時及び使用時に水に触れたときバインダーとしての強度が低く、樹脂複合体を構成するチップが欠ける場合がある。一方、分子量が１４０,０００を越えると、バインダーとしての強度は高いが、使用時において水に溶け難く、チップが分離、分散しにくく、洗浄用具として用いたとき被洗浄面を傷付けるおそれもある。

水溶性バインダーは所定濃度の水溶液として用いられる。その濃度は２〜５質量％であることが望ましい。係る濃度が２質量％未満の場合には、チップ同士の結合力が不足し、樹脂複合体としての形状保持性が不十分となる。一方、濃度が５質量％を越える場合には、チップ同士の結合力が大きくなり過ぎて樹脂複合体を水に浸漬したときに元のチップに分離しにくくなる。また、水溶性バインダーのチップに対する使用量は、固形分として１０〜３０質量％であることが望ましい。この使用量が１０質量％未満の場合、チップ同士の結合力が不足し、樹脂複合体としての形状保持性が不十分となり、３０質量％を越える場合、樹脂複合体を水に浸漬したときに元のチップに分離しにくくなる。

さて、樹脂複合体としてのトイレ洗浄用具は、樹脂発泡体としてのポリエステル系ポリウレタン樹脂発泡体を破砕機で破砕し、得られたチップを水溶性バインダーの水溶液に混合し、それを型内に注入して加熱することにより製造される。製造されたトイレ洗浄用具は、水溶性バインダーの結合力により樹脂複合体の形状保持性が良好であることから、便器を洗浄するときには良好な洗浄操作性を発揮することができる。使用後には、バインダーとしてのＣＭＣの水溶性とポリエステル系ポリウレタン樹脂発泡体の親水性に基づき、トイレ洗浄用具を構成する樹脂複合体が水によって元のチップに次第に分離され、やがて水に分散される。

このとき、チップを構成するポリエステル系ポリウレタン樹脂発泡体は親水性が高く、加水分解されやすいことから、水に浸漬して分離したチップが水面に浮くことなく、水中に良好に分散される。しかも、チップの平均粒径が１〜１０mmに設定されている。従って、便器の水を流すことにより、水に分散されたチップが排水管に詰まることなく、速やかに流される。

以上の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 実施形態の樹脂複合体は、樹脂発泡体を破砕してなるチップを用い、そのチップが水溶性バインダーを用いることによって接着されて成形される。このため、使用時には水溶性バインダーにより樹脂複合体の形状保持性が良好であり、バインダーの水溶性に基づき、使用後には水によってチップに容易に分離され、水に分散される。

・ また、親水性ポリウレタン樹脂発泡体は親水性が良いことから、水に浸漬したとき分離したチップが水中に良好に分散される。
・ 更に、チップの平均粒径を１〜１０mmに設定することにより、破砕加工や樹脂複合体の製造にも手間を要することなく、また使用後に水とともに容易に流すことができる。

・ 加えて、水溶性バインダーとしてのセルロース類は接着性が高く、水溶性も良好であることから、チップ同士の接着性に優れ、しかも水に浸漬したときにはチップに容易に分離される。

以下に、実施例及び比較例を挙げて、前記実施形態を更に具体的に説明する。
（実施例１）
軟質スラブポリウレタン樹脂発泡体〔（株）イノアックコーポレーション製、品番ＳＡＱ、ポリエステル系ポリウレタン樹脂発泡体〕を破砕機に投入し、平均粒径３ｍｍのチップを得た。一方、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ、オルドリッチ社製、分子量９０,０００、融点３００℃、比重１．５９）３．５％濃度の水溶液（aq）を３０ｇ用意した。このカルボキシメチルセルロース水溶液に対して、上記チップ５ｇをビーカーに投入し、ミキサーで１分間撹拌、混合した。これを直径１５０ｍｍ、高さ３０ｍｍの円筒形の成形型内に充填し、上部から加圧した。このとき、成形型内の充填物は１０％圧縮されていた。この成形型を１１０℃、５時間加熱、乾燥させた後、脱型することで、樹脂複合体を得た。

破砕前の軟質スラブポリウレタン樹脂発泡体の密度は７５ｋｇ／ｍ³であったが、成形後の樹脂複合体の密度は１０５ｋｇ／ｍ³であった。また、水分散性を次のようにして測定した。すなわち、水分散性の測定は、水中に樹脂複合体を浸し、外力を加えて擦ったときにチップが分散するまでの時間（分）を計測することにより行なった。その結果、１分で分散し、分散性は良好であった。
（実施例２〜８及び比較例１〜４）
粉体樹脂成分、粒子径及びバインダーを表１又は表２に示すように変更した以外は実施例１と同様にして樹脂複合体を得た。得られた樹脂複合体について、実施例１と同様にして分散性を測定し、その結果を表１又は表２に併せて示した。表１において、ＥＭＫは株式会社イノアックコーポレーション製のポリエーテル系ポリウレタンフォームを意味し、ＰＥＦはポリエチレン樹脂発泡体を意味する。

表１に示したように、実施例１から実施例８では、樹脂複合体の水分散性についていずれも１分で分散し、良好であった。更に、ポリエステル系ポリオールを用いて得られたポリウレタン樹脂発泡体を使用した実施例１と、ポリエーテル系ポリオールを用いて得られたポリウレタン樹脂発泡体を使用した実施例６とを比較すると、実施例１では分離したチップが水中に良好に分散したのに対し、実施例６ではチップが水の表面に浮く傾向が見られた。また、水溶性バインダーとしてＣＭＣを用いた実施例４と、でんぷんを用いた実施例８とを比較すると、ＣＭＣの方がでんぷんより接着性が高いことから、樹脂複合体の形状保持性は実施例４の方が実施例８より良好であった。

表２に示したように、比較例１ではバインダーとしてアクリルエマルジョンを用い、比較例２ではウレタンエマルジョンを用いたことから、分散性が不良であった。比較例３ではＣＭＣの使用量が１％と少なく、チップが接着不良で樹脂複合体として形状保持ができなかった。比較例４ではＣＭＣの使用量が６％と多く、粘着成分がチップに移行して分散するのに３分を要した。

尚、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ セルロース類として、カルボキシメチルエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシルプロピルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、セルロース粉末等を用いることができる。

・ 樹脂発泡体に、ポリビニルアルコール等の親水性樹脂を併用することもできる。
・ 樹脂発泡体を破砕してなるチップに水溶性バインダーを配合する場合、チップに対して水溶性バインダーをスプレーで吹き付けるようにすることもできる。

・ 本発明の樹脂複合体は、トイレ洗浄用具のほか、床洗浄用具、カーペット洗浄用具、台所洗浄用具、風呂洗浄用具等として利用することができる。
更に、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。

・ 前記ポリウレタン樹脂発泡体は、ポリエステル系ポリウレタン樹脂発泡体である請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の樹脂複合体。このように構成した場合には、樹脂複合体の親水性を向上させることができ、使用後にはチップを水中に良好に分散させることができる。

・ 水を用いて洗浄を行なう洗浄用具として用いられる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の樹脂複合体。このように構成した場合には、例えばトイレ洗浄用具としての使用時には樹脂複合体の形状保持性が良好で、使用後には水によってチップに容易に分離され、水に分散されて下水配管へ流すことができる。

・ 樹脂発泡体を破砕してチップを形成し、得られたチップを水溶性バインダーの水溶液と混合し、混合液を型内に投入した後、加熱して成形し、次いで脱型することを特徴とする請求項１に記載の樹脂複合体の製造方法。この製造方法によれば、請求項１に係る発明の効果を有する樹脂複合体を容易に製造することができる。

Claims (4)

1. 樹脂発泡体を破砕してなるチップに水溶性バインダーを配合して成形された樹脂複合体であって、水に浸漬すると水溶性バインダーが経時的に溶解し、チップ同士が分離して分散状態となるように構成されていることを特徴とする樹脂複合体。
2. 前記樹脂発泡体は親水性ポリウレタン樹脂発泡体である請求項１に記載の樹脂複合体。
3. 前記チップの平均粒径は１〜１０mmである請求項１又は請求項２に記載の樹脂複合体。
4. 前記水溶性バインダーは炭水化物及びその誘導体である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の樹脂複合体。