JP2007254749A - 光触媒アパタイト含有樹脂及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】酸化チタンを使用して抗菌対策する方法は樹脂中に酸化チタンを混合したコーティング用樹脂を作成し、このコーティング樹脂をキーの表面に被膜している。上記方法は樹脂成形品にコーティング層を形成する必要が有るために製造工数が増え費用が増加する。対策として、樹脂に抗菌剤を直接混合することが考えられる。しかし抗菌剤である酸化チタンが樹脂を劣化させるのでコーテイング層を必要とせず樹脂を劣化させない組成物を提供する。
【解決手段】光触媒材料を含有した樹脂組成物およびその製造方法であって、前記光触媒材料としてカルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部をＴｉで置換した化学構造を有する光触媒と樹脂材料との組成物がチョーキングを防止することを見いだした。また該光触媒と樹脂を直接混練する工程を有する樹脂組成物の製造方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は抗菌剤を含有する樹脂に係り、詳細には光触媒アパタイトを含有する樹脂、及びその製造方法に関する。

携帯情報機器や携帯電話等の携帯機器は人手に触れ手脂やタバコタール等を介して埃などが付着する。これら手脂、タバコタール、埃は雑菌を繁殖する。このために携帯機器の外観、清潔感が損われる。一方、抗菌に対する関心が高まっている。このため携帯情報機器、携帯電話等の筐体や操作キー等は抗菌対策を強く要求されるようになった。一般的に、これら抗菌剤として酸化チタン（ＴｉＯ2 ）が使用される。例えば、樹脂中に酸化チタンを混合したコーティング用樹脂を作成し、このコーティング樹脂を筐体樹脂上に保護膜を介して筐体上に積層している。またキーは表面に酸化チタンを含くむコーティング用樹脂で被膜している。上記のように酸化チタンを使用したキーは特許文献１、２が有る。
特開平９−１０２２３８号公報 特開平１１−１９５３４５号公報 また酸化チタンをマイクロカプセル化して樹脂に混入したコーティング用樹脂がある。このようなコーティング用樹脂をキーに使用したものは特許文献３に記載されている。 特開平９−１９０２５４号公報 特願２００２−１４６１１０号

しかしながら、上記特許文献１〜３では、いずれも抗菌のために樹脂成形品にコーティング層を形成する必要が有るために製造工数が増え費用が増加する。更に上記特許文献１〜３では抗菌剤を含有するコーティング膜がキーを打鍵される都度、膜が少しずつ削り取られ、やがて膜が無くなり抗菌作用が無くなる。

これらの対策として、樹脂に抗菌剤を直接混合することが考えられる。しかしこの方法は抗菌剤である酸化チタンが素地である樹脂を劣化させる。換言すると酸化チタンが樹脂表面を次第に粉状にして風化させる所謂チョーキングを起こす。近年、酸化チタンに代えて抗菌剤として研究されている光触媒アパタイトも酸化チタンと同様にチョーキングを起こすと考えられており、このために下記の特許文献４に記載されているように、光触媒アパタイトを抗菌剤として使用する場合にも、コーティング用樹脂を作り、樹脂成形品の表面に抗菌用コーティング層を形成していた。

しかし発明者は、光触媒アパタイトは樹脂を風化させる所謂チョーキングを起こさないことを発見した。

本発明の目的は抗菌用樹脂成形品の製造が簡単で製造工数を抑制し、製造費用を安価にすることができ、抗菌用樹脂成形品表面が削り取られても抗菌作用を減少することが無く、更に抗菌剤によるチョーキングを起こさない樹脂、及びその製造方法を提供する。

本発明は光触媒アパタイトを含有した樹脂、及び光触媒材料を含有した樹脂組成物の製造方法であって、前記光触媒材料としてカルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部をＴｉで置換した化学構造を有する光触媒と、樹脂材料とを直接混練する工程を有することを特徴とする樹脂組成物の製造方法である。上述したように光触媒アパタイトは樹脂を風化させる所謂チョーキングを起こさない。このために光触媒アパタイトを樹脂に直接混入して成形品全体を構成することができる。従って樹脂表面が削り取られても抗菌作用が減少することが無い。この光触媒アパタイトを含有する樹脂成形品の製造は簡単であり製造工数を減少でき費用を安価にできる。また光触媒アパタイトは酸化チタンと比較して菌、バクテリア、埃等を分解する力、換言すると抗菌力が強い。

本発明で用いられるカルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部をＴｉで置換した化学構造を有する光触媒は、光触媒機能を有すＴｉ酸化物と、アパタイトとを原子レベルで結合したものである。そのような光触媒アパタイト自体は特開２０００−３２７３１５号特許公開公報に開示されており、図３にＴｉ−ＣａＨＡＰの表面化学構造を示す。

本発明のカルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部をＴｉで置換した化学構造を有する光触媒を含有する樹脂成形品は該樹脂成形品の製造が簡単で製造工数を抑制し、製造費用を安価にすることができ、樹脂成形品表面が削り取られても抗菌作用を減少することが無く、更に抗菌剤によるチョーキングを防止できる。

本発明の実施例について説明する。

下記に樹脂と光触媒アパタイトとを含有する樹脂の製造方法を説明する。

（１）最初に光触媒アパタイト（太平化学株製 製品名PCAP-100）と樹脂、具体的にはポリプロピレン( 日本ポリオレフィン株製) とを準備する。
光触媒アパタイトは平均粒径が２０( μm)、１０( μm)と５( μm)の３種類が用意された。樹脂は上記ポリプロピレン以外にポリエチレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネイト等を使用できる。
（２）次に準備された光触媒アパタイトとポリプロピレンとを混練する。
混練機（テクノベル株製 製品名KZW-15）を使用し混練する。混練条件は１９０度Ｃ、５〜３０分間である。上記条件にて光触媒アパタイトとポリプロピレンとを均一に混合した。この後に混練物を冷却した後、ペッレト状（直径２mmΦ×長さ３mm）に裁断した。上記方法にて４種類の試料１、２、５、６を作製した。これら以外として試料３は抗菌剤を添加していない。試料４は酸化チタンを添加したものである。これら各試料の詳細は表１に表記されている。

試料１はポリプロピレン樹脂に光触媒として粒径２０( μm)の光触媒アパタイト（Ti-CaHAP）を１０(wt%) 添加したものである。

試料２はポリプロピレン樹脂に光触媒として粒径１０( μm)の光触媒アパタイト（Ti-CaHAP）を３(wt%) 添加したものである。

試料３はポリプロピレン樹脂に光触媒を添加していない。

試料４はポリプロピレン樹脂に粒径０．００７( μm)の酸化チタンを１０(wt%) 添加したものである。

試料５はポリプロピレン樹脂に光触媒として粒径２０( μm)の光触媒アパタイト（Ti-CaHAP）を２(wt%) 添加したものである。

試料６はポリプロピレン樹脂に光触媒として粒径５( μm)の光触媒アパタイト（Ti-CaHAP）を１０(wt%) 添加したものである。
（３）続いて、このペッレトを射出成形機（住友機械株製 製品名SG-50 ）を使用して６種類の試料を下記の形状に整形した。射出成形条件はシリンダ温度１９０度Ｃ、金型温度２５０度Ｃである。各試料の形状は（幅１２mm×横長さ７０mm×厚み３mm）である。
＜光触媒活性力の評価試験＞
評価試験方法は密閉容器(500cc) 内に上記試料１を載置し、この容器内にアルデヒドガス（CH3CHO）を１２ml入れて暗所に１時間放置した。その後に紫外線照射器（林時計工業株製 製品名ルミナエースLA150-TX ）を使用し、1mW の紫外線を連続照射した。紫外線を照射した事によってアルデヒド（CH3CHO）が光触媒によって二酸化炭素と水分とに分解される。この分解された二酸化炭素の量を１時間間隔にクロマトグラフィ(GL サイエンス株製 製品名GC-390B)を使用して計測した。従って計測した二酸化炭素の量が多い程に光触媒の活性力が高いことになる。続いて上記評価方法にて残りの試料２〜６の評価を行なった。この結果を表２に表記している。

分解能力の判断基準として、単位時間当り０．１（ppm ／時間）以上を適当とした。これは例えば筐体、キートップ等に付着する手脂、タバコタール、埃等を１晩つまり翌日までに分解するのに適当な値である。表２を参照すると試料１、試料２と試料４とが筐体、キートップ等に適当な樹脂であることが判明する。

次に上記試料１〜６についてチョーキングの評価試験を行なった。
＜チョーキングの評価試験＞
チョーキングの評価試験方法は風化による重量の減少割合から評価した。
具体的には試料１〜６を暗所に載置して紫外線照射器（林時計工業株製 製品名ルミナエース LA150-TX ）を使用し、１０mWの紫外線を連続照射した。このときの重量変化を１００時間間隔に計測した。この結果を表３に示している。

評価として製品の重量変化が約９９．５％を限度として評価した。
従って試料１、２、３、５、６が適当である。このうち試料３は光触媒の樹脂を含まないため重量減少量が無い。

上記２つの評価結果から光触媒の活性力が高く、同時にチョーキングが無い試料１、試料２が光触媒アパタイト含有樹脂筐体、光触媒アパタイト含有樹脂キー等に適当である。このような光触媒アパタイト含有樹脂は電子機器筐体、携帯機器筐体の他に、人手に触れる入力装置例えばマウス、入力ペン、キーボード等に適用できる。

続いて、カルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部をＴｉで置換した化学構造を有する光触媒含有樹脂を使用したキートップについて説明する。

図１は本実施形態に係るキートップの構成を表し、図２は 図１のＡ−Ａ断面図である。１はキースイッチ、２はキートップ、３はキートップ部材、４は文字、記号、図柄等の表記体、５はキートップ部材の凹状部、６は抗菌剤混合物である。

各キースイッチ１には独自の、例えば文字、数字、記号、図柄等が意味付けされている。このキースイッチ１を押下すると接点（図示しない）にて検出されて、その意味の信号を外部に通知する。これら文字、数字、記号、図柄等の表記はキートップ２に表示されている。詳細には、このキートップ２は大略キートップ部材３と表記体４とから構成されている。このキートップ部材３は頂上部、側面部に文字、数字、記号、図柄等が溝状に凹状部５として形成されている。そしてこの凹状部５内に表記体４が設けられる。 図１の表記体４は例えば数字の１である。このキートップ部材３は樹脂であり、具体的にはＡＢＳ樹脂である。そして表記体４の材料は抗菌剤と樹脂とからなるカルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部をＴｉで置換された化学構造を有する光触媒と樹脂とからなる抗菌剤混合物６である。

続けてキートップの製造方法を説明する。
最初に射出成形機（住友重機械工業株の商品名サイキャップ）を使用して表記体４を成形した。この射出成形機は大略供給部、部材混合部、部材加熱部、射出部とから構成されている。この供給部に上記光触媒アパタイト（太平化学株製 商品名光触媒アパタイトPCAP-100）の平均粒径は２０μm とＡＢＳ樹脂（ＵＭＧ株式製 商品名ＶＤ−２００）と、黒色顔料（クラリアントジャパン株式製の商品名Sanodal Deep Black MLW）とを供給した。黒色顔料は表記体の色付けであり、キートップ部材２の色と識別を容易にする。そして部材混合部でＡＢＳ樹脂 85 重量% 、光触媒アパタイト10重量% と黒色顔料 5重量% とを均一に混合した。次に部材加熱部で加熱溶融する。続いて溶融した抗菌剤混合物６が射出部から金型に射出される。この金型のキャビティ部はあらかじめ所望する表記体４と同じ形状に形成されている。従って光触媒アパタイト含有樹脂が表記体４として形成される。

次に表記体４を成形した要領でキートップ部材２が成形される。キートップ部材２が形成されたキャビティ部を有する金型を用意する。そしてこの金型に同じ製法で材料、具体的にはＡＢＳ樹脂 80 重量% 、光触媒アパタイト20重量% とから成る抗菌剤混合物６が射出部から金型に射出される。従って光触媒アパタイト含有樹脂製のキートップ部材２が形成される。上述した表記体４をキートップ部材２の凹状部５に嵌合する。

上記実施例ではキートップ部材２と表記体４との両方に光触媒アパタイト含有樹脂を使用した。しかしキートップ部材２と表記体４との少なくとも１つにカルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部をＴｉで置換した化学構造を有する光触媒含有樹脂を設ければ抗菌効果を得ることができる。
＜第２の実施例＞
上記第１の実施例は表記体４とキートップ部材２とを嵌合する方法である。
しかしキートップ部材の凹状部にペースト状のカルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部をＴｉで置換した化学構造を有する光触媒含有樹脂を充填し、加熱乾燥固化しても良い。

本実施形態に係るキートップの構成図、 図１のＡ−Ａ断面図、 Ｔｉ−ＣａＨＡＰの表面化学構造図である。

符号の説明

１ キースイッチ、
２ キートップ、
３ キートップ部材、
４ 表記体、
５ 凹状部、
６ 抗菌剤混合物

Claims (4)

1. 光触媒アパタイトを含有する樹脂。
2. 光触媒材料を含有した樹脂組成物の製造方法であって、
   前記光触媒材料としてカルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部をＴｉで置換した化学構造を有する光触媒と、
   樹脂材料とを直接混練する工程を有することを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
3. 前記カルシウムハイドロキシアパタイトのＣａの一部をＴｉで置換した化学構造を有する光触媒の含有率は３wt% 〜１０wt%である請求項２記載の樹脂組成物の製造方法。
4. 前記光触媒の平均粒径は１０〜２０μm である請求項２または３に記載の樹脂組成物の製造方法。
   

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