JP2011202027A

JP2011202027A - 水廻り住宅設備用成形材料とそれを用いた水廻り住宅設備

Info

Publication number: JP2011202027A
Application number: JP2010070945A
Authority: JP
Inventors: Takaya Nibu; 貴也丹生; Kazumasa Rokushima; 一雅六嶋
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2011-10-13
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: CN102822268B; JP5612344B2; KR20130025882A; US20130007953A1; KR101442375B1; US20170183495A1; EP2537894A1; EP2537894B1; CN102822268A; WO2011118494A1; EP2537894A4; US10053576B2

Abstract

【課題】表面硬度、耐水性等のポリメチルメタクリレート樹脂の水廻り住宅設備としての長所を生かしつつ、耐溶剤性を改善した水廻り住宅設備用成形材料とそれを用いた水廻り住宅設備を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂として、ポリメチルメタクリレート樹脂およびポリトリメチレンテレフタレート樹脂を９０：１０〜５０：５０の質量比で含有することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、熱可塑性樹脂を材料とする水廻り住宅設備用成形材料とそれを用いた水廻り住宅設備に関するものである。

従来、水廻り住宅設備のうち、便器、手洗いボウル、洗面ボウル等に用いられる熱可塑性樹脂の例としては、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）等が知られている。

熱可塑性樹脂は成形が容易でありコスト面にも優れているが、一方で、物性において長所と短所を併せ持つため、上記に例示したような水廻り住宅設備に用いられることは少なく、熱可塑性樹脂の種類に応じて用途も限られているのが現状である。

例えば、ポリプロピレン樹脂は、耐薬品性、耐溶剤性に優れるが、表面硬度が低いことから、水廻り住宅設備のうち主に介護用トイレ（便器）等に用いられている。

ポリブチレンテレフタレート樹脂は、耐薬品性、耐溶剤性に優れるが、表面硬度や耐水耐久性が低いことから、水廻り住宅設備のうち主に手洗いボウル等に用いられている。

ポリメチルメタクリレート樹脂は、耐水性、耐候性に優れ、さらにポリプロピレン樹脂やポリブチレンテレフタレート樹脂に比べて表面硬度に優れていることから、これらの点において上記のような水廻り住宅設備としての長所を有している。しかしながら、耐溶剤性が低いことから、水廻り住宅設備のうち主に家庭用便器等に用いられている。

また、特許文献１には、水廻り等にも用いられる手摺り部品用の成形材料として、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂に各種の添加成分を配合したものを用いることが記載されている。しかしながら、この成形材料は、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂を主成分としている点や、各種の添加成分との組み合わせも考慮すると、上記に例示したような水廻り住宅設備への使用には物性面において適していない。

特開２００３−２３１７９７号公報

上記したように、ポリメチルメタクリレート樹脂は、表面硬度、耐水性等に優れていることから他の熱可塑性樹脂にはない水廻り住宅設備としての長所を有している。しかしながら、耐溶剤性が低く、例えば、残留歪の大きい箇所に溶剤が作用するとケミカルストレス現象を引き起こし、いわゆるケミカルクラックが発生しやすいという問題があった。

そのため、ポリメチルメタクリレート樹脂の水廻り住宅設備としての長所を生かしつつ、耐溶剤性を改善する技術が望まれていた。

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、表面硬度、耐水性等のポリメチルメタクリレート樹脂の水廻り住宅設備としての長所を生かしつつ、耐溶剤性を改善した水廻り住宅設備用成形材料とそれを用いた水廻り住宅設備を提供することを課題としている。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。

第１に、本発明の水廻り住宅設備用成形材料は、熱可塑性樹脂として、ポリメチルメタクリレート樹脂およびポリトリメチレンテレフタレート樹脂を９０：１０〜５０：５０の質量比で含有することを特徴とする。

第２に、本発明の水廻り住宅設備は、上記第１の水廻り住宅設備用成形材料を成形して得られたものであることを特徴とする。

上記第１の発明によれば、熱可塑性樹脂として主成分のポリメチルメタクリレート樹脂とともにポリトリメチレンテレフタレート樹脂を上記の特定の質量比で併用している。そのため、表面硬度、耐水性等のポリメチルメタクリレート樹脂の水廻り住宅設備としての長所が維持されるとともに、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂の併用により水廻り住宅設備として十分な耐溶剤性を得ることができる。

上記第２の発明によれば、上記第１の発明の水廻り住宅設備用成形材料を用いているので、主成分のポリメチルメタクリレート樹脂により水廻り住宅設備として十分な表面硬度、耐水性等を得ることができるとともに、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂の併用により水廻り住宅設備として十分な耐溶剤性を得ることができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の水廻り住宅設備用成形材料は、熱可塑性樹脂として、主成分のポリメチルメタクリレート樹脂にポリトリメチレンテレフタレート樹脂を併用することにより、表面硬度、耐水性等のポリメチルメタクリレート樹脂の水廻り住宅設備としての長所を維持するとともに、耐溶剤性を改善したことを特徴としている。

本発明において、主成分のポリメチルメタクリレート樹脂としては、メチルメタクリレートの単独重合体またはメチルメタクリレートと他の単量体との共重合体を用いることができる。

メチルメタクリレートと他の単量体との共重合体は、メチルメタクリレート単位を好ましくは８０質量％以上含有する。メチルメタクリレートとともに用いる他の単量体としては、例えば、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、あるいはスチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体等を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

アルキルアクリレートは、好ましくは炭素数１〜１８のアルキル基を有するものであり、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、ドデシル基、ステアリル基等のアルキル基を有するアルキルアクリレート等を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

アルキルメタクリレートは、好ましくは炭素数２〜１８のアルキル基を有するものであり、例えば、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、２−エチルヘキシル基、ドデシル基、ステアリル基等のアルキル基を有するアルキルメタクリレート等を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

ポリメチルメタクリレート樹脂の重量平均分子量は、成形加工時の流動性、耐薬品性、成形品の強度等を考慮して適宜のものとされるが、例えば、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィ）を用いてポリスチレンを標準試料として測定した値で７００００〜１７００００の範囲内である。ＧＰＣは、例えば次の条件で測定することができる。
装置：東ソー(株)製 HLC-8120GPC
溶離液：クロロホルム
検出器：示差屈折計
温度：４０℃
ポリメチルメタクリレート樹脂の製造方法は、特に限定されないが、例えば、公知のラジカル重合法、例えば塊状重合、溶液重合、懸濁重合等により製造することができる。

本発明において、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂としては、酸成分に主としてテレフタル酸を用い、グリコール成分に主としてトリメチレングリコールを用いたものを挙げることができる。

テレフタル酸以外の他の酸成分としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルメタンジカルボン酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、ジフェニルスルフォンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、ε−オキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシエトキシ安息香酸等のオキシジカルボン酸等を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なお、テレフタル酸は、酸成分の８０モル％以上であることが好ましい。

トリメチレングリコールとしては、例えば、１，３−プロパンジオール、１，２−プロパンジオール、１，１−プロパンジオール、２，２−プロパンジオール等を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。中でも、安定性の点からは１，３−プロパンジオールが好ましく、１，３−プロパンジオールがグリコール成分の８０モル％以上であることが好ましい。

なお、トリメチレングリコールとして植物由来のものを用いることもでき、植物由来のトリメチレングリコールを原料として用いることで環境負荷を低減することができる。

他のグリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、キシリレングリコール、ジエチレングリコール、ポリオキシアルキレングリコール、ハイドロキノン等を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

また、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂には、分岐成分が共重合されていてもよい。このような分岐成分としては、例えば、トリカルバリル酸、トリメシン酸、トリメリット酸等の三官能または四官能のエステル形成能を持つ酸、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリット等の三官能または四官能のエステル形成能を持つアルコール等を用いることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。この場合、分岐成分の量は、ジカルボン酸成分の全量に対して好ましくは１モル％以下である。

ポリトリメチレンテレフタレート樹脂の重量平均分子量は、ポリメチルメタクリレート樹脂と同様の方法、例えば上述した方法により測定した値で５０００〜１０００００の範囲である。

ポリトリメチレンテレフタレート樹脂の製造方法は、特に限定されないが、例えば、次の方法で製造することができる。まず、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体（例えば、ジメチルエステル、モノメチルエステル等の低級アルキルエステル）とトリメチレングリコールまたはそのエステル形成性誘導体とを、触媒の存在下、適宜の温度と時間で加熱反応させる。さらに、得られたテレフタル酸のグリコールエステルを、触媒の存在下、適宜の温度と時間で所望の重合度まで重縮合反応させることにより、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂を製造することができる。

本発明の水廻り住宅設備用成形材料は、熱可塑性樹脂として、ポリメチルメタクリレート樹脂およびポリトリメチレンテレフタレート樹脂を９０：１０〜５０：５０の質量比で含有する。ポリメチルメタクリレート樹脂の質量比が９０を超えると水廻り住宅設備として十分な耐溶剤性が得られない場合があり、ポリメチルメタクリレート樹脂の質量比が１０未満であると水廻り住宅設備として十分な表面硬度や耐水性が得られない場合がある。

本発明の水廻り住宅設備用成形材料は、本発明の効果を損なわない範囲内において、ポリメチルメタクリレート樹脂およびポリトリメチレンテレフタレート樹脂以外の他の熱可塑性樹脂を配合することができる。このような他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ゴム強化ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ＡＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂等を用いることができる。

このような他の熱可塑性樹脂の配合量は、水廻り住宅設備としての用途や本発明の効果を得る点等を考慮すると、ポリメチルメタクリレート樹脂およびポリトリメチレンテレフタレート樹脂を含む熱可塑性樹脂の全量に対して２０質量％以下、好ましくは１０質量％以下である。

本発明の水廻り住宅設備用成形材料は、本発明の効果を損なわない範囲内において、熱可塑性樹脂以外の添加成分を配合することができる。このような添加成分としては、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、離型剤、潤滑剤、耐候剤等が挙げられる。ここに例示した添加成分の配合量は、水廻り住宅設備としての用途や本発明の効果を得る点等を考慮すると、熱可塑性樹脂の全量に対して１０質量％以下、好ましくは１質量％以下である。

また、本発明の水廻り住宅設備用成形材料は、本発明の効果を損なわない範囲内において、上記に例示した添加成分以外に、粒状または繊維状の無機充填材、顔料、染料等の着色剤等を配合することができる。無機充填材の配合量は、水廻り住宅設備としての用途や本発明の効果を得る点等を考慮すると、熱可塑性樹脂の全量に対して３０質量％以下、好ましくは１０質量％以下である。着色剤の配合量は、水廻り住宅設備としての用途や本発明の効果を得る点等を考慮すると、熱可塑性樹脂の全量に対して５質量％以下、好ましくは１質量％以下である。

本発明の住宅設備用成形材料は、上述した熱可塑性樹脂および必要に応じて他の添加成分を配合し、二軸ニーダー等を用いて溶融状態で加熱混合し、冷却、切断することにより、ペレット等の形態として得ることができる。

このようにして得られた住宅設備用成形材料は、例えば、射出成形、押し出し成形等により成形し、水廻り住宅設備を製造することができる。

本発明の水廻り住宅設備は、主成分のポリメチルメタクリレート樹脂にポリトリメチレンテレフタレート樹脂を併用することにより、表面硬度や耐水性、その他耐候性等のポリメチルメタクリレート樹脂の水廻り住宅設備としての長所が維持されるとともに、耐溶剤性、特に耐ケミカルクラック性も有している。従って、本発明の水廻り住宅設備は、介護用トイレや家庭用等の便器、手洗いボウル、洗面ボウル、歯ブラシ立て等の洗面小物、浴室内棚板、浴槽、石鹸箱等の浴室小物等に好適に用いることができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。

熱可塑性樹脂として次のものを用いた。
・ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）
ポリメチルメタクリレート：三菱レイヨン（株）製「アクリペットＶＨ」
・ポリトリメチレンテレフタレート樹脂（ＰＴＴ）
三井・デュポンケミカル（株）製「デュポンバイオマックスＰＴＴ１１００」
・ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）
ウィンテックポリマー（株）製「ジュラネックス２００２」
（試験片作製方法）
実施例１〜３、比較例４では、二軸ニーダーを用いて、表１に示す配合比率でそれぞれの熱可塑性樹脂を加熱混合してストランド状に押出し、冷却後切断して成形用ペレットとした。この成形用ペレットを成形材料として射出成形機により試験片を作製した。

比較例１〜３では、メーカー出荷ペレットをそのまま成形材料として用い、射出成形機により試験片を作製した。

これらの試験片を用いて次の評価を行った。
[鉛筆硬度]
ＪＩＳＫ５６００に準拠して試験片の鉛筆硬度を測定した。
[汚染試験]
ＪＩＳＡ１７１８の汚染試験項に準拠して、ワセリン／カーボンブラックを試験片に付着・除去し、目視により残存の有無を確認した。本試験では、耐傷性が劣るとワセリン／カーボンブラック付着時に発生する試験片の傷にカーボンが残り汚染が残存することになる。
[耐溶剤性（耐ケミカルクラック性）]
凸曲面を形成した治具を用い、厚み３ｍｍ、幅１５ｍｍの試験片を凸曲面に沿わせて曲げた状態で治具の上に配置し、試験片の両側端部を留め具で固定した。このように治具の凸曲面の上に試験片を曲げた状態で固定することにより、試験片の表面に０．１５％、０．３０％、０．４５％、０．６０％の４種類の歪をかけた。

ここで、治具として、試験片の上面が０．１５〜０．６０％の範囲で伸ばされるように凸曲面の曲率を設定した４種類のものを用いることにより、この４種類の歪をかけるようにした。

次に、上下が開口した内径５ｍｍの筒体を試験片の中央部の上面にシリコングリスで固定し、筒体内にエチルアルコールを充填して室温にて２４時間放置した。そして、エチルアルコールを接触させた部分において試験片に割れまたはクラックが発生したときの歪を臨界歪値とした。
[アイゾット衝撃強度]
ＪＩＳＫ７１１０に準拠して、ノッチなし試験片にてアイゾット衝撃強度を測定した。試験片として、未処理品と、７０℃の温水に６０日間浸漬した後、乾燥した耐水性評価用の温水浸漬処理品の２種類を用いた。

評価結果を表１に示す。

熱可塑性樹脂としてＰＭＭＡおよびＰＴＴを９０：１０〜５０：５０の質量比で配合した実施例１〜３と、ＰＢＴまたはＰＴＴを単独で用いた比較例２、３の結果より、実施例１〜３の試験片は表面硬度が高く汚染除去性に優れていることが分かる。また、アイゾット衝撃強度の温水浸漬処理品の結果より、実施例１〜３の試験片は耐水性に優れることが分かる。

また、実施例１〜３とＰＭＭＡを単独で用いた比較例１の結果より、実施例１〜３の試験片は、表面硬度がＰＭＭＡ単独の比較例１よりも若干低下したものの汚染除去性は水廻り住宅設備として十分であることが分かる。そしてアイゾット衝撃強度の温水浸漬処理品の結果より、実施例１〜３の試験片は、耐水性、すなわち温水浸漬処理後の強度はＰＭＭＡ単独の比較例１と同等であることが分かる。そして耐溶剤性については、実施例１〜３の試験片は、ＰＭＭＡ単独の比較例１よりも優れていることが分かる。

また、実施例１〜３と、ＰＢＴを単独で用いた比較例２、ＰＭＭＡおよびＰＢＴを５０：５０の質量比で配合した比較例４の結果より、ＰＢＴを用いるとＰＴＴを用いる場合に比べて表面硬度が低下し、さらにアイゾット衝撃強度、すなわち耐衝撃性も低下することが分かる。このように、水廻り住宅設備のためのＰＭＭＡの改質に用いる材料としてＰＴＴが特に適していることが明らかになった。

Claims

熱可塑性樹脂として、ポリメチルメタクリレート樹脂およびポリトリメチレンテレフタレート樹脂を９０：１０〜５０：５０の質量比で含有することを特徴とする水廻り住宅設備用成形材料。
請求項１に記載の水廻り住宅設備用成形材料を成形して得られたものであることを特徴とする水廻り住宅設備。