JP2012025875A - 柄入りプラスチック成形品及びこれに用いる柄材並びに柄材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 粒状体としての柄材の基材に対する定着性を向上させることが可能な柄入りプラスチック成形品及びこれに用いる柄材並びに柄材の製造方法を提供すること。
【解決手段】 基材２となる熱可塑性樹脂に柄材３を配合した柄入りプラスチック成形品１において、熱可塑性樹脂は、ポリブチレンテレフタレート系樹脂と密着性の良好な樹脂を主剤とする。柄材３として、少なくともポリブチレンテレフタレート系樹脂を含有してなる粒状体を用いる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、柄入りプラスチック成形品及びこれに用いる柄材並びに柄材の製造方法に関する。さらに詳しくは、基材となる熱可塑性樹脂に柄材を配合した柄入りプラスチック成形品及びこれに用いる柄材並びに柄材の製造方法に関する。

従来、柄入りプラスチック成形品として例えば特許文献１〜４に記載の如きものが知られている。しかし、これらの成形品は、いずれもポリブチレンテレフタレート系樹脂の層を他の樹脂層に積層させたものであり、粒状の柄材を用いる点は開示されていない。

特開２００９−８４８６８号公報 特開２００９−１８４３８号公報 国際公開ＷＯ０３／０４５６９０号公報 国際公開ＷＯ２００４／０５８４９５号公報

かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、粒状体としての柄材の基材に対する定着性を向上させることが可能な柄入りプラスチック成形品及びこれに用いる柄材並びに柄材の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る柄入りプラスチック成形品の特徴は、基材となる熱可塑性樹脂に柄材を配合した構成において、前記熱可塑性樹脂は、ポリブチレンテレフタレート系樹脂と密着性の良好な樹脂を主剤とするものであり、前記柄材として、少なくとも前記ポリブチレンテレフタレート系樹脂を含有してなる粒状体を用いることにある。

上記構成によれば、基材となる熱可塑性樹脂にポリブチレンテレフタレート系樹脂と密着性の良好な樹脂を用いているので、粒状体としての柄材はポリブチレンテレフタレート系樹脂を介して熱可塑性樹脂に密着する。従って、柄材は基材から脱落することなく保持され、仕上がりの良好な柄入りプラスチック成形品となる。

ここで、前記柄材が０．０１重量％〜５０重量％配合されているとよい。この数値範囲内であれば、粒状体としての柄材が基材から脱落することなく柄として機能し、仕上がりがより良好な柄入りプラスチック成形品となる。

前記柄材は、さらに無機質骨材を５重量％〜８０重量％含有しているとよい。この数値範囲内であれば、柄入りプラスチック成形品の仕上がりに影響を与えることなく、ポリブチレンテレフタレート系樹脂を含有した混合物を容易に粉砕して粒状の柄材とすることができる。係る場合、前記無機質骨材は、含水珪酸マグネシウム又は炭酸カルシウムのいずれかを少なくとも含むものであるとよい。

前記熱可塑性樹脂は、塩化ビニル系樹脂を主剤とすることが望ましい。塩化ビニル系樹脂はポリブチレンテレフタレート系樹脂より融点が低いので、基材から柄材のみを抽出することができ、柄材のリサイクルが可能となる。前記基材は、例えばシート状に成形される。

また、上記目的を達成するため、本発明に係る柄入りプラスチック成形品に用いる柄材の特徴は、上記記載の柄入りプラスチック成形品に用いる柄材において、前記ポリブチレンテレフタレート系樹脂を少なくとも２０重量％含有してなり、粒状体に形成されたことにある。

上記構成によれば、ポリブチレンテレフタレート系樹脂を少なくとも２０重量％含有することで、熱可塑性樹脂からなる基材から脱落することのない柄材とすることができる。係る場合、さらに無機質骨材を５重量％〜８０重量％含有するとよい。当該数値範囲内であれば、ポリブチレンテレフタレート系樹脂を含有した混合物を容易に粉砕して粒状の柄材とすることができる。

さらに、上記目的を達成するため、本発明に係る柄入りプラスチック成形品に用いる柄材の製造方法の特徴は、上記記載の柄入りプラスチック成形品に用いる柄材の製造方法において、少なくとも前記ポリブチレンテレフタレート系樹脂及び着色剤を混練してペレットを生成する生成工程と、前記ペレットを粉砕して粒状体を生成する粉砕工程と、前記粒状体を篩いにかけて分級する篩い工程とを備えたことにある。係る場合、前記生成工程において、さらに無機質骨材を添加するとよい。

上記本発明に係る柄入りプラスチック成形品及びこれに用いる柄材並びに柄材の製造方法の特徴によれば、粒状体としての柄材の基材に対する定着性を向上させることが可能となった。

本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。

本発明に係る柄入りプラスチック成形品を示す図である。 本発明に係る柄材の製造工程を示す図である。

次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
本発明に係る柄入りプラスチック成形品１は、熱可塑性樹脂よりなる基材２と、この基材２に配合される柄材３よりなる。図１に示すように、この柄入りプラスチック成形品１は、例えばシート状に成形される。なお、以下の実施形態において、シート状の柄入りプラスチック成形品１を例に説明するが、形状はシート状に限定されるものではない。

基材２に用いられる熱可塑性樹脂には、柄材３に含有するポリブチレンテレフタレート系樹脂（以下、「ＰＢＴ」と称する。）と密着性の良好な樹脂を主剤とする樹脂材料が用いられる。本実施形態では、塩化ビニル系樹脂を主剤とする樹脂材料を用いる。塩化ビニル系樹脂等のＰＢＴとの密着性の良好な樹脂材料を用いることで、柄材３はＰＢＴを介して基材２を構成する熱可塑性樹脂に密着して保持され、柄材３の基材２に対する定着性が向上する。よって、柄材３は基材２から脱落することなく保持され、仕上がりの良好な柄入りプラスチック成形品１を得ることができる。

ここで、塩化ビニル系樹脂の融点はＰＢＴの融点より低い。よって、基材２に塩化ビニル系樹脂を用いることで、柄入りプラスチック成形品１を溶解して柄材３のみを抽出することができ、柄材３の再利用が可能となる。但し、熱可塑性樹脂は塩化ビニル系樹脂に限られるものではなく、ＰＢＴとの密着性の良好な樹脂材料であればよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリエステルエラストマー、エポキシ樹脂等が挙げられる。また、好ましくは、ＰＢＴの融点より低い融点の樹脂材料を用いるとよい。

本発明に用いるＰＢＴとは、テレフタル酸又はそのエステル形成誘導体を主成分とするジカルボン酸成分と、グリコール成分として１，４−ブタンジオールとを重縮合して得られるポリブチレンテレフタレート樹脂であり、一般的に式１に示す組成物である。
[-(ＣＨ₂)₄ＯＯＣＣ₆Ｈ₄ＣＯＯ-]_n ・・・式１

このＰＢＴには、実質的にテレフタル酸成分と１，４−ブタンジオールからなるホモポリブチレンテレフタレート樹脂に限らず、ブチレンテレフタレート単位を６０モル％以上含有する共重合されたポリブチレンテレフタレート樹脂を用いても構わない。この共重合体において、テレフタル酸又はそのエステル形成誘導体の４０モル％を他のジカルボン酸成分に置き換えることができる。他のジカルボン酸成分としては、例えば、芳香族ジカルボン酸（イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸等のＣ₆〜Ｃ₁₀アリールジカルボン酸等）、脂肪族ジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のＣ₄〜Ｃ₁₆アルキルジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等のＣ₅〜Ｃ₁₀シクロアルキルジカルボン酸等）、又はこれらのエステル形成誘導体等がある。これらは、単独又は２種以上組み合わせて使用できる。

ポリブチレンテレフタレートの１，４−ブタンジオール成分の４０モル％を他のグライコールに置き換えることができる。例えば、１，４−ブタンジオール以外のグリコール成分としては、例えば、脂肪族ジオール成分（例えば、アルキレングリコール（エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３−オクタンジオール等のＣ₂〜Ｃ₁₀アルキレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール等のポリオキシＣ₂〜Ｃ₄アルキレングリコール等）、シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールＡなどの脂環式ジオール等）、芳香族ジオール成分（ビスフェノールＡ、４，４−ジヒドロキシビフェニル等の芳香族アルコール、ビスフェノールＡのＣ₂〜Ｃ₄アルキレンオキサイド付加体（例えば、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド２モル付加体、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド３モル付加体等）等）、又はこれらのエステル形成誘導体等がある。これらも単独又は２種以上組み合わせて使用できる。

上述の化合物をモノマー成分とする重縮合により生成するホモＰＢＴ又は共重合ＰＢＴは、いずれも本発明のＰＢＴとして使用することができる。これらは、それぞれ単独で又は２種以上混合して使用しても構わない。

また、ＰＢＴには、他の熱可塑性ポリエステル樹脂を混合変性したポリブチレンテレフタレート樹脂を用いても構わない。該ＰＢＴとしては、ポリブチレンテレフタレート樹脂以外の他の熱可塑性ポリエステル樹脂を４０重量％まで置き換えて用いてもよい。他の熱可塑性ポリエステル樹脂としては、例えば、シクロヘキシルテレフタレート、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＢＮ（ポリブチレンナフタレート）等がある。なお、ＰＢＴには、例えば自動車用部品、電子部品や繊維等をリサイクルして得られるＰＢＴを利用することも可能である。

柄材３には、ＰＢＴを少なくとも含有してなる粒状体を用いる。本実施形態では、ＰＢＴの他、後述の無機質骨材をさらに含有させる。ＰＢＴは高価な材料であるため、無機質骨材を加えることでＰＢＴの使用量を抑え、柄材３を安価に製造することができる。この粒状体の形状は特に限定されないが、粒径は柄入りプラスチック成形品１に表れる柄の仕上がりに合わせて、例えば０．０１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内とするとよい。

この柄材３は、基材２に対し０．０１重量％〜５０重量％配合される。０．０１重量％より少ないと、柄材３が基材２において柄として表れない。他方、５０重量％より多くなると、基材２における熱可塑性樹脂の含有量が相対的に減少するため、基材２から脱落する柄材３が生じ、成形品に空隙等の欠落部分が発生する。すなわち、０．０１重量％〜５０重量％の範囲内であれば、粒状体に形成された柄材３と基材２を構成する熱可塑性樹脂との密着性が安定し、仕上がりがより良好となる。

ＰＢＴは、柄材３に対し少なくとも２０重量％含有するよう添加される。２０重量％未満の場合、基材２を構成する熱可塑性樹脂と柄材３のＰＢＴと密着性が低下するため、柄材３が基材２から脱落してしまう。他方、柄材３をＰＢＴ単独（１００重量％）で構成することは可能である。係る場合、熱可塑性樹脂との密着性に影響はない。しかし、ＰＢＴは常温での粉砕が困難である。そのため、冷凍粉砕等の特殊な粉砕手段を用いるか粉砕を長時間を行う必要があり、製造効率が低下すると共に製造コストが上昇する。

そこで、本実施形態では、無機質骨材を柄材３に対し５重量％〜８０重量％含有するよう添加する。５重量％より少ないと、ＰＢＴの配合量が相対的に多くなり、製造効率が低下すると共に製造コストが上昇する。他方、８０重量％より多いと、ＰＢＴの配合量が相対的に少なくなり、熱可塑性樹脂とＰＢＴと密着性が低下してしまい、柄材３が基材２から脱落する。すなわち、５重量％〜８０重量％の範囲内であれば、粒状の柄材３を容易に且つ安価に製造でき、柄入りプラスチック成形品１の仕上がりも良好となる。好ましくは、５０重量％〜８０重量％の無機質骨材を添加するとよい。この範囲内であれば、粉砕をより短時間で行うことができ、生産効率を向上させることができる。

この無機質骨材には、例えば含水珪酸マグネシウム（以下、「タルク」と称する。）又は炭酸カルシウム（以下、「タンカル」と称する。）のいずれかを少なくとも含むものを用いる。これらは汎用品であり、柄材３をより安価に製造することができる。なお、無機質骨材には、上述のタルクやタンカルの他、ベントナイト、珪酸カルシウム、ウォルストナイト、マイカ、砂、水酸化アルミニウム、クレー等を用いることも可能である。

なお、柄材３には、上述のＰＢＴ及び無機質骨材の他、着色材や助剤が適宜配合される。着色剤としては、例えば、生チタン、加工チタン、チタンイエロー、酸化二鉄、チタン、カーボン、カーボンブラック等がある。また、助剤としては、有機亜リン酸エステル等の坑酸化剤、ベンゾトリアゾールやヒドロキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤、リン酸エステル等の難燃剤、金属石鹸等の滑剤や、無機質添加剤等がある。さらに、光安定剤、造核剤や重金属不活性化剤等を添加してもよい。

ここで、図２を参照しながら、柄材３の製造方法について説明する。
図２に示すように、柄材の製造工程は、ＰＢＴ、着色剤及び助剤を混練してペレットを生成する生成工程と、生成したペレットを粉砕して粒状体を生成する粉砕工程と、粒状体を篩いにかけて分級する篩い工程とからなる。

本実施形態では、生成工程において、ＰＢＴ、着色剤及び助剤と共に無機質骨材を加えてペレット５を生成する。無機質骨材を添加することで、後の粉砕工程を常温で行うことが可能となる。これらの材料を押出機１０に投入して混練し、例えば棒状に押出成形する。押出成形された成形体４を冷却機２０により冷却し、ペレタイザー３０によりペレット５とする。

次に、粉砕工程では、生成したペレット５を粉砕機４０により粉砕し、粒状体とする。粉砕機４０に投入されたペレット５は、回転刃４１により粉砕される。また、この粉砕機４０は篩い４２を備えており、粉砕された粒状体を分級する。粉砕機４０において、篩い工程も行われる。篩い工程により設定された粒径以外の粒状体は、先の生成工程において他の材料と共に押出機１０に投入することで、再利用される。

これらの工程を経て、ＰＢＴと無機質骨材とを含有する粒状の柄材３が製造される。そして、製造された柄材３を例えば塩化ビニル系樹脂と共に周知の各種成形機や成形手段を用い、例えばシート状に成形し、柄入りプラスチック成形品１を製造する。

次に、上述の柄入りプラスチック成形品１の実施例について説明する。
基材２となる熱可塑性樹脂に塩化ビニル系樹脂を用い、表１に示す基材２に対する柄材３の配合量（配合率）にて試料１〜７を作製した。そして、作製した試料１〜７の外観を目視にて確認した。なお、柄材３は、ＰＢＴ５０重量％、無機質骨材としてタルク４８．７５重量％、その他着色剤等を混合して上述の製造方法により製造した。

表１に示すように、柄材３を基材２に対し０．００５重量％配合した試料１では、柄材３を目視にて確認することができず、柄として機能しなかった。また、柄材３を基材２に対し６０重量％及び７０重量％配合した試料６，７では、基材２の塩化ビニル系樹脂から脱落する柄材３が発生し、仕上がり不良となった。他方、柄材３を基材２に対し０．０１重量％以上５０重量％以下配合した試料２〜５は、いずれも柄材３が基材２から脱落することなく、柄材３が柄として機能した。

次に、柄入りプラスチック成形品１に用いる柄材３の実施例について説明する。
表２に示す無機質骨材の配合量（配合率）にて、上述の製造方法により柄材を作製した。その過程において、常温における粉砕状況を確認した。そして、作製した各柄材を塩化ビニル系樹脂よりなる基材２に対し５重量％配合して試料８〜１３を作製した。そして、作製した試料８〜１３の外観を目視にて確認した。なお、各柄材におけるＰＢＴの量は、柄材全量から表２に記載の無機質骨材の配合量及び助剤の添加量を除いた残部となる。

表２に示すように、柄材３に対し無機質骨材を４重量％配合した試料８の柄材では、粉砕工程において粉砕に時間が掛かりすぎ、生産性が低下した。また、９０重量％配合した試料１３の柄材では、柄材３が基材２から脱落した。他方、５重量％以上８０重量％以下の試料９〜１２では、柄材３が基材２から脱落することなく且つ効率よく粉砕することができた。

次に、柄材３の他の実施例について説明する。
表３に示すＰＢＴの配合量（配合率）にて、上述の製造方法により柄材を作製し、各柄材を塩化ビニル系樹脂よりなる基材２に対し５重量％配合して試料１４〜１６を作製した。そして、作製した試料１４〜１６の外観を目視にて確認した。なお、各柄材における無機質骨材の量は、柄材全量から表３に記載のＰＢＴの配合量及び助剤の添加量を除いた残部となる。

表３に示すように、柄材３に対しＰＢＴを１０重量％及び１５重量％配合した試料１４，１５では、基材２から柄材３が脱落した。他方、２０重量％配合した試料１６では、基材２から柄材３が脱落することはなかった。

本発明に係る柄入りプラスチック成形品は、シート状物として例えば壁紙、床材、化粧板、クロス等の内装材、建材等に利用することができる。また、シート状物に限らず、各種日用品、電気製品等の成形品としても利用することができる。

１：柄入りプラスチック成形品、２：基材、３：柄材、４：成形体、５：ペレット、１０：押出機、２０：冷却機、３０：ペレタイザー、４０：粉砕機、４１：回転刃、４２：篩い

Claims (10)

1. 基材となる熱可塑性樹脂に柄材を配合した柄入りプラスチック成形品であって、
   前記熱可塑性樹脂は、ポリブチレンテレフタレート系樹脂と密着性の良好な樹脂を主剤とするものであり、
   前記柄材として、少なくとも前記ポリブチレンテレフタレート系樹脂を含有してなる粒状体を用いている柄入りプラスチック成形品。
2. 前記柄材が０．０１重量％〜５０重量％配合されてなる請求項１記載の柄入りプラスチック成形品。
3. 前記柄材は、さらに無機質骨材を５重量％〜８０重量％含有してなる請求項１又は２記載の柄入りプラスチック成形品。
4. 前記無機質骨材は、含水珪酸マグネシウム又は炭酸カルシウムのいずれかを少なくとも含む請求項３記載の柄入りプラスチック成形品。
5. 前記熱可塑性樹脂は、塩化ビニル系樹脂を主剤とするものである請求項１〜４のいずれかに記載の柄入りプラスチック成形品。
6. 前記基材はシート状に成形されている請求項１〜５のいずれかに記載の柄入りプラスチック成形品。
7. 請求項１記載の柄入りプラスチック成形品に用いる柄材であって、
   前記ポリブチレンテレフタレート系樹脂を少なくとも２０重量％含有してなり、粒状体に形成された柄材。
8. さらに無機質骨材を５重量％〜８０重量％含有してなる請求項７記載の柄材。
9. 請求項７記載の柄入りプラスチック成形品に用いる柄材の製造方法であって、
   少なくとも前記ポリブチレンテレフタレート系樹脂及び着色剤を混練してペレットを生成する生成工程と、
   前記ペレットを粉砕して粒状体を生成する粉砕工程と、
   前記粒状体を篩いにかけて分級する篩い工程とを備えた柄材の製造方法。
10. 前記生成工程において、さらに無機質骨材を添加する請求項９記載の柄材の製造方法。

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