JP2015129241A

JP2015129241A - アクリル樹脂成形材料及びその成形品

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Publication number: JP2015129241A
Application number: JP2014001934A
Authority: JP
Inventors: 磯部　智明; Tomoaki Isobe; 智明磯部
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-01-08
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2015-07-16
Anticipated expiration: 2034-01-08
Also published as: JP6218074B2

Abstract

【課題】優れた意匠性かつ高強度、耐傷性、防汚性、重厚感を有する成形品とするための、アクリル樹脂成形材料及びその成形品を提供する。【解決手段】アクリル樹脂、ガラスフレーク、溶融シリカを含有するアクリル樹脂成形材料であって、前記ガラスフレークの平均粒径が１〜１５００μｍであり、前記溶融シリカの平均粒径が１〜１０μｍであることを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、アクリル樹脂成形材料及びその成形品に関する。

従来、洗面カウンター、キッチンカウンター、浴槽、洗面ボール等の家具の部材や建材として、樹脂成形材料を用いて成形した成形品が用いられている。

通常、これらの成形品には優れた意匠性と、高強度、耐傷性、また、防汚性や重厚感等の条件が求められている。

これらの条件のうち、優れた意匠性を満足させるために、成形品の製造に用いられる樹脂成形材料として、光輝材料として表面にチタンコーティングを施した雲母（マイカ）を配合したものが知られている。

雲母は、８面体構造を有する鱗片状の鉱物であり、雲母を粉砕した粉末を配合した樹脂成形材料による成形品は、光を乱反射して雲母独特の光沢を有する点で優れたものである。

しかしながら、雲母の８面体構造は、非常に脆い特性を有するため、雲母を使用した成形品の強度は極端に低くなるという問題があった。

そこで、雲母を用いずに優れた意匠性と強度を付与するものとして、樹脂成分に無機充填材及びガラスフレークを配合した成形材料が提案されている（例えば特許文献１を参照）。この成形材料は、優れた意匠性と強度を付与するために、樹脂成分に対して比較的粒径の大きい無機充填材やガラスフレークを多く配合している。

特開平１１−２５５５４８号公報

しかしながら、このような優れた意匠性と強度を付与するために、樹脂成分に対して比較的粒径の大きい無機充填材やガラスフレークを多く配合した場合には、成形材料としてのペレット状の成形や、成形品とするための射出成形が困難となる。そのため、これまでほとんど実用化されていないのが現状である。

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、優れた意匠性かつ高強度、耐傷性、防汚性、重厚感を有する成形品とするための、アクリル樹脂成形材料及びその成形品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。

即ち、本発明のアクリル樹脂成形材料は、アクリル樹脂、ガラスフレーク、溶融シリカを含有するアクリル樹脂成形材料であって、前記ガラスフレークの平均粒径が１〜１５００μｍであり、前記溶融シリカの平均粒径が１〜１０μｍであることを特徴とする。

また、このアクリル樹脂成形材料においては、前記ガラスフレークが石英ガラスフレークであることが好ましい。

また、このアクリル樹脂成形材料においては、前記ガラスフレークの含有量が前記アクリル樹脂１００質量部に対して１０質量部以下であり、前記溶融シリカの含有量が前記アクリル樹脂１００質量部に対して３０質量部以下であることが好ましい。

また、このアクリル樹脂成形材料においては、前記アクリル樹脂に、撥水剤が含有されたことが好ましい。

また、このアクリル樹脂成形材料においては、前記撥水剤がシリコーンオイルであることが好ましい。

また、このアクリル樹脂成形材料においては、前記アクリル樹脂が熱可塑性アクリル樹脂であることが好ましい。

また、本発明の成形品は、上記のアクリル樹脂成形材料を用いて成形したことを特徴とする。

本発明のアクリル樹脂成形材料及びその成形品によれば、優れた意匠性かつ高強度、耐傷性、防汚性、重厚感を有する成形品とするための、アクリル樹脂成形材料及びその成形品を提供することが可能となる。

以下、発明を実施するための形態をあげて、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明の実施形態のアクリル樹脂成形材料は、アクリル樹脂、ガラスフレーク、溶融シリカを含有するアクリル樹脂成形材料である。そして、ガラスフレークの平均粒径が１〜１５００μｍ、溶融シリカの平均粒径が１〜１０μｍのものである。

アクリル樹脂は、熱可塑性のアクリル樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、透明性の高いアクリル樹脂、例えば、ＰＭＭＡ樹脂（ポリメチルメタアクリレート樹脂）等を好適に用いることができる。

また、アクリル樹脂は単独でのメルトフローレートが大きいものを用いることが好ましい。単独でのメルトフローレートが大きいものを用いることにより、優れた成形性を得ることができる。

アクリル樹脂単体の成形体の光の屈折率は１．４９〜１．５８の範囲が好ましい。光の屈折率がこの範囲であると、優れた意匠性を有する成形品とすることができる。

ガラスフレークは、ガラスをフレーク状に粉砕したものであれば特に制限なく用いることができ、これらのものとしては、例えば、石英ガラスフレーク、ソーダ石灰ガラスフレーク、ケイ酸塩ガラスフレーク、クリスタルガラスフレーク等を挙げることができる。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用して用いてもよい。また、これらの中でも透明性、光の屈折率の観点から石英ガラスフレークを好適に用いることができる。さらに、鱗片状の形状のものがより望ましい。

ガラスフレークの平均粒径は１〜１５００μｍ、好ましくは５０〜５００μｍの範囲である。平均粒径がこの範囲であると、所望する輝度を有する優れた意匠性の成形品とすることができる。なお、平均粒径が５００μｍを超えると、ガラスフレークが重なりあい、所望する意匠性が得られない場合があり、また成形品の強度が低下する場合がある。また、厚みは、燐片状である場合１０μｍ以下であることが望ましい。

なお、ここで平均粒径は、市販のレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置を用いて、レーザー回折・散乱法による粒度分布の測定値から、累積分布によるメディアン径（ｄ５０、体積基準）として求めることができる。

ガラスフレークの含有量は、製造する成形品の所望する意匠性に応じて適宜調整することができるが、通常、アクリル樹脂１００質量部に対して２０質量部以下、好ましくは１〜１０質量部の範囲である。配合量がこの範囲であると、ガラスフレークを成形品中に均一に分散させることができ、良好な成形性と優れた意匠性及び高強度を得ることができる。

また、ガラスフレークの光の屈折率は１．５２〜１．５６の範囲が好ましい。光の屈折率がこの範囲であると、適度に光を乱反射させることができ、優れた意匠性を有する成形品とすることができる。

ガラスフレークは、従来用いられていた雲母のようにもろくないため、成形品の強度を低下させにくい。さらに、水に触れるような使用環境下では、雲母等の天然鉱物は耐水劣化を生じる場合があるが、ガラスフレークは耐水劣化を生じさせにくい。

溶融シリカとしては、通常公知の溶融シリカであれば特に制限なく用いることができる。なお、溶融シリカの代わりに結晶性シリカを用いた場合、結晶性シリカに含まれる不純物によって成形品に濁りが生じたり、輝度が低下する。溶融シリカの平均粒径は１〜１０μｍ、好ましくは３〜８μｍの範囲である。溶融シリカの平均粒径がこの範囲であると、良好な成形性と優れた意匠性及び高強度を得ることができる。

平均粒径が１０μｍを超えると、アクリル樹脂成形材料の製造において、溶融シリカとアクリル樹脂とを均一に混合するために用いるペレタイザーのスクリュー羽根の磨耗が激しくなり、アクリル樹脂成形材料が灰色に着色し所望する意匠性が得られない場合がある。また、特許文献１に用いられているような１μｍ未満のシリカの場合は、アクリル樹脂成形材料の粘度が増加して、ペレット化が困難になる。

溶融シリカの配合量は、アクリル樹脂１００質量部に対して３０質量部以下、好ましくは１０〜２５質量部の範囲である。配合量がこの範囲であると、溶融シリカをアクリル樹脂中に均一に分散させることができ、良好な成形性と優れた意匠性及び高強度を得ることができる。

配合量が３０質量部を超えると、ペレット化する際に原料が脆くなり、ペレット化ができなかったり、所望する形状にカットできない場合がある。また、ペレタイザーのスクリュー羽根の磨耗が激しくなり、アクリル樹脂成形材料が灰色に着色し所望する意匠性が得られない場合がある。

溶融シリカの光の屈折率は１．４５〜１．５２の範囲が好ましい。光の屈折率がこの範囲であると、適度に光を乱反射させることができ、優れた意匠性を有する成形品とすることができる。

本発明のアクリル樹脂成形材料の実施形態では、アクリル樹脂の光の屈折率を１．４９〜１．５８、ガラスフレークの光の屈折率を１．５２〜１．５６、溶融シリカの光の屈折率を１．４５〜１．５２を好ましい範囲として規定している。これは、それぞれの必須の材料の光の屈折率を近づけることにより、成形品に透明感かつ深み感等の優れた意匠性を付与するためである。

なお、光の屈折率が大きく変動しない範囲であれば、他の樹脂や無機充填材等を配合することもできる。

また、撥水剤としてシリコーンオイルを配合するのが好ましい。シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル等を用いることができる。

これらの中でも、アクリル樹脂との相溶性が良好なメチルフェニルシリコーンオイルを用いるのがより好ましい。これらの撥水剤を配合することにより、成形時の樹脂流動性を向上させるとともに、防汚性を有する成形品とすることができる。

アクリル樹脂成形材料には、本発明の効果を損なわない範囲内において、上記成分以外の成分をさらに配合することができる。このような成分としては、離型剤、難燃剤、無機イオントラップ剤、着色剤等を挙げることができる。

アクリル樹脂成形材料及びその成形品の製造方法は、上記で詳述した各成分を、押出混連機を用いて加熱しながら混錬、押出ししてペレット状のアクリル樹脂成形材料を製造する。次に、得られたペレット状のアクリル樹脂成形材料を加熱炉で所定の時間予備加熱を行った後に、加熱した金型に加圧注入成形することで成形品を得ることができる。

以下に、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。なお、表１に示す配合量は質量部（顔料のみ全質量に対する質量％）を表す。
（実施例１）
配合成分として以下のものを用いた。
樹脂成分：熱可塑性アクリル樹脂（三菱レーヨン社製ＶＨ０００（屈折率１．４９））１００質量部
溶融シリカ：（キンセイマテック社製Ｆ−ＨＤ０５（平均粒径５μｍ））２０質量部
ガラスフレーク：チタニアコートされたガラスフレーク（日本板硝子社製メタシャイン５０９０ＲＳ（平均粒径９０μｍ））２質量部
顔料（白色顔料）：酸化チタン（堺化学工業社製Ｒ−６５０）全質量に対して０．３質量％
撥水剤：メチルフェニルシリコーンオイル（東レダウコーニング社製ＳＨ５５０）０．５質量部
上記の各成分を３２ｍｍ径の押出混連機を用いて、混錬温度２４０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍの条件でペレットを得た。

次に、ハンドトゥルーダーを用いて、得られたペレットを２５０℃の加熱炉で３分間予備加熱を行った後に、１００℃に加熱した金型に加圧注入成形して、サイズが５ｍｍ（幅）×２ｍｍ（厚み）×７０ｍｍ（長さ）の平板成形品を得た。
（実施例２）
溶融シリカの含有量を１０質量部とした以外は、実施例１と同様にして成形品を得た。
（実施例３）
ガラスフレークを、シルバーコートされたガラスフレーク（日本板硝子社製メタシャイン５１５０ＲＳ（平均粒径１５０μｍ））に変更した以外は、実施例１と同様にして成形品を得た。
（実施例４）
ガラスフレークの含有量を８質量部とした以外は、実施例１と同様にして成形品を得た。
（比較例１）
溶融シリカを、結晶性シリカ（福島窯業社製Ｃ−２０５Ｃ（平均粒径５μｍ））に変更した以外は、実施例１と同様にして成形品を得た。
（比較例２）
ガラスフレークを、雲母として、チタニアコートされた合成パールマイカ（ダイヤ工業社製（粒度分布６０〜３５０μｍ））に変更した以外は、実施例１と同様にして成形品を得た。
（比較例３）
ガラスフレークを、雲母として、チタニアコートされた合成パールマイカ（ダイヤ工業社製（粒度分布５００〜８５０μｍ））に変更した以外は、実施例１と同様にして成形品を得た。
（比較例４）
ガラスフレークを含有しない以外は、実施例１と同様にして成形品を得た。
＜評価＞
実施例１〜４、比較例１〜４の各成形品について、意匠性（輝度）、意匠性（深み感）、強度、耐傷性（表面鉛筆硬度）、防汚性、重厚感を以下の基準により評価した。その結果を表１に示す。
（意匠性（輝度））
成形品の意匠性（輝度）について、成形品の表面を目視にて確認し、以下の基準で評価した。
◎：非常に輝度があり、均一分散している
○：輝度があり、均一分散している
×：輝度はあるが均一分散していないか、輝度がない
（意匠性（深み感））
成形品の意匠性（深み感）について、成形品の表面を目視にて確認し、以下の基準で評価した。
◎：非常に深み感がある
○：深み感がある
×：深み感がない
（曲げ強度）
成形品の曲げ強度を、ＪＩＳＫ７１７１に基づいて測定した。
（耐傷性（表面鉛筆硬度））
耐傷性として、表面鉛筆硬度をＪＩＳＫ５６００に基づいて測定した。
（防汚性）
成形品の防汚性について、成形品の表面に水を付着させた状態を目視にて確認し、以下の基準で評価した。
○：水はじき性がある
×：水はじき性がない（対象なし）
（重厚感）
成形品の重厚感について、成形品の表面を叩いて以下の基準で評価した。
◎：叩いたときに非常に重厚感を感じる
○：叩いたときに重厚感を感じる
×：叩いたときに重厚感を感じない（対象なし）
上記の評価結果及び測定結果を表１に示す。

表１より、実施例１〜４では、全ての項目において良好な結果が得られた。

これに対し、ガラスフレークを配合しなかった比較例４は成形品表面の輝度がなかった。

また、結晶性シリカを用いた比較例１は、意匠性（深み感）が劣っていた。

さらに、ガラスフレークを用いず雲母を用いた比較例２、３は、成形品の曲げ強度が極端に劣っていた。

これらの結果から、本発明のアクリル樹脂成形材料により製造した成形品は、優れた意匠性かつ高強度、耐傷性、防汚性、重厚感を有することが確認された。

Claims

アクリル樹脂、ガラスフレーク、溶融シリカを含有するアクリル樹脂成形材料であって、前記ガラスフレークの平均粒径が１〜１５００μｍであり、前記溶融シリカの平均粒径が１〜１０μｍであることを特徴とするアクリル樹脂成形材料。
前記ガラスフレークが石英ガラスフレークであることを特徴とする請求項１に記載のアクリル樹脂成形材料。
前記ガラスフレークの含有量が前記アクリル樹脂１００質量部に対して１０質量部以下であり、前記溶融シリカの含有量が前記アクリル樹脂１００質量部に対して３０質量部以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクリル樹脂成形材料。
前記アクリル樹脂に、撥水剤が含有されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のアクリル樹脂成形材料。
前記撥水剤がシリコーンオイルであることを特徴とする請求項４に記載のアクリル樹脂成形材料。
前記アクリル樹脂が熱可塑性アクリル樹脂であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のアクリル樹脂成形材料。
請求項１から６のいずれか一項に記載のアクリル樹脂成形材料を用いて成形したことを特徴とする成形品。