JP2016087841A

JP2016087841A - 複合混合物の製造方法

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Publication number: JP2016087841A
Application number: JP2014222125A
Authority: JP
Inventors: 正尚曹; Zheng-Shang Cao
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】複合混合物の製造方法を提供する。
【解決手段】複合混合物の製造方法は、磁気相スパッタリング工程によって銀、二酸化チタンおよび酸化亜鉛のうちの少なくとも一つのターゲット材料をナノ粒子化し、かつプラスチック基材の表面に沈積させることによって複合基材を製作する。続いてプレス加工、吹き加工または射出成型などの工程によって複合基材を用いて複合混合物を完成させる。ターゲット材料は薄膜に均等に分布するため、複合混合物は殺菌効果を生じ、マイナスイオンおよび遠赤外線を放出するか、良好な通気性を維持することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複合混合物の製作方法に関し、詳しくは殺菌およびマイナスイオン効果を果たし、遠赤外線を放出するか良好な通気性を維持することができる複合混合物の製作方法に関するものである。

従来の殺菌効果またはマイナスイオン効果を有する複合混合物の製造方法は、次の通りである。まず銀、二酸化チタンまたは酸化亜鉛などのナノ粒子と、液体のプラスチック材料とを混合させることによって殺菌効果を生じ、マイナスイオンおよび遠赤外線を放出することができるプラスチックのマスターバッチを製造する。続いて、需要に応じて射出成型の工程を行ってプラスチック製品を製造する。プラスチック材料の種類は繁雑であるため、実際にプラスチック製品を製造する際、あらかじめ様々なプラスチック材料と、銀、二酸化チタンまたは酸化亜鉛などのナノ粒子とを混合させ、殺菌効果およびマイナスイオン放出効果を有するプラスチックのマスターバッチを製造しなければならない。続いて、顧客の決めたプラスチック材料および殺菌作用の効力、マイナスイオンの含有量に基づいて殺菌効果およびマイナスイオン放出効果を有するプラスチックのマスターバッチと、同じ材質から製造されたプラスチックのマスターバッチとを所定の比で混合させ、そののち射出成型の工程によってプラスチック製品を製造する。しかしながら、上述した製造工程は、業者にとって様々なプラスチックのマスターバッチだけでなく、様々なプラスチックの殺菌効果およびマイナスイオン放出効果を有するマスターバッチを大量保管することが必要である。従って、上述した製造方法はそれに対応する在庫量およびコストを増加させるため、経済効率を満たさないだけでなく、製造過程において何段階かの射出成型を行うため、プロセスが複雑で長い。

それに対し、殺菌効果およびマイナスイオン放出効果を有するナノ粒子とプラスチックのマスターバッチとを混合させ、続いて殺菌効果およびマイナスイオン放出効果を有するプラスチック製品を射出成型の工程によって製造する方法が、大部分の業者に採用されている。しかしながら、このような方法に基づいて製造されたプラスチック製品は、一つのプロセスによって製造された製品と別の一つのプロセスによって製造された製品との殺菌効果および放出できるマイナスイオンの含有量が均一ではない。原因はプラスチックのマスターバッチの表面に付着したナノ粒子が均一でないことにある。つまり、一部のプラスチックのマスターバッチは表面の一部分にナノ粒子の塊が形成され、一部のプラスチックのマスターバッチは複数のナノ粒子が集結して塊になるため、プラスチックのマスターバッチとナノ粒子の比は均一ではない。従って、射出成型の工程によって製造された製品の品質に影響を与えてしまう。

上述したとおり、ナノ粒子を均等に分布させることができない従来の製造方法には改善の余地がある。

本発明は、複合混合物の製造方法を提供することを主な目的とする。本発明による製造方法は材料の過剰在庫を避け、コストを削減することができるだけでなく、銀ナノ粒子、二酸化チタンナノ粒子または酸化亜鉛ナノ粒子をプラスチック顆粒の表面に均等に分布させて殺菌およびマイナスイオン効果を果たし、遠赤外線を放出するか良好な通気性を維持することができる複合混合物を製造することである。

上述の目的を達成するために、本発明による複合混合物の製造方法は、プラスチック基材を用意するステップＡと、化学気相蒸着技術によって少なくとも一つのターゲット材料をプラスチック基材の表面に沈積させ、複合基材を製作するステップＢと、成型工程によって複数の複合基材を用いて複合混合物を完成させるステップＣとを含む。

プラスチック基材の材料は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ナイロン（Ｎｙｌｏｎ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）およびフェノール樹脂である。

化学気相蒸着技術は、スパッタリング工程、特に磁気相スパッタリング工程である。

化学気相蒸着技術において、ターゲット材料は、銀、二酸化チタンまたは酸化亜鉛である。ターゲット材料は化学気相蒸着技術によって銀ナノ粒子、二酸化チタンナノ粒子または酸化亜鉛ナノ粒子を生じさせる。

ナノ粒子の間またはナノ粒子とプラスチック基材との接触面にはナノレベルの隙間が形成される。

成型工程は、プレス加工、吹き加工、射出成型、ブラスト加工などの工程である。

ステップＣにおいて、複合混合物は複合薄膜、複合繊維または複合紡糸である。

ステップＣにおいて、成型工程は圧縮成型工程である。

圧縮成型工程によって成型された複合混合物は、所定の幾何学形状を呈する。

プラスチック基材は、顆粒状、直線状、片状またはフィルム状を呈する。

上述したとおり、本発明はスパッタリング工程によって銀、二酸化チタンまたは酸化亜鉛などのターゲット材料のナノ粒子化を行い、（顆粒状、フィルム状、直線状または片状を呈する）プラスチック基材の表面に銀ナノ粒子、二酸化チタンナノ粒子または酸化亜鉛ナノ粒子を均等に分布させる。銀、二酸化チタンまたは酸化亜鉛はナノ粒子化されるため、複合した薄膜は殺菌効果およびマイナスイオン効果または遠赤外線効果を有する。一方、スパッタリング工程は銀、二酸化チタンまたは酸化亜鉛をナノ粒子化し、プラスチック顆粒またはプラスチック薄膜に均等に分布させるため、銀ナノ粒子、二酸化チタンナノ粒子または酸化亜鉛ナノ粒子などのナノ粒子をあらゆる複合顆粒または複合混合物に均等に含有させ、品質の安定性を確保することができるだけでなく、複合混合物の色飽和度を高めることができる。

ナノ粒子の間またはナノ粒子とプラスチック基材との接触面にはナノレベルの隙間が形成されるため、本発明による複合混合物は通気性がよい。

本発明の詳細な構造、特徴および目的は、以下の実施形態の詳細な説明によって明確にされる。また、以下の詳細な説明および本発明により提示された実施形態は本発明を説明するための一例に過ぎず、本発明の請求範囲を限定できないことは、本発明にかかわる領域において常識がある人ならば理解できるはずである。

本発明の第１実施形態および第２実施形態による複合混合物の製造方法を示すプロセスである。本発明の第１実施形態による複合混合物の製造方法の各ステップを行った後のプラスチック基材の状態を示す斜視図である。本発明の第１実施形態による複合混合物の製造方法の各ステップを行った後のプラスチック基材の状態を示す斜視図である。本発明の第１実施形態による複合混合物の製造方法の各ステップを行った後のプラスチック基材の状態を示す斜視図である。本発明の第２実施形態による複合混合物の製造方法の各ステップを行った後のプラスチック基材の状態を示す斜視図である。本発明の第２実施形態による複合混合物の製造方法の各ステップを行った後のプラスチック基材の状態を示す斜視図である。本発明の第１実施形態および第２実施形態による複合混合物の製造方法に基づいて製造された複合紡糸の状態を示す斜視図である。本発明の第１実施形態および第２実施形態による複合混合物の製造方法に基づいて製造された複合繊維の状態を示す斜視図である。本発明の第１実施形態および第２実施形態による複合混合物の製造方法のプレス加工工程によって成型された複合混合物の状態を示す断面図である。本発明の第１実施形態および第２実施形態による複合混合物の製造方法によって製造された複合混合物のうちのナノレベルの隙間の一部分を示す拡大図である。本発明の第１実施形態および第２実施形態による複合混合物の製造方法によって製造された複合混合物のうちのナノレベルの隙間の一部分を示す拡大断面図である。

以下、本発明による複合混合物の製造方法を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態による複合混合物の製造方法は、下記のステップを含む。

ステップＡは、プラスチック基材１１を用意する。

ステップＢは、化学気相蒸着技術によって少なくとも一つのターゲット材料をプラスチック基材１１の表面に沈積させ、複合基材１０を製作する。

ステップＣは、成型工程によって複合基材１０を用いて複合混合物１を完成させる

続いて、本発明の第１実施形態による複合混合物の製造方法を図２Ａから図２Ｃに基づいて詳しく説明する。

ステップＡにおいて、プラスチック基材１１は顆粒状、直線状、片状またはフィルム状を呈する。プラスチック基材１１の材料は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ナイロン（Ｎｙｌｏｎ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）およびフェノール樹脂である。

ステップＢにおいて、化学気相蒸着技術は、スパッタリング工程、特に磁気相スパッタリング工程である。化学気相蒸着技術においてターゲット材料は、銀、二酸化チタンまたは酸化亜鉛のナノ粒子化によって殺菌効果およびマイナスイオン効果または遠赤外線効果を生じることができる金属からなる。

ステップＣにおいて、成型工程は、プレス加工、吹き加工、射出成型、ブラスト加工、切断加工などの工程である。

第１実施形態において、プラスチック基材１１はプラスチック顆粒１１である。上述をまとめてみると、第１実施形態による複合混合物の製造方法は次の通りである。まず磁気相スパッタリング工程によって銀、二酸化チタンおよび酸化亜鉛のうちの少なくとも一つのターゲット材料をナノ粒子化し、銀ナノ粒子、二酸化チタンナノ粒子または酸化亜鉛ナノ粒子などのナノ粒子１３を生じ、かつ少なくとも一種類のナノ粒子１３をプラスチック顆粒１１の表面に均等に分布させることによって複合顆粒１０を製作する。続いて、プレス加工、吹き加工、射出成型、ブラスト加工または圧縮成型などの工程によって複合顆粒１０を用いて複合混合物１を完成させる。複合混合物１は殺菌効果およびマイナスイオン効果を有するか、遠赤外線を放出できるか、殺菌効果およびマイナスイオン効果を生じると同時に遠赤外線を放出する。一方、従来の攪拌混合工程に対し、磁気相スパッタリング工程はプラスチック顆粒１１の表面にナノ粒子１３を弾き飛ばすため、ナノ粒子１３を均等に分布させることができるだけでなく、品質の安定性を確保し、複合混合物１の色飽和度を高めることができる。一方、複合顆粒１０に一回だけの成型工程を行えば、殺菌効果およびマイナスイオン効果を有するか、遠赤外線を放出できるか、殺菌効果およびマイナスイオン効果を生じると同時に遠赤外線を放出する複合形製品を完成させることができる。従って、本発明は材料を大量に保管する必要がないだけでなく、製造過程を簡単化し、生産コストを削減することができる。

（第２実施形態）
図３Ａおよび図３Ｂは本発明の第２実施形態による複合混合物の製造方法を示す斜視図である。第１実施形態との違いはプラスチック基材１１がフィルム状、直線状または片状を呈することにある。第２実施形態による複合混合物の製造方法は次の通りである。まずスパッタ沈積工程によって銀、二酸化チタンおよび酸化亜鉛のうちの少なくとも一つのターゲット材料をナノ粒子化し、銀ナノ粒子、二酸化チタンナノ粒子または酸化亜鉛ナノ粒子などのナノ粒子２３を生じ、かつナノ粒子２３をプラスチック薄膜２１の表面に均等に分布させる。続いて、プレス加工、吹き加工、射出成型、ブラスト加工または切断加工などの工程によってナノ粒子２３を含有したプラスチック薄膜２１に加工処理を行えば、殺菌効果およびマイナスイオン効果を有するか、遠赤外線を放出できるか、殺菌効果およびマイナスイオン効果を生じると同時に遠赤外線を放出する複合混合物２を完成させることができる。

図２から図５に示すように、本発明において、複合混合物１および複合混合物２は複合薄膜、複合繊維または複合紡糸であるため、異なる領域に適用できる。一方、図６に示すように、本発明において、成型工程は、上金型３１と下金型３２が合わさって圧縮成型を行うことによって複合混合物１および複合混合物２を薄いシェル状などの所定の幾何学形状に形成し、ケースを製作することができる。

図７および図８に示すように、本発明の第１実施形態によって製作された複合混合物１はナノ粒子１３の間またはナノ粒子１３とプラスチック基材１１との接触面にナノレベルの隙間１５が形成されるため、良好な通気性を維持できる。本発明の第２実施形態によって製作された複合混合物２はナノ粒子２３の間またはナノ粒子２３とプラスチック基材２１との接触面にナノレベルの隙間２５が形成されるため、良好な通気性を維持できる。

上述をまとめてみると、本発明による複合混合物の製造方法は次の通りである。まず磁気相スパッタリング工程によって銀、二酸化チタンおよび酸化亜鉛のうちの少なくとも一つのターゲット材料をナノ粒子化し、銀ナノ粒子、二酸化チタンナノ粒子または酸化亜鉛ナノ粒子などのナノ粒子１３、２３をプラスチック基材１１、２１の表面に均等に分布させる。続いて、成型工程を行えば、殺菌効果を有するか、マイナスイオンを放出できるか、殺菌効果を生じると同時にマイナスイオンを放出する複合混合物１、２を完成させることができる。従って、本発明は品質の安定性を確保し、複合混合物１、２の色飽和度を高めることができる。一方、一回だけのプレス加工、吹き加工、射出成型または切断加工などの成型工程を行えば、複合薄膜、複合繊維または複合紡糸を完成させることができるため、本発明は材料を大量に保管する必要がないだけでなく、製造過程を簡単化し、生産コストを削減することができる。

以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１：複合混合物、
１０：複合基材、
１１：プラスチック基材、
１３：ナノ粒子、
１５：ナノレベルの隙間
２：複合混合物、
２１：プラスチック基材、
２３：ナノ粒子、
２５：ナノレベルの隙間
３１：上金型、
３２：下金型

Claims

プラスチック基材を用意するステップ（Ａ）と、
化学気相蒸着技術によって少なくとも一つのターゲット材料を前記プラスチック基材の表面に沈積させ、複合基材を製作するステップ（Ｂ）と、
成型工程によって前記複合基材を用いて複合混合物を完成させるステップ（Ｃ）と、を含むことを特徴とする複合混合物の製造方法。
前記ステップＡにおいて、前記プラスチック基材の材料は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ナイロン（Ｎｙｌｏｎ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）およびフェノール樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の複合混合物の製造方法。
前記ステップＢにおいて、前記化学気相蒸着技術はスパッタリング工程であることを特徴とする請求項１に記載の複合混合物の製造方法。
前記ステップＢにおいて、前記ターゲット材料は、銀、二酸化チタンまたは酸化亜鉛であり、かつ前記化学気相蒸着技術によって銀ナノ粒子、二酸化チタンナノ粒子または酸化亜鉛ナノ粒子などのナノ粒子を生じさせることを特徴とする請求項１に記載の複合混合物の製造方法。
前記ナノ粒子の間または前記ナノ粒子と前記プラスチック基材との接触面にはナノレベルの隙間が形成されることを特徴とする請求項４に記載の複合混合物の製造方法。
前記ステップＣにおいて、前記成型工程は、プレス加工、吹き加工、射出成型またはブラスト加工などの工程であることを特徴とする請求項１に記載の複合混合物の製造方法。
ステップＣにおいて、前記複合混合物は、複合薄膜、複合繊維または複合紡糸であることを特徴とする請求項１に記載の複合混合物の製造方法。
ステップＣにおいて、前記成型工程は圧縮成型工程であることを特徴とする請求項１に記載の複合混合物の製造方法。
前記圧縮成型工程によって成型された前記複合混合物は、所定の幾何学形状を呈することを特徴とする請求項８に記載の複合混合物の製造方法。
ステップＡにおいて、前記プラスチック基材は、顆粒状、直線状、片状またはフィルム状を呈することを特徴とする請求項１に記載の複合混合物の製造方法。