JP2020117657A

JP2020117657A - 機能性成形品及び機能性カード

Info

Publication number: JP2020117657A
Application number: JP2019012072A
Authority: JP
Inventors: 剛史墨谷; Takashi Sumitani
Original assignee: SaluteLab; Salutelab Inc
Current assignee: SaluteLab; Salutelab Inc
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2020-08-06

Abstract

【課題】消臭・抗菌性能を有するとともに、電源不要でありながら多量のイオンを発生する空気清浄機能を備えた機能性成形品及び機能性カードを提供する。【解決手段】樹脂材料もしくは弾性材料からなる基材に少なくとも機能性材料が混練されて成形された機能性成形品であって、前記機能性材料の平均粒径が０．６μｍ〜１．０μｍ、前記基材に対する前記機能性材料の含有率が８％〜１５％であり、前記機能性材料が表面に露出した状態で成形されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、消臭・抗菌性能を有するとともに電源不要でありながら多量のイオンを発生する空気清浄機能を有した機能性成形品及び機能性カードに関する。

従来、様々な仕様の空気清浄機能を有した製品が知られている。例えば、下記特許文献１には、タンク内の水に超音波振動を与え霧状にして空気中に放出させホルミシス効果を奏するとされる空気清浄器が開示されている。また下記特許文献２には、放電電極と放電電極に対向する対向電極との間に放電を生じさせることにより、イオンを発生させるイオン発生機及び空気清浄機が開示されている。しかしながら、このような従来の空気清浄機能を有した装置は、小型化ができポータブルタイプであったとしても、イオンを発生させるために電源を要するものであった。

特開２００５−３０７５１号公報特開２０１８−１０６８４７号公報特開２００４−１８７２４号公報実用新案登録第３１８６３３９号公報

そこで、電源不要の空気清浄機能を有したものとして、上記特許文献３には、カプセル化した昇華性薬剤とマイナスイオン発生物質とを用いて不織布等のシート状基材に担持させシート状にしたものや、上記特許文献４には、空気中の水分をクラスター化する物質を樹脂類に練り込みカード型にしたものが開示されている。しかし、上記特許文献３に開示されているものの場合、昇華性薬剤をカプセル化する技術が求められ、コスト高になることが予想される。また上記特許文献４に開示されているものは、練り込むセラミック剤が非常に微細な粒子とすることが前提にありながら、具体的にどのような樹脂にどの程度、練り込むのか開示がない上、イオンの発生量についての記載がないものであった。

この他、二酸化塩素を発生させ除菌を謳っている製品や、抗菌性を付与した繊維製品やめっき加工された製品等も多数販売されている中、電源不要でありながらより一層イオン発生量が多い製品が求められている。

本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、消臭・抗菌性能を有するとともに、電源不要でありながら多量のイオンを発生する空気清浄機能を備えた機能性成形品及び機能性カードを提供することを目的としている。

本発明に係る機能性成形品は、樹脂材料もしくは弾性材料からなる基材に少なくとも機能性材料が混練されて成形された機能性成形品であって、前記機能性材料の平均粒径が０．６μｍ〜１．０μｍ、前記基材に対する前記機能性材料の含有率が８％〜１５％であり、前記機能性材料が表面に露出した状態で成形されていることを特徴とする。
本発明の機能性カードは、上記機能性成形品からなり、厚みが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、縦寸法が５０ｍｍ〜６０ｍｍ、横寸法が８０ｍｍ〜９０ｍｍのカード型であることを特徴とする。

本発明の機能性成形品及び機能性カードによれば、消臭・抗菌性能を有するとともに、電源不要でありながら多量のイオンを発生する空気清浄機能を備えたものとすることができる。

（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施形態に係る機能性成形品の適用例を模式的に種々示した概略的斜視図である。図１（ａ）に示す機能性カードの製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。同機能性カードの消臭性試験の結果をまとめた表である。同機能性カードの抗菌性試験の結果をまとめた表である。本発明の実施形態に係る樹脂成形品と類似製品とを比較したイオン発生量測定試験の結果をまとめた表である。

以下に本発明の実施の形態について、図面及び評価試験結果を参照しながら説明する。
本実施形態に係る機能性成形品は、樹脂材料もしくは弾性材料からなる基材に少なくとも機能性材料が混練されて成形された機能性成形品であって、前記機能性材料の平均粒径が０．６μｍ〜１．０μｍ、前記基材に対する前記機能性材料の含有率が８％〜１５％であり、前記機能性材料が表面に露出した状態で成形されていることを特徴とする。以下、詳述する。

＜適用例＞
図１（a）〜（ｆ）は、本実施形態に係る樹脂成形品を様々な製品に適用した例を説明するための図である。上述の機能性成形品１としては、樹脂材料もしくは弾性材料の基材を用いたものであれば、様々な成形品に適用できる。図１（a）は、樹脂成形品を機能性カード２とした例を示している。この機能性カードは定期入れや名刺入れ、財布に収まる大きさとされ、携帯して使用することができる。もちろん、カードサイズゆえ、棚や引出しに収納して使用してもよく、ハンガーや竿等に吊るして使用できるように紐付けされたものとしてもよい。また靴の上に置いておくような仕様に形状を変更させてもよい。また機能性カード２は単にプレート体として携帯するようにしてもよいし、これ自体にＩＣチップ等を埋め込みＩＣカードやクレジットカードとすることもできる。図１（ｂ）は樹脂成形品１を制服等衣服に付ける名札３とした例を示している。図例に限定されず、社員証や社員証ホルダー等としてもよい。図１（ｃ）は樹脂成形品１を食器４に適用した例を示している。図例のマグカップに限定されず、皿、鉢、急須等としてもよいし、カトラリー、箸、さらにはキッチンマット、ランチョンマット、まな板、おたま、フライ返し、計量カップ、コースター等、調理器具としてもよい。図１（ｄ）は樹脂成形品１を傘の柄５に適用した例である。図例の傘の柄に限定されず、杖としてもよいし、松葉杖等の医療器具、さらには箒の柄等の掃除道具、生活雑貨（ゴミ箱、玄関マット、うちわ等）、つり革の持ち手、おもちゃ、ペット用品（ペットトイレ、ゲージ、首輪等）、文房具（ペンケース、定規、キャップ、クリップ、ボールペン、キーホルダー、マウスパッド、携帯ケース、ブックカバー等）、スポーツ用品（ゴルフのピン、等に適用してもよい。図１（ｅ）は機能性製品１をゴルフグリップ６とした例である。このときの基材は弾性材料とされ、この他、卓球やバドミントン等のラケットのグリップに適用してもよいし、スポーツ用品に適用することができる。図１（ｆ）は機能性製品１をクローゼット７とした例である。これに限定されず、扉や障子枠、階段等の手すり、湯船、便器、ショーケース、販促ディスプレイ等にも適用することができる。このように機能性成形品１は、樹脂材料もしくは弾性材料からなるあらゆる成形品に適用することができ、この機能性成形品１からなる製品は、消臭・抗菌性能を有するとともに、電源不要でありながら多量のイオンを発生する空気清浄機能を備えたものとすることができる。

＜機能性材料等について＞
機能性材料を混練する樹脂材料としては、公知の樹脂材料を用いることができ、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン，ポリスチレン、ポリアミド、ポリプロピレン，ポリウレタン，ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリールスルホン、ポリアリールケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリールエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイドスルフォン、ポリアリレート、液晶ポリエステル、フッ素樹脂等が挙げられる。
機能性材料を混練する弾性材料としては、公知の弾性材料を用いることができ、例えば、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ、ＡＣＭ、ＡＥＭ、ＦＫＭ、シリコーン系ゴム、スチレン系等のゴム材等が挙げられる。機能性材料としては、遠赤外線放射体が用いられ、具体的には、天然の微弱放射性希土類鉱物（レアアース酸化物）及び遠赤外線放射鉱物を粉末にしてなる混合材料が用いられる。さらに詳細には、例えば、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）、チタニア（ＴｉＯ₂）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ₄ ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、イットリア（Ｙ₂ Ｏ₃ ）、コージライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ₂ Ｏ₃ ・５ＳｉＯ₂ ）、βスポジューメン（Ｌｉ₂Ｏ・Ａｌ₂ Ｏ₃ ・４ＳｉＯ₂ ）、ムライト（Ａｌ₂ Ｏ₃ ・３ＳｉＯ_２）、チタン酸アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３・ＴｉＯ_２）、酸化銅（Ｃｕ₂ Ｏ，ＣｕＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ、Ｃｏ₃ Ｏ₄）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ₂ ）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化クロム（Ｃｒ₂ Ｏ₃ ）、酸化錫（ＳｎＯ₂ ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）トリウム（ＴｈＯ_２）、酸化ウラン（Ｕ_３Ｏ_８）等、或いは、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）、炭化タンタル（ＴａＣ）等をそれぞれ単独で、または２種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
機能性材料の平均粒径は、０．６μｍ〜１．０μｍが望ましく、特に平均粒径を０．８μｍとすれば、樹脂材料もしくは弾性材料と混練しやすく有効である。樹脂材料もしくは弾性材料からなる基材に対する上記の機能性材料の含有率は、８％〜１５％が望ましい。

＜製造方法＞
次に図２を参照しながら、機能性成形品の製造方法の一例として、図１（ａ）に示す機能性カード２の製造方法を説明する。なお、以下は一例であって、この製造方法に限定するものではない。また配合成分や配合比率も一例であって、これに限定するものではない。

＜配合工程Ｓ１＞
まず、ミキサーに樹脂材料としてポリ塩化ビニルと、機能性材料と、その他有機スズ化合物と、強化剤・着色剤等とを所定の配合比（樹脂材料７５％以上、機能性材料１０％以上、有機スズ化合物２パーセント以下、強化剤・着色剤等が１０％以上）で投入し配合する。機能性材料としては、具体的に、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）が４０〜５０％、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）が２０〜３０％を主成分とし、その他、五酸化二リン（Ｐ_２Ｏ_５）、チタン酸アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３・ＴｉＯ_２）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、トリウム（ＴｈＯ_２）、酸化ウラン（Ｕ_３Ｏ_８）が含有されている。このときの機能性材料の平均粒径は約０．８μｍと粉体とされる。

＜混練工程Ｓ２及び圧延工程Ｓ３＞
各種配合物からなる機能性材料と樹脂材料とをミキサーで混ぜ合わせ、ミキシングロールで混錬する。それでもまだ均一には混ざり合わないので、何度も熱をかけながら、カレンダー製法により２本のローラ間で圧延を何度も繰り返す。ローラで圧延する際に下に落ちた機能性材料等は、再び練り易いローラ間に落としてまた均一になるまで圧延を繰り返す。ローラの回転速度や熱の温度等は外気温、湿度を考慮して調整しながら行う。

＜冷却・硬化工程Ｓ４＞
樹脂材料と機能性材料とが均一に混ざり合ったら、シート体とし、冷却・硬化する。
＜裁断工程Ｓ５＞
硬化したシート体を０．５ｍｍの厚みのシートに裁断する。

＜プレス工程Ｓ６＞
シートを複数枚（機能性カード２の場合は２枚）重ね、化粧板の間にセットし、任意の厚みになるようプレスした後、所定のサイズにカットすれば、図１（ａ）に示す機能性カード２を得ることができる。
以上の製造方法によれば、樹脂材料に均一に機能性材料が練り込まれているので、機能性カード２の表面に機能性材料が露出した状態で成形される。よって、消臭性・抗菌性に加え、非常に多量のイオンを放出するカードを得ることができる。

＜評価試験結果＞
次に各種評価試験結果について説明する。
消臭性試験及び抗菌性試験では、実施例としては、上述の製造方法で得た縦８．５ｃｍ×横５．４ｃｍ×厚み０．８ｃｍの機能性カード２を使用した。

＜消臭性試験＞
同種同大の密閉容器を２つ準備し、たばこの煙を容器内に充満させ、「実施例」では機能性カード２を投入する一方、「比較例」ではなにも入れずに、１時間後と２時間後のたばこの臭いの感じ方を試験した。１時間後、「実施例」はわずかにたばこの臭いが残っている程度で、かなりのたばこの臭いの減少がみられた。「比較例」はほとんどたばこの臭いの減少はみられなかった。２時間後、「実施例」はさらにたばこの臭いの減少がみられ、ほぼ臭いを感じなかった。

＜抗菌性試験＞
ＪＩＳＺ２８０１：２０１２（フィルム密着法）に準拠し、試験菌株：黄色ぶどう球菌（液接種量：０．４ｍｌ、被覆フィルムの表面積：１６ｃｍ^２）を使用した試験を一般社団法人ボーケン品質評価機構に依頼し行った。比較例としては、市販されている抗菌まな板で同じ試験を行った。抗菌性能評価基準において抗菌活性値で２．０以上あることとされているところ、実施例は５．２、比較例は５．３の数値を示し、いずれも抗菌性があるといえ、機能性カード２は抗菌まな板と同等の抗菌性能があることがわかった。

＜イオン発生量測定試験＞
鉱石用マイナスイオン測定器（ＣＯＭ-3010ＰＲＯ）の検知部を直接、試験対象品に当てて、同じ条件下のもと、測定を行った。比較例１〜３としては、いずれもカード型で実施例１と類似する市販の製品を選んで試験を行った。
実施例１：縦８．５ｃｍ×横５．４ｃｍ×厚み１．０ｃｍの機能性カード２を使用した。上記の機能性材料を１０％含有させた。樹脂材料等は製造方法で述べた機能性カード２と同様である。
実施例２：スチレン系エラストマーに上記の機能性材料を１０％含有させて、ゴルフグリップに成型したもので測定を行った。
比較例１：ポリ塩化ビニル製でレアアース鉱石及びジルコニア等が配合された機能性カードであり、両面にＰＰ加工（印刷面上にポリプロピレンフィルムが熱プレスされる加工）が施されている。縦８．５ｃｍ×横５．４ｃｍ×厚み１．０ｃｍの機能性カードを使用した。
比較例２：二酸化塩素発生剤を複数孔が設けられたカードホルダーの中に収容し、首から下げて使用するタイプの機能性カードを使用した。
比較例３：比較例２と同じく、二酸化塩素発生剤を複数孔が設けられたカードホルダーの中に収容し、首から下げて使用するタイプの機能性カードを使用した。比較例２と比較例３は異なるメーカから販売されているものを選んだ。

上記測定器でイオン数を測定したところ、図５に示すように実施例１及び実施例２は、本実施形態による機能性カード２及び機能性成形品は、いずれもその表面及びその近傍における空気イオン密度が１０００個／ｃｍ^３以上であり、最も実施例１に類似すると考えられる比較例１と比較しても、イオン発生量に関し８倍以上の差がみられた。実施例１及び実施例２によれば、多量のイオンを発生するので、イオンの中和作用、ラジカルによる酸化作用が期待できる。よって実施例１及び実施例２を身に着けるように携帯すれば、上述の消臭・抗菌性能に加え、花粉、アレル物質を寄せ付けにくくなり、インフルエンザウィルス等のウィルスの不活性化が期待できる。

以上の実施形態は、一例であって、適用例も上述に挙げたものに限定されるものではない。樹脂材料、弾性材料からなるあらゆる製品に適用でき、携帯する人、適用商品に囲まれれば、それだけ空気清浄機能の向上を図ることができる。

１（２〜７）機能性成形品
２機能性カード

Claims

樹脂材料もしくは弾性材料からなる基材に少なくとも機能性材料が混練されて成形された機能性成形品であって、
前記機能性材料の平均粒径が０．６μｍ〜１．０μｍ、前記基材に対する前記機能性材料の含有率が８％〜１５％であり、前記機能性材料が表面に露出した状態で成形されていることを特徴とする機能性成形品。
請求項１において、
前記基材は、ポリ塩化ビニルであり、
前記機能性材料には、二酸化ケイ素及び／または酸化ジルコニウムを主成分とした希土類鉱石及び遠赤外線放射鉱物が含まれていることを特徴とする機能性成形品。
請求項１又は請求項２において、
前記表面及びその近傍における空気イオン密度が１０００個／ｃｍ^３以上であることを特徴とする機能性成形品。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の機能性成形品からなり、
厚みが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、縦寸法が５０ｍｍ〜６０ｍｍ、横寸法が８０ｍｍ〜９０ｍｍのカード型であることを特徴とする機能性カード。