JP2021134233A - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】水溶性物質を好適に放出することができる樹脂組成物を提供する。【解決手段】樹脂組成物１０は、水不溶性樹脂および水溶性物質から構成され、前記水溶性物質を外部に徐放する樹脂組成物であって、前記樹脂組成物は、前記水不溶性樹脂を含むスキン層１１により覆われる。【選択図】図１
Description
本開示は、徐放性を備えた樹脂組成物に関する。
特許文献１は、水不溶性樹脂、構造材料、および、機能性水溶性物質から構成され、構造材料と水不溶性物質の少なくとも一方に親水性材料が含まれる機能性水溶性物質徐放材の構成を開示する。
上記の機能性水溶性物質徐放材によれば、安定的な湿潤状態で機能性水溶性物質を安定的に徐放できる。一方で例えば家電製品に適用する場合には、機能性水溶性物質徐放材の周囲の環境は乾燥状態と湿潤状態とが不定期に繰り返される。また家電製品の初期使用時には、機能性水溶性物質徐放材から所定濃度の機能性水溶性物質が放出され、次回以降の使用時には所定の濃度よりも低い濃度で徐放されることが好ましい。特許文献１に記載の機能性水溶性物質徐放材では、初期使用時の所定の濃度の機能性水溶性物質の放出と、所定の濃度よりも低い濃度での徐放が両立できない可能性がある。
本開示は上記の課題を解決するための発明であり、水溶性物質を好適に放出できる樹脂組成物を提供することを目的とする。
本開示は上記の課題を解決するための発明であり、水溶性物質を好適に放出できる樹脂組成物を提供することを目的とする。
本開示に関する樹脂組成物は、水不溶性樹脂および水溶性物質から構成され、前記水溶性物質を外部に徐放する樹脂組成物であって前記樹脂組成物は、前記水不溶性樹脂を含むスキン層により覆われる。
本開示に関する樹脂組成物によれば、水溶性物質を好適に放出することができる。
（樹脂組成物が取り得る形態の一例）
本開示に関する樹脂組成物の一形態は、水不溶性樹脂および水溶性物質から構成され、前記水溶性物質を外部に徐放する樹脂組成物であって前記樹脂組成物は、前記水不溶性樹脂を含むスキン層により覆われる。ここでスキン層は、水不溶性樹脂、または水不溶性樹脂と水溶性物質から構成される。
上記樹脂組成物によれば、使用開始時にはスキン層に存在する水溶性物質が放出され、その後はスキン層に覆われる水溶性物質がスキン層により徐放される。このため水溶性物質を好適に放出することができる。
本開示に関する樹脂組成物の一形態は、水不溶性樹脂および水溶性物質から構成され、前記水溶性物質を外部に徐放する樹脂組成物であって前記樹脂組成物は、前記水不溶性樹脂を含むスキン層により覆われる。ここでスキン層は、水不溶性樹脂、または水不溶性樹脂と水溶性物質から構成される。
上記樹脂組成物によれば、使用開始時にはスキン層に存在する水溶性物質が放出され、その後はスキン層に覆われる水溶性物質がスキン層により徐放される。このため水溶性物質を好適に放出することができる。
前記樹脂組成物の一例によれば、前記水溶性物質の含有割合は、２０〜９０重量パーセントの範囲内である。
上記樹脂組成物によれば、水溶性物質を好適な割合で含む。このため水溶性物質を好適に放出することができる。
上記樹脂組成物によれば、水溶性物質を好適な割合で含む。このため水溶性物質を好適に放出することができる。
前記樹脂組成物の一例によれば、前記水不溶性物質のガラス転移温度は、−１３０℃から１００℃の範囲内である。
上記樹脂組成物によれば、樹脂組成物の射出成型時においてスキン層を好適に形成することができる。
上記樹脂組成物によれば、樹脂組成物の射出成型時においてスキン層を好適に形成することができる。
前記樹脂組成物の一例によれば、前記水不溶性物質の融点は、−８０℃から２５０℃の範囲内である。
上記樹脂組成物によれば、樹脂組成物の射出成型時においてスキン層を好適に形成することができる。
上記樹脂組成物によれば、樹脂組成物の射出成型時においてスキン層を好適に形成することができる。
前記樹脂組成物の一例によれば、前記スキン層の厚さは、５〜６０μｍの範囲内である。
上記樹脂組成物によれば、使用開始時の水溶性物質の放出とその後のスキン層による徐放とが好適に両立される。このため水溶性物質を好適に放出することができる。
上記樹脂組成物によれば、使用開始時の水溶性物質の放出とその後のスキン層による徐放とが好適に両立される。このため水溶性物質を好適に放出することができる。
前記樹脂組成物の一例によれば、前記水溶性物質は、ゲル状物質である。
上記樹脂組成物によれば、乾燥状態および湿潤状態の変化に対して影響が小さい。このため、ユーザビリティが向上する。
上記樹脂組成物によれば、乾燥状態および湿潤状態の変化に対して影響が小さい。このため、ユーザビリティが向上する。
前記樹脂組成物の一例によれば、前記水溶性物質は、アクリル酸ナトリウムである。
上記樹脂組成物によれば、水中に存在する金属と錯体を形成するため、例えば家電製品の内面への金属の蓄積が抑制される。
上記樹脂組成物によれば、水中に存在する金属と錯体を形成するため、例えば家電製品の内面への金属の蓄積が抑制される。
（実施の形態）
本実施の形態の樹脂組成物１０は、例えば液体を利用する家電製品の内部に配置され、家電製品の使用時に樹脂組成物１０が液体と接触することで、樹脂組成物１０に含まれる物質を液体中に徐放する。物質は、機能性を備える種々の水溶性物質により構成される。液体を利用する家電製品１００は、例えばスチームアイロン、エアーコンディショナ、洗濯機、食器洗浄乾燥機、および、電気ケトルである。図示される家電製品の例は、スチームアイロンである。家電製品１００は、内部に液体を貯蔵するタンク１１０、液体を出力するベース面１２０、ユーザが把持する把持部１３０、および、樹脂組成物１０を保持するケース１４０を備える。液体の一例は、水である。樹脂組成物１０は、タンク１１０の内部に移動可能に配置されてもよい。タンク１１０は、内部に流体を供給する供給口１１１および外部に液体を放出する放出口１１２をさらに含む。
本実施の形態の樹脂組成物１０は、例えば液体を利用する家電製品の内部に配置され、家電製品の使用時に樹脂組成物１０が液体と接触することで、樹脂組成物１０に含まれる物質を液体中に徐放する。物質は、機能性を備える種々の水溶性物質により構成される。液体を利用する家電製品１００は、例えばスチームアイロン、エアーコンディショナ、洗濯機、食器洗浄乾燥機、および、電気ケトルである。図示される家電製品の例は、スチームアイロンである。家電製品１００は、内部に液体を貯蔵するタンク１１０、液体を出力するベース面１２０、ユーザが把持する把持部１３０、および、樹脂組成物１０を保持するケース１４０を備える。液体の一例は、水である。樹脂組成物１０は、タンク１１０の内部に移動可能に配置されてもよい。タンク１１０は、内部に流体を供給する供給口１１１および外部に液体を放出する放出口１１２をさらに含む。
樹脂組成物１０は、水不溶性樹脂および水溶性物質を含む。水不溶性樹脂と水溶性物質との比率は、任意の比率である。一例では、水溶性物質は、２０〜９０重量パーセントの範囲内である。好ましくは、水溶性物質は４０〜７０重量パーセントの範囲内である。水不溶性樹脂は、水に対して不溶の任意の材料により構成される。好ましくは、ガラス化転移温度が第１所定範囲内、かつ、融点が第２所定範囲内の材料により構成される。第１所定範囲は、例えば−１３０℃以上である。第１所定範囲は、例えば１００℃以下である。第２所定範囲は、例えば−８０℃以上である。第２所定範囲は、例えば２５０℃以下である。水不溶性樹脂を構成する材料の一例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンレテレフタレート、および、アクリル変性ポリエチレンである。
水溶性物質は、水に溶出することで所定の作用を有する物質である。所定の作用の一例は、タンク１１０内における金属イオンの蓄積の抑制である。一例では、水溶性物質は、金属イオンと錯体を形成するキレート剤である。キレート剤の一例は、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリル酸／マレイン酸共重合体ナトリウム、アクリル酸／スルホン酸系モノマー共重合体ナトリウムなどのアクリル酸ナトリウム、１−ヒドロキシエタン−１１−ジホスホン酸、イミノ二酢酸、ニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸、および、シクロヘキサンジアミン四酢酸である。
樹脂組成物１０は、スキン層１１をさらに備える。スキン層１１は、少なくとも水不溶性樹脂により構成される。スキン層１１は、水不溶性樹脂と水溶性物質とにより構成されてもよい。スキン層１１に含まれる水溶性物質の割合は、スキン層１１によって覆われる樹脂組成物１０における水溶性物質の割合よりも少ない。
樹脂組成物１０の製造方法について説明する。
水不溶性樹脂と水溶性物質とを適量に計量し、水不溶性樹脂と水溶性物質とを加熱混錬して樹脂組成物１０のストランドが形成される。一例では、水不溶性樹脂と水溶性物質とは、等量である。加熱混錬は、例えば２軸押し出し式混錬機を使用して、２００℃の条件で実行される。ストランドは、細断されペレットが形成される。ペレットを射出成型することで、所定の形状の樹脂組成物１０が形成される。水不溶性樹脂のガラス化転移温度が第１所定範囲内、かつ、水不溶性樹脂の融点が第２所定範囲内である場合、ペレットの射出成型時に係るずり応力により樹脂組成物１０の内面が冷却されやすいため樹脂組成物１０の表面にスキン層１１が形成される。樹脂組成物１０の所定の形状の一例は、楕円形状である。別の例では、所定の形状の一例は、板形状である。図１に示される樹脂組成物１０の形状は、楕円形状である。樹脂組成物１０の径方向の長さは、使用する家電製品１００のタンク１１０の大きさに応じて任意に形成される。好ましくは、樹脂組成物１０の径方向の長さは、１０〜４０ｍｍの範囲内である。より好ましくは、樹脂組成物１０の径方向の長さは、２０〜３０ｍｍの範囲内である。
水不溶性樹脂と水溶性物質とを適量に計量し、水不溶性樹脂と水溶性物質とを加熱混錬して樹脂組成物１０のストランドが形成される。一例では、水不溶性樹脂と水溶性物質とは、等量である。加熱混錬は、例えば２軸押し出し式混錬機を使用して、２００℃の条件で実行される。ストランドは、細断されペレットが形成される。ペレットを射出成型することで、所定の形状の樹脂組成物１０が形成される。水不溶性樹脂のガラス化転移温度が第１所定範囲内、かつ、水不溶性樹脂の融点が第２所定範囲内である場合、ペレットの射出成型時に係るずり応力により樹脂組成物１０の内面が冷却されやすいため樹脂組成物１０の表面にスキン層１１が形成される。樹脂組成物１０の所定の形状の一例は、楕円形状である。別の例では、所定の形状の一例は、板形状である。図１に示される樹脂組成物１０の形状は、楕円形状である。樹脂組成物１０の径方向の長さは、使用する家電製品１００のタンク１１０の大きさに応じて任意に形成される。好ましくは、樹脂組成物１０の径方向の長さは、１０〜４０ｍｍの範囲内である。より好ましくは、樹脂組成物１０の径方向の長さは、２０〜３０ｍｍの範囲内である。
比較試験に供した各樹脂組成物１０の構成について図６〜図８を参照して説明する。
実施例１の樹脂組成物１０は、水不溶性樹脂が結晶性樹脂であるポリエチレンで構成される。水溶性物質としてアクリル酸ナトリウムが含まれ、ゲル状である。実施例１０の樹脂組成物１０は、直径が２３ｍｍの略玉状に形成され、外側にスキン層１１が４０μｍの厚さで形成される。
実施例１の樹脂組成物１０は、水不溶性樹脂が結晶性樹脂であるポリエチレンで構成される。水溶性物質としてアクリル酸ナトリウムが含まれ、ゲル状である。実施例１０の樹脂組成物１０は、直径が２３ｍｍの略玉状に形成され、外側にスキン層１１が４０μｍの厚さで形成される。
実施例２の樹脂組成物１０は、水不溶性樹脂が結晶性樹脂であるポリプロピレンで構成される。その他の構成は、実施例１の樹脂組成物１０の構成と同様である。
実施例３の樹脂組成物１０は、水不溶性樹脂が結晶性樹脂であるポリアミドで構成される。外側にスキン層１１が１０μｍの厚さで形成される。その他の構成は、実施例１の樹脂組成物１０の構成と同様である。
実施例４の樹脂組成物１０は、水不溶性樹脂が結晶性樹脂であるポリエチレンテレフタレートである。外側にスキン層１１が１０μｍの厚さで形成される。その他の構成は、実施例１の樹脂組成物１０の構成と同様である。
実施例５の樹脂組成物１０は、水不溶性樹脂が結晶性樹脂であるポリブチレンテレフタレートで構成される。外側にスキン層１１が１０μｍの厚さで形成される。その他の構成は、実施例１の樹脂組成物１０の構成と同様である。
実施例６の樹脂組成物１０は、水溶性樹脂が非結晶性であるポリ塩化ビニルで構成される。外側にスキン層１１が形成されない。その他の構成は、実施例１の樹脂組成物１０の構成と同様である。
実施例７の樹脂組成物１０は、水溶性樹脂が非結晶性であるポリスチレンで構成される。外側にスキン層１１が形成されない。その他の構成は、実施例１の樹脂組成物１０の構成と同様である。
実施例８の樹脂組成物１０は、水溶性樹脂が非結晶性であるポリメチルメタクリレートで構成される。外側にスキン層１１が形成されない。その他の構成は、実施例１の樹脂組成物１０の構成と同様である。
実施例９の樹脂組成物１０は、水溶性樹脂が非結晶性であるポリカーボネートで構成される。外側にスキン層１１が形成されない。その他の構成は、実施例１の樹脂組成物１０の構成と同様である。
実施例１０〜１８の樹脂組成物１０は、水溶性物質としてアクリル酸ナトリウムに代えて１−ヒドロキシエタン−１１−ジホスホン酸で構成され、非ゲル形状である。その他の構成は、実施例１〜９の樹脂組成物と同様である。
樹脂組成物１０の比較試験の試験方法について説明する。第１比較試験と第２比較試験とは、樹脂組成物１０を水中に配置しておく時間が異なり、その他の点では、同じ試験内容である。
各比較例および実施例の樹脂組成物１０と同じ数のビーカーに各比較例および実施例の樹脂組成物１０を１個ずつに投入し、３５０ｍｌの水を添加した。各比較例および実施例の樹脂組成物１０の重量は、１０ｇである。第１比較試験では、水を添加した１０分後にビーカー内の水を採取し、水中の機能性水溶性物質の濃度を測定した。第２比較試験では、水を添加した３０秒後にビーカー内の水を採取し、水中の機能性水溶性物質の溶出濃度を測定した。溶出濃度は、有機体の炭素の総量を計測することにより測定された。水を採取後、各比較例および実施例の樹脂組成物１０を乾燥させた。乾燥の時間は２４時間である。乾燥した樹脂組成物１０の重量を測定し、水溶性物質の残存率を算出した。溶出濃度と残存率とをグラフにブロットした。上記の手順は、２０回を１セットとして、複数回実施した。表示される溶出濃度および残存率は、複数回実施した結果の平均値である。また、ビーカー内の水中における界面活性剤の濃度が検出限界を下回った場合、その時の残存率を２０回繰り返した後の残存率として記録した。
図２および図３を参照して、第１比較試験の結果を説明する。第１比較試験の結果を示すグラフにおいて縦軸は、水中における樹脂組成物１０から放出された水溶性物質の溶出濃度を示す。横軸は、樹脂組成物１０における水溶性物質の残存率を示す。縦軸と横軸の縮尺は、図２および図３で同一である。実施例１〜５および実施例１０〜１４の樹脂組成物１０は、樹脂組成物１０の残存率が高い場合に高い溶出濃度を示す。一方で樹脂組成物１０の残存率が低下すると、溶出濃度が急激に低下する。実施例６〜９および実施例１５〜１８の樹脂組成物１０は、残存率の低下に伴い溶出濃度が漸減する。
第１比較試験の結果から、以下の知見が得られる。
実施例１〜５および実施例１０〜１４の樹脂組成物１０は、樹脂組成物１０の周りにスキン層１１が形成される。残存率が高い場合、すなわち樹脂組成物１０の初期利用時には、スキン層１１に含まれる水溶性物質が放出されることで、十分な量の水溶性物質が放出される。一方で、複数回使用したのちにはスキン層１１の構成により、樹脂組成物１０に含まれる水溶性物質が徐放される。このため水溶性物質を好適に放出することができる。好ましいスキン層１１の厚さは、５〜６０μｍである。より好ましくは、スキン層１１の厚さは、１０〜４０μｍである。
実施例１〜５および実施例１０〜１４の樹脂組成物１０は、樹脂組成物１０の周りにスキン層１１が形成される。残存率が高い場合、すなわち樹脂組成物１０の初期利用時には、スキン層１１に含まれる水溶性物質が放出されることで、十分な量の水溶性物質が放出される。一方で、複数回使用したのちにはスキン層１１の構成により、樹脂組成物１０に含まれる水溶性物質が徐放される。このため水溶性物質を好適に放出することができる。好ましいスキン層１１の厚さは、５〜６０μｍである。より好ましくは、スキン層１１の厚さは、１０〜４０μｍである。
図４および図５を参照して、第２比較試験の結果を説明する。第２比較試験の結果を示すグラフにおいて縦軸は、樹脂組成物１０から放出された水溶性物質の溶出濃度を示す。横軸は、樹脂組成物１０における水溶性物質の残存率を示す。縦軸と横軸の縮尺は、図４および図５で同一である。実施例１〜９の樹脂組成物１０は、樹脂組成物１０の残存率が高い場合に短い時間で高い溶出濃度を示す。一方で、実施例１０〜１８の樹脂組成物１０は、樹脂組成物１０の残存率が高い場合でも、短い期間での溶出濃度が低い。
第２比較試験の結果から、以下の知見が得られる。
実施例１〜９の樹脂組成物１０は、樹脂組成物１０の水溶性物質がゲル状に形成される。ゲル状に形成されることで短い時間で水が浸透するため、残存率が高い場合、すなわち樹脂組成物１０の初期利用時には、短い時間でも水溶性物質を多く放出して溶出濃度を高くできる。
実施例１〜９の樹脂組成物１０は、樹脂組成物１０の水溶性物質がゲル状に形成される。ゲル状に形成されることで短い時間で水が浸透するため、残存率が高い場合、すなわち樹脂組成物１０の初期利用時には、短い時間でも水溶性物質を多く放出して溶出濃度を高くできる。
本実施の形態の樹脂組成物１０の作用について説明する。
ユーザは、家電製品１００に樹脂組成物１０を入れる。ユーザは家電製品１００のタンク１１０内に水を入れる。樹脂組成物１０は、水溶性物質を少なくともタンク１１０内に放出する。家電製品１００の使用後に、タンク１１０から水が除かれ樹脂組成物１０は乾燥状態に配置される。ユーザは次回使用時に再びタンク１１０の内部に水を入れる。樹脂組成物１０は、水溶性物質を少なくともタンク１１０内に徐放する。
ユーザは、家電製品１００に樹脂組成物１０を入れる。ユーザは家電製品１００のタンク１１０内に水を入れる。樹脂組成物１０は、水溶性物質を少なくともタンク１１０内に放出する。家電製品１００の使用後に、タンク１１０から水が除かれ樹脂組成物１０は乾燥状態に配置される。ユーザは次回使用時に再びタンク１１０の内部に水を入れる。樹脂組成物１０は、水溶性物質を少なくともタンク１１０内に徐放する。
本実施の形態の樹脂組成物１０の効果について説明する。
樹脂組成物１０は、スキン層１１およびゲル状に形成される水溶性物質の構成により、残存率が高い場合には、水溶性物質を多く放出し、残存率が低い場合には水溶性物質を徐放する。このため、家電製品１００のタンク１１０で使用する場合に、初期利用時に水溶性物質の多くの放出を実現し、かつ、樹脂組成物１０の使用期間を長く設定することができる。
樹脂組成物１０は、スキン層１１およびゲル状に形成される水溶性物質の構成により、残存率が高い場合には、水溶性物質を多く放出し、残存率が低い場合には水溶性物質を徐放する。このため、家電製品１００のタンク１１０で使用する場合に、初期利用時に水溶性物質の多くの放出を実現し、かつ、樹脂組成物１０の使用期間を長く設定することができる。
（変形例）
実施の形態に関する説明は本発明に関する樹脂組成物が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明は実施の形態以外に例えば以下に示される実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
実施の形態に関する説明は本発明に関する樹脂組成物が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明は実施の形態以外に例えば以下に示される実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
・樹脂組成物１０は、多孔質物質をさらに備えていてもよい。多孔質物質は、例えば細孔の内部に水不溶性樹脂および水溶性物質の少なくとも一部を保持する。多孔質物質は、例えば多孔質ガラス、活性炭、ゼオライト、および、ポーラスコンクリートの少なくとも１つで構成される。好ましくは、多孔質物質は多孔質ガラスである。より好ましくは、多孔質ガラスはアモルファスシリカである。多孔質物質は、例えば粒子状に形成される。多孔質物質の粒径、比表面積、細孔径、および、吸油量は、徐放性を備えるのに適した値が任意に設定される。一例では、多孔質物質の粒径は平均５μｍである。一例では、多孔質物質の比表面積は、７００ｍ２／ｇである。一例では、多孔質物質の細孔径は１１ｎｍである。多孔質物質の吸油量は、４００ｍｌ／１００ｇである。
・水溶性物質は、抗酸化作用を備える抗酸化剤、界面活性剤、および、抗菌剤等であってもよい。抗酸化剤は、例えばエリソルビン酸、コウジ酸、アスコルビン酸である。界面活性剤は、例えばイオン系または非イオン系の界面活性剤である。抗菌剤は、例えば臭化銅、クロム酸銅、硝酸銀、硫酸アルミニウム、ヨウ素である。
本開示に関する樹脂組成物は、例えばスチームアイロン、エアーコンディショナ、洗濯機、食器洗浄乾燥機、および、電気ケトルなどの液体を利用する家庭用および業務用の家電製品に利用できる。
１０ ：樹脂組成物
１１ ：スキン層
１００ ：家電製品
１１０ ：タンク
１２０ ：ベース面
１３０ ：把持部
１４０ ：ケース
１１ ：スキン層
１００ ：家電製品
１１０ ：タンク
１２０ ：ベース面
１３０ ：把持部
１４０ ：ケース
Claims (7)
- 水不溶性樹脂および水溶性物質から構成され、前記水溶性物質を外部に徐放する樹脂組成物であって
前記樹脂組成物は、前記水不溶性樹脂を含むスキン層により覆われる
樹脂組成物。 - 前記水溶性物質の含有割合は、２０〜９０重量パーセントの範囲内である
請求項１に記載の樹脂組成物。 - 前記水不溶性樹脂のガラス転移温度は、−１３０℃から１００℃の範囲内である
請求項１または２に記載の樹脂組成物。 - 前記水不溶性樹脂の融点は、−８０℃から２５０℃の範囲内である
請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂組成物。 - 前記スキン層の厚さは、５〜６０μｍの範囲内である
請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂組成物。 - 前記水溶性物質は、ゲル状物質である
請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂組成物。 - 前記水溶性物質は、アクリル酸ナトリウムである
請求項６に記載の樹脂組成物。
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