JP3928596B2 - 樹脂組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は抗菌剤を含有する樹脂に係り、詳細には光触媒アパタイトを含有する樹脂に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯情報機器や携帯電話等の携帯機器は人手に触れ手脂やタバコタール等を介して埃などが付着する。これら手脂、タバコタール、埃は雑菌を繁殖する。このために携帯機器の外観、清潔感が損われる。一方、抗菌に対する関心が高まっている。このため携帯情報機器、携帯電話等の筐体や操作キー等は抗菌対策を強く要求されるようになった。一般的に、これら抗菌剤として酸化チタン(TiO2 )が使用される。例えば、樹脂中に酸化チタンを混合したコーティング用樹脂を作成し、このコーティング樹脂を筐体樹脂上に保護膜を介して筐体上に積層している。またキーは表面に酸化チタンを含くむコーティング用樹脂で被膜している。上記のように酸化チタンを使用したキーは特許文献1、2が有る。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−102238号公報
【0004】
【特許文献2】
特開平11−195345号公報
また酸化チタンをマイクロカプセル化して樹脂に混入したコーティング用樹脂がある。このようなコーティング用樹脂をキーに使用したものは特許文献3に記載されている。
【0005】
【特許文献3】
特開平9−190254号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1〜3では、いずれも抗菌のために樹脂成形品にコーティング層を形成する必要が有るために製造工数が増え費用が増加する。更に上記特許文献1〜3では抗菌剤を含有するコーティング膜がキーを打鍵される都度、膜が少しずつ削り取られ、やがて膜が無くなり抗菌作用が無くなる。
【0007】
これらの対策として、樹脂に抗菌剤を直接混合することが考えられる。しかしこの方法は抗菌剤である酸化チタンが素地である樹脂を劣化させる。換言すると酸化チタンが樹脂表面を次第に粉状にして風化させる所謂チョーキングを起こす。近年、酸化チタンに代えて抗菌剤として研究されている光触媒アパタイトも酸化チタンと同様にチョーキングを起こすと考えられており、このために下記の特許文献4に記載されているように、光触媒アパタイトを抗菌剤として使用する場合にも、コーティング用樹脂を作り、樹脂成形品の表面に抗菌用コーティング層を形成していた。
【0008】
【特許文献4】
特願2002−146110号
しかし発明者は、光触媒アパタイトは樹脂を風化させる所謂チョーキングを起こさないことを発見した。
【0009】
本発明の目的は抗菌用樹脂の製造が簡単で製造工数を抑制し、製造費用を安価にすることができ、抗菌用樹脂表面が削り取られても抗菌作用を減少することが無く、更に抗菌剤によるチョーキングを起こさない樹脂を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は光触媒材料を含有した樹脂組成物であって、前記光触媒材料としてカルシウムハイドロキシアパタイトのCaの一部をTiで置換した化学構造を有する光触媒が樹脂材料に直接混練されて成る樹脂組成物を特徴とする。
この光触媒は樹脂を風化させる所謂チョーキングを起こさない。このために前記光触媒を樹脂に直接混練して成形品全体を構成することができる。従って樹脂表面が削り取られても抗菌作用が減少することが無い。この光触媒を含有する樹脂成形品の製造は簡単であり製造工数を減少でき費用を安価にできる。また本発明で使用するカルシウムハイドロキシアパタイトのCaの一部がTiで置換された化学構造を有する光触媒は酸化チタンと比較して菌、バクテリア、埃等を分解する力、換言すると抗菌力が強い。
【0011】
本発明で用いられるカルシウムハイドロキシアパタイトのCaの一部をTiで置換した化学構造を有する光触媒は、光触媒機能を有するTi酸化物と、アパタイトとを原子レベルで結合したものである。そのような光触媒自体は特開2000−327315号 特許公開公報に開示されており、図3にTi−CaHAPから成る光触媒の表面化学構造を示す。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例について説明する。
下記に樹脂と光触媒アパタイトとを含有する樹脂の製造方法を説明する。
<実施例>
(1)最初に光触媒アパタイト(太平化学株製 製品名PCAP-100)と樹脂、具体的にはポリプロピレン( 日本ポリオレフィン株製) とを準備する。
光触媒アパタイトは平均粒径が20( μm)、10( μm)と5( μm)の3種類が用意された。樹脂は上記ポリプロピレン以外にポリエチレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネイト等を使用できる。
(2)次に準備された光触媒アパタイトとポリプロピレンとを混練する。混練機(テクノベル株製 製品名KZW-15)を使用し混練する。混練条件は190度C、5〜30分間である。上記条件にて光触媒アパタイトとポリプロピレンとを均一に混合した。この後に混練物を冷却した後、ペッレト状(直径2mmΦ×長さ3mm)に裁断した。上記方法にて4種類の試料1、2、5、6を作製した。これら以外として試料3は抗菌剤を添加していない。試料4は酸化チタンを添加したものである。これら各試料の詳細は表1に表記されている。
【0013】
【表1】
【0014】
試料1はポリプロピレン樹脂に光触媒として粒径20( μm)の光触媒アパタイト(Ti-CaHAP)を10(wt%) 添加したものである。
【0015】
試料2はポリプロピレン樹脂に光触媒として粒径10( μm)の光触媒アパタイト(Ti-CaHAP)を3(wt%) 添加したものである。
【0016】
試料3はポリプロピレン樹脂に光触媒を添加していない。
【0017】
試料4はポリプロピレン樹脂に粒径0.007( μm)の酸化チタンを10(wt%) 添加したものである。
【0018】
試料5はポリプロピレン樹脂に光触媒として粒径20( μm)の光触媒アパタイト(Ti-CaHAP)を2(wt%) 添加したものである。
【0019】
試料6はポリプロピレン樹脂に光触媒として粒径5( μm)の光触媒アパタイト(Ti-CaHAP)を10(wt%) 添加したものである。
(3)続いて、このペッレトを射出成形機(住友機械株製 製品名SG-50 )を使用して6種類の試料を下記の形状に整形した。射出成形条件はシリンダ温度190度C、金型温度250度Cである。各試料の形状は(幅12mm×横長さ70mm×厚み3mm)である。
<光触媒活性力の評価試験>
評価試験方法は密閉容器(500cc) 内に上記試料1を載置し、この容器内にアルデヒドガス(CH3CHO)を12ml入れて暗所に1時間放置した。その後に紫外線照射器(林時計工業株製 製品名ルミナエース LA150-TX )を使用し、1mW の紫外線を連続照射した。紫外線を照射した事によってアルデヒド(CH3CHO)が光触媒によって二酸化炭素と水分とに分解される。この分解された二酸化炭素の量を1時間間隔にクロマトグラフィ(GL サイエンス株製 製品名GC-390B)を使用して計測した。従って計測した二酸化炭素の量が多い程に光触媒の活性力が高いことになる。続いて上記評価方法にて残りの試料2〜6の評価を行なった。この結果を表2に表記している。
【0020】
【表2】
【0021】
分解能力の判断基準として、単位時間当り0.1(ppm /時間)以上を適当とした。これは例えば筐体、キートップ等に付着する手脂、タバコタール、埃等を1晩つまり翌日までに分解するのに適当な値である。表2を参照すると試料1、試料2と試料4とが筐体、キートップ等に適当な樹脂であることが判明する。
【0022】
次に上記試料1〜6についてチョーキングの評価試験を行なった。
<チョーキングの評価試験>
チョーキングの評価試験方法は風化による重量の減少割合から評価した。具体的には試料1〜6を暗所に載置して紫外線照射器(林時計工業株製 製品名ルミナエース LA150-TX )を使用し、10mWの紫外線を連続照射した。このときの重量変化を100時間間隔に計測した。この結果を表3に示している。
【0023】
【表3】
【0024】
評価として製品の重量変化が約99.5%を限度として評価した。従って試料1、2、3、5、6が適当である。このうち試料3は光触媒の樹脂を含まないため重量減少量が無い。
【0025】
上記2つの評価結果から光触媒の活性力が高く、同時にチョーキングが無い試料1、試料2が光触媒アパタイト含有樹脂筐体、光触媒アパタイト含有樹脂キー等に適当である。このような光触媒アパタイト含有樹脂は電子機器筐体、携帯機器筐体の他に、人手に触れる入力装置例えばマウス、入力ペン、キーボード等に適用できる。
【0026】
続いて光触媒アパタイト含有樹脂を使用したキートップについて説明する。
【0027】
図1は本実施形態に係るキートップの構成を表し、図2は図2のA−A断面図である。1はキースイッチ、2はキートップ、3はキートップ部材、4は文字、記号、図柄等の表記体、5はキートップ部材の凹状部、6は抗菌剤混合物である。
【0028】
各キースイッチ1には独自の、例えば文字、数字、記号、図柄等が意味付けされている。このキースイッチ1を押下すると接点(図示しない)にて検出されて、その意味の信号を外部に通知する。これら文字、数字、記号、図柄等の表記はキートップ2に表示されている。詳細には、このキートップ2は大略キートップ部材3と表記体4とから構成されている。このキートップ部材3は頂上部、側面部に文字、数字、記号、図柄等が溝状に凹状部5として形成されている。そしてこの凹状部5内に表記体4が設けられる。図1の表記体4は例えば数字の1である。このキートップ部材3は樹脂であり、具体的にはABS樹脂である。そして表記体4の材料は抗菌剤となるカルシウムハイドロキシアパタイトのCaの一部をTiで置換された化学構造を有する光触媒と樹脂とからなる抗菌剤混合物6である。
【0029】
続けてキートップの製造方法を説明する。
最初に射出成形機(住友重機械工業株の商品名サイキャップ)を使用して表記体4を成形した。この射出成形機は大略供給部、部材混合部、部材加熱部、射出部とから構成されている。この供給部に上記光触媒アパタイト(太平化学株製 商品名光触媒アパタイトPCAP-100)の平均粒径は20μm とABS樹脂(UMG株式製 商品名VD−200)と、黒色顔料(クラリアントジャパン株式製の商品名Sanodal Deep Black MLW)とを供給した。黒色顔料は表記体の色付けであり、キートップ部材2の色と識別を容易にする。そして部材混合部でABS樹脂 85 重量% 、光触媒アパタイト10重量% と黒色顔料 5重量% とを均一に混合した。次に部材加熱部で加熱溶融する。続いて溶融した抗菌剤混合物6が射出部から金型に射出される。この金型のキャビティ部はあらかじめ所望する表記体4と同じ形状に形成されている。従って光触媒アパタイト含有樹脂が表記体4として形成される。
【0030】
次に表記体4を成形した要領でキートップ部材2が成形される。キートップ部材2が形成されたキャビティ部を有する金型を用意する。そしてこの金型に同じ製法で材料、具体的にはABS樹脂 80 重量% 、光触媒アパタイト20重量% とから成る抗菌剤混合物6が射出部から金型に射出される。従って光触媒アパタイト含有樹脂製のキートップ部材2が形成される。上述した表記体4をキートップ部材2の凹状部5に嵌合する。
【0031】
上記実施例ではキートップ部材2と表記体4との両方に光触媒アパタイト含有樹脂を使用した。しかしキートップ部材2と表記体4との少なくとも1つに光触媒アパタイト含有樹脂を設ければ抗菌効果を得ることができる。
<第2の実施例>
上記第1の実施例は表記体4とキートップ部材2とを嵌合する方法である。しかしキートップ部材の凹状部にペースト状の光触媒アパタイト含有樹脂を充填し、加熱乾燥固化しても良い。
【0032】
【発明の効果】
本発明の光触媒アパタイト含有樹脂は該樹脂の製造が簡単で製造工数を抑制し、製造費用を安価にすることができ、樹脂表面が削り取られても抗菌作用を減少することが無く、更に抗菌剤によるチョーキングを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係るキートップの構成図、
【図2】 図1のA−A断面図、
【図3】 Ti−CaHAPの表面化学構造図である。
【符号の説明】
1 キースイッチ、
2 キートップ、
3 キートップ部材、
4 表記体、
5 凹状部、
6 抗菌剤混合物、
Claims (3)
- 光触媒材料を含有した樹脂組成物であって、
前記光触媒材料としてカルシウムハイドロキシアパタイトのCaの一部をTiで置換した化学構造を有する光触媒が樹脂材料に直接混練されて成ることを特徴とする樹脂組成物。 - 前記カルシウムハイドロキシアパタイトのCaの一部をTiで置換した化学構造を有する光触媒の含有率は3 wt% 〜10 wt% である請求項1記載の樹脂組成物。
- 前記光触媒の平均粒径は10〜20μ m である請求項1または2に記載の樹脂組成物。
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