JPWO2020217584A1 - 樹脂成形体、樹脂成形体を用いた建築部材、および樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の一実施形態では樹脂成形体が供される。当該樹脂成形体は、樹脂構造体と、樹脂構造体の表面の少なくとも一部に又はその上方に設けられたセラミック膜とを含み、セラミック膜は、Ｘ線回折分析で測定したスペクトルのメインピークを解析することにより得られる結晶質ピークのピーク面積および非晶質ピークのピーク面積に基づいて下記式で算出される結晶化度が８０％以上であることを特徴とする。（数１）

Description

本発明は、樹脂成形体、樹脂成形体を用いた建築部材、および樹脂成形体の製造方法に関する。

壁、床、水廻りおよび内装部材等に用いられる建築部材として、基材の表面に、装飾性、耐候性、耐熱性、耐燃性、耐食性、耐摩耗性、防汚性、絶縁性および耐衝撃性等の機能を有する皮膜を設けてなる材料が用いられている。建築部材の基材を構成する材料としては、木材、コンクリート、石膏、石材、金属材料および樹脂材料等が知られている。皮膜の形成方法としては、一般に、塗布、吹き付け、貼り付け、めっき、スパッタリング、蒸着、含浸および溶射等の手法が知られている。

特許文献１には、基材の表面に金属またはセラミック或いはこれらの混合物によって形成された溶射層が設けられており、溶射層の表面に光沢増大の仕上げ加工が施されているとともに透明合成樹脂の封孔層が設けられている、ことを特徴とする建築用材が記載されている。

特開２０００−１９２６３５号公報

本発明者らは、樹脂材料で構成される基材（樹脂構造体）の表面にセラミック膜を設けてなる樹脂成形体を建築部材用途に適用することを検討した。本発明者らは、樹脂構造体の表面にセラミック膜を設けた場合、アルカリ性洗剤等のアルカリ性材料によってセラミック膜が変色してしまうことがあるという問題を見出した。

そこで、本発明は、アルカリ性材料による変色をより抑制することができ、耐アルカリ性がより優れた樹脂成形体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の樹脂成形体は、樹脂構造体と、樹脂構造体の表面の少なくとも一部に又はその上方に設けられたセラミック膜とを含み、
セラミック膜は、Ｘ線回折分析で測定したスペクトルのメインピークを解析することにより得られる結晶質ピークのピーク面積および非晶質ピークのピーク面積に基づいて下記式で算出される結晶化度が８０％以上である。

また、上記課題を解決するために、本発明の樹脂成形体を用いた建築部材は、上述の樹脂成形体を用いた建築部材であって、建築部材の表面の少なくとも一部が樹脂成形体で構成される。

また、上記課題を解決するために、本発明の樹脂成形体の製造方法は、樹脂構造体と、樹脂構造体の表面の少なくとも一部又はその上方に設けられたセラミック膜とを含む樹脂成形体の製造方法であって、
樹脂構造体を準備することと、
樹脂構造体又は該樹脂構造体に形成する中間層にセラミック粒子を溶射して、セラミック膜を形成することと
を含み、
セラミック膜は、Ｘ線回折分析で測定したスペクトルのメインピークを解析することにより得られる結晶質ピークのピーク面積および非晶質ピークのピーク面積に基づいて下記式で算出される結晶化度が８０％以上である。

以上のように構成された本発明の樹脂成形体および樹脂成形体を用いた建築部材は、アルカリ性材料による変色をより抑制することができ、より優れた耐アルカリ性を有する。また、以上のように構成された本発明の樹脂成形体の製造方法は、アルカリ性材料による変色をより抑制することができ、耐アルカリ性がより優れた樹脂成形体を製造することができる。

本発明の実施形態に係る樹脂成形体の構造を模式的に示す図である。 Ｘ線回折分析で測定したスペクトルのメインピークを解析する手法を説明する模式図である。 セラミックの二元系状態図の一例である。 本発明の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法を模式的に示す図である。 実施形態に係る樹脂成形体の第１使用例（シンク一体型キッチンカウンター）の斜視図である。 図５ＡのＡ−Ａ線についての断面図である。 図５ＡのＢ−Ｂ線についての断面図である。 実施形態に係る樹脂成形体第２使用例（ユニットバスの床パン）の斜視図である。 図６ＡのＣ−Ｃ線についての断面図である。 図６Ｂの一部を拡大して示す断面図である。 実施形態に係る樹脂成形体の第３使用例（便器）の斜視図である。 図７ＡのＤ−Ｄ線についての断面図である。 実施形態に係る樹脂成形体の第４使用例（ボウル一体型洗面カウンター）の斜視図である。 図８ＡのＥ−Ｅ線についての断面図である。 図８ＡのＦ−Ｆ線についての断面図である。 例１の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。 例２の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。 例３の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。 例４の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。 例５の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。 例６の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。 例７の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。 例８の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。 例９の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。 例１０の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。 例１１の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。 例１２の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す図である。

［樹脂成形体］
以下、本発明の実施形態に係る樹脂成形体について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明に係る樹脂成形体およびその各構成要素の形状および配置等は、以下に説明する実施形態および図示される構成に限定されるものではない。

本明細書で言及する各種の数値範囲は、下限および上限の数値そのものも含むことを意図している。つまり、例えば１〜１０といった数値範囲を例にとれば、下限値の「１」を含むと共に、上限値の「１０」をも含むものとして解釈され得る。

本発明の一実施形態に係る樹脂成形体１は、樹脂構造体１０と、樹脂構造体１０の表面の少なくとも一部に又はその上方に設けられたセラミック膜２０とを含む。本明細書でいう「樹脂構造体１０の表面の少なくとも一部に設けられたセラミック膜」とは、樹脂構造体１０上に直接接したセラミック膜を指す。又、本明細書でいう「樹脂構造体１０の表面の少なくとも一部の上方に設けられたセラミック膜」とは、樹脂構造体１０上に直接接したセラミック膜ではなく、後述する中間層等を介して樹脂構造体１０と離隔配置されたセラミック膜を指す。

以下、本発明の実施形態に係る樹脂成形体１の構造の一例を図１（ａ）に示す。図１（ａ）に示すように、樹脂成形体１は、樹脂構造体１０と、樹脂構造体１０の表面の少なくとも一部に設けられたセラミック膜２０とを有する。樹脂成形体１の基材として樹脂構造体１０を採用し、皮膜としてセラミック膜２０を採用することにより、耐熱性、美観、施工性および軽量性に優れた樹脂成形体１を得ることができる。実施形態に係る樹脂成形体１は、乾式施工が可能であるという利点も有する。

（樹脂構造体１０）
実施形態の樹脂成形体１において、樹脂構造体１０の形状は特に限定されるものではなく、例えば、平坦な表面を有する平板形状であってよく、あるいは表面の少なくとも一部に凹凸を有してもよい。樹脂構造体１０を構成する樹脂材料は、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のいずれであってもよく、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂等の変性エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂およびアクリル樹脂からなる群から選択される１以上の樹脂材料であってよい。樹脂構造体１０は、樹脂材料で構成されているので軽量で且つ割れにくいという利点を有する。そのため、樹脂成形体１を大型化することが可能である。

樹脂構造体１０は、セラミック粒子等の無機フィラーを含んでいてもよい。無機フィラーを添加することにより、樹脂構造体１０の熱膨張率をセラミック膜２０の熱膨張率に近づけることができる。その結果、熱膨張率の差に起因する応力の発生を緩和することができ、樹脂成形体１の耐久性を向上させることができる。また、無機フィラーを添加することにより、樹脂構造体１０の耐熱性を高めることができる。

（セラミック膜２０）
実施形態の樹脂成形体１において、セラミック膜２０は、樹脂構造体１０の表面の少なくとも一部に設けられる。なお、本明細書において、「セラミック膜」とは、セラミックの濃度がセラミック膜全体の重量を基準として９０重量％〜１００重量％の範囲であるものを意味する。後述するようにセラミック膜２０中に存在し得る気孔に封孔材を充填する場合、「セラミック膜全体の重量」には封孔材の重量も含まれるものとする。セラミック膜２０は、樹脂構造体１０の表面の一部のみに設けられてよく、あるいは樹脂構造体１０の全面に設けられていてもよい。セラミック膜２０の厚みは特に限定されるものではなく、用途等に応じて適宜調整することができる。セラミック膜２０の厚みは、例えば、０．０１ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲、好ましくは０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲、より好ましくは０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であってよい。

本発明者らは、樹脂構造体１０の表面にセラミック膜２０を設けた樹脂成形体１において、アルカリ性洗剤等のアルカリ性材料によってセラミック膜２０が変色してしまうことがあるという問題を見出した。本発明者らは検討を重ねた結果、セラミック膜２０の結晶化度が、セラミック膜２０の耐アルカリ性に影響を及ぼすことを見出した。例えば、樹脂構造体１０にセラミック粒子を溶射することによりセラミック膜２０を形成する場合、溶射後にセラミック膜２０が急冷されることに起因して、セラミック膜２０中の結晶相がアモルファス相（非晶質相）および／または準安定相に相変態することがある。このような相変態が起こると、得られるセラミック膜２０の結晶化度が低下する。本発明者らは、セラミック膜２０の結晶化度が高いほど、セラミック膜２０の耐アルカリ性が向上し、アルカリ性材料による変色をより抑制することができることを見出した。

以下、セラミック膜２０の結晶化度について、図２を参照してより詳細に説明する。セラミック膜２０の結晶化度は、Ｘ線回折（ＸＲＤ、Ｘ−ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）分析で測定したスペクトルのメインピークを解析することにより求めることができる。図２に、セラミック膜２０のＸＲＤ分析により得られるスペクトルのメインピーク（符号ａで示す）を模式的に示す。図２において、横軸は回折角度（２θ）、縦軸は回折強度（ＣＰＳ）を示す。ここで、「メインピーク」とは、スペクトルに含まれるピークのうち、ピークトップまでの高さが最も高いピークを指す。ＸＲＤスペクトルにおいて、結晶質は半値幅の小さい鋭いピークを示すのに対し、非晶質は半値幅の大きいブロードなピークを示す。セラミック膜２０が結晶質および非晶質の両方を含む場合、セラミック膜２０のメインピークａは、図２に示すように、結晶質の鋭いピーク（符号ｂで示す）と、非晶質のブロードなピーク（それぞれ符号ｃおよびｄで示す）で構成されるものであると仮定することができる。図２において、メインピークａの低角側にピークトップを有する非晶質ピークｃ、およびメインピークａの高角側にピークトップを有する非晶質ピークｄの２つの非晶質ピークが存在している。このような仮定に基づいてメインピークａのフィッティングを行うことにより、結晶質ピークｂのピーク面積、低角側の非晶質ピークｃのピーク面積および高角側の非晶質ピークｄのピーク面積をそれぞれ求める。得られた結晶質ピークのピーク面積および非晶質ピークのピーク面積に基づいて、下記式により結晶化度を算出する。ＸＲＤ分析の測定条件およびメインピークａの解析条件の詳細は後述する。なお、ＸＲＤスペクトルの全てのピークを解析することによっても同様に結晶化度を求めることはできるが、メインピークのみを用いた方が、より高精度に結晶化度を求めることができる。

実施形態の樹脂成形体１において、セラミック膜２０は、上記式で算出される結晶化度が８０％以上である。セラミック膜２０の結晶化度が８０％以上であると、アルカリ性材料による変色をより抑制することができ、より優れた耐アルカリ性を有することができる。セラミック膜２０の結晶化度は、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上である。なお、結晶化度の上限は１００％である。セラミック膜２０の結晶化度が高いほど、アルカリ性材料による変色をより一層効果的に抑制することができる。

本明細書において、「アルカリ性材料」とは、広義には、ｐＨが７より大きい溶液を意味し、狭義にはｐＨが１０〜１４程度の溶液を意味する。より具体的には、システムキッチン、ユニットバス、洗面化粧台およびトイレ等の水回りの住宅設備機器の掃除に用いる家庭用洗剤、例えば花王株式会社製のマジックリン（登録商標）およびハイター（登録商標）等が挙げられる。実施形態の樹脂成形体１を水回りの住宅設備機器に用いる場合には、上述のような家庭用洗剤による変色がより抑制されることが求められる。アルカリ性材料によるセラミック膜２０の変色が抑制されているか否かは、以下に説明する耐アルカリ試験によって確認することができる。

耐アルカリ試験において、アルカリ性材料として５重量％ＮａＯＨ水溶液を用いる。所定量のＮａＯＨ水溶液を染みこませたコットンを、試験対象のセラミック膜２０の表面におく。ＮａＯＨ水溶液の蒸発を防ぐためにシャーレでコットンを覆う。この状態でセラミック膜２０を室温で２４時間静置する。静置している間、コットンが乾燥しないように適宜ＮａＯＨ水溶液をコットンに追加する。２４時間後、シャーレおよびコットンを取り除いてセラミック膜２０の外観を目視で観察することにより、セラミック膜２０の変色の有無を確認することができる。セラミック膜２０の変色が目視で確認できない場合、セラミック膜２０は、アルカリ性材料による変色がより抑制され、より優れた耐アルカリ性を有するものであると判定することができる。

セラミック膜２０の結晶化度は、セラミック膜２０の原料として用いるセラミック粒子の組成およびセラミック膜２０の形成条件等を調整することにより制御することができる。セラミック材料の組成およびセラミック膜２０の形成条件については後述する。

セラミック膜２０は溶射セラミック膜であることが好ましい。本明細書において、「溶射セラミック膜」とは、セラミックで構成される溶射膜を意味する。より具体的には、溶射セラミック膜は、セラミック粒子が堆積してなる皮膜である。溶射セラミック膜において、隣接するセラミック粒子同士は互いに融着している。溶射セラミック膜は、セラミック粒子を溶射することにより形成される。溶射セラミック膜は、耐熱性、美観、施工性および軽量性に優れているという利点を有する。また、溶射セラミック膜は、大型および／または深型の樹脂構造体１０に適用することが可能であるという利点も有する。いずれの方法でセラミック膜２０を形成した場合であっても、セラミック膜２０の結晶化度が８０％以上であれば、アルカリ性材料による変色をより抑制することができ、より優れた耐アルカリ性を実現することができる。

セラミック膜２０は、大気圧下で液相となる高温から２５℃に冷却したときに一の固相状態から別の固相状態へと相変態しない材料で構成されることが好ましい。以下、図３を参照して、セラミック膜２０の相変態についてより具体的に説明する。図３に、セラミックの二元系状態図の一例を示す。図３において、液相を「Ｌ」、固相を「α」、「β」および「γ」で示す。例えば、セラミックが図３において「Ｃ_１」で示す組成を有する場合、平衡状態において大気圧下で液相となる高温Ｔ_１から温度Ｔ_２に冷却すると、セラミックは液相からβ相（固相）に相変態する。温度Ｔ_２から室温（２５℃）へと更に冷却した場合、セラミックはβ相のままである。従って、組成Ｃ_１を有するセラミックは、平衡状態において大気圧下で液相となる高温から２５℃に冷却したときに一の固相状態から別の固相状態へと相変態しない材料であるといえる。セラミック膜２０をこのような材料で構成した場合、セラミック膜２０の結晶化度をより一層高くすることができる。例えば溶射によりセラミック膜２０を形成する場合、高温に加熱したセラミック粒子を樹脂構造体１０に衝突させて溶射セラミック膜を形成する際にセラミック粒子が急冷される。セラミック粒子が、大気圧下で液相となる高温から２５℃に冷却したときに一の固相状態から別の固相状態へと相変態しない材料で構成されていると、急冷時に一の固相状態から別の固相状態への相変態が起こりにくい。このような相変態を起こりにくくすることにより、形成されるセラミック膜２０の結晶化度をより一層高くすることができる。その結果、アルカリ性材料によるセラミック膜２０の変色をより一層抑制することができる。これに対し、例えばセラミックが図３において「Ｃ_２」で示す組成を有する場合、平衡状態において大気圧下で液相となる高温Ｔ_３からセラミックを冷却していくと、温度Ｔ_４においては液相と固相αとが共存する。温度がＴ_４からＴ_５に低下すると、セラミックはα相（固相）となる。セラミックを更に冷却すると、α相の一部が相変態してβ相となる（温度Ｔ_６）。

セラミック膜２０を構成するセラミック材料は、セラミック膜２０の結晶化度が８０％以上となるものであれば特に限定されるものではない。好ましくは、セラミック膜２０を形成するのに用いる原料の結晶形態と、形成されたセラミック膜２０の結晶形態とが実質的に同じであるような材料を、セラミック膜２０を構成する材料として用いることが好ましい。例えば、セラミック膜２０が溶射セラミック膜である場合、溶射の前後で結晶形態が変化しないセラミック材料を、セラミック膜２０を構成する材料として用いることが好ましい。このような材料を用いることにより、セラミック膜２０の結晶化度をより一層高くすることができる。その結果、アルカリ性材料によるセラミック膜２０の変色をより一層抑制することができる。より具体的には、セラミック膜２０は、スピネル、ジルコニアまたはチタニアで構成されることが好ましい。

一の構成例として、セラミック膜２０はスピネルで構成されるものであることが好ましい。セラミック膜２０は、スピネルに加えて微量の不可避不純物を含んでよい。より好ましくは、セラミック膜２０はスピネルのみからなる。スピネルは、化学式ＭｇＡｌ_２Ｏ_４で表される結晶材料である。スピネルは、耐薬品性に優れており、比較的安価であるという利点を有する。また、スピネルは白色であるため、インクジェット等による加飾が可能である。

別の構成例として、セラミック膜２０はジルコニアで構成されるものであることが好ましい。セラミック膜２０は、より好ましくはイットリアが添加されたジルコニア（イットリア安定化ジルコニア）で構成され、更に好ましくはイットリアが８ｍｏｌ％添加されたイットリア安定化ジルコニアで構成される。セラミック膜２０をイットリア安定化ジルコニアで構成することにより、セラミック膜２０の結晶化度をより一層高くすることができる。イットリアが８ｍｏｌ％添加されたイットリア安定化ジルコニアでセラミック膜２０を構成することにより、セラミック膜２０の結晶化度を更に高くすることができる。その結果、アルカリ性材料によるセラミック膜２０の変色を更に抑制することができる。セラミック膜２０は、イットリア安定化ジルコニアに加えて微量の不可避不純物を含んでよい。より好ましくは、セラミック膜２０はイットリア安定化ジルコニアのみからなる。ジルコニアは、耐熱性に優れているという利点を有する。また、イットリア安定化ジルコニアは、硬度が高く、耐熱性に優れている。更に、イットリア安定化ジルコニア等のジルコニアは白色であるため、インクジェット等による加飾が可能である。

別の構成例として、セラミック膜２０はチタニアで構成されるものであることが好ましい。セラミック膜２０は、チタニアに加えて微量の不可避不純物を含んでよい。より好ましくは、セラミック膜２０はチタニアのみからなる。チタニアは、濃色系の着色に使用できるという利点を有する。

（中間層３０）
樹脂成形体１は、図１（ｂ）に示すように、樹脂構造体１０とセラミック膜２０との間に中間層３０を有してもよい。中間層３０を設けることにより、樹脂構造体１０とセラミック膜２０との密着性をより一層向上させることができる。中間層３０は、樹脂と、樹脂中に分散したフィラーとを含むものであることが好ましい。このような中間層３０を用いることにより、樹脂構造体１０とセラミック膜２０との密着性を更に向上させることができる。中間層３０に含まれる樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂およびシリコーン樹脂からなる群から選択される１以上の樹脂を用いることができる。中間層３０に含まれるフィラーとして、例えば、アルミナ、グレイアルミナ、アルミナチタニア、チタニア、アルミナジルコニア、スピネルおよびムライトからなる群から選択される１以上の無機材料からなるフィラーを用いることができる。尤も、実施形態の樹脂成形体１において中間層３０は必須ではなく、樹脂構造体１０の表面に直接セラミック膜２０を設けてよい。

［樹脂成形体の製造方法］
次に、本発明の実施形態に係る樹脂成形体の製造方法について、図４を参照して以下に説明する。実施形態に係る樹脂成形体１の製造方法は、樹脂構造体１０と、樹脂構造体１０の表面の少なくとも一部に又はその上方に設けられたセラミック膜とを含む樹脂成形体１を製造する方法であり、樹脂構造体１０を準備することと、樹脂構造体１０又は樹脂構造体１０に形成する中間層にセラミック粒子を溶射して、セラミック膜２０を形成することとを含む。

（樹脂構造体１０の準備）
まず、樹脂構造体１０を準備する（図４（ａ））。樹脂構造体１０は、例えば、注型成形、プレス成形または射出成形により成形されたものであってよい。尤も、樹脂構造体１０の成形方法は上述の方法に限定されない。樹脂構造体１０が注型成形により成形されたものである場合、樹脂構造体１０は、型締めした金型のキャビティー内にモノマー樹脂を注入し、硬化させることにより作製することができる。樹脂構造体１０は、脱脂およびマスキング等の前処理を施してもよい。マスキングは、樹脂成形体１に意匠性を付与すること、および／またはセラミック膜２０を形成しない箇所を保護することを目的として行う。

また、図４（ｂ）に示すように、樹脂構造体１０にブラスト処理またはサンドペーパー処理等を施すことにより、樹脂構造体１０の表面を粗面化してもよい。樹脂構造体１０の表面を粗面化することにより、樹脂構造体１０とセラミック膜２０との密着性または樹脂構造体１０と中間層３０との密着性を向上させることができる。

（中間層３０の形成）
次に、図４（ｃ）に示すように、セラミック膜２０を形成する前に、樹脂構造体１０の表面の少なくとも一部に中間層３０を形成してもよい。尤も、中間層３０は必須の構成ではなく、樹脂構造体１０の上に直接セラミック膜２０を形成してよい。中間層３０は、樹脂３１と、樹脂３１中に分散したフィラー３２とを含むものであることが好ましい。中間層３０は、例えば、中間層３０を構成する成分を含むペーストを樹脂構造体１０に塗布し、次いで乾燥させることにより形成してよい。

（セラミック膜２０の形成）
次に、樹脂構造体１０又は樹脂構造体１０に形成する中間層３０にセラミック粒子２０ａを溶射して、セラミック膜２０を形成する。図４（ｄ）に示す例においては、中間層３０の上にセラミック膜２０を形成しているが、樹脂成形体１が中間層３０を有しない場合には、樹脂構造体１０の表面に直接セラミック膜２０を形成してよい。具体的には、セラミック膜２０は、セラミック粒子２０ａを加熱して溶融または軟化させ、この溶融または軟化させたセラミック粒子２０ａを溶射ガン７により樹脂構造体１０または中間層３０の表面に衝突させて、セラミック粒子２０ａを樹脂構造体１０または中間層３０の表面に堆積させることにより形成される。溶射方法としては、レーザー溶射またはプラズマ溶射（大気プラズマ溶射等）等の、セラミック粒子２０ａの溶射が可能な溶射方法を選択することができる。

セラミック膜２０の結晶化度は、使用するセラミック粒子２０ａの組成および溶射条件を調整することにより制御することができる。セラミック粒子２０ａは、セラミック粒子２０ａの結晶形態と、形成されるセラミック膜２０の結晶形態とが実質的に同じであるような材料で構成されることが好ましい。換言すると、セラミック粒子２０ａは、溶射の前後で結晶形態が変化しないセラミック材料で構成されることが好ましい。このような材料を用いることにより、セラミック膜２０の結晶化度をより一層高くすることができる。その結果、アルカリ性材料によるセラミック膜２０の変色をより一層抑制することができる。より具体的には、セラミック粒子２０ａは、スピネル、ジルコニアまたはチタニアで構成されることが好ましい。

溶射条件は、形成されるセラミック膜２０の結晶化度が８０％以上となるように設定する。セラミック粒子２０ａの加熱温度、およびセラミック粒子２０ａが樹脂構造体１０または中間層３０に衝突するときの温度が高いほど、形成されるセラミック膜２０の結晶化度が高くなる傾向にある。そのため、セラミック粒子２０ａの加熱温度、およびセラミック粒子が樹脂構造体１０または中間層３０に衝突するときの温度を高くすることにより、形成されるセラミック膜２０の結晶化度を８０％以上にすることがより容易になる。セラミック粒子２０ａの加熱温度は、セラミック粒子２０ａの融点以上であることが好ましい。一方、セラミック粒子２０ａが樹脂構造体１０または中間層３０に衝突するときの温度が高すぎると、樹脂構造体１０が溶融または熱変形してしまうおそれがある。そのため、セラミック粒子２０ａが樹脂構造体１０または中間層３０に衝突するときの温度は、形成されるセラミック膜２０の結晶化度が８０％以上となる程度に高く、かつ樹脂構造体１０が溶融または熱変形しない程度に低く設定することが好ましい。具体的には、セラミック粒子２０ａおよび樹脂構造体１０の種類にもよるが、セラミック粒子２０ａが樹脂構造体１０または中間層３０に衝突するときの温度は、１００〜１５０℃であることが好ましい。セラミック粒子２０ａが樹脂構造体１０または中間層３０に衝突するときの温度は、溶射条件を制御することにより調整することができる。例えば、プラズマ溶射によりセラミック膜２０を形成する場合、作動ガスの流量、電流値および溶射距離等の溶射条件を制御することにより、セラミック粒子２０ａが樹脂構造体１０または中間層３０に衝突するときの温度を調整することができる。

形成されたセラミック膜２０は、Ｘ線回折分析で測定したスペクトルのメインピークを解析することにより得られる結晶質ピークのピーク面積および非晶質ピークのピーク面積に基づいて下記式で算出される結晶化度が８０％以上である。

上述した製造方法により得られた樹脂成形体１は、セラミック膜２０の結晶化度が８０％以上であることにより、アルカリ性材料によるセラミック膜２０の変色をより抑制することができる。

形成されたセラミック膜（溶射セラミック膜）２０は、図４（ｅ）に示すように気孔（間隙）を有し得る。セラミック膜２０中に気孔が存在する場合、気孔に封孔材を充填してよい。封孔材として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびシリコーン樹脂等の有機系封孔材、またはシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤およびアルミネート系カップリング剤等の無機系封孔材を用いてよい。また、セラミック膜２０の表面を研磨してもよい。さらに、インクジェット等によりセラミック膜２０の表面に加飾を施してもよい。

実施形態に係る樹脂成形体は、アルカリ性の家庭用洗剤による変色をより抑制することができるので、システムキッチン、ユニットバス、洗面化粧台およびトイレ等の水回りの住宅設備機器に用いることができる。以下、実施形態に係る樹脂成形体の使用例について説明する。なお、実施形態に係る樹脂成形体は、以下の使用例に限定されるものではなく、耐アルカリ性が求められる種々の用途に幅広く用いることができる。

（第１使用例）
図５Ａ〜図５Ｃに、実施形態に係る樹脂成形体の第１使用例を示す。第１使用例において、樹脂成形体１００は、シンク一体型キッチンカウンターであり、カウンター部１０１とシンク部１０２とが一体で構成されている。第１使用例の樹脂成形体１００は、図５Ｂおよび図５Ｃに示すように、例えば、注型成形により、カウンター部１０１とシンク部１０２が一体で成形された構造体である樹脂構造体１１と、樹脂構造体１１の上面に設けられたセラミック膜２１とを備える。

以上のように構成された第１使用例の樹脂成形体１００によれば、アルカリ性の台所用洗剤等による変色をより抑制することができ、耐アルカリ性がより優れたシンク一体型キッチンカウンターを提供することができる。

（第２使用例）
図６Ａ〜図６Ｃに、実施形態に係る樹脂成形体の第２使用例を示す。第２使用例において、樹脂成形体２００は、浴室用床パン（ユニットバスの床パン）であり、洗い場側の洗場床部２０１と排水部２０２とが一体で構成されている。第２使用例の樹脂成形体２００は、図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、例えば、プレス成形により、洗場床部２０１と排水部２０２が一体で成形された構造体である樹脂構造体１２と、樹脂構造体１２の上面に設けられたセラミック膜２２とを備える。なお、図６Ｂおよび図６Ｃにおいて、２０５の符号を付して示している部材は、浴室用床パンを支える支持部である。

以上のように構成された第２使用例の樹脂成形体２００によれば、アルカリ性の浴室用洗剤等による変色をより抑制することができ、耐アルカリ性がより優れた浴室用床パンを提供することができる。

（第３使用例）
図７Ａ〜図７Ｂに、実施形態に係る樹脂成形体の第３使用例を示す。第３使用例において、樹脂成形体３００は、便器であり、ボウル部３０１と排水口部３０２と外側支持部３０３とが一体で構成されている。第３使用例の樹脂成形体３００は、図７Ｂに示すように、例えば、射出成形により、ボウル部３０１と排水口部３０２と外側支持部３０３とが一体で成形された構造体である樹脂構造体１３と、樹脂構造体１３の上面に設けられたセラミック膜２３とを備える。

以上のように構成された第３使用例の樹脂成形体３００によれば、アルカリ性のトイレ用洗剤等による変色をより抑制することができ、耐アルカリ性がより優れた便器を提供することができる。

（第４使用例）
図８Ａ〜図８Ｃに、実施形態に係る樹脂成形体の第４使用例を示す。第４使用例において、樹脂成形体４００は、洗面カウンター（ボウル一体型洗面カウンター）であり、カウンター部４０１と洗面ボウル部４０２とが一体で構成されている。第４使用例の樹脂成形体４００は、図８Ｂおよび図８Ｃに示すように、例えば、注型成形により、カウンター部４０１と洗面ボウル部４０２が一体で成形された構造体である樹脂構造体１４と、樹脂構造体１４の上面に設けられたセラミック膜２４とを備える。

以上のように構成された第４使用例の樹脂成形体４００によれば、アルカリ性の洗剤等による変色をより抑制することができ、耐アルカリ性がより優れた洗面カウンターを提供することができる。

［樹脂成形体を用いた建築部材］
次に、本発明の実施形態に係る樹脂成形体を用いた建築部材について以下に説明する。実施形態に係る樹脂成形体を用いた建築部材は、建築部材の表面の少なくとも一部が上述の樹脂成形体で構成される。そのため、実施形態に係る建築部材は、表面の少なくとも一部がセラミック膜で構成される。セラミック膜の結晶化度が８０％以上であるので、実施形態に係る建築部材は、アルカリ性洗剤等のアルカリ性材料によるセラミック膜の変色をより抑制することができる。また、実施形態に係る建築部材は、優れた耐熱性、美観、施工性および軽量性を有する。実施形態に係る建築部材は、乾式施工が可能であるという利点も有する。実施形態に係る建築部材は、例えば、床および壁等に用いることができる。建築部材の構成は特に限定されるものではなく、例えば、木材、コンクリート、石膏、石材、金属材料または樹脂材料等で構成される芯材と、芯材の表面の少なくとも一部に設けられた樹脂成形体とを備えるものであってよい。あるいは、樹脂成形体自体を建築部材として用いてもよい。

（樹脂成形体の作製）
以下に説明する手順で例１〜例１２の樹脂成形体を作製した。例１〜１２のそれぞれについて、樹脂構造体として繊維強化プラスチック（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ、ＦＲＰ）を用いた。樹脂構造体は、プレス成形により成形した。樹脂構造体にセラミック粒子を溶射して、樹脂構造体の表面にセラミック膜を形成した。用いたセラミック粒子の組成を以下の表１に示す。溶射は、大気プラズマ溶射により行った。溶射条件は、異なる２つの条件（表１においてそれぞれＡおよびＢで示す）で行った。溶射条件ＡおよびＢはそれぞれ、溶射条件Ａ下でセラミック粒子が樹脂構造体に衝突するときの温度（衝突温度）が、溶射条件Ｂ下での衝突温度よりも低くなるように設定した。このようにして、例１〜例１２の樹脂成形体を得た。

（ＸＲＤ分析）
例１〜例１２の樹脂成形体が備えるセラミック膜の結晶化度を、ＸＲＤ分析で測定したスペクトルのメインピークを解析することにより求めた。ＸＲＤ分析装置として、株式会社リガク製の全自動多目的Ｘ線回折装置ＳｍａｒｔＬａｂ（登録商標）を用いた。測定条件は以下のとおりに設定した。
・照射Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα集中ビーム（管球型ターゲット、多層膜ミラー使用）
・出力：４０ｋＶ−４０ｍＡ
・検出器：１次元Ｘ線検出器Ｄ／ｔｅｘ Ｕｌｔｒａ
・走査条件：２θ走査速度４°／分
・走査範囲：２θ角度５〜９０°
・単色化：Ｋβフィルター

得られたスペクトルのメインピークを解析することにより結晶質ピークのピーク面積、低角側の非晶質ピークのピーク面積および高角側の非晶質ピークのピーク面積をそれぞれ求めた。ピーク面積の解析は、使用したＸＲＤ分析装置「全自動多目的Ｘ線回折装置ＳｍａｒｔＬａｂ（登録商標）」に付属のソフトウェアを用いて行った。フィッティング関数として、Ｐｅａｒｓｏｎ−ＶＩＩ関数およびｐｓｅｕｄｏ−Ｖｏｉｇｔ関数のうち、フィッティング後の実測値と計算値の差（残差）がより小さくなるフィッティング関数を選択した。ピーク面積の解析結果を表１に示す。解析結果に基づいて、下記式により結晶化度を算出した。結果を表１に示す。なお、例１、例７および例１２については、ＸＲＤスペクトルの全てのピークについて上述の方法と同様の手順で解析を行い、結晶化度を求めた。そのため、表１において、例１、例７および例１２の結晶化度の値はかっこ書きで示している。

（耐アルカリ試験）
例１〜例１２の樹脂成形体について、以下に説明する手順で耐アルカリ試験を行った。アルカリ性材料として５重量％ＮａＯＨ水溶液を用いた。所定量のＮａＯＨ水溶液を染みこませたコットンを、樹脂成形体の表面を構成するセラミック膜の表面においた。ＮａＯＨ水溶液の蒸発を防ぐためにシャーレでコットンを覆った。この状態でセラミック膜を室温で２４時間静置した。静置している間、コットンが乾燥しないように適宜ＮａＯＨ水溶液をコットンに追加した。２４時間後、シャーレおよびコットンを取り除いてセラミック膜の外観を目視で観察することにより、セラミック膜の変色の有無を確認した。セラミック膜の変色が観察されなかったものを「良」と評価し、表１において「○」で示した。シャーレで覆われていた領域の変色が観察されたものを「可」と評価し、表１において「△」で示した。シャーレで覆われていた領域の変色が観察されたもののうち、コットンで覆われていた領域がより大きく変色していたものを「不良」と評価し、表１において「×」で示した。結果を表１および図９〜図２０に示す。

図９〜図２０はそれぞれ、例１〜例１２の樹脂成形体の耐アルカリ試験結果を示す。表１および図９〜図２０に示すように、セラミック膜の結晶化度が８０％未満であった例１〜例７の樹脂成形体においては、アルカリ性材料によるセラミック膜の変色が観察された。これに対し、セラミック膜の結晶化度が８０％以上であった例８〜例１２の樹脂成形体においては、例１〜例７の樹脂成形体よりもアルカリ性材料による変色が抑制された。さらに、セラミック膜の結晶化度が９０％以上であった例１０〜例１２の樹脂成形体においては、アルカリ性材料によるセラミック膜の変色は観察されなかった。

以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の適用範囲のうちの典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。

本発明の一実施形態に係る樹脂成形体は、システムキッチン、ユニットバス、洗面化粧台およびトイレ等の水回りの住宅設備機器に用いることができる。

関連出願の相互参照

本出願は、日本国特許出願第２０１９−８４４０２号（出願日：２０１９年４月２５日、発明の名称：「樹脂成形体、樹脂成形体を用いた建築部材、および樹脂成形体の製造方法」）に基づくパリ条約上の優先権を主張する。当該出願に開示された内容は全て、この引用により、本明細書に含まれるものとする。

１、１００、２００、３００、４００ 樹脂成形体
１０、１１、１２、１３、１４ 樹脂構造体
２０、２１、２２、２３、２４ セラミック膜

Claims (9)

1. 樹脂構造体と、該樹脂構造体の表面の少なくとも一部に又はその上方に設けられたセラミック膜とを含み、
   前記セラミック膜は、Ｘ線回折分析で測定したスペクトルのメインピークを解析することにより得られる結晶質ピークのピーク面積および非晶質ピークのピーク面積に基づいて下記式で算出される結晶化度が８０％以上である、樹脂成形体。
   

   
2. 前記セラミック膜は溶射セラミック膜である、請求項１に記載の樹脂成形体。
3. 前記セラミック膜は、大気圧下で液相となる高温から２５℃に冷却したときに一の固相状態から別の固相状態へと相変態しない材料で構成される、請求項１または２に記載の樹脂成形体。
4. 前記セラミック膜はスピネルで構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
5. 前記セラミック膜はジルコニアで構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
6. 前記セラミック膜はチタニアで構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の樹脂成形体を用いた建築部材であって、該建築部材の表面の少なくとも一部が前記樹脂成形体で構成される、樹脂成形体を用いた建築部材。
8. 樹脂構造体と、該樹脂構造体の表面の少なくとも一部に又はその上方に設けられたセラミック膜とを含む樹脂成形体の製造方法であって、
   樹脂構造体を準備することと、
   前記樹脂構造体又は該樹脂構造体に形成する中間層にセラミック粒子を溶射して、セラミック膜を形成することと
   を含み、
   前記セラミック膜は、Ｘ線回折分析で測定したスペクトルのメインピークを解析することにより得られる結晶質ピークのピーク面積および非晶質ピークのピーク面積に基づいて下記式で算出される結晶化度が８０％以上である、樹脂成形体の製造方法。
   

   
9. 前記セラミック粒子が、前記溶射の前後で結晶形態が変化しないセラミック材料で構成される、請求項８に記載の樹脂成形体の製造方法。

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