JPH0790185A - 耐汚染性樹脂組成物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一般的な汚染はもとより、微生物による汚染
に対しても効果があり、製造工程が簡単な耐汚染性樹脂
組成物およびその製造方法を提供する。 【構成】 臨界表面張力が４０dyne/cmを上限とする樹
脂の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂に、シリコー
ン樹脂、無機充填剤および抗菌剤を添加・分散した。ま
た、抗菌剤が無機系抗菌剤の少なくとも１種および有機
系抗菌剤の少なくとも１種を主体として構成した。さら
に、無機充填剤および抗菌剤を添加し、混合・分散した
ものである。 【効果】 樹脂組成物の表面エネルギが低下し、優れた
防汚性を示す。さらに、表面状態が粗面化され、優れた
溌水性と防汚性を発揮する。また、細菌、黴、酵母など
の微生物に起因する特殊な汚れに対しても優れた防汚性
を示す。そのため、建築、家庭電機、台所用品、バス・
サニタリ用品などを長期間にわたり清潔な状態を保持す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉塵、油脂、細菌、黴
などにより、樹脂成型品の表面が汚染され難い耐汚染性
樹脂組成物およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プラスチック類は低エネルギ表
面を有し、金属類は高エネルギ表面を有する。特に、高
エネルギ表面は汚染され易いので、高エネルギ表面を有
する金属類は表面汚染を防止するために、その表面に樹
脂塗料を塗装したり、化学的表面処理を施したりするこ
とにより、表面を保護する方法が用いられてきた。

【０００３】一方、低エネルギ物質の代表であるプラス
チック類は、その優れた加工性によるコストダウンや製
品の軽量化を達成するために、工業製品への使用量は激
増している。一般に、プラスチック類は汚染されにくい
が、製品の高品質化あるいは消費者の健康、清潔意識の
高まりにより、例えば特開平４−１０３６６８号公報に
開示されているように、シリコーン樹脂を混合して、よ
り汚染されにくいプラスチック製品が提案されている。

【０００４】汚れの化学的成分は複雑であり、全てが十
分に解明されていないが、一般的には、汚れの成分とし
て、粉塵類、油脂類、タンパク質類、炭水化物類、塩
類、色素類、樹脂類が考えられ、特殊な汚れ成分として
細菌類や黴類などが挙げられる。通常は上記の汚れ成分
が単体ではなく、複合した形で汚れが形成されている。

【０００５】また、上記の汚れが基体に付着する形態
は、下記のように分類される。 （汚れの付着状態） ａ．基体表面の微細凹凸構造に汚れの粒子が物理的に単
純に絡まっているもの。 ｂ．基体分子と汚れ成分分子の分子間吸引力によるもの
で、ファンデア・ワールス力による吸着と呼ばれるも
の。 ｃ．基体表面と汚れ成分が静電気的な吸引力によって付
着しているもの。 ｄ．基体の表面分子と汚れ成分の分子が化学結合により
付着しているもの。 ｅ．基体の表面層中に汚れ成分が浸透、拡散しているも
の。

【０００６】上記のような汚れの付着形態からみて、汚
染防止法としては下記の方法が考えられる。特に、
（１）の汚れ成分が基体に接近するのを防止するのが最
も効果的であると考えられる。

【０００７】（汚染防止方法） １．基体表面の撥水性を改変し、汚れ成分が基体表面に
接近するのを防止する。 ２．基体表面を平滑にし、微細凹凸構造による物理的付
着を防止する。 ３．基体表面の静電気を除去し、帯電しないようにす
る。

【０００８】また、汚れ防止の具体的方法としては下記
の方法が採用されてきた。 （具体的汚染防止方法） １．基体表面を表面エネルギの比較的小さい物質、例え
ば、シリコーン樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系
樹脂、ウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、またはフッ素系
樹脂などからなる塗料を塗布し、基体表面の水に対する
接触角を大きくすることにより表面を撥水性にして汚れ
を着きにくくする。 ２．基体表面にハードコート処理を行い、基体表面の平
滑性を向上させ、物理的汚れを防止するとともに、擦傷
による汚れも防止する。 ３．基体中または基体表面に帯電防止剤を添加し、基体
の表面電位を低下させ、静電気による汚染を防止する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の方法では下記のような問題があった。

【００１０】表面エネルギの小さい樹脂塗料を塗装する
方法は、塗装工程、乾燥工程、硬化工程などを必要と
し、製造工程が煩雑になる。しかも、基体と塗料との密
着性が強くなく、塗膜が薄いため塗膜の耐久性も強くな
いという問題があった。また、細菌、黴、ぬめりの主原
因である酵母などによる特殊な汚染に対して効果がない
という問題があった。また、帯電防止剤の添加は、汚染
防止効果が小さく、その効果の持続性がないという問題
があった。

【００１１】本発明は上記の課題を解決するもので、撥
水性に優れ、その効果が長期間にわたり持続し、一般的
な汚染はもとより、細菌、黴、酵母などの微生物による
特殊な汚染にたいしても効果があり、従来の樹脂成形装
置と成形方法で成形ができ、製造工程が簡単な耐汚染性
樹脂組成物およびその製造方法を提供することを目的と
するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、臨界表面張力が４０dyne/cmを上限とする
樹脂の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂に、シリコ
ーン樹脂、無機充填剤および抗菌剤を添加・分散したも
のである。

【００１３】また、抗菌剤が無機系抗菌剤の少なくとも
１種および有機系抗菌剤の少なくとも１種を主体として
構成したものである。

【００１４】また、臨界表面張力が４０dyne/cmを上限
とする樹脂の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂１０
０重量部に対して、無機充填剤を３０〜１００重量部添
加・分散して構成したものである。

【００１５】また、臨界表面張力が４０dyne/cmを上限
とする樹脂の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂に、
シリコーン樹脂、無機充填剤および抗菌剤を添加し、混
合・分散して製造するものである。

【００１６】

【作用】本発明の樹脂組成物は、臨界表面張力が４０dy
ne/cm以下の樹脂にシリコーン樹脂を配合しているの
で、両樹脂の相乗効果により水に対する接触角が１００
゜を超える非常に高い撥水性と、滑らかな滑り特性を発
現し、一般的な汚れの付着を防止する。さらに、無機充
填剤の添加により、樹脂組成物表面の形状を改善し、水
に対する接触角が大きくなり、より優れた汚れ防止効果
を発揮する。また、抗菌剤の作用で、細菌、黴、酵母な
どの微生物による特殊な汚染に対しても防止効果が大き
い。なかでも、無機抗菌剤は細菌に対して有効で、有機
防黴剤は黴と酵母に対して有効である。

【００１７】一般的に、固体（基体）表面の液体（汚れ
成分）による濡れについては下記のYoungの式が成立す
る。

【００１８】 γ_s＝γ_i＋γ_lcosθ （Youngの式） ただし γ_s：固体（基体）表面の自由エネルギ γ_l：液体表面の自由エネルギ γ_i：固液界面の自由エネルギ θ ：液体の接触角 一方、固体（基体）表面が平滑でなく粗面の場合はYoun
gの式は成立せず、下記のWenzelの式が用いられる。

【００１９】 γcosθ＝cosθ’ （Wenzelの式） ただし γ ：真の表面積／見かけの表面積 θ ：真の液体の接触角 θ’：見かけの液体の接触角 Wenzelの式においては γ＞１ であるから θ＜９０゜ ならば θ＞θ’ θ＝９０゜ ならば θ＝θ’ θ＞９０゜ ならば θ＜θ’ となる。したがって、液体の真の接触角が９０゜より大
であるならば、液体の見かけの接触角は固体（基体）の
表面の粗度が増すほど大きくなる。

【００２０】すなわち、臨界表面張力が４０dyne/cm以
下の樹脂にシリコーン樹脂を混入した樹脂組成物は、そ
れ自体が水の接触角９０゜以上の低エネルギ表面を有す
る。そのため、基体に無機充填剤を添加し、基体の表面
形状を粗面にすることにより見かけの接触角が増大し、
極めて汚れにくい表面を有する基体が得られることとな
る。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の一実施例の耐汚染性樹脂組成
物およびその製造方法を説明する。

【００２２】本実施例の耐汚染性樹脂組成物は臨界表面
張力が４０dyne/cm以下の樹脂に、シリコーン樹脂、抗
菌剤、無機充填剤を添加、混合することにより、耐汚染
性の優れた樹脂組成物が得られる。

【００２３】臨界表面張力が４０dyne/cmを越える樹脂
を用いた場合、シリコーン樹脂や無機充填剤を添加して
も、樹脂組成物表面の水に対する接触角はあまり増大せ
ず、耐汚染性は向上しない。

【００２４】本実施例に用いた臨界表面張力が４０dyne
/cm以下である樹脂の具体例としては、低密度ポリエチ
レン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン
１０・１０、ナイロン１０、ナイロン８・８、ナイロン
９・９、ポリスチレン、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メ
チル），ＡＳ（アクリロニトリル・スチレン共重合
物）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレ
ン共重合物）、ポリ塩化ビニルなどがあげられる。

【００２５】また、本実施例に用いるシリコーン樹脂と
しては、ジメチルシロキサン、メチルフェニルポリシロ
キサン、ジフェニルポリシロキサンなどの純シリコーン
樹脂。エチレンビニルアセテートに高分子量シロキサン
をグラフト重合させたもの。さらに、上記純シリコーン
樹脂をアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂などと反応させた変性シリコーン樹脂
が望ましい。シリコーン樹脂の配合割合は、樹脂の臨界
表面張力が４０dyne/cm以下の樹脂１００重量部当り
０．５〜１５．０重量部であることが望ましい。上記の
ようにシリコーン樹脂を配合した樹脂組成物は水に対す
る接触が増大し、汚れがつき難くなる。しかし、シリコ
ーン樹脂の配合割合が１５重量部を極端に超えると、樹
脂組成物の表面状態が悪化し、物理的性質も低下する。

【００２６】本実施例に用いる抗菌剤としては、無機系
抗菌剤として硝酸銀、硫酸銀、塩化銀、または銀、銅、
亜鉛、錫などの金属を担持したゼオライト、または錫を
担持したシリカゲルなどが望ましい。

【００２７】また、本実施例に用いる有機系防黴剤とし
ては、１０，１０’−オキシビスフェノキサルシンなど
フェニルエーテル誘導体、シクロフルアニドなどのＮ−
ハロアルキルチオ系化合物、２−（４−チアゾリル）ベ
ンズイミダゾール（以後ＴＢＺと略す）などのイミダゾ
ール誘導体、２，３，５，６テトラクロール−４−（メ
チルスルフォニル）ピリジンなどのスルホン誘導体、ま
たはセシルジメチルエチルアンモニウムブロミドなど第
４級アンモニウム塩などが望ましい。

【００２８】本実施例での抗菌剤の配合割合は、無機系
抗菌剤は臨界表面張力が４０dyne/cm以下の樹脂１００
重量部に対し、０．５〜３．０重量部の範囲が望まし
い。０．５重量部以下の添加量では抗菌性が認められ
ず、３．０重量部を超えると樹脂組成物が着色されるな
ど樹脂組成物の特性を著しく損なうので望ましくない。
また、有機系防黴剤の配合割合は、臨界表面張力が４０
dyne/cm以下の樹脂１００重量部に対し、０．０５〜
１．０重量部の範囲が望ましい。０．０５以下では防黴
性が殆どなくなり、１重量部を超えると樹脂組成物がブ
ルーミングを起こす。

【００２９】本実施例に用いる無機充填剤としては、酸
化物、ホウ酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩から選ばれる少な
くとも一種が用いられる。具体的には、マグネシウム、
バリウム、チタン、ジルコニウム、クロム、マンガン、
鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、ケ
イ素の酸化物。リチウム、ナトリウム、カリウム、マグ
ネシウム、カルシウム、または亜鉛のホウ酸塩、リン酸
塩、ケイ酸塩が望ましい。

【００３０】本実施例での無機充填剤の配合割合は、臨
界表面張力が４０dyne/cm以下の樹脂１００重量部に対
し、１０〜１５０重量部、特に３０〜１００重量部の添
加が望ましい。無機充填剤の配合により、樹脂組成物の
表面が粗くなり、水に対する接触角が増大し、汚れがつ
き難くなる。配合量が上記の範囲を超えると樹脂組成物
の強度が低下する。

【００３１】以下に本発明の具体的実施例を説明する。 （実施例１）ＡＢＳ樹脂１００重量部、シリコーン樹脂
０．５重量部、ＴＢＺ ０．０１重量部、銀ゼオライト
０．０５重量部をよく混合し、射出成型機で成型し５０
×５０mmの板状の樹脂成形物を得た。

【００３２】（実施例２）ＡＢＳ樹脂１００重量部、シ
リコーン樹脂１．０重量部、ＴＢＺ ０．１重量部、銀
ゼオライト０．５重量部をよく混合し、射出成型機で成
型し５０×５０mmの板状の樹脂成形物を得た。

【００３３】（実施例３）ＡＢＳ樹脂１００重量部、シ
リコーン樹脂５．０重量部、ＴＢＺ ０．２５重量部、
銀ゼオライト０．７５重量部をよく混合し、射出成型機
で成型し５０×５０mmの板状の樹脂成形物を得た。

【００３４】（実施例４）ＡＢＳ樹脂１００重量部、シ
リコーン樹脂１０重量部、ＴＢＺ ０．５重量部、銀ゼ
オライト１．０重量部をよく混合し、射出成型機で成型
し５０×５０mmの板状の樹脂成形物を得た。

【００３５】（実施例５）ＡＢＳ樹脂１００重量部、シ
リコーン樹脂１５重量部、ＴＢＺ １．０重量部、銀ゼ
オライト２．０重量部をよく混合し、射出成型機で成型
し５０×５０mmの板状の樹脂成形物を得た。

【００３６】（実施例６）ＡＢＳ樹脂１００重量部、シ
リコーン樹脂５重量部、水酸化アルミニウム３０重量
部、ＴＢＺ ０．０１重量部、銀ゼオライト０．０５重
量部をよく混合し、射出成型機で成型し５０×５０mmの
板状の樹脂成形物を得た。

【００３７】（実施例７）ＡＢＳ樹脂１００重量部、シ
リコーン樹脂５重量部、水酸化アルミニウム５０重量
部、ＴＢＺ ０．１重量部、銀ゼオライト０．５重量部
をよく混合し、射出成型機で成型し５０×５０mmの板状
の樹脂成形物を得た。

【００３８】（実施例８）ＡＢＳ樹脂１００重量部、シ
リコーン樹脂５重量部、水酸化アルミニウム１００重量
部、ＴＢＺ ０．２５重量部、銀ゼオライト０．７５重
量部をよく混合し、射出成型機で成型し５０×５０mmの
板状の樹脂成形物を得た。

【００３９】（実施例９）ＡＢＳ樹脂１００重量部、シ
リコーン樹脂５重量部、水酸化アルミニウム１５０重量
部、ＴＢＺ ０．５重量部、銀ゼオライト１．０重量部
をよく混合し、射出成型機で成型し５０×５０mmの板状
の樹脂成形物を得た。

【００４０】（比較例）ＡＢＳ樹脂のみを各実施例と同
様に射出成型機で成型し、５０×５０mmの板状のＡＢＳ
樹脂成形物を得た。

【００４１】実施例１〜９の樹脂成形物および比較例の
ＡＢＳ成形物のそれぞれについて、水に対する接触角を
協和界面化学社製の接触角測定装置（ＣＡＺ型）で測定
した。また、耐汚染性をＪＩＳ Ｋ３３７０に記載の方
法に準じて評価した。なお、耐汚染性の評価は目視で行
い、比較例の試料の汚染度を△とし、比較例の試料より
汚染されている場合は×、比較例の試料より汚染が少な
い場合を○として相対評価した。結果を（表１）に示
す。（表１）からわかるように、実施例１〜９の各試料
は、いずれも比較例の試料より水に対する接触角が大き
く、耐汚染性も優れていることがわかる。

【００４２】

【表１】

【００４３】つぎに、実施例６〜９の樹脂成形物および
比較例のＡＢＳ樹脂成形物について、抗菌性を評価し
た。５０×５０mmの試料板に一般細菌と大腸菌を含んだ
菌液を１mLを滴下し、３７℃で２４時間菌を培養した。
その後、滅菌済みリン酸緩衝液を用いて菌を洗い出し
た。洗い出した液中の生菌数を、菌数測定用培地を用い
て混釈平板法により測定した。結果を（表２）に示す。
（表２）からわかるように、実施例６〜９の試料は比較
例の試料よりも一般細菌および大腸菌の発生数が約５０
００分の１に減少し、抗菌効果が優れていることがわか
る。

【００４４】

【表２】

【００４５】また、防黴性を評価するために、寒天培地
上に置いた５０×５０mmの各試料板にアスペルギルス・
ニガー菌液を噴霧し、２５℃で７日間培養した。結果を
（表３）に示す。（表３）からわかるように実施例６〜
９の試料は比較例の試料よりも菌子の生育が少なく、特
に実施例７〜９の試料は菌子の生育が全く認められな
く、防黴効果が優れていることがわかる。

【００４６】

【表３】

【００４７】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明かなように本
発明によれば、臨界表面張力が４０dyne/cm以下の樹脂
とシリコーン樹脂との相乗作用により表面エネルギが低
下し、優れた防汚性を示す。さらに、無機充填剤の添加
により、表面状態が粗面化され、優れた溌水性と防汚性
を発揮する。また、細菌、黴、酵母などの微生物に起因
する特殊な汚れに対しても優れた防汚性を示す。そのた
め、建築、家庭電機、台所用品、バス・サニタリ用品な
ど、種々の原因による汚れが付着し易い製品の汚染を防
止し、長期間にわたり清潔な状態を保持することができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 //(Ｃ０８Ｌ 101/00 83:04）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 臨界表面張力が４０dyne/cmを上限とす
   る樹脂の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂に、シリ
   コーン樹脂、無機充填剤および抗菌剤を添加・分散した
   耐汚染性樹脂組成物。
2. 【請求項２】 抗菌剤が無機系抗菌剤の少なくとも１種
   および有機系抗菌剤の少なくとも１種を主体としてなる
   請求項１記載の耐汚染性樹脂組成物。
3. 【請求項３】 臨界表面張力が４０dyne/cmを上限とす
   る樹脂の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂１００重
   量部に対して、無機充填剤を３０〜１００重量部添加・
   分散してなる請求項１または２記載の耐汚染性樹脂組成
   物。
4. 【請求項４】 臨界表面張力が４０dyne/cmを上限とす
   る樹脂の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂に、シリ
   コーン樹脂、無機充填剤および抗菌剤を添加し、混合・
   分散する耐汚染性樹脂組成物の製造方法。