JPH1086148A - 粉粒状珪素化合物の配合方法及びその配合原料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒径が２０μｍ以下の珪素化合物若しくは珪
素化合物を主成分とする充填材や補強材或いは抗菌材
を、合成樹脂素材と簡便に而も均質に配合分散しえる粉
粒状珪素化合物の配合方法及び配合原料を提供する。 【構成】 粒径が２０μｍ以下の粉粒状珪素化合物若し
くは珪素化合物を主成分とする充填材や補強材或いは抗
菌材を、その重量比率において１乃至３倍のシリコーン
油に混合分散させたうえ、この混合分散されたシリコー
ン油を適宜割合で合成樹脂素材に配合混練させる粉粒状
珪素化合物の配合方法、及びこの配合方法による合成樹
脂配合原料の構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は合成樹脂成形品に強靭性
や耐衝撃性或いは抗菌性を保持させるため、合成樹脂原
料に配合される粉粒状珪素化合物を、均質に分散配合さ
せる配合方法及びその配合原料に係るものである。

【０００２】

【従来技術】ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等
の成形品においては、その成形品の強靭性や耐衝撃性を
高めるうえからタルクＭｇ_３（Ｓｉ_４Ｏ_１０）（Ｏ
Ｈ_２）や白雲母ＫＡｌ_２（ＳｉＡｌＯ_１０）（Ｏ
Ｈ）_２、珪藻土ＳｉＯ_２・Ｈ_２Ｏ、或いは無水珪酸Ｓｉ
Ｏ_２等所謂粉粒状の珪素化合物が充填材若しくは補強材
として配合されていることが良く知られている。しかし
ながら、かかる無機質の充填材や補強材を合成樹脂原料
の如き有機質と配合させる場合には相互の分散混合性が
悪いため、均質な物性を保持した成形品の形成が著るし
く至難となる。

【０００３】更に近年においては健康指向の著るしい高
まりから、各種の合成樹脂成形品にも抗菌性や防塵性等
が強く求められるに至っており、これがため抗菌性にお
いては化学的に殺菌性や殺黴性を有する例えばベンズイ
ミダゾール系化合物やカーバメイト系化合物或いはピリ
ジン系化合物等からなる抗菌剤を、合成樹脂素材に混入
して抗菌に対処することが実施されているものの、かか
る化学薬剤による抗菌手段は該化学薬剤の薬殺成分を揮
散若しくは溶出せしめて薬殺するものであって、合成樹
脂素材は疎水性が高く混入された該化学薬剤の薬殺成分
が揮散或いは溶出されにくく、従って多量に混入しても
実質的な抗菌性が殆んど発揮されず、更には仮令揮散或
いは溶出がなされた場合にはその薬殺成分による健康上
の危険性が高く、生活関連製品や特に食品関連の製品等
には全く使用できず而も揮散や溶出に伴い抗菌性が短時
に滅失される問題も抱えている。

【０００４】かかる状況下において発明者は鋭意研究を
重ねた結果、特定波長領域の電磁波の放射により健康上
無害で抗菌作用に優れ而も長期に亘って抗菌性を発揮し
える抗菌性セラミックス粉体を開発し、既に特願平７−
２７４６３８号等でその内容を開示している。

【０００５】然るに該抗菌セラミックス粉体もその主成
分は酸化珪素（ＳｉＯ_２）からなる所謂珪素化合物を主
成分とした無機質からなるため、合成樹脂素材に配合し
て製品を形成する場合には依然として分散性が悪く、従
って製品全体に亘り均等な抗菌作用が発揮されない難点
がある。更にこれら珪素化合物若しくは珪素化合物を主
要成分とする充填材や補強材若しくは抗菌材は、これら
の保持する特性を成形された製品からより有効に発揮さ
せるため可能な限り微粒状のものが望まれるものの、そ
の粒径が２０μｍ以下のものでは配合時に激しく飛散す
るばかりか、微粒に伴う物理的吸湿性が著るしく高まる
ため僅かの吸湿によりブロツキングが招来されること
等、配合作業に著るしい支障が発生する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題に
鑑みなされたものであって、その粒径が２０μｍ以下の
珪素化合物若しくは珪素化合物を主成分とする充填材や
補強材或いは抗菌材を、合成樹脂素材と簡便に而も均質
に分散混合させ、以って成形される各種成形品から珪素
化合物の特性を有効に発揮されるようにする、粉粒状珪
素化合物の配合方向及びその配合原料を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明が採用した技術的手段は、その粒径が２０μ
ｍ以下の粉粒状珪素化合物若しくは珪素化合物を主成分
とする充填材や補強材或いは抗菌材等を、その重量比率
において１乃至３倍のシリコーン油に混合分散させ且吸
着結合させたうえ、この混合分散されたシリコーン油を
所望の合成樹脂素材に適宜割合で配合混練させることに
より、シリコーン油と合成樹脂素材との吸着結合性を以
って合成樹脂素材に均質に分散させる、粉粒状珪素化合
物の配合方法並びにその合成樹脂配合原料の構成に存す
る。

【０００８】

【作 用】本発明の技術的手段は以下の如き作用を有す
る。即ちその粒径が２０μｍ以下の粉粒状で且無機質か
らなる珪素化合物或いは珪素化合物を主成分とする物質
でも、吸着結合性の高いシロキサン結合を主鎖に持ち且
珪素化合物等の重量比率で１乃至１０倍重量のシリコー
ン油に混合させるため、該珪素化合物或いは珪素化合物
を主成分とする物質が容易且均質に分散されるとともに
吸着結合され、而してこの混合分散されたシリコーン油
を所望の合成樹脂素材に適宜割合で配合混練させること
により、シリコーン油が合成樹脂素材との間で更に吸着
結合性を発揮するため、珪素化合物或いは珪素化合物を
主成分とする物質が合成樹脂素材と均質に分散されるこ
ととなる。そしてシリコーン油は粘性液状のものである
から、該シリコーン油に混合された珪素化合物或いは珪
素化合物を主成分とする物質は、飛散する危険がなく且
液状のため簡便に配合作業がなしえることとなる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明実施例を以下詳細に説明すれ
ば、本発明でいう粉粒状珪素化合物とはその粒径が最大
でも２０μｍ以下の微粉粒に形成されてなるもので、具
体的にはポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂或いは
ＡＢＳ樹脂素材からなる成形品の耐衝撃性や強靭性の向
上のために配合される所謂充填材や補強材として取扱わ
れるタルクＭｇ_３（Ｓｉ_４Ｏ_１０）（ＯＨ）_２、珪藻土
ＳｉＯ_２・Ｈ_２Ｏ、カオリナイトＡｌ_２Ｓｉ_２Ｏ_５（Ｏ
Ｈ）_４、無水珪酸ＳｉＯ_２、白雲母ＫＡｌ_２（Ｓｉ_３Ａ
ｌＯ_１０）（ＯＨ）_２、或いはゼオライト（一般式Ｗｍ
ＺｎＯ_２ｎ・ＳＨ_２Ｏ 但しＷ＝Ｎａ，Ｃａ，Ｋ，Ｚ＝
Ｓｉ＋Ａｌ，Ｓ＝不定）等が挙げられ、更に珪素化合物
を主成分とする具体例としては特願平７−２７４６３８
号で開示したように、酸化珪素３０乃至５０％重量、酸
化アルミナ１５乃至２５％重量、酸化マンガン並びに酸
化亜鉛各々７乃至１５％重量、酸化チタン２乃至５％重
量及び銀若しくは銅０．１乃至１％重量の割合で焼成さ
れた抗菌セラミックス粉体が挙げられる。

【００１０】かかる珪素化合物或いは珪素化合物を主成
分とする充填材や補強材或いは抗菌材等は無機質である
反面、合成樹脂素材は有機質で且比重差も大きく異るこ
とから、単に配合混練しても全体に亘って相互の均質な
分散が図れない。そこで無機質特には珪素化合物に対し
ても有機質に対しても相互に高い吸着結合性を持ち、且
粉粒状の珪素化合物等を希釈分散し易い液状で而も合成
樹脂素材との比重差を緩衝しえる粘性を有するものとし
てシリコーン油が選択されるもので、粉粒状の珪素化合
物等をその重量比率で１乃至３倍重量のシリコーン油に
混合させて、該シリコーン油との吸着結合を図るととも
に該シリコーン油中に分散させる。

【００１１】かかる場合において、使用するシリコーン
油は通常ジメチルジクロロシランの低重合度のものが好
適であって、常温下においてその粘度が略３乃至２００
ｃｐ（センチポアズ）程度となる重合度のものが望まれ
る。

【００１２】更に珪素化合物や珪素化合物を主成分とす
る充填材や補強材では、合成樹脂素材に対して通常１．
５乃至１５％重量程度が用いられ、且抗菌材では通常
０．１乃至５．０％重量が用いられるものであるから、
シリコーン油に対する希釈割合を大きくすると多量のシ
リコーン油が合成樹脂素材に配合されることになり、成
形品の基本物性を変える危険もあるためせいぜい１乃至
３倍以内の重量比率に留めることが肝要である。

【００１３】本発明に使用される合成樹脂素材としては
ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフイン系樹
脂を初め、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等の
熱可塑性樹脂の他ポリアミド樹脂やポリエステル樹脂等
の熱硬化性樹脂、更にはＡＢＳ樹脂等の共重合樹脂も挙
げられるもので、実質的な成形加工温度がシリコーン油
の熱分解温度以下の合成樹脂素材全般に亘って使用は可
能である。

【００１４】而して所望の成形品を形成するために選択
された合成樹脂素材に、着色剤や安定剤とともに珪素化
合物若しくは珪素化合物を主成分とする粉粒状の充填材
や補強材或いは抗菌材が混合分散されたシリコーン油を
適宜重量配合のうえ、一般的混練機として用いられるリ
ボンブレンダーやヘンシェルミキサー等で混練すること
により、合成樹脂素材全体に亘って均質に分散配合され
た合成樹脂配合原料が作成される。

【００１５】かかる場合において、珪素化合物或いは珪
素化合物を主成分とする充填材や補強材の場合は、合成
樹脂素材に対して通常１．５乃至１５％重量割合程度配
合されるもので、反面塩化ビニル樹脂やポリスチレン樹
脂或いはＡＢＳ樹脂等はシリコーン油が多量に配合され
ると内部可塑化が大きく基本物性が阻害されるため、該
合成樹脂素材等を使用する場合にはシリコーン油自体の
配合量も最大２０％重量以下に制限すべきである。

【００１６】以下に珪素化合物を主成分とした抗菌セラ
ミックス粉体を用いて、本発明配合方法により形成した
ポリエチレンフィルム及び従来の配合方法により形成し
たポリエチレンフィルムとにおける抗菌セラミックス粉
体の分散性について、該抗菌セラミックス粉体が発揮す
るフィルムの抗菌性のバラツキの測定をもって調べてみ
た。分散性の測定に供した抗菌フィルム材は、低密度ポ
リエチレンフィルムグレード樹脂にその組成が酸化珪素
５２％重量、酸化アルミナ２２％重量、酸化チタン１２
％重量及び酸化マンガン並びに酸化亜鉛各々７％重量割
合で焼成してなる平均粒径１．２μｍの抗菌セラミック
ス粉体を、ポリエチレン樹脂に対して１％重量で且常温
においてその粘度が７．５ｃｐで而もポリエチレン樹脂
に対して３％重量割合のシリコーン油に混合分散させた
うえ、この混合分散されたシリコーン油をポリエチレン
樹脂に配合混練し、インフレーション成形法により厚さ
４０μｍ幅２１０ｃｍに形成した抗菌フィルム材と、ポ
リエチレン樹脂に前記抗菌セラミックス粉体を１％重量
割合配合混練のうえ、同様な方法で形成した抗菌フィル
ム材を対照フィルム材として用いた。

【００１７】分散性の測定には、抗菌フィルム材及び対
照フィルム材それぞれ５０ｍの中よりランダムに５０ケ
所、２０×２０ｃｍの測定フィルム片を採取して用い
た。抗菌性の測定には大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ
Ｃｏｌｉ）を試験菌として、これをＮＢ培地で３５℃
１６乃至２０時間振とう培養した試験菌の培養液を、同
培地で菌数が略１０^６／ｍｌとなるよう希釈後滅菌リン
酸緩衝液で１０００倍に希釈したものを菌液として用い
た。

【００１８】抗菌性の測定には、それぞれ５０枚の抗菌
フィルム片及び対照フィルム片の片面に菌液０．５ｍｌ
を滴下し、その上から無菌処理されたポリエチレンフィ
ルムを密着させ、これを３５℃で保存し１時間経過後の
生菌数を測定し生菌数の分布を調べた結果は表１の通り
であった。

【００１９】

【表１】

【００２０】生菌数の測定にはフィルム片のそれぞれを
ＳＣＤＬＰ培地（日本製薬）１０ｍｌでそれぞれ洗い出
し、この洗い出し液についてＳＡ培地を用いた混釈平板
培養法（３５℃、４８時間培養）により生菌数を測定
し、フィルム片当たりに換算したもので、該表１からも
明らかな如く本発明配合方向により形成された抗菌フィ
ルム材は生菌数の分布が著るしく狭く、抗菌セラミック
ス粉体がフィルム材全体に亘って均質に分散されている
結果と考えられる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上述の如く、無機質で且その粒
径が２０μｍ以下の珪素化合物若しくは珪素化合物を主
成分とする充填材や補強材或いは抗菌セラミックス粉体
でも、その重量比率で１乃至３倍の重量割合で且常温に
おいてその粘度が略３乃至２００ｃｐのシロキサン結合
を主鎖に持つシリコーン油に一旦混合分散且希釈され、
而して混合分散且希釈されたシリコーン油を適宜割合を
もって合成樹脂素材に配合し混練させるため、ブロツキ
ングが防止されるとともにシリコーン油の高い吸着結合
性により珪素化合物等と合成樹脂との吸着結合が高めら
れるばかりか、シリコーン油の粘性により比重差も緩衝
されるため分散性が極めて良好に且均質になされるた
め、成形品の全体に亘って珪素化合物等の保持する特性
が均等に発揮せしめられる。更に粉粒状の珪素化合物等
がシリコーン油に混合分散されるため、配合混練に際し
ても飛散もなくなり且液状であるため配合混練作業が極
めて簡便になしえ、而も混練性も著るしく向上する。而
もシリコーン油は広範な合成樹脂素材との吸着結合性を
保持するばかりか、これら合成樹脂素材の成形加工に耐
えうる耐熱性を保持するため、広範囲の合成樹脂成形品
にも適用できる粉粒状珪素化合物の配合方法及び配合原
料といえる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 適宜の合成樹脂原料に粉粒状の珪素化合
   物を適宜割合に配合し、所望の特性を保持する合成樹脂
   成形品を製造するための配合原料の作成において、その
   粒径が２０μｍ以下の粉粒状珪素化合物をその重量比に
   おいて１乃至３倍の重量割合のシリコーン油に分散混合
   させ、而して該粉粒状珪素化合物が分散混合されたシリ
   コーン油を、合成樹脂原料に適宜割合で配合混練させる
   ことを特徴とする粉粒状珪素化合物の配合方法。
2. 【請求項２】 粉粒状珪素化合物が、珪素化合物を主成
   分とする組成物からなる請求項１記載の配合方法。
3. 【請求項３】 請求項１若しくは請求項２の配合方法に
   より配合されてなる合成樹脂配合原料。