(57)【要約】【課題】繊維径が５〜２０μｍであるガラス繊維で強化したポリプロピレン樹脂で成形した温水洗浄便座用熱交換タンクにおいて、温水洗浄便座用熱交換タンクを成形した後のガラス繊維長を８００〜８，０００μｍにして、繰返し耐圧性に優れ、且つ、高い破壊強度を有するガラス繊維入りポリプロピレン樹脂製の温水洗浄便座用熱交換タンクを提供することを目的とする。【解決手段】繊維長が３〜１６ｍｍであり、かつ繊維径が５〜２０μｍであるガラス繊維を１０〜５０重量％含有した不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性したポリプロピレン樹脂で成形するか、又は、ポリプロピレン樹脂ペレットと、繊維長が３〜１６ｍｍであり、かつ繊維径が５〜２０μｍであるガラス繊維を１０〜７０重量％含有した不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性したポリプロピレン樹脂ペレットとを混合して成形し、ガラス繊維含有量が１０〜５０重量％とする。【選択図】無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維長が３〜１６ｍｍであり、かつ繊維径が５〜２０μｍであるガラス繊維を１０〜５０重量％含有した不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性したポリプロピレン樹脂で成形したことを特徴とする温水洗浄便座用熱交換タンク。
【請求項２】
ポリプロピレン樹脂ペレットと、繊維長が３〜１６ｍｍであり、かつ繊維径が５〜２０μｍであるガラス繊維を１０〜７０重量％含有した不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性したポリプロピレン樹脂ペレットとを混合して成形し、ガラス繊維含有量が１０〜５０重量％としたことを特徴とする温水洗浄便座用熱交換タンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繰返し耐圧性および破壊強度に優れた温水洗浄便座用熱交換タンク（以下、単に「熱交換タンク」という。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱交換タンクは、洗浄時には水道水の圧力が常時加わり、その内圧は大気圧より高い状態に保たれているだけでなく、温水洗浄装置が使用されるたびに、熱交換タンク内の温水を吐出させたり、停止させたりの動作が繰り返されるので、内圧変動による繰返し耐圧性能および内圧に耐えうる破壊強度が必要である。
【０００３】
従来、熱交換タンクの材料として、ポリプロピレン樹脂を使用する場合、繊維径が５〜２０μｍであるガラス繊維を含有したガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂若しくはタルク、炭酸カルシウムなどの無機充填材を添加した充填材入りポリプロピレン樹脂などを使用し、成形後の繊維長が２００〜７００μｍとなるように成形して、熱交換タンクに要求される繰返し耐圧性および破壊強度の向上を図っていた（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１６０６２３号公報（第２−３頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の温水洗浄便座のコンパクト化による熱交換タンクの形状の制約、すなわち熱交換タンクに対する内圧負荷時の最大発生応力の上昇により、熱交換タンクに前述のガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂を使用する場合、成形後のガラス繊維長が２００〜７００μｍでは充分な繰返し耐圧性能が得られず、充分な破壊強度が得られない等の問題が発生する。
【０００６】
従って、本発明は、成形後のガラス繊維長を長くして、繰返し耐圧性に優れ、且つ高い破壊強度を有する温水洗浄用便座用熱交換タンクを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換タンクは、繊維長が３〜１６ｍｍであり、かつ繊維径が５〜２０μｍであるガラス繊維を１０〜５０重量％含有した不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性したポリプロピレン樹脂で成形したことを特徴とする。又、ポリプロピレン樹脂ペレットと、繊維長が３〜１６ｍｍであり、かつ繊維径が５〜２０μｍであるガラス繊維を１０〜７０重量％含有した不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性したポリプロピレン樹脂ペレットとを混合して成形し、ガラス繊維含有量が１０〜５０重量％としたことを特徴とする。
【０００８】
これにより、成形後のガラス繊維平均長が８００μｍ〜８ｍｍの範囲となり、従来、熱交換タンク用に使用されてきたガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂で成形した後のガラス繊維長である２００〜７００μｍに比べ、非常に長いガラス繊維長を有する成形品が得られ、その結果、成形品の破壊強度および繰返し耐圧性能に優れた熱交換タンクを得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において使用されるポリプロピレン樹脂ペレットは、結晶性プロピレン単独重合体およびポリプロピレンを主成分とするエチレンもしくは他のα―オレフィン例えばブテンー１、ヘキサン―１、ヘプテン―１、オクテン―１等の１種類以上との結晶性共重合体等公知のポリプロピレン樹脂を使用できる。
【００１０】
本発明において繊維長が３〜１６ｍｍであり、かつ繊維径が５〜２０μｍであるガラス繊維を１０〜７０重量％含有した不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性したポリプロピレン樹脂ペレットはいわゆる引抜き成形法で製造される。具体的には、連続した強化用ガラス繊維束を引きながら変性ポリエステル樹脂を含浸するものであり、樹脂のエマルジョン、サスペンジョンあるいは溶液を入れた含浸浴の中を、繊維束を通し含浸する方法、樹脂の粉末を繊維束に吹きつけるか粉末を入れた槽の中を繊維束を通し繊維に樹脂粉末を付着させたのち樹脂を溶融し含浸する方法、クロスヘッドの中を繊維束を通しながら押出し機等がらクロスヘッドに樹脂を供給し含浸する方法等が知られているが、本発明においてはかかる公知の方法がいずれも利用できる。特に好ましいのはクロスヘッドを用いる方法である。こうして得られたガラス繊維強化組成物は長さ３〜１６ｍｍの範囲で切断され、ペレットとしている。また、ペレット中のガラス繊維の含有量については含漬させる変性ポリプロピレン樹脂とガラス繊維の重量比率により、ガラス繊維含有量が１０重量％から７０重量％の範囲で任意に調整できる。
【００１１】
ガラス繊維は、平均繊維径が５〜２０μｍであれば、公知のガラス繊維を何ら限定することなく使用できる。また、ガラス繊維の表面は、アミノシラン系、エポキシシラン系、ビニルシラン系、メタクリロシラン系等のカップリング剤で処理することが望ましい。
【００１２】
また、上記成形された熱交換タンクに含まれるガラス繊維長は成形品を切り出した試料を約６００℃で１時間焼却し、ガラス繊維を取り出し、得られたガラス繊維をシャーレの上に広げ、顕微鏡で１０〜２５倍の写真を撮る。この写真からデジタイザーを用いて繊維長を測定し、次式により算出して求める。
平均繊維長（ｍｍ）＝試験本数の合計長さ／試験本数
【００１３】
変性ポリプロピレン樹脂はポリプロピレンに不飽和カルボン酸または、その誘導体をグラフト重合したもの、また不飽和カルボン酸または、その誘導体から選ばれた１種または２種以上を共重合したもの及びこれに更に不飽和カルボン酸または、その誘導体をグラフト重合したものが挙げられる。ここで変性のため使用される不飽和カルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。また不飽和カルボン酸の誘導体としてはこれらの酸無水物、エステル、アミド、イミド、金属塩等がある。
【００１４】
又、上記変性ポリプロピレンに使用されるポリプロピレンとしては、例えば
結晶性プロピレン単独重合体およびポリプロピレンを主成分とするエチレン若しくは他のα―オレフィン例えばブテンー１、ヘキサン―１、ヘプテン―１、オクテン―１等の１種類以上との結晶性共重合体等公知のポリプロピレン樹脂を使用できる。
【００１５】
この変性ポリプロピレンにおける不飽和カルボン酸またはその誘導体の比率は、特に制限されないが、通常ポリマー構成単位の０．２〜４０重量％である。
【００１６】
本発明において使用されるポリプロピレン樹脂および変性ポリプロピレン樹脂のメルトインデックス（ＪＩＳ　Ｋ　７２１０準拠）は、特に限定されないが、１０〜１５０／１０分のものを使用することが、ポリプロピレン樹脂とガラス繊維等の複合による流動性の悪化を防止し、外観良好な熱交換タンクを得ることができ、好ましい。
【００１７】
本発明のポリプロピレン樹脂や不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性したポリプロピレン樹脂には、一般の熱可塑性樹脂に通常用いられる酸化防止剤、加工安定剤、滑剤、帯電防止剤、離型剤、銅害防止剤、光安定剤、造核剤、顔料等が使用し得る。又、ポリプロピレン樹脂ペレットに、これらの添加剤を高濃度に添加したマスターバッヂポリプロピレン樹脂ペレットを添加し使用することもできる。
【００１８】
本発明のガラス繊維含有量は、混合後のガラス重量％が１０重量％〜５０重量％、好ましくは、２０重量％〜４０重量％とすることによって、目的とする優れた特性を有する熱交換タンクを得ることができる。即ち、ガラス繊維重量％が１０重量％未満の場合には、ガラス繊維による補強効果が充分でなく、熱交換タンクの要求性能である繰返し耐圧性や破壊強度の特性が達成でず、一方、ガラス重量％が５０重量％を越えると製品の成形性および外観が悪化することがある。
【００１９】
本発明における、熱交換タンクは射出成形により製造される。製造時に使用される射出成形用金型のゲートシステムにおいては、ダイレクトゲートが選択される。ダイレクトゲートにより射出時の溶融樹脂がゲート口を通過する際、ガラス繊維のせん断が、他のゲートシステム、例えば、ピンゲートまたはサイドゲート等よりも少ない。また、ダイレクトゲートにおける入り口のゲート径はφ２〜φ４の範囲が前述のがガラス繊維の切断がなく、成形上の不具合も起こしにくく、好ましい。前述のポリプロピレン樹脂ペレットと、繊維長が３〜１６ｍｍであり、かつ繊維径が５〜２０μｍであるガラス繊維を１０〜７０重量％含有した不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性したポリプロピレン樹脂ペレットを用いて熱交タンクを成形する場合、ガラス繊維長を保持するため、ダイレクトゲートを使用する。又、この場合において、ダイレクトゲート以外のゲートシステム、例えばピンゲートまたはサイドゲート等を用いて成形した場合、溶融樹脂がゲート口を通過する際、ガラス繊維が切断され、所定のガラス繊維長を得ることが難しくなる。その結果、熱交タンクの繰返し耐圧性および破壊強度の低下につながる。更には、ガラス繊維がゲート口でつまり、ジェッティング等の成形不良を誘発する原因となる。
【００２０】
本発明における熱交換タンクの構造は、基本的に水取り出し口１と温水排出口２とを有する密閉容器であれば、他の構造は公知の熱交換タンクの構造が特に制限なく採用される。即ち、タンク内の水の有無を検出するフロートスイッチと、タンク内へ水が過剰に供給されたときに水をタンク外へ排出するバキュームブレーカと、加温された温水の温度を検知して湯温を制御するサーミスタと、湯温制御機能に故障が生じたときに作動するバイメタル式の過熱防止器と、温水ヒータに過電流が流れたときにその通電経路を遮断する温度ヒューズ、タンク内に収容された水道水を加温するための温水ヒータと、洗浄水を排出するための水抜き弁などを組み込むことができる。
【００２１】
図１に示すように、本発明の熱交換タンクは開口部を有する上部タンク１と、開口部全周が前期上部タンクと接合する開口部を有する下部タンク２から構成され、前記上部タンク開口部と前記下部タンクとをパッキン３を介し、ビス４にて締結することにより形成される。
【００２２】
また、図２に示すように、本発明の熱交換タンクは開口部を有する上部タンク５と、開口部全周が前期上部タンクと接合する開口部を有する下部タンク６から構成され、両者の接合面を密着させ、振動溶着処理または超音波溶着処理を施すことによって形成される。
【００２３】
また、本発明の熱交換タンク外面は、必要に応じ、補強のため、格子状等の補強リブ７を設けた構造も採用することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の熱交換タンクは、その構成により、繰返し耐圧性、破壊強度に優れるため、長期安定性を有する熱交換タンクを得ることができる。
【実施例】
本発明の実施例を以下に示すが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００２５】
実施例１　ポリプロピレン樹脂ペレットおよびガラス繊維径１６μｍ、ガラス繊維長８ｍｍのガラス繊維を使用し、ガラス繊維含有量が５０重量％のガラス繊維強化変性ポリエステル樹脂ペレットをガラス繊維含有量が３０重量％になるよう、重量比で１：５の割合で混合した。これを、ダイレクトゲートを有する射出成形用金型にて成形を実施し、熱交換タンク（図３）を得た。
実施例２　ポリプロピレン樹脂ペレットおよびガラス繊維径１６μｍ、ガラス繊維長８ｍｍのガラス繊維を使用し、ガラス繊維含有量が５０重量％のガラス繊維強化変性ポリエステル樹脂ペレットをガラス繊維含有量が４０重量％になるよう、重量比で１：５の割合で混合した。これを、ダイレクトゲートを有する射出成形用金型にて成形を実施し、熱交換タンク（図３）を得た。
比較例１　ガラス繊維径１３μｍ、ガラス繊維長０．２〜０．５ｍｍのガラス繊維を含有し、その含有量が３０重量％であるガラス繊維強化ポリプロピレンを、ダイレクトゲートを有する射出成形用金型にて成形を実施し、熱交換タンク（図３）を得た。
比較例２　ガラス繊維径１３μｍ、ガラス繊維長０．２〜０．５ｍｍのガラス繊維を含有し、その含有量が４０重量％であるガラス繊維強化ポリプロピレンを、ダイレクトゲートを有する射出成形用金型にて成形を実施し、熱交換タンク（図３）を得た。
【００２６】
実施例１〜２および比較例１〜２の熱交タンクの上部タンク８と下部タンク９の接合は、ＥＰＤＭもしくはＮＢＲ等の合成ゴムで構成されたパッキン１０を介し、接合部をビス１１止めすることにより形成した。
【００２７】
なお、本発明における熱交換タンクの諸特性の測定方法は以下の通りである。
（１）繰返し耐久性：前述の実施例により成形した熱交換タンク成形品に所定の各部品を組み込み後、タンク内に水を満水にしたうえで上水道水圧（１．５ＭＰａ）を繰返し負荷し、漏水に至る回数を求めた。
（２）破壊強度：前述の実施例により成形した熱交換タンク成形品に所定の各部品を組み込み後、タンク内に水を満水にしたうえで水圧を徐々に加圧負荷し、破壊に至る水圧を求めた。
【００２８】
次いで、表１の諸特性である繰返し耐圧性、破壊強度について以下のように示した。繰返し耐圧性は、漏水に至る繰返し回数が７００００回以上であるものを「○」、それ未満であるものを「×」とした。破壊強度は、破壊に至る水圧が０．８ＭＰａ以上であるものを「○」、０．８ＭＰａ未満であるものを「×」とした。
【００２９】
【表１】
2004100204.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱交換タンクの代表的な一態様を示す。
【図２】本発明の熱交換タンクの代表的な一態様を示す。
【図３】本発明の実施例１〜２および比較例１〜２における熱交換タンクの構造を示す。
１　上部タンク
２　下部タンク
３　パッキン
４　ビス
５　上部タンク
６　下部タンク
７　補強リブ
８　上部タンク
９　下部タンク
１０　パッキン
１１　ビス
【図１】
2004100204.tif 000003
【図２】
2004100204.tif 000004
【図３】
2004100204.tif 000005