(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、白色系顔料として酸化チタン粒子を含有し、さらに、充填剤を含有するポリ塩化ビニル系樹脂製品であって、
前記酸化チタン粒子は、有機系材料、及び、前記酸化チタン粒子のポリ塩化ビニル系樹脂への添加量に対して０質量％超５．０質量％以下の量の無機系材料によって表面処理されており、
前記充填剤は、平均粒子径が０．１〜５．０μｍの範囲とされているとともに、当該ポリ塩化ビニル系樹脂製品の初期状態における製品表面での分布密度が３０（個／５μｍ２）以上とされており、
且つ、当該ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面に、ＪＩＳ  Ａ  １４１５に準拠した条件で実験室光源を３０００時間照射させた後の、前記充填剤に由来して形成される微細孔の平均開口径が０．１〜５．０μｍであるとともに、前記表面における前記微細孔の分布密度が３０（個／５μｍ２）以上であることを特徴とするポリ塩化ビニル系樹脂製品。
【請求項２】
当該ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面における、初期状態と、ＪＩＳ  Ａ  １４１５に準拠した条件で実験室光源を３０００時間照射させた後の状態との色差ΔＥが、０≦ΔＥ≦５の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のポリ塩化ビニル系樹脂製品。
【請求項３】
前記酸化チタン粒子の表面処理が、前記無機系材料である酸化アルミニウム又はシリコンによるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のポリ塩化ビニル系樹脂製品。
【請求項４】
前記充填剤が、炭酸カルシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子の少なくとも何れかであることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のポリ塩化ビニル系樹脂製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、住宅に取り付けられる雨樋等、屋外に設置されるポリ塩化ビニル系樹脂製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば、住宅に取り付けられる雨樋等のような、屋外に設置される樹脂製品は、良好な意匠性等、外観上の特性も重要であることから、各種顔料による色づけや、表面処理等が施される。また、近年では、住宅の多彩なデザイン化も進んでおり、例えば、特許文献１に記載のような住宅に取り付けられる雨樋システム等においても、その配色等が重要になっている。また、このような屋外に設置される樹脂製品においては、樹脂材料として、一般的に、軽量且つ安価で大量生産が可能なポリ塩化ビニル系樹脂等が用いられる。
【０００３】
一方、上述のような雨樋システム等のポリ塩化ビニル系樹脂製品は、屋外において太陽光や風雨等に曝される過酷な環境下におかれることから、経年劣化として変色が生じる場合がある。特に、酸化チタンを白色系顔料として樹脂材料中に含有させ、表面が白色系等の淡色系とされたポリ塩化ビニル系樹脂製品においては、ポリ塩化ビニル系樹脂の配合条件にも依るが、例えば、屋外における３年程度の使用で表面に黄変（黄色〜茶褐色への変色）が発生することがある。このため、例えば、上記の雨樋システム等をポリ塩化ビニル系樹脂から構成した場合には、経年劣化による黄変によって外観特性が低下する等の問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−００２１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の黄変等を防止する方法としては、例えば、白色系顔料である酸化チタンの含有量を増量することが考えられる。しかしながら、このような方法では、高価な顔料である酸化チタンを大量に使用することから製造コストが増大するという問題がある。また、ポリ塩化ビニル系樹脂製品に含有される酸化チタンを増量して白色度を増加させるだけでは、経年変化に伴う黄変を抜本的に解消することができず、製造コストの増加に見合うだけの効果が得られないという問題がある。
【０００６】
また、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の黄変等を防止するため、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチル酸エステル系等の紫外線吸収剤や、酸化防止剤等を添加することも考えられる。しかしながら、このような方法においても、上記同様、高価な紫外線吸収剤や酸化防止剤を使用することから製造コストが増大するとともに、黄変を抜本的に解消することができないという問題があった。
【０００７】
ここで、ポリ塩化ビニル系樹脂製品に白色系顔料として酸化チタンを添加する場合、酸化チタンは触媒作用を有していることから、そのままポリ塩化ビニル系樹脂に添加した場合には、素材分解等によってポリ塩化ビニル系樹脂に浸食するおそれがある。このため、酸化チタンを白色系顔料として用いる場合には、従来から、ポリ塩化ビニル系樹脂への添加の前に、予め、酸化チタン粒子に無機系材料による表面処理を施すことで、ポリ塩化ビニル系樹脂を保護する方法が採用されており、この表面処理量が多く被膜に厚みがあるほど、上記の浸食が抑制されると考えられる。しかしながら、酸化チタン粒子の表面処理量を多くした場合、酸化チタン粒子の素材分解の発生は抑制できるものの、上記同様、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の黄変を解消することはできなかった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、屋外における過酷な環境下に長期にわたって設置された場合であっても、経年変化による黄変等が抑制され、低コストであるとともに、耐光性に優れたポリ塩化ビニル系樹脂製品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、上記問題を解決するために鋭意実験を繰り返した。その結果、まず、従来は多い方が良いとされてきた酸化チタン粒子の表面処理量を少なくするとともに、充填剤の平均粒子径、並びに、製品表面における充填剤の分布密度を適正範囲に規定することで、充填剤に由来する微細孔を製品表面に適正分布で形成させられることを知見した。このように、酸化チタン粒子の表面処理量を少なくすることで適度に素材分解を発生させることで、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面において酸化チタン粒子による適度な浸食が生じ易い状態とすることで充填剤が流出し易くなり、これに伴って微細孔を形成させ、且つ、微細孔の平均開口径及び分布を適正範囲に制御することで、ポリ塩化ビニル系樹脂の経年変化による黄変が生じた場合であっても、製品表面の微細孔の作用で白色系の呈色を維持できることを見出した。これにより、ポリ塩化ビニル系樹脂製品を長期にわたって屋外に設置した場合でも、製品表面に黄変が生じるのを極力抑制することが可能になることを初めて発見し、本発明を完成させたものである。
【００１０】
即ち、請求項１に記載の発明は、少なくとも、白色系顔料として酸化チタン粒子を含有し、さらに、充填剤を含有するポリ塩化ビニル系樹脂製品であって、前記酸化チタン粒子は、有機系材料、及び、前記酸化チタン粒子のポリ塩化ビニル系樹脂への添加量に対して０質量％超５．０質量％以下の量の無機系材料によって表面処理されており、前記充填剤は、平均粒子径が０．１〜５．０μｍの範囲とされているとともに、当該ポリ塩化ビニル系樹脂製品の初期状態における製品表面での分布密度が３０（個／５μｍ２）以上とされており、且つ、当該ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面に、ＪＩＳ  Ａ  １４１５に準拠した条件で実験室光源を３０００時間照射させた後の、前記充填剤に由来して形成される微細孔の平均開口径が０．１〜５．０μｍであるとともに、前記表面における前記微細孔の分布密度が３０（個／５μｍ２）以上であることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、該酸化チタン粒子の添加量に対する無機系材料の添加量を上記範囲に制限した表面処理が施され、さらに、充填剤の平均粒子径を上記範囲に制限することで、製品表面において酸化チタン粒子によるポリ塩化ビニル系樹脂への適度な浸食が生じ易い状態となるので、経年変化で充填剤が流出し易くなり、これに伴い、充填剤と同様の分布を有する微細孔が形成される。また、当該ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面における充填剤の分布密度を上記範囲に規定することで、充填剤の平均粒子径に順じた平均開口径を有し、且つ、充填剤と同様の分布密度を有する微細孔が形成されるが、この微細孔は太陽光を乱反射して主として白色を呈するので、製品表面に黄変が生じた場合であっても、この黄変を隠ぺいしながら白色系の呈色が維持される。従って、屋外における過酷な環境下に長期にわたって設置された場合であっても、経年変化による黄変が抑制され、低コストであるとともに、耐光性に優れたポリ塩化ビニル系樹脂製品が実現できる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポリ塩化ビニル系樹脂製品の構成において、当該ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面における、初期状態と、ＪＩＳ  Ａ  １４１５に準拠した条件で実験室光源を３０００時間照射させた後の状態との色差ΔＥが、０≦ΔＥ≦５の範囲であることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、製品表面の初期状態と、所定条件で実験室光源を照射した後の状態との色差ΔＥが上記範囲なので、黄変が最小限に抑制された状態となり、白色系の呈色が維持される効果が顕著に得られる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のポリ塩化ビニル系樹脂製品の構成において、前記酸化チタン粒子の表面処理が、前記無機系材料である酸化アルミニウム又はシリコンによるものであることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、酸化チタン粒子の表面処理が、無機系材料である酸化アルミニウム又はシリコンによるものなので、酸化チタン粒子の表面を覆う被膜の厚み等を適正に制御できるとともに、酸化チタン粒子の適度な素材分解を促進させることで、ポリ塩化ビニル系樹脂への浸食を適度に発生させ、充填剤の流出を促進して製品表面に微細孔を形成させることができる。従って、製品表面に黄変が生じた場合であっても、白色系の呈色が維持される効果がより顕著に得られる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のポリ塩化ビニル系樹脂製品の構成において、前記充填剤が、炭酸カルシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子の少なくとも何れかであることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、充填剤を炭酸カルシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子とすることで、製品表面に分布したこれらの充填剤を効果的に流出させて微細孔を形成させることが可能になる。従って、製品表面に黄変が生じていても、白色系の呈色が維持される効果がより顕著に得られる。
【００１８】
なお、本発明において規定する「ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面に、ＪＩＳ  Ａ  １４１５に準拠した条件で実験室光源を３０００時間照射させた後、充填剤に由来して形成される微細孔」とは、まず、経年変化の指標として耐光性試験等で採用される、太陽光の代替としての実験室光源の照射時間を規定したうえで、この条件による製品表面の変化で充填剤が流出した後に、この充填剤に由来する痕跡となる微細孔を規定するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るポリ塩化ビニル系樹脂製品によれば、上記構成のように、酸化チタン粒子の添加量に対する無機系材料の量を適正に制限した表面処理が施され、さらに、充填剤の平均粒子径及び当該ポリ塩化ビニル系樹脂製品の初期状態における製品表面での分布密度を制限するとともに、実験室光源による所定条件の暴露試験の後に、製品表面に形成される微細孔の平均開口径及び分布密度を適正範囲に規定した構成を採用している。このように、まず、酸化チタン粒子の表面処理量を制限することで、製品表面において酸化チタン粒子によるポリ塩化ビニル系樹脂への適度な浸食が生じ易い状態となるので、経年変化で充填剤が流出し易くなり、これに伴い、充填剤と同様の分布を有する微細孔が形成される。この微細孔は主として白色を呈するので、製品表面に黄変が生じていても、この黄変を抑制しながら白色系の呈色が維持される。本発明は、表面が白色やクリーム色等の白色系である塩化ビニル系樹脂製品について、特に黄変の抑制効果が高いが、黒色や茶色等の濃色系であるものについては白化となって目立つため、むしろ適用しない方がよく、淡いグレー等の淡色系であるものについては、本発明で規定される色差を満たす程度の淡さである場合には適用することができる。
従って、本発明によれば、屋外における過酷な環境下に長期にわたって設置された場合であっても、経年変化による黄変等が抑制され、低コストであるとともに、耐光性に優れたポリ塩化ビニル系樹脂製品が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態であるポリ塩化ビニル系樹脂製品を模式的に説明する図であり、本発明に係るポリ塩化ビニル系樹脂製品を雨樋システムに適用した場合を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態であるポリ塩化ビニル系樹脂製品について説明する図であり、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面における微細孔の分布を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図３】従来のポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面における微細孔の分布を示すＳＥＭ写真である。
【図４】本発明の一実施形態であるポリ塩化ビニル系樹脂製品の実施例、及び、従来のポリ塩化ビニル系樹脂製品である比較例の、実験室光源の照射時間と色差ΔＥとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明に係るポリ塩化ビニル系樹脂製品の一実施形態について、図１に示す本発明を適用した雨樋システムに加え、図２（実施例）及び図３（比較例）のＳＥＭ写真（実施例）、並びに、図４の実験室光源の照射時間と色差との関係を示すグラフを適宜参照しながらその構成を説明する。なお、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００２２】
本実施形態のポリ塩化ビニル系樹脂製品は、例えば、住宅に取り付けられる雨樋や、各種通信線を収容する樹脂製の配管等、屋外に設置される樹脂製品である。このようなポリ塩化ビニル系樹脂製品の一例としては、図１に示すような、屋根から流れ落ちる雨水を受ける軒樋１１と、軒樋１に取り付けられて落し口１２を形成する集水器１３と、軒樋１１の落し口１２に上端を接続し、住宅などの外壁に沿って上下方向に配設された竪樋１４とを備えてなる雨樋システム１が挙げられる。
【００２３】
上述のような、ポリ塩化ビニル系樹脂製品は、屋外において太陽光や風雨に曝される環境に置かれることから、良好な耐光性や外観特性が要求される。本実施形態においては、以下に詳述するように、ポリ塩化ビニル系樹脂製品において、樹脂材料中に添加する充填剤の平均粒子径や、製品表面におけるこれらの分布密度を適正化することにより、上記のような過酷な環境下において、製品表面において黄変が生じた場合であっても、この黄変を抑制して白色系の呈色を維持できるものである。
【００２４】
即ち、本実施形態のポリ塩化ビニル系樹脂製品は、少なくとも白色系顔料として酸化チタン粒子を含有するとともに、充填剤として炭酸カルシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子の少なくとも何れかを含有するものであって、酸化チタン粒子の表面が、この酸化チタン粒子のポリ塩化ビニル系樹脂への添加量に対して０質量％超５．０質量％以下の量の無機系材料で表面処理されており、充填剤の平均粒子径が０．１〜５．０μｍの範囲であるとともに、当該ポリ塩化ビニル系樹脂製品の初期状態、即ち、製造直後における製品表面での分布密度が３０（個／５μｍ２）以上とされている。
そして、本実施形態のポリ塩化ビニル系樹脂製品は、経年使用に伴い、製品表面において酸化チタン粒子の素材分解が生じることで浸食が生じ易い状態となるので、製品表面からの充填剤が流出し易くなり、これに伴って微細孔が形成される。
即ち、本実施形態のポリ塩化ビニル系樹脂製品は、経年変化の指標として、表面にＪＩＳ  Ａ  １４１５に準拠した条件で実験室光源を３０００時間照射させた後の、該表面に形成される微細孔の平均開口径及び分布密度を適正化したものであり、具体的には、充填剤に由来した痕跡（流出後の跡）として形成される微細孔の平均開口径が０．１〜５．０μｍであるとともに、表面における分布密度が３０（個／５μｍ２）以上であるものとなる。
【００２５】
本実施形態のポリ塩化ビニル系樹脂製品に用いられるポリ塩化ビニル系樹脂材料としては、従来から、雨樋やポリ塩化ビニル系樹脂製パイプ等に用いられている樹脂材料を何ら制限無く用いることができ、一例として、以下に説明する組成のものが挙げられる。
【００２６】
本実施形態で用いられるポリ塩化ビニル系樹脂材料において、主剤として用いられるポリ塩化ビニル系樹脂（ＰＶＣ）は、例えば、塩化ビニルの単独重合体であってもよいし、あるいは、塩化ビニルと共重合可能な他のモノマーとの共重合体であってもよい。このような、共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリル酸ビニル等のビニルエステル類；メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアクリル酸エステル類；メチルメタクリレート、エチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類；ジブチルマレート、ジエチルマレート等のマレイン酸エステル類；ジブチルフマレート、ジエチルフマレート等のフマール酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニルオクチルエーテル等のビニルエーテル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル類；エチレン、プロピレン、ｎ−ブテン等のオレフィン類；塩化ビニリデン、臭化ビニル等の塩化ビニル以外のハロゲン化ビニリデン類又はハロゲン化ビニル類等が挙げられる。
【００２７】
また、上記のポリ塩化ビニル系樹脂としては、例えば、懸濁重合法や乳化重合法等、従来公知の方法によって製造されたものを用いることができる。
また、ポリ塩化ビニル系樹脂の平均重合度についても、特に限定されないが、５００以上１５００以下の範囲が好ましく、概ね１０００程度のものを用いることができる。ポリ塩化ビニル系樹脂の平均重合度が５００未満だと耐衝撃性が低下し、また、１５００を超えると溶融粘度が高くなり、加工性が低下する。
【００２８】
また、本実施形態のポリ塩化ビニル系樹脂材料においては、上記の主剤であるポリ塩化ビニル系樹脂に、顔料、充填剤が添加されるとともに、必要に応じて、さらに、安定剤、滑剤、加工助材等の各種添加剤が配合される。
【００２９】
本実施形態においては、顔料として酸化チタン粒子を添加する。酸化チタン粒子は、白色系顔料として用いられ、特に、淡色系のポリ塩化ビニル系樹脂製品において、他の顔料と混合する等して用いられることもあり、例えば、ルチル型の酸化チタンを用いることができる。
【００３０】
本実施形態においては、酸化チタン粒子の平均粒子径を０．１μｍ以上０．５μｍ以下の範囲とすることが好ましい。酸化チタン粒子の平均粒子径が上記範囲であれば、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面において、経年使用に伴って酸化チタン粒子の適度な素材分解が生じることにより、ポリ塩化ビニル系樹脂材料を適度に浸食しやすくなる。これにより、製品表面に分布する後述の充填剤が流出し易くなり、これに伴い、充填剤に由来する、平均開口径が０．１〜５．０μｍの微細孔を製品表面に形成し易くなる。酸化チタン粒子の平均粒子径が上記上限を超えるか、あるいは下限を下回ると、製品表面において、所望の微細孔の形成効率が得られない可能性がある。また、本実施形態においては、酸化チタン粒子の平均粒子径が０．２〜０．２５μｍの範囲であることがより好ましい。
【００３１】
また、本実施形態では、酸化チタン粒子の表面が、この酸化チタン粒子のポリ塩化ビニル系樹脂への添加量に対して０質量％超５．０質量％以下の量の無機系材料によって表面処理された構成を採用する。このように、比較的少量の無機系材料を用いて酸化チタン粒子を表面処理することで、従来のような大量の無機系材料で表面処理した場合に比べ、経年使用に伴う酸化チタン粒子の素材分解が生じ易くなる。これにより、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面において、ポリ塩化ビニル系樹脂材料の適度な浸食が生じ易くなり、製品表面に分布する充填剤が流出し易くなる。従って、充填剤に由来する平均開口径が０．１〜５．０μｍの微細孔を形成し易くなる作用が得られる。
【００３２】
酸化チタン粒子の表面処理に供する無機系材料が、酸化チタン粒子の添加量に対して５．０質量％を超える量だと、経年使用による適度な素材分解が生じず、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面に微細孔を形成させるのが困難になる可能性がある。また、酸化チタン粒子の表面が無機系材料によって表面処理されていないと、酸化チタン粒子の素材分解が大きくなり過ぎ、ポリ塩化ビニル系樹脂材料の浸食が過渡となって大きな黄変が生じることから、本発明においては、酸化チタン粒子の添加量に対する無機系材料の下限を０質量％超に規定している。
なお、本実施形態においては、酸化チタン粒子の表面が、酸化チタン粒子の添加量に対して０．０５質量％超１．０質量％以下の量の無機系材料によって表面処理されていることが好ましく、特に、０．１質量％超０．５質量％以下の量の無機系材料によって表面処理されていることが好ましい。
【００３３】
本実施形態において、酸化チタン粒子の表面処理に用いられる無機系材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化アルミニウム又はシリコンによる表面処理であることが好ましい。このように、酸化チタン粒子の表面処理を、酸化アルミニウム又はシリコンによるものとすることで、酸化チタン粒子の表面を覆う被膜の厚み等を適正に制御できるとともに、酸化チタン粒子の適度な素材分解が促進され、ポリ塩化ビニル系樹脂への浸食を適度に発生させることができる。これにより、製品表面からの充填剤の流出を促進させ、酸化チタン粒子に由来する微細孔を効果的に形成させることが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態においては、酸化チタン粒子の表面処理として、上記も無機系材料に加え、有機系材料によるものとすることが可能である。このような場合には、有機系材料として、例えば、有機系ポリオールや、有機系ポリシロキサン等を用いることができる。また、有機系材料の使用量としても、上述した無機系材料と同様とすることができる。
【００３５】
次に、本実施形態で用いる充填剤としては、特に限定されないが、例えば、炭酸カルシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子の少なくとも何れかを用いることが好ましい。炭酸カルシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子を充填剤に用いることで、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面に製品表面に分布したこれらの充填剤を、経年変化に伴って効果的に流出させ、微細孔を形成させることが可能になる。
【００３６】
本実施形態では、充填剤の平均粒子径を０．１〜５．０μｍの範囲とする。炭酸カルシウム粒子、又は、酸化マグネシウム粒子等からなる充填剤の平均粒子径を上記範囲に制限することにより、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面に表出する充填剤が経年使用に伴って流出した際に、同様の平均開口径、即ち、０．１〜５．０μｍの平均開口径とされた微細孔が形成される。このような平均開口径の微細孔が製品表面に形成されることで、ポリ塩化ビニル系樹脂材料の黄変が生じた場合であっても、製品表面の微細孔の作用で白色系の呈色を維持することが可能となる。充填剤の平均粒子径が上記範囲の上限を超えると、形成される微細孔のサイズが大きくなりすぎて、白色系の呈色が得られ難くなるおそれがあり、また、上記範囲の下限を下回っても、白色系の呈色を維持するのに必要な微細孔のサイズが得られない可能性がある。また、本実施形態においては、充填剤の平均粒子径、及び、それに由来する製品表面の微細孔の平均開口径が０．２μｍ以上０．２５μｍ以下の範囲であることがより好ましい。
【００３７】
そして、本実施形態では、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面における充填剤の分布密度を３０（個／５μｍ２）以上とする。これにより、本実施形態では、経年使用の指標となる太陽光の代替として実験室光源を用いて、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面に３０００時間の照射を行った後の、充填剤に由来した痕跡として形成される微細孔の分布密度を３０（個／５μｍ２）以上とすることが可能となる。ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面における充填剤の分布密度、即ち、経年使用後の微細孔の分布密度が３０（個／５μｍ２）未満の場合には、白色系の呈色を維持するのが困難になる可能性がある。また、本実施形態においては、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面における充填剤の分布密度、及び、充填剤に由来する微細孔の分布密度が５０（個／５μｍ２）以上であることがより好ましい。
【００３８】
上述したように、本実施形態のポリ塩化ビニル系樹脂製品においては、酸化チタン粒子の表面処理量を少なくすることで適度な素材分解を発生させ、ポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面において適度な浸食が発生しやすい状態とすることで充填剤を流出させ、これに伴って微細孔を形成させたうえで、これら微細孔の平均開口径及び分布を適正範囲に制御することが可能な構成を採用している。これにより、ポリ塩化ビニル系樹脂の経年変化による黄変が生じた場合であっても、製品表面の微細孔の作用で白色系の呈色を維持できるというものである。
【００３９】
ここで、本実施形態で説明するＪＩＳ  Ａ  １４１５に準拠した条件とは、例えば、太陽光に替わる実験室光源としてサンシャインカーボンアークランプ等を用いて、所定の照度及び時間で被試験体（ポリ塩化ビニル系樹脂製品）に照射する条件であり、各種の耐光性試験等において用いられる規格である。このような、照射試験を行うための試験機としては、市販のサンシャインウェザーメーター（例えば、スガ試験機株式会社製：Ｓ８０等）を用いることができる。
【００４０】
なお、本実施形態のポリ塩化ビニル系樹脂製品において、製品表面における、初期状態と、ＪＩＳ  Ａ  １４１５に準拠した条件で実験室光源を３０００時間照射させた後の状態との色差ΔＥが、０≦ΔＥ≦５の範囲であることが好ましい。この色差ΔＥが上記範囲となるように、上述した酸化チタン粒子の無機系材料による表面処理や、充填剤の平均粒子径及び製品表面での分布密度を適正化することで、製品表面の黄変が最小限に抑制された状態となり、白色系の呈色が維持される効果が顕著に得られる。
【００４１】
図２に、本発明に係る構成を有する塩化ビニル系樹脂製品の表面における微細孔の分布を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真で示すとともに、図３に、従来のポリ塩化ビニル系樹脂製品の表面における微細孔の分布をＳＥＭ写真で示す。ここで、図２及び図３は、何れも、実験室光源による暴露試験を行ったものであり、具体的には、上述したＪＩＳ  Ａ  １４１５に準拠した条件で、サンシャインウェザーメーター（スガ試験機株式会社製：Ｓ８０等）を用いて３０００時間の照射を行ったサンプルを示している。
【００４２】
上記のサンシャインウェザーメーターを用いた暴露試験においては、サンシャインカーボンアークランプによる放射照度：２５５Ｗ／ｍ２±１０％（３００〜７００ｎｍ）、ブラックパネル温度：６３℃、降雨サイクル：１２分／６０分中として試験を行った。
また、製品表面における色差ΔＥは、市販の分光測色計（コニカミノルタ株式会社製：ＣＭ−２６００ｄ）を用い、１０°視野の条件で測定した。
【００４３】
図２に示す例においては、製品表面において、０．１〜５．０μｍの微細孔が３０（個／５μｍ２）以上の分布密度で形成されていることから、太陽光に３０００時間曝した後の製品表面における色差がΔＥ＝３．３であり、黄変が目立たないことが確認された。
一方、図３においては、製品表面における０．１〜５．０μｍの微細孔の分布密度が３０（個／５μｍ２）未満であることから、太陽光に３０００時間曝した後の製品表面における色差がΔＥ＝１４．８と大きく、図２に示す例に比べて、製品表面の黄変が目立つことが確認された。
【００４４】
なお、上記のポリ塩化ビニル系樹脂に添加される加工助材としては、例えば、アクリル系樹脂等を挙げることができる。
また、滑剤としては、例えば、ポリエチレン系樹脂等が挙げられる。
また、安定剤としては、Ｓｎ（スズ）等を挙げることができる。
【００４５】
本実施形態のポリ塩化ビニル系樹脂材料は、主剤であるポリ塩化ビニル系樹脂、必須成分である白色系顔料の酸化チタン粒子、充填剤として炭酸カルシウム粒子又は酸化マグネシウム粒子、さらに、必要に応じて添加される上記各添加剤の各々を混合し、加熱溶融させ、混練して均一化することで調製される。
【００４６】
また、上記のポリ塩化ビニル系樹脂を用いて本実施形態のポリ塩化ビニル系樹脂製品を成形する方法としても、特に限定されず、例えば、ポリ塩化ビニル系樹脂製品として雨樋を製造する場合には、従来から用いられている雨樋用の押出機を採用すればよい。また、この際の樹脂温度や成形条件についても、特に限定されない。
【００４７】
なお、塩化ビニル樹脂製品においては耐候性を付与するためにＡＥＳやＡＢＳ等の耐候性樹脂からなる層を最表面に設けることがあるが、本発明においては、塩化ビニル樹脂中の充填剤を流出させることから、これらの耐候性樹脂層は設けないことが望ましい。
また、塩化ビニル樹脂にＵＶＡやＨＡＬＳ等の耐候性を持たせる耐光助剤を添加すると、太陽光による塩化ビニル樹脂の劣化が防止され、充填剤の流出が抑制されるものの、樹脂の黄変を抑制することはできなくなるため、これらの耐光助剤は添加しないことが望ましい。
【００４８】
以上説明したように、本発明に係るポリ塩化ビニル系樹脂製品によれば、上記した構成によって以下の効果を奏する。
即ち、本発明に係るポリ塩化ビニル系樹脂製品によれば、酸化チタン粒子のポリ塩化ビニル系樹脂への添加量に対する無機系材料の量を適正に制限した表面処理が施され、さらに、充填剤の平均粒子径及び当該ポリ塩化ビニル系樹脂製品の初期状態における製品表面での分布密度を制限するとともに、ＪＩＳ  Ａ  １４１５に規定される条件で実験室光源を３０００時間照射させた後に、製品表面に形成される微細孔の平均開口径及び分布密度を適正範囲に規定した構成を採用している。このように、まず、酸化チタン粒子の表面処理量を制限することで、製品表面において酸化チタン粒子によるポリ塩化ビニル系樹脂への適度な浸食が生じ易い状態となるので、経年変化で充填剤が流出し易くなり、これに伴い、充填剤と同様の分布を有する微細孔が形成される。この微細孔は主として白色を呈するので、製品表面に黄変が生じた場合であっても、この黄変を抑制しながら白色系の呈色が維持される。
従って、屋外における過酷な環境下に長期にわたって設置された場合であっても、経年変化による黄変等が抑制され、低コストであるとともに、耐光性に優れたポリ塩化ビニル系樹脂製品が実現できる。
【実施例】
【００４９】
次に、本発明を以下の実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００５０】
＜サンプルの作製＞
［実施例１］
実施例１においては、以下に示す条件及び手順で、下記表１に示す配合条件、即ち、
主剤樹脂（ポリ塩化ビニル樹脂，信越化学工業，ＳＳ−１０）１００質量部（平均重合度：１０００）、
顔料（酸化チタン粒子）：３．５質量部、
充填剤（炭酸カルシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子；混合比１：１）：５質量部、
安定剤（日東化成，ＴＶＳＫＫ−６４７６，Ｓｎ含有率１５％）：０．６質量部、
滑剤（ポリエチレン系樹脂）：０．９質量部、
加工助剤（アクリル系樹脂）：１．０質量部、
を、各条件で混合した。
【００５１】
そして、従来から用いられている雨樋用の押出機を用いて押出成形を行い、図１中に示す軒樋１１のような形状とされた、実施例１のポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルを作製した。この際の成形条件は、スクリュー：２軸異方向、シリンダー温度：１３０〜１７５℃、金型温度：１８５〜２２０℃、樹脂温度：１８０〜１９５℃とした。
【００５２】
また、実施例１においては、上記の酸化チタン粒子として、下記表１に示すように、平均粒子径が０．２０〜０．２５μｍのものを用いるとともに、その添加量を、ポリ塩化ビニル樹脂１００質量部に対して３．５質量部とした。また、実施例１では、酸化チタン粒子の表面に対して、無機系材料である酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、シリコン（ＳｉＯ２）、及び、有機系材料であるポリオールを、各々、酸化チタン粒子の配合量に対して０．５質量％の量で用いて表面処理を行ったものを使用した。
【００５３】
また、実施例１においては、上記の充填剤として用いた炭酸カルシウム粒子、及び、酸化マグネシウム粒子について、それぞれ、平均粒子径が０．１〜５．０μｍの範囲であるものを使用した。
【００５４】
［実施例２］
実施例２においては、酸化チタン粒子の表面処理に用いた無機系材料である酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、シリコン（ＳｉＯ２）の使用量を、酸化チタン粒子の配合量に対して０．５質量％の量とした点を除き、実施例１と同様の条件及び手順でポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルを作製した。
【００５５】
［実施例３］
実施例３においては、酸化チタン粒子の表面処理に用いた有機系材料のポリオールに代えて、ポリシロキサンを同様の量で使用した点を除き、実施例１と同様の条件及び手順でポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルを作製した。
【００５６】
［比較例１］
比較例１においては、下記表２に示す配合条件、即ち、酸化チタン粒子の表面処理に用いた無機系材料である酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、シリコン（ＳｉＯ２）の使用量を、酸化チタン粒子の配合量に対して３．５質量％の量とした点を除き、実施例１と同様の条件及び手順でポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルを作製した。
【００５７】
［比較例２］
比較例２においては、下記表２に示す配合条件、即ち、酸化チタン粒子の含有量を４．０質量％とした点を除き、比較例１と同様の条件及び手順でポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルを作製した。
【００５８】
［参考例１］
参考例１においては、下記表２に示す配合条件、即ち、さらに、耐候助剤として、ＵＶＡ（紫外線Ａ波）を吸収する紫外線吸収剤を、酸化チタン粒子の配合量に対して０．１質量％の量で添加した点を除き、実施例１と同様の条件及び手順でポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルを作製した。
【００５９】
［参考例２］
参考例２においては、下記表２に示す配合条件、即ち、さらに、耐候助剤としてＨＡＬＳ（光安定剤）を、酸化チタン粒子の配合量に対して０．１質量％の量で添加した点を除き、実施例１と同様の条件及び手順でポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルを作製した。
【００６０】
［比較例３］
比較例３においては、酸化チタン粒子の表面処理を全く行わなかった点を除き、実施例１と同様の条件及び手順でポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルを作製した。
【００６１】
＜評価試験＞
［微細孔の分布密度］
上記条件で得られた各例のポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルについて、所定の大きさに切り出した後、ＪＩＳ  Ａ  １４１５に準拠した条件により、太陽光に替わる実験室光源としてサンシャインカーボンアークランプを用いて、３０００時間の照射を行った。この際、試験装置として、スガ試験機株式会社製のサンシャインウェザーメーター（品番：Ｓ８０）を用いた。また、この際の試験条件は、サンシャインカーボンアークランプによる放射照度：２５５Ｗ／ｍ２±１０％（３００〜７００ｎｍ）、ブラックパネル温度：６３℃、降雨サイクル：１２分／６０分中とした。
その後、ＳＥＭ観察により、製品表面における微細孔の分布密度を確認し、結果を下記表１及び表２に示した。
【００６２】
［色差］
上記条件で得られた各例のポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルについて、所定の大きさに切り出した後、上記同様の装置及び条件により、実験室光源であるサンシャインカーボンアークランプで３０００時間照射した。その後、分光測色計（コニカミノルタ株式会社製：ＣＭ−２６００ｄ）を用いて、サンプル表面の試験前との色差ΔＥを、１０°視野の条件で測定し、結果を下記表１及び表２に示した。
【００６３】
【表１】
0006401560.tif 000002
【００６４】
【表２】
0006401560.tif 000003
【００６５】
<評価結果＞
表１に示すように、本発明に係る構成を有する実施例１〜３のポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルは、サンシャインカーボンアークランプで３０００時間照射した後、表面に微細孔が３０〜５０（個／５μｍ２）の分布密度で形成されていることが確認できた。
また、実施例１〜５のサンプルは、サンシャインカーボンアークランプで３０００時間照射した後の、試験前に対する色差ΔＥが３．１〜４．１の範囲であり、色の変化がほとんど見られず、白色系の呈色が維持されていることが確認できた。
【００６６】
これに対し、比較例１及び比較例２のサンプルは、酸化チタン粒子の表面処理に用いた酸化アルミニウム及びシリコンの量が本発明で規定する上限を超えているため、サンシャインカーボンアークランプで３０００時間照射した後の、サンプルの表面に形成された微細孔の分布密度が３０（個／５μｍ２）未満であり、また、試験前に対する色差ΔＥも１４．８と大きかった。これは、酸化チタン粒子の表面処理量が大きすぎるため、この酸化チタン粒子の素材分解が進まず、ポリ塩化ビニル樹脂材料への浸食も進まなかったために微細孔が形成され難かったためと考えられる。
【００６７】
また、参考例１のサンプルは、酸化チタン粒子や充填剤等の各仕様については本発明で規定する条件を満たすものの、サンシャインカーボンアークランプで３０００時間照射した後の、サンプルの表面に形成された微細孔の分布密度が３０（個／５μｍ２）未満であり、また、試験前に対する色差ΔＥも１２．５と大きかった。これは、参考例１では、紫外線吸収剤を添加していることから、ポリ塩化ビニル樹脂材料の浸食が進まず、表面への微細孔の形成が進みにくかったことが原因として考えられる。
【００６８】
また、参考例２のサンプルも、参考例１と同様、酸化チタン粒子や充填剤等の各仕様については本発明で規定する条件を満たすものの、サンシャインカーボンアークランプで３０００時間照射した後の、サンプルの表面に形成された微細孔の分布密度が３０（個／５μｍ２）未満であり、また、試験前に対する色差ΔＥも１２．８と大きかった。これは、参考例２においては、光安定剤を添加しているために、参考例１と同様、ポリ塩化ビニル樹脂材料の浸食が進まず、表面への微細孔の形成が進みにくかったことが原因として考えられる。
【００６９】
また、比較例３のサンプルは、酸化チタン粒子の表面処理を全く行わなかった例であるが、サンシャインカーボンアークランプで３０００時間照射した後の、サンプルの表面に形成された微細孔の分布密度が３０（個／５μｍ２）未満であり、また、試験前に対する色差ΔＥも７．３と若干大きめであった。これは、酸化チタン粒子の表面処理が全く行われない場合においては、ポリ塩化ビニル樹脂材料の浸食が著しく進行してしまい、酸化チタン粒子による黄変が顕著に発生したことが、原因として考えられる。
【００７０】
ここで、下記表３及び図４に、上記の実施例１，２及び比較例１のサンプルにおける、サンシャインカーボンアークランプによる照射時間と色差ΔＥとの関係を示すグラフを示す。
【００７１】
【表３】
0006401560.tif 000004
【００７２】
表３及び図４に示すように、本発明に係る構成を有する実施例１，２のポリ塩化ビニル系樹脂製品のサンプルは、照射時間が３０００時間に達するまでの色差ΔＥの変化が微増であるのに対し、比較例１においては、照射時間が１０００時間を超えてから、色差ΔＥが急激に増大していることがわかる。
【００７３】
なお、以上説明した実施形態や各実施例における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係るポリ塩化ビニル系樹脂製品は、例えば、住宅に取り付けられる雨樋やサッシ、デッキ材、各種通信線を収容する樹脂製の配管等、屋外に設置される樹脂製品において幅広く適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１…雨樋システム
１１…軒樋
１２…落し口
１３…集水器
１４…竪樋。
【図１】
0006401560.tif 000005
【図２】
0006401560.tif 000006
【図３】
0006401560.tif 000007
【図４】
0006401560.tif 000008