(57)【要約】【課題】  特定の硬質充填材を混入することで、表面硬度を上げる設備が必要なく、清掃や使用時の傷付きに対して優れた耐傷性を有する便座および便蓋等の便座用樹脂成形品を提供することにある。【解決手段】  便座および便蓋を構成する樹脂成形体中に、モース硬度が６以上で、粒度分布が１μｍ〜２００μｍかつ平均粒径が５〜２０μｍの硬質充填材を、５部〜５０部混入する。また、前記硬質充填材の粒度分布の内、１０μｍ以上が５部以上、好ましくは１０部含まれるようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
便座、便蓋等の便座装置部品を構成する樹脂成形体中に、粒度分布が１μｍ〜２００μｍで、かつ平均粒径が５〜２０μｍの硬質充填材を、母材樹脂１００部に対して５〜５０部混入したことを特徴とする便座、便蓋等の便座装置用樹脂成形品。
【請求項２】
前記硬質充填材の粒度分布において、１０μｍ以上の硬質充填材が５部以上であることを特徴とする請求項１記載の便座、便蓋等の便座装置用樹脂成形品。
【請求項３】
前記硬質充填材の粒度分布において、１０μｍ以上の硬質充填材が１０部以上であることを特徴とする請求項１記載の便座、便蓋等の便座装置用樹脂成形品。
【請求項４】
前記硬質充填材が、モース硬度６以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の便座、便蓋等の便座装置用樹脂成形品。
【請求項５】
前記硬質充填材が、アルミナであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の便座、便蓋等の便座装置用樹脂成形品。
【請求項６】
前記硬質充填材の粒形が球形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の便座、便蓋等の便座装置用樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐傷性に優れた便座、便蓋等の比較的大型の樹脂成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
洋式便器に装着される便座、便蓋は、一般に、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（以下、ＡＢＳと略する）もしくはポリプロピレン（以下、ＰＰと略する）などの樹脂成形品で主に構成されている。
【０００３】
これら樹脂素材は、成形性が優れるため、便座を様々な形態に加工することができる一方、耐傷性が劣り、便座の清掃の際に乾いたぞうきんで拭いたりすると表面に擦り傷がついて、当初樹脂製品の塗装面が有していた光沢が次第に失われてしまうことになる。また、トイレ使用時に衣類を脱ぐ際に、ベルトやボタンが便座にあたり、便座表面に傷がついてしまうこともあり、その傷が放置されると次第に傷跡にゴミや塵がたまって黒ずみ汚れとなってしまうことになる。そのため、便座の外観が次第に悪化してしまうという問題が生じていた。
【０００４】
このため、これまで、樹脂中に硬質充填材を入れ、さらにヒートサイクル成形法を用いて表面硬度を高める試みも検討されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、硬質材料の粒径が均一な場合、表面に出ている硬質材料が疎だとその間は耐傷性が上がらず、蜜だと脱落しやすく外観上好ましくなかった。硬質材料が露出していない表面部分は、ヒートサイクル成形で結晶化を上げることにより実施しているが、係る方法は、高温と低温の冷却媒体を流す設備が必要で、またヒートサイクル用の金型が必要になるなど設備上の問題があった。
【特許文献１】特開２００２−２７２６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、特定の硬質充填材を混入することで、表面硬度を上げる設備が必要なく、清掃や使用時の傷付きに対して優れた耐傷性を有する便座および便蓋等の便座装置用部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、衛生洗浄装置の便座および便蓋を構成する樹脂成形体中に、粒度分布が１μｍ〜２００μｍでかつ平均粒径が５〜２０μｍの硬質充填材を、母材樹脂１００部に対して５〜５０部混入することを特徴とする。（例えば母材樹脂１００ｇに対して５〜５０ｇ）こうすることで、表面に露出する硬質材料間にできる隙間に粒径の小さな硬質充填材が入るため、全面に渡って表面硬度を高くすることができる。
【０００７】
硬質充填材の粒度分布が２００μｍを超え、かつ平均粒径２０μｍを超えるものが入ると外観が悪くなり、粒度分布が１μｍ未満かつ平均粒径５μｍ未満のものでは表面硬度を上げる効果がない。また、添加量が５部未満だと樹脂成形体表面へ出てこないため表面硬度を上げる効果がなく、５０部を超えると樹脂成形体の衝撃強度が低下する。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、前記硬質充填材の粒度分布において、１０μｍ以上の硬質充填材が５部以上であることを特徴とする。こうすることで、粒径が大きな硬質充填材間に入りやすくなり、この粒径が小さな硬質充填材が、結晶核剤の役目を果たし、樹脂材料表面の結晶化度が高くなって、ヒートサイクル成形のように結晶化を上げるための設備が必要なくなる。
【０００９】
さらに、請求項３のように、前記硬質充填材の粒度分布において、１０μｍ以上の硬質充填材が１０部以上とするのが、より好ましい。
【００１０】
請求項４記載の発明によれば、前記硬質充填材が、モース硬度６以上であることを特徴とする。こうすることで、樹脂成形体の表面硬度が高くなり、清掃、着座などの繰り返しでの傷、および清掃時の傷付きを防ぐことができる。
【００１１】
請求項５記載の発明によれば、前記硬質充填材がアルミナであることを特徴とする。アルミナを添加した場合、前記硬質充填剤と比較し、著しい結晶核剤の役目を果たす。その結果、樹脂の結晶化度が向上し、樹脂自体の表面硬度も高くなる。よって、樹脂成形体の表面硬度が前記硬質充填材の中で最も高くなり、清掃、着座などの繰り返しでの傷、および清掃時の傷付きを防ぐことができる。
【００１２】
請求項６記載の発明によれば、前記硬質充填材の粒形が球状であることを特徴とする。こうすることで、樹脂成形体表面の平滑性が向上する。よって、粒形が多角形の充填剤と比べ光沢がよい樹脂成形体を得ることができる。
【００１３】
硬質充填材の粒形が球状以外の多角形である場合に光沢が落ちるのは、樹脂成形体表面の平滑性が低下するためである。また、硬質充填材の粒形が多角形であると、母材樹脂と硬質充填剤を２軸押出機により溶融混練しペレット化する際に、押出し機スクリューの磨耗が激しくなるが、硬質充填材を球状とすればそのような現象も無くなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、便座および便蓋を構成する樹脂成形体中に、粒度分布が１μｍ〜２００μｍでかつ平均粒径が５〜２０μｍの硬質充填材を、５部〜５０部混入、さらに、前記硬質充填材の粒度分布において、１０μｍ以上の硬質充填材を５部以上、好ましくは１０部以上含まれるようにしたことで、粒径の小さい硬質充填材が粒径の大きな硬質充填材間に入りやすくなり、この粒径の小さな硬質充填材が、結晶核剤の役目を果たし、樹脂材料表面の結晶化度が高くなって、ヒートサイクル成形のように結晶化を上げ、全面に渡って表面硬度を高くすることができるという効果が得られる。
【００１５】
また、硬質充填材が、モース硬度が６以上であるため、樹脂成形体の表面硬度が高くなり、清掃、着座などの繰り返しでの傷、および清掃時の傷付きを防ぐといった効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１および図２は、本発明の実施の形態を説明するための要部断面拡大図である。図３は、図１および図２の構成材料で成形した便座を示す。
【００１８】
本発明の実施形態の一つを示す図１の例の材料組成は、ポリプロピレン樹脂１を母材としてこの母材樹脂１００部に対して、硬質充填材として、粒形が多角形、粒度分布が１μｍ〜５０μｍ、平均粒径が５μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１１部のシリカ２を３０部混入した（後述の実施例１）。
【００１９】
また、本発明の実施の形態の他の一つを示す図２の例の材料組成は、ポリプロピレン樹脂１を母材としてこの母材樹脂１００部に対して、硬質充填材として、粒形が球形、粒度分布が１μｍ〜５０μｍ、平均粒径が５μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１１部のアルミナ３を２０部混入した（後述の実施例１２）。
【００２０】
これらの材料にて便座本体４を成形し、便座本体４の裏側に、便座ヒーターを貼り付けた後、母材樹脂のみで成形された便座底板５と振動溶着にて接合することで便座５が得られる。
【００２１】
本発明に係る便座および便蓋を構成する樹脂成形体に混入するモース硬度６以上の硬質充填材には、シリカ、アルミナ、ガラスフリットなどから選ばれる１種以上であることが好ましい。これによって，表面硬度を向上させることができる。また、これらの硬質充填材のうち、アルミナは母材樹脂の結晶化度を最も向上させる効果があり、混入するには最も好ましい。
【００２２】
また、上記充填剤の他に、さらに、発明の効果を損なわない程度で、適宜、各種の添加剤を配合することができる。例えば、可塑剤、内部離型剤、加水分解防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、難燃剤、発泡剤、無機顔料、有機顔料、無機抗菌剤、有機抗菌剤、等があげられる。
【００２３】
硬質充填材を混入する母材樹脂としては、熱可塑性樹脂では、ポリエチレン、例えば高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン類、例えばポリスチレン、ポリ（ｐ−メチルスチレン）、ポリ（α−メチルスチレン）、アクリロニトリル／スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合樹脂、ポリアセタール、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート等が挙げられる。
【００２４】
また、熱可塑性エラストマーでは、スチレン／ブタジエン／スチレン共重合体、スチレン／イソプレン／スチレン共重合体、スチレン／（エチレン／ブチレン）スチレン共重合体、スチレン／（エチレン／プロピレン）スチレン共重合体、１，２−ポリブタジエン等が挙げられる。
【００２５】
さらに合成ゴムでは、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン／ブタジエン共重合体、ブタジエン／アクリロニトリル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン／プロピレン／ジエン共重合体等が挙げられる。特に好ましくは、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリアミドなど結晶性樹脂が挙げられる。
【００２６】
これらは、それぞれ単独のもの、あるいは二種類以上の混合物を安定化することができるが、これらの例に限定されるものではない。本発明に係る便座および便蓋を製造する成形方法としては、上記充填材を練り込んだ、樹脂を通常の射出成形することもできるし、タルクなどについては、マスターバッチによる成形も可能である。
【００２７】
また、本発明の実施の形態としては、便座、便蓋のみならず、耐傷性を要求される
家電製品のハウジングなどにも適用できる。具体的には、家電製品のハウジングとしては、例えば、冷蔵庫前面扉、クーラーボックス、ＴＶ、オーディオ機器、プリンタ、ＦＡＸ、複写機、ゲーム機、洗濯機、エアコン、冷蔵庫、掃除機、アタッシュケース、楽器ケース、工具箱、コンテナ、カメラケース等がある。これらは例示であり、これら以外の成形品も含まれ得る。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明に用いる樹脂の実施例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の記載に限定されるものではない。また、実施例および比較例中に示された配合割合は全て重量部である。以下、本発明を更に具体的に説明するために樹脂成形品についての実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２９】
＜実施例１＞
母材となるポリプロピレン樹脂１００部に対して、粒度分布が１μｍ〜５０μｍ、平均粒径が５μｍで、粒径１０μｍ以上の添加割合が１１部となるモース硬度６のシリカ３０部とを混合し、ヘンシェルミキサーにて攪拌した後、溶融樹脂温度２８０℃で２軸押出機により溶融混練し、ストランドカットによりＰＰ樹脂組成物のペレットを得た。得られたペレットを射出成形により、便座の成形を行った。得られた便座から試験片を切出し、鉛筆硬度、衝撃強度、耐傷付性、外観の試験を行った。
【００３０】
＜実施例２＞
実施例１において、粒度分布が１μｍ〜１００μｍ、平均粒径が１０μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合を１６部としたこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００３１】
＜実施例３＞
実施例１において、粒度分布が１μｍ〜２００μｍ、平均粒径が２０μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合を１９部としたこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００３２】
＜比較例１＞
実施例１において、粒形が多角形、粒度分布が１μｍ〜５０μｍ、平均粒径が５μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１１部のモース硬度１のタルク３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００３３】
＜比較例２＞
実施例１において、粒形が多角形、粒度分布が１μｍ〜１０μｍ、平均粒径が１．５μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が０．１部のモース硬度５のシリカ３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００３４】
＜比較例３＞
実施例１において、粒形が多角形、粒度分布が１００μｍ〜３００μｍ、平均粒径が５０μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１１部のモース硬度５のシリカ３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００３５】
＜比較例４＞
実施例１において、粒形が多角形、粒度分布が１μｍ〜５０μｍ、平均粒径が５μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１．１部のモース硬度５のシリカ３部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００３６】
＜比較例５＞
実施例１において、粒形が多角形、粒度分布が１μｍ〜５０μｍ、平均粒径が５μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が２６部のモース硬度５のシリカ７０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００３７】
以上の実施例、比較例において、鉛筆硬度、衝撃強度、耐傷付性、外観の評価は、次の方法により行った。
【００３８】
＜鉛筆硬度＞
ＪＩＳ  Ｋ５４００に準じて行った。具体的には，直径２ｍｍφの鉄ピンを試験片に対し４５°の方向にセットし，１００ｇの荷重を加えながら１５０ｍｍ／秒の一定速度において試験片表面を引っ掻き，その傷跡を基準に基づき評価した。
【００３９】
＜衝撃強度＞
２３℃にてデュポン衝撃強度を測定した。測定は、荷重１ｋｇの重錘を任意の高さから落下させ、試験片が割れた高さを衝撃強度とした。
【００４０】
＜耐傷付性＞
ラビングテスターの先端にフェルトを取り付け、その上から便座を掃除する際使用する可能性の高い、綿布、トイレットペーパー被せて、３ｋｇの荷重で試験片表面を５往復擦り、耐傷つき性を評価した。なお、耐傷つき性の比較は目視にて観察し、傷つきなしを（○）、摺動部全面に傷を（×）、その中間を（△）として評価した。
【００４１】
＜外観＞
目視にて観察し、混入した硬質充填材が、目立たない（○）、目立つ（×）、その中間を（△）として評価した。
【００４２】
以上の実施例、比較例に関し、表１に示す。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１に示す結果によれば、硬質充填材がモース硬度が低いタルクの場合（比較例１）、粒度分布が小さく平均粒径が低い場合（比較例２）、シリカの添加割合が低い場合（比較例４）は、いずれも表面硬度が低いことがわかる。一方、平均粒径が大きい場合（比較例３）やシリカの添加割合が多い場合（比較例５）は、表面にシリカが露出しすぎて外観が著しく悪くなる。
【００４５】
以上の結果から、便座および便蓋を構成する樹脂成形体中に、モース硬度が６以上で、粒度分布が１μｍ〜２００μｍかつ平均粒径が５〜２０μｍの硬質充填材の内、１０μｍ以上の添加割合を１０部以上としたことで、表面に露出する硬質材料間にできる隙間に粒径の小さな硬質充填材が入り、これら粒径が小さな硬質充填材が、結晶核剤の役目を果たし表面の結晶化度が上がり、全面に渡って表面硬度を高くすることができるため、清掃、着座などの繰り返しでの傷および清掃時の傷付きを防ぐといった効果が得られる。
【００４６】
次に、さらに条件を変えた樹脂の実施例を示し、前述した比較例と対比する。
【００４７】
＜実施例４）
母材となるポリプロピレン樹脂１００部に対して、粒形が多角形、粒度分布が１μｍ〜５０μｍ、平均粒径が５μｍで、粒径１０μｍ以上の添加割合が１１部のシリカ３０部とを混合し、ヘンシェルミキサーにて攪拌した後、溶融樹脂温度２８０℃で２軸押出機により溶融混練し、ストランドカットによりＰＰ樹脂組成物のペレットを得た。得られたペレットを射出成形により、便座の成形を行った。得られた便座の表面を削り取り、PP樹脂の結晶化度の測定を行った。また、得られた便座より試験片を切出し、鉛筆硬度、衝撃強度、耐傷付性、光沢度の試験を行った。
【００４８】
＜実施例５＞
実施例４において、粒形が多角形、粒度分布が１μｍ〜１００μｍ、平均粒径が１０μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１６部のシリカ３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００４９】
＜実施例６＞
実施例４において、粒形が多角形、粒度分布が１μｍ〜２００μｍ、平均粒径が２０μｍ、粒径１０μｍ以上が１９部のシリカ３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００５０】
＜実施例７＞
実施例４において、粒形が球形、粒度分布が１μｍ〜５０μｍ、平均粒径が５μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１１部のシリカ３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００５１】
＜実施例８＞
実施例４において、粒形が球形、粒度分布が１μｍ〜１００μｍ、平均粒径が１０μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１２部のシリカ３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００５２】
＜実施例９＞
実施例４において、粒形が多角形、粒度分布が１μｍ〜１００μｍ、平均粒径が１０μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１５部のガラスフリット３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００５３】
＜実施例１０＞
実施例４において、粒形が球形、粒度分布が１μｍ〜５０μｍ、平均粒径が５μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が８部のアルミナ２０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００５４】
＜実施例１１＞
実施例４において、粒形が球形、粒度分布が１μｍ〜７５μｍ、平均粒径が１０μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１２部のアルミナ２０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００５５】
＜実施例１２＞
実施例４において、粒形が球形、粒度分布が１μｍ〜５０μｍ、平均粒径が５μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１１部のアルミナ３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００５６】
＜実施例１３＞
実施例４において、粒形が球形、粒度分布が１μｍ〜７５μｍ、平均粒径が１０μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１８部のアルミナ３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００５７】
＜実施例１４＞
実施例４において、粒形が多角形、粒度分布が１μｍ〜５０μｍ、平均粒径が５μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１０部のアルミナ３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００５８】
＜実施例１５＞
実施例４において、粒形が多角形、粒度分布が１μｍ〜１００μｍ、平均粒径が１０μｍ、粒径１０μｍ以上の添加割合が１５部のアルミナ３０部を混合したこと以外は、実施例１同様の試験を行った。
【００５９】
以上の実施例、比較例において、鉛筆硬度、衝撃強度、耐傷付性、外観の評価は、次の方法により行った。
【００６０】
＜鉛筆硬度＞
ＪＩＳ Ｋ５４００に準じて行った。具体的には，直径２ｍｍφの鉄ピンを試験片に対し４５°の方向にセットし，１００ｇの荷重を加えながら１５０ｍｍ／秒の一定速度において試験片表面を引っ掻き，その傷跡を基準に基づき評価した。
【００６１】
＜衝撃強度＞
２３℃にてデュポン衝撃強度を測定した。測定は、荷重１ｋｇの重錘を任意の高さから落下させ、試験片が割れた高さを衝撃強度とした。
【００６２】
＜耐傷付性＞
ラビングテスターの先端にフェルトを取り付け、その上から便座を掃除する際使用する可能性の高い、綿布、トイレットペーパー被せて、２ｋｇおよび４ｋｇの荷重で試験片表面を５往復擦り、耐傷つき性を評価した。なお、耐傷つき性の比較は目視にて観察し、傷つきなしを（○）、摺動部全面に傷を（×）、その中間を（△）として評価した。
【００６３】
＜光沢度＞
光沢度計により試験片表面の光沢度を測定した。
【００６４】
以上の実施例、比較例に関し、表２に示す。
【００６５】
【表２】
2005152603.tif 000004
表２に示す結果によれば、硬質充填材がモース硬度が低いタルクの場合（比較例１）、粒度分布が小さく平均粒径が低い場合（比較例２）、シリカの添加割合が低い場合（比較例４）は、いずれも表面硬度が低いことがわかる。一方、平均粒径が大きい場合（比較例３）やシリカの添加割合が多い場合（比較例５）は、表面にシリカが露出しすぎて外観が著しく悪くなる。
【００６６】
また、実施例１０〜１５に示すようように硬質充填材にアルミナを添加した場合には、PP樹脂の結晶化度が他の実施例４〜９に示すような硬質充填材を添加した場合よりも
高くなる。その結果、鉛筆硬度、耐傷性が向上している。
【００６７】
さらに、実施例７、８、１２、１３に示すように添加する硬質充填材の粒形が球状である場合、粒形が多角形の場合（実施例４、５、１４、１５）よりも光沢度が高くなり、表面外観が良好な成形品を得ることができる。
【００６８】
以上の結果から、便座および便蓋を構成する樹脂成形体中に、モース硬度が６以上で、粒度分布が１μｍ〜２００μｍかつ平均粒径が５〜２０μｍの硬質充填材の内、１０μｍ以上の添加割合が５部以上、好ましくは１０部以上含まれるようにしたことで、表面に露出する硬質材料間にできる隙間に粒径の小さな硬質充填材が入り、これら粒径が小さな硬質充填材が、結晶核剤の役目を果たし表面の結晶化度が上がり、全面に渡って表面硬度を高くすることができるため、清掃、着座などの繰り返しでの傷および清掃時の傷付きを防ぐといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態であり、粒形が多角形のシリカを混入した場合の要部断面拡大図である。
【図２】本発明の実施の形態であり、粒形が球形のアルミナを混入した場合の要部断面拡大図である。
【図３】本発明の構成材料で成形した便座の斜視図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…ポリプロピレン樹脂
２…シリカ
３…アルミナ
４…便座本体
５…便座底板
６…便座
【図１】
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【図２】
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【図３】
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