プラスチック成形品の改質方法及びプラスチック成形品
【課題】プラスチック成形品に優れた抗菌性を付与することが可能で且つ付与された抗菌性の低下が生じにくいプラスチック成形品の改質方法を提供する。また、優れた抗菌性を有するとともに抗菌性の低下が生じにくいプラスチック成形品を提供する。
【解決手段】ボールねじ１０のナット１４、リターンチューブ１７、ねじ軸１１、及びラビリンスシール１９，１９の少なくとも一つは、改質処理により抗菌剤（ジンクピリチオン）が含浸されたプラスチック成形品で構成されている。この改質処理は、抗菌剤を含有する超臨界二酸化炭素をプラスチック成形品に接触させた後、プラスチック成形品に浸透した抗菌剤及び超臨界二酸化炭素のうち超臨界二酸化炭素のみをプラスチック成形品から除去するという処理である。
【解決手段】ボールねじ１０のナット１４、リターンチューブ１７、ねじ軸１１、及びラビリンスシール１９，１９の少なくとも一つは、改質処理により抗菌剤（ジンクピリチオン）が含浸されたプラスチック成形品で構成されている。この改質処理は、抗菌剤を含有する超臨界二酸化炭素をプラスチック成形品に接触させた後、プラスチック成形品に浸透した抗菌剤及び超臨界二酸化炭素のうち超臨界二酸化炭素のみをプラスチック成形品から除去するという処理である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超臨界流体を用いたプラスチック成形品の改質方法、及び、改質されたプラスチック成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチック成形品への抗菌性の付与は、そのプラスチック成形品の原料中に抗菌剤を混合するか、プラスチック成形品の表面に抗菌剤をコーティングすることにより行われていた。
【特許文献１】特開２００５−２９１３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、抗菌剤が混合された原料を溶融成形してプラスチック成形品を製造するので、抗菌剤が高温で劣化するおそれがあった。また、プラスチック成形品の表面にコーティングされた抗菌剤層は、摺動により摩耗するので、プラスチック成形品を摺動部材として使用すると、抗菌性が低下するおそれがあった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、プラスチック成形品に優れた抗菌性を付与することが可能で且つ付与された抗菌性の低下が生じにくいプラスチック成形品の改質方法を提供することを課題とする。また、本発明は、優れた抗菌性を有するとともに抗菌性の低下が生じにくいプラスチック成形品を提供することを併せて課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１のプラスチック成形品の改質方法は、抗菌剤を含有する超臨界流体をプラスチック成形品に接触させた後、前記プラスチック成形品に浸透した抗菌剤及び超臨界流体のうち超臨界流体のみを前記プラスチック成形品から除去することを特徴とする。
また、本発明に係る請求項２のプラスチック成形品の改質方法は、請求項１に記載のプラスチック成形品の改質方法において、前記超臨界流体を超臨界二酸化炭素としたことを特徴とする。
【０００５】
さらに、本発明に係る請求項３のプラスチック成形品の改質方法は、請求項１又は請求項２に記載のプラスチック成形品の改質方法において、前記抗菌剤をジンクピリチオンとしたことを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項４のプラスチック成形品は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラスチック成形品の改質方法により改質されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のプラスチック成形品の改質方法によれば、プラスチック成形品に抗菌剤を浸透させることができるので、プラスチック成形品に優れた抗菌性を付与することが可能で且つ付与された抗菌性の低下が生じにくい。また、本発明のプラスチック成形品は、抗菌剤が浸透しているので、優れた抗菌性を有するとともに抗菌性の低下が生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本実施形態のプラスチック成形品の改質方法は、浸漬処理工程と蒸発除去工程とからなる。浸漬処理工程は、抗菌剤を含有する超臨界二酸化炭素の中にプラスチック成形品を浸漬する工程であり、該工程により、相溶状態の抗菌剤及び二酸化炭素がプラスチック成形品の表面から内側に浸透する。
なお、超臨界二酸化炭素とは、臨界温度以上の温度を有し且つ臨界圧力以上の圧力を有する領域にある二酸化炭素である。ちなみに、二酸化炭素の臨界温度は３１℃で、臨界圧力は７２．８気圧（７．３９ＭＰａ）である。
【０００８】
浸漬処理工程における浸漬温度は、二酸化炭素の臨界温度以上であり、より好ましくは二酸化炭素の臨界温度以上且つプラスチック成形品を構成するプラスチックのガラス転移温度未満である。プラスチック材料はガラス転移温度を超えると、分子主鎖のミクロブラウン運動が可能になるまで自由体積が増加し、超臨界状態の二酸化炭素はプラスチック内部まで、より浸透しやすくなる。そうすると、プラスチック中にあらかじめ添加されている各種添加剤が逆に抽出されてしまうことも考えられ、その結果、物性が低下するおそれがあるので好ましくない。
【０００９】
ただし、超臨界二酸化炭素のプラスチックへの浸透度は、温度が高い方が大きいので、浸漬温度をできるだけ高くした方が抗菌剤が浸透しやすい。浸漬温度は、プラスチック材料の融点やガラス転移温度を参考に決定することが好ましく、最高でも１５０℃程度である。これ以上の温度であると、プラスチックや抗菌剤の劣化が生じるおそれがある。
また、浸漬処理工程における圧力は二酸化炭素の臨界圧力以上であり、より高い圧力である方が、二酸化炭素のプラスチックへの浸透度が向上し、改質の効率が向上するため好ましい。ただし、プラスチック成形品の改質に使用する処理装置を高圧に耐え得るようにする必要が生じるため、該処理装置が大掛かりで高額なものになってしまう。したがって、処理装置の操作性や設備費等を考慮すると、圧力は１００気圧以上３００気圧以下（１０．１３ＭＰａ以上３０．４ＭＰａ以下）の範囲が適当である。
【００１０】
さらに、浸漬処理工程における浸漬時間は特に限定されるものではなく、プラスチック成形品の厚さや大きさ等を考慮して適宜設定される。
さらに、超臨界二酸化炭素中の抗菌剤の濃度は、二酸化炭素の超臨界状態において概ね飽和溶解度となるように調整される。
なお、浸漬処理を行うにあたって、処理装置内は二酸化炭素で置換しておくことが好ましい。酸素等が残存している状態で浸漬処理を行うと、処理中にプラスチックが酸化劣化するおそれがある。
【００１１】
次に、蒸発除去工程について説明する。処理装置内の温度を、プラスチック成形品を構成するプラスチックのガラス転移温度未満とした後、二酸化炭素を徐々に排出することにより処理装置内の圧力をゆっくり下げて、大気圧に戻す。これにより、プラスチック成形品の中に浸透した抗菌剤及び二酸化炭素のうち二酸化炭素のみが蒸発して除去され、抗菌剤はプラスチック成形品中に残される。超臨界状態でなくなると、抗菌剤は二酸化炭素から分離して処理装置の下部に蓄積する。
【００１２】
その後、処理装置内からプラスチック成形品を取り出す。このとき、必要に応じて、プラスチック成形品の表面に付着した抗菌剤を洗浄によって除去してもよい。また、プラスチック成形品内に残存した微量の二酸化炭素を、真空乾燥等によって完全に除去してもよい。
なお、蒸発除去工程における処理装置内の温度は、プラスチック成形品を構成するプラスチックのガラス転移温度未満とすることが好ましい。ガラス転移温度以上であると、プラスチック成形品の中から二酸化炭素が除去される際に、発泡が生じる可能性が高くなる。
【００１３】
以上にような２つの工程によって、プラスチック成形品の内部（特に表層部）に抗菌剤の分子が浸透し、プラスチック分子間の自由体積に固定化される。このことにより、プラスチック成形品の表層部に抗菌剤が高濃度で存在することとなるので、プラスチック成形品に優れた抗菌性が付与される。また、元々有していた自由体積に抗菌剤が固定されていることから、抗菌剤が外部に滲出することはほとんどないので、抗菌性が半永久的に持続する（抗菌性の低下が生じにくく優れた抗菌性が長期間にわたって持続される）と同時に、機械的強度の低下を引き起こすおそれがほとんどない。
【００１４】
このようなに優れた抗菌性を有するプラスチック成形品は、医療用設備等に好適に用いることができる。そうすれば、周辺の細菌による汚染を抑制することができる。また、該プラスチック成形品を、転がり軸受等の転動装置の構成部品として用いれば、転動装置の周辺環境を清浄に保つことができるとともに、磁場変動を引き起こすことなく作動することができるので、検査等を高精度で行うことができる。
【００１５】
抗菌剤の種類は特に限定されるものではないが、超臨界流体に対して溶解性を示す有機系の抗菌剤が好適である。有機系の抗菌剤の具体例としては、ジンクピリチオン（ＺＰＴ）、ナトリウムピリチオン、２，２’−ジチオ−ビスピリジン−１−オキサイド、クロロタロニル、メチルスルホニルテトラクロロピリジン、フルオロフォルペット、１０，１０’−オキシビスフェノキシアルシン（ＯＢＰＡ）、オクチリノン、トリクロサン、塩酸タロルヘキシジン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリスヒドロキシエチルヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン、チアベンダゾール（ＴＢＺ）、ビフェントリン（ＩＰＢＣ）があげられる。
【００１６】
これらの抗菌剤の中では、分子中に塩素を含まず、少量で優れた抗菌性を発現し、且つ安全性が高いジンクピリチオンが最も好適である。ジンクピリチオンは、シャンプー用のフケ防止剤として広く認知された物質であるが、樹脂に添加した場合には、一般的な銀系抗菌剤の１／１０程度以下の濃度で、高い抗菌性を付与することが可能である。
また、超臨界流体への溶解性を考慮すると、浸漬温度で液体状態となる抗菌剤が好ましいので、超臨界流体が超臨界二酸化炭素である場合には、常温で液体であるか、又は、融点が４０℃以上１５０℃以下の抗菌剤が好ましい。
【００１７】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、本実施形態においては、超臨界流体として超臨界二酸化炭素を用いた例をあげて説明したが、本発明には、他の種類の様々な超臨界流体を用いることができる。例えば、二酸化窒素，アンモニア，エタン，プロパン，エチレン，メタノール，エタノール等があげられる。ただし、二酸化炭素は比較的穏和な条件で超臨界流体となり、しかも毒性がなく不燃性であるため最も好ましい。
【００１８】
また、本発明のプラスチック成形品の改質方法を好適に適用可能なプラスチックとしては、蒸発除去工程におけるプラスチック成形品の発泡を防止するために、ガラス転移温度（Ｔｇ）が超臨界流体の臨界温度よりも高いものが好ましい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート（Ｔｇ６９℃），ポリブチレンフタレート（Ｔｇ４５℃）等のポリエステル系樹脂や、ポリアミド６（Ｔｇ５３℃），ポリアミド６６（Ｔｇ５７℃）等のポリアミド系樹脂があげられる。また、ポリスチレン（Ｔｇ１００℃），ポリカーボネート（Ｔｇ１４５℃）等があげられる。
【００１９】
ただし、ガラス転移温度（Ｔｇ）が超臨界流体の臨界温度以下であるものであっても、本発明のプラスチック成形品の改質方法を適用可能である場合がある。ガラス転移温度（Ｔｇ）が超臨界二酸化炭素の臨界温度以下であるプラスチックとしては、例えば、ポリエチレン（Ｔｇ−１２５℃），ポリオキシメチレン（Ｔｇ−８２℃），ポリプロピレン（Ｔｇ−８℃），ポリメチルアクリレート（Ｔｇ１０℃）があげられる。
【００２０】
さらに、これらのプラスチックの他に、優れた摺動性を有する超高分子量ポリオレフィンの存在下において多段階的な重合法で得られた低分子量乃至高分子量ポリオレフィンからなる高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂も好適である。また、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）や、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ），ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂も、摺動性に優れるため好適である。これらのプラスチックの中では、前述の高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂や、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ等のフッ素樹脂が、摺動性が特に優れるので最も好適である。
【００２１】
ここで、高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂について説明する。高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂は、超高分子量ポリオレフィンと、低分子量乃至高分子量ポリオレフィンと、を含有してなるものであり、チーグラー型触媒の存在下でオレフィンを重合させて超高分子量ポリオレフィンを生成し、次いで水素存在下でさらにオレフィンを多段階的に重合させて低分子量乃至高分子量のポリオレフィンを生成させることにより製造される。
【００２２】
このようにして製造することで、高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂は、超高分子量ポリオレフィンと低分子量乃至高分子量ポリオレフィンとを単純に混合したときのような層状構造にはならず、超高分子量ポリオレフィンが低分子量乃至高分子量ポリオレフィンの間に均一にミクロ分散し、場合によっては、一部で互いに結合状態を作ることにより分散状態が安定に保たれている。このように超高分子量ポリオレフィンがミクロ分散していると、射出成形性が維持されつつ、超高分子量ポリオレフィンの持つ卓越した耐摩耗性が同時に発現される。
【００２３】
これらの超高分子量ポリオレフィン及び低分子量乃至高分子量ポリオレフィンは、例えばエチレン，プロピレン，１−ブテン，１−ペンテン，１−ヘキセン，１−オクテン，１−デセン，１−ドデセン，４−メチル−１−ペンテン，３−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィンの単独重合体又は共重合体からなる。この中では、エチレンの単独重合体、又は、エチレンと他のα−オレフィンとからなりエチレンを主成分とする共重合体が望ましい。
【００２４】
また、高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂において、超高分子量ポリオレフィンの割合は、実質１５〜４０質量％であり、より好ましくは２０〜３５質量％である。超高分子量ポリオレフィンの量が１５質量％未満であると、耐摩耗性等の改善効果が十分とは言えず、実用性が低い。また、超高分子量ポリオレフィンの割合が４０質量％を超えると、溶融時の粘度が高く、射出成形による成形が困難であるとともに、超高分子量ポリオレフィンの絶対量が多くなりミクロ分散しにくくなるので、種々の物性が低下する。
【００２５】
これらのプラスチックは、ガラス繊維等の充填材や、熱安定剤等の各種添加剤を含有するものでも差し支えない。ただし、各種添加剤は、改質の処理条件によっては、抽出されることも予想されるので、処理温度や処理圧力には注意を要する。なお、各種添加剤は、あらかじめ抗菌剤とともに超臨界流体に添加しておいてもよい。
【００２６】
次に、前述のようにして改質したプラスチック成形品を、転がり軸受，ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング，ＸＹテーブル等の転動装置の構成部品として使用した例を説明する。転動装置とは、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備え、転動体の転動を介して内方部材及び外方部材の一方が他方に対して相対運動する装置である。
【００２７】
転動装置の構成部品とは、転動装置を構成する部品を意味し、例えば内方部材，外方部材，転動体，セパレータ，保持器，密封装置があげられる。また、転動装置が、リニアガイド装置による直動案内機構が組み合わされてテーブル体が基台に対してＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向へ移動可能とされたＸＹテーブルである場合には、リニアガイド装置を構成する案内レール，スライダとともにテーブル体も構成部品である。
【００２８】
ここで、内方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じくボールねじの場合にはねじ軸、同じくリニアガイド装置の場合には案内レール、同じく直動ベアリングの場合には軸をそれぞれ意味する。また、外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボールねじの場合にはナット、同じくリニアガイド装置の場合にはスライダ、同じく直動ベアリングの場合には外筒をそれぞれ意味する。
【００２９】
〔使用例１〕
図１は、軸方向に平行な面で破断したボールねじの断面図であり、図２は図１のボールねじのＩ−Ｉ断面図である。
このボールねじ１０は、螺旋状のねじ溝１２を外周面に有するねじ軸１１と、ねじ軸１１のねじ溝１２に対向する螺旋状のねじ溝１６を内周面に有しねじ軸１１に螺合される円筒状のナット１４と、ねじ軸１１のねじ溝１２とナット１４のねじ溝１６とで形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された多数のボール（転動体）１３と、を備えている。そして、ナット１４は、多数のボール１３を介してねじ軸１１に螺合されており、ねじ軸１１又はナット１４が回転すると、ボール１３の転動を介してナット１４がねじ軸１１に対して軸方向に相対移動するようになっている。
【００３０】
このナット１４の外面の一部は平坦に削られていて、この軸方向に平行な平面上に略コ字状に屈曲したリターンチューブ１７が固定されている。すなわち、ナット１４には、この平面に開口しナット１４のねじ溝１６と連通する一対の貫通孔１８，１８が設けられていて、リターンチューブ１７の両端部がこの両貫通孔１８，１８に前記平面側から挿入されている。そして、貫通孔１８，１８の外に位置するリターンチューブ１７の中央部分が、前記平面上に配されている。なお、１つのナットに２本以上のリターンチューブを取り付けてもよく、その際には、２対以上の貫通孔を設ける。
【００３１】
ボール転動路内を転動するボール１３は、このリターンチューブ１７を通って循環されるようになっている。すなわち、ボール１３はボール転動路内を移動しねじ軸１１の回りを複数回回ってから、ボール転動路の一端（リターンチューブ１７とボール転動路との交点）において、リターンチューブ１７の一方の端部（開口部）からリターンチューブ１７内にすくい上げられる。すくい上げられたボール１３は、リターンチューブ１７の中を通って、リターンチューブ１７の他方の端部（開口部）からボール転動路の他端に戻される。
【００３２】
このようなボールねじ１０において、ナット１４、ねじ軸１１、リターンチューブ１７、及びラビリンスシール１９，１９（ナット１４の両端面部に備えられているもの）の少なくとも一つは、前述のような超臨界流体を用いた改質処理によりジンクピリチオンが含浸されたプラスチック成形品で構成されている。このため、ボールねじ１０は、優れた抗菌性を有している。また、ナット１４等の構成部品は摩耗が生じても抗菌性の低下が生じにくいので、ボールねじ１０の抗菌性が長期にわたって持続される。
なお、ボール１３についても、同様のプラスチック成形品で構成してもよいが、ジンクピリチオンを含有しない同種の樹脂や、ガラス，セラミックスで構成してもよい。
【００３３】
〔使用例２〕
図３は、リニアガイド装置の構成を示す斜視図であり、図４は、軸方向に垂直な面で破断した断面図である。また、図５は、リニアガイド装置のスライダの一部分を示す断面図である。
リニアガイド装置２０は、角形の案内レール２１と、案内レール２１の上に軸方向に相対移動可能に跨架された横断面形状がほぼコ字形のスライダ２４と、を備えている。このスライダ２４は、スライダ本体２５の軸方向の両端部にエンドキャップ２６，２６が着脱可能に固着されて構成されている。
【００３４】
また、案内レール２１の両側面には、断面ほぼ半円形の凹溝である転動体転動溝２２，２２が軸方向に形成されている。なお、転動体転動溝２２の溝底には、転動体２３の脱落を防ぐ保持器のための逃げ溝が、軸方向に形成されている。
一方、スライダ本体２５は、両袖部２５ａ，２５ａと水平部２５ｂとからなり、両袖部２５ａ，２５ａの内側には、案内レール２１の転動体転動溝２２，２２に対向する断面ほぼ半円形の負荷転動体転動溝２７，２７が形成されている。
【００３５】
そして、案内レール２１の転動体転動溝２２とスライダ２４の負荷転動体転動溝２７とで負荷転動体転動路が構成されている。また、スライダ本体２５の袖部２５ａの肉厚内に、負荷転動体転動路に平行な軸方向に延びる断面円形の貫通孔からなる転動体戻し路２８，２８が形成されている。
エンドキャップ２６は、断面円形の半ドーナツ状の湾曲路２９が上下二段に形成されており（図５を参照）、湾曲路２９の両端がスライダ本体２５との接合面（裏面）に開口している。このエンドキャップ２６をスライダ本体２５に取り付けると、湾曲路２９によって、スライダ本体２５の負荷転動体転動路と転動体戻し路２８とが連通される。そして、上記の負荷転動体転動路と転動体戻し路２８と湾曲路２９とで構成される転動体無限循環経路に、多数の転動体２３が転動自在に装填されている。
【００３６】
案内レール２１上をスライダ２４が移動すると、転動体２３は負荷転動体転動路内を転動しつつスライダ２４の移動方向にスライダ２４よりも遅い速度で移動し、一端側の湾曲路２９でＵターンして転動体戻し路２８を逆方向に転動しつつ移動し、他端側の湾曲路２９で逆Ｕターンして負荷転動体転動路内に戻るという循環を繰り返す。
【００３７】
このようなリニアガイド装置２０において、案内レール２１，スライダ本体２５，及びエンドキャップ２６の少なくとも一つは、前述のような超臨界流体を用いた改質処理によりジンクピリチオンが含浸されたプラスチック成形品で構成されている。このため、リニアガイド装置２０は、優れた抗菌性を有している。また、案内レール２１等の構成部品は摩耗が生じても抗菌性の低下が生じにくいので、リニアガイド装置２０の抗菌性が長期にわたって持続される。
なお、転動体２３についても、同様のプラスチック成形品で構成してもよいが、ジンクピリチオンを含有しない同種の樹脂や、ガラス，セラミックスで構成してもよい。
【００３８】
〔使用例３〕
図６は、ボールねじ一体型直動案内ユニット（モノキャリア）の構成を示す側面図であり、図７は、図６のボールねじ一体型直動案内ユニットのII−II断面図である。また、図８は、図７のIII −III 断面図である。
図６のボールねじ一体型直動案内ユニット３０は、ボールねじと、リニアガイドと、が一体化されたものである。
【００３９】
ボールねじは、ねじ軸（内方部材）３４と、このねじ軸３４に外嵌されてねじ軸３４の軸方向に沿って移動可能なナット（外方部材）３３と、を備えている。ねじ軸３４は、案内レール３１の両端部の軸受板３１Ｂ，３１Ｂ及び一方の軸受板３１Ｂに並設されたベアリングハウジング３１Ｃにそれぞれ設けられた軸受（図示せず）によって、回転可能に支持されている。
【００４０】
また、ねじ軸３４の外周面に設けられたねじ溝３４ａとナット３３の内周面に設けられたねじ溝３３ａとの間には、螺旋状通路が形成されている。この螺旋状通路には転動体としての多数の玉Ｂ１が転動可能に装填されており、ねじ軸３４の回転により、ナット３３が玉Ｂ１の転動を介して直線移動するようになっている。
なお、ナット３３には、ねじ軸３４に平行な直線状の貫通孔からなる転動体戻り通路３３ｂが、ねじ軸３４を取り囲むようにして４本形成されている。また、このナット３３の両端部に取り付けられたエンドキャップ３２には、ナット３３との接合端面に、ねじ軸３４の４条のねじ溝３４ａと４つの転動体戻り通路３３ｂとをそれぞれ連通させる４本の湾曲路（図示せず）が形成されている。これにより、上記螺旋状通路を転動した玉Ｂ１は、湾曲路及び転動体戻り通路３３ｂを通って循環し、上記螺旋状通路を繰り返し転動するようになっている。
【００４１】
一方、リニアガイドは、断面凹状をなす案内レール（外方部材）３１を備えており、案内レール３１の凹部３１Ａにはナット（内方部材）３３が収納されている。この案内レール３１の凹部３１Ａの両側内面には、それぞれ軸方向に延びる転動体転動溝３１ａが形成されており、ナット３３の両側外面にはそれぞれ転動体転動溝３１ａに対向する転動体転動溝３３ｃが形成されている。なお、転動体転動溝３１ａ，３３ｃは例えば２列、３列以上でもよい。
【００４２】
これら向き合った両転動体転動溝３１ａ，３３ｃの間には、転動体としての多数の玉Ｂ２が転動自在に装填され、これらの玉Ｂ２の転動を介して、ナット３３が案内レール３１に案内され軸方向に沿って移動可能となっている。なお、ナット３３の肉厚内には、両転動体転動溝３１ａ，３３ｃと平行な転動体通路３３ｄが形成され、また、このナット３３の両端部に取り付けられたエンドキャップ３２には、転動体通路３３ｄと両転動体転動溝３１ａ，３３ｃとを連通する転動体循環路３２ａが内部に形成されている。これにより、玉Ｂ２が循環可能になっている。
【００４３】
このようなボールねじ一体型直動案内ユニット３０において、ナット３３，エンドキャップ３２，ねじ軸３４，及び案内レール３１（凹部３１Ａ，軸受板３１Ｂ，ベアリングハウジング３１Ｃ）の少なくとも一つは、前述のような超臨界流体を用いた改質処理によりジンクピリチオンが含浸されたプラスチック成形品で構成されている。このため、ボールねじ一体型直動案内ユニット３０は、優れた抗菌性を有している。また、ナット３３等の構成部品は摩耗が生じても抗菌性の低下が生じにくいので、ボールねじ一体型直動案内ユニット３０の抗菌性が長期にわたって持続される。
なお、玉Ｂ１，Ｂ２についても、同様のプラスチック成形品で構成してもよいが、ジンクピリチオンを含有しない同種の樹脂や、ガラス，セラミックスで構成してもよい。
【００４４】
〔使用例４〕
図９は、深溝玉軸受の構成を示す縦断面図である。
この深溝玉軸受４０は、内輪４１と、外輪４２と、内輪４１及び外輪４２の間に転動自在に配された複数の転動体４３と、内輪４１及び外輪４２の間に複数の転動体４３を保持する保持器４４と、を備えている。
【００４５】
このような深溝玉軸受４０において、内輪４１，外輪４２，及び保持器４４の少なくとも一つは、前述のような超臨界流体を用いた改質処理によりジンクピリチオンが含浸されたプラスチック成形品で構成されている。このため、深溝玉軸受４０は、優れた抗菌性を有している。また、内輪４１等の構成部品は摩耗が生じても抗菌性の低下が生じにくいので、深溝玉軸受４０の抗菌性が長期にわたって持続される。
【００４６】
なお、転動体４３についても、同様のプラスチック成形品で構成してもよいが、ジンクピリチオンを含有しない同種の樹脂や、ガラス，セラミックスで構成してもよい。
また、本使用例においては、転がり軸受として深溝玉軸受を例示して説明したが、本発明は他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受，自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。
【００４７】
次に、改質されたプラスチック成形品の抗菌性を評価した結果について説明する。図３〜５のリニアガイド装置とほぼ同様の構成のリニアガイド装置を用意した。このリニアガイド装置は、案内レール，スライダ本体，及びエンドキャップが、前述のような超臨界流体を用いた改質処理によってジンクピリチオンが含浸されたプラスチック成形品（プラスチックは、ガラス転移温度が約−８０℃のポリアセタールコポリマーである）で構成されたものである。
【００４８】
超臨界二酸化炭素に浸漬する処理の条件は、温度１００℃、圧力２０ＭＰａ、処理時間１時間であり、使用した抗菌剤はジンクピリチオン（日本曹達株式会社製のバイオカット−ＺＰ）である。また、超臨界二酸化炭素を除去した後のプラスチック成形品中の抗菌剤の含有率は、０．１質量％である。
このようなリニアガイド装置のスライダ本体の上面の３ｃｍ四方の領域に、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）を約１０００個含有する培養希釈液を塗布し、４時間放置した後の菌数を測定した。その結果、菌数は３００個以下に減少しており、改質されたプラスチック成形品が優れた抗菌性を有することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】改質されたプラスチック成形品の使用例を説明するボールねじの断面図である。
【図２】図１のボールねじのＩ−Ｉ断面図である。
【図３】改質されたプラスチック成形品の別の使用例を説明するリニアガイド装置の斜視図である。
【図４】図３のリニアガイド装置を軸方向に垂直な面で破断した断面図である。
【図５】図３のリニアガイド装置のスライダの一部分を示す断面図である。
【図６】改質されたプラスチック成形品の別の使用例を説明するボールねじ一体型直動案内ユニットの側面図である。
【図７】図６のII−II断面図である。
【図８】図７のIII −III 断面図である。
【図９】改質されたプラスチック成形品の別の使用例を説明する深溝玉軸受の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ ボールねじ
１１ ねじ軸
１２，１６ ねじ溝
１３ ボール
１４ ナット
１７ リターンチューブ
１８ 貫通孔
１９ ラビリンスシール
２０ リニアガイド
２１ 案内レール
２２ 転動体転動溝
２３ 転動体
２４ スライダ
２５ スライダ本体
２５ａ 袖部
２５ｂ 水平部
２６ エンドキャップ
２７ 負荷転動体転動溝
２８ 転動体戻し路
２９ 湾曲路
３０ 一体型直動案内ユニット
３１ 案内レール
３１Ａ 凹部
３１Ｂ 軸受板
３１Ｃ ベアリングハウジング
３１ａ 転動体転動溝
３２ エンドキャップ
３２ａ 転動体循環路
３３ ナット
３３ａ ねじ溝
３３ｂ 転動体戻り通路
３３ｃ 転動体転動溝
３３ｄ 転動体通路
３４ ねじ軸
３４ａ ねじ溝
４０ 深溝玉軸受
４１ 内輪
４２ 外輪
４３ 転動体
４４ 保持器
Ｂ１，Ｂ２ 玉
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超臨界流体を用いたプラスチック成形品の改質方法、及び、改質されたプラスチック成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチック成形品への抗菌性の付与は、そのプラスチック成形品の原料中に抗菌剤を混合するか、プラスチック成形品の表面に抗菌剤をコーティングすることにより行われていた。
【特許文献１】特開２００５−２９１３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、抗菌剤が混合された原料を溶融成形してプラスチック成形品を製造するので、抗菌剤が高温で劣化するおそれがあった。また、プラスチック成形品の表面にコーティングされた抗菌剤層は、摺動により摩耗するので、プラスチック成形品を摺動部材として使用すると、抗菌性が低下するおそれがあった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、プラスチック成形品に優れた抗菌性を付与することが可能で且つ付与された抗菌性の低下が生じにくいプラスチック成形品の改質方法を提供することを課題とする。また、本発明は、優れた抗菌性を有するとともに抗菌性の低下が生じにくいプラスチック成形品を提供することを併せて課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１のプラスチック成形品の改質方法は、抗菌剤を含有する超臨界流体をプラスチック成形品に接触させた後、前記プラスチック成形品に浸透した抗菌剤及び超臨界流体のうち超臨界流体のみを前記プラスチック成形品から除去することを特徴とする。
また、本発明に係る請求項２のプラスチック成形品の改質方法は、請求項１に記載のプラスチック成形品の改質方法において、前記超臨界流体を超臨界二酸化炭素としたことを特徴とする。
【０００５】
さらに、本発明に係る請求項３のプラスチック成形品の改質方法は、請求項１又は請求項２に記載のプラスチック成形品の改質方法において、前記抗菌剤をジンクピリチオンとしたことを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項４のプラスチック成形品は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラスチック成形品の改質方法により改質されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のプラスチック成形品の改質方法によれば、プラスチック成形品に抗菌剤を浸透させることができるので、プラスチック成形品に優れた抗菌性を付与することが可能で且つ付与された抗菌性の低下が生じにくい。また、本発明のプラスチック成形品は、抗菌剤が浸透しているので、優れた抗菌性を有するとともに抗菌性の低下が生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本実施形態のプラスチック成形品の改質方法は、浸漬処理工程と蒸発除去工程とからなる。浸漬処理工程は、抗菌剤を含有する超臨界二酸化炭素の中にプラスチック成形品を浸漬する工程であり、該工程により、相溶状態の抗菌剤及び二酸化炭素がプラスチック成形品の表面から内側に浸透する。
なお、超臨界二酸化炭素とは、臨界温度以上の温度を有し且つ臨界圧力以上の圧力を有する領域にある二酸化炭素である。ちなみに、二酸化炭素の臨界温度は３１℃で、臨界圧力は７２．８気圧（７．３９ＭＰａ）である。
【０００８】
浸漬処理工程における浸漬温度は、二酸化炭素の臨界温度以上であり、より好ましくは二酸化炭素の臨界温度以上且つプラスチック成形品を構成するプラスチックのガラス転移温度未満である。プラスチック材料はガラス転移温度を超えると、分子主鎖のミクロブラウン運動が可能になるまで自由体積が増加し、超臨界状態の二酸化炭素はプラスチック内部まで、より浸透しやすくなる。そうすると、プラスチック中にあらかじめ添加されている各種添加剤が逆に抽出されてしまうことも考えられ、その結果、物性が低下するおそれがあるので好ましくない。
【０００９】
ただし、超臨界二酸化炭素のプラスチックへの浸透度は、温度が高い方が大きいので、浸漬温度をできるだけ高くした方が抗菌剤が浸透しやすい。浸漬温度は、プラスチック材料の融点やガラス転移温度を参考に決定することが好ましく、最高でも１５０℃程度である。これ以上の温度であると、プラスチックや抗菌剤の劣化が生じるおそれがある。
また、浸漬処理工程における圧力は二酸化炭素の臨界圧力以上であり、より高い圧力である方が、二酸化炭素のプラスチックへの浸透度が向上し、改質の効率が向上するため好ましい。ただし、プラスチック成形品の改質に使用する処理装置を高圧に耐え得るようにする必要が生じるため、該処理装置が大掛かりで高額なものになってしまう。したがって、処理装置の操作性や設備費等を考慮すると、圧力は１００気圧以上３００気圧以下（１０．１３ＭＰａ以上３０．４ＭＰａ以下）の範囲が適当である。
【００１０】
さらに、浸漬処理工程における浸漬時間は特に限定されるものではなく、プラスチック成形品の厚さや大きさ等を考慮して適宜設定される。
さらに、超臨界二酸化炭素中の抗菌剤の濃度は、二酸化炭素の超臨界状態において概ね飽和溶解度となるように調整される。
なお、浸漬処理を行うにあたって、処理装置内は二酸化炭素で置換しておくことが好ましい。酸素等が残存している状態で浸漬処理を行うと、処理中にプラスチックが酸化劣化するおそれがある。
【００１１】
次に、蒸発除去工程について説明する。処理装置内の温度を、プラスチック成形品を構成するプラスチックのガラス転移温度未満とした後、二酸化炭素を徐々に排出することにより処理装置内の圧力をゆっくり下げて、大気圧に戻す。これにより、プラスチック成形品の中に浸透した抗菌剤及び二酸化炭素のうち二酸化炭素のみが蒸発して除去され、抗菌剤はプラスチック成形品中に残される。超臨界状態でなくなると、抗菌剤は二酸化炭素から分離して処理装置の下部に蓄積する。
【００１２】
その後、処理装置内からプラスチック成形品を取り出す。このとき、必要に応じて、プラスチック成形品の表面に付着した抗菌剤を洗浄によって除去してもよい。また、プラスチック成形品内に残存した微量の二酸化炭素を、真空乾燥等によって完全に除去してもよい。
なお、蒸発除去工程における処理装置内の温度は、プラスチック成形品を構成するプラスチックのガラス転移温度未満とすることが好ましい。ガラス転移温度以上であると、プラスチック成形品の中から二酸化炭素が除去される際に、発泡が生じる可能性が高くなる。
【００１３】
以上にような２つの工程によって、プラスチック成形品の内部（特に表層部）に抗菌剤の分子が浸透し、プラスチック分子間の自由体積に固定化される。このことにより、プラスチック成形品の表層部に抗菌剤が高濃度で存在することとなるので、プラスチック成形品に優れた抗菌性が付与される。また、元々有していた自由体積に抗菌剤が固定されていることから、抗菌剤が外部に滲出することはほとんどないので、抗菌性が半永久的に持続する（抗菌性の低下が生じにくく優れた抗菌性が長期間にわたって持続される）と同時に、機械的強度の低下を引き起こすおそれがほとんどない。
【００１４】
このようなに優れた抗菌性を有するプラスチック成形品は、医療用設備等に好適に用いることができる。そうすれば、周辺の細菌による汚染を抑制することができる。また、該プラスチック成形品を、転がり軸受等の転動装置の構成部品として用いれば、転動装置の周辺環境を清浄に保つことができるとともに、磁場変動を引き起こすことなく作動することができるので、検査等を高精度で行うことができる。
【００１５】
抗菌剤の種類は特に限定されるものではないが、超臨界流体に対して溶解性を示す有機系の抗菌剤が好適である。有機系の抗菌剤の具体例としては、ジンクピリチオン（ＺＰＴ）、ナトリウムピリチオン、２，２’−ジチオ−ビスピリジン−１−オキサイド、クロロタロニル、メチルスルホニルテトラクロロピリジン、フルオロフォルペット、１０，１０’−オキシビスフェノキシアルシン（ＯＢＰＡ）、オクチリノン、トリクロサン、塩酸タロルヘキシジン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリスヒドロキシエチルヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン、チアベンダゾール（ＴＢＺ）、ビフェントリン（ＩＰＢＣ）があげられる。
【００１６】
これらの抗菌剤の中では、分子中に塩素を含まず、少量で優れた抗菌性を発現し、且つ安全性が高いジンクピリチオンが最も好適である。ジンクピリチオンは、シャンプー用のフケ防止剤として広く認知された物質であるが、樹脂に添加した場合には、一般的な銀系抗菌剤の１／１０程度以下の濃度で、高い抗菌性を付与することが可能である。
また、超臨界流体への溶解性を考慮すると、浸漬温度で液体状態となる抗菌剤が好ましいので、超臨界流体が超臨界二酸化炭素である場合には、常温で液体であるか、又は、融点が４０℃以上１５０℃以下の抗菌剤が好ましい。
【００１７】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、本実施形態においては、超臨界流体として超臨界二酸化炭素を用いた例をあげて説明したが、本発明には、他の種類の様々な超臨界流体を用いることができる。例えば、二酸化窒素，アンモニア，エタン，プロパン，エチレン，メタノール，エタノール等があげられる。ただし、二酸化炭素は比較的穏和な条件で超臨界流体となり、しかも毒性がなく不燃性であるため最も好ましい。
【００１８】
また、本発明のプラスチック成形品の改質方法を好適に適用可能なプラスチックとしては、蒸発除去工程におけるプラスチック成形品の発泡を防止するために、ガラス転移温度（Ｔｇ）が超臨界流体の臨界温度よりも高いものが好ましい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート（Ｔｇ６９℃），ポリブチレンフタレート（Ｔｇ４５℃）等のポリエステル系樹脂や、ポリアミド６（Ｔｇ５３℃），ポリアミド６６（Ｔｇ５７℃）等のポリアミド系樹脂があげられる。また、ポリスチレン（Ｔｇ１００℃），ポリカーボネート（Ｔｇ１４５℃）等があげられる。
【００１９】
ただし、ガラス転移温度（Ｔｇ）が超臨界流体の臨界温度以下であるものであっても、本発明のプラスチック成形品の改質方法を適用可能である場合がある。ガラス転移温度（Ｔｇ）が超臨界二酸化炭素の臨界温度以下であるプラスチックとしては、例えば、ポリエチレン（Ｔｇ−１２５℃），ポリオキシメチレン（Ｔｇ−８２℃），ポリプロピレン（Ｔｇ−８℃），ポリメチルアクリレート（Ｔｇ１０℃）があげられる。
【００２０】
さらに、これらのプラスチックの他に、優れた摺動性を有する超高分子量ポリオレフィンの存在下において多段階的な重合法で得られた低分子量乃至高分子量ポリオレフィンからなる高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂も好適である。また、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ），ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）や、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ），ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂も、摺動性に優れるため好適である。これらのプラスチックの中では、前述の高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂や、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ等のフッ素樹脂が、摺動性が特に優れるので最も好適である。
【００２１】
ここで、高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂について説明する。高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂は、超高分子量ポリオレフィンと、低分子量乃至高分子量ポリオレフィンと、を含有してなるものであり、チーグラー型触媒の存在下でオレフィンを重合させて超高分子量ポリオレフィンを生成し、次いで水素存在下でさらにオレフィンを多段階的に重合させて低分子量乃至高分子量のポリオレフィンを生成させることにより製造される。
【００２２】
このようにして製造することで、高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂は、超高分子量ポリオレフィンと低分子量乃至高分子量ポリオレフィンとを単純に混合したときのような層状構造にはならず、超高分子量ポリオレフィンが低分子量乃至高分子量ポリオレフィンの間に均一にミクロ分散し、場合によっては、一部で互いに結合状態を作ることにより分散状態が安定に保たれている。このように超高分子量ポリオレフィンがミクロ分散していると、射出成形性が維持されつつ、超高分子量ポリオレフィンの持つ卓越した耐摩耗性が同時に発現される。
【００２３】
これらの超高分子量ポリオレフィン及び低分子量乃至高分子量ポリオレフィンは、例えばエチレン，プロピレン，１−ブテン，１−ペンテン，１−ヘキセン，１−オクテン，１−デセン，１−ドデセン，４−メチル−１−ペンテン，３−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィンの単独重合体又は共重合体からなる。この中では、エチレンの単独重合体、又は、エチレンと他のα−オレフィンとからなりエチレンを主成分とする共重合体が望ましい。
【００２４】
また、高摺動性特殊ポリオレフィン樹脂において、超高分子量ポリオレフィンの割合は、実質１５〜４０質量％であり、より好ましくは２０〜３５質量％である。超高分子量ポリオレフィンの量が１５質量％未満であると、耐摩耗性等の改善効果が十分とは言えず、実用性が低い。また、超高分子量ポリオレフィンの割合が４０質量％を超えると、溶融時の粘度が高く、射出成形による成形が困難であるとともに、超高分子量ポリオレフィンの絶対量が多くなりミクロ分散しにくくなるので、種々の物性が低下する。
【００２５】
これらのプラスチックは、ガラス繊維等の充填材や、熱安定剤等の各種添加剤を含有するものでも差し支えない。ただし、各種添加剤は、改質の処理条件によっては、抽出されることも予想されるので、処理温度や処理圧力には注意を要する。なお、各種添加剤は、あらかじめ抗菌剤とともに超臨界流体に添加しておいてもよい。
【００２６】
次に、前述のようにして改質したプラスチック成形品を、転がり軸受，ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング，ＸＹテーブル等の転動装置の構成部品として使用した例を説明する。転動装置とは、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備え、転動体の転動を介して内方部材及び外方部材の一方が他方に対して相対運動する装置である。
【００２７】
転動装置の構成部品とは、転動装置を構成する部品を意味し、例えば内方部材，外方部材，転動体，セパレータ，保持器，密封装置があげられる。また、転動装置が、リニアガイド装置による直動案内機構が組み合わされてテーブル体が基台に対してＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向へ移動可能とされたＸＹテーブルである場合には、リニアガイド装置を構成する案内レール，スライダとともにテーブル体も構成部品である。
【００２８】
ここで、内方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じくボールねじの場合にはねじ軸、同じくリニアガイド装置の場合には案内レール、同じく直動ベアリングの場合には軸をそれぞれ意味する。また、外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボールねじの場合にはナット、同じくリニアガイド装置の場合にはスライダ、同じく直動ベアリングの場合には外筒をそれぞれ意味する。
【００２９】
〔使用例１〕
図１は、軸方向に平行な面で破断したボールねじの断面図であり、図２は図１のボールねじのＩ−Ｉ断面図である。
このボールねじ１０は、螺旋状のねじ溝１２を外周面に有するねじ軸１１と、ねじ軸１１のねじ溝１２に対向する螺旋状のねじ溝１６を内周面に有しねじ軸１１に螺合される円筒状のナット１４と、ねじ軸１１のねじ溝１２とナット１４のねじ溝１６とで形成される螺旋状のボール転動路に転動自在に装填された多数のボール（転動体）１３と、を備えている。そして、ナット１４は、多数のボール１３を介してねじ軸１１に螺合されており、ねじ軸１１又はナット１４が回転すると、ボール１３の転動を介してナット１４がねじ軸１１に対して軸方向に相対移動するようになっている。
【００３０】
このナット１４の外面の一部は平坦に削られていて、この軸方向に平行な平面上に略コ字状に屈曲したリターンチューブ１７が固定されている。すなわち、ナット１４には、この平面に開口しナット１４のねじ溝１６と連通する一対の貫通孔１８，１８が設けられていて、リターンチューブ１７の両端部がこの両貫通孔１８，１８に前記平面側から挿入されている。そして、貫通孔１８，１８の外に位置するリターンチューブ１７の中央部分が、前記平面上に配されている。なお、１つのナットに２本以上のリターンチューブを取り付けてもよく、その際には、２対以上の貫通孔を設ける。
【００３１】
ボール転動路内を転動するボール１３は、このリターンチューブ１７を通って循環されるようになっている。すなわち、ボール１３はボール転動路内を移動しねじ軸１１の回りを複数回回ってから、ボール転動路の一端（リターンチューブ１７とボール転動路との交点）において、リターンチューブ１７の一方の端部（開口部）からリターンチューブ１７内にすくい上げられる。すくい上げられたボール１３は、リターンチューブ１７の中を通って、リターンチューブ１７の他方の端部（開口部）からボール転動路の他端に戻される。
【００３２】
このようなボールねじ１０において、ナット１４、ねじ軸１１、リターンチューブ１７、及びラビリンスシール１９，１９（ナット１４の両端面部に備えられているもの）の少なくとも一つは、前述のような超臨界流体を用いた改質処理によりジンクピリチオンが含浸されたプラスチック成形品で構成されている。このため、ボールねじ１０は、優れた抗菌性を有している。また、ナット１４等の構成部品は摩耗が生じても抗菌性の低下が生じにくいので、ボールねじ１０の抗菌性が長期にわたって持続される。
なお、ボール１３についても、同様のプラスチック成形品で構成してもよいが、ジンクピリチオンを含有しない同種の樹脂や、ガラス，セラミックスで構成してもよい。
【００３３】
〔使用例２〕
図３は、リニアガイド装置の構成を示す斜視図であり、図４は、軸方向に垂直な面で破断した断面図である。また、図５は、リニアガイド装置のスライダの一部分を示す断面図である。
リニアガイド装置２０は、角形の案内レール２１と、案内レール２１の上に軸方向に相対移動可能に跨架された横断面形状がほぼコ字形のスライダ２４と、を備えている。このスライダ２４は、スライダ本体２５の軸方向の両端部にエンドキャップ２６，２６が着脱可能に固着されて構成されている。
【００３４】
また、案内レール２１の両側面には、断面ほぼ半円形の凹溝である転動体転動溝２２，２２が軸方向に形成されている。なお、転動体転動溝２２の溝底には、転動体２３の脱落を防ぐ保持器のための逃げ溝が、軸方向に形成されている。
一方、スライダ本体２５は、両袖部２５ａ，２５ａと水平部２５ｂとからなり、両袖部２５ａ，２５ａの内側には、案内レール２１の転動体転動溝２２，２２に対向する断面ほぼ半円形の負荷転動体転動溝２７，２７が形成されている。
【００３５】
そして、案内レール２１の転動体転動溝２２とスライダ２４の負荷転動体転動溝２７とで負荷転動体転動路が構成されている。また、スライダ本体２５の袖部２５ａの肉厚内に、負荷転動体転動路に平行な軸方向に延びる断面円形の貫通孔からなる転動体戻し路２８，２８が形成されている。
エンドキャップ２６は、断面円形の半ドーナツ状の湾曲路２９が上下二段に形成されており（図５を参照）、湾曲路２９の両端がスライダ本体２５との接合面（裏面）に開口している。このエンドキャップ２６をスライダ本体２５に取り付けると、湾曲路２９によって、スライダ本体２５の負荷転動体転動路と転動体戻し路２８とが連通される。そして、上記の負荷転動体転動路と転動体戻し路２８と湾曲路２９とで構成される転動体無限循環経路に、多数の転動体２３が転動自在に装填されている。
【００３６】
案内レール２１上をスライダ２４が移動すると、転動体２３は負荷転動体転動路内を転動しつつスライダ２４の移動方向にスライダ２４よりも遅い速度で移動し、一端側の湾曲路２９でＵターンして転動体戻し路２８を逆方向に転動しつつ移動し、他端側の湾曲路２９で逆Ｕターンして負荷転動体転動路内に戻るという循環を繰り返す。
【００３７】
このようなリニアガイド装置２０において、案内レール２１，スライダ本体２５，及びエンドキャップ２６の少なくとも一つは、前述のような超臨界流体を用いた改質処理によりジンクピリチオンが含浸されたプラスチック成形品で構成されている。このため、リニアガイド装置２０は、優れた抗菌性を有している。また、案内レール２１等の構成部品は摩耗が生じても抗菌性の低下が生じにくいので、リニアガイド装置２０の抗菌性が長期にわたって持続される。
なお、転動体２３についても、同様のプラスチック成形品で構成してもよいが、ジンクピリチオンを含有しない同種の樹脂や、ガラス，セラミックスで構成してもよい。
【００３８】
〔使用例３〕
図６は、ボールねじ一体型直動案内ユニット（モノキャリア）の構成を示す側面図であり、図７は、図６のボールねじ一体型直動案内ユニットのII−II断面図である。また、図８は、図７のIII −III 断面図である。
図６のボールねじ一体型直動案内ユニット３０は、ボールねじと、リニアガイドと、が一体化されたものである。
【００３９】
ボールねじは、ねじ軸（内方部材）３４と、このねじ軸３４に外嵌されてねじ軸３４の軸方向に沿って移動可能なナット（外方部材）３３と、を備えている。ねじ軸３４は、案内レール３１の両端部の軸受板３１Ｂ，３１Ｂ及び一方の軸受板３１Ｂに並設されたベアリングハウジング３１Ｃにそれぞれ設けられた軸受（図示せず）によって、回転可能に支持されている。
【００４０】
また、ねじ軸３４の外周面に設けられたねじ溝３４ａとナット３３の内周面に設けられたねじ溝３３ａとの間には、螺旋状通路が形成されている。この螺旋状通路には転動体としての多数の玉Ｂ１が転動可能に装填されており、ねじ軸３４の回転により、ナット３３が玉Ｂ１の転動を介して直線移動するようになっている。
なお、ナット３３には、ねじ軸３４に平行な直線状の貫通孔からなる転動体戻り通路３３ｂが、ねじ軸３４を取り囲むようにして４本形成されている。また、このナット３３の両端部に取り付けられたエンドキャップ３２には、ナット３３との接合端面に、ねじ軸３４の４条のねじ溝３４ａと４つの転動体戻り通路３３ｂとをそれぞれ連通させる４本の湾曲路（図示せず）が形成されている。これにより、上記螺旋状通路を転動した玉Ｂ１は、湾曲路及び転動体戻り通路３３ｂを通って循環し、上記螺旋状通路を繰り返し転動するようになっている。
【００４１】
一方、リニアガイドは、断面凹状をなす案内レール（外方部材）３１を備えており、案内レール３１の凹部３１Ａにはナット（内方部材）３３が収納されている。この案内レール３１の凹部３１Ａの両側内面には、それぞれ軸方向に延びる転動体転動溝３１ａが形成されており、ナット３３の両側外面にはそれぞれ転動体転動溝３１ａに対向する転動体転動溝３３ｃが形成されている。なお、転動体転動溝３１ａ，３３ｃは例えば２列、３列以上でもよい。
【００４２】
これら向き合った両転動体転動溝３１ａ，３３ｃの間には、転動体としての多数の玉Ｂ２が転動自在に装填され、これらの玉Ｂ２の転動を介して、ナット３３が案内レール３１に案内され軸方向に沿って移動可能となっている。なお、ナット３３の肉厚内には、両転動体転動溝３１ａ，３３ｃと平行な転動体通路３３ｄが形成され、また、このナット３３の両端部に取り付けられたエンドキャップ３２には、転動体通路３３ｄと両転動体転動溝３１ａ，３３ｃとを連通する転動体循環路３２ａが内部に形成されている。これにより、玉Ｂ２が循環可能になっている。
【００４３】
このようなボールねじ一体型直動案内ユニット３０において、ナット３３，エンドキャップ３２，ねじ軸３４，及び案内レール３１（凹部３１Ａ，軸受板３１Ｂ，ベアリングハウジング３１Ｃ）の少なくとも一つは、前述のような超臨界流体を用いた改質処理によりジンクピリチオンが含浸されたプラスチック成形品で構成されている。このため、ボールねじ一体型直動案内ユニット３０は、優れた抗菌性を有している。また、ナット３３等の構成部品は摩耗が生じても抗菌性の低下が生じにくいので、ボールねじ一体型直動案内ユニット３０の抗菌性が長期にわたって持続される。
なお、玉Ｂ１，Ｂ２についても、同様のプラスチック成形品で構成してもよいが、ジンクピリチオンを含有しない同種の樹脂や、ガラス，セラミックスで構成してもよい。
【００４４】
〔使用例４〕
図９は、深溝玉軸受の構成を示す縦断面図である。
この深溝玉軸受４０は、内輪４１と、外輪４２と、内輪４１及び外輪４２の間に転動自在に配された複数の転動体４３と、内輪４１及び外輪４２の間に複数の転動体４３を保持する保持器４４と、を備えている。
【００４５】
このような深溝玉軸受４０において、内輪４１，外輪４２，及び保持器４４の少なくとも一つは、前述のような超臨界流体を用いた改質処理によりジンクピリチオンが含浸されたプラスチック成形品で構成されている。このため、深溝玉軸受４０は、優れた抗菌性を有している。また、内輪４１等の構成部品は摩耗が生じても抗菌性の低下が生じにくいので、深溝玉軸受４０の抗菌性が長期にわたって持続される。
【００４６】
なお、転動体４３についても、同様のプラスチック成形品で構成してもよいが、ジンクピリチオンを含有しない同種の樹脂や、ガラス，セラミックスで構成してもよい。
また、本使用例においては、転がり軸受として深溝玉軸受を例示して説明したが、本発明は他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受，自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。
【００４７】
次に、改質されたプラスチック成形品の抗菌性を評価した結果について説明する。図３〜５のリニアガイド装置とほぼ同様の構成のリニアガイド装置を用意した。このリニアガイド装置は、案内レール，スライダ本体，及びエンドキャップが、前述のような超臨界流体を用いた改質処理によってジンクピリチオンが含浸されたプラスチック成形品（プラスチックは、ガラス転移温度が約−８０℃のポリアセタールコポリマーである）で構成されたものである。
【００４８】
超臨界二酸化炭素に浸漬する処理の条件は、温度１００℃、圧力２０ＭＰａ、処理時間１時間であり、使用した抗菌剤はジンクピリチオン（日本曹達株式会社製のバイオカット−ＺＰ）である。また、超臨界二酸化炭素を除去した後のプラスチック成形品中の抗菌剤の含有率は、０．１質量％である。
このようなリニアガイド装置のスライダ本体の上面の３ｃｍ四方の領域に、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）を約１０００個含有する培養希釈液を塗布し、４時間放置した後の菌数を測定した。その結果、菌数は３００個以下に減少しており、改質されたプラスチック成形品が優れた抗菌性を有することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】改質されたプラスチック成形品の使用例を説明するボールねじの断面図である。
【図２】図１のボールねじのＩ−Ｉ断面図である。
【図３】改質されたプラスチック成形品の別の使用例を説明するリニアガイド装置の斜視図である。
【図４】図３のリニアガイド装置を軸方向に垂直な面で破断した断面図である。
【図５】図３のリニアガイド装置のスライダの一部分を示す断面図である。
【図６】改質されたプラスチック成形品の別の使用例を説明するボールねじ一体型直動案内ユニットの側面図である。
【図７】図６のII−II断面図である。
【図８】図７のIII −III 断面図である。
【図９】改質されたプラスチック成形品の別の使用例を説明する深溝玉軸受の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ ボールねじ
１１ ねじ軸
１２，１６ ねじ溝
１３ ボール
１４ ナット
１７ リターンチューブ
１８ 貫通孔
１９ ラビリンスシール
２０ リニアガイド
２１ 案内レール
２２ 転動体転動溝
２３ 転動体
２４ スライダ
２５ スライダ本体
２５ａ 袖部
２５ｂ 水平部
２６ エンドキャップ
２７ 負荷転動体転動溝
２８ 転動体戻し路
２９ 湾曲路
３０ 一体型直動案内ユニット
３１ 案内レール
３１Ａ 凹部
３１Ｂ 軸受板
３１Ｃ ベアリングハウジング
３１ａ 転動体転動溝
３２ エンドキャップ
３２ａ 転動体循環路
３３ ナット
３３ａ ねじ溝
３３ｂ 転動体戻り通路
３３ｃ 転動体転動溝
３３ｄ 転動体通路
３４ ねじ軸
３４ａ ねじ溝
４０ 深溝玉軸受
４１ 内輪
４２ 外輪
４３ 転動体
４４ 保持器
Ｂ１，Ｂ２ 玉
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗菌剤を含有する超臨界流体をプラスチック成形品に接触させた後、前記プラスチック成形品に浸透した抗菌剤及び超臨界流体のうち超臨界流体のみを前記プラスチック成形品から除去することを特徴とするプラスチック成形品の改質方法。
【請求項２】
前記超臨界流体を超臨界二酸化炭素としたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品の改質方法。
【請求項３】
前記抗菌剤をジンクピリチオンとしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプラスチック成形品の改質方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラスチック成形品の改質方法により改質されたプラスチック成形品。
【請求項１】
抗菌剤を含有する超臨界流体をプラスチック成形品に接触させた後、前記プラスチック成形品に浸透した抗菌剤及び超臨界流体のうち超臨界流体のみを前記プラスチック成形品から除去することを特徴とするプラスチック成形品の改質方法。
【請求項２】
前記超臨界流体を超臨界二酸化炭素としたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形品の改質方法。
【請求項３】
前記抗菌剤をジンクピリチオンとしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプラスチック成形品の改質方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラスチック成形品の改質方法により改質されたプラスチック成形品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１１５３２４（Ｐ２００８−１１５３２４Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０１７５９（Ｐ２００６−３０１７５９）
【出願日】平成１８年１１月７日（２００６．１１．７）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月７日（２００６．１１．７）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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