樹脂組成物
【課題】ＵＶ光を吸収することができる樹脂組成物及び該樹脂組成物を被覆材に処方してＵＶ抵抗性及び良好な耐候性を付与した物品の提供。
【解決手段】無機微粒子と重合単位としてアクリレートモノマーを含有する樹脂とを含む樹脂組成物。該無機微粒子は酸化亜鉛、二酸化珪素、二酸化チタン、アルミナ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、及びそれらの混合物からなる群から選ばれ、粒径は１〜１００ナノメ−タ−である。
【解決手段】無機微粒子と重合単位としてアクリレートモノマーを含有する樹脂とを含む樹脂組成物。該無機微粒子は酸化亜鉛、二酸化珪素、二酸化チタン、アルミナ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、及びそれらの混合物からなる群から選ばれ、粒径は１〜１００ナノメ−タ−である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＶ光（紫外線）を吸収することができる組成物に関する。本発明の組成物は基板用の被覆材に処方して、被覆基板にＵＶ抵抗性及び良好な耐候性を付与することができる。
【背景技術】
【０００２】
ＵＶ光は人体、環境及び物質に多くの悪影響を及ぼす。例えば、人体はＵＶ光に過剰にさらされると、白内障、皮膚癌、日焼け、及び皮膚の肥厚化を患い得る。物質が長期間ＵＶ光にさらされると、例えば黄変、脆化、及び変形するであろう。
【０００３】
ＵＶ光により引き起こされる損傷を減少させるために、人々は強力且つ有効なＵＶ光吸収性材料、例えばＵＶ光吸収剤、を探求している。しかしながら、ＵＶ吸収剤はベンゾトリアゾールのような有機物質であり、使用寿命が短く、耐用期間が短く、そして毒性を有するという不利点がある。これらの不利点を除くために、ナノメーター規模の無機微粒子が最近開発されて、ＵＶ光吸収剤に置き換えられた。
【０００４】
無機微粒子はＵＶ光吸収剤に関連する不利点を克服しそしてＵＶ光吸収剤よりも良いＵＶ光吸収能力を有し得るが、それらは通常粉末又はゾル−ゲルの形態であり、結合剤を添加しないと基板に塗布するのが容易ではない。しかしながら、通常使用される結合剤は良好な耐候性をもたず、無機微粒子と通常使用される結合剤とを組み合わせて製造した被覆材は、酸化及び分解により老化、粉末化、及び亀裂が生じ、そして基板から剥がれさえもする。
【０００５】
広範の研究の後、無機微粒子を重合単位としてアクリレートモノマーを含む樹脂に添加すると、無機微粒子のＵＶ光吸収性を保持することができるだけでなく、耐候性も改良することができることが見出だされた。本発明により提供される解決法は、従来技術に関連する上記の欠点を効果的に取り除き得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主目的は、無機微粒子と重合単位としてアクリレートモノマーを含有する樹脂とを含む、ＵＶ光を吸収することができる組成物を提供することである。本発明の組成物は基板に被覆する被覆材に処方して、被覆基板にＵＶ抵抗性及び良好な耐候性を付与することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、無機微粒子と重合単位としてアクリレートモノマーを含有する樹脂とを含む、ＵＶ光を吸収することができる組成物を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の組成物に使用するＵＶ光を吸収することができる無機微粒子は特定の制限を必要とせず、例えば酸化亜鉛、二酸化ケイ素、二酸化チタン、アルミナ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム又はそれらの混合物であり得るが、これらに限定されない。無機微粒子の大きさは通常１−１００ナノメートル、好ましくは２０−５０ナノメートルの範囲である。
【０００９】
本発明の樹脂組成物中の無機微粒子の量は、組成物の全重量を基準として０．０１−２０重量％、好ましくは１−５重量％である。
【００１０】
本発明の組成物に適した樹脂は、重合単位として下記の一般式のアクリレートモノマーを含む：
【００１１】
【化１】
【００１２】
〔式中、Ｒ1は水素又はメチル；そしてＲ2は水素、Ｃ6−Ｃ18芳香族基、Ｃ1−Ｃ18脂肪族基、式：ＣnＨ2nＯＨのヒドロキシアルキル基（ここで、ｎは２ないし１０である）、ＮＨ2又はＣ10Ｈ17である〕。
【００１３】
好ましくは、本発明の組成物中に使用されるアクリレートモノマーは、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、及び（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、並びにそれらの混合物から成る群から選ばれる。
【００１４】
本発明によると、重合単位としてアクリレートモノマーを含む樹脂は、アクリレートモノマーのみから形成されたポリマー、又はアクリレートモノマーと他のモノマー、例えばスチレン又は第３級カルボン酸エステル、から形成されたポリマーであってもよい。
【００１５】
本発明で使用するのに適した第３級カルボン酸エステルは下記の式：
【００１６】
【化２】
【００１７】
〔式中、Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は独立して、式ＣmＨ2m+1（式中、ｍは１〜１５の整数である）の直鎖又は分岐鎖のアルキルを示し、そしてＲ6は下記の群：
【００１８】
【化３】
【００１９】
から成る群から選ばれる基である。〕で表される。
【００２０】
好ましくは、第３級カルボン酸エステルは飽和第３級デカン酸ビニルエステル、飽和第３級ノナン酸ビニル、及び飽和第３級デカン酸エポキシプロピル、並びにそれらの混合物から成る群から選ばれる。
【００２１】
本発明の樹脂組成物における重合単位としてアクリレートモノマーを含む樹脂の量は、組成物の全重量を基準として９９．９９−７０重量％、好ましくは９９−９０重量％である。
【００２２】
本発明の組成物は、分子間の化学結合によって結合剤と架橋結合を形成するように、場合によっては硬化剤を含んでもよい。本発明に適した硬化剤の種類は当業者によく知られており、例えばポリイソシアネートである。本発明の樹脂組成物中の硬化剤の量は、組成物の全重量を基準として０−１０重量％、好ましくは１−５重量％の範囲である。
【００２３】
本発明の組成物は、それに当業者によく知られた添加剤を添加することにより被覆材に処方することができる。得られた被覆材は金属、合金、木製物品、プラスチック、ポリマーフィルム又は皮革物品のような適当な基板の表面に塗布して、基板の表面にＵＶ吸収性及び良好な耐候性を付与することができる。
【実施例】
【００２４】
下記の実施例は単に本発明を例示するためのもので、本発明の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神から逸脱することなく当業者がなす種々の変更及び修正は本発明で意図されている。
【００２５】
実施例１
メチルエチルケトン及びトルエンそれぞれ３１．３ｇをアクリレート樹脂（ｅｔｅｒａｃ７３６１、エターナル）（固体含量約５０％）１５７．８ｇに加えた。混合物を（１０００ｒｐｍで）撹拌した。次に、３５ｎｍ酸化亜鉛／硫酸バリウムを合計３ｇ及び硬化剤（ｄｅｓｍｏｄｕｒ３３９０、ベーヤー）１５．２ｇを順次加えて、被覆材（固体含量４０％）２５０．０ｇを形成し、それを次にＵＸ−１５０（帝人）基板上に被覆した。乾燥後、１０μｍの被覆フィルムが得られた。７日間置いた後、該フィルムに対して耐候性試験を（キュー−パネル社からのＱＵＶ耐候性テスターを使用して）行った。試験結果を下記の表１に示す。
【００２６】
実施例２
実施例１の手順を、３５ｎｍ酸化亜鉛／硫酸バリウム３ｇを使用しなかった以外は繰り返した。試験結果を下記の表１に示す。
【００２７】
実施例３
実施例１の手順を、３５ｎｍ酸化亜鉛／硫酸バリウムをＵＶ光吸収剤（Ｔｉｎｕｖｉｎ１１３０、チバ）で置き換える以外は繰り返した。試験結果を下記の表１に示す。
【００２８】
実施例４
実施例１の手順を、アクリレート樹脂をスチレン−アクリレートコポリマー（ｅｔｅｒａｃ７３１５、エターナル）で置き換える以外は繰り返した。試験結果を下記の表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
実施例１と実施例２の結果を比較すると、無機微粒子をアクリレート樹脂に添加すると黄変に対する抵抗性が向上することが示される。
【００３１】
実施例１と実施例３の結果を比較すると、無機微粒子は有機ＵＶ光吸収剤よりも黄変に対する抵抗性に関してより良いことが示される。従って、無機微粒子は有機ＵＶ光吸収剤よりもＵＶ光をよく吸収する。
【００３２】
実施例１と実施例４の結果を比較すると、スチレン−アクリレートコポリマーの使用もまた黄変に対する許容される抵抗性を達成することが示される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＶ光（紫外線）を吸収することができる組成物に関する。本発明の組成物は基板用の被覆材に処方して、被覆基板にＵＶ抵抗性及び良好な耐候性を付与することができる。
【背景技術】
【０００２】
ＵＶ光は人体、環境及び物質に多くの悪影響を及ぼす。例えば、人体はＵＶ光に過剰にさらされると、白内障、皮膚癌、日焼け、及び皮膚の肥厚化を患い得る。物質が長期間ＵＶ光にさらされると、例えば黄変、脆化、及び変形するであろう。
【０００３】
ＵＶ光により引き起こされる損傷を減少させるために、人々は強力且つ有効なＵＶ光吸収性材料、例えばＵＶ光吸収剤、を探求している。しかしながら、ＵＶ吸収剤はベンゾトリアゾールのような有機物質であり、使用寿命が短く、耐用期間が短く、そして毒性を有するという不利点がある。これらの不利点を除くために、ナノメーター規模の無機微粒子が最近開発されて、ＵＶ光吸収剤に置き換えられた。
【０００４】
無機微粒子はＵＶ光吸収剤に関連する不利点を克服しそしてＵＶ光吸収剤よりも良いＵＶ光吸収能力を有し得るが、それらは通常粉末又はゾル−ゲルの形態であり、結合剤を添加しないと基板に塗布するのが容易ではない。しかしながら、通常使用される結合剤は良好な耐候性をもたず、無機微粒子と通常使用される結合剤とを組み合わせて製造した被覆材は、酸化及び分解により老化、粉末化、及び亀裂が生じ、そして基板から剥がれさえもする。
【０００５】
広範の研究の後、無機微粒子を重合単位としてアクリレートモノマーを含む樹脂に添加すると、無機微粒子のＵＶ光吸収性を保持することができるだけでなく、耐候性も改良することができることが見出だされた。本発明により提供される解決法は、従来技術に関連する上記の欠点を効果的に取り除き得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主目的は、無機微粒子と重合単位としてアクリレートモノマーを含有する樹脂とを含む、ＵＶ光を吸収することができる組成物を提供することである。本発明の組成物は基板に被覆する被覆材に処方して、被覆基板にＵＶ抵抗性及び良好な耐候性を付与することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、無機微粒子と重合単位としてアクリレートモノマーを含有する樹脂とを含む、ＵＶ光を吸収することができる組成物を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の組成物に使用するＵＶ光を吸収することができる無機微粒子は特定の制限を必要とせず、例えば酸化亜鉛、二酸化ケイ素、二酸化チタン、アルミナ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム又はそれらの混合物であり得るが、これらに限定されない。無機微粒子の大きさは通常１−１００ナノメートル、好ましくは２０−５０ナノメートルの範囲である。
【０００９】
本発明の樹脂組成物中の無機微粒子の量は、組成物の全重量を基準として０．０１−２０重量％、好ましくは１−５重量％である。
【００１０】
本発明の組成物に適した樹脂は、重合単位として下記の一般式のアクリレートモノマーを含む：
【００１１】
【化１】
【００１２】
〔式中、Ｒ1は水素又はメチル；そしてＲ2は水素、Ｃ6−Ｃ18芳香族基、Ｃ1−Ｃ18脂肪族基、式：ＣnＨ2nＯＨのヒドロキシアルキル基（ここで、ｎは２ないし１０である）、ＮＨ2又はＣ10Ｈ17である〕。
【００１３】
好ましくは、本発明の組成物中に使用されるアクリレートモノマーは、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、及び（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、並びにそれらの混合物から成る群から選ばれる。
【００１４】
本発明によると、重合単位としてアクリレートモノマーを含む樹脂は、アクリレートモノマーのみから形成されたポリマー、又はアクリレートモノマーと他のモノマー、例えばスチレン又は第３級カルボン酸エステル、から形成されたポリマーであってもよい。
【００１５】
本発明で使用するのに適した第３級カルボン酸エステルは下記の式：
【００１６】
【化２】
【００１７】
〔式中、Ｒ3、Ｒ4及びＲ5は独立して、式ＣmＨ2m+1（式中、ｍは１〜１５の整数である）の直鎖又は分岐鎖のアルキルを示し、そしてＲ6は下記の群：
【００１８】
【化３】
【００１９】
から成る群から選ばれる基である。〕で表される。
【００２０】
好ましくは、第３級カルボン酸エステルは飽和第３級デカン酸ビニルエステル、飽和第３級ノナン酸ビニル、及び飽和第３級デカン酸エポキシプロピル、並びにそれらの混合物から成る群から選ばれる。
【００２１】
本発明の樹脂組成物における重合単位としてアクリレートモノマーを含む樹脂の量は、組成物の全重量を基準として９９．９９−７０重量％、好ましくは９９−９０重量％である。
【００２２】
本発明の組成物は、分子間の化学結合によって結合剤と架橋結合を形成するように、場合によっては硬化剤を含んでもよい。本発明に適した硬化剤の種類は当業者によく知られており、例えばポリイソシアネートである。本発明の樹脂組成物中の硬化剤の量は、組成物の全重量を基準として０−１０重量％、好ましくは１−５重量％の範囲である。
【００２３】
本発明の組成物は、それに当業者によく知られた添加剤を添加することにより被覆材に処方することができる。得られた被覆材は金属、合金、木製物品、プラスチック、ポリマーフィルム又は皮革物品のような適当な基板の表面に塗布して、基板の表面にＵＶ吸収性及び良好な耐候性を付与することができる。
【実施例】
【００２４】
下記の実施例は単に本発明を例示するためのもので、本発明の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神から逸脱することなく当業者がなす種々の変更及び修正は本発明で意図されている。
【００２５】
実施例１
メチルエチルケトン及びトルエンそれぞれ３１．３ｇをアクリレート樹脂（ｅｔｅｒａｃ７３６１、エターナル）（固体含量約５０％）１５７．８ｇに加えた。混合物を（１０００ｒｐｍで）撹拌した。次に、３５ｎｍ酸化亜鉛／硫酸バリウムを合計３ｇ及び硬化剤（ｄｅｓｍｏｄｕｒ３３９０、ベーヤー）１５．２ｇを順次加えて、被覆材（固体含量４０％）２５０．０ｇを形成し、それを次にＵＸ−１５０（帝人）基板上に被覆した。乾燥後、１０μｍの被覆フィルムが得られた。７日間置いた後、該フィルムに対して耐候性試験を（キュー−パネル社からのＱＵＶ耐候性テスターを使用して）行った。試験結果を下記の表１に示す。
【００２６】
実施例２
実施例１の手順を、３５ｎｍ酸化亜鉛／硫酸バリウム３ｇを使用しなかった以外は繰り返した。試験結果を下記の表１に示す。
【００２７】
実施例３
実施例１の手順を、３５ｎｍ酸化亜鉛／硫酸バリウムをＵＶ光吸収剤（Ｔｉｎｕｖｉｎ１１３０、チバ）で置き換える以外は繰り返した。試験結果を下記の表１に示す。
【００２８】
実施例４
実施例１の手順を、アクリレート樹脂をスチレン−アクリレートコポリマー（ｅｔｅｒａｃ７３１５、エターナル）で置き換える以外は繰り返した。試験結果を下記の表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
実施例１と実施例２の結果を比較すると、無機微粒子をアクリレート樹脂に添加すると黄変に対する抵抗性が向上することが示される。
【００３１】
実施例１と実施例３の結果を比較すると、無機微粒子は有機ＵＶ光吸収剤よりも黄変に対する抵抗性に関してより良いことが示される。従って、無機微粒子は有機ＵＶ光吸収剤よりもＵＶ光をよく吸収する。
【００３２】
実施例１と実施例４の結果を比較すると、スチレン−アクリレートコポリマーの使用もまた黄変に対する許容される抵抗性を達成することが示される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機微粒子と重合単位としてアクリレートモノマーを含有する樹脂とを含む、ＵＶ光を吸収することができる組成物。
【請求項２】
上記無機微粒子が酸化亜鉛、二酸化ケイ素、二酸化チタン、アルミナ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、及びそれらの混合物から成る群から選ばれる請求項１記載の組成物。
【請求項３】
上記無機微粒子の粒径が１−１００ナノメートルの範囲である、請求項１記載の組成物。
【請求項４】
上記無機微粒子の粒径が２０−５０ナノメートルの範囲である、請求項３記載の組成物。
【請求項５】
上記アクリレートモノマーが式：
【化１】
〔式中、Ｒ1は水素又はメチル；そしてＲ2は水素、Ｃ6−Ｃ18芳香族基、Ｃ1−Ｃ18脂肪族基、式：ＣnＨ2nＯＨのヒドロキシアルキル基（ここで、ｎは２ないし１０である）、ＮＨ2又はＣ10Ｈ17である〕を有する、請求項１記載の組成物。
【請求項６】
上記アクリレートモノマーが（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、及びそれらの混合物から成る群から選ばれる、請求項５記載の組成物。
【請求項７】
請求項１記載の組成物を含む、基板の表面に被覆する被膜材。
【請求項８】
請求項１記載の組成物を基板の表面に塗布することを含む、基板の表面の被覆方法。
【請求項９】
上記基板が金属、合金、木製物品、プラスチック、ポリマーフィルム又は皮革物品である、請求項８記載の方法。
【請求項１】
無機微粒子と重合単位としてアクリレートモノマーを含有する樹脂とを含む、ＵＶ光を吸収することができる組成物。
【請求項２】
上記無機微粒子が酸化亜鉛、二酸化ケイ素、二酸化チタン、アルミナ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、及びそれらの混合物から成る群から選ばれる請求項１記載の組成物。
【請求項３】
上記無機微粒子の粒径が１−１００ナノメートルの範囲である、請求項１記載の組成物。
【請求項４】
上記無機微粒子の粒径が２０−５０ナノメートルの範囲である、請求項３記載の組成物。
【請求項５】
上記アクリレートモノマーが式：
【化１】
〔式中、Ｒ1は水素又はメチル；そしてＲ2は水素、Ｃ6−Ｃ18芳香族基、Ｃ1−Ｃ18脂肪族基、式：ＣnＨ2nＯＨのヒドロキシアルキル基（ここで、ｎは２ないし１０である）、ＮＨ2又はＣ10Ｈ17である〕を有する、請求項１記載の組成物。
【請求項６】
上記アクリレートモノマーが（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、及びそれらの混合物から成る群から選ばれる、請求項５記載の組成物。
【請求項７】
請求項１記載の組成物を含む、基板の表面に被覆する被膜材。
【請求項８】
請求項１記載の組成物を基板の表面に塗布することを含む、基板の表面の被覆方法。
【請求項９】
上記基板が金属、合金、木製物品、プラスチック、ポリマーフィルム又は皮革物品である、請求項８記載の方法。
【公開番号】特開２００６−２２３２７（Ｐ２００６−２２３２７Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００５−１７１２５５（Ｐ２００５−１７１２５５）
【出願日】平成１７年６月１０日（２００５．６．１０）
【出願人】（５９８１７０１８７）エターナル ケミカル シーオー．，エルティーディー． (13)
【氏名又は名称原語表記】ＥＴＥＲＮＡＬ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７１２５５（Ｐ２００５−１７１２５５）
【出願日】平成１７年６月１０日（２００５．６．１０）
【出願人】（５９８１７０１８７）エターナル ケミカル シーオー．，エルティーディー． (13)
【氏名又は名称原語表記】ＥＴＥＲＮＡＬ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【Ｆターム（参考）】
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