JP2005120232A - 紫外線吸収性塗布組成物及び紫外線吸収性フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 必須成分として、炭素化合物であるフラーレンC70またはC60を1種以上とバインダー樹脂を含有してなる、280nm〜400nmの紫外線を選択的に吸収する紫外線吸収性塗布組成物、好ましくは熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも片面に、必須成分として、炭素化合物であるフラーレンC70またはC60を1種以上とバインダー樹脂を含有する塗膜層を形成してなることを特徴とする、280nm〜400nmの紫外線領域を選択的に吸収する紫外線吸収性フィルム。
【選択図】 図1
Description
UVカット性は、被覆資材であるフィルム自身の耐候性向上は勿論、ハウス内に設置される内張りカーテン等のハウス内資材の劣化防止、灰色カビ病や菌核病等の病害防止、アブラ虫やコナジラミ等の害虫防止等に優れた効果を有する。
しかし一方で、カット波長によっては作物の受粉の役割を果たすミツバチ等の昆虫の活動が抑制される、ナスの色付きが悪い等のマイナス効果もある。
これらに対し悪影響を及ぼさない様にするには、310nm〜340nmの紫外線透過率を35〜40%以上にするのが好ましいと言われている。そのため、紫外線領域の波長透過を選択的に調整出来ることが好ましい。
この状況にあって、UVカット性も各種樹脂に応じたUV吸収剤を選択し、直接基材樹脂に分散せしめるか、塗料化した上で塗布し、UV吸収層を形成させることで上記の効果の発揮、種々の効果のバランスを取りながらUVカット性能の長寿命化を図っている。
又、近年酸化亜鉛、酸化オスミウム等の無機酸化物もUV吸収剤として使用されるようになってきたが、水分、特に酸性の水存在下では水酸化物となり、性能低下は免れない。
特にこれらの従来の有機、無機のUV吸収剤は、紫外線波長域の吸収チャートがなだらかで且つ単純であり、280〜400nmの範囲内での、微妙な紫外線吸収ピークや吸収強度の調整を行うことが難しかった。
なお、フラーレンに紫外線吸収性があること自体は知られており、例えばサンケア化粧品に含有するアイデアが(特許文献1)開示されているが、現実には使用されていない。なぜなら紫外線を完全にカットする目的では、フラーレンだけでは不十分であり、化粧品に応用する場合には、有機溶剤を使えない等の障壁があるからである。
また従来はフラーレン単価が非常に高価であることもあり、こうしたフラーレンの紫外線吸収特性を応用する用途は、他に考えられられていなかった。
また本願発明の塗布組成物に用いるフラーレンは、無機化合物であるため、有機系の紫外線吸収剤に顕著に起こるブリードアウトの心配は少なく、また、従来の無機系紫外線吸収剤に比べて、無毒かつ無変色であるため、長期に渉って所望のUV遮蔽性能を有することが可能である。
本発明の塗布組成物は、少なくとも必須成分として、炭素化合物であるフラーレンC70またはC60を一種以上とバインダー樹脂を含む塗布組成物である。この塗布組成物は、紫外線280〜400nmの紫外線領域において選択的に吸収する紫外線吸収性を有する。
フラーレンC70とフラーレンC60は、同素化合物であるが、塗布組成物とした場合の各々の紫外線吸収特性は異なる。図2に示すように、オレフィン系樹脂基材にアクリル変性オレフィン樹脂をバインダー樹脂として、フラーレンC70を含有した被膜(実施例4)は波長330nm近辺と波長380nm近辺の2つの吸収ピークを有するが、図2に示すフラーレンC60を含有した被膜(実施例1)の場合は、波長330nm近辺に、強度が比較的大の1つの吸収ピークを有する。
従って、必要とされる紫外線の吸収(遮蔽)波長領域及びそのカット率に応じて、使用するフラーレンの種類を選択し、またはC70/C60の混合比を1:100〜100:1の範囲、好ましくは1:20〜20:1の範囲で選択したフラーレン混合物を使用すればよい。
さらに、本発明の塗布組成物はC70より大きな高次フラーレンを含んでも良い。一般にフラーレン類はアーク法における煤より抽出した混合フラーレンでC60が70〜80%、C70が10〜15%であり残りが高次フラーレンである。燃焼法等により得られた煤ではC60/C70の比は0.26〜5.7の値をとり得るが、一例をあげるとC60が約65%、C70が約25%、残りが高次フラーレンという組成の混合フラーレンであり、これら混合フラーレンをそのまま、あるいは適宜C60およびC70を添加して使用する事も可能である。
これらのうち、特に好ましくは、アクリル系樹脂、アクリル変性ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂が挙げられる。
また上記アクリル系樹脂の他の例として、特に剛性の高いポリエステル系樹脂基材に対し好ましい例として幹成分としての架橋アクリル酸エステル系弾性体の存在下に、分岐成分としてのメタクリル酸アルキルエステル単量体、又はメタクリル酸アルキルエステル単量体を主成分とし、これと共重合可能なビニル系単量体との混合物を重合して得られるグラフト共重合体であって、架橋アクリル酸エステル系弾性体を5〜80%含む重合組成物が挙げられる。(例えば特開平11−221883号記載のアクリル樹脂)
アクリル変性ポリオレフィン系樹脂としてはポリオレフィン系樹脂とアクリル系樹脂の共重合体が種々適用でき、中でも以下に記載の重合生成物(A)が好ましい。ポリオレフィン系樹脂成分とアクリル系樹脂成分の比率としては、薄膜層と基材との密着性、耐久性の点からアクリル成分の量が全体の60〜90重量%が好ましい。
ない。
塗工方法は、グラビアコート方式、リバースロールコート方式等通常の塗工方法によれば良い。乾燥方法も、ジェットノズル、平流、向流温風乾燥方式、輻射過熱方式等公知の方法によればよい。
形成される塗膜層の厚みとしては、塗膜樹脂、基材樹脂の弾性率や、紫外線透過率の目標設定値に応じて適時選択されるが0.1〜20μm、好ましくは0.3〜10μm、好ましくは1〜7μmが挙げられる。
酸化防止剤としては2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,2´−メチレンビス(6−tert−ブチル−4−エチルフェノール)、ジラウリルチオジプロピオネート等を挙げることができる。
他の紫外線吸収剤としては例えばベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系シアノアクリレート系、フェニルサリシレート系、トリアジン系等の紫外線吸収剤が挙げられる。
滑剤としては例えばポリエチレンワックス、ビスアマイド,ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、脂肪族アルコール等が挙げられる。
防曇剤としてはソルビタン脂肪族エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪族エステル等が挙げられる。
以上の各種添加剤は、夫々1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。上記各種添加剤の配合量はフィルムの性能や塗膜層の密着性を悪化させない範囲で選択すればよい。
一方、フラーレンC70を使用した場合には、330nm近辺の吸収ピークのほかに380nm近辺に吸収ピークを有することが可能で、380nmにおける光線透過率(X380)を、20〜70%の間で調整可能となる。
またフラーレンC60とフラーレンC70を適宜の比率で混合することにより、両者の特性を併用した、紫外線吸収フィルムを得ることが可能となる。
以下の2種類の基材フィルムを用意した。
(1)ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム
縦、横それぞれ3.5倍に延伸され、密度が1.392g/cm2、厚みが150μmのもの
(2)ポリオレフィン樹脂フィルム
MFR2.2、密度0.91のメタロセンポリエチレンのインフレーション法による(成形温度160℃、ブロー比2.0)100μm厚みのフィルム
<フラーレン類溶解液の調整>
フロンティアカーボン(株)製フラーレンC70又はC60を、各々単独または下記の比率で混合した下記に示すフラーレンを50mg秤量し、トルエン25gに溶解せしめたフラーレン含有トルエン溶液を作成した。
溶液a フラーレンC60
溶液b フラーレンC60:フラーレンC70=6:2のフラーレン混合物
溶液c フラーレンC60:フラーレンC70=1:1のフラーレン混合物
溶液d フラーレンC70
(1)特願平10−25623号(特開平11−221883号公報)の実施例の記載に従い該実施例記載のアクリル樹脂溶液イを調整した。
(2)特願2001−42683号(特開2002−240216号公報)の実施例の記載に従い、該公報表―2に記載の重合体組成物Aの組成によるアクリル変性ポリオレフィン樹脂溶液を調整した。
上記各々のフラーレン溶液を、アクリル系樹脂又はアクリル変性ポリオレフィン樹脂を10g溶解する溶液に加えて均一に混合し、その後溶剤を除去して、フラーレン分散樹脂固体を得た。
(1) ポリエチレンテレフタレート系
上記(1)のポリエチレンテレフタレート系樹脂基材フィルムに対し、上記(1)のアクリル樹脂と各フラーレンa,b,c,dを含有するフラーレン含有樹脂固体を溶剤にて塗料化して20%固形分の塗料を作成し、この塗料をリバースロールコート法により24μ厚の湿潤塗膜を形成させ、熱風乾燥炉にて80℃30秒間乾燥させ、4.8μの樹脂塗膜層を形成した。
溶液aを用いた例を実施例1、溶液bを用いた例を実施例2、溶液cを用いた例を実施例3、溶液dを用いた例を実施例4とし、フラーレン溶液を用いずにアクリル樹脂のみの塗膜層を設けた例を比較例1とする。
(2) ポリオレフィン系
上記(2)のポリオレフィン系樹脂基材フィルムに対し、上記(2)のアクリル変性ポリオレフィン樹脂と各フラーレンa,b,c,dを含有するフラーレン含有樹脂固体を溶剤にて塗料化し、厚み μmの塗膜層を形成した。溶液aを用いた例を実施例5、溶液bを用いた例を実施例6、溶液cを用いた例を実施例7、溶液dを用いた例を実施例8とし、フラーレン溶液を用いずにアクリル変性ポリオレフィン樹脂のみの塗膜層を設けた例を比較例2とする。
上記実施例1〜4と比較例1、及び実施例5〜8と比較例2の塗膜形成フィルムについて、JIS K7105法に準拠して、280nm〜400nmの紫外線領域を含む範囲の光波長における全光線透過率を測定した。
(1)のポリエチレンテレフタレート系フィルムの結果を図1に、(2)のポリオレフィン系フィルムの結果を図2に示す。この結果、フラーレンC70又はフラーレンC60を一種以上とバインダー樹脂を含有する塗布組成物には、280〜400nmの紫外線領域において、特殊な吸収特性があることがみいだされ、かつ、そのC70とC60の種類や混合比率を代えることにより、紫外線吸収領域の微妙な吸収特性を変化させることができることがわかった。
Claims (7)
- 必須成分として、炭素化合物であるフラーレンC70またはC60を1種以上とバインダー樹脂を含有してなる、280nm〜400nmの紫外線を選択的に吸収する紫外線吸収性塗布組成物。
- フラーレンC70及びフラーレンC60を混合比1:100から100:1の範囲で混合したフラ−レン混合物を用いることを特徴とする請求項1記載の紫外線吸収性塗布組成物。
- 該バインダー樹脂が、アクリル系樹脂、アクリル変性ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂の有機溶剤可溶型樹脂から選択された樹脂であることを特徴とする請求項1又は2記載の紫外線吸収性塗布組成物。
- 熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも片面に、必須成分として、炭素化合物であるフラーレンC70またはC60を1種以上とバインダー樹脂を含有する塗膜層を形成してなることを特徴とする、280nm〜400nmの紫外線領域を選択的に吸収する紫外線吸収性フィルム。
- 塗膜層の厚さが0.3μ〜10μであることを特徴とする請求項4記載の紫外線吸収性フィルム。
- 熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも片面に、必須成分として、炭素化合物であるフラーレンC70またはC60を1種以上とバインダー樹脂を含有する塗膜層を形成してなることを特徴とする、農業用フィルム。
- 炭素化合物であるフラーレンを予め、フラーレンを溶解する有機溶媒にて溶解し、該溶液を有機溶剤型塗料樹脂と均一に混合し、その後溶剤を除去したフラーレン分散樹脂固体を、再度溶剤にて塗料化し、塗布、乾燥せしめるフラーレン含有塗膜層の形成方法。
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