JP2005513228A

JP2005513228A - 太陽熱遮断プラスチック組成物

Info

Publication number: JP2005513228A
Application number: JP2003554782A
Authority: JP
Inventors: 安正松本
Original assignee: Ciba Spezialitaetenchemie Holding AG
Current assignee: BASF Schweiz AG
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2005-05-12
Also published as: WO2003054071A2; AU2002358686A8; WO2003054071A3; AU2002358686A1; EP1456289A2; US20050039636A1

Abstract

耐候性に優れた太陽熱反射性プラスチック組成物であって、主成分として、少なくとも１種の樹脂と、（ａ）縮合アゾタイプ黄顔料、（ｂ）イソインドリノンタイプ黄顔料、（ｃ）イソインドリノンタイプオレンジ顔料、（ｄ）ジケトピロロピロールタイプオレンジ顔料、（ｅ）ジケトピロロピロールタイプ赤顔料、（ｆ）縮合アゾタイプ赤顔料、（ｇ）アントラキノンタイプ赤顔料、（ｈ）キナクリドンタイプ赤顔料、（ｉ）キナクリドンタイプ紫顔料、（ｊ）アントラキノンタイプ青顔料、（ｋ）フタロシアニンタイプ青顔料及び（ｌ）フタロシアニンタイプ緑顔料からなる群より選択される少なくとも２種の有機顔料とを含み、前記有機顔料が、全プラスチック組成物に基づいて０．０１〜２重量％の量で、加色混合法によって組成物に配合されて黒、褐、灰、紫、青又は緑色を形成する組成物。

Description

本発明は、耐候性に優れた太陽熱反射性着色プラスチック組成物に関する。

車、家具などが直接太陽光にさらされると、人体と接触するそれらの部分が加熱され、表面温度が上昇する結果、当該部分が冷えるまで、その車、家具などは使用不可能になる。したがって、この問題を根本的に解決することがこれまで強く望まれてきた。たとえば、真夏には自動二輪車及び自転車のサドルは８０℃もの高温に達し、何らかの手段によって冷やさなければならない。加えて、そのような温度上昇は、基本的なプラスチック材料の耐久性に大きく影響し、材料品質の劣化を引き起こし、ひいてはその長期的使用を妨げる。

このような問題、特に基本プラスチック材料の耐久性の問題に対処するため、今日まで、ある場合には材料の熱劣化を防ぐために安定剤が加えられ、他の場合には高耐久性の基本材料が使用されてきた。他方、温度上昇の問題に関しては、防止のための手段はなく、この問題の根本的解決のための方法は見いだされていない。

特開平８（１９９６）−２５９３９６８に対応する米国特許第５５４０９９８号は、添加物混合物及び耐候性ビヒクルによって低明度の色、特に無彩色黒を出すような方法で赤、オレンジ、黄、緑、青及び紫の顔料から選択される２種以上の顔料から主になる太陽熱遮断コーティング組成物ならびに前記コーティング組成物によって被覆された構造であって、この組成物が、太陽に直接さらされる前記構造の外側を被覆し、内部温度の上昇を抑えることができる構造を記載している。

発明によって解決される問題
これまで提案された技術は、構造内部の温度の上昇を防ぐためのコーティング組成物に関し、プラスチック組成物の使用又は表面温度の上昇を抑える方法に関しては何も提案されていない。さらに、このような技術で使用される材料は、コーティング組成物のための着色剤であり、プラスチックのための着色剤が有しなければならない耐久性、たとえば耐熱性及び耐移染性に関しては何の考慮も払われていおらず、その結果、そのような着色剤は、プラスチック組成物における使用に限られてきた。逆に、本発明は、プラスチック組成物そのものの温度上昇を防ぐための新規な手段及び、同時に、長期耐久性を有する組成物を提案する。

したがって、本発明の目的は、直接太陽光にさらされる種々の乗り物、たとえば自動二輪車又は自転車のシートの上張り面、家具などの温度上昇を抑えて快適な使用を保証することができ、同時に、樹脂の熱劣化を防ぐことができる、長期耐久性を有する着色プラスチック組成物を提供することである。

問題を解決するための手段
上述の問題を解決する目的をもって、本発明は、以下の構成物、すなわち、耐候性に優れた太陽熱反射性プラスチック組成物であって、その主成分として、少なくとも１種の樹脂と、（ａ）縮合アゾタイプ黄顔料、（ｂ）イソインドリノンタイプ黄顔料、（ｃ）イソインドリノンタイプオレンジ顔料、（ｄ）ジケトピロロピロールタイプオレンジ顔料、（ｅ）ジケトピロロピロールタイプ赤顔料、（ｆ）縮合アゾタイプ赤顔料、（ｇ）アントラキノンタイプ赤顔料、（ｈ）キナクリドンタイプ赤顔料、（ｉ）キナクリドンタイプ紫顔料、（ｊ）アントラキノンタイプ青顔料、（ｋ）フタロシアニンタイプ青顔料及び（ｌ）フタロシアニンタイプ緑顔料からなる群より選択される少なくとも２種の有機顔料とを含み、前記有機顔料が、全プラスチック組成物に基づいて０．０１〜２重量％の量で、加色混合法によって組成物に配合されて黒、褐、灰、紫、青又は緑色を形成する組成物、を有する。

本発明で使用される樹脂は、好ましくは、（Ａ）塩化ビニル樹脂、（Ｂ）ポリプロピレン、（Ｃ）ポリエチレン、（Ｄ）ＡＢＳ樹脂、（Ｅ）メタクリル樹脂、（Ｆ）ポリエチレンテレフタレート、（Ｇ）ポリウレタン、（Ｈ）ポリアセタール、（Ｉ）フッ素樹脂、（Ｊ）ＡＥＳ樹脂、（Ｋ）熱可塑性エラストマー、（Ｌ）不飽和ポリエステル樹脂、（Ｍ）エポキシ樹脂、（Ｎ）フェノール類樹脂及び（Ｏ）尿素樹脂からなる群より選択される樹脂である。

さらに、本発明で使用される樹脂は、好ましくは、優れた耐候性を有する樹脂である。本明細書で使用する「優れた耐候性を有する樹脂」とは、耐久性、たとえば抗酸化性、光沢の保留、耐黄変性などに優れ、太陽光の照射下で長期間にわたって安定な特性を示す樹脂をいう。このような樹脂は、熱可塑性樹脂、たとえば塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリアセタール及びフッ素樹脂ならびに熱硬化性樹脂、たとえばポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及び尿素樹脂を含む。

本発明で使用される樹脂は、より好ましくは、（Ａ）塩化ビニル樹脂、（Ｂ）ポリプロピレン、（Ｃ）ポリエチレン及び（Ｇ）ポリウレタンからなる群より選択される樹脂である。本発明で使用されるもっとも好ましい樹脂は塩化ビニル樹脂である。

次に、本発明の組成物で使用される有機顔料は、好ましくは、長期太陽光照射の条件下での高い耐候安定性、樹脂の成形及び加工に求められる高温条件に耐えるのに十分な高い耐熱性及びＪＩＳＡ５７５９で太陽光反射率として規定されている３５０〜２，１００nmの領域での高い反射率を、高い抗移染性及び高い安全性とともに示す有機顔料である。

上述した有機顔料の特徴は通常、黒着色のために通常に使用されるカーボンブラックを使用する代わりに、黄、オレンジ、赤、紫、青及び緑色の顔料を使用する加色混合法によって成形プラスチック物品の色度を制御する、又は色を調節することによって示されるということが見いだされた。すなわち、７５０nmを超えない可視光波長領域でカーボンブラックとほぼ同じ反射特性を示す色を調製するために、黄、オレンジ、赤、紫、青及び緑色の顔料を使用すると、７５０nmを超える近赤外線波長領域で高反射率の色を得ることができることが見いだされた。

「加色混合法」とは、顔料を樹脂に付与する方法であって、
ａ）乾式混練法を使用して、上記で定義した少なくとも２種の有機顔料を、０．０１〜２重量％の範囲の量で、所望の色を出すための割合で、上記で定義した樹脂を含む反応混合物に混入する工程と、
ｂ）その混合物を、樹脂の融解温度に少なくとも等しい温度に加熱してシートを調製する工程と
を含む方法をいう。

温度は１３０〜２８０℃の範囲である。

混練は、樹脂混練機、たとえば二本ロール機又は他の公知の混練装置で実施する。

顔料を樹脂に混合する前に、各顔料を混合助剤、たとえば金属石けんと混合して、顔料濃度２０〜８０重量％、好ましくは約５０重量％のドライカラーミックスを形成してもよい。

本発明の黄色顔料としては、縮合アゾタイプ及びイソインドリノンタイプの顔料を挙げることができる。オレンジ色顔料としては、イソインドリノンタイプ及びジケトピロロピロールタイプの顔料を挙げることができる。赤色顔料としては、ジケトピロロピロールタイプ、縮合アゾタイプ、アントラキノンタイプ及びキナクリドンタイプの顔料を挙げることができる。紫色顔料としては、キナクリドンタイプ及びジオキサジンタイプの顔料を挙げることができる。青色顔料としては、アントラキノンタイプ及びフタロシアニンタイプの顔料を挙げることができる。緑色顔料としては、フタロシアニンタイプの顔料を挙げることができる。

本発明では、顔料は、好ましくは０．０１〜２重量％の量、さらに好ましくは０．１〜２重量％の量で使用される。顔料の量が上述の範囲を超える場合、成形品の可撓性及び機械的強度が低下するおそれがある。顔料の量がこの範囲よりも低い場合、耐候性が非常に劣るため、屋外使用で樹脂の呈色及び劣化が起こるおそれがある。

本発明のプラスチック組成物には、添加物、たとえば金属石けん、紫外線吸収剤、潤滑剤、充填剤、可塑剤などを必要に応じて配合してもよい。

本発明のプラスチック組成物は温度上昇防止効果に優れるため、自動二輪車、自動車、自転車、家具などが屋外で直接太陽光にさらされる場合、このプラスチック組成物を非常に有効に使用することができる。すなわち、本組成物は、シートの上張りとして、ハンドル又はサドルのカバーシーツとして、ソファのカバーシーツなどとして非常に有効に使用することができる。しかし、その用途は特に限定されず、本発明の組成物は周知の用途のいずれでも使用可能である。

例
次に、以下の非限定的な例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。［配合成分：例１〜５及び比較例１〜２］

顔料Ａ：式

のイソインドリノンタイプ黄顔料Irgazinイエロー3RLTN
顔料Ｂ：式

のジケトピロロピロールタイプ赤顔料Cromophtalレッド2030
顔料Ｃ：式

のフタロシアニンタイプ青顔料Cromophtalブルー4GNP
顔料Ｄ：式

のイソインドリノンタイプ黄顔料Irgazinイエロー2GLTE
顔料Ｅ：式

のキナクリドンタイプ赤顔料CinquasiaレッドYRT-759-D
顔料Ｆ：式

のフタロシアニンタイプ緑顔料IrgaliteグリーンGFNP
顔料Ｇ：カーボンブラックMA-100
顔料Ｈ：酸化チタンTIPAQUE CR-60

試料調製方法
顔料を表１に示す配合比で可塑化塩化ビニル樹脂に配合した（塩化ビニル樹脂の重量を１００重量％とした）。各顔料は、金属石けんと混合して５０％の顔料濃度を実現し、混合物を高速ミキサによって２分間均質化することによってドライカラーにしたのち、そのドライカラーを使用した。配合した組成物を二本ロール機によって１５０℃で５分間混練して厚さ０．５mmのシートを調製した。このシートをホットプレスによって１５５℃でさらにプレス加工して厚さ１mmのプレスしたシートに成形した。こうして得られたプレスしたシートを互いに比較した。

試験方法
可視光波長領域及び近赤外線領域の両方をカバーする分光光度計を使用して太陽光反射率を計測し、３５０〜２，５００nmの波長領域での平均反射率値を計算した。表面温度は、図１に示すように試料の上方１２cmの距離に光源（白熱灯、Toshiba Lamp RF150W）を配置し、試料をランプの光に６０分間さらしたのち、ヒートセンサによって表面温度を計測することによって計測した。結果を表１にまとめる。

図２は、典型的な例として、例１及び比較例１の反射率曲線を示す。

発明の効果
上記に示した結果は、直接太陽光にさらされる種々の乗り物及び家具の表面材料として、本発明のプラスチック組成物を使用することにより、表面温度の上昇を防ぐことができ、それらを構成する基本材料の長期耐久性を、従来方法からは予測できないような程度まで改善することができることを示している。

表面温度の計測方法を示す図である。例１及び比較例１の反射率曲線を示す図である。

Claims

耐候性に優れた太陽熱反射性プラスチック組成物であって、主成分として、少なくとも１種の樹脂と、（ａ）縮合アゾタイプ黄顔料、（ｂ）イソインドリノンタイプ黄顔料、（ｃ）イソインドリノンタイプオレンジ顔料、（ｄ）ジケトピロロピロールタイプオレンジ顔料、（ｅ）ジケトピロロピロールタイプ赤顔料、（ｆ）縮合アゾタイプ赤顔料、（ｇ）アントラキノンタイプ赤顔料、（ｈ）キナクリドンタイプ赤顔料、（ｉ）キナクリドンタイプ紫顔料、（ｊ）アントラキノンタイプ青顔料、（ｋ）フタロシアニンタイプ青顔料及び（ｌ）フタロシアニンタイプ緑顔料からなる群より選択される少なくとも２種の有機顔料とを含み、前記有機顔料が、全プラスチック組成物に基づいて０．０１〜２重量％の量で、加色混合法によって組成物に配合されて黒、褐、灰、紫、青又は緑色を形成する組成物。
主成分として、（Ａ）塩化ビニル樹脂、（Ｂ）ポリプロピレン、（Ｃ）ポリエチレン、（Ｄ）ＡＢＳ樹脂、（Ｅ）メタクリル樹脂、（Ｆ）ポリエチレンテレフタレート、（Ｇ）ポリウレタン、（Ｈ）ポリアセタール、（Ｉ）フッ素樹脂、（Ｊ）ＡＥＳ樹脂、（Ｋ）熱可塑性エラストマー、（Ｌ）不飽和ポリエステル樹脂、（Ｍ）エポキシ樹脂、（Ｎ）フェノール樹脂及び（Ｏ）尿素樹脂からなる群より選択される少なくとも１種の樹脂と、（ａ）縮合アゾタイプ黄顔料、（ｂ）イソインドリノンタイプ黄顔料、（ｃ）イソインドリノンタイプオレンジ顔料、（ｄ）ジケトピロロピロールタイプオレンジ顔料、（ｅ）ジケトピロロピロールタイプ赤顔料、（ｆ）縮合アゾタイプ赤顔料、（ｇ）アントラキノンタイプ赤顔料、（ｈ）キナクリドンタイプ赤顔料、（ｉ）キナクリドンタイプ紫顔料、（ｊ）アントラキノンタイプ青顔料、（ｋ）フタロシアニンタイプ青顔料及び（ｌ）フタロシアニンタイプ緑顔料からなる群より選択される少なくとも２種の有機顔料とを含み、前記有機顔料が、全プラスチック組成物に基づいて０．０１〜２重量％の量で、加色混合法によって組成物に配合されて黒、褐、灰、紫、青又は緑色を形成する、請求項１記載の耐候性に優れた太陽熱反射性プラスチック組成物。
前記樹脂が、（Ａ）塩化ビニル樹脂、（Ｂ）ポリプロピレン、（Ｃ）ポリエチレン及び（Ｇ）ポリウレタンからなる群より選択される、請求項１及び２のいずれか記載の太陽熱反射性プラスチック組成物。
前記樹脂が（Ａ）塩化ビニル樹脂である、請求項１〜３のいずれか記載の太陽熱反射性プラスチック組成物。
顔料を樹脂に付与する方法であって、
ａ）乾式混練法を使用して、請求項１記載の群から選択される少なくとも２種の有機顔料を、０．０１〜２重量％の範囲の量で、所望の色を出すための割合で、請求項２〜４のいずれか記載の群から選択される樹脂を含む反応混合物に混入する工程と、
ｂ）前記混合物を、前記樹脂の融解温度に少なくとも等しい温度に加熱してシートを調製する工程と
を含む方法。
自動二輪車又は自転車シートを製造するための、請求項１〜４のいずれか記載の太陽熱反射性プラスチック組成物の使用。