JP2006249410A - 光安定剤乳化組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の光安定剤乳化組成物は、水、乳化剤、光安定剤及び/または紫外線吸収剤を含有する光安定剤乳化組成物において、光安定剤乳化組成物を構成する成分の平均粒子径が150nm以下であることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
また、特許文献2には、(A)フルオロオレフィン系共重合体エマルジョン、及び(B)(a)シクロアルキル基を有する重合性不飽和単量体5〜70重量%(質量%)、及び(b)その他の重合性不飽和単量体30〜95重量%(質量%)からなる単量体混合物と、(c)紫外線吸収剤及び/または光安定剤との混合物を乳化重合して得られる、紫外線吸収剤及び/または光安定剤を含む共重合エマルジョンを含有することを特徴とする水性塗料組成物(請求項1)が開示されている。また、特許文献2の[0016]段落には、サリチル酸誘導体、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系等の紫外線吸収剤や、ヒンダードアミン誘導体等の光安定剤も開示されている。
また、特許文献3の光安定剤を水に乳化又は分散させた光安定剤水系エマルションでは、水系エマルションや水系コーティング剤組成物に後から添加できるため、非常に簡単で、かつ、耐候性という機能が発揮されやすいという利点がある。しかし、こうした従来の技術では、分離や沈殿が起こりやすく、保存安定性が悪いという問題があった。更に、これらを添加した水系コーティング剤組成物を使って塗膜を形成した場合、光沢の悪化や発色不良等、塗膜の諸物性が低下する問題もあった。
本発明の光安定剤乳化組成物の乳化剤の一部または全てとして使用されるノニオン界面活性剤(A)は、オキシエチレン基と炭素数3以上のオキシアルキレン基を含むポリエーテル鎖を持ち、かつ炭化水素基を持つ化合物のいずれであってもよい。
このようなノニオン界面活性剤(A)としては、例えば、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック又はランダム共重合体のアルキル(又はアルケニル)エーテル、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンブロック又はランダム共重合体のアルキル(又はアルケニル)エーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック又はランダム共重合体のアルキル(又はアルケニル)フェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック又はランダム共重合体のアルキル(又はアルケニル)アミンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック又はランダム共重合体の多価アルコールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック又はランダム共重合体のポリアミンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック又はランダム共重合体の多糖又は単糖又はオリゴ糖エーテル等のエーテル類;ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック又はランダム共重合体の脂肪酸エステル、上記エーテル類に脂肪酸をエステル化反応させたもの等のエステル類が挙げられる。
R−O−(AO)n−H (1)
(式中、Rは、炭素数8〜30の炭化水素基であり、Aは、炭素数2〜4の2種以上のアルキレン基で、エチレン基が全体の50モル%以上であり、nは、8〜80の数を表わす)
H−(EO)p−(PO)q−(EO)r−OH (2)
(EOはオキシエチレン基、POはオキシプロピレン基であり、qは20〜80の数であり、pとrはそれぞれ独立した2〜32の数であり、オキシエチレン基は、全体の30重量%以下である)
ヒンダードアミン系光安定剤としては、例えば、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルステアレート、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルベンゾエート、N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ドデシルコハク酸イミド、1−〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−2−ブチル−2−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、N,N'−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン、テトラ(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、テトラ(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタンテトラカルボキシレート、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−{トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ}エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−{トリス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ}エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、1,5,8,12−テトラキス〔4,6−ビス{N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミノ}−1,3,5−トリアジン−2−イル〕−1,5,8,12−テトラアザドデカン、1,6,11−トリス〔{4,6−ビス(N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−イル)アミノ)−1,3,5−トリアジン−2−イル}アミノ〕ウンデカン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール/コハク酸ジメチル縮合物、2−第三オクチルアミノ−4,6−ジクロロ−s−トリアジン/N,N'−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン縮合物、N,N'−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン/ジブロモエタン縮合物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸/1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジール/β,β,β,β−テトラメチル−3,9−(2,4,8,10−テトラオキサスピロウンデカン)ジエタノール縮合物等が挙げられる。
カチオン界面活性剤としては、例えば、テトラアルキルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、イミニウム塩等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えば、アミノ酸型両性界面活性剤、ベタイン型両性界面活性剤、硫酸エステル塩型両性界面活性剤、スルホン酸塩型両性界面活性剤、リン酸エステル塩型両性界面活性剤等が挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、例えば、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,5−ジ第三ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、トリス(モノ、ジ混合ノニルフェニル)ホスファイト、ジフェニルアシッドホスファイト、2,2'−メチレンビス(4,6−ジ第三ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ジフェニルデシルホスファイト、ジフェニルオクチルホスファイト、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリス(2−エチルヘキシル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、ジブチルアシッドホスファイト、ジラウリルアシッドホスファイト、トリラウリルトリチオホスファイト、ビス(ネオペンチルグリコール)・1,4−シクロヘキサンジメチルジホスファイト、ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,5−ジ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ第三ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジクミルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(C12〜C15混合アルキル)−4,4'−イソプロピリデンジフェニルホスファイト、ビス[2,2'−メチレンビス(4,6−ジアミルフェニル)]・イソプロピリデンジフェニルホスファイト、テトラトリデシル・4,4'−ブチリデンビス(2−第三ブチル−5−メチルフェノール)ジホスファイト、ヘキサ(トリデシル)・1,1,3−トリス(2−メチル−5−第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ブタン・トリホスファイト、テトラキス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ビフェニレンジホスホナイト、トリス(2−〔(2,4,7,9−テトラキス第三ブチルジベンゾ〔d,f〕〔1,3,2〕ジオキサホスフェピン−6−イル)オキシ〕エチル)アミン、9,10−ジハイドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、2−ブチル−2−エチルプロパンジオール・2,4,6−トリ第三ブチルフェノールモノホスファイト等が挙げられる。
光安定剤乳化組成物の製造方法及び試験方法を以下に記す。
<光安定剤乳化組成物の製造方法>
ホモミキサーと昇温装置を備えた1000mlの容器に、光安定剤等と乳化剤を入れ、ホモミキサーで混合しながら60〜70℃に昇温した。所定量の水を容器内の様子を見ながら徐々に仕込むと、ある一定量の水を仕込んだ所で、W/OエマルションからO/Wエマルションに転相する。それを確認後、温度を30〜40℃に冷却し、残りの水を全て加え、その後2時間撹拌を続けてプレ乳化剤組成物を得た。得られたプレ乳化組成物を、20〜40℃で高圧ホモジナイザー(株式会社スギノマシン社製;HJP−25005)で処理して光安定剤乳化組成物を得た。なお、光安定剤等と乳化剤の種類と量、及び水の量、平均粒子径、高圧ホモジナイザーの処理時間は表1に示した。光安定剤乳化組成物を構成する成分の平均粒子径は、得られた乳化組成物を水で1000倍希釈した後、粒度分布計(大塚電子社製;ELS−8000)にて測定したものである。
更に、上記プレ乳化組成物を、20〜40℃でビーズミル(寿工業株式会社:ウルトラスペックミルUAM−015)で、0.1mmのジルコニアビーズを使用して処理し、平均粒子径を測定した。ビーズミルでの結果と配合比、処理時間を表1に示した。なお、高圧ホモジナイザーで処理したものは、実施例1〜12及び比較例1〜6であり、ビーズミルで処理したものは、実施例13〜17及び比較例7である。
得られた光安定剤乳化組成物を、100mlのガラス密閉容器に80ml入れ、50℃の恒温槽で50日間保管し、10日、20日、30日、40日、50日後の乳化組成物の外観を観察した。結果を表2に記した。なお、表2中、◎:均一、○:表面がわずかに分離、△:表面の分離がはっきりわかる、×:全体的に不均一あるいは大きな分離が見られる、××:完全に分離している、をそれぞれ示す。
市販のグロス塗料(関西ペイント社製;アクアグロス)に光安定剤乳化組成物を光安定剤等が1質量%になるように添加し、均一になるまで撹拌した後、10milのアプリケーターを使用してガラス板の上に塗膜を形成させた。塗膜が乾燥後、グロスメーター(日本電色:VG2000)を使用して塗膜のグロス値を測定し、光安定剤等添加前の塗料のグロス値から、添加後のグロス値を減算し、これを降下グロス値とした。降下グロス値が小さいほど、元の塗料のグロスを落とさず性能がよいことを示す。
下記に配合を示した塗工液を15質量%の水溶液に希釈し、10g/m2になるようにバーコーターで上質紙に塗工した。塗工した用紙にしわが発生しないように乾燥させた後、インクジェットプリンター(キャノン社製;BJC−600J)を使用して、塗工した用紙の上にシアン、イエロー、マゼンダの3色で、文字及び図形を印字した。印字した用紙は、空気に触れないように厚さ1mmのガラス板2枚の間に挟んだ後、日光のあたる場所に置き、印字した文字及び図形の色を目視で観察した。なお表3中は、○:変化なし、△:退色がわずかに見られる、×:退色がはっきりわかる、をそれぞれ示す。
ホワイトカーボン(粉シリカ/カチオン性コロイダルシリカ=9/1 :75質量部
ポリビニルアルコール(重合度n=1000、99.9%ケン化) :15質量部
カチオンポリマー(ジメチルジアリルアンモニウムクロライド重合物):10質量部
光安定剤乳化組成物 : 2質量部
光安定剤乳化組成物は、光安定剤等純分が2質量部になるように配合した。
<乳化剤>
A1 :トリデカノール11EO/3POランダム共重合品
A2 :トリデカノール25EO/5BOランダム共重合品
A3 :トリデカノール50EO/8POランダム共重合品
A4 :トリデカノール11EO/3POブロック共重合品
A5 :オレイルアルコール25EO/4POランダム共重合品
A6 :ブタノール8EO/2POブロック共重合品
A7 :2−エチルヘキシル酸の10EO/3POランダム共重合品
B1 :ソルビタンオレイン酸エステル
B2 :ソルビタンラウリン酸エステル6EO付加品
B3 :H−(EO)5−(PO)60−(EO)5−H
B4 :H−(EO)6−(PO)30−(EO)6−H
C1 :トリデカノール12EO
C2 :オレイルアルコール25EO
なお、乳化剤A1〜A7は、ノニオン界面活性剤(A)に包含される化合物であり、乳化剤B1〜B4は、ノニオン界面化合物(B)に包含される化合物である。
Claims (11)
- 水、乳化剤、光安定剤及び/または紫外線吸収剤を含有する光安定剤乳化組成物において、光安定剤乳化組成物を構成する成分の平均粒子径が150nm以下であることを特徴とする光安定剤乳化組成物。
- 乳化剤は、オキシエチレン基と炭素数3以上のオキシアルキレン基を含むポリエーテル鎖を持ち、且つ炭化水素基を持つノニオン界面活性剤(A)である、請求項1に記載の光安定剤乳化組成物。
- ノニオン界面活性剤(A)は、下記の一般式(1)
R−O−(AO)n−H (1)
(式中、Rは、炭素数8〜30の炭化水素基であり、Aは、炭素数2〜4の2種以上のアルキレン基で、エチレン基が全体の50モル%以上であり、nは、8〜80の数を表わす)で表される化合物である、請求項1または2に記載の光安定剤乳化組成物。 - 一般式(1)において、Rは、炭素数8〜16の脂肪族炭化水素基であり、nは、8〜30である、請求項3に記載の光安定剤乳化組成物。
- 更に、乳化剤としてノニオン界面活性剤(B)を併用する、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の乳化光安定剤組成物。
- ノニオン界面活性剤(B)は、ソルビタンエステル系化合物及び/又は下記一般式(2)
H−(EO)p−(PO)q−(EO)r−OH (2)
(式中、EOは、オキシエチレン基であり、POは、オキシプロピレン基であり、qは、20〜80の数であり、pとrは、それぞれ独立した2〜32の数であり、オキシエチレン基は、全体の30重量%以下である)で表される化合物である、請求項5に記載の光安定剤乳化組成物。 - 乳化剤の含有量は、光安定剤乳化組成物100質量部に対して40質量部を超え100質量部以下の範囲内であり、乳化剤合計量中に占めるノニオン界面活性剤(A)の量が50〜100質量%の範囲内である、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の光安定剤乳化組成物。
- 光安定剤の少なくとも1種がヒンダードアミン化合物である、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の光安定剤乳化組成物。
- 光安定剤及び/または紫外線吸収剤の含有量が1〜50質量%の範囲内である、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の光安定剤乳化組成物。
- 請求項1ないし9のいずれか1項に記載の光安定剤乳化組成物を含有することを特徴とする、水系コーティング剤組成物。
- 請求項10に記載の水系コーティング剤組成物から形成された塗膜を有することを特徴とする塗装品。
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