JP2007326986A - Coating composition and ultraviolet absorbing substrate coated with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、４０５ｎｍ以下の光を効率的に吸収し、かつ可視光領域での透明性に優れ、黄味着色の少ないコーティング組成物、およびそのコーティング組成物を塗工した紫外線吸収性基材に関する。 The present invention relates to a coating composition that efficiently absorbs light of 405 nm or less, is excellent in transparency in the visible light region, has little yellow coloring, and an ultraviolet-absorbing substrate coated with the coating composition. .
紫外線は、ＵＶ−Ａ（３２１から４００ｎｍ）、ＵＶ−Ｂ（２８０から３２０ｎｍ）、ＵＶ−Ｃ（２８０ｎｍ以下）に大別される。ＵＶ−Ｃはオゾン層により吸収され地上にはほとんど届かないが、ＵＶ−ＡおよびＵＶ−Ｂは地上に到達する。エネルギーの高いＵＶ−Ｂは、皮膚がんや白内障を引き起こすとされるが、酸化チタン、酸化亜鉛等を分散したコーティング組成物を塗布することでその波長をカットすることが可能である。しかし、酸化チタン、酸化亜鉛だけではその性質上、ＵＶ−Ａ領域の紫外線のうち、３８０ｎｍから４００ｎｍ付近の波長の光を充分にカットすることが出来ない。
また、 多くの種類の昆虫は、波長４０５nm以下の領域の波長を好み、この波長を発する照明に誘引されやすい。照明器具としてこの領域の光を発する照明を用いると、種々の昆虫が誘引され、例えば食品を取り扱う場所などでは衛生上の問題が生じる可能性がある。この様な場所では誘虫率の低い照明の使用が望まれており、４０５ｎｍ以下の波長の光をカットするコーティング剤の開発が必要である。
Ultraviolet rays are roughly classified into UV-A (321 to 400 nm), UV-B (280 to 320 nm), and UV-C (280 nm or less). UV-C is absorbed by the ozone layer and hardly reaches the ground, but UV-A and UV-B reach the ground. UV-B with high energy is considered to cause skin cancer and cataract, but its wavelength can be cut by applying a coating composition in which titanium oxide, zinc oxide or the like is dispersed. However, only titanium oxide and zinc oxide cannot sufficiently cut light having a wavelength in the vicinity of 380 nm to 400 nm in the UV-A region due to its properties.
Many types of insects prefer wavelengths in the region of 405 nm or less, and are easily attracted to illumination that emits these wavelengths. When lighting that emits light in this region is used as a lighting fixture, various insects are attracted, and there may be a problem in hygiene, for example, in places where food is handled. In such a place, it is desired to use illumination with a low insect attracting rate, and it is necessary to develop a coating agent that cuts light with a wavelength of 405 nm or less.
４００ｎｍ付近の光をシャープに吸収するコーティング組成物としては、例えば特許文献１に、Ｕｖｉｔｅｘ-ＯＢ（チバガイギー社製、２，５-ビス（５-ターシャリブチルベンゾオキサゾリル）チオフェン）、ＥＢ-５０１（三井東圧染料社製）等の蛍光増白剤と、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、サリシレート系などの紫外線吸収剤を溶解添加してなるコーティング溶液が開示されている。しかし、この組成物に用いられている蛍光増白剤は、含有量が多くなると蛍光で透視性が悪化し、少な過ぎると所望の紫外線吸収力が得られない可能性がある。
本発明は、４０５ｎｍ以下の波長の光を効率的に吸収し、かつ可視光領域での透明性が高く、黄味着色の少ないコーティング組成物、およびそれを塗布した紫外線吸収性基材を提供することを目的とする。 The present invention provides a coating composition that efficiently absorbs light having a wavelength of 405 nm or less, has high transparency in the visible light region, and has little yellow coloring, and an ultraviolet-absorbing substrate on which the coating composition is applied. For the purpose.
本発明のコーティング組成物は、酸化亜鉛または酸化チタンと、下記一般式［１］で表される有機化合物と、塗膜形成材料とを含有することを特徴とする。
一般式［１］
General formula [1]
本発明のコーティング組成物において、酸化亜鉛または酸化チタンの含有量は、コーティング組成物の不揮発分重量を基準として、３０〜６０重量％であることが好ましい。
また、本発明のコーティング組成物は、該組成物を用いて膜厚１０μｍの塗膜を作成した場合に、該塗膜の２８０〜４０５ｎｍにおける透過率が５％以下となり、かつ４３０〜７００ｎｍにおける透過率が８０％以上となることが好ましく、該塗膜のヘイズ値が３％以下となることが好ましい。
また、本発明の紫外線吸収性基材は、プラスチック基材もしくはガラス基材に、本発明のコーティング組成物を塗工したことを特徴とする。
In the coating composition of the present invention, the content of zinc oxide or titanium oxide is preferably 30 to 60% by weight based on the non-volatile content of the coating composition.
The coating composition of the present invention has a transmittance of 5% or less at 280 to 405 nm and a transmittance at 430 to 700 nm when a coating film having a thickness of 10 μm is prepared using the composition. The rate is preferably 80% or more, and the haze value of the coating film is preferably 3% or less.
Moreover, the ultraviolet-absorbing substrate of the present invention is characterized in that the coating composition of the present invention is applied to a plastic substrate or a glass substrate.
本発明のコーティング組成物は、およそ３８０ｎｍまでの波長の光を吸収する酸化亜鉛もしくは酸化チタンと、およそ３８０〜４０５ｎｍまでの波長の光を可視光領域の透明性を確保したままシャープに吸収する上記一般式［１］で表される化合物とを含有するため、４０５ｎｍ以下の光を効率的にカットすることができ、かつ可視光領域での透明性が高い。そのため、それを塗工した紫外線吸収性基材は、紫外線カットガラス、紫外線カットフィルム等に好適に応用が可能である。また、本発明のコーティング組成物は、昆虫が好む４０５ｎｍ以下の光を効率的に吸収し透明性も高いため、照明器具の透光カバーに塗工して使用すると、防誘虫効果が得られる。 The coating composition of the present invention absorbs light having a wavelength of up to about 380 nm, and absorbs light of a wavelength of up to about 380 to 405 nm sharply while ensuring transparency in the visible light region. Since it contains the compound represented by the general formula [1], it can efficiently cut light of 405 nm or less and has high transparency in the visible light region. Therefore, the ultraviolet-absorbing substrate coated with it can be suitably applied to ultraviolet cut glass, ultraviolet cut film and the like. Moreover, since the coating composition of the present invention efficiently absorbs light of 405 nm or less preferred by insects and has high transparency, when applied to a light-transmitting cover of a lighting fixture, an anti-insect insect effect can be obtained.
まず、本発明のコーティング組成物について説明する。
本発明の本発明のコーティング組成物は、酸化亜鉛または酸化チタンと、下記一般式［１］で表される有機化合物と、塗膜形成材料とを含有する。
酸化亜鉛もしくは酸化チタンは、およそ３８０ｎｍまでの波長の光を吸収する紫外線吸収剤としての性質があり、コーティング組成物中に使用する場合には、その粒子が高度に分散されていないと、可視光領域での透明性が悪化してしまう。一般に、微粒子の可視光散乱強度は、その粒子と媒質が有する屈折率にも依存するが、粒径が波長の１／２付近で最大となり、それよりも粒径が小さくなるとレイリーの散乱式から示される様に、粒径の６乗に比例して散乱強度は小さくなっていく。よって、可視光（波長が４００〜８００ｎｍの光）に対しては、粒径が２００〜４００ｎｍの時に散乱強度が最大となり、それより小さくなるにつれて散乱強度が低下(透明化)していくことになる。即ち、一次粒子径の小さな酸化亜鉛もしくは酸化チタンの粒子を高度に分散することが、塗膜の透明性の確保に関しては不可欠となる。
First, the coating composition of the present invention will be described.
The coating composition of the present invention of the present invention contains zinc oxide or titanium oxide, an organic compound represented by the following general formula [1], and a film-forming material.
Zinc oxide or titanium oxide has the property of an ultraviolet absorber that absorbs light having a wavelength of up to about 380 nm, and when used in a coating composition, if the particles are not highly dispersed, visible light Transparency in the area deteriorates. In general, the visible light scattering intensity of a fine particle depends on the refractive index of the particle and the medium, but the particle size is maximized in the vicinity of ½ of the wavelength, and when the particle size is smaller than that, the Rayleigh scattering equation is used. As shown, the scattering intensity decreases in proportion to the sixth power of the particle size. Therefore, for visible light (light having a wavelength of 400 to 800 nm), the scattering intensity becomes maximum when the particle diameter is 200 to 400 nm, and the scattering intensity decreases (transparent) as the particle size becomes smaller. Become. That is, highly dispersing zinc oxide or titanium oxide particles having a small primary particle diameter is essential for ensuring the transparency of the coating film.
そのため、酸化亜鉛もしくは酸化チタンとしては、平均一次粒子径が５〜１００ｎｍのものを用いることが好ましい。酸化亜鉛もしくは酸化チタンが針状粒子である場合は、長軸の平均長さが５〜１００ｎｍのものを用いることが好ましい。平均一次粒子径が１００ｎｍよりも大きな酸化亜鉛もしくは酸化チタンを使用すると、光の散乱が顕著となり、透明性の高い塗膜を得ることが難しくなる。また、平均一次粒子径が５ｎｍを下回る酸化亜鉛もしくは酸化チタンを用いた場合には、粒子の凝集力が強く分散が困難となる。
また、酸化亜鉛や酸化チタンについては、それらが有する触媒活性を抑制する為に、粒子表面をシリカ、アルミナ、ジルコニア等の金属酸化物やその水和物で表面処理したものを使用することもできる。
Therefore, it is preferable to use zinc oxide or titanium oxide having an average primary particle diameter of 5 to 100 nm. When zinc oxide or titanium oxide is acicular particles, it is preferable to use one having an average major axis length of 5 to 100 nm. When zinc oxide or titanium oxide having an average primary particle diameter larger than 100 nm is used, light scattering becomes remarkable, and it becomes difficult to obtain a highly transparent coating film. In addition, when zinc oxide or titanium oxide having an average primary particle diameter of less than 5 nm is used, the cohesive force of the particles is strong and it becomes difficult to disperse.
In addition, for zinc oxide and titanium oxide, in order to suppress the catalytic activity of them, the surface of the particles can be used with a metal oxide such as silica, alumina, zirconia or the like or a hydrate thereof. .
酸化亜鉛もしくは酸化チタンを微細に分散するためには、分散樹脂を使用することが好ましい。分散樹脂としては、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ3Ｍ、−ＰＯ（ＯＭ）2（Ｍは水素原子またはアルカリ金属）、−ＯＨ、−ＮRn（Ｒは炭化水素、ｎは２〜３の整数）、エポキシ基、スルホベタイン基等から選ばれる少なくとも一つ以上の極性基を有するものが好ましい。これら極性官能基を有することで、分散樹脂と顔料の相互作用が強まり、分散性が向上する。また、最終的に透明な塗膜を得る為には、これら分散樹脂は透明であることが好ましい。酸価としては、顔料の分散性、基材との密着性を考えた場合、５以上が好ましく、耐水性、塗膜形成材料との相溶性を考えた場合は、１３０以下が好ましい。分子量としては、重量平均で２０００〜２００００が好ましい。これ以下では、酸化亜鉛もしくは酸化チタンに吸着した時に効果的な立体障害効果を発揮しづらく、良好な分散体が得られ難い。これ以上では、溶剤への溶解性、塗膜形成材料との相溶性が劣る場合が多く、経時安定性が不良になる可能性がある。また、これらの分散樹脂は、単独で使用しても良いし、二種類以上組み合わせて使用しても良い。またこれらの分散樹脂は、そのまま使用しても良いし、適当な溶剤に溶解したワニスとして使用しても良い。 In order to finely disperse zinc oxide or titanium oxide, it is preferable to use a dispersion resin. As a dispersion resin, -COOM, -SO 3 M, -PO (OM) 2 (M is a hydrogen atom or an alkali metal), - OH, -NRn (R is a hydrocarbon, n represents 2-3 integer), epoxy Those having at least one polar group selected from a group, a sulfobetaine group and the like are preferable. By having these polar functional groups, the interaction between the dispersion resin and the pigment is strengthened, and the dispersibility is improved. Moreover, in order to finally obtain a transparent coating film, these dispersion resins are preferably transparent. The acid value is preferably 5 or more when considering the dispersibility of the pigment and the adhesion to the substrate, and is preferably 130 or less when considering water resistance and compatibility with the film-forming material. The molecular weight is preferably 2000 to 20000 on a weight average. Below this, it is difficult to exhibit an effective steric hindrance effect when adsorbed on zinc oxide or titanium oxide, and it is difficult to obtain a good dispersion. Above this, the solubility in a solvent and the compatibility with a film-forming material are often poor, and the stability over time may be poor. Moreover, these dispersion resins may be used alone or in combination of two or more. These dispersion resins may be used as they are, or may be used as varnishes dissolved in an appropriate solvent.
本発明における一般式［１］で表される化合物については、Ｒ1は炭素数１０から１５の置換もしくは未置換のアルキル基が好ましく、炭素数１２から１５の置換もしくは未置換のアルキル基が更に好ましい。Ｒ2は炭素数１から５の置換もしくは未置換のアルキル基が好ましく、炭素数２から４の置換もしくは未置換のアルキル基が更に好ましい。Ｒ3は炭素数３の置換もしくは未置換のメチレン炭素鎖が最も好ましい。 In the compound represented by the general formula [1] in the present invention, R 1 is preferably a substituted or unsubstituted alkyl group having 10 to 15 carbon atoms, and further a substituted or unsubstituted alkyl group having 12 to 15 carbon atoms. preferable. R 2 is preferably a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a substituted or unsubstituted alkyl group having 2 to 4 carbon atoms. R 3 is most preferably a substituted or unsubstituted methylene carbon chain having 3 carbon atoms.
一般式［１］の置換アルキル基における置換基としては、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、置換もしくは未置換のアルキル基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアルコキシル基、置換もしくは未置換のアリールオキシ基、置換もしくは未置換のアルキルチオ基、置換もしくは未置換のアリールチオ基、置換もしくは未置換のシクロヘキシル基、または、置換もしくは未置換の複素環基等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の一般式［１］の化合物は、例えば特開昭６３−５３５４４等に記載の方法で合成することが出来る。
本発明の一般式［１］の化合物の代表例を有機化合物［１］〜有機化合物［１３］として具体的に例示するが、これらに限定されるものではない。
Examples of the substituent in the substituted alkyl group of the general formula [1] include halogen, cyano group, nitro group, substituted or unsubstituted alkyl group, substituted or unsubstituted aryl group, substituted or unsubstituted alkoxyl group, substituted or unsubstituted Examples include, but are not limited to, a substituted aryloxy group, a substituted or unsubstituted alkylthio group, a substituted or unsubstituted arylthio group, a substituted or unsubstituted cyclohexyl group, or a substituted or unsubstituted heterocyclic group. It is not something.
The compound of the general formula [1] of the present invention can be synthesized, for example, by the method described in JP-A-63-53544.
Representative examples of the compound of the general formula [1] of the present invention are specifically exemplified as the organic compound [1] to the organic compound [13], but are not limited thereto.
本発明のコーティング組成物に用いる溶剤としては、酸化亜鉛もしくは酸化チタンを分散する樹脂、塗膜形成性材料、一般式［１］で表される化合物を溶解するものであれば特に制限はなく、ケトン類、エーテル類、エステル類、アルコール類、芳香族有機溶剤類等種々のものが使用できる。 The solvent used in the coating composition of the present invention is not particularly limited as long as it dissolves a resin in which zinc oxide or titanium oxide is dispersed, a film-forming material, and a compound represented by the general formula [1]. Various compounds such as ketones, ethers, esters, alcohols, and aromatic organic solvents can be used.
本発明における塗膜形成性材料としては、酸化亜鉛もしくは酸化チタンを分散するために用いた分散樹脂と相溶するものであれば特に制限はなく、分散樹脂をそのまま用いても良いが、塗膜物性を考慮し、機械物性、耐熱性、耐光性、密着性等、用途に合った特性も持った材料を選定する事が望ましい。例えば、熱硬化型や溶剤が蒸発することにより硬化するアクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等、塗料用として一般的に使用されている樹脂を用いることもできるが、これに限定されるものではない。また、塗膜を活性エネルギー線により硬化する場合には、硬化樹脂としては、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート等が挙げられるがこれに限定されるものではない。
本発明のコーティング組成物は、その耐候性を向上させるために、ＨＡＬＳ（ヒンダードアミン系光安定剤）や有機系ＵＶ吸収剤等を添加することが出来る。
The coating film-forming material in the present invention is not particularly limited as long as it is compatible with the dispersion resin used for dispersing zinc oxide or titanium oxide, and the dispersion resin may be used as it is. In consideration of physical properties, it is desirable to select materials that have properties that match the application, such as mechanical properties, heat resistance, light resistance, and adhesion. For example, resins that are commonly used for paints such as acrylic resin, urethane resin, melamine resin, polyester resin, epoxy resin, butyral resin, silicone resin, fluorine resin, etc. However, it is not limited to this. Moreover, when hardening a coating film with an active energy ray, as curable resin, although urethane acrylate, epoxy acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, etc. are mentioned, it is not limited to this.
In order to improve the weather resistance of the coating composition of the present invention, HALS (hindered amine light stabilizer), an organic UV absorber and the like can be added.
本発明に用いる酸化亜鉛もしくは酸化チタンは、予めカップリング剤、オルガノシリコーン、高級脂肪酸、リン酸エステルおよび高級アルコール等で疎水化処理されていても良い。例えばカップリング剤は、シラン系、チタネート系、アルミキレート系のいずれでも良く、具体的にはメチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシラン、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、Ｎ(２−アミノエチル)−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ(２−アミノエチル)−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２-（３、４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ（N-アミドエチル・アミノエチル）チタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネートアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等がある。 Zinc oxide or titanium oxide used in the present invention may be previously hydrophobized with a coupling agent, organosilicone, higher fatty acid, phosphate ester, higher alcohol, or the like. For example, the coupling agent may be any of silane, titanate, and aluminum chelate. Specifically, methyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldimethoxylane, tetraethoxysilane, tetramethoxysilane , Phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, N (2-aminoethyl) -3- Aminopropylmethyldimethoxysilane, N (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3- Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, isopropyltri Isostearoyl titanate, isopropyltridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyltris (dioctylpyrophosphate) titanate, tetraisopropylbis (dioctylphosphite) titanate, tetraoctylbis (ditridecylphosphite) titanate, bis (dioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate , Bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, isopropyl trioctanoyl tita Isopropyl dimethacrylisostearoyl titanate, isopropyl isostearoyl diacryl titanate, isopropyl tri (dioctyl phosphate) titanate, isopropyl tricumyl phenyl titanate, isopropyl tri (N-amidoethyl aminoethyl) titanate, dicumyl phenyloxyacetate titanate, di Examples include isostearoyl ethylene titanate acetoalkoxy aluminum diisopropylate.
酸化亜鉛もしくは酸化チタンの疎水化処理方法としては、従来公知の方法を用いることができる。すなわち、カップリング剤等の処理剤と顔料を湿式または乾式で各種混合分散機により、混合、粉砕、加熱等の処理をする。具体的には、湿式処理ではペイントコンディショナー（レッドデビル社製）、ボールミル、サンドミル（シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」等）、アトライター、パールミル（アイリッヒ社製「ＤＣＰミル」等）、コボールミル、ホモミキサー、ホモジナイザー（エム・テクニック社製「クレアミックス」等）、湿式ジェットミル（ジーナス社製「ジーナスＰＹ」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」等）等を用いることができ、また乾式処理では、ペイントコンディショナー（レッドデビル社製）、ボールミル、アトライター、ニーダー、ローラーミル、石臼式ミル、ハイブリダイザー（（株）奈良機械製作所）、メカノマイクロス（（株）奈良機械製作所）、メカノフュージョンシステムＡＭＳ（ホソカワミクロン（株））等が使用できるがこれらに限定されるものではない。 As a method for hydrophobizing zinc oxide or titanium oxide, a conventionally known method can be used. That is, a treatment agent such as a coupling agent and a pigment are wet, dry, or mixed, pulverized, or heated by various mixing and dispersing machines. Specifically, in wet processing, paint conditioner (manufactured by Red Devil), ball mill, sand mill (such as “Dyno mill” manufactured by Shinmaru Enterprises), attritor, pearl mill (such as “DCP mill” manufactured by Eirich), coball mill, Homomixers, homogenizers (such as “Clairemix” manufactured by M Technique), wet jet mills (such as “Genus PY” manufactured by Genus, “Nanomizer” manufactured by Nanomizer, etc.), etc. can be used. Conditioner (manufactured by Red Devil), ball mill, attritor, kneader, roller mill, millstone mill, hybridizer (Nara Machinery Co., Ltd.), Mechano Micros (Nara Machinery Co., Ltd.), Mechano Fusion System AMS ( Hosokawa Micron Corporation) There is not intended to be limited to be used.
酸化亜鉛もしくは酸化チタンの含有量は、充分な波長カット能を得るために、コーティング組成物の不揮発分重量を基準として、３０重量％以上が好ましく、４０重量％以上が更に好ましい。ただし、酸化亜鉛もしくは酸化チタンが多すぎると塗膜強度が落ちてしまうため、６０重量％以下とすることが好ましい。
また、一般式［１］で表される有機化合物の含有量は、４０５ｎｍまでの波長を充分にカットするために、コーティング組成物の不揮発分重量を基準として、０．３重量％以上が好ましく、２．０重量％以上が更に好ましい。ただし、一般式［１］で表される有機化合物を多量に添加すると塗膜の着色が目立つため、５．０重量％以下とすることが好ましい。
The content of zinc oxide or titanium oxide is preferably 30% by weight or more, and more preferably 40% by weight or more based on the non-volatile content of the coating composition in order to obtain sufficient wavelength cutting ability. However, if the amount of zinc oxide or titanium oxide is too much, the coating film strength decreases, so it is preferably 60% by weight or less.
The content of the organic compound represented by the general formula [1] is preferably 0.3% by weight or more based on the non-volatile content of the coating composition in order to sufficiently cut the wavelength up to 405 nm. More preferably, it is 2.0% by weight or more. However, when a large amount of the organic compound represented by the general formula [1] is added, the coating film becomes conspicuous, and therefore it is preferably 5.0% by weight or less.
本発明のコーティング組成物について、酸化亜鉛もしくは酸化チタンを分散するには、メディア型分散機を使用することが出来る。また、酸化亜鉛もしくは酸化チタンと、樹脂と、溶剤とを２本ロールにより混練し固形チップとした後、該固形チップを溶剤に分散し製造することも出来る。
本発明におけるにおけるメディア型分散機としては、特に限定されるものではないが、サンドミル、アトライター、ＤＣＰミル等のビーズミルを使用することが好ましい。またメディアとしては、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ等が使用できる。酸化亜鉛もしくは酸化チタンを高度に分散させるためには、ビーズ径は０．３ｍｍ以下が好ましく、０．１ｍｍ以下がさらに好ましい。
In the coating composition of the present invention, a media type disperser can be used to disperse zinc oxide or titanium oxide. Alternatively, zinc oxide or titanium oxide, a resin, and a solvent can be kneaded with two rolls to form a solid chip, and then the solid chip can be dispersed in a solvent for production.
The media type disperser in the present invention is not particularly limited, but it is preferable to use a bead mill such as a sand mill, an attritor or a DCP mill. As the media, glass beads, zirconia beads, alumina beads and the like can be used. In order to highly disperse zinc oxide or titanium oxide, the bead diameter is preferably 0.3 mm or less, more preferably 0.1 mm or less.
本発明における２本ロールによる混練処理は、２本ロールによるせん断力を利用して酸化亜鉛もしくは酸化チタンの凝集体を解砕しつつ、粒子表面に分散樹脂を吸着させるものである。先ず、酸化亜鉛もしくは酸化チタン１００重量部に対し、分散樹脂５〜５０重量部 (固形分換算)、好ましくは１０〜４０重量部を常温もしくは加熱下で混合し、均質な混合物を作る。せん断力を効率よく混練物与える為に、分散樹脂のＴｇは０℃〜１００℃が好ましく、また、酸化亜鉛もしくは酸化チタンへの吸着性を上げる為に酸価５〜１３０が好ましい。尚、このとき溶剤を加え湿潤混合物としても良い。溶剤としては、メチルエチルケトン等のケトン類、エチルアルコール等のアルコール類、酢酸エチル等のエステル類、その他エーテル類、芳香族類等の有機溶剤が使用できるが特に限定されない。また、特に表面が疎水化処理されていない酸化亜鉛もしくは酸化チタンを用いる場合は、水を使用しても良いが、最終的な用途に合わせて溶剤を選択することが好ましい。溶剤の添加量は、用いる粉体や樹脂によって異なるが、酸化亜鉛もしくは酸化チタン１００重量部に対して、溶剤を０〜５０重量部添加する。 The kneading treatment with the two rolls in the present invention is to adsorb the dispersion resin on the particle surfaces while crushing the aggregates of zinc oxide or titanium oxide using the shearing force of the two rolls. First, 5 to 50 parts by weight (in terms of solid content), preferably 10 to 40 parts by weight of a dispersion resin are mixed with 100 parts by weight of zinc oxide or titanium oxide at room temperature or under heating to form a homogeneous mixture. In order to efficiently give a kneaded product with a shearing force, the dispersion resin preferably has a Tg of 0 ° C. to 100 ° C., and preferably has an acid value of 5 to 130 in order to increase the adsorptivity to zinc oxide or titanium oxide. At this time, a solvent may be added to form a wet mixture. Examples of the solvent include, but are not limited to, ketones such as methyl ethyl ketone, alcohols such as ethyl alcohol, esters such as ethyl acetate, and other organic solvents such as ethers and aromatics. In particular, when zinc oxide or titanium oxide whose surface is not subjected to a hydrophobic treatment is used, water may be used, but it is preferable to select a solvent in accordance with the final use. Although the addition amount of a solvent changes with powders and resin to be used, 0-50 weight part of solvent is added with respect to 100 weight part of zinc oxide or titanium oxide.
酸化亜鉛もしくは酸化チタンと分散樹脂および溶剤の重量比が上記の範囲を超えると、次の２本ロールによる混練処理工程の作業性が悪化する。また、特に酸化亜鉛もしくは酸化チタンに対して分散樹脂量が少ない場合には、得られるコーティング組成物の分散安定化が低下する。こうして得られた混合物を、加熱温度４０〜２００℃、回転速度を１０〜５０ｒｐｍとした２本ロールにて複数回混練処理し、断片状もしくはシート状の混練物を得る。混練回数は、希望とする混練度に応じて任意に設定できる。得られた混練物がシート状の場合は、粉砕して粉状または断片状とした後に、次の溶解、分散工程に使用するのが好ましい。シート状の混練物を粉砕する方法としては、通常の粉砕機を用いればよく、特に限定されない。 When the weight ratio of zinc oxide or titanium oxide to the dispersion resin and the solvent exceeds the above range, the workability of the next kneading process step with two rolls deteriorates. In particular, when the amount of the dispersed resin is small with respect to zinc oxide or titanium oxide, the dispersion stability of the resulting coating composition is lowered. The mixture thus obtained is kneaded a plurality of times with two rolls at a heating temperature of 40 to 200 ° C. and a rotation speed of 10 to 50 rpm to obtain a fragment-like or sheet-like kneaded product. The number of kneading can be arbitrarily set according to the desired degree of kneading. When the obtained kneaded material is in the form of a sheet, it is preferably used in the subsequent dissolution and dispersion steps after being pulverized into powder or fragments. A method for pulverizing the sheet-like kneaded material is not particularly limited, and an ordinary pulverizer may be used.
上記の２本ロールによる混練処理によって得られた混練物を、溶剤および塗膜形成性材料に分散することで液状のコーティング組成物を得る。溶剤は、コーティング組成物の全量を基準（１００重量％）として、２０〜８０重量％の量で用いることができる。
２本ロールによる混練処理によって得られた混練物を、溶剤および塗膜形成性材料に分散する方法としては、上記混練物をディゾルバー等の高速攪拌機を用いて溶剤および塗膜形成性材料に分散するが、その後各種分散機で更に分散処理をすることが、均一且つ微細な分散体を得るのに好ましい。特に、作業性を考えた場合は、サンドミル、アトライター、ＤＣＰミル等のビーズミルを使用することが好ましい。その場合に使用するビーズ径は、酸化亜鉛もしくは酸化チタンをより高度に分散させるためには、０．３ｍｍ以下が好ましく、０．１ｍｍ以下がさらに好ましい。
A liquid coating composition is obtained by dispersing the kneaded material obtained by the kneading treatment with the two rolls in a solvent and a film-forming material. The solvent can be used in an amount of 20 to 80% by weight based on the total amount of the coating composition (100% by weight).
As a method of dispersing the kneaded material obtained by the kneading treatment with two rolls in the solvent and the film-forming material, the kneaded material is dispersed in the solvent and the film-forming material using a high-speed stirrer such as a dissolver. However, further dispersion treatment with various dispersers is preferable to obtain a uniform and fine dispersion. In particular, when workability is considered, it is preferable to use a bead mill such as a sand mill, an attritor, or a DCP mill. In this case, the bead diameter used is preferably 0.3 mm or less, and more preferably 0.1 mm or less in order to disperse zinc oxide or titanium oxide more highly.
本発明のコーティング組成物を塗布した紫外線吸収性基材に使用出来る基材としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ポリカーボネート等のプラスチック基材、またはガラス基材等が挙げられるが、可視光領域での透明性が良好でコーティング組成物を塗布出来るものであればこれに限定されるものではない。
本発明のコーティング組成物は、４０５ｎｍ以下の光を吸収し透明性も高いため、窓ガラス等に塗布するとＵＶ−Ａ領域までの紫外線を効率的にカット出来る。また、昆虫が好む４０５ｎｍ以下の光を吸収することから、照明器具の内部に４０５ｎｍ以下の光を発する光源を有し、さらに透光部にガラス等の透光カバーを有する照明器具に、透光カバーの両面若しくは内外面の少なくとも片面に塗工して使用すると、防誘虫効果が得られる。
Examples of the substrate that can be used for the ultraviolet absorbing substrate to which the coating composition of the present invention is applied include plastic substrates such as PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), and polycarbonate, or glass substrates. However, it is not limited to this as long as the transparency in the visible light region is good and the coating composition can be applied.
Since the coating composition of the present invention absorbs light of 405 nm or less and has high transparency, it can efficiently cut ultraviolet rays up to the UV-A region when applied to a window glass or the like. In addition, since it absorbs light of 405 nm or less preferred by insects, it has a light source that emits light of 405 nm or less inside the luminaire, and further has a translucent cover such as glass in the translucent part. When applied to at least one side of the cover or at least one of the inner and outer surfaces, an anti-insect insect effect can be obtained.
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。実施例中、部は重量部、％は重量％を表す。塗膜の各波長における透過率（透過スペクトル）については、基材(１００μｍのPETフィルム)に塗布した膜厚１０μｍの塗膜を分光光度計（日立社製、Ｕ-３５００）で測定した。また、塗膜ヘイズ値は濁色計（日本電色工業社製、ＮＤＨ３００Ａ）で測定した。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in more detail based on an Example, this invention is not limited to an Example. In the examples, parts represent parts by weight, and% represents% by weight. About the transmittance | permeability (transmission spectrum) in each wavelength of a coating film, the coating film with a film thickness of 10 micrometers apply | coated to the base material (100-micrometer PET film) was measured with the spectrophotometer (the Hitachi make, U-3500). Moreover, the coating-film haze value was measured with the turbidimeter (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. make, NDH300A).
［実施例１］
酸化チタン（平均一次粒子径３０ｎｍ、テイカ社製「ＭＴ−５００ＨＤ」）１００部と分散剤（味の素ファインテクノ社製「ＰＢ８２１」）２０部およびメチルエチルケトン８０部を混合し、１ｍｍジルコニアビーズをメディアとしてペイントシェーカーで分散した。本分散体を更に０．３ｍｍジルコニアビーズを用いて分散し、酸化チタン分散体を得た。本分散体に、有機化合物［１］２部およびアクリル樹脂（大日本インキ化学社製「アクリディックＡ−４０５」）１１２部およびメラミン樹脂（三井サイテック社製「サイメル３０３」）２４部を加え、高速ディスパーを用いて攪拌しコーティング組成物Ａを得た。
次に、コーティング組成物Ａを１００μｍのＰＥＴフィルムに塗布し、１４０℃で５分間加熱処理し、膜厚約１０μｍの塗膜Ａを得た。塗膜Ａの透過スペクトルを測定した結果、４０５ｎｍの波長の透過率は２％以下であり、４３０ｎｍでの透過率は８５％であった。また、塗膜のヘイズ値は２．１％であった。
[Example 1]
Mix 100 parts of titanium oxide (average primary particle size 30 nm, “MT-500HD” manufactured by Teika Co., Ltd.), 20 parts of dispersant (“PB821” manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co.) and 80 parts of methyl ethyl ketone, and paint using 1 mm zirconia beads as a medium. Dispersed with a shaker. This dispersion was further dispersed using 0.3 mm zirconia beads to obtain a titanium oxide dispersion. To this dispersion, 2 parts of an organic compound [1], 112 parts of an acrylic resin (“Acridic A-405” manufactured by Dainippon Ink & Chemicals) and 24 parts of a melamine resin (“Cymel 303” manufactured by Mitsui Cytec) were added. The coating composition A was obtained by stirring using a high-speed disper.
Next, the coating composition A was applied to a 100 μm PET film and heat-treated at 140 ° C. for 5 minutes to obtain a coating film A having a thickness of about 10 μm. As a result of measuring the transmission spectrum of the coating film A, the transmittance at a wavelength of 405 nm was 2% or less, and the transmittance at 430 nm was 85%. Moreover, the haze value of the coating film was 2.1%.
［実施例２］
酸化亜鉛（平均一次粒子径２０ｎｍ、テイカ社製「ＭＺ−５０５Ｍ」）１００部と分散剤（、ビックケミージャパン社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１８０」）２０部およびメチルエチルケトン８０部を混合し、１ｍｍジルコニアビーズをメディアとしてペイントシェーカーで分散した。本分散体を更に０．１ｍｍジルコニアビーズを用いて分散し、酸化亜鉛分散体を得た。本分散体に、有機化合物［２］３部およびバインダーであるアクリル樹脂（大日本インキ化学社製「アクリディック５４−１７２−６０」）９３部およびメラミン樹脂（三井サイテック社製「サイメル３０３」）２４部を加え、高速ディスパーを用いて攪拌しコーティング組成物Ｂを得た。
次に、コーティング組成物Ｂを１００μｍのＰＥＴフィルムに塗布し、１４０℃で５分間加熱処理し、膜厚約１０μｍの塗膜Ｂを得た。塗膜Ｂの透過スペクトルを測定した結果、４０５ｎｍの波長の透過率は２％以下であり、４３０ｎｍでの透過率は８９％であった。また、塗膜のヘイズ値は０．９％であった。
[Example 2]
100 parts of zinc oxide (average primary particle size 20 nm, “MZ-505M” manufactured by Teica), 20 parts of a dispersant (“Disperbyk180” manufactured by BYK Japan) and 80 parts of methyl ethyl ketone are mixed, and 1 mm zirconia beads are used as media. Dispersed with a paint shaker. This dispersion was further dispersed using 0.1 mm zirconia beads to obtain a zinc oxide dispersion. In this dispersion, 3 parts of an organic compound [2] and 93 parts of an acrylic resin (“Acridic 54-172-60” manufactured by Dainippon Ink & Chemicals) and a melamine resin (“Cymel 303” manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.) 24 parts were added and stirred using a high-speed disper to obtain coating composition B.
Next, the coating composition B was applied to a 100 μm PET film and heat-treated at 140 ° C. for 5 minutes to obtain a coating film B having a thickness of about 10 μm. As a result of measuring the transmission spectrum of the coating film B, the transmittance at a wavelength of 405 nm was 2% or less, and the transmittance at 430 nm was 89%. The haze value of the coating film was 0.9%.
［実施例３］
酸化亜鉛（平均一次粒子２０ｎｍ、堺化学社製「ＦＩＮＥＸ−５０Ｗ−ＬＰ２」）１００部と分散剤（ビックケミージャパン社製「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ１８０」）２５部およびエタノール１５部を室温下で混合し、均質な湿潤混合物を得た。この湿潤混合物を８０℃に加温した２本ロールで繰り返し混練処理し、固形分９８％の固形の混練物を得た。続いて、トルエン３０部、酢酸エチル３０部の混合液に、混練物５０部を、高速ディスパーを用いて分散した後にガラス瓶に仕込み、さらに有機化合物［３］１．５部およびアクリル樹脂（大日本インキ化学社製「アクリディックＡ−４１３−７０Ｓ」）４０部およびメラミン樹脂（三井サイテック社製「サイメル３０３」）１２部を加え、１．０ｍｍジルコニアビーズをメディアとしてペイントシェーカーで更に分散しコーティング組成物Ｃを得た。
次に、コーティング組成物Ｃを１００μｍのＰＥＴフィルムに塗布し、１４０℃で５分間加熱処理し、膜厚約１０μｍの塗膜Ｃを得た。塗膜Ｃの透過スペクトルを測定した結果、４０５ｎｍの波長の透過率は１．０％以下であり、４３０ｎｍでの透過率は８４％であった。また、塗膜のヘイズ値は１．６％であった。
[Example 3]
100 parts of zinc oxide (average primary particle 20 nm, “FINEX-50W-LP2” manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.), 25 parts of a dispersant (“Disperbyk180” manufactured by Big Chemie Japan) and 15 parts of ethanol are mixed at room temperature, and homogeneous. A wet mixture was obtained. This wet mixture was repeatedly kneaded with two rolls heated to 80 ° C. to obtain a solid kneaded product having a solid content of 98%. Subsequently, 50 parts of the kneaded material was dispersed in a mixed solution of 30 parts of toluene and 30 parts of ethyl acetate using a high-speed disper and then charged into a glass bottle. Further, 1.5 parts of the organic compound [3] and acrylic resin (Dainippon) 40 parts of “Acridic A-413-70S” manufactured by Ink Chemical Co., Ltd.) and 12 parts of melamine resin (“Cymel 303” manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.) are added, and further dispersed with a paint shaker using 1.0 mm zirconia beads as a coating composition. Product C was obtained.
Next, the coating composition C was applied to a 100 μm PET film and heat-treated at 140 ° C. for 5 minutes to obtain a coating film C having a thickness of about 10 μm. As a result of measuring the transmission spectrum of the coating film C, the transmittance at a wavelength of 405 nm was 1.0% or less, and the transmittance at 430 nm was 84%. Moreover, the haze value of the coating film was 1.6%.
［比較例１］
攪拌機および循環器つきの１０００ｍｌ丸底フラスコに、溶媒となるシクロヘキサノン５８．５ｇ 、ジアセトンアルコール１５０ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテル３９０ｇを加え、常温で攪拌しながらアクリル樹脂（三菱レイヨン社製「ＢＲ−８５レジン」）４５．５ｇを投入、さらに攪拌を続けながら蛍光増白剤（チバスペシャリティケミカルズ社製「UVITEX−OB」）３．２５g 、紫外線吸収剤（チバスペシャリティケミカルズ社製「ＴＩＮＵＶＩＮ３２７」）３．２５ｇを添加し、オイルバスで約３０分程度かけて約９５℃程度に昇温後、約３０分程度保持して完全に溶解させてコーティング組成物Ｄを得た。
次に、コーティング組成物Ｄを１００μｍのＰＥＴフィルムに塗布し、膜厚約１０μｍの塗膜Ｄを得た。塗膜Ｄの透過スペクトルを測定した結果、４０５ｎｍの透過率は１１．６％、４３０ｎｍでの透過率は８０％であり、４０５ｎｍのカット能が本発明のコーティング組成物を塗工した塗膜と比較すると劣っていた。また、塗膜Ｄは、ヘイズ値が３．１％であり、強い太陽光もしくは明るい照明下では、本発明のコーティング組成物を塗工した塗膜と比較すると、目視確認で蛍光増白剤の蛍光発光により塗膜にやや青白いくもりがあった。
[Comparative Example 1]
To a 1000 ml round bottom flask equipped with a stirrer and a circulator, 58.5 g of cyclohexanone as a solvent, 150 g of diacetone alcohol, and 390 g of propylene glycol monomethyl ether were added, and acrylic resin (“BR-85 resin” manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) was stirred at room temperature. ) 45.5 g was added, and while continuing stirring, 3.25 g of a fluorescent brightening agent (“UVITEX-OB” manufactured by Ciba Specialty Chemicals) and 3.25 g of an ultraviolet absorber (“TINUVIN327” manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were added. Then, the temperature was raised to about 95 ° C. over about 30 minutes in an oil bath, and then kept for about 30 minutes for complete dissolution to obtain a coating composition D.
Next, the coating composition D was applied to a 100 μm PET film to obtain a coating film D having a thickness of about 10 μm. As a result of measuring the transmission spectrum of the coating film D, the transmittance at 405 nm was 11.6%, the transmittance at 430 nm was 80%, and the coating ability of the coating composition of the present invention having a cutting ability of 405 nm was It was inferior when compared. In addition, the coating film D has a haze value of 3.1%, and under strong sunlight or bright illumination, when compared with the coating film coated with the coating composition of the present invention, the fluorescent whitening agent is visually confirmed. The coating film was slightly pale due to fluorescence.
以上の通り、本発明のコーティング組成物およびそれを塗工した基材は、４０５nm以下の領域の波長の光を効率的に吸収し、かつ可視領域での透明性に優れており、各種の波長カット用途において非常に有用である。 As described above, the coating composition of the present invention and the base material coated with the coating composition efficiently absorb light having a wavelength of 405 nm or less and have excellent transparency in the visible region. Very useful in cutting applications.
Claims (5)
一般式［１］
General formula [1]
The ultraviolet absorptive base material which apply | coated the coating composition of any one of Claim 1 thru | or 4 to the plastic base material or the glass base material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006160596A JP2007326986A (en) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | Coating composition and ultraviolet absorbing substrate coated with the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2007326986A true JP2007326986A (en) | 2007-12-20 |
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ID=38927675
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| JP2006160596A Pending JP2007326986A (en) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | Coating composition and ultraviolet absorbing substrate coated with the same |
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| JP (1) | JP2007326986A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010043208A (en) * | 2008-08-14 | 2010-02-25 | Teijin Dupont Films Japan Ltd | Laminated film |
-
2006
- 2006-06-09 JP JP2006160596A patent/JP2007326986A/en active Pending
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