JP2008518809A - 光可逆変色特性を有するアクリルガラス - Google Patents

Abstract

本発明は、光可逆変色特性を有するポリメチルメタクリレート、その製造方法及びその使用に関する。

Description

本発明は、光可逆変色特性を有するアクリルガラス、その製造方法及びその使用に関する。

光に依存して色調及び強度の変化を示す色素が長きにわたって既に存在する。これらの色素をプラスチック中に使用することは公知である。しかしながら、これらの色素はどのプラスチックマトリックス中にも導入できるわけではない。この作用を発揮させるために、この色素分子に、これが異性によりこの色効果を発揮できるだけの移動性を与えなければならない。多くの場合、ポリウレタンが使用される。それというのも、これらはこの色素に好適なマトリックスを提供するからである。

ポリメチルメタクリレートは、その硬度により、プラスチックマトリックスとしてこの色素に好適ではない。それというのも、ポリメチルメタクリレートはこの色素分子に必要な移動自由度を与えないからである。大量の可塑剤又は可塑性コモノマーの添加により、この系は有効になる。しかしこの場合、この材料が軟質になるので、それぞれの適用のための要求にもはや適合しない。

従って本発明の課題は、光可逆変色特性を有するポリメチルメタクリレートを製造することであった。

前記課題は、２つのポリメチルメタクリレートプレートと、光可逆変色性色素を含有する中間層とを含有するポリメチルメタクリレートサンドイッチにより解決された。

驚くべきことに、サンドイッチ構造を用いれば、光可逆変色特性を有するポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を製造することができることを見出した。この場合、両方の外側のＰＭＭＡプレートは機械的安定性をもたらし、軟質中間層は光可逆変色色素の導入を可能にする。

この外側のＰＭＭＡプレートは公知の添加剤を用いて変性することができることを見出した。好ましくは、光保護剤を添加することができる。特に好ましくは、短波長ＵＶ光のみのフィルタである添加剤、例えばビスオキサニリン（Ｂｉｓｏｘａｎｉｌｉｎｅ）又はＨＡＬＳ（ヒンダードアミン光安定剤（Ｈｉｎｄｅｒｅｄ Ａｍｉｎ Ｌｉｇｈｔ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ））の群からの化合物である。

更に、ＰＭＭＡプレートはＵＶ光透過性の色素を含有してよい。

中間層は、異性により変色を生じさせるのに十分な移動性を色素分子が保つように軟質でなければならない。

驚くべきことに、この中間層には、可塑剤及び／又はコモノマーを有するポリメチルメタクリレートが好適であることを見出した。可塑剤としては、全種の市販の添加剤、例えばアジペート、フタレート、ホスフェート又はシトレートを使用することができる。特に好ましくは、ジ−ｎ−ブチルアジペート及びジイソブチルフタレートを可塑剤として添加する。

コモノマーとしては、多種のＰＭＭＡ適合性モノマーを使用することができる。アクリレート又はそれより高級のアルキル化メタクリレートのクラスからの化合物が特に好適である。

中間層は、完全にポリアクリレート又はそれより高級なアルキル化ポリメタクリレートからなっていてもよいことを見出した。特にプロピル−、ブチル−及びそれより長鎖のメタクリレートが好適であることが示された。

この中間層には、全種の公知の光可逆変色色素を導入することができる。好ましくは、スピロ−ナフトオキサジン及びナフトピランの群からの色素を使用する。特に好ましくは、Ｆａ．Ｊ．Ｒｏｂｉｎｓｏｎ社の（ハダースフィールド、英国）の光互変性のＲｅｖｅｒｓａｃｏｌ色素、例えばＧｒａｙ２１９、Ｇｒａｙ２０８、Ｇｒａｙ３０６、Ｇｒａｙ１９５、Ｂｒｏｗｎ１０５、Ｆｌａｍｍｅ２９Ｂ、Ｓｅａ Ｇｒｅｅｎ５、Ｖｅｌｖｅｔ Ｂｌｕｅ、Ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ、Ｇｒａｐｈｉｔｅ及びＰａｌａｔｉｎａｔｅ Ｐｕｒｐｌｅである。

これらの色素を、プラスチックマトリックスにその層厚に応じて添加する。厚さが小さければ、高濃度が必要になる。例えば３ｍｍの厚さの場合には、この色素を０．００１〜０．３％の量で添加する。層厚が小さい場合には、１０％までの色素を添加してよい。この中間層の厚さが０．０１〜５ｍｍである場合、良好な光可逆変色特性が示されることを見出した。層厚が０．１〜３ｍｍの場合に、非常に良好な結果が達せられた。種々の色素の混合物を使用してもよい。

本発明にかかるサンドイッチは、種々の方法を用いて製造することができることを見出した。特に好適であるのは、注型室法（Ｋａｍｍｅｒｇｕｓｓｖｅｒｆａｈｒｅｎ）である。この場合、ポリメチルメタクリレートプレートを別個に注型室工程において製造する。このプレートの厚さに応じて、加熱の温度及び時間を設定する。市販の添加剤、例えばＵＶフィルタ、開始剤、色素又は安定剤を添加してよい。次いで中間層を、適切な添加剤、例えば光可逆変色性色素及び場合により可塑剤と一緒にポリメチルメタクリレートプレートの間に流し込む。膨脹工程を介して、結合物が製造される。この膨脹を調節するために、このＰＭＭＡプレートに架橋剤を添加することができる。

更に、本発明にかかるサンドイッチを製造するために内部同時押出法（Ｉｎｎｅｎ−Ｃｏｅｘｔｒｕｓｉｏｎｖｅｒｆａｈｒｅｎ）が好適である。ＥＰ１２７０１７６には、多層の中空室形材プレートの製造方法が記載されている。この場合、プラスチック溶融物の同時押出及び押出金型の使用及び引き続いての得られた押出物のサイジングにより、上層及び下層がこのプラスチック溶融物から、かつ中空室形材の内側に位置しかつこのプラスチック溶融物からなる層が製造される。この方法により本発明にかかるサンドイッチは、適合する押出金型を用いて製造することができる。

従って、本発明の一部は、本発明にかかるサンドイッチを製造するための注型室法及び内部同時押出法である。

光可逆変色性色素を有するポリメチルメタクリレートサンドイッチは、多方面で使用することができる。例えば、建築分野におけるそれ自体陰影の系、例えばグリーンハウス、温室、ガラス（例えば、天窓）、陳列窓のために使用することができる。

以下に与えられた例は、本発明のより十分な説明のために与えられるが、しかしながら本発明をこれに開示された特徴に限定するためには適したものではない。

実施例
実施例１
サンドイッチの外側ガラス用の無色アクリルガラス
９９８部のプレポリマーのメチルメタクリレート（粘度約１０００ｃＰ）中に、以下の添加剤を撹拌しつつ溶解させた：
２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）１部
グリコールジメタクリレート１部

場合により、更に光保護材を添加して、光互変性の内層を保護してよい。

これについては、ＨＡＬＳ製品、例えばＴｉｎｕｖｉｎ７７０及び、特に短波長ＵＶ範囲に作用するＵＶ吸収剤、例えばＳａｎｄｕｖｏｒ ＶＳＵが好適である。

この混合物を激しく撹拌し、３ｍｍの太さを有するコードで離隔された寸法４００×５００ｍｍのシリケートガラス室内に充填し、そして水浴中で４５℃で１６時間にわたって重合させる。最終重合は、加熱棚内で１１５℃で４時間にわたって実施する。

実施例２
サンドイッチの光互変性内層：
９９８８部のブチルメタクリレート中に以下の添加剤を撹拌しつつ溶解させた：
２，２’−アゾビス−（イソブチロニトリル）５部
２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）５部
Ｒｅｖｅｒｓａｃｏｌ Ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ Ｂｔ２７８／１３（Ｆａ．Ｊａｍｅｓ Ｒｏｂｉｎｓｏｎ社（英国）の光互変性色素）１部
Ｒｅｖｅｒｓａｃｏｌ Ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ Ｐａｌａｔｉｎａｔｅ Ｐｕｒｐｌｅ（Ｆａ．Ｊａｍｅｓ Ｒｏｂｉｎｓｏｎ社（英国）の光互変性色素）１部

この混合物を激しく撹拌し、３ｍｍの太さのコードで離隔された実施例１からの無色アクリルガラスからの室内に充填し、そして水浴中で５０℃で２２時間にわたって重合させる。

ポリメチルメタクリレートにとって一般的な大きい機械的耐性を有する澄明な淡黄色のプレートが得られる。このプレートは、太陽光での露光により、光強度に応じて約３０秒ないし２分後により顕著に強く呈色を示し、かつ緑褐色ないし褐色の色調を示す。

Claims (13)

1. ２つのポリメチルメタクリレートプレートと、光可逆変色性色素を含有する中間層とを含有するポリメチルメタクリレートサンドイッチ。
2. 中間層がポリアクリレート又はアルキル化ポリメタクリレート、好ましくはポリブチルメタクリレートを含有することを特徴とする、請求項１に記載のポリメチルメタクリレートサンドイッチ。
3. 中間層がコモノマーを含有することを特徴とする、請求項２に記載のポリメチルメタクリレートサンドイッチ。
4. 中間層が可塑剤を含有することを特徴とする、請求項１から３までの何れか１項に記載のポリメチルメタクリレートサンドイッチ。
5. 中間層がスピロ−ナフトオキサジン又はナフトピランを含有することを特徴とする、請求項１から４までの何れか１項に記載のポリメチルメタクリレートサンドイッチ。
6. 中間層が０．０１〜５ｍｍ、好ましくは０．１〜３ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１から５までの何れか１項に記載のポリメチルメタクリレートサンドイッチ。
7. 中間層が光可逆変色性色素を０．００１〜１０％の量で含有することを特徴とする、請求項６に記載のポリメチルメタクリレートサンドイッチ。
8. ポリメチルメタクリレートプレートが光保護剤を含有することを特徴とする、請求項１に記載のポリメチルメタクリレートサンドイッチ。
9. ポリメチルメタクリレートプレートが色素を含有することを特徴とする、請求項１に記載のポリメチルメタクリレートサンドイッチ。
10. ポリメチルメタクリレートプレートがコモノマー、特に架橋剤を含有することを特徴とする、請求項１に記載のポリメチルメタクリレートサンドイッチ。
11. 請求項１に記載のポリメチルメタクリレートサンドイッチの製造方法において、注型室工程において中間層を２つのポリメチルメタクリレートプレートの間に流し込み、そして加熱工程を介して互いに結合させることを特徴とする方法。
12. 請求項１に記載のポリメチルメタクリレートサンドイッチの製造方法において、内部同時押出により、中間層を有する２つのポリメタクリレートプレートを製造することを特徴とする方法。
13. ポリメチルメタクリレートサンドイッチを建築分野に用いる使用。