JP4571539B2 - 樹脂組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、UV光(紫外線)を吸収することができる組成物に関する。本発明の組成物は基板用の被覆材に処方して、被覆基板にUV抵抗性及び良好な耐候性を付与することができる。
UV光は人体、環境及び物質に多くの悪影響を及ぼす。例えば、人体はUV光に過剰にさらされると、白内障、皮膚癌、日焼け、及び皮膚の肥厚化を患い得る。物質が長期間UV光にさらされると、例えば黄変、脆化、及び変形するであろう。
UV光により引き起こされる損傷を減少させるために、人々は強力且つ有効なUV光吸収性材料、例えばUV光吸収剤、を探求している。しかしながら、UV吸収剤はベンゾトリアゾールのような有機物質であり、使用寿命が短く、耐用期間が短く、そして毒性を有するという不利点がある。これらの不利点を除くために、ナノメーター規模の無機微粒子が最近開発されて、UV光吸収剤に置き換えられた。
無機微粒子はUV光吸収剤に関連する不利点を克服しそしてUV光吸収剤よりも良いUV光吸収能力を有し得るが、それらは通常粉末又はゾル−ゲルの形態であり、結合剤を添加しないと基板に塗布するのが容易ではない。しかしながら、通常使用される結合剤は良好な耐候性をもたず、無機微粒子と通常使用される結合剤とを組み合わせて製造した被覆材は、酸化及び分解により老化、粉末化、及び亀裂が生じ、そして基板から剥がれさえもする。
広範の研究の後、無機微粒子を重合単位としてアクリレートモノマーを含む樹脂に添加すると、無機微粒子のUV光吸収性を保持することができるだけでなく、耐候性も改良することができることが見出だされた。本発明により提供される解決法は、従来技術に関連する上記の欠点を効果的に取り除き得る。
本発明の主目的は、無機微粒子と重合単位としてアクリレートモノマーを含有する樹脂とを含む、UV光を吸収することができる組成物を提供することである。本発明の組成物は基板に被覆する被覆材に処方して、被覆基板にUV抵抗性及び良好な耐候性を付与することができる。
本発明は、無機微粒子と重合単位としてアクリレートモノマーを含有する樹脂とを含む、UV光を吸収することができる組成物を提供する。
本発明の組成物に使用するUV光を吸収することができる無機微粒子は特定の制限を必要とせず、例えば酸化亜鉛、二酸化ケイ素、二酸化チタン、アルミナ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム又はそれらの混合物であり得るが、これらに限定されない。無機微粒子の大きさは通常1−100ナノメートル、好ましくは20−50ナノメートルの範囲である。
本発明の樹脂組成物中の無機微粒子の量は、組成物の全重量を基準として0.01−20重量%、好ましくは1−5重量%である。
本発明の組成物に適した樹脂は、重合単位として下記の一般式のアクリレートモノマーを含む:
〔式中、R1は水素又はメチル;そしてR2は水素、C6−C18芳香族基、C1−C18脂肪族基、式:Cn2nOHのヒドロキシアルキル基(ここで、nは2ないし10である)、NH2又はC1017である〕。
好ましくは、本発明の組成物中に使用されるアクリレートモノマーは、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、及び(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、並びにそれらの混合物から成る群から選ばれる。
本発明によると、重合単位としてアクリレートモノマーを含む樹脂は、アクリレートモノマーのみから形成されたポリマー、又はアクリレートモノマーと他のモノマー、例えばスチレン又は第3級カルボン酸エステル、から形成されたポリマーであってもよい。
本発明で使用するのに適した第3級カルボン酸エステルは下記の式:
〔式中、R3、R4及びR5は独立して、式Cm2m+1(式中、mは1〜15の整数である)の直鎖又は分岐鎖のアルキルを示し、そしてR6は下記の群:
から成る群から選ばれる基である。〕で表される。
好ましくは、第3級カルボン酸エステルは飽和第3級デカン酸ビニルエステル、飽和第3級ノナン酸ビニル、及び飽和第3級デカン酸エポキシプロピル、並びにそれらの混合物から成る群から選ばれる。
本発明の樹脂組成物における重合単位としてアクリレートモノマーを含む樹脂の量は、組成物の全重量を基準として99.99−70重量%、好ましくは99−90重量%である。
本発明の組成物は、分子間の化学結合によって結合剤と架橋結合を形成するように、場合によっては硬化剤を含んでもよい。本発明に適した硬化剤の種類は当業者によく知られており、例えばポリイソシアネートである。本発明の樹脂組成物中の硬化剤の量は、組成物の全重量を基準として0−10重量%、好ましくは1−5重量%の範囲である。
本発明の組成物は、それに当業者によく知られた添加剤を添加することにより被覆材に処方することができる。得られた被覆材は金属、合金、木製物品、プラスチック、ポリマーフィルム又は皮革物品のような適当な基板の表面に塗布して、基板の表面にUV吸収性及び良好な耐候性を付与することができる。
下記の実施例は単に本発明を例示するためのもので、本発明の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神から逸脱することなく当業者がなす種々の変更及び修正は本発明で意図されている。
実施例1
メチルエチルケトン及びトルエンそれぞれ31.3gをアクリレート樹脂(eterac7361、エターナル)(固体含量約50%)157.8gに加えた。混合物を(1000rpmで)撹拌した。次に、35nm酸化亜鉛/硫酸バリウムを合計3g及び硬化剤(desmodur3390、ベーヤー)15.2gを順次加えて、被覆材(固体含量40%)250.0gを形成し、それを次にUX−150(帝人)基板上に被覆した。乾燥後、10μmの被覆フィルムが得られた。7日間置いた後、該フィルムに対して耐候性試験を(キュー−パネル社からのQUV耐候性テスターを使用して)行った。試験結果を下記の表1に示す。
実施例2
実施例1の手順を、35nm酸化亜鉛/硫酸バリウム3gを使用しなかった以外は繰り返した。試験結果を下記の表1に示す。
実施例3
実施例1の手順を、35nm酸化亜鉛/硫酸バリウムをUV光吸収剤(Tinuvin1130、チバ)で置き換える以外は繰り返した。試験結果を下記の表1に示す。
実施例4
実施例1の手順を、アクリレート樹脂をスチレン−アクリレートコポリマー(eterac7315、エターナル)で置き換える以外は繰り返した。試験結果を下記の表1に示す。
実施例1と実施例2の結果を比較すると、無機微粒子をアクリレート樹脂に添加すると黄変に対する抵抗性が向上することが示される。
実施例1と実施例3の結果を比較すると、無機微粒子は有機UV光吸収剤よりも黄変に対する抵抗性に関してより良いことが示される。従って、無機微粒子は有機UV光吸収剤よりもUV光をよく吸収する。
実施例1と実施例4の結果を比較すると、スチレン−アクリレートコポリマーの使用もまた黄変に対する許容される抵抗性を達成することが示される。

Claims (6)

  1. a)0.01−20重量%の、粒径が20−100ナノメートルの範囲である、UV光吸収性の無機微粒子と、
    b)式I:
    〔式中、R1は水素又はメチル;そしてR2は水素、C6−C18芳香族基、C1−C18脂肪族基、式:Cn2nOHのヒドロキシアルキル基(ここで、nは2ないし10である)である〕のモノマーと
    飽和第3級デカン酸ビニルエステル、飽和第3級ノナン酸ビニル、及び飽和第3級デカン酸エポキシプロピル、並びにそれらの混合物から成る群から選ばれる第3級カルボン酸エステルのモノマーからなる樹脂を含む、
    99.99−70重量%の結合剤と
    c)分子間の化学結合によって結合剤と架橋結合を形成する、0−10重量%の硬化剤を含む、
    UV光を吸収することができる、基板上を被覆するための組成物。
  2. 上記無機微粒子が酸化亜鉛、二酸化ケイ素、二酸化チタン、アルミナ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、及びそれらの混合物から成る群から選ばれる請求項1記載の組成物。
  3. 上記無機微粒子の粒径が20−50ナノメートルの範囲である、請求項1記載の組成物。
  4. 上記式Iのモノマーが(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、及びそれらの混合物から成る群から選ばれる、請求項1記載の組成物。
  5. 請求項1記載の組成物を基板の表面に塗布することを含む、基板の表面の被覆方法。
  6. 上記基板が金属、合金、木製物品、プラスチック、ポリマーフィルム又は皮革物品である、請求項5記載の方法。
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