JPH03134069A

JPH03134069A - 退色防止塗料

Info

Publication number: JPH03134069A
Application number: JP27022189A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kishimoto; 淳岸本; Hirobumi Okuda; 博文奥田; Kanehiro Saito; 兼広斉藤; Tadashi Sakurai; 桜井　但
Original assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Priority date: 1989-10-19
Filing date: 1989-10-19
Publication date: 1991-06-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、紫外線遮蔽塗膜を透明に形成する退色防止塗
料に閃する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点］退色
が問題になるのは、各種インキ、塗料等の退色及び着色
プラスチック等の退色又はプラスチック等の黄変等の場
合である。これらが退色するのは、含有される塗料顔料
及び塗料染料が劣化したり、又はプラスチックの構造劣
化によるが、この主原因としては、紫外線の存在が挙げ
られる。そこで、紫外線を遮蔽し、可視光線を透過する
被膜を対象物上に作成すれば、生地の色を損なうことな
く、退色防止が可能になる。

従来、透明性を維持しながら退色防止する方法としては
、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリチレ
ート系及び置換アクリロニトリル系等の有機系紫外線吸
収剤を塗料に配合し、退色防止しようとする対象物に直
接厚膜で塗布するか、或いは、これら有機系紫外線吸収
剤をフィルム中に配合し、このフィルムを退色防止しよ
うとする対象物に、接着又は密着させる方法や酸化チタ
ンに代表される無機系紫外線遮蔽剤を塗料に配合し、直
接対象物に塗布する方法が、知られている。そして、紫
外線吸収材としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリア
ゾール系、安息香酸系、サリチル酸等の有機物系があり
、合成ｍＪｆｌに混ぜ、塗膜化して使用されている。然
し乍ら、塗布法に関しては、前記の有機系紫外線吸収剤
は、それ自体が紫外線で劣化し易く、遮蔽効果が持続し
ない他に、塗膜中よりブリードアウトして、消失し易く
、また、紫外線の吸収波長の吸収端が多くは３５０ｎｅ
ｓ程度と限定されたもので、紫外線遮蔽波長範囲が狭い
等の欠点があり、また、各種結合剤に対する溶解性に限
界があって、添加液が少量に限られるので、必要十分な
紫外線をカットするためには、塗料を厚塗りする必要が
ある。そのため塗布フｊ法としては、厚塗りのできるス
クリーン印刷に限定され、オフセット印刷、グラビア印
刷等では、対応できないため、作業性、印刷、コスト等
に問題がある。

以上述べたように、有機系紫外線吸収剤を配合した塗料
を用いた塗布法では、紫外ａ遮蔽波長領域が狭いため、
退色防止効果が弱く、且つ紫外線吸収剤の劣化及びブリ
ージング等のため、遮蔽効果自体が長持ちしない０次に
、有機系吸収剤をフィルム樹脂に配合する場合について
も、ブリージングにより樹脂の外に、紫外線吸収剤が消
失したり、紫外線吸収剤の樹脂に対する溶解度が低い等
の性質」ムフィルム自体を厚くする必要があるとともに
、ブリージング等の結果、長期間の紫外線遮蔽効果が奏
し難い、また、フィルムが厚くなることで作業性が悪く
、コストも高くなる。

一方、無機系紫外線遮蔽剤である酸化チタンを配合した
塗料を塗布する場合には、酸化チタン自体が紫外線で黄
変してしまい外観が悪くなる他に、前記の有機系紫外線
吸収剤と同様に紫外線の吸収波長の吸収端が、３５０ｎ
＠程度で限定されたものであり、遮蔽波長範囲が狭く、
更に酸化ブタンは、一般に粒径が大きいために可視光の
透過性が悪いものであった。また、粒径を０．１マイク
ロメータ（μｍ）以下に調整した酸化チタンの微粒子の
場合でも、酸化チタンは屈折率２．７前後と大きいため
、やはり塗膜が乳白色になってしまい、透明感に欠けて
、下地の対象物の鮮明さが低下する等の問題点があった
。

そこで、本発明の技術的課題は可視光域直前まで広い範
囲にわたる紫外線遮蔽能力を持ち、且つ、可視光の透過
率が良く、耐候性に１°ぐれ、且つ、薄膜で充分な紫外
線遮蔽能力を有することにより、グラビア印刷、オフセ
ット印刷等の塗布法が利用できて、低コストで且つ大量
に塗布することが可能な退色防止塗料を提供することを
目的にする。

従って、本発明は、紫外線遮断能力を有し、可視光など
の光線に対して透光性が良く、散乱性が低い退色防止塗
料を提供することを目的にする。

［問題点を解決するための手段］本発明は、退色を防止すべき基材表面に、紫外線遮蔽性
金属酸化物微粒子が分散している透明膜を形成する退色
防止塗料である。その金属酸化物は、酸化亜鉛が好適で
ある。また、その酸化亜鉛が、０．１μｍ以下の粒度が
好適である。また、その酸化亜鉛の含有量が、該塗料固
形分中５〜９０重量％である塗料が好適である。そして
、その透明膜が、ヘイズ１０以下であるものが好適であ
る。

本発明者らは、紫外線を効果的に遮蔽する無機材料とし
て酸化亜鉛に着目し、これを粒径０．１μｍ以下の微粒
子に調製した後に、塗料固形分の５〜９０重量％の結合
剤に対して、均一分散させると、紫外線を可視光線近く
まで、遮蔽し、且つ、可視光を良く透過する退色防止塗
料のできることを見出した。

然し乍ら、使用する酸化亜鉛の粒径が、０．１μｍ以上
であると、単位重量当りの表面積が、小さいため紫外ｗ
＆遮蔽能力が低く、また、可視光域の光散乱が大きいた
め、高ヘイズになり、目的の退色防止塗料が得られない
。

即ち、本発明に用いられる酸化亜鉛の微粒子は、粒径０
．１μｍ以下であるが、好適には、その９割が、ｏ、ｏ
ｏｓ　〜ｏ、ｏｓμｍの粒度範囲に入る超微粒子である
ことが好適である。

また、酸化亜鉛超微粒子の添加量は塗料固形分中５重量
％以下であると、紫外線遮蔽能力は不足となり、９０重
量％以上では、結合剤の割合が少な過ぎて、充分な程度
を有する塗膜が形成できないことにより、酸化亜鉛超微
粒子の添加量は、塗料固形分中５〜９０重量％でなくて
は、ならない、更に、好適には、４０〜８０重量％であ
る。

また、退色防止塗料より形成きれる透明膜のヘイズは、
下地の対象物が鮮明に視認できるように、１０以下でな
くてはならない、好適には、１以下である。また、透明
膜の膜厚に制限はないが、好適には、作業性の面より、
２０μｍ以下であることが好適であるが、更に、グラビ
ア印刷或いはオフセット印刷等が利用できる１〜５μｍ
の膜厚が、より好適である。

以上の結果、この酸化亜鉛超微粒子を結合剤中に均一に
分散した退色防止塗料を塗布してなる塗膜は、紫外線を
幅広く遮蔽する一方、可視光の全波長域にわたって高い
透過率を示す透明感のすぐれたものとなる。

このような性質を備える酸化亜鉛の微粒子は、例えば、
特許願平成１年第１３０４２２号の明細書に記載されて
いる方法によって、製造することができる。

本発明に利用する０６１μｍ以下の粒径範囲の酸化亜鉛
粉末は、気相蒸発−析出法、２０Å以下の微粒子酸化亜
鉛の加熱処理等で製造され得る。

上記のような性質を有する結合剤の種類としては、通常
の有機バインダー、無機バインダーはいずれも使用でき
、例えば、ポリエステル樹脂系、ビニル樹脂系、アクリ
ル樹脂系、フッ素樹脂系、シリコーン樹脂系、珪酸ソー
ダなどのアルカリシリケート系、シリカゾルやアルミナ
ゾルなどの無機コロイド系、テトラエトキシシランなど
の金属アルフキシト系、リン酸アルミニウムなどのリン
酸塩系、酢酸スズなどの金属塩系、金属石鹸系、有機金
属化合物系が挙げられる。または、以上に挙げたものを
２種類以上の混合、又は反応させて結合剤として用いら
れる。

また、これらの結合剤は、芳香族炭化水素類、アルコー
ル類、エステル類、ケトン類、エーテル類、飽和、炭化
水素類、塩化次素類、フッ化炭素類、及び水より選択さ
れた１種若しくは２種以上の溶媒に溶解若しくは分散し
て用いられる。

更に、前記酸化亜鉛の微粒子は、結合剤中に均一に分散
される必要があり、そのために例えばポルミル、アトラ
イタ、サンドグライダ、三本ロール、高速インペラーミ
ル、ジェットミル、ニダ、ペイントシーカ、ホモジナイ
ザ、超音波分散機などが屯独又は併用して、使用きれる
。また、酸化亜鉛微粒子を有機Ｍ系、カップリング剤系
、界面活性剤、金属石鹸系、金属塩系、アルカリシリケ
ート系、リン酸塩系、金属アルコキシド系等から選択さ
れる１種若しくは２種以上で分散性を一層促進させても
好適である。

次に、前記の退色防止塗料の塗布方法について、説明す
ると、この退色防止塗料は、退色防止すべき対象物にス
プレーコート、デツプコート、刷毛塗り、スピンコード
、グラビア印刷、オフセット印刷、スプレィ法、ドクタ
ーブレード、バーツーター、凸版印刷、スクリーン印刷
、パッド印刷、平板印刷、フレキソ印刷等で透明膜を形
成できるものである。また、対象物の基材としては、プ
ラスチックフィルム、紙、ガラス等が挙げられ、また、
対象物形状にも制限がない。

本発明の塗料としては、流動性を持つことのため、また
膜強度を出すためバインダー量がＺｎＯ粒子間を埋める
ことが必要であるので、酸化亜鉛は固形分中の９０重祉
％以下が好適である。さもないと、塗膜は著しく脆くな
る。また酸化亜鉛が５重量％以下であると酸化亜鉛を通
過しないｊｆ、線の割合が増えるので、紫外線吸収効率
が減るので好ましくない。

本発明の塗膜形成材料により作製される塗膜は、紫外線
遮断効果特性にすぐれ、透光性、衛生性、耐候性等に非
常にすぐれたものである。

次に、本発明による透光性の高い退色防止塗料を具体的
に実施例により説明するが、本発明はそれらによって限
定されるものではない。

［去ｍＮ１］不揮発分５０％のアクリルポリオールワニス１５重量部
、粒径０．１μｍ以下の酸化亜鉛（平均粒径０．０１μ
ｍ）を２０重量部、メチルエチルケトン６０重量部を混
合し、サンドグラインダー及び超音波処理にかけ、１時
間、攪拌分散させて、退色防止塗料を作製した。

［実施例２］不揮発分５０重量％の溶剤可溶型フッ素樹脂ワニス２０
重量部、実施例１と同じ酸化亜鉛１５重量部、メチルイ
ソブチルケトン６０重量部を混合し、ボールミルで２０
時間攪拌分散させて、退色防止塗料を作製した。

［実施例３］テトラエトキシラン１０重級部、イソプロピルアルコー
ル１０重液部、０．１ＮＨ（１５重量部を混合し、６０
℃で５時間攪拌しながら、反応させた後、イソプロピル
アルコール２５重量部を加えて、調製した加水分解液に
、実施例１と同じ酸化亜鉛６重量部を添加し、３時間超
音波分散して、退色防止塗料を作製した。

［塗布試験］実施例１で作製した塗料に硬化剤として、インシアネー
トを適当量添加して、これをターナ−ポスターカラーブ
リリアントレッドＮｏ、７４を上質紙上に乾燥膜厚４μ
ｍで塗布したものの塗布面上にグラビア印刷で乾燥膜厚
２μｍに塗布し試料とした。

次に、実施例２で作製した塗料に硬化剤としてインシア
ネートを適当量添加して、これをターナ−ポスターカラ
ーイエローミドルＮｏ、４を上質紙上に乾燥膜厚４μｍ
で塗布したものの塗布面上にグラビア印刷で乾燥膜厚４
μｍで塗布し、試料とした。

次に、実施例３で作製した塗料を透明ポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ４０μｍ）上にス
プレーし、乾燥膜厚３μｍの塗膜を形成させ、このフィ
ルムでターナ−ポスターカラーコバルトブルーＮｏ、３
２を上質紙上に乾燥膜厚４μｍで塗布したものの塗布面
上を密着被覆して、試料とした。

こうして得られた試料に対して退色試験用水銀燈（出力
４０　ＧＷ）で試料真上距離３０ｃｍの位置より照射を
行ない、一定時間毎の未照射時の試料と比較した色差ｄ
ａを測定した。その結果を第１図、第２図、第３図に示
す。

第１図、第２図の中のブランクは、退色防止塗料をポス
ターカラー塗布面上に塗布しなかったものである。第３
図中のブランクは、退色防止塗料を塗布しないＰＥＴフ
ィルム（厚さ４０μｍ）をポスターカラー塗布面上に密
着させたものである。

また実施例３で作製した退色防止塗料を乾燥膜厚３μｍ
塗布したＰＥＴフィルム（厚さ４０μｍ）の分光透過特
性を、第４図に、全光線透過率、３６５ｎｍ透過率、ヘ
イズ値を第１表に各々示す。

亀工遣実施例３　　８７％　　　０．０　　　０．１比較例１
　　５７％　　　２．１　　　２０．５比較例２　　６
８％　　　５．２　　　１６．３比較例３　　８８％　
　　１４．４　　　　０　、１以下比較例について説明
する。

［比較例１］前記の実施例３と同じ結合剤を用い、この結合剤に同様
の配合比率で酸化亜鉛（平均粒径０．３μｍ）を混合し
て、塗料を作製し、ＰＥＴフィルム（厚さ４０μｍ）上
に乾燥膜厚３μｍを形成し、試料とした。

［比較例２］前記の実施例３と同じ結合剤を用い、この結合剤に同様
の配合比率で酸化チタン（平均粒径０．３５μｍ）を混
合して、塗料を作製し、ＰＥＴフィルム（厚さ４０Ｉ１
ｍ）上に乾燥膜厚３μｍを形成し、試料とした。

［比較例３］不揮発分５０重量％のアクリルポリオールワニス３０重
量部、２−（２°−ヒドロキシ−５゜メチルフェニル）
ベンゾトリアゾール（有機系紫外線吸収剤）１．０重量
部、メチルエチルケトン６０重量部を混合し、超音波分
散機にて２時間分散して塗料を作成し、ＰＥＴフィルム
（厚さ１００μｍ）上にスクリーン印刷で乾燥膜厚１０
μｍを形成し、試料とした。これらの試料の分光等価特
性を第４図に全光線透過率、３６５ｎｍ透過率、ヘイズ
値を第１表に示す。

第１表に示す光特性において、全光線透過率が８０％以
上、３６５ｎｍ透過率が０％、ヘイズが１０以下である
ことがほぼ退色防止塗膜に要求される特性である０以上
の３つの特性とも満足するのは、超微粒子酸化亜鉛を用
いた実施例３のみで、比較例１．２では、全ての特性が
不十分であり、比較例３では肝心の紫外線吸収能力が低
く、また、比較例３で作製した塗膜は、２時間後には、
ブリージングによる白化が発生し、長期使用には、向か
ない結果になった。第１図に示す赤色系退色試験では、
紫外線２００時間照射のｄ、値をブランクとＺｎＯコー
トで比較すると退色が約１７７以下に抑えられている。

また、ブランクの紫外線１時間照射のｄ！値にＺｎＯコ
ートのｄａ値が、同値になるまでに、２００時間を必要
とし、退色効果を時間で見た場合、約２００倍の退色防
止効果があった。

第２図の黄色系退色試験では、紫外ｍａｏ時間照射のｄ
、値をブランクとＺｎＯコートで比較すると、退色が、
約１／１０以下に抑えられている。また、ブランクの紫
外線１時間照射のｄ、値にＺｎＯコートのｄ８値が同値
になるまでに、５０時間を必要とし、退色効果を時間で
見た場合、約５０倍の退色防止効果があった。

第３図の青色系退色試験では、紫外線２００時間照射の
ｄ、値をブランクとＺｎＯコートで比較すると退色が約
１１５以下に抑えられている。また、ブランクの紫外線
３時間照射のｄ、値にＺｎＯコートのｄ□値が同値とな
るまでに、２００時間を必要とし、退色防止効果を時間
で見た場合、約６５倍の退色防止効果があった。

第４図は、実施例３と比較例１．２．３０分光線透過率
曲線で、前記の第１表に対する説明の通りに、実施例３
が可視光線域を良く透過し、紫外線部では、３ＢＯｎ＋
ｍ以下をほとんどカットする理想的な曲線を示している
。比較例１．２とも、可視光線域で吸収が大きく、紫外
線部では、３５０〜３８０ｎｍのカットがほとんどなく
、色の鮮明さを出すことができない上に、退色防止効果
の小さいものである。比較例３は、可視光線域を良く透
過するが、紫外線部の遮蔽領域が非常に狭くて、退色％
Ｍ　１Ｆ効果が弱いものである。

［発明の効果］以上説明したように、粒径が０．１μｍ以下の酸化亜鉛
微粒子を塗料固形分中５〜９０重量％で、結合剤中にヘ
イズ１０以下になるように分散させた本発明の退色防止
塗料により、次のような顕著な技術的効果が得られた。

第１に、本塗料を基材上に塗布し、形成される乾燥膜厚
が例えば２〜３μｍ程度の薄膜でも幅広い範囲にわたり
、紫外線を遮蔽し、同時に、可視光を良く透過し、また
、耐候性に１−ぐれた塗膜を形成するのが可能になる。

第２に、この塗料を退色を抑制したい種々の対象物に塗
布することにより、簡便に圧つ安価に退色ｊＪ　ｒｋ＝
効果がもたらせることができる。

第３に、この結果、対象物の付加価値をより長期間にわ
たり維持することが可能となった経済的な塗膜材料が提
供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の退色防止塗料により塗布形成した塗
膜について、紫外線照射時間に対する赤色系の退色テス
トの結果を示すグラブである。第２図は、本発明の退色防止塗料により塗布形成した塗
膜について、紫外線照射時間に対する黄色系の退色テス
トの結果を示すグラブである。第３図は、本発明の退色防止塗料により塗布形成した塗
膜について、紫外線照射時間に対する青色糸の退色テス
トの結果を示すグラフである。第４図は、本発明の退色堕止塗料により塗布形成した塗
膜の分光線透過率曲線を、比較例と比較して示したグラ
フである。

Claims

【特許請求の範囲】１、退色を防止すべき基材表面に、紫外線遮蔽性金属酸
化物微粒子が分散している透明膜を形成する退色防止塗
料。２、前記金属酸化物が、酸化亜鉛である請求項第１項記
載の退色防止塗料。３、前記酸化亜鉛の粒径が、０．１μｍ以下のものであ
る請求項第２項記載の退色防止塗料。４、前記の酸化亜鉛の含有量が、該塗料固形分中５〜９
０重量％である請求項第２項記載の退色防止塗料。５、前記の透明膜が、ヘイズ１０以下である請求項第１
項記載の退色防止塗料。