JPH08143795A - 近赤外・紫外線吸収性コーティング剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 近赤外・紫外線吸収性コーティング剤を、乾
燥・硬化に要する時間が短時間であり、経日安定性が良
く、しかも皮膜の均一性、平滑性が充分に良好なものと
する。 【構成】 合成樹脂を炭素数１〜３の脂肪族アルコール
に溶解したワニスに、ポリエチレングリコールノニルフ
ェニルエーテル、パープルオロアルキルエチレンオキシ
ド付加物などの非イオン界面活性剤１５重量％以下、
２，２´，４，４´テトラヒドロキシベンゾフェノンな
どの紫外線吸収剤０．１〜１０重量％およびアントラキ
ノン系近赤外線吸収剤０．０１〜２．０重量％を添加し
てなる近赤外・紫外線吸収性コーティング剤とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被塗物の表面に近赤
外線吸収性および紫外線吸収性を付与する近赤外・紫外
線吸収性コーティング剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にガラス製品や合成樹脂成形体に紫
外線（波長２９５〜３９５ｎｍ）吸収性、近赤外線（波
長７５０〜２０００ｎｍ）吸収性など所望の機能を得る
方法としては、原料の中に紫外線吸収剤、近赤外線吸収
剤を練り込み、混合した材料を用いて成形する方法が知
られている。

【０００３】このように、原料中に紫外線吸収剤、近赤
外線吸収剤を練り込み混合した材料を用いて成形する方
法は、成形体などの被塗物の全面にわたって機能が発揮
されるため、必要部分のみ機能をもたせるには不向きで
ある。

【０００４】一方、成形体表面の必要部分にのみ防曇
性、紫外線吸収性などの所望の機能を付与するコーティ
ング剤としては、エマルジョン型アクリル系コーティン
グ剤、フッ素系分散液が知られている。

【０００５】すなわち、特開昭５２−４７０６８号に開
示されたものは、アクリル酸エステル類に紫外線吸収剤
を添加して、混合攪拌し、さらに重合開始剤を加えたコ
ーティング剤であり、塗布、乾燥して得られた膜は、防
曇性および、紫外線吸収効果を発揮する。また、ガラス
および合成樹脂成形体表面に防曇性、紫外線吸収機能を
有するコーティング剤としては、特開平２−２５１９０
号にフッ素分散液が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のコーティング剤は、被膜の乾燥、硬化形成に長時間を
要するという問題点がある。

【０００７】また、従来のコーティング剤は、紫外線吸
収剤などの添加剤が被膜形成用樹脂と分離し易いので、
貯蔵する際の経日安定性が悪いという問題点もある。

【０００８】また、従来のコーティング剤で形成される
被膜は、皮膜の均一性、平滑性が充分でないという問題
点もある。

【０００９】そこで、この発明の課題は、上記した問題
点を解決して、近赤外・紫外線吸収性コーティング剤
を、乾燥・硬化に要する時間が短時間であり、経日安定
性が良く、しかも皮膜の均一性、平滑性が充分に良好な
ものとすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、合成樹脂を炭素数１〜３の脂
肪族アルコールに溶解したワニスに、非イオン界面活性
剤、紫外線吸収剤および近赤外線吸収剤を必須成分とし
て添加した近赤外・紫外線吸収性コーティング剤とした
のである。

【００１１】また、合成樹脂を炭素数１〜３の脂肪族ア
ルコールに溶解したワニスに、非イオン界面活性剤１５
重量％以下、紫外線吸収剤０．１〜１０重量％および近
赤外線吸収剤０．０１〜２．０重量％を添加してなる近
赤外・紫外線吸収性コーティング剤としたのである。

【００１２】前記した合成樹脂は、アクリル樹脂、ポリ
ビニルピロリドン、セルロース誘導体、メトキシメチル
化ポリアミドおよびアミノ・カルボキシル化ポリアミド
からなる群から選ばれる一種以上の樹脂を採用すること
ができる。

【００１３】

【作用】この発明の近赤外・紫外線吸収性コーティング
剤は、合成樹脂を所定の脂肪族アルコールに溶解したこ
とにより、乾燥・硬化に要する時間が短縮され、紫外線
吸収剤および近赤外線吸収剤と共に非イオン界面活性剤
を添加したので、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤の溶解
性が高まって、貯蔵する際の経日安定性および皮膜の均
一性、平滑性が充分に良好なものとなる。また被膜の剥
離はアルコールおよび水に溶解するので、取扱いが容易
である。

【００１４】

【実施例】この発明に用いる炭素数１〜３の脂肪族アル
コールに可溶な樹脂としては、アクリル樹脂（アルコー
ル中にポリアクリル酸を供給する塩であってもよ
い。）、ポリビニルピロリドン（以下、ＰＶＰと略記す
る。）、セルロース誘導体、メトキシメチル化ポリアミ
ドおよびアミノ・カルボキシル化ポリアミドからなる群
から選ばれる一種以上の単独重合体もしくは、変性重合
体が挙げられる。セルロース誘導体としては、ヒドロキ
シルプロピルセルロース（以下、ＨＰＣと略記する。）
またはヒドロキシルエチルセルロース（以下、ＨＥＣと
略記する。）などが挙げられる。なお、メトキシメチル
化ポリアミドおよびアミノ・カルボキシル化ポリアミド
は変性ナイロンと称されるものである。

【００１５】この発明に用いる炭素数１〜３の脂肪族ア
ルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、イソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡと略記す
る）を例示できる。

【００１６】この発明に用いる非イオン界面活性剤は、
親水性基として数個のエーテル結合やＯＨ基を有する公
知のものであってよく、具体的には以下のＩ〜Ｖに分類
されるものを例示できる。

【００１７】（Ｉ）エーテル型 アルキル（またはアルキルアリル）ポリオキシエチレン
エーテル、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオ
キシエチレンエーテル、ポリオキシプロピレンを親油基
とするブロック共重合体、ポリオキシエチレンポリオキ
シプロピルアルキルエーテルなど。

【００１８】（II）エーテルエステル型 （ｉ）グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテ
ル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル
など。

【００１９】（ii）シリコーン界面活性剤 疎水基がジメチルシリコーンオイル、親水基がポリエー
テルからなるもの。

【００２０】（III ）エステル型 ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエ
ステル、ポリグリセリンエステル、ソルビタンエステ
ル、プロピレングリコールエステル、ショ糖エステルな
ど。

【００２１】（ＩＶ）含窒素型 脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレンアルキ
ルアミン、アミンオキシドなど。

【００２２】（Ｖ）フッ素系界面活性剤 Ｃ₆ 〜Ｃ₁₀のパーフルオロアルキル基（疎水基）に対
し、エチレンオキサイド（親水基）を１０〜２０モル付
加した界面活性剤。

【００２３】このような非イオン系界面活性剤の配合量
は、その種類に応じて多様であるため、全てを例示する
ことは困難であるが、たとえば、シリコーン界面活性剤
は、コーティング剤の樹脂固形分（重量）に対して０．
０１〜５重量％添加して良好な結果を得ている。また、
フッ素系界面活性剤は、同様に０．００１〜１重量％で
ある。これら以外の非イオン系界面活性剤ならば５〜１
５重量％添加して好ましい結果を得ている。

【００２４】シリコーン界面活性剤およびフッ素系界面
活性剤は、塗布時のレベリング性（平面度）の改善、被
塗物表面の濡れ性を改善し、また成膜表面の耐汚汚染の
改良、成膜の再剥離性の容易化のためにも添加すること
が好ましい。この発明に用いる紫外線吸収剤としては、
以下に示すものが例示できる。

【００２５】（Ｉ）サルチル酸系紫外線吸収剤 フェニルサリシレート、ｐ−ｔ−ブチルフェニルサリシ
レート、ｐ−オクチルフェニルサリシレートなど。

【００２６】（II）ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤 ２−（２´−ヒドロキシ−５´−メチルフェニル）ベン
ゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−５´−ｔ−
ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２´−ヒ
ドロキシ−３´−ブチル−５´−ｔ−ブチルナテル）ベ
ンゾトリアゾール、２−（２´−ヒドロキシ−３´，５
´−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリ
アゾール、２−（２´−ヒドロキシ−３´，５´−ジ−
ｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾー
ル、２−（２´−ヒドロキシ−３´，５´−ジ−ｔ−ア
ミルフェル）ベンゾトリアゾールなど。

【００２７】（III ）ベンゾフェノン系紫外線吸収剤 ２，２´，４，４´−テトラヒドロキシベンゾフェノ
ン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロ
キシ−４−メトロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ
−４−オクトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４
−ドデシルオキシベンゾフェノン、２，２´−ジヒドロ
キシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２´−ジヒド
ロキシ−４，４´メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロ
キシ−４−メトキシ−５−スルホベンゾフェノンなど。

【００２８】（ＩＶ）シアノアクリレート系紫外線吸収
剤 ２−エチルヘキシル−２−シアノ−３´３−ジフェニル
アクリレート、エチル−２−エチル−２−シアノ−３，
３´ジフェニルアクリレートなど。

【００２９】また、上記紫外線吸収剤と併用するヒンダ
ードアミン系光安定剤としては、ビス（２，２，６，６
−テトラメチル−４−ピペリジルセバケート）などが挙
げられる。

【００３０】このような紫外線吸収剤のアルコール可溶
性樹脂中の配合量は、好ましくは、０．１〜１０重量％
であり、より好ましくは０．１〜５重量％である。０．
１重量％未満の少量では、紫外線吸収効果が得られず、
１０重量％を超える多量では、コーティング剤が安定し
ないからである。

【００３１】この発明に用いる近赤外線吸収剤として
は、アントラキノン系、金属錯体系、可溶性フタロシア
ニン系の構造を持った化合物であり、これらはアルコー
ル類に溶解させると、グリーン、ダークグリーンまたは
スモークブラウン色を呈する。

【００３２】市販の近赤外線吸収剤としては、アントラ
キノン系の（三井東圧染料社製：ＳＩＲ）、金属錯体系
の（三井東圧染料社製：ＳＩＲ１２８、同１３０、同１
３２ダークブラウン色）、フタロシアニン系の（三井東
圧染料社製：ＳＩＲ１０３、スモークブラウン色）、ア
ルコール可溶性でフタロシアニン系の（日本触媒社製：
ＴＸ２０７Ａ）などが挙げられる。

【００３３】近赤外線吸収剤の樹脂中の配合量は、好ま
しくは、０．０１〜２．０重量％であり、より好ましく
は、０．０２〜０．５重量％である。０．０１重量％未
満の少量では、近赤外線吸収効果が得られず、２．０重
量％を超える多量では、被膜の透過性が失われる結果と
なる。

【００３４】以上の材料からなるこの発明のコーティン
グ剤のコーティング方法としては、スプレー法、ローラ
ー、スポンヂロール、布、不織布などにしみ込ませて、
塗布する方法が採用でき、ガラスまたはプラスチックな
どからなる所望の成形体表面に簡単に塗布できる。

【００３５】〔実施例１〕ポリアクリル酸ナトリウム１
５重量部（以下、部と略記する。）をエチルアルコール
１５部、非イオン界面活性剤としてシリコーン界面活性
剤０．５部を添加し、これらをホモミキサー２５００〜
３０００回転／分で混合攪拌して溶解させた。次いで紫
外線吸収剤として２，２´，４，４´−テトラヒドロキ
シベンゾフェノン０．７部を前記の混合攪拌条件で溶解
させた。

【００３６】そしてさらに近赤外線吸収剤として、アン
トラキノン系近赤外線吸収剤（三井東圧染料社製：ＳＩ
Ｒ−１１４、グリーン）０．０５部をＩＰＡ１０部、非
イオン界面活性剤として、ポリエチレングリコールノニ
ルフェニルエーテル（固形分：１００％）０．７５部を
前記した混合攪拌系に添加してコーティング剤を得た。

【００３７】〔実施例２〕変性ナイロンとしてアミノ・
カルボキシル化ナイロン２５部をＩＰＡ５０部に添加す
ると共に、非イオン界面活性剤としてポリエチレングリ
コールソルビタンエステル（固形分：１００％）１．５
部を添加し、さらに紫外線吸収剤として２，２´ヒドロ
キシ５メチルフェニルベンゾトリアゾール１部とをホモ
ミキサーにて３０００〜３５００回転／分で混合攪拌さ
せた。

【００３８】そして、更に近赤外線吸収剤として可溶性
フタロシアニン系近赤外線吸収剤０．０８部と、フッ素
系非イオン界面活性剤０．０１部とを前記した混合攪拌
系に添加してコーティング剤を得た。

【００３９】〔実施例３〕ＨＰＣ２０部をＩＰＡ３０部
に添加すると共に、エチルアルコール２０部にフッ素系
非イオン界面活性剤１０．０６部および紫外線吸収剤と
してコヒドロキシ４メトオキシベンゾフェノン１部を添
加し、これらをホモミキサー２５００〜３０００回転／
分で混合攪拌して溶解させた。

【００４０】次いで近赤外線吸収剤として、金属錯塩系
近赤外線吸収剤０．０７部と非イオン界面活性剤として
ポリエチレングリコールソルビタンエステル（固形分：
１００％）１．２部とを前記した混合攪拌系に添加して
コーティングを得た。

【００４１】〔実施例４〕ポリアクリル酸ナトリウム１
５部とＨＥＣ（Ｋ−１５）１５部をＩＰＡ７０部に添加
すると共に、非イオン界面活性剤としてポリエチレング
リコールノニルフェニルエーテル（固形分：１００％）
２部を添加し、さらに紫外線吸収剤として２，２´ヒド
ロキシ５テトラオクチルフェニルベンゾトリアゾール
１．４部とをホモミキサーにて３０００〜３５００回転
／分で混合攪拌させた。

【００４２】そして更に近赤外線吸収剤としてアントラ
キノン系近赤外線吸収剤０．０９部とシリコーン系非イ
オン界面活性剤０．０５部とを前記した混合攪拌系に添
加してティング剤を得た。

【００４３】以上のようにして得られた実施例１〜４の
コーティング剤は、室温下でガラス面に塗布した後、５
〜７分後には乾燥被膜が形成され、透明性が高いもので
あった。

【００４４】そして、実施例１および実施例２について
は、温度４０℃の温浴上で被膜の失透・白化などの現象
を観察したが、透明感のある被膜の状態が保たれた。

【００４５】また、製造後４０日間静置した実施例１〜
４を上記同様に被膜の失透・白化を試験した結果、製造
直後のものと同じ結果が得られ、貯蔵時に紫外線吸収剤
と近赤外線吸収剤の分離現象もみられなかった。

【００４６】また、実施例１の近赤外線吸収性を確認す
るため、その赤外吸収スペクトル（ＩＲ）を調べ、結果
を図１に示した。

【００４７】図１の結果からも明らかなように、実施例
１（膜厚５μm ）は、有効吸収波長８００〜１０５０ｎ
ｍ（最大吸収波長９８０ｎｍ）の近赤外線を良く吸収し
ていることがわかる。

【００４８】また、実施例１（膜厚５μm ）と実施例２
（膜厚１０μm ）については、その紫外線防止効果を確
認するため、ガラス板上からナイフとセロテープを用い
て剥離させた被膜について、波長（ｎｍ）と紫外線透過
率（Ｔ％）を調べ、この結果をそれぞれ図２に示した。

【００４９】図２の結果からも明らかなように、実施例
１、２はいずれも波長２８０〜３７５ｎｍの紫外線につ
いて、透過率（Ｔ）が０％であり、紫外線防止効果を充
分に発揮することがわかる。

【００５０】また成膜の太陽光の近赤外線（熱エネルギ
ー）防止効果を確認するため、図３に示すように、風通
しがよく熱のこもらない環境で、黒板１を地表面２に置
き、その上に温度センサー３を重ね、ガラス板（厚さ３
ｍｍ、面積６００ｃｍ² ）４の下面に実施例１および実
施例２の被膜５を形成するか、または被膜のないガラス
板（ブランク）を地表から３０ｃｍ上方に支持した。そ
して、ほぼ同じ日照条件で２０分後の測温結果を表１中
に示した。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１の結果から明らかなように、実施例１
および実施例２を被覆したガラスを透過した太陽光は、
近赤外線量が低くなり、熱エネルギーを伝え難いことが
わかる。

【００５３】

【効果】この発明は、以上説明したように、近赤外・紫
外線吸収性コーティング剤を、合成樹脂を所定の脂肪族
アルコールに溶解したことにより、乾燥・硬化に要する
時間が短縮され、紫外線吸収剤および近赤外線吸収剤と
共に非イオン界面活性剤を添加したので、紫外線吸収
剤、近赤外線吸収剤の溶解性が高まって、貯蔵する際の
経日安定性および皮膜の均一性、平滑性が充分に良好な
ものとなる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の赤外吸収スペクトルを示す図表

【図２】実施例１および実施例２の紫外線透過率と波長
の関係を示す図表

【図３】近赤外線防止効果の確認実験用装置を示す説明
図

【符号の説明】

１ 黒板 ２ 地表面 ３ 温度センサー ４ ガラス板 ５ 被膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂を炭素数１〜３の脂肪族アルコ
   ールに溶解したワニスに、非イオン界面活性剤、紫外線
   吸収剤および近赤外線吸収剤を必須成分として添加して
   なる近赤外・紫外線吸収性コーティング剤。
2. 【請求項２】 合成樹脂を炭素数１〜３の脂肪族アルコ
   ールに溶解したワニスに、非イオン界面活性剤１５重量
   ％以下、紫外線吸収剤０．１〜１０重量％および近赤外
   線吸収剤０．０１〜２．０重量％を添加してなる近赤外
   ・紫外線吸収性コーティング剤。
3. 【請求項３】 合成樹脂が、アクリル樹脂、ポリビニル
   ピロリドン、セルロース誘導体、メトキシメチル化ポリ
   アミドおよびアミノ・カルボキシル化ポリアミドからな
   る群から選ばれる一種以上の樹脂である請求項１または
   請求項２に記載の近赤外・紫外線吸収性コーティング
   剤。