KR102157614B1

KR102157614B1 - 광경화성 도료, 적층체 및 자동차 헤드 램프 피복용 시트

Info

Publication number: KR102157614B1
Application number: KR1020140142588A
Authority: KR
Inventors: 고헤이 마스다; 고이치 히구치; 유지 요시카와
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2020-09-18
Also published as: US20150118483A1; KR20150047429A; CN104559364A; JP6269429B2; JP2015212354A; EP2865720A1; EP2865720B1; TW201529767A; TWI633161B

Abstract

(1) 무기 산화물(단, 산화티타늄을 제외함)을 복합할 수도 있는 산화티타늄을 핵으로 하고, 해당 핵의 외측에 산화규소의 외각을 갖는 코어 셸형 미립자에 대하여, 식 (I) 및 식 (II)로 표시되는 표면 처리 성분의 양쪽에 의해 처리되어 이루어지는 표면 처리 산화티타늄,
R¹Si(OR²)₃(I)
(R¹은 (메트)아크릴기를 가질 수도 있는 유기기, R²는 알킬기를 나타냄)
(R³R⁴ ₂Si)₂NH (II)
(R³은 (메트)아크릴기를 가질 수도 있는 유기기, R⁴는 알킬기를 나타냄)
(2) 광중합성 단량체 및/또는 올리고머,
(3) 광개시제
를 포함하는 광경화성 도료.
본 발명에 따르면, 산화티타늄을 함유하고 있음에도 불구하고, 투명성이나 내찰상성이 우수한 도료를 제공할 수 있다.

Description

광경화성 도료, 적층체 및 자동차 헤드 램프 피복용 시트{PHOTO-CURABLE COATING MATERIAL, LAYERED PRODUCT AND SHEET FOR COATING HEAD LAMP OF AUTOMOBILE}

본 발명은 광경화성 도료에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 산화티타늄을 함유하는 광경화성 도료이며, 특히 장기간의 자외선 커트능이 우수한 투명 도료, 해당 도료의 도막을 갖는 적층체 및 해당 적층체를 사용한 자동차 헤드 램프 피복용 시트에 관한 것이다.

광경화성 도료는, 경화 프로세스가 간편하기 때문에 생산성이 우수하다. 광경화성 도료의 분야에 있어서는, 이 우수한 생산성을 살리면서 내후성도 부여하는 것이 요망되고 있다. 내후성의 부여를 위해서, 기존의 광경화성 도료에 자외선 흡수제를 첨가하는 제안이 이루어져 있지만, 아직 내후성이 충분하다고는 말할 수 없다.

특허문헌 1(미국 특허 제5990188호 명세서)에는, 광경화성 도료에 유기 자외선 흡수제를 첨가하는 방법에 대하여 개시되어 있다. 그러나, 유기 자외선 흡수제는 내후 안정성에 문제가 있는 경우가 많고, 장기간의 자외선 차폐능을 부여하는 것은 곤란하였다.

유기 자외선 흡수제를 대신하여 무기 자외선 흡수제(예를 들어, 산화티타늄, 산화아연, 산화세륨 등)를 사용함으로써, 특허문헌 1에 언급한 문제를 극복할 수 있다고 생각된다. 특허문헌 2(일본 특허 제5148846호 공보)에는, 특정한 표면 전하를 갖는 무기 미립자를 함유하는 광경화성 도료에 대하여 개시되어 있다. 이 방법에서는, 미립자를 배향시키기 위해서 특정한 표면 전하량의 범위 내로 제어하는 것이 유효하다고 되어 있지만, 자외선 차폐능의 부여를 기도한 경우에, 미립자는 배향시키기보다 균일하게 분산시키는 편이 바람직하다. 그러나, 특허문헌 2의 방법에서는 균일하게 분산시키고, 또한 투명성을 유지하는 것은 곤란하였다.

이상과 같이, 장기의 자외선 차폐능이 우수하며, 투명성이 우수한 광경화성 도료는 지금까지 알려져 있지 않았다.

미국 특허 제5990188호 명세서 일본 특허 제5148846호 공보

본 발명은 산화티타늄 미립자를 내장한 투명성과 장기간 자외선 차폐능이 우수한 광경화성 도료, 해당 도료의 도막을 갖는 적층체, 및 해당 적층체를 사용한 자동차 헤드 램프 피복용 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 산화티타늄 함유 광경화성 투명 도료에 있어서의 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 산화티타늄을 핵으로 하고, 해당 핵의 외측에 산화규소의 외각을 갖는 코어 셸형 미립자를 사용하고, 이 코어 셸형 미립자를 하기 일반식 (I) 및 하기 일반식 (II)로 표시되는 표면 처리 성분 양쪽의 특정량으로 처리하여 이루어지는 표면 처리 산화티타늄을 광중합성 단량체 및/또는 올리고머 및 광개시제와 조합한 광경화성 도료가 유효한 것을 알았다.

따라서, 본 발명은 하기의 광경화성 도료, 적층체 및 자동차 헤드 램프 피복용 시트를 제공한다.

[1] (1) 무기 산화물(단, 산화티타늄을 제외함)을 복합할 수도 있는 산화티타늄을 핵으로 하고, 해당 핵의 외측에 산화규소의 외각을 갖는 코어 셸형 미립자 100질량부에 대하여, 하기 일반식 (I) 및 하기 일반식 (II)로 표시되는 표면 처리 성분 양쪽에 의해 해당 표면 처리 성분의 합계량 11 내지 200질량부로 처리되어 이루어지는 표면 처리 산화티타늄,

R¹Si(OR²)₃ (I)

(식 (I)에서, R¹은 (메트)아크릴기를 가질 수도 있는 탄소수 1 이상 15 이하의 유기기, R²는 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타냄)

(R³R⁴ ₂Si)₂NH (II)

(식 (II)에서, R³은 (메트)아크릴기를 가질 수도 있는 탄소수 1 이상 15 이하의 유기기, R⁴는 탄소수 1 이상 6 이하의 알킬기를 나타냄)

(2) 광중합성 단량체 및/또는 올리고머,

(3) 광개시제

를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 도료.

[2] 표면 처리 산화티타늄이

코어 셸형 미립자의 수분산액을 준비하는 공정 (A), 물과 완전히는 상용하지 않고 2상계를 형성하는 알코올을 첨가하는 공정 (B), 하기 일반식 (I)로 표시되는 실란 화합물 및/또는 동일 실란 화합물의 (부분)가수분해 축합물을 첨가하는 공정 (C), 마이크로파를 조사하는 공정 (D), 유기 용매를 첨가하는 공정 (E), 공비 증류에 의해 물을 증류 제거하는 공정 (F), 필요에 따라 물을 1,000ppm 이하까지 제거하는 공정 (G) 및 하기 일반식 (II)로 표시되는 실란 화합물과 반응시키는 공정 (H)

를 포함하는 공정에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 광경화성 도료.

R¹Si(OR²)₃(I)

(R³R⁴ ₂Si)₂NH (II)

[3] 공정 (A)에서 준비되는 코어 셸형 미립자의 수분산액이, 주석 및 망간을 고용(固溶)한 정방정계 산화티타늄 고용체 미립자를 핵으로 하고, 핵의 외측에 산화규소의 외각을 갖는 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 수분산액으로서, 동적 광산란법으로 측정한 해당 핵 미립자의 체적 평균 50％ 누계 분포 직경이 30nm 이하이고, 해당 코어 셸형 미립자의 50％ 누계 분포 직경이 50nm 이하이고, 상기 주석 성분의 고용량이 티타늄과의 몰비(Ti/Sn)로 10 내지 1,000이고, 상기 망간 성분의 고용량이 티타늄과의 몰비(Ti/Mn)로 10 내지 1,000인 것을 특징으로 하는 [2]에 기재된 광경화성 도료.

[4] 일반식 (I)로 표시되는 표면 처리 성분이 3-아크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란 또는 3-메타크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 도료.

[5] 도막을 5 ㎛의 두께로 석영판 상에 형성했을 때의 도막의 헤이즈값이 2 이하인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 도료.

[6] 도막을 5 ㎛의 두께로 석영판 상에 형성했을 때의 도막의 500nm에서의 광투과율이 80％ 이상인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 도료.

[7] 도막을 5 ㎛의 두께로 석영판 상에 형성했을 때의 도막의 300nm에서의 광투과율이 10％ 이하인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 도료.

[8] 기재의 적어도 한쪽 면에 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 광경화성 도료 경화 도막을 형성시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층체.

[9] 기재가 폴리카르보네이트인 것을 특징으로 하는 [8]에 기재된 적층체.

[10] 도막을 ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험을 했을 때에 10 이하의 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 [8] 또는 [9]에 기재된 적층체.

[11] 도막에 대하여 1m²당 300MJ의 자외광 조사 전후의 옐로우 인덱스의 차가 10 이하인 것을 특징으로 하는 [8] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 적층체.

[12] 도막에 대하여 1m²당 300MJ의 자외광 조사 전후의 헤이즈값의 차가 10 미만인 것을 특징으로 하는 [8] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 적층체.

[13] [8] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 램프 피복용 시트.

본 발명에 따르면, 산화티타늄을 함유하고 있음에도 불구하고, 투명성이나 내찰상성이 우수한 도료를 제공할 수 있다. 또한, 함유하고 있는 산화티타늄의 특성에 의해, 자외선 차폐능이 우수한 도막을 형성하는 것이 가능하게 된다. 본 발명의 도료를 사용한 피복 물품은, 기재의 자외선에 의한 열화를 억제함과 동시에, 흠집 발생을 방지하고, 피복 물품의 외관을 장기간에 걸쳐 아름답게 유지할 수 있다.

도 1은 합성예 1의 공정 (F)에서 얻어진 오르가노티타니아졸의 동적 광산란법에 의한 체적 평균 50％ 누계 입자 직경을 나타내는 차트이다.
도 2는 동일 오르가노티타니아졸의 투과형 전자 현미경 사진이다(배율 30만배).
도 3은 합성예 1에서 얻어진 표면 처리 산화티타늄의 ²⁹Si 핵자기 공명 스펙트럼의 차트이다.
도 4는 합성예 2에서 얻어진 표면 처리 산화티타늄의 ²⁹Si 핵자기 공명 스펙트럼의 차트이다.
도 5는 비교 합성예 1에서 얻어진 표면 처리 산화티타늄의 ²⁹Si 핵자기 공명 스펙트럼의 차트이다.
도 6은 실시예 8과 비교예 5의 적층체의 내후성 평가 시험에 있어서, 자외선 조사 전후의 자외 가시 투과율 스펙트럼의 차트이다.

이하에 본 발명의 광경화성 도료를 상세하게 설명한다.

(1) 표면 처리 산화티타늄

본 발명에서의 표면 처리 산화티타늄은 무기 산화물, 특히 금속 산화물(단, 산화티타늄을 제외함)을 복합할 수도 있는 산화티타늄을 핵으로 하고, 해당 핵의 외측에 산화규소의 외각을 갖는 코어 셸형 미립자이며, 코어 셸형 미립자 100질량부에 대하여, 하기 일반식 (I) 및 하기 일반식 (II)로 표시되는 표면 처리 성분 양쪽으로 해당 표면 처리 성분의 합계량이 11 내지 200질량부가 되도록 처리한 것을 특징으로 하고 있다.

R¹Si(OR²)₃ (I)

(R³R⁴ ₂Si)₂NH (II)

R¹로서는, 특히 (메트)아크릴로일옥시기를 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 15, 특히 4 내지 12의 알킬기를 들 수 있다. 일반식 (Ｉ)로 표시되는 화합물의 구체예로서는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 프로필트리에톡시실란, (메트)아크릴로일옥시메틸 트리메톡시실란, (메트)아크릴로일옥시메틸 트리에톡시실란, (메트)아크릴로일옥시에틸 트리메톡시실란, (메트)아크릴로일옥시에틸 트리에톡시실란, (메트)아크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란, (메트)아크릴로일옥시프로필 트리에톡시실란, (메트)아크릴로일옥시옥틸 트리메톡시실란, (메트)아크릴로일옥시옥틸 트리에톡시실란 등의 (메트)아크릴로일옥시기로 치환 가능한 탄소기를 갖는 실란 화합물을 들 수 있다. 이러한 화합물은 합성해도 되고, 시판되고 있는 것을 사용해도 된다. 시판품으로는, 메틸트리메톡시실란으로서 신에쯔 가가꾸 고교(주)제의 「KBM-13」, 프로필트리메톡시실란으로서 「KBM-3033」, 아크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란으로서 「KBM-5103」, 메타크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란으로서 「KBM-503」 등을 사용할 수 있다.

R³으로서는, 특히 (메트)아크릴로일옥시기를 가질 수도 있는 탄소수 1 내지 15, 특히 4 내지 12의 알킬기를 들 수 있다. 일반식 (II)로 표시되는 화합물의 구체예로서는 헥사메틸디실라잔, 비스{(아크릴로일옥시메틸)디메틸실릴}아잔, 비스{(아크릴로일옥시프로필)디메틸실릴}아잔, 헥사에틸 디실라잔, 헥사프로필 디실라잔 등을 예시할 수 있다. 이들 화합물은 공지된 방법(일본 특허 공개 제2009-67778호 공보)에 의해 합성할 수 있다.

표면 처리 산화티타늄의 제조 방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 시판되고 있는 유기 용제 분산 산화티타늄(예를 들어, 닛키 쇼쿠바이 가세이(주)제, 「옵트 레이크」 시리즈 등)에 대하여 일반식 (I) 및 일반식 (II)로 표시되는 실란 화합물에 의해 표면 처리한 것을 사용해도 되지만, 이하에 기재하는 공정 (A) 내지 공정 (H)에 의해 제조한 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

공정 (A)

본 발명의 공정 (A)에서 준비하는 산화티타늄 분산액은 무기 산화물 콜로이드의 수분산액으로서 준비되는 것이 바람직하다. 무기 산화물 콜로이드 수분산액은 바람직하게는 1 내지 200nm의 평균 누계 입자 직경을 갖는 무기 산화물 입자가 물 등의 액체 분산매 중에 응집하지 않고 분산하고 있는 것이다.

콜로이드 용액의 분산질

본 발명에서 사용하는 콜로이드 용액의 분산질은 무기 산화물, 특히 금속 산화물을 복합할 수도 있는 산화티타늄(이하, 간단히 산화티타늄이라고 할 경우가 있음)이다. 산화티타늄과 복합되는 것이 가능한 금속 산화물을 구성하는 원소로서는 산화티타늄 이외의 13족 원소, 14족 원소(탄소를 제외함), 제1 계열 전이 원소, 제2 계열 전이 원소, 제3 계열 전이 원소, 란타노이드 등을 들 수 있다. 특히 주석 및 망간인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 산화티타늄과 복합되는 것이 가능한 금속 산화물은, 상기한 금속 산화물 군에서 선택되는 것이라면, 1종 단독으로 또는 2종 이상을 복합한 것을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 복합이란, 광의의 의미이며, 단순 혼합 및 화학 결합을 통해 복합화된 것이면 된다. 화학 결합을 통한 복합이란, 하기 일반식 (X)로 표시되는 바와 같은 형태를 말한다.

(M¹O_x)_m(M²O_y)_n (X)

여기서, M¹은 Al, B, In, Si, Ge, Sn, Ti, Mn, Zn, Y, Zr, Hf, Ta, La, Ce, Pr, Nd, Tb, Dy, Yb의 원소 기호로 표시되는 임의의 1종이다. M²는 Al, B, In, Si, Ge, Sn, Ti, Mn, Zn, Y, Zr, Hf, Ta, La, Ce, Pr, Nd, Tb, Dy, Yb의 원소 기호로 표시되는 임의의 1종이며, M¹으로 선택된 것과 동일하지 않은 원소이다. x, y는, M¹의 가수를 a로 하면 x=a/2, M²의 가수를 b로 하면 y=b/2로 나타낼 수 있다. m, n은 m+n=1을 만족하는 실수이며, 또한 0 <m<1 및 0 <n<1을 만족한다. 즉, 구조 중에 있어서, M¹과 M²가 산소를 통해 결합한 단위를 갖고 있다. M¹과 M²는 구조 중에 있어서 산재해 있어도 되고, 또한 편재해 있어도 된다. M¹과 M²가 구조 중에 있어서 산재해 있는 것은, 복수 종의 금속 알콕시드의 공가수분해물에서 보이는 구조이다. M¹과 M²가 구조 중에서 편재해 있는 것은 코어 셸 입자(금속 산화물 미립자를 핵이라 하고, 이 핵의 외측에 다른 금속 산화물의 외각을 갖는 입자)에 있어서 보이는 구조이며, 예를 들어 복수 종의 금속 알콕시드를 종류에 따라 단계적으로 가수분해함으로써 형성된다. 특히 주석 및 망간인 것이 바람직하다.

산화티타늄 분산질의 입자 직경(평균 누계 입자 직경)은 다양한 방법으로 측정할 수 있다. 본 발명에서의 입자 직경의 범위는, 레이저광을 사용한 동적 광산란 법으로 측정한 것의 체적 기준의 50％ 누적 분포 직경(D₅₀)으로서 논의하는데, 방증으로서 전자 현미경법을 사용하여 관측하는 것도 가능하다. 이들 측정법에 의해 구해지는 값은 측정 장치에 의존한 것은 아니지만, 예를 들어 동적 광산란법으로서는 나노트랙 UPA-EX150(닛끼소(주)제) 등의 장치를 사용할 수 있다. 또한, 전자 현미경법으로서는 투과형 전자 현미경 H-9500(히타치 하이테크놀로지즈(주)제)을 장치로서 예시할 수 있다. 예를 들어, 콜로이드 용액을 코팅 도료에 첨가하는 경우에는, 가시 영역에서의 투명성이 중요하기 때문에 분산질의 평균 누계 입자 직경은 1 내지 200nm가 바람직하고, 1 내지 100nm인 것이 보다 바람직하고, 1 내지 80nm인 것이 더욱 바람직하고, 1 내지 50nm인 것이 특히 바람직하다. 분산질의 평균 누계 입자 직경이 200nm를 초과하면, 가시 영역의 광파장보다 커지고, 산란이 현저해지는 경우가 있다. 또한, 1nm 미만이 되면, 분산질의 계중에서의 총 표면적이 매우 커짐으로써, 산화티타늄 분산액으로서의 취급이 곤란해지는 경우가 있다.

산화티타늄 분산액의 분산매

본 발명의 공정 (A)에서 준비하는 콜로이드 용액은 물을 분산매로 하는 것을 특징으로 한다. 물로서는 수돗물, 공업용수, 우물물, 천연수, 빗물, 증류수, 이온 교환수 등의 담수를 사용할 수 있지만, 특히 이온 교환수인 것이 바람직하다. 이온 교환수는 순수 제조기(예를 들어, 오르가노(주)제, 제품명「FW-10」, 머크 밀리포아(주)제, 제품명「다이렉트(Direct)-QUV3」 등)를 사용하여 제조할 수 있다. 또한, 분산매에는, 이하에 기술하는 바와 같이 산화티타늄 분산액을 제조하는 공정에서 물과 임의로 혼화 가능한 1가 알코올을 포함하고 있어도 된다. 물과 임의로 혼화 가능한 1가 알코올은, 코어 셸형 미립자를 제조할 때의 공용매 및 졸-겔 반응에서 금속 알콕시드의 가수분해 부생성물로서의 유래로 함유해도 된다. 물과 임의로 혼화 가능한 1가 알코올은 물에 대하여 0질량％ 이상 30질량％ 이하로 포함하고 있는 것이 바람직하고, 0질량％ 이상 25질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0질량％ 이상 20질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 물과 임의로 혼화 가능한 1가 알코올 함유량이 30질량％보다 많아지면, 공정 (B)에서 첨가하는 물과 완전히는 상용하지 않는 알코올의 상용화제로서 작용하는 경우가 있기 때문에 바람직하지 않은 경우가 있다.

산화티타늄 분산액의 농도

본 발명의 공정 (A)에서 준비하는 산화티타늄 분산액의 농도는 바람직하게는 1질량％ 이상 35질량％ 이하, 보다 바람직하게는 5질량％ 이상 30질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 10질량％ 이상 25질량％ 이하이다. 산화티타늄 분산액의 농도가 1질량％보다 낮으면, 제조 효율이 좋지 않은 경우가 있고, 산화티타늄 분산액의 농도가 35질량％보다 높으면, pH나 온도 등의 조건에 따라서는 겔화하기 쉬워지는 경우가 있다. 여기에서 말하는 농도란, 산화티타늄 분산액 전체(분산질 및 분산매의 질량의 총합) 중에 포함되는 분산질의 질량 비율을 100분율로 나타낸 것이다. 농도는, 산화티타늄 분산액의 일정량을 칭량하여, 분산매를 강제 건고했을 때의 질량 변화로부터 구할 수 있다.

코어 셸 구조를 갖는 산화티타늄 분산액

본 발명에서 사용하는 산화티타늄 분산액으로서는, 특히 상술한 금속 원소의 산화물 1종 단독 또는 2종 이상과 산화티타늄을 복합한 것을 핵으로 하고, 이 핵의 외측에 상술한 금속 원소의 산화물 1종 단독 또는 2종 이상을 복합한 것의 외각을 갖는 코어 셸형 미립자를 함유하는 코어 셸 구조를 갖는 산화티타늄의 분산액을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 코어 셸형 미립자 함유 산화티타늄의 분산액으로 서는 산화티타늄-산화주석-산화망간 복합 산화물(주석을 고용한 산화티타늄 미립자)을 핵으로 하고, 이 핵의 외측에 산화규소의 외각을 갖는 코어 셸형 미립자를 포함하는 산화티타늄 분산액 등을 들 수 있다. 이하에, 본 발명에서 사용되는 코어 셸형 미립자(코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체) 산화티타늄 분산액에 대하여 상세하게 설명한다.

코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체(미립자) 콜로이드 용액

코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 콜로이드 용액은, 주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자를 핵으로 하고, 해당 핵의 외측에 산화규소의 외각을 갖는 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체를 물 등의 수성 분산매 중에 분산한 것이다.

여기서, 산화티타늄에는 통상 루틸형, 아나타제형, 브루카이트형의 3개가 있지만, 본 발명에서는 광촉매 활성이 낮고, 자외선 흡수 능력이 우수한 정방정계 루틸형의 산화티타늄을 주석 및 망간의 고용매(固榕媒)로서 사용하는 것이 바람직하다.

고용질로서의 주석 성분은 주석염에서 유도되는 것이면 되고, 산화주석, 황화주석 등의 주석 칼코게나이드를 후보로서 들 수 있고, 산화주석인 것이 바람직하다. 주석염으로서는 불화주석, 염화주석, 브롬화주석, 요오드화주석 등의 주석 할로겐화물, 또는 시안화주석, 이소티오시안화 주석 등의 주석 유사할로겐화물, 또는 질산주석, 황산주석, 인산주석 등의 주석 무기산염 등을 사용할 수 있지만, 안정성과 입수의 용이성에서 염화주석을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 주석염에서의 주석은 2가 내지 4가의 원자가를 갖는 것으로부터 선택할 수 있지만, 4가 주석을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 각각 상술한 고용량이 되게 사용된다. 또한, 수성 분산매, 염기성 물질도 각각 상술한 것이 상술한 배합이 되도록 사용된다.

고용질로서의 망간 성분은 망간염에서 유도되는 것이면 되고, 산화망간, 황화망간 등의 망간 칼코게나이드를 들 수 있고, 산화망간인 것이 바람직하다. 망간염으로서는 불화망간, 염화망간, 브롬화망간, 요오드화망간 등의 망간 할로겐화물, 시안화망간, 이소티오시안화망간 등의 망간 유사할로겐화물, 질산망간, 황산망간, 인산망간 등의 망간 무기산염 등을 사용할 수 있지만, 안정성과 입수의 용이성에서 염화망간을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 망간염에서의 망간은 2가 내지 7가의 원자가를 갖는 것으로부터 선택할 수 있지만, 2가의 망간을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

주석 및 망간을 정방정계 산화티타늄에 고용시키는 경우, 주석 성분의 고용량이 티타늄과의 몰비(Ti/Sn)로 10 내지 1,000, 보다 바람직하게는 20 내지 200이며, 망간 성분의 고용량이 티타늄과의 몰비(Ti/Mn)로 10 내지 1,000, 보다 바람직하게는 20 내지 200이다. 주석 성분, 망간 성분의 고용량이 티타늄과의 몰비(Ti/Sn), (Ti/Mn)로 10보다도 적을 때, 주석 및 망간에서 유래되는 가시 영역의 광흡수가 현저해지고, 한편 1,000을 초과하면, 광촉매 활성이 충분히 실활하지 않고, 결정계도 가시 흡수능이 작은 아나타제형이 되는 경우가 있다.

주석 성분 및 망간 성분의 고용 양식은 치환형이어도 되고 침입형이어도 된다. 여기에서 말하는 치환형이란, 산화티타늄의 티타늄(IV) 이온의 사이트에 주석 및 망간이 치환되어 형성되는 고용 양식의 것이며, 침입형이란, 산화티타늄의 결정 격자 간에 주석 및 망간이 존재함으로써 형성되는 고용 양식의 것이다. 침입형에서는 착색의 원인이 되는 F 중심이 형성되기 쉽고, 또한 금속 이온 주위의 대칭성이 나쁘기 때문에 금속 이온에서의 진동 전자 천이의 프랭크-콘돈 인자도 증대하고, 가시광을 흡수하기 쉬워진다. 그로 인해, 치환형인 것이 바람직하다.

주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자의 핵의 외측에 형성되는 산화규소의 외각은 산화규소를 주성분으로 하고, 주석이나 알루미늄 등 그 밖의 성분을 함유하고 있어도 되고, 어떠한 방법으로 형성시킨 것이어도 된다. 예를 들어, 해당 산화규소의 외각은 테트라알콕시실란의 가수분해 축합에 의해 형성할 수 있다. 테트라알콕시실란으로서는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라(n-프로폭시)실란, 테트라(i-프로폭시)실란, 테트라(n-부톡시)실란 등의 통상 입수 가능한 것을 사용하면 되지만, 반응성과 안전성의 관점에서 테트라에톡시실란을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 것으로서, 예를 들어 시판되는 「KBE-04」(신에쯔 가가꾸 고교(주)제)를 사용할 수 있다. 또한, 테트라알콕시실란의 가수분해 축합은 수중에서 행하면 되고, 암모니아, 알루미늄염, 유기 알루미늄, 주석염, 유기 주석 등의 축합 촉매를 적절히 사용하면 되지만, 암모니아는 해당 핵 미립자의 분산제로서의 작용도 겸비하고 있기 때문에 특히 바람직하다.

이러한 주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자를 핵으로 하고, 해당 핵의 외측에 산화규소의 외각을 갖는 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 전체에 대한 외각의 산화규소 비율은 20 내지 50질량％, 바람직하게는 25 내지 45질량％, 보다 바람직하게는 30 내지 40질량％인 것이 좋다. 20질량％보다도 적을 때, 외각의 형성이 불충분해지는 경우가 있고, 한편 50질량％를 초과하면, 해당 입자의 응집을 촉진해 분산액이 불투명하게 되는 경우가 있다.

코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체에 있어서, 레이저광을 사용한 동적 광산란법으로 측정한 핵이 되는 주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자의 체적 기준의 50％ 누적 분포 직경(D₅₀)은 30nm 이하, 보다 바람직하게는 20nm 이하이고, 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체의 체적 기준의 50％ 누적 분포 직경(D₅₀)은 50nm 이하이고, 보다 바람직하게는 30nm 이하이다. 상기 핵 미립자 및 코어 셸형 고용체의 D₅₀값이 상기 상한값을 초과할 때, 분산액이 불투명하게 되는 경우가 있다. 또한, 특별히 한정되지 않지만, 통상 상기 핵 미립자의 D₅₀의 하한값은 5nm 이상, 코어 셸형 고용체의 D₅₀의 하한값은 6nm 이상이다. 또한, 이러한 체적 기준의 50％ 누적 분포 직경(D₅₀, 이하 「평균 입자 직경」이라고 하는 경우가 있음)을 측정하는 장치로서는, 예를 들어 나노트랙 UPA-EX150(닛끼소(주)제) 등을 들 수 있다.

코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체를 분산하는 수성 분산매로서는 물 및 물과 임의의 비율로 혼합되는 친수성 유기 용매와의 혼합 용매를 들 수 있다. 물로서는, 예를 들어 탈이온수(이온 교환수), 증류수, 순수 등이 바람직하다. 친수성 유기 용매로서는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올이 바람직하다. 이 경우, 친수성 유기 용매의 혼합 비율은 수성 분산매 중 0 내지 30질량％인 것이 바람직하다. 30질량％를 초과하면, 공정 (B)에서 물과 완전히는 상용하지 않는 알코올의 상용화제로서 작용하는 경우가 있기 때문에 바람직하지 않은 경우가 있다. 그 중에서도, 생산성, 비용 등의 점에서 탈이온수, 순수가 가장 바람직하다.

코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체와 수성 분산매로부터 형성되는 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 콜로이드 용액에 있어서, 상기 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체의 농도는 0.1질량％ 이상 10질량％ 미만이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5질량％, 더욱 바람직하게는 1 내지 3질량％이다. 또한, 이 수성 분산매 중에는, 후술하는 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체의 제조 과정에서 사용된 염기성 물질(분산제) 등을 포함하고 있는 것을 허용한다. 특히, 염기성 물질은 pH 조정제, 분산제로서의 성질을 겸비하고 있으므로, 상기 수성 분산매와 함께 적당한 농도의 수용액으로 하여 사용해도 된다. 단, 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 콜로이드 용액에는 암모니아, 알칼리 금속의 수산화물, 인산 화합물, 인산 수소 화합물, 탄산 화합물 및 탄산 수소 화합물 이외의 분산제(염기성 물질)를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 이것은 상기 염기성 물질을 함유시켜 둠으로써, 종래 산화티타늄 미립자의 분산제로서 사용하지 않을 수 없었던 고분자 분산제를 굳이 사용할 필요가 없어지고, 따라서 해당 고분자 분산제를 포함하는 산화티타늄 미립자 분산제를 코팅제에 적용했을 때에 생성되어 있던 도막(경화막)의 내찰상성 및 기재와의 밀착성에 관련된 저해를 피할 수 있기 때문이다.

이러한 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 수분산액에서의 염기성 물질(분산제)로서는, 예를 들어 암모니아, 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화세슘, 인산2수소1리튬, 인산2수소1나트륨, 인산2수소1칼륨, 인산2수소1세슘, 인산수소2리튬, 인산수소2나트륨, 인산수소2칼륨, 인산수소2세슘, 인산3리튬, 인산3나트륨, 인산3칼륨, 인산3세슘, 탄산수소리튬, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산수소세슘, 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산세슘 등을 들 수 있고, 특히 암모니아 및 수산화나트륨이 바람직하다.

이와 같은 구성의 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 콜로이드 용액은 높은 투명성을 갖고, 예를 들어 1질량％ 농도의 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 콜로이드 용액이 채워진 광로 길이 1mm의 석영 셀을 통과하는 550nm 파장의 광투과율이 통상 80％ 이상, 보다 바람직하게는 85％ 이상, 더욱 바람직하게는 90％ 이상이다. 또한, 이러한 투과율은 자외 가시 투과 스펙트럼을 측정함으로써, 용이하게 구할 수 있다.

특히, 이하에 설명하는 주석 및 망간을 고용한 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 콜로이드 용액의 제조 방법에 의한 것은 해당 고용체를 얻을 때에, 제조 공정 중에서 분쇄나 분급 등의 기계적 단위 조작을 거치지 않음에도 불구하고, 상기의 특정한 누적 입도 분포 직경으로 할 수 있으므로, 생산 효율이 매우 높을 뿐만 아니라, 상기 높은 투명성을 확보할 수 있다.

코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 콜로이드 용액의 제조 방법

상술한 구성을 갖는 주석 및 망간을 고용한 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 수분산액의 제조 방법은 다음 공정 (가), (나)을 포함한다.

공정 (가)

이 공정에서는, 먼저 주석 성분 및 망간 성분이 정방정계 산화티타늄에 고용하고 있는 정방정계 산화티타늄 고용체 미립자의 수분산체를 준비한다. 이 수분산체를 얻는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 원료가 되는 티타늄 화합물, 주석 화합물, 망간 화합물, 염기성 물질 및 과산화수소를 수성 분산매 중에서 반응시켜서, 일단 주석 및 망간을 함유한 퍼옥소 티타늄산 용액을 얻은 후, 이를 수열 처리하여 주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자 분산액을 얻는 방법이 바람직하다.

이전 단계의 주석 및 망간을 함유한 퍼옥소 티타늄산 용액을 얻을 때까지의 반응은 수성 분산매 중의 원료 티타늄 화합물에 염기성 물질을 첨가하여 수산화티타늄으로 하고, 함유하는 불순물 이온을 제거하고, 과산화수소를 첨가하여 퍼옥소 티타늄산으로 한 후에 주석 화합물 및 망간 화합물을 첨가하여, 주석 및 망간을 함유한 퍼옥소 티타늄산 용액으로 하는 방법에서도, 수성 분산매 중의 원료 티타늄 화합물에 주석 화합물 및 망간 화합물을 첨가한 후에 염기성 물질을 첨가하여 주석 및 망간을 함유한 수산화티타늄으로 하고, 함유하는 불순물 이온을 제거하고, 과산화수소를 첨가하여 주석 및 망간을 함유한 퍼옥소 티타늄산 용액으로 하는 방법이어도 된다.

여기서, 원료의 티타늄 화합물로서는, 예를 들어 티타늄의 염산염, 질산염, 황산염 등의 무기산염, 포름산, 시트르산, 옥살산, 락트산, 글리콜산 등의 유기산염, 이들의 수용액에 알칼리를 첨가하여 가수분해함으로써 석출시킨 수산화티타늄 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

주석 화합물로서는 주석염에서 유도되는 것이면 되고, 산화주석, 황화주석 등의 주석 칼코게나이드를 후보로서 들 수 있고, 산화주석인 것이 바람직하다. 주석염으로서는 불화주석, 염화주석, 브롬화주석, 요오드화주석 등의 주석 할로겐화물, 또는 시안화주석, 이소티오시안화 주석 등의 주석 유사할로겐화물, 또는 질산주석, 황산주석, 인산주석 등의 주석 무기산염 등을 사용할 수 있지만, 안정성과 입수의 용이성에서 염화주석을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 주석염에 있어서의 주석은 2가 내지 4가의 원자가를 갖는 것으로부터 선택할 수 있지만, 4가 주석을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 각각 전술한 고용량이 되도록 사용된다. 또한, 수성 분산매, 염기성 물질도 각각 상술한 것이 상술한 배합이 되도록 사용된다.

망간 화합물로서는 망간염에서 유도되는 것이면 되고, 산화망간, 황화망간 등의 망간 칼코게나이드를 들 수 있고, 산화망간인 것이 바람직하다. 망간염으로서는 불화망간, 염화망간, 브롬화망간, 요오드화망간 등의 망간 할로겐화물, 시안화망간, 이소티오시안화망간 등의 망간 유사할로겐화물, 질산망간, 황산망간, 인산망간 등의 망간 무기산염 등을 사용할 수 있지만, 안정성과 입수의 용이성에서 염화망간을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 망간염에서의 망간은 2가 내지 7가의 원자가를 갖는 것으로부터 선택할 수 있지만, 2가 망간을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

과산화수소는 상기 원료 티타늄 화합물 또는 수산화티타늄을 퍼옥소 티타늄, 즉 Ti-O-O-Ti 결합을 포함하는 산화티타늄계 화합물로 변환시키기 위한 것이고, 통상 과산화수소수의 형태로 사용된다. 과산화수소의 첨가량은 티타늄, 주석 및 망간의 합계 몰수의 1.5 내지 5배 몰로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 과산화수소를 첨가하여 원료 티타늄 화합물 또는 수산화티타늄을 퍼옥소 티타늄산으로 하는 반응에 서의 반응 온도는 5 내지 60℃로 하는 것이 바람직하고, 반응 시간은 30분 내지 24시간으로 하는 것이 바람직하다.

이렇게 하여 얻어지는 주석 및 망간을 함유한 퍼옥소 티타늄산 용액은, pH 조정 등을 위해, 염기성 물질 또는 산성 물질을 포함하고 있어도 된다. 여기에서 말하는 염기성 물질로서는, 예를 들어 암모니아 등을 들 수 있고, 산성 물질로서는, 예를 들어 황산, 질산, 염산, 탄산, 인산, 과산화수소 등의 무기산 및 포름산, 시트르산, 옥살산, 락트산, 글리콜산 등의 유기산을 들 수 있다. 이 경우, 얻어진 주석 및 망간을 함유한 퍼옥소 티타늄산 용액의 pH는 1 내지 7, 특히 4 내지 7인 것이 취급의 안전성 면에서 바람직하다.

계속해서, 이후 단계의 주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자 콜로이드 용액을 얻을 때까지의 반응은 상기 주석 및 망간을 함유한 퍼옥소 티타늄산 용액을 압력 0.01 내지 4.5MPa, 바람직하게는 0.15 내지 4.5MPa, 온도 80 내지 250℃, 바람직하게는 120 내지 250℃, 반응 시간 1분 내지 24시간의 조건 하에서의 수열 반응에 제공된다. 그 결과, 주석 및 망간을 함유한 퍼옥소 티타늄산은 주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자로 변환되어 간다.

본 발명에서는, 이렇게 하여 얻어지는 주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자 분산액에, 1가 알코올, 암모니아 및 테트라에톡시실란 등의 테트라알콕시실란을 배합한다.

1가 알코올로서는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알코올 및 이들의 임의의 혼합물이 사용되고, 특히 바람직하게는 에탄올이 사용된다. 이러한 1가 알코올의 배합량은 상기 산화티타늄 미립자 분산액 100질량부에 대하여 100질량부 이하, 바람직하게는 30질량부 이하로 사용된다. 특히, 1가 알코올의 배합량을 변화시킴으로써, 다음 공정에서, 주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자를 포함하는 핵의 외측에 형성하는 산화규소의 외각 두께를 제어하는 것이 가능해진다. 일반적으로, 1가 알코올의 배합량을 증가시키면, 테트라알콕시실란 등의 규소 반응제의 반응계에 대한 용해도가 증대하는 한편, 산화티타늄의 분산 상태에는 악영향을 주지 않으므로, 해당 외각의 두께는 두꺼워진다. 즉, 다음 공정에서 얻어지는 주석 및 망간을 고용한 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 수분산액은, 제조 공정 중에서 분쇄나 분급 등의 기계적 단위 조작을 거치지 않음에도 불구하고, 상기 특정한 누적 입도 분포 직경의 범위로 할 수 있고, 가시부에서의 투명성을 부여할 수 있다. 1가 알코올의 배합량은 30질량부 이하인 것이 바람직한데, 그 이상의 알코올을 함유하는 경우에도, 농축 공정에서 알코올을 선택적으로 제거하는 것도 가능하기 위해, 적절히 필요한 조작을 추가할 수 있다. 또한, 1가 알코올의 배합량 하한은 5질량부 이상, 특히 10질량부 이상인 것이 바람직하다.

암모니아는 암모니아수이며, 주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자 분산액 중에 암모니아 가스를 불어 넣음으로써 암모니아수의 첨가를 대신해도 되고, 또한 해당 분산액 중에서 암모니아를 발생할 수 있는 반응제를 가함으로써 암모니아수의 첨가를 대신해도 된다. 암모니아수의 농도는 특별히 한정되는 것은 아니고, 시판되고 있는 어떤 암모니아수를 사용해도 된다. 본 발명의 공정에 있어서는, 예를 들어 28질량％의 진한 암모니아수를 사용하여, 주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자 분산액의 pH를 9 내지 12, 보다 바람직하게는 9.5 내지 11.5가 되는 양까지 암모니아수를 첨가하는 것이 바람직하다.

테트라알콕시실란으로서는 상술한 것을 사용할 수 있지만, 테트라에톡시실란이 바람직하다. 테트라에톡시실란에는, 그 자체 외에 테트라에톡시실란의 (부분)가수분해물도 사용할 수 있다. 이러한 테트라에톡시실란 또는 테트라에톡시실란의 (부분)가수분해물로서는 시판되고 있는 어떤 것이어도 되고, 예를 들어 제품명「KBE-04」(테트라에톡시실란: 신에쯔 가가꾸 고교(주)제), 제품명 「실리케이트35」, 「실리케이트45」(테트라에톡시실란의 부분 가수분해 축합물: 다마 가가꾸 고교(주)제), 제품명「ESI40」, 「ESI48」(테트라에톡시실란의 부분 가수분해 축합물: 콜코트(주)제) 등을 사용해도 된다. 이들 테트라에톡시실란 등은 1종을 사용해도 되고, 복수 종을 사용해도 된다.

테트라알콕시실란의 배합량은 가수분해 후의 산화규소를 함유하는 산화티타늄에 대하여 20 내지 50질량％, 바람직하게는 25 내지 45질량％, 보다 바람직하게는 30 내지 40질량％가 되도록 사용한다. 20질량％보다도 적을 때 외각의 형성이 불충분해지고, 50질량％보다도 많을 때 해당 입자의 응집을 촉진하고, 분산액이 불투명하게 되는 경우가 있다.

주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자 분산액에 1가 알코올, 암모니아 및 테트라에톡시실란 등의 테트라알콕시실란을 첨가하여 혼합하는 방법은 어떤 방법으로 실시해도 되고, 예를 들어 자기 교반, 기계 교반, 진탕 교반 등을 사용할 수 있다.

공정 (나)

여기에서는, 상기 공정 (가)에서 얻어진 혼합물을 급속 가열함으로써, 주석 및 망간을 고용한 정방정계 산화티타늄 미립자를 핵으로 하고, 해당 핵의 외측에 산화규소의 외각을 갖는 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체의 미립자를 형성시킨다.

공정 (가)에서 얻어진 혼합물을 급속 가열하는 방법은 기존의 어떤 것이어도 되고, 마이크로파에 의한 가열, 높은 열교환 효율을 달성할 수 있는 마이크로리액터, 및 큰 열용량을 가진 외부 열원과의 열교환 등을 사용할 수 있다. 특히, 마이크로파를 사용한 가열 방법은 균일 또한 급속하게 가열할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 마이크로파를 조사하여 가열하는 공정은 회분 공정이어도 되고 연속 공정이어도 된다.

급속 가열법은 실온으로부터 분산매의 비점 바로 아래(통상, 10 내지 80℃ 정도)에 도달할 때까지의 시간이 10분 이내인 것이 바람직하다. 이것은, 10분을 초과하는 가열 방법일 때 해당 입자가 응집하게 되어, 바람직하지 않기 때문이다.

이러한 급속 가열법에서 마이크로파 가열을 사용할 때에는, 예를 들어 그의 주파수가 300MHz 내지 3THz인 전자파 중에서 적절히 선택할 수 있다. 일본 국내에서는, 전파법에 의해 통상 사용 가능한 마이크로파 주파수 대역이 2.45GHz, 5.8GHz, 24GHz 등으로 정해져 있지만, 그 중에서도 2.45GHz는 민간용으로도 많이 사용되고 있고, 이 주파수의 발진용 마그네트론은 설비 가격상 유리하다. 그러나, 이 기준은 특정한 나라나 지역의 법률이나 경제 상황에 의존한 것이며, 기술적으로는 주파수를 한정하는 것은 아니다. 마이크로파의 출력은 100W 내지 24kW, 바람직하게는 100W 내지 20kW의 정격을 갖는 한, 시판되고 있는 어떤 장치를 사용해도 된다. 예를 들어, μ리액터엑스(ReactorEx)(시코쿠 게소쿠 고교(주)제), 어드밴서(Advancer)(바이오타지(주)제) 등을 사용할 수 있다.

마이크로파 가열의 경우, 가열에 필요한 시간을 10분 이내로 하기 위해서는 마이크로파의 출력을 조절하거나, 회분 반응의 경우에는 반응액량을, 연속 반응의 경우에는 반응 유량을 적절히 조절하여 행할 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진 주석 및 망간을 고용한 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 콜로이드 용액은 본 발명의 오르가노졸의 제조에 적절하게 사용할 수 있다.

무기 산화물 콜로이드 수분산액의 고형분 농도는 바람직하게는 1질량％ 이상 30질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 5질량％ 이상 25질량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10질량％ 이상 20질량％ 이하이다. 1질량％ 미만이면, 오르가노졸 제조에서의 산업상 효율에서 바람직하지 않은 경우가 있고, 30질량％를 초과하면, 콜로이드 용액이 유동성을 상실해 겔화하는 경우가 있기 때문에 바람직하지 않은 경우가 있다.

무기 산화물 콜로이드 용액의 액성은 바람직하게는 pH가 2 이상 12 이하이고, 보다 바람직하게는 pH가 3 이상 11 이하이고, 더욱 바람직하게는 4 이상 10 이하이다. pH가 2보다 작거나, 또는 12보다 크면, 콜로이드 용액이 유동성을 상실해 겔화하는 경우가 있기 때문에 바람직하지 않은 경우가 있다.

공정 (B)

공정 (B)는 물과 완전히는 상용하지 않고 2상계를 형성하는 알코올을 첨가하는 공정이다. 통상의 조건에서는, 여기에서 첨가하는 알코올은 무기 산화물 콜로이드 수분산액과는 혼합되지 않고, 또한 분산액 중의 무기 산화물 분산질이 해당 알코올 중으로 이행하는 일은 없다.

공정 (B)에서 첨가하는 알코올은 탄소수 4 이상 8 이하의, 방향족 기를 가질 수도 있는 직쇄상, 분지쇄상 또는 환상의 1가 알코올 및 탄소수 3 이상 8 이하의 불소 원자로 (부분)치환된 1가 알코올로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 탄소수가 2 이하인 알코올은 통상의 조건에서는, 물과 임의로 혼화하기 때문에 본 공정에서 사용할 수는 없다. 또한, 탄소수가 8보다 커지면, 파라핀으로서의 성질이 강해져, 본 공정에서의 적용이 곤란한 경우가 있다. 탄소수 4 이상 8 이하의 방향족 기를 가질 수도 있는 직쇄상, 분지쇄상 또는 환상의 1가 알코올인 것이 보다 바람직하다. 불소 원자로의 치환은 전체 치환(퍼플루오로알킬)형 및 부분 치환 중 어느 것이어도 된다. 장쇄 알킬기에서 전체 치환형 알코올은 고가가 되기 때문에, 치환수는 원가에 따라서 조정가능하다. 알코올의 가수가 2보다 커지면, 수용성이 강해지는 경향이 있고, 또한 증점하여 취급이 곤란해지는 경우도 있다.

공정 (B)에서 첨가하는 알코올의 구체예로서는 1-부탄올, 2-부탄올, 이소부틸알코올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 네오펜틸알코올, 시클로펜탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 3-헥산올, tert-헥실알코올, 시클로헥산올 등의 직쇄·분지쇄·환상 알코올류, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 벤질 알코올 등의 방향환 함유 알코올류, 헵타플루오로프로판-1-올, 헵타플루오로프로판-2-올, 3,3,4,4,4-펜타플루오로부탄-1-올, 노나플루오로부탄-1-올, 노나플루오로부탄-2-올 등의 불소 원자로 (부분)치환된 직쇄·환상 알코올류를 들 수 있다.

공정 (B)에서 첨가하는 알코올의 20℃에서의 물에 대한 용해도는 1(알코올 1g/물 100g) 이상 30(알코올 30g/물 100g) 이하인 것이 바람직하고, 5 이상 28 이하인 것이 보다 바람직하고, 10 이상 26 이하인 것이 더욱 바람직하다. 1보다 작으면, 본 발명의 효과를 발현할 수 없는 경우가 있고, 30을 초과하면, 공정 (A)에서 사용한 물과 임의로 혼화하는 알코올의 작용에 의해, 완전 상용하는 경우가 있다.

공정 (B)에서 첨가하는 알코올의 물에 대한 용해도는 통상의 방법에 따라서 측정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 20℃에서 해당 알코올을 뷰렛에 넣고, 순수 100g이 들어간 코니컬 비이커 중에 대해 잘 교반하면서 적하한다. 해당 알코올을 용해할 수 없어 2상계를 형성한 시점에서 적하를 종료한다. 그때의 중량 증가량이 물 100g에 대한 해당 알코올의 용해도이다.

공정 (B)에서 첨가하는 알코올의 첨가량은, 공정 (A)에서 사용한 무기 산화물 콜로이드 수분산액의 물 성분에 대하여 바람직하게는 10질량％ 이상 1,000질량％ 이하, 보다 바람직하게는 15질량％ 이상 500질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 20질량％ 이상 300질량％ 이하이다. 첨가량이 10질량％보다도 적으면, 추출 효율이 높지 않은 경우가 있고, 첨가량이 1,000질량％보다도 많아지면, 유기 용매의 대량 사용에 의한 산업상 및 환경상의 문제가 있기 때문에 바람직하지 않은 경우가 있다.

공정 (C)

공정 (C)는 하기 일반식 (I)로 표시되는 실란 화합물 및/또는 동일 실란 화합물의 (부분)가수분해 축합물을 첨가하는 공정이다.

R¹Si(OR²)₃ (I)

일반식 (Ｉ)로 표시되는 화합물의 구체예로서는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 프로필트리에톡시실란, (메트)아크릴로일옥시메틸 트리메톡시실란, (메트)아크릴로일옥시메틸 트리에톡시실란, (메트)아크릴로일옥시에틸 트리메톡시실란, (메트)아크릴로일옥시에틸 트리에톡시실란, (메트)아크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란, (메트)아크릴로일옥시프로필 트리에톡시실란, (메트)아크릴로일옥시옥틸 트리메톡시실란, (메트)아크릴로일옥시옥틸 트리에톡시실란 등의 (메트)아크릴로일옥시기로 치환 가능한 탄소기를 갖는 실란 화합물을 들 수 있다. 이러한 화합물은 합성해도 되고, 시판되고 있는 것을 사용해도 된다. 시판품으로는, 메틸트리메톡시실란으로서 신에쯔 가가꾸 고교(주)제의 「KBM-13」, 프로필트리메톡시실란으로서 「KBM-3033」, 아크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란으로서 「KBM-5103」, 메타크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란으로서 「KBM-503」 등을 사용할 수 있다.

공정 (C)에서 첨가하는 실란의 첨가량은, 공정 (A)에서의 무기 산화물 콜로이드 수분산액의 고형분에 대하여 바람직하게는 11질량％ 이상 200질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 15질량％ 이상 150질량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 20질량％ 이상 100질량％ 이하이다. 첨가량이 200질량％보다도 많으면, 오르가노졸 중에서의 유효 성분인 무기 산화물의 비율이 상대적으로 저하하는 경우가 있다. 첨가량이 11질량％보다도 적으면, 유기 용매 중에서의 무기 산화물 미립자의 분산 안정성이 확보되기 어려워지는 경우가 있다.

공정 (C)에서의 실란의 첨가 방법은 액중 적하, 액외 적하, 포션 첨가 등을 실시할 수 있고, 액중 적하인 것이 바람직하다.

공정 (C)에서의 실란 첨가시의 액온은 바람직하게는 0℃ 이상 45℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 5℃ 이상 40℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10℃ 이상 35℃ 이하이다. 액온이 0℃보다 낮아지면, 무기 산화물 콜로이드 수분산액이 동결에 의한 상태 변화를 거쳐서 변질될 가능성이 있다. 액온이 45℃보다 높아지면, 첨가한 실란이 예기치못한 가수분해 축합 반응을 일으키는 경우가 있다.

공정 (D)

공정 (D)는 마이크로파를 조사하는 공정이다. 마이크로파 조사는 그의 주파수가 300MHz 내지 3THz인 전자파 중에서 적절히 선택할 수 있다. 일본 국내에서는, 전파법에 의해 통상 사용 가능한 마이크로파 주파수 대역이 2.45GHz, 5.8GHz, 24GHz 등으로 정해져 있지만, 그 중에서도 2.45GHz는 민간용으로도 많이 사용되고 있고, 이 주파수의 발진용 마그네트론은 설비 가격상 유리하다. 그러나, 이 기준은 특정한 나라나 지역의 법률이나 경제 상황에 의존한 것이며, 기술적으로는 주파수를 한정하는 것은 아니다. 마이크로파의 출력은 100W 내지 24kW, 바람직하게는 100W 내지 20kW의 정격을 갖는 한, 시판되고 있는 어떤 장치를 사용해도 된다. 예를 들어, μ리액터엑스(시코쿠 게소쿠 고교(주)제), 어드밴서(바이오타지(주)제) 등을 사용할 수 있다.

마이크로파 조사는 결과로서 반응액의 온도 상승을 초래한다. 마이크로파 조사 후의 온도 범위는 바람직하게는 10℃ 이상 150℃ 이하, 보다 바람직하게는 60℃ 이상 100℃ 이하, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상 90℃ 이하이다. 마이크로파 조사 후의 온도가 10 ℃보다 낮으면, 반응에 시간을 필요로 하는 경우가 있고, 또한 마이크로파 조사 후의 온도가 150℃보다 높으면, 무기 산화물 콜로이드 수분산액의 용매가 비등하여 반응계가 다루기 어려워지는 경우가 있다.

마이크로파를 조사하는 시간은 바람직하게는 60초 이상 3,600초 이내, 보다 바람직하게는 120초 이상 1,800초 이내, 더욱 바람직하게는 180초 이상 900초 이내이다. 시간이 60초보다 짧으면, 공정 (C)에서 첨가한 실란과 무기 산화물 미립자의 표면 수산기의 반응이 불충분해지는 경우가 있고, 3,600초보다 길면, 산업 효율상 바람직하지 않은 경우가 있다. 반응 시간은 이들 범위에 들어가도록 기타 반응 조건(pH·농도)을 조정함으로써 실시하는 것이 가능하다.

공정 (D)에서는, 또한 교반하면서 마이크로파를 조사하는 것을 특징으로 하고 있다. 교반은 기계 교반, 자기 교반, 진탕 교반 등을 사용할 수 있다. 교반함으로써, 공정 (B)에서 첨가한 소수성 알코올과 무기 산화물 수성 분산액이 현탁하고, 마이크로파에 의해 표면 처리된 미립자가 효율적으로 소수성 알코올로 이행할 수 있다. 교반은 난류 교반인 것이 바람직하다. 교반의 정도는 계의 레이놀즈수를 계산함으로써 어림잡을 수 있다. 교반 레이놀즈수는 바람직하게는 3,000 이상 1,000,000 이하, 보다 바람직하게는 5,000 이상 500,000 이하, 더욱 바람직하게는 10,000 이상 200,000 이하이다. 3,000보다 작으면, 층류 교반이 되어 효율적인 현탁이 곤란한 경우가 있고, 1,000,000보다 크면, 교반에 필요한 에너지가 불필요하게 커짐으로써 산업 효율상의 관점에서 바람직하지 않은 경우가 있다. 또한, 상기 레이놀즈수(Re)는 수식 (1)로부터 구할 수 있다. 수식 (1)에서 ρ는 밀도(kg/m³), n은 회전수(rps), d는 교반자 길이(m), μ는 점도(Pa·s)를 각각 나타낸다.

Re=ρ·n·d²/μ 수식 (1)

본 발명에서 취급하는 오르가노졸은 ρ가 900 내지 2,000(kg/m³), 바람직하게는 1,000 내지 1,500(kg/m³)이며, μ는 0.001 내지 0.05(Pa·s), 바람직하게는 0.002 내지 0.01(Pa·s)이다. 예를 들어, 5(cm)의 자기 회전자를 700(rpm)에서 ρ가 1,000(kg/m³), μ가 0.002(Pa·s)인 오르가노졸을 회전했을 경우의 Re는 약 15,000이다. n과 d를 적절히 선택함으로써 상기 원하는 Re의 범위로 되도록 조절할 수 있다.

또한, 교반에는 방해판을 설치한 반응기의 사용으로 인한 교반 효율의 향상 방법을 실시해도 된다.

공정 (E)

공정 (E)는 유기 용매를 첨가하는 공정이다. 이 공정의 실시는 바람직하게는 0℃ 이상 45℃ 이하, 보다 바람직하게는 5℃ 이상 40℃ 이하, 더욱 바람직하게는 10℃ 이상 30℃ 이하의 온도에서 행한다. 온도가 0℃보다 낮으면, 무기 산화물 콜로이드 수분산액 유래의 물 성분이 동결하여 변질될 가능성이 있고, 또한 온도가 45℃보다 높으면, VOC(휘발성 유기 화합물)가 대기 환경 및 작업 환경으로 방출되기 쉬워져, 안전상 및 노동 환경 위생상 바람직하지 않은 경우가 있다.

공정 (E)에서 첨가되는 유기 용매는 탄소수 5 이상 30 이하의 탄화수소 화합물, 알코올 화합물, 에테르 화합물, 에스테르 화합물, 케톤 화합물 및 아미드 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이다.

이러한 유기 용매의 구체예로서는 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 운데칸, 도데칸, 트리데칸, 테트라데칸, 펜타데칸, 헥사데칸, 헵타데칸, 옥타데칸, 노나데칸, 이코산, 에이코산, 도코산, 트리이코산, 테트라이코산, 펜타이코산, 헥사이코산, 헵타이코산, 옥타이코산, 노나이코산, 트리아콘탄, 벤젠, 톨루엔, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌 및 이들을 포함하는 혼합물인 석유 에테르, 케로신, 리그로인, 누졸 등의 탄소수 5 이상 30 이하의 탄화수소 화합물; 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 시클로펜탄올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, β-티아디글리콜, 부틸렌글리콜, 글리세린 등의 단가 및 다가 알코올류; 디에틸에테르, 디프로필에테르, 시클로펜틸메틸에테르, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 트리에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 부틸렌글리콜 모노메틸에테르, 부틸렌글리콜 모노에틸에테르, 부틸렌글리콜 모노프로필에테르, 부틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 에테르류; 포름산메틸, 포름산에틸, 포름산프로필, 포름산부틸, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 프로피온산프로필, 프로피온산부틸, 부티르산메틸, 부티르산에틸, 부티르산프로필, 부티르산부틸, 벤조산메틸, 벤조산에틸, 벤조산프로필, 벤조산부틸, 옥살산디메틸, 옥살산디에틸, 옥살산디프로필, 옥살산디부틸, 말론산디메틸, 말론산디에틸, 말론산디프로필, 말론산디부틸, 에틸렌글리콜 디포르메이트, 에틸렌글리콜 디아세테이트, 에틸렌글리콜 디프로피오네이트, 에틸렌글리콜 디부티레이트, 프로필렌글리콜 디아세테이트, 프로필렌글리콜 디프로피오네이트, 프로필렌글리콜 디부티레이트, 에틸렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 부틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 에틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 에틸에테르 아세테이트, 부틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트 등의 에스테르류; 아세톤, 다이아세톤 알코올, 디에틸케톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸노르말부틸케톤, 디부틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 시클로헵타논, 시클로옥타논 등의 케톤류; 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 테트라아세틸에틸렌디아미드, 테트라아세틸헥사메틸렌테트라미드, N,N-디메틸헥사메틸렌 디아민 디아세테이트 등의 아미드류를 각각 들 수 있다.

공정 (E)에서 첨가하는 유기 용매의 양은 공정 (A)에서 사용한 무기 산화물 콜로이드 수분산액의 물 성분에 대하여 바람직하게는 50질량％ 이상 1,000질량％ 이하, 보다 바람직하게는 100질량％ 이상 500질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 120질량％ 이상 300질량％ 이하이다. 첨가량이 50질량％보다도 적으면, 다음 공정 (F)에서 물을 충분히 제거할 수 없는 경우가 있고, 첨가량이 1,000질량％보다도 많아지면, 유기 용매를 대량으로 사용함으로써 산업상 및 환경상의 문제가 있기 때문에 바람직하지 않은 경우가 있다.

공정 (E)에서는 유기 용매의 첨가에 의해 표면 처리된 무기 산화물 미립자를 균일하게 유기 용매상에 분산시킬 수 있다. 공정 (E)에서 용매를 가함으로써, 계가 균일상 및 2상 중 어느 것을 형성해도 된다. 2상을 형성한 경우에는 유기층을 분액에 의해 분취할 수도 있다.

공정 (F)

공정 (F)는 물을 제거하는 공정이다. 물의 제거는 공비 증류 및/또는 한외 여과로 실시하는 것이 바람직하다.

공정 (F)에서의 공비 증류는, 공정 (A)에서 사용한 무기 산화물 콜로이드 수분산액에서 유래되는 물을 제거하는 것을 목적으로 하고 있다. 이 물과 공비하는 유기 용매는 공정 (B) 및 공정 (E) 중 어느 것에 가한 것에서 유래해도 된다. 공비 증류에서는, 물과 유기 용매의 증기압 총합이 계의 압력과 균형을 이루었을 때에, 기액 평형 곡선으로부터 예측되는 비율로 물과 유기 용매의 혼합물이 증류 제거되는 현상이다.

공정 (F)는 200mmHg 이상 760mmHg 이하에서 실시하는 것이 바람직하고, 300mmHg 이상 760mmHg 이하에서 실시하는 것이 보다 바람직하고, 400mmHg 이상 760mmHg 이하에서 실시하는 것이 더욱 바람직하다. 200mmHg보다 낮은 압력에서는 혼합물이 돌비하여 제어하기 어려운 경우가 있고, 760mmHg보다 높은 압력에서는 물이 증발하기 어려워지는 경우가 있다.

공정 (F)는 50℃ 이상 250℃ 이하에서 실시하는 것이 바람직하고, 60℃ 이상 200℃ 이하에서 실시하는 것이 보다 바람직하고, 80℃ 이상 150℃ 이하에서 실시하는 것이 더욱 바람직하다. 50℃보다 낮은 온도에서는 증류 제거에 시간이 필요한 경우가 있고, 250℃보다 높은 온도에서는 오르가노졸이 변질되는 경우가 있다. 이러한 범위에서 실시할 수 있도록, 압력을 적절히 조절할 수 있다.

공정 (F)에서 필요한 가열은 열매와의 접촉에 의한 가열, 유도 가열 및 마이크로파에 의한 가열의 각종 방법을 사용할 수 있다.

공정 (F)에서는 공비 증류 대신에(또는 조합하여), 한외 여과를 실시할 수 있다. 한외 여과에서는 무기 및/또는 유기기재의 표면에 형성된 세공(細孔)을 통과시킴으로써 실시할 수 있다. 이러한 세공을 갖는 기재라면 재료는 특정되지 않지만, 바람직하게는 5nm 이상 50nm 이하, 보다 바람직하게는 5nm 이상 30nm 이하의 평균 세공 직경을 갖는 것을 사용할 수 있다. 세공 직경이 5nm보다 작으면, 여과속도가 느려지고, 30nm를 초과하면, 졸의 분산질이 여과액측에 유출할 우려가 있다.

한외 여과를 실시할 경우에는 용매의 종류에 의한 여과 막의 투과 계수의 차이를 고려하여, 유기 용매를 첨가하면서 실시하는 것이 가능하다.

물의 제거는 공정 후의 수분 농도를 측정함으로써 확인할 수 있다. 이러한 확인 방법으로서는 컬·피셔 반응을 이용한 전량 적정이 이용 가능하다. 이와 같은 목적으로 이용할 수 있는 적합한 적정 장치로서, 예를 들어 히라누마 산교(주)제 「AQV-2100」, 미쯔비시 가가꾸 어널리테크(주)제 「KF-200」 등을 들 수 있다.

공정 (F) 후의 수분 농도는 바람직하게는 1질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5질량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.1질량％ 이하이다. 수분 농도가 1질량％보다 크면, 오르가노졸로서 각종 수지 등과 혼합했을 때에 백탁의 원인이 되는 경우가 있다. 또한, 본 공정 (F) 실시 후에 수분 농도의 하한값은 특별히 정하지 않지만, 0.1질량％ 정도인 것이 바람직하다. 공정 (E)에서 사용한 유기 용매 자체에도 물이 일정한 비율로 포함되어 있는 경우가 있고, 공정 (F) 만에 의해, 수분 농도를 0.1질량％ 넘게 감소시키는 것은 에너지 효율상 바람직하지 않은 경우가 있다. 공정 (F)의 실시만으로 수분 농도가 원하는 수준에 달하지 않은 경우에는, 다음 공정 (G)를 실시할 수 있다.

공정 (G)

공정 (G)는 이전 공정 (F)에서 전부 제거할 수 없었던 오르가노졸 중에 존재하는 흔적량의 물을 제거하는 공정이다. 본 공정에서는, 수분 농도가 바람직하게는 1,000ppm 이하, 보다 바람직하게는 500ppm 이하, 더욱 바람직하게는 100ppm 이하, 가장 바람직하게는 10ppm 이하까지 감소한다.

공정 (G)의 실시에는, 바람직하게는 3Å 이상 10Å 이하의 세공 직경을 갖는 제올라이트를 사용한 물리 흡착 및/또는 오르토 유기산 에스테르 또는, 하기 일반식 (III)으로 표시되는 gem-디알콕시알칸을 사용한 화학 반응을 수반하는 방법으로 실시할 수 있다.

(R⁵O)(R⁶O)CR⁷R⁸ (III)

(식 (III)에서, R⁵ 및 R⁶은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10까지의 탄화수소이며, 서로 결합하여 환 형성 가능한 치환기이며, 또한 R⁷ 및 R⁸은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10까지의 탄화수소이며, 서로 결합하여 환 형성 가능한 치환기임)

제올라이트로서 사용할 수 있는 물질의 예로서는 K₄Na₄[Al₈Si₈O₃₂], Na[AlSi₂O₆], Na₂[Al₂Si₇O₁₈], (K, Ba, Sr)₂Sr₂Ca₂(Ca, Na)₄[Al₁₈Si₁₈O₇₂], Li[AlSi₂O₆]O, Ca₈Na₃[Al₁₉Si₇₇O₁₉₂], (Sr, Ba)₂[Al₄Si₁₂O₃₂], (Sr, Ba)₂[Al₄Si₁₂O₃₂], (Ca₀ _.5, Na, K)₄[Al₄Si₈O₂₄], CaMn[Be₂Si₅O₁₃(OH)₂], (Na, K, Ca₀ _.5, Sr₀ _.5, Ba₀ _.5, Mg₀ _.5)₆[Al₆Si₃₀O₇₂], Ca[Al₂Si₃O₁₀], (Ca₀ _.5, Na, K)_4-5[Al₄ _-5Si₂₀ _-19O₄₈], Ba[Al₂Si₃O₁₀], (Ca, Na₂)[Al₂Si₄O₁₂], K₂(Na, Ca₀ _.5)₈[Al₁₀Si₂₆O₇₂], (Na, Ca₀ _.5, Mg₀ _.5, K)_z[Al_zSi₁₂ _- _zO₂₄], (K, Na, Mg₀ _.5, Ca_0.5)₆[Al₆Si₃₀O₇₂], NaCa₂ _.5[Al₆Si₁₀O₃₂], Na₄[Zn₂Si₇O₁₈], Ca[Al₂Si₂O₈], (Na₂, Ca, K₂)₄[Al₈Si₁₆O₄₈], Na₅[Al₅Si₁₁O₃₂], (Na, Ca)_6-8[(Al, Si)₂₀O₄₀], Ca[Al₂Si₆O₁₆], Na₃Mg₃Ca₅[Al₁₉Si₁₁₇O₂₇₂], (Ba₀ _.5, Ca₀ _.5, K, Na)₅[Al₅Si₁₁O₃₂], (Ca₀ _.5, Sr₀ _.5, Ba₀ _.5, Mg₀ _.5, Na, K)₉[Al₉Si₂₇O₇₂], Li₂Ca₃[Be₃Si₃O₁₂]F₂, K₆[Al₄Si₆O₂₀]B(OH)₄Cl, Ca₄[Al₈Si₁₆O₄₈], K₄Na₁₂[Be₈Si₂₈O₇₂], (Pb₇Ca₂)[Al₁₂Si₃₆(O, OH)₁₀₀], (Mg₂ _.5K₂Ca₁ _.5)[Al₁₀Si₂₆O₇₂], K₅Ca₂[Al₉Si₂₃O₆₄], Na₁₆Ca₁₆[Al₄₈Si₇₂O₂₄₀], K₉[Al₉Si₂₃O₆₄], (Na₂, Ca, K₂)₄[Al₈Si₄₀O₉₆], Na₃Ca₄[Al₁₁Si₈₅O₁₉₂], Na₂[Al₂Si₃O₁₀], CaKMg[Al₅Si₁₃O₃₆], (Ca_5.5Li_3.6K_1.2Na_0.2)Li₈[Be₂₄P₂₄O₉₆], Ca₂[Al₄Si₄O₁₅(OH)₂], (K, Ca₀ _.5, Na, Ba_0.5)₁₀[Al₁₀Si₃₂O₈₄], K₉Na(Ca, Sr)[Al₁₂Si₂₄O₇₂], (K, Na, Ca₀ _.5, Ba₀ _.5)_z[Al_zSi₁₆ _- _zO₃₂], (Cs, Na)[AlSi₂O₆], Ca₂[Be(OH)₂Al₂Si₄O₁₃], Ca[Al₂Si₃O₁₀], Ca[Al₂Si₇O₁₈], (Ca₀ _.5, Na, K)₉[Al₉Si₂₇O₇₂], NaCa[Al₃Si₁₇O₄₀], Ca₂Na[Al₅Si₅O₂₀], Ca[Al₂Si₆O₁₆], Ca₄(K₂, Ca, Sr, Ba)₃Cu₃(OH)₈[Al₁₂Si₁₂O₄₈], Ca[Al₂Si₄O₁₂], Ca[Be₃(PO₄)₂(OH)₂], K_zCa_(1.5-0.5z)[Al₃Si₃O₁₂], Ca[Al₂Si₆O₁₆](z는 0 이상 1 이하의 실수) 등의 화학 조성을 갖는 것을 들 수 있고, 이들 화학 조성을 갖는 것이며, 바람직하게는 3Å 이상 10Å 이하의 세공 직경을 갖는 것을 사용할 수 있다. 세공 직경의 범위로서는 바람직하게는 3Å 이상 10Å 이하, 보다 바람직하게는 4Å 이상 8Å 이하, 더욱 바람직하게는 4Å 이상 6Å 이하이다. 세공 직경이 3Å보다 작으면, 물을 충분히 흡착할 수 없는 경우가 있고, 세공 직경이 10Å보다 크면, 물의 흡착에 시간을 요하는 경우가 있다.

이러한 탈수용 제올라이트로서는, 몰레큘러 시브 3A, 몰레큘러 시브 4A, 몰레큘러 시브 5A, 몰레큘러 시브 6A, 몰레큘러 시브 7A, 몰레큘러 시브 8A, 몰레큘러 시브 9A, 몰레큘러 시브 10A, 몰레큘러 시브 3X, 몰레큘러 시브 4X, 몰레큘러 시브 5X, 몰레큘러 시브 6X, 몰레큘러 시브 7X, 몰레큘러 시브 8X, 몰레큘러 시브 9X, 몰레큘러 시브 10X 등이라는 명칭으로 시판되고 있는 것 중에서 적절히 조합하여 사용할 수 있고, 예를 들어 세공 직경이 약 4Å인 LTA형 제올라이트로서, 간또 가가꾸(주)제 「카탈로그 번호 25958-08」을 사용할 수 있다.

제올라이트는, 공정 (F)에서 얻어진 오르가노졸에 대하여 바람직하게는 1질량％ 이상 20질량％ 이하, 보다 바람직하게는 2질량％ 이상 15질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 5질량％ 이상 10질량％ 이하 사용한다. 사용량이 1질량％보다 적으면, 탈수 효과를 충분히 얻지 못하는 경우가 있고, 사용량이 20질량％보다 많아도, 탈수 정도가 향상되는 것은 아닌 경우가 많기 때문에, 그 이상 사용하는 것은 실제로 필요하지 않다.

공정 (G)에서는, 오르토 유기산 에스테르 또는, 하기 일반식 (III)으로 표시되는 gem-디알콕시알칸을 사용한 화학 반응을 수반하는 방법으로도 실시할 수 있다.

(R⁵O)(R⁶O)CR⁷R⁸ (III)

오르토 유기산 에스테르 및 gem-디알콕시알칸은 모두 아세탈 골격을 분자 중에 갖고 있다. 오르토 유기산 에스테르는 유기산 에스테르의 아세탈이며, gem-디알콕시알칸은 케톤의 아세탈이다. 아세탈은 물과 반응하여 알코올과 카르보닐 화합물로 분해하는 성질이 있기 때문에, 탈수 목적으로 사용할 수 있다. 반응에 의해, 물이 소비되어 유기 용매를 첨가한 경우와 동일한 효과가 얻어진다.

오르토 유기산 에스테르의 구체예로서는 오르토 포름산메틸, 오르토 포름산에틸, 오르토 포름산프로필, 오르토 포름산부틸, 오르토 아세트산메틸, 오르토 아세트산에틸, 오르토 아세트산프로필, 오르토 아세트산부틸, 오르토 프로피온산메틸, 오르토 프로피온산에틸, 오르토 프로피온산프로필, 오르토 프로피온산부틸, 오르토 부티르산메틸, 오르토 부티르산에틸, 오르토 부티르산프로필, 오르토 부티르산부틸 등을 들 수 있다.

gem-디알콕시 알칸의 구체예로서는, 아세톤 디메틸 아세탈, 아세톤 디에틸 아세탈, 아세톤 디프로필 아세탈, 아세톤 디부틸 아세탈, 아세톤 에틸렌글리콜 아세탈, 아세톤 프로필렌글리콜 아세탈, 메틸에틸케톤 디메틸 아세탈, 메틸에틸케톤 디에틸 아세탈, 메틸에틸케톤 디프로필 아세탈, 메틸에틸케톤 디부틸 아세탈, 메틸에틸케톤 에틸렌글리콜 아세탈, 메틸에틸케톤 프로필렌글리콜 아세탈, 메틸이소부틸케톤 디메틸 아세탈, 메틸이소부틸케톤 디에틸 아세탈, 메틸이소부틸케톤 디프로필 아세탈, 메틸이소부틸케톤 디부틸 아세탈, 메틸이소부틸케톤 에틸렌글리콜 아세탈, 메틸이소부틸케톤 프로필렌글리콜 아세탈, 시클로펜타논 디메틸 아세탈, 시클로펜타논 디에틸 아세탈, 시클로펜타논 디프로필 아세탈, 시클로펜타논 디부틸 아세탈, 시클로펜타논 에틸렌글리콜 아세탈, 시클로펜타논 프로필렌글리콜 아세탈, 시클로헥사논 디메틸아세탈, 시클로헥사논 디에틸 아세탈, 시클로헥사논 디프로필 아세탈, 시클로헥사논 디부틸 아세탈, 시클로헥사논 에틸렌글리콜 아세탈, 시클로헥사논 프로필렌글리콜 아세탈 등을 들 수 있다.

이들 아세탈 골격을 갖는 화합물의 선택은, 물과 반응했을 때에 생성하는 분자의 종류에서 바람직한 것이 있을 경우에는, 그것을 예측하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 오르가노졸 중에서 물을 제외하여, 시클로헥사논과 부탄올로 치환하는 경우에는, 시클로헥사논 디부틸 아세탈을 사용함으로써 목적을 달성할 수 있다.

아세탈 골격을 갖는 화합물은, 공정 (F)에서 얻어진 오르가노졸에 대하여 바람직하게는 0.5질량％ 이상 20질량％ 이하, 보다 바람직하게는 2질량％ 이상 15질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 5질량％ 이상 10질량％ 이하 사용한다. 사용량이 0.5질량％보다 적으면, 탈수 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있고, 사용량이 20질량％보다 많더라도, 탈수의 정도가 향상되는 것은 아닌 경우가 많고, 오르가노졸로서 수지 등과 혼합했을 때에, 에칭 등의 예기하지 않은 효과를 초래하는 경우가 있기 때문에, 그 이상 사용하는 것은 실제로 필요하지 않다.

공정 (H)

공정 (H)에서는, 하기 일반식 (II)로 표시되는 표면 처리 성분으로 표면 처리되는 공정이다.

(R³R⁴ ₂Si)₂NH (II)

일반식 (II)로 표시되는 화합물의 구체예로서는 헥사메틸디실라잔, 비스{(아크릴로일옥시메틸)디메틸실릴}아잔, 비스{(아크릴로일옥시프로필)디메틸실릴}아잔, 헥사에틸 디실라잔, 헥사프로필 디실라잔 등을 예시할 수 있다.

공정 (H)에서는 반응에서 부생하는 암모니아 가스를 이온 교환 수지를 사용하여 제거하면서 실시할 수 있다. 이와 같은 목적으로 사용 가능한 이온 교환 수지로서는 앰버라이트IR120B(오르가노(주)제), 앰버 라이트200CT(오르가노(주)제), 앰버 라이트IR124(오르가노(주)제), 앰버라이트FPC3500(오르가노(주)제), 앰버라이트IRC76(오르가노(주)제), 다이아이온SK104(미쯔비시 가가꾸(주)제), 다이아이온PK208(미쯔비시 가가꾸(주)제) 등의 양이온 교환 수지를 예시할 수 있다. 또한, 암모니아 가스의 제거는 분압의 원리를 이용한 불활성 가스 등의 흡입에 의해 대신할 수도 있다.

공정 (H)의 반응의 진행은 ²⁹Si 핵자기 공명 분광법에 의해 확인할 수 있다. 핵자기 공명 분광법은 고체 및 액체 중 어떤 경우에 있어서 실시해도 되지만, 고체 핵자기 공명 분광법에서는 측정 시료의 전처리로서 건고할 필요가 있고, 반드시 시료 중에서의 규소의 결합 상태를 반영한 것이라고는 할 수 없다. 따라서, 액체 상태의 핵자기 공명 분광법에 의해 확인하는 것이 바람직하다. 액체 ²⁹Si 핵자기 공명 분광법에서는, 시료 관 및 프로브에 규소를 함유하지 않는 소재를 사용하여 측정하는 것이 바람직하다. 규소를 함유하지 않는 핵자기 공명 분광법에서 사용 가능한 소재로서 폴리테트라플루오로에틸렌(테플론^TM)을 예시할 수 있다. 액체 ²⁹Si 핵자기 공명 분광법에서는 측정 시간의 단축을 위하여 적절한 완화제를 사용할 수 있다. 완화제로서는 공지된 시약 등(예를 들어, Organometallics지, 2008년, 27권, 4호, 500-502 페이지 및 그 안의 참고문헌)을 이용할 수 있다. 특히, 트리스(아세틸아세토네이토)철(III) 착체는 물 및 유기 용매에 대한 용해성도 우수하고, 산화티타늄의 응집을 일으키는 일도 없으므로 우수하다. 예를 들어, 트리스(아세틸아세토네이토)철(III)을 헥사듀테리오아세톤(아세톤-d₆)에 1mol·dm^-3 정도의 농도로 용해한 용액을 완화제로서 몇방울 사용함으로써, 완화 효과와 중수소 로크 효과 양쪽이 얻어지기 때문에 바람직하다.

공정 (H)의 공정 전후에서의 ²⁹Si 핵자기 공명 분광법으로의 측정에서는, 3관능성 폴리실록산(T 단위)의 축합 상태의 변화를 조사할 수 있다. 축합 상태의 변화는, 하기에 나타낸 (T0) 내지 (T3)의 비율을 조사함으로써 달성할 수 있다. 축합도는 T3>T2>T1>T0의 순서이고, 검출 자장은 T3>T2>T1>T0의 순서로 고 자장측이 되는 경우가 많다. 축합 상태의 비율은 시그널 강도로부터 어림잡을 수 있다. 이때에, ²⁹Si 핵은 음의 자기 회전비(γ_B)를 갖고 있기 때문에, 핵 오버 하우저 효과가 역으로 되고, 공명 핵의 주위에 존재하는 핵자기 완화를 억제한다. 따라서, 음의 핵 오버 하우저 효과가 현저해지지 않는 측정 조건인 것이 바람직하다. 펄스-푸리에 변환형 핵자기 공명의 경우에서는, 적절한 펄스 시퀀스를 사용함으로써 이 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어, 오프 레저넌스(off-resonance)형의 펄스 시퀀스를 사용하는 것이 바람직하다.

(식 중, R은 (메트)아크릴기를 가질 수도 있는 탄소수 1 이상 15 이하의 유기기, X는 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타냄)

공명 자장의 표기는 테트라메틸실란의 ²⁹Si 핵의 공명을 기준으로 했을 때의 공명 자장과의 차이를 100만 분율(ppm)로 나타낸 것으로 하여 표현할 수 있다. 이 표기를 따르는 경우, T0은 -40 내지 -46ppm, 바람직하게는 -42 내지 -45ppm, T1은 -46 내지 -54ppm, 바람직하게는 -48 내지 -52ppm, T2는 -54 내지 -60ppm, 바람직하게는 -56 내지 -58ppm, T3은 -60 내지 -70ppm, 바람직하게는 -62 내지 -68ppm의 범위로 검출할 수 있는 경우가 많다. 표기에서 음의 값은, 공명 자장이 기준선보다도 고자장측에 차이가 있는 것을 나타내고 있다. 공명 선의 폭은 측정에 사용하는 핵자기 공명 장치의 자장 강도에 의존하고 있고, 상기 바람직한 공명 선의 범위는 일례로서 11.75T(테슬러)의 자장을 인가한 경우의 값이다. 핵자기 공명 장치에 사용할 수 있는 자장은 5T 이상 20T 이하, 바람직하게는 8T 이상 15T 이하, 더욱 바람직하게는 10T 이상 13T 이하이다. 자장이 5T 미만인 경우에는, S/N비가 작아짐으로써 측정이 어려워지는 경우가 있고, 자장이 20T를 초과하는 경우에는 공명 장치가 대규모의 것이 되어서 측정이 어려워지는 경우가 있다. 자장 강도와 공명 선의 폭 및 시그널 강도는 당업자라면 당연히 여기에 기재한 정보로부터 유추할 수 있다.

전항의 측정 조건에 의해 측정한 ²⁹Si 핵자기 공명 분광법으로 얻어지는 T3의 시그널 강도는 하기 수식 (2)로 나타낸 값을 충족하는 것이 바람직하다.

∫T3/ΣT=∫T3/(∫T3+∫T2+∫T1+∫T0)> 0.5 수식 (2)

여기서, ΣT는 모든 3관능성 폴리실록산(T 단위)에서 유래되는 ²⁹Si 핵자기 공명 시그널의 적분값이며, ∫T3은 상기에 나타낸 (T3)에서 유래되는 ²⁹Si 핵자기 공명 시그널의 적분값이다. ∫T3/ΣT가 0.5 이상인 경우에는, 일반식 (I)로 표시되는 실란 화합물의 50％ 이상이 이미 그 이상 축합의 여지가 없다는 것을 나타내고 있고, 따라서 미립자 표면의 소수화도도 크고, 아크릴계 수지와의 상용성이 우수하기 때문에 바람직하다. ∫T3/ΣT가 0.5 미만인 경우에는 축합 여지가 있는 실란올이 미립자 표면에 존재하는 것을 나타내고 있고, 아크릴계 수지와 혼합·도료화 했을 때에, 미립자끼리의 응집의 원인이 되고, 결과로서 백화하는 경우가 있어, 바람직하지 않은 경우가 있다. 여기에서 말하는 적분값은 100만 분율(ppm)에 대하여 시그널 강도를 플롯팅했을 때의 구적 문제를 말한다. 구적은 특정한 기준의 S/N비에 의해 임계값을 설치하는 것이 바람직하다. S/N비는 5 이상, 바람직하게는 10 이상, 보다 바람직하게는 20 이상이다. 5 미만인 경우에는 베이스 라인이 굵어져 적분의 정밀도가 나빠지기 때문에 바람직하지 않은 경우가 있다. 적분은 전자 계산기에 의한 심프슨법(simpson method) 등으로 구해도 되고, 또한 스펙트럼을 표시한 균일한 평면 밀도를 갖는 인쇄 매체를 스펙트럼 형상으로 절단하여, 중량을 계측함으로써 구해도 된다.

(2) 광중합성 단량체 및/또는 올리고머

본 발명에 사용할 수 있는 광중합성 단량체로서는, (메트)아크릴산과 (다가)알코올로부터 형성된 (메트)아크릴산 에스테르 및 (메트)아크릴산을 적절하게 사용할 수 있다.

(메트)아크릴산과 (다가)알코올로부터 형성된 (메트)아크릴산 에스테르의 구체예로서는 메타크릴산 메틸(약칭 MMA), 아크릴산 메틸(약칭 MA), 메타크릴산 에틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 히드록시에틸(약칭 HEA), 메타크릴산 히드록시에틸(약칭 HEMA), 아크릴산 히드록시프로필, 아크릴산 4-히드록시부틸, 아크릴산 이소부틸, 아크릴산 tert-부틸, 아크릴산 n-옥틸, 아크릴산 이소옥틸, 아크릴산 이소노닐, 아크릴산 라우릴, 아크릴산 스테아릴, 아크릴산 이소스테아릴, 아크릴산 이소 노르보르닐, 아크릴산 테트라히드로푸르푸릴, 아크릴산(메톡시에틸), 아크릴산 메톡시 폴리에틸렌글리콜, 아크릴산(2-메틸-2-에틸-1,3-디옥솔란-4-일), 아크릴산[{시클로헥산스피로-2-(1,3-디옥솔란-4일)}메틸], 아크릴산{(3-에틸옥세탄-3-일)메틸} 등의 모노에스테르류; 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 펜탄디올 디아크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 헵탄디올 디아크릴레이트, 옥탄디올 디아크릴레이트, 노난디올 디아크릴레이트, 데칸디올 디아크릴레이트, 글리세린-1,2-디아크릴레이트, 글리세린-1,3-디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디아크릴레이트, 2-히드록시-3-아크릴로일옥시프로필 메타크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 등의 디에스테르류; 글리세린 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 에톡시화 이소시아누르산 트리아크릴레이트, 에톡시화 글리세린 트리아크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 에톡시화 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리스펜타에리트리톨 옥타아크릴레이트, 옥타(3-아크릴옥시프로필 실세스퀴옥산), 3-아크릴옥시프로필 실세스퀴옥산 올리고머 및 폴리디메틸실록산 쇄 및/또는 퍼플루오로(옥시)알킬 쇄로 치환 가능한 아크릴옥시프로필 실세스퀴옥산 올리고머 등의 다가 에스테르류를 각각 들 수 있다.

모노에스테르류는 에스테르류의 총량에 대하여 0질량％ 이상 70질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0질량％ 이상 60질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0질량％ 이상 50질량％ 이하 사용할 수 있다. 디에스테르류는 에스테르류의 총량에 대하여 1질량％ 이상 30질량％ 이하, 보다 바람직하게는 2질량％ 이상 25질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 5질량％ 이상 20질량％ 이하 사용할 수 있다. 다가 에스테르류는 에스테르류의 총량에 대하여 50질량％ 이상 100질량％ 이하, 보다 바람직하게는 50질량％ 이상 90질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 50질량％ 이상 80질량％ 이하 사용할 수 있다. 모노에스테르류는 임의 성분이기는 하지만, 도료의 무용제화라는 관점에서는 중요한 성분이며, 용제 대신에 사용할 수 있다. 모노에스테르류의 비율이 70질량％보다 많은 경우에는 막이 취약해지는 경우가 있다. 디에스테르류의 비율이 1질량％ 미만이면, 막의 가요성이 불충분한 경우가 있고, 30질량％보다 많은 경우에는 내찰상성이 충분하지 않은 경우가 있다. 다가 에스테르류는 필수 성분인데, 50질량％보다 적은 경우에는 막의 경도가 충분하지 않은 경우가 있다.

광중합성 단량체로서, 3-아크릴옥시프로필 실세스퀴옥산 올리고머 및 폴리디메틸실록산 쇄 및/또는 퍼플루오로(옥시)알킬 쇄로 치환 가능한 아크릴옥시프로필 실세스퀴옥산 올리고머 등의 다가 에스테르류를 사용하는 경우에는, 공지된 방법(일본 특허 제4868135호 공보)을 참고로 할 수 있다. 예를 들어, 하기 일반식 (1) 내지 (4)로 표시되는 화합물군 (α), 알코올류 (β), 염기성 촉매 (γ), 및 이온 교환수를 혼합하여 가수분해 축합함으로써 합성할 수 있다.

(식 중, R^x는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 아세틸기이며, a, b, c는 각각 1 내지 3의 정수, R^y는 수소 원자, 메틸기 또는 에틸기이며, R^z는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 아세틸기, A는 산소 원자 또는 에틸렌기이며, w는 5 내지 100의 정수, p는 0 내지 10의 정수, q 및 t는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수, r은 1 내지 5의 정수, s는 0 내지 5의 정수임)

화합물군 (α)에 있어서, (1)과 (2)의 합계의 물질량은 화합물군 (α) 중에서의 총량의 물질량에 대하여 10mol％ 이상 100mol％ 이하, 바람직하게는 20mol％ 이상 100mol％ 이하, 더욱 바람직하게는 30mol％ 이상 100mol％ 이하이다. 10mol％ 미만이면, 반응성 기의 비율이 저하되어 막의 경도가 충분하지 않은 경우가 있다. (3)의 물질량은 화합물군 (α) 중에서의 총량의 물질량에 대하여 0mol％ 이상 20mol％ 이하, 바람직하게는 0.5mol％ 이상 10mol％ 이하, 더욱 바람직하게는 1mol％ 이상 5mol％ 이하이다. 20mol％보다도 많으면, 도막의 뭉침(cissing)의 원인이 되는 경우가 있고, 용도에 따라서는 바람직하지 않은 경우가 있다. (4)의 물질량은 화합물군 (α) 중에서의 총량의 물질량에 대하여 0mol％ 이상 30mol％ 이하, 바람직하게는 2mol％ 이상 20mol％ 이하, 더욱 바람직하게는 4mol％ 이상 15mol％ 이하이다. 30mol％보다도 많으면, 기타 아크릴 단량체와의 상용성이 좋지 않은 경우가 있고, 바람직하지 않은 경우가 있다.

알코올류 (β)의 구체예로서는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 등을 들 수 있고, 이들 알코올을 화합물군 (α)에 대하여 10질량％ 이상 500질량％ 이하 사용하는 것이 바람직하다. 10질량％ 미만이면, 상용성이 좋지 않은 경우가 있고, 500질량％보다 많으면 물질 효율상 문제가 되는 경우가 있다.

염기성 촉매 (γ)로서는 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 나트륨메틸레이트, 프로피온산나트륨, 프로피온산칼륨, 아세트산나트륨, 아세트산칼륨, 포름산나트륨, 포름산칼륨, 트리메틸벤질암모늄 히드록시드, 테트라메틸암모늄 히드록시드, 테트라메틸암모늄 아세테이트, n-헥실아민, 트리부틸아민, 디아자비시클로운데센(DBU), 디시안디아미드 등의 염기성 화합물류; 테트라이소프로필 티타네이트, 테트라부틸 티타네이트, 티타늄 아세틸 아세토네이트, 알루미늄 트리이소부톡시드, 알루미늄 트리이소프로폭시드, 트리스(아세틸아세토네이토)알루미늄, 디이소프로폭시(에틸아세토아세테이토)알루미늄, 과염소산 알루미늄, 염화알루미늄, 코발트 옥틸레이트, 코발트 아세틸아세토네이트, 철 아세틸아세토네이트, 주석 아세틸아세토네이트, 디부틸주석 옥틸레이트, 디부틸주석 라우레이트 등의 금속 함유 화합물류; p-톨루엔술폰산, 트리클로로아세트산 등의 산성 화합물류 등을 들 수 있다. 이 중에서 특히 프로피온산나트륨, 아세트산나트륨, 포름산나트륨, 트리메틸벤질암모늄 히드록시드, 테트라메틸암모늄 히드록시드, 트리스(아세틸아세토네이토)알루미늄, 디이소프로폭시(에틸아세토아세테이토)알루미늄이 바람직하다. 염기성 촉매 (γ)는 화합물군 (α)에 대하여 0.1질량％ 이상 20질량％ 이하 사용하는 것이 바람직하다. 0.1질량％ 미만이면, 반응 효율이 좋지 않은 경우가 있고, 20질량％보다 많으면, 축합도가 너무 높아지는 경우가 있다.

이온 교환수는, 화합물군 (α)의 가수분해 축합에 필요한 화학양론량의 10mol％ 이상 500mol％ 이하 사용하는 것이 바람직하다. 10mol％ 미만이면, 반응 효율이 좋지 않은 경우가 있어 바람직하지 않은 경우가 있다. 500mol％보다 많으면, 축합도가 너무 높아지는 경우가 있다.

이와 같이 하여 얻어진 올리고머의 겔 투과 크로마토그래피에 의한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량은 5,000 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1,500 내지 4,000이다. 1,500보다 작으면 축합이 부족하며, 보존 안정성이 나쁘고, 미반응된 디메틸실록산이 남게 되고, 피막 표면에 뭉침 등이 발생하는 경우가 있다. 5,000보다 크면, 점도가 높아지고, 핸들링이 곤란해질 우려가 있다.

(3) 광개시제

본 발명에서는, 아크릴 코팅 조성물에 사용되는 경화 촉매를 사용할 수 있다. 바람직하게는 광중합 개시제를 사용할 수 있다. 광중합 개시제로서, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 페닐글리옥실산 메틸에스테르 등의 알킬 페논류; 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부타논-1,2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논 등의 아미노알킬 페논류; 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀 옥시드 등의 포스핀 옥시드류를 사용할 수 있다.

본 발명에서는 경화 촉매로서, 광개시제 이외에 축합 촉매를 사용할 수도 있다. 축합 촉매는, 다가 에스테르로서 옥타(3-아크릴옥시프로필 실세스퀴옥산), 3-아크릴옥시프로필 실세스퀴옥산 올리고머 등의 실록산계 아크릴레이트를 사용한 경우에 유효하게 사용할 수 있다. 통상, 실리콘 코팅 조성물에 사용되는 경화 촉매를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 실라놀기, 알콕시기 등의 축합 가능기가 축합하는 반응을 촉진하는 경화 촉매이며, 예를 들어 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 나트륨메틸레이트, 프로피온산나트륨, 프로피온산칼륨, 아세트산나트륨, 아세트산칼륨, 포름산나트륨, 포름산칼륨, 트리메틸벤질암모늄 히드록시드, 테트라메틸암모늄 히드록시드, 테트라메틸암모늄 아세테이트, n-헥실아민, 트리부틸아민, 디아자비시클로운데센(DBU), 디시안디아미드 등의 염기성 화합물류; 테트라이소프로필 티타네이트, 테트라부틸 티타네이트, 티타늄 아세틸아세토네이트, 알루미늄 트리이소부톡시드, 알루미늄 트리이소프로폭시드, 트리스(아세틸아세토네이토)알루미늄, 디이소프로폭시(에틸아세토아세테이토)알루미늄, 과염소산 알루미늄, 염화알루미늄, 코발트 옥틸레이트, 코발트 아세틸아세토네이트, 철 아세틸아세토네이트, 주석 아세틸아세토네이트, 디부틸주석 옥틸레이트, 디부틸주석 라우레이트 등의 금속 함유 화합물류; p-톨루엔술폰산, 트리클로로아세트산 등의 산성 화합물류 등을 들 수 있다. 이 중에서 특히 프로피온산나트륨, 아세트산나트륨, 포름산나트륨, 트리메틸벤질암모늄 히드록시드, 테트라메틸암모늄 히드록시드, 트리스(아세틸아세토네이토)알루미늄, 디이소프로폭시(에틸아세토아세테이토)알루미늄이 바람직하다.

또한, 경화성, 내균열성에 더하여, 코팅 조성물의 보존 안정성을 유지하기 위하여 보다 적합한 경화 촉매로서, 이하의 것이 사용 가능하다.

하기 일반식 (V)로 표시되는 분자 중에 방향족기를 포함하지 않는 화합물이다.

[(R⁹)(R¹⁰)(R¹¹)(R¹²)M]⁺·X^- (V)

(식 중, R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹²는 각각 독립적으로 할로겐 원자로 치환되어 있을 수도 있는 탄소수 1 내지 18의 알킬기이며, R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹²에 있어서 각각의 타프트-두보이스(Taft-Dubois)의 치환기 입체 효과 상수 Es의 합계가 -0.5 이하이고, M은 암모늄 양이온 또는 포스포늄 양이온이며, X^-는 할로겐 음이온, 히드록시드 음이온, 또는 탄소수 1 내지 4의 카르복실레이트 음이온임)

여기서, 타프트-두보이스의 치환기 입체 효과 상수 Es란, 치환 카르복실산의 산성하 에스테르화 반응속도에 있어서의 메틸기 CH₃를 기준으로 한 상대 속도이며, 하기 식으로 표시된다{문헌 [J.0rg.Chem. 45, 1164(1980)], [J.0rg.Chem. 64, 7707(1999)] 참조}.

Es=log(k/k0)

(식 중, k는 특정 조건 하에서의 치환 카르복실산의 산성하 에스테르화 반응속도이며, k0은 동일 조건 하에서의 메틸기 치환 카르복실산의 산성하 에스테르화 반응속도임)

이 타프트-두보이스의 치환기 입체효과 상수 Es는 치환기의 입체적 부피 밀도가 큰 것을 나타내는 일반적인 지표이며, 예를 들어 메틸기: 0.00, 에틸기: -0.08, n-프로필기: -0.31, n-부틸기: -0.31이 되어 있고, Es가 작을수록 입체적으로 부피 밀도가 큰 것을 나타내고 있다.

본 발명에서는, 식 (V) 중의 R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹²에서의 Es의 합계가 -0.5 이하인 것이 바람직하다. Es의 합계가 -0.5보다 크면, 코팅 조성물로서의 보존 안정성이 저하되거나, 도막화했을 때나 내수 시험 후에 크랙이나 백화가 발생하거나, 밀착성, 특히 내수 밀착성, 자비(boiling) 밀착성이 저하될 우려가 있다. 이것은 Es의 합계가 -0.5보다 큰 경우(예를 들어, R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹²가 메틸기), 상당하는 식 (V)로 표시되는 경화 촉매는 촉매 활성이 강해지지만, 코팅 조성물의 보존 안정성은 저하되는 경향이 있고, 또한 그 도막은 습기를 흡수하기 매우 쉬워져, 내수 시험 후의 도막 이상을 야기하는 경우가 있다. 또한, R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹²에서의 Es의 합계는 통상 -3.2 이상, 특히 -2.8 이상인 것이 바람직하다.

상기 식 중, R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹²의 할로겐 원자로 치환되어 있을 수도 있는 탄소수 1 내지 18, 바람직하게는 1 내지 12의 알킬기로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 등의 알킬기; 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의 시클로알킬기; 클로로메틸기, γ-클로로프로필기, 3,3,3-트리플루오로프로필기 등의 할로겐 치환 탄화수소기 등을 들 수 있다.

또한, M은 암모늄 양이온 또는 포스포늄 양이온이며, X^-는 할로겐 음이온, 히드록시드 음이온, 또는 탄소수 1 내지 4의 카르복실레이트 음이온이며, 히드록시드 음이온 또는 아세테이트 음이온인 것이 바람직하다.

이러한 경화 촉매의 구체예로서는, 예를 들어 테트라 n-프로필암모늄 히드록시드, 테트라 n-부틸암모늄 히드록시드, 테트라 n-펜틸 암모늄 히드록시드, 테트라 n-헥실암모늄 히드록시드, 테트라시클로헥실암모늄 히드록시드, 테트라키스(트리플루오로메틸)암모늄 히드록시드, 트리메틸시클로헥실암모늄 히드록시드, 트리메틸(트리플루오로메틸)암모늄 히드록시드, 트리메틸 tert-부틸암모늄 히드록시드, 테트라 n-프로필포스포늄 히드록시드, 테트라 n-부틸포스포늄 히드록시드, 테트라 n-펜틸포스포늄 히드록시드, 테트라 n-헥실포스포늄 히드록시드, 테트라시클로헥실포스포늄 히드록시드, 테트라키스(트리플루오로메틸)포스포늄 히드록시드, 트리메틸시클로헥실 포스포늄 히드록시드, 트리메틸(트리플루오로메틸)포스포늄 히드록시드, 트리메틸 tert-부틸포스포늄 히드록시드 등의 히드록시드류, 이들 히드록시드류와 할로겐 산과의 염, 및 탄소수 1 내지 4의 카르복실산과의 염을 들 수 있다. 이들 중에서도, 테트라프로필암모늄 히드록시드, 테트라프로필암모늄 아세테이트, 테트라부틸암모늄 히드록시드, 테트라부틸암모늄 아세테이트, 테트라부틸포스포늄 히드록시드, 테트라부틸포스포늄 아세테이트가 바람직하다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 되고, 또한 상술한 공지된 경화 촉매와 병용해도 된다.

(4) 그 밖의 성분

본 발명의 광경화성 도료 조성물에는 필요에 따라, 용제, pH 조정제, 레벨링제, 증점제, 안료, 염료, 금속 산화물 미립자, 금속분, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 자외선 안정제, 열선 반사·흡수성 부여제, 가요성 부여제, 대전 방지제, 방오성 부여제, 발수성 부여제 등을 본 발명의 목적이나 효과에 악영향을 주지 않는 범위 내에서 첨가할 수 있다. 예를 들어, 용제로서 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, n-부탄올, 이소부탄올, tert-부탄올, 디아세톤 알코올 등의 알코올류; 메틸프로필케톤, 디에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디아세톤 알코올 등의 케톤류; 디프로필에테르, 디부틸에테르, 아니솔, 디옥산, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 등의 에테르류; 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 아세트산시클로헥실 등의 에스테르류 등을 들 수 있고, 이들로 이루어지는 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 레벨링제로서 신에쯔 가가꾸 고교(주)제 「KP-341」, BYK Chemie제 「BYK-180」, 「BYK-190」을 사용할 수 있다. 자외선 흡수제로서는 벤조페논계, 벤조트리아졸계, 트리아진계의 유기 화합물이며, 실릴기 및/또는 아크릴기 변성된 유기 화합물을 들 수 있다.

본 발명의 광경화성 도료 조성물은 상기 각 성분 (1) 내지 (3) 및 그 밖의 성분 (4)를 통상의 방법에 준하여 혼합함으로써 얻을 수 있다.

(1) 표면 처리 산화티타늄의 고형분은, 도료 조성물의 고형분 중에 있어서 3질량％ 이상 40질량％ 이하, 바람직하게는 3질량％ 이상 20질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 4질량％ 이상 15질량％ 이하 사용할 수 있다.

(2) 광중합성 단량체 및/또는 올리고머는, 도료 조성물의 고형분 중에서 1질량％ 이상 99질량％ 이하, 바람직하게는 10질량％ 이상 90질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 15질량％ 이상 85질량％ 이하 사용할 수 있다.

(3) 광개시제는 도료 조성물의 고형분 중에서 0.01질량％ 이상 10질량％ 이하, 바람직하게는 0.01질량％ 이상 8질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.01질량％ 이상 5질량％ 이하 사용할 수 있다.

(1) 내지 (3)은 고형분으로서 환산되는 성분인데, 이 (1) 내지 (3)의 혼합물에 용제를 첨가함으로써 고형분 농도를 1 내지 70질량％ 정도로 희석할 수 있다. 용제는 (1)의 분산매로서 포함되어 있는 것을 결과로서 혼입하기도 하는데, 혼합 후에 의도적으로 용제를 첨가할 수도 있다. 또한, 상기 경화 촉매(광개시제)의 배합량은 0.05질량％ 이상 20질량％ 이하인 것이 바람직하고, 또한 그 밖의 성분으로 예시한 것은 용제 중에 용해시켜서 적절히 첨가할 수 있다. 첨가량으로서는 20질량％까지 사용할 수 있다.

적층체

이와 같이 하여 얻어진 도료 조성물은 기재의 적어도 한쪽 면에 직접 또는 적어도 1종의 다른 층을 통해, 상기 도료 조성물을 도포하고, 이것을 경화함으로써 피막을 형성한 적층체를 얻을 수 있다.

여기서, 도료 조성물의 도포 방법으로서는, 통상의 도포 방법으로 기재에 코팅할 수 있고, 예를 들어 브러시 도포, 스프레이, 침지, 플로우 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 스핀 코팅, 나이프 코팅 등의 각종 도포 방법을 선택할 수 있다.

또한, 여기서 사용되는 기재로서는 특별히 한정되지는 않지만, 플라스틱 성형체, 목재계 제품, 세라믹스, 유리, 석영, 금속, 또는 그들의 복합물 등을 들 수 있고, 각종 플라스틱 재료(유기 수지 기재)가 적절하게 사용되고, 특히 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 아크릴 수지, 변성 아크릴 수지, 우레탄 수지, 티오 우레탄 수지, 할로겐화 비스페놀 A와 에틸렌글리콜의 중축합물, 아크릴 우레탄 수지, 할로겐화 아릴기 함유 아크릴 수지, 황 함유 수지 등이 바람직하다. 또한, 이들 수지 기재의 표면이 처리된 것, 구체적으로는 화성 처리, 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 산이나 알칼리액에서의 처리 및 기재 본체와 표층이 상이한 종류의 수지로 형성되어 있는 적층체를 사용할 수도 있다. 적층체의 예로서는, 공압출법이나 라미네이트법에 의해 제조되는 폴리카르보네이트 수지 기재의 표층에 아크릴 수지층 또는 우레탄 수지층이 존재하는 적층체, 또는 폴리에스테르 수지 기재의 표층에 아크릴 수지층이 존재하는 적층체 등을 들 수 있다.

본 발명의 도료 조성물을 도포한 후의 경화는 바람직하게는 자외선 조사에 의해 실시한다. 경화 온도, 경화 자외선량은 한정되는 것은 아니지만, 기재의 내열 온도 이하로 자외선 조사하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 50 내지 150℃, 보다 바람직하게는 80 내지 135℃에서 용제 성분을 휘발시킨 후에, 바람직하게는 300 내지 2,000mJ/cm², 보다 바람직하게는 500 내지 1,800mJ/cm²의 자외선을 조사함으로써 실시할 수 있다. 용제 성분의 휘산 공정은 3분 이상 10분 이하인 것이 바람직하다. 휘산 공정이 3분 미만이면 밀착성이 좋지 않은 경우가 있고, 10분보다도 길면 도막의 표면이 유자 피부화 하는 경우가 있다. 온도와 자외선 강도는 독립적으로 설정할 수 있지만, 더 바람직한 것을 조합한 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는 80℃, 600mJ/cm²에서 실시하는 것이 바람직하다. 50℃보다도 낮은 온도에서는 용제의 휘발이 불충분해지는 경우가 있고, 보이드나 막의 혼란이 발생하는 경우가 있기 때문에 통상은 바람직하지 않다. 150℃보다도 높은 온도에서는 개시제가 열분해하여 예기하지 않은 반응을 야기하는 경우가 있기 때문에, 통상은 바람직하지 않다. 300mJ/cm²보다 강도가 작은 경우에는, 경화가 불충분해지는 경우가 있기 때문에 통상은 바람직하지 않다. 2,000mJ/cm²보다 강도가 큰 경우에는, 크랙의 발생이나 불균일한 경화가 진행하는 경우가 있기 때문에 통상은 바람직하지 않다.

도막의 두께는 특별히 제한은 없고, 사용 용도에 따라 적절히 선택하면 되지만, 0.1 내지 50 ㎛인 것이 바람직하고, 도막의 경도, 내찰상성, 장기적으로 안정한 밀착성 및 크랙이 발생하지 않는 것을 만족시키기 위해서는, 특히 1 내지 20 ㎛가 바람직하다. 막 두께는 도포 시공 방법상의 고안에 따라 적절히 조정할 수 있다.

본 발명의 도료 조성물은 도막으로 했을 때의 가시광 투과성이 특징 중 하나이다. 그의 지표로서 도막의 헤이즈(Haze)값의 상한을 정할 수 있다. 헤이즈는 일반적으로 막 두께가 클수록 커지므로, 여기에서는 막 두께 5 ㎛ 이하에서의 헤이즈가 2.0 이하, 바람직하게는 1.5 이하, 보다 바람직하게는 1.0 이하를 만족하는 것이 바람직하다. 도막의 헤이즈는 탁도계 NDH2000(닛본 덴쇼꾸 고교(주)제)으로 측정한 값으로 한다.

본 발명의 도료 조성물은, 도막으로 했을 때의 내찰상성이 두번째 특징이다. 그의 지표로서, 도막의 내찰상성 ΔHz로 상한을 정할 수 있다. ΔHz는 ASTM D1044에 따라, 테이버 마모 시험에서 마모륜 SC-10F를 장착, 하중 500g 하에서의 500회전 후의 헤이즈를 측정, 시험 전후의 헤이즈 차(ΔHz)이다. 막 두께 5 ㎛ 이하에서의 ΔHz가 15 이하, 바람직하게는 13 이하, 보다 바람직하게는 10 이하를 만족하는 것이 바람직하다.

본 발명의 도료 조성물의 경화 도막은 상술한 바와 같이, 내찰상성이 우수한 것인데, 이제 일단의 내찰상성을 얻기 위해서, 무기 증착막층을 본 도막 상에 피복해도 된다. 무기 증착막층으로서는, 건식 성막 공법으로 형성된 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니고, 예를 들어 Si, Ti, Zn, Al, Ga, In, Ce, Bi, Sb, B, Zr, Sn 및 Ta 등의 원소를 갖는 적어도 1종 이상의 각종 금속 또는 금속 산화물, 질화물 및 황화물 등을 주성분으로 하는 층을 들 수 있다. 또한, 예를 들어 고경도이며 절연성이 우수한 다이아몬드 라이크 카본막층도 들 수 있다. 무기 증착막층의 적층 방법은 건식 성막 공법이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 저항 가열 증착, 전자빔 증착, 분자선 애피택시법, 이온빔 데포지션, 이온 플레이팅, 스퍼터링 등의 물리 기상 성장법이나, 열 CVD, 플라즈마 CVD, 광 CVD, 에피택셜 CVD, 아토믹 레이어 CVD, cat CVD 등의 화학 기상 성장법 등의 건식 성막 공법을 들 수 있다.

이 경우, 무기 증착막층의 두께는 0.1 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다.

본 발명의 도료 조성물은, 도막으로 한 경우의 내후성이 세번째 특징이다. 그의 지표로서, 도막의 내후성 시험에서의 도막의 외관 변화로 정할 수 있다. 내후성 시험에서의 도막의 외관 변화는 이와사키 덴끼(주)제 아이 슈퍼 UV 테스터 W-151을 사용하고, 시험 조건은 1×10³W/m²강도의 자외광, 온도 60℃, 습도 50％RH의 환경에서 도막 크랙이 발생할 때까지의 적산 시간의 길이로 평가할 수 있다. 예를 들어, 1×10³W/m² 강도의 자외광을 1시간 조사한 경우의 적산 에너지는 1kWh/m²가 되지만, 조립 단위의 변환 규칙을 따르면, 이것은 3.6MJ(메가 줄)과 같다. 본 발명의 경화 도막으로 피복된 물품은 1m²당 300MJ의 적산 자외선 에너지를 조사 후에도 크랙, 백화 및 황변이 발생하지 않고, 양호한 외관을 유지할 수 있다.

본 발명에서의 내후성 시험의 시험 조건 환경은 임의로 설정할 수 있는 것인데, 1m^2당 300MJ의 적산 자외선 에너지는 약 2년의 옥외 폭로에 상당하는 것이다. 시험 조건과 옥외 폭로와의 상관은 용이하게 어림잡을 수 있다. 예를 들어, 자외선 조도계(이와사키 덴끼(주)제 아이 자외선 조도계 UVP365-1)를 사용하여 옥외의 자외선량을 측정하면, 1×10¹W/m²인 것을 알 수 있다(군마현 안나가시 마쓰이다마치에 있어서 맑은 하늘일 때의 춘분일 정오에 측정한 경우). 연간을 통하여 1일의 평균 일조 시간을 12시간이라고 가정하면, 12(h/일)×365(일/년)×2(년)×10(W/m²)=88(kWh/m²)≒300(MJ/m²)이 된다. 옥외의 환경은 위도나 기후에도 의존하고, 내후성 시험이 인공적인 환경인 것을 고려하면, 어림해서 300MJ를 2년의 옥외 폭로에 상당한다고 생각하는 것이 타당하다. 시험 조건은 경화 도막의 사용 환경에 따라서 적절히 변경하면 된다.

내후성 시험에서는, 자외선 조사중에 피복 물품을 적절히 취출하여 외관을 관측함으로써, 열화 정도를 조사할 수 있다. 외관의 변화에서 크랙에 대해서는, 육안 또는 현미경을 사용하여 평가할 수 있다. 이와 같은 목적으로 사용할 수 있는 현미경은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 레이저 현미경(키엔스(주)제, 장치명 「VK-8710」)을 들 수 있다.

외관의 변화에서 백화에 대해서는, 피복 물품의 헤이즈로 그의 척도를 잴 수 있다. 예를 들어, 탁도계 NDH2000(닛본 덴쇼꾸 고교(주)제)을 사용할 수 있다. 초기의 헤이즈를 Hz⁰, 시험 후의 헤이즈를 Hz¹로 했을 때에, 내후 헤이즈(ΔHz'=Hz¹-Hz⁰)를 구할 수 있다. 내후 헤이즈(ΔHz')는 10 미만인 것이 바람직하고, 8 이하인 것이 보다 바람직하고, 5 이하인 것이 더욱 바람직하다. 10 이상인 경우에는, 백화가 진행하고, 투명성이 나빠지므로 바람직하지 않다.

외관의 변화에서 내황변성에 대해서는, 피복 물품의 옐로우 인덱스로 그의 척도를 잴 수 있다. 예를 들어, 색도계 Z-300A(닛본 덴쇼꾸 고교(주)제)를 사용할 수 있다. 초기의 옐로우 인덱스를 YI⁰, 시험 후의 옐로우 인덱스를 YI¹로 했을 때에, 내후 옐로우 인덱스의 차(ΔYI'=YI¹-YI⁰)를 구할 수 있고, 내황변성의 지표로 할 수 있다. 내후 옐로우 인덱스의 차(ΔYI'=YI¹-YI⁰)는 10 이하인 것이 바람직하고, 8 이하인 것이 보다 바람직하고, 5 이하인 것이 더욱 바람직하다. 10을 초과하는 경우에는, 황변이 진행하고, 기재의 열화 및 의장성의 악화가 현저해지기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 도료 조성물은 도막으로 했을 때 기재와의 양호한 밀착성이 네번째 특징이다. 그의 지표로서, JIS K5400에 준하고, 면도기 날을 사용하여, 도막에 2mm 간격으로 세로, 가로 6개씩 절취선을 넣어서 25개의 바둑판 눈을 제작하고, 셀로판 테이프(등록 상표, 니치반(주)제)를 잘 부착시킨 후, 90°앞 방향으로 급격하게 박리했을 때, 도막이 박리하지 않고 잔존하는 바둑판 눈수(X)를 X/25로 표시하면 된다. 바둑판 눈수(X)의 값이 25에 가까울수록 밀착성이 양호하다고 할 수 있다. 또한, 경화 도막을 갖는 기재를 100℃의 수중에서 2시간 자비하고, 같은 바둑판 눈 시험을 행하면, 내수 밀착성의 지표로 할 수 있다.

자동차 헤드 램프 커버

본 발명의 적층체는 자동차 헤드 램프 커버에 특히 적절하게 사용할 수 있다. 자동차 헤드 램프 커버는 자동차의 보안 기준에 의해 특정한 투명성이 요구됨과 동시에, 대량 생산할 필요가 있다는 점에서 우수한 생산성이 요구된다. 또한, 찰상 방지와 함께 황변 방지도 요구되고 있다. 본 발명의 적층체는 이들 기준을 만족하고 있다.

[실시예]

이하, 합성예, 실시예 및 비교예를 나타내고, 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것이 아니다.

[합성예 1]

표면 처리 산화티타늄 (T-1)의 합성

공정 (A)

무기 산화물 콜로이드 수분산액으로서, 산화티타늄-주석-망간 복합 산화물을 핵으로 하고 산화규소를 외각으로 하는 코어 셸 미립자를 분산질로 하고, 물을 분산매로 하는 것을 제조하였다. 먼저, 핵이 되는 산화티타늄 미립자를 함유하는 분산액을 제조하고, 계속해서 테트라에톡시실란을 가수분해 축합함으로써, 코어 셸 미립자를 함유하는 콜로이드 용액으로 하였다.

36질량％의 염화티타늄(IV) 수용액(이시하라 산교(주)제, 제품명 「TC-36」) 66.0g에 염화주석(IV) 5수화물(와코 쥰야꾸 고교(주)제) 1.8g, 염화망간(II) 4수화물(와코 쥰야꾸 고교(주)제) 0.2g을 첨가하고, 잘 혼합한 후, 이것을 이온 교환수 1,000g으로 희석하였다. 이 금속염 수용액 혼합물에 5질량％의 암모니아수(와코 쥰야꾸 고교(주)제) 300g을 서서히 첨가하여 중화, 가수분해함으로써 주석과 망간을 함유하는 수산화티타늄의 침전물을 얻었다. 이때의 수산화티타늄 슬러리의 pH는 8이었다. 얻어진 수산화티타늄의 침전물을, 이온 교환수의 첨가와 데칸테이션을 반복하여 탈 이온 처리하였다. 이 탈 이온 처리 후의 주석 및 망간을 함유하는 수산화티타늄 침전물에 30질량％ 과산화수소수(와코 쥰야꾸 고교(주)제) 100g을 서서히 첨가하고, 그 후 60℃에서 3시간 교반하여 충분히 반응시켰다. 그 후, 순수를 첨가하여 농도 조정을 행함으로써, 반투명의 주석 및 망간 함유 퍼옥소 티타늄산 용액(고형분 농도 1질량％)을 얻었다. 용적 500mL의 오토클레이브(내압 가라스 고교(주)제, 제품명 「TEM-D500」)에, 상기와 같이 합성한 퍼옥소 티타늄산 용액 350mL를 투입하고, 이것을 200℃, 1.5MPa의 조건 하, 240분간 수열 처리하였다. 그 후, 오토클레이브 내의 반응 혼합물을, 샘플링 관을 경유하여, 25℃의 수욕중에 유지한 용기에 배출하고, 급속하게 냉각함으로써 반응을 정지시켜, 산화티타늄 분산액 (i)을 얻었다.

자기 회전자와 온도계를 구비한 세퍼러블 플라스크에, 산화티타늄 분산액 (i) 1,000질량부, 에탄올 100질량부, 암모니아 2.0질량부를 실온(25℃)에서 가하여 자기 교반하였다. 이 세퍼러블 플라스크를 빙욕에 침지하고, 내용물 온도가 5℃가 될 때까지 냉각하였다. 여기에, 테트라에톡시실란 18질량부(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KBE-04」)를 가한 후에, 세퍼러블 플라스크를 μ리액터엑스(시코쿠 게소쿠 고교(주)제) 내에 설치하여, 주파수 2.45GHz·출력 1,000W의 마이크로파를 1분간에 걸쳐 조사하면서 자기 교반하였다. 그 사이, 온도계를 관측하여 내용물 온도가 85℃에 달하는 것을 확인하였다. 얻어진 혼합물을 정성 여과지(애드밴테크(Advantec) 2B)로 여과하여 희박 콜로이드 용액을 얻었다. 이 희박 콜로이드 용액을 한외 여과에 의해 10질량％까지 농축하고, 무기 산화물 콜로이드 수분산액 (WT-1)을 얻었다. WT-1(200g)을 자기 교반자를 구비한 1,000mL 세퍼러블 플라스크에 넣었다.

공정 (B)

이전 공정 (A)에서 WT-1을 넣은 플라스크에, 이소부틸알코올(델타 가세이(주)제, 200g)을 넣었다. 수성 티타니아졸과 이소부틸알코올은 완전히 상용하지 않고, 2상을 이루었다. 또한, 이소부틸알코올에 20℃에서의 물에 대한 용해도는 10(g/100g 물)이었다.

공정 (C)

공정 (A), 공정 (B)를 거친 플라스크에, 3-아크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KBM-5103」) 20g을 넣었다. 실란은 주로 유기층(이소부틸알코올층)에 용해하는 모습이 관찰되었다.

공정 (D)

공정 (A) 내지 공정 (C)를 거친 플라스크를 마이크로파 조사 장치(시코쿠 게소쿠 고교(주)제, 제품명「μ리액터엑스」)의 캐비티 내에 넣었다. 자기 교반자를 700rpm으로 회전시키면서, 마이크로파를 5분간 조사하였다. 마이크로파의 조사는 액온이 최고로 82℃에 달하게, 해당 장치에 내장의 프로그램으로 제어하였다. 마이크로파 조사 후, 액온이 40℃가 될 때까지 실온에서 정치하였다. 이때에, 콜로이드 용액은 현탁 상태이었다.

공정 (E)

공정 (A) 내지 공정 (D)를 거친 플라스크에, 자기 교반자로 교반(700rpm)하면서, 유기 용매로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르(닛본 뉴가자이(주)제, 300g)를 첨가하였다. 유기 용매 첨가 후, 반응액은 균일하고 투명한 상태를 나타냈다.

공정 (F)

공정 (A) 내지 공정 (E)를 거친 플라스크의 내용물을 증류용 플라스크에 옮기고, 760mmHg의 압력 하에서 가열 증류 제거하였다. 플라스크 내온이 약 85℃인 시점에서 증류 제거가 일어났다. 유출량이 500g에 도달할 때까지 증류 제거를 계속하였다. 증류 제거 종료 시의 내온은 약 120℃이었다. 플라스크 내용물을 실온까지 냉각하고, 수분 농도의 분석(칼 피셔법)을 행한 결과 0.20％이었다. 합성된 오르가노티타니아졸의 동적 광산란법에 의한 체적 평균 50％ 누계 입자 직경을 측정하였다. 측정 결과는 도 1과 같았다. 합성된 오르가노티타니아졸은 투과형 전자 현미경(히타치 하이테크놀러지즈(주)제, 장치명「HT-9000」)을 사용하여 입자의 관찰(50k)을 행하였다. 결과를 도 2에 도시하였다.

공정 (G)

공정 (A) 내지 공정 (F)에서 제조한 오르가노티타니아졸(200g)을 몰레큘러 시브 4A(간또 가가꾸(주)제, 「카탈로그 번호 25958-08」, 20g)로 처리한 결과, 수분 농도가 250ppm까지 저하되었다. 이때에 응집은 보이지 않은 점에서, 공정 (F)에서 전부 제거할 수 없었던 수분의 감소에 몰레큘러 시브 처리가 유용한 것이 명확해졌다.

공정 (H)

공정 (A) 내지 공정 (G)를 거친 오르가노티타니아졸(200g, 고형분 11질량％)과 비스{(아크릴로일옥시메틸)디메틸실릴}아잔(10g)의 반응을 질소 기류 하에 80℃에서 8시간 반응시켰다. 반응 후, 양이온 교환 수지(10g, 오르가노(주)제, 「앰버 라이트 200CT(H)-A」)와 접촉시킴으로써 부생 암모니아를 제거하였다. 혼합물을 정성 여과지(애드밴테크 2B)로 여과하고, 표면 처리 산화티타늄 (T-1)을 얻었다. T-1(10mL)에 대하여 트리스아세틸아세토네이토 철(III)(간또 가가꾸(주)제)의 헥사듀테리오아세톤(캠브릿지 이소토프 라보래토리즈 인크(Cambridge Isotope Laboratories Inc.)제) 1M 용액을 몇방울 (ca.0.2mL) 첨가한 후, PTFE제 NMR 튜브(φ10mm)에 옮기고, ²⁹Si 핵자기 공명 스펙트럼의 측정을 행하였다. 측정 조건은 게이트 부착 디커플링, 45도 펄스, 펄스 간격 6초의 펄스 시퀀스를 사용하여, 자장 강도 11.75T에서 7,200회의 적산을 행하였다. 얻어진 핵자기 공명 스펙트럼을 도 3에 도시하였다. 도 3으로부터 T 단위(3관능 폴리실록산)는 50％ 이상이 T3의 상태인 것이 명확해졌다.

[합성예 2]

합성예 1에서 실시한 공정 (H)에 있어서, 비스{(아크릴로일옥시메틸)디메틸실릴}아잔(10g)을 대신하여 헥사메틸디실라잔(8g)을 사용한 것 이외에는 합성예 1과 마찬가지의 조작을 행하여, 표면 처리 산화티타늄 (T-2)을 얻었다. 얻어진 표면 처리 산화티타늄 (T-2)에 대하여 트리스아세틸아세토네이토 철(III)(간또 가가꾸(주)제)의 헥사듀테리오아세톤(캠브릿지 이소토프 라보래토리즈 인크제) 1M 용액을 몇방울(ca.0.2mL) 및 내부 표준 물질로서 시클로-옥타메틸 옥타실록산을 첨가한 후, PTFE제 NMR 튜브(φ10mm)에 옮기고, ²⁹Si 핵자기 공명 스펙트럼의 측정을 행하였다. 측정 조건은 게이트 부착 디커플링, 45도 펄스, 펄스 간격 6초의 펄스 시퀀스를 사용하여, 자장 강도 11.75T에서 7,200회의 적산을 행하였다. 얻어진 핵자기 공명 스펙트럼을 도 4에 도시하였다. 도 4로부터 T 단위(3관능 폴리실록산)는 50％ 이상이 T3의 상태인 것이 명확해졌다.

[합성예 3]

합성예 1에서 실시한 공정 (H)에 있어서, 비스{(아크릴로일옥시메틸)디메틸실릴}아잔(10g)을 대신하여 비스{(아크릴로일옥시프로필)디메틸실릴}아잔(11g)을 사용한 것 이외에는 합성예 1과 마찬가지의 조작을 행하여, 표면 처리 산화티타늄 (T-3)을 얻었다. 얻어진 표면 처리 산화티타늄 (T-3)에 대하여, 트리스아세틸아세토네이토 철(III)(간또 가가꾸(주)제)의 헥사듀테리오아세톤(캠브릿지 이소토프 라보래토리즈 인크제) 1M 용액을 몇방울(ca.0.2mL) 가한 후, PTFE제 NMR 튜브(φ10mm)에 옮기고, ²⁹Si 핵자기 공명 스펙트럼의 측정을 행하였다. 측정 조건은 게이트 부착 디커플링, 45도 펄스, 펄스 간격 6초의 펄스 시퀀스를 사용하고, 자장 강도 11.75T에서 7,200회의 적산을 행하였다. 핵자기 공명 스펙트럼으로부터 T 단위(3관능 폴리실록산)는 50％ 이상이 T3의 상태인 것이 명확해졌다.

[비교 합성예 1]

합성예 1에서 실시한 공정 (H)를 실시하지 않은 것 이외에는 합성예 1과 마찬가지의 조작을 행하였다. 얻어진 표면 처리 산화티타늄 (T-4)에 대하여, 트리스아세틸아세토네이토 철(III)(간또 가가꾸(주)제)의 헥사듀테리오아세톤(캠브릿지 이소토프 라보래토리즈 인크제) 1M 용액을 몇방울(ca.0.2mL) 첨가한 후, PTFE제 NMR 튜브(φ10mm)에 옮기고, ²⁹Si 핵자기 공명 스펙트럼의 측정을 행하였다. 측정 조건은 게이트 부착 디커플링, 45도 펄스, 펄스 간격 6초의 펄스 시퀀스를 사용하고, 자장 강도 11.75T에서 7,200회의 적산을 행하였다. 얻어진 핵자기 공명 스펙트럼을 도 5에 도시하였다. 도 5로부터 T 단위(3관능 폴리실록산)는 T3의 상태가 거의 존재하지 않는(<5％) 것이 명확해졌다.

[합성예 4]

광중합성 단량체(실리콘 A)의 합성

광중합성 단량체는 많은 경우 시판품을 사용할 수 있지만, 실록산 골격을 갖는 아크릴산 에스테르류도 본 발명의 성분 (2)에 포함된다. 실록산계 아크릴산 에스테르(실리콘 A라고 칭함)를 이하의 순서로 합성하였다.

3-아크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명 「KBM-5103」, 2,500g), α,ω-비스(트리메톡시실릴에틸)데카(디메틸실록산) (10g), 3-{2,5-비스(트리플루오로메틸)-2,4,4,5,7,7,8,8,9,9,9-운데카플루오로-3,6-디옥사노닐}프로필(트리메톡시)실란(200g), 이소프로필 알코올(4,700g)에 대하여 수산화테트라메틸암모늄(미쯔비시 가스 가가꾸(주)제, 제품명「ELM-D」, 180g) 및 이온 교환수(1,000g)를 첨가하고, 실온에서 5시간 숙성하였다. 톨루엔 (9,000g)을 가하여 실온에서 1시간 교반하였다. 물(5,000g) 및 황산나트륨(500g)으로 세정하고, 70℃/5mmHg에서 휘발성 물질의 제거를 행하였다. 얻어진 실리콘의 중량 평균 분자량은 2,100이었다. 분자량의 측정은 테트라히드로푸란(간또 가가꾸(주)제, 제품명「시카일급」)을 용리액으로서 사용한 겔 침투 크로마토그래피(도소(주)제, 제품명「HLC-8320」)에 있어서 폴리스티렌 충전 칼럼(도소(주)제, 제품명「TSKgelG3000HXL」)의 고정상으로부터 실리콘 A가 용리되는데 필요한 시간을 측정하고, 폴리스티렌 표준 샘플(도소(주)제, 제품명「PStQuickE, F」)과 비교함으로써 구하였다.

[실시예 1]

200mL의 차광성 갈색 폴리 병에 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(약칭DPHA, 비하라 쇼지(주)제, 제품명「미라머(Miramer)M600」, 70g), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(약칭 HDDA, 신나카무라 가가꾸(주)제, 제품명「A-HD-N」, 13g), 광개시제 1(바스프(BASF)제, 제품명「이르가큐어(Irgacure)754」, 1.5g), 광개시제 2(바스프제, 제품명「루시린(Lucirin)TPO」, 1.5g), 레벨링제(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KP-341」, 0.6g)의 혼합물에 대하여 합성예 1로 합성한 표면 처리 산화티타늄 (T-1, 고형분 11질량％의 분산액으로서 40g, 고형분으로서 4.4g)을 첨가하였다. 용제의 총량이 100g이 되도록 PGM을 64.4g 첨가하였다. 페인트 쉐이커(200rpm)로 30분간 진탕 교반하고, 광경화성 도료 조성물 (P-1)을 얻었다.

[실시예 2]

200mL의 차광성 갈색 폴리 병에 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(약칭DPHA, 비하라 쇼지(주)제, 제품명「미라머M600」, 70g), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(약칭 HDDA, 신나카무라 가가꾸(주)제, 제품명「A-HD-N」, 13g), 광개시제 1(바스프제, 제품명「이르가큐어754」, 1.5g), 광개시제 2(바스프제, 제품명 「루시린TPO」, 1.5g), 레벨링제(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KP-341」, 0.6g), 메타크릴산 [2-{3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-히드록시페닐}에틸](오츠카 가가꾸(주)제, 제품명「루바-93」, 4.0g)의 혼합물에 대하여 합성예 1로 합성한 표면 처리 산화티타늄 (T-1, 고형분 11질량％의 분산액으로서 40g, 고형분으로서 4.4g)을 첨가하였다. 용제의 총량이 100g이 되도록 PGM을 64.4g 첨가하였다. 페인트 쉐이커(200rpm)로 30분간 진탕 교반하고, 광경화성 도료 조성물 (P-2)를 얻었다.

[실시예 3]

200mL의 차광성 갈색 폴리 병에 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(약칭DPHA, 비하라 쇼지(주)제, 제품명「미라머M600」, 70g), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(약칭 HDDA, 신나카무라 가가꾸(주)제, 제품명「A-HD-N」, 13g), 광개시제 1(바스프제, 제품명「이르가큐어754」, 1.5g), 광개시제 2(바스프제, 제품명 「루시린TPO」, 1.5g), 레벨링제(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KP-341」, 0.6g)의 혼합물에 대하여 합성예 2로 합성한 표면 처리 산화티타늄 (T-2, 고형분 11질량％의 분산액으로서 40g, 고형분으로서 4.4g)을 첨가하였다. 용제의 총량이 100g이 되도록 PGM을 64.4g 첨가하였다. 페인트 쉐이커(200rpm)로 30분간 진탕 교반하고, 광경화성 도료 조성물 (P-3)을 얻었다.

[실시예 4]

200mL의 차광성 갈색 폴리 병에 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(약칭DPHA, 비하라 쇼지(주)제, 제품명「미라머M600」, 70g), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(약칭 HDDA, 신나카무라 가가꾸(주)제, 제품명「A-HD-N」, 13g), 광개시제 1(바스프제, 제품명「이르가큐어754」, 1.5g), 광개시제 2(바스프제, 제품명「루시린TPO」, 1.5g), 레벨링제(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KP-341」, 0.6g)의 혼합물에 대하여 합성예 3으로 합성한 표면 처리 산화티타늄 (T-3, 고형분 11질량％의 분산액으로서 40g, 고형분으로서 4.4g)을 첨가하였다. 용제의 총량이 100g이 되도록 PGM을 64.4g 첨가하였다. 페인트 쉐이커(200rpm)로 30분간 진탕 교반하고, 광경화성 도료 조성물 (P-4)를 얻었다.

[실시예 5]

200mL의 차광성 갈색 폴리 병에 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(약칭DPHA, 비하라 쇼지(주)제, 제품명「미라머M600」, 70g), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(약칭 HDDA, 신나카무라 가가꾸(주)제, 제품명「A-HD-N」, 8g), 콜로이드성 실리카 분산 헥산디올 디아크릴레이트(나노레진(Nanoresin)사제, 제품명「나노크릴(Nanocryl)C140」, 10g), 광개시제 1(바스프제, 제품명「이르가큐어754」, 1.5g), 광개시제 2(바스프제, 제품명「루시린TPO」, 1.5g), 레벨링제(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KP-341」, 0.6g)의 혼합물에 대하여 합성예 1로 합성한 표면 처리 산화티타늄 (T-1, 고형분 11질량％의 분산액으로서 40g, 고형분으로서 4.4g)을 첨가하였다. 용제의 총량이 100g이 되도록 PGM을 64.4g 첨가하였다. 페인트 쉐이커(200rpm)로 30분간 진탕 교반하고, 광경화성 도료 조성물 (P-5)를 얻었다.

[실시예 6]

200mL의 차광성 갈색 폴리 병에 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(약칭DPHA, 비하라 쇼지(주)제, 제품명「미라머M600」, 40g), 합성예 4로 합성한 실록산계 아크릴산 에스테르(실리콘 A, 40g), 광개시제 3(SB-PI703=2-히드록시-2-메톡시페닐프로파논(슈앙 방 인더스트리얼 코프(Shuang Bang Industrial Corp.)제, 6.0g), 광개시제 4(비하라 쇼지(주)제, 제품명「미큐어(Micure)CP4」, 6.0g), 광개시제 5(바스프제, 제품명「이르가큐어907」, 1.6g), 레벨링제(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KP-341」, 0.6g)의 혼합물에 대하여 합성예 1로 합성한 표면 처리 산화티타늄 (T-1, 고형분 11질량％의 분산액으로서 40g, 고형분으로서 4.4g)을 첨가하였다. 용제의 총량이 100g이 되도록 PGM을 64.4g 첨가하였다. 페인트쉐이커(200rpm)로 30분간 진탕 교반하고, 광경화성 도료 조성물 (P-6)을 얻었다.

[실시예 7]

200mL의 차광성 갈색 폴리 병에 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(약칭DPHA, 비하라 쇼지(주)제, 제품명「미라머M600」, 70g), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(약칭 HDDA, 신나카무라 가가꾸(주)제, 제품명「A-HD-N」, 13g), 광개시제 1(바스프제, 제품명「이르가큐어754」, 1.5g), 광개시제 2(바스프제, 제품명「루시린TPO」, 1.5g), 레벨링제(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KP-341」, 0.6g)의 혼합물에 대하여 합성예 1로 합성한 표면 처리 산화티타늄 (T-1, 고형분 11질량％의 분산액으로서 40g, 고형분으로서 4.4g)을 첨가하였다. 용제 대신 아크릴산(2-메틸-2-에틸-1,3-디옥솔란-4-일)(오사까 유끼 가가꾸 고교(주)제, 제품명「메돌(MEDOL)-10」)을 56.0g 첨가하였다. 페인트 쉐이커(200rpm)로 30분간 진탕 교반하고, 광경화성 도료 조성물 (P-7)을 얻었다.

[비교예 1]

200mL의 차광성 갈색 폴리 병에 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(약칭DPHA, 비하라 쇼지(주)제, 제품명「미라머M600」, 70g), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(약칭 HDDA, 신나카무라 가가꾸(주)제, 제품명「A-HD-N」, 13g), 광개시제 1(바스프제, 제품명「이르가큐어754」, 1.5g), 광개시제 2(바스프제, 제품명「루시린TPO」, 1.5g), 레벨링제(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KP-341」, 0.6g)의 혼합물에 대하여 비교 합성예 1로 합성한 표면 처리 산화티타늄 (T-4, 고형분 11질량％의 분산액으로서 40g, 고형분으로서 4.4g)을 첨가하였다. 용제의 총량이 100g이 되도록 PGM을 64.4g 첨가하였다. 페인트 쉐이커(200rpm)로 30분간 진탕 교반하고, 광경화성 도료 조성물 (P-8)을 얻었다.

[비교예 2]

200mL의 차광성 갈색 폴리 병에 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(약칭DPHA, 비하라 쇼지(주)제, 제품명「미라머M600」, 70g), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(약칭 HDDA, 신나카무라 가가꾸(주)제, 제품명「A-HD-N」, 13g), 광개시제 1(바스프제, 제품명「이르가큐어754」, 1.5g), 광개시제 2(바스프제, 제품명「루시린TPO」, 1.5g), 레벨링제(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KP-341」, 0.6g), 메타크릴산[2-{3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-히드록시페닐}에틸](오츠카 가가꾸(주)제, 제품명「루바(RUVA)-93」, 4.0g)의 혼합물에 대하여 PGM을 100.0g 첨가하였다. 페인트 쉐이커(200rpm)로 30분간 진탕 교반하고, 광경화성 도료 조성물 (P-9)를 얻었다.

[비교예 3]

200mL의 차광성 갈색 폴리 병에 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(약칭DPHA, 비하라 쇼지(주)제, 제품명「미라머M600」, 40g), 합성예 4로 합성한 실록산계 아크릴산 에스테르(실리콘 A, 40g), 광개시제 3(SB-PI703=2-히드록시-2-메톡시페닐프로파논(슈앙 방 인더스트리얼 코프제, 6.0g), 광개시제 4(미큐어CP4, 6.0g), 광개시제 5(바스프제, 제품명「이르가큐어907」, 1.6g), 레벨링제(신에쯔 가가꾸 고교(주)제, 제품명「KP-341」, 0.6g)의 혼합물에 대하여 비교 합성예 1로 합성한 표면 처리 산화티타늄 (T-4, 고형분 11질량％의 분산액으로서 40g, 고형분으로서 4.4g)을 첨가하였다. 용제의 총량이 100g이 되도록 PGM을 64.4g 첨가하였다. 페인트 쉐이커(200rpm)로 30분간 진탕 교반하고, 광경화성 도료 조성물 (P-10)을 얻었다.

실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 광경화성 도료 조성물에 대해서, 사용한 성분의 비율을 표 1에 통합하여 나타냈다. 표 1에서의 약호에 대한 의미는 다음과 같다.

성분 (1):

T-1=합성예 1로 합성한 표면 처리 산화티타늄

T-2=합성예 2로 합성한 표면 처리 산화티타늄

T-3=합성예 3으로 합성한 표면 처리 산화티타늄

T-4=비교 합성예 1로 합성한 표면 처리 산화티타늄

성분 (2):

DPHA=디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트

HDDA=헥산디올 디아크릴레이트

실리콘 A=합성예 4로 합성한 실록산계 아크릴산 에스테르

메돌-10=아크릴산(2-메틸-2-에틸-1,3-디옥솔란-4-일)(오사까 유끼 가가꾸 고교(주)제)

성분 (3):

I-754/I-907=바스프제 「이르가큐어754/907」

L-TPO=바스프제 「루시린-TPO」

미큐어CP4=히드록시 시클로헥실페닐 케톤(비하라 쇼지(주)제, 제품명「미큐어CP4」)

SB-PI703=2-히드록시-2-메톡시페닐프로파논(슈앙 방 인더스트리얼 코프제)

성분 (4):

용제; PGM=프로필렌글리콜 모노메틸에테르

레벨링제; KP-341=신에쯔 가가꾸 고교(주)제

광안정제; 루바-93=메타크릴산[2-{3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-히드록시페닐}에틸](오츠카 가가꾸(주)제, 제품명「루바-93」)

실리카졸; C140=콜로이드성 실리카 분산 헥산디올 디아크릴레이트(나노레진사제, 제품명「나노크릴C140」)

[실시예 8]

실시예 1로 제조한 광경화성 도료 (P-1)을 사용하여 적층체를 제조하였다. 폴리카르보네이트제 기재(스미토모 베이크라이트(주)제, 제품명「ECK100UU」, 두께 5mm)의 편면에 광경화성 도료 (P-1)을 항온항습실(25℃, 50％)에서 플로우 코팅하였다. 플로우 코팅 후, 동일 실내에서 약 80°의 각도로 5분간 기대어 세우고, 도막의 레벨링을 행하였다. 레벨링 후에 80℃로 뜨거워진 오븐에 5분간 넣어서 용제의 휘산을 행하였다. 용제 휘산 후에 벨트 컨베이어의 온도를 80℃로 설정한 자외선 조사 장치(아이그라픽스(주)제, 형식「ECS-401XN2」)에 넣어, 600mJ/cm²의 선량을 조사함으로써 적층체 (L-8)을 얻었다. L-8의 표면을 고속 푸리에 변환 박막 간섭계(필메트릭스(Filmetrics)(주)제, 「F-20」)로 계측한 결과, 막 두께는 5×10^-6m이었다. 기재를 석영판 대신에 마찬가지의 조작을 행하여, 적층체 (L-8')을 얻었다. L-8'의 표면을 고속 푸리에 변환 박막 간섭계(필메트릭스(주)제, 「F-20」)로 계측한 결과, 막 두께는 5×10^-6m이었다. L-8은 헤이즈값, ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험, 밀착성 시험, 자비 밀착성 시험, 내후성 시험을 실시했다. L-8'는 자외 가시 투과율 스펙트럼의 측정을 행하였다. 시험의 상세한 조건 및 시험의 결과는 표 2에 통합하여 나타냈다.

[실시예 9]

실시예 2로 제조한 광경화성 도료 (P-2)를 사용하여 실시예 8과 마찬가지로 적층체 (L-9)를 제조하였다. L-9는 헤이즈값, ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험, 밀착성 시험, 자비 밀착성 시험, 내후성 시험을 실시하였다. L-9'는 자외 가시 투과율 스펙트럼의 측정을 행하였다. 시험의 상세한 조건 및 시험의 결과는 표 2에 통합하여 나타냈다.

[실시예 10]

실시예 3으로 제조한 광경화성 도료 (P-3)을 사용하여 실시예 8과 마찬가지로 적층체 (L-10)을 제조하였다. L-10은 헤이즈값, ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험, 밀착성 시험, 자비 밀착성 시험, 내후성 시험을 실시하였다. L-10'는 자외 가시 투과율 스펙트럼의 측정을 행하였다. 시험의 상세한 조건 및 시험의 결과는 표 2에 통합하여 나타냈다.

[실시예 11]

실시예 4로 제조한 광경화성 도료 (P-4)를 사용하여 실시예 8과 마찬가지로 적층체 (L-11)을 제조하였다. L-11은 헤이즈값, ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험, 밀착성 시험, 자비 밀착성 시험, 내후성 시험을 실시하였다. L-11'는 자외 가시 투과율 스펙트럼의 측정을 행하였다. 시험의 상세한 조건 및 시험의 결과는 표 2에 통합하여 나타냈다.

[실시예 12]

실시예 5로 제조한 광경화성 도료 (P-5)를 사용하여 실시예 8과 마찬가지로 적층체 (L-12)를 제조하였다. L-12는 헤이즈값, ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험, 밀착성 시험, 자비 밀착성 시험, 내후성 시험을 실시하였다. L-12'는 자외 가시 투과율 스펙트럼의 측정을 행하였다. 시험의 상세한 조건 및 시험의 결과는 표 2에 통합하여 나타냈다.

[실시예 13]

실시예 6으로 제조한 광경화성 도료 (P-6)을 사용하여 실시예 8과 마찬가지로 적층체 (L-13)을 제조하였다. L-13은 헤이즈값, ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험, 밀착성 시험, 자비 밀착성 시험, 내후성 시험을 실시하였다. L-13'는 자외 가시 투과율 스펙트럼의 측정을 행하였다. 시험의 상세한 조건 및 시험의 결과는 표 2에 통합하여 나타냈다.

[실시예 14]

실시예 7로 제조한 광경화성 도료 (P-7)을 사용하여 실시예 8과 마찬가지로 적층체 (L-14)를 제조하였다. L-14는 헤이즈값, ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험, 밀착성 시험, 자비 밀착성 시험, 내후성 시험을 실시하였다. L-14'는 자외 가시 투과율 스펙트럼의 측정을 행하였다. 시험의 상세한 조건 및 시험의 결과는 표 2에 통합하여 나타냈다.

[비교예 4]

비교예 1로 제조한 광경화성 도료 (P-8)을 사용하여 실시예 8과 마찬가지로 적층체 (L-15)를 제조하였다. L-15는 헤이즈값, ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험, 밀착성 시험, 자비 밀착성 시험, 내후성 시험을 실시하였다. L-15'는 자외 가시 투과율 스펙트럼의 측정을 행하였다. 시험의 상세한 조건 및 시험의 결과는 표 2에 통합하여 나타냈다.

[비교예 5]

비교예 2로 제조한 광경화성 도료 (P-9)를 사용하여 실시예 8과 마찬가지로 적층체 (L-16)을 제조하였다. L-16은 헤이즈값, ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험, 밀착성 시험, 자비 밀착성 시험, 내후성 시험을 실시하였다. L-16'는 자외 가시 투과율 스펙트럼의 측정을 행하였다. 시험의 상세한 조건 및 시험의 결과는 표 2에 통합하여 나타냈다.

[비교예 6]

비교예 3으로 제조한 광경화성 도료 (P-10)을 사용하여 실시예 8과 마찬가지로 적층체 (L-17)을 제조하였다. L-17은 헤이즈값, ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험, 밀착성 시험, 자비 밀착성 시험, 내후성 시험을 실시하였다. L-17'는 자외 가시 투과율 스펙트럼의 측정을 행하였다. 시험의 상세한 조건 및 시험의 결과는 표 2에 통합하여 나타냈다.

[평가 시험 1]

헤이즈값의 평가

탁도계 NDH2000(닛본 덴쇼꾸 고교(주)제)을 사용하여 적층체 (L-8 내지 L-17)의 헤이즈를 측정하였다. 헤이즈값이 1 이하인 것을 「◎」, 2 이하인 것을 「○」, 2보다 큰 것을 「×」라고 평가하고, 표 2에 통합하여 나타냈다.

[평가 시험 2]

내찰상성의 평가

지표로서 도막의 내찰상성ΔHz를 구하였다. ΔHz는 ASTM D1044에 따르고, 적층체 (L-8 내지 L-17)에 대하여 테이버 마모 시험에서 마모륜 SC-10F를 장착, 하중 500g 하에서의 500회전 후의 헤이즈를 측정(닛본 덴쇼꾸 고교(주)제, NDH5000SP), 시험 전후의 값을 헤이즈 차(ΔHz)로 하였다. 헤이즈 차(ΔHz)가 5 이하인 것을 「◎」, 10 이하인 것을 「○」, 10보다 큰 것을 「×」라고 평가하고, 표 2에 통합하여 나타냈다.

[평가 시험 3]

밀착성 평가

적층체 (L-8 내지 L-17)에 대하여 JIS K5400에 준하고, 면도기 날을 사용하여, 도막에 2mm 간격으로 세로, 가로 6개씩 절취선을 넣어서 25개의 바둑판 눈을 제작하고, 셀로판 테이프(등록 상표, 니치반(주)제)를 잘 부착시킨 후, 90°앞 방향으로 급격하게 박리했을 때, 도막이 박리하지 않고 잔존하는 바둑판 눈수(X)를 X/25로 평가하였다. X=25인 것을 「○」, X <25인 것을 「×」라고 평가하고, 표 2에 통합하여 나타냈다.

[평가 시험 4]

자비 밀착성 평가

적층체 (L-8 내지 L-17)을 100℃의 수중에서 2시간 자비한 후, JIS K5400에 준하고, 면도기 날을 사용하여, 도막에 2mm 간격으로 세로, 가로 6개씩 절취선을 넣어서 25개의 바둑판 눈을 제작하고, 셀로판 테이프(등록 상표, 니치반(주)제)를 잘 부착시킨 후, 90°앞 방향으로 급격하게 박리했을 때, 도막이 박리하지 않고 잔존하는 바둑판 눈수(X)를 X/25로 평가하였다. X=25인 것을 「○」, X <25인 것을 「×」라고 평가하고, 표 2에 통합하여 나타냈다.

[평가 시험 5]

<조건의 설정>

자외선 조도계(이와사키 덴끼(주)제 아이 자외선 조도계 UVP365-1)를 사용하여 옥외의 자외선량을 측정하였다. 군마현 안나가시 마쓰이다마치에 있어서 맑은 하늘일 때의 춘분일(2012년 3월 20일） 정오에 자외선량을 측정한 바, 1×10¹W/m²인 것이 명확해졌다. 이 자외선량은 종래부터 보고(문헌 [International Commission on Illumination 1972년 20권 47 페이지, CIE Publication])되어 있는 것이라고 고려해도 전형적인 값이었다. 본 발명에서의 경화 도막의 내후성은 2연간의 옥외 폭로 상당으로 설정하였다. 연간을 통해 1일의 평균 일조시간을 12시간이라고 가정한 바, 적산 에너지선량은 12(h/일）×365(일/년)×2(년)×10(W/m²)=88(kWh/m²)≒300(MJ/m²)이라고 어림잡을 수 있었다.

내후성 평가 1

적층체 (L-8 내지 L-17)을 이와사키 덴끼(주)제 아이 슈퍼 UV 테스터 W-151을 사용하고, 시험 조건은 1×10³W/m² 강도의 자외광, 온도 60℃, 습도 50％RH의 환경에서, 1m²당 300MJ의 적산 자외선 에너지를 조사했을 때의 외관, 시험 전후의 헤이즈값(NDH2000, 닛본 덴쇼꾸 고교(주)제)의 차(ΔHz') 및 옐로우 인덱스(Z-300A, 닛본 덴쇼꾸 고교(주)제)의 차(ΔYI')로 평가하였다. 외관은 육안 및 레이저 현미경(키엔스(주)제, 장치명「VK-8710」)으로 관찰했을 때에 크랙이 보이지 않는 것을 「○」, 크랙이 보이는 것을 「×」라고 평가하였다. ΔHz'는 5 이하인 것을 「◎」, 10 미만인 것을 「○」, 10 이상인 것을 「×」라고 평가하였다. ΔYI'는 5 이하인 것을 「◎」, 10 이하인 것을 「○」, 10보다 큰 것을 「×」라고 평가하였다. 이들 결과는 표 2에 통합하여 나타냈다.

[평가 시험 6]

내후성 평가 2

석영 기판 상의 적층체 (L-8' 내지 L-17')에 이와사키 덴끼(주)제 아이 슈퍼UV 테스터 W-151을 사용하고, 시험 조건은 1×10³W/m² 강도의 자외광, 온도 60℃, 습도 50％RH의 환경에서 1m²당 300MJ의 적산 자외선 에너지를 조사하였다. 조사 전후에서의 자외 가시 투과율 스펙트럼을 측정하였다. 일례로서, 실시예 8의 적층체 (L-8')와 비교예 5의 적층체 (L-16')의 경우에 대해서, 변화의 모습을 도 6에 나타냈다. 실시예 8의 적층체에서는 자외선 차폐능이 크게 변화하지 않는 것에 반해, 비교예 5의 적층체에서는 자외선 차폐능이 작아지고 있는 것이 명확해졌다. 여기에서, 유기 자외선 흡수제를 사용한 경우에는, 유기물이기 때문에 광분해가 발생하여, 흡수능이 열화되는 것에 대해서, 표면 처리 산화티타늄을 사용한 때에는 자외선 흡수능을 장기간 유지할 수 있는 것이 밝혀졌다. 특히, 300nm에서의 광투과율에 착안한 때에, 시험 후의 투과율이 10％ 이하이었던 것을 「○」, 10％보다 컸던 것을 「×」라고 평가하고, 표 2에 통합하여 나타냈다.

[평가 시험 7]

자외 가시 흡수능의 평가

석영 기판 상의 적층체 (L-8' 내지 L-17')의 자외 가시 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 300nm에서의 투과율이 10％ 이하이며, 또한 500nm에서의 투과율이 80％ 이상인 것을 「○」, 이 조건에 적합하지 않은 것을 「×」라고 평가하고, 표 2에 통합하여 나타냈다. 또한, 이들 적층체 (L-8' 내지 L-17')의 표면을 고속 푸리에 변환 박막 간섭계(필메트릭스(주)제, 「F-20」)로 계측한 결과, 막 두께는 5×10^-6m이었다.

[실시예 15]

자동차 헤드 램프용 물품

자동차 헤드 램프 커버가 도포된 하드 코팅 톱층을 리무버(소프트 99(주)제, 제품명「라이트 원(LIGHT ONE) 베이스 클리너」)로 제거하여 기재로 하였다. 이 기재에 대하여 실시예 1로 제조한 광경화성 도료 (P-1)을 스프레이 코팅하였다. 자외선(80℃, 600mJ/cm²)을 조사함으로써 도막을 경화시켜, 자동차 헤드 램프용 물품을 얻었다. 이 물품의 표면을 스틸 울로 문지른 결과, 유의한 흠집은 보이지 않았다. 이 물품의 촉진 내후 시험(이와사키 덴끼(주)제 슈퍼 UV 테스터 W-151)을 행하였다. 300MJ/m²의 자외선을 조사한 후에도 양호한 외관을 유지하고 있는 것이 확인되었다.

실시예 및 비교예의 설명

실시예 8의 적층체는 도막에 표면 처리 산화티타늄 (T-1)을 포함하고 있고, 자외선 차폐능이 우수한 것이 명확해졌다. 광경화성 도료에 산화티타늄을 첨가하면 용해성의 문제로부터, 백탁되는 것이 많지만 그러한 문제는 보이지 않았다. 또한, 밀착성도 통상은 악화된 적이 많지만, 악화되는 일은 없었다. 이것은 T-1에 포함되는 특정한 표면 처리제의 효과라고 생각된다. 실시예 9의 적층체는 표면 처리 산화티타늄 (T-1) 외에, 광안정제(루바-93)를 가한 도료로 형성되어 있다. 이렇게 광안정제는 임의 성분으로서 내후성의 강화를 위하여 사용할 수도 있음이 명확해졌다. 실시예 10 및 실시예 11의 적층체는 약간 다른 표면 처리 성분이 포함되는 산화티타늄 (T-2 및 T-3)을 사용하고 있지만, 양호한 평가 결과인 것이 명확해졌다.

이에 비해, 비교예 4의 적층체 (L-15)는 표면 처리 산화티타늄 (T-4)을 사용하고 있지만, 투명성이 우수하지 않고 평가 결과는 좋지 않았다. T-1 내지 T-3과 T-4의 차이는 표면 처리 성분 (II)의 유무에 의한 것이며, 성분 (II)는 필수적인 것임이 명확해졌다. 성분 (II)의 유무에 의한 차이는 합성예 1 내지 3 및 비교 합성예 1에서 측정한 ²⁹Si 핵자기 공명 스펙트럼에 의해서도 뒷받침될 수 있고, T 단위의 축합도의 차이에 의한 것이라고 이해되었다.

실시예 12에서는 임의 성분으로서 실리카졸을 가해도 되는 것이 나타났다. 실시예 13에서는 광중합성 단량체로서 실록산계 성분이 이용 가능한 것이 나타났다.

실시예 14에서는 광중합성 단량체로서 모노에스테르류가 병용 가능한 것이 나타났다. 비교예 5는 표면 처리 산화티타늄을 사용하지 않고 유기계 광안정제를 포함하는 도막을 사용한 적층체의 예이다. 비교예 5는 공지된(미국 특허 제5990188호 명세서) 조성에 가까운 것으로서, 양호한 초기 막 물성을 나타내고 있는 것이 명확해졌다. 그러나, 평가 시험 6에서 나타난 바와 같이 자외선의 차폐능은 서서히 열화되는 것이 명확해졌다.

비교예 6은 표면 처리 산화티타늄 (T-4)와 광중합성 단량체로서 실록산 성분을 사용한 것인데, 양호한 물성이 아닌 것이 명확해졌다.

종래 기술이 갖는 결점의 개량으로서, 특정한 표면 처리 산화티타늄 졸이 유효하다는 것은 지금까지 충분히는 밝혀져 있지 않았다. 특히, 표면 처리 산화티타늄 졸의 제조 방법 및 적용 가능성을 판단하기 위한 핵자기 공명 스펙트럼의 값은 지금까지 알려져 있지 않았다. 본 발명은 종래까지 밝혀지지 않았던 문제의 해결법을 나타내는 것이다. 당업자라면 당연히 이 기술 사상으로부터 유추되는 관련 기술을 발명할 수 있다.

본 발명의 광경화성 도료는 내후성의 적층체로서 이용할 수 있다. 내후성 적층체의 용도는 자동차 헤드 램프 커버에 한한 것이 아니고, 옥외에서 사용되는 액정 디스플레이의 보호막, 카포트나 선루프 등의 건축재, 이륜차의 방풍이나 신칸센의 창 등의 수송기용 물품, 자동차용 그레이징, CVD용 프라이머, 태양 전지용 집광 미러의 보호막 등에의 이용 가능성을 갖는다.

Claims

(1) 무기 산화물(단, 산화티타늄을 제외함)을 복합할 수도 있는 산화티타늄을 핵으로 하고, 해당 핵의 외측에 산화규소의 외각을 갖는 코어 셸형 미립자 100질량부에 대하여, 하기 일반식 (I) 및 하기 일반식 (II)로 표시되는 표면 처리 성분의 양쪽에 의해 해당 표면 처리 성분의 합계량 11 내지 200질량부로 처리되어 이루어지는 표면 처리 산화티타늄,
(2) 광중합성 단량체 및/또는 올리고머,
(3) 광개시제
를 포함하는 광경화성 도료이며,
상기 표면 처리 산화티타늄이 코어 셸형 미립자의 수분산액을 준비하는 공정 (A), 물과 완전히는 상용하지 않고 2상계를 형성하는 알코올을 첨가하는 공정 (B), 하기 일반식 (I)로 표시되는 실란 화합물 및/또는 동일 실란 화합물의 (부분)가수분해 축합물을 첨가하는 공정 (C), 마이크로파를 조사하는 공정 (D), 유기 용매를 첨가하는 공정 (E), 공비 증류에 의해 물을 증류 제거하는 공정 (F), 필요에 따라 물을 1,000ppm 이하까지 제거하는 공정 (G) 및 하기 일반식 (II)로 표시되는 실란 화합물과 반응시키는 공정 (H)를 포함하는 공정에 의해 제조되고,
상기 공정 (A)에서 준비되는 코어 셸형 미립자의 수분산액이, 주석 및 망간을 고용(固溶)한 정방정계 산화티타늄 고용체 미립자를 핵으로 하고, 핵의 외측에 산화규소의 외각을 갖는 코어 셸형 정방정계 산화티타늄 고용체 수분산액으로서, 동적 광산란법으로 측정한 해당 핵 미립자의 체적 평균 50％ 누계 분포 직경이 30nm 이하이고, 해당 코어 셸형 미립자의 50％ 누계 분포 직경이 50nm 이하이고, 상기 주석 성분의 고용량이 티타늄과의 몰비(Ti/Sn)로 10 내지 1,000이고, 상기 망간 성분의 고용량이 티타늄과의 몰비(Ti/Mn)로 10 내지 1,000인 것을 특징으로 하는 광경화성 도료.
R¹Si(OR²)₃ (I)
(식 (I)에서, R¹은 (메트)아크릴기를 가질 수도 있는 탄소수 1 이상 15 이하의 유기기, R²는 탄소수 1 이상 4 이하의 알킬기를 나타냄)
(R³R⁴ ₂Si)₂NH (II)
(식 (II)에서, R³은 (메트)아크릴기를 가질 수도 있는 탄소수 1 이상 15 이하의 유기기, R⁴는 탄소수 1 이상 6 이하의 알킬기를 나타냄)
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제1항에 있어서, 일반식 (I)로 표시되는 표면 처리 성분이 3-아크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란 또는 3-메타크릴로일옥시프로필 트리메톡시실란인 것을 특징으로 하는 광경화성 도료.
제1항에 있어서, 도막을 5 ㎛의 두께로 석영판 상에 형성했을 때의 도막의 헤이즈값이 2 이하인 것을 특징으로 하는 광경화성 도료.
제1항에 있어서, 도막을 5 ㎛의 두께로 석영판 상에 형성했을 때의 도막의 500nm에서의 광투과율이 80％ 이상인 것을 특징으로 하는 광경화성 도료.
제1항에 있어서, 도막을 5 ㎛의 두께로 석영판 상에 형성했을 때의 도막의 300nm에서의 광투과율이 10％ 이하인 것을 특징으로 하는 광경화성 도료.
기재의 적어도 한쪽 면에 제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 광경화성 도료 경화 도막을 형성시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층체.
제8항에 있어서, 기재가 폴리카르보네이트인 것을 특징으로 하는 적층체.
제8항에 있어서, 도막을 ASTM D1044에 따른 테이버 마모 시험을 했을 때에 10 이하의 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 적층체.
제8항에 있어서, 도막에 대하여 1m²당 300MJ의 자외광 조사 전후의 옐로우 인덱스의 차가 10 이하인 것을 특징으로 하는 적층체.
제8항에 있어서, 도막에 대하여 1m²당 300MJ의 자외광 조사 전후의 헤이즈값의 차가 10 미만인 것을 특징으로 하는 적층체.
제8항에 기재된 적층체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 헤드 램프 피복용 시트.