JP5255213B2 - 紫外線吸収性樹脂組成物、および該紫外線吸収性樹脂組成物を用いた積層体 - Google Patents
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Description
前記単量体組成物を、上記式(6)で表される単量体をさらに含んで構成することにより、得られる紫外線吸収性重合体は紫外線吸収性能のみならず紫外線安定性能をも併せ持つこととなる。また、前記単量体組成物を、上記式(7)で表される単量体をさらに含んで構成することにより、耐候性に優れた紫外線吸収性重合体を合成することができる。
以下、本発明の紫外線吸収性樹脂組成物について説明する。
本発明で用いる界面活性剤は、上記式(1)で表されるものであれば特に限定されず、これらの界面活性剤を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよいが、溶剤系の界面活性剤であることを要する。本発明で用いる界面活性剤が溶剤系でない場合には、本発明で用いる式(2)から(5)で表される紫外線吸収性単量体から得られる紫外線吸収性重合体が溶剤系(有機溶剤に溶解するもの)であるため、界面活性剤と紫外線吸収性重合体とを混合して紫外線吸収性樹脂組成物の溶液(樹脂液)を得ても、両成分が相溶せず層分離したり白濁したりすることとなる。このため、この樹脂液をプラスチック基材の表面に塗工して乾燥しても、透明性及び塗膜外観性に優れた紫外線吸収層を得ることができない場合がある。
本発明で用いる紫外線吸収性単量体は、上記式(2)〜(5)で表されるものである。これらの紫外線吸収性単量体は、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。以下、式(2)〜(5)について詳細に説明する。
で示される単量体、式(4−2)
で示される単量体、式(4−3)
で示される単量体が好適である。
本発明で用いる紫外線吸収性重合体は、上記紫外線吸収性単量体から選ばれる少なくとも一種を含む単量体組成物を重合することによって得ることができる。なお、単量体組成物に含まれ得る他の単量体については後述する。
本発明で用いる紫外線吸収性重合体は、上記紫外線吸収性単量体に加えて、さらに以下に列挙する他の単量体を含む単量体組成物を共重合することによって合成してもよい。本発明の単量体組成物に含まれる他の単量体の種類と量を選択することにより、本発明の紫外線吸収性重合体の特性を種々変化させることができる。
本発明で用いる単量体組成物には、紫外線安定性基を有する単量体(以下、単に「紫外線安定性単量体」と言う場合がある。)が含まれてもよい。特に、紫外線吸収性単量体と紫外線安定性単量体とを併用すると、得られる重合体は紫外線吸収性に加えて紫外線安定性をも有することから、紫外線吸収層の耐候性が長期間持続することとなる。紫外線安定性単量体とは、分子中に重合性二重結合と紫外線安定性基を同時に有するものであれば特にその種類は限定されないが、中でも、下記式(6)で表される紫外線安定性単量体が好ましい。
本発明で用いる単量体組成物には、下記式(7)で表される(メタ)アクリレート類が含まれてもよい。かかる(メタ)アクリレート類は、上記紫外線吸収性単量体との共重合性が良好で、耐候性に優れた紫外線吸収性重合体を合成することができる。
本発明で用いる単量体組成物には、後述する架橋剤との架橋点を紫外線吸収性重合体に導入するために、水酸基含有単量体が含まれてもよい。
本発明で用いる単量体組成物には、さらに以下の各種単量体が含まれてもよい。
本発明の紫外線吸収性樹脂組成物は、上記式(1)で表される溶剤系の界面活性剤と、上記紫外線吸収性重合体とを含有するものであれば、その態様は特に限定されるものではなく、さらに、必要に応じて架橋剤や、溶媒、添加剤、その他の樹脂を含んで構成されてもよい。
本発明の紫外線吸収性樹脂組成物に含まれる架橋剤は、特に限定されるものではないが、ポリイソシアネート系架橋剤であることが好ましい。ポリイソシアネート系架橋剤は、紫外線吸収性重合体中に導入された水酸基と架橋反応を起こすことによって、紫外線吸収性樹脂組成物を用いて形成される紫外線吸収層の耐候性や強度、及び耐薬品性を高めることができる。なお、メラミン樹脂などの他の架橋剤では、架橋反応の完結までに高温および/または長時間を要するため好ましくない上に、紫外線吸収層が黄変し易くなる。
本発明の紫外線吸収性樹脂組成物は、さらに適宜溶媒が混合されてもよい。
本発明の紫外線吸収性樹脂組成物には、さらに以下の添加剤が含まれていてもよい。
本発明の紫外線吸収性樹脂組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲において、その他の樹脂が含まれてもよい。その他の樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂や、樹脂自身の作用あるいは硬化剤によって架橋硬化する熱硬化性樹脂を挙げることができる。より具体的には、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂などの熱可塑性樹脂;ウレタン系樹脂、アミノプラスト系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂などの単独硬化型の熱・紫外線・電子線硬化性樹脂;ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂などの硬化剤によって硬化する熱硬化性樹脂などを挙げることができる。これらその他の樹脂の種類や使用量は、本発明の紫外線吸収性樹脂組成物から形成される紫外線吸収層の用途や要求特性などに応じて適宜決定すればよい。
本発明の積層体は、上記紫外線吸収性樹脂組成物の溶液(樹脂液)を、プラスチック基材の表面に、浸漬、吹き付け、刷毛塗り、カーテンフローコート、グラビアコート、ロールコート、スピンコート、バーコート、静電塗装などの公知の塗工方法で塗工し、次いで乾燥して紫外線吸収層を形成することにより製造することができる。乾燥は、樹脂液に含まれる溶媒に適した温度で行えばよい。
で示されるラクトン構造を有するポリマーのフィルムであってもよい。上記有機残基としては、炭素数1〜20のアルキル基、アルケニル基、シクロアルキレン基、芳香環などを挙げることができる。これらの基材フィルム(板状も含む)には、従来公知の添加剤が添加されていてもよい。
先ず、実験例によって作成された積層体の評価方法について、以下説明する。
JIS K7105に準拠して、日本電色工業社製の濁度計「NDH300A」を用いて、プラスチック基材と積層体の透明性をそれぞれ測定し、プラスチック基材と積層体の透明性(ヘイズ)の差を測定し、初期の(すなわち、耐候性試験前の)紫外線吸収層の透明性(ヘイズ)を以下の基準で評価した。
○;ヘイズ1%未満
△;ヘイズ1%以上2%未満
×;ヘイズ2%以上
100℃で2分間乾燥後の積層体の紫外線吸収層面にガーゼを5枚重ねておき、250g/cm2の圧力となるように分銅を載せ、50℃で24時間放置後、また48時間放置後の紫外線吸収層の状態を観察し、以下の基準で評価した。
○;ガーゼ痕なし
△;ガーゼ痕ややあり
×;ガーゼ痕あり
初期(すなわち50℃、90%RHで48時間放置前)の積層体と、50℃、90%RHで48時間放置後の積層体に、それぞれ実指紋を付着させ、各積層体の指紋の付着度を以下の基準で評価した。
○;ほとんど付着しないか、視認できない
△;僅かに付着、または視認可能なレベル
×;付着多い
積層体を大阪府吹田市において、3ヶ月間及び6ヶ月間、屋外の雨だれ試験装置に設置して、以下の基準で評価した。なお、雨だれ試験装置は、建築用外壁材料の汚染を対象とした屋外曝露試験方法(JSTM J7601−1992)に記載される曝露A法に基づいて、積層体を地面と略鉛直方向に配置するとともに、かかる積層体の上方に、地面との傾斜角度を10°としたプラスチック製の波板を設け、降雨水がプラスチック製の波板の端から積層体の紫外線吸収層表面に直接滴り落ちるようにして行った。
○;ほとんど雨だれ汚染なし
△;やや雨だれ汚染がある
×;明らかに雨だれ汚染がある
紫外線劣化促進試験機(「アイスーパーUVテスター UV−W131」;岩崎電機社製)を用いて、70℃、60%RH(相対湿度)の雰囲気下で、積層体の紫外線吸収層側から80mW/cm2の紫外線を240時間照射し、照射前と照射後のb値と紫外線吸収層の透明性(ヘイズ)とを測定し、以下の基準で評価した。
耐黄変性
○;Δbが2未満
△;Δbが2以上4未満
×;Δbが4以上
耐候性試験後の紫外線吸収層の透明性(ヘイズ)
○;ヘイズ1%未満
△;ヘイズ1%以上2%未満
×;ヘイズ2%以上
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた500mlフラスコに、紫外線吸収性単量体として、式(2)で表される2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール(商品名「RUVA93」:大塚化学社製:UVA1とする)25部、他の単量体として、式(7)で表されるメチルメタクリレート(MMA)54部、n−ブチルアクリレート(BA)11部、水酸基含有単量体として2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)10部、溶媒として酢酸エチル120部を仕込み、窒素ガスを流入して撹拌しながら還流温度まで昇温した。一方、滴下槽に酢酸エチル10部と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1部との混合物を仕込み、2時間かけて滴下した。滴下終了後も還流反応を続け、滴下開始から6時間後に冷却し、不揮発分が40%溶液となるよう酢酸エチルで希釈して、紫外線吸収性重合体1の溶液を得た。
単量体組成、及び不揮発分を表1に示すように変更した以外は合成例1と同様にして、紫外線吸収性重合体2〜5を合成した。
UVA2は、式(5)で表される2−[2’−ヒドロキシ−3’−メタクリロイルアミノメチル−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、
UVA3は、式(4)で表される2−[2−ヒドロキシ−4−(11−メタクリロイルオキシ−ウンデシルオキシ)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン
である。
「HALS」は式(6)で表される4−メタクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン(商品名「アデカスタブLA82」:旭電化工業社製)を意味する。
実験例1
合成例1で得た紫外線吸収性重合体1の溶液を100部、ポリイソシアネート系架橋剤(「デスモジュール(登録商標)N3200」;住化バイエルウレタン社製)を6部、界面活性剤C12H25O(CH2CH2O)nSO3NH(CH2CH2OH)3(nは0〜8の混合物)を1部それぞれ容器に入れ、さらにメチルエチルケトンで不揮発分が20%になるまで希釈して、紫外線吸収性樹脂組成物の溶液(樹脂液)を調製した。
表2に示したように配合組成を変更した以外は実験例1と同様にして、PETフィルム上に紫外線吸収層を配した積層体を得た。
界面活性剤2は、CXHX+1O(CH2CH2O)3SO3Na(Xは12〜16の混合物)、
界面活性剤3は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルアミン塩(商品名「フォスファノール(登録商標)RS−710M」:東邦化学工業社製)、
界面活性剤4は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルNa塩(商品名「フォスファノールGB−520」:東邦化学工業社製)、
界面活性剤5は、脂肪族アルキル第4級アンモニウム塩(商品名「カチオーゲン(登録商標)ES−L−9」:第一工業製薬株式会社製)、
界面活性剤6は、モノオレイン酸ソルビタン(商品名「ゾルゲン40V」:第一工業製薬株式会社製)、
界面活性剤7は、p−スチレンスルホン酸ナトリウム塩(40%)/ポリエチレングリコールモノメタクリレート(60%)の重合体(数平均分子量(Mn)が3000、ポリエチレングリコールモノメタクリレートはアルキレンオキサイドユニットが4〜5連鎖のものを使用)、
界面活性剤8は、ブチルリン酸ナトリウム
である。
Claims (5)
- 下記式(1)
[式中、R1は炭素数8〜18のアルキル基を表し、X1は、対イオンがアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、またはアミンイオンであるスルホン酸塩またはリン酸塩を表す。nは0〜12の整数を表す。]で表される溶剤系の界面活性剤と、
下記式(2)から(5)で表される紫外線吸収性単量体から選ばれる少なくとも一種を5〜60質量%含む単量体組成物を重合した紫外線吸収性重合体と、有機溶媒と、
を含有し、界面活性剤は紫外線吸収性重合体100質量部に対し0.8〜5質量部含まれていることを特徴とする紫外線吸収性樹脂組成物。
[式中、R2は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表し、R3は炭素数1〜6のアルキレン基を表し、R4は水素原子またはメチル基を表し、X2は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基を表す。]
[式中、R5はR2と、R6はR4と同じ意味を表し、R7は水素原子または水酸基を表し、R8は水素原子または炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、R9は炭素数1〜10のアルキレン基、または炭素数1〜10のオキシアルキレン基を表し、X3はエステル結合、アミド結合、エーテル結合、またはウレタン結合を表す。mは0または1を表す。]
[式中、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16およびR17は、互いに独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数2〜10のアルケニル基、または、炭素数1〜10のアルコキシ基を表し、X4は水素原子またはメチル基を表し、Aは、−(CH2CH2O)p−、−CH2CH(OH)−CH2O−、−(CH2)p−O−、−CH2CH(CH2OR18)−O−、−CH2CH(R18)−O−、または、−CH2(CH2)qCOO−B−O−を表し、R18は炭素数1〜10のアルキル基を表し、Bはメチレン基、エチレン基、または、−CH2CH(OH)CH2−を表し、pは1〜20の整数を表し、qは0または1を表す。]
[式中、R19は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基を表し、R20は水素結合を形成し得る元素を有する基を表し、R21は水素原子またはメチル基を表し、R22は水素原子または炭素数1〜12のアルキル基を表す。] - 前記単量体組成物が、下記式(6)及び(7)で表される単量体から選ばれる少なくとも1種をさらに含む請求項1に記載の紫外線吸収性樹脂組成物。
[式中、R23は水素原子またはシアノ基を表し、R24、R25はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、R26は水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、または炭素数1〜6のアルコキシ基を表し、X5は酸素原子またはイミノ基を表す。]
[式中、R27は水素原子またはメチル基を表し、X6は炭素数が1以上の炭化水素基を表す。] - 前記界面活性剤の数平均分子量(Mn)が350〜2000である請求項1または2に記載の紫外線吸収性樹脂組成物。
- 前記紫外線吸収性重合体が、溶液重合により得られたものである請求項1から3のいずれか1項に記載の紫外線吸収性樹脂組成物。
- プラスチック基材の表面に、請求項1から4のいずれか1項に記載の紫外線吸収性樹脂組成物から得られる紫外線吸収層を設けたことを特徴とする積層体。
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