JP4311869B2

JP4311869B2 - 紫外線吸収塗料

Info

Publication number: JP4311869B2
Application number: JP2000270001A
Authority: JP
Inventors: 隆志宇佐美; 照男長野; 忠久佐藤; 一義山川
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2020-09-06
Also published as: JP2002080788A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽光に含まれる有害な紫外線、飛来昆虫を誘引する原因となる蛍光灯等の照明器具から発生する紫外線をカットする紫外線吸収塗料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人体に有害な太陽光からの紫外線、飛来昆虫を誘引する原因となる蛍光灯から発生する紫外線を遮蔽する目的で紫外線吸収剤を含む塗料、熱収縮フイルムを施した蛍光灯が提案され（特開平８−１１１２０８号、特開平１０−２１７１４号、特開平１１−１０６６６６号各公報）、これらに加え窓張り用フイルム等も上市されている。しかし黄色味を押さえるためにその吸収端が３８０ｎｍより短波であったり長波長な４１０ｎｍまで吸収することはできるが黄色味が強かったり黄色味を抑えるために色調調整用の染顔料を添加することで対応している。吸収端が短波であるということは紫外線遮蔽能が低く、特にこれから普及が拡大すると予想される三波長型蛍光灯では３８０ｎｍ以下に吸収が無いか、有ってもわずかなため飛来昆虫を阻止する能力が三波長型蛍光灯それ自体で期待できる為、必要性が無い。ただし、三波長型蛍光灯といえども４０５ｎｍ付近の発光が残るため特開平７−３１８９号公報などに開示されている昆虫のすう光曲線（一般に昆虫は紫外線域に近い波長に強く反応するが、この波長依存性をグラフにしたものをいう）から明らかなように効果的に飛来昆虫を阻止する為には４０５ｎｍ付近の輝線を遮蔽する必要があり、そのためには４１０ｎｍまでの光をカットすることが望まれている。４１０ｎｍまでの光をカットすると黄色味を帯びるためこれを改善するために色調調整用の染顔料を添加することで解決されるが可視域の光線透過率を犠牲にするという短所がある。
【０００３】
更に紫外線吸収剤とともに蛍光増白剤を配合して紫外線照射による黄変度を抑えた耐光性、白色性、接着性に優れた白色積層ポリエステルフイルム（特開平１１−２９１４３２号公報、特開平１１−２６８２１号公報）が提案されているが、同様の短所は解消していない。
また、蛍光灯紫外線カットカバーとして蛍光増白剤を含有する透明樹脂よりなる組成物が提案されている（特公平６−３６８２号公報）が熱収縮フイルムを含め直管型蛍光ランプには適応できるがサークライン型蛍光ランプには適応できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消するために開発されたもので、その目的とするところは、黄色の補色である青色蛍光を発する蛍光増白剤を含有することで３８０ｎｍより長波長である４１０ｎｍまで、すなわち３８０〜４１０ｎｍをカットしても黄色味が無く透明感の高い、紫外線吸収塗料を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蛍光増白剤を含有する塗料用樹脂よりなる紫外線吸収塗料であり、その特徴とするところは下記の各発明及び実施態様にある。
（１）アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、アミノアルキッド樹脂系、エポキシ樹脂系、シリカ樹脂系及びフッ素樹脂系成分から選ばれる少なくとも１種である透明樹脂成分に一般式［II］で表される蛍光増白剤を含み４１０ｎｍ以下の光を９０％以上カットすることを特徴とする紫外線吸収塗料。
【化４】
（式中、Ｒ_５ _、Ｒ _６、Ｒ ₇ 、およびＲ _８はアルキル基であり、ｎは１または２の整数を表す。）
【０００６】
（２）広帯域発光型または三波長域発光型蛍光ランプに上記（１）に記載の塗料を塗布し４１０ｎｍ以下の光を１０％以下にカットするようにした蛍光ランプ又は照明器具。
【０００７】
【発明の実施の形態】
一般に、蛍光増白剤は約３２０〜約４１０ｎｍの波長の光を吸収して、約４１０〜約５００ｎｍの波長の光を放射する性質を有する化合物より成る。これらの蛍光増白剤で染められた織物は本来の黄色い反射光のほかに、新たに蛍光増白剤により発光される約４１０〜約５００ｎｍの波長の青色光が付加されるため反射光は白色になり、かつ、蛍光効果による分だけ可視光のエネルギーが増加するため結果として増白されたことになる。
【０００８】
本発明に用いる塗料としては、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、アミノアルキッド樹脂系、エポキシ樹脂系、シリカ樹脂系、フッ素樹脂系などの透明樹脂成分を含む塗料をあげることができる。これらの樹脂は主剤、硬化剤、希釈剤、レベリング剤、はじき防止剤などを任意に配合することができる。
【０００９】
例えば、透明樹脂成分としてアクリルウレタン樹脂、シリコンアクリル樹脂を選んだ場合には、硬化剤としてポリイソシアネートなどを、希釈剤としてトルエン、キシレンなどの炭化水素系溶剤、酢酸イソブチル、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル系溶剤、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール系を用いることができる。透明樹脂成分としては、具体的には、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチルスチレン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。また、ここでアクリルウレタン樹脂とは、メタクリル酸エステル（メチルが代表的）とヒドロキシエチルメタクリレート共重合体とポリイソシアネートと反応させて得られるアクリルウレタン樹脂をいう。なおこの場合のポリイソシアネートとはトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどが挙げられる。更にこれら成分に加えアクリル樹脂、シリコーン樹脂などのレベリング剤、シリコーン系、アクリル系等のはじき防止剤等を必要に応じて配合することができる。これら塗料の製造方法、混合方法、使用方法などは蛍光増白剤を添加すること以外、通常の塗料とまったく同じである。
【００１０】
本発明において使用される蛍光増白剤は、通常市販されているものあるいは下記新規物質の中から耐光性などに基づいて選択することができる。
【００１１】
【化５】
（式中、Ｒ₁およびＲ₄は水素原子、アルキル基またはアルコキシ基を表し、Ｒ₂およびＲ₃はアルキル基を表す。［Ａ］は置換アリールまたはエテニル基を表す。）
【００１２】
本発明の一般式［Ｉ］におけるＲ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄および［Ａ］について以下に詳しく説明する。Ｒ₁およびＲ₄は水素原子、アルキル基またはアルコキシ基を表すが、詳しくは水素原子、炭素数１ないし８のアルキル基、または炭素数１ないし８のアルコキシ基を表す。
【００１３】
更に詳しくは、Ｒ₁およびＲ₄は、水素原子、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−オクチル、イソプロピル、イソブチル、２−エチルヘキシル、ｔ−ブチル、ｔ−アミル、ｔ−オクチル、シクロペンチルもしくはシクロヘキシル等のアルキル基、またはメトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｎ−オクチルオキシ、イソプロポキシ、イソブトキシ、２−エチルヘキシルオキシ、ｔ−ブトキシもしくはシクロヘキシルオキシ等のアルコキシ基である。Ｒ₁およびＲ₄は好ましくは水素原子またはアルキル基であり、特に好ましくは水素原子である。
【００１４】
Ｒ₂およびＲ₃はアルキル基を表すが、詳しくは炭素数１ないし１６のアルキル基であり、更に詳しくは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−オクチル、ｎ−ヘキサデカニル（セチル）、イソプロピル、イソブチル、２−エチルヘキシル、ｔ−ブチル、ｔ−アミル、ｔ−オクチル、シクロペンチルもしくはシクロヘキシル等のアルキル基を表す。好ましくは、Ｒ₂はメチル、イソプロピル、ｔ−ブチルまたはシクロヘキシル基であり、Ｒ₃はメチル、エチル、ｎ−プロピル、ｎ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシルまたは２−エチルヘキシル基である。特に好ましくは、Ｒ₂はｔ−ブチルまたはシクロヘキシル基であリ、Ｒ₃はメチル、ｎ−ブチル、ｎ−オクチルまたは２−エチルヘキシル基である。
【００１５】
［Ａ］は置換アリール基または置換エテニル基を表すが、詳しくは炭素数６〜４０の置換アリール基または炭素数８〜４０の置換エテニル基を表す。好ましくは以下に示す置換アリールまたはエテニル基である。
【００１６】
【化６】
【００１７】
【化７】
【００１８】
【化８】
【００１９】
【化９】
【００２０】
【化１０】
【００２１】
式中、Ｒ₁’およびＲ₄’は前記のＲ₁およびＲ₄と同義の基である。Ｒ₂’は前記Ｒ₂と、Ｒ₃’は前記Ｒ₃と同義の基である。ｍは１ないし５の整数を表す。ＸおよびＹは、アルキル、アリール、アルコキシ、アルキルアミノ、アリールアミノ、アミノまたは水酸基を表す。アミノおよび水酸基以外のＸおよびＹを詳しく述べれば、メチル、エチル、イソプロピル、ｔ−ブチルまたはシクロヘキシル等のアルキル基、フェニル、トリルまたはナフチル等のアリール基、メトキシ、エトキシまたはイソプロポキシ等のアルコキシ基、アミノ、アミノメチル、エチルアミノ、オクチルアミノ、ジメチルアミノまたはＮ−メチル−Ｎ−エチルアミノ等のアルキルアミノ基、アニリノ、４−トリルアミノまたはＮ−メチルアニリノ等のアリールアミノ基である。ＸおよびＹは、好ましくはアリール、アルコキシまたはアニリノ基である。
【００２２】
一般式［Ｉ］で表される化合物のうち、本発明では下記一般式［ＩＩ］で表される化合物を使用する。
【化１１】
【００２３】
式中、Ｒ₅およびＲ₇は前記Ｒ₂と同義の基であり、Ｒ₆およびＲ₈は前記Ｒ₃と同義の基である。ｎは１または２の整数を表す。
これらの化合物は特開平１１−２９５５６号公報記載の方法で合成することができる。
【００２４】
以下本発明で用いられる蛍光増白剤（一般式［Ｉ］又は［ＩＩ］で表される）の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【化１２】
【００２５】
【化１３】
【００２６】
【化１４】
【００２７】
【化１５】
【００２８】
【化１６】
【００２９】
【化１７】
【００３０】
【化１８】
【００３１】
【化１９】
【００３２】
【化２０】
【００３３】
【化２１】
【００３４】
【化２２】
【００３５】
【化２３】
【００３６】
【化２４】
【００３７】
【化２５】
【００３８】
【化２６】
【００３９】
【化２７】
【００４０】
【化２８】
【００４１】
以上は有機物の例であるが、これらに限らず無機物でもよい。
これらの蛍光増白剤は必要に応じて１種または２種以上を併用することができる。それらの添加量は成形物の厚さ、蛍光増白剤の性質、紫外線吸収剤の有無、性質、添加量によって変化するので一義的に定めることはできないが、当業者はいくらかの試験をすることによって容易に決定することができる。一般的には厚さ０．１ミリの塗膜であれば０．１〜１０質量％で十分である。その配合量と、添加される材料の厚さはほぼ反比例すると考えて良い。例えば厚さ０．１ミリの塗膜に式（１）の化合物は５質量％、式（２）の化合物では３質量％、式（１３）の化合物では２．１％添加することで４１０ｎｍ以下の光を効果的に実質的にカットできる。
【００４２】
以上のように、本発明では蛍光増白剤を透明樹脂塗料に配合することで目的を達成することができるが蛍光増白剤の耐光性に不安がある場合、蛍光増白剤のみでは短波長域が十分にカットしきれない場合には紫外線吸収剤を併用することが望ましい。一般に紫外線吸収剤は紫外線を吸収して熱に変換する性質を有する化合物である。それらは、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸系、シアノアクリレート系に大別される。ベンゾトリアゾール系の有効吸収波長は約２７０〜３８０ｎｍで、代表例としては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’、５’−ジ−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’−ｔ−ブチル−５‘−メチルフェニル）−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−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−４’−オクトキシフェニル）ベンゾトリアゾール等を挙げることができる。
【００４３】
ベンゾフェノン系の有効吸収波長は約２７０〜３８０ｎｍで、代表例としては２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メト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’−ジ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等を挙げることができる。
【００４４】
サリチル酸系の有効吸収波長は約２９０〜３３０ｎｍで、代表例としては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を挙げることができる。
【００４５】
シアノアクリレート系の有効吸収波長は約２７０〜３５０ｎｍで、代表例としては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−シアノ−３、３−ジフェニルアクリレート等を挙げることができる。
これらの紫外線吸収剤は１種または２種以上を併用することができる。好適な添加量は塗膜の厚さ、蛍光増白剤の性質等によって変化するので一義的に定めることはできないが、当業者はいくらかの試験をすることによって容易に決定することができる。一般的には厚さ０．１ミリの塗膜であれば１〜３０質量％で十分である。上記のごとく、蛍光増白剤単独あるいは紫外線吸収剤との併用で実用的には十分であるが更に厳密を要求する場合には隠蔽力の強い白色顔料、例えば酸化チタンの少量（０．０５〜０．１５質量％）を添加することが好ましい。また、外観、色調が問題となる時、あるいは好みによって微量（０．０５質量％以下）の着色剤を配合することができる。その配合量と、添加される材料の厚さはほぼ反比例すると考えて良い。
【００４６】
なお本発明の紫外線吸収塗料は一般に塗料（透明樹脂成分を主成分として含む）、蛍光増白剤、紫外線吸収剤から構成されるが、好ましくは、樹脂を基準に考えて蛍光増白剤：０．１〜２０％、紫外線吸収剤：０〜２０％の組成とする。塗布する際の厚さは、好ましくは２〜１０００μであるが、更に好ましくは５〜２００μの間である。
これら塗料を塗布する方法は任意であるが、スプレー法、ディッピング法、ローラーコート法、フローコーター法、流し塗り法などがある。
塗布後の乾燥は塗料成分によって異なるが概ね室温〜１２０℃で１０〜９０分程度行うことが望ましい。
【００４７】
［参考例１］アクリテック（大日本インキ製商品名）に対し式（１）の化合物５．０質量％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１．１質量％加えたもの１５ｇに対しトルエン：メチルエチルケトン＝１：１を８５ｇを加え固形分を溶解し紫外線吸収塗料を得た。
【００４８】
［実施例２］
下記表１の組成にて紫外線吸収塗料を得た。
【００４９】
【表１】
【００５０】
実施例１及び２で得られた塗料をガラス板に塗布し乾燥後１００μｍになるよう調整し吸収スぺクトルを測定した。その結果によると、本発明においては、比較例とした市販製品、３Ｍ製ISCLARL （商品名) よりも長波長である４１０ｎｍまでの光を吸収するにもかかわらず黄色味が無く透明度の高い塗膜を得ることができた（図１参照）。図１中「３Ｍ」とあるのは比較例である。
【００５１】
【発明の効果】
本発明でえられた紫外線吸収塗料は黄色味が無く、透明度が高く、透過光に着色が無いため一般住宅、工場などの照明に加え、商品を陳列するショーウインドウやショウケースの蛍光灯、自動販売機の蛍光灯および前面アクリル板、写真、蛍光灯をバックライトにした写真（例えば富士写真フイルム（株）製品Ｇカラー）、液晶表示ディスプレー等の退色が懸念される製品に塗布しても物品固有の自然色を損なうことが無い。また蛍光灯等のランプ例えば白熱灯、ハロゲン電球、水銀灯等に塗布することで照明器具から発生する紫外線を外に漏らさないため飛来昆虫の誘因を阻止することができる。また自動車の窓ガラス、一般住宅の窓ガラスに塗布することで太陽光に含まれる有害な紫外線をカットすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１及び実施例２、市販品の紫外線吸収スペクトルを示すグラフ。

Claims

アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、アミノアルキッド樹脂系、エポキシ樹脂系、シリカ樹脂系及びフッ素樹脂系成分から選ばれる少なくとも１種である透明樹脂成分に、下記一般式［II］で表される蛍光増白剤を含み４１０ｎｍ以下の光を９０％以上カットすることを特徴とする紫外線吸収塗料。
〔化２〕
（式中、Ｒ_５ _、Ｒ _６、Ｒ ₇ 、およびＲ _８はアルキル基であり、ｎは１または２の整数を表す。）
広帯域発光型または三波長域発光型蛍光ランプに請求項１に記載の塗料を塗布し４１０ｎｍ以下の光を１０％以下にカットするようにした蛍光ランプ又は照明器具。