JPH02206674A - 透光性が高くヘイズの高い酸化亜鉛塗料 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は、透光性の高い紫外線吸収塗料材料に関する。

特に、ヘイズ及び透光性にずぐれた紫外線吸収塗膜形成
材料に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕例え
ば、照明灯からは、強度の差はあるが、紫外線が放射さ
れ、周囲の物質に色々な形で劣化を９える０例えば、ン
エードのプラスチック材質、塗料等を黄変させ、また、
顔料や染料の色を退色される。更に、デイスプレィ用の
照明では商品の変色、食品や医薬化粧品では変質を起こ
す、最近の傾向では、光源の小型化、強力化が進む１向
にあるので、紫外線発生量も多くなり、紫外線の遮断の
要望が強くなる傾向にある。

投光器以外の照明器では光源をなるべく広くでき、［１
への刺激を和らげたいとする必要性が強いので、前面に
高いヘイズのガラス板等が望まれている。また、農業用
としては、紫外線をカットすると、硝酸化成苗が増殖し
、害虫が生存できなくなるので、紫外線遮断フィルムが
求められる。太陽光が一方向から来ると、葉陰部分には
陽が当らないので、炭酸同化の効率が悪く、農業ハウス
のフィルムにノングレア処理をすれば葉陰の部分が著し
く減少する。特に、葉菜類例えばキャベツ白菜等の育成
を著しく促進することができる。

これらの要望に対して、紫外線遮断材としては、ベンゾ
フェノン系、ベンゾトリアゾール系、安息香酸系、サリ
チル酸等の有機物系があり、合成［１１１に混ぜ、塗膜
化して使用きれている。それら自体は紫外線を吸収する
が、それに伴って、それ自身が劣化、変色し、黄色から
褐色に変わるし、最後には紫外線吸収能力は飽和し、敢
闘的には、紫外線吸収能力が無くなってしまう、また、
該紫外線吸収剤の添加量が大きくなり塗膜強度を著しく
低下させることになる。更に、有機物であるので、人体
に対しても衛生上問題がある。紫外線で劣化し、変色し
、透光性の塗膜は、表面にわ４゛かの亀裂や凹凸があっ
ても、１１につくので、塗膜部の１ト滑性や強度には非
常に強いものが要望されるので、１５０℃以上のような
高温で焼付けることが多い、その場合には、有機系の紫
外線吸収材は分解しでしまう、長期的に安定で耐熱性が
あるものとしては、酸化チタニウムがあるが、紫外線の
吸収端は、アナターゼ型の場合には、３５０ｎ−以下の
短波長領域にあり、３５０〜４００ｎ■の最も問題にな
る領域の紫外線が遮断できない。また、吸収紫外線領域
は、ルチル型では、３７０ｎｍ以下の短波長領域である
が、吸収の裾が４００ｎ園以上の長波長領域にも残り、
従って黄色を帯びたものになる。また、ＴｉＯ＊は、も
ともと非常に強力な白色顔料であるので、白く、透光性
もかなり強く、農業用フィルムは、太陽光を土壌中に吸
収させて温室効果を持たせるＭｉ捉を満足させることが
できない、更に、ＴｆＯ，の紫外線遮断１ｅ力は、酸化
亜鉛の吸収能力と違って、２．５〜２゜７の高屈折率に
よる反射により得られるものであるので、本質的に光を
散乱さけるので、高い／＼イズの材料であるもので、紫
外線遮断とヘイズの点では満足できるものであるが、透
光性の点で、本発明の用途には不適である。また、Ｔ　
Ｎ　Ｏ＊微結晶の周囲にある有機物は、紫外線がＴ　＋
　Ｏ＊微結晶に入る時と出る時の２回屈折され、照射さ
れるが、酸化亜鉛と異なり、紫外線を吸収しないため、
周囲の有機物の劣化は、倍加されるものである。

一方、有機紫外線吸収剤の場合には、ヘイズには無関係
であるので、一般にフィルｌ、表面を梨地模様にしたり
、サンドブラストでくもりガラス状にして高めているが
、ハウスの外面にこのヘイズ而を出すと埃が付いて、堰
れなくなり、透光性が悪くなる。ハウス内面にすると内
部の湿分や散布薬剤が粗面部に付着し透明化してしまう
、また、ハウス用フィルムは、汚れ防止のため帯電防止
膜や防曇膜を付けるので、該粗面部が埋まってしまい、
用途に適さなくなる。

また、従来の紫外線吸収剤には、（Ｄ４０Ｏｎ−の直ぐ
近くからのカット（遮断）できる能力のあるもの、（り
それ自体安定であるもの、０）人体に無害であるものの
、全ての条件を満足する塗料材料は、見当らなかった。

従って、本発明は、紫外線を効率よく遮断し、且つ、他
の可視光などの有効な光線に対して透光性の良く、散乱
性が低く、同時にヘイズの高い紫外線吸収材を提供する
ことを目的にする。

［問題点を解決するためめ手段］ 本発明は、平均粒径が２００〜１０００人の酸化亜鉛で
ある透光性の高く、ヘイズの高い紫外線吸収酸化亜鉛塗
料である。また、平均粒径が２００〜１ｏｏｏ人の酸化
亜鉛を溶媒及び塗料バインダーの中に混合し、分散させ
ることにより、透光性が高く、ヘイズの高い紫外線吸収
材を製造する方法である。

紫外線は、特に、４００ｎｓ以ドの５しかも、４０Ｑｎ
−に近いところの、２５０〜４００ｎ鵬の領域に最も害
になる作用があり、且つ、４００ｎｍより長波長領域を
カットすると黄色になってくるので、透光性の高い紫外
線吸収材は、４００ｎ−以下の短波長領域のみを遮断す
るものが、望ましい。

また、紫外線吸収剤は、有機物では変色、劣化及び衛生
上の問題があるので、無機物中より紫外線吸収材を探ず
ことが良い＊　Ｔ　ｒ　Ｏａには首記の問題があるので
、本発明者らは酸化亜鉛塗料について研究した。

酸化亜鉛の吸収端は、３Ｂ０ｎｍ付近であり、しかも、
シャープな立ら上がりであるので、吸収領域の裾は４０
０ｎｓを越えることがなく、従って、黄色を帯びない、
更に、酸化亜鉛は、収斂（錬）剤として医薬品としても
使用されており、衛生的に問題がないものである。

本発明による透明紫外線吸収酸化亜鉛塗料材料の製法と
しては、粒子−径が、２００〜１０００人の酸化亜鉛を
溶媒及び塗料バインダー中に混合し、サンドミル、サン
ドグラインダー、超音波処理等を用いて、混合分散処理
し、ＩＨ造すること・ができる。

本発明に利用する分散方法は、公知の分散方法のいずれ
でも良く、何ら限定されるものでなく、ボールミル、サ
ンドミル、インキシェーカー、高周波分散機等のいずれ
をも単独又は組合わ廿で使用できる。

本発明の紫外線吸収材は、次のような知見に基づいて成
されたものである。

酸化亜鉛は、紫外線吸収端が３８Ｏｎ−であり、４００
ｎ−に非常に近く、粒径を小さくしてゆくと、通常では
白色願料と見られ、光散乱が強く、透光性が悪かったの
に反して、透明且つ光の吸収端が非常にシャープとなり
、紫外線吸収材として理想的なタイプとなることを発見
したものである。これを塗料やポリマーに混合し、紫外
線吸収性、透光性、可視光散乱性のすぐれた塗料、イン
キ、フィルム、シート、プレー（・を作製できることを
見出したものである。

光が、物質の表面で反射すると、各反射面から全空間に
均等に散乱してゆくと、隣接反射面からの同じ散乱光と
干渉して、入射光と同一面内で同一角度の光が残るが、
光の波長に比べて反射面が同じ程度に小さくなると、干
渉により残る光の方向が正反射角を取れなくなり、乱反
射は最大となり、粒子が更に小さくなるとレイリーの散
乱式に従って体積の２乗に比例し、急速に散乱が減少す
ることが明らかである。酸化亜鉛の場合には、粒径が１
０００人を超えると、多結晶体の集合体となるので、光
の吸収が大きく、不透明性が著しく強くなるので、不適
当である。また、粒径が２００人未満では、透明性が強
く、ヘイズが小さくなるので、本発明の目的とする用途
には適さないものとなる。従って、本発明に用いる酸化
亜鉛の粒径範囲は、２００〜１０００人の範囲である。

このようにして、本発明の紫外線吸収材は、透光性もヘ
イズも大きい紫外線吸収材の製造が可能になったもので
ある。

本発明に利用する２００人〜１０００人の粒径範囲の酸
化亜鉛粉末は、気相蒸発−析出法、２０Å以下の微粒子
酸化亜鉛の加熱処理等で製造され得る。

また、この粒径範囲のＺｎＯ粉末と混合して、塗料にす
るためのビヒクルとしては通常の有機バインダー、無機
バインダーはいずれも使用でき、例えば、アルキド樹脂
、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ニトロ
セルロース、エポキシ樹脂、ポリエステルｍ　詣、フェ
ノール＃１１詣、アミノ樹脂、フッ素樹脂、ボイル油、
アル：１キシド、インシアネート、アセチルアセトン醋
塩、オクチル酸塩等を使用することができる。溶剤とし
ては、使用したビヒクルに対する溶解性があるものであ
れば何でも良く、例えば、水５アルコール類（エチルア
ルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール
）、エステル類（酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸
ブチル）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン［
ＭＥＫ］、メチルイソブチルケトン）、エーテルＭ（セ
ロソルブ、ブデルセロソルプ）、テルペン類（ターペン
チン、ジペンテン）等から選択することができる。　更
に、本発明の開化亜鉛塗料を、塗料化し、＋！！膜作製
する方法としては、公知の塗布方法はい１′れも利用可
能である０例えば、フローコーター、スピンツーター、
スプレィ法、ティッピング法、ドクターブレード、バー
コーター、刷毛塗り、凸版印刷、グラビア印刷、スクリ
ーン印刷、パッド印刷、平板印刷、フレキソ印刷等によ
り塗装することができる。

本発明による塗料としては、流動性を持つことのため、
また膜強度を出すためバインダー量が２ｎｏ粒子間を埋
めることが必要であるので、酸化亜鉛は固形分中の８０
容量％以下が好適である。

さもないと、塗膜は著しく脆くなる。また酸化亜鉛が１
０容量％以下であると酸化亜鉛を通過しない光線の割合
が増えるので、紫外線吸収効率が減るので好ましくない
、然し乍ら、この範囲を逸脱しても紫外線吸収能力が無
くなるわけではない。

例えばバインダー量が２０容量％以下でも塗布後４００
℃以上で加熱し、バインダーを飛ばし、酸化亜鉛と支持
体とを直接溶着することができるので、その場合にはバ
インダーは酸化亜鉛が加熱処理までに落ちてしまわなけ
ればよい程度であれば良い。

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

本発明により得られる塗料は、照明器具のシェードのソ
ングレア化のための塗料のフィラーやシェードへの練込
用体質顔料、農業用ハウスにおいて紫外線を遮断し仕つ
陽陰の葉を無くすため、フィルムへの塗料用体質顔料又
はそのフィルムへの塗料への体質顔料として使用される
。また、般的には、農業ハウス、照明シェード等のよう
な製品に塗膜として用いられ、有効である。

次に、本発明による透光性の高い紫外線吸収材を具体的
に実施例により説明するが、本発明はそれらによって限
定きれるものではない。

［実施例１］ 粒径範囲５０〜２００人の酸化亜鉛（住人セメント社製
の超微粒子酸化亜鉛）を４５０”Ｃ４０分間加熱処理し
、３００〜８００人の粒径範囲の粒子にし、この酸化亜
鉛粉体５０重量部に、アクリルウレタン樹脂５０重量部
、トルエン４０重量部とメチルエチルケトン４０重量部
を、サンドグラインダー及び超音波処理にかけ、混合分
散して塗料を作製し、これを、１５μｍ厚のポリエチレ
ンテレフタレー＋−（Ｐ　Ｅ　Ｔ　）樹脂の板にバーコ
ータにより塗布し、１２０℃２０分間で乾燥し、３μｍ
厚の塗膜を得た。得られた塗膜について測定して、次の
ような結果が得られた。

塗膜自体の全光線透過率は、８３％であり、ヘイズは３
８％で、３００〜４００ｎｍの範囲の紫外線の吸収率は
、９９％であった。

［発明の効果］ 本発明の紫外線吸収塗膜材により、次のような顕著な技
術的効果が得られた。

第１に、従来公知の塗料材料よりも特性のすぐれた、透
光性、ヘイズ、紫外線遮断性、抗劣化性、耐候性、衛生
性が改善された塗膜を形成するのが可ｆｔになる。

第２に、最近の透光性、紫外線遮断性、ヘイズ、低重視
光散乱性に対する厳しい要求に応えることができる塗膜
をもたらすことができる。

第３に、製造コストを低減することのできる透光性、紫
外線遮断性をもたらすの経済的な塗膜材料が提供できた
。

特許出願人　　住友セメント株式会社 代理人　　弁理士　倉　持　　裕

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒径が２００〜１０００Åの酸化亜鉛である
   透光性が高く、ヘイズの高い紫外線吸収材。
2. （２）平均粒径が２００〜１０００Åの酸化亜鉛を溶媒
   及び塗料バインダーの中に混合し、分散させることを特
   徴とする透光性が高く、ヘイズの高い紫外線吸収材の製
   法。