JPH10265556A - 紫外線吸収剤とその製造方法および合成樹脂組成物 - Google Patents
紫外線吸収剤とその製造方法および合成樹脂組成物Info
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Abstract
紫外線吸収剤を配合した耐光及び耐薬品性に優れる樹脂
組成物を提供する。 【解決手段】 式(1)で示される紫外線吸収基を含有
するポリエステル系紫外線吸収剤である。また、それを
含有する合成樹脂組成物である。 【化1】
Description
びその製造方法並びに当該紫外線吸収剤を配合した耐光
性及び耐薬品性に優れる樹脂組成物に関する。
を有する合成樹脂は、例えば自動車、電気・電子、建築
等の広範な産業分野において汎用されているが、日光等
の紫外線を含む光に晒されると、紫外線によって劣化や
変色を受け、分子量低下ひいては強度低下を起こすとい
う欠点を有している。
性)を向上させるために、紫外線吸収剤を添加すること
が通常行なわれている。このような紫外線吸収剤として
は、例えば2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェ
ニル)ベンゾトリアゾール、5−クロロ−2−(2’−
ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニ
ル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール類や
2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ
−4−オクチルオキシベンゾフェノン等のベンゾフェノ
ン等が知られている。
従来の紫外線吸収剤は低分子量の低沸点化合物であるた
め、これらを合成樹脂に添加すると種々の不都合を生ず
る。例えば紫外線吸収剤を多量に添加すると、相分離を
起こして合成樹脂の透明性や機械的強度を低下させるこ
とになる。そこで紫外線吸収剤の添加を極力少量に止め
ているが、その場合には合成樹脂の耐光性を満足できる
程度に向上し得ない。また紫外線吸収剤は合成樹脂の成
形時に揮散又は熱分解したり、或いは成形品表面に滲み
出すため、長期に亙って安定な耐光性を合成樹脂に付与
することが不可能になる。
紫外線吸収剤にビニル基等の重合性二重結合を有する基
を付与し、このものを重合させて高分子量化し、樹脂と
の相溶性を改善したり、紫外線吸収剤の揮散、熱分解、
滲出等を防止しようとする試みがなされている(特開昭
60−38411号公報、特開昭62−181360号
公報、特開平3−281685号公報等)。
にも、次に示すような欠点があり、改善の余地が残され
ている。即ち、合成樹脂の種類によっては相溶性が不充
分であり、やはり合成樹脂の機械的強度を低下させる。
この傾向は特にポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン等の熱可塑性樹脂に顕著である。また長
期的な耐光性の点でも未だ満足できるものではない。
ン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、熱
可塑性ポリウレタン樹脂等の熱可塑性樹脂は極めて高い
機械的強度を有し、各種成形用材料として広く用いられ
ているが、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
カーボネート、ポリエステル及び熱可塑性ポリウレタン
樹脂はアルカリ成分によって分解を受け、その機械的強
度が低下するという欠点があり、またポリアミド樹脂は
メタノール等の汎用の溶剤に溶解するという欠点があ
り、いずれも耐アルカリ性や耐溶剤性等の耐薬品性の改
善が望まれている。
の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、公知の紫外
線吸収剤を原料にして得られる重合化合物が、広い範囲
の合成樹脂との相溶性に優れ、合成樹脂の好ましい特性
を損なうことなく優れた耐光性を付与することができ、
しかも合成樹脂の成形時に揮散や熱分解を生ずることが
なく且つ成形品表面に滲出することがないため、合成樹
脂に長期に亙って安定な耐光性を付与し得ることを見い
出した。更に上記特定の重合化合物を有効成分とする紫
外線吸収剤は、耐アルカリ性や耐溶剤性に乏しい合成樹
脂に優れた耐アルカリ性や耐溶剤性を付与し得ることを
も見い出した。本発明は、斯かる知見に基づき完成され
たものである。
物を有効成分とする紫外線吸収剤およびそれを含有する
耐光及び耐薬品性樹脂組成物に係る。
は、特に限定がなく従来公知のものを広く使用すること
ができるが、紫外線吸収剤(紫外線吸収性重合体又は紫
外線吸収性化合物とも称す)の添加し易さ等を考慮する
と、熱可塑性樹脂がより好適に使用できる。熱可塑性樹
脂としては、例えばポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレ
ン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド、ポリ
エステル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン
(ABS)樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、塩化ビニ
ル−塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、アク
リロニトリル−スチレン(AS)樹脂、酢酸ビニル樹
脂、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエー
テルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶プラ
スチック等を挙げることができる。この中でも、例えば
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリオレフィ
ン、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル樹脂、
メタクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ABS樹
脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂等を好ましく使用でき
る。更にこれらの中でもポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリカーボネート、ポリエステル、熱可塑性ポ
リウレタン樹脂等の耐アルカリ性に乏しい熱可塑性樹脂
やポリアミド等の耐溶剤性に乏しい熱可塑性樹脂を特に
好ましく使用できる。本発明ではこれら合成樹脂を1種
単独で使用してもよいし、2種以上混合して使用しても
よい。
ては、下記式(1)で示される化合物を有効成分とする
紫外線吸収剤を使用するのがよい。
面への滲出が起こる傾向となり、逆にmが20を越える
と紫外線吸収性が不充分になる恐れが生ずるので、いず
れも好ましくない。式(1)で表わされる紫外線吸収性
化合物としては、mの値が上記の範囲内にある限り特に
制限がなく使用することができる。
の製造方法としては、下記式(2)で表わされるアルコ
ール類に下記式(3)で表わされるラクトン類を開環付
加重合させて得るものである。
は、具体的には、3−(5−クロロ−2H−ベンゾトリ
アゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチ
ル)−4−ヒドロキシ−ベンゼンプロパノール、3−
(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロ
キシ−ベンゼンエタノール、3−(5−メチル−2H−
ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1−メチルエ
チル)−4−ヒドロキシ−ベンゼンプロパノール等が挙
げられる。
用いることができる他、エステル基を有する市販のベン
ゾトリアゾール系紫外線吸収剤をリチウムアルミニウム
ハイドライド等で還元することによっても得られる。
てはε−カプロラクトン、トリメチル−ε−カプロラク
トン、モノメチル−ε−カプロラクトン、γ−ブチロラ
クトン、δ−バレロラクトン等が挙げられる。
の前記式(3)で表わされるラクトン類の開環付加重合
させる場合に用いる触媒としてはテトラエチルチタネー
ト、テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネー
ト等の有機チタン系化合物、オクチル酸第一スズ、ジブ
チルスズオキサイド、ジブチルスズジラウレート、モノ
−n−ブチルスズ脂肪酸塩等の有機スズ化合物、塩化第
一スズ、臭化第一スズ、ヨウ化第一スズ等のハロゲン化
第一スズ等が挙げられる。
〜10000ppm、好ましくは1〜5000ppmで
ある。触媒の使用量が0.1ppm未満ではラクトン類
の開環反応が著しく遅く、経済的でない。逆に1000
0ppm以上では開環反応時間は早くなるが、得られた
化合物を用いた合成樹脂の耐久性、耐水性などの物性が
悪くなるのでいずれも好ましくない。
00〜220℃である。
環反応が著しく遅く、経済的でない。逆に、240℃以
上では開環付加重合したポリラクトンの解重合反応が生
じるので、いずれも好ましくない。また、反応中は窒素
ガス等の不活性ガスの雰囲気で合成することが製品の色
相等に良い結果を与える。以上のようにして本発明の紫
外線吸収剤が合成される。
脂及び式(1)で表わされる紫外線吸収性化合物の配合
割合としては、特に制限がなく広い範囲内から適宜選択
できるが、通常、前者:後者を重量比で80〜99.9
95:20〜0.005、好ましくは90〜99.9:
10〜0.1となるように配合するのがよい。
化防止剤、光安定剤、加工安定剤、老化防止剤、相溶化
剤等の公知の添加剤の少なくとも1種を配合することが
できる。 酸化防止剤としては、例えば1,6−ヘキサ
ンジオール−ビス〔3−(3,5−ジ−tert−ブチ
ル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、3,
5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホ
スホネート−ジエチルエステル等のヒンダードフェノー
ル系酸化防止剤、ジラウリル 3,3’−ジチオジプロ
ピオネート等の有機イオウ系酸化防止剤、トリアルキル
フェニルホスフェート等のリン系酸化防止剤等を挙げる
ことができる。光安定剤としては、例えばビス(2,
2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケー
ト等のヒンダードアミン系光安定剤、ジブチルジチオカ
ルバミン酸ニッケル等のニッケル塩系光安定剤等を挙げ
ることができる。加工安定剤としては、例えばトリス
(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスフェー
ト等のリン系加工安定剤等を挙げることができる。老化
防止剤としては、例えば1,1−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)シクロヘキセン、N,N’−ジフェニル−p
−フェニレンジアミン等を挙げることができる。相溶化
剤としては、例えばスチレン−ブタジエン−スチレン・
ブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−ス
チレン・ブロック共重合体等の熱可塑性ゴム等を挙げる
ことができる。これら添加剤の配合量は特に制限されな
いが、通常合成樹脂に対して0.01〜20重量%程度
用いるのがよい。
全ての用途に使用可能であるが、特に日光又は紫外線を
含む光に晒される可能性のある用途に特に好適に使用で
きる。 具体例としては、例えばガラス代替品とその表
面コーティング材、住居、施設、輸送機器等の窓ガラ
ス、採光ガラス及び光源保護ガラス用のコーティング
材、住居、施設、輸送機器等の内外装材及び内外装用塗
料、蛍光灯、水銀灯等の紫外線を発する光源用部材、精
密機械、電子電気機器用部材、各種ディスプレーから発
生する電磁波等の遮断用材、食品、化学品、薬品等の容
器又は包装材、農工業用シート又はフィルム材、印刷
物、染色物、染顔料等の退色防止剤、日焼け止めクリー
ム、シャンプー、リンス、整髪料等の化粧品、スポーツ
ウェア、ストッキング、帽子等の衣料用繊維製品及び繊
維、カーテン、絨毯、壁紙等の家庭用内装品、プラスチ
ックレンズ、コンタクトレンズ、義眼等の医療用器具、
光学フィルター、プリズム、鏡、写真材料等の光学用
品、テープ、インク等の文房具、標示板、標示器等とそ
の表面コーティング材等を挙げることができる。
実施例)、実施例(合成樹脂組成物の製造実施例)及び
比較例を掲げて本発明をより一層明らかにするが、本発
明はこれらに限定されるものではない。なお「%」は、
特に示す場合を除くほか「重量%」を示す。
及び撹拌器を備えたガラス製フラスコに、3−(2H−
ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−ヒドロキシベン
ゼンエタノール(商品名「JF−269」、城北化学
(株)製)134.5gにε-カプロラクトン342
g、モノ−n−ブチルスズ脂肪酸塩(商品名「SCAT
−24」、三共有機合成(株)製)50ppmを加え
た。反応温度を150℃に保ち6時間後、反応液中のε
−カプロラクトン濃度をガスクロマトグラフで測定した
ところ0.45%であったので反応を終了させた。この
反応物は、酸価(mgKOH/g)1.9、室温固体の
化合物であった。得られた化合物(1)の赤外線吸収ス
ペクトルおよびプロトンNMRの測定結果をそれぞれ図
1’、図2’に示す。
ム50mlに溶解し、光路長1mmの石英セルを使用し
て、紫外可視吸収スペクトルを測定した。この結果を図
3’に示す。図3’より化合物(1)は紫外線領域で充
分大きな吸収を示すことが判る。
し、3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4
−ヒドロキシベンゼンエタノール(商品名「JF−26
9」、城北化学(株)製)134.5gにε−カプロラ
クトン570g、モノ−n−ブチルスズ脂肪酸塩(商品
名「SCAT−24」、三共有機合成(株)製)50p
pmを加えた。反応温度を150℃に保ち8時間後、反
応液中のε−カプロラクトン濃度をガスクロマトグラフ
で測定したところ0.30%であったので反応を終了さ
せた。この反応物は、酸価(mgKOH/g)2.0
5、室温固体の化合物であった。得られた化合物(2)
の赤外線吸収スペクトルおよびプロトンNMRの測定結
果をそれぞれ図4’、図5’に示す。
ム50mlに溶解し、光路長1mmの石英セルを使用し
て、紫外可視吸収スペクトルを測定した。この結果を図
6’に示す。図6’より化合物(2)は紫外線領域で充
分大きな吸収を示すことが判る。
100重量部に対し、上記合成例で得た紫外線吸収性重
合体又は従来の紫外線吸収剤を下記表−1に示す割合で
混合し、射出成形してJIS2号ダンベルを得た。
メーターによる暴露試験に供し、所定時間暴露後引張り
強度試験を行ない、それぞれの引張り破壊伸び率を調べ
た。試験条件を以下に示す。引張破壊伸び率試験の試験
結果を図1に示す。図1から、本発明の紫外線吸収剤を
用いた組成物(本発明品)が従来の紫外線吸収剤を用い
た組成物(従来品)に比し優れた耐光性を有しているこ
とが判る。
ーWEL−SUN−DC、スガ試験機(株)製、光源:
カーボンアーク、降雨サイクル:120分毎に18分間
降雨、温度:ブラックパネル80℃ (2)引張り破壊伸び率試験 使用機種:島津オートグラフDSC、(株)島津製作所
製、条件:200kg/FS、クロスヘッドスピード5
0mm/分、GL=30mm
100重量部に対し、上記合成例で得た紫外線吸収性重
合体又は従来の紫外線吸収剤を下記表−2に示す割合で
混合し、射出成形して厚さ1.6mmの平板を得た。得
られた平板を、実施例1と同様にして暴露試験に供し
た。結果を表−2に併せて示す。
デン100重量部に対し、上記合成例で得た紫外線吸収
性重合体又は従来の紫外線吸収剤を下記表−3に示す割
合で混合し、射出成形して厚さ1.6mmの平板を得
た。得られた平板を、実施例1と同様にして暴露試験に
供した。結果を表−3に併せて示す。
00重量部に対し、上記合成例で得た紫外線吸収性重合
体又は従来の紫外線吸収剤を下記表−4に示す割合で混
合し、射出成形して厚さ1.6mmの平板を得た。
露試験に供した後、色差計(商品名:カラーコンピュー
ターSM−2、スガ試験機(株))を用いて平板表面の
色差(△Eab*)を定量した。結果を図2に示す。図
2より、本発明品が従来品に比し優れた耐光性を有する
ことが判る。
ル−ブタジエン−スチレン共重合体100重量部に対
し、上記合成例で得た紫外線吸収性重合体又は従来の紫
外線吸収剤を下記表−5に示す割合で混合し、射出成形
して厚さ1.6mmの平板を得た。
露試験に供した後、色差計(商品名:カラーコンピュー
ターSM−2、スガ試験機(株))を用いて平板表面の
色差(ΔEab*)を定量した。結果を図3に示す。図
3より、本発明品が従来品に比し優れた耐光性を有する
ことが判る。
ト100重量部に対し、上記合成例で得た紫外線吸収性
重合体又は従来の紫外線吸収剤を下記表−6に示す割合
で混合し、射出成形して厚さ1.6mmの平板を得た。
露試験に供した後、色差計(商品名:カラーコンピュー
ターSM−2、スガ試験機(株))を用いて平板表面の
色差(ΔEab*)を定量した。結果を図4に示す。図
4より、本発明品が従来品に比し優れた耐光性を有する
ことが判る。
た紫外線吸収性重合体又は従来の紫外線吸収剤とポリス
チレンとをテトラクロルエタン中で下記表−7に示す配
合量で混合し、均一溶液とした。これらの溶液を、スピ
ンコーターを用いて直径30mm、厚さ1mmの石英ガ
ラス製ディスク上に滴下し、厚さ0.9〜1.0μmの
均一薄膜を作製した。該ディスクを70℃の温水中に入
れ、該薄膜の340nmにおける吸光度を2時間毎に測
定した。
ものは、用いた紫外線吸収剤の溶出により吸光度がほぼ
直線的に減少した。これに対し、合成例1の重合体(実
施例7、本発明の紫外線吸収剤)を用いたものは溶出
(滲出し)がなく、吸光度が初期と同程度に保持されて
いた。それぞれの薄膜の340nmにおける初期吸光度
(A0)、10時間後の吸光度(A10)及び吸光度保持
率(%、A10/A0)を表−7に併記する。
同様のサンシャインウエザーメーターで暴露試験を行な
ったところ、実施例7で得たディスクは500時間経過
後も目視による変化は認められなかったのに対して、比
較例7で得たディスクは200時間で黄色化が確認され
た。従って、本発明の組成物が安定な耐光性を有してい
ることが判る。
得た紫外線吸収性重合体又は従来の紫外線吸収剤とポリ
メタクリル酸メチル(PMMA)とをテトラクロルエタ
ン中で下記表−8に示す配合量で混合し、均一溶液とし
た。これらの溶液を用いて、実施例7で示した方法と同
様にして厚さ約1μmの均一薄膜を調製した。該ディス
クを70℃の温水中に入れ、該薄膜の340nmにおけ
る吸光度を2時間毎に測定した。結果を表−8に示す。
ては、紫外線吸収性重合体が樹脂マトリックス中に完全
に保持されて溶出(滲出し)することが全くないことが
判明した。
得た紫外線吸収性重合体15mgとポリエチレンテレフ
タレート85mg(実施例10)又は従来の紫外線吸収
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)5mgとポリエチレンテレフタレ
ート95mg(比較例10)をそれぞれ実施例7と同様
にして薄膜とした。得られた薄膜を70℃の2%水酸化
ナトリウム水溶液中に入れた。該膜の340nm又は2
31nmにおける吸光度(At)を2時間毎に測定し、
保持率をAt/Aoとして表わした。10時間後の紫外線
吸収性能及び膜の保持率を測定したところ、従来の紫外
線吸収剤を含むポリエチレンテレフタレート膜又はポリ
エチレンテレフタレート単独膜では紫外線吸収剤の溶出
(340nmでの保持率の減少率が85%)に加えてポ
リエチレンテレフタレート膜の溶解(231nmにおけ
る保持率の減少率が50%)が顕著であるのに対し、実
施例10ではいずれもほぼ100%保持されていた。
期的に安定した耐光及び耐薬品性を有する樹脂組成物を
提供することができる。
(比較例1)の引張り特性を示すグラフである。
(比較例4)の色差(ΔEab*)を示すグラフであ
る。
(比較例5)の色差(ΔEab*)を示すグラフであ
る。
(比較例6)の色差(ΔEab*)を示すグラフであ
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 紫外線吸収基を含有するポリエステル系
紫外線吸収剤。 - 【請求項2】 式(1)で示される化合物を有効成分と
する請求項1記載の紫外線吸収剤。 【化1】 - 【請求項3】 式(2)で表わされる化合物に式(3)
で表わされるラクトン類を開環付加重合させて得られる
請求項2記載の紫外線吸収剤の製造方法。 【化2】 - 【請求項4】 合成樹脂および請求項2記載の紫外線吸
収剤を含む樹脂組成物。 - 【請求項5】 合成樹脂が、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化
ビニリデン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリ
スチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミ
ド、ポリエステル、アクリロニトリル−ブタジエン−ス
チレン樹脂及び熱可塑性ポリウレタン樹脂からなる群よ
り選ばれた少なくとも1種である請求項4に記載の樹脂
組成物。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP09146297A JP3714574B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 紫外線吸収剤とその製造方法および合成樹脂組成物 |
| TW87115575A TW513450B (en) | 1997-03-26 | 1998-09-18 | Polyesters containing benzotriazolyl group, process for preparing thereof, UV absorption agent containing them and synthetic resin composition |
| US09/164,665 US6037393A (en) | 1997-03-26 | 1998-10-01 | Compound, a process for the preparation thereof, and a resin composition |
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|---|---|---|---|
| JP09146297A JP3714574B2 (ja) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | 紫外線吸収剤とその製造方法および合成樹脂組成物 |
| US09/164,665 US6037393A (en) | 1997-03-26 | 1998-10-01 | Compound, a process for the preparation thereof, and a resin composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10265556A true JPH10265556A (ja) | 1998-10-06 |
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