(57)【要約】【課題】耐候性を向上させる目的で物品に添加された紫外線吸収剤の紫外線吸収強度を、非破壊で高精度に計測できる評価装置と評価方法を提供することを目的とする。【解決手段】紫外線領域の波長の光を発する光源部と、前記光が照射される試料セル部と、前記試料セル部を透過した光の強度を検出する検出部とを具備する紫外線吸収剤の劣化促進装置であって、  前記試料セル部は紫外線吸収剤を含有する液体試料を封入するセルで、且つ、前記光の照射を続けたまま任意に液体試料を採取できる採取口を有することを特徴とする紫外線吸収剤の劣化促進装置である。【選択図】  図１
2014055787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線領域の波長の光を発する光源部と、前記光が照射される試料セル部と、前記試料セル部を透過した光の強度を検出する検出部とを具備する紫外線吸収剤の劣化促進装置であって、
前記試料セル部は紫外線吸収剤を含有する液体試料を封入するセルで、且つ、前記光の照射を続けたまま任意に液体試料を採取できる採取口を有することを特徴とする紫外線吸収剤の劣化促進装置。
【請求項２】
請求項１に記載の紫外線吸収剤の劣化促進装置を用いて、紫外線領域の波長の光を試料セル部に封入された前記液体試料に連続して照射し、同時に検出される紫外線吸収強度から、任意の紫外線吸収強度に達した時の前記液体試料を採取口から採取して、液体クロマログラフ分析装置にて前記紫外線吸収剤を定量することを特徴とする紫外線吸収剤の劣化評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射光による紫外線吸収剤の光劣化の評価方法および評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に屋外で利用される商品、例えば各種プラスチックフィルム、化粧品、自動車や建装材用の塗料などには、耐候性を向上させる目的で紫外線吸収剤を添加し、劣化の主要因である紫外線を吸収することでその目的を果たしている。
【０００３】
一般に、紫外線吸収剤は紫外線を吸収して、熱として放出することで紫外線による劣化を防止しているが、繰り返しの紫外線照射により徐々に分解することで、前記紫外線吸収剤が有している初期の吸収能力が低下してくる。したがって、紫外線吸収剤を添加した商品（組成物）に対しては、時間の経過（経時）に伴う紫外線吸収剤の吸収能力を評価する必要がある。
【０００４】
上述のような紫外線吸収剤の経時に伴う吸収能力の評価方法としては、例えば紫外線吸収剤を含有している太陽電池用保護フィルムでは、耐候性試験前後における波長２４０〜４００ｎｍの範囲での、その透過率の変化によって評価する方法が知られている。
【０００５】
一方、上述の各種プラスチックフィルム、化粧品、自動車や建装材用の塗料などには、例えば、着色や耐熱性や酸化防止機能などの他の性能を付与するため、紫外線吸収剤の他に無機化合物や酸化防止剤などの他の機能性材料を添加することが知られている。
【０００６】
このような紫外線吸収剤以外に他の機能性材料が添加された物品の場合、上記のような直接物品を用いて耐候性試験を行い、その前後における波長２４０〜４００ｎｍの範囲での測定では、前記機能性材料の影響を受け、紫外線吸収剤単体の光劣化による吸収能力を正確に測定することは困難であった。
【０００７】
上記の問題に対して、以下の方法が提案されている（特許文献１）。具体的には、紫外線吸収剤を含有する物品を溶媒に溶解、または分散させた後、その液体を表面凹凸のあるフィルムに塗布し、波長２４０〜４００ｎｍの範囲の各波長１ｎｍ間隔での紫外線における、その透過率の変化によって評価する方法である。
【０００８】
しかしながら上記の提案は、紫外線吸収剤を含有する物品自体が水系の溶媒に分散する化粧品のような限られたものには有効であるが、溶媒に対して物品自体が溶解性も分散性もない場合には適用できないという問題がある。
【０００９】
また、近年の太陽電池用部材に見られるように、特に数十年という長期間に対しても優れた耐候性が要求される分野では、紫外線吸収剤の作用効果を把握するためにその吸収能力の評価が必要とされている。例えばこの分野で一般的に用いられているメロシアニン系紫外線吸収剤は、耐光性及び紫外線吸収効果が経時により減少することが知られていて、これを改善するために、メロシアニン系紫外線吸収剤とともに、他の紫外線吸収剤を併用することが行われている。
【００１０】
このように複数の紫外線吸収剤を使用する場合、上述のように直接物品を用いて耐候性試験を行い、その試験前後の透過率の変化によって紫外線吸収強度を測定して吸収能力を評価することはできるが、それぞれの紫外線吸収剤の吸収能力を評価することは難しい。具体的には、耐候性試験後に物品を溶媒に浸漬して紫外線吸収剤を抽出し、その後液体ク
ロマトグラフィー法などでそれぞれの紫外線吸収剤を定量分析することで評価できる。しかしながら、このような方法はいわゆる破壊検査方式であり、耐候性試験の途中での評価をすることができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４３６５４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、耐候性を向上させる目的で物品に添加された紫外線吸収剤の紫外線吸収強度を、非破壊で高精度に計測できる評価装置と評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明に係る請求項１の発明は、紫外線領域の波長の光を発する光源部と、前記光が照射される試料セル部と、前記試料セル部を透過した光の強度を検出する検出部とを具備する紫外線吸収剤の劣化促進装置であって、
前記試料セル部は紫外線吸収剤を含有する液体試料を封入するセルで、且つ、前記光の照射を続けたまま任意に液体試料を採取できる採取口を有することを特徴とする紫外線吸収剤の劣化促進装置である。
【００１４】
また、本発明に係る請求項２の発明は、請求項１に記載の紫外線吸収剤の劣化促進装置を用いて、紫外線領域の波長の光を試料セル部に封入された前記液体試料に連続して照射し、同時に検出される紫外線吸収強度から、任意の紫外線吸収強度に達した時の前記液体試料を採取口から採取して、液体クロマログラフ分析装置にて前記紫外線吸収剤を定量することを特徴とする紫外線吸収剤の劣化評価方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る請求項１によれば、紫外線領域の波長の光を発する光源部と、前記光が照射される試料セル部と、前記試料セル部を透過した光の強度を検出する検出部とを具備する紫外線吸収剤の劣化促進装置を用いることで、耐候性を向上させる目的で物品に添加された紫外線吸収剤を、あらかじめ溶媒に溶解または分散させた液体試料として試料セルに封入して、前記光の照射を続けたまま非破壊で紫外線吸収強度を計測することができる。
【００１６】
また、請求項２によれば、試料セル部に封入された前記液体試料に連続して照射し、同時に検出される紫外線吸収強度から、任意の紫外線吸収強度に達した時の前記液体試料を採取口から採取して、液体クロマログラフ分析装置にて前記紫外線吸収剤を定量することで、従来の耐候性試験における最終段階または途中段階の紫外線吸収剤の紫外線吸収強度、すなわち吸収能力を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る一実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る紫外線吸収剤の劣化促進装置及び劣化評価方法は、紫外線吸収剤を含む物品を直接用いて耐候性試験を行うのではなく、前記物品に添加されている紫外線吸収剤をあらかじめ溶媒に溶解または分散させた液体試料を用いて、擬似的に前記紫外線吸収剤の紫外線吸収強度を計測する装置及び方法である。以下、図に基づいて本発明を具体的に説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る紫外線吸収剤の劣化促進装置の一実施形態を示す模式図である。図１は、物品の耐候性を向上させる目的で何らかの形態で前記物品に添加された紫外線吸収剤の、紫外線暴露の経時による紫外線吸収強度、すなわち吸収能力を連続して測定するための劣化促進装置を示している。
【００２０】
前記劣化促進装置は、前記物品を直接紫外線などに暴露させる耐候性試験を模擬的に行うものであり、光源部１と、光学フィルタ部２と、試料セル部３と、分光部４と、検出部５とから構成され、さらに前記試料セル部３は採取口３１、注入口３２を備えている。
【００２１】
前記光源部１は、紫外線領域の波長を含む光を発する光源であれば特に限定するものではないが、擬似的な太陽光線として用いられる白色光源のキセノンランプが好ましい。また、光学フィルタ部２は、光源部１から発せられた光線の紫外線を補正するフィルタである。
【００２２】
また、前記試料セル部３は、紫外線吸収剤を含有する液体試料を封入する容器（セル）からなるものである。具体的には、紫外線吸収剤自体が液体の場合はそのまま、また固体の場合は紫外線吸収剤を溶媒に溶解または分散させて液体試料として封入する容器（セル）であり、一定量の前記液体試料を封入できるものである。セルに用いられ材質は石製ガラスが好ましいが、２４０〜４００ｎｍの範囲の波長の光を良好に透過する材質であればこれに限定されるものではない。
【００２３】
また、試料セル部３には液体試料を採取するための採取口３１と、それに対峙して液体試料を注入するための注入口３２を備え、その外周や一部を固定し保持する構造を有することが好ましい。また、試料セル部は容量の異なる試料セル部を複数用意して液体試料の量を変えて測定できるよう、採取口３１と注入口３２は取り外し可能なスクリューなどで固定されていることが好ましい。
【００２４】
上記紫外線吸収剤または紫外線吸収剤の混合物が溶解または均一に分散する溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、クロロホルム、アセトニトリル、メタノール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンワックスまたはこれらの混合物が好適に用いられるが、溶解または均一に分散する溶媒であればこれに限定されるものではない。
【００２５】
分光部４は、試料セル部３を通過した後の光線を、紫外線領域である少なくとも２４０〜４００ｎｍの範囲において所定の波長間隔で分光することができる分光手段である。波長間隔としては、例えば０．５ｎｍ間隔や１ｎｍ間隔、５ｎｍ間隔等があるが、本発明においては特に限定されるものではない。
【００２６】
また、検出部５は、分光部４により分光された紫外線を、光センサーにより検出し、それぞれの波長の光線の強度を電流又は電圧による信号に変換する。この電流又は電圧による信号は、電気的な配線により接続されている電算機に送信され記録することができる。この信号を送信、記録する間隔は特に限定されるものではない。送信されるそれぞれの波長の光線の強度を経時で記録し、適宜、採取口３１から一定量の液体試料を採取することができる。この採取された液体試料は紫外線吸収剤の定量を行なえる装置に自動または手動で送液し、液体試料中の１種または複数の紫外線吸収剤の定量を行なうことができる。
【００２７】
紫外線吸収剤の定量を行なう装置としては、液体クロマトグラフが好適であるがこれに限定されるものではない。採取する液体試料の量は試料セル部に封入されている液体試料の体積で１／１００以下であることが好ましく、１／１０００以下であることがさらに好
ましい。１／１００以上の液体試料を採取した場合には試料セル部に気泡などが混入してしまって採取を行なった後の波長の光線の強度を測定するのに支障をきたす場合がある。
【００２８】
採取を行なった後も同様に送信されるそれぞれの波長の光線の強度を経時で記録し、適宜複数回繰り返し、採取口３１から一定量の液体試料を採取することができる。採取する液体試料の総量は試料セル部に封入されている液体試料の体積で１／１００以下であることが好ましく１／１００以上の液体試料を採取した場合には試料セル部に気泡などが混入してしまって採取を行なった後の波長の光線の強度を測定するのに支障をきたす場合がある。
【実施例】
【００２９】
以下に、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３０】
＜実施例１＞
以下の組成からなる液体試料を調整した。なお、ＴＩＮＵＶＩＮ  ４００、ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２８はＢＡＳＦ社の紫外線吸収剤である。
【００３１】
＜液体試料＞
紫外線吸収剤１：ＴＩＮＵＶＩＮ  ４００            １００ｍｇ
（２−［４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル］−５−ヒドロキシフェニル，とオキシラン［（Ｃ１０−Ｃ１６、主としてＣ１２−Ｃ１３アルキルオキシ）メチル］オキシランとの反応生成物８５％と、１−メトキシ−２−プロパノール１５％の混合物）
紫外線吸収剤２：ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２８            １００ｍｇ
（２−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール）
ポリエチレンワックス                              １ｍｇ
【００３２】
次に、劣化促進装置の光源部としてキセノンランプ、１ｍｌ容量の石英ガラス製の試料セル部を用いて、上記液体試料を注入し、セル部を透過した光の波長３５０ｎｍの強度が初期に対して、９５％、９０％、８０％に減少した時のそれぞれの液体試料を２μｌ採取した。
【００３３】
次に、採取したそれぞれの液体試料について、液体クロマトグラフ分析装置を用いてＴＩＮＵＶＩＮ  ４００、ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２８それぞれの定量分析を行なった。なお、液体クロマトグラフ分析装置は検出器としてフォトダイオードアレイ検出器を用い、定量分析にはＴＩＮＵＶＩＮ  ４００は２８０ｎｍの波長を、ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２８は３４０ｎｍの波長を用いた。移動相はテトラヒドロフラン／水混合溶液を用いてグラジェント分析を行なった。結果を以下の表１に示す。
【００３４】
【表１】
2014055787.tif 000003
【００３５】
本発明の評価方法および評価装置により、２種類の紫外線吸収剤とポリエチレンワックスとの混合物からなる液体試料に対して、連続して波長３５０ｎｍの紫外線を照射した結果、その透過光の強度が初期値に対して９５％、９０％、８０％の紫外線吸収強度を計測することができた。また、上記９５％、９０％、８０％の液体試料を採取し、その時の各紫外線吸収剤を液体クロマトグラフ分析装置にて精製度に定量することができ、紫外線を吸収する吸収能力を定量することができた。
【００３６】
これにより本発明の評価方法および評価装置を用いることにより、連続して紫外線を照
射することで擬似的に紫外線吸収剤の劣化促進ができ、また、非破壊で紫外線吸収剤の吸収能力を計測できることが確認できた。
【符号の説明】
【００３７】
１、光源部
２、光学フィルタ
３、試料セル部
３１、採取口
３２、注入口
４、分光部
５、検出部
【図１】
2014055787.tif 000004