(57)【要約】【課題】紫外線並びに赤外線を有効に遮蔽し、ガラス等の面に均一に塗りやすく、乾燥性にすぐれ、被膜の塗布面が曇ったり、ゆがんだりすることのない光線遮蔽用コーティング剤及び光線遮蔽用被膜を提供すること。【解決手段】２８０〜３８０ｎｍの紫外線の８０％以上を吸収する有機ポリマー化合物、１５００〜２０００ｎｍの赤外線の２０％以上を吸収する金属酸化物、水及び／又はアルコールに可溶な有機ポリマー化合物、及びアルコール、さらに必要により水を含有してなる光線遮蔽用コーティング剤及びこれを用いて形成された光線遮蔽用被膜。【特許請求の範囲】
【請求項１】
２８０〜３８０ｎｍの紫外線の８０％以上を吸収する有機ポリマー化合物、１５００〜２０００ｎｍの赤外線の２０％以上を吸収する金属酸化物、水及び／又はアルコールに可溶な有機ポリマー化合物、及びアルコールを含有してなる光線遮蔽用コーティング剤。
【請求項２】
さらに３００〜３５０ｎｍの紫外線を９０％以上吸収する化合物を含む請求項１記載の光線遮蔽用コーティング剤。
【請求項３】
１５００〜２０００ｎｍの赤外線の２０％以上を吸収する金属酸化物がインジウムドープ酸化錫である請求項１又は２記載の光線遮蔽用コーティング剤。
【請求項４】
水及び／又はアルコールに可溶な有機ポリマー化合物がウレタン系樹脂である請求項１〜３のいずれか１項記載の光線遮蔽用コーティング剤。
【請求項５】
さらに水を含む請求項１〜４のいずれか１項記載の光線遮蔽用コーティング剤。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の光線遮蔽用コーティング剤により形成された光線遮蔽用被膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックフィルムやガラスに適した光線遮蔽用コーティング剤及び光線遮蔽用被膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックフィルムやガラス表面に光線遮蔽用被膜を形成するのに適した光線遮蔽用コーティング剤には、▲１▼光線遮蔽機能が優れていること、▲２▼塗布した面のゆがみや塗りムラのないこと、▲３▼塗布後の被膜がある程度の硬さを有すること、▲４▼環境や人体に影響の少ない基剤、溶剤を使用していること、▲５▼乾燥性が優れていること等の特性が求められる。
しかしながら、紫外線吸収剤や赤外線吸収剤の多くは、ケトンやトルエンなど環境に有害な溶剤には溶けるが水やアルコールには溶けにくい等の性質を有する為、上記項目をすべて満足する製品が得られにくいのが現状である。特に赤外線吸収剤としてイモニウムやアミニウム、フタロシアニン、アントラキノン系の化合物等が知られているが、これらの化合物はほとんど水、アルコールには不溶である。また吸収波長も７００〜９００ｎｍ前後と狭い。例えば、複数の赤外線吸収剤を使用したコーティング組成物が報告されているが、実施例ではトルエンやメチルエチルケトンなどの有機溶媒が使用されている（特許文献１参照）。
紫外線と赤外線を吸収する目的で作られた透明フィルムやガラス用のコーティング剤が、最近、数社から市販されるようになっている。しかしながら、これらのコーティング剤は、塗布性は優れているが、光線の吸収効果が劣っている、紫外線の吸収効果は優れているが、赤外線の吸収能が劣っている、あるいは吸収範囲が狭いなど、上記すべての要求を十分に満足させるものとはいえないのが現状である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０９−２０８８６３号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、紫外線並びに赤外線を有効に遮蔽し、ガラス等の表面に均一に塗りやすく、乾燥性にすぐれ、コーティング膜の塗布面が曇ったり、ゆがんだりすることのない光線遮蔽用コーティング剤を提供することである。
本発明の他の目的は、紫外線並びに赤外線を有効に遮蔽する光線遮蔽用被膜を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはかかる欠点、課題を改良すべく鋭意検討した結果、本発明を完成したものである。本発明は以下の光線遮蔽用コーティング剤及び光線遮蔽用被膜を提供するものである。
１．２８０〜３８０ｎｍの紫外線の８０％以上を吸収する有機ポリマー化合物、１５００〜２０００ｎｍの赤外線の２０％以上を吸収する金属酸化物、水及び／又はアルコールに可溶な有機ポリマー化合物、及びアルコールを含有してなる光線遮蔽用コーティング剤。
２．さらに３００〜３５０ｎｍの紫外線を９０％以上吸収する化合物を含む上記１記載の光線遮蔽用コーティング剤。
３．１５００〜２０００ｎｍの赤外線の２０％以上を吸収する金属酸化物がインジウムドープ酸化錫（ＩＴＯ）である上記１又は２記載の光線遮蔽用コーティング剤。
４．水及び／又はアルコールに可溶な有機ポリマー化合物がウレタン系樹脂である上記１〜３のいずれか１項記載の光線遮蔽用コーティング剤。
５．さらに水を含む上記１〜４のいずれか１項記載の光線遮蔽用コーティング剤。
６．上記１〜５のいずれか１項記載の光線遮蔽用コーティング剤により形成された光線遮蔽用被膜。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
まず、本発明において「２８０〜３８０ｎｍの紫外線の８０％以上を吸収する有機ポリマー化合物」とは、有機ポリマー化合物を媒体中に５％濃度で溶解又は分散させた液を７５ｍｍ×２５ｍｍ四方のガラスの表面に０．１ｇ塗布して、乾燥させ、被膜を作成したとき、その被膜が２８０〜３８０ｎｍの紫外線の８０％以上を吸収する能力を有するものをいう。すなわち、有機ポリマー化合物を塗布しなかったものに対して、所定量のポリマー化合物を塗布した場合に、２８０〜３８０ｎｍの紫外線透過スペクトルの面積が２０％以下になるような紫外線吸収能力を有するものをいう。
また、「１５００〜２０００ｎｍの赤外線の２０％以上を吸収する金属酸化物」とは、金属酸化物を媒体中に２％濃度で溶解又は分散させた液を７５ｍｍ×２５ｍｍ四方のガラスの表面に０．１ｇ塗布して、乾燥させ、被膜を作成したとき、その被膜が１５００〜２０００ｎｍの赤外線の２０％以上を吸収する能力を有するものをいう。すなわち、金属酸化物を塗布しなかったものに対して、所定量の金属酸化物を塗布した場合に、１５００〜２０００ｎｍの赤外線透過スペクトルの面積が８０％以下になるような赤外線吸収能力を有するものをいう。
さらに、「３００〜３５０ｎｍの紫外線を９０％以上吸収する化合物」とは、化合物を媒体中に５％濃度で溶解又は分散させた液を７５ｍｍ×２５ｍｍ四方のガラスの表面に０．１ｇ塗布して、乾燥させ、被膜を作成したとき、その被膜が３００〜３５０ｎｍの紫外線を９０％以上吸収する能力を有するものをいう。すなわち、化合物を塗布しなかったものに対して、所定量の化合物を塗布した場合に、３００〜３５０ｎｍの紫外線透過スペクトルの面積が１０％以下になるような紫外線吸収能力を有するものをいう。
【０００７】
本発明のコーティング剤に使用する２８０〜３８０ｎｍの紫外線の８０％以上を吸収する有機ポリマー化合物としては、例えば、ベンゾフェノン系の紫外線吸収基を有するアクリル系ポリマー等が挙げられる。この有機ポリマー化合物の含有量は、コーティング剤中、好ましくは０．５〜１５質量％、さらに好ましくは１〜５質量％である。０．５質量％未満では、紫外線吸収能力が劣り、１５質量％を超えると液の粘度が高くなったり、効果が飽和し、経済的でない。
【０００８】
本発明のコーティング剤に使用する１５００〜２０００ｎｍの赤外線の２０％以上を吸収する金属酸化物としては、例えば、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、インジウムドープ酸化錫（ＩＴＯ）、酸化バナジウム（ＶＯ）等が挙げられる。
本発明のコーティング剤中の上記金属酸化物の含有量は、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは０．５〜５質量％である。０．１質量％未満では赤外線吸収効果が劣り、１０質量％を超えるとコストが高くなるばかりか、ガラス等に塗布した場合にコーティング膜が曇り易くなる等の弊害が生じることがある。
また上記金属酸化物の平均粒子径は１００ｎｍ以下であることが好ましい。平均粒子径が１００ｎｍを超えるとコーティング膜が曇る等の弊害が生じることがある。
【０００９】
本発明のコーティング剤に使用する水及び／又はアルコールに可溶な有機ポリマー化合物としては、例えば、カチオン化ポリマーやウレタン系樹脂が挙げられる。このようなカチオン化ポリマーの具体例としては、塩化ジメチルジアリルアンモニウムポリマー、塩化ジメチルジアリルアンモニウムとアクリル酸の共重合体、塩化ジメチルジアリルアンモニウムとアクリルアミドの共重合体、カチオン化ポリビニルピロリドン、カチオン化デキストリン、カチオン化グアーガム、カチオン化ポリビニルアルコール、カチオン化セルロース、カチオン化でんぷん、カチオン化ポリペプチド、キトサン、ポリエチレンイミン、カチオン性アクリル酸エステル系ポリマー等が挙げられる。このうち特に好ましいものは、カチオン化ポリビニルアルコール、カチオン化セルロース、カチオン化ポリビニルピロリドン、カチオン性アクリル酸エステル系ポリマーである。
またウレタン系樹脂の具体例としては、アニオン性の水溶性ウレタンポリマーが挙げられる。
【００１０】
本発明のコーティング剤中の水及び／又はアルコールに可溶な有機ポリマー化合物の含有量は好ましくは０．１〜２０質量％であり、さらに好ましくは０．５〜１０質量％である。０．１質量％未満ではコーティング膜が均一に形成しにくくなり、２０質量％を超えると、液の粘性が増すことにより、ガラスに塗布した場合に膜厚を均一にすることが難しくなり、被膜によりガラス面がゆがむ等の弊害が生じる傾向がある。
【００１１】
本発明のコーティング剤に使用されるアルコールとしては、炭素原子数１〜４の脂肪族アルコールが好ましい。特に沸点が好ましくは５０〜２００℃のもの、さらに好ましくは６０〜９０℃のものが望ましい。具体例としては例えば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブタノール等が挙げられる。これらのうちエタノール、プロピルアルコールが特に好適である。
【００１２】
本発明のコーティング剤中のアルコールの含有量は、好ましくは１０〜９０質量％、さらに好ましくは３０〜７０質量％である。１０質量％未満ではガラス等にコーティング液を塗布した時の乾燥性が悪くなり作業性に問題をおこすことがあり、また、９０質量％を超えるとコーティング液の粘度が低下し、液がたれたり、有機ポリマーが凝集する等の弊害が生じることがある。
【００１３】
本発明のコーティング剤には、任意成分として水を含有させてもよい。水の量が多くなると紫外線吸収性ポリマーの溶解度が低下し、また水を全く含まないと紫外線を吸収する有機ポリマー化合物や水及び／又はアルコールに可溶な有機ポリマー化合物の一部が凝集しやすくなり、従って水の量は、使用するアルコール１００質量部に対して好ましくは０〜３００質量部、さらに好ましくは０〜２００質量部、最も好ましくは５０〜１５０重量部である。
【００１４】
本発明のコーティング剤に使用する３００〜３５０ｎｍの紫外線を９０％以上吸収する化合物としては、有機系のサリチル酸系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等、並びに無機系の酸化亜鉛等が挙げられる。必要に応じて二種以上の紫外線吸収剤を使用しても良い。紫外線吸収剤の含有量は、好ましくは０．１〜１０質量％、さらに好ましくは１〜５質量％である。０．１質量％未満では所期の目的が充分に達成されなくなり、また１０質量％を超えると過剰品質になり経済的でない。
さらに必要に応じて、上記以外の溶剤、界面活性剤、増粘剤、成膜助剤、着色剤などが使用できる。
【００１５】
本発明の光線遮蔽用コーティング剤は、従来から知られている一般的な方法、例えばスプレー塗布、刷毛、スポンジ、布による塗布、ローラー塗布などの方法により塗布できる。ついで乾燥させて、光線遮蔽用被膜を形成することが出来る。塗布量は、好ましくは０．００１ｇ／ｃｍ２〜０．１ｇ／ｃｍ２、さらに好ましくは０．００５〜０．０１ｇ／ｃｍ２である。０．００１ｇ／ｃｍ２未満では所期の目的が充分に達成されなくなり、また０．１ｇ／ｃｍ２を超えると被膜にひずみが生じ易くなる等の不具合を生じる傾向がある。
【００１６】
【実施例】
本発明について実施例及び比較例によりさらに詳細に説明する。
実施例１
攪拌器付きのガラス容器中に水２９．５質量部、イソプロピルアルコール３５質量部を入れ、これに紫外線吸収ポリマー（ＸＬ−７２９−４０）３質量部を加え溶解した。これにウレタン系ポリマー（ＨＵＸ−２３２）１６質量部を加え溶解した後、さらに赤外線吸収金属酸化物（インジウムドープ酸化錫）１３質量部を均一に分散させて、光線遮蔽用コーティング剤を調製した。
【００１７】
実施例２〜４、比較例１〜３
実施例１と同様にして、表１に示す成分を表１に示す割合（質量％）で使用し、光線遮蔽用コーティング剤を調製した。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
紫外線吸収ポリマー：ＸＬ−７２９−４０（一方社油脂製）
金属酸化物赤外線吸収剤１：インジウムドープ酸化錫（シーアイ化成製）１５％エタノール溶液
有機系赤外線吸収剤２：有機アンチモン化合物（ＫＡＹＡＳＯＲＢ：シーアイ化成製）
有機ポリマー１：カチオン化セルロース１（ポイズＣ−８０Ｍ；花王製）２％水溶液
有機ポリマー２：カチオン化セルロース２（カチナールＨＣ−２００；東邦化学製）３％水溶液
有機ポリマー３：ウレタン系ポリマー（ＨＵＸ−２３２：旭電化製）３０％水溶液
有機ポリマー４：カチオン性アクリル酸エステル系ポリマー（ジュリマーＳＰＯ−６００：日本純薬製）３０％水／アルコール溶液
紫外線吸収剤１：Ｔｉｎｕｖｉｎ  １１３０（ベンゾトリアゾール系：日本スペシャルテイーケミカルズ製）
紫外線吸収剤２：ＥＳＣＡＬＯＬ  ５０７（パラジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル：ＩＳＰ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製）
【００２０】
＜評価方法＞
調製した液をスライドガラス（７．５ｃｍ×２．５ｃｍ×厚み１ｍｍ）にスポンジを用いて０．１ｇ均一に塗布した。その後、室温条件（２０〜２５℃、湿度４０〜６０％）で自然に乾燥させてコーティング被膜を形成した。
赤外線吸収率
上記コーティング液を塗布したスライドガラスの赤外線波長１５００〜２０００ｎｍにおける吸収率を赤外線吸収装置（島津製作所製分光光度計ＵＶ−３１００）を用いて測定した。
紫外線吸収率
上記コーティング被膜形成スライドガラスの紫外線波長２８０〜３８０ｎｍにおける吸収率を紫外線吸収装置（日立製作所製分光光度計ＵＶ−３０１０）を用いて測定した。
乾燥性
ガラス表面に塗布したコーティング液の乾燥のしやすさを次の尺度で表した。
○：５分未満で完全に乾燥
△：５分以上〜１０分未満で乾燥
×：１０分以上で乾燥
被膜形成後のガラス表面への影響度
◎：未処理の場合と同じ
○：僅かに曇るが実用上支障なし
△：やや曇りやゆがみあり
×：曇り、ゆがみが著しい
【００２１】
【表２】
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【００２２】
【発明の効果】
本発明の光線遮蔽用コーティング剤を用いて形成された被膜は紫外線並びに赤外線を有効に遮蔽し、ガラス等の表面に均一に塗りやすく、乾燥性にすぐれ、被膜によりガラス面が曇ったり、ゆがんだりするなどの影響がないという優れた効果を発揮するものである。