I. 用語と定義

太陽光には、波長約290~460nmの紫外線(UV)が大量に含まれており、これは有色物に有害です。この有害なUV光は、化学的な酸化還元反応によって色素分子を分解し、退色させます。UV吸収剤を使用することで、保護対象物へのUV放射による損傷を効果的に防ぎ、または軽減することができます。

 図16

紫外線吸収剤は、太陽光や蛍光灯の紫外線成分を吸収する光安定剤であり、それ自体は変化しません。太陽光や蛍光灯の下では、プラスチックなどのポリマーは紫外線の作用により自動酸化反応を起こし、ポリマーの劣化・劣化を招き、外観や機械的特性の低下を引き起こします。紫外線吸収剤を添加することで、この高エネルギーの紫外線を選択的に吸収し、無害なエネルギーに変換して放出または消費することができます。ポリマーによって劣化を引き起こす紫外線の波長が異なるため、吸収する紫外線の波長も異なります。したがって、使用するポリマーの種類に応じて適切な紫外線吸収剤を選択する必要があります。

 

II. 紫外線吸収剤の分類と機能

 写真17

紫外線吸収剤は、以下の条件を満たす必要があります。

① 紫外線(特に波長290~400nmの紫外線)を強く吸収します。 ② 熱安定性が良く、加工中でも熱による変化がなく、熱揮発性が低いです。 ③ 化学的安定性が良く、製品中の材料成分と悪影響を及ぼしません。 ④ 混和性が良く、材料中に均一に分散し、ブルーミングや浸透が起こりません。 ⑤ 吸収剤自体は光化学的安定性が良く、分解したり変色したりしません。 ⑥ 無色、無毒、無臭です。 ⑦ 洗濯可能です。 8 安価で入手しやすいです。

よく使われる紫外線吸収剤のカテゴリー
名前 カテゴリ 効果
紫外線吸収剤327 ベンゾトリアゾール 270~380nmの紫外線を吸収します
紫外線吸収剤531 ベンゾフェノン 270~330nmの紫外線を吸収します
紫外線吸収剤 1164 トリアジン 300~380nmの紫外線を吸収します
光安定剤622/UVG ヒンダードアミン 抗酸化作用、紫外線吸収剤との相乗効果

 

中国では現在、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が最も広く使用されていますが、トリアジン系紫外線吸収剤はベンゾトリアゾール系よりも大幅に優れた性能を示します。トリアジン系紫外線吸収剤は優れた紫外線吸収特性に加え、様々な利点を有するため、ポリマー用途に広く適用可能です。優れた熱安定性、良好な加工安定性、耐酸性も備えています。実用上、トリアジン系紫外線吸収剤はヒンダードアミン系光安定剤と強い相乗効果を示し、併用することで単独使用よりも優れた効果が得られます。

 図18

III. 一般的な紫外線吸収剤

(1)o-ニトロアニリンとp-クレゾールの反応生成物

無色または淡黄色の結晶で、ガソリン、ベンゼン、アセトンなどの多くの有機溶媒に溶解します。水への溶解度は非常に低く、濃アルカリや濃酸によっても分解されません。重金属イオンと反応して塩を形成します。波長270~280nmの紫外線を吸収します。融点は130~131℃です。

主にポリエステル、塩素化ポリエステル、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、プレキシガラス、ポリアクリロニトリルなどの樹脂に使用されます。着色製品よりも透明製品の方が安定性が優れています。最終製品への添加量は0.5%以下です。

図19

(2)2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン(UV-9)

淡黄色または白色の結晶性粉末。密度1.324 g/cm³。融点62~66℃。沸点150~160℃(0.67 kPa)、220℃(2.4 kPa)。アセトン、ケトン、ベンゼン、メタノール、酢酸エチル、メチルエチルケトン、エタノールなどのほとんどの有機溶媒に可溶。水には不溶。一部の溶媒に対する溶解度(g/100g、25℃)は、ベンゼン56.2、n-ヘキサン4.3、エタノール(95%)5.8、四塩化炭素34.5、スチレン51.2、DOP18.7である。

紫外線吸収剤として、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメタクリル酸メチル、不飽和ポリエステル、ABS樹脂、セルロース樹脂など、様々なプラスチックに適しています。最大吸収波長範囲は280~340nmで、標準添加量は0.1~1.5%です。熱安定性に優れ、200℃でも分解しません。可視光をほとんど吸収しないため、淡色透明製品に適しています。塗料や合成ゴムにも使用できます。

写真20

(3)2−ヒドロキシ−4−n−オクチルオキシベンゾフェノン(UV-531)

淡黄色または白色の結晶性粉末。密度1.160 g/cm³(25℃)。融点48~49℃。アセトン、ベンゼン、エタノール、イソプロパノールに可溶。ジクロロエタンにわずかに溶ける。水には不溶。一部の溶媒に対する溶解度(g/100g、25℃)は、アセトン74g、ベンゼン72g、メタノール2g、エタノール(95%)2.6g、n-ヘプタン40g、n-ヘキサン40.1g、水0.5gである。

紫外線吸収剤として、波長270~330nmの紫外線を強く吸収します。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなど、様々なプラスチックに使用できます。樹脂との相溶性が良好で、揮発性が低いという特徴があります。標準的な添加量は0.1~1%です。少量の4,4-チオビス(6-tert-ブチル-p-クレゾール)と併用すると、良好な相乗効果が得られます。また、各種コーティング剤の光安定剤としても使用できます。

写真21

(4)2-(2′-ヒドロキシ-3′,5′-ジ-tert-フェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール(UV-327)は、ベンゾトリアゾールUV-326と同様の特性と用途を持つ紫外線吸収剤です。波長270~380nmの紫外線を強く吸収し、化学的安定性に優れ、揮発性が非常に低いです。ポリオレフィンとの相溶性も良好で、特にポリエチレンやポリプロピレンに適しています。また、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリオキシメチレン、ポリウレタン、不飽和ポリエステル、ABS樹脂、エポキシ樹脂、セルロース樹脂などにも使用できます。この製品は、耐熱昇華性、耐洗濯性、耐ガス退色性、機械的性質の保持性に優れています。酸化防止剤と併用すると相乗効果が顕著で、製品の熱酸化安定性を向上させるために使用されます。

写真22

(5)レゾルシノールモノベンゾエートは白色結晶性粉末です。融点は132~135℃です。嵩密度は0.68g/cm³(20%)です。アセトン、エタノールに可溶で、ベンゼン、水、n-ヘプタンなどにわずかに溶けます。紫外線安定剤としての性能は、ベンゾフェノン系光安定剤と同等です。主にポリ塩化ビニル、セルロース樹脂、ポリスチレンに使用され、通常1~2%の添加量で使用されます。

写真23


投稿日時: 2025年12月5日