第3章 耐候性鋼材と表面処理3－2 耐候性鋼材の表面処理（化成処理） 3－2－1 表面処理‘（化成処理）の必要性 耐候性鋼材は安定したさびが生成され、最終的には黒褐色になる。安定したさびは
新規高耐候紫外線吸収剤の特長と応用展開56 MATERIAL STAGE Vol.19, No.9 2019...
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54 MATERIAL STAGE Vol.19, No.9 2019 プラスチック添加剤 最前線 1 はじめに プラスチックは現在，自動車，建築用途，包装容器， 繊維，農業用途など，多岐にわたる用途に使用されてい るが，それを可能にしているのは酸化防止剤，耐候安定 剤，紫外線吸収剤といった種々のプラスチック添加剤の 寄与が非常に大きいと言える。 ただし，それぞれの用途に必要とされるプラスチック 添加剤は大きく異なり，市場要求に対応すべく，様々な プラスチック添加剤が開発されてきた。 本稿ではその中で自動車，建築材料といった屋外仕 様用途において重要な役割を果たしてきている紫外線吸 収剤に注目し， 最新の開発商品である高耐候紫外線吸収 剤，Tinuvin 1600 の特長について紹介する。 2 紫外線吸収剤とは 2.1 紫外線吸収剤の歴史 紫外線吸収剤の歴史は古く，1950 年代以前からベン ゾフェノン系紫外線吸収剤が塩化ビニル樹脂やポリオ レフィンの市場において使用されてきている。その後， 1950 年代に初めて開発されたベンゾトリアゾール系紫 外線吸収剤や，ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が 様々なプラスチックの特性に合わせて市場に導入され， プラスチック市場の成長に寄与してきた。1970 年代に なると分子内パイ電子励起という新しい作用機構のシ アノアクリレート系紫外線吸収剤が開発され，その後 1990 年代に高耐候という市場要求に応えるべくトリア ジン系紫外線吸収剤が開発され，今日に至っている。各 紫外線吸収剤の特長を以下の図1 に示す。 2.2 紫外線吸収剤の作用機構および効果 太陽光や照明器具から発せられる紫外線はプラスチッ クにとって劣化の大きな要因の一つで，紫外線が長期 間照射されると，プラスチックは変色，物性低下など を引き起こす。紫外線吸収剤はその紫外線を吸収し，そ れをプラスチックにとって影響の低い熱エネルギーに変 換し放出することで，プラスチックの安定化に寄与する （図2）。 新規高耐候紫外線吸収剤の特長と応用展開 藤木 大輔 BASFジャパン（株） パフォーマンス・ケミカルズ事業部 テクニカルマーケティング シニアマネージャー ベンゾフェノン系 （1950 年代以前） ベンゾトリアゾール系 （1950 年代） シアノアクリレート系 （1970 年代） トリアジン系 （1990 年代） 初期汎用紫外線吸 収剤 汎用紫外線吸収剤 様々な置換基によ る機能化 （Chimassorb 81） （Tinuvin P） （Uvinul 3035） （Tinuvin 1577） 良好な初期色 高機能 UVA UV-B 波 の 吸 収に優れる O OH C R N HO N N O O O N N N N O OH 図 1 紫外線吸収剤の代表的な種類 N N N N N N R R H H O O 紫外線 hv Δ 熱エネルギー 図 2 紫外線吸収剤の作用機構 また，紫外線吸収剤をプラスチックに添加した場合の 吸光度はランバート・ベール（Lambert-Beer）の法則 に従う。 12月号 新規高耐候紫外線吸収剤の特長と応用展開
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UVA UV-B
O
OH
C
R
N
c mol/L d cm
3
2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
Wavelength nm 280 300 320 340 360 380 400
Tinuvin 1600
Chimassorb 81
Tinuvin 360
Uvinul 3030
5
Tinuvin 1600
Chimassorb 81
Tinuvin 360
Uvinul 3030
W ei gh t l os s
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 200 300 400
6
5
TGA
N N
N NN
410
Tinuvin 1600
95 Tinuvin
360 7 Tinuvin 360 2 Tinuvin
1600
120
100
80
60
40
20
0
D ec re as e of A bs or pt io n
Time WOM dry hours
Tinuvin 1600
Tinuvin 360
90
2000
Tinuvin 360
7 Tinuvin 360 2 Tinuvin 1600
E
10
8
6
4
2
0
D el ta E -
0.35 W/m2at 340 nm 63 102 /18
8
100
2.0 Tinuvin 1600
3.5 Tinuvin 1600
5.0 Tinuvin 360
7.0 Tinuvin 360
0.35 W/m2at 340 nm 63 102 /18 Time WOM wet hours
0 5000 10000 15000 20000 25000
100
95
90
Tinuvin 1600
1Handbook o f Mater ia l Weather ing 4 th ed i t ion ( I SBN
978-1-895198-38-6)
PMMA20
1 Tinuvin 1600
1 Uvinul 3030
1 Tinuvin 360
0.35 W/m2at 340 nm 63 102 /18 Time WOM wet hours
0 1000 2000 3000 4000 5000
D el ta E -
10
11 Tinuvin 1600 Ceetrus Italy Spa and Chapman Taylor Milan
12
