プラスチック製品製造における光安定剤の応用
光安定剤は、プラスチック製造における中核的な抗老化添加剤です。紫外線エネルギーを吸収、遮断、または消光することで、紫外線によるプラスチックの分子鎖の破壊や酸化劣化を抑制し、製品の後期における変色、脆化、ひび割れを防ぎ、屋外および光環境における使用寿命を延ばします。プラスチック製造工程（押出成形、射出成形、ブロー成形など）に光安定剤を添加することで、製品に根本から抗老化性能を付与し、屋外で6ヶ月間添加されない製品の不具合を解決できます。体育、PP、PVC、ペット、PCなど、ほぼすべてのプラスチックカテゴリーに適応します。作用機序により、光安定剤は紫外線吸収剤、消光剤、遮断剤、フリーラジカル捕捉剤に分類されます。現在、高効率、低移行性、グリーン多機能といった方向への開発が進められており、これはプラスチック製品の屋外用途拡大の中核的な支えとなっています。
1、光安定剤の核心機能ロジック：生産端から老化源を遮断する
プラスチックの分子鎖は、290～400nmの紫外線によって容易に損傷を受けます。光安定剤は、原材料に配合するか、製造工程の後期に加工することで、分子鎖全体を保護します。これにより、製造工程における潜在的な危険を未然に防ぎ、劣化の問題を未然に防ぐことができます。
生産適応性：押出成形、射出成形、ブロー成形、圧延など主流のプラスチック生産プロセスと互換性があり、耐熱性は150〜320℃の加工温度をカバーし、製品の成形性に影響を与えません。
保護経路：紫外線吸収剤（紫外線-327など）は光エネルギーを吸収して熱エネルギーに変換し、フリーラジカルスカベンジャー（ハルス 944など）は分解連鎖反応を終了し、遮蔽剤（カーボンブラックなど）は紫外線を物理的に遮断し、消光剤（ニッケル錯体など）は励起状態エネルギーを伝達します。
コア価値：生産段階で添加することで、プラスチックの屋外使用期間を数か月から 3 ～ 10 年に延長できると同時に、製品の機械的特性と外観の安定性を確保し、後期段階での交換コストを削減できます。
2、主流の光安定剤の種類と生産適応性
光安定剤は耐熱性、適合性、透明性に大きな違いがあり、プラスチックの種類、製造プロセス、製品の用途に基づいて選択する必要があります。
1. 紫外線吸収剤：透明製品の製造に適している
代表製品：ベンゾトリアゾール（紫外線-327、紫外線-326）、ベンゾフェノン（紫外線-531）
適応プロセス：射出成形、ブロー成形、押出成形、耐熱温度180〜280℃。
適合プラスチック：ペット、パソコン、PP透明グレード、PVC透明フィルム。
生産シナリオ：PET飲料ボトルのブロー成形、PCランプシェードの射出成形、PP透明弁当箱の生産、製品の透明性に影響を与えません（保持率90％）。
2. ヒンダードアミン光安定剤（ハルス）：長期保護の主力
代表製品：低分子量（ハルス 770）、高分子量（ハルス 944）。
適応工程：すべてのプラスチック製造工程、耐熱温度160〜300℃。
適切なプラスチック: 体育、PP、PVC、ABS。
生産シナリオ：PE農業用フィルムの押出、PP自動車バンパーの射出成形、PVCドアおよび窓のプロファイルの生産、屋外保護期間は5〜10年に達します。
3. 遮蔽剤：低コストの不透明製品に適しています
代表製品：カーボンブラック、ナノTiO₂酸化亜鉛；
適応プロセス：押し出し、射出成形、耐熱温度150〜250℃。
適切なプラスチック：PE給水管、PVC管、PP屋外ゴミ箱。
生産シナリオ: 低コストで直接保護された黒色 体育 点滴灌漑パイプの押し出しと暗色 PVC 排水パイプの製造。
4. 消光剤：暗色製品に特化
代表製品：ニッケル錯体（紫外線-1084）
適応プロセス：射出成形、押し出し、耐熱温度160〜200℃。
プラスチックと互換性あり: PP、体育 ダークグレード、ABS ブラック部品。
生産シナリオ：黒色 PP 自動車部品の射出成形、濃い色の 体育 屋外用製品の製造。耐候性は強いですが、透明製品には適していません。
3、主要プラスチック製品生産における応用実習
1. ポリオレフィン製品（体育、PP）の製造
PE農業用フィルム押出：
配合成分：PE原料+0.2%紫外線-327+0.3%HALS770+0.15%抗酸化剤1010。
プロセス：押出温度150〜180℃、膨張比2.5〜3.0。
効果：屋外で12ヶ月使用した後、光透過率は85％以上、引張強度保持率は70％以上、脆性破壊は発生しません。
PP自動車バンパー射出成形：
配合成分：PP原料+0.5%HALS944+0.2%紫外線-531+0.2%酸化防止剤168。
プロセス：射出成形温度180〜200℃、金型温度50〜60℃。
効果: 屋外で3年間変色やひび割れがなく、衝撃強度の保持率は80%以上です。
2.エンジニアリングプラスチック製品（ペット、パソコン）の製造
PET飲料ボトルのブロー成形：
配合成分：PET原料+0.15%紫外線-326+0.2%抗酸化剤1010。
プロセス：乾燥温度160℃、ブロー成形温度270〜280℃。
効果：紫外線を遮断し、飲料の腐敗を防ぎ、ボトル本体は6か月間黄色のままです。
PC屋外ランプシェード射出成形：
配合成分：PC原料+0.3%紫外線-327+0.4%HALS944;
プロセス：射出成形温度280〜300℃、保持時間15〜20秒。
効果: 屋外光透過率 80% を 5 年間維持し、ひび割れや変色は発生しません。
3. 建築資材およびプラスチック製品（PVC、体育）の製造
PVCドアおよび窓プロファイルの押し出し:
配合成分：PVC樹脂＋カーボンブラック2％＋紫外線-5310.3％＋カルシウム亜鉛熱安定剤2％。
プロセス：押出温度150〜170℃、牽引速度5〜8m/分。
効果：屋外で10年間使用しても顕著な劣化がなく、引張強度の保持率は65％以上です。
PE給水管押出成形：
配合：PE原料+0.6%HALS944+3%カーボンブラック+0.2%酸化防止剤1010。
プロセス：押出温度160〜180℃、圧力10〜15MPa。
効果：屋外部分は紫外線に強く、埋設部分は耐腐食性があり、耐用年数は最大 50 年です。
4. 食品接触プラスチック（PP、ペット）の製造
PP電子レンジ用弁当箱射出成形：
配合成分：PP原料+0.1%紫外線-327+0.1%抗酸化剤1010。
プロセス：射出成形温度170〜190℃、冷却時間10〜15秒。
効果: 移行率 < 0.01mg/kg、食品グレードの基準に準拠、老化せずに光に耐性があります。
4、アプリケーションの課題と開発動向
1. 既存の課題
適合性の問題: 一部の光安定剤はプラスチックとの適合性が低く、沈殿しやすく、製品の表面がべたついたり曇ったりすることがあります。
費用対効果のバランス: 効率的な光安定剤 (高分子量 ハルス など) はコストが高く、低用量で長期的なニーズを満たすのは困難です。
環境コンプライアンスの圧力: 一部のニッケル錯体およびハロゲン含有光安定剤は、欧州連合 到着 およびその他の環境基準に準拠していません。
2. 開発動向
効率的で低移行性：ハイエンドのシナリオに適した、製造時および使用時の移行と沈殿を減らす高分子量の反応性光安定剤を開発します。
バイオベース：デュアルカーボン政策に沿って、ローズマリー抽出物と茶ポリフェノール誘導体を原料として生分解性で低毒性の光安定剤を開発しています。
多機能統合：光安定性+酸化防止剤+帯電防止複合添加剤の開発、生産配合の簡素化、処理コストの削減。
5、まとめ
光安定剤は、製造段階での精密な添加により、プラスチック製品に紫外線遮断バリアを根本から構築します。屋外や光環境下におけるプラスチック製品に不可欠な添加剤です。様々なプラスチック製造プロセスとの互換性があり、種類選択と配合の最適化により、製品の耐候性、外観、安全性のバランスをとることができます。今後、高効率技術とグリーン技術の飛躍的進歩に伴い、光安定剤はプラスチック製品のハイエンドかつ長期的な発展をさらに支え、屋外への応用シーンを拡大していくでしょう。
