JPH03243666A - 紫外線遮蔽透明フレーク状粒子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は、日焼は防止のための化粧品、施設園芸に用い
られるプラスチックフィルム、紫外線による劣化を防止
するための塗料、樹脂物品ないし表面保護膜に混入して
使用するための紫外線遮蔽透明フレーク状粒子に間する
。

［従来技術］ 近年、酸化チタンが表面にコーティングされた微細な薄
片状雲母を含む化粧品が日焼は防止用として用いられる
ようになった。上記化粧品において、乳剤、クリーム状
物質ないしファウンデーションに混入された、表面に酸
化チタンがコーティングされた薄片状の雲母微粒子によ
って、紫外線防止効果が得られる。

しかし、これ等の酸化チタンの結晶がアナターゼである
場合は、光触媒効果による皮膚に対する強力な酸化作用
があり、安全衛生上の問題点が指摘されるようになった
。そこで、上記酸化チタンの結晶形を比較的光触媒作用
の小さいルチル型に転移させる場合は、このために、酸
化チタンにスズ化合物を添加して通常は９００℃以上の
高瓜で焼成を行なっている。この場合、上記焼成時に雲
母が５００℃以上の高７巴で水を少しずつ放出して分解
することのために、薄片状の形態がくずれ、製品の光Ｌ
Ｒないし滑らかさが損なわれるという不都合があった。

また、ビニルハウスを用いた施設園芸においては、害虫
の行動性が太陽からの近紫外光が遮られた環境で著しく
低下することを利用して、紫外光をカットできるプラス
チックフィルムが用いられるようになった。この場合、
通常、ヘンシフエノン系、ヘンシトリアゾール系、サリ
チル酸エステル系ないしはアクリロニトリル系等の有機
材料を紫外線吸収剤としてプラスチックフィルムに混入
して用いられるが、これ等の紫外線吸収剤はその寿命の
点て問題があった。

更に、本発明者等は先に紫外線吸収フレーク状ガラスを
提案した。（特開昭６３−３０７１４２）上記提案では
、紫外線吸収剤はガラス中に溶解されている３価の鉄イ
オンおよび３価のセリウムイオンであるため、安全性お
よび寿命において上述の従来技術における不都合は解決
されている。しかし、特に強い紫外線吸収効果が望まれ
る場合には、３価の鉄イオンの濃度を高くする必要があ
る。

この時、上記鉄イオンの吸収が一部可視光域に入ってく
るため、白色度が低下するという不都合があった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、従来の日焼は防止化粧品での雲母チタンの上
述の問題点、即ち、アナターゼによる光酸化作用、及び
高ン＝焼成による雲母の分解なとの不具合を解決するこ
とを目的とする。また、従来の有機質紫外線吸収剤が、
紫外線による分解のため寿命が短いという不具合を解決
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、透明フレーク状粒子の表面が酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）を含む層で被覆された紫外線遮蔽透明フレーク状粒
子である。前記酸化亜鉛を含む層は１００％の酸化亜鉛
から構成されていてもよいが、好ましくは酸化亜鉛を１
０〜７５！量％および５１０２に換算してオルガノポリ
シロキサンを２５〜９０重量％それぞれ含有する。前記
層の厚みは好ましくは０．０５〜２μｍである。

本発明の紫外線遮蔽透明フレーク状粒子の表面には酸化
亜鉛（ＺｎＯ）そのものの層を設けてもよい、酸化亜鉛
の層は真ｐｇ着、スパッタリング、ゾルゲル法、熱分解
法などによって形成させることができる。しかし形成さ
れた酸化亜鉛の膜が非晶質である場合には紫外線をほと
んと吸収しないので、その後に熱処理などによってこれ
を結晶質に変える必要がある。

また透明フレーク状粒子の表面に酸化亜鉛を含む層を被
覆するには、好ましくは次の方法すなわち、Ｓ　ｉ　０
２に換算して５〜３０重量パーセントのオルガノシロキ
サン、４〜１５重量パーセントのＺｎＯの微粒子結晶、
および６０〜８０重量パーセントのアルコール、エステ
ル等の有機溶媒のγＮ合液１００部に対し、フレーク状
ガラスないしは雲母、合成雲母粒子のような透明フレー
ク状粒子４０〜３００１！Ｉを混合し、撹拌しながら乾
燥し、次いで８０℃〜５００℃の２＝度で数分から数時
間加熱保持することにより得られる。この様にして膜形
成を行なう場合、最大６０μｍ程度の膜厚を得ることが
できる。この場合は、オルガノポリシロキサンとＺｎＯ
の微粒子結晶との被膜が形成され、オルガノポリシロキ
サンはその内部にアルキル基を一部残しており、ＺｎＯ
の微粒子結晶はオルガノポリシロキサン中に分散された
状態になっている。

本発明において用いられるオルガノシロキサンとして 一般式　　Ｒ，’　−Ｓ、　　（ＯＲ５）４−０（式中
Ｒ４は炭素数１〜３の炭化水素基、Ｒ５は炭素数１〜３
の炭化水素基、Ｃは１または２である。）で示される有
機珪素化合物またはその加水分解物が好適に用いられる
。この一般式で示される有機珪素化合物としては、下記
の様なものが挙げられる。すなわち、ジメチルジメトキ
シシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエト
キシシラン等である。オルガノポリシロキサンの膜はバ
インダー機能を有しているため、Ｚｎ０ｍ粒子等を混入
した被膜を形成させることが可能である。

この種の材料は、既に％機塗料として市場で人手可能で
ある。　（例えば、神東塗料圏　商品名「グラセラム」
）。

本発明の好適なＵ様に合致した、ＺｎＯ微粒子を濃大し
たオルガノシロキサシ溶液において、Ｓ　ｉ　０２に換
算して５〜３０重量パーセントのオルガノソロキサンと
したのは、５％より少なくすることは溶媒の量を多くす
ることになり不Ｕ済であり、かつ−回のコーティング操
作で得られる被膜の厚味がＯ，１μｍ未満と薄くなりＺ
ｎＯ微粒子をフレーク状粒子に固定するためのバインダ
量として低く不十分である。また３０％以上になると上
記混合液の安定性が劣化するだけてなく、上記液の粘性
が高くなる結果、被膜厚味が２μｍを越えるようになり
、フレーク状粒子の厚味に比してコーティング厚味が大
きくなり過ぎ、粒子が粗大化するため、例えば化粧品用
素材として不適当になるからである。

また上記液において４〜１５重量パーセントのＺｎＯ微
粒子としたのは、下限では紫外線吸収効果が低下し、上
限を越えると上記液の安定性が低下し、沈澱物を生し易
くなるためである。またアルコール、エステル等の溶媒
の割合を６０〜８０重量パーセントとしたのは、フレー
ク状粒子へのコーティング作業性が良好な範囲を素直し
たことによる。また下限未膚以下では不経済となる。こ
のＺｎＯ微粒子としては直径５〜１１００ｎの結晶を用
いることができ、一般に市販されている品を使用するこ
とができる。

また、上記の最終の加熱処理は、オルガノシロキサンの
脱水および脱アルコールにょる成膜のために必要であり
、８０℃以下では硬化が不十分であり、５００℃以上で
は滑り性が低下する。熱処理に要する時間は、８０℃で
は数時間、例えばフレーク状粒子の量が１ｋｇでは約３
０分程度でよく、また５００℃では数分て十分である。

例えばフレーク状ガラス粒子の量が５００ｇの場合、ル
ツボ中に装入して５００℃１時間保持しても、滑り性は
失われないが、５５０℃となると１０分以上で滑り性が
なくなる。滑り性が生しる理由はよく判らないが、残存
するアルキル基の作用によるものと労えられる。

本発明において用いられる透明フレーク状粒子としては
フレーク状ガラス、雲母、または合成雲母粒子が適して
おり、その寸注はフレーク状ガラスでは、厚味が０．３
〜４μｍ、直径が２〜１００μｍ、アスペクト比が２〜
１００のものが通常用いられる。また雲母、または合成
雲母粒子としては、　厚みが通常０．１〜１μｍ、　直
径が１０〜１００μｍ１　　アスペクト比が５〜１００
のものが通常用いられる。

［作用］ 本発明の方法により作成されたフレーク状粒子の表面は
、ＺｎＯの膜で被覆され、または微粒子（粒径は例えば
２０〜３０ｎｍ）が固定されているため、透明でかつ紫
外線吸収効果を有する。特にオルガノポリシロキサンを
含有させる場合には、フレーク状粒子表面の滑り性が良
くなるため、例えばファンデーション等の化粧品用素材
として使用する場合、肌への伸びが良く、また温気等の
ためにフレーク状粒子が二次凝集を起こすようなことは
ない、また、ＺｎＯ自身は、人体に対し安全である。更
に、オルガノポリシロキサンを含有させた場合の膜は、
化学的耐久性および耐水性にすぐれるため、フレーク状
ガラス粒子がアルカリ金属酸化物を含む場合であっても
、アルカリ溶出による皮膚へのし響を心配することはな
い。

実施例１ オルガノシロキサン（メチルトリメトキシシランとエチ
ルトリメトキシシランの混合物）３０％（ＳｉＯ２に換
算して約２７％）、およびイソプロピルアルコール７０
％からなる混合液（神東塗料■、商品名グラセラム＃３
００）１００部に対し、ＺｎＯ結晶微粒子（住友セメン
トＨ二粒径２０〜４０ｎｍ）１２部を加え、超音波ホモ
ジナイザーで分散させた懸８Ｉ液３５０ｇをフレーク状
ガラス（日本硝子繊維■製、　商品名　ガラスフレーク
ＲＣＦＦＸ５、厚味１．５　μｍＸ巾５μｍ）５００ｇ
に加え、乳鉢中で撹拌しながら、イソプロピルアルコー
ルを揮発せしめた。なお、もしこの時の乾燥が不十分で
あると以後の硬化処理の後にフレーク状粒子の二次凝集
によるかたまりを生しるため、もう−度軽く再粉砕する
必要が生しる。さて、以上のように乾燥されたフレーク
状ガラスの粒子はサラサラした状態になっている。これ
を乾燥器中で１８０℃−１５分間保持した後、取り出し
て、紫外線遮蔽透明フレーク状粒子を得た。

このフレーク状粒子の表面には約０．０８μｍ厚みの、
ＺｎＯおよびオルガノポリシロキサンからなる層（Ｚｎ
Ｏ３０１量％、オルガノポリシロキサン　７０重量％）
で被覆されていた。このフレーク状粒子の紫外線吸収率
は、フレーク状ガラスの表面積および使用したＺｎＯ微
粒子懸濁液の量から計算で求めた。表面積当りのＺｎＯ
量が等しくなるように上記懸ａｉ液をスライドガラスに
コーティングした試料について測定した。その結果、フ
レーク状粒子−枚当り、紫外線吸収率は３０％（波長３
６０ｎｍ）であった。そして可視光透過率は、反射を除
き、約１００％であった。なお、被覆しないフレーク状
ガラスの紫外線吸収率は約１％（波長３６０ｎｍ）であ
った。

実施例２ オルガノシロキサン３０％およびイソプロピルアルコー
ル７０％からなるボ合液　（グラセラム＃３００）１０
０部に対し、ＺｎＯ１１１粒子１５部を加え、超音波ホ
モジナイザーで分散させた懸濁液４００ｇを天然雲母粉
（−日本マイカ製作所：雲母粉Ａ−２０００／厚味１μ
ｍＸ巾Ｘ１０μｍ）５００ｇに加え、以後実施例１と同
様にして乾燥した後、ミス乾燥器中で１５０℃−１時間
保持した。このフレーク状粒子の表面には約０．１１μ
ｍ厚みの、ＺｎＯおよびオルガノポリシロキサンからな
る眉（ＺｎＯ３５重置％、オルガノポリシロキサン　６
５重量％）で被覆されていた。このフレーク状粒子の紫
外線吸収率は、実施例１と同様にして求めた結果、　雲
母粒子−枚当り４０％（波長３６０ｎｍ　）であり、　
可視光透過率は約１００％であった。上記処理により、
雲母粉は更に滑り性が向上し、上方から落下させると白
煙状を呈するほどであった。

［効果］ 以上で詳述した如く、本発明の紫外線遮蔽透明フレーク
状粒子は、３８５部ｍ以下の波長の紫外線を吸収する一
方、可視光域ては光吸収がないため、白色度が要求され
る場合に、特に適している。

また、膜にＺｎＯのほかにオルガノポリシロキサンを含
有させた場合には、上記粒子は滑り性が著しく向上する
ため、例えば化粧品素材とした場合、肌への伸びが良く
なる利点を生じ、また長期間保存等においても湿気によ
る二次凝集の心配がなくなる。また上記フレーク状粒子
は、薄片形であるため、塗料のフィラーないしは化粧品
の場合、下地に対する被覆効果に優れている。更に、プ
ラスチックフィルム、ｗＡ！ＩＩ強化プラスチック等の
フィラーとした場合は、アスペクト比が大きいため補強
効果を生し、またマトリックス樹脂の紫外線による劣化
を防止する等の利点もある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）透明フレーク状粒子の表面が酸化亜鉛を含む層で被
   覆された紫外線遮蔽透明フレーク状粒子。 ２）前記酸化亜鉛を含む層は酸化亜鉛を１０〜７５重量
   ％、およびＳｉＯ＿２に換算してオルガノポリシロキサ
   ンを２５〜９０重量％それぞれ含有するものである特許
   請求の範囲第１項記載の紫外線遮蔽透明フレーク状粒子
   。 ３）前記層の厚みは０．０５〜２μｍである特許請求の
   範囲第１項記載の紫外線遮蔽透明フレーク状粒子。 ４）ＳｉＯ＿２に換算して５〜３０重量パーセントのオ
   ルガノシロキサン、４〜１５重量パーセントのＺｎＯ微
   粒子、および６０〜８０重量パーセントの有機溶媒の混
   合液１００重量部に対し、透明フレーク状粒子４０〜３
   ００重量部を混合し、この混合物を撹拌しながら乾燥し
   、次いで加熱することを特徴とする、ＺｎＯおよびオル
   ガノポリシロキサンを含有する層で被覆された紫外線遮
   蔽透明フレーク状粒子の製造方法。