JPH0633036A - 選択的紫外線吸収材料 - Google Patents
選択的紫外線吸収材料Info
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Abstract
択的紫外線吸収材料に関し、更に詳しくは、炭化珪素中
の遊離炭素含有量が0.3wt%以下であり、かつ遷移
元素金属化合物含有量が0.2wt%以下である実質的
に白色あるいは透明である炭化珪素を主成分として含有
する選択的紫外線吸収材料に関する。 【効果】本発明の選択的紫外線吸収材料は、前述の炭化
珪素の効果により可視光領域の透明性が高く、紫外光領
域で高い吸収性能を示す。更に、主成分が耐食性にも優
れる炭化珪素であるため、化粧料、衣料、繊維、塗料、
容器、さらには窓材等の部品、建築構造物の紫外線防御
材料として広く利用でき、産業上有用である。
Description
る可視光領域において透明性の高い選択的紫外線吸収材
料に関する。
収材料として、種々の材料が知られているが、無機系材
料は有機系に較べ、耐食性、安全性に優れ、広い範囲で
利用されている。その中でも酸化チタン、酸化亜鉛は高
純度化が容易であり、塗料、化粧料、繊維等に広く利用
されている。しかしながら、これらの酸化物系材料は、
耐食性、紫外線吸収効果がまだまだ不十分であり、改良
が望まれている。本発明の目的は、かかる課題を解決す
べく、耐食性と紫外線吸収効果に優れる選択的紫外線吸
収材料を提供することにある。
的を達成すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明の要旨は、炭化珪素を主成分とし
て含有する選択的紫外線吸収材料に関する。
を主成分として含有するが、用いられる炭化珪素は、遊
離炭素含有量が0.3wt%以下であり、かつ遷移元素
金属化合物含有量が0.2wt%以下であることが好ま
しく、更に好ましくは遊離炭素含有量が0.1wt%以
下であり、かつ遷移元素金属化合物含有量が0.1wt
%以下である。遊離炭素含有量が0.3wt%を越える
か、または遷移元素金属化合物含有量が0.2wt%を
越えると、可視光領域の透明性(透過率)に劣り実用に
そぐわない。さらに紫外光領域の吸収能も極端に劣り、
本発明の特徴を損なう。また本発明における炭化珪素
は、実質的に白色あるいは透明であることが必要であ
る。本発明において、遊離炭素含有量および遷移元素金
属化合物含有量はJIS−R−61−24−1980に
準じて測定を行うことができる。このような高純度の炭
化珪素は、紫外光領域の吸収能が選択的に発現し、さら
に、可視光領域の吸収が少なく事実上無色で、紫外線吸
収材料として幅広く利用できる。
H、4H、6H、8H、15R、3C等の多形は限定さ
れないが、可視光領域の透明性の観点から2H、4H、
6Hが好ましい。結晶系は、上記の中から選ばれ、本発
明においては1種あるいは2種以上の混合物を用いるこ
とができる。
体、焼結体、粉末等の状態のいずれの形態でもよいが、
加工体、焼結体を用いる場合、その可視光領域の透明性
は実用上の観点から全透過率が50%以上が好ましく、
より好ましくは65%以上である。50%未満である
と、紫外線吸収材料から構成される配合物、部材が不透
明あるいは着色し、実用上好ましくない。また粉末の場
合は板状、球状が望ましく、粒径は通常0.01〜10
0μm、好ましくは0.1〜50μmの範囲内のものが
望ましい。0.01μm未満であると、分散性が悪くな
り紫外線吸収効果が低下し、100μmを越えると、遮
蔽面積が小さくなり紫外線吸収効果が低下する。
に限定されないが、遊離炭素含有量が0.3wt%以下
であり、かつ遷移元素金属化合物含有量が0.2wt%
以下で実質的に白色あるいは透明なものを得るために
は、以下の公知の方法を用いればよい。即ち、炭化珪素
原料から遷移元素金属化合物を酸処理により及び遊離炭
素を加熱により除去する方法によればよく、このとき酸
としては塩酸、シュウ酸、硝酸、フッ酸等あるいはそれ
らの混酸を用い、加熱は15〜95℃で行なえばよい。
また、炭化珪素原料を加熱昇華させ結晶成長させる方法
(例えば、雑誌「真空」,30巻(1987),P5
2)、さらに珪素及び炭素原料から気相法により合成す
る方法(例えば、雑誌「セラミックス」,19巻(19
84),P478)等により行なうこともできる。
炭化珪素を主成分として含有するが、本発明における炭
化珪素は可視光領域の透明性が高く、紫外光領域で高い
吸収性能を示す。従って、本発明の選択的紫外線吸収材
料は、このような炭化珪素の特徴を損なわない範囲で、
炭化珪素以外の無機物および/または有機物を添加、複
合してもよい。この場合、前記の炭化珪素の含有量は通
常60wt%以上、好ましくは80wt%以上である。
60wt%未満であると紫外線吸収能が発現せず好まし
くない。また用いられる無機物としては、例えばAl,
Si,Zr,Ti,Zn,Mg,Ca,Y等の1種以上
の元素からなる金属酸化物もしくは水酸化物等が挙げら
れ、有機物としては、例えばポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリスチレン、メタクリル酸メチル樹脂、ポリプロ
ピレン、テフロン、シリコン樹脂、塩化ビニル、アクリ
ル樹脂等が挙げられる。なお、複合の態様としては、例
えば炭化珪素を固体有機物中に分散させたもの、粉末、
フィルム、ファイバー、繊維、糸、容器等の樹脂成形体
等あらゆる態様が可能である。
ような優れた選択的紫外光吸収性能を有する炭化珪素を
主成分として含有し、更にこの炭化珪素は耐食性にも優
れるため、例えば化粧料、衣料、繊維、塗料、容器、さ
らには窓材等の部品、建築構造物等の紫外線防御材料と
して広く利用することができる。
により具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら
限定されるものではない。尚、以下の実施例および比較
例において、遊離炭素含有量および遷移元素金属化合物
含有量はJIS−R−61−24−1980の方法に準
じて行った。
5μm、多形6Hと4Hの混合率は20%:80%)
を、塩酸水溶液中に浸漬し、遷移元素金属化合物を除去
した。更に空気気流下700℃で1時間加熱処理し遊離
炭素を除去した。得られたものは、遊離炭素含有量が
0.18wt%で、遷移元素金属化合物含有量が0.1
5wt%であった。シリコンオイルに得られた炭化珪素
粉末が10wt%となるよう練り込み、石英ガラスに塗
膜を形成し、分光光度計(日立製作所製,U4000
型)を用いて波長200〜700nmの透過率を測定し
た。その結果、可視光領域の透過率が高く(500nm
の透過率は78.5%)、紫外光領域の透過率が低く
(300nmの透過率は21.3%)、選択的紫外線吸
収特性に優れることが判明した。
15μm、多形6Hと4Hの混合率は40%:60%)
を、実施例1と同様に、遷移元素金属化合物と遊離炭素
を除去し、遊離炭素量が0.06wt%で、遷移元素金
属化合物含有量が0.08wt%の炭化珪素粉末を得
た。これについて実施例1と同様にして分光光度計で透
過率を測定した。その結果を図1に示す。図1より、可
視光領域の透過率が高く、紫外光領域の透過率が低く、
選択的紫外線吸収特性に優れることが判明した。
化珪素(平均粒径=0.02μm、多形C)を空気気流
中600℃で1時間熱処理し、遊離炭素が0.09wt
%、遷移元素金属化合物が0.05wt%の炭化珪素粉
末を得た。これについて実施例1と同様に分光光度計で
紫外線吸収能を測定した。その結果、可視光領域の透過
率が高く(500nmの透過率は81.7%)、紫外光
領域の透過率が低く(300nmの透過率は17.5
%)、選択的紫外線吸収特性に優れることが判明した。
0.02wt%、遷移元素金属化合物含有量=0.01
wt%)から、20mm角、厚さ0.39mmの平板に
加工し、実施例1と同様に分光光度計で透過率を測定し
た。その結果を図1に示す。図1より、可視光領域の透
過率が高く、紫外光領域の透過率が低く、選択的紫外線
吸収特性に優れることが判明した。
に5wt%練り込み、厚み68μmのフィルムを調製
し、実施例1と同様に分光光度計で紫外線吸収能を測定
した。その結果、可視光領域の透過率が高く(500n
mの透過率は72.3%)、紫外光領域の透過率が低く
(300nmの透過率は15.4%)、選択的紫外線吸
収特性に優れることが判明した。
5μm、多形6Hと4Hの混合率は20%:80%を、
遊離炭素量=0.25wt%、遷移元素金属化合物含有
量=0.75wt%)を、実施例1と同様にシリコンオ
イルに得られた炭化珪素粉末が10wt%となるよう練
り込み、石英ガラスに塗膜を形成し、実施例1と同様に
分光光度計で透過率を測定した。その結果を図1に示
す。図1より、可視光領域の透過率が低く、紫外光領域
の透過率が実施例2,4に比較して高く、選択的紫外線
吸収特性に劣ることが判明した。
化珪素(平均粒径=0.02μm、多形C、遊離炭素が
0.41wt%、遷移元素金属化合物が0.05wt
%)の炭化珪素粉末を得た。これについて実施例1と同
様に分光光度計で透過率を測定した。その結果を図1に
示す。図1より、可視光領域の透過率が低く、紫外光領
域の透過率が実施例2,4に比較して高く、選択的紫外
線吸収特性に劣ることが判明した。
表的な紫外線吸収材料である二酸化チタンを用いて、以
下のようにして粉末および加工体の耐食性の評価を行な
った。耐食性の評価は、粉末の場合、粉末を13wt%
の硫酸水溶液に1時間懸濁し、溶出したTi、Siイオ
ンの定性分析により判断した。加工体の場合は、加工体
表面を鏡面研磨した後、濃硫酸中に12時間浸漬し、表
面の曇り状態で定性的に判断した。二酸化チタンは、粉
末の場合は結晶形がアナターゼ形で平均粒径0.2μm
のものを用い、加工体の場合は、結晶形がルチル形の単
結晶を20mm角、厚さ0.39mmに加工したものを
用いた。本発明品としては、実施例2、4でそれぞれ得
られた粉末、加工体を用いた。
iが検出されず、二酸化チタン粉末ではTiが検出され
た。また、実施例4の炭化珪素加工体では表面の曇りが
みられず、二酸化チタン加工体では表面の曇りがみられ
た。従って、本発明における炭化珪素は、従来の代表的
な二酸化チタンと比較して抜群の耐食性を示すことが判
明した。
の炭化珪素の効果により可視光領域の透明性が高く、紫
外光領域で高い吸収性能を示す。更に、主成分が耐食性
にも優れる炭化珪素であるため、化粧料、衣料、繊維、
塗料、容器、さらには窓材等の部品、建築構造物の紫外
線防御材料として広く利用でき、産業上有用である。
計の測定結果を示した図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 炭化珪素を主成分として含有する選択的
紫外線吸収材料。 - 【請求項2】 炭化珪素中の遊離炭素含有量が0.3w
t%以下であり、かつ遷移元素金属化合物含有量が0.
2wt%以下である実質的に白色あるいは透明である炭
化珪素を主成分として含有する請求項1記載の選択的紫
外線吸収材料。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP04210862A JP3093881B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 選択的紫外線吸収材料 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP04210862A JP3093881B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 選択的紫外線吸収材料 |
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|---|---|---|---|
| JP04210862A Expired - Fee Related JP3093881B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 選択的紫外線吸収材料 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3093881B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0834719A (ja) * | 1994-07-26 | 1996-02-06 | Kao Corp | 化粧料 |
| CN102504760A (zh) * | 2011-11-05 | 2012-06-20 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种碳化硅与碳纳米管复合吸波材料的制备方法 |
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| JP3220305B2 (ja) | 1993-09-30 | 2001-10-22 | 花王株式会社 | 紫外線防御組成物 |
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1992
- 1992-07-14 JP JP04210862A patent/JP3093881B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP3093881B2 (ja) | 2000-10-03 |
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