JP4582439B2 - Silica-coated zinc oxide-containing powder, organic polymer composition containing the same, and molded article thereof - Google Patents

Silica-coated zinc oxide-containing powder, organic polymer composition containing the same, and molded article thereof Download PDF

Info

Publication number
JP4582439B2
JP4582439B2 JP2003156476A JP2003156476A JP4582439B2 JP 4582439 B2 JP4582439 B2 JP 4582439B2 JP 2003156476 A JP2003156476 A JP 2003156476A JP 2003156476 A JP2003156476 A JP 2003156476A JP 4582439 B2 JP4582439 B2 JP 4582439B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silica
zinc oxide
coated zinc
containing powder
coated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003156476A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004059421A (en
JP2004059421A5 (en
Inventor
淳 田中
伸晃 石井
輝 青柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko KK
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP2003156476A priority Critical patent/JP4582439B2/en
Priority to TW92115283A priority patent/TW200401012A/en
Publication of JP2004059421A publication Critical patent/JP2004059421A/en
Publication of JP2004059421A5 publication Critical patent/JP2004059421A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4582439B2 publication Critical patent/JP4582439B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機重合体組成物、ゴム製品、紙、化粧料、塗料、印刷インキ等に使用される酸化亜鉛に関し、特に、シリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粗粒の少ない粉末、それを含有する有機重合体組成物およびその成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】
酸化亜鉛は、亜鉛華と呼ばれるように古くから白色顔料として知られている。
このような酸化亜鉛は、粒子径が可視光波長の1/2程度まで微細化すると酸化亜鉛粒子の散乱効果が極端に小さくなり、可視光は透過するが、酸化亜鉛の持つ、優れた紫外線吸収効果より、紫外線を選択的に吸収するという光学的特性を持つ。
【0003】
この様な酸化亜鉛粒子を使用した紫外線吸収剤として、特許文献1において、0.1μm以下の酸化亜鉛微粉末を透明樹脂中に添加した樹脂成形体が提案されている。また、特許文献2や特許文献3においては、酸化亜鉛微粒子の光触媒作用による耐候劣化や、樹脂中での分散性を改良するためシリコン化合物で被覆した酸化亜鉛微粒子が提案されている。
【0004】
また、特許文献4においては、顔料用酸化亜鉛組成物を含有するスラリーへ、7〜22個の炭素原子を有する飽和又は不飽和モノカルボン酸の水溶性アルカリ金属塩と、元素の周期表のIB、II、III、IV、V、VIB、VIIB及びVIIIの族から選択された金属陽イオン及び硝酸イオン、硫酸イオン及びハロゲンイオンからなる群から選択され無機陰イオン部分からなる水溶性金属塩とを添加し、前記飽和又は不飽和モノカルボン酸の水不溶性金属石鹸の形成及び析出をその場で行わせ、前記顔料用酸化亜鉛組成物を、前記水不溶性金属石鹸を沈着させた被覆でカプセル化する方法が提案されている。
【0005】
また、表面処理時に溶媒(例えば水、有機溶剤など)を用いる方法は、溶媒の濾過・乾燥などの工程が必要であり、乾燥時に析出する表面処理剤の偏在や粉体の凝集が起こりやすい。このため、この方法は、被覆処理をした酸化亜鉛粒子の良好な分散性を得難いという不利な点を有している。
【0006】
一方、アパレル関連用途や包装材料関連用途においては、透明性、耐候性、しなやかさ等が要求される用途が多くなり、そのような場合には紫外線遮蔽能を十分に有する薄いフィルムや細い繊維が求められている。
【0007】
しかしながら、従来の酸化亜鉛粒子は表面処理が施されていてもそれが不十分なので、光触媒活性や亜鉛イオン溶出性を抑制する効果が不十分であり、有機系素材の劣化を回避できず、実用的な耐久性が不十分であった。
【0008】
例えば、ポリエステル、ポリアミド等は成形加工温度が高いため有機系紫外線吸収剤の使用が困難であるという問題がある。そこで、無機系の紫外線吸収剤である酸化亜鉛粒子を組成物に配合しようとすると、これらの樹脂は分解しやすい上、亜鉛イオンと反応し劣化しやすい性質を有するため、実用的な耐久性のある組成物が得られない。
【0009】
また、従来の酸化亜鉛粒子を配合した組成物から紡糸して得られた繊維を染色するような場合には、染色液への亜鉛イオンの溶出が避けられない、というような問題もあった。
【0010】
また、従来の被覆酸化亜鉛粒子は、粗大粒子が混在するため、それを含有する樹脂組成物から成形する際においては、マルチフィラメントのような細い繊維を成形すると糸切れが多発したり、極薄インフレーションフィルム成形ではパンクを起こしたり、テープ成形では延伸倍率が上がらなかったりした。
【特許文献1】
特開平5−171130号公報
【特許文献2】
特開平5−295141号公報
【特許文献3】
特開平11−302015号公報
【特許文献4】
特許第2501663号公報(国際公開WO 90/06974号公報)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、光触媒作用による耐候劣化がなく、有機紫外線吸収剤のようなブリードアウトを引き起こすことがなく、洗濯等に対する耐久性も良好な、かつ、十分な紫外線遮蔽能を有する薄いフィルムや細い繊維等の成形を容易にする特定のシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粗粒の少ない粉末、それを含有する有機重合体組成物およびその成形品を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、5μm以上の粗粒が0.1質量%以下であるシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粗粒の少ないシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末を用いることによって、熱可塑性樹脂との組合せにより、光触媒作用による耐候劣化がなく、有機紫外線吸収剤のようなブリードアウトを引き起こすことが無く、洗濯等に対する耐久性も良好な、かつ、十分な紫外線遮蔽能を有する薄いフィルムや細い繊維等を容易に成形できることを見出し、本発明に到達したのである。
【0013】
即ち、本発明は、以下の発明からなる。
(1)1)有機基およびハロゲンを含まない珪酸または前記珪酸を産生し得る前駆体、2)水、3)アルカリ、4)有機溶媒、を含有するシリカ被膜形成用組成物に原料酸化亜鉛粒子を接触させて表面がシリカにより被覆されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粉末であって、5μm以上の粗粒が0.1質量%以下であるシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(2)表面をシリカにより被覆されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子をさらに疎水性付与剤にて表面処理してなる表面疎水化されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粉末であって、5μm以上の粗粒が0.1質量%以下であるシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(3)疎水性付与剤が、シリコーン油類、アルコキシシラン類、シランカップリング剤類及び、高級脂肪酸塩類からなる群から選ばれる1種又は2種以上の疎水性付与剤である(2)に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(4)シリカ被覆酸化亜鉛微粒子のシリカ膜厚が0.5〜100nmである、(1)乃至(3)のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(5)シリカ被覆酸化亜鉛微粒子の一次粒子径が1〜200nmである(1)乃至(4)のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(6)表面疎水化されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子の一次粒子径が5〜120nmであり、かつシリカ膜厚が0.5〜25nmである(2)または(3)に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(7)シリカ被覆酸化亜鉛微粒子のシリカ膜の1150〜1250cm−1と1000〜1100cm−1における赤外吸収スペクトルの吸収ピーク強度の比I(I=I1/I2:I1は1150〜1250cm−1の吸収ピーク強度、I2は1000〜1100cm−1の吸収ピーク強度)が、0.2以上であり、且つシリカ膜の屈折率が1.435以上である(1)乃至(6)のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(8)シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末のテトラリン自動酸化法により測定した光触媒活性度が60Pa/分以下である(1)乃至(7)のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(9)シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末のサンセットイエロー法により測定される色素退色速度(ΔABS490/時)が0.1以下である(1)乃至(8)のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(10)シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末のパラソール法により測定される有機紫外線吸収剤分解速度(ΔABS340/時)が0.01以下である(1)乃至(9)のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(11)シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末のパラメトキシ桂皮酸エチルヘキシル法により測定される有機紫外線吸収剤分解率が5%以下である(1)乃至(10)のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(12)シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末が、酸化チタンを含んでいることを特徴とする(1)〜(11)のいずれか1つに記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(13)酸化亜鉛10質量部に対して、2質量部〜5質量部の酸化チタンを含んでいることを特徴とする(12)に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(14)酸化チタンの少なくとも一部がシリカによって被覆されていることを特徴とする(12)または(13)に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(15)酸化チタンが、一次粒子内にチタン―酸素―珪素結合が存在した混晶を含んでいることを特徴とする(12)〜(14)のいずれか1つに記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(16)酸化チタンが、BET比表面積をAm/g、SiO含量をB質量%としたときに、B/A=0.02〜0.5であることを特徴とする(15)に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(17)酸化チタンが、BET比表面積が10〜200m/gであることを特徴とする(15)または(16)に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(18)酸化チタンの一次粒子径が0.008μm〜0.15μmであることを特徴とする(15)〜(17)のいずれか1つに記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(19)酸化チタンが、コア(核)/シェル(殻)構造をとっており、コアにTiO相が、シェルにSiO相が富んだ構造であることを特徴とする(15)〜(18)のいずれか1つに記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。
(20)(1)乃至(19)のいずれか1つに記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末と熱可塑性樹脂を含む有機重合体組成物。
(21)(1)乃至(19)のいずれか1つに記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末と熱可塑性樹脂からなる有機重合体組成物。
(22)熱可塑性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネートから選ばれたものである(20)または(21)に記載の有機重合体組成物。
(23)(20)乃至(22)のいずれか1つに記載の有機重合体組成物を成形してなる成形体。
(24)成形体が、繊維、糸、フィルム、テープ、シート、中空体、多層構造体から選ばれた成形体である(23)に記載の成形体。
(25)内外装建材、機械、車両内外装材、ガラス製品、家電製品、農業資材、電子機器、工具、食器、風呂用品、トイレ用品、家具、衣類、織布、不織布、布製品、革製品、紙製品、スポーツ用品、蒲団、容器、眼鏡、看板、配管、配線、金具、衛生資材、自動車用品、テントなどのアウトドア用品、ストッキング、靴下、手袋、マスク、肌着からなる群より選ばれた少なくとも1種の物品であって、(23)または(24)に記載の成形体を具備した物品。
(26)(1)〜(19)のいずれか1つに記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末を含む化粧料。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明における酸化亜鉛含有粉末としては、表面をシリカにより被覆されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粉末であって、5μm以上の粗粒が0.1質量%以下であるシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末が好ましい。また、表面をシリカにより被覆されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子をさらに疎水性付与剤にて表面処理してなる表面疎水化されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粉末であって、5μm以上の粗粒が0.1質量%以下であるシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末も好ましい。
【0015】
以下、その製造方法につき具体的に説明する。
【0016】
本発明のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末の原料となる表面をシリカにより被覆されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子の製法としては特に制限はないが、例えば、国際公開WO98/47476号公報に示されたような方法(以下、[本方法]と記載する)で作ることができる。
【0017】
本方法のシリカ被覆酸化亜鉛微粒子は、少なくとも
1)有機基およびハロゲンを含まない珪酸または前記珪酸を産生し得る前駆体、
2)水、
3)アルカリ、
4)有機溶媒、
を含有するシリカ被膜形成用組成物であって、好ましくは水/有機溶媒比が容量比で0.1〜10の範囲であり、かつ珪素濃度が0.0001〜5モル/リットルの範囲であるシリカ被膜形成用組成物に、一次粒子径の平均が5nm〜200nmである原料酸化亜鉛粒子を接触させて酸化亜鉛粒子の表面に緻密なシリカを選択的に被覆せしめる方法により得られるシリカ被覆酸化亜鉛を用いることができる。このようにして形成されたシリカ膜は、基材の酸化亜鉛粒子の複雑な形状にも付き回りがよく、0.5nm程度の薄い被膜であっても被覆性が良好で光触媒活性を隠蔽する能力が高い。また、アルカリ金属の含有量が極めて少ないシリカ被膜とすることができるので、高温多湿雰囲気下においてもシリカ膜が溶解しないでシリカ被覆酸化亜鉛の物性が変化しないという特徴を有する。
【0018】
本方法において、シリカ被膜形成用組成物に含有される珪酸とは、例えば化学大辞典(共立出版株式会社 昭和44年3月15日発行、第七刷)の『珪酸』の項に示される、オルト珪酸およびその重合体である、メタ珪酸、メソ珪酸、メソ三珪酸、メソ四珪酸等を示す。珪酸は有機基あるいはハロゲンを含まない。
【0019】
本方法の珪酸は、例えばテトラアルコキシシラン(Si(OR)、式中Rは炭化水素基、特にC1〜C6の脂肪族基)、具体的にはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン等の珪酸を産生し得る前駆体に、水、アルカリ、有機溶媒を添加、撹拌し、加水分解反応を進めることにより得ることができる。この方法は取扱いあるいは操作が容易で実用的であり好ましい。中でもテトラエトキシシランは好ましい材料である。
なお、下記式XSi(O4−n
(式中、Xは炭化水素基、ハロゲン、水素、nは1,2又は3の整数である。)で表される炭化水素基、ハロゲン又は水素のような疎水性基を有する化合物は本方法で用いる珪酸を産生し得る前駆体とは異なる。従って、トリアルコキシアルキルシラン、ジアルコキシアルキルジアルキルシラン、トリアルコキシシラン、ジアルコキシシラン、などは前駆体として適当ではない。
【0020】
また、テトラハロゲン化シランに水、アルカリ、有機溶媒を添加し、加水分解する方法や、水ガラスにアルカリ、有機溶媒を添加する方法、または水ガラスを陽イオン交換樹脂にて処理し、アルカリ、有機溶媒を添加する方法を用いても珪酸を含む組成物を得ることができる。珪酸の原料として用いるテトラアルコキシシラン、テトラハロゲン化シランおよび水ガラスに特に制限はなく、工業用または試薬として広く一般に用いられているものでよいが、好ましくはより高純度のものが適している。また本方法におけるシリカ被膜形成用組成物には、上記珪酸の原料の未反応物を含んでいても構わない。
【0021】
シリカ被膜形成用組成物中の珪酸の量には特に制限はないが、好ましくは珪素濃度として0.0001〜5モル/リットルであり、より好ましくは0.001〜5モル/リットルの範囲である。珪素濃度が0.0001モル/リットル未満ではシリカ被膜の形成速度が極めて遅いため実用的ではない。また珪素濃度が5モル/リットルを超えると、被膜を形成せずにシリカ粒子が組成物中に生成する場合があり好ましくない。
【0022】
珪素濃度は、珪酸の原料、例えばテトラエトキシシランの添加量より算出できるが、シリカ被膜形成用組成物の原子吸光分析により測定することもできる。測定に際しては、珪素の波長251.6nmのスペクトルを分析線とし、フレームは、アセチレン/亜酸化窒素によるものを用いるとよい。
【0023】
シリカ被膜形成用組成物に用いる水に、特に限定はないが、水中に異物粒子が含まれると製品中に不純物として混入することがあるため、好ましくは濾過等により粒子を除去した水を用いる。
【0024】
シリカ被膜形成用組成物に用いる水は、水/有機溶媒比が容量比で0.1〜10の範囲で使用することが好ましい。水/有機溶媒比が容量比でこの範囲を外れると、成膜できなかったり、成膜速度が極端に落ちる場合がある。さらに好ましくは、水/有機溶媒比が容量比で0.1〜0.5の範囲である。水/有機溶媒比が容量比で0.1〜0.5の範囲においては、用いるアルカリの種類は限定されないが、水/有機溶媒比が容量比で0.5以上になる場合には、アルカリ金属を含まないアルカリ、例えば、アンモニア、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム等を用いて成膜することが好ましい。
【0025】
本方法において、シリカ被膜形成用組成物に用いられるアルカリとしては、例えばアンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ類;炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機アルカリ塩類;モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、アニリン、コリン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、グアニジン等の有機アルカリ類;蟻酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、蟻酸モノメチルアミン、酢酸ジメチルアミン、乳酸ピリジン、グアニジノ酢酸、酢酸アニリン等の有機酸アルカリ塩等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0026】
これらの中でも、反応速度制御の観点から、アンモニア、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、蟻酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が特に好ましい。シリカ被膜形成用組成物において、アルカリは上記群から選ばれる1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0027】
本方法のアルカリの純度に特に制限はない。工業用、あるいは試薬として広く一般に用いられているものであればよいが、好ましくはより高純度のものが適している。
【0028】
シリカ成膜速度を上げるには、被膜形成時の温度を上げることが有効である。
この場合には、その被膜形成温度で揮発、分解しにくいアルカリおよび有機溶媒を選択して用いることが好ましい。
【0029】
本方法において被膜形成用のアルカリの添加量は、例えば炭酸ナトリウムの場合0.002モル/リットル程度の微量添加でも成膜可能であるが、1モル/リットル程度の大量の添加を行ってもかまわない。しかし、固体のアルカリを、溶解度を超える量添加すると、金属酸化物粉中に不純物として混入するため好ましくない。
【0030】
また、アルカリ金属を主成分として含まないアルカリを用いることにより、アルカリ金属含有量の少ないシリカ被覆金属酸化物粒子を作製できる。中でも、成膜速度、残留物除去のしやすさ等から、アンモニア、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムが特に好ましい。
【0031】
本方法においてシリカ被膜形成組成物に用いられる有機溶媒は、組成物が均一溶液を形成するものが好ましく、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ペンタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル・アセタール類;アセトアルデヒド等のアルデヒド類;アセトン、ジアセトンアルコール、メチルエチルケトン等のケトン類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール等の多価アルコール誘導体等を用いることができる。これらの中でも反応速度制御の観点からアルコール類を用いることが好ましく、特にエタノールが好ましい。有機溶媒としては、上記群から選択された1種または2種以上を混合して用いることができる。
【0032】
シリカ被膜形成用組成物で用いられる有機溶媒の純度に特に制限はなく、工業用、あるいは試薬として広く一般に用いられているものでよいが、好ましくはより高純度のものが適している。
【0033】
シリカ被膜形成用組成物の調製には、一般的な溶液調製法が適用できる。例えば、所定の量のアルカリと水を有機溶媒に添加、撹拌した後、テトラエトキシシランを添加、撹拌する方法等が挙げられるが、これらの混合の順番は何れが先でも、被膜形成が可能である。反応制御性の点から、水とテトラエトキシシランを混合する際、双方とも有機溶媒で希釈することが好ましい。
【0034】
このようにして調製したシリカ被膜形成用組成物は安定な組成物であり、酸化亜鉛のごとき金属酸化物粒子と接触させる以前には実質的に被覆、沈殿が起こらない。組成物に金属酸化物粒子を接触させることにより、金属酸化物粒子の表面へ選択的にシリカ被膜が形成される。ここでいう「選択的」とは、金属酸化物の表面においてのみシリカ析出に伴う被膜形成が進行し、溶液中における均一核生成に伴うシリカ粒子生成を引き起こさないため、化学量論的にシリカ被覆金属酸化物のシリカ膜厚およびシリカ含有量を制御することができることを意味する。
【0035】
シリカ被覆酸化亜鉛微粒子の原料となる酸化亜鉛の製造法は特に制限はなく、いかなる方法でもよい。電気亜鉛地金を蒸発酸化して得られるものや、硫酸亜鉛、塩化亜鉛のような水溶性塩の水溶液を中和して得られる水酸化亜鉛、炭酸亜鉛、硫化亜鉛、蓚酸亜鉛等を焼成して得られるもの等、またこれらの混合物であってもかまわない。また、Fe、Co、Al、Sn、Sb等の異種元素をドープした酸化亜鉛、更には酸化亜鉛を主成分としSi、Al、Fe、Co、Zr、Ce、Sn、Sb等より選ばれる元素の結晶性又は非結晶性酸化物を含む混結晶酸化物又は複合酸化物であってもかまわない。ただし、凝集の少ないものが2次粒子径制御の点から好ましい。
【0036】
本方法に使用される原料酸化亜鉛粒子の一次粒子径は1nm〜200nmが好ましく、5nm〜120nmが更に好ましい。二次粒子径は0.5μm以下であることが好ましい。
【0037】
本方法においては、原料酸化亜鉛粒子をシリカ被膜形成用組成物に浸漬し、所定温度に保持しておくことにより該酸化亜鉛粒子の表面にシリカを選択的に被覆せしめ、シリカ膜を形成させることができる。シリカ膜の形成方法としては、シリカ被膜形成用組成物を予め調製してから原料酸化亜鉛粒子を投入し、シリカ膜を形成させる方法でもよいし、原料酸化亜鉛粒子を予め溶媒に懸濁してから他の原料成分を添加してシリカ被膜形成用組成物となし、シリカ膜を形成させる方法等でもよい。すなわち、被膜形成用組成物の原料、原料酸化亜鉛粒子を投入する順序は特に制限がなく、何れが先でもシリカ被膜の形成が可能である。
【0038】
それらの方法の中でも、原料酸化亜鉛粒子、水、有機溶媒およびアルカリを含む懸濁液を調製した後、これに有機溶媒で希釈したテトラアルコキシシランを一定速度にて滴下すると、より緻密性の良好なシリカ膜を形成することができ、工業的に有用な連続プロセスを構築することができるので好ましい。
【0039】
シリカ被膜は酸化亜鉛粒子表面への選択的被覆により成長するので、成膜時間を長くすれば膜厚を厚くすることができる。むろん、被膜形成用組成物中の珪酸の原料が被膜の形成により大部分消費された場合には、成膜速度は低下するが、消費量に相当する珪酸の原料を順次追添加することにより、連続して実用的な成膜速度でシリカ被膜の形成を行うことができる。特に、所望のシリカ膜厚に相当する珪酸の原料を加えた被膜形成用組成物中に原料酸化亜鉛粒子を所定時間保持し、シリカ膜を形成させて珪酸の原料を消費せしめ、生成したシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を系外に取り出した後、消費量に相当する珪酸の原料を追添加することにより、引き続いて該組成物を次の原料酸化亜鉛粒子への被膜形成に用いることができ、経済性、生産性の高い連続プロセスを構築できる
【0040】
例えば、原料酸化亜鉛粒子、水、有機溶媒およびアルカリを含む懸濁液を調製した後、これに有機溶媒で希釈したテトラアルコキシシランを一定速度にて滴下する方法の場合には、所望のシリカ膜厚に相当するテトラアルコキシシランを有機溶媒に希釈した液を、加水分解速度に見合った一定速度にて滴下することにより、テトラアルコキシシランが完全に消費され、所望の膜厚を有する緻密なシリカ膜を形成でき、さらに生じたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を系外に取り出すことで、未反応テトラアルコキシランの残存のない高純度の製品を得ることができる。もちろん、シリカ被覆酸化亜鉛微粒子を取り出した後の溶媒は、次の被膜形成用にリサイクル使用することができ、経済性、生産性の高いプロセスを構築することができる。
【0041】
シリカ被膜形成時の温度に特に限定はないが、好ましくは10〜100℃の範囲、より好ましくは、20〜50℃の範囲である。温度が高いほど成膜速度が増加するが、高過ぎると組成物中成分の揮発により、溶液組成を一定に保つことが困難になり、また温度が低すぎると、成膜速度が遅くなり実用的でない。
【0042】
また、被膜形成時のシリカ被膜形成用組成物のpHは被膜の緻密性の観点よりアルカリ性であればよい。なお、pHに依存して酸化亜鉛の溶解性が変化する場合があるので、シリカ被膜形成組成物のpHを、アルカリ添加量の調整で制御することが好ましい。ただし、その場合、アルカリ添加量の変化に伴い、例えばテトラアルコキシシランの加水分解速度が変化するので、成膜温度又は被膜形成用組成物中の水分量を適切な加水分解速度になるように調整する必要がある。
【0043】
酸化亜鉛粒子へのシリカ被膜形成後、固・液の分離を行い、シリカ被覆酸化亜鉛微粒子を単離することができる。単離の方法は、濾過、遠心沈降、遠心分離等の一般的な分離法を用いることができる。
【0044】
固・液分離後に乾燥を行うことにより、水分含有量の低いシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を得ることができる。乾燥方法は自然乾燥、温風乾燥、真空乾燥、スプレードライ等の一般的な乾燥法を用いることができる。本方法のシリカ被覆酸化亜鉛微粒子は特に焼成する必要がないが、必要に応じて焼成して用いることも可能である。
【0045】
本方法で得られるシリカ被覆酸化亜鉛微粒子のシリカ被膜は緻密で実用的なシリカ被膜である。本方法において、「緻密」とは、形成されたシリカ膜が高密度であり、均一でピンホールや亀裂がないことを意味し、また「実用的」とは、シリカと基材である酸化亜鉛との結合(−Si−O−Zn−結合)が強固で、被膜の剥離等が起こらず、シリカ被覆酸化亜鉛の物性が変化しにくいことを意味するものである。
【0046】
本方法のシリカ被覆酸化亜鉛微粒子は、さらに疎水性付与剤にて表面処理してなる表面疎水化されたシリカ被覆酸化亜鉛であることが好ましい。
【0047】
シリカ被覆酸化亜鉛を疎水性付与剤で表面処理する方法は、公知の方法が使用できる。本方法では、例えば、シリカ被覆酸化亜鉛粒子を乾式法あるいはスプレー法を用い直接疎水化することもできる。乾式法では、V型混合機、ヘンシェルミキサー等の混合機で攪拌されている前記のシリカ被覆酸化亜鉛微粒子に、疎水性付与剤あるいは疎水性付与剤の有機溶媒溶液をスプレー等の方法で添加し、さらに混合を続け、粉体の表面に均一に付着させ、乾燥し、さらに必要があれば、強固に付着させるために加熱する方法を用いることができる。また、スプレー法では、高温にしたシリカ被覆酸化亜鉛粒子に疎水性付与剤又はその溶液をスプレーし、表面を被覆する方法を用いることができる。
【0048】
湿式法では、水又は有機溶媒又は混合溶媒にシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を分散した液に疎水性付与剤、またはその溶液及び反応触媒等を加え、さらに攪拌した後、表面処理を行う方法を用いることができる。この場合、固・液分離後に乾燥を行うことにより、表面疎水化されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子粉末を得ることができる。乾燥方法は自然乾燥、温風乾燥、真空乾燥、スプレードライ等の一般的な乾燥法を用いることができる。
【0049】
前記のシリカ被覆酸化亜鉛微粒子粉末や表面疎水化されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子粉末は、乾燥や焼成によって粒子の凝集が起きるので、粗大粒子を低減する工程が必要となる。粗大粒子を低減する方法としては、乾式の分級が好ましい。例えば、日清エンジニアリング株式会社製のターボクラシファイアなどを用いて精密分級することができる。ジェットミルのような強粉砕は、凝集粒子を低減することにおいては有効であるが、粉砕によって、シリカ被覆が一部破壊されたり、粗大酸化亜鉛の表面処理品の粉砕による新生面(酸化亜鉛表面)が出現したりして、それを含有する有機重合体組成物の成形性や耐候性を劣化させるので好ましくない。また、溶媒を用いる湿式の静置分級だと、分級後の固液分離・乾燥工程において再凝集を起こすので、好ましくない。
【0050】
本方法に用いられる疎水性付与剤は、特に限定されないが、例えば、ロウ、高級脂肪酸トリグリセライド、高級脂肪酸、高級脂肪酸多価金属塩、高級脂肪族硫酸化物の多価金属塩等の高級脂肪酸、高級アルコールまたはそれらの誘導体、パーフロロ化または部分フッ素化した高級脂肪酸及び高級アルコール等の有機フッ素化合物、シリコーン油類、有機アルコキシシラン類、有機クロロシラン類、及びシラザン類等の有機素化合物が使用できる。高級脂肪酸多価金属塩、シリコーン油、シランカップリング剤、アルコキシシラン類が好ましく用いられる。
【0051】
本方法に用いられるシリコーン油類としては、特に制限はないが、ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン及び環状ポリジメチルシロキサンが挙げられる。また、アルキル変性、ポリエーテル変性、アミノ変性、メルカプト変性、エポキシ変性、フッ素変性等の変性シリコーン油を用いても良い。
【0052】
本方法に用いられるクロロシラン類としては、特に制限はないが、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルビニルジクロロシラン、トリフェニルクロロシラン、メチルジフェニルクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、メチルフェニルジクロロシラン及びフェニルトリクロロシランが挙げられる。
【0053】
本方法に用いられるシラザン類としては、特に制限はないが、ヘキサメチルジシラザン、N,N’−ビス(トリメチルシリル)ウレア、N−トリメチルシリルアセトアミド、ジメチルトリメチルシリルアミン、ジエチルトリメチルシリルアミン及びトリメチルシリルイミダゾールが挙げられる。
【0054】
本方法に用いられる有機アルコキシシラン類としては、特に制限はないが、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(βーメトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γー(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、βー(3,4ーエポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γーグリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γーグリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γーアミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γーアミノプロピルメチルジエトキシシラン、γーアミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニルーγーアミノプロピルトリメトキシシラン、γーメルカプトプロピルトリメトキシシラン及びγークロロプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤及びメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン及びジフェニルジエトキシシランが挙げられる。また、パーフルオロ化あるいは部分フルオロ化されたアルキル基を有するアルコキシシランも用いることが出来る。
【0055】
特に、下式で表されるアルキルアルコキシシランが、好ましく用いられる。
【0056】
式;R(R )SiX3−n
(式中Rは炭素数1〜4のアルキル基またはフェニル基、Rは水素基または炭素数1〜4のアルキル基またはフェニル基、Xは炭素数1〜4のアルコキシル基、nは0〜2の整数である。)
疎水性付与剤の被覆量は、該疎水性付与剤が原料のシリカ被覆酸化亜鉛粒子の表面を完全に被覆できる最小被覆量以上であればよい。この量は、下式
最小被覆量(g)=シリカ被覆酸化亜鉛微粒子の質量(g)×比表面積(m/g)疎水性付与剤の最小被覆面積(m
によって算出することができる。疎水性付与剤の添加量が過多になるとシリカ被覆酸化亜鉛微粒子の表面以外に析出する分が増えるので、経済的でない。疎水性付与剤の分子量、シリカ被覆酸化亜鉛微粒子の比表面積に依存するので一概には決められないが、通常、シリカ被覆酸化亜鉛微粒子に対して0.1〜30質量%以下が好ましく、さらに好ましくは1〜20質量%以下である。0.1質量%以下では充分な疎水性が得られない点で好ましくない。また30質量%以上では、充分な疎水性が得られるが、単位重量当たりの酸化亜鉛含有量の減少により紫外線遮蔽能の低下を来してしまうため好ましくない。
【0057】
本方法に用いられるシリカ被覆酸化亜鉛微粒子のシリカ膜厚は0.5〜100nm、好ましくは1.0〜50nm、より好ましくは1.5〜25nmである。
シリカ膜厚が0.5nm以下では、十分な光触媒活性の隠蔽効果が得られず、安定性を有する有機重合体組成物、成形体、構造体が得られない場合があるため好ましくない。また、100nmを越えると十分な紫外線遮蔽能を持つ有機重合体組成物、成形体、構造体が得られない場合があるので好ましくない。なお、シリカ膜厚は透過型電子顕微鏡像より求めたものである。
【0058】
本方法のシリカ被覆酸化亜鉛微粒子は、一次粒子径が1〜200nm、好ましくは5〜120nmである。一次粒子径が上記範囲を外れると、高い紫外線遮蔽能を合わせ持つ有機重合体組成物、成形体、構造体が得られない場合があるため好ましくない。
【0059】
なお、本方法でいう「一次粒子」は、久保輝一郎他編『粉体』p56〜66,1979年発行により定義されているものをいう。
【0060】
上記の方法で得られるシリカ被覆酸化亜鉛微粒子は、1150〜1250cm-1と1000〜1100cm-1における赤外吸収スペクトルの吸収ピークの吸光度の比I(I=I1/I2:I1は1150〜1250cm-1の吸収ピーク強度(吸光度)、I2は1000〜1100cm-1の吸収ピーク強度でありベースラインを差し引いた値である)が0.2以上、好ましくは0.3以上、さらに好ましくは0.4以上である。シリカ被覆酸化亜鉛のシリカ膜の透過赤外吸収スペクトルは、KBr粉末法を用いて測定することができる。
【0061】
通常、ゾル−ゲル法等で焼成して得られる、あるいはCVD法で得られるシリカ被膜は、1150〜1250cm-1と1000〜1100cm-1における赤外吸収スペクトルの吸収ピーク強度の比Iが一般に0.2未満である。そして、Iの値は一般に焼成により、化学結合あるいは官能基が変化し、シリカ膜の親水性、吸油性の特性が変化することが知られている。
【0062】
本方法のシリカ被覆酸化亜鉛微粒子のシリカ層の屈折率は1.435以上であることが好ましく、1.440以上が更に好ましい。屈折率が1.435未満であると緻密性が低くなり、好ましくない。また、通常のゾル−ゲル法で焼成をしないで得られるシリカ膜は、屈折率が1.435未満であり、緻密性が低く実用的ではない。ここで、一般にシリカ膜の緻密性と屈折率は正の相関があるとされている。(例えば、C.JEFFERY BRINKER、SOL−GEL SCIENCE、581〜583、ACADEMIC PRESS(1990))本方法において、「緻密」とは、形成されたシリカ膜が高密度であり、均一でピンホールや亀裂がないことを意味し、また「実用的」とは、シリカと基材である酸化亜鉛との結合(−Si−O−Zn−結合)が強固で、被膜の剥離等が起こらず、シリカ被覆酸化亜鉛の物性が変化しにくいことを意味するものである。
【0063】
屈折率は、シリカ被覆酸化亜鉛を合成する際にシリカ被膜形成用組成物中に同時に浸漬したシリコンウエハー上に形成されるシリカ膜を用いて測定する。すなわち、このシリコンウエハーには、酸化亜鉛粒子上と同じシリカ被膜が形成されていると考えられる。シリコンウエハー上のシリカ膜の屈折率は、エリプソメーター(ULVAC社製;LASSER ELLIPSOMETER ESM−1A)により測定できる。
【0064】
本方法のシリカ被覆酸化亜鉛微粒子のテトラリン自動酸化法による光触媒活性度(すなわち初期酸素消費量)は、60pa/分以下、好ましくは、50Pa/分以下である。テトラリン自動酸化法による光触媒活性度が60pa/分を超えると十分な光触媒活性の抑制効果が得られず、十分な耐久性が得られない場合があるため好ましくない。
【0065】
テトラリン自動酸化法は「清野学著、酸化チタン−物性と応用技術、技報堂出版、p.196−197、1991年」に記載されている。測定条件は、温度40℃、テトラリン20ml、酸化亜鉛0.02gである。
【0066】
本方法におけるシリカ被覆酸化亜鉛微粒子の光触媒活性度は、実施例に記載されたサンセットイエロー法による色素退色速度、パラソール1789法、パラメトキシ桂皮酸エチルヘキシル法により測定される。
【0067】
本方法のシリカ被覆酸化亜鉛微粒子のサンセットイエロー法により測定される色素退色速度(△ABS490/時)は、0.1以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.05以下である。色素退色速度が0.1を超えると、光触媒活性の抑制効果が十分でなく、十分な耐久性が得られない場合がある。
【0068】
本方法におけるシリカ被覆酸化亜鉛微粒子のパラソール1789法により測定される有機系紫外線吸収剤(=パラソール1789)の分解速度は、好ましくは0.02以下、さらに好ましくは0.01以下である。パラソール1789法により測定される有機系紫外線吸収剤の分解速度が0.02を超えると、光触媒活性の抑制効果が十分でなく、十分な耐久性が得られない場合があるため好ましくない。
【0069】
本方法におけるシリカ被覆酸化亜鉛のパラメトキシ桂皮酸エチルヘキシル法により測定される有機紫外線吸収剤(=パラメトキシ桂皮酸エチルヘキシル)分解率は、好ましくは5%以下、さらに好ましくは3%以下である。パラメトキシ桂皮酸エチルヘキシル法により測定される有機紫外線吸収剤分解率が5%を超えると、光触媒活性の抑制効果が十分でなく、十分な耐久性が得られない場合があるため好ましくない。
【0070】
また、シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末の、5μm以上の粗粒の含有量は次のように測定することができる。
【0071】
試料が、表面をシリカにより被覆されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粉末である場合には、試料20gを正確に秤量し、室温の純水1800mlにいれ、よく攪拌する。ここに分散剤、たとえばヘキサメタリン酸ソーダ10%水溶液を、適量(10ml)添加し、攪拌した後、10分間の超音波分散を行う。超音波分散はたとえば株式会社日本精機製作所製超音波ホモジナイザー(型式 US−300T 出力300W 発信周波数20kHz)などを用いることができる。この後、該懸濁液を横浜理化株式会社製極微粉分級機(型式 PS−80)にセットした目開き5μmの高精度マイクロメッシュシーブ上にあけ、該装置に組み込まれた超音波振動器、電磁振動器、および吸引ポンプにより湿式精密分級を実施する。分級終了後、シーブ上の粉体を洗ビンの水を噴射することで集め、ガラス容器に純水と共に入れる。これを110℃乾燥器にいれ、水分を蒸発させたのち、残った残さを集め、秤量する。もとの試料20g中に占める残さの割合が5μm以上の粗粒となる。
【0072】
試料が、表面をシリカにより被覆されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子をさらに疎水性付与剤にて表面処理してなる表面疎水化されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粉末である場合には、湿式精密分級を上記分級操作において、分散剤以外の溶媒を水から、水とメタノールの等容量混合溶媒に変えることによって実施できる。分級終了後、シーブ上の粉体を風乾後、110℃乾燥器にいれ、残った残さを集め、秤量する。もとの試料20g中に占める残さの割合が5μm以上の粗粒となる。
【0073】
このようにして得られたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粉末の、5μm以上の粗粒の含有量は0.1質量%以下であることが好ましい。さらに好ましくは、0.05質量%以下である。
【0074】
5μm以上の粗粒の含有量が0.1質量%を越えると、例えば、実質的に紫外線遮蔽効果を顕現させる配合量で、マルチフィラメントのような細い繊維を成形する際に糸切れが多発したり、極薄インフレーションフィルム成形ではパンクを起こしたり、テープ成形では延伸倍率が上がらなかったりする。
【0075】
上述のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末を使用することにより、熱可塑性樹脂との組合せにより、光触媒作用による耐候劣化がなく、かつ、十分な紫外線遮蔽能を有する薄いフィルムや細い糸等を容易に成形することができる。
【0076】
本シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末は、酸化チタンを含んでいても良い。酸化チタンを含んでいることで、紫外線防御能をさらに高めることが可能である。ここで、酸化亜鉛10質量部に対して、2質量部〜5質量部の酸化チタンを含んでいることが好ましいが、より好ましくは2.5質量部〜5質量部であり、さらに好ましくは3質量部〜5質量部である。酸化チタン混合によって紫外線防御能を高めるためには、2質量部以上の酸化チタンが含まれていると好適であるが、5質量部を超えると、酸化チタンによる白浮きが増すため、用途によっては好ましくない場合がある。
【0077】
含有する酸化チタンは、前述するシリカ被覆酸化亜鉛と同様の方法にて、酸化チタンをシリカ被覆したシリカ被覆酸化チタンが好適である。シリカ被覆酸化チタンの原料となる酸化チタンの製造方法は特に制限はなく、いかなる方法でもよい。TiCl4の高温気相酸化、TiCl4の気相加水分解、硫酸法、塩素法等何れの製造法で製造されたものでも用いることができる。また酸化チタンの結晶型は、非晶質、ルチル型、アナターゼ型、ブッカイト型等いずれでもよく、これらの混合物であってもかまわない。ただし、できるだけ不純物の少ないものが好ましく、さらに2次粒子径制御の点からは凝集の少ないものが好ましい。
【0078】
また、含有する酸化チタンとしては、一次粒子内にチタン−酸素−珪素結合が存在した混晶を含む超微粒子混晶酸化物を使用してもよい。一次粒子内にチタン−酸素−珪素結合が存在した混晶を含む超微粒子混晶酸化物の製法としては特に制限はないが、例えば、国際公開WO01/56930号公報に示されたような方法で作ることができる。
【0079】
一次粒子内にチタン−酸素−珪素結合が存在した混晶を含む超微粒子混晶酸化物は、BET比表面積をAm/g、SiO 含量をB質量%としたときに、B/Aは一般に0.02〜0.5であり、好ましくは0.05〜0.3である。B/Aが0.02より小さいと有機重合体組成物中における超微粒子混晶酸化物の分散性が悪く、かつ成形体の耐候性が悪くなるため好ましくない。0.5より大きいと粒子表面におけるSiO相による被覆が多くなり、紫外線遮蔽能の向上効果が低下するため好ましくない。
【0080】
一次粒子内にチタン−酸素−珪素結合が存在した混晶を含む超微粒子混晶酸化物は、BET比表面積が10〜200m2/gであり、好ましくは、15〜100m2/gである。200m2/gより大きいと効率よく生産するのが困難であり、10m2/gより小さいと紫外線遮蔽能の向上効果が低下するので好ましくない。また、平均一次粒子径は、一般に0.008μm〜0.15μmであり、好ましくは0.015μm〜0.1μmの範囲を有する。0.008μmより小さいと効率よく生産するのが困難であり、0.15μmを越えると紫外線遮蔽能の向上効果が低下するので好ましくない。
【0081】
超微粒子混晶酸化物は、コア(核)/シェル(殻)構造をとっていてもよいが、この場合コアにTiO2相が、シェルにSiO2相が富んだ構造が好ましい。この時、SiO2相は粒子表面の一部に担持させた状態となっており、点状、島状のように不連続に担持させても、紐状、網状、多孔質状のように連続して担持させても、連続部分と不連続部分とを混在させてもよい。
【0082】
本発明のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末は、化粧料としても使用可能である。
この場合、通常配合可能な通常の原料を使用し、通常の製法を用いることで、W/O型またはO/W型乳化型、液状、固形状、ジェル状等の任意の剤型とすることができる。例えば、体質顔料(マイカ、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、無水珪酸、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等)、白色顔料(二酸化チタン、酸化亜鉛等)、および着色顔料(例えば、ベンガラ、黄酸化鉄、黒酸化鉄、酸化クロム、群青、紺青、カーボンブラック等)、球状粉末(ナイロン粉末、ポリメチルメタクリレート粉末等)、油分(流動パラフィン、スクワラン、ヒマシ油、グリセリルジイソステアレート、グリセリルトリイソステアレート、グリセリルトリ−2−エチルヘキサノエート、イソプロピルミリステート、グリセリルトリイソステアレート、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、ワセリン、ジイソステアリルマレート、精製ラノリン等)、紫外線吸収剤(ベンゾフェノン系、サリチル酸系、PABA系、ケイ皮酸系、ジベンゾイルメタン系、ウリカニン酸系等)、既存の乳化剤、既存の抗炎症成分などを配合することができるが、特にこれらに限定されない。
本発明において用いるシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末は、光触媒活性の抑制効果が高いため、有機系の紫外線吸収剤と併用しても、該吸収剤の分解が抑制され、高い紫外線遮蔽能を有する化粧料とすることができるとともに、その効果を長期に持続することができる。
【0083】
さらに、抗酸化作用を持つ物質である抗酸化剤を併用すると、紫外線によるフリーラジカルの発生量を抑制することによりシリカ被覆酸化チタンおよびシリカ被覆酸化亜鉛の光触媒活性をさらに低く押さえることができ、極めて剤型安定性に優れた且つ光毒性の低い安全な化粧料が得られる。
【0084】
本発明のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末の配合量は、好ましくは化粧料全量に対して5〜25質量%であり、さらに好ましくは5〜20質量%の範囲である。配合量が5質量%以下では紫外線防御効果不充分であり、シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末の配合量が25質量%以上では肌塗布時に白浮きを生じたり、ざらつきが生じ使用感触に劣るため好ましくない。
【0085】
本発明のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末は、熱可塑性樹脂と混合して有機重合体組成物を得ることもできる。熱可塑性樹脂は特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、AS樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、ポリ塩化ビニリデン、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアリルエステル、ポリイミド、ポリアセタール、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルオキシド、ポリフェニレンスルフィド等が挙げられる。有機重合体組成物中のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末の含有量は、一般に0.01〜80質量%であり、0.1〜50質量%が好ましく、1〜20質量%が特に好ましい。また、マスターバッチとしては一般に1〜80質量%であり、10〜40質量%が好ましい。
【0086】
熱可塑性樹脂には、必要に応じて、抗酸化剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、炭酸カルシウム、タルク等の充填剤、可塑剤、安定剤、発泡剤、膨張剤、導電性粉末、導電性短繊維、消臭剤、軟化剤、増粘剤、粘度降下剤、希釈剤、撥水剤、撥油剤、架橋剤、硬化剤等の通常使用される添加剤、着色剤や蛍光剤を添加することができる。
【0087】
ただし、薄いフィルムや細い繊維等の用途には、これらの添加剤、着色剤、蛍光剤は粗大粒子や粗大繊維を含まないことが好ましい。これらの添加剤、着色剤や蛍光剤等は熱可塑性樹脂に練り込んでもよいし、成形加工時に添加して成形してもよい。
【0088】
シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末と熱可塑性樹脂とからなる有機重合体組成物は、シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末と熱可塑性樹脂とを混合して得られる。ただし、シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末は微粉であるため、シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末と熱可塑性樹脂とを単に混合するだけではなく、混練して均一性を高めることが好ましい。添加剤、着色剤や蛍光剤等は、混合時や混練時に添加して練りこむことができる。
【0089】
シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末と熱可塑性樹脂との混合は、例えばV型混合機、ヘンシェルミキサーのような混合機を用いることができる。また、混練りは、バンバリーミキサーのようなバッチ式混練機、単軸押出機、二軸押出機、連続ミキサーのような連続混練機を用いることができる。
【0090】
シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末と熱可塑性樹脂とからなる有機重合体組成物は、単独で使用することもできるが、希釈用熱可塑性樹脂にマスターバッチとして添加して使用することもできる。
【0091】
係る希釈用熱可塑性樹脂としては、特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、AS樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、ポリ塩化ビニリデン、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアリルエステル、ポリイミド、ポリアセタール、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルオキシド、ポリフェニレンスルフィド等が挙げられる。
【0092】
本発明の有機重合体組成物は、単独又はマスターバッチとして、射出成形、中空成形、押出成形、カレンダ成形、流動成形、圧縮成形、メルトブローン法、スパンボンド法等の熱可塑性樹脂に通常使用される成形方法に使用することができ、繊維、糸、フィルム、シート、テープ、射出成形品等の型物製品、中空糸、パイプ、瓶等の中空体等の成形体が製造できる。また、真空成形、圧空成形、積層成形等の熱可塑性樹脂に通常使用される二次成形方法によっても成形体が製造できる。
【0093】
本発明の有機重合体組成物からなる繊維、糸、フィルム、シート、テープ、射出成形体等の型物製品、中空糸、パイプ、瓶等の中空体等の成形体は、厚い成形体から薄い成形体、太い成形体から細い成形体まで特に制限はない。しかし、本発明の有機重合体組成物は、特に、通常は得にくい、薄い成形体、細い成形体を製造できることに特徴があり、細い繊維や糸、薄いフィルムやテープ等の製造に最適である。
【0094】
これらの成形体は、単層構造でも多層構造でもよく、多層構造の場合は、本発明の有機重合体組成物からなる層を表面に設けた成形体が、紫外線遮蔽能の効率がよい。
【0095】
本発明の有機重合体組成物を単独又はマスターバッチとして各種成形に用いた場合の成形性に対して、小型押出機における成形性を指標として用いることができる。例えば、有機重合体組成物マスターバッチについて、東洋精機(株)製ラボプラストミルを用いて、混練り開始直後の樹脂圧に対して一定量押出したときの樹脂圧上昇は、ラボプラストミルにおける成形性を表すだけではなく、有機重合体組成物マスターバッチをそのまま、または希釈用熱可塑性樹脂で希釈して、インフレーションフィルム成形のような薄いフィルムを成形するときや、マルチフィラメント成形のような細い繊維を成形したときの成形性の指標ともなる。有機重合体組成物マスターバッチの混練樹脂圧の上昇が低いと、ラボプラストミルにおける有機重合体組成物マスターバッチの成形性が良好であるばかりでなく、薄いフィルム成形においてはパンク発生などが抑制され、細い繊維等の成形においては糸切れ等が抑制され、良好な成形性を得ることができる。
【0096】
例えば、熱可塑性樹脂がポリプロピレンである有機重合体組成物マスターバッチの場合、100/630/100/80/60メッシュのスクリーンをつけたフルフライト型20mmφ押出機を45rpmの回転数で、230(入口)−230−230−230℃の温度条件で押出したとき、混練り開始直後の樹脂圧に対して有機重合体組成物マスターバッチを3kg押出したときの樹脂圧上昇は、5MPa以下が好ましく、3MPa以下が更に好ましい。
【0097】
また、熱可塑性樹脂がポリアミドである有機重合体組成物マスターバッチの場合、100/630/100/80/60メッシュのスクリーンをつけたフルフライト型20mmφ押出機を45rpmの回転数で、270(入口)−270−270−270℃の温度条件で押出したとき、混練り開始直後の樹脂圧に対して有機重合体組成物マスターバッチを3kg押出したときの樹脂圧上昇は、10MPa以下が好ましく、5MPa以下が更に好ましい。
【0098】
本発明の有機重合体組成物からなる繊維、糸、フィルム、シート、テープ、射出成形体等の型物製品、中空糸、パイプ、瓶等の中空体等、なかでも繊維、フィルム、シート又はテープは、単独に使用されるほかに、他の熱可塑性樹脂と共押し成形したり、基材と一体成形したり、基材の表面に貼付して、有機重合体組成物からなる表面層と基材とからなる多層構造体を形成させることができる。フィルム、シート又はテープの厚さは、特に限定されるものではなく、その用途によって適宜選定されるが、一般に0.0005〜5.0mm、好ましくは0.001〜1.0mm、特に好ましくは0.001〜0.1mmである。また、繊維の太さも特に限定されるものではなく、その用途によって適宜選定されるが、一般に1〜500デニール、好ましくは1〜100、特に好ましくは1〜50デニールである。
【0099】
本発明の有機重合体組成物からなる繊維、フィルム、糸、シート、テープ、射出成形体等の型物製品、中空糸、パイプ、瓶等の中空体等、なかでも繊維、フィルム、シート又はテープは、接着剤を介して基材表面に貼付することができる。
接着剤としては、ウレタン系、アクリル系、ポリビニルアルコール系、酢酸ビニル系などの接着剤が使用できる。また、本発明の有機重合体組成物からなる繊維、糸、フィルム、シート、テープ、射出成形体等の型物製品、中空糸、パイプ、瓶等の中空体等、なかでも繊維、フィルム、シート又はテープは接着層を介して、剥離可能な保護フィルムを設けることもできる。保護フィルムとしては、シリコン樹脂を離型層として積層したコート紙、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートのフィルム等を使用することができる。このように接着層と保護フィルムとを設けた構造とすることにより、保護フィルムを剥離して任意の基材表面に貼付することができる。
【0100】
上記本発明の有機重合体組成物からなる繊維、糸、フィルム、シート、テープ、射出成形体等の型物製品、中空糸、パイプ、瓶等の中空体等、なかでも繊維、フィルム、シート又はテープには、絵柄印刷や凹凸模様のエンボス加工を施したり、立体形状とすることもできる。
【0101】
基材の材質や形状は、その表面に紫外線遮蔽能を形成できるものであれば、特に制限はない。基材の材質としては、例えば、鉄、アルミニウム、銅等の金属、ガラス、陶磁器等のセラミックス、石膏、珪酸カルシウム、セメント等の無機材料、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、アクリル樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン、フェノール樹脂、FRP等のプラスチックス、木材、合板、紙類などの有機材料、ガラス繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維等の繊維等が用いられる。本発明の有機重合体組成物からなる繊維、糸、フィルム、シート、テープ、射出成形体等の型物製品、中空糸、パイプ、瓶等の中空体等の多層構造体を形成させることができる。基材の形状としては、フィルム、シート、板、繊維、織布、不織布、立体形状等任意であり、大きさについても、特に限定されない。
【0102】
以上に述べた成形体や多層構造体は、それ単独で用いてもよく、他の構造体の一部に具備させてもよい。このような構造体としては、特に限定されるものではなく、例えば、金属、コンクリート、ガラス、陶器等の無機物から構成されるものでも良く、紙、プラスチック、木材、皮等の有機物から構成されるものでも良く、あるいは、それらを組み合わせたものであっても良い。これらの物品例としては、例えば、包装材料、建材、機械、車両、ガラス製品、家電製品、農業資材、電子機器、工具、食器、風呂用品、トイレ用品、家具、衣類、布製品、繊維、革製品、紙製品、スポーツ用品、蒲団、容器、眼鏡、看板、配管、配線、金具、衛生資材、自動車用品、テント、ストッキング、靴下、手袋、マスク、肌着等が挙げられる。
【0103】
本発明のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末を含む有機重合体組成物は、成形性、加工性が非常に優れており、さらにこの有機重合体組成物からなる成形体は極めて耐候性に優れたものとなる。
特に、マルチフィラメントのような極細繊維を成形・加工して得られるストッキング、靴下、肌着等や、極薄フィルムを成形・加工して得られる包装材料、農業資材等において、優れた成形性、加工性、耐候性を発揮する。
さらに、本発明における成形・加工品では、有機紫外線吸収剤のようなブリードアウトが無いという特徴を有している。従って、ストッキング、靴下、肌着等において、成形後においても、洗濯に対する耐久性が非常に優れている。
【0104】
【実施例】
以下に実施例、比較例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【0105】
以下の実施例、比較例において、下記の評価を行った。
(シリカ膜厚測定)シリカ被膜酸化亜鉛微粒子を透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製JEM2010、加速電圧200V)により観察し、粒子表面のシリカ被膜(基材に対して、基材を覆うように認められる、薄いコントラストを有する膜部)の厚み観察によって測定した。
(平均一次粒子径)シリカ被膜酸化亜鉛微粒子を透過型電子顕微鏡(日本電子(株)製JEM2010、加速電圧200V)により観察し、粒子100個を任意に抽出し、各粒子の粒子径を測定し、平均粒子径を算出した。
(IRスペクトル測定)シリカ被膜酸化亜鉛微粒子のシリカ膜の透過赤外吸収スペクトル(日本分光(株)製FT−IR−8000)は、KBr法(シリカ被膜酸化亜鉛微粒子とKBrの各粉体の混合比は、シリカ被膜酸化亜鉛微粒子/KBr質量比が1/32)を用いて測定した。1150〜1250cm−1と1000〜1100cm−1における赤外吸収スペクトルの透過率より吸収ピークの吸光度を算出し、吸収ピーク強度の比I(I=I1/I2:I1は1150〜1250cm−1の吸収ピークの吸光度、I2は1000〜1100cm−1の吸収ピークの吸光度)を求める。
(屈折率測定)シリカ被膜酸化亜鉛微粒子を合成する際に系内に浸漬したシリコンウエハー上に形成されるシリカ膜を用いて、エリプソメーター(ULVAC社製;LASSER ELLIPSOMETER ESM−1A)により測定した。
(テトラリン自動酸化法)「清野学著、酸化チタン−物性と応用技術、技報堂出版、p.196−197、1991年」に記載されている。測定条件は、温度40℃、テトラリン20ml、酸化亜鉛0.02gである。
(色素退色速度の測定・サンセットイエロー法)得られたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子と未被覆酸化亜鉛粒子(原料酸化亜鉛粒子)及び市販酸化亜鉛(ZnO350、住友大阪セメント(株)製)を被験物質としてサンセットイエロー法により色素退色速度を測定した。
【0106】
まず、色素であるサンセットイエローFCF(和光純薬株式会社製)を98質量%グリセリンに色素濃度が0.02質量%となるように溶解した。被験物質を0.067質量%となるように分散させ、該分散液に紫外線照射(紫外線強度1.65mW/cm2)した。光路長1mmでサンセットイエローFCFの最大吸収波長である490nmの吸光度を経時的に分光光度計(SHIMADZU社製UV−160)で測定し、該吸光度減少速度と空試験(酸化亜鉛の添加無し)での吸光度減少速度の差(ΔABS490/時)を計算した。
(有機系紫外線吸収剤の分解速度の測定・パラソール1789法)
得られたシリカ被覆酸化亜鉛と未被覆酸化亜鉛(原料酸化亜鉛粒子)及び市販酸化亜鉛(ZnO350、住友大阪セメント(株)製)を被験物質として有機系紫外線吸収剤であるパラソール1789の分解速度を測定した。
【0107】
すなわち、4−tert−ブチル−4'−メトキシジベンゾイルメタン(パラソール1789)のポリエチレングリコール300溶液(パラソール1789濃度として0.045質量%)に被験物質を分散させ、各々1質量%のスラリーとした。スラリー1.2gをガラス容器に入れ、10時間紫外線照射(1.65mW/cm2)した後、1gを分取し、イソプロピルアルコール2mL、ヘキサン2mL、蒸留水3mLを順次添加した。攪拌してヘキサン相にパラソール1789を抽出し、ヘキサン相の光路長1mmでの吸光度(340nm)を分光光度計(SHIMADZU社製UV−160)で測定した。340nmの吸光度減少速度と空試験(酸化亜鉛の添加無し)での吸光度減少速度の差(ΔABS340/時)を求めた。
(有機系紫外線吸収剤の分解率の測定・パラメトキシ桂皮酸エチルヘキシル法)得られたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子と未被覆酸化亜鉛(原料酸化亜鉛粒子)及び市販酸化亜鉛(ZnO350、住友大阪セメント(株)製)を被験物質として有機系紫外線吸収剤であるパラメトキシ桂皮酸エチルヘキシルの分解率を測定した。
【0108】
すなわち、パラメトキシ桂皮酸2−エチルヘキシルのポリエチレングリコール300溶液(パラメトキシ桂皮酸2−エチルヘキシル濃度として0.05質量%)に被験物質を分散させ、各々0.33質量%のスラリーとした。スラリー1.2gをガラス容器に入れ、90分間紫外線照射(1.65mW/cm2)した後、1gを分取し、イソプロピルアルコール2mL、ヘキサン2mL、蒸留水3mLを順次添加した。攪拌してヘキサン相にパラメトキシ桂皮酸2−エチルヘキシルを抽出し、ヘキサン相の光路長1mmでの吸光度(300nm)を分光光度計(SHIMADZU社製UV−160)で測定した。300nmの吸光度減少度と空試験(酸化亜鉛の添加無し)での吸光度減少度の差よりパラメトキシ桂皮酸2−エチルヘキシルの分解率を求めた。
(亜鉛の溶出性試験)
シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末の、亜鉛イオンの水への溶出性を以下のように評価した。
【0109】
亜鉛イオンの溶出量はシリカ被覆酸化亜鉛(表面疎水化品含む)及び未被覆酸化亜鉛を各種pH溶液に5質量%にて分散し、25℃にて3時間攪拌した後、分散液を遠心分離沈降し、その上澄み中の亜鉛イオン量を原子吸光分光光度計(Z−8200、(株)日立製作所製)にて測定した。
(5μm以上の粗粒の含有量)
試料が、表面をシリカにより被覆されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粉末である場合には、試料20gを正確に秤量し、室温の純水1800mlにいれ、よく攪拌する。ここに分散剤、たとえばヘキサメタリン酸ソーダ10%水溶液を、適量(10ml)添加し、攪拌した後、10分間の超音波分散を行う。超音波分散はたとえば株式会社日本精機製作所製超音波ホモジナイザー(型式 US−300T 出力300W 発信周波数20kHz)などを用いることができる。この後、該懸濁液を横浜理化株式会社製極微粉分級機(型式 PS−80)にセットした目開き5μmの高精度マイクロメッシュシーブ上にあけ、該装置に組み込まれた超音波振動器、電磁振動器、および吸引ポンプにより湿式精密分級を実施する。分級終了後、シーブ上の粉体を洗ビンの水を噴射することで集め、ガラス容器に純水と共に入れる。これを110℃乾燥器にいれ、水分を蒸発させたのち、残った残さを集め、秤量する。もとの試料20g中に占める残さの割合が5μm以上の粗粒となる。
【0110】
試料が、表面をシリカにより被覆されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子をさらに疎水性付与剤にて表面処理してなる表面疎水化されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粉末である場合には、湿式精密分級を上記分級操作において、分散剤以外の溶媒を水から、水とメタノールの等容量混合溶媒に変えることによって実施できる。分級終了後、シーブ上の粉体を風乾後、110℃乾燥器にいれ、残った残さを集め、秤量する。もとの試料20g中に占める残さの割合が5μm以上の粗粒となる。
(混練樹脂圧)
シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末と熱可塑性樹脂とからなる各種有機重合体組成物マスターバッチについて、混練樹脂圧を東洋精機(株)製ラボプラストミルを用いて測定し、成形性を評価した。ラボプラストミルの混練条件は、100/630/100/80/60メッシュのスクリーンをつけたフルフライト型20mmφ押出機を45rpmの回転数で、樹脂の種類に合わせて温度条件を揃えた。混練り開始直後の樹脂圧に対して有機重合体組成物マスターバッチを3kg押出したときの樹脂圧上昇によって成形性を評価した。
(光触媒作用による耐候劣化抑制)
シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末を20%含有する有機重合体組成物マスターバッチを、シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末が1%になるように希釈樹脂に添加し、(株)中央機械製作所製25mmT−ダイフィルム成形機にて厚さ100μmのフィルムを得た。
【0111】
このフィルムをスガ試験機(株)製のサンシャインスーパーロングライフウェザーメーターWEL−SUN−HCH型に180時間かけて、光触媒作用による耐候劣化試験を行った。
【0112】
光触媒作用による耐候劣化の評価は、サンシャインスーパーロングライフウェザーメーターにかける前後のフィルムのヘイズを(株)村上色彩技術研究所製の反射・透過率計HR−100型により測定し、ヘイズの変化によって行った。ヘイズの変化が小さい方が光触媒作用による耐候劣化が抑制されている、と判断できる。
【0113】
実施例1:
50L反応器に脱イオン水18.25L、エタノール(純正化学株式会社製)22.8Lおよび25質量%アンモニア水124mL(大盛化工社製)を混合し、その中に原料酸化亜鉛粒子(昭和タイタニウム株式会社製高純度酸化亜鉛UFZ−40;一次粒子径27nm)1.74Kgを分散させ、懸濁液Aを調製した。次に、テトラエトキシシラン(GE東芝シリコーン製)1.62L、エタノール1.26Lを混合し、溶液Bを調製した。
【0114】
撹拌している懸濁液Aに、溶液Bを9時間かけて一定速度で加えた後、12時間熟成した。成膜、熟成は45℃にて行った。その後、固形分を遠心濾過にて分離し、50℃で12時間真空乾燥し、さらに80℃で12時間温風乾燥した。ついでジェットミルにより解砕することによりシリカ被膜酸化亜鉛微粒子を得た。
【0115】
KBr法により、得られたシリカ被覆酸化亜鉛の透過赤外吸収スペクトルを測定したところ、1000〜1200cm-1にSi−O−Si伸縮振動由来の吸収が観測され、2800〜3000cm-1にC−H伸縮振動由来の吸収は観測されず、生成した被膜はシリカであると同定された。
【0116】
さらに、一次粒子径、シリカ膜厚、赤外吸収スペクトルの吸収ピーク強度の比I、シリカ膜の屈折率、テトラリン自動酸化法による光触媒活性度等を測定した。結果を表1に示す。
【0117】
シリカ被覆酸化亜鉛微粒子のテトラリン自動酸化法による色素退色速度は0.1(ΔABS490/時)以下であり、未被覆品および市販酸化亜鉛に比較し、色素の分解が低く抑えられていた。
【0118】
シリカ被覆酸化亜鉛微粒子のパラソール1789法による有機系紫外線吸収剤の分解速度は0.02(ΔABS340/時)以下であり、未被覆品および市販酸化亜鉛に比べ紫外線吸収剤の分解性が顕著に低かった。
【0119】
シリカ被覆酸化亜鉛微粒子の分解率は5%以下であり、未被覆品および市販酸化亜鉛に比べ紫外線吸収剤の分解性が低かった。
【0120】
【表1】

Figure 0004582439
また、シリカ被覆酸化亜鉛97質量部にジメチルポリシロキサン(KF96−100CS 信越化学工業(株)製)3質量部の塩化メチレン溶解液を加え、ヘンシェルミキサー(三井三池鉱山(株)製)にて良く混合し、その後90℃での真空乾燥により溶媒を除去した後、200℃、6時間焼成することにより表面疎水化されたシリカ被覆酸化亜鉛を得た。得られたシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末の5μm以上の粗粒の含有量は、1.6質量%であった。亜鉛イオンの溶出性については、結果を表2に示す。
【0121】
本発明のシリカ被覆酸化亜鉛は、各種pHにおいて未被覆酸化亜鉛に比較し、亜鉛イオンの溶出が極めて抑制されており、純水中では0.5ppm以下と極めて少なかった。更に表面疎水化することにより各種pHにおける溶出性がいっそう抑制された。有機重合体組成物やその成型品においても、酸性あるいはアルカリ性溶液との接触による亜鉛イオンの溶出防止効果が充分期待できる。
【0122】
【表2】
Figure 0004582439
さらにこの表面疎水化された粉末を、ターボクラシファイア(日清エンジニアリング株式会社製)を用いて乾式精密分級した。得られたシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末の5μm以上の粗粒の含有量は、0.02質量%であった。
【0123】
このようにして得られたシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末20部とポリプロピレン(サンアロマー(株)製PW600N)80部とを川田(株)製スーパーミキサーで600rpm、3分間混合した後、中谷(株)製30mm異方向2軸押出機にて混練して有機重合体組成物マスターバッチを得た。
【0124】
得られた有機重合体組成物マスターバッチについて、230(入口)−230−230−230℃の温度条件で、ラボプラストミルによる成形性評価を行った。結果は表3に示す通り、樹脂圧上昇は1.3MPaと低く、成形性は良好であった。
【0125】
得られた有機重合体組成物マスターバッチをサンアロマー(株)製PW600Nで希釈して、光触媒作用による耐候劣化試験を行った。
【0126】
サンシャインスーパーロングライフウェザーメーターにかける前のフィルムのヘイズは18.2、かけた後のフィルムのヘイズは18.6と、ヘイズの変化は0.4と小さく、光触媒作用による耐候劣化は非常に少なかった。このことから、得られたシリカ被膜酸化亜鉛微粒子はポリプロピレンに対する光触媒による耐候劣化は非常に小さいことがわかる。
【0127】
実施例2:
実施例1において、ポリプロピレン(サンアロマー(株)製PW600N)の替わりに、ポリエチレン(日本ポリオレフィン(株)製JH607C)を用いた以外は実施例1と同じ操作を行い、有機重合体組成物マスターバッチを得た。
【0128】
得られた有機重合体組成物マスターバッチについて、実施例1と同様にラボプラストミルによる成形性評価を行った結果、樹脂圧上昇は0.7MPaと小さく、成形性は良好であった。
【0129】
また、ポリエチレン(日本ポリオレフィン(株)製JH607C)で希釈して、光触媒作用による耐候劣化試験を行った結果、ヘイズの変化は0.2と小さく、光触媒作用による耐候劣化は非常に少なかった。
このことから、得られたシリカ被膜酸化亜鉛微粒子はポリエチレンに対する光触媒による耐候劣化は非常に小さいことがわかる。
【0130】
実施例3:
実施例1において、ポリプロピレン(サンアロマー(株)製PW600N)の替わりに、ポリアミド(エムス昭和電工(株)製、A28GM)を用いた以外は実施例1と同じ操作を行い、有機重合体組成物マスターバッチを得た。
【0131】
得られた有機重合体組成物マスターバッチについて、温度条件を270(入口)−270−270−270℃とした以外は実施例1と同じ操作でラボプラストミルによる成形性評価を行った結果、樹脂圧上昇は2.1MPaと小さく、成形性は良好であった。
【0132】
実施例4:
実施例1のシリカ被覆酸化亜鉛微粒子の合成において、原料酸化亜鉛粒子1.74Kgの代わりに、酸化チタン粒子(昭和タイタニウム株式会社製高純度酸化チタンF−4、一次粒子径30nm)を使用した以外は同様の合成法にて、シリカ被覆酸化チタン微粒子を得た。
【0133】
そして、得られたシリカ被覆酸化チタン94質量部にジメチルポリシロキサン(KF96−100CS 信越化学工業(株)製)6質量部の塩化メチレン溶解液を加え、ヘンシェルミキサー(三井三池鉱山(株)製)にて良く混合し、その後90℃での真空乾燥により溶媒を除去した後、200℃、6時間焼成することにより表面疎水化されたシリカ被覆酸化チタンを得た。
【0134】
得られたシリカ被覆酸化チタン粉末における、5μm以上の粗粒の含有率は1.5質量%であった。
【0135】
さらに、表面疎水化された粉末をターボクラシファイア(日清エンジニアリング株式会社製)を用いて乾式精密分級した。得られたシリカ被覆酸化チタン粉末における、5μm以上の粗粒の含有量は0.02質量%であった。
【0136】
次に、分級したシリカ被覆酸化チタン粉末30質量部と、実施例1の分級したシリカ被覆酸化亜鉛粉末70質量部を混合均一化して、シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末とした。このようにして得られたシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末における、5μm以上の粗粒の含有率は0.02質量%であった。
【0137】
シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末20部とポリプロピレン(サンアロマー(株)製PW600N)80部とを川田(株)製スーパーミキサーで600rpm、3分間混合した後、中谷(株)製30mm異方向2軸押出機にて混練して有機重合体組成物マスターバッチを得た。
【0138】
得られた有機重合体組成物マスターバッチについて、実施例1と同様にラボプラストミルによる成形性評価を行った結果、樹脂圧上昇は1.0MPaと低く、成形性は良好であった。
【0139】
また、得られた有機重合体組成物マスターバッチについて、実施例1と同様に光触媒作用による耐候劣化試験を行った結果、ヘイズの変化は0.7と小さく、光触媒作用による耐候劣化は非常に小さいことがわかった。
【0140】
比較例1:
実施例1において、分級後のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末を、分級前のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末を用いた以外は実施例1と同じ操作を行い、有機重合体組成物マスターバッチを得た。
【0141】
得られた有機重合体組成物マスターバッチについて、実施例1と同じ操作でラボプラストミルによる成形性評価を行った結果、樹脂圧上昇は8.6MPaと大きく、成形性はよくなかった。
【0142】
ただし、得られた有機重合体組成物マスターバッチを実施例1と同じ操作で光触媒作用による耐候劣化試験を行った結果は、フィルムのヘイズの変化は0.5と小さく、光触媒作用による耐候劣化は非常に少なかった。
このことから、得られたシリカ被膜酸化亜鉛微粒子はポリプロピレンに対する光触媒による耐候劣化は非常に小さいことがわかる。
【0143】
比較例2:
比較例1で用いたシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末を用いた以外は実施例2と同じ操作を行い、有機重合体組成物マスターバッチを得た。得られた有機重合体組成物マスターバッチについて、実施例2と同じ操作でラボプラストミルによる成形性評価を行った結果、樹脂圧上昇は3.5MPaと大きく、成形性はよくなかった。
【0144】
ただし、得られた有機重合体組成物マスターバッチを実施例2と同じ操作で光触媒作用による耐候劣化試験を行った結果は、フィルムのヘイズの変化は0.3と小さく、光触媒作用による耐候劣化は非常に小さかった。
このことから、得られたシリカ被膜酸化亜鉛微粒子はポリエチレンに対する光触媒による耐候劣化は非常に小さいことがわかる。
【0145】
比較例3:
比較例1で用いたシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末を用いた以外は実施例3と同じ操作を行い、有機重合体組成物マスターバッチを得た。得られた有機重合体組成物マスターバッチについて、実施例3と同じ操作でラボプラストミルによる成形性評価を行った結果、樹脂圧上昇は15MPa以上と大きく、成形性はよくなかった。
【0146】
比較例4:
実施例1において、疎水化前のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末の代わりに、酸化亜鉛粒子(昭和タイタニウム株式会社製高純度酸化亜鉛UFZ−40;一次粒子径27nm)を用いた以外は実施例1と同じ操作を行い、有機重合体組成物マスターバッチを得た。得られた有機重合体組成物マスターバッチについて、実施例1と同じ操作でラボプラストミルによる成形性評価を行った結果、樹脂圧上昇は4.2MPaと大きく、成形性はよくなかった。
【0147】
また、得られた有機重合体組成物マスターバッチを実施例1と同じ操作で光触媒作用による耐候劣化試験を行った結果は、フィルムのヘイズの変化は8.2と大きく、光触媒作用による耐候劣化が大きかった。このことから、被膜酸化亜鉛微粒子はポリプロピレンに対する光触媒による耐候劣化が大きいことがわかる。
【0148】
比較例5:
実施例2において、疎水化前のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末の代わりに、酸化亜鉛粒子(昭和タイタニウム株式会社製高純度酸化亜鉛UFZ−40;一次粒子径27nm)を用いた以外は実施例2と同じ操作を行い、有機重合体組成物マスターバッチを得た。得られた有機重合体組成物マスターバッチについて、実施例2と同じ操作でラボプラストミルによる成形性評価を行った結果、樹脂圧上昇は6.5MPaと大きく、成形性はよくなかった。
【0149】
また、得られた有機重合体組成物マスターバッチを実施例2と同じ操作で光触媒作用による耐候劣化試験を行った結果は、フィルムのヘイズの変化は6.5と大きく、光触媒作用による耐候劣化が大きかった。このことから、被膜酸化亜鉛微粒子はポリエチレンに対する光触媒による耐候劣化が大きいことがわかる。
【0150】
比較例6:酸化亜鉛粒子(昭和タイタニウム株式会社製高純度酸化亜鉛UFZ−40;一次粒子径27nm)の水性懸濁液(ZnO濃度50g/L)を80℃に昇温し、攪拌下、酸化亜鉛に対して、SiO として10重量%のケイ酸ナトリウムの水溶液を加えた。10分間、熟成した後、60分かけて撹拌下に硫酸を加え、pH6.5に中和した。30分間、熟成した後、得られた懸濁液を濾過、水洗した後、130℃で5時間、加熱乾燥した。このようにして得られた乾燥品をジェットミル粉砕して、シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末を得た。これを、実施例1における疎水処理前のシリカ被膜酸化亜鉛微粒子に変えて用いた以外は実施例1と同じ操作を行い、有機重合体組成物マスターバッチを得た。
【0151】
得られた有機重合体組成物マスターバッチについて、実施例1と同じ操作でラボプラストミルによる成形性評価を行った結果、樹脂圧上昇は2.2MPaと小さく、成形性は良好であった。
【0152】
また、得られた有機重合体組成物マスターバッチを実施例1と同じ操作で光触媒作用による耐候劣化試験を行った結果は、フィルムのヘイズの変化は3.5と大きく、光触媒作用による耐候劣化が大きかった。このことから、得られたシリカ被膜酸化亜鉛微粒子はポリプロピレンに対する光触媒による耐候劣化が大きいことがわかる。
【0153】
【表3】
Figure 0004582439
【発明の効果】
本発明により、光触媒作用による耐候劣化がなく、有機紫外線吸収剤のようなブリードアウトを引き起こすことが無く、洗濯等に対する耐久性も良好な、かつ、十分な紫外線遮蔽能を有する薄いフィルムや細い繊維等の成形を容易にする、5μm以上の粗粒が0.1質量%以下であるシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末、それを含有する有機重合体組成物およびその成形品が提供される。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to zinc oxide used in organic polymer compositions, rubber products, paper, cosmetics, paints, printing inks, and the like, and in particular, a powder with a small amount of coarse particles containing silica-coated zinc oxide fine particles. The present invention relates to an organic polymer composition and a molded product thereof.
[0002]
[Prior art]
Zinc oxide has long been known as a white pigment, called zinc white.
When the particle size of such zinc oxide is reduced to about ½ of the visible light wavelength, the scattering effect of the zinc oxide particles becomes extremely small, and visible light is transmitted, but the excellent ultraviolet absorption of zinc oxide. From the effect, it has the optical characteristic of selectively absorbing ultraviolet rays.
[0003]
As an ultraviolet absorber using such zinc oxide particles, Patent Document 1 proposes a resin molded body in which zinc oxide fine powder of 0.1 μm or less is added to a transparent resin. Patent Documents 2 and 3 propose zinc oxide fine particles coated with a silicon compound in order to improve the weather resistance deterioration due to the photocatalytic action of the zinc oxide fine particles and the dispersibility in the resin.
[0004]
Moreover, in patent document 4, the water-soluble alkali metal salt of the saturated or unsaturated monocarboxylic acid which has 7-22 carbon atoms to the slurry containing the zinc oxide composition for pigments, and IB of the periodic table of elements A metal cation selected from the group consisting of II, III, IV, V, VIB, VIIB and VIII and a water-soluble metal salt consisting of an inorganic anion moiety selected from the group consisting of nitrate ion, sulfate ion and halogen ion. And forming and depositing the water-insoluble metal soap of the saturated or unsaturated monocarboxylic acid in situ, and encapsulating the zinc oxide composition for pigment with a coating deposited with the water-insoluble metal soap. A method has been proposed.
[0005]
Moreover, the method of using a solvent (for example, water, organic solvent, etc.) at the time of the surface treatment requires steps such as filtration and drying of the solvent, and the surface treatment agent that precipitates at the time of drying is likely to be unevenly distributed or the powder is aggregated. For this reason, this method has a disadvantage that it is difficult to obtain good dispersibility of the coated zinc oxide particles.
[0006]
On the other hand, in applications related to apparel and packaging materials, there are many applications that require transparency, weather resistance, flexibility, etc. In such cases, thin films and thin fibers that have sufficient UV shielding ability are used. It has been demanded.
[0007]
However, conventional zinc oxide particles are insufficient even if they are surface-treated, so the effect of suppressing photocatalytic activity and zinc ion elution is insufficient, and deterioration of organic materials cannot be avoided. Durability was insufficient.
[0008]
For example, polyester, polyamide, and the like have a problem that it is difficult to use an organic ultraviolet absorber because of high molding processing temperature. Therefore, when zinc oxide particles, which are inorganic UV absorbers, are added to the composition, these resins are easily decomposed and have a property of being easily deteriorated by reacting with zinc ions. Some compositions cannot be obtained.
[0009]
In addition, when dyeing fibers obtained by spinning from a composition containing conventional zinc oxide particles, there is a problem that elution of zinc ions into the dyeing solution is unavoidable.
[0010]
In addition, since the conventional coated zinc oxide particles are mixed with coarse particles, when forming from a resin composition containing the particles, if thin fibers such as multifilaments are formed, thread breakage occurs frequently or is extremely thin. Inflation film molding caused puncture, and tape molding did not increase the draw ratio.
[Patent Document 1]
JP-A-5-171130
[Patent Document 2]
JP-A-5-295141
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-302015
[Patent Document 4]
Japanese Patent No. 2501663 (International Publication WO 90/06974)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is a thin film or thin fiber that does not cause weathering deterioration due to photocatalysis, does not cause bleed-out like an organic ultraviolet absorber, has good durability against washing, etc., and has sufficient ultraviolet shielding ability It is an object of the present invention to provide a powder with less coarse particles containing specific silica-coated zinc oxide fine particles, an organic polymer composition containing the same, and a molded product thereof.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventor contains silica-coated zinc oxide containing a small amount of coarse particles containing silica-coated zinc oxide fine particles in which coarse particles of 5 μm or more are 0.1 mass% or less. By using the powder, the combination with the thermoplastic resin does not cause weathering deterioration due to photocatalytic action, does not cause bleed-out like an organic ultraviolet absorber, has good durability against washing, etc. The present inventors have found that a thin film or a thin fiber having ultraviolet shielding ability can be easily formed, and have reached the present invention.
[0013]
That is, this invention consists of the following invention.
(1) Raw material zinc oxide particles in a composition for forming a silica film containing 1) silicic acid containing no organic group and halogen or a precursor capable of producing the silicic acid, 2) water, 3) alkali, and 4) organic solvent A silica-coated zinc oxide-containing powder containing silica-coated zinc oxide fine particles having a surface coated with silica and having a coarse particle size of 5 μm or more of 0.1% by mass or less.
(2) A powder containing silica-coated zinc oxide fine particles whose surface has been hydrophobized by further treating the surface of silica-coated zinc oxide fine particles coated with silica with a hydrophobicity-imparting agent, and having a roughness of 5 μm or more A silica-coated zinc oxide-containing powder having a particle content of 0.1% by mass or less.
(3) The hydrophobicity-imparting agent issiliconeThe silica-coated zinc oxide-containing powder according to (2), which is one or more hydrophobic imparting agents selected from the group consisting of oils, alkoxysilanes, silane coupling agents, and higher fatty acid salts.
(4) The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (1) to (3), wherein the silica-coated zinc oxide fine particles have a silica film thickness of 0.5 to 100 nm.
(5) The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (1) to (4), wherein the primary particle diameter of the silica-coated zinc oxide fine particles is 1 to 200 nm.
(6) Surface-hydrophobized silica coatingZinc oxideThe silica-coated zinc oxide-containing powder according to (2) or (3), wherein the fine particles have a primary particle diameter of 5 to 120 nm and a silica film thickness of 0.5 to 25 nm.
(7) 1150 to 1250 cm of silica film of silica-coated zinc oxide fine particles-1And 1000-1100cm-1Of the absorption peak intensity of the infrared absorption spectrum at I (I = I1 / I2: I1 is 1150 to 1250 cm)-1Absorption peak intensity, I2 is 1000-1100 cm-1The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (1) to (6), wherein the absorption peak intensity is 0.2 or more and the refractive index of the silica film is 1.435 or more.
(8) The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (1) to (7), wherein the photocatalytic activity of the silica-coated zinc oxide-containing powder measured by a tetralin auto-oxidation method is 60 Pa / min or less.
(9) Dye fading rate (ΔABS) measured by sunset yellow method of silica-coated zinc oxide-containing powder490The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (1) to (8), wherein the / hour) is 0.1 or less.
(10) Organic ultraviolet absorber decomposition rate (ΔABS) measured by the parasol method of silica-coated zinc oxide-containing powder340The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (1) to (9), wherein the / hour) is 0.01 or less.
(11) The silica-coated zinc oxide according to any one of (1) to (10), wherein the decomposition rate of the organic ultraviolet absorber measured by the ethylhexyl paramethoxycinnamate method is 5% or less. Contains powder.
(12) The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (1) to (11), wherein the silica-coated zinc oxide-containing powder contains titanium oxide.
(13) The silica-coated zinc oxide-containing powder according to (12), which contains 2 to 5 parts by mass of titanium oxide with respect to 10 parts by mass of zinc oxide.
(14) The silica-coated zinc oxide-containing powder according to (12) or (13), wherein at least a part of titanium oxide is coated with silica.
(15) The silica-coated zinc oxide according to any one of (12) to (14), wherein the titanium oxide contains a mixed crystal in which a titanium-oxygen-silicon bond is present in the primary particles. Contains powder.
(16) Titanium oxide has a BET specific surface area of Am2/ G, SiO2The silica-coated zinc oxide-containing powder according to (15), wherein B / A = 0.02 to 0.5 when the content is B mass%.
(17) Titanium oxide has a BET specific surface area of 10 to 200 m2The silica-coated zinc oxide-containing powder according to (15) or (16), wherein the powder is / g.
(18) The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (15) to (17), wherein the primary particle diameter of titanium oxide is 0.008 μm to 0.15 μm.
(19) Titanium oxide has a core / shell structure with TiO in the core2Phase is SiO on the shell2The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (15) to (18), wherein the phase is rich in structure.
(20) An organic polymer composition comprising the silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (1) to (19) and a thermoplastic resin.
(21) An organic polymer composition comprising the silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (1) to (19) and a thermoplastic resin.
(22) The organic polymer composition according to (20) or (21), wherein the thermoplastic resin is selected from polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyamide, polyester, and polycarbonate.
(23) A molded product obtained by molding the organic polymer composition according to any one of (20) to (22).
(24) The molded body according to (23), wherein the molded body is a molded body selected from fibers, yarns, films, tapes, sheets, hollow bodies, and multilayer structures.
(25) Interior / exterior building materials, machinery, vehicle interior / exterior materials, glass products, home appliances, agricultural materials, electronic equipment, tools, tableware, bath products, toilet articles, furniture, clothing, woven fabrics, non-woven fabrics, fabric products, leather products, At least one selected from the group consisting of paper products, sporting goods, baskets, containers, glasses, signs, piping, wiring, metal fittings, sanitary materials, automotive goods, tents and other outdoor equipment, stockings, socks, gloves, masks, and underwear An article comprising a molded article according to (23) or (24), which is a seed article.
(26) A cosmetic comprising the silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of (1) to (19).
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The zinc oxide-containing powder in the present invention is a powder containing silica-coated zinc oxide fine particles whose surface is coated with silica, and the silica-coated zinc oxide-containing powder in which coarse particles of 5 μm or more are 0.1% by mass or less Is preferred. A powder containing silica-coated zinc oxide fine particles whose surface is hydrophobized by further treating the surface of silica-coated zinc oxide fine particles coated with silica with a hydrophobicity-imparting agent, and having a coarse particle size of 5 μm or more Also preferred is a silica-coated zinc oxide-containing powder in which is 0.1% by mass or less.
[0015]
Hereinafter, the manufacturing method will be specifically described.
[0016]
There is no particular limitation on the method for producing silica-coated zinc oxide fine particles in which the surface that is the raw material of the silica-coated zinc oxide-containing powder of the present invention is coated with silica. For example, as shown in International Publication WO98 / 47476 It can be made by a method (hereinafter referred to as [this method]).
[0017]
The silica-coated zinc oxide fine particles of the present method are at least
1) Silicic acid containing no organic group and halogen or a precursor capable of producing said silicic acid,
2) water,
3) alkali,
4) organic solvent,
A composition for forming a silica film, wherein the water / organic solvent ratio is preferably in the range of 0.1 to 10 by volume, and the silicon concentration is in the range of 0.0001 to 5 mol / liter. Silica-coated zinc oxide obtained by a method in which raw material zinc oxide particles having an average primary particle diameter of 5 nm to 200 nm are brought into contact with a composition for forming a silica coating to selectively coat dense silica on the surface of the zinc oxide particles Can be used. The silica film formed in this way is well suited to the complicated shape of the zinc oxide particles of the base material, and even with a thin film of about 0.5 nm, it has good coverage and the ability to conceal photocatalytic activity. Is expensive. Moreover, since it can be set as a silica film with very little alkali metal content, it has the characteristic that the physical property of a silica coating zinc oxide does not change, even if it is a hot and humid atmosphere, a silica film | membrane does not melt | dissolve.
[0018]
In this method, the silica film forming compositionContainedSilicic acid is, for example, orthosilicic acid and its polymer, metasilicic acid and mesosilicic acid shown in the section of “silicic acid” in the Chemical Dictionary (Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., published on March 15, 1944, seventh edition) , Mesotrisilicic acid, mesotetrasilicic acid and the like. Silicic acid does not contain organic groups or halogens.
[0019]
The silicic acid of this method is, for example, tetraalkoxysilane (Si (OR)4Wherein R is a hydrocarbon group, particularly a C1-C6 aliphatic group), specifically, silicic acid such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra n-butoxysilane, and the like. Can be obtained by adding water, an alkali, and an organic solvent to the precursor capable of producing the compound, stirring, and advancing the hydrolysis reaction. This method is preferable because it is easy to handle or operate and practical. Of these, tetraethoxysilane is a preferred material.
The following formula XnSi (OR)4-n
(Wherein X is a hydrocarbon group, halogen, hydrogen, n is an integer of 1, 2 or 3), a compound having a hydrophobic group such as a hydrocarbon group, halogen or hydrogen represented by the present method It differs from the precursor that can produce silicic acid used in Therefore, trialkoxyalkylsilanes, dialkoxyalkyldialkylsilanes, trialkoxysilanes, dialkoxysilanes, etc. are not suitable as precursors.
[0020]
In addition, water, alkali, and organic solvent are added to tetrahalogenated silane and hydrolyzed, alkali and organic solvent are added to water glass, or water glass is treated with a cation exchange resin to obtain alkali, A composition containing silicic acid can also be obtained by using a method of adding an organic solvent. There are no particular limitations on the tetraalkoxysilane, tetrahalogenated silane and water glass used as the raw material for silicic acid, and those generally used for industrial use or as reagents may be used, but those of higher purity are preferred. Further, the composition for forming a silica film in the present method may contain an unreacted material of the raw material of the above-mentioned silicic acid.
[0021]
Although there is no restriction | limiting in particular in the quantity of the silicic acid in a composition for silica film formation, Preferably it is 0.0001-5 mol / liter as silicon concentration, More preferably, it is the range of 0.001-5 mol / liter. . If the silicon concentration is less than 0.0001 mol / liter, the formation rate of the silica film is extremely slow, which is not practical. On the other hand, when the silicon concentration exceeds 5 mol / liter, silica particles may be formed in the composition without forming a film, which is not preferable.
[0022]
The silicon concentration can be calculated from the amount of silicic acid raw material, for example, tetraethoxysilane, but can also be measured by atomic absorption analysis of the silica film-forming composition. In the measurement, it is preferable to use a spectrum of silicon having a wavelength of 251.6 nm as an analysis line and a frame of acetylene / nitrous oxide.
[0023]
The water used for the composition for forming a silica film is not particularly limited, but if foreign particles are contained in the water, it may be mixed as an impurity in the product. Therefore, water from which particles have been removed by filtration or the like is preferably used.
[0024]
The water used in the composition for forming a silica film is preferably used in a water / organic solvent ratio in the range of 0.1 to 10 by volume ratio. If the water / organic solvent ratio is out of this range in the volume ratio, film formation may not be possible or the film formation rate may be extremely reduced. More preferably, the water / organic solvent ratio is in the range of 0.1 to 0.5 by volume ratio. When the water / organic solvent ratio is in the range of 0.1 to 0.5 by volume ratio, the type of alkali used is not limited, but when the water / organic solvent ratio is 0.5 or more by volume ratio, the alkali is used. It is preferable to form a film using an alkali containing no metal, for example, ammonia, ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, or the like.
[0025]
In this method, examples of the alkali used in the composition for forming a silica film include inorganic alkalis such as ammonia, sodium hydroxide, and potassium hydroxide; inorganic alkalis such as ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, sodium carbonate, and sodium bicarbonate. Salts; organic alkalis such as monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, pyridine, aniline, choline, tetramethylammonium hydroxide, guanidine; ammonium formate, ammonium acetate, monomethylamine formate, dimethylamine acetate, Examples include, but are not limited to, organic acid alkali salts such as lactic acid pyridine, guanidinoacetic acid, and aniline acetate.
[0026]
Among these, ammonia, ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, ammonium formate, ammonium acetate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate and the like are particularly preferable from the viewpoint of reaction rate control. In the composition for forming a silica film, the alkali can be used alone or in combination of two or more selected from the above group.
[0027]
There is no restriction | limiting in particular in the purity of the alkali of this method. Any material that is generally used for industrial use or as a reagent may be used, but those having higher purity are suitable.
[0028]
In order to increase the silica film formation rate, it is effective to increase the temperature at which the film is formed.
In this case, it is preferable to select and use an alkali and an organic solvent that hardly volatilize and decompose at the film forming temperature.
[0029]
In this method, the amount of the alkali for film formation can be formed by adding a small amount of about 0.002 mol / liter in the case of sodium carbonate, for example, but a large amount of about 1 mol / liter may be added. Absent. However, it is not preferable to add a solid alkali in an amount exceeding the solubility because it is mixed as an impurity in the metal oxide powder.
[0030]
Further, by using an alkali not containing an alkali metal as a main component, silica-coated metal oxide particles having a low alkali metal content can be produced. Among these, ammonia, ammonium carbonate, and ammonium hydrogen carbonate are particularly preferable from the viewpoints of film formation speed and ease of residue removal.
[0031]
The organic solvent used in the silica film-forming composition in this method is preferably one in which the composition forms a uniform solution, for example, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, pentanol, etc .; tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, etc. Ethers, acetals, aldehydes such as acetaldehyde, ketones such as acetone, diacetone alcohol, and methyl ethyl ketone; polyhydric alcohol derivatives such as ethylene glycol, propylene glycol, and diethylene glycol can be used. Among these, alcohols are preferably used from the viewpoint of reaction rate control, and ethanol is particularly preferable. As the organic solvent, one or two or more selected from the above group can be mixed and used.
[0032]
There is no particular limitation on the purity of the organic solvent used in the composition for forming a silica film, and it may be industrially used or widely used as a reagent, but preferably has a higher purity.
[0033]
A general solution preparation method can be applied to the preparation of the silica film-forming composition. For example, a method of adding a predetermined amount of alkali and water to an organic solvent and stirring and then adding and stirring tetraethoxysilane can be mentioned. is there. From the viewpoint of reaction controllability, when mixing water and tetraethoxysilane, both are preferably diluted with an organic solvent.
[0034]
The composition for forming a silica film thus prepared is a stable composition, and substantially does not undergo coating or precipitation before being brought into contact with metal oxide particles such as zinc oxide. By bringing the metal oxide particles into contact with the composition, a silica film is selectively formed on the surface of the metal oxide particles. The term “selective” as used herein means that the formation of a film accompanying silica deposition proceeds only on the surface of the metal oxide and does not cause the formation of silica particles due to uniform nucleation in the solution. It means that the silica film thickness and the silica content of the metal oxide can be controlled.
[0035]
There is no particular limitation on the method for producing zinc oxide which is a raw material for the silica-coated zinc oxide fine particles, and any method may be used. Baking of zinc hydroxide, zinc carbonate, zinc sulfide, zinc oxalate, etc. obtained by evaporating and oxidizing electrolytic zinc bullion, or by neutralizing aqueous solutions of water-soluble salts such as zinc sulfate and zinc chloride Or a mixture of these. In addition, zinc oxide doped with a different element such as Fe, Co, Al, Sn, Sb, and further an element selected from Si, Al, Fe, Co, Zr, Ce, Sn, Sb, etc., mainly composed of zinc oxide. It may be a mixed crystal oxide or composite oxide containing a crystalline or non-crystalline oxide. However, those with less aggregation are preferred from the viewpoint of controlling the secondary particle size.
[0036]
The primary particle diameter of the raw material zinc oxide particles used in this method is preferably 1 nm to 200 nm, more preferably 5 nm to 120 nm. The secondary particle diameter is preferably 0.5 μm or less.
[0037]
In this method, the raw material zinc oxide particles are immersed in a composition for forming a silica film and kept at a predetermined temperature to selectively coat the surface of the zinc oxide particles with silica to form a silica film. Can do. As a method for forming a silica film, a method for forming a silica film by adding a raw material zinc oxide particle after preparing a composition for forming a silica film in advance may be used. Alternatively, a raw material zinc oxide particle may be suspended in a solvent in advance. A method of forming a silica film by adding other raw material components to form a composition for forming a silica film may be used. That is, there are no particular restrictions on the order in which the raw material of the film-forming composition and the raw material zinc oxide particles are added, and any of them can form the silica film first.
[0038]
Among these methods, after preparing a suspension containing raw material zinc oxide particles, water, an organic solvent, and an alkali, and dropping tetraalkoxysilane diluted with an organic solvent at a constant rate, the fineness becomes better. It is preferable because a continuous silica film can be formed and an industrially useful continuous process can be constructed.
[0039]
Since the silica film grows by selective coating on the surface of the zinc oxide particles, the film thickness can be increased by increasing the film formation time. Of course, when the raw material of silicic acid in the composition for forming a film is mostly consumed due to the formation of the film, the film forming rate decreases, but by sequentially adding the raw material of silicic acid corresponding to the consumption amount, The silica film can be continuously formed at a practical film formation rate. In particular, the silica coating formed by holding the raw material zinc oxide particles in a film-forming composition to which a raw material of silicic acid corresponding to a desired silica film thickness has been added for a predetermined time to form a silica film and consuming the raw material of silicic acid After the zinc oxide fine particles are taken out of the system, by adding a silicic acid raw material corresponding to the consumption amount, the composition can be subsequently used for forming a film on the next raw material zinc oxide particles. , Can build a continuous process with high productivity.
[0040]
For example, in the case of a method in which a suspension containing raw material zinc oxide particles, water, an organic solvent and an alkali is prepared and then tetraalkoxysilane diluted with an organic solvent is dropped at a constant rate, a desired silica film is used. A dense silica film having a desired film thickness, in which tetraalkoxysilane is completely consumed by dropping a solution obtained by diluting a tetraalkoxysilane corresponding to the thickness into an organic solvent at a constant rate corresponding to the hydrolysis rate. Further, by removing the resulting silica-coated zinc oxide fine particles out of the system, it is possible to obtain a high-purity product having no unreacted tetraalkoxylane remaining. Of course, the solvent after the silica-coated zinc oxide fine particles are taken out can be recycled for the subsequent film formation, and a process with high economic efficiency and productivity can be constructed.
[0041]
Although there is no limitation in particular in the temperature at the time of a silica film formation, Preferably it is the range of 10-100 degreeC, More preferably, it is the range of 20-50 degreeC. The higher the temperature, the higher the film formation rate. However, if the temperature is too high, it will be difficult to keep the solution composition constant due to volatilization of the components in the composition, and if the temperature is too low, the film formation rate will be slow and practical. Not.
[0042]
Moreover, the pH of the composition for forming a silica film at the time of film formation may be alkaline from the viewpoint of the denseness of the film. In addition, since the solubility of zinc oxide may change depending on pH, it is preferable to control the pH of the silica film-forming composition by adjusting the amount of alkali added. However, in that case, the hydrolysis rate of tetraalkoxysilane, for example, changes with the change in the amount of alkali added, so the film formation temperature or the amount of water in the film-forming composition is adjusted to an appropriate hydrolysis rate. There is a need to.
[0043]
After the formation of the silica coating on the zinc oxide particles, the solid-liquid separation can be performed to isolate the silica-coated zinc oxide fine particles. As a method for isolation, general separation methods such as filtration, centrifugal sedimentation, and centrifugal separation can be used.
[0044]
By carrying out drying after the solid / liquid separation, silica-coated zinc oxide fine particles having a low water content can be obtained. As a drying method, a general drying method such as natural drying, warm air drying, vacuum drying, spray drying, or the like can be used. The silica-coated zinc oxide fine particles of the present method do not need to be fired in particular, but can be fired and used as necessary.
[0045]
The silica coating of silica-coated zinc oxide fine particles obtained by this method is a dense and practical silica coating. In this method, “dense” means that the formed silica film is dense, uniform and free of pinholes and cracks, and “practical” means that the silica and the base zinc oxide Bond (—Si—O—Zn— bond) is strong, peeling of the film does not occur, and the physical properties of the silica-coated zinc oxide hardly change.
[0046]
The silica-coated zinc oxide fine particles of the present method are preferably silica-coated zinc oxide having a surface hydrophobized by surface treatment with a hydrophobicity-imparting agent.
[0047]
A known method can be used as a method of surface-treating silica-coated zinc oxide with a hydrophobicity-imparting agent. In this method, for example, silica-coated zinc oxide particles can be directly hydrophobized using a dry method or a spray method. In the dry method, the silica coating is stirred by a mixer such as a V-type mixer or a Henschel mixer.Zinc oxideAdd the hydrophobicity-imparting agent or hydrophobicity-providing organic solvent solution to the fine particles by spraying, etc., continue mixing, uniformly adhere to the powder surface, dry, and if necessary, firm A heating method can be used to adhere to the substrate. Further, in the spray method, a method of spraying a hydrophobicity imparting agent or a solution thereof onto silica-coated zinc oxide particles brought to a high temperature to coat the surface can be used.
[0048]
In the wet method, water or organic solvent or mixed solvent is coated with silica.Zinc oxideA method of performing surface treatment after adding a hydrophobicity imparting agent, a solution thereof, a reaction catalyst, or the like to the liquid in which the fine particles are dispersed and further stirring can be used. In this case, a silica-coated zinc oxide fine particle powder having a hydrophobic surface can be obtained by drying after solid / liquid separation. As a drying method, a general drying method such as natural drying, warm air drying, vacuum drying, spray drying, or the like can be used.
[0049]
Since the silica-coated zinc oxide fine particle powder and the surface-hydrophobized silica-coated zinc oxide fine particle powder are aggregated by drying or firing, a step of reducing coarse particles is required. As a method for reducing coarse particles, dry classification is preferable. For example, precise classification can be performed using a turbo classifier manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd. Strong pulverization such as a jet mill is effective in reducing agglomerated particles, but the silica coating is partially destroyed by pulverization, or a new surface by pulverization of a coarse zinc oxide surface-treated product (zinc oxide surface) Appear, which deteriorates the moldability and weather resistance of the organic polymer composition containing the same. In addition, wet stationary classification using a solvent is not preferable because re-aggregation occurs in the solid-liquid separation / drying step after classification.
[0050]
The hydrophobicity-imparting agent used in the present method is not particularly limited, and examples thereof include higher fatty acids such as wax, higher fatty acid triglycerides, higher fatty acids, higher fatty acid polyvalent metal salts, and higher aliphatic sulfates. Organic compounds such as alcohols or their derivatives, organic fluoro compounds such as perfluoro- or partially fluorinated higher fatty acids and higher alcohols, silicone oils, organic alkoxysilanes, organic chlorosilanes, and silazanesSilicaElementary compounds can be used. Higher fatty acid polyvalent metal salts, silicone oils, silane coupling agents, and alkoxysilanes are preferably used.
[0051]
The silicone oil used in the present method is not particularly limited, and examples thereof include dimethylpolysiloxane, methylhydrogenpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, and cyclic polydimethylsiloxane. Further, modified silicone oils such as alkyl-modified, polyether-modified, amino-modified, mercapto-modified, epoxy-modified and fluorine-modified may be used.
[0052]
There are no particular restrictions on the chlorosilanes used in this method, but trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, methyldichlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, methylvinyldichlorosilane, triphenylchlorosilane, methyldiphenylchlorosilane, diphenyldisilane. Mention may be made of chlorosilane, methylphenyldichlorosilane and phenyltrichlorosilane.
[0053]
Silazanes used in this method are not particularly limited, and examples include hexamethyldisilazane, N, N′-bis (trimethylsilyl) urea, N-trimethylsilylacetamide, dimethyltrimethylsilylamine, diethyltrimethylsilylamine, and trimethylsilylimidazole. .
[0054]
The organoalkoxysilanes used in this method are not particularly limited. For example, vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ- (methacryloyloxypropyl) Trimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyl Trimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldiEthoxySilane coupling agents such as silane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-chloropropyltrimethoxysilane, and methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxy Silane, trimethylmethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethylvinylmethoxysilane, dimethylvinylethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltri Ethoxysilane, diphenyldiMethoxyExamples include silane and diphenyldiethoxysilane. Also, alkoxysilanes having perfluorinated or partially fluorinated alkyl groups can be used.
[0055]
In particular, an alkylalkoxysilane represented by the following formula is preferably used.
[0056]
Formula; R1(R2 n) SiX3-n
(Where R1Is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group, R2Is a hydrogen group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group, X is an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n is an integer of 0 to 2. )
The coating amount of the hydrophobicity-imparting agent may be not less than the minimum coating amount that allows the hydrophobicity-imparting agent to completely cover the surface of the raw material silica-coated zinc oxide particles. This amount is
Minimum coverage (g) = silica coatingZinc oxideFine particle mass (g) x specific surface area (m2/ G)/Minimum covering area of hydrophobicity imparting agent (m2)
Can be calculated. Silica coating when excessive amount of hydrophobicity-imparting agent is addedZinc oxideSince the amount of precipitation on the surface other than the surface of the fine particles increases, it is not economical. Hydrophobic agent molecular weight, silica coatingZinc oxideSince it depends on the specific surface area of the fine particles, it cannot be decided unconditionally.Zinc oxide0.1-30 mass% or less is preferable with respect to microparticles | fine-particles, More preferably, it is 1-20 mass% or less. If it is 0.1% by mass or less, it is not preferable because sufficient hydrophobicity cannot be obtained. On the other hand, if it is 30% by mass or more, sufficient hydrophobicity can be obtained, but this is not preferable because the reduction in the content of zinc oxide per unit weight results in a decrease in ultraviolet shielding ability.
[0057]
The silica-coated zinc oxide fine particles used in the present method have a silica film thickness of 0.5 to 100 nm, preferably 1.0 to 50 nm, and more preferably 1.5 to 25 nm.
A silica film thickness of 0.5 nm or less is not preferable because a sufficient photocatalytic activity hiding effect cannot be obtained, and a stable organic polymer composition, molded product, or structure may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 100 nm, an organic polymer composition, a molded product or a structure having a sufficient ultraviolet shielding ability may not be obtained. The silica film thickness is determined from a transmission electron microscope image.
[0058]
The silica-coated zinc oxide fine particles of this method have a primary particle size of 1 to 200 nm, preferably 5 to 120 nm. If the primary particle diameter is out of the above range, an organic polymer composition, a molded product or a structure having a high ultraviolet shielding ability may not be obtained.
[0059]
The “primary particles” as used in this method are those defined by Kuichiro Keiichiro et al., “Powder”, p. 56-66, published in 1979.
[0060]
Silica-coated zinc oxide fine particles obtained by the above method have 1150 to 1250 cm.-1And 1000-1100cm-1Absorbance peak absorbance ratio I (I = I 1 / I 2: I 1 is 1150 to 1250 cm-1Absorption peak intensity (absorbance), I2 is 1000-1100 cm-1Is a value obtained by subtracting the baseline), and is 0.2 or more, preferably 0.3 or more, and more preferably 0.4 or more. The transmission infrared absorption spectrum of the silica film of silica-coated zinc oxide can be measured using the KBr powder method.
[0061]
Usually, a silica film obtained by baking by a sol-gel method or the like or obtained by a CVD method has a thickness of 1150 to 1250 cm.-1And 1000-1100cm-1The ratio I of the absorption peak intensity of the infrared absorption spectrum at is generally less than 0.2. It is known that the value of I generally changes the chemical bond or functional group by firing, and changes the hydrophilic and oil-absorbing properties of the silica film.
[0062]
The refractive index of the silica layer of the silica-coated zinc oxide fine particles in this method is preferably 1.435 or more, and more preferably 1.440 or more. If the refractive index is less than 1.435, the denseness is lowered, which is not preferable. Moreover, the silica film obtained without baking by a normal sol-gel method has a refractive index of less than 1.435, and is not practical because of low density. Here, it is generally assumed that there is a positive correlation between the denseness of the silica film and the refractive index. (For example, C. JEFFERY BRINKER, SOL-GEL SCIENCE, 581-583, ACADEMI PRESS (1990)) In this method, “dense” means that the formed silica film has a high density, uniform pinholes and cracks In addition, “practical” means that the bond between the silica and the zinc oxide as the base material (—Si—O—Zn—bond) is strong, and the coating is not peeled off. This means that the physical properties of zinc oxide are difficult to change.
[0063]
The refractive index is measured using a silica film formed on a silicon wafer that is simultaneously immersed in the composition for forming a silica film when synthesizing the silica-coated zinc oxide. That is, it is considered that the same silica film as that on the zinc oxide particles is formed on this silicon wafer. The refractive index of the silica film on the silicon wafer can be measured with an ellipsometer (ULVAC; LASSER ELLIPOSOMETER ESM-1A).
[0064]
The photocatalytic activity (namely, initial oxygen consumption amount) of the silica-coated zinc oxide fine particles by the tetralin auto-oxidation method of this method is 60 pa / min or less, preferably 50 Pa / min or less. When the photocatalytic activity by the tetralin auto-oxidation method exceeds 60 pa / min, a sufficient effect of suppressing the photocatalytic activity cannot be obtained and sufficient durability may not be obtained.
[0065]
The tetralin auto-oxidation method is described in "Satoru Kiyono, Titanium oxide-physical properties and applied technology, Gihodo Shuppan, p.196-197, 1991". The measurement conditions are a temperature of 40 ° C., tetralin 20 ml, and zinc oxide 0.02 g.
[0066]
The photocatalytic activity of the silica-coated zinc oxide fine particles in this method is measured by the dye fading rate by the sunset yellow method described in the examples, the parasol 1789 method, and the ethylhexyl paramethoxycinnamate method.
[0067]
The dye fading rate (ΔABS490 / hour) measured by the sunset yellow method of the silica-coated zinc oxide fine particles of this method is preferably 0.1 or less, more preferably 0.05 or less. When the dye fading speed exceeds 0.1, the effect of suppressing the photocatalytic activity is not sufficient, and sufficient durability may not be obtained.
[0068]
The decomposition rate of the organic ultraviolet absorbent (= parasol 1789) measured by the parasol 1789 method of silica-coated zinc oxide fine particles in this method is preferably 0.02 or less, more preferably 0.01 or less. If the decomposition rate of the organic ultraviolet absorber measured by the Parasol 1789 method exceeds 0.02, the effect of suppressing the photocatalytic activity is not sufficient, and sufficient durability may not be obtained.
[0069]
The decomposition rate of the organic ultraviolet absorber (= ethylhexyl paramethoxycinnamate) of the silica-coated zinc oxide in this method measured by the ethylhexyl paramethoxycinnamate is preferably 5% or less, more preferably 3% or less. When the organic ultraviolet absorber decomposition rate measured by the ethyl hexyl paramethoxycinnamate exceeds 5%, the effect of suppressing the photocatalytic activity is not sufficient, and sufficient durability may not be obtained.
[0070]
The content of coarse particles of 5 μm or more in the silica-coated zinc oxide-containing powder can be measured as follows.
[0071]
When the sample is a powder containing silica-coated zinc oxide fine particles whose surface is coated with silica, 20 g of the sample is accurately weighed, placed in 1800 ml of pure water at room temperature, and stirred well. An appropriate amount (10 ml) of a dispersant, for example, 10% aqueous solution of sodium hexametaphosphate is added and stirred, followed by ultrasonic dispersion for 10 minutes. For ultrasonic dispersion, for example, an ultrasonic homogenizer manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd. (model US-300T output 300 W transmission frequency 20 kHz) can be used. Thereafter, the suspension was opened on a high-precision micromesh sieve having a mesh size of 5 μm set in an ultrafine powder classifier (model PS-80) manufactured by Yokohama Rika Co., Ltd., and an ultrasonic vibrator incorporated in the apparatus. Wet precision classification is performed by electromagnetic vibrator and suction pump. After classification, the powder on the sheave is collected by spraying water from a washing bottle and put into a glass container together with pure water. This is put into a 110 ° C. drier, and after moisture is evaporated, the remaining residue is collected and weighed. The proportion of the residue in 20 g of the original sample becomes coarse particles having a size of 5 μm or more.
[0072]
When the sample is a powder containing silica-coated zinc oxide fine particles whose surface is hydrophobized by further treating the surface of silica-coated zinc oxide fine particles coated with silica with a hydrophobicity-imparting agent, wet precision Classification can be performed in the above classification operation by changing the solvent other than the dispersant from water to an equal volume mixed solvent of water and methanol. After classification, the powder on the sieve is air-dried and then placed in a 110 ° C. dryer, and the remaining residue is collected and weighed. The proportion of the residue in 20 g of the original sample becomes coarse particles having a size of 5 μm or more.
[0073]
The content of coarse particles of 5 μm or more in the powder containing the silica-coated zinc oxide fine particles thus obtained is preferably 0.1% by mass or less. More preferably, it is 0.05 mass% or less.
[0074]
If the content of coarse particles of 5 μm or more exceeds 0.1% by mass, for example, the amount of yarn breakage frequently occurs when forming thin fibers such as multifilaments with a blending amount that substantially demonstrates the ultraviolet shielding effect. Or, the ultrathin inflation film molding may cause puncture, or the tape molding may not increase the draw ratio.
[0075]
By using the above silica-coated zinc oxide-containing powder, by combining with a thermoplastic resin, it is easy to form a thin film, a thin thread or the like that has no weathering deterioration due to photocatalytic action and has sufficient ultraviolet shielding ability. be able to.
[0076]
The silica-coated zinc oxide-containing powder may contain titanium oxide. By containing titanium oxide, it is possible to further enhance the UV protection ability. Here, it is preferable that 2 parts by mass to 5 parts by mass of titanium oxide is included with respect to 10 parts by mass of zinc oxide, more preferably 2.5 parts by mass to 5 parts by mass, and further preferably 3 parts. Parts by mass to 5 parts by mass. In order to enhance the ultraviolet ray protection ability by mixing titanium oxide, it is preferable that 2 parts by mass or more of titanium oxide is contained. However, when the amount exceeds 5 parts by mass, whitening due to titanium oxide increases. It may not be preferable.
[0077]
The titanium oxide to be contained is preferably silica-coated titanium oxide obtained by coating titanium oxide with silica in the same manner as the silica-coated zinc oxide described above. There is no particular limitation on the method for producing titanium oxide which is a raw material for silica-coated titanium oxide, and any method may be used. TiClFourHigh temperature vapor phase oxidation of TiClFourThose produced by any of the production methods such as vapor phase hydrolysis, sulfuric acid method, and chlorine method can be used. The crystal form of titanium oxide may be any of amorphous, rutile, anatase, buccite, etc., or a mixture thereof. However, those with as few impurities as possible are preferred, and those with little aggregation are preferred from the viewpoint of controlling the secondary particle size.
[0078]
Further, as the titanium oxide to be contained, an ultrafine mixed crystal oxide containing a mixed crystal in which a titanium-oxygen-silicon bond is present in the primary particles may be used. There is no particular limitation on the method for producing an ultrafine mixed crystal oxide containing a mixed crystal in which a titanium-oxygen-silicon bond is present in the primary particles, but for example, a method as shown in International Publication WO01 / 56930 Can be made.
[0079]
The ultrafine particle mixed crystal oxide containing a mixed crystal in which a titanium-oxygen-silicon bond is present in the primary particle has a BET specific surface area of Am.2/ G, SiO 2 When the content is B mass%, B / A is generally 0.02 to 0.5, preferably 0.05 to 0.3. If B / A is smaller than 0.02, the dispersibility of the ultrafine mixed crystal oxide in the organic polymer composition is poor, and the weather resistance of the molded product is deteriorated. If it is larger than 0.5, SiO on the particle surface2This is not preferable because the coating with the phase increases and the effect of improving the ultraviolet shielding ability is reduced.
[0080]
The ultrafine particle mixed crystal oxide containing a mixed crystal in which a titanium-oxygen-silicon bond is present in the primary particle has a BET specific surface area of 10 to 200 m.2/ G, preferably 15-100 m2/ G. 200m2If it is larger than / g, it is difficult to produce efficiently and 10 m2If it is smaller than / g, the effect of improving the ultraviolet shielding ability is lowered, which is not preferable. The average primary particle diameter is generally 0.008 μm to 0.15 μm, preferably 0.015 μm to 0.1 μm. If it is less than 0.008 μm, it is difficult to produce efficiently, and if it exceeds 0.15 μm, the effect of improving the ultraviolet shielding ability is lowered, which is not preferable.
[0081]
The ultrafine mixed crystal oxide may have a core / shell structure, but in this case, the core has TiO.2Phase is SiO on the shell2A phase rich structure is preferred. At this time, SiO2The phase is in a state of being supported on a part of the particle surface, and even if it is supported discontinuously like dot-like or island-like, it is supported continuously like string-like, net-like or porous. Alternatively, a continuous portion and a discontinuous portion may be mixed.
[0082]
The silica-coated zinc oxide-containing powder of the present invention can also be used as a cosmetic.
In this case, using normal raw materials that can be normally blended and using a normal production method, any dosage form such as W / O type or O / W type emulsifying type, liquid, solid or gel type can be obtained. Can do. For example, extender pigments (mica, talc, kaolin, calcium carbonate, magnesium carbonate, silicic anhydride, aluminum oxide, barium sulfate, etc.), white pigments (titanium dioxide, zinc oxide, etc.), and colored pigments (eg, bengara, yellow iron oxide) , Black iron oxide, chromium oxide, ultramarine, bitumen, carbon black, etc.), spherical powder (nylon powder, polymethyl methacrylate powder, etc.), oil (liquid paraffin, squalane, castor oil, glyceryl diisostearate, glyceryl triisostearate Rate, glyceryl tri-2-ethylhexanoate, isopropyl myristate, glyceryl triisostearate, dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, petrolatum, diisostearyl malate, purified lanolin, etc.), UV absorber (benzophenone series) , Salicylic acid-based, PABA-based, cinnamic acid-based, dibenzoylmethane-based, Urikanin acid, etc.), the existing emulsifier, can be blended and existing anti-inflammatory component is not particularly limited thereto.
Since the silica-coated zinc oxide-containing powder used in the present invention has a high effect of suppressing photocatalytic activity, even when used in combination with an organic ultraviolet absorber, the decomposition of the absorber is suppressed and the cosmetic has a high ultraviolet shielding ability. And the effect can be maintained for a long time.
[0083]
Furthermore, when used together with an antioxidant which is a substance having an antioxidant action, the photocatalytic activity of silica-coated titanium oxide and silica-coated zinc oxide can be further suppressed by suppressing the amount of free radicals generated by ultraviolet rays, A safe cosmetic with excellent dosage form stability and low phototoxicity can be obtained.
[0084]
The amount of the silica-coated zinc oxide-containing powder of the present invention is preferably 5 to 25% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, based on the total amount of the cosmetic. When the blending amount is 5% by mass or less, the ultraviolet ray protection effect is insufficient, and when the blending amount of the silica-coated zinc oxide-containing powder is 25% by mass or more, whitening occurs at the time of skin application or roughening occurs, which is not preferable. .
[0085]
The silica-coated zinc oxide-containing powder of the present invention can be mixed with a thermoplastic resin to obtain an organic polymer composition. The thermoplastic resin is not particularly limited. For example, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, AS resin, ABS resin, AES resin, polyvinylidene chloride, methacrylic resin, polyvinyl chloride, polyamide, polycarbonate, polyallyl. Examples thereof include esters, polyimides, polyacetals, polyether ketones, polyether sulfones, polyphenyl oxides, and polyphenylene sulfides. The content of the silica-coated zinc oxide-containing powder in the organic polymer composition is generally 0.01 to 80% by mass, preferably 0.1 to 50% by mass, and particularly preferably 1 to 20% by mass. Moreover, as a masterbatch, it is 1-80 mass% generally, and 10-40 mass% is preferable.
[0086]
For thermoplastic resins, antioxidants, anti-aging agents, UV absorbers, lubricants, antistatic agents, surfactants, fillers such as calcium carbonate, talc, plasticizers, stabilizers, foaming agents Commonly used additives such as swelling agents, conductive powders, conductive short fibers, deodorants, softeners, thickeners, viscosity reducing agents, diluents, water repellents, oil repellents, crosslinkers, curing agents, etc. Agents, colorants and fluorescent agents can be added.
[0087]
However, for applications such as thin films and fine fibers, it is preferable that these additives, colorants, and fluorescent agents do not contain coarse particles or coarse fibers. These additives, colorants, fluorescent agents, and the like may be kneaded into the thermoplastic resin, or may be added and molded during molding.
[0088]
An organic polymer composition composed of silica-coated zinc oxide-containing powder and a thermoplastic resin is obtained by mixing silica-coated zinc oxide-containing powder and a thermoplastic resin. However, since the silica-coated zinc oxide-containing powder is a fine powder, it is preferable not only to simply mix the silica-coated zinc oxide-containing powder and the thermoplastic resin but also to knead to improve the uniformity. Additives, colorants, fluorescent agents, and the like can be added and kneaded during mixing or kneading.
[0089]
For mixing the silica-coated zinc oxide-containing powder and the thermoplastic resin, for example, a mixer such as a V-type mixer or a Henschel mixer can be used. For kneading, a batch kneader such as a Banbury mixer, a single screw extruder, a twin screw extruder, or a continuous kneader such as a continuous mixer can be used.
[0090]
The organic polymer composition composed of the silica-coated zinc oxide-containing powder and the thermoplastic resin can be used alone, but can also be used as a master batch added to the dilution thermoplastic resin.
[0091]
The thermoplastic resin for dilution is not particularly limited. For example, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, AS resin, ABS resin, AES resin, polyvinylidene chloride, methacrylic resin, polyvinyl chloride, polyamide , Polycarbonate, polyallyl ester, polyimide, polyacetal, polyether ketone, polyether sulfone, polyphenyl oxide, polyphenylene sulfide and the like.
[0092]
The organic polymer composition of the present invention is usually used alone or as a master batch for thermoplastic resins such as injection molding, hollow molding, extrusion molding, calendar molding, fluid molding, compression molding, melt blown method, and spunbond method. It can be used for a molding method, and a molded product such as a fiber, a thread, a film, a sheet, a tape, a molded product such as an injection molded product, or a hollow body such as a hollow fiber, a pipe, or a bottle can be produced. Moreover, a molded object can also be manufactured by the secondary molding method normally used for thermoplastic resins, such as vacuum forming, pressure forming, and lamination molding.
[0093]
Molded products such as fibers, yarns, films, sheets, tapes, injection molded articles and the like, and hollow articles such as hollow fibers, pipes, and bottles made of the organic polymer composition of the present invention are thin molded articles. There are no particular restrictions on the compact, from the thick compact to the thin compact. However, the organic polymer composition of the present invention is particularly characterized in that it can produce thin molded bodies and thin molded bodies that are usually difficult to obtain, and is optimal for the production of thin fibers and threads, thin films, tapes and the like. .
[0094]
These molded bodies may have a single-layer structure or a multilayer structure. In the case of a multilayer structure, a molded body provided with a layer made of the organic polymer composition of the present invention on the surface has high efficiency of ultraviolet shielding.
[0095]
The moldability in a small extruder can be used as an index for the moldability when the organic polymer composition of the present invention is used alone or as a master batch for various moldings. For example, for an organic polymer composition masterbatch, the resin pressure rise when a certain amount is extruded with respect to the resin pressure immediately after the start of kneading using a lab plast mill manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. Not only expresses the properties, but the organic polymer composition masterbatch is diluted as it is or diluted with a diluting thermoplastic resin to form thin films such as blown film molding, and fine fibers such as multifilament molding. It also serves as an index of moldability when molding. When the increase in the kneading resin pressure of the organic polymer composition master batch is low, not only the moldability of the organic polymer composition master batch in the lab plast mill is good, but also the occurrence of puncture is suppressed in thin film molding. In forming thin fibers and the like, thread breakage and the like are suppressed, and good moldability can be obtained.
[0096]
For example, in the case of an organic polymer composition masterbatch in which the thermoplastic resin is polypropylene, a full flight type 20 mmφ extruder equipped with a screen of 100/630/100/80/60 mesh is placed at 230 (inlet) at 45 rpm. ) When extruding at a temperature of −230-230-230 ° C., the resin pressure rise when 3 kg of the organic polymer composition master batch is extruded with respect to the resin pressure immediately after the start of kneading is preferably 5 MPa or less. The following is more preferable.
[0097]
In the case of an organic polymer composition masterbatch in which the thermoplastic resin is polyamide, a full flight type 20 mmφ extruder equipped with a 100/630/100/80/60 mesh screen is placed at 270 (inlet) at a rotation speed of 45 rpm. ) When extruding at a temperature of −270-270-270 ° C., the resin pressure rise when 3 kg of the organic polymer composition master batch is extruded with respect to the resin pressure immediately after the start of kneading is preferably 10 MPa or less, preferably 5 MPa. The following is more preferable.
[0098]
Fiber products, yarns, films, sheets, tapes, mold products such as injection molded articles, hollow fibers such as hollow fibers, pipes, bottles, etc., fibers, films, sheets or tapes, etc., comprising the organic polymer composition of the present invention In addition to being used alone, it is co-extrusion molded with other thermoplastic resins, molded integrally with the substrate, or affixed to the surface of the substrate to form a surface layer and substrate composed of an organic polymer composition. A multilayer structure made of the material can be formed. The thickness of the film, sheet or tape is not particularly limited and is appropriately selected depending on the application, but is generally 0.0005 to 5.0 mm, preferably 0.001 to 1.0 mm, particularly preferably 0. 0.001 to 0.1 mm. Further, the thickness of the fiber is not particularly limited and is appropriately selected depending on the application, but is generally 1 to 500 denier, preferably 1 to 100, and particularly preferably 1 to 50 denier.
[0099]
Fiber products, films, yarns, sheets, tapes, mold products such as injection molded articles, hollow bodies such as hollow fibers, pipes, bottles, etc., fibers, films, sheets or tapes comprising the organic polymer composition of the present invention Can be affixed to the substrate surface via an adhesive.
As the adhesive, urethane, acrylic, polyvinyl alcohol, vinyl acetate, and the like can be used. In addition, fibers, yarns, films, sheets, tapes, molded products such as injection molded articles, hollow fibers such as hollow fibers, pipes, bottles, etc., fibers, films, sheets, etc., comprising the organic polymer composition of the present invention Alternatively, the tape can be provided with a peelable protective film through an adhesive layer. As the protective film, a coated paper in which a silicone resin is laminated as a release layer, a biaxially stretched polyethylene terephthalate film, or the like can be used. Thus, by setting it as the structure which provided the contact bonding layer and the protective film, a protective film can be peeled and it can stick on arbitrary base-material surfaces.
[0100]
Fibers, yarns, films, sheets, tapes, mold products such as injection molded articles, hollow bodies such as hollow fibers, pipes, bottles, etc., fibers, films, sheets, or the like comprising the organic polymer composition of the present invention. The tape can be subjected to pattern printing, embossing of a concavo-convex pattern, or a three-dimensional shape.
[0101]
The material and shape of the substrate are not particularly limited as long as the ultraviolet shielding ability can be formed on the surface. Examples of the material of the base material include, for example, metals such as iron, aluminum and copper, ceramics such as glass and ceramics, inorganic materials such as gypsum, calcium silicate, and cement, polyvinyl chloride, polyester, polyolefin, polycarbonate, polyamide, and acrylic resin. Plastics such as ABS resin, polystyrene, phenol resin, and FRP, organic materials such as wood, plywood, and paper, fibers such as glass fiber, carbon fiber, and polyester fiber are used. Multi-layer structures such as fibers, yarns, films, sheets, tapes, injection-molded articles such as injection molded articles, and hollow bodies such as hollow fibers, pipes, and bottles made of the organic polymer composition of the present invention can be formed. . The shape of the substrate is arbitrary, such as a film, a sheet, a plate, a fiber, a woven fabric, a nonwoven fabric, and a three-dimensional shape, and the size is not particularly limited.
[0102]
The molded body and multilayer structure described above may be used alone or may be included in a part of another structure. Such a structure is not particularly limited, and may be composed of inorganic materials such as metal, concrete, glass, and ceramics, and composed of organic materials such as paper, plastic, wood, and leather. It may be a thing, or a combination thereof. Examples of these articles include, for example, packaging materials, building materials, machines, vehicles, glass products, home appliances, agricultural materials, electronic equipment, tools, tableware, bath products, toilet products, furniture, clothing, fabric products, textiles, leather products. Paper products, sporting goods, baskets, containers, glasses, signs, piping, wiring, metal fittings, sanitary materials, automotive goods, tents, stockings, socks, gloves, masks, underwear, etc.
[0103]
The organic polymer composition containing the silica-coated zinc oxide-containing powder of the present invention is very excellent in moldability and processability, and the molded product made of this organic polymer composition is extremely excellent in weather resistance. Become.
Excellent formability and processing especially in stockings, socks, underwear, etc. obtained by molding and processing ultrafine fibers such as multifilaments, packaging materials obtained by molding and processing ultrathin films, agricultural materials, etc. And weather resistance.
Furthermore, the molded / processed product according to the present invention has a feature that there is no bleed-out like an organic ultraviolet absorber. Therefore, in stockings, socks, underwear, etc., the durability against washing is very excellent even after molding.
[0104]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[0105]
The following evaluation was performed in the following examples and comparative examples.
(Silica film thickness measurement) Silica-coated zinc oxide fine particles were observed with a transmission electron microscope (JEM2010, acceleration voltage 200 V manufactured by JEOL Ltd.), and the silica film on the particle surface (to cover the substrate with respect to the substrate) The thickness of the film portion having a thin contrast, which is observed in FIG.
(Average primary particle diameter) Silica-coated zinc oxide fine particles are observed with a transmission electron microscope (JEM 2010, acceleration voltage 200V, manufactured by JEOL Ltd.), 100 particles are arbitrarily extracted, and the particle diameter of each particle is measured. The average particle size was calculated.
(IR spectrum measurement) Infrared absorption spectrum (FT-IR-8000 manufactured by JASCO Corporation) of silica film of silica-coated zinc oxide fine particles was measured by KBr method (Silica-coated zinc oxide fineThe mixing ratio of each particle and KBr powder is:Silica-coated zinc oxide fineParticle / KBr mass ratio was 1/32). 1150-1250cm-1And 1000-1100cm-1The absorbance of the absorption peak is calculated from the transmittance of the infrared absorption spectrum of the sample, and the absorption peak intensity ratio I (I = I1 / I2: I1 is 1150 to 1250 cm).-1Absorption peak absorbance, I2 is 1000-1100 cm-1(Absorbance of absorption peak).
(Refractive Index Measurement) Using a silica film formed on a silicon wafer immersed in the system when synthesizing silica-coated zinc oxide fine particles, an ellipsometer (manufactured by ULVAC; LASSER ELLIPOSOMETER ESM-1A) was used for measurement.
(Tetralin Auto-Oxidation Method) “Sugano Kiyoshi, Titanium oxide—Physical properties and applied technology, Gihodo Shuppan, p. 196-197, 1991”. The measurement conditions are a temperature of 40 ° C., tetralin 20 ml, and zinc oxide 0.02 g.
(Measurement of dye fading rate / Sunset Yellow method) The obtained silica-coated zinc oxide fine particles, uncoated zinc oxide particles (raw material zinc oxide particles) and commercially available zinc oxide (ZnO350, manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) were tested. The dye fading speed was measured by the sunset yellow method.
[0106]
First, Sunset Yellow FCF (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a pigment was dissolved in 98% by mass glycerin so that the pigment concentration was 0.02% by mass. The test substance is dispersed so as to be 0.067% by mass, and the dispersion is irradiated with ultraviolet rays (ultraviolet intensity: 1.65 mW / cm2)did. Absorbance at 490 nm, which is the maximum absorption wavelength of Sunset Yellow FCF, is measured over time with a spectrophotometer (UV-160 manufactured by SHIMADZU) at an optical path length of 1 mm. Difference in absorbance decrease rate (ΔABS490/ Hour) was calculated.
(Measurement of decomposition rate of organic UV absorbers, Parasol 1789 method)
Using the obtained silica-coated zinc oxide, uncoated zinc oxide (raw material zinc oxide particles) and commercially available zinc oxide (ZnO350, manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) as the test substances, the decomposition rate of parasol 1789, which is an organic ultraviolet absorber, was determined. It was measured.
[0107]
That is, a test substance was dispersed in a polyethylene glycol 300 solution of 4-tert-butyl-4′-methoxydibenzoylmethane (parasol 1789) (parasol 1789 concentration 0.045% by mass) to form a slurry of 1% by mass. . Put 1.2 g of slurry in a glass container and irradiate with ultraviolet rays for 10 hours (1.65 mW / cm2), 1 g was collected, and 2 mL of isopropyl alcohol, 2 mL of hexane, and 3 mL of distilled water were sequentially added. The mixture was stirred to extract parasol 1789 in the hexane phase, and the absorbance (340 nm) at an optical path length of 1 mm of the hexane phase was measured with a spectrophotometer (UV-160 manufactured by SHIMADZU). Difference between absorbance decrease rate at 340 nm and absorbance decrease rate in blank test (no addition of zinc oxide) (ΔABS340/ Hour).
(Measurement of decomposition rate of organic UV absorber, ethylhexyl paramethoxycinnamate) The obtained silica-coated zinc oxide fine particles and uncoated zinc oxide (raw zinc oxide particles) and commercially available zinc oxide (ZnO350, Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) The decomposition rate of ethylhexyl paramethoxycinnamate, which is an organic ultraviolet absorber, was measured.
[0108]
That is, the test substance was dispersed in a polyethylene glycol 300 solution of 2-ethylhexyl paramethoxycinnamate (0.05% by mass as 2-ethylhexyl paramethoxycinnamate) to form a slurry of 0.33% by mass. Put 1.2 g of slurry in a glass container and irradiate with UV for 90 minutes (1.65 mW / cm2), 1 g was collected, and 2 mL of isopropyl alcohol, 2 mL of hexane, and 3 mL of distilled water were sequentially added. The mixture was stirred and 2-ethylhexyl paramethoxycinnamate was extracted from the hexane phase, and the absorbance (300 nm) at an optical path length of 1 mm of the hexane phase was measured with a spectrophotometer (UV-160 manufactured by SHIMADZU). The decomposition rate of 2-ethylhexyl paramethoxycinnamate was determined from the difference between the absorbance decrease at 300 nm and the absorbance decrease in the blank test (no addition of zinc oxide).
(Zinc dissolution test)
The elution property of zinc ions into water of the silica-coated zinc oxide-containing powder was evaluated as follows.
[0109]
The amount of zinc ions eluted is that silica-coated zinc oxide (including surface hydrophobized products) and uncoated zinc oxide are dispersed in various pH solutions at 5% by mass, stirred at 25 ° C for 3 hours, and then the dispersion is centrifuged. The amount of zinc ions in the supernatant was measured with an atomic absorption spectrophotometer (Z-8200, manufactured by Hitachi, Ltd.).
(Content of coarse particles of 5 μm or more)
When the sample is a powder containing silica-coated zinc oxide fine particles whose surface is coated with silica, 20 g of the sample is accurately weighed, placed in 1800 ml of pure water at room temperature, and stirred well. An appropriate amount (10 ml) of a dispersant, for example, 10% aqueous solution of sodium hexametaphosphate is added and stirred, followed by ultrasonic dispersion for 10 minutes. For ultrasonic dispersion, for example, an ultrasonic homogenizer manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd. (model US-300T output 300 W transmission frequency 20 kHz) can be used. Thereafter, the suspension was opened on a high-precision micromesh sieve having a mesh size of 5 μm set in an ultrafine powder classifier (model PS-80) manufactured by Yokohama Rika Co., Ltd., and an ultrasonic vibrator incorporated in the apparatus. Wet precision classification is performed by electromagnetic vibrator and suction pump. After classification, the powder on the sheave is collected by spraying water from a washing bottle and put into a glass container together with pure water. This is put into a 110 ° C. drier, and after moisture is evaporated, the remaining residue is collected and weighed. The proportion of the residue in 20 g of the original sample becomes coarse particles having a size of 5 μm or more.
[0110]
When the sample is a powder containing silica-coated zinc oxide fine particles whose surface is hydrophobized by further treating the surface of silica-coated zinc oxide fine particles coated with silica with a hydrophobicity-imparting agent, wet precision Classification can be performed in the above classification operation by changing the solvent other than the dispersant from water to an equal volume mixed solvent of water and methanol. After classification, the powder on the sieve is air-dried and then placed in a 110 ° C. dryer, and the remaining residue is collected and weighed. The proportion of the residue in 20 g of the original sample becomes coarse particles having a size of 5 μm or more.
(Kneading resin pressure)
For various organic polymer composition master batches composed of silica-coated zinc oxide-containing powder and a thermoplastic resin, the kneading resin pressure was measured using a lab plast mill manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., and the moldability was evaluated. The labo plast mill kneading conditions were a full flight type 20 mmφ extruder equipped with a 100/630/100/80/60 mesh screen at 45 rpm and the temperature conditions were adjusted according to the type of resin. The moldability was evaluated by increasing the resin pressure when 3 kg of the organic polymer composition master batch was extruded against the resin pressure immediately after the start of kneading.
(Inhibition of weather resistance degradation by photocatalysis)
An organic polymer composition masterbatch containing 20% silica-coated zinc oxide-containing powder was added to the diluted resin so that the silica-coated zinc oxide-containing powder was 1%, and 25 mm T-die film manufactured by Chuo Machinery Co., Ltd. A film having a thickness of 100 μm was obtained with a molding machine.
[0111]
This film was subjected to a weathering deterioration test by photocatalysis over 180 hours on a Sunshine Super Long Life Weather Meter WEL-SUN-HCH type manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.
[0112]
Evaluation of weathering deterioration due to photocatalytic action is performed by measuring the haze of the film before and after being applied to the sunshine super long life weather meter with a reflection / transmittance meter HR-100 manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd. went. It can be determined that weather resistance deterioration due to photocatalytic action is suppressed when the change in haze is smaller.
[0113]
Example 1:
A 50 L reactor was mixed with 18.25 L of deionized water, 22.8 L of ethanol (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.), and 124 mL of 25% by mass ammonia water (manufactured by Daisei Kako Co., Ltd.), and raw material zinc oxide particles (Showa Titanium) Suspension A was prepared by dispersing 1.74 kg of high-purity zinc oxide UFZ-40 (manufactured by Co., Ltd .; primary particle size 27 nm). Next, 1.62 L of tetraethoxysilane (GE Toshiba Silicone) and 1.26 L of ethanol were mixed to prepare a solution B.
[0114]
Solution B was added to the stirring suspension A at a constant rate over 9 hours and then aged for 12 hours. Film formation and aging were performed at 45 ° C. Then, solid content was isolate | separated by centrifugal filtration, and it vacuum-dried at 50 degreeC for 12 hours, and also dried with warm air at 80 degreeC for 12 hours. Subsequently, the silica-coated zinc oxide fine particles were obtained by crushing with a jet mill.
[0115]
When the transmission infrared absorption spectrum of the obtained silica-coated zinc oxide was measured by the KBr method, it was 1000 to 1200 cm.-1The absorption derived from Si—O—Si stretching vibration was observed in 2800 to 3000 cm.-1No absorption derived from C—H stretching vibration was observed, and the resulting coating was identified as silica.
[0116]
Furthermore, the primary particle diameter, the silica film thickness, the absorption peak intensity ratio I of the infrared absorption spectrum, the refractive index of the silica film, the photocatalytic activity by the tetralin auto-oxidation method, and the like were measured. The results are shown in Table 1.
[0117]
The dye fading rate of silica-coated zinc oxide fine particles by the tetralin auto-oxidation method is 0.1 (ΔABS490/ Hour) or less, and the decomposition of the dye was suppressed to a low level as compared with the uncoated product and the commercially available zinc oxide.
[0118]
The decomposition rate of the organic ultraviolet absorber by the parasol 1789 method of silica-coated zinc oxide fine particles was 0.02 (ΔABS340/ Hour), and the decomposability of the UV absorber was significantly lower than that of uncoated products and commercially available zinc oxide.
[0119]
The decomposition rate of the silica-coated zinc oxide fine particles was 5% or less, and the decomposability of the ultraviolet absorber was lower than that of uncoated products and commercially available zinc oxide.
[0120]
[Table 1]
Figure 0004582439
Also, add 97 parts by mass of silica-coated zinc oxide with 3 parts by mass of methylene chloride solution of dimethylpolysiloxane (KF96-100CS, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and use a Henschel mixer (Mitsui Miike Mine Co., Ltd.) After mixing, the solvent was removed by vacuum drying at 90 ° C., and then the surface was hydrophobized at 200 ° C. for 6 hours to obtain a silica-coated zinc oxide having a hydrophobic surface. The content of coarse particles of 5 μm or more in the obtained silica-coated zinc oxide-containing powder was 1.6% by mass. The results of zinc ion dissolution are shown in Table 2.
[0121]
In the silica-coated zinc oxide of the present invention, elution of zinc ions was extremely suppressed compared with uncoated zinc oxide at various pHs, and was extremely low at 0.5 ppm or less in pure water. Furthermore, elution at various pHs was further suppressed by hydrophobizing the surface. Also in the organic polymer composition and its molded product, the effect of preventing the elution of zinc ions by contact with an acidic or alkaline solution can be sufficiently expected.
[0122]
[Table 2]
Figure 0004582439
Further, the surface hydrophobized powder was subjected to dry precision classification using a turbo classifier (manufactured by Nissin Engineering Co., Ltd.). The content of coarse particles of 5 μm or more in the obtained silica-coated zinc oxide-containing powder was 0.02% by mass.
[0123]
20 parts of the silica-coated zinc oxide-containing powder thus obtained and 80 parts of polypropylene (PW600N manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.) were mixed at 600 rpm for 3 minutes with a super mixer manufactured by Kawada Co., Ltd., and then manufactured by Nakaya Co., Ltd. The organic polymer composition master batch was obtained by kneading with a 30 mm different direction twin screw extruder.
[0124]
About the obtained organic polymer composition masterbatch, the moldability evaluation by a lab plast mill was performed on the temperature conditions of 230 (inlet) -230-230-230 degreeC. As shown in Table 3, the increase in the resin pressure was as low as 1.3 MPa, and the moldability was good.
[0125]
The obtained organic polymer composition master batch was diluted with PW600N manufactured by Sun Allomer Co., Ltd., and a weather resistance deterioration test by a photocatalytic action was performed.
[0126]
The haze of the film before being applied to the Sunshine Super Long Life Weather Meter was 18.2, the haze of the film after being applied was 18.6, the change in haze was as small as 0.4, and weathering deterioration due to photocatalysis was very small It was. From this, it can be seen that the obtained silica-coated zinc oxide fine particles have very little weathering deterioration due to the photocatalyst for polypropylene.
[0127]
Example 2:
In Example 1, instead of polypropylene (PW600N manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.), the same operation as in Example 1 was performed except that polyethylene (JH607C manufactured by Nippon Polyolefin Co., Ltd.) was used, and an organic polymer composition masterbatch was prepared. Obtained.
[0128]
About the obtained organic polymer composition masterbatch, the moldability evaluation by Laboplast Mill was performed in the same manner as in Example 1. As a result, the increase in the resin pressure was as small as 0.7 MPa, and the moldability was good.
[0129]
Moreover, as a result of diluting with polyethylene (JH607C manufactured by Nippon Polyolefin Co., Ltd.) and conducting a weathering deterioration test due to photocatalytic action, the haze change was as small as 0.2, and the weathering deterioration due to photocatalytic action was very little.
From this, it can be seen that the obtained silica-coated zinc oxide fine particles have very little weathering deterioration due to the photocatalyst for polyethylene.
[0130]
Example 3:
In Example 1, instead of polypropylene (PW600N manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.), the same operation as in Example 1 was performed, except that polyamide (AMS GM manufactured by EMS Showa Denko Co., Ltd.) was used. Got a batch.
[0131]
About the obtained organic polymer composition masterbatch, as a result of performing moldability evaluation by a lab plast mill in the same operation as in Example 1 except that the temperature condition was 270 (inlet) -270-270-270 ° C. The increase in pressure was as small as 2.1 MPa, and the moldability was good.
[0132]
Example 4:
In the synthesis of the silica-coated zinc oxide fine particles of Example 1, titanium oxide particles (high purity titanium oxide F-4 manufactured by Showa Titanium Co., Ltd., primary particle size 30 nm) were used instead of the raw material zinc oxide particles 1.74 Kg. Obtained silica-coated titanium oxide fine particles by the same synthesis method.
[0133]
Then, 94 parts by mass of the silica-coated titanium oxide was added 6 parts by mass of methylene chloride solution of dimethylpolysiloxane (KF96-100CS, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and a Henschel mixer (Mitsui Miike Mine Co., Ltd.) Then, the solvent was removed by vacuum drying at 90 ° C., followed by baking at 200 ° C. for 6 hours to obtain silica-coated titanium oxide having a hydrophobic surface.
[0134]
In the obtained silica-coated titanium oxide powder, the content of coarse particles of 5 μm or more was 1.5% by mass.
[0135]
Furthermore, the surface hydrophobized powder was subjected to dry precision classification using a turbo classifier (Nisshin Engineering Co., Ltd.). In the obtained silica-coated titanium oxide powder, the content of coarse particles of 5 μm or more was 0.02% by mass.
[0136]
Next, 30 parts by mass of the classified silica-coated titanium oxide powder and 70 parts by mass of the classified silica-coated zinc oxide powder of Example 1 were mixed and homogenized to obtain a silica-coated zinc oxide-containing powder. In the silica-coated zinc oxide-containing powder thus obtained, the content of coarse particles of 5 μm or more was 0.02% by mass.
[0137]
20 parts of silica-coated zinc oxide-containing powder and 80 parts of polypropylene (PW600N manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.) were mixed at 600 rpm for 3 minutes with a super mixer manufactured by Kawada Co., Ltd. Were kneaded to obtain an organic polymer composition master batch.
[0138]
About the obtained organic polymer composition masterbatch, the moldability evaluation by Laboplast Mill was performed in the same manner as in Example 1. As a result, the resin pressure increase was as low as 1.0 MPa, and the moldability was good.
[0139]
Moreover, as a result of conducting the weathering deterioration test by a photocatalytic action similarly to Example 1 about the obtained organic polymer composition masterbatch, the change of haze is as small as 0.7 and the weathering deterioration by a photocatalytic action is very small. I understood it.
[0140]
Comparative Example 1:
In Example 1, the silica-coated zinc oxide-containing powder after classification was subjected to the same operation as in Example 1 except that the silica-coated zinc oxide-containing powder before classification was used to obtain an organic polymer composition master batch.
[0141]
About the obtained organic polymer composition masterbatch, the moldability was evaluated by Laboplast Mill by the same operation as in Example 1. As a result, the increase in the resin pressure was as large as 8.6 MPa, and the moldability was not good.
[0142]
However, the obtained organic polymer composition master batch was subjected to a weathering deterioration test by photocatalytic action in the same manner as in Example 1. The result was that the haze change of the film was as small as 0.5, and the weathering deterioration due to photocatalytic action was Very few.
From this, it can be seen that the obtained silica-coated zinc oxide fine particles have very little weathering deterioration due to the photocatalyst for polypropylene.
[0143]
Comparative Example 2:
The same operation as in Example 2 was performed except that the silica-coated zinc oxide-containing powder used in Comparative Example 1 was used to obtain an organic polymer composition master batch. About the obtained organic polymer composition masterbatch, the moldability was evaluated by Laboplast Mill by the same operation as in Example 2. As a result, the resin pressure increase was as large as 3.5 MPa, and the moldability was not good.
[0144]
However, the resulting organic polymer composition masterbatch was subjected to a weathering deterioration test by photocatalytic action in the same manner as in Example 2. The result was that the haze change of the film was as small as 0.3, and the weathering deterioration due to photocatalytic action was It was very small.
From this, it can be seen that the obtained silica-coated zinc oxide fine particles have very little weathering deterioration due to the photocatalyst for polyethylene.
[0145]
Comparative Example 3:
The same operation as in Example 3 was performed except that the silica-coated zinc oxide-containing powder used in Comparative Example 1 was used to obtain an organic polymer composition master batch. About the obtained organic polymer composition masterbatch, the moldability was evaluated by Laboplast Mill by the same operation as in Example 3. As a result, the increase in the resin pressure was as large as 15 MPa or more, and the moldability was not good.
[0146]
Comparative Example 4:
In Example 1, in place of the silica-coated zinc oxide-containing powder before hydrophobization, zinc oxide particles (high purity zinc oxide UFZ-40 manufactured by Showa Titanium Co., Ltd .; primary particle diameter 27 nm) were used, and Example 1 was used. The same operation was performed to obtain an organic polymer composition master batch. About the obtained organic polymer composition masterbatch, the moldability was evaluated by Laboplast Mill in the same manner as in Example 1. As a result, the resin pressure increase was as large as 4.2 MPa, and the moldability was not good.
[0147]
Moreover, as a result of conducting the weathering deterioration test by the photocatalytic action for the obtained organic polymer composition master batch in the same operation as in Example 1, the change in the haze of the film was as large as 8.2 and the weathering deterioration by the photocatalytic action It was big. From this,Not yetIt can be seen that the coated zinc oxide fine particles are greatly deteriorated in weather resistance due to the photocatalyst for polypropylene.
[0148]
Comparative Example 5:
In Example 2, in place of the silica-coated zinc oxide-containing powder before hydrophobization, zinc oxide particles (high purity zinc oxide UFZ-40 manufactured by Showa Titanium Co., Ltd .; primary particle diameter 27 nm) were used, and Example 2 was used. The same operation was performed to obtain an organic polymer composition master batch. About the obtained organic polymer composition masterbatch, the moldability was evaluated by Laboplast Mill in the same manner as in Example 2. As a result, the resin pressure increase was as large as 6.5 MPa, and the moldability was not good.
[0149]
The resulting organic polymer composition masterbatch was subjected to a weathering deterioration test by photocatalytic action in the same manner as in Example 2. As a result, the haze change of the film was as large as 6.5, and the weathering deterioration due to photocatalytic action was It was big. From this,Not yetIt can be seen that the coated zinc oxide fine particles are greatly deteriorated in weather resistance due to the photocatalyst for polyethylene.
[0150]
Comparative Example 6: An aqueous suspension (ZnO concentration: 50 g / L) of zinc oxide particles (High purity zinc oxide UFZ-40; manufactured by Showa Titanium Co., Ltd .; primary particle size: 27 nm) was heated to 80 ° C., and oxidized with stirring. For zinc, SiO 2 As an aqueous solution of 10% by weight sodium silicate. After aging for 10 minutes, sulfuric acid was added with stirring over 60 minutes to neutralize to pH 6.5. After aging for 30 minutes, the resulting suspension was filtered, washed with water, and then dried by heating at 130 ° C. for 5 hours. The dried product thus obtained was jet mill pulverized to obtain silica-coated zinc oxide-containing powder. An organic polymer composition master batch was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that this was used in place of the silica-coated zinc oxide fine particles before hydrophobic treatment in Example 1.
[0151]
About the obtained organic polymer composition masterbatch, the moldability was evaluated by Laboplast Mill by the same operation as in Example 1. As a result, the resin pressure increase was as small as 2.2 MPa, and the moldability was good.
[0152]
In addition, as a result of conducting a weathering deterioration test by photocatalytic action on the obtained organic polymer composition master batch in the same manner as in Example 1, the change in haze of the film was as large as 3.5, and the weathering deterioration by photocatalytic action was It was big. From this, it is understood that the obtained silica-coated zinc oxide fine particles are greatly deteriorated in weather resistance due to the photocatalyst for polypropylene.
[0153]
[Table 3]
Figure 0004582439
【The invention's effect】
According to the present invention, there is no weathering deterioration due to photocatalysis, there is no bleeding out like an organic ultraviolet absorber, the durability against washing and the like is good, and a thin film or thin fiber having sufficient ultraviolet shielding ability A silica-coated zinc oxide-containing powder containing 5 μm or more coarse particles of 0.1% by mass or less, an organic polymer composition containing the same, and a molded product thereof are provided.

Claims (26)

1)有機基およびハロゲンを含まない珪酸または前記珪酸を産生し得る前駆体、2)水、3)アルカリ、4)有機溶媒、を含有するシリカ被膜形成用組成物に原料酸化亜鉛粒子を接触させて表面がシリカにより被覆されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粉末であって、5μm以上の粗粒が0.1質量%以下であるシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The raw material zinc oxide particles are brought into contact with a composition for forming a silica film containing 1) a silicic acid containing no organic group and halogen or a precursor capable of producing the silicic acid, 2) water, 3) alkali, and 4) an organic solvent. A silica-coated zinc oxide-containing powder containing silica-coated zinc oxide fine particles whose surface is coated with silica, wherein coarse particles of 5 μm or more are 0.1% by mass or less. 表面をシリカにより被覆されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子をさらに疎水性付与剤にて表面処理してなる表面疎水化されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子を含有する粉末であって、5μm以上の粗粒が0.1質量%以下であるシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。A powder containing silica-coated zinc oxide fine particles whose surface is hydrophobized by further subjecting silica-coated zinc oxide fine particles whose surface is coated with silica to surface treatment with a hydrophobicity-imparting agent, and coarse particles of 5 μm or more are 0 .Silica-coated zinc oxide-containing powder that is 1% by mass or less. 疎水性付与剤が、シリコーン油類、アルコキシシラン類、シランカップリング剤類及び、高級脂肪酸塩類からなる群から選ばれる1種又は2種以上の疎水性付与剤である請求項2に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica according to claim 2, wherein the hydrophobicity-imparting agent is one or more hydrophobicity-imparting agents selected from the group consisting of silicone oils, alkoxysilanes, silane coupling agents, and higher fatty acid salts. Coated zinc oxide-containing powder. シリカ被覆酸化亜鉛微粒子のシリカ膜厚が0.5〜100nmである、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 1 to 3, wherein the silica-coated zinc oxide fine particles have a silica film thickness of 0.5 to 100 nm. シリカ被覆酸化亜鉛微粒子の一次粒子径が1〜200nmである請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 1 to 4, wherein the primary particle diameter of the silica-coated zinc oxide fine particles is 1 to 200 nm. 表面疎水化されたシリカ被覆酸化亜鉛微粒子の一次粒子径が5〜120nmであり、かつシリカ膜厚が0.5〜25nmである請求項2または3に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica-coated zinc oxide-containing powder according to claim 2 or 3, wherein the surface-hydrophobized silica-coated zinc oxide fine particles have a primary particle size of 5 to 120 nm and a silica film thickness of 0.5 to 25 nm. シリカ被覆酸化亜鉛微粒子のシリカ膜の1150〜1250cm−1と1000〜1100cm−1における赤外吸収スペクトルの吸収ピーク強度の比I(I=I1/I2:I1は1150〜1250cm−1の吸収ピーク強度、I2は1000〜1100cm−1の吸収ピーク強度)が、0.2以上であり、且つシリカ膜の屈折率が1.435以上である請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The ratio of the absorption peak intensity of the infrared absorption spectrum in 1150~1250Cm -1 and 1000~1100Cm -1 of the silica film of the silica-coated zinc oxide fine particles I (I = I1 / I2: I1 is the absorption peak intensity of 1150~1250Cm -1 The silica coating according to any one of claims 1 to 6, wherein I2 is an absorption peak intensity of 1000 to 1100 cm -1 ) is 0.2 or more, and the refractive index of the silica film is 1.435 or more. Zinc oxide-containing powder. シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末のテトラリン自動酸化法により測定した光触媒活性度が60Pa/分以下である請求項1乃至7のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 1 to 7, wherein the silica-coated zinc oxide-containing powder has a photocatalytic activity measured by a tetralin auto-oxidation method of 60 Pa / min or less. シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末のサンセットイエロー法により測定される色素退色速度(ΔABS490/時)が0.1以下である請求項1乃至8のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 1 to 8, wherein a dye fading rate (ΔABS 490 / hour) measured by a sunset yellow method of the silica-coated zinc oxide-containing powder is 0.1 or less. . シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末のパラソール法により測定される有機紫外線吸収剤分解速度(ΔABS340/時)が0.01以下である請求項1乃至9のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 1 to 9, wherein the decomposition rate of organic ultraviolet absorber (ΔABS 340 / hour) measured by the parasol method of the silica-coated zinc oxide-containing powder is 0.01 or less. Powder. シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末のパラメトキシ桂皮酸エチルヘキシル法により測定される有機紫外線吸収剤分解率が5%以下である請求項1乃至10のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 1 to 10, wherein the silica-coated zinc oxide-containing powder has an organic ultraviolet absorber decomposition rate of 5% or less as measured by an ethylhexyl paramethoxycinnamate method. シリカ被覆酸化亜鉛含有粉末が、酸化チタンを含んでいることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 1 to 11, wherein the silica-coated zinc oxide-containing powder contains titanium oxide. 酸化亜鉛10質量部に対して、2質量部〜5質量部の酸化チタンを含んでいることを特徴とする請求項12に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica-coated zinc oxide-containing powder according to claim 12, comprising 2 parts by mass to 5 parts by mass of titanium oxide with respect to 10 parts by mass of zinc oxide. 酸化チタンの少なくとも一部がシリカによって被覆されていることを特徴とする請求項12乃至13のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 12 to 13, wherein at least a part of titanium oxide is coated with silica. 酸化チタンが、一次粒子内にチタン―酸素―珪素結合が存在した混晶を含んでいることを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 12 to 14, wherein the titanium oxide contains a mixed crystal in which a titanium-oxygen-silicon bond is present in primary particles. 酸化チタンが、BET比表面積をAm/g、SiO含量をB質量%としたときに、B/A=0.02〜0.5であることを特徴とする請求項15に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。The silica according to claim 15, wherein the titanium oxide has a BET specific surface area of Am 2 / g and a SiO 2 content of B mass%, and B / A = 0.02 to 0.5. Coated zinc oxide-containing powder. 酸化チタンが、BET比表面積が10〜200m/gであることを特徴とする請求項15または16に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。17. The silica-coated zinc oxide-containing powder according to claim 15, wherein the titanium oxide has a BET specific surface area of 10 to 200 m 2 / g. 酸化チタンの一次粒子径が0.008μm〜0.15μmであることを特徴とする請求項15乃至17のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。18. The silica-coated zinc oxide-containing powder according to claim 15, wherein a primary particle diameter of titanium oxide is 0.008 μm to 0.15 μm. 酸化チタンが、コア(核)/シェル(殻)構造をとっており、コアにTiO相が、シェルにSiO相が富んだ構造であることを特徴とする請求項15乃至18のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末。19. The titanium oxide has a core / shell structure, wherein the core has a TiO 2 phase and the shell is rich in SiO 2 phase. 2. Silica-coated zinc oxide-containing powder according to item 1. 請求項1乃至19のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末と熱可塑性樹脂を含む有機重合体組成物。An organic polymer composition comprising the silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 1 to 19 and a thermoplastic resin. 請求項1乃至19のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末と熱可塑性樹脂からなる有機重合体組成物。An organic polymer composition comprising the silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 1 to 19 and a thermoplastic resin. 熱可塑性樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネートから選ばれたものである請求項20または21に記載の有機重合体組成物。The organic polymer composition according to claim 20 or 21, wherein the thermoplastic resin is selected from polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyamide, polyester, and polycarbonate. 請求項20乃至22のいずれか1項に記載の有機重合体組成物を成形してなる成形体。The molded object formed by shape | molding the organic polymer composition of any one of Claims 20 thru | or 22. 成形体が、繊維、糸、フィルム、テープ、シート、中空体、多層構造体から選ばれた成形体である請求項23に記載の成形体。The molded body according to claim 23, wherein the molded body is a molded body selected from fibers, yarns, films, tapes, sheets, hollow bodies, and multilayer structures. 内外装建材、機械、車両内外装材、ガラス製品、家電製品、農業資材、電子機器、工具、食器、風呂用品、トイレ用品、家具、衣類、織布、不織布、布製品、革製品、紙製品、スポーツ用品、蒲団、容器、眼鏡、看板、配管、配線、金具、衛生資材、自動車用品、テント、アウトドア用品、ストッキング、靴下、手袋、マスク、肌着からなる群より選ばれた少なくとも1種の物品であって、請求項23または24に記載の成形体を具備した物品。Interior and exterior building materials, machinery, vehicle interior and exterior materials, glass products, household appliances, agricultural materials, electronic equipment, tools, tableware, bath products, toilet articles, furniture, clothing, woven fabrics, non-woven fabrics, fabric products, leather products, paper products, At least one item selected from the group consisting of sports equipment, baskets, containers, glasses, signs, piping, wiring, metal fittings, sanitary materials, automotive goods, tents, outdoor equipment, stockings, socks, gloves, masks, and underwear An article comprising the molded article according to claim 23 or 24. 請求項1乃至19のいずれか1項に記載のシリカ被覆酸化亜鉛含有粉末を含む化粧料。A cosmetic comprising the silica-coated zinc oxide-containing powder according to any one of claims 1 to 19.
JP2003156476A 2002-06-05 2003-06-02 Silica-coated zinc oxide-containing powder, organic polymer composition containing the same, and molded article thereof Expired - Fee Related JP4582439B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003156476A JP4582439B2 (en) 2002-06-05 2003-06-02 Silica-coated zinc oxide-containing powder, organic polymer composition containing the same, and molded article thereof
TW92115283A TW200401012A (en) 2002-06-05 2003-06-05 Powder comprising silica-coated zinc oxide, organic polymer composition containing the same and shaped article thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002164865 2002-06-05
JP2003156476A JP4582439B2 (en) 2002-06-05 2003-06-02 Silica-coated zinc oxide-containing powder, organic polymer composition containing the same, and molded article thereof

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2004059421A JP2004059421A (en) 2004-02-26
JP2004059421A5 JP2004059421A5 (en) 2006-07-20
JP4582439B2 true JP4582439B2 (en) 2010-11-17

Family

ID=31949361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003156476A Expired - Fee Related JP4582439B2 (en) 2002-06-05 2003-06-02 Silica-coated zinc oxide-containing powder, organic polymer composition containing the same, and molded article thereof

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4582439B2 (en)
TW (1) TW200401012A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014171322A1 (en) 2013-04-19 2014-10-23 住友大阪セメント株式会社 Silicon-oxide-coated zinc oxide and method for manufacturing same, silicon-oxide-coated-zinc-oxide-containing composition, and cosmetic
KR20160131029A (en) 2014-03-31 2016-11-15 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 Silicon oxide-coated zinc oxide, method for producing same, and composition and cosmetic including silicon oxide-coated zinc oxide

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006077075A (en) * 2004-09-08 2006-03-23 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Resin composition, transparent molded resin article for ultraviolet-shielding and transparent resin laminate for ultraviolet-shielding
JP5166689B2 (en) * 2005-10-17 2013-03-21 昭和電工株式会社 Method for producing silica-coated carbon fiber
JP4752525B2 (en) * 2006-02-07 2011-08-17 東洋インキScホールディングス株式会社 Resin composition
JP5076435B2 (en) * 2006-04-05 2012-11-21 堺化学工業株式会社 Ultrafine zinc oxide and method for producing the same
JP4865388B2 (en) * 2006-04-07 2012-02-01 株式会社 資生堂 Surface-treated zinc oxide powder and cosmetics containing the same
JP5200343B2 (en) * 2006-07-18 2013-06-05 東レ株式会社 White polyester reflective film for LCD backlight
WO2008023073A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Sachtleben Chemie Gmbh Ultrafine particles having inorganically modified surfaces
JP2008056873A (en) * 2006-09-04 2008-03-13 Kri Inc Nanocomposite and method for producing the same
AU2007305710A1 (en) * 2006-10-06 2008-04-17 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Ultrafine zinc oxide particle and process for production thereof
WO2008099458A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-21 Konica Minolta Opto, Inc. Thermoplastic resin composition and optical device
WO2008099459A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-21 Konica Minolta Opto, Inc. Optical resin material, optical device and process for producing optical resin material
JP5150826B2 (en) * 2007-05-11 2013-02-27 国立大学法人宇都宮大学 Method for producing silica-coated zinc oxide fine particles and silica-coated zinc oxide fine particles obtained by the method
JP5398134B2 (en) * 2007-11-15 2014-01-29 住友金属鉱山株式会社 Method for producing surface-treated zinc oxide fine particles, surface-treated zinc oxide fine particles, dispersion liquid and dispersion solid thereof, and zinc oxide fine particle-coated substrate
JP4655105B2 (en) 2008-04-30 2011-03-23 住友金属鉱山株式会社 Ultraviolet light shielding transparent resin molding and method for producing the same
JP2010202731A (en) 2009-03-02 2010-09-16 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Uv-shielding silicone coating composition and coated article
JP2010261012A (en) * 2009-04-09 2010-11-18 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Uv-shielding coating composition and coated article
JP5374286B2 (en) 2009-09-14 2013-12-25 富士フイルム株式会社 Protective film and solar cell front sheet
JP5267488B2 (en) * 2010-03-11 2013-08-21 信越化学工業株式会社 Polycarbonate resin laminate
US20120162332A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company Limited Sublimation inks for thermal inkjet printers using thermally stable dye particles
JP5810906B2 (en) * 2011-12-28 2015-11-11 住友大阪セメント株式会社 Weather-resistant particles, weather-resistant particle-containing dispersion, weather-resistant particle-containing resin composition, and weather-resistant film and weather-resistant substrate using the same
JP6196779B2 (en) * 2013-01-31 2017-09-13 石原産業株式会社 Insulating heat dissipation filler and method for producing the same
JP6349873B2 (en) * 2013-04-19 2018-07-04 住友大阪セメント株式会社 Silicon oxide-coated zinc oxide, production method thereof, silicon oxide-coated zinc oxide-containing composition, and cosmetics
JP6349877B2 (en) * 2013-04-19 2018-07-04 住友大阪セメント株式会社 Silicon oxide-coated zinc oxide, production method thereof, silicon oxide-coated zinc oxide-containing composition, and cosmetics
JP2015066865A (en) * 2013-09-30 2015-04-13 マツダ株式会社 Laminated coating film and coated article
EP3070054A4 (en) * 2013-11-13 2017-05-03 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Silicon-oxide-coated zinc oxide and method for manufacturing same, silicon-oxide-coated zinc-oxide-containing composition, and cosmetic
JP6349875B2 (en) * 2014-03-31 2018-07-04 住友大阪セメント株式会社 Silicon oxide-coated zinc oxide, production method thereof, silicon oxide-coated zinc oxide-containing composition, and cosmetics
JP6349876B2 (en) * 2014-03-31 2018-07-04 住友大阪セメント株式会社 Silicon oxide-coated zinc oxide, production method thereof, silicon oxide-coated zinc oxide-containing composition, and cosmetics
EP2987834A1 (en) * 2014-08-18 2016-02-24 Kronos International, Inc. Method for coating the surface of inorganic particles with silicon dioxide and at least one other inorganic compound
JP6035500B1 (en) * 2015-10-05 2016-11-30 エム・テクニック株式会社 Silicon oxide coated iron oxide composition for paints
CN109072010B (en) * 2016-06-02 2022-09-23 M技术株式会社 Ultraviolet and/or near infrared ray blocking agent composition for transparent material
EP3385337A1 (en) * 2017-04-05 2018-10-10 Huntsman P&A Uerdingen GmbH Pigment treated with at least one non-reactive polysiloxane for use in thermoplastics
WO2020218206A1 (en) * 2019-04-24 2020-10-29 東亞合成株式会社 Inorganic particles for fibers and method for manufacturing same
JP7267159B2 (en) * 2019-09-12 2023-05-01 三井金属鉱業株式会社 SURFACE-TREATED ZINC OXIDE PARTICLES AND COATING COMPOSITION
CN112812361B (en) * 2020-12-31 2024-01-09 浙江三时纪新材科技有限公司 Preparation method of silicon dioxide powder filler, powder filler obtained by preparation method and application of powder filler
CN114983884A (en) * 2022-05-18 2022-09-02 青岛周氏塑料包装有限公司 Antibacterial moisturizing biodegradable preservative film sticker and preparation method thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000042112A1 (en) * 1999-01-11 2000-07-20 Showa Denko K. K. Cosmetic preparation, surface-hydrophobized silica-coated metal oxide particles, sol of silica-coated metal oxide, and processes for producing these
JP2000319128A (en) * 1999-04-30 2000-11-21 Fuji Shikiso Kk Modified silica-coated metal oxide, its production and composition containing the oxide
JP2001240548A (en) * 1999-12-24 2001-09-04 Shiseido Co Ltd Inhibitor of plasminogen activator and combination skin external preparations
WO2001093812A1 (en) * 2000-06-05 2001-12-13 Showa Denko K.K. Cosmetic preparation
JP2002087817A (en) * 2000-09-12 2002-03-27 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Composite zinc oxide dispersion
US20020041853A1 (en) * 2000-06-05 2002-04-11 Showa Denko K.K. Cosmetic composition
JP2002154915A (en) * 2000-09-11 2002-05-28 Showa Denko Kk Cosmetic

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05295141A (en) * 1992-04-21 1993-11-09 Toyo Alum Kk Ultraviolet-absorbing transparent film
JPH11193354A (en) * 1997-12-26 1999-07-21 Fuji Shikiso Kk Silica-coated zinc oxide particle, its preparation, and composition containing it

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000042112A1 (en) * 1999-01-11 2000-07-20 Showa Denko K. K. Cosmetic preparation, surface-hydrophobized silica-coated metal oxide particles, sol of silica-coated metal oxide, and processes for producing these
JP2000319128A (en) * 1999-04-30 2000-11-21 Fuji Shikiso Kk Modified silica-coated metal oxide, its production and composition containing the oxide
JP2001240548A (en) * 1999-12-24 2001-09-04 Shiseido Co Ltd Inhibitor of plasminogen activator and combination skin external preparations
WO2001093812A1 (en) * 2000-06-05 2001-12-13 Showa Denko K.K. Cosmetic preparation
US20020041853A1 (en) * 2000-06-05 2002-04-11 Showa Denko K.K. Cosmetic composition
JP2002154915A (en) * 2000-09-11 2002-05-28 Showa Denko Kk Cosmetic
JP2002087817A (en) * 2000-09-12 2002-03-27 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Composite zinc oxide dispersion

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014171322A1 (en) 2013-04-19 2014-10-23 住友大阪セメント株式会社 Silicon-oxide-coated zinc oxide and method for manufacturing same, silicon-oxide-coated-zinc-oxide-containing composition, and cosmetic
KR20150144748A (en) 2013-04-19 2015-12-28 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 Silicon oxide-coated zinc oxide and method for manufacturing same, silicon oxide-coated zinc oxide containing composition, and cosmetic
US9642785B2 (en) 2013-04-19 2017-05-09 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Silicon-oxide-coated zinc oxide and method for manufacturing same, silicon-oxide-coated-zinc-oxide-containing composition, and cosmetic
KR20160131029A (en) 2014-03-31 2016-11-15 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 Silicon oxide-coated zinc oxide, method for producing same, and composition and cosmetic including silicon oxide-coated zinc oxide
US10238589B2 (en) 2014-03-31 2019-03-26 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Silicon oxide-coated zinc oxide, method for producing same, and composition and cosmetic including silicon oxide-coated zinc oxide

Also Published As

Publication number Publication date
TW200401012A (en) 2004-01-16
JP2004059421A (en) 2004-02-26
TWI310397B (en) 2009-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4582439B2 (en) Silica-coated zinc oxide-containing powder, organic polymer composition containing the same, and molded article thereof
EP1511802B1 (en) Powder comprising silica-coated zinc oxide, organic polymer composition containing the powder and shaped article thereof
JP2004059421A5 (en)
US7276231B2 (en) Lower-energy process for preparing passivated inorganic nanoparticles
US20050008861A1 (en) Silver comprising nanoparticles and related nanotechnology
US20060116279A1 (en) Composite particles and method for production thereof and use thereof
JP2009504552A (en) Hollow silica particles and method for producing the same
CN104017393A (en) Nano-zinc oxide coated sericite powder composite material and preparation method thereof
WO2008083894A2 (en) Pigment mixtures
EP1544256A2 (en) Aluminium oxide coated titanium dioxide particles and methods of preparing the same in presence of a densifying agent
CN110896638A (en) Self-cleaning coating, self-cleaning fiber, self-cleaning carpet and application thereof
JP2006124267A (en) Composite particle containing titanium dioxide and its application
WO1997040118A1 (en) Ultraviolet absorber composition and process for production thereof
EP1261667B1 (en) Processes for preparing hydrophobic inorganic oxide pigments
JP2003292818A (en) Aqueous slurry of silica-coated zinc oxide fine particle and polymer composition
JP4095708B2 (en) Method for producing titanium dioxide pigment
JP3732265B2 (en) Spindle-shaped fine particle titanium dioxide and method for producing the same
KR20050091078A (en) Composite particles and method for production thereof and use thereof
KR100554057B1 (en) Complex Oxide, and Production Process and Applications Thereof
JP3920735B2 (en) Photocatalyst functional composition and molded article thereof
JP5304306B2 (en) UV cut glass paint and UV cut glass
JP4110833B2 (en) Composite oxide and its production method and use
WO2001017679A1 (en) Particulate photocatalyst, process for producing the same, and applications thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060602

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060602

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090331

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100521

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100806

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100819

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4582439

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130910

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees