JPH07233359A - りん酸亜鉛系紫外線吸収剤、及び、その製造方法 - Google Patents

りん酸亜鉛系紫外線吸収剤、及び、その製造方法

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JPH07233359A
JPH07233359A JP6197894A JP6197894A JPH07233359A JP H07233359 A JPH07233359 A JP H07233359A JP 6197894 A JP6197894 A JP 6197894A JP 6197894 A JP6197894 A JP 6197894A JP H07233359 A JPH07233359 A JP H07233359A
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Hisaaki Kanai
久明 金井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】可視光線に対してかなりの透過性を有し、紫外
線だけを選択的に吸収する安全で安定な紫外線吸収剤
と、その製造方法を提供する。 【構成】りん酸亜鉛と、リチウム、ナトリウム、カリウ
ム、アンモニウム、カルシウム、アルミニウム、マグネ
シウム、及び、ストロンチウムからなる群から選ばれた
1種以上の金属のりん酸塩とからなる難溶性りん酸亜鉛
化合物に対して、総量で1〜20重量%になるようにセ
リウム及び銀の何れか一方又はその両方を担持させたこ
とを特徴とするりん酸亜鉛系紫外線吸収剤、及び、それ
を高濃度スラリー状態で製造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス、化粧品、樹
脂、繊維、インキ等に添加して、紫外線から皮膚を保護
し、紫外線による材質等の劣化を防止するための安全で
安定な紫外線吸収剤、及び、その製造方法に関するもの
である。従来から、紫外線により樹脂、塗料、インキ等
が劣化することが知られていた。また、最近になって、
紫外線が人体の皮膚のみならず一般生物全体にも悪影響
を与えることが指摘され、特に両極地方にオゾンホール
が出現してから、硬紫外線に対する防御も大きな問題と
なってきた。このような事情から、紫外線遮断性能の高
い化粧品、繊維、樹脂、塗料等が求められようになって
きた。本発明は、このような要求に対応して、可視光線
に対してはかなりの透過性を有し、かつ、紫外線だけを
選択的に吸収する新しい紫外線吸収剤とその製造方法を
提供しようとするものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、安息香酸系やベンゾフェノン
系等の有機系の紫外線吸収剤や、二酸化チタンや酸化亜
鉛等の無機系の紫外線吸収剤が知られている。また、最
近になって、種々の新しい紫外線吸収剤に関する発明も
開示されている。例えば、特開平3−70776号公報
には、セリウム含有ジルコニア粒子を混入させた樹脂組
成物が開示されており、特開平4−279518号公報
には、希土類元素を含有する非膨潤性フッ素雲母粉体を
含有させた化粧料が開示されている。また、特願平5−
25458号公報には、亜鉛又はセリウムを担持させた
ヒドロキシアパタイトからなる紫外線吸収剤が開示され
ており、特開平5−117508号公報には、平均粒子
径が0.5μmの酸化アルミニウムと酸化セリウムを含
有させたポリエステル繊維が開示されていて、特開平5
−132662号公報には、表面に重金属を含有する雲
母微粒子で被服された雲母からなる紫外線吸収剤が開示
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の有機系の紫外線
吸収剤は、安定性や安全性に問題があり、従来の二酸化
チタン系及び亜鉛系の紫外線吸収剤は、最近の微粒子化
技術の進歩によっても、なお分散性、耐候性に問題があ
り使用に制限があった。特開平3−70776号公報に
開示されたセリウム含有ジルコニア粒子や、特開平5−
25458号公報に開示された亜鉛又はセリウムを担持
させたヒドロキシアパタイトからなる紫外線吸収剤は、
何れも不透明であって、樹脂等に混入したとき、その透
明性を維持することが困難になる等の問題があり、特開
平5−117508号公報に開示された発明は、ポリエ
ステル繊維等に限定されるものであって、また、特開平
4−279518号公報に開示された希土類元素を含有
する非膨潤性フッ素雲母粉体や、特開平5−13266
2号公報に開示された表面に重金属を含有する雲母微粒
子で被服された雲母は、鱗片状であるため樹脂に練り込
む際の分散性に問題があった。本発明は、安全性が高
く、樹脂、繊維等への練り込みの際にも分散性が良く,
その後の経時変化にも安定な透明結晶の無機化合物微細
粒子を直接合成することによって、このような問題を克
服し、可視光線に対してはかなりの透過性を有し、か
つ、紫外線だけを選択的に吸収する新しい紫外線吸収剤
と、その製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の課
題を解決するため、りん酸亜鉛と、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、アルミニウ
ム、マグネシウム、及び、ストロンチウムからなる群の
中から選ばれた1種以上のもののりん酸塩とからなる難
溶性りん酸亜鉛化合物に対して、総量で1〜20重量%
になるようにセリウム及び銀の何れか一方又はその両方
を担持させたことを特徴とするりん酸亜鉛系紫外線吸収
剤(以下「第1発明」という)、及び、30重量%以上
の濃度の水溶性りん酸塩の水溶液に、亜鉛、カルシウ
ム、アルミニウム、マグネシウム、及び、ストロンチウ
ムからなる群の中から選ばれた1種以上の金属の酸化
物、炭酸塩、又は、水酸化物を添加し難溶性りん酸亜鉛
化合物の高濃度スラリーとした後、セリウム及び銀の何
れか一方又はその両方の水溶性塩を添加して、練和性の
高い反応機を使用して担持させることを特徴とする第1
発明に係わるりん酸亜鉛系紫外線吸収剤の製造方法(以
下「第2発明」という)を提供する。
【0005】第1発明における難溶性りん酸亜鉛化合物
は、第2発明の前半において述べたように、水溶性りん
酸塩、たとえば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ア
ンモニウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛等の水
溶性りん酸塩の30重量%以上、好ましくは、40〜6
0重量%の高濃度水溶液に、亜鉛、カルシウム、アルミ
ニウム、マグネシウム、および、ストロンチウムからな
る群の中から選ばれた1種以上の金属の酸化物、炭酸
塩、または、水酸化物を添加し反応させて製造される。
亜鉛と異種金属のモル比(Zn/異種金属)は、1/8
から20/1の範囲、好ましくは、1/4から5/1の
範囲で反応させるのが良い。また、反応は、湿式反応、
又は、乾式反応の何れでもよいが、湿式反応の方が好ま
しい。また、反応機には、練和性の高い反応機を使用す
ることが好ましい。例えば、反応機として、混練機、乳
化機、媒体ミルも使用することが好ましく、更に、メカ
ノケミカル効果のあるボールミル、ビーズミル、振動ミ
ル等を使用することがより好ましい。
【0006】前述のようにして製造された難溶性りん酸
亜鉛化合物に、セリウムや銀を担持させるには、硝酸セ
リウム、硝酸銀等のようにセリウムや銀の水溶性塩の水
溶液を添加し反応させ担持させるが、添加の時期は、難
溶性りん酸亜鉛化合物の製造と同時、製造途中、又は、
製造後の何れであってもよい。セリウムや銀の担持反応
は、難溶性りん酸亜鉛化合物の製造と同じように、湿式
反応の方が好ましく、また、反応機には、練和性の高い
反応機を使用することが好ましく、更に、メカノケミカ
ル効果のある反応機を使用することがより好ましい。
【0007】
【作用】本発明に係わるりん酸亜鉛系紫外線吸収剤が、
どのような作用により紫外線吸収剤として優れた特性を
示すか詳細は不明であるが、一応、次のような特性や作
用が関与するものと考えられる。一般に、りん酸亜鉛等
の亜鉛は塩基性塩を作り易いことから、結晶性を維持で
きる範囲が広く透明性を得やすいことから、塗料や樹脂
に練り込んでも、その透明性が維持されるものと考えら
れる。更に、このりん酸亜鉛に、イオン化傾向の高いリ
チウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシ
ウム,ストロンチウム、アルミニウム等の化合物を配合
し、高濃度のスラリーで練和性の高い反応機で反応させ
ることにより、塗料や樹脂等に対して分散性の高い微細
な難溶性塩を作ることができるだけでなく、セリウムや
銀を強固に担持できるためと考えられる。
【0008】
【実施例】
1. りん酸亜鉛系紫外線吸収剤等の製造 〔実施例1〕40℃に加温した40%りん酸二水素ナト
リウム(NaHPO)溶液600gをディスパーミ
ルに入れ、酸化亜鉛(ZnO)162.8gを徐々に分
散させながら添加し反応させ30分間攪拌した。反応に
より60℃に達していたスラリーを30℃まで冷却した
後、硝酸セリウム(Ce(NO6HO)58.
0gを添加し、30分練和して反応させた。反応スラリ
ーを濾過し、得られたフィルターケーキを250℃で1
0時間乾燥して粉体(以下「紫外線吸収剤1」という)
を得た。この紫外線吸収剤1のセリウム含有量は5重量
%であった。
【0009】〔実施例2〕50℃に加温した40%りん
酸二水素リチウム(LiHPO)溶液280gを双
葉ニーダーに入れ、りん酸二水素カルシウム(Ca(H
POO)126gを添加し溶解した後、水
酸化亜鉛(Zn(OH))200gを練和しながら徐
々に加えて反応させた。反応により65℃に達していた
スラリーを冷却しながら1時間練和後、硝酸セリウム
(Ce(NO6HO)33g、硝酸銀(AgN
)5.5gを加え、更に40℃で練和し反応させ
た。反応スラリーを実施例1と同様に処理し粉体(以下
「紫外線吸収剤2」という)を得た。この紫外線吸収剤
2のセリウム含有量は3重量%であり、銀含有量は1重
量%であった。
【0010】〔実施例3〕20℃の水400mlを2l
アルミナ製ボールミルに入れ、更に、りん酸二水素アン
モニウム(NHPO)287.6g、酸化亜鉛
(ZnO)142.5g、水酸化アルミニウム(ギブサ
イトAl3HO)39.0g、及び、硝酸セリ
ウム(Ce(NO6HO)90.9gを加えた
後、20時間練和し反応させた。反応スラリーは25℃
に達していた。反応スラリーを実施例1と同様に処理し
粉体(以下「紫外線吸収剤3」という)を得た。この紫
外線吸収剤3のセリウム含有量は7重量%であった。
【0011】〔実施例4〕20℃の50%りん酸二水素
亜鉛(Zn(HPO)溶液518.8gを、3
lビーズミルに入れ、炭酸ストロンチウム(SrC
)344.4gの粉末を添加し練和して反応させ
た。30℃に達していたスラリーに、水300mlと硝
酸セリウム(Ce(NO6HO)145.5g
を加え、更に1時間練和し反応させた。反応スラリーを
実施例1と同様に処理し粉体(以下「紫外線吸収剤4」
という)を得た。この紫外線吸収剤4のセリウム含有量
は10重量%であった。
【0012】〔実施例5〕30℃の60%りん酸二水素
マグネシウム(Mg(HPO)溶液363.8
gをディスパーミルに入れ、冷却しながら48%水酸化
カリウム(KOH)77.9gを加え、更に、酸化亜鉛
(ZnO)162.8gを徐々に加えてスラリー化した
後、硝酸セリウム(Ce(NO6HO)23.
5g、硝酸銀(AgNO)11.7gを加え、60分
間練和し反応させた。35℃に達していた反応スラリー
を実施例1と同様に処理し粉体(以下「紫外線吸収剤
5」という)を得た。この紫外線吸収剤5のセリウム含
有量は2重量%であり、銀の含有量は2重量%であっ
た。
【0013】〔比較例〕比較のため、市販の酸化亜鉛粉
末を紫外線吸収剤6とし、市販のルチル型二酸化チタン
粉末を紫外線吸収剤7とした。
【0014】2. 紫外線吸収試験 実施例1〜5で得られた紫外線吸収剤1〜5、それぞれ
20gを、また、比較例で得られた紫外線吸収剤6、7
については、可視光線の吸収性が高いので、それぞれ、
4gを、水溶性エポキシエステル樹脂(大日本インキ化
学工業(株)製ウォーターゾルCD−540)200
g、及び、ガラスビーズ(Φ1.5mm)100gと一
緒にサンドミルで10分間分散した。得られた分散液
を、それぞれ、透明石英板上に20μmの厚さに塗布
し、分光光度計で光透過率を測定した。その結果を図1
に示した。この図において、横軸は透過光の波長(n
m)を示し、縦軸は光の透過率を示す。また、曲線に付
された数字は、紫外線吸収剤1〜7を示し、Bは透明石
英板に水溶性エポキシエステル樹脂のみを20μmの厚
さに塗布した場合の透過率を示す。
【0015】図1に示したように、紫外線吸収剤6に示
される酸化亜鉛は、可視光線(400〜800nm)に
対して既にかなり低い透過率を示し、それと同じように
紫外線(400nm以下)に対しても低い透過率をして
して、選択的に紫外線を吸収するようにはみえない。ま
た、紫外線吸収剤7に示される二酸化チタンも、可視光
線に対して既にかなり低い透過率を示していて、紫外線
に対しては若干の選択的な吸収性を有していることが認
められるに過ぎない。これらの比較例にに対して、本発
明に係わる紫外線吸収剤1〜6は、何れも、可視光線に
対してかなり高い透過率を示しているのに対して、紫外
線に対しては低い透過率を示しており、紫外線を選択的
に吸収していることが認められる。
【0016】
【発明の効果】本発明に係わるりん酸亜鉛系紫外線吸収
剤は、前述のような構成と作用を有するので、人体等に
対して安全で、樹脂等に練り込みに際しても、分散性の
良い結晶性の微粉末であって、また、化学的にも安定で
あり、かつ、可視光線に対して高い透過率を有する反
面、紫外線を選択的吸収する特性を有していることか
ら、透明性を必要とする用途を含めて広い範囲において
紫外線吸収剤として使用できる等の効果をもたらすもの
である。また、本発明係わるりん酸亜鉛系紫外線吸収剤
の製造方法は、このような優れた紫外線吸収剤の製造を
初めて可能にするという効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係わる紫外線吸収剤及び他の
紫外線吸収剤の光の波長と透過率との関係を示すグラフ
である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 りん酸亜鉛と、リチウム、ナトリウム、
    カリウム、アンモニウム、カルシウム、アルミニウム、
    マグネシウム、及び、ストロンチウムからなる群の中か
    ら選ばれた1種以上のもののりん酸塩とからなる難溶性
    りん酸亜鉛化合物に対して、総量で1〜20重量%にな
    るようにセリウム及び銀の何れか一方又はその両方を担
    持させたことを特徴とするりん酸亜鉛系紫外線吸収剤
  2. 【請求項2】 30重量%以上の濃度の水溶性りん酸塩
    の水溶液に、亜鉛、カルシウム、アルミニウム、マグネ
    シウム、及び、ストロンチウムからなる群の中から選ば
    れた1種以上の金属の酸化物、炭酸塩、又は、水酸化物
    を添加し難溶性りん酸亜鉛化合物の高濃度スラリーとし
    た後、セリウム及び銀の何れか一方又はその両方の水溶
    性塩を添加して、練和性の高い反応機を使用して担持さ
    せることを特徴とする請求項1記載のりん酸亜鉛系紫外
    線吸収剤の製造方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011003651A1 (de) 2011-02-04 2012-08-09 Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden Verfahren zur Herstellung von Kupferzinkphosphaten und deren Verwendung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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