JPH1129760A - Ultraviolet protecting agent - Google Patents

Ultraviolet protecting agent

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Publication number
JPH1129760A
JPH1129760A JP18260097A JP18260097A JPH1129760A JP H1129760 A JPH1129760 A JP H1129760A JP 18260097 A JP18260097 A JP 18260097A JP 18260097 A JP18260097 A JP 18260097A JP H1129760 A JPH1129760 A JP H1129760A
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JP
Japan
Prior art keywords
clay
calcium
calcium silicate
ion
group
Prior art date
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Pending
Application number
JP18260097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Mikuni
彰 三国
Kiyoji Miyoshi
潔治 三好
Hideo Mae
英雄 前
Masahiro Maeno
昌弘 前野
Harumasa Kuwabara
東方 桑原
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.)
Kunimine Industries Co Ltd
Original Assignee
Kunimine Industries Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP18260097A priority Critical patent/JPH1129760A/en
Publication of JPH1129760A publication Critical patent/JPH1129760A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an ultraviolet protecting agent at a low cost from a clay mineral by forming an ion-exchanging clay/calcium silicate composite or by intercalating a metal ion between layers of calcium silicate. SOLUTION: A smectite clay mineral contg. amorphous silicic acid (e.g. a kaolin mineral or a smectite mineral) can be used as the material for a clay/ calcium silicate composite. The ion-exchanging claw/calcium silicate composite is obtd. by reacting clay mineral particles, such as of smectite clay, with a calcium compd. A pref. calcium compd. is calcium oxide or hydroxide. For example, acid clay contg. amorphous silica is reacted with lime as shown by the formula to form calcium silicate. A salt of a metal, pref. selected from among metals of the iron group and the aluminum group, is used for the intercalation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、粘土鉱物を原料と
するイオン交換体より得られる紫外線防御剤に関する。
[0001] The present invention relates to an ultraviolet ray protective agent obtained from an ion exchanger using clay minerals as a raw material.

【0002】[0002]

【従来の技術】紫外線は、サンタン、サンバーン、光過
敏性皮膚炎、皮膚の老化の促進を引き起こし、あるいは
皮膚がんの原因となるなど、人間の皮膚に対して悪影響
を及ぼす。近年、このことが一般的に広く認識されるよ
うになり、化粧品、衣類をはじめとして様々なものに紫
外線防止機能を付与することが試みられている。例えば
化粧品の場合には、酸化チタンの微粒子等からなる無機
系紫外線散乱剤や共役二重結合をもつフェノール系物質
からなる有機系紫外線吸収剤などを配合することにより
紫外線防止効果を与えている。しかし、無機系紫外線散
乱剤については微粒子化に伴う使用性の悪化、分散微粒
子の再凝集、光触媒活性による耐光性の減少などの問題
がある。また有機系紫外線吸収剤の場合は処方しうる量
に制限があるなどの問題がある。さらに有機系紫外線防
御剤は油性の溶媒に溶かして使用することが多く、用途
が限定されている。このようなことから、紫外線防止効
果に優れ、化学的に安定で、様々な種類や形態の材料に
配合して処方上の制限を受けにくい、新規な紫外線防御
剤の開発が望まれていた。これに対し、特開平8−12
0256号には、層間に金属イオンをインターカレーシ
ョンさせた層状ケイ酸塩鉱物が開示され、紫外線防御機
能を有することが記載されている。この層状ケイ酸塩鉱
物粉体を粘土原料から得る場合、通常、イオン交換能を
有する微細な粘土粒子のみを水簸操作で分離することが
必要である。しかし、天然鉱物資源を原料とする場合、
粘土粒子の含有率が通常70%以下である。さらに水簸
操作で微粒子のみ分取するために、原料としうる粉体
は、収率が低く、水簸した残渣も廃棄されており無駄に
なっていた。さらに、この水簸工程を経ると製造コスト
が高くなるので、より廉価な紫外線防御剤の開発が切望
されている。
2. Description of the Related Art Ultraviolet rays have an adverse effect on human skin, such as causing suntan, sunburn, photosensitive dermatitis, promoting skin aging, and causing skin cancer. In recent years, this has been widely recognized, and attempts have been made to impart an ultraviolet ray preventing function to various things such as cosmetics and clothing. For example, in the case of cosmetics, an ultraviolet ray preventing effect is imparted by blending an inorganic ultraviolet ray scattering agent composed of fine particles of titanium oxide or an organic ultraviolet ray absorbent composed of a phenolic substance having a conjugated double bond. However, inorganic ultraviolet scattering agents have problems such as deterioration of usability due to fine particles, reaggregation of dispersed fine particles, and decrease in light resistance due to photocatalytic activity. In the case of an organic ultraviolet absorber, there is a problem that the amount that can be prescribed is limited. Further, organic UV protective agents are often used by dissolving them in an oily solvent, and their uses are limited. For this reason, there has been a demand for the development of a novel ultraviolet ray protective agent which has an excellent ultraviolet ray preventing effect, is chemically stable, and is not easily restricted by its formulation by being mixed with various kinds and forms of materials. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 0256 discloses a layered silicate mineral in which metal ions are intercalated between layers, and describes that it has an ultraviolet protection function. When this layered silicate mineral powder is obtained from a clay raw material, it is usually necessary to separate only fine clay particles having ion exchange ability by elutriation. However, when using natural mineral resources as raw materials,
The content of clay particles is usually 70% or less. Furthermore, since only fine particles are collected by elutriation, the powder that can be used as a raw material has a low yield, and the elutriated residue is discarded and wasted. Further, since the production cost increases after the elutriation step, the development of a less expensive ultraviolet ray protective agent has been desired.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
粘土鉱物を原料として、水簸操作を行わずに、廉価に得
られる紫外線防御剤を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides
It is an object of the present invention to provide an inexpensive ultraviolet ray protective agent using clay mineral as a raw material without performing elutriation operation.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決すべく鋭意研究を行った結果、粘土原料をケイ酸
カルシウムとの複合体とすることによりイオン交換性を
付与することができ、この化合物の層間に金属イオンを
インターカレーションさせると紫外線遮断作用が生ずる
ことを見出し、この知見に基づき本発明をなすに至っ
た。すなわち本発明は、(1)イオン交換性の粘土−ケ
イ酸カルシウム複合体又はケイ酸カルシウムの層間に金
属イオンをインターカレーションさせてなることを特徴
とする紫外線防御剤、(2)金属イオンが鉄族、アルミ
ニウム族、チタン族、亜鉛族、銅族、アルカリ土類金属
またはクロム族から選ばれた金属である(1)項に記載
の紫外線防御剤、(3)金属イオンが鉄、アルミニウ
ム、ニッケル、ジルコニウム、亜鉛、銅、バリウムまた
はチタンである(1)項に記載の紫外線防御剤、(4)
イオン交換性の粘土−ケイ酸カルシウム複合体が反応活
性なシリカを含有する粘土にカルシウム化合物を反応さ
せて得たものである(1)、(2)又は(3)項記載の
紫外線防御剤、及び(5)イオン交換性のケイ酸カルシ
ウムがシリカとカルシウム化合物を反応させて得たもの
である(1)、(2)、(3)又は(4)項記載の紫外
線防御剤を提供するものである。なお、本発明における
イオン交換性とは、イオン交換反応を行い得る性質を有
し、層間に金属イオンをインターカレーションしうる性
質を有することをいう。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, it has been found that a clay raw material is made into a complex with calcium silicate to impart ion exchangeability. It was found that intercalation of a metal ion between the layers of this compound causes an ultraviolet blocking effect, and based on this finding, the present invention has been accomplished. That is, the present invention provides (1) an ultraviolet ray protective agent characterized in that a metal ion is intercalated between layers of an ion-exchangeable clay-calcium silicate composite or calcium silicate; (1) the ultraviolet ray protective agent according to item (1), which is a metal selected from iron group, aluminum group, titanium group, zinc group, copper group, alkaline earth metal or chromium group; The ultraviolet ray protective agent according to item (1), which is nickel, zirconium, zinc, copper, barium or titanium, (4)
The ultraviolet protective agent according to (1), (2) or (3), wherein the ion-exchangeable clay-calcium silicate composite is obtained by reacting a calcium compound with a clay containing reactive silica. And (5) the ultraviolet-protecting agent according to (1), (2), (3) or (4), wherein the ion-exchangeable calcium silicate is obtained by reacting silica with a calcium compound. It is. In the present invention, the term "ion-exchange property" refers to a property capable of performing an ion-exchange reaction and a property capable of intercalating metal ions between layers.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明に用いるイオン交換性の粘
土−ケイ酸カルシウム複合体の原料の粘土としては、例
えば、カオリン族鉱物、スメクタイト族鉱物等のスメク
タイト系粘土であって非晶質ケイ酸を含有する鉱物を用
いることができる。非晶質ケイ酸は粘土の風化でスメク
タイトの一部が変化して生成する。スメクタイト系粘土
は、シリカ−酸素四面体が二次元的に網状に連続した四
面体シートと、アルミニウム−酸素などの八面体が網状
に連続した八面体シートの組み合わせからなり、その組
み合わせによって様々な形状をとりうる。その層の表面
はマイナスの電荷をもっているためカチオンを吸着する
性質があるが、層間に入り込んだカチオンはイオン結合
よりも弱い結合をしているため自由に他のカチオンと交
換することができる。このため層表面で各種イオン交換
反応を行うことができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The clay used as a raw material of the ion-exchangeable clay-calcium silicate composite used in the present invention is, for example, a smectite-based clay such as a kaolin-group mineral or a smectite-group mineral, which is an amorphous silica. Minerals containing acids can be used. Amorphous silicic acid is formed by changing part of smectite due to weathering of clay. Smectite clay consists of a combination of a tetrahedral sheet in which a silica-oxygen tetrahedron is continuous two-dimensionally in a network and an octahedral sheet in which an octahedron such as aluminum-oxygen is continuous in a net-like manner. Can be taken. The surface of the layer has the property of adsorbing cations because it has a negative charge, but the cations that have entered the layer have weaker bonds than ionic bonds and can be freely exchanged with other cations. For this reason, various ion exchange reactions can be performed on the layer surface.

【0006】このスメクタイト系粘土は、風化の度合い
により、ナトリウム系ベントナイト、カルシウム系ベン
トナイト、B型酸性白土、A型酸性白土の4種類に大別
される。このうち最も風化の進んだA型酸性白土は、日
本各地の至るところに豊富に産出するがほとんど用途が
ない。吸着性等が高く用途の多い活性白土は新潟県と山
形県のごく一部にしか産出せず、また、現在鉱量的にも
枯渇化して問題となっているのに対し、A型酸性白土は
ほぼ未利用の状態にある。本発明に用いる粘土−ケイ酸
カルシウム複合体は、このA型酸性白土を用いても得る
ことができる。
The smectite clay is roughly classified into four types depending on the degree of weathering: sodium bentonite, calcium bentonite, B-type acid clay, and A-type acid clay. Among them, the most weathered A-type acid clay is abundant throughout Japan, but has little use. Activated clay with high adsorptivity and many uses can be produced only in a small part of Niigata and Yamagata prefectures. Is almost unused. The clay-calcium silicate composite used in the present invention can also be obtained using this A-type acid clay.

【0007】本発明において用いるイオン交換性粘土−
ケイ酸カルシウム複合体は、上記のスメクタイト系粘土
をはじめとする粘土鉱物粒子とカルシウム化合物を反応
させて得ることができる。カルシウム化合物としては、
例えば酸化カルシウム、水酸化カルシウム、塩化カルシ
ウム、硝酸カルシウムなどをあげることができ、コスト
の点からは酸化カルシウム、水酸化カルシウムが好まし
く用いられる。例えば、非晶質シリカを含む酸性白土と
石灰を反応させた場合、下記のようにしてケイ酸カルシ
ウムが生成するものと考えられる。
The ion-exchangeable clay used in the present invention
The calcium silicate complex can be obtained by reacting a clay compound with the above-described smectite-based clay or other clay mineral particles and a calcium compound. As calcium compounds,
For example, calcium oxide, calcium hydroxide, calcium chloride, calcium nitrate and the like can be mentioned. From the viewpoint of cost, calcium oxide and calcium hydroxide are preferably used. For example, when acid clay containing amorphous silica and lime are reacted, it is considered that calcium silicate is generated as described below.

【0008】[0008]

【化1】 Embedded image

【0009】通常、カルシウム化合物は水溶液中で常圧
又は加圧下で粘土鉱物と反応させる。カルシウム化合物
の量は、好ましくはCaOに換算して粘土鉱物とカルシ
ウム化合物の合計に対し10〜60重量%、さらに好ま
しくは20〜50重量%である。カルシウム化合物が少
なすぎるとケイ酸カルシウムの生成が不十分になり、シ
リカ化合物が残存して吸着特性が向上しないことがあ
る。またカルシウム化合物が多すぎると、未反応のカル
シウム化合物がそのまま残存して粒子が成長するので、
やはり本発明の紫外線防御剤に用いるのに適さなくなる
場合がある。さらに、塩化カルシウムを用いる場合は炭
酸ナトリウムを、硝酸カルシウムを用いる場合は水酸化
ナトリウムを粘土鉱物とカルシウム化合物の合計に対し
1〜5重量%添加するのが好ましい。使用する水の量
は、液/固比(重量比、以下同様)を10〜30とする
のが好ましい。複合体化は通常80〜250℃、好まし
くは90〜200℃で1〜24時間、好ましくは5〜1
0時間、前記の割合の粘土及びカルシウム化合物を水と
ともに攪拌して得られる。常圧又は加圧下で行い、好ま
しくは圧力常圧〜10kgf/cm2 とする。
Usually, a calcium compound is reacted with a clay mineral in an aqueous solution at normal pressure or under pressure. The amount of the calcium compound is preferably 10 to 60% by weight, more preferably 20 to 50% by weight in terms of CaO, based on the total amount of the clay mineral and the calcium compound. If the amount of the calcium compound is too small, the formation of calcium silicate may be insufficient, and the silica compound may remain and the adsorption characteristics may not be improved. If the calcium compound is too large, unreacted calcium compound remains as it is and the particles grow,
Again, it may not be suitable for use in the ultraviolet protection agent of the present invention. Further, when calcium chloride is used, sodium carbonate is preferably added, and when calcium nitrate is used, sodium hydroxide is preferably added in an amount of 1 to 5% by weight based on the total amount of the clay mineral and the calcium compound. As for the amount of water used, the liquid / solid ratio (weight ratio, hereinafter the same) is preferably 10 to 30. Complexing is usually carried out at 80 to 250 ° C, preferably 90 to 200 ° C for 1 to 24 hours, preferably 5 to 1 hour.
Obtained by stirring the above proportions of clay and calcium compound with water for 0 hours. It is carried out under normal pressure or under pressure, preferably at normal pressure to 10 kgf / cm 2 .

【0010】粘土とカルシウム化合物の反応では、出発
原料の種類と反応条件が、得られる複合体の構造や性質
に影響を与える。例えば酸性白土は、ナトリウムベント
ナイトが風化作用によって酸性化され粘土粒子の層間イ
オンがH+ やCa2+に置き換わったものであるが、原鉱
中のスメクタイト鉱物が風化作用により一部非晶質シリ
カに置き換わっている。この非晶質シリカはアルカリ土
類金属化合物と反応しやすく、石灰などとも容易に反応
してケイ酸塩を生成する。他のシリカ化合物を含有する
他の粘土鉱物でも同様に粘土鉱物−ケイ酸塩を合成でき
るが、風化の進んでいない鉱物中のシリカ化合物には反
応活性の非晶質シリカが少なく、結晶性のものが多いた
め、長時間水熱反応を行ったり、高圧で反応を促進した
りする必要がある。非晶質シリカの割合が高いと得られ
る複合体のイオン交換性も高く、非晶質シリカがシリカ
化合物中10%以上である粘土を用いた複合体(粘土−
低結晶性ケイ酸カルシウム複合体)が好ましい。このと
き、当然ながら非晶質ケイ酸の少ない酸性白土等を酸処
理して用いることもできる。あるいはイオン交換性の複
合体として、ケイ酸カルシウム粒子を成長させたトバモ
ライト−粘土複合体を用いることもできる。トバモライ
ト−粘土複合体の合成には、風化の進んでいない結晶性
シリカの多い粘土も用いることができ、上記した複合体
化の反応に加えてさらに水熱反応を促進し、ケイ酸カル
シウム粒子を成長させて製造する。
In the reaction between a clay and a calcium compound, the type of starting materials and the reaction conditions affect the structure and properties of the resulting composite. For example, in acid clay, sodium bentonite is acidified by weathering and interlayer ions of clay particles are replaced by H + and Ca 2+ , but the smectite mineral in the raw ore is partially amorphous silica by weathering. Has been replaced by This amorphous silica easily reacts with an alkaline earth metal compound and easily reacts with lime or the like to form a silicate. Clay minerals-silicates can be synthesized in the same way with other clay minerals containing other silica compounds.However, silica compounds in minerals that have not progressed to weathering contain less reactive amorphous silica, Since there are many such substances, it is necessary to carry out a hydrothermal reaction for a long time or to promote the reaction at a high pressure. When the proportion of amorphous silica is high, the composite obtained has a high ion-exchange property, and a composite using clay in which amorphous silica is 10% or more of the silica compound (clay-
Low crystalline calcium silicate complex) is preferred. At this time, it is naturally possible to use acid clay or the like having little amorphous silicic acid after acid treatment. Alternatively, a tobermorite-clay composite in which calcium silicate particles are grown can be used as the ion-exchange composite. In the synthesis of the tobermorite-clay composite, a clay with a large amount of crystalline silica that has not progressed to weathering can also be used, and further promotes a hydrothermal reaction in addition to the above-described complexation reaction, and reduces the calcium silicate particles. Grow and manufacture.

【0011】一方、ケイ酸カルシウムも無機イオン交換
体の一つとして、イオン交換性を有している。これらは
SiO4 四面体の単鎖がCa−Oのシートをサンドイッ
チ状にはさんだ基本単位層と、層間にCa2+イオンやH
2 O分子を含有する、一種の層状鉱物化合物であり、粘
土粒子と同様に各種イオン交換反応を行うことができ
る。
On the other hand, calcium silicate also has ion exchange properties as one of the inorganic ion exchangers. These are a basic unit layer in which a single chain of SiO 4 tetrahedron sandwiches a sheet of Ca—O in a sandwich shape, and Ca 2+ ions or H 2
It is a kind of layered mineral compound containing 2 O molecules, and can perform various ion exchange reactions like clay particles.

【0012】本発明で用いるケイ酸カルシウムは、シリ
カとカルシウム化合物を反応させて得ることができる。
シリカは好ましくは非晶質シリカであり、天然の鉱物原
料を精製して得たものや市販品を特に制限なく用いるこ
とができる。カルシウム化合物は前記複合体の製造にお
いてあげたと同様のものを用いることができ、シリカと
カルシウム化合物の使用量はSiO2 、CaOに換算し
てCaO/SiO2 (重量)が通常0.44〜3.0、
好ましくは0.5〜1.7である。さらにAl/Si
(重量)が0.01〜0.13、好ましくは0.05〜
0.10となるようにアルミニウム化合物を用いるのが
好ましい。アルミニウム化合物としては例えば水酸化ア
ルミニウム、酸化アルミニウムなどを用いることができ
る。これらの原料を液/固比が通常10〜30、好まし
くは15〜25となる量の水とともにスラリーとし、通
常70〜100℃、好ましくは80〜95℃で5〜10
時間攪拌した後、オートクレーブを用い、通常100〜
250℃、好ましくは100〜180℃で常圧〜15k
gf/cm2 、好ましくは常圧〜10kgf/cm2
5〜10時間処理を行った後、乾燥して得られる。
[0012] The calcium silicate used in the present invention can be obtained by reacting silica with a calcium compound.
Silica is preferably amorphous silica, and a product obtained by purifying a natural mineral raw material or a commercially available product can be used without any particular limitation. As the calcium compound, the same ones as mentioned in the production of the composite can be used, and the amount of silica and calcium compound used is usually 0.44 to 3 in terms of SiO 2 and CaO (CaO / SiO 2 (weight)). .0,
Preferably it is 0.5-1.7. Furthermore, Al / Si
(Weight) is 0.01 to 0.13, preferably 0.05 to
It is preferable to use an aluminum compound so as to be 0.10. As the aluminum compound, for example, aluminum hydroxide, aluminum oxide, or the like can be used. These raw materials are slurried with water in a liquid / solid ratio of usually 10 to 30, preferably 15 to 25, usually at 70 to 100 ° C, preferably 5 to 10 at 80 to 95 ° C.
After stirring for an hour, using an autoclave, usually 100 to 100
250 ° C, preferably normal pressure to 15k at 100 to 180 ° C
gf / cm 2 , preferably at normal pressure to 10 kgf / cm 2 for 5 to 10 hours, followed by drying.

【0013】本発明に用いる上記の複合体又はケイ酸カ
ルシウムは、粘土鉱物が分解して生成した非晶質シリカ
に着目し、二次的酸処理や複合体化などによって吸着性
やろ過機能などの特性を付与したものである。
The above-mentioned complex or calcium silicate used in the present invention focuses on amorphous silica formed by decomposition of a clay mineral, and has an adsorptive property and a filtering function by secondary acid treatment or complex formation. Is given.

【0014】本発明におけるインターカレーションは、
金属塩、好ましくは鉄やニッケルなどの鉄族、アルミニ
ウムなどのアルミニウム族、チタンやジルコニウムなど
のチタン族、亜鉛などの亜鉛族、銅などの同族、バリウ
ムなどのアルカリ土類金属またはタングステンなどのク
ロム属から選ばれた金属の金属塩を用いて行うことがで
きる。このような金属塩としては塩化鉄、塩化アルミニ
ウム、塩化ニッケル、塩化ジルコニウム、塩化亜鉛、塩
化銅、塩化バリウム、塩化チタンなどがあげられる。前
記の粘土−ケイ酸カルシウム複合体又はケイ酸カルシウ
ムに水を加え、例えば金属の塩化物等を添加して攪拌す
るなど、通常の方法でインターカレーションを行う。次
いで液をろ過して固形分を分離し、これを乾燥後、必要
により粉砕して目的の紫外線防御剤を得る。金属塩の添
加量は粘土−ケイ酸カルシウム複合体又はケイ酸カルシ
ウムの陽イオン交換容量によって決定され、多くの場合
は粘土−ケイ酸カルシウム複合体及び/又はケイ酸カル
シウム100重量部に対して2重量部以上、好ましくは
3〜20重量部であるが、これに限定されるものではな
い。粘土−ケイ酸カルシウム複合体及び/又はケイ酸カ
ルシウムの陽イオン交換率が好ましくは85%以上、特
に好ましくは90%以上になるようにインターカレーシ
ョンの反応を行う。インターカレーションを行う際の液
のpHは好ましくは10以下、温度は通常、室温であ
る。この金属イオンをインターカレーションした紫外線
防御剤は、乾燥して粉体として、あるいは所定量の水性
媒体に分散させて用いられる。
In the present invention, the intercalation
Metal salts, preferably iron group such as iron or nickel, aluminum group such as aluminum, titanium group such as titanium or zirconium, zinc group such as zinc, homologous group such as copper, alkaline earth metal such as barium or chromium such as tungsten It can be performed using a metal salt of a metal selected from the genus. Examples of such metal salts include iron chloride, aluminum chloride, nickel chloride, zirconium chloride, zinc chloride, copper chloride, barium chloride, titanium chloride and the like. Water is added to the above-mentioned clay-calcium silicate composite or calcium silicate, and for example, a metal chloride or the like is added and stirred, and intercalation is performed by a usual method. Next, the liquid is filtered to separate a solid content, which is dried and, if necessary, crushed to obtain a desired ultraviolet protective agent. The amount of the metal salt added is determined by the cation exchange capacity of the clay-calcium silicate complex or calcium silicate, and is often 2 to 100 parts by weight of the clay-calcium silicate complex and / or calcium silicate. It is more than 3 parts by weight, preferably 3 to 20 parts by weight, but is not limited thereto. The intercalation reaction is carried out so that the cation exchange rate of the clay-calcium silicate complex and / or calcium silicate is preferably at least 85%, particularly preferably at least 90%. During the intercalation, the pH of the solution is preferably 10 or less, and the temperature is usually room temperature. The ultraviolet protective agent in which the metal ions are intercalated is used as a dry powder or dispersed in a predetermined amount of an aqueous medium.

【0015】[0015]

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。なお、実施例中の比は重量比であり、各金
属塩の使用量(重量%)は粘土−ケイ酸カルシウム複合
体又はケイ酸カルシウムに対する割合である。 実施例1 酸性白土(クニミネ工業(株)製)をボールミルで24
時間混合粉砕し、カルシウム化合物として塩化カルシウ
ム又は硝酸カルシウムを、CaO換算で酸性白土:Ca
O=70:30となるよう添加し、液/固比が20とな
るように水を加えてスラリーとし、攪拌しながら90℃
に加熱した。塩化カルシウムを用いたときは炭酸ナトリ
ウムを、硝酸カルシウムを用いたときは水酸化ナトリウ
ムを1〜5重量%添加した。このスラリーをろ過、水洗
し、乾燥して、粘土−ケイ酸カルシウム複合体を得た。
複合体のX線回折結果からは、クリストバライトやα−
石英等のシリカ化合物のピークが消失し、低結晶性ケイ
酸カルシウム(Calcium−Silicate−H
ydrate:C−S−H)が生成していることが確認
された。この複合体のイオン交換容量は90meq/1
00gであった。得られた粘土−ケイ酸カルシウム複合
体3kgを5リットルのビーカーに5リットルの水とと
もに入れ、攪拌機で攪拌しながら塩化鉄6.3gを加え
た。次に、ブフナーロートに入れ、吸引ろ過した後、1
05±5℃で乾燥し、粉砕して、層間に鉄イオンをイン
ターカレーションした紫外線防御剤(粒径10μm)を
得た。塩化鉄によるイオン交換率は99.5%であっ
た。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, the ratio in an Example is a weight ratio, and the usage-amount (weight%) of each metal salt is a ratio with respect to a clay-calcium silicate composite or calcium silicate. Example 1 An acid clay (manufactured by Kunimine Industry Co., Ltd.) was treated with a ball mill for 24
The mixture is pulverized for a period of time, and calcium chloride or calcium nitrate is used as a calcium compound.
O = 70: 30, water was added so that the liquid / solid ratio became 20, and a slurry was obtained.
Heated. When calcium chloride was used, sodium carbonate was added, and when calcium nitrate was used, sodium hydroxide was added at 1 to 5% by weight. The slurry was filtered, washed with water, and dried to obtain a clay-calcium silicate composite.
From the X-ray diffraction results of the composite, cristobalite and α-
The peak of a silica compound such as quartz disappears, and low-crystalline calcium silicate (Calcium-Silicate-H
ydrate: CSH) was confirmed to be produced. The ion exchange capacity of this complex is 90 meq / 1.
00 g. 3 kg of the obtained clay-calcium silicate complex was put into a 5 liter beaker together with 5 liters of water, and 6.3 g of iron chloride was added while stirring with a stirrer. Next, the mixture was placed in a Buchner funnel and filtered by suction.
It was dried at 05 ± 5 ° C. and pulverized to obtain an ultraviolet protective agent (particle size: 10 μm) in which iron ions were intercalated between layers. The ion exchange rate with iron chloride was 99.5%.

【0016】実施例2 塩化鉄のかわりに塩化ニッケル7.6重量%を加えた以
外は実施例1と全く同様にして、層間にニッケルイオン
をインターカレーションした紫外線防御剤(粒径15μ
m、イオン交換率99.2%)を得た。
Example 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that 7.6% by weight of nickel chloride was added instead of iron chloride.
m, ion exchange rate 99.2%).

【0017】実施例3 塩化鉄のかわりに塩化コバルト7.0重量%を加えた以
外は実施例1と全く同様にして、層間にニッケルイオン
をインターカレーションした紫外線防御剤(粒径20μ
m、イオン交換率98.4%)を得た。
Example 3 The procedure of Example 1 was repeated, except that 7.0% by weight of cobalt chloride was added instead of iron chloride.
m, ion exchange rate 98.4%).

【0018】実施例4 シリカとして二酸化ケイ素(関東化学社製、非晶質ケイ
酸)、アルミニウム化合物として水酸化アルミニウム
(関東化学社製)、カルシウム化合物として石灰を、C
aO/SiO2 =20、かつAl/Si=0.05とな
るように混合し、水を液/固比が10となるように加え
てスラリーとして、90℃で5時間攪拌した後、オート
クレーブで180℃、圧力10kgf/cm2 で24時
間処理し、ケイ酸カルシウムを合成した。このケイ酸カ
ルシウムのイオン交換容量は60meq/100gであ
った。これに水と塩化ニッケル7.6重量%を加え、実
施例1と同様にしてニッケルイオンをインターカレーシ
ョンし、紫外線防御剤(粒径30μm、イオン交換率8
9.0%)を得た。
Example 4 Silicon dioxide (amorphous silicic acid, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) as silica, aluminum hydroxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) as an aluminum compound, lime as a calcium compound, C
aO / SiO 2 = 20 and Al / Si = 0.05, and water was added so as to have a liquid / solid ratio of 10 to form a slurry. The mixture was stirred at 90 ° C. for 5 hours, and then autoclaved. The mixture was treated at 180 ° C. under a pressure of 10 kgf / cm 2 for 24 hours to synthesize calcium silicate. The ion exchange capacity of this calcium silicate was 60 meq / 100 g. Water and 7.6% by weight of nickel chloride were added thereto, and nickel ions were intercalated in the same manner as in Example 1 to give an ultraviolet ray protective agent (particle size: 30 μm, ion exchange rate: 8
9.0%).

【0019】実施例1〜4で得た紫外線防御剤を濃度
0.125%の懸濁液とし、紫外線(波長300〜50
0nm)の透過率を自記分光光度計U−3200(日立
製作所社製)で測定した。比較として無処理の酸性白土
粉末(粒径30μm)についても同様に紫外線透過率を
測定した。結果を表1に示す。
The ultraviolet protective agent obtained in Examples 1 to 4 was used as a suspension having a concentration of 0.125%.
0 nm) was measured with a self-recording spectrophotometer U-3200 (manufactured by Hitachi, Ltd.). For comparison, the ultraviolet transmittance was similarly measured for an untreated acid clay powder (particle size: 30 μm). Table 1 shows the results.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】表1より、カルシウム化合物と反応させて
複合体化し、層間に金属イオンをインターカレーション
することによって、紫外線防御効果が低く紫外線防御剤
としては利用できなかった酸性白土粒子に著しい紫外線
遮断効果が生じていることがわかる。また、実施例4の
結果より、ケイ酸カルシウムに金属イオンをインターカ
レーションしても、粘土−ケイ酸カルシウム複合体を用
いたと同様の効果を有する紫外線防御剤が得られている
ことがわかる。
As shown in Table 1, by reacting with a calcium compound to form a complex and intercalating a metal ion between the layers, the acid clay particles which had a low ultraviolet protection effect and could not be used as an ultraviolet protection agent were remarkably blocked by ultraviolet rays. It can be seen that the effect has occurred. In addition, the results of Example 4 show that even when metal ions are intercalated into calcium silicate, an ultraviolet protective agent having the same effect as that obtained by using the clay-calcium silicate composite is obtained.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上の結果から明らかなように、本発明
の紫外線防御剤は、紫外線遮断効果に優れ、微粒子で、
分散安定性に優れ、化学的に安定で変質しにくいという
性質を有する。本発明の紫外線防御剤に用いるイオン交
換性の複合体又はケイ酸カルシウムは、日本各地から産
出し用途の少ない粘土原料を用いても水簸工程を行うこ
となく得ることができ、廃棄される残渣も発生せず廉価
に紫外線防御剤を提供できる。この紫外線防御剤は化粧
料、樹脂、塗料、繊維などさまざまな用途に使用が可能
である。
As is clear from the above results, the ultraviolet protective agent of the present invention is excellent in the effect of blocking ultraviolet rays,
It has excellent dispersion stability and is chemically stable and hardly deteriorates. The ion-exchangeable complex or calcium silicate used for the ultraviolet ray protective agent of the present invention can be obtained without using an elutriation step even using a clay raw material produced and used in various parts of Japan, and the residue is discarded. A UV protection agent can be provided at low cost without generating any. This UV protection agent can be used for various uses such as cosmetics, resins, paints, and fibers.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三国 彰 山口県山口市吉田3045−19 (72)発明者 三好 潔治 山口県山口市朝田1163の3 (72)発明者 前 英雄 山口県宇部市大字東須恵1182−3 (72)発明者 前野 昌弘 山口県宇部市東小羽山4−8−39 (72)発明者 桑原 東方 栃木県黒磯市美原町4−821 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akira Mikuni 3045-19 Yoshida, Yamaguchi, Yamaguchi Prefecture (72) Inventor, Kiyoji Miyoshi 1163-3 Asada, Yamaguchi, Yamaguchi 1182-3 Higashisue (72) Inventor Masahiro Maeno 4-8-39 Higashi Kobayama, Ube City, Yamaguchi Prefecture (72) Inventor Touhou Kuwahara 4-821 Miharacho, Kuroiso City, Tochigi Prefecture

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イオン交換性の粘土−ケイ酸カルシウム
複合体又はケイ酸カルシウムの層間に金属イオンをイン
ターカレーションさせてなることを特徴とする紫外線防
御剤。
1. An ultraviolet protective agent comprising a metal ion intercalated between layers of an ion-exchangeable clay-calcium silicate composite or calcium silicate.
【請求項2】 金属イオンが鉄族、アルミニウム族、チ
タン族、亜鉛族、銅族、アルカリ土類金属またはクロム
族から選ばれた金属である請求項1に記載の紫外線防御
剤。
2. The ultraviolet protective agent according to claim 1, wherein the metal ion is a metal selected from iron group, aluminum group, titanium group, zinc group, copper group, alkaline earth metal and chromium group.
【請求項3】 金属イオンが鉄、アルミニウム、ニッケ
ル、ジルコニウム、亜鉛、銅、バリウムまたはチタンで
ある請求項1に記載の紫外線防御剤。
3. The ultraviolet protective agent according to claim 1, wherein the metal ion is iron, aluminum, nickel, zirconium, zinc, copper, barium or titanium.
【請求項4】 イオン交換性の粘土−ケイ酸カルシウム
複合体が反応活性なシリカを含有する粘土にカルシウム
化合物を反応させて得たものである請求項1、2又は3
記載の紫外線防御剤。
4. The ion-exchangeable clay-calcium silicate composite is obtained by reacting a calcium compound with a reactive clay containing silica.
The ultraviolet protective agent according to the above.
【請求項5】 イオン交換性のケイ酸カルシウムがシリ
カとカルシウム化合物を反応させて得たものである請求
項1、2又は3記載の紫外線防御剤。
5. The ultraviolet protective agent according to claim 1, wherein the ion-exchangeable calcium silicate is obtained by reacting silica with a calcium compound.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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