LT7181B - METHOD FOR MANUFACTURING CERIC PHOSPHATE CEPO4 PARTICLES FOR PROTECTION OF SKIN AGAINST UV RADIATION AND FOR USE AS WHITE PIGMENTS IN COLORED COSMETICS - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING CERIC PHOSPHATE CEPO4 PARTICLES FOR PROTECTION OF SKIN AGAINST UV RADIATION AND FOR USE AS WHITE PIGMENTS IN COLORED COSMETICS

Info

Publication number
LT7181B
LT7181B LT2025544A LT2025544A LT7181B LT 7181 B LT7181 B LT 7181B LT 2025544 A LT2025544 A LT 2025544A LT 2025544 A LT2025544 A LT 2025544A LT 7181 B LT7181 B LT 7181B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
particles
cerium
cepo4
cerium phosphate
phosphate
Prior art date
Application number
LT2025544A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT2025544A (en
Inventor
Matas JANULEVIČIUS
Original Assignee
Uab Kosmetikos Tyrimų Centras
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 Uab Kosmetikos Tyrimų Centras filed Critical Uab Kosmetikos Tyrimų Centras
Priority to LT2025544A priority Critical patent/LT7181B/en
Publication of LT2025544A publication Critical patent/LT2025544A/en
Publication of LT7181B publication Critical patent/LT7181B/en

Links

Landscapes

  • Cosmetics (AREA)

Abstract

Išradimas skirtas optiškai aktyvių submikroninių ar mikronų dydžio cerio fosfato CePO4 dalelių gamybos, jas susintetinant, būdui. Pagal šį būdą, pirmiausia pagaminamas cerio oksalatas, jis sausas homogeniškai sumaišomas su amonio fosfatu ir kaitinamas 1000 oC temperatūroje. Gautas grynas monazito fazės cerio fosfatas susmulkinamas rutulinio malūno aparatu, išgaunant tinkamo dydžio cerio fosfato daleles. Vėliau cerio fosfato dalelių paviršius papildomai modifikuojamas stearino arba kita riebaline rūgštimi tam, kad jos nesiaglomeruotų tarpusavyje, taptų lipofiliškos, kad jas būtų galima inkorporuoti į aliejinę emulsijų fazę. Dalelės yra netoksiškos, biologiškai inertiškos, todėl gali būti naudojamos tokiose srityse kaip kosmetika, medicina ir kt. Tokios dalelės turi potencialo būti naudojamos kaip nauji neorganiniai filtrai apsaugos nuo ultravioletinių (UV) spindulių produktuose ir (arba) kaip užpildai arba baltieji pigmentai, kurie papildomai sustiprina apsaugą nuo saulės spindulių spalvotoje kosmetikoje.The invention is directed to a method for the production of optically active submicron or micron-sized cerium phosphate CePO4 particles by synthesizing them. According to this method, cerium oxalate is first produced, it is dry homogeneously mixed with ammonium phosphate and heated at a temperature of 1000 oC. The obtained pure monazite phase cerium phosphate is ground in a ball mill to obtain cerium phosphate particles of the appropriate size. Later, the surface of the cerium phosphate particles is additionally modified with stearic or other fatty acid to prevent them from agglomerating with each other, to become lipophilic, so that they can be incorporated into the oil phase of emulsions. The particles are non-toxic, biologically inert, and therefore can be used in such areas as cosmetics, medicine, etc. Such particles have the potential to be used as novel inorganic filters in ultraviolet (UV) protection products and/or as fillers or white pigments that further enhance sun protection in color cosmetics.

Description

IŠRADIMO SRITISFIELD OF THE INVENTION

Išradimas skirtas optiškai aktyvių submikroninių ar mikronų dydžio cerio fosfato CePO4 dalelių gamybos būdui. Dalelės yra netoksinės, biologiškai inertiškos, todėl gali būti naudojamos tokiose srityse kaip kosmetika, medicina ir kt. Tokios dalelės turi potencialo būti naudojamos kaip nauji neorganiniai filtrai apsaugos nuo ultravioletinių (UV) spindulių produktuose ir (arba) kaip užpildai arba baltieji pigmentai, kurie papildomai sustiprina apsaugą nuo saulės spindulių spalvotoje kosmetikoje. Sukurtų dalelių sintezės būdas yra ekologiškas ir nesukelia jokių kenksmingų šalutinių produktų.The invention is directed to a method for producing optically active submicron or micron-sized cerium phosphate CePO4 particles. The particles are non-toxic, biologically inert, and therefore can be used in such areas as cosmetics, medicine, etc. Such particles have the potential to be used as new inorganic filters in ultraviolet (UV) protection products and/or as fillers or white pigments that additionally enhance sun protection in colored cosmetics. The synthesis method of the created particles is environmentally friendly and does not produce any harmful by-products.

TECHNKOS LYGISTECHNICAL LEVEL

UV spinduliai ne tik gadina organines medžiagas, tokias kaip plastikas, bet ir neigiamai veikia žmones. UV-B spinduliuotė (290-320 nm) sukelia nudegimus saulėje ir odos uždegimą, o UV-A spinduliuotė (320-400 nm) - įdegį. Siekiant apsaugoti odą nuo UV spindulių, buvo sukurti įvairūs organiniai ir neorganiniai apsaugos nuo saulės spindulių produktai.UV rays not only damage organic materials such as plastics, but also have a negative impact on humans. UV-B radiation (290-320 nm) causes sunburn and skin inflammation, while UV-A radiation (320-400 nm) causes tanning. In order to protect the skin from UV rays, various organic and inorganic sunscreen products have been developed.

Šiuo metu populiarios neorganinės dalelės titano dioksidas ir cinko oksidas (TiO2, ZnO), naudojamos apsaugai nuo UV spindulių kosmetikos produktuose, kritikuojamos dėl savo mažo, matuojamo nanovienetais, dydžio, ir yra dėl to atsirandančio neigiamo poveikio tiek vartotojams, tiek aplinkai, pasireiškiančio užsikimšusiomis odos poromis, pažeistas koraliniais rifais ir kt. Be to, TiO2 yra gerai žinomas dėl savo fotokatalizinio aktyvumo, kuris dažnai prisideda prie greitesnio produkto skaidymosi. Dėl neigiamo neorganinių UV filtrų, apimančių TiO2, ZnO, poveikio, reikalinga draugiškesnė alternatyva.Currently popular inorganic particles titanium dioxide and zinc oxide (TiO2, ZnO), used for UV protection in cosmetic products, are criticized for their small size, measured in nanometers, and are associated with negative effects on both consumers and the environment, manifested in clogged skin pores, damaged coral reefs, etc. In addition, TiO2 is well known for its photocatalytic activity, which often contributes to faster product degradation. Due to the negative effects of inorganic UV filters containing TiO2, ZnO, a more environmentally friendly alternative is needed.

Taip pat svarbu žinoti, kad ES inicijavo reglamentus šiuo metu populiariai apsaugos nuo saulės medžiagai TiO2, kuri dabar laikoma nesaugia. Pavyzdžiui, pagal ES reglamentą (EB) Nr. 1272/2008 titano dioksidas yra pripažintas turintis kancerogeninį poveikį, jį įkvėpus, o nuo 2021 m. titano dioksidas (E171) nebelaikomas saugiu, kai naudojamas kaip maisto priedas.It is also important to know that the EU has initiated regulations on the currently popular sunscreen ingredient TiO2, which is now considered unsafe. For example, according to EU Regulation (EC) No. 1272/2008, titanium dioxide is recognized as carcinogenic by inhalation, and from 2021, titanium dioxide (E171) is no longer considered safe when used as a food additive.

Japonijos patente JP3819575B2 aprašytas cerio fosfato pagrindu pagamintas UV spindulių absorberis, apibūdintas bendrąja formuleJapanese patent JP3819575B2 describes a cerium phosphate-based UV absorber, described by the general formula

CeMx(PO4)yAz2nH2O, kurio vidutinis dalelių dydis yra nuo 0,01 iki 1 μm. Cerio fosfato pagrindu pagaminto ultravioletinių spindulių absorberio gamybos būdas apima bazinio vandeninio tirpalo, kuriame yra fosfato jonų, ir vandeninio tirpalo, kuriame yra cerio jonų, sumaišymą taip, kad po sumaišymo gautos suspensijos pH būtų nuo 1 iki 11, ir gautų amorfinių nuosėdų suspensijos hidroterminį apdorojimą 120-200 °C temperatūroje. Adsorberis, pagamintas šio išradimo būdu, panaudojant cerio fosfatą, neturi trūkumų, būdingų TiO2 ir ZnO pagrindu pagamintiems UV filtrams, be to, šiuo išradimu buvo patvirtinta, kad cerio fosfato naudojimas žymiai sumažina fotokatalizinį aktyvumą, kuris buvo pagrindinė įprastinių neorganinių UV spindulių absorbentų problema.CeMx(PO4)yAz 2 nH 2 O, with an average particle size of 0.01 to 1 μm. The method for producing a cerium phosphate-based ultraviolet absorber comprises mixing a basic aqueous solution containing phosphate ions and an aqueous solution containing cerium ions so that the pH of the suspension obtained after mixing is from 1 to 11, and hydrothermally treating the resulting amorphous precipitate suspension at a temperature of 120-200 °C. The adsorber produced by the method of the present invention using cerium phosphate does not have the disadvantages inherent in TiO2 and ZnO-based UV filters, and in addition, the present invention has confirmed that the use of cerium phosphate significantly reduces the photocatalytic activity, which was the main problem of conventional inorganic UV absorbers.

IŠRADIMO ESMĖESSENCE OF THE INVENTION

Šis išradimas skirtas naujam cerio fosfato dalelių gavimo, jas susintetinant, būdui, pasigaminant cerio oksalatą, jį sausą homogeniškai sumaišant su amonio fosfatu ir kaitinant 1000 oC temperatūroje oro atmosferos sąlygomis. Gautas grynas monazito fazės cerio fosfatas buvo susmulkintas rutulinio malūno (angl. ball-mill) aparatu, išgaunant tinkamo dydžio cerio fosfato daleles. Vėliau cerio fosfato dalelių paviršius buvo papildomai modifikuotas stearino rūgštimi tam, kad jos nesiaglomeruotų tarpusavyje, taptų lipofiliškos, kad jas būtų galima inkorporuoti į aliejinę emulsijų fazę. Tokios emulsijos yra labiau estetiškos, o pačios cerio fosfato dalelės ilgiau ir patikimiau pasiskirsto ir laikosi odos paviršiuje (dalelės - lipofiliškos, žmogaus oda irgi yra lipofiliška). Būdas ekologiškas, nėra jokių pašalinių toksinių produktų.This invention is intended for a new method of obtaining cerium phosphate particles by synthesizing them by producing cerium oxalate, mixing it dry homogeneously with ammonium phosphate and heating it at a temperature of 1000 o C in air atmosphere conditions. The obtained pure monazite phase cerium phosphate was crushed using a ball-mill apparatus, obtaining cerium phosphate particles of the appropriate size. Later, the surface of the cerium phosphate particles was additionally modified with stearic acid so that they would not agglomerate with each other, become lipophilic, so that they could be incorporated into the oil phase of emulsions. Such emulsions are more aesthetic, and the cerium phosphate particles themselves are distributed and remain on the skin surface for a longer and more reliable time (the particles are lipophilic, human skin is also lipophilic). The method is ecological, there are no extraneous toxic products.

Modifikuoto paviršiaus monazito kristalinės fazės cerio fosfato dalelės tapo visiškai hidrofobiškos, beriant į vandenį tiesiog atšokdavo nuo vandens paviršiaus ir laikydavosi ant jo, visiškai nedrėko ir puikiai pasiskirstė aliejinėje fazėje.The cerium phosphate particles of the monazite crystalline phase with a modified surface became completely hydrophobic, when dropped into water they simply bounced off the water surface and stayed on it, did not wet at all and were perfectly distributed in the oil phase.

Tyrimai parodė, kad gautos grynos monazito kristalinės fazės cerio fosfato dalelės puikiai inkorporuojasi į kosmetikos produktų sudėtis, pasižymi gera UV spindulių sugertimi, nėra fototoksiškos. Dalelės tinkamos tiek kaip UV filtras kosmetikai ir užtikrina veiksmingą apsaugą nuo saulės spindulių, pasiekiamą per UV spindulių absorbciją, o ne atspindėjimą, tiek kaip baltieji pigmentai makiažo produktams (pudroms ir pan.). Be to, dalelės yra biologiškai inertiškos, pagamintos ekologiškai ir ilgainiui prisidėtų prie tvaresnės aplinkos ir sveikesnės vartotojų odos.Studies have shown that the obtained pure monazite crystalline phase cerium phosphate particles are perfectly incorporated into the composition of cosmetic products, have good UV absorption, and are not phototoxic. The particles are suitable both as a UV filter for cosmetics and provide effective protection from sunlight, achieved through UV absorption rather than reflection, and as white pigments for makeup products (powders, etc.). In addition, the particles are biologically inert, produced ecologically and would contribute to a more sustainable environment and healthier skin for consumers in the long run.

BRĖŽINIŲ PAVEIKSLŲ APRAŠYMASDESCRIPTION OF DRAWINGS

Žemiau išradimas bus aprašytas su nuoroda į pridedamus paveikslus, kuriuose:The invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which:

pav. pateikta gautųjų pagal šį išradimą cerio fosfato CePO4 dalelių rentgeno spindulių difrakcijos (XRD) analizės diagrama;Fig. 1 shows an X-ray diffraction (XRD) analysis diagram of cerium phosphate CePO4 particles obtained according to the present invention;

pav. pateikti gautųjų pagal šį išradimą CePO4 dalelių morfologijos vaizdai, nustatyti skenuojančiu elektroniniu mikroskopu (SEM);Fig. 1 shows images of the morphology of CePO4 particles obtained according to the present invention, determined by a scanning electron microscope (SEM);

pav. pateikta gautųjų pagal šį išradimą CePO4 dalelių dydžio pasiskirstymo pagal skaičių ir tūrį vandeninėje terpėje diagrama;Fig. 1 shows a diagram of the size distribution by number and volume of CePO4 particles obtained according to the present invention in an aqueous medium;

pav. pateikti šio išradimo cerio fosfato CePO4 dalelių atspindžio spektro (kairėje) ir sužadinimo bei emisijos spektrų (dešinėje) vaizdai.Fig. 1 shows the reflection spectrum (left) and excitation and emission spectra (right) of the cerium phosphate CePO4 particles of the present invention.

IŠSAMUS IŠRADIMO APRAŠYMASDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Šio išradimo cerio fosfato dalelių gavimui panaudotos šios medžiagos:The following materials were used to obtain the cerium phosphate particles of this invention:

- oksalo rūgšties dihidratas, C2H2O4^2H2O;- oxalic acid dihydrate, C2H2O4^2H2O;

- cerio (III) nitrato heksahidratas, Ce(NO3)3^6H2O;- cerium (III) nitrate hexahydrate, Ce(NO3)3^6H2O;

- amonio divandenilio fosfatas, NH4H2PO4.- ammonium dihydrogen phosphate, NH4H2PO4.

Pirmiausia, sąsėdžio būdu buvo paruoštas cerio oksalatas Ce2(C2O4)3. Stechiometriniai Ce(NO3^6H2O ir C2H2O4^2H2O kiekiai buvo ištirpinti atskirose menzūrose dejonizuotu (DI) vandeniu. Sumaišius gautus tirpalus, nusėdo netirpus cerio oksalatas Ce2(C2O4)3. Gauta balta kieta medžiaga buvo plaunama dejonizuotu (DI) vandeniu, naudojant vakuuminę filtravimo sistemą. Medžiaga buvo plaunama, kol filtrato pH tapo neutralus. Cerio oksalatas buvo džiovinamas džiovinimo krosnyje 12 valandų 60 °C temperatūroje.First, cerium oxalate Ce2(C2O4)3 was prepared by precipitation. Stoichiometric amounts of Ce(NO3^6H2O and C2H2O4^2H2O were dissolved in separate beakers with deionized (DI) water. After mixing the resulting solutions, insoluble cerium oxalate Ce2(C2O4)3 precipitated. The resulting white solid was washed with deionized (DI) water using a vacuum filtration system. The material was washed until the pH of the filtrate became neutral. The cerium oxalate was dried in a drying oven for 12 hours at 60 °C.

Vėliau baltos monazito fazės cerio fosfato CePO4 dalelės buvo paruoštos įprastine kietosios fazės reakcija. Stechiometriniai cerio oksalato Ce2(C2O4)3 ir amonio divandenilio NH4H2PO4 kiekiai buvo homogeniškai sumaišyti, perkelti į tiglius ir atkaitinti 1000 °C temperatūroje 4 valandas oro atmosferoje.Subsequently, white monazite-phase cerium phosphate CePO4 particles were prepared by a conventional solid-phase reaction. Stoichiometric amounts of cerium oxalate Ce2(C2O4)3 and ammonium dihydrogen NH4H2PO4 were homogeneously mixed, transferred to crucibles and annealed at 1000 °C for 4 hours in air.

Po atkaitinimo gautos cerio fosfato CePO4 dalelės buvo susmulkintos „Retsch E-Max“ rutuliniu malūnu. Dejonizuotas vanduo ir CePO4 buvo sumaišyti santykiu 1:1 ir sumalti rutuliniu malūnu, naudojant 5 mm skersmens ZrO2 rutuliukus. Malimo greitis ir trukmė buvo nustatyti atitinkamai 300 aps/min ir 20 min. Po to malimo mišinys buvo persijotas (sieto akučių skersmuo - 200 μm) ir džiovinamas 80 °C temperatūroje 12 valandų. Gautos sausos dalelės buvo pakartotinai sumaltos agato grūstuvėje.After annealing, the cerium phosphate CePO4 particles obtained were ground in a Retsch E-Max ball mill. Deionized water and CePO4 were mixed in a 1:1 ratio and ground in a ball mill using 5 mm diameter ZrO2 balls. The milling speed and duration were set to 300 rpm and 20 min, respectively. The milled mixture was then sieved (sieve mesh diameter - 200 μm) and dried at 80 °C for 12 hours. The resulting dry particles were re-ground in an agate mortar.

Papildomai vėliau cerio fosfato dalelių paviršius buvo modifikuotas stearino rūgštimi tam, kad jos:Additionally, the surface of the cerium phosphate particles was later modified with stearic acid so that they:

1) nesiaglomeruotų tarpusavyje. Dalelės linkusios aglomeruotis, ypatingai prie tam tikrų pH verčių, nes nemodifikuoto paviršiaus daleles stabilizuoja tik paviršiaus krūvis, t.y. elektrostatinė stabilizacija, kuri labai priklauso nuo joninės jėgos, pH ir kt. veiksnių. Tokia stabilizacija nėra patikima;1) do not agglomerate with each other. Particles tend to agglomerate, especially at certain pH values, because particles on an unmodified surface are stabilized only by surface charge, i.e. electrostatic stabilization, which is highly dependent on ionic strength, pH, etc. factors. Such stabilization is not reliable;

2) taptų lipofiliškos, kad jas būtų galima inkorporuoti į aliejinę emulsijų faze. Tokios emulsijos, pirmiausia, yra labiau estetiškos, be to, modifikuojant dalelių paviršių stearino rūgštimi, jos tampa hidrofobiškos ir lengviau pasiskirsto aliejinėse emulsijose. Tai labai svarbu kosmetikos produktuose, nes pagerina dalelių stabilumą, pasiskirstymą ant odos ir galutinio produkto estetiką.2) become lipophilic so that they can be incorporated into the oil phase of emulsions. Such emulsions are, first of all, more aesthetic, and by modifying the surface of the particles with stearic acid, they become hydrophobic and more easily distributed in oil emulsions. This is very important in cosmetic products, as it improves the stability of the particles, their distribution on the skin and the aesthetics of the final product.

Cerio fosfato dalelių paviršius gali būti modifikuotas dviem būdais:The surface of cerium phosphate particles can be modified in two ways:

1) dispersijoje: cerio fosfato dalelių paviršiaus modifikavimo stearino rūgštimi dispersijoje procedūros metu sausi cerio fosfato dalelių milteliai ir stearino rūgštis masės santykiu 10:1 buvo disperguoti etanolio tirpale, nuolat maišant (1 valandą, 75 °C temperatūroje), tada dispersija buvo palikta nusistovėti 3 valandoms. Tuomet modifikuotų stearino rūgštimi cerio fosfato dalelių dispersija buvo nufiltruota, milteliai papildomai buvo keletą kartų praplauti šiltu etanolio tirpalu, siekiant pašalinti ant paviršiaus adsorbuotą laisvą stearino rūgštį, ir džiovinti 80 °C temperatūroje 24 valandas. Vietoje etanolio gali būti panaudotas 1-propanolis arba izopropilo alkoholis, arba bet kokie šių tirpiklių mišiniai;1) in dispersion: during the procedure of surface modification of cerium phosphate particles with stearic acid in dispersion, dry cerium phosphate particle powder and stearic acid in a mass ratio of 10:1 were dispersed in an ethanol solution with constant stirring (1 hour, at 75 °C), then the dispersion was left to settle for 3 hours. Then the dispersion of cerium phosphate particles modified with stearic acid was filtered, the powder was additionally washed several times with warm ethanol solution to remove free stearic acid adsorbed on the surface, and dried at 80 °C for 24 hours. 1-propanol or isopropyl alcohol, or any mixtures of these solvents, can be used instead of ethanol;

2) sausu vieno žingsnio būdu, labiau tinkamu komerciniams kiekiams. Sausi cerio fosfato dalelių milteliai buvo malami malūnėlyje kartu su stearino rūgšties milteliais santykiu 1:10. Kadangi stearino rūgštis turi pakankamai žemą 69,5 °C lydymosi temperatūrą, malimo metu dėl aukštos šlyties sugeneruota šiluma tampa pakankama, kad stearino rūgštis išsilydytų ir padengtų cerio fosfato dalelių paviršių.2) dry one-step method, more suitable for commercial quantities. Dry cerium phosphate particle powder was ground in a mill together with stearic acid powder in a ratio of 1:10. Since stearic acid has a relatively low melting point of 69.5 °C, the heat generated during grinding due to high shear becomes sufficient to melt the stearic acid and coat the surface of the cerium phosphate particles.

Nors, realizuojant šį išradimą, cerio dalelių paviršiaus modifikavimui buvo panaudota stearino rūgštis, tačiau lygiai taip pat gali būti panaudota ir bet kokia kita riebalinė rūgštis.Although stearic acid was used to modify the surface of the cerium particles in the present invention, any other fatty acid may be used as well.

Gautųjų cerio fosfato dalelių rentgeno spindulių difrakcijos (XRD) analizė buvo atlikta, naudojant „Rigaku MiniFlexII“ difraktometrą, veikiantį Bragg-Brentano geometrijoje, 10° < 2Θ < 80° diapazone, naudojant Ni filtruotą Cu Ka spinduliuotę (skenavimo žingsnio plotis buvo 0,02°, o skenavimo greitis - 5°/min). Rentgeno spindulių difrakcijos (XRD) analizė parodė (1 pav.), kad gautosios cerio fosfato CePO4 dalelės yra vienfazė medžiaga, turinti monoklininę (monazito) kristalinę struktūrą. Susintetintų CePO4 miltelių XRD diagrama gerai atitinka etaloninę diagramą #96-403-1390 ir priemaišų pikų nepastebėta. Tai rodo, kad gauta faziškai gryna medžiaga su monoklinine (monazito) kristaline struktūra.X-ray diffraction (XRD) analysis of the obtained cerium phosphate particles was performed using a Rigaku MiniFlexII diffractometer operating in Bragg-Brentan geometry in the range of 10° < 2Θ < 80° using Ni-filtered Cu Kα radiation (scanning step width was 0.02° and scanning speed was 5°/min). X-ray diffraction (XRD) analysis showed (Fig. 1) that the obtained cerium phosphate CePO4 particles are a single-phase material with a monoclinic (monazite) crystal structure. The XRD pattern of the synthesized CePO4 powder matches well with the reference pattern #96-403-1390 and no impurity peaks were observed. This indicates that the obtained phase-pure material with a monoclinic (monazite) crystal structure.

Gautųjų cerio fosfato CePO4 dalelių morfologijai nustatyti buvo paimti lauko emisijos skenuojančio elektroninio mikroskopo (SEM) vaizdai (elektronų greitinimo įtampa - 10 kV) (2 pav.). Paveiksle matyti, kad rutuliniu malūnu sumalti CePO4 milteliai susideda iš netaisyklingos apvalios formos submikroninių ar mikronų dydžio dalelių, turinčių vidutinį 1 μm dydžio skersmenį.To determine the morphology of the resulting cerium phosphate CePO4 particles, field emission scanning electron microscope (SEM) images (electron acceleration voltage - 10 kV) were taken (Fig. 2). The figure shows that the ball-milled CePO4 powder consists of irregularly round submicron or micron-sized particles with an average diameter of 1 μm.

Gautųjų cerio fosfato dalelių paviršiaus plotas buvo ištirtas azoto dujų adsorbcija Brunauer- Emmet-Teller (BET) būdu, naudojant paviršiaus ploto ir poringumo analizatorių „TriStar II 3020“. Gautųjų CePO4 dalelių BET paviršiaus plotas buvo 1,37 m2/g, o po susmulkinimo rutuliniu malūnu dalelių paviršiaus plotas padidėjo iki 2,0 m2/g.The surface area of the resulting cerium phosphate particles was investigated by nitrogen gas adsorption by the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method using a surface area and porosity analyzer “TriStar II 3020”. The BET surface area of the resulting CePO4 particles was 1.37 m2 /g, and after grinding in a ball mill, the surface area of the particles increased to 2.0 m2/g.

Cerio fosfato CePO4 dalelių dydžio pasiskirstymo vandeninėje terpėje matavimai (c = 1 mg/ml, pH = 6,2) buvo atlikti, naudojant dinaminio šviesos sklaidos aparatą „Zeta Sizer Nano ZS“ (Malvernas, JK) su He-Ne 632,8 nm lazeriu, veikiančiu 10-10000 nm diapazone, esant 25 °C temperatūrai. 100 atskirų dalelių dydžio pasiskirstymo matavimų pagal skaičių ir tūrį rezultatai pateikti 3 pav. Aptiktas labai mažas (0,1 %) nanodalelių frakcijos kiekis (diapazone nuo 85 nm iki 100 nm) (žr. 3a pav.). Didžioji dalis CePO4 dalelių vandeninėse dispersijose yra submikroninio ar mikronų dydžio, jų skersmuo yra atitinkamai nuo 0,1 iki 3 μm ir nuo 0,2 iki 8 μm, matuojant pagal skaičių ir tūrį.Particle size distribution measurements of cerium phosphate CePO4 in aqueous media (c = 1 mg/ml, pH = 6.2) were performed using a dynamic light scattering apparatus “Zeta Sizer Nano ZS” (Malvern, UK) with a He-Ne 632.8 nm laser operating in the range of 10-10000 nm at a temperature of 25 °C. The results of 100 individual particle size distribution measurements by number and volume are presented in Figure 3. A very small (0.1%) fraction of nanoparticles (in the range from 85 nm to 100 nm) was detected (see Figure 3a). The majority of CePO4 particles in aqueous dispersions are submicron or micron in size, with diameters ranging from 0.1 to 3 μm and 0.2 to 8 μm, respectively, by number and volume.

CePO4 dalelių atspindžio, sužadinimo ir emisijos spektrai buvo registruojami „Edinburgh Instruments FLS980“ spektrometru. Dalelių atspindžio spektras buvo registruojamas, naudojant integruojančią sferą, padengtą teflonu. Bario sulfatas BaSO4 buvo naudojamas kaip atspindžio standartas (sužadinimo ir emisijos plyšiai nustatyti atitinkamai 5,0 nm ir 0,15 nm). Matuojant sužadinimo spektrą (λβιυ = 340 nm), sužadinimo ir emisijos plyšiai nustatyti atitinkamai 0,5 nm ir 1,0 nm. Matuojant emisijos spektrą (λβχ = 280 nm), sužadinimo ir emisijos plyšiai nustatyti atitinkamai 1,0 nm ir 0,5 nm. Kiekvienas spektras buvo registruojamas su 0,5 nm žingsnio pločiu ir 0,2 s integravimo laiku. Emisijos spektrai buvo pakoreguoti pagal prietaiso atsaką, naudojant „Edinburgh Instruments“ pateiktą korekcijos failą. Sužadinimo spektrai buvo koreguoti etaloniniu detektoriumi.The reflection, excitation and emission spectra of CePO4 particles were recorded on an Edinburgh Instruments FLS980 spectrometer. The particle reflection spectrum was recorded using an integrating sphere coated with Teflon. Barium sulfate BaSO4 was used as a reflection standard (excitation and emission slits were set to 5.0 nm and 0.15 nm, respectively). When measuring the excitation spectrum (λβιυ = 340 nm), the excitation and emission slits were set to 0.5 nm and 1.0 nm, respectively. When measuring the emission spectrum (λβχ = 280 nm), the excitation and emission slits were set to 1.0 nm and 0.5 nm, respectively. Each spectrum was recorded with a 0.5 nm step width and a 0.2 s integration time. The emission spectra were corrected for the instrument response using a correction file provided by Edinburgh Instruments. The excitation spectra were corrected for the reference detector.

Cerio fosfato CePO4 atspindžio spektras pavaizduotas 4 pav. kairėje pusėje ir rodo, kad dalelės sugeria beveik visą UV-C srities spinduliuotę (iki 280 nm). Didėjant spinduliuotės bangos ilgiui nuo 280 iki 315 nm (UV-B sritis), dalelių absorbcija sumažėjo atitinkamai nuo maždaug 95 % iki maždaug 35 %. UV-A spinduliuotės atveju (315 nm < λ < 400 nm), CePO4 absorbcija sumažėja iki maždaug 15 %, pasiekus UV-A srities ribą. Galiausiai, dalelės atspindi beveik visą elektromagnetinę spinduliuotę matomoje ir artimojoje infraraudonųjų spindulių srityje.The reflectance spectrum of cerium phosphate CePO4 is shown in Fig. 4 on the left and shows that the particles absorb almost all radiation in the UV-C region (up to 280 nm). As the wavelength of the radiation increases from 280 to 315 nm (UV-B region), the absorption of the particles decreases from about 95% to about 35%, respectively. In the case of UV-A radiation (315 nm < λ < 400 nm), the absorption of CePO4 decreases to about 15%, reaching the limit of the UV-A region. Finally, the particles reflect almost all electromagnetic radiation in the visible and near infrared regions.

Cerio fosfato CePO4 sužadinimo ir emisijos spektrai pateikti 4 pav. dešinėje pusėje. Kristalinis laukas skaido Ce3+ jono 5d orbitalę į penkis skirtingus energijos komponentus, todėl sužadinimo spektras (λβιυ = 340 nm) turi vieną plačią juostą iki maždaug 310 nm, kurios maksimalus dydis yra ties maždaug 280 nm, ir kyla iš Ce3+ jonų tarpkonfigūracinio 7F5/2 ^ 5d optinio perėjimo. Plačiajuostis emisijos spektras (λβχ = 280 nm) yra diapazone nuo maždaug 290 nm iki maždaug 380 nm, o pikas pasiekiamas ties maždaug 320 nm. Emisijos spektras yra asimetriškas dėl emisijos iš žemiausio 5d orbitalės kristalinio lauko komponento į Ce3+ jonų judesio kiekio momentą (5d ^ 7F52 ir 5d ^ Ψ7/2 optiniai perėjimai).The excitation and emission spectra of cerium phosphate CePO4 are shown in Fig. 4 on the right. The crystal field splits the 5d orbital of the Ce 3+ ion into five different energy components, so the excitation spectrum (λβιυ = 340 nm) has a single broad band up to about 310 nm with a maximum at about 280 nm, which arises from the interconfigurational 7 F5/2 ^ 5d optical transition of the Ce 3+ ion. The broadband emission spectrum (λβχ = 280 nm) ranges from about 290 nm to about 380 nm, with a peak at about 320 nm. The emission spectrum is asymmetric due to emission from the lowest crystal field component of the 5d orbital to the momentum of the Ce 3+ ion (5d ^ 7 F52 and 5d ^ Ψ7/2 optical transitions).

Tokiu būdu, cerio fosfato CePO4 dalelės, gautos šio išradimo būdu, gali būti veiksmingai panaudotos, gaminant kosmetikos kremus ir mineralinius miltelius, skirtus odos apsaugai nuo UV spindulių ir užtikrintų veiksmingą apsaugą nuo saulės spindulių, pasiekiamą per UV spindulių absorbciją, o ne atspindėjimą. Taip pat dalelės gali būti panaudotos kaip baltieji pigmentai spalvotoje kosmetikoje. Dalelių koncentracija preparatuose gali svyruoti ribose nuo 0,1 % iki 30,0 %. Kremo pavidalo preparatas gali būti naudojamas kasdien, užtepant jį ant atvirų veido ir kūno vietų. Rekomenduojama dozė - 2 mg/1 cm2 odos.Thus, cerium phosphate CePO4 particles obtained by the method of this invention can be effectively used in the production of cosmetic creams and mineral powders intended for skin protection against UV rays and provide effective protection against sunlight, achieved through UV absorption, rather than reflection. The particles can also be used as white pigments in colored cosmetics. The concentration of particles in the preparations can vary from 0.1% to 30.0%. The preparation in the form of a cream can be used daily, applying it to exposed areas of the face and body. The recommended dose is 2 mg/1 cm 2 of skin.

Claims (5)

IŠRADIMO APIBRĖŽTISDEFINITION OF THE INVENTION 1. Cerio fosfato CePO4 dalelių, skirtų odos apsaugai nuo UV spinduliuotės ir panaudojimui kaip baltieji pigmentai spalvotoje kosmetikoje, gamybos būdas, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad:1. A method for producing cerium phosphate CePO4 particles for protecting the skin from UV radiation and for use as white pigments in colored cosmetics, characterized in that: a) ištirpina stechiometrinius cerio (III) nitrato heksahidrato Ce(NO3^6H2O ir oksalo rūgšties dihidrato C2H2O4^2H2O kiekius atskirose menzūrose dejonizuotame (DI) vandenyje, tirpalą sumaišo, gaunant iškritusias netirpaus cerio oksalato Ce2(C2O4)3 nuosėdas;a) dissolve stoichiometric amounts of cerium (III) nitrate hexahydrate Ce(NO3^6H2O) and oxalic acid dihydrate C2H2O4^2H2O in separate beakers in deionized (DI) water, mix the solution, obtaining precipitates of insoluble cerium oxalate Ce2(C2O4)3; b) iškritusias cerio oksalato nuosėdas plauna dejonizuotu vandeniu, naudojant vakuuminę filtravimo sistemą, kol filtrato pH tampa neutralus;(b) the precipitated cerium oxalate is washed with deionized water using a vacuum filtration system until the pH of the filtrate becomes neutral; c) gautąjį filtrato pavidalu cerio oksalatą džiovina džiovinimo krosnyje 12 valandų 60 °C temperatūroje;c) the cerium oxalate obtained in the form of a filtrate is dried in a drying oven for 12 hours at a temperature of 60 °C; d) homogeniškai sumaišo stechiometrinius cerio oksalato Ce2(C2O4)3 ir amonio divandenilio NH4H2PO4 kiekius, perkelia į tiglius ir atkaitina 1000 °C temperatūroje 4 valandas oro atmosferoje, gaunant baltas monazito fazės cerio fosfato CePO4 daleles;d) homogeneously mix stoichiometric amounts of cerium oxalate Ce2(C2O4)3 and ammonium dihydrogen NH4H2PO4, transfer to crucibles and anneal at 1000 °C for 4 hours in an air atmosphere, obtaining white monazite phase cerium phosphate CePO4 particles; e) gautąsias cerio fosfato CePO4 daleles sumaišo su dejonizuotu vandeniu santykiu 1:1 ir sumala rutuliniu malūnu, naudojant 5 mm skersmens ZrO2 rutuliukus, taikant malimo greitį ir trukmę atitinkamai 300 aps/min ir 20 min;e) the resulting cerium phosphate CePO4 particles are mixed with deionized water in a 1:1 ratio and ground in a ball mill using 5 mm diameter ZrO2 balls at a grinding speed and duration of 300 rpm and 20 min, respectively; f) po malimo gautąjį mišinį persijoja per sietą, kurio akučių skersmuo - 200 μm, ir džiovina 80 °C temperatūroje 12 valandų;f) after grinding, the resulting mixture is sieved through a sieve with a mesh diameter of 200 μm and dried at 80 °C for 12 hours; g) sausas cerio fosfato CePO4 daleles pakartotinai sumala agato grūstuvėje, gaunant netaisyklingos apvalios formos submikroninių ar mikronų dydžio cerio fosfato CePO4 daleles, turinčias vidutinį 1 μm dydžio skersmenį ir iki 2,0 m2/g paviršiaus plotą;g) re-grinding the dry cerium phosphate CePO4 particles in an agate mortar to obtain irregularly round submicron or micron sized cerium phosphate CePO4 particles with an average diameter of 1 μm and a surface area of up to 2.0 m 2 /g; h) gautąsias cerio fosfato CePO4 daleles papildomai modifikuoja riebaline rūgštimi dispersijoje tam, kad jos nesiaglomeruotų tarpusavyje, taptų lipofiliškos ir pagerėtų jų dispersija aliejinėse fazėse.h) the resulting cerium phosphate CePO4 particles are additionally modified with a fatty acid in dispersion to prevent them from agglomerating with each other, to make them lipophilic and to improve their dispersion in oil phases. 2. Budas pagal 2 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad riebalinė rūgštis yra stearino rūgštis.2. The method according to claim 2, characterized in that the fatty acid is stearic acid. 3. Būdas pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad stadijos e) metu:3. The method according to claim 1, characterized in that during step e): - sausas cerio fosfato daleles ir stearino rūgštį masės santykiu 10:1 disperguoja etanolio tirpale, nuolat maišant 1 valandą 75 °C temperatūroje,- dry cerium phosphate particles and stearic acid are dispersed in an ethanol solution in a mass ratio of 10:1 with continuous stirring for 1 hour at a temperature of 75 °C, - dispersiją palieka nusistovėti 3 valandoms,- the dispersion is left to settle for 3 hours, - modifikuotų stearino rūgštimi cerio fosfato dalelių dispersiją nufiltruoja, papildomai keletą kartų praplauna šiltu etanolio tirpalu, kad pašalintų ant paviršiaus adsorbuotą laisvą stearino rūgštį,- the dispersion of cerium phosphate particles modified with stearic acid is filtered and additionally washed several times with warm ethanol solution to remove free stearic acid adsorbed on the surface, - džiovina 80 °C temperatūroje 24 valandas.- dried at 80 °C for 24 hours. 4. Būdas pagal 3 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad vietoje etanolio naudoja 1-propanolį arba izopropilo alkoholį, arba bet kokius šių tirpiklių mišinius.4. The method according to claim 3, characterized in that instead of ethanol, 1-propanol or isopropyl alcohol, or any mixtures of these solvents, is used. 5. Būdas pagal 1 ir 3 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad stadiją e) atlieka sausu vieno žingsnio būdu, kuomet sausas cerio fosfato daleles sumala malūnėlyje kartu su stearino rūgšties milteliais santykiu 1:10; kadangi stearino rūgštis turi pakankamai žemą 69,5 °C lydymosi temperatūrą, malimo metu dėl aukštos šlyties sugeneruota šiluma išlydo stearino rūgštį ir padengia cerio fosfato dalelių paviršių.5. The method according to claim 1 and 3, characterized in that step e) is carried out in a dry one-step process, when dry cerium phosphate particles are ground in a mill together with stearic acid powder in a ratio of 1:10; since stearic acid has a sufficiently low melting point of 69.5 °C, the heat generated during grinding due to high shear melts the stearic acid and coats the surface of the cerium phosphate particles.
LT2025544A 2025-07-23 2025-07-23 METHOD FOR MANUFACTURING CERIC PHOSPHATE CEPO4 PARTICLES FOR PROTECTION OF SKIN AGAINST UV RADIATION AND FOR USE AS WHITE PIGMENTS IN COLORED COSMETICS LT7181B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2025544A LT7181B (en) 2025-07-23 2025-07-23 METHOD FOR MANUFACTURING CERIC PHOSPHATE CEPO4 PARTICLES FOR PROTECTION OF SKIN AGAINST UV RADIATION AND FOR USE AS WHITE PIGMENTS IN COLORED COSMETICS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2025544A LT7181B (en) 2025-07-23 2025-07-23 METHOD FOR MANUFACTURING CERIC PHOSPHATE CEPO4 PARTICLES FOR PROTECTION OF SKIN AGAINST UV RADIATION AND FOR USE AS WHITE PIGMENTS IN COLORED COSMETICS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2025544A LT2025544A (en) 2026-01-26
LT7181B true LT7181B (en) 2026-02-10

Family

ID=98483042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2025544A LT7181B (en) 2025-07-23 2025-07-23 METHOD FOR MANUFACTURING CERIC PHOSPHATE CEPO4 PARTICLES FOR PROTECTION OF SKIN AGAINST UV RADIATION AND FOR USE AS WHITE PIGMENTS IN COLORED COSMETICS

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT7181B (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3819575B2 (en) 1997-12-26 2006-09-13 花王株式会社 Cerium phosphate UV absorber and method for producing the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3819575B2 (en) 1997-12-26 2006-09-13 花王株式会社 Cerium phosphate UV absorber and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
LT2025544A (en) 2026-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3050057C (en) Functionalized calcium carbonate for sun protection boosting
JPH11302625A5 (en)
JP6913389B2 (en) UV protection composition and its use
KR20190098954A (en) Cosmetic phosphor and cosmetic
JP2021102614A (en) Uv-protective compositions and their use
De Araujo et al. Effect of Zn2+, Fe3+ and Cr3+ addition to hydroxyapatite for its application as an active constituent of sunscreens
KR101404965B1 (en) Mesoporous composite powder containing metallic oxides and the method for preparing thereof
KR20170031083A (en) Cosmetic material
LT7181B (en) METHOD FOR MANUFACTURING CERIC PHOSPHATE CEPO4 PARTICLES FOR PROTECTION OF SKIN AGAINST UV RADIATION AND FOR USE AS WHITE PIGMENTS IN COLORED COSMETICS
Truffault et al. Synthesis of nano-hematite for possible use in sunscreens
RS20220316A1 (en) Organosilica particles based on bridging polysixesquioxanes for blocking ultraviolet rays
KR101122743B1 (en) A hybrid of a phenolic acid UV-screening agent with a layered metal hydroxide, a process for the preparation thereof, and a composition for UV screening comprising the same
US20190105249A1 (en) Uv-protective compositions and their use
KR100611647B1 (en) Silica Coating Method for Inhibiting Photocatalytic Activity of Titanium Dioxide for Sunscreen and Improving Dispersibility in Solution
EP3426224B1 (en) Physical solar filter consisting of substituted hydroxyapatite in an organic matrix
WO2020120706A1 (en) Amorphous mesoporous magnesium carbonate comprising uv blocking semiconductor particles
Lee et al. Preparation and Characterization of planar-Type ZnO powder with high aspect ratio for application in ultraviolet-and heat-shield cosmetics
Yasukawa et al. Preparation and structure of titanium-cerium-calcium hydroxyapatite particles and their ultraviolet protecting ability
JP3835663B2 (en) Yellow pigment
US20190060191A1 (en) Uv-protective compositions and their use
KR20030038046A (en) Zinc oxide nanoparticle, and aqueous dispersion containing the same
AU2018264055B2 (en) Uv protective compositions and their use
KR100194526B1 (en) New Ultraviolet Reflective Zinc Magnesium Titanate Inorganic Pigment and Composition Containing It
US7264671B2 (en) Sulfur-modified zinc oxide
JPH11209109A (en) Multiple phosphate

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20260126

FG9A Patent granted

Effective date: 20260210