JP2576824B2 - 紫外線遮断剤とこれを配合した樹脂組成物および化粧料 - Google Patents

紫外線遮断剤とこれを配合した樹脂組成物および化粧料

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無機系の紫外線遮断剤
と、これを配合した優れた紫外線遮断効果と耐久性をも
つ樹脂組成物および化粧料に関する。
【0002】
【従来の技術】紫外線は生体におよぼす作用が強く、皮
膚にさまざまな変化をもたらし、また樹脂組成物を劣化
させることは周知であるが、この影響を避けるため有機
系紫外線吸収剤や無機系紫外線吸収剤と言われる種々の
紫外線防御剤が開発され、使用されてきた。
【0003】プラスチックなどの有機材料が紫外線を吸
収すると、その構成成分であるポリマ−などが励起され
て有機光反応が起こり、着色や自動酸化の開始による劣
化が起こる。その結果、変色、クラックの発生、抗張
力、伸びの低下など性能面に大きな影響を受ける。そこ
でプラスチックの紫外線による劣化を防止する方法の一
つとして、紫外線防御剤を添加することが行われてい
る。プラスチックには、サリチル酸系、ベンゾフエノン
系、ベンゾトリアゾ−ル系、シアノアクリレート系など
の有機紫外線吸収剤がよく使われている。しかし、有機
系紫外線吸収剤には、耐熱性や耐久性が低いため加工時
に揮発、分解したり、屋外での長期使用では揮発や紫外
線による分解が起こり、紫外線吸収効果が低下する問題
やその毒性による安全性の問題などがあり、その使用に
は制限があった。
【0004】最近では微粒子酸化チタンや微粒子酸化亜
鉛などの無機系紫外線吸収剤が開発されているが、これ
らをプラスチックに使用すると分散が悪く触媒作用を起
こすなどの問題が生じている。また、従来より皮膚に対
する紫外線の影響を防止する目的で化粧品にも有機系紫
外線吸収剤や無機系紫外線吸収剤が使用されている。し
かし、プラスチックの場合と同様に有機系紫外線吸収剤
には安定性や安全性の面で問題があり、無機系紫外線吸
収剤には分散性、不透明性および皮膚に対する刺激など
の問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
にかんがみ、プラスチック、繊維、塗料、化粧品などに
配合したとき、無色透明性で分散性がよく、無毒で触媒
作用を示さず、しかも耐熱性、耐薬品性、耐久性の優れ
た無機系紫外線吸収剤と、さらにこれを配合することに
より紫外線遮断効果と耐光性を有する、樹脂組成物と安
全性の高い化粧料を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
つて解決される。すなわち、本発明は、屈折率1.45
〜1.6、平均粒子径0.1〜50μmの天然シリカ、
合成シリカ、ガラス等からなる粒状顔料の粒子表面に設
けた不溶性セリウム化合物と不定形シリカの被覆層を、
200℃〜1000℃で30分以上焼成してなることを
特徴とする紫外線遮断剤を要旨とする。
【0007】以下、本発明をさらに詳しく説明する。本
発明者らは、紫外線遮断剤をプラスチック、繊維、塗
料、化粧品などに配合した場合、毒性や触媒作用がな
く、とくにプラスチックに対し分散性がよく高い透明性
を示すような無機材料について種々検討した結果、屈折
率1.45〜1.6で平均粒子径0.1〜50μmの天
然シリカ、合成シリカ、ガラス等の粒状顔料が適してい
ることを知見した。
【0008】このような粒状顔料を出発原料として、分
散機や乳化機を使用してこの水分散液をつくり、これを
60℃以上、好ましくは80℃に加熱しながら、これに
塩化セリウム、硝酸セリウム、硫酸セリウム等のセリウ
ム塩水溶液を滴下する。この場合の添加量は粒状顔料に
対しCeO2 として1〜30重量%相当量が適当であ
る。
【0009】続いてリン酸、リン酸塩溶液、ポリリン酸
溶液、炭酸ナトリウム等の炭酸塩溶液、アンモニア水、
水酸化ナトリウム等の水酸化アルカリ溶液の少なくとも
1種類以上を添加した後、液のpHを7〜9程度に調節
すると、粒状顔料表面に不溶性セリウム化合物が沈積し
被覆層が形成される。
【0010】本発明では、この被覆層を、ろ過、水洗、
乾燥、粉砕後に焼成することが重要である。この場合の
焼成温度は、200℃〜1000℃、とくには500℃
以上で、30分〜2時間以上焼成すると、粒状セリウム
被覆顔料が得られる。未焼成のものや150℃−2時間
焼成したものでは紫外線遮断作用は出現しない。焼成
は、高温で長時間になるほど紫外線遮断作用が良くな
り、最終的に一定の紫外線遮断効果を示すようになる。
なお、焼成は次のシリカ被覆後に行っても良く、紫外線
遮断作用は変わらない。
【0011】ここで得られた粒状セリウム被覆顔料を分
散機や乳化機を使用して水に分散させるが、分散液の顔
料濃度は40重量%以下とし、水分散液を60℃以上好
ましくは80℃に加熱攪拌しながらケイ酸塩溶液を添加
する。ケイ酸塩の添加によって、前記粒状セリウム被覆
顔料の粒子表面に不定形シリカが沈積される。沈積量は
SiO2 として不溶性セリウム化合物を被覆した粒状顔
料に対し2〜40重量%の範囲が適当である。
【0012】同時に硫酸、硝酸等の鉱酸を添加するか、
ケイ酸塩の添加終了後に全量を加えて液のpHを9〜1
1にする、さらに30分以上攪拌を続けた後、鉱酸で中
和すると、顔料粒子表面に不定形シリカが沈積し、被覆
が完了するので、ろ過、水洗、乾燥、粉砕すれば、目的
とする本発明の粒状セリウム−シリカ被覆顔料が得られ
る。
【0013】図1は、各種紫外線遮断剤の光透過率を測
定した結果を示すもので、試料は遮断剤無添加のも
の、は従来の有機系紫外線吸収剤、は本発明の合成
シリカ紫外線遮断剤(CeO2 被覆量30重量%、Si
2 被覆量18重量%)、は本発明の天然シリカ紫外
線遮断剤(CeO2 被覆量30重量%、SiO2 被覆量
18重量%)、は微粒子酸化亜鉛、は微粒子酸化チ
タンである。
【0014】この図から試料およびは、および
よりも290nm〜400nm領域の紫外線遮断効果が
少し劣るが、より優れている。また、400〜800
nmの領域の光透過率は、より少し劣るが、および
より優れており、十分な透明性を有していることがわ
かる。
【0015】この場合の光透過率は、試料、、お
よびは樹脂固形分に対し添加率が3.0%となる量
に、試料は樹脂固形分に対し添加率が1.0%となる
量にヒマシ油0.4mlを加えてフ−バ−マ−ラ−(5
0回転×2)で分散し、さらにクリアラッカ−6mlを
加えて混練した後、この液を透明石英板に35μmの厚
さに塗布、分光光度計(島津製作所製UV−2200
型)で測定した。
【0016】次に本発明に係る樹脂組成物および化粧料
について述べる。一般に樹脂組成物の光劣化は、太陽光
線の波長領域である290nm以上の光(特に紫外線領
域)を吸収し、さらに励起された一重項、三重項が失活
する前に化学反応を励起して開始される。高分子の基本
骨格にこの領域の吸収をもたない高分子でも、微量に存
在する紫外線を吸収する基や不純物が開始点となって光
劣化が起こる。ポリエチレンやポリプロピレンなどで
は、吸収のテ−リングがこの領域にあり、光劣化の誘因
となる吸収の存在が確認されている。そのため、なんら
かの紫外線対策が必要とされる。
【0017】図2は、本発明の天然シリカ顔料紫外線遮
断剤(CeO2 被覆量30重量%、SiO2 被覆量18
重量%)の光反射率を測定した結果を示すものである。
これから、本発明の紫外線遮断剤は紫外領域の光をよく
吸収することがわかる。
【0018】したがって、本発明の紫外線遮断剤を樹脂
組成物に配合することで光劣化を防止あるいは大きく低
減することができる。また、従来より使用されている紫
外線吸収剤と併用すればより効果的である。ここでいう
樹脂組成物とは、ポリエチレンやポリエステルなどの合
成樹脂や天然樹脂のほかに、これらの樹脂を配合した塗
料なども含めた組成物全般のことをいう。
【0019】本発明の紫外線遮断剤は、紫外線遮断性が
優れているほかに、表面を不定形シリカで被覆している
ため、皮膚に対する刺激性がほとんどなく、毒性もな
い。また分散性も優れている。したがって、これを各種
化粧品に配合することにより、分散性がよく美観ならび
に快適な使用感があり、物理化学的にも安定でかつ安全
性の高い紫外線遮断効果のある化粧料が得られる。な
お、使用目的によっては、従来使用されている紫外線吸
収剤等と併用してもなんら問題はない。
【0020】
【実施例】
(実施例1)天然シリカ500gを純水10リットルに
分散した後、デスパミル(ホソカワミクロン製)で1時
間分散する。この分散液を80℃に加熱攪拌しながら、
硝酸セリウム水溶液(CeO2 含有率19重量%、不溶
性セリウム化合物沈積量CeO2 として30重量%)7
90gを滴下する。続いて水酸化ナトリウム溶液を添加
し、液のpHを7〜9に中和して、天然シリカ表面に水
酸化セリウムを沈積せしめ被覆層を形成させた。これを
ろ過、水洗、乾燥、粉砕して、粒状セリウム被覆天然シ
リカ顔料を得た。
【0021】この粒状セリウム被覆天然シリカ顔料を純
水10リットルに分散した後、デスパミルで1時間分散
する。この分散液を80℃以上に加熱攪拌しながら、3
号ケイ酸ナトリウム(SiO2 含有率28、5重量%、
不定形シリカ沈積量SiO2として18重量%分)41
1gを添加する。硫酸を添加して液のpHを9〜11に
保ち、さらに1時間攪拌を続けた後、pHを5〜8とし
た。これをろ過、水洗、乾燥、粉砕して、粒状セリウム
−シリカ被覆天然シリカ顔料を得た。つぎにこれを50
0℃で2時間焼成して紫外線遮断剤(CeO2 含有率3
0重量%、SiO2 18重量%)を得た。
【0022】(実施例2)実施例1で得られた粒状セリ
ウム被覆天然シリカ顔料の紫外線遮断剤を低密度ポリエ
チレンに0、1、2、3、4重量%配合し、これを加熱
ロ−ルにて膜厚50μmのフイルムにした。これらのフ
イルムの光透過率を分光光度計(島津製作所製UV−2
200型)で測定したところ、図3の結果を得た。この
図から、本発明の紫外線遮断剤は、配合率を高めるほど
紫外線領域の光遮断効果が高まるが、可視領域で良好な
透明性を維持することがわかった。つぎに、0重量%配
合フイルムと3重量%配合フイルムの耐候性試験を20
0時間のサンシャインウエザ−メ−タ−試験で行ったと
ころ、0重量%配合フイルムは着色が見られたが、3重
量%配合フイルムは着色がみられず、試験前と同等の紫
外線遮断性と良好な透明性とを維持していた。
【0023】(実施例3)実施例1で得られた粒状セリ
ウム被覆天然シリカ顔料の紫外線遮断剤を用いて、下記
組成と調整方法によりリキッドファンデ−シヨンを製造
した。 組成: (1)ステアリン酸 2.5重量% (2)モノステアリン酸プロピレングリコ−ル 2.0 (3)セタノ−ル 0.3 (4)液状ラノリン 2.0 (5)流動パラフイン 2.5 (6)ミリスチン酸イソプロピル 7.0 (7)パラオキシ安息香酸プロピル 0.1 (8)精製水 57.9 (9)カルボキシルメチルセルロ−スナトリウム 0.2 (10)ベントナイト 0.5 (11)1,3−ブチレングリコ−ル 5.0 (12)トリエタノ−ルアミン 1.2 (13)パラオキシ安息香酸メチル 0.2 (14)酸化チタン 5.0 (15)粒状セリウム−シリカ被覆天然シリカ顔料 10.0 (16)ベンガラ 2.0 (17)黄酸化鉄 1.5 (18)黒酸化鉄 0.1 計100.0重量%
【0024】調製方法: (14)〜(18)をよく混合する。 70℃の(8)に(10)を加えてよく膨潤させ、
(9)、(11)〜(13)の分散液を加えて溶解させ
る。 (1)〜(7)を70〜80℃で溶解する(油
相)。 の混合物をに加え終わったらコロイドミルを通
す(水相)。 の水相を75℃、の油相を80℃に調製して水
相に油相を加えて乳化し、30℃まで攪拌冷却を続け
る。 上記のようにして得られたリキッドファンデ−シヨン
は、透明感があり延びがよく、紫外線遮断効果、耐光性
が優れていた。
【0025】
【発明の効果】本発明の紫外線遮断剤は、特にUV−B
付近の紫外線遮断に優れた効果を発揮し、毒性や触媒作
用がなく、耐熱、耐薬品性、分散性、透明性に優れてい
る。また、本発明の紫外線遮断剤を配合したプラスチッ
ク、繊維、塗料などの樹脂組成物や化粧品は、優れた紫
外線遮断と耐光性が得られる。
【0026】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の紫外線遮断剤と従来の各種紫外線遮
断剤の光透過率と波長との関係を示す曲線図である。
【図2】 本発明の紫外線遮断剤の光反射率と波長との
関係を示す曲線図である。
【図3】 実施例1で得られた紫外線遮断剤を低密度ポ
リエチレンに0、1、2、3、4重量%配合した各種フ
イルムの光透過率と波長との関係を示す曲線図である。
【符号の説明】 無添加試料 有機系の紫外線遮断剤試料 本発明の合成シリカ遮断剤試料 本発明の天然シリカの紫外線遮断剤試料 微粒子酸化亜鉛試料 微粒子酸化チタン試料 a 紫外線遮断剤無添加フイルム試料 b 紫外線遮断剤1%添加フイルム試料 c 紫外線遮断剤2%添加フイルム試料 d 紫外線遮断剤3%添加フイルム試料 e 紫外線遮断剤4%添加フイルム試料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09C 3/06 PBT C09C 3/06 PBT (56)参考文献 特開 平1−190626(JP,A) 特開 昭60−228406(JP,A) 特開 昭60−226805(JP,A) 特開 平2−214782(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】屈折率1.45〜1.6、平均粒子径0.
    1〜50μmの天然シリカ、合成シリカ、ガラス等から
    なる粒状顔料の粒子表面に設けた、不溶性セリウム化合
    物と不定形シリカの被覆層を、200℃〜1000℃で
    30分以上焼成してなることを特徴とする紫外線遮断
    剤。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の紫外線遮断剤を配合した
    ことを特徴とする樹脂組成物。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の紫外線遮断剤を配合した
    ことを特徴とする化粧料。
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