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JPH0621024B2 - フレーク状紫外線吸収合成雲母 - Google Patents

フレーク状紫外線吸収合成雲母

Info

Publication number
JPH0621024B2
JPH0621024B2 JP1108062A JP10806289A JPH0621024B2 JP H0621024 B2 JPH0621024 B2 JP H0621024B2 JP 1108062 A JP1108062 A JP 1108062A JP 10806289 A JP10806289 A JP 10806289A JP H0621024 B2 JPH0621024 B2 JP H0621024B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultraviolet
synthetic mica
content
ultraviolet absorbing
feo
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP1108062A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02289417A (ja
Inventor
眞 久米
國雄 中口
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.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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 Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority to JP1108062A priority Critical patent/JPH0621024B2/ja
Publication of JPH02289417A publication Critical patent/JPH02289417A/ja
Publication of JPH0621024B2 publication Critical patent/JPH0621024B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/40Compounds of aluminium
    • C09C1/405Compounds of aluminium containing combined silica, e.g. mica

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はフレーク状紫外線吸収合成雲母に係り、特に化
粧品、塗料ないしプラスチックに混合することにより、
優れた紫外線吸収効果を付与することができる紫外線吸
収合成雲母であって、白色度が極めて高いフレーク状の
紫外線吸収合成雲母に関する。
[従来の技術] 従来、化粧品やプラスチックに使用される紫外線吸収剤
として、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サ
リチル酸エステル系又はアクリロニトリル系等の有機化
合物よりなる紫外線吸収剤がある。
また、特開昭58−19379号にはニッケル、コバル
ト、マンガン、チタン、バナジウム及びバリウムの1種
又は2種以上を含有する人工雲母を主成分とする可視光
透過性と紫外線吸収性を兼備する紫外線吸収剤が提案さ
れている。更に、本発明者らは、紫外線吸収効果の高い
紫外線吸収フレーク状ガラスとして、金属酸化物を0.
3〜10重量%含有するものを提案した(特開昭63−
307142号)。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来品のうち、有機化合物よりなる紫外線吸収剤
は、何れも紫外線により分解され、そのため効果が持続
しないだけでなく、化粧品に添加した場合においては、
皮膚に対しアレルギー反応を生じさせるおそれもあると
いう欠点があった。
また、特開昭58−19379号に開示される紫外線吸
収剤のうち、ニッケル、コバルト及びマンガンを含有す
るものでは、紫外域よりも可視域における吸収係数の方
が数10倍高く、可視光透過率が低いため、白色度の高
いものを得難い。また、チタニウム及びバリウムを含有
するものでは、紫外及び可視の何れにおいても吸収係数
が実質上極めて低く、高い紫外線吸収効果が得られな
い。バナジウムは成分中唯一紫外域での吸収が高くかつ
可視域における吸収が低いものではあるが、五酸化バナ
ジウムが毒性を有するため、製造及び使用時に問題を生
じるという欠点がある。
一方、特開昭63−307142号のフレーク状ガラス
は、紫外域の吸収が高いと共に可視域での吸収が低く、
理想に近い紫外線吸収材ではあるが、フレークの厚味が
1ミクロン以下の場合は生産性が低下するという不都合
があった。
本発明は上記従来の問題点を解決し、耐侯性が高く、人
体に無害であり、充分な白色度と高い紫外線吸収効果を
有し、その上生産性も高い紫外線吸収合成雲母を提供す
ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] 請求項(1)のフレーク状紫外線吸収合成雲母は、Fe
含有量がFe換算で2〜18重量%、2価のFe
含有量がFeO換算で0.8重量%以下であり、かつ上
記FeO換算値とFe換算値との和に対するFe
O換算値の重量比が であることを特徴とする。
請求項(2)のフレーク状紫外線吸収合成雲母は、請求
項(1)において、更にCeをCeO換算で0.5〜
13重量%含有することを特徴とする。
以下に本発明を詳細に説明する。
請求項(1)のフレーク状紫外線吸収合成雲母におい
て、Fe含有量がFe換算で2重量%未満では、
Fe含有量が少な過ぎて十分な紫外線吸収効果が得られ
ない。Fe含有量がFe換算で18重量%を超え
ると合成雲母の着色が増し、白色度が低下する。従っ
て、Fe含有量はFe換算で2〜18重量%とす
る。
また、2価のFe含有量がFeO換算で0.8重量%を
超えると十分に高い白色度が得られず、また、紫外線吸
収効果も低いものとなる。従って、2価のFe含有量は
FeO換算で0.8重量%以下、好ましくは0.5重量
%以下とする。
更に、全FeのFe換算値と、2価のFeのFe
O換算値とは、重量比で、 となるような値とする。上記割合が0.1を超えると全
Fe含有量に対する2価のFe含有量が多くなり、白色
度及び紫外線吸収効果が損なわれる。従って、上記重量
比は0.1以下とする。
請求項(2)のフレーク状紫外線吸収合成雲母におい
て、Ce含有量がCeO換算で0.5重量%未満で
は、Ceによる十分な効果が得られない。逆に、Ce含
有量がCeO換算で13重量%を超えるとCeO
どが分離して析出するので好ましくない。従って、Ce
含有量はCeO換算で0.5〜13重量%とする。
以下に本発明のフレーク状紫外線吸収合成雲母の製造方
法について説明する。
請求項(1)のフレーク状紫外線吸収合成雲母は、例え
ば、FeをFe換算で2〜18重量%含む合成フ
ツ素雲母組成物を、空気中で1400〜1500℃の温
度で溶融した後、徐冷して得られる結晶化物を、粒径約
100μm以下に粉砕し、磁選によって、磁性の強い部
分を分離除去して、磁性の弱い部分を得ることにより製
造することができる。
即ち、本発明者らの研究により、Feを含む合成雲母の
磁性の程度はFeOの含有量に依存し、FeO含有量の
多い黒色結晶種はFeO含有量が少なく白色度の高い結
晶種よりも磁性が強いことが認められた。従って、この
磁性の強弱を利用して、通常、磁選と称される方法で磁
性が強い黒色結晶を分離除去することにより、磁性の弱
い、即ちFeO含有量が少なく白色度の高い結晶を分取
することができる。この磁選に際しては、合成雲母が粒
径約100μm以下の粉体の形であると、容易かつ効率
的に磁選を行なうことができる。
請求項(1)のフレーク状紫外線吸収合成雲母は、前述
の粒径約100μm以下に粉砕された結晶化物を、空気
ないし酸素中のような酸化性雰囲気中で300〜900
℃の温度で、30分ないし数十時間保持することによ
り、酸化処理を行なうことにより得ることもできる。こ
のような加熱処理により、FeOを多く含む黒色結晶で
あっても、含有されるFeOが容易に酸化され、その殆
どが3価のFeとなり、白色度は著しく向上す
る。
なお、合成雲母において、黒色結晶のFeO含有量と褐
色から殆ど無色に近い結晶のFeO含有量は連続的に変
化していることが認められた。従って、上述の磁選又は
酸化処理において、磁力の強さ又は酸化処理条件を適応
に調節することにより、所望の白色度の合成雲母を得る
ことができる。
なお、本発明においては、前述の酸化処理を行なった後
磁選を行なうのが、最も好適である。
請求項(2)のフレーク状紫外線吸収合成雲母は、2〜
18重量パーセントのFeを含む合成フツ素雲母
組成物を製造するに際して、CeOに換算して0.5
〜13重量パーセントの酸化セリウムをFeとと
もに含有させた合成フッ素雲母組成物を用い、これを空
気中で1400℃〜1500℃の温度で溶融した後、徐
冷して結晶化物をこの結晶化物を約100μm以下に粉
砕し、前記と同様に、磁選によって磁性の強い部分を分
離除去し、磁性の弱い部分を得ることにより、製造する
ことができる。
請求項(2)のフレーク状紫外線吸収合成雲母について
も、磁選の代りに、酸化性雰囲気で300〜900℃の
温度で30分ないし数十時間保持する酸化処理を行なう
ことにより製造することができ、好ましくは磁選に先立
って、この酸化処理を行なうのが好適である。
CeOを含有する合成フッ素雲母組成物を加熱溶融し
て紫外線吸収合成雲母を製造する場合には、CeO
添加されていない合成フッ素雲母組成物を加熱溶融して
紫外線吸収合成雲母を製造する場合に比べて、CeO
の酸化作用により合成フッ素雲母組成物中のeOの含有
量が低減されているため、磁選によって白色度の高い紫
外線吸収合成雲母を得る際、その収率が大きく向上す
る。
[作用] 合成フッ素金雲母(KMgAlSi10)の
AlをFe3+に置換した組成を、空気中で溶融し、徐
冷して得られる合成雲母では、通常、全鉄酸化物のうち
15〜30重量%の酸化第一鉄(FeO)即ち2価の酸
化鉄が含まれる。(大門信利「工業化学雑誌」55
[6],326〜328頁,(1952))。
本発明者等は、合成雲母の白色度(ハンター白色度)に
ついて検討した結果、白色度はFeの含有量に関
係なくFeO含有量の増加と共に直接的に低下すること
を見出した。即ち、鉄を含む合成雲母の着色は殆んどF
eOに起因しており、白色度の高い即ち可視域における
吸収の少ない合成雲母を得るには、FeO含量をできる
だけ少なくする必要がある。
また、本発明者等は、上述のように原料を調合し、溶融
した後、徐冷して得られる結晶化物においては、黒色の
雲母結晶と褐色から無色に近い雲母結晶が、徐冷条件に
よても異なるが、数ミリから数10ミリの大きさでお互
いにからみ合う状態で混在しており、黒色の雲母結晶で
はFeO含有量が多いが、褐色から無色に近い雲母結晶
ではFeO含有量が少ないことを見出した。
一方、紫外線吸収効果の面からは、FeとFeO
とでは吸収波長のピークが異なるが、FeはFe
Oのほぼ2倍の紫外線吸収を示し、紫外線吸収効果の面
からもFeOよりもFeの存在が有効である。
請求項(1)の発明は上記知見より完成されたものであ
って、含有される所定量の鉄酸化物中、2価の鉄酸化物
が低減されているため、白色度の高い紫外線吸収合成雲
母が提供される。
一方、CeOは、FeOを酸化してFeとする
作用を奏する。即ち、本発明者らは2〜18重量%のF
を含有する合成フッ素雲母組成物を製造する際
に0.5〜13重量%CeOをFeと同時に含
有させた合成フッ素雲母組成物を空気中で溶融後、徐冷
して得た結晶化物を調べたところ、CeOを含有させ
ないで製造して得た結晶化物に比べ、FeO含有率は小
さく、白色度は高いことを見出した。これは合成フッ素
雲母組成物を溶融した際に、融液中でCeOがFeO
を酸化したためと考えられる。
しかも、CeO自体が紫外線吸収能を有する上に、C
eOは可視光線を吸収しないので白色度の高い紫外線
吸収合成雲母を得るのに好適である。更に、3価のセリ
ウムは315nmに吸収ピークを有し、270〜360
nmの紫外線を吸収するのに対し、3価の鉄は300n
m以下で紫外線の吸収能が急激に大きくなるので、酸化
セリウムと酸化鉄を含有する紫外線吸収合成雲母は、酸
化鉄のみを含有する紫外線吸収合成雲母より著しく優れ
た紫外線吸収能を示す。
請求項(2)の発明はこのような知見に基いてなされた
ものであり、CeOの酸化作用で、FeOをFe
としてFeO含有量をより低減することにより、紫外
線吸収合成雲母の白色度を高めると共に、紫外線吸収能
を大幅に向上させる。
[実施例] 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。
実施例1〜7 第1表に示す配合の調合物約1kgを白金坩堝に装入
し、1450℃で2時間、電気炉中で溶融した後、13
50℃に保持された炉に移し、950℃まで1時間当り
50℃の速度で冷却して結晶化を行なった。次いで、こ
のようにして得られた結晶化物を粉砕し、厚さ1μm以
下で幅が50μm以下のフレーク状微粒子を作成した。
得られたフレーク状微粒子について、第2表に示す如く
磁選及び/又は酸化処理を行なって、フレーク状紫外線
吸収合成雲母を得た。得られたフレーク状紫外線吸収合
成雲母を分析したところ、全Fe含有率及びFeO含有
率及び重量比は第2表に示す通りであった。
各々のフレーク状紫外線吸収合成雲母について、紫外線
透過率及び白色度を調べ、結果を第2表に示した。
なお、磁選及び酸化処理方法は下記,の通りであ
り、磁選及び酸化処理を施す場合には、酸化処理後磁選
を行なった。
また、紫外線透過率及び白色度は下記,の方法で求
めた。
磁選:市販馬蹄型磁石に付着した試料を除いた。
酸化処理:5gの試料を磁製ルツボに入れ、電気炉中
で第2表に示す温度及び時間保持した。
紫外線透過率:微粉末試料では、光散乱の効果が大き
く、種々の媒体中に分散させても、正確な値は測定困難
である。ここではソーダ石灰ガラス中での3価のFeの
吸収係数をもとにした厚み=10μm、λ=320nm
での推定値を示す。
白色度:粉末を、白色スライドガラス上に粘結剤(東
芝製「SPB−10F・P」:主成分CHCOOC
)を加えて塗布し、乾燥後、ガラスを通して測定装
置(日本電色工業(株)「NO−504AA型」)にて測
定した。
比較例1〜4 磁選及び酸化処理を行なわなかったこと以外は、実施例
1と同様にして、No.1〜4の各フレーク状微粒子に
ついて、全Fe含有率及びFeO含有率及び重量比と紫
外線透過率及び白色度を調べ、結果を第2表に示した。
第2表から明らかなように、磁選及び/又は酸化処理を
行なって得られた本発明の紫外線吸収合成雲母は、Fe
O含有量は低い結果、紫外線吸収能を損なうことなく、
白色度(ハンター)が増加している。即ち、紫外線透過
率の同程度のものを比較した場合、本発明品では白色度
が大幅に向上している。
実施例8〜14 第3表の試料No.5〜9に示す配合の調合物約1kg
を白金坩堝に装入し、1450℃で2時間、電気炉中で
溶融した後、1400℃に保持された炉に移し、950
℃まで1時間当り20℃の速度で冷却して結晶化を行な
った。次いで、このようにして得られた結晶化物を粉砕
し、厚さ1μm以下で幅が50μm以下のフレーク状微
粒子を作成した。
得られたフレーク状微粒子について、実施例1〜7と同
様にして第4表に示す如く磁選或いは酸化処理後磁選を
行なって、フレーク状紫外線吸収合成雲母を得た。磁選
時の収率は第4表に示す通りである。得られたフレーク
状紫外線吸収合成雲母を分析したところ、全Fe含有率
及びFeO含有率及び重量比は第2表に示す通りであっ
た。
各々のフレーク状紫外線吸収合成雲母について、実施例
1〜7と同様にして紫外線透過率及び白色度を調べ、結
果を第4表に示した。なお、紫外線透過率は、ソーダ、
石灰ガラス中での3価の鉄及び3価のセリウムの光吸収
係数をもとにして推定した値である。
比較例5〜7 第3表の試料No.10〜12を用い、磁選及び酸化処
理を行なわなかったこと以外は、実施例8と同様にし
て、全Fe含有率及びFeO含有率及び重量比と紫外線
透過率及び白色度を調べ、結果を第4表に示した。
第4表より、CeOを添加して得られた合成雲母は磁
選による収率が大きく、磁選、酸化処理を行なわない場
合でも、CeOを添加しないで得られた合成雲母より
白色度が高く、更にこれを磁選、酸化処理することによ
り白色度がより一層向上することが認められる。
[発明の効果] 以上詳述した通り、本発明のフレーク状紫外線吸収合成
雲母は3価の酸化鉄の含有量が比較的高いにも拘らず高
い白色度を有する、紫外線吸収効果の著しく高い紫外線
吸収合成雲母である。このため、プラスチック等に混入
する場合、従来材料よりも少量で優れた紫外線吸収効果
を示す。また、塗料等に混入する場合、合成雲母は通常
1μm以下の厚味の微粉末の形で使用されるが、この場
合においても、10μm以下といった比較的薄い塗膜厚
味で、十分に高い紫外線防止効果、耐光性効果を示す。
しかも、本発明の紫外線吸収合成雲母は、耐薬品性、耐
水性などの化学的耐久性に優れていると共に、人体に対
し有害な成分を全く含んでいないという特長をも有し、
その上、高い生産性で低コストに製造することができ、
化粧品、プラスチック、塗膜等に混合使用される紫外線
防止材として極めて有用である。
特に、請求項(2)の紫外線吸収合成雲母によれば、生
産性がさらに高められると共に、白色度及び紫外線吸収
能もさらに向上される。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Fe含有量がFe換算で2〜18重
    量%、2価のFe含有量がFeO換算で0.8重量%以
    下であり、かつ上記FeO換算値とFe換算値と
    の和に対するFeO換算値の重量比が であることを特徴とするフレーク状紫外線吸収合成雲
    母。
  2. 【請求項2】CeをCeO換算で0.5〜13重量%
    含有する請求項(1)のフレーク状紫外線吸収合成雲
    母。
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