【実施例】
【0092】
以下に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。しかし、本発明は、これらの実施例に記載された範囲に限定されるものではない。
[調製例1]
実施例1用の多孔質シリカ粒子の調製
噴霧乾燥工程
平均粒子径15nmのシリカ系微粒子を含むシリカゾル(日揮触媒化成(株)製、Cataloid S−20L、SiO2含有量20重量%)をスプレイドライヤー(NIRO社製、NIRO ATMIZER)に供して、入口温度240℃、出口温度55℃、噴霧速度1リットル/分の条件下で噴霧乾燥を行い、平均粒子径900nmの多孔質シリカ系粒子の噴霧乾燥粉体1Aを得た。
【0093】
分級工程
前記噴霧乾燥工程で得られた前記噴霧乾燥粉体1A240gに純水2160ccを加え、300rpmの回転速度で1時間攪拌して、固形分濃度10重量%の分散液(1)を調製した。
【0094】
次いで、得られた分散液(1)を、700ccの遠心缶4つにそれぞれ600gずつ採取し、遠心分離機(日立工機社製、CF7DII、ローター:RT3S3)を用いて、主として100nm以上の粒子径を有する粒子が沈降するように、室温にて3000rpmの回転速度(1871.5Gの遠心加速度に相当する)で97分間、遠心分離操作を行った。次に、主として100nm以下の粒子径を有する多孔質シリカ系粒子を含む上澄み液を静かに抜き取り、分離・除去した。さらに、得られた沈殿物(一部の沈殿液を含む)に、純水を加えて600ccとした後、1時間攪拌した。
【0095】
次いで、再度、3000rpmの回転速度(1871.5Gの遠心加速度に相当する)で97分間、遠心分離操作を行った。次に、主として100nm以下の粒子径を有する多孔質シリカ系粒子を含む上澄み液を静かに抜き取り、分離・除去した。さらに、沈降液(または沈殿物)に純水を加えて600ccとした後、1時間攪拌した。
【0096】
次いで、主として1000nmを超えた粒子径を有する粒子が沈降するように、室温にて1000rpmの回転速度(207.9Gの遠心加速度に相当する)で327秒間(5.5分間)、遠心分離操作を行った。次に、主として100〜1000nmの粒子径を有する多孔質シリカ系粒子を含む上澄み液を静かに抜き取り、主として100〜1000μmの粒子径を有する多孔質シリカ系粒子を含む沈殿液(または沈殿物)を分離・除去した。これにより、主として100〜1000nmの粒子径を有する多孔質シリカ系粒子を含む分散液(2)を得た。
【0097】
次いで、得られた分散液(2)を、120℃の温度で16時間乾燥した。次に、この乾燥粉体をミキサーにかけて凝集物を解砕して、多孔質シリカ系粒子2Aを得た。
このようにして得られた多孔質シリカ系粒子2Aについて、平均粒子径、細孔径および細孔容積を上記の測定方法でそれぞれ測定した。その結果を表1に示す。
【0098】
[調製例2]
実施例2〜6用の多孔質シリカ系粒子の調製
表1に示す日揮触媒化成(株)製や日本アエロジル(株)製のシリカ系微粒子を含むシリカ系微粒子分散液や酸性珪酸水溶液(SiO
2換算基準シリカ成分を5重量%含む)からなる噴霧用原料を用いて、調製例1に示す「実施例1用の多孔質シリカ系粒子の調製」の場合と同様に噴霧乾燥して、噴霧乾燥粉体1B〜1Fを得た。
【0099】
このようにして得られた噴霧乾燥粉体1A〜1Fについて、多孔質シリカ系粒子の調製実施例−1の場合と同様に、平均粒子径を測定した。その結果を表1に示す。
次に、得られた噴霧乾燥粉体1A〜1Fを、表2に示す分級条件としたこと以外は、調製例1に示す「実施例1用の多孔質シリカ系粒子の調製」の場合と同様に分級操作を行い、多孔質シリカ系粒子2B〜2Fを得た。
【0100】
このようにして得られた多孔質シリカ系粒子2B〜2Fについて、多孔質シリカ系粒子の調製例−1の場合と同様に、平均粒子径、細孔径、および細孔容積を測定した。その結果を表2示す。
【0101】
【表1】
(注記) シリカ系微粒子A:日揮触媒化成(株)製Cataloid S−20L
シリカ系微粒子B:日揮触媒化成(株)製Cataloid SI−30
シリカ系微粒子C:日揮触媒化成(株)製スフェリカスラリー SS−160
シリカ系微粒子D:日本アエロジル(株)製AEROSIL 380
【0102】
【表2】
【0103】
[調製例3]
比較例1〜6用の多孔質シリカ系粒子の調製
表3に示す日揮触媒化成(株)製や日本アエロジル(株)製のシリカ系微粒子を含むシリカ系微粒子分散液や酸性珪酸水溶液(SiO2換算基準シリカ成分を5重量%含む)からなる噴霧用原料を用いると共に、必要に応じて一部の噴霧乾燥条件を変更して、調製例1に示す「実施例1用の多孔質シリカ系粒子の調製」の場合と同様に噴霧乾燥して、噴霧乾燥粉体1a〜1fを得た。
【0104】
このようにして得られた噴霧乾燥粉体1a〜1fについて、調製例1に示す「実施例1用の多孔質シリカ系粒子の調製」の場合と同様に、平均粒子径を測定した。その結果を表3に示す。
【0105】
次に、得られた噴霧乾燥粉体1a〜1fを、表4に示す分級条件としたこと以外は、調製例1に示す「実施例1用の多孔質シリカ系粒子の調製」の場合と同様に分級操作を行い、多孔質シリカ系粒子2aおよび2c〜2fを得た。
【0106】
このようにして得られた多孔質シリカ系粒子2a〜2fについて、多孔質シリカ系粒子の調製例−1の場合と同様に、平均粒子径、細孔径、および細孔容積を測定した。その結果を表4示す。
【0107】
【表3】
(注記) シリカ系微粒子A:日揮触媒化成(株)製Cataloid S−20L
シリカ系微粒子D:日本アエロジル(株)製AEROSIL
シリカ系微粒子E:日揮触媒化成(株)製Cataloid SI−550
シリカ系微粒子F:日揮触媒化成(株)製スフェリカスラリー SS−550
シリカ系微粒子G:380日揮触媒化成(株)製Cataloid SNL
【0108】
【表4】
【0109】
[実施例1]
工程(1)
「実施例1用の多孔質シリカ系粒子の調製」で得られた多孔質シリカ系粒子2A100.0gをミキサーに投入し、これにTiO
2として10重量%の濃度に調製した四塩化チタン水溶液30.0gを加えた後、20分間攪拌して、含浸処理粉体を得た。
【0110】
工程(2)
前記工程(1)で得られた含浸処理粉体を、200℃の温度で1時間、加熱乾燥して、乾燥粉体を得た。
【0111】
工程(3)
前記工程(2)で得られた乾燥粉体103gをミキサーに投入し、これにTiO
2として10重量%の濃度に調製した四塩化チタン水溶液29.2gを加え、20分間攪拌した後、200℃の温度で1時間、加熱乾燥した。
【0112】
次に、乾燥して得られた粉体105.9gをミキサーに投入し、これにTiO
2として10重量%の濃度に調製した四塩化チタン水溶液28.5gを加え、20分間攪拌した後、200℃の温度で1時間、加熱乾燥した。
【0113】
次に、乾燥して得られた粉体108.8gをミキサーに投入し、これにTiO
2として10重量%の濃度に調製した四塩化チタン水溶液27.8gを加え、20分間攪拌した後、200℃の温度で1時間、加熱乾燥した。
【0114】
次に、乾燥して得られた粉体111.6gをミキサーに投入し、これにTiO
2として10重量%の濃度に調製した四塩化チタン水溶液27.0gを加え、20分間攪拌した後、200℃の温度で1時間、加熱乾燥した。
【0115】
次に、乾燥して得られた粉体114.3gをミキサーに投入し、これにTiO
2として10重量%の濃度に調製した四塩化チタン水溶液26.3gを加え、20分間攪拌した後、200℃の温度で1時間、加熱乾燥した。
【0116】
次に、乾燥して得られた粉体116.9gをミキサーに投入し、これにTiO
2として10重量%の濃度に調製した四塩化チタン水溶液25.7gを加え、20分間攪拌した後、200℃の温度で1時間、加熱乾燥した。
【0117】
次に、乾燥して得られた粉体119.5gをミキサーに投入し、これにTiO
2として10重量%の濃度に調製した四塩化チタン水溶液25.0gを加え、20分間攪拌した後、200℃の温度で1時間、加熱乾燥した。
【0118】
次に、乾燥して得られた粉体122.0gをミキサーに投入し、これにTiO
2として10重量%の濃度に調製した四塩化チタン水溶液24.4gを加え、20分間攪拌した後、200℃の温度で1時間、加熱乾燥した。
【0119】
次に、乾燥して得られた粉体124.4gをミキサーに投入し、これにTiO
2として10重量%の濃度に調製した四塩化チタン水溶液23.7gを加え、20分間攪拌した後、200℃の温度で1時間、加熱乾燥した。
【0120】
さらに、このように含浸操作と乾燥操作を10回繰り返して得られた乾燥粉体を、700℃の温度で3時間、加熱焼成した後、ミキサーにかけて凝集物を解砕して、実施例焼成粉体3Aを得た。
【0121】
このようにして得られた実施例焼成粉体3Aについて、TiO
2含有量、比表面積、分光透過率、サンセットイエロー退色率および崩壊粒子の有無を上記の測定方法でそれぞれ測定した。その結果を表5に示す。
【0122】
封止工程
前記工程(3)で得られた実施例焼成粉体3Aを1000℃の温度で3時間焼成した後、ミキサーにかけて凝集物を解砕して、実施例封止粉体4Aを得た。
このようにして得られた実施例焼成粉体4Aについて、TiO
2含有量、比表面積、分光透過率、サンセットイエロー退色率および崩壊粒子の有無を上記の測定方法でそれぞれ測定した。その結果を表6に示す。
【0123】
[実施例2〜6]
実施例1で使用した多孔質シリカ系粒子2Aの代わりに、表-1に示す多孔質シリカ系粒子を用いると共に、用いた多孔質シリカ系粒子の細孔容積に応じて、四塩化チタン水溶液の使用量を変更して、実施例1における工程(1)〜(3)の操作を行い、実施例焼成粉体3B〜3Fを得た。
【0124】
このようにして得られた実施例焼成粉体3B〜3Fについて、実施例1の場合と同様に、TiO
2含有量、比表面積、分光透過率、サンセットイエロー退色率および崩壊粒子の有無をそれぞれ測定した。その結果を表5に示す。
【0125】
次に、得られた実施例焼成粉体3B〜3Fについて、実施例1における封止工程の操作を行い、実施例焼成粉体4B〜4Fを得た。
このようにして得られた実施例焼成粉体4B〜4Fについて、実施例1の場合と同様に、TiO
2含有量、比表面積、分光透過率、サンセットイエロー退色率および崩壊粒子の有無をそれぞれ測定した。その結果を表6に示す。
【0126】
【表5-1】
【0127】
【表5-2】
【0128】
【表6】
【0129】
[実施例7〜9]
実施例1で使用した四塩化チタン水溶液の代わりに、表-1に示す金属含有混合溶液を用いて、実施例1における工程(1)〜(3)の操作を行い、実施例焼成粉体3G〜3Iを得た。
【0130】
このようにして得られた実施例焼成粉体3G〜3Iについて、TiO
2含有量、ZnO含有量、Fe
2O
3含有量、CeO
2含有量、比表面積、分光透過率、サンセットイエロー退色率および崩壊粒子の有無を上記の測定方法でそれぞれ測定した。その結果を表7に示す。
【0131】
次に、得られた実施例焼成粉体3G〜3Iについて、実施例1における封止工程の操作を行い、実施例焼成粉体4G〜4Iを得た。
このようにして得られた実施例焼成粉体4G〜4Iについて、TiO
2含有量、ZnO含有量、Fe
2O
3含有量、CeO
2含有量、比表面積、分光透過率、サンセットイエロー退色率および崩壊粒子の有無を上記の測定方法でそれぞれ測定した。その結果を表8に示す。
【0132】
【表7】
【0133】
【表8】
【0134】
[実施例10]
純水1300g、エタノール1100gおよび29重量%のアンモニア水400gを加えた混合溶液に、実施例4における工程(3)で得られた実施例焼成粉体3D20gを分散させ、分散液の濃度を35℃に維持しながら、これに有機珪素化合物としてテトラエトキシシラン(多摩化学工業(株)製、エチルシリケートA、SiO
2濃度28重量%)14gを14分間で添加した。
【0135】
次に、この分散液をオートクレーブに入れて、180℃の温度で10時間、水熱処理した後、冷却し、さらにろ過分離した後、乾燥した。次いで、この乾燥粉体をミキサーにかけて凝集物を解砕して、実施例封止粉体4Jを得た。
【0136】
このようにして得られた実施例封止粉体4Jについて、実施例1の場合と同様に、TiO
2含有量、比表面積、分光透過率およびサンセットイエロー退色率をそれぞれ測定した。その結果を表9に示す。
【0137】
【表9】
【0138】
[比較例1〜6]
実施例1で使用した多孔質シリカ系粒子2Aの代わりに、表10に示す多孔質シリカ系粒子を用いると共に、用いた多孔質シリカ系粒子の細孔容積に応じて、四塩化チタン水溶液の使用量を変更して、実施例1における工程(1)〜(3)の操作を行い、比較例焼成粉体3a〜3fを得た。
【0139】
このようにして得られた比較例焼成粉体3a〜3fについて、実施例1の場合と同様に、TiO
2含有量、比表面積、分光透過率、サンセットイエロー退色率および崩壊粒子の有無をそれぞれ測定した。その結果を表10に示す。
【0140】
なお、ここで得られた比較例焼成粉体3a〜3fは、波長300nmおよび350nmにおける透過率が高く、紫外線遮蔽効果が不十分であった。また、比較例焼成粉体3fについては、崩壊粒子の存在が確認された。
【0141】
【表10-1】
【0142】
【表10-2】
【0143】
[比較例7]
実施例1の工程(1)で得られた含浸処理粉体を、1000℃で3時間焼成して、比較例焼成粉体3gを得た。
【0144】
このようにして得られた比較例焼成粉体3gについて、実施例1の場合と同様に、TiO
2含有量、比表面積、分光透過率、サンセットイエロー退色率および崩壊粒子の有無をそれぞれ測定した。その結果を表11に示す。
【0145】
なお、ここで得られた比較例焼成粉体3gは、波長300nmにおける透過率が高く、紫外線遮蔽性効果が不十分であるが、表面が封止されており、これ以上含浸操作を行うことができなかった。
【0146】
【表11】
【0147】
[比較例8]
実施例1で得られた実施例焼成粉体3Aを、1200℃で3時間焼成したところ、シリカ系粒子同士の焼結が生じて粗大なブロック状の塊となり、ミキサーを用いても解砕することができず、本発明のシリカ系粒子を得ることができなかった。
【0148】
[比較例9]
実施例1で使用した四塩化チタンの濃度を、TiO
2として1重量%の濃度に変更して、実施例1における工程(1)〜(3)の操作を行い、比較例焼成粉体3hを得た。
【0149】
このようにして得られた比較例焼成粉体3hについて、実施例1の場合と同様に、TiO
2含有量、比表面積、分光透過率、サンセットイエロー退色率および崩壊粒子の有無をそれぞれ測定した。その結果を表12に示す。
なお、ここで得られた比較例焼成粉体3hは、含浸操作と乾燥・焼成操作を10回行っても、TiO
2含有量が低く、紫外線遮蔽効果が得られなかった。
【0150】
[比較例10]
実施例1で使用した四塩化チタンの濃度を、TiO
2として42重量%の濃度に変更して、実施例1における工程(1)〜(3)の操作を行い、比較例焼成粉体3iを得た。
【0151】
このようにして得られた比較例焼成粉体3iについて、実施例1の場合と同様に、TiO
2含有量、比表面積、分光透過率、サンセットイエロー退色率および崩壊粒子の有無をそれぞれ測定した。その結果を表12に示す。
【0152】
なお、ここで得られた比較例焼成粉体3iは、波長300nmおよび350nmにおける透過率が高く、紫外線遮蔽効果が不十分であった。
【0153】
【表12】
【0154】
[比較例11]
市販の二酸化チタン系微粒子粉体(テイカ(株)製MT−100SA)について、TiO
2含有量、比表面積、分光透過率およびサンセットイエロー退色率を上記の測定方法でそれぞれ測定した。その結果を表13に示す。
【0155】
なお、この二酸化チタン系微粒子粉体は、波長300nmおよび350nmにおける透過率が高く、紫外線遮蔽効果が不十分であった。また、波長550nmにおける透過率が低く、透明性も低かった。これは、二酸化チタン系微粒子粉末は、分散性が著しく悪く、超音波照射処理を施しても、粒子同士の凝集が解消されていないことによるものと思われる。さらには、サンセットイエロー退色率が高く、光触媒活性が高いことが認められた。
【0156】
【表13】
【0157】
[実施例11]
実施例1で得られた実施例封止粉体4Aをハイドロゲンジメチコン(信越化学(株)製KF−9901)で表面処理(ハイドロゲンジメチコン3重量%処理品)したものを用いて、表14に示す組成(重量%)からなるサンスクリーン剤を調製した。
【0158】
なお、前記サンスクリーン剤の調製は、以下のように行った。
(a)下記成分(8)〜(11)の成分を十分に撹拌混合した。
(b)下記成分(1)〜(7)の成分をホモミキサーを用いて混合し、2000rpmの回転速度で10分間、撹拌して、これに含まれる固形分を分散させた。
(c)前記(a)で得られた混合物を、前記(b)のホモミキサーの中に入れて混合し、2000rpmの回転速度で3分間、撹拌して乳化させた。
(d)前記(c)で得られた乳化物を真空容器中に入れて脱泡した。
【0159】
得られたサンスクリーン剤は、紫外線遮蔽効果を有しており、塗布膜の透明感も高いものであった。
【0160】
【表14】
【0161】
パウダーファンデーションの調製
実施例1で得られた実施例封止粉体4Aを用いて、表15に示す組成(重量%)からなるパウダーファンデーションを調製した。
なお、前記パウダーファンデーションの調製は、以下のように行った。
(a)下記成分(1)〜(9)の成分をミキサーに入れて撹拌し、均一に混合した。
(b)下記成分(10)〜(12)の成分をミキサーに入れて撹拌し、さらに均一に混合した。
(c)前記(b)で得られた混合物を、解砕処理した後、その中から約12gを取り出し、46mm×54mm×4mmの角金皿に入れてプレス成型した。
【0162】
得られたパウダーファンデーションは、紫外線遮蔽効果を有しており、塗布膜の透明感も高いものであった。
【0163】
【表15】
【0164】
O/W型クリームの調製
実施例1で得られた実施例封止粉体4Aを用いて、表16に示す組成(重量%)からなるO/Wクリームを調製した。
なお、前記O/Wクリームの調製は、以下のように行った。
(a)下記成分(9)〜(15)の成分をホモミキサーを用いて混合し、2000rpmの回転速度で10分間撹拌して、これに含まれる固形分を分散させた。(b)下記成分(1)〜(8)の成分を80℃の温度に加熱し、ホモミキサーを用いて混合し、2000rpmの回転速度で10分間攪拌した。
(c)前記(a)で得られた混合物を、前記(b)のホモミキサーの中に入れて混合し、2000rpmの回転速度で3分間、撹拌して乳化させた。
(d)前記(c)で得られた乳化物を真空容器中に入れて脱泡した。
得られたO/Wクリームは、紫外線遮蔽効果を有しており、塗布膜の透明感も高いものであった。
【0165】
【表16】