(57)【要約】【課題】金属ケイ素の単位質量当たりの紫外線吸収性能が高い紫外線防御剤を提供する。【解決手段】紫外線防御剤は、母粒子の表面上に金属ケイ素を含む被覆層が形成されている。母粒子の平均粒径は０．１μｍ以上４０μｍ以下である。被覆層の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数が２００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
母粒子の表面上に金属ケイ素を含む被覆層が形成された紫外線防御剤であって、前記母粒子の平均粒径が０．１μｍ以上４０μｍ以下であり、且つ前記被覆層の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数が２００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上である、紫外線防御剤。
【請求項２】
前記母粒子が板状である、請求項１に記載の紫外線防御剤。
【請求項３】
前記母粒子がマイカである、請求項２に記載の紫外線防御剤。
【請求項４】
前記被覆層の厚さが５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、請求項１乃至３のいずれかに記載の紫外線防御剤。
【請求項５】
前記被覆層に含まれる金属ケイ素がアモルファスである、請求項１乃至４のいずれかに記載の紫外線防御剤。
【請求項６】
前記被覆層に含まれる金属ケイ素が結晶である、請求項１乃至４のいずれかに記載の紫外線防御剤。
【請求項７】
前記被覆層に含まれる金属ケイ素の結晶子サイズが１０ｎｍ以上４０μｍ以下である、請求項６に記載の紫外線防御剤。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の紫外線防御剤の製造方法であって、
母粒子の表面上に、スパッタリングにより、金属ケイ素を含む被覆層を形成するステップを包含する紫外線防御剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線防御剤及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地表に届く太陽光に含まれる紫外線は、皮膚に対して紅斑や浮腫等の炎症を起こさせ、また、皮膚の老化や発ガンの原因になると言われている。更に、紫外線は、皮膚以外の多くの物質、例えば、プラスチック、繊維、紙、木材、食品、毛髪等にも変色や劣化といった損傷を与えることが知られている。そこで、これらのものを紫外線から防御することを目的として、紫外線を吸収或いは散乱する紫外線防御剤が用いられる。
【０００３】
紫外線を散乱する紫外線防御剤としては、酸化チタンや酸化亜鉛の粉体がよく知られている。ところが、酸化チタンや酸化亜鉛は、例えば化粧料に配合する場合、高い紫外線防御性能を得るためには、多量に配合しなければならない。また、粒子径の大きい粉体を用いると、化粧料に粉体に由来する濁りが生じてしまう一方、濁りが生じにくいように粒子径の小さい微粉体を用いると、酸化チタンや酸化亜鉛には光触媒活性があることから、比表面積の増大に伴って光触媒活性が増すため、不活性物質による表面被覆等の対策が必要となる。
【０００４】
ところで、紫外線防御剤として金属ケイ素を用いることも開示されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、直径１２０ｎｍ以下のケイ素過剰のケイ素化合物の微粒子であって、表面に特定の厚さの酸化物層を有する微粒子が紫外線吸収能を有し、化粧料等に配合しうるとの開示がある。
【０００６】
特許文献２には、ＳｉＯｘ（０．７０≦ｘ≦１．８）の蒸着膜を加熱して不均化させることにより得られるケイ素／酸化ケイ素フレークが干渉顔料として用いられること、また、このものを特定の屈折率を有する透明な樹脂に埋め込んだ場合には色を呈せず、埋め込まれたフレークが紫外線吸収剤として作用することが開示されている。
【０００７】
特許文献３には、雲母等の微粒子の表面が、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｃｕ及びＷ等の金属、並びに、金属酸化物、金属炭化物及び金属窒化物等の超微粒子がスパッタリングにより付着して形成された薄膜で被覆された被覆微粒子が紫外線を散乱又は反射する材料であり、化粧料等に配合できることが開示されている。
【０００８】
また、非特許文献１には、金属ケイ素の吸収スペクトルが紫外線波長領域において強い吸収を示すことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００１−５１０４９６号公報
【特許文献２】特表２００５−５２９８３５号公報
【特許文献３】特開２００６−２２１７６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Edward D. Palik編 Handbook of Optical Constants of Solids
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１には、粒子径が２０〜５０ｎｍの金属ケイ素の微粒子のＭｉｅ散乱理論から予測される吸収スペクトルが開示されている。そのスペクトル形状は非特許文献１に開示された光の波長よりも十分大きいサイズの金属ケイ素（以下「バルク金属ケイ素」という。）とは異なり、紫外線波長領域において、金属ケイ素の単位質量当たりの光吸収強度が小さい。つまり、金属ケイ素は、微粒子化されると、その紫外線吸収性能が低下する。
【００１２】
本発明の課題は、金属ケイ素の単位質量当たりの紫外線吸収性能が高い紫外線防御剤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の紫外線防御剤は、母粒子の表面上に金属ケイ素を含む被覆層が形成され、前記母粒子の平均粒径が０．１μｍ以上４０μｍ以下であり、且つ前記被覆層の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数が２００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上である。
【００１４】
本発明の紫外線防御剤の製造方法は、母粒子の表面上に、スパッタリングにより、金属ケイ素を含む被覆層を形成するステップを含むものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、平均粒径が０．１μｍ以上４０μｍ以下の母粒子の表面上に金属ケイ素を含む被覆層が形成され、それによって被覆層の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数が２００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上であることにより、金属ケイ素の単位質量当たりの高い紫外線吸収性能を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
実施形態に係る紫外線防御剤は、母粒子の表面上に金属ケイ素を含む被覆層が形成された複合粒子である。そして、実施形態に係る紫外線防御剤では、母粒子の平均粒径が０．１μｍ以上４０μｍ以下であり、且つ被覆層の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数が２００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上である。
【００１８】
上述した通り、一般的に、金属ケイ素の微粒子の吸収スペクトルは、バルク金属ケイ素の吸収スペクトルとは異なり、紫外線波長領域において、金属ケイ素の単位質量当たりの光吸収強度が小さい。つまり、金属ケイ素は、微粒子化されると、その紫外線吸収性能が低下する。実際、後述の比較例に示すように、本発明者が、粒径１０ｎｍの金属ケイ素微粒子を調製してみたところ、期待された高い紫外線吸収能は観測されなかった。従って、バルク金属ケイ素が有するような紫外線吸収能を、化粧料に用いうる微粒子形状で発現することは容易ではない。
【００１９】
これに対し、本発明者は、平均粒径が０．１μｍ以上４０μｍ以下の母粒子の表面上に金属ケイ素を含む被覆層を形成した複合粒子では、金属ケイ素の単位質量当たりの紫外線吸収性能が、金属ケイ素の微粒子に比べて著しく高く、バルク金属ケイ素の紫外線吸収性能に近くなることを見出した。かかる事実に基づいて、実施形態に係る紫外線防御剤によれば、平均粒径が０．１μｍ以上４０μｍ以下の母粒子の表面上に金属ケイ素を含む被覆層が形成された複合粒子であり、それによって被覆層の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数が２００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上であることにより、金属ケイ素の単位質量当たりの高い紫外線吸収性能を得ることができる。
【００２０】
また、金属ケイ素の単位質量当たりの紫外線吸収性能が高いので、例えば化粧料に配合する場合、その使用量を少なくできることで、使用感の向上、他成分の配合自由度の向上、紫外線防御剤による皮膚への負担の低減、化粧料全体の透明性の向上等の様々な効果を発現する。更に、母粒子の表面上に形成した金属ケイ素を含む被覆層は光触媒活性が弱いことから、化粧料に配合する場合でも、特別な表面被覆を必要としないという、付加的な効果を発現しうる。
【００２１】
以上のことから、実施形態に係る紫外線防御剤は、ＵＶＡ領域（３２０〜４００ｎｍ）やＵＶＢ領域（２８０〜３２０ｎｍ）の紫外光を効果的に吸収し、例えば日焼け止め化粧料等に配合されて用いられる。
【００２２】
（母粒子）
母粒子の材質は、特に限定されるものではないが、例えば、層状ケイ酸塩やシリカなどの無機素材、高分子素材等が挙げられる。これらのうち、安定性の観点から無機素材が好ましい。層状ケイ酸塩としては、例えば、マイカ、スメクタイト、バーミキュライト、モンモリロナイト、ベントナイト、クレー等が挙げられる。高分子素材としては、例えば、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。母粒子は、単一種のみで構成されていても、また、複数種を含んで構成されていても、どちらでもよい。
【００２３】
母粒子の平均粒径は０．１μｍ以上４０μｍ以下であるが、高い紫外線吸収性能を得る観点から、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、更に好ましくは２μｍ以上であり、また、紫外線防御剤の可視領域における透明性を得る観点から、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下である。ここで、平均粒径は、レーザー回折式粒度分布計によって測定される５０％メジアン径である。
【００２４】
母粒子の形状としては、例えば、球状、棒状、板状等が挙げられる。化粧料等の用途で基剤に配合して塗膜として用いる場合には、塗膜によって薄く且つ均一に被覆すると共に透明性を得る観点から、母粒子の形状は、棒状又は板状であることが好ましく、板状であることがより好ましい。板状の母粒子としては、例えば層状ケイ酸塩が挙げられ、そのうちマイカが好ましい。マイカは、アルミニウム、カリウム、マグネシウム、ナトリウム、鉄等を含んだケイ酸塩鉱物である。マイカには、白雲母、金雲母、黒雲母等の天然マイカの他、フッ素金雲母、カリウム四珪素雲母等の合成マイカも含まれる。
【００２５】
板状の母粒子の平均厚さは、高い紫外線吸収性能を得る観点から、好ましくは０．０１μｍ以上、より好ましくは０．０５μｍ以上、更に好ましくは０．１μｍ以上であり、また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、更に好ましくは２μｍ以下である。母粒子の平均厚さは、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡により観察して測定した１０〜５０個の母粒子の厚みの数平均である。
【００２６】
板状の母粒子のアスペクト比（平均粒径／平均厚さ）は、高い紫外線吸収性能と化粧料への分散性等の好ましい粉体物性を得る観点から、好ましくは５以上、より好ましくは１０以上であり、また、好ましくは１０００以下、より好ましくは５００以下である。
【００２７】
実施形態に係る紫外線防御剤は、ファンデーション等の着色される用途で用いる場合は、その目的の色や、目的の色を損なわない色に着色されたものであってよい。しかしながら、汎用性の観点から、実施形態に係る紫外線防御剤は無色であることが好ましい。また、実施形態に係る紫外線防御剤を、透明性が重要となる用途で用いる場合、母粒子の可視領域の光（波長５００ｎｍ）に対する屈折率は１．６以下であることが好ましい。
【００２８】
被覆層は、母粒子の表面上に形成されているが、母粒子の表面全体を被覆していても、また、部分的に被覆していても、どちらでもよい。単位質量当たりの紫外線吸収能を高める観点から、被覆層は母粒子表面を均一に被覆していることが好ましい。
【００２９】
被覆層の厚さは、高い紫外線吸収性能を得る観点から、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは２０ｎｍ以上であり、また、紫外線防御剤の可視領域における透明性を得る観点から、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下、更に好ましくは４０ｎｍ以下である。被覆層の厚さは、紫外線防御剤の複合粒子の割断面を、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡により観察して測定することができる。なお、被覆層の厚さは、均一であることが好ましいが、分布を有していてもよい。
【００３０】
被覆層は、そこに含まれる金属ケイ素の紫外光である波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数εが２００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上である。この吸光係数εは、好ましくは３００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上、より好ましくは４００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上である。この吸光係数εの上限はバルク金属ケイ素の吸光係数εの４６５（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１である。
【００３１】
ここで、吸光係数εは、被覆層が紫外線吸収成分として金属ケイ素のみを含む場合、波長３５０ｎｍの光を実施形態に係る紫外線防御剤の複合粒子の分散液の照射したときにおける透過率Ｔ（−）、分散液における被覆層の質量濃度ａ（ｇ／Ｌ）、及び光路長ｌ（ｃｍ）から、下記式に基づいて求めることができる。なお、透過率Ｔの測定は０．１％〜９０％の範囲で、ランバートベール則の成立する領域で行う。
【００３２】
吸光係数ε＝−ｌｎＴ／（ａ・ｌ）
なお、母粒子自体に紫外線吸収性能或いは散乱性能がある場合には、同じ濃度に調製した母粒子の分散液の透過率Ｔ０（−）で規格化した値Ｔ／Ｔ０（−）を上式の透過率として用いればよい。
【００３３】
被覆層の質量濃度ａは、母粒子を被覆層で被覆する前後の質量差に基づいて求めた被覆層の質量分率ｂ、及び透過率の測定に供した分散液における複合粒子の質量濃度ｃ（ｇ／Ｌ）から、下記式に基づいて求めることができる。
【００３４】
被覆層の質量濃度ａ＝ｂ・ｃ
なお、被覆層の質量分率ｂは、紫外線防御剤の複合粒子の割断面を、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡により観察し、母粒子と被覆層との割合を算出して求めることもできる。
【００３５】
被覆層は金属ケイ素を含むが、その含有量は、高い紫外線吸収性能を得る観点から、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは１００質量％である。被覆層における金属ケイ素以外の成分としては、例えば、ゲルマニウム、酸化ケイ素等が挙げられる。被覆層がゲルマニウムを含んでいると、より長波長の紫外線の吸収も可能となる。
【００３６】
被覆層に含まれる金属ケイ素の状態に制限はなく、アモルファスでも結晶でもよい。
【００３７】
被覆層に含まれる金属ケイ素の状態は、製造の容易さやコストの観点から、アモルファスであることが好ましい。
【００３８】
また、被覆層に含まれる金属ケイ素は、単位質量当たり紫外線吸収能を高める観点から、結晶であることが好ましい。
【００３９】
被覆層に含まれる金属ケイ素の結晶子サイズは、金属ケイ素の単位質量当たりの高い紫外線吸収性能を得る観点から、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは２５ｎｍ以上、更に好ましくは５０ｎｍ以上であり、また、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下である。被覆層に含まれる金属ケイ素の結晶子サイズは、Ｘ線回折チャートの半値幅からシェラー法を用いて測定することができる。
【００４０】
被覆層は、最外層であってもよいが、その表面が更に被覆されていてもよい。例えば、被覆層の表面に、水素原子、水酸基、炭化水素基等の官能基を有する層が積層されていてもよい。このような被覆層の表面被覆として、具体的には、例えば、ゾル−ゲル法によるシリカ被覆やシランカップリング剤による被覆が挙げられる。かかる被覆層の表面被覆により、耐候性の向上や配合時の基剤への分散性の向上を図ることができる。
【００４１】
（紫外線防御剤の製造方法）
実施形態に係る紫外線防御剤の製造方法は、母粒子の表面上に金属ケイ素を含む被覆層を形成するステップを包含するが、具体的な被覆層形成方法としては、例えば、スパッタリング、イオン化蒸着、イオンビームなどのＰＶＤ、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、光ＣＶＤなどのＣＶＤ、真空蒸着、電解めっき、無電解めっき、電解重合、母粒子の表面上への金属ケイ素微粒子の堆積等が挙げられる。母粒子への被覆層の高い密着性が得られるという観点からは、これらのうちＰＶＤが好ましく、スパッタリングがより好ましい。
【００４２】
スパッタリングにより母粒子の表面上に金属ケイ素を含む被覆層を形成する場合、スパッタリング装置内の封入ガスとしては例えばアルゴン等が挙げられる。また、スパッタリング時における圧力は、安定にスパッタリングを行う観点から、好ましくは１×１０−２Ｐａ以上、より好ましくは５×１０−２Ｐａ以上であり、更に好ましくは０．２Ｐａ以上である。また、不純物の少ない被覆層を得る観点から、好ましくは５．０Ｐａ以下、より好ましくは１．０Ｐａ以下であり、更に好ましくは０．５Ｐａ以下である。
【００４３】
スパッタリングの電力量は、成膜速度と装置コストの観点から、好ましくは２０Ｗ以上、より好ましくは１００Ｗ以上、更に好ましくは５００Ｗ以上であり、また、ターゲット及び試料へのダメージを抑える観点から、好ましくは２００ｋＷ以下、より好ましくは１００ｋＷ以下、更に好ましくは５０ｋＷ以下である。また、スパッタリングの電力量は、成膜速度を得る観点から、母粒子１ｇ当たり、好ましくは２Ｗ以上、より好ましくは１０Ｗ以上、更に好ましくは５０Ｗ以上であり、また、ターゲット及び試料へのダメージを抑える観点から、好ましくは１０ｋＷ以下、より好ましくは２ｋＷ以下、更に好ましくは５００Ｗ以下である。
【００４４】
母粒子の温度は、アモルファスの被覆層を得るためには、好ましくは０℃以上、より好ましくは１５℃以上であり、また、好ましくは２５０℃以下、より好ましくは１５０℃以下である。母粒子の温度は、結晶質の被覆層を得るためには、好ましくは２５０℃以上、より好ましくは４００℃以上であり、また、好ましくは１４００℃以下、より好ましくは１１００℃以下である。
【００４５】
ＲＦ電源から印加する高周波の周波数は、好ましくは１ＭＨｚ以上、より好ましくは５ＭＨｚ以上であり、また、好ましくは５０ＭＨｚ以下、より好ましくは２０ＭＨｚ以下である。
【００４６】
母粒子の表面上に被覆層を形成するステップでは、母粒子の表面全体に均一に被覆層を形成する観点から、被覆層形成処理時に母粒子を運動させてもよい。その方法としては、例えば、撹拌翼により撹拌する方法、バレルスパッタリング法、母粒子を入れた容器を振動させながら被覆層形成処理を施す方法等が挙げられる。
【００４７】
また、母粒子の表面上に被覆層を形成するステップでは、母粒子の表面全体に均一に被覆層を形成する観点から、被覆層形成処理を複数回に分割し、各回の処理後に母粒子を攪拌してもよい。
【００４８】
実施形態に係る紫外線防御剤の製造方法は、母粒子の表面上に被覆層を形成した複合粒子を熱処理して被覆層に含まれる金属ケイ素を結晶化させるステップを包含していてもよい。熱処理温度は、好ましくは４００℃以上、より好ましくは５５０℃以上であり、また、好ましくは１４００℃以下、より好ましくは１１００℃以下である。熱処理時間は、好ましくは１時間以上、より好ましくは２時間以上であり、また、好ましくは２４時間以下、より好ましくは１２時間以下である。
【００４９】
上述した実施形態に関し、更に以下の紫外線防御剤及びその製造方法を開示する。
【００５０】
＜１＞母粒子の表面上に金属ケイ素を含む被覆層が形成された紫外線防御剤であって、前記母粒子の平均粒径が０．１μｍ以上４０μｍ以下であり、且つ前記被覆層の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数が２００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上である、紫外線防御剤。
【００５１】
＜２＞前記母粒子の平均粒径が０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１μｍ以上、更に好ましくは２μｍであり、また、４０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下である、前記＜１＞に記載の紫外線防御剤。
【００５２】
＜３＞前記母粒子が好ましくは棒状又は板状であり、より好ましくは板状である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の紫外線防御剤。
【００５３】
＜４＞前記母粒子が好ましくは層状ケイ酸塩であり、より好ましくはマイカである、前記＜１＞乃至＜３＞のいずれかに記載の紫外線防御剤。
【００５４】
＜５＞前記母粒子の平均厚さが好ましくは０．０１μｍ以上、より好ましくは０．０５μｍ以上、更に好ましくは０．１μｍ以上であり、また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、更に好ましくは２μｍ以下である、前記＜１＞乃至＜４＞のいずれかに記載の紫外線防御剤。
【００５５】
＜６＞前記母粒子のアスペクト比（平均粒径／平均厚さ）が好ましくは５以上、より好ましくは１０以上であり、また、好ましくは１０００以下、より好ましくは５００以下である、前記＜１＞乃至＜５＞のいずれかに記載の紫外線防御剤。
【００５６】
＜７＞前記母粒子の可視領域の光に対する屈折率が１．６以下である、前記＜１＞乃至＜６＞のいずれかに記載の紫外線防御剤。
【００５７】
＜８＞前記被覆層の厚さが、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは２０ｎｍ以上であり、また、好ましくは１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下、更に好ましくは４０ｎｍ以下である、前記＜１＞乃至＜７＞のいずれかに記載の紫外線防御剤。
【００５８】
＜９＞前記被覆層の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数が好ましくは３００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上、より好ましくは４００（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１以上である、＜１＞又は＜２＞記載の紫外線防御剤。
【００５９】
＜１０＞前記被覆層における金属ケイ素の含有量が、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは１００質量％である、前記＜１＞乃至＜９＞のいずれかに記載の紫外線防御剤。
【００６０】
＜１１＞前記被覆層に含まれる金属ケイ素がアモルファスである、前記＜１＞乃至＜１０＞のいずれかに記載の紫外線防御剤。
【００６１】
＜１２＞前記被覆層に含まれる金属ケイ素が結晶である、前記＜１＞乃至＜１１＞のいずれかに記載の紫外線防御剤。
【００６２】
＜１３＞前記被覆層に含まれる金属ケイ素の結晶子サイズが、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは２５ｎｍ以上、更に好ましくは５０ｎｍ以上であり、また、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下である、前記＜１２＞に記載の紫外線防御剤。
【００６３】
＜１４＞前記＜１＞乃至＜１３＞のいずれかに記載の紫外線防御剤の製造方法であって、母粒子の表面上に、スパッタリングにより、金属ケイ素を含む被覆層を形成するステップを包含する紫外線防御剤の製造方法。
【００６４】
＜１５＞母粒子の表面上に被覆層を形成するステップにおいて、被覆層形成処理時に母粒子を運動させる、前期＜１４＞に記載の紫外線防御剤の製造方法。
【００６５】
＜１６＞母粒子の表面上に被覆層を形成するステップにおいて、被覆層形成処理を複数回に分割し、各回の処理後に母粒子を攪拌する、前期＜１４＞又は＜１５＞に記載の紫外線防御剤の製造方法。
【００６６】
＜１７＞母粒子の表面上に被覆層を形成した後、熱処理して被覆層に含まれる金属ケイ素を結晶化させるステップを包含する、前期＜１４＞乃至＜１６＞のいずれかに記載の紫外線防御剤の製造方法。
【実施例】
【００６７】
（分散液の調製）
＜実施例１＞
板状の合成マイカ粉末（トピー工業社製  製品名：ＰＤＭ−２０Ｌ、平均粒径（５０％メジアン径）２０μｍ、平均厚さ０．３μｍ、アスペクト比６７）２．０ｇを、直径７０ｍｍのＳＵＳ製のシャーレの底面に均一に敷き詰め、それをスパッタリング装置内に配置した。また、ターゲットとして金属ケイ素を配置した。合成マイカ粉末とターゲットとの距離は１０ｃｍであった。
【００６８】
次いで、スパッタリング装置内を１×１０−４Ｐａまで減圧した後、アルゴンを導入して圧力を７×１０−１Ｐａとし、スパッタリング処理を６分間行った。スパッタリング処理では、電力量を２００Ｗ（合成マイカ粉末１ｇ当たり１００Ｗ）とすると共に、シャーレの温度を２５℃に維持し、ＲＦ電源から印加する高周波の周波数は１３．５６ＭＨｚであった。
【００６９】
スパッタリング処理後、スパッタリング装置内の圧力を大気圧に戻し、スパチュラを用いてシャーレ内の合成マイカ粉末を十分に撹拌した後、上記と同じ操作を繰り返して２回目のスパッタリング処理を６分間行った。
【００７０】
２回目のスパッタリング処理後、再びスパッタリング装置内の圧力を大気圧に戻し、スパチュラを用いてシャーレ内の合成マイカ粉末を十分に撹拌した後、上記と同じ操作を繰り返して３回目のスパッタリング処理を６分間行った。
【００７１】
３回目のスパッタリング処理後、スパッタリング装置内の圧力を大気圧に戻し、スパッタリング装置内からシャーレを取り出した。シャーレ内には、合成マイカ粉末の表面上に金属ケイ素の被覆層が形成された淡い褐色の複合粒子が得られた。
【００７２】
得られた複合粒子について、割断面を走査型電子顕微鏡により観察して測定した被覆層の厚さは３０ｎｍであった。また、得られた複合粒子について、Ｘ線回折解析を行ったところ、被覆層の金属ケイ素がアモルファスであることが分かった。
【００７３】
そして、得られた複合粒子１５ｍｇ及びイオン交換水５．０ｇを１０ｍＬのバイアルに採り、それらをボルテックスミキサーを用いて１０秒間撹拌することにより複合粉末の分散液を調製した。
【００７４】
＜比較例１＞
金属ケイ素粉末（和光純薬工業社製、平均粒径１０μｍ）１５ｍｇ及びイオン交換水５．０ｇを１０ｍＬのバイアルに採り、それらをボルテックスミキサーを用いて１０秒間撹拌することにより金属ケイ素粉末の分散液を調製した。なお、金属ケイ素粉末の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布計により測定されたものである。
【００７５】
＜比較例２＞
金属ケイ素粉末（AlfaAesar社製  Silicon powder, crystalline, 空気動力学径（APS）<50nm, 98%, Laser synthesized from vapor phase）を用いた以外は比較例１と同様の操作により金属ケイ素粉末の分散液を調製した。
【００７６】
（金属ケイ素の単位質量当たりの吸光係数）
実施例１で調製した複合粒子の分散液をセル長１ｍｍの石英セルに充填し、分光光度計「Solidspec-3700」（島津製作所社製）を用い、その波長３５０ｎｍの光に対する吸光度を測定した。また、スパッタリング処理を行っていない同量の合成マイカ粉末についても同様に分散液を調製し、同じ方法でその波長３５０ｎｍの光に対する吸光度を測定した。
【００７７】
これらの測定結果に基づき、複合粒子の分散液の吸光度から合成マイカ粉末の分散液の吸光度を減算することにより被覆層の吸光度を算出した。また、それを分散液に含まれる被覆層の金属ケイ素の質量で除算することにより、被覆層の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数を算出した。その結果、実施例１の複合粒子における被覆層の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数は４６３（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１であった。
【００７８】
実施例１と同様にして、比較例１で調製した金属ケイ素粉末の分散液の吸光度を測定し、それを分散液に含まれる金属ケイ素粉末の質量で除算することにより、金属ケイ素の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数を算出した。その結果、比較例１の金属ケイ素粉末の波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数は０．６８（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１であった。
【００７９】
また、比較例２の金属ケイ素粉末についても比較例１と同様に測定を行ったところ、波長３５０ｎｍの光に対する単位質量当たりの吸光係数は２８（ｇ／Ｌ）−１・ｃｍ−１であった。
【００８０】
以上のことから、平均粒径が２０μｍの合成マイカ粉末の表面上に金属ケイ素の被覆層が形成された実施例１の複合粒子では、比較例１及び２の金属ケイ素粉末と比較して、被覆層の単位質量当たりの紫外線に対する吸光係数が著しく高い、つまり、紫外線吸収性能が著しく高いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、紫外線防御剤及びその製造方法について有用である。