(57)【要約】本発明は紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料を公開する。この材料はフレーク状のモフォロジーであり、粒径が５−２００μｍ、厚さが０．０１〜１０μｍであり、ＵＶＡ（３２０−４００ｎｍ）、ＵＶＢ（２８０−３２０ｎｍ）範囲の紫外線の透過をカットすることを特徴とする紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料である。その同時に、このフレーク状セルロース材料の調製方法とその応用を公開する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モフォロジーがフレーク状であり、粒径が５−２００μｍ、厚さが０．０１〜１０μｍであり、ＵＶＡ（３２０−４００ｎｍ）、ＵＶＢ（２８０−３２０ｎｍ）範囲の紫外線の透過をカットできることを特徴とする紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料。
【請求項２】
粒径が３０−５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料。
【請求項３】
セルロース系物質が、天然セルロースまたは再生セルロースから選んだものであることを特徴とする請求項１に記載の紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料。
【請求項４】
天然セルロースが、天然草本植物または天然木本植物から選んだものであり、再生セルロースが、ビスコース繊維、銅アンモニア繊維、テンセルとアルカリ性尿素溶液繊維中から選んだ一種または数種であることを特徴とする請求項３に記載の紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料。
【請求項５】
１）セルロース材料と固体高分子研磨材料を混合して研磨し、研磨後のセルロースのモフォロジーはフレーク状となり、フレーク状セルロース材料を得るステップ、
２）ステップ１）から得たフレーク状セルロース材料と固体高分子研磨材料を分離して、紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料を得るステップ、
を含む、請求項１に記載の紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料の調製方法。
【請求項６】
ステップ１）の混合が固体高分子研磨材料とセルロースを１００−１８０：１００の重量比で混合することであり、研磨がボールミルまたは研磨機の中で行われ、研磨速度は２００−５００ｒｐｍ、研磨時間は２−３０ｈであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ステップ１）の固体高分子研磨材料はオレフィンおよびその誘導体、重合物から選んだものであり、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、 ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリオキシメチレン、エポキシ樹脂、テレフタル酸ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル、 ポリブチレンサクシネート、ポリカーボネート、 ポリεカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリアミド、ナイロン１０１０、ポリスルホン、フェノール樹脂、シラスチック、フルオロアルキル中から選んだ一種または数種であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
ステップ１）に記載のセルロース材料は天然セルロースまたは再生セルロースから選んだものであり、天然セルロースは天然草本植物または天然木本植物から選んだものであり、再生セルロースはビスコース繊維、銅アンモニア繊維、テンセルとアルカリ性尿素溶液繊維中から選んだ一種または数種であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
ステップ２）に記載のフレーク状セルロースと固体高分子研磨材料を分離する方法は、篩で研磨済みセルロースと固体高分子材料を分離し、紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料の粒径を３０−５０μｍにさせることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか1項に記載の紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料の紫外線カット化粧品、紫外線カット塗料、紫外線カットフィルムおよび紫外線カット紡織品としての利用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は天然高分子材料技術分野に関するもので、さらに紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料およびその調製方法と利用に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ここ数年来、オゾン層の破壊と太陽黒点の活動が激しくなるにつれ、地球表面に輻射する紫外線の量も多くなり、紫外線照射による損傷を避けるために、紫外線カット製品として、紫外線カット化粧品、紫外線カット紡織品などが人々の注目を惹くようになっている。化粧品の紫外線カット作用は、主に化粧品の中に入れた紫外線吸収剤が太陽光中の紫外線を吸収する役割をするからである。しかし、紫外線吸収剤は紫外線カット作用を有すると同時に、人体の健康と皮膚に皮膚損傷などの潜在的な危害性がある。例えば、人々に周知のナノ二酸化チタンは現在紫外線カット化粧品の主な添加剤である。二酸化チタンは紫外線カット役割をすると同時に、紫外線と可視光の照射の下で、紫外線カット化粧品の助剤との共同作用によって、フリーラジカル・単一電子状態を激発する恐れがあって、この状態は酸化性が強く、人体皮膚細胞に損傷をもたらす。
【０００３】
セルロースは自然界中で最も多く存在する天然高分子物質で、主に植物から来るもので、環境に優しい純天然材料で、人体に無毒・無害なので、良く食品・薬品の添加剤として使われている。良く見られるセルロース材料のモフォロジー（morphology）には、粒状、繊維状、針状または棒状などがあって、今までフレーク状セルロースに関する報告は見られず、フレーク状セルロースを紫外線カットに使うことに関する報告はない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１．紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料を提供することであり、この材料はＵＶＡ（３２０−４００ｎｍ）、ＵＶＢ（２８０−３２０ｎｍ）範囲の紫外線の透過をカットできる。
【０００５】
２．前記紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料の調製方法を提供することである。
【０００６】
３．前記紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料の利用を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記第1技術課題を解決するための技術手段：
紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料において、前記セルロース材料は、モフォロジーがフレーク状であり、粒径が５−２００μｍ、厚さが０．０１〜１０μｍであり、前記セルロース材料は特別なフレーク状態となっているため、ＵＶＡ（３２０−４００ｎｍ）、ＵＶＢ（２８０−３２０ｎｍ）範囲の紫外線の透過をカットできる。
【０００８】
好ましく、前記セルロース材料の粒径が３０−５０μｍ、厚さが０．０１−１０μｍである。
【０００９】
好ましく、前記セルロースは天然セルロースまたは再生セルロースから選んだものである。
【００１０】
好ましく、前記天然セルロースは天然草本植物または天然木本植物から選んだもので、前記再生セルロースはビスコース繊維、銅アンモニア繊維、テンセルとアルカリ性尿素溶液繊維中から選んだ一種または数種である。
【００１１】
上記第２技術課題を解決するための技術手段：
１）セルロース材料と固体高分子研磨材料を混合して研磨し、研磨後のセルロースはフレーク状となり、フレーク状セルロース材料を得る。
【００１２】
２）ステップ１）から得たフレーク状セルロース材料と固体高分子研磨材料を分離して、紫外線カット用フレーク状セルロース材料を得る。
【００１３】
好ましくは、ステップ１）に記載の混合とは、固体高分子研磨材料とセルロースを１００−１８０：１００の重量比で混合することであり、研磨はボールミルまたは研磨機の中で行われ、研磨速度は２００−５００ｒｐｍ、研磨時間は２−３０ｈである。
【００１４】
好ましく、ステップ１）に記載の固体高分子研磨材料はオレフィンおよびその誘導体、重合物から選んだものであり、好ましく、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、 ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアクリロニトリル、ポリオキシメチレン、エポキシ樹脂、ポリエチレングリコール・テレフタル酸塩（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、 ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、 ポリεカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリアミド、ナイロン１０１０、ポリスルホン、フェノール樹脂、シラスチックとフルオロアルキル（ＦＡＳ）から選んだ一種または数種である。
【００１５】
好ましく、ステップ１）に記載のセルロース材料は天然セルロースまたは再生セルロースから選んだものであり、天然セルロースは天然草本植物または天然木本植物から選んだものであり、再生セルロースはビスコース繊維、銅アンモニア繊維、テンセルとアルカリ性尿素溶液繊維中から選んだ一種または数種である。
【００１６】
好ましく、ステップ2）に記載のフレーク状セルロースと固体高分子研磨材料を分離する方法は、篩で研磨済みセルロースと固体高分子材料を分離し、紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料の粒径を３０−５０μｍにさせる。
【００１７】
上記３つの技術課題を解決するための技術手段：
紫外線カット機能を持つフレーク状セルロース材料の紫外線カット化粧品、紫外線カット塗料、紫外線カットフィルムおよび紫外線カット紡織品としての利用。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、セルロース粉末と固体高分子研磨材料を機械研磨することによって、従来は報告してなかったフレーク状セルロース新材料を得る。前記フレーク状セルロース材料は紫外線の透過をカットする機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
以下では図面に基づいて本発明の実施形態をより詳しく説明する。
【００２０】
【図１】実施例１のフレーク状セルロース材料のＳＥＭ図である。
【図２】実施例１のフレーク状セルロースの紫外可視光反射スペクトル図である。
【図３】実施例２、実施例６を二酸化チタンナノ顆粒と比較した紫外可視光反射スペクトルである。
【図４】実施例５のフレーク状セルロースの紫外可視光反射スペクトル図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明をより明確に説明するために、実施例と図面に合わせて本発明を詳しく説明する。当業者であれば、以下記載された内容が本発明を説明するためのものであり、本発明の保護範囲を制限するものではないことを周知すべきである。
【００２２】
[実施例１]
木材パルプからの５０ｇの乾燥したセルロースを５０ｇのポリエチレン（ＰＥ）とともに研磨・混合させ、１６ｈの機械研磨を行い、研磨ボールは直径１６ｍｍのステンレスボールであり、研磨速度は３００ｒ／ｍｉｎである。研磨後は、ステンレス篩でセルロース粉末とＰＥを分離して、セルロース粉末を得る。得られたセルロース粉末のモフォロジーはフレーク状であり、図１に示すように、そのサイズは４０−８０μｍ、フレークの厚さは５０−１００ｎｍである。
【００２３】
[実施例２]
木材パルプからの５０ｇの乾燥したセルロースを５０ｇのＰＥと混合させ、４ｈの機械研磨を行い、研磨ボールは直径１６ｍｍのステンレスボールであり、研磨速度は５００ｒ／ｍｉｎである。研磨後は、ステンレス篩でセルロース粉末とＰＥを分離して、セルロース粉末を得る。得られたセルロース粉末のモフォロジーはフレーク状であり、そのサイズは８０−２００μｍ、フレークの厚さは１−５μｍである。
【００２４】
[実施例３]
木質パルプからの５０ｇの乾燥したセルロースを５０ｇのポリプロピレン（ＰＰ）と混合させ、２８ｈの機械研磨を行い、研磨ボールは直径１６ｍｍのステンレスボールであり、研磨速度は５００ｒ／ｍｉｎである。研磨後は、ステンレス篩でセルロース粉末とＰＰを分離して、セルロース粉末を得る。得られたセルロース粉末のモフォロジーはフレーク状であり、そのサイズは５−１０μｍ、フレークの厚さは０．０５−０．１μｍである。
【００２５】
[実施例４]
木質パルプからの３０ｇの乾燥したセルロースを５０ｇのポリプロピレン（ＰＰ）と混合させ、１６ｈの機械研磨を行い、研磨ボールは直径１６ｍｍのステンレスボールであり、研磨速度は３００ｒ／ｍｉｎである。研磨後は、ステンレス篩でセルロース粉末とＰＰを分離して、セルロース粉末を得る。得られたセルロース粉末のモフォロジーはフレーク状であり、そのサイズは３０−５０μｍ、フレークの厚さは８０−１００ｎｍである。
【００２６】
[実施例５]
２０ｇの乾燥した銅アンモニア再生セルロースを３０ｇのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）と混合させ、１６ｈの機械研磨を行い、研磨ボールは直径１６ｍｍのステンレスボールであり、研磨速度は３００ｒ／ｍｉｎである。研磨後は、ステンレス篩でセルロース粉末とＰＶＣを分離して、セルロース粉末を得る。得られたセルロース粉末のモフォロジーはフレーク状であり、そのサイズは５−２０μｍ、フレークの厚さは６０−９０ｎｍである。
【００２７】
[実施例６]
３０ｇの乾燥した微結晶セルロースを５０ｇのＰＶＣと混合させ、１６ｈの機械研磨を行い、研磨ボールは直径１６ｍｍのステンレスボールであり、研磨速度は５００ｒ／ｍｉｎである。研磨後は、ステンレス篩でセルロース粉末とＰＶＣを分離して、セルロース粉末を得る。得られたセルロース粉末のモフォロジーはフレーク状であり、そのサイズは２−６μｍ、フレークの厚さは０．０２−０．０６μｍである。
【００２８】
[実施例７]
実施例１−６から得たフレーク状セルロースは、ＵＶＡ（３２０−４００ｎｍ）、ＵＶＢ（２８０−３２０ｎｍ）に対する優れた防護作用を有し、図２は実施例１のフレーク状セルロースの紫外光及び可視光反射スペクトル図であり、紫外線ＵＶＡに対する反射率は８５％にも達し、ＵＶＢに対する反射率も５０％以上に達し、可視光に対してほとんど全反射していた。このフレーク状セルロース５０ｇを、現在良く使われる紫外線カット添加剤、例えば、ナノ二酸化チタンおよびメトキシけい皮酸オクチル、オキシベンゾン−３などを入れ替え、化粧品軟膏基質に添加する。この基質の配合比は以下のとおりである。即ち、白色ワセリン１００ｇ、液体状パラフィン２５０ｇ、薄荷１ｇ、シクロメチルシロキサンとジメチルシロキサンそれぞれ５０ｇずつ、グリセリン１００ｇ、ヒドロ亜硫酸ナトリウムとソルビン酸それぞれ２ｇずつ、乳化剤１４０ｇ、蒸留水を１０００ｇになるまで入れる。セルロースの添加量は５％である。これによって調製された化粧品の紫外線カット指数ＳＰＦ値は３０以上であり、当該紫外線カット化粧品の紫外線カット性能はフレーク状セルロースの紫外線反射によるものであり、物理的紫外線カットメカニズムであり、可視光範囲の光線は全反射されるので、皮膚の瑕疵をカバーする面で非常に良い効果が得られる。また、化粧品の添加剤としてモフォロジーがフレーク状であるので、使用中手触りが非常に滑らかで、その他の顆粒状化粧品に比べて優れている。このフレーク状セルロースを１０％の重量比で塗料に添加することによって紫外線カット塗料を調製することができ、フィルムにすると紫外線カットフィルムを調製することができ、紡織物に添加すると、紫外線カット衣類、紡織品が得られる。
【００２９】
図３は実施例２、実施例６を二酸化チタンナノ顆粒と比較した紫外線可視光反射スペクトルである。図４は実施例５のフレーク状セルロースの紫外線可視光反射スペクトルである。この幾つかの図を纏めて見ると、セルロースの原料が異なり、得られたセルロースのサイズがそれぞれ異なっていても、材料のＵＶＡ、ＵＡＢおよび可視光に対する反射はある程度差異があっても、実施例１−６によって得られたフレーク状セルロースの紫外線反射率は二酸化チタンナノ顆粒の反射率に比べて遥かに高い。
【００３０】
上記実施例は本発明を説明するために挙げた実例に過ぎず、決して本発明の実施方式を制限するものではない。当業者なら、上記説明に基づき、その他の異なる形式の変化または変動を行うことができるが、これらについて実施例を一々と挙げることができず、本発明の技術手段から派生される簡単な変化または変動でも、本発明の保護範囲に属する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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