[发明专利]硅掺杂金属氧化物粒子、及含有硅掺杂金属氧化物粒子的紫外线吸收用组合物

说明书

本发明的目的在于提供一种提高了波长200nm～380nm的范围内的平均摩尔吸光系数的紫外线吸收用的硅掺杂金属氧化物粒子。本发明提供一种硅掺杂金属氧化物粒子，其在金属氧化物粒子中掺杂有硅，其特征在于，使上述硅掺杂金属氧化物粒子分散于分散介质的分散液中，波长200nm～380nm的范围内的平均摩尔吸光系数比未掺杂硅的同种的金属氧化物粒子提高。

技术领域

本发明涉及硅掺杂金属氧化物粒子、及含有硅掺杂金属氧化物粒子的紫外线吸收用组合物。

背景技术

氧化物粒子是通过选择该氧化物粒子中含有的金属元素或半金属元素的种类，而紫外线吸收特性等的特性变化，因此通过利用该特性，在建筑材料的外壁、看板、交通工具、玻璃等中使用的涂料、膜、或化妆品领域的防晒剂、口红、粉底等、广泛范围的领域中使用的材料。近年来，在用于建筑材料的外壁、看板、交通工具等中使用的涂料等的情况下，除了上述紫外线吸收能力，而且对于色感的鲜艳度、优异的设计性的要求变高，即使在化妆品等那样以涂布于人体为目的的情况下，除了上述紫外线吸收能力，而且对于美观、质感、安全性的要求也变高。

一般地，对于紫外线吸收能力而言，波长200nm～380nm的范围内的每单位物质量的吸收性越高，即，“摩尔吸光系数”越大，越可以说能够以少量吸收多的紫外线。因此，如果摩尔吸光系数大，则能够以少量发挥与现状一样或现状以上的紫外线吸收能力，因此能够减小雾度值，提高涂膜、膜的透明性。

因此，公开有：对于氧化铁、氧化锌等的氧化物，将它们进行微粒化的方法(参照专利文献1及专利文献2)；作为改善紫外线吸收材料的紫外线吸收能力的方法，在混合将碱金属氢氧化物溶解于醇的溶液和锌盐溶液而得到氧化锌粒子的工序中，通过在反应系中存在具有Si的化合物而制作的、使氧化锌粒子中含有硅(Si)的氧化锌粒子(专利文献3)；使氧化锌中含有(掺杂)铁的氧化物(专利文献4)；通过向金属氧化物中掺杂源自钴(Co)、铜(Cu)、铁(Fe)、铋(Bi)等的成分而使紫外线吸收区域向长波长侧转移的方法(专利文献5)。

但是，即使专利文献1所提出那样的通过微粒化能够提高微粒分散体的透明性，吸收紫外线的能力也较低，因此难以完全吸收或遮蔽380nm以下的紫外线，当要吸收或遮蔽时，必须在每单位面积使用大量的超微粒子，膜厚过厚，使用量变多，因此从透明性等的问题来看，存在实用性缺乏等的问题点。另外，专利文献2所记载的氧化锌以体现较高的白色度为目的，另外记载的比表面积10m²/g～30m²/g换算成球形的粒径时为100nm～300nm，另外，记载的400℃以上的热处理中，粒子粗大化，因此能够确保白色隐蔽性，但难以实现高透明性。另外，专利文献3所记载的氧化锌粒子中含有硅(Si)的氧化锌粒子通过普通的间歇法制作氧化锌粒子，不能控制由于浓度、pH等不同而各异的氧化锌与具有Si的化合物的析出速度，因此认为难以向氧化锌粒子的内部取入Si，根据该文献的表2及图1可确认，包含于氧化锌的SiO₂的比率越高，波长380nm以下的紫外区域中的吸收端越向短波长侧转移，但同时该紫外区域中的透射率变高，无法实现摩尔吸光系数的提高。另外，专利文献4中公开有通过进行300℃～600℃的热处理，形成作为目的的含铁的超微粒氧化锌，但300℃～600℃的热处理中确认到粒子的粗大化，难以提高摩尔吸光系数。另外，专利文献5中，公开的可见光区域的透过度也低，且紫外线吸收性评价为波长400nm的范围内的透射率为30％以下，对UV-A、B、C未评价，实际上难以使用。

另外，本申请申请人的专利文献6中公开有单晶的氧化锌粒子的制造方法，专利文献7中公开有控制掺杂元素的析出物的制造方法。通过使用在可接近背离的相对地旋转的处理用面间混合的强制薄膜型的微反应器，能够瞬间进行原料溶液与析出溶剂的混合、扩散、反应，对于通过该强制薄膜中的反应而析出的纳米粒子而言，能够在分子水平均匀地赋予目标能量，因此具有可以说容易得到单晶的粒子、控制掺杂元素量的粒子的效果。但是，对于掺杂了金属元素的氧化物粒子、复合氧化物，未进行用于控制摩尔吸光系数的充分的研究，控制主要原因还不明确。另外，仅就对于硅向氧化物粒子的掺杂公开的内容而言，则不能解决上述的技术课题。