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公開番号2024027742
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-01
出願番号2022130810
出願日2022-08-18
発明の名称高隠蔽性ナノ粒子膜とその作製方法
出願人国立大学法人神戸大学
代理人弁理士法人グローバル知財
主分類C01B 33/02 20060101AFI20240222BHJP(無機化学)
要約【課題】より少ない塗装回数で、高い隠蔽性を実現でき、色相を調整できる高隠蔽性ナノ粒子膜を提供する。
【解決手段】屈折率3以上の無機ナノ粒子を含む厚さ100～220nmの膜であって、可視光領域における反射率が60%以上、透過率が20%以下である。屈折率3以上の無機ナノ粒子とは、シリコン(Si)、GaAs、GaP、InPなどである。無機ナノ粒子を含む厚さ100～220nmの膜とは、粒子径がほぼ均一な無機ナノ粒子で形成された単層膜、2層又は3層の多層膜、或いは、異なる粒子径の無機ナノ粒子が少なくとも2種以上含む混合膜である。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
屈折率３以上の無機ナノ粒子を含む厚さ１００～２２０ｎｍの膜であって、可視光領域における反射率が６０％以上、透過率が２０％以下であることを特徴とする高隠蔽性ナノ粒子膜。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記膜は、前記無機ナノ粒子で形成された単層膜であることを特徴とする請求項１に記載の高隠蔽性ナノ粒子膜。
【請求項３】
前記膜は、前記無機ナノ粒子で形成された２層又は３層の多層膜であることを特徴とする請求項１に記載の高隠蔽性ナノ粒子膜。
【請求項４】
前記膜は、異なる粒子径の前記無機ナノ粒子が少なくとも２種以上含む混合膜であることを特徴とする請求項１に記載の高隠蔽性ナノ粒子膜。
【請求項５】
前記膜は、前記無機ナノ粒子の反射率もしくは吸収率を補填する無機又は有機のナノ粒子が更に含まれることを特徴とする請求項１に記載の高隠蔽性ナノ粒子膜。
【請求項６】
前記膜は、可視光領域における隠蔽率が８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の高隠蔽性ナノ粒子膜。
【請求項７】
前記無機ナノ粒子は、消光係数が０．１以下であることを特徴とする請求項１に記載の高隠蔽性ナノ粒子膜。
【請求項８】
請求項１～７の何れかの高隠蔽性ナノ粒子膜を有する化粧用品。
【請求項９】
請求項１～７の何れかの高隠蔽性ナノ粒子膜の作製方法であって、
粒子径が調製された前記無機ナノ粒子を含有するインクを塗布するステップ、を含むことを特徴とする高隠蔽性ナノ粒子膜の作製方法。
【請求項１０】
請求項１～７の何れかの高隠蔽性ナノ粒子膜の作製方法であって、
前記無機ナノ粒子の粒子径を制御し、所望の色相の膜に調製するステップ、を含むことを特徴とする高隠蔽性ナノ粒子膜の作製方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光領域において高い隠蔽性を有するナノ粒子膜とその作製方法に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
顔料を着色材料（化粧品、インクなど）として用いる際には、顔料に含まれる微粒子の光散乱を利用して、透過性を低下させ隠蔽性を高くする必要がある。微粒子の材料は、屈折率が高いほど散乱効率が大きくなり、隠蔽性が高くなるため、これまで一般的に二酸化チタン（屈折率２．５）が用いられてきた。
【０００３】
また、化粧品など色を向上させるナノ粒子を含む組成物として、ヒュームドシリカ、ヒュームドアルミナ、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、二酸化チタンなどから選択されるナノ粒子と、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化鉄などから選択される顔料と、スルホポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂などから選択される皮膜形成剤またはワックスから構成される組成物が知られている（特許文献１を参照）。かかる組成物では、光透過、吸収、及び散乱をコントロールでき、高い色の彩度を可能する。
また、二酸化チタンの粒子を含み、その粒子サイズが２００～５００ｎｍの合算粒度分布Ｄ５０を有する粒子状組成物と、ナトリウム、カリウム、アンモニウム及びそれらの混合物から選択される対イオンを有するポリアクリレート又はポリアクリレート誘導体からなる粒子状懸濁剤と、水とを含む角質表面を改善する処置組成物が知られている（特許文献２を参照）。
これらの組成物の場合、透過性を低く、隠蔽性を高くするために二酸化チタンの微粒子が用いられている。
【０００４】
一方、本発明者らは、既に、半永久的に変色・退色せず、単色性が高く、高解像度を実現できるインク及びその作製方法を提案している（特許文献３を参照）。これは、高屈折率誘電体ナノ粒子（シリコンなど）が、ミー共鳴により、可視波長域で非常に大きな光散乱を示すこと、周期配列構造を用いない発色性ナノ構造体として利用できることに着目し、インク（分散溶液）形成、平均粒子径(９０～３００ｎｍ)の制御により、単一の粒子で可視域（青～赤色）ないし近赤外領域（８００～１２００ｎｍ）で高い散乱光を発生させたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２０１１－５０９２５６号公報
特表２０１９－５０８３６５号公報
特願２０１９－２００３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の化粧品において、透過性を低く、隠蔽性を高くするために主に二酸化チタンの微粒子が用いられているが、二酸化チタンでは、数μｍ以下の膜厚では隠蔽性は不十分であり、濃色色調 (青～黒茶) の隠蔽力ではカバーできないという問題があり、また二酸化チタンの微粒子で形成された膜の色相は白色に限られてしまう。高い隠蔽性を実現するには、微粒子の含有量を高め、膜厚を数μｍから数十μｍにする必要があるが、複数回の塗装が必要で、剥がれ易いなどの問題が生じる。そのため、より少ない塗装回数で、高い隠蔽性を実現でき、色相を調整できる化粧品の組成物が要望されている。
【０００７】
また、インクにおいても、下地の模様が見えないようにするために複数回の塗装を行うケースがある。そのため、より少ない塗装回数で、高い隠蔽性を実現できるインクが要望されている。
【０００８】
かかる状況に鑑みて、本発明は、より少ない塗装回数で、高い隠蔽性を実現でき、色相を調整できる高隠蔽性ナノ粒子膜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】
【０００９】
上記課題を解決すべく、本発明者らは、屈折率が３以上の無機材料のナノ粒子（直径１００～２２０ｎｍ）を用いて、単層または２層もしくは３層の多層の粒子膜が、高い隠蔽性を有することを確認し、本発明の高隠蔽性ナノ粒子膜を完成した。本発明の高隠蔽性ナノ粒子膜では、粒径分布の異なるナノ粒子を用いることにより、高い隠蔽性と色相の調整を同時に実現できた。
【００１０】
すなわち、本発明の高隠蔽性ナノ粒子膜は、屈折率３以上の無機ナノ粒子を含む厚さ１００～２２０ｎｍの膜であって、可視光領域における反射率が６０％以上、透過率が２０％以下であることを特徴とする。
屈折率３以上の無機ナノ粒子とは、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰなどが挙げられる。なお、シリコンの屈折率は４．３２であり、無機化合物であるＧａＡｓの屈折率は４．２７、ＧａＰの屈折率は３．６、ＩｎＰの屈折率は３．０である。これらに特に限定されないが、屈折率ｎが３以上の無機材料のナノ粒子を用いて、本発明の高隠蔽性ナノ粒子膜が構成される。ここで、屈折率は、波長に依存するが波長５００ｎｍの値をいうものとする。なお、無機ナノ粒子は、シリコンやＧａＡｓなど屈折率が４以上であることが好ましく、更に好ましくは、地球上で酸素の次に多い元素で、土壌や岩石、天然水、樹木、植物などに含まれ、半導体に多く用いられるシリコンである。
（【００１１】以降は省略されています）

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