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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Pigment in dünnen Flocken für Kosmetika,
Harze usw. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Pigment
in dünnen
Flocken mit einer hohen Weichzeichnungswirkung, bei der es sich
um eine Falten überdeckende
Wirkung für
die Haut handelt, einer guten Verteilungswirkung auf der Haut, einer
Schutzwirkung gegenüber
Ultraviolettstrahlung und einem geeigneten, bei Kosmetika erforderlichen
Weißegrad
sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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STAND DER
TECHNIK
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Bisher
wurden Substanzen in dünnen
Flocken, wie natürlicher
Glimmer, synthetischer Glimmer, mit Titanoxid beschichteter Glimmer,
Talk, Sericit und Bornitrid, als Streckmittel für Kosmetika und Füllstoffe
für Harze
usw. verwendet. Werden sie jedoch für Kosmetika verwendet, erfüllen sie
nicht die charakteristischen Merkmale wie Falten überdeckende
Wirkung, Schutzwirkung gegenüber
Ultraviolettstrahlung und Weißegrad,
die gemeinsam mit einer Hafteigenschaft und einer Verteilungseigenschaft
auf der Haut erforderlich sind.
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Im
Hinblick auf ein Pigment mit einer guten Verteilbarkeit auf der
Haut sind Streckmittel wie glanzloser Talk und Bornitrid im Handel
erhältlich
gewesen, es ist jedoch bestätigt
worden, dass mancher Talk Asbest enthält, und seine Verwendung als
Pigment für
Kosmetika ist in letzter Zeit eingeschränkt worden. Aus Bornitrid bestehende
Pigmente eignen sich nicht für
eine kosmetische Verwendung, da Bornitrid teuer ist und außerdem manchmal
nicht umgesetzte Borsäure
enthält.
Weiterhin sind in manchen Kosmetika Wismutoxychlorid in dünnen Flocken,
mit Titanoxid beschichteter Glimmer usw. als Pigmente mit guter
Verteilbarkeit verwendet worden, da sie sich auf der Haut gut anfühlen und
verteilen lassen. Wismutoxychlorid besitzt jedoch einen zu starken
Glanz und ist für
die Haut nicht natürlich,
weshalb seine Verwendung bei der Grundierung usw. beschränkt gewesen
ist.
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Hinsichtlich
eines Pigments mit verbesserter Verteilbarkeit wurde jenes vorgeschlagen,
bei dem Siliziumdioxid-Partikel mit einer Größe von 0,05–50 μm auf der Oberfläche von
Glimmer oder Titanglimmer haften (
DE 3922178 A1 , japanische Offenlegungsschrift
Hei-03/45660). Dieses
Pigment erzielt aufgrund einer Kugellagerwirkung durch Siliziumdioxid-Partikel
eine bessere Verteilbarkeit, weist aber den Nachteil auf, dass die Hafteigenschaft
auf der Haut gering ausgeprägt
ist und die Siliziumdioxid-Partikel auch nicht ausreichend auf der
Glimmeroberfläche
haften. Daher besteht die Wahrscheinlichkeit eines Abblätterns in
den Stadien nach der Herstellung und vor dem Gebrauch, wodurch es
schwierig ist, eine ausreichende Verteilungswirkung zu erzielen.
Außerdem
beträgt
der Durchmesser der anhaftenden Siliziumdioxid-Partikel 0,05–50 μm, weshalb
sich die Weichzeichnungswirkung (siehe Naoki Nakamura et al.: The
XIVth I.F.S.C.C. Congress, Barcelona, 1986, Band 1, Seiten 51–63), die
einer Falten überdeckenden
Wirkung entspricht, kaum erwarten lässt.
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Hinsichtlich
eines Pigments, bei dem das oben erwähnte Pigment in dünnen Flocken,
die mit Siliziumdioxid-Partikeln
beschichtet sind, verbessert ist, sind Pigmente vorgeschlagen worden,
bei denen die Hafteigenschaft der kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel
durch die Verwendung organischen Siliziumdioxids wie 4-Ethylsilikat
oder Natriumsilikat verbessert ist (WO 92/03119). Es heißt, dass
solche Pigmente besser auf der Haut haften und sich besser darauf
verteilen lassen sowie eine Weichzeichnungswirkung aufweisen. Der Durch messer
der hier offengelegten Siliziumdioxid-Partikel wird mit etwa 5 μm oder weniger
oder bevorzugt 0,05-3 μm angegeben.
Selbst bei einer solchen Partikelgröße sind die Siliziumdioxid-Partikel
jedoch noch groß,
so dass eine bestimmte Behandlungsbedingung für die Hafteigenschaft notwendig
ist (Dielektrizitätskonstante
und Ionenkonzentration der Dispersionslösung müssen für die Hafteigenschaft genau
angegeben werden). Das ist unpraktisch für die Herstellung. Da Pigmente
einen geringen Weißegrad
aufweisen, gibt es außerdem
noch das weitere Problem, dass bei der Verwendung in Kosmetika zum
Erhöhen
der Weiße
weiterhin Titandioxid oder ähnliches
zugesetzt werden muss.
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Bei
den oben erwähnten
zwei Arten der mit Siliziumdioxid-Partikeln beschichteten Pigmente
werden außerdem
flockige Substrate mit Partikelgrößen von 1–500 μm bzw. etwa 30 μm (siehe
Beispiele) verwendet, und daher sind sie besonders für die Grundierung
zu groß,
und sie gleiten nicht gut auf der Haut.
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OFFENLEGUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben besonders im Hinblick
auf eine Verbesserung des Pigments für Kosmetika eine intensive
Untersuchung durchgeführt,
wobei das Ziel darin bestand, die oben angeführten Probleme zu lösen, und
sie haben erfolgreich ein Pigment in dünnen Flocken entwickelt, das
eine Falten überdeckende
Wirkung (Weichzeichnungswirkung), eine Verteilungswirkung (ein Produkt
mit einem geringen Reibungskoeffizienten oder MIU), eine Schutzwirkung
gegenüber
Ultraviolettstrahlung und eine geeignete Weiße aufweist.
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Daher
bietet die vorliegende Erfindung, wie in den folgenden Punkten [1]
bis [6] erwähnt,
ein Pigment in dünnen
Flocken, ein Verfahren für
dessen Herstellung und seine Verwendung als Kosmetika und als Füllstoff.
- [1] Pigment in dünnen Flocken, bei dem kugelförmige Siliziumdioxid-Partikel
mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 20–400 nm auf der Oberfläche eines
flockigen Substrats mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 0,5–10 μm haften
und dann die Oberfläche
des flockigen Substrats mit den darauf haftenden, kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikeln
weiterhin mit ultrafeinen Titandioxid-Partikeln beschichtet wird.
- [2] Pigment in dünnen
Flocken nach [1], bei dem die Menge der kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel
bezogen auf das flockige Substrat, an dem das kugelförmige Siliziumdioxid
haftet, maximal 30 Gew.-% beträgt.
- [3] Pigment in dünnen
Flocken nach [1] oder [2], bei dem die Menge der feinen Titandioxid-Partikel
bezogen auf das Pigment in dünnen
Flocken 1–50
Gew.-% und die Partikelgröße der feinen
Titandioxid-Partikel maximal 30 nm beträgt.
- [4] Verfahren zur Herstellung des Pigments in dünnen Flocken
nach einem von [1]–[3],
dadurch gekennzeichnet, dass man einer wässrigen Suspension des flockigen
Substrats eine wässrige
Alkalilösung
zusetzt, damit sie basisch wird, der basischen Suspension unter
Erhitzen und Rühren
eine Suspension feiner, kugelförmiger
Siliziumdioxid-Partikel zusetzt, einen Teil der vorher bestimmten
Menge an wässriger
Titansalzlösung
zutropft und den pH-Wert auf 1,5–2,5 einstellt, damit die kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel an
der Oberfläche
des flockigen Substrats haften bleiben, die restliche wässrige Titansalzlösung unter
Beibehaltung des pH-Werts
von 1,5–2,5
zusetzt, dann den pH-Wert auf 5 erhöht, den entstehenden Feststoff abfiltert,
mit Wasser wäscht,
trocknet und kalziniert.
- [5] Kosmetisches Mittel, das das Pigment in dünnen Flocken
nach einem von [1]–[3]
enthält.
- [6] Verwendung des Pigments in dünnen Flocken nach einem von
[1]–[3]
als Füllstoff.
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Bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung
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Im
Grunde können
beliebige natürliche
oder synthetische Substanzen als Material für das bei der vorliegenden
Erfindung verwendete flockige Substrat verwendet werden, angesichts
der Verwendung als Pigment wird jedoch eine Substanz mit hoher Sicherheit
und guter Haltbarkeit, wie z.B. Wärmebeständigkeit, bevorzugt. Als Beispiele
seien natürlicher
Glimmer, synthetischer Glimmer, Titanglimmer (Glimmer in dünnen Flocken,
der mit Titanoxid beschichtet ist; dieser Begriff wird in der gesamten
Beschreibung im gleichen Sinne verwendet), Talk, Sericit, Kaolin
und Aluminiumoxid in dünnen
Flocken (einschließlich
des mit Titanoxid beschichteten) genannt, und natürlicher
Glimmer, synthetischer Glimmer, Titanglimmer, Talk und Sericit werden
bevorzugt. Besonders bevorzugt sind davon natürlicher Glimmer, synthetischer
Glimmer und Titanglimmer.
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Hinsichtlich
der Form dieser flockigen Substrate beträgt die durchschnittliche Partikelgröße 0,5–10 μm oder bevorzugt
2–8 μm, so dass
die Größe der Partikel
einen geringen Reibungskoeffizienten (MIU) aufrechterhält, der
sich für
die Verwendung als Kosmetika eignet und gleichzeitig kaum zu einer
Klumpenbildung des Pulvers führt.
Wenn Partikel verwendet werden, die kleiner sind als 0,5 μm, so neigt
das durch die vorliegende Erfindung erhaltene Produkt zur Klumpenbildung,
kann die Funktion als Primärpartikel
nicht erzielen und wird nicht bevorzugt. Infolgedessen ist natürlich keine
Verbesserung bei der Verteilbarkeit und der Weichzeich nungswirkung
zu erwarten. Andererseits lässt
sich kaum ein gut auf der Haut gleitendes Pigment erhalten, wenn
Partikel verwendet werden, die größer als 10 μm sind.
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Partikel
solcher Größen lassen
sich ohne weiteres durch eine Kombination von Pulverisierung und Klassifizierung,
die Fachleuten vertraut sind, aus natürlichen oder synthetischen
Substanzen herstellen. Einige der synthetischen Substanzen können in
einer vorgegebenen Größe innerhalb
des oben angegebenen Bereichs hergestellt werden, indem man die
Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle während der Synthese, z.B. eines
hydrothermalen Prozesses und eines Salzschmelzenprozesses, steuert.
Es können
ohne weiteres auch die im Handel erhältlichen mit der oben angegebenen
Partikelgröße verwendet
werden. Angesichts geringer Kosten und problemloser Verfügbarkeit
eignet sich von den Substraten in dünnen Flocken besonders natürlicher
Glimmer oder der mit Titanoxid beschichtete (Titanglimmer) als Substrat.
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Die
bei der vorliegenden Erfindung verwendeten kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel
sind ohne weiteres auf dem Markt erhältlich. Die Partikelgröße wird
durch eine Einschränkung
aufgrund der Größe (0,5–10 μm) des obigen flockigen Substrats entschieden,
durch ein Verhältnis
zu dem angestrebten geringen Reibungskoeffizienten usw., und die
Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 20 nm–400 nm,
bevorzugt 40 nm–300
nm sind geeignet. Sind die kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel größer, so
verringert sich die Haftung des kugelförmigen Siliziumdioxids an dem
flockigen Substrat, wodurch die Verteilbarkeit nicht erzielt wird.
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Infolgedessen
steht keine Weichzeichnungswirkung zur Verfügung. Andererseits ist bei
größeren Partikeln
die Haftung der kugelförmigen
Siliziumdioxid-Partikel an der Oberfläche des flockigen Substrats
gut, aber es gibt keine Verbesserung bei der Verteilbarkeit und
man erhält
kein Produkt mit geringem Reibungskoeffizienten (MIU). Es gibt die
Tendenz, dass bei Verwendung der großen Substratpartikel in dünnen Flocken, deren
Partikelgröße innerhalb
des oben angegebenen Bereichs liegt, bevorzugt die großen kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel verwendet
werden, deren Größe innerhalb
des oben angegebenen Bereichs liegt, wenn die Partikelgröße des flockigen
Substrats selbst klein wird, werden entsprechend die kleinen kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel verwendet.
Daher ist der Reibungskoeffizient mit dem flockigen Substrat um
so geringer und die Wirkung umso besser, je größer die kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel
sind. Werden die großen
kugelförmigen
Siliziumdioxid-Partikel verwendet, so lässt sich durch eine geringe
Beschichtungsmenge der Reibungskoeffizient (MIU) verringern, während sich
der Reibungskoeffizient bei den kleiner werdenden Siliziumdioxid-Partikeln
kaum verringern lässt.
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Während sich
der haftende Anteil der kugelförmigen
Siliziumdioxid-Partikel erhöht,
lässt sich
daher im Anfangsstadium eine Verringerung des Reibungskoeffizienten
(MIU) beobachten, die dann einen Minimalwert erreicht, und danach
steigt der Reibungskoeffizient allmählich an. Eine solche Tendenz
ist signifikant, wenn große
kugelförmige
Siliziumdioxid-Partikel verwendet werden, und wenn die Partikelgröße des kugelförmigen Siliziumdioxids
klein ist, dann gibt es die Tendenz, dass der Minimalwert kaum zur
Verfügung
steht. Das liegt wahrscheinlich daran, dass bei Verwendung der kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel
mit einer kleinen Partikelgröße deren
spezifische Oberfläche
groß ist,
wodurch die offensichtliche Kontaktfläche mit dem flockigen Substrat
groß wird
und ein großer
Reibungskoeffizient entsteht. Außerdem besteht der Grund, warum
der Reibungskoeffizient, nachdem er den Minimalwert angenommen hat,
wieder allmählich
ansteigt, wahrschein lich darin, dass die anhaftenden kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel
miteinander verklumpen, wodurch die Kontaktflächen zwischen den Siliziumdioxid-Partikeln
groß werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein solches Phänomen mit
berücksichtigt,
die kugelförmigen
Siliziumdioxid-Partikel in einem Bereich der mittleren Partikelgröße von 20–400 nm
werden entsprechend ausgewählt,
indem man mit dem Ziel, dass der anhaftende Anteil 30 Gew.-% oder
weniger beträgt,
die Weichzeichnungswirkung und die Verteilbarkeit berücksichtigt. Die
MIU-Werte werden hier durch einen von Katotech K.K. hergestellten "Tester for Frictional
Feel, Typ KES-SE-DC" gemäß den vorgegebenen
Messbedingungen gemessen und je kleiner der Wert ist, desto geringer
ist der Reibungskoeffizient oder desto größer ist die Verteilungswirkung.
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Wird
zum Beispiel Glimmer mit einer mittleren Partikelgröße von etwa
5 μm als
flockiges Substrat verwendet, so liegen die geeigneten Mengen bei
5–30 Gew.-%
und bei 5–20
Gew.-%, wenn die Partikelgröße des kugelförmigen Siliziumdioxids
70–400
nm bzw. 40–50
nm beträgt.
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Solche
kugelförmigen
Siliziumdioxid-Partikel werden auf dem Markt verkauft und sind ohne
weiteres im Handel erhältlich.
(Beispielsweise die von Nissan Chemical hergestellte Snowtex-Reihe
und von Merck hergestelltes Siliziumdioxid für die Säulenchromatographie.) Bei dem
Pigment in dünnen
Flocken gemäß der vorliegenden
Erfindung handelt es sich um ein Pigment, bei dem die Oberfläche des
flockigen Substrats, an der die oben genannten kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel
haften, mit Titandioxid beschichtet ist. Infolgedessen lässt sich
die Hafteigenschaft der kugelförmigen
Siliziumdioxid-Partikel an dem flockigen Substrat verbessern und
zusätzlich
dazu können
auch die Schutzwirkung gegenüber
Ultraviolettstrahlung und der Weißegrad erhöht werden.
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Im
Hinblick auf ein Ausgangsmaterial für Titandioxid kann bei der
vorliegenden Erfindung alles benutzt werden, solange es sich um
eine Titansalzverbindung handelt. Unter anderem wird ein Säuresalz
wie Titantetrachlorid, Titanylsulfat oder Titanylnitrat vorzugsweise
zum Zweck des Senkens des pH-Wertes im Herstellungsstadium verwendet.
Bei der vorliegenden Erfindung kann ein Teil einer wässrigen
Lösung
eines solchen Titansalzes durch eine Zink- oder Cersalzlösung ersetzt
werden, so dass die Schutzfähigkeit
gegenüber
Ultraviolettstrahlung oder die Schutzwellenlänge für Ultraviolettstrahlung auf
geeignete Weise modifiziert wird.
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Die
folgenden Verfahren werden für
die Herstellung des Pigments in dünnen Flocken der vorliegenden Erfindung übernommen.
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Zunächst wird
eine wässrige
Suspension des flockigen Substrats hergestellt und eine wässrige Alkalilösung unter
Erwärmen
(bei etwa 70 °C)
und Rühren
zugesetzt, bis der pH-Wert der Suspension basisch wird (10 oder
höher,
vorzugsweise 12 oder höher).
Der Grund, warum der pH-Wert basisch gemacht wird, besteht darin,
dass der isoelektrische Punkt des flockigen Substrats vermieden
werden soll (d.h. der pH-Wert, bei dem die Oberflächenladung
Null wird und wahrscheinlich eine Klumpenbildung stattfindet) und
das Substrat in dünnen
Flocken von sich abgestoßen
werden soll, so dass ein dispergierter Zustand entsteht. Dementsprechend ist
es notwendig, dass der pH-Wert, um einen solchen dispergierten Zustand
zu ergeben, abhängig
von dem isoelektrischen Punkt des flockigen Substrats entsprechend
geändert
wird. Wird beispielsweise natürlicher Glimmer
als flockiges Substrat verwendet, dann ist 12 in der Regel ein geeigneter
pH-Wert. Wird das Substrat in flockigem Substrat mit einem hohen
isoelektrischen Punkt verwendet, muss der pH-Wert zum Aufrechterhalten
der Dispergierbarkeit natürlich
erhöht
werden, während
der pH-Wert bei einem isoelektrischen Punkt unterhalb von natürlichem
Glimmer gering wird und in der Regel ein pH-Wert um 10 übernommen
wird.
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Danach
werden der Suspension des Substrats in flockigem Substrat in einem
solchen basischen Bereich kugelförmige
Siliziumdioxid-Partikel zugesetzt. In einem Stadium, in dem das
flockige Substrat und die kugelförmigen
Siliziumdioxid-Partikel gut dispergiert sind, wird eine wässrige Lösung des
oben erwähnten
Titansalzes unter Rühren
hinzugegeben, um den pH-Wert auf 1,5–2,5 zu verringern. Die Oberflächenladung
des flockigen Substrats und der kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel
wird so gewählt,
dass sie nahe bei deren isoelektrischen Punkten liegt (d.h. eine
Abstoßungskraft
wird verringert), wodurch das flockige Substrat und die kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel
aneinander haften. Durch diesen pH-Wert soll das flockige Substrat
an den Punkten an den kugelförmigen
Siliziumdioxid-Partikeln haften, die nahe an deren isoelektrischen
Punkten liegen (in einem Zustand, in dem die Absolutwerte der Oberflächenladung
klein sind), und er ergibt sich auch durch die Berücksichtigung
des pH-Wertes der nachfolgenden Hydrolysereaktion von Titansalz.
In diesem Fall ist es auch möglich,
eine Lösung
eines Zinnsalzes oder ähnliches
zuzusetzen und als Mittel zum Erhalten einer Rutil-Art zu verwenden,
so dass die Kristallform von Titandioxid im Endprodukt nicht von
der gewöhnlichen Anatas-Art,
sondern von der Rutil-Art ist. Dann wird die vorher bestimmte Restmenge
der wässrigen
Titansalzlösung
zusammen mit der wässrigen
Alkalilösung
zugesetzt, um den pH-Wert konstant zu halten, wodurch ein hydrolysiertes
Titanprodukt oder das so genannte Titanhydrat (ein Mischzustand
aus Hydroxid, Addukt des Oxids mit Wasser aus der Kristallisation,
Hydrat und Oxid) beschichtet wird. Es ist ebenso möglich, ein
Herstellungsverfahren zu übernehmen,
bei dem ein Teil der vorher bestimmten Menge der wässrigen
Titansalzlösung
zuvor durch Erwärmen
hydrolisiert wird, damit eine Rutil-Art entsteht, woraufhin die
Beschichtung folgt, durch die aus der Kristallform des Titandioxid-Endprodukts
eine Rutil-Art entsteht.
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Die
Menge des verwendeten Titansalzes einschließlich der Menge zum Verringern
des pH-Wertes auf 1,5–2,5
beträgt
bezogen auf das Titanoxid 1–50
Gew.-% des Endprodukts. Dies liegt daran, dass das Titansalz hydrolysiert
ist und an der Oberfläche
des flockigen Substrats und des kugelförmigen Siliziumdioxids haftet, wodurch
ein Abblättern
der kugelförmigen
Siliziumdioxid-Partikel unterdrückt
wird und gleichzeitig die Schutzwirkung gegenüber Ultraviolettstrahlung und
der Weißegrad
verbessert werden. Solche Wirkungen werden nicht erzielt, wenn die
Menge unter 1 % liegt, während
bei mehr als 50% die relative Menge der kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel
und deshalb auch das Hauptziel der vorliegenden Erfindung reduziert
ist, bei dem es sich um eine durch die kugelförmigen Siliziumdioxid-Partikel erzielte
Weichzeichnungswirkung für
das Überdecken
von Falten handelt. Bei der Hydrolysierungsreaktion des Titansalzes
wird eine Herstellungsbedingung in einem solchen Ausmaß ausgewählt, dass
die Partikelgröße des Endprodukts,
bei dem es sich um Titanoxid handelt, 30 nm oder weniger beträgt. Diese
Bedingung lässt
sich ohne weiteres durch eine entsprechende Auswahl der herkömmlichen
Bedingung für
die Herstellung von Pigmenten festlegen, wie beispielsweise durch
Erhöhen
der Geschwindigkeit, der Umdrehungen des Rührblatts und der Temperatur.
Nach dem Beenden des Zutropfens einer vorbestimmten Menge der wässrigen
Titansalzlösung
unter einem bestimmten pH-Wert wird der pH-Wert unter Verwendung einer wässrigen
Alkalilösung
auf etwa 5 eingestellt und das beschichtete Pigment in der Reaktionslösung filtriert,
zum Entsalzen mit Wasser gewaschen, bei der üblichen Temperatur getrocknet
und schließlich
bei etwa 600–900 °C kalziniert.
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Das
durch das obige Verfahren hergestellte Pigment in dünnen Flocken
weist eine Weichzeichnungswirkung, eine Verteilbarkeit (MIU geringer)
und eine Schutzwirkung gegenüber
Ultraviolettstrahlung auf, besitzt einen geeigneten Weißegrad und
eine ausgezeichnete Charakteristik als Pigment für Kosmetika. Außerdem kann
das Pigment in dünnen
Flocken gemäß der vorliegenden
Erfindung als Füllstoff
für Harze
sowie als Druckfarbe oder Lack verwendet werden, was die Verwendungen
für gewöhnliche
Pigmente sind.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun mit Hilfe der nachfolgenden Beispiele
ausführlicher
erläutert.
Die vorliegende Erfindung ist im Übrigen nicht nur auf die nachfolgenden
Beispiele beschränkt.
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Beispiele
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Beispiel 1
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Glimmer
(145 g) mit einer mittleren Partikelgröße von 5 μm wurde in 1400 ml Wasser suspendiert
und unter Rühren
auf 70 °C
erwärmt.
Eine Lösung
(etwa 3,0 ml) von 32 Gew.-% Natriumhydroxid wurde der entstandenen
wässrigen
Suspension zugesetzt, um einen pH-Wert von 12 einzustellen. Der
Suspension wurden unter Rühren
in einem Mengenverhältnis
von 5 ml pro Minute 40 g 40-gew.-%ige
Suspension kolloidaler Siliziumdioxid-Partikel (Handelsname: "Snowtex ZL", mittlere Partikelgröße 70 nm,
hergestellt von Nissan Chemical) zugeführt. Danach wurden etwa 100
ml einer wässrigen
Titantetrachloridlösung
mit einer Konzentration von 436 g/Liter hergestellt und in einem
Mengenverhältnis
von 2,5 ml pro Minute zugeführt,
um den pH-Wert der wässrigen
Suspension von 12 auf 2 zu verringern. Infolge des Zusetzens von
Titantetrachlorid, bei dem es sich um eine saure Komponente handelte,
hafteten die kugelförmigen
Siliziumdioxid-Kolloidpartikel auf der Oberfläche des Glimmers. Die verbleibende
wässrige
Titantetrachloridlösung
wurde der Suspension ebenso zugeführt, wobei der pH-Wert durch
Verwendung einer wässrigen
Lösung
von 32 Gew.-% Natriumhydroxid bei 2 gehalten wurde. Nach Beendigung
des Zuführens
der gesamten wässrigen
Titantetrachloridlösung
wurde der pH-Wert unter Verwendung einer wässrigen Lösung von 32 Gew.-% Natriumhydroxid
auf 5 angehoben. Danach wurde das Produkt filtriert, mit entmineralisiertem
Wasser gewaschen, bei 110 °C
getrocknet und schließlich
bei 700 °C
kalziniert, wodurch ein gewünschtes
Pigment in dünnen
Flocken entstand. Das entstandene Pigment in dünnen Flocken enthielt 9,4 Gew.-%
kugelförmige
Siliziumdioxid-Partikel und 11,9 Gew.-% Titanoxid, und die mittels
eines Rasterelektronenmikroskops (REM) gemessene Partikelgröße des beschichteten
Titanoxids betrug nicht mehr als 30 nm.
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1) Messung des Farbtons:
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[1] Herstellung des Testpapiers
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Jeweils
ein Gramm des in Beispiel 1 hergestellten Pigments in dünnen Flocken
der vorliegenden Erfindung und der in der nachfolgenden Tabelle
gezeigten Proben wurde zu 9 g eines Vinylchloridmediums hinzugegeben,
das 20 Gew.-% Feststoff enthielt, danach wurde unter Rühren gemischt,
die entstandene Dispersion zum Messen unter Verwendung einer Stabrakel-Streichmaschine
Nr. 20 auf ein schwarzweißes
Testpapier aufgetragen und der Farbton unter Verwendung dieses Testpapiers
folgendermaßen
gemessen.
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[2] Messung der Weichzeichnung
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Das
Verhältnis
der diffusen Reflexion (Y) auf weißer Farbe des unter [1] hergestellten
Testpapiers wurde unter Verwendung eines dreidimensionalen spektrographischen,
beugenden Farbdifferenzmessgeräts
(Typ GC-2000, hergestellt
von Nippon Denshoku Kogyo) gemessen, wobei der Wert beim Einfallswinkel
45° und der
Reflexionswinkel des Lichts 45° betrug,
standardmäßiger Karton
für weiße diffuse
Reflexion als 100 definiert war und die Messung unter Verwendung
des einfallenden Strahls durchgeführt wurde, wobei der Einfallswinkel
45° betrug
und der Reflexionswinkel des Lichts mit einem Abstand von 5° geändert wurde.
Das Ergebnis ist in 1 angegeben, in der eine Abszisse
den Reflexionswinkel des Lichts zeigt, während eine Ordinate die Intensität der Reflexion
zeigt.
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Y(–45°/30°) steht für die Reflexionsintensität des reflektierten
Strahls in einem Winkel von 30° zur Senkrechten,
wenn Licht in einem entgegengerichteten Winkel von 45° zu einer
Senkrechten einfällt.
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Aus 1 wurde
ermittelt, dass das in Beispiel 1 hergestellte Pigment im Vergleich
zu Glimmer einen geringen Reflexionsgrad für Licht mit regelmäßiger Reflexion
bei 45°/45° aufweist
und dementsprechend eine starke Weichzeichnungswirkung besitzt.
Im Übrigen
sind in der Tabelle Y-Werte bei (–45°/30°), (–45°/45°) und (–45°/60°) gezeigt.
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[3] Weißegrad
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Dies
ist ein Wert, der aus einem Ausdruck 100–[(100-L)2+a2+b2]1/2 berechnet
wird, bei dem L, a und b unter Verwendung eines dreidimensionalen
Farbdifferenzmessgeräts
(Typ GC-3000A, hergestellt von Nippon Denshoku Kogyo) gemessen wurden.
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[4] Deckvermögen
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Dies
ist ein Wert, der aus einem Ausdruck {Y(-45°/45°)(auf schwarzem
Papier)/Y(–45°/45°)(auf weißem Papier)} × 100 berechnet
wird.
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2) Messung der Schutzeigenschaft
gegenüber
Ultraviolettstrahlung
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Eine
Probe (0,5 g) wurde 9,5 g eines vinylchloridartigen Mediums zugesetzt,
das 20 Gew.-% Feststoff enthielt, danach wurde unter Rühren gemischt
und die entstandene Dispersion unter Verwendung eines Applikators
mit einer Dicke von 120 μm
auf eine Glasplatte aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde mit einem
Spektralfotometer (Typ 228, hergestellt von Hitachi) ein Transmissionsgrad
des entstandenen Films im ultravioletten Wellenlängenbereich von 300 nm (UVB)
gemessen. Je geringer die Ziffern, desto höher ist dementsprechend die
UV-Schutzeigenschaft.
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Die
durch das oben erwähnte
Verfahren gemessenen physikalischen Eigenschaften der Proben sind in
der nachfolgenden Tabelle angegeben.
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Tabelle
1. Physikalische Eigenschaft der Proben
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Jede
Probe in der Tabelle ist folgendermaßen aufgebaut:
- Glimmer:
mittlere Partikelgröße ist 5 μm (die gleiche
wie bei dem in Beispiel 1 benutzten Glimmermaterial)
- Talk: von Asada Seifun hergestellter Talc-L, mittlere Partikelgröße ist 6 μm
- BLF: Wismutoxychlorid (Handelsname: Biron LF 2000, von Rona
hergestellt)
- MIU steht für
einen Reibungskoeffizienten (wie durch den von Katotech KK hergestellten "Frictional Feel Tester,
Typ KES-SE-DC" gemessen)
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Aus
den physikalischen Eigenschaften der in Tabelle 1 gezeigten Proben
und auch aus 1 wird deutlich, dass sich bei
dem Pigment in dünnen
Flocken gemäß der vorliegenden
Erfindung bei einer Änderung des
Messwinkels (Reflexionswinkels) auf 30°, 45° und 60° bei dem Einfallswinkel von
45° kaum
eine Änderung der
Reflexionsintensität
zeigte und es daher eine gute so genannte Weichzeichnungswirkung
besaß.
Außerdem
besaß das
Pigment ein gutes Deckvermögen
und Weiße
und im Ergebnis des MIU zeigte es einen geringen Reibungskoeffizienten,
eine gute Verteilbarkeit und eine gute Schutzwirkung gegenüber Ultraviolettstrahlung.
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Anwendungsbeispiele
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Anwendungsbeispiel 1.
Verwendung als Kosmetika
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Ein
kosmetisches Mittel (Kompaktpuder) mit folgender Zusammensetzung
wurde unter Verwendung des in Beispiel 1 erhaltenen Pigments in
dünnen
Flocken hergestellt. Zusammensetzung:
in
Beispiel 1 erhaltenes Pigment | |
in
dünnen
Flocken | 25
Gewichtsteile |
Farbpigment | 5
Gewichtsteile |
Lanolin | 3
Gewichtsteile |
Isopropylmyristat | q.s. |
Magnesiumstearat | 2
Gewichtsteile |
Talk | 50
Gewichtsteile |
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Anwendungsbeispiel
2. Verwendung als Füllstoff
in Kunststoffen Zusammensetzung:
hochdichtes
Polyethylenharz | |
(Pellets) | 100
Gewichtsteile |
in
Beispiel 1 erhaltenes Pigment | |
in
dünnen
Flocken | 1
Gewichtsteil |
Magnesiumstearat | 0,1
Gewichtsteil |
Zinkstearat | 0,1
Gewichtsteil |
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Die
Pellets gemäß dem oben
angeführten
Mischungsverhältnis
wurden trocken gemischt und dann spritzgegossen.
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Gemäß Beispiel
1 wurden 9 weitere Proben des Pigments hergestellt. Der Reibungskoeffizient
(MIU) für
alle Proben und die UV-Schutzwirkung (Transparenz in % bei einer
Wellenlänge
von 300 nm) für
die Proben der Beispiele 1 und 9 wurden gemessen. Die besten Ergebnisse
wurden für
Beispiel 9 erhalten. Reibungskoeffizient (MIU) und Transparenz des
Pigments weisen die besten Werte auf.
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Tabelle
2. Ergebnisse der Bewertung von MIU und UV-Schutzwirkung
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Kurze Erläuterung
der Zeichnungen
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1 ist
eine grafische Darstellung, die eine Verteilung von reflektiertem
Licht zeigt, das für
das Pigment in dünnen
Flocken der vorliegenden Erfindung und für Glimmer gemessen wurde.
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Vorteile der
Erfindung
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Wie
weiter oben erwähnt
besitzt das Pigment in dünnen
Flocken gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Weichzeichnungswirkung, einen geringen Reibungskoeffizienten
(MIU), sowohl eine geeignete Weiße als auch eine Schutzeigenschaft
gegenüber
Ultraviolettstrahlung und weist als Pigment insbesondere für Kosmetika
ausgezeichnete charakteristische Merkmale auf.