JP2015010095A - 複合粉体分散体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】水に分散させたときに増粘しにくく、結果として取扱い性の良好な低粘度の複合粉体分散体を得ることができるような分散体の製造方法を提供する。【解決手段】撥水性有機化合物からなる第一の被覆層を有する無機粉体上に、ケイ素酸化物、ケイ素酸化物の水和物、アルミニウムの酸化物及びアルミニウムの水酸化物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物からなる第二の被覆層を湿式法で形成することによって複合粉体を得る工程(1)、前記第二の被覆層の形成後、粉体を乾燥させる工程を経ることなく、複合粉体と液体媒体が混和した含溶媒ケーキとする工程(2)、及び、前記工程(2)によって得られた含溶媒ケーキを湿潤状態のままで水と混合する工程(3)を有することを特徴とする複合粉体の分散体の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は複合粉体分散体の製造方法に関する。
無機粉体は、充填材や着色剤などとして多く使用されている。近年においては粒子制御技術により、紫外線遮蔽や熱線遮蔽、触媒機能といった新たな機能を付与した材料も開発されている。
しかしながら、無機粉体をインク、化粧料等へ配合すると、無機粉体自身がその他の配合物と反応したり、無機粉体の触媒活性によりその他の成分の化学結合を破壊したりする等の問題が起きることがあった。特に酸化チタンや酸化亜鉛などでは、表面の触媒活性により樹脂の劣化を促すことが知られている。また、酸化亜鉛、炭酸バリウム等では水が存在するとそれぞれの金属イオンが溶出することも知られている。
これらの問題を改善するために、本発明者らは特許文献1において撥水性有機化合物からなる第一の被覆層及びケイ素酸化物、ケイ素酸化物の水和物、アルミニウムの酸化物及びアルミニウムの水酸化物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物からなる第二の被覆層を有する複合粒子を完成させた。これによって、水中に分散させても安定に長期間保存でき、粉体を不活性化することができる。しかしながら、特許文献1によって得られた複合粉体を水分散体とした場合、良好に分散させることはできるが、分散剤量が少ないと分散体が高粘度化してしまい、用途によっては取扱い性が充分ではなくなる場合がある。また、分散剤量が多いと配合物系の安定性を阻害する場合がある。したがって、分散剤が少なく、且つ、低粘度状態で分散させることができるような分散体の製造方法が望まれている。
国際公開2013/018828号
本発明は、上述したような複合粉体において、水に分散させたときに増粘しにくく、結果として取扱い性の良好な低粘度の複合粉体分散体を得ることができるような分散体の製造方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、撥水性有機化合物からなる第一の被覆層を有する無機粉体上に、ケイ素酸化物、ケイ素酸化物の水和物、アルミニウムの酸化物及びアルミニウムの水酸化物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物からなる第二の被覆層を湿式法で形成することによって複合粉体を得る工程(1)、前記第二の被覆層の形成後、粉体を乾燥させる工程を経ることなく、複合粉体と液体媒体が混和した含溶媒ケーキとする工程(2)、及び、前記工程(2)によって得られた含溶媒ケーキを湿潤状態のままで水と混合する工程(3)を有することを特徴とする複合粉体の分散体の製造方法である。
上記含溶媒ケーキは、水を30〜90重量%含有する含水ケーキであることが好ましい。
上記撥水性有機化合物は、シリコーンオイル、アルキルシラン、アルキルチタネート、アルキルアルミネート、金属石鹸、アミノ酸、及び、アミノ酸塩からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
上記無機粉体は、紫外線遮蔽効果を有する無機粉体であることが好ましい。
上記無機粉体は、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄及び酸化セリウムからなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
本発明は、上述した分散体の製造方法によって得られたことを特徴とする分散体でもある。
本発明は、上記分散体を配合することによって得られたことを特徴とする化粧料でもある。
本発明は、上記分散体を配合することによって得られたことを特徴とする塗料組成物でもある。
本発明は、上記分散体を配合することによって得られたことを特徴とするインキ組成物でもある。
本発明の分散体の製造方法によって、簡便に、取扱い性の良好な低粘度の複合粉体分散体を得ることができる。
本発明の分散体の製造方法においては、湿式法によって第二の被覆処理を行った後、被覆処理後、溶媒との分離、水性媒体への再分散の工程において、粉体を乾燥させることなく分散体を得ることに特徴を有する。すなわち、液体媒体から分離した後に含溶媒ケーキとして、その後水と混合することで分散体を得る。このような方法によって分散体を製造することによって、得られた分散体は粘度の上昇を抑制することができ、取扱い性が良好なものとなる。
乾燥粉体では、乾燥により第二の被覆層である含水無機酸化物層が脱水し亀裂が入ることにより無機酸化物層の割れや剥離といった現象が起こり、粉体の最外層が一部撥水性物質層になっているものと推定される。また、乾燥に伴ってウェットケーキ中の粉体粒子は凝集していくが、水は凝集粉体の外側から揮発していく。そのため、水分が揮発する過程で、最外被覆層が無機酸化物層でない疎水性の部分が乾燥凝集粉体の外側を向く。
このような状態になった凝集粉体を水分散すると、凝集粒子が細かくなりにくく疎水性の部分同士がネットワークを作り、水分散体全体を増粘させるのではないかと推測される。
これに対して、本発明の分散体の製造方法によって得られた分散体では、第二の被覆層である含水無機酸化物層、例えばシリカの亀裂が起きないこと、また乾燥凝集をしていなことからネットワークを作る力も弱いために低粘度の分散体になったと推測される。また、乾燥工程を経ないために、使用エネルギー的にも優位である。
本発明は、撥水性有機化合物からなる第一の被覆層、及び、第一の被覆層上に形成されたケイ素酸化物、ケイ素酸化物の水和物、アルミニウムの酸化物及びアルミニウムの水酸化物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物からなり、湿式法で第二の被覆層を形成することによって得られた複合粉体をその本来の性能を維持したままで水性媒体中に分散させる方法である。
上記複合粉体の原料となる無機粉体は特に限定されず、例えば、無機塩類、無機酸化物、無機水酸化物などを使用することができ、例えば、亜鉛、チタン、鉄、セリウム、バリウム、カルシウム、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、ストロンチウム、硼素、ジルコニウム等の塩類、酸化物、水酸化物、複合酸化物を挙げることができる。また、上記塩類としては特に限定されず、例えば、硫酸塩、炭酸塩、塩化塩、酢酸塩、硝酸塩等を挙げることができる。このような無機粉体としてより具体的には、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化鉄、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、ケイ酸亜鉛、チタン酸亜鉛、チタン酸バリウム等を挙げることができる。
上記無機粉体が酸化チタンや酸化亜鉛、酸化セリウムのような紫外線遮蔽粒子である場合は、平均粒子径が10〜200nmのものであることが好ましい。このような粒子径を有する紫外線遮蔽性粒子は、可視光透明性が高く、かつ、紫外線遮蔽領域が好適なものである点で特に好ましい。また、粒子径が200nmを超えると、可視光透明性が悪くなるだけでなく紫外線遮蔽能も低下するおそれがある。更に、粒子径が10nm未満であると、紫外線遮蔽能が低下する恐れがあるという点で好ましくない。また、上記無機粉体が紫外線遮蔽粒子でない場合や紫外線遮蔽性を必要としない場合は、粒子径はその粒子を利用するに最適な大きさで有れば良い。なお、上記無機粉体の粒子径は、電子顕微鏡でランダムに選択した200個の粒子の粒子径を測定し、その一次粒子径の平均を算出するという方法によって測定されたものである。
上記無機粉体の形状は特に限定されず、球状、棒状、針状、紡錘状、板状等の任意の形状のものを使用することができる。なお、棒状、針状、紡錘状粒子の場合は上記平均粒子径は短軸側の長さを、板状の場合は面の対角線長さの平均で規定する。
上記無機粉体は、例えばシリカで表面処理された酸化チタンのような既知の複合材料を原体として本発明の表面処理を施しても良い。また、例えばCaがドープされた酸化セリウムのような、マンガンやカルシウムや窒素などの異元素をドープされた酸化物を原体に用いても良い。
上記無機粉体としては、特に表面活性が高いものやイオン溶出の問題があるものを使用して被覆を施すことが有意である。特に、紫外線遮蔽効果を有する酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム等に適用すると、単なるシリカ処理による不活性化よりも表面処理量を減らすことができるために、複合粉体中の無機粉体の割合が増え、効率的に紫外線を遮蔽することができる。なかでも、上記酸化亜鉛及び酸化チタンが好ましい。
本発明においては、上記無機粉体の表面に撥水性有機化合物による表面処理層である第一の被覆層を有する。なお、ここでの表面処理とは、無機粉体表面の水との親和性を低下させるための撥水性処理であり、処理を施した後において水に溶解しやすい材料、もしくは水に分散する材料による表面処理は本発明の「撥水性処理」には該当しない。上記撥水性有機化合物としては特に限定されないが、撥水性が強いことが好ましい。無機粉体と何らかの化学結合をする化合物が好ましいが、物理吸着する化合物であってもある程度の効果を得ることが出来る。
撥水性有機化合物の具体例としては、シリコーンオイル、アルキルシラン、アルキルチタネート、アルキルアルミネート、ポリオレフィン、ポリエステル、金属石鹸、アミノ酸、アミノ酸塩などが挙げられる。なかでも、化学的な安定性からシリコーンオイルが好ましい。このシリコーンオイルの具体例としては、ジメチルポリシロキサン(例えば、信越化学工業製KF−96A−100cs、旭化成ワッカーシリコーン製DM10)、メチルハイドロジェンポリシロキサン(例えば、信越化学工業製KF−99P、東レ・ダウコーニング製SH1107C)、(ジメチコン/メチコン)コポリマー(例えば、信越化学工業製KF−9901)、メチルフェニルシリコーン(例えば、信越化学工業製KF−50−100cs)、アミノ変性シリコーン(例えば、信越化学工業製KF−8015、東レ・ダウコーニング製JP−8500 Conditioning Agent、旭化成ワッカーシリコーン製ADM6060)、トリエトキシシリルエチルポリジメチルシロキシエチルジメチコン(例えば、信越化学工業製KF−9908)トリエトキシシリルエチルポリジメチルシロキシエチルヘキシルジメチコン(例えば、信越化学工業製KF−9909)などが挙げられる。
この中でも、特に構造が単純なために安価で安定性も高く、強い撥水性を持つという観点から、ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサンや、この両者のモノマーのコポリマーである(ジメチコン/メチコン)コポリマーが特に好ましい。また、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等のカップリング剤を使用することもできる。これらの撥水性有機化合物から選択される少なくとも1種の化合物で表面処理を行なえば良い。
撥水性有機化合物の処理量は、無機粉体に対して2〜15重量%が好ましい。2重量%よりも低いと撥水性が不充分となり、無機粉体と水の接触が多くなり、イオン溶出量が多くなってしまう場合がある。また、15重量%を超えると、コストが上昇するだけでなく効果も頭打ちとなるおそれがある。
また、撥水性処理された市販の粉体を使用してもよい。撥水性処理された市販の粉体としては、FINEX−30S−LPT、FINEX−50S−LP2、FINEX−50−LPT、FINEX−50−LP2(以上堺化学工業社製、シリコーンで撥水性処理された酸化亜鉛)、FINEX−50W−LP2(以上堺化学工業社製、シリコーンで撥水性処理された含水シリカコート酸化亜鉛)、STR−100C−LP(堺化学工業社製、シリコーンで撥水性処理された水酸化アルミニウムコート酸化チタン)等を挙げることができる。
上記工程(1)は、上記第一の被覆層上に ケイ素酸化物、ケイ素酸化物の水和物、アルミニウムの酸化物及びアルミニウムの水酸化物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物からなる第二の被覆層を湿式法で形成する工程である。上記湿式法は、液体媒体を使用した反応によって被膜を形成する方法である。例えば、水、有機溶媒、これらの混合溶媒等を使用し、当該液体媒体中に第一の被膜層を有する無機粉体を分散し、中和等の方法で第二の被覆層を形成する方法を挙げることができる。上記湿式法は、水又は水と水溶解性溶媒の混合液中で行うことが好ましい。なかでも、水中での反応を行うことが、反応効率、工程(2)以降の工程を行う場合の効率等の観点から特に好ましい。
有機溶媒、又は、水と水溶解性溶媒の混合液を使用する場合、低級アルコール、アセトン等の水と混和性を有する有機溶媒を使用することができる。但し、その後行う工程(2)(3)において残存した溶媒による影響を少なくすることが好ましい点、安全性、コストの観点からみて、工程(1)の反応溶媒は水以外の溶媒ができるだけ少ないことが好ましい。具体的には、水以外の溶媒が溶媒全量に対して10重量%以下であることがより好ましく、工程(1)の反応溶媒が水だけであることがより好ましい。
上記工程(1)において分散媒に第一の被覆層を有する無機粉体を均一に分散する目的で分散剤を使用することができる。この分散剤の種類としては、特に限定されず、例えば、ポリカルボン酸またはその塩、アルキルスルホン酸またはその塩、アルキルベンゼンスルホン酸またはその塩、ナフタレンスルホン酸またはその塩、ポリエーテルアルキルスルホン酸またはその塩、アルキルベタイン、ポリエーテルまたはその誘導体、ポリエーテルアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルフェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリエーテルソルビタン脂肪酸エステル、ポリエーテル脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリエーテル硬化ヒマシ油、ポリエーテルアルキルアミン、ポリエーテル変性シリコーン、ポリグリセリン変性シリコーン、アルコールなどが挙げられる。アニオン系、カチオン系、ノニオン系のどれを用いても構わないが、無機粉体との化学反応を予防するためにノニオン系のものが好ましい。また、2種以上の分散体を併用するものであってもよい。また、工程(2)において、アルカリ性であるケイ酸NaをSi源化合物として用いる場合は、ポリエーテル変性シリコーンを用いることが好ましい。
また、水を分散媒とする時は分散剤のHLB値は10〜17であるものが好ましい。この範囲を外れると粉体の分散不良が起こり、紫外線遮蔽性などの各種物性に影響を与える場合がある。本発明ではW.C.Grifinnによって定義された次式によって求める。
HLB=(E+P)/5
(NHLB:HLB値、E:ポリオキシエチレン部の分散剤分子全体に対する重量%、P:多価アルコール部の分散剤分子全体に対する重量%)
分散剤の量は、工程(1)により得られる分散体の全量に対して2〜15重量%であることが好ましい。特に水を溶媒として使用する時は、これより少ないと粉体が水に馴染むことが難しくなるおそれがあり、これより多いとコスト的に不利になったり、多くの泡が出たりするおそれがあるためである。
なお、上記の分散剤は本発明の複合粉体の不活性化や使用に悪影響を及ぼさない限り、複合粉体に残存していても構わない。
第一の被覆層を有する無機粉体を液体媒体中に分散させる分散方法については、公知の方法であれば何でも良い。ビーズミルを用いる方法や高圧ホモジナイザーを用いる方法などが好適である。
上記第二の被覆層の状態は、均一に粉体全体を覆っていることが好ましいが、完全に覆っていなくとも、得られた複合粉体が親水性を充分に持っている状態であれば良い。また、親水性が維持されているのであれば、適切な粉砕処理でより上記複合粉体を微粉化することも可能である。
上記第二の被覆層は、複合粉体に対してケイ素酸化物、ケイ素酸化物の水和物の場合はSiO換算で5〜20重量%が好ましい。5重量%未満であると親水性が充分に付与されないおそれがある。また20重量%を超えると親水性が頭打ちとなってしまうおそれがある。また、アルミニウムの酸化物、アルミニウムの水酸化物の場合の処理量は、複合粉体に対してAl換算で5〜20重量%が好ましい。ケイ素酸化物、ケイ素酸化物の水和物、アルミニウムの酸化物及びアルミニウムの水酸化物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物からなる第二の被覆層は、なかでも、Alの酸化物及び水酸化物よりも反応性の乏しいSiの酸化物及び水酸化物が好ましい。
上記表面処理の方法としては特に限定されないが、第一の被覆層を有する複合粉体の分散体にテトラアルコキシシランやケイ酸ナトリウムなどのSi源化合物を存在させて、加水分解や加熱分解などによりSiOを粉体表面に析出させる方法が挙げられる。上記湿式法は、乾式法と比較して、SiOが無機粉体表面で析出しやすく均一にSiOを析出することができるため、処理後において粉体の凝集を抑制することができる。本発明においては、分散体の粘度上昇を生じにくくする点で、湿式で得られた複合粉体を使用することが必要である。上記Si源化合物及び/又はAl源化合物としては、テトラアルコキシシランやその加水分解縮合物、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、アルミニウムアルコキシドやその加水分解縮合物、アルミン酸ナトリウム等、容易にSiOやAl(OH)、Alに変換する化合物が好ましい。また、2種以上の化合物を併用してもよい。
上記加水分解としては特に限定されないが、硫酸、塩酸、酢酸、硝酸などの酸を使用した方法が挙げられる。この水分散体を用いたシリカの処理方法における中和方法は、分散体に酸を入れてからSi源化合物及び/又はAl源化合物を添加する方法、分散体にSi源化合物及び/又はAl源化合物を入れてから酸を添加する方法、分散体にSi源化合物及び/又はAl源化合物と酸を同時に添加する方法のいずれでも良い。
上記工程(1)を経て得られた複合粉体は、Si源化合物及び/又はAl源化合物により、複合粉体表面に親水性を付与させて水分散性を向上させつつ、撥水性有機化合物により水をバリアして複合粉体の核である無機粉体に水が直接当らたないようになっている。そのため、水系に安定に分散し、かつ、経時でのイオン溶出が極めて少なくなる。また、親水性である第二の被覆層と撥水性である第一の被覆層とで核である無機粉体を覆っているため、親水性物質や親油性物質の両方が核である無機粉体に触れることがなく、表面活性を抑制することができる。特に酸化亜鉛などの微量の金属イオンが溶出する無機粉体においては配合物中のpHを安定させるという点でも有意である。
第二の被覆層形成後の複合粉体の粒子径は、D90が15μm以下、D50が5μm以下であることが好ましい。これより大きい場合は粒子の凝集が激しく、使用に適した分散状態にするのに、分散条件を強くする必要が出るためコストが掛かり過ぎるためである。また、同様の理由でD90が5μm以下、D50が3μm以下であることが更に好ましい。なお、測定方法は、試料0.5gをヘキサメタリン酸ナトリウム0.025重量%水溶液100gに添加し、超音波ホモジナイザーで3分間分散させた後、レーザー回折型粒度分布測定装置(LA−750:堀場製作所製)で測定する方法である。
本発明においては、上述した工程(1)によって得られた複合粉体を用いて分散体を得る際に、前記工程(1)によって得られた複合粉体を含溶媒ケーキとする工程(2)、及び、前記工程(2)によって得られた含水ケーキを湿潤状態のままで水と混合する工程(3)によって行うことを特徴とするものである。
すなわち、工程(1)を行ったのち、乾燥は行わず、湿潤状態を維持したままで上記工程(2)(3)を行い、分散体を得るものである。これによって得られた分散体は、粘性が上昇しにくいため、高固形分化しやすく、使用の際にも他の成分との混合が容易となり、取扱い性も良好となる。
上記工程(2)は、通常の濾過によって行うことができる。上記工程(2)においては、反応を行った際に使用した溶媒が存在しているから、濾過を行うことで含溶媒ケーキとなる。得られた含溶媒ケーキは、そのまま工程(3)に供してもよいし、濾過後、溶媒交換を行った後、工程(3)に供してもよい。なお、工程(2)において溶媒交換を行う場合も、粉体を乾燥させて溶媒を交換させるのではなく、粉体が湿潤状態を維持した状態での溶媒交換を行うことが必要である。
上記含溶媒ケーキは、含水ケーキであることが好ましい。すなわち、有機溶媒媒体又は有機溶媒と水の混合体中で工程(1)の反応を行った場合、水洗処理を行うことによって溶媒置換を行い、含水ケーキとすることが好ましい。工程(3)において水と混合するため、含有する溶媒による物性の変化を生じさせないことが好ましいためである。
上記工程(2)においては、濾過を行った後、必要に応じて水洗等の溶媒洗浄を行うことが好ましい。工程(1)における未反応生成物や、副生成物を除去することができ、より純度が高い分散体とすることができるためである。
工程(2)の濾過後の含溶媒ケーキが含水ケーキである場合、全量に対して30〜90重量%の水を含有するものであることが好ましい。上記範囲内のものとすることで、複合粒子表面の被覆層が乾燥することなく、良好な状態のまま維持される。また、上述したように、濾過後の含水ケーキに対して水洗を行うものであってもよいが、この場合、洗浄水中の溶解分濃度が1%以下、好ましくは0.1重量%以下となるまで水洗を行うことが好ましい。
工程(3)における分散は、通常の方法によって行うことができ、水中に工程(2)によって得られた含水ケーキを添加して撹拌することによって分散体とすることができる。必要に応じて、分散剤、油性成分、水溶性成分等のその他の成分を併用するものであってもよい。
このようにして得られた分散体は、分散体中の複合粉体含有量が20〜70重量%であることが好ましい。特に、40重量%以上という高濃度で配合した場合でも、高粘度化をしないため、取扱い性が良好であるという利点を有する。
また、分散剤を使用する場合、その使用量を15重量%以下とすることが好ましい。また、1重量%以下と非常に少ない分散剤の配合量にした場合や分散剤を使用しない場合であっても、良好な分散性能を維持できる点でも本発明の分散体の製造方法は好ましいものである。上記分散体としては特に限定されず、上述した工程(1)において使用可能である分散剤を使用できる。より具体的にはポリカルボン酸やポリアクリル酸などのアニオン性分散剤、ポリエーテル変性シリコーンやグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油などのノニオン性分散剤等を使用することが好ましい。また、分散に寄与するのであれば、ブチレングリコールやペンチレングリコールといったグリコール類、グリセリンやジグリセリン、ポリグリセリンといったグリセリン類、エタノールやイソプロパールといったアルコール類を用いても良い。
また、上記分散体は、25℃で測定した粘度が3000mPa・s以下であることが好ましい。すなわち、原料として見た場合、高固形分でありなおかつ低粘度とすることができるため、他の成分と混合する際に取扱い性が容易であるという利点を有する。
このようにして得られた分散体は、その他の成分と混合して、化粧料、インキ、塗料等に配合することもできる。特に、上述の特性を有しているため、安定性及び紫外線遮蔽効果に優れた水系化粧料を得ることができる。
上記化粧料としては特に限定されず、このような複合粉体に、必要に応じて化粧品原料を混合することによって、サンスクリーン剤等の紫外線防御用化粧料;ファンデーション等のベースメイク化粧料;口紅等のポイントメイク化粧料等を得ることができる。
上記化粧料は、油性化粧料、水性化粧料、O/W型化粧料、W/O型化粧料の任意の形態とすることができる。なかでも、サンスクリーン剤において特に好適に使用することができる。
上記化粧料は、化粧品分野において使用することができる任意の水性成分、油性成分を併用するものであってもよい。上記水性成分及び油性成分としては特に限定されず、例えば、油剤、界面活性剤、保湿剤、高級アルコール、金属イオン封鎖剤、天然及び合成高分子、水溶性及び油溶性高分子、紫外線遮蔽剤、各種抽出液、有機染料等の色剤、防腐剤、酸化防止剤、色素、増粘剤、pH調整剤、香料、冷感剤、制汗剤、殺菌剤、皮膚賦活剤、各種粉体等の成分を含有するものであってもよい。
上記油剤は特に限定はないが、例えば、天然動植物油脂(例えば、オリーブ油、ミンク油、ヒマシ油、パーム油、牛脂、月見草油、ヤシ油、ヒマシ油、カカオ油、マカデミアナッツ油等);蝋(例えば、ホホバ油、ミツロウ、ラノリン、カルナウバロウ、キャンデリラロウ等);高級アルコール(例えば、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、セチルアルコール、オレイルアルコール等);高級脂肪酸(例えば、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘニン酸、ラノリン脂肪酸等;高級脂肪族炭化水素例えば、流動パラフィン、固形パラフィン、スクワラン、ワセリン、セレシン、マイクロクリスタリンワックス等);合成エステル油(例えば、ブチルステアレート、ヘキシルラウレート、ジイソプロピルアジペート、ジイソプロピルセバケート、ミリスチン酸オクチルドデシル、イソプロピルミリステート、イソプロピルパルミテートイソプロピルミリステート、セチルイソオクタノエート、ジカプリン酸ネオペンチルグリコール);シリコーン誘導体(例えば、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等のシリコーン油)などが例示できる。さらに、油溶性のビタミン、防腐剤、美白剤などを配合することもできる。
上記界面活性剤としては、親油性非イオン界面活性剤、親水性非イオン界面活性剤等を挙げることができる。上記親油性非イオン界面活性剤としては特に限定されず、例えば、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノイソステアレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート、ペンタ−2−エチルヘキシル酸ジグリセロールソルビタン、テトラ−2−エチルヘキシル酸ジグリセロールソルビタン等のソルビタン脂肪酸エステル類、モノ綿実油脂肪酸グリセリン、モノエルカ酸グリセリン、セスキオレイン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリン、α,α’−オレイン酸ピログルタミン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリンリンゴ酸等のグリセリンポリグリセリン脂肪酸類、モノステアリン酸プロピレングリコール等のプロピレングリコール脂肪酸エステル類、硬化ヒマシ油誘導体、グリセリンアルキルエーテル等を挙げることができる。
親水性非イオン界面活性剤としては特に限定されず、例えば、POEソルビタンモノオレエート、POEソルビタンモノステアレート、POEソルビタンテトラオレエート等のPOEソルビタン脂肪酸エステル類、POEソルビットモノラウレート、POEソルビットモノオレエート、POEソルビットペンタオレエート、POEソルビットモノステアレート等のPOEソルビット脂肪酸エステル類、POEグリセリンモノステアレート、POEグリセリンモノイソステアレート、POEグリセリントリイソステアレート等のPOEグリセリン脂肪酸エステル類、POEモノオレエート、POEジステアレート、POEモノジオレエート、システアリン酸エチレングリコール等のPOE脂肪酸エステル類、POEラウリルエーテル、POEオレイルエーテル、POEステアリルエーテル、POEベヘニルエーテル、POE2−オクチルドデシルエーテル、POEコレスタノールエーテル等のPOEアルキルエーテル類、POEオクチルフェニルエーテル、POEノニルフェニルエーテル、POEジノニルフェニルエーテル等のPOEアルキルフェニルエーテル類、ブルロニック等のプルアロニック型類、POE・POPセチルエーテル、POE・POP2−デシルテトラデシルエーテル、POE・POPモノブチルエーテル、POE・POP水添ラノリン、POE・POPグリセリンエーテル等のPOE・POPアルキルエーテル類、テトロニック等のテトラPOE・テトラPOPエチレンジアミン縮合物類、POEヒマシ油、POE硬化ヒマシ油、POE硬化ヒマシ油モノイソステアレート、POE硬化ヒマシ油トリイソステアレート、POE硬化ヒマシ油モノピログルタミン酸モノイソステアリン酸ジエステル、POE硬化ヒマシ油マレイン酸等のPOEヒマシ油硬化ヒマシ油誘導体、POEソルビットミツロウ等のPOEミツロウ・ラノリン誘導体、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、ラウリン酸モノエタノールアミド、脂肪酸イソプロパノールアミド等のアルカノールアミド、POEプロピレングリコール脂肪酸エステル、POEアルキルアミン、POE脂肪酸アミド、ショ糖脂肪酸エステル、POEノニルフェニルホルムアルデヒド縮合物、アルキルエトキシジメチルアミンオキシド、トリオレイルリン酸等を挙げることができる。
その他の界面活性剤としては、例えば、脂肪酸セッケン、高級アルキル硫酸エステル塩、POEラウリル硫酸トリエタノールアミン、アルキルエーテル硫酸エステル塩等のアニオン界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキル四級アンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、POEアルキルアミン、アルキルアミン塩、ポリアミン脂肪酸誘導体等のカチオン界面活性剤、及び、イミダゾリン系両性界面活性剤、ベタイン系界面活性剤等の両性界面活性剤を安定性及び皮膚刺激性に問題のない範囲で配合してもよい。
上記保湿剤としては特に限定されず、例えば、キシリトール、ソルビトール、マルチトール、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、ムコイチン硫酸、カロニン酸、アテロコラーゲン、コレステリル−12−ヒドロキシステアレート、乳酸ナトリウム、胆汁酸塩、dl−ピロリドンカルボン酸塩、短鎖可溶性コラーゲン、ジグリセリン(EO)PO付加物、イサイヨバラ抽出物、セイヨウノコギリソウ抽出物、メリロート抽出物等を挙げることができる。
上記高級アルコールとしては特に限定されず、例えば、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、ミリスチルアルコール、オレイルアルコール、セトステアリルアルコール等の直鎖アルコール、モノステアリルグリセリンエーテル(バチルアルコール)、2−デシルテトラデシノール、ラノリンアルコール、コレステロール、フィトステロール、ヘキシルドデカノール、イソステアリルアルコール、オクチルドデカノール等の分枝鎖アルコール等を挙げることができる。
金属イオン封鎖剤としては特に限定されず、例えば、1−ヒドロキシエタン−1,1− ジフォスホン酸、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジフォスホン酸四ナトリウム塩、クエン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、グルコン酸、リン酸、クエン酸、アスコルビン酸、コハク酸、エデト酸等を挙げることができる。
上記天然の水溶性高分子としては特に限定されず、例えば、アラアビアガム、トラガカントガム、ガラクタン、グアガム、キャロブガム、カラヤガム、カラギーナン、ペクチン、カンテン、クインスシード(マルメロ)、アルゲコロイド(カッソウエキス)、デンプン(コメ、トウモロコシ、バレイショ、コムギ)、グリチルリチン酸等の植物系高分子、キサンタンガム、デキストラン、サクシノグルカン、プルラン等の微生物系高分子、コラーゲン、カゼイン、アルブミン、ゼラチン等の動物系高分子を挙げることができる。
半合成の水溶性高分子としては特に限定されず、例えば、カルボキシメチルデンプン、メチルヒドロキシプロピルデンプン等のデンプン系高分子、メチルセルロース、ニトロセルロース、エチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース硫酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)、結晶セルロース、セルロース末等のセルロース系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル等のアルギン酸系高分子等を挙げることができる。
合成の水溶性高分子としては特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルピロリドン等のビニル系高分子、ポリエチレングリコール20,000、40,000、60,000等のポリオキシエチレン系高分子、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体共重合系高分子、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチルアクリレート、ポリアクリルアミド等のアクリル系高分子、ポリグリセリン、ポリエチレンイミン、カチオンポリマー、カルボキシビニルポリマー、アルキル変性カルボキシビニルポリマー、(アクリル酸ヒドロキシエチル/アクリロイルジメチルタウリンNa)コポリマー、(アクリル酸Na/アクリロイルジメチルタウリンNa)コポリマー、(アクリロイルジメチルタウリンアンモニウム/ビニルピロリドン)コポリマー、(アクリロイルジメチルタウリンアンモニウムメタクリル酸ベヘネス−25)クロスポリマー等を挙げることができる。
無機の水溶性高分子としては特に限定されず、例えば、ベントナイト、ケイ酸AlMg(ビーガム)、ラポナイト、ヘクトライト、無水ケイ酸等を挙げることができる。
紫外線遮蔽剤としては特に限定されず、例えば、パラアミノ安息香酸(以下PABAと略す)、PABAモノグリセリンエステル、N,N−ジプロポキシPABAエチルエステル、N,N−ジエトキシPABAエチルエステル、N,N−ジメチルPABAエチルエステル、N,N−ジメチルPABAブチルエステル等の安息香酸系紫外線遮蔽剤;ホモメンチル−N−アセチルアントラニレート等のアントラニル酸系紫外線遮蔽剤;アミルサリシレート、メンチルサリシレート、ホモメンチルサリシレート、オクチルサリシレート、フェニルサリシレート、ベンジルサリシレート、p−イソプロパノールフェニルサリシレート等のサリチル酸系紫外線遮蔽剤;オクチルシンナメート、エチル−4−イソプロピルシンナメート、メチル−2,5−ジイソプロピルシンナメート、エチル−2,4−ジイソプロピルシンナメート、メチル−2,4−ジイソプロピルシンナメート、プロピル−p−メトキシシンナメート、イソプロピル−p−メトキシシンナメート、イソアミル−p−メトキシシンナメート、2−エトキシエチル−p−メトキシシンナメート、シクロヘキシル−p−メトキシシンナメート、エチル−α−シアノ−β−フェニルシンナメート、2−エチルヘキシル−α−シアノ−β−フェニルシンナメート、グリセリルモノ−2−エチルヘキサノイル−ジパラメトキシシンナメート等のケイ皮酸系紫外線遮蔽剤;2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−4’−メチルベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸塩、4−フェニルベンゾフェノン、2−エチルヘキシル−4’−フェニル−ベンゾフェノン−2−カルボキシレート、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、4−ヒドロキシ−3− カルボキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線遮蔽剤;3−(4’−メチルベンジリデン)−d,l−カンファー、3−ベンジリデン−d,l−カンファー、ウロカニン酸、ウロカニン酸エチルエステル、2−フェニル−5−メチルベンゾキサゾール、2,2’−ヒドロキシ−5−メチルフェニルベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニルベンゾトリアゾール、ジベンザラジン、ジアニソイルメタン、4−メトキシ−4’−t−ブチルジベンゾイルメタン、5−(3,3−ジメチル−2−ノルボルニリデン)−3−ペンタン−2−オン等を挙げることができる。
その他薬剤成分としては特に限定されず、例えば、ビタミンA油、レチノール、パルミチン酸レチノール、イノシット、塩酸ピリドキシン、ニコチン酸ベンジル、ニコチン酸アミド、ニコチン酸DL−α−トコフェロール、アルコルビン酸リン酸マグネシウム、2−O−α−D−グルコピラノシル−L−アスコルビン酸、ビタミンD2(エルゴカシフェロール)、dl−α−トコフェロール、酢酸dl−α−トコフェロール、パントテン酸、ビオチン等のビタミン類;エストラジオール、エチニルエストラジオール等のホルモン;アルギニン、アスパラギン酸、シスチン、システイン、メチオニン、セリン、ロイシン、トリプトファン等のアミノ酸;アラントイン、アズレン等の抗炎症剤、アルブチン等の美白剤、;タンニン酸等の収斂剤;L−メントール、カンフル等の清涼剤やイオウ、塩化リゾチーム、塩化ピリドキシン等を挙げることができる。
各種の抽出液としては特に限定されず、例えば、ドクダミエキス、オウバクエキス、メリロートエキス、オドリコソウエキス、カンゾウエキス、シャクヤクエキス、サボンソウエキス、ヘチマエキス、キナエキス、ユキノシタエキス、クララエキス、コウホネエキス、ウイキョウエキス、サクラソウエキス、バラエキス、ジオウエキス、レモンエキス、シコンエキス、アロエエキス、ショウブ根エキス、ユーカリエキス、スギナエキス、セージエキス、タイムエキス、茶エキス、海藻エキス、キューカンバーエキス、チョウジエキス、キイチゴエキス、メリッサエキス、ニンジンエキス、マロニエエキス、モモエキス、桃葉エキス、クワエキス、ヤグルマギクエキス、ハマメリスエキス、プラセンタエキス、胸腺抽出物、シルク抽出液、甘草エキス等を挙げることができる。
上記各種粉体としては、ベンガラ、黄酸化鉄、黒酸化鉄、雲母チタン、酸化鉄被覆雲母チタン、酸化チタン被覆ガラスフレーク等の光輝性着色顔料、マイカ、タルク、カオリン、セリサイト、二酸化チタン、シリカ等の無機粉末やポリエチレン末、ナイロン末、架橋ポリスチレン、セルロースパウダー、シリコーン末等の有機粉末等を挙げることができる。好ましくは、官能特性向上、化粧持続性向上のため、粉末成分の一部又は全部をシリコーン類、フッ素化合物、金属石鹸、油剤、アシルグルタミン酸塩等の物質にて、公知の方法で疎水化処理して使用される。また、本発明に該当しない他の複合粉体を混合して使用するものであてもよい。
本発明の分散体の製造方法によって得られた分散体をインキへの添加成分として使用する場合は、酸化チタン、ベンガラ、アンチモンレッド、カドミウムイエロー、コバルトブルー、紺青、群青、カーボンブラック、黒鉛などの有色顔料、および、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、タルク等の体質顔料を挙げることができる。さらに有機顔料としては、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料、縮合多環顔料等の顔料成分;シェラック樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−アクリル−マレイン酸樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等のバインダー樹脂等のバインダー樹脂;水混和性有機溶剤等と併用して使用することができる。
本発明の分散体の製造方法によって得られた分散体を塗料に配合する場合、塗料中の樹脂は硬化性を有するものであっても、硬化性を有さないものであっても良い。塗料は、水中に樹脂が溶解又は分散した水系、乳化系のものに使用することが好ましい。
本発明の分散体の製造方法によって得られた分散体を塗料組成物への添加成分として使用する場合は、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の塗膜形成樹脂;着色顔料、体質顔料、光輝性顔料等の各種顔料;硬化触媒、表面調整剤、消泡剤、顔料分散剤、可塑剤、造膜助剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等と併用して使用することができる。
以下、本発明を実施例によってより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
純水500mLにポリエーテル変性シリコーン(KF−6043:信越化学工業製:HLB14.5)を20g入れ、更にハイドロゲンジメチコン4%で処理された酸化亜鉛(FINEX−30S−LPT、酸化亜鉛粒子径35nm)100gを加えて、混合分散させた。この分散液にケイ酸Na水溶液(SiO:403.9g/L、NaO:130.7g/L)を27.5ml(SiO量として11.1g、処理後の粉体全体の10重量%)添加し、20分以上撹拌した。その後、液温を70℃にし、希硫酸を一定量滴下して中和を行なった。この中和の際にpH8.5以上での状態が90分以上であるように硫酸滴下量を調整し、pH6.5まで中和を行なった。中和終了後、液温70℃のまま、1時間熟成した。その後、濾過、水洗し、ウェットケーキを得た。このウェットケーキの固型分量を赤外線水分計(sartrius社製MA−35)で測定すると、74.7重量%であった。このウェットケーキ67g(固形分としては50g)と純水33gをマヨネーズ瓶に入れ、更にφ0.5mmジルコニアビーズ100gを投入し、ペイントシェーカーで60分間分散し、水分散体1を得た。
(実施例2)
純水500mLにポリエーテル変性シリコーン(KF−6011:信越化学工業製:HLB14.5)を20g入れ、更にハイドロゲンジメチコン7%で処理された酸化亜鉛(FINEX−50−LPT、酸化亜鉛粒子径20nm)100gを加えて、混合分散させた。この分散液にケイ酸Na水溶液(SiO:403.9g/L、NaO:130.7g/L)を27.5ml(SiO量として11.1g、処理後の粉体全体の10重量%)添加し、20分以上撹拌した。その後、液温を75℃にし、希硫酸を一定量滴下して中和を行なった。この中和の際にpH8.5以上での状態が90分以上であるように硫酸滴下量を調整し、pH6.5まで中和を行なった。中和終了後、液温75℃のまま、1時間熟成した。その後、濾過、水洗し、ウェットケーキを得た。このウェットケーキの固型分量を赤外線水分計(sartrius社製MA−35)で測定すると、55.7重量%であった。このウェットケーキ72g(固形分としては40g)と純水18g、1,3−ブチレングリコール10gをマヨネーズ瓶に入れ、更にφ0.5mmジルコニアビーズ100gを投入し、ペイントシェーカーで60分間分散し、水分散体2を得た
(比較例1)
実施例1で得たウェットケーキを120℃で12時間乾燥することにより、乾燥粉体を得た。この乾燥粉体50gと純水50gをマヨネーズ瓶に入れ、更にφ0.5mmジルコニアビーズ100gを投入し、ペイントシェーカーで60分間分散し、水分散体3を得た。
(評価)
得られた水分散体を確認した結果、水分散体3は粉体が水に馴染んではいるものの、クリーム状になっており、自然濾過ではジルコニアビーズの分離も不可能であった。水分散体1は粘度も低く、安定的な水分散体が得られた。25℃でB型粘度計によって測定したジルコニアビーズ分離後の分散体1の粘度は、30mPa・sで、同じくジルコニアビーズ分離後の分散体2の粘度は550mPa・sであった。吸引濾過でジルコニアビーズ分離して同様に測定した分散体3の粘度は、10000mPa・s以上であった。
本発明の複合粉体の分散体の製造方法によって得られた分散体は、インク、塗料、化粧料等への配合成分として使用することができる。

Claims (9)

  1. 撥水性有機化合物からなる第一の被覆層を有する無機粉体上に、ケイ素酸化物、ケイ素酸化物の水和物、アルミニウムの酸化物及びアルミニウムの水酸化物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物からなる第二の被覆層を湿式法で形成することによって複合粉体を得る工程(1)、
    前記第二の被覆層の形成後、粉体を乾燥させる工程を経ることなく、複合粉体と液体媒体が混和した含溶媒ケーキとする工程(2)、
    及び、前記工程(2)によって得られた含溶媒ケーキを湿潤状態のままで水と混合する工程(3)
    を有することを特徴とする複合粉体の分散体の製造方法。
  2. 含溶媒ケーキは、水を30〜90重量%含有する含水ケーキである請求項1記載の複合粉体の分散体の製造方法。
  3. 撥水性有機化合物は、シリコーンオイル、アルキルシラン、アルキルチタネート、アルキルアルミネート、金属石鹸、アミノ酸、及び、アミノ酸塩からなる群より選択される少なくとも一種である請求項1又は2記載の分散体の製造方法。
  4. 無機粉体は、紫外線遮蔽効果を有する無機粉体である請求項1,2又は3記載の分散体の製造方法。
  5. 無機粉体は、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄及び酸化セリウムからなる群より選択される少なくとも一種である請求項1,2,3又は4記載分散体の製造方法。
  6. 請求項1,2,3,4又は5記載の分散体の製造方法によって得られたことを特徴とする分散体。
  7. 請求項6記載の分散体を配合することによって得られたことを特徴とする化粧料。
  8. 請求項6記載の分散体を配合することによって得られたことを特徴とする塗料組成物。
  9. 請求項6記載の分散体を配合することによって得られたことを特徴とするインキ組成物。

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