JP2015113306A - 無機複合粉体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光沢が抑制された無機複合粉体の製造方法、及び無機複合粉体を提供する。【解決手段】[1]下記工程1及び2を有する、無機粉体上にシリカを成長させた、無機複合粉体の製造方法、[2]当該製造方法により得られる、無機複合粉体。工程1:カチオン界面活性剤と、タルク、マイカ、及び硫酸バリウムからなる群から選ばれる1種以上の無機粉体と親水性有機溶媒と水とを混合して、無機粉体の水分散液を製造する工程工程2:前記工程1で得られた水分散液に、シリカ源を添加して、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が0.1以上10以下の条件でシリカを成長させる工程【選択図】図1
Description
本発明は、無機複合粉体の製造方法、及びその方法により得られる無機複合粉体に関する。
マイカ、タルク、硫酸バリウム等の板状無機粉体は、例えば化粧料に一般に用いられている。化粧品等に用いる際に自然な仕上がりを与えるようにするため、板状無機粉体の光の正反射を抑制し光拡散反射を増加させることにより光沢を抑制することが行われている。例えば、他の粒子と複合化した板状無機複合粉体の製造方法としては、下記の方法が知られている。
特許文献1には、有機溶媒および/または水からなる分散媒に、薄片状物質と球状シリカ粒子を分散させた分散液を調製し、次いで該分散液から該分散媒を除去することにより、前記薄片状物質の表面に前記球状シリカ粒子が付着した薄片状微粉末を製造する方法が開示されている。
特許文献1には、有機溶媒および/または水からなる分散媒に、薄片状物質と球状シリカ粒子を分散させた分散液を調製し、次いで該分散液から該分散媒を除去することにより、前記薄片状物質の表面に前記球状シリカ粒子が付着した薄片状微粉末を製造する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1の方法では、薄片状物質の表面に、予め得られた球状シリカ粒子を付着させるため、得られる薄片状微粉末の光沢を抑制する効果は充分ではなかった。
本発明は、光沢が抑制された無機複合粉体の製造方法、及び無機複合粉体を提供することを課題とする。
本発明は、光沢が抑制された無機複合粉体の製造方法、及び無機複合粉体を提供することを課題とする。
本発明は、以下の〔1〕〜〔2〕に関する。
〔1〕 下記工程1及び2を有する、無機粉体上にシリカを成長させた、無機複合粉体の製造方法。
工程1:カチオン界面活性剤と、タルク、マイカ、及び硫酸バリウムからなる群から選ばれる1種以上の無機粉体と親水性有機溶媒と水とを混合して、無機粉体の水分散液を製造する工程
工程2:前記工程1で得られた水分散液に、シリカ源を添加して、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が0.1以上10以下の条件でシリカを成長させる工程
〔2〕 〔1〕の製造方法により得られる無機複合粉体。
〔1〕 下記工程1及び2を有する、無機粉体上にシリカを成長させた、無機複合粉体の製造方法。
工程1:カチオン界面活性剤と、タルク、マイカ、及び硫酸バリウムからなる群から選ばれる1種以上の無機粉体と親水性有機溶媒と水とを混合して、無機粉体の水分散液を製造する工程
工程2:前記工程1で得られた水分散液に、シリカ源を添加して、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が0.1以上10以下の条件でシリカを成長させる工程
〔2〕 〔1〕の製造方法により得られる無機複合粉体。
本発明によれば、光沢が抑制された無機複合粉体の製造方法、及び無機複合粉体を提供することができる。これにより、当該無機複合粉体を化粧料に用いた際にはテカリを抑制し自然な仕上がり感を与えることができる。
本発明は、下記工程1及び2を有する無機複合粉体の製造方法である。
工程1:カチオン界面活性剤と、タルク、マイカ、及び硫酸バリウムからなる群から選ばれる1種以上の無機粉体と親水性有機溶媒と水とを混合して、無機粉体の水分散液を製造する工程
工程2:前記工程1で得られた水分散液に、シリカ源を添加して、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が0.1以上10以下の条件でシリカを成長させる工程
工程1:カチオン界面活性剤と、タルク、マイカ、及び硫酸バリウムからなる群から選ばれる1種以上の無機粉体と親水性有機溶媒と水とを混合して、無機粉体の水分散液を製造する工程
工程2:前記工程1で得られた水分散液に、シリカ源を添加して、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が0.1以上10以下の条件でシリカを成長させる工程
本発明の製造方法によれば、無機粉体の光沢を効果的に抑制することができる。これは、工程1及び2によって、無機粉体上に、中実粒状シリカが成長し、更に当該中実粒状シリカに、更に別の中実粒子状シリカが成長することで、これらの中実粒状シリカが連結した樹状(分岐状)シリカ(例えば図1の構造)を成長させることができるためと考えられる。このように表面上に成長したシリカによって光拡散効果が得られ、光沢を抑制することができると考えられる。
以下、本発明に用いられる各成分について記載する。
以下、本発明に用いられる各成分について記載する。
[無機粉体]
無機粉体は、タルク、マイカ(雲母)、及び硫酸バリウムからなる群から選ばれる1種以上であり、光沢を抑制する観点から、より好ましくはタルク又はマイカである。これらの無機粉体は、疎水化の表面処理が施されたものでもよい。
通常、これらの無機粉体は、化粧料において、板状無機粉体として用いられるものである。
無機粉体は、タルク、マイカ(雲母)、及び硫酸バリウムからなる群から選ばれる1種以上であり、光沢を抑制する観点から、より好ましくはタルク又はマイカである。これらの無機粉体は、疎水化の表面処理が施されたものでもよい。
通常、これらの無機粉体は、化粧料において、板状無機粉体として用いられるものである。
無機粉体は、表面にシリカを成長させる観点から、レーザー回折法による体積平均粒径が、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.03μm以上、更に好ましくは0.1μm以上、更に好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、更に好ましくは3μm以上、より更に好ましくは7μm以上であり、また、好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下、更に好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下、より更に好ましくは20μm以下である。
[親水性有機溶媒]
親水性有機溶媒は、シリカ源の加水分解の速度を制御して、無機粉体上にシリカを成長させる観点から用いられる。
親水性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどの炭素数1以上3以下の低級アルコール類やアセトンが挙げられる。
シリカ源の加水分解の速度を制御する観点から、アルコキシシランを用いる場合は、該シランが有するアルコキシ基に対応するアルコールが好ましく、より具体的には、エチル基を有するアルコキシシラン(例えば、オルトケイ酸テトラエチル(以下「TEOS」ともいう))を用いる場合は、エタノールが好ましく、メチル基を有するアルコキシシラン(例えば、オルトケイ酸テトラメチル(以下「TMOS」ともいう))を用いる場合は、メタノールが好ましく用いられる。
親水性有機溶媒とは、20℃において、水100質量部に対して、30質量部以上、好ましくは100質量部以上の溶解量を示す有機溶媒である。
親水性有機溶媒は、シリカ源の加水分解の速度を制御して、無機粉体上にシリカを成長させる観点から用いられる。
親水性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどの炭素数1以上3以下の低級アルコール類やアセトンが挙げられる。
シリカ源の加水分解の速度を制御する観点から、アルコキシシランを用いる場合は、該シランが有するアルコキシ基に対応するアルコールが好ましく、より具体的には、エチル基を有するアルコキシシラン(例えば、オルトケイ酸テトラエチル(以下「TEOS」ともいう))を用いる場合は、エタノールが好ましく、メチル基を有するアルコキシシラン(例えば、オルトケイ酸テトラメチル(以下「TMOS」ともいう))を用いる場合は、メタノールが好ましく用いられる。
親水性有機溶媒とは、20℃において、水100質量部に対して、30質量部以上、好ましくは100質量部以上の溶解量を示す有機溶媒である。
親水性有機溶媒の使用量は、シリカ源の加水分解を抑制して、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、水100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上であり、また、シリカ源の加水分解を促進する観点から、好ましくは100質量部以下、より好ましくは50質量部以下、更に好ましくは40質量部以下である。
[水]
本明細書において、水は、例えば、蒸留水、イオン交換水、超純水等が挙げられる。
本明細書において、水は、例えば、蒸留水、イオン交換水、超純水等が挙げられる。
[カチオン界面活性剤]
本発明の製造方法において、シリカ源をミセル化し、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、カチオン界面活性剤が用いられる。
カチオン界面活性剤は、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは第四級アンモニウム塩型界面活性剤、より好ましくは下記一般式(1)及び(2)からなる群から選択される少なくとも1種類の第四級アンモニウム塩型界面活性剤である。
[R1(CH3)3N]+X- (1)
[R1R2(CH3)2N]+X- (2)
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数6以上22以下の直鎖状又は分岐状アルキル基を示し、X-は1価陰イオンを示す。)
本発明の製造方法において、シリカ源をミセル化し、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、カチオン界面活性剤が用いられる。
カチオン界面活性剤は、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは第四級アンモニウム塩型界面活性剤、より好ましくは下記一般式(1)及び(2)からなる群から選択される少なくとも1種類の第四級アンモニウム塩型界面活性剤である。
[R1(CH3)3N]+X- (1)
[R1R2(CH3)2N]+X- (2)
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に炭素数6以上22以下の直鎖状又は分岐状アルキル基を示し、X-は1価陰イオンを示す。)
上記一般式(1)及び(2)におけるR1及びR2の炭素数は、それぞれ独立に、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは6以上、より好ましくは8以上であり、また、好ましくは22以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下である。
炭素数6以上22以下のアルキル基としては、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種ドデシル基、各種テトラデシル基、各種ヘキサデシル基、各種オクタデシル基、各種エイコシル基等が挙げられる。
炭素数6以上22以下のアルキル基としては、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種ドデシル基、各種テトラデシル基、各種ヘキサデシル基、各種オクタデシル基、各種エイコシル基等が挙げられる。
一般式(1)及び(2)におけるX-は、好ましくはハロゲンイオン、水酸化物イオン、硝酸化物イオン、硫酸化物イオン等の1価陰イオンから選ばれる1種以上である。X-としては、より好ましくはハロゲンイオンであり、更に好ましくは塩素イオン又は臭素イオンである。
一般式(1)で表されるアルキルトリメチルアンモニウム塩としては、ヘキシルトリメチルアンモニウムクロリド、オクチルトリメチルアンモニウムクロリド、デシルトリメチルアンモニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、テトラデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロリド、ブチルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキシルトリメチルアンモニウムブロミド、オクチルトリメチルアンモニウムブロミド、デシルトリメチルアンモニウムブロミド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミド、テトラデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロミド等が挙げられる。
一般式(2)で表されるジアルキルジメチルアンモニウム塩としては、ジヘキシルジメチルアンモニウムクロリド、ジオクチルジメチルアンモニウムクロリド、ジヘキシルジメチルアンモニウムブロミド、ジオクチルジメチルアンモニウムブロミド、ジドデシルジメチルアンモニウムブロミド、ジテトラデシルジメチルアンモニウムブロミド等が挙げられる。
これらの第四級アンモニウム塩型界面活性剤の中では、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、一般式(1)で表されるアルキルトリメチルアンモニウム塩が好ましく、アルキルトリメチルアンモニウムブロミド又はクロリドがより好ましい。
工程1の親水性有機溶媒と水との合計100質量部に対する、カチオン界面活性剤量は、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.1以上、更に好ましくは0.2以上であり、また、同様の観点から、好ましくは5以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2以下、更により好ましくは1以下、より更に好ましくは0.6以下である。
[シリカ源]
本明細書において、シリカ源とは、アルコキシシラン等の加水分解によりシラノール化合物を生成するものであり、その加水分解により、無機粉体上にシリカを成長させるために用いる。
具体的には、下記一般式(3)〜(7)で示される化合物、又はこれらの組合せを挙げることができる。これらの化合物中でも、Yがアルコキシ基であるアルコキシシランが好ましい。
SiY4 (3)
R3SiY3 (4)
R3 2SiY2 (5)
R3 3SiY (6)
Y3Si−R4−SiY3 (7)
(式中、R3はそれぞれ独立して、ケイ素原子に直接炭素原子が結合している有機基を示し、R4は炭素数1以上4以下の二価の炭化水素基、又はフェニレン基を示し、Yは加水分解によりヒドロキシ基になる1価の加水分解性基を示す。)
本明細書において、シリカ源とは、アルコキシシラン等の加水分解によりシラノール化合物を生成するものであり、その加水分解により、無機粉体上にシリカを成長させるために用いる。
具体的には、下記一般式(3)〜(7)で示される化合物、又はこれらの組合せを挙げることができる。これらの化合物中でも、Yがアルコキシ基であるアルコキシシランが好ましい。
SiY4 (3)
R3SiY3 (4)
R3 2SiY2 (5)
R3 3SiY (6)
Y3Si−R4−SiY3 (7)
(式中、R3はそれぞれ独立して、ケイ素原子に直接炭素原子が結合している有機基を示し、R4は炭素数1以上4以下の二価の炭化水素基、又はフェニレン基を示し、Yは加水分解によりヒドロキシ基になる1価の加水分解性基を示す。)
シリカ源は、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、一般式(4)〜(6)において、R3は、それぞれ独立して、水素原子の一部がフッ素原子に置換していてもよく、炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは8以上であり、また、好ましくは22以下、より好ましくは18以下、更に好ましくは16以下である。
炭化水素基は、例えば、上記炭素数を有するアルキル基、アルケニル基等の脂肪族炭化水素基、フェニル基、アルキルフェニル基等のアリール基、又はベンジル基、アルキルベンジル基等のアラルキル基である。
一般式(7)において、R4は、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、炭素数1以上4以下のアルカンジイル基(メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロパン−1,2−ジイル基、テトラメチレン基等)又はフェニレン基が好ましい。
一般式(3)〜(7)において、Yは、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは炭素数1以上であり、好ましくは炭素数22以下、より好ましくは炭素数8以下、更に好ましくは炭素数4以下、より更に好ましくは炭素数3以下、更により好ましくは炭素数2以下のアルコキシ基又はフッ素を除くハロゲン基である。
炭化水素基は、例えば、上記炭素数を有するアルキル基、アルケニル基等の脂肪族炭化水素基、フェニル基、アルキルフェニル基等のアリール基、又はベンジル基、アルキルベンジル基等のアラルキル基である。
一般式(7)において、R4は、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、炭素数1以上4以下のアルカンジイル基(メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロパン−1,2−ジイル基、テトラメチレン基等)又はフェニレン基が好ましい。
一般式(3)〜(7)において、Yは、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは炭素数1以上であり、好ましくは炭素数22以下、より好ましくは炭素数8以下、更に好ましくは炭素数4以下、より更に好ましくは炭素数3以下、更により好ましくは炭素数2以下のアルコキシ基又はフッ素を除くハロゲン基である。
より具体的には、シリカ源の加水分解により、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、一般式(3)で示される化合物が好ましい。
より好ましくは、一般式(3)において、Yが炭素数1以上3以下のアルコキシ基であるアルコキシシランであり、これらの中でも、シリカ源の加水分解により、無機粉体上にシリカを成長させ、光沢を低減する観点から、好ましくはオルトケイ酸テトラメチル(テトラメトキシシラン)、オルトケイ酸テトラエチル(テトラエトキシシラン)であり、より好ましくはオルトケイ酸テトラメチルである。
より好ましくは、一般式(3)において、Yが炭素数1以上3以下のアルコキシ基であるアルコキシシランであり、これらの中でも、シリカ源の加水分解により、無機粉体上にシリカを成長させ、光沢を低減する観点から、好ましくはオルトケイ酸テトラメチル(テトラメトキシシラン)、オルトケイ酸テトラエチル(テトラエトキシシラン)であり、より好ましくはオルトケイ酸テトラメチルである。
シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比は、無機粉体上にシリカを成長させ、光沢を低減する観点から、0.1以上であり、好ましくは0.15以上、より好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.3以上、更により好ましくは0.4以上であり、また、同様の観点から、10以下であり、好ましくは5以下、より好ましくは2以下、更に好ましくは1.5以下、更により好ましくは1以下、より更に好ましくは0.8以下、より更に好ましくは0.7以下である。
シリカ源(SiO2換算)/カチオン界面活性剤の質量比は、無機粉体上に成長させる観点から、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.3以上、更に好ましくは0.5以上であり、また、同様の観点から、好ましくは10以下、より好ましくは5以下、更に好ましくは3以下、更により好ましくは2以下である。
シリカ源(SiO2換算)/カチオン界面活性剤の質量比は、無機粉体上に成長させる観点から、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.3以上、更に好ましくは0.5以上であり、また、同様の観点から、好ましくは10以下、より好ましくは5以下、更に好ましくは3以下、更により好ましくは2以下である。
[アルカリ剤]
本発明の製造方法において、シリカ源の加水分解触媒として、アルカリ剤が含まれていることが好ましい。
アルカリ剤としては、アミン類が挙げられる。アミン類としては、炭素数1以上5以下のアルキル基、アルケニル基及びヒドロキシアルキル基から選ばれる有機基又は水素原子を含む第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、及び第四級アンモニウムヒドロキシドから選ばれる少なくとも一種以上が用いられる。なおアミン類の水素原子の数は、有機基の数すなわちアミンの等級によって設定され、当然ながら0であってもよく、一般に省略される。
第一級アミンの具体例としては、エチルアミン、n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、1,3−ジアミノプロパン、ペンチルアミン等が挙げられる。
第二級アミンの具体例としては、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジペンチルアミン等が挙げられ、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミンがより好ましい。
第三級アミンの具体例としては、ジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン等が挙げられ、トリエチルアミン、トリプロピルアミンがより好ましい。
また、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、プロパノールアミン等のアルカノールアミン等の置換アミン類も用いることができる。
本発明の製造方法において、シリカ源の加水分解触媒として、アルカリ剤が含まれていることが好ましい。
アルカリ剤としては、アミン類が挙げられる。アミン類としては、炭素数1以上5以下のアルキル基、アルケニル基及びヒドロキシアルキル基から選ばれる有機基又は水素原子を含む第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、及び第四級アンモニウムヒドロキシドから選ばれる少なくとも一種以上が用いられる。なおアミン類の水素原子の数は、有機基の数すなわちアミンの等級によって設定され、当然ながら0であってもよく、一般に省略される。
第一級アミンの具体例としては、エチルアミン、n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、1,3−ジアミノプロパン、ペンチルアミン等が挙げられる。
第二級アミンの具体例としては、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジペンチルアミン等が挙げられ、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミンがより好ましい。
第三級アミンの具体例としては、ジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン等が挙げられ、トリエチルアミン、トリプロピルアミンがより好ましい。
また、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、プロパノールアミン等のアルカノールアミン等の置換アミン類も用いることができる。
第四級アンモニウムヒドロキシドの具体例としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシド(コリン)、テトラキス(ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド、メチルトリス(ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド等が挙げられ、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドがより好ましい。これらは、単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
本発明の製造法の工程2において、シリカ源を添加する際、カチオン界面活性剤と無機粉体と親水性有機溶媒とを含有する水分散液中のpHは、上記アルカリ剤により調整されていることが好ましい。
工程2で、シリカ源を添加する際の工程1で得られた水分散液のpHは、シリカ源の加水分解により、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは10以上、より好ましくは11以上、更に好ましくは12以上であり、また、同様の観点から、好ましくは13.5以下、より好ましくは13以下である。
本発明の製造法の工程2において、シリカ源を添加する際、カチオン界面活性剤と無機粉体と親水性有機溶媒とを含有する水分散液中のpHは、上記アルカリ剤により調整されていることが好ましい。
工程2で、シリカ源を添加する際の工程1で得られた水分散液のpHは、シリカ源の加水分解により、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは10以上、より好ましくは11以上、更に好ましくは12以上であり、また、同様の観点から、好ましくは13.5以下、より好ましくは13以下である。
[製造方法]
本発明の製造方法は、下記工程1及び2を有する、無機粉体上にシリカを成長させた、無機複合粉体の製造方法である。
工程1:カチオン界面活性剤と、タルク、マイカ、及び硫酸バリウムからなる群から選ばれる1種以上の無機粉体と親水性有機溶媒と水とを混合して、無機粉体の水分散液を製造する工程
工程2:前記工程1で得られた水分散液に、シリカ源を添加して、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が0.1以上10以下の条件でシリカを成長させる工程。
本発明の製造方法は、下記工程1及び2を有する、無機粉体上にシリカを成長させた、無機複合粉体の製造方法である。
工程1:カチオン界面活性剤と、タルク、マイカ、及び硫酸バリウムからなる群から選ばれる1種以上の無機粉体と親水性有機溶媒と水とを混合して、無機粉体の水分散液を製造する工程
工程2:前記工程1で得られた水分散液に、シリカ源を添加して、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が0.1以上10以下の条件でシリカを成長させる工程。
(工程1)
工程1で得られる水分散液には、シリカ源の加水分解触媒として、アルカリ剤を更に混合することが好ましい。アルカリ剤の量としては、前述の好ましいpHとなる量が挙げられる。
工程1において、水分散液中の、カチオン界面活性剤、及び無機粉体の含有量は次のとおりである。
工程1で得られる水分散液には、シリカ源の加水分解触媒として、アルカリ剤を更に混合することが好ましい。アルカリ剤の量としては、前述の好ましいpHとなる量が挙げられる。
工程1において、水分散液中の、カチオン界面活性剤、及び無機粉体の含有量は次のとおりである。
工程1の水分散液中、カチオン界面活性剤の含有量は、効率的に無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.08質量%以上、更により好ましくは0.1質量%以上、より更に好ましくは0.15質量%以上であり、また、無機粉体上に均一にシリカを成長させる観点から、好ましくは5質量%以下、より好ましくは1質量%以下、更に好ましくは0.8質量%以下、更により好ましくは0.5質量%以下、より更に好ましくは0.3質量%以下である。
工程1の水分散液中、無機粉体の含有量は、効率的に無機粉体上にシリカを成長させて、光沢を低減する観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.5質量%以上、更により好ましくは0.8質量%以上であり、また、無機粉体上に均一にシリカを成長させる観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下、更により好ましくは2質量%以下、更により好ましくは1.5質量%以下である。
その他の水分散液中の成分の質量比は、前述のとおりである。
工程1の水分散液中、無機粉体の含有量は、効率的に無機粉体上にシリカを成長させて、光沢を低減する観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.5質量%以上、更により好ましくは0.8質量%以上であり、また、無機粉体上に均一にシリカを成長させる観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下、更により好ましくは2質量%以下、更により好ましくは1.5質量%以下である。
その他の水分散液中の成分の質量比は、前述のとおりである。
水分散液の分散方法としては、例えば、ヘンシェルミキサー等の攪拌機、超音波洗浄器等の超音波処理機が挙げられる。
カチオン界面活性剤((a)成分)、アルカリ剤((b)成分)、無機粉体((c)成分)、親水性有機溶媒及び水を配合させる順序は特に制限はない。混合効率の観点から、好ましくは(i)(a)成分、(b)成分、親水性有機溶媒及び水を混合撹拌した後、(c)成分を投入することが好ましい。
カチオン界面活性剤((a)成分)、アルカリ剤((b)成分)、無機粉体((c)成分)、親水性有機溶媒及び水を配合させる順序は特に制限はない。混合効率の観点から、好ましくは(i)(a)成分、(b)成分、親水性有機溶媒及び水を混合撹拌した後、(c)成分を投入することが好ましい。
(工程2)
工程2は、前記工程1で得られた水分散液に、シリカ源を添加して、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が0.1以上10以下の条件でシリカを成長させる工程である。すなわち、上記条件にて分散液を処理することでシリカ源を加水分解及び縮合させて、無機粉体上にシリカを成長させる工程である。
シリカ源の添加量は前述のシリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比となるように添加される。
工程2のシリカ源添加後の水分散液中、無機粉体の含有量は、効率的に無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.5質量%以上、更により好ましくは0.8質量%以上であり、また、無機粉体上に均一にシリカを成長させる観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下、更により好ましくは2質量%以下、より更に好ましくは1.5質量%以下である。
工程2は、前記工程1で得られた水分散液に、シリカ源を添加して、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が0.1以上10以下の条件でシリカを成長させる工程である。すなわち、上記条件にて分散液を処理することでシリカ源を加水分解及び縮合させて、無機粉体上にシリカを成長させる工程である。
シリカ源の添加量は前述のシリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比となるように添加される。
工程2のシリカ源添加後の水分散液中、無機粉体の含有量は、効率的に無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.5質量%以上、更により好ましくは0.8質量%以上であり、また、無機粉体上に均一にシリカを成長させる観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下、更により好ましくは2質量%以下、より更に好ましくは1.5質量%以下である。
シリカ源を添加した後、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは水分散液を撹拌する。
撹拌温度は、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは10℃以上、より好ましくは20℃以上であり、また、好ましくは80℃以下、より好ましくは60℃以下、更に好ましくは50℃以下である。
撹拌時間は温度によって異なるが、通常、2時間以上、好ましくは4時間以上、より好ましくは6時間以上であり、また、上限は特にないが、好ましくは48時間以下、より好ましくは24時間以下、更に好ましくは16時間以下である。
上記撹拌回転数は、装置により異なるが、好ましくは100rpm以上、より好ましくは200rpm以上であり、また、好ましくは2000rpm以下、より好ましくは1500rpm以下、更に好ましくは1000rpm以下である。
撹拌温度は、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは10℃以上、より好ましくは20℃以上であり、また、好ましくは80℃以下、より好ましくは60℃以下、更に好ましくは50℃以下である。
撹拌時間は温度によって異なるが、通常、2時間以上、好ましくは4時間以上、より好ましくは6時間以上であり、また、上限は特にないが、好ましくは48時間以下、より好ましくは24時間以下、更に好ましくは16時間以下である。
上記撹拌回転数は、装置により異なるが、好ましくは100rpm以上、より好ましくは200rpm以上であり、また、好ましくは2000rpm以下、より好ましくは1500rpm以下、更に好ましくは1000rpm以下である。
シリカ源は、一括添加であっても、分割添加であってもよいが、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、分割添加が好ましい。分割による添加回数は、好ましくは2回以上であり、また、上限は特にないが、生産上、好ましくは10回以下、より好ましくは6回以下である。
分割添加における1回の添加量は均等に分割してもよいし、不均一に分割してもよい。
分割添加の時間間隔は、分割回数にもよるが、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上、更に好ましくは1時間以上であり、また、上限は特にないが、生産性の観点から、好ましくは24時間以下、より好ましくは12時間以下、更に好ましくは8時間以下である。
分割添加における1回の添加量は均等に分割してもよいし、不均一に分割してもよい。
分割添加の時間間隔は、分割回数にもよるが、無機粉体上にシリカを成長させる観点から、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上、更に好ましくは1時間以上であり、また、上限は特にないが、生産性の観点から、好ましくは24時間以下、より好ましくは12時間以下、更に好ましくは8時間以下である。
得られた無機複合粉体は、親水性有機溶媒を含む水中に懸濁した状態で得られる。用途によってはこれをそのまま使用することもできるが、好ましくは複合体を分離して使用する。分離方法としは、ろ過法、遠心分離法等を採用することができる。
工程2で得られた複合体は、通常カチオン界面活性剤等を含む状態で得られるが、工程2で得られた複合体を酸性溶液と1回又は複数回接触させること、例えば複合体を酸性水溶液中で混合することによりカチオン界面活性剤を除去してもよい。酸性水溶液に用いる酸としては、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、及び、酢酸、クエン酸等の有機酸が挙げられるが、塩酸が特に好ましい。得られた複合体は、乾燥させてもよい。
上記により得られた複合体粒子は、無機粉体上にシリカが連珠状に、成長(玉状に連続して成長)した複合体である。
工程2で得られた複合体は、通常カチオン界面活性剤等を含む状態で得られるが、工程2で得られた複合体を酸性溶液と1回又は複数回接触させること、例えば複合体を酸性水溶液中で混合することによりカチオン界面活性剤を除去してもよい。酸性水溶液に用いる酸としては、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸、及び、酢酸、クエン酸等の有機酸が挙げられるが、塩酸が特に好ましい。得られた複合体は、乾燥させてもよい。
上記により得られた複合体粒子は、無機粉体上にシリカが連珠状に、成長(玉状に連続して成長)した複合体である。
[無機複合粉体]
本発明方法により得られる無機複合粉体は、例えば、図1に示されるように、無機粉体上にシリカが連珠状に成長(玉状に連続して成長)したものであり、より具体的には、本発明の無機複合粉体は、無機粉体と、前記無機粉体の表面に結着した複数の、光を拡散しうる光拡散子とを有する。
前記光拡散子は、中実粒状シリカが連結した連結粒状構造を有する。光拡散子は、より好ましくは分岐構造を有する。
前記光拡散子は、例えば、前記無機粉体表面に結着した中実粒状シリカa1及び前記中実粒状シリカa1と結着した中実粒状シリカa2を少なくとも有する。更に、一つの中実粒状シリカに2以上の中実粒状シリカが結合することで、分岐構造を有する樹木状の連結粒状構造を有する光拡散子が得られる。
本発明の光拡散子は、中実粒状シリカ上に別の中実粒状シリカが成長して連結するため、無機粉体の略垂直方向に成長した光拡散子が得られる。したがって、当該光拡散子が、無機粉体の反射光を拡散するため、光沢度を効率的に抑制することができると考えられる。
本発明の無機複合粉体は、例えば、化粧料等に用いられる。
本発明の無機複合粉体は、化粧料に用いることでテカリを抑制することができる。
本発明方法により得られる無機複合粉体は、例えば、図1に示されるように、無機粉体上にシリカが連珠状に成長(玉状に連続して成長)したものであり、より具体的には、本発明の無機複合粉体は、無機粉体と、前記無機粉体の表面に結着した複数の、光を拡散しうる光拡散子とを有する。
前記光拡散子は、中実粒状シリカが連結した連結粒状構造を有する。光拡散子は、より好ましくは分岐構造を有する。
前記光拡散子は、例えば、前記無機粉体表面に結着した中実粒状シリカa1及び前記中実粒状シリカa1と結着した中実粒状シリカa2を少なくとも有する。更に、一つの中実粒状シリカに2以上の中実粒状シリカが結合することで、分岐構造を有する樹木状の連結粒状構造を有する光拡散子が得られる。
本発明の光拡散子は、中実粒状シリカ上に別の中実粒状シリカが成長して連結するため、無機粉体の略垂直方向に成長した光拡散子が得られる。したがって、当該光拡散子が、無機粉体の反射光を拡散するため、光沢度を効率的に抑制することができると考えられる。
本発明の無機複合粉体は、例えば、化粧料等に用いられる。
本発明の無機複合粉体は、化粧料に用いることでテカリを抑制することができる。
本実施例において、SEM観察、光沢度は、以下の方法により行った。
[SEM観察]
無機複合粉体は、イオンスパッタ(E−1010:株式会社日立ハイテクフィールディング製)を用いて金蒸着し、走査型電子顕微鏡(VE−7800:株式会社キーエンス製)を用いてSEM観察を行った。
無機複合粉体は、イオンスパッタ(E−1010:株式会社日立ハイテクフィールディング製)を用いて金蒸着し、走査型電子顕微鏡(VE−7800:株式会社キーエンス製)を用いてSEM観察を行った。
[光沢度]
試料(無機複合粉体又は原料の無機粉体)を、10cm×5cmのポリウレタン製黒色人工皮革(OK−7:オカモト株式会社製)に、塗布量が5mgになるよう調製しながら均一に塗布し、光沢計(日本電色工業株式会社;PG−1M)を用いて60°における光沢度を10か所測定し、平均した。
試料(無機複合粉体又は原料の無機粉体)を、10cm×5cmのポリウレタン製黒色人工皮革(OK−7:オカモト株式会社製)に、塗布量が5mgになるよう調製しながら均一に塗布し、光沢計(日本電色工業株式会社;PG−1M)を用いて60°における光沢度を10か所測定し、平均した。
[SiO2の換算量]
シリカ源のSiO2換算量は、以下の式により換算した。
シリカ源の量(SiO2換算)=シリカ源質量×{[60.08(SiO2分子量)×1分子中のSi原子数]/[シリカ源分子量]}
シリカ源分子量として、TMOS:分子量152.22、TEOS:分子量208.33を用いた。
シリカ源のSiO2換算量は、以下の式により換算した。
シリカ源の量(SiO2換算)=シリカ源質量×{[60.08(SiO2分子量)×1分子中のSi原子数]/[シリカ源分子量]}
シリカ源分子量として、TMOS:分子量152.22、TEOS:分子量208.33を用いた。
[無機粉体の体積平均粒径]
体積平均粒子径はレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、LA−920)にて、溶媒をイオン交換水、屈折率を1.2、循環速度を4とし、循環3minの条件で測定した。
体積平均粒子径はレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、LA−920)にて、溶媒をイオン交換水、屈折率を1.2、循環速度を4とし、循環3minの条件で測定した。
実施例1
容量200mLのガラスビーカーに水酸化テトラメチルアンモニウム(以下「TMAH」ともいう)(和光純薬工業株式会社製)の25質量%水溶液0.168g、塩化ドデシルトリメチルアンモニウムの30質量%水溶液(カチオーゲンTML:第一工業製薬株式会社製)0.592g、イオン交換水60.0g、メタノール(和光純薬工業株式会社製)20.0gを仕込み混合液を得た。混合液の温度は24.7℃、pHは12.6であった。ここへタルク粉体(レーザー回折法による体積平均粒径10〜15μm、和光純薬工業株式会社製 )1.00gを投入し、超音波洗浄器(ASU−3:アズワン株式会社製)を用いて5分間超音波処理し分散液を得た。室温(25℃)にて撹拌下、オルトケイ酸テトラメチル(以下「TMOS」ともいう)(和光純薬工業株式会社製)0.510gを投入し、12時間撹拌反応させたのち無機複合粉体の分散液を得た。この際、撹拌はマグネチックスターラー(SW−600N−1:株式会社日伸理化製)と40×8mmの回転子を用い、600rpmで行った。得られた分散液を、濾紙(No.5C:アドバンテック株式会社製)を用いて濾過し、105℃にて減圧乾燥して無機複合粉体を得た。
SEM観察を行った結果、得られた5000倍のSEM写真を図1に示した。当該SEM写真に示されたスケールバーは2μmに相当する。
SEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
光沢度の測定の結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.84と低下した。
容量200mLのガラスビーカーに水酸化テトラメチルアンモニウム(以下「TMAH」ともいう)(和光純薬工業株式会社製)の25質量%水溶液0.168g、塩化ドデシルトリメチルアンモニウムの30質量%水溶液(カチオーゲンTML:第一工業製薬株式会社製)0.592g、イオン交換水60.0g、メタノール(和光純薬工業株式会社製)20.0gを仕込み混合液を得た。混合液の温度は24.7℃、pHは12.6であった。ここへタルク粉体(レーザー回折法による体積平均粒径10〜15μm、和光純薬工業株式会社製 )1.00gを投入し、超音波洗浄器(ASU−3:アズワン株式会社製)を用いて5分間超音波処理し分散液を得た。室温(25℃)にて撹拌下、オルトケイ酸テトラメチル(以下「TMOS」ともいう)(和光純薬工業株式会社製)0.510gを投入し、12時間撹拌反応させたのち無機複合粉体の分散液を得た。この際、撹拌はマグネチックスターラー(SW−600N−1:株式会社日伸理化製)と40×8mmの回転子を用い、600rpmで行った。得られた分散液を、濾紙(No.5C:アドバンテック株式会社製)を用いて濾過し、105℃にて減圧乾燥して無機複合粉体を得た。
SEM観察を行った結果、得られた5000倍のSEM写真を図1に示した。当該SEM写真に示されたスケールバーは2μmに相当する。
SEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
光沢度の測定の結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.84と低下した。
実施例2
実施例1と同様の操作を利用し、オルトケイ酸テトラメチル(和光純薬工業株式会社製)の投入量を0.763gに変更し、表1に示される配合とすることにより無機複合粉体を得た。
得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.81と低下した。
実施例1と同様の操作を利用し、オルトケイ酸テトラメチル(和光純薬工業株式会社製)の投入量を0.763gに変更し、表1に示される配合とすることにより無機複合粉体を得た。
得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.81と低下した。
実施例3
実施例2と同様の操作を利用し、塩化ドデシルトリメチルアンモニウムの30質量%水溶液(カチオーゲンTML:第一工業製薬株式会社製)の投入量を1.18gに変更し、表1に示される配合とすることにより無機複合粉体を得た。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.86と低下した。
実施例2と同様の操作を利用し、塩化ドデシルトリメチルアンモニウムの30質量%水溶液(カチオーゲンTML:第一工業製薬株式会社製)の投入量を1.18gに変更し、表1に示される配合とすることにより無機複合粉体を得た。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.86と低下した。
実施例4
実施例3と同様の操作を利用し、オルトケイ酸テトラメチル(和光純薬工業株式会社製)の投入量を1.28gに変更し、表1に示される配合とすることにより無機複合粉体を得た。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.65と低下した。
実施例3と同様の操作を利用し、オルトケイ酸テトラメチル(和光純薬工業株式会社製)の投入量を1.28gに変更し、表1に示される配合とすることにより無機複合粉体を得た。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.65と低下した。
実施例5
実施例1と同様の操作を利用し、メタノール(和光純薬工業株式会社製)20.0gを仕込むところをエタノール(和光純薬工業株式会社製)20.0gに変更し、オルトケイ酸テトラメチル(和光純薬工業株式会社製)1.28g仕込むところをオルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)2.09gに変更し、塩化ドデシルトリメチルアンモニウムの30質量%水溶液(カチオーゲンTML:第一工業製薬株式会社製)の投入量を1.17gに変更し、表1に示される配合とすることにより無機複合粉体を得た。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.97と低下した。
実施例1と同様の操作を利用し、メタノール(和光純薬工業株式会社製)20.0gを仕込むところをエタノール(和光純薬工業株式会社製)20.0gに変更し、オルトケイ酸テトラメチル(和光純薬工業株式会社製)1.28g仕込むところをオルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)2.09gに変更し、塩化ドデシルトリメチルアンモニウムの30質量%水溶液(カチオーゲンTML:第一工業製薬株式会社製)の投入量を1.17gに変更し、表1に示される配合とすることにより無機複合粉体を得た。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.97と低下した。
実施例6
実施例1と同様の操作を利用し、タルク粉体(和光純薬工業株式会社製)1.00gをマイカ粉体(和光純薬工業株式会社製)1.00gに変更し、表1に示される配合とすることにより無機複合粉体を得た。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、マイカの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のマイカの光沢度3.36に対し、無機複合粉体の光沢度は2.43と低下した。
実施例1と同様の操作を利用し、タルク粉体(和光純薬工業株式会社製)1.00gをマイカ粉体(和光純薬工業株式会社製)1.00gに変更し、表1に示される配合とすることにより無機複合粉体を得た。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、マイカの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のマイカの光沢度3.36に対し、無機複合粉体の光沢度は2.43と低下した。
実施例7
実施例5と同様の操作を利用し、オルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)の投入方法を、一括投入から分割投入に変更することにより無機複合粉体を得た。
分割の方法は、先ずオルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)1.04gを一括投入し、6時間後にオルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)1.04gを一括投入した。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.61と低下した。
実施例5と同様の操作を利用し、オルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)の投入方法を、一括投入から分割投入に変更することにより無機複合粉体を得た。
分割の方法は、先ずオルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)1.04gを一括投入し、6時間後にオルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)1.04gを一括投入した。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.61と低下した。
実施例8
実施例7と同様の操作を利用し、エタノール(和光純薬工業株式会社製)20.0gを仕込むところをエタノール(和光純薬工業株式会社製)10.0gとメタノール(和光純薬工業株式会社製)10.0gに変更し、オルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)の投入方法を、先ずオルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)1.05g(SiO2換算で0.3)を一括投入し、6時間後にオルトケイ酸テトラメチル(和光純薬工業株式会社製)0.767g(SiO2換算で0.3)を一括投入した。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.35と低下した。
実施例7と同様の操作を利用し、エタノール(和光純薬工業株式会社製)20.0gを仕込むところをエタノール(和光純薬工業株式会社製)10.0gとメタノール(和光純薬工業株式会社製)10.0gに変更し、オルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)の投入方法を、先ずオルトケイ酸テトラエチル(和光純薬工業株式会社製)1.05g(SiO2換算で0.3)を一括投入し、6時間後にオルトケイ酸テトラメチル(和光純薬工業株式会社製)0.767g(SiO2換算で0.3)を一括投入した。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面においてシリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物が形成された。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は1.35と低下した。
比較例1
実施例1と同様の操作を利用し、オルトケイ酸テトラメチル(和光純薬工業株式会社製)の投入量を0.350gに変更し、塩化ドデシルトリメチルアンモニウムの30質量%水溶液(カチオーゲンTML:第一工業製薬株式会社製)の投入量を1.19gに変更し、タルク粉体(和光純薬工業株式会社製)の投入量を1.70gに変更することにより無機複合粉体を得た。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面において球状シリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物の形成は見られなかった。
SEM観察を行った結果、得られた5000倍のSEM写真を図2に示した。当該SEM写真に示されたスケールバーは2μmに相当する。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は2.53とほとんど低下しなかった。
実施例1と同様の操作を利用し、オルトケイ酸テトラメチル(和光純薬工業株式会社製)の投入量を0.350gに変更し、塩化ドデシルトリメチルアンモニウムの30質量%水溶液(カチオーゲンTML:第一工業製薬株式会社製)の投入量を1.19gに変更し、タルク粉体(和光純薬工業株式会社製)の投入量を1.70gに変更することにより無機複合粉体を得た。得られた無機複合粉体はSEM観察の結果、タルクの表面において球状シリカ粒子が固定化し、略垂直方向へ成長した突起物の形成は見られなかった。
SEM観察を行った結果、得られた5000倍のSEM写真を図2に示した。当該SEM写真に示されたスケールバーは2μmに相当する。
この無機複合粉体の光沢度を測定した結果、原体のタルクの光沢度2.59に対し、無機複合粉体の光沢度は2.53とほとんど低下しなかった。
実施例1の写真から、本願で得られた無機粉体は、シリカが樹状に成長していることがわかる。
実施例1〜3と4との比較から、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比がより大きい実施例4では、光沢が低下していることがわかる。
実施例4と5との比較から、TMOSの方が光沢をより抑制していることがわかる。
また、実施例7、8では、シリカ源を分割して添加しているため、光沢の低下が大きい。これは、無機粉体上に、効率よくシリカが成長したためと考えられる。
シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が、0.1より小さい比較例1では、図2に示されるように、無機粉体上に、シリカが成長しておらず、光沢の低下は、ほとんどなかった。
実施例1〜3と4との比較から、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比がより大きい実施例4では、光沢が低下していることがわかる。
実施例4と5との比較から、TMOSの方が光沢をより抑制していることがわかる。
また、実施例7、8では、シリカ源を分割して添加しているため、光沢の低下が大きい。これは、無機粉体上に、効率よくシリカが成長したためと考えられる。
シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が、0.1より小さい比較例1では、図2に示されるように、無機粉体上に、シリカが成長しておらず、光沢の低下は、ほとんどなかった。
Claims (6)
- 下記工程1及び2を有する、無機粉体上にシリカを成長させた、無機複合粉体の製造方法。
工程1:カチオン界面活性剤と、タルク、マイカ、及び硫酸バリウムからなる群から選ばれる1種以上の無機粉体と親水性有機溶媒と水とを混合して、無機粉体の水分散液を製造する工程
工程2:前記工程1で得られた水分散液に、シリカ源を添加して、シリカ源(SiO2換算)/無機粉体の質量比が0.1以上10以下の条件でシリカを成長させる工程 - シリカ源が、アルコキシシランである、請求項1に記載の無機複合粉体の製造方法。
- 工程2のシリカ源添加後の水分散液中、無機粉体の含有量が、0.1質量%以上10質量%以下である、請求項1又は2に記載の無機複合粉体の製造方法。
- 工程2の水分散液中、シリカ源(SiO2換算)/カチオン界面活性剤の質量比が0.1以上5以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の無機複合粉体の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法により得られる、無機複合粉体。
- 無機粉体と、前記無機粉体の表面に結着した複数の光拡散子と、を有し、前記光拡散子が、中実粒状シリカが連結した連結粒状構造を有する、無機複合粉体。
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