JP6477173B2 - 表面被覆酸化亜鉛粒子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の製造方法は、スラリー作製工程と熟成工程とを含むが、通常の粒子の表面処理等で行われる他の工程を1又は2以上更に含んでもよい。また、必要に応じて各工程をそれぞれ2回以上行ってもよい。
スラリー作製工程は、酸化亜鉛及び脂肪酸塩を含有し、かつ該酸化亜鉛の濃度が110g/L以下であるスラリーを作製する工程である。作製方法は特に限定されず、各原料が均一に混合された状態になるように、撹拌することが好ましい。各原料の添加混合順序も特に限定されず、スラリー作製時の温度も特に限定されないが、例えば、作業面からは、5〜35℃でスラリーの作製を行うことが好ましい。
各含有成分は、それぞれ1種又は2種以上を使用することができる。
なお、スラリー中の酸化亜鉛の平均一次粒子径を計測する場合は、スラリーをろ過、水洗後、定温乾燥機(アズワン社製、SONW−450)を用いて105℃、2時間で乾燥して得られた粒子を使用する。
本明細書中、酸化亜鉛の濃度とは、スラリーに含まれる分散媒1Lに対する、酸化亜鉛の含有量(g)を意味する。
熟成工程は、スラリー作製工程で得たスラリーを85℃以上で熟成する工程である。酸化亜鉛濃度が所定範囲にあるスラリーの熟成温度を85℃以上とすることで、亜鉛溶出が充分に抑制され、かつ有機溶媒との馴染みが良好な表面被覆酸化亜鉛粒子を得ることができる。熟成温度は、好ましくは87℃以上、より好ましくは90℃以上である。熟成温度の上限は特に限定されないが、例えば設備等の都合上、200℃以下とすることが好ましい。より好ましくは150℃以下、更に好ましくは120℃以下である。
本明細書中、熟成温度とは、熟成時の最高温度を意味する。また、熟成時間とは、熟成時の最高温度(熟成温度)の保持時間を意味し、最高温度に達するまでの昇温時間は含まない。昇温時間は特に限定されないが、できるだけ短くすることが好適である。
上記熟成工程後、必要に応じてスラリー(熟成スラリーとも称す)を中和してもよい。中和工程では、熟成スラリーのpHを7〜10に調整することが好ましく、より好ましくは7〜8、更に好ましくは7〜7.5である。
なお、中和反応を充分に行うために、中和剤投入後にスラリーを熟成してもよい。この後熟成工程の温度や時間は特に限定されない。
また必要に応じて熟成スラリー(更に中和工程や後熟成工程等の他の工程を経て得られたものも含む)を洗浄してもよい。洗浄方法は特に限定されないが、例えば、熟成スラリーをろ過後、ろ液の電気伝導度が100μS/cm以下となるまで、水及び/又は有機溶媒で洗浄することが好ましい。
上記熟成工程後(更に他の工程を行った後でもよい)、湿式粉砕や乾式粉砕を行うことで、粒子を微細化することが好ましい。中でも乾式粉砕を行うことが好適である。乾式粉砕では、高速回転粉砕機や、圧縮、摩擦、せん断の作用によるエッジランナー等を使用することができる。高速回転粉砕機としては、例えば、アトマイザーが挙げられる。
本発明の製造方法により得られる表面被覆酸化亜鉛粒子は、亜鉛溶出が少なく、かつ有機溶媒との馴染みが良好であるため、有機溶媒中で安定的に分散した状態となる。それゆえ、分散体の状態で保存又は使用されることの多い用途に特に適したものとなる。中でも、化粧料原料に特に好適に用いられる。
本発明の酸化亜鉛粒子分散体(単に「分散体」とも称す)は、本発明の製造方法により得られる表面被覆酸化亜鉛粒子と、有機溶媒と、分散剤とを含む。上述したとおり、表面被覆酸化亜鉛粒子は有機溶媒との馴染みが良好であるため、本発明の分散体は、有機溶媒中で表面被覆酸化亜鉛粒子が均一かつ安定して分散した状態となる。それゆえ、経時で粘度が上昇することがなく、また仮に保存又は使用中に沈降が発生した場合でも、簡単な撹拌で粒子を容易に再分散することができるため、化粧料用途等の種々の用途に有用である。
なお、各含有成分は、それぞれ1種又は2種以上を使用することができる。
本発明の分散体は、有機溶媒中で表面被覆酸化亜鉛粒子が均一かつ安定して分散した状態のものであるため、種々の用途に用いることができる。中でも、化粧料原料として特に有用である。適用される化粧料は特に限定されず、例えば、ファンデーション、化粧下地、日焼け止め、アイシャドウ、頬紅、マスカラ、口紅、サンスクリーン剤等が挙げられる。このように本発明の分散体を含む化粧料もまた、本発明の1つである。
なお、本発明の分散体はシリコーンを必須としないため、使用感に優れた化粧料を与える材料として近年注目されているノンシリコーン材料として使用することもできる。
酸化亜鉛(堺化学工業株式会社製、FINEX−30、平均粒子径35nm)の80g/Lの水スラリーを作製した。
次いで、水スラリーに、ステアリン酸ナトリウム(日本カラー工業株式会社製、KS−3)を、酸化亜鉛重量に対して10%になるよう加えて、90℃まで加温し、90℃到達後2時間熟成させた。
添加したステアリン酸ナトリウムと同モル量の塩化亜鉛の水溶液を、スラリーに30分かけて添加し、pH7.0〜7.5まで中和し、その後1時間熟成させた。
ろ過、ろ液の伝導度が100μS/cm以下まで水洗を行い、得られたケーキを85℃にて16時間乾燥させた後、アトマイザーで粉砕し、本発明の表面被覆酸化亜鉛粒子(1)を得た。
90℃到達後の熟成時間を10分としたこと以外は、実施例1と同様にして、本発明の表面被覆酸化亜鉛粒子(2)を得た。
水スラリー作製時の酸化亜鉛濃度を140g/Lとしたこと以外は、実施例1と同様にして、比較品(C1)を得た。
水スラリーにステアリン酸ナトリウムを添加した後の熟成温度を80℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、比較品(C2)を得た。
高速攪拌機に、酸化亜鉛(堺化学工業株式会社製、FINEX−30、平均粒子径35nm)及び酸化亜鉛に対して5%となるようメチルハイドジェンポリシロキサン(信越化学工業株式会社製、KF−9901)を加え、10分間攪拌した。
得られた処理粉体を乾燥機中120℃で16時間加熱した。
加熱後の粉体をジェットミルを使用して粉砕し、比較品(C3)を得た。
亜鉛溶出抑制効果を評価するため、実施例で得た表面被覆酸化亜鉛粒子又は比較例で得た比較品のそれぞれ(試料粉体)をオレイン酸のアルコール溶液に添加し、この分散体(試験液)の粘度を経時的に測定した。亜鉛が経時で溶出すると溶液の粘度が上昇するため、その粘度上昇の程度により、添加した酸化亜鉛による亜鉛溶出抑制効果を評価することができる。以下に試験方法の詳細を示す。結果を図1に示す。図1には、参考のため、試料粉体を含まない場合(ブランク)も併記した。
<試験方法>
(1)オレイン酸をイソプロピルアルコール中に20重量%となるように加え、試験液を作製する。
(2)その溶液をサンプル管に取り、試験液に対し10重量%の試料粉体を加え、サンプル管を振とうさせ、試験液と粉体とを混合する。
(3)混合直後の試験液の粘度をB型粘度計(ローターNo.3、12rpm、1分間後)で測定する。その後、サンプル管を室温(25℃)下にて静置し、経時で粘度を測定する。
実施例1と比較例1とは、熟成工程に供したスラリーの酸化亜鉛濃度のみが異なり、実施例1と比較例2とは、熟成温度のみが異なる。また、実施例2は、実施例1と熟成時間のみを異ならせた例である。このような相違の下、得られた各酸化亜鉛を含む分散体の経時的な粘度変化を比較すると、図1より、比較例1、2で得た各比較品を用いた場合には、経時で試験液の粘度が大幅に上昇したのに対し、実施例1、2で得た各表面被覆酸化亜鉛粒子を用いた場合には、粘度は殆ど上昇していない。このことから、酸化亜鉛濃度が所定範囲にあるスラリーを所定温度での熟成工程に供することによって初めて、亜鉛溶出抑制効果に著しく優れる表面被覆酸化亜鉛粒子が得られることが分かった。
また比較例3は酸化亜鉛に従来の有機処理を行った例であるが、比較例1、2と同じく経時で試験液の粘度が大幅に上昇した。それゆえ、本発明の製造方法で得られる表面被覆酸化亜鉛粒子は、従来の有機処理を行った酸化亜鉛に対しても、亜鉛溶出抑制効果が優れることが分かった。
有機溶媒との馴染みを評価するため、実施例で得た表面被覆酸化亜鉛粒子又は比較例で得た比較品のそれぞれ(試料)の吸油量を測定した。吸油量の数値が小さいほど、測定油(有機溶媒)との馴染みが良好であることを意味する。以下に試験方法の詳細を示す。結果を表1に示す。
<試験方法>
(1)試料約0.5gを薬包紙に精秤する。
(2)ガラス板の中央、10cmのスリガラス部分に試料を乗せる。
(3)ミクロビュレットに測定油を入れ、0.2mLを試料に滴加し、金ベラで練る。
(4)その後、測定油を1〜2滴ずつ加え、滴加の都度、全体を金ベラで練る。
(5)全体が初めて硬いパテ状の塊になったときを終点とする。
(6)次式によって吸油量を算出する。
吸油量(ml/100g)= V(mL)÷ 試料重量(g)× 100
式中、Vは、滴加した測定油の量(mL)を表す。
ミリスチン酸イソプロピル:花王株式会社製、エキセパールIPM
水添ポリイソブテン:日油株式会社製、パールリーム3
イソノナン酸トリイソデシル:日清オイリオグループ株式会社製、サラコス913
各試料の吸油量を比較すると、実施例1、2で得た各表面被覆酸化亜鉛粒子は、比較例1〜3で得た各比較品に比較して、各測定油に対する吸油量が大幅に低減されている(表1)。したがって、本発明の製造方法で得られる表面被覆酸化亜鉛粒子は、有機溶媒との馴染みが非常に良好であることが分かった。
分散体の安定性を評価するため、実施例1又は2で得た表面被覆酸化亜鉛粒子(試験粉体)と、有機溶媒と、分散剤とを含む分散体の経時粘度変化を観察した。以下に試験方法の詳細を示す。結果を図2に示す。
<試験方法>
(1)140mlのマヨネーズ瓶に、試験粉体50g、ポリヒドロキシステアリン酸4g、パルミチン酸エチルヘキシル46g、φ0.5mmジルコニア(ZrO2)ビーズ100gを投入する。
(2)内蓋でしっかり封をし、ペイントシェーカーで1時間分散させた後、ビーズを分離し、酸化亜鉛の有機溶媒分散体を得る。
(3)この分散体をサンプル管にとり、40℃の乾燥機中で保管し、経時の粘度変化(B型粘度計:ローターNo.M3、60rpm、1分)を観察する。
実施例1、2で得た表面被覆酸化亜鉛粒子は、いずれも本発明の製造方法で得たものであるが、図2より、これらのいずれかを含む分散体は、経時的な粘度上昇が殆ど生じなかったことが分かる。したがって、本発明の製造方法で得られる表面被覆酸化亜鉛粒子、有機溶媒及び分散剤を含む酸化亜鉛分散体は、経時的に安定したものであることが分かった。
Claims (6)
- 酸化亜鉛及び脂肪酸塩を含有し、かつ該酸化亜鉛の濃度が110g/L以下であるスラリーを作製するスラリー作製工程と、
該スラリーを85℃以上で熟成する熟成工程とを含む
ことを特徴とする表面被覆酸化亜鉛粒子の製造方法。 - 前記脂肪酸塩は、金属塩及び/又はアミン塩である
ことを特徴とする請求項1に記載の表面被覆酸化亜鉛粒子の製造方法。 - 請求項1又は2に記載の表面被覆酸化亜鉛粒子の製造方法で得られた表面被覆酸化亜鉛粒子と、有機溶媒及び分散剤とを混合する工程を含む
ことを特徴とする酸化亜鉛粒子分散体の製造方法。 - 前記分散剤は、ポリヒドロキシステアリン酸を含む
ことを特徴とする請求項3に記載の酸化亜鉛粒子分散体の製造方法。 - 前記酸化亜鉛粒子分散体は、化粧料原料に用いられる
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の酸化亜鉛粒子分散体の製造方法。 - 請求項3〜5のいずれかに記載の酸化亜鉛粒子分散体の製造方法で得られた酸化亜鉛粒子分散体を原料に用いる
ことを特徴とする化粧料の製造方法。
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