BRPI0616570A2 - partìcula fina de dióxido de titánio rutila processo de produção e composições compreendendo as mesmas - Google Patents

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BRPI0616570A2
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Atsuki Terabe
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Abstract

PARTìCULA FINA DE DIóXIDO DE TITáNIO RUTILA PROCESSO DE PRODUçãO E COMPOSIçõES COMPREENDENDO AS MESMAS. é um objetivo da presente invenção prover um processo de produção de uma partícula fina de dióxido de titânio rutila tendo uma alta propriedade de proteção contra ultravioleta e alta transparência para luz visível. A presente invenção provê um processo de produção de uma partícula fina de diáxido de titânio rutila, compreendendo as etapas de (1) tratamento de hidrato de diáxido de titânio com pelo menos um de um composto básico selecionado do grupo consistindo em hidróxidos de metais alcalinos e hidróxidos de metais alcalinos-terrosos, e (2) tratamento de composto obtido através de etapa (1) com um composto contendo grupo ácido carboxilico e um ácido inorgânico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PARTÍCULAFINA DE DIÓXIDO DE TITÂNIO RUTILA PROCESSO DE PRODUÇÃO ECOMPOSIÇÕES COMPREENDENDO AS MESMAS".
Campo Técnico
A presente invenção refere-se a um processo para produção deuma partícula fina de dióxido de titânio rutila, e a uma partícula fina de dióxi-do de titânio rutila, a uma composição cosmética, a uma composição de re-vestimento e a uma composição de resina.
Antecedentes da Técnica
Partícula fina de dióxido de titânio é publicamente conhecidacomo um material de proteção de ultravioleta tendo transparência como des-crito nos documentos de patente 1 e 2 abaixo, e é esperado ser usado emvárias aplicações. Estas aplicações podem incluir, por exemplo, um absor-vedor de ultravioleta para composições cosméticas, aditivos para uma com-posição de resina e uma composição de revestimento, e composições derevestimento inorgânicas para formação de um revestimento inorgânico ten-do performance fotocatalítica.
Entretanto, uma partícula fina de dióxido de titânio tendo um talpequeno tamanho de partícula que um diâmetro de partícula primária médioseja 5 a 15 nm não pode ser obtida através do processo descrito no docu-mento de patente 1. A partícula fina de dióxido de titânio descrita no docu-mento de patente 2 é produzida por reação de um produto de reação de dió-xido de titânio hidratado e um composto de sódio básico com ácido hipocló-rico na presença de tricloreto de titânio. Uma vez que o tricloreto de titâniousado aqui é caro e este pode ser decomposto durante estocagem devidobaixa estabilidade, ele não é preferido. Por isso, um processo de uso de umcomposto econômico e altamente estável para produção de uma partículafina de dióxido de titânio tem sido requerido.
Documente de patente 1: JP-B-6-76215
Documento de patente 2: JP-A-2004-115342
Sumário da Invenção
Em vista do estado da técnica acima, é um objetivo da presenteinvenção prover um processo de produção de uma partícula fina de dióxidode titânio rutila alta propriedade de proteção contra ultravioleta e alta trans-parência para luz visível.
A presente invenção pertence a um processo para produção deuma partícula fina de dióxido de titânio rutila, compreendendo as etapas de
(1) tratamento de um dióxido de titânio hidratado com pelo menos umcomposto básico selecionado do grupo consistindo em hidróxidos demetais alcalinos e hidróxidos de metais alcalinos-terrosos, e
(2) tratamento de composto obtido na etapa (1) com um composto conten-do grupo ácido carboxílico e um ácido inorgânico.
No processo de produção de uma partícula fina de dióxido detitânio rutila mencionado acima,
a partícula fina de dióxido de titânio rutila preferivelmente temum diâmetro de partícula primária média de 5 a 15 nm.
A presente invenção pertence a uma partícula fina de dióxido detitânio rutila obtida através do processo de produção de uma partícula fina dedióxido de titânio rutila mencionada acima.
A partícula fina de dióxido de titânio rutila pode ter uma camadade revestimento de sílica de alta densidade sobre sua superfície.
A partícula fina de dióxido de titânio rutila pode ter uma camadade revestimento de um composto de silício orgânico sobre a camada de re-vestimento de sílica de alta densidade.
Preferivelmente, pelo menos uma parte da camada de revesti-mento de um composto de silício orgânico é constituída por um composto desilício orgânico ramificado.
A presente invenção pertence a uma composição cosméticacontendo a partícula fina de dióxido de titânio rutila mencionada acima.
A presente invenção pertence a uma composição de revestimen-to contendo a partícula fina de dióxido de titânio rutila mencionada acima.
A presente invenção pertence a uma composição de resina con-tendo a partícula fina de dióxido de titânio rutila mencionada acima.
A seguir, a presente invenção será descrita em detalhes.A presente invenção pertence a um processo de produção deuma partícula fina de dióxido de titânio rutila e um processo de obtenção demodo estável de dióxido de titânio em uma forma de partícula fina através douso de um composto contendo grupo ácido carboxílico que é um compostoeconômico e altamente estável. Por isso, a partícula fina de dióxido de titâniorutila pode ser obtida em baixo custo. Particularmente, o processo da pre-sente invenção é um excelente processo em que uma tal partícula fina quetem um diâmetro de partícula primária médio seja 5 a 15 nm pode ser esta-velmente produzida sem uso de tricloreto de titânio caro e instável.
Incidentalmente, o diâmetro de partícula primária médio mencio-nado acima pode ser determinado através de medição de um pico em um(110) plano da partícula fina de dióxido de titânio rutila (d=3,245) e aplicandoa seguinte equação de Scherrer & Wilson:
D = K χ λ / β cós θ
onde D representa um tamanho de cristalito, K representa uma constanteassumida ser 1), β representa uma largura integral, λ representa um com-primento de onda de um raio χ e θ representa um ângulo de difração.
A partícula fina de dióxido de titânio rutila obtida através do pro-cesso de produção de uma partícula fina de dióxido de titânio da presenteinvenção preferivelmente tem uma área de superfície específica (pelo pro-cesso de Brunauer - Emmerit - Teller) de 100 a 200 m2/g.
Uma primeira etapa no processo de produção de uma partículafina de dióxido de titânio rutila da presente invenção é uma etapa (etapa 1)de tratamento de dióxido de titânio hidratado com pelo menos um compostobásico selecionado do grupo consistindo em hidróxidos de metais alcalinos ehidróxidos de metais alcalinos-terrosos.
Dióxido de titânio hidratado pode ser obtido através da hidrólisede um composto de titânio solúvel em água tal como sulfato de titânio, clore-to de titânio e semelhantes. Um processo de hidrólise não é particularmentelimitado e um processo conhecido publicamente pode ser aplicado. Entreeles, dióxido de titânio hidratado obtido por hidrólise térmica de sulfato detitânio é preferido.A etapa (1) acima pode ser realizada, por exemplo, através deadição de composto básico acima a uma suspensão aquosa do dióxido detitânio hidratado acima e tratando (reagindo) a resultante mistura por umtempo predeterminado sob a condição de uma temperatura predeterminada.
Um processo de formação de uma suspensão aquosa do dióxidode titânio hidratado acima não é particularmente limitado e a suspensão a-quosa pode ser preparada através de adição de dióxido de titânio hidratadoacima a água e agitando a resultante mistura. A concentração da suspensãonão é particularmente limitada, mas é preferivelmente, por exemplo, umaconcentração tal que a concentração de TiO2 é 30 a 150 g/L na suspensão.Emprego da faixa de concentração mencionada acima permite uma reação(tratamento) proceder eficientemente.
Pelo menos um de um composto básico selecionado do grupoconsistindo em hidróxidos de metais alcalinos e hidróxidos de metais alcali-nos-terrosos usados na etapa (1) acima e não é particularmente limitado epode incluir, por exemplo, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxi-do de magnésio, e hidróxido de cálcio. A quantidade do composto básicoacima a ser adicionado na etapa (1) acima é preferivelmente uma tal quanti-dade que a concentração do composto básico em ma suspensão reativa(tratamento) é de 30 a 300 g/L.
A etapa (1) acima é preferivelmente realizada em uma tempera-tura de reação (tratamento) de 60 a 120°C. Um tempo de reação (tratamen-to) varia dependendo da temperatura de reação (tratamento), mas um tempode reação de 2 a 10 horas é preferido. Uma reação (tratamento) é preferi-velmente realizada através de adição de uma solução aquosa de hidróxidode sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de magnésio ou hidróxido de cál-cio a uma suspensão de dióxido de titânio hidratado. O dióxido de titânio hi-dratado mencionado acima tratado com um composto básico pode ser obtidopor resfriamento de uma mistura reagida (tratada) após esta reação (trata-mento), neutralização de mistura reagida (tratada) com um ácido inorgânicocomo ácido clorídrico quando requerido, e então filtrando e rinsando a mistu-ra reagida (tratada).Uma segunda etapa no processo de produção de uma partículafina de dióxido de titânio rutila da presente invenção é uma etapa (etapa 2)de tratamento de composto obtido pela etapa (1) com um composto conten-do grupo ácido carboxílico e um ácido inorgânico. Na produção da partículafina de dióxido de titânio rutila, um processo de tratamento de composto ob-tido através da etapa (1) acima com um ácido inorgânico é publicamenteconhecido, mas o processo da presente invenção é um processo de uso deum composto contendo grupo ácido carboxílico em adição ao ácido inorgâni-co. Através de uso de composto contendo grupo ácido carboxílico, um diâ- metro de partícula pode ser controlado e uma desejada partícula fina de dió-xido de titânio rutila pode ser obtida.
O composto contendo grupo ácido carboxílico mencionado aci-ma é um composto orgânico tendo grupo -COOH. O composto contendogrupo ácido carboxílico acima é preferivelmente um ácido policarboxílicotendo dois ou mais grupos ácido carboxílico, mais preferivelmente pelo me-nos dois e no máximo 4 grupos ácido carboxílico. Uma vez que o ácido poli-carboxílico mencionado acima tem a propriedade de coordenação a um á-tomo de metal, é pensado que o ácido policarboxílico acima inibe a coagula-ção entre partículas finas através desta coordenação e pelo que a partículafina de dióxido de titânio rutila pode ser apropriadamente obtida.
O composto contendo grupo ácido carboxílico acima não é parti-cularmente limitado e exemplos dos compostos podem incluir ácidos dicar-boxílicos como ácido oxálico, ácido malônico, ácido succínico, ácido glutári-co, ácido adípico, ácido propil malônico, e ácido maléico; ácidos hidróxi car- boxílicos multivalentes como ácido málico, ácido tartárico e ácido cítrico; áci-dos policarboxílicos aromáticos como ácido ftálico, ácido isoftálico, ácidohemimelítico e ácido trimelítico; e ácido etileno diamino tetra acético. Duasou mais espécies destes compostos podem ser simultaneamente usadas emcombinação.
Todo ou uma parte do composto contendo grupo ácido carboxíli-co acima pode ser produtos neutralizados de um composto orgânico tendogrupo -COOH (por exemplo, um composto orgânico tendo grupo -COONa esemelhantes). É pensado que grupos -COOH derivados de equilíbrio quími-co na mistura com um ácido inorgânico são produzidos mesmo se o produtode neutralização é usado sobre o tratamento, por isso que o mesmo trata-mento como um usando o composto contendo grupo ácido carboxílico deacordo com a presente invenção pode ser realizado.
O ácido inorgânico mencionado acima não é particularmentelimitado e pode incluir, por exemplo, ácido clorídrico, ácido sulfúrico e ácidonítrico. O ácido inorgânico acima é preferivelmente adicionado de modo quea concentração em uma solução para a reação (tratamento) realizando aetapa (2) é de 0,5 a 2,5 moles/L, mais preferivelmente 0,8 a 1,4 mol/L.
A etapa (2) mencionada acima é preferivelmente realizada emuma maneira tal que o composto obtido pela etapa (1) acima é suspenso emágua pura e tratado sob agitação com aquecimento quando requerido. Ocomposto contendo grupo ácido carboxílico e o ácido inorgânico podem seradicionados simultaneamente ou em sucessão, mas é preferido adicionarem sucessão. Para a ordem de adição, o ácido inorgânico pode ser adicio-nado após a adição do composto contendo grupo ácido carboxílico ou ocomposto contendo grupo ácido carboxílico pode ser adicionado após a adi-ção do ácido inorgânico. Exemplos dos processos de adição podem incluirum processo (processo 1) no qual um composto contendo grupo carboxílicoé adicionado a uma suspensão do composto obtido através da etapa (1) a-cima e aquecimento desta mistura é iniciado, e um ácido inorgânico é adi-cionado a esta mistura quando uma temperatura de mistura atinge 60°C oumais, preferivelmente 90°C ou mais, e a resultante mistura é preferivelmenteagitada por 15 minutos a 5 horas, mais preferivelmente por 2 a 3, horas en-quanto mantendo uma temperatura de mistura; e um processo (processo 2)no qual uma suspensão do composto obtido através de etapa (1) acima éaquecido, e a esta suspensão, um ácido inorgânico é adicionado quandouma temperatura da suspensão atinge 60°C ou mais, preferivelmente 90°Cou mais, e a isto, um composto contendo grupo ácido carboxílico é adiciona-do após um lapso de 10 a 15 minutos a partir da adição do ácido inorgânico,e a resultante mistura é preferivelmente agitada por 15 minutos a 5 horas,mais preferivelmente por 2 a 3, horas enquanto mantendo a temperatura demistura. Através de realização destes processos, apropriada partícula fina dedióxido de titânio rutila pode ser obtida.
Quando a etapa (2) acima é realizada de acordo com o processo1 acima, o composto contendo grupo ácido carboxílico é preferivelmente u-sado em uma quantidade de 0,25 a 1,5 % em mol com relação a 100 % emmol de TiO2, e mais preferivelmente usado em uma quantidade de 0,4 a 0,8mol %. Quando a quantidade do composto contendo grupo ácido carboxílicoa ser adicionada é menos que 0,25 mol %, o crescimento de uma partículaprocede e a partícula tendo um desejado tamanho de partícula não pode serobtida, e quando a quantidade do composto contendo grupo ácido carboxíli-co a ser adicionado é mais que 1,5 % em mol, a formação de uma partículatipo rutilo não se procede e uma partícula tipo anátase pode ser produzida.
Quando a etapa (2) acima é realizada de acordo com o processo2 acima, o composto contendo grupo ácido carboxílico acima é preferivel-mente usado em uma quantidade de 1,6 a 4,0 % em mol com relação a 100% em mol de TiO2, e mais preferivelmente usado em uma quantidade de 2,0a 2,4 % em mol. Quando a quantidade do composto contendo grupo ácidocarboxílico a ser adicionada é menos que 1,6 % em mol, o crescimento deuma partícula procede e uma partícula tendo um desejado tamanho de partí-cula pode não ser obtida, e quando a quantidade do composto contendogrupo ácido carboxílico a ser adicionada é mais que 4,0 % em mol, a forma-ção de uma partícula tipo rutilo não procede e uma partícula tipo anátasepode ser produzida, e um efeito não se torna melhor embora a quantidadedo composto contendo grupo ácido carboxílico a ser adicionada seja maisque 4,0 % em mol e este caso é economicamente desvantajoso. Ainda,quando o composto contendo grupo ácido carboxílico é adicionado antes deum lapso de 10 minutos a partir da adição do ácido inorgânico, a formaçãode uma partícula tipo rutilo não procede e uma partícula tipo anátase podeser produzida, e quando o composto contendo grupo ácido carboxílico é adi-cionado após um lapso de mais de 15 minutos a partir da adição do ácidoinorgânico, o crescimento de uma partícula procede excessivamente e umapartícula tendo um desejado tamanho de partícula não pode ser obtida.
Na etapa (2) acima, é preferido que após o término de uma rea-ção (tratamento), uma mistura reagida (tratada) é resfriada e ainda neutrali-zada em uma maneira tal que um pH cai dentro de uma faixa de 5,0 a 10,0.
A neutralização acima pode ser realizada com um composto alcalino comouma solução aquosa de hidróxido de sódio ou amônia alcalina. A desejadapartícula fina de dióxido de titânio rutila pode ser separada por filtração erinsagem após a neutralização.
A partícula fina de dióxido de titânio rutila assim obtida tambémconstitui a presente invenção. A partícula fina de dióxido de titânio rutila dapresente invenção pode ser usada para um absorvedor de ultravioleta paracomposições cosméticas, aditivos para composição resina e uma composi-ção de revestimento, e composições de revestimento inorgânicas para for-mação de um revestimento inorgânico tendo performance fotocatalítica.
Como é conhecido, dióxido de titânio tem atividade fotocatalítica.
Uma vez que a atividade foto catalítica ocorre na superfície da partícula dedióxido de titânio, a partícula de dióxido de titânio torna-se uma partículatendo atividade foto catalítica alta quando ela tem um pequeno tamanho departícula como com a partícula fina de dióxido de titânio rutila da presenteinvenção. Quando a partícula de dióxido de titânio é usada para aplicaçõesutilizando a atividade foto catalítica como composições de revestimento inor-gânicas para formação de um revestimento inorgânico tendo performancefoto catalítica, é uma propriedade vantajosa ter tal alta atividade foto catalítica.
Por outro lado, quando a partícula fina de dióxido de titânio rutilada presente invenção é usada para uma aplicação de composições cosméti-cas, ou aditivos para uma composição de resina e uma composição de re-vestimento contendo uma resina orgânica, é preferido suprimir atividade desuperfície através de formação de camada de revestimento de sílica de altadensidade sobre sua superfície porque a alta atividade foto catalítica é umapropriedade indesejável.
Uma vez que dióxido de titânio geralmente tem uma alta ativida-de de superfície, por exemplo, quando ele é misturado em uma composiçãocosmética, ele causa problemas em que ele faz um material óleo, um perfu-me, um material corante, um absorvedor de ultravioleta orgânico ou outrosaditivos, tendo sido misturados em uma composição cosmética, deterioraremquimicamente, causa a descoloração e o aroma alterado de compostos mis-turados, e varia a viscosidade da composição cosmética no caso onde acomposição cosmética é líquida. Ainda, quando dióxido de titânio com tama-nho de partícula ainda menor é usado, existe um problema em que os pro-blemas mencionados acima tornam-se mais notáveis uma vez que uma áreade superfície específica aumenta e a atividade de superfície se torna alta.
Quando partículas finas de dióxido de titânio são usadas paracosméticos, é importante que a superfície da partícula fina de dióxido de ti-tânio não seja exposta ao exterior de modo que compostos orgânicos e odióxido de titânio, que são usados em combinação na composição cosméti-ca, não entrem em contato direto um com outro de modo a controlar a ativi-dade de superfície da partícula fina de dióxido de titânio com confiabilidade.Considerando o objeto acima, um material para revestimento tem de ser ina-tivo mesmo quando ele está em contato com uma substância externa, e umasubstância de revestimento tem de ter uma certa espessura e tem de serhermética. Por exemplo, se a densidade da camada de revestimento é bai-xa, substâncias externas podem penetrar na superfície das partículas atra-vés de poros finos na camada de revestimento. Assim, a camada de reves-timento é requerida ser hermética.
Ainda, quando uma partícula fina de dióxido de titânio é dispersaem um material óleo e irradiada com luz solar, a partícula fina de dióxido detitânio que absorveu raios ultravioletas é descolorida negro-e-azul. Entretan-to, a composição cosmética da presente invenção, contendo a específicapartícula fina de dióxido de titânio rutila mencionada acima, não é descolori-da negro-e-azul. E, quando uma partícula fina de dióxido de titânio é disper-sa em Vaselina branca e irradiada com luz solar, a vaselina é descoloridaamarela, mas quando a partícula fina de dióxido de titânio rutila preparadaatravés do processo acima é usada, a vaselina não é descolorida de amare-Ιο. A partir destes resultados, é aparente que em uma composição cosméticaprotetora contra ultravioleta misturada com a partícula fina de dióxido de titâ-nio rutila acima, a atividade de superfície é inibida e a estabilidade é exce-lente.
Como um material constituindo a camada de revestimento, com-postos de alumínio e zircônio podem ser outros dados que não sílica a partirde verificações técnicas convencionais, mas é difícil formar uma camada derevestimento hermética de hidróxido ou oxido hidratado de alumínio ou zir-cônio em líquido. Se pulverizado de partículas é calcinado após formação decamada de revestimento, a camada de revestimento pode ser mais herméti-ca, mas se pulverizado de partículas é calcinado, um estado de partículasfinas não pode ser mantido devido a fusão entre partículas.
E, a camada de revestimento de sílica de alta densidade é prefe-rivelmente uma camada na qual quantidades de componentes a serem usa- dos outros que não sílica são reduzidas. Mais especificamente, é preferidoque os teores de elementos outros que não silício e oxigênio na camada derevestimento de sílica de alta densidade sejam menos que 30%. Em um re-vestimento de superfície de pigmento, um revestimento misto tal como sílica- alumina ou sílica - zircônia é freqüentemente formado. Entretanto, uma vez que a partícula fina de dióxido de titânio rutila da presente invenção tem umdiâmetro de partícula extremamente pequeno e por isso tem atividade desuperfície muito alta, é preferido formar a camada de revestimento de sílicade alta densidade que é um revestimento mais hermético para suprimir com-pletamente a atividade de superfície.
A camada de revestimento de sílica de alta densidade mencio-nada acima é uma camada de sílica formada mais hermeticamente que onormal sobre a superfície da partícula fina de dióxido de titânio rutila e é pre-ferivelmente formada densamente ara o nível no qual a atividade foto catalí-tica de dióxido de titânio pode ser adequadamente inibida. Uma al camada de revestimento de sílica de alta densidade pode incluir, por exemplo, umacamada de revestimento (uma camada de revestimento 1) formada por adi-ção de silicato solúvel em água a uma suspensão aquosa da partícula finade dióxido de titânio rutila e adicionando ácido a esta mistura para neutrali-zar a suspensão, e uma camada de revestimento (uma camada de revesti-mento 2) formada através de adição simultânea de silicato solúvel em águae ácido à suspensão aquosa da partícula fina de dióxido de titânio rutila en-quanto mantendo uma propriedade básica e então ainda adicionando ácidopara neutralizar a suspensão.
Na formação da camada de revestimento 1 acima, primeiro, osilicato solúvel em água é adicionado à suspensão aquosa da partícula finade dióxido de titânio rutila. A concentração da partícula fina de dióxido detitânio rutila na suspensão aquosa mencionada acima preferivelmente variade 50 a 250 g/L. O silicato solúvel em água mencionado acima não é particu-larmente limitado e, por exemplo, silicato de sódio, silicato de potássio, esemelhantes podem ser usados. Uma quantidade do silicato solúvel em á-gua acima a ser adicionada é preferivelmente 10 a 100 % em peso em ter-mos de SiO2 com relação a dióxido de titânio. E, a partícula fina de dióxidode titânio rutila é preferivelmente preparada por moagem bruta de dióxido detitânio dentro de um moinho tal como um moinho de areia antes de tratamento.
Quando uma quantidade do silicato solúvel em água acima émenos que 10% em peso em termos de SiO2, podem haver casos onde asuperfície da partícula fina de dióxido de titânio não pode ser completamenterevestida, e quando é mais que 100% em peso, a habilidade para protegerde raios ultravioletas pode ser deteriorada devido redução no teor de dióxidode titânio.
A subseqüente etapa de neutralização é uma etapa de formaçãode uma camada de revestimento de sílica através de adição de ácido gradu-almente à suspensão aquosa acima para neutralização. A etapa de neutrali-zação é preferivelmente realizada através de adição de ácido com o gastode tempo de 30 minutos ou mais enquanto mantendo uma temperatura desuspensão de 60°C ou maior. A neutralização é preferivelmente continuadaaté um pH cair dentro de uma faixa de 6,0 a 8,0. O ácido usado para a neu-tralização acima não é particularmente limitado e inclui, por exemplo, ácidosinorgânicos como ácido sulfúrico e semelhantes, e ácidos orgânicos comoácido acético, ácido oxálico e semelhantes podem ser usados.
Na formação da camada de revestimento 1 acima, a condição detemperatura e a condição de tempo (um período de tempo) para adição deagente neutralizante na etapa de neutralização acima são importantes. Ouseja, é preferido que o agente neutralizante seja adicionado com um gastode tempo de 30 minutos ou mais, preferivelmente 40 minutos ou mais, emais preferivelmente 60 minutos ou mais, enquanto mantendo uma tempera-tura de suspensão nesta etapa em 60°C ou mais, preferivelmente 80°C oumais e a suspensão é neutralizada até um pH cair dentro de uma faixa de6,0 a 8,0.
Na formação da camada de revestimento 2 acima, primeiro, osilicato solúvel em água e o ácido são adicionados à suspensão aquosa dapartícula fina de dióxido de titânio rutila. A concentração da partícula fina dedióxido de titânio rutila na suspensão aquosa preferivelmente varia de 50 a250 g/L. O silicato solúvel em água não é particularmente limitado e por e-xemplo, silicato de sódio, silicato de potássio, e semelhantes podem ser u-sados. Uma quantidade do silicato solúvel em água acima a ser adicionada épreferivelmente 1 a 50% em peso em termos de S1O2 com relação a dióxidode titânio. O ácido acima não é particularmente limitado e inclui, por exem-plo, ácidos inorgânicos como ácido sulfúrico e semelhantes, e ácidos orgâni-cos como ácido acético, ácido oxálico e semelhantes podem ser usados. Osilicato solúvel em água e o ácido são preferivelmente e simultaneamenteadicionados com o gasto de tempo de 40 minutos ou mais, enquanto man-tendo uma temperatura de solução e um pH dentro de faixas de 60°C oumais e 9 a 10,5, respectivamente. Mais preferivelmente, a temperatura du-rante a adição é de 80°C ou mais e o tempo da adição é de 60 minutos oumais. Ainda, uma quantidade do ácido acima a ser adicionada é apropria-damente selecionada de modo que um pH possa ser mantido dentro de umafaixa de 9 a 10,5.
A subseqüente etapa de neutralização é uma etapa de formaçãode uma camada de revestimento de sílica através de adição de ácido à sus-pensão aquosa acima para neutralização. A etapa de neutralização é prefe-rivelmente continuada até um pH cair dentro de uma faixa de 6,0 a 8,0. Oácido usado para a neutralização acima não é particularmente limitado e porexemplo, ácidos inorgânicos como ácido sulfúrico e semelhantes, e ácidosorgânicos como ácido acético, ácido oxálico e semelhantes podem ser usa-dos.
A partícula fina de dióxido de titânio rutila tendo a camada derevestimento de sílica de alta densidade mais preferivelmente tem a camadade revestimento de sílica de alta densidade em uma quantidade de 1 a 50%em peso com relação a dióxido de titânio sobre sua superfície.
A partícula fina de dióxido de titânio rutila tendo a camada derevestimento de sílica de alta densidade pode ser uma substância na qualtratamento de superfície por um composto de silício orgânico é ainda aplica-do sobre a camada de revestimento de sílica de alta densidade (uma subs-tância tendo uma camada de revestimento de um composto de silício orgâ-nico). Através de aplicação de tratamento de superfície através de um com-posto de silício orgânico, capacidade de dispersão em um material óleo nacomposição cosmética e repelência à água podem ser aperfeiçoadas. Notratamento de superfície acima, é preferido, geralmente, permitir um com-posto de silício orgânico em uma quantidade de 1 a 20 % em peso com rela-ção a dióxido de titânio aderir à camada de revestimento de sílica de altadensidade. Uma quantidade de 3 a 10% em peso é mais preferida. Quandoa quantidade do composto de silício orgânico acima é de menos que 1% empeso com relação a dióxido de titânio, um efeito de aperfeiçoamento de ca-pacidade de dispersão no material óleo na composição cosmética é pobre, epor outro lado quando a quantidade do composto de silício orgânico acima émais que 20% em peso, a capacidade de dispersão no material óleo nacomposição cosmética e a repelência de água tornam-se saturadas e isto éeconomicamente desvantajoso. Exemplos dos compostos de silício orgâni- cos acima podem incluir dimetil polissiloxano, metil hidrogênio polissiloxano,e silicone ramificado. Estes compostos podem ser usados sozinhos ou emcombinação de duas ou mais espécies. Se eles são usados em combinação,eles podem ser usados como uma mistura de dois tipos dos compostos or-ganossilício em uma única etapa de tratamento de superfície, ou podem serusados em um tratamento de duas etapas com cada composto de silício or-gânico em cada etapa.
Quando a partícula fina de dióxido de titânio rutila da presenteinvenção é usada para uma aplicação em composições cosméticas, é prefe-rido que pelo menos uma parte do composto de silício orgânico acima sejaum composto de silício orgânico ramificado, e é particularmente preferidoque pelo menos uma parte do composto de silício orgânico acima seja umsilicone ramificado. O silicone ramificado acima é silicone de uma estruturabidimensional, que tem uma cadeia lateral consistindo em um esqueleto po-lissiloxano. O silicone ramificado acima é um preferido em que através douso deste silicone, uma sensação durante o uso torna-se melhor e um senti-do de uso de uma composição cosmética é aperfeiçoado.
Como o silicone ramificado acima, por exemplo, compostos co-mo uma substância mostrada na JP-A-2002-154917 pode ser empregado.Mais especificamente, ali pode ser especificamente usado (i) um compostopolissiloxano ramificado compreendendo uma unidade de [R13SiOi/2]k e umaunidade de [R1Si03/2]i, onde 1/k é 0,3 a 1,5, e (ii) um composto polissiloxanocíclico expresso pela seguinte fórmula de composição média:
<formula>formula see original document page 15</formula>
e/ou (iii) um composto polissiloxano ramificado formado por polimerização deum composto polissiloxano expresso pela seguinte fórmula de composiçãomédia:
<formula>formula see original document page 15</formula>
usando um catalisador ácido ou um catalisador alcalino, onde R1 pode ser omesmo ou diferente e é selecionado de um átomo de hidrogênio, um grupohidroxila, um grupo alquila tendo 1 a 30 átomos de carbono, um grupo arila,um grupo aralquila, um grupo alquila tendo um substituinte de flúor, um gru-po alquila tendo um substituinte de um grupo amino, e um grupo alquila ten-do um substituinte de um grupo carboxila, e um grupo alcóxi tendo 1 a 6 á-tomos de carbono, e R2 pode ser o mesmo ou diferente e é selecionado deum átomo de hidrogênio, um grupo alquila tendo 1 a 30 átomos de carbono,um grupo arila, um grupo aralquila, um grupo alquila tendo um substituintede flúor, um grupo alquila tendo um substituinte de um grupo amino e umgrupo alquila tendo um substituinte de um grupo carboxila, m é um nQ inteirode 3 a 10 e ρ é um ne inteiro de 0 a 100.
Como um composto de silício orgânico ramificado, que é obtení-vel através do processo de produção mencionado acima, por exemplo, umcomercialmente disponível pode ser empregado, e como um comercialmentedisponível, por exemplo, KF-9908, KF-9909 (marca registrada, ambos pro-duzidos por Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) e semelhantes podem ser apro-priadamente usados. Quando o composto de silício orgânico ramificado éusado, este composto pode ser usado sozinho ou pode ser usado em com-binação com um composto de silício orgânico de cadeia reta como dimetilpolissiloxano ou metil hidrogênio polissiloxano. Este uso combinado é prefe-rido em que ambas propriedades balanceadas do sentido de uso como umacomposição cosmética e a capacidade de dispersão no material óleo podemser obtidas através do uso combinado. E, um processo de tratamento desuperfície pelo composto de silício orgânico pode ser um processo de reali-zação de tratamento de superfície em uma etapa usando uma mistura deduas espécies de compostos de silício orgânico, ou um processo de realiza-ção de tratamento de superfície em duas etapas usando cada uma de duasespécies de compostos de silício orgânicos. Quando o tratamento de super-fície é realizado em duas etapas, é preferido realizar o tratamento através decomposto de silício orgânico ramificado após o tratamento através de com-posto de silício orgânico de cadeia reta a partir do ponto de vista de que par-tícula fina de dióxido de titânio rutila, que é excelente em ambas proprieda-des do sentido de uso e dispersibilidade, podem ser obtidas.
A partícula fina de dióxido de titânio rutila mencionada acimapode ser apropriadamente usada para composições cosméticas, e umacomposição cosmética contendo a partícula fina de dióxido de titânio rutilamencionada acima também constitui a presente invenção. A composiçãocosmética da presente invenção preferivelmente contém 1 a 80% em pesoda partícula fina de dióxido de titânio rutila mencionada acima. Quando oteor da partícula fina de dióxido de titânio rutila é menos que 1% em peso, oefeito de proteção contra raios ultravioletas não pode ser adequadamenteobtido, e quando o teor é 80% em peso ou mais, pode tornar-se difícil man-ter a estabilidade de uma composição cosmética. O limite inferior acima doteor é mais preferivelmente 5% em peso e o limite superior é mais preferi-velmente 50% em peso.
A partícula fina de dióxido de titânio rutila revestida com o com-posto de silício orgânico acima é preferida em que é fácil de fabricar suaformulação uniforme ao lado de uma composição à base de óleo quando elaé processa em uma emulsão do tipo água em óleo. Ainda, quando a compo-sição cosmética protetora contra ultravioleta é aplicada a uma pele, é prefe-rido que a composição cosmética possa ser mantida sobre a pele por umlongo tempo através de prevenção de partícula fina de dióxido de titânio ruti-la acima escorrendo devido a suor do corpo humano. É preferido realizar otratamento de superfície através de composto de silício orgânico acima umavez que alta repetência à água é obtida.
E, a composição cosmética acima é freqüentemente misturadacom um material óleo de silicone, e um composto de silício orgânico como oque tem uma alta afinidade para o material óleo de silicone acima e excelen-te estabilidade de dispersão. Em adição a isto, particularmente, um compos-to de silício orgânico tendo um grupo hidrogênio como metil hidrogênio polis-siloxano, copolímero de dimetil polissiloxano - metil hidrogênio polissiloxanoou semelhantes, ou compostos de silício orgânicos reativos tendo um grupoalcoxila contribui para dupla inativação da atividade de superfície junto comuma camada de revestimento através de hidróxido ou óxido hidratado desilício através de eliminação de um grupo OH que torna-se uma causa daatividade de superfície através de reação com o grupo OH de uma superfíciede pulverizado para ligar quimicamente. Como um resultado, a atividade desuperfície da partícula fina de dióxido de titânio rutila pode ser controlada emum menor nível, e alta dispersibilidade é provida quando o oxido de titânio émisturado em composições cosméticas. No momento de uso, efeito de pro-teção contra UV de vida longa pode ser mantido devido à repelência de água.
A composição cosmética da presente invenção preferivelmenteainda contém um óleo de silicone volátil. A superfície de partícula de dióxidode titânio tratado com a camada de revestimento de sílica de alta densidadee o composto de silício orgânico pode ser processada em uma composiçãocosmética tendo dispersibilidade extremamente alta através do uso da mes-ma em combinação com o óleo de silicone volátil. O óleo de silicone volátilnão é particularmente limitado e substâncias publicamente conhecidas comodeca metil ciclo penta siloxano, octametil ciclotetrassiloxano e semelhantespodem ser usadas. Estas substâncias podem ser usadas sozinhas ou emcombinação arbitrária de duas ou mais espécies. Um tal óleo de silicone vo-látil pode ser misturado na composição cosmética da presente invenção emuma quantidade de 5 a 70% em peso com relação à quantidade total dacomposição, preferivelmente 10 a 40% em peso.
Na composição cosmética da presente invenção, qualquer com-ponente aquoso e componente à base de óleo que possa ser usado nocampo cosmético pode ser usado em combinação em adição aos compo-nentes constituindo a mistura acima. O componente aquoso e componente àbase de óleo não são particularmente limitados, e por exemplo, uma subs-tância óleo, um tensoativo, um agente umectante, um álcool superior, umagente de bloqueio de íon metálico, um polímero natural ou sintético, umpolímero solúvel em óleo ou solúvel em água, um absorvedor de ultravioleta,um extrato, um pigmento orgânico ou inorgânico, um mineral argila inorgâni-co ou orgânico, um pigmento inorgânico e orgânico tratado com sabão demetal ou silicone, um agente corante tal como um corante orgânico, um a -gente anti-séptico, um antioxidante, uma matéria corante, um espessante,um agente de controle de pH, um perfume, um agente refrigerante, um anti-perspirante, um fungicida, e um ativador de pele podem ser contidos. Espe-cificamente, é possível que uma ou mais espécies de componentes descritosabaixo sejam misturados em proporções arbitrárias e uma desejada compo-sição cosmética seja produzida de acordo com processos normais. Quanti-dades dos componentes a serem misturados não são particularmente limita-das tanto quanto elas estejam dentro de uma faixa na qual um efeito da pre-sente invenção não seja prejudicado.
A substância em óleo mencionada acima não é particularmentelimitada e exemplos das substâncias em óleo podem incluir óleo de abacate,elo de camélia, óleo de tartaruga, óleo de macadame, óleo de milho, óleo demarta, óleo de oliva, óleo de colza, óleo de ovo, óleo de sésamo, óleo denúcleo de abricó, óleo de germe de trigo, óleo de camélia sasanqua, óleo demamona, óleo de linhaça, óleo de açafrão, óleo de semente de algodão, óleoperilla, óleo de soja, óleo de amendoim, óleo de chá, óleo kaya, óleo de fare-lo de arroz, óleo de madeira da china, óleo de madeira japonesa, óleo dejojoba, óleo de germe, triglicerina, trietil hexanoato de glicerina, triisopalmita-to de glicerina, manteiga de cacau, óleo de palma, óleo de cavalo, óleo depalma hidrogenado, óleo de palma, sebo de carne, sebo de carneiro, sebohidrogenado, óleo de núcleo de palma, banha de porco, gordura de osso debife, óleo de núcleo de cera do Japão, óleo hidrogenado, óleo de perna debife, cera do Japão, óleo de mamona hidrogenado, cera de abelha, cera decandelilla, cera de algodão, cera de carnaúba, cera de baga de loureiro, cerade inseto purificada, espermacete, cera montan, cera de farelo, lanolina, ce-ra kapok, lanolina acetilada, óleo de lanolina, cera de cana, Ianolato de iso-propila, Iaurato de hexila, lanolina reduzida, cera de jojoba, lanolina dura,cera shellac, polioxietileno (POE), álcool éter de lanolina, POE lanolina álco-ol acetato, POE colesterol éter, Ianolato de polietilenoglicol, POE hidrogena-do lanolina álcool éter, para fina líquida, ozokerite, prístina, parafina, ceresi-na, esqualano, vaselina e cera microcristalina.
Um tensoativo não-iônico lipofílico não é particularmente limitadoe inclui, por exemplo, ésteres de ácido graxo de sorbitano como monooleatode sorbitano, mono-isoestearato de sorbitano, monolaurato de sorbitano,monopalmitato de sorbitano, monoestearato de sorbitano, sesquioleato desorbitano, triaoleato de sorbitano, penta-2-etil hexanoil diglicerol sorbitano etetra-2-etil hexanoil diglicerol sorbitano, glicerina, ácidos graxos de poliglice-rina como ácido graxo de óleo de algodão mono glicerina, mono erucato deglicerina, sesquioleato de glicerila, monoestearato de glicerila, α,α'-oleato depiroglutamato de glicerina e monoestearato mono malato de glicerila, ésteresde ácido graxo de propileno glicol como monoestearato de propileno glicol, ederivado de óleo de mamona hidrogenado, e alquil éter de glicerina.
Um tensoativo não-iônico hidrofílico não é particularmente Iimi-tado e inclui, por exemplo, ésteres de ácido graxo de sorbitano POE tal co-mo monooleato de sorbitano POE, monoestearato de sorbitano-POE, mono-oleato de sorbitano-POE, e tetraoleato de sorbitano - POE1 ésteres de ácidograxo de POEsorbit tais como monolaurato de sorbit POE, monooleato desorbit-POE, pentaoleato de sorbit-POE, e monoestearato de sorbit-POE, és-teres de ácido graxo de glicerina POE como monoestearato de glicerina -POE, mono-isoestearato de glicerina - POE, e triisoestearato de glicerina -POE, ésteres de ácido graxo de POE como monooleato de POE, diestearatode POE, mono dioleato de POE e diestearato de etileno glicol, alquil éteresde POE como Iauril éter de POE, oleil éter de POE, estearil éter de POE,behenil éter de POE, 2-octil dodecil éter de POE e colestanol éter de POE,alquil fenil éteres de POE como octil fenil éter de POE, nonil fenil éter dePOE e dinonil fenil éter de POE, tipos pluronic como pluronic, alquil éter dePOP POE como cetil éter de POP POE, 2-decil tetradecil éter de POP POE,mono butil éter de POP POE, Ianolina hidrogenada de POP POE e glicerinaéter de POP POE, condensados de tetra-POE tetra-POP etileno diaminacomo tetronic, derivados de óleo de mamona POE e óleo de mamona hidro-genado POE tal como óleo de mamona POE, óleo de mamona hidrogenadoPOE, mono-isoestearato de óleo de mamona hidrogenado POE, triisoestea-rato de óleo de mamona hidrogenado POE, diéster de mono-isoestearato demonopiroglutamato de óleo de mamona POE e maleato de óleo de mamonahidrogenado POE, derivado de Ianolina de cera de abelha POE tal como ce-ra de abelha sorbit POE, alcanol amida tal como dietanol amida de ácidograxo de óleo de palma, monoetanol amida de ácido láurico, e isopropanolamida de ácido graxo, éster de ácido graxo de propileno glicol POE, alquilamina POE, acidamida graxa POE, éster de ácido graxo de sucrose, con-densado de POE nonil fenil formaldeído, óxido de alquil etoxi dimetil amina,e fosfato de trioleíla.
Como outros tensoativos, tenoativos aniônicos como sabão deácido graxo, éster de sulfato de alquila superior, POE Iauril sulfato de trieta-nolamina e alquil éter sulfato éster, tensoativos catiônicos tal como sal dealquil trimetil amônio, sal de alquil piridínio, sal de alquil amônio quaternário,sal de alquil dimetil benzil amônio, POE alquil amina, sal de alquil amina ederivado de ácido graxo de poliamina, e tensoativos anfotéricos como tenso-ativo anfotérico de base imidazolina e tensoativo anfotérico de base betaínapodem ser misturados em extensão tal que não exista um problema para aestabilidade e irritação para pele.
O agente umectante mencionado acima não é particularmentelimitado e exemplos dos agentes umectantes podem incluir xilitol, sorbitol,maltitol, sulfato de condroitina, ácido hialurônico, ácido mucoitin sulfúrico,ácido charonínico, atelocolágeno, 12-hidróxi estearato de colesterila, Iactatode sódio, sal de ácido de bile, sal de ácido d1 -pirrolidino carboxílico, coláge-no solúvel de cadeia curta, aduto PO (EO) de diglicerina, extrato de Rosaroxburghii, extrato de acillea millefolium e extrato de meliloto.
O álcool superior mencionado acima não é particularmente limi-tado e exemplos dos álcoois podem incluir álcoois retos tais como álcool Iau-rílico, álcool cetílico, álcool estearílico, álcool behenílico, álcool miristílico,álcool oleílico, e álcool cetoestearílico, e álcoois de cadeia ramificada taiscomo mono estearil gliceril éter (batil álcool), 2-decil tetra decinol, álcool delanolina, colesterol, fitosterol, hexil dodecanol, álcool isoestearílico e octildodecanol.
Um agente de bloqueio de íon de metal não é particularmentelimitado e exemplos dos agentes podem incluir ácido 1-hidróxi etano-1,1-difosfônico, 1-hidróxi etano-1,1-difosfonato de tetra sódio, citrato de sódio,polifosfato de sódio, metafosfato de sódio, ácido glucônico, ácido fosfórico,ácido cítrico, ácido ascórbico, ácido succínico e ácido edético.
O polímero solúvel em água natural mencionado acima não éparticularmente limitado e exemplos dos polímeros podem incluir polímerosvegetais como goma arábica, goma de tragacanto, galactano, goma guar,goma caroba, goma caraia, goma carragenina, pectina, ágar, semente demarmelo (marmelo), colóide alga (extrato de alga marrom), amido (arroz,milho, batata, trigo) e ácido glicirrízico, polímeros microbiais como goma xan-tano, dextrano, succino glicano e pululano, e polímeros zoogênicos comocolágeno, caseína, albumina e gelatina.
Um polímero solúvel em água semi-sintético não é particular-mente limitado e exemplos dos polímeros podem incluir polímeros de amidotais como amido carbóxi metilado e metil hidróxi propil amido, polímero decelulose tal como metil celulose, nitrocelulose, etil celulose, metil hidróxi pro-pil celulose, hidróxi etil celulose, celulose sulfato de sódio, hidróxi propil celu-lose, sódio carbóxi metil celulose (CMC), celulose cristalina e celulose pulve-rizada, e polímeros de ácido algínico como alginato de sódio e alginato depropileno glicol.
O polímero solúvel em água sintético mencionado acima não éparticularmente limitado e exemplos dos polímeros podem incluir polímerosvinila como álcool polivinílico, polivinil metil éter e polivinil pirrolidona, políme-ros de polioxietileno como polietileno glicol 20000, polietileno glicol 40000 epolietileno glicol 60000, um copolímero de polioxietileno e polioxipropileno,polímeros acrílicos como poliacrilato de sódio, acrilato de polietila e poliacri-lamida, polietileno imina e polímero catiônico.
Um polímero solúvel em água inorgânico não é particularmentelimitado e exemplos dos polímeros pode incluir bentonita, silicato de AIMg(veegum), laponita, hectorita e anidrido silícico.
O absorvedor de ultravioleta mencionado acima não é particu-larmente limitado e exemplos dos absorvedores incluem absorvedores deultravioleta ácido benzóico tais como ácido p-amino benzóico (daqui por di-ante, abreviado PABA), monoglicerino éster de PABA, Ν,Ν-dipropóxi PABAetil éster, Ν,Ν-dietóxi PABA etil éster, Ν,Ν-dimeil PABA etil éster e N1N-dimetil PABA butil éster; absorvedores de ultravioleta de ácido antranílicotais como antranilato de homo mentil-N-acetila; absorvedores de ultravioletade ácido salicílico tais como salicilato de amila, salicilato de mentila, salicilatode homo mentila, salicilato de octila, salicilato de fenila, salicilato de benzila e salicilato de p-isopropanol fenila; absorvedores de ultravioleta de ácidocinâmico tais como cinamato de octila, cinamato de etil-4-isopropila, cinama-to de metil-2,5-diisopropila, cinamato de etil-2,4-diisopropila, cinamato demetil-2,4-diisopropila, cinamato de propil-m-metóxi, cinamato de isopropil-p-metóxi, cinamato de isoamil-p-metóxi, cinamato de 2-etoxi etil-p-metóxi, ci-namato de ciclohexil-p-metóxi, cinamato de etil-oc-ciano-p-fenila, cinamato de2-etil hexil-a-ciano-p-fenila e mono-2-etil hexanoil dimetóxi cinamato de gli-cerila; absorvedores de ultravioleta benzofenona tais como 2,4-diidróxi ben-zofenona, 2,2'-diidróxi-4-metóxi benzofenona, 2,2'-diidróxi-4,4'-dimetóxi ben-zofenona, 2,2',4,4'-tetra hidróxi benzofenona, 2-hidróxi-4-metóxi benzofeno-na, 2-hidróxi-4-metóxi-4'-metil benzofenona, 2-hidróxi-4-metóxi benzofenona-5-sulfonato, 4-fenil benzofenona, 2-etil hexil-4'-fenil benzofenona-2-carboxilato, 2-hidróxi-4-n-octoxi benzofenona e 4-hidróxi-3-carbóxi benzofe-nona; e 3-(4'-metil benzilideno)-d,1-cânfora, 3-benzilideno-d,1-cânfora, ácidourocânico, urocanato de etila, 2-fenil-5-metil benzoxazol, 2,2'-hidróxi-5-metilfenil benzotriazol, 2-(2'-hidróxi-5'-t-octil fenil) benzotriazol, 2-(2'-hidróxi-5'-metil fenil) benzotriazol, dibenzalazina, dianisoil metano, 4-metóxi-4'-t-butildibenzoil metano, e 5-(3,3-dimetil-2-norbornilideno)-3-pentan-2-ona.
Outros agentes não são particularmente limitados e exemplosdos agentes podem incluir vitaminas como óleo de vitamina A, retinol, palmi-tato de retinol, inositol, cloridrato de piridoxina, nicotinato de benzila, nicoti-nato de amida, nicotinato de DL-a-tocoferol, ascorbato fosfato de magnésio,ácido 2-O-a-D-gluco piranosil-L-ascórbico, vitamina D2 (ergocalciferol), d1-α-tocoferol, acetato de dl-a-tocoferol, ácido pantotênico e biotina; hormôniostais como estradiol e etinil estradiol; aminoácidos como arginina, ácido as-pártico, cistina, cisteína, metionina, serina, Ieucina e triptofano; antiinflamató-rios como alantoína e azuleno, agentes de embranquecimento como arbuti-na; adstringentes como oxido de zinco e ácido tânico; refrigerantes como L-mentol e cânfora, enxofre, cloridrato de lisozima, e cloreto de piridoxina.
Os extratos mencionados acima não são particularmente limita-dos e exemplos dos extratos podem incluir um extrato de planta de camale-ão variegado, extrato de casca de felodendrona, extrato de meliloto, extratode urtiga-morta branca, extrato de alcaçuz, extrato de peônia, extrato de sa-ponária, extrato de abóbora, extrato de quina, extrato de gerânio morango,extrato de ku shert, extrato de gólfão amarelo, extrato de funcho, extrato deprímula, extrato de rosa, extrato de remânia glutinosa, extrato de limão, ex-trato de shikon, extrato de babosa, extrato de lírio dos pântanos doce, extra-to de eucalipto, extrato de cavalinha do campo, extrato de salva, extrato detomilho de jardim, extrato de chá, extrato de alga marinha, extrato de pepino,extrato de cravo, extrato de framboesa, extrato de melissa, extrato de cenou-ra, extrato de castanheira, extrato de pêssego, extrato de folha de pêssego,extrato de amoreira, extrato de cropweed, extrato de hamamelina, extrato deplacenta, extrato de timo, extrato de seda e extrato de alcaçuz.
A composição cosmética da presente invenção pode ser usadacomo composição cosmética tais como composições cosméticas bloqueado-res solares, tal como filtro solar, base para maquiagem e fundações. E, elapode ser usada em qualquer forma de uma composição cosmética com baseem óleo, uma composição cosmética aquosa, uma composição cosméticado tipo óleo em água, e uma composição cosmética do tipo água em óleo,mas é preferivelmente usada como uma composição cosmética emulsificadade tipo água em óleo. A composição cosmética da presente invenção podeser processada em qualquer uma das formas tais como pó, pó compacto,forma de pasta, emulsão, solução e gel.
De acordo com a presente invenção, partícula fina de dióxido detitânio rutila tendo propriedade de proteção alta contra ultravioleta e altatransparência para luz visível pode ser produzida a preço baixo. A, por sub-seqüentemente tratar a partícula de dióxido de titânio, é possível suprimir aatividade fotocatalítica e proporcionar resistência à água e um bom tato semsensação abrasiva. A composição cosmética contendo a partícula de dióxidode titânio tratada, acima mencionada, proporciona eficácia de ter a estabili-dade de uma composição por suprimir a atividade fotocatalítica e um tatoexcelente.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 é uma vista mostrando a descoloração de Vaselinaao se irradiar raios ultravioletas a uma composição que consiste na partículafina de dióxido de titânio obtido nos Exemplos 5 a 6 e Exemplo Comparativo4 e a Vaselina.
MELHOR MODO DE EXECUTAR A INVENÇÃO
Daqui por diante, a presente invenção será descrita em maisdetalhes a título de exemplos, mas a presente invenção não está limitada aestes exemplos.
<Tratamento de hidrato de dióxido de titânio por um composto básico (etapa(1)>
A 10 litros de uma suspensão aquosa (concentração de TiO2 de100 g/L) formada por suspender hidrato de dióxido de titânio em água, 30litros de uma solução aquosa (concentração de 10 moles/L) de hidróxido desódio foram adicionados com agitação, e a mistura foi aquecida para 90°C eenvelhecida por 5 horas, e então neutralizada com ácido clorídrico, filtrada erinsada. Além disso, como o hidrato de titânio na reação acima (tratamento),foi usado o hidrato de dióxido de titânio obtido por hidrólise termina de umasolução aquosa de sulfato de titânio de acordo com um método publicamen-te conhecido.
Exemplo 1
Um composto de titânio tratado com uma base foi suspenso emágua pura de tal modo que a concentração de TiO2 era de 20 g/L, e a estasuspensão, ácido cítrico foi adicionado em uma quantidade de 0,4% em molcom respeito a 100% em mol de TiO2, sob agitação e a temperatura da mis-tura resultante foi elevada. Quando a temperatura da mistura atingiu 95°C,ácido clorídrico concentrado foi adicionado de tal modo que a concentraçãode ácido clorídrico era de 30 g/L e a mistura foi agitada por 3 horas, enquan-to a temperatura da mistura era mantida.
Depois de resfriamento da mistura, a mistura foi neutralizada demodo a atingir um pH de 7,5 com uma solução aquosa de hidróxido de só-dio, filtrada e rinsada para obter uma tora de partícula fina de dióxido de titâ-nio.
Exemplo 2
Uma torta da partícula fina de dióxido de titânio foi obtida se-guindo-se o mesmo procedimento do Exemplo 1, exceto que ácido cítrico foiadicionado em uma quantidade de 2% em mol com respeito a 100% em molde TiO2 depois de decorridos 10 minutos da adição de ácido clorídrico semadicionar ácido cítrico antes da adição de ácido clorídrico.
Exemplo 3
Uma torta de partícula fina de dióxido de titânio foi obtida se-guindo-se o mesmo procedimento do Exemplo 1, exceto pela adição de áci-do málico em uma quantidade de 0,4% em mol com respeito a 100% em molde TiO2, no lugar do ácido cítrico.
Exemplo 4
Uma torta de partícula fina de dióxido de titânio foi obtida se-guindo-se o mesmo procedimento do Exemplo 1 exceto pela adição deácido succínico em uma quantidade de 0,4% em mol com respeito a 100%em mol de TiO2, no lugar do ácido cítrico.
Exemplo Comparativo 1
Uma torta de partícula fina de dióxido de titânio foi obtida se-guindo-se o mesmo procedimento do Exemplo 1, exceto que ácido cítriconão foi adicionado.
Exemplo Comparativo 2
Uma torta de partícula fina de dióxido de titânio foi obtida se-guindo-se o mesmo procedimento do Exemplo 1, exceto pela adição de áci-do cítrico em uma quantidade de 2,0% em mol com respeito a 100% em molde TiO2.
Exemplo Comparativo 3
Uma torta de partícula fina de dióxido de titânio foi obtida se-guindo-se o mesmo procedimento do Exemplo 1, exceto pela adição de áci-do cítrico em uma quantidade de 0,2% em mol com respeito a 100% em molde TiO2.
As tortas de partícula fina de dióxido de titânio, obtidas nos E-xemplos 1 a 4 e nos Exemplos Comparativos 1 a 3 descritos acima, foramsecadas a 105°C por 3 horas, e foi efetuada a medição de área de superfícieespecífica por método de Brunauer-Emmerit-Teller (BET) e difração de raiosX. Foi identificado se cada partícula era um tipo de rutilo ou um tipo de aná-tase com base nos resultados da medição, e um diâmetro médio de partículaprimária foi medido em uma partícula do tipo rutilo. Os resultados da medi-ção estão mostrados na Tabela 1. Além disso, a medição de uma área desuperfície específica pelo método BET foi efetuadas usando 4-SORB U2(nome do modelo, fabricado por YUASA-IONICS COMPANY, LIMITED) e amedição de difração de raios X foi efetuada usando o Tipo JDX-3530 (nomedo modelo, fabricado por JEOL DATUM LTD. ).
Tabela 1
<table>table see original document page 27</column></row><table>
Dos resultados da Tabela 1, está aparente que, de acordo com ométodo da presente invenção, a partícula fina de dióxido de titânio que temum diâmetro de partícula fina e é um tipo rutilo podem ser obtida.
<Avaliação da superfície de dióxido de titânio tratado>
Exemplo 5
A torta de partícula de dióxido de titânio do Exemplo 1 foi pro-cessada em uma suspensão aquosa na qual a concentração de TiO2 era de75 g/L. Essa suspensão foi aquecida para 80°C e para isto, uma soluçãoaquosa de silicato de sódio em uma quantidade de 30% em peso em termosde SiO2 com respeito a 100% em peso da partícula fina de dióxido de titânioacima foi adicionada sob agitação. Depois do envelhecimento da mistura por10 minutos, ácido sulfúrico foi adicionado durante 180 minutos, com agita-ção, para neutralizar a mistura para atingir um pH de 7,0. Depois do enve-lhecimento da mistura por 30 minutos, a suspensão resultante foi filtrada erinsada, e então secada a 130°C, por 5 horas. O artigo seco assim obtido foitriturado em um moinho de jato para obter uma partícula fina de dióxido detitânio tendo uma camada de revestimento de sílica de alta densidade sobrea superfície desta (uma quantidade da camada de revestimento de sílica dealta densidade era de 29% em peso com respeito a 100% em peso do dióxi-do de titânio).
Além disso, uma quantidade de um revestimento foi medido comum analisador de fluorescência de raios X (tipo 3270 do tipo fabricado porRigaku Corporation)(o mesmo se aplica aos seguintes).
Exemplo 6
A torta de partícula fina de dióxido de titânio do Exemplo 1 foiprocessada em uma suspensão aquosa na qual a concentração de TiO2 erade 75 g/L. Essa suspensão foi aquecida para 80°C e para isto, foi adiciona-da, sob agitação, uma solução aquosa de silicato de sódio em uma quanti-dade de 60% em peso em termos de SiO2 com respeito a 100% em peso dapartícula fina de dióxido de titânio acima. Depois de envelhecimento da mis-tura por 10 minutos, ácido sulfúrico foi adicionado por 360 minutos, com agi-tação, para neutralizar a mistura para atingir um pH de 7,0. Depois de enve-lhecimento da mistura por 30 minutos, a suspensão resultante foi filtrada erinsada, e então secada por aquecimento a 130°C, por 5 horas. O artigo se-cado assim obtido foi triturado com um moinho de jato para obter partículafina de dióxido de titânio tendo uma camada de revestimento de sílica de altadensidade sobre a superfície desta (uma quantidade da camada de revesti-mento de sílica de alta densidade era de 58% em peso com respeito a 100%em peso do dióxido de titânio).
Exemplo 7Dimetil polissiloxano (óleo de silicone KF-96 produzido por Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) foi pulverizado sobre o pó de partícula fina de dióxi-do de titânio preparado no Exemplo 5 em uma quantidade de 10% em pesocom respeito a 100% em peso da partícula fina de dióxido de titânio acima,enquanto o pó da partícula fina de dióxido de titânio era agitado com um su-permisturador para obter partícula fina de dióxido de titânio tratada com di-metilpolissiloxano.
Exemplo 8
Silicone ramificado (óleo de silicone KF-9909, produzido porShin-Etsu Chemical Co., Ltd.) foi pulverizado sobre o pó da partícula fina dedióxido de titânio, preparado no Exemplo 5, em uma quantidade de 10% empeso com respeito a 100% em peso da partícula fina de dióxido de titâniocima, enquanto o pó da partícula fina de dióxido de titânio era agitado comum supermisturador para obter partícula fina de dióxido de titânio tratadacom silicone ramificado.
Exemplo 9
Dimetilpolissiloxano (óleo de silicone KF-96 produzido por Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) foi pulverizado sobre o pó da partícula fina de dióxi-do de titânio, preparada no Exemplo 5, em uma quantidade de 6% em pesocom respeito a 100% em peso da partícula fina de dióxido de titânio acima,enquanto o pó da partícula fina de dióxido de titânio era agitada com um su-permisturador pata tratar o pó com dimetil polissiloxano, e então silicone ra-mificado (óleo de silicone KF-9909 produzido por Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.) foi pulverizado em uma quantidade de 4% em peso com respeito a100% em peso da partícula fina de dióxido de titânio acima para obter partí-cula fina de dióxido de titânio tratada com dimetilpolissiloxano e silicone ra-mificado.
Exemplo Comparativo 4
Uma suspensão aquosa de partícula fina de dióxido de titânio foipreparada pelo mesmo método que no Exemplo 5 e para isto, foi adicionada,em uma temperatura na faixa de 25 a 30°C, uma solução aquosa de alumi-nato de sódio em uma quantidade de 30% em peso em termos de AI2O3 comrespeito a 100% em peso da partícula fina de dióxido de titânio acima, e áci-do sulfúrico foi adicionado por 180 minutos para neutralizar a mistura paraatingir um pH de 8,5. Depois disso, a partícula fina de dióxido de titânio ten-do uma camada de revestimento que consiste em oxido de alumínio hidrata-do foi obtida seguindo-se o mesmo procedimento que no Exemplo 5.
Exemplo Comparativo 5
Dimetil polissiloxano (óleo de silicone KF-96 produzido por Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) foi vertido sobre a partícula fina de dióxido de titâniopreparada no Exemplo Comparativo 4 em uma quantidade de 10% em peso com respeito a 100% em peso a partícula fina de dióxido de titânio, enquantoa partícula fina de dióxido de titânio era agitada com um supermisturadorpara obter uma partícula fina de dióxido de titânio tratada com dimetil polissi-loxano.
Exemplo Comparativo 6
A partícula fina de dióxido de titânio preparada no Exemplo 1 foisecada por aquecimento a 110°C, por 5 horas, para obter o pó da partículafina de dióxido de titânio. Metil hidrogeno polissiloxano (óleo de silicone KF-99 produzido por Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) foi pulverizado sobre o póobtido em uma quantidade de 10% em peso com respeito a 100% em pesoda partícula fina de dióxido de titânio enquanto o pó obtido era agitado comum supermisturador para obter partícula fina de dióxido de titânio tratadacom metil hidrogeno polissiloxano.
(Método para testar a estabilidade à luz)
0,7 g da partícula fina de dióxido de titânio obtida nos Exemplos25 5 e 6 e no Exemplo Comparativo 4 descritos acima e 6,3 g de VaselinaBranca (Farmacopéia Japonesa) foram amassados com um fresador tipoHoover e então a mistura foi colocada em um recipiente de polietileno quetinha um diâmetro interno de 30 mm e 10 mm de profundidade para formarum espécime. Raios ultravioletas (365 nm) foram irradiador a este espécimeusando uma lâmpada ultravioleta portátil (tipo UVGL-25 fabricada por Ultra-violet Products) e foi medida uma mudança de diferença de cor ΔΕ corres-pondente a um tempo de irradiação. E, a torta da partícula fina de dióxido detitânio obtida no Exemplo 1 foi secada a 110°C, por 5 horas, e sobre o póresultante da partícula fina de dióxido de titânio, o mesmo procedimento foirealizado e uma mudança na diferença de cor ΔΕ correspondente um tempode irradiação foi medida.
Quanto à diferença de cor, foram medidos os valores L, a e b emum sistema Hunter antes de depois da irradiação com um colorímetro (tipoSM-5 fabricado por Suga Test Instruments Co., Ltd.) e a diferença de cor ΔΕentre pré-irradiação e pós-irradiação foi determinada por cálculo com basenas medições. Quando um valor da diferença de cor é pequeno, isto indicaque a estabilidade à luz é excelente. Os resultados estão mostrados na Ta-bela 2. A relação entre uma irradiação ultravioleta e uma diferença de cor ΔΕé mostra em gráfico na Figura 1. Ε, o valor da diferença de cor ΔΕ foi deter-minada de uma equação ΔΕ = (AL2 + Aa2 + Ab2+)1/2.
Tabela 2
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Como está aparente da Tabela 2, Vaselina misturada com partí-cula fina de dióxido de titânio, tendo uma camada de revestimento de sílicade alta densidade, dos Exemplos 5 e 6 tinha um pequeno grau de amarele-cimento. Por conseguinte, está aparente que o poder fotocatalítico foi signifi-cantemente inibido na partícula fina de dióxido de titânio tendo uma camadade revestimento de sílica de alta densidade de acordo com a presente in-venção. E, um grau de amarelecimento foi aperfeiçoado mesmo na partículafina de trióxido de titânio, tendo uma camada de revestimento consistindoem óxido de alumínio hidratado, do Exemplo Comparativo 4 em comparacom aquele do Exemplo 1.
(Preparação da Emulsão)
Foi preparada uma composição cosmética contendo a partículafina de dióxido de titânio do Exemplo 7 e Exemplos Comparativos 5 e 6 des-critos acima seguindo-se o procedimento descrito abaixo. Uma emulsão foipreparada usando ULTRA-TURRAZ T-25 de fabricação da IKA Japan K.K.Uma solução mista tendo a formulação mostrada em A na Tabela 3 foi pre-parada e dispersa a 1.200 rpm por 3 minutos para formar uma fase oleosa A.A seguir, uma solução de mistura tendo a formulação mostrada em B na Ta-bela 3 foi preparada e dispersa a 1.200 rpm por 3 minutos para forma umafase aquosa Β. A fase aquosa B foi adicionada à fase oleosa e a mistura re-sultante foi dispersa a 1.200 rpm por 3 minutos para preparar uma emulsão.
Tabela 3
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(Avaliação de foto atividade)
As emulsões derivadas do Exemplo 7 e Exemplos Comparativos5 e 6 obtidos através do processo mencionado acima foram expostas à luzsolar direta por 2 horas em área externa em um dia bom em um estado sen-do contidas em um recipiente de vidro transparente selado. Uma mudançaem cor (fotocromismo) através de irradiação de luz foi visualmente observa-da. Os resultados de observações são mostrados na Tabela 4.
Tabela 4
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Como é aparente da Tabela 4, uma emulsão mista com a partí-cula fina de dióxido de titânio, que tem uma camada de revestimento de síli-ca de alta densidade e é tratada com dimetil polissiloxano, não causa foto-cromismo (Exemplo 7). Por outro lado, fotocromismo ocorreu na partículafina de dióxido de titânio que tem uma camada de revestimento consistindoem oxido de alumínio hidratado e é tratada com dimetil polissiloxano e a par-tícula fina de dióxido de titânio que é tratada com metil hidrogeno polissilo- xano (Exemplos comparativos 5 e 6). Da mesma maneira, a foto atividade foisignificantemente inibida na partícula fina de dióxido de titânio que tem umacamada de revestimento de sílica de alta densidade e é tratada com dimetilpolissiloxano de acordo com a presente invenção.(Avaliação de sensação)
Uma composição cosmética contendo a partícula fina de dióxidode titânio de Exemplos 7, 8 e 9 descritos acima foi preparada seguindo oprocedimento descrito abaixo. Uma emulsão foi preparada usando ULTRA-TURRAX T-25 fabricado por IKA Japan K.K. Uma solução mista tendo for-mulação mostrada em A na Tabela 5 foi preparada e dispersa em 1200 rpmpor 3 minutos para formar uma fase oleosa A. A seguir, uma solução mistatendo formulação mostrada em B na Tabela 5 foi preparada e dispersa em1200 rpm por 3 minutos para formar uma fase água Β. A fase água B foi adi-cionada à fase oleosa Aea resultante mistura foi dispersa em 1200 rpm por3 minutos para preparar uma emulsão. Uma sensação da emulsão foi classi-ficada de acordo com os seguintes critérios por dez classificadores e um es-core médio foi determinado. Os resultados de avaliações são mostrados naTabela 6.
(critérios de classificação)boa: 4, um tanto boa: 3, comum: 2, um tanto má: 1, má: 0
Tabela 5
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Tabela 6
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Como é aparente a partir da Tabela 6, uma emulsão misturadacom a partícula fina de dióxido de titânio, que tem silicone ramificado na ca-mada de revestimento de um composto de silício orgânico, tem uma sensa-ção melhor que uma emulsão misturada com a partícula fina de dióxido detitânio tendo silicone de cadeia reta na camada de revestimento de um com-posto de silício orgânico, e por isso na partícula fina de dióxido de titâniotendo uma camada de revestimento de silicone ramificado de acordo com apresente invenção, sensação de fricção da emulsão resultante de uma camadade revestimento de sílica de alta densidade é significantemente aperfeiçoada.
Artigos comercialmente disponíveis usados em Tabelas 3 e 5são como se segue.
KF-995: óleo de dimetil silicone cíclico (produzido por Shin-EtsuChemical Co., Ltd.)KF-6017: silicone modificado com poliéter (produzido por Shin-Etsu
Chemical Co., Ltd.)KF-96-6cs: óleo de dimetil silicone (produzido por Shin-Etsu Chemi-cal Co., Ltd.)
Cremophor W07: óleo de mamona hidrogenado com PEG-7 (produzido porBASF)
Cremophor A25: Ceteareth-25 (produzido por BASF)Simulgel NS: solução mista de copolímero de acrilato de hidróxi etila -acriloil dimetil taurato de sódio, esqualano, polisorbato 60e água (produzida por SEIWA KASEI Co., Ltd.)
CETIOL ININ: isononanoato de isononila (produzido por Cognis JapanLtd.)
Aplicabilidade Industrial
De acordo com o processo de produção da presente invenção,partícula fina de dióxido de titânio de 5 a 15 nm em diâmetro de partículatendo uma alta propriedade de proteção contra ultravioleta e alta transparên-cia para luz visível pode ser produzida em baixo preço. No caso onde a par-tícula fina de dióxido de titânio rutila da presente invenção, que tem a cama-da de revestimento de sílica de alta densidade, é misturada em composiçõescosméticas, deterioração de outros ingredientes em composições cosméti-cas é suprimida devido à sua baixa atividade ótica. Assim, a partícula fina dedióxido de titânio rutila da presente invenção, que tem uma camada de re-vestimento de sílica de alta densidade, é apropriadamente aplicável a com-posições de bloqueio solar tais como composições cosméticas de filtro solar,composições cosméticas de proteção contra UV como bases de maquiageme cremes bases.
O pulverizado, que é formado por tratamento de partícula fina dedióxido de titânio tendo uma camada de revestimento de sílica de alta densi-dade com o silicone ramificado, desempenha eficácia de aperfeiçoamento desensação de fricção resultante de uma camada de revestimento de alta den-sidade e pode ser empregado como a composição cosmética acima.

Claims (9)

1. Processo de produção de uma partícula fina de dióxido detitânio rutila, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de(1) tratamento de hidrato de dióxido de titânio com pelo menos um de umcomposto básico selecionado do grupo consistindo em hidróxidos demetais alcalinos e hidróxidos de metais alcalinos-terrosos, e (2) trata-mento de composto obtido através de etapa (1) com um composto con-tendo grupo ácido carboxílico e um ácido inorgânico.
2. Processo de produção de partícula fina de dióxido de titâniorutila de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de quea partícula fina de dióxido de titânio rutila tem um diâmetro departícula primária médio de 5 a 15 nm.
3. Partícula fina de dióxido de titânio rutila caracterizada pelofato de que é obtida através do processo, como definido na reivindicação 1ou 2.
4. Partícula fina de dióxido de titânio rutila de acordo com a rei-vindicação 3, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma camadade revestimento de sílica de alta densidade sobre a superfície da partículafina de dióxido de titânio rutila.
5. Partícula fina de dióxido de titânio rutila de acordo com a rei-vindicação 4, caracterizada pelo fato de que compreende uma camada derevestimento de um composto de silício orgânico sobre a camada de reves-timento de sílica de alta densidade.
6. Partícula fina de dióxido de titânio rutila de acordo com a rei-vindicação 5, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma parte da ca-mada de revestimento de um composto de silício orgânico é constituída porum composto de silício orgânico ramificado.
7. Composição cosmética, caracterizada pelo fato de que com-preende a partícula fina de dióxido de titânio rutila como definida em qual-quer uma das reivindicações 3 a 6.
8. Composição de revestimento, caracterizada pelo fato de quecompreende a partícula fina de dióxido de titânio rutila, como definida emqualquer uma das reivindicações 3 a 6.
9. Composição de resina, caracterizada pelo fato de que com-preende a partícula fina de dióxido de titânio rutila, como definida em qual-quer uma de reivindicações 3 a 6.
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