CN103547649A - 紫外线遮蔽剂及其制造方法、含有紫外线遮蔽剂的分散液、以及化妆料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供紫外线遮蔽剂及其制造方法、含有紫外线遮蔽剂的分散液以及化妆料,其中,所述紫外线遮蔽剂包含通过将由含有有机系紫外线吸收剂的树脂和含有无机粒子的树脂中的任意一种树脂构成的芯材部用由另一种或两种树脂构成的包覆层包覆而形成的树脂粒子。
Description
技术领域
本发明涉及紫外线遮蔽剂及其制造方法、含有紫外线遮蔽剂的分散液以及化妆料,更详细而言,涉及适于护肤化妆品、彩妆化妆品、身体护理化妆品等各种化妆品、特别是作为护肤化妆品的美白、作为彩妆化妆品的底妆、作为身体护理化妆品的防晒霜等需要紫外线遮蔽功能的化妆料的紫外线遮蔽剂及含有该紫外线遮蔽剂的分散液、以及化妆料。
本申请基于2011年5月18日在日本申请的日本特愿2011-111381号、2011年5月18日在日本申请的日本特愿2011-111383号、2012年3月30日在日本申请的日本特愿2012-081062号、2012年3月30日在日本申请的日本特愿2012-081063号主张优先权,将其内容援引于本说明书中。
背景技术
以往,作为化妆品中使用的紫外线遮蔽剂,有无机系紫外线遮蔽剂和有机系紫外线吸收剂,可根据用途分开使用。这些无机系紫外线遮蔽剂与有机系紫外线吸收剂根据各自的种类能够遮蔽的紫外线的波长不同,因此,配制了将它们适当组合而成的化妆料。
特别是无机系紫外线遮蔽剂通过物理结构使紫外线发生散射或反射,因此,对皮肤的影响少,在从儿童到成人广泛人群的防晒霜中使用。
作为该无机系紫外线遮蔽剂,优选对紫外线的遮蔽力高、也作为白色颜料使用的氧化锌、氧化钛等。
但是,将氧化锌和氧化钛应用于化妆料的情况下,其平均分散粒径为0.1μm以上时,存在化妆料发白而损害透明感、不能自然化妆的问题。
另外,难以使氧化锌或氧化钛在化妆料中以0.1μm以下的平均分散粒径分散。另外,即使能够分散,这样的氧化锌或氧化钛的表面活性也高,与皮肤接触时产生不光滑的触感。另外,在氧化锌或氧化钛的一次粒径或在化妆料中的平均分散粒径大的情况下,存在化妆料的透明性降低的问题。
另一方面,有机系紫外线吸收剂会化学性地吸收能量而转换成热能,防止紫外线向皮肤细胞渗透。另外,与无机系紫外线遮蔽剂相比,即使少量紫外线遮蔽效果也高,作为成人用防晒霜使用。该有机系紫外线吸收剂与无机系紫外线散射剂相比,具有涂敷于肌肤时不会发白、透明性高的优点。
作为这样的有机系紫外线吸收剂,可以列举二苯甲酰基甲烷系化合物、二苯甲酮衍生物、对氨基苯甲酸衍生物、甲氧基肉桂酸衍生物、水杨酸衍生物等,特别是作为吸收近紫外线的UVA吸收剂,可广泛使用二苯甲酰基甲烷系化合物、特别是4-叔丁基-4’-甲氧基二苯甲酰基甲烷(阿伏苯宗)。
但是,有机系紫外线吸收剂不溶于水,因此,为了发挥其紫外线吸收效果,需要溶解于特定的非水系溶剂中,因此,存在由于溶剂的种类受限而使作为化妆料的自由度降低的问题。另外,将非水系溶剂配合到化妆料中时,存在产生发粘感的问题。
另外,将这些无机系紫外线遮蔽剂与有机系紫外线吸收剂并用时,由于无机系紫外线遮蔽剂中包含的金属离子的影响,有机系紫外线吸收剂发生重结晶,有可能引起化妆料的变质、变色、使用感的降低。这样,在配制化妆料时,存在无法将无机系紫外线遮蔽剂与有机系紫外线吸收剂自由混合的问题。
因此,为了消除这些问题,提出了通过使丙烯酸系树脂中内包具有紫外线遮蔽功能的金属氧化物粒子而使透明性高、使用感优良的平均粒径为0.1μm~1μm的树脂粉体(专利文献1)。
该树脂粉体通过防止有机系紫外线吸收剂与金属氧化物直接接触而抑制有机系紫外线吸收剂的结晶化等。
另外,作为抑制有机系紫外线吸收剂的皮肤刺激性的树脂粉体,提出了一种树脂粉体,其具有:芯材部,由含有有机系紫外线吸收剂的(甲基)丙烯酸系树脂构成,该含有有机系紫外线吸收剂的(甲基)丙烯酸系树脂通过使形成溶解有有机系紫外线吸收剂的(甲基)丙烯酸系树脂的单体在水性介质中分散并进行聚合反应来形成;表层部,在该芯材部的表面上形成,由不含有机系紫外线吸收剂的(甲基)丙烯酸系树脂构成(专利文献2)。
该树脂粉体通过防止有机系紫外线吸收剂与金属氧化物直接接触而抑制有机系紫外线吸收剂的结晶化等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本再公表WO2011/34032号公报
专利文献2:日本特开平07-291837号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,即使是将如上述专利文献1所记载的内包金属氧化物的树脂粒子与有机系紫外线吸收剂并用的防晒霜剂,也存在无法充分遮蔽成为光老化的原因的UVA波(特别是380nm~400nm)的问题。
另外,即使是将如专利文献2所记载的内包有机系紫外线吸收剂的树脂粒子与金属氧化物并用的防晒霜剂,也存在无法充分遮蔽成为光老化的原因的UVA波(特别是380~400nm)的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供紫外线遮蔽效果高、能够配合在油包水型(W/O型)的化妆料中自不必说、还能够配合在水包油型(O/W型)的化妆料中的紫外线遮蔽剂及其制造方法、含有紫外线遮蔽剂的分散液以及化妆料。
用于解决问题的方法
本发明人为了解决上述问题,反复进行了深入的研究,结果发现,通过包含通过将由含有有机系紫外线吸收剂的树脂和含有无机粒子的树脂中的任意一种树脂构成的芯材部用由另一种或两种树脂构成的包覆层包覆而形成的树脂粒子,使紫外线遮蔽效果提高,并且还能适用于水包油型(O/W型)的水系化妆料的配方,从而完成了本发明。
即,本发明的紫外线遮蔽剂如下。
(1)一种紫外线遮蔽剂,其包含通过将由含有有机系紫外线吸收剂的树脂和含有无机粒子的树脂中的任意一种树脂构成的芯材部用由另一种或两种树脂构成的包覆层包覆而形成的树脂粒子。
(2)如上述(1)所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,
上述芯材部由上述含有无机粒子的树脂构成,
上述包覆层由上述含有有机系紫外线吸收剂的树脂构成。
(3)如上述(1)或(2)所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,上述无机粒子的折射率为1.9以上。
(4)如上述(1)~(3)中任一项所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,上述无机粒子为金属氧化物粒子。
(5)如上述(1)~(4)中任一项所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,上述有机系紫外线吸收剂为选自由二苯甲酰基甲烷系化合物、二苯甲酮衍生物、对氨基苯甲酸衍生物、甲氧基肉桂酸衍生物以及水杨酸衍生物组成的组中的至少一种。
(6)如上述(1)~(5)中任一项所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,上述树脂粒子的平均粒径为0.1~5μm。
(7)如上述(1)~(6)中任一项所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,
上述芯材部由含有无机粒子的树脂构成,
上述芯材部为平均粒径0.05~5.0μm的球状。
(8)如上述(7)所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,上述芯材部为平均粒径0.05~4.8μm的球状。
(9)如上述(1)~(8)中任一项所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,
上述芯材部由含有有机系紫外线吸收剂的树脂构成,
上述芯材部为平均粒径0.05~5μm的球状。
(10)如上述(1)~(9)中任一项所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,上述无机粒子的平均一次粒径为0.003~0.1μm。
(11)如上述(1)~(10)中任一项所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,上述包覆层的厚度为0.01~0.5μm。
(12)如上述(1)~(11)中任一项所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,上述含有有机系紫外线吸收剂的树脂中的、有机系紫外线吸收剂的含有率为0.1~80质量%。
(13)如上述(1)~(12)中任一项所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,上述含有无机粒子的树脂中的、无机粒子的含有率为1~80质量%。
(14)如上述(1)~(13)中任一项所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,上述紫外线吸收剂与上述无机粒子的质量比Mv:Mm为1:9~5:5。
(15)一种含有紫外线遮蔽剂的分散液,其特征在于,其通过将上述(1)~(14)中任一项所述的紫外线遮蔽剂分散在分散介质中而得到。
(16)一种化妆料,其中,含有上述(1)~(14)中任一项所述的紫外线遮蔽剂以及上述(15)所述的含有紫外线遮蔽剂的分散液中的任意一种或两种。
(17)一种紫外线遮蔽剂的制造方法,其中,包括:
使无机粒子分散在包含分散剂的树脂单体中而得到树脂单体分散液的工序;
使有机系紫外线吸收剂溶解在树脂单体中及分散剂而得到树脂单体溶解液的工序;
使上述树脂单体分散液或上述树脂单体溶解液在含有悬浮保护剂、有机硅系消泡剂及交联剂的纯水中悬浮或乳化后,添加聚合引发剂而进行悬浮聚合或乳液聚合,得到包含由含有有机系紫外线吸收剂的树脂或含有无机粒子的树脂构成的芯材部的分散液的工序;
使上述树脂单体分散液或树脂单体溶解液在含有聚合引发剂的纯水中悬浮或乳化而得到包覆用树脂的工序;以及
将上述包覆用树脂与包含上述芯材部的分散液混合,进行悬浮聚合或乳液聚合,得到包含芯壳结构的树脂粒子的紫外线遮蔽剂的工序。
发明效果
根据本发明的紫外线遮蔽剂,由于包含通过将由含有有机系紫外线吸收剂的树脂和含有无机粒子的树脂中的任意一种树脂构成的芯材部用由另一种或两种树脂构成的包覆层包覆而形成的树脂粒子,因此,能够进一步遮蔽以往无法遮蔽的波长380nm~400nm的紫外线,从而能够提高紫外线遮蔽效果。
另外,消除了有机系紫外线吸收剂与无机粒子接触的可能,因此,能够防止由于在紫外线存在下无机粒子引起的金属离子的影响使有机系紫外线吸收剂发生结晶从而使化妆料变质、或者变色、或者使用感变差等不良情况,能够提高光稳定性,从而能够使化妆料的品质稳定。
另外,无需将有机系紫外线吸收剂溶解在特定的非水系溶剂中,因此,能够在油包水型(W/O型)的化妆料中应用自不必说,也能够在以往难以配方的水包油型(O/W型)的化妆水、防晒凝胶等水系化妆料中应用,从而能够使作为化妆料的配方的自由度提高。
根据本发明的紫外线遮蔽剂的制造方法,仅使用简单的装置就能够收率良好地制造包含通过将由含有有机系紫外线吸收剂的树脂和含有无机粒子的树脂中的任意一种树脂构成的芯材部用由另一种或两种树脂构成的包覆层包覆而形成的树脂粒子的紫外线遮蔽剂,也能够降低制造成本。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1的芯树脂粒子D5分散液的体积粒度分布及累积体积粒度分布的图。
图2是表示本发明的实施例1的芯壳型紫外线遮蔽剂的扫描型电子显微镜(SEM)图像。
图3是表示本发明的实施例1的芯壳型紫外线遮蔽剂的透射型电子显微镜(TEM)图像。
图4是表示本发明的实施例1的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液的体积粒度分布及累积体积粒度分布的图。
图5是表示本发明的实施例1中得到的涂膜(测定用试样)的分光透射率的图。
图6是表示本发明的实施例1以及比较例1、2的各保湿凝胶的分光透射率的图。
图7是表示本发明的实施例2以及比较例3的各防晒霜剂的分光透射率的图。
图8是表示本发明的实施例6的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液的体积粒度分布及累积体积粒度分布的图。
图9是表示本发明的实施例5、6以及比较例5的各防晒霜剂的分光透射率的图。
图10是表示本发明的实施例7的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液的体积粒度分布及累积体积粒度分布的图。
图11是表示本发明的实施例7以及比较例6的各防晒霜剂的分光透射率的图。
图12是表示本发明的实施例5以及比较例7的各防晒霜剂的光稳定性的图。
图13是表示本发明的实施例8的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液的分光透射率的图。
具体实施方式
对用于实施本发明的紫外线遮蔽剂、含有紫外线遮蔽剂的分散液以及化妆料的方式进行说明。
另外,以下的实施方式是为了更好地理解发明的主旨而具体地进行说明的实施方式,只要没有特别指定,则不限定本发明。
[紫外线遮蔽剂]
本实施方式的紫外线遮蔽剂包含通过将由含有有机系紫外线吸收剂的树脂和含有无机粒子的树脂中的任意一种树脂构成的芯材部用由另一种或两种树脂构成的包覆层包覆而形成的树脂粒子。
该树脂粒子通过将由含有有机系紫外线吸收剂的树脂和含有无机粒子的树脂中的任意一种树脂构成的芯材部用由另一种树脂构成的包覆层包覆而形成(以下,也有时称为芯壳结构或芯壳型)。
另外,可以为将这样的芯壳结构的树脂粒子用由含有紫外线吸收剂的树脂以及含有无机粒子的树脂中的任意一种构成的包覆层部分地或完全地包覆而形成的双重包覆结构体。
另外,也可以为将由含有紫外线吸收剂的树脂以及含有无机粒子的树脂中的任意一种或两种构成的包覆层重叠而形成的3层以上的包覆结构体。
这样的结构体中,优选为将由含有紫外线吸收剂的树脂以及含有无机粒子的树脂中的任意一种树脂构成的芯材部通过由另一种或两种树脂构成的包覆层部分地或完全地包覆而形成的结构体(芯壳结构)。
这样的芯壳结构以及在芯壳结构上重叠包覆层而形成的结构体具有如下特征:有机系紫外线吸收剂的吸收效果、和无机粒子的散射、反射效果有效地发挥作用,容易得到相乘效果。
树脂粒子的平均粒径优选为0.1μm以上且5μm以下,更优选为0.1μm以上且1μm以下。
在此,树脂粒子的平均粒径是指以达到本实施方式的紫外线遮蔽剂5质量%、聚醚改性有机硅SH3775M(东丽道康宁株式会社制)10质量%、十甲基环五硅氧烷SH245(东丽道康宁株式会社制)85质量%的方式将它们用砂磨机以2500转混合、分散3小时,将由此得到的分散液使用动态光散射式粒度分布测定装置LB-550(堀场制作所制)测定分散粒径时的累积体积粒度分布为50体积%(D50)的粒径。
这样得到的树脂粒子的平均粒径、即分散粒径(D50)与用扫描型电子显微镜(SEM)观察时的树脂粒子的一次粒径(树脂粒子中的最长的直线部分的平均直径)基本一致。因此可以认为,树脂粒子在分散液中不会发生聚集。
树脂粒子的平均粒径小于0.1μm时,难以使无机粒子在树脂中均匀地分散,因此不优选,另一方面,平均粒径超过5μm时,配合到化妆料等中时透明感受损,因此不优选。
芯材部的平均粒径优选为0.05μm以上且5.0μm以下。
在此,芯材部的平均粒径小于0.05μm时,有时紫外线遮蔽效果不充分,因此不优选,另一方面,平均粒径超过5.0μm时,包覆层的厚度相对变薄,其结果,有时不会充分发挥利用包覆层的紫外线遮蔽效果,因此不优选。
另外,包覆层的厚度优选为0.01μm以上且0.5μm以下,更优选为0.01μm以上且0.2μm以下。
在此,包覆层的厚度小于0.01μm时,包覆层覆盖芯材部的效果不充分,有时不会充分发挥利用包覆层的紫外线遮蔽效果,因此不优选,另一方面,包覆层的厚度超过0.5μm时,包覆层变得过厚,芯材部的平均粒径相对变小,其结果,有时无法充分发挥芯材部的紫外线散射、反射效果或紫外线吸收效果,因此不优选。
该紫外线遮蔽剂中的紫外线吸收剂的质量(Mv)与无机粒子的质量(Mm)之比(Mv:Mm)优选在1:9~5:5的范围内,更优选在2:8~4:6的范围内。
通过使Mv:Mm在1:9~5:5的范围内,有机系紫外线吸收剂的吸收效果和无机粒子的散射、反射效果有效地发挥作用,容易得到紫外线遮蔽效果的相乘效果。
该紫外线遮蔽剂可以根据需要将其表面利用相对于该紫外线遮蔽剂的总量为1质量%以上且20质量%以下的有机硅氧烷进行处理。
通过将该紫外线遮蔽剂的表面利用有机硅氧烷进行处理,例如在使用氧化锌作为无机粒子的情况下,能够抑制该氧化锌向外部溶出。
作为该有机硅氧烷,可以列举二烷基烷氧基硅烷化合物,其中,优选使用有机聚硅氧烷、或者将有机聚硅氧烷用选自烷基、异氰酸酯基、环氧基、丙烯酰基、烷基硅化合物的组中的一种或两种以上改性而得到的改性有机聚硅氧烷,特别优选二甲基聚硅氧烷(有机硅油)、将该二甲基聚硅氧烷(有机硅油)改性而得到的改性二甲基聚硅氧烷(改性有机硅油)。
接着,分别对构成该紫外线遮蔽剂的含有紫外线吸收剂的树脂以及含有无机粒子的树脂详细进行说明。
“含有紫外线吸收剂的树脂”
该含有紫外线吸收剂的树脂含有有机系紫外线吸收剂。在芯材部由含有有机系紫外线吸收剂的树脂构成的情况下,芯材部的平均粒径优选为0.05μm以上且5μm以下。
在此,芯材部的平均粒径小于0.05μm时,芯材部之间容易发生聚集,无法充分显示出紫外线遮蔽功能,因此不优选。另一方面,芯材部的平均粒径超过5μm时,在用作化妆料的情况下,在肌肤上的延展和滑动降低,其结果,产生粗糙感等,肌肤触感等变差等,使用感变差,因此不优选。
该含有紫外线吸收剂的树脂中的有机系紫外线吸收剂的含有率优选为0.1质量%以上且80质量%以下,更优选为0.5质量%以上且50质量%以下,进一步优选为1质量%以上且30质量%以下。
在此,有机系紫外线吸收剂的树脂中的含有率低于0.1质量%时,有机系紫外线吸收剂的量过少,无法充分显示出有机系紫外线吸收剂所具有的紫外线遮蔽功能,其结果,如果要充分显示紫外线遮蔽功能,则需要大量的树脂,制作化妆料时的材料设计极其困难,因此不优选。另一方面,含有率超过80质量%时,有机系紫外线吸收剂的量相对于树脂而言相对提高,其结果,树脂中的有机系紫外线吸收剂的分散性降低,组成的均匀性受损,因此不优选。
<树脂>
作为该含有紫外线吸收剂的树脂的成分即树脂,只要是单体能够溶解有机系紫外线吸收剂并且单体的聚合物的透明度高、能够作为化妆料的原料使用的树脂,则没有特别限定。
作为这样的树脂单体,可以将例如选自(甲基)丙烯酸树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸苯乙烯共聚物、丙烯酰胺共聚物、丙烯酸环氧共聚物、丙烯酸氨基甲酸酯共聚物、丙烯酸聚酯共聚物、硅丙烯酸共聚物、乙酸乙烯酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂、聚酯树脂、有机硅树脂等的单体的组中的仅一种单独使用,或者也可以混合使用两种以上。
其中,从透明性优良的观点出发,优选(甲基)丙烯酸树脂的单体。
作为(甲基)丙烯酸树脂的单体,可以列举丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸2-氯乙酯、丙烯酸苯酯、α-氯丙烯酸甲酯、丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸四氟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯等。
另外,作为能够与上述(甲基)丙烯酸树脂的单体组合进行聚合的树脂单体,可以列举苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻乙基苯乙烯、间乙基苯乙烯、对乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯、对正十二烷基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、丁二烯、异戊二烯等。
这些树脂单体可以仅将其中1种单独聚合来使用,也可以组合2种以上进行聚合来使用。例如,在将(甲基)丙烯酸树脂的单体与除此以外的单体组合的情况下,从透明性的观点出发,树脂单体中的(甲基)丙烯酸树脂的单体的含有率优选为10质量%以上,更优选为30质量%以上。
<有机系紫外线吸收剂>
作为有机系紫外线吸收剂,只要可溶解于上述的树脂单体则没有特别限定,可以列举例如:二苯甲酰基甲烷系化合物、二苯甲酮衍生物、对氨基苯甲酸衍生物、甲氧基肉桂酸衍生物、水杨酸衍生物等。这些有机系紫外线吸收剂可以仅单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
在使用二苯甲酰基甲烷系化合物作为该有机系紫外线吸收剂的情况下,优选为利用含有金属氧化物的树脂形成芯材部并将该芯材部用含有二苯甲酰基甲烷系化合物的树脂部分地或完全地包覆而得到芯壳结构。
通常已知,二苯甲酰基甲烷系化合物的含有率越高,二苯甲酰基甲烷系化合物的每单位的紫外线吸收的效率越提高。因此,如果使用二苯甲酰基甲烷系化合物覆盖芯材部,则在作为芯材部的含有金属氧化物的树脂的表面部分,二苯甲酰基甲烷系化合物以局部高浓度的形式存在。即,通过形成这样的芯壳结构,二苯甲酰基甲烷系化合物的每单位的紫外线吸收效率提高,从而紫外线遮蔽性提高。
“含有无机粒子的树脂”
该含有无机粒子的树脂含有无机粒子。在芯材部由含有无机粒子的树脂构成的情况下,芯材部的平均粒径为0.05μm以上且5μm以下,优选为0.05μm以上且4.8μm以下,更优选为0.05μm以上且1μm以下。
在此,芯材部的平均粒径小于0.05μm时,芯材部之间容易发生聚集,无法充分显示出使紫外线散射、反射的功能,因此不优选。另一方面,芯材部的平均粒径超过5μm时,作为化妆料使用的情况下,在肌肤上的延展和滑动降低,其结果,产生粗糙感等,肌肤触感等变差等使用感变差,因此不优选。
<无机粒子>
无机粒子只要是能够使紫外线散射、反射的无机粒子,则没有特别限定,可以使用金属粒子、非金属粒子、金属氧化物粒子、非金属氧化物粒子或者它们的混合物和合金等。作为这样的无机粒子,可以列举例如:锌、钛、铈、铁、锆、锡、硅、铝、镉、钙、钾、金、银、铂、碳、钨、铜、锑、钡、镁、锰、锶、镍、钇、铕、镧等的粒子或它们的氧化物的粒子等。
这些无机粒子中,从光的散射、反射的效果高的方面而言,优选折射率为1.9以上的无机粒子。作为这样的无机粒子,可以列举锌、钛、铈、铁、锆、锡、铜等的粒子或它们的氧化物粒子。折射率的值越高越优选,但在实际应用中上限为约6。
另外,从能够进一步遮蔽380nm~400nm的紫外线的方面而言,优选使用具有紫外线遮蔽功能的金属氧化物粒子。可以使用包含作为具有紫外线遮蔽功能的金属氧化物的选自氧化锌、氧化钛、氧化铈、氧化铁的组中的一种或两种以上的具有紫外线遮蔽功能的粒子。
无机粒子的平均一次粒径为0.003μm以上且0.1μm以下,更优选为0.01μm以上且0.05μm以下,进一步优选为0.02μm以上且0.04μm以下。
在此,无机粒子的平均一次粒径小于0.003μm时,粒径过小,光的散射、反射效果降低,因此不优选,另一方面,平均一次粒径超过0.1μm时,粒子对可见光线的散射系数增大,因此,透明性显著降低,其结果,对可见光线的透光性降低,透明性变差,因此不优选。
该无机粒子可以使用利用选自二氧化硅、氧化铝、有机聚硅氧烷的组中的一种或两种以上进行表面处理而得到的无机粒子。在利用选自这些二氧化硅、氧化铝、有机聚硅氧烷的组中的一种或两种以上对无机粒子进行表面处理的情况下,由于表面被覆盖,因此,例如构成金属氧化物的金属离子不易向外部流出,进一步控制金属氧化物的表面活性,因此优选。
该含有无机粒子的树脂中的无机粒子的含有率优选为1质量%以上且80质量%以下,更优选为5质量%以上且70质量%以下,进一步优选为10质量%以上且60质量%以下。
在此,无机粒子在树脂中的含有率低于1质量%时,无机粒子的量过少,无法充分显示出无机粒子所具有的紫外线的散射、反射功能,因此不优选,另一方面,含有率超过80质量%时,无机粒子的量相对于树脂而言相对提高,其结果,树脂中的无机粒子的分散性降低,组成的均匀性受损,因此不优选。
<树脂>
作为该含有无机粒子的树脂的成分即树脂,只要是单体的聚合物的透明度高、能够作为化妆料的原料使用的树脂即可,没有特别限定。
该树脂可以使用与上述“树脂”中说明的树脂完全相同的单体,因此省略说明。
该紫外线遮蔽剂中,考虑到含有无机粒子的树脂中包含的无机粒子、以及含有紫外线吸收剂的树脂中包含的有机系紫外线吸收剂各自能够吸收或遮蔽的波长范围,优选将含有无机粒子的树脂以及含有紫外线吸收剂的树脂分别适当组合来使用。
例如,氧化锌为n型的金属氧化物半导体,其带结构中的带隙能量为3.2eV。因此,对该氧化锌照射具有该带隙能量以上的能量的光时,电子吸收该光能,从价带向导带激发。该氧化锌的吸收端为380nm附近,因此,氧化锌能够吸收长波长紫外线(UVA)至中波长紫外线(UVB)的波长范围。
如上所述,在使用氧化锌粒子的情况下,优选与能够遮蔽长波长紫外线(UVA)的有机系紫外线吸收剂或能够遮蔽中波长紫外线(UVB)的有机系紫外线吸收剂组合使用。
另外,氧化钛由于该带结构中的带隙能量处于3.0eV~3.2eV,但氧化钛中的电子的激发为间接跃迁,因此,从远远低于由能隙的值假定的吸收波长的低波长侧即320nm附近开始光的吸收。
如上所述,在使用氧化钛粒子的情况下,优选与能够遮蔽长波长紫外线(UVA)的有机系紫外线吸收剂组合使用。
作为这些组合的具体例,可以列举:能够遮蔽380nm以下的波长范围的氧化锌、能够遮蔽320nm以下的波长范围的氧化钛中的任意一种与具有358nm~360nm的极大吸收的阿伏苯宗的组合。
在使树脂中含有这些氧化锌、氧化钛中的任意一种和阿伏苯宗而形成芯壳结构的情况下,与使用分别单独含有上述氧化锌、氧化钛以及阿伏苯宗的树脂粒子时相比,得到从长波长侧开始显示紫外线遮蔽功能的效果。即,得到紫外线遮蔽效果的相乘效果。
作为通过将由含有有机系紫外线吸收剂的树脂以及含有无机粒子的树脂中的任意一种树脂构成的芯材部用由另一种或两种树脂构成的包覆层包覆而形成的树脂粒子的紫外线遮蔽效果增高的理由,考虑如下。
在光从本实施方式的紫外线遮蔽剂中透射的情况下,首先,紫外线由包覆芯材部的树脂吸收或散射、反射,接着,紫外线由芯材部的树脂散射、反射或吸收,紫外线再次由包覆芯材部的树脂吸收或散射、反射。
另外,通过无机粒子,紫外线在从紫外线遮蔽剂中反复散射、反射的同时透射,因此,与从不具有含有无机粒子的树脂的紫外线遮蔽剂中透射相比,由有机系紫外线吸收剂进一步吸收紫外线的可能性增高。
即,光由于有机系紫外线吸收剂所产生的吸收效果和无机粒子所产生的紫外线散射、反射效果这两种效果而使紫外线得到遮蔽,因此可以认为,与单独使用相比,紫外线遮蔽效果高,得到了能够遮蔽特别是380nm~400nm波长范围的紫外线的相乘效果。
另外,光由无机粒子反复散射、反射后从紫外线遮蔽剂中透射,因此,由无机粒子反复散射、反射后从紫外线遮蔽剂中的含有紫外线吸收剂的树脂和含有无机粒子的树脂中多次透过。因此,更大量地遮蔽紫外线,因此可以认为,能够遮蔽以往没有得到的380nm~400nm附近的紫外线。
[紫外线遮蔽剂的制造方法]
本实施方式的紫外线遮蔽剂的制造方法由如下工序构成:使无机粒子分散在包含分散剂的树脂单体中而得到树脂单体分散液的工序;使有机系紫外线吸收剂及分散剂溶解在树脂单体中而得到树脂单体溶解液的工序;使该树脂单体分散液或树脂单体溶解液在含有悬浮保护剂、有机硅系消泡剂及交联剂的纯水中悬浮或乳化后,添加聚合引发剂而进行悬浮聚合或乳液聚合,得到包含由含有有机系紫外线吸收剂的树脂或含有无机粒子的树脂构成的芯材部的分散液(以下,有时称为“芯树脂粒子分散液”)的工序;使上述树脂单体分散液或树脂单体溶解液在含有聚合引发剂的纯水中悬浮或乳化来制作包覆用树脂的工序;以及将上述包覆用树脂与包含上述芯材部的分散液混合,进行悬浮聚合或乳液聚合,得到包含芯壳结构的树脂粒子的紫外线遮蔽剂的工序。
对该芯壳结构的紫外线遮蔽剂的制造方法详细进行说明。
在此,为了方便说明,对以含有无机粒子的树脂作为芯材部且用含有有机系紫外线吸收剂的树脂包覆芯材部的情况进行说明。
需要说明的是,在利用含有有机系紫外线吸收剂的树脂形成芯材部且用含有无机粒子的树脂包覆芯材部的情况下,可以调换单体分散液和单体溶解液同样地实施。
(1)树脂单体分散液的制作
首先,使无机粒子分散在包含分散剂的树脂单体中,得到树脂单体分散液。
具有紫外线遮蔽功能的无机粒子与上述<无机粒子>中说明的无机粒子完全相同,因此省略说明。
使该无机粒子分散在树脂单体中的情况下的平均分散粒径优选为0.003μm以上且0.1μm以下。
在此,无机粒子的树脂单体中的平均分散粒径超过0.1μm时,树脂粒子对可见光线的散射系数增大,因此,透明性显著降低,其结果,透明性降低,根据情况有可能发生失透,因此不优选。
作为分散剂,可以为富有与树脂单体的亲和性、疏水性高的分散剂。即,分散剂通过包覆无机粒子而促进在树脂单体中的分散,同时,无机粒子在比较短的时间内几乎都达到单分散状态,平均分散粒径达到0.003μm以上且0.1μm以下。
另外,分散剂对无机粒子赋予疏水性,因此,无机粒子不会释放到聚合物之外,有助于进入树脂中而不会移动到水相中。
作为这样的分散剂,可以列举例如:羧酸或其盐,如羧甲基纤维素钠等;磺酸或其盐,如链烷磺酸钠等;硫酸酯或其盐,如聚氧乙烯壬基苯基醚硫酸钠等;磷酸酯或其盐,如聚氧乙烯烷基苯基醚磷酸或聚氧乙烯烷基醚磷酸等;膦酸或其盐,如月桂基磷酸钠等。这些分散剂可以仅单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
特别是在将本实施方式的紫外线遮蔽剂用于化妆料的情况下,这些分散剂必须同时被视作化妆料的原料。
分散剂相对于无机粒子的添加率优选为1质量%以上且50质量%以下。这是由于,添加率低于1质量%时,对于覆盖无机粒子的表面而言过少,无法得到充分的无机粒子的分散状态,另一方面,超过50质量%时,由于即使提高添加率到50质量%以上也无法进一步改善分散性,因而会浪费分散剂。
作为使用的分散装置,只要是对分散系统提供充分的分散能量的装置即可,没有特别限定,可以列举例如:球磨机、砂磨机、超声波分散机、均质机等。
作为分散时间,优选约30分钟~约3小时,兼顾分散状态的好坏与制造成本来选择适当的时间即可。
如上所述,可以得到无机粒子的平均分散粒径为0.003μm以上且0.1μm以下的树脂单体分散液。
(2)树脂单体溶解液的制作
首先,使有机系紫外线吸收剂溶解在树脂单体中,得到树脂单体溶解液。
有机系紫外线吸收剂与上述<有机系紫外线吸收剂>中说明的有机系紫外线吸收剂完全相同,因此省略说明。
接着,向该树脂单体溶解液中混合1质量%以上且50质量%以下的分散剂。作为分散剂,与上述树脂单体分散液的制作时说明的分散剂完全相同,因此省略说明。
分散剂的添加率相对于上述树脂单体溶解液优选为1质量%以上且50质量%以下。其理由在于,添加率低于1质量%时,后述的悬浮液或乳化液的乳化被膜强度没有提高,其结果,悬浮聚合或乳液聚合的聚合效率降低,另一方面,超过50质量%时,由于即使提高添加率到50质量%以上也无法进一步改善聚合效率,因而会浪费分散剂。
如上所述,可以得到含有有机系紫外线吸收剂的树脂单体溶解液。
(3)包含芯材部的分散液的制作
首先,使上述树脂单体分散液在包含悬浮保护剂、有机硅系消泡剂以及交联剂的纯水中悬浮或乳化,形成分散粒径为0.05μm~5μm的悬浮液或乳化液。
作为悬浮保护剂,可以列举聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚等非离子性表面活性剂、烷基苯磺酸盐、烷基硫酸酯盐、烷基苯基硫酸酯盐等阴离子性表面活性剂等,其中,优选阴离子性表面活性剂,作为该阴离子性表面活性剂,优选烷基苯磺酸盐。
悬浮保护剂的添加量相对于上述树脂单体分散液为0.1质量%以上且10质量%以下,更优选为0.1质量%以上且2质量%以下。
作为有机硅系消泡剂,可以列举油型、油复合物型、溶液型、粉末型、固体型、乳化型、自乳化型等,其中,优选油复合物型。
该有机硅系消泡剂的添加量相对于上述树脂单体分散液优选为0.01质量%以上且5质量%以下,更优选为0.1质量%以上且1质量%以下。
通过将有机硅系消泡剂相对于上述树脂单体分散液添加0.01质量%以上且5质量%以下,能够大幅提高混合机、搅拌机、均质混合机、均质机等的搅拌速度,能够将芯材部缩小至约50nm。因此,能够大幅提高混合机、搅拌机、均质混合机、均质机等的搅拌速度。其结果,能够提高芯材部的制造效率,从而能够大幅削减制造成本。
作为交联剂,只要为具有2个以上不饱和双键的单体则没有特别限定,可以从多官能乙烯基单体、多官能(甲基)丙烯酸酯衍生物等中适当选择来使用。
更具体而言,可以列举:二乙烯基苯、二乙烯基联苯、二乙烯基萘、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯等(聚)亚烷基二醇系二(甲基)丙烯酸酯。
另外,可以列举:1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,8-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,12-十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,4-二乙基-1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁基乙基丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,7-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-1,8-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯等链烷二醇系二(甲基)丙烯酸酯。
另外,可以列举:新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、1,1,1-三羟甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯、1,1,1-三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,1,1-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙酯及其异构体、三烯丙基异氰脲酸酯及其衍生物等。
其中,特别优选(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯。
交联剂的添加量优选相对于上述的树脂单体分散液为0.1质量%以上且10质量%以下,更优选为1质量%以上且10质量%以下。
纯水只要是通常用于化妆料的水,则没有特别限定,包括离子交换水、蒸馏水、精制水、超纯水、天然水、碱离子水、深层水等。
接着,在上述的悬浮液或乳化液中添加聚合引发剂,进行悬浮聚合或乳液聚合。
作为聚合引发剂,可以列举:过硫酸钾、过硫酸铵等过硫酸盐、过氧化氢、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢等有机过氧化物、偶氮双异丁腈、2,2-偶氮双(2-脒基丙烷)二氢氯化物等偶氮系引发剂等,其中,优选过硫酸盐。
聚合引发剂的添加量优选相对于作为起始原料的上述的树脂单体分散液为0.01质量%以上且1质量%以下,更优选为0.05质量%以上且0.5质量%以下。
作为聚合方法,优选将上述的悬浮液或乳化液在氮气气氛下且在聚合引发剂存在下一边搅拌一边升温来引发聚合的方法。
该聚合引发温度优选为50℃~80℃。另外,作为保持该温度的同时使其聚合的时间,优选约1小时~约5小时,根据未反应的残留单体达到最小的时间及聚合状态与制造成本的平衡来选择适当的时间即可。
然后,进行冰冷或自然冷却,停止聚合反应,由此,可以得到包含由含有无机粒子的树脂构成的芯材部的分散液。
在该悬浮聚合或乳液聚合中,通过将这些悬浮保护剂、有机硅系消泡剂及聚合引发剂的含有率限定于上述范围,能够将所得到的芯材部的平均粒径控制为0.05μm以上且5μm以下。
(4)包覆用树脂的悬浮乳化
使上述树脂单体溶解液在相对于该树脂单体溶解液包含0.01质量%以上且1质量%以下的聚合引发剂的纯水中悬浮或乳化,得到包覆用树脂的悬浮液或乳化液。
聚合引发剂以及纯水与上述“聚合引发剂”以及“纯水”中说明的完全相同,因此省略说明。
(5)芯壳结构的制作
将上述包覆用树脂的悬浮液或乳化液与上述包含芯材部的分散液混合,然后,聚合、清洗、干燥、破碎,由此,可以得到芯壳结构的紫外线遮蔽剂。
树脂单体溶解液与包含芯材部的分散液的混合比例,优选有机系紫外线吸收剂与无机粒子以质量比计达到1:9~5:5的范围的方式进行混合。
通过使树脂单体溶解液与包含芯材部的分散液在上述范围内混合,可以得到有机系紫外线吸收剂与无机粒子的紫外线遮蔽功能的相乘效果。
聚合方法与上述悬浮液或乳化液的聚合方法完全相同,因此省略说明。
接着,用纯水清洗所得到的聚合物。该清洗过程中,为了使清洗效率更好,可以在用纯水清洗前用醇等清洗。由此,除去在聚合物中残留的单体、聚合引发剂、表面活性剂。
作为醇,只要是可溶于纯水且容易冲洗的醇即可,可以列举例如乙醇、2-丙醇等,特别优选为2-丙醇。
清洗方法只要能够除去残留单体等,则没有特别限定,优选加压过滤、抽滤、压滤、离心分离、超滤、倾析等。
清洗结束后,将所得到的聚合物在80℃~100℃下进行干燥,除去在聚合物中残留的纯水等。作为干燥方法,只要是能够除去醇或纯水的方法即可,没有特别限定,可以列举大气压下的干燥、真空干燥等。
接着,将干燥的聚合物破碎。作为破碎方法,只要是能够将各粒子破碎的方法即可,没有特别限定,可以列举针磨机、锤磨机、喷磨机、叶轮磨机等。
如上所述,能够生成芯壳结构的紫外线遮蔽剂。
该紫外线遮蔽剂经过破碎工序而将通过干燥聚集的各粒子破碎,由此,能够提高用于化妆料时的使用感。
[含有紫外线遮蔽剂的分散液]
本实施方式的含有紫外线遮蔽剂的分散液为使上述紫外线遮蔽剂分散在分散介质中而形成的分散液,该紫外线遮蔽剂的含有率为1质量%以上且80质量%以下,更优选为20质量%以上且70质量%以下,进一步优选为30质量%以上且60质量%以下。
作为这样的分散介质,只要是能够使上述紫外线遮蔽剂分散的溶剂即可,除了可以使用水以外,还可以优选使用例如:甲醇、乙醇、2-丙醇、丁醇、辛醇等醇类、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、γ-丁内酯等酯类、乙醚、乙二醇单甲醚(甲基溶纤剂)、乙二醇单乙醚(乙基溶纤剂)、乙二醇单丁醚(丁基溶纤剂)、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚等醚类、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、乙酰丙酮、环己酮等酮类、苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香族烃、二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类、二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、二苯基聚硅氧烷等链状聚硅氧烷类、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷等环状聚硅氧烷类、氨基改性聚硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷、烷基改性聚硅氧烷、氟改性聚硅氧烷等改性聚硅氧烷类,可以仅使用这些溶剂中的1种或混合使用2种以上。
在此,紫外线遮蔽剂的含有率低于1质量%时,有机系紫外线吸收剂和金属氧化物粒子的量过少,该分散液无法充分地显示出紫外线遮蔽功能,结果,制作化妆料时的材料设计变得极难,因此不优选。另一方面,含有率超过80质量%时,分散液中的紫外线遮蔽剂的量相对变高,结果,分散液中的紫外线遮蔽剂的分散性降低,组成的均匀性受损,因此不优选。
该分散液可以通过如下方法得到:将上述紫外线遮蔽剂与分散介质混合,根据需要混合分散剂、水溶性粘合剂,接着,使用砂磨机、使用氧化锆珠的珠磨机、球磨机、均质器等分散机或混合机对该混合物实施分散处理,使该紫外线遮蔽剂分散在分散介质中。
另外,分散处理所需要的时间只要对于使紫外线遮蔽剂分散在分散介质中而言为充分的时间即可,没有特别限制。
在此,作为该含有紫外线遮蔽剂的分散液的具体例,对使紫外线遮蔽剂分散在有机硅中的含有紫外线遮蔽剂的有机硅分散液和使紫外线遮蔽剂分散在水中的含有紫外线遮蔽剂的水系分散液进行说明。
[含有紫外线遮蔽剂的有机硅分散液]
本实施方式的含有紫外线遮蔽剂的有机硅分散液为使上述紫外线遮蔽剂分散在有机硅中而形成的含有紫外线遮蔽剂的有机硅分散液,是紫外线遮蔽剂的含有率为1质量%以上且80质量%以下、更优选20质量%以上且70质量%以下、进一步优选30质量%以上且60质量%以下的有机硅系分散液。
作为有机硅,只要是具有式(1)表示的结构骨架的环状有机硅、或直链状有机硅即可,没有特别限定。
作为这样的有机硅,可以列举例如:二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基五硅氧烷、甲基聚三甲基硅氧烷等。
式(1)中,X优选1~2000的范围。通过使X在上述范围内,容易与本实施方式的紫外线遮蔽剂混合,因此优选。
作为分散剂,只要能够使上述紫外线遮蔽剂分散在有机硅中即可,没有特别限定,可以列举例如:聚醚改性有机硅、聚丙三醇改性有机硅、氨基改性有机硅、苯基改性有机硅、烷基改性有机硅、卡必醇改性有机硅、二甲基有机硅等。分散剂相对于紫外线遮蔽剂总质量优选在1质量%以上且50质量%以下的范围内。
另外,可以在将上述有机硅和分散剂利用砂磨机或均质机等分散而得到的分散液中进一步混合天然油、保湿剂、增粘剂、香料、防腐剂等。
通过在上述范围内调节,即使单独使用该含有紫外线遮蔽剂的有机硅分散液,并且即使直接混合到化妆料中,在肌肤上涂开时也能够充分地确保透明性。
[含有紫外线遮蔽剂的水系分散液]
本实施方式的含有紫外线遮蔽剂的水系分散液为使上述紫外线遮蔽剂分散在包含醇类的水系分散介质中而形成的含有紫外线遮蔽剂的水系分散液,是紫外线遮蔽剂的含有率为1质量%以上且80质量%以下、更优选20质量%以上且70质量%以下、进一步优选30质量%以上且60质量%以下、并且含有5质量%以上且20质量%以下的醇类的水系分散液。
该水系分散液中,还可以含有0.001质量%以上且10质量%以下、更优选0.005质量%以上且5质量%以下、进一步优选0.01质量%以上且3质量%以下的水溶性高分子。此时,需要以紫外线遮蔽剂、醇类以及水溶性高分子各成分的总含有率不超过100质量%的方式调节各成分的含有率。
作为醇类,可以列举乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、丙三醇、1,3-丁二醇、丙二醇、山梨糖醇等碳原子数1~6的一元醇或多元醇,其中,优选一元醇,特别优选乙醇。
该水系分散液不含水溶性高分子的情况下,醇类的含有率优选为5质量%以上且20质量%以下,更优选为10质量%以上且20质量%以下。
特别是使醇类的含有率为10质量%以上且20质量%以下的情况下,能够使紫外线遮蔽剂在水系分散液中的分散性以及经时稳定性提高,因此优选。
另外,该水系分散液包含水溶性高分子的情况下,作为该水溶性高分子,只要是能够作为化妆品用途使用的水溶性高分子则没有特别限定,可以列举:阿拉伯胶、海藻酸钠、酪蛋白、卡拉胶、半乳聚糖、羧基乙烯基聚合物、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉、琼脂、黄原胶、榅桲籽、瓜尔豆胶、胶原、明胶、纤维素、葡聚糖、糊精、黄蓍胶、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、透明质酸钠、果胶、普鲁兰多糖、甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素等。这些水溶性高分子可以仅单独使用1种,也可以混合使用2种以上。
水溶性高分子具有作为分散剂及粘度调节剂的作用,通过添加,使紫外线遮蔽剂在水系分散液中的分散性及经时稳定性也提高。
该水系分散液含有水溶性高分子时的醇类的含有率优选为5质量%以上且20质量%以下,更优选为15质量%以上且20质量%以下。
在此,将水系分散液含有水溶性高分子时的醇类的含有率设定为5质量%以上且20质量%以下的原因在于,含有率低于5质量%时,醇类的含量过少,因此,水溶性高分子在醇类中无法均匀地浸润而利用水分不均匀地溶胀,结果,紫外线遮蔽剂的分散性降低,操作变得困难,进而水系分散液的经时稳定性降低,因此不优选。另外,含有率超过20质量%时,水系分散液整体的粘性变高,紫外线遮蔽剂的分散稳定性降低,并且水系分散液的经时稳定性也降低,因此不优选。
该含有紫外线遮蔽剂的水系分散液可以通过如下方法得到:在包含醇类的溶剂(分散介质)或包含醇类和水溶性高分子的混合物(分散介质)中混合上述紫外线遮蔽剂,接着,混合水使其分散。水的量只要适当调节即可,优选15质量%以上且94质量%以下的范围。
通过将水的量在上述范围内调节,单独使用或混合到化妆料中时,均能够得到在肌肤上涂开时能够充分地确保透明性的含有紫外线遮蔽剂的水系分散液。
[化妆料]
本实施方式的化妆料为以紫外线遮蔽剂换算计含有1质量%以上且60质量%以下的上述紫外线遮蔽剂、含有紫外线遮蔽剂的分散液中的任意一种或两种的化妆料,通过在上述的范围内含有该紫外线遮蔽剂,不可能发白,能够充分地确保透明感,并且没有粗糙感等,使用感优良。
该化妆料可以通过如以往那样将上述紫外线遮蔽剂、含有紫外线遮蔽剂的分散液中的任意一种或两种配合到乳液、乳霜、粉底霜、口红、胭脂、眼影等中来得到。
另外,通过在以往难以配方的化妆水或防晒凝胶等水系化妆料中配合上述紫外线遮蔽剂、含有紫外线遮蔽剂的分散液中的任意一种或两种,例如,在使用氧化锌作为无机粒子的情况下,会抑制锌的溶出,并且能够得到紫外线遮蔽功能、透明感以及使用感优良的水系化妆料。
通过将该化妆料作为化妆品的成分使用,能够提供紫外线遮蔽功能、透明感以及使用感优良的护肤化妆品、彩妆化妆品、身体护理化妆品等各种化妆品。特别是适于需要紫外线遮蔽功能的护肤化妆品的美白、彩妆化妆品的底妆、身体护理化妆品的防晒霜等。
如以上所说明,根据本实施方式的紫外线遮蔽剂,由于是将由含有有机系紫外线吸收剂的树脂和含有无机粒子的树脂中的任意一种树脂构成的芯材部用由另一种或两种树脂构成的包覆层包覆而形成的树脂粒子,因此,通过有机系紫外线吸收剂的紫外线吸收效果与无机粒子的散射、反射效果的相乘效果,特别是能够提高380nm~400nm的紫外线遮蔽效果。另外,在使用金属氧化物粒子作为无机粒子的情况下,能够防止由于在紫外线存在下金属氧化物粒子中包含的金属离子的影响使有机系紫外线吸收剂发生重结晶从而引起化妆料的变质、变色、使用感的降低,能够提高光稳定性,从而能够使化妆料的品质稳定。
另外,本实施方式的紫外线遮蔽剂无需使有机系紫外线吸收剂溶解在特定的溶剂中,因此,能够在油包水型(W/O型)的化妆料中配合自不必说,也能够在以往难以配方的水包油型(O/W型)、化妆水或防晒凝胶等水系化妆料中配合。因此,能够提高化妆料的配方的自由度。
另外,由于使紫外线遮蔽剂的平均粒径为0.1μm以上且5μm以下,因此,即使在用于化妆品的情况下,也没有粗糙感等,使用感优良。
另外,由于在树脂中含有平均粒径为0.003μm以上且0.1μm以下的无机粒子,因此,不会吸收可见光线,能够保持化妆料中重视的透明性。
另外,在使用(甲基)丙烯酸系树脂作为树脂的情况下,能够保持更优良的透明性。
另外,在将氧化锌、氧化钛中的任意一种或两种与能够遮蔽长波长紫外线(UVA)的有机系紫外线吸收剂组合来制作紫外线遮蔽剂的情况下,能够进一步遮蔽380nm~400nm的紫外线(UV)。
另外,通过将本实施方式的化妆料作为化妆品的成分使用,能够提供紫外线遮蔽功能、透明感、使用感以及安全性优良的护肤化妆品、彩妆化妆品、身体护理化妆品等各种化妆品。特别是在用于需要紫外线遮蔽功能的护肤化妆品的美白、彩妆化妆品的底妆、身体护理化妆品的防晒霜等的情况下,能够提供紫外线遮蔽功能、透明感、使用感以及安全性优良的化妆品。
需要说明的是,本实施方式的紫外线遮蔽剂和包含其的分散液也可以转用于需要紫外线遮蔽功能的耐候性涂料等。
另外,在化妆品以外的领域中使用时,多数情况下化妆品中重视的粗糙感及使用感等不怎么成为问题,分散剂及树脂的选择范围广,能够提高涂料等的设计配合的自由度。
根据本实施方式的紫外线遮蔽剂的制造方法,仅通过使用简单的装置就能够收率良好地制造本实施方式的紫外线遮蔽剂,从而也能够降低制造成本。
实施例
以下,通过实施例及比较例对本发明具体地进行说明,但本发明并不受这些实施例的限定。
[实施例1]
“芯壳型紫外线遮蔽剂的制作”
A.作为芯材部的含有氧化锌微粒的芯树脂粒子分散液的制作
将平均一次粒径0.02μm的氧化锌微粒(住友大阪水泥制)200质量份、甲基丙烯酸甲酯188质量份、磷酸酯型表面活性剂12质量份混合,使用砂磨机,进行2小时分散处理,得到使氧化锌微粒分散在甲基丙烯酸甲酯中的单体(MMA)分散液。
接着,将得到的单体(MMA)分散液105.0质量份、纯水229.5质量份、十二烷基苯磺酸钠0.5质量份、乙二醇二甲基丙烯酸酯14.0质量份、有机硅系消泡剂1.0质量份混合,使用均质机进行搅拌,得到乳液。
接着,将得到的乳液320.0质量份、纯水79.856质量份、过硫酸钾0.144质量份混合,转移至具备搅拌机和温度计的反应装置中,在室温下进行1小时氮气置换。接着,升温,在65℃下保持3小时,进行聚合反应,接着,进行冰冷,使聚合反应停止,得到芯树脂粒子分散液。
然后,从该芯树脂粒子分散液中取出其中一部分,使用纯水进行清洗后,在90℃下使其干燥。然后,使用锤磨机将得到的干燥物破碎,得到芯树脂粒子。
然后,将上述芯树脂粒子60质量份、十甲基环五硅氧烷(D5)SH245(东丽道康宁株式会社制)51质量份、聚醚改性有机硅SH3775M(东丽道康宁株式会社制)9质量份混合,使用砂磨机,以2500转分散3小时,得到含有氧化锌微粒的芯树脂粒子D5分散液。
接着,在得到的芯树脂粒子D5分散液中加入4倍质量的D5,稀释成5倍,使用动态光散射式粒度分布测定装置LB-550(堀场制作所制)测定该稀释液中的芯树脂粒子的分散粒径,计算出其体积粒度分布及累积体积粒度分布。其结果,累积体积粒度分布为10体积%(D10)的粒径为163.6nm,累积体积粒度分布为50体积%(D50)的粒径为221.9nm,累积体积粒度分布为90体积%(D90)的粒径为287.6nm。将该芯树脂粒子D5分散液的体积粒度分布及累积体积粒度分布示于图1。
B.将作为芯材部的芯树脂粒子的表面用包含有机系紫外线吸收剂的树脂包覆
将甲基丙烯酸甲酯38.5质量份、磷酸酯型表面活性剂1.5质量份混合,接着,加入阿伏苯宗(Parsol1789(注册商标))10.0质量份,使其完全溶解,得到含有有机系紫外线吸收剂的MMA溶解液。
接着,将该含有有机系紫外线吸收剂的MMA溶解液42.0质量份与在纯水97.902质量份中溶解有过硫酸钾0.098质量份的过硫酸钾溶解液混合,利用均质机使其乳化,得到包覆树脂乳化液。
接着,将包覆树脂乳化液140质量份与上述芯树脂粒子分散液400质量份混合,在室温(25℃)下进行1小时氮气置换后,升温,在65℃下保持3小时,进行聚合反应。接着,对得到的反应液进行冰冷,使聚合反应停止,将得到的聚合物用纯水清洗后,在90℃下使其干燥。然后,使用锤磨机将该干燥物破碎,得到实施例1的含有氧化锌的芯壳型紫外线遮蔽剂。
基于上述混合时的包覆树脂乳化液以及芯树脂粒子分散液各自的质量份计算该含有氧化锌的芯壳型紫外线遮蔽剂中的氧化锌以及有机系紫外线吸收剂各自的含有率时,氧化锌的含有率为35质量%,有机系紫外线吸收剂的含有率为6质量%。
“芯壳型紫外线遮蔽剂的评价”
A.平均长径的测定
将该芯壳型紫外线遮蔽剂的扫描型电子显微镜(SEM)图像示于图2,将该芯壳型紫外线遮蔽剂的透射型电子显微镜(TEM)图像示于图3。
从图2的SEM图像中选择100个芯壳型紫外线遮蔽剂,测定其粒径,结果在0.1μm~0.5μm的范围内,平均粒径为0.25μm。另外,由图3的TEM图像确认,芯粒子由含有有机系紫外线吸收剂的0.02μm厚的树脂包覆。
B.残留单体的测定
将芯壳型紫外线遮蔽剂0.5质量份封入22mL的耐热容器(顶空瓶)中,在150℃下加热40分钟,使用质谱仪-气相色谱仪GC-MS对所产生的气相部进行芯壳型紫外线遮蔽剂中残留的甲基丙烯酸甲酯单体的定量。
残留单体的定量方法使用作为多阶段加热提取法的多次顶空(MHE)法。其结果,芯壳型紫外线遮蔽剂中残留的甲基丙烯酸甲酯单体为3.4ppm。
接着,将上述含有氧化锌的芯壳型紫外线遮蔽剂60质量份、十甲基环五硅氧烷(D5)SH245(东丽道康宁株式会社制)51质量份、聚醚改性有机硅SH3775M(东丽道康宁株式会社制)9质量份混合,使用砂磨机,以2500转分散3小时,得到包含50质量%含有氧化锌的芯壳型紫外线遮蔽剂的实施例1的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液。
接着,将得到的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液以芯壳型紫外线遮蔽剂达到10质量%的方式加入D5进行稀释,使用动态光散射式粒度分布测定装置LB-550(堀场制作所制)测定该稀释液中的芯壳型氧化锌微粒的分散粒径,计算出其体积粒度分布及累积体积粒度分布。其结果,累积体积粒度分布为10体积%(D10)的粒径为194.6nm,累积体积粒度分布为50体积%(D50)的粒径为262.6nm,累积体积粒度分布为90体积%(D90)的粒径为338.0nm。将该含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液的体积粒度分布及累积体积粒度分布示于图4。
“分光透射率以及SPF的测定”
使用上述含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液,利用线棒以膜厚达到期望的膜厚的方式进行适当调节,涂布到石英板上,制作涂膜(测定用试样)。在此,制作膜厚为5μm、8μm、10μm、18μm、25μm的5种测定用试样。
接着,使用SPF分析仪UV-1000S(美国Labsphere公司制)测定这5种涂膜各自的分光透射率以及SPF值。将得到的分光透射率的曲线图示于图5。根据图5确认了,在所有的膜厚下均具有遮蔽400nm附近的紫外线的效果。
另外,该含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液的SPF值在5μm厚时为158、在8μm厚时为244、在10μm厚时为339、在18μm厚时为357、在25μm厚时为381。
“含有芯壳型紫外线遮蔽剂的水分散液的制作”
接着,将上述含有氧化锌的芯壳型紫外线遮蔽剂20质量份、乙醇7.5质量份和纯水22.5质量份混合,得到包含40质量%的芯壳型紫外线遮蔽剂的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的水分散液。
“保湿凝胶的制作”
接着,将上述含有芯壳型紫外线遮蔽剂的水分散液25质量份、羧甲基纤维素钠1.5质量份、乙醇6.25质量份、丙三醇2.5质量份和纯水14.75质量份混合,在70℃下搅拌10分钟,得到包含20质量%芯壳型紫外线遮蔽剂的保湿凝胶。
[比较例1]
将实施例1中得到的芯树脂粒子20质量份、乙醇7.5质量份和纯水22.5质量份混合,得到包含40质量%芯树脂粒子的含有芯树脂粒子的水分散液。
使用该含有芯树脂粒子的水分散液,与实施例1同样操作,得到包含20质量%芯树脂粒子的保湿凝胶。
[比较例2]
在甲基丙烯酸甲酯96质量份中加入阿伏苯宗(Parsol1789(注册商标))24质量份,使其完全溶解,得到含有有机系紫外线吸收剂的MMA溶解液。
接着,将该含有有机系紫外线吸收剂的MMA溶解液100质量份、磷酸酯型表面活性剂5质量份、纯水229.5质量份、十二烷基苯磺酸钠0.5质量份、乙二醇二甲基丙烯酸酯14.0质量份与有机硅系消泡剂1.0质量份混合,使用均质机进行搅拌,得到乳液。
接着,将该乳液320质量份、纯水79.856质量份与过硫酸钾0.144质量份混合,转移至具备搅拌机和温度计的反应装置中,在室温(25℃)下进行1小时氮气置换。接着,升温,在65℃下保持3小时,进行聚合反应。接着,对得到的反应液进行冰冷,使聚合反应停止,将得到的聚合物用纯水清洗后,在90℃下使其干燥。然后,使用锤磨机将该干燥物破碎,得到仅由含有有机系紫外线吸收剂的芯树脂粒子构成的紫外线遮蔽剂。
基于上述混合时的乳液的质量份计算该乳液的芯树脂粒子中的有机系紫外线吸收剂的含有率时,为20质量%。
接着,将仅由上述含有有机系紫外线吸收剂的芯树脂粒子构成的紫外线遮蔽剂20质量份、乙醇7.5质量份与纯水22.5质量份混合,得到包含40质量%含有有机系紫外线吸收剂的芯树脂粒子的含有紫外线吸收剂的芯树脂粒子水分散液。
使用该含有紫外线吸收剂的芯树脂粒子水分散液,与实施例1同样操作,得到包含20质量%含有紫外线吸收剂的芯树脂粒子的保湿凝胶。
“保湿凝胶的评价”
将实施例1、比较例1、2的各保湿凝胶分别以2mg/cm2的量涂布到石英板上,使用SPF分析仪UV-1000S(美国Labsphere公司制),测定它们的分光透射率以及SPF值。将得到的分光透射率的曲线图示于图6。根据图6确认了:由于实施例1的保湿凝胶含有芯壳型紫外线遮蔽剂,因此,与比较例1、2相比,在可见光区域内的透明性优良,并且更多地遮蔽400nm以下的紫外线。
另外,实施例1的保湿凝胶的SPF值为244,比较例1的保湿凝胶的SPF值为33,比较例2的保湿凝胶的SPF值为40。
[实施例2]
“防晒霜剂的制作”
按照以下的配方进行配合,充分混合,得到防晒霜剂。
在此,预先在精制水中混合乙醇而制作水相成分,并且将除此以外的成分混合而制作油相成分,在该油相成分中加入上述水相成分,充分混合,得到包含20质量%含有氧化锌粒子的芯壳型紫外线遮蔽剂的实施例2的防晒霜剂。
[比较例3]
将氧化锌微粒ZnO-350(一次粒径25nm)(住友大阪水泥制)60质量份、十甲基环五硅氧烷(D5)SH245(东丽道康宁株式会社制)51质量份、聚醚改性有机硅SH3775M(东丽道康宁株式会社制)9质量份混合,使用砂磨机,以2500转分散3小时,得到包含50质量%氧化锌微粒的含有氧化锌的分散液。
接着,通过以下的配方进行配合,充分混合,得到防晒霜剂。
“防晒霜剂的评价”
将实施例2、比较例3的各防晒霜剂分别以2mg/cm2的量涂布到石英板上,使用SPF分析仪UV-1000S(美国Labsphere公司制),测定它们的分光透射率以及SPF值。将得到的分光透射率的曲线图示于图7。根据图7确认了:由于实施例2的防晒霜剂含有芯壳型紫外线遮蔽剂,因此遮蔽了400nm以下的紫外线。另一方面确认了,比较例3的防晒霜剂仅仅能够遮蔽380nm以下的紫外线。
另外,实施例2的防晒霜剂的SPF值为343,比较例3的防晒霜剂的SPF值为35。
“防晒霜剂的皮肤涂布性的评价”
对实施例2、比较例3的各防晒霜剂的皮肤涂布性进行评价。
在此,选择20名评审员,各评审员对“使用感”以及“透明感”的各评价项目判断优劣,计算出对各评价项目判断为优良的评审员的人数,基于该人数,通过下述的分类进行评价。
关于评价的结果,实施例2的防晒霜剂的使用感、透明感均为“A”,相对于此,比较例3的防晒霜剂的使用感为“B”,透明感为“C”。
[实施例3]
除了在实施例1中使用氧化钛(平均一次粒径:0.03μm;石原产业公司制)代替氧化锌以外,与实施例1同样操作,得到含有氧化钛粒子的芯壳型紫外线遮蔽剂。
接着,按照以下的配方进行配合,制作粉底霜。
在此,按照上述配方将油性成分进行加热混合,将所得到的混合物每次少量地加入到预先混合而成的粉体成分,充分混合后,压到金属模具中,得到粉底霜。
[实施例4]
按照以下的配方进行配合。
在此,按照上述配方将油性成分进行加热混合,将所得到的混合物每次少量地加入到预先混合而成的粉体成分,充分混合后,压到金属模具中,得到粉底霜。
[比较例4]
按照以下的配方进行配合。
作为紫外线遮蔽剂,使用将比较例2的紫外线遮蔽剂与氧化钛TTO-51(石原产业株式会社制)以质量比1:1配合而成的混合物(VT)。
在此,按照上述配方将油性成分进行加热混合,将所得到的混合物每次少量地加入到预先混合而成的粉体成分,充分混合后,压到金属模具中,得到粉底霜。
“粉底霜的皮肤涂布性的评价”
与上述防晒霜剂的皮肤涂布性的评价同样操作,进行实施例3、4以及比较例4的各粉底霜的皮肤涂布性的评价。
其结果,实施例3的粉底霜的使用感、皱纹的遮盖效果均为“A”,实施例4的粉底霜的使用感为“A”,皱纹的遮盖效果为“B”。另一方面,比较例4的粉底霜的使用感、皱纹的遮盖效果均为“C”。
通常,氧化钛利用其自身的散射效果,皱纹的遮盖效果比氧化锌更优良。
在此,将实施例4的使用含有氧化锌的芯壳型紫外线遮蔽剂的粉底霜与比较例4的以粒子的状态使用氧化钛的粉底霜进行比较,结果,实施例4的使用含有氧化锌的芯壳型紫外线遮蔽剂的粉底霜得到了皱纹的遮盖效果优良的结果。可以认为这是由于,通过使树脂中含有氧化锌,利用树脂与氧化锌的散射效果,晕色效果提高。
[实施例5]
将实施例1中得到的含有氧化锌微粒的芯壳型紫外线遮蔽剂36质量份、十甲基环五硅氧烷(D5)SH245(东丽道康宁株式会社制)75质量份、聚醚改性有机硅SH3775M(东丽道康宁株式会社制)9质量份混合,使用砂磨机,以2500转分散3小时,得到包含30质量%含有氧化锌微粒的芯壳型紫外线遮蔽剂的实施例5的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液。
接着,根据实施例1对所得到的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液中的芯壳型氧化锌微粒的分散粒径进行测定。其结果,累积体积粒度分布为10体积%(D10)的粒径为194.6nm,累积体积粒度分布为50体积%(D50)的粒径为262.6nm,累积体积粒度分布为90体积%(D90)的粒径为338.0nm。
接着,按照以下的配方进行配合。
在此,预先在精制水中混合1,3-丁二醇而制作水相成分,并且将除此以外的成分混合而制作油相成分,在该油相成分中加入上述水相成分,充分混合,得到包含20质量%含有氧化锌粒子的芯壳型紫外线遮蔽剂的实施例5的防晒霜剂。
[比较例5]
将氧化锌微粒ZnO-350(一次粒径25nm)(住友大阪水泥制)36质量份、十甲基环五硅氧烷(D5)SH245(东丽道康宁株式会社制)75质量份、聚醚改性有机硅SH3775M(东丽道康宁株式会社制)9质量份混合,使用砂磨机,以2500转分散3小时,得到包含30质量%氧化锌微粒的比较例5的含有氧化锌的分散液。
接着,按照以下的配方进行配合。
在此,预先在精制水中混合1,3-丁二醇而制作水相成分,并且将除此以外的成分混合而制作油相成分,在该油相成分中加入上述水相成分,充分混合,得到防晒霜剂。
[实施例6]
“芯壳型紫外线遮蔽剂的制作”
A.包含作为芯材部的含有有机系紫外线吸收剂的树脂的芯树脂粒子分散液的制作
将甲基丙烯酸甲酯84.7质量份、磷酸酯型表面活性剂3.3质量份混合,接着,加入阿伏苯宗(パルソール1789(注册商标))22质量份,使其完全溶解,得到含有有机系紫外线吸收剂的MMA溶解液。
接着,将上述含有有机系紫外线吸收剂的MMA溶解液105.0质量份、纯水229.5质量份、十二烷基苯磺酸钠0.5质量份、乙二醇二甲基丙烯酸酯14.0质量份、有机硅系消泡剂1.0质量份混合,使用均质机进行搅拌,得到乳液。
接着,将上述乳液320.0质量份、纯水79.856质量份、过硫酸钾0.144质量份混合,转移至具备搅拌机和温度计的反应装置中,在室温下进行1小时氮气置换。接着,升温,在65℃下保持3小时,进行聚合反应。
接着,对该反应液进行冰冷,使聚合反应停止,得到含有有机系紫外线吸收剂的芯树脂粒子分散液。
B.将作为芯材部的含有有机系紫外线吸收剂的树脂用含有氧化锌微粒的树脂包覆
将平均一次粒径0.02μm的氧化锌微粒(住友大阪水泥制)200质量份、甲基丙烯酸甲酯188质量份、磷酸酯型表面活性剂12质量份混合,使用砂磨机,进行2小时分散处理,得到使氧化锌微粒分散在甲基丙烯酸甲酯中的单体(MMA)分散液。
接着,将上述单体(MMA)分散液105.0质量份、纯水229.27质量份、过硫酸钾0.23质量份、十二烷基苯磺酸钠0.5质量份、乙二醇二甲基丙烯酸酯14.0质量份、有机硅系消泡剂1.0质量份混合,使用均质机进行搅拌,得到乳液。
接着,将上述乳液140质量份与上述含有有机系紫外线吸收剂的芯树脂粒子分散液250质量份混合,在室温(25℃)下进行1小时氮气置换后,升温,在65℃下保持3小时,进行聚合反应。接着,对得到的反应液进行冰冷,使聚合反应停止,将得到的聚合物用纯水清洗后,在90℃下使其干燥。然后,使用锤磨机将该干燥物破碎,得到实施例6的芯壳型紫外线遮蔽剂。
基于上述混合时的乳液以及芯树脂粒子分散液各自的质量份,计算该芯壳型紫外线遮蔽剂中的氧化锌以及有机系紫外线吸收剂各自的含有率时,氧化锌的含有率为21质量%,有机系紫外线吸收剂的含有率为12质量%。
接着,将所得到的芯壳型紫外线遮蔽剂36质量份、十甲基环五硅氧烷(D5)SH245(东丽道康宁株式会社制)75质量份、聚醚改性有机硅SH3775M(东丽道康宁株式会社制)9质量份混合,使用砂磨机,以2500转分散3小时,得到包含30质量%芯壳型紫外线遮蔽剂的实施例6的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液。
接着,根据实施例1对上述含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液中的芯壳型紫外线遮蔽剂的分散粒径进行测定,结果,累积体积粒度分布为10体积%(D10)的粒径为181.5nm,累积体积粒度分布为50体积%(D50)的粒径为259.2nm,累积体积粒度分布为90体积%(D90)的粒径为343.9nm。将该含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液的体积粒度分布及累积体积粒度分布示于图8。
接着,按照以下的配方进行配合。
在此,预先在精制水中混合1,3-丁二醇而制作水相成分,并且将除此以外的成分混合而制作油相成分,在该油相成分中加入上述水相成分,充分混合,得到包含20质量%芯壳型紫外线遮蔽剂的实施例6的防晒霜剂。
“防晒霜剂的评价”
将实施例5、6、比较例5的各防晒霜剂分别以2mg/cm2的量涂布到石英板上,使用SPF分析仪UV-1000S(美国Labsphere公司制),测定它们的分光透射率以及SPF值。
其结果,实施例5的防晒霜剂的SPF值为343.3,实施例6的防晒霜剂的SPF值为188.7,比较例5的防晒霜剂的SPF值为34.8。图9中示出了实施例5、6、比较例5各自的分光透射率。
根据图9确认了:实施例5的防晒霜剂遮蔽400nm以下的紫外线,并且大体上遮蔽390nm以下的紫外线。
确认了:实施例6的防晒霜剂在400nm附近的紫外线遮蔽效果高,并且大体上遮蔽380nm以下的紫外线。
将实施例5的防晒霜剂与实施例6的防晒霜剂比较时,实施例5的防晒霜剂的紫外线遮蔽性效果更优良,可以认为这是通过阿伏苯宗存在于壳部而使阿伏苯宗局部高浓度化所带来的效果。
另一方面确认了:比较例5的防晒霜剂没有得到实施例5、6的防晒霜剂这样的400nm附近的紫外线遮蔽效果,仅仅能够遮蔽380nm以下的紫外线。
[实施例7]
除了使用氧化钛(平均一次粒径:0.03μm;石原产业公司制)代替氧化锌以外,与实施例1同样操作,得到含有氧化钛粒子的芯壳型紫外线遮蔽剂。
基于上述混合时的质量份计算该含有氧化钛的芯壳型紫外线遮蔽剂中的氧化钛以及有机系紫外线吸收剂各自的含有率时,氧化钛的含有率为35质量%,有机系紫外线吸收剂的含有率为6质量%。
接着,将该含有氧化钛粒子的芯壳型紫外线遮蔽剂36质量份、十甲基环五硅氧烷(D5)SH245(东丽道康宁株式会社制)75质量份、聚醚改性有机硅SH3775M(东丽道康宁株式会社制)9质量份混合,使用砂磨机,以2500转分散3小时,得到包含30质量%含有氧化钛粒子的芯壳型紫外线遮蔽剂的实施例7的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液。
接着,根据实施例1对得到的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液中的芯壳型氧化钛粒子的分散粒径进行测定。其结果,累积体积粒度分布为10体积%(D10)的粒径为225.1nm,累积体积粒度分布为50体积%(D50)的粒径为295.9nm,累积体积粒度分布为90体积%(D90)的粒径为376.6nm。将该含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液的体积粒度分布及累积体积粒度分布示于图10。
接着,按照以下的配方进行配合。
在此,预先在精制水中混合1,3-丁二醇而制作水相成分,并且将除此以外的成分混合而制作油相成分,在该油相成分中加入上述水相成分,充分混合,得到包含20质量%含有氧化钛粒子的芯壳型紫外线遮蔽剂的实施例7的防晒霜剂。
[比较例6]
将氧化钛微粒(平均一次粒径:0.03μm;石原产业公司制)36质量份、十甲基环五硅氧烷(D5)SH245(东丽道康宁株式会社制)75质量份、聚醚改性有机硅SH3775M(东丽道康宁株式会社制)9质量份混合,使用砂磨机,以2500转分散3小时,得到包含30质量%氧化钛微粒的比较例6的含有氧化钛微粒的分散液。
接着,按照以下的配方进行配合。
在此,预先在精制水中混合1,3-丁二醇而制作水相成分,并且将除此以外的成分混合而制作油相成分,在该油相成分中加入上述水相成分,充分混合,得到含有20质量%氧化钛微粒的比较例6的防晒霜剂。
“防晒霜剂的评价”
将实施例7、比较例6的各防晒霜剂分别以2mg/cm2的量涂布到石英板上,使用SPF分析仪UV-1000S(美国Labsphere公司制),测定它们的分光透射率以及SPF值。
其结果,实施例7的防晒霜剂的SPF值为145.2,比较例6的防晒霜剂的SPF值为63.6。图11中示出了实施例7、比较例6各自的分光透射率。
根据图11确认了:实施例7的防晒霜剂与比较例6的防晒霜剂比较,遮蔽波长更长的一侧的紫外线。
“防晒霜剂的皮肤涂布性的评价”
进行实施例5~7以及比较例5、6的各防晒霜剂的皮肤涂布性评价。
在此,选择20名评审员,各评审员对“使用感”以及“透明感”的各评价项目判断优劣,计算出对各评价项目判断为优良的评审员的人数,基于该人数,通过下述的分类进行评价。
关于评价的结果,实施例5~7的防晒霜剂的使用感、透明感均为“A”,相对于此,比较例5、6的防晒霜剂的使用感为“B”,透明感为“C”。
可以认为是由于,通过将其形成为芯壳结构,防晒霜剂在肌肤上容易涂开,另外,能够防止金属氧化物微粒的聚集等。
[比较例7]
使阿伏苯宗溶解在80℃的十甲基环五硅氧烷(D5)SH245(东丽道康宁株式会社制)中,得到包含1.8质量%阿伏苯宗的含有阿伏苯宗的D5分散液。
接着,按照以下的配方进行配合。
在此,预先在精制水中混合1,3-丁二醇而制作水相成分,并且将除此以外的成分混合而制作油相成分,在该油相成分中加入上述水相成分,充分混合,得到比较例7的防晒霜剂。
“光稳定性试验”
使用线棒#8(膜厚18μm),将实施例5以及比较例7的各防晒霜剂涂布到石英板上,接着,对所得到的各涂膜照射太阳光,用SPF分析仪UV-1000S(美国Labsphere公司制)测定0小时(照射前)、3小时、6小时各自的透射率。将测定结果示于图12。
根据图12确认了:实施例5的防晒霜剂与比较例7的单独配合阿伏苯宗的防晒霜剂相比,透射率无显著的变化,具有光稳定性。
[实施例8]
“芯壳型紫外线遮蔽剂的制作”
A.作为芯材部的含有氧化锆粒子的芯树脂粒子分散液的制作
将平均一次粒径0.01μm的氧化锆微粒RC-100(第一希元素公司制)40质量份、醚硫酸酯型表面活性剂8质量份、甲基丙烯酸甲酯52质量份混合,使用砂磨机,进行2小时分散处理,得到使氧化锆微粒分散在甲基丙烯酸甲酯中的单体(MMA)分散液。
接着,将所得到的单体(MMA)分散液30.0质量份、纯水64.75质量份、十二烷基苯磺酸钠0.95质量份、乙二醇二甲基丙烯酸酯4.0质量份、有机硅系消泡剂0.30质量份混合,使用均质机进行搅拌,制作乳液。
接着,将所得到的乳液80质量份、纯水20.45质量份、过硫酸钾0.037质量份混合,转移至具备搅拌器以及温度计的反应装置中,在室温(25℃)下进行1小时氮气置换。接着,升温,在65℃下保持3小时,进行聚合反应。接着,对该反应液进行冰冷,使聚合反应停止,得到含有氧化锆微粒的芯树脂粒子分散液。
B.将作为芯材部的芯树脂粒子的表面用包含有机系紫外线吸收剂的树脂包覆
将甲基丙烯酸甲酯77质量份、磷酸酯型表面活性剂3质量份混合,接着,加入阿伏苯宗(Parsol(注册商标)1789)20质量份,得到含有有机系紫外线吸收剂的MMA溶解液。
接着,将该含有有机系紫外线吸收剂的MMA溶解液30质量份与在纯水69.964质量份中溶解有过硫酸钾0.036质量份的过硫酸钾溶解液混合,通过均质机使其乳化,得到包覆树脂乳化液。
接着,将该包覆树脂乳化液25.5质量份与上述芯树脂粒子分散液74.5质量份混合,在室温(25℃)下进行1小时氮气置换后,升温,在65℃下保持3小时,进行聚合反应。接着,对所得到的反应液进行冰冷,使聚合反应停止,将得到的聚合物用纯水清洗后,在90℃下使其干燥。然后,使用锤磨机将该干燥物破碎,得到实施例8的含有氧化锆的芯壳型紫外线遮蔽剂。
基于上述混合时的包覆树脂乳化液以及芯树脂粒子分散液各自的质量份计算该含有氧化锆的芯壳型紫外线遮蔽剂中的氧化锆以及有机系紫外线吸收剂各自的含有率时,氧化锆的含有率为28质量%,有机系紫外线吸收剂的含有率为6质量%。
“芯壳型紫外线遮蔽剂的评价”
对该芯壳型紫外线遮蔽剂的扫描型电子显微镜(SEM)图像进行了观察,结果,芯壳型复合粒子的大小大体上均匀。另外,由该扫描型电子显微镜(SEM)图像中选择100个芯壳型紫外线遮蔽剂,测定各自的粒径,基于这些粒径计算出平均粒径,结果,平均粒径为40nm。
接着,将上述含有氧化锆的芯壳型紫外线遮蔽剂36质量份、十甲基环五硅氧烷(D5)SH245(东丽道康宁株式会社制)75质量份、聚醚改性有机硅SH3775M(东丽道康宁株式会社制)9质量份混合,使用砂磨机,以2500转分散3小时,得到包含30质量%含有氧化锆的芯壳型紫外线遮蔽剂的实施例8的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液。
接着,根据实施例1对所得到的含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液中的芯壳型氧化锆粒子的分散粒径进行测定。其结果,累积体积粒度分布为10体积%(D10)的粒径为217nm,累积体积粒度分布为50体积%(D50)的粒径为302nm,累积体积粒度分布为90体积%(D90)的粒径为399nm。
将该含有芯壳型紫外线遮蔽剂的分散液用刮棒涂布机涂布到石英基板上,形成厚度为32μm的涂膜,用SPF分析仪UV-1000S(Labsphere公司制)测定该涂膜的分光透射率。其结果确认到,大体上遮蔽390nm以下的紫外线。将所得到的分光透射率示于图13。
产业上的可利用性
根据本发明的紫外线遮蔽剂,能够提高紫外线遮蔽效果,能够使化妆料的品质稳定,从而能够使作为化妆料的配方的自由度提高。另外,根据本发明的紫外线遮蔽剂的制造方法,仅通过使用简单的装置就能够收率良好地制造本发明的紫外线遮蔽剂,制造成本也能够降低,因此,其工业上的价值大。
Claims (17)
1.一种紫外线遮蔽剂,其包含通过将由含有有机系紫外线吸收剂的树脂和含有无机粒子的树脂中的任意一种树脂构成的芯材部用由另一种或两种树脂构成的包覆层包覆而形成的树脂粒子。
2.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,
所述芯材部由所述含有无机粒子的树脂构成,
所述包覆层由所述含有有机系紫外线吸收剂的树脂构成。
3.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,所述无机粒子的折射率为1.9以上。
4.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,所述无机粒子为金属氧化物粒子。
5.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,所述有机系紫外线吸收剂为选自由二苯甲酰基甲烷系化合物、二苯甲酮衍生物、对氨基苯甲酸衍生物、甲氧基肉桂酸衍生物以及水杨酸衍生物组成的组中的至少一种。
6.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,所述树脂粒子的平均粒径为0.1~5μm。
7.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,
所述芯材部由含有无机粒子的树脂构成,
所述芯材部为平均粒径0.05~5.0μm的球状。
8.如权利要求7所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,所述芯材部为平均粒径0.05~4.8μm的球状。
9.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,
所述芯材部由含有有机系紫外线吸收剂的树脂构成,
所述芯材部为平均粒径0.05~5μm的球状。
10.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,所述无机粒子的平均一次粒径为0.003~0.1μm。
11.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,所述包覆层的厚度为0.01~0.5μm。
12.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,所述含有有机系紫外线吸收剂的树脂中的、有机系紫外线吸收剂的含有率为0.1~80质量%。
13.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,所述含有无机粒子的树脂中的、无机粒子的含有率为1~80质量%。
14.如权利要求1所述的紫外线遮蔽剂,其特征在于,所述紫外线吸收剂与所述无机粒子的质量比Mv:Mm为1:9~5:5。
15.一种含有紫外线遮蔽剂的分散液,其特征在于,其通过将权利要求1~14中任一项所述的紫外线遮蔽剂分散在分散介质中而得到。
16.一种化妆料,其中,含有权利要求1~14中任一项所述的紫外线遮蔽剂以及权利要求15所述的含有紫外线遮蔽剂的分散液中的任意一种或两种。
17.一种紫外线遮蔽剂的制造方法,其中,包括:
使无机粒子分散在包含分散剂的树脂单体中而得到树脂单体分散液的工序;
使有机系紫外线吸收剂及分散剂溶解在树脂单体中而得到树脂单体溶解液的工序;
使所述树脂单体分散液或所述树脂单体溶解液在含有悬浮保护剂、有机硅系消泡剂及交联剂的纯水中悬浮或乳化后,添加聚合引发剂而进行悬浮聚合或乳液聚合,得到包含由含有有机系紫外线吸收剂的树脂或含有无机粒子的树脂构成的芯材部的分散液的工序;
使所述树脂单体分散液或树脂单体溶解液在含有聚合引发剂的纯水中悬浮或乳化而得到包覆用树脂的工序;以及
将所述包覆用树脂与包含所述芯材部的分散液混合,进行悬浮聚合或乳液聚合,得到包含芯壳结构的树脂粒子的紫外线遮蔽剂的工序。
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