JP2004010464A - チタン酸化合物粉末及び化粧料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】チタン酸化合物A−Eからなる平均大きさ:1−30μm,平均厚さ:0.05−3μmの扁平状粒子の粉末。
R1:Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Al、R2:Li,Mg,Ca,Co,Ni,Cu,Zn,Sr,Ag,Sn,Ba
(1) TiO6八面体のTi席の一部がR1イオンで置換されたアナターゼ結晶相の化合物A。(2)TiO6八面体の連鎖からなる層状構造を有し、Ti席の一部がR1イオンで置換され、層間にR2イオンが存在する層状化合物B。(3)MTinO2n+m / 2[M:Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Al、n:0.5−2、m:Mの価数]の化合物C。(4)化合物Cとチタニアが結合した粒子からなる複合化合物D。(5)化合物Cの2種以上が結合した粒子からなる複合化合物E。(6)化合物Cの2種以上とチタニアとが結合した粒子からなる複合化合物F。(7)化合物A〜Fの1種以上を含む化粧料。
【選択図】なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料組成物,フィルム,コーティング組成物,化粧料等の構成材料として有用な扁平形状を有するチタン酸化合物の粒子からなる粉末及びこれを含有してなる化粧料等の組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
塗料、フィルム,コーティング組成物、化粧料等の各種組成物に配合される無機顔料として、従来マイカ,タルク,ガラスフレーク,MIO(マイカ状酸化チタン)等が使用されてきた。近時、これらの顔料ないし充填材として、各種の合成無機粉末の使用が試みられ、例えば、特開昭4−321517号公報には、薄片状チタン酸カリウム粒子(K2Ti6O13)からなる粉末が展延性,隠蔽性などに優れ、塗料や化粧料等の顔料として好適に使用し得ることが開示され、特開2000−230168号公報には、一定の組成・結晶構造を有するチタン酸塩(AxMy□zTi2−( x + y ))の薄片状粉末が樹脂充填剤,塗料充填剤等として使用されることが開示されている。また、特開平5−163117号公報には、薄片状のチタン酸カリウム粒子からなる粉末を顔料として配合することにより、展延性,滑沢性,付着性,隠蔽性等に優れた化粧料が得られることが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記合成無機化合物であるチタン酸化合物の薄片状粒子からなる粉末は、天然産原料に由来するマイカ,タルク等に比し、分散性にすぐれ薄片状の形態的効果として配向性も良好である。しかし、これらのチタン酸化合物は結晶内にアルカリ金属イオン(カリウムイオン,ナトリウムイオン等)を含み、そのアルカリイオンは溶出し易い。このことは、塗料やコーティング組成物,化粧料等の有機系組成物に配合される場合、組成物の変質・劣化を誘起し、また環境・人体への影響等を招く要因ともなる。
本発明は、塗料、フィルム,コーティング組成物、化粧料等の顔料として、上記不具合を伴わず、展延性,滑沢性,付着性,隠蔽性等に優れ、かつ抗菌性,防錆性等を備えたチタン酸化合物粉末及びこれを配合して調製される化粧料等を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明のチタン酸化合物粉末は、下記の組成及び結晶構造を有するチタン酸化合物A,B,C,D,E又はFからなり、平均大きさ:1〜30μm、平均厚さ:0.05〜3μmの扁平形状を有する粒子の粉末である。
以下の説明において、R1及びR2の元素群はそれぞれ下記のとおりである。
R1…Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Al
R2…Li,Mg,Ca,Co,Ni,Cu,Zn,Sr,Ag,Sn,Ba
【0005】
(A)チタン酸化合物A(請求項1)
TiO6八面体の4稜共有の連鎖からなるアナターゼ型結晶構造を有し、Ti席の一部がR1元素群から選ばれる1種ないし2種以上の金属イオンで置換されたアナターゼ型チタン酸化合物である。
【0006】
(B)チタン酸化合物B(請求項2)
TiO6八面体の連鎖により形成される層状結晶構造を有し、Ti席の一部がR1元素群から選ばれる1種ないし2種以上の金属イオンで置換されていると共に、結晶層間にR2元素群から選ばれる1種ないし2種以上の金属イオンが存在するチタン酸層間化合物である。
【0007】
(C)チタン酸化合物C(請求項3)
一般式 MTinO2n+m / 2
[式中、M:Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Alから選ばれる金属元素の1種ないし2種以上、n:0.5〜2、m:Mの価数]
で示されるチタン酸化合物である。
【0008】
(D)チタン酸化合物D(請求項4)
一般式 MTinO2n+m / 2
[式中、M:Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Alから選ばれる金属元素の1種ないし2種以上、n:0.5〜2、m:Mの価数]で示されるチタン酸化合物(前記チタン酸化合物C)の結晶相と、チタニア結晶相(アナターゼ型又はルチル型)とが結合したチタニア複合チタン酸化合物である。
このチタニア複合チタン酸化合物Dの複合量比(チタン酸化合物C結晶相/チタニア結晶相)は、例えば約1/3(モル比)である。
【0009】
(E)チタン酸化合物E(請求項5)
MTinO2n+m / 2
[式中、M:Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Alから選ばれる金属元素の1種ないし2種以上、n:0.5〜2、m:Mの価数]で示されるチタン酸化合物(前記チタン酸化合物C)の2種以上の結晶相が結合した複合チタン酸化合物である。
【0010】
(F)チタン酸化合物F(請求項6)
一般式 MTinO2n+m / 2
[式中、M:Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Alから選ばれる金属元素の1種ないし2種以上、n:0.5〜2、m:Mの価数]で示されるチタン酸化合物(前記チタン酸化合物C)の2種以上の結晶相と、チタニア結晶(アナターゼ型又はルチル型)とが結合した複合チタン酸化合物である。その複合量比(チタン酸化合物C結晶相の合計量/チタニア結晶相)は、例えば3/1(モル比)である。
【0011】
本発明のチタン酸化合物A〜Fの扁平形状の粒子からなる粉末は、結晶構造、化学的安定性及び形態的特徴により、塗料組成物,化粧料等の顔料として良好な分散性,配向性を有すると共に、これを化粧料の顔料として、例えばファンデーション,アイシャドウ,頬紅,口紅,ネイルエナメル等に配合することにより、良好な展延性,滑沢性,光沢性,ツヤ,ハリ,付着性,隠蔽性を付与し、他方塗料等に配合される場合は、上記諸特性のほか、塗膜の耐熱性,耐摩耗性などの改善効果をもたらす。
【0012】
特に亜鉛を構成元素として含有するチタン酸亜鉛は、化粧料の顔料として適用される場合、肌に対する刺激発現性が低く、敏感肌用化粧料の顔料として好適である。また、チタン酸化合物B(層間にR2元素が導入されている層間化合物)は、層間に存在する金属イオンにより、例えば銅イオンや銀イオンを含む場合は抗菌作用を、亜鉛イオンを含む場合は抗菌作用や防錆作用を発揮する。
【0013】
本発明のチタン酸化合物粉末は、平均大きさ1〜30μm、平均厚さ0.05〜3μmの扁平形状を有する。「大きさ」は各粒子の最長差し渡し径と最短差し渡し径との相加平均値であり、「平均大きさ」とはそのメジアン(積算分布曲線の50%に相当する大きさ)を指し、「平均厚さ」とは各粒子の厚さについて上記と同じくメジアンを意味している。平均大きさを1〜30μmの範囲に規定しているのは、これに満たない大きさでは、反射率が低く光沢性の乏しいものとなり、逆にこれを超える粗大な粒サイズでは、分散性が悪く、塗料や化粧料等の付着性が低下し、塗料では耐候性の改善効果も弱くなるからである。好ましくは、2〜10μmである。また、平均厚さを0.05〜3μmの範囲に規定しているのは、これに満たない厚さでは、機械強度に乏しく、組成物の調製時に破砕し易く所定の扁平形状を安定に維持することが困難となるからであり、他方これを超える過大な厚さでは、塗料や化粧料等に使用される場合、膜面の平滑性や光沢性に乏しくなるからである。好ましくは0.05〜1μmである。この扁平形状は、後記のように粉末製造工程における中間生成物の湿式粉砕処理により調整される。
【0014】
【発明の実施の形態】
次にチタン酸化合物A〜Fのそれぞれの製造工程について説明する。
以下の説明では、原料調製に使用される「酸化チタン」、「酸化アルカリ金属」、「R1金属酸化物」「R2金属酸化物」及び「M金属酸化物」の各用語は加熱によりそれぞれの金属酸化物を生成する化合物を包含する意味で使用している。
【0015】
(A)[チタン酸化合物A]の粉末製造
[原料の調整]
酸化チタン,酸化アルカリ金属(K2O,Na2O,Li2O等),及びR1金属酸化物を所定量比で配合し均一に混合して出発原料とする。
酸化チタンのモル数をmTi O 2、R1金属酸化物のモル数をmR1、酸化アルカリ金属のモル数をmALKとして表すと、その配合量比[(mTi O 2+mR1)/mALK]は、約4/1〜8/1の範囲に調整するのがよい。この範囲からはずれると、TiO6八面体構造の生成効率が悪くなる。
原料調整において、R1金属酸化物として2種以上の酸化物、例えば酸化亜鉛(ZnO)と酸化マグネシウム(MgO)を複合使用する場合は、製品粉末として、TiO6八面体のTi席の一部を亜鉛イオン及びマグネシウムイオンで置換されたチタン酸化合物Aが得られる。
【0016】
[一次焼成処理]
出発原料を温度約950〜1250℃で適当時間(例えば2Hr)保持することにより、焼成反応生成物として、層状構造を有するチタン酸カリウムR1金属化合物(層間にアルカリ金属イオン配位)からなる固化物を得る。処理温度を上記範囲に規定するのは、それに満たない低温域では、焼成反応を効率よく生起させることができず、他方これを超える高温処理では、処理物の溶融をきたすからである。
【0017】
[アルカリ金属イオン溶出処理]
一次焼成反応生成物(固化物)を十分量の水(固化物重量の約100倍量)に浸漬し、これに酸溶液、例えば、硫酸,塩酸,酢酸等を適量添加し攪拌下に、結晶層間のアルカリ金属イオンの全量を溶出させる。
【0018】
[湿式粉砕処理]
上記アルカリ金属イオン溶出処理と併行し又は溶出処理の後、湿式粉砕処理を施す。該固化物はアルカリ金属イオンの溶出に伴ってある程度の粉化を生じるが、それだけでは製品粉末として必要な扁平状粒子に粉化させることができない。その扁平形状(平均大きさ及び厚さ)は湿式粉砕処理により調節される。湿式粉砕処理は、例えば家庭用ミキサー等を使用して行なうことができる。このほか乳化分散機,湿式ボールミル等を使用して行なうこともできる。湿式粉砕における媒質は、水,酸水溶液,有機溶媒,アルコール等を使用でき、媒質の量は、固化物処理量の約20〜250倍(重量)としてよい。
【0019】
[乾燥処理]
湿式粉砕処理の後、液中から粉砕物を回収し脱水したうえ、乾燥(例えば約100℃に約24Hr保持)することにより、水和チタン酸化合物の扁平状粒子からなる粉末を得る。
【0020】
[二次焼成処理]
上記水和チタン酸化合物の粉末を、約400〜600℃に適当時間保持(例えば2Hr)することにより結晶構造を変換する。処理温度を約400℃以上とするのは、構造変換を効率よく進めるためであり、約600℃を上限とするのは、これを超えると、アナターゼ相以外の結晶相が析出し目的とする複合化合物の収率が低下するからである。
この焼成処理によりチタン酸化合物Aの扁平状粒子からなる粉末を得る。
【0021】
(2)[チタン酸化合物B(層間化合物)]の粉末製造
[原料調製]〜[水和チタン酸化合物粉末の収得]
前記チタン酸化合物Aの製造工程における「原料の調整」「一次焼成処理」「アルカリ金属イオン溶出処理」「湿式粉砕処理」及び「乾燥処理」と同じ処理工程を経て水和チタン酸化合物(乾燥粉末)を得る。
【0022】
[R2金属イオン導入処理]
上記乾燥粉末(水和チタン酸化合物)を、適当量の水(粉末重量の約100倍量)に浸漬する。これにR2金属塩(硫酸塩,塩酸塩,硝酸塩等)の溶液を適量添加し、緩和な攪拌条件下に適当時間保持することにより、水和チタン酸化合物の結晶層間にR2金属イオンを導入する。
【0023】
[乾燥処理]
上記処理液から粉末を回収し、脱水後、乾燥(約300℃に約24Hr保持)して、チタン酸層間化合物であるチタン酸化合物Bの扁平状粒子からなる粉末を得る。
【0024】
(C)[チタン酸化合物C]の粉末製造
[原料の調整]
前記チタン酸化合物Aの製造工程における「原料の調整」「一次焼成処理」「アルカリ金属イオン溶出処理」「湿式粉砕処理」及び「乾燥処理」と同じ処理工程を経て水和チタン酸化合物の乾燥粉末を得る。但し出発原料の調製には「R1金属酸化物」に代え「M金属酸化物」の1種ないし2種以上を使用。
上記水和チタン酸化合物粉末に、M金属酸化物の粉末を加え均一に混合して原料を調製する。混合するM金属酸化物のM元素は、該乾燥粉末(水和チタン酸化合物)のM元素と同種の元素である。
【0025】
上記原料の調整における、水和チタン酸化合物粉末とM金属酸化物粉末との配合量比は、M金属の価数、水和物の組成、目的とするチタン酸化合物の組成等により異なるので、一概に規定することはできないが、具体例を下記に示す。(mHTIOは水和チタン酸化合物のモル比、mMはM金属酸化物のモル比を表している)。
・Mが1価金属で、目的物がM2TiO3の場合:mHTIO/mM=1/1.5〜1/1.75・Mが2価金属で、
目的物がM2TiO4の場合:mHTIO/mM=1/2.5〜1/3.25
目的物がMTiO3の場合:mHTIO/mM=1/1〜1/1.5
目的物がMTi2O5の場合:mHTIO/mM=1/0.25〜1/0.625
・Mが3価金属で、目的物がM2TiO5の場合:mHTIO/mM=1/0.5〜1/1.25
【0026】
[焼成処理]
上記粉末混合物を、900〜1300℃の温度域に適当時間(例えば2Hr)保持する。処理温度がこれに満たないと、構造変換の反応を効率よく進めることが困難となり、他方これを超える高温域では、組成により反応物の溶融をきたす場合があるからである。
この焼成処理により反応生成物として、MTinO2n+m / 2(チタン酸M金属化合物)の扁平状粒子からなるチタン酸化合物Cの粉末を得る。
【0027】
(D)[チタン酸化合物D(チタニア複合化合物)]の粉末の製造
[原料の調整]〜[水和チタン酸化合物粉末の収得]
前記チタン酸化合物Aの製造工程における「原料の調整」「一次焼成処理」「アルカリ金属イオン溶出処理」「湿式粉砕処理」及び「乾燥処理」と同じ処理工程を経て水和チタン酸化合物の乾燥粉末を得る。但し出発原料の調整には、「R1金属酸化物」に代え、「M金属酸化物」の1種ないし2種以上を使用。
【0028】
[焼成処理]
上記乾燥粉末(水和チタン酸化合物)を焼成処理に付して結晶構造を変換する。処理温度は被処理物の組成により異なるので、一概に規定できないが、約700〜900℃の温度域に適当時間(例えば2Hr)保持することにより達成される。
この焼成処理により、MTinO2n+m / 2(チタン酸M金属化合物)結晶相とチタニア結晶相(アナターゼ型又はルチル型)とが結合した扁平状粒子からなるチタン酸化合物Dの粉末を得る。
【0029】
(E)[チタン酸化合物E(複合チタン酸化合物)]の製造
[原料調製]〜[水和チタン酸化合物粉末の収得]
前記チタン酸化合物Aの製造工程における「原料の調整」「一次焼成処理」「アルカリ金属イオン溶出処理」「湿式粉砕処理」及び「乾燥処理」と同じ処理工程を経て水和チタン酸化合物(乾燥粉末)を得る。但し出発原料の調製には、「R1金属酸化物」に代え、「M金属酸化物」の1種ないし2種以上を使用。
【0030】
[M金属イオン導入処理]
上記乾燥粉末(水和チタン酸化合物)を、適当量の水(粉末重量の約100倍量)に浸漬する。これにM金属塩(硫酸塩,塩酸塩,硝酸塩等)の溶液を適量添加し、緩和な攪拌条件下に適当時間保持することにより、水和チタン酸化合物の結晶層間にM金属イオンを導入する。層間に導入されるM金属イオンの元素種は、水和チタン酸化合物のM金属と同種又は異種であり、製造しようとするチタン酸化合物Eの組成に応じて選択される。
【0031】
[乾燥処理]
上記処理の後、液中から粉末を回収し、脱水、乾燥(約300℃に約24Hr保持)して、結晶層間にM金属イオンが導入されたチタン酸層間化合物の粉末を得る。
[二次焼成処理]
上記チタン酸層間化合物に、結晶構造を変換するための焼成処理を施す。処理温度は、化合物の組成により異なるので一概に規定できないが、約900〜1300℃に適当時間(例えば2Hr)保持することにより達成される。
この焼成処理により、2種以上のチタン酸化合物の結晶相が結合した複合化合物の扁平状粒子からなるチタン酸化合物Eの粉末を得る。
【0032】
(F)[チタン酸化合物F(チタニア複合化合物)]の製造
[原料調製]〜[水和チタン酸化合物粉末の収得]
前記チタン酸化合物Aの製造工程における「原料の調整」「一次焼成処理」「アルカリ金属イオン溶出処理」「湿式粉砕処理」及び「乾燥処理」と同じ処理工程を経て水和チタン酸化合物(乾燥粉末)を得る。但し出発原料の調製には、「R1金属酸化物」に代えて、「M金属酸化物」の1種ないし2種以上を使用。
【0033】
[M金属イオン導入処理]
上記乾燥粉末(水和チタン酸化合物)に、M金属イオン導入処理を施し、結晶層間にM金属イオンが導入されたチタン酸層間化合物を得る。金属イオン導入処理は、前記チタン酸化合物Eの製造工程におけるそれと同様の処理条件により行なえばよい。
【0034】
[乾燥処理]
上記処理液から粉末を回収し、脱水、乾燥(約300℃に約24Hr保持)することにより、結晶層間にM金属イオンが導入されたチタン酸層間化合物の粉末を得る。
[焼成処理]
上記チタン酸層間化合物に、結晶構造を変換するための焼成処理を施す。処理温度は、化合物の組成により異なるので一概に規定できないが、約900〜1300℃に適当時間(例えば2Hr)保持することにより達成される。
焼成処理により、2種以上のチタン酸化合物の結晶相とチタニア結晶相(アナターゼ型又はルチル型)とが結合した複合化合物(チタニア結晶相は、出発原料に配合された酸化チタンの過剰分が未反応残留分として析出することにより生成)の扁平状粒子からなるチタン酸化合物Fの粉末を得る。
【0035】
本発明のチタン酸化合物粉末を使用する塗料,化粧料等の組成物の調製は、チタン酸化合物粉末が配合される点を除いて常法に従って行うことができる。例えば化粧料の調製では、本発明のチタン酸化合物粉末を顔料とし、これに化粧原料として一般的な成分、例えばワセリン,マイクロクリスタリンワックス等の炭化水素類、ホホバ油等のエステル類、牛脂,オリーブ油等のトリグリセライド、セタノール,オレイルアルコール等の高級アルコール類,ステア燐酸,オレイン酸等の脂肪酸、グリセリン等の高アルコール、各種界面活性剤(非イオン系,アニオン系,カチオン系等)、増粘剤(エタノール,カーボポール等)、防腐剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、着色顔料等が適宜使用される。
【0036】
化粧料の調製におけるチタン酸化合物の配合量は、従来の体質顔料や真珠光沢顔料が使用される場合と特に異ならず、例えば油性ファンデーションでは約2〜70重量%,プレスドパウダーでは約15〜90重量%とし、口紅では0.1〜15重量%,アイシャドウでは約1〜85重量%,ネイルエナメルでは約0.1〜1重量%としてよく、配合のための混練についてもヘンシェルミキサー,リボンミキサー,V型ブレンダー,ニーダー,3本ロール,押出し機等の従来採用されている方法を化粧料の種類に応じて適用すればよい。
【0037】
また塗料組成物、例えば樹脂塗料の調製においては、主剤である樹脂、例えばエポキシ樹脂,不飽和ポリエステル樹脂,エポキシアクリレート樹脂等に、本発明のチタン酸化合物粉末のほか、任意添加剤として、体質顔料(タルク,シリカ,硫酸バリウム,パーライト)、着色顔料(亜鉛華,ベンガラ,酸化チタン)、防食顔料(亜鉛末 アルミ粉
塩基性クロム酸塩 燐酸亜鉛)、沈降防止剤,増粘剤,消泡剤,界面活性剤,希釈剤,溶剤(メチルイソブチルケトン)等を、必要に応じ適量配合し、ロールミル等の混合機で混合分散することにより調製することができ、使用に際して主剤樹脂の剤種に応じた硬化剤・硬化促進剤を添加されて塗装に供される。チタン酸化合物粉末の配合量は、樹脂固形分100重量部に対し、例えば約10〜70重量部とすることができる。
【0038】
【実施例】
[実施例1(A化合物粉末の製造)]
(1)原料調製
酸化チタン(TiO2),炭酸カリウム(K2CO2)及び酸化亜鉛(ZnO)の各粉末を、60/25/15(重量比)(≒4/1/1,モル比)の割合(重量比)で均一に混合する。
(2)焼成処理
上記粉末混合物をアルミナるつぼに入れ、電気炉内で1100℃に2Hr保持し、焼成反応生成物である層状結晶構造を有するチタン酸カリウム亜鉛の固化物を得る。
【0039】
(3)脱カリウム処理及び湿式粉砕処理
上記固化物を、水(固化物重量の100倍量)に浸漬し、これに工業用硫酸を加えプロペラ攪拌下に5Hrを要して、結晶層間のカリウムイオンの全量を溶出させる。ついで家庭用ミキサーにより10分間を要して粉砕処理する。
(4)乾燥処理
粉砕物を液中から回収し、100℃に2Hr保持する。
得られる乾燥物は、H0.8Zn0.4Ti1.6O4・nH2Oで表される水和チタン酸化合物の粒子からなる粉末である。
【0040】
(5)焼成処理
上記チタン酸化合物粉末をアルミナるつぼに入れ、500℃に2Hr保持する。
焼成反応生成物として、アナターゼ結晶を形成するTiO6八面体のTiの一部が亜鉛イオンで置換されたアナターゼ型結晶相を有するチタン酸亜鉛化合物の粒子からなる粉末を得た。
この粉末は、平均大きさ:約5μm,平均厚さ:約0.5μmの扁平形状を有する白色粒子である。
【0041】
[実施例2(B化合物粉末の製造)]
(1)原料
実施例1の工程(4)で得られた乾燥粉末(水和チタン酸化合物H0.8Zn0.4Ti1.6O4・nH2Oの粒子)を使用。
(2)金属イオン導入処理
上記乾燥粉末を水(乾燥粉末重量の100倍量)に浸漬し、これに2mol/Lの硝酸亜鉛溶液を加え、緩和な攪拌流下に1Hrを要して亜鉛イオンを導入する。
【0042】
(3)乾燥処理
上記液中から粉末を回収し、脱水後、300℃に24Hr保持する。
得られた粉末は、TiO6八面体のTi席の一部が亜鉛イオンで置換され、その結晶層間に亜鉛イオンが存在するチタン酸亜鉛層間化合物の粒子からなる粉末である。
この粉末は、平均大きさ:約5μm,平均厚さ:約0.5μmの扁平形状を有する白色粒子である。
【0043】
[実施例3(B化合物粉末の製造)]
(1)原料
実施例1の工程(4)で得られた乾燥粉末((水和チタン酸化合物H0.8Zn0.4Ti1.6O4・nH2Oの粒子)を使用。
(2)金属イオン導入処理
上記乾燥粉末を水(100倍量,重量)に浸漬し、これに2mol/Lの硝酸リチウム溶液を加え、緩和な攪拌流下に1Hrを要してリチウムイオンを導入する。
【0044】
(3)乾燥処理
上記液中から粉末を回収し、脱水後、300℃に24Hr保持する。
得られた粉末は、TiO6八面体のTi席の一部が亜鉛イオンで置換され、その結晶層間にリチウムイオンが存在するチタン酸リチウム亜鉛層間化合物の粒子からなる粉末である。
この粉末は、平均大きさ:約5μm,平均厚さ:約0.5μmの扁平形状を有する白色粒子である。
【0045】
[実施例4(B化合物粉末の製造)]
(1)原料調製
酸化チタン(TiO2),炭酸カリウム(K2CO2)及び水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)の各粉末を、62/27/11(重量比)(≒4/1/1,モル比)の割合で均一に混合する。
(2)焼成処理
上記粉末混合物をアルミナるつぼに入れ、電気炉内で1100℃に2Hr保持し、焼成反応生成物として、層状結晶構造を有するチタン酸カリウムマグネシウムの固化物を得る。
【0046】
(3)脱カリウム処理及び湿式粉砕処理
上記固化物を、水(固化物重量の100倍量)に浸漬し、これに工業用硫酸を加えプロペラ攪拌下に5Hrを要して、結晶層間に存在するカリウムイオンの全量を溶出させる。ついで家庭用ミキサーにより10分間を要して粉砕処理する。
【0047】
(4)乾燥処理
粉砕物を液中から回収し、100℃に2Hr保持する。
乾燥粉末として、H0.8Mg0.4Ti1.6O4・nH2Oで表される水和チタン酸化合物の粒子からなる粉末を得る。
(5)金属イオン導入処理
上記乾燥粉末を、水(100倍量,重量)に浸漬し、これに2mol/Lの硝酸銅溶液を加え、緩和な攪拌流下に1Hrを要して銅イオンを導入する。
【0048】
(6)乾燥処理
上記処理液から粉末を回収し、脱水後、300℃に24Hr保持する。
得られた粉末は、TiO6八面体のTi席の一部がマグネシウムイオンで置換され、その結晶層間に銅イオンが存在するチタン酸銅マグネシウム層間化合物の粒子からなる粉末である。
この粉末は、平均大きさ:約6μm,平均厚さ:約0.8μmの扁平形状を有する水色粒子である。
【0049】
[実施例5(C化合物粉末の製造)]
(1)原料の調合
実施例1の工程(4)で得られた乾燥粉末(水和チタン酸化合物H0.8Zn0.4Ti1.6O4・nH2Oの粒子)と酸化亜鉛(ZnO)粉末とを、48/52の割合(重量比)で均一に混合する。
(2)焼成処理
上記粉末混合物をアルミナるつぼに入れ、電気炉内で1100℃に2Hr保持する。焼成反応生成物として、チタン酸亜鉛(Zn2TiO4)の粒子からなる粉末を得た。
この粉末は、平均大きさ:約6μm,平均厚さ:約0.7μmの扁平形状を有する白色粒子である。
【0050】
[実施例6(D化合物粉末の製造)]
(1)原料
実施例1の工程(4)で得られた乾燥粉末(水和チタン酸化合物H0.8Zn0.4Ti1.6O4・nH2Oの粒子)を使用。
(2)焼成処理
上記乾燥粉末をアルミナるつぼに入れ、電気炉内で800℃に2Hr保持する。
焼成反応生成物として、チタン酸亜鉛(ZnTiO3)結晶相とチタニア(TiO2,アナターゼ)結晶相とが結合したチタニア複合チタン酸亜鉛化合物の粒子からなる粉末を得た。
この粉末は、平均大きさ:約5μm,平均厚さ:約0.5μmの扁平形状を有する白色粒子である。
【0051】
[実施例7(E化合物粉末の製造)]
(1)原料
実施例2で得られたチタン酸亜鉛層間化合物(チタン酸化合物B)の粉末を使用。
【0052】
(2)焼成処理
上記粉末をアルミナるつぼに入れ、電気炉内で900℃に2Hr保持する。
焼成反応生成物として、チタン酸亜鉛(ZnTiO3)結晶相とチタン酸亜鉛(Zn2TiO4)結晶相とが結合した複合チタン酸化合物の粒子からなる粉末を得た。
この粉末は、平均大きさ:約6μm,平均厚さ:約0.7μmの扁平形状を有する白色粒子である。
【0053】
[実施例8(F化合物粉末の製造)]
(1)原料
実施例3で得られたチタン酸亜鉛層間化合物(チタン酸化合物B)の粉末を使用。
【0054】
(2)焼成処理
上記粉末をアルミナるつぼに入れ、電気炉内で1100℃に2Hr保持する。
焼成反応生成物として、チタン酸亜鉛(Zn2TiO4)結晶相、チタン酸リチウム(Li2TiO3)結晶相およびチタニア(TiO2,ルチル型)結晶相が結合したチタニア複合チタン酸化合物の粒子からなる粉末を得た。
このものは、平均大きさ:約7μm,平均厚さ:約0.8μmの扁平形状を有する白色粒子である。
【0055】
[実施例9(化粧料の調製)]
チタン酸化合物の扁平状粒子からなる粉末▲1▼,▲2▼又は▲3▼を顔料とし、下記組成を有する化粧料(パウダーファンデーション)▲1▼,▲2▼及び▲3▼を調製する。
[顔料]
チタン酸化合物粉末▲1▼
剤種:チタン酸亜鉛(Zn2TiO4)粉末(実施例5による)
扁平形状:平均大きさ5μm,厚さ0.7μm
チタン酸化合物粉末▲2▼
剤種:チタニア複合チタン酸化合物(ZnTiO3−TiO2)
粉末(実施例6による)
扁平形状:平均大きさ5μm,厚さ0.5μm
チタン酸化合物粉末▲3▼
剤種:複合チタン酸化合物(ZnTiO3−Zn2TiO4)
粉末(実施例7による)
扁平形状:平均大きさ6μm,厚さ0.7μm
【0056】
【表1】
【0057】
上記化粧料▲1▼〜▲3▼はいずれも、展延性,滑沢性,光沢,付着力及び感触等に優れている。また抗菌性,防錆性を有し、かつ敏感肌等に対する刺激発現性も低く安心して使用することができる。
【0058】
本発明の実施形態について具体例を以下に示す。
(1)(チタン酸化合物A)
TiO6八面体の4稜共有の連鎖からなるアナターゼ型結晶形態を有し、Ti席の一部が、前記R1元素群から選ばれる1種ないし2種以上の金属イオンで置換されたチタン酸化合物の粒子からなる粉末。該粒子は、平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmの扁平形状を有する。
(2)R1元素が亜鉛であるチタン酸亜鉛化合物の扁平状粒子からなる上記1項の粉末。
(3)R1元素が銅であるチタン酸銅化合物の扁平状粒子からなる上記1項の粉末。
(4)R1元素がマグネシウムであるチタン酸マグネシウム化合物の扁平状粒子からなる上記1項の粉末。
(5)R1元素が鉄であるチタン酸鉄化合物の扁平状粒子からなる上記1項の粉末。
(6)R1元素がアルミニウムであるチタン酸アルミニウム化合物の扁平状粒子からなる上記1項の粉末。
(7)R1元素がリチウムであるチタン酸リチウム化合物の扁平状粒子からなる上記1項の粉末。
(8)R1元素が亜鉛及び銅であるチタン酸亜鉛銅化合物の扁平状粒子からなる上記1項の粉末。
【0059】
(9)(チタン酸化合物B)
TiO6八面体の連鎖による層状結晶構造を有し、Ti席の一部が前記R1元素群から選ばれる1種ないし2種以上の金属イオンで置換され、結晶層間に前記R1元素群から選ばれる1種ないし2種以上の金属イオンが配位したチタン酸層間化合物の粒子からなる粉末。該粒子は、平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmの扁平形状を有する。
(10)R1元素が亜鉛、R2元素が亜鉛であるチタン酸亜鉛層間化合物の扁平状粒子からなる上記9項の粉末。
(11)R1元素が亜鉛、R2元素が銅であるチタン酸銅亜鉛層間化合物の扁平状粒子からなる上記9項の粉末。
(12)R1元素が銅、R2元素が亜鉛であるチタン酸亜鉛銅層間化合物の扁平状粒子からなる上記9項の粉末。
(13)R1元素が亜鉛、R2元素が銀であるチタン酸銀亜鉛層間化合物の扁平状粒子からなる上記9項の粉末。
(14)R1元素が亜鉛、R2元素がリチウムであるチタン酸リチウム亜鉛層間化合物の扁平状粒子からなる上記9項の粉末。
(15)R1元素がリチウム、R2元素がリチウムであるチタン酸リチウム層間化合物の扁平状粒子からなる上記9項の粉末。
(16)R1元素がマグネシウム、R2元素が亜鉛であるチタン酸亜鉛マグネシウム層間化合物の扁平状粒子からなる上記9項の粉末。
【0060】
(17)(チタン酸化合物C)
MTinO2n+m / 2[M、n及びmは前記と同義]で示されるチタン酸化合物の粒子からなる粉末であり、該粒子は平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmの扁平形状を有する。
(18)Mが亜鉛であるチタン酸亜鉛化合物の扁平状粒子からなる上記17項の粉末。
(19)Mがリチウムであるチタン酸リチウム化合物の扁平状粒子からなる上記17項の粉末。
(20)Mがマグネシウムであるチタン酸マグネシウム化合物の扁平状粒子からなる上記17項の粉末。
(21)Mがアルミニウムであるチタン酸アルミニウム化合物の扁平状粒子からなる上記17項の粉末。
(22)Mが鉄であるチタン酸鉄化合物の扁平状粒子からなる上記17項の粉末。
(23)Mが銅であるチタン酸銅化合物の扁平状粒子からなる上記17項の粉末。
【0061】
(24)(チタン酸化合物D)
MTinO2n+m / 2[M、n及びmは前記と同義]で示されるチタン酸化合物の結晶相と、チタニア結晶相とが結合したチタニア複合チタン酸化合物の粒子からなる粉末であり、該粒子は平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmでの扁平形状を有する。
(25)Mが亜鉛であるチタニア複合チタン酸亜鉛化合物の扁平状粒子からなる上記24項の粉末。
(26)Mがリチウムであるチタニア複合チタン酸リチウム化合物の扁平状粒子からなる上記24項の粉末。
(27)Mがマグネシウムであるチタニア複合チタン酸マグネシウム化合物の扁平状粒子からなる上記24項の粉末。
(28)Mがアルミニウムであるチタニア複合チタン酸アルミニウム化合物の扁平状粒子からなる上記24項の粉末。
(29)Mが鉄であるチタニア複合チタン酸鉄化合物の扁平状粒子からなる上記24項の粉末。
(30)Mが銅であるチタニア複合チタン酸銅化合物の扁平状粒子からなる上記24項の粉末。
【0062】
(31)(チタン酸化合物E)
MTinO2 n+m/ 2[M、n及びmは前記と同義]で示されるチタン酸化合物の2種以上の結晶相が結合した複合チタン酸化合物の粒子からなる粉末であり、該粒子は平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmでの扁平形状を有する。
(32)Mが亜鉛である2種のチタン酸亜鉛の結晶相(例:ZnTiO3とZn2TiO4)が結合した複合チタン酸亜鉛化合物の扁平状粒子からなる上記31項の粉末。
(33)Mが亜鉛であるチタン酸亜鉛結晶相と、Mがリチウムであるチタン酸リチウム結晶相とが結合した複合チタン酸化合物の扁平状粒子からなる上記31項の粉末。
(34)Mがマグネシウムであるチタン酸マグネシウムの結晶相と、Mがリチウムであるチタン酸リチウム結晶相とが結合した複合チタン酸化合物の扁平状粒子からなる上記31項の粉末。
(35)Mがマグネシウムであるチタン酸マグネシウムの結晶相と、Mが亜鉛であるチタン酸亜鉛の結晶相とが結合した複合チタン酸化合物の扁平状粒子からなる上記31項の粉末。
【0063】
(36)(チタン酸化合物F)
MTinO2n+m / 2[M、n及びmは前記と同義]で示されるチタン酸化合物の2種以上と、チタニア結晶とが結合したチタニア複合チタン酸化合物の粒子からなる粉末であり、該粒子は平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmの扁平形状を有している。
(37)Mが亜鉛であるチタン酸亜鉛の結晶相と、Mが銅であるチタン酸銅の結晶相と、チタニア結晶とが結合したチタニア複合チタン酸化合物の扁平状粒子からなる上記36項の粉末。
(38)Mが亜鉛である2種のチタン酸亜鉛の結晶相(例えばZnTiO3とZn2TiO4)とチタニア結晶相が結合したチタニア複合チタン酸化合物の扁平状粒子からなる上記36項の粉末。
(39)Mが亜鉛であるチタン酸亜鉛の結晶相と、Mがリチウムであるチタン酸リチウム結晶相とチタニア結晶とが結合したチタニア複合チタン酸の扁平状粒子からなる上記36項の粉末。
(40)Mがマグネシウムであるチタン酸マグネシウムの結晶相と、Mがリチウムであるチタン酸リチウムの結晶相と、チタニア結晶とが結合したチタニア複合チタン酸化合物の扁平状粒子からなる上記36項の粉末。
(41)Mがマグネシウムであるチタン酸マグネシウムの結晶相と、Mが亜鉛であるチタン酸亜鉛の結晶相と、チタニア結晶とが結合したチタニア複合チタン酸化合物の扁平状粒子からなる上記36項の粉末。
(42)上記1〜41項に記載のチタン酸化合物粉末のいずれか1種ないし2種以上の粉末を配合されてなる化粧料。
【0064】
(43) 上記1〜41項に記載のチタン酸化合物粉末のいずれか1種ないし2種以上の粉末を配合されてなる塗料組成物。
【0065】
【発明の効果】
本発明のチタン酸化合物の扁平状粒子からなる粉末は、化学組成・結晶構造及び扁平状の粒子形態により、塗料組成物,フィルム・コーティング組成物,化粧料等の顔料として有用であり、良好な分散性を有すると共に、展延性,隠蔽性,滑沢性,付着性等の改善効果に優れている。また、結晶層間に金属イオンを担持した層間化合物は、そのイオンの作用により塗料組成物や化粧料等に抗菌性や防錆性を帯有させ、チタン酸亜鉛化合物を配合された化粧料は敏感肌用として安全に使用することができる。
Claims (7)
- TiO6八面体の4稜共有の連鎖からなるアナターゼ型結晶形態を有し、Ti席の一部が、Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Alから選ばれる金属イオンの1種ないし2種以上で置換されたチタン酸化合物である、平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmの扁平状粒子からなるチタン酸化合物粉末。
- TiO6八面体の連鎖による層状結晶構造を有し、Ti席の一部がLi,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Alから選ばれる金属元素の1種ないし2種以上で置換され、層間にLi,Mg,Ca,Co,Ni,Cu,Zn,Sr,Ag,Sn,Baの群から選ばれる1種ないし2種以上の金属イオンが配位したチタン酸層間化合物である、平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmの扁平状粒子からなるチタン酸化合物粉末。
- MTinO2n+m / 2[式中、M:Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Alから選ばれる金属元素の1種ないし2種以上、n:0.5〜2、m:Mの価数]で示されるチタン酸化合物である、平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmの扁平状粒子からなるチタン酸化合物粉末。
- MTinO2n+m / 2[式中、M:Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Alから選ばれる金属元素の1種ないし2種以上、n:0.5〜2、m:Mの価数]で示されるチタン酸化合物の結晶相と、チタニア結晶相とが結合した複合チタン酸化合物である、平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmの扁平状粒子からなるチタン酸化合物粉末。
- MTinO2n+m / 2[式中、M:Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Alから選ばれる金属元素の1種ないし2種以上、n:0.5〜2、m:Mの価数]で示されるチタン酸化合物の2種以上の結晶相が結合した複合チタン酸化合物である、平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmの扁平状粒子からなるチタン酸化合物粉末。
- MTinO2n+m / 2[式中、M:Li,Mg,Ca,Zn,Ni,Cu,Fe,Alから選ばれる金属元素の1種ないし2種以上、n:0.5〜2、m:Mの価数]で示されるチタン酸化合物の2種以上の結晶相と、チタニア結晶相とが結合した複合チタン酸化合物である、平均大きさ:1〜30μm,平均厚さ:0.05〜3μmの扁平状粒子からなるチタン酸化合物粉末。
- 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のチタン酸化合物粉末の1種ないし2種以上を顔料として配合してなる化粧料。
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