JP2007330771A - 化粧用スポンジ、ポリウレタン弾性体の製造方法、及び化粧料塗布具 - Google Patents

化粧用スポンジ、ポリウレタン弾性体の製造方法、及び化粧料塗布具 Download PDF

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Abstract

【課題】リキッド状ファンデーション等の粘度の低い化粧料の塗布に使用する場合でも、スポンジの内奥部まで化粧料が浸透しにくく、かつ化粧料の含み(吸収深度)が適度であり、さらに大きな伸び面積が得られる化粧用スポンジを提供することを課題とする。本発明はまた、この化粧用スポンジを構成するポリウレタン弾性体の製造方法、及びこの化粧用スポンジを用いる化粧料塗布具を提供することを課題とする。
【解決手段】3次元膜構造の連続気孔弾性体であって、エタノール透過時間が10秒以上、200秒未満の範囲であり、かつその断面の1.0mm×1.0mmの範囲内に、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔を20個以上含むポリウレタン弾性体よりなることを特徴とする化粧用スポンジ、この化粧用スポンジを形成するポリウレタン弾性体の製造方法、及びこの化粧用スポンジを用いる化粧料塗布具。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ファンデーション用パフ、特にリキッド状ファンデーション用パフ等の化粧料塗布具として好適に用いられる化粧用スポンジ、その化粧用スポンジを形成するポリウレタン弾性体の製造方法、及び、この化粧用スポンジを用いる化粧料塗布具に関する。
近年、化粧方法において、ファンデーション等をできるだけ薄く滑らかに肌に塗布する仕上がり、すなわち「薄づき」と「伸び」のある仕上がりが求められている。このために、リキッド状、クリーム状等の化粧料の低粘度化が進んでおり、特に低粘度化が容易であり、見た目からも薄づきや伸びに信頼感のあるリキッド状ファンデーションが好まれる傾向にあり、それに適する塗布具の開発が望まれている。
従来、化粧料塗布具、例えばファンデーション用パフやアイシャドー用チップ等として、化粧用スポンジが用いられている。しかし、従来の化粧用スポンジをリキッド状ファンデーション等の低粘度の化粧料に使用すると、化粧料が塗布具の内奥部にまで吸収され、内部に残留しやすく、残留した化粧料が腐敗する等の衛生面での問題が生じやすい。そこで、塗布具の内奥部までの吸収が抑制された化粧用スポンジが望まれる。しかし、この吸収を抑制し過ぎると、化粧料の含みが少なくなり、滑らかに大きな伸び面積を得ることが困難になる。
このような問題を解決するため、低粘度の化粧料用の塗布具として、各種の多孔質体、特にポリウレタンフォームからなる化粧料塗布具が、種々提案されており、化粧料塗布具に好適なスポンジの性質等についても述べられている。
例えば、特許文献1等には、スキン層を有する軟質発泡体をコア材とし、これをミクロポーラスな湿式ポリウレタンの外皮材により包覆したパフが開示されている。このパフは、コア材としてスキン層付きの1,2−ポリブタジエン樹脂発泡体を用い、厚み30〜100μmの湿式ポリウレタン皮膜を外皮として貼着する方法により得られるものであり、このパフによれば化粧料の過度の吸収を抑えることができる。しかし、このパフは、製造工程が複雑なためコストが著しく高くなる。
又、特許文献2には、ポリウレタン樹脂のジメチルホルムアミド溶液に、ポリビニルアルコール等の気孔生成剤を添加し、水中凝固させた後、気孔生成剤を洗い流すことによって得られるポリウレタン樹脂の多孔質体が記載されており、この多孔質体は化粧用スポンジ等として用いられる。しかし、この多孔質体の気孔は複雑で不定形なものであり、巨大な気孔の存在により化粧料の塗布むらや筋が生じるとの問題がある。
さらに、特許文献3等には、化粧用スポンジの気孔は略円形又は楕円形であって、滑らかな肌触り及びソフトな感触を同時に得るため、その径は50〜400μmに調整されるべきことが述べられている。径が細か過ぎると肌の上で滑り過ぎ、ぬめり感が無くなり、一方、径が粗過ぎるとしっとりした肌当たりのない、かさかさしたものになる。
また、撥水撥油剤をポリウレタンに練り込むか含浸させた化粧用スポンジのパフも知られている。例えば、特許文献4には、シリコーン系撥水撥油剤が混練された原料よりなる連続気孔構造を有する発泡ポリウレタンが開示されている。このパフの場合、スポンジ骨格は撥水撥油性であるので、使用初期は化粧料の吸収を防ぐ効果が認められる。しかし、繰り返し使用するうちに化粧料が連続気孔構造の空孔部に押し込まれ、スポンジ内奥部に吸収されていくとの問題がある。
さらにまた、特許文献5には、径が異なる2種類の網目(孔)を有するポリウレタン樹脂からなる化粧用スポンジが開示されており、このポリウレタン樹脂は3次元網目構造(樹脂が3次元網目状に拡がり、気孔間が膜で仕切られていない膜なしフォーム)を有すると述べられている。ここでは、前記の特許文献2に記載のスポンジ等は3次元膜構造を有すると述べているとともに、化粧用スポンジの気孔構造を、3次元網目構造と3次元膜構造(網目が膜で塞がれたような構造)に区別して、3次元膜構造では、化粧料を十分含み難く、かつ、力を加えても化粧料が容易に出て来にくく、肌の上で伸びる性質がなく、良好な化粧用スポンジは得られないが(段落0008)、3次元網目構造のポリウレタン樹脂により、肌触り、柔軟性、化粧ノリが良好な優れた化粧用スポンジが得られると述べられている(段落0042)。
特開昭56−95012号公報 特開昭58−189242号公報 特開平9−188777号公報 特開平6−284923号公報 特開2004−267277号公報
しかしながら、本発明者が検討したところ、特許文献5に記載されているような3次元網目構造の化粧用スポンジは、繰り返しの使用により、化粧料が網目(孔)の空孔部に押し込まれスポンジ内奥部に吸収されていき、スポンジを貫通して指に付着する問題を生じ、化粧用具としては満足できるものではないことが見出された。
さらに本発明者は、化粧料の含みを後述する吸収深度により定量的に評価し、かつ肌上で伸びる性能を後述する伸び面積にて定量的に評価したところ、特許文献5に記載されている発明では、ある程度のレベルの化粧用スポンジは得られるものの、吸収深度及び伸び面積とも満足できるレベルには至らないことが見出された。
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決することを課題とし、リキッド状ファンデーション等の粘度の低い化粧料の塗布に好適に使用される化粧用スポンジであって、スポンジの内奥部まで化粧料が浸透しにくく、化粧料の含み(吸収深度)が適度であり、かつ、大きな伸び面積が得られる化粧用スポンジを提供することを課題とする。本発明は、また、この化粧用スポンジを形成するポリウレタン弾性体の製造方法、及びこの化粧用スポンジを用いる化粧料塗布具を提供することを課題とする。
本発明者は、鋭意検討の結果、3次元網目構造ではなく、3次元膜構造のポリウレタン連続気孔弾性体(ポリウレタンフォーム)であって、所定の大きさの気孔数、及び後述するエタノール透過時間が所定の範囲内の弾性体を用いることより、適度な吸収深度と大きな伸び面積を有する、優れた化粧用スポンジが得られることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、3次元膜構造の連続気孔弾性体であって、エタノール透過時間が10秒以上、200秒未満の範囲であり、かつその断面の1.0mm×1.0mmの範囲内に、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔を20個以上含むポリウレタン弾性体よりなることを特徴とする化粧用スポンジ(請求項1)を提供する。
本発明者は、隣接する気孔の間が膜で仕切られており、気孔間が独立しているスポンジ構造のポリウレタンフォーム(独立気泡ポリウレタンフォーム)では、反発弾性が強く、柔軟でしっとりした肌触りの風合いが得られず、かつ化粧料の含み(ケーキング)が乏しく肌上の伸びが小さいこと、一方、特許文献5に記載されているような3次元網目構造とされているポリウレタン化粧用スポンジでは、隣接する気孔間に膜がないので、化粧料が網目を貫通しやすく、また肌上の伸びが小さい欠点があることに着目した。そして、隣接する気孔間が膜で仕切られているとともに、この膜に開口部を有し気孔が一部連続している3次元膜構造とするとともに、膜と開口部の面積比を適度な範囲とすることにより、化粧料が貫通し易いという欠点を解決するとともに、反発弾性が強くなく柔軟でしっとりした肌触りであって、化粧料の含みが適度でかつ肌上の伸びが大きな化粧用スポンジが得られると考えた。
さらに、本発明者は、膜部と開口部の面積比は、後述するエタノール透過時間と強く相関することを見出した。膜部と開口部の面積を、顕微鏡写真等を用いて測定することは、実際には困難であり、面積比の適度な範囲をその数値により直接定めることは困難であるが、本発明者は、エタノール透過時間の測定値に基づき、膜と開口部の面積比が適度な範囲のスポンジが得られると考えた。そして、さらに検討の結果、3次元膜構造であって、前記の範囲の気孔数を有し、エタノール透過時間が所定の範囲内の弾性体を用いることより、適度な吸収深度と大きな伸び面積を有する、優れた化粧用スポンジが得られることを見出したのである。
ここで、3次元膜構造の連続気孔弾性体とは、気孔が3次元方向に均等に分布しかつ連続しているとともに、該気孔の表面、すなわち隣接する気孔との境界は樹脂の膜及び隣接する気孔への開口部から構成される構造を言う。
完全な独立気泡からなる独立気泡ポリウレタンフォームでは、気泡(気孔)の表面は、ポリウレタン樹脂の膜で覆われ開口部を有しない。しかし、本発明における3次元膜構造は、気孔の表面がポリウレタン樹脂の膜で覆われている点では独立気泡からなるポリウレタンフォームと同じであるが、開口部を有する点で完全な独立気泡のポリウレタンフォームとは異なる。
本発明におけるエタノール透過時間とは、所定の厚さ、面積のポリウレタン弾性体(スポンジ:試験片)を、一定体積のエタノールが、透過するために要する時間であり、具体的には次のようにして測定される。すなわち、「長さが300mm、内径が17.4mmのガラス管を縦置きにしておき、これの底部にΦ6.8mmの穴が開いた栓をし、この穴を4.0mm厚みにスライスしたポリウレタン弾性体(スポンジ:試験片)で塞ぐ。さらに、この弾性体の外側からポリエチレンフィルムを当てて指で押さえて密封する。ガラス管内の底部から高さ30mmの位置を下目盛りとし、130mmの位置を上目盛りとする。この上目盛り以上までエチルアルコールを注入した後、上記ポリエチレンフィルムを取り外して、エチルアルコールを流し落とす。エチルアルコールの上端が、上目盛りを通過してから下目盛りを通過するまでの時間をエタノール透過時間とする。測定温度は25℃」である。本発明の化粧用スポンジは、このエタノール透過時間が、10秒以上、200秒未満の範囲にあることを特徴とする。好ましくは、10秒以上、100秒未満であり、より好ましくは、10秒以上、50秒未満である。
前記のように、膜部と開口部の面積比を正確に測定することは困難であるが、エタノール透過時間が10秒以上、200秒未満の範囲の場合、膜部の面積に対する開口部の面積比は、10%以上、100%未満と考えられる。ここで膜部の面積とは、隣接する気孔間の膜で覆われている部分の面積で、開口部の面積を含まない。また、開口部とは、最大径が2μm以上の開口部を意味し、最大径が2μm未満の小径の開口部は化粧料が貫通し難いものであり膜部に含まれるとする。
3次元膜構造の化粧用スポンジは、独立気泡ポリウレタンフォームと同様に気孔が膜により形成されているので、粘度の低い化粧料でもスポンジの内奥部まで浸透しにくい。同時に、3次元膜構造の気孔は開口部も有するので、適度な化粧料の含みを得られやすく、また大きな伸び面積が得られやすい。そして、この膜部と開口部の面積比が適度な範囲内にあるので、適度な吸収深度と大きな伸び面積を有する、優れた化粧用スポンジが得られる。エタノール透過時間が、10秒より短い場合は、化粧料の貫通が速すぎスポンジ内奥部に吸収されていき、特にリキッド状ファンデーション等の粘度の低い化粧料ではスポンジを貫通して指に付着する問題を生じやすくなる。一方、エタノール透過時間が200秒より長い場合は、化粧料の含みが不十分になり、化粧料の伸びも不十分になる。
本発明の化粧用スポンジを構成するポリウレタン弾性体は、さらに適度な気孔密度を有することを特徴とする。より具体的には、その断面の1.0mm×1.0mmの範囲内に、最大径が50μm以上、300μm以下気孔を20個以上含むことも特徴とする。好ましくは、断面の1.0mm×1.0mmの範囲内に、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔を40個以上含む。
1.0mm×1.0mmの範囲内に、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔の数が20個未満の場合には2通りの気孔分布がある。すなわち、最大径が50μm未満の気孔数が大部分を占める分布(目が細か過ぎるスポンジ、後出の比較例3参照)と、300μmを越える気孔数が多い分布(目が粗過ぎるスポンジ、後出の比較例4参照)がある。前者の場合は、化粧料の含みが不十分となり、化粧料の伸びも不十分になる。また、後者の場合は、化粧料の含みは満足できるものの、伸び面積が小さく、厚塗りで塗布面に塗布むらや筋が発生して、均一な塗布面が得られない。
ここで気孔数の測定は、ポリウレタン弾性体の断面1.0mm×1.0mmの範囲について顕微鏡写真をとり、顕微鏡写真上での最大径が50μm以上、300μm以下の気孔を数えて行う。断面1.0mm×1.0mmの範囲の内部及び外部にまたがる気孔は、0.5個として計算する。
ここで、最大径とは、顕微鏡写真上で目視される気孔の外周上の2点を結ぶ距離の中で最大の距離を言う。図5は、連続気孔弾性体の気孔を説明するための図であり、切断面の顕微鏡写真の模式図であるが、図5中の気孔外周上の2点A、Bを結ぶ距離の中で最大の距離(図5中のL)を最大径と言う。
なお、気孔の断面形状は、略円形又は楕円形の形状を有するものが多い。そこで、本発明は、その請求項2として、前記請求項1の化粧用スポンジであって、前記連続気孔弾性体の気孔が略円形又は楕円形の断面形状を有する化粧用スポンジを提供する。しかし、気孔が、略円形又は楕円形より大きく異なる形状を有する場合は、その形状を略円形又は楕円形に分割し、その略円形又は楕円形の数を、気孔の数とする。例えば中央部に突起物を有するものは、略円形又は楕円形の形状を有する2以上の気孔に分割して気孔数を数える。図5の例では、孔aは、a1,a2及びa3の3つの孔に、孔bは、b1、b2、b3及びb4の4つの孔に分類される。顕微鏡写真を撮る顕微鏡としては、光学顕微鏡や電子顕微鏡が用いられる。
前記の本発明の化粧用スポンジは、前記のポリウレタン弾性体よりなるが、このポリウレタン弾性体、すなわち前記の化粧用スポンジを形成するポリウレタン弾性体は、
水凝固性ポリウレタン、溶剤、水溶性の無機塩の粉粒体、及びHLB8.6未満の界面活性剤を主成分とする配合物を混練し、混練物を得る工程、
前記混練物を脱泡する工程、
前記脱泡混練物を成形して成形物を得る工程、
前記成形物を、水中又は水溶液中に投入して凝固させ、凝固物を形成する工程、
前記凝固物から前記無機塩を水に溶出させて除去する工程、及び
前記溶出、除去後、乾燥する工程を有することを特徴とする製造方法により製造することができる。本発明は、さらに、この製造方法により製造されたポリウレタン弾性体よりなる化粧用スポンジを提供する(請求項3)。本発明は、さらに又、このポリウレタン弾性体の製造方法も提供する(請求項4)ものである。
本発明者は、検討の結果、特許文献5において3次元網目構造のポリウレタン樹脂が得られると記載される製法中の水凝固性ポリウレタン及び溶剤、水溶性の無機塩の粉粒体を混練し、混練物を得る工程において、HLB8.6未満の界面活性剤を加え、他は略同じ工程からなる製法により、前記の本発明の化粧用スポンジを構成するポリウレタン弾性体が得られることを見出した。すなわち、この製法により、3次元膜構造の連続気孔弾性体であって、エタノール透過時間が10秒以上、200秒未満であり、かつその断面の1.0mm×1.0mmの範囲内に、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔を20個以上含むポリウレタン弾性体を得ることができる。
この製法は、HLB8.6未満の界面活性剤が、水凝固性ポリウレタン及び溶剤、水溶性の無機塩の粉粒体を混練し、混練物を得る工程において添加されることを特徴とする。添加される界面活性剤のHLBが8.6以上の場合は、前記範囲のエタノール透過時間を有する3次元膜構造のポリウレタン樹脂は得られず、3次元網目構造となる。好ましくは、HLB8.2以下の界面活性剤が使用される。
水溶性の無機塩の粉粒体としては、粒径45μm未満の粒子群が25質量%以下、粒径355μmを越える粒子群が20質量%以下、45μm以上で355μm以下の範囲にある粒子群が55質量%を越える粒度分布を有するものが好ましい(請求項5)。45μm以上で355μm以下の範囲にある粒子群が100質量%であってもよい。粒度分布をこのようにすることにより、その断面の1.0mm×1.0mmの範囲内に、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔を20個以上含むポリウレタン弾性体が得られやすくなる。本発明の製造方法の条件は、HLBが8.6未満の界面活性剤を添加することを除いて、特許文献5において3次元網目構造のポリウレタン樹脂の製法として記載されている条件と同様である。
本発明の化粧用スポンジは、反発弾性が強くなく、柔軟でしっとりした肌触りの風合いを備え、化粧料が貫通するという欠点がなく、適度な化粧料の含みがあり、かつ大きな伸び面積を有する。そこで、この化粧用スポンジは、ファンデーション用パフやアイシャドー用チップ等の化粧料塗布具に用いられる。本発明は、前記の化粧用スポンジ、及びその形成に用いられるポリウレタン弾性体の製造方法に加えて、この化粧用スポンジを用いることを特徴とする化粧料塗布具も提供する(請求項6)ものである。
本発明の化粧用スポンジは、独立気泡ポリウレタンフォームと同様、隣接する気孔との間に膜を有するスポンジ構造のポリウレタン樹脂からなるので、粘度の低い化粧料でもスポンジの内奥部まで浸透しにくく、従って化粧料が網目を貫通しやすいという欠点もない。更に、気孔は開口部を有するので通気性と液透過性が得られ、しかも膜の面積と開口部の面積比が適度な範囲内にあるので、化粧料の含み(化粧用スポンジへの付着量)が適度であり、滑らかに大きな伸び面積が得られ、かつ反発弾性が強くなく、柔軟でしっとりした肌触りの風合いを有するとの、優れた性質を併せて備える。
本発明の製造方法によれば、複雑な製造工程を必要とせずに、3次元膜構造のポリウレタン樹脂の連続気孔弾性体が得られ、この連続気孔弾性体により、低粘度化粧料用として優れた特徴を有する化粧用スポンジ、すなわち前記の本発明の化粧用スポンジを得ることができる。そして本発明の化粧用スポンジは、ファンデーション用パフやアイシャドー用チップ等の化粧料塗布具として好適に用いられ、特に低粘度の化粧料、例えばリキッド状ファンデーション用の塗布具として好適に用いられる。
次に本発明を実施するための形態を、より具体的に説明するが、本発明の範囲はこの形態により限定されるものではなく、発明の趣旨の範囲内で、種々の変更を加えることが可能である。
本発明の化粧用スポンジは、水凝固性ポリウレタンから形成されることが好ましい。水中又は水溶液中で、溶剤が水に置換されてポリウレタンが析出することを水凝固と言い、水凝固性ポリウレタンとは、水凝固させることができるポリウレタンを言う。水凝固は、必ずしも水中で行う必要はなく、水溶液中で行うこともできる。例えば、無機塩や溶剤等が溶けた水溶液中で凝固させることにより、ポリウレタンが凝固する速度を緩やかにし、巨大ボイド(気孔生成剤の粒径をはるかに超えた空孔)の発生を防ぐこともある。水凝固により気孔の膜が薄く、膜に微細な孔が多数開いているポリウレタンフォームを得ることができると考えられる。本発明の方法により得られるポリウレタン弾性体や本発明の化粧用スポンジも、水凝固により得られたポリウレタンフォームであるので、気孔の膜が薄く膜に微細な孔が多数開いているものが多く、その結果より好ましい柔軟性があるものと思われる。
通常、水凝固性ポリウレタンは、固形分30±5質量%、粘度30〜300Pa・s(25℃、BH型粘度計の6号ロータで測定した値)の溶液が好ましく使用される。粘度30Pa・s未満の水凝固性ポリウレタンを使用すると、得られる化粧用スポンジの強度が不足する場合がある。また、粘度が300Pa・sを越えた場合には、混練物が流動しづらく成形に長時間かかる場合がある。
ポリウレタンは、高分子量ポリオールと鎖伸長剤からなるポリオール成分とポリイソシアネート化合物を反応させて得られるものである。高分子量ポリオールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリマーポリオール等のポリエーテル系ポリオール、アジペート系ポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等のポリエステル系ポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール等があり、望ましい分子量は500〜10000である。また、鎖伸長剤としては、エチレングリコール、1,4ブタンジオール、1,6ヘキサンジオール、1,5ペンタンジオール、3−メチル−1,5ペンタンジオール、1,3プロパンジオール等である。ポリイソシアネート化合物としては、メチレンジフェニルジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレン1,5−ジイソシアネート、テトラメチレンキシリレンジイソシアネート等の芳香族系イシシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環系イソシアネートおよびヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート、ノルボルネン・ジイソシアネート等の脂肪族系イソシアネート等がある。
なお、反発弾性が強くなく柔軟でしっとりした肌触りは、一般的には硬度で表現され、化粧用スポンジに適する硬度は、アスカーF型硬度計での測定で20°〜80°の範囲内にある。
ポリウレタン連続気孔弾性体(化粧用スポンジ)の硬度は、ポリウレタンの合成に用いられるポリオール成分とポリイソシアネート化合物の組合せと配合比率の選択により、自由にコントロールすることが出来、本発明の製造方法においても、ポリオール成分とポリイソシアネート化合物を適宜選択することにより、この好ましい範囲内の化粧用スポンジを得ることができる。
本発明の製造方法に用いられる溶剤とは、ポリウレタンの良溶媒を意味し、通常ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルピロリドン、N−メチルピロリドン等の有機溶剤やこれらの配合物が挙げられるが、後工程において、容易に水で溶出できることと作業環境として溶剤臭、引火性等を考慮するとジメチルホルムアミドが好ましい。溶剤は、混練物の流動性を調整するためにも使用されることがある。
溶剤の量は、例えば、固形分30質量%のポリウレタン溶液(水凝固性ポリウレタン)の場合、その100質量部に対して2〜50質量部の範囲で添加することが好ましい。添加量が2質量部未満の場合、混練物が流動しづらくて成形に長時間がかかる場合があり、添加量が50質量部を越えると、得られた化粧用スポンジの強度が不足する場合がある。
水溶性の無機塩の粉粒体とは、ナトリウム、カリウム等の塩化物、硫酸塩等が単独でも2種以上混ぜても使用でき、無機塩の粉粒体の粒度分布を所定の範囲に選択することで、気孔径を調整することができる。前記のように、粒径45μm未満の粒子群が25質量%以下、粒径355μmを越える粒子群が20質量%以下、45μm以上で355μm以下の範囲にある粒子群が55質量%を越える粒度分布を有するものが好ましい。この粒度分布を有するものを用いることにより、その断面の1.0mm×1.0mmの範囲内に、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔を20個以上含むポリウレタン弾性体を容易に得ることができる。
水溶性の無機塩の粉粒体は、ポリウレタン100質量部(固形分に換算した値)に対して、100〜2000質量部、好ましくは、500〜1500質量部の範囲で添加する。100質量部以下では配合物中で無機塩が繋がり無く分散するために、不均一なスポンジ骨格構造となる。また、2000質量部を超えると、得られたスポンジの機械的強度が極端に低下するために使用に耐えられないものになりやすい。
前記のように、本発明の製造方法は、水凝固性ポリウレタン、溶剤、及び水溶性の無機塩の粉粒体を主成分とする配合物を混練し混練物を得る工程において、3次元膜構造形成剤としてHLB8.6未満の界面活性剤を共存させることを特徴とする。HLB8.6未満の界面活性剤を共存させることにより、得られるポリウレタン弾性体が3次元膜構造になる。
界面活性剤のHLB値が8.6以上であると、化粧用スポンジは3次元網目構造となりやすい。ここでHLB値とは、界面活性剤の親水性と疎水性とのバランスを示す公知の指標であり、大木道則他編集、東京化学同人発行の化学辞典、第178頁等にその求め方が記載されている。例えば界面活性剤が脂肪酸エステルの場合は、次の式にしたがって計算される。
HLB=20×{1−(SV/NV)}
ここで、SVはエステルのケン化価、NVは脂肪酸の中和価である。
HLB値が8.6未満の範囲にある界面活性剤の添加量は、ポリウレタン100質量部(固形分に換算した値)に対して5〜45質量部の範囲が望ましい。添加量が5質量部未満では、化粧用スポンジは3次元網目構造となりやすい。添加量が45質量部を超えると、ポリウレタン弾性体は3次元膜構造となるが、添加量が多すぎるために、指で触れた時にベトつきを感じるようになるので好ましくない。
HLB値が8.6未満の範囲にある界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステルとして、例えばソルビタンセスキオレエート(3.7)、ソルビタンモノオレエート(4.3)、ソルビタンモノステアレート(4.7)等、牛脂グリセライドエチレンオキサイド付加物として、例えば旭電化工業(株)製のNK−3(6.6)等、ポリグリセリン脂肪酸エステルとして、例えばジグリセリンモノラウリン酸エステル(8.5)、ジグリセリンモノパルミチン酸エステル(7.3)、ジグリセリンモノステアリン酸エステル(6.9)、テトラグリセリントリステアリン酸エステル(4.7)、テトラグリセリンペンタステアリン酸エステル(2.7)、ヘキサグリセリントリステアリン酸エステル(6.5)、ヘキサグリセリンペンタステアリン酸エステル(4.2)、デカグリセリンペンタステアリン酸エステル(6.4)、デカグリセリンヘプタステアリン酸エステル(4.3)、デカグリセリンオクタステアリン酸エステル(4.3)、デカグリセリンデカステアリン酸エステル(3.4)、デカグリセリンヘプタベヘニン酸エステル(4.2)、デカグリセリンデカベヘニン酸エステル(2.3)、ジグリセリンモノオレイン酸エステル(6.9)、ジグリセリンセスキオレイン酸エステル(4.9)、ジグリセリンジオレイン酸エステル(3.7)、ジグリセリンテトラオレイン酸エステル(1.5)、テトラグリセリンペンタオレイン酸エステル(2.7)、ヘキサグリセリンペンタオレイン酸エステル(4.2)、デカグリセリンテトラオレイン酸エステル(7.6)、デカグリセリンペンタオレイン酸エステル(6.4)、デカグリセリンヘキサオレイン酸エステル(5.6)、デカグリセリンヘプタオレイン酸エステル(4.9)、デカグリセリンオクタオレイン酸エステル(4.3)、デカグリセリンデカオレイン酸エステル(3.4)、デカグリセリンノナエルカ酸エステル(3.2)、ジグリセリンモノイソパルミチン酸エステル(7.3)、ジグリセリンモノイソステアリン酸エステル(6.9)、ジグリセリンジイソステアリン酸エステル(3.7)、ジグリセリントリイソステアリン酸エステル(2.3)、ジグリセリンテトライソステアリン酸エステル(1.5)、トリグリセリンジイソステアリン酸エステル(5.3)等、ポリエチレングリコールオレエートとして、例えば旭電化工業(株)製OEG−102(7.9)等、特殊フェノールエトキシレートとして、例えば旭電化工業(株)製PC−1(4.2)等を挙げることができる。ここで括弧内の数値は、HLB値を表す。
水凝固性ポリウレタン、溶剤、水溶性の無機塩の粉粒体、及びHLB8.6未満の界面活性剤を主成分とする配合物には、必要に応じて他の成分を添加してもよい。例えば、混練物をより流動化するために水溶性高分子を添加することができる。この水溶性高分子としては、溶剤にも溶けるものが好ましく、例えば、ポリビニルアルコール等の合成品、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の半合成品、及び高分子多糖類等の天然品等が挙げられる。他に、必要に応じて着色剤や酸化防止剤、防黴剤、抗菌剤、各種の滑剤機能を発現する材料、難燃剤及びカーボンブラック等の導電材等の機能性材料を添加してもよい。
前記配合物の混練には、ニーダー、オーガ混練機、バンバリーミキサー、スクリュー押出機等を使用する。
このようにして混練物を得た後、出来た混練物を脱泡、成形する。脱泡の目的は組成物中の空気の泡を除去することであり、脱泡、成形の方法は特に制限されないが、より具体的には、例えば、ベント式押出機を使用して減圧脱泡を行なう方法が挙げられ、上記押出機に成形口金(Tダイ)を接続して所望の形状に賦型する方法が好ましく例示される。
成形後、成形体を水又は水溶液に投入することにより、溶剤を水に置換してポリウレタンを析出させ、水凝固を行う。成形体を投入するまでの態様は特に限定されないが、例えば、成形工程において、ステンレス304等からなるパンチングメタルを用いて上面が開いた箱状にしたものに混練物を押し出して充填し、成形を行い、これを、水又は水溶液に投入することにより行うことができる。
水凝固後、水に可溶な無機塩を水抽出して除去する。このための具体的な方法としては、例えば、容器に入った混練物の成形体を温水中に放置して水に可溶な無機塩の大半を抽出した後、一般的な洗濯機等にこの成形体を投入し、20〜80℃の水で15分〜90分程洗浄し、その洗浄中に、数回の水交換を行う方法を挙げることができる。
このようにして得られた成形体を乾燥する。ポリウレタン樹脂の熱による劣化を防ぐため、乾燥は好ましくは110℃以下で行う。乾燥は、箱型乾燥機、タンブラー型乾燥機等を使用して行うことができる。このようにして3次元膜構造のポリウレタン弾性体が得られる。
このようにして得られる本発明のポリウレタン弾性体から得られた化粧用スポンジの表面に、低粘度化粧料、例えばリキッド状ファンデーションを付着させた場合、該化粧料は低粘度であるので気孔内に瞬時に蓄えられる。スポンジが連続気孔弾性体であって気孔間に膜が形成されていない構造(特許文献5等で3次元網目構造と言われている構造)の場合、ファンデーションは隣接する気孔に容易に移行するため、スポンジの内奥部まで吸収され続けることになり、スポンジを貫通して指に付着する等の問題を生じやすいが、3次元膜構造からなる本発明の化粧用スポンジの場合は、隣接する気孔との間に膜があるために、ファンデーションがスポンジの表面近くに蓄えられた後、隣接する内奥部の気孔に移行することが妨げられ、スポンジの表層部で留まり、前記の問題は生じない。また、水凝固により製造された化粧用スポンジでは、化粧用スポンジとしての柔軟性を満足するものである。
評価方法
[顕微鏡写真] 日本電子(株)製のJSM5500LVを用いた。
[最大径が50μm以上、300μm以下の気孔数]
50倍ないし400倍の走査型電子顕微鏡写真にて、写真上で最大径が50μm以上、300μm以下の気孔数を数え、1.0mm×1.0mmの切断面当たりの数に換算した。
[見掛け密度] JIS K 7222に準拠して測定した。
[引張強度及び伸長率] JIS K 6400−5に準拠して測定した。
[硬度] 高分子計器(株)製のアスカーゴム硬度計F型を用いて測定した。
[吸収深度]
ガラス板の上に、1cm角の切り抜きをした0.2mm厚みのPETフィルムを置き、この切抜き部分に化粧料を入れて、金属板で化粧料をかき取り表面を平にした後、PETフィルムを取り除いた。残った1cm×1cm×0.2mmの化粧料の上に厚み8mmで2cm角の試料(スポンジ)を置く。この上に500gの分銅を乗せてから1秒以内に取り除く。この動作を10回繰り返した後、鋭利な鋏でスポンジを縦に裁断して、スポンジ内部に吸収された化粧料の深さを直定規で測定した。測定温度は25℃。なお、化粧料としては、商品名:スペシャルリキッドファンデーションNB、発売元:(株)大創産業を使用した。
[伸び面積]
紙(乾式PPC用紙、(株)NBSリコー製)の上に、1cm角の切り抜き部を有する0.2mm厚みのPETフィルムを置く。この切抜き部分に化粧料を入れて、金属板で化粧料をかき取り表面を平にした後、PETフィルムを取り除いた。残った1cm×1cm×0.2mmの化粧料の上に厚み8mmで2cm角のスポンジを置く。ただし、事前に、このスポンジの上面と厚み0.75mmで2cm角のSUS304板を両面テープで接着しておき、SUS面上に指を乗せてスポンジ厚みが略4mmになるよう均等に押さえて、化粧料を直線状に押し広げ、化粧料の広がり面積(cm)を測定した。測定温度は25℃。なお、化粧料としては、商品名:スペシャルリキッドファンデーションNB、発売元:(株)大創産業を使用した。
[エタノール透過時間]
長さが300mm、内径が17.4mmのガラス管を縦置きにしておき、これの底部にΦ6.8mmの穴が開いた栓をする。なお、このガラス管の栓がされた様子の断面図を図9(a)に示す。この穴を、図9(b)に示すように、4.0mm厚みにスライスした弾性体(スポンジ:試験片)で、固定具(図9(b)にその断面図及び平面図を示す)を使用して塞ぐ。弾性体で穴を塞いだ後の様子を図9(c)に示す。さらに、この弾性体の外側からポリエチレンフィルムを当てて指で押さえて密封する。ガラス管内の底部から高さ30mmの位置を下目盛りとし、130mmの位置を上目盛りとする。高さ200mmまでエチルアルコールを注入した後、上記ポリエチレンフィルムを取り外して、エチルアルコールを流し落とす。エチルアルコールの上端が、上目盛りを通過してから下目盛りを通過するまでの時間をエタノール透過時間とした。測定温度は25℃である。
実施例1
下記の原料を用い、ポリウレタン弾性体(化粧用スポンジ)を製造した。
ハイラックMP1031(トーヨーポリマー(株)製ポリエステル・ポリエーテル系共重合ポリウレタン、固形分30%) 100質量部
ジメチルホルムアミド 15質量部
ソルゲン30(第一工業製薬(株)製ソルビタンセスキオレエート HLB値3.7)
4質量部
中性無水芒硝C0(三田尻化学工業(株)製) 400質量部
総量で約20Kg。
なお、中性無水芒硝C0は、表3に記載の粒度分布を有する。他の実施例や比較例で使用した中性無水芒硝の粒度分布も表3に示されている。以降の記述では、中性無水芒硝を略して芒硝と表す。
上記の各原料を、40℃に温度調節した容量が30Lのニーダー内に投入し、15rpmの回転数で30分間混練した。これを、内寸300×20mmのTダイを取り付けたベント式押出機から減圧脱泡しながら、設定温度40℃で押し出した。押し出された成形物をSUS304パンチングメタル製の内寸幅300×長さ600×高さ30mmの上面が開口している箱型容器に充填し、50℃の水中に24時間浸漬してジメチルホルムアミドを水で置換して、所謂水凝固を行った。凝固が完了し、無機塩(芒硝)の大半を抽出した後、成形物を容器から取り出し、家庭用洗濯機に投入し、50℃の水で洗浄した。その後、箱型乾燥機を用いて100℃で8時間かけて乾燥した。
このようにして得られたスポンジを、漉割り機にて上下の部分を除去して、8mmと4mm厚みの化粧用スポンジを得た。このスポンジから一部を切り取り、その断面(切り取り面)の走査型電子顕微鏡写真を撮り、前記の評価方法により、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔数を測定した。又、前記の評価方法により、見掛密度、引張強度及び伸長率、硬度、吸収深度、伸び面積、及びエタノール透過時間を測定した。走査型電子顕微鏡写真を図1に、各測定結果を表1に記載した。図1に示されるように、得られた化粧用スポンジは3次元膜構造を有する。
実施例2
芒硝C0を、芒硝A6(販売者:(株)伏見製薬所)に代え使用したこと以外は、実施例1と全く同じ工程でポリウレタン弾性体を得、実施例1と同様にして、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔数、見掛密度、引張強度及び伸長率、硬度、吸収深度、伸び面積、及びエタノール透過時間を測定した。走査型電子顕微鏡写真を図3に、各測定結果を表1に記載した。図3に示されるように、得られた化粧用スポンジは3次元膜構造を有する。
比較例1
ソルゲン30を省いた以外は、実施例1と全く同じ工程で化粧用スポンジを得、実施例1と同様にして、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔数、見掛密度、引張強度及び伸長率、硬度、吸収深度、伸び面積、及びエタノール透過時間を測定した。走査型電子顕微鏡写真を図2に、各測定結果を表1に記載した。図2に示されるように、得られた化粧用スポンジは3次元網目構造を有する。
比較例2
ソルゲン30を省き、芒硝C0を芒硝A6(販売者:(株)伏見製薬所)に代えた以外は、実施例1と全く同じ工程で化粧用スポンジを得、実施例1と同様にして、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔数、見掛密度、引張強度及び伸長率、硬度、吸収深度、伸び面積、及びエタノール透過時間を測定した。走査型電子顕微鏡写真を図4に、各測定結果を表1に記載した。図4に示されるように、得られた化粧用スポンジは3次元網目構造を有する。
実施例3、比較例3、4
気孔生成のための無機塩粉粒体を表2に示すように芒硝B0、E0、A0(販売者:(株)伏見製薬所)に代えた以外は、実施例1と同じ工程で化粧用スポンジを得、実施例1と同様にして、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔数、吸収深度、伸び面積、及びエタノール透過時間を測定した。実施例3、比較例3、4の走査型電子顕微鏡写真をそれぞれ図6、図7、図8に、各測定結果を表2に記載した。
図6、図7、図8に示されるように、得られた化粧用スポンジは3次元膜構造を有する。
なお、表3に示す無機塩粉粒体の粒度分布は、JIS Z 8801−1(金属製網ふるい)及びJIS Z8815(ふるい分け方法通則)に準じて測定した値であり、表3中の数値は質量%を表す。
表1、表2の結果より明らかなように、3次元膜構造の連続気孔弾性体であって、エタノール透過時間が10秒以上、200秒未満の範囲であり、かつ気孔数が20個以上である実施例1〜3の化粧用スポンジは、吸収深度が適度であり、かつ伸び面積は大きく、化粧用スポンジとして優れた性能を有する。一方、3次元網目構造であって、エタノール透過時間が10秒未満の比較例1、2の化粧用スポンジでは、吸収深度が大き過ぎ、しかも小さな伸び面積しか得られていない。ここで、実施例1、2は、混練において、HLB値3.7の界面活性剤であるソルゲン30を添加したことにより得られたものであり、一方、比較例1、2は、ソルゲン30を添加しないで得られた化粧用スポンジであり、この界面活性剤の添加により、本発明の化粧用スポンジが得られることが示されている。
実施例4、5、比較例5〜9
表4に示す界面活性剤を使用し、実施例1のソルゲン30を、これらの同量にそれぞれ代えた以外は、実施例1と同じ工程で化粧用スポンジを得、実施例1と同様にして、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔数、吸収深度、伸び面積、及びエタノール透過時間を測定した。走査型電子顕微鏡写真からそれぞれの気孔構造を判定し、各測定結果を表4に示す。
表4に示されるように、HLB値が大きくなると気孔構造が3次元膜構造から3次元網目構造に変化し、その境目は、HLB7.9と8.6の間にあることがわかる。又、HLB値が大きくなると、エタノール透過時間が短くなり、一方、HLB8.6未満であれば10秒以上のエタノール透過時間が得られている。さらに、HLB8.6未満の界面活性剤を使用した実施例4及び5では、適度な吸収深度で伸び面積が大きい化粧用スポンジが得られているのに対し、HLB8.6以上の界面活性剤を使用した比較例5〜9で得られた化粧用スポンジは、吸収深度が大きすぎ、伸び面積も小さいことが示されている。
なお、表4に示す界面活性剤の商品名、HLB値、化学組成、販売者を以下に示す。
アデカノールNK−3: HLB6.6、牛脂グリセライドエチレンオキサイド付加物
、旭電化工業(株)(表4中では、「NK−3」と示す。)
アデカエストールOEG−102: HLB7.9、
ポリエチレングリコールオレエート、旭電化工業(株)
(表4中では、「OEG」と示す。)
ソルゲン90: HLB8.6、ソルビタンモノラウレート、第一工業製薬(株)
(表4中では、「ソルゲン90」と示す。)
アデカノールNK−4: HLB9.0、牛脂グリセライドエチレンオキサイド付加物
、旭電化工業(株)(表4中では、「NK−4」と示す。)
SYグリスターMO−750: HLB12.9、デカグリセリンモノオレエート、
阪本薬品工業(株)(表4中では、「MO」と示す。)
ソルゲンTW60: HLB14.9、
ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、
第一工業製薬(株)(表4中では、「TW60」と示す。)
ソルゲンTW20: HLB16.7、
ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、
第一工業製薬(株)(表4中では、「TW20」と示す。)
実施例6、7、比較例10、11
界面活性剤ソルゲン30の添加量を、表5に示すように変えた以外は実施例1と同じ工程で化粧用スポンジを得、実施例1と同様にして、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔数、吸収深度、伸び面積、及びエタノール透過時間を測定した。走査型電子顕微鏡写真からそれぞれの気孔構造を判定し、各測定結果を表5に示す。
表5に示されるように、ソルゲン30の配合量が減少すると気孔構造が3次元膜構造から3次元網目構造に変化し、その境目は、配合量2.4質量部と1.6質量部の間にあることがわかる。又、配合量が減少するとエタノール透過時間が短くなり、一方配合量が多い実施例6及び7では10秒以上のエタノール透過時間が得られている。又、実施例6及び7では、適度な吸収深度で伸び面積が大きい化粧用スポンジが得られているのに対し、配合量が少ない比較例10及び11で得られた化粧用スポンジは、吸収深度が大きすぎ、伸び面積が小さいことが示されている。
実施例8
気孔生成剤として芒硝を下記の塩化ナトリウムに代え、その配合量を320質量部にした以外は、実施例1と同じ工程で化粧用スポンジを得、実施例1と同様にして、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔数、吸収深度、伸び面積、及びエタノール透過時間を測定した。走査型電子顕微鏡写真から気孔構造を判定し、各測定結果を表6に示す。表6に示されるように、気孔生成剤である水溶性の無機塩の粉粒体を塩化ナトリウムに代えても、芒硝と同様の結果が得られることがわかる。
気孔生成剤として使用した塩化ナトリウム:讃岐塩業(株)製 食塩S2
[粒度分布]
粒径355μmより大:0質量%、45〜355μm:94質量%、45μm未満:6質量%
実施例9
実施例1で得られたポリウレタン弾性体の表側、裏側の表皮層を漉割り機により除去して、厚さ8mmのスポンジ体を得た。このスポンジ体をトムソン刃で裁断し、裁断面を回転する砥石で研磨して厚さ8mmで直径60mmの化粧料塗布具(化粧用パフ)を得た。
本発明の化粧用スポンジは、リキッド状ファンデーション等の低粘度化粧料の塗布具として好適に用いられる。そして、本発明の方法により製造されるポリウレタン弾性体は、本発明の化粧用スポンジの形成に好適に用いられる。さらに、このポリウレタン弾性体に、アセチレンブラック(電気化学工業(株)製)やケッチェンブラック(ケッチェンブラックインターナショナル(株)製)などのカーボンブラック類、金属粉、金属酸化物、カーボン繊維、金属繊維、金属コート繊維、黒鉛、金属フレーク等を、混練物を得る工程にて配合すれば、ESD安全性のために求められる中〜高導電性(例えば、表面抵抗率が10〜1010Ω/sq)を付与することができ、この導電性を付与されたポリウレタン弾性体は、磁気ヘッド、磁気記録媒体、プリント配線基板、液晶用基板等の静電気除去を使用目的とするロール、ワイパー、スワブ等にも好適である。
実施例1で得られた化粧用スポンジの断面の走査型電子顕微鏡写真である。 比較例1で得られた化粧用スポンジの断面の走査型電子顕微鏡写真である。 実施例2で得られた化粧用スポンジの断面の走査型電子顕微鏡写真である。 比較例2で得られた化粧用スポンジの断面の走査型電子顕微鏡写真である。 連続気孔弾性体の気孔を説明するための模式図である。 実施例3で得られた化粧用スポンジの断面の走査型電子顕微鏡写真である。 比較例3で得られた化粧用スポンジの断面の走査型電子顕微鏡写真である。 比較例4で得られた化粧用スポンジの断面の走査型電子顕微鏡写真である。 エタノール透過時間の測定器具を示す図である。

Claims (6)

  1. 3次元膜構造の連続気孔弾性体であって、エタノール透過時間が10秒以上、200秒未満の範囲であり、かつその断面の1.0mm×1.0mmの範囲内に、最大径が50μm以上、300μm以下の気孔を20個以上含むポリウレタン弾性体よりなることを特徴とする化粧用スポンジ。
  2. 前記連続気孔弾性体の気孔が略円形又は楕円形の断面形状を有することを特徴とする請求項1に記載の化粧用スポンジ。
  3. 水凝固性ポリウレタン、溶剤、水溶性の無機塩の粉粒体、及びHLB8.6未満の界面活性剤を主成分とする配合物を混練し、得られた混練物を脱泡し、この脱泡混練物を成形し、得られた成形物を水中又は水溶液中に投入し凝固させて凝固物を形成し、この凝固物から前記無機塩を水に溶出させて除去し、その後乾燥して製造されるポリウレタン弾性体よりなることを特徴とする化粧用スポンジ。
  4. 水凝固性ポリウレタン、溶剤、水溶性の無機塩の粉粒体、及びHLB8.6未満の界面活性剤を主成分とする配合物を混練し、混練物を得る工程、
    前記混練物を脱泡する工程、
    前記脱泡混練物を成形して成形物を得る工程、
    前記成形物を、水中又は水溶液中に投入して凝固させ、凝固物を形成する工程、
    前記凝固物から前記無機塩を水に溶出させて除去する工程、及び
    前記溶出、除去後、乾燥する工程を有することを特徴とするポリウレタン弾性体の製造方法。
  5. 前記水溶性の無機塩の粉粒体が、粒径45μm未満の粒子群が25質量%以下、粒径355μmを越える粒子群が20質量%以下、45μm以上で355μm以下の範囲にある粒子群が55質量%を越える粒度分布を有することを特徴とする請求項4記載のポリウレタン弾性体の製造方法。
  6. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の化粧用スポンジを用いることを特徴とする化粧料塗布具。
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