JP2010053158A - 水性分散体およびそれを含有する化粧料 - Google Patents

Abstract

【課題】カーボンブラックを使用した水性分散体において界面活性剤を安全かつ最小量にし、かつその水性分散体を化粧料に配合したとき、処方される溶剤や皮膜形成剤との相溶性に優れ、最終使用形態として耐水性に優れたカーボンブラックの水性分散体を提供する。
【解決手段】ファーネス法で製造された高純度カーボンブラックを用い、分散剤として非イオン系界面活性剤を含む。ここで、非イオン系界面活性剤のＨＬＢが１０以上であり、かつ界面活性剤濃度が１５質量％以下、カーボンブラック濃度が１０質量％以上であるカーボンブラックの水性分散体。
【選択図】なし

Description

本発明は、高純度カーボンブラックを用いた顔料水性分散体と、その水性分散体を含有する化粧料に関するものである。

従来、化粧料用の黒色顔料としては、安全性の観点からも酸化鉄を用いるのが一般的であり、ファンデーション、チークカラー、アイシャドウなどに広く用いられている。しかし、酸化鉄をマスカラ、アイラインなどに用いた場合、１）黒色度が低いため、配合量を多くする必要がある、２）顔料の比重が大きいため、沈降による経時変化を起こす恐れがあるなどの問題点がある。このようなことから、酸化鉄よりも着色力が高く、黒色度の高いカーボンブラックが多く用いられている。

しかしながら、通常用いられているカーボンブラックは、製造工程上において多くの不純物が混入したものであり、中でも、砒素、鉛、水銀などの重金属や、ポリアロマティックハイドロカーボン（ＰＡＨ）やベンゾピレン類、ベンゾアントラセンのような不純物の混入は、安全性の観点から極めて問題が多い。

とりわけ、マスカラやアイラインなど眼粘膜付近で使用される化粧料に配合する場合、特に高い安全性を考慮する必要があることから、上述の不純物の含有量を極力抑えたカーボンブラックを用いるのが好ましく、適正に品質管理されたカーボンブラックが必要とされる。

また、このようなカーボンブラックは、様々な精製工程を経ていることから比較的表面安定性が高く、表面活性が低いものである。このため、安定な水性分散体を得るには、多くの界面活性剤が必要である反面、過剰な界面活性剤は、最終化粧料の形態で様々な問題を引き起してしまう。例えば、化粧料に配合される多価アルコールのような溶剤とのソルベントショックによる沈降現象が生じたり、親水性が高くなって形成皮膜の耐水性が劣ることにより、マスカラなどでは、いわゆる化粧落ちが激しいものになるなどの問題点がある。

通常、過剰な界面活性剤の使用を避けるために、カーボンブラック自体を自己分散型にする手法が検討されており、界面活性剤を使用せずに、または最小の使用量で安定な分散体を得ることが可能となっている。一般的に自己分散型カーボンブラックの製造方法として、酸化処理により官能基を導入する手法が使われている。例えば特許文献１には、水とカーボンブラックとを含有する水性顔料インキにおいて、該カーボンブラックが１．５ｍｍｏｌ／ｇ以上の表面活性水素を有し、その製造方法として，次亜ハロゲン酸塩で酸化処理する方法が開示されている。また、特許文献２には、自己分散型カーボンブラックを含む水性顔料インキであって、該自己分散型カーボンブラックが、カーボンブラックを酸化処理する工程と、アゾカップリングによりフェニレン基を挟んで親水基を表面に結合させる工程により作成されるインキの製造方法が開示されている。

しかしながら、このような表面酸化処理型カーボンブラックは、水に対する分散性が高く界面活性剤を全く必要としないか、または少量で良い反面、塗膜などが耐水性に劣るという欠点を有している。また、製造工程上、種々の強力な酸化剤を使用するために、化粧料としての安全性の観点から問題となる。さらに、湿式酸化した場合には、自己分散型カーボンブラックの水からの分離が難しく、非常に複雑な工程を必要とする。

高純度のカーボンブラックを用いた分散体の例として、例えば特許文献３には、ＰＡＨ含有量が５００ｐｐｍ以下であり、ベンゾピレン量が５ｐｐｍ以下であるカーボンブラックを使用した記録液が開示されている。しかし、化粧料への適応性を考えた場合、最大含有量として、ＰＡＨ含有量が５００ｐｐｍ、ベンゾピレン量が５ｐｐｍでは安全であるとはいえず、規制数値はさらに低いレベルに設定される必要がある。また、この特許文献３において使用されている分散剤は、インクジェット記録液としての性能に主眼をおいたものであり、化粧品としての安全性を確保するためには、分散剤に含まれる重金属含有量や界面活性剤自身の使用量に関しても考慮する必要がある。

特開平８−３４９８号公報 特開２００５−１３２９８５号公報 特開２００１−３５４８８４号公報

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたものであり、化粧品用途、特にアイライン、アイシャドウ用途として安全性の高いカーボンブラックを使用した水性分散体において、該カーボンブラックを長期的に安定して分散させるための界面活性剤を安全かつ最小量にし、また該水性分散体を化粧料に配合したとき、処方される溶剤や皮膜形成剤との相溶性に優れ、さらに化粧料の最終使用形態として耐水性に優れたものを得ることができるようにすることを目的とするものである。

本発明者らは、前述の課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の高純度のファーネスブラックを用い、界面活性剤として、特定の非イオン系界面活性剤を１種以上用いることで、安全性が高く、かつ経時安定性に優れた水性分散体を得ることができ、また、界面活性剤の添加量を最小量にすることで、該分散体を用いた化粧料の長期安定性および耐水性が向上することを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。

要するに、第１発明による水性分散体は、
ファーネス法で製造された高純度カーボンブラックを用い、分散剤として非イオン系界面活性剤を含むことを特徴とするものである。

本発明において、前記高純度カーボンブラックは、下記（１）〜（１０）の特性をすべて満たすのが好ましい（第２発明）。
（１）熱減量(９５０℃、７分)：２質量％以下
（２）灰分：０．１５質量％以下
（３）砒素含有量：３ｐｐｍ以下
（４）鉛含有量：１０ｐｐｍ以下
（５）銀含有量：１ｐｐｍ以下
（６）硫黄分：０．６５質量％以下
（７）環芳香族炭化水素類(ＰＡＨｓ)：０．５ｐｐｍ以下
（８）ジベンゾ[ａ,ｈ]アントラセン：５ｐｐｂ以下
（９）ベンゾ[ａ]ピレン含有量：５ｐｐｂ以下
（１０）総炭素量：９５％以上

また、前記各発明においては、前記非イオン系界面活性剤のＨＬＢが１０以上であり、かつ界面活性剤濃度が１５質量％以下、カーボンブラック濃度が１０質量％以上であるのが好ましい（第３発明）。

また、第４発明による化粧料は、
前記第１発明〜第３発明のいずれかの水性分散体を１〜５０質量％含むことを特徴とするものである。

前記第１〜第３発明によれば、安全かつ最小量の界面活性剤により、経時安定性の高い水性分散体を得ることができる。また、この水性分散体を処方した第４発明に係る化粧料は、溶剤や皮膜形成剤との相溶性に優れ、さらに最終使用形態において耐水性に優れたものとすることができる。

次に、本発明による水性分散体およびそれを含有する化粧料の具体的な実施の形態について説明する。

本発明に使用するカーボンブラックは、ファーネス法にて製造されたものである。また、該カーボンブラックは、下記特性をすべて備えている。なお、ファーネス法以外の製法で製造されたカーボンブラック、例えばチャンネルブラック、アセチレンブラックは、安全上問題がある場合があるので、本発明には用いることができない。
（１）熱減量（９５０℃、７分）：２質量％以下
（２）灰分：０．１５質量％以下
（３）砒素含有量：３ｐｐｍ以下
（４）鉛含有量：１０ｐｐｍ以下
（５）水銀含有量：１ｐｐｍ以下
（６）全硫黄分：０．６５質量％以下
（７）多環芳香族炭化水素類（ＰＡＨｓ）：０．５ｐｐｍ以下
（８）ジベンゾ［ａ，ｈ］アントラセン：５ｐｐｂ以下
（９）ベンゾ[ａ]ピレン含有量：５ｐｐｂ以下
（１０）総炭素量：９５％以上

ここで、ファーネス法で製造されたカーボンブラック中の砒素、鉛、水銀含有量は、粧原基一般試験法または原子吸光法などで分析することができ、眼粘膜付近で使用する場合は、いずれも低い濃度であることが必要である。また、ベンゾ[ａ]ピレン含有量は、医薬部外品原料規格ベンゾ[ａ]ピレン純度試験などにより測定することができる。

次に、本発明で使用する非イオン系界面活性剤は、化粧品用途で用いられる界面活性剤であれば、特に限定はなく用いることができる。例えば、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステルなどの脂肪酸エステル、または、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、アルキルグリセリルエーテルなどのエーテル類、またはポリオキシエチレンラノリン、ポリオキシエチレンラノリンアルコールなどのラノリン誘導体、ポリオキシエチレンソルビットミツロウなどのミツロウ誘導体、またはポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンステロールおよび水素添加ステロール、またはアルキルアルカノールアミド、アルキルポリグルコシドのようなアミド系活性剤などを挙げることができる。これらの界面活性剤は単独で使用することもできるし、あるいは２種以上で使用することもできる。

カーボンブラックの親水性を高め、分散体の長期安定性を高めるためには、ＨＬＢ＝１０以上の親水性界面活性剤を用いることができるが、好ましくはＨＬＢ＝１５以上、より好ましくはＨＬＢ＝１９程度の高い親水性界面活性剤を用いるのが良い。

高ＨＬＢの界面活性剤のみを使用した場合、カーボンブラックの親水性が増加し、分散安定性に優れた分散体を得ることができるが、該分散体を配合した化粧料の耐水性が劣る場合がある。このため、耐水性をさらに改良するために、２つ目の界面活性剤として、非イオン系のＨＬＢ＝１０〜１５の中程度の親水性を示す界面活性剤を併用すると良い。

界面活性剤は、当然、多量に配合すれば親水性も高くなり分散安定性も向上する傾向にあるが、前記同様、化粧料での耐水性が劣るものとなる。このため、全界面活性剤量として、１５質量％以下が好ましく、より好ましくは１０質量％以下の使用量である。

同時に、カーボンブラックの添加量は、高濃度であるほど当該水性分散体の化粧料への配合比率が少なくて済むので、少なくとも１０質量％以上、好ましくは１５質量％以上、最も好ましくは２０質量％以上が必要である。

さらに、本発明において、分散助剤として、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤を用いても良い。例えば、陰イオン性界面活性剤として、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩などが挙げられる。また、陽イオン性界面活性剤としては、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化アルコキシプロピルトリメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム液などが挙げられる。さらに、両性界面活性剤としては、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルジメチルアミンオキサイド、アルキルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン、アルキルアミドプロピルベタインなどが挙げられる。また、高分子分散助剤としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、カルボシシメチルセルロース、ポリアルギン酸塩、カチオン化セルロース、ポリサッカライドなどが挙げられる。

本発明においては、さらに、乾燥防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、防カビ剤などを適時添加しても良い。例えば、乾燥防止、湿潤調整剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどの多価アルコール類、あるいはエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどの多価アルコールアルキルエーテル類が挙げられる。

また、防腐剤、防カビ剤としては、パラオキシ安息香酸アルキルエステル、安息香酸、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸、ソルビン酸カリウム、フェノキシエタノール、サリチル酸、石炭酸、パラクロルメタクレゾール、ヘキサクロロフェン、塩化ベンザルコニウム、塩化クロルヘキシジン、トリクロロカルバニリド、トリクロサン、デヒドロ酢酸ナトリウムなどが挙げられる。

次に、本発明の水性分散体を調整する方法としては、カーボンブラックを微粒子化できる湿式分散機を用いるのが好ましく、例えばホモミキサー、ディスパー、ニーダー、ロールのような分散機や、ボールミル、ロールミル、サンドグラインドミル等の各種メディアミル、マイクロフルイタイザー、ナノマイザー、アルテマイザー等の高圧解砕機等が使用できる。このような装置を用いて、分散混合することで、カーボンブラック粒子の沈降や凝集がなく、かつ経時安定性の高い微粒子水性分散体を得ることができる。

さらに、上記水性分散体を５〜５０質量％混合し、マスカラ、アイラインなどの化粧料に適用することができる。

次に、本発明による水性分散体およびそれを含有する化粧料の具体的な実施例を比較例と共に挙げ、さらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
カーボンブラックとして、ファーネスブラック（Ｕｎｉｐｕｒｅ ＢｌａｃｋＬＣ９０２大東化成工業、ＬＣＷ）２５質量％に対して、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルおよびポリオキシエチレン硬化ひまし油を計８質量％、防腐剤としてデヒドロ酢酸ナトリウムを０．３質量％、精製水を６６．７質量％配合し、ダイノーミル(シンマルエンタープライゼス)を用いて、周速１４ｍ/ｓｅｃ、φ０．３ｍｍジルコニアビーズ８０％充填の条件で分散混合し水性分散体を得た。使用したカーボンブラックの特性を表１に示す。さらに、作成した水性分散体を２０．０質量％とし、皮膜形成剤、増粘剤、乾燥防止剤、防腐剤等を配合して、表２の処方と下記製造方法に従いアイライナーを得た。なお、表２中の単位は質量％である。

製造方法：
成分Ａを良く混合し、成分Ｂ、Ｃを加えて良く混合した後、筆つき密閉容器に充填して製品を得た。

（実施例２）
界面活性剤として、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ひまし油を計８質量％用いた以外は、上記実施例１と同様にして水性分散体を作成し、同じくアイライナーに仕立てた。

（比較例１）
界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル１８質量％にした以外は、実施例１と同様にして水性分散体を作成し、同じくアイライナーに仕立てた。

（比較例２）
界面活性剤として、実施例１よりもＨＬＢの低いポリオキシエチレン硬化ひまし油およびポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸を計９質量％用いた以外は、実施例１と同様にして水性分散体を作成し、アイライナーに仕立てた。

（分散安定性）
上記のようにして作成した水性分散体の粘度を、Ｂ型粘度計にて２５℃の条件で測定し、ｐＨ、また各水性分散体を２００００倍に希釈して粒度（コールターカウンターＮ４＋）および色調を測定した。さらに、長期安定性を確認するために、５０℃の条件で、２週間までの経時変化を確認した。

（アイライナー塗膜の耐水性）
アプリケーターを用いて、ＰＥＴフィルムに膜圧０．１ｍｍでアイライナーを塗布し、１時間乾燥させた。その後、水中に５分間放置後、再び取り出して、水の透明性を観察した。さらに、取り出したＰＥＴ被膜に紙を押し付け、色移りを観察した。これらの試験結果が表３に示されている。

表３からわかるように、実施例１では、水性分散体の安定性は、室温、５０℃ともに経時での物性変化は殆ど見られず、さらにアイラインの耐水性も良好なものであった。実施例２では、室温での変化はないものの、５０℃での増粘が若干認められる。但しアイラインに処方できない程度ではなく、また、アイラインの耐水性も極めて良好な結果となっている。反対に、比較例１では、界面活性剤を多く用いているため、経時安定性は優れるが、アイラインでの耐水性が極めて劣るものとなっている。さらに、比較例２では、低ＨＬＢの界面活性剤を用いたが、５０℃での経時変化が激しく、２週間放置すると固化してしまった。

以上の結果から、実施例のカーボンブラック水性分散体は、良好な経時安定性を示すとともに、この水性分散体を用いた化粧料の耐水性も極めて良好であることがわかる。

（実施例３）
実施例２で得た水性分散体を２０．０質量％配合し、表４の処方と下記製造方法に従いマスカラを得た。なお、表中の単位は質量％である。

製造方法：
成分Ｂを８０℃で均一に溶解した成分Ｃに加えた。次いで成分Ａも８０℃で均一に混合し、成分Ｃに除々に加えて良く混合した。攪拌下に徐冷して液温が３０℃になったところで成分Ｄを加え、ブラシつき密閉容器に充填して製品を得た。
得られたマスカラは、安定性、耐水性、発色において優れていた。

Claims (4)

1. ファーネス法で製造された高純度カーボンブラックを用い、分散剤として非イオン系界面活性剤を含むことを特徴とする水性分散体。
2. 前記高純度カーボンブラックが、下記（１）〜（１０）の特性をすべて満たすことを特徴とする請求項1に記載の水性分散体。
   （１）熱減量(９５０℃、７分)：２質量％以下
   （２）灰分：０．１５質量％以下
   （３）砒素含有量：３ｐｐｍ以下
   （４）鉛含有量：１０ｐｐｍ以下
   （５）銀含有量：１ｐｐｍ以下
   （６）硫黄分：０．６５質量％以下
   （７）環芳香族炭化水素類(ＰＡＨｓ)：０．５ｐｐｍ以下
   （８）ジベンゾ[ａ,ｈ]アントラセン：５ｐｐｂ以下
   （９）ベンゾ[ａ]ピレン含有量：５ｐｐｂ以下
   （１０）総炭素量：９５％以上
3. 前記非イオン系界面活性剤のＨＬＢが１０以上であり、かつ界面活性剤濃度が１５質量％以下、カーボンブラック濃度が１０質量％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の水性分散体。
4. 前記請求項１〜３のいずれかに記載の水性分散体を１〜５０質量％含むことを特徴とする化粧料。