JP2010053272A - 紫外線防除機能を有する複合化ポリアミド多孔質微粒子およびその製造方法 - Google Patents
紫外線防除機能を有する複合化ポリアミド多孔質微粒子およびその製造方法Info
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Abstract
【解決手段】 数平均粒子径が1μmから30μm、数平均粒子径に対する体積平均粒子径の比(PDI)が1.0〜2.0であり、平均細孔径が0.01μm〜0.5μm、BET比表面積が0.1m2/g〜80m2/g、多孔質度(RI)5〜100であるポリアミド多孔質微粒子の外周表面及び/又は細孔内部に有機系紫外線吸収剤が担持された複合化ポリアミド多孔質微粒子とする。
【選択図】 図2
Description
紫外線防除機能を有する微粒子は化粧品や医薬部外品および繊維において数多く使用されている。
さらに特許文献5では、無機化合物を担持したポリアミド多孔質微粒子に関して記載されているが、有機化合物の担持に関する記載がないと共に、無機化合物のこぼれ出しが問題となる。
(2)有機系紫外線吸収剤担持前のポリアミド多孔質微粒子の空孔率が30〜70%である前記(1)に記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子である。
(3)有機系紫外線吸収剤担持前のポリアミド多孔質微粒子のJIS K 5101に準拠する方法で測定した煮亜麻仁油吸油量が150ml/100g以上である前記(1)又は(2)に記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子である。
(4)有機系紫外線吸収剤担持前のポリアミド多孔質微粒子が、中心から放射状に多数のポリアミドのフィブリルが伸びた球晶構造を有する前記(1)〜(3)のいずれか一つに記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子である。
(5) 有機系紫外線吸収剤がベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、サリシレート系化合物、オギザニド系化合物、桂皮酸系化合物、ジベンゾイルメタン系化合物、マロン酸エステル系化合物より選択された少なくとも1種以上である前記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子である。
(6)有機系紫外線吸収剤の平均重量分率が0.01〜60%である前記(1)〜(5)いずれか一つに記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子である。
(7)有機系紫外線吸収剤の平均重量分率が10〜50%である前記(1)〜(5)いずれか一つに記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子である。
(8)有機系紫外線吸収剤を該紫外線吸収剤に対する良溶媒(D)に溶解させ、その後、ポリアミド多孔質微粒子(C)を加えて攪拌し、紫外線吸収剤に対する貧溶媒(E)を加える前記(1)〜(7)のいずれか一つに記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子の製造方法である。
(9)有機系紫外線吸収剤を該紫外線吸収剤に対する良溶媒(D)に溶解させ、その後、ポリアミド多孔質微粒子(C)を加えて、溶媒を除去する前記(1)〜(7)のいずれか一つに記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子の製造方法である。
(10)前記(1)〜(7)のいずれか一つに記載の複合化多孔質微粒子を含有する化粧品組成物である。
前記吸油量が少なすぎると、ポリアミド多孔質微粒子に担持させ得る有機系紫外線吸収剤の割合が少なくなる場合がある。
また、本発明の複合化ポリアミド多孔質微粒子は、担持体となる多孔質微粒子が、ポリアミド樹脂からなるため、有機系紫外線吸収剤との親和性が高く保持力が高い。
凝固点降下剤を添加することにより、ポリアミド溶液(A)をより低い温度にして、ポリアミド多孔質微粒子を析出させることができる。
前記芳香族ケトンとしては、例えば、アセトフェノン、プロピオフェノン、およびブチロフェノン等が挙げられる。
前記脂肪族炭化水素としては、例えば、ヘプタン、ヘキサン、オクタン、およびn−デカン等が挙げられる。
前記ベンゾトリアゾール系化合物の例としては、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェニル]ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール]が挙げられる。
前記ベンゾフェノン系化合物の例としては、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、n−ヘキシル−2−(4−ジエチルアミノ−2−ヒドロキシベンゾイル)ベンゾエート等が挙げられる。
前記トリアジン系化合物の例としては、2−[(2−ヒドロキシ−4−n−ヘキシルオキシ)フェニル]−4,6−ジフェニルトリアジン、2,4−[ジ[2−ヒドロキシ−4−(2−エチルヘキシルオキシ)]フェニル]−6−(4−メトキシフェニル)トリアジン等が挙げられる。
前記サリシレート系化合物の例としては、サリチル酸フェニル、4−メチルフェニルサリシレート、4−t−ブチルフェニルサリシレート、2−エチルヘキシルサリシレート等が挙げられる。オギザニリド系化合物の例としては、N−(2−エチルフェニル)−N’−(2−エトキシフェニル)オギザニリド、N−(2−エチルフェニル)−N’−(2−ヒドロキシフェニル)オギザニリド等が挙げられる。
前記桂皮酸系化合物の例としては、(2−エチルヘキシル)−4−メトキシシンナメート、オクチル−4−メトキシシンナメート、イソプロピル−4−メトキシシンナメート等が挙げられる。ジベンゾイルメタン系化合物の例としては、4−メトキシ−4’−t−ブチルジベンゾイルメタン等が挙げられる。
前記マロン酸エステル化合物の例としては、[(4−メトキシフェニル)−メチレン]マロン酸ジメチル、2−(1−アリールアルキリデン)マロン酸エステル類等が挙げられる。
前記有機系紫外線吸収剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、前記有機系紫外線吸収剤を2種以上併用する場合は、ポリアミド多孔質微粒子に2種以上の有機系紫外線吸収剤を一緒に担持させてもよいし、異なる種類の有機系紫外線吸収剤を担持させた複数種のポリアミド多孔質微粒子を混合して用いてもよい。
これらは、化粧品用途に限定されることなく、塗料や光学フィルム、成形体等の樹脂混合組成物など、幅広い用途において紫外線吸収能を付与させ、光による劣化を防ぐこともできる。
すなわち、
1)有機系紫外線吸収剤を良溶媒(D)に溶解させてそこにポリアミド多孔質微粒子(C)を後から加えて分散させ、貧溶媒(E)を加えることで得られる、
2)有機系紫外線吸収剤を良溶媒(D)に溶解させてそこにポリアミド多孔質微粒子(C)を後から加えて分散させ、徐々に溶媒を除去することで得られる。
また、日焼けを防止する日焼け防止剤として用いることもできる。
また、本発明の化粧料組成物は、各化粧料に用いられる基剤や組成等と混合して撹拌したり、練ることにより得られる。
ポリアミド微粒子の結晶化度は、DSC(示差走査熱量計)で測定した。流速40ml/min窒素気流中で、昇温速度5℃/min、温度範囲120〜230℃の吸熱ピークの面積から結晶融解熱を算出する。結晶化度は、算出した融解熱量とポリアミド6の結晶融解熱量との比から求める。ポリアミド6の結晶融解熱を189J/gとした。
ポリアミド多孔質微粒子の平均粒子径、粒子径分布は、電子顕微鏡(走査型電子顕微鏡 SEM)を用いて、微粒子100個の平均値として測定した。数平均粒子径、体積平均粒子径および粒子径分布指数(PDI)は次式で表される。
数平均粒子径 :
粒子径分布指数:
ポリアミド多孔質微粒子の比表面積は、窒素吸着によるBET法で3点測定をおこなった。
ポリアミド多孔質微粒子の平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した。測定範囲は、0.0036から14μmの範囲で平均細孔径を求めた。ポリアミド多孔質微粒子の空孔率は、1個の粒子中のポリアミドの体積と空間体積の割合を表す。ここで、ポリアミドの密度をρとして、空孔率(porousity)を次式で表すことができる。ここで、Vp;粒子内空孔体積、
Vs;粒子内ポリマー体積とする。
[数4]
P=Vp/(Vp+Vs)
即ち、粒子内累積細孔容積(P1)とすると
[数5]
P=P1/(P1+(1/ρ))×100
で表せられる。
細孔径に対する累積細孔容積の図から、粒子内累積細孔容積を算出し、上記[数4]に従って、粒子内空孔率を算出する。このときポリアミド微粒子の密度ρは、DSCで求めた結晶化度χと結晶密度ρc、非晶密度ρaから
[数6]
ρ=χ・ρc+(1−χ)・ρa
から求めた。ここでポリアミド6の結晶密度は1.23cm3/g、非晶密度は1.09cm3/g、ポリアミド12の結晶密度は1.1cm3/g、非晶密度は0.99cm3/gとした。
[数7]
RI=Sp/Sp0
[数8]
Sp0=6/d/ρ
で求められる。dは粒子の直径、ρは密度である。
(1)ポリアミド6(宇部興産社製、1013B、分子量13,000)50gを、m−クレゾール溶液950gに溶解し、濃度5重量%m−クレゾール溶液を得た。この溶液を撹拌しながら,イソプロパノール4kgと水2kgからなる混合液6kgを40秒かけて投入した。撹拌を続け,溶液が均一になった時点で撹拌を停止して静置した。しばらくして、ポリアミド6粒子が析出した。さらに2時間静置後、析出物をろ紙を用いてろ別した後、ろ紙上で25℃のイソプロパノール10000mlで3回ほど洗浄を行なった。次に、熱風乾燥機で、温度60℃で、8時間乾燥した。さらに真空乾燥機で、温度60℃で、8時間乾燥した。乾燥したポリアミド6の多孔質微粒子10gを保温付きソックスレー抽出器に充填し、抽出器内にイソプロパノールを10時間還流して、ポリアミド6の多孔質微粒子と接触させた。次に乾燥微粒子を水10重量%スラリーにして、180℃にて噴霧乾燥を行った。
得られた粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、数平均粒子径13.7μm、体積平均粒子径14.4μmの比較的均一な球形粒子であった。PDIは1.05であった。BET比表面積は15.6m2/g、平均細孔径は、0.096μm、RIは41.6であった。融解熱Hfは、107.8J/gで、結晶化度は57%、空孔率は61%であった。煮亜麻仁油吸油量は210ml/100gであった。また、透過型電子顕微鏡写真で粒子の断面を観察したところ、中心から放射状にナイロンフィブリルが成長した球晶構造を有していることが確認された。
SEMを用いて乾燥微粒子の観察したところ、図1に示すとおり、多孔質微粒子の表面に4−メトキシ桂皮酸−2−エチルヘキシルが坦持され、多孔質の細孔が4−メトキシ桂皮酸−2−エチルヘキシルで所々ふさがれているのが確認された。
紫外線吸収剤の平均重量分率は、23.1%であった。
添加した紫外線吸収剤が4−メトキシ−4’−t−ブチルジベンゾイルメタン(東京化成製)である以外は、実施例1(2)と同様にして、複合化微粒子を作成した。SEMを用いて乾燥微粒子の観察したところ、4−メトキシ−4’−t−ブチルジベンゾイルメタンが多孔質微粒子の細孔に坦持され、所々ふさがれているのが確認された。
紫外線吸収剤の平均重量分率は、23.3%であった。
汎用のポリアミド12真球状微粒子について、SEM写真で観察したところ、表面は真球状で多孔質に伴う細孔は確認できなかった。この粒子の粒径を調べたところ、数平均粒子径5.4μm、体積平均粒子径9.3μmでありPDIは1.72であった。比表面積は1.49m2/g、融解熱Hfは、42.8J/gで、結晶化度は20.4%、RIは、1.35、吸油量は80ml/100gであった。このポリアミド12真球状微粒子1gをポリアミド多孔質微粒子の変わりにした以外は実施例2と同様にして複合化微粒子を作成した。SEMを用いて乾燥微粒子を観察したところ、真球状微粒子の表面に4−メトキシ−4’−t−ブチルジベンゾイルメタンが部分的に吸着されているのが確認された。しかしながら、同時にSEM観察において単独に存在する4−メトキシ−4’−t−ブチルジベンゾイルメタンの粒子が多数散見され、加えた4−メトキシ−4’−t−ブチルジベンゾイルメタンの多数が有効に坦持されていないことがわかった。
(1)ポリアミド6(宇部興産社製、1010X1、数平均分子量8000)100gを70℃にてフェノール810gに完全に溶解した後、イソプロピルアルコールを90g加えて撹拌しながら徐冷し、ナイロン濃度10重量%のフェノール/イソプロピルアルコール溶液を得た。20℃にて、イソプロピルアルコール4kgと水2.5kgからなる混合液6.5kgを混合して、溶液が均一になった時点で撹拌を停止し,静置した。しばらくして、ポリアミド6粒子が析出した。さらに2時間静置後、析出物をろ紙を用いてろ別した後、ろ紙上で25℃のイソプロピルアルコール10000mlで5回ほど洗浄を行なった。次に、熱風乾燥機で、温度60℃で、8時間乾燥した。さらに真空乾燥機で温度60℃で、8時間乾燥した。乾燥したポリアミド6微粒子10gを保温付きソックスレー抽出器に充填し、抽出器内にイソプロピルアルコールを10時間還流して、多孔質ポリアミド6尾粉末と接触させた。次に乾燥微粒子を水10重量%スラリーにして、180℃にて噴霧乾燥を行った。得られた粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、数平均粒子径8.2μm、体積平均粒子径11.8μmの比較的均一な球形粒子であった。PDIは1.43であった。BET比表面積は28.2m2/g、平均細孔径は、0.095μm、RIは45.0、吸油量は210ml/100gであった。融解熱Hfは、106.0J/gで、結晶化度は57%、空孔率は、65%であった。煮亜麻仁油吸油量は210ml/100gであった。また図3に本微粒子の可視紫外吸収スペクトルを示す.本微粒子の0°、20°および45°の視覚反射率はそれぞれ26.44、30.62および68.02であった。また、透過型電子顕微鏡写真で粒子の断面を観察したところ、中心から放射状にナイロンフィブリルが成長した球晶構造を有していることが確認された。
SEMを用いて乾燥微粒子の観察をしたところ、多孔質微粒子の表面に紫外線吸収剤2化合物が坦持され、多孔質の細孔が2化合物で所々ふさがれているのが確認された。
紫外線吸収剤の平均重量分率は、28.6%であった。
紫外線透過率試験
実施例1(1)、実施例3(2)のポリアミド多孔質微粒子でそれぞれ紫外線透過率を測定したところ、実施例1(1)では300nm、360nmの透過率がそれぞれ78%、82%であり、実施例3(2)では、300nm、360nmの透過率がそれぞれ5.2%、8.4%であった。
パウダーファンデーション
実施例3(2)の複合化ポリアミド多孔質微粒子5.0%、タルク35.3%、マイカ30.0%、合成金雲母10.0%、酸化チタン5.0%、水酸化アルミニウム3.0%、ステアリン酸4.0%、酸化鉄3.0%、ジメチコン9.0%、メチコン1.7%、トリメチルシロキシケイ酸4.0%以上の処方で配合品を作成した。この配合品では、実施例1(1)の粉末を同じ配合比で作成した物に比べ、別途紫外線吸収剤を加えずとも紫外線防御機能に優れ、しかも長期にわたり紫外線防御効果を持続した。
Claims (10)
- 数平均粒子径が1〜30μmであり、数平均粒子径に対する体積平均粒子径の比(PDI)が1.0〜2.0であり、平均細孔径が0.01〜0.5μmであり、BET比表面積が0.1〜80m2/gであり、多孔質度(RI)が5〜100であるポリアミド多孔質微粒子の外周表面又は/及び細孔内部に有機系紫外線吸収剤が担持された複合化ポリアミド多孔質微粒子。
- 有機系紫外線吸収剤担持前のポリアミド多孔質微粒子の空孔率が30〜70%である請求項1に記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子。
- 有機系紫外線吸収担持前のポリアミド多孔質微粒子のJIS K 5101に準拠する方法で測定した煮亜麻仁油吸油量が150ml/100g以上である請求項1又は2に記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子。
- 有機系紫外線吸収剤担持前のポリアミド多孔質微粒子が、中心から放射状に多数のポリアミドのフィブリルが伸びた球晶構造を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子。
- 有機系紫外線吸収剤が、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、サリシレート系化合物、オギザニド系化合物、桂皮酸系化合物、ジベンゾイルメタン系化合物、マロン酸エステル系化合物より選択された少なくとも1種以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子。
- 有機系紫外線吸収剤の平均重量分率が0.01〜60%である請求項1〜5のいずれか一項に記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子。
- 有機系紫外線吸収剤の平均重量分率が10〜50%である請求項1〜5のいずれか一項に記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子。
- 有機系紫外線吸収剤を該紫外線吸収剤に対する良溶媒(D)に溶解させ、その後、ポリアミド多孔質微粒子(C)を加えて攪拌し、紫外線吸収剤に対する貧溶媒(E)を加える請求項1〜7のいずれか一項に記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子の製造方法。
- 有機系紫外線吸収剤を該紫外線吸収剤に対する良溶媒(D)に溶解させ、その後、ポリアミド多孔質微粒子(C)を加えて、溶媒を除去する請求項1〜7のいずれか一項に記載の複合化ポリアミド多孔質微粒子の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の複合化多孔質微粒子を含有する化粧品組成物。
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