JP2021008442A - 化粧料用球状複合粉体、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ナイロン等の合成ポリマーは、柔らかい感触特性を有することから、粉末化粧料に汎用されてきた。しかし、近年、プラスチックごみの海洋流出に伴う環境、及び生態系への悪影響が表面化するなかで、環境適合性で、かつ感触の柔らかい従来の合成ポリマーに代替しうる化粧料用球状粉体の開発が潜在的に望まれている。【解決手段】特定のメディアン径を有する天然鉱物、あるいは合成鉱物と、水溶性多糖類を構成成分とした環境適合性の化粧料用球状複合粉体、及びその製造方法を提供する。【選択図】図１

Description

本願発明は、球形性が高く、柔らかい感触特性を有する環境適合性の化粧料用球状複合粉体、及びその製造方法に関する。

近年、プラスチックごみの海洋流出に伴う環境、及び生態系への悪影響が表面化し、世界的に関心が寄せられている（非特許文献１）。特に粒子径５ｍｍ以下の合成ポリマー粒子は、通称プラスチックマイクロビーズ（以下ＰＭＢ）と呼称され、各国で規制対象となりつつある。

化粧品分野においては、洗顔料等に配合されるスクラブ剤（メディアン径数百μｍのＰＭＢ）がまず規制対象とされ、国内各社でセルロース等の天然由来粒子へと代替されている（非特許文献２）。

一方、プレストファンデーション（以下ＰＦ）には、感触改良を目的としてメディアン径１０μｍ前後のナイロンやポリウレタンといった合成ポリマーからなる球状粉体が含有される。このＰＭＢは、独特の転がり性や柔らかさを有することから、ＰＦ製剤の感触特性に及ぼす影響は大きく、他の原料への代替が非常に難しいという現状がある。

ＰＦに含有されるＰＭＢの代替候補原料としては、球状シリカや球状セルロースが挙げられる。粒子形態制御によって多孔質構造を有する球状セルロースが開示されている（特許文献１、２）。しかしながら、いずれも上記合成ポリマーと比較して感触は硬く、代替原料として満足できるものではなかった。

このような背景のもと、環境適合性で、かつ感触の柔らかい従来の合成ポリマー（ＰＭＢ）に代替しうる化粧料用球状粉体の開発が潜在的に望まれている。

特開１９９４−１３６１７５号公報 特開１９８５−１９７７４６号公報

甲子園大学紀要 Ｎｏ．４５、ｐ３７−４４（２０１８） プラスチックによる海洋汚染の現状と課題、とくにマイクロプラスチックについて 日本化粧品工業連合会自主基準通知文書 ２０１６年３月１７日発表 洗い流しのスクラブ製品におけるマイクロプラスチックビーズの使用について

本願発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、球形性が高く、感触の柔らかい環境適合性の化粧料用球状複合粉体、及びその製造方法を提供することを目的とする。

かかる実情において、本願発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の鉱物、及び水溶性多糖類から構成される凝集粒子が、球形性が高く、感触の柔らかい化粧料用球状複合粉体として利用でき、従来の合成ポリマー（ＰＭＢ）に代替しうる感触特性を有することを見出し、本願発明を完成するに至った。

本願発明は、特定のメディアン径を有する鉱物と、水溶性多糖類とを含有することを特徴とする化粧料用球状複合粉体と、その製造方法を提供するものである。

本願発明は、球形性が高く、感触の柔らかい環境適合性の化粧料用球状複合粉体、及びその製造方法を提供するものである。

実施例１で得られた化粧料用球状複合粉体の電子顕微鏡像

以下本願発明の、球形性が高く、感触の柔らかい環境適合性の化粧料用球状複合粉体、及びその製造方法を、その好ましい実施形態に基づいて説明する。本願発明によれば、感触の柔らかい従来の合成ポリマー（ＰＭＢ）に代替しうる化粧料用球状複合粉体を得ることができる。

本願発明の構成成分（Ａ）は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、及びＫのうち２種類以上を構成元素とする天然鉱物、あるいは合成鉱物であり、通常、化粧料に用いられる鉱物であれば特に限定されない。例えば、構成元素としてＳｉ、Ｍｇを含有するタルク、構成元素としてＳｉ、Ａｌ、Ｋを含有するセリサイト、構成元素としてＳｉ、Ａｌを含有するカオリン等が挙げられる。

本願発明の構成成分（Ａ）のメディアン径は、０．５〜２．１μｍである。より好ましくは０．６〜１．５μｍである。２．１μｍよりも大きいと、得られる化粧料用球状複合粉体の球形性が低下する。０．５μｍ以上であれば、良好な球形性を有する化粧料用球状複合粉体を得ることができる。

本願発明の構成成分（Ａ）のメディアン径は、汎用の粒度分布測定装置によって特定することができる。例えば、レーザー回折方式、光散乱方式、画像解析方式のいずれを用いても良い。これらの中で、本願発明の粒子径範囲を測定することを考慮すると、レーザー回折方式が好ましく、具体的には、Ｐａｒｔｉｃａ ＬＡ−９５０Ｖ２（ＨＯＲＩＢＡ社製）等を用いてメディアン径を測定することができる。

本願発明の構成成分（Ａ）としては、市販品を用いることができる。例えば、ナノエース Ｄ−６００（成分：タルク、メディアン径：０．６μｍ、日本タルク社製）や、ナノエース Ｄ−１０００Ｆ（成分：タルク、メディアン径１．０μｍ：日本タルク社製）等を用いることができる。また、目的とするメディアン径を有する鉱物を得るために、２．１μｍよりも大きいメディアン径の鉱物に機械的粉砕処理を加えて別途調製しても良い。

本願発明で用いる構成成分（Ａ）の物理特性として、さらに重要なのは、構成成分（Ａ）の分散状態の指標となるせん断粘度である。分散状態により球状複合粉体の球形性が変化する。本願発明では、構成成分（Ａ）の４０重量％水分散体をＥ型粘度計で測定したときに得られるせん断粘度（せん断速度１０／ｓｅｃ）は、１００ｍＰａ・ｓ以上である。より好ましくは１，０００ｍＰａ・ｓ以上、最も好ましくは１０，０００ｍＰａ・ｓ以上である。４０重量％水分散体のせん断粘度が１００ｍＰａ・ｓよりも小さい天然鉱物、あるいは合成鉱物では、得られる化粧料用球状複合粉体の球形性が低下する恐れがある。４０重量％水分散体のせん断粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上の天然鉱物、あるいは合成鉱物であれば、球形性の良好な化粧料用球状複合粉体を得ることができる。

本願発明の化粧料用球状複合粉体を構成する天然鉱物、あるいは合成鉱物の４０重量％水分散体のせん断粘度は、汎用のＥ型粘度計を用いて一定せん断速度下でのせん断粘度として特定することができる。具体的には、Ｐｈｙｓｉｃａ ＭＣＲ ３０１（アントンパール社製）を用いてせん断粘度を測定することができる。

上記物理的特性を考慮すると、本願発明の構成成分（Ａ）として、より好ましくはタルク、カオリンであり、最も好ましくはタルクである。

本願発明の構成成分（Ｂ）水溶性多糖類は、通常、化粧料に用いられる水溶性多糖類であれば特に限定されない。具体的には、例えば、澱粉、水溶性セルロース誘導体、及びその塩等が挙げられる。澱粉としては、例えば、米澱粉、小麦澱粉、コーンスターチ等の種実澱粉や、タピオカ澱粉、馬鈴薯澱粉等の根茎澱粉が挙げられる。水溶性セルロース誘導体、及びその塩としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム等が挙げられる。

本願発明の構成成分（Ｂ）として、好ましくは澱粉である。より好ましくは種実澱粉であり、最も好ましくは米澱粉である。種実澱粉は、根茎澱粉と比較して水膨潤性が低いため、水溶液粘度が比較的低く、ハンドリング性が良い。

本願発明の化粧料用球状複合粉体の複合化工程における、構成成分の水分散体濃度（構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）の含有量を合計した水中濃度）は２〜４０重量％である。より好ましくは５〜２０重量％である。４０重量％よりも大きいと、構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）を含有する水分散体の粘度が高くなり、ハンドリング性が低下する。２重量％よりも小さいと、固形分濃度が少なくなることで、化粧料用球状複合粉体の収率が低下する。

本願発明で得られる化粧料用球状複合粉体のメディアン径は、３〜３０μｍである。より好ましくは５〜２０μｍである。３０μｍよりも大きいと粒感を生じ、柔らかい感触特性に劣る。

本願発明で得られる化粧料用球状複合粉体の固形分重量比（鉱物の含有量：水溶性多糖類の含有量）は、９８：２〜８０：２０である。より好ましくは９５：５〜８５：１５である。水溶性多糖類の構成割合が２０重量％よりも大きいと、複合化工程における水分散体の粘度が高くなり、ハンドリング性が低下する。一方、２重量％よりも小さいと、鉱物間のつなぎ成分が少なくなることで、化粧料用球状複合粉体の収率が低下する。

本願発明で得られる化粧料用球状複合粉体は、未処理で使用することもできるが、適宜、表面処理を施して使用しても良い。表面処理剤としては、通常、化粧料用粉体に用いられる表面処理剤であれば特に限定されない。具体的な表面処理剤として、例えば、フッ素化合物、シリコーン化合物、エステル化合物、金属石鹸、ロウ、油脂、炭化水素等が挙げられる。

本願発明で得られる化粧料用球状複合粉体は、以下に示す水分散体調製工程（１）、（２）、及び複合化工程（３）を経て調製される。
（１）機械式撹拌機を用いて、水溶性多糖類の水溶液を得る。この際、水溶性多糖類を水中へ溶解させるために、適宜加熱して溶解させることができる。
（２）工程（１）で得られた水溶性多糖類の水溶液に鉱物を添加し、機械式撹拌機を用いて、水分散体を得る。
（３）工程（２）で得られた分散体を噴霧乾燥機に供し、高温場における微細液滴の急速固化により、鉱物と水溶性多糖類からなる化粧料用球状複合粉体を得る。

本願発明の化粧料用球状複合粉体の製造工程（１）、及び（２）において使用される機械式撹拌機は、通常、液中分散操作に用いられる撹拌機であれば特に限定されない。例えば、ディスパーミキサー、ホモミキサー、高圧ホモジナイザー等が挙げられる。

本願発明の化粧料用球状複合粉体の製造工程（２）において、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）やポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等の凝集剤や、その他、無機塩等を用いて水分散体の粘度を適宜調整しても良い。

本願発明の化粧料用球状複合粉体の製造工程（３）において使用される噴霧乾燥機は、通常、造粒体製造に用いられる噴霧乾燥機であれば特に限定されない。噴霧乾燥機は、噴霧機構の違いにより、大きくノズル方式と回転ディスク方式に分類できるが、いずれの噴霧機構を備える噴霧乾燥機も用いることができる。

本願発明において、好ましいメディアン径を有する化粧料用球状複合粉体を得るためには、上記噴霧乾燥機のなかでも、特に２流体以上のノズル方式、又は回転ディスク方式噴霧機構を備える噴霧乾燥機を用いることが好ましい。

以下、実施例により本願発明をさらに詳細に説明する。尚、これらは本願発明を何ら限定するものではない。

（製造方法）実施例１〜８、比較例１
工程（１）：下記表１の成分８〜１０（水溶性多糖類）を成分１１（蒸留水）中に添加し、ホモミキサー（Ｔ．Ｋ．ロボミックス；プライミクス社製）を用いて水溶液を調製した。成分８、及び９の溶解には、予め９０℃に加温した蒸留水を用いた。
工程（２）：下記表１の成分１〜７（鉱物）を、工程（１）で得た水溶性多糖類の水溶液中に添加し、ホモミキサーを用いて、下記条件により鉱物と水溶性多糖類の水分散体を調製した。この際、水分散体濃度が９．２重量％、及び鉱物と水溶性多糖類の固形分重量比が８７：１３となるようにそれぞれ調整した。
ホモミキサー回転速度：５０００ｒｐｍ
分散処理時間：３０分
工程（３）：工程（２）で得られた水分散体を、下記条件のもと噴霧乾燥機（Ｌ−１２型；大川原化工機社製）に供し、成分１〜１０からなる化粧料用球状複合粉体を得た。
噴霧方式：回転ディスク
ディスク回転速度：２５，０００ｒｐｍ
水分散体流量：１６０ｍＬ／分
給気温度：２２０℃
排気温度：１０５℃

（球形性評価方法）
上記実施例、及び比較例の化粧料用球状複合粉体の球形性について、走査型電子顕微鏡を用いて拡大倍率５００倍で観察するときに、その観察視野に当該複合粉体が１００個以上存在する条件で、円形度が0.95以上の複合粉体を球形とみなし、その個数割合を、以下に示す判定基準に従って判定した。（円形度の計算は、画像解析から複合粉体の投影面積と周長を求め算出した。）
＜判定基準＞
〔球形と認められる複合粉体の個数割合〕 〔判定〕
７５％以上 ◎
５０％以上 ○
５０％未満 △
２５％未満 ×

（柔らかさ評価方法）
２０〜４０代の化粧品専門パネル５名に、上記実施例、及び比較例の化粧料用球状複合粉体を指先、あるいは手の甲に伸ばして柔らかさについて、以下の評価基準により評点を付し、化粧料用球状複合粉体ごとに評点の平均点を算出して、以下に示す判定基準に従って判定した。
＜評価基準＞
〔使用性〕 〔評点〕
非常に良好 ：５
良好 ：４
普通 ：３
やや不良 ：２
不良 ：１
＜判定基準＞
〔評点の平均点〕 〔判定〕
４．５以上 ◎
３．５以上４．５未満 ○
２以上３．５未満 △
２未満 ×

※１ ナノエース Ｄ−１０００Ｆ（日本タルク社製）
※２ ナノエース Ｄ−６００（日本タルク社製）
※３ ＦＧ−１５Ｆ（日本タルク社製）
※４ ＳＧ−９５（日本タルク社製）
※５ Ｐ−３（日本タルク社製）
※６ セリサイト ＦＳＥ（三信鉱工社製）を、機械的粉砕工程により微粒化
※７ ＡＳＰ−１７０（ＢＡＳＦ社製）を、機械的粉砕工程により微粒化

表１の実施例１〜３で用いた各鉱物（タルク、セリサイト、カオリン）の、４０重量％水分散体におけるせん断粘度（せん断速度１０／ｓｅｃ）は、それぞれ、８１，６５０、３４０、２，９２０ｍＰａ・ｓである。

図１に、実施例１で得られた化粧料用球状複合粉体の電子顕微鏡像を示す。非常に球形性の高い球状複合粉体が得られた。

同等のメディアン径を有する鉱物の種類を変えて化粧料用球状複合粉体の製造を実施した結果、いずれも良好な球状複合粉体が得られ、特に鉱物としてタルクを用いた系で最も良好な球形性を有する球状複合粉体が得られた（実施例１〜３）。

メディアン径の異なるタルクを用いて化粧料用球状複合粉体の製造を実施した結果、メディアン径２．１μｍ以下のタルクを用いた系では、良好な球形性を有する球状複合粉体が得られたが、メディアン径５μｍのタルクを用いた系では球形性が低下した（実施例１、６〜８、比較例１）。

水溶性多糖類の種類を変えて化粧料用球状複合粉体の製造を実施した結果、いずれも良好な球状複合粉体が得られ、特に水溶性多糖類として米澱粉、カルボキシメチルセルロースＮａを用いた系で最も良好な球形性を有する球状複合粉体が得られた（実施例１、４、５）。

（製造方法）実施例９〜１４
工程（１）：下記表２の成分２を予め９０℃に加温した成分３中に添加し、ホモミキサー（Ｔ．Ｋ．ロボミックス；プライミクス社製）を用いて水溶液を調製した。
工程（２）：下記表２の成分１を、工程（１）で得た成分２の水溶液中に添加し、ホモミキサーを用いて、下記条件により鉱物と水溶性多糖類の水分散体を調製した。この際、水分散体濃度が１〜４５重量％となるように、それぞれ調整した。また、鉱物と水溶性多糖類の固形分重量比が８７：１３となるように調整した。
ホモミキサー回転速度：５０００ｒｐｍ
分散処理時間：３０分
工程（３）：工程（２）で得られた水分散体を噴霧乾燥機（ＭＤＬ−０５０Ｂ型；藤崎電機社製）に供し、成分１、及び２からなる化粧料用球状複合粉体を得た。
噴霧方式：３流体ノズルＰＮ３００５
水分散体流量：４５ｍＬ／分
給気温度：２５０℃
排気温度：１０５℃

表２の実施例９〜１４では、タルクと米澱粉の固形分重量比を８７：１３に固定し、水分散体濃度を変えて化粧料用球状複合粉体の製造を実施した。構成成分の水分散体濃度が２〜４０重量％の系では、良好な球形性、及び柔らかさを有する球状複合粉体が得られ、特に構成成分の水分散体濃度が５重量％、及び２０重量％の系で、最も良好な球形性、及び柔らかさを有する球状複合粉体が得られた（実施例９〜１２）。構成成分の水分散体濃度が１重量％の系では、実施例９〜１２と比較して球状複合粉体の収率が低く、球形性、及び柔らかさも劣る結果であった（実施例１３）。また構成成分の水分散体濃度が４５重量％の系では、球状複合粉体の収率は高かったが、実施例９〜１２と比較して球形性、及び柔らかさで劣る結果であった（実施例１４）。

（製造方法）実施例１５〜２０
工程（１）：下記表３の成分２を予め９０℃に加温した成分３中に添加し、ホモミキサー（Ｔ．Ｋ．ロボミックス；プライミクス社製）を用いて水溶液を調製した。
工程（２）：下記表３の成分１を、工程（１）で得た成分２の水溶液中に添加し、ホモミキサーを用いて、下記条件により鉱物と水溶性多糖類の水分散体を調製した。この際、鉱物と水溶性多糖類の固形分重量比が１：９９〜７５：２５となるように、それぞれ調整した。また、水分散体濃度が９．２重量％となるように調整した。
ホモミキサー回転速度：５０００ｒｐｍ
分散処理時間：３０分
工程（３）：工程（２）で得られた水分散体を噴霧乾燥機（ＭＤＬ−０５０Ｂ型；藤崎電機社製）に供し、成分１、及び２からなる化粧料用球状複合粉体を得た。
噴霧方式：４流体ノズルＳＥ４００３
水分散体流量：４５ｍＬ／分
給気温度：２５０℃
排気温度：１０５℃

表３の実施例１５〜２０では、タルクと米澱粉の水分散体濃度を９．２重量％に固定し、固形分重量比を変えて化粧料用球状複合粉体の製造を実施した。構成成分の固形分重量比が９８：２〜８０：２０の系では、良好な球形性、及び柔らかさを有する球状複合粉体が得られ、特に構成成分の固形分重量比が９５：５、及び８５：１５の系で、最も良好な球形性、及び柔らかさを有する球状複合粉体が得られた（実施例１５〜１８）。構成成分の固形分重量比が９９：１、及び７５：２５の系では、実施例１５〜１８と比較して、いずれも球状複合粉体の球形性、及び柔らかさで劣る結果であった（実施例１９、２０）。

本願発明は、柔らかい感触を有する従来の合成ポリマーに代替しうる感触特性を有する環境適合性の化粧料用球状複合粉体、及びその製造方法を提供するものである。本願発明の化粧料用球状複合粉体を用いれば、環境に配慮した化粧品製剤を開発することができる。

Claims (6)

1. 構成成分として、下記成分（Ａ）、及び（Ｂ）を含有する化粧料用球状複合粉体。
   （Ａ）メディアン径が０．５〜２．１μｍで、かつＳｉ、Ａｌ、Ｍｇ、及びＫのうち２種類以上を構成元素とする天然鉱物、及び／又は合成鉱物
   （Ｂ）水溶性多糖類
2. 構成成分（Ａ）が、下記物理特性を有することを特徴とする請求項１記載の化粧料用球状複合粉体。
   構成成分（Ａ）の４０重量％水分散体をＥ型粘度計で測定したときのせん断粘度（せん断速度１０／ｓｅｃ）が１００ｍＰａ・ｓ以上
3. 構成成分（Ｂ）が、澱粉であることを特徴とする請求項１又は２記載の化粧料用球状複合粉体。
4. 構成成分（Ｂ）が、種実澱粉であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の化粧料用球状複合粉体。
5. 構成成分（Ａ）と構成成分（Ｂ）の重量比が、９８：２〜８０：２０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の化粧料用球状複合粉体。
6. 下記工程（１）〜（３）を経て調製される、請求項１〜５のいずれか一項記載の化粧料用球状複合粉体の製造方法。
   工程（１）：機械式撹拌機を用いて、水溶性多糖類の水溶液を得る。
   工程（２）：工程（１）で得られた水溶性多糖類の水溶液に鉱物を添加し、機械式撹拌機を用いて、水分散体を得る。
   工程（３）：工程（２）で得られた分散体を噴霧乾燥機に供し、高温場における微細液滴の急速固化により、鉱物と水溶性多糖類からなる化粧料用球状複合粉体を得る。