JP2023002552A - セルロース複合粉体 - Google Patents
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Abstract
Description
形状として球状であるセルロース粒子については、例えば特許文献1など各種の製法で製造され、使用されているが、皮膚感覚において満足なものといえるものではなかった。
また、例えば特許文献2には、金属石鹸または水添レシチンの水溶液中にセルロースを添加し、表面処理したことを特徴とする微結晶セルロース粉体が記載されているが、撥水、撥油性は改善されているものの、皮膚感覚において満足なものといえるものではなかった。
本発明のセルロース複合粉体は、セルロース系物質を含む、セルロース複合粉体であって、平均粒子径が1~100μmであり、JIS-Z8835に基づくせん断試験において、垂直圧力30MPaにおける粉体層のせん断付着力C30(以下、単にC30ということがある)が、0kPa超5kPa以下であり、かつ、垂直圧力30MPaにおける粉体層のせん断付着力C30を垂直圧力10MPaにおける粉体層のせん断付着力C10(以下、単にC10ということがある)で除した値(C30/C10)(以下、単にC30/C10ということがある)が0超4以下である、セルロース複合粉体である。
C30が、5kPa超であると、圧力下において付着性が強く、滑り性に劣る。C30は、好ましくは0kPa超4kPa以下、より好ましくは0kPa超3kPa以下、さらに好ましくは0kPa超2kPa以下である。
C30/C10が4超であると、きしみ感を感じ、肌触りに劣る。C30/C10は、好ましくは0超3以下、より好ましくは0超2.5以下、さらに好ましくは0超2以下、特に好ましくは0超1.5以下である。なお、C30及びC10の測定方法は、実施例で測定される方法によるものである。
上記の平均粒子径を有し、C30が0kPa超5kPa以下で、かつ、C30/C10が0超4以下であるセルロース複合粉体は、肌上に粉体を塗布した際に、肌上で適度なしっとり感、すべり性、柔らかさを感じ、きしみ感が少なく、皮膚感覚に優れたものである。
セルロース複合粉体の形状は、特に限定はないが、たとえば、粒状、球状、楕円状、丸み状、塊状、鱗片状、板状、繊維状、扁平状、おわん状、凸又は凹レンズ状、などが挙げられ、なかでも、すべり性に優れる点で、球状、楕円状、丸み状、凸レンズ状であると好ましい。
セルロース系物質は、セルロースを必須に含む物質であり、セルロースを50~100重量%含有すると好ましい。セルロース系物質に占めるセルロースの含有量は、より好ましくは60~100重量%、さらに好ましくは70~100重量%、特に好ましくは80~100重量%、最も好ましくは90~100重量%である。
セルロースは木材、綿花、麻、竹等由来の天然セルロースや、再生あるいは精製セルロースを挙げることができる。これらセルロース原料は、粉砕や切断することで、微粉末化することができる。粉砕には、例えば、ボールミル、振動ミル、カッターミル、ハンマーミル、ウイレーミル、ジェットミル、押出機、臼式粉砕機等が用いられる。上記セルロースの中でも、木材由来の木材パルプを精製した繊維状または粉末状のセルロースが好ましい。
また、クラフトパルプの水スラリーをダイノーミル等で更に微細繊維化したセルロースや、市販のナノセルロースを噴霧乾燥等により造粒したものでもよい。
さらに、セルロース原料を溶解処理して得られる再生セルロースでもよく、例えば、ビスコースを凝固再生浴中に粒状で落下させて凝固再生を行い、セルロース粒子を得る方法などが挙げられる。
上記セルロースは、カルボキシル基、燐酸基、アミノ基等により変性されていてもよい。
アルキル基の炭素数としては、好ましくは炭素数2~25、より好ましくは炭素数2~20、さらに好ましくは2~15である。
上記粉体化合物の中では、例えば、アミノ酸系物質が好ましく、N-ラウロイル-L-リジン、N-カプリロイル-L-リジンがより好ましく、特にN-ラウロイル-L-リジンが好ましい。
本発明のセルロース複合粉体の製造方法は、上記のセルロース複合粉体を製造できれば、従来公知の方法を用いてもよく、たとえば、溶媒を用いた湿式方法、気相中で処理する乾式方法、機械的な混合粉砕処理やせん断処理を伴うメカノケミカル処理する方法等が挙げられる。なかでも、本願効果を奏する点で、気相中で処理する乾式法、混合粉砕やせん断を伴うメカノケミカル法等により、ドライブレンドにより製造する方法が好ましく、セルロース系物質と、粉体化合物とを含む粉体を、ドライブレンドする工程と、メカノケミカル処理する工程を含むとより好ましい。
また、粉体化合物を機械的に破砕する工程をさらに含むと好ましい。
また、使用する粉体化合物は、平均粒子径が1nm~500μmであると好ましく、より好ましくは1nm~300μm、さらに好ましくは1nm~200μm、最も好ましくは1nm~100μmである。粉体化合物は、セルロース複合粉体を製造する工程において、1μm以下に粉砕されると本願効果を奏する点で、好ましい。
本発明のセルロース複合粉体を配合した化粧料の形態としては、粉末状、固形状、クリーム状、ゲル状、液状、ムース状、スプレー状等が挙げられる。
本発明のセルロース複合粉体の化粧料への配合量は、特に限定されないが、0.1~50重量%が好ましく、より好ましくは0.5~30重量%、さらに好ましくは1~20重量%である。
測定装置として、レーザー回折式粒度分布測定装置(マスタサイザー3000、Malvern社製)を使用し、乾式測定法により測定した。平均粒子径は体積基準測定によるD50値を採用した。
JIS-Z8835(一面せん断試験による限界状態線(CSL)及び壁面崩壊線(WYL)の測定法)に基づき、せん断式粉体流動性測定機(Volution Powder Tester、Mercury Scientific社製)を使用し、回転セル型定容積法により測定した。
測定試料(粉体)は水分量10%以下のものを用いた。水分量は赤外線水分計法により測定した。
垂直圧力30MPa及び垂直圧力10MPaにおける粉体層の崩壊挙動を測定し、垂直圧力30MPaにおける粉体層のせん断付着力C30、及びに垂直圧力10MPaにおける粉体層のせん断付着力C10を求めた。
また、得られたC30、及びC10から、C30をC10で除した値(C30/C10)を算出した。
粒子分析画像装置(モフォロギG3、Malvern社製)を使用し、画像解析法により測定した。
JIS-K5101吸油量の測定法に基づき、油としてオレイン酸を用いて測定した。
セルロース複合粉体10gと、水200gを容積500mlの分液漏斗に投入し、上下に20回振り混ぜた後、25℃で12時間静置した後、下層(水分散液)を下から、水と空気の界面に浮上した浮上物を上から取り出した。漏斗に水を200g追加し、再度前記作業を繰り返した。浮上物を80℃で水分量10%以下になるまで乾燥し、乾燥後重量を測定した。水と空気の界面に浮上した浮上物の割合を以下の式(1)により算出した。
浮上物の割合=(分離上層部の乾燥後重量/10g)×100(%) (1)
なお、セルロース複合粉体の水分量は、赤外線水分計法にて測定した。
パネラー5名により、各種粉体を肌上に塗布した際の粉感について、しっとり感、滑り性、柔らかさ、きしみ感の4点について、1~5段階評価を行った。各々の評価項目における評価基準は以下とした。
しっとり感:しっとり感を感じるほど数値が大きい。
滑り性:滑り性がよいと感じるほど数値が大きい。
柔らかさ:柔らかさを感じるほど数値が大きい。
きしみ感:きしみ感がないと感じるほど数値が大きい。
各々の項目において、各パネラーの評価結果の平均値を求め、平均値の数値が高いほど、皮膚感覚に優れるとして評価した。また、4項目の結果の平均値を算出し、平均値の数値が高いほど、皮膚感覚としてバランスに優れた粉体であるとして評価した。
6%水酸化ナトリウム250gに可溶化でんぷんを攪拌しながら添加し、23%でんぷん溶液を得た。これにビスコース80gを添加して室温で攪拌しながらビスコースの微小分散液を調整した。この微小分散液に硫酸を添加してセルロースを凝固・再生した。得られた再生セルロースをグラスフィルターにより分離し、水洗してセルロース微粒子Aを得た。得られたセルロース微粒子Aの平均粒子径は10.0μm、C30は3.1kPa、C30/C10は4.2であった。また、円形度は0.95、吸油量は60ml/100g、水に対する浮上物の量は0%であった。皮膚感覚評価において、しっとり感2、滑り性3.6、柔らかさ2.4、きしみ感2であった。滑り性においては、比較的良好な結果であったが、他の評価項目において、数値が低く、皮膚感覚に劣る結果であった。各評価項目のトータルバランス結果としても2.5であり、粉感としてバランスに劣る結果であった。
比較例1のセルロース微粒子Aを20gと、N-ラウロイル-L-リジン粉体(平均粒子径 19.0μm)2gを混合し、ジルコニア製の3mmボール200gと共に容積500mlの密閉容器に入れ、遊星ボールミルにて回転数200rpmで、1時間破砕と複合化を行い、セルロース複合粉体1得た。
得られたセルロース複合粉体1の走査型電子顕微鏡写真を図1に示す。
得られたセルロース複合粉体1の平均粒子径は10.0μm、C30は1.3kPa、C30/C10は1.4であった。また、円形度は0.95、吸油量は60ml/100g、水に対する浮上物の量は95%であった。皮膚感覚評価においては、しっとり感4.8、滑り性5、柔らかさ4.4、きしみ感5であった。全ての評価において、数値が高く、皮膚感覚に優れる結果であった。各評価項目のトータルバランス結果としても4.8であり、粉感としてバランスに優れる結果であった。
衝突板式ジェット粉砕機を用いて、精製した木材パルプ由来のセルロース粉末(粒度 100メッシュパス90%以上)を、圧力0.6MPaにて供給量2kg/hで粉砕し、セルロース粉末Bを得た。
得られたセルロース粉末Bの平均粒子径は22.0μm、C30は12kPa、C30/C10は3.4であった。また、円形度は0.70、吸油量は160ml/100g、水に対する浮上物の量は0%であった。皮膚感覚評価において、しっとり感1、滑り性1、柔らかさ2.4、きしみ感1であった。全ての評価項目において、数値が低く、皮膚感覚に劣る結果であった。各評価項目のトータルバランス結果としても1.4であり、粉感としてバランスに劣る結果であった。
セルロース微粒子Aに変えて、セルロース粉末Bを用いた以外は、実施例1と同様に行い、セルロース複合粉体2を得た。
得られたセルロース複合粉体2の平均粒子径は18.0μm、C30は3.5kPa、C30/C10は1.9であった。また、円形度は0.63、吸油量は100ml/100g、水に対する浮上物の量は86%であった。皮膚感覚評価においては、しっとり感3.8、滑り性3.6、柔らかさ4.4、きしみ感3.8であった。全ての評価において、数値が高く、皮膚感覚に優れる結果であった。各評価項目のトータルバランス結果としても3.9であり、粉感としてバランスに優れる結果であった。
粉砕時間を12時間に変更した以外は、実施例2と同様に行い、セルロース複合粉体3を得た。
得られたセルロース複合粉体3平均粒子径は12.0μm、C30は1.5kPa、C30/C10は4.3であった。また、円形度は0.38、吸油量は130ml/100g、水に対する浮上物の量は100%であった。皮膚感覚評価において、しっとり感4.2、滑り性2.4、柔らかさ3.6、きしみ感2であった。しっとり感においては優れているが、滑り性、きしみ感において数値が低く、皮膚感覚に劣る結果であった。各評価項目のトータルバランス結果としても3.1であり、粉感としてバランスに劣る結果であった。
セルロース粉末Bを400gとジメチルシリル化シリカ粉体(1次平均径 16nm)20gをアルミナ製の50mmボール2Lと共に容積5Lのボールミルに入れ30rpm、12時間粉砕と複合化を行い、セルロース複合粉体4を得た。
得られたセルロース複合粉体4の平均粒子径は20.0μm、C30は1.6kPa、C30/C10は2.9であった。また、円形度は0.68、吸油量は70ml/100g、水に対する浮上物の量は90%であった。皮膚感覚評価においては、しっとり感4.6、滑り性4.4、柔らかさ4、きしみ感4.6であった。全ての評価において、数値が高く、皮膚感覚に優れる結果であった。各評価項目のトータルバランス結果としても4.4であり、粉感としてバランスに優れる結果であった。
粉砕時間を1時間に変更した以外は実施例3と同様に行い、セルロース複合粉体5を得た。
得られたセルロース複合粉体5の平均粒子径は22.0μm、C30は10kPa、C30/C10は3.3であった。また、円形度は0.70、吸油量は140ml/100g、水に対する浮上物の量は10%であった。皮膚感覚評価において、しっとり感1、滑り性1.2、柔らかさ2.2、きしみ感1であった。全ての評価項目において、数値が低く、皮膚感覚に劣る結果であった。各評価項目のトータルバランス結果としても1.4であり、粉感としてバランスに劣る結果であった。
Claims (9)
- セルロース系物質を含む、セルロース複合粉体であって、
平均粒子径が1~100μmであり、
JIS-Z8835に基づくせん断試験において、垂直圧力30MPaにおける粉体層のせん断付着力C30が0kPa超5kPa以下であり、
かつ、垂直圧力30MPaにおける粉体層のせん断付着力C30を、前記せん断試験において、垂直圧力10MPaにおける粉体層のせん断付着力C10で除した値(C30/C10)が0超4以下である、
セルロース複合粉体。 - 円形度が0.4~1.0である、請求項1に記載のセルロース複合粉体。
- 吸油量が20~200ml/100gである、請求項1又は2に記載のセルロース複合粉体。
- 前記セルロース系物質の表面に粉体化合物が付着してなる、請求項1~3のいずれかに記載のセルロース複合粉体。
- 前記粉体化合物が、炭素数2~30のアルキル基及び/又は2つ以上のメチル基を有する、請求項4に記載のセルロース複合粉体。
- 前記粉体化合物が、ヒドロキシル基、1~3級アミノ基、カルボキシル基、カルボキシル塩基、リン酸基、リン酸塩基、ホスホリルコリン基、スルホン酸基、及びシリル基より選ばれる少なくとも1つの官能基を有する、請求項4又は5に記載のセルロース複合粉体。
- 前記セルロース複合粉体に占める、前記粉体化合物の重量割合が、0.1~20重量%である、請求項4~6のいずれかに記載のセルロース複合粉体。
- 請求項1~7のいずれかに記載のセルロース複合粉体の製造方法であって、
セルロース系物質と、粉体化合物とを含む粉体をドライブレンドする工程と、メカノケミカル処理する工程とを含む、セルロース複合粉体の製造方法。 - 前記粉体化合物を機械的に粉砕する工程をさらに含む、請求項8に記載のセルロース複合粉体の製造方法。
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