JP6864897B2

JP6864897B2 - 顔料粉体の表面処理方法

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Publication number: JP6864897B2
Application number: JP2016200887A
Authority: JP
Inventors: 直樹鳥山; 武弘後藤
Original assignee: Daito Kasei Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daito Kasei Kogyo Co Ltd
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2016-10-12
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2036-10-12
Also published as: JP2018062562A

Description

本発明は、顔料粉体の表面にシラン化合物を表面処理する方法に関し、例えばファンデーション、アイシャドウ、ほほ紅等のメイクアップ化粧料、あるいはサンスクリーン化粧料に配合される顔料粉体の表面処理方法に関するものである。

従来、シラン化合物が表面処理された顔料粉体を得るための表面処理方法として、１）直接シラン化合物と顔料粉体とを混合する方法、あるいは、２）シラン化合物を溶剤に溶解または懸濁してそれらの溶液と顔料粉体とを混合したのち溶剤を除去し必要に応じて粉砕を行う方法が知られている（特許文献１及び２参照）。

特開２００１−１８１１３６号公報特開２００７−２３８６９０号公報

しかしながら、上記従来の表面処理方法では、シラン化合物の顔料粉体への付着量は顔料粉体の表面積や反応基数によって異なるが、顔料粉体に対して一定の配合量以上増加させることができないという問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、従来方法に比べてより多くのシラン化合物を顔料粉体表面に付着させることのできる顔料粉体の表面処理方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、顔料粉体とシラン化合物とを、水酸化ナトリウムを炭素数１〜４のアルコールに溶解させた溶媒中で反応させ、反応終了後溶媒と顔料粉体とを分離し残存物を乾燥させることにより従来の方法よりも多くのシラン化合物を付着させることが可能となることを見出した。
要するに、本発明による顔料粉体の表面処理方法は、
水酸化ナトリウムを炭素数１〜４のアルコールに溶解させた溶媒中で下記化学式（１）又は（２）に示されるシラン化合物と顔料粉体とを混合分散させることにより、顔料粉体にシラン化合物を表面処理することを特徴とするものである（第１発明）。
（Ｒ_１Ｃ_ｎＨ_２ｎ）_ａＳｉ（ＯＣ_ｍＨ_２ｍ＋１）_ｂ・・・・（１）
（上記化学式（１）において、Ｒ_１は炭素数３〜２１の炭化水素、ポリエーテル基あるいはパーフルオロアルキル基を示し、それら鎖長中にアミノ基、水酸基等の官能基を有していても良く、その形態は直鎖状もしくは分岐状であり、単一鎖長あるいは複合鎖長であっても良い。ｎは１〜１２、ｍは１〜３の整数である。ａ、ｂは１〜３の整数であり、ａ＋ｂ＝４である。）

（上記化学式（２）においてＲ_２はＣＨ_３またはＣ_２Ｈ_５を示し、Ｒ_３は炭素数１〜２６の飽和もしくは不飽和の炭化水素を示し、それらは直鎖状あるいは分岐状であってもよい。また、ｐは１〜１００の整数である。）

本発明において、前記水酸化ナトリウムのアルコール溶液の顔料粉体に対する重量比が０．１〜０．６倍であるのが好ましい（第２発明）。

本発明によれば、従来方法に比べてより多くのシラン化合物を顔料粉体表面に付着させることができる。

次に、本発明による顔料粉体の表面処理方法の具体的な実施の形態について説明する。

本発明で用いられるアルコールは水酸化ナトリウムの相溶性から炭素数１〜４のものを用いるのが好適である。炭素数が５以上であると、水酸化ナトリウムの相溶性が低くなり好ましくない。ここで、水酸化ナトリウムの炭素数１〜４のアルコール溶液における水酸化ナトリウムの濃度は、０．２５〜１％が好ましい。

本発明において、水酸化ナトリウムの炭素数１〜４のアルコール溶液（第１発明の「溶媒」に相当する。）の顔料粉体に対する重量比が０．１〜０．６倍であるのが好ましい。顔料粉体に対して水酸化ナトリウムのアルコール溶液の使用量の重量比が０．１倍未満であると撹拌可能なスラリーを得ることができず、また０．６倍を超えると廃液処理量が多くなりコストがかかるため不適である。

本発明で用いられる炭素数１〜４のアルコールとしては、直鎖状であっても分岐状であっても良く、具体的にはメタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、２-ブタノール等のアルコールが挙げられる。

本発明に用いられる上記化学式（１）及び（２）に示されるシラン化合物の使用量は、顔料粉体の粒子径や表面積によって異なるが、顔料粉体に対して０．０１〜４０質量％の範囲が適当である。シラン化合物の使用量が０．０１質量％未満であると、顔料粉体表面の改質効果が得られず、また、４０質量％を超えると、きしみ感やベタツキなどにより顔料粉体の感触を損なう恐れが生じる。なお、この使用量は好ましくは０．０５〜３０質量％の範囲である。

本発明で用いられる化学式（１）で示されるシラン化合物の例を示せば、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、ヘプタデカデシルトリエトキシシラン等のパーフルオロアルキルアルコキシシランやテトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン等のアルキルアルコキシシランや、エボニックデグサ（株）からＤＹＮＡＳＩＬＡＮ４１４０の名称で市販されているポリエーテルシラン、信越化学工業（株）からＫＢＭ―６４１、ＫＢＭ―７１３の名称で市販されているポリエーテルシラン化合物等や３−アミノプロピルトリメチルシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。

本発明で用いられる化学式（２）で示されるシラン化合物は、Ｒ_２基：Ｃ_２Ｈ_５およびＲ_３基：Ｃ_３Ｈ_７を有し、エボニック社から商品名ＤＹＮＡＳＹＬＡＮＳＩＶＯ７０８として市販されている。

本発明に用いられる化粧料用顔料としては、例えば、無機顔料、有機顔料および樹脂粉体顔料等がある。

無機粉体としては、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、マイカ、カオリン、セリサイト、白雲母、合成雲母、金雲母、紅雲母、黒雲母、リチア雲母、ケイ酸、無水ケイ酸、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸ストロンチウム、タングステン酸金属塩、ヒドロキシアパタイト、バーミキュライト、ハイジライト、ベントナイト、モンモリロナイト、ヘクトライト、ゼオライト、セラミックスパウダー、第二リン酸カルシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ボロン、シリカ等が挙げられる。

有機粉体としては、例えば、ポリアミドパウダー、ポリエステルパウダー、ポリエチレンパウダー、ポリプロピレンパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリウレタンパウダー、ベンゾグアナミンパウダー、ポリメチルベンゾグアナミンパウダー、ポリテトラフルオロエチレンパウダー、ポリメチルメタクリレートパウダー、セルロース、シルクパウダー、ナイロンパウダー、１２ナイロン、６ナイロン、アクリルパウダー、アクリルエラストマー、スチレン・アクリル酸共重合体、ジビニルベンゼン・スチレン共重合体、ビニル樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ケイ素樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネイト樹脂、微結晶繊維粉体、デンプン末、ラウロイルリジン等が挙げられる。

界面活性剤金属塩粉体（金属石鹸）としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ミリスチン酸亜鉛、ミリスチン酸マグネシウム、セチルリン酸亜鉛、セチルリン酸カルシウム、セチルリン酸亜鉛ナトリウム等が挙げられる。

有色顔料としては、例えば、酸化鉄、水酸化鉄、チタン酸鉄の無機赤色顔料、γ−酸化鉄等の無機褐色系顔料、黄酸化鉄、黄土等の無機黄色系顔料、黒酸化鉄、カーボンブラック等の無機黒色顔料、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット等の無機紫色顔料、水酸化クロム、酸化クロム、酸化コバルト、チタン酸コバルト等の無機緑色顔料、紺青、群青等の無機青色系顔料、微粒子酸化チタン、微粒子酸化セリウム、微粒子酸化亜鉛等の微粒子粉体、タール系色素をレーキ化したもの、天然色素をレーキ化したもの、及びこれらの粉体を複合化した合成樹脂粉体等が挙げられる。

パール顔料としては、例えば、酸化チタン被覆雲母、酸化チタン被覆マイカ、オキシ塩化ビスマス、酸化チタン被覆オキシ塩化ビスマス、酸化チタン被覆タルク、魚鱗箔、酸化チタン被覆着色雲母等；金属粉末顔料としては、アルミニウムパウダー、カッパーパウダー、ステンレスパウダー等から選ばれる粉体が挙げられる。

次に、本発明の代表的な実施例について説明する。なお、これらの実施例は本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（実施例１）
イソプロピルアルコール１００ｇと水酸化ナトリウム０．５ｇを３５℃以下になるように冷却しながら４時間攪拌して水酸化ナトリウムが溶解していることを確認し、水酸化ナトリウムのイソプロピルアルコール溶解液を得た。
赤酸化鉄１０００ｇをヘンシェルミキサーに入れる。次にオクチルトリエトキシシラン２０．４ｇを前記水酸化ナトリウムのイソプロピルアルコール溶解液２５０ｇに溶解させ、ヘンシェルミキサー中の赤酸化鉄に攪拌しながら滴下した。十分に攪拌した後、粉砕、乾燥してオクチルトリエトキシシラン処理された赤酸化鉄を得た。

（実施例２）
実施例１において赤酸化鉄を酸化チタンに変更した以外は同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（実施例３）
実施例１において表面処理剤であるオクチルトリエトキシシランをトリデカフルオロオクチルトリエトキシシランに変更した以外は同様にしてトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン処理された赤酸化鉄を得た。

（実施例４）
実施例１において表面処理剤であるオクチルトリエトキシシランを化学式（２）で示されるシラン化合物で、Ｒ_２基：Ｃ_２Ｈ_５およびＲ_３基：Ｃ_３Ｈ_７を有するＤＹＮＡＳＹＬＡＮＳＩＶＯ７０８（エボニック社製）に変更した以外は同様にして化学式（２）で示されるシラン化合物で処理された赤酸化鉄を得た。

（比較例１）
実施例１において水酸化ナトリウムのイソプロピルアルコール溶解液をイソプロピルアルコールに変更した以外は実施例１と同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理された赤酸化鉄を得た。

（比較例２）
実施例２において水酸化ナトリウムのイソプロピルアルコール溶解液をイソプロピルアルコールに変更した以外は実施例２と同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（比較例３）
実施例３において水酸化ナトリウムのイソプロピルアルコール溶解液をイソプロピルアルコールに変更した以外は実施例３と同様にしてトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン処理された赤酸化鉄を得た。

（比較例４）
実施例４において水酸化ナトリウムのイソプロピルアルコール溶解液をイソプロピルアルコールに変更した以外は実施例４と同様にして化学式（２）で示されるシラン化合物で処理された赤酸化鉄を得た。

上記各実施例および各比較例で得られた顔料粉体においてシラン化合物の付着評価を以下の方法で行った。また、その評価結果が表１にまとめて示されている。
＜評価方法＞
実施例および比較例で得られた顔料粉体を１０倍量のイソプロピルアルコールに３０分間撹拌混合し、その後遠心分離を行い１００℃で乾燥した。それら乾燥した粉体の炭素含量（％）を比較することによりシラン化合物の付着評価を行う。

表に示される実施例１〜４および比較例1〜４の比較から、本発明による水酸化ナトリウムの炭素数１〜４のアルコール溶液を用いた表面処理方法が、従来の溶媒中において水酸化ナトリムを用いない方法に比べ、粉体の炭素含量（％）からシラン化合物の付着量が大きく増大していることが明らかである。

本発明の顔料粉体の表面処理方法にてシラン化合物にて表面処理された顔料粉体は、ファンデーション、アイシャドウ、ほほ紅等のメイクアップ化粧料、あるいはサンスクリーン化粧料に配合して好適であり、産業上の利用可能性が大である。

Claims

水酸化ナトリウムを炭素数１〜４のアルコールに溶解させたアルコール溶液に下記化学式（１）又は（２）に示されるシラン化合物を溶解させた溶解液を、攪拌している顔料粉体に滴下することにより、顔料粉体にシラン化合物を表面処理することを特徴とする顔料粉体の表面処理方法。
（Ｒ_１Ｃ_ｎＨ_２ｎ）_ａＳｉ（ＯＣ_ｍＨ_２ｍ＋１）_ｂ・・・・（１）
（上記化学式（１）において、Ｒ_１は炭素数３〜２１の炭化水素、ポリエーテル基あるいはパーフルオロアルキル基を示し、それら鎖長中にアミノ基、水酸基等の官能基を有していても良く、その形態は直鎖状もしくは分岐状であり、単一鎖長あるいは複合鎖長であっても良い。ｎは１〜１２、ｍは１〜３の整数である。ａ、ｂは１〜３の整数であり、ａ＋ｂ＝４である。）

（上記化学式（２）においてＲ_２はＣＨ_３またはＣ_２Ｈ_５を示し、Ｒ_３は炭素数１〜２６の飽和もしくは不飽和の炭化水素を示し、それらは直鎖状あるいは分岐状であってもよい。また、ｐは３〜１００の整数である。）
前記水酸化ナトリウムの炭素数１〜４のアルコール溶液の顔料粉体に対する重量比が０．１〜０．６倍であることを特徴とする請求項１に記載の顔料粉体の表面処理方法。