JPH0696447B2 - 複合粉体及びその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は有機、無機又は金属粉体の１種もしくは２種以
上を内部に均一に分散させた水膨潤性粘土鉱物よりなる
複合粉体及びその製造方法に関する。更に詳しくは、有
機、無機又は金属粉体の１種もしくは２種以上と水膨潤
性粘土鉱物とを水性溶媒中に分散させ、しかる後に該分
散液を噴霧乾燥することによって得られる有機、無機又
は金属粉体が内部に一次粒子に近い状態で均一に分散し
ている水膨潤性粘土鉱物粉体及びその製造法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、粉体類は表面活性を有するため、医薬品、食
品、化粧品、塗料等の系中において共存成分を劣化させ
ることが多い。

このようなことを防止する目的で、粉体表面に他の粉体
をボールミルなどを利用して被覆することにより複合粉
体化することが行われている。しかし、これらの複合粉
体にあっても、表面を被覆する粉体が、やはり劣化の原
因になることが多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは、このような事情に鑑み、これらの欠点を
改良すべく鋭意研究を重ねた結果、水膨潤性粘土鉱物よ
りなる粉体中に、有機、無機又は金属粉体の１種もしく
は２種以上を含有する複合粉体、すなわち目的と粉体と
水膨潤性粘土鉱物とを水性溶媒中に分散させ、しかる後
に該分散液を噴霧乾燥することにより得られる複合粉体
が、目的粉体の機能を損なうことなく、目的粉体の表面
活性を封じ込め、もって様々な系中でも安定な粉体に成
りえることを見いだして、本発明をなすに至った。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は、水膨潤性粘土鉱物よりなる粉体中
に、有機、無機又は金属粉体の１種もしくは２種以上を
含有し、かつ粒子径が平均で２〜30μｍであることを特
徴とする複合粉体である。

また本発明は、有機、無機又は金属粉体の１種もしくは
２種以上と水膨潤性粘土鉱物とを分散した分散液を噴霧
乾燥する複合粉体の製造法において、 前記有機、無機又は金属粉体の１種もしくは２種以上は
均一に分散されており、前記複合粉体は粒子径が平均で
２〜30μｍであることを特徴とする複合粉体の製造法を
提供する。

水膨潤性粘土鉱物からなる粉体中の他の成分を担持させ
る技術は知られている。しかしながら、担持される他の
成分としては、色素等が知られているのみであり、これ
らはいずれも分子として粘土鉱物層間に入っており、本
発明に係る有機、無機又は金属粉体の１種もしくは２種
以上のように固体としてではない。

また従来技術にあっては、水膨潤性粘土鉱物と色素等と
からなる複合粉体を水性溶媒中から粉体として取り出す
場合には、濾過や遠心分離等の操作を経て沈澱物を乾燥
した後強い機械力を用いて粉砕するという工程をとるた
め、作業に手間取る。また得られる粉体の粒子形は鋭角
な角を多く持つ不定形になり易く、とくに使用感触を重
視する化粧品などへの多量配合が難しいという欠点を有
していた。

以下、本発明の構成について更に詳細に説明する。

本発明に用いる水膨潤性粘土鉱物は、スメクタイト属に
属する層状ケイ酸塩鉱物であり、一般にはモンモリロナ
イト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト及び
ヘクトライト等があり、これらは天然又は合成品のいず
れであってもよい。

市販品では、クニピア、スメクトン（いずれもクニミネ
工業）、ビーガム（バンダービルト社）、ラポナイト
（ラポルテ社）、フッ素四ケイ素雲母（トピー工業）等
が利用できる。

本発明の実施にあたっては、これらの水膨潤性粘土鉱物
のうちから１種また２種以上が任意に選択される。

本発明の水膨潤性粘土鉱物よりなる粉体中に含有される
粉体としては、任意の有機、無機又は金属粉体を用いる
ことができる。

代表例をあげれば、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹
脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂及び
セルロース系樹脂等の有機粉体、二酸化チタン、タル
ク、カオリン、ハイドロキシアパタイト、亜鉛華、硫酸
バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、シリ
カ、第２リン酸カルシウム、酸化鉄、酸化クロム、水酸
化クロム、群青、紺青等の無機粉体、並びにアルミニウ
ム粉、金粉、銀粉、鉄粉、銅粉、亜鉛粉などの金属粉体
である。

ただし、上記有機、無機又は金属粉体の粒子径は水膨潤
性粘土鉱物とこれらの粉体とによって構成される複合粉
体の粒子径が２〜30μｍ程度であることから、平均粒子
径が0.5μｍ以下、とくに好ましくは0.1μｍ以下である
ことが好ましい。これより大きいと水膨潤性粘土鉱物の
粉体中に含有されるべき上記粉末が複合粉体表面上に顔
を出すことが多くなり、好ましくない。

水膨潤性粘土鉱物と有機、無機又は金属粉体の１種又は
２種以上とからなる複合粉体中に占める有機、無機又は
金属粉体の１種又は２種以上の含有量は、複合粉体全量
中の0.1重量％以上である。

また水膨潤性粘土鉱物と有機、無機又は金属粉体の１種
又は２種以上とからなる複合粉体の粒子径は、平均で２
〜30μｍである。

複合粉体の形状は任意であるが、とくに化粧品等の使用
感触を大事にする製品中に配合する場合は、できるだけ
球状に近い方が好ましい。球状の複合粉体を得るために
は、本願に係る次の製造方法が最も好ましい。

次に本発明の複合粉体の製造法について述べる。

まず、含有されるべき有機、無機又は金属粉体の１種又
は２種以上を水性溶媒中に分散させる。ここで分散性を
高めるために各種界面活性剤やヘキサメタン酸ソーダな
どの分散剤を加えてもよい。次いで、これに水膨潤性粘
土鉱物を分散してゲルを調製する。ゲル中で上記の有
機、無機又は金属粉体の１種又は２種以上が均一に分散
していることが大事である。最後に、こうして得られた
分散液を噴霧乾燥するとノズルより吹き出した水滴から
水が瞬時に蒸発し、本発明の複合粉末が得られる。得ら
れた複合粉末は球状となる。

上記のゲル中における水膨潤性粘土鉱物の濃度は10重量
％以下が好ましい。これを超える濃度ではゲル粘度が高
くなり過ぎ、噴霧乾燥時の噴霧ノズルへの液の送りが難
しく、またノズルの目づまり等が生じ易くなる。

ゲル中における有機、無機又は金属粉体の１種又は２種
以上の含有量は、乾燥後の複合粉体全量中に占める重量
が、上述の範囲になるように定めればよい。

噴霧乾燥に際しては、デイスクタイプや加圧ノズル式、
２流体ノズル式などの一般的噴霧乾燥法が適用できる。
噴霧時の入口空気温度は有機、無機又は金属粉体の１種
又は２種以上の安定性にもよるが、水膨潤性粘土鉱物が
300℃位までは熱的に十分安定であることから、約100〜
300℃の広い温度範囲が設定できる。

また、排気温度はノズルからの噴霧流量などによって異
なるが、概ね100℃前後で良い。

こうして得られる球状粘土鉱物の粒子径は２〜30μｍで
あり、球状を呈している。また粒子表面は、調製したゲ
ルの外観が透明であって、かつゲルの粘度が高い（例え
ばポラナイトの場合）程、均一でなめらかとなる。

このようにして得られる本発明の複合複体は、噴霧乾燥
の条件により若干異なるが、その粒子径は平均で２〜30
μｍ程度となる。

〔発明の効果〕

本発明に従えば、有機、無機又は金属粉体の１種又は２
種以上を系中の他の共存成分との反応も無くあらゆる基
剤に配合して安定な製品を提供し得る。また、形状を球
状に揃えれば揃えれる程、とくに充填効率がよく充填剤
として好適である。また塗料などに用いた時は作業性や
分散性がよく、化粧品に用いた時には使用性がよいなど
の特徴を併せ持っている。

〔実施例〕

つぎに実施例をあげて更に詳細に説明するが、本発明は
これによって限定されるものではない。

実施例１ 水1,000mlにヘキサメタリン酸ソーダ0.5gを溶解し、さ
らに0.1μｍ以下で平均粒径0.03μｍの微粒子二酸化チ
タン（微粒子二酸化チタンＰ−25;デグサ社製）10gをデ
ィスパーを用いて分散させる。分散液に水膨潤性粘土鉱
物（ラポナイトXLG;ラポルテ社製）30gを分散させてゲ
ル化させる。得られたゲルをディスク式噴霧乾燥実験器
により噴霧乾燥（ディスク回転数 20,000rpm、入口空
気温度約180℃、排気温度約110℃）して、２〜15μｍの
球状複合粉体32gを得た。

この複合粉体の走査型電子顕微鏡写真を図１に示す。真
球状を呈していることがわかる。

また、この真球状の複合粉末をエネルギー分散型Ｘ線分
析装置を用いて分析すると、どの部位からもチタンの存
在が確認でき、この球状複合粉体中に微粒子二酸化チタ
ンが均一に分散されていることがわかった。

試験例１ 実施例１で得た球状複合粉体10重量％をヒマシ油に分散
し、三本ローラーで十分に練合後、石英板上にアプリケ
ーターを用いて５μｍの厚さで塗布し、紫外線吸収量を
測定した。

比較試験例１ 本発明の複合粉体化を施していない微粒子二酸化チタン
（微粒子二酸化チタンＰ−25;デグサ社）2.5％（微粒子
二酸化チタン量で試験例１と同じ）をヒマシ油に分散
し、実施例２と同様にして紫外線吸収量を測定した。

試験例１および比較試験例１の粉体の紫外線吸収曲線は
図２の結果となった。

試験例１及び比較試験例１のいじれの場合も紫外線紅斑
を生じる290〜320nmの紫外線領域で同じ程度の紫外線吸
光度を示し、微粒子二酸化チタンを包含した本発明の球
状複合粉体は、微粒子二酸化チタン単独の場合と同様の
紫外線防御能を持つことが判る。

試験例２ 試験例１で得た球状複合粉体50重量％をヒマシ油に分散
して、ヒマシ油の変臭度合を測定した。

比較試験例２ 本発明の複合粉体化を施していない微粒子二酸化チタン
（微粒子二酸化チタンＰ−25;デグサ社）12.5％（微粒
子二酸化チタン量で試験例２と同じ）をヒマシ油に分散
し、の変臭度合を測定した。

試験例２および比較試験例２のヒマシ油分散液を50℃恒
温槽中に保存し、２週間後の変臭の度合を感能評価し
た。

結果を表１に示す。本発明の球状複合粉体は、ヒマシ油
の劣化による変臭の発生を著しく抑制していることが判
る。これは、ヒマシ油の劣化・変臭をもたらす微粒子二
酸化チタンの表面活性点のほとんどが、本発明による複
合粉体化により複合粉体の内部に包みこまれ、分散媒で
あるヒマシ油と非接触になったためである。

実施例２ 実施例１で得た球状複合粉体を200メッシュのふるいで
分割し、粒径２〜10μｍの球状複合粉体を得た。

比較例１ ラポナイトXLG30部及び微粒子二酸化チタン（Ｐ−25;デ
グサ社製）10部を十分に混合し、両者の混合粉体を得
た。

実施例２および比較例１で得た粉体の動摩擦係数を測定
し、表２の結果を得た。

動摩擦係数の測定は、粉体摩擦試験機（粉体工学会誌vo
l.21、No.9、5656頁、1984）を用い、水平に設置した鉄
板上に両面粘着テープを貼り付け、その上に試料をのせ
た後、アルミニウム製のアタッチメントに荷重（５〜70
g/cm²）をかけて、アタッチメントを左右に毎秒10mmの
速度で移動させた時のズリ応力をストレインゲージによ
り測定し、荷重とズリ応力の関係から動摩擦係数を求め
た。

表２から判る様に、本発明の球状複合粉体は、比較例１
の単純な混合粉末に較べ、動摩擦係数の小さいずべりの
良い優れた球状複合粉体であることが判る。

実施例３ 水1,000mlにヘキサメタリン酸ソーダ0.25gを溶解させ、
さらに、0.1μｍ以下でかつ平均粒径0.04μｍの微粒子
亜鉛華8gをよく分散させる。この分散液にスメクタイト
SY（日本化薬社製）を12g分散させゲルを調製する。こ
のゲルを実施例１と同様に噴霧乾燥することによって微
粒子亜鉛華40重量％を含有する球状複合粉体15gが得ら
れた。

この複合粉体は走査型電子顕微鏡やEDX測定より真球状
で亜鉛華が極めて均一に粉体中に分散していることが確
かめられた。

実施例４ 水1,000mlに0.1μｍ以下で平均粒径0.05μｍのハイドロ
キシアパタイト5gを分散させる。さらにビーガム30gを
分散させてゲルにした。このゲルを実施例１と同様に噴
霧乾燥することによってハイドロキシアパタイトを含有
する球状複合粉体32gが得られた。

この複合粉体は走査型電子顕微鏡やEDX測定より真球状
でハイドロキシアパタイトが極めて均一に粉体中に分散
していることが確かめられた。

実施例５ 水1,000mlに0.1μｍ以下で平均粒径0.08μｍのポリアミ
ド樹脂10gをよく分散させる。さらにクニピア30gを分散
させゲル化させる。このゲルを実施例１と同様に噴霧乾
燥してポリアミド樹脂をがする球状粘土鉱物32gが得ら
れた。

この複合粉体は走査型電子顕微鏡観察により真球状でポ
リアミド樹脂が極めて均一に粉体中に分散していること
が確かめられた。

実施例６ 水1,000mlに0.1μｍ以下で平均粒径0.08μｍのアルミニ
ウム粉10gをよく分散させる。さらにラポナイトXLGを30
g分散させゲル化させる。このゲルを実施例１と同様に
噴霧乾燥してアルミニウム樹脂を含有する球状複合粉体
32gが得られた。

この複合粉体は走査型電子顕微鏡観察により真球状でア
ルミニウム粉が極めて均一に粉体中に分散していること
が確かめられた。

【図面の簡単な説明】

図１は、実施例１で得られた微粒子二酸化チタンを25重
量％含有する本発明の球状複合粉体の結晶構造を示す走
査型電子顕微鏡写真、図２はヒマシ油中に分散させた本
発明の複合粉体（微粒子二酸化チタン含有）と同じくヒ
マシ油中に分散させた微粒子二酸化チタン単独の紫外線
吸光曲線を示す。 本発明の複合粉体……（ａ） 微粒子二酸化チタン単独……（ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水膨潤性粘土鉱物よりなる粉体中に、有
   機、無機又は金属粉体の１種もしくは２種以上を含有
   し、かつ粒子径が平均で２〜30μｍであることを特徴と
   する複合粉体。
2. 【請求項２】有機、無機又は金属粉体の１種もしくは２
   種以上と水膨潤性粘土鉱物とを分散した分散液を噴霧乾
   燥する複合粉体の製造法において、 前記有機、無機又は金属粉体の１種もしくは２種以上は
   均一に分散されており、前記複合粉体は粒子径が平均で
   ２〜30μｍであることを特徴とする複合粉体の製造法。