JPS642567B2

JPS642567B2 -

Info

Publication number: JPS642567B2
Application number: JP6327182A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Shibuta; Shinichiro Kobayashi; Motohiko Yoshizumi; Hideo Arai; Fukuji Suzuki; Muneo Tanaka
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp; Shiseido Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp; Shiseido Co Ltd
Priority date: 1982-04-16
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1989-01-18
Also published as: JPS58180413A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は二酸化チタンをアンモニアガス雰囲気
中で加熱還元して得られる黒色系の色彩を有する
酸化チタンを顔料として配合したことを特徴とす
る化粧料に係るものであり、安定性が良く着色力
に優れ、使用し易く且つ製造し易い化粧料特にメ
イクアツプ化粧料を提供することを目的とするも
のである。従来化粧料用の黒色顔料としては、カーボンブ
ラツクと酸化鉄（マグネタイト）、低次酸化チタ
ンが使用されていたがカーボンブラツクは疎水性
の粉末で水にぬれにくく、更に粒子径も他の汎用
されている顔料に比べてはるかに小さいために、
混合して用いる場合にはその配合比に応じて流動
特性が急激に変化するという難点がある。またカ
ーボンブラツクには発癌性物質である、３・４―
ベンズピレンが混入する可能性があるとされ化粧
料分野に於いては安全性が問われている。一方、
酸化鉄黒は親水性の粉末ではあるが、強磁性であ
ることや比重が大きいために他の顔料と混合して
化粧料基剤中に分散させた場合に色縞や色分かれ
を生じたり分散安定性を維持しにくいことがあ
る。また熱安定性が悪く褐色に変化するという難
点があり非常に使いにくい顔料とされている。ま
た低次酸化チタン粉末はこれ迄に特公昭52―
12733「着色用組成物」によつて公知である。しか
しこの製造方法は二酸化チタンと金属チタン粉末
とを混合して、混合粉末を真空中で焼成して得ら
れる方法であることから、固相―固相間で酸化還
元反応を起こすため、生成物は焼結や粒成長し、
粒子径が大きくなる。このために着色力に劣り同
一色調の化粧料を得るためには多くの使用量が必
要となる。また、高価な金属チタン粉末を混合す
るために非常にコストが高くなるといつた欠点が
あつた。低次酸化チタンを生成する方法にはこの他に水
素ガス中で加熱還元する方法がある。２）これは
1200〜1600℃の温度が必要とされ、このような高
温では二酸化チタン粒子の焼結、成長が顕著であ
るため過大な粒子が生じ、粒子サイズが不均一に
なるなど到底化粧料用顔料としては使用できな
い。このように従来の黒色系の顔料はなんらかの
欠点を持つものであつた。本発明者等は上記の欠点を改良すべく鋭意研究
の結果、二酸化チタン粉末をアンモニアガスで加
熱還元することによつて得られる黒色系の顔料を
配合することによつて、従来の化粧料の欠点を完
全に解決し、使用し易く且つ製造し易い優れた化
粧料を完成するに到つたものである。次に本発明の構成、効果を詳述する。本発明は二酸化チタン粉末を加熱還元する際
に、水素ガスに代えてアンモニアガスを採用する
ことにより、還元温度を500℃〜1000℃好ましく
は700〜900℃の温度で、しかも比較的短時間（６
時間以内）の処理で低次酸化チタン粉末と同等の
黒色系の色彩を有する顔料が得られるという予想
外の結果が得られることを見出した。しかも還元
温度の低下によつて、従来方法に伴つた焼結、粒
子成長の弊害はなく、しかも製造時間を短縮でき
るのである。本発明の方法によつて得られる酸化チタン粉末
は主に二酸化チタン（TiO₂）と一酸化チタン
（TiO）からなることがＸ―線回折によつて確認
された。そして、このTiOの酸素の一部が窒素
（Ｎ）で置換されている。この粉末の各粒子は
TiO₂とTiOの複合体の状態にあると考えられる。
得られる顔料の色調は加熱還元する際の温度によ
つて異なり、還元温度が700〜900℃の範囲では黒
色の顔料が得られるが、この範囲外では還元温度
が低いと灰色から青黒色となり還元温度が高くな
ると紫黒色となる。次に実験の結果より求めた組
成と色調の関係を第１表に示す。尚、色調は外観色について通常の表現とハンタ
ーの式から求めたＬ，ａ，ｂ色票系による色表示
にて記載した。また、還元時間はすでて５時間で行つた。

【表】本発明の方法を実施する際には、温度と処理時
間のほかに原料である二酸化チタン粉末の種類に
よつても反応に影響し、得られる粉末の顔料特性
にも影響する。以下これらの点について説明す
る。本発明に原料として用いられる二酸化チタン粉
末はアナターゼ（Anatase）型、ルチル
（Rutile）型、ブルカイト（Brookite）型の単独
又は混合結晶型でもよい。また硫酸法、塩素法の
いずれの製造方法で得た粉末でも良い。更に二酸
化チタン粉末の表面をAl₂O₃，SiO₂，ZnO等で被
覆し、表面特性を改良した二酸化チタンも原料と
なし得る。このように原料である二酸化チタン粉
末は幅広く選択できることから原料粉末の粒子サ
イズもそれだけ広い範囲から選択できることにな
る。従つて、顔料として製造し得る黒色系の酸化
チタンの粒子サイズの範囲も広くなる。二酸化チ
タン粉末は、粒子が細かいほどまた結晶系ではア
ナターゼ型より活性とされるルチル型の方がまた
Al₂O₃、SiO₂などにより表面改質を施していない
粉末ほど幾分還元され易い。次に本発明に於ける黒色系の色彩を有する酸化
チタン顔料の効果について詳述する。先ず、粒子の大きさについて記述する。生成される粒子の大きさは、前にも述べたよう
に出発原料である二酸化チタンの粒子径によつて
異なる。粒子径の異なる二酸化チタン粉末Ａ〜Ｅ
を用いてアンモニアガス気流下で800℃、５時間
の還元処理を行なつた。室温まで放冷し、粉末を
取り出した。得られた粉末（ａ〜ｅ）は黒色を呈
していた。この黒色粉末の比表面積を測定し、そ
の値から粒子径を算出した。結果を第２表に示
す。尚、出発原料の二酸化チタンは市販化粧料用
のものである。

【表】次に、熱安定性試験結果を記述する。試験に用
いた試料は前記の粒子径を求めたものと同一条件
で製造したNo.ａとNo.ｅについて行ない、比較対象
物としては化粧料用顔料として市販されている黒
酸化鉄（Fe₃O₄）について大気中で試験を行なつ
た。測定法は理学電機製差動熱量計を用いて示差
熱分析を行なつた。即ちこれらの試料の場合は酸
化されて変化する温度を測定した。結果を第１図
に示す。図面に於て、横軸は試料の温度を表わし
縦軸は発熱量即ちこの場合は酸化が起きたことを
意味する。図面より明らかな如く、黒酸化鉄
（Fe₃O₄）は150℃（図中↑印）より発熱反応が起
こり、これは熱天秤によれば Fe₃O₄＋O₂→γ―Fe₂O₃ の酸化反応によるもので、それに伴い色調は黒色
から褐色に変化する。尚、黒酸化鉄の500℃近辺
での発熱ピークは γ―Fe₂O₃→α―Fe₂O₃ の結晶転位によるものであつてα―Fe₂O₃は古く
から赤色顔料として汎用されている紅柄である。
一方、本発明にかかる黒色酸化チタンNo.ａとNo.ｅ
は430、450℃（図面〓〓印）より発熱ピークが表
われ、これは酸化されて二酸化チタンになる反応
が起きている。このように酸化鉄は僅か150℃で
褐変するのに対し、黒色酸化チタンは430℃まで
加熱されて初めて変化が起きる。このように本発
明の黒色酸化チタンを顔料として使用すれば、は
るかに熱安定性のよい化粧料を得ることができる
のである。次に前記熱安定性試験の試料と同一な試料の着
色力試験について記述する。試験の方法は黒色顔
料を白色二酸化チタンに１対99、５対95の割合で
混合して、該混合粉末50部、流動パラフイン38.5
部、界面活性剤1.5部の処方で、３本ローラーを
用いて混練し、混練したスラリー90部にセレシン
10部を加えて加熱撹拌し、アルミニウム皿に流し
込み放冷後、日立製カラーアナライザーを用いて
Ｘ，Ｙ，Ｚを求め、その値からハンターの式に代
入して明度（Ｌ）を求めた。結果を第３表に示
す。尚、比較対象物としてはカーボンブラツクと
黒酸化鉄及び特公昭52―12733の実施例１と同様
な方法で生成した黒色酸化チタン（従来）を用い
た。

【表】この結果より明らかなように、粒子径の細かい
黒酸化チタンNo.ａの方がNo.ｅよりも明度が小さ
い。即ち着色力は強い。そしてこの黒酸化チタン
No.ａはカーボンブラツクと同程度の着色力を持つ
た顔料であることが分かる。次に前記着色力試験の試料と同一な試料の化粧
料基材への分散安定性試験について記述する。試
験の方法は水系アイライナーに用いられる酢酸ビ
ニル樹脂エマツジヨン45部、カルボキシメチルセ
ルロースの10重量パーセント水溶液15部、精製水
38部、黒顔料２部の割合で加えて、ホモミキサー
で充分均一に分散させ、分散液を50ミリリツトル
の目盛付共栓試験管に入れて静置させ、１日後の
分散状態を黙視観察した。判定基準は均一に分散
している状態を５点とし、顔料が総て沈降した状
態を１点として、５段階法によつて判定した。こ
れらの結果を第４表に示す。

【表】この結果より明らかなように、本発明の黒酸化
チタンは５点及び４点で非常に分散安定性が良
い。これに対し黒酸化鉄は非常に分散安定性が悪
い。またカーボンブラツクは分散時に気泡をまき
こみ上層に浮いて下には沈降していなかつた。こ
れはカーボンブラツクの粒子表面が疎水性である
ために起る。上述の諸実験例より明らかな如く、本発明で得
られた黒色系の色彩を有する酸化チタンは単独で
使用しても基剤中での分散性が勝れ、又他の顔
料、主として白色二酸化チタンとの混和性も良い
ために、化粧料の製造工程が容易となり、また組
成物の安定性も向上し使用し易い製品を得ること
ができるのである。本発明にかかる顔料は前記の優れた特性の他に
人体に対する安全性の面に於ても問題の無いこと
が確認されている。次に人体に対する安全性につ
いての試験結果を記述する。黒酸化チタンNo.ａとNo.ｅ各々0.03ｇを家兎（３
匹）の眼瞼に入れ、１，４，24及び48時間後の状
態を調べる動物眼瞼刺激性テストでは、角膜、虹
彩に全く異常を与えず、結膜に対しても二酸化チ
タンと同様に問題はなかつた。又、同試料を少量
の蒸留水で練り、リントに塗布し、女子55名を対
象にして上腕部に24，48時間閉塞パツチテストを
施行したが、いずれも陽性率零であり無刺激であ
ることが確認された。またこの顔料は二酸化チタ
ンと同じく肌への付着力、隠蔽力に富み、化粧料
特にメイクアツプ用化粧料に配合した場合には、
該化粧品の外観的色調そのままが肌への塗布色と
なり容易に思い通りのメイクアツプを施せる利点
もある。以上のように優れた性質を有する本発明におけ
る黒色系の顔料は粉末製品、油分散系の製品、水
分散系の製品などに0.1〜50％の割合で配合され、
着色力、被覆力、安全性、安定性の面で優れたメ
イクアツプ化粧料を製造することができる。次に本発明を実施例に於て更に具体的に述べ
る。実施例１粒径0.03μｍの二酸化チタン微粉末（アナター
ゼ型）を、線流速２cm／secのアンモニアガス気
流下で800℃、５時間の還元処理を行つた。冷却
後、粉末を回収した。得られた粉末は黒色を呈
し、粒径は0.045μｍの微粉末であつた。これを配
合してアイライナー処方例上記顔料 15重量％酢酸ビニル樹脂エマルジヨン 44 〃ポリオキシエチレン（20モル）ソル１〃ビタンモノオレイン酸エステルグリセリン５〃カルボキシメチルセルロース 15 〃（10重量％水溶液）クエン酸アセチルトリブチル１〃精製水 19 〃香料適量防腐剤適量尚、本実施例に於ける処方例と同じ処方で従来
の黒色顔料を用いてアイライナーを製造し各温度
での分散安全性試験を行つた。アイライナーの製造方法は精製水にグリセリン
とポリオキシエチレン（20モル）ソル、ビタンモ
ノオレイン酸エステルを加え、加熱溶解した後黒
顔料を加えコロイドミルで処理した（顔料部）。
他の成分を混合し70℃に加熱した。これに顔料部
を加えホモミキサーで均一に分散した。分散液を
透明な20ml入目盛付共栓試験管に移し、−5゜，0゜，
25゜，37゜，50℃の各温度に３週間放置した。放置
後の分散状態を観察した。分散状態の判定基準
は、均一に黒色を呈し分散している状態を５点と
し、上澄又は下層が20目盛中２目盛まで透明又は
白濁している状態を４点，５目盛までを３点、10
目盛までを２点、10目盛以上を１点として判定し
た。判定した結果を第５表に示す。結果から明ら
かなように本発明顔料は全温度領域に於て５点と
非常に分散安定性が良いのに対し従来の黒酸化チ
タン顔料は高温領域で分散が悪くなり、酸化鉄と
カーボンブラツクは全温度領域で分散が悪い。更
にカーボンブラツクの状態は凝集して１つの塊に
なつていた。

【表】実施例２粒径0.15μｍのルチル型二酸化チタン粉末を線
流速３cm／secのアンモニアガス気流下で500℃、
６時間の還元処理を行つた。冷却後粉末を回収し
た。得られた粉末は青帯灰色を呈し粒子径は
0.16μｍの粉末であつた。これを配合した固型粉
末型アイライナー処方例上記顔料 50重量％群青５〃タルク 10 〃パルミチン酸 10 〃カルナバロウ５〃ラノリン誘導体５〃ポリエチレングリコール５〃トリエタノールアミン 10 〃香料適量酸化防止剤適量実施例３粒径0.3μｍのアナターゼ型二酸化チタン粉末
を、線流速２cm／secのアンモニアガス気流下で
1000℃、１時間還元処理を行つた。冷却後粉末を
回収した。得られた粉末は紫黒色を呈し、粒子径
は0.41μｍの粉末であつた。これを配合したマス
カラ処方例上記顔料 10重量％ポリアクリル酸エステル 30 〃エマルジヨン固形パラフイン８〃ラノリンワツクス８〃インパラフイン系炭化水素 30 〃ソルビタンセスキオレイン４〃酸エステル精製水 10 〃香料適量防腐剤適量実施例４粒径0.2μｍのルチル型二酸化チタンを、線流速
２cm／secのアンモニアガス気流下で800℃、５時
間の加熱還元を行い、放冷後粉末を回収した。得
られた粉末は黒色を呈し、粒子径は0.27μｍの粉
末であつた。これを配合した油性スチツク状アイシヤドウ処方例上記顔料５％重量酸化鉄（赤）６〃酸化鉄（黄）６〃タルク５〃二酸化チタン４〃パール顔料 18 〃カルナバロウ 10 〃固形パラフイン５〃ラノリン誘導体５〃スクワラン 21 〃グリセリルトリ２エチルヘキサン酸エステル 20 〃ソルビタンセスキオレイン酸エステル１〃香料適量尚、本実施例に於ける処方例と同じ処方で酸化
鉄黒を用いて油性スチツク状アイシヤドウを製造
し、製造時での色縞や色分れの状態と製品表面の
色縞の状態を判定した。油性スチツク状アイシヤドウの製造方法は黒顔
料、酸化鉄（赤）、（黄）、タルク、二酸化チタン、
パール顔料にスクワランの１部とソルビタンセス
キオレイン酸エステルを加えコロイドミルで処理
した（顔料部）。他の製分を混合し、加熱溶解し、
これに顔料部を加えてホモミキサーで均一に分散
し分散後型に流し込み急冷して製品を作つた。色縞や色分れの判定は型に流し込みしている時
の状態で色縞や色分れがみえる場合を×印とし、
みられない状態を〇印として判定した。また急冷
して固化した後の表面の状態も同時に判定した。
判定結果を第６表に示す。結果から明らかなよう
に酸化鉄黒を用いて製造した、油性スチツク状ア
イシヤドウは製造時も急冷固化した後でも白色の
縞がみられ、表面は浮いて色分れの状態がみられ
た。これに対し本発明黒酸化チタンを用いて製造し
た製品には製造時も、固化時でも、まつたく色縞
が色分れがみられず、均一表面をしていた。

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は顔料の熱安定性試験結果を示すもので
あり、横軸は試料の温度を、縦軸は発熱量を表わ
す。

Claims

【特許請求の範囲】

１二酸化チタン粉末を、アンモニアガス雰囲気
中で500〜1000℃の温度で加熱還元して得られる
黒色系の色彩を有する酸化チタンを顔料として配
合したことを特徴とする化粧料。