JPWO2012029643A1 - 複合粒子、その製造方法およびその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、上記の「おわん状母粒子(A)」とは、外形が半球状または半楕円球状の粒子であって、かつ、該粒子の中央に、他の粒子を内部に包接しうる大きさの空洞である凹部を有する粒子を指す。同様に、「微粒子(B)」とは、上記のおわん状母粒子(A)の凹部の内部に包接される他の粒子を指すものである。また、本発明の「複合粒子」とは、前記のおわん状母粒子(A)の中央の凹部の内部に微粒子(B)が包接された構造を有する複合粒子を指すものである。なお、微粒子(B)が、おわん状母粒子(A)の凹部の内部に包接された構造は、微粒子(B)が、凹部内に充填または内包された構造を含む。
さらに、本発明の第3の発明によれば、第2の発明において、前記有機高分子は、有機シロキサン架橋体であることを特徴とする複合粒子が提供される。
さらに、本発明の第5の発明によれば、第1の発明において、前記微粒子(B)が有機シロキサン架橋体からなることを特徴とする複合粒子が提供される。
さらに、本発明の第7の発明によれば、第1の発明において、複合粒子の外観形状が母粒子(A)の内部に、球状の微粒子(B)の周辺部からその直径の1/4以上の高さとなる部分が包接された形状を有するどんぐり状であって、前記母粒子(A)の凹部の開孔部の直径の0.5以上、1未満の直径を有する前記球状の微粒子(B)が1個充填されていることを特徴とする複合粒子が提供される。
また、本発明の第9の発明によれば、第1〜7のいずれかの発明に係る複合粒子を少なくとも含有することを特徴とする有機樹脂組成物が提供される。
さらに、本発明の第10の発明によれば、第1〜7のいずれかの発明に係る複合粒子を少なくとも含有することを特徴とする熱伝導性組成物が提供される。
工程(I):母粒子(A)の作製工程または準備工程
工程(II):微粒子(B)の作製工程または準備工程
工程(III):微粒子(B)が母粒子(A)の凹部の内部に物理化学的に包接される工程
また、本発明の複合粒子の製造方法は、公知の方法で得た微粒子(B)と母粒子(A)を、乾式のメカノケミカル処理するものであり、高速回転ミキサー等の公知の機械力を用いた攪拌装置によって簡便に実施することができる。これにより、高額の設備投資が不要で、特徴的な構造を有する複合粒子を効率よく製造することができる。このため、本発明にかかる製法は、工業的な観点から、非常に有用である。
以下、本発明の複合粒子、その製造方法およびその用途について、項目毎に、詳細に説明する。
(1)母粒子(A)
本発明に係る母粒子(A)は、その外形がほぼ半球状または半楕円球状であり、かつ中央に凹部を有する、おわん状の粒子である。そして、その形状は、例えば、図1に示すような形状である。
この範囲の粒径を有するおわん状母粒子(A)を選択することにより、光を多方向に散乱する効果が高まり、ファンデーション等の化粧品として配合した場合には、肌への付着性がより向上し、すべり性(ローリング効果)と肌への密着性に優れた粒子とすることができる。
ただし、前記おわん状母粒子(A)の凹部の開孔部の平均直径と、その平均粒子径は、前記おわん状母粒子(A)を光学顕微鏡または走査型電子顕微鏡像で観察し、一視野中に存在するすべての微粒子または抽出した任意の100個について、その凹部の開孔部分が円形の場合は、その直径を測定し、楕円形の場合は、その長径を測定し、その数平均値で表す。
上記(i)ポリマー(樹脂)に係る重合性モノマー類としては、スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、メタクリル酸エステル類、アクリル酸エステル類、酢酸ビニル、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、クロロプレン、イソプレン、ブタジエン、アクロレイン、アクリルアミド、アリルアルコール、ビニルピリジン、安息香酸ビニル、安息香酸アリル等が例示される。これらの混合物を用いてもよい。アクリル酸、メタクリル酸等のエステル残基としては、炭素数1〜18、好ましくは炭素数1〜4、特にメチル又はエチルエステルが好ましい。
この際、疎水性液体は、重合体の重合膜中に内包されるが、本発明においては、おわん状母粒子(A)として、この疎水性液体内包粒子をそのまま用いてもよく、また疎水性液体として化粧品に有用な成分を使用してもよい。
また、本発明においては、本発明に係るおわん状母粒子(A)として、上記のように製造してもよいが、市販されているおわん状微粒子を使用してもよい。
市販のおわん状微粒子としては、例えば、松本油脂製薬(株)製の「マイクロスフェアーM−310」(ポリメタクリル酸メチルの微粒子、おわん状)、「マイクロスフェアーM−311」(ポリメタクリル酸メチルの微粒子、楕円おわん状)などが挙げられる。
本発明に係るおわん状母粒子(A)は、また、(ii)有機シロキサン架橋体、すなわち、ポリシロキサン架橋構造体からなるものである。このポリシロキサン架橋構造体は、シロキサン単位が3次元の網目構造を形成した構造体である。
本発明では、ポリシロキサン架橋構造体を構成するシロキサン単位の種類や割合を特に制限するものではないが、かかるシロキサン単位としては、下記式1で示されるシロキサン単位と、下記式2で示されるシロキサン単位とから構成されたものが好ましい。
式1:SiO2
式2:R1SiO1.5
(R1:ケイ素原子に直結した炭素原子を有する有機基)
式2中のR1がかかる有機基である場合、式2で示されるシロキサン単位としては、
1)3−グリシドキシプロピルシロキサン単位、3−グリシドキシプロピルシロキサン単位、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルシロキサン単位、2−グリシドキシエチルシロキサン単位等のエポキシ基を有するシロキサン単位、
2)3−メタクロキシプロピルシロキサン単位、3−アクリロキシプロピルシロキサン単位等の(メタ)アクリロキシ基を有するシロキサン単位、
3)ビニルシロキサン単位、アリルシロキサン単位、イソプロペニルシロキサン単位等のアルケニル基を有するシロキサン単位、
4)メルカプトプロピルシロキサン単位、メルカプトエチルシロキサン単位等のメルカプトアルキル基を有するシロキサン単位、
5)3−アミノプロピルシロキサン単位、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルシロキサン単位、N,N−ジメチルアミノプロピルシロキサン単位、N,N−ジエチルアミノプロピルシロキサン単位、N,N−ジメチルアミノエチルシロキサン単位等のアミノアルキル基を有するシロキサン単位、
6)3−クロロプロピルシロキサン単位、トリフルオロプロピルシロキサン単位等のハロアルキル基を有するシロキサン単位、
7)3−グリセロキシプロピルシロキサン単位、2−グリセロキシエチルシロキサン単位等のグリセロキシ基を有するシロキサン単位、
8)3−ウレイドプロピルシロキサン単位、2−ウレイドエチルシロキサン単位等のウレイド基を有するシロキサン単位、
9)シアノプロピルシロキサン単位、シアノエチルシロキサン単位等のシアノ基を有するシロキサン単位、
等が挙げられるが、なかでも1)エポキシ基を有するシロキサン単位、2)(メタ)アクリロキシ基を有するシロキサン単位、3)アルケニル基を有するシロキサン単位、4)メルカプトアルキル基を有するシロキサン単位、5)アミノアルキル基を有するシロキサン単位が好ましい。
式3:SiX4
式4:R2SiY3
[式3、4中、R2は、ケイ素原子に直結した炭素原子を有する有機基を表わし、XとYは、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜4のアルコキシ基を有するアルコキシエトキシ基、炭素数2〜4のアシロキシ基、炭素数1〜4のアルキル基を有するN,N−ジアルキルアミノ基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子又は水素原子を表わす。]
なかでも式2中のR1について、前記したように、結果としてメチルシロキサン単位、エチルシロキサン単位、プロピルシロキサン単位、ブチルシロキサン単位又はフェニルシロキサン単位を形成することとなるシラノール基形成性ケイ素化合物が好ましい。
なかでもエポキシ基を有するシラン化合物、(メタ)アクリロキシ基を有するシラン化合物、アルケニル基を有するシラン化合物、メルカプト基を有するシラン化合物、アミノアルキル基を有するシラン化合物が好ましい。
ノニオン性界面活性剤としては、オキシアルキレン基がオキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基からなる、α−アルキル−ω−ヒドロキシ(ポリオキシアルキレン)、α−(p−アルキルフェニル)−ω−ヒドロキシ(ポリオキシアルキレン)、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンヒマシ油等の、ポリオキシアルキレン基を有するノニオン性界面活性剤が挙げられる。ノニオン性界面活性剤は、反応系に0.001〜0.05重量%の濃度で存在させるのが好ましい。
また、触媒の使用量は、その種類及びシラノール基形成性ケイ素化合物の種類によっても異なるが、通常、シラノール基形成性ケイ素化合物の全量に対して、1重量%以下とするのが好ましい。また、反応温度は、通常0〜40℃とするが、加水分解反応によって生成させたシラノール化合物の即製的な縮合反応を避けるために、30℃以下とするのが好ましい。
以上の水性懸濁液から脱水物を得る過程において、該水性懸濁液をメッシュフィルターや多孔質膜で分別処理すると、大きさのばらつきを少なくしたおわん状母粒子(A)を得ることができる。かかる多孔質膜としては、分相法で製造された多孔質セラミックス膜、相転換法や延伸法で製造された高分子メンブランフィルター、高分子延伸糸をワインディングして製造されたカートリッジフィルター、中性子線照射によって得られるポア−フィルター等が挙げられるが、高分子メンブランフィルター、中性子線照射によって得られるポア−フィルターが好ましく、高分子メンブランフィルターがより好ましい。
おわん状母微粒子(A)には、微粒子(B)との密着性を高めるために、表面処理を施してもよい。表面処理剤としては、界面活性剤、シランカップリング剤などが挙げられる。
上記界面活性剤の種類は、特に限定されるものではないが、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤及び半極性界面活性剤からなる群から選択される少なくとも1種とすることができる。また、シランカップリング剤としては、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン等のアミノシランカップリング剤;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のエポキシシランカップリング剤;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが例示される。
本発明に係る微粒子(B)は、前記おわん状母粒子(A)の中央の凹部の内部に、包接(充填または内包の概念を含む)されることが可能であれば、特に限定されない。すなわち、微粒子(B)は、前記おわん状母粒子(A)の凹部の内部に包接され得る大きさ(サイズ)であれば、その形状・材質等を問わずに使用することができる。本発明に係る微粒子(B)は、その平均一次粒子径(長径)がおわん状母粒子(A)の1/2〜1未満、或いは1/2未満の範囲にある無機粉体または有機粉体(樹脂粉体を含む)から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明の複合粒子の用途、例えば、高分子材料用改質剤、化粧品原料などの用途を考慮して、本発明に係る微粒子(B)の種類や形状(サイズも含む)などを、適宜選定することができる。
本発明の複合粒子は、本発明に係る微粒子(B)として、その用途、機能、形状または粒子径の異なる2種類以上の微粒子を選択し、本発明の複合粒子を形成させることにより、各々の微粒子単独の性能を組み合わせた多機能粒子または高機能粒子を得られることが期待できる点で、特に有用である。
具体的には、無機粉体としては、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、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウムマグネシウム、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、窒化ボロン等;有機粉体としては、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、シリコーンパウダー、ポリメチルシルセスキオキサン球状粉体、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;界面活性剤金属塩粉体としては、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、パルミチン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、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;有色顔料としては、ベンガラ、酸化鉄、水酸化鉄、チタン酸鉄の無機赤色顔料、γー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、赤色3号、赤色104号、赤色106号、赤色201号、赤色202号、赤色204号、赤色205号、赤色220号、赤色226号、赤色227号、赤色228号、赤色230号、赤色401号、赤色505号、黄色4号、黄色5号、黄色202号、黄色203号、黄色204号、黄色401号、青色1号、青色2号、青色201号、青色404号、緑色3号、緑色201号、緑色204号、緑色205号、橙色201号、橙色203号、橙色204号、橙色206号、橙色207号等のタール系色素をレーキ化したもの、カルミン酸、ラッカイン酸、カルサミン、ブラジリン、クロシン等の天然色素をレーキ化したもの等;パール顔料としては、酸化チタン被覆雲母、雲母チタン、酸化鉄処理雲母チタン、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、金、銀、銅、白金、ステンレス等の金属粉末が挙げられる。
また、本発明の複合粒子が化粧品原料として用いられる場合、他の成分として、保湿剤:ベタイン、イノシトール、尿素、酸性ムコ多糖類、ムコ多糖、キチン、キトサン、加水分解コムギ、加水分解ダイズタンパク、米ぬかエキスなど、を配合しても良い。
上記熱伝導性粒子は、公知の物を特に限定なく使用することができ、例えば、金属、合金、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ケイ化物、炭素、軟磁性合金、フェライト、の中から選ばれた少なくとも1種以上の粉末および/またはファイバーである。
さらに詳しくは、前記金属は、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、亜鉛、インジウム、錫、金属ケイ素であり、前記合金は、ビスマス、鉛、錫、アンチモン、ビスマス、インジウム、カドニウム、亜鉛、銀、アルミニウム、カドニウム、鉄、などの二種以上の金属からなる合金であり、前記金属酸化物は、アルミナ、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化クロム、酸化チタン、前記金属窒化物が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、前記金属炭化物は、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、金属ケイ化物が、ケイ化マグネシウム、ケイ化チタン、ケイ化ジルコニウム、ケイ化タンタル、ケイ化ニオブ、ケイ化クロム、ケイ化タングステン、ケイ化モリブデン、前記炭素は、ダイヤモンド、グラファイト、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラフェン、活性炭、不定形カーボンブラックであり、前記軟磁性合金は、Fe−Si合金、Fe−Al合金、Fe−Si−Al合金、Fe−Si−Cr合金、Fe−Ni合金、Fe−Ni−Co合金、Fe−Ni−Mo合金、Fe−Co合金、Fe−Si−Al−Cr合金、Fe−Si−B合金、Fe−Si−Co−B合金であり、前記フェライトは、Mn−Znフェライト、Mn−Mg−Znフェライト、Mg−Cu−Znフェライト、Ni−Znフェライト、Ni−Cu−Znフェライト、Cu−Znフェライトである、これらの中から選ばれた少なくとも1種以上の粉末および/またはファイバーである。
また、その形状としては、例えば、球状、針状、円盤状、棒状、扁平形状、不定形状、ファイバー状などが挙げられる。
さらに、この粉体および/またはファイバーは、各種表面処理剤により処理されているものを用いても良い。表面処理剤としては、界面活性剤、シランカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シリコーン系表面処理剤、などが用いられる。
例えば、化粧品用途の場合、おわん状母粒子(A)として、ポリメタクリル酸メチルの微粒子を選択し、微粒子(B)として、酸化亜鉛、酸化チタンなどの無機粉体、或いはシリコーン樹脂やポリメタクリル酸エステルなどの有機粉体を、適宜、選択することができ、また、おわん状母粒子(A)として、ポリシロキサン架橋構造体からなる微粒子を選択し、微粒子(B)として、酸化亜鉛、酸化チタンなどの無機粉体、或いはシリコーン樹脂やポリメタクリル酸エステルなどの有機粉体を、適宜、選択することができる。
本発明の複合粒子の製造方法としては、前記のおわん状母粒子(A)の中央の凹部の内部に、微粒子(B)が包接された構造の複合粒子が得ることができれば、特に限定されないが、例えば、次の工程(I)〜(III)を含むことを特徴とする複合粒子の製造方法が好ましい。
工程(I):母粒子(A)の作製工程または準備工程
工程(II):微粒子(B)の作製工程または準備工程
工程(III):微粒子(B)が母粒子(A)の凹部の内部に物理化学的に包接される工程
かかるメカノケミカル処理の具体的な方法としては、おわん状母粒子(A)と微粒子(B)とを、機械的な剪断手段を有する混合装置において、機械力のみの攪拌を施すことにより、本発明の複合粒子を得ることができる。機械的な剪断力の強さは、母粒子(A)を衝撃力で粉砕、破壊しない範囲であれば特に制限されるものではないが、機械的な剪断手段として、直径5cm〜50cm程度の回転翼を有し、攪拌容器の底面の直径が10〜100cmの混合装置の場合、回転速度1000〜10000rpmで攪拌処理を施すことにより、本発明の複合粒子を得ることができる。また、上記の回転翼を有する機械的な混合装置であれば、回転速度2000〜6000rpmで攪拌処理を施すことが好適であり、2000〜4000rpmの範囲が特に好ましい。
また、同時に、シランカップリング剤や界面活性剤等のバインダーとなる添加剤を加えてもよい。
機械的剪断下でこれらの粉末を混合する混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等があり、これらを特に制限無く用いることができる。また、これらの粉末を混合する際の温度としては、特に限定されず、例えば、室温下で行うこともできる。
なお、高い剪断力がかかる混合装置であれば、前記以外の装置、あるいは形状によらず実施が可能であるが、一方、ビーズミル等の強力な衝撃、剪断力がかかるものを用いると、おわん状母粒子が粉砕、破壊されてしまうことがあり、望ましくない。
また、本発明の複合粒子は、図3の写真3(実施例1)に示すように、外観形状が母粒子(A)の凹状部に球状の微粒子(B)の中心から1/4以上の部分が包接されている、いわゆるどんぐり状であって、母粒子(A)の凹部の径の0.5以上、1未満の径を有する球状の微粒子(B)が1個充填されている複合粒子と、することもできる。
このような複合粒子は、より具体的には、球状の微粒子(B)が1個充填されている複合粒子において、前記球状の微粒子(B)の直径が、凹部の径の0.5以上、1未満であり、母粒子(A)の凹状部の内部に球状粒子(B)の周辺部から球状粒子(B)全体の直径の1/4以上の部分が包接されていることによって、その外観形状が、どんぐり状である複合粒子である。このような複合粒子の構造として、図16に示す構造が例示できる。図16において、H1で示される球状粒子(B)の高さは、球状粒子(B)の周辺部から球状粒子(B)全体の直径のうち、母粒子(A)の凹状部の内部に包接された部分の高さに相当する。すなわち、図16において、H1/H3は1/4以上である。複合粒子の物理的安定性の観点から、球状粒子(B)は、母粒子(A)の凹状部に深く接していることが好適であり、周辺部から球状粒子(B)全体の直径の1/3以上、特に好適には、1/2以上の部分が(A)の凹状部の内部に包接された構造の複合粒子が好ましい。
上記撥水化処理は、特に限定されるものではないが、粉体を各種の撥水化表面処理剤で処理することが挙げられ、例えば、メチルハイドロジェンポリシロキサン処理、シリコーンレジン処理、シリコーンガム処理、アクリルシリコーン処理、フッ素化シリコーン処理等のオルガノシロキサン処理;ステアリン酸亜鉛処理等の金属石鹸処理;シランカップリング剤処理、アルキルシラン処理等のシラン処理;パーフルオロアルキルシラン、パーフルオロアルキルリン酸エステル塩、パーフルオロポリエーテル処理等のフッ素化合物処理;N−ラウロイル−L−リジン処理等のアミノ酸処理;スクワラン処理等の油剤処理;アクリル酸アルキル処理等のアクリル処理等が挙げられ、これらの2種以上を組み合わせて使用することも可能である。
よって、本発明の複合粒子は、おわん状母粒子(A)と微粒子(B)の組み合わせにより、新規な形状であって、例えば、化粧料に配合すると、良好なすべり性および密着性(肌へののり)が期待できる。
本発明の複合粒子は、高分子材料用改質剤、化粧品原料、コーティング材、塗料原料、熱伝導性材料等として広く利用できるが、特に、高分子材料用改質剤、化粧品原料、熱伝導性材料として有用である。
本発明の複合粒子を用いる高分子材料用改質剤は、高分子材料に高度の平滑性、撥水性等の表面特性を付与し、とりわけ高分子材料からの脱落が殆どない。本発明に係る高分子材料用改質剤を適用する高分子材料としては、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリカプロラクトン、アクリル樹脂等の合成高分子から成形された合成高分子フィルムやシート、同様の合成高分子から成形されたフィラメントヤーンやステープルファイバー等の合成繊維が挙げられる。本発明に係る高分子材料用改質剤は、なかでも合成高分子フィルムやシート、或は合成繊維の滑剤として適用する場合に特に有用である。
本発明の複合粒子を配合できる化粧料は、特に制限されず、具体的な製品としては、皮膚洗浄剤製品、スキンケア製品、メイクアップ製品、制汗剤製品、紫外線防御製品などの皮膚用化粧品;毛髪用洗浄剤製品、整髪料製品、毛髪用着色料製品、養毛料製品、ヘアリンス製品、ヘアコンディショナー製品、ヘアトリートメント製品等の頭髪用化粧品;浴用化粧品が例示される。また、外用剤としては、発毛剤、育毛剤、鎮痛剤、殺菌剤、抗炎症剤、清涼剤、皮膚老化防止剤が例示される。
特に、本発明に係る化粧品原料は、粉末原料として、フェイシャル化粧品、メークアップ化粧品、ボディー化粧品、腋臭防止剤等の皮膚外用剤、頭髪化粧品、口腔衛生品、入浴剤、フレグランス等に適用できるが、特に肌上での使用感触の多様化への適応性、更には液状化粧品成分や紫外線吸収剤等の内包や吸着等による多機能化または高機能化への適応性の点で、メークアップ化粧品、皮膚外用剤に用いる原料として、特に有用である。
また、本発明に係る化粧品原料の使用量は、適用する化粧品の使用形態により適宜選択するが、例えば、メークアップ化粧品の場合、プレス状メークアップ化粧品においては1.0〜50重量%とするのが好ましく、また、液状メークアップ化粧品においては0.1〜30重量%とするのが好ましい。また、下地化粧料では、本発明の複合粒子からなる化粧品原料の含有量は、0.5〜20重量%が好ましく、この範囲で用いると、光の多方向への散乱効果やファンデーションの付着性がより向上する。
一方、該複合粒子を、微粒子(B)に対して特に親和性の高い特定の溶媒を選択して、該溶媒中に分散させた場合には、母粒子(A)の凹部の内部に包接されていた微粒子(B)を、溶媒側に放出させることも可能である。
この効果を応用して、高活性の微粒子(B)を母粒子(A)に内包させた複合粒子を得た後、該複合粒子に対して、特定の溶媒の導入、温度差、pH変化、圧力、剪断力等の熱力学的な変化を及ぼすことにより、母粒子(A)の凹部の内部に包接されていた微粒子(B)を放出させるという、制御放出(コントロール・リリース)の技術として、利用することもできる。
同様に、化学的あるいは物理的に安定な母粒子(A)の凹部の内部に、微粒子単独では反応性の高い微粒子(B)を包接した複合粒子を設計することができ、微粒子(B)の系中における安定性を改善する手段として、本発明の複合粒子を採用することができる。
なお、以下の諸例において、複合粒子作製工程は、全て精製窒素雰囲気下で行い、溶媒は、脱水した後に精製窒素でバブリングして脱気して使用した。
また、実施例における物性測定、分析等は、前述した方法と下記の方法に従ったものであり、母粒子および複合粒子の走査電子顕微鏡(SEM)観察においては、走査電子顕微鏡(日本電子株式会社製 FESEM JEOL JSM−6335F Field Emission Scanning Electron Microscope、加速電圧15kV)を用いた。
母粒子(A)となるおわん状粒子は、前記の特許文献4に記載された方法に従い、複数の有機ケイ素化合物の加水分解縮合により得ることができ、合成例を次に示した。
また、お椀型有機樹脂は、市販のものを用いることが可能である。例えば、松本油脂製薬株式会社製の「マイクロスフェアーM−310」などを用いることができる。
次に示す合成例に従い、得られたお椀型シリコーン微粒子(P−1)の走査型電子顕微鏡による写真の例を、図1の写真1に示した。また、「マイクロスフェアーM−310」の走査型電子顕微鏡による写真の例を、図2の写真2に示した。
反応容器にイオン交換水700gを仕込み、2%アンモニア水溶液4.0gを添加して水溶液とした。この水溶液に、メチルトリメトキシシラン81.7g(0.6モル)及びテトラエトキシシラン83.3g(0.4モル)を添加し、温度を10〜15℃に保ちながら1時間加水分解反応を行ない、更に、10%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液3gを添加し、同温度で3時間加水分解反応を行なった。
次いで得られた反応物の温度を70〜80℃に保ちながら5時間縮合反応を行なって、有機シリコーン微粒子を含有する水性懸濁液を得た。
この水性懸濁液を遠心分離機に供して白色微粒子を分離した。分離した白色微粒子を水洗し、80℃で12時間、熱風乾燥を行なって有機シリコーン微粒子(P−1)30.9gを得た。
尚、有機シリコーン微粒子(P−1)の形状、内側小劣弧(11)の端部間の幅(W1)の平均値、外側大劣弧(21)の端部間の幅(W2)の平均値及び外側大劣弧(21)の高さ(H)の平均値は、走査型電子顕微鏡を用い、5,000〜10,000倍で任意の100個の有機シリコーン微粒子(P−1)を観察し、各部位を測定して、その平均を求めた値である。
有機シリコーン微粒子(P−1)5gを精秤し、0.05Nの水酸化ナトリウム水溶液250mlに加え、有機シリコーン微粒子中の加水分解性基を全て水溶液に抽出処理した。抽出処理液から超遠心分離により有機シリコーン微粒子を分離し、分離した有機シリコーン微粒子を水洗した後、200℃で5時間乾燥したものを、元素分析、FT−IRスペクトル分析に供して、全炭素含有量及びケイ素含有量を測定すると共に、ケイ素−炭素結合、ケイ素―酸素―ケイ素結合を確認した。これらの分析値と、原料に用いた式4で示されるシラノール形成性ケイ素化合物のR2の炭素数より、式1で示されるシロキサン単位/式2で示されるシロキサン単位の割合を算出した。
母粒子(A)として、実施例1〜11では、上記で合成したお椀型シリコーン微粒子(P−1)を用い、また、実施例12では、松本油脂製薬(株)製の「マイクロスフェアーM−310」(ポリメタクリル酸メチルの微粒子、流動パラフィン含有、おわん状)を用い、微粒子(B)として、表1、2に示す粒子を用いて、以下の手順、要領にて、複合粒子を作製した。
シリコーン微粒子(P−1)または「マイクロスフェアーM−310」と、他の粒子(B)とを表1および表2に示す組成で、サンプルミルSM−1(HSIANGTAI社製)に仕込み、3000rpmの条件で、1分攪拌し、掻き落とし、さらに、同条件で1分混合することにより、機械力による粒子の複合化を行った。
また、それぞれの実施例で得た複合粒子の走査型電子顕微鏡写真を、図3〜図14の写真3〜14に示した。なお、左側の写真が10,000倍の拡大率で観察した複合粒子であり、右側の写真が3,000倍の拡大率で観察した複合粒子である。
上記のようにして、複合粒子が得られた。この複合粒子のSEM写真の一例である図3の写真3などから、明らかに、おわん状母粒子(A)の凹部の内部に、球状の微粒子(B)が包接されてなる複合粒子であることがわかる。
日焼け止め用化粧料クリームを以下の方法で調製した。また、表3に各成分の商品名、製造元、添加部数を示した。ただし、市販で容易に入手できる精製水、エタノール等の汎用原料については、成分名と添加部数のみを示した。
実施例13〜15では、実施例1、2及び4で作製した複合粒子を配合し、一方、比較例1では、合成例1で作製した、おわん状シリコーン微粒子(P−1)を配合し、比較例2では、実施例2で、粒子(B)として用いたテイカ株式会社製 MT−100TV(二酸化チタン、一次粒子径15nm)を配合し、また、比較例3では、複合化する前のおわん状シリコーン微粒子(P−1)と「MT−100TV」を別個に配合し、比較例4では、粒子を配合していないものである。
以下の工程1〜3により、日焼け止め用化粧料クリームを調製した。
<工程1>
表3に記載の組成(A)、(B)および(C)の各成分をそれぞれビーカーに入れ、均一になるまで攪拌し、それぞれ[組成物A]、[組成物B]および[組成物C]を調製した。
<工程2>
上記[組成物A]をホモディスパー(特殊機化製、TKホモディスパー)を用いて回転数3000rpmで攪拌しながら、[組成物B]および[組成物C]を少しずつ注入することにより、全体が乳化したエマルジョンクリーム状となった。
<工程3>
さらに、[組成D]として、本発明成分にかかる複合粒子または比較例1〜3の粒子を加えて、へらを用いて混合することにより、日焼け止め化粧料クリームを調製した。
調製したクリームをパネリスト5人により、肌上に塗布して感触を、以下の基準で評価した。また、分散性を、目視にて以下の基準で判定した。
1.感触評価:
◎:極めて満足。
○:満足。
△:やや使用感が悪い。
×:使用感が悪い。
◎:きわめて良好。
○:良好、僅かに小粒子残る。
△:やや不良で、小粒子が残る。
×:分散不良。
−:適用外(比較例4のみ)。
◎:各評価項目について、きわめて良好。
○:各評価項目について、良好(「◎」評価に比して相対的に劣る。)。
△:各評価項目について、やや不良。
×:各評価項目について、不良。
◎:クリームを塗布した際に、均一に伸び広がり、かつきわめて滑らかな表面状態。
○:クリームを塗布した際に、均一に伸び広がり、かつ滑らかな表面状態。
△:クリームを塗布した際に、伸び広がりがやや不均一であり、滑らかさのない表面状態。
×:クリームを塗布した際に、伸び広がりが不均一で、滑らかさのない表面状態。
一方、本発明の複合粒子を含有しない比較例1〜4の化粧料においては、ざらつき感など、化粧料として好ましくない感触を示し、かつ、しっとり感、すべり性、密着性(肌へののり)等の評価項目において、本発明に係る実施例の化粧料に劣るものであった。また、本発明に係る実施例の化粧料に比して、塗布時の伸び広がりが不均一で、なめらかな表面を得ることができないものであった。
母粒子(A)として、前記で合成したお椀型シリコーン微粒子(P−1)を用い、微粒子(B)として、窒化ホウ素粉体粒子を用いて、実施例1と同様の方法により、複合化を行い、複合粒子を作製した。
この複合粒子60gとシリコーンオイル「DC200−100cs」40gを、自転公転ミキサー(シンキー社製AR−100)を用いて混合し、熱伝導性組成物を調製した。この熱伝導性組成物は、粘度が100Pa・s、熱伝導率が2.0W/m・Kであった。
さらに、微粒子(B)として、高熱伝導性粉体を用いて複合粒子を作製した場合、高い熱伝導性を示す材料を得ることができる。
11 内側小劣弧
21 外側大劣弧
31 稜線
W1 内側小劣弧の端部間の幅
W2 外側大劣弧の端部間の幅
H0 外側大劣弧の高さ
40 おわん状母粒子(A)の内部に包接された球状微粒子(B)
H1 微粒子(B)が粒子(A)の凹部に包接された高さ
H2 微粒子(B)が粒子(A)の凹部から外に出た高さ
H3 球状微粒子(B)の直径
Claims (12)
- 半球状または半楕円球状で、かつ中央に凹部を有するおわん状母粒子(A)の該凹部の内部に、微粒子(B)が包接されてなる複合粒子。
- 前記おわん状母粒子(A)は、前記凹部の開孔部の平均直径が0.05〜100μmであり、有機高分子からなることを特徴とする請求項1に記載の複合粒子。
- 前記有機高分子は、有機シロキサン架橋体であることを特徴とする請求項2に記載の複合粒子。
- 前記微粒子(B)が有機高分子からなることを特徴とする請求項1に記載の複合粒子。
- 前記微粒子(B)が有機シロキサン架橋体からなることを特徴とする請求項1に記載の複合粒子。
- 前記微粒子(B)が無機粉体からなることを特徴とする請求項1に記載の複合粒子。
- 複合粒子の外観形状が母粒子(A)の内部に、球状の微粒子(B)の周辺部からその直径の1/4以上の高さとなる部分が包接された形状を有するどんぐり状であって、前記母粒子(A)の凹部の開孔部の直径の0.5以上、1未満の直径を有する前記球状の微粒子(B)が1個充填されていることを特徴とする請求項1に記載の複合粒子。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の複合粒子を少なくとも含有することを特徴とする化粧品用組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の複合粒子を少なくとも含有することを特徴とする有機樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の複合粒子を少なくとも含有することを特徴とする熱伝導性組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の複合粒子の製造方法であって、次の工程(I)〜(III)を含むことを特徴とする複合粒子の製造方法。
工程(I):母粒子(A)の作製工程または準備工程
工程(II):微粒子(B)の作製工程または準備工程
工程(III):微粒子(B)が母粒子(A)の凹部の内部に物理化学的に包接される工程 - 前記工程(III)は、乾式のメカノケミカル処理にて行われることを特徴とする請求項11に記載の複合粒子の製造方法。
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