JPWO2018194140A1 - 被膜の製造方法及び静電スプレー装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記液状組成物を収容可能な収容部と、
前記液状組成物を吐出するノズルと、
前記ノズルに電圧を印加する電源と、
前記電源によって前記ノズルに印加された電圧を安定化する電圧安定化装置と、を備える。
前記液状組成物が、以下の成分(a)及び成分(b)を含む、被膜の製造方法を提供するものである。
(a)アルコール及びケトンから選ばれる1種又は2種以上の揮発性物質。
(b)被膜形成能を有するポリマー。
(a)アルコール及びケトンからなる群より選択される1種又は2種以上の揮発性物質。(b)被膜形成能を有するポリマー。
以下、各成分について説明する。
イオン性界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。
昇圧トランス126の一次コイルC1には、発振回路部124と直流電源125とが電気的に接続されており、直流電源から供給された電圧が発振回路部124によって交流電圧に変換され、その変換された交流電圧が一次コイルC1に印加される。電圧制御部123の出力信号の変動に応じて、発振回路部124によって発生する交流電圧が変化し、昇圧トランス126の一次コイルC1に印加される電圧も変化する。昇圧トランス126の一次コイルC1に印加される電圧が変化することで、これに対応して昇圧トランス126の二次コイルC2に発生する電圧も変動する。図2に示す回路図では、二次コイルC2の巻き数は一次コイルC1の巻き数よりも多くなっていることに起因して、二次コイルC2側に発生する電圧が、一次コイルC1に印加される電圧よりも大きくなっている。
同様に、静電噴霧された被膜を皮膚に密着させる観点から、エステル油及びシリコーン油の30℃における粘度は、好ましくは10mPa・s以上であり、より好ましくは30mPa・s以上である。
ここでの粘度は、30℃においてBM型粘度計(トキメック社製、測定条件:ロータNo.1、60rpm、1分間)により測定される。
なお、同様の観点から、セチル−1,3−ジメチルブチルエーテル、ジカプリルエーテル、ジラウリルエーテル、ジイソステアリルエーテル等のエーテル油の液剤中の合計の含有量は、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下であり、更に好ましくは1質量%以下である。
25℃におけるシリコーン油の動粘度は、静電噴霧された被膜を皮膚に密着させる観点から、3mm2/sが好ましく、4mm2/sがより好ましく、5mm2/s以上が更に好ましく、30mm2/s以下が好ましく、20mm2/s以下がより好ましく、10mm2/s以下が更に好ましい。
これらの中でもでは、静電噴霧された被膜を皮膚に密着させる観点から、ジメチルポリシロキサンを含むことが好ましい。
同様に、液剤がポリオールを含有する場合、該液剤は、水とポリオールを含有することが、被膜の皮膚への密着性を高める観点から好ましく、水とポリオールを合計で40質量%以上100質量%以下含有することが好ましい。また安定性の観点から、液剤は、界面活性剤、ポリマー、増粘剤を含有するものであってもよく、皮膚への密着性、被膜への保湿性能を向上する観点から、ワセリン、セタノール、ステアリルアルコール、セラミド等の30℃で固体の油剤を含有するものであってもよい。
また、液剤中の着色顔料の含有量は、静電スプレー法によって形成された被膜と皮膚との密着性の向上の点から、0.1質量%未満が好ましく、0.05質量%以下がより好ましく、0.01質量%以下が更に好ましく、0.001質量%以下がより更に好ましい。本発明において、着色顔料とは、透明な顔料を含まないことを意味し、白色の顔料は着色顔料に含まれるものである。
また、液剤を皮膚に、又は被膜に施す量は、皮膚と被膜との密着性を向上させる観点、及び透明性を向上させる観点から、好ましくは5g/m2以上であり、より好ましくは10g/m2以上であり、更に好ましくは15g/m2以上であり、好ましくは50g/m2以下であり、より好ましくは45g/m2以下である。
更に、前記液剤を皮膚に塗布する前、又はその後に、前記液剤以外の化粧料を皮膚に施してもよい。
<1>
静電スプレー装置を用いて皮膚の表面に液状組成物を直接静電スプレーして、該皮膚上に被膜を形成する静電スプレー工程を具備する被膜の製造方法であって、前記静電スプレー装置が、
前記液状組成物を収容可能な収容部と、
前記液状組成物を吐出するノズルと、
前記ノズルに電圧を印加する電源と、
前記電源によって前記ノズルに印加された電圧を安定化する電圧安定化装置と、を備え、
前記液状組成物が、以下の成分(a)及び成分(b)を含む、被膜の製造方法。
(a)アルコール及びケトンから選ばれる1種又は2種以上の揮発性物質。
(b)被膜形成能を有するポリマー。
前記電圧安定化装置は、
前記ノズルに印加された電圧を検知する電圧検知部と、
前記電圧検知部で検知された電圧と基準電圧との差を比較して信号を出力する比較部と、
前記比較部から出力された信号によって前記電源の電圧を制御する電圧制御部と、
を備える、前記<1>に記載の被膜の製造方法。
<3>
2mA以上の電流が流れた場合に前記電源での高電圧発生を停止する電流制限装置を更に備える、前記<1>又は<2>に記載の被膜の製造方法。
<4>
前記液状組成物が、更に成分(c)として水を含み、
成分(b)と成分(c)との含有質量比(b/c)が、0.4以上50以下である、前記<1>ないし<3>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<5>
前記静電スプレー工程において、前記静電スプレー装置を用いて皮膚に前記液状組成物を静電スプレーして、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を形成する、前記<1>ないし<4>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
前記静電スプレー工程と、水、ポリオール及び20℃で液体の油から選ばれる1種又は2種以上を含有する前記液状組成物とは異なる液剤を皮膚に施す液剤適用工程とを具備する、前記<1>ないし<5>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<7>
前記静電スプレー工程において繊維の堆積物からなる多孔性被膜を形成し、次いで
前記液剤適用工程において、前記液剤を、前記多孔性被膜上に施し、該多孔性被膜を構成する繊維間及び/又は繊維表面に該液剤が存在する液剤担持被膜を形成する前記<6>に記載の被膜の製造方法。
<8>
前記液剤適用工程において、前記液剤を、前記被膜上に施し、前記被膜の透明性を維持する前記<6>又は<7>に記載の被膜の製造方法。
<9>
粉体を含む化粧料を皮膚の表面に施す化粧料適用工程を更に具備し、該化粧料適用工程の後に前記静電スプレー工程を備える、前記<1>ないし<8>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<10>
前記静電スプレー装置は、前記収容部と、前記ノズルと、前記電源と、前記電圧安定化装置とを収容する片手で把持可能な筐体を更に備える、前記<1>ないし<9>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
前記静電スプレー工程は、前記電源によって前記ノズルに5kV以上50kV以下の電圧を印加して、前記液状組成物を0.1mL/h以上100mL/h以下の流速で吐出して皮膚の表面に静電スプレーする工程である、前記<1>ないし<10>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<12>
前記液状組成物の25℃における粘度が5mPa・s以上3000mPa・s以下である、前記<1>ないし<11>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<13>
前記成分(b)は、プルラン、部分鹸化ポリビニルアルコール、低鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、完全鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテート、オキサゾリン変性シリコーン、水溶性ポリエステル、ポリ乳酸、ツエインからなる群より選択された少なくとも1種である、前記<1>ないし<12>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<14>
前記液状組成物における前記成分(b)の含有量が5質量%以上40質量%以下である、前記<1>ないし<13>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<15>
前記液状組成物が、前記成分(a)としてエタノールを含み、且つ成分(c)として水を更に含み、
前記成分(a)の含有量が55質量%以上92質量%以下であり、
前記成分(a)と前記成分(c)との含有質量比(a/c)が3.5以上210以下である前記<1>ないし<14>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<16>
前記液状組成物が、前記成分(a)としてエタノールを含み、
前記成分(b)と前記成分(a)との含有質量比(b/a)が0.02以上0.7以下である前記<1>ないし<15>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
前記静電スプレー工程において、前記ノズルと皮膚との距離を10mm以上160mm以下とする、前記<1>ないし<16>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<18>
前記液状組成物の25℃における導電率が8μS/cm以上260μS/cm以下である、前記<1>ないし<17>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<19>
前記静電スプレー工程において、前記被膜の坪量が皮膚1m2当たり、0.05g/m2以上50g/m2以下である、前記<1>ないし<18>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
静電スプレー装置を用いて皮膚の表面に液状組成物を直接静電スプレーして、該皮膚上に被膜を形成する静電スプレー工程を具備する被膜の製造方法であって、前記静電スプレー装置が、
前記液状組成物を収容可能な収容部と、
前記液状組成物を吐出するノズルと、
前記ノズルに電圧を印加する電源と、を備え、
前記液状組成物が、以下の成分(a)及び成分(b)を含み、
(a)アルコール及びケトンから選ばれる1種又は2種以上の揮発性物質、
(b)被膜形成能を有するポリマー、
前記静電スプレー工程は、前記電源によって前記ノズルに5kV以上50kV以下の電圧を印加して、前記液状組成物を0.1mL/h以上100mL/h以下の流速で吐出して皮膚の表面に静電スプレーする工程である、被膜の製造方法。
前記液状組成物の25℃における粘度が5mPa・s以上3000mPa・s以下である、前記<20>に記載の被膜の製造方法。
<22>
前記成分(b)は、プルラン、部分鹸化ポリビニルアルコール、低鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、完全鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテート、オキサゾリン変性シリコーン、水溶性ポリエステル、ポリ乳酸、ツエインからなる群より選択された少なくとも1種である、前記<20>又は<21>に記載の被膜の製造方法。
<23>
前記液状組成物における前記成分(b)の配合割合が5質量%以上40質量%以下である、前記<20>ないし<22>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<24>
前記液状組成物が、更に成分(c)として水を含み、
成分(b)と成分(c)との含有質量比(b/c)は、0.6以上140以下である、前記<20>ないし<23>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<25>
前記静電スプレー工程において、前記ノズルと皮膚との距離を10mm以上160mm以下とする、前記<20>ないし<24>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<26>
前記液状組成物の25℃における導電率が8μS/cm以上260μS/cm以下である、前記<20>ないし<25>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<27>
前記静電スプレー工程において、前記被膜の坪量が皮膚1m2当たり、0.05g/m2以上50g/m2以下である、前記<20>ないし<26>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
前記静電スプレー工程において、皮膚に前記液状組成物を静電スプレーして、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を形成する、前記<20>ないし<27>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<29>
前記静電スプレー工程と、水、ポリオール及び20℃で液体の油から選ばれる1種又は2種以上を含有する前記液状組成物とは異なる液剤を皮膚に施す液剤適用工程とを具備する、前記<20>ないし<28>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<30>
前記静電スプレー工程において繊維の堆積物からなる多孔性被膜を形成し、次いで
前記液剤適用工程において、前記液剤を、前記多孔性被膜上に施し、該多孔性被膜を構成する繊維間及び/又は繊維表面に該液剤が存在する液剤担持被膜を形成する前記<29>に記載の被膜の製造方法。
<31>
前記液剤適用工程において、前記液剤を、前記被膜上に施し、前記被膜の透明性を維持する前記<29>又は<30>に記載の被膜の製造方法。
<32>
粉体を含む化粧料を皮膚の表面に施す化粧料適用工程を更に具備し、該化粧料適用工程の後に前記静電スプレー工程を備える、前記<29>ないし<31>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<33>
前記静電スプレー装置は、前記収容部と、前記ノズルと、前記電源とを収容する片手で把持可能な筐体を更に備える、前記<20>ないし<32>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
前記収容部の容積が1mL以上20mL以下である、前記<1>ないし<33>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<35>
前記ノズルの微小空間の横断面の大きさが、300μm以上1400μm以下である、前記<1>ないし<34>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<36>
前記ノズルの流路長さが、1mm以上25mm以下である、前記<1>ないし<35>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
<37>
前記静電スプレー工程は、前記電圧(kV)に対する前記流速(mL/h)の比(流速/電圧)が0.06以上0.6以下となるように、前記電源によって前記ノズルに9kV以上30kV以下の電圧を印加して、前記液状組成物を12mL/h以下の流速で吐出して皮膚の表面に静電スプレーする工程である、前記<1>ないし<36>のいずれか一に記載の被膜の製造方法。
(1)液状組成物の調製
液状組成物の成分(a)として99.5%エタノール(和光純薬工業株式会社製)を、成分(b)としてポリビニルブチラール(積水化学工業株式会社製、S−LEC B BM−1)を、成分(c)としてイオン交換水を用いた。各成分の配合割合は、表1のとおりとした。これらの成分を、常温にて12時間程度プロペラミキサーを用いて撹拌し、均一透明な混合溶液を得た。これを液状組成物とした。
(2)静電スプレー工程
図1及び図2に示す構成を有し、図4に示す外観を有する静電スプレー装置10を用いて、50mm×50mmに切り出した皮膚モデル(人工皮革、プロテインレザー PBZ13001BK、出光テクノファイン社製。)に向けて静電スプレー法を60秒間行った。静電スプレー法の条件は以下に示すとおりとした。
・印加電圧:10kV
・ノズルと皮膚モデルとの距離:100mm
・液状組成物の吐出速度(流速):5mL/h
・ノズルの直径:0.3mm
・環境:25℃、40%RH
以下の表1に示す条件を採用した以外は実施例1と同様にして、静電スプレー工程を行い、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を得た。
以下の表2に示す条件を採用した以外は実施例1と同様にして、静電スプレー工程を行い、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を得た。静電スプレー法の条件は以下に示すとおりとした。
・印加電圧:30kV
・ノズルと皮膚モデルとの距離:100mm
・液状組成物の吐出速度(流速):5mL/h
・ノズルの直径:0.3mm
・環境:25℃、70%RH
成分(b)としてポリウレタン樹脂(Covestro Deutschland AG製、Baycusan C2000)を用い、以下の表3に示す条件を採用して静電スプレー工程を行い、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を得た。静電スプレー法の条件は実施例9と同様とした。
以下の表2に示す条件を採用し且つ電圧安定化手段を備えていない静電スプレー装置10を用いた以外は実施例9と同様にして静電スプレー工程を行い、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を得た。
静電スプレー装置10を用いて、表1ないし表3に示す割合で調製した液状組成物を充填し、皮膚モデルに静電スプレーを60秒間行った。下記の基準で被膜の形成性を目視で判断した。その結果を表1ないし表3に示す。
○:被膜が60秒以上安定的に形成される。
×:紡糸が安定的に行われず、被膜が形成されない、又は被膜にムラがある。
実施例1〜8の被膜について、静電スプレーにより皮膚モデル上に形成した被膜の擦過試験により密着性を評価した。被膜を上面から指で約50gfの荷重をかけながら、2cmの距離を一方向に5回擦過した。その後の被膜の適用部位への密着状態と指への付着性から、以下の基準で密着性を評価した。
A:被膜の剥離、破れ、指への付着が全くない。
B:被膜表面の破れはあるが、指への付着はない。
C:被膜表面の破れがあり、指への付着もある。
D:被膜が破れ、完全に剥離する。
(1)液状組成物の調製
液状組成物の成分(a)として99.5%エタノール(和光純薬工業株式会社製)を、成分(b)としてポリビニルブチラール(積水化学工業株式会社製、S−LEC B BM−1)を、成分(c)としてイオン交換水を用いた。各成分の配合割合は、表4のとおりとした。これらの成分を、常温にて12時間程度プロペラミキサーを用いて撹拌し、均一透明な混合溶液を得た。これを液状組成物とした。
(2)静電スプレー工程
図1に示す構成を有し、図4に示す外観を有する静電スプレー装置10を用いて、50mm×50mmに切り出した皮膚モデル(人工皮革、プロテインレザー PBZ13001BK、出光テクノファイン社製。)に向けて静電スプレー法を20秒間行った。静電スプレー法の条件は以下に示すとおりとした。
・印加電圧:10kV
・ノズルと皮膚モデルとの距離:100mm
・液状組成物の吐出速度:4mL/h
・ノズルの直径:0.3mm
・環境:25℃、40%RH
以下の表4に示す条件を採用した以外は参考例1と同様にして、静電スプレー工程を行い、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を得た。
成分(a)ないし(c)、及び成分(d)としてジステアリルジモニウムクロリドを以下の表4に示す条件で配合した。印加電圧を10kVとし、吐出流速を5mL/hとした以外は参考例1と同様にして、静電スプレー工程を行い、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を得た。
成分(b)としてポリビニルブチラール及びアクリル酸系ポリマーを使用し、成分(a)ないし(c)を以下の表4に示す条件で配合した。吐出流速を3mL/hとした以外は、参考例1と同様にして、静電スプレー工程を行い、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を得た。
以下の表4に示す条件を採用し、吐出流速を0.05mL/hとした以外は参考例1と同様にして、静電スプレー工程を行い、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を得た。
以下の表4に示す条件を採用し、印加電圧を3kVとした以外は参考例1と同様にして、静電スプレー工程を行い、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を得た。
図1に示した静電スプレー装置10に、表4の割合で調製した液状組成物を充填し、皮膚モデルに静電スプレーを20秒間行った。下記の基準で被膜の形成性を目視で判断した。その結果を表4に示す。
○:被膜が1分間以上安定的に形成される。
×:紡糸が安定的に行われず、被膜が形成されない、又は被膜にムラがある。
Claims (10)
- 静電スプレー装置を用いて皮膚の表面に液状組成物を直接静電スプレーして、該皮膚上に被膜を形成する静電スプレー工程を具備する被膜の製造方法であって、前記静電スプレー装置が、
前記液状組成物を収容可能な収容部と、
前記液状組成物を吐出するノズルと、
前記ノズルに電圧を印加する電源と、
前記電源によって前記ノズルに印加された電圧を安定化する電圧安定化装置と、を備え、
前記液状組成物が、以下の成分(a)及び成分(b)を含む、被膜の製造方法。
(a)アルコール及びケトンから選ばれる1種又は2種以上の揮発性物質。
(b)被膜形成能を有するポリマー。 - 前記電圧安定化装置は、
前記ノズルに印加された電圧を検知する電圧検知部と、
前記電圧検知部で検知された電圧と基準電圧との差を比較して信号を出力する比較部と、
前記比較部から出力された信号によって前記電源の電圧を制御する電圧制御部と、
を備える、請求項1に記載の被膜の製造方法。 - 2mA以上の電流が流れた場合に前記電源での高電圧発生を停止する電流制限装置を更に備える、請求項1又は2に記載の被膜の製造方法。
- 前記液状組成物が、更に成分(c)として水を含み、
成分(b)と成分(c)との含有質量比(b/c)が、0.4以上140以下である、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の被膜の製造方法。 - 前記静電スプレー工程において、前記静電スプレー装置を用いて皮膚に前記液状組成物を静電スプレーして、繊維の堆積物からなる多孔性被膜を形成する、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の被膜の製造方法。
- 前記静電スプレー工程と、水、ポリオール及び20℃で液体の油から選ばれる1種又は2種以上を含有する前記液状組成物とは異なる液剤を皮膚に施す液剤適用工程とを具備する、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の被膜の製造方法。
- 前記静電スプレー工程において繊維の堆積物からなる多孔性被膜を形成し、次いで
前記液剤適用工程において、前記液剤を、前記多孔性被膜上に施し、該多孔性被膜を構成する繊維間及び/又は繊維表面に該液剤が存在する液剤担持被膜を形成する請求項6に記載の被膜の製造方法。 - 前記液剤適用工程において、前記液剤を、前記被膜上に施し、前記被膜の透明性を維持する請求項6又は7に記載の被膜の製造方法。
- 粉体を含む化粧料を皮膚の表面に施す化粧料適用工程を更に具備し、該化粧料適用工程の後に前記静電スプレー工程を備える、請求項1ないし8のいずれか一項に記載の被膜の製造方法。
- 前記静電スプレー装置は、前記収容部と、前記ノズルと、前記電源と、前記電圧安定化装置とを収容する片手で把持可能な筐体を更に備える、請求項1ないし9のいずれか一項に記載の被膜の製造方法。
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