JPWO2018221406A1 - 中空粒子及び化粧料 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、組成の99%以上がシリカであれば、粒子の空隙率は5〜86%である。
次に、本発明の中空粒子の製造方法について説明する。
はじめに、球状の無機酸化物微粒子が水に分散されたゾルを用意する。ゾルには、無機酸化物微粒子が固形分換算で1〜30重量%含まれることが望ましい。ここで、無機酸化物微粒子は、成分にシリカを含有する微粒子であり、シリカ−アルミナ、シリカ−ジルコニア、シリカ−チタニアなどの複合酸化物の微粒子、およびシリカ微粒子が例示できる。化粧料に配合することを考慮すると、非晶質のシリカ微粒子が好適である。なお、微粒子の組成の違いによって製造条件を変更する必要はない。
工程Aで得られたスラリーを用いて、従来公知の噴霧乾燥方法で造粒する。例えば、スプレードライヤーによる噴霧乾燥法では、噴霧液(スラリー)を熱風気流中に1〜3リットル/時の速度で噴霧する。これによって中空粒子が得られる。このとき、熱風の温度は、入口温度で70〜600℃、出口温度で40〜300℃の範囲が好ましい。入口温度が70℃未満だと、固形分の乾燥が不充分となる。また600℃を超えると、粒子形状が歪むおそれがある。また、出口温度が40℃未満であると、固形分の乾燥度合いが悪く、粒子が装置内に付着しやすい。必要に応じて、得られた粒子を、洗浄、乾燥、焼成してもよい。
本発明の中空粒子を化粧料に用いると、従来のシリカ粒子等の無機粒子と異なり、転がり感、転がり感の持続性、及び均一な延び広がり性だけでなく、プラスチックビーズ特有のソフト感としっとり感という、化粧料の感触改良材に求められる代表的な感触特性が得られる。
平均粒子径11nmのシリカ微粒子が水に分散されたゾル(市販品:日揮触媒化成(株)製;Cataloid SI−30、シリカ濃度30重量%)を陽イオン交換し、pHを2.0に調整した。これにより、固形分濃度30重量%のシリカゾルが無機酸化物ゾルとして得られた。このシリカゾルにはシリカ微粒子が無機酸化物微粒子として含まれている。
それぞれの粒子の粒度分布をレーザー回折法により測定した。この粒度分布に基づいて中空粒子の平均粒子径(d1)、無機酸化物微粒子の平均粒子径(d2)と粒子径変動係数(CV)を求めた。このとき、粒度分布から得られたメジアン値を平均粒子径とした。なお、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置LA-950v2(株式会社堀場製作所製)を用いて粒度分布を測定した。
中空粒子の粉体を磁性ルツボ(B−2型)に約30ml採取し、300℃で1時間乾燥後、デシケーターに入れて室温まで冷却する。次に、サンプルを15ml採取し、全自動ピクノメーター(QUANTACHROME社製:Ultrapyc1200e)を用いて真比重を測定した。
中空粒子の粉体をメノウ乳鉢に入れ、乳棒を用いて粉砕し、得られた粉砕物の真比重を測定した。粉砕により、中空粒子が崩壊して、内部の空洞がなくなっている。そのため、粉砕物の真比重を外殻の真比重とした。
中空粒子の粉体を磁性ルツボ(B−2型)に約30ml採取し、300℃で1時間乾燥させた後、デシケーターに入れて室温まで冷却した。次に、試料を1.0g取り、全自動表面積測定装置(湯浅アイオニクス社製、マルチソーブ12型)を用いて、BET法で比表面積(m2/g)を測定した。そして、シリカの比重を2.2g/cm3として単位体積当たりの比表面積に換算した。
中空粒子の粉体10gをルツボに取り、105℃で1時間乾燥させた後、デシケーターに入れて室温まで冷却した。次いで、よく洗浄したセルに試料1.0gを入れ、窒素吸着装置を用いて窒素を吸着させ、以下の式から細孔容積を算出した。
上式で、Vは圧力735mmHgにおける標準状態の吸着量(ml)、Vcは圧力735mmHgにおけるセルブランクの容量(ml)、Wは試料の質量(g)を表す。また、窒素ガスと液体窒素の密度の比は0.001567とする。
中空粒子の粉体0.1gをエポキシ樹脂約1g(BUEHLHER製EPO−KWICK)に均一に混合して常温で硬化させた後、FIB加工装置(日立製作所製、FB−2100)を用いて、20μmエリアの断面加工を行い、厚み100〜200nmの切片の試料を作製した。次いで、透過型電子顕微鏡(日立製作所製、HF−2200)を用いて、この試料を加速電圧200kVの条件下で、倍率100000倍のTEM写真を撮影した。さらに、任意のTEM写真10枚について、粒子表面の外接円と内接円の差を計測し、その平均値を中空粒子表面の凸部の大きさとした。
走査型電子顕微鏡を用いて撮影したSEM写真を観察し、中空粒子の凸部の数を評価した。無作為に選択した粒子100〜200個のSEM画像を解析して凸部の形状が球冠状かどうかを確認した。また、5nm以上の大きさの凸部をカウントし、1μm2の投影部に5個以上形成されているかどうかを確認した。
蒸留水9.0gとグリセリン(関東化学(株)製、特級)91.0gを混合し、屈折率1.46のグリセリン水溶液を調製した。このグリセリン水溶液7.0gに中空粒子の粉体3.0gを加え、超音波を30分間照射((株)エスエヌディ製US−2KS)して分散した。得られた分散液のHazeを色彩・濁度同時測定器(日本電色(株)製300A)を用いて測定し、中空粒子のHazeとした。
中空粒子の粉体0.2gを白金皿で精秤し、硫酸10mlと弗化水素酸10mlを加えて、砂浴上で硫酸の白煙が出るまで加熱した。冷却後、水約50mlを加えて加温溶解した。冷却後、水200mlに希釈しこれを試験溶液とした。この試験溶液について誘導結合プラズマ発光分光分析装置(島津製作所(株)製、ICPS−8100、解析ソフトウェアICPS−8000)を使用し、中空粒子の組成率を求めた。
中空粒子の赤外吸収スペクトルを、FT−IR6300(日本分光社製)を用いて測定し、波数(cm−1)とクベルカムンク式で計算した吸光度との関係を示すグラフを作成した。得られたグラフから、3730〜3750cm−1における最大吸光度(I1)と1160〜1260cm−1における最大吸光度(I2)を読み取り、吸光度比(I1/ I2)を算出した。
実施例1で、シリカゾル(SI−30)の代わりに、SS−160(日揮触媒化成(株)製、平均粒子径160nm)を使用し、固形分濃度16重量%の無機酸化物ゾルを調製した。このゾルと実施例1の珪酸液を表1に示した固形分重量比になるように加え、分散スラリーを得た。この分散スラリーを用いて、実施例1と同様に中空粒子の粉体を調製し、測定した。
本実施例では、2流体ノズルの気体供給圧力を0.3MPaとした。これ以外は実施例1と同様に、中空粒子の粉体を調製し、測定した。
本実施例では、2流体ノズルの気体供給圧力を0.6MPaとした。これ以外は実施例1と同様に、中空粒子の粉体を調製し、測定した。
本実施例では、JIS3号水硝子を陽イオン交換せずに珪酸液(II)として使用し、噴霧乾燥時の入口温度を380℃とした。これ以外は実施例1と同様に乾燥粉体を調製した。得られた乾燥粉体100gを、硫酸水溶液(25%)中に懸濁し、中和した。中和して得られたスラリーをブフナー漏斗(関谷理化硝子器械(株)製3.2L)を用いて定量濾紙(アドバンテック東洋(株)製No.2)で濾過した。その後、純水で繰り返し洗浄し、ケーキ状物質を得た。このケーキ状物質を乾燥(120℃、16時間)させ、乾燥粉体αを得た。その後、1000℃で3時間焼成し、乾式篩処理を行って粉体を得た。この粉体を実施例1と同様に測定した。
本実施例では、分散スラリー内の無機酸化物ゾルのシリカ成分(I)と珪酸液のシリカ成分(II)の固形分重量比(I/II)を50/50に変更した。これ以外は実施例1と同様に、中空粒子の粉体を調製し、測定した。
実施例1で、シリカゾル(SI−30)の代わりに、SI−80P(日揮触媒化成(株)製、平均粒子径80nm)を使用して無機酸化物ゾルを調製した。このゾルと実施例1の珪酸液を表1に示した固形分重量比になるように加えた。これにより得られた分散スラリーを用いて、実施例1と同様に中空粒子の粉体を調製し、測定した。
本実施例では、焼成条件を1000℃、3時間とした。これ以外は実施例1と同様に、中空粒子の粉体を調製し、測定した。
実施例1で、シリカゾル(SI−30)の代わりに、USBB−120(日揮触媒化成(株)製、平均粒子径5nm、組成:シリカ/アルミナ=70/30)を使用し、固形分濃度23重量%の無機酸化物ゾルを調製した。このゾルと実施例1の珪酸液を表1に示した固形分重量比になるように加えた。これにより得られた分散スラリーを用いて、実施例1と同様に中空粒子の粉体を調製し、測定した。
実施例1で、シリカゾル(SI−30)の代わりに、SI−550(日揮触媒化成(株)製、平均粒子径5nm)を使用し、固形分濃度10重量%の無機酸化物ゾルを調製した。このゾルと実施例1の珪酸液を表1に示した固形分重量比になるように加えた。これにより得られた分散スラリーを用いて、実施例1と同様に粒子の粉体を調製し、測定した。
分散スラリー内の無機酸化物ゾルのシリカ成分(I)と珪酸液のシリカ成分(II)の固形分重量比(I/II)が95/5になるように混合した。これ以外は実施例1と同様に、粒子の粉体を調製し、測定した。
本比較例では、分散スラリー内の無機酸化物ゾルのシリカ成分(I)と珪酸液のシリカ成分(II)の固形分重量比(I/II)が50/50になるように混合した。さらに、2流体ノズルの気体供給圧力を0.05MPa、噴霧速度を4L/時とした。これ以外は実施例1と同様に、粒子の粉体を調製し、測定した。
本比較例では、分散スラリー内の無機酸化物ゾルのシリカ成分(I)と珪酸液のシリカ成分(II)の固形分重量比(I/II)が1/99になるように混合した。これ以外は実施例1と同様に、粒子の粉体を調製し、測定した。
本比較例では、シリカゾルを用いずに珪酸液だけで分散スラリーを調製した。これ以外は実施例1と同様に、粒子の粉体を調製し、測定した。
各実施例と比較例により得られた粒子の粉体について、20名の専門パネラーによる官能テストを行い、さらさら感、しっとり感、転がり感、均一な延び広がり性、肌への付着性、転がり感の持続性、およびソフト感の7つの評価項目(感触特性)に関して聞き取り調査を行った。その結果を以下の評価点基準(a)に基づき評価した。さらに、各人がつけた評価点を合計し、以下の評価基準(b)に基づき粒子の感触を評価した。
評価点基準(a)
5点:非常に優れている
4点:優れている
3点:普通
2点:劣る
1点:非常に劣る
評価基準(b)
◎:合計点が80点以上
○:合計点が60点以上80点未満
△:合計点が40点以上60点未満
▲:合計点が20点以上40点未満
×:合計点が20点未満
その結果を表3に示す。表から解るように、各実施例の粉体は、化粧料の感触改良材として極めて優れているが、比較例の粉体は、感触改良材として適していない。
表4に示す配合比率(重量%)で、各実施例(または比較例)の粒子の粉体と、他の成分(2)〜(9)をミキサーに入れて撹拌し、均一に混合させた。次に、化粧料成分(10)〜(12)をこのミキサーに入れて撹拌し、さらに均一に混合させた。得られたケーキ状物質を解砕処理した後、その中から約12gを取り出し、46mm×54mm×4mmの角金皿に入れてプレス成型した。この様にして得られたパウダーファンデーションについて、20名の専門パネラーによる官能テストを行い、(i)肌への塗布中の均一な延び、しっとり感、滑らかさ、および(ii)肌に塗布後の化粧膜の均一性、しっとり感、やわらかさの6つの評価項目に関して聞き取り調査を行った。その結果を前述の評価点基準(a)に基づき評価する。また、各人がつけた評価点を合計し、前述の評価基準(b)に基づきファンデーションの使用感を評価した。結果を表5に示す。
Claims (7)
- 平均粒子径(d1)が1〜20μmの範囲にあり、外殻の内部に空洞を有するバルーン構造の中空粒子であって、該粒子の真比重が0.3〜3.0g/cm3、BET法で求めた単位体積あたりの比表面積が0.5m2/cm3以上60m2/cm3未満であり、粒子表面に3〜100nmの凸部を有することを特徴とする中空粒子。
- 前記凸部が、1μm2当たり5個以上存在することを特徴とする請求項1に記載の中空粒子。
- 前記凸部が球冠状であることを特徴とする請求項1または2に記載の中空粒子。
- 前記外殻が成分としてシリカを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の中空粒子。
- 前記外殻の真比重は2.2g/cm3以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の中空粒子。
- 屈折率1.46の分散液中における該中空粒子のHazeが50%以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の中空粒子。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の中空粒子が配合された化粧料。
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