WO2020246510A1 - 複合粒子およびその製造方法、パーソナルケア製品、パーソナルケア用粒子およびその製造方法、パーソナルケア用品、パーソナルケア用組成物 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to composite particles, a method for producing composite particles, a personal care product containing composite particles, and a particle for personal care, a method for producing particles for personal care, a personal care product, and a composition for personal care.
  • makeup products such as foundations include oil-based raw materials such as oils and waxes, UV absorbers and colorants, bactericides, antioxidants, preservatives, moisturizers, vitamins, amino acids, hormones, and natural extracts. It contains functional materials such as substances and microparticles to improve the familiarity with the skin.
  • a functional material is added to a dispersion solvent component in which water, alcohol, oil or the like is combined in an arbitrary composition.
  • microparticles are microsize-order particles formed from various polymers such as polyethylene and polypropylene, and are used in foundations for the purpose of improving usability and imparting soft focus, or as an exfoliating agent for face washing. It is widely used for personal care applications, such as being used for materials.
  • microparticles used in the foundation it has been studied to make the microparticles porous or hollow for the purpose of improving the usability of the foundation, imparting oil absorption, impregnating the active ingredient, and exhibiting high soft focus. ..
  • microparticles as a core substance and forming a microcapsule structure in which the particle surface is coated with a wall film, further functionalization and expression have been attempted. Specifically, by incorporating functional materials such as pharmaceuticals, fragrances, enzymes, pigments, dyes, etc. into the core substance and then microencapsulating them, the functional materials can be protected and the release behavior can be controlled. Is possible. It is also possible to further impart a functional material to the wall film itself that covers the core material.
  • microparticles on the order of microsize have a large specific surface area, they generally easily aggregate, and dispersion stability is an issue. Therefore, there is a strong demand for new microparticles that have good dispersion stability and can be applied to personal care products that exhibit various functions such as moisturizing property, pore correction, and soft focus property and are familiar to the skin.
  • Patent Document 1 discloses that finely divided cellulose, that is, cellulose nanofibers (hereinafter, also referred to as CNF) can be obtained by repeating mechanical treatment of wood cellulose with a blender or a grinder. It has been reported that the CNF obtained by this method has a minor axis diameter of 10 to 50 nm and a major axis diameter of 1 ⁇ m to 10 mm.
  • CNF finely divided cellulose
  • This CNF is 1/5 lighter than steel, boasts more than 5 times the strength, and has a huge specific surface area of 250 m 2 / g or more, so it is expected to be used as a filler for resin reinforcement and an adsorbent. ing.
  • Non-Patent Document 1 discloses a method for selectively phosphoric acid esterifying the surface of fine fiber of cellulose by using phosphoric acid esterification treatment.
  • Patent Document 2 discloses a method for performing carboxymethylation by reacting cellulose with monochloroacetic acid or sodium monochloroacetate in a high-concentration alkaline aqueous solution.
  • a carboxy group may be introduced by directly reacting cellulose with a carboxylic acid anhydride compound such as maleic acid or phthalic acid gasified in an autoclave.
  • TEMPO 2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxyradical
  • Patent Document 3 The oxidation reaction using TEMPO as a catalyst (TEMPO oxidation reaction) is capable of environmentally friendly chemical modification that proceeds in an aqueous system, at room temperature, and at normal pressure, and when applied to cellulose in wood, the reaction occurs inside the crystal. Without proceeding, only the alcoholic primary carbon contained in the cellulose molecular chain on the crystal surface can be selectively converted into a carboxy group.
  • CSNF Cellulose single nanofibers
  • TEMPO cellulose oxide nanofibers
  • CSNF exhibits high dispersion stability derived from the carboxy group on the surface.
  • Wood-derived CSNF obtained from wood by a TEMPO oxidation reaction is a structure having a high aspect ratio with a minor axis diameter of about 3 nm and a major axis diameter of several tens nm to several ⁇ m, and an aqueous dispersion and a molded product thereof. Has been reported to have high transparency. Further, Patent Document 4 reports that the laminated film obtained by applying and drying a CSNF dispersion has a gas barrier property.
  • Patent Document 5 discloses a composite (metal nanoparticle-supported CSNF) in which metal nanoparticles are supported on CSNF by reducing and precipitating a metal in a state where metal ions are adsorbed on a carboxy group on the surface of CSNF. There is.
  • This Patent Document 5 discloses an example in which a metal nanoparticle-supported CSNF is used as a catalyst, and the catalytic activity is improved by making it possible to disperse and stabilize the metal nanoparticles in a state where the specific surface area is large. Has been reported.
  • Patent Document 6 discloses that chitin nanofibers (chitin nanofibers) can be obtained by pulverizing chitin and / or chitosan collected from crab shells or the like into ultrafine fibers.
  • Chitin nanofibers are recyclable resources and have antibacterial and biodegradable properties, and are expected to be added to foods and cosmetics, reinforcing fibers such as films, used for agricultural resources, and used for medical purposes. Will be done. Since chitin and / or chitosan are tightly bound to each other with strong hydrogen bonds, it is not easy to prepare a complete individual nanofiber from chitin and / or chitosan. According to the chitin nanofibers described in Patent Document 6 and the method for producing the same, a dispersion liquid containing the chitin nanofibers separated into individual pieces can be obtained by a simple step.
  • the solvent of the dispersion liquid of fine fibers is simply removed by heat drying or the like, the fine fibers are aggregated, keratinized, or formed into a film, and the characteristic that the specific surface area of the fine fibers is large is effectively utilized. It is difficult to do so, and stable function expression becomes difficult. Further, since the solid content concentration of the fine fibers is low, a large amount of energy is applied to the solvent removing step itself by drying, which also contributes to impairing business feasibility. As described above, handling fine fibers such as cellulose nanofibers and chitin nanofibers in the state of a dispersion liquid itself causes a decrease in business feasibility. Therefore, it is strongly desired that the composite particles in which the fine fibers are bonded to the surface have a new handling mode that can effectively utilize the characteristic that the specific surface area of the fine fibers is large, and are easy to wash and separate from the solvent. ing.
  • the first object of the present invention is that as composite particles in which fine fibers are bonded to the surface, spherical particles are retained even if they are porous particles or hollow particles having a high porosity, and they have excellent dispersion stability and good compatibility with the skin. It is to provide a product capable of exhibiting excellent oil absorption and moisturizing properties.
  • a second object of the present invention is to provide particles for personal care that have good dispersion stability and are familiar to the skin and exhibit various functions such as moisturizing property and color developing property.
  • the present invention provides the following first, second, and third aspects.
  • a composite particle having core particles having pores and fine fibers composed of at least one of cellulose nanofibers and chitin nanofibers which are bound to the surface of the core particles and are in an inseparable state.
  • (2) Droplets containing a pore-forming agent that is removed to form pores and a core material that is solidified into core particles are dispersed in the dispersion, and the surface of the droplets is coated with fine fibers.
  • a method for producing a composite particle which comprises a step of recovering the core particle from the dispersion liquid of the core particle, removing a pore forming agent from the inside of the recovered core particle, and forming pores inside the core particle.
  • a W / O type emulsion in which droplets containing a pore-forming agent that is removed to form pores are dispersed in a core material that is solidified into core particles is prepared and used as a fine fiber dispersion.
  • the composite particles of the first aspect can be included in personal care products.
  • the present invention provides the following fourth, fifth, and sixth aspects.
  • [Fifth aspect] A step of defibrating one or both of a cellulose raw material and a chitin / chitosan raw material in a solvent to obtain a dispersion liquid of fine fibers which are at least one of cellulose nanofibers and chitin nanofibers, and (22).
  • a process of supporting a functional material exhibiting a personal care function on the fine fibers to obtain a dispersion liquid of the fine fibers on which the functional material is supported and (23) functional material.
  • the step of dispersing the droplets containing the core material in the dispersion liquid of the fine fibers on which the core material is carried and coating the surface of the droplets with the fine fibers on which the functional material is carried, and (24) the functional material A method for producing personal care particles, comprising a step of solidifying the core material inside the droplets coated with the supported fine fibers.
  • a method for producing particles for personal care which comprises a step of supporting the fibers.
  • the personal care particles of the fourth aspect can be contained in personal care products and personal care compositions.
  • the composite particles of the first aspect of the present invention as composite particles in which fine fibers are bonded to the surface, spherical particles are retained even in porous particles or hollow particles having a high porosity, and the dispersion stability is excellent. It fits well on the skin and can be expected to exhibit excellent oil absorption and moisturizing properties.
  • the composite particles of the first aspect of the present invention can be produced.
  • the core particles are coated with fine fibers having high safety, high hydrophilicity, and a large specific surface area, so that they are slippery and familiar to the skin and moisturize. It can be expected to be excellent in sex.
  • the functional material is supported on the fine fibers having a large specific surface area, the dispersion stability of the functional material is maintained, and the functional material such as ultraviolet protection (absorption and / or scattering), color development, antibacterial, etc. It is possible to provide particles for personal care that effectively exert their functions. Furthermore, since cellulose nanofibers and chitin nanofibers are composed of biodegradable polymers cellulose and chitin / chitosan, the use of biodegradable polymers as the polymer contained in the core particles puts a burden on the environment. Reduced personal care particles can be provided. According to the production methods of the fifth and sixth aspects of the present invention, the personal care particles of the fourth aspect of the present invention can be produced.
  • the composite particle 1 of the present embodiment is in an inseparable state by being bound to the surface of the core particle 2 having a pore 4 and the core particle 2.
  • Cellulose nanofibers and fine fibers 3 which are at least one of chitin nanofibers. That is, the fine fiber 3 may be only one of the cellulose nanofiber and the chitin nanofiber, or may contain both.
  • the core particle 2 has a large number of small pores 4. That is, FIG. 1A shows the composite particle 1 in which the core particle 2 is a porous particle. In the core particle 2, there is a portion where the pores 4 exist independently, and there is a portion where a plurality of pores 4 are connected. Some of the pores 4 existing on the outer peripheral portion of the core particle 2 are open on the surface of the core particle 2, and some are not.
  • the core particle 2 has a plurality of relatively large pores 4. That is, FIG. 1B shows the composite particle 1 in which the core particle 2 is a multi-hollow particle.
  • the core particle 2 has one large pore 4. That is, FIG. 1C shows the composite particle 1 in which the core particle 2 is a single hollow particle.
  • the size, shape, and number of the pores 4 of the core particles 2 are not particularly limited, and the number of the pores 4 may be one or a plurality. Further, the pores 4 may exist independently, a plurality of pores 4 may be connected to each other, and the pores 4 may be open to the surface of the core particles 2 or may be closed.
  • the fine fibers 3 are formed as a coating layer covering the surface of the core particles 2. That is, it is preferable that the composite particles of the first aspect are formed as a coating layer in which fine fibers cover the surface of the core particles.
  • the method for producing the composite particle 1 is not particularly limited, and a known method can be used, and a chemical preparation method or a physicochemical preparation method can be used.
  • Examples of the chemical preparation method include a polymerization granulation method (emulsification polymerization method, suspension polymerization method, seed polymerization method, radiation polymerization method, etc.) in which particles are formed from a polymerizable monomer in a polymerization process.
  • Examples of the physicochemical preparation method include a dispersion granulation method (spray dry method, in-liquid curing method, solvent evaporation method, phase separation method, solvent dispersion cooling method, etc.) in which particles are formed from a polymer solution in which fine droplets are formed. Be done.
  • a droplet containing a pore-forming agent (a material that is removed in a later step to form pores) and a core material that is solidified to form core particles (core particle precursor, core precursor).
  • a pore-forming agent a material that is removed in a later step to form pores
  • a core material that is solidified to form core particles core particle precursor, core precursor.
  • the core material inside the droplet is solidified.
  • the core particles containing a pore forming agent inside and the surface of which is coated with fine fibers and the fine fibers can be bonded to each other to form an inseparable state.
  • the pore forming agent is removed in the process of solidifying the core material or after solidifying.
  • this method by using fine fibers, stable droplets can be formed without using additives such as surfactants, and even if the porosity is high, the spherical shape can be maintained. It is possible to obtain composite particles that are highly dispersible, slippery, and familiar to the skin.
  • the O / W type emulsion is also called an oil droplet type (Oil-in-Water) in water, in which water is a continuous phase and oil is dispersed as oil droplets (oil particles) in the continuous phase.
  • the core material is not particularly limited as long as it can be solidified to form core particles.
  • a polymerizable monomer, a molten polymer, and a dissolved polymer can be used as the core material.
  • the method of solidifying the core material is not particularly limited, and the core material can be solidified by polymerizing the polymerizable monomer, coagulating the molten polymer, or removing the solvent from the dissolved polymer.
  • a non-polymerizable solvent As the pore forming agent, a non-polymerizable solvent, a linear polymer, solid fine particles and the like can be used.
  • the non-polymerizable solvent include hydrophobic solvents such as n-hexane, n-heptane, n-dodecane and toluene, hydrophilic solvents such as ethanol and methanol, and water.
  • the linear polymer include polymethylmethacrylate, polyethylene oxide, polypropylene oxide, and polymethylsiloxane.
  • the solid fine particles include calcium carbonate and the like.
  • the method for removing the pore forming agent is not particularly limited, and examples thereof include drying under normal pressure or reduced pressure conditions at normal temperature or heating conditions, and dissolving with a good solvent such as toluene, depending on the pore forming agent used. Be done.
  • the core material is mixed with the non-polymerizable solvent and dissolved to obtain a solution, and droplets containing this solution (core material and non-polymerizable solvent) are added.
  • the surface of the droplet is coated with the fine fiber by dispersing it in the dispersion liquid of the fine fiber.
  • the core material inside the droplet is solidified.
  • the non-polymerizable solvent dissolved in the core material is removed by leaving the droplets and entering the dispersion liquid in the process of solidifying the core material. As a result, it is possible to obtain composite particles in which the portion where the non-polymerizable solvent was present is pores.
  • a continuous phase hydrophilic solvent is absorbed inside the droplet and functions as a pore forming agent.
  • a W / O type emulsion is prepared by dispersing a hydrophilic solvent (pore forming agent) such as water in the core material in advance using an oil-soluble surfactant or a stabilizer such as fine fibers.
  • W / O type emulsion is dispersed in a dispersion of fine fibers to prepare a W / O / W type emulsion, and then the core material is solidified and a hydrophilic solvent such as water is removed to make it porous or hollow.
  • Composite particles can be obtained.
  • the W / O type emulsion is also referred to as a water droplet type (Water-in-Oil) in oil, in which oil is a continuous phase and water is dispersed as water droplets (water particles) in the continuous phase.
  • the W / O / W type emulsion is a double emulsion in which oil droplets (oil particles) in which water droplets (water particles) are dispersed inside are dispersed in water, and is also called a water-in-water emulsion.
  • a good solvent such as toluene after producing the particles coated with fine fibers.
  • Personal care products are products such as cosmetics and toiletries that keep human skin clean, groomed and beautified. Hair care, oral care, odor care, nail care, body care, skin care, makeup related products, etc. For example, toothpaste, perfume, nail lacquer, lotion, milky lotion, cleansing agent, eye shadow, eye liner, foundation, etc. Teaks, hair gels, hair sprays, shampoos, rinses, hair restorers, lotions, creams and soaps.
  • the composite particle 1 of the present embodiment can be produced by the production method shown in FIGS. 2 and 3.
  • the manufacturing method shown in FIG. 2 corresponds to the manufacturing method (manufacturing method I) of the second aspect described above, and has a first step, a second step, a second step, a third step, and a fourth step.
  • the cellulose raw material or the chitin / chitosan raw material is defibrated in the hydrophilic solvent 7 to obtain fine fibers 3 which are either cellulose nanofibers or chitin nanofibers.
  • This is a step of obtaining a dispersion liquid (dispersion liquid in which fine fibers 3 are dispersed in a hydrophilic solvent 7) 11A.
  • the second 2-i step is a step of dispersing the droplet 6 containing the pore forming agent and the core material in the dispersion liquid 11A of the fine fiber 3 and coating the surface of the droplet 6 with the fine fiber 3.
  • an ⁇ / W type pickering emulsion having the dispersion liquid 11A of the fine fibers 3 as the continuous phase and the droplet 6 containing the pore forming agent and the core material as the dispersion phase was prepared. obtain.
  • the core material inside the droplet 6 is solidified, and the surface of the core particle 2 containing a pore-forming agent (for example, the droplet 9) is finely divided.
  • This is a step of obtaining a dispersion liquid 12 of particles 10 coated with fibers 3.
  • the fourth step is a step of collecting the particles 10 from the dispersion liquid 12 in the state shown in FIG. 2 (c) and then removing the pore forming agent (for example, droplets 9) contained inside the solidified core particles 2. Is.
  • composite particles particles in which the surface of core particles 2 having pores 4 are coated with fine fibers 3) 1 are obtained.
  • the O / W type pickering emulsion is stabilized by adsorbing the fine fibers 3 on the interface of the droplet 6 containing the pore forming agent and the core material dispersed in the hydrophilic solvent 7. .. Then, while maintaining this stabilized state, the core material inside the droplet 6 of the emulsion is solidified to form core particles, and the pore forming agent (non-polymerizable solvent contained in the droplet 6) is formed from the core particles. , The hydrophilic solvent 7 and the like absorbed in the droplet 6 by the action of the excess oil-soluble surfactant contained in the droplet 6) are removed to obtain the composite particle 1.
  • a hydrophobic non-polymerizable solvent is contained inside the droplet 6, when the core material solidifies, the non-polymerizable solvent is deposited as oil droplets inside the core particles 2, and the oil droplets should be removed. Therefore, the core particle 2 having the pores 4 can be obtained.
  • the hydrophilic solvent 7 is absorbed inside the droplet 6 and functions as a pore forming agent.
  • core particles 2 containing the hydrophilic solvent 7 can be obtained, and by removing the hydrophilic solvent 7, core particles 2 having pores 4 can be obtained.
  • the manufacturing method shown in FIG. 3 corresponds to the manufacturing method of the third aspect (manufacturing method II) described above, and has a first step, a second ii step, a third i step, and a fourth step.
  • the first step as shown in FIG. 3A, the cellulose raw material or the chitin / chitosan raw material is defibrated in the hydrophilic solvent 7 to obtain fine fibers 3 which are either cellulose nanofibers or chitin nanofibers.
  • This is a step of obtaining the dispersion liquid 11A.
  • a pore-forming agent such as a hydrophilic solvent is dispersed in the core material in advance using a stabilizer to prepare a W / O type emulsion solution of hydrophilic droplets, and this emulsion solution is used.
  • This is a step of dispersing the hydrophobic droplets in the dispersion liquid 11A of the fine fibers 3 as hydrophobic droplets and coating the surface of the hydrophobic droplets with the fine fibers 3. That is, in the second 2-ii step, a W / O / W type emulsion liquid in which the droplets composed of the W / O type emulsion liquid is the dispersed phase and the hydrophilic solvent 7 is the continuous phase is obtained.
  • a hydrophilic solvent or the like is used on the core material (any of the polymerizable monomer, the dissolved polymer, and the molten polymer) 41 by using the stabilizer 8.
  • a W / O-type emulsion 13 of droplets 9 made of a hydrophilic pore-forming agent is prepared.
  • the droplet 6 containing the W / O type emulsion 6 is W / O type.
  • the W / O / W type emulsion 14 is prepared by dispersing the mixture in the emulsion 13 and coating the surface of the droplet 6 containing the W / O type emulsion with the fine fibers 3.
  • FIG. 3D is an enlarged view of the droplet 6.
  • the core material inside the droplet 6 is solidified to obtain a dispersion liquid 12 of the particles 10 in which the surface of the core particles 2 is coated with the fine fibers 3.
  • the inside of the core particle 2 contains a droplet 9 made of a pore forming agent.
  • the particles 10 are recovered from the dispersion liquid 12 in the state shown in FIG. 3 (e), and the pore forming agent (droplets 9 are dispersed inside the droplets 6) contained inside the core particles 2.
  • composite particles particles in which the surface of core particles 2 having pores 4 are coated with fine fibers 3) 1 are obtained.
  • fine particles are formed at the interface of "droplets 6 composed of a liquid in which droplets (droplets of hydrophilic pore-forming agent) 9 are dispersed in the core material 41" dispersed in the hydrophilic solvent 7.
  • the adsorption of the fibers 3 stabilizes the W / O / W type pickering emulsion.
  • the core material 41 contained in the droplet 6 in the emulsion is solidified while maintaining this stabilized state.
  • the free fine fibers 3 and the continuous phase hydrophilic solvent 7 are separated from the dispersion liquid 12 of the particles 10 in which the surface of the core particles 2 is coated with the fine fibers 3 by filtration or the like, and then the core particles.
  • the composite particle 1 is obtained by removing the hydrophilic solvent (pore forming agent) dispersed as droplets 9 inside 2.
  • indivisible means that the fine fibers are coated by centrifuging the dispersion containing the particles or composite particles coated with the fine fibers to remove the supernatant, and then adding a solvent to redisperse the dispersion. Even after repeating the operation of collecting and cleaning particles and composite particles or the operation of cleaning with a solvent by filtration cleaning using a membrane filter, the core particles and fine fibers do not separate, and the core particles are made of fine fibers. It means that the covering state of is maintained. The coating state can be confirmed by observing the surface of the composite particles with a scanning electron microscope.
  • particles or composite particles coated with fine fibers are prepared using an O / W type emulsion stabilized by the fine fibers as a template. Then, the core material is solidified to form core particles in a state where the fine fibers are in contact with the core material inside the droplets of the emulsion. Therefore, it is presumed that the fine fibers are physically immobilized on the surface of the core particles, and finally the core particles and the fine fibers are inseparable.
  • particles or composite particles coated with fine fibers are produced using an O / W type emulsion stabilized by fine fibers as a template, the O / W type emulsion is stabilized, and thus O / W. It is possible to obtain particles or composite particles coated with spherical fine fibers derived from a mold emulsion. Specifically, it is preferable that a coating layer made of fine fibers is formed on the surface of the spherical core particles with a relatively uniform thickness.
  • the surface of the core particle is coated with high-strength fine fibers, it can maintain a spherical shape even if the pore ratio (porosity or hollow ratio) is high, and high light diffusion It is possible to realize property and smooth usability, excellent moisturizing property, and dispersibility.
  • the particle size of the composite particles can be confirmed by observing with an optical microscope.
  • the average particle size can be calculated by measuring the diameters of 100 randomly selected composite particles and taking the average value of the particle diameters.
  • the average particle size is not particularly limited, but is preferably 0.1 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the fine fibers are preferably formed as a coating layer on the surface of the core particles.
  • the coating layer preferably covers the entire surface of the core particles, but does not necessarily cover the entire surface.
  • the thickness of the coating layer composed of fine fibers is not particularly limited, but is preferably 3 nm or more and 1000 nm or less.
  • the composite particles fixed with the embedding resin were cut with a microtome and observed with a scanning electron microscope, and the thickness of the coating layer in the cross-sectional image of the composite particles in the image was 100 points on the image. It can be calculated by measuring at random and taking the average value. Further, it is preferable that the composite particles are uniformly coated with a coating layer having a relatively uniform thickness. When the thickness of the coating layer is uniform, the dispersion stability is high.
  • the coefficient of variation of the thickness value of the coating layer described above is preferably 0.5 or less, and more preferably 0.4 or less.
  • the fine fibers constituting the composite particles of the present embodiment are cellulose nanofibers and / or chitin nanofibers.
  • Cellulose nanofibers are fibers composed of cellulose and cellulose derivatives and having a number average minor axis diameter of 1 nm or more and 1000 nm or less.
  • the chitin nanofiber is a fiber composed of chitin and / or chitosan, chitin and / or a derivative of chitosan and having a number average minor axis diameter of 1 nm or more and 1000 nm or less.
  • Cellulose nanofibers (CNF) are fine fibers obtained by pulverizing a cellulose raw material obtained from wood or the like into ultrafine fibers, and are safe and biodegradable.
  • Chitin nanofiber (chitin NF) is a fine fiber obtained by crushing chitin and / or chitosan (hereinafter, chitin / chitosan) raw material collected from crab shells or the like into ultrafine fibers, and is safe and biodegradable. Has antibacterial properties.
  • the chitin nanofibers produced by the method of Patent Document 6 are composed of non-chemically denatured chitin and / or chitosan, and do not require safety confirmation. Therefore, in particular, foods, medical treatments, drugs, and personals It will be much easier to develop applications in applications such as care that are taken into the body and used.
  • the fine fiber has an ionic functional group on the crystal surface.
  • an ionic functional group it is possible to suppress the aggregation of composite particles, and it is possible to obtain a personal care product that is familiar to the skin.
  • the functional material can be supported on the surface of the composite particle by utilizing the ionic functional group.
  • a fine fiber having an anionic functional group can easily support a cationic functional material, and a fine fiber having a cationic functional group can easily support an anionic functional material.
  • the type of ionic functional group is not particularly limited, but it is preferably an anionic functional group.
  • an anionic functional group for example, when metal fine particles are supported, metal ions can be coordinated with the anionic functional group of the fine fibers to reduce and precipitate them, and the metal fine particles can be efficiently supported. Further, since the fine fibers function as a dispersion stabilizer, the shape and particle size of the generated metal fine particles can be controlled. In addition, it is possible to suppress the desorption of metal fine particles from fine fibers in composite particles.
  • the anionic functional group is not particularly limited, and examples thereof include a carboxy group, a phosphoric acid group, and a sulfo group. Of these, a carboxy group or a phosphoric acid group is preferable, and a carboxy group is preferable because it is easy to selectively introduce it onto the surface of a cellulose crystal.
  • the content of the ionic functional group is preferably 0.1 mmol or more and 5.0 mmol or less per 1 g of the fine fiber raw material and / or the fine fiber. If it is less than 0.1 mmol, the dispersion stability of the composite particle 1 may be deteriorated, and if it exceeds 5.0 mmol, it may be difficult to stably produce the composite particle 1.
  • the fine fibers have a fiber shape derived from a microfibril structure.
  • the fine fibers are fibrous, have a number average minor axis diameter of 1 nm or more and 1000 nm or less, a number average major axis diameter of 50 nm or more, and a number average major axis diameter of 5 of the number average minor axis diameter. It is preferably more than double.
  • the crystallinity of the fine fibers is preferably 50% or more.
  • the crystal structure of the cellulose nanofibers is preferably cellulose type I.
  • the crystal structure of the chitin nanofiber may be either alpha chitin or beta chitin, but alpha chitin is preferable.
  • the core particles 2 constituting the composite particle 1 of the present embodiment have pores 4.
  • the shape, size, and number of the pores 4 can be controlled by the type and amount of the pore forming agent used.
  • the core particles 2 of the composite particles 1 may be porous particles or hollow particles.
  • the porous particles are particles having a large number of pores.
  • the specific surface area of the core particles is large. Therefore, when the composite particles are used as a personal care product, they absorb the oil of the skin to give a silky feel. Can be done.
  • the pore diameter is not particularly limited, but is preferably 2 nm or more and 30 ⁇ m or less.
  • the pore diameter is preferably 2 nm or more and 50 nm or less. If the pore diameter is less than 2 nm, a sufficient amount of water absorption or oil absorption cannot be obtained. Further, if the pore diameter exceeds 50 nm, it becomes difficult to retain the functional component.
  • the specific surface area of the composite particles is preferably 2 m 2 / g or more and 1000 m 2 / g or less, more preferably 3 m 2 / g or more and 400 m 2 / g or less, and further preferably 5 m 2 / g or more and 300 m 2 or less. It is less than / g. If the specific surface area is less than 2 m 2 / g, sufficient water absorption and oil absorption cannot be exhibited, and if it exceeds 1000 m 2 / g, the spherical shape cannot be maintained and a smooth usability can be obtained. It disappears.
  • the pore diameter and specific surface area can be measured by the gas adsorption method. For example, it can be measured by the BET method (nitrogen adsorption method) of JIS Z 8830.
  • the dry powder of the composite particle 1 is measured for BET nitrogen adsorption isotherm using an automatic specific surface area / pore distribution measuring device, and the specific surface area is calculated from the amount of nitrogen adsorption using the BET multipoint method.
  • the pore diameter (average pore diameter) and pore volume are calculated by the BJH method.
  • the oil absorption of the composite particles of the present embodiment is preferably 30 ml / 100 g or more and 800 ml / 100 g or less, more preferably 50 ml / 100 g or more and 500 ml / 100 g or less, and further preferably 70 ml / 100 g or more and 300 ml / 100 g. It is as follows. If the oil absorption amount is less than 30 ml, the makeup-retaining effect may not be sufficient when used in powder cosmetics such as powder foundation. On the other hand, if the oil absorption amount exceeds 800 ml / 100 g, other components may be absorbed.
  • the water absorption of the composite particles of the present embodiment is preferably 30 ml / 100 g or more and 800 ml / 100 g or less, more preferably 50 ml / 100 g or more and 500 ml / 100 g or less, and further preferably 70 ml / 100 g or more and 300 ml / 100 g. It is as follows. If the amount of water absorption is less than 30 ml / 100 g, it becomes difficult to absorb sweat when used for foundations and the like. When the amount of water absorption exceeds 800 ml / 100 g, the surrounding water is absorbed and the moisturizing effect is lowered.
  • the oil absorption amount can be evaluated by the method of JIS K 5101-13-1.
  • the powder of the composite particle 1 is placed on a measuring plate, and oil is gradually added to the refined sardine from the burette by 4 or 5 drops at a time. Each time, the oil is kneaded into the sample with a pallet knife. This is repeated until oil and sample lumps are formed on the refined flax. After that, the mixture is dropped drop by drop and repeated so as to be completely kneaded. The end point is where the paste becomes smooth and hard.
  • the amount of water absorption can be evaluated by using pure water instead of oil in the above method.
  • Hollow particles are particles that have closed cavities inside.
  • the number of pores (voids) in the hollow particles is not particularly limited, and the pores may be single-hollow or multi-hollow with a large number of pores.
  • the porosity when the composite particles are hollow particles is not particularly limited, but the porosity is preferably 10% or more and 90% or less, more preferably 20% or more and 80% or less, and further preferably 40%. More than 60% or less. If the porosity is less than 10%, it is difficult to exhibit sufficient soft focus. On the other hand, if the porosity exceeds 90%, it becomes difficult to obtain spherical composite particles 1.
  • the porosity can be calculated by observing the composite particles with a transmission electron microscope.
  • the dry powder of the composite particle 1 is observed with a transmission electron microscope, and the average particle diameter and the average inner diameter of 100 or more particles are calculated.
  • the average porosity can be obtained from the formula "(average inner diameter) 3 / (average particle diameter) 3 x 100".
  • a non-polymerizable solvent having high hydrophobicity is used as the pore forming agent, the non-polymerizable solvent gathers in the center in the process of solidifying the core material, so that hollow composite particles can be easily obtained.
  • a non-polymerizable solvent having a relatively high hydrophilicity is used as a pore forming agent, it becomes easy to obtain porous composite particles.
  • the composite particles of the present embodiment are preferably spherical, and particularly preferably true spherical. If it is spherical, a smooth feeling of use can be obtained when it is used as a cosmetic such as a foundation.
  • the index of sphericity can be evaluated from the circularity of the image analysis type particle size distribution meter.
  • the circularity is preferably 0.6 or more, more preferably 0.7 or more, and even more preferably 0.9 or more. If the circularity is less than 0.6, it becomes difficult to obtain a smooth feeling of use.
  • the light diffusivity can be evaluated by the light diffusivity index measured by the following method.
  • a glass plate on which the dry powder was placed was set on a spectroscopic chromatic color difference meter GC5000 manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd., and received light at an angle of ⁇ 45 ° at a wavelength of 400 nm to 700 nm at an angle of 0 °.
  • the spectral reflectance R1 and the spectral reflectance R2 that receives the incident light at an angle of ⁇ 45 ° at an angle of 45 ° are measured.
  • the ratio of R1 to R2 at a wavelength of 600 nm is calculated as a light diffusion index.
  • the light diffusion index of the composite particles is preferably 0.6 or more, more preferably 0.7 or more, and even more preferably 0.9 or more. If the light diffusion index is less than 0.6, the pore correction effect and soft focus effect when used for foundations and the like may not be sufficient.
  • the core particles constituting the composite particles of the present embodiment preferably contain an organic compound that is solid at 25 ° C.
  • an organic compound that is solid at 25 ° C. For example, paraffin, polymer, fat and oil.
  • the core particles are preferably formed of a material containing one or more kinds of polymers.
  • the polymer a known polymer can be used, and a polymer obtained by polymerizing a polymerizable monomer by a known method may be used. Examples of the polymer include acrylic polymers, epoxy polymers, polyester polymers, amino polymers, silicone polymers, fluorine polymers, urethane / isocyanate polymers, and the like.
  • the polymer is preferably a biodegradable polymer.
  • Biodegradability is a polymer that decomposes and disappears in the global environment such as soil and seawater, and / and a polymer that decomposes and disappears in vivo.
  • polymers are decomposed by enzymes possessed by microorganisms in soil and seawater, whereas they are decomposed by physicochemical hydrolysis in vivo without the need for enzymes.
  • Degradation of a polymer is the loss of morphology of the polymer as it becomes less molecular or water soluble.
  • Decomposition of the polymer is not particularly limited, but occurs by hydrolysis of the main chain, side chains, and cross-linking points, and oxidative decomposition of the main chain.
  • Biodegradable polymers include naturally occurring natural polymers and synthetic polymers.
  • Natural polymers include, for example, plant-produced polysaccharides (cellulose, starch, alginic acid, etc.), animal-produced polysaccharides (chitin, chitosan, hyaluronic acid, etc.), proteins (collagen, gelatin, albumin, etc.), and microorganisms. Examples include polyester (poly (3-hydroxyalkanoate)), polysaccharide (hyaluronic acid, etc.) and the like. Examples of the synthetic polymer include aliphatic polyesters, polyols and polycarbonates.
  • fatty acid polyesters include glycol / dicarboxylic acid polycondensation systems (polyethylene succinate, polybutylene succinate, etc.), polylactides (polyglycolic acid, polylactic acid, etc.), and polylactones ( ⁇ -caprolactone, ⁇ -caprolactone, etc.). , Others (polybutylene terephthalate, adipate, etc.).
  • the polyol include polyvinyl alcohol and the like.
  • the polycarbonate include polyester carbonate and the like.
  • polyacid anhydride, polycyanoacrylate, polyorthoester, polyphosphazene and the like are also biodegradable synthetic polymers.
  • the material forming the core particles may contain other components in addition to the polymer.
  • Other components include, for example, colorants, oil absorbers, light shields (ultraviolet absorbers, ultraviolet scatterers, etc.), antibacterial agents, antioxidants, antiperspirants, defoamers, antistatic agents, binders, etc. Bleach, chelating agent, deodorant, fragrance, fragrance, anti-foaming active substance, skin softener, insect repellent, preservative, natural extract, beauty ingredient, pH adjuster, vitamin, amino acid, hormone, fat and wax Examples thereof include oil-based raw materials such as UV rays, surfactants, inorganic particles (titanium oxide, silica, clay, etc.), and the like.
  • the other components may be in the form of solids, gases or liquids.
  • the content of the other components in the composite particles is not particularly limited, and is preferably in the range in which the composite particles can stably maintain their morphology.
  • the content ratio of other components is preferably 0.001 part by mass or more and 80 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the composite particles.
  • the composite particles of the present embodiment preferably contain a functional component in the pores.
  • a functional component By including a functional component, the function can be exhibited.
  • Examples of the method of containing the functional component include a method of impregnating the composite particle with the functional component and a method of incorporating the functional component in the process of producing the composite particle.
  • the functional component is a substance that functions by affecting living organisms such as animals, plants, and fungi. Although not particularly limited, for example, fungicides, fragrances, fertilizers (biofertilizers, chemical fertilizers, organic fertilizers, etc.), pH adjusters, pesticides (insecticides, fungicides, herbicides, etc.), plant vitalizers, plant life-prolonging agents, etc. , Pest and animal repellents, soil penetrants, nutritional components (minerals, etc.), plant hormones, inorganic particles (titanium oxide, silica, clay, etc.), antibacterial components and the like.
  • the composite particle 1 of the present embodiment preferably contains a functional component that exerts a function as a personal care product in the pores 4.
  • functional components include oil-based raw materials such as oils and waxes, colorants, oil-absorbing agents, light-shielding agents (ultraviolet absorbers, ultraviolet scattering agents, etc.), antibacterial agents, antioxidants, antiperspirants, etc.
  • UV absorbers include homomentyl salicylate, 2-cyano-3,3-diphenylprop-2-enoic acid 2-ethylhexyl ester, diparamethoxysilicate glyceryl mono-2-ethylhexanoate, para-aminobenzoic acid and its esters. , 4-tert-butyl-4'-methoxydibenzoylmethane and the like.
  • the ultraviolet scattering agent include titanium oxide and zinc oxide.
  • fragrances there are natural fragrances extracted from animals and plants, chemically synthesized synthetic fragrances, and blended fragrances prepared by blending multiple types of fragrances.
  • natural fragrances include, for example, jasmine, rose, carnation, lilac, cyclamen, tin orchid, violet, lavender, kinmokusei and other flower-based, orange, lemon, lime and other citrus-based, cinnamon, nutmeg and other spice-based, hinoki.
  • wood essential oils such as essential oils, hiba essential oils, and nutmeg essential oils.
  • Examples of synthetic fragrances include hydrocarbons such as limonene, pinen and camphen, alcohols such as linalol, geraniol, menthol, citronellol and benzyl alcohol, aldehydes such as citral, citronellal, nonazienal, benzaldehyde and synamic aldehyde, and acetophenone.
  • hydrocarbons such as limonene, pinen and camphen
  • alcohols such as linalol, geraniol, menthol, citronellol and benzyl alcohol
  • aldehydes such as citral, citronellal, nonazienal, benzaldehyde and synamic aldehyde
  • acetophenone examples include hydrocarbons such as limonene, pinen and camphen, alcohols such as linalol, geraniol, menthol, citronellol and benzyl alcohol
  • Deodorant components include diphenols such as catechin, 4-methylcatechin, 5-methylcatechin, resorcinol, 2-methylresorcinol, 5-methylresorcinol, hydroquinone; 4,4'-biphenyldiol, 3,4.
  • Biphenyldiols such as'-biphenyldiol
  • catechins such as catechin, epicatechin, epigalocatechin, epicatechin gallate
  • catechin derivatives such as dopa, dopamine, chlorogenic acid, coffee acid, parakumalic acid, tyrosine, and extracted from plants
  • Polyphenols derived from plants such as: coffee, apples, grapes, teas (green tea, roasted tea, tea, oolong tea, matechin, etc.), persimmons, soybeans, cacao, rosemary, aloe and the like.
  • Examples of the peeling agent include glycolic acid, salicylic acid, and lactic acid.
  • Examples of the aging care component include retinol palmitate, fullerene, acetylhexapeptide-8, palmitoyl pentapeptide-4, ubiquinone, platinum and the like.
  • Examples of the whitening ingredient include ascorbyl phosphate Mg, arbutin, placenta extract, chamomile flower extract and the like.
  • Examples of the anti-inflammatory component include licorice root extract, glycyrrhizic acid 2K, stearyl glycyrrhetinate, allantoin, and yoquinin extract.
  • the colorant examples include organic synthetic pigments (dye, rake, organic pigment), natural pigments, inorganic pigments, metal fine particles, polymer powder and the like. Above all, it is preferable to have an organic synthetic pigment, a natural pigment, an inorganic pigment, and metal fine particles.
  • the functional material when the functional material is supported on the fine fibers coated on the surface of the core particles, the dispersion stability of the functional material is enhanced, so that the function is effectively performed. Can be demonstrated.
  • a functional material is "supported" by fine fibers, it means that the functional material is physically or chemically, reversibly or irreversibly bonded or adsorbed to the fine fibers.
  • the functional material can be supported by a known method.
  • the functional material and the fine fiber are in an "indivisible” state.
  • “Inseparable” between fine fibers and functional materials means that the dispersion liquid containing composite particles is centrifuged to remove the supernatant, and then a solvent is added to redisperse the dispersion to recover and wash the composite particles.
  • the functional material is a material that exerts its function in a personal care product, and a known functional material can be used.
  • functional materials include oil-based raw materials such as oils and waxes, colorants, oil-absorbing agents, light-shielding agents (ultraviolet absorbers, ultraviolet scattering agents, etc.), antibacterial agents, antioxidants, antiperspirants, etc.
  • the method of supporting the functional material on the fine fibers is not particularly limited, but for example, composite particles supporting the functional material can be produced by the following method. First, a functional material is supported on the fine fibers, and then the fine fibers on which the obtained functional material is supported are used to have droplets containing a non-polymerizable solvent or surfactant and a core material. / Prepare a W-type pickering emulsion. Next, after solidifying the core material inside the droplets of the emulsion, filtration and cleaning are performed to remove the pore forming agent.
  • an O / W type pickering emulsion having droplets containing a non-polymerizable solvent or surfactant and a core material is prepared, and the core material inside the droplets of the emulsion is solidified and then solidified. It is also possible to prepare composite particles by filtering and washing, removing the pore forming agent, and then supporting the functional material on the fine fibers on the surface of the composite particles. it can.
  • the method for supporting the functional material on the fine fibers is not particularly limited, and for example, a commercially available or prefabricated functional material may be added, mixed, and adhered to the dispersion liquid of the fine fibers or composite particles.
  • a method of producing a functional material in a dispersion of fine fibers or composite particles By producing the functional material in a dispersion of fine fibers or composite particles, the functional material can be stably supported on the fine fibers and aggregation of the functional material can be suppressed.
  • the composite particle 1 of the embodiment can be produced by the methods shown in FIGS. 2 and 3 (Production Method I and Production Method II).
  • the composite particles 1 obtained by the production method I and the production method II are obtained as a dry solid, and can be redispersed to form a dispersion.
  • the particles 10 and composite particles 1 coated with fine fibers can be recovered by filtration, centrifugation, or the like, and can be obtained as a dry solid by heat drying or vacuum drying in an oven or the like. At this time, the obtained dry solid substance of the composite particle 1 does not form a film or agglomerate, and is obtained as a fine and smooth powder.
  • the porous or hollow particles can obtain a lighter texture than the solid particles, and have high light diffusivity, so that they are excellent in soft focus. Further, it is also possible to contain the functional component in a porous or hollow manner, and by supporting the functional material on the fine fibers 3, the aggregation of the functional material can be suppressed, and a uniform powder cosmetic product can be obtained. it can.
  • the dry powder of the composite particle 1 can be a dry solid which contains almost no solvent such as the hydrophilic solvent 7 and can be redispersed in the solvent. Specifically, it is a solid.
  • the fraction can be 80% or more, further 90% or more, and further 95% or more. Since the solvent can be almost removed, favorable effects can be obtained from the viewpoints of reduction of transportation cost, prevention of putrefaction, improvement of addition rate, and improvement of kneading efficiency with resin. Since the dry powder of the composite particle 1 has high hydrophilicity of the fine fibers 3 on the surface of the composite particle 1, it has a feature of absorbing moisture such as sweat or exhibiting high moisturizing property.
  • the dispersion stability derived from the fine fibers 3 bonded to the surface of the composite particles 1 is exhibited. Therefore, it can be contained in beauty essence, milky lotion, cream and the like.
  • the manufacturing method I has a first step, a second step, a second step, a third step, and a fourth step
  • the manufacturing method II has a first step, a second step, and a first step. It has a 3-i step and a fourth step.
  • the first step is a step of defibrating the fine fiber raw material in a solvent to obtain a dispersion liquid of the fine fibers.
  • the fine fiber raw material is a cellulose raw material and a chitin / chitosan raw material, which are raw materials for cellulose nanofibers and / or chitin nanofibers.
  • various fine fiber raw materials are dispersed in a solvent to prepare a suspension.
  • the concentration of the fine fiber raw material in the suspension is preferably 0.1% or more and less than 10%. If it is less than 0.1%, the solvent becomes excessive and the productivity is impaired, which is not preferable. If it is 10% or more, the suspension rapidly thickens with the defibration of the fine fiber raw material, which makes uniform defibration difficult, which is not preferable.
  • hydrophilic solvent is not particularly limited, but water; alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; cyclic ethers such as tetrahydrofuran, or mixtures thereof are preferable.
  • it contains 50% or more of water.
  • the proportion of water in the suspension is 50% or less, the dispersion of fine fibers is inhibited in the step of defibrating the fine fiber raw material described later in a solvent to obtain a fine fiber dispersion liquid.
  • the above-mentioned hydrophilic solvent is preferable as the solvent contained in addition to water.
  • the alkaline aqueous solution used for pH adjustment includes sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, ammonia aqueous solution, tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, tetraethylammonium hydroxide aqueous solution, tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution, and hydroxide.
  • examples thereof include organic alkalis such as an aqueous solution of benzyltrimethylammonium.
  • An aqueous sodium hydroxide solution is preferable from the viewpoint of cost and the like.
  • the suspension is subjected to a physical defibration treatment to refine the fine fiber raw material.
  • the method of physical defibration treatment is not particularly limited, but is limited to a high pressure homogenizer, an ultrahigh pressure homogenizer, a ball mill, a roll mill, a cutter mill, a planetary mill, a jet mill, an attritor, a grinder, a juicer mixer, a homomixer, an ultrasonic homogenizer, and a nanogenizer.
  • Mechanical processing such as underwater facing collision.
  • the cellulose in the suspension of the cellulose raw material using the hydrophilic solvent 7 as a solvent is refined, and at least one side of the structure is refined to the nanometer order.
  • a dispersion of cellulose can be obtained.
  • the number average minor axis diameter and the number average major axis diameter of the obtained fine fibers 3 can be adjusted according to the time and number of physical defibration treatments at this time.
  • a dispersion of fine fibers fine fiber dispersion liquid finely divided until at least one side of the structure is on the order of nanometers can be obtained.
  • the obtained dispersion can be used as it is, or after being diluted, concentrated, or the like, as a stabilizer for an O / W emulsion described later.
  • the dispersion of fine fibers may contain cellulose and other components other than the components used for pH adjustment, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the other components are not particularly limited, and can be appropriately selected from known additives depending on the use of the composite particle 1 and the like.
  • organometallic compounds such as alkoxysilane or hydrolysates thereof, inorganic layered compounds, inorganic acicular minerals, defoaming agents, inorganic particles, organic particles, lubricants, antioxidants, antioxidants, UV absorbers, stabilizers, magnetic materials, orientation promoters, plasticizers, cross-linking agents, pharmaceuticals, pesticides, fragrances, adhesives, enzymes, colorants, deodorants, metals, metal oxides, inorganic oxides, preservatives , Antibacterial agents, natural extracts, sea surface activators and the like.
  • the fine fibers used in the production method of the present embodiment preferably have a fiber shape within the range shown below. That is, the shape of the fine fibers is preferably fibrous. Further, the fibrous fine fibers may have a number average minor axis diameter of 1 nm or more and 1000 nm or less, preferably 2 nm or more and 500 nm or less in the minor axis diameter.
  • the number average minor axis diameter is less than 1 nm, a highly crystalline rigid fine fiber structure cannot be obtained, and composite particles are obtained by stabilizing the emulsion, polymerizing using the emulsion as a template, or solidifying the polymer. Is difficult to form.
  • it exceeds 1000 nm the size becomes too large to stabilize the emulsion, and it becomes difficult to control the size and shape of the obtained composite particles.
  • the number average major axis diameter is not particularly limited, but is preferably 5 times or more the number average minor axis diameter. If the number average major axis diameter is less than five times the number average minor axis diameter, it may not be possible to sufficiently control the size and shape of the composite particles, which is not preferable.
  • the number average minor axis diameter of the fine fibers is determined as an average value obtained by measuring the minor axis diameter (minimum diameter) of 100 fibers by observation with a transmission electron microscope and observation with an atomic force microscope. On the other hand, the number average major axis diameter of the fine fibers is determined as an average value obtained by measuring the major axis diameters (maximum diameters) of 100 fibers by observation with a transmission electron microscope and observation with an atomic force microscope.
  • the type and crystal structure of cellulose that can be used as a cellulose raw material are not particularly limited.
  • a raw material composed of cellulose type I crystals for example, in addition to wood-based natural cellulose, non-wood-based natural cellulose such as cotton linter, bamboo, hemp, bagasse, kenaf, bacterial cellulose, squirrel cellulose, and baronia cellulose Can be used.
  • rayon fibers composed of cellulose type II crystals and regenerated cellulose typified by cupra fibers can also be used.
  • wood-based natural cellulose is not particularly limited, and those generally used for producing cellulose nanofibers such as softwood pulp, hardwood pulp, and waste paper pulp can be used. Softwood pulp is preferred because of its ease of purification and miniaturization.
  • the chitin / chitosan raw material is a linear structural polysaccharide that supports and protects the body of animals such as crabs, shrimp and other crustaceans, insects, spiders and other arthropods and squid tendons, and is crystalline. Yes (there are parts where the molecules are regularly arranged), and some are bound to proteins. Chitin is a polysaccharide whose main constituent sugar is N-acetylglucosamine.
  • chitin and / or chitosan raw material When the chitin and / or chitosan raw material is isolated and purified, there is almost no purified chitin composed 100% of N-acetylglucosamine, and a chitin and / or chitosan containing glucosamine as a component is partially obtained.
  • two types of raw materials a raw material obtained by crushing a dried king crab shell to about 5 mm and a raw material obtained by crushing a wet squid soft shell to about 1 cm, can use chitin and / or chitosan raw materials.
  • the chitin / chitosan raw material is preferably purified in advance.
  • the fine fiber raw material is chemically modified. More specifically, it is preferable that an ionic functional group is introduced on the crystal surface of the fine fiber raw material. This is because the introduction of the ionic functional group into the crystal surface of the fine fiber raw material facilitates the penetration of the solvent between the crystals of the fine fiber raw material due to the osmotic effect, and facilitates the miniaturization of the fine fiber raw material. .. Further, having an ionic functional group enhances the effect of stabilizing droplets of fine fibers. In addition, the functional material can be supported by adsorbing the functional material via an ionic functional group.
  • the type of ionic functional group introduced into the crystal surface of the fine fiber raw material is not particularly limited.
  • fine fibers and a cationic functional material can be supported.
  • metal fine particles can be supported as a functional material.
  • the type and introduction method of the anionic functional group are not particularly limited, but a carboxy group or a phosphoric acid group is preferable. In the case of cellulose, a carboxy group is preferable because of the ease of selective introduction into the surface of the cellulose crystal.
  • the method for introducing a carboxy group into the crystal surface of cellulose is not particularly limited.
  • carboxymethylation may be carried out by reacting cellulose with monochloroacetic acid or sodium monochloroacetate in a high-concentration alkaline aqueous solution.
  • a carboxy group may be introduced by directly reacting cellulose with a carboxylic acid anhydride compound such as maleic acid or phthalic acid gasified in an autoclave.
  • a carboxylic acid anhydride compound such as maleic acid or phthalic acid gasified in an autoclave.
  • N-oxyl compounds such as TEMPO, which have high selectivity for oxidation of alcoholic primary carbon while maintaining the structure as much as possible under relatively mild water-based conditions, an copolymer is used. You may use the method used. Oxidation using an N-oxyl compound is more preferable for selectivity of the carboxy group introduction site and reduction of environmental load.
  • examples of the N-oxyl compound include TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxyradic) and 2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxypiperidine-1-.
  • Oxil, 4-methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 4-ethoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 4-acetamido-2,2 6,6-Tetramethylpiperidin-N-oxyl, etc. may be mentioned.
  • TEMPO having high reactivity is preferable.
  • the amount of the N-oxyl compound used may be the amount used for coloring and is not particularly limited. Usually, it is 0.01% by mass or more and 5.0% by mass or less with respect to the solid content of the wood-based natural cellulose to be oxidized.
  • Examples of the oxidation method using the N-oxyl compound include a method in which wood-based natural cellulose is dispersed in water and oxidized in the coexistence of the N-oxyl compound. At this time, it is preferable to use a copolymer together with the N-oxyl compound.
  • the N-oxyl compound is sequentially oxidized by the copolymer to form an oxoammonium salt, and the cellulose is oxidized by the oxoammonium salt.
  • the oxidation reaction proceeds smoothly even under mild conditions, and the efficiency of introducing carboxy groups is improved.
  • the oxidation treatment is carried out under mild conditions, it is easy to maintain the crystal structure of cellulose.
  • cooxidant examples include halogen, hypohalogenic acid, subhalogenic acid and perhalogenic acid, or salts thereof, halogen oxides, nitrogen oxides, peroxides, etc., if it is possible to promote the oxidation reaction.
  • Any oxidizing agent can be used.
  • Sodium hypochlorite is preferable because of its availability and reactivity.
  • the amount of the copolymer used may be an amount capable of promoting the oxidation reaction, and is not particularly limited. Usually, it is about 1 to 200% by mass with respect to the solid content of the wood-based natural cellulose to be oxidized.
  • At least one compound selected from the group consisting of bromide and iodide may be further used in combination with the N-oxyl compound and the copolymer.
  • the oxidation reaction can proceed smoothly, and the efficiency of introducing the carboxy group can be improved.
  • sodium bromide or lithium bromide is preferable, and sodium bromide is more preferable from the viewpoint of cost and stability.
  • the amount of the compound used may be any amount capable of promoting the oxidation reaction and is not particularly limited. Usually, it is about 1 to 50% by mass with respect to the solid content of the wood-based natural cellulose to be oxidized.
  • the reaction temperature of the oxidation reaction is preferably 4 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and more preferably 10 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. If it is less than 4 ° C., the reactivity of the reagent decreases and the reaction time becomes long. If the temperature exceeds 80 ° C., side reactions are promoted, the sample becomes low in molecular weight, the fiber structure of highly crystalline rigid cellulose nanofibers collapses, and the sample cannot be used as a stabilizer for O / W emulsions.
  • the reaction time of the oxidation treatment can be appropriately set in consideration of the reaction temperature, the desired amount of carboxy groups, and the like, and is not particularly limited, but is usually 10 minutes or more and 5 hours or less.
  • the pH of the reaction system during the oxidation reaction is not particularly limited, but is preferably 9 or more and 11 or less.
  • the pH is 9 or more, the reaction can proceed efficiently. If the pH exceeds 11, side reactions may proceed and the decomposition of the sample may be promoted. Further, in the oxidation treatment, the pH in the system is lowered due to the formation of carboxy groups as the oxidation progresses. Therefore, it is preferable to keep the pH of the reaction system at 9 or more and 11 or less during the oxidation treatment.
  • Examples of the method of keeping the pH of the reaction system at 9 or more and 11 or less include a method of adding an alkaline aqueous solution according to the decrease in pH.
  • alkaline aqueous solution examples include sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, ammonia aqueous solution, tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, tetraethylammonium hydroxide aqueous solution, tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution, and benzyltrimethylammonium hydroxide aqueous solution.
  • An aqueous sodium hydroxide solution is preferable from the viewpoint of cost and the like.
  • the oxidation reaction with the N-oxyl compound can be stopped by adding an alcohol to the reaction system.
  • the pH of the reaction system it is preferable to keep the pH of the reaction system within the above range.
  • the alcohol to be added low molecular weight alcohols such as methanol, ethanol and propanol are preferable in order to terminate the reaction quickly, and ethanol is particularly preferable from the viewpoint of safety of by-products produced by the reaction.
  • the reaction solution after the oxidation treatment may be subjected to the miniaturization step as it is, but in order to remove coloring, impurities, etc. of the N-oxyl compound, cellulose oxide contained in the reaction solution is recovered and washed with a washing solution. Is preferable.
  • the recovery of cellulose oxide can be carried out by a known method such as filtration using a glass filter or a nylon mesh having a pore size of 20 ⁇ m. Pure water is preferable as the cleaning liquid used for cleaning the oxidized cellulose.
  • TEMPO-oxidized cellulose nanofibers also referred to as TEMPO-oxidized CNF, cellulose single nanofibers, CSNF
  • CSNF TEMPO-oxidized CNF, cellulose single nanofibers
  • the CSNF used in the present embodiment can be obtained by a step of oxidizing the cellulose raw material and a step of making it finer and dispersing and liquefying it.
  • the content of the carboxy group to be introduced into CSNF is preferably 0.1 mmol / g or more and 5.0 mmol / g or less, and more preferably 0.5 mmol / g or more and 2.0 mmol / g or less.
  • the amount of the carboxy group is less than 0.1 mmol / g, the solvent entry action due to the osmotic effect does not work between the cellulose microfibrils, so that it is difficult to finely disperse the cellulose uniformly.
  • cellulose microfibrils become low in molecular weight due to side reactions associated with chemical treatment, so that the fiber structure of highly crystalline and rigid cellulose nanofibers cannot be obtained, and O / W type. It cannot be used as a stabilizer for emulsions.
  • a functional material may be supported on the fine fibers in the dispersion liquid of the fine fibers to obtain a dispersion liquid of the fine fibers carrying the functional material.
  • Composite particles can be obtained using fine fibers carrying a functional material.
  • the method for imparting the functional material to the fine fibers is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a method is used in which a functional material is added to a dispersion of fine fibers, mixed, and adhered. In addition, a functional material can be synthesized and supported in a dispersion of fine fibers.
  • an anionic functional group is introduced in advance on the crystal surface of the fine fibers.
  • a cationic functional material is added to a dispersion of fine fibers having an anionic functional group and mixing them, the functional material can be stably supported on the fine fibers. Further, by adjusting the pH of the dispersion liquid, the loading or desorption of the functional material can be controlled.
  • the concentration of the fine fibers when supporting the functional material is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less. If the concentration of the fine fibers is less than 0.1%, it is difficult to efficiently support the functional material. When the concentration of the fine fibers exceeds 20% by mass, the viscosity of the fine fibers is very high, and it is not possible to sufficiently stir and a uniform reaction becomes difficult.
  • the solvent of the dispersion liquid of fine fibers is not particularly limited, but it is preferably a hydrophilic solvent.
  • the hydrophilic solvent is not particularly limited, but water; alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; and cyclic ethers such as tetrahydrofuran are preferable. In particular, it preferably contains 50% by mass or more of water. If the proportion of water in the suspension is less than 50% by mass, the dispersibility of the fine fibers may deteriorate.
  • the above-mentioned hydrophilic solvent is preferable as the solvent contained in addition to water.
  • the alkaline aqueous solution used for pH adjustment includes sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, ammonia aqueous solution, tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, tetraethylammonium hydroxide aqueous solution, tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution, and hydroxide.
  • examples thereof include organic alkalis such as an aqueous solution of benzyltrimethylammonium.
  • An aqueous sodium hydroxide solution is preferable from the viewpoint of cost and the like.
  • the method for supporting the metal fine particles as a functional material on the cellulose nanofiber having an anionic functional group is not particularly limited, and for example, it can be produced by the following method.
  • a method comprising a salt and cellulose nanofiber-containing liquid preparation step and a metal fine particle-supporting cellulose nanofiber dispersion liquid preparation step of reducing metal ions in the metal salt and cellulose nanofiber-containing liquid to support the metal fine particles. If necessary, the fine fibers carrying the functional material may be washed by filtration, centrifugation or the like to remove the free functional material.
  • the second step 2-i is a step of coating the surface of the droplet containing the pore forming agent and the core material with the fine fibers in the dispersion liquid of the fine fibers and stabilizing the droplet as an emulsion. Specifically, a core material-containing liquid containing a pore-forming agent and a core material is added to the fine fiber dispersion obtained in the first step, dispersed as droplets in the fine fiber dispersion, and the droplets are formed. This is a step of coating the surface of the above with fine fibers to prepare an O / W type emulsion stabilized by the fine fibers. An O / W type emulsion stabilized by fine fibers is called an emulsion solution.
  • the method for producing the O / W type emulsion is not particularly limited, but general emulsification treatments such as various homogenizer treatments and mechanical stirring treatments can be used, and specifically, high-pressure homogenizers, ultra-high-pressure homogenizers, universal homogenizers, etc.
  • Mechanical processing of ball mills, roll mills, cutter mills, planetary mills, jet mills, attritors, grinders, juicer mixers, homomixers, ultrasonic homogenizers, nanogenizers, underwater opposed collisions, paint shakers and the like can be mentioned. Further, a plurality of mechanical processes may be used in combination.
  • a core material-containing liquid is added to a dispersion of fine fibers to prepare a mixed solvent, and the tip of the ultrasonic homogenizer is inserted into the mixed solvent to perform ultrasonic treatment.
  • the processing conditions of the ultrasonic homogenizer are not particularly limited, but for example, the frequency is generally 20 kHz or more, and the output is generally 10 W / cm 2 or more.
  • the processing time is also not particularly limited, but is usually about 10 seconds to 1 hour.
  • droplets containing the pore-forming agent and the core material are dispersed in the fine fiber dispersion liquid to proceed with emulsification, and the liquid / liquid interface between the droplets and the fine fiber dispersion liquid is selectively selected.
  • the fine fibers are adsorbed on the surface, the droplets are coated with the fine fibers to form a stable structure as an O / W type emulsion.
  • Such an emulsion in which a solid substance is adsorbed on a liquid / liquid interface and stabilized is academically called a "pickling emulsion".
  • the mechanism by which the pickering emulsion is formed by the fine fibers is not clear, but since cellulose has hydrophilic sites derived from hydroxyl groups and hydrophobic sites derived from hydrocarbon groups in its molecular structure. Since it exhibits amphipathic properties, it is considered that it is derived from amphipathic properties and is adsorbed on the liquid / liquid interface between the hydrophobic monomer and the hydrophilic solvent.
  • cellulose has hydrophilic sites derived from hydroxyl groups and hydrophobic sites derived from hydrocarbon groups in its molecular structure. Since it exhibits amphipathic properties, it is considered that it is derived from amphipathic properties and is adsorbed on the liquid / liquid interface between the hydrophobic monomer and the hydrophilic solvent.
  • the droplets dispersed in the O / W emulsion contain a hydrophobic non-polymerizable solvent as a pore forming agent, when the core material is solidified in the third i step.
  • the hydrophilic solvent which is a continuous phase is absorbed inside the droplets and functions as a pore forming agent.
  • the core particles produced by solidifying the core material in the third step 3i contain a hydrophilic solvent. By removing this hydrophilic solvent, pores are formed inside the core particles.
  • the O / W type emulsion structure can be confirmed by observation with an optical microscope.
  • the particle size of the O / W type emulsion is not particularly limited, but the average particle size is preferably 0.1 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less. The average particle size can be calculated by randomly measuring the diameters of 100 emulsions and taking the average value.
  • the thickness of the coating layer (fine fiber layer) formed on the surface layer of the droplet containing the pore forming agent and the core material is not particularly limited, but is preferably 3 nm or more and 1000 nm or less.
  • the particle size in the emulsion structure is about the same as the particle size of the composite particles obtained in the third-i step.
  • the thickness of the coating layer can be measured using, for example, a cryo TEM.
  • the weight ratio of the fine fiber dispersion liquid and the core material used in the second step 2-i is not particularly limited, but the amount of the polymerizable monomer is 1 part by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the fine fibers. preferable. If the amount of the polymerizable monomer is 1 part by mass or less, the yield of the composite particles is lowered, which is not preferable. If the amount is more than 50 parts by mass, it becomes difficult to uniformly coat the droplets containing the pore forming agent and the core material with fine fibers. Not preferable.
  • the core material-containing liquid to be used may contain the core material and can form an O / W type emulsion, and is preferably hydrophobic in order to stably form an O / W type emulsion.
  • the core material is a material that solidifies to form core particles due to a chemical change or a physicochemical change.
  • the core material is not particularly limited, but is not particularly limited as long as it can stably form droplets containing the pore forming agent and the core material.
  • a polymerizable monomer (monomer), a molten polymer, or a dissolved polymer can be used as the core material.
  • the type of polymerizable monomer used in the second step 2-i is a polymer monomer, which has a polymerizable functional group in its structure, is liquid at room temperature, and is compatible with water. However, it is not particularly limited as long as it can form a polymer (polymer polymer) by a polymerization reaction.
  • the polymerizable monomer has at least one polymerizable functional group.
  • a polymerizable monomer having one polymerizable functional group is also referred to as a monofunctional monomer.
  • a polymerizable monomer having two or more polymerizable functional groups is also referred to as a polyfunctional monomer.
  • the type of the polymerizable monomer is not particularly limited, and examples thereof include (meth) acrylic monomers and vinyl monomers.
  • Examples of the monofunctional (meth) acrylic monomer include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and isobutyl.
  • bifunctional (meth) acrylic monomer examples include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, and nonanediol di (meth) acrylate.
  • trifunctional or higher functional (meth) acrylic monomer examples include trimethyl propantri (meth) acrylate, ethoxylated trimethylol propanthry (meth) acrylate, propoxylated trimethylol propanthry (meth) acrylate, and tris 2-hydroxy.
  • Trifunctional (meth) acrylate compounds pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylol propanetetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ditrimethylol propanepenta
  • Polyfunctional (meth) acrylate compounds having three or more functionalities such as meta) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and ditrimethylolpropane hexa (meth) acrylate, and some of these (meth) acrylates are alkyl groups or ⁇ -. Examples thereof include a polyfunctional (meth) acrylate compound substituted with caprolactone.
  • the monofunctional vinyl-based monomer for example, a liquid that is incompatible with water at room temperature, such as vinyl ether-based, vinyl ester-based, aromatic vinyl-based, especially styrene and styrene-based monomers, is preferable.
  • the (meth) acrylates include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and lauryl ( Meta) acrylate, alkyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) Meta) acrylate, allyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, hepta
  • Examples of the monofunctional aromatic vinyl monomer include styrene, ⁇ -methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, ethylstyrene, isopropenyltoluene, isobutyltoluene, tert-butylstyrene, and vinyl. Examples thereof include naphthalene, vinyl biphenyl and 1,1-diphenylethylene.
  • Examples of the polyfunctional vinyl-based monomer include a polyfunctional group having an unsaturated bond such as divinylbenzene. A liquid that is incompatible with water at room temperature is preferable.
  • examples of the polyfunctional vinyl-based monomer include (1) divinyls such as divinylbenzene, 1,2,4-trivinylbenzene, and 1,3,5-trivinylbenzene, and (2) ethylene glycol. Dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, 1,3-propylene glycol dimethacrylate, 1,4-butylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexamethylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate.
  • divinyls such as divinylbenzene, 1,2,4-trivinylbenzene, and 1,3,5-trivinylbenzene
  • ethylene glycol dimethacrylate
  • diethylene glycol dimethacrylate triethylene glycol dimethacrylate
  • polyethylene glycol dimethacrylate 1,3-propylene glycol dimethacrylate
  • Dimethacrylates such as methacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, 2,2-bis (4-methacryloxydiethoxyphenyl) propane, and (3) trimethylolpropane trimethacrylate, triethylol ethanetrimethacrylate, etc.
  • Trimethacrylates (4) ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, 1,3-dipropylene glycol diacrylate, 1,4-dibutylene glycol diacrylate, 1,6 -Hexylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, 2,2-bis (4-acryloxypropoxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-acryloxidi) Diacrylates such as ethoxyphenyl) propane, (5) Triacrylates such as trimethylolpropane triacrylate and triethylolethanetriacrylate, (6) Tetraacrylates such as tetramethylolmethanetetraacrylate, (7) Others, Examples thereof include tetramethylene bis (ethyl fumarate), hexamethylene bis (acrylamide), triallyl cyanurate, and triallyl is
  • polyfunctional styrene-based monomer specifically, divinylbenzene, trivinylbenzene, divinyl toluene, divinylnaphthalene, divinylxylene, divinylbiphenyl, bis (vinylphenyl) methane, bis (vinylphenyl) ethane, and bis ( Examples thereof include vinylphenyl) propane and bis (vinylphenyl) butane.
  • polyether resins polyester resins, polyurethane resins, epoxy resins, alkyd resins, spiroacetal resins, polybutadiene resins, polythiol polyene resins and the like having at least one polymerizable functional group
  • polyester resins polyurethane resins
  • epoxy resins epoxy resins
  • alkyd resins alkyd resins
  • spiroacetal resins polybutadiene resins
  • polythiol polyene resins and the like having at least one polymerizable functional group
  • the material is not particularly limited.
  • the above-mentioned polymerizable monomer may be used alone or in combination of two or more. Further, a polymerization initiator may be added to the polymerizable monomer.
  • general polymerization initiators include radical initiators such as organic peroxides and azo polymerization initiators.
  • organic peroxide include peroxyketal, hydroperoxide, dialkyl peroxide, diacyl peroxide, peroxycarbonate, peroxyester and the like.
  • azo polymerization initiator examples include 2,2-azobis (isobutyronitrile) (AIBN), 2,2-azobis (2-methylbutyronitrile) (AMBN), and 2,2-azobis (2,4).
  • AIBN 2,2-azobis (isobutyronitrile)
  • AMBN 2,2-azobis (2-methylbutyronitrile)
  • 2,2-azobis (2,4) examples include 2,2-azobis (isobutyronitrile) (AIBN), 2,2-azobis (2-methylbutyronitrile) (AMBN), and 2,2-azobis (2,4).
  • ADVN 1,1-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile)
  • MAIB dimethyl-2,2-azobisisobutyrate
  • ACVA 4,4-azobis (4-cyanovalerian) Acid
  • 1,1-azobis (1-acetoxy-1-phenylethane 2,2-azobis (2-methylbutylamide
  • 2,2-azobis (4-methoxy-2,4-dimethyl) Valeronitrile 2,2-azobis
  • a core material-containing liquid containing a polymerizable monomer and a polymerization initiator is used in the second step 2-i
  • droplets of an O / W type emulsion including a pore forming agent and a core material
  • the polymerization reaction is likely to proceed when the monomer inside the droplets of the emulsion is polymerized in the third step 3i described later.
  • the weight ratio of the polymerizable monomer and the polymerization initiator that can be used in the second step 2-i is not particularly limited, but usually, the polymerizable initiator is 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. It is preferable to have. If the amount of the polymerizable monomer is less than 0.1 parts by mass, the polymerization reaction does not proceed sufficiently and the yield of the composite particles decreases, which is not preferable.
  • the polymer for obtaining a soluble polymer is not particularly limited, but it is preferable that the polymer is difficult to dissolve in a hydrophilic solvent. When the polymer dissolves in a hydrophilic solvent, a stable emulsion cannot be formed.
  • the polymer for obtaining the dissolved polymer include the following. Cellulose acetate derivatives such as cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, polysaccharides such as chitin and chitosan, polylactic acid, polylactic acids such as copolymers of lactic acid and other hydroxycarboxylic acids.
  • Dibasic acid polyesters such as polybutylene succinate, polyethylene succinate, and polybutylene adipate.
  • Polycaprolactones such as copolymers of caprolactone and hydroxycarboxylic acid.
  • Polyhydroxybutyrate polyhydroxybutyrate such as a copolymer of polyhydroxybutyrate and hydroxycarboxylic acid.
  • Aliphatic polyesters such as polyhydroxybutyrate and copolymers of polyhydroxybutyrate and other hydroxycarboxylic acids.
  • Natural resins such as polyamino acids, polyester polycarbonates, and rosin. These can be used alone or in combination of two or more.
  • a dissolved polymer can be obtained by dissolving the above polymer in a solvent.
  • the solvent for dissolving the polymer it is preferable to use a solvent having low compatibility with the dispersion liquid of the fine fibers.
  • the solvent for dissolving the polymer preferably has a boiling point of 90 ° C. or lower. When the boiling point is higher than 90 ° C., the hydrophilic solvent of the dispersion liquid of the fine fibers evaporates before the solvent, which makes it difficult to obtain the composite particles 1.
  • solvent examples include benzene, toluene, xylene, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), isophorone, cellosolve acetate, isophorone, solveso 100, triclin, hexane, and the like. Chloroform, dichloromethane, dichloroethane, isooctane, nonane and the like can be used.
  • the weight ratio of the polymer to be dissolved and the solvent is not particularly limited, and it is sufficient that the polymer can be dissolved.
  • the weight of the solvent is preferably 0.005 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, and more preferably 0.1 parts by mass or more and 80 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymer.
  • a method for obtaining a molten polymer obtained by melting a polymer for example, a solid polymer is melted at room temperature to obtain a liquid.
  • the molten polymer liquid is added to the dispersion. It is preferable to stabilize the drops as an O / W type emulsion.
  • the molten polymer one having low solubility of fine fibers in a hydrophilic solvent is preferable.
  • the solubility in a hydrophilic solvent is high, the polymer is easily dissolved from the dispersed phase (droplets) to the continuous phase (hydrophilic solvent), which makes emulsification difficult.
  • the molten polymer preferably has a melting point of 90 ° C. or lower. If the melting point is higher than 90 ° C., the water in the dispersion of fine fibers evaporates, making emulsification difficult.
  • polymer used for the molten polymer examples include pentaerythritol tetrastearate, pentaerythritol distearate, pentaerythritol tristearate, stearyl stearate, batyl stearate, stearyl stearate, myristyl myristate, and cetyl palmitate.
  • Ethylene glycol distearate behenyl alcohol, microcrystallin wax, paraffin wax, hydrocarbon wax, fatty acid alkyl ester, polyol fatty acid ester, mixture of fatty acid ester and wax, mixture of fatty acid ester, glycerin monopalmitate (/ monoglyceride stearate), Glycerin monodistearate (/ glycerin stearate), glycerin monoacetone monostearate (/ glycerin fatty acid ester), succinic acid aliphatic monoglyceride (/ glycerin fatty acid ester), citric acid saturated aliphatic monoglyceride, sorbitan monostearate, sorbitan fatty acid Estare, sorbitan tribehenate, propylene glycol monobehenate (/ propylene glycol fatty acid ester), stearate of pentaerythritol adipate polymer, pentaerythrito
  • Polycaprolactone such as a copolymer of caprolactone and hydroxycarboxylic acid, polyhydroxybutyrate, polyhydroxybutyrate such as a copolymer of polyhydroxybutyrate and hydroxycarboxylic acid, polyhydroxybutyric acid, poly Aliper polyesters such as copolymers of hydroxybutyric acid and other hydroxycarboxylic acids, polyamino acids, polyester polycarbonates, natural resins such as rosin and the like can be used.
  • core particles having pores can be obtained.
  • a known pore forming agent can be used as described above, and for example, a non-polymerizable solvent can be used.
  • the non-polymerizable solvent include aromatic compounds, acetic acid ester compounds, and aliphatic hydrocarbons.
  • Aromatic compounds include toluene, xylene, etc.
  • acetic acid ester compounds include ethyl acetate, butyl acetate, etc.
  • aliphatic hydrocarbons include n-hexane, n-heptane, n-octane, n-dodecane, etc. Can be mentioned.
  • the non-polymerizable solvent dissolves the core material and does not dissolve the solidified core particles.
  • the non-polymerizable solvent acetic acid ester compounds and aliphatic hydrocarbons are preferably used, and among them, n-hexane and n-heptane are preferably used.
  • step i When the core material is solidified in step i, a non-polymerizable solvent is precipitated as oil droplets inside the core particles to be formed, and by removing the hydrophilic solvent in step 4, a composite having porous or hollow core particles. Particles can be obtained.
  • the weight ratio of the core material and the pore forming agent used in the second step 2-i is not particularly limited, but the content of the pore forming agent with respect to the total mass of the core material and the pore forming agent is, for example, 10% by mass or more and 90% by mass or less. It is preferably 20% by mass or more and 80% by mass or less, and more preferably 30% by mass or more and 80% by mass or less.
  • the content of the pore forming agent is 10% by mass or less, sufficient pores are not formed in the core particles, or the porosity (porosity) of the core particles is low, and the composite particles have sufficient soft focus and texture. You may not get the goodness.
  • the content of the pore forming agent exceeds 90% by mass, it becomes difficult to obtain spherical particles.
  • the core material-containing liquid preferably contains an oil-soluble surfactant for the purpose of obtaining core particles having pores.
  • an oil-soluble surfactant for the purpose of obtaining core particles having pores.
  • the oil-soluble surfactant is not particularly limited as long as it can be dissolved in the core material.
  • the HLB Hydrophilic-Lipophilic Balance
  • the oil-soluble surfactant it is preferable to use a nonionic surfactant, and examples thereof include sorbitan fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, and alkylalkanolamide. Among them, it is preferable to use sorbitan fatty acid ester, and for example, sorbitan monoolate, sorbitan monostearate, sorbitan monopalmitate, sorbitan triolate and the like can be used.
  • the weight ratio of the core material and the oil-soluble surfactant that can be used in the second step 2-i is not particularly limited, but it is preferable that the oil-soluble surfactant has a critical micelle concentration or more.
  • the oil-soluble surfactant has a critical micelle concentration or higher, it absorbs the hydrophilic solvent of the continuous phase, and the hydrophilic solvent functions as a pore-forming agent, so that porous or hollow composite particles can be produced.
  • the droplets (droplets containing the core material and the pore-forming agent) dispersed in the dispersion liquid of the fine fibers in the second step 2-i may contain components other than the polymerization initiator in advance.
  • the components include colorants, oil absorbents, light shields (ultraviolet absorbers, ultraviolet scatterers, etc.), antibacterial agents, antioxidants, antiperspirants, defoamers, antistatic agents, binders, etc. Bleach, chelating agent, deodorant, air freshener, fragrance, antibacterial active substance, skin softener, insect repellent, preservative, natural extract, beauty ingredient, pH adjuster, vitamin, amino acid, hormone, fat and wax Examples thereof include oil-based raw materials such as UV, surfactants, inorganic particles (titanium oxide, silica, clay, etc.), enzymes, and the like.
  • the droplet containing the core material and the pore forming agent contains a component other than the polymerization initiator in advance
  • the above-mentioned component can be contained inside the core particle when formed as a composite particle, and is used. It is possible to express the function according to the above.
  • the other components are easily dissolved or dispersed in the droplet containing the core material and the pore forming agent, and difficult to be dissolved or dispersed in the hydrophilic solvent.
  • dissolving or dispersing other components in these droplets when an O / W type emulsion is formed, it is easy to enclose other components in the emulsion droplets, and composite particles containing other components are efficiently contained. Can be obtained.
  • the obtained composite particles are composed of core particles and fine fibers made of the biodegradable polymer, and thus are raw. It has a degradable material and is highly environmentally friendly.
  • Step 2-ii In the second 2-ii step, droplets (hydrophilic) containing a pore-forming agent such as a hydrophilic solvent are dispersed in the core material to prepare a W / O type emulsion, and a W / O type emulsion is prepared in the fine fiber dispersion.
  • This is a step of dispersing droplets (hydrophilic) containing the liquid, coating the surface of the droplets with fine fibers, and stabilizing the emulsion as a W / O / W type emulsion.
  • a stabilizer is dissolved or dispersed in the core material, and a hydrophilic solvent such as water is added and dispersed as a pore forming agent to prepare a W / O type emulsion in which droplets (hydrophilic) are dispersed.
  • a hydrophilic solvent such as water
  • the W / O type emulsion liquid is added to the fine fiber dispersion liquid obtained in the first step and dispersed as droplets in the fine fiber dispersion liquid, and the surface of the droplet (hydrophobic) is made of fine fibers.
  • the same materials and methods as in the 2-ii step are applied in the 2-ii step.
  • the method for producing the W / O type emulsion is not particularly limited, but general emulsification treatment, for example, various homogenizer treatments and mechanical stirring treatments can be used, and specifically, a high pressure homogenizer, an ultrahigh pressure homogenizer, a universal homogenizer, etc.
  • a high pressure homogenizer an ultrahigh pressure homogenizer
  • a universal homogenizer etc.
  • Mechanical processing of ball mills, roll mills, cutter mills, planetary mills, jet mills, attritors, grinders, juicer mixers, homomixers, ultrasonic homogenizers, nanogenizers, underwater opposed collisions, paint shakers and the like can be mentioned. Further, a plurality of mechanical processes may be used in combination.
  • a hydrophilic solvent such as water is added as a pore-forming agent to a core material-containing liquid containing a stabilizer to prepare a mixed solvent, and the tip of the ultrasonic homogenizer is inserted into the mixed solvent to superimpose.
  • the processing conditions of the ultrasonic homogenizer are not particularly limited, but for example, the frequency is generally 20 kHz or more, and the output is generally 10 W / cm2 or more.
  • the processing time is also not particularly limited, but is usually about 10 seconds to 1 hour.
  • droplets containing a hydrophilic solvent as a pore-forming agent are dispersed in the core material-containing liquid to promote emulsification, and the droplets and the core material phase are selectively selected at the liquid / liquid interface.
  • a stable structure is formed as a W / O type emulsion.
  • the hydrophilic solvent of the pore-forming agent contained in the hydrophilic droplets may be a solvent that is difficult to dissolve in the core material.
  • a solvent similar to the hydrophilic solvent used for the continuous phase can be used.
  • a stabilizer is used to disperse droplets containing a hydrophilic solvent as a pore-forming agent in the core material to prepare a W / O type emulsion.
  • the stabilizer is not particularly limited as long as it can stabilize the droplets, and for example, an oil-soluble surfactant and a solid material can be used.
  • a nonionic surfactant can be used as described above.
  • sorbitan fatty acid ester glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, alkylalkanolamide and the like can be mentioned.
  • sorbitan fatty acid ester it is preferable to use sorbitan fatty acid ester, and for example, sorbitan monoolate, sorbitan monostearate, sorbitan monopalmitate, sorbitan triolate and the like can be used.
  • the solid material it is sufficient if the droplets can be stabilized, and for example, clay, carbon black, silica particles, titanium oxide particles, and fine fibers can be used.
  • a hydrophobic functional group When fine fibers are used, it is preferable to introduce a hydrophobic functional group on the fiber surface.
  • the method for introducing the hydrophobic functional group is not particularly limited, and the hydrophobic functional group can be introduced by an ionic bond, a covalent bond or the like.
  • a hydrophobic functional group can be introduced by using an organic onium ion or the like by ionic bonding.
  • the obtained W / O type emulsion liquid is dispersed as droplets in the fine fiber dispersion liquid in the same manner as in the second step 2-i, and the surface of the droplets is coated with fine fibers to form a W / O / W type emulsion liquid.
  • core particles containing droplets containing a hydrophilic solvent coated with fine fibers can be obtained, and the core material is hydrophilic.
  • composite particles having porous or hollow core particles coated with fine fibers can be obtained.
  • Step 3-i This is a step of solidifying the core material inside the droplet to obtain a dispersion liquid of the particles in which the surface of the core particles is coated with fine fibers.
  • the method of solidifying the core material is not particularly limited.
  • the core material can be solidified by polymerizing the polymerizable monomer to polymerize it.
  • the core material can be solidified by removing the solvent from the dissolved polymer by a method of diffusing the solvent inside the droplet into a hydrophilic solvent or a method of evaporating the solvent.
  • a molten polymer is used as the core material, the core material can be solidified by cooling and solidifying the molten polymer.
  • the droplet contained in the O / W type emulsion formed in the second step 2-i is composed of a liquid in which a hydrophobic non-polymerizable solvent is dissolved in the core material, it is non-polymerized. Since the sex solvent is precipitated as oil droplets in the 3-i step, the core particles contain the oil droplets. When the core material contains an oil-soluble surfactant, the hydrophilic solvent in the continuous phase is absorbed by the droplets, so that the core particles contain the hydrophilic solvent.
  • the core material in the droplet contained in the W / O / W type emulsion formed in the 2-ii step is solidified in the 3-i step, a hydrophilic solvent is contained. It becomes a core particle containing droplets.
  • an O / W type emulsion prepared in steps 2-i and 2-ii in which droplets containing a polymerizable monomer and a polymerization initiator as a core material are coated with fine fibers and stabilized is heated with stirring.
  • the polymerizable monomer is polymerized to solidify the core material.
  • the method of stirring is not particularly limited, and a known method can be used, and specifically, a disper or a stirrer can be used. Moreover, only heat treatment may be performed without stirring.
  • the temperature condition at the time of heating can be appropriately set depending on the type of the polymerizable monomer and the type of the polymerization initiator, but is preferably 20 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. If it is less than 20 ° C., the reaction rate of polymerization is lowered, which is not preferable, and if it exceeds 150 ° C., fine fibers may be denatured, which is not preferable.
  • the time to be subjected to the polymerization reaction can be appropriately set depending on the type of the polymerizable monomer and the type of the polymerization initiator, but is usually about 1 hour to 24 hours.
  • the polymerization reaction may be carried out by an ultraviolet irradiation treatment which is a kind of electromagnetic wave. In addition to electromagnetic waves, particle beams such as electron beams may be used.
  • the solvent is evaporated and removed by heating and / or drying under reduced pressure.
  • the boiling point of the organic solvent is lower than that of water, the organic solvent can be selectively removed.
  • the solvent can be efficiently removed by heating under reduced pressure conditions.
  • the heating temperature is preferably 20 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and the pressure is preferably 600 mHg or higher and 750 mmHg or lower.
  • the method of diffusing the solvent of the dissolved polymer is to diffuse the solvent inside the droplet by further adding a solvent or a salt to the O / W type emulsion solution.
  • a solvent having low solubility in a hydrophilic solvent diffuses into the hydrophilic solvent phase over time, so that the dissolved polymer can be precipitated and solidified as particles.
  • the molten polymer is coagulated by cooling the O / W type emulsion solution.
  • the fourth step core particles containing a pore-forming agent inside and whose surface is coated with fine fibers are recovered from the dispersion obtained in the third-i step, and the pore-forming agent contained inside the core particles is removed.
  • This is a step of creating pores inside the core particles.
  • a recovery method for example, a centrifugation method can be adopted.
  • the state of the dispersion liquid obtained in the third step 3-i contributes to the formation of the fine fiber-coated particles, a large amount of water, and the coating layer immediately after the fine fiber-coated particles are generated. It is in a state where free fine fibers that have not been released are mixed. Therefore, it is necessary to recover and wash the particles coated with fine fibers from the dispersion liquid in this state, and as the recovery / washing method, washing by centrifugation or washing by filtration is preferable.
  • a known method can be used as the cleaning method by centrifugation. Specifically, the operation of precipitating the particles coated with fine fibers by centrifugation, removing the supernatant, and redispersing in a mixed solvent of water and methanol is repeated, and finally from the sediment obtained by centrifugation. The residual solvent can be removed to recover the particles coated with the fine fibers.
  • a known method can also be used for filtration and cleaning. For example, suction filtration is repeated with water and methanol using a PTFE membrane filter having a pore size of 0.1 ⁇ m, and finally, the residual solvent is further removed from the paste remaining on the membrane filter. It can be removed to recover the composite particles.
  • the method for removing the pore forming agent is not particularly limited, and it can be dried at room temperature or by heating under normal pressure or reduced pressure depending on the solvent to be removed.
  • the dry solid containing the composite particles thus obtained does not form a film or agglomerate as described above, but is obtained as a fine powder.
  • the composite particles may be dispersed in a solvent, and the functional material may be supported on the fine fibers on the surface of the composite particles in the dispersion liquid of the composite particles.
  • the method for supporting the functional material on the composite particles is not particularly limited, and a known method can be used.
  • a method can be used in which the composite particles are redispersed in a hydrophilic solvent such as water or alcohol to prepare a dispersion liquid of the composite particles, and a functional material is added to the dispersion liquid of the composite particles, mixed and adhered. ..
  • a functional material can be synthesized and supported in a dispersion of composite particles.
  • the method for supporting the metal fine particles as the functional material on the composite particles coated with the cellulose nanofibers having an anionic functional group as the fine fibers is not particularly limited, and examples thereof include the following methods.
  • a method comprising a step of reducing the metal ions in the particle to prepare a dispersion of composite particles on which metal fine particles are supported. If necessary, the composite particles carrying the functional material may be separated by filtration, centrifugation or the like to remove the free functional material.
  • the composite particles of the present embodiment can impregnate or encapsulate the pores with the above-mentioned functional components. By including a functional component, the function can be exhibited.
  • the dry powder of composite particles of the present embodiment can be used as a light diffusing film, a heat insulating material, a home care product, and a personal care product. In particular, it is preferably used as personal care particles used in personal care applications.
  • Personal care products are cosmetics, toiletries, and other products that keep human skin clean, groomed, and beautified. Hair care, oral care, odor care, nail care, body care, skin care, makeup related products, etc. For example, toothpaste, perfume, nail lacquer, lotion, milky lotion, cleansing agent, eye shadow, eye liner, foundation, etc. Teaks, hair gels, hair sprays, shampoos, rinses, hair restorers, lotions, creams and soaps.
  • the composite particles of the present embodiment can be mixed or dispersed with other cosmetic raw materials and used in personal care products such as make-up products. Further, the composite particles 1 of the present embodiment can be dispersed in a solvent containing a cosmetic raw material or the like and used as a composition for personal care.
  • Cosmetic raw materials include colorants, oil absorbers, light shields (ultraviolet absorbers, ultraviolet scatterers, etc.), antibacterial agents, antioxidants, antiperspirants, defoamers, antistatic agents, binders, bleaching agents, etc.
  • Chelating agents deodorants, fragrances, fragrances, anti-bleaching active substances, skin softeners, insect repellents, preservatives, natural extracts, beauty ingredients, pH adjusters, vitamins, amino acids, hormones, fats and oils, waxes, etc.
  • Examples include oil-based raw materials, surfactants, inorganic particles (titanium oxide, silica, clay, etc.), and the like.
  • the composite particles of the first aspect of the present invention are composite particles having fine fibers in a new form that can be produced by a simple method, in which the problem of excess solvent of fine fibers such as cellulose nanofibers and chitin nanofibers is solved. is there. Since the composite particles of the first aspect of the present invention are coated with fine fibers having high safety, high hydrophilicity, high strength, and a large specific surface area, they have high strength and dispersion stability even if they are porous. It is a composite particle that has good properties, exhibits various functions such as high moisturizing property, pore correction, and soft focus property, and is familiar to the skin, and can be manufactured by a simple method.
  • the composite particle of the first aspect of the present invention can be a stable composite particle without collapsing during production even if it is a porous particle having a high porosity and a large specific surface area or a hollow particle having a high porosity. can get.
  • composite particles of the first aspect of the present invention By impregnating the pores of the composite particles of the first aspect of the present invention with a functional component, composite particles exhibiting various effects can be obtained.
  • fine fibers such as cellulose nanofibers and chitin nanofibers are composed of biodegradable polymers cellulose and chitin / chitosan
  • core particles are also composed of a material containing a biodegradable polymer. If so, it can be expected to reduce the burden on the environment and contribute to solving the microplastic problem.
  • the composite particles of the first aspect of the present invention can be produced.
  • the composite particles of the first aspect of the present invention can be used for personal care applications. That is, the composite particles of the first aspect of the present invention can be included in a personal care product or a composition for personal care.
  • the composite particles of the first aspect of the present invention can be used, for example, in hair care, oral care, odor care, body care, skin care, and makeup-related products. Specifically, toothpaste, perfume, nail lacquer, serum, lotion, milky lotion, cleansing agent, eye shadow, eye liner, foundation, teak, hair gel, hair spray, shampoo, rinse, hair restorer, lotion, cream and soap. And so on.
  • the personal care particles 1A of the present embodiment include core particles 2A formed of a polymer-containing material and fine fibers 3 bonded to the surface of the core particles 2A and in an inseparable state. It is composed of a functional material 40 that exerts a personal care function.
  • the fine fiber 3 is either a cellulose nanofiber or a chitin nanofiber.
  • the functional material 40 is supported on the fine fibers 3.
  • the fine fiber 3 may contain both cellulose nanofibers and chitin nanofibers.
  • the fine fibers 3 are formed as a coating layer covering the surface of the core particles 2A.
  • the method for producing the particles 1A for personal care is not particularly limited, and a known method can be used, and a chemical preparation method or a physicochemical preparation method can be used.
  • the chemical preparation method include a polymerization granulation method (emulsification polymerization method, suspension polymerization method, seed polymerization method, radiation polymerization method, etc.) in which particles are formed from a polymerizable monomer in a polymerization process.
  • the physicochemical preparation method include a dispersion granulation method (spray dry method, in-liquid curing method, solvent evaporation method, phase separation method, solvent dispersion cooling method, etc.) in which particles are formed from a polymer solution in which fine droplets are formed. Be done.
  • an O / W type pickering emulsion using the fine fibers 3 is formed, and the core material inside the droplet is solidified to prepare particles in which the surface of the core particles 2A is coated with the fine fibers 3.
  • the core particles 2A and the fine fibers 3 are combined to obtain personal care particles 1A in an inseparable state.
  • the fine fibers 3 it is possible to form stable droplets without using additives such as surfactants, the dispersibility is high, the functional material exerts a high effect, and the slipperiness is good.
  • Personal care particles 1A that are familiar to the skin can be obtained.
  • the core material may be any material that solidifies to form core particles 2A, and is, for example, a polymerizable monomer, a molten polymer, or a dissolved polymer.
  • the method of solidifying the core material is not particularly limited, and the core material can be solidified by polymerizing the polymerizable monomer, coagulating the molten polymer, or removing the solvent from the dissolved polymer.
  • Personal care products are products such as cosmetics and toiletries that keep human skin clean, groomed and beautified. Hair care, oral care, odor care, nail care, body care, skin care, makeup related products, etc. For example, toothpaste, perfume, nail lacquer, lotion, milky lotion, cleansing agent, eye shadow, eye liner, foundation, etc. Teaks, hair gels, hair sprays, shampoos, rinses, hair restorers, lotions, creams and soaps.
  • the personal care particles 1A of the present embodiment can be produced by the production methods shown in FIGS. 5 and 6.
  • the manufacturing method shown in the figure corresponds to the manufacturing method of the fifth aspect (manufacturing method IVI) described above, and has a first step, a second iii step, a second iv step, and a third ii step.
  • the first step as shown in FIG. 5 (a), the cellulose raw material or the chitin / chitosan raw material is defibrated in the hydrophilic solvent 7, and the fine fibers are either unsupported cellulose nanofibers or chitin nanofibers.
  • the functional material 40 exhibiting the personal care function is supported on the fine fibers 3A in the dispersion liquid 11A of the unsupported fine fibers 3A, and the functions are as shown in FIG. 5 (b).
  • the droplet 6A containing the core material is dispersed in the dispersion liquid 11B of the fine fibers 3B on which the functional material is supported, and the surface of the droplet 6A functions.
  • This is a step of coating with fine fibers 3B on which a sex material is supported.
  • the third step 3-ii is a step of solidifying the core material inside the droplet 6A.
  • the personal care particles 1A are separated and recovered from the dispersion liquid in the state shown in FIG. 5 (d). That is, in the production method III, the O / W type pickering emulsion is stabilized by adsorbing the fine fibers 3B on which the functional material is supported at the interface of the droplets 6A dispersed in the hydrophilic solvent 7. Then, while maintaining this stabilized state, the core material inside the emulsion droplet 6A is solidified to obtain personal care particles 1A.
  • the manufacturing method shown in FIG. 6 corresponds to the manufacturing method of the sixth aspect (manufacturing method IV) described above, and has a first step, a second 2-iv step, a third ii step, and a fifth step.
  • the first step as shown in FIG. 6A, the cellulose raw material or the chitin / chitosan raw material is defibrated in the hydrophilic solvent 7, and the fine fibers are either unsupported cellulose nanofibers or chitin nanofibers.
  • This is a step of obtaining a dispersion liquid 11A of fibers 3A.
  • 2-iv as shown in FIG.
  • the droplet 6A containing the core material is dispersed in the dispersion liquid 11A of the unsupported fine fiber 3A, and the surface of the droplet 6A is unsupported fine fiber.
  • the core material inside the droplet 6A is solidified, and as shown in FIG. 6C, the dispersion liquid of the particles 10A in which the surface of the core particles 2A is coated with unsupported fine fibers 3A.
  • the fifth step is a step of supporting the functional material 40 exhibiting the personal care function on the fine fibers 3A on the surface of the particles 10A in the dispersion liquid 12A, as shown in FIG. 6D.
  • personal care particles particles in which fine fibers 3 on which the functional material 40 is supported are coated on the surface of core particles 2A
  • the functional material 40 is also supported on the unsupported fine fibers 3A independently existing in the dispersion liquid 12A, and the fine fibers 3B on which the functional material is supported are obtained.
  • the personal care particles 1A are separated and recovered from the dispersion liquid in the state shown in FIG. 6 (d).
  • the O / W type pickering emulsion is stabilized by adsorbing the interfacial fine fibers 3A of the droplet 6A containing the core material dispersed in the hydrophilic solvent 7. Then, while maintaining this stabilized state, the core material inside the emulsion is solidified to obtain particles 10A in which the surface of the core particles 2A is coated with the fine fibers 3A. Then, the functional material 40 is supported on the fine fibers 3A on the surface of the particles 10 coated with the fine fibers to obtain the personal care particles 1A.
  • indivisible means an operation of collecting and washing personal care particles by centrifuging a dispersion containing personal care particles to remove the supernatant, and then adding a solvent to redisperse the dispersion. This means that the core particles and the fine fibers are not separated from each other and the state of coating of the core particles by the fine fibers is maintained even after the operation of washing with a solvent in the filtration washing using a membrane filter is repeated. The coating state can be confirmed by observing the surface of the personal care particles with a scanning electron microscope.
  • the mechanism by which the fine fibers and the core particles are bonded when the personal care particles of the present embodiment are obtained is not clear, but the personal care particles are stabilized by the fine fibers. Since it is produced using a W-type emulsion as a template, the fine fibers physically form the core particle surface in order to solidify the core material into core particles in a state where the fine fibers are in contact with the core material inside the droplet of the emulsion. It is presumed that the core particles and the fine fibers are finally inseparable from each other.
  • the O / W type emulsion is also called an oil droplet type (Oil-in-Water) in water, in which water is a continuous phase and oil is dispersed as oil droplets (oil particles) in the continuous phase. ..
  • the O / W type emulsion when particles for personal care are produced using an O / W type emulsion stabilized by fine fibers as a template, the O / W type emulsion is stabilized, so that a spherical shape derived from the O / W type emulsion is obtained.
  • Personal care particles can be obtained. Specifically, it is preferable that a coating layer made of fine fibers is formed on the surface of the spherical core particles with a relatively uniform thickness.
  • the particle size of the personal care particles can be confirmed by observing with an optical microscope.
  • the average particle size can be calculated by randomly measuring 100 points and taking the average value of the particle diameters.
  • the average particle size is not particularly limited, but is preferably 0.1 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the fine fibers form a coating layer on the surface of the core particles.
  • the coating layer preferably covers the entire surface of the core particles, but does not necessarily cover the entire surface.
  • the thickness of the coating layer composed of fine fibers is not particularly limited, but is preferably 3 nm or more and 1000 nm or less.
  • the average thickness of the coating layer is obtained by cutting the particles for personal care fixed with an embedding resin with a microtome and observing with a scanning electron microscope, and determining the thickness of the coating layer in the cross-sectional image of the particles for personal care in the image. It can be calculated by randomly measuring 100 points with and taking the average value.
  • the personal care particles are uniformly coated with a coating layer having a relatively uniform thickness.
  • the thickness of the coating layer is uniform, the dispersion stability is high.
  • the coefficient of variation of the thickness value of the coating layer described above is preferably 0.5 or less, and more preferably 0.4 or less.
  • the fine fibers constituting the personal care particles of the present embodiment are cellulose nanofibers and / or chitin nanofibers, similarly to the fine fibers constituting the composite particles of the first embodiment.
  • the fine fibers constituting the personal care particles of the present embodiment have an ionic functional group on the crystal surface.
  • an ionic functional group By having an ionic functional group, it is possible to suppress agglutination of particles for personal care, effectively exert the function of a functional material, and obtain a personal care product that is familiar to the skin. Furthermore, by supporting the functional material using an ionic functional group, it is possible to suppress or control the desorption of the functional material.
  • a fine fiber having an anionic functional group can easily support a cationic functional material, and a fine fiber having a cationic functional group can easily support an anionic functional material.
  • the type of ionic functional group is not particularly limited, but it is preferably an anionic functional group.
  • an anionic functional group for example, when metal fine particles are supported, metal ions can be coordinated with the anionic functional group of the fine fibers to reduce and precipitate them, and the metal fine particles can be efficiently supported.
  • the fine fibers function as a dispersion stabilizer, the shape and particle size of the generated metal fine particles can be controlled.
  • the metal fine particles are usually aggregated when dried, the optical characteristics due to the localized surface plasmon resonance (LSPR) described later cannot be exhibited, but when the personal care particles are made into dry powder, the metal fine particles are aggregated. Therefore, the optical characteristics can be exhibited even in a dry powder.
  • LSPR localized surface plasmon resonance
  • the anionic functional group is not particularly limited, and examples thereof include a carboxy group, a phosphoric acid group, and a sulfo group. Of these, a carboxy group or a phosphoric acid group is preferable, and a carboxy group is preferable because it is easy to selectively introduce it onto the surface of a cellulose crystal.
  • the content of the ionic functional group is preferably 0.1 mmol or more and 5.0 mmol or less per 1 g of the fine fiber raw material and / or the fine fiber. If it is less than 0.1 mmol, the dispersion stability of the personal care particles may be deteriorated, and if it exceeds 5.0 mmol, it may be difficult to stably support the functional material.
  • the fine fibers constituting the personal care particles of the present embodiment have a fiber shape derived from a microfibril structure.
  • the fine fibers are fibrous, have a number average minor axis diameter of 1 nm or more and 1000 nm or less, a number average major axis diameter of 50 nm or more, and a number average major axis diameter of 5 of the number average minor axis diameter. It is preferably more than double.
  • the crystallinity of the fine fibers is preferably 50% or more.
  • the crystal structure of the cellulose nanofibers is preferably cellulose type I.
  • the crystal structure of the chitin nanofiber may be either alpha chitin or beta chitin, but alpha chitin is preferable.
  • the core particle surface is coated with fine fibers on which the functional material is supported, the dispersion stability of the functional material is high, and the function can be effectively exhibited. it can.
  • To "support" a functional material on a fine fiber is to physically or chemically, reversibly or irreversibly bind or adsorb.
  • the functional material can be supported by a known method.
  • the functional material and the fine fibers are in an "inseparable" state.
  • "Inseparable" between fine fibers and functional materials means that the dispersion containing the particles for personal care is centrifuged to remove the supernatant, and then a solvent is added to redisperse the particles for personal care. The fine particles and the functional material are not separated even after the washing operation or the repeated washing operation with the solvent by the filtration washing using the membrane filter is repeated.
  • the functional material constituting the personal care particles of the present embodiment is a material that exerts its function in personal care products, and a known functional material can be used.
  • Examples of the functional material include those exemplified in the first embodiment.
  • colorants are used as functional materials, organic synthetic pigments and natural pigments are used to color hair coloring agents such as hair dyes and foundations and beauty liquids, and inorganic pigments and organic pigments are makeup products. In addition, it is used to control the hue, saturation, and lightness of foundations, and to control coverage.
  • pigments and dyes may be combined.
  • Dyes are substances that dissolve in solvents such as water, oil, and alcohol, exist in the cosmetic base in a dissolved state, and can be colored.
  • Water-soluble dyes that are soluble in water and oil-soluble dyes that are soluble in oil and alcohol are available. is there.
  • the dye include an azo dye, a xanthene dye, a quinoline dye and the like.
  • the dye is preferably a cationic cationic dye or an anionic anionic dye.
  • a cationic dye can be adsorbed on fine fibers having an anionic functional group, and an anionic dye can be adsorbed on fine fibers having a cationic functional group.
  • Lakes are metal salts of water-soluble dyes.
  • Organic pigments are colored powders that do not have soluble groups in their structure and are insoluble in water, oil, and the like. Examples of organic pigments include azo pigments, indigo pigments, and phthalocyanine pigments. Natural pigments are those derived from animals and plants and those derived from microorganisms. For example, yellow-orange-red pigments present in carrots, tomatoes, sockeye salmon, etc. are carotenoid pigments, and hibiscus, sockeye salmon, etc. are yellow-purple flavonoid pigments. Examples of the inorganic pigment include extender pigments, colored pigments, white pigments, and pearl luster pigments.
  • the extender pigment is used to adjust the luster and usability, for example, talc (hydrous magnesium silicate, talc), kaolin (hydrous aluminum silicate, white clay), mica (mica, hydrous potassium aluminum silicate), silica ( (Silicic anhydride), calcium carbonate (CaCO 3 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ) and the like can be mentioned.
  • talc hydrous magnesium silicate, talc
  • kaolin hydrous aluminum silicate, white clay
  • mica mica, hydrous potassium aluminum silicate
  • silica (Silicic anhydride), calcium carbonate (CaCO 3 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ) and the like
  • the colored pigment include iron oxide, gunjo, konjo, chromium oxide, chromium hydroxide, manganese violet, carbon black and the like.
  • White pigments are used not only to adjust color, but also to hide blemishes and freckles and to protect against UV rays.
  • examples of the white pigment include titanium oxide and zinc oxide.
  • examples of the pearl luster pigment include titanium oxide-coated mica (mica titanium), bismuth oxychloride, and the like.
  • Various interference colors are produced by changing the film thickness of titanium oxide covering mica.
  • examples of the polymer powder include those obtained by alternately laminating polymers having different refractive indexes, nylon powder, polymethyl methacrylate powder and the like.
  • Metal fine particles can be used as a colorant or a light shield.
  • Metal fine particles have properties not found in bulk metals. For example, as the particles become smaller, the total surface area of the particles increases, so that the catalytic performance of the particles increases. When the particles become nano-sized, the melting point decreases, so that the particles can be fired at a low temperature. Furthermore, depending on the size of the particles, the optical properties of the particles also change significantly. Oxides and the like having a small refractive index become transparent when they are uniformly dispersed in a liquid or the like because light scattering becomes very small when the size is 1/10 or less of the wavelength region of visible light.
  • Nano-sized metal fine particles have the property of absorbing light of a specific wavelength by localized surface plasmon resonance depending on the element, particle size and shape. Free electrons on the surface of metal fine particles may collectively vibrate due to an external electric field such as light. Since electrons are charged particles, an electric field is generated around them when they vibrate. The phenomenon in which the electric field generated by causing the vibration of free electrons and the external electric field (light, etc.) resonate is called localized surface plasmon resonance (LSPR). This LSPR causes absorption and reflection of light in a specific wavelength range, and can shield the light.
  • LSPR localized surface plasmon resonance
  • the wavelength of the absorbed or reflected light is in the visible light region, it functions as a colorant.
  • the wavelength of absorbed or scattered light changes depending on the type, particle size, and shape of the metal constituting the metal fine particles.
  • metal fine particles Compared with organic pigments generally used as colorants, metal fine particles have high stability and are characterized by stably absorbing or scattering a specific wavelength region for a long period of time.
  • the metal elements constituting the metal fine particles are not particularly limited, but at least rubidium (Ru), iron (Fe), cobalt (Co), rhodium (Rh), nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), and copper. It preferably contains any one of (Cu), silver (Ag), gold (Au), and zinc (Zn).
  • the elements constituting the metal fine particles may be single or plural.
  • the present invention is not particularly limited thereto.
  • antibacterial properties can be imparted by using silver (Ag).
  • the precipitated silver (Ag) fine particles may be coated with a metal nobler than silver or a metal oxide such as silica to improve the stability of the silver (Ag) fine particles. Good. Further, the metal fine particles may contain components other than the metal.
  • the average particle size of the metal fine particles is not particularly limited, but is preferably 500 nm or less. If the average particle size exceeds 500 nm, it becomes difficult to support the fine fibers. More preferably, it is 0.1 nm or more and 50 nm or less. Since the color tone may change depending on the average particle size of the metal fine particles, it is important to control the shape of the metal fine particles.
  • the shape of the metal fine particles is not particularly limited. For example, spherical, flat plate, and rod shapes can be mentioned. In particular, the absorption or scattering wavelength derived from LSPR of the flat metal fine particles and the rod-shaped metal fine particles having an irregular shape such as a flat plate shape or a rod shape greatly changes depending on the aspect ratio. Among the metal fine particles having an anisotropic shape, flat silver fine particles and rod-shaped gold fine particles are particularly expected to be applied.
  • spherical silver nanoparticles having a particle size of several nm to several tens of nm are known to exhibit a yellowish tinge because they have absorption near a wavelength of 400 nm due to the above LSPR.
  • the anisotropically grown silver fine particles are not limited to this, and for example, it is known that the absorption peak of the flat silver fine particles is red-shifted.
  • the flat silver fine particles can be used as an optical material that absorbs / scatters arbitrary wavelengths.
  • the absorption / scattering wavelength is controlled in the visible light region, it is possible to obtain flat silver fine particles having vivid colors such as red and blue in addition to yellow, which functions as a colorant.
  • the visible light refers to an electromagnetic wave having a wavelength region of about 400 nm to 700 nm
  • the near infrared ray refers to an electromagnetic wave having a wavelength region close to visible light (about 700 nm to 2500 nm) among infrared rays. ..
  • the "fine particles" in the metal fine particles are particles having a volume particle diameter of 10 ⁇ m or less.
  • the flat silver fine particles are flat silver fine particles
  • the rod-shaped gold fine particles are rod-shaped gold fine particles.
  • the thickness of the flat metal fine particles is h
  • the diameter is d (circular equivalent diameter)
  • the diameter d with respect to the thickness h of the flat metal fine particles is the aspect ratio (d / h).
  • the "flat plate" of the flat metal fine particles means that the particles are plate-shaped, and the plate shape means, for example, that the average value of the aspect ratio (d / h) is 1.1 or more. There is.
  • the shape of the front surface and the back surface of the flat metal fine particles is not particularly limited, but is usually a polygon such as a hexagon or a triangle.
  • the diameter d (circle equivalent diameter) is calculated on the assumption that the front and back surfaces have the same circular diameter.
  • the front surface and the back surface of the flat metal fine particles may have a large area, and both surfaces may not be parallel.
  • the shape of the flat metal fine particles is preferably flat, and the particle diameter d, thickness h, and aspect ratio are preferably within the following ranges.
  • the average value of the particle diameter d of the flat metal fine particles is preferably 2 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 20 nm or more and 500 nm or less, and further preferably 20 nm or more and 400 nm or less.
  • the average value of the thickness h of the flat metal fine particles that is, the average value of the distance h between the front surface and the back surface is preferably 1 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 50 nm or less. The above average value is obtained by measuring, for example, 100 particles.
  • the average aspect ratio (average value of d / average value of h) of the flat metal fine particles is 1.1 or more, preferably 2.0 or more, and more preferably 2.0 or more and 100 or less. , 2.0 or more and 50 or less is more preferable.
  • the color tone can be changed by arbitrarily changing the average value of the particle diameter d and controlling the average aspect ratio thereof.
  • the shape and size of the flat metal fine particles can be evaluated using a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, and a scanning transmission electron microscope.
  • Examples of the method for measuring the particle diameter d and the thickness h of the flat metal fine particles and the method for calculating the aspect ratio include the following methods.
  • (1) Measurement method of particle size By observing the dry powder of particles for personal care with a scanning transmission electron microscope, a scanning transmission electron microscope image can be obtained. The diameter when the flat metal fine particles in the scanning transmission electron microscope image are approximated by a circle is calculated as the particle diameter in the plane direction. The above average value is obtained by measuring 100 particles.
  • the metal or metal compound constituting the flat metal fine particles is not particularly limited, and any metal or metal compound can be used.
  • the metal or metal compound constituting the flat metal fine particles include gold, silver, copper, aluminum, iron, platinum, zinc, palladium, ruthenium, iridium, rhodium, osmium, chromium, cobalt, nickel, manganese, vanadium, and the like.
  • metals such as molybdenum, gallium and aluminum, metal salts, metal complexes and alloys thereof, oxides and double oxides.
  • the flat metal fine particles can block light having a wavelength in the visible light region to the near infrared region, and are antibacterial. Gender can also be imparted.
  • the proportion of metal contained in the flat metal fine particles is not particularly limited.
  • the functional material 40 is supported on the unsupported fine fibers 3A to prepare the fine fibers 3B on which the functional material is supported.
  • an O / W type pickering emulsion having droplets 6A containing the core material is prepared using the fine fibers 3B on which the functional material is supported.
  • the core material inside the emulsion droplet 6A can be solidified to prepare particles (personal care particles 1A) in which the core particles 2A are coated with fine fibers 3B on which a functional material is supported. it can.
  • an O / W type pickering emulsion having droplets 6A containing a core material is prepared using unsupported fine fibers 3A.
  • the core material inside the emulsion droplet 6A is solidified to prepare particles 10A coated with fine fibers 3A.
  • the functional material 40 is supported on the fine fibers 3A on the surface of the particles 10A, and particles (personal care particles 1A) coated with the fine fibers 3B on which the functional material 40 is supported can be produced. ..
  • the method for supporting the functional material on the fine fibers is not particularly limited, and for example, a commercially available or prefabricated functional material is added to and mixed with the dispersion liquid of the fine fibers or the dispersion liquid of the particles coated with the fine fibers. , May be attached.
  • a method for supporting the functional material on the fine fibers a method of supporting the functional material in the dispersion liquid of the fine fibers or in the dispersion liquid of the particles coated with the fine fibers is preferable.
  • the core particles constituting the personal care particles of the present embodiment are formed of a material containing one or more kinds of polymers.
  • a known polymer can be used, and a polymer obtained by polymerizing a polymerizable monomer by a known method may be used. That is, as the material for forming the core particles from the personal care particles of the present embodiment, the polymer exemplified in the first embodiment can be used.
  • the core particles constituting the personal care particles of the present embodiment may contain other components such as functional components in addition to the polymer.
  • colorants oil absorbers, light shields (UV absorbers, UV scatterers, etc.), antibacterial agents, antioxidants, antiperspirants, defoamers, antistatic agents, binders, bleaches, chelating agents, Oily ingredients such as deodorants, air fresheners, fragrances, anti-bleaching active substances, skin softeners, insect repellents, preservatives, natural extracts, beauty ingredients, pH adjusters, vitamins, amino acids, hormones, oils and waxes , Surfactants, inorganic particles (titanium oxide, silica, clay, etc.), and the like.
  • the functional component may be in any form of solid, gas or liquid.
  • the content of the functional component in the personal care particles is not particularly limited, and is preferably in the range in which the personal care particles can stably maintain their morphology.
  • the content of the functional component is preferably 0.001 part by mass or more and 80 parts by mass or less, assuming that the particles for personal care are 100 parts by mass.
  • the personal care particles of the embodiment can be produced by the methods shown in FIGS. 5 and 6 (Production Method III and Production Method IV).
  • a dispersion liquid containing particles for personal care is obtained.
  • the personal care particles are obtained as a dry solid.
  • the method for removing the solvent is not particularly limited, and for example, excess water can be removed by a centrifugation method or a filtration method, and the solvent can be obtained as a dry solid by heat-drying in an oven. At this time, the obtained dry solid material does not form a film or agglomerate, and is obtained as a fine and smooth powder.
  • the fine fibers are firmly aggregated and formed into a film.
  • the personal care particles are spherical fibers in which the fine fibers are immobilized on the surface, so that the fine fibers are formed even if the solvent is removed. Does not agglomerate, but only makes point-to-point contact between personal care particles. Therefore, it is considered that the dry solid material can be obtained as a fine powder. Therefore, since the particles for personal care do not agglomerate with each other, it is possible to obtain a smooth and skin-friendly cosmetic in powder cosmetics. In addition, aggregation of functional materials can be suppressed, and uniform powder cosmetics can be obtained.
  • the dry powder of the particles for personal care contains almost no solvent and can be a dry solid that can be redispersed in the solvent.
  • the solid content of the dry powder of the personal care particles can be 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the particles for personal care from which the solvent has been substantially removed are preferable from the viewpoints of reducing transportation costs, preventing putrefaction, improving the addition rate, and improving the efficiency of kneading with the resin. Since the dry powder of the personal care particles has high hydrophilicity of the fine fibers existing on the surface of the personal care particles, it has a feature of absorbing moisture such as sweat or exhibiting high moisturizing property.
  • the dry powder of the personal care particles can be contained in a beauty essence, a milky lotion, a cream, or the like.
  • the manufacturing method III has the first step, the second iii step, the second two-iv step, and the third ii step, and the manufacturing method IV includes the first step and the second two-iv step. It has a third step 3-ii and a fifth step.
  • the first step is a step of defibrating the fine fiber raw material in a solvent to obtain a dispersion liquid of the fine fibers.
  • the fine fiber raw material is a cellulose raw material and a chitin / chitosan raw material, which are raw materials for cellulose nanofibers and / or chitin nanofibers. That is, the first step of the present embodiment is the same as the first step of the first embodiment.
  • the second step 2-iii is a step of supporting a functional material on the fine fibers in the dispersion liquid of the fine fibers to obtain a dispersion liquid of the fine fibers on which the functional material is supported.
  • the method for imparting the functional material to the fine fibers is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a method is used in which a functional material is added to a dispersion of fine fibers, mixed, and adhered. In addition, a functional material can be synthesized and supported in a dispersion of fine fibers.
  • an anionic functional group is introduced in advance on the crystal surface of the fine fibers.
  • the functional material By adding a cationic functional material to a dispersion of fine fibers having an anionic functional group and mixing them, the functional material can be stably supported on the fine fibers. Further, by adjusting the pH of the dispersion liquid, the loading or desorption of the functional material can be controlled.
  • the concentration of the fine fibers when supporting the functional material is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less. If the concentration of the fine fibers is less than 0.1%, it is difficult to efficiently support the functional material. When the concentration of the fine fibers B exceeds 20% by mass, the viscosity of the fine fibers is very high, and it is not possible to sufficiently stir, and a uniform reaction becomes difficult.
  • the solvent of the dispersion liquid of the fine fibers is not particularly limited, but the hydrophilic solvent 7 is preferable.
  • the hydrophilic solvent 7 is not particularly limited, but water; alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; and cyclic ethers such as tetrahydrofuran are preferable. In particular, it preferably contains 50% by mass or more of water. If the proportion of water in the suspension is less than 50% by mass, the dispersibility of the fine fibers may deteriorate.
  • the above-mentioned hydrophilic solvent is preferable as the solvent contained in addition to water.
  • the alkaline aqueous solution used for pH adjustment includes sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, ammonia aqueous solution, tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, tetraethylammonium hydroxide aqueous solution, tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution, and hydroxide.
  • examples thereof include organic alkalis such as an aqueous solution of benzyltrimethylammonium.
  • An aqueous sodium hydroxide solution is preferable from the viewpoint of cost and the like.
  • the method for supporting the metal fine particles as a functional material on the cellulose nanofiber having an anionic functional group is not particularly limited, and for example, it can be produced by the following method.
  • This method has step ia, step ib, and step ic in this order.
  • Step ia A cellulose nanofiber dispersion liquid preparation step for preparing a dispersion liquid containing at least one type of cellulose nanofibers.
  • Step ib A step of preparing a metal salt and cellulose nanofiber-containing liquid-containing liquid, which prepares a dispersion liquid containing at least one kind of metal salt and at least one kind of cellulose nanofibers.
  • Step ic A step of preparing a metal fine particle-supporting cellulose nanofiber dispersion liquid in which metal ions in a metal salt and cellulose nanofiber-containing liquid are reduced to support metal fine particles.
  • Step ia Cellulose nanofiber dispersion liquid preparation step
  • a cellulose nanofiber dispersion liquid is prepared in the step ia.
  • the solid content concentration of the cellulose nanofiber dispersion liquid is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or more. ..
  • the solid content concentration of the cellulose nanofiber dispersion is less than 0.1% by mass, it is difficult to control the particle size of the metal fine particles.
  • the solid content concentration of the cellulose nanofiber dispersion liquid exceeds 20% by mass, the viscosity of the cellulose nanofiber dispersion liquid becomes high, and in the step ib (preparation step of the metal salt and cellulose nanofiber-containing liquid preparation step), the metal salt and cellulose It becomes difficult to uniformly mix the nanofibers, and in the step ic (step of preparing the cellulose nanofiber dispersion liquid carrying metal fine particles), the reduction reaction cannot proceed uniformly.
  • the solvent for dispersing the cellulose nanofibers is not particularly limited as long as the cellulose nanofibers are sufficiently dissolved or dispersed. From the viewpoint of environmental load, it is preferable to use water as the solvent. From the viewpoint of dispersibility of the metal fine particles and the cellulose nanofibers, it is preferable to use water or a hydrophilic solvent as the solvent.
  • the hydrophilic solvent is not particularly limited, but alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol are preferable.
  • the pH of at least one type of cellulose nanofiber dispersion is not particularly limited, but is preferably pH 2 or more and pH 12 or less.
  • Step ib Preparation step of liquid containing metal salt and cellulose nanofiber
  • a dispersion containing at least one kind of metal salt and at least one kind of cellulose nanofibers is prepared, and a metal salt and a cellulose nanofiber-containing liquid are prepared.
  • the method for preparing a solution or dispersion containing at least one metal salt and at least one cellulose nanofiber is not particularly limited.
  • a dispersion containing at least one type of cellulose nanofibers (cellulose nanofiber dispersion) and a solution containing at least one type of metal salt (metal salt-containing solution) are prepared, and the cellulose nanofiber dispersion is prepared.
  • It can be prepared by adding a metal salt-containing solution to the cellulose nanofiber dispersion liquid with stirring. Further, the solid metal salt may be added directly to the cellulose nanofiber dispersion liquid, or the cellulose nanofiber dispersion liquid may be added to the metal salt-containing solution.
  • the metal salt consists of silver nitrate, silver chloride, silver oxide, silver sulfate, silver acetate, silver nitrite, silver chlorate, gold chloride acid, sodium gold chloride, potassium gold chloride, platinum chloride, platinum oxide and platinum oxide. It is preferably at least one selected from the group.
  • One type of these metal salts may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the solvent used for the metal salt-containing solution is not particularly limited as long as the metal salt is sufficiently dispersed or dissolved.
  • the solvent From the viewpoint of environmental load, it is preferable to use water as the solvent. From the viewpoint of the solubility of the metal salt, it is preferable to use water or a hydrophilic solvent as the solvent.
  • the hydrophilic solvent is not particularly limited, but alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol are preferable. Further, the concentration of the metal salt in the metal salt-containing solution is not particularly limited.
  • the concentration of the metal salt and the cellulose nanofiber dispersion is not particularly limited, but is preferably 0.002 mmol / L or more and 20.0 mmol / L or less.
  • metal ions are coordinated with the anionic functional group, so that the concentration of the metal salt (concentration of the metal ion) is less than the amount of the anionic functional group. It is preferable to prepare.
  • concentration of the metal salt concentration of metal ions
  • the concentration of the metal salt exceeds the amount of anionic functional groups of the cellulose nanofibers, the cellulose nanofibers may aggregate.
  • the solvent used for the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid is not particularly limited as long as the cellulose nanofibers are sufficiently dispersed or dissolved. From the viewpoint of environmental load, it is preferable to use water as the solvent. From the viewpoint of dispersibility of the cellulose nanofibers, it is preferable to use water or a hydrophilic solvent as the solvent.
  • the hydrophilic solvent is not particularly limited, but alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol are preferable.
  • the solid content concentration of the cellulose nanofibers in the metal salt and the cellulose nanofiber dispersion is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more and 20% by mass or less, and is 0.1% by mass or more and 50% by mass or less. More preferably.
  • the solid content concentration of the cellulose nanofibers is less than 0.1% by mass, it becomes difficult to control the particle size of the metal fine particles.
  • the solid content concentration of the cellulose nanofibers exceeds 20% by mass, the viscosity of the cellulose nanofiber dispersion liquid becomes high, and it becomes difficult to uniformly mix the metal salt and the cellulose nanofibers in the step ib, and the step ic. In, the reduction reaction cannot proceed uniformly.
  • the solvent of the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid is not particularly limited as long as the cellulose nanofibers are sufficiently dissolved or dispersed.
  • water from the viewpoint of environmental load, it is preferable to use water as the solvent. From the viewpoint of dispersibility of the metal fine particles and the cellulose nanofibers, it is preferable to use water or a hydrophilic solvent as the solvent.
  • the hydrophilic solvent is not particularly limited, but alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol are preferable.
  • the pH of the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid is not particularly limited, but is preferably pH 2 or more and pH 12 or less.
  • the temperature of the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid is not particularly limited, but is preferably 4 ° C. or higher and 100 ° C. or lower when water is used as the solvent.
  • Step ic Preparation step of cellulose nanofiber dispersion on metal particles
  • the metal ions in the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid are reduced and reacted to precipitate the metal fine particles and control the shape to obtain the desired shape.
  • the method for reducing the metal ions in the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a method using a reducing agent, ultraviolet rays, an electron beam, submerged plasma, or the like can be adopted.
  • a known reducing agent can be used as the reducing agent used for the reduction of metal ions.
  • the reducing agent examples include metal hydride-based, borohydride-based, borane-based, silane-based, hydrazine and hydrazide-based reducing agents.
  • the reducing agent sodium borohydride, dimethylamine borane, sodium citrate, ascorbic acid, alkali metal salt of ascorbic acid, hydrazine and the like are used.
  • the amount of the reducing agent added (concentration of the reducing agent) in the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid is not particularly limited, but the amount should be equal to or higher than the concentration of the metal salt in the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid. Is preferable, and more preferably 0.002 mmol / L or more and 2000 mmol / L or less.
  • the concentration of the reducing agent in the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid is equal to or less than the concentration of the metal salt in the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid, unreduced metal ions remain in the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid. Resulting in.
  • the method of adding the reducing agent when reducing the metal ions in the metal salt and the cellulose nanofiber-containing solution by using the reducing agent is not particularly limited, but the reducing agent is dissolved or dispersed in a solvent such as water in advance, and then The solution or dispersion may be added to the metal salt and cellulose nanofiber-containing solution.
  • the rate of addition of the reducing agent to the metal salt and the cellulose nanofiber-containing liquid is not particularly limited, but it is preferable to add the reducing agent by a method that allows the reduction reaction to proceed uniformly.
  • the method for supporting the metal fine particles on the cellulose nanofibers is not particularly limited, but it is preferable to include at least the above-mentioned steps ia, ib, and ic. Other steps may be inserted between each step.
  • the surface of the metal fine particles may be at least partially coated with a semiconductor or a metal, or a metal oxide thereof.
  • the semiconductors and metals used for coating and their oxides are not particularly limited, but for example, gold, silver, copper, aluminum, iron, platinum, zinc, palladium, ruthenium, iridium, rhodium, osmium, chromium, cobalt, nickel, etc. Examples thereof include metals such as manganese, vanadium, molybdenum, gallium and aluminum, metal salts, metal complexes and alloys thereof, oxides, compound oxides, silica and the like. In particular, from the viewpoint of stability and versatility, it is preferable to coat with gold and silica. If necessary, the functional material-supported cellulose nanofibers may be washed by filtration, centrifugation or the like to remove the free functional material.
  • Step 2-iv In the second step 2-iv, fine fibers (fine fibers 3B on which the functional material 40 is supported in the manufacturing method III, as shown in FIG. 5, and functional materials in the manufacturing method IV, as shown in FIG.
  • This is a step of coating the surface of the droplet containing the core material with the fine fibers in the dispersion liquid of the fine fibers 3A) on which 40 is not supported and stabilizing the droplet as an emulsion.
  • the dispersion liquid of the fine fibers 3B on which the functional material is supported (dispersion liquid 11B in FIG.
  • the core material-containing liquid is added to the dispersion liquid of the fine fibers 3A obtained in one step (dispersion liquid 11A in FIG. 6), the core material is dispersed as droplets 6A in the dispersion liquid, and the surface of the droplet 6A is fine.
  • This is a step of producing an O / W type emulsion coated with fibers and stabilized with fine fibers.
  • the O / W type emulsion stabilized by the fine fibers may be simply referred to as an "emulsion solution".
  • the method for producing the O / W type emulsion is not particularly limited, and the method exemplified in the first embodiment can be adopted.
  • droplets containing the core material are dispersed in the fine fiber dispersion to proceed with emulsification, and the fine fibers are selectively adsorbed at the liquid / liquid interface between the droplet and the fine fiber dispersion.
  • the droplets are coated with fine fibers to form a stable structure as an O / W type emulsion.
  • Such an emulsion in which a solid substance is adsorbed on a liquid / liquid interface and stabilized is academically called a "pickling emulsion".
  • the mechanism by which the pickering emulsion is formed by the fine fibers is not clear, but since cellulose has hydrophilic sites derived from hydroxyl groups and hydrophobic sites derived from hydrocarbon groups in its molecular structure, both parents. Due to its amphipathic nature, it is thought to be adsorbed at the liquid / liquid interface between the hydrophobic monomer and the hydrophilic solvent.
  • the O / W type emulsion structure can be confirmed by observation with an optical microscope.
  • the particle size of the O / W type emulsion is not particularly limited, but the average particle size is preferably 0.1 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the average particle size can be calculated by randomly measuring the diameters of 100 emulsions and taking the average value.
  • the thickness of the coating layer of the fine fibers formed on the surface layer of the droplet containing the core material is not particularly limited, but is preferably 3 nm or more and 1000 nm or less.
  • the particle size in the emulsion structure is about the same as the particle size of the personal care particles obtained in the third-ii step.
  • the thickness of the coating layer can be measured using, for example, a cryo TEM.
  • the weight ratio of the fine fiber dispersion liquid and the core material used in the second step 2-iv is not particularly limited, but the amount of the polymerizable monomer is 1 part by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the fine fibers. preferable. If the amount of the polymerizable monomer is 1 part by mass or less, the yield of personal care particles is lowered, which is not preferable, and if it exceeds 50 parts by mass, it becomes difficult to uniformly cover the droplets with fine fibers, which is not preferable.
  • the core material-containing liquid to be used may contain the core material and may form an O / W type emulsion, and is preferably hydrophobic in order to stably form an O / W type emulsion.
  • the core material is a material that solidifies due to a chemical change or a physicochemical change to form core particles 2A.
  • the core material is not particularly limited, but is not particularly limited as long as it can stably form droplets.
  • a polymerizable monomer (monomer), a molten polymer, or a dissolved polymer can be used.
  • the polymerizable monomer used in the second step 2-iv is not particularly limited, and those exemplified as the polymerizable monomer used in the second step 2-i of the first embodiment can be used. Further, the polymerization initiator exemplified in the first embodiment may be added to the polymerizable monomer. If a core material-containing liquid containing a polymerizable monomer and a polymerization initiator is used in the second step 2-iv, the polymerization initiator is contained in the droplets of the O / W type emulsion in the third step 3ii described later. When the monomer inside the emulsion droplets is polymerized in the third step ii described later, the polymerization reaction tends to proceed.
  • the weight ratio of the polymerizable monomer and the polymerization initiator used in the second step 2-iv is not particularly limited, but usually, the polymerizable initiator is 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. preferable. If the amount of the polymerizable monomer is less than 0.1 parts by mass, the polymerization reaction does not proceed sufficiently and the yield of personal care particles decreases, which is not preferable.
  • the core material-containing liquid may contain a solvent.
  • a solvent such as a methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), isophorone, cellosolve acetate, isophorone, Solbesso 100, tricline, hexane, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, isooctane, nonane, etc. Can be used.
  • the weight ratio of the polymerizable monomer and the solvent that can be used in the second 2-iv step is not particularly limited, but it is preferable that the amount of the solvent is 80 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.
  • the polymer for obtaining the dissolved polymer those exemplified in the first embodiment can be used.
  • the method exemplified in the first embodiment can be adopted.
  • the polymer used for the molten polymer the polymer exemplified in the first embodiment can be used.
  • the droplet containing the core material may contain a functional component other than the polymerization initiator in advance.
  • a functional component other than the polymerization initiator in advance.
  • colorants oil absorbers, light shields (ultraviolet absorbers, ultraviolet scatterers, etc.), antibacterial agents, antioxidants, antiperspirants, defoamers, antistatic agents, binders, bleaches, chelates.
  • Examples thereof include oil-based raw materials, surfactants, inorganic particles (titanium oxide, silica, clay, etc.), enzymes, and the like.
  • the polymerizable monomer contains a functional component other than the polymerization initiator in advance
  • the above-mentioned functional component can be contained inside the core particles when formed as personal care particles, which can be used for applications. It is possible to express the function according to the situation.
  • the functional component is easily dissolved or dispersed in the droplet and difficult to be dissolved or dispersed in the hydrophilic solvent.
  • dissolving or dispersing in droplets when an O / W type emulsion is formed, functional components can be easily included in the emulsion droplets, and personal care particles containing the functional components can be efficiently obtained. Can be done. In addition, it is possible to increase the amount of functional components contained.
  • a polymerizable monomer, a dissolved polymer, and a molten polymer can be used in combination to form droplets and emulsify.
  • the obtained personal care particles are composed of core particles and fine fibers made of the biodegradable polymer. Therefore, it has a biodegradable material and is highly environmentally friendly.
  • Step 3-ii In the third step 3-ii, the core material inside the droplet is solidified, and the fine fibers (in the production method III, as shown in FIG. 5, the functional material 40 is supported on the surface of the core particles) are supported.
  • 3B and Production Method IV as shown in FIG. 6, it is a step of obtaining a dispersion liquid of particles coated with fine fibers 3A) on which the functional material 40 is not supported.
  • the method of solidifying the core material is not particularly limited. When a polymerizable monomer is used as the core material, it can be solidified by polymerizing the polymerizable monomer by polymerizing it.
  • the solvent can be removed by a method of diffusing the solvent inside the droplet into a hydrophilic solvent or a method of evaporating the solvent to solidify the polymer.
  • the molten polymer can be cooled and solidified to solidify.
  • an O / W emulsion prepared in the second step in which a polymerizable monomer as a core material and a droplet containing a polymerization initiator is coated with fine fibers and stabilized, is heated with stirring to be polymerizable.
  • the monomer is polymerized to solidify the core material.
  • the method of stirring is not particularly limited, and a known method can be used, and specifically, a disper or a stirrer can be used. Moreover, only heat treatment may be performed without stirring.
  • the temperature condition at the time of heating can be appropriately set depending on the type of the polymerizable monomer and the type of the polymerization initiator, but is preferably 20 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. If it is less than 20 ° C., the reaction rate of polymerization is lowered, which is not preferable, and if it exceeds 150 ° C., fine fibers may be denatured, which is not preferable.
  • the time to be subjected to the polymerization reaction can be appropriately set depending on the type of the polymerizable monomer and the type of the polymerization initiator, but is usually about 1 hour to 24 hours.
  • the polymerization reaction may be carried out by an ultraviolet irradiation treatment which is a kind of electromagnetic wave. In addition to electromagnetic waves, particle beams such as electron beams may be used.
  • the method for evaporating the solvent of the dissolved polymer include a method of evaporating and removing the solvent by heating and / or drying under reduced pressure.
  • the organic solvent can be selectively removed.
  • the solvent can be efficiently removed by heating under reduced pressure conditions.
  • the heating temperature is preferably 20 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and the pressure is preferably 600 mHg or higher and 750 mmHg or lower.
  • the method for diffusing the solvent of the dissolved polymer include a method of diffusing the solvent inside the droplet by further adding a solvent or salt to the O / W type emulsion solution.
  • a solvent having low solubility in a hydrophilic solvent diffuses into the hydrophilic solvent phase over time, so that the dissolved polymer can be precipitated and solidified as particles.
  • the method for coagulating the molten polymer include a method for cooling the O / W type emulsion solution.
  • the core particles are coated with fine fibers (in the production method III, the personal care particles 1A shown in FIG. 5 (d), and in the production method IV, the fine fibers shown in FIG. 6 (c) are obtained.
  • a dispersion of coated particles 10A) is obtained.
  • the production method III immediately after the production of the personal care particles 1A, a large amount of water and free fine fibers that did not contribute to the formation of the coating layer were mixed in the dispersion liquid of the personal care particles 1A. It has become. Therefore, it is necessary to collect and wash the personal care particles 1A.
  • a known method can be used as the cleaning method by centrifugation. Specifically, the operation of precipitating the particles 1A and particles 10A for personal care by centrifugation to remove the supernatant and redispersing them in a mixed solvent of water and methanol. The residual solvent can be removed from the sediment finally obtained by centrifugation to recover the personal care particles 1A and the particles 10A.
  • a known method can also be used for filtration and cleaning. For example, suction filtration is repeated with water and methanol using a PTFE membrane filter having a pore size of 0.1 ⁇ m, and finally the residual solvent is further removed from the paste remaining on the membrane filter. Then, the personal care particles 1A and the particles 10A can be recovered.
  • the method for removing the residual solvent is not particularly limited, and it can be carried out by air drying or heat drying in an oven.
  • the dry solid containing the personal care particles 1A thus obtained does not form a film or agglomerate as described above, but is obtained as a fine powder.
  • the fifth step is the step of supporting the functional material 40 on the fine fibers 3A on the surface of the particles 10A in the dispersion liquid of the particles 10A coated with the fine fibers 3A shown in FIG. 6C in the manufacturing method IV. is there.
  • the method for supporting the functional material on the fine fibers 3A on the surface of the particles 10A is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a method in which particles coated with fine fibers are redispersed in a hydrophilic solvent such as water or alcohol to prepare a dispersion liquid of the particles, and a functional material is added to the dispersion liquid, mixed and adhered. Can be adopted. Further, by synthesizing the functional material in the dispersion liquid of the particles coated with the fine fibers, the functional material can be supported on the particles coated with the fine fibers.
  • an anionic functional group is introduced in advance on the crystal surface of the fine fibers.
  • a cationic functional material is added to the dispersion of particles coated with fine fibers having anionic functional groups and mixing them, the functional material is stabilized on the fine fibers on the surface of the particles coated with fine fibers.
  • the pH of the dispersion liquid of the particles coated with the fine fibers the loading or desorption of the functional material can be controlled.
  • the concentration of the particles coated with the fine fibers in the dispersion liquid used for supporting the functional material is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 0.5% by mass. It is preferably 20% by mass or less. If this concentration is less than 0.1%, it is difficult to efficiently support the functional material. If this concentration exceeds 50% by mass, the dispersibility of the particles coated with the fine fibers becomes poor, and a uniform reaction becomes difficult.
  • the solvent of the dispersion liquid of the particles coated with the fine fibers is not particularly limited, but a hydrophilic solvent is preferable.
  • the hydrophilic solvent is not particularly limited, but water; alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; and cyclic ethers such as tetrahydrofuran are preferable. In particular, it preferably contains 50% by mass or more of water. If the proportion of water in the suspension is less than 50% by mass, the dispersibility of the particles coated with the fine fibers may deteriorate.
  • the above-mentioned hydrophilic solvent is preferable as the solvent contained in addition to water.
  • the alkaline aqueous solution used for pH adjustment includes sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, ammonia aqueous solution, tetramethylammonium hydroxide aqueous solution, tetraethylammonium hydroxide aqueous solution, tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution, and hydroxide.
  • examples thereof include organic alkalis such as an aqueous solution of benzyltrimethylammonium.
  • An aqueous sodium hydroxide solution is preferable from the viewpoint of cost and the like.
  • the method for supporting the metal fine particles as the functional material on the particles coated with the fine fibers using the cellulose nanofibers having an anionic functional group as the fine fibers is not particularly limited, and is produced by, for example, the following method. Can be done. This method has a step ia, a step ib, and a step ic in this order. Step ia: A step of preparing a cellulose nanofiber-coated particle dispersion liquid, which prepares a dispersion liquid containing at least one type of cellulose nanofiber-coated particles.
  • Step iib A step of preparing a metal salt and a cellulose nanofiber-coated particle-containing liquid-containing liquid, which prepares a dispersion liquid containing at least one kind of metal salt and at least one kind of cellulose nanofiber-coated particles.
  • Step ic A step of preparing a metal fine particle-supporting cellulose nanofiber-coated particle dispersion, which reduces metal ions in the liquid containing the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles to prepare a reaction solution.
  • Step ia Cellulose nanofiber-coated particle dispersion preparation step
  • a dispersion liquid of at least one type of cellulose nanofiber-coated particles is prepared.
  • a cellulose nanofiber-coated particle dispersion is prepared.
  • the solid content concentration of the dispersion liquid of the cellulose nanofiber-coated particles is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass. Is more preferable.
  • the solid content concentration of the dispersion liquid of the cellulose nanofiber-coated particles is less than 0.01% by mass, it becomes difficult to control the particle size of the metal fine particles.
  • the solid content concentration of the dispersion liquid of the cellulose nanofiber-coated particles exceeds 50% by mass, the dispersibility of the cellulose nanofiber-coated particles deteriorates, and in the step iib (preparation step of the metal salt and cellulose nanofiber-containing liquid preparation step), It becomes difficult to uniformly mix the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles, and it becomes impossible to uniformly proceed with the reduction reaction in the step iic (step of preparing the cellulose nanofiber-coated particle dispersion liquid carrying metal fine particles).
  • the solvent and pH at which the cellulose nanofiber-coated particles are dispersed are the same as in step ia.
  • Step iib Preparation step of liquid containing metal salt and cellulose nanofiber-coated particles
  • a dispersion containing at least one kind of metal salt and at least one kind of cellulose nanofiber-coated particles is prepared.
  • the method for preparing the dispersion containing at least one kind of metal salt and at least one kind of cellulose nanofiber-coated particles is not particularly limited.
  • a solution containing at least one type of cellulose nanofiber-coated particle dispersion and a solution containing at least one type of metal salt are prepared, and the cellulose nanofiber-coated particle dispersion is stirred while the cellulose nano is stirred.
  • metal salt-containing solution a solution containing at least one type of cellulose nanofiber-coated particle dispersion and a solution containing at least one type of metal salt (metal salt-containing solution) are prepared, and the cellulose nanofiber-coated particle dispersion is stirred while the cellulose nano is stirred.
  • metal salt-containing solution can be prepared by adding a metal salt-containing solution to the dispersion of fiber-coated particles.
  • the solid metal salt may be added directly to the dispersion liquid of the cellulose nanofiber-coated particles, or the dispersion liquid of the cellulose nanofiber-coated particles may be added to the metal salt-containing solution.
  • the metal salt and the metal salt-containing liquid can be prepared in the same manner as in step ib.
  • the concentration of the metal salt in the dispersion liquid of the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles is not particularly limited, but is preferably 0.002 mmol / L or more and 20.0 mmol / L or less.
  • the concentration of the metal salt concentration of the metal ion
  • the concentration of the metal salt is less than the amount of the anionic functional group because the metal ion coordinates with the anionic functional group. It is preferable to prepare as follows. When the concentration of the metal salt (concentration of metal ions) exceeds the amount of anionic functional groups of the cellulose nanofiber-coated particles, the cellulose nanofiber-coated particles may aggregate.
  • the same solvent as in Step 2-iii can be used.
  • the solid content concentration of the cellulose nanofiber-coated particles in the dispersion liquid of the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, preferably 0.1% by mass or more. More preferably, it is 20% by mass or less.
  • the solid content concentration of the cellulose nanofiber-coated particles is less than 0.1% by mass, it becomes difficult to control the particle size of the metal fine particles.
  • the solid content concentration of the cellulose nanofibers exceeds 50% by mass, the dispersibility of the cellulose nanofiber-coated particles deteriorates, and it becomes difficult to uniformly mix the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles in the step iv.
  • the reduction reaction cannot proceed uniformly.
  • the solvent of the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particle-containing liquid the same solvent as in step ib can be used.
  • the pH and temperature can be the same as in Step 2-iii.
  • Step iic Preparation step of cellulose nanofiber-coated particle dispersion liquid carrying metal fine particles
  • the metal ions in the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particle-containing liquid are reduced and reacted to precipitate the metal fine particles and shape the shape. Controlled to obtain cellulose nanofiber-coated particles carrying metal fine particles.
  • the same method as in step ic can be used, and the same reducing agent can be used.
  • the amount of the reducing agent added (concentration of the reducing agent) in the liquid containing the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles is not particularly limited, but is equal to or higher than the concentration of the metal salt in the liquid containing the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles. It is preferable that the concentration is 0.002 mmol / L or more and 2000 mmol / L or less.
  • concentration of the reducing agent in the liquid containing the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles is equal to or less than the concentration of the metal salt in the liquid containing the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles, the unreduced metal ions are the metal salt and the cellulose nano. It remains in the liquid containing the fiber-coated particles.
  • the method of adding the reducing agent when reducing the metal ions in the solution containing the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles by using the reducing agent is not particularly limited, but the reducing agent is previously dissolved or dispersed in a solvent such as water. Then, the solution or dispersion may be added to the containing liquid of the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles.
  • the rate of addition of the reducing agent to the liquid containing the metal salt and the cellulose nanofiber-coated particles is not particularly limited, but it is preferable to add the reducing agent by a method that allows the reduction reaction to proceed uniformly.
  • the method of supporting the metal fine particles on the cellulose nanofiber-coated particles is not particularly limited, but it is preferable to include at least the above-mentioned steps ia, step iib, and step ic. Other steps may be inserted between each step.
  • the surface of the metal fine particles may be coated with a semiconductor or a metal or a metal oxide thereof.
  • the semiconductors and metals used for coating and their oxides are not particularly limited, but for example, gold, silver, copper, aluminum, iron, platinum, zinc, palladium, ruthenium, iridium, rhodium, osmium, chromium, cobalt, nickel, etc. Examples thereof include metals such as manganese, vanadium, molybdenum, gallium and aluminum, metal salts, metal complexes and alloys thereof, oxides, compound oxides, silica and the like. In particular, from the viewpoint of stability and versatility, it is preferable to coat with gold and silica.
  • the functional material-supported cellulose nanofiber-coated particles may be washed by filtration, centrifugation or the like to remove the free functional material.
  • the same conditions can be applied in the fifth step by using cellulose nanofiber-coated particles instead of the cellulose nanofibers in the second to iii steps.
  • the dry powder of the personal care particles of the present embodiment can be mixed or dispersed with other cosmetic raw materials and used for personal care products such as make-up products. Further, it can be dispersed in a solvent containing particles for personal care, raw materials for cosmetics and the like, and used as a composition for personal care.
  • Cosmetic raw materials include colorants, oil absorbers, light shields (ultraviolet absorbers, ultraviolet scatterers, etc.), antibacterial agents, antioxidants, antiperspirants, defoamers, antistatic agents, binders, bleaching agents, etc. Chelating agents, deodorants, fragrances, fragrances, anti-bleaching active substances, skin softeners, insect repellents, preservatives, natural extracts, beauty ingredients, pH adjusters, vitamins, amino acids, hormones, fats and oils, waxes, etc. Examples include oil-based raw materials, surfactants, inorganic particles (titanium oxide, silica, clay, etc.), and the like.
  • the problem of excess solvent of fine fibers such as cellulose nanofibers and chitin nanofibers is solved, and a personal having a new form of fine fibers that can be produced by a simple method.
  • Care particles can be provided.
  • the particles are coated with fine fibers that are highly safe, highly hydrophilic, and have a high specific surface area, the particles do not aggregate with each other, and they are slippery and familiar to the skin, and have excellent moisturizing properties. Can be provided.
  • the functional material is supported on the fine fibers having a high specific surface area, the dispersion stability of the functional material is maintained, and the functional material such as UV protection (absorption and / or scattering), color development, antibacterial, etc. It is possible to provide particles for personal care that effectively exert their functions.
  • Cellulose nanofibers and chitin nanofibers are composed of biodegradable polymers cellulose and chitin / chitosan. Therefore, by forming the core particles with a material containing a biodegradable polymer, it is possible to provide particles for personal care with a reduced burden on the environment.
  • the specific configuration is not limited to the present embodiment, and includes design changes and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention.
  • the components shown in the above-described embodiment can be appropriately combined and configured.
  • the core particles may contain other components in addition to the polymer and functional components.
  • Example 1> (First step: Step to obtain cellulose nanofiber dispersion) ⁇ TEMPO oxidation of wood cellulose ⁇ 70 g of softwood kraft pulp was suspended in 3500 g of distilled water, a solution prepared by dissolving 0.7 g of TEMPO and 7 g of sodium bromide in 350 g of distilled water was added, and the mixture was cooled to 20 ° C. To this, 450 g of an aqueous sodium hypochlorite solution having a density of 1.15 g / mL and 2 mol / L was added dropwise, and the oxidation reaction was started.
  • the temperature in the system was always kept at 20 ° C., and the decrease in pH during the reaction was kept at pH 10 by adding a 0.5 N aqueous sodium hydroxide solution.
  • a 0.5 N aqueous sodium hydroxide solution When the total amount of sodium hydroxide added reached 3.0 mmol / g with respect to the weight of cellulose, about 100 mL of ethanol was added to stop the reaction. Then, filtration washing with distilled water was repeated using a glass filter to obtain oxidized pulp (cellulose oxide).
  • ⁇ Defibration treatment of oxidized cellulose preparation of aqueous dispersion ⁇ 0.5 g of cellulose oxide obtained by the above TEMPO oxidation was dispersed in 99.5 g of distilled water and finely divided with a juicer mixer for 30 minutes to obtain a cellulose nanofiber aqueous dispersion having a concentration of 0.5%. This is the continuous phase.
  • ⁇ Evaluation of cellulose nanofibers For the obtained cellulose oxide and cellulose nanofibers, the carboxy group amount, crystallinity, number average shaft diameter of the major axis, light transmittance and rheology were measured and calculated as follows. ⁇ Measurement of carboxy group amount ⁇ The amount of carboxy groups of the oxidized cellulose before the dispersion treatment was calculated by the following method. 0.2 g of cellulose oxide in terms of dry weight was taken in a beaker, and 80 mL of ion-exchanged water was added.
  • TEMPO Oxidized cellulose is X-rayed in the range of 5 ° ⁇ 2 ⁇ ⁇ 35 ° under the condition of X-ray output: (40 kv, 40 mA) using a sample horizontal multipurpose X-ray diffractometer (trade name: UltraIII, manufactured by Rigaku). The line diffraction pattern was measured. Since the obtained X-ray diffraction pattern is derived from the cellulose type I crystal structure, the crystallinity of TEMPO-oxidized cellulose was calculated by the following method using the following formula (2). The results are shown in Table 1.
  • the number average shaft diameter of the major axis of the cellulose nanofiber was determined as the average value obtained by measuring the major axis diameter (maximum diameter) of 100 fibers from the observation image by the atomic force microscope.
  • the number average shaft diameter of the minor axis of the cellulose nanofibers was determined as the average value obtained by measuring the minor axis diameter (minimum diameter) of 100 fibers from the observation image by the atomic force microscope. The results are shown in Table 1.
  • the light transmittance of the cellulose nanofiber aqueous dispersion having a concentration of 0.5% by mass was measured by the following method. Water is put in one of the quartz sample cells as a reference, and cellulose nanofiber aqueous dispersion is put in the other so that air bubbles do not get mixed in. It was measured with a meter (trade name: NRS-1000, manufactured by JASCO Corporation). The result is shown in FIG.
  • ⁇ Rheology measurement The rheology of the aqueous dispersion of cellulose nanofibers having a concentration of 0.5% by mass was examined by performing steady viscoelasticity measurement using a rheometer. Specifically, it was measured with a cone plate having an inclination angle of 1 ° of a rheometer (trade name: AR2000ex, manufactured by TA Instruments). The temperature of the measuring part was adjusted to 25 ° C., and the shear viscosity was continuously measured from a shear rate of 0.01 s -1 to 1000 s -1 . The result is shown in FIG. Table 1 shows the shear viscosities when the shear rates are 10s -1 and 100s -1 .
  • the number average minor axis diameter of the cellulose nanofibers (TEMPO oxide CNF) contained in the cellulose nanofiber aqueous dispersion was 3 nm, and the number average major axis diameter was 831 nm. Further, as is clear from FIG. 4, the cellulose nanofiber aqueous dispersion showed high transparency. Furthermore, as is clear from FIG. 5, the cellulose nanofiber dispersion liquid showed thixotropic properties.
  • Step 2-i Step of producing O / W type emulsion
  • DVB divinylbenzene
  • n-heptane which is a non-polymerizable solvent as a pore forming agent
  • 2,2-azobis-2 which is a polymerization initiator
  • ADVN 4-Dimethylvaleronitrile
  • the content of the non-polymerizable solvent which is a pore forming agent is 50% by mass with respect to the total mass of the polymerizable monomer (DVB) which is a core material and the non-polymerizable solvent which is a pore forming agent. is there.
  • the entire amount of the obtained polymerizable monomer mixed solution was added to 40 g of the cellulose nanofiber aqueous dispersion obtained in the first step, the polymerizable monomer mixed solution and the cellulose nanofiber aqueous dispersion were in their respective phases ( It was separated into two phases).
  • the shaft of the ultrasonic homogenizer was inserted from the liquid surface of the upper phase in the mixed solution in the state of being separated into the above two phases, and the ultrasonic homogenizer treatment was performed for 3 minutes under the conditions of a frequency of 24 kHz and an output of 400 W.
  • the appearance of the mixed solution after the ultrasonic homogenizer treatment was in the form of a cloudy emulsion.
  • innumerable emulsion droplets of about several ⁇ m were generated, and the cellulose nanofiber aqueous dispersion was used as a continuous phase, and the polymerizable monomer was used. It was confirmed that the O / W emulsion having the mixed solution as the dispersion phase was dispersed and stabilized.
  • Step 3-i Step of solidifying the core material
  • the O / W type emulsion dispersion was provided in a hot water bath at 70 ° C. using a water bath, and treated with a stirrer for 8 hours to carry out a polymerization reaction. After the treatment for 8 hours, the dispersion was cooled to room temperature. There was no change in the appearance of the dispersion before and after the polymerization reaction.
  • the obtained dispersion was centrifuged and treated with a centrifugal force of 75,000 g for 5 minutes to obtain a sediment.
  • the supernatant was removed by decantation to collect the sediment, and the sediment was further washed twice with pure water and methanol alternately using a PTFE membrane filter having a pore size of 0.1 ⁇ m.
  • the washed / recovered product thus obtained was redispersed at a concentration of 1%, and the particle size was evaluated using a particle size distribution meter (NANOTRAC UPA-EX150, Nikkiso Co., Ltd.).
  • NANOTRAC UPA-EX150 Nikkiso Co., Ltd.
  • the washed / recovered product was air-dried, and further vacuum-dried at room temperature of 25 ° C. for 24 hours to obtain a dry powder having a fine texture.
  • Example 2 In the second 2-i step, a dry powder was obtained by the same method as in Example 1 except that 7 g of DVB and 3 g of n-heptane were used.
  • Example 3 In the second 2-i step, a dry powder was obtained by the same method as in Example 1 except that 3 g of DVB and 7 g of n-heptane were used.
  • Example 4> a dry powder was obtained by the same method as in Example 1 except that n-hexane was used instead of n-heptane.
  • Example 5> a dry powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that n-dodecane was used instead of n-heptane.
  • Example 6> In the second step 2-i of Example 1, 7 g of DVB was used, 3 g of sorbitan monooleate (Span80), which is an oil-soluble surfactant, was used instead of n-heptane, and distilled water as a continuous phase solvent was pore-formed. It was absorbed inside the emulsion droplets as an agent. A dry powder was obtained in the same manner as in Example 1 except for this. Since the amount of distilled water absorbed inside the emulsion droplets is unknown, the content of distilled water, which is a pore-forming agent, relative to the total mass of the polymerizable monomer (DVB), which is the core material, and the distilled water, which is the pore-forming agent. The rate is unknown.
  • sorbitan monooleate Span80
  • Example 7 1% by mass of acetylated CNF was dispersed in 7 g of DVB which is a polymerizable monomer, followed by 2,2-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile (hereinafter, ADVN) which is a polymerization initiator. (Also also referred to as) was dissolved in 1 g to prepare a polymerizable monomer mixed solution. When 3 g of pure water was added as a pore-forming agent to the obtained polymerizable monomer mixed solution, the polymerizable monomer mixed solution and distilled water were separated into their respective phases (two phases).
  • DVB 2,2-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile
  • Example 8> In Example 1, instead of TEMPO-oxidized CNF, a chitin nanofiber (also referred to as chitin NF) dispersion prepared in accordance with Patent Document 6 cited as the prior art document was used. Except for this, a dry powder was prepared by the same method as in Example 1.
  • Example 9> In Example 1, instead of TEMPO oxidation, a CM-modified CNF dispersion obtained by performing carboxymethylation (hereinafter, also referred to as CM-formation) treatment according to Patent Document 2 listed as a prior art document was used. Except for this, a dry powder was prepared by the same method as in Example 1.
  • Example 10 In Example 1, instead of TEMPO oxidation, a phosphate esterified CNF dispersion obtained by performing a phosphate esterification treatment according to Non-Patent Document 1 listed as a prior art document was used. Except for this, a dry powder was prepared by the same method as in Example 1.
  • Example 11 In Example 1, in the second step 2-i, 10 g of a molten polymer obtained by heating and melting 5 g of poly- ⁇ -caprolactone (PCL, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of DVB, which is a polymerizable monomer. Except for this, a dry powder was prepared by the same method as in Example 1.
  • PCL poly- ⁇ -caprolactone
  • Example 1 particles were prepared by spray drying without performing the second and third steps. Other than this, each step was performed in the same manner as in Example 1.
  • ⁇ Comparative example 2> In Example 1, n-heptane, which is a non-polymerizable solvent, was not added to 10 g of DVB, which is a polymerizable monomer, in the second step. Other than this, each step was performed in the same manner as in Example 1.
  • Example 3 An aqueous solution of carboxymethyl cellulose (hereinafter, also referred to as CMC) was used instead of the TEMPO oxidized CNF dispersion. Other than this, each step was performed in the same manner as in Example 1.
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • PGLE ML10 polyglyceryl laurate-10
  • ⁇ Comparative example 5> In the second step 2-i of Example 11, a CMC aqueous solution was added to the polymerizable monomer mixed solution instead of the TEMPO oxidized CNF dispersion to prepare an emulsion dispersion. Other than this, each step was carried out in the same manner as in Example 11.
  • ⁇ Comparative Example 6> As a conventional example, commercially available styrene-divinylbenzene copolymerized microbeads (particle diameter 4.5 ⁇ m, technochemical) were prepared.
  • the oil absorption was measured by the method of JK 5101-13-1.
  • the powder was placed on a measuring plate, and 4 to 5 drops of refined sesame oil was gradually added from the burette at a time. Each time, the oil is kneaded into the sample with a pallet knife. This is repeated until oil and sample lumps are formed on the refined flax. After that, the paste was dropped drop by drop and repeated so as to be completely kneaded, and the end point was when the paste became smooth and hard.
  • the evaluation of the oil absorption amount was judged by the following " ⁇ ", " ⁇ ", and " ⁇ ".
  • The oil absorption was 30 ml / 100 g or more.
  • The amount of oil absorbed was 20 ml / 100 g or more and less than 30 ml / 100 g.
  • X The amount of oil absorbed was less than 20 ml / 100 g.
  • the light diffusivity was evaluated by the following method using a spectroscopic variable color difference meter GC5000 manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd. First, a glass plate on which each dry powder is placed is set on the GC5000, and the spectral reflectance R1 that receives the incident light at an angle of ⁇ 45 ° at an angle of ⁇ 45 ° at a wavelength of 400 nm to 700 nm and the spectral reflectance R1 at an angle of ⁇ 45 ° The spectral reflectance R2, which received the incident light at an angle of 45 °, was measured.
  • the ratio of R1 to R2 at a wavelength of 600 nm was calculated as a light diffusion index.
  • the evaluation of light diffusivity was judged by the following " ⁇ ", " ⁇ ", and " ⁇ ".
  • The light diffusion index was 0.9 or more.
  • The light diffusion index was 0.6 or more and less than 0.9.
  • X The light diffusion index was less than 0.6. It was judged as.
  • Example 2 The evaluation results of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 6 above are summarized in Table 2 below.
  • the emulsion stabilizer in Table 2 is a cellulose nanofiber or an emulsion stabilizer used in place of the cellulose nanofiber.
  • Table 2 shows the polymers constituting the core particles, the pore-forming agent used in the production method, and the content thereof (the ratio of the pore-forming agent to the total mass of the core material and the pore-forming agent).
  • the manufacturing method adopted in Examples 1 to 11 is the manufacturing method I shown in FIG.
  • Example 1 When the dry powder obtained in Example 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM), the shape of the emulsion droplets was derived from the polymerization reaction carried out using the O / W type emulsion droplets as a template. It was confirmed that innumerable spherical particles were present, and that the surface thereof was uniformly covered with cellulose nanofibers having a width of several nm. Further, it was shown that the surface of the particles was equally and uniformly coated with the cellulose nanofibers, and the core particles and the cellulose nanofibers were bonded to each other and were in an inseparable state, despite repeated washing by filtration washing. It was also confirmed that fine pores were formed on the particle surface.
  • SEM scanning electron microscope
  • Example 1 when the dry powder obtained in Example 1 was embedded in a resin and the cross section was observed by SEM, it was confirmed that a large number of fine pores were present in the dry powder. That is, it was confirmed that the dry powder obtained in Example 1 was the composite particles of the first embodiment. Further, when the dry powder obtained in Example 1 was added to pure water at a concentration of 1% by mass, stirred with a stirrer for 24 hours and redispersed, the powder was easily redispersed and aggregation was visually observed. I could't. Moreover, when the particle size was evaluated using a particle size distribution meter, the average particle size was about the same as before drying, and there was no signal indicating aggregation in the data of the particle size distribution meter.
  • the dry powder (composite particles of the first embodiment) obtained in Example 1 is a powder without forming a film by drying even though its surface is coated with cellulose nanofibers. It was shown to be obtained as a body and to have good redispersibility. Similarly, when the surface and cross section of the dry powders obtained in Examples 2 to 11 were observed by SEM, the particles constituting the dry powder had pores inside and the surface was coated with fine fibers. It was confirmed that the spherical composite particles were formed.
  • the dry powders obtained in Examples 2 to 4, 6 and 8 to 11 also have fine fibers coated on the surface of the particles. It was confirmed that there was a part and a part where pores were formed. That is, it was confirmed that porous composite particles were obtained in Examples 1 to 4, Example 6, and Examples 8 to 11.
  • the dry powders obtained in these examples had very high oil absorption and excellent light diffusivity. In the dry powders obtained in Examples 5 and 7, no pores were observed on the surface of the particles, but it was confirmed by cross-sectional observation that they were hollow composite particles.
  • the dry powders obtained in these examples had relatively high oil absorption and excellent light diffusivity.
  • Example 21 (First step: Step to obtain cellulose nanofiber dispersion) An aqueous dispersion of cellulose nanofibers having a concentration of 0.5% by mass was obtained by the same method as in the first step of Example 1.
  • Step 2-iii Step of supporting functional material
  • Step ia Preparation of cellulose nanofiber dispersion liquid ⁇ 50 g of an aqueous dispersion of 0.5 mass% cellulose nanofibers was prepared.
  • Step ib Preparation of silver nitrate aqueous solution and cellulose nanofiber-containing liquid ⁇ A 100 mM silver nitrate (I) aqueous solution was prepared. To 50 g of an aqueous dispersion of 0.5 mass% cellulose nanofibers, 1.0 g of a 100 mM silver nitrate aqueous solution was added while keeping the temperature constant (25 ° C.) and stirring with a stirrer, and stirring was continued for 30 minutes. ..
  • ⁇ Process ic Reduction precipitation ⁇ Sodium borohydride was dissolved in distilled water to prepare a 100 mM aqueous sodium borohydride solution. Keep the temperature of the silver nitrate aqueous solution and the cellulose nanofiber-containing liquid constant (25 ° C.), add 1.0 g of 100 mM boron hydride sodium aqueous solution while stirring with a stirrer, and continue stirring for another 60 minutes to carry silver fine particle-supporting cellulose. A dispersion of nanofibers was prepared. The obtained dispersion had a yellow color derived from silver fine particles, indicating the formation of silver fine particles.
  • Step 2-iv Step to prepare O / W type emulsion ⁇
  • ADVN 2,2-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile
  • DVB divinylbenzene
  • the shaft of the ultrasonic homogenizer was inserted from the liquid surface of the upper phase in the mixed solution in the state of being separated into two phases, and the ultrasonic homogenizer treatment was performed for 3 minutes under the conditions of a frequency of 24 kHz and an output of 400 W.
  • the appearance of the mixed solution after the ultrasonic homogenizer treatment was in the form of a cloudy emulsion.
  • Step 3-ii Step of solidifying the core material
  • the O / W type emulsion dispersion was provided in a hot water bath at 70 ° C. using a water bath, and treated with a stirrer for 8 hours to carry out a polymerization reaction. After the treatment for 8 hours, the dispersion was cooled to room temperature. There was no change in the appearance of the dispersion before and after the polymerization reaction.
  • the obtained dispersion was centrifuged and treated with a centrifugal force of 75,000 g for 5 minutes to obtain a sediment.
  • the supernatant was removed by decantation to collect the sediment, and the sediment was further washed twice with pure water and methanol alternately using a PTFE membrane filter having a pore size of 0.1 ⁇ m.
  • the washed / recovered product thus obtained was redispersed at a concentration of 1%, and the particle size was evaluated using a particle size distribution meter (NANOTRAC UPA-EX150, Nikkiso Co., Ltd.).
  • NANOTRAC UPA-EX150 Nikkiso Co., Ltd.
  • the washed / recovered product was air-dried, and further vacuum-dried at room temperature of 25 ° C. for 24 hours to obtain a yellow fine dry powder derived from LSPR of spherical silver fine particles.
  • spherical silver fine particles having a size of several to 10 nm are present on the surface of the cellulose nanofibers, and the cellulose nanofibers on the particle surface contain spherical silver fine particles as a functional material. It was supported, suggesting that cellulose nanofibers and spherical silver fine particles are inseparable. Furthermore, when the obtained dry powder was embedded, the cross section was cut into the resin with a microtome, and the cross section was observed with a scanning electron microscope, a uniform coating layer was formed on the surface of the core particles. confirmed.
  • the surface of the personal care particles is equally and uniformly coated with the cellulose nanofibers, and spherical silver fine particles are supported on the surface of the cellulose nanofibers as a functional material. From this, it was confirmed that the obtained dry powder was the particles for personal care of the second embodiment.
  • Example 22> In step ic of step 2-iii of Example 21, personal care particles were obtained under the same conditions as in Example 21 except that oxygen gas was bubbled. The obtained dry powder of personal care particles was observed with a scanning electron microscope (SEM). The SEM image is shown in FIG. ⁇ Example 23> In Example 1, instead of TEMPO oxide CNF, a chitin nanofiber (also referred to as “chitin NF”) dispersion prepared in accordance with Patent Document 6 cited as the prior art document was used. Other than this, particles for personal care were prepared under the same conditions as in Example 21.
  • SEM scanning electron microscope
  • Example 24 In Example 21, instead of TEMPO oxidation, a CM-modified CNF dispersion obtained by performing carboxymethylation (hereinafter, also referred to as CM-formation) treatment according to Patent Document 2 listed as a prior art document was used. Other than this, particles for personal care were prepared under the same conditions as in Example 21.
  • Example 21 except that a phosphate esterified CNF dispersion obtained by performing a phosphate esterification treatment in accordance with Non-Patent Document 1 listed as a prior art document was used instead of TEMPO oxidation in Example 21. Particles for personal care were prepared under the same conditions as above.
  • Example 26 (First step: Step to obtain cellulose nanofiber dispersion) A cellulose nanofiber dispersion was obtained under the same conditions as in Example 21. (Step 2-iii: Functional material supporting step) A cellulose nanofiber dispersion supporting spherical silver fine particles was obtained under the same conditions as in Example 21.
  • Step 2-iv Step to prepare O / W type emulsion
  • PVA polylactic acid
  • a dissolved polymer 10 g was dissolved in 100 g of dichloroethane and mixed to prepare a dissolved polymer.
  • the total amount of the dissolved polymer was added to 500 g of the cellulose nanofiber dispersion liquid carrying 0.5% by mass of spherical silver fine particles, the dissolved polymer and the cellulose nanofiber dispersion liquid carrying spherical silver fine particles were separated into their respective phases (two phases). ..
  • an ultrasonic homogenizer was used to treat the upper layer of the mixed solution separated into the two phases with an ultrasonic homogenizer in the same manner as in the second iv step of Example 21. It was confirmed by an optical microscope that innumerable emulsion droplets having a size of 1 to several tens of ⁇ m were generated and dispersed and stabilized as an O / W type emulsion.
  • Step 3-ii Step of solidifying the core material
  • the above O / W emulsion solution was dried under reduced pressure of 700 mgHg at 40 ° C. for 3 hours to completely volatilize dichloroethane. There was no change in the appearance of the dispersion before and after the volatilization of dichloroethane.
  • particles for personal care having a particle size of about 1 to several tens of ⁇ m were obtained.
  • the recovered product was dried under the same conditions as in Example 21, a yellow fine dry powder derived from LSPR of spherical silver fine particles was obtained.
  • Example 27 First, the first step and the second iii step were carried out in the same manner as in Example 26 to prepare cellulose nanofibers carrying spherical silver fine particles. Next, 10 g of poly- ⁇ -caprolactone (PCL, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in 200 g of ethyl acetate to prepare a dissolved polymer. Except for this, an O / W type emulsion was prepared in the same manner as in Step 2-iv of Example 26. Next, the obtained O / W type emulsion solution was dried under reduced pressure of 700 mgHg at 40 ° C. for 5 hours to completely volatilize ethyl acetate (step 3-ii).
  • PCL poly- ⁇ -caprolactone
  • Example 28 After performing the first step under the same conditions as in Example 21, the steps 2-iv and 3-ii are performed under the same conditions as in Example 21 without performing the second iii, and then cleaning. And drying steps were carried out to obtain cellulose nanofiber-coated particles. Next, after performing the following fifth step using the obtained cellulose nanofiber-coated particles, washing and drying were carried out by the following methods.
  • Step ia Preparation of cellulose nanofiber-coated particle dispersion ⁇ Cellulose nanofiber-coated particles were dispersed in pure water to prepare 50 g of a dispersion liquid of 0.5% by mass of cellulose nanofiber-coated particles.
  • Step iib Preparation of silver nitrate aqueous solution and cellulose nanofiber-coated particle-containing liquid ⁇ A 100 mM silver nitrate (I) aqueous solution was prepared.
  • ⁇ Process ic Reduction precipitation ⁇ Sodium borohydride was dissolved in distilled water to prepare a 100 mM aqueous sodium borohydride solution. Keep the silver nitrate aqueous solution and the cellulose nanofiber-coated particle-containing liquid at a constant temperature (25 ° C.), add 1.0 g of a 100 mM boron hydride sodium aqueous solution while stirring with a stirrer, and continue stirring for another 60 minutes to form a spherical shape. A dispersion liquid of cellulose nanofiber-coated particles carrying silver fine particles was prepared. The obtained dispersion had a yellow color derived from the spherical silver fine particles, indicating the formation of spherical silver fine particles.
  • the obtained dispersion was centrifuged and treated with a centrifugal force of 75,000 g for 5 minutes to obtain a sediment.
  • the supernatant was removed by decantation to collect the sediment, and the mixture was further washed with pure water four times using a PTFE membrane filter having a pore size of 0.1 ⁇ m.
  • the washed / recovered product thus obtained was redispersed at a concentration of 1%, and the particle size was evaluated using a particle size distribution meter (NANOTRAC UPA-EX150, Nikkiso Co., Ltd.).
  • NANOTRAC UPA-EX150 Nikkiso Co., Ltd.
  • the washed / recovered product was air-dried, and further vacuum-dried at room temperature of 25 ° C. for 24 hours to obtain a yellow-colored fine dry powder derived from spherical silver fine particles.
  • Example 29 In the second step 2-iii of Example 21, an aqueous solution of sodium tetrachloroauric acid (III) was used instead of the silver nitrate aqueous solution. Other than this, each step was carried out in the same manner as in Example 21 to obtain dried particles. The obtained dry powder was observed with a scanning electron microscope (SEM). The SEM image is shown in FIG.
  • Example 30 cellulose nanofiber-coated particles were obtained by performing the second-iv step, the third-ii step, the washing and drying steps without performing the second-iii step after the first step. Next, after performing the following fifth step using the obtained cellulose nanofiber-coated particles, washing and drying were carried out by the following methods.
  • the obtained dispersion was centrifuged and treated with a centrifugal force of 75,000 g for 5 minutes to obtain a sediment.
  • the supernatant was removed by decantation to collect the sediment, and the mixture was further washed with pure water four times using a PTFE membrane filter having a pore size of 0.1 ⁇ m.
  • the washed / recovered product thus obtained was redispersed at a concentration of 1%, and the particle size was evaluated using a particle size distribution meter (NANOTRAC UPA-EX150, Nikkiso Co., Ltd.).
  • NANOTRAC UPA-EX150 Nikkiso Co., Ltd.
  • the washed / recovered product was air-dried, and further vacuum-dried at room temperature of 25 ° C. for 24 hours to obtain a red-colored fine dry powder (particles for personal care) derived from Rhodamine B.
  • Example 21 In Example 21, steps 2-iv and 3-ii were not performed. Other than this, each step was carried out in the same manner as in Example 21.
  • ⁇ Comparative Example 22> In Example 21, pure water was used instead of the TEMPO oxidized CNF dispersion. Other than this, each step was carried out in the same manner as in Example 21.
  • ⁇ Comparative Example 23> In Example 21, an aqueous solution of carboxymethyl cellulose (hereinafter, also referred to as CMC) was used instead of the TEMPO oxidized CNF dispersion. Other than this, each step was carried out in the same manner as in Example 21.
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • an aqueous solution was prepared by dissolving 8 parts by mass of polyvinyl alcohol (PVA) and 0.5 parts by mass of polyglyceryl laurate-10 (PGLE ML10) in 500 g of pure water.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PGLE ML10 polyglyceryl laurate-10
  • This solution was used in place of the cellulose nanofiber dispersion to prepare a dispersion of "PVA / PGLE ML10" in which silver fine particles were supported by the same method as in Step 2-iii of Example 21.
  • this dispersion was used in place of the silver fine particle-supporting cellulose nanofiber dispersion, and an O / W emulsion was prepared in the same manner as in Step 2-iv of Example 26.
  • the obtained O / W type emulsion liquid was spray-dried at a drying temperature of 100 ° C. using a spray dryer device.
  • Example 25 In Comparative Example 24, polyglyceryl laurate-10 (PGLE ML10) was not added. Other than this, each step was carried out in the same manner as in Comparative Example 24.
  • PGLE ML10 polyglyceryl laurate-10
  • Example 28 an aqueous solution of carboxymethyl cellulose (hereinafter, also referred to as CMC) was used instead of the TEMPO oxidized CNF dispersion. Other than this, each step was carried out in the same manner as in Example 28.
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • ⁇ Comparative Example 29> As a conventional example, a dry powder prepared by mixing commercially available styrene-divinylbenzene copolymer microbeads (particle diameter 4.5 ⁇ m, technochemical) and spherical silver fine particles (particle diameter 10 nm, sigma aldrich) was prepared.
  • the dispersion obtained in the third or fifth step is treated with a centrifuge at a centrifugal force of 75,000 g for 5 minutes, and the supernatant is removed by decantation to collect the sediment, and the pore size is 0. .
  • a centrifuge at a centrifugal force of 75,000 g for 5 minutes, and the supernatant is removed by decantation to collect the sediment, and the pore size is 0. .
  • The precipitate was recovered by centrifugation, and the sample could be recovered on the membrane filter.
  • X The precipitate could not be recovered by centrifugation. Alternatively, the sample could not be collected on the membrane filter.
  • Example 3 The evaluation results of Examples 21 to 30 and Comparative Examples 21 to 29 above are summarized in Table 3 below.
  • the emulsion stabilizer in Table 3 is a cellulose nanofiber or an emulsion stabilizer used in place of the cellulose nanofiber.
  • Table 3 shows the polymers constituting the core particles and the functional components (supporting materials) contained in the core particles. Further, Table 3 shows whether the manufacturing method adopted in each example is the manufacturing method III shown in FIG. 5 or the manufacturing method IV shown in FIG.
  • Example 21 As shown in FIG. 9, in Example 21, it was confirmed that the spherical silver fine particles were supported on the surface of the cellulose nanofiber-coated particles. As shown in FIG. 10, in Example 22, it was confirmed that the flat plate-like fine particles were supported on the surface of the cellulose nanofiber-coated particles. As shown in FIG. 11, it was confirmed that the spherical gold fine particles were supported on the surface of the cellulose nanofiber-coated particles in Example 29.
  • the particles for personal care dry powder
  • they show optical characteristics derived from LSPR of various metal fine particles, respectively, yellow in Examples 21 and 23 to 28, blue in Example 22, and 29 in Example 29. Then it showed red.
  • the red color derived from Rhodamine B was shown.
  • the personal care particles obtained in Examples 21 to 30 can be filtered and washed, have good redispersibility even after drying, and exhibit excellent skin compatibility, moisturizing property, and uniform coloring property. ..
  • Comparative Example 21 Comparative Example 27, and Comparative Example 28 metal fine particles of various shapes and metal species were supported on the cellulose nanofibers to prepare a dispersion liquid of the cellulose nanofibers carrying the metal fine particles.
  • Comparative Example 21, Comparative Example 27, and Comparative Example 28 the obtained metal fine particle-supporting cellulose nanofiber dispersion was tried to be washed by centrifugation, but it was impossible. Therefore, the obtained dispersion was freeze-dried and freeze-pulverized to form a powder, and the same evaluation was performed. As a result, the obtained powder was excellent in moisturizing property and coloring property, but was not good in redispersibility and skin compatibility. In Comparative Example 22 and Comparative Example 25, it was impossible to carry out the second step 2-iv.
  • the monomer phase or the dissolved polymer phase and the cellulose nanofiber dispersion liquid phase remain separated into two phases, or even if an emulsion is formed, it immediately disintegrates. Therefore, it was impossible to prepare a stable O / W type emulsion.
  • Comparative Example 23 Comparative Example 24, and Comparative Example 26, it was possible to form an O / W type emulsion in the second step 2-iv. It is considered that this was because CMC and PGLE ML10 showed amphipathic properties like cellulose nanofibers, and thus functioned as stabilizers for emulsions.
  • the subsequent step 3-ii when the core material is solidified by polymerizing the polymerizable monomer or removing the solvent from the dissolved polymer, the emulsion collapses and the O / W type emulsion is used as a template. No personal care particles could be obtained.
  • CMC and PGLE ML10 are water-soluble, they are likely to be fragile as a coating layer for maintaining the emulsion shape during solidification of the core material. Therefore, it is considered that the emulsion collapsed during the solidification of the core material.
  • Comparative Examples 22 to 26 it was possible to recover the sample by performing filtration washing. However, when the redispersibility of the dry powder was evaluated, agglomerates were visually confirmed in all of Comparative Examples 22 to 26, and the dispersibility was poor. As a result of evaluating the feeling of use, moisturizing property, and coloring property of the dry powders of Comparative Examples 22 to 26, the skin compatibility was not good, the moisturizing amount was low, and non-uniformity in coloring was visually observed. Since the dry powders of Comparative Examples 22 to 26 did not contain cellulose nanofibers, it is considered that the moisturizing effect and the dispersing effect of the cellulose nanofibers could not be obtained, and the usability and colorability were not good. The dry powder of Comparative Example 29 was excellent in usability, but was not good in dispersibility in water, moisturizing property, and coloring property.
  • the composite particles according to the first aspect of the present invention include paints, paint additives such as matting agents, films such as light diffusing films, additives for molded products such as automobiles and building materials, paper such as recording paper, and cosmetics. It can be used for personal care products such as, toiletry products, home care products, medical products, etc.
  • personal care products such as, toiletry products, home care products, medical products, etc.
  • the composite particle according to the first aspect of the present invention is applied to a personal care product, it can be used, for example, in hair care, oral care, odor care, body care, skin care, and makeup-related products.
  • toothpaste, perfume, nail lacquer, serum, lotion, milky lotion, cleansing agent, eye shadow, eye liner, foundation, teak, hair gel, hair spray, shampoo, rinse, hair restorer, lotion, cream and soap can be used for such purposes.
  • personal care particles having a new mode of fine fibers that can be produced by a simple method while solving the problem of excess solvent of fine fibers such as cellulose nanofibers and chitin nanofibers. Can be provided. Further, since the fine fibers having high safety, high hydrophilicity and high specific surface area are coated, it is possible to provide particles for personal care which are soft to the touch and have excellent moisturizing properties.
  • the functional material is supported on the fine fibers having a high specific surface area, the dispersion stability of the functional material is maintained, and the functionality such as ultraviolet shielding (absorption and / or scattering), color development, antibacterial, and deodorization is maintained. It is possible to provide particles for personal care that effectively exert the functions of the material. Fine fibers such as cellulose nanofibers and chitin nanofibers are composed of biodegradable polymers cellulose and chitin / chitosan. Therefore, by forming the core particles with a material containing a biodegradable polymer, it is possible to provide particles for personal care that can reduce the burden on the environment and solve the microplastic problem.
  • the particles for personal care of the fourth aspect can be included in personal care products and compositions for personal care. That is, the particles for personal care of the fourth aspect can be used, for example, in hair care, oral care, odor care, body care, skin care, and makeup-related products. Specifically, toothpaste, perfume, nail lacquer, serum, lotion, milky lotion, cleansing agent, eye shadow, eye liner, foundation, teak, hair gel, hair spray, shampoo, rinse, hair restorer, lotion, cream and soap. And so on.
  • Fine fiber fine fiber which is at least one of cellulose nanofiber and chitin nanofiber
  • Unsupported fine fibers 3B Fine fibers on which a functional material is supported 4 Pore 6 Droplets containing a core material and a pore-forming agent (droplets of W / O emulsion, hydrophobic) 6A Droplet containing core material 7 Hydrophilic solvent 8 Stabilizer 9 Droplet containing pore-forming agent (hydrophilic) 10 Fine fiber-coated particles (including pore-forming agent) Particles coated with 10A fine fibers (without pore forming agent) 11A Dispersion of unsupported fine fibers 11B Dispersion of fine fibers carrying a functional material 12 Dispersion of core particles containing a pore-forming agent inside and coated with fine fibers on the surface 12A The surface is coated with fine fibers. Dispersion liquid of core particles (without pore forming agent) 13 W / O emulsion liquid 14 W / O /

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Abstract

本発明の第一態様に係る複合粒子(1)は、気孔(4)を有するコア粒子(2)と、コア粒子(2)の表面に結合されて不可分の状態にある微細繊維(3)と、を有する。微細繊維(3)は、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方である。

Description

複合粒子およびその製造方法、パーソナルケア製品、パーソナルケア用粒子およびその製造方法、パーソナルケア用品、パーソナルケア用組成物
 本発明は、複合粒子、複合粒子の製造方法、および複合粒子を含むパーソナルケア製品、並びに、パーソナルケア用粒子、パーソナルケア用粒子の製造方法、およびパーソナルケア用品、パーソナルケア用組成物に関する。
 スキンケアやメイクアップ、ヘアケア、オーラルケア、ネイルケアなどを目的としたパーソナルケア製品には、様々な機能性材料が添加されている。例えば、ファンデーション等のメイクアップ製品には、油脂・ロウ類をはじめとする油性原料、紫外線吸収剤や着色剤、殺菌剤、酸化防止剤、防腐剤、保湿剤、ビタミン、アミノ酸、ホルモン、天然抽出物等の機能性材料や、肌なじみをよくするためにマイクロ粒子等が含まれる。また、スキンケア製品には、水、アルコールあるいはオイル等を任意の配合で組み合わせた分散溶媒分に対し、機能性材料が添加されている。これらのパーソナルケア製品は、保湿や発色、紫外線防止、抗菌、皮膚などに塗布する際の滑り性や肌なじみのよさ、といった各種要求特性を満たすために使用される。
 実用化されているパーソナルケア製品として、各種マイクロ粒子やマイクロカプセルからなるものが挙げられる。通常、マイクロ粒子は、ポリエチレン、ポリプロピレン、といった各種ポリマーから形成されたマイクロサイズオーダーの粒子であり、使用感の向上やソフトフォーカス性を付与する目的でファンデーションに用いられたり、あるいは角質除去剤として洗顔料に用いられたり、といったように、パーソナルケア用途向けに広範に利用されている。
 ファンデーションに用いられるマイクロ粒子は、ファンデーションの使用感向上や、油吸収性の付与、有効成分の含浸、高いソフトフォーカス性発揮の目的で、マイクロ粒子を多孔質や中空とすることが検討されてきた。
 また、マイクロ粒子を芯物質として粒子表面を壁膜で被覆したマイクロカプセル構造とすることにより、さらなる機能性の付与・発現が試みられている。具体的には、芯物質内に医薬品、香料、酵素、顔料、染料、等の機能性材料を取り込ませた上でマイクロカプセル化することで、該機能性材料の保護や、放出挙動の制御などが可能となる。芯物質を覆う壁膜自体に機能性材料をさらに付与することも可能である。
 しかし、マイクロサイズオーダーのマイクロ粒子は比表面積が大きいため、一般的に凝集しやすく、分散安定性が課題となっている。
 そこで、分散安定性が良く、保湿性や毛穴補正、ソフトフォーカス性等の各種機能を発揮する肌なじみがよいパーソナルケア製品に適用可能な、新たなマイクロ粒子が強く望まれている。
 一方、近年、木材中のセルロース繊維やカニ等の甲殻類の殻を構成するキチンおよび/またはキトサンを、その構造の少なくとも一辺がナノメートルオーダーになるまで微細化し、新規材料として利用しようとする試みが活発に行われている。
 例えば、特許文献1には、木材セルロースに対しブレンダーやグラインダーによる機械処理を繰り返すことで、微細化セルロース、すなわちセルロースナノファイバー(以下CNFとも称する)が得られることが開示されている。この方法で得られるCNFは、短軸径が10~50nm、長軸径が1μmから10mmに及ぶことが報告されている。このCNFは、鋼鉄の1/5の軽さで5倍以上の強さを誇り、250m2/g以上の膨大な比表面積を有することから、樹脂強化用フィラーや吸着剤としての利用が期待されている。
 また、木材中のセルロース繊維を微細化しやすいように予め化学処理したのち、家庭用ミキサー程度の低エネルギー機械処理により微細化してCNFを製造する試みが活発に行われている。上記化学処理の方法は特に限定されないが、セルロース繊維にアニオン性官能基を導入して微細化しやすくする方法が好ましい。セルロース繊維にアニオン性官能基が導入されることによってセルロースミクロフィブリル構造間に浸透圧効果で溶媒が浸入しやすくなり、セルロース原料の微細化に要するエネルギーを大幅に減少することができる。
 上記アニオン性官能基の導入方法としては特に限定されないが、例えば非特許文献1にはリン酸エステル化処理を用いて、セルロースの微細繊維表面を選択的にリン酸エステル化処理する方法が開示されている。
 特許文献2には、高濃度アルカリ水溶液中でセルロースをモノクロロ酢酸又はモノクロロ酢酸ナトリウムと反応させることによりカルボキシメチル化を行う方法が開示されている。また、オートクレーブ中でガス化したマレイン酸やフタル酸等の無水カルボン酸系化合物とセルロースを直接反応させてカルボキシ基を導入してもよい。
 比較的安定なN-オキシル化合物である2,2,6,6-テトラメチルピペリジニル-1-オキシラジカル(TEMPO)を触媒として用い、セルロースの微細繊維表面を選択的に酸化する方法も報告されている(例えば、特許文献3を参照)。TEMPOを触媒として用いる酸化反応(TEMPO酸化反応)は、水系、常温、常圧で進行する環境調和型の化学改質が可能であり、木材中のセルロースに適用した場合、結晶内部には反応が進行せず、結晶表面のセルロース分子鎖が持つアルコール性一級炭素のみを選択的にカルボキシ基へと変換することができる。
 TEMPO酸化によって選択的に結晶表面に導入されたカルボキシ基同士の電離に伴う浸透圧効果により、溶媒中で一本一本のセルロースミクロフィブリル単位に分散させた、セルロースシングルナノファイバー(以下CSNF、TEMPO酸化セルロースナノファイバー、TEMPO酸化CNFとも称する)を得ることが可能となる。CSNFは表面のカルボキシ基に由来した高い分散安定性を示す。木材からTEMPO酸化反応によって得られる木材由来のCSNFは、短軸径が3nm前後、長軸径が数十nm~数μmに及ぶ高アスペクト比を有する構造体であり、その水分散液および成形体は高い透明性を有することが報告されている。また、特許文献4にはCSNF分散液を塗布乾燥して得られる積層膜が、ガスバリア性を有することが報告されている。
 更に、CNFまたはCSNFに更なる機能性を付与する検討がなされている。例えば、CSNF表面のカルボキシ基を利用した更なる機能性付与も可能である。特許文献5には、CSNF表面のカルボキシ基に金属イオンを吸着させた状態で金属を還元析出させることにより、金属ナノ粒子がCSNFに担持された複合体(金属ナノ粒子担持CSNF)が開示されている。この特許文献5には、金属ナノ粒子担持CSNFを触媒として用いる例が開示されており、金属ナノ粒子を比表面積が大きな状態で分散安定化させることが可能となることにより触媒活性が向上することが報告されている。
 特許文献6では、カニ殻等から採取したキチンおよび/またはキトサンを極細繊維に粉砕することでキチンナノファイバー(キチンナノファイバー)を得られることが開示されている。キチンナノファイバーは、循環型資源であり、抗菌性や生分解性を有しており、食品や化粧品への添加、フィルムなどの補強繊維、農業資源への利用、医療用途への利用などが期待される。
 キチンおよび/またはキトサンは強い水素結合で互いに密に結合しているため、キチンおよび/またはキトサンから完全に一本一本のナノファイバーを調製することは容易ではない。特許文献6に記載されたキチンナノファイバーとその製造方法によれば、簡便な工程で、一本一本に分離されたキチンナノファイバーを含む分散液を得ることができる。
 このように、セルロースナノファイバーやキチンナノファイバーをはじめとする、天然材料由来の微細繊維に新たな機能性を付与する高機能部材開発に関して、様々な検討がなされている。
 ここで、これらの微細繊維の実用化に向けては、得られる微細繊維の分散液の固形分濃度が0.1~5%程度と低くなってしまうことが課題となっている。例えば微細繊維の分散体を輸送しようとした場合、大量の溶媒を輸送するに等しいため輸送費の高騰を招き、事業性が著しく損なわれるという問題がある。
 しかしながら、単純に熱乾燥などで微細繊維の分散液の溶媒を除去してしまうと、微細繊維同士が凝集・角質化し、あるいは膜化してしまい、微細繊維の比表面積が大きいという特性を有効に活用することが困難であり、安定な機能発現が困難になってしまう。さらに微細繊維の固形分濃度が低いため、乾燥による溶媒除去工程自体に多大なエネルギーがかかってしまうことも事業性を損なう一因となる。
 このように、セルロースナノファイバーやキチンナノファイバーなどの微細繊維を分散液の状態で取り扱うこと自体が事業性を損なう原因となる。よって、表面に微細繊維が結合された複合粒子として、微細繊維の比表面積が大きいという特性を有効に活用できる新たな取り扱い様態を有し、洗浄や溶媒からの分離が容易なものが強く望まれている。
特開2010-216021号公報 国際公開第2014/088072号 特開2008-001728号公報 国際公開第2013/042654号 国際公開第2010/095574号 特開2010-180309号公報
Noguchi Y, Homma I, Matsubara Y. Complete nanofibrillation of cellulose prepared by phosphorylation. Cellulose. 2017;24:1295.10.1007/s10570-017-1191-3
 上述のように、肌なじみがよいパーソナルケア製品に適用可能な新たなマイクロ粒子が強く望まれているが、従来の方法で多孔質マイクロ粒子を作製すると、マイクロ粒子の形状が保てなくなり、使用感が良好でなくなるという問題がある。また、従来の方法では、多孔質マイクロ粒子において、吸油性と保湿性を両立することは難しかった。
 本発明の第一の課題は、表面に微細繊維が結合された複合粒子として、多孔質粒子や気孔率が高い中空粒子であっても球状が保持され、分散安定性に優れ、肌なじみが良好であり、優れた吸油性と保湿性を発揮できるものを提供することである。
 本発明の第二の課題は、分散安定性が良く、保湿性や発色性等の各種機能を発揮する肌なじみがよいパーソナルケア用粒子を提供することである。
 上記の第一の課題を解決するために、本発明は下記の第一態様、第二態様、および第三態様を提供する。
〔第一態様〕
 気孔(ポア:pore)を有するコア粒子と、コア粒子の表面に結合されて不可分の状態にある、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方からなる微細繊維と、を有する複合粒子。
〔第二態様〕
 (1)セルロース原料およびキチン/キトサン原料のいずれか一方または両方を溶媒中で解繊して、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方である微細繊維が分散された分散液を得る工程と、(2)除去されて気孔を生じさせるポア形成剤と、固体化されてコア粒子となるコア材料と、を含む液滴を、上記分散液に分散させ、上記液滴の表面を微細繊維で被覆する工程と、(3)上記液滴の内部のコア材料を固体化して、内部にポア形成剤を含み表面に微細繊維が被覆されたコア粒子の分散液を得る工程と、(4)得られたコア粒子の分散液からコア粒子を回収し、回収されたコア粒子の内部からポア形成剤を除去して、コア粒子の内部に気孔を生じさせる工程と、を有する、複合粒子の製造方法。
〔第三態様〕
 (11)セルロース原料およびキチン/キトサン原料のいずれか一方または両方を溶媒中で解繊して、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方である微細繊維が分散された分散液を得る工程と、(12)固体化されてコア粒子となるコア材料に、除去されて気孔を生じさせるポア形成剤を含む液滴が分散しているW/O型エマルション液を作製し、微細繊維の分散液に、W/O型エマルション液を含む液滴を分散させ、W/O型エマルション液を含む液滴の表面を微細繊維で被覆して、W/O/W型エマルション液を作製する工程と、(13)W/O/W型エマルション液の液滴の内部のコア材料を固体化して、内部にポア形成剤からなる液滴を含み表面に微細繊維が被覆されたコア粒子の分散液を得る工程と、(14)得られたコア粒子の分散液からコア粒子を回収し、回収されたコア粒子の内部からポア形成剤を除去して、コア粒子の内部に気孔を生じさせる工程と、を有する、複合粒子の製造方法。
 第一態様の複合粒子は、パーソナルケア製品に含むことができる。
 上記の第二の課題を解決するために、本発明は下記の第四態様、第五態様、および第六態様を提供する。
〔第四態様〕
 ポリマーを含有する材料で形成されたコア粒子と、コア粒子の表面に結合されて不可分の状態にある、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方からなる微細繊維と、微細繊維に担持されている、パーソナルケア機能を発揮する機能性材料と、を有するパーソナルケア用粒子。
〔第五態様〕
 (21)セルロース原料およびキチン/キトサン原料のいずれか一方または両方を溶媒中で解繊して、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方である微細繊維の分散液を得る工程と、(22)微細繊維の分散液中で、この微細繊維に、パーソナルケア機能を発揮する機能性材料を担持させて、機能性材料が担持された微細繊維の分散液を得る工程と、(23)機能性材料が担持された微細繊維の分散液に、コア材料を含む液滴を分散させ、この液滴の表面を、機能性材料が担持された微細繊維で被覆する工程と、(24)機能性材料が担持された微細繊維で被覆された液滴の内部のコア材料を固体化する工程と、を有するパーソナルケア用粒子の製造方法。
〔第六態様〕
 (31)セルロース原料およびキチン/キトサン原料のいずれか一方または両方を溶媒中で解繊して、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方である微細繊維の分散液を得る工程と、(32)微細繊維の分散液にコア材料を含む液滴を分散させ、この液滴の表面を微細繊維で被覆する工程と、(33)この液滴の内部のコア材料を固体化して、コア粒子の表面に微細繊維が被覆された粒子の分散液を得る工程と、(34)この粒子の分散液中で、微細繊維が被覆された粒子の表面の微細繊維に、パーソナルケア機能を発揮する機能性材料を担持させる工程と、を有するパーソナルケア用粒子の製造方法。
 第四態様のパーソナルケア用粒子は、パーソナルケア用品およびパーソナルケア組成物に含有させることができる。
 本発明の第一態様の複合粒子によれば、表面に微細繊維が結合された複合粒子として、多孔質粒子や気孔率が高い中空粒子であっても球状が保持され、分散安定性に優れ、肌なじみが良好であり、優れた吸油性と保湿性を発揮できるものとなることが期待できる。
 本発明の第二態様および第三態様の製造方法によれば、本発明の第一態様の複合粒子を製造することができる。
 本発明の第四態様のパーソナルケア用粒子によれば、安全性が高く、親水性が高く、比表面積の大きい微細繊維がコア粒子に被覆されていることにより、滑りや肌なじみがよく、保湿性に優れたものとなることが期待できる。
 また、比表面積の大きい微細繊維に機能性材料が担持されるために、機能性材料の分散安定性が保たれ、紫外線防止(吸収および/または散乱)、発色、抗菌、等の機能性材料の機能を効果的に発揮するパーソナルケア用粒子を提供できる。
 さらに、セルロースナノファイバーやキチンナノファイバーは、生分解性ポリマーであるセルロースやキチン/キトサンから構成されるため、コア粒子に含まれるポリマーとして生分解性ポリマーを使用することにより、環境への負荷を低減したパーソナルケア用粒子を提供することができる。
 本発明の第五態様および第六態様の製造方法によれば、本発明の第四態様のパーソナルケア用粒子を製造することができる。
本発明の第一実施形態(第一態様の一実施形態)の複合粒子を示す概略図である。 本発明の第一実施形態(第一態様の一実施形態)の複合粒子を示す概略図である。 本発明の第一実施形態(第一態様の一実施形態)の複合粒子を示す概略図である。 第一実施形態の複合粒子の製造方法(製造方法I)を説明する図である。 第一実施形態の複合粒子の製造方法(製造方法II)を説明する図である。 本発明の第二実施形態(第四態様の一実施形態)のパーソナルケア用粒子を示す概略図である。 第二実施形態のパーソナルケア用粒子の製造方法(製造方法III)を説明する図である。 第二実施形態のパーソナルケア用粒子の製造方法(製造方法IV)を説明する図である。 実施例1で得られたセルロースナノファイバーの水分散液について分光透過スペクトルを測定した結果を示すグラフである。 実施例1で得られたセルロースナノファイバーの水分散液に対し、レオメータを用いて定常粘弾性測定を行った結果を示すグラフである。 実施例21で得られた銀微粒子が担持されたパーソナルケア用粒子の顕微鏡写真(SEM画像)である。 実施例22で得られた平板状銀微粒子が担持されたパーソナルケア用粒子の顕微鏡写真(SEM画像)である。 実施例29で得られた金微粒子が担持されたパーソナルケア用粒子の顕微鏡写真(SEM画像)である。
 以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下に説明する各図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適宜省略する。また、本実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、各部の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
[第一実施形態]
 図1A、図1B、図1Cに示すように、本実施形態の複合粒子1は、気孔(ポア:pore)4を有するコア粒子2と、コア粒子2の表面に結合されて不可分の状態にある、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方である微細繊維3と、を有する。つまり、微細繊維3は、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーのいずれか一方のみであってもよいし、両方を含むものであってもよい。
 図1Aに示す複合粒子1では、コア粒子2が多数の小さな気孔4を有する。つまり、図1Aには、コア粒子2が多孔質粒子である複合粒子1が示されている。コア粒子2においては、気孔4が独立に存在している部分もあり、複数の気孔4が連結している部分もある。コア粒子2の外周部に存在する気孔4には、コア粒子2の表面に開口していているものもあり、開口していないものもある。
 図1Bに示す複合粒子1では、コア粒子2が比較的大きな気孔4を複数有する。つまり、図1Bには、コア粒子2が多中空粒子である複合粒子1が示されている。
 図1Cに示す複合粒子1では、コア粒子2が大きな気孔4を一つ有する。つまり、図1Cには、コア粒子2が単中空粒子である複合粒子1が示されている。
 このように、コア粒子2が有する気孔4の大きさ、形状、数は特に限定されず、気孔4の数は1つであっても複数であってもよい。また、気孔4は独立に存在してもよいし、複数の気孔4が連結していてもよいし、気孔4はコア粒子2の表面に開口していてもよいし、閉じていてもよい。
 本実施形態では、微細繊維3がコア粒子2の表面を覆う被覆層として形成されている。つまり、第一態様の複合粒子は、微細繊維がコア粒子の表面を覆う被覆層として形成されていることが好ましい。
 複合粒子1の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができ、化学的調製法や物理化学的調製法を用いることができる。
 化学的調製法としては、重合性モノマーから重合過程で粒子形成を行う重合造粒法(乳化重合法、懸濁重合法、シード重合法、放射線重合法等)が挙げられる。
 物理化学的調製法としては、微小液滴化したポリマー溶液から粒子形成を行う分散造粒法(スプレードライ法、液中硬化法、溶媒蒸発法、相分離法、溶媒分散冷却法等)が挙げられる。
 例えば、先ず、ポア形成剤(後の工程で除去されて気孔を生じさせる材料)と、固体化されてコア粒子を形成するコア材料(コア粒子前駆体、コア前駆体)と、を含む液滴を、微細繊維の分散液に分散させて、O/W型ピッカリングエマルションを形成させる。
 次に、液滴内部のコア材料を固体化する。これにより、内部にポア形成剤を含み表面に微細繊維が被覆されたコア粒子と、微細繊維と、が結合して不可分の状態にすることができる。次に、コア材料を固体化する過程或いは固体化した後に、ポア形成剤を除去する。その結果、気孔4を有するコア粒子2の表面に微細繊維3が不可分の状態で結合された複合粒子1を得ることができる。
 この方法によれば、微細繊維を用いることで、界面活性剤等の添加物を用いることなく、安定した液滴を形成することが可能であり、気孔率が高くても、真球状を保つことができ、分散性が高く、滑りがよく、肌なじみのよい複合粒子を得ることができる。
 ここで、O/W型エマルションは、水中油滴型(Oil-in-Water)とも言われ、水を連続相とし、その中に油が油滴(油粒子)として分散しているものである。
 コア材料は、固体化してコア粒子を形成できる材料であれば特に限定されない。コア材料としては、例えば、重合性モノマー、溶融ポリマー、溶解ポリマーを用いることができる。コア材料の固体化の方法は特に限定されず、重合性モノマーを重合する、溶融ポリマーを凝固させる、溶解ポリマーから溶媒を除去する、ことにより、コア材料を固体化することができる。
 ポア形成剤としては、非重合性溶媒、直鎖高分子、固体微粒子等を用いることができる。非重合性溶媒としては、n-ヘキサン、n-ヘプタン、n-ドデカン、トルエン等の疎水性溶媒、エタノール、メタノール等の親水性溶媒、水等が挙げられる。直鎖高分子としては、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリメチルシロキサン等が挙げられる。固体微粒子としては、炭酸カルシウム等が挙げられる。
 ポア形成剤の除去方法は、特に限定されず、用いるポア形成剤に応じて、常圧或いは減圧条件下で常温或いは加熱条件で乾燥させることや、トルエン等の良溶媒で溶解させる方法等が挙げられる。
 例えば、ポア形成剤として非重合性溶媒を用いる場合は、コア材料を非重合性溶媒に混合して溶解させて溶液を得、この溶液(コア材料と非重合性溶媒)を含む液滴を、微細繊維の分散液に分散させて、液滴の表面を微細繊維で被覆する。次に、液滴の内部のコア材料を固体化する。ここで、コア材料に溶解している非重合性溶媒は、コア材料が固体化する過程で、液滴から出て分散液に入ることで除去される。その結果、非重合性溶媒が存在していた部分が気孔となっている複合粒子を得ることができる。
 また、コア材料に過剰の油溶性界面活性剤を混合することで、気孔を有する複合粒子を得ることもできる。臨界ミセル濃度以上の過剰の油溶性界面活性剤を含有すると、ミセルが形成する。液滴にミセルを含むと、液滴の内部に連続相の親水性溶媒が吸収され、ポア形成剤として機能する。
 更に、予め、油溶性界面活性剤や微細繊維等の安定化剤を用いて、水等の親水性溶媒(ポア形成剤)をコア材料に分散させてW/O型エマルションを調製し、得られたW/O型エマルションを微細繊維の分散液に分散させてW/O/W型エマルションを調製した後、コア材料を固体化し、水等の親水性溶媒を除去することで、多孔質または中空の複合粒子を得ることができる。
 ここで、W/O型エマルションは、油中水滴型(Water-in-Oil)とも言われ、油を連続相とし、その中に水が水滴(水粒子)として分散しているものである。W/O/W型エマルションは、水滴(水粒子)を内部に分散した油滴(油粒子)が水中に分散しているダブルエマルションであり、水中油中水型エマルションとも称される。
 また、直鎖高分子をコア材料に含むことで、微細繊維が被覆された粒子の作製後に、トルエン等の良溶媒を用いて直鎖高分子を溶解させることも可能である。
 パーソナルケア製品とは、化粧品類や洗面用具など、人の肌を清潔に保ち、身だしなみを整えたり、美化したりする製品である。ヘアケア、オーラルケア、匂いケア、ネイルケア、ボディーケア、スキンケア、メイクアップ関連製品等のことであり、例えば、歯磨き粉、香水、ネイルラッカー、化粧水、乳液、クレンジング剤、アイシャドー、アイライナー、ファンデーション、チーク、ヘアジェル、ヘアスプレー、シャンプー、リンス、育毛剤、ローション、クリームおよび石鹸等である。
 本実施形態の複合粒子1は、図2および図3に示す製造方法で製造することができる。
 図2に示す製造方法は、上述の第二態様の製造方法(製造方法I)に相当し、第1工程と第2-i工程と第3-i工程と第4工程とを有する。
 第1工程は、図2(a)に示すように、セルロース原料またはキチン/キトサン原料を親水性溶媒7中で解繊して、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーのいずれかである微細繊維3の分散液(微細繊維3が親水性溶媒7に分散された分散液)11Aを得る工程である。
 第2-i工程は、微細繊維3の分散液11Aに、ポア形成剤とコア材料を含む液滴6を分散させ、液滴6の表面を微細繊維3で被覆する工程である。この工程により、図2(b)に示すように、微細繊維3の分散液11Aを連続相とし、ポア形成剤とコア材料を含む液滴6を分散相としたО/W型ピッカリングエマルションを得る。
 第3-i工程は、図2(c)に示すように、液滴6の内部のコア材料を固体化して、内部にポア形成剤(例えば液滴9)を含むコア粒子2の表面に微細繊維3が被覆された粒子10の分散液12を得る工程である。
 第4工程は、図2(c)に示す状態の分散液12から粒子10を回収した後、固体化されたコア粒子2の内部に含まれるポア形成剤(例えば液滴9)を除去する工程である。この工程により、複合粒子(気孔4を有するコア粒子2の表面に微細繊維3が被覆された粒子)1が得られる。
 つまり、製造方法Iでは、親水性溶媒7に分散した、ポア形成剤及びコア材料を含む液滴6の界面に、微細繊維3が吸着することによって、O/W型ピッカリングエマルションが安定化する。そして、この安定化状態を維持したまま、エマルションの液滴6内部のコア材料を固体化してコア粒子を形成し、コア粒子からポア形成剤(液滴6に含まれていた非重合性溶媒や、液滴6に含まれていた過剰の油溶性界面活性剤の作用で液滴6に吸収された親水性溶媒7等)を除去することによって、複合粒子1を得る。
 疎水性の非重合性溶媒を液滴6内部に含むと、コア材料が固体化する際に、非重合性溶媒がコア粒子2の内部に油滴として析出するため、この油滴を除去することにより、気孔4を有するコア粒子2を得ることができる。
 液滴6内部に臨界ミセル濃度以上の多量の油溶性界面活性剤を含むと、親水性溶媒7が液滴6内部に吸収され、ポア形成剤として機能する。コア材料を固体化すると親水性溶媒7を含むコア粒子2が得られ、親水性溶媒7を除去することにより、気孔4を有するコア粒子2を得ることができる。
 図3に示す製造方法は、上述の第三態様の製造方法(製造方法II)に相当し、第1工程と第2-ii工程と第3-i工程と第4工程とを有する。
 第1工程は、図3(a)に示すように、セルロース原料またはキチン/キトサン原料を親水性溶媒7中で解繊して、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーのいずれかである微細繊維3の分散液11Aを得る工程である。
 第2-ii工程は、予め、コア材料に安定化剤を用いて親水性溶媒等のポア形成剤を分散して親水性の液滴のW/O型エマルション液を調製し、このエマルション液を微細繊維3の分散液11Aに疎水性の液滴として分散させ、この疎水性液滴の表面を微細繊維3で被覆する工程である。つまり、第2-ii工程では、W/O型エマルション液からなる液滴が分散相であり、親水性溶媒7が連続相であるW/O/W型エマルション液を得る。
 第2-ii工程では、先ず、図3(b)に示すように、コア材料(重合性モノマー、溶解ポリマー、溶融ポリマーのいずれか)41に、安定化剤8を用いて親水性溶媒等のポア形成剤を分散することにより、親水性のポア形成剤からなる液滴9のW/O型エマルション液13を作製する。
 次に、このW/O型エマルション液13を微細繊維3の分散液11Aに入れることで、図3(c)に示すように、W/O型エマルション液を含む液滴6をW/O型エマルション液13に分散させ、W/O型エマルション液を含む液滴6の表面を微細繊維3で被覆して、W/O/W型エマルション液14を作製する。図3(d)は液滴6の拡大図である。
 第3-i工程は、図3(e)に示すように、液滴6内部のコア材料を固体化して、コア粒子2の表面に微細繊維3が被覆された粒子10の分散液12を得る工程である。コア粒子2の内部には、ポア形成剤からなる液滴9が含まれている。
 第4工程は、図3(e)に示す状態の分散液12から粒子10を回収し、コア粒子2の内部に含まれるポア形成剤(液滴6の内部に液滴9として分散している親水性溶媒)を除去して、コア粒子2の内部に気孔4を生じさせる工程である。この工程により、複合粒子(気孔4を有するコア粒子2の表面に微細繊維3が被覆された粒子)1が得られる。
 つまり、製造方法IIでは、親水性溶媒7に分散した「コア材料41に液滴(親水性のポア形成剤の液滴)9が分散している液体からなる液滴6」の界面に、微細繊維3が吸着することによって、W/O/W型ピッカリングエマルションが安定化する。そして、この安定化状態を維持したまま、エマルション内の液滴6に含まれるコア材料41を固体化する。次いで、ろ過などを行うことにより、コア粒子2の表面に微細繊維3が被覆された粒子10の分散液12から、遊離の微細繊維3や連続相の親水性溶媒7を分離した後、コア粒子2の内部に液滴9として分散している親水性溶媒(ポア形成剤)を除去することによって、複合粒子1を得る。
 ここで言う「不可分」とは、微細繊維が被覆された粒子や複合粒子を含む分散液を遠心分離処理して上澄みを除去し、さらに溶媒を加えて再分散することで微細繊維が被覆された粒子や複合粒子を回収・洗浄する操作、あるいはメンブレンフィルターを用いたろ過洗浄で溶媒により洗浄する操作を繰り返した後であっても、コア粒子と微細繊維とが分離せず、微細繊維によるコア粒子の被覆状態が保たれることを意味する。被覆状態の確認は、走査型電子顕微鏡による複合粒子の表面観察により確認することができる。
 上述の製造方法において、微細繊維が被覆された粒子や複合粒子が得られる際に、微細繊維とコア粒子が結合するメカニズムは定かではないが、以下のようなものであると推測される。先ず、微細繊維が被覆された粒子や複合粒子が、微細繊維によって安定化されたO/W型エマルションを鋳型として作製される。そして、エマルションの液滴の内部のコア材料に微細繊維が接触した状態で、コア材料を固体化してコア粒子を形成する。そのため、物理的に微細繊維がコア粒子表面に固定化されて、最終的にコア粒子と微細繊維とが不可分な状態に至ると推測される。
 特に限定されないが、微細繊維によって安定化されたO/W型エマルションを鋳型として、微細繊維が被覆された粒子や複合粒子を作製すると、O/W型エマルションが安定化されるため、O/W型エマルションに由来した真球状の微細繊維が被覆された粒子や複合粒子を得ることができる。詳細には、真球状のコア粒子の表面に微細繊維からなる被覆層が比較的均一な厚みで形成された様態となることが好ましい。
 この実施形態の複合粒子は、コア粒子の表面が、強度の高い微細繊維で被覆されているため、気孔率(細孔率や中空率)が高くても球状を保つことができ、高い光拡散性と滑らかな使用感、優れた保湿性、分散性を実現することができる。
 複合粒子の粒径は光学顕微鏡観察により確認できる。例えば、ランダムに選んだ100個の複合粒子の直径を測定し、粒子の直径の平均値を取ることで平均粒径を算出できる。平均粒径は特に限定されないが、0.1μm以上1000μm以下であることが好ましい。
 分散安定性の観点から、微細繊維は、コア粒子の表面に被覆層として形成されていることが好ましい。被覆層はコア粒子表面の全面を覆うことが好ましいが、必ずしも全面を覆わなくてもよい。
 微細繊維で構成される被覆層の厚みは特に限定されないが、3nm以上1000nm以下であることが好ましい。
 被覆層の平均厚みは、複合粒子を包埋樹脂で固定したものをミクロトームで切削して走査型電子顕微鏡観察を行い、画像中の複合粒子の断面像における被覆層の厚みを画像上で100箇所ランダムに測定し、平均値を取ることで算出できる。
 また、複合粒子は、比較的揃った厚みの被覆層で均一に被覆されていることが好ましい。被覆層の厚みが均一であると分散安定性が高い。具体的には上述した被覆層の厚みの値の変動係数は0.5以下となることが好ましく、0.4以下となることがより好ましい。
 本実施形態の複合粒子を構成する微細繊維は、セルロースナノファイバーおよび/またはキチンナノファイバーである。
 セルロースナノファイバーは、セルロース、セルロース誘導体からなる数平均短軸径が1nm以上1000nm以下のファイバーである。キチンナノファイバーは、キチンおよび/またはキトサン、キチンおよび/またはキトサンの誘導体からなる数平均短軸径が1nm以上1000nm以下のファイバーである。
 セルロースナノファイバー(CNF)は、木材等から得られるセルロース原料を極細繊維に粉砕して得ることができる微細繊維であり、安全で生分解性を有する。
 キチンナノファイバー(キチンNF)は、カニ殻等から採取したキチンおよび/またはキトサン(以下、キチン/キトサン)原料を極細繊維に粉砕して得ることができる微細繊維であり、安全で生分解性を有し、抗菌性を有する。特に特許文献6の方法で作製されたキチンナノファイバーは、化学変性していないキチンおよび/またはキトサンからなるものであり、安全性確認が不要であることから、特に、食品、医療、薬剤、パーソナルケアなど、体内に取り込んで使用される用途における応用展開が格段に容易になる。
 なお、微細繊維は、結晶表面にイオン性官能基を有していることが好ましい。イオン性官能基を有することで、複合粒子の凝集を抑制することができ、肌なじみのよいパーソナルケア用品を得ることができる。更に、イオン性官能基を利用して複合粒子表面に機能性材料を担持することができる。例えば、アニオン性官能基を有する微細繊維であれば、カチオン性の機能性材料を担持でき、カチオン性官能基を有する微細繊維であれば、アニオン性の機能性材料を担持しやすい。
 イオン性官能基の種類は特に限定されないが、アニオン性官能基であることが好ましい。アニオン性官能基を有することで、例えば、金属微粒子を担持させる場合に、金属イオンを微細繊維のアニオン性官能基に配位させて還元析出させ、効率よく金属微粒子を担持させることができる。また、微細繊維が分散安定剤として機能するため、生成する金属微粒子の形状や粒子径を制御することができる。また、複合粒子において微細繊維からの金属微粒子の脱離を抑制できる。
 更に、通常、金属微粒子は乾燥させると凝集するため、後述する局在表面プラズモン共鳴(LSPR)による光学特性を発揮できないが、複合粒子を乾燥粉体とした場合においては、金属微粒子が凝集することがないため、乾燥粉体においても光学特性を発揮することができる。金属微粒子が銀微粒子であれば抗菌性を付与することができる。
 アニオン性官能基としては、特に限定されないが、例えば、カルボキシ基、リン酸基、スルホ基が挙げられる。中でも、カルボキシ基やリン酸基が好ましく、セルロース結晶表面への選択的な導入のしやすさから、カルボキシ基が好ましい。
 イオン性官能基の含有量は、1gの微細繊維原料および/または微細繊維当たり0.1mmol以上5.0mmol以下であることが好ましい。0.1mmol未満であると、複合粒子1の分散安定性が悪くなることがあり、5.0mmolを超えると安定して複合粒子1を製造することが難しくなることがある。
 さらに、微細繊維は、ミクロフィブリル構造由来の繊維形状であることが好ましい。具体的には、微細繊維は繊維状であって、数平均短軸径が1nm以上1000nm以下、数平均長軸径が50nm以上であり、かつ数平均長軸径が数平均短軸径の5倍以上であることが好ましい。また、微細繊維の結晶化度は50%以上であることが好ましい。セルロースナノファイバーの結晶構造は、セルロースI型であることが好ましい。キチンナノファイバーの結晶構造は、アルファキチン、ベータキチンのどちらでも良いが、アルファキチンであることが好ましい。
 図1A~図1Cに示すように、本実施形態の複合粒子1を構成するコア粒子2は気孔4を有する。気孔4の形状や大きさ、数は、用いるポア形成剤の種類や量により制御することが可能である。また、複合粒子1のコア粒子2は、多孔質粒子または中空粒子であってもよい。
 ここで、多孔質粒子とは、非常に多くの細孔を有する粒子である。複合粒子を構成するコア粒子が多孔質粒子であると、コア粒子の比表面積が大きいため、複合粒子をパーソナルケア製品として用いる場合には、皮膚の油を吸収してさらっとした感触を与えることができる。
 複合粒子のコア粒子が多孔質粒子である場合、細孔径(気孔の直径)は、特に限定されないが、2nm以上30μm以下であることが好ましい。油吸収性を有する多孔質の複合粒子1を得るためには、細孔径が2nm以上50nm以下であることが好ましい。細孔径が2nm未満であると、十分な吸水量や吸油量を得ることができない。また、細孔径が50nmを超えると機能性成分を保持しにくくなる。
 複合粒子の比表面積は、2m2/g以上1000m2/g以下であることが好ましく、3m2/g以上400m2/g以下であることがより好ましく、更に好ましくは5m2/g以上300m2/g以下である。比表面積が2m2/g未満であると十分に吸水性、吸油性を発揮することができず、1000m2/gを超えると球状の形態を保つことができず、滑らかな使用感を得られなくなる。
 細孔径及び比表面積は、ガス吸着法により測定することができる。例えば、JIS Z 8830のBET法(窒素吸着法)により測定できる。複合粒子1の乾燥粉体を、自動比表面積/細孔分布測定装置を用いてBET窒素吸着等温線を測定し、窒素吸着量からBET多点法を用いて比表面積を算出する。細孔径(平均細孔径)および細孔容積は、BJH法により算出する。
 本実施形態の複合粒子の吸油量は、30ml/100g以上800ml/100g以下であることが好ましく、50ml/100g以上500ml/100g以下であることがより好ましく、更に好ましくは70ml/100g以上300ml/100g以下である。吸油量が30ml未満であると、パウダーファンデーション等のパウダー化粧品に用いる際に化粧持ち効果が十分でない場合がある。一方、吸油量が800ml/100gを超えると他の成分を吸収してしまうことがある。
 本実施形態の複合粒子の吸水量は、30ml/100g以上800ml/100g以下であることが好ましく、50ml/100g以上500ml/100g以下であることがより好ましく、更に好ましくは70ml/100g以上300ml/100g以下である。吸水量が30ml/100g未満であると、ファンデーション等に用いる際に汗を吸収しにくくなる。吸水量が800ml/100gを超えると、周囲の水分を吸収し、保湿効果が低下する。
 吸油量は、JIS K 5101-13-1の方法で評価することができる。複合粒子1の粉体を測定板の上に置き、精製あまに油をビュレットから一回に4、5滴ずつ徐々に加える。その都度、パレットナイフで精製あまに油を試料に練り込む。これを繰り返し、精製あまに油及び試料の塊ができるまで滴下を続ける。以後、1滴ずつ滴下し、完全に混練するようにして繰り返す。ペーストが滑らかな硬さになったところを終点とする。吸水量は、上記の方法においてあまに油の代わりに純水を用いて評価することができる。
 中空粒子とは、内部に閉じた空洞がある粒子である。複合粒子を構成するコア粒子が中空粒子であると、周囲の屈折率によらずに高いソフトフォーカス性を有することができ、リキッドタイプのファンデーション等、油相に分散させても油成分が内部に侵入することがなく、高いソフトフォーカス性を維持することが可能である。
 中空粒子における気孔(空隙)の数は特に限定されず、気孔が1つの単中空であってもよく、気孔の数が多数の多中空であってもよい。複合粒子が中空粒子である場合の気孔率は特に限定されないが、気孔率は10%以上90%以下であることが好ましく、20%以上80%以下であることがより好ましく、更に好ましくは40%以上60%以下である。気孔率が10%未満であると十分なソフトフォーカス性を発揮することが難しい。一方、気孔率が90%を超えると球状の複合粒子1を得ることが難しくなる。
 気孔率は、複合粒子を透過型電子顕微鏡にて観察し、算出することができる。複合粒子1の乾燥粉体を、透過型電子顕微鏡で観察し、100個以上の粒子の平均粒子径及び平均内径を算出する。「(平均内径)3/(平均粒子径)3×100」の式より、平均気孔率を求めることができる。
 ポア形成剤として疎水性の高い非重合性溶媒を用いると、コア材料が固体化する過程において非重合性溶媒が中心に集まるため、中空の複合粒子を得やすくなる。一方、比較的親水性の高い非重合性溶媒をポア形成剤として用いると、多孔質の複合粒子を得やすくなる。
 本実施形態の複合粒子は球状であることが好ましく、特に真球状であることが好ましい。真球状であるとファンデーション等の化粧品として用いる際に滑らかな使用感を得ることができる。真球度の指標は、画像分析型粒度分布計による円形度から評価することができる。円形度が0.6以上であることが好ましく、0.7以上であることがより好ましく、更に好ましくは0.9以上である。円形度が0.6未満であると、滑らかな使用感を得るのが難しくなる。平均円形度は、画像分析型粒度分布計にて測定した1000個以上の粒子の円形度の平均値として算出することができる。尚、画像上における複合粒子の面積をS、周囲長をLとしたとき、円形度は、「円形度=4πS/L2」の式で算出できる。
 本実施形態の複合粒子は、気孔を有するために優れた光拡散性を示す。光拡散性は次の方法で測定した光拡散指数で評価することができる。
 乾燥粉体を乗せたガラス板を、日本電色工業(株)製の分光変角色差計GC5000にセットし、波長400nmから700nmにおいて、角度-45°での入射光を角度0°で受光した分光反射率R1と、角度-45°での入射光を角度45°で受光した分光反射率R2を測定する。この測定結果から、波長600nmにおけるR2に対するR1の比を光拡散指数として算出する。
 複合粒子の光拡散指数は0.6以上であることが好ましく、0.7以上であることがより好ましく、更に好ましくは0.9以上である。光拡散指数が0.6未満であるとファンデーション等に用いた際の毛穴補正効果やソフトフォーカス効果が十分でないことがある。
 本実施形態の複合粒子を構成するコア粒子は、25℃で固体の有機化合物を含むことが好ましい。例えば、パラフィン、ポリマー、油脂等である。
 また、コア粒子は、一種類以上のポリマーを含む材料で形成されていることが好ましい。ポリマーは、公知のポリマーを用いることができ、重合性モノマーを公知の方法で重合させたポリマーでもよい。
 ポリマーとしては、例えば、アクリル系ポリマー、エポキシ系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、アミノ系ポリマー、シリコーン系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン・イソシアネート系ポリマー等が挙げられる。
 特に限定されないが、ポリマーは生分解性ポリマーであることが好ましい。生分解性とは、土壌や海水中などの地球環境において分解して消滅するポリマー、または/および生体内で分解して消滅するポリマーのことである。一般的に、土壌や海水中では微生物がもつ酵素によりポリマーが分解されるのに対し、生体内では酵素を必要とせず物理化学的な加水分解により分解される。ポリマーの分解は、ポリマーが低分子化或いは水溶性化して形態を消失することである。ポリマーの分解は、特に限定されないが、主鎖、側鎖、架橋点の加水分解や、主鎖の酸化分解により起こる。
 生分解性ポリマーには、天然由来の天然高分子、或いは合成高分子がある。
 天然高分子としては、例えば、植物が生産する多糖(セルロース、デンプン、アルギン酸等)、動物が生産する多糖(キチン、キトサン、ヒアルロン酸等)、タンパク質(コラーゲン、ゼラチン、アルブミン等)、微生物が生産するポリエステル(ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート))、多糖(ヒアルロン酸等)等が挙げられる。
 合成高分子としては、例えば、脂肪族ポリエステル、ポリオール、ポリカーボネート等が挙げられる。
 脂肪酸ポリエステルとしては、例えば、グリコール・ジカルボン酸重縮合系(ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート等)、ポリラクチド類(ポリグリコール酸、ポリ乳酸等)、ポリラクトン類(β-カプロラクトン、ε-カプロラクトン等)、その他(ポリブチレンテレフタレート・アジペート等)が挙げられる。
 ポリオールとしては、例えば、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
 ポリカーボネートとしては、例えば、ポリエステルカーボネート等が挙げられる。
 その他、ポリ酸無水物、ポリシアノアクリレート、ポリオルソエステル、ポリフォスファゼン等も生分解性の合成高分子である。
 コア粒子を形成する材料は、ポリマー以外に他の成分を含んでも良い。
 他の成分としては、例えば、着色剤、吸油剤、光遮蔽剤(紫外線吸収剤、紫外線散乱剤等)、抗菌剤、酸化防止剤、制汗剤、消泡剤、帯電防止剤、結合剤、漂白剤、キレート剤、脱臭成分、芳香剤、香料、ふけ防止活性物質、皮膚軟化剤、防虫剤、防腐剤、天然抽出物、美容成分、pH調整剤、ビタミン、アミノ酸、ホルモン、油脂やロウ類をはじめとする油性原料、界面活性剤、無機質粒子(酸化チタン、シリカ、クレー等)、等が挙げられる。
 他の成分は固体、気体、液体のいずれの形態であってもよい。他の成分の複合粒子中の含有率は、特に限定されず、複合粒子が安定して形態を保つことができる範囲であることが好ましい。他の成分の含有割合は、複合粒子100質量部に対して0.001質量部以上80質量部以下であることが好ましい。
 本実施形態の複合粒子は、気孔の中に機能性成分を含むことが好ましい。機能性成分を含むことで、その機能を発揮することができる。機能性成分を含有させる方法としては、複合粒子に機能性成分を含浸させる方法、或いは複合粒子の作製過程で機能性成分を内包させる方法が挙げられる。
 機能性成分は、例えば、動物、植物、菌類等の生物に影響を与えて機能する物質である。特に限定されないが、例えば、防カビ剤、香料、肥料(生物肥料、化学肥料、有機肥料等)、pH調整剤、農薬(殺虫剤、殺菌剤、除草剤等)、植物活力剤、植物延命剤、害虫及び動物の忌避剤、土壌浸透剤、栄養成分(ミネラル等)、植物ホルモン、無機質粒子(酸化チタン、シリカ、クレー等)、抗菌成分等が挙げられる。
 本実施形態の複合粒子1は、気孔4の中に、特に、パーソナルケア製品としての機能を発揮する機能性成分を含むことが好ましい。機能性成分としては、例えば、油脂・ロウ類をはじめとする油性原料、着色剤、吸油剤、光遮蔽剤(紫外線吸収剤、紫外線散乱剤等)、抗菌剤、酸化防止剤、制汗剤、ピーリング剤、皮脂抑制剤、血行促進成分、美白成分、エイジングケア成分、抗炎症成分、冷感成分、温感成分、消臭成分、消泡剤、帯電防止剤、結合剤、漂白剤、キレート剤、芳香剤、香料、ふけ防止活性物質、皮膚軟化剤、防虫剤、防腐剤、ビタミン、アミノ酸、ホルモン、天然抽出物等が挙げられる。中でも、少なくとも紫外線吸収剤、紫外線散乱剤、香料、消臭成分、ピーリング剤、エイジングケア成分、美白成分、抗炎症成分、着色剤のいずれかを含むことが好ましい。
 紫外線吸収剤としては、サリチル酸ホモメンチル、2-シアノ-3,3-ジフェニルプロパ-2-エン酸2-エチルヘキシルエステル、ジパラメトキシケイ皮酸モノ-2-エチルヘキサン酸グリセリル、パラアミノ安息香酸及びそのエステル、4-tert-ブチル-4’-メトキシジベンゾイルメタン等が挙げられる。
 紫外線散乱剤としては、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。
 香料としては、動植物等から抽出された天然香料、化学的に合成された合成香料、複数種類の香料を調合した調合香料がある。このうち、天然香料としては、例えばジャスミン、ローズ、カーネーション、ライラック、シクラメン、スズラン、バイオレット、ラベンダー、キンモクセイ等の花卉系、オレンジ、レモン、ライム等の柑橘系、シナモン、ナツメグ等の香辛料系、ヒノキ精油、ヒバ精油、スギ精油等の木材精油系等を挙げることができる。
 合成香料としては、例えば、リモネン、ピネン、カンフェン等の炭化水素類、リナロール、ゲラニオール、メントール、シトロネロール、ベンジルアルコール等のアルコール類、シトラール、シトロネラール、ノナジエナール、ベンズアルデヒド、シンナミックアルデヒド等のアルデヒド類、アセトフェノン、メチルアセトフェノン、メチルノニルケトン、イロン、メントン等のケトン類、メチルアニソール、オイゲノール等のフェノール類、デカラクトン、ノニルラクトン、ウンデカラクトン等のラクトン類、酢酸リナリル、酢酸ゲラニル、酢酸ベンジル、酢酸テルピニル、酢酸シトロネリル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸イソアミル、安息香酸ベンジル、ケイ皮酸メチル、ケイ皮酸エチル等のエステル類等が挙げられる。
 消臭成分としては、カテコール、4-メチルカテコール、5-メチルカテコール、レゾルシノール、2-メチルレゾルシノール、5-メチルレゾシノール、ハイドロキノン等のジフェノール類;4,4’-ビフェニルジオール、3,4’-ビフェニルジオール等のビフェニルジオール類;カテキン、エピカテキン、エピガロカテキン、エピカテキンガレート等のカテキン類;ドーパ、ドーパミン、クロロゲン酸、コーヒー酸、パラクマル酸、チロシン等のカテコール誘導体や、植物から抽出等した植物由来のポリフェノール;コーヒー、リンゴ、ぶどう、茶類(緑茶、焙じ茶、紅茶、ウーロン茶、マテ茶等)、柿、大豆、カカオ、ローズマリー、アロエ等の由来のものが挙げられる。
 ピーリング剤としては、グリコール酸、サリチル酸、乳酸が挙げられる。
 エイジングケア成分としては、パルミチン酸レチノール、フラーレン、アセチルヘキサペプチド-8、パルミトイルペンタペプチド-4、ユビキノン、白金等が挙げられる。
 美白成分としては、リン酸アスコルビルMg、アルブチン、プラセンタエキス、カミツレ花エキス等が挙げられる。
 抗炎症成分としては、カンゾウ根エキス、グリチルリチン酸2K、グリチルレチン酸ステアリル、アラントイン、ヨクイニンエキス等が挙げられる。
 着色剤としては、有機合成色素(染料、レーキ、有機顔料)、天然色素、無機顔料、金属微粒子、高分子粉体等が挙げられる。中でも、有機合成色素、天然色素、無機顔料、金属微粒子を有することが好ましい。
 また、本実施形態の複合粒子1は、コア粒子の表面に被覆された微細繊維に機能性材料が担持されていると、機能性材料の分散安定性が高くなるため、その機能を効果的に発揮することができる。機能性材料が微細繊維に「担持」されるとは、機能性材料が微細繊維に、物理的或いは化学的に、可逆的或いは不可逆的に、結合或いは吸着することをいう。機能性材料は、公知の方法で担持することができる。
 機能性材料と微細繊維は「不可分」の状態にあることが好ましい。微細繊維と機能性材料とが「不可分」とは、複合粒子を含む分散液を遠心分離処理して上澄みを除去し、さらに溶媒を加えて再分散することで複合粒子を回収・洗浄する操作、あるいはメンブレンフィルターを用いたろ過洗浄によって繰り返し溶媒による洗浄する操作を繰り返した後であっても、微細繊維と機能性材料が分離しないことをいう。
 機能性材料は、パーソナルケア製品においてその機能を発揮する材料であり、公知の機能性材料を用いることができる。機能性材料としては、例えば、油脂・ロウ類をはじめとする油性原料、着色剤、吸油剤、光遮蔽剤(紫外線吸収剤、紫外線散乱剤等)、抗菌剤、酸化防止剤、制汗剤、ピーリング剤、皮脂抑制剤、血行促進成分、美白成分、エイジングケア成分、抗炎症成分、冷感成分、温感成分、消臭成分、消泡剤、帯電防止剤、結合剤、漂白剤、キレート剤、芳香剤、香料、ふけ防止活性物質、皮膚軟化剤、防虫剤、防腐剤、ビタミン、アミノ酸、ホルモン、天然抽出物等が挙げられる。中でも、少なくとも紫外線吸収剤、紫外線散乱剤、香料、消臭成分、着色剤のいずれかを有することが好ましい。
 微細繊維への機能性材料の担持方法は、特に限定されないが、例えば、以下の方法で機能性材料を担持した複合粒子を作製することができる。先ず、微細繊維に機能性材料を担持した後、得られた機能性材料が担持された微細繊維を用いて、非重合性溶媒または界面活性剤と、コア材料と、を含む液滴を有するO/W型ピッカリングエマルションを調製する。次に、エマルションの液滴内部のコア材料を固体化後、ろ過洗浄、ポア形成剤を除去する。
 あるいは、微細繊維を用いて、非重合性溶媒または界面活性剤とコア材料とを含む液滴を有するO/W型ピッカリングエマルションを作製し、エマルションの液滴内部のコア材料を固体化後、ろ過洗浄、ポア形成剤を除去して、複合粒子を作製し、次いで、複合粒子の表面の微細繊維に機能性材料を担持する方法によっても、機能性材料を担持した複合粒子を作製することができる。
 微細繊維への機能性材料の担持方法は特に限定されず、例えば、市販の或いは予め作製した機能性材料を微細繊維や複合粒子の分散液に添加、混合し、付着させてもよい。
 好適には、微細繊維或いは複合粒子の分散液中で機能性材料を作製する方法がある。微細繊維或いは複合粒子の分散液中で機能性材料を作製することにより、微細繊維に機能性材料が安定的に担持され、機能性材料の凝集を抑制することができる。
<複合粒子の製造方法について>
 上述したように、実施形態の複合粒子1は、図2および図3に示す方法(製造方法Iおよび製造方法II)により製造することができる。
 製造方法Iおよび製造方法IIにより得られた複合粒子1は乾燥固形物として得られ、再分散させて分散体とすることもできる。微細繊維が被覆された粒子10や複合粒子1はろ過や遠心分離等により回収が可能であり、さらにオーブン等による熱乾燥や真空乾燥することで乾燥固形物として得ることができる。この際、得られる複合粒子1の乾燥固形物は膜状や凝集体状にはならず、肌理細やかで滑らかな粉体として得られる。
 この理由は定かではないが、通常、微細繊維3の分散液から溶媒を除去すると、微細繊維3同士が強固に凝集、膜化することが知られている。一方、微細繊維が被覆された粒子10や複合粒子1を含む分散液の場合、微細繊維3が表面に固定化された球状の粒子10や複合粒子1を得られるため、親水性溶媒7を除去しても微細繊維3同士が凝集することなく、微細繊維が被覆された粒子10や複合粒子1同士が点と点で接するのみであるため、その乾燥固形物は肌理細やかな粉体として得られると考えられる。
 微細繊維が被覆された粒子10や複合粒子1同士の凝集がないため、ファンデーション等パウダー化粧品においては、滑らかで肌なじみの良い化粧品を得られる。更に、多孔質或いは中空粒子は中実粒子よりも軽やかな質感を得ることができ、高い光拡散性を有するためにソフトフォーカス性に優れる。また、多孔或いは中空に機能性成分を含有させることも可能であり、微細繊維3に機能性材料を担持させることで機能性材料の凝集を抑制することができ、均一なパウダー化粧品を得ることができる。
 なお、複合粒子1の乾燥粉体は、親水性溶媒7等の溶媒をほとんど含まず、さらに溶媒に再分散可能であることを特長とする乾燥固形物とすることができ、具体的には固形分率を80%以上とすることができ、さらに90%以上とすることができ、さらに95%以上とすることができる。溶媒をほぼ除去することができるため、輸送費の削減、腐敗防止、添加率向上、樹脂との混練効率向上、といった観点から好ましい効果を得る。
 複合粒子1の乾燥粉体は、複合粒子1の表面の微細繊維3の親水性が高いため、汗等の水分を吸収する、或いは高い保湿性を発揮するといった特長を有する。
 また、乾燥粉体として得られた複合粒子1を再び溶媒に再分散することも容易であり、再分散後も複合粒子1の表面に結合された微細繊維3に由来した分散安定性を示す。そのため、美容液、乳液、クリーム等に含有させることもできる。
 以下に、各工程について、詳細に説明する。
 上述のように、製造方法Iは、第1工程、第2-i工程、第3-i工程、および第4工程を有し、製造方法IIは、第1工程、第2-ii工程、第3-i工程、および第4工程を有する。
(第1工程)
 第1工程は微細繊維原料を溶媒中で解繊して微細繊維の分散液を得る工程である。微細繊維原料とは、セルロースナノファイバーおよび/またはキチンナノファイバーの原料である、セルロース原料、キチン/キトサン原料のことである。
 まず、各種微細繊維原料を溶媒中に分散し、懸濁液とする。懸濁液中の微細繊維原料の濃度としては0.1%以上10%未満が好ましい。0.1%未満であると、溶媒過多となり生産性を損なうため好ましくない。10%以上になると、微細繊維原料の解繊に伴い懸濁液が急激に増粘し、均一な解繊処理が困難となるため好ましくない。
 懸濁液作製に用いる溶媒としては、親水性溶媒を用いることが好ましい。親水性溶媒については特に制限はないが、水;メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類;テトラヒドロフラン等の環状エーテル類、或いはこれらの混合物が好ましい。好適には、水を50%以上含むことが好ましい。懸濁液中の水の割合が50%以下になると、後述する微細繊維原料を溶媒中で解繊して微細繊維分散液を得る工程において、微細繊維の分散が阻害される。また、水以外に含まれる溶媒としては前述の親水性溶媒が好ましい。
 必要に応じて、微細繊維原料、及び生成する微細繊維の分散性を上げるために、懸濁液のpH調整を行ってもよい。pH調整に用いられるアルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム水溶液などの有機アルカリなどが挙げられる。コストなどの面から水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。
 続いて、懸濁液に物理的解繊処理を施して、微細繊維原料を微細化する。物理的解繊処理の方法としては特に限定されないが、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、ボールミル、ロールミル、カッターミル、遊星ミル、ジェットミル、アトライター、グラインダー、ジューサーミキサー、ホモミキサー、超音波ホモジナイザー、ナノジナイザー、水中対向衝突などの機械的処理が挙げられる。このような物理的解繊処理を行うことで、親水性溶媒7を溶媒としたセルロース原料の懸濁液中のセルロースが微細化され、その構造の少なくとも一辺がナノメートルオーダーになるまで微細化されたセルロースの分散液を得ることができる。また、このときの物理的解繊処理の時間や回数により、得られる微細繊維3の数平均短軸径および数平均長軸径を調整することができる。
 上記のようにして、その構造の少なくとも一辺がナノメートルオーダーになるまで微細化された微細繊維の分散体(微細繊維分散液)が得られる。得られた分散体は、そのまま、または希釈、濃縮等を行って、後述するO/W型エマルションの安定化剤として用いることができる。
 また、微細繊維の分散体は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、セルロースおよびpH調整に用いた成分以外の他の成分を含有してもよい。上記他の成分としては、特に限定されず、複合粒子1の用途等に応じて、公知の添加剤のなかから適宜選択できる。具体的には、アルコキシシラン等の有機金属化合物またはその加水分解物、無機層状化合物、無機針状鉱物、消泡剤、無機系粒子、有機系粒子、潤滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、安定剤、磁性材料、配向促進剤、可塑剤、架橋剤、医薬品、農薬、香料、接着剤、酵素、着色剤、消臭剤、金属、金属酸化物、無機酸化物、防腐剤、抗菌剤、天然抽出物、海面活性剤等が挙げられる。
 通常、微細繊維は、ミクロフィブリル構造由来の繊維形状であるため、本実施形態の製造方法に用いる微細繊維としては、以下に示す範囲にある繊維形状のものが好ましい。すなわち、微細繊維の形状としては、繊維状であることが好ましい。また、繊維状の微細繊維は、短軸径において数平均短軸径が1nm以上1000nm以下であればよく、好ましくは2nm以上500nm以下であればよい。
 ここで、数平均短軸径が1nm未満では高結晶性の剛直な微細繊維構造をとることができず、エマルションの安定化と、エマルションを鋳型とした重合反応やポリマーの固体化等による複合粒子の形成が難しくなる。一方、1000nmを超えると、エマルションを安定化させるにはサイズが大きくなり過ぎるため、得られる複合粒子のサイズや形状を制御することが困難となる。
 また、数平均長軸径においては特に制限はないが、好ましくは数平均短軸径の5倍以上であればよい。数平均長軸径が数平均短軸径の5倍未満であると、複合粒子のサイズや形状を十分に制御することができない可能性があるため好ましくない。
 なお、微細繊維の数平均短軸径は、透過型電子顕微鏡観察および原子間力顕微鏡観察により100本の繊維の短軸径(最小径)を測定し、その平均値として求められる。一方、微細繊維の数平均長軸径は、透過型電子顕微鏡観察および原子間力顕微鏡観察により100本の繊維の長軸径(最大径)を測定し、その平均値として求められる。
 セルロース原料として用いることができるセルロースの種類や結晶構造も特に限定されない。具体的には、セルロースI型結晶からなる原料としては、例えば、木材系天然セルロースに加えて、コットンリンター、竹、麻、バガス、ケナフ、バクテリアセルロース、ホヤセルロース、バロニアセルロースといった非木材系天然セルロースを用いることができる。さらには、セルロースII型結晶からなるレーヨン繊維、キュプラ繊維に代表される再生セルロースも用いることができる。
 材料調達の容易さから、木材系天然セルロースを原料とすることが好ましい。木材系天然セルロースとしては、特に限定されず、針葉樹パルプや広葉樹パルプ、古紙パルプ、など、一般的にセルロースナノファイバーの製造に用いられるものを用いることができる。精製および微細化のしやすさから、針葉樹パルプが好ましい。
 キチン/キトサン原料は、カニ、エビなどの甲殻類や昆虫、クモなど、節足動物やイカの腱のように動物の体を支え、守るための直鎖状の構造多糖であり、結晶性があり(分子が規則的に並んでいる部分がある)、一部はタンパク質と結合している。キチンは、N-アセチルグルコサミンを主な構成糖とした多糖である。
 キチンおよび/またはキトサン原料を単離-精製すると、100%がN-アセチルグルコサミンからなる精製キチンはほとんどなく、一部はグルコサミンを構成成分として含んだキチンおよび/またはキトサンを得られる。例えば、乾燥状態のタラバガニの殻を5mm程度に砕いた原料と、湿潤状態のヤリイカの軟甲を1cm程度に砕いた原料の2種類がキチンおよび/またはキトサン原料を用いることができる。キチン/キトサン原料は予め精製することが好ましい。
 さらに、微細繊維原料は化学改質されていることが好ましい。より具体的には、微細繊維原料の結晶表面にイオン性官能基が導入されていることが好ましい。微細繊維原料の結晶表面にイオン性官能基が導入されていることによって浸透圧効果で微細繊維原料の結晶間に溶媒が浸入しやすくなり、微細繊維原料の微細化が進行しやすくなるためである。さらに、イオン性官能基を有することで微細繊維の液滴安定化効果が高くなる。また、イオン性官能基を介して機能性材料を吸着させることにより、機能性材料を担持することができる。
 微細繊維原料の結晶表面に導入されるイオン性官能基の種類は特に限定されない。例えば、アニオン性官能基を有することで、微細繊維とカチオン性の機能性材料を担持することができる。また、アニオン性官能基を有する微細繊維に金属イオンを配位させて還元析出することで、機能性材料として金属微粒子を担持することができる。アニオン性官能基の種類や導入方法は特に限定されないが、カルボキシ基やリン酸基が好ましい。セルロースの場合、セルロース結晶表面への選択的な導入のしやすさから、カルボキシ基が好ましい。
 セルロースの結晶表面にカルボキシ基を導入する方法は、特に限定されない。例えば、高濃度アルカリ水溶液中でセルロースをモノクロロ酢酸またはモノクロロ酢酸ナトリウムと反応させることによりカルボキシメチル化を行ってもよい。また、オートクレーブ中でガス化したマレイン酸やフタル酸等の無水カルボン酸系化合物とセルロースを直接反応させてカルボキシ基を導入してもよい。
 さらには、水系の比較的温和な条件で、可能な限り構造を保ちながら、アルコール性一級炭素の酸化に対する選択性が高い、TEMPOをはじめとするN-オキシル化合物の存在下、共酸化剤を用いた手法を用いてもよい。カルボキシ基導入部位の選択性および環境負荷低減のためにはN-オキシル化合物を用いた酸化がより好ましい。
 ここで、N-オキシル化合物としては、TEMPO(2,2,6,6-テトラメチルピペリジニル-1-オキシラジカル)、2,2,6,6-テトラメチル-4-ヒドロキシピペリジン-1-オキシル、4-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-N-オキシル、4-エトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-N-オキシル、4-アセトアミド-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-N-オキシル、等が挙げられる。そのなかでも、反応性が高いTEMPOが好ましい。N-オキシル化合物の使用量は、着色としての量でよく、特に限定されない。通常、酸化処理する木材系天然セルロースの固形分に対して0.01質量%以上5.0質量%以下である。
 N-オキシル化合物を用いた酸化方法としては、例えば木材系天然セルロースを水中に分散させ、N-オキシル化合物の共存下で酸化処理する方法が挙げられる。このとき、N-オキシル化合物とともに、共酸化剤を併用することが好ましい。この場合、反応系内において、N-オキシル化合物が順次共酸化剤により酸化されてオキソアンモニウム塩が生成し、上記オキソアンモニウム塩によりセルロースが酸化される。この酸化処理によれば、温和な条件でも酸化反応が円滑に進行し、カルボキシ基の導入効率が向上する。酸化処理を温和な条件で行うと、セルロースの結晶構造を維持しやすい。
 共酸化剤としては、ハロゲン、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸や過ハロゲン酸、またはそれらの塩、ハロゲン酸化物、窒素酸化物、過酸化物など、酸化反応を推進することが可能であれば、いずれの酸化剤も用いることができる。入手の容易さや反応性から、次亜塩素酸ナトリウムが好ましい。上記共酸化剤の使用量は、酸化反応を促進することができる量でよく、特に限定されない。通常、酸化処理する木材系天然セルロースの固形分に対して1~200質量%程度である。
 また、N-オキシル化合物および共酸化剤とともに、臭化物およびヨウ化物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物をさらに併用してもよい。これにより、酸化反応を円滑に進行させることができ、カルボキシ基の導入効率を改善することができる。このような化合物としては、臭化ナトリウムまたは臭化リチウムが好ましく、コストや安定性から、臭化ナトリウムがより好ましい。化合物の使用量は、酸化反応を促進することができる量でよく、特に限定されない。通常、酸化処理する木材系天然セルロースの固形分に対して1~50質量%程度である。
 酸化反応の反応温度は、4℃以上80℃以下が好ましく、10℃以上70℃以下がより好ましい。4℃未満であると、試薬の反応性が低下し反応時間が長くなってしまう。80℃を超えると副反応が促進して試料が低分子化して高結晶性の剛直なセルロースナノファイバーの繊維構造が崩壊し、O/W型エマルションの安定化剤として用いることができない。
 また、酸化処理の反応時間は、反応温度、所望のカルボキシ基量等を考慮して適宜設定でき、特に限定されないが、通常、10分以上5時間以下である。
 酸化反応時の反応系のpHは特に限定されないが、9以上11以下が好ましい。pHが9以上であると反応を効率良く進めることができる。pHが11を超えると副反応が進行し、試料の分解が促進されてしまうおそれがある。また、酸化処理においては、酸化が進行するにつれて、カルボキシ基が生成することにより系内のpHが低下してしまうため、酸化処理中、反応系のpHを9以上11以下に保つことが好ましい。反応系のpHを9以上11以下に保つ方法としては、pHの低下に応じてアルカリ水溶液を添加する方法が挙げられる。
 アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム水溶液などの有機アルカリなどが挙げられる。コストなどの面から水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。
 N-オキシル化合物による酸化反応は、反応系にアルコールを添加することにより停止させることができる。このとき、反応系のpHは上記の範囲内に保つことが好ましい。添加するアルコールとしては、反応をすばやく終了させるためメタノール、エタノール、プロパノールなどの低分子量のアルコールが好ましく、反応により生成される副産物の安全性などから、エタノールが特に好ましい。
 酸化処理後の反応液は、そのまま微細化工程に供してもよいが、N-オキシル化合物等の着色、不純物等を除去するために、反応液に含まれる酸化セルロースを回収し、洗浄液で洗浄することが好ましい。酸化セルロースの回収は、ガラスフィルターや20μm孔径のナイロンメッシュを用いたろ過等の公知の方法により実施できる。酸化セルロースの洗浄に用いる洗浄液としては純水が好ましい。
 得られたTEMPO酸化セルロースに対し解繊処理を行うと、3nmの均一な繊維幅を有するTEMPO酸化セルロースナノファイバー(TEMPO酸化CNF、セルロースシングルナノファイバー、CSNFともいう)が得られる。CSNFを複合粒子1のセルロースナノファイバーの原料として用いると、その均一な構造に由来して、得られるO/W型エマルションの粒径も均一になりやすい。
 以上のように、本実施形態で用いられるCSNFは、セルロース原料を酸化する工程と、微細化して分散液化する工程と、によって得ることができる。また、CSNFに導入するカルボキシ基の含有量としては、0.1mmol/g以上5.0mmol/g以下が好ましく、0.5mmol/g以上2.0mmol/g以下がより好ましい。
 ここで、カルボキシ基量が0.1mmol/g未満であると、セルロースミクロフィブリル間に浸透圧効果による溶媒進入作用が働かないため、セルロースを微細化して均一に分散させることは難しい。また、5.0mmol/gを超えると化学処理に伴う副反応によりセルロースミクロフィブリルが低分子化するため、高結晶性の剛直なセルロースナノファイバーの繊維構造をとることができず、O/W型エマルションの安定化剤として用いることができない。
 必要に応じて、微細繊維の分散液中において微細繊維に機能性材料を担持させて機能性材料を担持した微細繊維の分散液を得てもよい。機能性材料を担持した微細繊維を用いて複合粒子を得ることができる。
 微細繊維に機能性材料を付与する方法については特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、微細繊維の分散液に機能性材料を添加して混合し、付着させる方法が用いられる。また、微細繊維の分散液中で機能性材料を合成して担持することができる。
 ここで、上述したように、微細繊維に対し、機能性材料を担持する際、微細繊維の結晶表面に予めアニオン性官能基が導入されていることが好ましい。アニオン性官能基を有する微細繊維の分散液にカチオン性の機能性材料を添加して混合することで、微細繊維に機能性材料を安定的に担持することができる。また、分散液のpHを調整することにより、機能性材料の担持或いは脱離を制御することができる。
 機能性材料を担持する際の微細繊維の濃度は特に限定されないが、好ましくは0.1質量%以上20質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下であることが好ましい。微細繊維の濃度が0.1%未満であると、機能性材料を効率よく担持させることが難しい。微細繊維の濃度が20質量%を超えると、微細繊維の粘度が非常に高く、十分に攪拌できずに均一な反応が難しくなる。
 微細繊維の分散液の溶媒は特に限定されないが、親水性溶媒であることが好ましい。親水性溶媒は、特に制限はないが、水;メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類;テトラヒドロフラン等の環状エーテル類が好ましい。特に、水を50質量%以上含むことが好ましい。懸濁液中の水の割合が50質量%未満になると、微細繊維の分散性が悪くなることがある。また、水以外に含まれる溶媒としては前述の親水性溶媒が好ましい。
 必要に応じて、微細繊維原料や微細繊維の分散性を上げるために、懸濁液のpH調整を行ってもよい。pH調整に用いられるアルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム水溶液などの有機アルカリなどが挙げられる。コストなどの面から水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。
 アニオン性官能基を有するセルロースナノファイバーに機能性材料として金属微粒子を担持する方法としては、特に限定されないが、例えば以下の方法で製造することができる。
 少なくとも1種類のセルロースナノファイバーを含有する分散液を調製する、セルロースナノファイバー分散液準備工程と、少なくとも1種類の金属塩と少なくとも1種類のセルロースナノファイバーとを含有する分散液を調製する、金属塩およびセルロースナノファイバー含有液準備工程と、金属塩およびセルロースナノファイバー含有液中の金属イオンを還元して金属微粒子を担持させる、金属微粒子担持セルロースナノファイバー分散液調製工程と、を有する方法。
 必要に応じて機能性材料を担持した微細繊維をろ過や遠心分離等により洗浄し、遊離の機能性材料を除去してもよい。
(第2-i工程)
 第2-i工程は、微細繊維の分散液中においてポア形成剤とコア材料を含む液滴の表面を微細繊維で被覆し、エマルションとして安定化させる工程である。
 具体的には、第1工程で得られた微細繊維の分散液に、ポア形成剤とコア材料を含むコア材料含有液を添加し、微細繊維の分散液中に液滴として分散させ、液滴の表面を微細繊維によって被覆し、微細繊維によって安定化されたO/W型エマルションを作製する工程である。微細繊維によって安定化されたO/W型エマルションをエマルション液と呼ぶ。
 O/W型エマルションを作製する方法としては特に限定されないが、一般的な乳化処理、例えば各種ホモジナイザー処理や機械攪拌処理を用いることができ、具体的には高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、万能ホモジナイザー、ボールミル、ロールミル、カッターミル、遊星ミル、ジェットミル、アトライター、グラインダー、ジューサーミキサー、ホモミキサー、超音波ホモジナイザー、ナノジナイザー、水中対向衝突、ペイントシェイカーなどの機械的処理が挙げられる。また、複数の機械的処理を組み合わせて用いてもよい。
 例えば超音波ホモジナイザーを用いる場合、微細繊維の分散液に対しコア材料含有液を添加して混合溶媒とし、混合溶媒に超音波ホモジナイザーの先端を挿入して超音波処理を実施する。超音波ホモジナイザーの処理条件としては特に限定されないが、例えば周波数は20kHz以上が一般的であり、出力は10W/cm2以上が一般的である。処理時間についても特に限定されないが、通常10秒から1時間程度である。
 上記超音波処理により、微細繊維の分散液中にポア形成剤とコア材料を含む液滴が分散してエマルション化が進行し、さらにこの液滴と微細繊維分散液の液/液界面に選択的に微細繊維が吸着することで、この液滴が微細繊維で被覆されO/W型エマルションとして安定した構造を形成する。このように、液/液界面に固体物が吸着して安定化したエマルションは、学術的には「ピッカリングエマルション」と呼称されている。
 前述のように、微細繊維によってピッカリングエマルションが形成されるメカニズムは定かではないが、セルロースはその分子構造において水酸基に由来する親水性サイトと炭化水素基に由来する疎水性サイトとを有することから両親媒性を示すため、両親媒性に由来して疎水性モノマーと親水性溶媒の液/液界面に吸着すると考えられる。
 前述のように、O/W型エマルションに分散している液滴に、疎水性の非重合性溶媒がポア形成剤として含まれている場合、第3-i工程でコア材料が固体化する際に、コア粒子の内部に非重合性溶媒を含む油滴が形成される。非重合性溶媒を除去することにより、コア粒子の内部に気孔が形成される。
 また、O/W型エマルションに分散している液滴に過剰の界面活性剤が含まれている場合、この液滴の内部に連続相である親水性溶媒が吸収されてポア形成剤として機能し、第3-i工程でコア材料が固体化されて生じたコア粒子は親水性溶媒を含有する。この親水性溶媒を除去することにより、コア粒子の内部に気孔が形成される。
 O/W型エマルション構造は、光学顕微鏡観察により確認することができる。O/W型エマルションの粒径は特に限定されないが、平均粒径が0.1μm以上1000μm以下であることが好ましい。平均粒径は、ランダムに100個のエマルションの直径を測定し、平均値を取ることで算出できる。
 O/W型エマルション構造において、ポア形成剤とコア材料を含む液滴の表層に形成された被覆層(微細繊維層)の厚みは特に限定されないが、3nm以上1000nm以下であることが好ましい。特に限定されないが、エマルション構造における粒径が第3-i工程において得られる複合粒子の粒径と同程度となる。被覆層の厚みは、例えばクライオTEMを用いて計測することができる。
 第2-i工程で使用する微細繊維分散液とコア材料の重量比については特に限定されないが、微細繊維が100質量部に対し、重合性モノマーが1質量部以上50質量部以下であることが好ましい。重合性モノマーが1質量部以下となると複合粒子の収量が低下するため好ましくなく、50質量部を超えると、ポア形成剤とコア材料を含む液滴を微細繊維で均一に被覆することが困難となり好ましくない。
 使用するコア材料含有液は、コア材料を含有し、O/W型エマルションを形成することができればよく、O/W型エマルションを安定的に形成するためには、疎水性であることが好ましい。また、コア材料は、化学的な変化或いは物理化学的な変化により固体化してコア粒子を形成する材料である。コア材料は、特に限定されないが、ポア形成剤とコア材料を含む液滴を安定して形成できるものであれば特に限定されない。コア材料としては、例えば、重合性モノマー(モノマー)、溶融ポリマー、溶解ポリマーを用いることができる。
 第2-i工程で使用する重合性モノマーの種類としては、ポリマーの単量体であって、その構造中に重合性の官能基を有し、常温で液体であって、水と相溶せず、重合反応によってポリマー(高分子重合体)を形成できるものであれば特に限定されない。重合性モノマーは少なくとも一つの重合性官能基を有する。重合性官能基を一つ有する重合性モノマーは単官能モノマーとも称する。また、重合性官能基を二つ以上有する重合性モノマーは多官能モノマーとも称する。
 重合性モノマーの種類としては特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル系モノマー、ビニル系モノマーなどが挙げられる。また、エポキシ基やオキセタン構造などの環状エーテル構造を有する重合性モノマー(例えばε-カプロラクトン等)を用いることも可能である。なお、「(メタ)アクリレート」の表記は、「アクリレート」と「メタクリレート」との両方を含むことを示す。
 単官能の(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリン、N-ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリールアクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、リン酸(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、ノニルフェノール(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-2-ヒドロキシプロピルフタレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2-アダマンタンおよびアダマンタンジオールから誘導される1価のモノ(メタ)アクリレートを有するアダマンチルアクリレートなどのアダマンタン誘導体モノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 2官能の(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコ-ルジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートなどのジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 3官能以上の(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス2-ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等のトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の3官能の(メタ)アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレート等の3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物や、これら(メタ)アクリレートの一部をアルキル基やε-カプロラクトンで置換した多官能(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。
 単官能のビニル系モノマーとしては例えば、ビニルエーテル系、ビニルエステル系、芳香族ビニル系、特にスチレンおよびスチレン系モノマーなど、常温で水と相溶しない液体が好ましい。
 単官能ビニル系モノマーのうち(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、アルキル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ヘプタフルオロデシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
 また、単官能芳香族ビニル系モノマーとしては、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、エチルスチレン、イソプロペニルトルエン、イソブチルトルエン、tert-ブチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルビフェニル、1,1-ジフェニルエチレンなどが挙げられる。
 多官能のビニル系モノマーとしてはジビニルベンゼンなどの不飽和結合を有する多官能基が挙げられる。常温で水と相溶しない液体が好ましい。
 例えば多官能性ビニル系モノマーとしては、具体的には、(1)ジビニルベンゼン、1,2,4-トリビニルベンゼン、1,3,5-トリビニルベンゼン等のジビニル類、(2)エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3-プロピレングリコールジメタクリレート、1,4-ブチレングリコールジメタクリレート、1,6-ヘキサメチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2-ビス(4-メタクリロキシジエトキシフェニル)プロパン等のジメタクリレート類、(3)トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリエチロールエタントリメタクリレート等のトリメタクリレート類、(4)エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,3-ジプロピレングリコールジアクリレート、1,4-ジブチレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキシレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2-ビス(4-アクリロキシプロポキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン等のジアクリレート類、(5)トリメチロールプロパントリアクリレート、トリエチロールエタントリアクリレート等のトリアクリレート類、(6)テトラメチロールメタンテトラアクリレート等のテトラアクリレート類、(7)その他に、例えばテトラメチレンビス(エチルフマレート)、ヘキサメチレンビス(アクリルアミド)、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートが挙げられる。
 例えば多官能性スチレン系モノマーとしては、具体的には、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルナフタレン、ジビニルキシレン、ジビニルビフェニル、ビス(ビニルフェニル)メタン、ビス(ビニルフェニル)エタン、ビス(ビニルフェニル)プロパン、ビス(ビニルフェニル)ブタン等が挙げられる。
 また、これらの他にも重合性の官能基を少なくとも1つ以上有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等を使用することができ、特にその材料を限定しない。
 上記重合性モノマーは単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 また、重合性モノマーに重合開始剤を添加してもよい。一般的な重合開始剤としては有機過酸化物やアゾ重合開始剤などのラジカル開始剤が挙げられる。
 有機過酸化物としては、例えばパーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシカーボネート、パーオキシエステルなどが挙げられる。
 アゾ重合開始剤としては、例えば、2,2-アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)、2,2-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)(AMBN)、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(ADVN)、1,1-アゾビス(1-シクロヘキサンカルボニトリル)(ACHN)、ジメチル-2,2-アゾビスイソブチレート(MAIB)、4,4-アゾビス(4-シアノバレリアン酸)(ACVA)、1,1-アゾビス(1-アセトキシ-1-フェニルエタン)、2,2-アゾビス(2-メチルブチルアミド)、2,2-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2-アゾビス(2-メチルアミジノプロパン)二塩酸塩、2,2-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]、2,2-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、2-シアノ-2-プロピルアゾホルムアミド、2,2-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)、2,2-アゾビス(N-シクロヘキシル-2-メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。
 第2-i工程において、重合性モノマー及び重合開始剤を含んだコア材料含有液を用いれば、後述の第3-i工程でO/W型エマルションの液滴(ポア形成剤とコア材料を含む液滴)中に重合開始剤が含まれるため、後述の第3-i工程においてエマルションの上記液滴内部のモノマーを重合させる際に重合反応が進行しやすくなる。
 第2-i工程において用いることができる重合性モノマーと重合開始剤の重量比については特に限定されないが、通常、重合性モノマー100質量部に対し、重合性開始剤が0.1質量部以上であることが好ましい。重合性モノマーが0.1質量部未満となると重合反応が充分に進行せずに複合粒子の収量が低下するため好ましくない。
 溶解ポリマーを得るためのポリマーとしては、特に限定されないが、親水性溶媒に溶解しにくいことが好ましい。ポリマーが親水性溶媒に溶解すると、安定したエマルションを形成することができない。
 溶解ポリマーを得るためのポリマーとしては、以下のものが例示できる。
 セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート等のセルロースアセテート誘導体、キチン、キトサン等の多糖類、ポリ乳酸、乳酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体等のポリ乳酸類。
 ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート等の二塩基酸ポリエステル類。ポリカプロラクトン、カプロラクトンとヒドロキシカルボン酸との共重合体等のポリカプロラクトン類。
 ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシブチレートとヒドロキシカルボン酸との共重合体等のポリヒドロキシブチレート類。
 ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ酪酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体等の脂肪族ポリエステル類。
 ポリアミノ酸類、ポリエステルポリカーボネート類、ロジン等の天然樹脂等。
 これらは1種又は2種以上を併用して用いることができる。
 上記ポリマーを溶媒に溶解させることで溶解ポリマーを得ることができる。上記ポリマーを溶解させる溶媒としては、微細繊維の分散液への相溶性が低い溶媒を用いることが好ましい。親水性溶媒への溶解度が高い場合、溶媒が分散相(液滴)から連続相(親水性溶媒)へ容易に溶解してしまうため、エマルション化が困難となる。
 また、ポリマーを溶解させる溶媒は沸点が90℃以下であるものが好ましい。沸点が90℃より高い場合、溶媒よりも先に微細繊維の分散液の親水性溶媒が蒸発してしまい複合粒子1を得ること困難となる。
 用いることができる溶媒として、具体的には、ベンゼン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、イソホロン、セロソルブアセテート、イソホロン、ソルベッソ100、トリクレン、ヘキサン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、イソオクタン、ノナン等を用いることができる。
 溶解させるポリマーと溶媒の重量比は、特に限定されず、ポリマーを溶解することができればよい。好ましくは、ポリマー100質量部に対し、溶媒の重量は0.005質量部以上100質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.1質量部以上80質量部以下であることが好ましい。
 ポリマーを溶融させた溶融ポリマーを得る方法としては、例えば常温で固体のポリマーを溶融させて液体とする。溶融ポリマーを前述のように超音波ホモジナイザー等による機械処理を加えながら、ポリマーの溶融状態を維持可能な温度にまで加熱された微細繊維の分散液に添加することによって、分散液中で溶融ポリマー液滴をO/W型エマルションとして安定化することが好ましい。
 溶融ポリマーとしては、微細繊維の親水性溶媒への溶解性が低いものが好ましい。親水性溶媒への溶解度が高い場合、分散相(液滴)から連続相(親水性溶媒)へポリマーが容易に溶解してしまうため、エマルション化が困難となる。また、溶融ポリマーは融点が90℃以下であることが好ましい。融点が90℃より高い場合、微細繊維の分散液中の水が蒸発してしまい、エマルション化が困難となる。
 溶融ポリマーに用いるポリマーとしては、具体的には、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ステアリルステアレート、ステアリン酸バチル、ステアリン酸ステアリル、ミリスチン酸ミリスチル、パルミチン酸セチル、ジステアリン酸エチレングリコール、ベヘニルアルコール、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、炭化水素ワックス、脂肪酸アルキルエステル、ポリオール脂肪酸エステル、脂肪酸エステルとワックスの混合物、脂肪酸エステルの混合物、グリセリンモノパルミテート(/ステアリン酸モノグリセライド)、グリセリンモノ・ジステアレート(/グリセリンステアレート)、グリセリンモノアセトモノステアレート(/グリセリン脂肪酸エステル)、コハク酸脂肪族モノグリセライド(/グリセリン脂肪酸エステル)、クエン酸飽和脂肪族モノグリセライド、ソルビタンモノステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタントリベヘネート、プロピレングリコールモノベヘネート(/プロピレングリコール脂肪酸エステル)、アジピン酸ペンタエリスリトールポリマーのステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ジペンタエリスリトールヘキサステアレート、ステアリルシトレート、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、超淡色ロジン、ロジン含有ジオール、超淡色ロジン金属塩、水素化石油樹脂、ロジンエステル、水素化ロジンエステル、特殊ロジンエステル、ノボラック、結晶性ポリαオレフィン、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールエステル、ポリオキシアルキレンエーテル、ポリ乳酸、乳酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体等のポリ乳酸類;ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート等の二塩基酸ポリエステル類、ポリカプロラクトン、カプロラクトンとヒドロキシカルボン酸との共重合体等のポリカプロラクトン類、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシブチレートとヒドロキシカルボン酸との共重合体等のポリヒドロキシブチレート類、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ酪酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体等の脂肪族ポリエステル類、ポリアミノ酸類、ポリエステルポリカーボネート類、ロジン等の天然樹脂等を用いることができる。
 コア材料含有液としてポア形成剤を含むものを用いることで、気孔を有するコア粒子を得ることができる。ポア形成剤としては、前述のように公知のポア形成剤を用いることができ、例えば、非重合性溶媒を用いることができる。
 非重合性溶媒としては、例えば、芳香族化合物、酢酸エステル系化合物、脂肪族炭化水素類が挙げられる。芳香族化合物としては、トルエン、キシレン等、酢酸エステル系化合物としては、酢酸エチル、酢酸ブチル等、脂肪族炭化水素類としては、n-ヘキサン、n-ヘプタン、n-オクタン、n-ドデカン等が挙げられる。
 特に限定されないが、非重合性溶媒は、コア材料を溶解し、固体化したコア粒子を溶解しないことが好ましい。この観点から、非重合性溶媒としては、酢酸エステル系化合物、脂肪族炭化水素類を用いることが好ましく、中でも、n-ヘキサン、n-ヘプタンを用いることが好ましい。
 コア材料を溶解し、固体化したコア粒子を溶解しない非重合性溶媒を用いることにより、第2-i工程において非重合性溶媒がコア材料に溶解した状態で液滴を得て、第3-i工程においてコア材料が固体化すると、生成するコア粒子内部で油滴として非重合性溶媒が析出し、第4工程で親水性溶媒を除去することにより、多孔質或いは中空のコア粒子を有する複合粒子を得ることができる。
 第2-i工程において使用するコア材料とポア形成剤の重量比については特に限定されないが、コア材料とポア形成剤の合計質量に対するポア形成剤の含有率は例えば10質量%以上90質量%以下であり、好ましくは20質量%以上80質量%以下であり、より好ましくは30質量%以上80質量%以下である。ポア形成剤の含有率が10質量%以下であると、コア粒子内に十分な気孔が形成せず、或いはコア粒子の気孔率(空隙率)が低く、複合粒子が十分なソフトフォーカス性や質感のよさを得られないことがある。一方、ポア形成剤の含有率が90質量%を超えると球状の粒子を得ることが難しくなる。
 コア材料含有液は、気孔を有するコア粒子を得る目的で油溶性界面活性剤を含むことが好ましい。コア材料含有液に多量の油溶性界面活性剤を含むことで、第2-i工程或いは第3-i工程において連続相の溶媒である親水性溶媒が液滴内部に吸収され、親水性溶媒がポア形成剤として機能する。そのため、第4工程において溶媒を除去すると、多孔質或いは中空のコア粒子を有する複合粒子を得ることができる。
 油溶性界面活性剤は、コア材料に溶解することができるものであれば、特に限定されない。HLB(Hidrophilic-Lipophilic Balance)が8以下であることが好ましい。油溶性界面剤としては、非イオン性界面活性剤を用いることが好ましく、例えばソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド等が挙げられる。中でも、ソルビタン脂肪酸エステルを用いることが好ましく、例えば、ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタントリオレート等を用いることができる。
 第2-i工程において用いることができるコア材料と油溶性界面活性剤の重量比については特に限定されないが、油溶性界面活性剤が、臨界ミセル濃度以上であることが好ましい。油溶性界面活性剤が臨界ミセル濃度以上であると、連続相の親水性溶媒を吸収し、親水性溶媒がポア形成剤として機能し、多孔質或いは中空の複合粒子を作製することができる。
 また、第2-i工程において微細繊維の分散液に分散させる液滴(コア材料とポア形成剤を含む液滴)には、予め重合開始剤以外の他の成分が含まれていてもよい。
 その成分の具体例としては、着色剤、吸油剤、光遮蔽剤(紫外線吸収剤、紫外線散乱剤等)、抗菌剤、酸化防止剤、制汗剤、消泡剤、帯電防止剤、結合剤、漂白剤、キレート剤、脱臭剤、芳香剤、香料、ふけ防止活性物質、皮膚軟化剤、防虫剤、防腐剤、天然抽出物、美容成分、pH調整剤、ビタミン、アミノ酸、ホルモン、油脂やロウ類をはじめとする油性原料、界面活性剤、無機質粒子(酸化チタン、シリカ、クレー等)、酵素、等が挙げられる。
 コア材料とポア形成剤を含む液滴に、予め重合開始剤以外の他の成分が含まれている場合、複合粒子として形成した際のコア粒子内部に上述の成分を含有させることができ、用途に応じた機能発現が可能となる。
 他の成分は、コア材料とポア形成剤を含む液滴へ溶解または分散しやすく、親水性溶媒に溶解または分散しにくいことが好ましい。この液滴に他の成分が溶解或いは分散することにより、O/W型エマルションを形成した際にエマルションの液滴中に他の成分を内包しやすく、他の成分を内包する複合粒子を効率的に得ることができる。また、内包する他の成分の量を増やすことが可能である。
 さらに、コア材料として、重合性モノマーおよび溶解ポリマー、溶融ポリマーを併用して用いて、コア材料とポア形成剤を含む液滴を形成し、エマルション化することも可能である。また、複合粒子のコア粒子のポリマー種として生分解性ポリマー(樹脂)を選択した場合、得られる複合粒子は、生分解性ポリマーからなるコア粒子および微細繊維で構成されることになるため、生分解性材料を有する環境調和性の高いものとなる。
(第2-ii工程)
 第2-ii工程は、コア材料に親水性溶媒等のポア形成剤を含む液滴(親水性)を分散させてW/O型エマルション液を作製し、微細繊維分散液にW/O型エマルション液を含む液滴(疎水性)を分散させ、液滴の表面を微細繊維で被覆してW/O/W型エマルション液として安定化させる工程である。
 具体的には、コア材料に安定化剤を溶解或いは分散させ、ポア形成剤として水等の親水性溶媒を添加して分散させ、液滴(親水性)を分散するW/O型エマルションを作製する。次に、W/O型エマルション液を、第1工程で得られた微細繊維分散液に添加し、微細繊維の分散液中に液滴として分散させ、液滴(疎水性)の表面を微細繊維によって被覆し、微細繊維によって安定化されたW/O/W型エマルションを作製する。
 尚、第2-ii工程においては、特に記載のない限りは第2-i工程と同様の材料および方法を適用する。
 W/O型エマルションを作製する方法としては特に限定されないが、一般的な乳化処理、例えば各種ホモジナイザー処理や機械攪拌処理を用いることができ、具体的には高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、万能ホモジナイザー、ボールミル、ロールミル、カッターミル、遊星ミル、ジェットミル、アトライター、グラインダー、ジューサーミキサー、ホモミキサー、超音波ホモジナイザー、ナノジナイザー、水中対向衝突、ペイントシェイカーなどの機械的処理が挙げられる。また、複数の機械的処理を組み合わせて用いてもよい。
 例えば超音波ホモジナイザーを用いる場合、安定化剤を含むコア材料含有液に対しポア形成剤として水等の親水性溶媒を添加して混合溶媒とし、混合溶媒に超音波ホモジナイザーの先端を挿入して超音波処理を実施する。超音波ホモジナイザーの処理条件としては特に限定されないが、例えば周波数は20kHz以上が一般的であり、出力は10W/cm2以上が一般的である。処理時間についても特に限定されないが、通常10秒から1時間程度である。
 上記超音波処理により、コア材料含有液中に、ポア形成剤として親水性溶媒を含む液滴が分散してエマルション化が進行し、さらにこの液滴とコア材料相の液/液界面に選択的に安定化剤が吸着することで、W/O型エマルションとして安定した構造を形成する。
 親水性の液滴に含まれるポア形成剤の親水性溶媒は、コア材料に溶解しにくい溶媒であればよい。例えば、連続相に用いる親水性溶媒と同様の溶媒を用いることができる。
 コア材料にポア形成剤として親水性溶媒を含む液滴を分散させてW/O型エマルション液を作製するために、安定化剤を使用する。安定化剤としては、液滴を安定化することができれば特に限定されず、例えば、油溶性界面活性剤、固体材料を用いることができる。
 油溶性界面活性剤としては、前述のように非イオン性界面活性剤を用いることができる。例えばソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド等が挙げられる。中でも、ソルビタン脂肪酸エステルを用いることが好ましく、例えば、ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタントリオレート等を用いることができる。
 固体材料としては、液滴を安定化することができればよく、例えば、クレイ、カーボンブラック、シリカ粒子、酸化チタン粒子、微細繊維を用いることができる。微細繊維を用いる場合、繊維表面に疎水性の官能基を導入することが好ましい。疎水性官能基の導入方法は特に限定されず、イオン結合、共有結合等により導入することができる。微細繊維としてイオン性官能基を有する微細繊維を用いる場合には、イオン結合により、有機オニウムイオン等を用いて疎水性の官能基を導入できる。
 得られたW/O型エマルション液を、第2-i工程と同様に微細繊維分散液に液滴として分散させ、この液滴の表面を微細繊維で被覆してW/O/W型エマルション液として安定化することができる。
 W/O/W型エマルションにおいて、第3-i工程で、コア材料を固体化することで、微細繊維で被覆された親水性溶媒を含む液滴を内包するコア粒子を得ることができ、親水性溶媒を除去することにより、微細繊維で被覆された多孔質或いは中空のコア粒子を有する複合粒子を得ることができる。
(第3-i工程)
 液滴内部のコア材料を固体化して、コア粒子の表面に微細繊維が被覆された粒子の分散液を得る工程である。
 コア材料を固体化する方法については特に限定されない。コア材料として重合性モノマーを用いた場合、重合性モノマーを重合してポリマー化することで、コア材料を固体化できる。コア材料として溶解ポリマーを用いた場合、液滴内部の溶媒を親水性溶媒に拡散させる方法や、溶媒を蒸発させる方法で、溶解ポリマーから溶媒を除去することにより、コア材料を固体化できる。コア材料として溶融ポリマーを用いた場合、溶融ポリマーを冷却して凝固させることで、コア材料を固体化できる。
 製造方法Iにおいては、第2-i工程で形成されたO/W型エマルションに含まれる液滴が、コア材料に疎水性の非重合性溶媒が溶解している液体からなる場合は、非重合性溶媒が第3-i工程で油滴として析出するため、油滴を含むコア粒子となる。また、コア材料に油溶性界面活性剤を含む場合は、連続相の親水性溶媒が液滴に吸収されるため、親水性溶媒を内包したコア粒子となる。
 製造方法IIにおいては、第2-ii工程で形成されたW/O/W型エマルションに含まれる液滴内のコア材料が、第3-i工程で固体化されるため、親水性溶媒を含む液滴を内包するコア粒子となる。
 例えば第2-i工程及び第2-iiで作製された、コア材料として重合性モノマーおよび重合開始剤を含む液滴が微細繊維によって被覆され安定化したO/W型エマルションを、攪拌しながら加熱して重合性モノマーを重合し、コア材料を固体化する。攪拌の方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができ、具体的にはディスパーや攪拌子を用いることができる。また、攪拌せずに加熱処理のみでもよい。
 また、加熱時の温度条件については重合性モノマーの種類および重合開始剤の種類によって適宜設定することが可能であるが、20℃以上150℃以下が好ましい。20℃未満であると重合の反応速度が低下するため好ましくなく、150℃を超えると微細繊維が変性する可能性があるため好ましくない。重合反応に供する時間は重合性モノマーの種類および重合開始剤の種類によって適宜設定することが可能であるが、通常1時間~24時間程度である。また、重合反応は電磁波の一種である紫外線照射処理によって実施してもよい。また、電磁波以外にも電子線などの粒子線を用いても良い。
 溶解ポリマーの溶媒を蒸発させる方法としては、具体的には、加熱または/および減圧乾燥により溶媒を蒸発させ、除去する。有機溶媒の沸点が水より低いと、有機溶媒を選択的に除去することが可能である。特に限定されないが、減圧条件下で加熱することにより効率的に溶媒を除去することができる。加熱温度は20℃以上100℃以下であることが好ましく、圧力は600mHg以上750mmHg以下であることが好ましい。
 溶解ポリマーの溶媒を拡散させる方法は、具体的にはO/W型エマルション液に更に溶媒や塩の添加により液滴内部の溶媒を拡散させる。親水性溶媒への溶解性の低い溶媒が経時的に親水性溶媒相へと拡散して行くことで、溶解ポリマーが析出して粒子として固体化することができる。
 溶融ポリマーを凝固させる方法としては、O/W型エマルション液を冷却することで、溶融ポリマーを凝固させる。
(第4工程)
 第4工程は、第3-i工程で得られた分散液から、内部にポア形成剤を含み表面が微細繊維によって被覆されたコア粒子を回収し、コア粒子内部に含まれるポア形成剤を除去することで、コア粒子の内部に気孔を生じさせる工程である。回収方法としては、例えば、遠心分離法が採用できる。
 第3-i工程で得られた分散液の状態は、微細繊維が被覆された粒子が生成された直後では、微細繊維が被覆された粒子と、多量の水と、被覆層の形成に寄与していない遊離した微細繊維と、が混在した状態となっている。そのため、この状態の分散液から微細繊維が被覆された粒子を回収・洗浄する必要があり、回収・洗浄方法としては、遠心分離による洗浄またはろ過洗浄が好ましい。
 遠心分離による洗浄方法としては公知の方法を用いることができる。具体的には、遠心分離によって、微細繊維が被覆された粒子を沈降させて上澄みを除去し、水・メタノール混合溶媒に再分散する操作を繰り返し、最終的に遠心分離によって得られた沈降物から残留溶媒を除去して、微細繊維が被覆された粒子を回収することができる。
 ろ過洗浄についても公知の方法を用いることができ、例えば孔径0.1μmのPTFEメンブレンフィルターを用いて水とメタノールで吸引ろ過を繰り返し、最終的にメンブレンフィルター上に残留したペーストから、さらに残留溶媒を除去して、複合粒子を回収することができる。
 ポア形成剤の除去方法は特に限定されず、除去する溶媒に応じて常圧下、減圧下で常温或いは加熱して乾燥することが可能である。こうして得られた複合粒子を含む乾燥固形物は、上述のように膜状や凝集体状にはならず、肌理細やかな粉体として得られる。
 必要に応じ、複合粒子を溶媒に分散させ、複合粒子の分散液中で、複合粒子の表面の微細繊維に、機能性材料を担持させてもよい。
 複合粒子に機能性材料を担持させる方法については特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、複合粒子を水やアルコール等の親水性溶媒に再分散させて複合粒子の分散液を作製し、機能性材料を複合粒子の分散液に添加、混合して付着させる方法が用いることができる。また、複合粒子の分散液中で機能性材料を合成して担持することができる。
 微細繊維としてアニオン性官能基を有するセルロースナノファイバーが被覆されている複合粒子に、機能性材料として金属微粒子を担持する方法としては、特に限定されないが、例えば以下の方法が挙げられる。
 少なくとも1種類の上記複合粒子を含有する分散液を調製する工程と、少なくとも1種類の金属塩と複合粒子とを含有する分散液を調製する工程と、金属塩と複合粒子とを含有する分散液中の金属イオンを還元し、金属微粒子が担持された複合粒子の分散液を調製する工程と、を有する方法。
 必要に応じて機能性材料を担持した複合粒子をろ過や遠心分離等により分離し、遊離の機能性材料を除去してもよい。
 本実施形態の複合粒子は、気孔に前述の機能性成分を含浸或いは内包することができる。機能性成分を含むことで、その機能を発揮することができる。
 本実施形態の複合粒子の乾燥粉体は、光拡散フィルム、断熱材、ホームケア用品、パーソナルケア製品として使用することができる。特に、パーソナルケア用途で使用するパーソナルケア用粒子として使用することが好ましい。
 パーソナルケア製品とは、化粧品類や洗面用具など、人の肌を清潔に保ち、身だしなみを整えたり、美化したりする製品である。ヘアケア、オーラルケア、匂いケア、ネイルケア、ボディーケア、スキンケア、メイクアップ関連製品等のことであり、例えば、歯磨き粉、香水、ネイルラッカー、化粧水、乳液、クレンジング剤、アイシャドー、アイライナー、ファンデーション、チーク、ヘアジェル、ヘアスプレー、シャンプー、リンス、育毛剤、ローション、クリームおよび石鹸等である。
 本実施形態の複合粒子は、他の化粧品原料に混合或いは分散させてメイクアップ製品等のパーソナルケア製品に使用できる。また、本実施形態の複合粒子1を、化粧品原料等を含む溶媒に分散させ、パーソナルケア用組成物として使用することができる。
 化粧品原料としては、着色剤、吸油剤、光遮蔽剤(紫外線吸収剤、紫外線散乱剤等)、抗菌剤、酸化防止剤、制汗剤、消泡剤、帯電防止剤、結合剤、漂白剤、キレート剤、脱臭成分、芳香剤、香料、ふけ防止活性物質、皮膚軟化剤、防虫剤、防腐剤、天然抽出物、美容成分、pH調整剤、ビタミン、アミノ酸、ホルモン、油脂やロウ類をはじめとする油性原料、界面活性剤、無機質粒子(酸化チタン、シリカ、クレー等)、等が挙げられる。
(複合粒子の効果)
 本発明の第一態様の複合粒子は、セルロースナノファイバーやキチンナノファイバーといった微細繊維の溶媒過多の問題が解決された、簡便な方法で製造可能な新たな様態の、微細繊維を有する複合粒子である。
 本発明の第一態様の複合粒子は、安全性が高く、親水性が高く、強度が高く、比表面積の大きい微細繊維が被覆されているため、多孔質であっても強度が高く、分散安定性が良く、高い保湿性や毛穴補正、ソフトフォーカス性等の各種機能を発揮する、肌なじみがよい複合粒子であり、簡便な方法で製造できる。
 また、本発明の第一態様の複合粒子は、気孔率が高く比表面積の大きい多孔質粒子或いは気孔率が高い中空粒子であっても、作製中に崩壊することなく、安定的な複合粒子として得られる。
 本発明の第一態様の複合粒子の気孔に機能性成分を含浸させることにより、各種効能を発揮する複合粒子が得られる。
 本発明の第一態様の複合粒子において、セルロースナノファイバーやキチンナノファイバーといった微細繊維が、生分解性ポリマーであるセルロースやキチン/キトサンから構成され、コア粒子も生分解性ポリマーを含む材料で構成される場合、環境への負荷を低減し、マイクロプラスチック問題の解決にも寄与することが期待できる。
 本発明の第二態様および第三態様の製造方法によれば、本発明の第一態様の複合粒子を製造することができる。
 本発明の第一態様の複合粒子はパーソナルケア用途で使用することができる。つまり、本発明の第一態様の複合粒子は、パーソナルケア製品やパーソナルケア用組成物に含むことができる。
 本発明の第一態様の複合粒子は、例えば、ヘアケア、オーラルケア、匂いケア、ボディーケア、スキンケア、メイクアップ関連製品に利用することができる。具体的には、歯磨き粉、香水、ネイルラッカー、美容液、化粧水、乳液、クレンジング剤、アイシャドー、アイライナー、ファンデーション、チーク、ヘアジェル、ヘアスプレー、シャンプー、リンス、育毛剤、ローション、クリームおよび石鹸等である。
[第二実施形態]
 図4に示すように、本実施形態のパーソナルケア用粒子1Aは、ポリマーを含有する材料で形成されたコア粒子2Aと、コア粒子2Aの表面に結合されて不可分の状態にある微細繊維3と、パーソナルケア機能を発揮する機能性材料40と、からなる。微細繊維3はセルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーのいずれかである。機能性材料40は微細繊維3に担持されている。微細繊維3は、セルロースナノファイバーとキチンナノファイバーの両方を含んでもよい。
 本実施形態では、微細繊維3がコア粒子2Aの表面を覆う被覆層として形成されている。
 パーソナルケア用粒子1Aの製造方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができ、化学的調製法や物理化学的調製法を用いることができる。
 化学的調製法としては、重合性モノマーから重合過程で粒子形成を行う重合造粒法(乳化重合法、懸濁重合法、シード重合法、放射線重合法等)が挙げられる。
 物理化学的調製法としては、微小液滴化したポリマー溶液から粒子形成を行う分散造粒法(スプレードライ法、液中硬化法、溶媒蒸発法、相分離法、溶媒分散冷却法等)が挙げられる。
 例えば、微細繊維3を用いたO/W型ピッカリングエマルションを形成させ、液滴内部のコア材料を固体化させてコア粒子2Aの表面に微細繊維3が被覆された粒子を作製することで、コア粒子2Aと微細繊維3とが結合して不可分の状態にあるパーソナルケア用粒子1Aを得ることができる。微細繊維3を用いることで界面活性剤等の添加物を用いることなく、安定した液滴を形成することが可能であり、分散性が高く、機能性材料による高い効果を発揮し、滑りがよく、肌なじみのよいパーソナルケア用粒子1Aを得ることができる。
 コア材料は、固体化してコア粒子2Aを形成するものであればよく、例えば、重合性モノマー、溶融ポリマー、溶解ポリマーである。
 コア材料の固体化の方法は特に限定されず、重合性モノマーを重合する、溶融ポリマーを凝固させる、溶解ポリマーから溶媒を除去する、ことにより、コア材料を固体化することができる。
 パーソナルケア用品とは、化粧品類や洗面用具など、人の肌を清潔に保ち、身だしなみを整えたり、美化したりする製品である。ヘアケア、オーラルケア、匂いケア、ネイルケア、ボディーケア、スキンケア、メイクアップ関連製品等のことであり、例えば、歯磨き粉、香水、ネイルラッカー、化粧水、乳液、クレンジング剤、アイシャドー、アイライナー、ファンデーション、チーク、ヘアジェル、ヘアスプレー、シャンプー、リンス、育毛剤、ローション、クリームおよび石鹸等である。
 本実施形態のパーソナルケア用粒子1Aは、図5および図6に示す製造方法で製造することができる。
 図に示す製造方法は、上述の第五態様の製造方法(製造方法IVI)に相当し、第1工程と第2-iii工程と第2-iv工程と第3-ii工程を有する。
 第1工程は、図5(a)に示すように、セルロース原料またはキチン/キトサン原料を親水性溶媒7中で解繊して、未担持のセルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーのいずれかである微細繊維3Aの分散液11Aを得る工程である。第2-iii工程は、未担持の微細繊維3Aの分散液11A中で微細繊維3Aに、パーソナルケア機能を発揮する機能性材料40を担持させて、図5(b)に示すように、機能性材料40が担持された微細繊維3Bの分散液11Bを得る工程である。
 第2-iv工程は、図5(c)に示すように、機能性材料が担持された微細繊維3Bの分散液11Bにコア材料を含む液滴6Aを分散させ、液滴6Aの表面を機能性材料が担持された微細繊維3Bで被覆する工程である。
 第3-ii工程は、液滴6Aの内部のコア材料を固体化する工程である。この工程により、図5(d)に示すように、パーソナルケア用粒子(機能性材料40が担持された微細繊維3が、コア粒子2Aの表面に被覆された粒子)1Aが得られる。
 そして、図5(d)に示す状態の分散液から、パーソナルケア用粒子1Aを分離、回収する。
 つまり、製造方法IIIでは、親水性溶媒7に分散した液滴6Aの界面に機能性材料が担持された微細繊維3Bが吸着することによって、O/W型ピッカリングエマルションが安定化する。そして、この安定化状態を維持したまま、エマルションの液滴6A内部のコア材料を固体化することによって、パーソナルケア用粒子1Aを得る。
 図6に示す製造方法は、上述の第六態様の製造方法(製造方法IV)に相当し、第1工程と第2-iv工程と第3-ii工程と第5工程を有する。
 第1工程は、図6(a)に示すように、セルロース原料またはキチン/キトサン原料を親水性溶媒7中で解繊して、未担持のセルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーのいずれかである微細繊維3Aの分散液11Aを得る工程である。
 第2-iv工程は、図6(b)に示すように、未担持の微細繊維3Aの分散液11Aにコア材料を含む液滴6Aを分散させ、液滴6Aの表面を未担持の微細繊維3Aで被覆する工程である。
 第3-ii工程は、液滴6A内部のコア材料を固体化して、図6(c)に示すように、コア粒子2Aの表面に未担持の微細繊維3Aが被覆された粒子10Aの分散液12Aを得る工程である。
 第5工程は、分散液12A中で粒子10Aの表面の微細繊維3Aに、図6(d)に示すように、パーソナルケア機能を発揮する機能性材料40を担持させる工程である。この工程により、パーソナルケア用粒子(機能性材料40が担持された微細繊維3が、コア粒子2Aの表面に被覆された粒子)1Aが得られる。なお、この工程では、分散液12A内に独立で存在する未担持の微細繊維3Aにも機能性材料40が担持されて、機能性材料が担持された微細繊維3Bとなる。
 そして、図6(d)に示す状態の分散液から、パーソナルケア用粒子1Aを分離、回収する。
 つまり、製造方法IVでは、親水性溶媒7に分散したコア材料を含む液滴6Aの界面細繊維3Aが吸着することによって、O/W型ピッカリングエマルションが安定化する。そして、この安定化状態を維持したまま、エマルション内部のコア材料を固体化して、コア粒子2Aの表面が微細繊維3Aで被覆された粒子10Aを得る。その後、微細繊維が被覆された粒子10の表面の微細繊維3Aに機能性材料40を担持させることにより、パーソナルケア用粒子1Aを得る。
 ここで言う「不可分」とは、パーソナルケア用粒子を含む分散液を遠心分離処理して上澄みを除去し、さらに溶媒を加えて再分散することでパーソナルケア用粒子を回収・洗浄する操作、あるいはメンブレンフィルターを用いたろ過洗浄で溶媒により洗浄する操作を繰り返した後であっても、コア粒子と微細繊維とが分離せず、微細繊維によるコア粒子の被覆状態が保たれることを意味する。被覆状態の確認は走査型電子顕微鏡によるパーソナルケア用粒子の表面観察により確認することができる。
 上述の製造方法において、本実施形態のパーソナルケア用粒子が得られる際に、微細繊維とコア粒子が結合するメカニズムについては定かではないが、パーソナルケア用粒子が微細繊維によって安定化されたO/W型エマルションを鋳型として作製されるため、エマルションの液滴内部のコア材料に微細繊維が接触した状態で、コア材料を固体化してコア粒子とするために、物理的に微細繊維がコア粒子表面に固定化されて、最終的にコア粒子と微細繊維とが不可分な状態に至ると推察される。
 ここで、O/W型エマルションは、水中油滴型(Oil-in-Water)とも言われ、水を連続相とし、その中に油が油滴(油粒子)として分散しているものである。
 特に限定されないが、微細繊維によって安定化されたO/W型エマルションを鋳型としてパーソナルケア用粒子を作製すると、O/W型エマルションが安定化されるため、O/W型エマルションに由来した真球状のパーソナルケア粒子を得ることができる。詳細には、真球状のコア粒子の表面に微細繊維からなる被覆層が比較的均一な厚みで形成された様態となることが好ましい。
 パーソナルケア用粒子の粒径は光学顕微鏡観察により確認できる。100箇所ランダムに測定し、粒子の直径の平均値を取ることで平均粒径を算出できる。平均粒径は特に限定されないが、0.1μm以上1000μm以下であることが好ましい。
 分散安定性の観点から、微細繊維は、コア粒子表面に被覆層を形成することが好ましい。被覆層はコア粒子表面の全面を覆うことが好ましいが、必ずしも全面を覆わなくてもよい。
 微細繊維で構成される被覆層の厚みは特に限定されないが、3nm以上1000nm以下であることが好ましい。
 被覆層の平均厚みはパーソナルケア用粒子を包埋樹脂で固定したものをミクロトームで切削して走査型電子顕微鏡観察を行い、画像中のパーソナルケア用粒子の断面像における被覆層の厚みを画像上で100箇所ランダムに測定し、平均値を取ることで算出でききる。
 また、パーソナルケア用粒子は比較的揃った厚みの被覆層で均一に被覆されていることが好ましい。被覆層の厚みが均一であると分散安定性が高い。具体的には上述した被覆層の厚みの値の変動係数は0.5以下となることが好ましく、0.4以下となることがより好ましい。
 本実施形態のパーソナルケア用粒子を構成する微細繊維は、第一実施形態の複合粒子を構成する微細繊維と同様に、セルロースナノファイバーおよび/またはキチンナノファイバーである。
 なお、本実施形態のパーソナルケア用粒子を構成する微細繊維は、結晶表面にイオン性官能基を有していることが好ましい。イオン性官能基を有することで、パーソナルケア用粒子の凝集を抑制することができ、機能性材料の機能を効果的に発揮し、肌なじみのよいパーソナルケア用品を得ることができる。更に、イオン性官能基を利用して機能性材料を担持することにより、機能性材料の脱離を抑制或いは制御することができる。例えば、アニオン性官能基を有する微細繊維であれば、カチオン性の機能性材料を担持でき、カチオン性官能基を有する微細繊維であれば、アニオン性の機能性材料を担持しやすい。
 イオン性官能基の種類は特に限定されないが、アニオン性官能基であることが好ましい。アニオン性官能基を有することで、例えば、金属微粒子を担持させる場合に、金属イオンを微細繊維のアニオン性官能基に配位させて還元析出させ、効率よく金属微粒子を担持させることができる。また、微細繊維が分散安定剤として機能するため、生成する金属微粒子の形状や粒子径を制御することができる。また、パーソナルケア用粒子において微細繊維からの金属微粒子の脱離を抑制できる。更に、通常、金属微粒子は乾燥させると凝集するため、後述する局在表面プラズモン共鳴(LSPR)による光学特性を発揮できないが、パーソナルケア用粒子を乾燥粉体とした場合においては、金属微粒子が凝集することがないため、乾燥粉体においても光学特性を発揮することができる。
 アニオン性官能基としては、特に限定されないが、例えば、カルボキシ基、リン酸基、スルホ基が挙げられる。中でも、カルボキシ基やリン酸基が好ましく、セルロース結晶表面への選択的な導入のしやすさから、カルボキシ基が好ましい。
 イオン性官能基の含有量は、1gの微細繊維原料および/または微細繊維当たり0.1mmol以上5.0mmol以下であることが好ましい。0.1mmol未満であると、パーソナルケア用粒子の分散安定性が悪くなることがあり、5.0mmolを超えると機能性材料を安定して担持することが難しくなることがある。
 さらに、本実施形態のパーソナルケア用粒子を構成する微細繊維は、ミクロフィブリル構造由来の繊維形状であることが好ましい。具体的には、微細繊維は繊維状であって、数平均短軸径が1nm以上1000nm以下、数平均長軸径が50nm以上であり、かつ数平均長軸径が数平均短軸径の5倍以上であることが好ましい。また、微細繊維の結晶化度は50%以上であることが好ましい。セルロースナノファイバーの結晶構造は、セルロースI型であることが好ましい。キチンナノファイバーの結晶構造は、アルファキチン、ベータキチンのどちらでも良いが、アルファキチンであることが好ましい。
 本実施形態のパーソナルケア用粒子は、機能性材料が担持された微細繊維がコア粒子表面に被覆されているため、機能性材料の分散安定性が高く、その機能を効果的に発揮することができる。機能性材料が微細繊維に「担持」されるとは、物理的或いは化学的に、可逆的或いは不可逆的に、結合或いは吸着することである。本発明のパーソナルケア用粒子において、機能性材料は、公知の方法で担持することができる。
 本実施形態のパーソナルケア用粒子では、機能性材料と微細繊維は「不可分」の状態にある。微細繊維と機能性材料とが「不可分」とは、パーソナルケア用粒子を含む分散液を遠心分離処理して上澄みを除去し、さらに溶媒を加えて再分散することでパーソナルケア用粒子を回収・洗浄する操作、あるいはメンブレンフィルターを用いたろ過洗浄によって繰り返し溶媒による洗浄する操作を繰り返した後であっても、微細繊維と機能性材料が分離しないことである。
 本実施形態のパーソナルケア用粒子を構成する機能性材料は、パーソナルケア用品においてその機能を発揮する材料であり、公知の機能性材料を用いることができる。機能性材料としては、第一実施形態で例示したものが挙げられる。
 機能性材料として着色剤を用いる場合、有機合成色素や天然色素は、ヘアダイなどのヘアカラーリング剤および化粧水や美容液に色を付ける場合に使用され、無機顔料および有機顔料は、メイクアップ製品に、ファンデーションの色相、彩度、明度のコントロールや、カバー力のコントロールに使用される。口紅やネイルエナメルでは顔料と染料を組み合わせて配合されることがある。
 染料は水や油、アルコールなどの溶媒に溶解し、化粧品基剤中に溶解状態で存在し彩色できる物質であり、水に可溶な水溶性染料、油やアルコールに可溶な油溶性染料がある。染料としては、例えば、アゾ系染料、キサンテン系染料、キノリン系染料等が挙げられる。特に限定されないが、染料は、カチオン性のカチオン染料やアニオン性のアニオン染料であることが好ましい。例えば、カチオン染料であればアニオン性官能基を有する微細繊維に吸着させるとことができ、アニオン染料であればカチオン性官能基を有する微細繊維に吸着させることができる。
 レーキは、水溶性の染料の金属塩である。
 有機顔料は、構造内に可溶性基を持たず水や油などに溶解しない有色粉末である。有機顔料としては、例えば、アゾ系顔料、インジゴ系顔料、フタロシアニン系顔料が挙げられる。
 天然色素は、動植物由来のものと微生物由来の色素である。例えば、人参、トマト、ベニザケなどに存在する黄-橙赤色はカロチノイド系の色素で、ハイビスカス、ベニバナなどには黄-赤紫色のフラボノイド系色素が挙げられる。
 無機顔料としては、体質顔料、有色顔料、白色顔料、真珠光沢顔料が挙げられる。
 体質顔料は、光沢や使用感の調整に使用され、例えば、タルク(含水ケイ酸マグネシウム、滑石)、カオリン(含水ケイ酸アルミニウム、白陶土)、マイカ(雲母、含水ケイ酸アルミニウムカリウム)、シリカ(無水ケイ酸)、炭酸カルシウム(CaCO3)、炭酸マグネシウム(MgCO3)等が挙げられる。
 有色顔料としては、酸化鉄、グンジョウ、コンジョウ、酸化クロム、水酸化クロム、マンガンバイオレット、カーボンブラック等が挙げられる。
 白色顔料は、色の調整だけでなく、シミやソバカスを隠す目的や紫外線の防御にも使用される。白色顔料としては、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。
 真珠光沢顔料としては、酸化チタン被覆雲母(雲母チタン)、オキシ塩化ビスマス等が挙げられる。雲母に被覆している酸化チタンの膜厚を変えて色々な干渉色を出している。
 高分子粉体は、屈折率の異なる高分子を交互に積層させたものや、ナイロンパウダー、ポリメタクリル酸メチルパウダー等が挙げられる。
 着色剤や光遮蔽剤として、金属微粒子を用いることができる。金属微粒子は、バルクの金属には見られない性質を有する。例えば、粒子が小さくなると、粒子の総表面積が大きくなるため、粒子の触媒性能が高くなる。粒子がナノサイズになると融点が低下するため、その粒子を低温で焼成することが可能となる。さらに、粒子の大きさにより、粒子の光学特性にも大きな変化が起こる。屈折率が小さい酸化物等は、可視光の波長領域の1/10以下のサイズになると光の散乱が非常に小さくなるため、液体等に均一に分散させると透明になる。
 ナノサイズの金属微粒子は、その元素、粒子径や形状により局在表面プラズモン共鳴により、特定の波長の光を吸収する特性を有する。金属微粒子の表面の自由電子は、光等の外部電場により集団的に振動を起こすことがある。電子は電荷を持った粒子であるため、電子が振動を起こすと周囲に電場を発生する。自由電子の振動を起こすことにより生じる電場と外部電場(光等)が共鳴する現象を局在表面プラズモン共鳴(Localized Surface Plasmon Resonance;LSPR)と言う。このLSPRにより、特定の波長域の光の吸収や反射が起こり、遮蔽することができる。
 また、吸収や反射する光の波長が可視光領域であれば、着色剤として機能する。吸収や散乱する光の波長は、金属微粒子を構成する金属の種類、粒子径、形状により変化する。金属微粒子は、着色剤として一般的に用いられる有機顔料と比較し、安定性が高く、長期間にわたり安定して特定の波長領域を吸収或いは散乱する特徴がある。
 金属微粒子を構成する金属元素は特に限定されないが、少なくともルビジウム(Ru)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ロジウム(Rh)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、亜鉛(Zn)のいずれかを含有することが好ましい。金属微粒子を構成する元素は単一でもよく、複数でもよい。
 中でも、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、金(Au)より選ばれた1種類以上の金属または金属化合物を含むことが好ましいが、特にこれに限定されるものではない。更に、銀(Ag)を用いることで、抗菌性を付与することができる。
 複数の金属種を用いる場合、例えば析出した銀(Ag)微粒子の周りを銀より貴な金属あるいはシリカ等の金属酸化物などで被覆して、銀(Ag)微粒子の安定性を向上させてもよい。
 また、金属微粒子は金属以外の他の成分を含んでいてもよい。
 金属微粒子の平均粒子径は特に限定されないが、500nm以下であることが好ましい。平均粒子径が500nmを超えると微細繊維に担持するのが難しくなる。より好ましくは0.1nm以上50nm以下である。金属微粒子の平均粒子径により色調が変化することがあるため、金属微粒子の形状を制御することが重要である。金属微粒子の形状は、特に限定されない。例えば、球状、平板状、ロッド状が挙げられる。
 特に、平板状或いはロッド状といった異方形状を有する平板状金属微粒子やロッド状金属微粒子は、アスペクト比によってLSPRに由来する吸収或いは散乱波長が大きく変化する。異方形状を有する金属微粒子の中でも、特に応用が期待されているのが平板状銀微粒子やロッド状金微粒子である。
 例えば、粒子径が数nm~数十nmの球状銀ナノ粒子は、上記LSPRにより、波長400nm付近に吸収を持つため、黄色味を呈することが知られている。しかしながら、異方成長した銀微粒子はこの限りではなく、例えば、平板状銀微粒子は、吸収ピークがレッドシフトすることが知られている。この際、平板状銀微粒子のアスペクト比(すなわち、粒子径/粒子厚み)が大きくなるほど、吸収/散乱ピークがより長波側にシフトすることが確認されている。すなわち、平板状銀微粒子は、任意の波長を吸収/散乱する光学材料として用いることができる。また、可視光領域で吸収/散乱波長を制御すれば、黄色以外にも赤色、青色など鮮やかな色調を呈する平板状銀微粒子を得ることができ、着色剤として機能する。
 さらに、平板状銀微粒子のアスペクト比によっては、可視光領域外の近赤外線領域にまで吸収ピークをシフトさせることも可能であり、近赤外線の光遮蔽剤としても機能する。
 また、ロッド状金微粒子は、そのアスペクト比(長軸/短軸)により吸収/反射ピークがシフトする。
 なお、本実施形態において、可視光とは波長領域がおよそ400nmから700nmである電磁波を指し、近赤外線とは赤外線の中でも可視光に近い波長領域(およそ700nmから2500nm)の電磁波を指すものとする。
 本実施形態において、金属微粒子における「微粒子」とは、体積粒子径が10μm以下の粒子のことである。また、平板状銀微粒子は、平板状の銀微粒子のことであり、ロッド状金微粒子は、ロッド状の金微粒子のことである。
 ここで、平板状金属微粒子の厚みをh、直径をd(円相当径)とし、平板状金属微粒子の厚みhに対する直径dをアスペクト比(d/h)とする。平板状金属微粒子の「平板状」とは、粒子が板状であることを示し、板状とは、例えば、アスペクト比(d/h)の平均値が1.1以上であることを示している。
 なお、平板状金属微粒子の表面および裏面の形状は、特に限定されないが、通常、六角形や三角形等の多角形である。表面および裏面が多角形や楕円形等である場合、表面または裏面の面積が同等となる円径と仮定して、直径d(円相当径)を算出する。
 また、平板状金属微粒子の表面と裏面は、どちらの面積が大きくもよく、両面は平行でなくてもよい。
 光学特性を制御する観点から、平板状金属微粒子の形状は平板状であり、その粒子径d、厚みh、アスペクト比が以下の範囲内であることが好ましい。
 平板状金属微粒子の粒子径dの平均値は、2nm以上1000nm以下であることが好ましく、20nm以上500nm以下であることがより好ましく、20nm以上400nm以下であることがさらに好ましい。
 平板状金属微粒子の厚みhの平均値、すなわち表面と裏面の距離hの平均値は、1nm以上100nm以下であることが好ましく、5nm以上50nm以下であることがより好ましい。
 なお、上記の平均値は、例えば、100個の粒子を測定して求める。
 平板状金属微粒子の平均アスペクト比(dの平均値/hの平均値)は、1.1以上であり、2.0以上であることが好ましく、2.0以上100以下であることがより好ましく、2.0以上50以下であることがさらに好ましい。粒子径dの平均値を任意に変化させ、その平均アスペクト比を制御することにより、色調を変化させることができる。
 平板状金属微粒子の形状、大きさの評価は、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡、走査透過型電子顕微鏡を用いて行うことができる。
 平板状金属微粒子の粒子径dおよび厚みhの測定方法、並びに、アスペクト比の算出方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
(1)粒子径の測定法
 パーソナルケア用粒子の乾燥粉体を走査透過型電子顕微鏡で観察することにより、走査透過型電子顕微鏡像が得られる。この走査透過型電子顕微鏡像中の平板状金属微粒子を、円形で近似した際の径を、平面方向の粒子径として算出する。上記の平均値は、100個の粒子を測定して求める。
(2)平均厚みの測定法
 パーソナルケア用粒子の乾燥粉体を、包埋樹脂で固定したものをミクロトームで断面方向に切削し、透過型電子顕微鏡で観察することにより測定できる。透過型電子顕微鏡中の平板状金属微粒子の厚みhを、平面方向と垂直な厚みとして算出する。上記厚みhの平均値(平均厚み)は、100個の粒子を測定して求める。
(3)平均アスペクト比の算出方法
 上述のようにして求めた、平板状金属微粒子の厚みhの平均値に対する直径d(円相当粒子径)の平均値、平板状金属微粒子の平均アスペクト比(dの平均値/hの平均値)として算出する。
 平板状金属微粒子の粒子径dおよび厚みhの測定方法、並びに、平均アスペクト比の算出方法は一例であり、平板状金属微粒子の粒子径および厚みの測定方法、並びに、アスペクト比の算出方法は、特にこれらに限定されない。
 平板状金属微粒子を構成する金属または金属化合物は、特に限定されず、任意の金属または金属化合物を用いることができる。平板状金属微粒子を構成する金属または金属化合物としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、白金、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン、バナジウム、モリブデン、ガリウム、アルミニウム等の金属、金属塩、金属錯体およびこれらの合金、または酸化物、複酸化物等が挙げられる。中でも、金、銀、銅の少なくともいずれかを含むことが好ましく、特に、少なくとも銀を含む場合、平板状金属微粒子は可視光領域から近赤外領域の波長の光を遮蔽することができ、抗菌性を付与することもできる。
 平板状金属微粒子に含まれる金属の割合は特に限定されない。
 図5に示す方法(製造方法III)では、先ず、未担持の微細繊維3Aに機能性材料40を担持して、機能性材料が担持された微細繊維3Bを作製する。次に、機能性材料が担持された微細繊維3Bを用いて、コア材料を含む液滴6Aを有するO/W型ピッカリングエマルションを調製する。次に、エマルションの液滴6Aの内部のコア材料を固体化して、コア粒子2Aに、機能性材料が担持された微細繊維3Bが被覆された粒子(パーソナルケア用粒子1A)を作製することができる。
 図6に示す方法(製造方法IV)では、先ず、未担持の微細繊維3Aを用いてコア材料を含む液滴6Aを有するO/W型ピッカリングエマルションを作製する。次に、エマルションの液滴6Aの内部のコア材料を固体化して、微細繊維3Aが被覆された粒子10Aを作製する。次に、粒子10Aの表面の微細繊維3Aに機能性材料40を担持して、機能性材料40が担持された微細繊維3Bが被覆された粒子(パーソナルケア用粒子1A)を作製することができる。
 微細繊維への機能性材料の担持方法は特に限定されず、例えば、市販の或いは予め作製した機能性材料を、微細繊維の分散液または微細繊維が被覆された粒子の分散液に添加、混合し、付着させてもよい。
 微細繊維への機能性材料の担持方法としては、微細繊維の分散液中または微細繊維が被覆された粒子の分散液中で、機能性材料を担持する方法が好適である。微細繊維の分散液中または微細繊維が被覆された粒子の分散液中で、機能性材料を担持することにより、微細繊維に機能性材料が安定的に担持され、機能性材料の凝集を抑制することができる。
 本実施形態のパーソナルケア用粒子を構成するコア粒子は、一種類以上のポリマーを含む材料で形成されている。ポリマーは、公知のポリマーを用いることができ、重合性モノマーを公知の方法で重合させたポリマーでもよい。つまり、本実施形態のパーソナルケア用粒子でコア粒子を形成する材料としては、第一実施形態で例示したポリマーを使用することができる。
 本実施形態のパーソナルケア用粒子を構成するコア粒子は、ポリマー以外に機能性成分等他の成分を含んでも良い。例えば、着色剤、吸油剤、光遮蔽剤(紫外線吸収剤、紫外線散乱剤等)、抗菌剤、酸化防止剤、制汗剤、消泡剤、帯電防止剤、結合剤、漂白剤、キレート剤、脱臭成分、芳香剤、香料、ふけ防止活性物質、皮膚軟化剤、防虫剤、防腐剤、天然抽出物、美容成分、pH調整剤、ビタミン、アミノ酸、ホルモン、油脂やロウ類をはじめとする油性原料、界面活性剤、無機質粒子(酸化チタン、シリカ、クレー等)、等が挙げられる。
 上記機能性成分は固体、気体、液体のいずれの形態であってもよい。機能性成分のパーソナルケア用粒子中の含有率は、特に限定されず、パーソナルケア用粒子が安定して形態を保つことができる範囲であることが好ましい。機能性成分の含有率は、パーソナルケア用粒子を100質量部とすると、機能性成分は0.001質量部以上80質量部以下であることが好ましい。
<パーソナルケア用粒子の製造方法について>
 上述したように、実施形態のパーソナルケア用粒子は、図5および図6に示す方法(製造方法IIIおよび製造方法IV)により製造することができる。
 製造方法IIIおよび製造方法IVでは、パーソナルケア用粒子を含む分散液が得られる。さらに、この分散液から溶媒を除去することにより、パーソナルケア用粒子は乾燥固形物として得られる。溶媒の除去方法は特に限定されず、例えば遠心分離法やろ過法によって余剰の水分を除去し、さらにオーブンで熱乾燥することで乾燥固形物として得ることができる。この際、得られる乾燥固形物は膜状や凝集体状にはならず、肌理細やかで滑らかな粉体として得られる。
 これに対して、製造方法IIIおよび製造方法IVとは異なる通常の方法では、微細繊維の分散液から溶媒を除去すると、微細繊維同士が強固に凝集、膜化することが知られている。
 製造方法IIIおよび製造方法IVで得られるパーソナルケア用粒子を含む分散液において、パーソナルケア用粒子は、微細繊維が表面に固定化された真球状であるため、溶媒を除去しても微細繊維同士が凝集することなく、パーソナルケア用粒子間の点と点で接するのみである。そのため、その乾燥固形物は肌理細やかな粉体として得られると考えられる。よって、パーソナルケア用粒子同士の凝集がないため、パウダー化粧品においては、滑らかで肌なじみの良い化粧品を得られる。また、機能性材料の凝集を抑制することができ、均一なパウダー化粧品を得ることができる。
 なお、パーソナルケア用粒子の乾燥粉体は、溶媒をほとんど含まず、さらに溶媒に再分散可能な乾燥固形物とすることができる。具体的には、パーソナルケア用粒子の乾燥粉体の固形分率を80%以上、90%以上、あるいは95%以上とすることができる。溶媒がほぼ除去されたパーソナルケア用粒子は、輸送費の削減、腐敗防止、添加率向上、樹脂との混練効率向上、という観点で好ましいものとなる。
 パーソナルケア用粒子の乾燥粉体は、パーソナルケア用粒子の表面に存在する微細繊維の親水性が高いため、汗等の水分を吸収する、或いは高い保湿性を発揮するといった特長を有する。
 また、乾燥粉体として得られたパーソナルケア用粒子を再び溶媒に再分散することも容易であり、再分散後もパーソナルケア用粒子の表面に結合された微細繊維に由来した分散安定性を示す。そのため、パーソナルケア用粒子の乾燥粉体は、美容液、乳液、クリーム等に含有させることもできる。
 以下に、各工程について、詳細に説明する。
 上述のように、製造方法IIIは、第1工程と第2-iii工程と第2-iv工程と第3-ii工程を有し、製造方法IVは、第1工程と第2-iv工程と第3-ii工程と第5工程を有する。
(第1工程)
 第1工程は、微細繊維原料を溶媒中で解繊して微細繊維の分散液を得る工程である。微細繊維原料とは、セルロースナノファイバーおよび/またはキチンナノファイバーの原料である、セルロース原料、キチン/キトサン原料のことである。つまり、本実施形態の第1工程は、第一実施形態の第1工程と同じである。
(第2-iii工程)
 第2-iii工程は、微細繊維の分散液の中で、微細繊維に機能性材料を担持させて、機能性材料が担持された微細繊維の分散液を得る工程である。
 微細繊維に機能性材料を付与する方法については特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、微細繊維の分散液に機能性材料を添加して混合し、付着させる方法が用いられる。また、微細繊維の分散液中で機能性材料を合成して担持することができる。
 ここで、上述したように、微細繊維に対し、機能性材料を担持する際、微細繊維の結晶表面に予めアニオン性官能基が導入されていることが好ましい。アニオン性官能基を有する微細繊維の分散液にカチオン性の機能性材料を添加して混合することで、微細繊維に機能性材料を安定的に担持することができる。また、分散液のpHを調整することにより、機能性材料の担持或いは脱離を制御することができる。
 機能性材料を担持する際の微細繊維の濃度は特に限定されないが、好ましくは0.1質量%以上20質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下であることが好ましい。微細繊維の濃度が0.1%未満であると、機能性材料を効率よく担持させることが難しい。微細繊維Bの濃度が20質量%を超えると、微細繊維の粘度が非常に高く、十分に攪拌できずに均一な反応が難しくなる。
 微細繊維の分散液の溶媒は特に限定されないが、親水性溶媒7であることが好ましい。
 親水性溶媒7は、特に制限はないが、水;メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類;テトラヒドロフラン等の環状エーテル類が好ましい。
 特に、水を50質量%以上含むことが好ましい。懸濁液中の水の割合が50質量%未満になると、微細繊維の分散性が悪くなることがある。また、水以外に含まれる溶媒としては前述の親水性溶媒が好ましい。
 必要に応じて、微細繊維原料や微細繊維の分散性を上げるために、懸濁液のpH調整を行ってもよい。pH調整に用いられるアルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム水溶液などの有機アルカリなどが挙げられる。コストなどの面から水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。
 アニオン性官能基を有するセルロースナノファイバーに機能性材料として金属微粒子を担持する方法としては、特に限定されないが、例えば以下の方法で製造することができる。この方法は、工程iaと、工程ibと、工程icを、この順に有する。
 工程ia:少なくとも1種類のセルロースナノファイバーを含有する分散液を調製する、セルロースナノファイバー分散液準備工程。
 工程ib:少なくとも1種類の金属塩と少なくとも1種類のセルロースナノファイバーとを含有する分散液を調製する、金属塩およびセルロースナノファイバー含有液準備工程。
 工程ic:金属塩およびセルロースナノファイバー含有液中の金属イオンを還元して金属微粒子を担持させる、金属微粒子担持セルロースナノファイバー分散液調製工程。
(工程ia:セルロースナノファイバー分散液準備工程)
 セルロースナノファイバーへの金属微粒子の担持方法において、工程iaでは、少なくとも1種類のセルロースナノファイバー分散液を準備する。
 まず、セルロースナノファイバー分散液を準備する。セルロースナノファイバー分散液の固形分濃度は、特に限定されないが、0.1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上10質量%であることがより好ましい。
 セルロースナノファイバー分散液の固形分濃度が0.1質量%未満では、金属微粒子の粒子径の制御が難しい。一方、セルロースナノファイバー分散液の固形分濃度が20質量%を超えると、セルロースナノファイバー分散液の粘度が高くなり、工程ib(金属塩およびセルロースナノファイバー含有液準備工程)において、金属塩とセルロースナノファイバーとを均一に混ぜるのが難しくなり、工程ic(金属微粒子担持セルロースナノファイバー分散液調製工程)において、均一に還元反応を進行させることができなくなる。
 セルロースナノファイバーを分散させる溶媒としては、セルロースナノファイバーが充分に溶解または分散するものであれば、特に限定されない。環境への負荷の面からは、溶媒としては、水を用いることが好ましい。
 金属微粒子およびセルロースナノファイバーの分散性の観点からは、溶媒としては、水や親水性溶媒を用いることが好ましい。親水性溶媒としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類が好ましい。
 少なくとも1種類のセルロースナノファイバー分散液のpHは、特に限定されないが、pH2以上pH12以下であることが好ましい。
(工程ib:金属塩およびセルロースナノファイバー含有液準備工程)
 セルロースナノファイバーへの金属微粒子の担持方法において、工程ibでは、少なくとも1種類の金属塩と少なくとも1種類のセルロースナノファイバーとを含有する分散液を調製し、金属塩およびセルロースナノファイバー含有液を準備する。
 少なくとも1種類の金属塩と少なくとも1種類のセルロースナノファイバーを含有する溶液または分散液を調製する方法は、特に限定されない。例えば、少なくとも1種類のセルロースナノファイバーを含有する分散液(セルロースナノファイバー分散液)と、少なくとも1種類の金属塩を含有する溶液(金属塩含有溶液)とを用意し、セルロースナノファイバー分散液を攪拌しながら、セルロースナノファイバー分散液に金属塩含有溶液を添加して調製することができる。また、セルロースナノファイバー分散液に、直接、固体の金属塩を加えてもよく、金属塩含有溶液にセルロースナノファイバー分散液を添加してもよい。
 金属塩としては、硝酸銀、塩化銀、酸化銀、硫酸銀、酢酸銀、亜硝酸銀、塩素酸銀、塩化金酸、塩化金酸ナトリウム、塩化金酸カリウム、塩化白金、酸化白金および酸化白金からなる群から選択される少なくとも1種類であることが好ましい。これらの金属塩は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 金属塩含有溶液を準備する場合、金属塩含有溶液に用いる溶媒は、金属塩が充分に分散または溶解するものであれば、特に限定されない。
 環境への負荷の面からは、溶媒としては、水を用いることが好ましい。
 金属塩の溶解性の観点からは、溶媒としては、水や親水性溶媒を用いることが好ましい。親水性溶媒としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類が好ましい。
 また、金属塩含有溶液中の金属塩の濃度も特に限定されない。
 金属塩およびセルロースナノファイバー分散液における金属塩の濃度は、特に限定されないが、0.002mmol/L以上20.0mmol/L以下であることが好ましい。特に、アニオン性官能基を有するセルロースナノファイバーを用いる場合、アニオン性官能基に金属イオンが配位するため、金属塩の濃度(金属イオンの濃度)が、アニオン性官能基量未満となるように調製することが好ましい。金属塩の濃度(金属イオンの濃度)がセルロースナノファイバーのアニオン性官能基量を上回るとセルロースナノファイバーが凝集することがある。
 金属塩およびセルロースナノファイバー含有液に用いる溶媒は、セルロースナノファイバーが充分に分散または溶解するものであれば、特に限定されない。
 環境への負荷の面からは、溶媒としては、水を用いることが好ましい。
 セルロースナノファイバーの分散性の観点からは、溶媒としては、水や親水性溶媒を用いることが好ましい。親水性溶媒としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類が好ましい。
 金属塩およびセルロースナノファイバー分散液におけるセルロースナノファイバーの固形分濃度は、特に限定されないが、0.1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上50質量%以下であることがより好ましい。
 セルロースナノファイバーの固形分濃度が0.1質量%未満では、金属微粒子の粒子径を制御するのが難しくなる。一方、セルロースナノファイバーの固形分濃度が20質量%を超えると、セルロースナノファイバー分散液の粘度が高くなり、工程ibにおいて、金属塩とセルロースナノファイバーとを均一に混ぜるのが難しくなり、工程icにおいて、均一に還元反応を進行させることができなくなる。
 金属塩およびセルロースナノファイバー含有液の溶媒としては、セルロースナノファイバーが充分に溶解または分散するものであれば、特に限定されない。
 環境への負荷の面からは、溶媒としては、水を用いることが好ましい。
 金属微粒子およびセルロースナノファイバーの分散性の観点からは、溶媒としては、水や親水性溶媒を用いることが好ましい。親水性溶媒としては、特に限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類が好ましい。
 金属塩およびセルロースナノファイバー含有液のpHは、特に限定されないが、pH2以上pH12以下であることが好ましい。
 また、金属塩およびセルロースナノファイバー含有液の温度は、特に限定されないが、溶媒に水を用いる場合には4℃以上100℃以下であることが好ましい。
(工程ic:金属微粒子担持セルロースナノファイバー分散液調製工程)
 セルロースナノファイバーへの金属微粒子の担持方法において、工程icでは、金属塩およびセルロースナノファイバー含有液中の金属イオンを還元し、反応させることにより金属微粒子析出させると共に形状を制御し、目的の形状の金属微粒子を担持したセルロースナノファイバーを得る。
 金属塩およびセルロースナノファイバー含有液中の金属イオンを還元させる方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、還元剤、紫外線、電子線、液中プラズマ等を用いる方法を採用することができる。金属イオンの還元に用いる還元剤としては、公知の還元剤を用いることができる。
 還元剤としては、例えば、金属ヒドリド系、ボロヒドリド系、ボラン系、シラン系、ヒドラジンおよびヒドラジド系の還元剤が挙げられる。一般に、液相還元法では、還元剤としては、水素化ホウ素ナトリウム、ジメチルアミンボラン、クエン酸ナトリウム、アスコルビン酸およびアスコルビン酸アルカリ金属塩、ヒドラジン等が用いられる。
 金属塩およびセルロースナノファイバー含有液における還元剤の添加量(還元剤の濃度)は、特に限定されないが、金属塩およびセルロースナノファイバー含有液における金属塩の濃度と等量以上となるようにすることが好ましく、0.002mmol/L以上2000mmol/L以下であることがより好ましい。
 金属塩およびセルロースナノファイバー含有液における還元剤の濃度が、金属塩およびセルロースナノファイバー含有液における金属塩の濃度以下であると、未還元の金属イオンが金属塩およびセルロースナノファイバー含有液中に残存してしまう。
 還元剤を用いて、金属塩およびセルロースナノファイバー含有液中の金属イオンを還元させる場合の還元剤の添加方法は特に限定されないが、予め還元剤を水等の溶媒に溶解または分散させてから、その溶液または分散液を金属塩およびセルロースナノファイバー含有液に添加してもよい。
 また、金属塩およびセルロースナノファイバー含有液に対する還元剤の添加速度は、特に限定されないが、還元反応が均一に進行するような方法で添加することが好ましい。
 なお、セルロースナノファイバーへの金属微粒子の担持方法は、特に限定されないが、上述の工程ia、工程ib、工程icを少なくとも含むことが好ましい。各工程の間に他の工程が入ってもよい。
 必要に応じて、金属微粒子の表面を少なくとも一部が半導体または金属、その金属酸化物で被覆されてもよい。被覆に用いられる半導体や金属及びその酸化物は、特に限定されないが、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、白金、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン、バナジウム、モリブデン、ガリウム、アルミニウム等の金属、金属塩、金属錯体およびこれらの合金、または酸化物、複酸化物、シリカ等が挙げられる。特に、安定性や汎用性の観点から、金及びシリカを被覆するのが好ましい。
 必要に応じて機能性材料担持セルロースナノファイバーをろ過や遠心分離等により洗浄し、遊離の機能性材料を除去してもよい。
(第2-iv工程)
 第2-iv工程は、微細繊維(製造方法IIIでは、図5に示すように、機能性材料40が担持されている微細繊維3B、製造方法IVでは、図6に示すように、機能性材料40が担持されていない微細繊維3A)の分散液中で、コア材料を含む液滴の表面を微細繊維で被覆し、エマルションとして安定化させる工程である。
 具体的には、製造方法IIIでは、第2-iii工程で得られた、機能性材料が担持されている微細繊維3Bの分散液(図5の分散液11B)に、製造方法IVでは、第1工程で得られた微細繊維3Aの分散液(図6の分散液11A)に、コア材料含有液を添加し、分散液にコア材料を液滴6Aとして分散させ、液滴6Aの表面を微細繊維によって被覆し、微細繊維によって安定化されたO/W型エマルションを作製する工程である。なお、以下においては、微細繊維によって安定化されたO/W型エマルションを、単に「エマルション液」と呼ぶ場合がある。
 O/W型エマルションを作製する方法としては特に限定されず、第一実施形態で例示した方法が採用できる。
 超音波処理により、微細繊維の分散液中にコア材料を含む液滴が分散してエマルション化が進行し、さらに液滴と微細繊維分散液の液/液界面に選択的に微細繊維が吸着することで、液滴が微細繊維で被覆されO/W型エマルションとして安定した構造を形成する。このように、液/液界面に固体物が吸着して安定化したエマルションは、学術的には「ピッカリングエマルション」と呼称されている。
 前述のように微細繊維によってピッカリングエマルションが形成されるメカニズムは定かではないが、セルロースはその分子構造において水酸基に由来する親水性サイトと炭化水素基に由来する疎水性サイトとを有することから両親媒性を示すため、両親媒性に由来して疎水性モノマーと親水性溶媒の液/液界面に吸着すると考えられる。
 O/W型エマルション構造は、光学顕微鏡観察により確認することができる。O/W型エマルションの粒径は特に限定されないが、平均粒径が0.1μm以上1000μm以下であることが好ましい。平均粒径は、ランダムに100個のエマルションの直径を測定し、平均値を取ることで算出できる。
 O/W型エマルション構造において、コア材料を含む液滴の表層に形成された微細繊維の被覆層の厚みは特に限定されないが、3nm以上1000nm以下であることが好ましい。特に限定されないが、エマルション構造における粒径が第3-ii工程において得られるパーソナルケア用粒子の粒径と同程度となる。被覆層の厚みは、例えばクライオTEMを用いて計測することができる。
 第2-iv工程で使用する微細繊維分散液とコア材料の重量比については特に限定されないが、微細繊維が100質量部に対し、重合性モノマーが1質量部以上50質量部以下であることが好ましい。重合性モノマーが1質量部以下となるとパーソナルケア用粒子の収量が低下するため好ましくなく、50質量部を超えると液滴を微細繊維で均一に被覆することが困難となり好ましくない。
 使用するコア材料含有液は、コア材料を含有し、O/W型エマルションを形成することができればよく、O/W型エマルションを安定的に形成するためには、疎水性であることが好ましい。また、コア材料は、化学的な変化或いは物理化学的な変化により固体化してコア粒子2Aを形成する材料である。コア材料は、特に限定されないが、液滴を安定して形成できるものであれば特に限定されない。コア材料としては、例えば、重合性モノマー(モノマー)、溶融ポリマー、溶解ポリマーを用いることができる。
 第2-iv工程で用いる重合性モノマーは、特に限定されず、第一実施形態の第2-i工程で用いる重合性モノマーとして例示したものが使用できる。
 また、重合性モノマーに、第一実施形態で例示された重合開始剤を添加してもよい。
 第2-iv工程において、重合性モノマー及び重合開始剤を含んだコア材料含有液を用いれば、後述の第3-ii工程でO/W型エマルションの液滴中に重合開始剤が含まれるため、後述の第3-ii工程においてエマルションの液滴内部のモノマーを重合させる際に、重合反応が進行しやすくなる。
 第2-iv工程で用いる重合性モノマーと重合開始剤の重量比については特に限定されないが、通常、重合性モノマー100質量部に対し、重合性開始剤が0.1質量部以上であることが好ましい。重合性モノマーが0.1質量部未満となると重合反応が充分に進行せずにパーソナルケア用粒子の収量が低下するため好ましくない。
 コア材料含有液は、溶媒を含んでも構わない。特に限定されないが、第2-iv工程にてエマルションを安定化させるためには、有機溶媒を用いることが好ましい。例えば、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、イソホロン、セロソルブアセテート、イソホロン、ソルベッソ100、トリクレン、ヘキサン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、イソオクタン、ノナン等を用いることができる。
 第2-iv工程において用いることができる重合性モノマーと溶媒の重量比については特に限定されないが、重合性モノマー100質量部に対し、溶媒が80質量部以下であることが好ましい。
 溶解ポリマーを得るためのポリマーとしては、第一実施形態で例示されたものを用いることができる。
 ポリマーを溶融させた溶融ポリマーを得る方法としては、第一実施形態で例示された方法が採用できる。また、溶融ポリマーに用いるポリマーとしては、第一実施形態で例示されたものが使用できる。
 また、コア材料を含む液滴には予め重合開始剤以外の機能性成分が含まれていてもよい。具体的には着色剤、吸油剤、光遮蔽剤(紫外線吸収剤、紫外線散乱剤等)、抗菌剤、酸化防止剤、制汗剤、消泡剤、帯電防止剤、結合剤、漂白剤、キレート剤、脱臭剤、芳香剤、香料、ふけ防止活性物質、皮膚軟化剤、防虫剤、防腐剤、天然抽出物、美容成分、pH調整剤、ビタミン、アミノ酸、ホルモン、油脂やロウ類をはじめとする油性原料、界面活性剤、無機質粒子(酸化チタン、シリカ、クレー等)、酵素、等が挙げられる。
 重合性モノマーに、予め重合開始剤以外の他の機能性成分が含まれている場合、パーソナルケア用粒子として形成した際のコア粒子内部に上述の機能性成分を含有させることができ、用途に応じた機能発現が可能となる。
 機能性成分は、液滴へ溶解または分散しやすく、親水性溶媒に溶解または分散しにくいことが好ましい。液滴に溶解或いは分散することにより、O/W型エマルションを形成した際にエマルションの液滴中に機能性成分を内包しやすく、機能性成分を内包するパーソナルケア用粒子を効率的に得ることができる。また、内包する機能性成分の量を増やすことが可能である。
 さらに、コア材料として、重合性モノマーおよび溶解ポリマー、溶融ポリマーを併用して用いて液滴を形成し、エマルション化することも可能である。また、パーソナルケア用粒子のコア粒子のポリマー種として生分解性ポリマー(樹脂)を選択した場合、得られるパーソナルケア用粒子は、生分解性ポリマーからなるコア粒子および微細繊維で構成されることになるため、生分解性材料を有する環境調和性の高いものとなる。
(第3-ii工程)
 第3-ii工程は、液滴内部のコア材料を固体化させて、コア粒子の表面に微細繊維(製造方法IIIでは、図5に示すように、機能性材料40が担持されている微細繊維3B、製造方法IVでは、図6に示すように、機能性材料40が担持されていない微細繊維3A)が被覆された粒子の分散液を得る工程である。
 コア材料を固体化させる方法については特に限定されない。コア材料として重合性モノマーを用いた場合、重合性モノマーを重合することによりポリマー化することで、固体化できる。コア材料として溶解ポリマーを用いた場合、液滴内部の溶媒を親水性溶媒に拡散させる方法や、溶媒を蒸発させる方法により溶媒を除去し、ポリマーを固体化できる。コア材料として溶融ポリマーを用いた場合、溶融ポリマーを冷却して凝固させて固体化させることができる。
 例えば第2-iv工程で作製された、コア材料として重合性モノマー、更に重合開始剤を含む液滴が微細繊維によって被覆され安定化したO/W型エマルションを、攪拌しながら加熱して重合性モノマーを重合し、コア材料を固体化する。攪拌の方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができ、具体的にはディスパーや攪拌子を用いることができる。また、攪拌せずに加熱処理のみでもよい。
 また、加熱時の温度条件については重合性モノマーの種類および重合開始剤の種類によって適宜設定することが可能であるが、20℃以上150℃以下が好ましい。20℃未満であると重合の反応速度が低下するため好ましくなく、150℃を超えると微細繊維が変性する可能性があるため好ましくない。重合反応に供する時間は重合性モノマーの種類および重合開始剤の種類によって適宜設定することが可能であるが、通常1時間~24時間程度である。また、重合反応は電磁波の一種である紫外線照射処理によって実施してもよい。また、電磁波以外にも電子線などの粒子線を用いても良い。
 溶解ポリマーの溶媒を蒸発させる方法としては、具体的には、加熱または/および減圧乾燥により溶媒を蒸発させ、除去する方法が挙げられる。沸点が水より低い有機溶媒を用いた場合、有機溶媒を選択的に除去することが可能である。特に限定されないが、減圧条件下で加熱することにより、効率的に溶媒を除去することができる。加熱温度は20℃以上100℃以下であることが好ましく、圧力は600mHg以上750mmHg以下であることが好ましい。
 溶解ポリマーの溶媒を拡散させる方法としては、具体的には上記O/W型エマルション液に更に溶媒や塩の添加により液滴内部の溶媒を拡散させる方法が挙げられる。親水性溶媒への溶解性の低い溶媒が経時的に親水性溶媒相へと拡散して行くことで、溶解ポリマーが析出して粒子として固体化させることができる。
 溶融ポリマーを凝固させる方法としては、上記O/W型エマルション液を冷却する方法が挙げられる。
 上述の工程を経て、コア粒子が微細繊維によって被覆された粒子(製造方法IIIでは、図5(d)に示すパーソナルケア用粒子1A、製造方法IVでは、図6(c)に示す微細繊維が被覆された粒子10A)の分散液が得られる。
 なお、製造方法IIIでは、パーソナルケア用粒子1Aの生成直後において、パーソナルケア用粒子1Aの分散液中に、多量の水と被覆層の形成に寄与していない遊離した微細繊維が混在した状態となっている。そのため、パーソナルケア用粒子1Aを回収・洗浄する必要がある。また、製造方法IVでは、微細繊維が被覆された粒子10Aの生成直後において、粒子10Aの分散液中に、多量の水と被覆層の形成に寄与していない遊離した微細繊維が混在した状態となっている。そのため、粒子10Aを回収・洗浄する必要がある。
 回収・洗浄方法としては、遠心分離による洗浄またはろ過洗浄が好ましい。また、残留溶媒を除去してもよい。
 遠心分離による洗浄方法としては公知の方法を用いることができ、具体的には遠心分離によってパーソナルケア用粒子1Aや粒子10Aを沈降させて上澄みを除去し、水・メタノール混合溶媒に再分散する操作を繰り返し、最終的に遠心分離によって得られた沈降物から残留溶媒を除去してパーソナルケア用粒子1Aや粒子10Aを回収することができる。ろ過洗浄についても公知の方法を用いることができ、例えば孔径0.1μmのPTFEメンブレンフィルターを用いて水とメタノールで吸引ろ過を繰り返し、最終的にメンブレンフィルター上に残留したペーストからさらに残留溶媒を除去してパーソナルケア用粒子1Aや粒子10Aを回収することができる。
 残留溶媒の除去方法は特に限定されず、風乾やオーブンで熱乾燥にて実施することが可能である。こうして得られたパーソナルケア用粒子1Aを含む乾燥固形物は上述のように膜状や凝集体状にはならず、肌理細やかな粉体として得られる。
(第5工程)
 第5工程は、製造方法IVで、図6(c)に示す微細繊維3Aが被覆された粒子10Aの分散液中で、粒子10Aの表面の微細繊維3Aに機能性材料40を担持させる工程である。
 粒子10Aの表面の微細繊維3Aに機能性材料を担持させる方法については特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、微細繊維が被覆された粒子を水やアルコール等の親水性溶媒に再分散させて、その粒子の分散液を作製し、この分散液に機能性材料を添加、混合して付着させる方法が採用でき。また、微細繊維が被覆された粒子の分散液中で機能性材料を合成することで、微細繊維が被覆された粒子に機能性材料を担持することもできる。
 ここで、上述したように、微細繊維が被覆された粒子に機能性材料を担持する際、微細繊維の結晶表面に予めアニオン性官能基が導入されていることが好ましい。アニオン性官能基を有する微細繊維が被覆された粒子の分散液にカチオン性の機能性材料を添加して混合することで、微細繊維が被覆された粒子の表面の微細繊維に機能性材料を安定的に担持することができる。また、微細繊維が被覆された粒子の分散液のpHを調整することにより、機能性材料の担持或いは脱離を制御することができる。
 機能性材料を担持する際に使用する分散液における微細繊維が被覆された粒子の濃度は、特に限定されないが、好ましくは0.1質量%以上50質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましい。この濃度が0.1%未満であると、機能性材料を効率よく担持させることが難しい。この濃度が50質量%を超えると、微細繊維が被覆された粒子の分散性が悪くなり、均一な反応が難しくなる。
 微細繊維が被覆された粒子の分散液の溶媒は特に限定されないが、親水性溶媒であることが好ましい。
 親水性溶媒は、特に制限はないが、水;メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類;テトラヒドロフラン等の環状エーテル類が好ましい。
 特に、水を50質量%以上含むことが好ましい。懸濁液中の水の割合が50質量%未満になると、微細繊維が被覆された粒子の分散性が悪くなることがある。また、水以外に含まれる溶媒としては前述の親水性溶媒が好ましい。
 必要に応じて、微細繊維が被覆された粒子の分散性を上げるために、懸濁液のpH調整を行ってもよい。pH調整に用いられるアルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液、水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム水溶液などの有機アルカリなどが挙げられる。コストなどの面から水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。
 微細繊維としてアニオン性官能基を有するセルロースナノファイバーを用いた微細繊維が被覆された粒子に、機能性材料として金属微粒子を担持する方法としては、特に限定されないが、例えば以下の方法で製造することができる。この方法は、工程iiaと、工程iibと、工程iicを、この順に有する。
 工程iia:少なくとも1種類のセルロースナノファイバー被覆粒子を含有する分散液を調製する、セルロースナノファイバー被覆粒子分散液準備工程。
 工程iib:少なくとも1種類の金属塩と少なくとも1種類のセルロースナノファイバー被覆粒子とを含有する分散液を調製する、金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子含有液準備工程。
 工程iic:上記金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子の含有液中の金属イオンを還元し、反応液を調製する、金属微粒子担持セルロースナノファイバー被覆粒子分散液調製工程。
(工程iia:セルロースナノファイバー被覆粒子分散液準備工程)
 セルロースナノファイバー被覆粒子への金属微粒子の担持方法において、工程iiaでは、少なくとも1種類のセルロースナノファイバー被覆粒子の分散液を準備する。
 まず、セルロースナノファイバー被覆粒子分散液を準備する。セルロースナノファイバー被覆粒子の分散液の固形分濃度は、特に限定されないが、0.1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.5質量%以上20質量%であることがより好ましい。
 セルロースナノファイバー被覆粒子の分散液の固形分濃度が0.01質量%未満では、金属微粒子の粒子径の制御が難しくなる。一方、セルロースナノファイバー被覆粒子の分散液の固形分濃度が50質量%を超えると、セルロースナノファイバー被覆粒子の分散性が悪くなり、工程iib(金属塩およびセルロースナノファイバー含有液準備工程)において、金属塩とセルロースナノファイバー被覆粒子とを均一に混ぜるのが難しくなり、工程iic(金属微粒子担持セルロースナノファイバー被覆粒子分散液調製工程)において、均一に還元反応を進行させることができなくなる。
 セルロースナノファイバー被覆粒子を分散させる溶媒、pHは工程iaと同様である。
(工程iib:金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子含有液準備工程)
 セルロースナノファイバー被覆粒子への金属微粒子の担持方法において、工程iibでは、少なくとも1種類の金属塩と、少なくとも1種類のセルロースナノファイバー被覆粒子と、を含有する分散液を調製する。
 少なくとも1種類の金属塩と、少なくとも1種類のセルロースナノファイバー被覆粒子と、を含む分散液を調製する方法は、特に限定されない。例えば、少なくとも1種類のセルロースナノファイバー被覆粒子分散液と、少なくとも1種類の金属塩を含有する溶液(金属塩含有溶液)とを用意し、セルロースナノファイバー被覆粒子分散液を攪拌しながら、セルロースナノファイバー被覆粒子の分散液に金属塩含有溶液を添加して調製することができる。また、セルロースナノファイバー被覆粒子の分散液に、直接、固体の金属塩を加えてもよく、金属塩含有溶液にセルロースナノファイバー被覆粒子の分散液を添加してもよい。
 金属塩、金属塩含有液としては、工程ibと同じ同様に準備することができる。
 金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子の分散液における金属塩の濃度は、特に限定されないが、0.002mmol/L以上20.0mmol/L以下であることが好ましい。特に、アニオン性官能基を有するセルロースナノファイバー被覆粒子を用いる場合、アニオン性官能基に金属イオンが配位するため、金属塩の濃度(金属イオンの濃度)が、アニオン性官能基量未満となるように調製することが好ましい。金属塩の濃度(金属イオンの濃度)がセルロースナノファイバー被覆粒子のアニオン性官能基量を上回るとセルロースナノファイバー被覆粒子が凝集することがある。
 金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子の含有液に用いる溶媒は、第2-iii工程と同じものを用いることができる。
 金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子の分散液におけるセルロースナノファイバー被覆粒子の固形分濃度は、特に限定されないが、0.1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
 セルロースナノファイバー被覆粒子の固形分濃度が0.1質量%未満では、金属微粒子の粒子径を制御するのが難しくなる。一方、セルロースナノファイバーの固形分濃度が50質量%を超えると、セルロースナノファイバー被覆粒子の分散性が悪くなり、工程iibにおいて、金属塩とセルロースナノファイバー被覆粒子とを均一に混ぜるのが難しくなり、工程iicにおいて、均一に還元反応を進行させることができなくなる。
 金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子含有液の溶媒としては、工程ibと同じものを用いることができる。pH、温度も第2-iii工程と同様にすることができる。
(工程iic:金属微粒子担持セルロースナノファイバー被覆粒子分散液調製工程)
 セルロースナノファイバー被覆粒子への金属微粒子の担持方法において、工程iicでは、金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子含有液中の金属イオンを還元し、反応液させることにより、金属微粒子を析出すると共に形状を制御し、金属微粒子を担持したセルロースナノファイバー被覆粒子を得る。
 金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子含有液中の金属イオンを還元させる方法は、工程icの方法と同様の方法を用いることができ、還元剤も同様のものを用いることができる。
 金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子の含有液における還元剤の添加量(還元剤の濃度)は、特に限定されないが、金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子含有液における金属塩の濃度と等量以上となるようにすることが好ましく、0.002mmol/L以上2000mmol/L以下であることがより好ましい。
 金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子の含有液における還元剤の濃度が、金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子の含有液における金属塩の濃度以下であると、未還元の金属イオンが金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子の含有液中に残存してしまう。
 還元剤を用いて、金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子の含有液中の金属イオンを還元させる場合の還元剤の添加方法は特に限定されないが、予め還元剤を水等の溶媒に溶解または分散させてから、その溶液または分散液を金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子の含有液に添加してもよい。
 また、金属塩およびセルロースナノファイバー被覆粒子の含有液に対する還元剤の添加速度は、特に限定されないが、還元反応が均一に進行するような方法で添加することが好ましい。
 なお、セルロースナノファイバー被覆粒子への金属微粒子の担持方法は、特に限定されないが、上述の工程iia、工程iib、工程iicを少なくとも含むことが好ましい。各工程の間に他の工程が入ってもよい。
 必要に応じて、金属微粒子の表面を少なくとも一部が半導体または金属、その金属酸化物で被覆されてもよい。被覆に用いられる半導体や金属及びその酸化物は、特に限定されないが、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、白金、亜鉛、パラジウム、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン、バナジウム、モリブデン、ガリウム、アルミニウム等の金属、金属塩、金属錯体およびこれらの合金、または酸化物、複酸化物、シリカ等が挙げられる。特に、安定性や汎用性の観点から、金及びシリカを被覆するのが好ましい。
 必要に応じて機能性材料担持セルロースナノファイバー被覆粒子をろ過や遠心分離等により洗浄し、遊離の機能性材料を除去してもよい。
 尚、特に記載のない限り、第5工程においては、第2-iii工程におけるセルロースナノファイバーの代わりにセルロースナノファイバー被覆粒子を用いて同様の条件を適用することができる。
 本実施形態のパーソナルケア用粒子の乾燥粉体をその他の化粧品原料に混合或いは分散させてメイクアップ製品等のパーソナルケア用品に使用できる。また、パーソナルケア用粒子、化粧品原料等を含む溶媒に分散させ、パーソナルケア用組成物として使用することができる。
 化粧品原料としては、着色剤、吸油剤、光遮蔽剤(紫外線吸収剤、紫外線散乱剤等)、抗菌剤、酸化防止剤、制汗剤、消泡剤、帯電防止剤、結合剤、漂白剤、キレート剤、脱臭成分、芳香剤、香料、ふけ防止活性物質、皮膚軟化剤、防虫剤、防腐剤、天然抽出物、美容成分、pH調整剤、ビタミン、アミノ酸、ホルモン、油脂やロウ類をはじめとする油性原料、界面活性剤、無機質粒子(酸化チタン、シリカ、クレー等)、等が挙げられる。
(パーソナルケア用粒子の効果)
 本発明のパーソナルケア用粒子の一態様によれば、セルロースナノファイバーやキチンナノファイバーといった微細繊維の溶媒過多の問題を解決すると共に、簡便な方法で製造可能な新たな様態の微細繊維を有するパーソナルケア用粒子を提供することができる。
 また、安全性が高く、親水性が高く、比表面積の高い微細繊維が被覆されていることにより、粒子同士が凝集することなく、滑りや肌なじみがよく、保湿性に優れたパーソナルケア用粒子を提供することができる。
 更に、高比表面積の微細繊維に機能性材料が担持されるために、機能性材料の分散安定性が保たれ、紫外線防止(吸収および/または散乱)、発色、抗菌、等の機能性材料の機能を効果的に発揮するパーソナルケア用粒子を提供できる。
 セルロースナノファイバーやキチンナノファイバーは生分解性ポリマーであるセルロースやキチン/キトサンから構成される。よって、コア粒子も生分解性ポリマーを含む材料で構成することにより、環境への負荷を低減したパーソナルケア用粒子を提供することができる。
 以上、本発明の実施形態について詳述したが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。例えば、コア粒子にはポリマー及び機能性成分の他にその他成分を含んでも構わない。
 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明の技術範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。以下の各例において、「%」は、特に断りのない限り、質量%(w/w%)を示す。
[実施例1~11、比較例1~6]
<実施例1>
(第1工程:セルロースナノファイバー分散液を得る工程)
{木材セルロースのTEMPO酸化}
 針葉樹クラフトパルプ70gを蒸留水3500gに懸濁し、蒸留水350gにTEMPOを0.7g、臭化ナトリウムを7g溶解させた溶液を加え、20℃まで冷却した。ここに2mol/L、密度1.15g/mLの次亜塩素酸ナトリウム水溶液450gを滴下により添加し、酸化反応を開始した。系内の温度は常に20℃に保ち、反応中のpHの低下は0.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加することでpH10に保ち続けた。セルロースの重量に対して、水酸化ナトリウムの添加量の合計が3.0mmol/gに達した時点で、約100mLのエタノールを添加し反応を停止させた。その後、ガラスフィルターを用いて蒸留水によるろ過洗浄を繰り返し、酸化パルプ(酸化セルロース)を得た。
{酸化セルロースのカルボキシ基量測定}
 上記TEMPO酸化で得た酸化パルプおよび再酸化パルプを固形分重量で0.1g量りとり、1%濃度で水に分散させ、塩酸を加えてpHを2.5とした。その後0.5M水酸化ナトリウム水溶液を用いた電導度滴定法により、カルボキシ基量(mmol/g)を求めた。
{酸化セルロースの解繊処理、水分散液の調製}
 上記TEMPO酸化で得た酸化セルロース0.5gを99.5gの蒸留水に分散させ、ジューサーミキサーで30分間微細化処理し、濃度0.5%のセルロースナノファイバー水分散液を得た。これを連続相とする。
{セルロースナノファイバーの評価}
 得られた酸化セルロースおよびセルロースナノファイバーについて、カルボキシ基量、結晶化度、長軸の数平均軸径、光線透過率およびレオロジーの測定や算出を次のように行った。
{カルボキシ基量の測定}
 分散処理前の酸化セルロースについて、カルボキシ基量を以下の方法にて算出した。
 酸化セルロースの乾燥重量換算0.2gをビーカーに採り、イオン交換水80mLを添加した。そこに、0.01mol/L塩化ナトリウム水溶液5mLを加え、攪拌しながら、0.1mol/L塩酸を加えて、全体がpH2.8となるように調整した。そこに、自動滴定装置(商品名:AUT-701、東亜ディーケーケー社製)を用いて、0.1mol/L水酸化ナトリウム水溶液を0.05mL/30秒で注入し、30秒毎の電導度とpH値を測定し、pH11まで測定を続けた。得られた電導度曲線から、水酸化ナトリウムの滴定量を求め、カルボキシ基の含有量を算出した。この結果を表1に示す。
{結晶化度の算出}
 TEMPO酸化セルロースの結晶化度を以下の方法で算出した。
 TEMPO酸化セルロースについて、試料水平型多目的X線回折装置(商品名:UltimaIII、Rigaku社製)を用い、X線出力:(40kv、40mA)の条件で、5°≦2θ≦35°の範囲でX線回折パターンを測定した。得られるX線回折パターンはセルロースI型結晶構造に由来するものであるため、下記の式(2)を用い、以下に示す手法により、TEMPO酸化セルロースの結晶化度を算出した。この結果を表1に示す。
 結晶化度(%)=〔(I22.6-I18.5)/I22.6〕×100・・・(2)
 ただし、I22.6は、X線回折における格子面(002面)(回折角2θ=22.6°)の回折強度、I18.5は、アモルファス部(回折角2θ=18.5°)の回折強度を示す。
{セルロースナノファイバーの長軸および短軸の数平均軸径の算出}
 原子間力顕微鏡を用いて、セルロースナノファイバーの長軸および短軸の数平均軸径を以下の方法で算出した。
 まず、濃度0.5%のセルロースナノファイバー水分散液を0.001%となるように希釈した後、マイカ板上に20μLずつキャストして風乾した。乾燥後に原子間力顕微鏡(商品名:AFM5400L、日立ハイテクノロジーズ社製)を用い、DFMモードでセルロースナノファイバーの形状を観察した。
 セルロースナノファイバーの長軸の数平均軸径は、原子間力顕微鏡による観察画像から100本の繊維の長軸径(最大径)を測定し、その平均値として求めた。セルロースナノファイバーの短軸の数平均軸径は、原子間力顕微鏡による観察画像から100本の繊維の短軸径(最小径)を測定し、その平均値として求めた。その結果を表1に示す。
{セルロースナノファイバー水分散液の光線透過率の測定}
 濃度0.5質量%のセルロースナノファイバー水分散液について、以下の方法で光線透過率を測定した。
 石英製のサンプルセルの一方にはリファレンスとして水を入れ、もう一方には気泡が混入しないようにセルロースナノファイバー水分散液を入れ、光路長1cmにおける波長220nmから800nmまでの光線透過率を分光光度計(商品名:NRS-1000、日本分光社製)にて測定した。その結果を図4に示す。
{レオロジー測定}
 濃度0.5質量%のセルロースナノファイバー水分散液のレオロジーを、レオメータを用いた定常粘弾性測定を行って調べた。具体的には、レオメータ(商品名:AR2000ex、ティー・エイ・インスツルメント社製)の傾斜角1°のコーンプレートにて測定した。測定部を25℃に温調し、せん断速度0.01s-1から1000s-1まで連続的にせん断粘度を測定した。その結果を図5に示す。また、せん断速度が10s-1と100s-1のときのせん断粘度を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示すように、セルロースナノファイバー水分散液に含まれるセルロースナノファイバー(TEMPO酸化CNF)の数平均短軸径は3nm、数平均長軸径は831nmであった。
 また、図4から明らかなように、セルロースナノファイバー水分散液は高い透明性を示した。さらに、図5から明らかなように、セルロースナノファイバー分散液はチキソトロピック性を示した。
(第2-i工程:O/W型エマルションを作製する工程)
 次に、重合性モノマーであるジビニルベンゼン(以下、DVBとも称する。)5gに対し、ポア形成剤として非重合性溶媒であるn-ヘプタンを5g、重合開始剤である2、2-アゾビス-2、4-ジメチルバレロニトリル(以下、ADVNとも称する。)を1g溶解させて、重合性モノマー混合液を調製した。これを分散相とする。この重合性モノマー混合液において、コア材料である重合性モノマー(DVB)とポア形成剤である非重合性溶媒の合計質量に対する、ポア形成剤である非重合性溶媒の含有率は50質量%である。
 得られた重合性モノマー混合液の全量を、第1工程で得られたセルロースナノファイバー水分散液40gに対し添加したところ、重合性モノマー混合液とセルロースナノファイバー水分散液は、それぞれの相(2相)に分離した。
 次に、上記2相分離した状態の混合液における上相の液面から超音波ホモジナイザーのシャフトを挿入し、周波数24kHz、出力400Wの条件で、超音波ホモジナイザー処理を3分間行った。超音波ホモジナイザー処理後の混合液の外観は白濁した乳化液の様態であった。混合液一滴をスライドグラスに滴下し、カバーガラスで封入して光学顕微鏡で観察したところ、数μm程度のエマルション液滴が無数に生成し、セルロースナノファイバー水分散液を連続相とし、重合性モノマー混合液を分散相とするO/W型エマルションが分散安定化している様子が確認された。
(第3-i工程:コア材料を固体化する工程)
 O/W型エマルション分散液を、ウォーターバスを用いて70℃の湯浴中に供し、攪拌子で攪拌しながら8時間処理し、重合反応を実施した。8時間処理後に上記分散液を室温まで冷却した。重合反応の前後で分散液の外観に変化はなかった。
(第4工程:回収、洗浄及びポア形成剤除去工程)
 得られた分散液を遠心分離機にかけて遠心力75,000gで5分間処理したところ、沈降物を得た。デカンテーションにより上澄みを除去して沈降物を回収し、さらに孔径0.1μmのPTFEメンブレンフィルターを用いて、純水とメタノールで交互に2回ずつ洗浄した。
 こうして得られた洗浄・回収物を1%濃度で再分散させ、粒度分布計(NANOTRAC UPA-EX150、日機装株式会社)を用いて粒径を評価した。次に洗浄・回収物を風乾し、さらに室温25℃にて真空乾燥処理を24時間実施したところ、肌理細やかな乾燥粉体を得た。
<実施例2>
 第2-i工程において、DVBを7g、n-ヘプタンを3g用いた以外は、実施例1と同じ方法で乾燥粉体を得た。
<実施例3>
 第2-i工程において、DVBを3g、n-ヘプタンを7g用いた以外は、実施例1と同じ方法で乾燥粉体を得た。
<実施例4>
 第2-i工程において、n-ヘプタンの代わりにn-ヘキサンを用いた以外は、実施例1と同じ方法で乾燥粉体を得た。
<実施例5>
 第2-i工程において、n-ヘプタンの代わりにn-ドデカンを用いた以外は、実施例1と同じ方法で乾燥粉体を得た。
<実施例6>
 実施例1の第2-i工程において、DVBを7g用い、n-ヘプタンの代わりに油溶性界面活性剤であるソルビタンモノオレート(Span80)を3g用い、連続相の溶媒である蒸留水をポア形成剤としてエマルション液滴の内部に吸収させた。これ以外は、実施例1と同じ方法で乾燥粉体を得た。
 エマルション液滴の内部に吸収される蒸留水の量が不明のため、コア材料である重合性モノマー(DVB)とポア形成剤である蒸留水の合計質量に対する、ポア形成剤である蒸留水の含有率は不明である。
<実施例7>
 第2-i工程において、重合性モノマーであるDVB7gに対してアセチル化CNFを1質量%分散させ、続いて重合開始剤である2、2-アゾビス-2、4-ジメチルバレロニトリル(以下、ADVNとも称する。)を1g溶解させ、重合性モノマー混合液を調製した。
 得られた重合性モノマー混合液に、ポア形成剤として純水3gを添加すると、重合性モノマー混合液と蒸留水はそれぞれの相(2相)に分離した。次に、超音波ホモジナイザー処理を施してW/O型エマルション液を作製した。コア材料である重合性モノマー(DVB)とポア形成剤である蒸留水の合計質量におけるポア形成剤の割合(含有率)は30質量%である。
 得られたW/O型エマルション液全量を、セルロースナノファイバー水分散液40gに対し添加した。
 上述の点以外は実施例1と同じ方法で乾燥粉体を得た。
<実施例8>
 実施例1において、TEMPO酸化CNFの代わりに、先行技術文献として挙げた特許文献6に従い作製したキチンナノファイバー(キチンNFともいう)分散液を用いた。これ以外は、実施例1と同じ方法で乾燥粉体を作製した。
<実施例9>
 実施例1において、TEMPO酸化の代わりに、先行技術文献として挙げた特許文献2に従いカルボキシメチル化(以下、CM化とも称する。)処理を行って得られたCM化CNF分散液を用いた。これ以外は、実施例1と同じ方法で乾燥粉体を作製した。
<実施例10>
 実施例1において、TEMPO酸化の代わりに、先行技術文献として挙げた非特許文献1に従いリン酸エステル化処理を行って得られたリン酸エステル化CNF分散液を用いた。これ以外は、実施例1と同じ方法で乾燥粉体を作製した。
<実施例11>
 実施例1において、第2-i工程にて、重合性モノマーであるDVBの代わりにポリ-ε-カプロラクトン(PCL、和光純薬製)5gを加熱して溶融した溶融ポリマー10gを用いた。これ以外は、実施例1と同じ方法で乾燥粉体を作製した。
<比較例1>
 実施例1において、第2-i工程及び第3-i工程を行わずにスプレードライによって粒子を作製した。これ以外は、実施例1と同じ方法で各工程を行った。
<比較例2>
 実施例1において、第2-i工程において重合性モノマーであるDVB10gに対し、非重合性溶媒であるn-ヘプタンを添加しなかった。これ以外は、実施例1と同じ方法で各工程を行った。
<比較例3>
 実施例1において、TEMPO酸化CNF分散液の代わりにカルボキシメチルセルロース(以下、CMCとも称する。)水溶液を用いた。これ以外は、実施例1と同じ方法で各工程を行った。
<比較例4>
 実施例11の第2-i工程において、セルロースナノファイバー水分散液の代わりにポリビニルアルコール(PVA)を8質量部、ラウリン酸ポリグリセリル-10(PGLE ML10)0.5質量部を純水500gに溶かした水溶液を、重合性モノマー混合液に添加して、エマルション分散液を作製した。これ以外は実施例11と同じ方法で各工程を行った。
<比較例5>
 実施例11の第2-i工程において、TEMPO酸化CNF分散液の代わりにCMC水溶液を重合性モノマー混合液に添加して、エマルション分散液を作製した。これ以外は実施例11と同じ方法で各工程を行った。
<比較例6>
 従来例として、市販のスチレン-ジビニルベンゼン共重合マイクロビーズ(粒子径4.5μm、テクノケミカル)を用意した。
<評価方法>
(粒子構造の評価)
 得られた各実施例および比較例1~5の乾燥粉体及び用意した比較例6の乾燥粉体を、走査型電子顕微鏡にて観察した。また、得られた乾燥粉体を樹脂に包埋し、断面をSEM観察した。これらの観察により各乾燥粉体の粒子構造を評価した。評価は、以下に示す「〇」「×」で判定した。
 ○:粒子の内部に気孔を有し、粒子の表面に微細繊維(セルロースナノファイバーまたはキチンナノファイバー)が被覆されていた。
 ×:上記粒子は得られなかった。
(真球度の評価)
 各乾燥粉体を、(株)セイシン企業の粒子形状画像解析装置「PITA-04」にセットし、1000個以上の粒子円形度の平均値から平均円形度を算出し、以下の評価基準により真球度を評価した。尚、粒子の画像の面積をS、周長をLとしたとき、「円形度=4πS/L2」の式で算出される。
 〇:平均円形度が0.6以上であった。
 ×:平均円形度が0.6未満であった。
(吸油量の評価)
 吸油量をJK 5101-13-1の方法で測定した。粉体を測定板の上に置き、精製あまに油をビュレットから一回に4、5滴ずつ徐々に加えた。その都度、パレットナイフで精製あまに油を試料に練り込む。これを繰り返し、精製あまに油及び試料の塊ができるまで滴下を続ける。以後、1滴ずつ滴下し、完全に混練するようにして繰り返し、ペーストが滑らかな硬さになったところを終点とした。
 吸油量の評価は、以下の「〇」「△」「×」で判定した。
 〇:吸油量が30ml/100g以上であった。
 △:吸油量が20ml/100g以上30ml/100g未満であった。
 ×:吸油量が20ml/100g未満であった。
(光拡散性の評価)
 光拡散性は、日本電色工業(株)製の分光変角色差計GC5000を用い、以下の方法で評価した。先ず、各乾燥粉体を乗せたガラス板をGC5000にセットし、波長400nmから700nmにおいて、角度-45°での入射光を角度0°で受光した分光反射率R1と、角度-45°での入射光を角度45°で受光した分光反射率R2を測定した。次に、この測定結果から、波長600nmにおけるR2に対するR1の比を光拡散指数として算出した。光拡散指数が1に近いほど角度依存性が低く、ソフトフォーカス性が高くなる。光拡散性の評価は、以下の「〇」「△」「×」で判定した。
 〇:光拡散指数が0.9以上であった。
 △:光拡散指数が0.6以上0.9未満であった。
 ×:光拡散指数が0.6未満であった。として判定した。
(分散性の評価)
 乾燥粉体を1質量%の濃度で純水に添加し、攪拌子で24時間攪拌して分散させ、目視で凝集があるか確認した。評価は、以下の「〇」「×」で判定した。
 〇:目視で凝集物が確認されなかった。
 ×:目視で凝集物が確認された。として判定した。
(使用感の評価)
 気温20℃、湿度40%RHの室内において、被験者(30代女性)の下腕の内側に実施例および比較例の各乾燥粉体を塗布した。具体的には各乾燥粉体0.1gを直径5cm程度の円状に指で塗り広げた。肌に塗布した際の使用感について、以下に示す「〇」「×」で判定した。
 ○:肌に対するなじみが良く、肌への刺激が少ない。
 ×:肌に対するなじみが悪く、肌への刺激を感じる。
(保湿性の評価)
 気温20℃、湿度40%RHの室内において、被験者(30代女性)の下腕の内側に実施例および比較例の各乾燥粉体を塗布した。具体的には乾燥粉体0.1gを直径5cm程度の円状に指で塗り広げた。塗布してから30分経過したのち、モイスチャーチェッカーMY-707S(スカラ株式会社)にて、乾燥粉体塗布箇所の肌の水分量を測定した。評価は以下に示す「〇」「×」で判定した。
 ○:水分量が60%以上であった。
 ×:水分量が60%未満であった。
 以上の実施例1~11および比較例1~6の評価結果については、以下の表2にまとめて掲載した。表2におけるエマルション安定化剤は、セルロースナノファイバーまたはセルロースナノファイバーの代わりに用いたエマルション安定化剤である。また、表2には、コア粒子を構成するポリマーと製造方法で使用したポア形成剤とその含有率(コア材料とポア形成剤との合計質量に対するポア形成剤の割合)を示した。なお、実施例1~11で採用した製造方法は、図2に示した製造方法Iである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 実施例1で得られた乾燥粉体を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したところ、O/W型エマルション液滴を鋳型として重合反応を実施したことにより、エマルション液滴の形状に由来した、球状の粒子が無数に存在していることが確認され、さらに、その表面は幅数nmのセルロースナノファイバーによって均一に被覆されていることが確認された。また、ろ過洗浄によって繰り返し洗浄したにも拘らず、粒子の表面は等しく均一にセルロースナノファイバーによって被覆され、コア粒子とセルロースナノファイバーは結合しており、不可分の状態にあることが示された。また、粒子表面には微細な孔が形成されていることが確認された。
 また、実施例1で得られた乾燥粉体を樹脂に包埋し、断面をSEM観察したところ、乾燥粉体中に多数の微細な孔が存在していることが確認された。つまり、実施例1で得られた乾燥粉体は、第一実施形態の複合粒子であることが確認できた。
 さらに、実施例1で得られた乾燥粉体を1質量%の濃度で純水に添加し、攪拌子で24時間攪拌して再分散させたところ、容易に再分散し、目視で凝集も見られなかった。また、粒度分布計を用いて粒径を評価したところ、平均粒径は乾燥前と同程度であり、粒度分布計のデータにおいても凝集を示すようなシグナルは存在しなかった。
 以上のことから、実施例1で得られた乾燥粉体(第一実施形態の複合粒子)は、その表面がセルロースナノファイバーで被覆されているにもかかわらず、乾燥によって膜化することなく粉体として得られ、かつ再分散性も良好であることが示された。
 同様にして、実施例2から実施例11で得られた乾燥粉体の表面および断面をSEM観察したところ、乾燥粉体を構成する粒子は、内部に気孔を有し、表面に微細繊維が被覆された球状の複合粒子であることが確認できた。
 このように、製造方法Iを採用することで、微細繊維の種類(TEMPO酸化CNF、CM化CNF、リン酸エステル化CNF、キチンNF)によらず、各種モノマーの重合物や生分解性ポリマー等の各種ポリマーからなるコア粒子の内部に気孔を有し、表面に微細繊維が被覆された、球状の複合粒子を作製可能であることが確認できた。また、ポア形成剤の種類やポア形成剤の添加量によらず、コア粒子の内部に気孔を有し、表面に微細繊維が被覆された、球状の複合粒子を作製可能であることが確認できた。
 また、実施例1と同様に、実施例2から実施例4、実施例6、実施例8から実施例11で得られた乾燥粉体も、粒子の表面には、微細繊維が被覆されている部分と細孔が形成されている部分があることが確認された。つまり、実施例1から実施例4、実施例6、実施例8から実施例11では、多孔質の複合粒子が得られたことが確認された。これらの例で得られた乾燥粉体は、非常に高い吸油性を有するとともに、優れた光拡散性を示した。
 実施例5および実施例7で得られた乾燥粉体では、粒子の表面に細孔は観察されなかったが、断面観察により中空の複合粒子であることが確認された。これらの例で得られた乾燥粉体は、比較的高い吸油性を有するとともに、優れた光拡散性を示した。
 実施例1から実施例11で得られた乾燥粉体は全て、再分散性が良好であり、優れた肌なじみ、保湿性を示した。
 更に、実施例1にて得られた乾燥粉体(複合粒子)に、機能性成分としてビタミンC誘導体を含浸させることで、美白成分を有するパーソナルケア用粒子を得ることができた。
 一方、比較例1、比較例2、比較例6の乾燥粉体は、多孔質粒子でも中空粒子でもなく、吸油性、光拡散性が良好でなかった。また、比較例3から比較例5の乾燥粉体は、多孔質粒子であり、吸油性は良好であったが、球状にならず(真球度が低く)、使用感が良好でなかった。また、微細繊維が被覆されていないため、分散性、保湿性に優れていなかった。
[実施例21~30、比較例21~29]
<実施例21>
(第1工程:セルロースナノファイバー分散液を得る工程)
 実施例1の第1工程と同じ方法で、濃度0.5質量%のセルロースナノファイバーの水分散液を得た。
(第2-iii工程:機能性材料の担持工程)
{工程ia:セルロースナノファイバー分散液の準備}
 0.5質量%のセルロースナノファイバーの水分散液を50g準備した。
{工程ib:硝酸銀水溶液及びセルロースナノファイバー含有液の調製}
 100mMの硝酸銀(I)水溶液を調製した。0.5質量%のセルロースナノファイバーの水分散液50gに対し、温度一定(25℃)に保ち、攪拌子で攪拌しながら、100mMの硝酸銀水溶液1.0gを添加し、30分攪拌を続けた。
{工程ic:還元析出}
 水素化ホウ素ナトリウムを蒸留水に溶解し、100mM水素化ホウ素ナトリウム水溶液を調製した。硝酸銀水溶液及びセルロースナノファイバー含有液を温度一定(25℃)に保ち、攪拌子で攪拌しながら、100mM水素化ホウ素ナトリウム水溶液を1.0g添加し、さらに60分攪拌を続けることによって銀微粒子担持セルロースナノファイバーの分散液を作製した。得られた分散液は銀微粒子由来の黄色を呈し、銀微粒子の生成が示された。
(第2-iv工程:O/W型エマルションを作製する工程}
 次に、重合性モノマーであるジビニルベンゼン(以下、DVBとも称する。)10gに対し、重合開始剤である2、2-アゾビス-2、4-ジメチルバレロニトリル(以下、ADVNとも称する。)を1g溶解させた。得られた重合性モノマー混合液の全量を、銀微粒子担持セルロースナノファイバー分散液40gに対し添加したところ、重合性モノマー混合液とセルロースナノファイバー分散液はそれぞれの相(2相)に分離した。
 次に、上記2相分離した状態の混合液における上相の液面から超音波ホモジナイザーのシャフトを挿入し、周波数24kHz、出力400Wの条件で、超音波ホモジナイザー処理を3分間行った。超音波ホモジナイザー処理後の混合液の外観は白濁した乳化液の様態であった。混合液一滴をスライドグラスに滴下し、カバーガラスで封入して光学顕微鏡で観察したところ、数μm程度のエマルション液滴が無数に生成し、O/W型エマルションとして分散安定化している様子が確認された。
(第3-ii工程:コア材料を固体化する工程)
 O/W型エマルション分散液を、ウォーターバスを用いて70℃の湯浴中に供し、攪拌子で攪拌しながら8時間処理し、重合反応を実施した。8時間処理後に上記分散液を室温まで冷却した。重合反応の前後で分散液の外観に変化はなかった。
(洗浄及び乾燥工程)
 得られた分散液を遠心分離機にかけて遠心力75,000gで5分間処理したところ、沈降物を得た。デカンテーションにより上澄みを除去して沈降物を回収し、さらに孔径0.1μmのPTFEメンブレンフィルターを用いて、純水とメタノールで交互に2回ずつ洗浄した。
 こうして得られた洗浄・回収物を1%濃度で再分散させ、粒度分布計(NANOTRAC UPA-EX150、日機装株式会社)を用いて粒径を評価した。次に洗浄・回収物を風乾し、さらに室温25℃にて真空乾燥処理を24時間実施したところ、球状銀微粒子のLSPRに由来する黄色の肌理細やかな乾燥粉体を得た。
(走査型電子顕微鏡による形状観察)
 得られた乾燥粉体を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。そのSEM画像を図9に示す。O/W型エマルション液滴を鋳型として重合反応を実施したことにより、エマルション液滴の形状に由来した、真球状の粒子が無数に形成していることが確認され、さらに、その表面は幅数nmのセルロースナノファイバーによって均一に被覆されていることが確認された。ろ過洗浄によって繰り返し洗浄したにも拘らず、粒子の表面は等しく均一にセルロースナノファイバーによって被覆され、コア粒子とセルロースナノファイバーは結合しており、不可分の状態にあることが示された。
 また、ろ過洗浄により繰り返し洗浄したのにも関わらず、セルロースナノファイバーの表面には数~10nm程度の球状銀微粒子が存在しており、粒子表面のセルロースナノファイバーに機能性材料として球状銀微粒子が担持されており、セルロースナノファイバーと球状銀微粒子が不可分であることが示唆された。
 更に、得られた乾燥粉体を包埋し、樹脂にミクロトームにより断面を切削して走査型電子顕微鏡にて観察を行ったところ、コア粒子の表面に均一な被覆層が形成されていることが確認された。
 このように、ろ過洗浄によって繰り返し洗浄したにも拘らず、パーソナルケア用粒子の表面は等しく均一にセルロースナノファイバーによって被覆され、セルロースナノファイバーの表面に機能性材料として球状銀微粒子が担持されていることから、得られた乾燥粉体は第二実施形態のパーソナルケア用粒子であることが確認できた。
(分散性の評価)
 乾燥粉体を1質量%の濃度で純水に添加し、攪拌子で24時間攪拌して再分散させたところ、容易に再分散し、目視で凝集も見られなかった。また、粒度分布計を用いて粒径を評価したところ、平均粒径は乾燥前と同程度であり、粒度分布計のデータにおいても凝集を示すようなシグナルは存在しなかった。以上のことから、パーソナルケア用粒子はその表面がセルロースナノファイバーで被覆されているにもかかわらず、乾燥によって膜化することなく粉体として得られ、かつ再分散性も良好であることが示された。
<実施例22>
 実施例21の第2-iii工程の工程icにおいて、酸素ガスをバブリングした以外は実施例21と同様の条件でパーソナルケア用粒子を得た。得られたパーソナルケア用粒子の乾燥粉体を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。そのSEM画像を図10に示す。
<実施例23>
 実施例1において、TEMPO酸化CNFの代わりに、先行技術文献として挙げた特許文献6に従い作製したキチンナノファイバー(「キチンNF」ともいう)分散液を用いた。これ以外は、実施例21と同様の条件でパーソナルケア用粒子を作製した。
<実施例24>
 実施例21において、TEMPO酸化の代わりに、先行技術文献として挙げた特許文献2に従いカルボキシメチル化(以下、CM化とも称する。)処理を行って得られたCM化CNF分散液を用いた。これ以外は、実施例21と同様の条件でパーソナルケア用粒子を作製した。
<実施例25>
 実施例21において、TEMPO酸化の代わりに、先行技術文献として挙げた非特許文献1に従いリン酸エステル化処理を行って得られたリン酸エステル化CNF分散液を用いたこと以外は、実施例21と同様の条件でパーソナルケア用粒子を作製した。
<実施例26>
(第1工程:セルロースナノファイバー分散液を得る工程)
 実施例21と同様の条件でセルロースナノファイバー分散液を得た。
(第2-iii工程:機能性材料担持工程)
 実施例21と同様の条件で球状銀微粒子担持セルロースナノファイバー分散液を得た。
(第2-iv工程:O/W型エマルションを作製する工程)
 次に、ポリ乳酸(PLA)10gを100gのジクロロエタンに溶解、混合し、溶解ポリマーを調製した。
 溶解ポリマー全量を、0.5質量%の球状銀微粒子担持セルロースナノファイバー分散液500gに対し添加したところ、溶解ポリマーと球状銀微粒子担持セルロースナノファイバー分散液はそれぞれの相(2相)に分離した。
 次に、上記2相に分離した状態の混合液における上層の液面から超音波ホモジナイザーを用いて実施例21の第2-iv工程と同様に超音ホモジナイザー処理した。光学顕微鏡にて1~数10μm程度のエマルション液滴が無数に生成し、O/W型エマルションとして分散安定化している様子が確認された。
(第3-ii工程:コア材料を固体化する工程)
 上記O/W型エマルション液を700mgHgの減圧条件下で40℃で3時間減圧乾燥してジクロロエタンを完全に揮発させた。ジクロロエタンの揮発前後で分散液の外観に変化はなかった。
 得られた分散液を実施例21と同様の条件で分離・洗浄したところ、1~数10μm程度の粒子径のパーソナルケア用粒子を得られた。実施例21と同様の条件で回収物を乾燥したところ、球状銀微粒子のLSPRに由来する黄色の肌理細やかな乾燥粉体を得た。
<実施例27>
 先ず、実施例26と同じ方法で第1工程および第2-iii工程を行い、球状銀微粒子担持セルロースナノファイバーを調製した。次に、ポリ-ε-カプロラクトン(PCL、和光純薬製)10gを200gの酢酸エチルに溶解して溶解ポリマーを調製した。これ以外は実施例26の第2-iv工程と同様にして、O/W型エマルション液を調製した。次に、得られたO/W型エマルション液を700mgHgの減圧条件下で、40℃で5時間減圧乾燥し、酢酸エチルを完全に揮発させた(第3-ii工程)。
 得られた分散液を実施例21と同様の条件で分離・洗浄したところ、1~数10μm程度の粒子径のパーソナルケア用粒子を得られた。実施例21と同様の条件で回収物を乾燥したところ、球状銀微粒子のLSPRに由来する黄色の肌理細やかな乾燥粉体を得た。
<実施例28>
 実施例21と同じ条件で第1工程を行った後に、第2-iii工程を行わずに、実施例21と同様の条件で第2-iv工程および第3-ii工程を行った後、洗浄及び乾燥工程を行って、セルロースナノファイバー被覆粒子を得た。次に、得られたセルロースナノファイバー被覆粒子を用いて以下の第5工程を行った後に、以下の方法で洗浄および乾燥を行った。
(第5工程:機能性材料の担持工程)
{工程iia:セルロースナノファイバー被覆粒子分散液の準備}
 セルロースナノファイバー被覆粒子を純水に分散させて、0.5質量%のセルロースナノファイバー被覆粒子の分散液50gを準備した。
{工程iib:硝酸銀水溶液及びセルロースナノファイバー被覆粒子含有液の調製}
 100mMの硝酸銀(I)水溶液を調製した。0.5質量%のセルロースナノファイバー被覆粒子の分散液50gに対し、温度一定(25℃)に保ち、攪拌子で攪拌しながら、100mMの硝酸銀水溶液1.0gを添加し、30分攪拌を続けた。
{工程iic:還元析出}
 水素化ホウ素ナトリウムを蒸留水に溶解し、100mM水素化ホウ素ナトリウム水溶液を調製した。硝酸銀水溶液及びセルロースナノファイバー被覆粒子含有液を温度一定(25℃)に保ち、攪拌子で攪拌しながら、100mM水素化ホウ素ナトリウム水溶液を1.0g添加し、さらに60分攪拌を続けることによって、球状銀微粒子担持セルロースナノファイバー被覆粒子の分散液を作製した。得られた分散液は球状銀微粒子由来の黄色を呈し、球状銀微粒子の生成が示された。
(洗浄および乾燥工程)
 得られた分散液を遠心分離機にかけて遠心力75,000gで5分間処理したところ、沈降物を得た。デカンテーションにより上澄みを除去して沈降物を回収し、さらに孔径0.1μmのPTFEメンブレンフィルターを用いて、純水で4回洗浄した。こうして得られた洗浄・回収物を1%濃度で再分散させ、粒度分布計(NANOTRAC UPA-EX150、日機装株式会社)を用いて粒径を評価した。
 次に洗浄・回収物を風乾し、さらに室温25℃にて真空乾燥処理を24時間実施したところ、球状銀微粒子に由来する黄色を呈する肌理細やかな乾燥粉体を得た。
<実施例29>
 実施例21の第2-iii工程において、硝酸銀水溶液の代わりにテトラクロロ金(III)酸ナトリウムの水溶液を用いた。これ以外は実施例21と同様に各工程を実施して、乾燥粒子を得た。得られ乾燥粉体を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。そのSEM画像を図13に示す。
<実施例30>
 実施例21において、第1工程の後に第2-iii工程を行わずに第2-iv工程と第3-ii工程と洗浄及び乾燥工程を行って、セルロースナノファイバー被覆粒子を得た。次に、得られたセルロースナノファイバー被覆粒子を用いて以下の第5工程を行った後に、以下の方法で洗浄および乾燥を行った。
(第5工程:機能性材料の担持工程)
 セルロースナノファイバー被覆粒子を、純水に分散させ、5質量%のセルロースナノファイバー被覆粒子の分散液10gを準備した。続いて、カチオン染料であるローダミンBを純水に溶解し、5質量%のローダミンB水溶液10gを準備した。ローダミンBの水溶液を攪拌しながら、セルロースナノファイバー被覆粒子の分散液を添加してしばらく攪拌した。このようにして、ローダミンB担持セルロースナノファイバー被覆粒子の分散液を作製した。
(洗浄及び乾燥工程)
 得られた分散液を遠心分離機にかけて遠心力75,000gで5分間処理したところ、沈降物を得た。デカンテーションにより上澄みを除去して沈降物を回収し、さらに孔径0.1μmのPTFEメンブレンフィルターを用いて、純水で4回洗浄した。こうして得られた洗浄・回収物を1%濃度で再分散させ、粒度分布計(NANOTRAC UPA-EX150、日機装株式会社)を用いて粒径を評価した。
 次に洗浄・回収物を風乾し、さらに室温25℃にて真空乾燥処理を24時間実施したところ、ローダミンBに由来する赤色を呈する肌理細やかな乾燥粉体(パーソナルケア用粒子)を得た。
<比較例21>
 実施例21において、第2-iv工程及び第3-ii工程を行わなかった。これ以外は実施例21と同様に各工程を実施した。
<比較例22>
 実施例21において、TEMPO酸化CNF分散液の代わりに純水を用いた。これ以外は実施例21と同様に各工程を実施した。
<比較例23>
 実施例21において、TEMPO酸化CNF分散液の代わりにカルボキシメチルセルロース(以下、CMCとも称する。)水溶液を用いた。これ以外は、実施例21と同様に各工程を実施した。
<比較例24>
 先ず、ポリビニルアルコール(PVA)を8質量部、ラウリン酸ポリグリセリル-10(PGLE ML10)0.5質量部を純水500gに溶かした水溶液を作製した。この溶液をセルロースナノファイバー分散液の代わりに用い、実施例21の第2-iii工程と同様の方法で銀微粒子が担持された「PVA/PGLE ML10」の分散液を作製した。次に、この分散液を銀微粒子担持セルロースナノファイバー分散液の代わりに用い、実施例26の第2-iv工程と同様の方法でO/W型エマルション液を調製した。次に、得られたO/W型エマルション液を、スプレードライヤー装置を用いて乾燥温度100℃で噴霧乾燥した。
<比較例25>
 比較例24において、ラウリン酸ポリグリセリル-10(PGLE ML10)を添加しなかった。これ以外は、比較例24と同様の方法で各工程を実施した。
<比較例26>
 実施例28において、TEMPO酸化CNF分散液の代わりにカルボキシメチルセルロース(以下、CMCとも称する。)水溶液を用いた。これ以外は、実施例28と同様の方法で各工程を実施した。
<比較例27>
 比較例21において、硝酸銀水溶液の代わりにテトラクロロ金(III)酸ナトリウムの水溶液を用いた。これ以外は、実施例21と同様の方法で各工程を実施した。
<比較例28>
 比較例21において、第2-iii工程の工程icにおいて酸素ガスをバブリングした。これ以外は、実施例21と同様の方法で各工程を実施した。
<比較例29>
 従来例として、市販のスチレン-ジビニルベンゼン共重合マイクロビーズ(粒子径4.5μm、テクノケミカル)と球状銀微粒子(粒子径10nm、シグマアルドリッチ)とが混合された乾燥粉体を用意した。
<評価方法>
(粒子構造の評価)
 得られた各実施例および比較例21~28の乾燥粉体及び用意した比較例29の乾燥粉体を、走査型電子顕微鏡で観察して粒子の構造を評価した。評価は、以下に示す「〇」「×」で判定した。
 ○:真球状の粒子が得られ、表面に微細繊維(セルロースナノファイバーまたはキチンナノファイバー)が被覆されており、微細繊維に機能性材料が担持されていた。
 ×:上記粒子は得られなかった。
(回収可否評価)
 第3-ii工程或いは第5工程にて得られた分散液を、遠心分離機にかけて遠心力75,000gで5分間処理し、デカンテーションにより上澄みを除去して沈降物を回収し、さらに孔径0.1μmのPTFEメンブレンフィルターを用いて、純水とメタノールで交互に2回ずつ洗浄した。評価は、以下に示す「〇」「×」で判定した。
 ○:遠心分離により沈殿物を回収し、メンブレンフィルター上に試料を回収できた。
 ×:遠心分離により沈殿物を回収できなかった。または、メンブレンフィルター上に試料を回収できなかった。
(分散性の評価)
 実施例および比較例の各乾燥粉体を1質量%の濃度で純水に添加し、攪拌子で24時間攪拌して分散させ、目視で凝集があるか確認し、以下に示す「〇」「×」で判定した。
 〇:目視で凝集物が確認されなかった。
 ×:目視で凝集物が確認された。
(使用感の評価)
 気温20℃、湿度40%RHの室内において、被験者(30代女性)の下腕の内側に実施例および比較例の各乾燥粉体を塗布した。具体的には各乾燥粉体0.1gを直径5cm程度の円状に指で塗り広げた。肌に塗布した際の使用感について、以下に示す「〇」「×」で判定した。
 ○:肌に対するなじみが良く、肌への刺激が少ない。
 ×:肌に対するなじみが悪く、肌への刺激を感じる。
(保湿性の評価)
 気温20℃、湿度40%RHの室内において、被験者(30代女性)の下腕の内側に実施例および比較例の各乾燥粉体を塗布した。具体的には乾燥粉体0.1gを直径5cm程度の円状に指で塗り広げた。塗布してから30分経過したのち、モイスチャーチェッカーMY-707S(スカラ株式会社)にて、乾燥粉体塗布箇所の肌の水分量を測定した。評価は、以下に示す「〇」「×」で判定した。
 ○:水分量が60%以上であった。
 ×:水分量が60%未満であった。
(着色性の評価)
 気温20℃、湿度40%RHの室内において、被験者(30代女性)の下腕の内側に実施例および比較例の各乾燥粉体を塗布した。具体的には乾燥粉体0.1gを直径5cm程度の円状に指で塗り広げた。評価は、以下に示す「〇」「×」で判定した。
 ○:目視で着色が均一であった。
 ×:目視で着色が不均一であった。
 また、目視で乾燥粉体の色を確認した。
 以上の実施例21~30および比較例21~29の評価結果については、以下の表3にまとめて掲載した。表3におけるエマルション安定化剤は、セルロースナノファイバーまたはセルロースナノファイバーの代わりに用いたエマルション安定化剤である。また、表3には、コア粒子を構成するポリマーとコア粒子に内包した機能性成分(担持材料)を示した。さらに、表3には、各例で採用した製造方法が、図5に示した製造方法IIIであるか図6に示した製造方法IVであるかを示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3の「-」は、実施していない、或いは評価の遂行が不可能となり、実施していないことを示している。
 表3に示す実施例21から実施例30の評価結果において明らかなように、製造方法IIIまたは製造方法IVを採用することで、微細繊維の種類(TEMPO酸化CNF、CM化CNF、リン酸エステル化CNF、キチンNF)によらず、各種モノマーの重合物や生分解性ポリマーを含むコア粒子を有するパーソナルケア用粒子を作製可能であることが確認された。また、各種形状の銀、金の微粒子、染料を担持したパーソナルケア用粒子を作製可能であることが確認された。
 図9に示すように、実施例21では球状銀微粒子がセルロースナノファイバー被覆粒子の表面に担持されていることが確認された。図10に示すように、実施例22では平板状微粒子がセルロースナノファイバー被覆粒子の表面に担持されていることが確認された。図11に示すように、実施例29においては球状金微粒子がセルロースナノファイバー被覆粒子の表面に担持されていることが確認された。
 パーソナルケア用粒子(乾燥粉体)を観察すると、それぞれ各種金属微粒子のLSPRに由来する光学特性を示し、実施例21および実施例23から実施例28では黄色、実施例22は青色、実施例29では赤色を示した。実施例30ではローダミンBに由来する赤色を示した。
 実施例21から実施例30で得られたパーソナルケア用粒子は、ろ過洗浄が可能であり、乾燥後も再分散性が良好であり、優れた肌なじみ、保湿性、均一な着色性を示した。
 一方、比較例21、比較例27、比較例28においては、各種形状、金属種の金属微粒子をセルロースナノファイバーに担持して金属微粒子担持セルロースナノファイバーの分散液を作製した。
 比較例21、比較例27、比較例28においては、得られた金属微粒子担持セルロースナノファイバー分散液を遠心分離で洗浄しようとしたが不可能であった。そこで、得られた分散液を凍結乾燥、凍結粉砕により粉体とし、同様に評価を行った。その結果、得られた粉体は、保湿性、着色性には優れていたが、再分散性や肌なじみがよくなかった。
 比較例22及び比較例25においては、第2-iv工程の遂行が不可能であった。具体的には、超音波ホモジナイザー処理を実施しても、モノマー相或いは溶解ポリマー相とセルロースナノファイバー分散液相が2相分離したままの状態となるか、或いはエマルションができてもすぐに崩壊してしまい、安定したO/W型エマルションの作製が不可能であった。
 また、比較例23、比較例24、比較例26においては、第2-iv工程におけるO/W型エマルションの形成は可能であった。これは、CMC及びPGLE ML10がセルロースナノファイバーと同様に両親媒性を示したため、エマルションの安定化剤として機能したと考えられる。しかしながら、続く第3-ii工程において、重合性モノマーの重合或いは溶解ポリマーからの溶媒の除去により、コア材料の固体化を実施すると、エマルションが崩壊してしまい、O/W型エマルションを鋳型としたパーソナルケア用粒子を得ることができなかった。この理由としては定かではないが、CMC及びPGLE ML10は水溶性であるため、コア材料の固体化中にエマルション形状を維持するための被覆層としては脆弱である可能性が高い。そのため、コア材料の固体化中にエマルションが崩壊したと考えられる。
 比較例22から比較例26においては、ろ過洗浄を行うと、試料を回収することが可能であった。しかし、乾燥粉体の再分散性を評価すると、比較例22から比較例26の全てで、目視で凝集物が確認され、分散性が悪かった。
 比較例22から比較例26の乾燥粉体について、使用感、保湿性、着色性を評価した結果、肌なじみが良好でなく、保湿量が低く、目視で着色に不均一性が観察された。比較例22から比較例26の乾燥粉体は、セルロースナノファイバーを含まないため、セルロースナノファイバーによる保湿効果や分散効果が得られず、使用感や着色性が良好でなかったと考えられる。
 比較例29の乾燥粉体は使用感に優れていたが、水への分散性や保湿性、着色性が良好でなかった。
 本発明の第一態様に係る複合粒子は、塗料、艶消し剤等の塗料用添加剤、光拡散フィルム等のフィルム、自動車や建材等の成形品への添加剤、記録紙等の紙、化粧品等のパーソナルケア製品、トイレタリー製品やホームケア製品、医療用製品等に用いることができる。
 本発明の第一態様に係る複合粒子をパーソナルケア製品に適用する場合、例えば、ヘアケア、オーラルケア、匂いケア、ボディーケア、スキンケア、メイクアップ関連製品に利用することができる。具体的には、歯磨き粉、香水、ネイルラッカー、美容液、化粧水、乳液、クレンジング剤、アイシャドー、アイライナー、ファンデーション、チーク、ヘアジェル、ヘアスプレー、シャンプー、リンス、育毛剤、ローション、クリームおよび石鹸等に利用できる。
 本発明の第四態様によれば、セルロースナノファイバーやキチンナノファイバーといった微細繊維が有する溶媒過多の問題を解決すると共に、簡便な方法で製造可能な新たな様態の微細繊維を有するパーソナルケア用粒子を提供することができる。
 また、安全性が高く、親水性が高く、比表面積の高い微細繊維が被覆されていることにより、肌触りがよく、保湿性に優れたパーソナルケア用粒子を提供することができる。
 更に、高比表面積の微細繊維に機能性材料が担持されるために、機能性材料の分散安定性が保たれ、紫外線遮蔽(吸収および/または散乱)、発色、抗菌、消臭等の機能性材料の機能を効果的に発揮するパーソナルケア用粒子を提供できる。
 セルロースナノファイバーやキチンナノファイバーといった微細繊維は生分解性ポリマーであるセルロースやキチン/キトサンから構成される。よって、コア粒子も生分解性ポリマーを含む材料で構成することにより、環境への負荷を低減し、マイクロプラスチック問題を解決しうるパーソナルケア用粒子を提供することができる。
 また、第四態様のパーソナルケア用粒子は、パーソナルケア用品やパーソナルケア用組成物に含むことができる。つまり、第四態様のパーソナルケア用粒子は、例えば、ヘアケア、オーラルケア、匂いケア、ボディーケア、スキンケア、メイクアップ関連製品に利用することができる。具体的には、歯磨き粉、香水、ネイルラッカー、美容液、化粧水、乳液、クレンジング剤、アイシャドー、アイライナー、ファンデーション、チーク、ヘアジェル、ヘアスプレー、シャンプー、リンス、育毛剤、ローション、クリームおよび石鹸等である。
1 複合粒子
1A パーソナルケア用粒子
2A コア粒子
2 コア粒子
3 微細繊維(セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方である微細繊維)
3A 未担持の微細繊維
3B 機能性材料が担持された微細繊維
4 気孔
6 コア材料とポア形成剤を含む液滴(W/Oエマルション液の液滴、疎水性)
6A コア材料を含む液滴
7 親水性溶媒
8 安定化剤
9 ポア形成剤を含む液滴(親水性)
10 微細繊維が被覆された粒子(ポア形成剤を含む)
10A 微細繊維が被覆された粒子(ポア形成剤を含まない)
11A 未担持の微細繊維の分散液
11B 機能性材料が担持された微細繊維の分散液
12 内部にポア形成剤を含み表面に微細繊維が被覆されたコア粒子の分散液
12A 表面に微細繊維が被覆されたコア粒子(ポア形成剤を含まない)の分散液
13 W/Oエマルション液
14 W/O/Wエマルション液
40 機能性材料

Claims (23)

  1.  気孔を有するコア粒子と、
     前記コア粒子の表面に結合されて不可分の状態にある、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方からなる微細繊維と、
    を有する複合粒子。
  2.  前記コア粒子は、ポリマーを含有する材料で形成されている請求項1記載の複合粒子。
  3.  前記ポリマーは生分解性ポリマーを含む請求項2記載の複合粒子。
  4.  前記コア粒子は、多孔質粒子または中空粒子である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の複合粒子。
  5.  前記複合粒子の光拡散指数が0.6以上である請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の複合粒子。
  6.  前記気孔に、紫外線吸収剤、紫外線散乱剤、香料、消臭成分、美白成分、抗炎症成分、ピーリング剤、および着色剤の少なくとも一つが入っている請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の複合粒子。
  7.  前記微細繊維はイオン性官能基を有する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の複合粒子。
  8.  セルロース原料およびキチン/キトサン原料のいずれか一方または両方を溶媒中で解繊して、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方である微細繊維の分散液を得る工程と、
     除去されて気孔を生じさせるポア形成剤と、固体化されてコア粒子となるコア材料と、を含む液滴を、前記分散液に分散させ、前記液滴の表面を前記微細繊維で被覆する工程と、
     前記液滴の内部の前記コア材料を固体化して、内部に前記ポア形成剤を含み表面に前記微細繊維が被覆されたコア粒子の分散液を得る工程と、
     前記コア粒子の分散液から前記コア粒子を回収し、回収された前記コア粒子の内部から前記ポア形成剤を除去して、前記コア粒子の内部に気孔を生じさせる工程と、
    を有する複合粒子の製造方法。
  9.  セルロース原料およびキチン/キトサン原料のいずれか一方または両方を溶媒中で解繊して、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方である微細繊維の分散液を得る工程と、
     固体化されてコア粒子となるコア材料に、除去されて気孔を生じさせるポア形成剤を含む液滴が分散しているW/O型エマルション液を作製し、前記微細繊維の分散液に、前記W/O型エマルション液を含む液滴を分散させ、前記W/O型エマルション液を含む液滴の表面を前記微細繊維で被覆して、W/O/W型エマルション液を作製する工程と、
     前記W/O/W型エマルション液の液滴の内部の前記コア材料を固体化して、内部に前記ポア形成剤を含む液滴を含み表面に前記微細繊維が被覆されたコア粒子の分散液を得る工程と、
     前記コア粒子の分散液から前記コア粒子を回収し、回収された前記コア粒子の内部から前記ポア形成剤を除去して、前記コア粒子の内部に気孔を生じさせる工程と、
    を有する、複合粒子の製造方法。
  10.  前記コア材料として、重合性モノマー、溶解ポリマー、および溶融ポリマーの少なくともいずれか用いる請求項8または請求項9に記載の製造方法。
  11.  請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の複合粒子を含むパーソナルケア製品。
  12.  ポリマーを含有する材料で形成されたコア粒子と、
     前記コア粒子の表面に結合されて不可分の状態にある、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方からなる微細繊維と、
     前記微細繊維に担持されている、パーソナルケア機能を発揮する機能性材料と、
    を有するパーソナルケア用粒子。
  13.  前記機能性材料は、紫外線吸収剤、紫外線散乱剤、香料、消臭成分、美白成分、抗炎症成分、ピーリング剤、および着色剤の少なくともいずれかである請求項12記載のパーソナルケア用粒子。
  14.  前記着色剤は、有機合成色素、天然色素、無機顔料、および金属微粒子の少なくともいずれかである請求項13に記載のパーソナルケア用粒子。
  15.  前記金属微粒子は、Ru、Fe、Co、Rh、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、およびZnの少なくともいずれかの元素を含む材料からなる請求項14記載のパーソナルケア用粒子。
  16.  前記金属微粒子は、平均粒子径が2nm以上1000nm以下で、平均厚みが1nm以上100nm以下の平板状である請求項14または請求項15に記載のパーソナルケア用粒子。
  17.  前記セルロースナノファイバーまたは前記キチンナノファイバーはイオン性官能基を有する請求項12から請求項16のいずれか一項に記載のパーソナルケア用粒子。
  18.  前記ポリマーは生分解性ポリマーを含む請求項12から請求項17のいずれか一項に記載のパーソナルケア用粒子。
  19.  セルロース原料およびキチン/キトサン原料のいずれか一方または両方を溶媒中で解繊して、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方である微細繊維の分散液を得る工程と、
     前記微細繊維の分散液中で前記微細繊維に、パーソナルケア機能を発揮する機能性材料を担持させて、機能性材料が担持された微細繊維の分散液を得る工程と、
     前記機能性材料が担持された微細繊維の分散液に、コア材料を含む液滴を分散させ、前記液滴の表面を、前記機能性材料が担持された微細繊維で被覆する工程と、
     前記機能性材料が担持された微細繊維で被覆された前記液滴の内部の前記コア材料を固体化する工程と、
    を有するパーソナルケア用粒子の製造方法。
  20.  セルロース原料およびキチン/キトサン原料のいずれか一方または両方を溶媒中で解繊して、セルロースナノファイバーおよびキチンナノファイバーの少なくとも一方である微細繊維の分散液を得る工程と、
     前記分散液にコア材料を含む液滴を分散させ、前記液滴の表面を前記微細繊維で被覆する工程と、
     前記液滴の内部の前記コア材料を固体化して、コア粒子の表面に前記微細繊維が被覆された粒子の分散液を得る工程と、
     前記微細繊維が被覆された粒子の分散液中で、前記微細繊維が被覆された粒子の表面の前記微細繊維に、パーソナルケア機能を発揮する機能性材料を担持させる工程と、
    を有するパーソナルケア用粒子の製造方法。
  21.  前記コア材料として、重合性モノマー、溶解ポリマー、および溶融ポリマーの少なくともいずれか用いる請求項19または請求項20記載の製造方法。
  22.  請求項12から請求項18のいずれか一項に記載のパーソナルケア用粒子を含むパーソナルケア用品。
  23.  請求項12から請求項18のいずれか一項に記載のパーソナルケア用粒子を含むパーソナルケア用組成物。
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