WO2022264327A1 - 六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法、並びに化粧料及びその製造方法 - Google Patents

六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法、並びに化粧料及びその製造方法 Download PDF

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Definitions

  • the present disclosure relates to a hexagonal boron nitride powder and a method for producing the same, as well as a cosmetic and a method for producing the same.
  • Boron nitride has lubricating properties, high thermal conductivity, insulating properties, etc., and is used as a raw material for solid lubricants, release agents, resin and rubber fillers, cosmetics (also called cosmetics), and heat resistance. It is used for a wide range of applications such as insulating sintered bodies with
  • hexagonal boron nitride powder that is blended in cosmetics include improving the slipperiness, spreadability, and concealability of cosmetics, and imparting gloss.
  • hexagonal boron nitride powder has excellent lubricity as compared with talc powder and mica powder, which have similar functions, and is therefore widely used in cosmetics that require excellent lubricity.
  • Patent Literature 1 proposes setting the average particle size and the maximum particle size within predetermined numerical ranges in order to improve the lubricity of the hexagonal boron nitride powder.
  • the present disclosure provides a hexagonal boron nitride powder and a method for producing the same that enable the production of cosmetics with excellent elongation.
  • the present disclosure provides a cosmetic having excellent spreadability by using the hexagonal boron nitride powder described above, and a method for producing the same.
  • the hexagonal boron nitride powder according to one aspect of the present disclosure includes secondary particles formed by agglomeration of primary particles of hexagonal boron nitride, and is measured by a laser diffraction/scattering method.
  • D50 is 3 to 30 ⁇ m
  • D90 /D10 is 4.0 or more.
  • the hexagonal boron nitride powder Since the hexagonal boron nitride powder has a D50 of 3 to 30 ⁇ m, it contains primary particles having a size suitable for elongation. As described above, the primary particles have a size suitable for elongation, but the D90/D10 is large, so the volume ratio of the secondary particles formed by agglomeration of the primary particles can be increased. Secondary particles can have larger voids within the particles than primary particles. Therefore, a hexagonal boron nitride powder having a large volume fraction of secondary particles is bulky and has a fluffy appearance. When such a hexagonal boron nitride powder is spread, it is spread while the agglomerated secondary particles are broken. Therefore, it has excellent extensibility. Such a hexagonal boron nitride powder is suitable as a raw material for cosmetics.
  • the D90/D50 of the hexagonal boron nitride powder may be 1.7 or more.
  • the ratio of the secondary particles can be further increased, and the elongation-improving effect of the secondary particles during spreading can be further increased. Therefore, it is possible to obtain a hexagonal boron nitride powder having even better elongation.
  • the D90 of the hexagonal boron nitride powder may be 50 ⁇ m or less. As a result, coarse particles formed by excessive aggregation of primary particles can be reduced, and rough feeling can be reduced when used as a raw material for cosmetics.
  • the hexagonal boron nitride powder may be used as a raw material for cosmetics.
  • the hexagonal boron nitride powder is excellent in extensibility, and therefore suitable as a raw material for cosmetics.
  • a method for producing a hexagonal boron nitride powder is to prepare a raw material powder containing a boron-containing compound powder and a nitrogen-containing compound powder in an atmosphere of an inert gas, an ammonia gas, or a mixed gas thereof.
  • the above production method includes a calcining step of firing at a temperature lower than that of the firing step, and a firing step of firing using an auxiliary agent, thereby producing primary particles of hexagonal boron nitride having a small particle size and high crystallinity. can be formed. Further, the refining process reduces the amount of auxiliary agents remaining in the fired product, and grain growth in the subsequent annealing process can be suppressed. By performing the crushing step after the annealing step, it is possible to crush coarse particles into secondary particles having an appropriate size while maintaining secondary particles in which primary particles are agglomerated.
  • the hexagonal boron nitride powder obtained in this way can increase the volume ratio of secondary particles in which primary particles are agglomerated. Secondary particles have larger voids in the particles than primary particles. Therefore, a hexagonal boron nitride powder having a large volume fraction of secondary particles is bulky and has a fluffy appearance. When such a hexagonal boron nitride powder is spread, it is spread while the agglomerated secondary particles are broken. Therefore, it has excellent extensibility. Such a hexagonal boron nitride powder is suitable as a raw material for cosmetics.
  • the hexagonal boron nitride powder obtained in the crushing step of the above production method has an integrated value from a small particle size in the cumulative distribution of volume-based particle sizes measured by a laser diffraction/scattering method.
  • D50 may be 3 to 30 ⁇ m
  • D90/D10 may be 4.0 or more, where D10, D50, and D90 are the particle diameters at 90% and 90%, respectively.
  • a cosmetic according to one aspect of the present disclosure contains the hexagonal boron nitride powder described above.
  • the hexagonal boron nitride powder described above has excellent extensibility when spread. Therefore, a cosmetic containing such a hexagonal boron nitride powder has excellent spreadability.
  • a method for producing a cosmetic according to one aspect of the present disclosure produces a cosmetic using the hexagonal boron nitride powder obtained by any of the above-described production methods as a raw material.
  • the hexagonal boron nitride powder obtained by the production method described above has excellent elongation when spread. Therefore, a cosmetic produced using such a hexagonal boron nitride powder as a raw material has excellent spreadability.
  • the present disclosure it is possible to provide a hexagonal boron nitride powder and a method for producing the same that enable the production of cosmetics with excellent spreadability. Further, according to the present disclosure, it is possible to provide a cosmetic having excellent spreadability by using the hexagonal boron nitride powder described above, and a method for producing the same.
  • FIG. 1 is a diagram showing a volume-based cumulative distribution of particle diameters measured by a laser diffraction/scattering method.
  • the integrated value from the small particle size is 10 of the total %, 50%, and 90%, D50 is 3 to 30 ⁇ m, and D90/D10 is 4.0 or more, where D10, D50, and D90 are the particle diameters when reaching %, 50%, and 90%, respectively.
  • D10, D50, and D90 in the present disclosure are measured with a commercially available laser diffraction particle size distribution analyzer.
  • D10, D50 and D90 have a relationship of D10 ⁇ D50 ⁇ D90.
  • D50 may be 5 ⁇ m or more, or may be 7 ⁇ m or more, from the viewpoint of further improving slipperiness when used as a raw material for cosmetics.
  • D50 may be 25 ⁇ m or less, or may be 20 ⁇ m or less, from the viewpoint of reducing glare in appearance when used as a raw material for cosmetics.
  • D90 may be 50 ⁇ m or less, 45 ⁇ m or less, or 40 ⁇ m or less. As a result, coarse particles formed by excessive aggregation of primary particles can be reduced, and rough feeling can be reduced when used as a raw material for cosmetics. D90 may be 18 ⁇ m or more, or may be 19 ⁇ m or more, from the viewpoint of further improving elongation. An example range for D90 may be 18-50 ⁇ m.
  • D10 may be 2 ⁇ m or more, and may be 3 ⁇ m or more. This can further improve extensibility. D10 may be 10 ⁇ m or less, and may be 8 ⁇ m or less. This makes it possible to reduce glare in appearance when used as a raw material for cosmetics. An example range for D10 may be 2-10 ⁇ m. D10, D50 and D90 can be adjusted by, for example, the particle size distribution of the raw material powder, the calcining temperature and calcining time, the calcining temperature and calcining time, the annealing temperature and annealing time, and the like.
  • D90/D10 may be 4.5 or more, 5.0 or more, or 6.0 or more. By increasing D90/D10 in this way, the ratio and size of secondary particles to primary particles can be sufficiently increased. As a result, the voids contained in the secondary particles are increased, the appearance becomes more fluffy, and the spreadability when spread out can be further improved.
  • the upper limit of D90/D10 may be 10 or 8.0 from the viewpoint of manufacturing cost reduction.
  • D90/D10 can be adjusted, for example, by changing the firing temperature and firing time in the firing step and the annealing temperature and annealing time in the annealing step.
  • An example range for D90/D10 may be 4.0-10.
  • D90/D50 may be 1.7 or more, 1.8 or more, or 2.0 or more.
  • the ratio of the secondary particles can be further increased, and the elongation-improving effect of the secondary particles during spreading can be further increased. Therefore, it is possible to obtain a hexagonal boron nitride powder having even better elongation.
  • the upper limit of D90/D50 may be 6.0 or 4.0.
  • D90/D50 can be adjusted, for example, by changing the annealing temperature and annealing time of the annealing step.
  • An example range for D90/D50 may be from 1.7 to 6.0.
  • D50/D10 may be 4.0 or less, 3.0 or less, or 2.8 or less. As a result, the variation in the particle size of the primary particles can be reduced, and the hiding power can be sufficiently enhanced. From the viewpoint of manufacturing cost reduction, the lower limit of D50/D10 may be 1.5 or more, or may be 2.0 or more. D50/D10 can be adjusted, for example, by changing the firing time of the firing process. An example range for D50/D10 may be from 1.5 to 4.0.
  • the bulk density of the hexagonal boron nitride powder may be 0.45 g/cm 3 or less, 0.41 cm 3 or less, or 0.35 cm 3 or less. Having such a low bulk density can result in a hexagonal boron nitride powder having a fluffier appearance.
  • the bulk density can be measured in accordance with JIS R1628-1997 "Method for measuring bulk density of fine ceramic powder".
  • the primary particles have a size suitable for elongation, but the D90/D10 is large, so the volume ratio of the secondary particles formed by agglomeration of the primary particles is increased. can do. Secondary particles can have larger voids within the particles than primary particles. Therefore, the hexagonal boron nitride powder containing many secondary particles becomes bulky and has a fluffy appearance. When such a hexagonal boron nitride powder is spread, it is spread while the agglomerated secondary particles are broken. Therefore, it has excellent extensibility.
  • Such a hexagonal boron nitride powder is suitable as a raw material for cosmetics. That is, the present disclosure can also provide a method of using hexagonal boron nitride as a raw material for cosmetics.
  • a cosmetic according to one embodiment contains the hexagonal boron nitride powder described above. Therefore, the cosmetic containing this hexagonal boron nitride powder has excellent spreadability.
  • examples of cosmetics include foundation (powder foundation, liquid foundation, cream foundation), face powder, point makeup, eye shadow, eyeliner, nail polish, lipstick, blush, and mascara.
  • hexagonal boron nitride powder is particularly well suited for foundation and eyeshadow.
  • the content of hexagonal boron nitride powder in cosmetics is, for example, 0.1 to 70% by mass.
  • Cosmetics can be manufactured by a known method.
  • a method for producing cosmetics includes, for example, a step of blending and mixing hexagonal boron nitride powder and other raw materials.
  • a method for producing a hexagonal boron nitride powder is to prepare a raw material powder containing a powder of a compound containing boron and a powder of a compound containing nitrogen in an atmosphere of an inert gas, an ammonia gas, or a mixed gas thereof, A calcination step of obtaining a calcined product containing hexagonal boron nitride by calcining at 600 to 1300 ° C., and a mixed powder containing hexagonal boron nitride and an auxiliary agent is subjected to an inert gas, ammonia gas, or a mixed gas thereof. Firing in an atmosphere at 1900 to 2100 ° C.
  • a fired product containing hexagonal boron nitride having higher crystallinity than the hexagonal boron nitride in the mixed powder washing and drying the fired product to dry powder.
  • Compounds containing boron include boric acid, boron oxide and borax.
  • Nitrogen-containing compounds include cyandiamide, melamine, and urea.
  • the raw material powder may contain components other than the above compounds. For example, carbonates such as lithium carbonate and sodium carbonate may be included as calcination aids. It may also contain a reducing substance such as carbon.
  • a raw material powder containing the above-described components is calcined in an inert atmosphere such as nitrogen gas, helium gas, or argon gas, in an ammonia atmosphere, or in a mixed gas atmosphere in which these are mixed, using an electric furnace, for example.
  • the calcination temperature may be 600-1300°C, 800-1200°C, or 900-1100°C.
  • the calcination time may be, for example, 0.5 to 5 hours, or 1 to 4 hours.
  • the calcined material obtained by calcining contains at least one selected from the group consisting of low-crystalline hexagonal boron nitride and amorphous hexagonal boron nitride.
  • the reaction of boron nitride proceeds at a lower temperature than in the later-described firing process. Therefore, grain growth can be suppressed, and the particle size of the primary particles in the finally obtained boron nitride powder can be reduced.
  • auxiliary agent examples include borates such as sodium borate and carbonates such as sodium carbonate, calcium carbonate and lithium carbonate.
  • the amount of the auxiliary agent may be 2 to 20 parts by mass, or may be 2 to 8 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the calcined material containing hexagonal boron nitride.
  • Such a mixed powder is fired, for example, in an electric furnace, in an inert atmosphere such as nitrogen gas, helium gas, or argon gas, in an ammonia atmosphere, or in a mixed gas atmosphere containing these.
  • the firing temperature is 1900-2100°C.
  • the firing temperature may be 1950-2050°C.
  • the firing time may be, for example, 0.5 to 5 hours, or 1 to 4 hours.
  • the firing temperature is too low, it tends to be difficult to generate sufficient secondary particles of hexagonal boron nitride.
  • the volume ratio of the secondary particles is small, the lubricity tends to be lowered when used as a raw material for cosmetics. The same tendency is observed when the baking time is too short.
  • the firing temperature is too high, crystal growth and aggregation of hexagonal boron nitride proceed excessively, and when used as a raw material for cosmetics, there is a tendency for the glare to become strong.
  • the fired product obtained in the firing process may contain impurities other than hexagonal boron nitride.
  • Impurities include residual auxiliary agents, water-soluble boron compounds, and the like.
  • the cleaning liquid used for cleaning includes water, an aqueous solution containing an acidic substance, an organic solvent, a mixed liquid of an organic solvent and water, and the like. From the viewpoint of avoiding secondary contamination of impurities, water having an electric conductivity of 1 mS/m or less may be used.
  • acidic substances include inorganic acids such as hydrochloric acid and nitric acid.
  • organic solvents include water-soluble organic solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol and acetone.
  • the washing method is not particularly limited, and for example, the baked product may be washed by immersing it in a washing liquid and stirring it, or it may be washed by spraying the washing liquid on the baked product.
  • the washing liquid may be solid-liquid separated using a decantation, a suction filter, a pressure filter, a rotary filter, a sedimentation separator, or a combination of these.
  • a dry powder may be obtained by drying the separated solid content in a conventional dryer. Dryers include, for example, tray dryers, fluid bed dryers, spray dryers, rotary dryers, belt dryers, and combinations thereof. After drying, classification, for example with a sieve, may be carried out in order to remove coarse particles.
  • the dry powder is heated to 1900 to 2100° C. in an inert atmosphere such as nitrogen gas, helium gas, or argon gas, in an ammonia atmosphere, or in a mixed gas atmosphere of these, using an electric furnace, for example. heat up.
  • the annealing temperature may be 1950° C. or higher from the viewpoint of sufficiently aggregating the primary particles. Also, the annealing temperature may be 2050° C. or lower from the viewpoint of suppressing grain growth of primary grains.
  • the annealing time may be, for example, 0.5 to 5 hours, or 1 to 4 hours, from the viewpoint of sufficiently reducing the oxygen content and suppressing grain growth.
  • the heat-treated material obtained in the annealing process is crushed.
  • the crushing step is preferably carried out by a method of applying an impact to the extent that the aggregated secondary particles are not destroyed. From this point of view, it is preferable to use a homogenizer that applies ultrasonic vibrations to the heat-treated material dispersed in the solvent in the pulverizing step.
  • the solvent those exemplified as the washing solution in the purification step can be used.
  • the D90/D10 value of the hexagonal boron nitride powder can be adjusted by the homogenizer crushing time after the annealing process. Specifically, the longer the crushing time, the smaller the value of D90/D10. Also, when the crushing time is shortened, the value of D90/D10 increases. In this way, the value of D90/D10 can be adjusted within a desired range by adjusting the time for pulverization by the homogenizer in the pulverization step after the annealing step or the like.
  • the hexagonal boron nitride powder described above can be obtained.
  • the description relating to the embodiment of the hexagonal boron nitride powder can be applied to the above manufacturing method.
  • Example 1 [Preparation of hexagonal boron nitride powder] ⁇ Temporary firing process> 100.0 g of boric acid powder (purity of 99.8% by mass or more, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and 90.0 g of melamine powder (purity of 99.0% by mass or more, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added using an alumina mortar. Mixed for 10 minutes to obtain a mixed raw material. The mixed raw material after drying was placed in a container made of hexagonal boron nitride and placed in an electric furnace. The temperature was raised from room temperature to 1000° C. at a rate of 10° C./min while nitrogen gas was circulated in the electric furnace. After holding at 1000° C. for 2 hours, the heating was stopped and the mixture was allowed to cool naturally. The electric furnace was opened when the temperature became 100° C. or lower. Thus, a calcined product containing low-crystalline hexagonal boron nitride was obtained.
  • ⁇ Crushing process> 30 g of hexagonal boron nitride coarse powder obtained in the annealing step is put into 300 ml of water, and is subjected to ultrasonic waves for 5 minutes at 500 W and 20 kHz using a homogenizer (manufactured by SONIC & MATERIALS, INC., trade name: VC505). dispersed. Thereafter, 500 g of diluted nitric acid (concentration of nitric acid: 5% by mass) was added to remove impurities contained in the coarse powder, and the mixture was stirred at room temperature for 60 minutes.
  • a homogenizer manufactured by SONIC & MATERIALS, INC., trade name: VC505
  • FIG. 1 is a graph showing the volume-based cumulative distribution of particle diameters obtained by this measurement.
  • D10, D50, and D90 was as shown in Table 2.
  • Table 2 also shows the values of D90/D10, D90/D50, and D50/D10.
  • Example 2 A hexagonal boron nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature in the annealing step was set to 2050°C. Then, in the same manner as in Example 1, each measurement and evaluation of the hexagonal boron nitride powder was performed. The results were as shown in FIG. 1 and Table 2.
  • Example 3 A hexagonal boron nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the holding time in the annealing step was 5 hours. Then, in the same manner as in Example 1, each measurement and evaluation of the hexagonal boron nitride powder was performed. The results were as shown in FIG. 1 and Table 2.
  • Example 4 A hexagonal boron nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the homogenizer time in the crushing step was changed to 8 minutes. Then, in the same manner as in Example 1, each measurement and evaluation of the hexagonal boron nitride powder was performed. The results were as shown in Table 2.
  • Example 1 A hexagonal boron nitride powder was prepared in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature in the annealing step was 1700°C. Each measurement and evaluation of the hexagonal boron nitride powder was carried out in the same manner as in Example 1. The results were as shown in FIG. 1 and Table 2.
  • Examples 1 to 4 contained secondary particles in which primary particles aggregated. Examples 1 to 4 had a larger D90/D10 value than Comparative Example 1 and had a fluffy appearance. Therefore, Examples 1 to 4 contained more secondary particles than Comparative Example 1, and exhibited excellent elongation. The hexagonal boron nitride powder of Example 1, which was the most agglomerated, had the best elongation.
  • a hexagonal boron nitride powder and a method for producing the same are provided that enable the production of cosmetics having excellent spreadability. Further, a cosmetic having excellent spreadability by using the hexagonal boron nitride powder described above and a method for producing the same are provided.

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Abstract

六方晶窒化ホウ素粉末は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して形成される二次粒子を含み、レーザー回折・散乱法によって測定される体積基準の粒子径の累積分布において、小粒径からの積算値が全体の10%、50%及び90%に達したときの粒子径を、それぞれD10、D50及びD90としたときに、D50が3~30μmであり、D90/D10が4.0以上である。

Description

六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法、並びに化粧料及びその製造方法
 本開示は、六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法、並びに化粧料及びその製造方法に関する。
 窒化ホウ素は、潤滑性、高熱伝導性、及び絶縁性等を有しており、固体潤滑剤、離型剤、樹脂及びゴムの充填材、化粧料(化粧品ともいう)の原料、並びに耐熱性を有する絶縁性焼結体等、幅広い用途に利用されている。
 化粧料に配合される六方晶窒化ホウ素粉末の機能としては、化粧料への滑り性、伸び性、隠ぺい性の向上、及び、光沢性の付与等が挙げられる。特に、六方晶窒化ホウ素粉末は、同様の機能を有するタルク粉末及びマイカ粉末に比べて滑り性に優れているため、優れた滑り性が求められる化粧料に汎用されている。特許文献1では、六方晶窒化ホウ素粉末の滑り性を改善するために、平均粒子径と最大粒子径を所定の数値範囲にすることが提案されている。
特開2018-165241号公報
 化粧料に対する顧客の要求レベルの高水準化に対応するため、化粧料に用いられる原料特性もさらなる向上が求められている。例えば、ファンデーション等に用いられる原料は、一層優れた伸び性を有することが必要であると考えられる。伸び性を改善するためには、粉末をある程度嵩高くすることが有効であると考えられる。
 本開示では、伸び性に優れる化粧料を製造することが可能な六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法を提供する。また、本開示では、上述の六方晶窒化ホウ素粉末を用いることによって伸び性に優れる化粧料及びその製造方法を提供する。
 本開示の一側面に係る六方晶窒化ホウ素粉末は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して形成される二次粒子を含み、レーザー回折・散乱法によって測定される体積基準の粒子径の累積分布において、小粒径からの積算値が全体の10%、50%及び90%に達したときの粒子径を、それぞれD10、D50及びD90としたときに、D50が3~30μmであり、D90/D10が4.0以上である。
 上記六方晶窒化ホウ素粉末は、D50が3~30μmであることから、伸び性に好適なサイズの一次粒子を含有する。このように、一次粒子が伸び性に好適なサイズを有しつつも、D90/D10が大きいため、一次粒子が凝集して構成される二次粒子の体積割合を大きくすることができる。二次粒子は、一次粒子に比べて粒子内の空隙を大きくすることができる。したがって、二次粒子の体積割合が大きい六方晶窒化ホウ素粉末は嵩高くなり、ふわふわとした外観を有する。このような六方晶窒化ホウ素粉末を塗り伸ばすと、凝集していた二次粒子が破壊されながら塗り伸ばされる。このため、伸び性に優れる。このような六方晶窒化ホウ素粉末は、化粧料の原料用として好適である。
 上記六方晶窒化ホウ素粉末のD90/D50は1.7以上であってよい。これによって、二次粒子の比率を一層大きくして、塗り伸ばしの際の二次粒子による伸び性向上作用を一層大きくすることができる。したがって、伸び性に一層優れる六方晶窒化ホウ素粉末とすることができる。
 上記六方晶窒化ホウ素粉末のD90は50μm以下であってよい。これによって、一次粒子が過度に凝集して形成される粗大粒子を低減し、化粧料の原料用としたときに、ざらつき感を低減することができる。
 上記六方晶窒化ホウ素粉末は、化粧料の原料用であってよい。上記六方晶窒化ホウ素粉末は、伸び性に優れることから、化粧料の原料用に好適である。
 本開示の一側面に係る六方晶窒化ホウ素粉末の製造方法は、ホウ素を含む化合物の粉末と窒素を含む化合物の粉末を含有する原料粉末を、不活性ガス、アンモニアガス又はこれらの混合ガスの雰囲気中、600~1300℃で焼成して、六方晶窒化ホウ素を含む仮焼物を得る仮焼工程と、仮焼物と助剤とを含む混合粉末を、不活性ガス、アンモニアガス又はこれらの混合ガスの雰囲気中、1900~2100℃で焼成して、上記仮焼物における六方晶窒化ホウ素よりも高い結晶性を有する六方晶窒化ホウ素を含む焼成物を得る焼成工程と、焼成物を洗浄及び乾燥して乾燥粉末を得る精製工程と、乾燥粉末を、不活性ガス、アンモニアガス又はこれらの混合ガスの雰囲気中、1900~2100℃でアニールして六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して形成される二次粒子を含む加熱処理物を得るアニール工程と、加熱処理物を解砕して前記二次粒子を含む六方晶窒化ホウ素粉末を得る解砕工程と、を有する。
 上記製造方法は、焼成工程よりも低い温度で焼成する仮焼工程と、助剤を用いて焼成する焼成工程を有することによって、粒径が小さく且つ結晶性が高い六方晶窒化ホウ素の一次粒子を形成することができる。そして、精製工程によって焼成物に残存する助剤等が低減され、その後のアニール工程の粒成長を抑制できる。アニール工程後に解砕工程を行うことによって、一次粒子が凝集した二次粒子を維持しつつ粗大粒子を適度な大きさを有する二次粒子に解砕することができる。
 このようにして得られる六方晶窒化ホウ素粉末は、一次粒子が凝集した二次粒子の体積割合を大きくすることができる。二次粒子は、一次粒子に比べて粒子内の空隙が大きい。したがって、二次粒子の体積割合が大きい六方晶窒化ホウ素粉末は嵩高くなり、ふわふわとした外観を有する。このような六方晶窒化ホウ素粉末を塗り伸ばすと、凝集していた二次粒子が破壊されながら塗り伸ばされる。このため、伸び性に優れる。このような六方晶窒化ホウ素粉末は、化粧料の原料用として好適である。
 上記製造方法の解砕工程で得られる六方晶窒化ホウ素粉末は、レーザー回折・散乱法によって測定される体積基準の粒子径の累積分布において、小粒径からの積算値が全体の10%、50%及び90%に達したときの粒子径を、それぞれD10,D50,D90としたときに、D50が3~30μmであり、D90/D10が4.0以上であってよい。
 本開示の一側面に係る化粧料は、上述の六方晶窒化ホウ素粉末を含む。上述の六方晶窒化ホウ素粉末は、塗り伸ばしたときに優れた伸び性を有する。このため、このような六方晶窒化ホウ素粉末を含む化粧料は、優れた伸び性を有する。
 本開示の一側面に係る化粧料の製造方法は、上述のいずれかの製造方法で得られる六方晶窒化ホウ素粉末を原料として用いて化粧料を製造する。上述の製造方法で得られる六方晶窒化ホウ素粉末は、塗り伸ばしたときに優れた伸び性を有する。このため、このような六方晶窒化ホウ素粉末を原料として用いて製造された化粧料は、優れた伸び性を有する。
 本開示によれば、伸び性に優れる化粧料を製造することが可能な六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法を提供することができる。また、本開示によれば、上述の六方晶窒化ホウ素粉末を用いることによって伸び性に優れる化粧料及びその製造方法を提供することができる。
図1は、レーザー回折・散乱法によって測定される体積基準の粒子径の累積分布を示す図である。
 以下、本開示の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。
 六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して形成される二次粒子を含み、レーザー回折・散乱法によって測定される体積基準の粒子径の累積分布において、小粒径からの積算値が全体の10%、50%及び90%に達したときの粒子径を、それぞれD10,D50,D90としたときに、D50が3~30μmであり、D90/D10が4.0以上である。
 本開示におけるD10,D50,D90は、市販のレーザー回折式粒子径分布測定装置で測定される。D10,D50,D90の大小関係は、D10<D50<D90の関係を有する。D50は、化粧料の原料として用いたときの滑り性を一層向上する観点から、5μm以上であってよいし、7μm以上であってもよい。D50は、化粧料の原料として用いたときに外観上のぎらつきを低減する観点から、25μm以下であってもよいし、20μm以下であってもよい。
 D90は、50μm以下であってよく、45μm以下であってよく、40μm以下であってもよい。これによって、一次粒子が過度に凝集して形成される粗大粒子を低減し、化粧料の原料用としたときに、ざらつき感を低減することができる。D90は、伸び性を一層向上する観点から、18μm以上であってよく、19μm以上であってもよい。D90の範囲の例は、18~50μmであってよい。
 D10は、2μm以上であってよく、3μm以上であってよい。これによって、伸び性を一層向上することができる。D10は、10μm以下であってよく、8μm以下であってよい。これによって、化粧料の原料として用いたときに外観上のぎらつきを低減することができる。D10の範囲の例は、2~10μmであってよい。D10,D50,D90は、例えば、原料粉末の粒度分布、仮焼温度及び仮焼時間、焼成温度及び焼成時間、並びにアニール温度及びアニール時間等によって調整することができる。
 D90/D10は、4.5以上であってよく、5.0以上であってよく、6.0以上であってもよい。このようにD90/D10を大きくすることによって、一次粒子に対する二次粒子の割合及びサイズを十分に大きくすることができる。これによって、二次粒子に含まれる空隙が多くなって外観が一層ふわふわになり、塗り伸ばしたときの伸び性を一層向上することができる。D90/D10の上限は、製造コスト低減の観点から、10であってよく、8.0であってもよい。D90/D10は、例えば、焼成工程の焼成温度と焼成時間、及び、アニール工程のアニール温度とアニール時間を変えることによって調整することができる。D90/D10の範囲の例は、4.0~10であってよい。
 D90/D50は、1.7以上であってよく、1.8以上であってよく、2.0以上であってもよい。これによって、二次粒子の比率を一層大きくして、塗り伸ばしの際の二次粒子による伸び性向上作用を一層大きくすることができる。したがって、伸び性に一層優れる六方晶窒化ホウ素粉末とすることができる。D90/D50の上限は、製造コスト低減の観点から、6.0であってよく、4.0であってもよい。D90/D50は、例えば、アニール工程のアニール温度及びアニール時間を変えることによって調整することができる。D90/D50の範囲の例は、1.7~6.0であってよい。
 D50/D10は、4.0以下であってよく、3.0以下であってよく、2.8以下であってもよい。これによって、一次粒子の粒径のばらつきを小さくして、隠蔽性を十分に高くすることができる。D50/D10の下限は、製造コスト低減の観点から、1.5以上であってよく、2.0以上であってもよい。D50/D10は、例えば、焼成工程の焼成時間を変えることによって調整することができる。D50/D10の範囲の例は、1.5~4.0であってよい。
 六方晶窒化ホウ素粉末のかさ密度は、0.45g/cm以下であってよく、0.41cm以下であってよく、0.35cm以下であってもよい。このように低いかさ密度を有することによって、一層ふわふわとした外観を有する六方晶窒化ホウ素粉末とすることができる。かさ密度は、JIS R1628-1997の「ファインセラミックス粉末のかさ密度測定方法」に準拠して測定することができる。
 本実施形態に係る六方晶窒化ホウ素は、一次粒子が伸び性に好適なサイズを有しつつも、D90/D10が大きいため、一次粒子が凝集して構成される二次粒子の体積割合を大きくすることができる。二次粒子は、一次粒子に比べて粒子内の空隙を大きくすることができる。したがって、二次粒子を多く含む六方晶窒化ホウ素粉末は嵩高くなり、ふわふわとした外観を有する。このような六方晶窒化ホウ素粉末を塗り伸ばすと、凝集していた二次粒子が破壊されながら塗り伸ばされる。このため、伸び性に優れる。このような六方晶窒化ホウ素粉末は、化粧料の原料用として好適である。すなわち、本開示は、六方晶窒化ホウ素を化粧料の原料として使用する使用方法も提供することができる。
 一実施形態に係る化粧料は、上述の六方晶窒化ホウ素粉末を含有する。したがって、この六方晶窒化ホウ素粉末を含有する化粧料は、伸び性に優れる。化粧料としては、例えば、ファンデーション(パウダーファンデーション、リキッドファンデーション、クリームファンデーション)、フェイスパウダー、ポイントメイク、アイシャドー、アイライナー、マニュキュア、口紅、頬紅、及びマスカラ等が挙げられる。これらのうち、ファンデーション及びアイシャドーには、六方晶窒化ホウ素粉末が特に良く適合する。化粧料における六方晶窒化ホウ素粉末の含有量は、例えば0.1~70質量%である。化粧料は公知の方法によって製造することができる。化粧料の製造方法は、例えば、六方晶窒化ホウ素粉末と他の原料とを配合して混合する工程を有する。
 一実施形態に係る六方晶窒化ホウ素粉末の製造方法は、ホウ素を含む化合物の粉末と窒素を含む化合物の粉末を含有する原料粉末を、不活性ガス、アンモニアガス又はこれらの混合ガスの雰囲気中、600~1300℃で焼成して、六方晶窒化ホウ素を含む仮焼物を得る仮焼工程と、六方晶窒化ホウ素と助剤とを含む混合粉末を、不活性ガス、アンモニアガス又はこれらの混合ガスの雰囲気中、1900~2100℃で焼成して、混合粉末における六方晶窒化ホウ素よりも高い結晶性を有する六方晶窒化ホウ素を含む焼成物を得る焼成工程と、焼成物を洗浄及び乾燥して乾燥粉末を得る精製工程と、乾燥粉末を、不活性ガス、アンモニアガス又はこれらの混合ガスの雰囲気中、1900~2100℃でアニールして六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して形成される二次粒子を含む加熱処理物を得るアニール工程と、加熱処理物を解砕して二次粒子を含む六方晶窒化ホウ素粉末を得る解砕工程と、を有する。
 ホウ素を含む化合物としては、ホウ酸、酸化ホウ素及びホウ砂等が挙げられる。窒素を含む化合物としては、シアンジアミド、メラミン、及び尿素が挙げられる。ホウ素を含む化合物の粉末と窒素を含む化合物の粉末を含有する原料粉末におけるホウ素原子と窒素原子のモル比は、ホウ素原子:窒素原子=2:8~8:2であってよく、3:7~7:3であってもよい。原料粉末は、上記化合物以外の成分を含んでもよい。例えば、仮焼用助剤として炭酸リチウム及び炭酸ナトリウムなどの炭酸塩を含んでよい。また、炭素等の還元性物質を含んでよい。
 上述の成分を含有する原料粉末を、例えば電気炉を用いて、窒素ガス、ヘリウムガス、又はアルゴンガス等の不活性雰囲気中、アンモニア雰囲気中、或いはこれらを混合した混合ガス雰囲気中で仮焼する。仮焼温度は、600~1300℃であってよく、800~1200℃であってよく、900~1100℃であってもよい。仮焼時間は、例えば0.5~5時間であってよく、1~4時間であってもよい。
 仮焼によって得られる仮焼物は、低結晶性の六方晶窒化ホウ素、及び非晶質の六方晶窒化ホウ素からなる群より選ばれる少なくとも一方を含む。仮焼工程は、後述の焼成工程よりも低温で窒化ホウ素の反応を進行させる。このため、粒成長を抑制し、最終的に得られる窒化ホウ素粉末における一次粒子の粒径を小さくすることができる。
 次に、得られた仮焼物と助剤とを配合して混合し、混合粉末を得る。助剤としては、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、並びに、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム及び炭酸リチウム等の炭酸塩が挙げられる。六方晶窒化ホウ素を含む仮焼物100質量部に対する、助剤の配合量は2~20質量部であってよく、2~8質量部であってもよい。このような混合粉末を、例えば電気炉中、窒素ガス、ヘリウムガス、又はアルゴンガス等の不活性雰囲気中、アンモニア雰囲気中、或いはこれらを含む混合ガス雰囲気中で焼成する。
 焼成工程では、助剤の存在下、窒化ホウ素の生成及び結晶化が進行する。これによって、仮焼物に含まれる窒化ホウ素の結晶性を高めることができる。焼成温度は、1900~2100℃である。この焼成温度は、1950~2050℃であってもよい。焼成時間は、例えば0.5~5時間であってよく、1~4時間であってもよい。
 焼成温度が低くなり過ぎると、六方晶窒化ホウ素の二次粒子が十分に生成し難くなる傾向にある。二次粒子の体積割合が小さくなると、化粧料の原料に用いた場合に滑り性が低下する傾向にある。焼成時間が短くなり過ぎたときも同様の傾向にある。一方、焼成温度が高くなり過ぎると、六方晶窒化ホウ素の結晶成長及び凝集が進み過ぎて、化粧料の原料に用いた場合にぎらつきが強くなる傾向にある。
 焼成工程で得られた焼成物は、六方晶窒化ホウ素以外に不純物を含む場合がある。不純物としては、残存する助剤、及び水溶性ホウ素化合物等が挙げられる。精製工程では、このような不純物を、洗浄によって低減する。洗浄後、固液分離して乾燥し、乾燥粉末を得る。洗浄に用いる洗浄液としては、水、酸性物質を含む水溶液、有機溶媒、有機溶媒と水との混合液等が挙げられる。不純物の二次的な混入を避ける観点から、電気伝導度が1mS/m以下の水を使用してよい。酸性物質としては、例えば塩酸、硝酸等の無機酸が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール及びアセトン等の水溶性の有機溶媒が挙げられる。洗浄方法に特に制限はなく、例えば、焼成物を洗浄液中に浸漬し撹拌して洗浄してよく、焼成物に洗浄液をスプレーして洗浄してもよい。
 洗浄終了後、デカンテーション、吸引ろ過機、加圧ろ過機、回転式ろ過機、沈降分離機又はこれらを組み合わせた装置を用いて洗浄液を固液分離してよい。分離した固形分を通常の乾燥機で乾燥して乾燥粉末を得てもよい。乾燥機は、例えば、棚式乾燥機、流動層乾燥機、噴霧乾燥機、回転型乾燥機、ベルト式乾燥機、及びこれらの組み合わせが挙げられる。乾燥後に、粗大粒子を除去するために、例えば篩による分級を行ってもよい。
 アニール工程では、乾燥粉末を、例えば電気炉を用いて、窒素ガス、ヘリウムガス、又はアルゴンガス等の不活性雰囲気中、アンモニア雰囲気中、或いはこれらを混合した混合ガス雰囲気中で1900~2100℃に加熱する。このアニール温度は、一次粒子を十分に凝集させる観点から、1950℃以上であってよい。また、アニール温度は、一次粒子の粒成長を抑制する観点から2050℃以下であってよい。アニール工程では、焼成工程と同等の温度に加熱していることから、一次粒子が凝集した二次粒子を含む加熱処理物を得ることができる。アニール時間は、酸素量を十分に低減するとともに粒子の成長を抑制する観点から、例えば0.5~5時間であってよく、1~4時間であってもよい。
 解砕工程では、アニール工程で得られる加熱処理物を解砕する。解砕工程は、凝集した二次粒子が破壊されない程度の衝撃を与える方法で行うことが好ましい。このような観点から、解砕工程は、溶媒に分散した加熱処理物に超音波振動を与えるホモジナイザを用いることが好ましい。溶媒としては、精製工程の洗浄液として例示したものを用いることができる。このような解砕工程によって、粗大粒子を低減しつつ、ふわふわ感を付与する二次粒子を十分に残存させることができる。また、加熱処理物に残存する不純物の洗浄を円滑に行うことができる。
 六方晶窒化ホウ素粉末のD90/D10の値は、アニール工程後のホモジナイザによる解砕時間で調整することができる。具体的には、解砕時間を長くすると、D90/D10の値が小さくなる。また、解砕時間を短くすると、D90/D10の値が大きくなる。このように、アニール工程等を行った後に解砕工程のホモジナイザによる解砕時間を調製することで、D90/D10の値を所望の範囲に調整することができる。
 このようにして、上述の六方晶窒化ホウ素粉末を得ることができる。上記製造方法には、六方晶窒化ホウ素粉末の実施形態に係る説明を適用することができる。
 以上、本開示の幾つかの実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。
 実施例及び比較例を参照して本開示の内容をより詳細に説明するが、本開示は下記の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
[六方晶窒化ホウ素粉末の調製]
<仮焼工程>
 ホウ酸粉末(純度99.8質量%以上、関東化学社製)100.0g、及びメラミン粉末(純度99.0質量%以上、和光純薬社製)90.0gを、アルミナ製乳鉢を用いて10分間混合し混合原料を得た。乾燥後の混合原料を、六方晶窒化ホウ素製の容器に入れ、電気炉内に配置した。電気炉内に窒素ガスを流通させながら、10℃/分の速度で室温から1000℃に昇温した。1000℃で2時間保持した後、加熱を止めて自然冷却した。温度が100℃以下になった時点で電気炉を開放した。このようにして、低結晶性の六方晶窒化ホウ素を含む仮焼物を得た。
<焼成工程>
 仮焼物100.0gに、助剤として炭酸ナトリウム(純度99.5質量%以上)を3.0g添加し、アルミナ製乳鉢を用いて10分間混合した。混合物を、上述の電気炉内に配置した。電気炉内に窒素ガスを流通させながら、10℃/分の速度で室温から2000℃に昇温した。2000℃の焼成温度で4時間保持した後、加熱を止めて自然冷却した。温度が100℃以下になった時点で電気炉を開放した。得られた焼成物を回収し、アルミナ製乳鉢で3分間粉砕して、六方晶窒化ホウ素の粗粉を得た。
<精製工程>
 六方晶窒化ホウ素の粗粉中に含まれる不純物を除くため、希硝酸500g(硝酸濃度:5質量%)に、粗粉を30g投入し、室温で60分間撹拌した。撹拌後、吸引ろ過によって固液分離し、ろ液が中性になるまで水(電気伝導度1mS/m)を入れ替えて洗浄した。洗浄後、乾燥機を用いて120℃で3時間乾燥して乾燥粉末を得た。
<アニール工程>
 粗粒を除去した乾燥粉末を、上述の電気炉内に配置した。電気炉内に窒素ガスを流通させながら、10℃/分の速度で室温から2000℃に昇温した。2000℃で4時間保持した後、加熱を止めて自然冷却した。温度が100℃以下になった時点で電気炉を開放した。得られた焼成物を回収し、六方晶窒化ホウ素粉末の粗粉を得た。
<解砕工程>
 アニール工程で得られた六方晶窒化ホウ素の粗粉30gを水300mlに投入し、ホモジナイザ(SONIC & MATERIALS,INC.製、商品名:VC505)を用いて、500W、20kHzの条件で5分間超音波分散させた。その後、粗粉中に含まれる不純物を除くため、希硝酸500g(硝酸濃度:5質量%)を加え、室温で60分間撹拌した。撹拌後、吸引ろ過によって固液分離し、ろ液が中性になるまで水(電気伝導度:1mS/m)を入れ替えて洗浄した。洗浄後、乾燥機を用いて120℃で3時間乾燥して乾燥粉末を得た。得られた乾燥粉末から、超音波振動篩(株式会社興和工業所社製、商品名:KFS-1000、目開き250μm)を用いて、粗粒を除去した。これを実施例1の六方晶窒化ホウ素粉末とした。
[六方晶窒化ホウ素粉末の評価]
<粒度分布の測定>
 実施例1で調製した六方晶窒化ホウ素粉末の体積基準の粒度分布を、レーザー回折式粒子径分布測定装置(日機装株式会社製、装置名:MT3300EX)を用いて測定した。図1は、この測定によって得られた、体積基準の粒子径の累積分布を示すグラフである。図1に示す累積分布において、小粒径からの積算値が全体の10%、50%及び90%に達したときの粒子径を、それぞれD10,D50,D90としたとき、D10,D50,D90のそれぞれの値は表2に示すとおりであった。表2には、D90/D10、D90/D50、及びD50/D10の値も併せて示した。
<伸び性の評価>
 人工皮膚(縦×横=10mm×50mm)の一端に、六方晶窒化ホウ素粉末0.2gを載せた。人工皮膚の表面に六方晶窒化ホウ素粉末を塗り付けるように、ヘラを用いて六方晶窒化ホウ素粉末を縦方向に沿って伸ばした。市販の画像解析ソフトウェア(WinROOF)を用いて画像解析を行って、人工皮膚の全面積に対する、六方晶窒化ホウ素粉末の塗布面積の割合を求めた。この面積割合が大きいほど伸び性が優れている。伸び性の評価基準は、面積割合に応じて表1に示すとおりとした。伸び性の評価結果は表2に示すとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
(実施例2)
 アニール工程の加熱温度を2050℃にしたこと以外は、実施例1と同様にして六方晶窒化ホウ素粉末を調製した。そして、実施例1と同様にして、六方晶窒化ホウ素粉末の各測定及び評価を行った。結果は図1及び表2に示すとおりであった。
(実施例3)
 アニール工程の保持時間を5時間にしたこと以外は、実施例1と同様にして六方晶窒化ホウ素粉末を調製した。そして、実施例1と同様にして、六方晶窒化ホウ素粉末の各測定及び評価を行った。結果は図1及び表2に示すとおりであった。
(実施例4)
 解砕工程におけるホモジナイザの時間を8分間に変更したこと以外は、実施例1と同様にして六方晶窒化ホウ素粉末を調製した。そして、実施例1と同様にして、六方晶窒化ホウ素粉末の各測定及び評価を行った。結果は表2に示すとおりであった。
(比較例1)
 アニール工程における加熱温度を1700℃としたこと以外は実施例1と同様にして六方晶窒化ホウ素粉末を調製した。実施例1と同様にして六方晶窒化ホウ素粉末の各測定及び評価を行った。結果は図1及び表2に示すとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 実施例1~4は、いずれも一次粒子が凝集した二次粒子を含有していた。実施例1~4は、比較例1よりも、D90/D10の値が大きく且つふわふわ感のある外観を有していた。このため、実施例1~4の方が、比較例1よりも、二次粒子を多く含有しており、優れた伸び性を示した。最も凝集していた実施例1の六方晶窒化ホウ素粉末は、最も優れた伸び性を有していた。
 本開示によれば、伸び性に優れる化粧料を製造することが可能な六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法が提供される。また、上述の六方晶窒化ホウ素粉末を用いることによって伸び性に優れる化粧料及びその製造方法が提供される。

Claims (8)

  1.  六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して形成される二次粒子を含み、
     レーザー回折・散乱法によって測定される体積基準の粒子径の累積分布において、小粒径からの積算値が全体の10%、50%及び90%に達したときの粒子径を、それぞれD10、D50及びD90としたときに、D50が3~30μmであり、
     D90/D10が4.0以上である、六方晶窒化ホウ素粉末。
  2.  D90/D50が1.7以上である、請求項1に記載の六方晶窒化ホウ素粉末。
  3.  D90が50μm以下である、請求項1又は2に記載の六方晶窒化ホウ素粉末。
  4.  化粧料の原料用である、請求項1~3のいずれか一項に記載の六方晶窒化ホウ素粉末。
  5.  ホウ素を含む化合物の粉末と窒素を含む化合物の粉末を含有する原料粉末を、不活性ガス、アンモニアガス又はこれらの混合ガスの雰囲気中、600~1300℃で焼成して、六方晶窒化ホウ素を含む仮焼物を得る仮焼工程と、
     前記仮焼物と助剤とを含む混合粉末を、不活性ガス、アンモニアガス又はこれらの混合ガスの雰囲気中、1900~2100℃で焼成して、前記仮焼物における六方晶窒化ホウ素よりも高い結晶性を有する六方晶窒化ホウ素を含む焼成物を得る焼成工程と、
     前記焼成物を洗浄及び乾燥して乾燥粉末を得る精製工程と、
     前記乾燥粉末を、不活性ガス、アンモニアガス又はこれらの混合ガスの雰囲気中、1900~2100℃でアニールして六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して形成される二次粒子を含む加熱処理物を得るアニール工程と、
     前記加熱処理物を解砕して前記二次粒子を含む六方晶窒化ホウ素粉末を得る解砕工程と、を有する、六方晶窒化ホウ素粉末の製造方法。
  6.  前記解砕工程で得られる前記六方晶窒化ホウ素粉末は、レーザー回折・散乱法によって測定される体積基準の粒子径の累積分布において、小粒径からの積算値が全体の10%、50%及び90%に達したときの粒子径を、それぞれD10,D50,D90としたときに、D50が3~30μmであり、D90/D10が4.0以上である、請求項5に記載の六方晶窒化ホウ素粉末の製造方法。
  7.  請求項1~4のいずれか一項の六方晶窒化ホウ素粉末を含む化粧料。
  8.  請求項5又は6の製造方法で得られる六方晶窒化ホウ素粉末を原料として用いて化粧料を製造する、化粧料の製造方法。
PCT/JP2021/022907 2021-06-16 2021-06-16 六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法、並びに化粧料及びその製造方法 WO2022264327A1 (ja)

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