JP2010215835A

JP2010215835A - 顔料粉体の表面処理方法

Info

Publication number: JP2010215835A
Application number: JP2009065901A
Authority: JP
Inventors: Hideji Kagawa; 秀治香川
Original assignee: Daito Kasei Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daito Kasei Kogyo Co Ltd
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2010-09-30

Abstract

【課題】従来方法に比べてより多くのシラン化合物を顔料粉体表面に付着させる。
【解決手段】炭素数１〜４のアルコールと水との混合溶媒中で下記化学式（１）に示されるシラン化合物と金属塩と顔料粉体とを混合分散させることにより、顔料粉体にシラン化合物を表面処理する。
（ＲＣ_ｎＨ_２ｎ）_ａＳｉ（ＯＣ_ｍＨ_２ｍ＋１）_ｂ・・・・（１）
（式中、Ｒは炭素数３〜２１の炭化水素、ポリエーテル基あるいはパーフルオロアルキル基を示し、それら鎖長中にアミノ基、水酸基等の官能基を有していても良く、その形態は直鎖状もしくは分岐状であり、単一鎖長あるいは複合鎖長であっても良い。ｎは１〜１２、ｍは１〜３の整数である。ａ、ｂは１〜３の整数であり、ａ＋ｂ＝４である。）
【選択図】なし

Description

本発明は、顔料粉体の表面にシラン化合物を表面処理する方法に関し、例えばファンデーション、アイシャドウ、ほほ紅等のメイクアップ化粧料、あるいはサンスクリーン化粧料に配合される顔料粉体の表面処理方法に関するものである。

従来、シラン化合物が表面処理された顔料粉体を得るための表面処理方法として、１）直接シラン化合物と顔料粉体とを混合する方法、あるいは、２）シラン化合物を溶剤に溶解または懸濁してそれらの溶液と顔料粉体とを混合したのち溶剤を除去し必要に応じて粉砕を行う方法が知られている。

しかしながら、上記従来の表面処理方法では、シラン化合物の顔料粉体への付着量は顔料粉体の表面積や反応基数によって異なるが、顔料粉体に対して一定の配合量以上増加させることができないという問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、従来方法に比べてより多くのシラン化合物を顔料粉体表面に付着させることのできる顔料粉体の表面処理方法を提供することを目的とするものである。

本発明者は、顔料粉体と金属塩とシラン化合物とを炭素数１〜４のアルコールと水との混合溶媒中で反応させ、反応終了後溶媒と顔料粉体とを分離し残存物を乾燥させることにより従来の方法よりも多くのシラン化合物を付着させることが可能となることを見出した。
要するに、本発明による顔料粉体の表面処理方法は、
炭素数１〜４のアルコールと水との混合溶媒中で下記化学式（１）に示されるシラン化合物と金属塩と顔料粉体とを混合分散させることにより、顔料粉体にシラン化合物を表面処理することを特徴とする顔料粉体の表面処理方法。
（ＲＣ_ｎＨ_２ｎ）_ａＳｉ（ＯＣ_ｍＨ_２ｍ＋１）_ｂ・・・・（１）
（式中、Ｒは炭素数３〜２１の炭化水素、ポリエーテル基あるいはパーフルオロアルキル基を示し、それら鎖長中にアミノ基、水酸基等の官能基を有していても良く、その形態は直鎖状もしくは分岐状であり、単一鎖長あるいは複合鎖長であっても良い。ｎは１〜１２、ｍは１〜３の整数である。ａ、ｂは１〜３の整数であり、ａ＋ｂ＝４である。）

本発明において、前記アルコールと水との混合溶媒の顔料粉体に対する比は２〜３０質量倍であるのが好ましい。

本発明によれば、従来方法に比べてより多くのシラン化合物を顔料粉体表面に付着させることができる。

次に、本発明による顔料粉体の表面処理方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

本発明で用いられるアルコールは水との相溶性から炭素数１〜４のものを用いるのが好適である。炭素数が５以上であると、水との相溶性が低くなり種々の混合比の溶媒が得られない。ここで、炭素数１〜４のアルコールと水との混合溶媒におけるアルコールの混合比は、シラン化合物や顔料粉体が有する撥水性や親水性などの性質により選択される。また、炭素数１〜４のアルコールと水との混合溶媒と顔料粉体との比は用いられる顔料粉体により決定される。

本発明において、炭素数１〜４のアルコールと水との混合溶媒の顔料粉体に対する比は２〜３０質量倍であるのが良い。顔料粉体に対して炭素数１〜４のアルコールと水との混合溶媒の使用量が２質量倍未満であると撹拌可能なスラリーを得ることができず、また３０質量倍を超えると廃液処理量が多くなりコストがかかるため不適である。なお、この顔料粉体に対する炭素数１〜４のアルコールと水との混合溶媒の使用量の比は、好ましくは３〜２０質量倍である。

本発明で用いられる炭素数１〜４のアルコールとしては、直鎖状であっても分岐状であっても良く、具体的にはメタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、２-ブタノール等のアルコールが挙げられる。

本発明で用いられる金属塩の使用量は顔料粉体に対して０．０１〜４０質量％の範囲が適当である。金属塩使用量が０．０１質量％未満であるとシラン化合物の付着効果が十分に得られず、４０質量％を超えると顔料粉体の感触を損なう恐れが生じる。なお、この使用量は好ましくは０．０５〜３０質量％の範囲である。

本発明で用いられる金属塩の例を示せば、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化鉄等およびそれらの含水結晶物が挙げられる。

本発明に用いられる上記化学式（１）に示されるシラン化合物の使用量は、顔料粉体の粒子径や表面積によって異なるが、顔料粉体に対して０．０１〜４０質量％の範囲が適当である。シラン化合物の使用量が０．０１質量％未満であると、顔料粉体表面の改質効果が得られず、また５０質量％を超えると、きしみ感やベタツキなどにより顔料粉体の感触を損なう恐れが生じる。なお、この使用量は好ましくは０．０５〜３０質量％の範囲である。

本発明で用いられるシラン化合物の例を示せば、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、ヘプタデカデシルトリエトキシシラン等のパーフルオロアルキルアルコキシシランやテトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン等のアルキルアルコキシシランや、エボニックデグサ（株）からＤＹＮＡＳＩＬＡＮ４１４０の名称で市販されているポリエーテルシラン、信越化学工業（株）からＫＢＭ―６４１、ＫＢＭ―７１３の名称で市販されているポリエーテルシラン化合物等や３−アミノプロピルトリメチルシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。

本発明に用いられる化粧料用顔料としては、無機顔料、有機顔料および樹脂粉体顔料がある。

無機粉体としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、マイカ、カオリン、セリサイト、白雲母、合成雲母、金雲母、紅雲母、黒雲母、リチア雲母、ケイ酸、無水ケイ酸、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸ストロンチウム、タングステン酸金属塩、ヒドロキシアパタイト、バーミキュライト、ハイジライト、ベントナイト、モンモリロナイト、ヘクトライト、ゼオライト、セラミックスパウダー、第二リン酸カルシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ボロン、シリカ等が挙げられる。

有機粉体としては、ポリアミドパウダー、ポリエステルパウダー、ポリエチレンパウダー、ポリプロピレンパウダー、ポリスチレンパウダー、ポリウレタンパウダー、ベンゾグアナミンパウダー、ポリメチルベンゾグアナミンパウダー、ポリテトラフルオロエチレンパウダー、ポリメチルメタクリレートパウダー、セルロース、シルクパウダー、ナイロンパウダー、１２ナイロン、６ナイロン、アクリルパウダー、アクリルエラストマー、スチレン・アクリル酸共重合体、ジビニルベンゼン・スチレン共重合体、ビニル樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ケイ素樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネイト樹脂、微結晶繊維粉体、デンプン末、ラウロイルリジン等が挙げられる。

界面活性剤金属塩粉体（金属石鹸）としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ミリスチン酸亜鉛、ミリスチン酸マグネシウム、セチルリン酸亜鉛、セチルリン酸カルシウム、セチルリン酸亜鉛ナトリウム等が挙げられる。

有色顔料としては、酸化鉄、水酸化鉄、チタン酸鉄の無機赤色顔料、γ−酸化鉄等の無機褐色系顔料、黄酸化鉄、黄土等の無機黄色系顔料、黒酸化鉄、カーボンブラック等の無機黒色顔料、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット等の無機紫色顔料、水酸化クロム、酸化クロム、酸化コバルト、チタン酸コバルト等の無機緑色顔料、紺青、群青等の無機青色系顔料、微粒子酸化チタン、微粒子酸化セリウム、微粒子酸化亜鉛等の微粒子粉体、タール系色素をレーキ化したもの、天然色素をレーキ化したもの、及びこれらの粉体を複合化した合成樹脂粉体等が挙げられる。

パール顔料としては、酸化チタン被覆雲母、酸化チタン被覆マイカ、オキシ塩化ビスマス、酸化チタン被覆オキシ塩化ビスマス、酸化チタン被覆タルク、魚鱗箔、酸化チタン被覆着色雲母等；金属粉末顔料としては、アルミニウムパウダー、カッパーパウダー、ステンレスパウダー等から選ばれる粉体が挙げられる。

次に、本発明の代表的な実施例について説明する。なお、これらの実施例は本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（実施例１）
撹拌羽根を備え付けた３Ｌビーカにイオン交換水１００ｇを入れ、金属塩として塩化アルミニウム六水塩２ｇを溶解させた後、イソプロピルアルコール９００ｇと酸化チタン１００ｇをビーカに入れしばらく撹拌分散させた。続いてシラン化合物としてオクチルトリエトキシシラン１０ｇをビーカに添加して室温にて４時間撹拌反応させた。溶液を炭酸ナトリウム水溶液で中和した後デカンテーションにより水洗を行いろ過分離した。その後１００℃で乾燥した乾燥物を粉砕してオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（実施例２）
実施例１において塩化アルミニウム六水塩を５ｇに変更した以外は実施例１と同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（実施例３）
撹拌羽根を備え付けた３Ｌビーカにイオン交換水５００ｇを入れ、金属塩として塩化アルミニウム六水塩５ｇを溶解させた後、イソプロピルアルコール５００ｇと酸化チタン１００ｇをビーカに入れしばらく撹拌分散させた。続いてシラン化合物としてオクチルトリエトキシシラン１０ｇをビーカに添加して室温４時間撹拌反応させた。その後実施例１と同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（実施例４）
撹拌羽根を備え付けた１０Ｌステンレス容器にイオン交換水３５００ｇを入れ、金属塩として塩化アルミニウム六水塩２５ｇを溶解させた後イソプロピルアルコール１５００ｇと酸化チタン５００ｇをステンレス容器に入れしばらく撹拌分散させた。続いてシラン化合物としてオクチルトリエトキシシラン５０ｇをビーカに添加して室温にて３時間撹拌反応させた。溶液を炭酸ナトリウム水溶液で中和した後デカンテーションにより水洗を行いろ過分離した。その後１００℃で乾燥した乾燥物を粉砕してオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（実施例５）
実施例４において酸化チタンの代わりにセリサイトを用いた以外は実施例４と同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理されたセリサイトを得た。

（実施例６）
実施例４において酸化チタンの代わりにタルクを用いた以外は実施例４と同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理されたタルクを得た。

（実施例７）
実施例４において酸化チタンの代わりにマイカを用いた以外は実施例４と同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理されたマイカを得た。

（実施例８）
実施例４において酸化チタンの代わりに黄酸化鉄を用いた以外は実施例４と同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理された黄酸化鉄を得た。

（実施例９）
実施例４において酸化チタンの代わりに赤酸化鉄を用いた以外は実施例４と同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理された赤酸化鉄を得た。

（実施例１０）
実施例４において酸化チタンの代わりに黒酸化鉄を用いた以外は実施例４と同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理された黒酸化鉄を得た。

（実施例１１）
撹拌羽根を備え付けた３Ｌビーカにイオン交換水７００ｇを入れ、金属塩として塩化アルミニウム六水塩５ｇを溶解させた後イソプロピルアルコール３００ｇと酸化チタン１００ｇをビーカに入れしばらく撹拌分散させた。続いてシラン化合物としてトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン１０ｇをビーカに添加して室温にて４時間撹拌反応させた。溶液を炭酸ナトリウム水溶液で中和した後デカンテーションにより水洗を行いろ過分離した。その後１００℃で乾燥した乾燥物を粉砕してトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（比較例１）
実施例１において塩化アルミニウム六水塩を使用しない以外は実施例１と同様にしてオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（比較例２）
撹拌混合機に酸化チタン１ｋｇを入れ撹拌しながらオクチルトリエトキシシラン２０ｇを滴下して混合した。そして、混合物を１００℃で乾燥し粉砕してオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（比較例３）
撹拌混合機に酸化チタン１ｋｇを入れ撹拌しながらオクチルトリエトキシシラン１００ｇを滴下して混合した。そして、混合物を１００℃で乾燥し粉砕してオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（比較例４）
撹拌混合機に酸化チタン１ｋｇおよびイソプロピルアルコール２００ｇとトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン３０ｇ溶液を入れ混合した。混合機を加熱してイソプロピルアルコール除去し、混合物を取り出し、１００℃で乾燥したのち粉砕してトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（比較例５）
撹拌混合機に酸化チタン１ｋｇおよびイソプロピルアルコール２００ｇとトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン１００ｇ溶液を入れ混合した。混合機を加熱してイソプロピルアルコール除去し、混合物を取り出し、１００℃で乾燥したのち粉砕してトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン処理された酸化チタンを得た。

（比較例６）
顔料粉体に対して混合溶媒比が２になるように撹拌羽根を備え付けた５Ｌステンレス容器にイオン交換水７００ｇを入れて金属塩として塩化アルミニウム六水塩２５ｇを溶解させた後イソプロピルアルコール３００ｇと酸化チタン５００ｇをステンレス容器に入れ、オクチルトリエトキシシラン５０ｇを添加し処理を行なったが粘度が増大して均一な撹拌ができなかったので中止した。

上記各実施例および各比較例で得られた顔料粉体においてシラン化合物の付着評価を以下の方法で行った。また、その評価結果が表１〜４にまとめて示されている。なお、これらの表における配合比は顔料粉体を１００として示されている。
＜評価方法＞
実施例および比較例で得られた顔料粉体を１０倍質量のイソプロピルアルコールと３０分間撹拌混合し、その後遠心分離を行い１００℃で乾燥した。それら乾燥した粉体の炭素含量（％）を比較することによりシラン化合物の付着評価を行う。

表１〜３に示される実施例１〜１０および比較例1〜３の比較から、本発明による溶媒中で金属塩として塩化アルミニウム六水塩を用いた表面処理方法が、従来のミキサーによる方法や溶媒中において塩化アルミニウム六水塩を用いない方法に比べ、粉体の炭素含量（％）からオクチルトリエトキシシランの付着量が大きく増大していることが明らかである。同様に、表４に示される実施例１１および比較例４，５の比較から、本発明の方法が従来方法に比べ、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシランの付着量が増大していることが明らかである。なお、比較例６において、顔料粉体に対して２倍量の溶剤使用量により処理を行ったが、処理工程がうまく行かなかった。

本発明の顔料粉体の表面処理方法にてシラン化合物にて表面処理された顔料粉体は、ファンデーション、アイシャドウ、ほほ紅等のメイクアップ化粧料、あるいはサンスクリーン化粧料に配合して好適である。

Claims

炭素数１〜４のアルコールと水との混合溶媒中で下記化学式（１）に示されるシラン化合物と金属塩と顔料粉体とを混合分散させることにより、顔料粉体にシラン化合物を表面処理することを特徴とする顔料粉体の表面処理方法。
（ＲＣ_ｎＨ_２ｎ）_ａＳｉ（ＯＣ_ｍＨ_２ｍ＋１）_ｂ・・・・（１）
（式中、Ｒは炭素数３〜２１の炭化水素、ポリエーテル基あるいはパーフルオロアルキル基を示し、それら鎖長中にアミノ基、水酸基等の官能基を有していても良く、その形態は直鎖状もしくは分岐状であり、単一鎖長あるいは複合鎖長であっても良い。ｎは１〜１２、ｍは１〜３の整数である。ａ、ｂは１〜３の整数であり、ａ＋ｂ＝４である。）
前記アルコールと水との混合溶媒の顔料粉体に対する比が２〜３０質量倍であることを特徴とする請求項１に記載の顔料粉体の表面処理方法。