説明

シリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子とその製造方法及びこれを含む化粧料組成物

【課題】 化粧品の肌への適用時、肌に存在する皮脂の濡れ(wetting)によった白色度及びカバー力の低下を防止しながら、皮脂と類似の屈折率を有して二酸化チタンの顔料としての效能の低下なしに高い隠蔽力を示す、シリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子とその製造方法及びこれを含む化粧料組成物を提供する。
【解決手段】 シリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子は、二酸化チタン粒子で構成されるコアとコアをくるむ外被とで構成され、外被がポリメチルシルセスキオキサンで構成されることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子とその製造方法及びこれを含む化粧料組成物に関するものであり、より詳細には、化粧品の肌への適用時、肌に存在する皮脂の濡れ(wetting)によった白色度及びカバー力の低下を防止し、同時に皮脂と類似の屈折率を有する二酸化チタンの顔料としての效能の低下なしに高い隠蔽力を示すようにするシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子とその製造方法及びこれを含む化粧料組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
化粧料組成物での粒子設計と言うのは粒子次元の微小空間に多種の素材を三次元的に再配置させて空間的に特殊な構造を持つ粉体粒子を意図的に製造することを意味する。このような粒子設計によって粒子固まり(bulk)と表面構造の特性を積極的に利用して粒子の機能向上と新機能を付与するようにする。
【0003】
従来において、パウダーに疎水性を付与する方法が多種ある。シリコーンオイルの疎水性を使うのが公知である。
【0004】
汗や涙及び皮脂などのような人の分泌物は化粧崩れの原因になる。特に、紫外線遮断剤やメーキャップ化粧料では化粧料が配合されている乳剤に肌から分泌する皮脂が加えられて過剰で化粧料の粉体を濡らして化粧崩れをもたらす。したがって、化粧料中の乳剤を減らすためにオクタメチルシクロテトラシロキサン(octamethylcyclotetrasiloxane)やデカメチルシクロペンタシロキサン(decamethyl cyclopentasiloxane)などの揮発性乳剤を使う試みがなされた。
【0005】
また、摩擦や水なども化粧崩れをもたらす原因になる。よって、汗や涙などの水溶性物質によって生ずる化粧崩れを防止するために撥水性が高いシリコーン油を取り合わせるのが実施されている。例えば、ジメチルポリシロキサンは、軽い感触、優秀な撥水性及び高い安全性などの特徴を持つから、最近化粧料にたくさん使われている。
一方、酸化チタン、酸化亜鉛、ベンガラなどの顔料やマイカ、セリサイトなどの粉体は基礎化粧品を含めて紫外線遮断料、ネールカラー、ネールコート、ファウンデーション、マスカラ、アイライナーなどの化粧料などの分野で広く利用されている。これら粉体は表面の不活性化、耐水性、耐皮脂性などを付与するため、酸化アルミニウム処理、シリカ処理、乳剤処理、金属せっけん処理、オルガノポリシロキサン処理されることが一般的である。
【0006】
疎水性を提供するのに使用可能なシリコーン化合物としては分子内の有機水素ポリシロキサン鎖を、時には分子内の2有機ポリシロキサン鎖を、または有機水素ポリシロキサンと2有機ポリシロキサンとの混合物を持つものなどである。
これら化合物をパウダーの表面にコーティングすれば、有機水素ポリシロキサン分子のSi−H基結合部分はパウダーの表面活性のため、空気中の水分などに反応して生成されたSi−OH基は他の隣接分子のSi−H基と反応するか、またはSi−OH基が自主的に反応し、架橋及び重合してシリコーンフィルムを形成する。
【0007】
しかし、有機水ポリシロキサンをパウダー表面にコーティングした後、略200℃、空気の中で熱処理を実施すれば、残留Si−H基は完全に除去されないが、分子自らの架橋反応がある程度進行する。一方、500℃以上で加熱すると、シリコーンは燃え始めてシリカに変わる(特許文献1、”600℃ないし950℃の温度で熱処理による珪素酸化物のコーティング処理方法” 参照方)。
【0008】
前記残留Si−H基は、空気中の水分または化粧品製品内の水分、アルコール、アミンなどと長期間にかけて応じて水素を生成し、新しいシロキサン結合を形成するので、上記処理されたパウダーをそのまま化粧品、コーティング組成物、トナー、インク、容器及び色々他の組成物の成分で使う場合、多くの問題がたびたび組成物で発生する。
【0009】
例えば、化粧品の場合、その生産工程の中に水素が生成される危険があるし、製品を容器に満たした後、時間が経過するによって容器が膨脹する可能性があるし、製品が固いか、または、壊れる可能性がある。また、コーティング組成物の場合、容器の老化問題がたびたび発生する。
【0010】
前述した残留Si−H基を減少させるために、例えば、特許文献2(すなわち、特許文献3、”水素化珪素の添加反応による不飽和炭化水素基を持つ化合物を残留Si−H基に添加する方法”)の方法、特許文献4(”水または低級アルコールとの接触による残留Si−H基の置換反応”)の方法、特許文献5(”機械化学反応を使った有機水素ポリシロキサンの架橋及び重合反応のための触媒である金属水酸化物と処理されたパウダーの混合物及び粉砕物”)の方法などが試みられた。
【0011】
上記方法はそれ自身效果的であるが、工程が複雑で、長期間が必要となるか、または比較的に活性である作用基が表面に吸着されるので、上記パウダーは不快なにおいがする。
【0012】
また、パウダーにシリコーン樹脂をコーティングする技術は、主に溶媒に溶解させて表面の反応基の間の結合によってコーティングが成り立つようにしているが、コーティング量がたいてい2ないし3重量%(最大5重量%)程度に制限され、この位のコーティング量では化粧料への適用時、肌の皮脂の濡れ現象(wetting)によって白色度とカバー力が低下する問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】特開平11−199458号公報
【特許文献2】特開昭63−113081号公報
【特許文献3】特許第1635593号公報
【特許文献4】特開平8−192101号公報
【特許文献5】特公昭56−043264号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、皮脂と類似の屈折率を持つシリコーン樹脂であるポリメチルシルセスキオキサンで二酸化チタン粒子をコーティングしたシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子と、その製造方法及びこれを含む化粧料組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
前記のような目的を達成するために、本発明によるシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子は、二酸化チタン粒子で構成されるコアと、前記コアをくるむ外被とで構成され、前記外被がポリメチルシルセスキオキサンで構成されることを特徴とする。
【0016】
前記コアの外被の割合が重量比で1:0.05乃至0.35の範囲内であることを特徴とする。
【0017】
本発明によるシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子の製造方法は、(1)二酸化チタンを水に分散させて第1原料を準備する第1原料準備段階と、(2)ポリメチルシルセスキオキサンをアルカリ水溶液に溶解させて第2原料を準備する第2原料準備段階と、(3)上記第1原料に上記第2原料を投入し、撹拌しながら50ないし70℃の温度範囲で3ないし4時間の間、加温する第1反応段階と、(4)上記第1反応段階から収得された生成物に酸水溶液を投入して重合させる第2反応段階と、(5)反応後、20ないし30時間の間、定置させた後、水洗し、濾過、脱水、乾燥及び粉砕する後処理段階とを含んで構成されることを特徴とする。
【0018】
上記第2原料準備段階でのアルカリ水溶液は10ないし20%の濃度の水酸化ナトリウム水溶液であることが好ましい。
【0019】
上記第2原料準備段階から収得された第2原料の固形粉含量は5ないし15重量%であることが好ましい。
【0020】
上記第2反応段階で酸水溶液は30ないし40%の濃度の塩酸水溶液であることが好ましい。
【0021】
本発明によるシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子を含む化粧料組成物は、ジメチコン、シクロメチコン、ラウリン酸ヘキシル、ステアロイルステアリン酸オクチルドデシル、アクリル酸ジメチコン共重合体、PEG9ジメチコン、ジステアリルジモニウム塩化物(Distearyldimonium Chloride)、ベントナイト、パルミチン酸及びこれらの中で2つ以上の混合物で構成されるグループから選択される油性成分40ないし50重量%と、タルク、酸化鉄ブラック、酸化鉄レド、酸化鉄イエロー及びこれらの中で2つ以上の混合物で構成されるグループから選択される粉体成分1ないし10重量%と、シリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子5ないし15重量%と、グリセリン、1,3−ブチレングリコールまたはこれらの混合物で構成されるグループから選択される水性成分5ないし15重量%と、残量として水とを含んで構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0022】
したがって本発明によれば、化粧品の肌への適用時、肌に存在する皮脂の濡れ(wetting)による白色度及びとカバー力の低下を防止しながら、皮脂と類似の屈折率を有して二酸化チタンの顔料としての效能の低下なしに高い隠蔽力を示すシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子とその製造方法及びこれを含む化粧料組成物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の実試例1の複合粒子と上記実試例1で第1原料の製造で使われたコーティングされない二酸化チタン(比較例1)の粒子の大きさを比べるための粒度分析の結果を示すグラフである。
【図2】本発明の実試例1の複合粒子と上記実試例1で第1原料の製造で使われたコーティングされない二酸化チタン(比較例1)の粒子の形態を走査型電子顕微鏡(SEM)に分析した結果を示す写真である。
【図3】本発明の実試例1の複合粒子と上記実試例1で第2原料の製造で使われたポリメチルシルセスキオキサン(東芝(Toshiba)社のトスパール 2000ビー(TOSPEARL 2000B))だけになった粒子(比較例2)を熱分析(図3)を通じてPMSQ外被の形成可否を確認した結果のグラフである。
【図4】本発明の実試例1の複合粒子と上記実試例1で第2原料の製造で使われたポリメチルシルセスキオキサン(東芝(Toshiba)社のトスパール 2000ビー(TOSPEARL 2000B))だけになった粒子(比較例2)を赤外線分光分析(図4)を通じてPMSQ外被の形成可否を確認した結果のグラフである。
【図5】皮脂成分の濡らすことによった光学的特性変化を測定するために本発明の実試例1と比較例1とをそのまま使うものと、皮脂の主成分であるCTG(カプリル/カプリルトリグリセリド)を8%及び16%の量で取り合わせてCTGによる濡らすことによる反射率の変化を測定した結果を現わすグラフである。
【図6】in vitro SPFによるコーティングしない二酸化チタンとポリメチルシルセスキオキサンが 25%コーティングされた二酸化チタンを同一量(10%)使ってサ ン ク リ ー ムを作ってIn vitro test方式で紫外線遮断数値を特定のデータを現わすデータシートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度で本発明の望ましい実施例を添付された図面を参照して詳細に説明する。
【0025】
本発明によるシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子は、二酸化チタン粒子で構成されるコアと、上記コアをくるむ外被とで構成され、上記外被がポリメチルシルセスキオキサンで構成されることを特徴とする。すなわち、本発明による複合粒子は化粧料組成物で広く使われる代表的な物質のひとつである二酸化チタンをコアにし、これを皮脂と類似の屈折率を持つポリメチルシルセスキオキサンでくるむことで構成される。
【0026】
上記ポリメチルシルセスキオキサンは、その主鎖骨格が有機高分子のような炭化水素ではないシリカのようなシロキサン構造に形成されているし、また有機高分子のような加工性を現わす。これは高い架橋度を持つポリシロキサンシステムであり、シリコーン樹脂の架橋結合は、3官能(trifunctional)または4官能(tetrafunctional)シランを基材として得られる。シリコーン樹脂中でシリコーン分子当たり1.5の酸素分子を持つ物質がポリシルセスキオキサンである。一般的に、シリコーン樹脂のネットワーク構造は下記の化学式1で現わすことができる。
【0027】
【化1】

【0028】
上記式で、Rはアルキルまたはフェニル基であり、R−Siは有機構造、Si−O/Si−OHは無機構造を備えている独特の無機高分子の特性を持つ。このようなシリコーン樹脂の中、Rがメチル基である場合がポリメチルシルセスキオキサン(PMSQ ; polymethylsilsesquioxane)である。前記PMSQの生成条件によって表面のR−Si/Si−OHの比、すなわち上記構造式のn/mqlが調節され、複合化条件ではmを増加し複合粒子の生成後多様な表面処理ができるようにする。
【0029】
PMSQの種類を下記の表1に現わした。
【0030】
【表1】

【0031】
【化2】

【0032】
【化3】

【0033】
本来、ポリシルセスキオキサンは、アメリカ合衆国のGE社のブラウン(Brown) などによって初めて合成された以来、Owens IllinoisとGelestで‘ガラス樹脂(Glass Resin)’、‘SST樹脂’と言う名で商品化になったが、高分子構造制御及び分子量調節、高分子量化が難しく、現在まで産業用素材の直接応用にはまだ至っていない素材である。しかし、最近従来の有機高分子の性能限界を乗り越えるか、新しい機能に対する要求が急増するに従い、実用化に対する要求が増加している。また、この素材は化粧料でシリコーン樹脂(シリコーン油)として使われている。
シロキサン構造単位(Si−O−Si)を持つ素材はM、D及びQの3種類があるし、一般式(RSiO3/2)nに表示されるポリシロキサンはT単位の構造に表示され、ポリシルセスキオキサン(Polysilsesquioxane)と呼ぶ。そのなかでも重合などの高分子量化反応を通じて得られる樹脂素材はQ、T及びDである。
Qは4個の連結基(シロキサン)を通じて不規則的な網模様構造の樹脂が形成されるから、耐熱性などが優れている一方加工性が劣悪であり、Dは2個の結合基を通じて線形構造の樹脂が形成されるから、耐熱性は悪いが、加工性は優れている。一方、Tは結合基が3個で構成されているから、反応制御によってQまたはDの長所を兼備することができるようになる。
【0034】
また、ポリシルセスキオキサンはシロキサン結合をしない残りの連結基を通じて有機官能基の導入が可能であるので、これを通じて光硬化性などのような有機高分子が有する機能性を付与することができる。
【0035】
主に、現在まで開発及び研究対象であるシルセスキオキサン系高分子は、置換基Rによって水素、アルキル、アルキルレン、アリール、アリーレン及び有機官能基などのように、その種類が多様であるが、現在までは優秀な熱−機械的特性の付与のためにポリメチルシルセスキオキサン、ポリフェニルシルセスキオキサン及びポリ水素シルセスキオキサンなどが活発に研究されている。
耐熱性の場合、熱的安全性がすぐれて初期熱分解温度が 400℃以上であり、これは有機高分子の中で高耐熱性高分子で知られたポリイミドの初期熱分解温度より略50℃以上高い。一方、シリカとは違い多様な溶媒に対して溶解性を持つので、優秀な加工性を保障する。
一般的なD型のシリコーン高分子と同じく溶解度は高分子の種類、構造及び分子量によって大きい差を見せるが、ポリシルセスキオキサンは、高分子量の場合、通常の有機溶剤に対して溶解性が優秀であり、数千の分子量を持つオリゴマーの場合にはエチルアルコールなどにも可溶である。ポリシルセスキオキサンは光通信領域は勿論、可視光線領域から紫外線領域に至るまで高い透明性を持っている。
ポリシルセスキオキサンの屈折率は置換体によって決まり、皮脂と類似の屈折率を持つものとして、ポリメチルシルセスキオキサンがふさわしい。ポリメチルシルセスキオキサンは屈折率が1.42でシルセスキオキサン系高分子の中で低い方であり、ポリフェニルシルセスキオキサンは1.60の値を持つ。
本発明で使用可能なポリメチルシルセスキオキサンはアメリカ合衆国特許第4,528,390号及び第6,376,078号などに開示されたものなどと同一または類似のものとして、当業者にとって国内外有数の業者たちが日常的に購入して使うほど公知であり、また、現在商品化され化粧品等で使われている物質である。
本発明による複合粒子は水分散系で一次粒子(primary particle)で完全分散した後、PMSQシリコーン樹脂をコーティングするので、粉体混合システムから分散または乳化システムに至るまですぐれた分散性を維持する。
【0036】
また、複合粒子の表面に分布する表面シラノールを利用して多様な表面処理が可能である。本発明による複合粒子の化粧品として期待される效果を挙げれば、凝集性が強い粒子性の二酸化チタンの質感及び分散性を高めて、既存のシリカ被服二酸化チタン(MAXLIGHT TSまたはCONCELIGHT WP)よりも優れた白色顔料の特性を付与することができる。
【0037】
また、複合粒子表面のシリコーン樹脂薄膜層は皮脂の屈折率と殆ど同じであり化粧後、皮脂による濡れ(wetting)で白色度とカバー力が低下することを防止し、化粧持続性を高めて化粧後、色が濃厚にならないという長所を持つ。
【0038】
上記コア:外被の割合は重量比で 1 : 0.05乃至0.35の範囲内とすることができる。上記コア:外被の割合が重量比で1:0.05未満の場合、外被の割合、すなわち二酸化チタンコアにコーティングされるポリメチルシルセスキオキサンのコーティング量が極めて少なく化粧料への適用時、肌の皮脂の濡れ現象(wetting)によって白色度とカバー力が低下する問題点を防止することができないし、反対に上記コア:外被の割合が重量比で1:0.35を超過する場合、二酸化チタンの顔料としての機能を発揮することができない。
【0039】
本発明によるシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子の製造方法は、(1)二酸化チタンを水に分散させて第1原料を準備する第1原料準備段階と、(2)ポリメチルシルセスキオキサンをアルカリ水溶液に溶解させて第2原料を準備する第2原料準備段階と、(3)上記第1原料に上記第2原料を投入して、撹拌しながら50 ないし70℃の温度範囲で3ないし4時間の間、加温する第1反応段階と、(4)上記第1反応段階から収得された生成物に酸水溶液を投入して重合させる第2反応段階と、及び(5)反応後、20ないし30時間の間、定置させた後、水洗、濾過、脱水、乾燥及び粉砕する後処理段階、とを含んで構成されることを特徴とする。
【0040】
上記(1)の第1原料準備段階は、コアとして機能するようになる二酸化チタンを水に分散させることである。
【0041】
上記(2)の第2原料準備段階は外被として機能するようになるポリメチルシルセスキオキサンをアルカリ水溶液に溶解させることである。
【0042】
この時、上記アルカリ水溶液は10 ないし20%の濃度の水酸化ナトリウム水溶液であることが好ましい。
上記水酸化ナトリウム水溶液への上記ポリメチルシルセスキオキサンの溶解によってナトリウムメチルシリコネートが形成され、これがまた上記第1原料との混合及び後述される酸水溶液の添加による重合によって、上記第1原料を構成するコアとなる二酸化チタンの粒子をくるむ外被を構成するようになる。
【0043】
上記アルカリ水溶液として水酸化ナトリウム水溶液の濃度が10%未満である場合、ポリメチルシルセスキオキサンを充分に溶解させることができない問題点があるし、反対に 20%を超過する場合、残ったナトリウムイオンを制御することが難しい問題点がある。
上記第2原料準備段階から収得された第2原料の固形粉含量は5ないし15重量%であることが好ましい。
上記第2原料の固形粉含量が 5重量%未満である場合、外被の割合、すなわち二酸化チタンコアにコーティングされるポリメチルシルセスキオキサンのコーティング量が極めて少なくて化粧料への適用時、肌の皮脂の濡れ現象(wetting)によって白色度とカバー力が低下する問題点を防止することができず、反対に15重量%を超過すると、MSQが自ら重合して二酸化チタン表面にコーティングすることができない問題点がある。
【0044】
上記(3)の第1反応段階は上記第1原料に上記第2原料を投入し、撹拌しながら50ないし70℃の温度範囲で3ないし4時間の間、加温することである。ここで、上記加温温度が50℃未満、または反応時間が3時間未満である場合、二酸化チタン表面にコーティングすることができないという問題点があり、反対に上記加温温度が70℃を超過するか、または反応時間が4時間を超過する場合、モノマーの重合が正常に達成されない問題点がある。
【0045】
上記(4)の第2反応段階は上記第1反応段階から収得した生成物に酸水溶液を投入して重合させることである。
この時、上記第2反応段階における酸水溶液は30ないし40%の濃度の塩酸水溶液であることが好ましい。
上記酸水溶液としての上記塩酸水溶液の濃度が30%未満である場合、中和されない問題点があり、反対に40%を超過する場合、塩酸水溶液の量が過度で酸性化される問題点があり得る。
【0046】
上記(5)の後処理段階は、反応後、20ないし30時間の間、定置させた後、水洗、濾過、 脱水、乾燥及び粉砕することである。
このような後処理段階は、反応後の反応混合物から、生成物である本発明の複合粒子を回収するための一般的な工程であると理解することができる。
本発明によるシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子を含む化粧料組成物は、ジメチコン、シクロメチコン、ラウリン酸ヘキシル、ステアロイルステアリン酸オクチルドデシル、アクリル酸ジメチコン共重合体、PEG9ジメチコン、ジステアリルジモニウム塩化物(Distearyldimonium Chloride)、ベントナイト(ベントナイトは粉体成分であるが、オイルを吸収すれば、漸増して乳化安定化剤で使われる特別な油性成分として分類)、パルミチン酸及びこれらの中で2つ以上の混合物で構成されるグループから選択される油性成分40ないし50重量%と、タルク、酸化鉄ブラック、酸化鉄レッド、酸化鉄イエロー及びこれらの中で2つ以上の混合物で構成されるグループから選択される粉体成分1ないし10重量%と、シリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子5ないし15重量%と、グリセリン、1,3−ブチレングリコールまたはこれらの混合物で構成されるグループから選択される水性成分5ないし15重量%と、残量として水とを含んで構成されることを特徴とする。
上記した構成を持つ本発明による化粧料組成物は、いわゆる ‘リキッドファウンデーション’と称される化粧料組成物の一種であり、現在同一または類似の剤形の化粧料組成物が国内外有数の業者等によって製造され日常的に購入して使うことができるほどに公知のものである。
【0047】
上記でジメチコン、シクロメチコン、ラウリン酸ヘキシル、ステアロイルステアリン酸オクチルドデシル、アクリル酸ジメチコン共重合体、PEG9ジメチコン、ジステアリルジモニウム塩化物(Distearyldimonium Chloride)、ベントナイト、パルミチン酸及びこれらの中で2つ以上の混合物で構成されるグループから選択される油性成分が全体化粧料組成物に対して40重量%未満で使われる場合、使用質感が低下する問題点があり、反対に50重量%を超過する場合、乳化安定化を確保することができなくなる問題点がある。
【0048】
上記でタルク、酸化鉄ブラック、酸化鉄レッド、酸化鉄イエロー及びこれらの中で2つ以上の混合物で構成されるグループから選択される粉体成分が全体化粧料組成物に対して1重量%未満で使われる場合、発色されないという問題点があり、反対に10重量%を超過する場合、過度な発色による問題点がある。
【0049】
上記でシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子が全体化粧料組成物に対して 5重量%未満で使われる場合、二酸化チタンの顔料としての特徴が発揮することができない問題点があり、反対に15重量%を超過する場合、過度なカバー力による人為的化粧という印象を与える問題点がある。
【0050】
上記でグリセリン、1,3−ブチレングリコールまたはこれらの混合物で構成されるグループから選択される水性成分が全体化粧料組成物に対して5重量%未満で使われる場合、使用質感が低下する問題点があり、反対に15重量%を超過する場合、乳化安全性を確保することができないという問題点がある。
【0051】
以下で本発明の望ましい実試例及び比較例を説明する。
【0052】
以下の実試例は本発明を例証するためのものであって本発明はこれに限定されるものではない。
【0053】
実試例1
精製水2000gに二酸化チタン150gを投入し分散させて第1原料として二酸化チタン分散液を製造した。又、別途15%の水酸化ナトリウム水溶液450gにポリメチルシルセスキオキサン(東芝(Toshiba)社のトスパール2000ビー(TOSPEARL 2000B))50gを溶解させて第2原料として10%のナトリウムメチルシリコネートを製造した。
上記第1原料に上記第2原料を投入し、撹拌しながら60℃に加熱した。以後、36%の塩酸水溶液170.86gを投入して重合させ、反応生成物を1日位定置させた後、水洗、濾過、脱水、乾燥及び粉砕を行って、本発明によるシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子(PMSQ25%複合粒子)を収得した。
【0054】
実試例2
精製水2400gに二酸化チタン180gを投入し分散させて第1原料として二酸化チタン分散液を製造した。又、別途15%の水酸化ナトリウム水溶液180gにポリメチルシルセスキオキサン(東芝(Toshiba)社のトスパール2000ビー(TOSPEARL 2000B))20gを溶解させて第2原料として10%のナトリウムメチルシリコネートを製造した。
上記第1原料に上記第2原料を投入し、撹拌しながら60℃に加熱した。以後、36%の塩酸水溶液68.34gを投入して重合させ、反応生成物を1日位定置させた後、水洗、濾過、脱水、乾燥及び粉砕を行って、本発明によるシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子(PMSQ10%複合粒子)を収得した。
【0055】
実試例3
精製水2400gに二酸化チタン180gを投入し、分散させて第1原料として二酸化チタン分散液を製造した。又、別途15%の水酸化ナトリウム水溶液90gにポリメチルシルセスキオキサン(東芝(Toshiba)社のトスパール2000ビー(TOSPEARL 2000B))10gを溶解させて第2原料として10%ナトリウムメチルシリコネートを製造した。
上記第1原料に上記第2原料を投入し、撹拌しながら60℃に加熱した。 以後、36%の塩酸水溶液34.17gを投入して重合させ、反応生成物を1日位定置させた後、水洗、濾過、脱水、乾燥及び粉砕を行って、本発明によるシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子(PMSQ5%複合粒子)を収得した。
【0056】
試験例1
上記実試例1の複合粒子と上記実試例1で第1原料の製造で使われ、コーティングされなかった二酸化チタン(比較例1)の粒子の大きさを比べるために、粒度分析機(MALVERN MASTERSIZER 2000; イギリス所在のMALVERN社の製品)を使って物理的な特性である粒度分析を行った。
その結果を図1及び表2に示した。(分散剤; エチルアルコール、結果単位;容積)
【0057】
【表2】

【0058】
図1及び表2に示すように、粒度分布が特に違わないし、D90 以上の区間で粒子の大きさがやや大きくなる結果を確認することができた。
【0059】
これにより、本発明による複合粒子の流動性/広がり性の向上を期待でき、滑っこい粒子質感の向上を期待できる。
【0060】
試験例2
上記実試例1の複合粒子と上記実試例1で第1原料の製造で使われたコーティングされない二酸化チタン(比較例1)の粒子の形態を走査型電子顕微鏡(SEM)に分析した結果を図2に示した。
【0061】
図2に示されているように、二酸化チタン粒子の表面にPMSQ被膜が形成されていることを確認できた。
【0062】
試験例3
上記実試例1の複合粒子と上記実試例1で第2原料の製造で使われたポリメチルシルセスキオキサン(東芝(Toshiba)社のトスパール2000ビー(TOSPEARL 2000B))だけになった粒子(比較例2)等を熱分析(図3) 及び赤外線分光分析(図4)を通じてPMSQ 外被の形成可否を確認した。
【0063】
図3及び図4に示したように、比較例2と等しいパターンでPMSQ被膜が形成されることを確認することができた。
【0064】
試験例4
皮脂成分を濡らすことによる光学的特性の変化を測定するために、上記実試例1と比較例1をそのまま使うものと、皮脂の主成分であるCTG(カプリル/カプリルトリグリセリド)を8%及び16%の量で取り合わせてCTGによる濡れによる反射率の変化を測定した。
その結果を図5に示した。
反射率はミノルタ CM−2000を使い、CTG未配合の試験例は乾式圧縮(Dry圧縮成形)で、CTG配合の試験例は湿式圧縮(Wet圧縮成形)で行った。
前記図5に示したように、比較例1の未コーティングされた二酸化チタンの場合、CTGによって濡らされるほど反射率が低くなる傾向を見せた。
これは皮脂によって悪化する化粧持続性低下の原因になるが、本発明による実試例1(複合粒子)の場合は、反射率分布の変化がほとんどなく化粧持続性が向上することを確認できた。
【0065】
実試例4
上記実試例1で収得された複合粒子をトリエトキシカプリリルシラン(Triethoxycaprylylsilane)(AES)で表面処理した。
(TiO2/PMSQ/AES)(コーティング量;3重量%、コーティング方法 : AESと溶媒を混合してTiO2/PMSQに噴射し、これを150℃で2時間の間、乾燥させて表面処理した。)
【0066】
実試例5
上記実試例1で収得した複合粒子をセチルジメチコン(CD ; Cetyl Dimethicone)で表面処理した。
(TiO2/PMSQ/CD)(コーティング量;2重量%、コーティング方法: CDと溶媒を混合して TiO2/PMSQに噴射し、これを150℃で 2時間の間、乾燥させて表面処理を行った。)
【0067】
実試例6
上記実試例1で収得した複合粒子をトリエトキシシリルエチルポリジメチルシロキシエチルヘキシルジメチコン(SDS ; Triethoxysilylethyl Polydimethylsiloxyethyl Hexyl Dimethicone)で表面処理した。
(TiO2/PMSQ/SDS)(コーティング量;3重量%、コーティング方法 : SDSと溶媒を混合して TiO2/PMSQに噴射し、これを150℃で2時間の間、乾燥させて表面処理した。)
【0068】
実試例7
上記実試例1で収得した複合粒子をアクリレイト/トリデシルアクリレイト/トリエトキシシリルプロピルメタクリルレイト/ジメチコンメタクリルレイト共重合体
(SAS; ジメチコンAcrylates/Tridecyl acrylate/Triethoxysilylpropyl Methacrylate/Dimethiconemethacrylate copolymer ;新越社の製品−ICID規格に記載した商品)で表面処理した。
(TiO2/PMSQ/SAS)(コーティング量;3重量%、 コーティング方法 :SASと溶媒を混合してTiO2/PMSQに噴射し、これを150℃で2時間の間、乾燥させて表面処理した。)
【0069】
上記実試例4ないし7で用いた表面処理剤は、本発明による複合粒子と違う特性を更に付与するために適用されたものであり、本発明による複合粒子はポリメチルシルセスキオキサン(PMSQ)のSi−RとSi−OHが混在して分布するから、本来両親媒性を持ち、水分酸性が可能であり、油中水型(W/O)乳化システムで乳化安定化に寄与できる上、表面のSi−OHを利用して多様な表面特性を付与することができる。
すなわち、上記実試例4の場合、表面処理によって粒子に撥水性と分散性を更に高めることができ、実試例5の場合、表面処理によって粒子に柔らかい使用感と密着感及び分散性を更に進めることができ、実試例6の場合、表面処理によって柔らかい使用感を付与して分散性を更に高めることができ、実試例7の場合、表面処理によって乳剤分散性を付与して持続性を更に高めることができる。
【0070】
比較例3ないし6
比較例3ないし6は本発明による上記実試例4ないし7との比較のために行ったものであり、本発明による複合粒子の代わりにPMSQにコーティングされなかったすなわち、比較例1の粒子をジメチコン/メチコン共重合体(新越社の製品−ICID 規格に記載した商品)で表面処理する例(比較例3)、比較例1の粒子をメチコンで表面処理する例(比較例4)、比較例1の粒子をトリエトキシカプリりルシラン(Triethoxycaprylylsilane)で表面処理する例(比較例5)及び比較例1の粒子をアミノ−プロピルジメチコンで表面処理する例(比較例6)である。
【0071】
実験例1
上記実試例4ないし7と上記比較例3ないし6を使うことを除き、残りの造成成分を同一にして表3及び表4の処方(単位 ; 重量%)を行ってリキッドファウンデーションを製造した。
【0072】
【表3】

【0073】
【表4】

【0074】
上記表3及び表4の処方を利用してリキッドファウンデーションの製造は次のようである。
先ず、油性成分を均一に混合し、溶解して80℃に加温した。次に、粉体成分を混合し、上記油性成分とともに混合して温度は80℃を維持して連続相を収得した。上記水性成分も均一に混合して80℃に加温した。
その次に、上記連続相に上記水性成分の混合物を徐徐に投与しながらホモジナイザーを利用して乳化させた。
最後に、乳化が終った後 35℃まで湯煎で冷凍させた後、常温まで空冷させた。
【0075】
上記収得された化粧料組成物としてのリキッドファウンデーションをin vitro SPF(モデルSPF290分析機; 製造社 : Optometrics USA INC)を使って物理的特性を測定し、その結果を図6に図示した。
ここでin vitroSPFによるコーティングしない二酸化チタンとポリメチルシルセスキオキサンが25%コーティングされた二酸化チタンとを同一量(10%)使ってサンクリームを作ってIn vitro test方式で紫外線遮断数値を特定した。
このデータにより、TiO2/PMSQが純粋二酸化チタンの含量が25%少ないにもかかわらず、SP 遮断数値は高くポリメチルシルセスキオキサンコーティングによって肌に均一よく塗布されるということを確認できた。
また、均一性と水液的の粒子の大きさを比べるために光学顕微鏡で測定し、45℃から4℃の温度変化で1ヶ月及び3ヶ月定置をして分離状態を評価して、乳化安全性を試し、その結果を下記の表5に示した。
【0076】
【表5】

【0077】
上記した実試例を総合した結果、本発明によれば、ポリメチルシルセスキオキサンが被服された二酸化チタン複合粒子の製造が可能であり、これは水分散系で一次粒子として通常の二酸化チタン顔料粒子を完全に分散した後、ポリメチルシルセスキオキサン樹脂をコーティングすると、粉体混合システムから分散または乳化システムに至るまでどの状態でもすぐれた分散性を維持することを確認できた。
本発明による複合粒子の表面に分布する表面シラノール基を利用して多様な表面処理が可能であり、粧料への適用時、凝集性が強い二酸化チタンの質感及び分散性を高めることができ、粒子表面のシリコーン樹脂被服層が皮脂の屈折率と殆ど同じで化粧後皮脂による濡らしによって、白色度とカバー力が低下することを防止して、化粧紙速成向上などの結果を得ることができることを確認した。
【0078】
以上で説明したものは、本発明によるシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子とその製造方法及びこれを含む化粧料組成物を実施するための一つの実施例に過ぎない。
本発明は前記の実施例に限定されずに、本発明の要旨を逸脱することなく、本発明の特許請求範囲内で、当該発明が属する分野で通常の知識を有する者ならば誰でも多様な変更実施が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0079】
本発明は、シリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子の製造方法及びこれを含む化粧料組成物に関する分野に適用できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
二酸化チタン粒子で構成されるコアと前記コアをくるむ外被とで構成され、前記外被がポリメチルシルセスキオキサンで構成されることを特徴とするシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子。
【請求項2】
前記コアの外被の割合が重量比で1:0.05乃至0.35の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子。
【請求項3】
(1)二酸化チタンを水に分散させて第1原料を準備する第1原料準備段階と、
(2)ポリメチルシルセスキオキサンをアルカリ水溶液に溶解させて第2原料を準備する第2原料準備段階と、
(3)上記第1原料に上記第2原料を投入し、撹拌しながら50ないし70℃の温度範囲で3ないし4時間の間、加温する第1反応段階と、
(4)上記第1反応段階から収得された生成物に酸水溶液を投入して重合させる第2反応段階と、
(5)反応後、20ないし30時間の間、定置させた後、水洗、濾過、脱水、乾燥及び粉砕する後処理段階と、
を含んで構成されることを特徴とするシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子の製造方法。
【請求項4】
上記第2原料準備段階でのアルカリ水溶液が10ないし20%の濃度の水酸化ナトリウム水溶液であることを特徴とする請求項3に記載のシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子の製造方法。
【請求項5】
上記第2原料準備段階から収得された第2原料の固形粉含量が5ないし15重量%であることを特徴とする請求項3に記載のシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子の製造方法。
【請求項6】
上記第2反応段階で前記酸水溶液が30ないし40%の濃度の塩酸水溶液であること特徴とする請求項3に記載のシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子の製造方法。
【請求項7】
ジメチコン、シクロメチコン、ラウリン酸ヘキシル、ステアロイルステアリン酸オクチルドデシル、アクリル酸ジメチコン共重合体、PEG9ジメチコン、ジステアリルジモニウム塩化物(Distearyldimonium Chloride)、ベントナイト、パルミチン酸及びこれらの中で2つ以上の混合物で構成されるグループから選択される油性成分40ないし50重量%と、タルク、酸化鉄ブラック、酸化鉄レド、酸化鉄イエロー及びこれらの中で2つ以上の混合物で構成されるグループから選択される粉体成分1ないし10重量%と、シリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子5ないし15重量%と、グリセリン、1,3−ブチレングリコールまたはこれらの混合物で構成されるグループから選択される水性成分5ないし15重量%と、残量として水とを含んで構成されることを特徴とするシリコーン樹脂コーティング二酸化チタン複合粒子を含む化粧料組成物。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2010−275521(P2010−275521A)
【公開日】平成22年12月9日(2010.12.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−161017(P2009−161017)
【出願日】平成21年7月7日(2009.7.7)
【出願人】(509191388)イストヒル 株式会社 (3)
【Fターム(参考)】