WO2024204123A1 - 脂肪酸処理酸化亜鉛粒子、その製造方法、ならびに、それを配合した分散体及び化粧料 - Google Patents
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Classifications
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
- A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
- A61K8/19—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
- A61K8/27—Zinc; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
- A61Q17/00—Barrier preparations; Preparations brought into direct contact with the skin for affording protection against external influences, e.g. sunlight, X-rays or other harmful rays, corrosive materials, bacteria or insect stings
- A61Q17/04—Topical preparations for affording protection against sunlight or other radiation; Topical sun tanning preparations
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G9/00—Compounds of zinc
- C01G9/02—Oxides; Hydroxides
Definitions
- the present invention relates to fatty acid-treated zinc oxide particles, a method for producing the same, and a dispersion and cosmetic composition containing the same.
- titanium dioxide particles and zinc oxide particles have been used as UV scattering agents in sunscreen cosmetics and other products due to their high UV shielding properties and transparency.
- these powders When untreated, these powders have a hydrophilic surface and may be washed away by sweat or rain. For this reason, the particle surface is often treated to make it water-repellent, especially when used in cosmetics.
- Silicon treatment and alkoxysilane treatment are commonly used for such water repellency treatments.
- silicone-treated products have tended to be avoided, and as an alternative, zinc oxide that has been treated with fatty acids, which are naturally derived components, is in demand (for example, Patent Documents 1 and 2).
- fatty acid treatment causes problems such as a decrease in performance due to the formation of fatty acid soap from the zinc ions dissolved in the water and the fatty acid, thickening due to the presence of unreacted free fatty acid, and precipitation of solids.
- it is difficult to stably obtain a high-concentration dispersion, and its performance is inferior to that of silicone-treated or alkoxysilane-treated zinc oxide, so fatty acid-treated zinc oxide is not widely distributed on the market.
- the present invention aims to provide fatty acid-treated zinc oxide particles that have excellent dispersibility, do not show excessive thickening even when blended at high concentrations, and can provide a dispersion with excellent stability over time.
- the present invention relates to a compound having a ratio (I 2 /I 1 ) of a maximum absorbance (I 2 ) at 1500-1600 cm ⁇ 1 to a maximum absorbance (I 1 ) at 1350-1500 cm ⁇ 1 in an FT-IR spectrum measured using an attenuated total reflectance ( ATR ) method of 0.8 to 1.2 , the ratio (I 3 /I 4 ) of the maximum absorbance (I 3 ) at 1700-1720 cm ⁇ 1 to the maximum absorbance (I 4 ) at 1750-1800 cm ⁇ 1 is 1.2 or less;
- the present invention relates to fatty acid-treated zinc oxide particles, characterized in that the primary particle diameter measured by a transmission electron microscope is 0.1 ⁇ m or less, and the powder is placed in isopropyl alcohol, and dispersed by irradiating the powder with ultrasonic waves at a rated output of 600 W and a vibration amplitude of 100% for 1 minute at room temperature, resulting in a dispersion having a
- the present invention includes a step (1) of repulping zinc oxide particles, which is a raw material, in a dispersion medium to prepare a slurry; (2) neutralizing the fatty acid with a base to obtain an aqueous fatty acid salt solution; and
- the method includes a step (3) of adding the obtained fatty acid salt aqueous solution to the zinc oxide slurry to perform a surface treatment,
- the zinc oxide particles as the raw material are obtained by a production method including a step of aging fine zinc oxide particles in water having a zinc salt dissolved therein, and are subjected to step (1) without a drying step,
- the method for producing fatty acid-treated zinc oxide particles is also characterized in that the steps (2) and (3) are carried out at a temperature equal to or higher than the melting point of the fatty acid.
- the zinc oxide particles which are the raw material described above, are dispersed by placing the powder in a 0.0025 mass % aqueous solution of sodium hexametaphosphate and irradiating it with ultrasonic waves at a rated output of 600 W and a vibration amplitude of 100% for 3 minutes at room temperature, and the resulting dispersion preferably has a median diameter of 0.30 ⁇ m or less, as measured by a laser diffraction scattering method.
- the present invention also relates to a dispersion containing the above-mentioned fatty acid-treated zinc oxide particles.
- the present invention also relates to a cosmetic preparation comprising the above-mentioned fatty acid-treated zinc oxide particles.
- the present invention can provide fatty acid-treated zinc oxide that has a low environmental impact and sufficient water repellency. Furthermore, by using the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention, it is possible to obtain a dispersion and a cosmetic that are excellent in dispersibility and stability over time.
- FIG. 2 is a diagram showing an FT-IR spectrum of the fatty acid-treated zinc oxide particles obtained in the examples.
- FIG. 1 is a diagram showing an FT-IR spectrum of the fatty acid-treated zinc oxide particles obtained in a comparative example.
- FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method for measuring the primary particle diameter of the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention.
- the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention can suppress thickening of the dispersion even when incorporated at a high concentration, and can produce a dispersion having excellent stability over time. In order to obtain such an effect, it is considered necessary to satisfy the following three conditions. (1) Suppress the production of fatty acid zinc (fatty acid soap). (2) Reducing the amount of unreacted fatty acid remaining. (3) The particles are easily dispersible.
- treatment with fatty acids in the present invention it is preferable to obtain treated particles in which fatty acids are bound to the surface of the zinc oxide particles.
- free fatty acid zinc produces undesirable effects. It is believed that free fatty acid zinc is produced when zinc oxide reacts with water to produce zinc ions, which then react with fatty acids to become fatty acid zinc. Therefore, in the present invention, the surface treatment process is adjusted to prevent such reactions from occurring as much as possible.
- the particles are agglomerated, they will break apart during dispersion, leaving untreated surfaces, which is thought to cause thickening when mixed at high concentrations. Almost dispersible particles are not agglomerated and are uniformly treated, so they do not thicken even when mixed at high concentrations, making it possible to obtain a low-viscosity dispersion.
- the IR peak intensity derived from the fatty acid zinc or fatty acid is smaller than the IR peak intensity of zinc oxide particles that have not been subjected to a suitable surface treatment, and in the present invention, this is expressed by the parameters ( I2 / I1 ) and ( I3 / I4 ).
- the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention are characterized in that, in an FT-IR spectrum measured using an attenuated total reflectance (ATR) method, the ratio (I 2 /I 1 ) of the maximum absorbance (I 2 ) at 1500-1600 cm -1 to the maximum absorbance (I 1 ) at 1350-1500 cm -1 is 0.8 to 1.2, and the ratio (I 3 /I 4 ) of the maximum absorbance (I 3 ) at 1700-1720 cm -1 to the maximum absorbance (I 4 ) at 1750-1800 cm -1 is 1.2 or less.
- ATR attenuated total reflectance
- the value of absorbance I 1 is the absorbance of the maximum peak of any one of the CH 3 symmetric bending vibration, the COO -symmetric stretching vibration, and the CH 3 asymmetric bending vibration detected at 1350-1500 cm -1
- the value of absorbance I 2 is the absorbance of the maximum peak of the COO -antisymmetric stretching vibration detected at 1500-1600 cm -1 .
- the ratio ( I2 / I1 ) is 0.8 to 1.2, it means that the fatty acid is bonded to the zinc oxide surface, and when it is greater than 1.2, it means that free fatty acid zinc is precipitated.
- the ratio is less than 0.8, it means that the fatty acid is not sufficiently bonded to the zinc oxide surface and a large amount of unreacted fatty acid is present.
- the lower limit of the ratio (I 2 /I 1 ) is preferably 0.9, and the upper limit is preferably 1.1.
- the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention are further characterized in that the ratio (I 3 /I 4 ) of the maximum absorbance (I 3 ) at 1700-1720 cm -1 to the maximum absorbance (I 4 ) at 1750-1800 cm -1 is 1.2 or less.
- the ratio (I 3 /I 4 ) is preferably 1.1 or less, and although there is no particular lower limit, it is preferably 0.8 or more.
- the particle size distribution in weak dispersion is close to the primary particle diameter, which is expressed in the present invention by a parameter called the mode diameter.
- the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention are characterized in that the primary particle diameter measured from a transmission electron microscope photograph is 0.1 ⁇ m or less, and the powder is placed in isopropyl alcohol and dispersed by irradiating the powder with ultrasonic waves at a rated output of 600 W and a vibration amplitude of 100% for 1 minute at room temperature, resulting in a dispersion having a mode diameter of 0.30 ⁇ m or less on a volume basis as measured by a laser diffraction scattering method.
- the primary particle diameter in the present invention is specifically a particle diameter ( ⁇ m) defined as the unidirectional diameter (the distance between two parallel lines in a fixed direction that sandwich a particle as shown in Figure 3; measurements were taken in a fixed direction for any shape of particle in the image) in a field of view of 2000 to 50,000 times magnification in a photograph taken with a transmission electron microscope JEM-1200EX II (manufactured by JEOL Ltd.), and is calculated by measuring the unidirectional diameters of 250 primary particles in the TEM photograph and calculating the average value of the cumulative distribution. It is more preferable that the primary particle diameter is 0.005 ⁇ m or more and less than 0.1 ⁇ m.
- the mode diameter in the present invention was specifically measured and obtained by the following method: 0.1 g of the above fatty acid-treated zinc oxide particles was placed in 50 ml of isopropyl alcohol, and a slurry was prepared by irradiating the particles with ultrasonic waves at 100% vibration amplitude for 1 minute at room temperature using an ultrasonic homogenizer US-600E (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho, rated output 600 W), and the mode diameter on a volume basis was measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device LA-960S (manufactured by Horiba, Ltd.).
- fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention Another characteristic of the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention is that they have very high dispersibility, and therefore can be sufficiently dispersed simply by applying a weak ultrasonic impact. It is more preferable that the above mode diameter is 0.20 ⁇ m or less.
- the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention have a surface treatment layer made of a fatty acid on the surface.
- a water-repellent surface treatment agent a fatty acid having high environmental adaptability is most preferable.
- the surface treatment referred to here is a water-repellent treatment for reducing the affinity of the zinc oxide particle surface for water, and surface treatment using a material that is easily soluble in water or disperses in water after treatment does not fall under the "water-repellent treatment" of the present invention.
- the fatty acid used in the present invention is preferably one that has strong water repellency. Compounds that form some kind of chemical bond with inorganic powder are preferred, but even compounds that physically adsorb can provide a certain degree of effect.
- the fatty acid is preferably a higher fatty acid having 10 to 30 carbon atoms, since this can further improve the dispersibility of zinc oxide particles in the dispersion. Specifically, it is preferably at least one type selected from saturated fatty acids such as stearic acid, isostearic acid, myristic acid, lauric acid, palmitic acid, etc., and unsaturated fatty acids such as oleic acid.
- stearic acid, palmitic acid, and isostearic acid are preferable from the viewpoints of being inexpensive, highly stable, and having strong water repellency due to their simple structure.
- fatty acids derived from plants In order to make a treatment agent that places a smaller burden on the environment, it is preferable to use fatty acids derived from plants.
- the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention may be obtained by coating the particle surface of zinc oxide particles as the raw material with another inorganic compound, i.e., the zinc oxide particles that have been surface-treated with another inorganic compound may be further surface-treated with a fatty acid.
- the coating material may be a known inorganic surface treatment material, for example, one or more of oxides or hydroxides of Al, Si, Zr, Sn, or the like.
- the zinc oxide particles which are the raw material, release zinc ions over time, which can destroy the emulsion system when incorporated into cosmetics.
- other ingredients are denatured due to the surface catalytic activity of zinc oxide.
- the zinc ions are coated with an inorganic compound, the loss of zinc ions can be suppressed, and for such applications (e.g., cosmetics), coating with an inorganic compound is preferable.
- a material that has been surface-treated with one or both of aluminum hydroxide and hydrous silicate as these are harmless to the environment and human body and have a high degree of activity suppression.
- the coating amount of the inorganic surface treatment material is preferably 1 to 30% by mass based on the zinc oxide, since this range provides sufficient activity suppression and has little effect on the properties of the zinc oxide.
- the lower limit is more preferably 3% by mass, and the upper limit is more preferably 20% by mass.
- the surface treatment method using the inorganic surface treatment material is not particularly limited and can be performed by any commonly known method.
- the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention preferably have an apparent density of 0.5 g/ml or more.
- the apparent density is 0.5 g/ml or more
- the bulk of the powder is reduced, which is preferable in that, for example, the amount of dust generated is reduced and the powder can be easily packed into a packaging container, allowing large amounts of powder to be transported. It is also preferable in that the powder can be easily handled, for example, when mixed with other components, in a container with a smaller volume.
- the apparent density is more preferably 0.6 g/ml or more. The higher the apparent density, the smaller the bulk of the powder.
- the apparent density can be measured by the method described in JIS K 5101-12-1 Pigment Test Method - Apparent Density or Apparent Specific Volume (Still Method).
- the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention preferably have a BET specific surface area of 25 m2 /g or less. If the BET specific surface area exceeds 25 m2 /g, the particle size becomes small and aggregation tends to occur.
- the BET specific surface area can be measured by the method described in the Examples.
- the carbon content in the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention is preferably 0.5% by mass or more and less than 8.0% by mass. If the carbon content is less than 0.5% by mass, there is a risk that a sufficient water repellent effect cannot be exhibited. If the carbon content is 8.0% by mass or more, there is a risk that the purity of the zinc oxide will decrease and performance will decrease, and addition of an excess may lead to the precipitation of free fatty acid zinc. More preferably, it is 1.0% by mass or more and less than 7.0% by mass. The above carbon content can be measured by the method described in the examples.
- the production method of the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a method for producing fatty acid-treated zinc oxide particles, which includes a step (1) of repulping zinc oxide particles as the raw material in a dispersion medium to prepare a slurry, a step (2) of neutralizing the fatty acid with a base to obtain an aqueous fatty acid salt solution, and a step (3) of adding the obtained aqueous fatty acid salt solution to the zinc oxide slurry for surface treatment, in which the zinc oxide particles as the raw material are obtained by a production method including a step of maturing fine zinc oxide particles in water in which a zinc salt is dissolved, and are subjected to step (1) without a drying step, and the above steps (2) and (3) are carried out at a temperature equal to or higher than the melting point of the fatty acid.
- a production method is also one aspect of the present invention.
- step (1) is a step of repulping the raw material zinc oxide particles in a dispersion medium to prepare a slurry.
- preparing a slurry of zinc oxide particles in step (1) is an important step.
- the method is characterized in that the fatty acid coating is formed when the zinc oxide particles are in a dispersed slurry state, rather than in a dry, aggregated state.
- the zinc oxide particles used as the raw material in step (1) are those which have undergone a synthesis reaction in an aqueous medium, and are used to prepare the slurry as is, without going through a drying step. In other words, it is preferable not to have a step of drying the particles between the particle production step and the fatty acid treatment step. In this way, aggregation between particles is suppressed, and surface treatment is not performed on the aggregated particles, so that the excellent dispersion performance described above can be obtained.
- each zinc oxide particle is surface-treated, and therefore water repellency can be efficiently imparted without the need for an excessive amount of fatty acid coating.
- the zinc oxide particle slurry is not limited, but preferably contains zinc oxide particles in the range of, for example, 10 to 1000 g/L.
- the method for preparing the slurry is not particularly limited.
- zinc oxide particles obtained in a zinc oxide particle production process are filtered, and then added to water without drying, and dispersed at 5 to 30° C. for 10 to 30 minutes to obtain a uniform slurry having a zinc oxide particle concentration of 10 to 1,000 g/l.
- the dispersion medium is not particularly limited, and for example, alcohols such as isopropanol or organic solvents can be used, but it is preferable to use water from the standpoint of safety and production costs.
- the above step (2) is a step of neutralizing the fatty acid with a base to obtain an aqueous solution of fatty acid salt, and is carried out at a temperature equal to or higher than the melting point of the fatty acid.
- the concentration of the above aqueous solution of fatty acid salt is preferably 15 wt% or less, more preferably 10 wt% or less. Therefore, the above temperature is more preferably a temperature at which the solubility of the fatty acid salt in water is 10 wt% or more.
- the above neutralization is preferably carried out using a commonly used base such as caustic soda (sodium hydroxide) or caustic potash (potassium hydroxide).
- the above melting point and solubility are determined by the composition of the fatty acid used, so the temperature of step (2) may vary.
- the melting point of stearic acid is 70°C, so it is sufficient to carry out the neutralization at a temperature of 70°C or higher.
- the solubility of sodium stearate in water is 3 wt% at 70°C and 10 wt% at 75°C, so it is more preferable to carry out the neutralization at 75°C or higher.
- the step (2) is preferably carried out with stirring, which allows the fatty acid and the fatty acid salt to be more thoroughly melted and dissolved.
- the stirring means in the above step (2) is not particularly limited, but examples thereof include stirring with a stirring blade, shaking stirring, stirring with a mixer, stirring with a stirrer, and the like.
- the step (3) is a step of adding the obtained aqueous fatty acid salt solution to the zinc oxide slurry to perform surface treatment.
- the surface treatment step it is preferable to add the aqueous fatty acid salt solution to the zinc oxide particle slurry obtained in step (1) and then stir the mixture. Stirring makes it easier for the fatty acid to be uniformly adsorbed onto the zinc oxide particles, and the surface treatment can be carried out more efficiently.
- the stirring time is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or more.
- the stirring means is not particularly limited, but examples thereof include stirring with a stirring blade, shaking, mixing with a mixer, and stirring with a stirrer.
- the surface treatment step (3) is also carried out at a temperature equal to or higher than the melting point of the fatty acid, similar to the step (2), and more preferably at a temperature at which the solubility of the fatty acid salt in water is 10 wt % or more.
- the fatty acid is reacted with zinc oxide in a liquid state, not in a solid state, thereby making it possible to perform a uniform surface treatment. If the temperature in the steps (2) and (3) is lower than the melting point of the fatty acid, the reaction between the fatty acid and the fatty acid salt and the zinc oxide may be insufficient.
- the insufficient reaction here includes a state in which the fatty acid or the fatty acid salt remains in a solid state and is not uniformly chemically bonded or physically adsorbed to the zinc oxide. If the zinc oxide is not uniformly treated, even if the ratios ( I2 / I1 ) and ( I3 / I4 ) of the obtained fatty acid-treated zinc oxide particles are within the ranges of the present invention, problems such as aggregation due to untreated parts and difficulty in adsorbing the dispersant to the excessively treated parts may occur during the preparation of the dispersion, leading to viscosity increase.
- the step (3) is a step of adding an aqueous solution of a fatty acid salt, and it is preferable to add the fatty acid so that the amount of the fatty acid added is 1.0% by mass or more relative to the zinc oxide particles. If the amount added is less than 1.0% by mass, the water repellency may be insufficient. More preferably, it is 1.5% by mass or more. Furthermore, the amount added is preferably 10% by mass or less. If the amount added exceeds 10% by mass, simple fatty acid zinc that cannot be bonded to the zinc oxide surface remains even if the zinc oxide is dried at a temperature equal to or higher than the melting point of the fatty acid and fatty acid zinc in the drying step. This may result in the ratio ( I2 / I1 ) being outside the range of the present invention. The amount added is more preferably 8% by mass or less.
- the resulting slurry is aged for 0.5 to several tens of hours while continuing to stir, to form a fatty acid coating on the surfaces of the zinc oxide particles.
- small amounts of other components may be added within the range that does not impair the effects of the present invention.
- a dispersant may be added.
- the maturation is preferably carried out at 45 to 110°C.
- the maturation time can be 0.5 to 24 hours. Since zinc oxide particles that have been uniformly treated can be obtained depending on the conditions such as the maturation temperature, maturation time, and zinc oxide concentration, it is preferable to set these conditions appropriately depending on the type and amount of fatty acid added.
- the fatty acid-treated zinc oxide particles thus obtained may be subjected to post-treatments such as pH adjustment, filtration, and washing with water, if necessary.
- the pH adjustment step the pH of the aged slurry is preferably adjusted to 6-10, and more preferably 7-8.
- the neutralizing agent it is preferable to use a commonly used acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid, and it is also possible to use a zinc salt such as zinc sulfate or zinc chloride.
- the method for producing fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention preferably further includes a drying step.
- Drying is preferably carried out at a temperature equal to or higher than the melting point of the fatty acid, and more preferably at a temperature equal to or higher than the melting point of the fatty acid zinc.
- a temperature equal to or higher than the melting points of the fatty acid and fatty acid zinc By drying at a temperature equal to or higher than the melting points of the fatty acid and fatty acid zinc, the remaining fatty acid and the excess precipitated fatty acid zinc can be melted and chemically bonded to the zinc oxide surface.
- drying is preferably carried out at a temperature equal to or higher than the melting point of stearic acid, which is 70°C, and more preferably at a temperature equal to or higher than the melting point of zinc stearate, which is 120°C.
- the heating temperature in the drying step is not particularly limited, but it is preferable that the surface treatment is not followed by a calcination step in which the surface is heated at 300° C. or higher.
- a calcination step in which the surface is heated at 300° C. or higher.
- the particle size and shape of the zinc oxide particles as the raw material can be maintained, and the above-mentioned effects of the present invention can be particularly preferably obtained.
- a pulverization step as necessary.
- a dry pulverization method for example, an atomizer can be used.
- the zinc oxide particles used as the raw material are not particularly limited, but it is preferable to use one that has high dispersibility in itself, as this will increase the dispersibility of the resulting fatty acid-treated zinc oxide particles.
- the resulting fatty acid-treated zinc oxide particles As described above, by subjecting zinc oxide particles with excellent dispersibility to fatty acid treatment, a uniform fatty acid coating layer is formed on each particle, and the resulting fatty acid-treated zinc oxide particles also have excellent dispersibility, so that they can be dispersed with a weak impact when incorporated into cosmetics, etc. On the other hand, when no impact is applied, aggregated particles can be formed with a moderate cohesive force. Therefore, the handling properties are good.
- the shape of the zinc oxide particles as the raw material is not particularly limited, but a plate shape is preferred in terms of improving the feel of the resulting fatty acid-treated zinc oxide particles when used and their shielding properties against UV, etc.
- the primary particle diameter is preferably less than 0.1 ⁇ m
- the aspect ratio is preferably less than 2.5
- the oil absorption/BET specific surface area is preferably 1.5 ml/100 m 2 or less.
- the oil absorption/BET specific surface area (ml/100 m 2 ) is the value obtained by dividing the oil absorption (ml/100 g) by the BET specific surface area (m 2 /g), and the smaller this value, the lower the oil absorption per unit area of the particle surface, the less the particles aggregate, and the higher the particle independence and dispersibility.
- raw zinc oxide particles include those obtained by a production method including a step of aging fine zinc oxide particles having a primary particle size of 0.005 ⁇ m or more and 0.05 ⁇ m or less in water having a zinc salt dissolved therein. Specifically, it is preferable to use the zinc oxide particles disclosed in International Publication WO 2012/147888.
- WO 2012/147888 discloses a method for obtaining zinc oxide particles with excellent dispersibility by a manufacturing method including a step of aging fine zinc oxide particles in water in which a zinc salt is dissolved. After producing zinc oxide particles in water by such a method, it is preferable to filter the particles and perform surface treatment by the method described above without drying them. This allows surface treatment to be performed on zinc oxide particles with little aggregation, and the object of the present invention can be preferably achieved.
- zinc oxide particles characterized by a primary particle size of less than 0.1 ⁇ m, an aspect ratio of less than 2.5, and an oil absorption/BET specific surface area of 1.5 ml/100 m2 or less. It is particularly preferable to use such zinc oxide particles as a raw material.
- the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention may further be subjected to other surface treatments, if necessary.
- the surface treatment is not particularly limited, and examples thereof include known treatment methods such as inorganic surface treatments for forming an inorganic oxide layer such as a silica layer, an alumina layer, a zirconia layer, a titania layer, and other various surface treatments.
- a plurality of types of surface treatments may be performed in sequence.
- the surface treatment include surface treatment with a surface treatment agent selected from an organic aluminum compound, an organic titanium compound, a polyhydric alcohol, or an alkanolamine.
- a surface treatment agent selected from an organic aluminum compound, an organic titanium compound, a polyhydric alcohol, or an alkanolamine.
- the amount of such a surface treatment agent can be appropriately set depending on the particle size of the zinc oxide particles.
- the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention may be dispersed in water or an oil agent to form a dispersion. Such dispersions are also part of the present invention.
- the dispersion of the present invention preferably contains the fatty acid-treated zinc oxide particles of the present invention in a proportion of 40 to 80% by mass based on the total amount of the dispersion, and the lower limit is more preferably 45% by mass, and even more preferably 50% by mass. Since the fatty acid-treated zinc oxide particles have the above-mentioned effects, even in such a relatively high blend amount range, the dispersibility is good, the viscosity of the dispersion is low, and the viscosity is maintained over time.
- the dispersion of the present invention preferably further contains polyhydroxystearic acid, which functions as a dispersant and is preferred in that the fatty acid-treated zinc oxide particles are well dispersed in a solvent.
- polyhydroxystearic acid is particularly preferred in that good dispersion can be achieved even with a small amount, and that the fatty acid-treated zinc oxide particles having a water-repellent surface treatment layer are less likely to be washed away by water during use.
- the hydroxyl group of hydroxystearic acid is preferably bonded to the carbon at position 12, and the degree of polymerization of hydroxystearic acid is preferably 3 to 12, and more preferably 4 to 8.
- Commercially available products include Salacos HS-6C (manufactured by Nisshin Oillio Co., Ltd.) and ARLACEL P-100 (manufactured by Uniqema Co., Ltd.).
- the amount of polyhydroxystearic acid in the dispersion is preferably 0.1 to 10% by mass.
- the lower limit is more preferably 1% by mass, and the upper limit is even more preferably 7% by mass or less.
- the above ratios are particularly preferred in that they increase the solvent content and provide high compatibility with cosmetic formulations.
- the dispersion of the present invention preferably contains an oil as a medium for dispersing the fatty acid-treated zinc oxide particles.
- the oil is not particularly limited, but from the viewpoint of environmental impact, an oil that does not have a polysiloxane skeleton is preferred, and liquid oils that are liquid at room temperature (15 to 25°C) are preferred from the viewpoint of dispersibility.
- examples include ester oil, fruit oil, and other oils and fats. Among these, ester oil and fruit oil are preferred because they are easy to use when used in cosmetics. Specifically, the following can be mentioned, and one or more of them can be used.
- ester oils include ethylhexyl palmitate, isopropyl isostearate, ethyl oleate, octyldodecyl oleate, octyldodecyl myristate, diisostearyl malate, glyceryl tricaprylate, isooctyl isononanoate, isotridecyl isononanoate, isononyl isononanoate, ethylhexyl isononanoate, propylene glycol dicaprate, neopentylene glycol dicaprate, neopentylene glycol diethylhexanoate, cetyl ethylhexanoate, glyceryl tri-2-ethylhexanoate, jojoba oil, isopropyl myristate, and isopropyl palmitate.
- isotridecyl isononanoate polyglyceryl diisostearate, diglyceryl triisostearate, glyceryl tribehenate, dipentaerythrityl hexa(hydroxystearic acid/stearic acid/rosin acid), neopentyl glycol dioctanoate, cholesteryl isostearate, cholesteryl hydroxystearate, cholesteryl stearate, cholesteryl lanolinate, phytosteryl oleate, di(cholesteryl, behenyl, octyldodecyl) N-lauroyl-L-glutamate, di(phytosteryl, 2-octyldodecyl) N-lauroyl-L-glutamate, etc.
- the above-mentioned fruit oils include olive fruit oil, lily of the valley fruit oil, fennel fruit oil, caraway fruit oil, pepper fruit oil, coriander fruit oil, juniper fruit oil, vanilla fruit oil, bergamot fruit oil, lemon fruit oil, etc.
- oils and fats mentioned above include safflower oil, soybean oil, evening primrose oil, grape seed oil, rosehip oil, coconut oil, almond oil, sesame oil, wheat germ oil, corn oil, cottonseed oil, avocado oil, camellia oil, persic oil, castor oil, peanut oil, hazelnut oil, macadamia nut oil, medfoam oil, cocoa butter, shea butter, wood wax, coconut oil, palm oil, palm kernel oil, beef tallow, horse tallow, mink oil, milk fat, egg yolk oil, turtle oil, Japan wax, camellia oil, etc.
- the blending amount of the oil agent in the dispersion is preferably 5 to 60% by mass. This ratio is preferable because it makes the oil more compatible with the cosmetic composition when blended therewith.
- the lower limit is more preferably 10% by mass, and the upper limit is more preferably 55% by mass.
- the dispersion of the present invention may contain preservatives, pH adjusters, pure water, etc., depending on the purpose.
- the dispersion of the present invention preferably has an initial viscosity of 1,500 mPa ⁇ s or less, and more preferably 1,000 mPa ⁇ s or less, as measured by the following evaluation method. If the viscosity is within this range, the beads are easy to separate after dispersion.
- the dispersion of the present invention preferably has a viscosity after 7 days of 2,000 mPa ⁇ s or less, more preferably 1,800 mPa ⁇ s or less, as measured by the following evaluation method. If the viscosity is within this range, the dispersion is not too high, is easy to remove from a container, and is easy to handle.
- Viscosity evaluation method over time 8 ml of the dispersion immediately after production was placed in a 9 ml screw bottle and stored in a thermostatic chamber at 40° C. for 7 days. The viscosity (25° C.) was measured 60 seconds after the start of rotation by rotating the dispersion at 12 rpm using a B-type viscometer (TVB-10 manufactured by Tokyo Keiki) with a rotor No. 4.
- B-type viscometer (TVB-10 manufactured by Tokyo Keiki) with a rotor No. 4.
- the method for producing the dispersion of the present invention is not particularly limited. Specifically, for example, the fatty acid-treated zinc oxide particles, a dispersant, and a solvent are used as raw materials, and the raw materials are mixed with other components, stirred, and the like, to obtain the composition.
- the dispersion of the present invention is preferably an oil-based dispersion that is substantially free of water. Furthermore, the content of components other than the above-mentioned fatty acid-treated zinc oxide particles, dispersant, and solvent is preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less. Furthermore, the dispersion may consist of only the above-mentioned fatty acid-treated zinc oxide particles, dispersant, and solvent.
- the dispersion of the present invention can be used particularly as a raw material for the production of cosmetics. For this reason, in order to avoid any restrictions on the formulation, it is preferable that the dispersion contains as few components other than those mentioned above as possible.
- the dispersion of the present invention may contain inorganic particles other than zinc oxide.
- Inorganic particles that can be used in combination are not particularly limited, but examples include titanium dioxide.
- titanium dioxide when titanium dioxide is used in combination with zinc oxide, the problem of thickening tends to become more pronounced, so the effects of the present invention become more pronounced when used in combination with titanium dioxide.
- zinc oxide is used as an ultraviolet shielding agent in ultraviolet protection cosmetics, titanium dioxide particles with a different ultraviolet shielding range may be used in combination, and the present invention is also useful in such cases.
- the titanium dioxide particles used in combination are not particularly limited, but it is preferable to use titanium dioxide particles whose surface has been treated with a fatty acid.
- the amount of fatty acid coated on the titanium dioxide particles is preferably 4.0 to 8.5% by mass relative to the titanium dioxide particles.
- the type of fatty acid may be the same as that used for zinc oxide.
- zinc oxide particles it is preferable to treat the particles with aluminum hydroxide or hydrous silicic acid and then with a fatty acid.
- the surface treatment of titanium dioxide particles can be carried out by a conventional method or a method similar to the treatment of zinc oxide particles described above.
- the titanium dioxide particles preferably have an average primary particle size of 200 nm or less. If the average primary particle size of the titanium dioxide particles exceeds 200 nm, the hiding power is large, the particles become white, and the transparency is low.
- the lower limit of the average primary particle size of the titanium dioxide particles is not particularly limited, but is usually 5 nm.
- the average primary particle size of the titanium dioxide particles is calculated by measuring the particle sizes of 200 randomly selected particles under an electron microscope and averaging the particle sizes.
- the shape of titanium dioxide particles is not particularly limited, and any shape such as sphere, rod, needle, spindle, plate, etc.
- the above-mentioned average primary particle diameter in the case of a shape other than sphere is defined as the average length of the minor axis side in the case of rod-shaped, needle-shaped, and spindle-shaped particles, and is defined as the average diagonal length of the face in the case of plate-shaped particles.
- the titanium dioxide particles preferably have a major axis diameter/minor axis diameter (aspect ratio) of not more than 9.
- the aspect ratio of the titanium dioxide particles is calculated as the average major axis diameter/minor axis diameter value of 200 particles randomly selected under an electron microscope.
- the total amount of the fatty acid-treated zinc oxide particles and the inorganic particles other than zinc oxide, such as titanium dioxide is preferably 40 to 70% by mass in the total amount of the dispersion.
- the inorganic particles may be blended in an amount that does not impair the object of the present invention.
- the blended amount of inorganic particles other than zinc oxide, such as titanium dioxide is preferably no more than twice the mass of zinc oxide.
- the dispersion of the present invention is preferably a non-silicone dispersion.
- Non-silicone means that it does not substantially contain silicone-based materials, and preferably does not substantially contain silicone-based oils, silicone-based surfactants, or inorganic particles that have been surface-treated with silicone-based surface treatment agents.
- the amount of silicone-based materials is preferably 1% by mass or less of the total amount of the dispersion, and more preferably 0.5% by mass or less.
- the dispersion of the present invention is suitable for use in cosmetics.
- the type of cosmetics is not particularly limited, but it can be blended into cosmetics that are applied externally to the skin or hair, such as skin care products, hair products, makeup products, and UV protection products.
- the cosmetic of the present invention may be used in combination with any aqueous and oily components that can be used in the field of cosmetics.
- the aqueous and oily components are not particularly limited, and examples thereof include oils, surfactants, moisturizing agents, higher alcohols, sequestering agents, water-soluble natural and semi-synthetic, synthetic polymers, water-soluble and oil-soluble polymers, organic ultraviolet screening agents, various extracts, and the like.
- various powders such as inorganic and organic pigments, inorganic and organic clay minerals, inorganic and organic pigments treated with metal soap or silicone, coloring agents such as organic dyes, and other medicinal ingredients such as preservatives, antioxidants, coloring agents, thickeners, emulsifying thickeners, pH adjusters, fragrances, cooling agents, antiperspirants, bactericides, skin activators, anti-inflammatory agents, whitening agents, and film-forming agents may be contained.
- the cosmetic preparation of interest can be produced by a conventional method by arbitrarily mixing one or more of the ingredients listed below. The amount of these ingredients is not particularly limited as long as it is within a range that does not impair the effects of the present invention.
- the cosmetic preparation of the present invention may be a non-silicone-based formulation, or may be a formulation containing silicone-based materials, such as silicone-based oils, including methyl silicone and methyl phenyl silicone, depending on the purpose.
- the oils are not particularly limited, and examples thereof include avocado oil, camellia oil, turtle oil, macadamia nut oil, corn oil, mink oil, olive oil, rapeseed oil, egg yolk oil, sesame oil, persic oil, wheat germ oil, sasanqua oil, castor oil, linseed oil, safflower oil, cottonseed oil, perilla oil, soybean oil, peanut oil, tea seed oil, kaya oil, rice bran oil, Chinese tung oil, Japanese tung oil, jojoba oil, germ oil, triglycerin, glycerin trioctanoate, glycerin triisopalmitate, cacao butter, coconut oil, horse tallow, hydrogenated coconut oil, palm oil, beef tallow, mutton tallow, hydrogenated beef tallow, palm kernel oil, lard, beef bone fat, Japan wax kernel oil, hydrogenated oil, beef leg fat, Japan wax, hydrogenated castor oil, beeswax, candelilla
- Examples include botara wax, whale wax, montan wax, bran wax, lanolin, kapok wax, lanolin acetate, liquid lanolin, sugar cane wax, lanoline fatty acid isopropyl, hexyl laurate, reduced lanolin, jojoba wax, hard lanolin, shellac wax, POE lanolin alcohol ether, POE lanolin alcohol acetate, POE cholesterol ether, lanoline fatty acid polyethylene glycol, POE hydrogenated lanolin alcohol ether, liquid paraffin, ozokerite, pristane, paraffin, ceresin, squalene, petrolatum, microcrystalline wax, propylene glycol dicaprate, ethylhexyl palmitate, isotridecyl isononanoate, etc.
- the surfactant is not particularly limited, and examples thereof include lipophilic nonionic surfactants, hydrophilic nonionic surfactants, and other surfactants.
- the lipophilic nonionic surfactant is not particularly limited, and examples thereof include sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monooleate, sorbitan monoisostearate, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan sesquioleate, sorbitan trioleate, diglycerol sorbitan penta-2-ethylhexyl acid, and diglycerol sorbitan tetra-2-ethylhexyl acid; glycerin monocottonseed oil fatty acid glycerin, glycerin monoerucate, glycerin sesquioleate, glycerin monostearate, ⁇ , ⁇ '-oleic acid pyroglutamic acid glycer
- the hydrophilic nonionic surfactant is not particularly limited, and examples thereof include POE sorbitan fatty acid esters such as POE sorbitan monooleate, POE sorbitan monostearate, and POE sorbitan tetraoleate (e.g., polysorbate 60), POE sorbitan fatty acid esters such as POE sorbitan monolaurate, POE sorbitan monooleate, POE sorbitan pentaoleate, and POE sorbit monostearate, POE sorbitan fatty acid esters such as POE glycerin monostearate, POE glycerin monoisostearate, and POE glycerin triisostearate.
- POE sorbitan fatty acid esters such as POE sorbitan monooleate, POE sorbitan monostearate, and POE sorbitan tetraoleate (e.g., polysorbate 60)
- POE glycerin fatty acid esters such as stearate, POE fatty acid esters such as POE monooleate, POE distearate, POE dioleate, and ethylene glycol distearate, POE alkyl ethers such as POE lauryl ether, POE oleyl ether, POE stearyl ether, POE behenyl ether, POE 2-octyldodecyl ether, and POE cholestanol ether, and POE alkyl phenyl ethers such as POE octylphenyl ether, POE nonylphenyl ether, and POE dinonylphenyl ether.
- POE alkyl ethers such as POE octylphenyl ether, POE nonylphenyl ether, and POE dinonylphenyl ether.
- POE ⁇ POP alkyl ethers such as POE ⁇ POP cetyl ether, POE ⁇ POP 2-decyltetradecyl ether, POE ⁇ POP monobutyl ether, POE ⁇ POP hydrogenated lanolin, POE ⁇ POP glycerin ether, etc.; tetraPOE ⁇ tetraPOP ethylenediamine condensates such as Tetronic, POE castor oil, POE hydrogenated castor oil, POE hydrogenated castor oil monoisostearate, POE hydrogenated castor oil triisostearate, POE hydrogenated castor oil monopyroglutamic acid monoisostearin Examples of such compounds include acid diesters, POE castor oil hydrogenated castor oil derivatives such as POE hydrogenated castor oil maleic acid, POE beeswax/lanolin derivatives such as POE sorbitol beeswax, alkanolamides such as coconut oil fatty acid diethanolamide, lauric acid mono
- the above-mentioned other surfactants may be, for example, anionic surfactants such as fatty acid soaps, higher alkyl sulfate ester salts, POE lauryl triethanolamine sulfate, and alkyl ether sulfate ester salts; cationic surfactants such as alkyl trimethyl ammonium salts, alkyl pyridinium salts, alkyl quaternary ammonium salts, alkyl dimethyl benzyl ammonium salts, POE alkyl amines, alkyl amine salts, and polyamine fatty acid derivatives; and amphoteric surfactants such as imidazoline-based amphoteric surfactants and betaine-based surfactants, within a range that does not cause problems in terms of stability and skin irritation.
- anionic surfactants such as fatty acid soaps, higher alkyl sulfate ester salts, POE lauryl triethanolamine sulfate, and alkyl
- the above-mentioned moisturizing agents are not particularly limited, and examples thereof include xylitol, sorbitol, maltitol, chondroitin sulfate, hyaluronic acid, mucoitin sulfate, caronic acid, atelocollagen, cholesteryl-12-hydroxystearate, sodium lactate, bile salts, dl-pyrrolidone carboxylate, short-chain soluble collagen, diglycerin (EO) PO adduct, Rosa rugosa extract, Achillea millefolium extract, and Melilot extract.
- EO diglycerin
- the higher alcohols are not particularly limited, and examples thereof include straight-chain alcohols such as lauryl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, behenyl alcohol, myristyl alcohol, oleyl alcohol, and cetostearyl alcohol, and branched-chain alcohols such as monostearyl glycerin ether (batyl alcohol), 2-decyltetradecinol, lanolin alcohol, cholesterol, phytosterol, hexyldodecanol, isostearyl alcohol, and octyldodecanol.
- straight-chain alcohols such as lauryl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, behenyl alcohol, myristyl alcohol, oleyl alcohol, and cetostearyl alcohol
- branched-chain alcohols such as monostearyl glycerin ether (batyl alcohol), 2-decyltetradecinol, lanolin alcohol, cholesterol, phytosterol, hexyldode
- the sequestering agent is not particularly limited, and examples thereof include 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid, 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid tetrasodium salt, sodium citrate, sodium polyphosphate, sodium metaphosphate, gluconic acid, phosphoric acid, citric acid, ascorbic acid, succinic acid, edetic acid, etc.
- the above-mentioned natural water-soluble polymers are not particularly limited, and examples thereof include plant-based polymers such as gum arabic, tragacanth gum, galactan, guar gum, carob gum, karaya gum, carrageenan, pectin, agar, quince seed, algae colloid (cassow extract), starch (rice, corn, potato, wheat), and glycyrrhizic acid; microbial polymers such as xanthan gum, dextran, succinoglucan, and pullulan; and animal-based polymers such as collagen, casein, albumin, and gelatin.
- plant-based polymers such as gum arabic, tragacanth gum, galactan, guar gum, carob gum, karaya gum, carrageenan, pectin, agar, quince seed, algae colloid (cassow extract), starch (rice, corn, potato, wheat), and glycyrrhizic acid
- microbial polymers such
- Semi-synthetic water-soluble polymers are not particularly limited, and examples thereof include starch-based polymers such as carboxymethyl starch and methylhydroxypropyl starch, cellulose-based polymers such as methyl cellulose, nitrocellulose, ethyl cellulose, methylhydroxypropyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, sodium cellulose sulfate, hydroxypropyl cellulose, sodium carboxymethyl cellulose (CMC), crystalline cellulose, and cellulose powder, and alginic acid-based polymers such as sodium alginate and propylene glycol alginate.
- starch-based polymers such as carboxymethyl starch and methylhydroxypropyl starch
- cellulose-based polymers such as methyl cellulose, nitrocellulose, ethyl cellulose, methylhydroxypropyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, sodium cellulose sulfate, hydroxypropyl cellulose, sodium carboxymethyl cellulose (CMC), crystalline cellulose, and cellulose powder
- Synthetic water-soluble polymers are not particularly limited, and examples include vinyl polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl methyl ether, and polyvinylpyrrolidone; polyoxyethylene polymers such as polyethylene glycol 20,000, 40,000, and 60,000; polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer polymers; acrylic polymers such as sodium polyacrylate, polyethyl acrylate, and polyacrylamide; polyethyleneimine; and cationic polymers.
- vinyl polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl methyl ether, and polyvinylpyrrolidone
- polyoxyethylene polymers such as polyethylene glycol 20,000, 40,000, and 60,000
- polyoxyethylene-polyoxypropylene copolymer polymers such as sodium polyacrylate, polyethyl acrylate, and polyacrylamide
- polyethyleneimine polyethyleneimine
- cationic polymers are not particularly limited, and examples include vinyl polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl methyl
- Inorganic water-soluble polymers are not particularly limited, but examples include bentonite, AlMg silicate (beegum), laponite, hectorite, and silicic anhydride.
- the organic UV blocking agent is not particularly limited, and examples thereof include benzoic acid UV blocking agents such as para-aminobenzoic acid (hereinafter abbreviated as PABA), PABA monoglycerin ester, N,N-dipropoxy PABA ethyl ester, N,N-diethoxy PABA ethyl ester, N,N-dimethyl PABA ethyl ester, and N,N-dimethyl PABA butyl ester; anthranilic acid UV blocking agents such as homomenthyl-N-acetylanthranilate; and salicylic acid UV blocking agents such as amyl salicylate, menthyl salicylate, homomenthyl salicylate, octyl salicylate, phenyl salicylate, benzyl salicylate, and p-isopropanol phenyl salicylate.
- PABA para-aminobenzoic acid
- PABA para-aminobenzoic acid
- Covering agents ethylhexyl p-methoxycinnamate, octyl cinnamate, ethyl 4-isopropyl cinnamate, methyl 2,5-diisopropyl cinnamate, ethyl 2,4-diisopropyl cinnamate, methyl 2,4-diisopropyl cinnamate, propyl p-methoxycinnamate, isopropyl p-methoxycinnamate, isoamyl p-methoxycinnamate, 2-ethoxyethyl p-methoxycinnamate, cyclohexyl p-methoxycinnamate, ethyl ⁇ -cyano- ⁇ -phenylcinnamate, 2-ethylhexyl ⁇ -cyano- ⁇ -phenylcinnamate, glyceryl mono-2-ethylhexano
- the various extracts are not particularly limited, and examples thereof include Houttuynia cordata extract, Phellodendron bark extract, Melilot extract, Lamium extract, Licorice extract, Peony extract, Soapwort extract, Loofah extract, Cinchona extract, Saxifrage extract, Sophora flavescens extract, Water hyacinth extract, Fennel extract, Primrose extract, Rose extract, Rehmannia extract, Lemon extract, Lithospermum root extract, Aloe extract, Calamus root extract, Eucalyptus extract, Horsetail extract, Sage extract, Thyme extract, Tea extract, Seaweed extract, Cucumber extract, Clove extract, Raspberry extract, Melissa extract, Carrot extract, Horse chestnut extract, Peach extract, Peach leaf extract, Mulberry extract, Cornflower extract, Hamamelis extract, Placenta extract, Thymus extract, Silk extract, Licorice extract, etc.
- the above-mentioned various powders include luster color pigments such as red iron oxide, yellow iron oxide, black iron oxide, titanium mica, iron oxide-coated titanium mica, and titanium oxide-coated glass flakes; inorganic powders such as mica, talc, kaolin, sericite, titanium dioxide, and silica; and organic powders such as polyethylene powder, nylon powder, cross-linked polystyrene, cellulose powder, and silicone powder.
- part or all of the powder components may be treated to be water-repellent by a known method with substances such as silicones, fluorine compounds, metal soaps, oils, and acyl glutamates.
- Other medicinal ingredients are not particularly limited, and examples include vitamins such as vitamin A oil, retinol, retinol palmitate, inositol, pyridoxine hydrochloride, benzyl nicotinate, nicotinamide, DL- ⁇ -tocopherol nicotinate, magnesium ascorbyl phosphate, 2-O- ⁇ -D-glucopyranosyl-L-ascorbic acid, vitamin D2 (ergocaciferol), dl- ⁇ -tocopherol, dl- ⁇ -tocopherol acetate, pantothenic acid, and biotin; hormones such as estradiol and ethinyl estradiol; amino acids such as arginine, aspartic acid, cystine, cysteine, methionine, serine, leucine, and tryptophan; anti-inflammatory agents such as allantoin and azulene, whitening agents such as arbutin; astringents such as t
- the cosmetic of the present invention is not particularly limited in its manufacturing method, and may be manufactured by a manufacturing method that corresponds to the form of the cosmetic. Specifically, for example, the cosmetic can be obtained by mixing the dispersion of the present invention with other components.
- Example of manufacturing zinc oxide cake 80 g of FINEX-50 (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., primary particle size 0.020 ⁇ m) was repulped in 1200 ml of an aqueous zinc acetate solution with a zinc acetate concentration of 0.135 mol/l to prepare a slurry. The slurry was then heated to 70°C over 42 minutes while stirring, and aged at 70°C for 2 hours while stirring. After aging, the slurry was filtered and washed with water. The obtained solid was then repulped in 3 liters of water to prepare a slurry, which was heated to 95°C while stirring, and heated and washed at 95°C for 60 minutes while stirring. After heating and washing, the slurry was filtered and washed with water to obtain a zinc oxide cake.
- FINEX-50 manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., primary particle size 0.020 ⁇ m
- Example 1 The zinc oxide cake obtained in the manufacturing example was weighed out to a zinc oxide content of 30 g, and repulped in pure water to a powder concentration of 100 g/L to obtain a zinc oxide slurry. 0.45 g of 30% caustic soda was added to the pure water and heated to 90°C, and then 0.9 g (3.0% based on zinc oxide) of stearic acid (Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., stearic acid, plant-derived) was added to obtain an aqueous sodium stearate solution. The aqueous sodium stearate solution (90°C) was added to the zinc oxide slurry heated to 90°C, and the mixture was aged for 2 hours while maintaining the temperature at 90°C.
- stearic acid Flujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., stearic acid, plant-derived
- the mixture was cooled to 70°C, adjusted to pH 7.0 with sulfuric acid, filtered, washed with water, and dried at 120°C for 16 hours to obtain zinc oxide particles treated with stearic acid.
- the evaluation results of the physical properties of the obtained particles and the physical properties of the coating film are shown in Table 1.
- the melting point of stearic acid is 70°C.
- Example 2 Stearic acid-treated zinc oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.3 g of 30% caustic soda was added to pure water, heated to 90°C, and then 0.6 g of stearic acid (2.0% based on zinc oxide) was added to obtain an aqueous sodium stearate solution, filtered, washed with water, and then dried at 80°C.
- Example 3 Isostearic acid-treated zinc oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that isostearic acid (Isostearic acid (mixture of isomers) manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of stearic acid.
- the melting point of isostearic acid is 7°C.
- Example 4 Palmitic acid-treated zinc oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that palmitic acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of stearic acid.
- the melting point of palmitic acid is 64°C.
- Example 2 Stearic acid-treated zinc oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of 30% caustic soda was 1.5 g and the amount of stearic acid was 3.0 g (10.0% based on zinc oxide).
- Example 4 Stearic acid-treated zinc oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the zinc oxide cake obtained in Production Example was changed to FINEX-30 (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., average particle size 35 nm), the amount of 30% caustic soda was changed to 0.6 g, and the amount of stearic acid was changed to 1.2 g (4.0% based on zinc oxide).
- FINEX-30 manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., average particle size 35 nm
- the amount of 30% caustic soda was changed to 0.6 g
- the amount of stearic acid was changed to 1.2 g (4.0% based on zinc oxide).
- Example 5 Stearic acid-treated zinc oxide particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.45 g of 30% caustic soda was added to the zinc oxide slurry, heated to 40°C, 0.9 g of stearic acid (3.0% based on zinc oxide) was added, and the mixture was aged for 2 hours while maintaining the temperature at 40°C.
- the primary particle diameter in this specification is calculated as the average particle diameter of 250 particles randomly selected within a 20,000 to 50,000 times magnification field of view in a photograph taken with a transmission electron microscope JEM-1200EX II (manufactured by JEOL Ltd.) by measuring the particle diameters of the 250 particles.
- BET Specific Surface area (m 2 /g) in Table 1 is a value measured by a fully automatic BET specific surface area measuring device Macsorb Model HM-1200 (manufactured by Mountech Co., Ltd.).
- the mode diameter is a value measured by a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device LA-960S (manufactured by Horiba, Ltd.). 0.1 g of zinc oxide particles of the Examples and Comparative Examples was placed in 50 ml of isopropyl alcohol, and the slurry was ultrasonically dispersed for 1 minute using an ultrasonic homogenizer US-600E (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho, Ltd.), and the slurry was measured.
- the refractive index of zinc oxide in the Examples and Comparative Examples was set to 2.00, and the refractive index of isopropyl alcohol was set to 1.378, and the measurement was made on a volume basis.
- the mode diameter of the slurry ultrasonically dispersed for 1 minute is 0.30 ⁇ m or less, it means that the dispersibility is high because many particles close to the primary particle diameter are present even in a weak dispersion, whereas when it exceeds 0.30 ⁇ m, it means that the particles are strongly aggregated and the dispersibility is low.
- the absorbance I1 value is the absorbance of the maximum peak of any one of CH3 symmetric bending vibration, COO - symmetric stretching vibration, and CH3 asymmetric bending vibration detected at 1350-1500 cm - 1
- the absorbance I2 value is the absorbance of the maximum peak of COO - antisymmetric stretching vibration detected at 1500-1600 cm -1 .
- the I2 / I1 value is 0.8 to 1.2, it means that fatty acid is bound to the zinc oxide surface, when it is greater than 1.2, it means that free fatty acid Zn is precipitated, and when it is less than 0.8, it means that fatty acid is not sufficiently bound to the zinc oxide surface.
- Dispersions of fatty acid-treated zinc oxide particles having the compositions shown in Table 2 were prepared by the manufacturing method described below. Each sample was evaluated for "initial viscosity,””viscosity over time at 40°C,” and “stability over time.” The results are also shown in Table 2.
- Viscosity at 40°C The dispersion was placed in a 9 ml screw bottle and stored in a thermostatic chamber at 40° C. for 7 days, and the viscosity was measured 60 seconds after the start of rotation at 12 rpm using a B-type viscometer (manufactured by Tokyo Keiki) with a rotor No. 4.
- Table 1 shows that the fatty acid-treated zinc oxide particles of the examples have excellent dispersibility and sufficient water repellency. Furthermore, Table 2 shows that there was no significant increase in either the initial viscosity or the viscosity over time, indicating that the particles have excellent stability.
- Example 9 (Sunscreen O/W Cream) Using the components shown in Table 3 below, a sunscreen O/W cream was obtained by the following manufacturing method. (Production method) (1) Mix ingredients 1 to 6 uniformly and heat to dissolve. (2) Mix ingredients 7 to 12 uniformly and heat. (3) The above (1) was added to the above (2) and emulsified, and the emulsified mixture was cooled to obtain a sunscreen O/W cream.
- the sunscreen O/W cream of Example 9 obtained in the above manner was stable without any changes over time, and in terms of usability, it spread smoothly and well on the skin when applied, left no sticky or squeaky feeling on the skin after application, was highly transparent, and was an organic UV absorber-free sunscreen O/W cream with excellent durability of sunscreen effect.
- the dispersion of the present invention can be suitably used by incorporating it into cosmetics.
Landscapes
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Abstract
優れた分散性を有し、高濃度に配合した分散体においても過度な増粘が見られず、経時安定性に優れた分散体を得ることができる脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を提供する。
全反射測定法(ATR法)を用いて測定したFT-IRスペクトルにおいて、1350-1500cm-1の最大吸光度(I1)に対して、1500-1600cm-1の最大吸光度(I2)の比率(I2/I1)が、0.8~1.2であり、かつ、
1750-1800cm-1の最大吸光度(I4)に対して、1700-1720cm-1の最大吸光度(I3)の比率(I3/I4)が、1.2以下であり、
透過型電子顕微鏡から測定した一次粒子径が0.1μm以下であり、当該粉体をイソプロピルアルコール中に入れ、超音波ホモジナイザーで定格出力600W、振動振幅100%の超音波を常温で1分間照射して分散した分散液のレーザー回折散乱法での体積基準におけるモード径が0.30μm以下であることを特徴とする脂肪酸処理酸化亜鉛粒子。
Description
本発明は、脂肪酸処理酸化亜鉛粒子、その製造方法、ならびに、それを配合した分散体及び化粧料に関する。
従来、二酸化チタン粒子や酸化亜鉛粒子は紫外線遮蔽性や透明性が高いため、日焼け止め化粧料などで紫外線散乱剤として用いられてきた。これらの粉体は、未処理の状態であると表面が親水性であるため、汗や雨などで流れてしまうおそれがある。このため、特に化粧品などの用途では粒子表面に撥水処理をして利用することが多い。
このような撥水処理としては、シリコーン処理やアルコキシシラン処理が一般的に用いられている。しかしながら、近年シリコーン処理品が忌避される傾向にあり、代替品として天然由来成分である脂肪酸処理を施した酸化亜鉛が求められている(例えば、特許文献1及び2)。
しかしながら、脂肪酸処理を施すと、水中に溶出した亜鉛イオンと脂肪酸とからなる脂肪酸石けんを形成してしまうことによる性能の低下、未反応の遊離脂肪酸が存在することによる増粘、または、固形物の析出等の問題が発生する。そのため、高濃度の分散物を安定に得ることが難しく、シリコーン処理やアルコキシシラン処理をしたものに性能が劣るため、脂肪酸処理酸化亜鉛は市場にあまり流通していない。
本発明は、上記に鑑み、優れた分散性を有し、高濃度に配合した分散体においても過度な増粘が見られず、経時安定性に優れた分散体を得ることができる脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を提供することを目的とするものである。
本発明は、 全反射測定法(ATR法)を用いて測定したFT-IRスペクトルにおいて、1350-1500cm-1の最大吸光度(I1)に対して、1500-1600cm-1の最大吸光度(I2)の比率(I2/I1)が、0.8~1.2であり、かつ、
1750-1800cm-1の最大吸光度(I4)に対して、1700-1720cm-1の最大吸光度(I3)の比率(I3/I4)が、1.2以下であり、
透過型電子顕微鏡から測定した一次粒子径が0.1μm以下であり、当該粉体をイソプロピルアルコール中に入れ、超音波ホモジナイザーで定格出力600W、振動振幅100%の超音波を常温で1分間照射して分散した分散液のレーザー回折散乱法での体積基準におけるモード径が0.30μm以下であることを特徴とする脂肪酸処理酸化亜鉛粒子に関する。
上記脂肪酸は、ステアリン酸、イソステアリン酸、及び、パルミチン酸からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
1750-1800cm-1の最大吸光度(I4)に対して、1700-1720cm-1の最大吸光度(I3)の比率(I3/I4)が、1.2以下であり、
透過型電子顕微鏡から測定した一次粒子径が0.1μm以下であり、当該粉体をイソプロピルアルコール中に入れ、超音波ホモジナイザーで定格出力600W、振動振幅100%の超音波を常温で1分間照射して分散した分散液のレーザー回折散乱法での体積基準におけるモード径が0.30μm以下であることを特徴とする脂肪酸処理酸化亜鉛粒子に関する。
上記脂肪酸は、ステアリン酸、イソステアリン酸、及び、パルミチン酸からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本発明は、原体である酸化亜鉛粒子を分散媒にリパルプしてスラリーを調製する工程(1)、
脂肪酸を塩基で中和し、脂肪酸塩水溶液を得る工程(2)、及び、
得られた脂肪酸塩水溶液を前記酸化亜鉛スラリーに添加して、表面処理する工程(3)を有し、
前記原体である酸化亜鉛粒子は、微粒子酸化亜鉛を、亜鉛塩を溶解した水中で熟成する工程を含む製造方法で得られたものであり、乾燥工程を経ずに工程(1)に供し、
前記工程(2)及び(3)は、脂肪酸の融点以上の温度で行うことを特徴とする脂肪酸処理酸化亜鉛粒子の製造方法でもある。
上述の原体である酸化亜鉛粒子は、当該粉体を0.0025質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液中に入れ、超音波ホモジナイザーで定格出力600W、振動振幅100%の超音波を常温で3分間照射して分散した分散液のレーザー回折散乱法でのメジアン径が0.30μm以下であることが好ましい。
本発明は、上述の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を含有することを特徴とする分散体でもある。
本発明は、上述の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を含有することを特徴とする化粧料でもある。
脂肪酸を塩基で中和し、脂肪酸塩水溶液を得る工程(2)、及び、
得られた脂肪酸塩水溶液を前記酸化亜鉛スラリーに添加して、表面処理する工程(3)を有し、
前記原体である酸化亜鉛粒子は、微粒子酸化亜鉛を、亜鉛塩を溶解した水中で熟成する工程を含む製造方法で得られたものであり、乾燥工程を経ずに工程(1)に供し、
前記工程(2)及び(3)は、脂肪酸の融点以上の温度で行うことを特徴とする脂肪酸処理酸化亜鉛粒子の製造方法でもある。
上述の原体である酸化亜鉛粒子は、当該粉体を0.0025質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液中に入れ、超音波ホモジナイザーで定格出力600W、振動振幅100%の超音波を常温で3分間照射して分散した分散液のレーザー回折散乱法でのメジアン径が0.30μm以下であることが好ましい。
本発明は、上述の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を含有することを特徴とする分散体でもある。
本発明は、上述の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を含有することを特徴とする化粧料でもある。
本発明によって、環境負荷が少なく、充分な撥水性を有する脂肪酸処理酸化亜鉛を提供できる。また、本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を使用することによって、分散性や経時安定性に優れる分散体、及び、化粧料を得ることができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
(脂肪酸処理酸化亜鉛粒子)
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、高濃度に配合した場合にも分散体の増粘を抑制し、経時安定性に優れた分散体を作製し得るものである。
このような効果を得るためには、以下の3つの条件を満たす必要があると考えられる。
(1)脂肪酸亜鉛(脂肪酸石けん)の生成量を抑える。
(2)未反応の脂肪酸の残存量を抑える。
(3)易分散性の粒子である。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、高濃度に配合した場合にも分散体の増粘を抑制し、経時安定性に優れた分散体を作製し得るものである。
このような効果を得るためには、以下の3つの条件を満たす必要があると考えられる。
(1)脂肪酸亜鉛(脂肪酸石けん)の生成量を抑える。
(2)未反応の脂肪酸の残存量を抑える。
(3)易分散性の粒子である。
上述したような各種の問題は、脂肪酸亜鉛、未反応の脂肪酸及び凝集粒子によって引き起こされるものであると考えられることから、これらの成分の低減を図ることで本発明の目的は達成することができる。
本発明における脂肪酸による処理を行った場合、酸化亜鉛粒子の表面に対して脂肪酸が結合した状態の処理粒子が得られることが好ましい。一方、遊離した状態の脂肪酸亜鉛は、好ましくない効果を生じる。遊離した状態の脂肪酸亜鉛は、酸化亜鉛が水と反応することで、亜鉛イオンを生じた場合にこれが脂肪酸と反応して脂肪酸亜鉛になると考えられる。よって、本発明においては、表面処理の工程を調整し、できるだけこのような反応が生じないようにしたものである。
更に、未反応の脂肪酸が残存すると、これもまた性能に悪影響を与える。よって、過剰な脂肪酸が生じないようにすることも望まれる。
また、粒子に凝集が存在すると、分散時に凝集がほぐれ未処理面が生じることで、高濃度に配合した場合に増粘が生じると考えられる。易分散性の粒子は、凝集がなく粒子に均一に処理されていることから高濃度に配合した場合にも増粘せず、低粘度の分散物を得ることが可能となる。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、上記(1)(2)を満たすものであることから、脂肪酸亜鉛や脂肪酸に由来するIRピーク強度が、好適な表面処理がなされていない酸化亜鉛粒子のIRピーク強度に比べて小さくなり、このことを本発明においては、(I2/I1)及び(I3/I4)というパラメータで表したものである。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、全反射測定法(ATR法)を用いて測定したFT-IRスペクトルにおいて、1350-1500cm-1の最大吸光度(I1)に対して、1500-1600cm-1の最大吸光度(I2)の比率(I2/I1)が、0.8~1.2であり、かつ、1750-1800cm-1の最大吸光度(I4)に対して、1700-1720cm-1の最大吸光度(I3)の比率(I3/I4)が、1.2以下であることを特徴とするものである。
上記比率(I2/I1)における、吸光度I1の値は、1350-1500cm-1に検出される、CH3対称変角振動、COO-対称伸縮振動、CH3非対称変角振動のいずれかの内の最大ピークの吸光度であり、吸光度I2の値は、1500-1600cm-1に検出される、COO-逆対称伸縮振動の最大ピークの吸光度の値である。
上記比率(I2/I1)の値が0.8~1.2の場合、脂肪酸が酸化亜鉛表面に結合していることを意味し、1.2より大きい場合、遊離の脂肪酸亜鉛が析出していることを意味する。また上記比率が、0.8より小さい場合、脂肪酸が酸化亜鉛表面に充分に結合しておらず、未反応の脂肪酸が多く存在することを意味する。
上記比率(I2/I1)の下限は0.9が好ましく、上限は、1.1が好ましい。
上記比率(I2/I1)における、吸光度I1の値は、1350-1500cm-1に検出される、CH3対称変角振動、COO-対称伸縮振動、CH3非対称変角振動のいずれかの内の最大ピークの吸光度であり、吸光度I2の値は、1500-1600cm-1に検出される、COO-逆対称伸縮振動の最大ピークの吸光度の値である。
上記比率(I2/I1)の値が0.8~1.2の場合、脂肪酸が酸化亜鉛表面に結合していることを意味し、1.2より大きい場合、遊離の脂肪酸亜鉛が析出していることを意味する。また上記比率が、0.8より小さい場合、脂肪酸が酸化亜鉛表面に充分に結合しておらず、未反応の脂肪酸が多く存在することを意味する。
上記比率(I2/I1)の下限は0.9が好ましく、上限は、1.1が好ましい。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、さらに、1750-1800cm-1の最大吸光度(I4)に対して、1700-1720cm-1の最大吸光度(I3)の比率(I3/I4)が、1.2以下であることを特徴とするものである。
吸光度I3の値は、1700-1720cm-1に検出される、C=O伸縮振動のピークの吸光度、吸光度I4の値は、1750-1800cm-1に検出される、四員環や五員環、酸無水物のC=O伸縮振動のピークの吸光度の値である。今回の製造工程で四員環や五員環、酸無水物に該当する物質は存在しないため、ピークは検出されない。よって、I3/I4の値が1.2を超える場合、未反応の脂肪酸が残っていることを意味する。
上記比率(I3/I4)は、1.1以下であることが好ましく、下限は特に限定されないが、0.8以上であることが好ましい。
吸光度I3の値は、1700-1720cm-1に検出される、C=O伸縮振動のピークの吸光度、吸光度I4の値は、1750-1800cm-1に検出される、四員環や五員環、酸無水物のC=O伸縮振動のピークの吸光度の値である。今回の製造工程で四員環や五員環、酸無水物に該当する物質は存在しないため、ピークは検出されない。よって、I3/I4の値が1.2を超える場合、未反応の脂肪酸が残っていることを意味する。
上記比率(I3/I4)は、1.1以下であることが好ましく、下限は特に限定されないが、0.8以上であることが好ましい。
さらに、本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、上記(3)を満たすものであることから、弱分散での粒度分布が、一次粒子径に近い状態となり、このことを本発明においてはモード径というパラメータで表したものである。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、透過型電子顕微鏡写真から測定した一次粒子径が0.1μm以下であり、当該粉体をイソプロピルアルコール中に入れ超音波ホモジナイザーで定格出力600W、振動振幅100%の超音波を常温で1分照射して分散した分散液のレーザー回折散乱法での体積基準におけるモード径が0.30μm以下であることを特徴とする。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、透過型電子顕微鏡写真から測定した一次粒子径が0.1μm以下であり、当該粉体をイソプロピルアルコール中に入れ超音波ホモジナイザーで定格出力600W、振動振幅100%の超音波を常温で1分照射して分散した分散液のレーザー回折散乱法での体積基準におけるモード径が0.30μm以下であることを特徴とする。
本発明における一次粒子径は、具体的には、透過型電子顕微鏡JEM-1200EX II(日本電子社製)で撮影した写真の2000~50000倍の視野での定方向径(図3に示すように粒子を挟む一定方向の二本の平行線の間隔;画像上のどのような形状の粒子についても、一定方向で測定した)で定義される粒子径(μm)であって、TEM写真内の一次粒子250個の定方向径を計測し、その累積分布の平均値を求めたものである。上記一次粒子径は、0.005μm以上0.1μm未満であることがより好ましい。
また、本発明におけるモード径は、具体的には、以下の方法で測定して求めたものである:上記脂肪酸処理酸化亜鉛粒子0.1gを、イソプロピルアルコール50mlに入れ、超音波ホモジナイザーUS-600E(日本精機製作所社製 定格出力600W)を用いて、常温で振動振幅100%の超音波を1分間照射してスラリーを調製し、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置LA-960S(堀場製作所社製)を用いて体積基準におけるモード径を測定した。また、本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は非常に高い分散性を有するため、超音波による弱い衝撃を加えるだけで充分に分散する、という点も特徴の一つである。上記モード径は、0.20μm以下であることがより好ましい。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、表面に脂肪酸による表面処理層を有するものである。撥水性表面処理剤として、環境適応性が高い脂肪酸であることが最も望ましい。
なお、ここでの表面処理とは、酸化亜鉛粒子表面の水との親和性を低下させるための撥水性処理であり、処理を施した後において水に溶解しやすい材料、もしくは水に分散する材料による表面処理は本発明の「撥水性処理」には該当しない。
なお、ここでの表面処理とは、酸化亜鉛粒子表面の水との親和性を低下させるための撥水性処理であり、処理を施した後において水に溶解しやすい材料、もしくは水に分散する材料による表面処理は本発明の「撥水性処理」には該当しない。
本発明で使用する脂肪酸としては、撥水性が強いことが好ましい。無機粉体と何らかの化学結合をする化合物が好ましいが、物理吸着する化合物であってもある程度の効果を得ることができる。
上記脂肪酸は、炭素数10~30の高級脂肪酸が分散体中での酸化亜鉛粒子の分散性をより向上させることができる点から好ましく、具体的には、ステアリン酸、イソステアリン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸等の不飽和脂肪酸から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
この中でも、特に構造が単純なために安価で安定性も高く、強い撥水性を持つという観点から、ステアリン酸、パルミチン酸、イソステアリン酸が好ましい。
また、より環境負荷の小さい処理剤とするためには、植物由来の脂肪酸を使用することが好適である。
上記脂肪酸は、炭素数10~30の高級脂肪酸が分散体中での酸化亜鉛粒子の分散性をより向上させることができる点から好ましく、具体的には、ステアリン酸、イソステアリン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸等の不飽和脂肪酸から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
この中でも、特に構造が単純なために安価で安定性も高く、強い撥水性を持つという観点から、ステアリン酸、パルミチン酸、イソステアリン酸が好ましい。
また、より環境負荷の小さい処理剤とするためには、植物由来の脂肪酸を使用することが好適である。
また、本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、原体である酸化亜鉛粒子の粒子表面をその他の無機化合物で被覆したものであってもよい。すなわち、その他の無機化合物で表面処理された酸化亜鉛粒子が、更に脂肪酸で表面処理されたものであってもよい。
被覆材料は公知の無機表面処理材料を用いることができ、例えば、Al、Si、Zr或いはSn等の酸化物もしくは水酸化物のうちの1種或いは複数種で被覆するものである。
被覆材料は公知の無機表面処理材料を用いることができ、例えば、Al、Si、Zr或いはSn等の酸化物もしくは水酸化物のうちの1種或いは複数種で被覆するものである。
原体である酸化亜鉛粒子は、経時的に亜鉛イオンが溶出してしまうため、化粧料に配合すると乳化系を壊すことがある他、酸化亜鉛の表面触媒活性により他成分が変性されるという課題を有しているが、無機化合物を被覆すると、亜鉛イオンの流出を抑えることができ、そのような用途(例えば、化粧料など)においては、無機化合物を被覆したものが好ましい。
特に、水酸化アルミニウム、含水ケイ酸のうち1種類、もしくは2種類で表面処理したものを使用することが環境や人体に無害であり、かつ高い活性抑制を持つ点で好ましい。
上記無機表面処理材料の被覆量は、酸化亜鉛に対して1~30質量%が好ましい。この範囲であれば、十分な活性抑制を持ち、酸化亜鉛の特性への影響が小さい。
上記下限は、3質量%であることがより好ましい。上記上限は、20質量%であることがより好ましい。
上記下限は、3質量%であることがより好ましい。上記上限は、20質量%であることがより好ましい。
上記無機表面処理材料での表面処理方法は、特に限定されず、周知の一般的な方法によって行うことができる。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、見掛け密度が0.5g/ml以上であることが好ましい。上記見掛け密度が0.5g/ml以上であると、粉体の嵩が小さくなり、例えば、粉塵の発生量が低下したり、包装容器に充填しやすくなり運搬の際に粉体を大量に運ぶことができるという点で好ましい。また、他の成分と混合する際により容積の小さい容器の中で混合することができる等、粉体としての取り扱いが容易になるという点で好ましい。上記見掛け密度は、0.6g/ml以上であることがより好ましい。見掛け密度が高くなるほど、粉体の嵩が小さくなることを意味する。上記見掛け密度は、JIS K 5101-12-1顔料試験方法-見掛け密度又は見掛け比容(静置法)に記載の方法により測定することができる。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、BET比表面積が25m2/g以下であることが好ましい。BET比表面積が25m2/gを超えると、粒子サイズが小さくなるため凝集が起こりやすくなる。上記BET比表面積は、実施例に記載の方法により測定することができる。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子中の炭素含有量は、0.5質量%以上8.0質量%未満であることが好ましい。炭素含有量が0.5質量%未満であると、充分な撥水効果を発揮できないおそれがある。8.0質量%以上であると、酸化亜鉛の純分が下がり性能が低下するおそれがあり、また、過剰に添加することにより遊離の脂肪酸亜鉛の析出につながるおそれがある。より好ましくは、1.0質量%以上7.0質量%未満である。上記炭素含有量は、実施例に記載の方法により測定することができる。
(脂肪酸酸化亜鉛粒子の製造方法)
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、その製造方法について特に限定されるものではないが、例えば、原体である酸化亜鉛粒子を分散媒にリパルプしてスラリーを調製する工程(1)、脂肪酸を塩基で中和し、脂肪酸塩水溶液を得る工程(2)、及び、得られた脂肪酸塩水溶液を上記酸化亜鉛スラリーに添加して、表面処理する工程(3)を有し、上記原体である酸化亜鉛粒子は、微粒子酸化亜鉛を、亜鉛塩を溶解した水中で熟成する工程を含む製造方法で得られたものであり、乾燥工程を経ずに工程(1)に供し、上記工程(2)及び(3)は、脂肪酸の融点以上の温度で行うことを特徴とする脂肪酸処理酸化亜鉛粒子の製造方法等を挙げることができる。
このような製造方法も本発明の一つである。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、その製造方法について特に限定されるものではないが、例えば、原体である酸化亜鉛粒子を分散媒にリパルプしてスラリーを調製する工程(1)、脂肪酸を塩基で中和し、脂肪酸塩水溶液を得る工程(2)、及び、得られた脂肪酸塩水溶液を上記酸化亜鉛スラリーに添加して、表面処理する工程(3)を有し、上記原体である酸化亜鉛粒子は、微粒子酸化亜鉛を、亜鉛塩を溶解した水中で熟成する工程を含む製造方法で得られたものであり、乾燥工程を経ずに工程(1)に供し、上記工程(2)及び(3)は、脂肪酸の融点以上の温度で行うことを特徴とする脂肪酸処理酸化亜鉛粒子の製造方法等を挙げることができる。
このような製造方法も本発明の一つである。
上記工程(1)は、原体である酸化亜鉛粒子を分散媒にリパルプしてスラリーを調製する工程である。本発明の製造方法において、工程(1)で酸化亜鉛粒子のスラリーを調製することは重要な工程である。すなわち、上記酸化亜鉛粒子が凝集した乾燥状態ではなく、分散したスラリー状態で脂肪酸被覆を形成することを特徴としたものである。
ここで、工程(1)において原料として使用する酸化亜鉛粒子は、水性媒体中で合成反応を行ったものについて、乾燥工程を経ることなく、そのまま、スラリーを調製するものである。すなわち、粒子の製造工程から、脂肪酸処理の工程に至るまでの間に、粒子を乾燥させる工程を有さないことが好ましい。このようにすることで、粒子間の凝集を抑制し、凝集した粒子に対して表面処理を行うことがなくなるため、上述したような優れた分散性能を得ることができる。
この工程(1)により、酸化亜鉛粒子の一つ一つが表面処理されることになるため、脂肪酸被覆量を過剰にする必要なく、効率的に撥水性を付与することができる。
上記工程(1)において、酸化亜鉛粒子のスラリーは限定されるものではないが、例えば、酸化亜鉛粒子を10~1000g/Lの範囲で含むことが好ましい。
上記工程(1)において、酸化亜鉛粒子のスラリーは限定されるものではないが、例えば、酸化亜鉛粒子を10~1000g/Lの範囲で含むことが好ましい。
スラリーの調製方法は特に限定されず、例えば、酸化亜鉛粒子の製造工程によって得られた酸化亜鉛粒子を濾過した後、乾燥させることなく水に添加し、5~30℃で10~30分間、分散させることによって、酸化亜鉛粒子の濃度が10~1000g/lの均一なスラリーとすることができる。
上記分散媒としては特に限定されず、例えば、イソプロパノール等のアルコールや有機溶媒を使用することもできるが、安全性や製造コストの面から水を使用することが好ましい。
上記分散媒としては特に限定されず、例えば、イソプロパノール等のアルコールや有機溶媒を使用することもできるが、安全性や製造コストの面から水を使用することが好ましい。
上記工程(2)は、脂肪酸を塩基で中和し、脂肪酸塩水溶液を得る工程であって、脂肪酸の融点以上の温度で行うものである。上述の脂肪酸塩水溶液の濃度は、製造面から15wt%以下が好ましく、10wt%以下がより好ましい。そのため上述の温度は、脂肪酸塩の水への溶解度が10wt%以上となる温度がより好ましい。上述の中和は苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)や苛性カリ(水酸化カリウム)など、一般的に用いられる塩基を用いることが好ましい。上述の融点及び溶解度は、使用する脂肪酸の組成によって決定されるものであるから、工程(2)の温度は変動してもよい。一例を挙げるなら、脂肪酸としてステアリン酸を使用した場合、ステアリン酸の融点は70℃であるから、70℃以上で行うものであればよい。また、塩基として苛性ソーダを使用した場合、ステアリン酸ナトリウムの水への溶解度は70℃で3wt%、75℃で10wt%であるため、75℃以上であることがより好ましい。
上記工程(2)は、攪拌して行われることが好ましい。攪拌することで、脂肪酸及び脂肪酸塩をより充分に融解及び溶解させることができる。
上記工程(2)における攪拌手段は、特に限定されないが、撹拌羽根による撹拌、振とう攪拌、ミキサーによる撹拌、スターラーによる撹拌等が挙げられる。
上記工程(2)における攪拌手段は、特に限定されないが、撹拌羽根による撹拌、振とう攪拌、ミキサーによる撹拌、スターラーによる撹拌等が挙げられる。
上記工程(3)は、得られた脂肪酸塩水溶液を上記酸化亜鉛スラリーに添加して、表面処理する工程である。
表面処理工程では、脂肪酸塩水溶液を工程(1)で得られた酸化亜鉛粒子のスラリーに添加した後、攪拌することが好ましい。攪拌することで脂肪酸が酸化亜鉛粒子に均一に吸着しやすくなり、表面処理をより効率的に行うことができる。
攪拌する時間は特に制限されないが、5分以上であることが好ましい。攪拌する手段としては、特に限定されないが、撹拌羽根による撹拌、振とう攪拌、ミキサーによる撹拌、スターラーによる撹拌等が挙げられる。
表面処理工程では、脂肪酸塩水溶液を工程(1)で得られた酸化亜鉛粒子のスラリーに添加した後、攪拌することが好ましい。攪拌することで脂肪酸が酸化亜鉛粒子に均一に吸着しやすくなり、表面処理をより効率的に行うことができる。
攪拌する時間は特に制限されないが、5分以上であることが好ましい。攪拌する手段としては、特に限定されないが、撹拌羽根による撹拌、振とう攪拌、ミキサーによる撹拌、スターラーによる撹拌等が挙げられる。
上記表面処理工程を行う工程(3)も、上記工程(2)と同様に、脂肪酸の融点以上で行うものであり、脂肪酸塩の水への溶解度が10wt%以上となる温度がより好ましい。上記工程(2)及び(3)において、脂肪酸を固体ではなく液体の状態で酸化亜鉛と反応させることにより、均一な表面処理を行うことが可能となる。上記工程(2)及び(3)における温度が、脂肪酸の融点未満の温度である場合、脂肪酸及び脂肪酸塩と酸化亜鉛との反応が不充分となるおそれがある。ここでの反応が不充分とは、脂肪酸や脂肪酸塩が固体のまま存在することで、酸化亜鉛と均一に化学結合及び物理吸着していない等の状態を含む。酸化亜鉛に均一に処理されていない場合、得られた脂肪酸処理酸化亜鉛粒子の比率(I2/I1)及び比率(I3/I4)が本発明の範囲であっても、分散体の調製時に未処理部分による凝集や処理量が過剰な部分に分散剤が吸着しにくい等の問題が生じ、増粘するおそれがある。
上記工程(3)において、脂肪酸塩水溶液及び酸化亜鉛スラリーの両方を、脂肪酸の融点以上の温度に加温しておくことが好ましい。
上記工程(3)において、脂肪酸塩水溶液及び酸化亜鉛スラリーの両方を、脂肪酸の融点以上の温度に加温しておくことが好ましい。
上記工程(3)は、脂肪酸塩水溶液を添加する工程であるが、脂肪酸の添加量が酸化亜鉛粒子に対して1.0質量%以上になるように添加することが好ましい。上記添加量が1.0質量%未満であると、撥水性が不足するおそれがある。より好ましくは1.5質量%以上である。また、上記添加量は、10質量%以下が好ましい。上記添加量が10質量%を超えると、乾燥工程において脂肪酸及び脂肪酸亜鉛の融点以上の温度で乾燥させても、酸化亜鉛表面に結合しきれない単体の脂肪酸亜鉛が残存する。これにより、比率(I2/I1)が本発明の範囲外となるおそれがある。上記添加量は、より好ましくは8質量%以下である。
このようにして、上記表面処理工程を行った後、攪拌を続けながら、得られたスラリーを0.5時間乃至数十時間、熟成して、酸化亜鉛粒子の表面に脂肪酸被覆を形成させる。
上記熟成に際しては、本発明の効果を損なわない範囲で、他の成分を少量添加してもよい。例えば、分散剤等を添加することもできる。
上記熟成に際しては、本発明の効果を損なわない範囲で、他の成分を少量添加してもよい。例えば、分散剤等を添加することもできる。
熟成は、45~110℃において行うことが好ましい。特に、熟成時間は0.5~24時間を挙げることができる。熟成温度、熟成時間、酸化亜鉛濃度等の条件によって均一な処理を施した酸化亜鉛粒子を得ることができるため、これらの条件については脂肪酸の種類や添加量に応じて適宜設定して行うことが好ましい。
このようにして得られた脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、必要に応じて、pH調整、濾過、水洗等の後処理を行ってもよい。
上記pH調整工程では、熟成スラリーのpHを6~10に調整することが好ましく、7~8に調整することがより好ましい。
中和剤としては硫酸や塩酸など一般的に使用される酸を用いることが好ましく、また、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等の亜鉛塩を用いてもよい。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子の製造方法は、さらに、乾燥工程を行うことが好ましい。乾燥は脂肪酸の融点以上で行うことが好ましく、脂肪酸亜鉛の融点以上で行うことがより好ましい。脂肪酸及び脂肪酸亜鉛の融点以上の温度で乾燥させることによって、残存している脂肪酸や過剰に析出している脂肪酸亜鉛を融解させ、酸化亜鉛表面に化学結合することが可能となる。一例を挙げるなら、脂肪酸としてステアリン酸を用いた場合は、ステアリン酸の融点の70℃以上で行うことが好ましく、ステアリン酸亜鉛の融点の120℃以上で行うことがより好ましい。
上記pH調整工程では、熟成スラリーのpHを6~10に調整することが好ましく、7~8に調整することがより好ましい。
中和剤としては硫酸や塩酸など一般的に使用される酸を用いることが好ましく、また、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等の亜鉛塩を用いてもよい。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子の製造方法は、さらに、乾燥工程を行うことが好ましい。乾燥は脂肪酸の融点以上で行うことが好ましく、脂肪酸亜鉛の融点以上で行うことがより好ましい。脂肪酸及び脂肪酸亜鉛の融点以上の温度で乾燥させることによって、残存している脂肪酸や過剰に析出している脂肪酸亜鉛を融解させ、酸化亜鉛表面に化学結合することが可能となる。一例を挙げるなら、脂肪酸としてステアリン酸を用いた場合は、ステアリン酸の融点の70℃以上で行うことが好ましく、ステアリン酸亜鉛の融点の120℃以上で行うことがより好ましい。
上記乾燥工程における加熱温度は、特に限定されないが、表面処理後に300℃以上で加熱するような焼成工程を経ないものであることが好ましい。このようなものとすることで原体である酸化亜鉛粒子の粒子径や形状を維持することができ、上述したような本発明の効果を特に好適に得ることができる。
更に、上記乾燥工程の後、必要に応じて粉砕工程を行うことが好ましい。乾式粉砕としては、例えば、アトマイザーが挙げられる。
更に、上記乾燥工程の後、必要に応じて粉砕工程を行うことが好ましい。乾式粉砕としては、例えば、アトマイザーが挙げられる。
上記原体となる酸化亜鉛粒子としては特に限定されないが、それ自体の分散性が高いものを使用したほうが、得られる脂肪酸処理酸化亜鉛粒子の分散性も高まるため好ましい。特に、0.0025質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液中で、超音波ホモジナイザーで定格出力600W、振動振幅100%の超音波を常温で3分間照射して分散した分散液のレーザー回折散乱法でのメジアン径が0.30μm以下である酸化亜鉛粒子を用いることが好ましい。
上述のように、分散性に優れた酸化亜鉛粒子に対して脂肪酸処理を施すことにより、粒子一つ一つに均一な脂肪酸被覆層が形成され、得られた脂肪酸処理酸化亜鉛粒子も易分散性に優れるため、化粧料等に配合した際に弱い衝撃で分散することができる。一方で、衝撃を加えない時は、適度な凝集力により凝集粒子を形成することができるものである。したがって、ハンドリング性が良好なものとなる。
また、上記原体となる酸化亜鉛粒子の形状としては特に制限されないが、得られる脂肪酸処理酸化亜鉛粒子の使用した際の感触やUV等に対する遮蔽性が良好になる点で板状であることが好ましい。例えば、一次粒子径が0.1μm未満であるものが好ましく、アスペクト比が2.5未満であるものが好ましく、吸油量/BET比表面積が1.5ml/100m2以下であるもの等が好ましい。吸油量/BET比表面積(ml/100m2 )は、吸油量(ml/100g)の値を、BET比表面積(m2/g) の値で除した値であり、この値が小さい程、粒子表面の単位面積当りの吸油量が低いことを意味し、粒子同士の凝集が少なく、粒子の独立性、分散性が高いことを意味する。このような原体酸化亜鉛粒子としては、例えば、一次粒子径が0.005μm以上、0.05μm以下の微粒子酸化亜鉛を、亜鉛塩を溶解した水中で熟成する工程を含む製造方法によって得られたもの等を挙げることができる。具体的には、例えば、国際公開2012/147888に開示された酸化亜鉛粒子等を使用することが好ましい。
国際公開2012/147888は、微粒子酸化亜鉛を、亜鉛塩を溶解した水中で熟成する工程を含む製造方法によって、分散性に優れた酸化亜鉛粒子を得る方法が開示されている。このような方法によって水中で酸化亜鉛粒子を製造した後、濾過を行い、乾燥させることなく、上述したような方法での表面処理を行うことが好ましい。これによって、凝集が少ない状態の酸化亜鉛粒子に対して表面処理を行うことができ、本発明の目的を好適に達成することができる。
国際公開2012/147888の製造方法によって一次粒子径が0.1μm未満であり、アスペクト比が2.5未満であり、吸油量/BET比表面積が1.5ml/100m2以下であることを特徴とする酸化亜鉛粒子を得ることができる。このような酸化亜鉛粒子を原料とすることが特に好ましい。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、更に、必要に応じて他の表面処理を施したものであってもよい。
表面処理としては特に限定されず、例えば、シリカ層、アルミナ層、ジルコニア層、チタニア層等の無機酸化物層を形成する無機表面処理、その他の各種表面処理等の公知の処理方法を挙げることができる。また、複数種の表面処理を順次行うものであってもよい。
表面処理としては特に限定されず、例えば、シリカ層、アルミナ層、ジルコニア層、チタニア層等の無機酸化物層を形成する無機表面処理、その他の各種表面処理等の公知の処理方法を挙げることができる。また、複数種の表面処理を順次行うものであってもよい。
上記表面処理としてより具体的には、有機アルミ化合物、有機チタン化合物、多価アルコール又はアルカノールアミンから選ばれる表面処理剤による表面処理等を挙げることができる。このような表面処理剤は、上記酸化亜鉛粒子の粒子径に応じて、適宜処理量を設定することができる。
本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、水や油剤に分散された分散体としてもよい。
このような分散体も本発明の一部である。
このような分散体も本発明の一部である。
(分散体、化粧料)
本発明の分散体は、本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を分散体全量中で40~80質量%の割合で含有することが好ましい。また、上記下限は、45質量%であることがより好ましく、50質量%であることが更に好ましい。
上記脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は上述の効果を有するものであるため、このような比較的高い配合量の範囲においても分散性が良好で、分散体の粘度が低く、また、粘度が経時的に保たれる。
本発明の分散体は、本発明の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を分散体全量中で40~80質量%の割合で含有することが好ましい。また、上記下限は、45質量%であることがより好ましく、50質量%であることが更に好ましい。
上記脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は上述の効果を有するものであるため、このような比較的高い配合量の範囲においても分散性が良好で、分散体の粘度が低く、また、粘度が経時的に保たれる。
本発明の分散体は、さらに、ポリヒドロキシステアリン酸を含有することが好ましい。当該化合物は分散剤として機能し、これを含有することで、上記脂肪酸処理酸化亜鉛粒子が溶媒中で良好に分散するという点で好ましい。
ポリヒドロキシステアリン酸を使用すると、少量でも良好な分散を行うことができ、使用時にも、撥水性表面処理層を有する脂肪酸処理酸化亜鉛粒子が水で流れにくくなる点で特に好ましいものである。
ポリヒドロキシステアリン酸を使用すると、少量でも良好な分散を行うことができ、使用時にも、撥水性表面処理層を有する脂肪酸処理酸化亜鉛粒子が水で流れにくくなる点で特に好ましいものである。
ヒドロキシステアリン酸の水酸基は12位の炭素に結合していることが好ましく、ヒドロキシステアリン酸の重合度は3~12が好ましく、更に好ましくは重合度4~8である。市販品としては、サラコス HS-6C(日清オイリオ社製)、ARLACEL P-100(ユニケマ社製)等が挙げられる。
上記ポリヒドロキシステアリン酸の配合量は、分散体中、0.1~10質量%であることが好ましい。上記下限は1質量%であることがより好ましく、上記上限は7質量%以下であることが更に好ましい。上記割合とすることで、溶媒の含有量が増えて化粧料配合時の処方への適合性が高い点で特に好ましい。
本発明の分散体は、上記脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を分散させる媒体として油剤を含有することが好ましい。上記油剤としては特に限定されないが、環境負荷の観点からポリシロキサン骨格を持たない油剤が好ましく、常温(15~25℃)で液状である液体油が分散性の観点から好適である。例えば、エステル油、果実油、その他の油脂類等が挙げられる。中でも、エステル油、果実油が、化粧品に使用する際に使用しやすいという点で好適である。具体的には、下記が挙げられ、1種または2種以上を用いることができる。
上記エステル油としては、パルミチン酸エチルヘキシル、イソステアリン酸イソプロピル、オレイン酸エチル、オレイン酸オクチルドデシル、ミリスチン酸オ クチルドデシル、リンゴ酸ジイソステアリル、トリカプリル酸グリセリル、イソノナン酸 イソオクチル、イソノナン酸イソトリデシル、イソノナン酸イソノニル、イソノナン酸エチルヘキシル、ジカプリン酸プロピレングリコール、ジカプリン酸ネオペンチレングリコール、ジエチルヘキサン酸ネオペンチレングリコール、エチルヘキサン酸セチル、トリ-2-エチルヘキサン酸グリセリル、ホホバ油、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、イソノナン酸イソトリデシル、ジイソステアリン酸ポリグリセリル、トリイソステアリン酸ジグリセリル、トリベヘン酸グリセリル、ヘキサ(ヒドロキシステアリン酸/ステアリン酸 /ロジン酸)ジペンタエリスリチル、ジオクタン酸ネオペンチルグリコール、イソステアリン酸コレステリル、ヒドロキシステアリン酸コレステリル、ステアリン酸コレステリル、ラノリン脂肪酸コレステリル、オレイン脂肪酸フィトステ リル、N-ラウロイル-L-グルタミン酸ジ(コレステリル・ベヘニル・オクチルドデシル)、N-ラウロイル-L-グルタミン酸ジ(フィトステリル・2-オクチルドデシル)等が挙げられる。
上記果実油としては、オリーブ果実油、アオモジ果実油、ウイキョウ果実油、キャラウェイ果実油、コショウ果実油、コリアンダー果実油、セイヨウネズ果実油、バニラ果実油、ベルガモット果実油、レモン果実油等が挙げられる。
上記その他の油脂類としては、サフラワー油、大豆油、月見草油、ブドウ種子油、ローズヒップ 油、ココナッツ油、アーモンド油、ゴマ油、コムギ胚芽油、トウモロコシ油、綿実油、アボガド油、ツバキ油、パーシック油、ヒマシ油、ラッカセイ油、ヘーゼルナッツ油、マカデミアナッツ油、メドフォーム油、カカオ脂、シア脂、木ロウ、ヤシ油、パーム油、パーム核油、牛脂、馬脂、ミンク油、乳脂、卵黄油、タートル油、モクロウ、カメリア油等が挙げられる。
上記油剤の配合量は、分散体中、5~60質量%であることが好ましい。上記割合とすることで、化粧料等への配合時の油に馴染みやすくなる点で好適である。
上記下限は、10質量%であることが更に好ましく、上記上限は55質量%であることが更に好ましい。
上記下限は、10質量%であることが更に好ましく、上記上限は55質量%であることが更に好ましい。
本発明の分散体には、上記成分の他、適宜目的に応じて、防腐剤、pH調整剤、純水等を配合するようにしてもよい。
本発明の分散体は、下記評価方法による初期粘度が、1,500mPa・s以下であることが好ましく、1,000mPa・s以下であることがより好ましい。この範囲であれば、粘性が低く、分散後のビーズ分離が容易である。
初期粘度評価方法:
9mlのスクリュー瓶に製造直後の分散体8ml入れ、B型粘度計(東京計器製、TVB-10)でローターNo.4を使用し、12rpmで回転させ、回転開始から60秒後の粘度(25℃)を測定した。
9mlのスクリュー瓶に製造直後の分散体8ml入れ、B型粘度計(東京計器製、TVB-10)でローターNo.4を使用し、12rpmで回転させ、回転開始から60秒後の粘度(25℃)を測定した。
また、本発明の分散体は、下記評価方法による7日後の経時粘度が、2,000mPa・s以下であることが好ましく、1,800mPa・s以下であることがより好ましい。この範囲であれば、粘性が高くなく容器などからの取り出しも容易で取り扱いが良好である。
経時粘度評価方法:
9mlのスクリュー瓶に製造直後の分散体8ml入れ、40℃恒温槽にて7日間保管し、B型粘度計(東京計器製TVB-10)でローターNo.4を使用し、12rpmで回転させ、回転開始から60秒後の粘度(25℃)を測定した。
9mlのスクリュー瓶に製造直後の分散体8ml入れ、40℃恒温槽にて7日間保管し、B型粘度計(東京計器製TVB-10)でローターNo.4を使用し、12rpmで回転させ、回転開始から60秒後の粘度(25℃)を測定した。
本発明の分散体は、その製造方法を特に限定されるものではない。
具体的には、例えば、上記脂肪酸処理酸化亜鉛粒子、分散剤、溶媒を原料として使用して、その他の成分と混合、撹拌等することで得ることができる。
具体的には、例えば、上記脂肪酸処理酸化亜鉛粒子、分散剤、溶媒を原料として使用して、その他の成分と混合、撹拌等することで得ることができる。
本発明の分散体は、実質的に水を含まない油性分散体であることが好ましい。さらに、上述した脂肪酸処理酸化亜鉛粒子、分散剤、溶媒以外の成分の含有量は1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。また、上述した脂肪酸処理酸化亜鉛粒子、分散剤、溶媒のみからなるものであってもよい。本発明の分散体は、特に化粧料製造用原料として使用することができるものである。このため、処方上の制限を生じないようにするため、上述した以外の成分はできるだけ含まないことが好ましい。
本発明の分散体は、酸化亜鉛以外の無機粒子を配合するものであってもよい。併用することができる無機粒子としては特に限定されるものではないが、例えば、二酸化チタン等を挙げることができる。特に、二酸化チタンを酸化亜鉛と併用した場合には、増粘という問題が顕著になりやすいものであることから、二酸化チタンと併用したときに、本発明の効果はより顕著なものとなる。紫外線防御用化粧料における紫外線遮蔽剤として酸化亜鉛を使用する場合には、紫外線の遮蔽域が異なる二酸化チタン粒子を併用することがあるため、このような場合にも本発明は有用なものである。
本発明においては、併用して使用する二酸化チタン粒子は特に限定されないが、脂肪酸で表面処理された二酸化チタン粒子を使用することが好適である。
また、二酸化チタン粒子への脂肪酸の被覆量は、二酸化チタン粒子に対して4.0~8.5質量%であることが好適である。脂肪酸の種類は、酸化亜鉛に使用するものと同様の脂肪酸が挙げられる。
また、酸化亜鉛粒子と同様に、水酸化アルミニウムや含水ケイ酸で処理を行った後、脂肪酸で処理を施したものが好ましい。
また、二酸化チタン粒子への脂肪酸の被覆量は、二酸化チタン粒子に対して4.0~8.5質量%であることが好適である。脂肪酸の種類は、酸化亜鉛に使用するものと同様の脂肪酸が挙げられる。
また、酸化亜鉛粒子と同様に、水酸化アルミニウムや含水ケイ酸で処理を行った後、脂肪酸で処理を施したものが好ましい。
二酸化チタン粒子の表面処理は、従来公知の方法、又は、上述した酸化亜鉛粒子への処理と同様の方法によって行うことができる。
上記二酸化チタン粒子は、平均一次粒子径が200nm以下のものを使用することが好ましい。二酸化チタン粒子の平均一次粒子径が200nmを超えると、隠蔽力が大きく、白くなり、透明性が低い。二酸化チタン粒子の平均一次粒子径の下限は、特に、限定されるものではないが、通常、5nmである。
二酸化チタン粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡下でランダムに選択した200個の粒子の粒子径を計測し、その粒子径の平均値として算出する。
二酸化チタン粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡下でランダムに選択した200個の粒子の粒子径を計測し、その粒子径の平均値として算出する。
二酸化チタン粒子の形状は特に限定されず、球状、棒状、針状、紡錘状、板状等の任意の形状のものを用いることができる。球状以外の形状の場合の上記平均一次粒子径については、棒状、針状、紡錘状粒子の場合は短軸側の長さの平均で規定し、板状の場合は面の対角線長さの平均で規定する。
二酸化チタン粒子の長軸径/短軸径(アスペクト比)は、9以下が好ましい。二酸化チタン粒子のアスペクト比は、電子顕微鏡下でランダムに選択した200個の粒子の長軸径/短軸径の平均値として算出する。
二酸化チタン粒子の長軸径/短軸径(アスペクト比)は、9以下が好ましい。二酸化チタン粒子のアスペクト比は、電子顕微鏡下でランダムに選択した200個の粒子の長軸径/短軸径の平均値として算出する。
二酸化チタン等の酸化亜鉛以外の無機粒子を使用する場合、上記脂肪酸処理酸化亜鉛粒子と二酸化チタン等の酸化亜鉛以外の無機粒子との合計量が、分散体全量中、40~70質量%であることが好ましい。
また、二酸化チタン等の酸化亜鉛以外の無機粒子を使用する場合、本発明の目的を阻害しない範囲で無機粒子を配合すればよく、例えば、二酸化チタン等の酸化亜鉛以外の無機粒子の配合量は、酸化亜鉛の質量に対して2倍量以下であることが好ましい。
また、二酸化チタン等の酸化亜鉛以外の無機粒子を使用する場合、本発明の目的を阻害しない範囲で無機粒子を配合すればよく、例えば、二酸化チタン等の酸化亜鉛以外の無機粒子の配合量は、酸化亜鉛の質量に対して2倍量以下であることが好ましい。
本発明の分散体は、非シリコーン系の分散体であることが好ましい。非シリコーン系であるとは、シリコーン系の素材を実質的に含まないものであり、シリコーン系油剤、シリコーン系界面活性剤、シリコーン系の表面処理剤によって表面処理された無機粒子を実質的に含有しないことが好ましい。シリコーン系の素材は、分散体全量中1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。
本発明の分散体は、化粧料に好適に使用される。化粧料としては、特に限定するものではないが、スキンケア製品、頭髪製品、メークアップ製品、紫外線防御製品等、皮膚や毛髪に外用される化粧料に配合できる。また、製品の形態についても特に限定はないが、乳液状、クリーム状、固形状、ペースト状、ゲル状、多層状、ムース状、スプレー状等に適用が可能である。
本発明の化粧料は、化粧品分野において使用することができる任意の水性成分、油性成分を併用するものであってよい。上記水性成分及び油性成分としては特に限定されず、例えば、油分、界面活性剤、保湿剤、高級アルコール、金属イオン封鎖剤、水溶性の天然及び半合成、合成高分子、水溶性及び油溶性高分子、有機系紫外線遮蔽剤、各種抽出液等が挙げられる。
また、必要に応じ、各種粉体として無機及び有機顔料、無機及び有機粘土鉱物等の各種粉体、金属石鹸処理又はシリコーンで処理された無機及び有機顔料、有機染料等の色剤、その他薬剤成分として、防腐剤、酸化防止剤、色素、増粘剤、乳化増粘剤、pH調整剤、香料、冷感剤、制汗剤、殺菌剤、皮膚賦活剤、抗炎症剤、美白剤、皮膜剤等の成分を含有するものであってもよい。具体的には、以下に列挙した配合成分の1種又は2種以上を任意に配合して常法により目的の化粧料を製造することが可能である。これらの配合成分の配合量は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されない。
また、本発明の目的を阻害しない範囲で、二酸化チタン、酸化セリウム等の紫外線散乱剤の無機粉体を使用してもよい。
なお、本発明の化粧料は、ノンシリコーン系の処方とすることもできるし、目的に応じて、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等のシリコーン系油剤等のシリコーン系の素材を含有する処方とすることもできる。
また、必要に応じ、各種粉体として無機及び有機顔料、無機及び有機粘土鉱物等の各種粉体、金属石鹸処理又はシリコーンで処理された無機及び有機顔料、有機染料等の色剤、その他薬剤成分として、防腐剤、酸化防止剤、色素、増粘剤、乳化増粘剤、pH調整剤、香料、冷感剤、制汗剤、殺菌剤、皮膚賦活剤、抗炎症剤、美白剤、皮膜剤等の成分を含有するものであってもよい。具体的には、以下に列挙した配合成分の1種又は2種以上を任意に配合して常法により目的の化粧料を製造することが可能である。これらの配合成分の配合量は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されない。
また、本発明の目的を阻害しない範囲で、二酸化チタン、酸化セリウム等の紫外線散乱剤の無機粉体を使用してもよい。
なお、本発明の化粧料は、ノンシリコーン系の処方とすることもできるし、目的に応じて、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等のシリコーン系油剤等のシリコーン系の素材を含有する処方とすることもできる。
上記油分としては特に限定されず、例えば、アボガド油、ツバキ油、タートル油、マカデミアナッツ油、トウモロコシ油、ミンク油、オリーブ油、ナタネ油、卵黄油、ゴマ油、パーシック油、小麦胚芽油、サザンカ油、ヒマシ油、アマニ油、サフラワー油、綿実油、エノ油、大豆油、落花生油、茶実油、カヤ油、コメヌカ油、シナギリ油、日本キリ油、ホホバ油、胚芽油、トリグリセリン、トリオクタン酸グリセリン、トリイソパルミチン酸グリセリン、カカオ脂、ヤシ油、馬脂、硬化ヤシ油、パーム油、牛脂、羊脂、硬化牛脂、パーム核油、豚脂、牛骨脂、モクロウ核油、硬化油、牛脚脂、モクロウ、硬化ヒマシ油、ミツロウ、カンデリラロウ、綿ロウ、カルナウバロウ、ベイベリーロウ、イボタロウ、鯨ロウ、モンタンロウ、ヌカロウ、ラノリン、カポックロウ、酢酸ラノリン、液状ラノリン、サトウキビロウ、ラノリン脂肪酸イソプロピル、ラウリン酸ヘキシル、還元ラノリン、ジョジョバロウ、硬質ラノリン、セラックロウ、POEラノリンアルコールエーテル、POEラノリンアルコールアセテート、POEコレステロールエーテル、ラノリン脂肪酸ポリエチレングリコール、POE水素添加ラノリンアルコールエーテル、流動パラフィン、オゾケライト、プリスタン、パラフィン、セレシン、スクワレン、ワセリン、マイクロクリスタリンワックス、ジカプリン酸プロピレングリコール、パルミチン酸エチルヘキシル、イソノナン酸イソトリデシル等を挙げることができる。
上記界面活性剤としては特に限定されず、例えば、親油性非イオン界面活性剤、親水性非イオン界面活性剤、その他の界面活性剤を挙げることができる。
上記親油性非イオン界面活性剤としては特に限定されず、例えば、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノイソステアレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート、ペンタ-2-エチルヘキシル酸ジグリセロールソルビタン、テトラ-2-エチルヘキシル酸ジグリセロールソルビタン等のソルビタン脂肪酸エステル類、モノ綿実油脂肪酸グリセリン、モノエルカ酸グリセリン、セスキオレイン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリン、α,α´-オレイン酸ピログルタミン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリンリンゴ酸等のグリセリンポリグリセリン脂肪酸類、モノステアリン酸プロピレングリコール等のプロピレングリコール脂肪酸エステル類、硬化ヒマシ油誘導体、グリセリンアルキルエーテル等を挙げることができる。
上記親油性非イオン界面活性剤としては特に限定されず、例えば、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノイソステアレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート、ペンタ-2-エチルヘキシル酸ジグリセロールソルビタン、テトラ-2-エチルヘキシル酸ジグリセロールソルビタン等のソルビタン脂肪酸エステル類、モノ綿実油脂肪酸グリセリン、モノエルカ酸グリセリン、セスキオレイン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリン、α,α´-オレイン酸ピログルタミン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリンリンゴ酸等のグリセリンポリグリセリン脂肪酸類、モノステアリン酸プロピレングリコール等のプロピレングリコール脂肪酸エステル類、硬化ヒマシ油誘導体、グリセリンアルキルエーテル等を挙げることができる。
上記親水性非イオン界面活性剤としては特に限定されず、例えば、POEソルビタンモノオレエート、POEソルビタンモノステアレート、POEソルビタンテトラオレエート等のPOEソルビタン脂肪酸エステル類(例えばポリソルベート60)、POEソルビットモノラウレート、POEソルビットモノオレエート、POEソルビットペンタオレエート、POEソルビットモノステアレート等のPOEソルビット脂肪酸エステル類、POEグリセリンモノステアレート、POEグリセリンモノイソステアレート、POEグリセリントリイソステアレート等のPOEグリセリン脂肪酸エステル類、POEモノオレエート、POEジステアレート、POEジオレエート、ジステアリン酸エチレングリコール等のPOE脂肪酸エステル類、POEラウリルエーテル、POEオレイルエーテル、POEステアリルエーテル、POEベヘニルエーテル、POE2-オクチルドデシルエーテル、POEコレスタノールエーテル等のPOEアルキルエーテル類、POEオクチルフェニルエーテル、POEノニルフェニルエーテル、POEジノニルフェニルエーテル等のPOEアルキルフェニルエーテル類、ブルロニック等のプルアロニック型類、POE・POPセチルエーテル、POE・POP2-デシルテトラデシルエーテル、POE・POPモノブチルエーテル、POE・POP水添ラノリン、POE・POPグリセリンエーテル等のPOE・POPアルキルエーテル類、テトロニック等のテトラPOE・テトラPOPエチレンジアミン縮合物類、POEヒマシ油、POE硬化ヒマシ油、POE硬化ヒマシ油モノイソステアレート、POE硬化ヒマシ油トリイソステアレート、POE硬化ヒマシ油モノピログルタミン酸モノイソステアリン酸ジエステル、POE硬化ヒマシ油マレイン酸等のPOEヒマシ油硬化ヒマシ油誘導体、POEソルビットミツロウ等のPOEミツロウ・ラノリン誘導体、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、ラウリン酸モノエタノールアミド、脂肪酸イソプロパノールアミド等のアルカノールアミド、POEプロピレングリコール脂肪酸エステル、POEアルキルアミン、POE脂肪酸アミド、ショ糖脂肪酸エステル、POEノニルフェニルホルムアルデヒド縮合物、アルキルエトキシジメチルアミンオキシド、トリオレイルリン酸等を挙げることができる。
上記その他の界面活性剤としては、例えば、脂肪酸セッケン、高級アルキル硫酸エステル塩、POEラウリル硫酸トリエタノールアミン、アルキルエーテル硫酸エステル塩等のアニオン界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキル四級アンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、POEアルキルアミン、アルキルアミン塩、ポリアミン脂肪酸誘導体等のカチオン界面活性剤、及び、イミダゾリン系両性界面活性剤、ベタイン系界面活性剤等の両性界面活性剤を安定性及び皮膚刺激性に問題のない範囲で配合してもよい。
上記保湿剤としては特に限定されず、例えば、キシリトール、ソルビトール、マルチトール、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、ムコイチン硫酸、カロニン酸、アテロコラーゲン、コレステリル-12-ヒドロキシステアレート、乳酸ナトリウム、胆汁酸塩、dl-ピロリドンカルボン酸塩、短鎖可溶性コラーゲン、ジグリセリン(EO)PO付加物、イザヨイバラ抽出物、セイヨウノコギリソウ抽出物、メリロート抽出物等を挙げることができる。
上記高級アルコールとしては特に限定されず、例えば、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、ミリスチルアルコール、オレイルアルコール、セトステアリルアルコール等の直鎖アルコール、モノステアリルグリセリンエーテル(バチルアルコール)、2-デシルテトラデシノール、ラノリンアルコール、コレステロール、フィトステロール、ヘキシルドデカノール、イソステアリルアルコール、オクチルドデカノール等の分枝鎖アルコール等を挙げることができる。
金属イオン封鎖剤としては特に限定されず、例えば、1-ヒドロキシエタン-1,1- ジフォスホン酸、1-ヒドロキシエタン-1,1-ジフォスホン酸四ナトリウム塩、クエン酸ナトリウム、ポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、グルコン酸、リン酸、クエン酸、アスコルビン酸、コハク酸、エデト酸等を挙げることができる。
上記天然の水溶性高分子としては特に限定されず、例えば、アラビアガム、トラガカントガム、ガラクタン、グアガム、キャロブガム、カラヤガム、カラギーナン、ペクチン、カンテン、クインスシード(マルメロ)、アルゲコロイド(カッソウエキス)、デンプン(コメ、トウモロコシ、バレイショ、コムギ)、グリチルリチン酸等の植物系高分子、キサンタンガム、デキストラン、サクシノグルカン、プルラン等の微生物系高分子、コラーゲン、カゼイン、アルブミン、ゼラチン等の動物系高分子を挙げることができる。
半合成の水溶性高分子としては特に限定されず、例えば、カルボキシメチルデンプン、メチルヒドロキシプロピルデンプン等のデンプン系高分子、メチルセルロース、ニトロセルロース、エチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース硫酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMC)、結晶セルロース、セルロース末等のセルロース系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル等のアルギン酸系高分子等を挙げることができる。
合成の水溶性高分子としては特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルピロリドン等のビニル系高分子、ポリエチレングリコール20,000、40,000、60,000等のポリオキシエチレン系高分子、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合系高分子、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチルアクリレート、ポリアクリルアミド等のアクリル系高分子、ポリエチレンイミン、カチオンポリマー等を挙げることができる。
無機の水溶性高分子としては特に限定されず、例えば、ベントナイト、ケイ酸AlMg(ビーガム)、ラポナイト、ヘクトライト、無水ケイ酸等を挙げることができる。
有機系紫外線遮蔽剤としては特に限定されず、例えば、パラアミノ安息香酸(以下PABAと略す)、PABAモノグリセリンエステル、N,N-ジプロポキシPABAエチルエステル、N,N-ジエトキシPABAエチルエステル、N,N-ジメチルPABAエチルエステル、N,N-ジメチルPABAブチルエステル等の安息香酸系紫外線遮蔽剤;ホモメンチル-N-アセチルアントラニレート等のアントラニル酸系紫外線遮蔽剤;アミルサリシレート、メンチルサリシレート、ホモメンチルサリシレート、オクチルサリシレート、フェニルサリシレート、ベンジルサリシレート、p-イソプロパノールフェニルサリシレート等のサリチル酸系紫外線遮蔽剤;p-メトキシ桂皮酸エチルヘキシル、オクチルシンナメート、エチル-4-イソプロピルシンナメート、メチル-2,5-ジイソプロピルシンナメート、エチル-2,4-ジイソプロピルシンナメート、メチル-2,4-ジイソプロピルシンナメート、プロピル-p-メトキシシンナメート、イソプロピル-p-メトキシシンナメート、イソアミル-p-メトキシシンナメート、2-エトキシエチル-p-メトキシシンナメート、シクロヘキシル-p-メトキシシンナメート、エチル-α-シアノ-β-フェニルシンナメート、2-エチルヘキシル-α-シアノ-β-フェニルシンナメート、グリセリルモノ-2-エチルヘキサノイル-ジパラメトキシシンナメート等の桂皮酸系紫外線遮蔽剤;2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-4’-メチルベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン-5-スルホン酸塩、4-フェニルベンゾフェノン、2-エチルヘキシル-4’-フェニル-ベンゾフェノン-2-カルボキシレート、2-ヒドロキシ-4-n-オクトキシベンゾフェノン、4-ヒドロキシ-3-カルボキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線遮蔽剤;3-(4’-メチルベンジリデン)-d,l-カンファー、3-ベンジリデン-d,l-カンファー、ウロカニン酸、ウロカニン酸エチルエステル、2-フェニル-5-メチルベンゾキサゾール、2,2’-ヒドロキシ-5-メチルフェニルベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-t-オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2’-ヒドロキシ-5’-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、ジベンザラジン、ジアニソイルメタン、4-メトキシ-4’-t-ブチルジベンゾイルメタン、5-(3,3-ジメチル-2-ノルボルニリデン)-3-ペンタン-2-オン等を挙げることができる。
各種の抽出液としては特に限定されず、例えば、ドクダミエキス、オウバクエキス、メリロートエキス、オドリコソウエキス、カンゾウエキス、シャクヤクエキス、サボンソウエキス、ヘチマエキス、キナエキス、ユキノシタエキス、クララエキス、コウホネエキス、ウイキョウエキス、サクラソウエキス、バラエキス、ジオウエキス、レモンエキス、シコンエキス、アロエエキス、ショウブ根エキス、ユーカリエキス、スギナエキス、セージエキス、タイムエキス、茶エキス、海藻エキス、キューカンバーエキス、チョウジエキス、キイチゴエキス、メリッサエキス、ニンジンエキス、マロニエエキス、モモエキス、桃葉エキス、クワエキス、ヤグリマギクエキス、ハマメリスエキス、プラセンタエキス、胸腺抽出物、シルク抽出液、甘草エキス等を挙げることができる。
上記各種粉体としては、ベンガラ、黄酸化鉄、黒酸化鉄、雲母チタン、酸化鉄被覆雲母チタン、酸化チタン被覆ガラスフレーク等の光輝性着色顔料、マイカ、タルク、カオリン、セリサイト、二酸化チタン、シリカ等の無機粉末やポリエチレン末、ナイロン末、架橋ポリスチレン、セルロースパウダー、シリコーン末等の有機粉末等を挙げることができる。好ましくは、官能特性向上、化粧持続性向上のため、粉末成分の一部又は全部をシリコーン類、フッ素化合物、金属石鹸、油剤、アシルグルタミン酸塩等の物質にて、公知の方法で撥水化処理して使用してもよい。
その他薬剤成分としては特に限定されず、例えば、ビタミンA油、レチノール、パルミチン酸レチノール、イノシット、塩酸ピリドキシン、ニコチン酸ベンジル、ニコチン酸アミド、ニコチン酸DL-α-トコフェロール、アスコルビン酸リン酸マグネシウム、2-O-α-D-グルコピラノシル-L-アスコルビン酸、ビタミンD2(エルゴカシフェロール)、dl-α-トコフェロール、酢酸dl-α-トコフェロール、パントテン酸、ビオチン等のビタミン類;エストラジオール、エチニルエストラジオール等のホルモン;アルギニン、アスパラギン酸、シスチン、システイン、メチオニン、セリン、ロイシン、トリプトファン等のアミノ酸;アラントイン、アズレン等の抗炎症剤、アルブチン等の美白剤;タンニン酸等の収斂剤;L-メントール、カンフル等の清涼剤やイオウ、塩化リゾチーム、塩化ピリドキシン等を挙げることができる。
本発明の化粧料は、その製造方法を特に限定されるものではなく、化粧料の形態に応じた製造方法により製造すればよい。具体的には、例えば、本発明の分散体を、その他の成分と混合することで得ることができる。
以下に、実施例を挙げて具体的に本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。以下の記載において特に限定なく、「%」「部」とある場合は「質量%」「質量部」を表す。
(原体酸化亜鉛ケーキの製造例)
FINEX-50(堺化学工業社製 一次粒子径0.020μm)80gを、酢酸亜鉛としての濃度が0.135mol/lの酢酸亜鉛水溶液1200mlにリパルプしスラリーとした。続いて、そのスラリーを攪拌しながら42分間で70℃ に昇温し、攪拌しながら70℃で2時間熟成した。熟成後、ろ過、水洗した。続いて、得られた固形物を水3リットルにリパルプしてスラリーとし、攪拌しながら95℃に昇温し、攪拌しながら95℃で60分間加熱洗浄した。加熱洗浄後、ろ過、水洗し、酸化亜鉛ケーキを得た。
FINEX-50(堺化学工業社製 一次粒子径0.020μm)80gを、酢酸亜鉛としての濃度が0.135mol/lの酢酸亜鉛水溶液1200mlにリパルプしスラリーとした。続いて、そのスラリーを攪拌しながら42分間で70℃ に昇温し、攪拌しながら70℃で2時間熟成した。熟成後、ろ過、水洗した。続いて、得られた固形物を水3リットルにリパルプしてスラリーとし、攪拌しながら95℃に昇温し、攪拌しながら95℃で60分間加熱洗浄した。加熱洗浄後、ろ過、水洗し、酸化亜鉛ケーキを得た。
(実施例1)
製造例で得られた酸化亜鉛ケーキを酸化亜鉛純分30g分はかりとり、粉体濃度が100g/Lになるように純水にリパルプし、酸化亜鉛スラリーとした。純水に30%苛性ソーダを0.45g加え90℃加温後、ステアリン酸(富士フィルム和光純薬社製 ステアリン酸、植物由来)を0.9g(酸化亜鉛に対して3.0%)添加し、ステアリン酸ナトリウム水溶液を得た。90℃に昇温した酸化亜鉛スラリーにステアリン酸ナトリウム水溶液(90℃)を添加し、90℃を保持したまま2時間熟成した。熟成後、70℃まで冷却し、硫酸でpH7.0に調整後、ろ過、水洗し、120℃で16時間乾燥することにより、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。得られた粒子の物性、及び塗膜の物性の評価結果を表1に示した。
なお、ステアリン酸の融点は70℃である。
製造例で得られた酸化亜鉛ケーキを酸化亜鉛純分30g分はかりとり、粉体濃度が100g/Lになるように純水にリパルプし、酸化亜鉛スラリーとした。純水に30%苛性ソーダを0.45g加え90℃加温後、ステアリン酸(富士フィルム和光純薬社製 ステアリン酸、植物由来)を0.9g(酸化亜鉛に対して3.0%)添加し、ステアリン酸ナトリウム水溶液を得た。90℃に昇温した酸化亜鉛スラリーにステアリン酸ナトリウム水溶液(90℃)を添加し、90℃を保持したまま2時間熟成した。熟成後、70℃まで冷却し、硫酸でpH7.0に調整後、ろ過、水洗し、120℃で16時間乾燥することにより、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。得られた粒子の物性、及び塗膜の物性の評価結果を表1に示した。
なお、ステアリン酸の融点は70℃である。
(実施例2)
純水に30%苛性ソーダ0.3gを加え90℃加温後、ステアリン酸を0.6g(酸化亜鉛に対して2.0%)添加し、ステアリン酸ナトリウム水溶液を得たこと、ろ過、水洗後に80℃で乾燥したこと以外は、実施例1と同様にして、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
純水に30%苛性ソーダ0.3gを加え90℃加温後、ステアリン酸を0.6g(酸化亜鉛に対して2.0%)添加し、ステアリン酸ナトリウム水溶液を得たこと、ろ過、水洗後に80℃で乾燥したこと以外は、実施例1と同様にして、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
(実施例3)
ステアリン酸をイソステアリン酸(富士フィルム和光純薬社製 イソステアリン酸(異性体混合物))としたこと以外は、実施例1と同様にして、イソステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
なお、イソステアリン酸の融点は7℃である。
ステアリン酸をイソステアリン酸(富士フィルム和光純薬社製 イソステアリン酸(異性体混合物))としたこと以外は、実施例1と同様にして、イソステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
なお、イソステアリン酸の融点は7℃である。
(実施例4)
ステアリン酸をパルミチン酸(富士フィルム和光純薬社製 パルミチン酸)としたこと以外は、実施例1と同様にして、パルミチン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
なお、パルミチン酸の融点は64℃である。
ステアリン酸をパルミチン酸(富士フィルム和光純薬社製 パルミチン酸)としたこと以外は、実施例1と同様にして、パルミチン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
なお、パルミチン酸の融点は64℃である。
(比較例1)
80℃で16時間乾燥すること以外は、実施例1と同様にして、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
80℃で16時間乾燥すること以外は、実施例1と同様にして、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
(比較例2)
30%苛性ソーダを1.5gに、ステアリン酸を3.0g(酸化亜鉛に対して10.0%)にしたこと以外は、実施例1と同様にして、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
30%苛性ソーダを1.5gに、ステアリン酸を3.0g(酸化亜鉛に対して10.0%)にしたこと以外は、実施例1と同様にして、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
(比較例3)
製造例で得られた酸化亜鉛ケーキを120℃で16時間乾燥し、酸化亜鉛粉体を得た。得られた酸化亜鉛粉体30gをポリ袋に入れ、ステアリン酸1.2g(酸化亜鉛に対して4.0%)を添加して混合し、乾燥機にて120℃で16時間熱処理することで、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
製造例で得られた酸化亜鉛ケーキを120℃で16時間乾燥し、酸化亜鉛粉体を得た。得られた酸化亜鉛粉体30gをポリ袋に入れ、ステアリン酸1.2g(酸化亜鉛に対して4.0%)を添加して混合し、乾燥機にて120℃で16時間熱処理することで、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
(比較例4)
製造例で得られた酸化亜鉛ケーキをFINEX-30(堺化学工業社製 平均粒子径35nm)に変更し、30%苛性ソーダを0.6gに、ステアリン酸を1.2g(酸化亜鉛に対して4.0%)にしたこと以外は、実施例1と同様にして、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
製造例で得られた酸化亜鉛ケーキをFINEX-30(堺化学工業社製 平均粒子径35nm)に変更し、30%苛性ソーダを0.6gに、ステアリン酸を1.2g(酸化亜鉛に対して4.0%)にしたこと以外は、実施例1と同様にして、ステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
(比較例5)
酸化亜鉛スラリーに30%苛性ソーダを0.45g加え40℃加温後、ステアリン酸を0.9g(酸化亜鉛に対して3.0%)添加し、40℃を保持したまま2時間熟成したこと以外は、実施例1と同様にしてステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
酸化亜鉛スラリーに30%苛性ソーダを0.45g加え40℃加温後、ステアリン酸を0.9g(酸化亜鉛に対して3.0%)添加し、40℃を保持したまま2時間熟成したこと以外は、実施例1と同様にしてステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
(比較例6)
ステアリン酸をイソステアリン酸に変更したこと以外は、比較例2と同様にして、イソステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
ステアリン酸をイソステアリン酸に変更したこと以外は、比較例2と同様にして、イソステアリン酸処理酸化亜鉛粒子を得た。
(評価方法1)得られた粒子の組成
表1における得られた粒子の組成は、銅管球をもつX線回折装置UltimaIII(リガク社製)により分析した結果を示したものである。
表1における得られた粒子の組成は、銅管球をもつX線回折装置UltimaIII(リガク社製)により分析した結果を示したものである。
(評価方法2)一次粒子径
本明細書における一次粒子径は、透過型電子顕微鏡JEM-1200EX II(日本電子社製)で撮影した写真の20000~50000倍の視野でランダムに選択した250個の粒子の粒子径を計測し、その粒子径の平均値として算出する。
本明細書における一次粒子径は、透過型電子顕微鏡JEM-1200EX II(日本電子社製)で撮影した写真の20000~50000倍の視野でランダムに選択した250個の粒子の粒子径を計測し、その粒子径の平均値として算出する。
(評価方法3)BET比表面積
表1のBET比表面積(m2/g)は、全自動BET比表面積測定装置MacsorbModel HM-1200(Mountech社製)により測定した値である。
表1のBET比表面積(m2/g)は、全自動BET比表面積測定装置MacsorbModel HM-1200(Mountech社製)により測定した値である。
(評価方法4)炭素含有量
表1の炭素含有量は、カーボン量測定装置CARBON ANALYZER EMIA-110(堀場製作所社製)により測定した値である。
表1の炭素含有量は、カーボン量測定装置CARBON ANALYZER EMIA-110(堀場製作所社製)により測定した値である。
(評価方法5)モード径
本明細書において、モード径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置LA-960S(堀場製作所社製)によって測定した値である。実施例、比較例の酸化亜鉛粒子0.1gを、イソプロピルアルコール50mlに入れ、スラリーを超音波ホモジナイザーUS-600E(日本精機製作所社製)を用いて1分間超音波分散したスラリーを測定した。実施例及び比較例の酸化亜鉛の屈折率を2.00、イソプロピルアルコールの屈折率を1.378とし、体積基準で測定した。
1分間超音波分散したスラリーのモード径が0.30μm以下である場合、弱い分散でも一次粒子径に近い状態の粒子が多く存在するため、分散性が高いことを意味し、0.30μmを超える場合、粒子の凝集が強く分散性が低いことを意味する。
本明細書において、モード径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置LA-960S(堀場製作所社製)によって測定した値である。実施例、比較例の酸化亜鉛粒子0.1gを、イソプロピルアルコール50mlに入れ、スラリーを超音波ホモジナイザーUS-600E(日本精機製作所社製)を用いて1分間超音波分散したスラリーを測定した。実施例及び比較例の酸化亜鉛の屈折率を2.00、イソプロピルアルコールの屈折率を1.378とし、体積基準で測定した。
1分間超音波分散したスラリーのモード径が0.30μm以下である場合、弱い分散でも一次粒子径に近い状態の粒子が多く存在するため、分散性が高いことを意味し、0.30μmを超える場合、粒子の凝集が強く分散性が低いことを意味する。
(評価方法6)撥水性
100mLビーカー中に蒸留水80mLを入れ、脂肪酸処理酸化亜鉛粒子0.2gを浮かべ、スパチュラで10回撹拌し、水の濁りを目視し、下記の評価基準に従って判断した。
〇:水に濁りがなく、透明
△:水が薄く濁り、半透明
×:水が白濁
100mLビーカー中に蒸留水80mLを入れ、脂肪酸処理酸化亜鉛粒子0.2gを浮かべ、スパチュラで10回撹拌し、水の濁りを目視し、下記の評価基準に従って判断した。
〇:水に濁りがなく、透明
△:水が薄く濁り、半透明
×:水が白濁
(評価方法7)見掛け密度
JIS K 5101-12-1顔料試験方法-見掛け密度又は見掛け比容(静置法)に記載の方法によって測定した。
JIS K 5101-12-1顔料試験方法-見掛け密度又は見掛け比容(静置法)に記載の方法によって測定した。
(評価方法8)FT-IR
図1、2のFT-IRスペクトルは、フーリエ変換赤外分光光度計FT-IR Nicolet iS 10型(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)を用いて以下の条件により測定したスペクトルである。検知器はDTGS KBr、分解能は4cm-1、スキャン回数:16回で測定した。
付属装置は一回反射型水平状ATR Smart iTR、使用プレート(IRE)はダイヤモンドクリスタル、入射角:45°である。
なお、吸光度I1の値は、1350-1500cm-1に検出される、CH3対称変角振動、COO-対称伸縮振動、CH3非対称変角振動のいずれかの内の最大ピークの吸光度、吸光度I2の値は、1500-1600cm-1に検出される、COO-逆対称伸縮振動の最大ピークの吸光度の値である。I2/I1の値が0.8~1.2の場合、脂肪酸が酸化亜鉛表面に結合していることを意味し、1.2より大きい場合、遊離の脂肪酸Znが析出していることを意味し、0.8より小さい場合、脂肪酸が酸化亜鉛表面に十分に結合していないことを意味する。
さらに、吸光度I3の値は、1700-1720cm-1に検出される、C=O伸縮振動のピークの吸光度、吸光度I4の値は、1750-1800cm-1に検出される、四員環や五員環、酸無水物のC=O伸縮振動のピークの吸光度の値である。今回の製造工程で四員環や五員環、酸無水物に該当する物質は存在しないため、ピークは検出されない。よって、I3/I4の値が1.2を超える場合、未反応の脂肪酸が残っていることを意味する。
図1、2のFT-IRスペクトルは、フーリエ変換赤外分光光度計FT-IR Nicolet iS 10型(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)を用いて以下の条件により測定したスペクトルである。検知器はDTGS KBr、分解能は4cm-1、スキャン回数:16回で測定した。
付属装置は一回反射型水平状ATR Smart iTR、使用プレート(IRE)はダイヤモンドクリスタル、入射角:45°である。
なお、吸光度I1の値は、1350-1500cm-1に検出される、CH3対称変角振動、COO-対称伸縮振動、CH3非対称変角振動のいずれかの内の最大ピークの吸光度、吸光度I2の値は、1500-1600cm-1に検出される、COO-逆対称伸縮振動の最大ピークの吸光度の値である。I2/I1の値が0.8~1.2の場合、脂肪酸が酸化亜鉛表面に結合していることを意味し、1.2より大きい場合、遊離の脂肪酸Znが析出していることを意味し、0.8より小さい場合、脂肪酸が酸化亜鉛表面に十分に結合していないことを意味する。
さらに、吸光度I3の値は、1700-1720cm-1に検出される、C=O伸縮振動のピークの吸光度、吸光度I4の値は、1750-1800cm-1に検出される、四員環や五員環、酸無水物のC=O伸縮振動のピークの吸光度の値である。今回の製造工程で四員環や五員環、酸無水物に該当する物質は存在しないため、ピークは検出されない。よって、I3/I4の値が1.2を超える場合、未反応の脂肪酸が残っていることを意味する。
(実施例5~8および比較例7~12)
表2に示す組成の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子分散体を下記の製造方法により調整し、各試料について、「初期粘度」、「40℃経時粘度」、「経時安定性」について評価を行い、その結果も併せて表2に示した。
(製造方法)
実施例、比較例の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子、ポリヒドロキシステアリン酸(日清オイリオ社製 サラコスHS-6C)、イソノナン酸イソトリデシル(日清オイリオ社製 サラコス913)を表2に記載の割合で、ジルコニアビーズ(0.5mm 東レ社製)を成分の合計量の2倍量でマヨネーズ瓶に入れ、良くかき混ぜた後、ペイントコンディショナー(RED DEVIL社製)に固定し、60分間振動を与え分散体を作製した。得られた分散体の物性の評価結果を表2に示した。
表2に示す組成の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子分散体を下記の製造方法により調整し、各試料について、「初期粘度」、「40℃経時粘度」、「経時安定性」について評価を行い、その結果も併せて表2に示した。
(製造方法)
実施例、比較例の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子、ポリヒドロキシステアリン酸(日清オイリオ社製 サラコスHS-6C)、イソノナン酸イソトリデシル(日清オイリオ社製 サラコス913)を表2に記載の割合で、ジルコニアビーズ(0.5mm 東レ社製)を成分の合計量の2倍量でマヨネーズ瓶に入れ、良くかき混ぜた後、ペイントコンディショナー(RED DEVIL社製)に固定し、60分間振動を与え分散体を作製した。得られた分散体の物性の評価結果を表2に示した。
(初期粘度)
分散後、9mlのスクリュー瓶に分散体を入れ、B型粘度計(東京計器製)でローターNo.4を使用し、12rpmで回転開始から60秒後の粘度(25℃)を測定した。
分散後、9mlのスクリュー瓶に分散体を入れ、B型粘度計(東京計器製)でローターNo.4を使用し、12rpmで回転開始から60秒後の粘度(25℃)を測定した。
(40℃経時粘度)
9mlのスクリュー瓶に分散体を入れ、40℃恒温槽にて7日間保管し、B型粘度計(東京計器製)でローターNo.4を使用し、12rpmで回転開始から60秒後の粘度を測定した。
9mlのスクリュー瓶に分散体を入れ、40℃恒温槽にて7日間保管し、B型粘度計(東京計器製)でローターNo.4を使用し、12rpmで回転開始から60秒後の粘度を測定した。
(経時安定性)
40℃恒温槽にて7日間保管後の状態について、下記の基準に従って評価した。
◎:沈降なし、且つ粘度が1000mPa・s未満
〇:沈降なし、且つ粘度が1000mPa・s以上2000mPa・s未満
△:沈降なし、且つ粘度が2000mPa・s以上3000mPa・s未満
×:沈降あり、もしくは粘度が3000mPa・s以上
40℃恒温槽にて7日間保管後の状態について、下記の基準に従って評価した。
◎:沈降なし、且つ粘度が1000mPa・s未満
〇:沈降なし、且つ粘度が1000mPa・s以上2000mPa・s未満
△:沈降なし、且つ粘度が2000mPa・s以上3000mPa・s未満
×:沈降あり、もしくは粘度が3000mPa・s以上
表1より、実施例の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子は、分散性に優れ、かつ、充分な撥水性を有することが示された。さらに、表2より、初期粘度及び経時粘度ともに顕著な増粘は見られず、安定性にも優れることが示された。
実施例9(日焼け止めO/Wクリーム)
下記表3に示す成分を用い、以下の製造方法にて日焼け止めO/Wクリームを得た。
(製造方法)
(1)成分1~6を均一に混合し、加温溶解する。
(2)成分7~12を均一に混合し、加温する。
(3)上記(2)に上記(1)を加えて乳化し、冷却して日焼け止めO/Wクリームを得た。
下記表3に示す成分を用い、以下の製造方法にて日焼け止めO/Wクリームを得た。
(製造方法)
(1)成分1~6を均一に混合し、加温溶解する。
(2)成分7~12を均一に混合し、加温する。
(3)上記(2)に上記(1)を加えて乳化し、冷却して日焼け止めO/Wクリームを得た。
(注2)植物由来セルロース(2%aq):RHEOCRYSTA C-2SP(第一工業製薬社製)
以上のようにして得られた実施例9の日焼け止めO/Wクリームは、経時変化を起こさず安定で、また使用感に関しても、塗布時の肌へののび広がりが良くなめらかで、後肌のべたつき感もきしみ感もなく、透明性が高く、日焼け止め効果の持続性にも優れた有機紫外線吸収剤フリーの日焼け止めO/Wクリームであった。
本発明の分散体は、化粧料に配合して好適に使用することができる。
Claims (6)
- 全反射測定法(ATR法)を用いて測定したFT-IRスペクトルにおいて、1350-1500cm-1の最大吸光度(I1)に対して、1500-1600cm-1の最大吸光度(I2)の比率(I2/I1)が、0.8~1.2であり、かつ、
1750-1800cm-1の最大吸光度(I4)に対して、1700-1720cm-1の最大吸光度(I3)の比率(I3/I4)が、1.2以下であり、
透過型電子顕微鏡から測定した一次粒子径が0.1μm以下であり、当該粉体をイソプロピルアルコール中に入れ、超音波ホモジナイザーで定格出力600W、振動振幅100%の超音波を常温で1分間照射して分散した分散液のレーザー回折散乱法での体積基準におけるモード径が0.30μm以下であることを特徴とする脂肪酸処理酸化亜鉛粒子。 - 脂肪酸は、ステアリン酸、イソステアリン酸、及び、パルミチン酸からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1記載の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子。
- 原体である酸化亜鉛粒子を分散媒にリパルプしてスラリーを調製する工程(1)、
脂肪酸を塩基で中和し、脂肪酸塩水溶液を得る工程(2)、及び、
得られた脂肪酸塩水溶液を前記酸化亜鉛スラリーに添加して、表面処理する工程(3)を有し、
前記原体である酸化亜鉛粒子は、微粒子酸化亜鉛を、亜鉛塩を溶解した水中で熟成する工程を含む製造方法で得られたものであり、乾燥工程を経ずに工程(1)に供し、
前記工程(2)及び(3)は、脂肪酸の融点以上の温度で行うことを特徴とする脂肪酸処理酸化亜鉛粒子の製造方法。 - 前記原体である酸化亜鉛粒子は、当該粉体を0.0025質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液中に入れ、超音波ホモジナイザーで定格出力600W、振動振幅100%の超音波を常温で3分間照射して分散した分散液のレーザー回折散乱法でのメジアン径が0.30μm以下である請求項3に記載の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子の製造方法。
- 請求項1又は2に記載の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を含有することを特徴とする分散体。
- 請求項1又は2に記載の脂肪酸処理酸化亜鉛粒子を含有することを特徴とする化粧料。
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- 2023-03-31 JP JP2023056907A patent/JP2024144795A/ja active Pending
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