Тонкодисперсный композит на основе диоксида титана и композиции, содержащие тонкодисперсный композит на основе диоксида титана

Тонкодисперсный композит на основе диоксида титана и композиции, содержащие тонкодисперсный композит на основе диоксида титана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к тонкодисперсному композиту на основе диоксида титана, который можно использовать в качестве средства для защиты от ультрафиолета, к способу получения такого композита и к композициям, содержащим такой композит.

Предпосылки изобретения

Известно, что ультрафиолет A (UVA) с длинами волн в диапазоне от 320 до 400 нм и ультрафиолет B (UVB) с длинами волн в диапазоне от 290 до 320 нм достигает земли, не подвергаясь достаточному поглощению и рассеиванию в озоновом слое, и вызывает различные отрицательные эффекты на коже. Например, известно, что UVB вызывает воспаление и ускоряет старение кожи и что UVA ускоряет образование меланина и вызывает образование пятен, веснушек и так далее.

Косметические средства для предотвращения таких отрицательных эффектов на коже разрабатывались и исследовались различными способами. Например, предпринималась попытка предотвратить чрезмерное воздействие ультрафиолетовых лучей на кожу посредством использования соединения, содержащего ароматическое кольцо, такое как бензольное кольцо, т.е. так называемое УФ-поглощающее средство (см., например, патентные документы 1 и 2).

Однако поскольку большая часть УФ-поглощающих средств, использованных в этих документах, представляет собой масла, то эти средства обладают низкой растворимостью в воде и, таким образом, их формы в качестве косметических средств иногда ограничены. Когда эти УФ-поглощающие средства используют в качестве косметических средств, тактильное ощущение свежести достигается с трудом. По этой причине существует ограничение в использовании этих УФ-поглощающих средств в качестве косметических средств для защиты от ультрафиолета, которые часто используются летом.

Между тем, сообщалось о попытке предотвратить чрезмерное воздействие ультрафиолетовых лучей на кожу путем использования неорганических тонкодисперсных частиц, таких как тонкодисперсные частицы оксида цинка или тонкодисперсные частицы оксида титана (см., например, патентные документы 3 и 4). Известно, что оксид цинка, оксид титана и т.п. обладают прекрасным УФ-защитным эффектом. В частности, известно, что оксид титана обладает высоким уровнем способности защищать от UVB, а оксид цинка обладает высоким уровнем способности защищать от UVA.

Однако получение тонкодисперсных частиц оксида титана или тонкодисперсных частиц оксида цинка в виде однородной дисперсии в водном растворе обычно бывает затруднено в силу их поверхностных активностей. Таким образом, добавление оксида титана или оксида цинка в косметическую основу ведет к образованию неоднородной дисперсии. В результате нанесенное на лицо или тело косметическое средство, превращаясь в мутный раствор, вызывает проблемы, включая побеление лица или тела и уменьшение УФ-защитного эффекта косметического средства. Кроме того, с оксидом титана или оксидом цинка связана проблема воздействия на другие компоненты смеси, такие как загущающий компонент косметического средства, что, например, ослабляет действие косметического средства.

Для того чтобы получить однородную дисперсию оксида титана или оксида цинка в водном растворе, разработан способ получения сверхтонкодисперсных частиц оксида титана или оксида цинка и способ добавления поверхностно-активного вещества в водный раствор. Пример способа добавления поверхностно-активного вещества включает способ получения нейтрального золя диоксида титана посредством примешивания водорастворимого высокомолекулярного соединения (поливиниловый спирт или т.п.) в качестве стабилизатора дисперсии в кислый водный раствор, содержащий тонкодисперсные частицы диоксида титана, и затем примешивания щелочного раствора в качестве нейтрализующего средства в полученный раствор (патентный документ 5); однако когда добавляют дополнительное косметическое средство, трудно сохранять стабильность нейтрального золя диоксида титана.

Кроме того, также сообщалось об обработке поверхностей неорганических тонкодисперсных частиц сополимером на силиконовой основе, конкретным сложным фосфатным эфиром или чем-то подобным (см., например, патентные документы 6 и 7), чтобы получить однородную дисперсию оксида титана или оксида цинка в растворе; однако такая обработка не обеспечивает достаточного эффекта.

Авторы настоящего изобретения получили тонкодисперсные композиты из оксида металла путем растворения конкретной жирной кислоты с короткой цепью или полимера и т.п. и соли металла в водорастворимом органическом растворителе или смешанном растворе из воды и водорастворимого органического растворителя и последующей нейтрализации соли металла или восстановления металлов в соли металла (патентный документ 8). Наряду с такими тонкодисперсными композитами из частиц оксида металла можно получить однородную дисперсию тонкодисперсных частиц оксида цинка в водном растворе, которая обладает как прозрачностью, так и способностью поглощать ультрафиолет. С другой стороны, в случае тонкодисперсного композита из оксида титана способность диспергироваться в водном растворе не является достаточной, так что и прозрачность и способность поглощать ультрафиолет могут быть не достигнуты в достаточной мере. Кроме того, также существуют проблемы, связанные с тем, что тонкодисперсные частицы оксида титана не могут быть повторно диспергированы после агрегации частиц по причине нестабильности в композитном состоянии и высокой вязкости дисперсии композита.

Принимая во внимание такие условия, желательно разработать тонкодисперсный композит на основе диоксида титана, который обладает прекрасной прозрачностью и эффектом поглощения ультрафиолета и стабилен в композитном состоянии, поскольку такой композит обладает широким спектром применений.

Список цитированных документов

Патентные документы

[патентный документ 1] JP 2001-207060 A

[патентный документ 2] JP 2006-160651 A

[патентный документ 3] JP 2004-203768 A

[патентный документ 4] JP 2003-096437 A

[патентный документ 5] JP 63-123815 A

[патентный документ 6] JP 2007-291094 A

[патентный документ 7] JP 2005-232069 A

[патентный документ 8] WO 2007/057997 A1

Сущность изобретения

Техническая проблема

Настоящее изобретение выполнено при таких условиях, и цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить новый тонкодисперсный композит на основе диоксида титана, из которого можно получить однородную дисперсию в диспергирующей среде, что, таким образом, обеспечивает высокую прозрачность, высокую стабильность и высокую способность поглощать ультрафиолет. Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить тонкодисперсный композит на основе диоксида титана, который сохраняет, даже при добавлении тонкодисперсного композита на основе диоксида титана в косметическое средство наряду с другими композициями, состояние композита, который однородно диспергирован и имеет высокую практическую применимость в качестве косметической композиции.

Решение проблемы

Авторы настоящего изобретения проводили экстенсивные исследования для того, чтобы предоставить новый тонкодисперсный композит на основе диоксида титана с высокой практической применимостью. В результате авторы обнаружили, что тонкодисперсный композит на основе диоксида титана, содержащий одно или несколько веществ, выбранных из карбоновой кислоты и производного карбоновой кислоты, представленных следующей общей формулой (1),

и полимера, содержащего, в качестве составляющих мономеров, карбоновую кислоту и/или производное карбоновой кислоты (далее в настоящем документе обозначаемое как «мономер или полимер карбоновой кислоты или т.п.»), которые нанесены на поверхность тонкодисперсных частиц диоксида титана, у которых среднее значение ширины пика максимальной интенсивности дифракции, приписанное диоксиду титана, в анализе дифракции рентгеновских лучей на порошке составляет 2,0° или менее, однородно диспергирован в диспергирующей среде.

Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили, что тонкодисперсный композит на основе диоксида титана можно получить путем добавления мономера или полимера карбоновой кислоты или т.п. в кислую водную дисперсию, содержащую тонкодисперсные частицы диоксида титана, и последующей нейтрализации водной дисперсии. Таким образом, выполнено настоящее изобретение. То есть настоящее изобретение представлено следующим образом.

Полезные эффекты изобретения

В тонкодисперсном композите на основе диоксида титана по настоящему изобретению с трудом происходит образование агрегатов тонкодисперсных композитов на основе диоксида титана, и, таким образом, композиты можно однородно диспергировать в диспергирующей среде. Следовательно, композиция, содержащая тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению, обладает высокой прозрачностью, высокой стабильностью и высокой способностью поглощать ультрафиолет.

В тонкодисперсном композите на основе диоксида титана по настоящему изобретению, даже после того, как частицы отфильтрованы из диспергирующей среды, частицы можно повторно однородно диспергировать в диспергирующей среде.

Кроме того, нейтральная дисперсия, содержащая тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению, обладает более низкой вязкостью, чем нейтральные дисперсии, содержащие обычные тонкодисперсные композиты на основе диоксида титана, и, таким образом, проще обрабатывать композит по настоящему изобретению для получения косметического средства и т.п. Кроме того, нейтральная дисперсия, содержащая тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению, также может быть введена в косметическое средство в высокой концентрации. Кроме того, даже при добавлении других компонентов наряду с композитом по настоящему изобретению во время получения косметического средства можно сохранить однородное дисперсное состояние.

Как таковой тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению обладает прекрасной применимостью на практике и универсальными свойствами.

Описание вариантов осуществления

Тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению представляет тонкодисперсный композит на основе диоксида титана, который включает смешивание тонкодисперсных частиц диоксида титана, соединенных с одним или несколькими веществами, выбранными из карбоновых кислот и производных карбоновых кислот, представленных общей формулой (1), и полимеров, содержащих, в качестве составляющих мономеров, карбоновую кислоту и/или производное карбоновой кислоты, у которого среднее значение ширины пика максимальной интенсивности дифракции, приписанное кристаллам диоксида титана, составляет 2,0° или менее в анализе дифракции рентгеновских лучей на порошке.

Когда анализ дифракции рентгеновских лучей на порошке осуществляют для тонкодисперсного композита на основе диоксида титана по настоящему изобретению, среднее значение ширины пика максимальной интенсивности дифракции, приписанное кристаллам диоксида титана, на этой диаграмме анализа составляет 2,0° или менее.

В настоящем изобретении термин «среднее значение ширины» определяется как значение, найденное путем выполнения анализа дифракции рентгеновских лучей на порошке при следующих условиях. Сухой образец тонкодисперсного композита на основе диоксида титана пульверизируют в исследуемый порошок. Измерение дифракции рентгеновских лучей (ДРЛ) осуществляют на исследуемом порошке посредством использования прибора для дифракции рентгеновских лучей (доступен в компании Spectris Co., Ltd., торговое название: PANalytical X' Pert PROMPD). Измерение осуществляют с использованием CuKα-излучения в качестве источника рентгеновских лучей при угле сканирования 2θ от 5° до 70° при условии, что напряжение на лампе составляет 45 кВ, а ток через лампу составляет 40 мА. Затем среднее значение ширины пика максимальной интенсивности дифракции находят по диаграмме дифракции, построенной на основе измерения.

Следует отметить, что пик максимальной интенсивности дифракции, приписанный кристаллам диоксида титана, образуется при угле сканирования 2θ=27,5° в случае, когда образуются кристаллы рутила, и образуется при угле сканирования 2θ=25,5° в случае, когда образуются кристаллы анатаза.

Пиковая интенсивность на диаграмме анализа дифракции рентгеновских лучей представляет относительное содержание на кристаллических плоскостях порошка. Термин «среднее значение ширины» относится к разности двух значений оси абсцисс (ширина горы) на оси ординат кривой в форме горы в положении, представляющем половину значения оси ординат пика, который имеет форму горы. Обычно среднее значение ширины пика максимальной интенсивности дифракции представляет показатели кристаллизации порошка. Например, случай, когда среднее значение ширины пика, соответствующее (101) плоскости, мало, то есть случай, когда сформирован четкий пик, обозначает, что показатель кристаллизации в (101) плоскости имеет высокое значение, и, таким образом, можно сказать, что кристалличность повышена и, следовательно, достигнуто стабильное кристаллическое состояние. С другой стороны, случай, когда среднее значение ширины пика, соответствующее (101) плоскости, велико, то есть случай, когда пик пологий, обозначает, что кристаллизация в (101) плоскости не произошла, и, таким образом, достигнуто квазиаморфное состояние. В тонкодисперсном композите на основе диоксида титана по настоящему изобретению, случай, когда среднее значение ширины составляет 2,0° или менее, обозначает состояние, в котором повышена кристалличность тонкодисперсных частиц диоксида титана в качестве центральных частей тонкодисперсного композита на основе диоксида титана.

Когда среднее значение ширины находится в вышеупомянутом диапазоне, тонкодисперсный композит на основе диоксида титана диспергирован однородно в диспергирующей среде, посредством чего может быть осуществлена прозрачность и способность поглощать ультрафиолет. Кроме того, как видно из сравнения примера 1 и сравнительного примера 4, описанных далее, дисперсия, содержащая такой тонкодисперсный композит на основе диоксида титана в высокой концентрации, имеет значительно более низкую вязкость, чем дисперсия, содержащая обычный тонкодисперсный композит на основе диоксида титана в такой же концентрации. Вероятно, это вызвано тем, что возрастает сила межмолекулярных взаимодействий тонкодисперсных частиц диоксида титана и мономера или полимера карбоновой кислоты или т.п.

Тонкодисперсный композит на основе диоксида титана со средним значением ширины 2,0° или менее может быть получен посредством использования способа, который описан ниже.

Тонкодисперсные частицы диоксида титана в качестве центральной части тонкодисперсного композита на основе диоксида титана по настоящему изобретению представляют собой кристаллизованный оксид титана. В качестве формы кристалла можно принять любую кристаллическую форму рутилового типа и кристаллическую форму анатазового типа; обе формы могут быть смешаны вместе; или часть частиц может представлять собой некристаллизованные тонкодисперсные частицы диоксида титана. Среди этих форм предпочтительной является кристаллическая форма рутилового типа, которая обладает низкой проверхностной активностью и предположительно обладает способностью поглощать ультрафиолет.

Кроме того, тонкодисперсные частицы диоксида титана в качестве центральных частей тонкодисперсного композита на основе диоксида титана по настоящему изобретению могут быть покрыты одним или несколькими типами гидроксидов кремния, алюминия, циркония и т.п. С помощью покрытия для поверхности тонкодисперсных частиц можно снизить поверхностную активность частиц. Однако следует отметить, что в случае, когда диаметр частиц увеличивается в результате обработки поверхности, иногда возникает снижение эффективности поглощения ультрафиолета.

В общей формуле (1) R представляет атом водорода, C₁-C₁₅ алкильную группу или C₁-C₁₅ алкенильную группу, в которых атомы водорода могут быть замещены карбоксильной группой или гидроксильной группой. Когда атомы водорода алкильной группы или алкенильной группы замещены карбоксильной группой, число атомов углерода в алкильной группе или алкенильной группе определяется как число атомов углерода, рассматриваемое в том случае, когда предполагается, что такое замещение не выполнялось. Х обозначает атом водорода, щелочной металл или полиоксиалкиленовую группу с числом присоединяемых молей от 1 до 12.

R предпочтительно представляет C₁-C₈ алкильную группу или C₁-С₈ алкенильную группу, в которой атомы водорода могут быть замещены карбоксильной группой или гидроксильной группой. В том случае, когда R представляет незамещенную алкильную группу, примеры карбоновой кислоты, представленной общей формулой (1), включают уксусную кислоту, пропионовую кислоту и капроновую кислоту. В том случае, когда R представляет незамещенную алкенильную группу, примеры карбоновой кислоты, представленной общей формулой (1), включают акриловую кислоту и метакриловую кислоту. В том случае, когда R представляет алкильную группу, в которой атомы водорода замещены карбоксильной группой или гидроксильной группой, подходящие примеры карбоновой кислоты, представленные общей формулой (1), включают щавелевую кислоту, малоновую кислоту, винную кислоту, янтарную кислоту и лимонную кислоту. То есть карбоновая кислота, представленная общей формулой (1), может представлять собой монокарбоновую кислоту или поликарбоновую кислоту, такую как дикарбоновая кислота или трикарбоновая кислота; предпочтительна карбоновая кислота, содержащая 10 или менее атомов углерода.

В том случае, когда X представляет щелочной металл, примеры металла включают калий, натрий и литий. В том случае, когда X представляет полиоксиалкиленовую группу, ее среднее число присоединяемых молей предпочтительно составляет от 1 до 12, более предпочтительно от 2 до 8. Подходящие примеры полиоксиалкиленовой группы включают полиоксиэтиленовую группу и полиоксипропиленовую группу.

Кроме того, в качестве производного карбоновой кислоты, представленного общей формулой (1), особенно предпочтительной является соль щелочного металла поликарбоновой кислоты, такой как монокарбоновая, дикарбоновая или трикарбоновая кислота, содержащая 10 или менее атомов углерода, или производное карбоновой кислоты, в котором полиоксиалкилен добавлен к части карбоксильных групп или гидроксильных групп. В частности, в том случае, когда карбоновая кислота представляет собой поликарбоновую кислоту, предпочтительной является форма, в которой часть кислоты превращена в соль. Примеры такой соли щелочного металла включают ацетат натрия, пропионат калия, акрилат натрия, триэтиламин метакрилат, капрат натрия, оксалат лития, малонат калия, сукцинат натрия, цитрат калия и тартрат натрия. Кроме того, примеры полиоксиэтиленового аддукта включают полиоксиэтилен акрилат и полиоксиэтилен метакрилат.

Примеры полимера, содержащего, в качестве составляющих мономеров, карбоновую кислоту и/или производное карбоновой кислоты, представленное общей формулой (1), включают полимер, содержащий метакриловую кислоту или акриловую кислоту, или полиоксиэтиленовый аддукт, их соль металла или соль щелочного металла в качестве составляющих мономеров, где алкенильные группы в качестве боковых цепей карбоновой кислоты стали полимерными группами. Степени полимеризации этих полимеров предпочтительно составляют 1000 или менее.

Подходящие примеры полимера включают гомополимер, полученный полимеризацией составляющих мономеров, и сополимер составляющих мономеров и мономеров винилацетата, винилового спирта, стирола или мономеров, отличающихся от соединений, представленных общей формулой (1), таких как алкил(мет)акрилат, включая метилметакрилат.

Конкретные примеры полимера включают полиакриловую кислоту, полиакрилат натрия, триэтаноламин полиакрилат, полиметакрилат натрия, триэтиламин полиметакрилат и полиоксиэтиленовый акриловый полимер или полиоксиэтиленовый метакриловый полимер с числом присоединяемых молей оксиэтилена, равным 23 или менее.

Тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению, включая частицы диоксида титана, соединенный с полимером, содержащим карбоновую кислоту и/или производное карбоновой кислоты, представленные общей формулой (1), в качестве составляющих мономеров, может быть диспергирован в нейтральном водном растворе. С другой стороны, тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению, включая частицы диоксида титана, соединенный с карбоновой кислотой и производным карбоновой кислоты, представленными общей формулой (1), может быть диспергирован в гидрофобном растворителе.

В тонкодисперсном композите на основе диоксида титана по настоящему изобретению пик поглощения карбонильной группы в инфракрасном спектре поглощения, измеренный с использованием способа с таблетками KBr, предпочтительно возникает в диапазоне волновых чисел от 1535 до 1545 см^-1.

В настоящем изобретении инфракрасный спектр поглощения определяется как спектр, который может быть получен посредством проведения измерения при следующих условиях. После высушивания нейтральной водной дисперсии тонкодисперсного композита на основе диоксида титана по настоящему изобретению при 105°C высушенную смесь пульверизируют в исследуемый порошок. Исследуемому порошку придают форму таблеток с KBr, после чего измеряют спектр инфракрасных лучей, поглощенных таблеткой, посредством использования инфракрасного спектрофотометра с преобразованием Фурье (из компании Shimadzu Corp., код продукта: FTIR-8300).

В том случае, когда пик поглощения находится в вышеупомянутой области, тонкодисперсный композит на основе диоксида титана однородно диспергирован в диспергирующей среде и, таким образом, могут быть достигнуты прозрачность и способность поглощать ультрафиолет. Кроме того, как видно из сравнения примера 1 и сравнительного примера 4, описанных ниже, дисперсия, содержащая такой тонкодисперсный композит на основе диоксида титана в высокой концентрации, обладает значительно более низкой вязкостью, чем дисперсия, содержащая обычный тонкодисперсный композит в такой же концентрации.

Обычно пик поглощения, приписываемый карбонильным группам мономера или полимера карбоновой кислоты или т.п., находится в диапазоне волновых чисел, который выходит за пределы диапазона волновых чисел от 1535 до 1545 см^-1; например, в полиакрилате натрия пик поглощения находится в диапазоне волновых чисел от 1558 до 1560 см^-1. Однако, как показано в примере 1, в тонкодисперсном композите на основе диоксида титана по настоящему изобретению можно считать, что поскольку сильны межмолекулярные взаимодействия частиц диоксида титана и мономера или полимера карбоновой кислоты или т.п., то часть карбонильных групп мономера или полимера карбоновой кислоты или т.п. связана с поверхностью тонкодисперсных частиц диоксида титана и, следовательно, также возникает пик поглощения, приписываемый карбонильным группам, в диапазоне волновых чисел от 1535 до 1545 см^-1. С другой стороны, как показано в сравнительном примере 4, описанном ниже, в обычном тонкодисперсном композите на основе диоксида титана, описанном в патентном документе 8, пик поглощения, приписываемый каждой карбонильной группе, не возникает в диапазоне волновых чисел от 1535 до 1545 см^-1, и, таким образом, такой обычный композит можно отличить от тонкодисперсного композита на основе диоксида титана по настоящему изобретению.

Тонкодисперсный композит на основе диоксида титана, в котором пик поглощения возникает в области волновых чисел от 1535 до 1545 см^-1, может быть получен с использованием способа, описанного ниже.

В тонкодисперсном композите на основе диоксида титана по настоящему изобретению массовое отношение тонкодисперсных частиц диоксида титана к мономеру или полимеру карбоновой кислоты или т.п. предпочтительно составляет 60% или более. Массовое соотношение предпочтительно составляет от 60 до 99%, более предпочтительно от 85 до 99%. Однако когда увеличивается диаметр частиц тонкодисперсного композита на основе диоксида титана, композит проявляет тенденцию к уменьшению легкости получения однородной дисперсии в диспергирующей среде и, следовательно, нельзя безоговорочно сказать, какое массовое соотношение является предпочтительным.

Тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению обладает большой силой межмолекулярных взаимодействий тонкодисперсных частиц диоксида титана и мономера или полимера карбоновой кислоты или т.п., и, следовательно, даже когда мономер или полимер карбоновой кислоты или т.п., подлежащее соединению с частицами диоксида титана, имеет низкое массовое отношение, эффект композита достигается в достаточной степени, и, следовательно, тонкодисперсные частицы могут быть однородно диспергированы в диспергирующей среде.

В том случае, когда тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению используется в качестве средства, поглощающего ультрафиолет, диаметр частиц диоксида титана предпочтительно составляет от 0,002 до 5 мкм, в частности предпочтительно 1 мкм или менее. Поскольку в тонкодисперсном композите на основе диоксида титана по настоящему изобретению количество мономера или полимера карбоновой кислоты или т.п., подлежащего соединению, может быть небольшим, как описано выше, то диаметр тонкодисперсных частиц диоксида титана уменьшается, и площадь поверхности всех тонкодисперсных частиц диоксида титана может быть увеличена посредством получения их однородной дисперсии в диспергирующей среде; следовательно, тонкодисперсный композит на основе диоксида титана подходит для средства, поглощающего ультрафиолет.

Форму частиц тонкодисперсного композита на основе диоксида титана можно наблюдать с помощью сканирующего электронного микроскопа, а их максимальный диаметр также можно измерить, присоединив к нему шкалу.

Тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению может быть получен с использованием следующего способа.

К кислой водной дисперсии тонкодисперсных частиц диоксида титана при перемешивании постепенно добавляют одно или несколько веществ, выбранных из карбоновой кислоты и производного карбоновой кислоты, представленных общей формулой (1), и полимера, содержащего, в качестве составляющих мономеров, карбоновую кислоту и/или производное карбоновой кислоты, чтобы получить смешанный раствор. Затем, чтобы сделать систему достаточно однородной, смешанный раствор можно оставить стоять неподвижно в течение приблизительно от 1 мин до 1 ч для выдерживания. Затем щелочь, такую как гидроксид натрия, добавляют к смешанному раствору при перемешивании до тех пор, пока раствор не достигнет области нейтрального pH (pH от 5 до 7,5), чтобы получить нейтральный раствор. После нейтрализации нейтральный раствор можно оставить стоять неподвижно в течение приблизительно от 1 мин до 1 ч, чтобы реакция соединения прошла в достаточной мере.

Все вышеупомянутые стадии можно выполнять при температуре окружающей среды (при температуре от 15°C до 30°C).

Следует отметить, что вышеупомянутое добавление щелочи запускает реакцию соединения между тонкодисперсными частицами диоксида титана и мономером, или полимером карбоновой кислоты, или тому подобным. То есть анионы, посредством которых тонкодисперсные частицы диоксида титана диспергируются в воде, покидают тонкодисперсные частицы диоксида титана посредством нейтрализации щелочью (например, в том случае, когда кислотой в диспергирующей среде является соляная кислота, уходят ионы хлора, а в том случае, когда кислотой в диспергирующей среде является азотная кислота, уходят нитрат-ионы); взамен этих анионов мономер или полимер карбоновой кислоты или т.п. соединяется с тонкодисперсными частицами диоксида титана посредством их межмолекулярных взаимодействий.

Принимая во внимание то, что тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению получают посредством выполнения вышеупомянутых стадий, полученный нейтральный раствор можно дополнительно обработать для получения наружного препарата для ухода за кожей посредством фильтрования нейтрального раствора, промывания отфильтрованного остатка водой и последующего удаления соли, чтобы предоставить влажный осадок на фильтре. Затем влажный осадок на фильтре повторно диспергируют в диспергирующей среде, чтобы получить суспензию; суспендированное состояние является предпочтительным в случае манипулирования композитом в качестве материала для наружного препарата для ухода за кожей. Следует отметить, что повторное диспергирование можно осуществить ультразвуком; кроме того, перед повторным диспергированием, осадок на фильтре можно поместить в измельчитель (шаровой измельчитель, измельчитель песка или т.п.).

В дальнейшем способ получения будет описан подробно.

Чтобы получить однородную дисперсию тонкодисперсных частиц диоксида титана в кислой водной дисперсии, концентрация частиц предпочтительно составляет 10 мас.% или менее, более предпочтительно 5 мас.% или менее и еще более предпочтительно 2,5 мас.% или менее.

В диспергирующей среде (пептизирующее вещество) в кислой водной дисперсии тонкодисперсных частиц диоксида титана в качестве кислоты, добавляемой к воде, можно использовать соляную кислоту, азотную кислоту, серную кислоту, фосфорную кислоту или т.п.; соляная кислота или азотная кислота является особенно предпочтительной. Кроме того, pH кислой водной дисперсии тонкодисперсных частиц диоксида титана предпочтительно находится в диапазоне от 1 до 2.

В качестве щелочи, добавляемой во время нейтрализации, можно использовать гидроксид натрия, гидроксид калия или т.п.; гидроксид натрия является особенно предпочтительным.

Несмотря на то, что мономер или полимер карбоновой кислоты или т.п. можно добавлять непосредственно в кислую водную дисперсию тонкодисперсных частиц диоксида титана, предпочтительно, чтобы мономер или полимер карбоновой кислоты или т.п. был предварительно растворен в растворе для того, чтобы добиться однородного соединения. Концентрация мономера или полимера карбоновой кислоты или т.п. в растворе предпочтительно составляет от 0,01 до 1 мас.%. В качестве растворителя подходит смешанный растворитель из спирта и воды; в качестве спирта можно использовать этанол, изопропиловый спирт, метанол или 1,3-бутиленгликоль.

Предпочтительно смешивать тонкодисперсные частицы диоксида титана и мономер или полимер карбоновой кислоты или т.п. в массовом отношении от 5:1 до 14:1. Случай, когда массовое отношение мономера или полимера карбоновой кислоты или т.п. превышает вышеупомянутое отношение, не является предпочтительным, поскольку тонкодисперсный композит на основе диоксида титана становится липким.

Тонкодисперсные частицы диоксида титана, используемые в способе получения тонкодисперсного композита на основе диоксида титана по настоящему изобретению, могут быть получены посредством использования любого из нескольких способов, известных per se. Примеры таких способов получения включают способы, включающие нагревание и выдерживание гидрированного оксида титана, полученного нейтрализацией водорастворимой соли титана, такой как тетрахлорид титана или оксисульфат титана, с использованием щелочи, способ, включающий нагревание и выдерживание гидрированного оксида титана, полученного гидролизом алкоксида титана, и способ, включающий нагревание и выдерживание гидроксида титана, полученного нагреванием и гидролизом раствора оксисульфата титана. Кроме того, также существует способ получения, в котором вместо нагревания и выдерживания оксид олова в качестве переносящего агента добавляют к гидроксиду титана, а затем смесь пептизируют кислотой.

Кроме того, тонкодисперсные частицы диоксида титана, покрытые одним или несколькими видами гидроксидов кремния, алюминия, циркония и т.п., могут быть получены с использованием способа, известного per se. Например, такие частицы можно получить во влажной среде путем смешивания титанового тонкодисперсного продукта, полученного предварительно в виде геля, сформированного посредством нейтрализации силиката натрия и отложения частиц. Кроме того, такие частицы также можно получить путем обработки растворимой соли металла, такого как алюминий, кислотой в присутствии тонкодисперсного продукта на основе диоксида титана и отложения частиц в форме нерастворимого гидроксида металла, такого как гидроксид алюминия.

В тех случаях, когда желательно, чтобы тонкодисперсные частицы диоксида титана обладали прозрачностью, и когда частицы используются для поглощения ультрафиолета, стерилизации и т.п., предпочтительно, чтобы диаметр частиц был небольшим; максимальный диаметр тонкодисперсных частиц диоксида титана предпочтительно составляет приблизительно от 0,001 до 0,1 мкм.

Композиции, содержащие тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению, обладают низкой вязкостью в нейтральной водной дисперсии, в связи с чем они обладают высокой текучестью. Причина в том, что тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению образует однородную дисперсию в нейтральной водной дисперсии, и вследствие этого затруднена агрегация тонкодисперсных частиц диоксида титана.

Поскольку композит обладает низкой вязкостью, он легко поддается обработке при производстве косметических средств и позволяет косметическим средствам проявлять тактильное ощущение свежести.

Поскольку тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению обладает высокой степенью межмолекулярных взаимодействии между тонкодисперсными частицами диоксида титана в качестве его центральных частей и мономером или полимером карбоновой кислоты или т.п., взаимодействия между компонентами мономера, полимера или т.п. становятся относительно слабыми; таким образом, можно получить однородную дисперсию тонкодисперсного композита на основе диоксида титана в нейтральной водной дисперсии без образования агрегатов. Поэтому композит обладает высокой степенью пропускания видимого света и, следовательно, является прозрачным; кроме того, поскольку площадь поверхности всех тонкодисперсных частиц диоксида титана увеличена, композит по настоящему изобретению обладает высоким значением коэффициента защиты от ультрафиолета.

Благодаря этим свойствам косметические средства, содержащие тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению, могут иметь высокую прозрачность и обладают таким эффектом, что лицо или тело, на которое нанесено любое косметическое средство, не так легко становится белесым. Кроме того, тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению, обладающий таким высоким значением коэффициента защиты от ультрафиолета, подходит для производства косметических средств с высокой способностью поглощать ультрафиолет.

Тонкодисперсный композит на основе диоксида титана по настоящему изобретению можно использовать в качестве наружного препарата для ухода за кожей для косметических средств; подходящие примеры косметических средств, содержащих такой препарат, включают: косметические средства для защиты от ультрафиолета, такие как молочко для ухода при загаре, порошок для ухода при загаре и средство против загара; декоративные косметические средства, такие как основа для макияжа, тональный крем, управление цветом и прессованный порошок; и, в частности, летние декоративные косметические средства.

Относительно формы применения композит по настоящему изобретению применим к любому из двухслойного дисперсионного лосьона, эму