身の回りの粉粒体
 
 <粉粒体の部屋(5)-1>
 
 

ここでは,身の回りにある粉粒体技術の応用例を紹介しています。

 
メイクアップ化粧品
(ファンデーションなど)
メイクアップ化粧品の組成は,基材(油性原料,水性原料,溶剤)と,粉体原料からなっています。そのうち,色調,隠ぺい力等,メイクアップ効果を発現するのは主に粉体原料です。

 <メイクアップ化粧品に使われる粉体原料>
体質顔料 タルク,マイカ(雲母),セリサイト,カオリン,シリカ,炭酸カルシウム,酸化アルミニウム
着色顔料 無機顔料 酸化チタン,微粒子酸化チタン(0.2〜0.5μm),酸化亜鉛,微粒子酸化亜鉛
ベンガラ黄酸化鉄,黒酸化鉄,グンジョウ,コンジョウ,水酸化クロム
タール色素 医薬品等で使用できるタール色素を定める省令
別表第1〜3:83品目
レーキ顔料 :54品目
天然色素 カルミン,カーサミン,クチナシ,βカロチン
珠光沢顔料 酸化チタン被覆合成雲母
着色顔料(カルミン等)被覆雲母チタン
魚鱗箔,オキシ塩化ビスマス,PET・ポリオレフィン積層フィルム末
その他 シルク末,麻セルロース末,セルロース末,トウモロコシデンプン,ナイロン末,ポリアクリル酸アルキル,シリコン末,ステアリン酸マグネシウム,ミリスチン酸亜鉛

最近の化粧品には,0.02μmの超微粒子から200μmほどの大きな粉体粒子まで幅広く使われており,素材や構造の異なる多くの機能性粉体が開発されています。

最近の粉体粒子の傾向は,
微粒化・複合化ということです。

化粧品にとって,粉体は美しい仕上がりを得るためだけでなく,
滑らかさ,さらさら感といった化粧品に特有の機能も重視されるからです。

<参考>
古代から使われてきた
白粉(おしろい)などについては,こちら(顔料と染料について)に書いています。
 
口紅 最近の口紅には,キラキラと輝くものがあります。
口紅の大部分は
でできていて,光る粒が入っています。

光る粒は,
雲母(マイカ)やシリカ(二酸化珪素)など鉱物の微粒子を酸化チタンでコーティングしたもの(=酸化チタン被覆合成雲母,酸化チタン被覆シリカ)です。これらの鉱物は結晶の形が平らで,光を効率よく反射するのが特徴です。
医薬品 おなじみ胃腸薬,頭痛薬などの散剤顆粒(剤)錠剤があります。

これら医薬品の作り方は多種多様です。
参考として,錠剤の作り方
こちらに記述しています。
 
ベビーパウダー ベビーパウダーは,表面がすべすべした脂質に富むタルク微粉体が主成分です。

タルクは,天然石の「滑石(注)」を粉砕・分級して得られる微粉体(平均粒径は通常10μm以下)で,組成は含水ケイ酸マグネシウムMg3Si4O10(OH)2です。
この粉体は付着性がありますが,
エアレーション(エアの吹き込み)による流動性の改善が顕著であり,空気輸送等は非常に良好になります。

(注)滑石は,天然に産出される鉱石の中では最も軟らかく,酸やアルカリにも比較的安定しているため,広く使われています。
具体的には,製紙,塗料,樹脂(プラスチック),医薬,ゴム,医薬,化粧品,陶磁器などに広く利用されています。

滑石はモースの硬度計で1番に位置しています。
<モースの硬度計>
滑石(かっせき(タルク))
(Talc)
石膏(せっこう)(Gypsum)

方解石(Calcite)

(a)成分:炭酸カルシウム(CaCO3
(b)密度:2.7
(c)その他:
どの面も平行四辺形になっています。透明ですが,複屈折するので,字が2重に見えます。

蛍石(Fluorite)

(a)成分:フッ化カルシウム(CaF2
(b)密度:3.2
(c)その他:色は無色ですが含有する不純物により黄色〜緑色〜青色〜紫色などを帯び,希土類元素を含むものは紫外線照射で蛍光を発します。また,正八面体に割れます。
燐灰石(Apatite)
正長石(Orthoclase)
石英(水晶)(Quartz)
黄玉(トパーズ)(Topaz)
鋼玉(コランダム)
(Crundum)

10 ダイヤモンド(Diamond)
入浴剤
メーカーにより多少違いますが,以下のいずれかの粉体が入っています。
(a)
硫酸ナトリウム粉体<Na2SO4>(=芒硝ぼうしょう),
(b)
炭酸ナトリウム粉体<Na2CO3>
(c)炭酸
水素ナトリウム粉体<NaHCO3>(=重曹),
(d)
メタケイ酸ナトリウム粉体<Na2SiO3>

また,これら粉体の他に,白色にするために,炭酸カルシウム粉体CaCO3や酸化チタン粉体TiO2などが入っていることもあります。

(参考)天然温泉の泉質と主成分大別すると次の9種類になるようです。
No. 泉質 成分の例
アルカリ性単純温泉
(下呂,湯布院,道後,水上)温泉
炭酸ナトリウム,炭酸水素ナトリウム,硫酸ナトリウム,塩化カリウムKCl
炭酸水素塩温泉
(白浜,湯村,赤倉,嬉野)温泉
炭酸ナトリウム,炭酸水素ナトリウム,硫酸ナトリウム,塩化ナトリウムNaCl
硫黄温泉
(登別,白骨,乳頭,野沢)温泉
硫化カリウムK2S,塩化ナトリウム,炭酸ナトリウム,硫酸ナトリウム,炭酸水素ナトリウム
硫酸塩温泉
(山代,山中,湯河原,四万)温泉
硫酸ナトリウム,炭酸水素ナトリウム,塩化ナトリウム,炭酸カルシウム
塩化物温泉
(熱海,伊東,和倉,塩原)温泉
塩化ナトリウム,硫酸ナトリウム,炭酸水素ナトリウム,炭酸カルシウム
含鉄温泉
(有馬,伊香保,関)温泉
硫酸第一鉄FeSO4,炭酸水素ナトリウム,硫酸ナトリウム,炭酸ナトリウム,塩化カリウム
二酸化炭素泉   −
酸性泉   −
放射能泉   −

(参考)明礬(みょうばん)
もあります。(蔵王温泉)
ミョウバンは,AL,Cr,Feなどの3価金属の硫酸塩と,K,NH4,Naなどの1価イオンの硫酸塩が化合した複塩の総称粉体です。
硫酸アルミニウムと硫酸カリウムとが化合した(AlK(SO4)2・12H2O)<
硫酸アルミニウムカリウム12水和物>が一般的で,古くから多様な用途に用いられてきました。英名はAlumで,「アルミニウム」という語は,ここに由来するようです。

紙おむつ,生理用品 吸水性樹脂粉体ともいいます。最近の高齢化の傾向に併せ,需要が増えています。
粉石鹸(洗剤) 最近,各種酵素入りがあります。最近の市販品で,造粒した粉体の内部部に空洞を形成させないようにして,密度を向上させたものがあります。
歯磨き剤 メーカーにより異なりますが,歯石の除去や歯を白くする役目の研磨剤としては,以下粉体が主成分です。

(a)炭酸カルシウムCaCO3粉体
(b)シリカ(SiO2,無水ケイ酸)粉体
(c)リン酸水素カルシウム(CaHPO3)粉体


(参考)
歯磨きに
関する最も古い記録は,古代エジプトの医学書「エーベルス・パピルス」(紀元前1,550年頃)の,「緑青(ろくしょう),乳香(にゅうこう)などを用いて歯をみがく」との記載だそうです。日本には6世紀半ばに,インドから仏教と共に中国などを経て伝わったとされています。
ホッカイロ 酸化鉄粉体
10 鉛筆の芯 カーボン粉体
11 乾燥剤 生石灰粉体
12 紙を白くするために,炭酸カルシウム粉体を添加します。
13 粉末消火器 以下2粉体の混合物です。通常は,着色されています。

(a)第一リン酸アンモニウム粉体
(b)重炭酸アンモニウム粉体
14 リチウムイオン電池(携帯電話等) 金属酸化物粉体,カーボン粉体
15 CPU,メモリー
(半導体)
エポキシ樹脂 封止材の中には,フィラーとして,真球状のシリカ粉体アルミナ粉体を70〜90%含みます。真球状にするのは,粉体の充填性向上が目的です。

製造方法の一例は,こちら(溶融造粒法)。
16 トナー(コピー機) カーボン粉体(5〜15μm)が使われています。
17 タイヤ(自動車) ゴムにカーボンブラック粉体が混合されています。
18 外面塗装(自動車) 粉体塗装が主流です。
19 ビデオテープ 最近は少なくなりましたが,フェライト粉体が塗布されています。
20 セメント セメントの分類と歴史について,簡単に記述しました。
21 制汗デオドラント
(消臭剤)
以下の各社とも,消臭効果を持たせた粉体を,噴霧(スプレー)出来るようにしています。

(a)L社製:
高吸着性パウダー,高多孔質マグネシア複合化シリカパウダー
(b)K社製:
皮脂吸着パウダー
(c)S社製:
抗菌の銀成分を含むパウダー(ゼオライト)
22 線香,お香 (a)沈香(じんこう)白檀(びゃくだん)桂皮(けいひ,シナモン)などの香料材木を粉砕し,粉体にします。線香の場合は,さらに(b),(c)となります。
(b)これら粉体を調合し,練り,棒状に押出します。
(c)所定長さに切断後,乾燥します。
23 脱臭剤(活性炭)
<タバコフィルター>
活性炭は冷蔵庫内の脱臭剤や,タバコのフィルターの中に入れられています。
これらは,きわめて多数の穴があいており,大きな表面積が特徴です。その内壁面に,いろいろな臭い成分が吸着されます。

3種類のタバコのフィルター中の活性炭の外観を調べました。

No    名称 タール
(mg)
ニコチン
(mg)
備考
<セブンスター>
Seven Stars
14 1.2 (粒径)はSeven starsとMild seven oneの600μm〜1mmに対し,Caster mildは100〜300μmと小さめ。
各粉体とも,微細なミクロンオーダーの穴が観察できます(特にMild Seven one)。
<キャスターマイルド>
Caster Mild
0.4
<マイルドセブンワン>
Mild Seven one
0.1

24 化成肥料 2〜4mmに造粒された窒素,リン酸,カリウムを含有する肥料です。
   

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