JP2001048744A

JP2001048744A - エマルション組成物及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001048744A
Application number: JP11257730A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Kaneko; 行裕金子; Yoshikuni Takeuchi; 祥訓竹内; Takamitsu Tamura; 隆光田村
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2001-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】短時間の界面拡張を伴う乳化方法におい
て効率よく作用する乳化剤を含むエマルション組成物の
提供【解決手段】油水界面における動的界面張力γｔの値
が油水両相を接触させた直後の界面張力と平衡に達した
時の界面張力との中間値をとる時刻において、γｔの経
時減少率（−［ｄγ_ｔ／ｄｔ］）が１００ｍＮ・ｍ^−１
・ｓｅｃ^−１以上の値を満足する界面活性物質を乳化剤
として含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は短時間の界面拡張を
伴う乳化方法において効率よく作用する乳化剤を含むエ
マルション組成物およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】安定な
エマルション組成物を得る方法については、種々提案さ
れており、特に水溶性高分子等の増粘剤を添加する方法
が一般的であった。

【０００３】しかし、従来のように高分子化合物を増粘
剤として使用する場合には、高分子化合物を膨潤する行
程が必須となり、その膨潤行程が製造時間に大きく影響
したり、増粘剤を混合した初期段階から高粘度を示すた
め、油性成分の分散や乳化物の混練操作において不利な
条件になり、混練時に温度を上げるなどの工程が必要と
なり、経費が嵩むなどの問題があった。

【０００４】そこで、近年高圧乳化法など物理力を用い
てエマルション粒子を超微細化することによって高分子
化合物等によって増粘しなくとも安定なエマルション組
成物を得る試みがなされてきた。しかし、短時間で油水
界面を拡張し乳化をおこなうような動的条件下での乳化
に最適な乳化剤を予測評価することが困難であった。す
なわち、プレート法、ペンダントドロップ法、スピニン
グドロップ法などの従来の界面張力測定では、平衡状態
に近い静的な状態での界面張力を評価することになるた
め、高圧乳化法のような短時間に起こる動的な界面張力
の変化を評価することが困難であり、そのため不適切な
乳化剤を選定し過剰な量の乳化剤を用いたり、または適
切な乳化剤を選定するために試行錯誤を繰り返さなくて
はならないなどの問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、安定なエマルション
形成のために配合される乳化剤として、油水界面におけ
る動的界面張力γｔの値が油水両相を接触させた直後の
界面張力と平衡に達した時の界面張力との中間値をとる
時刻において、γｔの経時減少率（−［ｄγ_ｔ／ｄ
ｔ］）が１００ｍＮ・ｍ^−１・ｓｅｃ^−１以上の値を満
足する界面活性物質を含むことを特徴とするエマルショ
ン組成物が提供される。また、油相と水相のいずれか、
もしくは双方の相に、上記記載の方法により選ばれる乳
化剤をあらかじめ含有せしめた後、調製されたエマルシ
ョン組成物が提供される。さらに、上記エマルション組
成物を予備乳化物とし、該予備乳化物を物理的作用によ
り二次乳化させることにより、安定なエマルション組成
物が提供される。さらにまた、液滴の粒子径が０．５μ
ｍ以下のものを３０％以上含む安定なエマルション組成
物が提供される。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明のエマルション組成物は、
次の特性を有することを特徴とする。すなわち、油性成
分を含む油相と水性成分を含む水相とを混合、乳化させ
てなり、油水界面における動的界面張力γｔの値が油水
両相を接触させた直後の界面張力と平衡に達した時の界
面張力との中間値をとる時刻において、γｔの経時減少
率（−［ｄγ_ｔ／ｄｔ］）が１００ｍＮ・ｍ^−１・ｓｅ
ｃ^−１以上の値を満足する界面活性物質を乳化剤として
含む。

【０００７】油水界面の動的界面張力γｔの値が油水両
相を接触させた直後の界面張力と平衡に達した時の界面
張力との中間値をとる時刻における、γｔの経時減少率
（−［ｄγ_ｔ／ｄｔ］）は、ミリ秒オーダーのγｔ変化
を実測することを必要とする。本発明者らは、短時間の
動的界面張力を正確に実測するために、以下に示す特徴
を付与した動的界面張力測定装置も合わせて開発するこ
とに成功した。本装置は、油相（水相）を水相（油相）
にキャピラリー管を通して注入する加圧注入装置と、該
キャピラリー管への液体を供給する際の流量を調整する
流量調整器と、圧力センサーと、圧力変化解析装置と、
液滴生成セルと、エマルション連続相供給装置と、液滴
回収装置とを合わせもつ。最大泡圧法に基づく測定法に
おいて、Ｌａｐｌａｃｅ圧測定用キャピラリー管の管内
表面と先端面が異なる親水／疎水度を示し、エマルショ
ン連続相を形成する液体に対する接触角が、該キャピラ
リー管の管内面では６０度以上、該キャピラリー管の先
端面では６０度以下に設定される。さらに本測定装置
は、試料溶液を満たし該キャピラリー管を含むセルに、
該キャピラリー管先端にかかる静水圧を一定にするため
の水位調整口と、該キャピラリー管先端に形成した液滴
周囲の活性剤濃度を一定に保つためのエマルション連続
相供給装置を設けたことを特徴とする。該キヤピラリー
管先端の静水圧を制御するために、Ｌａｐｌａｃｅ圧測
定用圧力センサーの背圧側に液滴生成セル内の水圧を用
いることにより、ミリ秒オーダーのγｔ変化を正確に実
測することが可能な装置を得ることができる。またさら
に本測定装置には、液滴生成セル内の活性剤濃度を一定
に保つために、水相（油相）中に油相（水相）で液滴を
形成させる場合には、該セルに水相（油相）と同一の活
性剤溶液を供給する口とその流れによって該液滴を排出
する口を備える。

【０００８】キャピラリー内側にエマルション連続相が
進入しやすくなり、Ｌａｐｌａｃｅ圧測定に誤差を生じ
るなどの不具合を避けるため、エマルション連続相を形
成する液体に対する接触角が、該キャピラリー管の管内
面では６０度以上、該キャピラリー管の先端面では６０
度以下に設定される。これにより、正確な界面張力の測
定が可能になる。また、測定圧力からＬａｐｌａｃｅ圧
を求めるために該キャピラリー管先端にかかる水圧を一
定にすることが必要であり、水圧制御のために、圧力セ
ンサーの背圧に液滴生成セルの水圧を使用することが望
ましい。セル内の活性剤濃度を一定に保つために、水相
（油相）中に油相（水相）で液滴を形成させる場合に
は、該セルに水相（油相）と同一の活性剤溶液を供給す
る口とその流れによって該液滴を排出する口を備えるこ
とにより、液滴生成セル中に滞留する液滴相に活性剤が
移行し、エマルション連続相中の活性剤濃度が変化する
ことを防止でき好ましい。

【０００９】本発明のエマルション組成物の油相に用い
られる油性成分としては、エマルションの種類、目的に
応じて衣料の仕上げ剤、化粧料、医薬品、洗浄剤、食品
などの各種分野の製品に使用されている疎水性の油性成
分を使用することができる。このような物質として、具
体的には、オリーブ油、パーム油、ヤシ油、オリーブス
クワラン、ホホバ油、大豆油、米ぬか油、綿実油、コー
ン油などの植物油、サメスクワランなどの動物油、パラ
フィンなどの鉱物油、ミリスチン酸イソプロピル、ミリ
スチン酸オクチルドデシル、ポリシロキサン系などの合
成油、ワックス等を挙げることができる。これらは１種
単独で又は２種以上を適宜組み合わせて使用することが
できる。

【００１０】上記油性成分の配合量は、油性成分の種類
やエマルションの種類及び用途によって適宜選定するこ
とができるが、通常、最外相を水相とするエマルション
の場合、油性成分の効果を十分にまた効率的に得ること
ができる量としては、エマルションの全量に対して０．
５〜５０重量％、好ましくは５〜４０重量％、より好ま
しくは１５〜３０重量％である。また、最外相を油相と
するエマルションの場合には、安定なエマルション組成
物を得るために、エマルションの全量に対して５０〜９
７重量％、好ましくは６０〜９０重量％、より好ましく
は７０〜８５重量％である。

【００１１】本発明の乳化剤としては、上記各種分野に
おいて使用されている汎用のアニオン性活性剤、非イオ
ン性活性剤、カチオン性活性剤、両性活性剤のいずれも
用いることができるが、油水界面における動的界面張力
γｔの値が油水両相を接触させた直後の界面張力と平衡
に達した時の界面張力との中間値をとる時刻において、
γｔの経時減少率（−［ｄγ_ｔ／ｄｔ］）が１００ｍＮ
・ｍ^−１・ｓｅｃ^−１以上の値を満足することが必要で
ある。これらの乳化剤は、１種単独で又は２種以上を適
宜組み合わせて使用することができる。

【００１２】油水界面における動的界面張力γｔの値が
油水両相を接触させた直後の界面張力と平衡に達した時
の界面張力との中間値をとる時刻における、γｔの経時
減少率（−［ｄγ_ｔ／ｄｔ］）の値が１００ｍＮ・ｍ
^−１・ｓｅｃ^−１よりも小さいと、乳化の際に機械力に
よって高速で拡張する油水界面に活性剤が十分吸着でき
ず、効率的にエマルションの粒径を小さくすることがで
きない。そのために安定な乳化物を得ることが難しい。
油水界面における動的界面張力γｔの経時減少率（−
［ｄγ_ｔ／ｄｔ］）の値に上限はなく、この値が大きい
ほど乳化の際の機械力を小さくすることが出来る。油水
界面への吸着速度が遅い活性剤を使用すると、この値を
１００ｍＮ・ｍ^−１・ｓｅｃ^−１以上とするために多量
の活性剤量が必要となる。

【００１３】本発明における乳化剤としては、例えばア
ニオン性活性剤の場合、疎水基の炭素数が１０〜２２の
アルキルカルボン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アル
キルスルホン酸塩、アルキルリン酸エステル塩、および
エチレンオキサイドの平均付加モル数が１〜１０のポリ
オキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリ
オキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、ポ
リオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸エス
テル塩などのナトリウム塩、カリウム塩、トリエタノー
ルアミン塩、アミノ酸系の塩が用いられる。

【００１４】非イオン活性剤としては、例えば疎水基の
炭素数が１０〜２２、エチレンオキサイドの平均付加モ
ル数が１〜５０のポリオキシアルキレンアルキルエーテ
ル、脂肪酸ポリエチレングリコール、脂肪酸ポリオキシ
アルキレンソルビタンエステル、ポリグリセリン脂肪酸
エステル、ポリオキシアルキレングリセリン脂肪酸エス
テル、ポリオキシアルキレン蔗糖脂肪酸エステル、ポリ
オキシアルキレンステロール誘導体、ポリオキシアルキ
レン硬化ヒマシ油誘導体、アルキルポリグリコシド誘導
体、アルカノイルグルカミド及びそのアルキレンエステ
ルなどがあげられる。

【００１５】カチオン性活性剤としては、例えば疎水基
の炭素数が１０〜２２のアルキルアンモニウム塩、トリ
メチルアルキルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム
塩などのクロル塩、ブロム塩、グアニジン誘導体とその
塩などがあげられる。両性活性剤としては、例えば疎水
基の炭素数が１０〜２２のアルキルベタイン、２−アル
キルイミダゾリン誘導体、グリシンなどのアミノ酸系活
性剤などがあげられる。

【００１６】本発明における乳化剤は、油相及び水相の
量及び種類により適宜選定されるが、用いられる量は、
通常、最外相を水相とするエマルションの場合エマルシ
ョンの全量に対して０．０１〜３０重量％、好ましくは
０．１〜１０重量％である。また、最外相を油相とする
エマルションの場合には、安定なエマルション組成物を
得るために、エマルションの全量に対して０．０１〜３
０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％である。

【００１７】本発明における乳化剤は、水相、あるいは
油相のいずれか一方、もしくは双方の相に分散溶解させ
て用いることが可能であるが、相中での乳化剤の拡散移
動が大きい相に分散溶解させる方が、油水界面での動的
界面張力γｔの値が油水両相を接触させた直後の界面張
力と平衡に達した時の界面張力との中間値をとる時刻に
おける、γｔの経時減少率（−［ｄγ_ｔ／ｄｔ］）の値
が大きくなり、乳化剤の量が少なくても安定で液滴の粒
子径が細かいエマルション組成物を得ることができる。
乳化剤の拡散移動が大きい相に乳化剤を用いてエマルシ
ョン組成物を得た場合には、拡散移動が小さい相に用い
た場合に比べて１／２〜１／４０程度の乳化剤量でエマ
ルション組成物を得ることができる。

【００１８】また、本発明のエマルション組成物を予備
乳化物として、さらに物理的作用により二次乳化させる
ことにより、より安定なエマルション組成物として得る
ことができる。物理的作用による乳化方法には、（１）
予備乳化物のキャビテーションによる乳化、（２）予備
乳化物同士の衝突による乳化、（３）予備乳化物の壁へ
の衝突による乳化、（４）微細孔を通すことによる乳化
などが挙げられる。二次乳化により得られたエマルショ
ン組成物は、二次乳化を行わないエマルション組成物に
比べて安定性に優れる。

【００１９】本発明のエマルション組成物は、粒子径が
０．５μｍ以下の液滴粒子を数割合で３０％以上含むこ
とができる。特に二次乳化を行ったエマルション組成物
においては、さらに粒子の細かさに優れ、０．５μｍ以
下の液滴粒子を数割合で６０％以上含むことができる。

【００２０】本発明のエマルション組成物は、さらにグ
リセリン、ジエチレングリコール、ブチレングリコー
ル、ポリエチレングリコール等の高価アルコール、アミ
ノ酸、コラーゲン、エラスチン等のタンパク質、ヒアル
ロン酸、コンドロイチン硫酸等のムコ多糖類といった保
湿成分、各種ビタミン類、動植物抽出物等の生理活性物
質、グリチルリチン酸、グリチルレチン酸等の抗炎症剤
等を配合して、種々の外用剤、化粧料などに配合するこ
とができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、特定の乳化剤を選択す
ることにより、液滴粒子が微細で安定したエマルション
組成物を経済的に得ることができる。

【００２２】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。本発明は、下記実施例に特に限定されるものでは
ない。なお、以下の組成において％は重量％を意味す
る。

【００２３】［動的界面張力の測定方法］本発明の組成
物の乳化剤を選定する際に用いられる油水界面における
動的界面張力γｔの経時減少率（−［ｄγ_ｔ／ｄｔ］）
の値は、図１に示す動的界面張力測定装置にて測定する
ことができる。

【００２４】

【図１】

【００２５】本装置は、油相（水相）を水相（油相）に
キャピラリー管Ａを通して注入する注入装置１と、キャ
ピラリー管Ａへの液体を供給する際の流量を調整する流
量調整器２と、圧力センサー３と、圧力変化解析装置４
と、液滴生成セル５とからなる。最大泡圧法に基づく測
定法において、Ｌａｐｌａｃｅ圧測定用キャピラリー管
の管内表面と先端面が異なる親水／疎水度を示すよう
に、エマルション連続相を形成する液体に対する接触角
が、キャピラリー管Ａの管内面では６０度、キャピラリ
ー管Ａの先端面では０度に設定した。試料溶液を満た
し、測定セル５にキャピラリー管Ａの先端にかかる静水
圧を一定にするための液滴相回収装置６と、キャピラリ
ー管Ａ先端に形成した液滴周囲の活性剤濃度を一定に保
つためのエマルション連続相供給装置７を設定した。キ
ャピラリー管Ａ先端の静水圧を制御するために、Ｌａｐ
ｌａｃｅ圧測定用圧力センサーの背圧側に液滴生成セル
５の水圧を用いた。セル内の活性剤濃度を一定に保つた
めに、セル５にセル内の水相（油相）と同一の活性剤溶
液を供給する口Ｂとその流れによって液滴を排出する口
Ｃを設定した。

【００２６】実施例１〜５、比較例１・２所定組成の油相をアジホモミキサーに仕込み、これらを
目視で全体が均一と認められるまで混合し、あらかじめ
調製しておいた水相と１０分間混合して予備乳化物を調
製した。この予備乳化物を、マイクロフルイデックスイ
ンターナショナル（株）製のマイクロフルイダイザーを
用い、処理圧１００ＭＰａ、処理回数３回、温度３０℃
の条件下で乳化処理しＯ／Ｗ型エマルションを得た。エ
マルション組成物の粒径は日機装（株）製の粒度分布
計、マイクロトラックＵＰＡを用いて測定した。また、
得られたＯ／Ｗ型エマルションの安定性は、５０℃、１
ヶ月間保存後、及び室温６ヶ月保存後にそれぞれ目視に
よって油性成分の分離相が生じないことを確認した。得
られたエマルション組成物の、油水界面での動的界面張
力γｔの値が油水両相を接触させた直後の界面張力と平
衡に達した時の界面張力との中間値をとる時刻（Ｔ_０）
におけるγｔの経時減少率（−［ｄγ_ｔ／ｄｔ］
_ｔ＝Ｔ０）、および安定性の結果を表１及び表２に示
す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】表１及び表２の結果より、本発明のエマル
ション組成物は、粒子径が細かい液滴を多く含み、長期
間安定であることがわかった。また、実施例１及び２の
結果より、本発明において選定される乳化剤が、水性成
分を含む水相、あるいは油性成分を含む油相のいずれに
分散溶解させて用いても良いが、相中での乳化剤の拡散
移動が大きい相に分散溶解させる方が、油水界面におけ
る動的界面張力γ_ｔの値が油水両相を接触させた直後の
界面張力と平衡に達した時の界面張力との中間値をとる
時刻におけるγ_ｔの経時減少率（−［ｄγ_ｔ／ｄｔ］）
の値が大きくなり、乳化剤の量が少なくても安定で液滴
の粒子径の細かいエマルション組成物を得ることができ
る。本発明のエマルション組成物を使用した処方例を以
下に示す。

【００３０】［処方例１］化粧料（乳液）ベントナイト０．８０％ヘキサグリセリルモノステアレートグリチルリチン酸ジカリウム０．２０％ジメチルシリコーン０．５０％植物性スクワラン３．００％ホホバ油１．００％ローズヒップ油０．５％ヒマワリ油０．５０％レシチン０．５０％ベヘニルアルコール１．００％グリセリン７．００％カルボキシビニルポリマー（分子量１００万〜１５０万）０．１２％キサンタンガム０．１０％プロピルパラベン０．１０％メチルパラベン０．４０％酢酸トコフェロール０．２０％アルギニン０．１０％ヤツデガタトサカモドキ（Ｃａｌｌｏｐｈｙｌｌｉｓｐａｌｍａｔａ）０．１０％精製水バランストリイソプロパノールアミン０．１０％エタノール２．００％香料微量

【００３１】［処方例２］化粧料（クリーム）ベントナイト０．１０％テトラグリセリルモノイソステアラート３．２０％ヘプタエチレングリコールドデシルエーテル１．００％ＰＯＥ（４０）グリセリルモノステアレート０．５０％グリチルレチン酸ステアリル０．３０％エラグ酸０．７０％固体パラフィン１．００％イソステアリン酸イソセチル２．００％環状シリコーン３．００％ジメチルシリコーン３．００％植物性スクワラン５．００％ホホバ油３．５０％ヒマワリ油１．００％セトステアリルアルコール３．００％グリセリン７．００％１，３−ブチレングリコール２．００％ジプロピレングリコール２．００％カルボキシビニルポリマー（分子量１００万〜１５０万）０．０５％キサンタンガム０．２０％プロピルパラベン０．１０％メチルパラベン０．４０％ｐ−ヒドロキシケイ皮酸−２−エチルヘキシル０．１０％４−Ｔ−Ｂｔ−４’−メトキシベンゾイルメタン０．２５％ビタミンＥ０．２０％クエン酸微量クエン酸ナトリウム微量クロトサカモドキ（Ｃａｌｌｏｐｈｙｌｌｉｓａｄｈａｅｒｅｎｓ）５．００％水抽出物トリイソプロパノールアミン０．１０％精製水バランス香料微量

【００３２】いずれの組成物も、長期間安定であり、ま
た使用感も優れたものであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測定で用いられる動的界面張力測定
装置の一例

【符号の説明】

１：液滴相注入装置２：流量調整器３：圧力センサー４：圧力変化解析装置５：液滴生成装置６：液滴回収装置７：エマルション連続相供給装置Ａ：キャピラリー管Ｂ：活性剤溶液供給口Ｃ：液滴排出口ｐ：液滴

フロントページの続きＦターム(参考） 4C083 AA112 AA122 AB442 AC012 AC022 AC092 AC102 AC122 AC172 AC212 AC302 AC342 AC352 AC422 AC482 AC542 AC582 AC782 AC842 AD042 AD092 AD152 AD172 AD222 AD352 AD532 AD572 AD662 BB01 CC05 DD33 EE01 FF05 4D077 AA09 AB08 AB11 AC03 BA01 BA04 BA07 CA04 CA19 DC02Y DC34Y DD32Y DE02Y DE07Y DE08Y DE29Y 4G065 AB05Y AB32Y AB33Y BA07 BB01 CA03 CA20 DA01 DA02 EA01 EA03 EA07 EA10 4H003 AB31 AC08 BA12 DA02 EB04 EB05 EB09 EB43 ED02 FA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油水界面における動的界面張力γｔの値
が油水両相を接触させた直後の界面張力と平衡に達した
時の界面張力との中間値をとる時刻において、γｔの経
時減少率（−［ｄγ_ｔ／ｄｔ］）が１００ｍＮ・ｍ^−１
・ｓｅｃ^−１以上の値を満足する界面活性物質を乳化剤
として含むことを特徴とするエマルション組成物。
【請求項２】油相および／または水相に、あらかじめ
請求項１に記載の乳化剤を含有せしめた後、調製された
エマルション組成物。
【請求項３】請求項１および／または請求項２記載の
エマルション組成物を予備乳化物とし、物理的作用によ
り二次乳化させるエマルションの製造方法およびその方
法によって得られたエマルション組成物。
【請求項４】粒子径が０．５μｍ以下の液滴を数割合
で３０％以上含む請求項１、２及び請求項３に記載のエ
マルション組成物。