JP2002265502A - ヒドロキシエチルセルロースおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アルコール類に対する溶解性に優れ、かつその
溶液の粘度が高いヒドロキシエチルセルロースおよびそ
の製造方法、ならびにそれが用いられた化粧料を提供す
ること。 【解決手段】アルカリセルロースとエチレンオキサイド
とを反応させて得られたヒドロキシエチルセルロースで
あって、該ヒドロキシエチルセルロース中のジエチレン
グリコール基とエチレングリコール基とのモル比が０．
４〜０．８であり、かつトリエチレングリコール基とエ
チレングリコール基とのモル比が０〜０．４であるヒド
ロキシエチルセルロース；アルカリセルロース、アルカ
リセルロース１００重量部に対して２０〜８０重量部の
エチレンオキサイドおよびアルカリセルロース１００重
量部に対して２０〜８００重量部の反応溶媒を５〜３０
℃で混合した後、アルカリセルロースとエチレンオキサ
イドとを反応させる工程を含むことを特徴とするヒドロ
キシエチルセルロースの製造方法；ならびに前記ヒドロ
キシエチルセルロースを含有してなる化粧料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒドロキシエチル
セルロースおよびその製造方法に関する。さらに詳しく
は、種々の技術分野で水溶性高分子化合物として利用さ
れているヒドロキシエチルセルロースおよびその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カルボキシメチルセルロース、ヒドロキ
シエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、
ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロー
ス、カチオン化ヒドロキシエチルセルロース等のセルロ
ース系の水溶性高分子化合物は、化粧料、塗料、染料、
建材、医薬品等の種々の分野に利用されている。なかで
も、ヒドロキシエチルセルロースは、増粘作用および皮
膜形成作用に優れているので、化粧料の原料として利用
されている。

【０００３】しかしながら、ヒドロキシエチルセルロー
スは、水には溶解するが、化粧料等に用いられているエ
タノール等のアルコール類には溶解しにくく、未溶解物
が残り、得られた化粧料は、透明性に劣るという欠点が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、アルコール
類に対する溶解性に優れ、かつその溶液の粘度が高いヒ
ドロキシエチルセルロースおよびその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
（１）アルカリセルロースとエチレンオキサイドとを反
応させて得られたヒドロキシエチルセルロースであっ
て、該ヒドロキシエチルセルロース中のジエチレングリ
コール基とエチレングリコール基とのモル比が０．４〜
０．８であり、かつトリエチレングリコール基とエチレ
ングリコール基とのモル比が０〜０．４であるヒドロキ
シエチルセルロース、（２）アルカリセルロース、アル
カリセルロース１００重量部に対して２０〜８０重量部
のエチレンオキサイドおよびアルカリセルロース１００
重量部に対して２０〜８００重量部の反応溶媒を５〜３
０℃で混合した後、アルカリセルロースとエチレンオキ
サイドとを反応させる工程を含むことを特徴とするヒド
ロキシエチルセルロースの製造方法、ならびに（３）前
記（１）記載のヒドロキシエチルセルロースを含有して
なる化粧料に関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明のヒドロキシエチルセルロ
ースは、アルカリセルロースとエチレンオキサイドとを
反応させることによって得られるものである。本発明の
ヒドロキシエチルセルロースにおいては、該ヒドロキシ
エチルセルロース中に特定の置換基を有するので、アル
コール類に対する溶解性に優れ、しかもその溶液の粘度
が高いという優れた効果が発現される。

【０００７】ヒドロキシエチルセルロース中のジエチレ
ングリコール基とエチレングリコール基とのモル比（ジ
エチレングリコール基／エチレングリコール基）は、ア
ルコール類に対する溶解性を向上させる観点およびその
溶液の粘度を高める観点から、０．４〜０．８、好まし
くは０．４５〜０．７５とされる。

【０００８】また、トリエチレングリコール基とエチレ
ングリコール基とのモル比（トリエチレングリコール基
／エチレングリコール基）は、アルコール類に対する溶
解性を向上させる観点およびその溶液の粘度を高める観
点から、０〜０．４、好ましくは０．１５〜０．３７と
される。

【０００９】ここで、ヒドロキシエチルセルロース中の
エチレングリコール基、ジエチレングリコール基および
トリエチレングリコール基のモル数は、ガスクロマトグ
ラフィーで測定することができる。具体的には、ヒドロ
キシエチルセルロースを熱分解することにより生成した
エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびトリ
エチレングリコールの各量をガスクロマトグラフィーで
分析し、それらの測定値からヒドロキシエチルセルロー
ス中のエチレングリコール基、ジエチレングリコール基
およびトリエチレングリコール基のモル数を求めること
ができる。

【００１０】本発明のヒドロキシエチルセルロースは、
例えば、セルロースをアルカリ水溶液で処理して得られ
るアルカリセルロースと、特定量のエチレンオキサイド
と、特定量の反応溶媒とを特定温度で混合した後に、反
応させる方法によって製造することができる。

【００１１】より具体的には、まず、セルロースをアル
カリ水溶液で処理し、アルカリセルロースを製造する。

【００１２】セルロースとしては、例えば、シート状、
粉末状等のコットンリンター、木材パルプ等を挙げるこ
とができる。

【００１３】また、アルカリ水溶液としては、特に限定
されないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物の水溶液
等を挙げることができる。これらの中では、安価である
観点から水酸化ナトリウムの水溶液が好適に用いられ
る。アルカリ水溶液の濃度は、特に限定されないが、通
常、１０〜３０重量％である。

【００１４】アルカリセルロースを製造する際のアルカ
リ水溶液の使用量は、スラリーの流動性が悪化してセル
ロースとアルカリとの反応が局部的に進行するのを回避
する観点からおよび容積効率が低下するのを回避する観
点から、セルロース１００重量部に対して、１０００〜
６０００重量部、好ましくは２０００〜５０００重量部
であることが望ましい。

【００１５】セルロースとアルカリ水溶液とを反応させ
る方法としては、例えば、浸漬、混合等の方法等を挙げ
ることができる。具体的には、セルロースをアルカリ水
溶液に浸漬し、攪拌翼を備えた容器内で、通常、２０〜
５０℃で２０分間〜２時間程度混合してアルカリを作用
させた後、加圧濾過して、アルカリ水溶液を圧搾除去す
る方法等を挙げることができる。

【００１６】次に、得られたアルカリセルロースと、特
定量のエチレンオキサイドと、特定量の反応溶媒とを特
定温度で混合した後、反応させることにより、本発明の
ヒドロキシエチルセルロースを製造することができる。

【００１７】エチレンオキサイドの量は、セルロースの
グルコース単位中の３つの水酸基に対するエチレンオキ
サイドの付加量が少なくなるのを回避する観点およびグ
ルコース単位中の３つの水酸基に付加したエチレングリ
コールがさらに他のエチレンオキサイドと付加し、ジエ
チレングリコール基やトリエチレングリコール基となっ
てエチレングリコール基の生成比率が減少し、ジエチレ
ングリコール基、トリエチレングリコール基等の生成比
率が増加するのを回避する観点から、アルカリセルロー
ス１００重量部に対して、２０〜８０重量部、好ましく
は２５〜７０重量部である。

【００１８】反応溶媒としては、特に限定されないが、
例えば、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコー
ル、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソアミルアルコー
ル等のアルコール類；ジオキサン、１，２−ジメトキシ
エタン等のエーテル類；アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン等のケトン類等を挙げるこ
とができる。これらの中では、容易に蒸留回収すること
ができるとともに、再利用することができる観点から、
ケトン類、とりわけメチルイソブチルケトンが好まし
い。

【００１９】反応溶媒の量は、エチレンオキサイドが局
部的にアルカリセルロースに付加し、生成したエチレン
グリコール基に、さらにエチレンオキサイドが付加する
ことによってジエチレングリコール基、トリエチレング
リコール基等の生成比率が増加するのを回避する観点お
よび容積効率が低下するのを回避する観点から、アルカ
リセルロース１００重量部に対して２０〜８００重量
部、好ましくは２０〜６００重量部である。

【００２０】アルカリセルロース、エチレンオキサイド
および反応溶媒を混合する際の温度は、アルカリセルロ
ースの結晶構造が変化するのを回避し、反応を均一に進
行させる観点および添加したエチレンオキサイドが均一
に分散する前に反応することによってエチレンオキサイ
ドが局部的にアルカリセルロースへ付加し、生成したエ
チレングリコール基に、さらにエチレンオキサイドが付
加し、ジエチレングリコール基、トリエチレングリコー
ル基等の生成比率が増加するのを回避する観点から、５
〜３０℃、好ましくは１０〜２０℃である。

【００２１】なお、混合時間は、通常、１０分間〜２時
間程度である。

【００２２】次に、得られた混合物に含まれているアル
カリセルロースとエチレンオキサイドとを反応させる。

【００２３】反応温度は、反応を迅速に進行させる観点
および反応が急激に進行し、温度および圧力の制御が困
難となるのを回避する観点から、通常、３０〜８０℃、
好ましくは４０〜６０℃であることが望ましい。

【００２４】なお、反応時間は、反応温度等によって異
なるが、通常、１〜１５時間程度である。

【００２５】反応終了後、中和剤で反応液中のアルカリ
を中和し、洗浄液を加え、余剰のアルカリや中和により
生成した塩、およびエチレンオキサイドによって副生し
たエチレングリコール類を除去することにより、本発明
のヒドロキシエチルセルロースを単離することができ
る。

【００２６】中和剤としては、特に限定されるものでは
ないが、硝酸、硫酸、塩酸等の無機酸；蟻酸、酢酸、プ
ロピオン酸等の有機酸等を挙げることができる。これら
の中では、得られたヒドロキシエチルセルロースから余
剰の酸を容易に除去することができ、有害性が小さい観
点から、有機酸、とりわけ酢酸が好ましい。

【００２７】洗浄液としては、特に限定されないが、余
剰のアルカリや中和により生成した塩を効率的に除去す
ることができる観点から、反応で使用した水溶性有機溶
媒に特定量のメタノールと特定量の水を添加した混合溶
媒が好ましい。混合溶媒におけるメタノールの量は、通
常、２０〜６０重量％であることが好ましい。また、混
合溶媒における水の量は、通常、５〜３０重量％である
ことが好ましい。

【００２８】混合溶媒の具体例としては、イソプロピル
アルコール／メタノール／水、イソブチルアルコール／
メタノール／水、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール／メタノ
ール／水、アセトン／メタノール／水、メチルブチルケ
トン／メタノール／水、メチルイソブチルケトン／メタ
ノール／水等を挙げることができる。これらの中では、
洗浄効率が高く、かつ溶媒を容易に蒸留回収することが
できる観点から、メチルイソブチルケトン／メタノール
／水の混合溶液が好適に用いられる。

【００２９】なお、単離したヒドロキシエチルセルロー
スを必要に応じて、常圧あるいは減圧下で乾燥してもよ
い。

【００３０】本発明のヒドロキシエチルセルロースは、
アルコール類に対する溶解性に優れ、しかもその溶液の
粘度が高いので、化粧料等の原料として好適に使用しう
るものである。

【００３１】本発明の化粧料は、前記ヒドロキシエチル
セルロースを含有したものである。化粧料におけるヒド
ロキシエチルセルロースの含有量は、特に限定されない
が、増粘作用および皮膜形成作用を発現させる観点、な
らびに経済性の観点から、０．０１〜２０重量％、好ま
しくは０．１〜１０重量％であることが望ましい。

【００３２】本発明の化粧料の形態には特に限定がな
い。その例としては、化粧水、乳液、クリーム等の基礎
化粧品、シャンプー、リンス、ヘアトニック等の頭髪化
粧品等が挙げられる。

【００３３】また、本発明の化粧料には、通常、化粧料
に用いられている油剤、保湿剤、界面活性剤、薬剤、香
料、着色剤等を適宜配合することができる。

【００３４】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定される
ものではない。

【００３５】なお、実施例および比較例で得られたヒド
ロキシエチルセルロースおよび化粧料は、以下の方法に
より評価した。 （１）エチレングリコール類のモル比 ヒドロキシエチルセルロースを、熱分解装置〔日本分析
工業（株）製、商品名：キューリーポイントパイロライ
ザーＪＨＰ−３〕により、試料量０．５ｍｇ、熱分解温
度４２３℃×１５秒、オーブン温度２６０℃、ニードル
温度２５０℃の条件で熱分解し、生成した熱分解ガス中
のエチレングリコール、ジエチレングリコールおよびト
リエチレングリコールの含有量をガスクロマトグラフィ
ーで分析し、それらの測定値からエチレングリコール
基、ジエチレングリコール基およびトリエチレングリコ
ール基のモル数を求めた。得られた各基のモル数からジ
エチレングリコール基とエチレングリコール基とのモル
比(DEG/EG)、ならびにトリエチレングリコール基とエチ
レングリコール基とのモル比(TEG/EG)を求めた。

【００３６】（２）化粧料の粘度および濁度 粘度（ｍＰａ・ｓ）は、ブルックフィールド型回転粘度
計〔東機産業（株）製、品番：ＢＭ型〕を用い、２０
℃、６ｒｐｍ（Ｎｏ．４ローター）の条件で測定した。

【００３７】なお、通常、粘度が４００００ｍＰａ・ｓ
以上であれば高粘度であると判断される。

【００３８】濁度（ｐｐｍ）は、ＰＯＩＣ積分球式濁度
計〔三菱化成（株）製、商品名：ＳＥＰ−ＰＴ−７０６
Ｄ型〕を用いて、拡散透過光／平行透過光として測定し
た。

【００３９】なお、通常、濁度が２０ｐｐｍ以下であれ
ば透明性に優れていると判断することができる。

【００４０】調製例 セルロースとして木材パルプ５０ｇを２０重量％水酸化
ナトリウム水溶液２０００ｇに浸漬し、３Ｌ容のフラス
コ内で３５℃で３０分間混合攪拌してアルカリを作用さ
せた。その後、加圧濾過して、水酸化ナトリウム水溶液
を圧搾除去し、アルカリセルロース１５０ｇを得た。

【００４１】実施例１ １Ｌ容のニーダーに、調製例で得られたアルカリセルロ
ース１５０ｇ、エチレンオキサイド６１ｇおよびメチル
イソブチルケトン５０ｇを温度１５℃に保持しながら仕
込み、引き続き１５℃で３０分間混合した後、５０℃に
昇温し、３時間反応させた。

【００４２】次に、得られた反応混合物を酢酸で中和
し、ｐＨ６に調整した後、メチルイソブチルケトン／メ
タノール／水の混合溶媒（重量比４０／４０／２０）５
００ｇを加えて、スラリーとした。

【００４３】得られたスラリーからヒドロキシエチルセ
ルロースを濾別した。このヒドロキシエチルセルロース
を前記と同様の混合溶媒で洗浄し、濾別する操作を３回
繰り返した後、減圧下７０℃で一昼夜乾燥してヒドロキ
シエチルセルロース８０ｇを得た。

【００４４】得られたヒドロキシエチルセルロースのエ
チレングリコール類のモル比を測定した。

【００４５】また、得られたヒドロキシエチルセルロー
ス３．５重量％、ポリオキシエチレンラウリルエーテル
１０重量％、塩化セチルトリメチルアンモニウム５重量
％、エタノール２０重量％、ベンジルアルコール５重量
％、イソプロパノールアミン２重量％、グリセリン２重
量％および精製水５２．５重量％からなる溶液に香料を
適量加えた化粧料（ヘアトニック）を調製し、粘度およ
び濁度を評価した。

【００４６】エチレングリコール類のモル比、ならびに
粘度および濁度の評価結果を表１に示す。

【００４７】実施例２ 実施例１において、エチレンオキサイドの量を６２ｇに
変更し、メチルイソブチルケトンの量を１５０ｇに変更
した以外は、実施例１と同様にしてヒドロキシエチルセ
ルロース８７．５ｇを得た。

【００４８】得られたヒドロキシエチルセルロースおよ
び化粧料を実施例１と同様にて評価した。その結果を表
１に示す。

【００４９】実施例３ 実施例１において、エチレンオキサイドの量を４５ｇに
変更した以外は、実施例１と同様にしてヒドロキシエチ
ルセルロース８０ｇを得た。

【００５０】得られたヒドロキシエチルセルロースおよ
び化粧料を実施例１と同様にして評価した。その結果を
表１に示す。

【００５１】実施例４ 実施例２において、エチレンオキサイドの量を７９ｇに
変更した以外は、実施例２と同様にしてヒドロキシエチ
ルセルロース９４．５ｇを得た。

【００５２】得られたヒドロキシエチルセルロースおよ
び化粧料を実施例２と同様にして評価した。その結果を
表１に示す。

【００５３】比較例１ 実施例１において、混合時の温度を１５℃から３５℃に
変更した以外は、実施例１と同様にしてヒドロキシエチ
ルセルロース８０ｇを得た。

【００５４】得られたヒドロキシエチルセルロースおよ
び化粧料を実施例１と同様にして評価した。その結果を
表１に示す。

【００５５】比較例２ 実施例１において、エチレンオキサイドの量を２０ｇに
変更した以外は、実施例１と同様にしてヒドロキシエチ
ルセルロース７４．５ｇを得た。

【００５６】得られたヒドロキシエチルセルロースおよ
び化粧料を実施例１と同様にして評価した。その結果を
表１に示す。

【００５７】比較例３ 実施例２において、エチレンオキサイドの量を１３０ｇ
に変更した以外は、実施例２と同様にしてヒドロキシエ
チルセルロース１１２ｇを得た。

【００５８】得られたヒドロキシエチルセルロースおよ
び化粧料を実施例２と同様にして評価した。その結果を
表１に示す。

【００５９】比較例４ 実施例１において、エチレンオキサイドの量を６０ｇに
変更し、メチルイソブチルケトンの量を１０ｇに変更し
た以外は、実施例１と同様にしてヒドロキシエチルセル
ロース８６．１ｇを得た。

【００６０】得られたヒドロキシエチルセルロースおよ
び化粧料を実施例１と同様にして評価した。その結果を
表１に示す。

【００６１】なお、表１中、ＥＧはエチレングリコール
基を、ＤＥＧはジエチレングリコール基を、ＴＥＧはト
リエチレングリコール基を示す。

【００６２】

【表１】

【００６３】表１に示された結果から、実施例１〜４で
得られたヒドロキシエチルセルロースは、アルコール類
に対する溶解性に優れているので、それを用いた化粧料
の濁度が低く、しかもその溶液の粘度が高いことがわか
る。

【００６４】

【発明の効果】本発明のヒドロキシエチルセルロース
は、アルコール類に対する溶解性に優れ、しかもその溶
液の粘度が高いので、化粧料等の原料として好適に使用
することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 剛 兵庫県姫路市飾磨区入船町１番地 住友精 化株式会社機能樹脂研究所内 Ｆターム(参考） 4C083 AC102 AC122 AC152 AC182 AC542 AC692 AD281 AD282 CC33 DD27 EE07 EE28 4C090 AA02 AA05 BA28 BD36 CA36 DA03 DA26

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルカリセルロースとエチレンオキサイ
   ドとを反応させて得られたヒドロキシエチルセルロース
   であって、該ヒドロキシエチルセルロース中のジエチレ
   ングリコール基とエチレングリコール基とのモル比が
   ０．４〜０．８であり、かつトリエチレングリコール基
   とエチレングリコール基とのモル比が０〜０．４である
   ヒドロキシエチルセルロース。
2. 【請求項２】 アルカリセルロース、アルカリセルロー
   ス１００重量部に対して２０〜８０重量部のエチレンオ
   キサイドおよびアルカリセルロース１００重量部に対し
   て２０〜８００重量部の反応溶媒を５〜３０℃で混合し
   た後、アルカリセルロースとエチレンオキサイドとを反
   応させる工程を含むことを特徴とするヒドロキシエチル
   セルロースの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のヒドロキシエチルセルロ
   ースを含有してなる化粧料。