JP2008284514A - 水中油型乳化組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微小粒子が均一に分散し、単分散な粒子径分布で、安定な水中油型乳化組成物の製造法を提供する。
【解決手段】（Ａ）界面活性剤（Ｂ）２５℃で液状の油性成分及び（Ｃ）水を含有する組成物を高圧流体となし、当該高圧流体同士を衝突させるためのノズル手段１０と、該ノズル手段へ前記高圧流体を導入するための導入流路１５とを備えた微粒化装置を用いる。前記ノズル手段１０は、高硬質材料からなる互いに対面状態で同軸に重ね合わされた円盤状の第１プレート１１と第２プレート１２とを備え、第２プレート１２は、中心軸に沿って形成された貫通孔１３を有し、第１プレートと第２プレートのいずれかに、これら両プレート同士の当接状態で前記貫通孔と連通するように当接面上の半径方向に沿って形成された複数の溝部１４を有し、前記導入流路１５に導かれた高圧流体を、プレート外周からそれぞれ半径上で開口する各溝部１４へ導入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、多量の油性成分が均一に分散し、単分散な粒子径分布で、安定な水中油型乳化組成物を、効率良く製造する方法に関する。

油性成分を比較的多量に含有する乳化物は、効率的な破砕、分散、乳化を行なう目的で、工業的には、一般に高圧乳化機を用いて製造される。特許文献１には、高圧乳化機で乳剤（乳化物）を製造する際に、高圧乳化処理部の高圧乳化作用点にかかる圧力に対し０．２％以上５％未満の背圧をかけることにより、超微小な乳剤粒子から構成される乳化組成物を製造する方法が記載されている。しかしながら、この方法で得られる乳化組成物は、乳化粒子が微小であるものの、粒子径は均一でなく、十分な安定性を得ることはできなかった。

一方、乳化粒子径分布の狭い単分散な乳化組成物を調製することで、乳化安定性を向上することが行われている。高度な単分散性を備えた乳化分散体や微粒子を製造する技術として、特許文献２に記載されているマイクロチャネル乳化技術が知られている。この技術は、分散相と連続相とを区切る膜に人工的に一様な構造を与え、微粒子の直径の標準偏差／微粒子の平均直径が０．０３以下になる、非常に単分散の高い微粒子を得られるようにするものである。しかしながら、この方法により、均一な乳化粒子径を得ることはできるものの、その乳化粒子径は１μｍ程度の大きいものであった。従って、微細な乳化粒子径で、単分散性の高い乳化組成物の製造方法が熱望されていた。
国際公開第９５／３５１５７号パンフレット 特開２０００−２７３１８８公報

本発明の目的は、多量の油性成分を安定に乳化した微細な乳化粒子で、単分散な粒子径分布の水中油型乳化組成物を製造する方法を提供することにある。

本発明者らは、（Ａ）界面活性剤、（Ｂ）２５℃で液状の油性成分及び（Ｃ）水を含有する組成物を、簡便な構成でありながら、従来よりも原料液の導入における圧力損失及び速度損失を抑えつつ十分な衝突力が確保できると共に部材内部に引張り応力による割れが生じることのないノズル手段を備えた微粒化装置を用いて乳化させることにより、油性成分を多く含有する系においても、高単分散で安定な水中油型乳化組成物が、効率良く得られることを見出した。

すなわち、本発明は、（Ａ）界面活性剤、（Ｂ）２５℃で液状の油性成分及び（Ｃ）水を含有する組成物を高圧流体となし、当該高圧流体同士を衝突させるためのノズル手段と、該ノズル手段へ前記高圧流体を導入するための導入流路とを備えた微粒化装置により乳化させる水中油型乳化組成物の製造方法であって、前記ノズル手段は、高硬質材料からなる互いに対面状態で同軸に重ね合わされた円盤状の第１プレートと第２プレートとを備え、第２プレートは、中心軸に沿って形成された貫通孔を有し、第１プレートと第２プレートのいずれかに、これら両プレート同士の当接状態で前記貫通孔と連通するように当接面上の半径方向に沿って形成された複数の溝部を有し、前記導入流路に導かれた高圧流体を、プレート外周からそれぞれ半径上で開口する各溝部へ導入するようにしたものであり、前記第１プレートと第２プレートとの間で前記溝部によって形成される衝突用流路の長さがそれぞれ０．１mm以上１．５mm以下であるとともに、前記溝部の断面積の個数分の合計Ａ_sと、前記貫通孔の断面積Ａ_tとが、２≦Ａ_t／Ａ_s≦５０を満たす微粒化装置を用いて乳化させる水中油型乳化組成物の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、当該製造方法により得られる水中油型乳化組成物を提供するものである。

本発明によれば、多量の油性成分を含有する系においても、微小粒子が均一に分散し、単分散な粒子径分布で、非常に安定な水中油型乳化組成物を、効率良く得ることができる。

本発明で製造される水中油型乳化組成物は、特に制限されず、多量の油性成分を含有する場合にも、安定な乳化組成物を得ることができる。
本発明により得られる水中油型乳化組成物は、（Ａ）界面活性剤、（Ｂ）２５℃で液状の油性成分及び（Ｃ）水を含有するものである。

（Ａ）界面活性剤としては、親水性界面活性剤が好ましく、一般に化粧料に用いられるものであって、例えばアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、非イオン界面活性剤のいずれでも良く、特にアニオン界面活性剤が好ましい。具体的には、ラウリン酸ナトリウム、パルミチン酸カリウム等の高級脂肪酸塩；ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸カリウム等のアルキル硫酸エステル塩；ポリオキシエチレンラウリル硫酸トリエタノールアミン等のアルキルエーテル硫酸エステル塩；ラウロイルサルコシンナトリウム等のＮ−アシルサルコシン塩；Ｎ−ミリストイル−Ｎ−メチルタウリンナトリウム等の高級脂肪酸アミドスルホン酸塩；モノステアリルリン酸ナトリウム等のアルキルリン酸塩；ポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩；ジ−２−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム等の長鎖スルホコハク酸塩；リニアドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、リニアドデシルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミン等のアルキルベンゼンスルホン酸塩；Ｎ−ラウロイルグルタミン酸モノナトリウム、Ｎ−ステアロイル−Ｌ−グルタミン酸モノナトリウム、Ｎ−ステアロイルグルタミン酸ジナトリウム、Ｎ−ミリストイル−Ｌ−グルタミン酸モノナトリウム等の長鎖Ｎ−アシルグルタミン酸塩などが挙げられる。

これらのうち、Ｎ−ミリストイル−Ｎ−メチルタウリンナトリウム等の長鎖Ｎ−アシルタウリン塩；モノステアリルリン酸ナトリウム等のアルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンステアリルエーテルリン酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩；Ｎ−ラウロイルグルタミン酸モノナトリウム、Ｎ−ミリストイルグルタミン酸ジナトリウム、Ｎ−ステアロイル−Ｌ−グルタミン酸モノナトリウム等の長鎖Ｎ−アシルグルタミン酸塩が好ましい。特に、アルキル鎖長が１６以上の長鎖Ｎ−アシルタウリン塩、長鎖Ｎ−アシルグルタミン酸塩が好ましい。

（Ａ）界面活性剤は、１種以上を用いることができ、全組成中に０．０１〜５質量％、特に０．１〜２．５質量％含有されるのが好ましい。

（Ｂ）油性成分としては、通常化粧料に用いられるもので、２５℃で液状の、合成及び天然由来の油性成分で、例えば炭化水素油、エステル油、エーテル油、シリコーン油、フッ素油等が含まれる。
より具体的には、ホホバ油等の植物油；液状ラノリン等の動物油；流動パラフィン、スクワラン等の炭化水素油；脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステル、グリセリン誘導体、アミノ酸誘導体等のエステル油；ジメチルポリシロキサン、ジメチルシクロポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、高級アルコール変性オルガノポリシロキサン等のシリコーン油；フルオロポリエーテル、パーフルオロアルキルエーテルシリコーン等のフッ素油、パラメトキシケイ皮酸２−エチルヘキシルなどの紫外線吸収剤などが挙げられる。

（Ｂ）油性成分は、１種以上を用いることができ、保湿性と使用感の点から、全組成中に０．１１〜６０質量％、特に１．１〜３０質量％であるのが好ましい。

本発明においては、少ない（Ａ）界面活性剤量で、多量の（Ｂ）油性成分を乳化させることができ、成分（Ａ）に対する成分（Ｂ）の質量割合が、１１質量倍以上とすることができ、好ましくは１１〜３８質量倍、より好ましくは１２〜２４質量倍、特に好ましくは１５〜２０質量倍とすることができる。

本発明において、（Ｃ）水の含有量は、全組成中に１０〜９９質量％、特に１０〜９５質量％であるのが好ましい。
また、その他の水性基剤、例えばエタノールやプロパノール等の炭素数１〜４の低級アルコールなどを含有することもできる。

本発明の水中油型乳化組成物には、更に（Ｄ）両親媒性脂質（２５℃で固体）を含有させることができ、少ない処理回数で微細粒子径のエマルションを得ることができる。
かかる両親媒性脂質としては、例えば、ミリスチン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸；セタノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール等の高級アルコール；セラミド類などが挙げられる。セラミド類としては、例えばRobson K.J. et al., J. Lipid Res.,35,2060（1994）や、Wertz P.W. et al., J. Lipid Res.,24,759（1983）等に記載されているタイプＩ〜VIIのセラミドや、特開昭62-228048号公報記載のセラミド類似化合物などが含まれ、前者の市販品としては、セラミドIII、セラミドIIIＢ、セラミドIIIＡ、セラミドIV、フィトセラミドI（以上、デグサ社）、セラミドII（セダーマ社）、セラミドＴＩＣ−００１（高砂香料社）等が挙げられる。

両親媒性脂質は、１種以上を用いることができ、全組成中に０．０１〜２０質量％、特に０．１〜１０質量％含有するのが好ましい。

本発明の水中油型乳化組成物には、更に（Ｅ）多価アルコール含有させることができ、少ない処理回数で微細粒子径のエマルションを得ることができる。
かかる多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、１，３−ブチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジグリセリン、イソプロピレングリコール、１，２−ペンタンジオール、キシリット、ソルビット、ポリエチレングリコール等が挙げられる。

多価アルコールは、１種以上を用いることができ、全組成中に０．５〜５０質量％、特に０．５〜３０質量％含有するのが好ましい。また、多価アルコールは、油性成分に対して０．８〜２質量倍であるのが好ましい。
また、（Ｄ）両親媒性脂質と（Ｅ）多価アルコールを組み合わせて用いることもできる。

本発明の水中油型乳化組成物は、全成分を混合して粗乳化液とし、これを、高圧流体同士を衝突させるためのノズル手段と、該ノズル手段へ前記高圧流体を導入するための導入流路とを備えた微粒化装置において、前記ノズル手段は、高硬質材料からなる互いに対面状態で同軸に重ね合わされた円盤状の第１プレートと第２プレートとを備え、第２プレートは、中心軸に沿って形成された貫通孔を有し、第１プレートと第２プレートのいずれかに、これら両プレート同士の当接状態で前記貫通孔と連通するように当接面上の半径方向に沿って形成された複数の溝部を有し、前記導入流路に導かれた高圧流体を、プレート外周からそれぞれ半径上で開口する各溝部へ導入するようにしたものであり、前記第１プレートと第２プレートとの間で前記溝部によって形成される衝突用流路の長さが０．１mm以上１．５mm以下であるとともに、前記溝部の断面積の個数分の合計Ａ_sと、前記貫通孔の断面積Ａ_tとが、２≦Ａ_t／Ａ_s≦５０を満たす微粒化装置を用いて乳化させることにより、製造することができる。

粗乳化物とは、成分（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）、必要に応じて、成分（Ｄ）、（Ｅ）、及びその他の成分を加え、これらそれぞれが溶解し得る温度以上に加温してプロペラ撹拌、あるいはホモジナイザー等によって油性成分と水性成分が見かけ上、ほぼ均一に混合された状態であるものをいう。

粗乳化物は、装置内の貯蔵槽に充填され、接続する増圧シリンダーに移送され、高い圧力がかけられる。粗乳化物は、微粒化装置に導入される。

本発明で用いる微粒化装置においては、高圧流体同士を衝突させるためのノズル手段として、主に円盤状の第１プレートと第２プレートとを互いに対面させた状態で同軸状に重ね合わせてなるものを備えたものであり、第１プレートと第２プレートのいずれかの当接端面上に半径方向に沿って二つ以上の溝部が形成され、高圧流体の導入流路によって高圧流体がプレートの外周からそれぞれ半径上で開口する各溝部へその開口から導入されるものである。

すなわち、本発明で用いる微粒化装置においては、第１プレートまたは第２プレートに形成された溝部が他方のプレートによって上面が塞がれることによって、衝突用流路が形成され、各溝部の半径上の外周側開口から中心軸方向へ向かって導入された高圧流体同士が、この衝突用流路を進んでプレートの中心軸位置で衝突され、衝突後に第２プレートの中心軸に沿って形成された貫通孔から、衝突済み流体として導出されるものである。

衝突用流路とは、ノズル手段において高圧流体が流れる最も断面積の狭い流路であり、高圧流体がここを流れる際に圧力エネルギーが速度エネルギーに変換される流路である。この流路出口で流体は高速ジェット流を形成し、別の衝突流路を出た高速ジェット流と直ちに衝突する。

従って、ノズル手段においては、高圧流体が部材を貫通して形成された曲がる流路を進むことがなく導入できるため、圧力損失をほとんど発生することなく良好に流速が増大されて十分な衝突力をもって衝突処理を行うことができ、それと共にプレート内部に引っ張り応力を生じるような流路もないため、プレートに割れが生じることもない。

さらに、溝部から形成される衝突用流路の長さ等の設計寸法を、特定の条件範囲内に規定することによって、高圧流体の衝突用流路での流体と流路内壁面での摩擦による速度損失を極力低下させ、高速ジェット流の速度をより高め、微粒化性能をより向上させるとともに、ジェット衝突後の流れの乱れを抑えることにより、単分散性の高い水中油型化粧料を得ることができる。

具体的には、高圧流体の操作圧力１００〜３００ＭＰａ、流量０．１〜１５Ｌ／ｍｉｎの処理条件において、溝部が他方のプレート表面で覆われた領域に形成される実質的な衝突用流路の長さＸを０．１mm以上１．５mm以下、好ましくは０．３mm以上１．３mm以下とするものである。ノズル手段においては、衝突用流路長さＸをこのような範囲内に設定することにより、第１プレートと第２プレートの当接面からの流体の漏れ出しがなく、且つ衝突用流路内での流体と流路内壁面との間の摩擦による速度損失を高めることなく、高い微粒化性能を発揮させることができる。

さらに、衝突用流路を形成する溝部の断面積の個数分合計をＡ_s、第２プレートに形成された貫通孔の断面積をＡ_tとするとき、２≦Ａ_t／Ａ_s≦５０となるものである。２≦Ａ_t／Ａ_sとなるように設定することにより、衝突空間が形成される貫通孔内に衝突を妨げない十分な空間が確保されると共に、衝突後の流体の貫通孔からの流出をスムーズにできる。また、Ａ_t／Ａ_s≦５０となるように設定することにより、衝突用流路端から衝突位置、即ち貫通孔の口径の１／２である高速ジェット流同士の衝突距離が必要以上に長くなることなく、高速ジェット流同士の衝突による流体の乱れ場で発生する流体同士のせん断力を最大限高めることにより、高い微粒化性能が得られる。

なお、溝部の断面形状は特に限定されるものではないが、衝突用流路での流体と流路内壁面との摩擦による速度損失を極力低下させる目的から、矩形や台形、あるいは半円形状とするのが好ましい。

また、本発明において、ノズル手段は、第１プレートと第２プレートという別体の部材同士により構成されるものであるため、両者を互いに異なる外径のものとすることができる。従って、溝部が形成された一方のプレートに対して他方のプレートを外径の小さいものとするだけで、衝突距離を大きくして過大な引っ張り応力をかけることなく小さいままで、溝部の上面が覆われて形成される衝突用流路を短くして容易に上記範囲内に設定することができる。また、この衝突用流路は、小さくする方の他方プレートの外径を適宜変更することによって、任意の長さに調節することができる。

また、上記のように一方のプレートより他方のプレートの外径を小さいものとした場合、一方のプレートには高圧流体導入時にプレート外周全体と前記露呈面に対して流体圧がかかり、その後面には反力が生じるため、プレートにはほぼ外面全体から圧縮方向の力が作用し、引張り応力が生じない。さらに、第２プレートに対して第１プレートを押圧するシール手段として、高圧流体を導入流路へ導入する際の発生圧を利用することによって、これにバネによる付勢力を加えるという簡便な構成で、従来のネジ止めのように、締め加減が困難で熟練を要するような強固な手段を必要とせず、充分に第１と第２のプレート当接面における原料漏れを防止することができる。
また、衝突流路及び導出流路内では、急激な圧力降下によりキャビテーションを発生する場合があり、従来のネジ等で強固にノズル手段を固定した構造ではキャビテーションによる圧力変動に伴う振動により、ノズル本体が破損してしまうことがあったが、本発明のバネの付勢力を利用したシール手段により、ノズル本体への振動が緩和され耐久性が向上する。

なお、本発明におけるノズル手段を構成する第１および第２プレートは、従来のものと同様の材質で形成してもよいが、人工単結晶ダイヤモンドや焼結ダイヤモンドなど、加工可能なもので、より強度の高いものが好ましい。

本発明において、衝突流路通過前の流体流体圧力は７００００〜２４５０００kPa、特に１２００００〜２１００００kPaであるのが好ましく、それにより、微細で高単分散性な粒径分布を持つ乳化粒子を得ることができる。

また、本発明においては、流体衝突部にかかる圧力に対し、５〜２０％、特に５〜１０％の背圧をかけるのが、より効率良く微細乳化物を得ることができ、少ない処理回数で微細な乳化粒子を得ることができるので好ましい。背圧は、微粒化装置のノズル通過直後の圧力をいう。
背圧をかけるための装置は、組成物の流出量を調整する弁で対応でき、流体衝突部の出口側に直接装着するか、又は出口側の配管と耐圧ジョイント等で接続して用いることができる。

従来、多量の油性成分を微細に乳化させる場合、強力な剪断エネルギーを発生させるために、高処理圧を与えなくてはならず、これが高圧乳化機の寿命を短くする要因となっていた。本発明においては、高圧乳化処理部の構造を選択することにより、乳化粒子の微細化に必要な処理圧力を、従来より下げることができる。これは、構造上の省エネルギー化ばかりでなく、流体衝突装置の耐久性への負荷が大きく削減できる点でも非常に有効である。得られる乳化粒子は粒径が小さく、単分散であり、透明性が高く、安定性に優れた水中油型乳化組成物が得られるものである。また、圧力エネルギーが、油滴の微細化エネルギーとして効率よく転換されるため、発熱量が少なく抑えることができるため、付属する冷却装置を簡略化することができる。

さらに、流体衝突処理中又は処理直後の平均液温度を８０℃以下にするのが、微小粒子がより均一に分散し、透明性が高く安定な乳化組成物が得られるので好ましい。具体的には、流体衝突処理部を通過直後に、乳化液を冷却するのが好ましく、流体衝突処理部開口部から２５cm以内、特に１５cm以内に冷却装置を配設するのが好ましい。市販の高圧乳化機に冷却装置が配設されている場合があるが、通常冷却装置の位置は、高圧乳化処理部開口部から遠い位置（２５cmより離れている）であり、冷却効果も十分ではない。

本発明によれば、微細粒子に乳化され、油滴の平均粒子径が好ましくは０．０１〜０．５μｍ、特に好ましくは０．０２５〜０．２μｍ、更に好ましくは０．０２５〜０．１μｍとなるような乳化組成物を得ることができる。さらに、微細乳化粒子の粒度分布は単分散であり、粒度分布の単分散性を表わすＣＶ値が、好ましくは３〜５０％、特に好ましくは５〜２５％となる乳化組成物を得ることができる。

ＣＶ値は平均粒子径に対する標準偏差の割合で算出される。平均粒子径と標準偏差は動的光散乱法を原理とした粒径測定装置によって測定される。例えば、堀場製作所製ＬＢ−５００、大塚電子製ＤＬＳ−７０００などを用いることができる。測定には試料濃度が高いと内部光散乱（多重散乱）が生じるため、十分に希釈した試料を用いることが必要である。例えば、堀場製作所製ＬＢ−５００では、試料濃度を電圧で表示している、０．５Ｖ〜１６．０Ｖの範囲にはいるように希釈する。また、測定時には測定温度での分散媒粘度を入力しなければならない。通常は水で希釈する場合が多く、水の粘度に対し、温度補正を行った数値が用いられている。粒子に当たった散乱光はその粒子径に応じて光ゆらぎ信号として検出器にて検出され、その解析により平均粒子径、粒径分布が計算される。その際に様々な算出法が採用されているが、本測定においては、体積基準による粒径分布、メジアン平均粒子径にて行った。
このように高単分散性を持って微細乳化されることにより、乳化組成物は透明性と安定性が高く、油性成分が多量に含有されていても、安定な水中油型乳化物を得ることができる。

本発明により得られる水中油型乳化組成物は、そのまま化粧料等として、特に透明性の高い化粧料として、好適に使用することができる。
また、高圧乳化により得られた水中油型乳化組成物を、水等の水性成分、またはそれらに水溶性の有効成分や添加剤を加えたもので希釈して、例えば化粧水や美容液等の化粧料として用いることができる。本発明により得られる水中油型乳化組成物は、さらに希釈によって水等の水性成分が添加されても、高圧乳化により得られた乳化状態が維持され、油滴の平均粒子径が、０．０２〜０．５μmであって、透過率が４５〜９０％の化粧料を得ることが可能である。

このような有効成分や添加剤としては、アスコルビン酸、ニコチン酸アミド、ニコチン酸等の水溶性ビタミン類；オウバクエキス、カンゾウエキス、アロエエキス、スギナエキス、茶エキス、キューカンバーエキス、チョウジエキス、ニンジンエキス、ハマメリス抽出液、プラセンタエキス、海藻エキス、マロニエエキス、ユズエキス、ユーカリエキス、アスナロ抽出液等の動・植物抽出液；水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、トリエタノールアミン、炭酸ナトリウム等の塩類；クエン酸塩、酒石酸塩、乳酸塩、リン酸塩、コハク酸塩、アジピン酸塩等のｐＨ調整剤；カルボキシビニルポリマー、アルギン酸ナトリウム、カラギーナン、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、グアーガム、キサンタンガム、カルボキシメチルキトサン、ヒアルロン酸ナトリウム等の増粘剤などが挙げられる。

参考例１
本発明で用いる微粒化装置１として、第２プレートに貫通孔と断面半円形状の溝部とを備えてなる場合を図１に示す。図１（ａ）は微粒化装置１の概略構成を示す側断面図であり、（ｂ）はノズル手段の部分拡大図であり、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視図である。

微粒化装置１は、略カップ状のハウジング２にプラグ部材６を嵌合して内部に形成されるチャンバ９内に、プラグ部材６側の押さえ部材７とハウジング２側からバネ５により付勢されるノズル押さえ３との間でノズル手段１０が保持されるものである。

ノズル手段１０は、押さえ部材７側に配置される円盤状の第２プレート１２と、該第２プレート１２に対してノズル押さえ３に対して押圧される円盤状の第１プレート１１とから構成されており、これら第１と第２のプレート（１１，１２）との間に高圧流体の衝突部が形成されるものである。従って、ノズル手段１０へ高圧流体を導入するための導入流路１５は、ノズル押さえ３とプラグ側の押さえ部材７との間のノズル手段１０の外側空間で形成されている。

従って、衝突処理対象原料である高圧流体は、ハウジング２の端部からチャンバ９およびノズル押さえ３に形成された供給流路４を経て導入流路１５へ供給され、該導入流路１５よりノズル手段１０へその外周方向からノズル手段１０内部の衝突部へ導入される。

第２プレート１２には、その中心軸に沿って貫通孔１３が形成されており、押さえ部材７およびプラグ部材６に配設されている衝突済み流体の導出流路８に連通されている。また第２プレート１２は、第１プレート１１と当接する側の端面上にその半径方向に沿って貫通孔１３と連通するよう互いに等角度間隔で２つの溝部１４が形成されている。

従って、この２つの溝部１４は同一直径上にならび、第１プレート１１に覆われて高圧流体を衝突させるための衝突用流路１４ｘとなる。このとき、溝部１４は第１プレート１１の外周端縁部で前記直径上の両端側（各半径上の外周端側）でそれぞれ開口し、衝突用流路１４ｘの導入口となる。よって導入流路１５よりプレート外周方向から導入される原料である高圧流体は、溝部１４の直径方向両側の２箇所の開口部からそれぞれ対向方向に導入され、衝突用流路１４ｘを経て進み、溝部１４の中心位置、即ち第２プレート１２および貫通孔１３の中心軸位置１４ｙへ向かい該衝突位置１４ｙで互いに衝突する。

以上のような構成のノズル手段１０を備えた微粒化装置１では、高圧流体がプレート部材内で曲がる流路を進むことなく衝突用流路１４ｘへ導入できるため、圧力損失をほとんど発生することなく衝突処理を行うことができ、それと共にプレート内部に引っ張り応力を生じるような貫通流路もないため第２プレート１２に割れが生じることもない。

さらに、微粒化装置１においては、第１プレート１１の外径Ｄ１を第２プレート１２の外径Ｄ２より小さいものとした。これによって第２プレート１２と第１プレート１１との当接により溝部１４の上面が覆われて形成される衝突用流路１４ｘは、衝突距離１４Ｌ（衝突用流路１４ｘ端から衝突位置１４ｙまでの導出流路口径Ｄ３の半径に相当）を大きくして過大な引っ張り応力をかけることなく小さいままで、簡単に短くすることができ、衝突力の向上が図れる。このようにノズル手段１０は、第１プレート１１と第２プレート１２という別体の部材同士により構成されるものであるため、両者を互いに異なる外径のものとすることができ、衝突用流路１４ｘを、第１プレート１１の外径を適宜変更することによって任意の長さに調節できる。

また、このように第１プレート１１の外径Ｄ１を第２プレート１２の外径Ｄ２より小さいものとすることによって、第２プレート１２の溝部１４は第１プレート１１との当接面の外周面領域において露呈された状態となり、高圧流体導入の際には、第２プレート１２の外周および前記露呈部に圧力がかかり、プレート１２の後面で反力が発生する。このため、第２プレート１２にはほぼ外周面全体から圧縮方向への力が作用することとなり、さらに引張り応力がかからなくなる。

また、微粒化装置１においては、第２プレート１２に対して第１プレート１１を押圧するシール手段として、ノズル押さえ３において高圧流体供給流路４からの高圧流体導入の際に発生する圧力を利用している。即ち、第１プレート１１には非高圧流体導入時においてノズル押さえ３のバネ５による付勢力のみが作用しているのに対して、高圧流体導入時には上記の発生力がさらに作用する。従って、微粒化処理工程時に生じる高圧流体導入による発生力を利用することによって、ノズル押さえ３にバネ５を設けるという簡便な構成で、従来のネジ止めのような締め加減が困難で熟練を要するような強固な手段を必要とすることなく、第１プレート１１と第２のプレート１２との当接面における原料漏れを充分に防止することができる。

このような微粒化装置１においてエマルジョンの高圧流体衝突実験を行うと、第１プレート１１が第２プレート１２と同一外径のものの場合であっても、図２の従来タイプのノズル手段を用いた場合では割れが生じてしまうような処理時間を経ても、より高い微粒化性能が問題なく維持され、また従来の溝無しディスクプレート対面配置によるノズル手段を用いた場合よりも速度損失がない分、良好な微粒化が行われる。

さらに、第１プレート１１の外径Ｄ１を例えば第２プレート１２の外径Ｄ２の１／２まで小さくしていった場合、両プレートが同一外径の場合よりも微粒化できる。

なお、微粒化装置１においては、第２プレートに溝部を設け、第１プレートの外径Ｄ１を第２プレートの外径Ｄ２より小さいものとすることによって、衝突用流路長さＸを実質的に短くした構成としたが、溝部を第１プレートに形成し、第２プレートの外径Ｄ２を第１プレートの外径Ｄ１より小さくした構成としても、同様に衝突用流路長さＸを短くして衝突効果を向上させることができる。

また、上記微粒化装置１では、ノズル手段として、衝突用流路を構成するための溝部１４を第２プレート１２の半径方向に沿って二つ設けた場合を示したが、本発明においては、これに限定するものではない。例えば、図３、図４に示すように、第２プレート１２の半径方向に沿って３本以上という多数の溝部１４を設けた構成とすることによって微粒化処理の効率化を図ることができる。このように多くの溝部を設ける場合、放射状に、さらには互いに等角度間隔で形成すればより効率的で均一な衝突状態が得られる。

また、あらかじめそれぞれ異なる溝部本数のものを複数用意しておき、実際の原料液に応じて望ましい衝突処理効率が得られるものを適宜選択して用いてもよい。さらに、図５、図６に示すように、第２プレート３２は貫通孔３３のみを形成し、第１プレート３１の方に適した本数の溝部３４を設けたノズル手段としてもよく、第２プレート１２に設けた場合と効果は変わりない。

なお、溝部の断面形状は、上記に示す半円形に限るものではなく、半楕円形、角形状など、種々の物が使用可能であるが、原料液が抵抗無くよりスムーズに流通できる形状のものが望ましい。

実施例１〜３
参考例１に示す微粒化装置１と同様で、表１に示すプレートを備えた装置を用い、水中油型乳化組成物を製造した。
すなわち、流動パラフィン２５０ｇ、Ｎ−ステアロイル−Ｌ−グルタミン酸ナトリウム１５ｇ、ステアリン酸３０ｇ、グリセリン２００ｇ及び精製水５０５ｇを混合し、８０℃に加熱混合し、ホモジナイザーで撹拌して粗乳化液とした。この粗乳化液を収容した原料タンクから高圧ポンプを介して操作圧力１５０ＭＰａで微粒化装置へ送り、微粒化装置の導出流路から排出される衝突済み処理液を背圧調整バルブ（背圧０〜１５ＭＰａ）を介して冷却機（冷却水入口温度１５℃）へ送り、冷却後に再び原料タンクへ回収し、次の衝突処理工程を繰り返す。

衝突処理を５回繰り返し、回収した液体を室温まで冷却して、水中油型乳化組成物を得た。得られた組成物を水で１００倍に希釈し、光散乱式粒度分布測定装置（ＬＢ−５００、堀場製作所社製）を用いて、メジアン平均粒子径、標準偏差を測定し、ＣＶ値を算出した。結果を表１に併せて示す。

比較例１、２
実施例と同じ手順、同条件にて調製した粗乳化液を既存の高圧微粒化装置にて処理し、水中油型乳化組成物を得た。得られた乳化物を、水で１００倍に希釈し、光散乱式粒度分布測定装置（ＬＢ−５００、堀場製作所社製）を用いて、メジアン平均粒子径、標準偏差を測定し、ＣＶ値を算出した。結果を以下に示す。

（比較例１）
高圧微粒化装置：マイクロフルイダイザーＭ−１４０Ｋ（microfluidics社製）、
標準Ｙ型チャンバー装着。
平均粒子径０．１３０μｍ、ＣＶ値６６％
（比較例２）
高圧微粒化装置：アルティマイザーＨＪＰ−２５００５（タウテクノロジー社製）、
標準液−液衝突型チャンバー装着。
平均粒子径０．１５０μｍ、ＣＶ値６９％

実施例４〜９、比較例３〜６
実施例１〜３、比較例１、２で得られた乳化組成物、及びそれらの乳化組成物を精製水で１０倍希釈した乳化組成物について、保存安定性を評価した。保存開始時の外観は、いずれも透明であり、保存後の外観を目視にて評価して、透明の場合：○、半透明の場合：△、白濁の場合：×と示した。結果を表２に示す。

実施例１０
Ｎ−ミリストイル−Ｎ−メチルタウリンナトリウム２５ｇ、スクワラン１００ｇ、ジメチルポリシロキサン（６cs）２００ｇ、セラミドIII２０ｇ、グリセリン４５０ｇに、精製水２０５mLを加え、ホモジナイザーで撹拌して粗乳化液とした。この粗乳化液を、実施例１で用いた微細化装置にて、処理圧１８００００kPa、背圧１０５００kPaにて、５回繰返し処理し、水中油型乳化組成物を得た。
得られた水中油型乳化組成物の平均粒子径は０．０８５μｍ、ＣＶ値１５％であった。この組成物２５０mLに、４％アスコルビン酸マグネシウム水溶液７５０mLを混合し、外観が透明な美容液を得た。この美容液を５℃、２０℃、３０℃の環境下で６ヶ月保存した結果、いずれも外観に変化は認められなかった。

実施例１１
ポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸ナトリウム３０ｇ、ジメチルポリシロキサン（６cs）３３０ｇ、セラミドIII１０ｇ、グリセリン２００ｇに、精製水４３０mLを加え、ホモジナイザーで撹拌して粗乳化液とした。この粗乳化液を、実施例１で用いた微細化装置にて、処理圧１２５０００kPa、背圧１２０００kPaにて、７回繰返し処理し、水中油型乳化組成物を得た。
得られた水中油型乳化組成物の平均粒子径は０．０４７μｍ、ＣＶ値１３％であった。この乳化物を５℃、２０℃、４０℃の環境下で６ヶ月保存した結果、いずれも外観に変化は認められなかった。

比較例７
実施例１１と同じ組成からなる粗乳化物を、比較例１で用いた微細化装置にて、処理圧処理圧１２５０００kPa、背圧１２０００kPaにて、１０回処理し、水中油型乳化組成物を得た。
得られた水中油型乳化組成物の平均粒子径は０．０４３μｍ、ＣＶ値６３％であった。この乳化物を５℃、２０℃、４０℃の環境下で６ヶ月保存した結果、２０℃では外観に変化は認められなかったが、５℃、４０℃ではクリーミングが観察された。

本発明で用いる微粒化装置の一例（微粒化装置１）の概略構成図である。（ａ）は微粒化装置の概略構成を示す側断面図であり、（ｂ）はノズル手段の部分拡大図であり、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視図である。 従来の微粒化装置のノズル手段の一例を示す概略構成図である。 本発明で用いる微粒化装置における、他のノズル手段の構成を示す概略斜視図である。 本発明で用いる微粒化装置における、他のノズル手段の構成を示す概略斜視図である。 本発明で用いる微粒化装置における、他のノズル手段の構成を示す概略斜視図である。 本発明で用いる微粒化装置における、他のノズル手段の構成を示す概略斜視図である。

符号の説明

１：微粒化装置
２：ハウジング
３：ノズル押さえ
４：高圧流体供給流路
５：バネ
６：プラグ部材
７：押さえ部材
８：導出流路
９：チャンバ
１０：ノズル手段
１１，３１：第１プレート
１２，３２：第２プレート
１３，３３：貫通孔
１４，３４：溝部
１４ｘ：衝突用流路
１４ｙ：衝突位置
１４Ｌ：衝突距離
１５：高圧流体導入流路

Claims (6)

1. （Ａ）界面活性剤、（Ｂ）２５℃で液状の油性成分及び（Ｃ）水を含有する組成物を高圧流体となし、当該高圧流体同士を衝突させるためのノズル手段と、該ノズル手段へ前記高圧流体を導入するための導入流路とを備えた微粒化装置により乳化させる水中油型乳化組成物の製造方法であって、前記ノズル手段は、高硬質材料からなる互いに対面状態で同軸に重ね合わされた円盤状の第１プレートと第２プレートとを備え、第２プレートは、中心軸に沿って形成された貫通孔を有し、第１プレートと第２プレートのいずれかに、これら両プレート同士の当接状態で前記貫通孔と連通するように当接面上の半径方向に沿って形成された複数の溝部を有し、前記導入流路に導かれた高圧流体を、プレート外周からそれぞれ半径上で開口する各溝部へ導入するようにしたものであり、前記第１プレートと第２プレートとの間で前記溝部によって形成される衝突用流路の長さがそれぞれ０．１mm以上１．５mm以下であるとともに、前記溝部の断面積の個数分の合計Ａ_sと、前記貫通孔の断面積Ａ_tとが、２≦Ａ_t／Ａ_s≦５０を満たす微粒化装置を用いて乳化させる水中油型乳化組成物の製造方法。
2. 水中油型乳化組成物が、油滴の平均粒子径が０．０１〜０．５μｍであり、ＣＶ値が３〜５０％である請求項１記載の製造方法。
3. 水中油型乳化組成物が、（Ｂ）成分／（Ａ）成分の質量割合が１１倍以上である請求項１又は２記載の製造方法。
4. 水中油型乳化組成物が、更に（Ｄ）両親媒性脂質を含有する請求項１〜３のいずれか１項記載の製造方法。
5. 水中油型乳化組成物が、更に（Ｅ）多価アルコールを含有する請求項１〜４のいずれか１項記載の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の製造方法により得られる水中油型乳化組成物。

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