JP2009172591A - 非水溶性香料を含む水中油型エマルションの製造方法 - Google Patents

非水溶性香料を含む水中油型エマルションの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】非水溶性香料とシリコーンとから、安定な水中油型エマルションを簡便に製造する方法を提供すること。
【解決手段】(a)シリコーンに、(b)非水溶性香料を、(b)/(a)=0.1〜1.5(質量比)となる量で添加し、均一に混合し、得られた混合溶液に、(c)ノニオン性界面活性剤を、(c)/(a)=0.1〜2.0(質量比)となる量で添加し、均一に混合し、得られた混合溶液に、(d)水を、(d)/(a)=1〜5(質量比)となる量で添加し、混合し、得られた混合溶液に、(e)水及び/又は別に調製した水中油型エマルションを添加、混合して転相させ、水中油型エマルションを形成することを含む水中油型エマルションの調製方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、非水溶性香料を含む水中油型エマルションの製造方法に関する。
ヘアリンス、繊維処理剤や衣料用柔軟仕上げ剤等の水中油型エマルションに非水溶性の香料等を分散させる方法として、特許文献1には、香料とカチオン性界面活性剤を混合して調製した油相と水相の一部とから硬い液晶を形成させる方法が開示されている。しかしながら、該特許文献の方法は専用設備を用いて硬い液晶を形成させることが必要である上に、香料成分が油相の融点以上に加熱されるため、沸点の低い香料成分は揮発したり香質が劣化したりする。
特許文献2には、非水性香料および水と任意の割合で可溶な両親媒性溶媒を用い、香料と両親媒性溶媒と界面活性剤と混合後、別に調製した水中油型エマルションに混合する方法が開示されている。ところが、該特許文献の方法では高濃度の香料エマルションを調製する際には、両親媒性溶媒により乳化粒子が破壊され安定なエマルションが得られない。
特開2003−105091号公報 特開2007−270135号公報
従って、本発明は、非水溶性香料を含む安定な水中油型エマルションを簡便に製造する方法を提供することを目的とする。
本発明はまた、上記製造方法により得られる柔軟仕上げ剤を提供することを目的とする。
本発明者らが鋭意検討した結果、非水溶性香料を含む水中油型シリコーンエマルションを製造する際に、特定のシリコーンを用い、該シリコーンと非水溶性香料とノニオン性界面活性剤及び水とを特定比率で混合した後に、さらに水を添加、混合し乳化することで、安定な水中油型エマルションを簡便に得られることを見出した。
すなわち、本発明は、下記工程(1)〜(4):
工程(1):(a)ポリエーテル変性シリコーン、ジメチルシリコーン及びアミノ変性シリコーンから成る群から選択される、1種以上のシリコーンに、(b)非水溶性香料を、(b)と(a)との質量比(b)/(a)が0.1以上1.5以下となる量で添加し、混合する工程;
工程(2):工程(1)で得られた混合溶液に、(c)ノニオン性界面活性剤を、(c)と(a)との質量比(c)/(a)が0.1以上2.0以下となる量で添加し、混合する工程;
工程(3):工程(2)で得られた混合溶液に、(d)水を(d)と(a)との質量比(d)/(a)が1以上5以下となる量で添加、混合する工程;
工程(4):工程(3)で得られた混合溶液に、(e)水及び/又は別に調製した水中油型エマルションを添加、混合して、水中油型エマルションを形成する工程を含むことを特徴とするシリコーン及び非水溶性香料を含む水中油型エマルションの調製方法を提供する。
本発明はまた、上記製造方法により得られる柔軟仕上げ剤を提供する。
本発明によれば、非水溶性香料を含む安定な水中油型エマルションを簡便に得ることができる。本発明によれば、非水溶性香料を低濃度でも高濃度でも含むことができる。また、低剪断、低温条件下でも安定な乳化物が得られることから、高温下に香料を晒す必要がなくなるため、香気の劣化も抑制できる。さらに、本発明によれば、シリコーンも安定に乳化することが可能であり、柔軟仕上げ剤として使用したときに衣類にしわ防止性やすべり性を付与することが可能となる。
〔(a)シリコーン〕
本発明において用いることのできるシリコーンは、25℃における動粘度が100mm2/s以上100,000mm2/s以下のものであるのが好ましく、1,000mm2/s以上50,000mm2/s以下であるのがより好ましく、3,000mm2/s以上20,000mm2/s以下であるのがさらに好ましい。動粘度がこのような範囲にあると、安定なエマルションを得ることができ、さらに、柔軟仕上げ剤としたときに衣類に良好なしわ防止性やすべり性を付与することが可能となる。なお、本明細書において、動粘度は、JIS K2283に従って、ウベローデ粘度計を用いて測定することができる。
変性シリコーンの場合、シロキサン骨格に対する各種変性基の変性部位は、側鎖の部分でも、主鎖を部分的に分断しているものなどいずれでも良いが、側鎖に変性基を有するものがより好ましい。また、いずれの場合も主鎖の最末端はメチル基、ヒドロキシル基、水素原子であることが好ましい。
本発明において使用できるポリエーテル変性シリコーンは、下記一般式(1)で示される。
Figure 2009172591
式中、−Z1、−Z2は、それぞれ独立に−R1、−O−R1、−OH、−O−X−R1、−O−X−Hである。R1は互いに同一でも異なっていてもよく、いずれも飽和あるいは不飽和の直鎖又は分岐の炭素数1〜4の炭化水素基であり、Xはポリオキシアルキレン基である。−Yは、−R2−O−X−R3又は−O−X−R3であり、R2は炭素数1〜4の飽和あるいは不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基であり、R3は水素原子又は炭素数1〜4の飽和あるいは不飽和の直鎖又は分岐の炭化水素基である。pは0〜50、qは1〜1000、rは10〜10000である。但し、X中のポリオキシエチレン鎖部分の質量割合は、分子全体の質量を基準として10%以上60%未満である。
上記式において、−Z1、−Z2は、それぞれ独立に−R1、−OHであることが好ましく、−R1であることがより好ましい。R4は、炭素数1〜4の飽和炭化水素基が好ましく、メチル基が特に好ましい。R2は、炭素数1〜4の飽和炭化水素基が好ましく、プロピレン基が好ましい。R3が炭化水素基である場合には、炭素数1〜4の短鎖飽和炭化水素基が好ましい。特に好ましいR3は、水素原子又はメチル基である。
また、上記式において、Xはポリオキシアルキレン基を表すが、オキシエチレン単位、オキシプロピレン単位、又はオキシブチレン単位などが、ブロック状あるいはランダムに配列したものであってもよい。但し、X中のポリオキシエチレン鎖部分の質量割合は、分子全体の質量を基準として10%以上60%未満であり、好ましくは20%〜35%である。また、ポリオキシアルキレン基X中のポリオキシエチレン鎖部分の質量割合は、50%〜100%であるのが好ましい。
更に、上記一般式(1)において、p、q及びrは、いずれも各繰返し単位の数の平均値を表し、pは0〜50、好ましくは0〜3であり、qは1〜1000、好ましくは1〜50であり、rは10〜10000、好ましくは20〜500である。なお、上記式で表わされるポリエーテル変性シリコーンは、各繰返し単位がブロック状に配列しているブロックコポリマーの構造を有するものであってもよく、各繰返し単位がランダムに配列している構造を有するものであってもよい。
上記一般式(1)で表される変性シリコーンの製造方法は、特に限定されるものではない。ポリオキシアルキレン基を有するシリコーンは、Si−H基を有するシリコーンとポリオキシアルキレンまたは炭素−炭素二重結合を末端に有するポリオキシアルキレンとの付加反応により製造することができる。製造の際、ポリオキシアルキレンまたは炭素−炭素二重結合を末端に有するポリオキシアルキレン、環状シリコーンなどの未反応原料、エタノール、イソプロピルアルコールなどの製造時に用いる溶剤、白金系などの触媒が微量残存するが、本発明の効果に影響を与えない。
本発明で用いることができるポリエーテル変性シリコーンとして商業的に入手可能な具体例としては、東レ・ダウコーニング(株)製のSH3772M、SH3775M、SH3748、SH3749、SF8410、SH8700、CF1188HV、BY22−008、SF8421、SILWET L−7001、SILWET L−7002、SILWET L−7602、SILWET L−7604、SILWET FZ−2104、SILWET FZ−2120、SILWET FZ−2161、SILWET FZ−2162、SILWET FZ−2164、SILWET FZ−2171、ABN SILWET FZ−F1−009−01、ABN SILWET FZ−F1−009−02、ABN SILWET FZ−F1−009−03、ABN SILWET FZ−F1−009−05、ABN SILWET FZ−F1−009−09、ABN SILWET FZ−F1−009−11、ABN SILWET FZ−F1−009−13、ABN SILWET FZ−F1−009−54、ABN SILWET FZ−2222、信越化学工業(株)製のKF352A、KF6008、KF615A、KF6016、KF6017、X−20−8010N、GE東芝シリコーン(株)製のTSF4450、TSF4452等が挙げられ、これらを1種単独で又は2種以上の混合物として用いることができる。
本発明で用いることのできるジメチルシリコーンは、ポリシロキサンの側鎖及び末端がすべてメチル基であり、25℃における動粘度が上記範囲内にある。ジメチルシリコーンとしては市販品を使用することができ、例えば以下のものが挙げられる:SH200C−1,000CS、SH200C−3,000CS、SH200C−5,000CS、SH200C−30,000CS、SH200C−60,000CS、SH200C−100,000CS及びSH200C−1,000,000CS(いずれも東レ・ダウコーニング(株)製)。
本発明で用いることのできるアミノ変性シリコーンは、側鎖及び/又は末端に有機アミノ基を導入したものであり、25℃における動粘度が上記範囲内にある。アミノ変性シリコーンとしては市販品を使用することができ、例えば以下のものが挙げられる:BY16−849、BY16−853、BY16−872、BY16−892、BY16−879B(以上、東レ・ダウコーニング(株)製)及びTSF4706(GE東芝シリコーン(株)製)。
本発明で用いるシリコーンとしては上記一般式(1)で示されるポリエーテル変性シリコーンが最も好ましい。
(a)成分は、本発明の製造方法により得られる(C)水中油型エマルションの全量を基準として、0.1〜50質量%の量で含まれるのが好ましく、0.5〜30質量%の量で含まれるのがより好ましく、1〜15質量%の量で含まれるのがさらに好ましい。
(a)成分の量が0.1質量%未満の場合、柔軟仕上げ剤として使用したときのしわ防止効果やすべり性付与効果が不十分となる場合がある。(a)成分の量が50質量%超の場合、(C)水中油型エマルションの粘度が高くなり使用時に水への分散性が悪くなったりハンドリング性に劣ったりすることがある。
〔(b)非水溶性香料〕
本発明の非水溶性香料は、様々な文献、例えば「Perfume and Flavor Chemicals 」,Vol.I and II,Steffen Arctander,Allured Pub.Co.(1994)および「合成香料 化学と商品知識」、印藤元一著、化学工業日報社(1996)および「Perfume and Flavor Materials of Natural Origin 」,Steffen Arctander,Allured Pub.Co.(1994)および「香りの百科」、日本香料協会編、朝倉書店(1989)および「Perfumery Material Performance V.3.3」,Boelens Aroma Chemical Information Service(1996)および「Flower oils and Floral Compounds In Perfumery」,Danute Lajaujis Anonis,Allured Pub.Co.(1993)等に開示されている香料成分をひとつまたは複数を混合し香料とし、常温(25℃)における水への溶解度が30%以下のもの、好ましくは25%以下のもの、より好ましくは20%以下のものをいう。溶解度が30%を超えると水中油型エマルションを柔軟仕上げ剤として使用した時、香気が充分に得られないことがある。溶解度は、水と香料とをそれぞれ10g量り取り、50mL分液ロートにて混合し、2層に分離するまで静置後、香料相と水相を取り分け、香料相の質量を測定して、もとの香料成分質量から減少した量が水に溶解したと見なして下記式より算出する。
溶解度=香料相の質量減少量÷香料と混合する前の水の質量×100(%)
特に衣料用柔軟仕上げ剤として用いる場合、嗜好性にもよるが、シトラール等を含むシトラス系やゲラニオール等を含むフローラル系やヒノキチオールやヒバ油等を含むウッディ系や酢酸アミルや酪酸アミル等を含むフルーツ系が好ましい。このうち、フローラル系またはフルーツ系が好ましく、フローラル系またはフルーツ系香料を全体の1〜100質量%含有する(b)非水溶性香料が好ましい。
(b)成分は、本発明の製造方法により得られる水中油型エマルションの全量を基準として、0.1〜30質量%の量で含まれるのが好ましく、0.2〜20質量%の量で含まれるのがより好ましい。
(b)成分の量が0.1質量%未満の場合、香気が充分に得られない場合がある。(b)成分の量が30質量%超の場合、安定なエマルションが得られない場合がある。
〔(c)ノニオン性界面活性剤〕
ノニオン性界面活性剤としては、高級アルコール、高級アミン、油脂又は高級脂肪酸から誘導される非イオン界面活性剤等を用いる事が出来る。一般的には、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンひまし油、ポリオキシエチレン硬化ひまし油、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミドなどが挙げられる。中でも下記一般式(2)で示されるポリオキシエチレンアルキルエーテルおよび一般式(3)で示されるポリオキシエチレンアルキルアミンが好ましい。非水溶性香料に低温で揮発する成分が含まれる場合は融点の低いもの、具体的には0〜45℃程度のものを選択することが好ましい。
Figure 2009172591
式中、R5は直鎖又は分岐の、好ましくは分岐の、C10〜20、好ましくはC12〜18炭化水素基であり、R6は水素もしくはC1〜3アルキル基、好ましくは水素であり、R7はC2〜3アルキル基、好ましくはC2アルキル基である。s及びt+uはアルキレンオキサイドR7Oの平均付加モル数であり、10〜100の数、好ましくは15〜80の数である。
このようなノニオン性界面活性剤の具体例としては、モノラウリン酸ヘキサグリセリル、モノラウリン酸デカグリセリル、モノステアリン酸デカグリセリル、モノイソステアリン酸デカグリセリル、ジイソステアリン酸デカグリセリル、モノオレイン酸POE(15)グリセリル、モノイソステアリン酸POE(20)ソルビタン、モノヤシ油脂肪酸POE(20)ソルビタン、モノオレイン酸POE(20)ソルビタン、トリオレイン酸POE(20)ソルビタン、テトラオレイン酸POE(40)ソルビット、テトラオレイン酸POE(60)ソルビット、POE(40)ひまし油、POE(50)ひまし油、POE(40)硬化ひまし油、POE(60)硬化ひまし油、POE(100)硬化ひまし油、モノステアリン酸ポリエチレングリコール(25EO)、モノステアリン酸ポリエチレングリコール(40EO)、POE(20)セチルエーテル、POE(30)セチルエーテル、POE(40)セチルエーテル、POE(20)オレイルエーテル、POE(20)イソデシルエーテル、POE(60)イソヘキサデシルエーテル、POE(40)イソトリデシルエーテル、POE(40)イソトリデシルエーテル、POE(45)トリデシルエーテル、POE(60)トリデシルエーテル、POE(20)ベヘニルエーテル、POE(25)オクチルドデシルエーテル、POE(20)POP(4)セチルエーテル、POE(7.5)ノニルフェニルエーテル、POE(15)ノニルフェニルエーテル、POE(15)ヤシ油脂肪酸アミン、POE(10)オレイルアミン、POE(15)ステアリルアミン、POE(15)ステアリン酸アミドなどが挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、POE(45)トリデシルエーテル、POE(60)トリデシルエーテル、POE(45)イソトリデシルエーテル、POE(60)イソトリデシルエーテル、POE(15)ヤシ油脂肪酸アミンが好ましい。
(c)成分は、本発明の製造方法により得られる水中油型エマルションの全量を基準として、0.01〜10質量%の量で含まれるのが好ましく、0.1〜5質量%の量で含まれるのがより好ましい。
(c)成分の量が0.01質量%未満の場合、(C)水中油型エマルションが相分離する場合がある。(c)成分の量が10質量%超の場合、製造コストが高くなることがある。
〔(e)別に調製した水中油型エマルション〕
別に調製した水中油型エマルションを構成する界面活性剤としては、衣料用柔軟仕上げ基剤として通常用いられているジアルキルジメチルアンモニウム塩やジアルキルメチルアミン塩などのカチオン性界面活性剤を主成分として水に乳化させることにより製造することができる。その他の構成成分は、カチオン性界面活性剤、分散安定化剤、抗菌剤、色素、香料、水などである。
前記カチオン性界面活性剤としては、下記一般式(4)に示す4級アンモニウム塩、下記一般式(5)に示すアミンの中和物、又は下記一般式(6)に示すイミダゾリンの中和物、イミダゾリニウム塩、アミノ酸系カチオン界面活性剤などが挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、式(4)で表される4級アンモニウム塩が好ましい。
Figure 2009172591
〔式中R8〜R11のうち1つ以上3つ以下の基は、炭素数10〜26のアルキル基又はアルケニル基であり、更に無置換であっても、−O−,−CONH−,−NHCO−,−COO−,−OCO−等の官能基で分断若しくは−OH等の官能基で置換されていてもよい。このうち、炭素数14〜20のアルキル基、アルケニル基が好ましく、分断の有無および分断する官能基の構造は限定されない。R8〜R11の残りの基は炭素数1〜3のアルキル基又はヒドロキシアルキル基若しくは−(CH2−CH(Y)−O)n−H(式中、Yは水素原子又はCH3であり、nは2〜10の数である)で表される基又はベンジル基であり、このうち、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のヒドロキシアルキル基が好ましい。特に、メチル基又はヒドロキシエチル基が好ましい。Xはハロゲン原子又はモノアルキル硫酸基である。〕
Figure 2009172591
〔式中R12〜R14のうち1つ以上2つ以下の基は、炭素数10〜26のアルキル基又はアルケニル基であり、更に無置換であっても、−O−,−CONH−,−NHCO−,−COO−,−OCO−等の官能基で分断若しくは−OH等の官能基で置換されていてもよい。R12〜R14の残りの基は炭素数1〜3のアルキル基又はヒドロキシアルキル基若しくは−(CH2−CH(Y)−O)n−H(式中、Yは水素原子又はCH3であり、nは2〜10の数である)で表される基である。〕
Figure 2009172591
〔式中R15は炭素数10〜26のアルキル又はアルケニル基であり、更に無置換であっても、−O−,−CONH−,−NHCO−,−COO−,−OCO−等の官能基で分断もしくは−OH等の官能基で置換されていてもよい。R16は、R15又は炭素数1〜3のアルキル基又はヒドロキシアルキル基あるいは−(CH2−CH(Y)−O)n−H(式中、Yは水素原子又はCH3であり、nは2〜10の数である)で表される基である。〕
前記一般式(4)の4級アンモニウム塩の具体例としては、オクチルトリメチルアンモニウムクロリド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、牛脂トリメチルアンモニウムクロリド、ヤシ油トリメチルアンモニウムクロリド、オクチルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、デシルジメチルベンジルアンモニウムクロリド、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ジステアロイルオキシエチルジメチルアンモニウムクロリド、ジオレオイルオキシエチルジメチルアンモニウムクロリド、N−ステアロイルオキシエチル−N−,N−ジメチル−N−(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムメチルサルフェート、N,N−ジステアロイルオキシエチル−N−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムメチルサルフェート、N−オレオイルオキシエチル−N−,N−ジメチル−N−(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムメチルサルフェートなどが挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、ジステアロイルオキシエチルジメチルアンモニウムクロリド、N−ステアロイルオキシエチル−N−,N−ジメチル−N−(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムメチルサルフェート、N−オレオイルオキシエチル−N−,N−ジメチル−N−(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムメチルサルフェートが好ましい。
前記一般式(5)のアミン又は一般式(6)のイミダゾリンの中和は、通常の酸を用いることができる。前記酸としては、具体的には、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、安息香酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、アクリル酸等の有機酸などが挙げられる。
前記アミンの中和物としては、例えば、ジステアリルメチルアミン塩酸塩、ジオレイルメチルアミン塩酸塩、ジステアリルメチルアミン硫酸塩、N−(3−オクタデカノイルアミノプロピル)−N−(2−オクタデカノイルオキシエチル−N−メチルアミン塩酸塩などが挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
前記イミダゾリン塩の具体例としては、1−オクタデカノイルアミノエチル−2−ヘプタデシルイミダゾリン塩酸塩、1−オクタデセノイルアミノエチル−2−ヘプタデセニルイミダゾリン塩酸塩などが挙げられる。前記イミダゾリニウム塩としては、メチル−1−牛脂アミドエチル−2−牛脂アルキルイミダゾリニウムメチルサルフェート、メチル−1−ヘキサデカノイルアミドエチル−2−ペンタデシルイミダゾリニウムクロライド、エチル−1−オクタデセノイルアミドエチル−2−ヘプタデセニルイミダゾリニウムエチルサルフェートなどが挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらのカチオン性界面活性剤のうちでも、非水溶性香料に低温で揮発する成分が含まれる場合は融点の低いものを選択することが好ましい。
カチオン性界面活性剤の配合量は、別に調製した水中油型エマルションの全量を基準として通常3〜30質量%、好ましくは5〜25質量%、より好ましくは10〜20質量%である。
前記分散安定化剤としては、前記(c)成分の項で記載したノニオン性界面活性剤や水溶性高分子などが挙げられる。なお、分散安定化剤の配合量は前記水中油型エマルションの全量を基準として通常0.1〜5質量%程度である。
(e)別に調製した水中油型エマルションの乳化分散工程は、特開昭63−143935号公報、特開平5−310660号公報などに記載されている方法を用いることができる。
具体的には、衣料用柔軟基仕上げ剤として通常用いられているカチオン性界面活性剤を含む油相を高剪断下に水相に乳化分散させる。この時使用する高剪断乳化装置としては、ホモミキサー、マイルダー、クレアミックス、フィルミックス、ウルトラミキサー、ラインミキサー、ベコミックス、レキサミックスなどが挙げられる。乳化温度は、使用するカチオン性界面活性剤の相転移温度以上が好ましいが、高剪断のレベルが高く、羽根直近に油相添加ノズルが設けられている場合には、使用するカチオン性界面活性剤の相転移温度以下でも乳化が可能である。
連続式で製造する場合は、水と水溶性の原料の混合物である水相を第1の流体、カチオン性界面活性剤を含む油相を第2の流体として、水相とともに高剪断乳化機に同時に導入し乳化分散させる方法が好ましい。
バッチ式で製造する場合は、高剪断乳化機ベッセルに水相を仕込み、油相を導入して乳化分散させることが効率上好ましいが、上記水相とカチオン性界面活性剤を含む油相との乳化順序は特に問われない。なお、乳化分散後に減粘化のための無機塩水溶液や安定化のための水溶性高分子水溶液や色素水を添加してもかまわない。
〔任意成分〕
水中油型エマルションの粘度をコントロールする目的で、無機又は有機の水溶性塩類を用いることができる。無機の水溶性塩類としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸もしくは硝酸のアルカリ金属塩もしくはアルカリ土類金属塩等があげられる。有機の水溶性塩類としては、p−トルエンスルホン酸、グリコール酸、乳酸などの有機酸のアルカリ金属塩などが挙げられる。好ましくは、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化ナトリウムである。
塩類の配合量は、水中油型エマルション全量に対し0.001〜3質量%、好ましくは0.01〜2質量%、より好ましくは0.05〜1質量%であるのが好ましい。これら塩類は水中油型エマルション製造のどの工程で添加してもよい。
水中油型エマルションの香気や色調の安定性を向上することを目的として、金属イオン封鎖剤及び/又は酸化防止剤を含有することができる。金属イオン封鎖剤の例としては、エチレンジアミン四酢酸塩やジエチレントリアミン五酢酸塩などに代表されるアミノカルボン酸塩、クエン酸、コハク酸、ヒドロキシイミノジコハク酸、トリポリリン酸塩に代表される無機リン化合物、1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸塩に代表される有機リン化合物などが挙げられる。1−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸塩が特に好ましい。これらの化合物は、遊離の酸として配合してもよく、塩として配合してもよい。
金属イオン封鎖剤の配合量は、水中油型エマルション全量に対し、好ましくは0.0001〜1質量%、より好ましくは0.0005〜0.5質量%である。配合量が少なすぎると、水中油型エマルションを液体柔軟仕上げ剤組成物とした場合その効果が充分でなく、多すぎると相分離を生じたりする場合がある。
酸化防止剤の例としては、没食子酸プロピル、BHT(ブチル化ヒドロキシトルエン)、BHA(ブチル化ヒドロキシアニソール)、p−ヒドロキシアニソール、茶エキスなどが挙げられる。BHTが特に好ましい。
酸化防止剤の配合量は、水中油型エマルション全量に対し0〜1質量%、好ましくは0.0001〜0.5質量%、より好ましくは0.001〜0.1質量%であるのが好ましい。配合量が少なすぎると、水中油型エマルションを液体柔軟仕上げ剤組成物とした場合その効果が充分でなく、多すぎると製造コストが高くなる。
防腐力、殺菌力を強化する目的で、以下1)〜4)に記載の化合物を1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
1)イソチアゾロン系の有機硫黄化合物としては、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、2−n−ブチル−3−イソチアゾロン、2−ベンジル−3−イソチアゾロン、2−フェニル−3−イソチアゾロン、2−メチル−4,5−ジクロロイソチアゾロン、5−クロロ−2−メチル−3−イソチアゾロン、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン及びそれらの混合物が挙げられる。具体的には、ローム・アンド・ハース社のケーソンCG/ICP(約1.5質量%水溶液)、純正化学社製のジュンサイド5などジュンサイドシリーズなど市販品を用いることができる。
2)ベンズイソチアゾリン系の有機硫黄化合物としては、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、2−メチル−4,5−トリメチレン−4−イソチアゾリン−3−オンなどが挙げられ、類縁化合物としてジチオ−2,2−ビス(ベンズメチルアミド)なども使用でき、それらを任意の混合比で使用することができる。具体的には、アビシア(株)製のプロキセルシリーズ〔BDN(有効分33質量%)、BD20(有効分20質量%)、XL−2(有効分10質量%)、GXL(有効分20質量%)など〕、デニサイドBIT/NIPAなどの市販品を用いることができる。
3)5−ブロモ−5−ニトロ−1,3−ジオキサン、2−ブロモ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオール、5−クロロ−5−ニトロ−1,3−ジオキサン、又は2−クロロ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオールなどを用いることができる。Henkel社製BronidoxL、Inolex社製Bronopol、吉富製薬社製ブロノポール、ブーツ社製マイアサイドBT、BASF社製マイアサイドファーマBPなどの市販品を用いることができる。
4)安息香酸類又はフェノール化合物としては、安息香酸又はその塩、サリチル酸又はその塩、パラヒドロキシ安息香酸又はその塩、パラオキシ安息香酸誘導体、3−メチル−3−イソプロピルフェノール、o−フェニルフェノール、2−イソプロピル−5−メチルフェノール、レゾルシン、クレゾール、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾールなどを使用することができる。
1)〜3)の化合物の配合量は、好適には水中油型エマルション全量に対して0〜0.1質量%、好ましくは0.00001〜0.05質量%、より好ましくは0.0001〜0.01質量%であるのが好ましい。4)の化合物の配合量は、水中油型エマルション全量に対して0〜3質量%、好ましくは0.01〜1.5質量%であるのが好ましい。この中で、ケーソンCG/ICP、プロキセルシリーズBDN、マイアサイドBT、安息香酸の2種以上を併用することが特に好ましい。
上記1)〜3)の化合物は、安定化のために、亜鉛、銅、カルシウム、マグネシウムなどの金属イオンと共存させるか、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール溶液として組成物に添加されることが好ましい。
水中油型エマルションの外観を向上する目的で、任意の染料及び/又は顔料を配合することができる。好ましくは、酸性染料、直接染料、塩基性染料、反応性染料及び媒染・酸性媒染染料から選ばれる。
水中油型エマルションの保存安定性や繊維に対する染着性の観点からは、分子内に水酸基、スルホン酸基、アミノ基、アミド基から選ばれる少なくとも1種類の官能基を有する酸性染料、直接染料、反応性染料が好ましく、その配合量は組成物全体に対し、好ましくは1〜50ppm、より好ましくは1〜30ppmである。
香料、シリコーン、界面活性剤等の原料の安定性やハンドリング性を向上する目的で、上記原料に希釈剤として溶媒を使用した原料を水中油型エマルションに配合することができる。上記溶媒として、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロピルアルコールなどの炭素数1〜4の低級アルコール、プロピレングリコール、エチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなどの炭素数2〜6及びヒドロキシル基数2〜6の多価アルコール等が挙げられる。
〔工程(1)〕
工程(1)において、(a)シリコーンに、(b)非水溶性香料を、(b)と(a)との質量比(b)/(a)が0.1以上1.5以下、好ましくは0.1以上1.2以下、より好ましくは0.1以上1.0以下、さらに好ましくは0.12以上0.80以下となる量で添加し、好ましくは均一に混合する。
(b)/(a)が0.1未満だと、(a)シリコーンがゲル化することがある。また、香気が不十分となり、香気を確保するために他の成分の使用量が増え不経済となる。
(b)/(a)が1.5を超えると、香料が乳化できないことがある。
本発明における混合装置は、ホモミキサー、ウルトラミキサー、フィルミックス、マイルダー、クレアミックス、ラインミキサーなどの高剪断型の装置以外にも、プロペラ羽根やパドル羽根を備えた低剪断型の装置でも安定な水中油型エマルションを得ることができる。本発明によればプロペラ羽根やパドル羽根を備えた装置を用いてシリコーン及び香料を同時に乳化安定する場合には、50〜400[1/s]程度の剪断力を付与することにより、水中油型エマルションを得ることができる。剪断力は、通常固定された壁と移動している壁との間に生ずるずり速度のことであるが、攪拌槽を考えると槽壁を固定壁、攪拌羽根の先端を移動壁と見なして以下の数式によって定義される。
<数式1>
ずり速度γ=2π×n×d/(D−d) 単位[1/s]
(但し、nは羽根回転数[rps]、dは羽根径[m]、Dは撹拌槽径[m](ステーターが有る場合はステーター内径[m])である。)
混合装置の回転数、混合時間は例えば250mLポリビーカー(直径:70mm)に45度4枚傾斜パドル2段(直径:50mm、羽根幅:10mm、厚さ:1.5mm)を備えた混合装置の回転数は通常300〜1500rpm、好ましくは500〜1200rpmである。混合時間は通常0.5〜10分、好ましくは1〜5分である。
また、混合時の温度は、通常25〜50℃、好ましくは30〜45℃とすることで、沸点の低い香料成分が揮発や、香質の劣化を防ぐことができる。
〔工程(2)〕
工程(2)において、工程(1)で得られた混合溶液に、(c)ノニオン性界面活性剤を、(c)と(a)との質量比(c)/(a)が0.1以上2.0以下、好ましくは0.2以上1.5以下、より好ましくは0.3以上1.0以下となる量で添加し、好ましくは均一に混合する。
(c)/(a)が0.1未満だと、分散状態が悪くなることがある。(c)/(a)が2.0を超えると、エマルションが増粘することがある。
工程(2)における混合手段、混合装置の回転数、混合温度及び混合時間は工程(1)について述べたのと同様である。混合溶液の粘度を低減させ混合性を向上させる観点から、(c)ノニオン界面活性剤は、工程(1)で得られる混合溶液と同程度の温度に予め加温しておくのがよい。
〔工程(3)〕
工程(3)において、工程(2)で得られた混合溶液に、(d)水を(d)と(a)との質量比(d)/(a)が1以上5以下、好ましくは1.2以上4.5以下、より好ましくは1.5以上4.0以下、さらに好ましくは1.8以上3.5以下となる量で添加、混合して、混合溶液を調製する。
このように工程(3)を経ることで、工程(2)で得られた混合溶液が工程(3)もしくは工程(4)において水中油型エマルションへと転相する際に充分な混合が付与され微細な水中油型エマルションを形成することができる。工程(4)において、工程(3)で得られた混合溶液に、(e)水及び/又は別に調製した水中油型エマルションを添加、混合して転相させるのが好ましい。(d)/(a)が1未満であるか又は5を超えると、微細なエマルションが得られないことがある。
工程(3)における混合手段、混合装置の回転数、混合温度及び混合時間は工程(1)について述べたのと同様である。混合溶液の粘度を低減させ混合性を向上させる観点から、(d)水は、工程(2)で得られる混合溶液と同程度の温度に予め加温しておくのがよい。
〔工程(4)〕
工程(4)において、工程(3)で得られた混合溶液に、(e)水及び/又は別に調製した水中油型エマルションを添加、混合して、水中油型エマルションを形成する。
工程(3)で得られた混合溶液に対する(e)水及び/又は別に調製した水中油型エマルションの添加量は、水中油型エマルションを柔軟仕上げ剤として使用したときの香気、しわ防止効果、すべり性付与効果を得る観点から、(a)シリコーンおよび(b)非水溶性香料が上記の範囲となるようにするのが好ましい。
工程(4)における混合手段、混合装置の回転数、混合温度及び混合時間は工程(1)について述べたのと同様である。混合溶液の粘度を低減させ混合性を向上させる観点から、(e)水及び/又は別に調製した水中油型エマルションは、工程(3)で得られる混合物と同程度の温度に予め加温しておくのがよい。
本発明の製造方法により得られる水中油型エマルションはその粒径が小さく、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置で測定されるd50値が通常1000nm以下、好ましくは500nm以下、より好ましくは250nm以下である。本発明の製造方法により得られる水中油型エマルションは粒径が小さいことから保存安定性に優れる。
実施例及び比較例の水中油型エマルションを調製するのに用いた成分を表1〜表5に示す。
Figure 2009172591
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<水中油型エマルションの調製>
工程(1)
40℃に加温したシリコーン(a)20gを250mLポリビーカー(直径:70mm)に取り、表6〜表8記載の比率となるように常温(25℃)の香料(b)を添加し、45度4枚傾斜パドル2段(直径:50mm、羽根幅:10mm、厚さ:1.5mm)を用い、羽根からの吐出流が撹拌槽底に向かうように羽根の角度を水平方向に対して45度に設定し、500rpmで1分間40℃で回転させ混合した。
工程(2)
工程(1)の混合液に40℃に加温したノニオン性界面活性剤(c)を表6〜表8記載の比率となるように添加し、工程(1)と同一の撹拌翼を用いて1000rpmで、1分間40℃で混合し、混合液(2)を得た。
工程(3)
工程(2)の混合液に40℃に加温した(d)水を表6〜表8記載の比率となるように添加し、工程(1)と同一の撹拌翼を用いて1000rpmで、3分間40℃で混合し、混合液(3)を得た。
工程(4)
40℃に加温した(e)水(実施例1〜14及び比較例1〜3)または別に調製した水中油型エマルション(実施例15及び16)100gを別の250mLポリビーカー(直径:70mm)に取り、工程(3)の混合液を表6〜表8記載の比率となるように添加し、工程(1)と同一の撹拌翼を用いて1000rpmで、2分間40℃で混合し、水中油型エマルションを得た。
別に調製した水中油型エマルションは以下2種類の方法を用いて得た。
(I)カチオン性界面活性剤(ジステアロイルオキシエチルジメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムメチル硫酸塩:ライオンアクゾ(株)「アーカードTES−85E」)を55℃に加熱し油相とした。精製水227.4gと抗菌剤(ローム&ハース(株)「ケーソンCG/ICP」)0.04gを均一に混合後40℃に加熱し水相とした。水相をプライミクス株式会社製ロボミクスホモミキサー(ローター径30mm、ステーターとのクリアランス0.5mm、500mLベッセル)に仕込み、ホモミキサー10000rpm回転下にて油相61.8gをノズル添加し均一に乳化後、色素(C.I.アシッドレッド138:日本化薬(株)「カヤノールミリングレッドBW」)4mg 、15%塩化カルシウム(試薬特級)水溶液11.7gを添加した。その後25℃まで冷却をし、水中油型エマルションを得た。
(II)カチオン性界面活性剤(ジステアロイルオキシエチルジメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウムメチル硫酸塩:ライオンアクゾ(株)「アーカードTES−85E」)61.8gとノニオン性界面活性剤(c−2)4.7gを55℃に加熱し均一になるように攪拌し油相とした。精製水230.4gと抗菌剤(ローム&ハース(株)「ケーソンCG/ICP」)0.04gを均一に混合後40℃に加熱し水相とした。油相全量を500mLポリビーカー(直径85mm)に仕込み、45度4枚傾斜パドル(直径:45mm、羽根幅:10mm、厚さ:1.5mm)を用いて羽根からの吐出流が撹拌槽底に向かうように800rpmで攪拌下、水相を徐々に添加し、BH型粘度計No.7ローター2rpm10回転目で100Pa・s以上の高粘度の液晶を形成させ、その後残りを添加した。25℃まで冷却後、色素(C.I.アシッドレッド138:日本化薬(株)「カヤノールミリングレッドBW」)4mg、15%塩化カルシウム(試薬特級)水溶液を11.7g添加混合し、水中油型エマルションを得た。
〔分散状態及び粒子径測定〕
レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置 ((株)堀場製作所製 LA−920)を用いて、フロー測定用セルに蒸留水を加え、吸光度が適正濃度範囲になるように試料を蒸留水で希釈して、25℃、相対屈折率1.08にて体積基準のメジアン径(d50)を測定した。d50値が5μm以上の粒子の割合により、以下の基準で分散状態を評価した。分散状態及びd50値の値を表6〜表8に示す。
分散状態の評価基準
◎:0%以上10%未満
○:10%以上20%未満
△:20%以上30%未満
×:30%以上50%未満
××:50%以上
Figure 2009172591
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Claims (5)

  1. 下記工程(1)〜(4)を含むことを特徴とするシリコーン及び非水溶性香料を含む水中油型エマルションの調製方法:
    工程(1):(a)ポリエーテル変性シリコーン、ジメチルシリコーン及びアミノ変性シリコーンからなる群から選択される1種以上のシリコーンに、(b)非水溶性香料を、(b)と(a)との質量比(b)/(a)が0.1以上1.5以下となる量で添加し、混合する工程;
    工程(2):工程(1)で得られた混合溶液に、(c)ノニオン性界面活性剤を、(c)と(a)との質量比(c)/(a)が0.1以上2.0以下となる量で添加し、混合する工程;
    工程(3):工程(2)で得られた混合溶液に、(d)水を(d)と(a)との質量比(d)/(a)が1以上5以下となる量で添加し、混合する工程;
    工程(4):工程(3)で得られた混合溶液に、(e)水及び/又は別に調製した水中油型エマルションを添加、混合して、水中油型エマルションを形成する工程。
  2. シリコーンが、ポリエーテル変性シリコーンであることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
  3. 工程(4)において、工程(3)で得られた混合溶液に、(e)水及び/又は別に調製した水中油型エマルションを添加、混合して転相させることを特徴とする請求項1又は2記載の製造方法。
  4. ノニオン性界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、及び/又ポリオキシエチレンアルキルアミンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の製造方法。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項記載の製造方法により得られる柔軟仕上げ剤。
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