JP2024505234A

JP2024505234A - 水中油型ワックスエマルション組成物

Info

Publication number: JP2024505234A
Application number: JP2023546095A
Authority: JP
Inventors: ジョン・ヘイズ
Original assignee: クリスタル・インコーポレイテッド－ピーエムシー
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2024-02-05
Also published as: WO2022165231A1; CA3203336A1; EP4284876A1; US20220235274A1; CN117015571A

Abstract

本発明は、水中油型エマルションの形態の組成物、好ましくは、水性相、天然ワックス、少なくとも2種の界面活性剤、及び中和剤を含む、水中油型エマルションの形態の組成物に関連する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2021年1月28日に出願の米国特許仮出願第63/142564号による利益を請求し、それは、本明細書に参照によって組み込まれる。2021年1月28日に出願の米国特許仮出願第63/142564号の優先権は、本明細書によって主張される。

1.発明の分野
本発明は、水中油型天然ワックスエマルションの形態の組成物に関連する。

2.発明の一般的な背景
水中油型ワックスエマルションは、それに限定されないが、紙コーティング、織物、火薬、果物及び野菜のコーティング、医薬、ロウソク、成形品、電気絶縁、織物及び皮のサイジング処理、防水加工、カーボン紙、タイプライターリボン、印刷用インク、潤滑剤、クレヨン、接着剤、チューインガム、並びに化粧品を含む、様々な用途及び産業において使用されてきた。典型的には、これらの種類のエマルションは、独立型として、又は前述の用途における配合物の活性成分としてのいずれかで使用される。これらの水中油型エマルションに注目すると、多様な種類のワックスが考えられ、多様な配合物に伴う様々な問題が存在する。

ワックスは、水中で不溶であり、非極性有機溶媒中に可溶である、炭化水素又は脂肪酸エステルからなる物質である。

ワックスエマルションは、多様な用途で使用され、水性相及び配合の容易さゆえに、ある特定の用途の配合において好ましい。本発明は、いくつかの物理的特質を有し、商業上好ましい、ある特定の規制遵守を満たす、相安定であり得る高固形分水中油型エマルションを作り出すという課題に対処する。本発明は、室温及び高温(例えば、50℃)の両方で安定である、より高い固形分の水中油型エマルション、pH7～10(典型的にはpH8～8.5である)、粘度範囲1～10000センチポアズ(cps)(粘度に影響を及ぼす固形分を含み、およそ200～5000cpsである)、良好な手動せん断(hand shear)、汚れなしで90°を超える、水との接触角、並びに汚れなしで90°を超える皮脂接触角を実現することが可能である。

多種多様な原料又は資源からのワックスが、水中油型エマルションを配合することにおいて考えられる。本発明は、天然ワックス(例には、ホワイトビーズワックス、イエロービーズワックス、パルミチン酸セチル、カルナバワックス、及び米ぬかワックスが挙げられる)に着目し、より詳細には、米ぬかワックス(RBX)に着目する。米ぬかワックスは、主な成分が、脂肪族酸及び高級アルコールエステルである、米のぬか油から抽出される。脂肪族酸は、パルミチン酸(C16)、ベヘン酸(C22)、リグノセリン酸(C24)、及び他の高級ワックス酸で構成され、高級アルコールエステルは、セチルアルコール(C26)及びメリシルアルコール(C30)で主として構成される。米ぬかワックスはまた、遊離脂肪酸(パルミチン酸)、スクアレン、及びリン脂質等の構成物質も含有する。天然ワックスは、典型的には、融点77℃～86℃を有し、色において、オフホワイトから控えめなオレンジ/茶色である。

米ぬかワックスは、多数の用途において使用することができ、防水材料、エモリエントにおける使用において、及び皮膚剥離剤素材として重要である。加えて、米ぬかワックスは、硬いコーティングを生成することができる。これらの特性は、パーソナルケア用途において、並びに建設業及び建築業において、特に有用であり、望ましい。水中油型エマルションに米ぬかワックスを使用することにおける、主な妨げは、水中油型エマルション組成物中に、高いパーセントの米ぬかワックスを組み込み得ることが難しいことである。水中油型エマルションは、流動性である必要があり、米ぬかワックスの傾向は、エマルションを顕著に粘稠にし、エマルションを固化する可能性がある。水中油型エマルションに米ぬかワックスを使用するための、さらなる妨げは、高い濃度では、米ぬかワックスの疎水性性質に起因して安定なエマルションを作ることができないこと、及び安定な液滴又は安定なミセルを生じることができないことである。

米国特許第9283173号には、ビーズワックス、ラノリンワックス、シナワックス(Chinese insect wax)、ライスワックス、カルナバワックス、キャンデリラワックス、オーリクリーワックス、エスパルトワックス、コルクファイバーワックス、サトウキビワックス、ジャパンワックス、ハゼワックス、モンタンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、及びオゾケライト；ポリエチレンワックス、並びに、脂肪酸によって乳化される、フィッシャー・トロプシュ法によって得られるワックス、を含む水中油型エマルションの使用が開示されている。米国特許第9283173号は、ワックス含有エマルション及び乳化剤についての、以下の背景情報を提供している。

多様な種類のワックス含有エマルション及び乳化剤が提案され、多くが、特定の化粧品用途を標的としている。例えば、米国特許第4507279号には、水中油型の化粧用組成物であって、遊離カルボキシル基を有さない油性物質（とりわけ、ビーズワックス及びカルナバワックス等）、水、並びに、塩基性ポリペプチド及びより高級な脂肪酸の組み合わせ、又はこれらの化合物から形成された塩(石鹸)のいずれかで構成される乳化剤、を含むものが開示される。

米国特許第6264965号には、水性相中に分散された油性相を含む水中油型エマルションの形態のクリーム状組成物であって、室温で液体である少なくとも1種のアニオン性乳化剤と、組成物の全質量に対して少なくとも5質量%の1種又は複数のワックスとを含有すること、並びに、油性相が室温で柔らかいペーストの形態であること、を特徴とするものが開示される。アニオン性乳化剤は、好ましくは、リン酸基を含有する界面活性剤、例えば、オクチルデシルリン酸である。この組成物を調製する方法であって、その少なくとも1つの工程が、混合機-押出成形機を使用して実行されることを特徴とす方法、並びに化粧品及び皮膚科学におけるこの組成物の使用もまた開示される。

化粧用組成物、医薬用組成物、又は食品用組成物における使用のためのコンパクト粉末は、典型的には、圧縮によって成形された固形分粒子と、脂肪結合剤とから主として構成され得る無水組成物である。リジン等の塩基性アミノ酸の誘導体の使用が、こうした組成物中に存在する無機物質の表面を改質するために、且つ組成物の分散性を増すために提案されている(例えば、米国特許第4640943号；米国特許第5688527号；米国特許第5688527号)。

本出願の優先日後に発行された米国特許出願公開第2008/0124292号には、まつ毛をコーティングするのに有用な組成物であって、マスカラ用組成物において、顔料及びワックスの均質な分散の問題に対処するものが開示されている。この出願の組成物は、水性相と、少なくとも1種の特定のアミノ酸化合物（塩基性アミノ酸、グルタミン酸、サルコシン、及びグリシン等が含まれる）を含む乳化系とを含有する。

人は、典型的には、環境因子、年齢、怪我、及び化学品への暴露から、並びに皮膚の炎症及びアレルギー応答からもたらされ得る、様々な皮膚疾患を患う。

これらの皮膚の症状を治療するために多くの試みがなされてきた。数百もの国際的な会社を含む、数十億ドル規模の産業が、数千もの様々な種類のクリーム、膏薬、鎮静剤、軟膏、及び皮膚を治癒するための医薬を製造し、供給している。

以下は、皮膚を治療するための軟膏の、いくつかの例である。米国特許第4355046号には、特別に配合されたペトロラタム、シロキサン溶媒、及びマイクロクリスタリンワックスを含有するクリームで皮膚に潤いを与える治療法が開示される。米国特許第4880627号には、天然成分－ヒヨドリバナ(Eupatorium)植物の抽出物と、化学成分であるスルファチアゾール、ペトロラタム、及び酸化亜鉛との組み合わせを含む皮膚治療用混合物が開示される。

米国特許第6375942号には、ペトロラタム、ビーズワックス、又は他のワックス、及び抗菌性成分を含有するベースを含む皮膚治癒軟膏が開示されている。これらのベース成分は、様々な皮膚疾患に普遍的に適用可能にし、且つ様々な皮膚疾患の治療に有効にするために、酸化亜鉛及びかゆみ止め成分と組み合わせることができる。

いくつかの試みでは、刺激剤又はある種の阻害剤の使用が対象とされてい。一例として、コラーゲン刺激が皮膚治療のために使用されている(Schiltz, John等、J Invest Dermatol 87:663～667頁)。

米国特許第6419936号は、乾燥あかぎれの皮膚、浅い傷、擦り傷、及び剥離等の軽い皮膚炎を患う人の皮膚に塗布するための、局所用皮膚軟膏に関する。この局所用皮膚軟膏は、これらの種類の皮膚炎に伴われる不快症状を軽減する目的の成分と共に、ビタミン及び酸化亜鉛等の自然治癒を促進する目的の成分をも含む。

より高い固形分のエマルションが、より良好なコンシステンシー（consistency：稠度）にもたらすため、引き続いて、水中油型エマルションを作り出すための、新規の、改善された解決法を開発することが望ましく、有利である。

Soleimanianらは、ワックスベースの送達システムの概要を提供し、ワックス送達システムのいくつかの背景情報、及び油中水型エマルションによるワックスベースのエマルションの使用を提供している。Yasamin Soleimanian、Sayed Amir Hossein Goli、Atefe Shirvani、Ameneh Elmizadeh、Alejandro G. Marangoni、2020年8月29日、「Wax based delivery systems: Preparation, characterization, and food applications」、Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、19巻、6号(https://doi.org/10.1111/1541-4337.12614にて取得可能)。

Wijamprechaらは、米ぬかワックス(RBX)であるオレオゲル及びモノステアリン酸グリセロール(GMS)を使用して油中水型エマルションを安定させることを記述している。Khakhanang Wijamprecha、Auke de Vries、Pravit Santiwattana、Sopark Sonwai、Derick Rousseau、「Microstructure and rheology of oleogel-stabilized water-in-oil emulsions containing crystal-stabilized droplets as active fillers」、LWT、115巻、2019年、108058頁、ISSN0023-6438(https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.04.059にて取得可能)。水は、水中油型エマルションの安定性を阻害する。本発明とは異なり、Wijamprechaらは、水を媒質相としてではなく、充填剤として使用することによって、この問題を解決する。しかし、これにより、油中水型エマルションに向かうことによって、レオロジー特性及び微細構造が完全に変えられる。

逆に、Khakhanang Wijamprecha、Auke de Vries、Pravit Santiwattana、Sopark Sonwai、Derick Rousseau、「Rheology and structure of oleogelled water-in-oil emulsions containing dispersed aqueous droplets as inactive fillers」、LWT、115巻、2019年、108067頁、ISSN0023-6438、https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.04.068には、水を媒質としてではなく、充填剤として使用する、同様の油中水型エマルションが記載されている。ここでは、エマルションが油中水型に向かうことから、水中油型エマルション状態の米ぬかワックスエマルションの安定性の課題が強調されている。

米国特許出願公開第2016/0000665号には、水中油型エマルションであって、少なくとも1種の炭化水素系油で分散させた油性相を有する連続水性相の状態にあり、45℃(113°F)よりも高い融点を有するワックス1%～10%、C20～C39エステル化合物ではない、1種又は複数のC40～C70エステル化合物、脂肪族アルコールではない、16個の炭素原子を有する非イオン性界面活性剤、少なくとも16個の炭素原子を含有する脂肪族アルコール、水溶性多糖類、及び炭化水素系油を含む、水中油型エマルションが記載されている。本発明で使用される乳化剤パッケージ及びワックスの範囲は、米国特許出願公開第2016/0000665号で開示されたものとは、更により高いパーセントのワックスを有する(ワックス25～60%対ワックス1～10%)点で異なる。加えて、‘665文献において使用された主要な界面活性剤は、16個の炭素原子を含む非イオン性の水溶性多糖類、及び炭化水素系油である。対照的に、本発明は、80～84個の炭素(又はエポキシル化39～41モル)を有する非イオン性界面活性剤、直鎖状のエポキシル化された界面活性剤、及びポリエチレングリコールを使用して乳化させる。更に、本発明は、炭化水素系油を使用せず、本発明における唯一の油は、米ぬかワックス自体に由来する。

米国特許第9828504号には、ポリエチレングリコール、メトキシポリエチレングリコール、又はポリビニルアルコールのいずれかで乳化された、パラフィン、モンタン、カルナバ、ヒマワリ、米、獣脂、又は有機酸若しくは有機エステルを含有するワックスを含有する水中油型エマルションの、耐水性のための接合コンパウンドにおける使用が記載される。

以下の米国特許及び文献は、参照によって本明細書に組み込まれる：第9283173号；第9828504号；第2016/0000665号。

米国特許第9283173号米国特許第4507279号米国特許第6264965号米国特許第4640943号米国特許第5688527号米国特許出願公開第2008/0124292号米国特許第4355046号米国特許第4880627号米国特許第6375942号米国特許第6419936号米国特許出願公開第2016/0000665号米国特許第9828504号米国特許第9283173号

Schiltz, John等、J Invest Dermatol 87:663～667頁 Yasamin Soleimanian、Sayed Amir Hossein Goli、Atefe Shirvani、Ameneh Elmizadeh、Alejandro G. Marangoni、2020年8月29日、「Wax based delivery systems: Preparation, characterization, and food applications」、Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety、19巻、6号(https://doi.org/10.1111/1541-4337.12614) Khakhanang Wijamprecha、Auke de Vries、Pravit Santiwattana、Sopark Sonwai、Derick Rousseau、「Microstructure and rheology of oleogel-stabilized water-in-oil emulsions containing crystal-stabilized droplets as active fillers」、LWT、115巻、2019年、108058頁、ISSN0023-6438(https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.04.059) Khakhanang Wijamprecha、Auke de Vries、Pravit Santiwattana、Sopark Sonwai、Derick Rousseau、「Rheology and structure of oleogelled water-in-oil emulsions containing dispersed aqueous droplets as inactive fillers」、LWT、115巻、2019年、108067頁、ISSN0023-6438、https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.04.068 https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/saponification-value https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/acid- number#:～:text=The%20acid%20number%20is%20defined,and%20for%20phenol%2D modified%20resins

本発明は、固形分部分、水性相、ワックス、及び乳化パッケージを含む、水中油型エマルションの形態の組成物に関する。好ましくは、組成物は、中和剤を更に含む。好ましくは、ワックスは、天然ワックス、最も好ましくは、米ぬかワックス(オリザ・サティバ(Oryza Sativa)ブランワックス)である。好ましくは、乳化パッケージは、好ましくは、最高で10000ダルトンまでの、より好ましくは50～10000ダルトン、更により好ましくは100～5000ダルトン、最も好ましくは150～500ダルトン、及び平均で300ダルトンの分子量を有する、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤又はポリエチレングリコール、第二級アルコールエトキシレート、並びにアルカリ剤又は中和剤を含む。

好ましくは、水性相は、不透明である連続水性相であり、固形分部分は、好ましくは、水中油型エマルションの30質量%～65質量%を構成する。

好ましくは、ワックスは、45℃(113°F)よりも高い融点を有する。好ましくは、ワックスは、リン脂質及び遊離の脂肪酸及びアルコールを含む長鎖エステルである天然ワックスである。好ましくは、ワックスは、水中油型エマルションに対して、25～65質量%存在する。

より好ましい実施形態において、本発明のエマルションは、再生可能資源からの天然由来の、49～100℃の間の融点を有するワックスを含む。好ましくは、ワックスは、ヨウ素価(IV)20g/100g未満、最大酸価13KOH/g、及び20mgKOH/gを超える鹸化価を有する。より好ましくは、鹸化価は、70～120mgKOH/gである。鹸化価又は鹸化指数は、高温状態で、ワックス1グラムと反応するKOHのミリグラムの量を表し、鹸化され得る、遊離カルボン酸に任意のエステルを加えた物質の量を示す。記述する、この鹸化価の値及び酸性度指数は、ワックスの遊離のカルボン酸及びエステルの含有量の指標をもたらす。https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/saponification-value参照。酸性度指数は、一定の条件下で、樹脂(ワックス)1グラムを中和するのに必要なKOHのグラム数として定義される。https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/acid- number#:～:text=The%20acid%20number%20is%20defined,and%20for%20phenol%2D modified%20resins)参照。

1つ又は複数の実施形態において、乳化パッケージは、少なくとも2種の非イオン性界面活性剤を含む。

好ましくは、少なくとも2種の界面活性剤のうちの一方は、数モルのエトキシル化鎖及びプロポキシル化鎖を有する飽和C8～C18炭素鎖を含む、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤である。

好ましくは、少なくとも2種の界面活性剤のうちの一方は、数モルのエトキシル化鎖及びプロポキシル化鎖を有する飽和C8～C10炭素鎖を含む、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤である。

好ましくは、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤は、水中油型エマルションの0.5質量%～5.0質量%を占める。

好ましくは、第二級アルコールエトキシレートは、およそ30～60モルのエチレンオキシドの長さの第二級鎖(secondary chain)を有する。より好ましくは、第二級アルコールエトキシレートは、およそ40モルのエチレンオキシドの長さの第二級鎖を有する。好ましくは、第二級アルコールエトキシレートは、水中油型エマルションの0.5質量%～5質量%を占める。

中和剤は、遊離脂肪酸及びアルコールを中和するための任意の作用剤である。好ましくは、十分な中和剤を使用して、pH範囲7～10.5が実現される。好ましい一実施形態において、中和剤は、以下の群：水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、並びにアミン、例えば、アンモニア、エチルアミン、エタノールアミン、イソプロピルアミン、及び他のアミン誘導体からの1種又は複数を含む塩基であってもよい。好ましくは、組成物の中和剤は、水中油型エマルションの0.25%～5%の質量である。好ましくは、中和剤は、水中油型エマルションの0.1%～10%、より好ましくは2.0～4.0%の質量の水酸化アンモニウム(30%水酸化アンモニウム)である。pH範囲7～10.5を実現するのに有効であり得る、任意のアルカリ剤を、中和剤として使用することができる。好ましくは、アルカリ剤は、pH7～10.5をもたらすために十分な量で添加される。

水中油型エマルション法は、多段階法である。水、乳化剤パッケージ、及び中和剤を、混合し、180°F～210°F(82℃～100℃)の間で、又はワックスの融点よりも少なくとも5～10℃(9～18°F)高い温度に加熱する。ワックスを、加熱しているプレエマルションと共にブレンドする。この混合物を、完全にブレンドされるまで、所望の温度に維持し、ブレンドされた水性混合物として分散させる。好ましい一実施形態において、混合物を、ホモジナイザーにおいて、好ましくは1000～3000重量ポンド毎平方インチ(psi)(6.9～20.7メガパスカル(MPa))で均質化する。

好ましい一実施形態において、前述された組成物のいずれかを調製する方法が提供される。

好ましい一実施形態において、水中油型組成物を調製する方法は、以下の工程:
(a)固形分、水性相、乳化剤パッケージ、及び中和剤を混合する工程；
(b)工程(a)の混合物を、工程(c)のワックスの融点よりも高い温度に加熱する工程；
(c)工程(b)の加熱された混合物を、ワックス、プレエマルションと共にブレンドして、新たな混合物を形成する工程；
(d)混合物が完全にブレンドされ、ブレンド水性混合物として分散されるまで、工程(c)の混合物の温度を維持する工程
を含む。

1つ又は複数の実施形態において、方法は、工程(d)のブレンド水性混合物を均質化する工程を更に含む。均質化は、ホモジナイザーにおいて、1000～3000psi(6.9～20.7Mpa)で行うことができる。

1つ又は複数の実施形態において、ワックスは、天然ワックスである。

1つ又は複数の実施形態において、ワックスは天然由来である。好ましくは、ワックスは、再生可能資源からのものである。好ましくは、ワックスは、49～100℃の間の融点及び20mgKOH/gを超える鹸化価を有する。

1つ又は複数の実施形態において、ワックスは、鹸化価70～120mgKOH/gを有する。

1つ又は複数の実施形態において、ワックスは、オリザ・サティバブランワックス(米ぬかワックス)である。

1つ又は複数の実施形態において、乳化パッケージは、少なくとも2種の非イオン性界面活性剤を含む。乳化パッケージは、アルコールエーテル、ポリエチレングリコール(PEG)、及び第二級アルコールエトキシレートを含むことができる。アルコールエーテルは、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤であってもよい。PEGは、50～10000ダルトン、好ましくは100～5000ダルトン、最も好ましくは150～500ダルトンの分子量、及び平均分子量300ダルトンを有することができる。

1つ又は複数の実施形態において、水性相は、不透明である連続水性相である。

1つ又は複数の実施形態において、固形分は、水中油型エマルションの30質量%～65質量%を構成する。

1つ又は複数の実施形態において、ワックスは、45℃よりも高い融点を有する。

1つ又は複数の実施形態において、ワックスは、49℃～100℃の間の融点を有する。

1つ又は複数の実施形態において、ワックスは、リン脂質及び遊離の脂肪酸及びアルコールを含む長鎖エステルである天然ワックスである。

1つ又は複数の実施形態において、ワックスは、水中油型エマルションに対して、40～60質量%存在する。

1つ又は複数の実施形態において、2種の界面活性剤のうちの一方は、数モルのエトキシル化鎖及びプロポキシル化鎖を有する飽和C8～C18炭素鎖を含む、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤である。

1つ又は複数の実施形態において、2種の界面活性剤のうちの一方は、数モルのエトキシル化鎖及びプロポキシル化鎖を有する飽和C8～C10炭素鎖を含む、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤である。

1つ又は複数の実施形態において、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤は、水中油型エマルションの0.5質量%～5.0質量%を占める。

1つ又は複数の実施形態において、第二級アルコールエトキシレートは、およそ3～60モルのエチレンオキシドの長さである、第二級鎖を有する。

1つ又は複数の実施形態において、第二級アルコールエトキシレートは、およそ40モルのエチレンオキシドの長さである、第二級鎖を有する。

1つ又は複数の実施形態において、第二級アルコールエトキシレートは、水中油型エマルションの0.5質量%～5質量%を占める。

1つ又は複数の実施形態において、ワックスは、遊離脂肪酸及びアルコールを含み、中和剤は、遊離脂肪酸及びアルコールを中和するための任意の作用剤である。

1つ又は複数の実施形態において、中和剤は、水中油型エマルションの0.1～10%の質量の水酸化アンモニウムを占める。

1つ又は複数の実施形態において、中和剤は、水中油型エマルションの0.1～10%の質量を占める30%水酸化アンモニウムからなる。

1つ又は複数の実施形態において、中和剤はアルカリ剤である。

1つ又は複数の実施形態において、アルカリ剤は、十分な量で添加されて、pH7～10.5をもたらす。

1つ又は複数の実施形態において、上記の工程(b)において、混合物は、工程(c)のワックスの融解温度よりも5℃～10℃(9°F～18°F)高い温度に加熱される。

1つ又は複数の実施形態において、上記の工程(b)において、混合物は、180°F～210°F(82℃～99℃)に加熱される。

ワックスエマルションは、多様な用途で使用され、その水性相及び配合の容易さゆえに、ある特定の用途の配合において好まれる。本発明は、望ましい物理的特質を保持し、規制遵守を維持しながら、相安定であり得る高固形分水中油型エマルションを作り出すという依然として存在する課題に対処する。望ましい物理的特質には、耐水性、1～10000センチポアズ(cps)の範囲の粘度、耐皮脂性、pH範囲7～10、平滑なコーティング、及びせん断安定性が挙げられ得る。加えて、本発明は、いくつかの国における、間接的及び直接的な食品接触、ボードコーティング用途、及びパーソナルケア規制におけるコンプライアンス要件を満たすことができ、その要件には、米国の連邦規則集(CFR)コンプライアンス、中国のGuo Bio(GB)コンプライアンス、欧州連合のREACH規制、及び当業者に既知の、他の規制(regulatory regulation)が含まれ得る。

好ましい組成物は、以下の表(表1)において見出すことができる:

このエマルションは、好ましくは、水及び乳化剤パッケージをブレンドし、次いで、溶液を190°F(88℃)まで加熱することによって配合される。次いで、フード内で、配合物を加熱しながら、水酸化アンモニウムを添加する。配合物がおよそ190°F(88℃)になる時点で、米ぬかワックスを添加する。この配合物を、好ましくは、190°F～200°F(88℃～94℃)の間でおよそ1時間混合して、米ぬかワックスを融解させ、乳化させる。1時間で配合物が完全にブレンドされ、均質相になった後、その配合物を、ホモジナイザーにおいて、2000psi(13.8Mpa)で均質化する。均質化後、エマルションを室温まで冷却し、300ミクロンフィルターを通してろ過する。

乳化剤パッケージは、好ましくは、PEG及びエトキシル化界面活性剤又はアルコール界面活性剤を含む。好ましい一実施形態において、アルコール界面活性剤は、パレス界面活性剤であり、その中でも、パレス-40が好ましい。より好ましい実施形態において、乳化剤パッケージは、エトキシル化プロポキシル化界面活性剤を更に含む。より高いワックス固形分と共に好適に使用される他の既知の乳化剤パッケージ、例えば、脂肪族アルコール、直鎖状界面活性剤、及び多糖類を含むもの等が使用され得るが、本発明の乳化剤パッケージは、より高いワックスエマルションの高められた安定性を示す。

一部の好ましい実施形態において、エチレンオキシドのアルコールエーテルの第二級界面活性剤は必要ない。一部の好ましい実施形態において、第一級アルコールを、第二級アルコールの代わりに使用することができる。

ポリエチレングリコールは、最終配合物において、好ましくは、分子量300ダルトンである。

本発明は、室温及び高温(例えば、およそ40～60℃、好ましくはおよそ50℃)の両方での安定性、pH7～10.5(好ましくは、pHは8～10である)、粘度範囲1～10000cps(好ましくは、200～5000cps、好ましくは粘度に影響を及ぼす固形分を含む)、良好な手動せん断性、汚れなしで90°を超える水との接触角、並びに汚れなしで90°を超える皮脂接触角を有する高い固形分の水中油型エマルションを実現することが可能である。

好ましい組成配合物は、天然ワックス、ポリエチレングリコール(PEG)、アルコール、少なくとも1種の界面活性剤、及び中和剤を含む。

好ましくは、天然ワックスは、米ぬかワックス(RBX)である。しかし、他の、天然ワックス、石油ワックス、及び合成ワックス、例えば、ホワイトビーズワックス、イエロービーズワックス、パルミチン酸セチル、カルナバワックス、ビーズワックス、ラノリンワックス、シナ昆虫ワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、オーリクリーワックス、エスパルトワックス、コルクファイバーワックス、サトウキビワックス、ジャパンワックス、ハゼワックス、モンタンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、及びオゾケライト、ポリエチレンワックス、並びにフィッシャー・トロプシュ法によって得られるワックスも使用することができる。好ましくは、本発明の組成物は、天然ワックス20～60%であり；より好ましくは、本発明の組成物は、天然ワックス40～55%であり；最も好ましくは、本発明の組成物は、米ぬかワックス40～55%である。

好ましくは、PEGは、最高で10000ダルトンまでの平均分子量(molecular average weight)を有する。より好ましくは、PEGは、平均分子量50～10000ダルトンを有する。最も好ましくは、PEGは、平均分子量300ダルトンを有する。好ましくは、本発明の組成物は、PEG0.1～10%である。より好ましくは、本発明の組成物は、PEG3%である。

好ましくは、本発明の組成物は、0.1～10%のアルコールを有する。より好ましくは、本発明の組成物は、アルコール1%である。

好ましくは、本発明の組成物は、少なくとも1種の界面活性剤を含む。好ましくは、本発明の組成物は、0.1～10%の界面活性剤、より好ましくは3%の界面活性剤を含む。より好ましくは、本発明の組成物は、少なくとも2種の界面活性剤を含む。好ましくは、これらの2種の界面活性剤は、C12～C14パレス-40界面活性剤及びC8～C10エトキシル化プロポキシル化界面活性剤である。

好ましくは、本発明は、0.1～10%の中和剤を含有する。より好ましくは、本発明は、0.25～1.0%の中和剤を含有する。好ましくは、中和剤はアルカリ剤である。より好ましくは、中和剤は、水酸化アンモニウムである。

好ましくは、組成物の残部は水である。

一部の好ましい実施形態において、水及び乳化剤パッケージ(PEG及び両方の界面活性剤)をブレンドし、次いで、その溶液を、好ましくは180°F～210°F(82℃～99℃)にまで加熱する。より好ましくは、溶液を190°F(88℃)にまで加熱する。次いで、好ましくはフード内で、配合物を加熱しながら、中和剤又はアルカリ剤を添加することが好ましい。好ましくは、配合物が望ましい温度に到達した時点で、天然ワックスを添加する。この配合物を、好ましくは、30分～120分の間、190°F～210°F(82℃～99℃)の温度で混合して、天然ワックスを融解させ、乳化させる。

一部の好ましい実施形態において、配合物が、完全にブレンドされ、均質相になった後、配合物を、好ましくは、ホモジナイザーにおいて、好ましくは1000～3000psi(6.9～20.7Mpa)で、より好ましくは2000psi(13.8Mpa)で均質化する。この追加の工程は、組成物の安定性に対して必須ではないが、よりばらつきのない範囲の粒径をもたらす。均質化後、エマルションは、好ましくは、室温まで冷却され、好ましくは100～300ミクロンフィルターを通してろ過される。生成物は、周囲温度及び50℃で1年間、その特徴が変化することなく、安定性について試験された。発明者らは、これらの温度での継続的な試験が、継続的な安定性を示していると考える。

本明細書に開示された、全ての測定は、別段の指示がない限り、標準温度及び地球の海面気圧にある。ヒトにおいて使用される、又はヒトにおいて使用され得る、全ての材料は、別段の指示がない限り、生体適合性である。

前述の実施形態は、例としてのみ表され、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

Claims

固形分部分を含む水中油型エマルション組成物であって、ワックスを含む前記固形分部分、水性相、乳化パッケージ、及び中和剤を含む、組成物。
前記ワックスが、天然ワックスである、請求項1に記載の組成物。
前記ワックスが、天然由来の再生可能資源であり、49～100℃の間の融点及び20mgKOH/gを超える鹸化価を有する、請求項1に記載の組成物。
前記ワックスが、鹸化価70～120mgKOH/gを有する、請求項2に記載の組成物。
前記ワックスが、オリザ・サティバブランワックス(米ぬかワックス)である、請求項2に記載の組成物。
前記乳化パッケージが、少なくとも2種の非イオン性界面活性剤を含む、請求項1に記載の組成物。
前記乳化パッケージが、アルコールエーテル、ポリエチレングリコール(PEG)、及び第二級アルコールエトキシレートを含む、請求項1に記載の組成物。
前記アルコールエーテルが、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤である、請求項7に記載の組成物。
前記PEGが、最高で10000ダルトンまでの平均分子量を有する、請求項7に記載の組成物。
前記PEGが、平均分子量50～10000ダルトンを有する、請求項7に記載の組成物。
前記PEGが、平均分子量300ダルトンを有する、請求項7に記載の組成物。
前記水性相が、不透明である連続水性相である、請求項1に記載の組成物。
前記固形分部分が、前記水中油型エマルション中に30質量%～65質量%存在する、請求項12に記載の組成物。
前記ワックスが、45℃よりも高い融点を有する、請求項1に記載の組成物。
前記ワックスが、49℃～100℃の間の融点を有する、請求項1に記載の組成物。
前記天然ワックスが、リン脂質並びに遊離の脂肪酸及びアルコールを含む長鎖エステルである、請求項2に記載の組成物。
前記ワックスが、前記水中油型エマルション中に25～60質量%存在する、請求項1に記載の組成物。
前記少なくとも2種の界面活性剤のうちの一方が、数モルのエトキシル化鎖及びプロポキシル化鎖を有する飽和C8～C18炭素鎖を含む、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤である、請求項6に記載の組成物。
前記少なくとも2種の界面活性剤のうちの一方が、数モルのエトキシル化鎖及びプロポキシル化鎖を有する飽和C8～C10炭素鎖を含む、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤である、請求項6に記載の組成物。
前記エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤が、前記水中油型エマルションの0.5質量%～5.0質量%を占める、請求項18に記載の組成物。
前記第二級アルコールエトキシレートが、およそ30～60モルのエチレンオキシドの長さの第二級鎖を有する、請求項7に記載の組成物。
前記第二級アルコールエトキシレートが、およそ39～42モルのエチレンオキシドの長さの第二級鎖を有する、請求項7に記載の組成物。
前記第二級アルコールエトキシレートが、前記水中油型エマルションの0.5質量%～5質量%を占める、請求項21に記載の組成物。
前記ワックスが、遊離の脂肪酸及びアルコールを含み、前記中和剤が、前記遊離の脂肪酸及びアルコールを中和するための、任意の作用剤である、請求項1に記載の組成物。
前記中和剤が、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、並びに/又はアミン、例えばアンモニア、エチルアミン、エタノールアミン、イソプロピルアミン、及び他のアミン誘導体、を含む塩基を、前記水中油型エマルションの0.25～5質量%含む、請求項24に記載の組成物。
前記中和剤が、前記水中油型エマルションの0.1～10%の質量の、30%水酸化アンモニウムで構成される、請求項24に記載の組成物。
前記中和剤が、アルカリ剤である、請求項1に記載の組成物。
前記アルカリ剤が、pH7～10.5をもたらすのに十分な量で添加されている、請求項27に記載の組成物。
請求項1から28のいずれか一項に記載の組成物を調製する方法であって、以下の工程:
(a)前記固形分、前記水性相、前記乳化剤パッケージ、及び前記中和剤を混合する工程；
(b)工程(a)の前記混合物を、工程(c)のワックスの融点よりも高い温度に加熱する工程；
(c)工程(b)の加熱された前記混合物を、ワックスと共にブレンドして、プレエマルションから新規の混合物を形成する工程；
(d)前記混合物が完全にブレンドされ、ブレンド水性混合物として分散されるまで、工程(c)の前記混合物の温度を維持する工程
を含む、方法。
工程(d)の後に:
(e)工程(d)の前記ブレンド水性混合物を均質化する工程を更に含む、請求項29に記載の方法。
工程(e)において、前記混合物が、ホモジナイザーにおいて、1000～3000psi(6.9～20.7Mpa)で均質化される、請求項30に記載の方法。
前記ワックスが、天然ワックスである、請求項29に記載の方法。
前記ワックスが、天然由来の再生可能資源であり、49～100℃の間の融点及び20mgKOH/gを超える鹸化価を有する、請求項29に記載の方法。
前記ワックスが、鹸化価70～120mgKOH/gを有する、請求項29に記載の方法。
前記ワックスが、オリザ・サティバブランワックス(米ぬかワックス)である、請求項29に記載の方法。
前記乳化パッケージが、少なくとも2種の非イオン性界面活性剤を含む、請求項29に記載の方法。
前記乳化パッケージが、アルコールエーテル、ポリエチレングリコール(PEG)、及び第二級アルコールエトキシレートを含む、請求項29に記載の方法。
前記アルコールエーテルが、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤である、請求項37に記載の方法。
前記PEGが、50～10000ダルトン、好ましくは100～5000ダルトン、最も好ましくは150～500ダルトンの分子量、及び平均分子量300ダルトンを有する、請求項37に記載の方法。
前記水性相が、不透明である連続水性相である、請求項29に記載の方法。
前記固形分が、前記水中油型エマルションの30質量%～65質量%を占める、請求項40に記載の方法。
前記ワックスが、45℃よりも高い融点を有する、請求項29に記載の方法。
前記ワックスが、49℃～100℃の間の融点を有する、請求項29に記載の方法。
前記ワックスが、リン脂質並びに遊離の脂肪酸及びアルコールを含む長鎖エステルである天然ワックスである、請求項30に記載の方法。
前記ワックスが、前記水中油型エマルションに対して、40～60質量%存在する、請求項29に記載の方法。
前記2種の界面活性剤のうちの一方が、数モルのエトキシル化鎖及びプロポキシル化鎖を有する飽和C8～C18炭素鎖を含む、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤である、請求項36に記載の方法。
前記2種の界面活性剤のうちの一方が、数モルのエトキシル化鎖及びプロポキシル化鎖を有する飽和C8～C10炭素鎖（エポキシ化前の直鎖、すなわち末端のアルコールの炭素鎖）を含み、27～34個の炭素を有する、エチレンオキシドプロピレンオキシドのアルコールエーテル界面活性剤である、請求項36に記載の方法。
エチレンオキシドプロピレンオキシド界面活性剤の前記アルコールエーテルが、前記水中油型エマルションの0.5質量%～5.0質量%を占める、請求項46に記載の方法。
前記第二級アルコールエトキシレートが、およそ30～60モルのエチレンオキシドの長さの第二級鎖を有する、請求項37に記載の方法。
前記第二級アルコールエトキシレートが、およそ41モルのエチレンオキシドの長さの第二級鎖を有する、請求項37に記載の方法。
前記第二級アルコールエトキシレートが、前記水中油型エマルションの0.5質量%～5質量%を占める、請求項38に記載の方法。
前記ワックスが、遊離の脂肪酸及びアルコールを含み、前記中和剤が、前記遊離の脂肪酸及び前記アルコールを中和するための任意の作用剤である、請求項29に記載の方法。
前記中和剤が、前記水中油型エマルションの0.1～10%の質量の水酸化アンモニウムで構成される、請求項52に記載の方法。
前記中和剤が、前記水中油型エマルションの0.1～10%の質量の30%水酸化アンモニウムで構成される、請求項52に記載の方法。
前記中和剤がアルカリ剤である、請求項29に記載の方法。
前記アルカリ剤が、pH7～10.5をもたらすのに十分な量で添加される、請求項55に記載の方法。
工程(b)において、前記混合物が、工程(c)の前記ワックスの融解温度よりも5℃～10℃(9°F～18°F)高い温度に加熱される、請求項29に記載の方法。
工程(b)において、前記混合物が、180°F～210°F(82℃～99℃)の温度に加熱される、請求項29に記載の方法。
工程(b)において、前記混合物が、190°F～200°F(87℃～93℃)の温度に加熱される、請求項29に記載の方法。
前記第二級アルコールエトキシレートが、およそ41モルのエチレンオキシドの長さの、第二級鎖を有する、請求項7に記載の組成物。
実質的に示された、及び/又は本明細書に記載された、発明。