JP2704290B2 - 油中水型乳化剤 - Google Patents

油中水型乳化剤

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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、新規な油中水型乳化剤に関するものであ
り、更に詳しくは乳化力に優れ、とりわけアルカリ性水
を用いても、安定なエマルジョンが得られる油中水型乳
化剤に関する。
【従来の技術】
油分と水分とを乳化してエマルジョンを製造する場
合、油分のいわゆる所要HLBを求めて、それに合う乳化
剤を選択することが通常行なわれている。一般にはHLB
の高い親水性乳化剤とHLBの低い親油性乳化剤とを組み
合わせて用いられている。これら乳化剤のHLBを求める
方法は例えば「界面活性剤の合成と其応用」(1957年、
槙書店刊)492〜494頁に記載されている。また、油分の
所要HLBは、例えば「乳化、可溶化の技術」(1976年、
工学図書刊)79頁〜81頁などに記載されている。 このHLBは、乳化試験によって実験的に定められたも
のであり、そのHLBに近い値をもつ界面活性剤を用いて
乳化を試みる方法である。しかしながら、実際には安定
なエマルジョンが得られることは少なく、HLBの応用に
よって適合する乳化剤を得ることは容易ではない。 さらに、油中水型乳化剤としては、ソルビタン脂肪族
エステル、グリセリンあるいはポリグリセリン脂肪酸エ
ステル、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
アルキルフェニルエーテル、脂肪酸アルカノールアミド
のエチレンオキシド付加物等の非イオン界面活性剤及び
これらの混合物が公知であり従来、使用されてきた。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の油中水型乳化剤にあ
っては、いくつかの欠点を有している。すなわちエーテ
ル型非イオン界面活性剤は化学的に安定で特に加水分解
を受け難い長所があるが、安定な油中水型エマルジョン
が得られない。また、エステル型非イオン界面活性剤は
油中水型のエマルジョンが比較的容易につくる事ができ
るが化学的に不安定で特にアルカリ性で加水分解を受
け、安定なエマルジョンが得られない等の問題があっ
た。 また、各種エマルジョンの製造において、油分の種類
が変わるとその所要HLBが変化するので、所要HLBに応じ
た適合乳化剤を選定する必要があるが、この選定にはか
なりの困難を伴うという問題点があった。 本発明の目的は、広範囲のHLBつまり種々の油分にお
いて有効な乳化力を有して安定なエマルジョンを形成
し、とりわけアルカリ性水を用いても安定なエマルジョ
ンを形成しうる乳化剤を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記のような従来の問題点に着目し、鋭
意研究の結果、克服することを可能にした。すなわち、
炭素数8〜24の高級脂肪酸と下記一般式(1),(2) (式中、RはHまたは炭素数1〜24のアルキル基ないし
はアルケニル基であり、aは1〜4の整数、bは1〜8
の整数である。) で表わされるジアミン、ないしはポリアミンを脱水縮合
して得られるアミド化反応物(A成分)と有機スルホン
酸(B成分)を必須成分として含有する油中水型乳化剤
である。 (手段を構成する要件) 本発明に使用するA成分のアミド化反応の原料である
脂肪酸は炭素数8〜24の高級脂肪酸が挙げられる。具体
的にはカプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチ
ン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸等の飽和
脂肪酸、リンデル酸、ミリストオレイン酸、オレイン
酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸等の不飽和
脂肪酸、サビニン酸、リシノール酸、硬化ヒマシ油脂肪
酸、リカン酸、2−ヒドロキシオクタデカン酸等の水酸
基又はカルボニル基を有する脂肪酸等が挙げられる。こ
れら脂肪酸は合成品、天然品いずれでもよい。 実質的に工業的に用いる天然油脂を原料とした脂肪酸
は上記脂肪酸の2種以上の混合物であるが、これら天然
系脂肪酸が使用でき具体的にはヤシ油脂肪酸、牛脂脂肪
酸、パーム油脂肪酸等を挙げることができる。 さらにA成分アミド化反応に用いるもう一方の原料の
ジアミンないしはポリアミンは下記の一般式 (式中、RはHまたは炭素数1〜24のアルキル基ないし
はアルケニル基、aは1〜4の整数、bは1〜8の整数
である。) で表わされるものが挙げられる。具体的には式(1)で
表わされる化合物としてはエチレンジアミン、ジエチレ
ントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレ
ンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、プロピレン
ジアミン、ブチレンジアミン、ジメチルアミノエチルア
ミン、エチルアミノエチルアミン、ジエチルアミノエチ
ルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ラウリルア
ミノプロピルアミン、ステアリルアミノプロピルアミ
ン、オレイルアミノプロピルアミン、牛脂アミノプロピ
ルアミン等を挙げることができる。 又、式(2)で表わされる化合物としてはイミノビス
プロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン、イ
ミノビスブチルアミン、ラウリルイミノビスプロピルア
ミン、パルミチルイミノビスプロピルアミン、オレイル
イミノビスプロピルアミン等を挙げることができる。 高級脂肪酸とジアミンないしはポリアミン(以下アミ
ノ化合物と言う)との脱水縮合反応は必要であれば触媒
を用いる通常のアミド化反応によって得られる。例えば
一般的には窒素気流下で撹拌し、160〜220℃に加熱し、
縮合反応によって生成する水を留出させることによって
本発明に関わるアミド化合物は容易に得られる。この場
合、高級脂肪酸とアミノ化合物との反応モル比は、アミ
ド結合が平均値として0.5〜2個生成するに足り得る範
囲内でよく、0.5/1〜2.4/1好ましくは0.7/1〜2.1/1であ
る。 アミド化反応の過程は、反応物の酸化を測定すること
によって確認できる。 B成分の有機スルホン酸はアルキルスルホン酸、α−
オレフィンスルホン酸、アリルスルホン酸、アリールス
ルホン酸、アルキルアリールスルホン酸、ナフタリンス
ルホン酸、アルキルナフタリンスルホン酸、フェノール
スルホン酸、ナフトールスルホン酸、リグニンスルホン
酸、石油スルホン酸が挙げられるが、炭素数4〜36を有
する有機スルホン酸が好ましい。 本発明の油中水型乳化剤は上記A成分のアミド化合物
とB成分の有機スルホン酸の2者を必須成分として含有
する事を特徴とする。A成分とB成分の配合割合は重量
比で9.5/0.5〜3/7好ましくは8/2〜4/6であり、この範囲
外では乳化剤としての添加率を多くする必要があり、経
済的に不利である。 さらに炭素数8〜24の高級脂肪酸を配合したものも有
効である。高級脂肪酸として、具体的には前述のA成分
の原料として用いる高級脂肪酸が挙げられる。高級脂肪
酸を配合する場合、その配合割合は重量比でA成分、B
成分、高級脂肪酸の合計量に対して60%以下、好ましく
は50%以下である。この場合、A成分のアミド化反応の
段階で、あらかじめ過剰量の高級脂肪酸を加え、反応終
了時未反応分として高級脂肪酸を残存させ、その後有機
スルホン酸を配合してもよいし、さらに高級脂肪酸を加
え、その配合比を3成分合計量に対して60%以下好まし
くは50%以下になるよう調整してもさしつかえない。 本発明の乳化剤を用いて油中水型エマルジョンを形成
できる油分としては、芳香族炭化水素、鉱物系油、動植
物系油脂、ワックス類、脂肪酸エステル、パラフィン、
芳香族カルボン酸エステル、高級アルコール、塩素系炭
化水素、ポリオレフィン、シリコーン油等が挙げられる
が、これらのものの2種以上の混合物に対しても有効で
ある。 本発明乳化剤の使用量はA成分とB成分又はA成分、
B成分と該高級脂肪酸の合計量が油分100重量部に対し
て0.1〜100重量部好ましくは0.5〜50重量部である。ま
た必要に応じて他の界面活性剤、公知の乳化剤を本発明
の効果を損なわない範囲内で添加することができる。具
体的には、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エ
ステル、グリセリンあるいはポリグリセリン脂肪酸エス
テル、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ア
ルキルフェニルエーテル、脂肪酸アルカノールアミドの
エチレンオキシド付加物、ポリオキシエチレンポリオキ
シプロピレンブロックポリマー、エチレンジアミンのポ
リオキシプロピレンポリオキシエチレンブロックポリマ
ー、ポリエチレンポリアミンないしはポリエチレンイミ
ン等のポリアミン化合物のポリオキシプロピレンポリオ
キシエチレンブロックポリマー、リン酸エステル型アニ
オン界面活性剤等が挙げられる。 さらに本発明の乳化剤とともに必要により高分子系乳
化安定剤、アルカリ物質、防腐剤、増粘剤、タレ防止
剤、防錆剤、PH調整剤、消泡剤などを併用しても効果を
そこなわない。
【作用】
本発明の油中水型乳化剤はアミド化合物と有機スルホ
ン酸とを含有するところに特徴がある。この両者はいず
れも大きな疎水基を有した化合物であり、さらに配合に
より得られるアミド化合物のカチオンと有機スルホン酸
の中和物も親油性が強い。従って本乳化剤は、種々の油
分に対する溶解性に優れ、さらに高級脂肪酸の併用で疎
水性のバランスが良く、油中水型エマルジョンを作るに
は好適であると考えられる。
【実施例】 以下、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。尚、実施例中に示す部及び%は全て重量基準であ
る。 アミド化合物の製造例 第1表に示す試料No1のアミド化合物の製造例を以下
に示す。 温度計、撹拌機、ガス吹込管、及び脱水冷却管を付し
た1四ツ口フラスコにラウリン酸140.0g(0.7モル)
を入れ、窒素置換後50℃に昇温しジエチレントリアミン
103.0g(1モル)を10分間で滴下し、180℃に保ちなが
ら6時間脱水縮合を行ない、酸価1.5mg−KOH/gのアミド
化反応物を得た。この反応物をジエチレントリアミン/
ラウリン酸アミド(1:0.7)という。同様の製造方法に
て第1表の試料No2〜10のアミド化合物を得た。 実施例 第1表に示す配合割合にて試料NO.1〜NO.10を本発明
の乳化剤とした。また参考のため同表に示される試料N
O.11〜13に関わる界面活性剤を比較用の乳化剤とした。 上記の乳化剤とさらに第2表に記載の油分、および水
分を用いて、同表記載の配合割合で下記の方法にてエマ
ルジョンの調製およびエマルジョンの安定性を評価し
た。結果は同表に示すとおりであった。 〈エマルジョンの調製および評価方法〉 油分に乳化剤を添加し、常温で、ホモミキサーを用い
て、2,000rpmの撹拌を続けながら水を少しづつ加えてエ
マルジョンを調製した。エマルジョンの調製後、必要に
応じて常温まで冷却し、100mlのメスシリンダーに移し
て常温において60日間保管したのち、エマルジョンが分
離していないかどうか観察した。分離が全く生じていな
いものを○、分離がごく微量認められるものを△、分離
が著しいものを×として評価した。 上記第2表の結果から明らかなように、本発明の乳化
剤を用いると種々の油分で安定な油中水型エマルジョン
が得られる。また、水分としてアルカリ水を用いた場合
も安定なエマルジョンが得られる。一方、他の乳化剤を
用いた場合にはエマルジョンの安定性が劣る。
【発明の効果】 本発明の乳化剤を用いると広範囲の油分を種々の条件
下で安定な油中水型エマルジョンが得られる。さらにと
りわけPH10以上の強アルカリ水を用いた場合でも安定な
エマルジョンが得られる。したがって、本発明乳化剤は
化粧品、医薬、農薬用の他エマルジョン燃料、撥水剤、
防水剤、離型剤、エマルジョンインキなど広範囲の分野
において有効な乳化剤として用いることができる。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭素数8〜24の高級脂肪酸と下記一般式
    (1),(2) (式中、RはHまたは炭素数1〜24のアルキル基ないし
    はアルケニル基であり、aは1〜4の整数、bは1〜8
    の整数である。) で表わされるジアミン、ないしはポリアミンを脱水縮合
    して得られるアミド化反応物(A成分)と有機スルホン
    酸(B成分)を必須成分として含有することを特徴とす
    る油中水型乳化剤。
  2. 【請求項2】A成分とB成分との重量比がA/B=9.5/0.5
    〜3/7である請求項1記載の油中水型乳化剤。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の乳化剤に炭素数8〜
    24の高級脂肪酸を含有することを特徴とする油中水型乳
    化剤。
  4. 【請求項4】請求項3記載の高級脂肪酸の配合割合が重
    量比でA成分、B成分及び高級脂肪酸の合計量に対し60
    %以下である請求項3記載の油中水型乳化剤。
  5. 【請求項5】請求項1記載の高級脂肪酸とジアミンない
    しはポリアミンとの反応モル比が0.5/1〜2.4/1である請
    求項1ないしは4記載の油中水型乳化剤。
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