JP3757313B2 - 界面活性剤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多価アルコール脂肪酸エステルからなる界面活性剤に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
ショ糖脂肪酸エステルやポリグリセリン脂肪酸エステルなどの多価アルコール脂肪酸エステルは、食品、医薬品、化粧品などの様々な分野において、乳化剤、可溶化剤、分散剤などの各種界面活性剤として使用されている。従来、この種の界面活性剤として通常に用いられる多価アルコール脂肪酸エステルは、構成脂肪酸がステアリン酸やパルミチン酸等の炭素数１６以上の長鎖脂肪酸からなるものである。
【０００３】
一般的に、このような水溶性の多価アルコール脂肪酸エステルを水溶液として用いる場合、水溶液の濃度が高いほど製造効率が上がるが、粘度が高くなり水溶液の調製に多大なエネルギーと時間を要するばかりでなく、工程間の送液が困難となるなどの作業性や効率の悪化が生じる。そのため、粘度の低い希薄な水溶液を使用しなければならなかった。
【０００４】
［発明の目的］
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高濃度でありながら低粘度の水溶液とすることができ、作業性を大幅に改善することができる界面活性剤を提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の点に鑑みて鋭意検討した結果、上記従来の構成脂肪酸がステアリン酸やパルミチン酸であるショ糖脂肪酸エステルの水溶液を調製する際に、構成脂肪酸の炭素数が８〜１４であるショ糖脂肪酸エステルやポリグリセリン脂肪酸エステルを少量組み合わせて用いることにより、濃厚な水溶液の粘度が著しく低下することを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明の界面活性剤は、
（Ａ）構成脂肪酸の炭素数が８〜１４であるショ糖脂肪酸エステルと、
（Ｂ）構成脂肪酸の炭素数が１６〜２２であるショ糖脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル及びソルビタン脂肪酸エステルからなる群から選ばれた少なくとも１種、
を含有し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合比率が、重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝０．１：９９．９〜５０：５０であるもの、又は、
（Ａ）構成脂肪酸の炭素数が８〜１４であるポリグリセリン脂肪酸エステルと、
（Ｂ）構成脂肪酸の炭素数が１６〜２２であるショ糖脂肪酸エステル、
を含有し、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合比率が、重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝０．１：９９．９〜５０：５０であるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［Ａ成分］
（Ａ）成分として用いられる脂肪酸エステルは、炭素数８〜１４の脂肪酸を構成脂肪酸とするショ糖脂肪酸エステルとポリグリセリン脂肪酸エステルである。これらのショ糖脂肪酸エステルとポリグリセリン脂肪酸エステルは、いずれか単独で用いても、両者を併用してもよい。構成脂肪酸としては、具体的には、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸などが挙げられ、これらは１種単独でも２種以上併用されてもよい。
【０００８】
（Ａ）成分の脂肪酸エステルは、ＨＬＢ（親水親油バランス）が１１以上であることが好ましく、より好ましくはＨＬＢが１３以上である。
【０００９】
なお、ポリグリセリン脂肪酸エステルは、平均重合度が３以上のポリグリセリンに脂肪酸がエステル結合したものである。ポリグリセリン脂肪酸エステルの平均重合度は５〜１０であることがより好ましい。
【００１０】
［Ｂ成分］
（Ｂ）成分の多価アルコール脂肪酸エステルにおける構成脂肪酸は、炭素数が１６〜２２の脂肪酸であり、その具体例としては、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ドコサン酸などの飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リノレイン酸、エルカ酸、アラキドン酸などの不飽和脂肪酸などが挙げられ、これらは１種単独でも２種以上併用されてもよい。
【００１１】
（Ｂ）成分の多価アルコール脂肪酸エステルとしては、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、モノグリセリド等のグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げられ、これらは単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００１２】
［配合割合］
上記の（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合割合は、重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝０．１：９９．９〜５０：５０であることが好適である。（Ａ）成分の重量比が０．１未満では十分な粘度低下効果を得にくい。一方、（Ａ）成分の重量比が５０を越えると、（Ｂ）成分の比率が低くなり本来の界面活性効果を得にくくなる。
【００１３】
すなわち、本発明の界面活性剤においては、（Ｂ）成分が界面活性効果を発揮する成分であり、（Ａ）成分は（Ｂ）成分の界面活性効果を損なうことなく、水溶液の粘度低下効果を発揮する成分である。そのため、（Ｂ）成分に少量の（Ａ）成分を配合させる使用形態が好ましく、具体的には、両成分の配合割合は重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝０．５：９９．５〜１０：９０であることがより好ましい。
【００１４】
［その他］
本発明の界面活性剤は、上記の（Ａ）成分と（Ｂ）成分を配合し、均一に混合することにより得られ、通常、水溶液の形態で用いられる。該水溶液は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を混合したものを水に添加し加熱溶解させて調製してもよく、また（Ａ）成分と（Ｂ）成分の水溶液を別に調製した後混合してもよく、更に（Ｂ）成分の水溶液を調製した後に（Ａ）成分をそのまま添加混合して調製してもよい。
【００１５】
本発明の界面活性剤を水溶液として用いる場合、その濃度は特に限定されないが、各種用途における製造効率を高めるため、５重量％以上で用いることが好ましく、より好ましくは５〜１５重量％、更に好ましくは７〜１５重量％で用いることである。
【００１６】
本発明の界面活性剤では、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を組み合わせることによって、後記の実施例に示されているように、濃度７重量％以上の水溶液でありながら、水溶液粘度（２５℃）を５００ｍＰａ・ｓ以下とすることができる。すなわち、本発明の界面活性剤においては、濃度７重量％での水溶液粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、より好ましくは、濃度１０重量％での水溶液粘度が２５０ｍＰａ・ｓ以下であることである。
【００１７】
本発明の界面活性剤において粘度低下剤として作用する（Ａ）成分は、このような高濃度で粘度の高い界面活性剤の粘度を低下させるだけでなく、低濃度で粘度の高い界面活性剤の粘度も低下させることができる。すなわち、本発明の界面活性剤においては、（Ｂ）成分単独での水溶液粘度が５００ｍＰａ・ｓより大きいものに対し、（Ａ）成分を添加することで水溶液粘度を５００ｍＰａ・ｓ以下に低減することが可能であり、更に性能の良いものは２５０ｍＰａ・ｓ以下に低減することができる。もちろん、（Ｂ）成分単独での水溶液粘度が５００ｍＰａ・ｓ以下のものに対しても（Ａ）成分を添加することでその水溶液粘度を低下させることができる。
【００１８】
このようにして得られる本発明の界面活性剤は、食品、医薬品、化粧品などの分野において、乳化剤、可溶化剤、分散剤、結晶成長抑制剤、湿潤剤などの各種界面活性剤として使用することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。なお、本実施例において、「％」は重量％を、「部」は重量部を意味する。
【００２０】
〔試験例１（界面活性剤の粘度）〕
実施例１〜７（但し、実施例５は参考例）：
下記表１に示すように、（Ａ）成分として、ショ糖脂肪酸エステル（ＳＥ）とポリグリセリン脂肪酸エステル（ＰｏｌｙＧＥ）を用い、（Ｂ）成分として、ＳＥ、ＰｏｌｙＧＥ、ソルビタン脂肪酸エステル（ＳｏＥ）、モノグリセリド（ＭＧ）を用いて、表１に示す含有率にて配合し、均一に混合して、界面活性剤を調製した。得られた界面活性剤を水道水に加え、室温分散後、７０℃まで加熱攪拌し、完全溶解させた後２５℃まで冷却して、濃度１０％の界面活性剤水溶液を調製した。
【００２１】
比較例１〜６：
下記表１に示すように、比較例１、２、５、６では、上記実施例で用いた（Ｂ）成分のみを単独使用し、また、比較例３では、本発明の（Ａ）成分の代わりに構成脂肪酸がオレイン酸からなるポリグリセリン脂肪酸エステルを用い、比較例４では、本発明の（Ａ）成分の代わりにジグリセリン酸脂肪酸エステル（ＤｉＧＥ）を用いて、界面活性剤を調製した。得られた界面活性剤を水道水に加え、室温分散後、７０℃まで加熱攪拌し、完全溶解させた後２５℃まで冷却して、濃度１０％の界面活性剤水溶液を調製した。
【００２２】
上記で調製した実施例１〜７及び比較例１〜６の界面活性剤水溶液について粘度を測定した。粘度は、東京計器製造所製のＢ型粘度計（ロータ−Ｎｏ．２、６０ｒｐｍ×６０秒、２５℃）を用いて測定した。結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
表１に示すように、（Ｂ）成分を単独使用した比較例１、２、５、６に比べて、（Ａ）成分と（Ｂ）成分を併用した実施例１〜７では、水溶液粘度が大幅に低減していた。また、比較例３，４では、（Ａ）成分として用いた脂肪酸エステル自体は、本発明の（Ａ）成分と同様、水溶液粘度の低いものであったが、これを（Ｂ）成分に添加しても本発明のような粘度低下効果は得られず、むしろ粘度が増加してしまった。
【００２５】
なお、実施例４，５から明らかなように、（Ｂ）成分としてポリグリセリン脂肪酸エステルを用いた場合、（Ａ）成分としてはショ糖脂肪酸エステルを用いた方が、水溶液粘度の低減効果が大きい。
【００２６】
［試験例２（乳飲料の製造）］
上記した実施例４及び比較例２の界面活性剤を下記（１）の乳化剤として用いて、これに下記（２）〜（４）を配合して加熱撹拌し、次いで均質化、殺菌処理を行うことで、高脂肪乳の製造を試みた。
【００２７】
（高脂肪乳の組成）
（１）乳化剤水溶液（１０％） １０部
（２）植物油脂 １０部
（３）生クリーム ６０部
（４）脱脂粉乳５．６部、砂糖０．５部、リン酸カリウム０．１部、グアーガム０．１部を水１３．７部に溶解させた水溶液 ２０部。
【００２８】
高脂肪乳の製造の際、乳化剤水溶液をポンプにてタンクに送液することを試みたところ、実施例４では問題なくスムーズな送液が可能であったが、比較例２においては粘度が高く送液が不可能であった。
【００２９】
そして、実施例４の乳化剤を用いて得られた高脂肪乳は、均質性に優れており、また長期間にわたって分離も生じず、従って、実施例４の乳化剤は優れた乳化性能を有していた。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の界面活性剤であると、（Ｂ）成分の多価アルコール脂肪酸エステルに、（Ａ）成分として構成脂肪酸の炭素数が８〜１４であるショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステルを添加したことにより、水溶液粘度を低減することができ、作業性、効率を著しく改善することができる。

Claims (3)

1. （Ａ）構成脂肪酸の炭素数が８〜１４であるショ糖脂肪酸エステルと、
   （Ｂ）構成脂肪酸の炭素数が１６〜２２であるショ糖脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル及びソルビタン脂肪酸エステルからなる群から選ばれた少なくとも１種、
   を含有し、
   （Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合比率が、重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝０．１：９９．９〜５０：５０であることを特徴とする界面活性剤。
2. （Ａ）構成脂肪酸の炭素数が８〜１４であるポリグリセリン脂肪酸エステルと、
   （Ｂ）構成脂肪酸の炭素数が１６〜２２であるショ糖脂肪酸エステル、
   を含有し、
   （Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合比率が、重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝０．１：９９．９〜５０：５０であることを特徴とする界面活性剤。
3. （Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合比率が、重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝０．１：９９．９〜１０：９０である請求項１又は２記載の界面活性剤。