JP7419056B2 - 水中油型エマルジョン組成物の変色を抑制する方法、該組成物の製造方法、および該組成物 - Google Patents
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Description
ところが、アミノ変性シリコーンは、色調の変化、特に黄色に変色しやすいという欠点を有している。この問題は特に、化粧品用のエマルジョンの形態で大きな問題となっている。
特許文献2には、シリコーン組成物として色調の変化を防止する工夫が開示されている。しかし、複数の成分を組み合わせる必要があり、しかもその配合比には工夫が必要であり、限定した構成でないと効果を奏しなかった。また、積極的な変色抑制の作用が示されていなかった。
また、いかなる公知技術も、化粧品向け・繊維処理向けの原料として好適で、かつ、単一成分でも十分に、アミノ変性シリコーンによる色調の変化を抑える薬剤が配合されたエマルジョン組成物、さらに化粧料について開示したものはなかった。
上記のようなエマルジョン組成物の変色抑制方法や製造方法を開示したものもなかった。
そこで、アミノ変性シリコーンを含有するエマルジョンを作成する場合には、中和剤として酸性物質が添加されている。そして、添加される酸性物質はpHの調整しやすさ、取り扱い上の危険性、化粧品向けに用いられる場合には安全性といった基準により選択されることが一般的である。
従前は、アミノ基の中和と、変色の抑制とは別のプロセスと考えることが通常であることから、中和に用いる酸の選択と、変色を抑制するために加えられる工程・物質は別個に検討されていた。
アミノ変性シリコーンを含有する水中油型エマルジョンの変色を抑えるためには、従来は経験に頼った方策しかなかったところ、本発明は、そのための要件を見出し、好ましい組成を定量的に見出すという、従来は成し得なかったことを実現できることを見出した。
すなわち、本発明は、α位の炭素原子に結合する酸素原子を有しないカルボン酸を含む酸を添加することにより、アミノ変性シリコーンと水とを含む水中油型エマルジョンの変色を抑制する方法である。
黄色に着色する機構は、次のように考えられている。
まず、アミノ変性シリコーンの変色の主たる要因はアミノ基が酸化することである。アミノ基の酸化は、酸素濃度の増大および/または温度の上昇により加速される。そして、酸化はこのような条件のもと、経時的に進行し、着色の程度は時間の経過とともに増大する。このような変色は、アミノ変性シリコーンを乳化させてエマルジョンとした場合に問題となることも多い。特にエマルジョンの粒子径が小さいマイクロエマルジョンでは、それ自体が透明な液体状態であることから、粒子径が大きく白濁した液体状態であるマクロエマルジョンよりも変色が目視確認しやすく、より顕著な問題となる。
このように変色が問題となる系において、所定のカルボン酸は、アミノ変性シリコーンのアミノ基に対して配位し、中和することにより、アミノ基の酸化を抑制する。これにより変色を抑制すると考えられる。
アミノ変性シリコーンに含有されるアミノ基は、カルボン酸との相互作用により中和される。カルボン酸のα位に位置する炭素原子(以下、α炭素原子)に、電気陰性度の大きい原子や官能基、例えば酸素原子が結合していない酸では、アミノ変性シリコーンの変色、特に経時的に黄色く着色する現象を引き起こす要因になることを本発明者は見出した。
本発明者は、これを利用して、α炭素原子に酸素原子が結合していない酸を中和に用いることにより、アミノ変性シリコーンおよび該アミノ変性シリコーンを含有するエマルジョンの変色を抑制する方法を提供するに至ったものである。α炭素に酸素原子が結合していない酸では、アミノ基の配位が特に顕著に抑制され、その結果、アミノ変性シリコーンの変色が抑制できるものと考えられる。
なお、十分な変色抑制効果を示すためには、添加する酸の全体量を100%とした場合に、α位の炭素原子に結合する酸素原子を有しないカルボン酸の含有量は50%以上とすることがさらに好ましい。
前記第一ステップで得られる混合物に水を加えて水中油型エマルジョン組成物を得る第二ステップと、
を含む、変色が抑制された前記水中油型エマルジョン組成物の製造方法である。
(A)アミノ変性シリコーンと、
(B)α位の炭素原子に結合する酸素原子を有しないカルボン酸を含む変色抑制剤と、
(C)水と、
(D)界面活性剤と、
を含み、
前記変色抑制剤の含有量は、前記水中油型エマルジョンに含まれるアミノ変性シリコーンに対する中和率が30%以上となる量であることを特徴とする、変色が抑制された水中油型エマルジョン組成物である。
(A)アミノ変性シリコーンと、
(B)α位の炭素原子に結合する酸素原子を有しないカルボン酸を含む酸と、
(C)水と、
(D)界面活性剤と、
を含み、
前記α位の炭素原子に結合する酸素原子を有しないカルボン酸を含む酸の含有量は、前記水中油型エマルジョンに含まれるアミノ変性シリコーンに対する中和率が30%以上となる量であり、前記前記(A)~(D)成分の間で変色を抑制する作用を現すところの、水中油型エマルジョン組成物である。
R1 aR2 bSiO(4-a-b)/2 (1)
一般式(1)において、R1は、分子中で同一でも異なっていてもよく、炭素数1~20の非置換の1価の炭化水素基もしくは水素原子または水酸基から選択される。非置換の1価の炭化水素基の例としては、メチル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基などのアリール基;2-フェニルエチル、2-フェニルプロピルなどのアラルキル基を挙げることができる。これらの中ではメチル基及び/またはフェニル基が好ましく、50モル%以上がメチル基であることが特に好ましい。R1として、一部に、炭素数1~3のアルコキシ基を含むことを妨げない。
-R3-[(NR4)-R5]tNR6R7 (2)
式(2)中、R3、R5は、2価のC1~C18炭化水素残基を表し、R4、R6及びR7は、水素原子または未置換のC1~C10のアルキル基を表し、tは、0または1~6の整数を表す。
化粧品用に好ましい、R2は、-CH2-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH2、-CH2-CH2-CH2-NH2-CH2-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH2であり、特に好ましくは、-CH2-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH2である。
以上のアミノ変性シリコーンの構造因子は、化粧品等へ応用する場合は、上記の範囲が好ましいが、本発明にとってそれらは限定されるものではない。
アミノ変性シリコーンとこれらオイルおよび/またはレジンの比率は全く限定されない。アミノ変性シリコーンとしての目的の特性がエマルジョンとして発揮されればよい。ただし、アミノ変性シリコーンとオイルおよび/またはレジンの全体は、混合した状態で流動性を示すことが好ましい。そうでないとエマルジョンを形成するのが困難となるからである。エマルジョン組成物全体中におけるアミノ変性シリコーンとオイルおよび/またはレジンの全体の配合量は限定されないが、水中油型エマルジョン組成物全体を100質量部中、0.01~70質量部の範囲が好ましい。
複数の酸を添加する場合において、α位の炭素原子に結合する酸素原子を有しない酸は複数の酸のうち少なくとも50重量%以上含有されることが好ましい。
α位の炭素原子に結合する酸素原子を有しないカルボン酸としては、例えば直鎖または環状の炭素数1以上5以下の炭化水素基を有するカルボン酸が挙げられる。
そのアミノ変性シリコーンがエマルジョンとして安定する範囲は、pH4以上7以下の範囲とされ、この範囲内では中和率が高くなるほどエマルジョンの粒子径が小さくなり、クリーミングが起きにくくなるため、安定性は高くなる。
従って酸の添加量の下限値は、エマルジョンが安定して存在しうる範囲の量とすることができ、水中油型エマルジョンに含まれるアミノ変性シリコーンのアミン数に応じて、中和率が30%以上となる量とすることが好ましく、40%とすることがより好ましい。酸の添加量の上限値は、下限値と同様にエマルジョンの安定性やアミン数に応じて定めることができるほか、酸を添加することにより発生する臭気を考慮して定めることもできる。
例えば、アミン数0.6のアミノ変性シリコーンに、変色抑制剤として酢酸を添加する場合には、中和率40%以上であればエマルジョンが安定して存在可能であり、変色の抑制効果も十分に発揮される。アミン数が低い場合には、中和率がさらに低くてもエマルジョンは安定化する傾向にある。
一方、中和率が200%を超える量を添加するとエマルジョン全体に及ぼす酢酸の臭気の影響が大きくなる。このため、エマルジョンの用途を考慮して酢酸の添加量を中和率200%以下となるように制御することができる。
以上に述べたように、中和率が上記範下限値よりも高い場合には、エマルジョンの安定性が向上し、また、より効果的に変色を抑制することができる。
一方、中和率が上記上限値範囲よりも低いと酸性度が化粧料や繊維処理の用途に特に好適になるだけでなく、エマルジョン全体としてのイオン性が適切な範囲内となることから、アミノ変性シリコーンと水との相互作用が抑制され、変色がさらに起きにくくなる。
カルボン酸としては、特に、酢酸が好ましい。カルボン酸の炭素数が大きくなると、アルキル基の電子供与性が高くなり、黄変の抑制効果も高くなることが考えられるが、水への溶解度が下がるため、工程上配合が困難になる。
本発明における界面活性剤の含有量は限定されないが、本発明のエマルジョン中で、1~20質量%である。1質量%未満では乳化が困難であり、10質量%を超えると、水性エマルジョン組成物の粘度が高くなり取り扱い性が悪くなる。より好ましくは3~7質量%である。
(B)α位の炭素原子に結合する酸素原子を有しないカルボン酸を含む酸と、(C)水と、(D)界面活性剤と、を含み、前記α位の炭素原子に結合する酸素原子を有しないカルボン酸を含む酸の含有量は、前記水中油型エマルジョンに含まれるアミノ変性シリコーンに対する中和率が30%以上となる量であり、前記前記(A)~(D)成分の間で変色を抑制する作用を現すところの、水中油型エマルジョン組成物である。
第一ステップ、第二ステップにおいては、エマルジョンの製造のために適当な常用の混合機、例えばホモジナイザー、コロイドミル、ホモミキサー、高速ステーターローター攪拌装置などを用いることができる。
本発明の水中油型エマルジョンを繊維処理料に配合した場合は、繊維への着色を抑制することができる。
作製した水中油型エマルジョンを50mlスクリュー管に30g入れ、初期および50℃で貯蔵1か月後に、クリーミング、沈降分離、色調の経時変化の有無を確認した。
評価基準;
◎:クリーミング、沈降分離全くなし、○:クリーミング、沈降分離ほとんどなし、△:クリーミング、沈降分離の傾向あり、×:クリーミング、沈降分離あり。
作製した水中油型シリコーン組成物、または、該組成物を配合した化粧料を目視にて色調の変化を観察した。観察は、初期と、50℃で貯蔵1か月後の条件で行った
評価基準;
++++:黄色の着色が極めて強い、+++:黄色の着色が強い、++:黄色の着色が弱い、+:変化していない。+および++の評価のものが合格である。
アミノ変性シリコーンとして、粘度が1000mPa・s、アミン数が0.6であるN-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピル基含有ジメチルポリシロキサン(アモジメチコン)20質量部に、変色抑制剤として、酢酸を、中和率42%、87%または120%、界面活性剤として、エチレンオキサイド付加数が13モルであるポリオキシエチレンセチルエーテルと、酢酸とグリセリンを含む相分離しないオイル状の混合物(酢酸含有量の異なる3種)を得た。それぞれのオイル状の混合物に精製水を加えて、合計100質量部とし、混合しIKA製、ウルトラタラックスT50ベーシック シャフトジェネレーターG45G 3000rpmにて、室温で20分撹拌することにより、水中油型エマルジョン1を得た。処方を表1に示す。
水中油型エマルジョン1の安定性評価と色調経時変化の評価を行った。結果を表1に示す。
なお、水中油型エマルジョン1組成物は、いずれも作製直後は黄色等の着色はなかった。
変色抑制剤として酢酸および乳酸の混合物を用いて、中和率を42%または87%とした以外は、実施例1と同様にして、水中油型エマルジョン2(酢酸および乳酸含有量の異なる2種)を得た。処方を表1に示す。
水中油型エマルジョン2の安定性評価と色調経時変化の評価を行った。結果を表1に示す。
なお、水中油型エマルジョン2は、作製直後は黄色等の着色はなかった。
変色抑制剤として酢酸およびラウレス11カルボン酸の混合物を用いて、中和率を58%または87%とした以外は、実施例1と同様にして、水中油型エマルジョン2(酢酸およびラウレス11カルボン酸含有量の異なる2種)を得た。処方を表1に示す。
水中油型エマルジョン2の安定性評価と色調経時変化の評価を行った。結果を表1に示す。
なお、水中油型エマルジョン2は、作製直後は黄色等の着色はなかった。
変色抑制剤として酢酸の代りに乳酸を用い、中和率を42%または87%とした以外は、実施例1と同様にして、水中油型エマルジョン2を得た。処方を表2に示す。
水中油型エマルジョン2の安定性評価と色調経時変化の評価を行った。結果を表2に示す。
なお、水中油型エマルジョン2は、作製直後は黄色等の着色はなかった。
変色抑制剤として、酢酸の代りにラウレス11カルボン酸を用い、中和率を87%とした以外は、実施例1と同様にして、水中油型エマルジョン3を得た。処方を表2に示す。なお、ラウレス11カルボン酸は分子量が大きいことから、40%以上の中和率では安定した水中油型エマルジョンを作成することができなかった。
水中油型エマルジョン3の安定性評価と色調経時変化の評価を行った。結果を表2に示す。
なお、水中油型エマルジョン3は、作製直後は黄色等の着色はなかった。
Claims (4)
- 酢酸を含む酸を添加する工程を含み、
前記酢酸が、アミノ変性シリコーンのアミノ基に対して配位し、中和することにより、前記アミノ基の酸化が抑制されることを特徴とする、前記アミノ変性シリコーンと水とを含む水中油型エマルジョン組成物(但し、エポキシ基含有オルガノシラン及びアミノ基含有オルガノシランを含む水中油型エマルジョン組成物は除く)の変色を抑制する方法。 - 前記酢酸を含む酸の添加量は、前記水中油型エマルジョン組成物に含まれるアミノ変性シリコーンに対する中和率が30%以上となる量である、請求項1に記載の方法。
- 酢酸を含む変色抑制剤と、界面活性剤と、アミノ変性シリコーンとを混合する第一ステップと、
前記第一ステップで得られる混合物に水を加えて分散させ、水中油型エマルジョン組成物を得る第二ステップと、
を含み、
前記酢酸が、前記アミノ変性シリコーンのアミノ基に対して配位し、中和することにより、前記アミノ基の酸化が抑制され、変色が抑制された前記水中油型エマルジョン組成物(但し、エポキシ基含有オルガノシラン及びアミノ基含有オルガノシランを含む水中油型エマルジョン組成物は除く)の製造方法。 - (A)アミノ変性シリコーンと、
(B)酢酸を含む変色抑制剤と、
(C)水と、
(D)界面活性剤と、
を含み、
前記酢酸が、前記アミノ変性シリコーンのアミノ基に対して配位し、中和することにより、前記アミノ基の酸化が抑制され、
前記変色抑制剤の含有量は、前記水中油型エマルジョンに含まれるアミノ変性シリコーンに対する中和率が30%以上となる量であることを特徴とする、変色が抑制された水中油型エマルジョン組成物(但し、エポキシ基含有オルガノシラン及びアミノ基含有オルガノシランを含む水中油型エマルジョン組成物は除く)。
油型エマルジョン組成物。
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