JPS62100554A - シリコ−ンエマルジヨン組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、水に対する分散性、稀釈安定性、保存安定性
および加熱安定性に優れ、かつ衛生上無害なシリコーン
エマルジョン組成物に関する。また、本発明は、優れた
消泡能を有し、特に食品に添加しうる安定なシリコーン
エマルジョン組成物に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ シリコーンエマルジョンは、オイル状のポリオルガノシ
ロキサン、すなわちシリコーンオイル（一般的にはポリ
ジメチルシロキサン）に乳化剤を配合し、水を媒体とし
て乳化して得られる。この時、ポリオルガノシロキサン
に無機微粉末を分散せしめることにより、消泡効果を高
めうることは知られている０食品用シリコーン消泡エマ
ルジョンとしては、特に粘度１０ＱｃＳｔ以上のポリジ
メチルシロキサンと微粉末シリカとからなる液状ないし
ペースト状の混合系が、衛生的に無害なものとして知ら
れ、食品衛生法においても抽出されタポリジメチルシロ
キサンの粘度が　１００〜１，１００ｃＳｔ　、シリカ
の含有部：が前記シロキサンに対して３〜１５ｆｆｉ　
ｉ％であるシリコーン消泡エマルジョンの使用が認めら
れている。

ポリオルガノシロキサンに配合する乳化剤としては、グ
リセリン脂肪酸エステル、グリセリン乳酸脂肪酸エステ
ル、グリセリンクエン酸脂肪酸工６ステル、グリセリン
酒石酸脂肪酸エステル、グリセリンコハク酸脂肪酸エス
テル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エス
テル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコー
ル脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル
、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
エチレン脂肪族アルコールエーテル、ポリオキシエチレ
ンアルキルフェニルエーテル等の非イオン性界面活性剤
；アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホ〉′
酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサ
ルフェート等の陰イオン性界面活性剤：および第４級ア
ンモニウム塩等の陽イオン性界面活性剤が知られている
。このような乳化剤のうち、体内に摂取しても安全で、
食品中に添加しても問題にならないものとしては、グリ
セリン脂肪酸エステルおよびその誘導体、ポリグリセリ
ン脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂
肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステルに
、限られている。なお、本発明においてグリセリン脂肪
酸エステルとは、その誘導体および縮合体を含まないも
のとする。しかしながら、これらを単独で用いてポリオ
ルガノシロキサンと微粉末シリカの混合系を乳化し、安
定な水中油型エマルジョンを得ることは極めて困難であ
った。このため、上述した乳化剤は一般に２種以上の混
合系で使用されるが、これらを組合わせた例として、ソ
ルビタン脂肪酸エステルとグリセリン脂肪酸エステルを
混合して乳化剤としたものが知られている。しかしなが
ら、両者は、いずれも親油性の乳化剤であるために、得
られるエマルジョンは十分な安定性を具備せず、屡々保
存中に粘度のヒ昇をきたし、さらに固化などの現象を生
じ、また水へ、の分散性や稀釈安定性が悪く、これらの
理由から消泡剤として用いた場合の作業性が著しく阻害
されている。

さらに、前記混合物とポリオキシエチレン脂肪酸エステ
ルまたはポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル
等の水溶性の乳化剤を併用することが知られている。し
かしながら、これによれば安定な水中油型エマルジョン
が得られるが、このような水溶性の乳化剤はいずれもポ
リオキシエチレンを分子中に含有するために食品衛生」
二好ましくない影響を与え、食品添加用としては適さな
い、一方、蔗糖脂肪酸エステルとグリセリン脂肪酸エス
テルとを併用して、シリコーンオイルを乳化した例も知
られているが、これは安定性を阻害する要因である微粉
末シリカを含んでいないにもかかわらず、十分な安定性
を与えるには至っていない。

このような問題点の対策として、微粉末シリカならびに
食品添加物としての使用が可能な乳化剤であるソルビタ
ン脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステルおよびグリセリ
ン脂肪酸エステルを含有する、保存安定性および稀釈安
定性において優れたシリコーンエマルジョンが提案され
ている（特公昭５Ｂ−７３３５号公報参照）。

このシリコーンエマルジョンは従来の食品添加用エマル
ジョンに比べて保存安定性が改良されたとはいえ、過酷
な保存もしくは使用条件下、例えば６０℃以上の高温下
での保存または使用において、さらに機械的に高い剪断
力のかかる状態下での使用において、その乳化状態の安
定性は、一般工業用の乳化剤によって乳化された微粉末
シリカ含有のシリコーンエマルジョンと比較した場合、
未だ不十分である。

［発明の目的］ 本発明は、上記の問題点を解消し、Ｗｋ粉末シリカを含
有し、乳化剤に食品添加物として使用可能なもののみを
使用し、高温下等における過酷な条件下においても優れ
た乳化安定性を有するシリコーンエマルジョン組成物の
提供を目的とする。

［発明の構成］ 本発明者は、食品添加物として使用することができ、か
つ一般工業用と同様の優れた乳化安定性を有するシリコ
ーンエマルジョンの提供が可能な乳化剤系について検討
を行った結果、ポリジメチルシロキサンと微粉末シリカ
からなる混合物に。

シリコーンオイルの乳化剤として従来公知のものおよび
前記一般式で示されるポリグリセリン脂肪酸エステルか
らなる乳化剤混合物を添加することにより得られるシリ
コーンエマルジョン組成物に、従来のシリコーンエマル
ジョンでは得ることができなかった優れた乳化安定性を
付与することができることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。

すなわち本発明のシリコーンエマルジョン組成物は、 （Ａ）ポリジメチルシロキサンおよび微粉末シリカから
なる混合物：　　　　　　　　　　ｉｏｏ重量部（Ｂ）
（１）式 （式中、Ｒ，ＲおよびＲ３は同じ記号間または異なる記
号間で同一であっても異なっていてもよく、これらのう
ち少なくとも　１以上が炭素数８以上の脂肪酸残基を表
わし、前記脂肪酸残基以外は水素原子を表わし、ｎは平
均Ｏ〜２０の数を表わす）で示されるポリグリセリン脂
肪酸エステル＝ｌＯ〜７０重量％、 （２）ソルビタン脂肪酸エステル＝１０〜７０重量％、
（３）蔗糖脂肪酸エステル：　　　　０〜５０重量％、
および （４）グリセリン脂肪酸エステル：　０〜５０重量％か
らなる乳化剤混合物：　　　　　１〜５０重量部ならび
に （Ｃ）水：３０〜８００重量部 からなることを特徴とする。

本発明で用いられる　（Ａ）成分中の一方の成分である
ポリジメチルシロキサンは、２５℃における粘度が５０
〜１０，０ＯＯｃＳｔのものが好ましく、さらに５０〜
１　、０ＯＯｃＳｔのものが好ましい、粘度が５０ｃＳ
ｔ未満では、消泡効果が劣り、１０．０ＯＯｃＳｔを超
えると得られるエマルジョンの安定性が悪く、それに伴
い、実際の作業に支障をきたす。

また、　（Ａ）成分中の他方の成分である微粉末シリカ
としては、シリコーンエマルジョン製造の際用いられる
公知のシリカ粉末を使用することができるが、通常、表
面積１００〜４００　ｍ’／ｇ、平均粒径３〜５００μ
の微粉末シリカを使用することが好ましい、また、その
添加量は、ポリジメチルシロキサンの重量に対して０．
５〜２０％、好ましくは２〜１５％、さらに好ましくは
３〜８％である。０．５％より少ないと消泡効果が低下
し、２０％を超えると分散性が悪く、このため乳化が困
難になり、組成物の安定性が阻害され、消泡効果が低下
するからである。

本発明で用いられる　（Ｂ）成分中の　（１）成分のポ
リグリセリン脂肪酸エステルは、式 ｌ２ （式中、Ｒ，ＲおよびＲ３ならびにｎは前述のとおり）
で実質的に示される。

（１）を分は上記の式で実質的に示される重合度の異な
る種々のポリグリセリン脂肪酸エステルの混合物である
。

（１）成分中に含有される脂肪酸残基の炭素数は８以上
であり、特に乳化性能ならびに合成および取扱いの容易
さから１２〜２０であるものが好ましい、このような脂
肪酸残基としては、例えば、オクタン酸、カプリン酸、
ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、バルミチン
酸、ステアリン酸、イソステアリン酸またはアラキン酸
等の飽和脂肪酸の残基；オレイン酸、リノール酸または
リルン酸等の不飽和脂肪酸の残基；等を挙げることがで
き、これらは１種以上を含有することができる。

これらの脂肪酸残基の炭素数が８未満の場合は、乳化力
が不十分であり、また、これらの脂肪酸残基は、　１分
子中に少なくとも　ｌ以」二含有されていることが必要
である。

式中のｎは、その平均がＱ−＝２０の数で表わされる。

これはｎが２０をａえると合成および取扱いが困難にな
るからである。（１）成分は　（Ｂ）成分を構成する各
種乳化剤の組合せの中でも、親水性の大きい乳化剤とし
て使用されることが多いので、この点からｎはその平均
が２以上であることが好ましく、さらには３〜・８であ
ることが好ましい。

また、　（１）成分としては、ｎが３〜８で、かつ脂肪
酸残基数が１または２、特に　１であるものが好ましい
、これは、　（１）成分が、このような高眞合度および
低エステル化度のものである場合は、エマルジョン状態
の組成物中で、安定な乳化剤吸着層を形成することがで
き、温度、稀釈倍率および機械的剪断力等の条件の変化
に対して安定な乳化状態を保持するために有効であるか
らである。

このような（１）成分としては、例えば、テトラグリセ
リンモノステアレート、テトラグリセリンモノオレエー
ト、テトラグリセリンジオレエート、ペンタグリセリン
モノミリステート、ペンタグリセリンモノステアレート
、ペンタグリセリンモノイソステアレート、ペンタグリ
セリンジイソステアレート、ヘキサグリセリンモノラウ
レート、ヘキサグリセリンモノミリステート、ヘキサグ
リセリンモノステアレート、デカグリセリンモノラウレ
ート、またはデカグリセリンジステアレート等を挙げる
ことができる。

（Ｂ）成分中における　（１）成分の配合割合は、１０
〜７０重量％、好ましくは２０〜５０重量％である。

１０重量％未満では、乳化性能が悪く、保存中に粘度上
昇や各成分の分離を生じる。また７０重量％を超えると
、乳化性能が悪く、底部に排水現象が生じる。

本発明で用いられる　（Ｂ）成分中の（２）成分である
ソルビタン詣肪酸エステルとしては、例えば、分子中に
炭素数１２以上の脂肪酸残基を　１〜３有するものを挙
げることができる。このような脂肪酸残基としては、例
えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸、ステ
アリン酸またはオレイン酸等の脂肪酸残基を挙げること
ができる。

（Ｂ）成分中における　（２）成分の配合割合は、１０
〜７０重量％、好ましくは２０〜５０重量％である。

配合割合が１０重量％未満であると、シリコーンオイル
の乳化が困難になり、７０重量％を超えると得られるエ
マルジョンの安定性が悪くなり、その結果エマルジョン
が層分離を起こしたり、粘度が上昇したりすることがあ
り、また固化を引き起こすことがある。

本発明で用いられる　（Ｂ）成分中の　（３）成分であ
る蔗糖脂肪酸エステルとしては、例えば、分子中に炭素
数１２以上の脂肪酸残基を有するものを挙げることがで
きる。このような脂肪酸残基としては、例えば、ラウリ
ン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸、ステアリン酸また
はオレイン酸等の脂肪酸残基を挙げることができる。ま
た、この　（３）成分は、消泡効果および安定性の点か
ら、モノエステル分が５０〜８０重量％ならびにジおよ
び／またはトリエステル分が５０〜２０重量％の混合物
であることが好ましい。

（Ｂ）成分中における　（３）成分の配合割合は、０〜
５０重量％、好ましくは１０〜３０重量％である。

配合割合が５０重量％を超えると、エマルジョンの層分
離が生じるために好ましくない。

本発明で用いられる　（Ｂ）成分中の（０成分であるグ
リセリン脂肪酸エステルとしては、例えば、分子中に炭
素数１２以上の脂肪酸残基を　１〜２有するものを挙げ
ることができる。このような脂肪酸残基としては、ラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸ま
たはオレイン酸等の脂肪酸の残基を挙げることができる
。

（Ｂ）成分中における　（４）を分の配合割合は、０〜
５０重量％、好ましくは５〜３０重量％である。

配合割合が５０重量％を超えると、得られるエマルジョ
ンの安定性が悪化し、その結果、エマルジョンの層分離
が生じ、粘度が上昇し、また固化を引き起こすこともあ
るからである。

（Ｂ）成分中　（３）および（４）成分は、必ずしも必
要ではないが、これらを添加することによって、得られ
るエマルジョンの加熱安定性をさらに改善することがで
きる。

以上に述べた（１）〜　（４）成分を所定量混合し。

乳化剤混合物である　ＣＢ）成分を得ることができる。

本発明の組成物における　（Ｂ）成分の配合割合は、　
（Ａ）成分ｉｏｏ重量部に対して　１〜５０重量部であ
る。配合割合が１重量部未満であると安定なエマルジョ
ンを得ることができず、５０重量部を超えると粘度のＪ
二昇および分散性の悪化を招くことがあり、また、十分
な消泡効果を得ることができない。

本発明で用いる　（Ｃ）成分である水としては。

特別なものは必要なく、組成物中の配合割合は。

（Ａ）成分１００重量部に対して３０〜６００重量部、
好ましくは８０〜２５０重量部である。配合割合が上記
範囲外であるとエマルジョンの経時安定性が悪化する。

本発明の組成物には（Ａ）〜　（Ｃ）成分以外にも、安
定性をより高める目的で、天然糊料または合成糊料を添
加することもできる。天然糊料としては１例えば、ロー
カストビーンガム、グアガム、澱粉類、タマリンド種子
多糖類およびカラゲーナンなどを挙げることができる０
合成糊料としては、例えばアルギン酸ナトリウム、アル
ギン酸プロピレングリコールエステル、繊維素グリコー
ル酸ナトリウム、澱粉グリコール酸ナトリウム、ポリア
クリル酸ナトリウムおよびメチルセルロースを挙げるこ
とができる。

本発明の組成物は、例えば、　（Ａ）成分に所定量の（
Ｂ）成分を添加し、必要に応じて加熱しながら攪拌・混
合したのち、はぼ同温度の（Ｃ）成分を添加し、さらに
攪拌・混合を続けたのち、必要に応じてコロイドミルま
たはホモジナイザー等の乳化装置を用いて均一なエマル
ジョンとすることによって製造することができる。

［発明の実施例］ 以下、実施例および比較例を掲げ、本発明をさらに詳述
する。

実施例１〜４および比較例１〜２ ２５℃における粘度が３５０　ｃｓ　ｔのポリジメチル
シロキサン９４部に微粉末シリカ　６部を配合し、ニー
ダ−で混合して均一なシリコーンオイルペーストＩを調
製した。これを攪拌機と加熱および冷却ジャケットの付
いた混合槽に移し、第１表に示す組成の　（Ｂ）成分を
配合して、攪拌しながら６５〜７０℃で１時間加熱中温
合した。その後、同温度に加熱した第１表に示す量の（
Ｃ）成分を加え、次いで冷却しながら攪拌を続けて混合
物を得た。これをミル間隔１０ミル、入口温度３０〜３
５℃、出口温度３５〜４０℃の条件でコロイドミルに通
して均一なエマルジョン組成物を得た。

なお、第１表中蔗糖ステアリン酸エステルは、モノエス
テル７０重量％とジおよびトリエステル３０重量％の混
合物を用いた。また、各成分の配合量は全て重量部を表
わす。

このようにして得られた各組成物を用いて下記の各試験
を行った。

（１）　２５０ｔＱのガラスびんに各組成物を入れ、密
栓したのち、２５℃および４５℃の恒温槽中に静近し、
エマルジョンの経時変化を観察した。

（２）　３００ｍ１のビーカーに、２０ｇの各組成物と
１８０ｇの水を入れ、マグネティックスターラで３分間
定速回転し、１０分間静置した後の分散状態を観察した
（分散性）。次いでこれらのビーカーを１００℃の水浴
中に静置した後、水浴から取出し、室温まで冷却して状
態を観察した（加熱安定性）０次にこれらの試料を５０
メツシユの金網でか過を行い、金網及びビ・−力−に残
ったゲル状のエマルジョン破壊物を秤量し、て、エマル
ジョンの加熱濾過残分を測定した（加熱濾過残分）。

（３）エマルジョンの乳化状態を光学顕微鏡でｉ、ｏｏ
ｏ倍に拡大して観察し、エマルジョンの平均粒子径を測
定した。

これらの各試験結果をまとめて第２表に示す。

第２表に示した試験結果から考察側るに、比較例２の組
成物はソルビタンモノステアレートと蔗糖ステアリン酸
エステルによって乳化されたエマルジョンであるが、こ
れは粒子径が大きく、このため稀釈や加熱による状態変
化が大きく、安定性が悪い。比較例１の組成物は、比較
例２の組成物にさらにグリセリンモノステアレートを併
用したもので、粒子径が小さくなり、保存安定性、分散
性とも実用−ヒはとんど問題ないほどに改良がなされて
いるが、加熱安定性試験を行うとエマルジョンの一部が
破壊され、また、保存安定性試験でも粘度の上昇がみら
れた。

実施例１〜４の各組成物は、いずれも良好な保存安定性
、分散性および加熱安定性を示ｊ７、とくに　４種類の
乳化剤を併用した実施例４の組成物は、粒子径が小さく
、加熱濾過残分が少なくて、最も良い結果が得られてい
る。

以上の結果から、ポリジメチルシロキサンと微粉末シリ
カの混合物から水性エマルジョンをｔ［％るのに、食品
衛生上安全な乳化剤のうち、ポリグリセリン脂肪酸エス
テルとンルビタン脂肪醜エステルの混合系を用いること
により、他の乳化剤系を用いた場合より、優れた加熱安
定性を有するエマルジョンを得ることができ、これにさ
らに蔗糖脂肪酸エステルまたはグリセリン脂肪酸エステ
ル、好ましくは両者を併用すると、さらに優れた安定性
を示すことが明らかになった。

実施例５〜９ ２５℃における粘度が１，０ＯＱｃＳｔのポリジメチル
シロキサン９６部に微粉末シリカ４部を配合し、攪拌し
ながら　１４０℃で３時間加熱・混合したのち冷却して
シリコーンオイルペースト■を調製した。これを用いて
実施例１と同様の方法で、第３表に示す組、戊の　（Ｂ
）成分および　（Ｃ）成分を配合して均一なエマルジョ
ン組成物を得た。

なお、第３表中、蔗糖バルミチン酸エステルおよび蔗糖
オレイン酸エステルは、それぞれモノエステル８０重量
％とジおよびトリエステル４０重量％の混合物を使用し
た。また、第３表中の各成分の配合量は全て重量部を表
わす。

第３表 このようにして得られた各組成物を用いて実施例１と同
様の各試験を行った。ただし、試験（１）は５０℃の恒
温槽中で行った。結果を第４表に示す。

［発明の効果］ 本発明の組成物は、食品に添加しても衛生的に無害であ
るばかりでなく、水に対する分散性、稀釈安定性に優れ
ている。すなわち１本発明のエマルジョン組成物は、水
で１０〜２０倍に稀釈してもなお均一なエマルジョンを
安定に保ち６分離を起さない、また、この稀釈したエマ
ルジョン組成物は、加熱された場合、また機械的剪断力
が加えられた場合においてもエマルジョンが分離したり
、破壊したりすることがない、さらに、本発明の組成物
は６〜１２力月間保存した場合も粘度上昇は認められず
、また分離その他の状態変化もみられない。

本発明の組成物は、一般工業用消泡剤として広く用いら
れるが、特に食品添加用消泡剤としての有用性は極めて
大きい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）ポリジメチルシロキサンおよび微粉末シリカ
   からなる混合物：１００重量部 （Ｂ）（１）式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２およびＲ＾３は同じ記号間また
   は異なる記号間で同一であっても異なっていてもよく、
   これらのうち少なくとも１以上が炭素数８以上の脂肪酸
   残基を表わし、前記脂肪酸残基以外は水素原子を表わし
   、ｎは平均０〜２０の数を表わす）で実質的に示される
   ポリグリセリン脂肪酸エステル：１０〜７０重量％、 （２）ソルビタン脂肪酸エステル：１０〜７０重量％、
   （３）蔗糖脂肪酸エステル：０〜５０重量％、および （４）グリセリン脂肪酸エステル：０〜５０重量％から
   なる乳化剤混合物：１〜５０重量部 ならびに （Ｃ）水：３０〜６００重量部 からなることを特徴とするシリコーンエマルジョン組成
   物。 ２、（Ｂ）成分中（１）成分が、ポリグリセリン脂肪酸
   モノエステルである特許請求の範囲第１項記載の組成物
   。 ３、（Ｂ）成分中（１）成分の脂肪酸残基の炭素数が１
   ２〜２０である特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ４、（Ｂ）成分中（１）成分のｎが３〜８である特許請
   求の範囲第１項記載の組成物。 ５、（Ｂ）成分中（１）成分の配合割合が２０〜５０重
   量％である特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ６、（Ｂ）成分中（２）成分の配合割合が２０〜５０重
   量％である特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ７、（Ｂ）成分中（３）成分の配合割合が１０〜３０重
   量％である特許請求の範囲第１項記載の組成物。 ８、（Ｂ）成分中（４）成分の配合割合が５〜３０重量
   ％である特許請求の範囲第１項記載の組成物。