JP3978357B2 - 水性ゲル状組成物及び水性ゲルシート - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、離水の少ない水性ゲル状組成物に関し、さらに詳しくは、使用時においてゲルの強度が必要とされる、例えば、パック剤等の発熱時や炎症時の患部の冷却材、パップ剤、芳香剤、消臭剤、医薬品、医薬部外品、化粧品等の貼付剤、電気治療器の導電性パッド、飲料などの冷却材等に好適に使用可能な水性ゲル状組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、透明で美観に優れた芳香剤として水性ゲル状組成物に香料を含有した芳香剤、又、発熱時や炎症時に患部を冷却する冷却剤として、安全性及び取り扱いの容易さの面から、不織布等の支持体上に水性ゲル状組成物を塗布した冷却剤が使用されている。
【０００３】
水性ゲル状組成物は、ゲル化剤によって多量の水分を内包しており、被着体に貼着することにより組成物中の水分が蒸発する際に被着体から蒸発潜熱の形で熱を奪い、被着体を冷却することができる。したがって、ゲル状組成物中の水分含有量が多いほど冷却効果が優れ、特に急冷を目的とする場合にとりわけ有効である。上記ゲル状組成物のゲル化剤としては、入手が容易で、ゲル強度が比較的高いカラギーナンが多用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラギーナンを使用したゲルは、一度凍結させてしまうと、解凍した場合にゲル状組成物の外部に水分が流出するいわゆる「離水」が発生し、周囲を汚すという問題が生じていた。
【０００５】
また、凍結解凍の際に、ゲル組織の変質が起こり、透明性が失われるとともにスポンジ化して美観を損ねるといった問題も生じていた。この問題は、特に、含水率の高いゲルほどその傾向は強くなっていた。
【０００６】
離水及びゲルの変質の原因としては、ゲル凍結時にゲル中の水分が凍って膨張し、ゲルを構成する高分子の三次元構造が破壊されるためと考えられる。そこで上記問題を解決する方法として、香料、溶剤、あるいはローカストビーンガムなどをゲル状組成物中に混合したり、別のゲル化剤を併用することによって凍結を防止する方法などを用いることが知られているが、これらの方法では十分な離水抑制効果が得られていないのが現状である。
【０００７】
本発明においては、上記事情に鑑みて、凍結解凍しても離水が少なくゲル強度を良好に維持し、かつ美観を損なうことのない水性ゲル状組成物及び水性ゲルシートを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る水性ゲル状組成物は、カラギーナンをゲル化剤とし、ゲル化助剤としてキサンタンガム及びローカストビーンガムを含有し、離水抑制剤として変性ポリアルキレンオキサイドを含有することを特徴とするものである。ここで、変性ポリアルキレンオキサイドは、水不溶性で、水を吸収して膨潤し、ゲル状体を形成するノニオン型吸水性高分子であり、具体的にアクアコーク（住友精化製）を挙げることができる。
【０００９】
上記構成によれば、本発明に係る水性ゲル状組成物は、変性ポリアルキレンオキサイド（ＰＡＯ）からなるゲルが、カラギーナンからなるゲル（以下、「カラギーナンゲル」と称する）に分散した構造となり、実質的にカラギーナンゲルの含水率が低下する。従って、カラギーナンゲルのゲル強度が向上して離水を効果的に抑制することが可能となる。
【００１０】
また、ゲル化助剤としてキサンタンガム及びローカストビーンガムを添加しているため、ゲル全体の強度を高めることが可能となる。さらに、興味深いことに、ＰＡＯと上記ゲル化助剤とを配合すると、ゲルを凍結解凍してもスポンジ化が抑制され、かつ凍結前のゲル強度を維持することが明らかとなった。
【００１１】
上記凍結解凍後のスポンジ化抑制効果及びゲル強度維持効果は、ＰＡＯ又はゲル化助剤を単独で配合しても発現せず、両者を配合することにより、その相乗効果として得られるものである。
【００１２】
したがって、本発明に係る水性ゲル状組成物からなる水性ゲルをシート状に成形し、得られた水性ゲルシートを単独あるいは基材に貼り合わせることにより、美観およびゲル強度が要求されるような用途に好適に使用することができる。特に、人体に密着させて使用するパップ剤、冷却剤、化粧品等の貼付剤などに使用すれば、皮膚の動きによく追従し、繰り返し伸縮されても破断するおそれのない水性ゲルシートを得ることが可能となる。
【００１３】
本発明において使用されるカラギーナンとしては、ゲル化能を有するものであればよく、好適には、κ-カラギーナン、あるいは、ι-カラギーナンを使用することができる。これらは単体として、あるいは、混合物として使用することができる。
【００１４】
使用されるＰＡＯとしては、ゲル状組成物中に０．０１〜１０重量％含まれていればよく、好ましくは０．０５〜５．０重量％、より好ましくは０．１〜３．０重量％である。
【００１５】
ゲル化剤としては、カラギーナンのほかに、例えば、ジェランガム、ゼラチン、アルギン酸塩、グルコマンナン等のゲル化剤を１種又は２種以上を併用することも可能である。さらに、水性ゲル状組成物中に塩化カリウム、塩化カルシウム等の金属塩を添加することも可能であり、この場合、ゲル強度を高くすることができる。
【００１６】
水性ゲル状組成物には、L-メントールのような冷感剤、香料、界面活性剤、薬理成分、消臭剤、防腐剤、溶剤などを必要に応じて適宜添加することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明に係る水性ゲル状組成物を実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【００１８】
本実施例においては、水性ゲル状組成物として、具体的に、表１に示す４種類の冷却剤を調製して評価を行った。具体的には、カラギーナンをゲル化剤とするゲル状組成物において、ＰＡＯ及びゲル化助剤を配合したもの（実施例）、ＰＡＯは使用せずにゲル化助剤のみ配合したもの（比較例１）、ゲル化助剤は使用せずにＰＡＯのみ配合したもの（比較例２）、実施例の配合でＰＡＯの代わりに汎用の吸水性高分子であるポリアクリル酸系吸水性高分子を使用したもの（比較例３）を作製して比較評価を行った。
【００１９】
なお、以下に表記する「％」は、水性ゲル状組成物中の含有量（重量％）を意味するものである。
【００２０】
【表１】

【００２１】
［水性ゲル状組成物の調製］
表１に示す実施例及び比較例における水性ゲル状組成物の調製方法は以下の通りである。ゲル化剤としては、κ−カラギーナン（透明タイプ）を使用し、各実施例及び比較例共通で水性ゲル状組成物全体に対して０．６％になるように配合するとともに、金属塩を０．４％を加えた。
【００２２】
また、ゲル化助剤を使用する場合はローカストビーンガム０．２７５％とキサンタンガム０．１２５％を配合し、ＰＡＯ又はポリアクリル酸系吸水性高分子を使用する場合は、０．２％配合した。
【００２３】
水性ゲル状組成物の具体的な調製方法について説明する。まず、上記ゲル化剤０．６％及び必要に応じてゲル化助剤０．４％を、溶媒５．０％中に均一に分散させる。次に、容器に所定量の脱イオン水と金属塩０．４％を加え、８５℃に設定した温浴槽中で攪拌する。その後、分散媒中にゲル化剤を分散させた液を上記イオン水中に加え、十分攪拌する。
【００２４】
以上の操作を行った後、比較例１においては、上記液をそのまま成形容器に流し込んでゲル化させる。実施例及び比較例２、３については、上記液を適当な温度にした状態でＰＡＯ又はポリアクリル酸系吸水性高分子を添加し、攪拌した後に成形容器に流し込んでゲル化させる。
以上の操作により、４０ｍｍ×１００ｍｍ×２．５ｍｍで、重量約１０ｇの水性ゲルシートを得た。
【００２５】
［評価試験］
上記調製方法によって得られた各実施例及び比較例の水性ゲルシートをマイナス２０℃の冷蔵庫内で１時間静置して凍結させた後、室温（２５℃）で１時間放置して解凍した。このときのゲルシートの性能を以下の試験により評価した。
【００２６】
（外観）
調製直後及び凍結解凍後の水性ゲルの外観を目視により評価した。

【００２７】
（離水率）
解凍した後の水性ゲルシートを乾燥した布の上に５秒静置しゲル表面の離水を拭き取った後、重量を測定し、以下の式から離水率（％）を算出した。
離水率（％）＝［（初期重量−解凍後重量）×１００］／初期重量
【００２８】
（破断ゲル強度）
破断ゲル強度は、レオメータ（サン科学社製）を用い、以下に示す条件で測定した。
まず、凍結させる前のゲルシートを試験台の上に置き、直径３ｍｍのプローブを押しあて、進入速度６０ｍｍ／ｍｉｎでゲルが破断する強度を測定した。ゲルシートを凍結解凍した後、上記と同様にして破断ゲル強度を測定した。

【００２９】
［試験結果］
表１に評価結果を示す。表によれば、実施例では、離水率が１２％と低い値を示し、凍結解凍後においては破断ゲル強度の低下も見られず、外観はやや淡白色を呈しているものの、透明性を維持しており美観に優れていることが判る。
【００３０】
一方、比較例においては、ゲル化助剤のみを配合した比較例１は、初期のゲル強度は向上しているものの、離水率は大きくなっており、凍結解凍後の外観についてもスポンジ化が起こり美観を損なうものであった。また、ＰＡＯのみを配合した比較例２は、離水率は低い値を示しているものの、ゲル強度が低く、凍結解凍後の外観もスポンジ化が起こり美観を損なうものであった。
【００３１】
ＰＡＯの代わりにポリアクリル酸系吸水性高分子を配合した比較例３においては、離水率は低い値を示し、凍結解凍後のゲル強度も高いレベルを維持しているが、ゲル調製段階ですでに白色不透明となっていた。これは、ポリアクリル酸系吸水性高分子が金属塩と反応したためと考えられた。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、ゲル化剤としてカラギーナンを使用したゲル状組成物において、ゲル化助剤としてキサンタンガム及びローカストビーンガムと、離水抑制剤として変性ポリアルキレンオキサイドとを含有するため、凍結解凍しても離水が少なくゲル強度を良好に維持し、かつ美観を損なうことのない水性ゲル状組成物を得ることができる。
【００３３】
水性ゲル状組成物をシート状に成形した場合には、破断ゲル強度が高いことから、特に、人体に密着させて使用するパップ剤、冷却剤、化粧品等の貼付剤などに使用すれば、皮膚の動きによく追従し、繰り返し伸縮されても破断するおそれのない水性ゲルシートを得ることが可能となる。

Claims (2)

1. カラギーナンをゲル化剤とするゲル状組成物において、ゲル化助剤としてキサンタンガム及びローカストビーンガムを含有し、離水抑制剤として変性ポリアルキレンオキサイドを含有することを特徴とする水性ゲル状組成物。
2. 請求項１記載の水性ゲル状組成物からなる水性ゲルをシート状に成形してなる水性ゲルシート。