JP3987552B2

JP3987552B2 - 液晶乳化組成物の製造方法

Info

Publication number: JP3987552B2
Application number: JP2005369053A
Authority: JP
Inventors: 喬鈴木; 憲司中村
Original assignee: 憲司中村
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: DE602006003300D1; ATE412040T1; JP2007169214A; ES2313534T3; US20070149624A1; EP1801184B1; EP1801184A1; US7696254B2

Description

本発明は、希釈により液晶構造が破壊されない安定性の改良された液晶乳化組成物を、剪断力を与えることなく、しかも特殊な設備を用いることなく容易に製造する方法に関する。
また、本発明では、特定分子構造の親水性界面活性剤を用いて、これに対して特定成分を特定混合比で混合することにより安定性の優れた液晶乳化組成物を製造する方法に関する。

従来、乳化に液晶相を利用することが知られている。応用される液晶としては、ラメラ液晶、逆ヘキサゴナル液晶、キュービック液晶があり、いずれも特徴ある乳化系を生成する。液晶乳化組成物の中で、高級アルコールを用いた液晶構造体も知られているが、非常に不安定であり、高級アルコールだけで外用基材を得ようとすると耐温性が悪く、結晶の析出、粘度低下等の問題があり、これを改善する技術、例えば高級アルコールに対して脂肪酸・親油性非イオン界面活性剤、親水性界面活性剤、多価アルコール及び水を混合した液晶型外用基材が提案されている（特許文献１：特開昭６３−２８７７１８号公報）が、これらの化合物を混合するときにはホモミキサーや、超音波乳化器、マントンガウリン乳化器等、撹拌衝撃を与えて液晶を得る工程が必須で、そのための装置負担があった。
また、液晶組成物としては、界面活性剤を活用する技術も知られており、例えば両性界面活性剤及び／又は半極性界面活性剤、高級脂肪酸、水との液晶構造を持つ複合体も公知である（特許文献２：特開平８−２１７６３３号公報）。さらに、哺乳動物表皮に微量存在するセラミドを利用し、これにコレステロール及び脂肪酸を加えて油剤中で混合後に水溶性多価アルコールを添加し、水性媒体中で混合後に冷却して液晶乳化物を得ることも公知である（特許文献３：特開平９−１２４４３２号公報）。しかしながら、これらの公知技術もマントンガウリングによる撹拌衝撃が必要であった。
高級アルコールを用いた液晶組成物は、上述するように非常に不安定で幾多の欠点を有していたので、これらの欠点を解決するために、高級アルコールの混合量を抑えて、パラフィン、ワセリン等常温で固体の油分を混合したり、アラビアゴム、カルボキシビニルポリマー又はヒドロキシプロピルセルロース等の水溶性高分子を用いる提案をされているが、得られた液晶組成物は、白濁して液晶独特の透明性が失われたり、べたつきが増加して、液晶のさっぱりした感触がなくなる。

液晶組成物に親水性界面活性剤として、デカグリセリン脂肪酸エステルやPOE付加ポリエチレングリコール脂肪酸エステルやPOE付加硬化ヒマシ油を用いることも上述の特開昭６３−２８７７１８号公報（特許文献１）で知られているが、これらの材料成分はマントンガウリンのように高度の剪断力を与えないと液晶が形成されなかった。
また、親油性界面活性剤には、HLB7以下の脂肪酸グリセライドを用いているが、油相成分及び水相成分を別々に混合加熱して、水相成分に油相成分を加えてホモミキサーによる前処理を行ってから、マントンガウリン又はマンドンガウリンにより高度の剪断力を与える複雑な製造工程である。液晶の疎水結合力が低いので、水等による希釈により液晶が破壊されて白色の乳化粒子になり、液晶の安定性が悪い。

さらに、特開2003−212716号公報（特許文献４）によれば、油分、高級アルコール、高級脂肪酸、親水性界面活性剤、親油性界面活性剤、水溶性多価アルコール及び水による改良された液晶乳化組成物が提案されている。ここでは、油分、高級アルコール、高級脂肪酸、非イオン界面活性剤、水溶性多価アルコール及び水からなる組成物とし、該油分と非イオン界面活性剤の比を１：１〜３：１、高級アルコールの炭素数をC₁₂〜C₂₄にして拡販衝撃により液晶を形成しているが、この技術もホモミキサーに次いでマントンガウリンやマイクロフルイタイザーにより高度な剪断力を与えている。
上述するように従来の液晶組成物の製造には、複雑な工程、しかも高剪断力を与えて液晶構造物とするために、経済的でなく、しかも水等による希釈により液晶が破壊されて透明な状態より白色の乳化粒子に変質する安定性の低いものであった。

特開昭63-287718号公報特開平08-217633号公報特開平09-124432号公報特開2003-212716号公報

従来、液晶乳化組成物の製造では、乳化技術における強力な剪断力の開発により微細分散する技術の進歩に合わせて、撹拌衝撃に適合する界面活性剤を活用し、原料成分に対して強力な剪断力を与える工程にマッチングする界面活性剤を開発し、一応の目的を達成している。しかし、強力な剪断力のためには、マントンガウリンやマイクロフルイダイザー等の特殊な装置が必要であり、しかも液晶製造時には温度衝撃や撹拌衝撃が必須のために複雑な生産工程が必要となり、これが液晶乳化組成物製造時の大きなコスト高の要因であった。
また、得られた液晶乳化組成物も、微細乳化粒子が混在して白濁したり、希釈により液晶が壊れて白色の乳化粒子になるなど液晶の安定性にも問題があった。
本発明は、上記の問題点を改良して、生産を合理化することによりコストを低減し、並びに、品質の安定性を向上することを課題とする。

本発明では、乳化において微細乳化粒子の表面張力を下げるのに有効な界面活性剤の親水性と親油性の強さと、液晶が積層面で配向して疎水結合力を得るために必要な界面活性剤の親水性と親油性の強さとは相違することに着目し、液晶の安定性向上に有効な界面活性剤の親水性と親油性の強さを検討した結果、分子構造により特定される極めて親水性の高い界面活性剤を用いることにより、液晶製造の効率化と、品質の安定性を確保するという課題が解決できた。

本発明は、以下の構成を基本とすることで上記の課題を解決した。
〔１〕（１）下記一般式のポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・アルキルエーテルで、且つHLB10〜20の親水性界面活性剤(a)3〜8重量部と親油性界面活性剤(b)2〜６重量部とからなる混合物5〜14重量部に、（２）油分(c)5〜30部を混合して得られた混合物に対して、（３）水溶性多価アルコール(d)40〜80重量部を水(e)8〜40重量部に混合して得られた混合物を加えて加熱し、均一に混合して、冷却することを特徴とする液晶構造を有する液晶乳化組成物の製造方法。
一般式 HO(C ₂ H _４ O)_ｎ-(C ₃ H _６ O)_mR
（式中、ｎは15〜50、mは4〜16の整数、Rは、アルキル基で炭素数がC₁₂〜C₂₄により選ばれる。）
〔２〕油分(c)と界面活性剤合計((a)+(b))の混合比が１：１〜３：１であることを特徴とする〔１〕に記載の液晶乳化組成物の製造方法。
〔３〕水溶性多価アルコール(d)と水(e)との混合物中における、水溶性多価アルコール(d)の含有量が60〜90％であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の液晶乳化組成物の製造方法。
〔４〕〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の方法により製造された液晶乳化組成物を、水、水と低級一価アルコール又は水と水溶性多価アルコールの混合液により希釈されたことを特徴とする液晶乳化組成物。

本発明では、上記課題を解決するために、液晶形成に及ぼす界面活性剤の楔効果を強化して安定な液晶を得ることができた。このためには、ポリオキシエチレン(POE)・ポリオキシプロピレン(POP)・アルキルエーテル（ただし、POE=15〜50モル、POP=4〜16モル、アルキル基の炭素数C₁₂〜C₂₄)のHLB10〜20の親水性界面活性剤を用いることが必須である。
また、この必須成分の親水性界面活性剤に対して、親油性界面活性剤油分、水溶性多価アルコールを特定量混合することによって、液晶の界面膜強度が強く安定な液晶乳化組成物を得ることができる。

本発明における親水性界面活性剤(a)としては、「ポリオキシエチレン(20)・ポリオキシプロピレン(4)・セチルエーテル(HLB16.5)」、「ポリオキシエチレン(20)・ポリオキシプロピレン(8)・セチルエーテル(HLB12.5)」、「ポリオキシエチレン(20)・ポリオキシプロピレン(6)・デシルテトラデシルエーテル(HLB11)」又は「ポリオキシエチレン(30)・ポリオキシプロピレン(6)・デシルテトラデシルエーテル(HLB12)」等を用いることができる。

本発明に用いる親油性界面活性剤(b)としては、モノステアリン酸グリセリル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、グセリセン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル又はポリエチレングリコール脂肪酸エステルから選ばれるHLB5以下の親油性界面活性剤を用いることができる。

油分(c)は、固形油分として、ステアリン酸コレステリル、ステアリン酸ジグリセリル、トリステアリン酸グリセリル、ステアリン酸キミル、ミツロウ、高級アルコール又はバチルアルコール等がある。また、半固形油分として、ワセリン、ステアリン酸硬化ヒマシ油、水添ホホバ油、トリ(カプリル、カプリン酸)グリセリン又はトリグリセリン酸グリセリル等がある。流動油分として、スクラワン、シリコーン油、流動パラフィン、ミリスチン酸イソプロピル、ホホバ油、オリーブ油、マカデミアナッツ油、合成イソパラフィン、アジピン酸ジイソプロビル、トリ2−エチルヘキサン酸グリセリル、ミリスチン酸オクチドデシル又はセトステアリルアルコール等がある。本発明では、上記固形油分、半固形油分及び流動油分を単独でも、適宜混合してもどちらでもよい。

水溶性多価アルコール(d)としては、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、トリエチレングリコール、ポエチレングリコール、ソルビトール、キシリトール、グルコース又はマルチトールを用いることができる。

油分には、固形油分、半固形油分、流動油分のいずれも用いることができるが、流動油分のみでは液晶形成に難しいものが多く、3種類を混合して用いるのが好ましい。油相成分の相溶性が悪い場合には経時的に固形油分の結晶化が起こり液晶構造を破壊することがある。

本発明では、予め混合した上記親水性界面活性剤３〜８重量部及び上記親油性界面活性剤２〜６重量部に対して、油分5〜30重量部を加え、70℃に加熱して調整する。親水性界面活性剤と親油性界面活性剤との混合比は、上記範囲であれば格別限定されないが、成分系の状態から液晶領域を示す成分配合に設定するものであり、１：１〜３：１の範囲が好ましい。次いで、得られた界面活性剤混合物に対して、水8〜40重量部と水溶性多価アルコール40〜80重量部とを添加し、70℃に加熱して、水相中の水溶性多価アルコールの含有量が60〜90％となるように調製し、さらに45℃程度に冷却することにより、目的とする液晶乳化組成物を製造することができる。

従来の液晶乳化組成物では、希釈により液晶が破壊されて白濁してこのような安定性が得られなかったが、本発明の製造方法による液晶乳化組成物は、水、水と低級一価アルコール、又は水と水溶性多価アルコールの混合液により希釈をしても液晶が破壊されることなく液晶として分散状態で保たれる。
また、従来の液晶乳化組成物は、白色で皮膚に塗布した際の白化現象により肌にいつまでも白く残ることを避けられなかったが、本発明による液晶乳化組成物は、透明感があり、白化現象は生じない。粘度mpa.s18,000-25,000のペースト状のものであり、乳化クリームのように「ねとつき」はない。さっぱりとした感触であり、肌の保湿性に永続性の優れた効果が得られることが特徴である。液晶形成の確認は、液晶は光学異方性を有するので偏光顕微鏡により確認できる。液晶以外の乳化粒子の生成は位相差顕微鏡により確認できる。
実施例による液晶の形成について偏光顕微鏡写真により図１、図２に示す通りである。
以下、本発明の方法を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

［実施例］
本発明を実施例によって具体的に説明する。

（注）表中の成分は、以下を示す。
PBC-34；ニッコールPBC-34：日光ケミカルズ株式会社製品、ポリオキシエチレン(20)ポリオキシプロピレン(4)セチルエーテル、（HLB16.5）
BC-23；ニッコールBC-23：日光ケミカルズ株式会社製品、ポリオキシエチレン(23)セチルエーテル、（HLB18.0）
MGS-B；ニッコールMGS-B／日光ケミカルズ株式会社製品、モノステアリン酸グリセリン、（HLB3.0）
SS-10；ニッコールSS-10／日光ケミカルズ株式会社製品、モノステアリン酸ソルビタン（HLB4.7）
TIO；トリ２-エチルヘキサン酸グリセノル
ＳＴＡ；セトステアリルアルコール

＜混合比＞
液晶形成に及ぼす親水性界面活性剤を実施例（PBC-34、PEN-4630）と比較例（BC-23）で対比した。
実施例１及び実施例２では、親水性界面活性剤（PBC-34）及び親油性界面活性剤（MGS-B）を組み合わせ、合計界面活性剤と油分との混合比が１：1.4〜１：2.9では、透明感のある粘度19,000〜21,000Pa.Sのクリーム状で、全てが液晶よりなる液晶乳化組成物が得られた。実施例１及び２で得られた液晶乳化組成物の偏光顕微鏡写真を図１及び図２で示す。
比較例１及び比較例２では、比較例の親水性界面活性剤（BC-23）を用い、さらに親油性界面活性剤（SS-10）を組み合わせて、合計界面活性剤と油分との混合比を１：１及び１：2.9に設定し、比較例３では、本特許の範囲外の混合比（合計界面活性剤：油分＝１：４）を試験した。
＜調製＞
表１に記載の処方により、界面活性剤(親水性＋親油性)と油分を混合し、加熱して70℃に調整した。別途、水溶性多価アルコールと水を混合し加熱して70℃に調整した。両者を混合して45℃に冷却して液晶乳化組成物を得た。
＜表１の評価＞
実施例１、実施例２の生成物は、透明感のクリームで、粘度が19,000〜21,000mPa.Sでさっぱりした“ねとつき”のないクリーム状のものであり、偏光顕微鏡により全て液晶よりなることを確認した。
これに対して、比較例１〜３の生成物は、乳白色のクリームであり、位相差顕微鏡により0.2〜0.5μの乳化粒子が生成していることを確認した。
＜表２の評価＞
表２に、実施例及び比較例では、液晶形成に及ぼす水相中の水溶性多価アルコール濃度の影響を試験した。
親水性界面活性剤は、実施例３〜６，比較例４，５では、上記PBC-34の他にPEN-4630(ニッコールPEN-4630：日光ケミカルズ株式会社製品)；ポリオキシエチレン(30)ポリオキシプロピレン(6)デシルテトラデシルエーテル（HLB12.0）を用いた。親油性界面活性剤としては、前記MGO又はSS-10を用いた。

水相中の多価アルコールの濃度が60％以下の、50％、42％では液晶の形成は少量であり乳白色の乳化粒子が主体となっている。
この結果、水相中の多価アルコールの濃度が、60〜90％の範囲が有効であることが確認できた。
＜本発明の液晶乳化組成物＞
従来の液晶乳化組成物は、液晶の安定性が悪いので、水、水と低級一価アルコール、又は水と水溶性多価アルコールで希釈すると、液晶が破壊されて白色の乳化粒子に変化する問題があった。
これに対して、本発明では、液晶乳化組成物の安定性が優れているので、水、水と低級一価アルコール、又は水と水溶性多価アルコールで希釈しても液晶構造が破壊されることがなく、白色の乳化粒子は形成されないことが明らかであった。

実施例１で得られる液晶乳化組成物の偏光顕微鏡写真（100倍）実施例２で得られる液晶乳化組成物の偏光顕微鏡写真（200倍）

Claims

（１）下記一般式のポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・アルキルエーテルで、且つHLB10〜20の親水性界面活性剤(a)３〜８重量部と親油性界面活性剤(b)2〜６重量部とからなる混合物５〜１４重量部に、（２）油分(c)５〜３０重量部で、かつ油分：界面活性剤合計（(a)＋(b)）の混合比が１：１〜３：１の範囲に混合して得られた混合物に対して、（３）水溶性多価アルコール(d)40〜80重量部を水(e)８〜40重量部に混合して得られた混合物を加えて加熱し、均一に混合して、冷却することを特徴とする液晶構造を有する液晶乳化組成物の製造方法。
一般式 HO(C₂H_４O)_ｎ-(C₃H_６O)_mR
（式中、ｎは15〜50、mは4〜16の整数、Rは、アルキル基で炭素数がC₁₂〜C₂₄により選ばれる。）
水溶性多価アルコール(d)と水(e)との混合物中における、水溶性多価アルコール(d)の含有量が60〜90％であることを特徴とする請求項１に記載の液晶乳化組成物の製造方法。
請求項１又は２に記載の方法により製造された液晶乳化組成物を、水、水と低級一価アルコール又は水と水溶性多価アルコールの混合液により希釈されたことを特徴とする液晶乳化組成物。