JP7477507B2 - 油中水型乳化組成物 - Google Patents
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Description
油分、並びに下記の式1及び式2から選択される少なくとも一種の親水性モノマーから構成されるモノマー単位、及び下記の式4の疎水性モノマーから構成されるモノマー単位を有する油溶性共重合体を含む分散媒、並びに
前記分散媒中に分散している水滴、
を含む、油中水型乳化組成物であって、
前記油分は、IOBが0.10以上の極性油を60質量%以上含み、
前記水滴は、水及び界面活性剤を含み、かつ、前記水の含有量が、前記組成物の全量に対して30質量%以上である、
油中水型乳化組成物:
R1は、水素原子、グリセリル基、炭素原子数1~4の直鎖状若しくは分岐状のヒドロキシアルキル基、又は-(C3H6O)nHで示され、nが2~10の整数であるポリプロピレングリコール基であり、かつ
R2は、水素原子又はメチル基であり、
R3は、水素原子又はメチル基であり、かつ
R4は、炭素原子数1~4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基若しくはヒドロキシアルキル基、又は下記の式3の置換基である。
R5は、炭素原子数16~22の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、かつ
R6は、水素原子又はメチル基である。
〈態様2〉
前記式1のモノマーが、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸グリセリル、(メタ)アクリル酸PPG-6、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシ-2-メチルプロピル、及び(メタ)アクリル酸の中の少なくとも一種から選択され、かつ、前記式2のモノマーが、N-(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、及び2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸の中の少なくとも一種から選択される、態様1に記載の組成物。
〈態様3〉
前記式4のモノマーが、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸イソステアリル、及び(メタ)アクリル酸ベヘニルの中の少なくとも一種から選択される、態様1又は2に記載の組成物。
〈態様4〉
前記油溶性共重合体において、前記親水性モノマーのモノマー単位が、30~50モル%の範囲で含まれており、前記疎水性モノマーのモノマー単位が、50~70モル%の範囲で含まれている、態様1~3のいずれかに記載の組成物。
〈態様5〉
前記水滴が、10μm以下の平均粒子径を有する、態様1~4のいずれかに記載の組成物。
〈態様6〉
粘土鉱物をさらに含む、態様1~5のいずれかに記載の組成物。
〈態様7〉
態様1~6のいずれかに記載の組成物を含む、化粧料基剤。
本開示の油中水型乳化組成物は、乳化安定性に優れている。ここで、乳化安定性とは、例えば、0℃~37℃で4週間、好ましくは50℃で4週間、分離していない状態、好ましくは乳化粒子(水滴)のサイズ変化がない状態を意図することができる。
本開示の油中水型乳化組成物は、分散媒中に油溶性共重合体を含んでいる。かかる油溶性共重合体は、上述した式1及び式2から選択される少なくとも一種の親水性モノマーから構成されるモノマー単位、及び上述した式4の疎水性モノマーから構成されるモノマー単位を有している。こられの各モノマー単位は、単独のモノマー単位から構成されてもよく、或いは二種以上のモノマー単位から構成されてもよい。例えば、親水性のモノマー単位は一種類のモノマー単位から構成され、疎水性のモノマー単位は二種類のモノマー単位から構成されてもよい。
親水性モノマーは、下記の式1及び式2から選択される少なくとも一種のモノマーを使用することができる。
本開示の油溶性共重合体は、増粘性、乳化安定性の観点から、上記の式1、式2、式4以外のモノマーから構成されるモノマー単位を含まないことが好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲であれば、このようなモノマー単位をさらに有していてもよい。かかるモノマー単位の割合は、構成するモノマー単位全量の30モル%以下、20モル%以下、10モル%以下、又は5モル%以下の範囲とすることができる。
本開示の油溶性共重合体は、公知の重合法によって得ることができる。次の方法に限定されないが、例えば、親水性モノマー及び疎水性モノマーの混合物、重合溶媒、並びに重合開始剤を反応容器内に仕込み、一定温度を保つように加温しながら数時間維持して重合反応を進行させる。次いで、反応容器内の溶液から重合溶媒を留去することで、油溶性共重合体を得ることができる。
重合溶媒としては、モノマーの官能基に対して反応性を示さないような溶媒が適宜選択される。次のものに限定されないが、例えば、n-ヘキサン、n-オクタン、n-デカン、イソデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメンなどの炭化水素系溶剤;メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、n-ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノールなどのアルコール系溶剤;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルトリエチレングリコール、メチルジプロピレングリコールなどの水酸基含有グリコールエーテル;ジグライム、トリグライム、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのグリコール系溶剤;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルシクロプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソールなどのエーテル系溶剤;ジメチルケトン、ジエチルケトン、エチルメチルケトン、イソブチルメチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノンなどのケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、カプロラクトン、乳酸メチル、乳酸エチルなどのエステル系溶剤;クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、o-ジクロロベンゼンなどのハロゲン系溶剤;ホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、ε-カプロラクタムなどのアミド系溶剤;ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラメチル尿素、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、ニトロメタン、アセトニトリル、ニトロベンゼン、ジオクチルフタレートなどが挙げられる。
重合開始剤としては、従来公知のものを使用することができ、特に限定されないが、例えば、有機過酸化物又はアゾ化合物などを使用することができる。具体的には、ベンゾイルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシド、ジ-t-ブチルパーキシド、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキシル-3,3-イソプロピルヒドロパーオキシド、t-ブチルヒドロパーオキシド、ジクミルヒドロパーオキシド、アセチルパーオキシド、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、イソブチルパーオキシド、3,3,5-トリメチルヘキサノイルパーオキシド、ラウリルパーオキシド、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’-アゾビス(イソブチレート)などが挙げられる。
還流状態を維持する時間、即ち、重合時間は、モノマーがなくなるまで重合を続けることが好ましく、特に限定されないが、例えば、1時間以上、2時間以上又は3時間以上とすることができ、また、144時間以下、72時間以下又は48時間以下とすることができる。
重合雰囲気は、特に限定されず、大気雰囲気下でそのまま重合してもよく、即ち、重合系内に通常の範囲内で酸素が存在してもよいし、必要に応じて酸素を除去するため窒素又はアルゴン等の不活性ガスの雰囲気下で行ってもよい。使用する各種材料は、蒸留、活性炭又はアルミナ等で不純物を除去してもよいが、市販品をそのまま使用してもよい。また、重合を遮光下で行ってもよく、ガラスのような透明容器中で行ってもよい。
例えば、共重合体の分子量調節等のため、反応容器中に連鎖移動剤などの他の成分を必要に応じて添加してもよい。かかる連鎖移動剤としては、特に限定されないが、例えば、ラウリルメルカプタン、チオグリセロール等のメルカプト基を有する化合物;次亜リン酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等の無機塩;α-メチルスチレンダイマーなどが挙げられる。連鎖移動剤の使用量は、共重合体の分子量が目的の範囲となるように適宜決定されるが、通常、モノマーに対して0.01~10質量%の範囲が好ましい。
本開示の油中水型乳化組成物は、分散媒として油分を含んでいる。油分の含有量は、乳化組成物の全量に対し、20質量%以上、25質量%以上、又は30質量%以上とすることができ、また、70質量%以下、65質量%以下、又は60質量%以下とすることができる。
本開示の油中水型乳化組成物は、水相又は分散相としての水滴を含んでおり、かかる水滴は、水及び界面活性剤を含んでいる。水の含有量は、乳化組成物の全量に対し、30質量%以上、35質量%以上、又は40質量%以上とすることができ、また、70質量%以下、65質量%以下、又は60質量%以下とすることができる。
本開示の油中水型乳化組成物で使用し得る水としては、特に限定されるものではないが、化粧料、医薬部外品等に使用される水を使用することができる。例えば、イオン交換水、蒸留水、超純水、水道水等を使用することができる。
界面活性剤(乳化剤)は、一般に、水相と油相との界面付近、即ち、水滴の外周付近に主に存在し、一部は油分中に分散している。本開示の油中水型乳化組成物で使用し得る界面活性剤としては、特に限定されるものではなく、公知の界面活性剤を単独で又は二種以上組み合わせて使用することができる。かかる界面活性剤としては、例えば、シリコーン系界面活性剤、炭化水素系界面活性剤などを挙げることができる。
本開示の油中水型乳化組成物は、本発明の効果に影響を及ぼさない範囲で、各種成分を適宜配合することができる。各種成分としては、化粧料に通常配合し得るような添加成分を挙げることができる。例えば、1,3-ブチレングリコール、プロピレングリコール、ダイナマイトグリセリン等の保湿剤、水溶性高分子、シリコーン化多糖類等の皮膜形成剤、金属イオン封鎖剤、低級アルコール、PEG6000及びジプロピレングリコール等の多価アルコール、各種抽出液、糖、アミノ酸、有機アミン、高分子エマルジョン、キレート剤、紫外線吸収剤、pH調整剤、皮膚栄養剤、ビタミン、医薬品、医薬部外品、化粧品等に適用可能な水溶性薬剤、酸化防止剤、緩衝剤、防腐剤、酸化防止助剤、噴射剤、有機系粉末、粘土鉱物、顔料、染料、色素、香料、水、酸成分、アルカリ成分等を挙げることができる。これらの任意成分は、単独で又は二種以上組み合わせて使用することができ、油相中又は水相中に適宜配合することができる。
なかでも、高温下での乳化安定性の観点から、粘土鉱物を使用することが好ましい。本開示の油溶性共重合体は有機物であるため、高温下、例えば50℃程度の環境下では増粘効果が低下する場合がある。一方、粘土鉱物は無機物であるため、有機物に比べて高温下での影響を受けにくい。粘土鉱物は、本開示の油溶性共重合体よりも増粘効果は低いが、油分を増粘させる性能を有している。その結果、高温条件下で低下した油溶性共重合体による増粘性を、粘土鉱物が補完することができるため、粘土鉱物の使用は、高温下での乳化安定性を向上させることができる。
(X,Y)2-3(Si,Al)4O10(OH)2Z1/3・nH2O …式5
本開示の油中水型乳化組成物は、例えば、化粧料の基剤として使用することができる。かかる化粧料の製品形態としては、特に限定されるものではないが、例えば、乳液、クリーム、フェイスオイル、ボディーオイル、美容液などのスキンケア化粧料;ファンデーション、化粧下地、口紅、頬紅、アイシャドウ、マスカラ、マスカラ下地などのメーキャップ化粧料;メイク落としなどの皮膚洗浄料;毛髪洗浄料;ヘアトリートメント、ヘアオイルなどの毛髪化粧料;日焼け止め化粧料;染毛料等が挙げられる。
本開示の油中水型乳化組成物は、公知の方法を用いて製造することができる。例えば、油溶性共重合体を油分に添加、攪拌して混合液を調製し、かかる混合液に水及び界面活性剤を添加、撹拌して油中水型の乳化組成物を得ることができる。必要に応じ、水又は油分に対し、上記の任意成分を適宜配合してもよい。
〈油溶性共重合体1の合成〉
還流冷却器、温度計、窒素ガス導入管及び撹拌機が取り付けられた容量1リットルの四つ口フラスコに、エタノール250質量部、並びに親水性モノマーであるメタクリル酸グリセリルを40質量部、疎水性モノマーであるアクリル酸ステアリルを30質量部及びメタクリル酸ステアリルを30質量部仕込み、窒素気流下で昇温した。約80℃の還流状態となった時点で、2,2’-アゾビスイソブチロニトリルを1質量部添加し、4時間、還流状態を維持して重合反応を進行させた。次いで、フラスコ内の溶液から溶媒のエタノールを留去することで、油溶性共重合体1を得た。
還流冷却器、温度計、窒素ガス導入管及び撹拌機が取り付けられた容量1リットルの四つ口フラスコに、エタノール250質量部、並びに親水性モノマーであるヒドロキシエチルアクリルアミドを50質量部、疎水性モノマーであるアクリル酸ステアリルを50質量部仕込み、窒素気流下で昇温した。約80℃の還流状態となった時点で、2,2’-アゾビスイソブチロニトリルを1質量部添加し、4時間、還流状態を維持して重合反応を進行させた。次いで、フラスコ内の溶液から溶媒のエタノールを留去することで、油溶性共重合体2を得た。
(平均粒子径の評価)
組成物中の水滴(乳化粒子)の平均粒子径の測定は、光学顕微鏡(BX60、OLYMPUS社製)で直接目視により観察し、任意に選択した10個の水滴の投影面積円相当径の平均値として求めた。その結果を、表1及び表2にまとめる。
組成物の粘度は、ローター番号H6、30℃、10回転/分の条件で、B型粘度計(TVB形粘度計TVB-10、東機産業株式会社製)を用いて評価した。その結果を、表1及び表2にまとめる。なお、分離している状態の組成物については粘度の評価を実施しなかった。
実施例1~3及び比較例1~3では、油分中に占める極性油の割合の影響について評価した。
1.2質量部の油溶性共重合体1と2質量部のセチルPEG/PPG-10/1ジメチコンを、油分であるテトラエチルヘキサン酸ペンタエリスリチル40質量部に添加し、85℃に加熱して攪拌溶解させ、混合液Aを調製した。46.8質量部のイオン交換水と10質量部のダイナマイトグリセリンを、80℃に加熱混合し、混合液Bを調製した。ホモジナイザーを用いて混合液Aに混合液Bを徐々に添加して混合した後、室温まで冷却させることで油中水型の乳化組成物を調製した。
表1の配合割合に変更したこと以外は、実施例1と同様にして実施例2及び3、比較例1~3の組成物を各々調製した。
表1から明らかなように、油分中に占める極性油の割合が増加するに伴い、組成物の粘度も増加することが確認できた。また、油分中に占める極性油の割合が50質量%を超えると、37℃4週間後においても水相と油相とは分離せず、乳化安定性に優れていることも分かった。
実施例4~14及び比較例4では、粘土鉱物の使用に伴う効果について評価した。
0.6質量部の油溶性共重合体1、粘土鉱物の変性剤であるジステアリルジモニウムクロリド0.2質量部、2質量部のセチルPEG/PPG-10/1ジメチコン、及び1質量部のジイソステアリン酸ポリグリセリル-2を、油分である、テトラエチルヘキサン酸ペンタエリスリチル12質量部、エチルヘキサン酸セチル12質量部及びジメチコン6質量部に添加し、85℃に加熱して攪拌溶解させ、混合液Aを調製した。5質量部のダイナマイトグリセリンと5質量部のジプロピレングリコールを54.9質量部のイオン交換水に溶解させ、80℃に加熱した後に、粘土鉱物のケイ酸アルミニウムマグネシウム0.3質量部を添加して攪拌分散させ、混合液Bを調製した。ホモジナイザーを用いて混合液Aに混合液Bを徐々に添加して混合した後、室温まで冷却させることで油中水型の乳化組成物を調製した。
表2の配合割合に変更したこと以外は、実施例4と同様にして実施例5~14の組成物を各々調製した。
表2の配合割合に変更したこと、及び油溶性共重合体を使用しなかったこと以外は、実施例4と同様にして比較例4の組成物を調製した。なお、比較例4の組成物は、37℃4週間後に水相と油相とが分離していたため、0℃~50℃環境下での4週間後の粘度測定は実施しなかった。
表2から明らかなように、粘土鉱物を含むが油溶性共重合体を含まない比較例4の組成物は、37℃4週間後において水相と油相とが分離していた。一方、油溶性共重合体と粘土鉱物を含む実施例4~14の組成物は、37℃4週間後に加え、さらに50℃4週間後においても水相と油相とは分離しておらず、高温下での乳化安定性に優れていることが分かった。
以下に、本開示の油中水型乳化組成物を化粧料として使用した場合の処方例を挙げるが、この例示に限定されるものではない。
(成分) (質量%)
イオン交換水 残部
ダイナマイトグリセリン 5
ジプロピレングリコール 5
PEG600 1
セチルPEG/PPG-10/1ジメチコン 2
ジイソステアリン酸ポリグリセリル-2 1
テトラエチルヘキサン酸ペンタエリスリチル 12
エチルヘキサン酸セチル 12
ポリブチレングリコール 2
オクチルメトキシシンナメート 3
オクトクリレン 5
ビスエチルヘキシルオキシフェノールメトキシフェニルトリアジン 1.5
ジエチルアミノヒドロキシベンゾイル安息香酸ヘキシル 2
t-ブチルメトキシジベンゾイルメタン 2.5
油溶性共重合体1 0.8
ジステアリルジモニウムクロリド 0.2
ケイ酸アルミニウムマグネシウム 0.3
テトラエチルヘキサン酸ペンタエリスリチル、エチルヘキサン酸セチル及びポリブチレングリコールを含む油分に、セチルPEG/PPG-10/1ジメチコン、ジイソステアリン酸ポリグリセリル-2、油溶性共重合体1、粘土鉱物の変性剤であるジステアリルジモニウムクロリド、紫外線吸収剤である、オクチルメトキシシンナメート、オクトクリレン、ビスエチルヘキシルオキシフェノールメトキシフェニルトリアジン、ジエチルアミノヒドロキシベンゾイル安息香酸ヘキシル及びt-ブチルメトキシジベンゾイルメタンを添加し、85℃で攪拌溶解させ、混合液Aを調製した。ダイナマイトグリセリン、ジプロピレングリコール、PEG6000をイオン交換水に溶解させ、80℃に加熱した後に、粘土鉱物のケイ酸アルミニウムマグネシウムを添加して攪拌分散させ、混合液Bを調製した。ホモジナイザーを用いて混合液Aに混合液Bを徐々に添加して混合した後、室温まで冷却させることで油中水型の日焼け止め化粧料を調製した。
2 油溶性共重合体
3 水素結合
Claims (4)
- 油分、並びに親水性モノマーから構成されるモノマー単位、及び疎水性モノマーから構成されるモノマー単位を有する油溶性共重合体を含む分散媒、並びに
前記分散媒中に分散している水滴、
を含む、油中水型乳化組成物であって、
前記油分の含有量が、前記組成物の全量に対し、20質量%以上65質量%以下であり、
前記油分は、油分全体に対し、IOBが0.10以上0.50以下の極性油を60質量%以上含み、
前記油溶性共重合体の含有量が、前記組成物の全量に対し、0.3質量%以上3.0質量%以下であり、
前記水滴は、水及び界面活性剤を含み、かつ、前記水の含有量が、前記組成物の全量に対して30質量%以上70質量%以下であり、前記界面活性剤の含有量が、前記組成物の全量に対し、0.1質量%以上8質量%以下であり、
前記油溶性共重合体において、前記親水性モノマーのモノマー単位が、30~50モル%の範囲で含まれており、前記疎水性モノマーのモノマー単位が、50~70モル%の範囲で含まれており、
前記親水性モノマーが、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸グリセリル、(メタ)アクリル酸PPG-6、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシ-2-メチルプロピル、(メタ)アクリル酸、N-(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、及び2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸の中の少なくとも一種から選択され、
前記疎水性モノマーが、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸イソステアリル、及び(メタ)アクリル酸ベヘニルの中の少なくとも一種から選択される、
油中水型乳化組成物。 - 前記水滴が、10μm以下の平均粒子径を有する、請求項1に記載の組成物。
- 粘土鉱物をさらに含む、請求項1又は2に記載の組成物。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物を含む、化粧料基剤。
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