説明

動植物硬化油の水性乳化組成物

【課題】自然環境下において、長期間に亘り安定な乳化状態を保つことができる動植物硬化油を主材とする水性乳化組成物を提供する。
【解決手段】水に、動植物硬化油と共に(A)融点が26℃以上60℃以下で、かつ、溶解度パラメーター値が8.2以下のワックス状物並びに(B)平均分子量が400〜700の脂肪族1級アルコールエチレンオキサイド付加重合物、かつ、HLB値が10〜16の非イオン性界面活性剤を含有する水性乳化組成物とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自然環境下において良好な乳化安定性を示す動植物硬化油を主成分とする水性乳化組成物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、動植物油脂の水性乳化組成物としては、常温にて液体である不飽和脂肪酸のトリグリセリドを主成分とする油脂の乳化物が一般的であり、様々に検討されてはいるものの、動植物硬化油を主材とする乳化物はこれまで市場に存在しなかった。
【0003】
その理由として、動植物硬化油の主成分である飽和脂肪酸トリグリセリドは、自然環境の温度変化に対して結晶構造変化を起こしやすく、その結果、乳化形態が破壊され、最終的には流動性が失われることがある。その対策として、これら乳化物を低温環境下にて保管することが有効であると考えられるものの、完全な抑制は不可能であるばかりかコスト上の問題から、工業製品としての適用は困難とされてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、以上のような背景から、自然環境下において、長期間に亘り安定な乳化状態を保つことができる動植物硬化油を主材とする水性乳化組成物を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の水性乳化組成物は、上記課題を解決するものとして、水に、動植物硬化油と共に、
(A)融点が26℃以上60℃以下で、溶解度パラメーター値(SP値)が8.2以下のワックス状物、並びに(B)平均分子量が400〜700の脂肪族1級アルコールエチレンオキサイド付加重合物で、そのHLB値が10〜16の非イオン性界面活性剤を含有し、動植物油および前記(A)成分と(B)成分の総和が全体量の30〜45質量%の範囲内であって、前記(A)成分の配合率が1〜3質量%の範囲内で、前記(B)成分の配合率が1〜5質量%の範囲内である動植物硬化油の水性乳化組成物であることを特徴としている。
【発明の効果】
【0006】
本発明の乳化組成物は、自然環境下での保管において安定な乳化状態を長期に亘って保つことができ、これまで保管時に必要であった低温保管装置を使用する必要が無い。これにより、製品保管・流通面での制約が大幅に緩和され、動植物硬化油の乳化組成物の利用分野が拡大される。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明の水性乳化組成物では、動植物硬化油を主材とし、(A)融点が26℃以上60℃以下で、溶解度パラメーター値(SP値)が8.2以下のワックス状物と、(B)平均分子量が400〜700の脂肪族1級アルコールエチレンオキサイド付加重合物で、HLB値が10〜16の非イオン性界面活性剤を必須成分として含有する。
【0008】
本発明に使用される動植物硬化油としては、動物もしくは植物由来の各種のものであってよい。なお、「硬化油」は、従来と同様に脂肪油の二重結合の部分に水素を付加させることで固体となる脂肪油と定義されるものであるが、本発明の動植物硬化油は、このような一般的定義を踏まえつつ、さらには主成分として、つまり全体量のうちの90質量%以上の飽和脂肪酸トリグリセリドを含むものであって、硬くて脆いという特徴をもつものを意味している。例えば、本発明での動植物硬物としては、パーム硬化油、大豆硬化油、ひまし硬化油、牛脂硬化油、菜種硬化油等が挙げられる。
【0009】
これら硬化油は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0010】
本発明に使用されるワックス状物(A)としては、融点が26℃以上60℃以下のものである。融点26℃未満のものでは、乳化組成物の不揮発分の硬度を低下させ、60℃を超えるものでは、乳化組成物の保存安定性の改善効果が不十分であることから好ましくない。
【0011】
また、本発明に使用されるワックス状物(A)は、溶解度パラメーター値が8.2以下のものである。溶解度パラメーターが8.2を超えるものでは、乳化組成物の保存安定性の改善効果が不十分であることから好ましくない。
【0012】
なお、溶解度パラメーター値の下限値については、一般的には、7.8が目安とされる。
【0013】
ワックス状物(A)の具体例としては、パラフィンワックス、ノルマルアルカン(オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘンエイコサン、ドコサン、トリコサン、テトラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン)、ノルマルアルケン(1−エイコセン、1−ドコセン、1−トリコセン、1−テトラコセン、1−ペンタコセン、1−ヘキサコセン、1−ヘプタコセン、1−オクタコセン)、モノエステル(ミリスチン酸セチル、パルミチン酸セチル、ステアリン酸ステアリル)等が挙げられる。これらワックス状物は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0014】
上記ワックス状物(A)は、水性乳化組成物の全体量の1〜3質量%の範囲内で使用することが好ましい。配合量が1質量%未満では、乳化物の保存安定性の改善効果が不十分であり、3質量%を超えた場合では、乳化組成物の不揮発分の硬度を低下させることから好ましくない。
【0015】
本発明に使用される非イオン性界面活性剤(B)は、平均分子量400〜700の脂肪族1級アルコールのエチレンオキサイド付加重合物であり、そのHLB値が10〜16のものである。平均分子量が400未満のものでは、乳化後の冷却過程において凝集が発生、最終的には流動性を失うことから好ましくない。また、HLB値が10未満では、30℃加熱虐待安定性、製造時の乳化性が不良であることから好ましくない。
【0016】
非イオン性界面活性剤(B)の具体例としては、ペトロライト社製のユニトックスTM420、450、480、550、750、青木油脂工業(株)製のブラウノンUNA−450、ブラウノンUNA−480等が挙げられ、単独もしくは2種以上の組合せにて用いることができる。
【0017】
上記非イオン性界面活性剤(B)の配合量は、水性乳化組成物の全体量の1〜5質量%の範囲内で使用することが好ましい。配合量が1質量%未満では、動植物硬化油の乳化性が不十分であり、5質量%以上では、乳化組成物の不揮発分の硬度が低下することから好ましくない。
【0018】
本発明の乳化組成物の不揮発分としての前記の動植物硬化油とワックス状物(A)並びに非イオン性界面活性剤(B)の総和は、本発明の水性乳化組成物の全体量において、30〜45質量%の範囲内とすることが好適である。不揮発分30質量%未満では、乳化物の粘度が低く、静置保存安定性が不良である。また、45質量%を超える場合、製造時の乳化性に問題があることから好ましくない。
【0019】
水性乳化組成物としては、残部を水とすることが好ましいが、本発明の乳化組成物には、上記必須成分に加え、本発明の目的を損なわない範囲内で界面活性剤(B)以外の非イオン性、陰イオン性界面活性剤を併用することができる。
【0020】
非イオン性界面活性剤の具体例としては、ソルビタン脂肪酸エステル(モノラウリン酸ソルビタン、モノパルミチン酸ソルビタン、モノステアリン酸ソルビタン、セスキステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、モノオレイン酸ソルビタン、セスキオオレイン酸ソルビタン、トリオレイン酸ソルビタン、モノイソステアリン酸ソルビタン、セスキイソステアリン酸ソルビタン、ヤシ油脂肪酸ソルビタン)、ポリオキシチレンソルビタン脂肪酸エステル(モノヤシ油脂肪酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルミチン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノステアリン酸ポリオキシエシレンソルビタン、トリステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノイソステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン)、グリセリン脂肪酸エステル(モノミリスチン酸グリセリル、モノステアリン酸グリセリル、モノオレイン酸グリセリル、モノイソステアリン酸グリセリル、モノカプリン酸グリセリル)、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンベヘニルエーテル、ポリオキシプロピレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン(C20−40)エーテル、ポリオキシエチレン(C30−50)エーテル)、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル(モノオレイン酸ポリエチレングリコール、モノステアリン酸ポリエチレングリコール、モノラウリン酸ポリエチレングリコール、モノステアリン酸プロピレングリコール、モノラウリン酸プロピレングリコール、モノオレイン酸プロピレングリコール)、ポリオキシエチレンひまし油、ポリオキシエチレンラノリン、ポリオキシエチレン硬化ひまし油、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド等が挙げられる。
【0021】
陰イオン界面活性剤の具体例としては、アルキル硫酸エステル塩(ラウリル硫酸ナトリウム、高級アルコール硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸エタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム)、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩(ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン、アルキルベンゼンスルフォン酸塩(ドデシルベンゼンスルフォン酸、アルキルナフタレンスルフォン酸、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸)、脂肪酸塩(半硬化牛脂脂肪酸ソーダ石けん、ステアリン酸ソーダ石けん、半硬化牛脂脂肪酸カリ石けん、オレイン酸カリ石けん、ひまし油カリ石けん、パルミチン酸モルホリン塩、ステアリン酸モルホリン塩、オレイン酸モルホリン塩、ベヘニン酸モルホリン塩、モンタン酸モルホリン塩、高級脂肪酸アミン塩)、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸カリウム、アルケニルコハク酸ジカリウム、アルカンスルホン酸ナトリウム等を挙げることができる。
【0022】
本発明における乳化組成物は、製造時の乳化性を損なわない範囲で上記した成分の他にアルコール類、防腐・殺菌剤、増粘剤、安定剤、水酸化カリウムなどの中和剤等を適宜、目的に応じて使用することができる。
【0023】
本発明の乳化組成物は、公知の方法、例えばホモミキサー、高圧ホモジナイザーを用いた乳化方法により作製することができる。
【0024】
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明する。但し、本発明は、これら実施例によって何ら限定されるものではない。
【実施例】
【0025】
(乳化組成物の作製方法)
動植物硬化油、ワックス状組成物、界面活性剤を規定の比率にて配合し、攪拌下にて加熱溶融(90〜100℃)した。これに90℃の温水を加え、ホモミキサーを用いてにて均一な乳化液とし、更に、高圧ホモジナイザーにて処理することで目的の乳化組成物を得た。
(加熱虐待安定性の評価)
<評価方法>
乳化組成物を100ml栓付試料ガラス管に50ml入れ、30℃恒温槽に24時間放置後、20℃環境下にて放冷した。試料ガラス管を90度傾斜転倒させることで、内容物の液面移動状況を目視にて観察した。
【0026】
評価基準は次のとおりとした。
【0027】
○:瞬時に液面の移動が起こるもの
△:一定時間後に液面の移動が起こるもの
×:液面が全く移動しないもの
(製造時の乳化性の評価)
<評価方法>
レーザー回折式粒度分布計(堀場製作所製 LA−920)を用い、乳化組成物の粒子メジアン径を測定した。
【0028】
評価基準は次のとおりとした。
【0029】
○:測定値メシ゛アン径が0.40μm以下のもの
△:測定値メシ゛アン径が0.41以上〜0.99μm以下のもの
×:測定値メシ゛アン径が1.0μm以上のもの
(乳化組成物の経過時間に伴う粘度上昇の評価)
<評価方法>
乳化組成物を100ml栓付サンプル管に50ml入れ、30℃恒温槽に24時間放置した。その後、20℃環境下にて放冷し、ブルックフィールド型回転粘度計にて粘度を測定した。
【0030】
評価基準は次のとおりとした。
【0031】
○:作製直後の粘度との差が10mPa・s以下のもの
△:作製直後の粘度との差が11以上〜99mPa・s以下のもの
×:作製直後の粘度との差が100mPa・s以上のもの
(乳化組成物の不揮発分の硬度の評価)
<評価方法>
石油ワックス試験方法 JIS K 2235 5.4の針入度試験法に基づき、乳化組成物の不揮発分の硬度を測定した。
【0032】
評価基準としては、25℃環境下における評価値をもって次のとおりとした。
【0033】
○:針入度値が12以下のもの
△:針入度値が13〜20以下のもの
×:針入度値が21以上のもの
(乳化組成物の静置安定性の評価)
<評価方法>
遠心安定度試験機(LUMI社製, LUMIFUGE116)を用い、乳化組成物の安定度を評価した。35℃、回転数3000rpmにおける分散粒子の分離速度を測定。
【0034】
評価基準としては、35℃環境下における評価値をもって次のとおりとした。
【0035】
○:透過光量減衰率が3以下のもの
△:透過光量減衰率が3を超え10以下のもの
×:透過光量減衰率が10を超えるもの
(ワックス状組成物の溶解度パラメーター値の算出方法)
Okitsu’s法により算出した。
【0036】
(組成物の成分とその配合)
表1〜3に、配合割合(質量%)とともに示した実施例1〜11および比較例1〜16で用いた配合原料は以下のとおりのものとした。
【0037】
動植物硬化油としては、パーム極度硬化油(横関油脂製)、極度牛脂硬化油(小倉合成工業製)を用いた。ワックス状物としては、PARAFFIN WAX−115、PARAFFIN WAX−155(日本精蝋社製,成分:石油パラフィン)、ユニスターM−9676(日油製,成分:ステアリン酸ステアリル)、エキセパールMS(花王製,成分:ステアリン酸メチル)、ステアリン酸(関東化学製)、カルコール6098(花王製,成分:ステアリルアルコール)、及び試薬であるヘキサデカン、オクタデカン、ドトリアコンタン、1−エイコセン(東京化成工業製)を用いた。非イオン界面活性剤としては、ブラウノンUNA−480(青木油脂工業製)、Parformathox 420 Ethoxylate(ニューフェーズテクノロジー製)、ノニオンS−215(日油製)をそれぞれ用いた。
【0038】
以下に、実施例及び比較例を評価結果とともに示す。
【0039】
【表1】

【0040】
【表2】

【0041】
【表3】

【0042】
実施例1〜6および比較例1、2、3より次のことがわかる。
ワックス状物は、融点18〜60℃のものを用いることで(実施例1〜6、比較例1)、加熱虐待安定性の改善が可能である。尚、60℃を超えるもの(比較例2、3)は、加熱虐待安定性の改善効果が不十分であり、また、融点26℃未満のもの(比較例1)では、乳化組成物の不揮発分の硬度低下の観点から好ましくない。
【0043】
更に、比較例4〜6より次のことがわかる。
融点60℃以下であるにも拘わらず、SP値が8.2を超えるワックス状物(比較例4、6)では、加熱虐待安定性において効果が見られない。
融点が60℃を越え、SP値が8.2を超えるもの(比較例5)においても、加熱虐待安定性が不良である。
【0044】
このことから、加熱虐待安定性に有効なワックス状物は、融点60℃以下、かつ、SP値8.2以下のものである。
【0045】
また、実施例1〜8および比較例7、8、9、10より次のことがわかる。
非イオン界面活性剤において、脂肪族1級アルコールの平均分子量が400未満のもの(比較例7、8、9)では、加熱虐待安定性不良により不適である。
更に、平均分子量が400〜700であっても、HLB値が10未満(比較例10)では、製造時の乳化性が不十分である。
【0046】
実施例1〜6および比較例11、12より次のことがわかる。
【0047】
ワックス状物は、配合量1〜3質量%において良好な加熱虐待安定性を示す。配合量1質量%未満(比較例12)では、加熱虐待安定性が不十分であり、配合量が3質量%を超える(比較例11)と経過時間に伴う粘度上昇や乳化組成物不揮発分の硬度低下により好ましくない。
【0048】
実施例1〜6、実施例11および比較例13、14より次のことがわかる。
非イオン性界面活性剤は、配合量1〜5質量%において良好な加熱虐待安定性を示す。配合量1質量%未満(比較例14)では、製造時の乳化性および加熱虐待安定性が不十分であり、配合量が5質量%を超える(比較例13)場合、不揮発分の硬度低下により好ましくない。
【0049】
さらに、実施例1〜6、実施例9、10および比較例15、16より次のことがわかる。
【0050】
乳化組成物の不揮発分濃度は、加熱虐待安定性および静置安定性の観点から30〜45質量%が望ましい。不揮発分濃度30質量%未満(比較例15)では静置安定性が低下し、45質量%を超える場合(比較例16)は製造時の乳化性に問題があるため好ましくない。
【産業上の利用可能性】
【0051】
従来、動植物硬化油の乳化組成物は、温度変化により乳化状態が破壊されやすく、低温保管以外に良好な乳化状態を維持するための有効な手段が無かった。
本発明に例示される乳化組成物によれば、自然環境下での保管において安定な乳化状態を長期に亘って保つことができ、これまで保管時に必要であった低温保管装置を使用する必要が無くなった。これにより、製品保管・流通面での制約が大幅に緩和され、動植物硬化油の乳化組成物による利用分野が、例えばインキ・塗料、化粧品、各種離型剤等へと拡大することが期待できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
水に、動植物硬化油と共に、(A)融点26℃以上60℃以下で、かつ、溶解度パラメーター値が8.2以下のワックス状物、並びに(B)平均分子量が400〜700の脂肪族1級アルコールのエチレンオキサイド付加重合物で、HLB値が10〜16の非イオン性界面活性剤を含有し、
動植物硬化油および前記(A)成分と(B)成分の総和が全体量の30〜45質量%の範囲であって、前記(A)成分の配合率が1〜3質量%の範囲内で、前記(B)成分の配合率が1〜5質量%の範囲内であることを特徴とする動植物硬化油の水性乳化組成物。

【公開番号】特開2011−140552(P2011−140552A)
【公開日】平成23年7月21日(2011.7.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−1551(P2010−1551)
【出願日】平成22年1月6日(2010.1.6)
【出願人】(000231604)日本精蝋株式会社 (10)
【Fターム(参考)】