(57)【要約】    【課題】カチオン化キサンタンガムを用いた場合であっても、ゲル化されているか、または、ゲル化されていなくても十分に高い粘性を有している水系組成物を提供する。    【解決手段】キサンタンガムの水酸基の一部がカチオン化されてなるカチオン化キサンタンガムと、ポリアニオン性高分子とが水に溶解されてなる水系組成物。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
キサンタンガムの水酸基の一部がカチオン化されてなるカチオン化キサンタンガムと、ポリアニオン性高分子とが水に溶解されてなる水系組成物。
【請求項２】
前記ポリアニオン性高分子がカルボキシル基を含む請求項１に記載の水系組成物。
【請求項３】
前記ポリアニオン性高分子が、キサンタンガム、ポリアクリル酸ナトリウム及びカルボキシメチルセルロースから選択された１種以上である請求項１または２に記載の水系組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カチオン化キサンタンガムを用いて作製された水系組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医薬品、化粧品、農業製品、工業製品やこれらの基材等として、天然高分子を水に溶解させてなる水系組成物を用いる試みがなされている。かかる水系組成物としては、保型性や懸濁安定性を付与するために、ゲル化されたものであるか、ゲル化されていなくても十分に粘性が高いものが要望されている。
【０００３】
上記した天然高分子の１つとして、キサンタンガムが知られている。キサンタンガムは、純粋培養された微生物キサントモナス・キャンペストリス（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ  Ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ）が醗酵過程で菌体外に蓄積するアニオン性の高分子多糖類である。該キサンタンガムを水に溶解させてなる水系組成物は、極めてシュードプラスチックな高い粘性を示し、高い懸濁安定性、及び特別な流動学的性質を有する。しかし、かかる水系組成物はゲル化しておらず、更に高い粘性や保型性の付与が求められている。
【０００４】
そこで、キサンタンガムの水酸基の一部をカチオン化したカチオン化キサンタンガムが提案されている（特許文献１、２参照）。該カチオン化キサンタンガムは、これを含有している水系組成物に粘性を付与し得ることが知られている（特許文献１、２参照）。
【０００５】
一方、ポリアクリル酸等のポリアニオン性高分子を架橋してゲル化するための架橋物質として、カチオン性基を有する多糖類高分子を水系組成物に含有させることが提案されている（特許文献３〜１０参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−６３４４６号公報
【特許文献２】特開２０１２−１６７６号公報
【特許文献３】特開２００１−１６４１２７号公報
【特許文献４】特開２００２−０００６３６号公報
【特許文献５】特開２００２−０２０２５７号公報
【特許文献６】特開２００３−０１２５０８号公報
【特許文献７】特開２００４−０３３２７９号公報
【特許文献８】特開２００４−１３１３８３号公報
【特許文献９】特開２００５−１２６３４１号公報
【特許文献１０】特開２００５−１７９３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１、２に示すような、カチオン化キサンタンガムを水に溶解させてなる水系組成物は、ゲル化しておらず、また、その粘性も十分に高いとはいえない。
【０００８】
また、特許文献３〜１０には、カチオン化キサンタンガムとポリアニオン性高分子とを併用することは開示されていない。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、カチオン化キサンタンガムを用いた場合であっても、ゲル化されているか、または、ゲル化されていなくても十分に高い粘性を有している水系組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題について鋭意研究を重ねたところ、分子内に複数のアニオン性基を有するポリアニオン性高分子と、ポリカチオン性高分子とを水に溶解させた場合に、ポリカチオン性高分子の種類によっては直ちにアニオン性高分子と凝集して沈殿し、得られた混合液がゲル化せず粘性も高くないことを見出した。さらに鋭意研究を重ねたところ、ポリカチオン性高分子としてカチオン化キサンタンガムを用いることによって、アニオン性高分子との凝集を生じることなく、得られた水系組成物がゲル化されているか、ゲル化されていなくても十分に高い粘性を有しているものとなることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明に係る水系組成物は、キサンタンガムの水酸基の一部がカチオン化されてなるカチオン化キサンタンガムと、ポリアニオン性高分子とが水に溶解されてなる。
【００１２】
かかる構成によれば、カチオン化キサンタンガムを用いた場合であっても、ゲル化されているか、または、ゲル化されていなくても十分に高い粘性を有している水系組成物が得られる。
ここで、水酸基を複数有するキサンタンガムは、アニオン性を有しているが、かかる水酸基の一部がカチオン化されることによって得られたカチオン化キサンタンガムは、アニオン性とカチオン性とを有している。
このように、カチオン化キサンタンガムが有するアニオン性部分及びカチオン性部分の存在によって、カチオン化キサンタンガムとポリアニオン性高分子とが水に溶解されたとき、これらが凝集することを回避しつつ、これらの相互作用によって架橋が形成されて、水系組成物がゲル化されているか、または、ゲル化されていなくても十分に高い粘性を有することになるものと推察される。
【００１３】
また、本発明に係る水系組成物においては、前記ポリアニオン性高分子が、カルボキシル基を含むことが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、前記カチオン化キサンタンガムと前記ポリアニオン性高分子とが凝集することをより回避しつつ、これらの間で架橋が形成され易くなる、という利点がある。
【００１５】
また、本発明に係る水系組成物においては、前記ポリアニオン性高分子が、キサンタンガム、ポリアクリル酸ナトリウム及びカルボキシメチルセルロースから選択された１種以上であることが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、前記カチオン化キサンタンガムと前記ポリアニオン性高分子とが凝集することを一層回避しつつ、これらの間で架橋がより形成され易くなる、という利点がある。
【発明の効果】
【００１７】
以上の通り、本発明によれば、カチオン化キサンタンガムを用いた場合であっても、ゲル化されているか、または、ゲル化されていなくても十分に高い粘性を有している水系組成物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ポリアクリル酸ナトリウムに対するカチオン化キサンタンガム及びキサンタンガムの配合比と、粘度との関係を示すグラフ
【図２】キサンタンガムに対するカチオン化キサンタンガムの配合比と、粘度との関係を、水系組成物の調製方法ごとに示すグラフ
【図３】カルボキシメチルセルロースに対するカチオン化キサンタンガム及びキサンタンガムの配合比と、粘度との関係を示すグラフ
【図４】カルボキシメチルセルロースに対するカチオン化キサンタンガムの配合比と、粘度との関係を、水系組成物の調製方法ごとに示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る水系組成物の実施形態について説明する。
【００２０】
本実施形態の水系組成物は、キサンタンガムの水酸基の一部がカチオン化されてなるカチオン化キサンタンガムを含有するポリカチオン性高分子と、ポリアニオン性高分子とが水に溶解されてなる。
【００２１】
前記カチオン化キサンタンガムは、キサンタンガムの水酸基の一部がカチオン化されてなるものである。また、前記カチオン化キサンタンガムは、キサンタンガムに由来する水酸基（アニオン性基）と、カチオン化剤に由来するカチオン性基とを有している、すなわち、アニオン性の部分とカチオン性の部分とを有している。
【００２２】
前記カチオン化は、好ましくは第４級窒素含有基での置換によるものであり、上記カチオン化キサンタンガムは、好ましくはキサンタンガムの水酸基の一部が第４級窒素含有基で置換されたキサンタンガムである。第４級窒素含有基としては、例えば、下記式で表される基が挙げられるが、該第４級窒素含有基は、これらに特に限定されない。
【化１】
2014185129.tif 000002
［式中、Ｒ1およびＲ2は、各々独立して、炭素原子数１〜３個のアルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基など）であり、Ｒ3は、炭素原子数１〜２４のアルキル基、またはアルケニル基である。］
【００２３】
上記キサンタンガムは、純粋培養された微生物キサントモナス・キャンペストリス（Ｘａｎｔｈｏｍａｎａｓ  Ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ）の醗酵過程で菌体外に蓄積されたアニオン性の高分子多糖類である。かかるキサンタンガムは、主鎖たる２個のグルコースと、側鎖たる２個のマンノース及び１個のグルクロン酸とからなる構成単位を主成分として含有している。このようなキサンタンガムは、例えば市場で入手することができ、かかる市場で入手可能なキサンタンガムとしては、エコーガム（登録商標）（ＤＳＰ五協フード＆ケミカル株式会社製）、モナートガム（登録商標）（ＤＳＰ五協フード＆ケミカル株式会社製）、ラボールガム（登録商標）（ＤＳＰ五協フード＆ケミカル株式会社製）、ケルデント（登録商標）（ＤＳＰ五協フード＆ケミカル株式会社製）等が挙げられる。
【００２４】
上記カチオン化剤は、キサンタンガムに含まれる水酸基の一部を例えば第４級窒素含有基等のカチオン化基により置換するための試薬である。かかるカチオン化剤は、例えば、２，３−エポキシプロピルトリアルキルアンモニウム塩、または３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルトリアルキルアンモニウム塩であることが好ましい。これらの塩としては例えば、２，３−エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドが挙げられる。また、上記カチオン化剤としては、その他例えば、塩化ヘキサメトニウム、塩化デカメトニウム、フェニルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、テトラノルマルブチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。
【００２５】
かかるカチオン化剤の添加量は、キサンタンガム１質量部に対して、例えば、０．０５〜１．５質量部とすることができる。
【００２６】
前記カチオン化キサンタンガムのカチオン電荷量は、特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
例えば、カチオン電荷量が大きい程、カチオン化キサンタンガムがポリアニオン性高分子と架橋してゲル化や増粘が生じ易くなる傾向にあるが、一方、カチオン電荷量が大きくなり過ぎると、ポリアニオン性高分子との間で凝集が生じ易くなる傾向にある。
従って、例えばかかる観点を考慮して、上記カチオン電荷量は、０．１ｍｅｑ／ｇ以上３．０ｍｅｑ／ｇ以下であることが好ましく、０．４ｍｅｑ／ｇ以上２．０ｍｅｑ／ｇ以下であることがより好ましく、０．４ｍｅｑ／ｇ以上１．３ｍｅｑ／ｇ以下であることがさらに好ましい。
かかるカチオン電荷量が０．１ｍｅｑ／ｇ以上３．０ｍｅｑ／ｇ以下であることによって、カチオン化キサンタンガムの有するアニオン性基とカチオン性基とのバランスが良くなるため、ポリアニオン性高分子と併用したときに、カチオン化キサンタンガムのアニオン性基の働きによって凝集が妨げられる。さらに、カチオン化キサンタンガムが架橋に必要なカチオンを適度に含んでいるため、ゲル化や高い粘性を付与することが容易となる。
また、後述するように、カチオン化キサンタンガムは、これを水に溶解させた水系溶液のｐＨが酸性側に変更される程カチオン基の解離、アルカリ性側に変更される程アニオン性基の解離が進む傾向にある。このことから、比較的カチオン電荷量が小さい場合であっても、水系溶液のｐＨが酸性側に変更されることによって、該水系溶液がゲル化または増粘され易くなり得、また、比較的カチオン電荷量が大きい場合であっても、水系溶液のｐＨが塩基性側に変更されることによって、凝集の発生が抑制され得る。
従って、例えば、このような水系溶液のｐＨを考慮して上記カチオン電荷量を適宜設定することもできる。
【００２７】
前記カチオン電荷量は、下記の手順に従って測定することができる。
すなわち、カチオン化キサンタンガムの全窒素含量Ｍｔと、該カチオン化キサンタンガムの製造に用いたキサンタンガムの窒素含量Ｍａとを、セミミクロケルダール法（食品添加物公定書第８版、一般試験法）に基づいて測定する。
そして、このようにして測定した全窒素含量Ｍｔと、キサンタンガムの窒素含量Ｍａとから、下記式に従って、カチオン電荷量を算出することができる。
有効カチオン電荷量（ｍｅｑ／ｇ）＝（Ｍｔ―Ｍａ）×１０００／［（窒素の原子量）×１００］
【００２８】
前記カチオン化キサンタンガムは、例えば以下のようにして製造することができる。
【００２９】
すなわち、例えば、イソプロピルアルコール濃度が３５質量％以上７０質量％以下となるように水及びイソプロピルアルコールを準備し、該水、該イソプロピルアルコール、アルカリ剤、キサンタンガム及びカチオン剤を混合し（混合工程）、該混合工程で得られた混合液を、室温以上の温度下で攪拌して、キサンタンガムとカチオン化剤とを反応させ（反応工程）、該反応工程で得られた反応生成物を含む液から反応生成物を分離し（分離工程）、該分離工程で分離された反応生成物を、アルコールまたは該アルコールを含む含水アルコールで洗浄する（洗浄工程）ことによって、カチオン化キサンタンガムを製造し得る。また、キサンタンガムに対するカチオン化剤の添加量を適宜変更することによって、所望のカチオン電荷量を有するカチオン化キサンタンガムを得ることができる。
なお、前記カチオン化キサンタンガムの製造方法は、キサンタンガムの水酸基を、カチオン化剤を用いてカチオン化することが可能であればよく、上記の方法に特に限定されるものではない。
【００３０】
前記カチオン化キサンタンガムの平均分子量、分子量分布等は、特に限定されるものではなく、前記ポリアニオン性高分子との相互作用によるゲル化や増粘性の向上の程度等に応じて適宜設定することができる。
【００３１】
前記ポリアニオン性高分子は、分子内に複数のアニオン性基を有し、水の存在下でカチオン化キサンタンガムとの相互作用によって架橋を形成するものである。前記ポリアニオン性高分子は、このようにアニオン性基を有し、水の存在下でカチオン化キサンタンガムと相互作用によって架橋を形成可能であれば、特に限定されるものではない。
【００３２】
前記アニオン性基としては、例えば、カルボキシル基、硫酸基、リン酸基等が挙げられる。また、前記アニオン性高分子は、例えば、天然多糖類であっても、カルボキシル基、硫酸基等のアニオン性基を有しない天然多糖類にアニオン性基を結合させて人工的に合成された多糖類誘導体であっても、合成ポリマーであっても、アミノ酸重合体やタンパク質であっても、核酸であっても、これらの混合物であってもよい。このように、前記アニオン性高分子の由来や製造方法等は特に限定されるものではないが、該アニオン性高分子は、カルボキシル基を含むものが好ましい。
【００３３】
前記アニオン性基としてカルボキシ基を有するポリアニオン性高分子のうち、天然多糖類としては、例えば、アルギン酸、キサンタンガム、ヒアルロン酸、ジェランガムや、これらの誘導体や塩等が挙げられる。
多糖類誘導体としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルデキストラン、カルボキシメチルデンプン、カルボキシメチルキトサンや、これらの誘導体や塩等が挙げられる。
合成ポリマーとしては、例えば、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシビニルポリマーや、これらの誘導体や塩等が挙げられる。
アミノ酸重合体としては、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、グルタミン酸アスパラギン酸共重合体等が挙げられる。
タンパク質としては、ゼラチン等が挙げられる。
本実施形態でアニオン性高分子の一例として示されるキサンタンガムは、カチオン化されていないキサンタンガムである、すなわち、カチオン電荷量が０であるキサンタンガムである。
【００３４】
前記アニオン性基として硫酸基を有するポリアニオン性高分子のうち、天然多糖類としては、例えば、コンドロイチン硫酸、デキストラン硫酸、ペクチン、カラギーナン、フコイダン等や、これらの誘導体や塩等が挙げられる。
半合成ポリマーとしては、例えば、硫酸化セルロース、硫酸化デキストランや、これらの誘導体や塩等が挙げられる。
【００３５】
前記アニオン性基としてリン酸基を有するポリアニオン性高分子のうち、半合成ポリマーとしては、例えば、リン酸化デンプンや、これらの誘導体や塩等が挙げられる。
タンパク質としては、カゼイン等が挙げられる。
核酸としてはテイコ酸、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、リボ核酸（ＲＮＡ）等が挙げられる。
【００３６】
また、前記アニオン性高分子としては、上記例示した化合物から選択された１種以上を用いることができる。また、前記アニオン性高分子は、カルボキシル基を含むものが好ましく、キサンタンガム、ポリアクリル酸ナトリウム及びカルボキシメチルセルロースから選択される１種以上であることがより好ましい。
前記アニオン性高分子が、カルボキシル基を含むものであることによって、前記カチオン化キサンタンガムと前記ポリアニオン性高分子とが凝集することをより回避しつつ、これらの間で架橋が形成され易くなる、という利点がある。
【００３７】
また、本発明に係る水系組成物においては、前記ポリアニオン性高分子が、キサンタンガム、ポリアクリル酸ナトリウム及びカルボキシメチルセルロースから選択された１種以上であることが好ましい。
前記アニオン性高分子が、キサンタンガム、ポリアクリル酸ナトリウム及びカルボキシメチルセルロースから選択される１種以上であることによって、前記カチオン化キサンタンガムと前記ポリアニオン性高分子とが凝集することを一層回避しつつ、これらの間で架橋がより形成され易くなる、という利点がある。
【００３８】
前記ポリアニオン性高分子の平均分子量、分子量分布等は、特に限定されるものではなく、前記カチオン化キサンタンガムとの相互作用によるゲル化や増粘性の向上の程度等に応じて適宜設定することができる。
【００３９】
前記カチオン化キサンタムと前記ポリアニオン性高分子とが前記水に溶解されていることによって、これらが溶解されている水系溶液たる水系組成物が、ゲル化されたものとなるか、または、ゲル化されていなくても十分に高い粘性を有するものとなる。
【００４０】
本実施形態の水系組成物においては、カチオン化キサンタンガムとポリアニオン性高分子の質量比は、特に限定されるものではなく、カチオン化キサンタンガムのカチオン電荷量やアニオン性高分子の種類等によって適宜設定することができる。
例えば、カチオン化キサンタンガムとポリアニオン性高分子の質量比は、９５：５〜５：９５とすることができる。
【００４１】
また、本実施形態の水系組成物は、カチオン化キサンタンガムの水溶液とポリアニオン性高分子の水溶液とが混合されたものであってもよく、この場合、それぞれの水溶液の濃度（質量％）も特に限定されるものではなく、適宜設定されればよい。
例えば、上記カチオン化キサンタンガム水溶液の濃度は、０．１〜５．０％とすることができる。
【００４２】
前記水系溶液のｐＨは特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
例えば、カチオン化キサンタンガムは、カチオン性基とアニオン性基を含む両性ポリマーであり、水系溶液のｐＨによってカチオン基とアニオン基の解離の程度が異なる。すなわち、水系溶液のｐＨが酸性側に変更される程カチオン基の解離、塩基性側に変更される程アニオン性基の解離が多く生じる傾向がある。
また、カチオン基の解離が多く生じる程、アニオン性高分子との架橋が形成され易くなってゲル化や増粘され易くなるが、カチオン基の解離が多く生じ過ぎると、アニオン性基との反応が強くなり過ぎて凝集が生じ易くなる傾向がある。
さらに、カチオン基及びアニオン基の解離の程度は、カチオン化キサンタンガムのカチオン電荷量、カチオン化キサンタンガムの含有量、アニオン性高分子の種類、アニオン性高分子の含有量等によっても影響され得る。
従って、例えばかかる観点を考慮して、上記したカチオン電荷量等に応じて水系溶液がゲル化や増粘されることが可能なｐＨに、前記水系溶液のｐＨを適宜設定することができる。
【００４３】
なお、例えば、上記したカチオン電荷量や水系溶液のｐＨとの関係でカチオン基が解離し過ぎたような場合等であっても、例えば塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）等の電解質を水系溶液にさらに加えることによって、凝集を防ぐことが可能となる。ただし、これらの電解質は、カチオン基とアニオン基の結合を妨げることにつながるため、これらの電解質を添加することによって、上記のように凝集が抑制される一方、ゲル化が抑制される傾向にある。
従って、水系組成物に上記電解質が含有される場合には、例えば、上記観点を考慮して、凝集を抑制しつつ十分なゲル化が生じるように上記電解質の添加量が適宜設定されればよい。
【００４４】
本実施形態の水系組成物には、前記カチオン化キサンタンガム、前記ポリアニオン性高分子及び水の他に、通常化粧料、医薬品、工業製品等で使用される任意の添加剤を含有することができる。
かかる任意成分としては、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類、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、１，３−ブチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、ソルビトール等のポリオール類、タマリンドガム、キサンタンガム、カラギーナン、ローカストビーンガム、グルコマンナン、ヒアルロン酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシビニルポリマー、メチルセルロース、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体等の多糖類若しくは高分子化合物、スクワラン、流動パラフィン、ワセリン等の炭化水素、オリーブ油、マカデミアナッツ油、ヒマシ油等の液体油脂、ヤシ油、パーム油、シア脂等の固体油脂、ミツロウ、カルナウバロウ、ラノリン等のロウ類、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、イソステアリルアルコール等の高級アルコール、オクタン酸セチル、パルミチン酸イソプロピル、トリ−２−エチルヘキサン酸グリセリル等のエステル油、ジメチルポリシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、シリコーン樹脂、アミノ変性ポリシロキサン等のシリコーン油及びその誘導体、モノステアリン酸グリセリン、モノステアリン酸プロピレングリコール、ソルビタンモノステアレート等の親油性非イオン界面活性剤、モノステアリン酸デカグリセリル、ＰＯＥ−グリセリンモノイソステアレート、ＰＯＥ−ソルビタンテトラオレエート、ＰＯＥ−ベヘニルエーテル、ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド等の親水性非イオン界面活性剤、ステアリン酸ナトリウム、Ｎ−ステアロイル−Ｌ−グルタミン酸ナトリウム、ＰＯＥ−オレイルエーテルリン酸ナトリウム、ラウロイルサルコシンナトリウム、ラウロイルメチルアラニンナトリウム等の陰イオン界面活性剤、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、ステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、塩化ベンザルコニウム等の陽イオン界面活性剤、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン等の両性界面活性剤、エデト酸二ナトリウム、エチドロン酸４ナトリウム等の金属イオン封鎖剤、その他の粉末成分、スクラブ剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、中和剤、ｐＨ調整剤（クエン酸、クエン酸ナトリウム、アルギニン等）、有機アミン、防腐剤（フェノキシエタノール、グリセリンエチルヘキシルエーテル、メチルパラベン等）、殺菌剤、消炎剤、収れん剤、美白剤（アスコルビン酸ナトリウム等）、ビタミン類、アミノ酸、血行促進剤、賦活剤、賦形剤、清涼剤、消臭剤、各種抽出物、香料、色素、顔料、その他、グリチルリチン酸カリウム、オウレンエキス、プラセンタエキス等の有効成分等が挙げられる。しかし、本発明において任意に添加される添加剤は、もちろんこれらの例に限定されるものではない。
【００４５】
続いて、本実施形態の水系組成物の製造方法について説明する。
例えば、まず、前記カチオン化キサンタンガムを水の一部に添加し、従来公知の撹拌装置等を用いて混合し、溶解させることによって、カチオン化キサンタンガムを含有する第１の水系溶液を調製する。また、ポリアニオン性高分子を水の残りに添加し、上記と同様にして、ポリアニオン性高分子を含有する第２の水系溶液を調製する。そして、第１及び第２の水系溶液を、従来公知の撹拌装置等を用いて混合することによって、水系組成物を製造する。
なお、本実施形態の水系組成物の製造方法は、上記に特に限定されるものではなく、水にカチオン化キサンタンガム及びポリアニオン性高分子を同時に溶解させてもよい。
また、本実施形態の水系組成物に、前記カチオン化キサンタンガム、前記ポリアニオン性高分子及び水以外の添加剤が含有されている場合には、かかる添加剤の添加順序も特に限定されるものではない。
【００４６】
上記したように、本実施形態の水系組成物は、前記カチオン化キサンタンガムと前記ポリアニオン性高分子とが水に溶解されてなることによって、カチオン化キサンタンガムを用いた場合であっても、ゲル化されているか、または、ゲル化されていなくても十分に高い粘性を有している水系組成物が得られる。
また、前記カチオン化キサンタンガムと組み合わせるポリアニオン性高分子の種類により、流動性のあるゲル、保型性のあるゲル、弾力性に富んだゲル等、その流動性やゲル物性に多様性を持たせることも可能となる。
【００４７】
このような本実施形態の水系組成物は、医薬品、医薬部外品、医療器具、医薬材料、化粧品、トイレタリー用品、家庭用品、家庭用雑貨、食品、飼料、肥料、農薬材料等の農業製品、繊維、製紙、建築材料、塗料、インキ、セラミック押出成型、接着剤等の工業製品等、半導体等のエレクトロニクス製品またはこれらの基材等に好適に使用されることができる。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明について実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００４９】
＜カチオン化キサンタンガムの製造＞
水１７２．８ｇにアルカリ剤たる水酸化ナトリウム（ナカライテスク株式会社製）５．７６ｇを添加して均一に溶解させ、得られた水溶液にさらにイソプロピルアルコール（ナカライテスク株式会社製）２６５．５ｇとキサンタンガムたるラボールガムＧＳ−Ｃ（ＤＳＰ五協フード＆ケミカル株式会社製）１００ｇとを添加して均一に溶解させた。次いで、得られた溶液に、カチオン化剤たる８０質量％２，３−エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド（製品名ＳＹ−ＧＴＡ８０；阪本薬品工業株式会社製）を下記表１に示す配合量で加え、得られた混合物を、５０〜５５℃の温度下で攪拌しつつ５時間反応させた。
【００５０】
このようにして、キサンタンガムとカチオン化剤とを反応させてカチオン化キサンタンガムを生成させた。
ここで、上記カチオン化剤を加えて得られた混合物に含まれているイソプロピルアルコールの質量は２６５．６ｇ、水及びイソプロピルアルコールの合計質量は４３８．４ｇであっため、かかる混合物中のイソプロピルアルコール濃度は、６０．６質量％と算出された。
【００５１】
反応終了後、反応液を４９．２質量％硫酸６ｇで中和した後、得られた反応生成物を濾過（濾取）し、６０質量％イソプロピルアルコール４３８．４ｇで洗浄及び濾過を行った。次いで、反応生成物を７５質量％イソプロピルアルコール３３９．２ｇで洗浄及び濾過し、さらに、９０質量％メタノール（ナカライテスク株式会社社製）２４０ｇで洗浄し、余剰のカチオン化剤を除去して、合成例１、２のカチオン化キサンタンガムを得た。
【００５２】
・カチオン電荷量の測定
合成例１〜２で得られたカチオン化キサンタンガムの全窒素含量Ｍｔと、該カチオン化キサンタンガムの製造に用いたキサンタンガムの窒素含量Ｍａとを、セミミクロケルダール法（食品添加物公定書第８版、一般試験法）に基づいて測定した。
測定した全窒素含量Ｍｔと、キサンタンガムの窒素含量Ｍａとから、下記式に従って、有効カチオン電荷量を算出した。結果を表１に示す。なお、上記製造に用いたキサンタンガムの窒素含量Ｍａは、０．４０であった。
カチオン電荷量（ｍｅｑ／ｇ）＝（Ｍｔ―Ｍａ）×１０００／［（窒素の原子量（１４．０））×１００］
【００５３】
【表１】
2014185129.tif 000003
【００５４】
実験例１
＜水系組成物の製造＞
・溶液の調整１：キサンタンガム１．０質量％溶液、カチオン化キサンタンガム１．０質量％溶液の調製
キサンタンガム（ケルデント、ＤＳＰ五協フード＆ケミカル株式会社製）粉末２．０ｇを水１９８．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、キサンタンガム１．０質量％溶液を調製した。
同様に、上記で合成した合成例２のカチオン化キサンタンガム粉末２．０ｇを水１９８．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、カチオン化キサンタンガム１．０質量％溶液を調製した。なお、得られた混合溶液（水系組成物）のｐＨを測定したところ、そのｐＨは、いずれも７であった。
【００５５】
・溶液の調整２：ポリアクリル酸ナトリウム０．５質量％溶液
ポリアニオン性高分子としてのポリアクリル酸ナトリウム（アロンビスＳＸ、東亞合成株式会社製）粉末１．０ｇを水１９９．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、０．５質量％溶液を調製した。
【００５６】
・水系組成物の調製
キサンタンガムまたはカチオン化キサンタンガムの１．０質量％溶液とポリアクリル酸ナトリウム０．５質量％溶液とをそれぞれ表２、表３に示す配合割合（溶液の質量比）で室温にて混合した。２５℃で１時間保存後、Ｂ型粘度計（型名：ＴＶ−２０、ＴＯＫＩＭＥＣ社製、回転数３０ｒｐｍ、液温２５℃）で粘度を測定した。また、調製直後及び２５℃で４８時間保存した後、ゾル−ゲルの状態を目視により観察した。結果を表２、表３、図１に示す。
【００５７】
【表２】
2014185129.tif 000004
【００５８】
【表３】
2014185129.tif 000005
【００５９】
一般的に、２つの溶液を各割合（配合比率）で併用した際の粘度は、グラフに表したとき、それぞれの単独使用時の粘度を結んだ直線上の値（グラフにおける４：０での粘度と０：４での粘度とを結んだ直線上の値）になる（理論値）。ある割合で各単独使用時の粘度を結んだ上記直線よりも高い粘度が得られた場合、相乗的な粘度増加と判断した。
表２、３、図１に示すように、キサンタンガムとポリアニオン性高分子たるポリアクリル酸ナトリウムとを併用した場合、相乗的な粘度増加は見られなかった。一方、カチオン化キサンタンガムとポリアクリル酸ナトリウムとを併用した場合、カチオン化キサンタンガム溶液の配合比率が３：１、１：１、１：３のとき、調整直後で相乗的な粘度増加が見られた。すなわち、カチオン化キサンタンガムとポリアクリル酸ナトリウムの質量比が６：１〜２：３のとき、相乗効果が見られた。また、４８時間後には、カチオン化キサンタンガム溶液の配合比率が３：１及び１：１ではゲル化が認められた。すなわち、キサンタンガムとポリアクリル酸ナトリウムの質量比で６：１〜２：１で相乗効果が高く、しかもゲル化した。
【００６０】
実験例２
表４〜７に示した処方に従って、合成例１、２のカチオン化キサンタンガムとポリアニオン高分子であるキサンタンガムの粉末を混合し、混合物を水に溶解させた。得られた溶液を、２５℃で１時間撹拌溶解し、次いで２５℃で１時間保存した後、Ｂ型粘度計で粘度を測定した。キサンタンガムとしては、上記と同様、ＤＳＰ五協フード＆ケミカル社製のケルデントを使用した。結果を表４〜７に示す。また、表５、表７の結果を図２に示す。なお、得られた水系溶液（水系組成物）のｐＨを測定したところ、そのｐＨは、いずれも７であった。
表４〜７、図２に示すように、カチオン化キサンタンガムとキサンタンガムとを併用することによって、それぞれ単独の場合よりも粘度が高く相乗的な粘度増加を示した。表４〜６より、カチオン化キサンタンガムの電荷量が０．９８ｍｅｑ／ｇの場合には、各ポリマーの添加量に限らず併用による相乗的な粘度増加が見られた。表５より、カチオン電荷量が０．９８ｍｅｑ／ｇの場合には、カチオン化キサンタンガムとキサンタンガムの質量比が１：１のときに最高値を示すのに対し、表７より、カチオン電荷量が０．６５ｍｅｑ／ｇの場合には、３：１のときに最高値を示した。カチオン化キサンタンガムのカチオン電荷量により、最適な質量比が異なることがわかった。
【００６１】
【表４】
2014185129.tif 000006
【００６２】
【表５】
2014185129.tif 000007
【００６３】
【表６】
2014185129.tif 000008
【００６４】
【表７】
2014185129.tif 000009
【００６５】
実験例３
＜水系組成物の製造＞
・溶液の調整１：キサンタンガム、カチオン化キサンタンガム、カルボキシメチルセルロースの各１．０質量％溶液の調製
キサンタンガム（ケルデント、ＤＳＰ五協フード＆ケミカル株式会社製）粉末２．０ｇを水１９８．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、キサンタンガム１．０質量％溶液を調製した。また、上記と同様に、上記で合成されたカチオン化キサンタンガム粉末２．０ｇを水１９８．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、カチオン化キサンタンガム１．０質量％溶液を調製した。さらに、上記と同様に、ポリアニオン性高分子たるカルボキシルメチルセルロース（セロゲンＦ−ＢＳＨ、第一工業製薬製）粉末２．０ｇを水１９８．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、カルボキシメチルセルロース１．０質量％溶液を調製した。なお、得られた混合溶液（水系組成物）のｐＨを測定したところ、そのｐＨは、いずれも７であった。
【００６６】
・水系組成物の調製
キサンタンガムまたは合成例２のカチオン化キサンタンガムの１．０質量％溶液とカルボキシメチルセルロース１．０質量％溶液とをそれぞれ表８、表９に示す配合割合（質量比）で室温にて混合した。得られた水系溶液を２５℃で１時間保存後、Ｂ型粘度計（型名：ＴＶ−２０、ＴＯＫＩＭＥＣ社製、回転数３０ｒｐｍ、液温２５℃）でその粘度を測定した。結果を表８、表９、図３に示す。
【００６７】
【表８】
2014185129.tif 000010
【００６８】
【表９】
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【００６９】
表８、表９、図３に示すように、キサンタンガムとポリアニオン性高分子であるカルボキシメチルセルロースを併用した場合はゾル状であり相乗的な粘度増加は見られなかった。一方、カチオン化キサンタンガムとカルボキシメチルセルロースを併用した場合、ゾル状でありカチオン化キサンタンガム：カルボキシメチルセルロースの質量比が３：１のとき相乗的な粘度増加が見られた。
【００７０】
実験例４
表１０に示した処方に従って、カチオン化キサンタンガムの粉末とポリアニオン高分子であるカルボキシメチルセルロースの粉末とを混合し、混合物を水に溶解させた。次いで、２５℃で１時間撹拌溶解し、上記と同様に、２５℃で１時間保存後、Ｂ型粘度計で粘度を測定した。結果を表１０に示す。また、上記した表９の結果と、当該実験例４で得られた表１０の結果とを図４に示す。なお、得られた水系溶液（水系組成物）のｐＨを測定したところ、そのｐＨは、いずれも７であった。
【００７１】
【表１０】
2014185129.tif 000012
【００７２】
表１０に示すように、カチオン化キサンタンガムとカルボキシメチルセルロースを併用するとカチオン化キサンタンガム：カルボキシメチルセルロースの質量比が３：１の場合に相乗的な粘度増加が見られた。
また、表９、表１０、図４に示すように、溶解方法によらず、カチオン化キサンタンガムとカルボキシメチルセルロースとの併用によって粘度増加された水系組成物が得られることがわかった。
【００７３】
実験例５
＜水系組成物の製造＞
・溶液の調整１：カチオン化セルロース、カチオン化グアガムの１．０質量％溶液の調製
カチオン化セルロース（カチナールＨＣ２００、東邦化学社製）粉末２．０ｇを水１９８．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、カチオン化セルロース１．０質量％溶液を調製した。また、上記と同様に、カチオン化グアガム（ラボールガムＣＧ−Ｍ、ＤＳＰ五協フード＆ケミカル社製）粉末２．０ｇを水１９８．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、カチオン化グアガム１．０質量％溶液を調製した。さらに、上記と同様に、ポリアニオン性高分子たるポリアクリル酸ナトリウム（アロンビスＳＸ、東亞合成株式会社製）粉末１．０ｇを水１９９．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、ポリアクリル酸ナトリウム０．５質量％溶液を調製した。
・水系組成物の調製
カチオン化セルロースまたはカチオン化グアガムの１.０質量％溶液とカルボキシメチルセルロース０．５質量％溶液とをそれぞれ表１１、表１２に示す配合割合（質量比）で室温にて混合した。
【００７４】
【表１１】
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【００７５】
【表１２】
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【００７６】
表１１、１２に示すようにカチオン化セルロースやカチオン化グアガムとポリアニオン性の高分子を併用すると、凝集が生じた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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