(57)【要約】【課題】  洗浄剤の実使用濃度で速泡性の評価ができる速泡性評価のための測定装置を提供する。【解決手段】撹拌部と測定部を有し、さらに両者との接続用に上底面に２穴開口させた円柱状の泡発生器からなり、泡発生器上底面の攪拌部用の穴の中心は泡発生器の中心とは異なる位置に測定部の穴と重ならない設置され、攪拌部は攪拌羽根により起泡を発生させる様に設定され、測定部には鉛直方向に容積を測定する目盛が刻んである速泡性評価のための測定装置。【選択図】図１
2014001942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撹拌部と測定部を有し、さらに両者との接続用に上底面に２穴開口させた円柱状の泡発生器からなり、泡発生器上底面の攪拌部用の穴の中心は泡発生器の中心とは異なる位置に測定部の穴と重ならないように配置され、
攪拌部は攪拌羽根により起泡を発生させる様に設定され、
測定部には鉛直方向に容積を測定する目盛が刻んであり、
泡発生器を測定液で満たした状態で攪拌部の攪拌羽根を回転させ、発生した起泡を測定部で捕集することを特徴とする速泡性評価方法。
【請求項２】
撹拌部と測定部を有し、さらに両者との接続用に上底面に２穴開口させた円柱状の泡発生器からなり、泡発生器上底面の攪拌部用の穴の中心は泡発生器の中心とは異なる位置に測定部の穴と重ならない設置され、
攪拌部は攪拌羽根により起泡を発生させる様に設定され、
測定部には鉛直方向に容積を測定する目盛が刻んである速泡性評価のための測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の測定装置において、
（Ａ）測定部が直径33mm、高さ260mmの200mLメスシリンダー  
（Ｂ）泡発生器は直径100mm、高さ26mmの200mL円筒容器
（Ｃ１）攪拌部の撹拌羽根は、直径50mmの6枚傾斜パドル翼を使用し、
（Ｃ２）攪拌羽根の回転数は300rpm
（Ｄ）純分１％溶液
の条件で泡量を測定したとき、
（Ｅ）２０秒までの時間と泡量の測定結果を最小二乗法による一次回帰を行ったとき、その回帰直線の傾きが７．５以上である速泡性洗浄剤組成物である洗浄剤組成物。
【請求項４】
ラウロイルメチルアラニンとｐＨ調整剤を含有し、ｐＨが６．０に調整された
請求項３で測定される回帰直線の傾きが７．５以上
である速泡性洗浄剤組成物である洗浄剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄剤の泡立ちの速さ（速泡性）の評価方法及びそのために使用する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、界面活性剤等の溶液の起泡性を評価する方法としては、流下法（Ｐｏｕｒｉｎｇ法）、かきまぜ法（Ｂｅａｔｉｎｇ法）、回転法（Ｒｏｔａｔｉｎｇ法）、攪拌法（Ｓｔｉｒｒｉｎｇ法）、振盪法（Ｓｈａｋｉｎｇ法）等が知られている。
【０００３】
これらの評価方法は静的観測法であり、測定が起泡後平衡時に行われるため、起泡の経時的な変化、特に近年香粧品において重要視される泡立ちの速さ（初期起泡速度／速泡性）を統一条件下観察することができない欠点があった。
【０００４】
動的起泡評価方法としては送気法（Ｂｕｂｂｌｉｎｇ法）が例示される。非特許文献１には、送気法による測定例が記載されているが通気によって泡を発生させるため、洗浄剤組成物の起泡とは機序が異なり、主に泡の消失速度を評価していることになる。このため泡量が多くその安定性への寄与が大きい界面活性剤を主剤とする洗浄剤組成物を評価した場合、通気量がそのまま泡量として測定結果になるといった問題点がある。
【０００５】
総合的な起泡性評価を実施する方法として、特許文献１には被洗浄物と洗浄液を突起物（トルク計付）を摺動させつつ、それにより起泡した泡を捕集して計測する評価方法が記載されている。この技術は洗浄剤組成物と被洗浄物の実使用下の起泡特性を観測できる優れた方法であり、動的計測も可能な測定法である。
【０００６】
しかしながらこの評価方法では、泡捕集までの時間が長くなり、そのことが消泡性のファクターも評価結果に含めることになり、本発明の解決課題である洗浄剤の泡立ちの速さ（速泡性）の評価方法として不十分である。
【０００７】
また構造上装置が複雑となり、装置間における再現性が悪く、評価する毛髪や突起物の摩耗等の状態により評価結果が異なる懸念がある。さらに洗浄性の悪さも懸念され、連続的に評価することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第3520690号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】水環境学会誌, Vol. 23 (2000) No. 2 pp.122-125
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
即ち、現時点に至るまで、泡立ちの速さ（速泡性）に関する簡便な評価方法が見出されていない。また、起泡後測定までの時間が長い程、測定結果に消泡性ファクターの影響が大きくなることから、泡立てた直後から測定可能な評価方法が求められていた。
【００１１】
本発明は以上の様な従来技術の課題を解決しようとするものであり、洗浄剤の実使用濃度で速泡性の評価ができる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記のような課題に対し、洗浄剤の撹拌による速泡性評価において、特定の測定装置において生成させた泡量を直後に測定できることを見出し、その測定値が官能評価による速報性評価と強い相関関係を持つことを確認して、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
即ち本件発明は
撹拌部と測定部を有し、さらに両者との接続用に上底面に２穴開口させた円柱状の泡発生器からなり、泡発生器上底面の攪拌部用の穴の中心は泡発生器の中心とは異なる位置に測定部の穴と重ならないように配置され、
攪拌部は攪拌羽根により起泡を発生させる様に設定され、
測定部には鉛直方向に容積を測定する目盛が刻んであり、
泡発生器を測定液で満たした状態で攪拌部の攪拌羽根を回転させ、発生した起泡を測定部で捕集することを特徴とする速泡性評価方法
及び速泡性評価のための測定装置に関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明装置により、洗浄剤の実使用濃度で速泡性の評価が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】速泡性評価のための測定装置の全体説明図。
【図２】図１の装置による処方１〜４  泡量／時間のプロット、一次回帰直線
【図３】図２の時間２０秒までの処方１〜４  泡量／時間のプロット、一次回帰直線
【図４】比較例  送気式測定による処方１〜４  泡量／時間のプロット
【図５】図３で得られた処方１〜４の回帰直線傾き／官能評価点のプロット、一次回帰直線
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、撹拌部と測定部を泡発生器の中心から外れることを特徴とすることで、泡発生器内での洗浄液流動により泡発生器の外周部の水面が上昇し攪拌部の羽根が常に測定液と接触する形状的な利点を有し、一定量で泡の生成が止まることなく評価を可能とする特徴を有する。
【００１７】
これまでの攪拌法（Ｓｔｉｒｒｉｎｇ法）による起泡力評価の攪拌羽の位置は、攪拌羽根の中心と測定容器の中心にあり、最終的には撹拌羽根が泡に浸漬するため泡の生成が進行しない問題点があった。また高回転の撹拌によって泡が何度もせん断されることから泡が細かくなり、実際の手による泡立てと泡質が異なる問題点があった。
【００１８】
即ち、従来の攪拌法（Ｓｔｉｒｒｉｎｇ法）では動的起泡観測に必要な時間単位の一定起泡力の持続性に問題があった。本発明においては、この問題を攪拌部の位置を容器の中心から外すことにより解決した。
【００１９】
本発明は、生成した泡を生成直後に測定部で捕集測定することができる為、起泡後の消泡性のファクターを限りなく小さくでき、実際に手で泡立てる条件と同様の濃度・時間で評価が可能な速泡性評価方法である特徴を有する。
【００２０】
また本発明の測定法の測定結果は精度・再現性が高く、装置の構造が簡便であり、洗浄性が良好な装置である特徴を有する。
【００２１】
以下、本発明方法の測定装置を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の速泡性評価方法のための測定装置の全体説明図である。
【００２３】
図１に示した測定装置は
測定部Ａ、
容器Ｃ及び２穴付蓋Ｂからなる泡発生器、
撹拌モーターＤ、溢れ止め枠Ｅ及び撹拌羽根Ｆからなる攪拌部
を備えている。
【００２４】
測定部Ａは、泡発生器の上底面に開けた2穴の内の１穴に設定される。泡発生器内で生じた泡の体積を測るものであり、透明筒状体に目盛りを付したもので上面と下面が開口している。測定部Ａの直径であるcは、泡発生器の半径ａよりも小さい径であり、泡発生器の中心から外れて位置し、攪拌部の中心と泡発生器の中心を結んだ線上に測定部Ａの中心が位置することがより好ましい。
【００２５】
攪拌部は、泡発生器の上底面に開けた2穴の内の残りの１穴に設定される。撹拌モーターＤ、溢れ止め枠Ｅ、撹拌羽根Ｆを備える。攪拌部の接続用の穴には評価時に洗浄液および発生した泡が溢れない様、漏れ止め枠Ｅを設置している。溢れ止め枠Ｅの高さgは、洗浄液および泡が溢れない高さであれば良いが、高すぎると撹拌翼Fの設置が困難になることから20mm〜30mmが望ましい。
【００２６】
攪拌部の直径ｂ及び撹拌羽根Ｆの直径は同一または10mm以下の隙間を持つ（攪拌羽根の直径の方が小さい）。撹拌羽根Ｆをスムーズに設置しながら測定誤差を小さくするため、攪拌羽根Ｆの直径より攪拌部の直径が1〜2mm大きいことが好ましい。
【００２７】
撹拌羽根Ｆは、攪拌羽根の中心の位置が攪拌部の中心と同一になるよう水平位置を決定し、羽根の垂直位置は、泡発生器を満たした試験液に静値時、攪拌羽根が試験液に水没する状態に調整する。即ち攪拌羽根の最上部が泡発生器の蓋の下の位置に調整する。攪拌羽根の形状に関してタービン翼、パドル翼、スクリュー翼等、何れの形状でも測定可能である。
【００２８】
泡発生器は、容器Ｃ及び２穴付蓋Ｂから構成されるが透明プラスチックまたは透明ガラスから形成されることが好ましい。泡発生器の２穴付蓋Ｂは容器Ｃとは、装置の洗浄、試験液の仕込みを容易にするために着脱可能であることが好ましい。容器Ｃと蓋Ｂは、評価時に試料液が漏れない様、測定時は密着している。
【００２９】
また容器Ｃの形状は、発生した起泡がスムーズに測定部Ａで捕捉するため、側面が滑らかな曲線で構成されていることが好ましく、より好ましくは円柱形である。
２穴付蓋Ｂは、測定部Ａと撹拌部の接続部のみが開口している。
【００３０】
泡発生器の径a、攪拌部の直径＝溢れ止め枠Ｅの直径b及び測定部Ａの直径cの大きさの関係は以下の式（１）〜式（３）の範囲内にあることがより好ましい。
1／3a ＜ b ＜ 2／3a      ……  （１）
1／4a ＜ c ＜ 1／2a      ……  （２）
a ＞ （b + c）           ……  （３）
ｂが式（１）の範囲を超えて大きくなった場合、撹拌羽根Ｆの中心が容器Ｃの中心に近くなるため、泡発生器内の液が測定時に乱流ならず、泡の生成が進行しなくなる問題が生じる。また、ｂが式（１）の範囲を超えて小さくなった場合、撹拌羽根Ｆが容器Ｃよりも小さすぎるため、泡の生成が遅くなる問題の他に、液の流動が悪化し撹拌羽根Ｆ部分から泡が溢れ、測定部Ａに泡が補足されない問題を生じる。
【００３１】
ｃが式（２）の範囲を超えて大きくなった場合、測定部Ａの穴が泡発生器の中心を含むことになる。泡発生器の中心部は測定時にもっとも試験液面が低くなる場所である（泡発生器内の試験液も泡発生器内で攪拌羽の回転に沿った方向に流動し遠心力により試験液面がすり鉢状に変形し、すり鉢の底が泡発生器の中心にあたる）。そのため測定部Ａで捕捉された泡が泡発生器へ戻りやすく、測定精度の低下に繋がる問題点がある。
【００３２】
また、撹拌羽根Ｆと測定部Ａは２穴付蓋上に位置するため、式（３）を満たす必要がある。
【００３３】
この図１の装置の使用方法に関して述べる。
【００３４】
上記条件に装置をくみ上げて、試験液を撹拌羽根開口部から注入するか、又は２穴蓋Ｂを容器Ｃから外し洗浄剤を注入する。この時、試料液が泡発生器内に気泡が残らない様に満たし、液面が撹拌羽根Ｆの上部と同一の高さになる様、液量を調整して測定準備を行う。
【００３５】
評価する試験液に関して述べる
評価する試験液は、測定する洗浄剤組成物のCMC以上の濃度、特に実際に使用する際の濃度に調整して測定する。この時、希釈媒体を硬水による希釈による対硬水性評価、汚垢等を添加して不純物負荷の起泡力評価をすることが可能であり、評価する状況に応じて洗浄剤濃度を変化させることができる。
【００３６】
実際の測定は、前述した要領で測定準備を整えたのち、撹拌モーターＤを一定速度で回転させることにより開始する。モーター回転直後から測定部Ａに泡が捕集されるので一定時間ごとに泡量を記録し、速泡性の評価をする。
【００３７】
測定時間尺度は回転開始から5秒毎に測定部Ａに捕集された泡容量を測定し、一定時間（例えば60秒間）記録するか、泡容量が測定部Ａに収まりきらなくなるまで測定する。
【００３８】
本発明装置は、モーターの回転と同時に起泡性を記録でき、動的観察ができる特徴を有する。そのためこれまでの方法では測定が困難であった初期起泡力の評価が可能となり、その結果の妥当性は、本発明者らがモニターによる評価と強い相関が姉ことを確認した。
【００３９】
また、本発明で初期起泡を測定した後、モーターを停止することで泡の生成も停止することから、一定時間ごとに泡量を記録することで生じた泡の消失を観察し評価することができる。
【実施例】
【００４０】
以下、
実施例、比較例及び参考例によって本件発明測定法に関して説明する。
【００４１】
以下のサンプルを調整し、実施例、比較例及び参考例に使用した。
【００４２】
【表１】
2014001942.tif 000003
【００４３】
各サンプルにおいて、流下法（Ｐｏｕｒｉｎｇ法）の一種であるロスマイルス試験JIS K ３３６２を４０℃、サンプル濃度０．２５%で測定した結果を示す
【００４４】
【表２】
2014001942.tif 000004
【００４５】
注２  ロスマイルス試験の０分データは、流下が終わった瞬間の泡高さより、５分後の安定液面高さを引いた値であり、結果的に静的観測値である。本発明で測定しようとする初期起泡とは性質が異なる。
【００４６】
この試験法では処方１の起泡力が他の処方に比して比較的大きいというレベルでしか考察できない。
【００４７】
参考例  官能評価
パネラーとして10名を選定し、処方１〜４を手で20秒間泡立てた時の泡立ちの良さ（速泡性）について、処方３を基準（3.0）として次のようにそれぞれ5段階に評価した。
泡立ちの良さの評価
５：良い
４：やや良い
３：処方３と同程度
２：やや良くない
１：良くない
評価結果の平均点を算出し、算出された平均値が
４．５超の場合を非常に良好（◎）
３．５〜４．５の場合を良好（○）
２．５〜３．５の場合を普通（△）
２．５未満の場合を不良（×）
として行った。
評価結果は表４に示す。
【００４８】
実施例  本発明速泡性評価方法
図１の測定装置において、
測定部Aは直径33mm、高さ260mmの200mLメスシリンダーを使用した。
泡発生器の容器Cは直径100mm、高さ26mmの200mL透明プラスチック円筒容器を使用した。
攪拌部の直径ｂは50mmで撹拌羽根Fは直径50mmの6枚傾斜パドル翼を使用し、撹拌モーターDによる回転数は300rpmに設定した。
【００４９】
この装置を用いた速泡性評価方法においては、処方１〜４の活性剤濃度1%に調整した試験液を使用した。
【００５０】
尚、試験液の界面活性剤濃度１％とは、洗浄剤組成物を泡立てて洗浄を行う際に水で希釈した濃度に対応する濃度である。
【００５１】
装置を組み立てた後で処方１〜４の試験液約200mLを、撹拌羽根開口部から容器B内に泡が生じない様に注意しながら撹拌羽根Fの上面と同じ高さになるまで注入した。
【００５２】
撹拌モーターDを回転した直後から撹拌羽根Fで生じた泡が測定部Aに補足される。測定部Aに補足された泡量を回転開始から5秒毎に60秒間記録した結果を図２に示す。なお、測定時間が60秒を経過する、又は泡量が200mLになった時点で測定を終了している。
【００５３】
測定結果を表3及び図2に示す。図2内の直線作図は各処方の測定値の最小二乗法による一次回帰直線である。
【００５４】
【表３】
2014001942.tif 000005
【００５５】
本測定法によれば、モーター攪拌により一定速度で起泡が発生しているので、破泡(本測定システムを要因とする破泡及び泡捕集効率に関連するロス)／消泡(泡捕集後経時的な破泡)が無い場合は、処方固有の傾きを有する。比較的直線性の強い20秒以下の測定値より求められる回帰直線のml/secのディメンションを持つ傾きは、試験溶液の速泡性評価に用いるのに優れている。この数値は、後述するように実際の官能評価によく一致する。本発明者の検討によれば、本実験に使用した同一装置で起泡後20秒までの捕捉泡量(ml)と時間(sec)のデータの一次回帰直線の傾きが７．５以上であると泡立ちの速さを官能的に確認でき、速泡性洗浄剤を処方化するときの目安になる。
【００５６】
比較例1  送気法による動的起泡評価
参考文献１に記載の方法を参考にして評価を行った。塔高50cm、内径2.5cmのガラス管の底部に微細起泡を供給させるためのガラスフィルターを取り付け、通気ガスには空気を用い、送気ポンプおよび流量計によって流量0.3L/minに調整して塔内に通気した。評価用のサンプルは活性剤A~Dを活性剤濃度0.1%に調整し、100mLをガラス管上部から壁面に沿って注入した。通気直後から60秒間内における液体／泡界面からの泡の高さを定規で測定した。この結果を図３に示す。
【００５７】
実施例の測定液の界面活性剤濃度が１％であるのに対して本比較例の界面活性剤濃度が０．１％に設定されているのは、本比較例試験法により界面活性剤濃度１％で測定した場合、界面活性が高すぎる為、泡の消失が起きにくく、送気量と泡量が同じになることが原因と考えられる。そのため順次界面活性剤濃度を下げて測定し、サンプル間の差が出始めた０．１％での測定を測定条件とした。このことは送気法による動的起泡力観察は界面活性剤の性能評価には不向きであることが分かる。
【００５８】
図４の結果において60秒後の泡量は処方１＞処方２＞処方３＞処方４となっている。この順序は官能評価の結果と一致しているが、大きく処方1〜３のグループと処方４の差が検出できる程度である。
実施例・比較例・参考例の計測結果を整理すると表１の結果に整理される。
【００５９】
【表４】
2014001942.tif 000006
【００６０】
本発明測定法によるデータが相関係数０．９９と非常に良く、官能評価によるデータにパラレルに対応しており、本発明測定法の数値により速泡の強弱について議論できる。
従来の動的起泡測定の代表である送気法による起泡力評価でも、処方１〜３と処方４のグループでの初期起泡性の差異は観察できるが、官能評価の順を必ずしも反映していない。また、本発明測定法に比べ官能評価との相関も低い。
【００６１】
図５は、本発明方法で測定された回帰直線の傾きｍと官能評価の平均スコアの相関図である。
【００６２】
本発明の測定値が官能評価によく対応しており、本発明方法で測定された回帰直線の傾きｍが７．５以上であることは官能評価において、５点満点で平均３点に対し４．５点以上の優れた速泡性を示す。
【００６３】
図１の測定装置の結果と速泡性の官能評価には非常に良い相関性が見られた。  
【００６４】
一方、送気式の泡量測定装置と類似の装置を使用した場合、測定濃度0.1%と実際に使用する活性剤濃度1〜2％よりも希釈しなければならない。また泡立ち結果では官能評価と良い相関性は見られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
従来の測定法では、数値が困難であった初期起泡力に関して、特定の測定装置を使用することにより、簡便に安定した測定を実施することができる。
【００６６】
本測定法により、初期起泡のデータが数値化でき、測定値を比較することにより、より優れた速泡性のある処方を短時間にくみ上げることができる。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ  測定部
Ｂ  泡発生器の２穴付蓋
Ｃ  泡発生器の容器
Ｄ  撹拌モーター
Ｅ  溢れ止め枠
Ｆ  撹拌羽根
【図２】
2014001942.tif 000007
【図３】
2014001942.tif 000008
【図４】
2014001942.tif 000009
【図５】
2014001942.tif 000010
【図１】
2014001942.tif 000011