(57)【要約】    【課題】カチオン化キサンタンガムに由来するゲル性が付与された水系組成物及びその製造方法を提供する。    【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、水とを含有している水系組成物であって、前記カチオン化キサンタンガムが前記水に溶解されてなる水系溶液中の前記カチオン化キサンタンガムを分子内での架橋が解かれた状態とした後、該分子内での架橋が解かれた前記カチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることによって調製された水系組成物。【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、水とを含有している水系組成物であって、
前記カチオン化キサンタンガムが前記水に溶解されてなる水系溶液中の前記カチオン化キサンタンガムを分子内での架橋が解かれた状態とした後、該分子内での架橋が解かれた前記カチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることによって調製された水系組成物。
【請求項２】
前記分子内での架橋が解かれた状態とし、且つ、前記分子間で架橋させることが、前記水系溶液を加熱処理することによって行われる請求項１に記載の水系組成物。
【請求項３】
前記加熱処理の加熱温度が、５０℃以上である請求項２に記載の水系組成物。
【請求項４】
水に溶解させたときに互いに反対の液性を示す第１のｐＨ調整剤と第２のｐＨ調整剤とをさらに含有しており、
前記分子内での架橋が解かれた状態とすることが、前記水系溶液に前記第１のｐＨ調整剤を含有させて、該第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液のｐＨを、これを含有させる前の水系溶液のｐＨよりも前記カチオン化キサンタンガムの等電点から離れる側に変更されたものとすることによって行われ、
前記分子間で架橋させることが、前記第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液に前記第２のｐＨ調整剤を含有させて、該第２のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液のｐＨを、これを含有させる前の水系溶液のｐＨよりも前記等電点に近づく側に変更されたものとすることによって行われる請求項１に記載の水系組成物。
【請求項５】
前記カチオン化キサンタンガムのカチオン電荷量が０．１ｍｅｑ／ｇ以上３．０ｍｅｑ／ｇ以下である請求項１〜４のいずれかに記載の水系組成物。
【請求項６】
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水に溶解させてなる水系溶液中の前記カチオン化キサンタンガムを分子内での架橋が解かれた状態とした後、該分子内での架橋が解かれた前記カチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることによって水系組成物を調製する工程を備えた水系組成物の製造方法。
【請求項７】
前記分子内での架橋が解かれた状態とし、且つ、前記分子間で架橋させることを、前記水系溶液を加熱処理することによって行う請求項６に記載の水系組成物の製造方法。
【請求項８】
水に溶解させたときに互いに反対の液性を示す第１のｐＨ調整剤と第２のｐＨ調整剤とを用い、
前記分子内での架橋が解かれた状態とすることを、前記水系溶液に前記第１のｐＨ調整剤を含有させて、該第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液のｐＨを、これを含有させる前の水系溶液のｐＨよりも前記カチオン化キサンタンガムの等電点から離れる側に変更されたものとすることによって行い、
前記分子間で架橋させることを、前記第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液に前記第２のｐＨ調整剤を含有させて、該第２のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液のｐＨを、これを含有させる前の水系溶液のｐＨよりも前記等電点に近づく側に変更されたものとすることによって行う請求項６に記載の水系組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カチオン化キサンガムと水とを用いて調製された水系組成物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医薬品、化粧品、農業製品や工業製品等の添加剤として、水溶性の天然高分子を用いる試みがなされている。
【０００３】
かかる天然高分子の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。該キサンタンガムは、極めてシュードプラスチックな高粘度を示し、増粘性、高い懸濁安定性、及び特別な流動学的性質を有するため、医薬品添加剤、化粧品添加剤、農業製品用添加剤や工業製品用添加剤等として、主として粘性の付与等を目的として使用されている。
【０００４】
該キサンタンガムは、単独で水に溶解させた場合には、得られた水溶液はゲル化せず、ゲル状の性質を示さない（ゲル性を有しない）が、ローカストビーンガムやグルコマンナンと共に水に溶解させることによって、得られた水溶液はゲル化し、ゲル状の性質を示す（ゲル性を有する）ことが、知られている。
【０００５】
一方、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おり、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）。
【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
【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に示されるような水系組成物は、ゲル化しておらず、このように、カチオン化キサンタンガムによって水系組成物にゲル性を付与することは困難である。
また、カチオン化キサンタンガムは、キサンタンガムと類似したシュードプラスチックな流動特性を有するのにもかかわらず、該キサンタンガムとは異なり、上記したローカストビーンガムやグルコマンナンと共に水に溶解させても、得られた水系組成物にゲル性を付与するのは困難である。
一方、カチオン化キサンタンガムを用いて水系組成物にゲル性を付与することが可能となれば、該水系組成物を種々の製品等に適用した際、かかる特性に起因して該製品等の多様性を高めることが可能となる。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、カチオン化キサンタンガムに由来するゲル性が付与された水系組成物及びその製造方法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】
【０００９】
カチオン化キサンタンガムは、室温で水や、水と有機溶媒との混合溶液に溶解させても、得られた水系溶液中では、前記カチオン化キサンタンガムが分子内で架橋している。このため、該水系溶液はゲル性を有しない。
本発明者らは、かかる知見に着目して鋭意検討を重ね、上記カチオン化キサンタンガムを分子内での架橋が解かれた状態とし、該分子内での架橋が解かれたカチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることによって、該水系溶液にゲル性を付与し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
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、水とを含有している水系組成物であって、
前記カチオン化キサンタンガムが前記水に溶解されてなる水系溶液中の前記カチオン化キサンタンガムを分子内での架橋が解かれた状態とした後、該分子内での架橋が解かれた前記カチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることによって調製されたものである。
【００１１】
かかる構成の水系組成物は、前記カチオン化キサンタンガムが前記水に溶解されてなる水系溶液中の前記カチオン化キサンタンガムを分子内での架橋が解かれた状態とした後、該分子内での架橋が解かれた前記カチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させて調製されたものであることによって、カチオン化キサンタンガムに由来するゲル性を有する。
ここで、このように水系組成物がゲル性を有することとなるメカニズムは、以下の通りである。
すなわち、水酸基を複数有するキサンタンガムは、水酸基に由来する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て得られたカチオン化キサンタンガムは、上記水酸基（アニオン性基）に加えてカチオン性基も有している。
このようなカチオン化キサンタンガムを室温で水に溶解させた場合には、カチオン化キサンタンガムのカチオン性基とアニオン性基との間での架橋が、分子間よりも分子内で優勢に生じるため、得られた水系溶液は、ゲル化しない。
しかし、該水系溶液中におけるカチオン化キサンタンガムの分子内での架橋が解かれることによって、該カチオン化キサンタンガムの分子鎖がほぐれることになる。そして、分子鎖がほぐれた状態にあるカチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることによって、上記水系溶液がゲル化する。
このようにして、上記水系溶液がゲル状となり、ゲル性を有する水系組成物が得られる。
従って、上記構成によれば、カチオン化キサンタンガムに由来するゲル性が付与された水系組成物が得られる。
【００１２】
また、本発明においては、前記分子内での架橋が解かれた状態とし、且つ、前記分子間で架橋させることが、前記水系溶液を加熱処理することによって行われることが好ましい。
【００１３】
かかる構成の水系組成物によれば、前記水系溶液を加熱することによって、該水系溶液中でのカチオン化キサンタンガム分子の運動性を増加させることができ、これにより、上記分子内での架橋が解かれる。そして、加熱後に冷却されることによって、カチオン化キサンタンガム分子の運動性が低下する。これにより、アニオン性基とカチオン性基との間で引力が生じるが、このとき、カチオン化キサンタンガムの分子鎖がほぐれているため、分子内での架橋よりも分子間での架橋の方が優勢に生じる。従って、上記加熱処理によってカチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることができ、これにより、上記水系溶液がゲル化して、ゲル性を有する水系組成物が得られる。
【００１４】
また、本発明に係る水系組成物においては、
前記加熱処理の加熱温度が５０℃以上であることが好ましい。
【００１５】
かかる構成によれば、より短時間で、より確実に、カチオン化キサンタンガムに由来するゲル性が付与された水系組成物が得られる。
【００１６】
また、本発明に係る水系組成物においては、
水に溶解させたときに互いに反対の液性を示す第１のｐＨ調整剤と第２のｐＨ調整剤とをさらに含有しており、
前記分子内での架橋が解かれた状態とすることが、前記水系溶液に前記第１のｐＨ調整剤を含有させて、該第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液のｐＨを、これを含有させる前の水系溶液のｐＨよりも前記カチオン化キサンタンガムの等電点から離れる側に変更されたものとすることによって行われ、
前記分子間で架橋させることが、前記第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液に前記第２のｐＨ調整剤を含有させて、該第２のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液のｐＨを、これを含有させる前の水系溶液のｐＨよりも前記等電点に近づく側に変更されたものとすることによって行われることが好ましい。
【００１７】
かかる構成の水系組成物によれば、上記のように水系溶液のｐＨを変更することによって、カチオン化キサンタンガムに由来するゲル性が付与された水系組成物が得られる。また、このようにｐＨの変更によって上記のようにゲル性が付与されるため、水系組成物は、簡便に調製されるものとなる。
ここで、上記ｐＨの変更によって水系組成物がゲル性を有することとなるメカニズムは、以下の通りである。
すなわち、カチオン化キサンタンガムを水に添加したとき、該カチオン化キサンタンガムは、電離（カチオン性基及びアニオン性基が電離）することによって該水に溶解する。すなわち、カチオン化キサンタガムが水に溶解しているときには、カチオン性基及びアニオン性基は、電離している。
そして、カチオン化キサンタンガムを溶解させた水系溶液中では、電離したカチオン性基と電離したアニオン性基との間の引力がカチオン化キサンタンガムの分子間よりも分子内で優勢に生じるため、カチオン化キサンタンガムは、分子内で架橋された状態となっている。
また、カチオン化キサンタンガムの等電点と上記水のｐＨとが近づく程、カチオン性基の電離とアニオン性基の電離とが同程度に生じるようになり、一方、カチオン性基またはアニオン性基のうち、等電点より酸性側ではカチオン性基の電離、塩基性側ではアニオン性基の電離が、他方の電離よりも多く生じるようになる。
上記より、上記構成の水系組成物によれば、前記水系溶液に前記第１のｐＨ調整剤を含有させて、前記第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液のｐＨを、含有させる前の水系溶液のｐＨよりも前記カチオン化キサンタンガムの等電点から離れる側に変更されたものとすることによって、上記カチオン性基またはアニオン性基のうち、一方の電離が他方の電離よりも多く生じることになる。これにより、分子内でカチオン性基とアニオン性基との間の引力が低下し（反発力が大きくなり）、カチオン化キサンタンガムの架橋が解かれた状態となる、すなわち、カチオン化キサンタンガムの分子鎖がほぐれた状態となる。
そして、前記第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液に前記第２のｐＨ調整剤を含有させて、該第２のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液のｐＨを、これを含有させる前の水系溶液のｐＨよりも前記等電点に近づく側に変更されたものとすることによって、カチオン性基の電離の程度とアニオン性基の電離の程度とが近づくことになる。これにより、カチオン性基とアニオン性基との間の引力が生じるが、このとき、カチオン化キサンタンガムの分子鎖がほぐれているため、上記引力は、分子内よりも分子間で優勢に生じる。これにより、カチオン化キサンタンガムが分子間で架橋されることになり、上記水系溶液がゲル化する。
以上より、上記のように前記水系溶液のｐＨを変更することによって、ゲル性が付与された水系組成物が得られる。
【００１８】
また、本発明に係る水系組成物においては、前記カチオン化キサンタンガムのカチオン電荷量が０．１ｍｅｑ／ｇ以上３．０ｍｅｑ／ｇ以下であることが好ましい。
【００１９】
かかる構成によれば、カチオン性基とアニオン性基とのバランスを適切なものとすることができるため、より確実に分子間架橋が形成され易くなる。
【００２０】
また、本発明に係る水系組成物の製造方法は、
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水に溶解させてなる水系溶液中の前記カチオン化キサンタンガムを分子内での架橋が解かれた状態とした後、該分子内での架橋を解かれた前記カチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることによって水系組成物を調製する工程を備える。
【００２１】
また、本発明に係る水系組成物の製造方法においては、
前記分子内での架橋が解かれた状態とし、且つ、前記分子間で架橋させることを、前記水系溶液を加熱処理することによって行うことが好ましい。
【００２２】
また、本発明に係る水系組成物の製造方法においては、
水に溶解させたときに互いに反対の液性を示す第１のｐＨ調整剤と第２のｐＨ調整剤とを用い、
前記分子内での架橋が解かれた状態とすることを、前記水系溶液に前記第１のｐＨ調整剤を含有させて、該第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液のｐＨを、これを含有させる前の水系溶液のｐＨよりも前記カチオン化キサンタンガムの等電点から離れる側に変更されたものとすることによって行い、
前記分子間で架橋させることを、前記第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液に前記第２のｐＨ調整剤を含有させて、該第２のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液のｐＨを、これを含有させる前の水系溶液のｐＨよりも前記等電点に近づく側に変更されたものとすることによって行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
以上の通り、本発明によれば、カチオン化キサンタンガムに由来するゲル性が付与された水系組成物が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
（第１実施形態）
本発明に係る第１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と、水とを含有している水系組成物であって、
前記カチオン化キサンタンガムが前記水に溶解されてなる水系溶液中の前記カチオン化キサンタンガムを分子内での架橋が解かれた状態とした後、該分子内での架橋が解かれた前記カチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることによって調製されてなる。また、該水系組成物は、前記分子内での架橋が解かれた状態とし、且つ、前記分子間で架橋させることが、前記水系溶液を加熱処理することによって行われるように構成されている。
【００２６】
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。かかる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、アニオン性基とカチオン性基とを有している。
【００２７】
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、前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】
2014152206.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。］
【００２８】
前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。
【００２９】
前記カチオン化剤は、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。
【００３０】
かかるカチオン化剤の添加量は、例えばキサンタンガム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。
【００３１】
前記カチオン化キサンタンガムのカチオン電荷量は、０．１ｍｅｑ／ｇ以上、３．０ｍｅｑ／ｇ以下であることが好ましく、０．８ｍｅｑ／ｇ以上、３．０ｍｅｑ／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以上であることによって、カチオン性基をより増加させて、より多くの上記カチオン性基とアニオン性基との間で、上記分子間での架橋が形成され易くすることができる。また、カチオン電荷量が３．０ｍｅｑ／ｇ以下であることによって、カチオン性基がアニオン性基よりも多くなり過ぎることを抑制して、分子間での架橋がより形成され易くすることができる。
従って、上記カチオン電荷量が０．１ｍｅｑ／ｇ以上、３．０ｍｅｑ／ｇ以下であることによって、カチオン性基とアニオン性基とのバランスが適切なものとなり、これらの間で分子間架橋が形成され易くなるため、より確実に分子間架橋が形成され得る。また、加熱処理により、より短時間で、より確実に、カチオン化キサンタンガムに由来するゲル性が付与された水系組成物が得られる。
【００３２】
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］
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、加熱処理によるゲル性の付与の程度等に応じて適宜設定することができる。
【００３６】
前記水系溶液は、前記カチオン化キサンタンガムを前記水に溶解させてなるものである。前記カチオン化キサンタムが前記水に溶解されていることによって、該水系溶液が後述するように処理されて、ゲル化するようになっている。
【００３７】
前記水系溶液におけるカチオン化キサンタンガムの含有量は、前記水系溶液をゲル化させることが可能な量であれば特に限定されるものではない。本実施形態では、該含有量は、例えば、前記カチオン化キサンタンガムのカチオン電荷量、加熱処理における加熱温度や加熱時間等に応じて適宜設定することができる。ここで、前記水系溶液におけるカチオン化キサンタンガムの含有量が多い程、前記水系溶液をゲル化させ易くなる傾向にあり、一方、かかる含有量が少ない程、前記カチオン化キサンタンガムを溶解させ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前記含有量を設定することができ、例えば、前記含有量は、好ましくは０．１〜１０質量％、より好ましくは０．５〜５質量％、さらに好ましくは０．５〜３質量％に設定することができる。
【００３８】
また、本実施形態においては、前記水系溶液のｐＨは、前記カチオン化キサンタンガムを溶解させ、ゲル化させることが可能なｐＨであれば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のカチオン電荷量、前記カチオン化キサンタンガムの含有量、前記加熱処理における加熱温度や加熱時間等に応じて適宜設定することができる。カチオン化キサンタンガムはその電荷量により等電点が異なり、また、水系溶液のｐＨが等電点と等しい場合には凝集して溶解しないが、等電点以外の場合には溶解し、加熱することでゲル化する。水系溶液のｐＨを調整するものとして、例えばクエン酸、リン酸、乳酸、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）クエン酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、その他任意の酸、アルカリを用いることができる。
【００３９】
また、カチオン化キサンタンガムを水に溶解させた際、該カチオン化キサンタンガムの等電点と水のｐＨとが近いことに起因して、該カチオン化キサンタンガムが凝集して溶解しない場合がある。この場合には、分子内の架橋を弱め、カチオン化キサンタンガムを水に溶解させ易くするために塩などの電解質を加えることができる。例えば、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）その他任意の電解質を使用することができる。
【００４０】
また、本実施形態の水系組成物は、水とカチオン化キサンタンガムの他に通常化粧料、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、本発明はもちろんこれらの例に限定されるものではない。
【００４１】
前記加熱処理は、前記水系溶液を加熱する処理である。また、該加熱を停止することによって、前記水系溶液は冷却されることになる。
この加熱処理において、前記水系溶液を加熱することによって、該水系溶液中でのカチオン化キサンタンガム分子の運動性を増加させることができる。これにより、該水系溶液中で、カチオン性基とアニオン性基との間での引力に抗して、カチオン化キサンタンガムの分子内での架橋が解かれる。
そして、加熱後に冷却されることによって、カチオン化キサンタンガム分子の運動性が低下する。これにより、アニオン性基とカチオン性基との間で引力が相対的に大きくなる。このとき、カチオン化キサンタンガムの分子鎖がほぐれているため、分子内での上記引力よりも分子間での上記引力の方が優勢に生じる、すなわち、分子内での架橋よりも分子間での架橋の方が優勢に生じる。従って、上記加熱処理によってカチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることができ、これにより、前記水系溶液がゲル化されて、ゲル性を有する水系組成物（ゲル性水系組成物）となる。
【００４２】
前記加熱処理で用いられる加熱装置については、上記水系溶液中のカチオン化キサンタンガムの分子内での架橋を解くために必要な熱を、上記水系溶液に加えることが可能なものであれば、特に限定されず、従来公知の加熱装置の使用が可能である。
前記加熱処理の加熱温度及び加熱時間は、前記水系溶液中のカチオン化キサンタンガムの分子内での架橋を解き得る程度の温度及び時間であれば、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のカチオン電荷量、前記カチオン化キサンタンガムの含有量、添加剤の種類等に応じて適宜設定することができる。
ここで、前記加熱温度が高い程、前記カチオン化キサンタンガムの分子内での架橋を解き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前記加熱温度を適宜設定することができ、前記加熱温度は、例えば、好ましくは４０℃以上、より好ましくは５０℃以上に設定することができる。また、前記加熱温度は、通常１５０℃以下に設定することができる。
前記加熱時間も、適宜設定することができる。
【００４３】
また、前記加熱処理における冷却は、通常、自然放冷によって行われるが、その他、従来公知の冷却装置を用いて冷却することを採用することもできる。
また、該冷却における冷却速度も、特に限定されるものではない。
【００４４】
前記カチオン化キサンタンガムは水に分散させ、攪拌することで溶解する。前記加熱工程の開始は、カチオン化キサンタンガムを分散させる前からでも、分散後溶解させる工程中（溶解させている間）でも、溶解させた後でも良い。また、上記分散後溶解させる工程中に、加熱と冷却とを繰り返しても良い。
より具体的には、例えば、前記加熱処理には、予め加熱された水に前記カチオン化キサンタンガムを溶解させ、かかる加熱状態を上記したような加熱時間の間維持した後、冷却するような態様や、予め加熱された水に前記カチオン化キサンタンガムを溶解させた後、得られた水系溶液を一旦冷却し、その後、再度加熱してさらに冷却するような態様も含まれる。
また、前記加熱処理には、水にカチオン化キサンタンガムを分散させ、かかる混合物を加熱しながら溶解させた後、冷却する態様や、かかる混合物を加熱しながら溶解させた後、引き続き得られた水系溶液を加熱した後、冷却するような態様も含まれる。
また、水にカチオン化キサンタンガムを分散させ、溶解させた後（室温下で）、静置下で加熱した後、冷却するような態様も含まれる。
さらに、前記加熱処理には、後述する実施例に示すように、水にカチオン化キサンタンガムを分散させ、かかる混合物に前記ｐＨ調整剤を加え、水系溶液のｐＨを、ｐＨ調整剤の添加前よりも等電点から離れたものとすることによって、カチオン化キサンタンガムを溶解させつつ、該カチオン化キサンタンガムの分子内での架橋を予め解かれた状態とし、この状態にある水系溶液を加熱処理することによって、上記分子内での架橋が一層解かれた状態とした後、分子間で架橋させるような態様も含まれる。
【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。
【００４６】
本実施形態の水系組成物の製造方法は、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水に溶解させてなる水系溶液中の前記カチオン化キサンタンガムを分子内での架橋が解かれた状態とした後、該分子内での架橋を解かれた前記カチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることによって水系組成物を調製する工程を備える。
また、前記分子内での架橋が解かれた状態とし、且つ、前記分子間で架橋させることを、前記水系溶液を加熱処理することによって行う。
【００４７】
具体的には、本実施形態の製造方法は、カチオン化キサンタンガムを水に添加し、撹拌しながら溶解させて水系溶液を調製する工程（水系溶液調製工程）と、得られた水系溶液を加熱処理する工程（加熱処理工程）とを備えている。これらの工程を実行することによって、前記水系溶液がゲル化されてなるゲル状の水系組成物が製造される。
【００４８】
前記水系溶液調製工程では、一般的に溶質を溶媒に溶解させるために用いられる従来公知の撹拌機器等を用いて、前記カチオン化キサンタンガムを前記水系溶媒に溶解させることができる。
前記加熱処理工程では、前述したような加熱装置を用いて、前述したように、前記水系溶液を加熱することができる。また、該加熱後、自然放冷したり、一般的に加熱処理された処理物を冷却するために用いられる従来公知の冷却装置を用いたりして、前述したように、前記加熱された水系溶媒を冷却することができる。
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い。
【００４９】
また、上記したように、カチオン化キサンタンガム及び水以外のその他の添加剤を前記水系溶液に含有させる場合においては、前記水に対する前記カチオン化キサンタンガムと前記その他の添加剤との間の添加順序は、特に限定されるものではない。
【００５０】
上記の通り、本実施形態の水系組成物によれば、前記水系溶液を加熱処理することによって、カチオン化キサンタンガムに由来するゲル性が付与された水系組成物が得られるため、水系組成物は、簡便に調製されるものとなる。また、このように加熱処理することによってゲル性が付与されるため、水系組成物は簡便に調製されるものとなる。
【００５１】
また、前記加熱処理前の前記水系溶液は、ゾル状態であるため、前記水系溶液は取り扱い易く、また、所望の形状の型等に充填し易い。そして、この水系溶液を前記加熱処理によってゾルからゲルに変化させてゲル性の水系組成物が得られるため、該水系組成物は、製造性に優れており、しかも、多様な形状に成形され得る。
【００５２】
また、前記加熱処理前の前記水系溶液を対象物に塗布した後、塗布された前記水系溶液を前記加熱処理することによって、対象物上でゾルからゲルにさせて、塗布されたゲル性の水系組成物を得ることもできる。例えば、ゾル状の製品として水系溶液を使用者に提供し、該水系溶液を使用者が毛髪や肌に塗布した後、加熱処理することで、これらに塗布されたゲル性の水系組成物が得られる。このように、使用時にゲル化させて使用する製品として、前記水性溶液を提供し、その後、加熱処理することも可能である。
【００５３】
（第２実施形態）
本発明に係る第２実施形態の水系組成物は、前記加熱処理を行う代わりに、以下のように、第１のｐＨ調整剤と第２のｐＨ調整剤とで前記水系溶液のｐＨを変更することによって調製されたものである。それ以外は、上記第１実施形態と同様であるため、説明を繰り返さない。
【００５４】
具体的には、本実施形態の水系組成物は、水に溶解させたとき（すなわち、水溶液の状態で）に互いに反対の液性を示す第１のｐＨ調整剤と第２のｐＨ調整剤とをさらに含有しており、
前記分子内での架橋が解かれた状態とすることが、前記水系溶液（第１の水系溶液）に前記第１のｐＨ調整剤を含有させて、該第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液（第２の水系溶液）のｐＨを、含有させる前の水系溶液（第１の水系溶液）のｐＨよりも前記カチオン化キサンタンガムの等電点から離れる側に変更されたものとすることによって行われ、
前記分子間で架橋させることが、前記第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液（第２の水系溶液）に前記第２のｐＨ調整剤を含有させて、該第２のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液（第３の水系溶液）のｐＨを、含有させる前よりも前記等電点に近づく側に変更されたものとすることによって行われて調製されたものである。
【００５５】
前記カチオン化キサンタンガムの等電点は、カチオン化キサンタンガムを水に溶解させた水溶液を、コロイド粒子電荷量計Ｍｏｄｅｌ  ＣＡＳ（独国ＡＦＧ社製）を用いて、流動電位が０ｍＶとなるｐＨを測定することによって、測定され得る。または、上記等電点は、上記水溶液に、該水溶液のｐＨを測定しながらＨＣｌ等の酸やＮａＯＨ等のアルカリを滴下して該水溶液のｐＨを調整し、目視観察により凝集が生じた（水溶液が白濁し、その粘度の低下が認められた）ときのｐＨを等電点として評価することによって、測定され得る。
【００５６】
前記第１のｐＨ調整剤は、これを含有させた第２の水系溶液のｐＨを、含有前（第１の水系溶液のｐＨ）よりも前記カチオン化キサンタンガムの等電点から離れる側に変更されたものとするものである。かかる第１のｐＨ調整剤は、このようにｐＨを変更して前記カチオン化キサンタンガムの分子内での架橋を解くことが可能であれば、特に限定されるものではない。かかる第１のｐＨ調整剤としては、例えば、前述において、前記水系溶液のｐＨを調整するものとして挙げられたものが、挙げられる。かかる第１のｐＨ調整剤としては、例えば、クエン酸、リン酸、乳酸、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ2ＳＯ4）といった、水に溶解されたとき水溶液が酸性を示す化合物（酸性化合物）、または、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）といった、水に溶解されたとき水溶液が塩基性を示す化合物（塩基性化合物）が挙げられる。
【００５７】
かかる第１のｐＨ調整剤は、前記第２の水系溶液のｐＨを、前記等電点から離れる酸性側に変更されたものとする場合には、例えば前記酸性化合物であるように構成されればよい。一方、前記第２の水系溶液のｐＨを、前記等電点から離れる塩基性側に変更されたものとする場合には、例えば前記塩基性化合物であるように構成されればよい。
【００５８】
また、かかる第１のｐＨ調整剤によるｐＨの変更の程度は、前記カチオン化キサンタンガムの分子内での架橋を解く程度に応じて適宜設定することができる。例えば、第２の水系溶液のｐＨが等電点から離れるｐＨになるほど、分子内での架橋がより解きほぐれ易くなる。従って、例えば、かかる観点を考慮して、上記第１のｐＨ調整剤によるｐＨの変更の程度を適宜設定することができる。また、このｐＨの変更の程度に応じて、前記第１のｐＨ調整剤の種類や、前記水系溶液中での含有量を適宜設定することもできる。
【００５９】
前記第２のｐＨ調整剤は、これを前記水系溶液に含有させた第３の水系溶液のｐＨを、前記第１のｐＨ調整剤で調整された第２の水系溶液（含有前の水系溶液）のｐＨよりも、等電点に近づく側に変更されたものとするものである。かかる第２のｐＨ調整剤は、このようにｐＨを変更して前記カチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させることが可能であれば、特に限定されるものではない。かかる第２のｐＨ調整剤としては、例えば、上記した第１のｐＨ調整剤と同様のものが挙げられる。
【００６０】
かかる第２のｐＨ調整剤は、前記第２の水系溶液のｐＨが前記等電点に近づく酸性側に変更されたものとする場合には、例えば前記塩基性化合物であるように構成されればよく、一方、前記第２の水系溶液のｐＨが前記等電点に近づく塩基性側に変更されたものとする場合には、例えば前記酸性化合物であるように構成されればよい。
【００６１】
また、かかる第２のｐＨ調整剤によるｐＨの変更の程度は、前記カチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させる程度に応じて適宜設定することができる。また、このｐＨの変更の程度に応じて、前記第２のｐＨ調整剤の種類や、前記水系溶液中における含有量等を、適宜設定することもできる。
【００６２】
そして、本実施形態の水系組成物においては、例えば、前記第１のｐＨ調整剤が酸性化合物であり、前記第１のｐＨ調整剤を含有させることによって、前記第２の水系溶液のｐＨを前記第１の水系溶液よりも等電点から離れる酸性側に変更した場合には、前記第２のｐＨ調整剤は、塩基性化合物であり、該塩基性化合物を含有させることによって、第３の水系溶媒のｐＨを、前記第２の水系溶液のｐＨよりも等電点に近づく側に変更されたものとする態様を、採用することができる。なお、前記等電点に近づく側は、前記等電点よりも酸性側であっても、前記等電点を超えた塩基性側であってもよい。
【００６３】
一方、例えば、前記第１のｐＨ調整剤が塩基性化合物であり、前記第１のｐＨ調整剤を含有させることによって、前記第２の水系溶液のｐＨを前記第１のｐＨ調整剤よりも等電点から離れる塩基性側に変更した場合には、前記第２のｐＨ調整剤は、酸性化合物であり、該酸性化合物を含有させることによって、第３の水系溶媒のｐＨを、前記第２の水系溶液のｐＨよりも等電点に近づく側に変更されたものとする態様を採用することができる。なお、前記等電点に近づく側は、前記等電点よりも塩基性側であっても、前記等電点を超えた酸性側であってもよい。
【００６４】
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。
【００６５】
本実施形態の水系組成物の製造方法も、本実施形態の水系組成物と同様、前記加熱処理を行うことに代えて、以下のように、前記第１のｐＨ調整剤と前記第２のｐＨ調整剤とを用いて前記水系溶液のｐＨを変更することによって、前記カチオン化キサンタンガムの分子内での架橋を解き、該架橋が解かれたカチオン化キサンタンガムを分子間で架橋させる。それ以外は、上記第１実施形態と同様であるため、説明を繰り返さない。
【００６６】
具体的には、本実施形態の水系組成物の製造方法は、前記第１のｐＨ調整剤と前記第２のｐＨ調整剤とを用い、
前記分子内での架橋が解かれた状態とすることを、前記水系溶液（第１の水系溶液）に前記第１のｐＨ調整剤を含有させて、該第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液（第２の水系溶液）のｐＨを、含有させる前の水系溶液（第１の水系溶液）のｐＨよりも前記カチオン化キサンタンガムの等電点から離れる側に変更されたものとすることによって行い、
前記分子間で架橋させることを、前記第１のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液（第２の水系溶液）に前記第２のｐＨ調整剤を含有させて、該第２のｐＨ調整剤を含有させた水系溶液（第３の水系溶液）のｐＨを、含有させる前の水系溶液（第２の水系溶液）のｐＨよりも前記等電点に近づく側に変更されたものとすることによって行う。
【００６７】
より具体的には、本実施形態の製造方法は、カチオン化キサンタンガムと前記第１のｐＨ調整剤とを水に溶媒に添加し、撹拌しながら溶解させて、得られた水系溶液のｐＨが、前記カチオン化キサンタンガムを水に溶解させた場合（前記第１のｐＨ調整剤を含有させる前）よりも、前記カチオン化キサンタンガムの等電点から離れる側に変更されたものとする工程（第１のｐＨ変更工程）と、得られた水系溶液に前記第２のｐＨ調整剤を含有させて、該水系溶液のｐＨが、前記第１のｐＨ調整剤を含有させた前記等電点に近づく側に変更する工程（第２の工程）とを備えており、これらの工程を実行することによって、前記水系溶液がゲル化されてなるゲル状の水系組成物が製造される。
【００６８】
前記第１のｐＨ変更工程では、一般的に溶質を溶媒に溶解させるために用いられる従来公知の撹拌機器等を用いて、前記カチオン化キサンタンガムと、前記第１のｐＨ調整剤とを水に溶解させて、水系溶液を調製することができる。
前記キサンタンガム及び水に前記第１のｐＨ調整剤を含有させるタイミングは、特に限定されるものではない。例えば、前記カチオン化キサンタンガムを水に溶解させた後、得られた溶液に前記第１のｐＨ調整剤をさらに添加してもよいし、前記第１のｐＨ調整剤を水に溶解させた後、得られた溶液に前記カチオン化キサンタンガムを添加してもよい。
また、カチオン化キサンタンガムを水に分散させ、この混合物に前記第１のｐＨ調整剤を添加することもでき、これにより、カチオン化キサンタンガムを溶解させつつ、第１のｐＨ変更工程を行うことが可能となる。
【００６９】
また、前記第１のｐＨ変更工程において、前記第１のｐＨ調整剤の含有前からの、含有後の前記水系溶液のｐＨの変更の程度は、前記水系溶液中における前記カチオン化キサンタンガムの分子内での架橋が解かれる程度や、第２のｐＨ変更工程で前記カチオン化キサンタンガムが分子間で架橋される程度等に応じて適宜設計することができ、特に限定されるものではない。
【００７０】
前記第２のｐＨ変更工程においても、上記第１のｐＨ変更工程と同様、一般的に溶質を溶媒に溶解させるために用いられる従来公知の撹拌機器等を用いて、前記第１のｐＨ変更工程で得られた水系溶液に、前記第２のｐＨ調整剤を含有させることができる。
【００７１】
また、前記第２のｐＨ変更工程において、前記第２のｐＨ調整剤の含有前（第１のｐＨ変更工程で得られた水系溶液のｐＨ）からの、含有後の前記水系溶液のｐＨの変更の程度は、第１のｐＨ変更工程において前記水系溶液中における前記カチオン化キサンタンガムの分子内で架橋が解かれた程度や、当該第２のｐＨ変更工程において前記カチオン化キサンタンガムが分子間で架橋される程度に応じて、適宜設計することができ、特に限定されるものではない。
【００７２】
本実施形態の製造方法においても、前記水系溶液におけるカチオン化キサンタンガムの含有量は、前記水系溶液をゲル化させることが可能な量であれば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のカチオン電荷量、前記第１及び第２のｐＨ調整剤の種類等に応じて適宜設定することができる。ここで、前記水系溶液におけるカチオン化キサンタンガムの含有量が多い程、前記水系溶液をゲル化させ易くなる傾向にあり、一方、かかる含有量が少ない程、前記水系溶液をゲル化させ難くなる傾向にある。従って、例えばかかる観点を考慮して前記含有量を設定することができ、例えば、前記含有量は、好ましくは０．１〜１０質量％、より好ましくは０．５〜５質量％、さらに好ましくは０．５〜３質量％に設定することができる。
【００７３】
なお、本実施形態においても、水、カチオン化キサンタンガム、第１及び第２のｐＨ調整剤の他に、上記第１実施形態で挙げたような添加剤を含有させることができる。
【００７４】
上記した本実施形態の水系組成物によれば、上記のように前記水系溶液のｐＨを変更することによって、カチオン化キサンタンガムに由来するゲル性が付与された水系組成物が得られる。また、このようにｐＨの変更によって上記ゲルが付与されるため、水系組成物は、簡便に調製されるものとなる。
【００７５】
また、前記第１のｐＨ変更工程前または第２のｐＨ変更工程前の前記水系溶液は、ゾル状態であるため、前記水系溶液は取り扱い易く、また、所望の形状の型等に充填し易い。そして、この水系溶液を用いて第１及び第２のｐＨ変更工程、または、前記第２のｐＨ変更工程を行うことによって、ゾルからゲルに変化させてゲル性の水系組成物が得られるため、該水系組成物は、製造性に優れており、しかも、多様な形状に成形され得る。
また、上記の他、例えば、前記第１のｐＨ変更工程前の前記水系溶液（第１の水系溶液）を対象物に塗布した後、塗布された前記水系溶液に対して第１及び第２のｐＨ変更工程を行うことによって、対象物上でゾルからゲルに変化させて、塗布されたゲル性の水系組成物を得ることも、前記第１のｐＨ変更工程で得られた前記水系溶液（第２の水系溶液）を対象物に塗布した後、塗布された前記水系溶液に対して第２のｐＨ変更工程を行うことによって、対象物上でゾルからゲルに変化させて、塗布されたゲル性の水系組成物を得ることもできる。例えば、ゾル状の製品としてゾル状の前記第１のｐＨ変更工程前または前記第１のｐＨ変更工程後（すなわち、前記第２のｐＨ変更工程前）の水系溶液を使用者に提供し、該水系溶液を使用者が毛髪や肌に塗布した後、前記第１及び第２のｐＨ変更工程、または、前記第２のｐＨ変更工程を行うことによって、使用者に塗布されたゲル性の水系組成物が得られる。このように、使用時にゲル化させて使用する製品として、前記水性溶液を提供し、その後前記ｐＨ変動工程を行うことも可能である。
さらに、上記の他、例えば、前記第１のｐＨ変更工程前または前記第２のｐＨ変更工程前の前記水系溶液と、ｐＨ調整剤を含む水溶液とが、一方がアルカリ性、他方が酸性であるように構成されている場合には、例えば、以下のような利点がある。すなわち、分解防止等のためにアルカリ性または酸性で保存されることが必要であるような物質を、前記水系溶液または前記ｐＨ調整剤を含む水溶液のいずれかに溶解させておくことができ、これにより、前記物質を安定に保存しておくことが可能となる。さらに、このように安定に保存しつつも、前記水系溶液及び前記ｐＨ調整剤を含む溶液は、ゾル状態であるため、いずれも取り扱い易い。しかも、これら２液を使用時に混合することでｐＨ変更工程行い、ゾル状からゲル状に変化させることによって、水系組成物を調製することができ、これにより、対象物に対して、前記水系溶液及び前記ｐＨ調整剤を含む溶液を、液だれを抑制しつつ塗布し易くなるため、製造性に優れた水系組成物が提供され得る。
【００７６】
（第３実施形態）
本発明に係る第３実施形態の水系組成物は、前記加熱処理に代えて、以下のように、前記水系溶液を強攪拌処理する。それ以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を繰り返さない。
【００７７】
具体的には、本実施形態の水系組成物においては、前記水系溶液中での前記カチオン化キサンタンガムを分子内での架橋が解かれた状態とし、且つ、架橋が解かれた状態のカチオン化キサンタンガムを前記分子間で架橋させることが、前記水系溶液を強攪拌処理することによって行われる。
なお、強攪拌とは、攪拌部材を用いて１０００ｒｐｍ以上の回転速度で攪拌することを意味する。
ここで、通常、粉末を水に溶解させる際には、攪拌部材を用いて１０００ｒｐｍ未満の回転速度で攪拌される。しかし、上記のように１０００ｒｐｍ以上の攪拌を行うことによって、前記カチオン化キサンタンガムの分子内の架橋を解くことが可能となる。なお、前記回転速度は、１０００ｒｐｍ以上であれば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の分子内での架橋が解かれる程度に応じて、適宜設定することができる。例えば、前記回転速度が大きくなるほど、前記架橋が解かれ易くなる一方、前記回転速度が大きくなり過ぎると、カチオン化キサンタンガムの分子鎖が切断されるおそれがある。従って、例えば、かかる観点を考慮して、前記回転速度を適宜設定することができる。
【００７８】
前記攪拌処理には、前記水系溶液を強攪拌することと、かかる強攪拌を停止することによって、前記強攪拌させた水系溶液を静置させることとが含まれる。
【００７９】
前記強攪拌は、従来公知のホモミキサー（ＴＫホモミキサー（ＴＫ  ＲＯＢＯ  ＭＩＣＳ、特殊機化工業社製）等によって行うことができる。かかるホモミキサーを用いた場合、例えば、８０００ｒｐｍで５分間攪拌という条件を採用することができる。また、その他、ディスパーや圧力ホモジナイザー等を用いてもよい。
【００８０】
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。
【００８１】
本実施形態の水系組成物の製造方法は、前記加熱処理に代えて、強攪拌処理を行う。それ以外は、第１実施形態と同様であるため、説明を繰り返さない。
【００８２】
具体的には、本実施形態の水系組成物の製造方法においては、前記架橋が解かれた状態とし、且つ、前記分子間で架橋させることを、前記水系溶液を強攪拌処理することによって行う。
【００８３】
前記強攪拌処理の条件は、上記と同様である。
【００８４】
上記の通り、本実施形態の水系組成物によれば、前記水系溶液を強攪拌処理することによって、カチオン化キサンタンガムに由来するゲル性が付与された水系組成物が得られるため、水系組成物は、簡便に調製されるものとなる。また、このように強攪拌処理することによってゲル性が付与されるため、水系組成物は簡便に調製されるものとなる。
【００８５】
上記各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。
【００８６】
上記のように本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に特に限定されるものではない。例えば、上記第１及び第２実施形態を組み合わせた構成や、上記第１、第２及び第３実施形態を組み合わせた構成や、上記第２及び第３実施形態を組み合わせた構成等を適宜採用すること等もできる。
【実施例】
【００８７】
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。
【００８８】
＜カチオン化キサンタンガムの製造＞
合成例１〜６
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と原料としての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、下記表１に示す配合量でカチオン化剤たる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（８０重量％、製品名ＳＹ−ＧＴＡ８０、阪本薬品工業株式会社製）を適宜加え、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。
【００８９】
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。
【００９０】
反応終了後、反応液を４９．２％硫酸６ｇで中和した後、得られた反応生成物を濾過（濾手）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１〜６のカチオン化キサンタンガムを得た。
【００９１】
・カチオン電荷量の測定
合成例１〜６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原料としての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］
【００９２】
・等電点の測定
合成例４で得られたカチオン化キサンタンガムの等電点を、下記のようにして測定した。
すなわち、上記カチオン化キサンタンガム１ｇを水９９ｇに溶解させ、得られた水溶液に、酸としてのＨＣｌ及びアルカリとしてのＮａＯＨを滴下して、ｐＨを測定しながらその調整を行い、目視観察により凝集が生じたときの（水溶液が白濁しその粘度の低下が認められた）ｐＨを、等電点とした。
このようにして測定した結果、合成例４で得られたカチオン化キサンタンガムの等電点は、７．０であった。
【００９３】
【表１】
2014152206.tif 000003
【００９４】
＜水系溶液の調製＞
・溶液の調製１：０．５質量％溶液、１．０質量％溶液、２．０質量％溶液、３．０質量％溶液の調製（ｐＨ７．０）
表２に示すように、上記で得られた合成例１、３、５、６のカチオン化キサンタンガム粉末０．５ｇを水９９．５ｇ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。同様に、上記で得られたカチオン化キサンタンガム粉末１．０ｇを水９９．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、１．０質量％溶液を調製した。同様に、上記で得られたカチオン化キサンタンガム粉末２．０ｇを水９８．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、２．０質量％溶液を調製した。同様に、上記で得られたカチオン化キサンタンガム粉末３．０ｇを水９７．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、３．０質量％溶液を調製した。なお、表２では、カチオン化キサンタンガムの濃度をポリマー濃度と表す。また、カチオン化キサンタンガムと水の合計質量に対するカチオン化キサンタンガムの質量を、質量％と表す。以下においても同様である。なお、上記のように中和を行ったため、各水系溶液のｐＨを測定した結果、ｐＨは７．０であった。
【００９５】
・溶液の調整２：１．０質量％溶液（ｐＨ１．７、ｐＨ３．０、ｐＨ１２．０）
表３に示すように、上記で得られた合成例２〜６のカチオン化キサンタンガム粉末１．０ｇを水に分散させて全量１００ｇになるように調整した。この混合物に、適量のＨＣｌまたはＮａＯＨを添加してｐＨを表３に示すように調整し、室温で攪拌溶解することにより、各ｐＨを有する１．０質量％溶液を調製した。なお、上記と同様、各水系溶液のｐＨは７．０であった。
・溶液の調製３：１．０質量％溶液（１．０質量％ＮａＣｌ含有）、２．０質量％溶液（１．０質量％ＮａＣｌ含有）の調製（ｐＨ７．０）
表４に示すように、上記で得られた合成例４のカチオン化キサンタンガム粉末１．０ｇと１．０ｇのＮａＣｌとを粉末混合し、水９８．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、１．０質量％ＮａＣｌ含有１．０質量％溶液を調製した。同様に、合成例４のカチオン化キサンタンガム粉末２．０ｇと１．０ｇのＮａＣｌとを粉末混合した後、水９７．０ｇに分散させ、室温で攪拌溶解することにより、１．０質量％ＮａＣｌを含有する２．０質量％溶液を調製した。なお、上記と同様、各水系溶液のｐＨは７．０であった。
【００９６】
＜加熱処理＞
得られた各溶液を１０ｍＬずつ、キャップ付チューブに入れ、１０，２５，４０，６０，８０，９０℃の恒温槽に３０分間入れた。それぞれ加熱後、室温まで自然放冷して製造例１〜２６の組成物（試料）を作製し、各試料について下記のような判定基準に基づいて、ゲル化の評価を行なった。結果を表２〜表４に示す。
【００９７】
・ゲル性の評価
上記のチューブを鉛直方向に起立させた状態から９０度（水平方向に）転倒させたときの外観を目視によって観察し、下記の判断基準に基づいて試料がゲル化されているか否かを判断した。
（１）チューブを転倒させても試料が流れなかった場合、保型性のあるゲル（◎で示す）と判断した。
（２）チューブを転倒させたとき試料が部分的に流れたが、流れた後に形成された上面が完全に水平になっていない場合、柔らかいゲル（○で示す）と判断した。
（３）チューブを転倒させたとき試料全体が流れ、流れた後に形成された上面が完全に水平となったが、その上面に凹凸が認められた場合、流動性のあるゲル（△で示す）と判断した。
（４）チューブを転倒させたとき試料全体が流れ、流れた後に形成された上面が完全に水平となり、しかも、その上面に凹凸が認められなかった場合、ゾル状態（×で示す）と判断した。
（５）カチオン化キサンタンガムの沈殿が認められ、しかも、上記（４）の状態が観察された場合、カチオン化キサンタンガムが溶解されていないことに起因してゲル化が認められなかったとして、溶解不能（××）と判断した。
【００９８】
【表２】
2014152206.tif 000004
【００９９】
【表３】
2014152206.tif 000005
【０１００】
【表４】
2014152206.tif 000006
【０１０１】
上記表２には、水系溶液のゲル化に及ぼすｐＨの影響が示される。
かかる表２より、カチオン化キサンタンガムは、そのカチオン電荷量によってゲル化するｐＨが異なることがわかった。
カチオン電荷量０．６５ｍｅｑ／ｇでは、ｐＨ７．０、ｐＨ１２．０でゲル化が見られた。この結果、カチオン電荷量０．６５ｍｅｑ／ｇでは、ｐＨ７．０以上で水系溶液をゲル化させ得ることがわかった。
カチオン電荷量０．９８ｍｅｑ／ｇでは、ｐＨ１．７でゲル化が見られた。ここで、ｐＨが低下する程ゲル化し易くなることを考慮すると、この結果、カチオン電荷量０．９８ｍｅｑ／ｇでは、ｐＨ１．７以下で水系溶液をゲル化させ得ることがわかった。
カチオン電荷量１．２９ｍｅｑ／ｇのカチオン化キサンタンガムは、上記の通り等電点が７．０であるため、水系溶液のｐＨが７．０付近では凝集して、溶解しない。しかし、該水系溶液のｐＨを、等電点から十分に離れたｐＨに調整することによって（ｐＨ１．７、ｐＨ３．０、ｐＨ１２．０）、該カチオン化キサンタンガムを溶解させることができた。そして、これらｐＨの水系溶液を加熱処理したところ、ｐＨ１．７、ｐＨ３．０の水系溶液では、ゲル化し得ることがわかった。
カチオン電荷量１．３５ｍｅｑ／ｇでは、ｐＨ１．７、ｐＨ３．０、ｐＨ７．０、ｐＨ１２．０の水系溶液でゲル化が見られた。この結果、カチオン電荷量１．３５ｍｅｑ／ｇでは、ｐＨ１．７〜ｐＨ１２．０で水系溶液をゲル化し得ることがわかった。
カチオン電荷量１．７７ｍｅｑ／ｇでは、ｐＨ３．０、ｐＨ７．０、ｐＨ１２．０でゲル化が見られた。この結果、カチオン電荷量１．７７ｍｅｑ／ｇでは、ｐＨ３．０〜ｐＨ１２．０で水系溶液をゲル化し得ることがわかった。
また、いずれのカチオン電荷量においても、加熱温度が高いほど強いゲルを形成し得ることがわかった。
【０１０２】
上記の結果、合成例１〜６では、加熱処理を行うことによって、水系溶液をゲル化し得ることがわかった。また、カチオン化キサンタンガムのカチオン電荷量に応じて、ゲル化させるために適切なｐＨが存在し得ることが、わかった。
【０１０３】
上記表３には、水系溶液のゲル化に及ぼすカチオン化キサンタンガム添加量（含有量）の影響が、示される。かかる表３に示すように、カチオン化キサンタンガムの添加量を増やすと、水系溶液がゲル化し易くなり、また、より硬いゲルを形成させることができる。
カチオン電荷量が０．４４ｍｅｑ／ｇでは、カチオン化キサンタンガムの含有量（濃度）が１．０質量％ではゲル化が見られなかったが、２．０質量％ではゲル化が見られた。
カチオン電荷量が０．９８ｍｅｑ／ｇでは、上記含有量が１．０質量％ではゲル化が見られなかったが、２．０質量％ではゲル化が見られた。さらに、３．０質量％にすると、よりゲル化し易くなることがわかった。
カチオン電荷量１．３５ｍｅｑ／ｇでは、上記含有量が１．０質量％でゲル化が見られ、２．０質量％ではさらにゲル化し易くなった。
カチオン電荷量１．７７ｍｅｑ／ｇでは、上記含有量が０．５質量％でゲル化が見られ、１．０質量％ではさらにゲル化しやすくなる。
このように、ｐＨ７．０においても、カチオン化の程度によってゲル化傾向が異なることが、わかった。１．０質量％でゲル化が弱いものでも、カチオン化キサンタンガムの含有量を増加させると、水系溶液がゲル化し易くなることが、わかった。
【０１０４】
上記表４には、塩の影響を示すデータが示される。かかる表４に示すように、ｐＨ７が等電点と同じであることから、カチオン電荷量が１．２９ｍｅｑ／ｇでは溶解しなかった。しかし、ＮａＣｌを添加することによって、カチオン化キサンタンガムが溶解して水系溶液がゾル状態となることがわかった。さらに、カチオン化キサンタンガムの含有量を２倍に増やせば、加熱処理によって水系溶液がゲル化する傾向が確認された。
【０１０５】
上記の通り、表２より、カチオン電荷量（カチオン化度）によって、水系溶液がゲル化し易くなるｐＨが異なることがわかった。
また、表３より、ゲル化し難いｐＨであっても、カチオン化キサンタンガムの添加量（水系溶液中の濃度）を増加させることによって、ゲル化させ得ることがわかった。
さらに、表４より、水系溶液のｐＨが等電点付近であっても、何らかの所定の条件（例えば塩の添加等）によってカチオン化キサンタンガムを水に溶解させれば、水系溶液をゲル化させ得ることがわかった。
上記表２〜４より、カチオン電荷量や水系溶液のｐＨによってゲル化し易さの程度は異なるものの、カチオン電荷量や水系溶液のｐＨによらず、カチオン化キサンタンガムを水に溶解させさえすれば、加熱処理によって水系溶液をゲル化させ得ることがわかった。また、上記のように水系溶液のｐＨを調整し、そのｐＨを等電点付近から離れたものとした場合には、水系溶液中でカチオン化キサンタンガムの分子内での架橋が解かれた状態となり、この状態にある水系溶液を加熱処理することによって、上記分子内での架橋が一層解かれた状態とした後、分子間で架橋させて、水系溶液をゲル化させ得ることがわかった。
【０１０６】
（ｐＨ変更１）
上記で得られた合成例４（１．２９ｍｅｑ／ｇ、等電点：７．０）のカチオン化キサンタンガム粉末１．０を水９９．０ｇに分散させて攪拌させたが、上記の通り、該カチオン化キサンタンガムは溶解しなかった。このときの水系溶液（第１の水系溶液）のｐＨは、７．０であった。
そこで、該水系溶液にＨＣｌ（第１のｐＨ調整剤）を添加し、攪拌して、得られた水系溶液（第２の水系溶液）のｐＨを０．７とした。これにより、キサンタンガムは溶解した。その後、ＮａＯＨ（第２のｐＨ調整剤）を添加し、室温で攪拌して、得られた水系溶液（第３の水系溶液）のｐＨを０．９にした。その結果、得られた水系溶液はゲル化され、柔らかいゲル状の水系組成物が得られた（１．０質量％）。
【０１０７】
（ｐＨ変更２）
上記ｐＨ変更１で得られた第２の水系溶液（ｐＨ０．７）に、ＮａＯＨ（第２のｐＨ調整剤）を添加し、室温で攪拌して、得られた水系溶液（第３の水系溶液）のｐＨを１．３とした。その結果、流動性のあるゲル状の水系組成物が得られた。
【０１０８】
（ｐＨ変更３）
上記ｐＨ変更１で得られた第２の水系溶液（ｐＨ０．７）に、ＮａＯＨ（第２のｐＨ調整剤）を添加し、室温で攪拌して、得られた水系溶液のｐＨを１１．０とした。その結果、流動性のあるゲル状の水系組成物が得られた。
【０１０９】
（ｐＨ変更４）
上記ｐＨ変更１で得られた第１の水系溶液（ｐＨ７．０）に、ＮａＯＨ（第１のｐＨ調整剤）を添加し、室温で攪拌して、得られた水系溶液（第２の水系溶液）のｐＨを１２．０にした後、ＨＣｌ（第２のｐＨ調整剤）を添加して該水系溶液（第３の水系溶液）のｐＨを１．４とした。その結果、流動性のあるゲル状の水系組成物が得られた。
【０１１０】
（攪拌処理）
上記合成例１０（１．７７ｍｅｑ/ｇ）で得られたカチオン化キサンタンガム粉末１．０ｇを水１９９．０ｇに分散させ、室温で撹拌溶解することにより、０．５質量％溶液を調製した（ｐＨ７．０）。本溶液はゲル化性を示さなかったが、本溶液を室温でＴＫホモミキサーを用いて８０００ｒｐｍで５分間強攪拌を行い、室温で静置することにより流動性のあるゲルを調製することができた。