(57)【要約】【課題】多価アルコール系界面活性剤では、従来の指標であるＨＬＢが実際の応用場面において適合しない事が多かった。本発明は、多価アルコール系界面活性剤において、親水性および疎水性の尺度Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ  Ｐｏｔｅｎｃｙ（ＩＳＰ、複合的界面活性剤特性）の提供、及びそのＩＳＰを用いた多価アルコール系界面活性剤の物性評価を目的とする。【解決手段】クロマトグラフィーにおける固定相を親水性或いは疎水性にした際のそれぞれの分配係数を組み合わせた関数を用いることにより上記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
順相及び逆相クロマトグラフィーにより求めたそれぞれの分配係数を関数として親水性及び疎水性の尺度として用いることを特徴とする多価アルコール系界面活性剤のＩＳＰの測定方法。
【請求項２】
クロマトグラフィーにより得られる順相／逆相の分配係数がＫＮ／ＫＲで示される請求項１記載の多価アルコール系界面活性剤のＩＳＰの測定方法。
【請求項３】
クロマトグラフィーが、薄層クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーである請求項１又は２記載の多価アルコール系界面活性剤のＩＳＰの測定方法。
【請求項４】
多価アルコールが、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、有機酸モノグリセリド、グリセリンアルキルエーテル、ポリグリセリンアルキルエーテル、ポリグリセリン変性シリコーンである請求項１〜３いずれか記載のＩＳＰ値の測定方法。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか記載の多価アルコール系界面活性剤のＩＳＰ測定方法により得られたＩＳＰ値を指標として多価アルコール系界面活性剤を比較、対比する多価アルコール系界面活性剤の物性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相溶性の無い２成分以上の混合系において、分散安定化に用いる界面活性剤の選択を要するあらゆる技術分野に応用可能な新規指標（ＩＳＰ、複合的界面活性剤特性）を提供するものである。その代表的な分野としては医薬品、化粧品、食品などがあげられる。
また、広い領域の物質の混合を扱う研究分野における新規指標として、対象となる技術分野に制約はない。
【背景技術】
【０００２】
界面活性剤の親水性・親油性を示す特性指標としてＨＬＢが広く用いられてきた。ＨＬＢを指標とする事で、乳化、可溶化等の界面活性剤の使用方法、評価方法を設計することが容易である。ＨＬＢの概念確立の基礎となったポリオキシエチレン（ＥＯ）系界面活性剤のＨＬＢは一定の規則性が成立し実用性の高い指標であるが、分子の骨格構造が異なる界面活性剤への適用性は低い。特にＥＯ系界面活性剤と同様に非イオン性界面活性剤である多価アルコール系界面活性剤では従来の方法で算出されたＨＬＢが実際の応用場面の現象に適合せず、ＨＬＢに代わる指標が希求されている。
【０００３】
本発明の新規指標であるＩＳＰ、すなわち順相（親水性固定相）および逆相（疎水性固定相）クロマトグラフィーにより求めたそれぞれの分配係数を関数として親水性および疎水性の尺度（ＩＳＰ）として用いる手法は、本発明の発明者である坂本が１９８０年代にＥＯ系界面活性剤およびアミノ酸系界面活性剤の特性指標として創案し（例えば、非特許文献１参照。）、近年これを精査することによってＥＯ系界面活性剤において、ＨＬＢを凌駕する分子の持つ構造特性も反映できる新規指標（ＩＳＰ）である事を明らかにした（例えば、非特許文献２及び３参照。）。
【０００４】
しかしながら、多価アルコール系界面活性剤についてはＩＳＰ解析のために必須な、構造が既知で親水性・疎水性が規則的に異なる系列化合物がないため、ＩＳＰの解析ができなかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｋ．Ｓａｋａｍｏｔｏ，Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｃｏｓｍｅｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｓ，Ａｎｎｕａｌ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｍｅｅｔｉｎｇ，Ｄｅｃ．４−５，１９８６
【非特許文献２】Ｃ．Ｓｏｌａｎｓ，ｅｔ  ａｌ．，Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ  Ａ；Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍ．  ａｎｄ  Ｅｎｇ．  Ａｓｐ．  １８９，８５−９２，２００２
【非特許文献３】Ｙ．Ｙａｍａｓｈｉｔａ，ｅｔ  ａｌ．，Ｗｏｒｌｄ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  ｏｆ  Ｏｉｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ２０１２，Ｎａｇａｓａｋｉ（Ｊａｐａｎ），Ｓｅｐ．３０−Ｏｃｔ．４，２０１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ポリオキシエチレン（ＥＯ）系界面活性剤の性質を基に構築された界面活性剤（乳化剤）の特性指標であるＨＬＢはＥＯ系界面活性剤の応用拡大に役立ってきたが、分子構造の異なる界面活性剤（乳化剤）の応用特性には適合しない為、乳化などの処方開発が試行錯誤と経験に頼らざるを得ない問題を抱えている。多価アルコール系界面活性剤はその典型的な例であり、ＥＯ系と同様の非イオン界面活性剤でありながら、潜在的な機能特性を応用に生かせないという課題がある。本発明はこの課題を解決し、多価アルコール系界面活性剤の構造を機能特性に対応させられる新たなＨＬＢに代わる指標（ＩＳＰ）の測定法および多価アルコール系界面活性剤の物性評価方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
親水性・疎水性を具備する（両親媒性）という界面活性剤の構造特性に注目し、クロマトグラフィーにおける固定相を親水性或いは疎水性にした際のそれぞれの分配係数を組み合わせた関数（ＩＳＰ）により、界面活性剤の親水性／疎水性を包括的に示すことが出来るとの仮説に基づき、クロマトグラフィーにおける諸条件の影響を鋭意解析検討の結果本発明を完成した。
【発明の効果】
【０００８】
多価アルコール系界面活性剤の構造を機能特性に対応させられる新たな指標であるＩＳＰは薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）などの簡便な方法で容易に計測算出可能である。さらにＨＬＢの様に特定の骨格構造による制約もなく、汎用性の高い指標として界面活性剤の応用に関わる多くの用途に適用できる。このため、乳化や分散など従来ＨＬＢが指標として用いられていたあらゆる応用分野で、より有効で信頼性の高い指標として用いる事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１はＴＬＣ評価系の模式図である。
【図２】図２はモノグリセリンモノパルミテート、ジグリセリンモノパルミテート、トリグリセリンモノパルミテートの薄層クロマトグラムの写真である。
【図３】図３はポリオキシエチレンラウリルエーテル［Ｃ１２ＥＯｎ（ｎ＝２〜８）］の薄層クロマトグラムの写真である。
【図４】図４はＩＳＰ（ＫＮ／ＫＲ）とグリセリン重合度、ＥＯ鎖長の相関関係の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明方法は順相（親水性固定相）および逆相（疎水性固定相）クロマトグラフィーによる任意の多価アルコール系界面活性剤の測定から成るが、純度の高い多価アルコール系界面活性剤を対象とした場合、クロマトグラフィー測定が容易であり好適である。
【００１１】
多価アルコール系界面活性剤における、ポリグリセリン系界面活性剤を製造するのに使用されるポリグリセリンは公知の任意の方法で製造される。一般には、グリセリンに対し少量の酸、またはアルカリを触媒として添加し、常圧下もしくは減圧下、１８０℃以上の高温で加熱する方法が挙げられる。必要であれば反応終了後、中和、脱塩、脱臭、蒸留等の処理を行っても良い。ポリグリセリンの平均重合度は制限されず任意の値を取り得るが、通常２〜４０である。
【００１２】
ポリグリセリンと反応させる脂肪酸原料としては、遊離の脂肪酸及び脂肪酸と低級アルコールとのエステル等が用いられる。脂肪酸の種類は任意であり通常、炭素数６〜２２の直鎖状または分岐状の、飽和または不飽和の脂肪酸やヒドロキシル基置換脂肪酸が用いられる。これらの脂肪酸は単独又は任意の割合からなる２種以上の混合物として用いても良い。脂肪酸原料の例としては、カプリン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リシノール酸、リノール酸、リノレイン酸、イソオクタン酸、イソノナン酸、イソステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸、２−エチルヘキサン酸、ベヘン酸、エルカ酸等の脂肪酸、及びそれらの脂肪酸のメチル、エチル等の低級アルキルエステル、グリセリンエステル等が挙げられる。これらは１種又は２種以上の混合物として用いてもよい。
【００１３】
多価アルコール系界面活性剤における、ポリグリセリン脂肪酸エステルの製造はポリグリセリンと脂肪酸のエステル化反応、または脂肪酸エステルとのエステル交換反応により製造され、通常、アルカリ触媒存在下、１３０℃以上の高温で行われる。反応系は、減圧系、常圧系のいずれも用いることができる。必要であれば、反応終了後に中和、脱塩等の処理を行う。また、リパーゼ等を用い、酵素的にエステル化してもよい。得られた多価アルコール系界面活性剤は，未反応のポリグリセリンを含んでいても、また着色成分や臭気成分を水蒸気蒸留等で除去する等の精製処理を施してもよい。さらには、異なった反応条件により得た多価アルコール系界面活性剤を適宜混合したものを本発明の評価方法に供することが出来る。
【００１４】
本発明に使用される多価アルコール系界面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、有機酸モノグリセリド、グリセリンアルキルエーテル、ポリグリセリンアルキルエーテル、ポリグリセリン変性シリコーン等が挙げられる。
【００１５】
多価アルコール系界面活性剤の例としては、カプリン酸グリセリンエステル、カプリル酸グリセリンエステル、ラウリン酸グリセリンエステル、ミリスチン酸グリセリンエステル、パルミチン酸グリセリンエステル、ステアリン酸グリセリンエステル、オレイン酸グリセリンエステル、リシノール酸グリセリンエステル、リノール酸グリセリンエステル、リノレイン酸グリセリンエステル、イソオクタン酸グリセリンエステル、イソノナン酸グリセリンエステル、イソステアリン酸グリセリンエステル、ヒドロキシステアリン酸グリセリンエステル、２−エチルヘキサン酸グリセリンエステル、ベヘン酸グリセリンエステル、エルカ酸グリセリンエステル等のグリセリン脂肪酸エステル、又は、これら脂肪酸とポリグリセリンのエステルであるポリグリセリン脂肪酸エステル、モノグリセライドの酢酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸など有機酸とのエステルである有機酸モノグリセライド、カプリン酸ソルビタンエステル、カプリル酸ソルビタンエステル、ラウリン酸ソルビタンエステル、ミリスチン酸ソルビタンエステル、パルミチン酸ソルビタンエステル、ステアリン酸ソルビタンエステル、オレイン酸ソルビタンエステル、リシノール酸ソルビタンエステル、リノール酸ソルビタンエステル、リノレイン酸ソルビタンエステル、イソオクタン酸ソルビタンエステル、イソノナン酸ソルビタンエステル、イソステアリン酸ソルビタンエステル、ヒドロキシステアリン酸ソルビタンエステル、２−エチルヘキサン酸ソルビタンエステル、ベヘン酸ソルビタンエステル、エルカ酸ソルビタンエステルなどのソルビタン脂肪酸エステル、カプリル酸プロピレングリコールエステル、ラウリン酸プロピレングリコールエステル、ミリスチン酸プロピレングリコールエステル、パルミチン酸プロピレングリコールエステル、ステアリン酸プロピレングリコールエステル、オレイン酸プロピレングリコールエステル、リシノール酸プロピレングリコールエステル、リノール酸プロピレングリコールエステル、リノレイン酸プロピレングリコールエステル、イソオクタン酸プロピレングリコールエステル、イソノナン酸プロピレングリコールエステル、イソステアリン酸プロピレングリコールエステル、ヒドロキシステアリン酸プロピレングリコールエステル、２−エチルヘキサン酸プロピレングリコールエステル、ベヘン酸プロピレングリコールエステル、エルカ酸プロピレングリコールエステルなどのプロピレングリコ−ル脂肪酸エステル、カプリン酸ショ糖エステル、カプリル酸ショ糖エステル、ラウリン酸ショ糖エステル、ミリスチン酸ショ糖エステル、パルミチン酸ショ糖エステル、ステアリン酸ショ糖エステル、オレイン酸ショ糖エステル、リシノール酸ショ糖エステル、リノール酸ショ糖エステル、リノレイン酸ショ糖エステル、イソオクタン酸ショ糖エステル、イソノナン酸ショ糖エステル、イソステアリン酸ショ糖エステル、ヒドロキシステアリン酸ショ糖エステル、２−エチルヘキサン酸ショ糖エステル、ベヘン酸ショ糖エステル、エルカ酸ショ糖エステルなどのショ糖脂肪酸エステル、カプリン酸グリセリンエーテル、カプリル酸グリセリンエーテル、ラウリン酸グリセリンエーテル、ミリスチン酸グリセリンエーテル、パルミチン酸グリセリンエーテル、ステアリン酸グリセリンエーテル、オレイン酸グリセリンエーテル、リシノール酸グリセリンエーテル、リノール酸グリセリンエーテル、リノレイン酸グリセリンエーテル、イソオクタン酸グリセリンエーテル、イソノナン酸グリセリンエーテル、イソステアリン酸グリセリンエーテル、ヒドロキシステアリン酸グリセリンエーテル、２−エチルヘキサン酸グリセリンエーテル、ベヘン酸グリセリンエーテル、エルカ酸グリセリンエーテル又は、これら脂肪酸とポリグリセリンとのエーテルであるポリグリセリンアルキルエーテル、ポリグリセリン変性シリコーンが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００１６】
薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）における展開溶媒は、適切なＲｆ値（展開溶媒の移動距離に対する試料の移動距離）が得られるよう通常用いられている極性溶媒及び非極性溶媒を単独または混合して用いることができるため、分析したい試料にあわせ、適宜選択すればよい。高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）における展開溶媒も、適切なＲｆ値（展開溶媒のリテンションタイムの逆数に対する試料のリテンションタイムの逆数）が得られるよう通常用いられている極性溶媒及び非極性溶媒を単独または混合して用いることができるため、分析したい試料にあわせ、適宜選択すればよい。
【００１７】
スポットの検出方法としては、特に限定されるものではなく、ｐ−アンスアルデヒド、ドラーゲンドルフなどがあるが、リンモリブデン酸、バニリンあるいはチモール硫酸が好ましい。
展開溶媒としては、特に限定されるものではなく、Ｐｒｏｐａｎｏｌ／Ｈｅｘａｎｅ、ＡｃＥｔ／Ｈｅｘａｎｅ、ＥｔＯＨ／Ｈ２Ｏ、Ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ／Ａｃｅｔｏｎｅ／Ｈ２Ｏなどがあるが、ＡｃＥｔ／ＭｅＯＨ＝９５／５、ＡｃＥｔ／Ａｃｅｔｏｎｅ／Ｈ２Ｏ＝５５／３５／１０あるいはＡｃｅｔｏｎｅ／Ｈ２Ｏ＝８０／２０が好ましい。
【００１８】
サンプル濃度としては適宜調製すればよいが、０．１％〜３％が好ましい、特に０．５％〜２％が好ましい。
スポット量としては適宜調製すればよいが、１μｌ〜５μｌが好ましい、特に２μｌ〜３μｌが好ましい。
展開槽の飽和及び不飽和においては、飽和後の展開が好ましい。
展開槽の飽和時間としては条件に応じて適宜設定すればよいが、１５秒〜６０分が好ましい、特に１５分以上が好ましい。
展開槽内の温度としては条件に応じて適宜設定すればよいが、２〜３０℃が好ましい、特に室温程度が好ましい。
【００１９】
順相ＴＬＣのための薄層としてはシリカ、酢酸セルロース、ポリアミド等を用いることができるが、シリカ層（ＴＬＣプラスチックシート  シリカゲル６０、メルク（株）製）が好ましい。逆相ＴＬＣのための薄層としてはＣ２−シリカゲル、Ｃ８−シリカゲル、Ｃ１８−シリカゲル等を用いることができるが、Ｃ１８−シリカゲル（ＴＬＣ  ガラスプレート  ＲＰ−１８、メルク（株）製）が好ましい。
【００２０】
本発明においてＩＳＰ値を測定する方法は、順相（親水性固定相）および逆相（疎水性固定相）クロマトグラフィーにより求めたそれぞれの分配係数ＫＮ、ＫＲを関数とすることから成る。ここで、ＫＮは順相の分配係数、ＫＲは逆相の分配係数として、ＫＮ／ＫＲを親水性−疎水性の相関因子と、即ちＩＳＰ値とする。
【００２１】
本発明のＩＳＰを求めるためのクロマトグラフの種類としては、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）、薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）などが挙げられるが、簡便性の点からＴＬＣが好適である。
【００２２】
本発明における分配係数（Ｋ）及びＲｆ値算出式を下式に示す。さらに、図１にＴＬＣ評価系の模式図を示す。
Ｃａｐａｃｉｔｙ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ（Ｋ、流量定数）はＫ＝１／Ｒｆ−１で示され、薄層クロマトグラフィーにおけるＲｆ値はＲｆ値＝ｂ／ａ（原線から溶媒先端までの距離（ａ）、原線から成分のスポット中心までの距離（ｂ））で算出できる。
【００２３】
ＨＰＬＣ、ガスクロマトグラフィーにおけるＲｆ値はＲｆ値＝（１／実施品のリテンションタイム）／（１／展開溶媒のリテンションタイム）で算出できる。
ＩＳＰ値の算出方法のひとつとして、順相・逆相それぞれのＣａｐａｃｉｔｙ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ（Ｋ）をＫＮ、ＫＲとした場合、ＩＳＰ値＝ＫＮ／ＫＲが挙げられる。
【００２４】
多価アルコール系界面活性剤の物性評価のためのＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ  Ｐｏｔｅｎｃｙ（ＩＳＰ）値を得る方法としては、例えば、各グリセリン重合度における界面活性剤のＩＳＰ（ＫＮ／ＫＲ）を測定し、ＩＳＰ（ＫＮ／ＫＲ）−界面活性剤のグリセリン重合度プロファイル（ＩＳＰプロファイル）から得る方法が挙げられる。ＩＳＰ値は、エステル化度等の測定では区別出来ない多価アルコール系界面活性剤間の構造に違いを明確に示すことができるので、このようにして得られたＩＳＰ値を相互に比べることにより多価アルコール系界面活性剤の物性の違いを明瞭に判別出来る。
【００２５】
多種の多価アルコール系界面活性剤が示す各々のＩＳＰプロファイルでは、各多価アルコール系界面活性剤間の親水性−疎水性の傾向が評価でき、用途に応じた多価アルコール系界面活性剤を選択することも出来る。更に、多価アルコール系界面活性剤として所望の物性を有する既知の多価アルコール系界面活性剤を用いてＩＳＰプロファイルを作成して標準プロファイルとし、これと測定対象とする多価アルコール系界面活性剤のＩＳＰプロファイルを比べることにより物性、即ち界面活性剤としての特性を評価することもできる。
以下、本発明の態様を実施例によりさらに記載し開示する。
この実施例は、単なる本発明の例示であり、何ら限定を意味するものではない。
【実施例】
【００２６】
モノグリセリンモノパルミテート、ジグリセリンモノパルミテート、トリグリセリンモノパルミテートの調製
モノグリセリンモノパルミテート、ジグリセリンモノパルミテート、トリグリセリンモノパルミテートは、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリンとパルミチン酸の反応仕込みモル比率を１：１にし、触媒として水酸化ナトリウムを０．１ｗｔ％（対反応原料全量）仕込み、窒素気流下常圧、２６０℃に昇温し、４時間反応させた。その後、蒸留精製にて高純度のモノグリセリンモノパルミテート、ジグリセリンモノパルミテート、トリグリセリンモノパルミテートを得た。
【００２７】
以下、薄層クロマトグラフィーによるモノグリセリンモノパルミテート、ジグリセリンモノパルミテート、トリグリセリンモノパルミテートの分析について説明する。
順相・薄層クロマトグラフィーによるモノグリセリンモノパルミテート、ジグリセリンモノパルミテート、トリグリセリンモノパルミテートの分析
順相クロマトグラフィーの検討として、まずモノグリセリンモノパルミテート（実施品）２０ｍｇを１０００μＬのアセトンに溶解してサンプル液を調製した。次に、サンプル液２μＬをメルク社製のプレート［ＴＬＣプラスチックシート  シリカゲル６０、メルク（株）製、１０ｃｍｘ５ｃｍ］の長手方向を縦とした時の下から約１ｃｍの位置にスポットし、酢酸エチル／メタノールの容量比が９５／５の混合溶媒を展開溶媒として展開した。ジグリセリンモノパルミテート、トリグリセリンモノパルミテートについても同様にサンプル液を調製して展開を行った。展開時間は約１０分であった。
【００２８】
さらに展開板を乾燥した後、チモール硫酸溶液を塗布し、呈色し、スポットを観察した。上記試験と同条件にて、薄層板を逆相［ＴＬＣ  ガラスプレート  ＲＰ−１８、メルク（株）製］へ変え試験を行った。さらに対照としてポリオキシエチレンラウリルエーテル［Ｃ１２ＥＯｎ（ｎ＝２〜８）］を用いて同様の実験を行った。
このようにして得られた薄層クロマトグラムを図２及び図３に示す。
【００２９】
次に図２及び図３の薄層クロマトグラムを用いて原線から溶媒先端までの距離（ａ）、原線から成分のスポット中心までの距離（ｂ）、Ｒｆ値、Ｃａｐａｃｉｔｙ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ（Ｋ）、ＩＳＰ（ＫＮ／ＫＲ）を算出した。
これら結果を表１及び表２に示す。
【００３０】
【表１】
2015152322.tif 000003
【００３１】
【表２】
2015152322.tif 000004
【００３２】
図４は前述のＩＳＰ（ＫＮ／ＫＲ）のグリセリン及びＥＯ鎖長に対するプロットを示しており、グリセリン鎖長の増加とともにＩＳＰ（ＫＮ／ＫＲ）値も増加する傾向にある。その相関関数は０．９９であり、良好な相関が見られた。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、多価アルコール系界面活性剤の物性をＩＳＰ値により指標化し、多価アルコール系界面活性剤に適応可能な概念を構築することで利便性を向上し、産業で真に必要とされている多価アルコール系界面活性剤の普及に寄与するものであり、産業上における貢献度は高い。
【図１】
2015152322.tif 000005
【図４】
2015152322.tif 000006
【図２】
2015152322.tif 000007
【図３】
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