(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３０〜９７重量％の水；キサンタンガム、アルギン酸ナトリウムおよび中和カルボキシビニルポリマーから選択される０．２〜５重量％のゲル化剤；ならびに８０〜３００ｍ２／ｇの表面積を有する２〜５重量％の微細粒状疎水性シリコーン処理シリカを含む貯蔵安定性通気ゲル組成物であって、該組成物は、水およびゲル化剤を含有する水性ゲルの微細粒子の形態であり、微細粒子の表面が微細粒状疎水性シリカのコーティングで被覆される組成物を含むスプレー剤。
【請求項２】
前記組成物が、９０〜９７重量％の水を含む請求項１に記載のスプレー剤。
【請求項３】
前記組成物が、３〜４重量％のシリカを含む請求項１または２に記載のスプレー剤。
【請求項４】
高剪断条件下で、８０〜３００ｍ２／ｇの表面積を有する２〜５重量％の微細粒状疎水性シリコーン処理シリカと３０〜９７重量％の水とを混合する工程、得られた混合物に、キサンタンガム、アルギン酸ナトリウムおよび中和カルボキシビニルポリマーから選択される０．２〜５重量％のゲル化剤を加える工程、ならびに高剪断の条件下でシリカ−水混合物とゲル化剤とを混合する工程を含む貯蔵安定性通気ゲル組成物の製造方法。
【請求項５】
前記水が、９０〜９７重量％の量で使用される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記シリカが、３〜４重量％の量で使用される請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記ゲル化剤が、キサンタンガムである請求項４〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
水およびシリカが、２０００〜３０００ｒｐｍの範囲の混合速度で共に混合される請求項４〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ゲル化剤が、５０００〜６０００ｒｐｍの混合速度で、シリカおよび水のプレミックスと共に混合される請求項４〜８のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、貯蔵安定性通気ゲル組成物（storage-stable aerated gel composition）に関する。また本発明は、このような組成物の製造方法に関する。詳細には、前記ゲル組成物は、特定の疎水性シリカ、水およびゲル化剤を含有する。
【０００２】
シリカの水性分散液は、「ドライウォーター」として従来技術において一般に既知の状態に調製され得る。実際、「ドライウォーター」は２つの形態で既知である。第一の形態は、親水性物質上に水性液を吸収して、易流動性粉末または顆粒として存在する物質を生成することにより製造され得る。第二の形態は、粉末化疎水性物質、例えば金属酸化物で微細水性液を被覆することにより製造され得る。「ドライウォーター」のこの第二の形態での各液体粒子は、疎水性金属酸化物コーティングによりならびに空気間隙により隣のものから分離される。かなりの高速、例えば６０００ｒｐｍを超える速度および１５分の混合時間が典型的に必要とされる。しかしながらこの第二の形態は熱力学的に不安定であり、製造された場合、相対的に短時間の後に壊れる傾向がある。
【０００３】
本発明は、「ドライウォーター」のこの第二の形態に類似する安定性通気ゲルが提供され得るという発見に基づいている。
【０００４】
本発明は、３０〜９７重量％の水；キサンタンガム、アルギン酸ナトリウムおよび中和カルボキシビニルポリマーから選択される０．２〜５重量％のゲル化剤；ならびに８０〜３００ｍ２／ｇの表面積を有する２〜５重量％微細粒状疎水性シリコーン処理シリカを含む貯蔵安定性通気ゲル組成物であって、水およびゲル化剤を含有する水性ゲルの微細粒子の形態であり、微細粒子の表面が微細粒状疎水性シリカのコーティングで被覆される前記組成物を提供する。
【０００５】
本発明はさらに、高剪断条件下で、８０〜３００ｍ２／ｇの表面積を有する２〜５重量％の微細粒状疎水性シリコーン処理シリカと３０〜９７重量％の水とを混合する工程、得られた混合物に、キサンタンガム、アルギン酸ナトリウムおよび中和カルボキシビニルポリマーから選択される０．２〜５重量％のゲル化剤を加える工程、ならびに高剪断の条件下でシリカ−水混合物とゲル化剤とを混合する工程を含む貯蔵安定性通気ゲル組成物の製造方法を提供する。
【０００６】
本発明が基礎にしている発見は、高剪断条件下で、水と特定のタイプの疎水性シリカとを混合することにより生成されるプレミックスに加えられ、次にまた高剪断条件下でそのプレミックスと混合される場合に貯蔵安定性通気ゲル組成物を生じる所定のゲル化剤の使用にある。水性系をゲル化するために普通に用いられる多数の慣用的ゲル化剤は、本発明の貯蔵安定性ゲル組成物を生成しない。この理由は、目下不明である。さらに、本発明で用いられる構成成分を調整することによって、生成されたゲル組成物の構造は、慣用的噴霧（スプレー）または粉末（ダスト）化装置を使用する用途を有し得る易流動性粉末液組成物からコーキング物質としての用途を有し得る非流動性組成物まで色々である。
【０００７】
「〜を含む」および「〜を含んでいる」という語が本明細書中で用いられる場合、これらはそれぞれ、１つまたはそれ以上のその他の物質の存在が排除されない程度に「〜を包含する」および「〜を包含している」という意味を有し得るよう意図される。
【０００８】
本発明の組成物は、８０〜３００ｍ２／ｇの表面積を有する微細粒状疎水性シリコーン処理シリカを含む。「微細粒状」という用語は、疎水性シリカに適用される場合、疎水性シリカが典型的には４０μｍ未満の平均粒子サイズを有することを意味する。用いられるシリカは、二酸化ケイ素表面にシリコーン基を生じるための１つまたはそれ以上の有機ケイ素化合物を用いた表面処理により疎水性にされたものである。この方法でシリカを疎水性化する技術はよく知られており、このようなシリコーン処理シリカは市販されている。ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ（「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ」は、Cabot Corporationの登録商標である）、好ましくはＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ７２０の名称で販売されている疎水性シリカを用いることにより、良好な結果が得られる、ということをわれわれは見出した。しかしながら、その他のシリコーン処理シリカも、それらが８０〜３００ｍ２／ｇの範囲内の表面積を有する場合には、本発明に用いられ得る。疎水性シリカはまた、シロキサンを生成するために表面処理されたもの、ならびに二酸化ケイ素表面に結合されたシリコーン基であってもよい。
【０００９】
疎水性シリカは、組成物の総重量を基礎にして、２〜５重量％の量で用いられる。５重量％より多い疎水性シリカの使用は、過度に塵状のゲル組成物を生じる。このような組成物の使用は、とても厄介な塵リスクを生じ得る。好ましくは疎水性シリカの量は、組成物の３〜４重量％の範囲である。
【００１０】
用いられる水は典型的には水道水であってもよいが、しかしいくつかの用途のためには精製等級が適切であり得る。水は、本発明の実施において加熱または冷却水を用いることに利点はないと思われるため、普通は周囲温度で用いられる。水は一般に、総組成物の３０〜９７重量％を構成する。しかしながら、好ましくは水の量は、良好な稠度および改良された安定性を有する通気ゲル組成物の生成を確実にするために、９０〜９７重量％である。
【００１１】
前記のように、ゲル化剤は、キサンタンガム、アルギン酸ナトリウム、および中和カルボキシビニルポリマー、例えばトリエタノールアミンで中和されたカルボキシポリメチレンから選択される１つまたはそれ以上のものである。これらのゲル化剤は、０．２〜５重量％の量で含まれる。５重量％より多い量のゲル化剤の使用は、過度に高いゲル強度を有するゲル組成物を生じる。好ましくは、ゲル組成物の所望の安定性および構造によって、０．５重量％〜２重量％のゲル化剤が用いられる。本組成物の物理的または生物学的特性を改質するために、当業者に既知のその他の親水性または疎水性添加剤が混入されてもよい。
【００１２】
ゲル組成物の製造方法は、高剪断条件下で典型的には数分間、例えば２〜５分間、水をシリカと混合することを包含する。本方法におけるこの段階での混合は、高剪断条件下で、即ち水滴の表面が疎水性シリカ粒子で被覆されるようになるよう、微細粒状疎水性シリカ内に分散されるようになる微小小滴に水を微細断片化させる条件下で実行されねばならない。「高剪断」という用語は、もちろん混合またはブレンド業界の当業者には周知であり、そして特定の混合装置が高剪断条件下で水性組成物を混合し得るか否かは、当業者には既知である。これは、典型的には少なくとも２０００ｒｐｍの、一般的には２０００〜３０００ｒｐｍの混合速度を用いて、標準高速ミキサーを用いることにより達成され得る。疎水性シリカおよび水が混合されてシリカ中の水の微細小滴の分散液を生じた後に、ゲル化剤が加えられ、ゲル化剤が液相中に完全に混入されるまで、高速での混合が数分間継続される。シリカおよび水が完全に一緒に混合された後にゲル化剤を加えるのが、本発明においては好ましい。ゲル化剤がシリカの前に加えられる場合、混合はより多くのエネルギーを必要とし、得られたゲル組成物の均質性および安定性が損なわれ得る。
【００１３】
本発明の貯蔵安定性通気ゲル組成物は、家庭、獣医学、農業および園芸用途のために製造される噴霧可能な処方物において用いられ得る。
【００１４】
以下の実施例により本発明を説明するが、この場合、実施例１〜３および５〜７における組成物は、半径流式歯付円板ミキサーヘッドを有するＩＫＡＲＥ１６６高速ミキサーを用いて混合し、実施例４における組成物は、半径流式歯付円板ミキサーヘッドを有する大規模トランス(Torrance)高速ミキサーを用いて混合した。
【００１５】
実施例１
冷水道水９５．５ｇを、実験室ミキサーで２８００ｒｐｍで２分間、３ｇのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ７２０（シリカ）と混合した。「ドライウォーター」は、生成されなかった。粉末化キサンタンガム１．５ｇを加えて、ミキサー速度を５５００ｒｐｍにあげ、さらに３分間混合した。易流動性通気ゲルを０．６ｇ／ｍｌの密度で生成した。実験室周囲温度（最大／最小、３０／８℃）で貯蔵して２４週目に、水は分離しなかった。
【００１６】
実施例２
冷水道水９６．５ｇを、実験室ミキサーで２８００ｒｐｍで２分間、３ｇのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ７２０と混合した。「ドライウォーター」は、生成されなかった。粉末化キサンタンガム０．５ｇを加えて、ミキサー速度を５５００ｒｐｍにあげ、さらに３分間混合した。易流動性通気ゲルを、実施例１で生成されたのと同様の外観で生成した。この実施例で生成したゲル組成物は、内径０．２６ｍｍの針を通して注射し得たが、内径０．２１ｍｍの針を詰まらせた。
【００１７】
実施例３
実験室ミキサーを有する大型混合容器を用いて、１９３０ｇの冷水道水、６０ｇのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ７２０および１０ｇの粉末化キサンタンガムを、実施例２に記載したのと同一の方法で混合した。生成物は、実施例２で生成されたものと同一であった。１リットルの試料を２リットルのＰＥＴボトルに移して、１．７バール圧下で保持した。この試料は安定なままで、周囲温度で３１日以上貯蔵しても水は分離しなかった。連続圧下で５９日後に、多少の水分離が認められた。５回激しく反転することにより試料は容易に再均質化され、１６時間後まで水がさらに分離することはなかった。
【００１８】
実施例４
冷水道水７７．２ｋｇを、２５００ｒｐｍで１分間、製造ミキサーで２．４ｋｇのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ７２０と混合した。「ドライウォーター」は生成されなかった。粉末化キサンタンガム０．４ｇを加えて、同一速度でさらに１０分間、混合を継続した。生成物は、実施例１〜３の場合と同様に、易流動性通気ゲルであった。同一方法および製法により、生成物を変えずに、６つのさらに別の８０ｋｇバッチを製造した。この生成物の一試料８．６ｋｇを、ぴったり合った蓋を有するポリプロピレンバケツ中に充填した。この試料を６週間の期間に亘って、２０２２マイルを車で輸送した。この期間中に水分離は起きなかった。１４週目に、４．７％ｍ／ｍの水分離が認められた。これらの製造バッチからのさらに別の試料を、ＴＥＥＪＥＴ６５０３０Ｅ真鍮ノズルを装備した２〜４バール圧のグロリア２０１０ナップザックスプレー（ＧＬＯＲＩＡ ２０１０ Knapsack sprayer）を通して「ウエットダスト」として適用した。これらの適用のために、ノズルフィルターを除去した。総量１１５リットルのドライゲルを、詰まることなくこのナップザックスプレーを通して適用した。さらに別の試料を、圧力ポンプを装備したＳＴＩＨＬ  ＳＲ４００電動式霧吹機を通して「ウエットダスト」として適用した。タンクフィルターを除去し、標準調整可能スプレーノズルをこれらの適用のために保持させた。総量２５０リットルのドライゲルを、詰まることなく３〜４のノズル設定で、この霧吹機を通して適用した。
【００１９】
実施例５
冷水道水７６．５ｇ、プロピレングリコール２０ｇおよび３ｇのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ７２０を、実験室ミキサーで２８００ｒｐｍで２分間、混合した。「ドライウォーター」は、生成されなかった。粉末化キサンタンガム０．５ｇを加えて、混合速度を５５００ｒｐｍにあげ、さらに３分間混合した。生成物は、実施例１〜４の場合よりも湿潤な稠度の易流動性通気ゲルであった。水分離は、５日間の周囲温度貯蔵後には起きなかった。
【００２０】
実施例６
冷水道水９６．３ｇおよびカルボポール(ＣＡＲＢＯＰＯＬ)９８０（登録商標）（BF Goodrich Co.の登録商標を記す）０．５ｇ（カルボキシビニルポリマー）を、実験室ミキサーで２８００ｒｐｍで１分間、混合した。ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ７２０を３ｇ加えて、同一速度でさらに２分間混合した。「ドライウォーター」は生成されなかった。トリエタノールアミン０．２ｇを加えて、カルボポールを中和し、混合速度を５５００ｒｐｍにあげ、さらに３分間混合した。濃厚柔軟性通気ドライゲルを生成したが、これは、３０ｍｌプラスチック注射器を通して容易に押し出され得た。水分離は、１３週間の周囲温度貯蔵後には起きなかった。
【００２１】
実施例７
冷水道水９６ｇおよび３ｇのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  ＴＳ７２０を、実験室ミキサーで２８００ｒｐｍで２分間、混合した。「ドライウォーター」は生成されなかった。高粘度等級のアルギン酸ナトリウム１ｇ（多糖）を加えて、速度を５５００ｒｐｍに増大して、さらに３分間混合した。易流動性通気ゲルを先ず生成し、これは５日後に非流動性ゲルに濃化した。ゲルは依然として柔軟性で、３０ｍｌプラスチック注射器から容易に押し出され得た。水分離は、６日間の周囲温度貯蔵後には起きなかった。