(57)【要約】      （修正有）【課題】多価アルコール脂肪酸エステルの物性評価用組成物、およびその組成物を用いた評価法を提供する。【解決手段】多価アルコール脂肪酸エステルにポリオキシエチレン付加型非イオン界面活性剤を添加して均一水溶液を調製し、その水溶液の曇点を測定することにより、多価アルコール脂肪酸エステルのＨＬＢ値に限定されることなく界面活性特性を評価する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオキシエチレン付加型界面活性剤を含有することを特徴とする多価アルコール脂肪酸エステルの物性評価用組成物。
【請求項２】
請求項１記載の物性評価用組成物を用いることを特徴とする多価アルコール脂肪酸エステルの物性評価法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多価アルコール脂肪酸エステルの物性評価用組成物および、この組成物を用いた多価アルコール脂肪酸エステルの物性評価法に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
非イオン性の乳化剤又は可溶化剤として従来、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等のポリオキシエチレン付加型非イオン界面活性剤、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル等の多価アルコール脂肪酸エステルが知られている。これらのうち多価アルコール脂肪酸エステルは安全性が高く、生分解性にも優れており、また多種類の組成が得られるため汎用性が高いなど極めて有用な界面活性剤として化粧品、食品分野において広く使用されている。
界面活性剤を活用する際には分子中の親水性部位と親油性部位のバランスすなわちＨＬＢ値が重要な指標となり、例えば乳化の場合、組成物の種類、組成比率によって最適な乳化状態を形成するＨＬＢ値が存在する。
多価アルコール脂肪酸エステルでは界面活性剤を製造する際の原料の仕込み比からＨＬＢ値を計算しているが、未反応の遊離多価アルコール、アルコールの分岐状重合体や環状重合体、あるいは未反応の遊離脂肪酸などの影響により実際の物性と必ずしも一致する訳ではなかった。また、反応時間、反応温度、触媒等の製造条件により製造毎に物性が微妙に変化してしまうこともある。酸価、水酸基価、ケン化価などの化学的分析方法では界面活性剤の物性を充分に把握することができず、製造管理において、これら化学的分析値だけでは充分な管理をすることができないという問題点があった。
これらを改善するためポリグリセリン脂肪酸エステル水溶液に塩類または多価アルコールを添加することで曇点を測定する方法（例えば、特許文献１）が報告されている。これは塩類または多価アルコールにより曇点を上昇あるいは下降させて実測可能な０〜１００℃の範囲内に調整することで可能になっている。
しかし、上記方法が適用可能なのは親水性のポリグリセリン脂肪酸エステルに限られており親油性のものについては曇点測定が不可能であった。
【０００３】
ポリオキシエチレン付加型非イオン界面活性剤の界面活性剤特性を評価する場合、水溶液の曇点を測定する方法が有効に利用されている。これは、均一な界面活性剤水溶液を調製し、この水溶液の温度を上昇させて不均一相を形成する温度を測定する方法であり、ポリオキシエチレン付加型非イオン界面活性剤の場合、ポリオキシエチレン鎖の重合度の間に相関性が認められている。つまり、ポリオキシエチレン鎖の重合度が多いほど界面活性剤の親水性は増加し、曇点が高くなる。
ところが、曇点の測定による物性評価、品質管理が多価アルコール脂肪酸エステルにおいて実用されている例は非常に少ない。それは実測可能である０〜１００℃の範囲で曇点を持つのは、限られたＨＬＢ値の多価アルコール脂肪酸エステルのみであるため、大多数の多価アルコール脂肪酸エステルの曇点測定は不可能だったからである。
そこで、多価アルコール脂肪酸エステルにおいては酸価、水酸基価、ケン化価などの理化学分析値が物性評価、品質管理に利用されているがエステル分布の差異や多価アルコールの分岐縮合や、環状縮合等の影響により必ずしも充分な評価、管理が行われている訳ではなく、これらに変わる評価、管理手法が望まれていた。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１５７３８６号公報（第２−５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑み、曇点測定により任意のＨＬＢ値の多価アルコール脂肪酸エステルについて界面活性剤特性を評価する方法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】
【０００６】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を進めた結果、多価アルコール脂肪酸エステルにポリオキシエチレン付加型非イオン界面活性剤を添加して均一水溶液を調製し、該水溶液の曇点を測定することにより、多価アルコール脂肪酸エステルのＨＬＢ値に限定されることなく界面活性特性を評価できることを見出し、本発明を完成した。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、多価アルコール脂肪酸エステルとポリオキシエチレン付加型非イオン界面活性剤の混合物の曇点を測定することにより、塩類や多価アルコールを添加する従来の方法では困難だった中程度〜低ＨＬＢ値の多価アルコール脂肪酸エステルを含め、任意の多価アルコール脂肪酸エステルの界面活性特性を評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
界面活性剤はその分子中に存在する親水部分と親油部分のバランスに応じて０〜２０のＨＬＢ値を有するが、本発明方法は任意のＨＬＢ値の多価アルコール脂肪酸エステルを対象にすることができる。
本発明でいう多価アルコール脂肪酸エステルとは２個以上の水酸基を有する多価アルコールの脂肪酸エステルであり、たとえばポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステルなどが挙げられる。
親水部分として使用される多価アルコール原料としては例えばグリセリン、ポリグリセリン、ショ糖、グルコース、ポリグルコシド、ポリサッカライド、ソルビタン、ソルビット、ソルバイト、プロピレングリコール、エチレングリコール、ペンタエリスリトール、マルチトールなどが挙げられるがこれらに限定するものではない。
親油部分として使用される脂肪酸原料としては、炭素数６〜３０の直鎖状または分岐状の脂肪酸やヒドロキシル基を有する脂肪酸が挙げられる。例えば、カプリル酸、カプリン酸、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、ベヘニン酸、エルカ酸、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、ヒドロキシステアリン酸、縮合ヒドロキシステアリン酸などが挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、これらは１種または２種以上の混合物として用いても良い。
これら多価アルコール脂肪酸エステルを本発明の曇点測定に供する場合、単品での評価を行っても良いし、２種類以上の複合物での評価を行っても良い。
【０００９】
本発明で用いられるポリオキシエチレン付加型非イオン界面活性剤としては特に限定するものではないが、ポリオキシエチレンモノステアリン酸グリセリル、ポリオキシエチレンモノオレイン酸グリセリル等のポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンモノヤシ油脂肪酸ソルビタン、ポリオキシエチレンモノステアリン酸ソルビタン等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレンフィトステロール、またはモノラウリン酸ポリエチレングリコール、モノステアリン酸ポリエチレングリコール等のポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラノリン、ポリオキシエチレンラノリンアルコールが挙げられる。
これらポリオキシエチレン付加型非イオン界面活性剤は単独で用いることもまた２種以上を併用して用いることもできる。多価アルコール脂肪酸エステルとの混合系で曇点を測定する点から、これらポリオキシエチレン付加型非イオン界面活性剤の曇点は０℃〜１００℃、好ましくは３０〜７０℃である。
水溶液中で低温にて析出しない点で、炭素鎖が１２以下または不飽和結合を持つことが望ましい。例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンモノオレイン酸ソルビタン、ポリオキシエチレンヒマシ油、モノラウリン酸ポリエチレングリコールなどが挙げられる。さらに上記範囲の曇点を有することより、更に好ましくはポリオキシエチレンラウリルエーテル（６ＥＯ）、モノオレイン酸ポリエチレングリコール（１０ＥＯ）が挙げられる。
多価アルコール脂肪酸エステルとポリオキシエチレン付加型非イオン界面活性剤との配合比率は特に限定されるものではないが、１：１０〜１０：１が好ましく、１：３〜３：１がさらに好ましい。
【００１０】
曇点測定に使用する界面活性剤水溶液中の多価アルコール脂肪酸エステル濃度、ポリオキシエチレン付加型非イオン界面活性剤濃度はそれぞれ０．０１〜５０ｗｔ％、好ましくは０．１〜１０ｗｔ％である。０．０１ｗｔ％以下だと相分離の判定が困難であり、５０ｗｔ％以上だと組成物が増粘または固化してしまい、曇点の測定が困難になる場合がある。 
【実施例】
【００１１】
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００１２】
表１の配合に従い、ポリグリセリン（グリセリン重合度１０）とオレイン酸を、モル比率１：１〜１：１０となるような割合で仕込み、触媒として水酸化ナトリウムを０．５ｇ加え、窒素雰囲気下２５０℃で４時間エステル化反応を行い、各ＨＬＢ値のポリグリセリンオレイン酸エステルを合成した。
各ポリグリセリンオレイン酸エステル１０〜５０ｍｇとポリオキシエチレンラウリルエーテル（６ＥＯ）５０ｍｇ、精製水９００〜９４０ｍｇを試験管に測りこみ、試験管の口をガスバーナーで完全に閉じた。これを９０℃に加熱して攪拌して曇点測定用の水溶液を得た。
曇点は加熱用ヒーター、冷却用の投げ込みクーラー、温度計を取り付けたガラス製の水槽内で水溶液が白濁する温度を測定することで求めた。
なお、表中ＨＬＢ値は式１で示すグリフィンの計算式により計算した。
【００１３】
【表１】
2005134289.tif 000002
【００１４】
式１
ＨＬＢ値＝２０ Ｘ ＭＨ／Ｍ
Ｍ：界面活性剤の分子量
ＭＨ：親水基部分の分子量
【００１５】
実施例１；ポリグリセリンオレイン酸エステル                １０ｍｇ
ポリオキシエチレンラウリルエーテル（６ＥＯ）    ５０ｍｇ
精製水                                        ９４０ｍｇ
実施例２；ポリグリセリンオレイン酸エステル                ３０ｍｇ
ポリオキシエチレンラウリルエーテル（６ＥＯ）    ５０ｍｇ
精製水                                        ９２０ｍｇ
実施例３；ポリグリセリンオレイン酸エステル                ５０ｍｇ
ポリオキシエチレンラウリルエーテル（６ＥＯ）    ５０ｍｇ
精製水                                        ９００ｍｇ
【００１６】
【表２】
2005134289.tif 000003
【００１７】
曇点測定結果を表２に示す。全てのＨＬＢ値において曇点が良好に観察された。
【００１８】
次に比較例として、実施例１〜３で測定したポリグリセリンオレイン酸エステル、塩化ナトリウム、精製水を試験管に測りこみ実施例１と同様の操作で曇点を測定した。
【００１９】
比較例１；ポリグリセリンオレイン酸エステル    ３０ｍｇ
塩化ナトリウム                    １００ｍｇ
精製水                            ８７０ｍｇ
比較例２；ポリグリセリンオレイン酸エステル    ３０ｍｇ
塩化ナトリウム                    ２００ｍｇ
精製水                            ７７０ｍｇ
比較例３；ポリグリセリンオレイン酸エステル    ３０ｍｇ
１．３ブタンジオール              ２００ｍｇ
精製水                            ７７０ｍｇ
【００２０】
【表３】
2005134289.tif 000004
【００２１】
曇点が良好に測定されるのは、一部の親水性界面活性剤に限定されている。
【００２２】
次に市販のショ糖ラウリン酸エステルＳＥ１（ＨＬＢ＝１６．０）、ＳＥ２（ＨＬＢ＝１１．０）、ＳＥ３（ＨＬＢ＝５．０）、ＳＥ４（ＨＬＢ＝１．０）とモノオレイン酸ポリエチレングリコール（１０ＥＯ）、精製水を試験管に測りこみ実施例１と同様の操作で曇点を測定した。
【００２３】
実施例４；ショ糖ラウリン酸エステル                          １０ｍｇ
モノオレイン酸ポリエチレングリコール（１０ＥＯ）  ５０ｍｇ
精製水                                          ９４０ｍｇ
実施例５；ショ糖ラウリン酸エステル                          ３０ｍｇ
モノオレイン酸ポリエチレングリコール（１０ＥＯ）  ５０ｍｇ
精製水                                          ９２０ｍｇ 
比較例４；ショ糖ラウリン酸エステル                          ３０ｍｇ
食塩水                                          ２００ｍｇ
精製水                                          ７７０ｍｇ
比較例５；ショ糖ラウリン酸エステル                          ３０ｍｇ
１、３ブタンジオール                            ２００ｍｇ
精製水                                          ７７０ｍｇ
【００２４】
【表４】
2005134289.tif 000005
【００２５】
曇点測定結果を表４に示す。実施例では良好に曇点が測定されているのに対し、比較例では０〜１００℃の範囲内に曇点が存在するものは無かった。
【００２６】
実施例６として脂肪酸付加モル比を１〜１．８に変化させたポリグリセリンステアリン酸エステルの曇点と乳化安定性の相関性について評価を行なった。
表５の配合に従い、ポリグリセリン（グリセリン重合度１０）とステアリン酸、水酸化ナトリウムを仕込み、窒素雰囲気下２５０℃で４時間エステル化反応を行い、各ＨＬＢ値のポリグリセリンステアリン酸エステルを合成した。
【００２７】
【表５】
2005134289.tif 000006
【００２８】
ポリグリセリンステアリン酸エステル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル（ＥＯ＝６）、精製水を以下の量測り込み、均一として、曇点測定用の組成物を得た。
【００２９】
ポリグリセリンステアリン酸エステル              ５０ｍｇ
ポリオキシエチレンラウリルエーテル（ＥＯ＝６）  ５０ｍｇ
精製水                                        ９００ｍｇ
【００３０】
また、乳化安定性評価については以下の方法によって評価した。
ポリグリセリンステアリン酸エステル１０ｇを５００ｇの精製水に溶解させ、６５℃に加温する。ここに６５℃に加温した大豆油４９０ｇを徐々に加えながらホモミキサーにて１０００ｒｐｍにて３分間攪拌した。６０℃にて１ヶ月保存し、分離の程度によって乳化安定性の評価とした。
【００３１】
【表６】
2005134289.tif 000007
○ ：均一に乳化されている
× ：離水あり
【００３２】
乳化安定性が悪いと認められた（Ｃ１８：０）１．７Ｇ１０および（Ｃ１８：０）１．８Ｇ１０は、曇点測定の結果から親水性がやや低いことが認められた。乳化安定性が良好なロットと不良なロット、特に（Ｃ１８：０）１．５Ｇ１０および（Ｃ１８：０）１．６Ｇ１０と、（Ｃ１８：０）１．７Ｇ１０および（Ｃ１８：０）の差異のような微妙なエステル化度の違いは水酸基価、ケン化価、酸化といったような一般分析では判別しづらかったが、本発明による曇点測定により明らかな差が認められた。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上述べたように、本発明に係る多価アルコール脂肪酸エステルの曇点測定法により簡便かつ再現性、精度の良い界面活性剤物性評価を行なうことができる。またこの方法により精度の高い製造管理を行なうことができ、有効に活用することができる。