JPH0434599B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、表面活性成分として主成分の石鹸と
少量のアシルイセチオン酸塩を含む固形化粧石鹸
の製造方法に関するものである。 多くの人にとつて、固形化粧石鹸と石鹸とは同
意語である。これは、石鹸が大抵の市販固形石鹸
の主たる活性な主成分であることに由来する。石
鹸は安価でありかつ効果的な洗剤であるという優
れた性質を有する。しかしながら、刺激性の少な
さ及び泡立ちにおける欠点が指摘される。これら
の欠点は、石鹸を実質的に全部アシルイセチオン
酸ナトリウムで置き換えることにより除去するこ
とができる。約30年前、この組成を有する固形石
鹸が市販されている。 アシルイセチオン酸ナトリウムが主活性成分で
ある固形化粧石鹸は、緩和でありかつ良好な泡立
性を有する。しかしながら、これらは石鹸として
の充分な性能とう点において難点がある。特に、
アシルイセチオン酸ナトリウムは柔らかく、くず
れてしまう。その結果、２種の活性成分を固形化
粧石鹸中に組み合せてそれぞれの所望の性質を達
成し、かつそれらの個々の欠点を回避することが
提案されている。 従来技術は、多量の石鹸と少量のアシルイセチ
オン酸ナトリウムとを含有する固形石鹸を開示し
ている。例えば、米国特許第4260507号は、60〜
97％の石鹸と３〜40％のアシルイセチオン酸ナト
リウムとを含有する固形石鹸を報告している。 文献には固形化粧石鹸の加工処理に関する多く
の要因が詳細に記載されている。米国特許第
3989647号は、アルカンスルホン酸塩の例えばア
シルイセチオン酸塩のような各種の結合改質剤と
を含有し、約５〜25％の最終水分を得るのに充分
な量の水を最初に添加して加工した固形石鹸を報
告している。米国特許第3376229号は、多量のア
シルイセチオン酸ナトリウムと少量の石鹸とを含
有する固形石鹸で、最少４〜５％未満まで水含有
量を制限して柔らかさを回避することを開示して
いる。これらの成分は約112℃（235〓）にて配合
される。オランダ特許出願第6603918号は必要に
応じ少量の石鹸と組み合せたアシルイセチオン酸
塩を記載しており、これは100〜110℃の温度で処
理され、水成分は製品中で５〜15％の水含量とな
るように調節される。 本発明の目的は、主成分としての石鹸と少量の
アシルイセチオン酸ナトリウムとを含有する固形
化粧石鹸の製造方法を提供することにある。 本発明の他の目的は、この方法により商品とし
て許容し得る範囲内の使用特性及び加工特性とを
有する固形化粧石鹸を得ることにある。 従って本発明は、 （） (a) アルカリ金属、アンモニウムまたは
C₁−C₄アルキルもしくはヒドロキシアルキ
ル置換アンモニウムの脂肪酸石鹸25％以上、 (b) 石鹸対アシルイセチオン酸塩の比20：１〜
１：0.98となるようなC₁₀−C₁₆アシルイセチ
オン酸塩及び (c) 当初の水12〜30％ からなる成分を配合し、 （） この成分配合物を加熱すると共に混合
し、 （） 配合物が粘度の第２ピークを過ぎた後に
混合を終了させ、この終了は99〜103℃（210〜
218〓）にて35秒^-1の剪断速度で500〜6000セン
チポアズの範囲の配合物粘度において行ない、
配合物の最終水分含有量を8.5〜20％とする ことから成る固形化粧石鹸組成物の製造方法を提
供する。 多量の石鹸と少量のアシルイセチオン酸ナトリ
ウムとを含有する固形石鹸を開発するに際し、固
形石鹸の物理的性質は水及び温度の処理条件によ
り影響を受けることが観察された。初期の水添加
量が臨界的であることが判明した。この水の臨界
量は全重量に対し約12〜30％、好ましくは約16〜
25％、より好ましくは約20〜22％の水である。12
％未満の初期の水分量では、望ましくない砂状組
織を有する固形石鹸しか得られない。 処理の終了時において固形石鹸が充分な性能を
示すには約8.5〜20％の最終水含有量が必要であ
ることが判明した。好ましくは、最終水含有量は
約9.5〜14％である。 反応は一般に約１〜60分間、好ましくは約１〜
15分間で、反応混合物が第２粘度ピークに達した
際の短時間に終了させねばならないことが判明し
た。粘度が第２ピーク値よりも顕著に低下する
と、固形石鹸の性質は最適なものでなくなり、事
実商品として許容し得るものでなくなる。 相対粘度はワツトトランスデユーサを使用して
攪拌機モータの負荷を測定して決定した。この装
置は、負荷により消費される電力を測定するもの
である。この装置はベスポ・マーケツテイング社
（Vespo Marketing，Inc）から入手可能で、
PC5型ワツトトランスデユーサとして販売されて
いる。攪拌機の電力消費は攪拌されている組成物
の粘度に比例する。 第１図に反応温度におけるモータ負荷（ワツ
ト）で表わした粘度とバツチ混合時間（min）と
の関係をグラフとして示す。 モータ負荷の初期の上昇は、石鹸と保存料とス
テアリン酸とアシルイセチオン酸塩とを添加した
後に生ずる。（非エステル化）アシルイセチオン
酸ナトリウム水溶液を添加すると、配合物粘度が
一時的に低下する。全反応体を容器へ添加すると
モータ負荷が着実に上昇してピーク粘度（）に
達する。比較的短時間内にモータ負荷の急激な低
下が起り、次いで上昇が生ずる。第２のより低い
粘度ピーク（）が見られる。その後に反応を迅
速に停止させなければ、得られる組成物のおいて
劣つた性能と固形石鹸加工特性しか得られない。 さらに、反応終点は視覚的に決定することもで
きる。この終点において明確な相変化が起こり、
組成物のかたまり状外観がスープ状の粘稠度に変
化する。反応物がスープ状の粘稠度に達した直後
に処理を終了すべきである。 本明細書において「石鹸」という用語は一般的
意味で使用されるものであり、すなわち脂肪酸ア
ルカン−もしくはアルケン−モノカルボン酸のア
ルカリ金属もしくはアルカノールアンモニウム塩
を意味する。本発明の目的にはナトリウム、カリ
ウム、モノ−、ジ−及びトリ−エタノールアンモ
ニウム陽イオンまたはその組合せが適している。
以下置換アンモニウムという用語は、C₁−C₄ア
ルキル及びヒドロキシアルキル置換された窒素陽
イオンを包含することを意図するものである。一
般に本発明の組成物にはナトリウム石鹸を使用す
るが、約１〜25％の石鹸をカリウム石鹸とするこ
ともできる。本発明に有用な石鹸は、約12〜20個
の炭素原子、好ましくは約12〜18個の炭素原子を
有する天然もしくは合成の脂肪族（アルカンもし
くはアルケン）酸のアルカリ金属塩の周知のもの
である。これらは約12〜20個の炭素原子を有する
非環式炭化水素のアルカリ金属カルボン酸塩と表
現することができる。 椰子油の脂肪酸分布を有する石鹸は巾広い分子
量範囲の下限値を与えるものである。落花生油も
しくは菜種油またはその水素化誘導体の脂肪酸分
布を有するような石鹸は巾広い分子量範囲の上限
値を与えるものである。 椰子油もしくは獣脂またはその混合物の脂肪酸
分布を有する石鹸を使用するのが好適である。何
故なら、これらはより容易に入手しうる脂肪であ
るからである。椰子油石鹸における少なくとも12
個の炭素原子を有する脂肪酸の割合は約85％であ
る。椰子油と例えば獣脂パーム脂または非熱帯性
の堅果油もしくは脂肪との混合物を使用すると、
この比率はより大となり、この場合主となる鎖長
はC₁₆以上である。本発明の組成物に使用するの
に好適な石鹸は、約12〜18個の炭素原子を有する
脂肪酸を少なくとも約85％含有する。 石鹸用に使用する椰子油は全体的にまたは部分
的に他の「高ラウリン」油、すなわち全脂肪酸の
少なくとも50％がラウリン酸もしくはミリスチン
酸及びその混合物で構成されている油もしくは脂
肪により置き換えることができる。これらの油
は、一般に椰子油の種類の熱帯性堅果油で例示さ
れる。例えば、パーム核油、ババス油、ウリクリ
油、ツカム油、コフメ椰子油、ムルムル油、ジヤ
ボチ核油、カーカン核油、ジカ椰子油及びウクフ
ババターである。 好適な石鹸原料は、約15〜約20％の椰子脂肪酸
と約80〜約85％の獣脂脂肪酸との混合物である。
これら混合物は約12〜約18個の炭素原子を有する
脂肪酸約95％を含有する。この石鹸は椰子油から
製造することができ、この場合脂肪酸含有量は
C₁₂−C₁₈鎖長のものが約85％である。 石鹸は、商品許容基準に依る不飽和度を有する
ことができる。通常過渡の不飽和度は避けられ
る。 石鹸は古典的なケトル煮沸法または近代的な連
続石鹸製造法により製造することができ、例えば
獣脂もしくは椰子油のような天然油脂またはその
等価物を当業者に周知の方法によりアルカリ金属
水酸化物で鹸化して製造する。或いは、例えばラ
ウリン酸（C₁₂）、ミリスチン酸（C₁₄）、パルミチ
ン酸（C₁₆）またはステアリン酸（C₁₈）などの脂
肪酸をアルカリ金属水酸化物もしくは炭酸塩で中
和して石鹸を製造することもできる。 本組成物の全石鹸含有量は25重量％より多くし
なければならない。通常、組成物の約30〜98％が
石鹸である。好ましくは、この成分の濃度は約50
〜70％の範囲である。 石鹸が固形石鹸の主たる表面活性剤成分である
ことが好ましい。石鹸対アシルイセチオン酸塩の
比は約20：１〜１：0.98まで変化することができ
る。好ましくは、この比は約10：１〜1.5：１、
特に好ましくは約４：１〜1.5：１の範囲に保た
れる。 アシルイセチオン酸塩は、アルカリ金属イセチ
オン酸塩と６〜18個の炭素原子を有し20未満の沃
素化を有する混成脂肪族脂肪酸との反応により製
造される。混成脂肪酸の少なくとも75％は12〜18
個の炭素原子を有し、25％までが６〜10個の炭素
原子を有する。 アシルイセチオン酸エステル塩は、一般に全組
成物の約２〜約45重量％の範囲である。好ましく
は、この成分は約10〜約30％、より好ましくは15
〜25％の範囲で存在する。 非エステル化イセチオン酸塩も固形石鹸中に配
合することができる。非エステル化イセチオン酸
塩は約0.5〜約50％の範囲で存在させることがで
きる。好ましくは、この物質は全組成物に対し約
２〜約25重量％、より好ましくは約2.5〜約15重
量％の量で存在させる。 エステル化されたイセチオン酸塩と非エステル
化イセチオン酸塩との両者に対し有効な陽イオン
はアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウ
ム、アルキルアンモニウム及びモノー、ジ−もし
くはトリ−アルカノールアンモニウムイオンより
なる群から選択することができる。特に好適な陽
イオンはナトリウム、カリウム、リチウム、カル
シウム、マグネシウム、アンモニウム、トリエチ
ルアンモニウム、モノエタノールアンモニウム、
ジエタノールアンモニウムもしくはトリエタノー
ルアンモニウムイオンである。 好適温度は大気圧にて93〜120℃（約200〜250
〓）の範囲、或いは圧力約110mm乃至大気圧にて
約27〜93℃の範囲である。 他の機能の薬品もこれら成分と共に添加するこ
とができる。例えば、２〜10％の泡立促進性の洗
浄剤の塩も配合することができる。この種の添加
物はアルカリ金属及び有機アミンの高級脂肪族ア
ルコール硫酸エステル、アルキルアリールスルホ
ン酸エステル、並びに高級脂肪族脂肪酸タウリン
誘導体よりなる群から選択することができる。 緩やかさをさらに向上させかつくずれにくくす
るための過脂肪化剤、例えば炭素数10〜18個、好
ましくは10〜16個の脂肪酸を組成物に対し25重量
％までの量で含ませることができる。 殺菌剤、香料、例えば二酸化チタンのような着
色料等の補助物質も存在させることができる。 以下の実施例により本発明をより詳細に説明す
る。本明細書における部、％及び比率は全て特記
しない限り全組成物の重量に対するものである。 実施例 １ 本発明の方法により製造した固形化粧石鹸の１
例を、その組成につき下記に示す。 第表 石鹸／アシルイセチオン酸塩を 含有する固形化粧石鹸組成物 重量％ ナトリウム石鹸（82/18）^* 50.73 ココイルイセチオン酸ナトリウム 21.74 水（最終含有量） 11.70 ステアリン酸 6.98 イセチオン酸ナトリウム 5.00 その他（香料、着色料、保存料） 2.10 椰子脂肪酸 1.32 塩化ナトリウム 0.43 ＊獣脂対椰子油の比 上記組成を有する固形化粧石鹸を、デイミキサ
ー（Day Mixer）を使用して作成した。ミキサ
ーの予備加熱には水蒸気を使用した。上記石鹸原
料を容器中ポンプ輸送し攪拌を開始した。その直
後にステアリン酸とアシルイセチオン酸ナトリウ
ムと椰子脂肪酸とイセチオン酸ナトリウム塩化ナ
トリウムとその他の少量成分とを反応器へ加え
た。当初の水分レベルは19.38％であつた。 第１図は、モータ負荷（ワツト数）で示される
粘度の変化をバツチ混合時間に対して示したもの
である。初期ピーク(A)が約200〓における混合の
最初の数分間以内に観察された。この粘度ピーク
は単に反応体の導入によるものである。その後温
度を約90℃〜103℃（205〓〜217〓）に維持する
間粘度は着実に上昇した。約39分間以内に粘度は
17000ワツトの最大値に達した（ピーク）。ピー
クの粘度からの急激な低下に続いてモータ負荷
が上昇し、第２のより低い15000ワツトのピーク
の粘度に達した。その後直ちに反応を9000〜
10000ワツトの範囲にて終了させた。この終了は、
反応体配合物をデイミキサーから急冷ロールのド
クターロールホツパー上へ放出することによつて
行なつた。 ピークは40〜45分間で反応サイクル中に生じ
た。反復試験により決定した全バツチ混合時間は
60〜100分間の範囲であつた。その後、得られた
組成物をミル処理、圧出及び打ち抜き操作にかけ
た。 反応終点の直前及び直後の時点で、反応体混合
物につき見かけ粘度値をも測定した。これらの測
定にはハーケ粘度計（Haake Viscometer）、
VT24MV／SVDIN型を使用した。このデータを
下記第表に示す。シリーズＡの測定は、93〜96
℃（200〜205〓）にてかたまり状態にある間に反
応混合物に対し行なつた。シリーズＢはスープ状
態、すなわち配合物が第２粘度ピークに達した直
後における反応混合物の粘度データを示す。シリ
ーズＢで測定を行なつた温度は99〜103℃（210〜
218〓）である。粘度を測定した際の温度変化に
依る粘度値における顕著な差は生じないと思われ
る。シリーズＡにおける見かけ粘度値は回転して
いる粘性材料から検出するのが実験上困難である
ため最小値であつて、実際の見かけ粘度は恐らく
実測値よりも高い。

【表】 反応物質は非ニユートン流体であるため、種々
異なる剪断速度（攪拌機速度）にて種々異なる見
かけ粘度が得られた。剪断速度が増大するにつれ
て、見かけ粘度が低下する。第表のシリーズＢ
における数値は、配合物が第２ピークを越えてス
ープ状態に達した際典型的な見かけ粘度が35秒^-1
の剪断速度にて約3000センチポアズであることを
示している。反応は配合物が99〜103％（210〜
218〓）にて35秒^-1の剪断速度で約500〜6000セン
チポアズの範囲の見かけ粘度に達した際に終了し
なければならない。好ましくは、この範囲は99〜
103℃（210〜218〓）にて35秒^-1の剪断速度で約
2000〜4000センチポアズとすべきである。 実施例 ２〜６ 本発明の方法により製造し得る他の固形化粧石
鹸を、その組成につき下記に示した実施例２〜６
により例示する。

【表】 実施例 ７ この実施例は、反応をかたまり状態を越えて、
すなわちピークを越えて進行させた後に反応を
終了させる重要性を示している。 第表に示した組成物を下記する以外は実施例
１に従つて処理した。反応は、配合物がピーク
の粘度に達する前に終了した。バツチをその高粘
性のかたまり状態で放出した。得られた生成物は
柔か過ぎて押し出しできなかつた。この配合物か
ら製造した固形石鹸は、石鹸の変形及び粘着性の
ためパツク及び打ち抜きが困難であつた。 混合工程をピークの粘度に達した後の短時間
内で終了する重要性を示すために、第２の反応を
行なつた。この反応混合物は、ピークが生じて
から長時間の後（約２時間より長時間）に放出し
て冷却した。これにより得られた生成物は押し出
しが極めて困難であり（すなわち乾燥状態かつ低
凝集強度）、打ち抜きが困難であつた。石鹸表面
には応力による傷が観察された。 ２種の上記反応で作成した物質の固形石鹸の使
用時及び加工特性を第表に示す。試料Ｄはスー
プ状態（すなわちピーク）に達してから長時間
後に放出したバツチに相当する生成物である。試
料１は実施例１に従つて作成した物質を意味す
る。

【表】 つた。
第表は、終了させるのが早過ぎた反応または
遅過ぎた反応により製造された固形石鹸では脆
性、泡立ち及び亀裂が劣つていることを示してい
る。すなわち、試料１の固形石鹸は試料Ｄ及びＳ
よりもずつと低くかつ良好な泡立ちを示してい
る。試料１の固形石鹸の全亀裂は、試料Ｄ及び試
料Ｓの固形石鹸よりも少なかつた。 実施例 ８〜16 以下は18［30ポンド（４ガロン）］容量のパ
ターソンバツチ混合容器で行なつた方法を示して
いる。 この反応器ヘステアリン酸（11.25％）と塩化
ナトリウム（6.5％）とフレーク化したアシルイ
セチオン酸ナトリウムと石鹸フレークと水とを加
えた。第表は、石鹸対アシルイセチオン酸塩の
比による活性成分含有量について各種実施例を示
している。この表には最終的な固形石鹸水分含有
量も示した。当初水含有量は全ての実施例につき
20％とした。 混合サイクル全体にわたり、攪拌機翼は90rpm
の速度に維持して、低乃至中庸の剪断を成分に与
えた。容器を予備加熱して原料を装填した。装填
後、容器を覆いかつ混合を110℃（230〓）にて15
分間維持した。次いで反応器のカバーを除去し、
水を蒸発させた。バツチ混合時間サイクルを平均
約95分間に維持した。反応温度は蒸発工程全体に
わたり約110℃（230〓）に維持した。 反応期間を通じてバツチのモータ負荷を監視し
た。第２の最高モータ負荷、すなわちピークに
達した直後に反応を終了させた。 次いで、内容物を放出させかつ38℃（110〓）
にて冷時圧延した。ロールに対する冷却水の流速
を調節することによりチツピ温度を調整した。冷
時圧延したチツプを次いでミルにかけた。次い
で、このミルがけした材料を精製して152.4mm
（６インチ）の精製機／圧出機において棒状に押
し出した。ジヨーンズプレスを使用してこの棒体
を標準の塊までプレスした。

【表】

【表】

【表】 第表は、第表の固形石鹸組成物の加工に含
まれる各種の反応因子を示している。ミルがけ
は、可塑性組成物を一連の金属ローラ間で加工す
る際の操作である。材料がロール表面に粘着しな
い場合、処理困難性に遭遇する。ミルがけの許容
性を評価するには、材料の落下％を測定した。ミ
ルがけの許容性を評価する際、生産速度は付加的
要因であつた。 圧出はミルがけした材料を加熱し、混合しかつ
混合室を通して押し出す工程である。温度は35〜
43％（95〜110〓）の間で変化した。18（30ポ
ンドバツチ）に対する圧出時間は12分間〜20分間
まで変化した。より低い圧出温度及びより短い圧
出時間でよい材料は、それより大きい範囲の値を
示すものよりも優れているといえる。 チヤンバー内ブリツジングは、圧出装置のチヤ
ンバー内壁部における材料の蓄積を示す用語であ
る。このような蓄積は望ましくない。 打ち抜き性は、ミルがけされかつ圧出された材
料の固形石鹸状への成形し易さである。材料が固
くなる程打ち抜きにはより大きい圧力が必要とな
り速度がより遅くなる。 60／40の比の活性成分を有する固形化粧石鹸の
３種の例を処理結果につき評価した。実施例９及
び10は、8.5％以上の最終固形石鹸水分含有量を
有するように配合した。全体として、これら組成
物の加工は、8.5％より僅かに低い水分含有量の
実施例８におけるよりも良好であつた。 実施例11〜13は80／20の活性成分比を有するも
のである。全体として、11.3％の水分含有量を有
する組成物13は、組成物11及び12よりも処理が容
易であつた。組成物11及び12の両者は8.5％未満
の最終水分含有量を有するものである。実施例11
及び12のミルがけ及び圧出は特に貧弱であつた。
実施例13は粘着性及び打ち抜きにおいてやや劣つ
ていた。 70／30の活性成分比は組成物14〜16により例示
される。組成物14は、組成物15及び16よりも実質
的に劣つていることが判明した。実施例14は8.5
％未満の最終水分含有量を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は反応温度におけるモータ負荷（ワツト
数）で表わした粘度とバツチ混合時間（min）と
の間の関係を示す曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （） (a) アルカリ金属、アンモニウムま
   たはC₁−C₄アルキルもしくはヒドロキシア
   ルキル置換アンモニウムの脂肪酸石鹸25％以
   上、 (b) 石鹸対アシルイセチオン酸塩の比が20：１
   〜１：0.98となるようなC₁₀−C₁₆アシルイセ
   チオン酸塩及び (c) 当初の水12〜30％ からなる成分を配合し、 （） この成分配合物を加熱すると共に混合
   し、 （） 配合物が粘度の第２ピークを過ぎた後に
   混合を終了させ、この終了は99〜103℃（210〜
   218〓）にて35秒^-1の剪断速度で500〜6000セン
   チポアズの範囲の配合物粘度において行ない、
   配合物の最終水分含有量を8.5〜20％とする ことからなる固形化粧石鹸組成物の製造方法。 ２ 石鹸対アシルイセチオン酸塩の比が10：１〜
   １：0.98である特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ３ 石鹸対アシルイセチオン酸塩の比が４：１〜
   1.5：１である特許請求の範囲第２項に記載の方
   法。 ４ 混合温度が大気圧にて93〜121℃（200〜250
   〓）、または大気圧以下乃至10mmの圧力にて27〜
   93℃（80〜200〓）の範囲である特許請求の範囲
   第１項〜第３項のいずれかに記載の方法。 ５ 温度が大気圧にて93〜110℃（200〜230〓）
   の範囲である特許請求の範囲第４項に記載の方
   法。 ６ 反応時間が60〜100分間の範囲である特許請
   求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の方
   法。 ７ 当初の水含有量が20〜22％の範囲である特許
   請求の範囲第６項記載の方法。 ８ 最終水分含有量が9.5〜14％の範囲である特
   許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の
   方法。 ９ 石鹸を50〜70％存在させる特許請求の範囲第
   ８項に記載の方法。 １０ 組成物がさらに１〜30％のC₁₀−C₁₈の遊離
   脂肪酸を含む特許請求の範囲第１項〜第９項のい
   ずれかに記載の方法。 １１ 配合物が99〜103℃（210〜218〓）にて35
   秒^-1の剪断速度で2000〜4000センチポアズの粘度
   に達した後に混合を終了する特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。