JPH08510280A - 棒状石鹸に関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 脂肪族イセチオネートエステル、脂肪酸及び水の等方性溶液を形成することにより、強力な混合ステップなしに脂肪族イセチオネートエステル及び脂肪酸を含む棒状石鹸を製造し得る。

Description

【発明の詳細な説明】 棒状石鹸に関する改良 本発明は改良された棒状石鹸に関し、特に脂肪酸石鹸に加えて合成界面活性剤 成分を含む石鹸に関する。 棒状石鹸は古くから知られているが、脂肪酸石鹸は刺激性が比較的強い界面活 性剤であり、石鹸の一部を他の界面活性剤成分と置き換えて低刺激性の石鹸を製 造すべく努力がなされてきた。 低刺激性の石鹸は通常、ニートソープ（neat soap）と１つまたはそれ以上の 補助合成成分を含む原料から製造される。これらの成分を併せて均質混合物とし 、棒状に成形する。 石鹸工場は普通、原料処理のために混合、加工、加熱、冷却の複数の装置を備 えている。公知の加熱装置は、蒸気ジャケットと蒸気噴射装置からなる。実際に は過熱蒸気を用いて、これらの成分を最高150℃まで加熱する。150℃以上の温度 にするには、特別な装置を使用しなければならない。したがって、経済上の理由 から、石鹸工場では高温部を通常最高100〜130℃の温度で操業しており、通常の 操業温度は85〜95℃の範囲である。 低刺激性の石鹸には補助合成成分を含むものがあるが、この補助合成成分を溶 融状態にするには通常100℃を超える高温が必要である。高温で溶融する成分の 中には、「脂肪族イセチオネートエステル」と呼ばれるものがあり、これは100 〜150℃以上にならないとポンプ輸送できない。こうした高温溶融成分を用いる と、最終棒状製品に構造を付与することができる。ラウリルエーテル硫酸ナトリ ウムやアルキルグリセリル硫酸エーテルなどの低温溶融性の液状もしくは易溶解 性の合成成分も公知であるが、この成分は最終製品に構造を付与することができ ない。これらの製品では、ポリマー類、長鎖脂肪酸や電解質などの別の構造化剤 がさらに必要となり、このため棒状石鹸の発泡性が低下し、製品価格が押し上げ られる。 脂肪族イセチオネートエステルは、通常棒状石鹸に約25〜70wt％程度用いられ る。脂肪族イセチオネート含有量が非常に低いとき、すなわち製品の30％以下の ときには、低刺激性という効果は弱いながらも得られる。脂肪族イセチオネート の含有量が高いとき、すなわち70％を越えるときには、脂肪族イセチオネートの 物性により製品が加工できなくなり、硬すぎる製品となる。 上述した100〜150℃の融点は、工場の操業温度の上限もしくはそれ以上である ので、これらの成分と棒状石鹸の他の成分とを均密に混合して、製品がざらざら した感じとならないようにするためには約70℃で激しく混合しなければならない 。さらにイセチオネートは110℃以上になると顕著に加水分解され始める。 激しく混合する工程に伴う問題の一つは、通常バッチ式で操業しなければなら ず、半連続的に作業したい場合には、複数のミキサーを同時に並列させてバッチ 式に操業しなければならないことである。バッチ操業に代わる方法として、製品 の大部分がミキサーを複数回通過するように再循環させる方法がある。その他に も、キャビティー・トランスファー型のきわめて特殊なミキサーを使用する方法 もあるが、このミキサーは十分な混合力があるのでミキサーへの通過も一回です む。従来型のバッチ式ミキサーを使用せずにこれらの代替方法を用いると、据付 、操業ともに費用がかさむことがわかった。 我々は、強力な混合なしに均質混合物を得る方法を見いだした。脂肪族イセチ オネートエステル、脂肪酸及び比較的少量の水を含む等方性溶液を調製すること によって、工程温度を130 ℃以上にすることなく、強力な混合工程を省くことができることを見いだした。 本発明の第一の発明によると、 ａ）15℃を超えるＴｃをもつ第一の界面活性剤成分、 ｂ）脂肪酸、及び ｃ）２〜15％の水分 を含む液体等方性混合物であって、第一の界面活性剤成分対脂肪酸との比率が２ ：１以下であることを特徴とする液体等方性混合物が提供される。 Ｔｃは、最低温度であって、それ以上の温度では第一の界面活性剤成分が液晶 相を形成する。すなわち、ある材料のＴｃとはその材料の大部分が水に溶解し得 る最低温度を意味する。 Ｔｃが15℃以下の成分は製造や輸送条件下では通常液体として取り扱われるが 、Ｔｃが15℃を超える成分は通常固体の性状を示し且つ固体として取り扱われる 。 一般に第一の界面活性剤成分は脂肪族イセチオネートエステルである。 市販の脂肪族イセチオネートエステルのＴｃ値は通常30℃以上である。１分子 あたり平均３個のエトキシ基をもつポリオキ シエチレン界面活性剤であるラウリルエーテル硫酸ナトリウム（ＳＬＥ）などの 界面活性剤のＴｃが０℃以下であるのに比べ、上記した値は高い。ラウリルメト キシスルホコハク酸ジナトリウム塩（ＤＭＬＳ）のＴｃ値も０℃以下である。つ まりＳＬＥＳもＤＭＬＳも液体として取り扱うことができる。 典型的には、脂肪族イセチオネートエステル（成分ａ）は、Ｃ₁₀〜Ｃ₁₈の平均 鎖長を有する脂肪酸とイセチオネートとのエステルである。ヤシ油とその他の植 物性油脂をケン化して得られる脂肪およびそのフラクションの混合エステルが特 に好ましい。 本発明において具体的に用いるには、ラウリン酸残分を多く含む脂肪酸残渣か らなるココイルイセチオネートが最も好ましいイセチオネートである。この材料 は多くの製造業者から市販されており、その一部してＭａｚｅｒ（Jordaponシリ ーズ［商標］）、ＧＡＦ（Fenopon［商標］AC78，AM78）、ＡＫＺＯ（Elfan［商 標］AT84、84G）、Ｈｏｅｃｈｓｔ（Hostapon［商標］KA、Hoe S 3390-2）、Ｉ ＣＩ（Arlatone［商標］SCI、Tensianol［商標］399シリーズ）、Ｆｉｎｅｔｅ ｘ（Tauranolシリーズ界面活性剤）が挙げられる。 一般に脂肪酸（成分ｂ）は植物性油脂または動物性油脂由来の一つまたはそれ 以上の脂肪酸を含む。Ｃ₈〜Ｃ₂₀の平均鎖長を有する脂肪酸の混合物が好ましい 。特に、Ｃ₁₀−Ｃ₁₄の鎖長を有する脂肪酸はその融点が比較的低いため加工しや すく、好ましい。Ｃ₁₆〜Ｃ₁₉の鎖長を有する脂肪酸は加工しにくいが、その融点 が高いので棒状構造に成形しやすい。最も好ましいのは飽和脂肪酸であって、こ れらは対応する不飽和脂肪酸よりも化学的に安定している。 好適な脂肪酸の典型的なソースは、獣脂、パーム油、ラード、獣脂ステアリン 、パームステアリン、大豆油、サンフラワー油、菜種油、米ぬか油、ココナッツ 、パーム核油、ババス椰子実油などラウリン酸を豊富に含むラウリン酸油などで ある。 成分（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の許容される比率は、以下に詳述する相ダイアグ ラムを参照して決められる。第一の界面活性剤成分対脂肪酸の比率が２：１を超 えると相分離が生ずるため製品が均質でなくなり、加工が難しくなる。 本発明の第二の発明によれば、 ａ）脂肪族イセチオネートエステル、 ｂ）脂肪族イセチオネートエステル対脂肪酸との比率が２： １以下である脂肪酸、 ｃ）２〜15％の水、 を含み、40〜110℃の温度を有する液体等方性混合物を調製するステップを含む 棒状石鹸の製造方法が提供される。 通常、前記方法はさらに、上述した成分（ａ），（ｂ），（ｃ）の等方性混合 物とニートソープを配合し、得られた生成物を棒状石鹸とするステップを含む。 等方性混合物とニートソープとを配合するには、前記した材料の一つをもう一 方へ注入するのが好ましいが、等方性混合物をニートソープへ注入するのがさら に好ましい。注入装置に代えて、簡単な混合手段を用いることもできる。 等方性混合物は一般に40℃以上で安定しているが、本方法を実施する際の好ま しい温度は70〜110℃である。この温度範囲では、流れをポンプ輸送することが 可能であり、加水分解の可能性は最小限に抑えられる。 本発明による石鹸製造方法の全工程は以下のとおりである。 Ａ） 脂肪族イセチオン酸エステル対と脂肪酸の比率が２：１以下であるように ａ）脂肪族イセチオネートエステル、 ｂ）脂肪酸、及び ｃ）２〜15％の水分 を含み、40〜110℃の温度を有する液体等方性混合物を調製すること、 Ｂ） 80〜95℃でニートソープを調製すること、 Ｃ） 最終生成物が ａ）５〜30％の脂肪族イセチオネートエステル、 ｂ）少なくとも2.5％の脂肪酸、 ｃ）８〜18％の水、及び ｄ）40〜80％のソープ を含むような比率で、（Ａ）と（Ｂ）とを配合すること、及び Ｄ） 工程（Ｃ）の生成物を棒状に成形すること。 本発明の第三の発明によれば、上述した方法で製造した棒状石鹸が提供される 。 本発明の代表的な具体例においては、最終棒状石鹸の脂肪族イセチオネートエ ステルの含有量は、石鹸の30重量％を超えてはならない。この量を上回ると、最 終製品中の脂肪酸の相対量により、摩耗率が高く、発泡性が劣ってしまう。実際 には脂肪族イセチオネートエステルの下限量は臨界的ではないが、この 成分の含有量が少なくなると、石鹸の低刺激性も次第に低下する。本発明の具体 例においては、最終棒状石鹸中の脂肪族イセチオネートエステルの量は、通常棒 状石鹸の５〜30重量％であり、好ましくは７〜15重量％であり、最も好ましくは 約10重量％（８〜12重量％）である。 脂肪族イセチオネートエステル対脂肪酸の好ましい比率は、１：１〜２：１の 範囲にある。脂肪酸が多すぎると、最終製品中の脂肪酸含有量が高くなり、これ は脂肪酸を棒状構造を付与するために必要とする場合には不利となる。脂肪酸含 有量が低すぎると、等方性溶融物が得られない。 本発明の理解をさらに助けるために、以下実施例と添付の図面を参照して説明 する。図面は脂肪酸、脂肪族イセチオネートエステル及び混合物の相ダイアグラ ムを示すもので、等方性系が得られる領域を示す。実施例 第１〜３図は脂肪酸、脂肪族イセチオネートエステル及び水の混合物の相ダイ アグラムを示すものであり、（Ｘ）は等方性系が形成されている領域であり、（ Ｐ）は複相系が形成されている領域である。 第１図において、点１〜９は下記表１に実施例１〜９として記載した本発明の 実施例をあらわす。これらは８５℃で等方性系を形成する。点１０〜２３は比較 例であり、等方性混合物を形成せず、この系はより高い粘度を示し、85℃で相分 離を生ずる。 下記の表１には、本発明の具体例と比較例の両方を示した。表には、ＤＥＦＩ 、ＦＦＡ及び水の各量を得られる等方性混合物に対するwt％で示す。ＤＥＦＩは 、Lever Brothers Companyから入手した、直接エステル化したココイル脂肪族イ セチオネートを約70wt％含み、残りは脂肪酸と遊離イセチオネートからなる。 代表的な例として実施例５について述べると、等方性混合物を、３成分（ココ ナツ脂肪酸／ＤＥＦＩフレーク・スラリー/水）を機械的に攪拌しながら、電気 的に加熱し８０℃に温度調節した容器で混合して調製した。混合物を、慣用の真 空石鹸乾燥機の熱交換器から出てくるニートソープの流れに注入した。石鹸製造 方法で普通用いられる熱交換器の出口において、ソープ流の温度は約130℃であ る。石鹸製造工場でよく見られるように、ここに脂肪酸注入口が設けられ、いわ ゆる「スーパーフ ァット（super-fatted）」石鹸が製造される。この出口を脂肪酸／ＤＥＦＩ混合 物の注入に用いた。注入した流れをイン・ラインでニートソープと混合し、合わ せた流れを真空乾燥機内に噴霧して、最終水分量が12％となるまで乾燥した。そ の後、流れを練り、押出、型打ちして棒状石鹸とする。 最終生成物のＤＥＦＩと脂肪酸の含有量は、ＤＥＦＩ／脂肪酸混合物をソープ 流に注入する速度に依存する。パイロットプラント規模の実験を行って得たサン プルは、製品あたりＤＥＦＩ９wt％、ＦＦＡ7.5wt％であった。 本発明の棒状製品に、業界で「フレックス・ウォッシュ・テスト」と呼ばれる テストを行ったが、従来の棒状石鹸よりも皮膚に対する刺激が少ないことがわか った。このin−vivoテストでは累積紅斑スコアを調べるが、95％信頼区間で少な くとも3.33の差がなければならない。テストの結果は次のとおりである。 従来の化粧石鹸（８０／２０） ： ２２．６７ 実施例５の棒状石鹸 ： １７．８７ 上記の結果から、本発明による棒状石鹸の皮膚刺激性は、対照よりもかなり少 ないことがわかる。 第２図はJordapon C170（55〜60％活性成分）を用いた結果であり、第３図は 、Jordapon CI-Prilled（約80％活性成分、20％脂肪酸、遊離イセチオネートな ど）を用いた結果を示す。第２、３図では安定な等方性組成物を“Ｉ”で示し、 多相組成物を“２Ｐ”で示した。安定領域における形状はほぼ同じであ り、原料含有量の変更が可能であることがわかる。 比較のために、同じ量の脂肪酸とＤＥＦＩ（10wt％ＤＥＦＩ，製品全体の7.5 ％、水約12％）を含有する一連の製品を、乾燥原料を高剪断混合を含む一連の手 順により調製した。 実施例Ａ：混和したあとキャビティー・トランスファー・ミキサーを35℃で使用 し、最後に真空押出しと型打ちを行う 実施例Ｂ：Ｚブレードミキサーを58℃で使用した後、練り、真空押出しと型打ち を行う 実施例Ｃ：Ｚブレードミキサーを58℃で使用した後、練り、真空押出しと型打ち を行う 製品のざらつき（grit）について調べた。２０人の専門のパネリストにより主 観的にざらつきの評価を行なった。パネリストは石鹸に次のように１から５のス コアの評価を与えた。 １：滑らかな棒状、２：少し砂っぽい、３：砂っぽく少しざらざらする、４：ざ らざら、５：非常にざらざら。 この評価で＜２でなければ、市販の製品として適さない。各棒状石鹸の平均点を 計算した。まず石鹸を２０℃の水につけ、３０秒間手の中で転がしてから評価し た。 実施例 ざらつき ５ １．１ Ａ ３．２ Ｂ ３．２ Ｃ ２．５ 対照^* １．６^* 対照は、従来型の牛脂／ココナッツ（60／40）の石鹸をベースとするもので、7 ,5％の遊離脂肪酸を含む。 実験の結果、実施例５の製品はほぼ「ざらつきなし」であり、スコアは２未満 であった。高剪断による手順で製造した製品はすべてスコア２以上であり、市販 には適していない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年５月２５日 【補正内容】 脂肪族イセチオネートエステルは、通常棒状石鹸に約25〜70wt％程度用いられ る。たとえばFR2285452は、脂肪族イセチオネートエステル30〜60wt％、水１〜 ９wt％、脂肪酸10〜40wt％を含む化粧石鹸とその製造を開示している。この方法 はコプラ脂肪酸とイセチオン酸ナトリウムを酸化亜鉛の存在下で232℃の温度で 反応させ、水と過剰の脂肪酸を除去することからなる。その後、反応生成物の流 動性を維持するためにステアリン酸を添加する。 脂肪族イセチオネート含有量が非常に低いとき、すなわち製品の30％以下のと きには、低刺激性という効果は弱いながらも得られる。脂肪族イセチオネートの 含有量が高いとき、すなわち70％を越えるときには、脂肪族イセチオネートの物 性により製品が加工できなくなり、硬すぎる製品となる。 上述した100〜150℃の融点は、工場の操業温度の上限もしくはそれ以上である ので、これらの成分と棒状石鹸の他の成分とを均密に混合して、製品がざらざら した感じとならないようにするためには約70℃の温度で激しく混合しなければな らない。さらにイセチオネートは110℃以上の温度になると顕著に加水分解され 始める。 激しく混合する工程に伴う問題の一つは、通常バッチ式で操業しなければなら ず、半連続的に作業したい場合には、複数のミキサーを同時に並列させてバッチ 式に操業しなければならないことである。バッチ操業に代わる方法として、製品 の大部分がミキサーを複数回通過するように再循環させる方法がある。その他に も、キャビティー・トランスファー型のきわめて特殊なミキサーを使用する方法 もあるが、このミキサーは十分な混合力があるのでミキサーへの通過も一回です む。従来型のバッチ式ミキサーを使用せずにこれらの代替方法を用いると、据付 、操業ともに費用がかさむことがわかった。 我々は、強力な混合なしに均質混合物を得る方法を見いだした。脂肪族イセチ オネートエステル、脂肪酸及び比較的少量の水を含む等方性溶液を調製すること によって、工程温度を130℃以上にすることなく、強力な混合工程を省くことが できることを見いだした。 本発明の第一の発明によると、 ａ）15℃を超えるＴｃをもつ第一の界面活性剤成分、 ｂ）脂肪酸、及び ｃ）２〜15％の水分 を含む液体等方性混合物であって、第一の界面活性剤成分対脂肪酸との比率が２ ：１以下であることを特徴とする液体等方性混合物が提供される。 Ｔｃは、最低温度であって、それ以上の温度では第一の界面活性剤成分が液晶 相を形成する。すなわち、ある材料のＴｃとはその材料の大部分が水に溶解し得 る最低温度を意味する。 Ｔｃが15℃以下の成分は製造や輸送条件下では通常液体として取り扱われるが 、Ｔｃが15℃を超える成分は通常固体の性状を示し且つ固体として取り扱われる 。 第一の界面活性剤成分は脂肪族イセチオネートエステルである。 請求の範囲 １．15℃を超えるＴｃをもつ脂肪族イセチオネートエステル、脂肪酸及び２〜15 ％の水を含む三元液体等方性混合物であって、第一の界面活性剤対脂肪酸の比率 が２：１以下であることを特徴とする前記混合物。 ２．脂肪族イセチオネートエステル（成分ａ）が、Ｃ₁₀〜Ｃ₁₈の平均鎖長を有す る脂肪酸とイセチオネートとのエステルである請求項１に記載の混合物。 ３．脂肪族イセチオネートエステル対脂肪酸の比率が２：１以下であるように脂 肪族イセチオネートエステル、脂肪酸及び２〜15％の水を含み、40〜110℃の温 度の液体等方性混合物を調製する工程を含む棒状石鹸の製造方法。 ４．（Ａ）脂肪族イセチオネートエステル対脂肪酸の比率が２：１以下であるよ うに脂肪族イセチオネートエステル、脂肪酸及び２〜15％の水を含み、40〜110 ℃の温度の液体等方性混合物を調製する工程； （Ｂ）80〜95℃で液状ニートソープを調製する工程； （Ｃ）最終製品が５〜30％の脂肪族イセチオネートエステル、少なくとも2.5％ の脂肪酸、８〜18％の水及び40〜80％のソープを含むように前記（Ａ）と（Ｂ） とを配合する工程；及び （Ｄ）工程（Ｃ）の製品を棒状に成形する工程を含む請求項３に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．15℃を超えるＴｃをもつ第一の界面活性剤、脂肪酸及び２〜15％の水を含む 液体等方性混合物であって、第一の界面活性剤対脂肪酸の比率が２：１以下であ ることを特徴とする前記混合物。 ２．第一の界面活性剤が脂肪族イセチオネートエステルである請求項１に記載の 混合物。 ３．脂肪族イセチオネートエステル（成分ａ）が、Ｃ₁₀〜Ｃ₁₈の平均鎖長を有す る脂肪酸とイセチオネートとのエステルである請求項１に記載の混合物。 ４．脂肪族イセチオネートエステル対脂肪酸の比率が２：１以下であるように脂 肪族イセチオネートエステル、脂肪酸及び２−15％の水を含み、40〜110℃の温 度の液体等方性混合物を調製する工程を含む棒状石鹸の製造方法。 ５．（Ａ）脂肪族イセチオネートエステル対脂肪酸の比率が２：１以下であるよ うに脂肪族イセチオネートエステル、脂肪酸及び２〜15％の水を含み、40〜110 ℃の温度の液体等方性混合物を調製する工程； （Ｂ）80〜95℃で液状ニートソープを調製する工程； （Ｃ）最終製品が５〜30％の脂肪族イセチオネートエステル、少なくとも2.5％ の脂肪酸、８〜18％の水及び40〜80％のソープを含むように前記（Ａ）と（Ｂ） とを配合する工程；及び（Ｄ）工程（Ｃ）の製品を棒状に成形する工程を含む請 求項４に記載の方法。 ６．請求項４または５のいずれかに記載の方法により製造された棒状石鹸。