JP3665925B2 - クラッキングフォーム組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、噴射剤に比して原液リッチでクラッキング性に優れた新規なクラッキングフォーム組成物(エアゾール組成物)に関する。
【0002】
本明細書で「HLB」とは、”Hydrophilic-Lipophilic-Balance”の略号で、「親水親油バランス」を意味し、界面活性剤の分子がもつ親水性と親油性の相対的な強さのことで、親水性の程度が高い程、数値が増大する。
【0003】
「O/W型エマルション」とは、「水中油滴型エマルション」を意味し、「油中水滴(W/O)型エマルション」に対応する。
【0004】
本明細書で、配合単位は、特に断らない限り、重量単位である。
【0005】
【背景技術】
クラッキングフォーム組成物とは、通常、エアゾール缶から噴出させたフォーム塗膜に剪断力を作用させたとき破泡音(パチパチ音)が発生するもフォーム(泡沫)製剤のことをいう。(日本エアゾール協会技術委員会他著「エアゾール包装技術」(1998.10.20)、株式会社エアゾール産業新聞社、p.244〜245参照)
そして上記刊行物の小見出し「▲2▼クラッキングフォーム組成物の構成」(p.244 〜245 )の記載を下記に引用する。なお、読み易いように、段落を付しすとともに小括弧を用いて注記した。
【0006】
「一般的にクラッキングフォーム組成物の原液が40〜30重量%、噴射剤が60〜70重量%の割合で製剤化されている活性剤としてはO/W型エマルションを形成できる種類であれば特に限定されるものではないが、実際には起泡力の強いアニオン系活性剤などを使用すると、噴射剤の圧力を低く抑えても噴出後すぐフォームを形成してしまいクラッキングフォーム組成物とはならない。また、噴射剤(フルオロ炭化水素、液化石油ガス)はオイル成分と考えられるので、水相成分(原液)が40〜30重量%、オイル相成分(噴射剤)を60〜70重量%配合した製剤において、安定なO/W型エマルジョンを形成しなければならないことになる。一般にこれだけ多くのオイル成分を乳化するには、機械的な攪拌が必要となる。
【0007】
しかし製品は原液を容器に充填後に噴射剤を充填するので攪拌することができない。このため活性剤の配合量を増量することとなるが、大量に配合した場合、…噴出後、すぐフォームを形成してしまいクラッキングフォーム組成物とはならない。 このため起泡力の割合弱いノニオン系活性剤(非イオン界面活性剤)を選択し、噴射剤を充填後に容器を振盪してエマルジョンを形成している。ノニオン活性剤はポリオキシエチレンアルキルエーテル系またはポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル系でHLBが10〜15程度を使用することが多い。またノニオン系活性剤のみでは乳化力が弱く安定なエマルジョンを形成しないので乳化助剤として水溶性の増粘剤が配合されている。
【0008】
この増粘剤は泡沫(フォーム)の気・液界面の被膜を堅くする効果も合わせもっており、パチパチとはじける音を出すのにも効果がある。」
そして、上記刊行物では処方として、▲1▼特公昭45−32053号公報及び▲2▼特開平2−258887号公報に記載のものを引用している。
【0009】
ちなみに各公報▲1▼、▲2▼の特許請求の範囲の記載は下記の如くである。
【0010】
▲1▼「安定な乳濁液を生ぜしめるに十分な量の水分散性乳化剤の存在下に水性連続相中に分散相として乳化せしめた、21℃で0.7kg/cm2・ゲージの蒸気圧を有する75〜95重量%のクロロフルオロカーボン推進剤からなる、せん断に服せしめるとパチパチ音をたてるフォームを圧力解放により形成する加圧組成物。」
▲2▼「オイル分0.5〜20重量%、界面活性剤0.3〜5.0重量%、エタノール0〜30.0重量%、水99〜25重量%及び有効成分を含有してなる原液5〜50重量部と、液化石油ガスを含む噴射剤95〜50重量部とよりなることを特徴とする発泡破泡性エアゾール組成物。」
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような構成のクラッキングフォーム組成物の場合、下記のような問題点がある推定される。
【0012】
噴射剤を多量に配合しているため、▲1▼相対的にエマルション安定性に欠けて噴射直前に容器(エアゾール缶)を強く振盪する必要がある、▲2▼連続噴射すると噴射剤の気化に伴う気化熱が奪われてフォーム塗膜が凍結するおそれがある。また、増粘剤を使用する場合は、ベトツキ感が発生して使用感が良好でなく、特に、シェービングクリーム、香水(オーデコロン、ローション)等への適用が制限される。さらに、剪断力を作用させなければ、破泡音が発生せず、噴射後、加圧できない又は加圧レスですませたい用途には適用できなかった。
【0013】
本発明は、上記にかんがみて、噴射直前に容器を振盪する必要がなく、且つ、連続噴射してもフォーム塗膜が凍結するおそれがなく、さらには、増粘剤の配合も必然的でないクラッキングフォーム組成物及びその原液を提供することを目的とする。
【0014】
本発明の他の目的は、フォーム塗膜に剪断力を作用させなくても所定時間破泡音が継続して加圧レスで破泡音を楽しむことができるクラッキングフォーム組成物を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るクラッキングフォーム組成物は、上記課題を、下記構成により解決するものである。
【0016】
原液リッチで噴射剤と混合されてエアゾール容器にO/W型エマルションの形態で充填されているクラッキングフォーム組成物であって、
原液が、水、界面活性剤、油性成分及び低級アルコールを必須成分として含有し、必要により水溶性又は油溶性の機能成分を含有し、
界面活性剤が、HLB10以下の低HLB界面活性剤とHLB11以上の高HLB界面活性剤との混合物で、両者のHLB差が9〜18であり、低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤との重量配合比が、前者/後者=3/1〜5/1であることを特徴とする。
【0017】
前記クラッキングフォーム組成物は、低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤の各HLBの範囲が前者=1.5〜8であり、後者=15.0〜20.0であること、さらには、前者=2〜7、後者=16〜18.5であることが望ましい。
【0018】
また、低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤は、通常、ともに非イオン界面活性剤とする。
【0019】
そして、原液と噴射剤との重量配合比は、前者/後者=60/40〜90/10とすることが望ましい。
【0020】
【手段の詳細な説明】
次に、上記手段の各構成について詳細な説明をおこなう。
【0021】
A.本発明に使用する原液は、噴射剤と混合時にO/W型エマルションを形成可能に、水(精製水)、界面活性剤、油性成分及び低級アルコールを必須成分として含有し、必要により水溶性又は油溶性の機能成分を含有するものである。
【0022】
ここで、本発明では、界面活性剤が、HLB10以下の低HLB界面活性剤とHLB11以上の高HLB界面活性剤との混合物で、両者のHLB差が9〜18であり、前者を主体とするものであることと特徴とする。
【0023】
上記範囲外では、エマルション安定性(エアゾール安定性)に欠けるとともに、クラッキング性(特に加圧レスでの)も確保し難くなる。
【0024】
また、両者(低HLB界面活性剤と高HLB界面活性剤)の重量配合比(前者/後者)は、通常、3/1〜5/1、望ましくは、3/1〜4/1とする。
【0025】
上記低HLB界面活性剤のHLBの範囲は、10以下なら特に限定されないが、通常、1.5〜8、好ましくは2〜7、さらに好ましくは3〜6とする。
【0026】
高HLB界面活性剤のHLB範囲は、11以上なら特に限定されないが、通常、15〜20、好ましくは16〜18.5、さらに好ましくは16.5〜17.5とする。
【0027】
低HLB界面活性剤の配合量は、通常、0.1〜2.5%、好ましくは0.2%〜2.0%、さらに好ましくは、通常、0.3〜1.5%とする。
【0028】
高HLB界面活性剤の配合量は、通常、0.01〜1.5%、好ましくは0.05%〜1%、さらに好ましくは、0.1〜0.5%とする。
【0029】
上記HLBの要件を満たす界面活性剤なら特に限定されないが(高HLB側としてイオン系も使用可能である。)、通常、HLBの調整が容易で、上記範囲のものが得易い下記例示の非イオン界面活性剤を好適に使用できる。
【0030】
▲1▼エステル型:プロピレングリコール脂肪酸エステル、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、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グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミドエステル、ショ糖脂肪酸エステルなど。
【0031】
▲2▼エーテル型: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、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルなど。
【0032】
▲3▼エーテルエステル型:ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油など。
【0033】
油性成分は、エマルション安定性を確保するとともに、噴射直後のフォーム塗膜に加圧レスでクラッキング性を付与するために配合するものである。
【0034】
油性成分の配合量は、通常、0.5〜12%、好ましくは1〜7%、さらに好ましくは2〜5%とする。
【0035】
油性成分の配合量が過少では、破泡音が瞬間的に得られず、泡状に噴射され、逆に過多では、エマルション(乳化分散状態)が不安定で直ちに分離が始まり、破泡音が発生せず、噴射パターンが均一にならず噴射不良になり易い。
【0036】
上記油性成分としては、下記に例示のものを、単独又は2種以上を組み合わせて使用できるが、アルコールに可溶な油性成分の方がより効果的である。
【0037】
▲1▼液状炭化水素:ナフテン系(例:シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン)、パラフィン系(例:ヘキサン、ヘプタン、イソヘキサン)、ベンゼン系(例:ゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等)。
【0038】
▲2▼固形炭化水素:固形パラフィン、スクワレン、スクワラン等。
【0039】
▲3▼油脂(脂肪酸グリセリンエステル):植物油(例:あまに油、大豆油、きり油、なたね油、オリーブ油、ひまし油、つばき油)、植物脂(例:木ろう、カカオ脂)、動物油(例:魚油、肝油)、動物脂(例:牛脂、豚脂、バター脂)。
【0040】
▲4▼ロウ(脂肪酸高級アルコール固形エステル):カルナバロウ、ホホバ油、ラノリン等。
【0041】
▲5▼高級アルコール(炭素数6以上):ラウリルアルコール、セチルアルコール、オレイルアルコール、ミリスチルアルコール、セリルアルコール等。
【0042】
▲6▼高級脂肪酸エステル(脂肪酸炭素数6以上);ミリスチン酸イソプロピル、イソステアリン酸イソプロピル、ステアリン酸ブチル、イソオクタン酸セチル、ミリスチン酸オクチルドデシル等。
【0043】
上記低級アルコール(炭素数1〜4)は、破泡音の確保と、エマルション安定性を確保する見地から配合する。低級アルコールの配合量は10〜40%、好ましくは15〜30%とする。
【0044】
低級アルコールの配合量が過少では、破泡音が瞬間的に得られにくく、泡状に噴射される。逆の低級アルコールの配合量が過多では、フォーム組成物のエマルション(乳化分散状態)が不安定(液化石油ガス相に分配される)になり直ちに分離が始まり、噴射すると破泡音が無く、噴射パターンが均一にならず噴射不良を引き起こす原因となる。
【0045】
低級アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、変性エチルアルコール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブタノール等を単独または2種以上を混合して用いることができる。
【0046】
当該原液には、必要(用途)に応じて、水溶性又は油溶性の機能成分を含有させる。
【0047】
機能成分としては、アルカリ剤、キレート剤、防腐剤、防錆剤、殺菌剤、抗菌剤、防カビ剤、消臭剤、香料、染料、顔料、酸化防止剤、保湿剤、ビタミン剤、清涼剤などを挙げることができる。なお、上記油性成分、低級アルコール等を機能成分とするときは不要である。
【0048】
上記原液は、原液リッチで噴射剤と混合されてエアゾール容器にO/W型エマルションの形態で充填してクラッキングフォーム組成物とする。
【0049】
ここで、原液は油相と水相の2液分離液体(乳化させない)状態で、容器(エアゾール缶)に充填する。
【0050】
原液リッチとは、クラッキングフォーム組成物(エアゾール組成物)中、原液が50%を越えることをいい、重量配合比で、原液/噴射剤=60/40〜90/10であることが望ましく、さらに望ましくは、70/30〜80/20とする。
【0051】
このとき、内圧の見地からは、通常35℃の温浴層に30分以上浸し、その時の内部圧力が0.2MPa〜0.8MPa、望ましくは0.3MPa〜0.7MPa内になるように調整する。
【0052】
噴射剤は、安価な液化石油ガス(LPG)単独が好ましいが、LPGと圧縮ガス(窒素ガス、炭酸ガス等)、LPGとジメチルエーテル(DME)の混合ガス等も使用できる。
【0053】
噴射剤として、フルオロ炭化水素(フロンガス)でも使用可能であるが、オゾン層破壊や地球温暖化が問題となっているので、通常は、使用を避ける。
【0054】
【発明の作用・効果】
本発明のクラッキングフォーム組成物は、原液リッチで噴射剤と混合されてエアゾール容器にO/W型エマルションの形態で充填されているクラッキングフォーム組成物であって、原液が、水、界面活性剤、油性成分及び低級アルコールを必須成分として含有し、必要により水溶性又は油溶性の機能成分を含有し、界面活性剤が、HLB10以下の低HLB界面活性剤とHLB11以上の高HLB界面活性剤との混合物で、両者のHLB差が9〜18であり、前者を主体とするものであることを特徴とする構成により下記のような効果を奏する。
【0055】
後述の実施例で支持される如く、エマルション安定性に優れ、噴射直前に容器を振盪する必要がなく、且つ、連続噴射しても気化する噴射剤の相対量が少ないためフォーム塗膜が凍結するおそれがない。
【0056】
また、クラッキング性(破泡音発生)確保のために、増粘剤の配合も必然的でなく、さらっとした感触が求められる製品にも適用できる。
【0057】
このため、化粧水(オーデコロン、ローション等)、養毛剤(ヘアトニック等)、シャンプー、さらには、洗顔フォーム(シェービングクリーム等)等に多用されるようになってきている。
【0058】
さらには、フォーム塗膜に剪断力を作用させなくても所定時間破泡音が継続して加圧レスで破泡音を楽しむことができ、さらには、下記のような作用を奏すると推定される。
【0059】
本発明のクラッキングフォーム組成物は、例えば、塗布時はフォーム粒子が小さく、塗布後、噴射剤が気化膨張して破泡するため、透き間等に侵入(浸透)しやすく、且つ、浸透後、破泡作用でさらに周囲部に浸透して、浸透性が良好である。
【0060】
このため、従来不可能とされていた自動車や建築物等の構造体の透き間や傷等の洗浄剤・防錆剤フォーム等の製品にも適用可能となる。
【0061】
なお、本発明の目的の一つが加圧レスでのクラッキング性を得る(破泡音を発生させる)ことにあるが、エアゾール組成物に増粘剤等を配合して、剪断力を作用させてクラッキング性を得ることも可能である。
【0062】
【実施例】
以下、本発明の効果を確認するために行なったエアゾール組成物の実施例について、比較例とともに説明をする。
【0063】
(1) 原液調合
表1〜8にそれぞれ示す処方にしたがって、アルコール可溶物と精製水可溶物をそれぞれ先に溶解させ、アルコール溶液攪拌下、精製水溶液をゆっくりと滴下し、均一溶液になるまで攪拌し原液とする。
【0064】
なお、各処方で使用した薬剤を示す略号の意味は下記の通りである。
【0065】
「NP−2」:ポリオキシエチレン(2)ノニルフェニルエーテル HLB=4.5 日光ケミカルズ社製
「OP−3」:ポリオキシエチレン(3)オクチルフェニルエーテル HLB=6.0 日光ケミカルズ社製
「CO−3」:ポリオキシエチレン(3)ヒマシ油 HLB=3.0 日光ケミカルズ社製
「GO−4」:テトラオレイン酸ポリオキシエチレン(6)ソルビット HLB=8.5 日光ケミカルズ社製
「エマルゲン903」:ポリオキシエチレン(3)ノニルフェニルエーテルHLB=7.8 花王社製
「TL−10」:モノヤシ油脂肪酸ポリオキシエチレン(20)ソルビタンHLB=16.9 日光ケミカルズ社製
「OP−10」:ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル HLB=16.5 日光ケミカルズ社製
「IPソルベント1620」:イソパラフィン系炭化水素油 出光石油化学社製
「TSF451−50」:ジメチルシリコーンオイル 東芝シリコーン社製
(2) エアゾール化
満注量100mLのエアゾール試験瓶に、上記原液を入れ既存のバルブを装着し、噴射剤を充填してエアゾールにする。内容量の合計が60mLになるように調整する。このときの充填量は、表示の各充填割合に従う。
【0066】
(3) 特性試験
こうして調整した各エアゾール組成物について、下記各項目の試験を行なった。
【0067】
<エアゾール組成物の乳化分散状態の安定性>
上記エアゾール試験瓶を各温度で、1週間放置した後5秒間上下に振り、その温度において乳化分散状態が破壊され2相に分離し始めるまでにかかる時間を目視にて測定する(3回繰り返した)。
【0068】
◎:30分以上
○:20分〜30分
△:10分〜20分
Χ:1分〜10分
XX:1分以下
<噴射状態>
25℃で10秒噴射→10秒静止を繰り返し、全量噴射し、その時の噴射パターンを目視にて確認する。ここでの噴射不良とは、全量噴射時に途中で噴射パターンが変わることを言う。
【0069】
例えば、初め霧状噴射で途中で泡状になるとか、極端に噴射幅が広がったり狭くなったりすること。
【0070】
<クラッキング性>
金属板に5秒間噴射し、その後の破泡音(パチパチ)を確認する。
【0071】
◎:10秒以上持続
○:5秒〜10秒持続
△:5秒以下
Χ:しない
(4) 試験結果・評価
試験結果を示す表9から、実施例6を除く各実施例は、比較例1・2に比してエアゾール安定性、噴射状態、クラッキング性のいずれも格段に優れていることが分かる。実施例6が、低温安定性・クラッキング性に劣るのは、界面活性剤のHLB差が9.1と本発明の下限値に近いためである。なお、比較例2においては、HLB差は、13.9と本発明の要件を満たしているが、低HLB界面活性剤の比率が相対的に高HLB界面活性剤との比率に近くて本発明の低HLB界面活性剤の要件を必ずしも満たしているはいい難いためである。
【0072】
【表1】
【0073】
【表2】
【0074】
【表3】
【0075】
【表4】
【0076】
【表5】
【0077】
【表6】
【0078】
【表7】
【0079】
【表8】
【0080】
【表9】
Claims (16)
- 原液リッチで噴射剤と混合されてエアゾール容器にO/W型エマルションの形態で充填されているクラッキングフォーム組成物であって、
前記原液が、水、界面活性剤、油性成分及び低級アルコールを必須成分として含有し、必要により水溶性又は油溶性の機能成分を含有し、
前記界面活性剤が、HLB10以下の低HLB界面活性剤とHLB11以上の高HLB界面活性剤との混合物で、両者のHLB差が9以上18以下であり、
前記低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤の重量配合比が、前者/後者=3/1〜5/1であることを特徴とするクラッキングフォーム組成物。 - 前記低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤の各HLBの範囲が前者=1.5〜8であり、後者=15.0〜20.0であることを特徴とする請求項1記載のクラッキングフォーム組成物。
- 前記低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤の各HLBの範囲が前者=2〜7であり、後者=16〜18.5であることを特徴とする請求項2記載のクラッキングフォーム組成物。
- 前記低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤がともに非イオン界面活性剤であることを特徴とする請求項1、2又は3に記載のクラッキングフォーム組成物。
- 前記原液と前記噴射剤との重量配合比が、前者/後者=60/40〜90/10とすることを特徴とする請求項4記載のクラッキングフォーム組成物。
- 前記原液と前記噴射剤との重量配合比が、前者/後者=60/40〜90/10とすることを特徴とする請求項1記載のクラッキングフォーム組成物。
- 噴射剤と混合時にO/W型エマルションを形成可能に、水、界面活性剤、油性成分及び低級アルコールを必須成分として含有し、必要により水溶性又は油溶性の機能成分を含有するクラッキングフォーム組成物用原液において、
前記界面活性剤が、HLB10以下の低HLB界面活性剤とHLB11以上の高HLB界面活性剤との混合物で、両者のHLB差が9〜18であり、
前記低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤の重量配合比が、前者/後者=3/1〜5/1であることを特徴とするクラッキングフォーム組成物用原液。 - 前記低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤の各HLBの範囲が前者=1.5〜8であり、後者=15.0〜20.0であることを特徴とする請求項7記載のクラッキングフォーム組成物用原液。
- 前記低HLB界面活性のHLB:2〜7であり、前記高HLB界面活性剤のHLB:16〜18.5であることを特徴とする請求項8記載のクラッキングフォーム組成物用原液。
- 前記低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤がともに非イオン界面活性剤であることを特徴とする請求項7、8又は9記載のクラッキングフォーム組成物用原液。
- 噴射剤と混合時にO/W型エマルションを形成可能に、水、界面活性剤、油性成分及び低級アルコールを必須成分として含有し、必要により水溶性又は油溶性の機能成分を含有するクラッキングフォーム組成物用原液において、
前記界面活性剤が、HLB10以下の低HLB界面活性剤とHLB11以上の高HLB界面活性剤との混合物で、両者のHLB差が9〜15である構成において、下記組成であることを特徴とするクラッキングフォーム組成物用原液。
低HLB界面活性剤 0.1〜2.5wt%
高HLB界面活性剤 0.01〜1.0wt%
低HLB界面活性剤/高HLB界面活性剤(重量配合比)
=3/1〜5/1
油性成分 0.5〜10wt%
低級アルコール 10〜40wt% - 前記低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤の各HLBの範囲が前者=1.5〜8であり、後者=15.0〜20.0であることを特徴とする請求項11記載のクラッキングフォーム組成物用原液。
- 前記低HLB界面活性剤及び高HLB界面活性剤がともに非イオン界面活性剤であることを特徴とする請求項11又は12に記載のクラッキングフォーム組成物用原液。
- 請求項11、12又は13に記載のクラッキング原液が、原液リッチで噴射剤と混合されてエアゾール容器に充填されてなることを特徴とするクラッキングフォーム組成物。
- 前記原液と前記噴射剤との重量混合比が、前者/後者=60/40〜90/10とすることを特徴とする請求項14記載のクラッキングフォーム組成物。
- 前記噴射剤が液化石油ガスであることを特徴とする請求項15記載のクラッキングフォーム組成物。
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