JP2001293354A - 崩壊性粒子の製造方法 - Google Patents
崩壊性粒子の製造方法Info
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Abstract
子を0.1〜10.0Pa・sの粘度の塩感応性結合剤
溶液を用いて攪拌転動造粒する崩壊性粒子の製造方法。 【効果】 容易に所期の崩壊性粒子を収率良く製造で
き、製造された崩壊性粒子は皮膚洗浄剤等に使用した場
合、スクラブ感の良好な崩壊性を有する。
Description
において水に溶解している塩類濃度の低下によって粒子
が崩壊し、皮膚の損傷や痒みのない崩壊性粒子を効率良
く製造する方法に関する。
料、ボディーソープ、固形石鹸等の皮膚洗浄剤、マッサ
ージクリーム等は、物理的洗浄によって、通常の皮膚洗
浄剤等では洗い落としが難しい垢(余分な角質)、毛穴
に入り込んだ汚れ等が洗い落とせるという特徴を有す
る。又、肌を洗っているときに粒子で洗っている適度な
使用感(スクラブ感)が得られるため、広く根強い需要
がある。従来使用されてきた粒子としては、植物の種子
を粉砕したものや、ポリエチレン、ポリスチレン等の炭
化水素系高分子からなる50〜1000μm程度の粒子
が挙げられる。
の粒子は、物理や洗浄効果やスクラブ感は高いが、肌に
対する刺激や肌荒れ等の心配や、使用後の洗い流し性が
悪く、粒子が残るといった問題があった。この様な問題
を解決するために、微細な水不溶性高分子粉体をアルキ
ルセルロース及びヒドロキシアルキルセルロースで造粒
した粒子を洗浄料に用いる技術が提案されている(特開
平5−221826号公報)。該造粒粒子は、洗浄中に
崩壊して微細粒子となり、良好な洗浄効果及びマッサー
ジ効果を有するとされている。
おいては、所望の硬さ及び崩壊性を有する粒子を得る為
に、バインダーとなるアルキルセルロースとヒドロキシ
アルキルセルロースの配合量の調整が難しい。又、これ
らのバインダーは水溶性である為、皮膚洗浄剤等に配合
し長期間保存した場合、粒子から溶け出し粒子の使用感
が低下する。更に、造粒においては、バインダー種の選
択以外に、そのバインダーの使用形態、即ち、粉体に添
加するバインダー溶液の濃度や粘度が造粒物の崩壊性、
硬さ(感触)等に影響を与えると考えられるが、これら
のことに関しては言及されていない。
在しており、洗浄初期には高い物理的洗浄効果と適度な
スクラブ感を発現し、更に、洗浄過程及び濯ぎ過程にお
いて粒子が崩壊することにより、洗い流し性に優れ、且
つ、皮膚の損傷や痒みの発生が無い物理的洗浄に好適な
崩壊性粒子を、安定に製造する方法を提供することにあ
る。
から物理的洗浄用の粒子を製造するに際し、特定の結合
剤溶液で一次粒子を攪拌転動造粒することにより、所望
の硬さ、崩壊性を有する粒子が容易にかつ安定して製造
できることを見出した。
不溶性である一次粒子を、0.1〜10.0Pa・sの
粘度を有する塩感応性結合剤溶液を用いて攪拌転動造粒
する崩壊性粒子の製造方法を提供するものである。
も1種が水不溶性である2種以上の一次粒子を造粒して
形成された粒子であり、水溶性塩類含有水溶液中におい
て水溶性塩類濃度の低下によりその造粒物の凝集が崩壊
するもの、即ち水溶性塩類濃度が高い場合に比べて低い
場合の方が崩壊率の高いものである。
は、少なくとも一部が1種以上の水不溶性一次粒子であ
ればよい。例えば水不溶性一次粒子、又は水不溶性一次
粒子と水溶性一次粒子の組合わせが挙げられる。崩壊性
の点より好ましい態様として、2種以上、更に好ましく
は3種以上の水不溶性一次粒子の組合わせ、又はこれら
の組合わせと水溶性一次粒子との組合わせが挙げられ
る。これら一次粒子は有機粒子でも無機粒子でもよい。
ここで「水不溶性」とは、25℃において水99重量部
に対象粒子1重量部を溶解させたとき、その50重量%
未満が溶解すること、「水溶性」とは同条件でのその5
0重量%以上が溶解することを意味し、水溶液を濾紙
(No.2)で濾過し、濾液中の固形分量より判定す
る。水溶性一次粒子としては、当該溶解性が90重量%
以上のものが好ましい。
られる。有機粒子としては、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
スチレンやポリウレタン又はそれらの架橋体、ポリ(メ
タ)アクリル酸ナトリウムやポリ(メタ)アクリル酸エ
ステル又はそれらの架橋体等の他、エチレンゴム、プロ
ピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴ
ム、シリコーンゴム等のゴム類又はそれらの架橋体等の
合成高分子;セルロース又はその誘導体、キトサン又は
その誘導体、澱粉、果実の殻等の天然高分子又はその誘
導体が挙げられる。中でも、ポリエチレン、ポリアミ
ド、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウ
ム、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、セルロース又は
その誘導体、澱粉等が好ましく用いられる。ここで「ポ
リ(メタ)アクリル酸」は「ポリアクリル酸」と「ポリ
メタアクリル酸」の双方を意味する。
ク、マイカ、カオリン、セピオライト、シリカ、炭酸カ
ルシウム、酸化チタン、無水珪酸、ヒドロキシ・カルシ
ウム・アパタイト等の他、真珠質が挙げられる。中で
も、ベントナイト、タルク、マイカ、カオリン、シリカ
等が好ましく用いられる。
られる。有機粒子としては、ポリビニルアルコール又は
その誘導体、ポリ(メタ)アクリル酸アルカリ塩、(メ
タ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸エステル共重合物
のアルカリ塩、アクリル酸/マレイン酸共重合物のアル
カリ塩、ポリビニルピロリドン等の合成高分子;メチル
セルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセル
ロースナトリウム、ヒドロキシアルキルセルロース、変
性澱粉(ヒドロキシアルキル変性澱粉、リン酸エステル
変性澱粉等)、ショ糖、乳糖等の糖類;海藻類、タンパ
ク質等の天然高分子が用いられる。
カリウム、塩化マグネシウム等の塩化物;硫酸ナトリウ
ム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウ
ム等の硫酸塩;炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等
の炭酸塩が挙げられる。尚、塩化ナトリウムの場合、一
般に販売されている食塩、高純度精製塩、天然塩等が使
用される。中でも塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化
マグネシウム、炭酸ナトリウム等の無機粒子が好まし
い。
真球状、略球状及び、粉砕等により異形の形状でも良
く、また、中空、多孔質の粒子も用いることができる。
又、これらの一次粒子は単独で用いても、2種以上を併
用しても良い。本発明崩壊性粒子における水不溶性一次
粒子と水溶性一次粒子との重量比率は、(水不溶性一次
粒子)/(水溶性一次粒子)=1/99〜100/0の
範囲が好ましく、50/50〜100/0が更に好まし
い。これらの一次粒子のレーザー回折/散乱法で測定し
た平均粒径は100μm以下、より好ましくは70μm
以下であることが望ましい。一次粒子の平均粒径が10
0μm以下の場合、被洗浄体の洗浄過程及び濯ぎ過程に
おいて崩壊性粒子が崩壊した場合において、皮膚への刺
激が特に低く、又、洗い流し性の点で好ましい。
結合剤が、水溶性塩類水溶液中において、該塩類濃度の
低下により溶解し、該塩類濃度の上昇により析出するも
のであれば特に制限されないが、ポリビニルアルコール
又はその誘導体(例えばカルボン酸変性ポリビニルアル
コール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール等)、ポ
リ(メタ)アクリル酸アルカリ塩、(メタ)アクリル酸
/(メタ)アクリル酸エステル共重合物のアルカリ塩、
アクリル酸/マレイン酸共重合物のアルカリ塩、ポリビ
ニルピロリドン等の合成品;メチルセルロース、エチル
セルロース、カルボキシメチルセルロース塩(例えばナ
トリウム塩、カリウム塩等)、ヒドロキシアルキルセル
ロース、澱粉誘導体等の半合成高分子;澱粉、海草類、
植物粘質物、タンパク質等の天然高分子が用いられる。
中でも、カルボン酸変性ポリビニルアルコール、スルホ
ン酸変性ポリビニルアルコール及びカルボキシメチルセ
ルロース塩が好ましい。
ては、変性種としてアクリル酸、メタクリル酸、マレイ
ン酸、フマル酸、イタコン酸が挙げられ、中でもメタク
リル酸、マレイン酸、イタコン酸が好ましく用いられ
る。変性率は、塩濃度低下による崩壊性及び使用感の観
点より0.1〜8mol%(ポリビニルアルコール組成に
おける変性種を有する単量体の酢酸ビニル及び変性種の
合計に対するモル比)が好ましい。重合度としては30
0〜2500が好ましく、より好ましくは500〜20
00である。
スルホン酸塩含有の重合単量体(例えば2−アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルホン酸塩)がポリビニル
アルコール骨格中に組み込まれたものを意味する。変性
率は、塩濃度低下による崩壊性及び使用感の観点より
0.1〜8mol%が好ましい。重合度としては300〜
2500が好ましく、より好ましくは500〜2000
である。
アルカリ金属塩、アンモニウム塩等が例示される)の場
合、エーテル化度(セルロースの無水グルコース単位中
3個存在する水酸基のうちカルボキシメチル基で置換さ
れている水酸基の比:0〜3.0の範囲の値をとる)
は、塩濃度低下による崩壊性及び使用感の点より0.2
〜1.2の範囲が好ましく、0.3〜1.1の範囲がよ
り好ましい。
ニルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコー
ル、カルボキシメチルセルロース塩以外の結合剤を併用
してもよい。本発明の崩壊性粒子においては、前記一次
粒子と、水溶性結合剤とは、同一種の材料を用いてもよ
いし、異なる材料を用いてもよい。
るが、防腐剤、帯電防止剤、可塑剤、界面活性剤等を加
えても良い。
結合剤溶液を、攪拌羽根を具備した造粒機で攪拌混合し
て造粒するが、造粒時に添加される塩感応性結合剤溶液
の粘度は、0.1〜10.0Pa・s、好ましくは0.
5〜8.0Pa・s、特に好ましくは0.5〜5.0P
a・sであることを要する。この粘度範囲にて攪拌転動
造粒することにより、造粒制御や、結合剤の均一分散、
ハンドリングが容易であり、硬さ、崩壊性等の性状の均
一な崩壊性粒子が容易に安定して製造される。
粘度は、既溶液濃度及び/又は温度によって調整され
る。製造した崩壊性粒子の洗浄剤製品中における長期安
定性と、水溶性塩類濃度の低下による崩壊性を両立させ
る為には、一次粒子100重量部に対して、塩感応性結
合剤溶液は40〜80重量部、好ましくは45〜60重
量部となるように選択するのが好ましい。又、塩感応性
結合剤としては0.5〜30重量部となるように選択す
るのが好ましい。
に先立って、予め一次粒子のみを、攪拌転動造粒機に仕
込み、また、ジャケットを具備した造粒機では、ジャケ
ット温度を5〜50℃、より好ましくは10〜35℃、
最も好ましくは15〜25℃にコントロールして攪拌混
合するのが好ましい。この工程を行うことにより一次粒
子はより均一に分散混合され、一次粒子温度も一定にな
り製造された時期や、バッチの違いによらず安定した性
能の崩壊性粒子が得られる。混合は、3〜30分間、特
に5〜20分間行うのが一次粒子の組成及び温度の均一
性、及び生産性の観点から好ましい。
速度を、5〜40m/s、特に10〜30m/sとなる
ように調整して行うのが好ましく、かかる速度で造粒す
ることにより造粒された崩壊性粒子に適度な空隙が生じ
圧密化が低減されると同時に、充分な粒子の凝集と整粒
が出来て、所期の性能を有する崩壊性粒子が得られる。
羽根を具備し、その攪拌羽根により原料を攪拌転動造粒
操作を行うものである。例えば、ハイスピードミキサ
ー、バーティカルグラニュレーター、レディゲミキサ
ー、スパルタンリューザー、ヘンシェルミキサー、スー
パーミキサー、グラル等が用いられる。
スクラブ感、マッサージ感及び崩壊性の点で、嵩比重/
真比重の値が0.1〜0.6、特に0.2〜0.6の範
囲になる様に調整して製造するのが良い。ここで崩壊性
粒子の平均粒径は、レーザー回折/散乱法で測定して1
00〜800μm、好ましくは125〜600μm、特
に150〜360μmであるのが良く、皮膚洗浄剤、マ
ッサージクリーム等の使用時における違和感のないスク
ラブ感が得られるので好ましい。
た造粒物を、そのまま崩壊性粒子として使用しても良い
が、乾燥を行うのが好ましい。この乾燥する工程は、造
粒物の品質、特に、結合剤の結晶化に伴う溶解性悪化防
止の点から、該崩壊性粒子の温度が100℃以下が好ま
しく、更に好ましくは80℃以下で行うのが好ましい。
乾燥は、静置型、ロータリー型、流動層型、真空乾燥型
等の乾燥機を用いることができる。特に、熱風流動層乾
燥機は、生産性が高く、造粒した粒子へかかる力が小さ
い等の利点があり好適に用いられる。
径及び粒度分布を有する崩壊性粒子に分級するのが好ま
しい。分級は風力分級によるものや、振動篩によるもの
等があるが、振動篩型のものが、篩効率が良く、付属設
備も少ないので設備投資を抑えられる。また、振動篩の
中でも水平(振動)運動するものは長時間運転しても篩
の目詰まりが少なく適している。
る一次粒子を0.1〜10.0Pa・sの粘度の塩感応
性結合剤水溶液を用いて攪拌転動造粒し、必要により乾
燥、次いで分級されるが、この工程の条件は各成分、工
程での好ましい条件の組合わせが好ましい。
組成物に配合した場合、該洗浄剤組成物中では崩壊性粒
子は崩壊することなく安定に分散しており、洗浄過程及
び濯ぎ過程における水溶性塩類濃度の低下とともに粒子
は崩壊する。このような洗浄剤組成物への配合を考慮す
れば、本発明の崩壊性粒子の崩壊特性は、水溶性塩類濃
度が1.0重量%未満、より好ましくは1.5重量%未
満の水溶液中で少なくとも一部が崩壊するように結合剤
を選択設計するのが好ましく、濯ぎ水による洗い流し性
の点から、更に水溶性塩類濃度1.0重量%未満、より
好ましくは1.5重量%未満の水溶液中で、洗浄前(す
なわち崩壊前)の崩壊性粒子に対し70重量%以上が崩
壊するように設計されるのがより好ましい。
性剤、油剤、増粘剤、溶剤、湿潤剤、着色剤、防腐剤、
感触向上剤、香料、消炎剤、殺菌剤、紫外線吸収剤等と
組合わせて、例えば、洗顔料、全身洗浄料、固形石鹸等
の皮膚洗浄料、シャンプー、食器用洗浄剤、コンタクト
レンズ用洗浄剤、歯磨きなどのほかマッサージクリーム
のマッサージ剤等にも広く用いることができる。
量部、合計300gの粉末を、攪拌造粒機(2Lハイス
ピードミキサー)に仕込み、アジテーター回転数700
rpm、チョッパー回転数800rpmで20分間混合した
後、カルボキシメチルセルロース−マグネシウム塩5重
量部を精製水95重量部に溶解し、温度30℃の水溶液
(粘度:1.7Pa・s)78gを5分間で添加した。
添加終了後、3分間攪拌を行い排出し、造粒物293g
を得た。これらの操作は連続的に行い、攪拌羽根が回転
している間はジャケットに15℃の水道水を通水した。
得られた造粒物を設定60℃の電気式棚乾燥機で、一昼
夜乾燥させ、乾燥した造粒物223gを得た。125〜
300μmの粒子を標準篩により分取し、崩壊性粒子を
91g得た。
量部、合計3kgの粉末を、攪拌造粒機(20Lヘンシェ
ルミキサー)に仕込み、攪拌羽根(上羽根:Y1型、下
羽根:A0型)を回転数1260rpmで20分間混合し
た。ポリビニルアルコール15重量部を精製水85重量
部に溶解した温度60℃の水溶液(粘度:2.2Pa・
s)1.54kgを10分で添加した。その後、6分間攪
拌を行い排出し造粒物2.93kgを得た。得られた造粒
物を熱風乾燥機で、100℃の熱風で30分間乾燥さ
せ、乾燥した造粒物1.64kgを得た。乾燥した造粒物
をジャイロ式分級機で分級し、132〜311μmの崩
壊性粒子を0.63kg得た。
量部、合成雲母10重量部、合計50kgの粉末を、攪拌
造粒機(500Lスーパーミキサー)に仕込み、攪拌羽
根(上羽根:S型、下羽根:D型)を回転数370rpm
で20分間混合した。ポリビニルアルコール10重量部
を精製水90重量部に溶解した温度65℃の水溶液(粘
度:0.1Pa・s)28kgを12分で添加した。更に
6分間攪拌し攪拌造粒を行い排出し造粒物76kgを得
た。得られた造粒物をG1lat流動造粒乾燥機に仕込
み、120℃の熱風で56分間乾燥し、乾燥した造粒物
50kgを得た。乾燥した造粒物をジャイロ式分級機で分
級し、132〜311μmの崩壊性粒子を19.8kg得
た。
量部、蔗糖30重量部、合計300gの粉末を、攪拌造
粒機(2Lハイスピードミキサー)に仕込み、アジテー
ター回転数700rpm、チョッパー回転数800rpmで2
0分間混合した後、カルボキシメチルセルロース−マグ
ネシウム塩5重量部を精製水95重量部に溶解した温度
30℃の水溶液(粘度:1.3Pa・s)72gを10
分かけて添加した。添加終了後、6分間攪拌を行い排出
し造粒物295gを得た。得られた造粒物を設定60℃
の電気式棚乾燥機で、一昼夜乾燥させ、乾燥した造粒物
225gを得た。乾燥した造粒物の内、125〜300
μmを標準篩により分取し、崩壊性粒子を73g得た。
ェルミキサー)に仕込み、攪拌羽根(上羽根:Y1型、
下羽根:A0型)を回転数1260rpmで20分間混合
した。カルボキシメチルセルロース−マグネシウム塩3
重量部を精製水97重量部に溶解した温度25℃の水溶
液(粘度:0.4Pa・s)2.46kgを10分で添加
した。その後、6分間攪拌を行い排出し、造粒物2.9
5kgを得た。得られた造粒物を熱風流動乾燥機で、10
0℃の熱風で30分間乾燥させ、乾燥した造粒物1.6
4kgを得た。乾燥した造粒物をジャイロ式分級機で分級
し、132〜311μmの崩壊性粒子を0.96kg得
た。
ンシェルミキサーに仕込み、攪拌羽根回転数1260rp
mで20分間混合した。尚、造粒機の攪拌羽根として
は、上羽根にY1型、下羽根にA0型を用いた。次に結
合液として、25℃の精製水2.46kgを10分で添加
した。その後、15分間攪拌を行い排出した。その結
果、温度38℃の造粒物2.96kgが得られた。これら
の操作は連続的に行い、攪拌羽根が回転している間はジ
ャケットに15℃の水道水を通水し冷却した。得られた
造粒物を熱風流動乾燥機で、100℃の熱風で30分間
乾燥させ、乾燥した造粒物1.66kgを得た。乾燥した
造粒物をジャイロ式分級機で分級し、得られた132〜
311μmの粒子1.20kgを崩壊性粒子とした。
子の平均粒径、嵩密度/真密度の値、崩壊率を、次の測
定法に従い測定した結果を表1に示す。
(堀場製作所(株)製)を使用して測定し、メジアン径
を平均粒径とした。一次粒子の場合は水に、崩壊性粒子
の場合はイソプロピルアルコールに分散して測定した。
に置き、漏斗から秤量済みの円筒容器に125〜300
μm崩壊粒子を自然落下させる。容器から盛り上がった
試料をすり落とし、容器の重さを計る。〔嵩密度(g/
L)〕=〔容器中の試料の重さ(g)〕/〔容器の容量
(L)〕とした。真密度の測定方法 125〜300μmの崩壊性粒子1.3gをサンプルカ
ップに入れて秤量した後、マルチボリウムメーター13
05 MICROMERITICS INSTRUME
NT社製にて、ヘリウムガスを用いて真密度(g/cc)
を測定した。嵩密度/真密度=嵩密度(g/L)÷真密
度(g/cc)÷1000(L/cc)
0.3g加え、35℃の恒温槽に15時間保存した。次
いでこの試料6gを人工皮革上に計り取り、更にもう1
枚の人工皮革で覆い、5g/cm2の荷重をかけ前後に5
往復した後、200メッシュ(篩径74μm)の篩で濾
過し、残渣の乾燥重量を測定する。このときに崩壊性粒
子が200メッシュの篩を通過した量比を重量百分率で
表し、0.9%の食塩水崩壊率A(%)とした。同様の
操作を10%食塩水で行い、10%食塩水崩壊率B
(%)とした。尚、0.9%食塩水崩壊率Aを使用時及
び洗い流し時の崩壊性の指標に、10%食塩水崩壊率B
を製品中での安定性の指標とした。
(株)製)により、JIS Z 8803に準じて測定
した。
粒子はいずれも塩濃度低下に伴い優れた崩壊性を示し
た。
合剤水溶液粘度を特定範囲内にすることにより、容易に
所期の崩壊性粒子を効率良く製造ができ、製造された崩
壊性粒子は皮膚洗浄剤等に使用した場合スクラブ感の良
好な崩壊性を有する。
Claims (1)
- 【請求項1】 少なくとも一部が水不溶性である一次粒
子を、0.1〜10.0Pa・sの粘度の塩感応性結合
剤溶液を用いて攪拌転動造粒する崩壊性粒子の製造方
法。
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