JP2015529537A - 極性溶媒を油およびポリオールに可溶化するための乳化剤 - Google Patents

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Abstract

【課題】本開示は、レシチンと、可塑剤と、乳化剤とを有する組成物に関する。【解決手段】本組成物は、極性溶媒を非極性液体に可溶化するために使用され得る。本明細書に開示される組成物を製造および使用する方法も開示されている。【選択図】なし

Description

[0001] 本開示は、レシチンを含む乳化剤を対象とする。本開示はまた、そのような乳化剤を調製および使用するための方法も対象とする。
[0002] ポリウレタン発泡体の物理的特性は、発泡体の作製に使用される成分の変化、例えば、どの架橋剤、触媒および発泡剤を使用するか、ならびに発泡体の製造において使用されるポリオール、水、保湿剤および界面活性剤の濃度に基づき変化し得る。界面活性剤の種類は、発泡体の剛性、密度および気孔率などの物理的特性に影響を及ぼす可能性があり、以下のような要因によって決まる：乳化特性ならびにポリオール、水および保湿剤に対するその影響；気泡の核生成；発泡体中における合一を起こさないガス気泡の安定化；ならびに制御されたセル開放。単一の界面活性剤では、所望の物理的特性を有する発泡体を製造できることはほとんどなく、したがって、典型的に、界面活性剤の組合せが使用される。伝統的には、シリコーン界面活性剤が使用されている。
[0003] より高いシリコーン含有量を有する界面活性剤は、発泡体の表面張力を低下させることによって、混合時の発泡体中の気泡量の増加に役立つ。発泡体形成は、以下の様々な段階を包含する：泡の生成；発泡体ネットワーク（foam network）のパッキングおよび安定化；ならびに最終硬化。これらの段階のそれぞれにおいて、シリコーン界面活性剤は、可撓性のポリウレタン発泡体系の製造に不可欠である。そのような機能性を有する界面活性剤を使用しない場合、発泡系は、大規模な合一および崩壊を起こす。また、発泡体中のセルのサイズおよび発泡体の通気性は、界面活性剤の機能性と直接関係する。したがって、製造される発泡体が適切な気孔率、セルサイズおよび密度を有するために、適切な機能性を有する界面活性剤が必要とされる。
[0004] ポリウレタン市場において、近年の動向では、石油ポリオールよりも天然油ポリオールの使用が選好されている。しかしながら、石油ポリオールの代わりにそのような天然油ポリオールを使用することは、使用されている異なる油ポリオールの性質の結果である発泡体の樹脂安定性に影響する。例えば、大豆ポリオールは、疎水性主鎖を有する分子中のヒドロキシル基の存在により生じる良好な極性を有するが、そのような特性は、相対的に非極性および油親和性である石油ポリオールとは全く異なる。極性の違いにより、水、グリセロールおよびそれらのブレンドなどの架橋剤を、ポリオール混合物中で均質な発泡状態に保持して所望の特性を有する発泡体を製造するために、大豆ポリオールとともに良好な界面活性剤を使用することが必要となる。
[0005] レシチンは、米国特許出願ＵＳ２０１１００６２３７０に開示されるように、発泡体において使用されている。レシチンは、リン脂質と、グリセロール脂質などの他の成分との複雑な混合物である。標準流体レシチンの使用には、典型的に、溶解状態を保つための脂肪族溶媒が必要とされる。そのような溶媒を使用しない場合、レシチンは、典型的に、機能性を改善するため、修飾されるかまたは他の界面活性剤と組み合わされる。
[0006] ポリオールは、硬質ポリウレタン業界において全体的に使用されている。そのような業界では、よりグリーンなまたは環境に優しい製品を使用することへの要望が高まっている。１つの解決手段は、石油ベースのポリオールを、大豆ベースのポリオールに切り替えることである。しかしながら、石油ベースのポリオールから大豆ベースのポリオールへの切り替えには問題があり、その理由は、大豆ポリオールの限られたヒドロキシル官能価に起因して、１００％大豆ポリオールで作られたポリウレタン発泡体は、それほど良好な発泡体構造および剛性をもたらさないからである。また、石油ベースのポリオールとバイオベースのポリオール中の炭化水素基の異なる性質により、克服が必要な相溶性の問題が生じる。グリコールまたはグリセロールなどの極性成分をそのような大豆ポリオールに添加することで、得られるブレンドにおいていくらかの利点が示されており、そのような成分を包含する発泡体の最終特性は、ポリオールの種類およびそのヒドロキシル価、界面活性剤の種類および濃度、ならびに使用される発泡剤によって決まる。これらの成分の全ての相溶性は、発泡体業界にとっての障壁であり、その理由は、所望の物理的特性を達成するために、長期間にわたりいかなる相分離をも引き起こすことなく良好な相溶性を得ることが重要であるからである。
[0007] したがって、どの界面活性剤を使用するかという選択は、ポリオールの化学組成および加工ならびに発泡体の製造に使用される他の添加剤によって決まる。製造されている発泡体のこの多様性により、広く使用されていない界面活性剤の使用が必要となる。短期安定性は、異なる界面活性剤およびそれらのブレンドを用いて達成することができるが、適正な稠度および優れた機能性を有する発泡体を製造するには、長期安定性を得ることが必要とされる。したがって、天然油ポリオールを包含する発泡体を製造できる乳化剤系に対するニーズが存在する。
[0008] レシチンは、例えば、卵黄および大豆などの動物組織および植物組織に見出される極性脂質物質である。レシチンは、例えば、ホスファチジルコリン（「PC」）、ホスファチジルイノシトール（「PI」）、およびホスファチジルエタノールアミン（「PE」）などのリン脂質が挙げられるがこれらに限定されない、様々な構成物質からなる。その特有の表面活性特性により、レシチンは、食物、飼料、医薬品、および多様な工業用途などの幅広い用途に使用することができる。
[0009] さらに、レシチンは、物質間の境界層の改変が所望される用途に使用され得る。非混和性の液相の存在下で、レシチンは、界面張力を低減し、乳化剤として機能することができる。２つ以上の固相とともに使用される場合、レシチンは、潤滑剤および／または離型剤として機能することができる。
[0010] その様々な実施形態のそれぞれにおいて、本発明は、これらのニーズを満たし、極性溶媒を油およびポリオールに可溶化するために使用できる乳化剤系を開示する。他の実施形態において、本発明の乳化剤系を使用した、天然油ポリオールを包含する発泡体の好成果の製造が開示される。
[0011] ある実施形態において、組成物は、レシチン、可塑剤および乳化剤を含む。
[0012] 他の実施形態において、極性溶媒を非極性液体に可溶化するための、該組成物の使用も開示される。
[0013] さらなる実施形態は、極性溶媒を非極性液体に可溶化する方法であって、レシチンを可塑剤および共界面活性剤と混合する工程であって、これにより乳化剤ブレンドを製造する工程と、極性溶媒が非極性液体に可溶化されるように、極性溶媒、非極性液体、および乳化剤ブレンドを組み合わせる工程とを含む方法である。
[0014] 本開示は、この発明の概要に開示される実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって規定される、本発明の趣旨および範囲内にある改変をカバーすることが意図されると理解されるべきである。
[0015] 特許請求の範囲を含めた本出願では、操作例（operating example）または別段の指示がある場合を除き、量または特徴を表す全ての数は、全ての場合において、「約」という用語によって修飾されていると理解されるべきである。したがって、逆の指示がない限り、以下の説明に記載されるいずれの数値パラメータも、本開示による組成物および方法において得ようとする所望の特性に応じて変化し得る。最低限でも、また特許請求の範囲への均等論の適用を限定しようとするものではなく、本明細書に記載されるそれぞれの数値パラメータは、少なくとも、報告された有効桁の数を考慮し、通常の丸め法を適用することによって解釈されるべきである。
[0016] 全体または一部としての、参照により本明細書に組み込まれると述べられているあらゆる特許、刊行物、または他の開示資料は、組み込まれた資料が、本開示に記載される既存の定義、記述、または他の開示資料と矛盾しない程度においてのみ本明細書に組み込まれる。したがって、また必要な程度において、本明細書に記載される開示は、参照により本明細書に組み込まれたあらゆる矛盾する資料に優先する。参照により本明細書に組み込まれると述べられたが、本明細書に記載される既存の定義、記述、または他の開示資料と矛盾する、あらゆる資料またはその一部は、その組み込まれた資料と既存の開示資料との間に矛盾が生じない程度において組み込まれるに過ぎない。
[0017] 本明細書に開示される実施形態は、レシチンを含む組成物および方法を対象とする。様々な実施形態において、組成物は、開示される組成物の５重量％〜９５重量％、ある特定の実施形態では７０％〜９５％の範囲の量のレシチンと、開示される組成物の５重量％〜９５重量％、ある特定の実施形態では５％〜３０％の範囲の量の可塑剤とのブレンドである。
[0018] レシチンと１種または複数の可塑剤とを組み合わせると、極性溶媒を油またはポリオールに可溶化できる組成物が生じることが見出された。
[0019] 開示される組成物および方法における使用に好適なレシチンとしては、ろ過した粗レシチン、流体レシチン、脱油レシチン、化学的および／または酵素的に修飾したレシチン、標準化レシチン、ならびにそれらのいずれかのブレンドが挙げられるがこれらに限定されない。本開示で用いられるレシチンは、一般的に、レシチンを得、レシチン製品を製造するのに使用される加工条件および添加剤に応じて、１．０〜１０．０の範囲の親水性−親油性バランス（「HLB」）値を有する傾向がある。例えば、ろ過した粗レシチンは、およそ４．０のＨＬＢ値を有し、油中水型エマルションの形成に有利に働く。標準化レシチンは、１０．０〜２４．０の範囲のＨＬＢ値を有する共乳化剤を包含し、これにより、７．０〜１２．０のＨＬＢ値を有し、水中油型エマルションに有利に働くレシチン組成物が生じる。レシチンの初期ＨＬＢ値にかかわらず、任意のレシチンまたはレシチンの組合せが、開示される組成物および方法における使用に好適である。開示される組成物および方法において有用なレシチンは、１０．０〜２４．０、ある特定の実施形態では１０．０〜１８．０の範囲の親水性−親油性バランス値を有する共乳化剤を含み得る。
[0020] 両親媒性物質、例えばレシチンなどの乳化剤および／または界面活性剤特性は、その物質の親水性−親油性バランス（「HLB」）値によって少なくともある程度予測され得る。ＨＬＢ値は、両親媒性物質の油または水に対する相対的優先性の指標として機能することができ、ＨＬＢ値が高いほど、分子はより親水性であり、ＨＬＢ値が低いほど、分子はより疎水性である。ＨＬＢ値の説明は、米国特許第６，６７７，３２７号に提供されており、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。ＨＬＢはまた、Ｇｒｉｆｆｉｎ、「Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ−Ａｃｔｉｖｅ Ａｇｅｎｔｓ ｂｙ ‘ＨＬＢ’」、Ｊ．Ｓｏｃ．Ｃｏｓｍｅｔｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｓ １（１９４９）；Ｇｒｉｆｆｉｎ、「Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＨＬＢ Ｖａｌｕｅｓ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｉｏｎｉｃ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ」、Ｊ．Ｓｏｃ．Ｃｏｓｍｅｔｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｓ ５（１９５４）；Ｄａｖｉｅｓ、「Ａ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｋｉｎｅｔｉｃ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｅｍｕｌｓｉｏｎ ｔｙｐｅ，Ｉ．Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ ａｇｅｎｔ」、Ｇａｓ／Ｌｉｑｕｉｄ ａｎｄ Ｌｉｑｕｉｄ／Ｌｉｑｕｉｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２ｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｔｉｖｉｔｙ（１９５７）；およびＳｃｈｉｃｋ、「Ｎｏｎｉｏｎｉｃ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、Ｎ．Ｙ．、４３９〜４７ページ（１９８７）にも記載されており、これらはそれぞれ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0021] ある実施形態において、非イオン性共乳化剤は、エトキシ化モノグリセリド、脂肪酸エトキシレート、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エステル、プロピレングリコールアルキルエステル、ポリグリセロールエステル、グリコール、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、ポリオールのモノおよびジエステル、それらのいずれかの誘導体、およびそれらのいずれかの組合せからなる群から選択される。
[0022] 様々な実施形態において、開示される組成物および方法で使用される可塑剤は、ラクテート、シトレート、アジペート、乳酸のエステル、クエン酸のエステル、アジピン酸のエステル、ペンタエリスリトールエステル、イソソルビドエステル、およびそれらのいずれかの組合せからなる群から選択され得る。可塑剤は、生物由来の可塑剤であってもよい。生物由来起源の物質は、石油化学供給源に由来するのではなく、生物学的材料に由来する。生物由来の物質は、ＡＳＴＭ国際放射性同位体標準法（ASTM International Radioisotope Standard Method）Ｄ６８６６を使用して、その炭素同位体比によって、石油由来の物質から区別され得る。本明細書で使用する場合、「生物由来の」という用語は、再生可能な生物学的供給原料、例えば、農業、林業、植物、真菌、細菌または動物からの供給原料などに由来するまたはそれによって合成されることを指す。
[0023] 様々な機関が、生物由来の含有量を決定するための認可要件を確立している。これらの方法では、生物由来の製品と石油由来の製品との間の同位体存在度の変化を、例えば、液体シンチレーション計数、加速器質量分析または高精度同位体比質量分析によって測定することが必要とされる。炭素の同位体の同位体比、例えば、１３Ｃ／１２Ｃ炭素同位体比または１４Ｃ／１２Ｃ炭素同位体比は、高精度の同位体比質量分析を使用して決定することができる。生理学的プロセス、例えば、光合成時の植物内のＣＯ２輸送などに起因する同位体分別により、天然または生物由来の化合物では特定の同位体比が生じることが、研究により示されている。石油および石油由来の製品は、石油の生成時の異なる化学的プロセスおよび同位体分別に起因して、異なる１３Ｃ／１２Ｃ炭素同位体比を有する。加えて、不安定な１４Ｃ炭素放射性同位体の放射性崩壊により、石油製品と比較して、生物由来の製品では異なる同位体比が生じる。製品の生物由来の含有量は、ＡＳＴＭ国際放射性同位体標準法Ｄ６８６６によって検証され得る。ＡＳＴＭ国際放射性同位体標準法Ｄ６８６６は、材料の生物由来の含有量を、材料または製品中の生物由来の炭素の量に基づき、材料または製品中の全有機炭素に対する重量（質量）のパーセントとして決定する。生物由来の製品は、生物学的由来の組成物に特徴的な炭素同位体比を有する。
[0024] 生物由来の材料は、石油化学物質および石油由来の製品への依存を低減しようとするまたは切り替えようとする工業生産者にとって、魅力的な代替手段を提供する。石油化学物質および石油由来の製品を、生物学的供給源に由来する製品および／または供給原料（すなわち、バイオベースの製品）に切り替えることは、多くの利点を提供する。例えば、生物学的供給源からの製品および供給原料は、典型的に、再生可能資源である。ほとんどの場合、生物由来の化学物質およびそれらから形成される製品は、石油化学物質および石油化学物質から形成される製品よりも環境への負担が少ない。容易に抽出される石油化学物質の供給が枯渇し続けていることから、石油化学製造の経済性により、石油化学物質および石油由来の製品のコストは、バイオベースの製品と比較して高額とならざるを得ないであろう。加えて、人々が石油化学物質の供給により大きな関心を持つようになっていることを考えると、企業は、再生可能資源からの生物由来の製品に関連するマーケティングの利点から恩恵を受け得る。
[0025] 様々な実施形態において、開示の組成物および方法における使用に適切な可塑剤は、プロピレングリコールモノエステル（PGME）、フタル酸ブチルベンジル（BBP）、マレイン酸ジ−ｎ−ブチル（DBM）、フタル酸ジ−ｎ−ブチル（DBP）、ジエチレングリコールジベンゾエート（DEGD）、ジ（2-エチルヘキシル）フタレート（DEHP）、フタル酸ジオクチル（DOP）、フタル酸ジエチル（DEP）、フタル酸ジイソブチル（DIBP）、アジピン酸ジイソデシル（DIDA）、フタル酸ジイソデシル（DIDP）、フタル酸ジイソヘプチル（DIHP）、アジピン酸ジイソノニル（DINA）、ジイソノニルシクロヘキサン−１，２−ジカルボキシレート（DINCH）、フタル酸ジイソノニル（DINP）、アジピン酸ジイソオクチル（DIOA）、フタル酸ジイソオクチル（DIOP）、フタル酸ジメチル（DMP）、フタル酸ジ−ｎ−ヘキシル（DnHP）、アジピン酸ジ−ｎ−オクチル（DnOA）、フタル酸ジ−ｎ−オクチル（DnOP）、フタル酸ジノニル（DNP）、アジピン酸ジオクチル（DOA）、ジ（2-エチルヘキシル）アジペート（DEHA）、マレイン酸ジオクチル（DOM）、セバシン酸ジオクチル（DOS）、テレフタル酸ジオクチル（DOTP）、アゼライン酸ジオクチル（DOZ）、ジプロピレングリコールジベンゾエート（DPGB）、ジ（2-プロピルヘプチル）フタレート（DPHP）、アジピン酸ジトリデシル（DTDA）、フタル酸ジトリデシル（DTDP）、フタル酸ジウンデシル（DUP）、２−エチルヘキサノール（2-EH）、エポキシ化アマニ油（ELO）、エポキシ化大豆油（ESO）、汎用フタレート（GPP）、イソデシルアルコール（IDA）、イソノニルアルコール（INA）、無水フタル酸（PA）、２−プロピルヘプタノール（2-PH）、ポリ塩化ビニル（PVC）、リン酸トリクレジル（TCP）、トリメリット酸トリイソノニル（TINTM）、トリメリット酸トリイソオクチル（TIOTM）、無水トリメリット酸（TMA）、トリメリット酸トリオクチル（TOTM）、リン酸トリフェニル（TPP）、リン酸トリキシリル（TXP）、ウンデシルドデシルフタレート（UDP）、大豆油、中鎖トリグリセリド、ポリグリセロールエステル、エポキシ化大豆油脂肪酸メチル(epoxidized
methyl soyate)、ポリオールのモノエステル、ポリオールのジエステル、ヒドロキシメチルフルフラール、イソソルビド、およびそれらのいずれかの組合せかを含むがこれらに限定されない。
[0026] 本明細書で使用する場合、「ＤＥＨＡ」という用語は、ジ（2-エチルヘキシル）アジペートを包含する。ＤＥＨＡはまた、当技術分野において、アジピン酸ジオクチルまたは「ＤＯＡ」とも称される。本明細書で使用する場合、別段の指示がない限り、アジピン酸ジオクチル（「ＤＯＡ」）は、アジピン酸と直鎖状のｎ−オクタノールのエステルを指す。
ＤＥＨＡ
Figure 2015529537
本明細書に記載される様々な実施形態において、両方の部分が、単独で、一緒に、または他の可塑剤と組み合わせて、可塑剤として使用され得ることに留意することも重要である。
[0027] 様々な実施形態において、開示される組成物は、１種または複数の共界面活性剤を含んでもよい。１種または複数の共界面活性剤は、１種もしくは複数の陰イオン性界面活性剤、１種もしくは複数の非イオン性界面活性剤、または１種もしくは複数の陰イオン性界面活性剤と１種もしくは複数の非イオン性界面活性剤との組合せを含み得る。様々な実施形態において、共界面活性剤または共界面活性剤の組合せは、１０．０〜２４．０、一部の実施形態では１０．０〜１８．０の範囲の親水性−親油性バランスを有し得る。様々な実施形態において、レシチンは、開示される組成物の５重量％〜９５重量％、一部の実施形態では６０％〜９０％、他の実施形態では８０％〜９０％を構成することができ、可塑剤は、開示される組成物の１重量％〜２０重量％、一部の実施形態では５％〜１５％、他の実施形態では５％〜１０％または１０％〜１５％を構成することができ、共界面活性剤は、組成物の２重量％〜２０重量％、一部の実施形態では５％〜１５％、他の実施形態では１０％〜１５％を構成することができる。
[0028] 開示される組成物および方法における使用に好適な陰イオン性界面活性剤としては、直鎖脂肪酸のナトリウム塩およびカリウム塩、ポリオキシエチレン化脂肪アルコールカルボキシレート、直鎖アルキルベンゼンスルホネート、アルファオレフィンスルホネート、スルホン化脂肪酸メチルエステル、アリールアルカンスルホネート、スルホコハク酸エステル、アルキルジフェニルエーテル（ジ）スルホネート、アルキルナフタレンスルホネート、イソエチオネート（isoethionates）、アルキルエーテルサルフェート、スルホン化油、脂肪酸モノエタノールアミドサルフェート、ポリオキシエチレン脂肪酸モノエタノールアミドサルフェート、脂肪族リン酸エステル、ノニルフェノールリン酸エステル、サルコシネート、フッ素化陰イオン剤(anionics)、油脂化学物質に由来する陰イオン性界面活性剤、ならびにそれらのいずれかの組合せが挙げられるがこれらに限定されない。様々な実施形態において、界面活性剤は、例えばリン酸エステルなどの陰イオン性界面活性剤を含む。
[0029] 開示の組成物および方法における使用に適切な非イオン性乳化剤は、ソルビタンモノステアレート、ロジンのポリオキシエチレンエステル、ポリオキシエチレンドデシルモノエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンモノ（cis-9-オクタデセニル）エーテル、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオクタデシルエーテル、ポリオキシエチレンジオレエート、ポリオキシエチレンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、オレイン酸のポリグリセロールエステル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサステアレート、ポリオキシエチレンモノテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサオレエート、脂肪酸、トール油、ソルビトールヘキサエステル、エトキシ化ヒマシ油、エトキシ化大豆油、エトキシ化菜種油、エトキシ化脂肪酸、エトキシ化脂肪アルコール、エトキシ化ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、グリセロールとポリエチレングリコールとの混合エステル、アルコール、ポリグリセロールエステル、モノグリセリド、スクロースエステル、アルキルポリグリコシド、ポリソルベート、脂肪アルカノールアミド、ポリグリセロールエーテル、それらのいずれかの誘導体、およびそれらのいずれかの組合せを含むがこれらに限定されない。
[0030] 様々な実施形態において、界面活性剤は、非イオン性界面活性剤、例えば、エトキシ化モノグリセリド、脂肪酸エトキシレート、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エステル、ソルビタンアルキルエステル、プロピレングリコールエステル、グリコールエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、グリセロールエステル、それらのいずれかの誘導体、およびそれらのいずれかの組合せなどを含む。
[0031] 様々な実施形態において、開示される組成物および方法は、レシチンと、可塑剤と、第１の非イオン性界面活性剤と、第１の非イオン性界面活性剤とは異なる第２の非イオン性界面活性剤とを含み得る。様々な実施形態において、可塑剤は、ジ（2-エチルヘキシル）アジペートを含むことができ、非イオン性界面活性剤の一方は、脂肪酸エトキシレートを含むことができる。様々な実施形態において、第１の非イオン性界面活性剤および第２の非イオン性界面活性剤は、１：９〜９：１の範囲の重量比で、開示される組成物中に存在し得る。第１および第２の非イオン性界面活性剤は、開示される組成物の１重量％〜１０重量％、一部の実施形態では３％〜７％を構成し得る。
[0032] 様々な実施形態において、開示される組成物は、塗料、インク、コーティング剤、磁性流体、コンクリート、セラミック、織物助剤、皮革仕上げ助剤、プラスチック配合剤、潤滑剤、油田掘削添加剤(oilfield drilling additive)、離型剤、化粧品、およびエンジニアリングウッドに使用される複合材（「木質複合材」）からなる群から選択される製品において利用される。
[0033] 水性コーティング剤としては、ラテックス塗料を挙げることができるがこれに限定されない。様々な実施形態において、開示される組成物は、塗料およびインク配合物における顔料の分散媒体として使用され得る。様々な実施形態において、開示される組成物は、有利なことに、粉砕、微粉砕および離型の補助が挙げられるがこれらに限定されない顔料加工の補助となり、それは、顔料を加えた配合物の光沢、着色（colorant）、および粘性（body）の改善に寄与し得る。開示される組成物の低い粘度により、分散液中の顔料および他の微粒子のコーティング均一性が改善される。とりわけ、これに関連して、開示される組成物により、分散剤、湿潤剤および／または安定剤の特性および性能が改善される。
[0034] 他の様々な実施形態において、開示される組成物は、磁性流体用途に使用され得る。一実施形態において、開示される組成物は、基油とエステル化合物との混合物が挙げられるがこれに限定されない、溶媒ベース中の磁性粒子を安定化するために使用され得る。開示される組成物の湿潤および分散特性の改善により、流体の粘度への悪影響を生じることなく、磁性流体中の懸濁粒子の凝集が低減される。
[0035] 開示される組成物はまた、ナノテクノロジー用途にも使用され得る。一実施形態において、開示される組成物は、ナノ粒子懸濁液における分散剤、湿潤剤、可溶化剤および／または安定剤として使用され得る。開示される組成物および方法のさらなる用途としては、ガラス繊維、コンクリート、セラミック、プラスチックおよび複合材における使用が挙げられるがこれらに限定されない。開示される組成物のさらなる使用としては、織物助剤、皮革仕上げ剤、プラスチック配合剤、潤滑剤、油田掘削添加剤、皮膚軟化剤、塗膜形成剤および離型剤としての使用が挙げられるがこれらに限定されない。
[0036] 本明細書に開示される実施形態はまた、開示される組成物を調製する方法も対象とする。様々な実施形態において、レシチンを周囲温度を超える温度に加熱し、可塑剤を高温でレシチンに添加し、可塑剤およびレシチンを互いに混合して、レシチン−可塑剤ブレンドを形成する。ブレンドを、周囲温度に冷却する。得られたブレンドは、レシチン原料単独よりも低い粘度を有し、粘度は３０００ｃＰ未満であり得る。様々な実施形態において、レシチン−可塑剤ブレンドの粘度は、２０００ｃＰ未満、５００ｃＰ未満または１００ｃＰ未満であり得る。他の様々な実施形態において、１種または複数の非イオン性乳化剤は、１種または複数の可塑剤の前にまたはそれと同時に、レシチンに添加され得る。あるいは、１種または複数の非イオン性乳化剤は、レシチンと１種または複数の可塑剤とのブレンドに添加され得る。
[0037] 界面活性剤のパッケージまたは系の汎用性は、大豆油、トール脂肪酸およびヒマシ油に１０％可溶化できることによって決定した。極性成分の非極性油への可溶化には、典型的に、マイクロエマルションを形成する非常に高い界面活性剤濃度が必要とされる。本明細書に開示される界面活性剤パッケージの１つの特徴は、限られた量の界面活性剤パッケージを用いて、極性添加剤を多様な油に可溶化できることである。
[0038] 以下の例示的な非限定的実施例は、本明細書に提示される実施形態をさらに説明するために提供される。これらの実施例の変形が本発明の範囲内で可能であることは、当業者には分かるであろう。
実施例１
[0039] ろ過した粗レシチン（Yelkin（登録商標）T、Archer-Daniels-Midland Company, Decatur, IL, USA）と、ＤＥＨＡ（Plastomoll（登録商標）DOA、BASF, North Mount Olive, NJ, USA）と、トール脂肪酸エトキシレート界面活性剤（Ninex（登録商標）MT-610、Stepan Company, Northfield, IL, USA）と、リン酸エステル界面活性剤（Stepfac（商標）8170、Stepan Company, Northfield, IL, USA）とのブレンドを調製した。ブレンドは、８０重量％のレシチン、１０重量％のＤＥＨＡ、７重量％の脂肪酸エトキシレート界面活性剤、および３重量％のリン酸エステル界面活性剤であった。レシチン、ＤＥＨＡ、および２種の界面活性剤を混合し、混合物を３０〜６０分間常に撹拌しながら５０℃に加熱することによって、ブレンドを調製した。ブレンドを、周囲温度（およそ２５℃）に冷却した。ブレンドは、周囲温度で自由流動性の液体であった。ブレンドは、水分散性であった。
実施例２
[0040] ろ過した粗レシチン（Yelkin（登録商標）T、Archer-Daniels-Midland Company, Decatur, IL, USA）と、ＤＥＨＡ（Plastomoll（登録商標）DOA、BASF, North Mount Olive, NJ, USA）と、トール脂肪酸エトキシレート界面活性剤（Ninex（登録商標）MT-610、Stepan Company, Northfield, IL, USA）と、リン酸エステル界面活性剤（Surfonic PE-BP 2、Huntsman, Woodland, TX, USA）とのブレンドを調製した。ブレンドは、８０重量％のレシチン、１０重量％のＤＥＨＡ、７重量％の脂肪酸エトキシレート界面活性剤、および３重量％のリン酸エステル界面活性剤であった。レシチン、ＤＥＨＡ、および２種の界面活性剤を混合し、混合物を３０〜６０分間常に撹拌しながら５０℃に加熱することによって、ブレンドを調製した。ブレンドを、周囲温度（およそ２５℃）に冷却した。ブレンドは、周囲温度で自由流動性の液体であった。ブレンドは、水分散性であった。
実施例３
[0041] 表１の原料を用いて、レシチンベースのマイクロエマルションを製造した。
[0042]
Figure 2015529537
[0043] マイクロエマルションを製造するため、ＹＥＬＫＩＮ Ｔの商標のレシチン（Decatur, ILのArcher-Daniels-Midland Companyから入手可能）、共界面活性剤、ポリソルベート８０（BASF, New Jerseyから入手可能）、および脂肪酸を混合することによって、レシチン−共界面活性剤ブレンドを調製した。成分を３０分〜６０分間常に撹拌しながら５０℃で混合することによって、琥珀色の透明なレシチン濃縮物を製造した。レシチン−共界面活性剤ブレンドは、鉱油に混和性である。
[0044] レシチン−共界面活性剤ブレンドを、乳酸ナトリウム（Archer-Daniels-Midland Company, Decatur, ILから入手可能）と混合し、続いて８８％濃度の乳酸（Archer-Daniels-Midland Company, Decatur, ILから入手可能）と混合した。このブレンドに、乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company, Decatur, ILから入手可能）を添加した。このブレンド８０ｇを、鉱油２０ｇと混合し、清澄で透明なマイクロエマルションを形成した。このレシチンベースのマイクロエマルションは、鉱油に無限に混和性である。加えて、このレシチンベースのマイクロエマルションは、最大で５〜４０ｗｔ／ｗｔ％の量のさらなる水を可溶化することができ、依然としてその清澄で透明なマイクロエマルション相を維持する。
実施例４
[0045] 表２の原料を用いて、レシチンベースのマイクロエマルションを製造した。
[0046]
Figure 2015529537
[0047] マイクロエマルションを製造するため、ＹＥＬＫＩＮ Ｔの商標のレシチン（Decatur, ILのArcher-Daniels-Midland Companyから入手可能）、共界面活性剤、ポリソルベート８０（BASF, New Jerseyから入手可能）、および脂肪酸を混合することによって、レシチン−共界面活性剤ブレンドを調製した。成分を３０分〜６０分間常に撹拌しながら５０℃で混合することによって、琥珀色の透明なレシチン濃縮物を製造した。
[0048] レシチン−共界面活性剤ブレンドを、乳酸ナトリウム（Archer-Daniels-Midland Company, Decatur, ILから入手可能）と混合し、続いて８８％濃度の乳酸（Archer-Daniels-Midland Company, Decatur, ILから入手可能）と混合した。このブレンドに、乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company, Decatur, ILから入手可能）を添加した。このブレンド９０ｇを、グリセロール１０ｇと混合し、清澄で透明なマイクロエマルションを形成した。加えて、このレシチンベースのマイクロエマルションは、最大で５〜４０ｗｔ／ｗｔ％の量のさらなる水を可溶化することができ、依然としてその清澄で透明なマイクロエマルション相を維持する。
実施例５
[0049] 共溶媒としてプロピレングリコールを使用し、５０重量％の実施例１で製造した組成物を、５０重量％のエトキシ化モノグリセリド（Mazol 80、BASFから入手可能）と混合して、乳化剤ブレンドを製造した。
[0050] 乳化剤ブレンドが、グリセロールの存在下でバイオベースのポリオール（大豆ポリオール）と石油ベースのポリオールとの混合物を安定化する能力を試験した。使用した化合物およびそれぞれのパーセンテージは、表３に記載される。化合物をガラスジャーに量り入れ、６０℃で５分間掃引撹拌（sweep agitation）により十分に混合し、相分離に対する経時的な安定性についてモニタリングした。
[0051]
Figure 2015529537
[0052] 表３のブレンド中の相分離を可視化できるようにするため、ブレンドする前に水溶性染料をグリセロールに添加した。これは、グリセロールとＰｙｒｅｘガラスの屈折率が非常に近い（約１．４７のＲＩ）ため、有益であった。水溶性染料を含むグリセロールが底部に沈殿した、乳化剤ブレンドを有さない対照試料と比較して、乳化剤ブレンドの存在は、相分離量の低減に役立った。
[0053] 本発明を、ある特定の例示的かつ説明的な実施形態、組成物およびその使用を参照して説明してきた。しかしながら、あらゆる例示的実施形態の様々な置換、改変または組合せが、本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることは、当業者に認識されるであろう。したがって、本発明は、例示的かつ説明的な実施形態の記載によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって限定されるものである。

Claims (30)

  1. レシチンと、
    可塑剤と、
    乳化剤と
    を含む組成物。
  2. 乳化剤が、非イオン性乳化剤である、請求項１に記載の組成物。
  3. 第２の乳化剤をさらに含む、請求項１または請求項２に記載の組成物。
  4. 第２の乳化剤が、非イオン性であり、前記乳化剤とは異なる、請求項３に記載の組成物。
  5. 可塑剤が、バイオベースの可塑剤である、請求項１に記載の組成物。
  6. 可塑剤が、ラクテート、シトレート、アジペート、乳酸エステル、クエン酸エステル、アジピン酸エステル、ペンタエリスリトールエステル、イソソルビドエステル、プロピレングリコールモノエステル、およびそれらのいずれかの組合せからなる群から選択される、請求項１または請求項２に記載の組成物。
  7. 非イオン性乳化剤が、エトキシ化モノグリセリド、脂肪酸エトキシレート、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エステル、ソルビタンアルキルエステル、プロピレングリコールエステル、グリコールエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、グリセロールエステル、それらのいずれかの誘導体、およびそれらのいずれかの組合せからなる群から選択される、請求項２に記載の組成物。
  8. 前記乳化剤および第２の非イオン性乳化剤が、それぞれ独立して、ソルビタンモノステアレート、ロジンのポリオキシエチレンエステル、ポリオキシエチレンドデシルモノエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンモノ（cis-9-オクタデセニル）エーテル、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオクタデシルエーテル、ポリオキシエチレンジオレエート、ポリオキシエチレンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、オレイン酸のポリグリセロールエステル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサステアレート、ポリオキシエチレンモノテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサオレエート、脂肪酸、トール油、ソルビトールヘキサエステル、エトキシ化ヒマシ油、エトキシ化大豆油、エトキシ化ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、グリセロールとポリエチレングリコールとの混合エステル、アルコール、ポリグリセロールエステル、モノグリセリド、スクロースエステル、それらのいずれかの誘導体、およびそれらのいずれかの組合せからなる群から選択される、請求項４に記載の組成物。
  9. 乳化剤が、イオン性である、請求項１または請求項２に記載の組成物。
  10. イオン性乳化剤が、直鎖脂肪酸のナトリウム塩およびカリウム塩、ポリオキシエチレン化脂肪アルコールカルボキシレート、直鎖アルキルベンゼンスルホネート、アルファオレフィンスルホネート、スルホン化脂肪酸メチルエステル、アリールアルカンスルホネート、スルホコハク酸エステル、アルキルジフェニルエーテル（ジ）スルホネート、アルキルナフタレンスルホネート、イソエチオネート、アルキルエーテルサルフェート、スルホン化油、脂肪酸モノエタノールアミドサルフェート、ポリオキシエチレン脂肪酸モノエタノールアミドサルフェート、脂肪族リン酸エステル、ノニルフェノールリン酸エステル、サルコシネート、フッ素化陰イオン剤、油脂化学物質に由来する陰イオン性界面活性剤、リン酸エステル、ならびにそれらのいずれかの組合せからなる群から選択される、請求項９に記載の組成物。
  11. レシチンが、ろ過した粗レシチン、脱油レシチン、化学修飾レシチン、酵素修飾レシチン、標準化レシチン、およびそれらのいずれかの組合せからなる群から選択される、請求項１または請求項２に記載の組成物。
  12. 可塑剤が、プロピレングリコールモノエステル（PGME）、フタル酸ブチルベンジル（BBP）、マレイン酸ジ−ｎ−ブチル（DBM）、フタル酸ジ−ｎ−ブチル（DBP）、ジエチレングリコールジベンゾエート（DEGD）、ジ（2-エチルヘキシル）フタレート（DEHP）、フタル酸ジオクチル（DOP）、フタル酸ジエチル（DEP）、フタル酸ジイソブチル（DIBP）、アジピン酸ジイソデシル（DIDA）、フタル酸ジイソデシル（DIDP）、フタル酸ジイソヘプチル（DIHP）、アジピン酸ジイソノニル（DINA）、ジイソノニルシクロヘキサン−１，２−ジカルボキシレート（DINCH）、フタル酸ジイソノニル（DINP）、アジピン酸ジイソオクチル（DIOA）、フタル酸ジイソオクチル（DIOP）、フタル酸ジメチル（DMP）、フタル酸ジ−ｎ−ヘキシル（DnHP）、アジピン酸ジ−ｎ−オクチル（DnOA）、フタル酸ジ−ｎ−オクチル（DnOP）、フタル酸ジノニル（DNP）、アジピン酸ジオクチル（DOA）、ジ（2-エチルヘキシル）アジペート（DEHA）、マレイン酸ジオクチル（DOM）、セバシン酸ジオクチル（DOS）、テレフタル酸ジオクチル（DOTP）、アゼライン酸ジオクチル（DOZ）、ジプロピレングリコールジベンゾエート（DPGB）、ジ（2-プロピルヘプチル）フタレート（DPHP）、アジピン酸ジトリデシル（DTDA）、フタル酸ジトリデシル（DTDP）、フタル酸ジウンデシル（DUP）、２−エチルヘキサノール（2-EH）、エポキシ化アマニ油（ELO）、エポキシ化大豆油（ESO）、汎用フタレート（GPP）、イソデシルアルコール（IDA）、イソノニルアルコール（INA）、無水フタル酸（PA）、２−プロピルヘプタノール（2-PH）、ポリ塩化ビニル（PVC）、リン酸トリクレジル（TCP）、トリメリット酸トリイソノニル（TINTM）、トリメリット酸トリイソオクチル（TIOTM）、無水トリメリット酸（TMA）、トリメリット酸トリオクチル（TOTM）、リン酸トリフェニル（TPP）、リン酸トリキシリル（TXP）、ウンデシルドデシルフタレート（UDP）、大豆油、中鎖トリグリセリド、ポリグリセロールエステル、エポキシ化大豆油脂肪酸メチル、ポリオールのモノエステル、ポリオールのジエステル、ヒドロキシメチルフルフラール、イソソルビド、およ
    びそれらのいずれかの組合せからなる群から選択される、請求項１または請求項２に記載の組成物。
  13. ポリオールをさらに含む、請求項１または請求項２に記載の組成物。
  14. ポリオールが、バイオベースである、請求項１３に記載の組成物。
  15. 石油ベースのポリオールをさらに含む、請求項１５に記載の組成物。
  16. 極性溶媒をさらに含む、請求項１または請求項２に記載の組成物。
  17. 極性溶媒が、グリセロール、プロピレングリコール、またはそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１６に記載の組成物。
  18. 発泡体である、請求項１または請求項２に記載の組成物。
  19. 極性溶媒を非極性液体に可溶化するための、請求項１または請求項２に記載の組成物の使用。
  20. 極性溶媒を非極性液体に可溶化する方法であって、
    レシチンを可塑剤および共界面活性剤と混合する工程であって、これにより乳化剤ブレンドを製造する、工程と、
    極性溶媒が非極性液体に可溶化されるように、極性溶媒、非極性液体、および乳化剤ブレンドを組み合わせる工程と
    を含む方法。
  21. 極性溶媒、非極性液体、および乳化剤ブレンドを混合する工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
  22. 極性溶媒、非極性液体、および乳化剤ブレンドを加熱する工程をさらに含む、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
  23. 極性溶媒が、グリセロール、プロピレングリコール、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
  24. 非極性液体が、バイオベース、石油ベース、またはそれらの組合せである、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
  25. 非極性液体が、ポリオールである、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
  26. ポリオールが、バイオベースである、請求項２５に記載の方法。
  27. 共界面活性剤が、エトキシ化モノグリセリド、脂肪酸エトキシレート、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エステル、ソルビタンアルキルエステル、プロピレングリコール、グリセロール、グリコール、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、グリセロールエステル、それらのいずれかの誘導体、およびそれらのいずれかの組合せからなる群から選択される、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
  28. 共界面活性剤が、ソルビタンモノステアレート、ロジンのポリオキシエチレンエステル、ポリオキシエチレンドデシルモノエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンモノ（cis-9-オクタデセニル）エーテル、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオクタデシルエーテル、ポリオキシエチレンジオレエート、ポリオキシエチレンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、オレイン酸のポリグリセロールエステル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサステアレート、ポリオキシエチレンモノテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサオレエート、脂肪酸、トール油、ソルビトールヘキサエステル、エトキシ化ヒマシ油、エトキシ化大豆油、エトキシ化ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、グリセロールとポリエチレングリコールとの混合エステル、アルコール、ポリグリセロールエステル、モノグリセリド、スクロースエステル、それらのいずれかの誘導体、およびそれらのいずれかの組合せからなる群から選択される非イオン性乳化剤である、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
  29. 請求項１または請求項２に記載の組成物を含む製品。
  30. 塗料、インク、コーティング剤、磁性流体、コンクリート、セラミック、織物助剤、皮革仕上げ助剤、プラスチック配合剤、潤滑剤、油田掘削添加剤、離型剤、化粧品および木質複合材からなる群から選択される、請求項２９に記載の製品。
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