JP3135004B2 - オルガノポリシロキサンエマルジョンの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オルガノポリシロキサ
ンエマルジョンの製造方法に関するものであり、詳しく
は化粧料、整髪料、繊維処理剤、潤滑剤、離型剤、ガラ
ス繊維処理剤、艶出剤、消泡剤などに有効に利用される
オルガノポリシロキサンエマルジョンの製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、オルガノポリシロキサンの製
造方法としては、アルキルベンゼンスルホン酸、脂肪族
スルホン酸等を用い、乳化重合により製造する方法が知
られており（特公昭４１−１３９９５号公報、同４３−
１８８００号公報）、生産する重合物の粘度が１００万
ｃＳを超えるものまで比較的容易に製造でき、また、得
られるエマルジョン粒子の粒径は０．２μｍ程度まで細
かくでき安定性に優れている。

【０００３】しかしながら、乳化重合による製造方法で
は、乳化剤がアニオン系あるいはカチオン系に限定さ
れ、また、出発物質であるオルガノシロキサンの１０％
前後が未重合のまま残る。このため、乳化重合法で製造
したオルガノポリシロキサンエマルジョンは、用途的に
制約される場合があり、化粧料、整髪料には使用できな
い。

【０００４】また、乳化剤を用いてオルガノポリシロキ
サンを、ホモミキサーなどの高剪断力乳化装置あるいは
一般的な撹拌装置により乳化してエマルジョンを製造す
る方法が知られている。

【０００５】しかし、ホモミキサーのような高剪断力乳
化装置を使用する方法では、ステーターに設けられた孔
から被乳化物を吸い込んで高速回転翼の剪断により乳化
するため、粘度は一万ｃＳ程度以下である必要があり、
高粘度のオルガノポリシロキサンを乳化することができ
ない。

【０００６】一方、一般的な撹拌装置を用いる場合は、
１０万ｃＳ程度のオルガノポリシロキサンまで乳化可能
であるが、剪断が弱いのでエマルジョンの粒径が１〜数
μｍと大きくなる。このため、エマルジョンの貯蔵安定
性が悪く、エマルジョン粒子の合一が起こる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、乳化重合法
を用いずに、少ない乳化剤量で、高剪断力乳化装置を必
要とせず、微細で安定性が良いオルガノポリシロキサン
のエマルジョンを製造することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のオルガノポリシ
ロキサンエマルジョンの製造方法は、以下の（ａ）〜
（ｄ）の各工程を含むことを特徴とする。

【０００９】（ａ） 液晶形成性乳化剤により液晶を形
成させる工程。 （ｂ） 液晶と液状オルガノポリシロキサンの一部を均
一に混合撹拌する工程。 （ｃ） 上記均一混合物と液状オルガノポリシロキサン
の残部を均一に混合撹拌する工程。 （ｄ） 上記（ｃ）工程で得られた均一混合物と水を混
合してエマルジョンとする工程。

【００１０】

【発明の実施態様】

（ａ）工程：本発明では、まず、乳化剤の液晶を形成さ
せる。これは、液晶を形成する性質を具えた乳化剤に、
液晶相を形成するに足る量の水を添加することにより行
なうことができる。乳化剤のイオン性は特に限定され
ず、通常の液晶形成性のノニオン系界面活性剤、アニオ
ン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性
剤などを用いることができる。

【００１１】使用される界面活性剤の具体例としては、
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ソ
ルビタン脂肪酸エステル、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ポリオキシプロ
ピレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル等
のノニオン系界面活性剤；アルキル硫酸塩、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル酢酸塩、Ｎ−アシルアミノ酸とその
塩、アルキルスルホカルボン酸塩、α−オレフィンスル
ホン酸塩、α−スルホ脂肪酸アルキルエステル塩、アル
キルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリ
ン酸とその塩等のアニオン系界面活性剤；アルキルアン
モニウム塩、アルキルベンジルアンモニウム塩等のカチ
オン系界面活性剤；アルキルベタインタイプ、イミダゾ
リニウムベタイン、レシチン等の両性界面活性剤が挙げ
られる。これら界面活性剤は、単独で使用してもよく、
また複数を組み合わせて使用しても良い。

【００１２】使用される乳化剤の量は、ベース油として
使用される液状オルガノポリシロキサン１００重量部に
対して０．５〜７０重量部を配合すれば良く、好ましく
は１〜３０重量部である。

【００１３】（ｂ）工程：ついで、上記（ａ）工程で得
られた液晶と、エマルジョン化する液状オルガノポリシ
ロキサンの一部とを均一に混合する。液状オルガノポリ
シロキサンとしては、１ｃＳ（２５℃、以下同じ）程度
の低粘度オルガノポリシロキサンから、１００万ｃＳあ
るいはそれ以上の高粘度オルガノポリシロキサンまで使
用でき、通常のシリコーン油はもちろんの事、高粘度の
シリコーン油さらには生ゴム領域の高重合度ポリオルガ
ノポリシロキサンまでベース油として用いることができ
る。

【００１４】この第一段目におけるオルガノポリシロキ
サンの添加量は、オルガノポリシロキサン１重量部に対
して液晶が０．０２重量部以上となる量とすることが好
ましく、より好ましくは０．０８重量部以上である。

【００１５】また、第１段目と第２段目（あるいはそれ
以降）とのオルガノポリシロキサンの使用量の関係で
は、第１段目でのオルガノポリシロキサン１重量部に対
して、第２段目以降で０．３〜３重量部のオルガノポリ
シロキサンが混合されるように割り振って分割添加する
ことが好ましい。

【００１６】液晶とオルガノポリシロキサンとの均一混
合において用いる装置としては、特に限定されないが、
高剪断力を必要とせず、低剪断力（例えば５ｍ／ｓｅｃ
以下）の一般的な撹拌装置でよく、撹拌翼はプロペラ
形、タービン形、いかり形、リボン形等で、全体混合で
きる程度で十分である。なお、この点は、２段目以降の
オルガノポリシロキサンの混合、撹拌においても同様で
ある。

【００１７】（ｃ）工程：ついで、上記の（ｂ）工程で
得られた均一混合物にオルガノポリシロキサンの残部を
添加して均一に混合撹拌する。なお、この残部は１度に
添加しても、さらに多段に分けて分割添加してもよい。
このように（ｂ）工程と（ｃ）工程でオルガノポリシロ
キサンを分割添加することにより、一括添加した場合に
比べて少ない乳化剤量で、安定なエマルジョンが得られ
る。オルガノポリシロキサンエマルジョンは、化粧料、
整髪料等の用途に用いる場合、乳化剤が製品の性能や安
定性を劣化させ、製品に悪影響を及ぼすことがある。そ
のため、少ない乳化剤で安定なエマルジョンが得られれ
ば、製品コストの低減につながるとともに、製品の性
能、安定性の面でも効果が大きい。

【００１８】分割添加により、１段目のオルガノポリシ
ロキサンに対しては多量の乳化剤で微粒化され、さらに
２段目のオルガノポリシロキサンを添加すると、先に微
粒化された１段目のオルガノポリシロキサン中に２段目
のオルガノポリシロキサンが入り込むため、オルガノポ
リシロキサンの粒径があまり大きくならずに全体が微粒
化でき、少ない乳化剤を有効に利用して、最終的に安定
なエマルジョンが得られると考えられる。

【００１９】（ｄ）工程：ついで、（ｃ）工程で得られ
た均一混合物に水を添加すると、転相し、粒子の平均粒
径が０．５μｍ以下で安定性が高いオルガノポリシロキ
サンの水中油型エマルジョンが得られる。水の添加量
は、エマルジョンが生成する範囲であればいずれでもよ
い。

【００２０】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば以下のような
作用効果が得られる。 （１） 粘度の制約を受けずに、広範囲の液状オルガノ
ポリシロキサンを使用することができ、シリコーン油、
特に高粘度のシリコーン油さらには生ゴム領域の高重合
度オルガノポリシロキサンをベースとする水中油型のエ
マルジョンが得られる。

【００２１】（２） 微細で安定性の良いエマルジョン
が得られる。 （３） 乳化剤のイオン性が制約されないので、目的、
用途等に応じて適宜の乳化剤を選択できる。

【００２２】（４） 乳化剤の使用量が一括添加に比べ
ても更に少量で良いので、配合される製品性状に悪影響
を与えることが防止され、用途上の制約が少なく、ま
た、コストダウンにもつながる。高粘度のオルガノポリ
シロキサンについても、低乳化剤量で効率的に乳化でき
る。

【００２３】（５） これまで高粘度オルガノポリシロ
キサンを乳化する場合に必要とされいた高剪断力乳化機
（高圧乳化機、ホモミキサー、コロイドミル等）を必要
とせずに効率的にオルガノポリシロキサンエマルジョン
を製造できる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。実施例における部、％はすべて重量基準である。実
施例で得られたエマルジョンの平均粒径は、日科機
（株）製サブミクロン粒子アナライザー（コールター）
Ｎ４を用いて測定した。

【００２５】実施例１ オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド ８部 精製水 ２部 を混合して液晶を形成させる。これに、油相としてジメ
チルシリコーン（１０万ｃＳ）２０部を加えパドル、プ
ロペラ等の撹拌機で混合する。均一にした後、ジメチル
シリコーン（１０万ｃＳ）２０部を加え粘稠な透明状態
になったら、精製水５０部を加え、再び混合しエマルジ
ョンを得た。得られたエマルジョンの平均粒子径は、
０．２４μｍであった。

【００２６】実施例２ ＰＯＥ（ｐ＝９．５）ノニルフェニルエーテルリン酸 ４部 精製水 ２部 を混合して液晶を形成させる。これに、油相としてジメ
チルシリコーン（１００万ｃＳ）１５部を加えパドル、
プロペラ等の撹拌機で混合する。均一にした後、ジメチ
ルシリコーン（１００万ｃＳ）１５部を加え粘稠な透明
状態になったら、精製水６４部を加え、再び混合しエマ
ルジョンを得た。得られたエマルジョンの平均粒子径
は、０．３３μｍであった。なお、ＰＯＥはポリオキシ
エチレンを、また、ｐはエチレンオキシドの平均付加モ
ル数を示す。

【００２７】実施例３ ＰＯＥ（ｐ＝５）ラウリルエーテル ４部 精製水 ３部 を混合して液晶を形成させる。これに、油相としてジメ
チルシリコーン（５０００ｃＳ）２０部を加えパドル、
プロペラ等の撹拌機で混合する。均一にした後、ジメチ
ルシリコーン（５０００ｃＳ）２０部を加え粘稠な透明
状態になったら、精製水５３部を加え、再び混合しエマ
ルジョンを得た。得られたエマルジョンの平均粒子径
は、０．３５μｍであった。

【００２８】実施例４ ＰＯＥ（ｐ＝２０）ノニルフェニルエーテル ４部 精製水 １部 を混合して液晶を形成させる。これに、油相としてエポ
キシシリコーン（７０００ｃＳ）２０部を加えパドル、
プロペラ等の撹拌機で混合する。均一にした後、エポキ
シシリコーン（７０００ｃＳ）２０部を加え粘稠な透明
状態になったら、精製水５５部を加え、再び混合しエマ
ルジョンを得た。得られたエマルジョンの平均粒子径
は、０．２６μｍであった。

【００２９】実施例５ ＰＯＥ（ｐ＝９．５）ノニルフェニルエーテルリン酸 ４部 精製水 ２部 を混合して液晶を形成させる。以下、実施例１と同様に
してエマルジョンを得た。但し、精製水の添加量は５４
部である。得られたエマルジョンの平均粒子径は、０．
２７μｍであった。

【００３０】実施例６ ＰＯＥ（ｐ＝９．５）ノニルフェニルエーテルリン酸 ４部 精製水 ２部 を混合して液晶を形成させる。以下、ジメチルシリコー
ン（１０万ｃＳ）を２５部づつ二段に分割して添加する
以外は実施例１と同様にしてエマルジョンを得た。但
し、精製水の添加量は４４部である。得られたエマルジ
ョンの平均粒子径は、０．３３μｍであった。

【００３１】実施例７ ＰＯＥ（ｐ＝９．５）ノニルフェニルエーテルリン酸 ４部 精製水 ２部 を混合して液晶を形成させる。これに、油相としてジメ
チルシリコーン（１０万ｃＳ）３０部を加えパドル、プ
ロペラ等の撹拌機で混合する。均一にした後、ジメチル
シリコーン（１０万ｃＳ）１０部を加え粘稠な透明状態
になったら、精製水５３部を加え、再び混合しエマルジ
ョンを得た。得られたエマルジョンの平均粒径は、０．
２９μｍであった。

【００３２】実施例８ ＰＯＥ（ｐ＝９．５）ノニルフェニルエーテルリン酸 ４部 精製水 ２部 を混合して液晶を形成させる。これに、油相としてジメ
チルシリコーン（１０万ｃＳ）１０部を加えパドル、プ
ロペラ等の撹拌機で混合する。均一にした後、ジメチル
シリコーン（１０万ｃＳ）３０部を加え粘稠な透明状態
になったら、精製水５３部を加え、再び混合しエマルジ
ョンを得た。得られたエマルジョンの平均粒径は、０．
３１μｍであった。

【００３３】比較例１ オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド ４部 精製水 １部 を混合して液晶を形成させる。これに、油相としてジメ
チルシリコーン（１０万ｃＳ）４０部を一括して加えパ
ドル、プロペラ等の撹拌機で混合する。粘稠な透明状態
になったら、精製水５０部を加え、再び混合しエマルジ
ョンを得た。得られたエマルジョンの平均粒子径は、
０．７２μｍであった。

【００３４】比較例２ ＰＯＥ（ｐ＝９．５）ノニルフェニルエーテルリン酸 ４部 精製水 ２部 を混合して液晶を形成させる。これに、油相としてジメ
チルシリコーン（１００万ｃＳ）３０部を一括して加え
パドル、プロペラ等の撹拌機で混合する。粘稠な透明状
態になったら、精製水６４部を加え、再び混合しエマル
ジョンを得た。得られたエマルジョンの平均粒子径は、
０．６４μｍであった。

【００３５】以上の各エマルジョンについて評価結果を
表１〜表４にまとめて示した。安定性の判定基準 ○：目視判定で分離が認められない。 △：目視判定で僅かに分離が認められる。 ×：目視判定で明らかに分離が認められる。

【００３６】

【表１】 実 施 例 １ ２ ３ オルガノポリシロキサン の配合量(％)： ジメチルシリコーン − − 20.0＋20.0 (5000cS) (分割) ジメチルシリコーン 20.0＋20.0 − − (10万cS) (分割) ジメチルシリコーン − 15.0＋15.0 − (100万cS) (分割) エポキシシリコーン − − − (7000cS) 液晶の配合量(％)： 乳化剤 8.0 4.0 4.0 精製水 2.0 2.0 3.0 エマルジョンの物性： 平均粒径(μm) 0.24 0.33 0.35 安定性(１週間) ○ ○ ○ 安定性(１ケ月) ○ ○ ○ 安定性(３ケ月) ○ ○ ○ 註）配合％は、全て最終エマルジョン基準である。

【００３７】

【表２】 実 施 例 ４ ５ ６ オルガノポリシロキサン の配合量(％)： ジメチルシリコーン − − − (5000cS) ジメチルシリコーン − 20.0＋20.0 25.0＋25.0 (10万cS) (分割) (分割) ジメチルシリコーン − − − (100万cS) エポキシシリコーン 20.0＋20.0 − − (7000cS) (分割) 液晶の配合量(％)： 乳化剤 4.0 4.0 4.0 精製水 1.0 2.0 2.0 エマルジョンの物性： 平均粒径(μm) 0.26 0.27 0.33 安定性(１週間) ○ ○ ○ 安定性(１ケ月) ○ ○ ○ 安定性(３ケ月) ○ ○ ○ 註）配合％は、全て最終エマルジョン基準である。

【００３８】

【表３】 実 施 例 ７ ８ オルガノポリシロキサン の配合量(％)： ジメチルシリコーン − − (5000cS) ジメチルシリコーン 30.0＋10.0 10.0＋30.0 (10万cS) (分割) (分割) ジメチルシリコーン − − (100万cS) エポキシシリコーン − − (7000cS) 液晶の配合量(％)： 乳化剤 4.0 4.0 精製水 2.0 2.0 エマルジョンの物性： 平均粒径(μm) 0.29 0.31 安定性(１週間) ○ ○ 安定性(１ケ月) ○ ○ 安定性(３ケ月) ○ ○ 註）配合％は、全て最終エマルジョン基準である。

【００３９】

【表４】 比 較 例 １ ２ オルガノポリシロキサン の配合量(％)： ジメチルシリコーン − − (5000cS) ジメチルシリコーン 40.0 − (10万cS) (一括) ジメチルシリコーン − 30.0 (100万cS) (一括) エポキシシリコーン − − (7000cS) 液晶の配合量(％)： 乳化剤 4.0 4.0 精製水 1.0 2.0 エマルジョンの物性： 平均粒径(μm) 0.72 0.64 安定性(１週間) △ △ 安定性(１ケ月) × × 安定性(３ケ月) × × 註）配合％は、全て最終エマルジョン基準である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−32788（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−127327（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−503204（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 3/00 - 3/28 C08L 1/00 - 101/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ） 液晶形成性乳化剤により液晶を形
   成させる工程、 （ｂ） 液晶と液状オルガノポリシロキサンの一部を均
   一に混合撹拌する工程、 （ｃ） 上記均一混合物と液状オルガノポリシロキサン
   の残部を均一に混合撹拌する工程、 （ｄ） 上記（ｃ）工程で得られた均一混合物と水を混
   合してエマルジョンとする工程を含むことを特徴とする
   オルガノポリシロキサンエマルジョンの製造方法。