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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine wässrige Dispersion von gehärteten Siliconkautschukteilchen, spezieller
auf eine wässrige
Dispersion von gehärteten
Siliconkautschukteilchen, die mit überragenden antiseptischen
Eigenschaften und die Antischimmeleigenschaften versehen ist, ohne
die Stabilität
der wässrigen Dispersion
zu beeinträchtigen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Wässrige Dispersionen
von gehärteten
Siliconkautschukteilchen wurden als Rohstoffe für Kosmetika und in verschiedenen
Beschichtungen verwendet. Bezug kann zum Beispiel auf U.S.-Patente
5,708,057 (13. Januar 1998), 5,871,761 (16. Februar 1999), 5,928,660
(27. Juli 1999), 6,238,656 (25. Mai 2001) genommen werden. Um ihre
Stabilität
zu verbessern, ist es oft notwendig, den Gehalt an oberflächenaktiven
Mitteln zu erhöhen
und diesen wässrigen
Dispersionen mehr Verdickungsmittel zuzusetzen. Dies jedoch hat
das Wachstum von Schimmel und Pilzen gefördert. Deshalb besteht ein
Bedarf, ihre antiseptischen Eigenschaften und Antischimmeleigenschaften
zu verbessern, während
gleichzeitig die Stabilität
der wässrigen
Dispersion von gehärteten
Siliconkautschukteilchen erhalten bleibt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine wässrige Dispersion von gehärteten Siliconkautschukteilchen
bereitzustellen, die überragende
antiseptische Eigenschaften und Antischimmeleigenschaften besitzt, ohne
die Stabilität
der wässrigen
Dispersion zu beeinträchtigen.
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Diese
und andere Merkmale der Erfindung werden aus einer Berücksichtigung
der detaillierten Beschreibung ersichtlich.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
wässrige
Dispersion von gehärteten
Siliconkautschukteilchen der Erfindung enthält (A) gehärtete Siliconkautschukteilchen
mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1–500 μm, (B) ein
oberflächenaktives
Mittel, (C) ein Verdickungsmittel, (D)(i) ein antiseptisches Mittel,
das aus Phenoxyethanol, Chlorphenesin, Methylparaben und Benzoesäure besteht,
oder (D)(ii) ein antiseptisches Mittel, das aus Phenoxyethanol,
Chlorphenesin und Sorbinsäure
besteht. Details der wässrigen
Dispersion von gehärteten
Siliconkautschukteilchen der Erfindung sind unten erläutert.
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Gehärtete Siliconkautschukteilchen
(A) haben eine mittlere Teilchengröße von 0,1–500 Mikrometer (μm), vorzugsweise
0,1–100 μm, bevorzugter
0,1–50 μm und besonders
bevorzugt 0,5–50 μm. Die Dispergierbarkeit
der gehärteten
Siliconkautschukteilchen in der wässrigen Dispersion neigt dazu,
abzunehmen, wenn die mittlere Teilchengröße die Obergrenze des Bereichs übersteigt,
während
es andererseits schwierig wird, gehärtete Siliconkautschukteilchen
herzustellen, wenn sie unterhalb der Untergrenze des Bereichs liegt.
Es gibt keine Beschränkungen
in Bezug auf die Form von Komponente (A) und die Teilchen können kugelförmig, abgeplattet
oder unregelmäßig sein,
aber eine kugelförmige
Form ist aufgrund der Leichtigkeit der Herstellung bevorzugt. Es
gibt keine Beschränkungen
bezüglich
der Konsistenz von Komponente (A) und die Teilchen können gummiartig
oder gelartig sein. Zusätzlich
ist, wenn die wässrige
Dispersion von gehärteten
Siliconkautschukteilchen mit Kosmetika und Beschichtungsmaterialien
compoundiert wird, die Typ-A-Durometerhärte von Komponente (A) vorzugsweise
nicht größer als
80, bevorzugter nicht größer als
65, wie in japanischem Industriestandard (JIS) Testverfahren K-6253
beschrieben.
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Kugelförmige oder
unregelmäßige gehärtete Siliconkautschukteilchen
können
hergestellt werden, indem Alkoxysilane und andere hydrolysierbare
Organosiliciumverbindungen einer Reaktion ausgesetzt werden, die
ihre Hydrolyse und Kondensation in einer basischen oder einer sauren
wässrigen
Lösung
involviert. Gehärtete
Siliconkautschukteilchen können
auch hergestellt werden, indem durch Hydrosilylierungsreaktion härtbare Siliconzusammensetzungen,
durch Kondensationsreaktion härtbare
Siliconzusammensetzungen, durch organisches Peroxid härtbare Siliconzusammensetzungen
und UV-härtbare
Siliconzusammensetzungen gehärtet
und in Wasser emulgiert werden, wie detailliert in Bezugsbeispiel
1 und Anwendungsbeispiel 1 hierin veranschaulicht ist. Es ist jedoch
am meisten bevorzugt, gehärtete
Siliconkautschukteilchen unter Verwendung einer durch Hydrosilylierungsreaktion
härtbaren
Zusammensetzung oder einer durch Kondensation härtbaren Siliconzusammensetzung,
die in Wasser emulgiert wird herzustellen.
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Durch
Hydrosilylierungsreaktion härtbare
Siliconzusammensetzungen werden durch Zusammensetzungen veranschaulicht,
die ein Polyorganosiloxan mit mindestens zwei Alkenylgruppen in
seinem Molekül, ein
Polyorganosiloxan mit mindestens zwei siliciumgebundenen Wasserstoffatomen
in seinem Molekül
und einen Platinkatalysator enthalten. Die durch Kondensationsreaktion
härtbaren
Siliconzusammensetzungen sind Zusammensetzungen, die (i) ein Polyorganosiloxan
mit hydrolysierbaren Gruppen, wie etwa Aminoxy-, Acetoxy-, Oxim-,
Alkoxy- oder Hydroxylgruppen,
die an mindestens zwei Siliciumatome in dem Molekül gebunden sind,
(ii) ein Vernetzungsmittel auf Silanbasis mit hydrolysierbaren Gruppen,
wie etwa Amino-, Acetoxy-, Oxim- und Alkoxygruppen, die an mindestens
drei Siliciumatome in dem Molekül
gebunden sind, und (iii) einen Kondensationsreaktionskatalysator,
wie etwa eine Organozinnverbindung oder eine Organotitanverbindung,
enthalten.
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Komponente
(A) kann ein organisches, mit Lösungsmittel
extrahierbares Öl
im Inneren der gehärteten Siliconkautschukteilchen
enthalten, das natürlicherweise
aus den Teilchen austreten wird. Solche Teilchen werden nach einem
Verfahren hergestellt, in welchem ein Öl, das die Härtungsreaktion
einer härtbaren
Siliconzusammensetzung nicht stört,
in die Zusammensetzung eingemischt wird, gefolgt von der Emulgierung
der Zusammensetzung in Wasser und Härtung. In einem anderen Verfahren
zur Herstellung solcher Teilchen, wird das Öl zu einer wässrigen
Dispersion der gehärteten
Siliconkautschukteilchen gegeben und die gehärteten Siliconkautschukteilchen
werden von dem Öl
durchdrungen, wenn sie gerührt
werden. Das erstere Verfahren ist jedoch bevorzugt.
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Diese Öle können durch
ein Siliconöl
oder ein organisches Öl
veranschaulicht werden. In Falle des Siliconöls, ist es ein Siliconöl, das die
Härtungsreaktion,
die verwendet wird, um die gehärteten
Siliconkautschukteilchen zu bilden, nicht stören wird. In Bezug auf seine
Molekülstruktur
kann es ein lineares Siliconöl, ein
teilweise verzweigtes lineares Siliconöl, ein verzweigtes Siliconöl oder ein
cyclisches Siliconöl
sein, aber lineare Siliconöle
sind am meisten bevorzugt. Solche Siliconöl werden veranschaulicht durch
cyclische Dimethylsiloxane; Dimethylpolysiloxane, deren beide Enden
der Molekülkette
mit Trimethylsiloxygruppen endblockiert sind; Dimethylsiloxan-Methylphenylsiloxan-Copolymere,
deren beide Enden der Molekülkette
mit Trimethylsiloxygruppen endblockiert sind oder Dimethylsiloxan-Methyl(-3,3,3-trifluorpropyl)siloxan-Copolymere,
deren beide Enden der Molekülkette
mit Trimethylsiloxygruppen endblockiert sind.
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Einige
Beispiele für
die organischen Öle
sind flüssiges
Paraffin, Isoparaffin, Hexyllaurat, Isopropylmyristat, Myristylmyristat,
Cetylmyristat, 2-Octyldodecylmyristat, Isopropylpalmitat, 2-Ethylhexylpalmitat,
Butylstearat, Decyloleat, 2-Octyldodecyloleat, Myristyllactat, Cetyllactat,
Lanolinacetat, Stearylalkohol, Ketostearylalkohol, Oleylalkohol,
Avocadoöl,
Mandelöl,
Olivenöl,
Kakaoöl,
Jojobaöl,
Sesamöl,
Färberdistelöl, Sojaöl, Kamillenöl, Squalan,
Pfirsichkernöl,
Sonnenblumenöl,
Nerzöl,
Baumwollsamenöl,
Kokosöl,
Eigelböl,
Rindertalg und Schweinefett. Einige zusätzliche Beispiele umfassen
Glykolesteröle,
wie etwa Polypropylenglykolmonooleat und Neopentylglykol-2-Ethylhexanoat;
Esteröle
von mehrwertigen Alkoholen, wie etwa Isostearinsäuretriglycerid und Kokosnusspalmölfettsäuretriglycerid,
und Polyoxyalkylenetheröle,
wie etwa Polyoxyethylenlaurylether und Polyoxypropylencetylether.
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Während es
keine Beschränkungen
in Bezug auf die Viskosität
des Silicon- oder
des organischen Öls gibt,
ist es vorzugsweise eine Viskosität bei 25°C, die nicht größer als
100.000 mPa·s
(Centipoise), bevorzugt nicht größer als
50.000 mPa·s
(Centipoise) und besonders bevorzugt nicht größer als 10.000 mPa·s (Centipoise)
ist. Wenn seine Viskosität
die Obergrenze des Bereichs übersteigt,
wird es schwierig, gehärtete
Siliconkautschukteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von nicht
mehr als 500 μm
zu bilden. In vielen Fällen ist
das am meisten bevorzugte Öl
ein Siliconöl,
da Siliconöle
eine hervorragende Affinität
für gehärtete Siliconkautschukteilchen
haben. Der Gehalt an dem Öl
sollte 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise 50 Gewichtsprozent des Gewichts
der gehärteten
Siliconkautschukteilchen nicht übersteigen.
Wenn dieser obere Bereich überschritten
wird, ist es schwierig, gehärtete
Siliconkautschukzusammensetzung herzustellen, die fähig sind,
das Öl
zu enthalten.
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Komponente
(A) kann in der wässrigen
Dispersion in Mengen von etwa 25 bis 80 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Gewicht der wässrigen
Dispersion, vorhanden sein. Die Stabilität von wässrigen Dispersionen, in welchen
der Gehalt an Komponente (A) unterhalb der Untergrenze des Bereichs
liegt, neigt dazu, abzunehmen und die Anwendbarkeit der Dispersionen
sind beschränkt.
Andererseits neigen die Handhabungseigenschaften von wässrigen
Dispersionen, in welchen der Gehalt an Komponente (A) die Obergrenze
des Bereichs übersteigt,
dazu, sich zu verschlechtern.
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Oberflächenaktives
Mittel Komponente (B) ist eine Komponente, die verwendet wird, um
die Dispergierbarkeit von Komponente (A) in Wasser zu verbessern.
Komponente (B) kann ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel, ein kationisches
oberflächenaktives
Mittel, ein anionisches oberflächenaktives
Mittel, ein amphoteres oberflächenaktives
Mittel oder eine Mischung aus zwei oder mehr solchen oberflächenaktiven
Mitteln sein. Nichtionische oberflächenaktive Mittel sind als
Komponente (B) besonders bevorzugt.
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Die
nichtionischen oberflächenaktiven
Mittel können
lipophile oder hydrophile Mittel sein. Stellvertretende lipophile
nichtionische oberflächenaktive
Mittel umfassen Sorbitanfettsäureester,
wie etwa Sorbitanmonooleat, Sorbitanmonoisostearat, Sorbitanmonolaurat,
Sorbitanmonopalmitat, Sorbitanmonostearat, Sorbitansesquioleat,
Sorbitantrioleat, Triglycerinsorbitanpenta-2-ethylhexanoat und Diglycerinsorbitantetra-2-ethylhexanoat;
Glycerinfettsäuren,
wie etwa Monobaumwollsamenölfettsäureglycerin,
Glycerinmonomonoerucat, Glycerinses quioleat, Glycerinmonostearat,
Glycerinpyroglutamat-α,α'-oleat, Glycerinmonostearat
und Glycerinmaleat; Propylenglykolfettsäureester, wie etwa Propylenglykolmonostearat;
gehärtete
Rhizinusölderivate
und Glycerinalkylether.
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Einige
stellvertretende Beispiele für
hydrophile nichtionische oberflächenaktive
Mittel umfassen POE-Sorbitanfettsäureester, wie etwa Polyoxyethylen(POE)-Sorbitanmonooleat,
POE-Sorbitanmonostearat, POE-Sorbitanmonooleat, POE-Sorbitantetraoleat,
POE-Sorbitmonolaurat, POE-Sorbitmonooleat, POE-Sorbitpentaoleat
und POE-Sorbitmonostearat; POE-Glycerinfettsäureester, wie etwa POE-Glycerinmonostearat, POE-Glycerinmonoisostearat
und POE-Glycerintriisostearat;
POE-Fettsäureester,
wie etwa POE-Monooleat, POE-Monostearat, POE-Distearat, POE-Monodioleat
und Ethylenglykolstearat; POE-Alkylether, wie etwa POE-Laurylether,
POE-Oleylether, POE-Stearylether, POE-Behenylether, POE-2-Octyldodecylether
und POE-Cholestanolether, und POE-Alkylphenylether, wie etwa POE-Octylphenylether,
POE-Nonylphenylether und POE-Dinonylphenylether.
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Weitere
Beispiele für
nichtionische oberflächenaktive
Mittel, die verwendet werden können,
umfassen Mittel des Pluronic-Typs, wie etwa Pluronic (Polyoxyethylenpolyoxypropylenglycol);
POE-POP-Alkylether, wie etwa POE-Polyoxypropylen(POP)-Cetylether,
POE-POP-2-Decyltetradecylether, POE-POP-Monobutylether, hydriertes
POE-POP-Lanolin und POE-POP-Glycerinether; Tetra-POE-Tetra-POP-Ethylendiaminkondensationsprodukt,
wie etwa Produkte, die unter der Bezeichnung TETRONIC® vertrieben
werden; POE-Rhizinusöl und
gehärtete
Rhizinusölderivate,
wie etwa POE-Rhizinusöl,
gehärtetes
POE-Rhizinusöl,
gehärtetes POE-Rhizinusölmonoisostearat,
gehärtetes
POE-Rhizinusöltriisostearat,
gehärteter
POE-Rhizinusölmonopyroglutamatmonoisostearatdiester
und gehärtete
POE-Rhizinusölmaleinsäure; POE-Bienenwachs-
und Lanolinderivate, wie etwa POE-Sorbitbienenwachs; Alkanolamide,
wie etwa Kokosölfettsäurediethanolamid,
Laurinsäuremonoethanolamid
und Fettsäureisopropanolamid;
POE-Propylenglykolfettsäureester;
POE-Alkylamine; POE-Fettsäureamide;
Sucrosefettsäureester;
POE-Nonylphenylformaldehydkondensationsprodukte; Alkylethoxydimethylaminoxide
und Trioleylphosphorsäure.
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Verbindungen
auf Organosiliciumbasis können
auch als nichtionische oberflächenaktive
Mittel (B) verwendet werden, einschließlich nichtionischen oberflächenaktiven
Mitteln auf Siliconbasis, wie etwa Dimethylpolysiloxan-Polyethylenglykol,
Dimethylpolysiloxan-Polyethylen, Dimethylpolysiloxan-Polyethylenglykol-Copolymere und Dimethylpolysiloxan-Methyl(polyoxyethylen)siloxan-Copolymere.
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In
jedem Falle, welche Art von nichtionischem oberflächenaktiven
Mittel (B) auch immer verwendet wird, sind polyethylenoxidgruppenhaltige
Verbindungen bevorzugt. Bei Alkylethern von Polyethylenoxiden insbesondere
ist es bevorzugt, Verbindungen, in welchen mindestens 10 Gewichtsprozent
der Alkylgruppen in dem Alkylether C13-Alkylgruppen
sind, oder Verbindungen, wie etwa Polyoxyethylensorbitanmonolaurylether, zu
verwenden. Der Gehalt an Komponente (B) in der wässrigen Dispersion der Erfindung
ist vorzugsweise 0,001–10
Gewichtsprozent, bevorzugter 0,01–5 Gewichtsprozent der wässrigen
Dispersion. Die Stabilität
der wässrigen
Dispersion neigt dazu, sich zu verschlechtern, wenn der Gehalt an
Komponente (B) in der wässrigen Dispersion
geringer als die Untergrenze des Bereichs ist, und die Anwendbarkeit
der wässrigen
Dispersion neigt dazu, begrenzt zu sein, wenn er die Obergrenze
des Bereichs übersteigt.
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Komponente
(C) ist ein Verdickungsmittel zur Verbesserung der Dispersionsstabilität von Komponente (A)
in der wässrigen
Dispersion, indem die Viskosität
der wässrigen
Dispersion erhöht
wird. Komponente (C) wird veranschaulicht durch Tonmineralien und
wasserlösliche
Polymere. Einige spezielle Beispiele für Verdickungsmittel Komponente
(C) umfassen natürliche
wasserlösliche
hochmolekulare Polymere und von Pflanzen abgeleitete hochmolekulare
Polymere, wie etwa Gummi arabicum, Traganthgummi, Galactan, Guar-Mehl, Johannisbrotgummi,
Karaya-Gummi, Carrageen, Pektin, Agar-Agar, Samen der Cydonia-Quitte, Algenkolloid in
Form von Braunalgenextrakt, Weizen, Glycyrrhizinsäure und
Stärke
in Form von Reis, Mais oder Kartoffelknollen; von Mikroorganismen
stammende hochmolekulare Polymere, wie etwa Xanthanlösung, Dextran,
Succinoglucan und Pullulan; hochmolekulare Polymere auf tierischer
Basis, wie etwa Kollagen, Casein, Albumin und Gelatine; halbsynthetische
wasserlösliche
hochmolekulare Polymere, einschließlich hochmolekularen Polymeren
auf Stärkebasis,
wie etwa Carboxymethylstärke
und Methylhydroxypropylstärke;
hochmolekulare Polymere auf Cellulosebasis, wie etwa Nitrocellulose,
Ethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyethylcellulose,
Natriumcellulosesulfat, Hydroxypropylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose
(CMC), kristalline Cellulose und Cellulosepulver; hochmolekulare
Polymere auf Basis von Alginsäure,
wie etwa Natriumalginat und Alginsäurepropylenglykolester; hochmolekulare
Polymere der Vinylreihe, wie etwa Polyvinylalkohol, Polyvinylmethylether,
Polyvinylpyrrolidon und Carboxyvinylpolymere, wie etwa Produkte,
die unter der Bezeichnung CARBOPOL®941
vertrieben werden; alkylmodifizierte Carboxylvinylpolymere, wie
etwa Produkte, die unter den Bezeichnungen CARBOPOL®1342,
PEMULEN® TR-1 oder PEMULEN® TR-2
vertrieben werden; hochmolekulare Polymere auf Polyoxyethylenbasis,
wie etwa Polyethylenglykol 1500, Polyethylenglykol 4000 und Polyethylenglykol
6000; hochmolekulare Polymere des Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Copolymer-Typs;
hochmolekulare Acrylpolymere, wie etwa Natriumpolyacrylat, Polyethylacrylat
und Polyacrylamid; Polyethylenimine; kationische Polymere und synthetische
wasserlösliche
hochmolekulare Polymere.
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Wenn
beabsichtigt ist, die wässrige
Dispersion mit kosmetischen Stoffen zu vermischen, sind Cellulosepolymere,
insbesondere Methylhydroxypropylcellulose und Xanthanlösung, aufgrund
ihrer schwachen Koagulationseigenschaft in Bezug auf die Pigmente
und Puder, die in kosmetischen Stoffen verwendet werden, als Komponente
(C) bevorzugt. Der Gehalt an Komponente (C) in wässrigen Dispersionen gemäß der Erfindung beträgt vorzugsweise
10–5.000
Teile pro Million (ppm). Diese Menge an Komponente (C) macht es
möglich, der
wässrigen
Dispersion eine besser geeignete Viskosität zu verleihen, und sie verbessert
die Dispergierbarkeit und Stabilität von Komponente (A) in der
wässrigen
Dispersion.
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Komponente
(D) ist das antiseptische Mittel, das verwendet wird, um antiseptische
und Antischimmeleigenschaften der wässrigen Dispersion zu verbessern,
ohne ihre Stabilität
zu beeinträchtigen.
Komponente (D) kann (i) ein antiseptisches Mittel, das aus Phenoxyethanol,
Chlorphenesin, Methylparaben und Benzoesäure besteht, sein oder Komponente
(D) kann ein antiseptisches Mittel (ii), das aus Phenoxyethanol,
Chlorphenesin und Sorbinsäure
besteht, sein. Es sollte bemerkt werden, dass Phenoxyethanol oft
als Ethylenglykolmonophenylether oder Phenyl-Cellosolve bezeichnet
wird; Chlorphenesin ist 3-(4-Chlorphenoxy)- 1,2-propandiol und Methylparaben ist
Methyl-p-hydroxybenzoat. Die Struktur von Chlorphenesin ist unten
gezeigt.
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Diese
speziellen Kombinationen von Verbindungen machen es möglich, der
wässrigen
Dispersion, die die gehärteten
Siliconkautschukteilchen enthält,
ausreichende antiseptische und Antischimmeleigenschaften zu verleihen.
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Komponente
(D) sollte 40–85
Gewichtsprozent Phenoxyethanol und 10–30 Gewichtsprozent Chlorphenesin
enthalten. Wasserlösliche
Dispersionsmedien, wie etwa Glycerin und Propylenglykol, können auch in
Komponente (D) enthalten sein, um Dispergierbarkeit von Phenoxyethanol,
Chlorphenesin, Methylparaben, Benzoesäure und Sorbinsäure in der
wässrigen
Dispersion zu verbessern. Komponente (D) sollte in der wässrigen
Dispersion in einer Menge vorhanden sein, die ausreichend ist, dass
die wässrige
Dispersion ausreichende antiseptische Eigenschaften und Antischimmeleigenschaften
zeigt. Typischerweise wird sie in einer Menge von 0,1–10 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 0,5–2,5
Gewichtsprozent, vorhanden sein.
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Wasser
ist das Medium, das verwendet wird, um Komponente (A) zu dispergieren.
Während
es keine Beschränkungen
in Bezug auf den Gehalt an Wasser in der wässrigen Dispersion gibt, wird
es im Allgemeinen den Rest der wässrigen
Dispersion ausmachen, was in jedem einzelnen Fall vom Gehalt der
anderen Komponenten (A) bis (D) abhängt, die verwendet werden,
um die wässrige
Dispersion zu bilden.
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Außer dass
die wässrige
Dispersion Komponenten (A) bis (D) enthält, gibt es keine Beschränkungen bezüglich des
Verfahrens, das zu ihrer Herstellung verwendet wird. Somit können nach
Herstellen einer wässrigen
Dispersion, die Komponente (A), Komponente (B) und Wasser enthält, diese
Komponenten dann mit Komponenten (C) und (D) vermischt werden. Alternativ
kann eine härtbare Siliconzusammensetzung
in einer wässrigen
Lösung,
die Komponente (B) und Wasser enthält, emulgiert und gehärtet werden,
und dann kann die gehärtete
Siliconzusammensetzung mit Komponenten (C) und (D) vermischt werden.
In jedem Fall kann Wärme
angewandt werden, wenn Komponente (D) zugegeben wird. Während Verdickungsmittel
Komponente (C) es möglich
macht, Komponente (A) stabil in Wasser zu dispergieren, kann die
wässrige
Dispersion, da sie Komponente (D) enthält, dennoch als ein Ausgangsstoff
für Kosmetika
und Beschichtungen verwendet werden, da sie antiseptische und Antischimmeleigenschaften
besitzt, sogar, wenn die Mengen von Komponente (B) und Komponente
(C) erhöht
werden.
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ANWENDUNGSBEISPIELE
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Die
wässrige
Dispersion von gehärteten
Siliconkautschukteilchen der Erfindung wird detaillierter in den
folgenden Anwendungsbeispielen erklärt. Der Begriff "Viskosität" in den Anwendungsbeispielen
bezieht sich auf Werte, die bei 25°C erhalten wurden.
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Viskosität der wässrigen
Dispersion von gehärteten
Siliconkautschukteilchen
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Die
Viskosität
von wässrigen
Dispersion von gehärteten
Siliconkautschukteilchen wurde unter Verwendung eines Bismetron
Modell VG-DA Rotationsviskosimeters von Shibaura Systems Co., Ltd.
gemessen. Das Gerät
wurde mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 30 U/min betrieben
und die Werte wurden 3 Minuten nach Beginn der Rotation erhalten.
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Mittlere Teilchengröße von gehärteten Siliconkautschukteilchen
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Die
mittlere Teilchengröße der gehärteten Siliconkautschukteilchen
wurde unter Verwendung eines Modell LA-500 Teilchengrößenverteilungsanalysators
des Laserbeugungstyps von Horiba Ltd. gemessen. Der Medianwert,
d.h. die Teilchengröße, die
50 Prozent der Summenverteilung entspricht, wurde als die mittlere Teilchengröße verwendet.
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Stabilität bei 50°C
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Die
wässrige
Dispersion von gehärteten
Siliconkautschukteilchen wurde in eine 100-ml-Glasampulle gegeben
und in einem Ofen 2 Wochen bei 50°C
aufbewahrt. Zusammensetzungen, in welchen der emulgierte Zustand
der wässrigen
Dispersion stabil blieb, wurden mit "O" bezeichnet,
während
Zusammensetzungen, in welchen der emulgierte Zustand beeinträchtigt wurde
und Auftrennung erkennbar war, mit "X" bezeichnet
wurden.
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Gefrierstabilität
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50
g eine wässrigen
Dispersion von gehärteten
Siliconkautschukteilchen wurden in eine Glasflasche gegeben, die
lose mit einem Stopfen verschlossen war. 5 Testzyklen wurden durchgeführt, wobei
ein einzelner Zyklus darin bestand, die Flasche 18 Stunden bei –15°C aufzubewahren,
gefolgt von Aufbewahren der Flasche für 6 Stunden bei 25°C. Wiederum
wurden Zusammensetzungen, in welchen der emulgierte Zustand der
wässrigen
Dispersion stabil blieb, mit "O" bezeichnet, während Zusammensetzungen,
in welchen der emulgierte Zustand beeinträchtigt wurde und Auftrennung
erkennbar war, mit "X" bezeichnet wurden.
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Bewertung
von antiseptischen Eigenschaften
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Alle
Formulierungen wurden in einem mikrobiologischen Standardlabor zur
Expositionsanalyse getestet, um ihre Fähigkeit zu bestimmen, der Verunreinigung
durch Bakterien, Hefen und Schimmel standzuhalten. Drei getrennte
Expositionstests wurden durchgeführt.
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Zu
Beginn wurde ein Konservierungsmittel-Screen verwendet, um die Optionen
der Biozidauswahl einzuschränken.
Der Konservierungsmittel-Screen verwendete einen gemischten Impfkulturcocktail,
der aus gramnegativen und grampositiven Bakterien und Hefen bestand.
1 ml dieser Impfkultur wurde zu einer 20-ml-Probe jeder Formulierung alle 48
Arbeitsstunden, für
insgesamt 6 Beimpfungen innerhalb eines 2-Wochen-Zeitraums gegeben.
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Nach
jeder Beimpfung wurden die Proben bei 30 ± 2°C für weitere 48 Stunden inkubiert.
Der zweiten Inkubationsperiode folgend wurden die Proben mithilfe
einer üblichen
Pour-Plate-Mehtode untersucht, um zu bestimmen, ob das Konservierungsmittelsystem
fähig war,
die Bakterien und die Hefen zu regulieren und abzutöten. Eine
Beschreibung der üblichen
Pour-Plate-Methode ist in einem Text von J. G. Black, Microbiology Principles
and Explorations, Vierte Auflage (Lehrerausgabe), Seite 141–142, Prentice
Hall, (ISBN 0-13-920729-5) zu finden. Die gegossenen Schalen wurden
nach Inkubation bei 30 ± 2°C für 48 Stunden
abgelesen.
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Eine
zweite Untersuchung, der Expositionstest in Bezug auf das Schimmelbildungsvermögen, wurde gleichzeitig
mit dem Konservierungsmittel-Screen durchgeführt. Der Schimmelexpositionstest
verwendete eine Impfkultur aus 106 Schimmelsporen.
1 ml der Impfkultur wurde zu einer 9-ml-Probe jeder Formulierung am
ersten Tag des Versuchs gegeben. Die Proben wurden dann 24 Stunden
bei 25 ± 2°C inkubiert
und gemäß einer üblichen
Pour-Plate-Methode getestet, um zu bestimmen, ob das Konservierungsmittelsystem
niedriges Risiko für
Verunreinigung durch Schimmel aufwies. Die gegossenen Schalen wurden
nach Inkubation bei 25 ± 2°C für 48 Stunden
abgelesen. Die Proben wurden dann bei 25 ± 2°C für insgesamt 5 Wochen zur ausgedehnten
Untersuchung erneut inkubiert. Während
dieser Zeit wurden sie wöchentlich
gemäß der üblichen Pour-Plate-Methode untersucht,
um zu bestimmen, ob die Formulierungen ein niedriges, mittleres
oder hohes Risiko für
Verunreinigungen durch Schimmel hatten. Wenn nach 24-stündiger Inkubation
kein Wachstum vorhanden war, wurden sie als mit niedrigem Risiko
angesehen. Bewertungen als niedriges, mittleres und hohes Risiko
wurden basierend auf der Zeit gemacht, die das Konservierungsmittelsystem
benötigte,
um alle Mikroorganismen abzutöten.
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Formulierungen,
die den Konservierungsmittel-Screen und den Schimmelexpositionstest
bestanden, wurden dann der Bakterienexposition unterzogen. Der Expositionstest
in Bezug auf das Bakterienbildungsvermögen verwendete individuelle
Impfkulturen für
jeden der zu testenden Organismen. Jede Probe wurde in 5 getrennte
99-ml-Proben aufgeteilt, um mit jeder von 5 getrennten 1-ml-Impf kulturen
jeden Tag für
insgesamt 8 Arbeitstage beimpft zu werden. Jeder Beimpfung nachfolgend
wurden die Formulierungen bei 30 ± 2°C inkubiert. Während eines
2-Wochen-Zeitraums, beginnend mit der ersten Beimpfung, wurden die
Proben insgesamt fünfmal
gemäß einer üblichen
Pour-Plate-Methode untersucht, um zu bestimmen, ob die Formulierung ein
niedriges, mittleres oder hohes Risiko für Verunreinigungen durch Bakterien-
und/oder Hefen zeigte. Die gegossenen Platten wurden nach Inkubation
bei 30 ± 2°C für 48 Stunden
abgelesen.
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Bezugsbeispiel 1
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Eine
wasserbasierte Emulsion einer Siliconzusammensetzung wurde hergestellt,
indem (i) 94,8 Gewichtsteile eines Dimethylpolysiloxans mit einer
Viskosität
von 400 mPa·s,
dessen beide Enden seiner Molekülkette
mit Dimethylvinylsiloxygruppen endblockiert waren, verwendet wurden.
Es enthielt 2,5 Gewichtsprozent eines cyclischen Dimethylsiloxans
mit einer Viskosität
von etwa 20 mPa·s.
Dimethylpolysiloxan (i) wurde mit (ii) 5,2 Gewichtsteilen eines
Dimethylsiloxan-Methylwasserstoffsiloxan-Copolymers
mit einer Viskosität
von 50 mPa·s
vermischt. Beiden Enden seiner Molekülkette waren mit Trimethylsiloxygruppen
in solch einer Menge blockiert, dass das Molverhältnis von siliciumgebundenen
Wasserstoffatomen in dem Copolymer (ii) zu Vinylgruppen in Dimethylpolysiloxan
(i) 0,95 betrug. Dimethylpolysiloxan (i) und Copolymer (ii) wurden
emulgiert, indem sie zu 30 Gewichtsteilen einer wässrigen
Lösung
gegeben wurden, die 5 Gewichtsprozent einer nichtionischen oberflächenaktive
Substanz enthielt, die ein (iii) Polyoxyethylen(12)alkylether war.
Diese wässrige Lösung von
nichtionischer oberflächenaktiver
Substanz wird hiernach als die POE(12)-Alkylether-Lösung bezeichnet.
Der POE(12)-Alkylether enthielt 43 Gewichtsprozent Alkylgruppen,
die sekundäre
Dodecylgruppen waren, während
57 Gewichtsprozent der Alkylgruppen sekundäre Tridecylgruppen waren. Die
POE(12)-Alkylether-Lösung
als nichtionische oberflächenaktive
Substanz hatte einen HLB von etwa 14,5. Der Emulgierung folgte die
Zugabe von weiteren 20,5 Gewichtsteilen entmineralisiertem Wasser.
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Eine
wässrige
Dispersion von Siliconkautschukteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 3,5 μm wurde hergestellt,
indem die obige emulgierte Siliconzusammensetzung einer Hydrosilylierung
unterworfen wurde. Dies wurde durchgeführt, indem zu der emulgierten
Siliconzusammensetzung eine wasserbasierte Emulsion von Platinkatalysator
mit einer mittleren Teilchengröße von 0,3 μm gegeben
wurde. Die wasserbasierte Emulsion von Platinkatalysator wurde hergestellt,
indem 0,1 Gewichtsteile einer gemischten Lösung von Isopropylalkohol und
1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, die einen 1,3-Divinyltetramethyldisiloxankomplex
von Platin enthielt, und 10,1 Gewichtsteile POE(12)-Alkylether-Lösung, die
1 Gewichtsprozent POE(12)-Alkylether enthielt, vereinigt und emulgiert
wurden.
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Die
emulgierte Siliconzusammensetzung und die wasserbasierte Emulsion
von Platinkatalysator wurden dann vereinigt, so dass der Gehalt
an Platinmetall in Gewichtseinheiten relativ zu der emulgierten
Siliconzusammensetzung 4 ppm betrug. Man ließ die Mischung aus den beiden
Emulsionen einen Tag stehen. Die Typ-A-Durometerhärte der
resultierenden Siliconkautschukteilchen war 29, gemäß der Vorgehensweise,
die in Japanischem Industrie Standard (JIS) K-6253 definiert ist.
Der Wert, der gemäß dieser
Vorgehensweise erhalten wurde, wurde erhalten, nachdem man die Mischung
bei Raumtemperatur einen Tag stehen ließ.
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Anwendungsbeispiel 1
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32,5
Gewichtsteile POE(12)-Alkylether-Lösung und 3,2 Gewichtsteile
einer ähnlich
aufgebauten nichtionischen oberflächenaktiven Substanz, POE(3)-Alkylether-Lösung mit
einem HLB von 6,2, wurden bei 80°C mit
18,1 Gewichtsteilen eines antiseptischen Mittels vermischt. Das
antiseptische Mittel enthielt 8,4 Gewichtsteile Phenoxyethanol,
2,6 Gewichtsteile Chlorphenesin, 3,3 Gewichtsteile Methylparaben,
0,9 Gewichtsteile Benzoesäure
und 2,9 Gewichtsteile Glycerin. Eine wässrige Dispersion von Siliconkautschukteilchen
(I) wurde hergestellt, indem 1.530 Gewichtsteile der wässrigen
Dispersion von Siliconkautschukteilchen, die in Bezugsbeispiel 1
hergestellt wurde, zu der Mischung gegeben wurden und dann 3,4 Gewichtsteile
Hydroxypropylmethylcellulose, die unter der Bezeichnung METOLOSE
90SH-15000 von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. vertrieben wird, hinzugegeben
wurden.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine
wässrige
Dispersion (ii) von Siliconkautschukteilchen wurde hergestellt,
indem Anwendungsbeispiel 1 wiederholt wurde, aber das antiseptische
Mittel weggelassen wurde.
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Vergleichsbeispiel 2
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Eine
wässrige
Dispersion (III) von Siliconkautschukteilchen wurde hergestellt,
indem Anwendungsbeispiel 1 wiederholt wurde, ausgenommen, dass das
antiseptische Mittel 9,7 Gewichtsteile Phenoxyethanol, 2,9 Gewichtsteile
Chlorphenesin, 2,2 Gewichtsteile Methylparaben und 3,3 Gewichtsteile
Glycerin enthielt. Die Mengen der einzelnen Komponenten in dem antiseptischen
Mittel unterschieden sich von denen aus Anwendungsbeispiel 1 und
Benzoesäure
war in dem antiseptischen Mittel in diesem Vergleichsbeispiel 2
nicht vorhanden.
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Bezugsbeispiel 2
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Bezugsbeispiel
1 wurde wiederholt, ausgenommen, dass die verwendete, nichtionische
oberflächenaktive
Substanz 19 Gewichtsteile einer wässrigen Lösung war, die 5,3 Gewichtsprozent
Polyoxyethylensorbitanmonolaurylether, vertrieben unter der Bezeichnung
REODOL SUPER TW-L120 von Kao Corporation und hiernach als RODOL
SUPER bezeichnet, enthielt. Der Emulierung folgte die Zugabe von
weiteren 30,8 Gewichtsteilen entmineralisiertem Wasser. Die Größe der Siliconkautschukteilchen,
die in diesem Bezugsbeispiel 2 erhalten wurden, war 4,1 μm, anstelle
von 3,5 μm
wie in Bezugsbeispiel 1.
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Anwendungsbeispiel 2
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Eine
Mischung wurde hergestellt, indem 2,0 Gewichtsteile Xanthanlösung, 37,1
Gewichtsteile RODOL SUPER und 20,6 Gewichtsteile eines antiseptischen
Mittels, das aus 11,1 Gewichtsteilen Phenoxyethanol, 3,7 Gewichtsteilen
Chlorphenesin, 0,9 Gewichtsteilen Sorbinsäure und 4,9 Gewichtsteilen
Polypropylenglykol bestand, vereinigt wurden. Eine wässrige Dispersion
von Siliconkau tschukteilchen (IV) wurde hergestellt, indem 1.520
Gewichtsteile der wässrigen
Dispersion von Siliconkautschukteilchen, die in Bezugsbeispiel 2
hergestellt wurde, mit der Mischung vermischt wurden.
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Vergleichsbeispiel 3
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Anwendungsbeispiel
2 wurde wiederholt, ausgenommen, dass das antiseptische Mittel bei
der Herstellung einer wässrigen
Dispersion von Siliconkautschukteilchen (V) weggelassen wurde.
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Vergleichsbeispiel 4
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Eine
wässrige
Dispersion von Siliconkautschukteilchen (VI) wurde hergestellt,
indem Anwendungsbeispiel 2 wiederholt wurde, ausgenommen, dass 15,9
Gewichtsteile eines antiseptischen Mittels verwendet wurden und
es aus 10,5 Gewichtsteilen Phenoxyethanol, 0,9 Gewichtsteilen Sorbinsäure und
4,5 Gewichtsteile Propylenglykol bestand.
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Die
Viskosität,
Stabilität
bei 50°C
und die Gefrierstabilität
der wässrigen
Dispersionen von Siliconkautschukteilchen, die in den obigen Anwendungsbeispielen
und Vergleichsbeispielen erhalten wurden, sind in Tabelle 1 gezeigt,
ihre antiseptischen Eigenschaften sind in Tabelle 2 gezeigt und
ihre Antischimmeleigenschaften sind in Tabelle 3 gezeigt.
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In
Tabelle 1 bedeutet das Symbol "O" gute Gefrierstabilität, während Symbol "X" schlechte Gefrierstabilität bedeutet.
In Tabellen 2 und 3 bedeuten die Akronyme NG und TNTC "Kein Wachstum (No
Growth)" bzw. "Zu zahlreich, um
zu zählen
(Too Numerous To Count)".
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Andere
Variationen können
in Verbindungen, Zusammensetzungen und Verfahren, die hierin beschrieben
sind, gemacht werden, ohne von den wesentlichen Merkmalen der Erfindung
abzuweichen. Die Ausführungsformen
der Erfindung, die speziell hierin veranschaulicht sind, sind nur
exemplarisch und sind nicht als Beschränkungen auf ihren Umfang, ausgenommen,
wie er in den angefügten
Ansprüchen
definiert ist, gedacht.
