JP2000508027A - 多価カチオン性シリコーンポリマー - Google Patents
多価カチオン性シリコーンポリマーInfo
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Abstract
(57)【要約】
以下のa)及びb)を含むシリコーンポリマーを開示する。a)下記の式で表わされるユニット(A)及びにユニット(B)並びに(C)の少なくとも一つ:
ここで、Q1は酸素、窒素、硫黄又はメチレンであり;Xは0から約20の整数であり;Yは0から約20の整数であり;Zは0から約20の整数であり;Q2はCH2又は下記の式のいずれかである:
R1、R2、R3及びR4は独立して炭素数1から3のアルキル、フェニル、ベンジル又はフェネチルであり;R5はエチレン又はプロピレンであり;R6は水素、炭素数1から4のアルキル、炭素数1から4のフルオロカーボン、フェニル又はベンジル;R7は炭素数1から約30のアルキル、フェニル、ベンジル又はフェネチルであり;Q3はOH、OR8、NH2、NHR9、SH、SR10、COOH、COOR11又はハロゲンであり、ここでR8、R9、R10及びR11は炭素数1から約20のアルキル又はアルキレンであり;nは1から約500の整数;そしてmは1から約100の整数である;及びb)硫酸塩、重硫酸塩、メチル硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、塩化物、臭化物、沃化物及びこれらの混合物のアニオン型のものからなるグループから選ばれるアニオンの化学量論的な量。更に、多価カチオン性シリコーンポリマーを含む織物処理用及びヘアケア用組成物を開示する。なお更に、シリコーンポリマーの適切な製造方法を開示する。
Description
【発明の詳細な説明】
多価カチオン性シリコーンポリマー
技術分野
本発明は、水混和性の特性を有する多価カチオン性シリコーンポリマーに関する
。本発明は、更にこの多価カチオン性シリコーンポリマーを含む織物の処理及び
ヘアケア組成物に関する。
発明の背景
シリコーンポリマーは、例えば表面張力の低下能、潤滑性、発泡抑制能、つや
を付与する性能、熱安定性、化学的安定性、及び人体への非常に低い生物活性の
ようなその一般的な性質のために様々な産業分野で使用されている。広い分子量
の範囲の種々の置換基を有するシリコーポリマーは、織物及び硬表面の処理用製
品、化粧品及びトイレタリー製品、及び医薬品で使用されている。これらの製品
の多くは、高い極性の溶媒と担体に基づく。
水と混和性がある、又は化粧品及び織物用途に適したシリコーンポリマーは、
例えば、1987年3月26日発行の風間らの「種々の反応性末端基を有する均一
な大きさのポリ(ジメチルシロキサン)の合成と反応」Polymer Journal Vol.
19,1091-1100頁、1987年4月21日発行の米国特許第4,659,777号
、及び何れも1992年3月18日公開の日本公開特許平4−85334号及び
平4-85335号のような技術で知られている。
しかし一般的には、シリコーンポリマーは、高い極性の溶媒特に水には溶解し
又は混合することが困難である。以上に基づき、水に混和性があり、従って高い
極性を持った溶媒や担体をベースとする製品に配合するために適したシリコーン
ポリマーが必要とされている。
本発明は、既存の技術にはない利益や利点を提供する。
発明の要約
本発明は、以下のものを含む多価カチオン性シリコーンポリマーに関するもの
である:
a)下記の式で表わされるユニット(A)及びユニット(B)並びに(C)の少
なくとも一つ:
ここで、Q1は酸素、窒素、硫黄又はメチレンであり;Xは0から約20の整数
であり;Yは0から約20の整数であり;Zは0から約20の整数であり;Q2
はCH2又は下記の式のいずれかである:
R1、R2、R3及びR4は独立して炭素数1から3のアルキル、フェニル、ベンジ
ル又はフェネチルであり;R5はエチレン又はプロピレンであり;R6は水素、炭
素数1から4のアルキル、炭素数1から4のフルオロカーボン、フェニル又は
ベンジル;R7は炭素数1から約30のアルキル、フェニル、ベンジル又はフェ
ネチルであり;Q3はOH、OR8、NH2、NHR9、SH、SR10、COOH、
COOR11又はハロゲンであり、ここでR8、R9、R10及びR11は炭素数1から
約20のアルキル又はアルキレンであり;nは1から約500の整数;そしてm
は1から約100の整数である;
及び
b)硫酸塩(sulfate)、重硫酸塩(hydrosulfate)、メチル硫酸塩(methylsulfate)
、炭酸塩(carbonate)、重炭酸塩(bicarbonate)、塩化物(chloride)、臭化物(bro
mide)、沃化物(iodide)及びこれらの混合物のアニオン型のものからなるグルー
プから選ばれるアニオンの化学量論的な量。
本発明は、更に多価カチオン性シリコーンポリマーを含む織物の処理及びヘア
ケア組成物に関する。
本発明は、更に多価カチオン性シリコーンポリマーを作る適切な方法に関する
。
本発明のこれらの及びその他の特徴、観点及び利点は、ここの開示を読むこと
から当業者に明らかになるであろう。
発明の詳細な記載
本明細書は、発明を特に指摘し、明確に請求して、請求項で結論づけているが
、本発明は以下の記載からより良く理解されると信じられる。
ここで全てのパーセントは、それ以外の指示がない限りは組成物の重量に基づ
く。
全ての比率は、それ以外の指示がない限りは重量比である。
ここで使用する全てのパーセント、比率及び濃度は、成分の重量での実際の量
に基づき、それ以外の指示がない限りは、溶媒、充填剤、又は成分が商業的に利
用できる製品として組み合せられるその他の材料を含まない。
ここで使用する「含む(comprising)」は、最終的な結果には影響しない他のス
テップ及び他の成分が加えられることを意味する。この用語は、「から成る
(consisting of)」及び「実質的に〜から成る(consisting essentially of)」の
用語を包含する。
すべての引用した参考文献は、その全体をここに引用する。いかなる参考文献
の引用も請求する発明に対する先行技術としての有用性に関するいかなる決定に
ついて認めるものではない。多価カチオン性シリコーンポリマー
本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーは以下のものを含む:
a)下記の式で表わされるユニット(A)及びユニット(B)並びにび(C)の
少なくとも一つ:
ここで、Q1は酸素、窒素、硫黄又はメチレンであり;Xは0から約20の整数
であり;Yは0から約20の整数であり;Zは0から約20の整数であり;Q2
はCH2又は下記の式のいずれかである:
R1、R2、R3及びR4は独立して炭素数1から3のアルキル、フェニル、ベンジ
ル又はフェネチルであり;R5はエチレン又はプロピレンであり;R6は水素、
炭素数1から4のアルキル、炭素数1から4のフルオロカーボン、フェニル又は
ベンジルであり;R7は炭素数1から約30のアルキル、フェニル、ベンジル又
はフェネチルであり;Q3はOH、OR8、NH2、NHR9、SH、SR10、CO
OH、COOR11又はハロゲンであり、ここでR8、R9、R10及びR11は炭素数
1から約20のアルキル又はアルキレンであり;nは1から約500の整数;そ
してmは1から約100の整数である;
及び
b)硫酸塩、重硫酸塩、メチル硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、塩化物、臭化物、沃
化物及びこれらの混合物のアニオン型のものからなるグループから選ばれるアニ
オンの化学量論的な量。
本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーは、少なくとも一つのユニット(
A)と少なくとも一つのユニット(B)又は(C)のいずれかが存在する限りは、
ユニット(A)と(C)を不規則な順序で、そしてユニット(B)を末端に含むことが
できる。ここで多価カチオン性シリコーンポリマーは、ユニット(B)又は(C)に
含まれるように、一つのブロック状の高分子電解質部位を含む。このような構造
と共に、本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーは、カチオン性ポリマーの
水への混和性ばかりでなく、シリコーンポリマーの特性をも有することが出来る
。本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーの構造設計と分子量は、そのポリ
マーが配合される所望の製品に従ったものを入手するように技術者によって選択
される。本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーは、合成を容易にするため
に、技術者によって選ばれる付加的な部分で終了し又は適当なスペーサーを含ん
でもよい。本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーは、ユニット(B)で終了
することができ、又はアルキル又はトリメチルシリコーンで末端封鎖されたユニ
ット(A)又は(C)で終了することも出来る。ユニット(C)が含まれる時は、多価
カチオン性シリコーンポリマーは分岐部分を含み、一方ユニット(C)を含まない
時は、多価カチオン性シリコーンポリマーは直鎖である。
本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーは、ユニット(A)とユニット(B)
のみから作ることも出来る。本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーが1個
のユニット(A)と2個のユニット(B)から作られる時は、ポリマーは2個のブロ
ック状の高分子電解質部位を含み、そして好ましくは次の一般式(Ia)で表わされ
る:
ここで、Q1は酸素、窒素、硫黄又はメチレンであり;Xは0から約20の整数
であり;Yは0から約20の整数であり;Zは0から約20の整数であり;R1
、R2、R3及びR4は独立して炭素数1から3のアルキル、フェニル、ベンジル
又はフェネチルであり;R5はエチレン又はプロピレンであり;R6は水素、アル
キル、炭素数1から10のフルオロカーボン、フェニル又はベンジルであり;R7
は炭素数1から約30のアルキル、フェニル、ベンジル又はフェネチルであり
;nは1から約500の整数であり;mは1から約100の整数であり;そして
X1は硫酸塩、重硫酸塩、メチル硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、塩化物、臭化物、
沃化物及びこれらの混合物である。
好ましくは、Q1は酸素又はメチレンであり;Xは0から5の整数であり;Y
は0から約5の整数であり;Zは0から約10の整数であり;R1、R2、R3及
びR4は、同一の置換基で、その場合置換基が炭素数1から3のアルキル基又は
フェニル基、好ましくはメチル基であり;R5はエチレン又はプロピレンであり
;R6は水素、メチル、エチル、フェニル、又はベンジル、好ましくはメチル又
はエチルであり;R7は炭素数1から約30のアルキル基、好ましくはメチル又
はエチルであり;nは5から約500、更に好ましくは5から約200の整数で
あり;mは3から約100の整数であり;そしてX1は硫酸塩、重硫酸塩、メチ
ル硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、塩化物、臭化物、沃化物及びこれらの混合物であ
る。
なお更に好ましくは下記の一般式(Ib)のシリコーンポリマーである。
ここで、nは約5から約100の整数であり;mは3から約20の整数であり;
そしてX1は硫酸塩、重硫酸塩、メチル硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩(hydrocarbona
te)、塩化物、臭化物、沃化物及びこれらの混合物からなるグループから選ばれ
る。開環重合
本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーは3段階から成る合成経路によっ
て調製することができる。
第1段階は、活性化されたシロキサンの開環重合を含む。
第1段階は、更に活性化されたシロキサンの調製のための予備的な段階を含ん
でもよい。活性化されたシロキサンは、その末端をスルフォン酸エステル又はハ
ロゲン、好ましくはトシル又はメシルスルフォン酸エステルグループで置換され
たシロキサン化合物である。
この活性化シロキサンを作るための出発シリコーン材料は、水酸基活性を有し
、その他の存在する官能基が以下に述べる活性化剤又は以下に述べる環状イミノ
エーテル類と非反応性である直鎖又は分岐鎖のシリコーンのいかなるものでもよ
い。出発シリコーン材料は、上述のユニット(A)を含み、そして少なくとも下記
の式のユニット(B1)及び(C1)の一つを含むものである:
ここで、Q1は酸素、窒素、硫黄又はメチレンであり;Xは0から約20の整数
であり;Yは0から約20の整数であり;Zは0から約20の整数であり;R3
及びR4は独立して炭素数1から3のアルキル、フェニル、ベンジル又はフェネ
チルである。出発シリコーン材料は、末端の少なくとも一つが水酸基である限り
この分野で知られたいかなるものでもよい。好ましくは出発シリコーン材料は、
ヒドロキシアルキル−シロキサン、ヒドロキシアルコキシアルキル−シロキサン
、及びポリアルコキシ−シロキサンである。商業的に入手できる出発シリコーン
材料の例は、信越化学によって供給されるX−22−160AS,KF−600
1,KF−6002,KF−6003,X−22−4015,X−22−490
1、KF−353,KF−354,KF−355,KF−954及びKF−601
1;東レダウコーニングシリコーンによって供給されるSF8427,BY16
−005、BY16−007,SH3746,SH8428,SH3771,B
Y16−036、BY16−027及びBY16−848;東芝シリコーンによ
って供給されるTSF4750,TSF4751、XF42−B0970、SF
1188,SF1288及びSF1388である。
活性化シリコーンの調製の方法は、以下のスキームに示す通りである:
式(II)で示されるジヒドロキシ末端のポリアルキルシロキサンによって例示さ
れる出発シリコーン材料は、活性化剤との反応に付されて、式(III)で示され
る活性化シロキサンが得られる。活性化剤は、スルホン化ハライドから成るグル
ープから選ばれる。ここで、ハライドはクロライド、ブロマイド、又はヨーダイ
ド、P(Hal)3,P(Hal)5及びSO2(Hal)2又はこれらの混合物であり;
(Hal)は、クロライド、ブロマイド又はヨーダイドから選ばれるハロゲンであ
る。好ましい活性化剤は、トシルクロライド又はメシルクロライドである。メシ
ルクロライドは式(XI)として例示される。
この段階の合成を実施するための適切な媒体には、無水条件を作り出す不活性
溶媒が含まれる。不活性溶媒の例は、無水(以下、「abs.」という)テトラヒド
ロフラン(以下、「THF」という)、abs.ベンゼン、abs.トルエン、abs.トリエ
チルアミン、abs.ピリジン及びこれらの混合物である。好ましくは媒体はルイス
塩基を含む。ルイス塩基の例には、例えばabs.トリエチルアミン、abs.ピリジン
、ジメチルアミノピリジン(以下、「DMAP」という)及び1,8−ジアザビシ
クロ[5.4.0.]-7-ウンデセン(以下、「DBU」という)のような液体及び固体
のものを含む。abs.トリエチルアミン及びabs.ピリジンは、両者とも溶媒及び液
体ルイス塩基として働き、したがって適切である。abs.トリエチルアミンは、液
体ルイス塩基として非常に適切である。更に好ましくは、この媒体は、良好な収
率を示すので、少なくとも活性化剤に対して化学量論量のルイス塩基を含む。な
お更に好ましくは、媒体は、例えばabs.THF、abs.ベンゼン、abs.トルエン及
びこれらの混合物のような揮発性溶媒;及び、活性化剤に対して化学量論量の、
例えばabs.トリエチルアミン、abs.ピリジン及びこれらの混合物のような液体ル
イス塩基を含む。反応は室温で、大気圧で行うことができる。
この代わりに、活性化シロキサンは、ハロゲン又はエポキシ官能性を有し、そ
の他の存在する官能基は以下に述べる環状イミノエーテルと反応性のない、いか
なる直鎖又は分岐鎖シリコーンであることが出来る。活性化シロキサンは、上記
のユニット(A)と少なくとも一つの下記のユニット(B2)又は(C2)を含むも
のである:
ここで、Q1は酸素、窒素、硫黄又はメチレンであり;Xは0から約20の整数
であり;Yは0から約20の整数であり;Zは0から約20の整数であり;R3
及びR4は独立して炭素数1から3のアルキル、フェニル、ベンジル又はフェネ
チルであり;X2はハライド又は下記の式で表わされるエポキシである:
活性化シロキサンは、少なくとも一つのハロゲン又はエポキシ官能性を有する限
り、この分野で知られたいかなるものでもよい。エポキシ官能性は、グリシジル
タイプ又はオキシランタイプであることが出来る。好ましくは、活性化シロキサ
ンはハロゲン官能性を有する。これらのハロゲン末端の活性化シロキサンが直接
開環重合に使用される時は、活性化剤との上述の反応は不必要である。活性化シ
ロキサン化合物として使用できるハロゲン官能性を有する商業的に入手可能なシ
ロキサン化合物の例は、AZmax Co.,Ltd.により供給されるLMS−
152、東芝シリコーンにより供給されるTSL9236、TSL9276、T
SL9226及びTSL9206である。エポキシ官能性を有する商業的に入手
可能なシロキサン化合物の例は、信越化学により供給されるKF−105,X−
22−163A,X−22−163B,X−22−163C,KF−1001,
KF−101,X−22−169AS,X−22−169B,KF−102,及
びX−22−173DX;東レダウコーニングシリコーンによって供給されるS
F8411,SF8413,BY16−855、BY16−855B、BY16
−839,SF8421EG,及びBY16−845;東芝シリコーンより供給
されるYF3965,XF42−A4439、TSF4730、XF42−44
38,XC96−A4462,XC96−A4463,XC96−A4464,
XC42−A5041、TSL9946,TSL9986及びTSL9906で
ある。
予備的な反応又は商業的に得られる活性化シロキサンは、開環重合として知ら
れた反応によって重合され、その態様は下記のスキームに示す:
これは式(III)によって例示される活性化シロキサンを環状イミノエーテルと
反応させ、式(IV)によって例示されるポリアミドシロキサンを得ることができ
る。環状イミノエーテルは、2-置換-2-オキサゾリン、2-置換-5,6-ジヒドロ-
4H1,3-オキサジン、及びこれらの混合物からなるグループから選ばれる。好ま
しい環状イミノエーテルは、2-Z'-2-オキサゾリン及び2-Z'オキサジンである
。ここで、Z'は水素、アルキル又は炭素数1から10のフルオロカーボン、フ
ェニル及びベンジルである。なお好ましくは、2-アルキル−2-オキサゾリンで
あり、ここでアルキルは式(XII)に例示されるように炭素数1から3である。活
性化シロキサン(III)のトシル、メシル又はハライドグループは、種々の求核
性モノマーによる攻撃の離脱グループとして知られている。トシル及びメシルグ
ループが、好ましい離脱グループである。かくして、活性化シロキサン(III)は
、求核性モノマーとして働く環状イミノエーテルによる官能性で、トシレート
又はメシレート機能若しくはハライドに向けた求核反応によるブロック共重合体
の合成のための高分子開始剤として使用される。このようにして得られたポリア
ミドシロキサン(IV)は、元々活性化されていたポリマーの官能基に高濃度のポリ
アミド部を有する。
この第1段階を実行するための適当な媒体は、無水状態を作り出す不活性溶媒
を含む。不活性溶媒の例は、abs.アセトニトリル、abs.THF、abs.ベンゼン、
abs.トルエン、abs.トリエチルアミン、abs.ピリジン及びこれらの混合物である
。好ましくは、媒体はルイス塩基を含む。ルイス塩基の例には、abs.トリエチル
アミン、abs.ピリジン、ジメチルアミノピリジン(以下、「DMAP」という)
及び1,8−ジアザビシクロ[5.4.0.]-7-ウンデセン(以下、「DBU」という
)のような液体及び固体のものを含む。abs.トリエチルアミン及びabs.ピリジン
は、両者とも溶媒及び液体ルイス塩基として働き、したがって適切である。abs.
トリエチルアミンは、非常に適切な液体ルイス塩基である。更に好ましくは、媒
体は少なくとも一つの活性化シロキサン(III)に対して化学量論量のルイス塩基
を含む。このような量のルイス塩基の存在が、活性化シロキサン(III)のポリア
ミドシロキサンへの添加率を著しく向上させることが見出された。かくして本発
明のポリマーのアミド部の数(構造中の数「m」)は、著しく改良された正確さでコ
ントロールすることが出来、目標のポリマーを高収率で得ることが出来る。なお
好ましくは、媒体は、例えばabs.アセトニトリル、abs.THF、abs.ベンゼン、
abs.トルエン及びこれらの混合物のような揮発性溶媒;及び、活性化剤に対して
化学量論量の、例えばabs.トリエチルアミン、abs.ピリジン及びこれらの混合物
のような液体ルイス塩基を含む。非常に好ましい媒体は、活性化シロキサンに対
して化学量論量の少なくとも一つのabs.トリエチルアミンのアセトニトリル溶液
である。反応は室温又は昇温下で、ほぼ大気圧で行うことができる。
開環重合が完了後、得られた反応物はアルカリ又はアルカリ塩で処理されて、
ポリアミドシロキサン(IV)を得る。このようなアルカリ又はアルカリ塩には、炭
酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、不活性
溶媒中のアミン類、及び有機酸の金属又はテトラアルキルアンモニウム塩を含む
。
反応物が炭酸ナトリウムのようなアルカリ水溶液で処理される時は、最終的に得
られるポリマーは水酸基末端を有する。反応物が不活性溶媒中のアミン類で処理
される時は、最終的に得られるポリマーはカルボキシレート又はエステル末端を
有する。還元又は水素化
第2段階は得られたポリアミドシロキサン(IV)の還元又は水素化を含む。
還元は、例えばポリアミドシロキサンをLiAl(OR)xH4-xのような還元剤
と反応させることによって行うことが出来る。ここで、Rはメチル、エチル、又
はイソプロピル、xは0又は1から3の整数であり;好ましくはLiAlH4(
リチウムアルミニウムハイドライド)である。この反応の結果、下記のスキーム
に示すような式(V)で表わされる還元されたポリアミドシロキサンが得られる
。このような還元を行うのに適した媒体は、abs.THFやabs.ジエチルエーテルの
ような不活性溶媒を含む。還元は、この代わりに、ポリアミドシロキサンを、例
えば(C2H5)3O+BF4 -、Cl3SiH、Cl3SiOH、Cl3SiOCH3、C
l3SiOC2H5、(CH3)3SiCl、又はジメチルサルフェートのような薬剤
とn−ヘキサン又はCH2Cl2のような不活性溶媒中で反応させ、引き続きジエ
チルエーテル、エタノール又はTHF中でNaBCNH3又はNaBH4で処理す
ることによって行うことが出来る。
水素化は、例えばポリアミドシロキサンを、HCl、NaOH、KOH、又は
NaHCO3のような強酸又は強アルカリの水溶液又はアルコール/水溶液と反
応させ、下記のスキームに示すような式(VI)で表わされる水素化されたポリアミ
ドシロキサンを得ることが出来る。
水素化は、この代わりにポリアミドシロキサンを、例えば(C2H5)3O+BF4 -、
Cl3SiH、Cl3SiOH、Cl3SiOCH3、Cl3SiOC2H5、(CH3)3
SiCl、H2N−NH2、又はジメチルサルフェートのような剤をabs.THF
、ジエチルエーテル、n−ヘキサン又はCH2Cl2のような不活性溶媒中で反応
させ、引き続きHCl、NaOH、KOH、NaHCO3、K2CO3,Na2CO3
、又はKHCO3のような酸又はアルカリの希釈水溶液で処理することによって
行うことが出来る。4級化
第4段階は、得られた還元されたポリアミドシロキサン(V)又は水素化ポリア
ミドシロキサン(VI)を4級化して、本発明の多価カチオン性シリコーンポリマ
ーを得ることを含む。
これは4級化剤の添加によって実施できる。4級化剤は、モノメチル硫酸、ジ
メチルサルフエート、ジエチルサルフェート、ジメチルカーボネート、メチルク
ロライド、メチルヨーダイド、メチルブロマイド、エチルクロライド、エチルヨ
ーダイド、エチルブロマイド、ベンジルクロライド、ベンジルヨーダイド、ベン
ジルブロマイド、硫酸、カルボン酸、塩酸、臭化水素酸、沃化水素酸、及びこれ
らの混合物からなるグループから選ばれる。4級化が、モノメチル硫酸、ジメチ
ルサルフェート、ジエチルサルフェート、ジメチルカーボネート、メチルクロラ
イド、メチルヨーダイド、メチルブロマイド、エチルクロライド、エチルヨーダ
イド、エチルブロマイド、ベンジルクロライド、ベンジルヨーダイド、ベンジル
ブロマイドのような正に荷電したアルキル類を与える4級化剤で行われる時は、
4級化された部位は安定で、pHに依存性がない。正に荷電したアルキル類を与
える4級化は、以下のスキームによって例示される:
一方、4級化が、硫酸、カルボン酸、塩酸、臭化水素酸、沃化水素酸のようなア
ミン部分にプロトンを与えるような4級化剤で行われる時は、4級化された部位
はpH依存性がある。アミンにプロトンを与える4級化は以下のスキームによっ
て例示される:
4級化剤は、最終的な多価カチオン性シリコーンポリマーの所望の特性によって
選択される。多価カチオン性シリコーンポリマーの使用
本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーは、シリコーンポリマーとカチオ
ン性ポリマーの両者の特性を備えていると信じられている。特別に、多価カチオ
ン性の部位が、水に混和性であり、種々の基材に対して良好な沈着性及び/又は
接着性を与え、そして抗菌作用を与える多価カチオン性シリコーンポリマーとす
ることが出来ると信じられている。この多価カチオン性シリコーンポリマーは、
シリコーンポリマーの有用な性質をも与えるということもまた信じられている。
この多価カチオン性シリコーンポリマーは、種々の分野で有用で、種々の製品
に採用されている。有用な利用分野の非限定的な例には、消費者製品分野、医学
及び薬学分野、及びその他の産業と化学分野が含まれる。
消費者製品の分野においては、この多価カチオン性シリコーンポリマーは、洗
濯用製品、ヘアケア製品、スキンケア製品、及び硬表面処理用製品類を、処理し
、良好な状態にし、研磨し、又はこれらに抗菌活性を付与するために適切である
。更に特別には、この多価カチオン性シリコーンポリマーは;例えば洗濯用洗浄
剤、石鹸、織物用クリーナー、織物用コンデイショナー、織物用の静電気防止製
品、及び織物用のしわ防止製品のような洗濯用製品の、コンデイショニング用、
柔軟用、抗しわ用、静電気防止用、抗菌用、及び汚れの再付着防止用として;例
えばシャンプー、ヘアコンデイショナー、ヘアトリートメント、ヘアスプレー、
及びヘアムースのようなヘアケア製品のための、コンデイショニング用、静電気
防止用、抗菌用、及び固着剤として;例えば化粧品及び制汗剤のようなスキンケ
ア製品の潤滑用及び脱臭用として;例えば家具の処理用製品、台所用クリーナー
、及び自動車用クリーナー又はポリッシャーのような硬表面処理用製品のための
ポリッシング用、潤滑用、及び抗菌加工用として;及び上記のいずれかの製品の
ための粘度の付与用又は有効成分又は香料の制御された放出性の付与用として適
切てある。
医学及び薬学分野では、この多価カチオン性シリコーンポリマーは、有効成分
の経皮投与のための接着剤、固定用製剤、歯型、及び歯/口腔ケア用の配合のう
食防止剤のために有用である。
その他の産業用及び化学用分野では、この多価カチオン性シリコーンポリマー
は、アルジサイド、抗カビ用、抗微生物用、脱臭用、コーテイング用、鋳型取り
外し用(mold-release)、抗摩擦用、抗発泡用、抗静電気用、及びコンポジットの
混合用のために有用である。
本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーは、高い極性の溶剤と担体、特に
水をベースとする製品、及び基材上へ沈着をねらう製品に対して特に有用である
。これらの水と混和性のある性質、及び複数のカチオン性の部位のために、本発
明の多価カチオン性シリコーンポリマーは、例えば織物、毛髪、皮膚及び硬表面
、特に織物と毛髪のような基材の表面に対して良好な沈着性を与えると考えられ
る。更にこれらの多価カチオン性シリコーンポリマーは、それが加えられる水性
の配合系に抗微生物性を与える。
本発明は、更に多価カチオン性シリコーンポリマーを含む織物処理用組成物に
関する。本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーは、織物処理用組成物、特
に担体として水を含むそれに対して有用である。これらの織物処理用組成物は、
好ましくは約0.01%から約30%の多価カチオン性シリコーンポリマーと適
切な担体を含む。適切な担体には、水、エタノール、イソプロパノール、1,2-プ
ロパンジオール、1,3-プロパンジオール、プロピレンカーボネート及びこれらの
混合物を含む。これに加えて、第4級アンモニウム柔軟剤、明色化剤、分散助剤
、アミンオキサイド、安定剤、汚れリリース剤、スカム分散剤、及びキレート剤
のようなその他の成分を含む事が出来る。本発明の織物処理剤組成物は、処理す
る織物にしわ防止効果、柔軟性及び抗微生物効果を付与する。
本発明は、更に多価カチオン性シリコーンポリマーを含むヘアケア組成物に関
する。本発明の多価カチオン性シリコーンポリマーは、ヘアケア組成物、特に担
体として水を含むものに対して有用である。このヘアケア組成物は、好ましくは
4約0.01%から約30%の多価カチオン性シリコーンポリマー及び適切な担
体
を含む。適切な担体には、水、低級アルキルアルコール、多価アルコール、及び
これらの混合物を含む。ここで有用な低級アルキルアルコールは、C1−C6ア
ルキルの1価アルコール、好ましくはC2−C3アルキルアルコールである。好
ましい低級アルキルアルコールは、エチルアルコール、イソプロピルアルコール
、及びこれらの混合物である。ここで有用な多価アルコールには、例えばプロピ
レングリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、プロパンジオール、及び
これらの混合物が含まれる。本発明のヘアケア組成物は、更に洗浄性界面活性剤
、コンデイショニング剤、及び固着用ポリマーのような付加的なヘアケア用有効
成分を含んでもよい。この多価カチオン性シリコーンポリマーは、更に、脂肪族
アルコール、脂肪酸、脂肪酸誘導体、脂肪アルコール誘導体、及びステロイドの
ような固体及び液体の脂肪化合物、固体及び液体の炭化水素、カチオン性界面活
性剤、他のカチオン性ポリマー、及びその他のシリコーン化合物からなるグルー
プから選ばれる付加的なコンデイショニング剤を含むヘアコンデイショニング組
成物を作るために特に有用である。本発明のヘアケア組成物は、処理される毛髪
に対してコンデイショニング効果及び静電防止効果を与える。
実施例
以下の実施例は、更に本発明の範囲内の好ましい態様を記述し、実証する。実
施例は、例示の目的のためのみで示され、これらの多くの変形が本発明の精神と
範囲から離れることなしに可能であるので、本発明を限定するものとして解釈さ
れるものではない。成分類は化学名で特定し、そうでなければ以下に定義する。実施例1
:
式(Ie)のポリマーが、下記のスキームで示される合成経路によって実質的に得
られる:
X3-= SO4 2-、HSO4 -、及びCH3SO4 -からなるグループから選ばれるア
ニオン類の混合物。活性化
120mlのabs.THF中で平均90から110ユニットを有するジヒドロキ
シポリシロキサン(XXI)20mmole及びトリエチルアミン(1.5当量)60mmole
の氷冷却攪拌した溶液に対して、メシルクロライドの60mmoleの割合(1.5当
量)を滴下して加える。反応混合物は氷冷却下で1時間、室温で1日間攪拌する
。濾過後真空でTHFを除去し、続いて残滓に100mlの氷水を添加する。こ
の混合物をクロロホルムで抽出し、クロロホルム抽出物をNaHCO3の飽和水
溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥する。このシロップは、更に普通の処
理法にしたがって処理し、ポリシロキサンのメシル誘導体(XXII)を得る。開環重合
密閉した試験管内で無水アセトニトリルの50ml中で、得られたメシルシロ
キサン(XXII)の5.440gの割合(5mmole)、100mmoleの蒸留した2−メチ
ル−2−オキサゾリン及び10mmoleのトリエチルアミンの密閉した反応混合物を
、80℃で24時間攪拌する。反応混合物を、次いで室温まで冷却し、10%炭
酸ナトリウムの20mlを攪拌下に添加する。この混合物を2時間攪拌し、次い
で混合物を真空で濃縮する。混合物をクロロホルムで抽出し、クロロホルム抽出
物を無水硫酸ナトリウムで乾燥する。このシロップを更に普通の処理法にしたが
って処理し、ポリアミドシロキサン(XXIII)を得る。還元
得られたポリアミドシロキサン(XXIII)(0.91mmole)のabs.ベンゼン(50
ml)溶液を、29mmole(3.2当量)のリチウムアルミニウムハイドライドと
50mlのabs.THFの氷冷却攪拌した混合物に滴下して加える。添加が完了後
、反応混合物は追加の時間氷浴中で攪拌し、次いで反応混合物が還流に達するま
で温度を徐々に上げ、還流下に1日間攪拌を続ける。反応混合物を次いで室温に
冷却し、10mlの水を攪拌下に加える。混合物を1時間攪拌し、次いでこの混
合物を濾過する。残留物を熱クロロホルムで洗浄し、還流下クロロホルムで3回
抽出する。一緒にした濾液を無水硫酸ナトリウムで乾燥する。このシロップを更
に普通の処理法にしたがって処理し、N−アルキルポリエチレンイミノシロキサ
ン(XXIV)を得る。4級化
得られたN−アルキルポリエチレンイミノシロキサン(XXIV)の8.1gの割合
を50mlヘキサンに溶解し、氷浴冷却下に、3.2gの重炭酸ナトリウム及び
20mlの水で処理する。この混合物に、4.4gのジメチルサルフェートを0
℃で20分にわたって滴下して加える。添加が終了後、反応混合物を追加の時間
氷浴で攪拌し、次いで反応混合物が還流に達するまで温度を徐々に上げ、次いで
還流下に一晩攪拌を続ける。次いで反応混合物を室温に冷却し、ヘキサン相を分
離し、NAHCO3と水の飽和水溶液で3回洗浄する。水相をクロロホルムで抽
出する。ヘキサン抽出物とクロロホルム抽出物を一緒にして無水硫酸ナトリウム
で乾燥する。このシロップを更に普通の処理法にしたがって処理し、多価カチオ
ン
性シリコーンポリマー(Ie)を得る。実施例2
式(If)のポリマーが、実施例1で示したポリアミドシロキサンXXIIIを使用し
て、下記のスキームで示される合成経路によって適切に得られる:
水素化
ポリアミドシロキサン(XXIII)の2.0g(0.8mmole)1.6mmole当量)の
ジクロロメタン溶液(100ml)に対して、トリエチルオキソニウムテトラフ
ルオロボレートの20mlの割合(ジクロロメタン中1M)を30分間にわたっ
て滴下して加える。反応混合物を室温で24時間攪拌する。ポリイミニウムシロ
キサン塩のジクロロメタンスラリーを、150mlの氷冷却した10%NA2C
O3溶液にゆっくりと注ぐ。フラスコ中に残っている固形分を30mlの10%
NA2CO3溶液で処理し、最初の混合物と一緒にする。混合物全体をジクロロメ
タンで抽出し、NA2SO4で乾燥する。このシロップを更に普通の処理法にした
がって処理し、分光学的に式(XXV)として特定できる2相の油を得る。4級化
(XXV)の150gの割合を、50mlのabs.エタノールに溶解し、2gの重炭酸
カリウムで処理した。この混合物に、10mlのabs.エタノール中の7g
の沃化メチル混合物を20分間にわたって滴下して加える。反応混合物を室温で
24時間攪拌する。この溶液の溶媒を真空で除去し、分光学的データがその物質
を式(If)の多価カチオン性シリコーンポリマーとして特定する固形物質を得た。実施例3
式(Ig)のポリマーが、下記のスキームで示される合成経路によって適切に得ら
れる:X3-= SO4 2-、HSO4 -、及びCH3SO4 -からなるグループから選ばれるア
ニオン類の混合物。活性化
120mlのabs.THF中で平均50から70ユニットを有する分岐鎖カルビ
ノールポリシロキサン(構造XXXI)20mmole及びトリエチルアミン(1.5当量)
90mmoleの氷冷却攪拌した溶液に対して、メシルクロライドの90mmoleの割合
(1.5当量)を滴下して加える。反応混合物を氷冷却下で1時間、室温で1日間
攪拌する。濾過後真空でTHFを除去し、続いて残留物に100mlの氷水を添
加する。この混合物をクロロホルムで3回抽出し、クロロホルム抽出物は一緒に
してNaHCO3の飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥する。この
シロップは、更に普通の処理法にしたがって処理し、ポリシロキサンのメシル誘
導体(XXXII)を得る。開環重合
密閉した試験菅内で無水アセトニトリルの50ml中で、得られたメシルシロ
キサン(XXXII)の5mmoleの割合、150mmoleの蒸留した2−メチル−2−オキ
サゾリン及び15mmoleのトリエチルアミンの密閉した反応混合物を、80℃で
24時間攪拌する。反応混合物を、次いで室温まで冷却し、10%炭酸ナトリウ
ムの20mlを攪拌下に添加する。この混合物を2時間攪拌し、次いで混合物を
真空で濃縮する。混合物をクロロホルムで抽出し、クロロホルム抽出物を無水硫
酸ナトリウムで乾燥する。このシロップを更に普通の処理法にしたがって処理し
、ポリアミドシロキサン(XXXIII)を得る。還元
得られたポリアミドシロキサン(XXXIII)(0.91mmole)のabs.ベンゼン(5
0ml)溶液を、29mmole(3.2当量)のリチウムアルミニウムハイドライド
と50mlのabs.THFの氷冷却攪拌した混合物に滴下して加える。添加が完了
後、反応混合物は追加の時間氷浴中で攪拌し、次いで反応混合物が還流に達する
まで温度を徐々に上げ、還流下に1日間攪拌を続ける。反応混合物を次いで室温
に冷却し、10mlの水を攪拌下に加える。混合物を1時間攪拌し、次いでこの
混合物を濾過する。残留物を熱クロロホルムで洗浄し、還流下クロロホルムで3
回抽出する。一緒にした濾液を無水硫酸ナトリウムで乾燥する。このシロップを
更に普通の処理法にしたがって処理し、N−アルキルポリエチレンイミノシロキ
サン(XXXIV)を得る。4級化
得られたN−アルキルポリエチレンイミノシロキサン(XXXIV)の8.1gの割
合を50mlヘキサンに溶解し、氷浴冷却下に、3.2gの重炭酸ナトリウム及
び20mlの水で処理する。この混合物に、4.4gのジメチルサルフェートを
0℃で20分にわたって滴下して加える。添加が終了後、反応混合物を追加の時
間氷浴で攪拌し、次いで反応混合物が還流に達するまで温度を徐々に上げ、次い
で還流下に一晩攪拌を続ける。次いで反応混合物を室温に冷却し、ヘキサン相を
分離し、NaHCO3と水の飽和水溶液で3回洗浄する。水相をクロロホルムで
抽出する。ヘキサン抽出物とクロロホルム抽出物を一緒にして無水硫酸ナトリウ
ムで乾燥する。このシロップを更に普通の処理法にしたがって処理し、多価カチ
オン性シリコーンポリマー(Ig)を得る。実施例4
式(Ih)のポリマーが、出発物質(XLI)並びに上記実施例3と同一の反応剤、溶
媒、及び条件によって作られる下記のスキームで示される合成経路によって適切
に得られる。
X3-= SO4 2-、HSO4 -、及びCH3SO4 -からなるグループから選ばれるア
ニオン類の混合物。
以上の実施例によって開示され、代表される多価カチオン性シリコーンポリマ
ーの態様は、多くの有利な点を有する。例えば、これらは織物や毛髪の表面に良
好な沈着性を与え、水系の組成物に含まれた時には抗微生物作用を与える。織物
処理用組成物に配合した場合には、これらはしわ防止効果、柔軟化、及び静電気
防止効果を与える。ヘアコンデイショナー組成物に配合した場合には、これらは
コンデイショニング効果と静電気防止効果を与える。
ここに記載した実施例及び態様は単に例示の目的であり、種々の変形や変化は
本発明の精神と範囲から離れることなく当業者に示唆されるということが理解さ
れる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,LS,M
W,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY
,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM
,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,
CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,E
S,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU,ID
,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,
LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,M
G,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT
,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,
TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,V
N,YU,ZW
【要約の続き】
R1、R2、R3及びR4は独立して炭素数1から3のアル
キル、フェニル、ベンジル又はフェネチルであり;R5
はエチレン又はプロピレンであり;R6は水素、炭素数
1から4のアルキル、炭素数1から4のフルオロカーボ
ン、フェニル又はベンジル;R7は炭素数1から約30
のアルキル、フェニル、ベンジル又はフェネチルであ
り;Q3はOH、OR8、NH2、NHR9、SH、S
R10、COOH、COOR11又はハロゲンであり、ここ
でR8、R9、R10及びR11は炭素数1から約20のアル
キル又はアルキレンであり;nは1から約500の整
数;そしてmは1から約100の整数である;及びb)
硫酸塩、重硫酸塩、メチル硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、
塩化物、臭化物、沃化物及びこれらの混合物のアニオン
型のものからなるグループから選ばれるアニオンの化学
量論的な量。更に、多価カチオン性シリコーンポリマー
を含む織物処理用及びヘアケア用組成物を開示する。な
お更に、シリコーンポリマーの適切な製造方法を開示す
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.以下を含むシリコーンポリマー: a)下記の式で表わされるユニット(A)及びユニット(B)並びに(C)の少 なくとも一つ: ここで、Q1は酸素、窒素、硫黄又はメチレンであり;Xは0から約20の整数 であり;Yは0から約20の整数であり;Zは0から約20の整数であり;Q2 はCH2又は下記の式のいずれかである: R1、R2、R3及びR4は独立して炭素数1から3のアルキル、フェニル、ベンジ ル又はフェネチルであり;R5はエチレン又はプロビレンであり;R6は水素、炭 素数1から4のアルキル、炭素数1から4のフルオロカーボン、フェニル又はベ ンジルであり;R7は炭素数1から約30のアルキル、フェニル、ベンジル又 はフェネチルであり;Q3はOH、OR8、NH2、NHR9、SH、SR10、CO OH、COOR11又はハロゲンであり、ここでR8、R9、R10及びR11は炭素数 1から約20のアルキル又はアルキレンであり;nは1から約500の整数;そ してmは1から約100の整数である; 及び b)硫酸塩、重硫酸塩、メチル硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、塩化物、臭化物、沃 化物及びこれらの混合物のアニオン型のものからなるグループから選ばれるアニ オンの化学量論的な量。 2.一種又はそれ以上のユニット(A)及び一種又はそれ以上のユニット(B) からなる請求項1記載のシリコーンポリマー。 3.下記の一般式(Ia)を有する請求項2記載のシリコーンポリマー: ここで、Q1は酸素、窒素、硫黄又はメチレンであり;Xは0から約20の整数 であり;Yは0から約20の整数であり;Zは0から約20の整数であり;R1 、R2、R3及びR4は独立して炭素数1から3のアルキル、フェニル、ベンジル 又はフェネチルであり;R5はエチレン又はプロピレンであり;R6は水素、アル キル、炭素数1から10のフルオロカーボン、フェニル又はベンジルであり;R7 は炭素数1から約30のアルキル、フェニル、ベンジル又はフェネチルであり ;nは1から約500の整数であり;mは1から約100の整数であり;そして X1はb)硫酸塩、重硫酸塩、メチル硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、塩化物、臭化 物、沃化物及びこれらの混合物である。 4.一般式(Ia)において; Q1が酸素又はメチレンであり;Xが0から5の整数であり;Yが0から約5の 整数であり;Zが0から約10の整数であり;R1、R2、R3及びR4が、同一の 置換基で、その場合置換基が炭素数1から3のアルキル基又はフェニル基であり ;R5がエチレン又はプロピレンであり;R6が水素、メチル、エチル、フェニル 、又はベンジルであり;R7が炭素数1から約30のアルキル基であり;nが5 から約500の整数であり;mが3から約100の整数であり;そしてX1が硫 酸塩、重硫酸塩、メチル硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、塩化物、臭化物、沃化物及 びこれらの混合物である; 請求項3記載のシリコーンポリマー。 5.一般式(Ia)において; Q1が酸素又はメチレンであり;Xが0から5の整数であり;Yが0から約5の 整数であり;Zが0から約10の整数であり;R1、R2、R3及びR4が全てメチ ルであり;R5がエチレン又はプロピレンであり;R6がメチル又はエチルであり ;R7がメチル又はエチルであり;nが5から約200の整数であり;mがは3 から約100の整数であり;そしてX1が硫酸塩、重硫酸塩、メチル硫酸塩、炭 酸塩、重炭酸塩、塩化物、臭化物、沃化物及びこれらの混合物である; 請求項4記載のシリコーンポリマー。 6.下記の式(Ib)を有する請求項5記載のシリコーンポリマー: ここで、nは約5から約100の整数であり;mは3から約20の整数であり; そしてX1は硫酸塩、重硫酸塩、メチル硫酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、塩化物、臭 化物、沃化物及びこれらの混合物からなるグループから選ばれる。 7.請求項3のシリコーンポリマーを含み、更に織物への組成物の使用に適切な 担体を含む織物処理用組成物。 8.請求項3のシリコーンポリマーを含み、更に毛髪への組成物の使用に適切な 担体を含むヘアケア用組成物。 9.下記の工程を含む請求項1記載のシリコーンポリマーの製造方法: (a)活性化されたシロキサンと2-置換-2-オキサゾリン、2-置換-5,6-ジヒド ロ-4H1,3-オキサジン、及びこれらの混合物からなるグループから選ばれる 環状イミノエーテルとの開環重合; (b)工程(a)で生成した化合物の還元又は水素化;及び (c)工程(b)で生成した化合物の4級化。 10.工程(a)が、活性化されたシロキサンを作る予備的な工程を含み,この予 備的な工程が,出発シリコーン材料とトシルハライド、メシルハライド、及びこ れらの混合物からなるグループから選ばれる活性化剤とを反応させることを含み ;出発シリコーン材料が少なくとも一つの水酸基の官能性の末端を有し、残りの 末端が活性化剤と非反応性であることを特徴とする請求項9記載の方法。 11.環状イミノエーテルが、2-Z'-2-オキサゾリン、2-Z'-オキサジン及 びこれらの混合物からなるグループから選ばれ;Z’が水素、炭素数1から10 のアルキル、炭素数1から10のフルオロカーボン、フェニル又はベンジルであ ることを特徴とする請求項9記載の方法。 12.環状イミノエーテルが、2-メチル-2-オキサゾリン、2-エチル-2-オキ サゾリン、2-プロピル-2-オキサゾリン及びこれらの混合物からなるグループ から選ばれることを特徴とする請求項11記載の方法。 13.活性化されたシロキサンに対して少なくとも化学量論量のルイス塩基を工 程(a)で溶媒として使用することを特徴とする請求項9記載の方法。
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