JP2004231941A - トリガー応答を有する多段ポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】比較的高イオン強度において水性系中で安定且つ不溶性であり及び水性系に対する1以上のイオン強度の変化により分散、崩壊、溶解、不安定化、膨潤、変形、軟化、流動化及びこれらの組み合わせから選択される1以上の化学的/物理的応答を発揮する、水性系と接触している1以上の高分子電解質を含むトリガー応答組成物であって、該高分子電解質は(a)第一段として70〜99重量%のアルカリ可溶性/膨潤性エマルションポリマー;及び(b)第二段として1から30重量パーセントのより架橋したアルカリ可溶性/膨潤性エマルションポリマー又は非アルカリ可溶性/膨潤性エマルションポリマーを含む、トリガー応答組成物。
【選択図】なし
Description
本発明のHASEポリマーは、米国特許第4,384,096号に開示された次の三つの成分を含む:(a)15〜70重量パーセントの1以上の酸性モノマー、(b)15〜80重量パーセントの1以上の非イオン性ビニルモノマー、(c)2〜30重量パーセントの1以上の非イオン性ビニル界面活性剤モノマー及び任意に、(d)0.01〜5重量パーセントの1以上の多エチレン性不飽和モノマー。トリガー放出用イオン強度応答組成物としてASE及びHASEポリマーの有効性は次の成分に決定的に依存することが見出された:(i)酸性モノマーの種類及び量、(ii)酸性モノマーの中和度、(iii)非イオン性ビニルモノマーの種類及び量、(iv)非イオン性ビニル界面活性剤の種類と量、(v)多エチレン性不飽和モノマー種類と量、(vi)水性系のpH、及び(vii)これらの組み合わせ。
ASE及びHASEポリマーは、総モノマー含量を基準にして15〜70重量パーセントの、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、アコニット酸、ビニルスルホン酸及びビニルホスホン酸、アクリルオキシプロピオン酸、メクリルオキシプロピオン酸、マレイン酸モノメチル、フマル酸モノメチル及びイタコン酸モノメチル等、及びこれらの混合物のようなC3〜C8α,β‐エチレン性不飽和カルボン酸モノマーからなる群から選択される1以上の酸性モノマーを必要とする。アクリル酸(AA)又はメタクリル酸(MAA)又はこれらの混合物が、好ましい。AA又はMAAとイタコン酸又はフマル酸との混合物が好適であり、特にアクリル酸又はメタクリル酸との組み合わせにおいて少量で使用されるならば、クロトン酸とアコニット酸の混合物及びこれらの半エステル及びマレイン酸のような他のポリカルボン酸とC1〜C4アルカノールとの混合物が、また、好ましい。大部分の目的については、少なくとも約15重量パーセント及び最も好ましくは約20〜50重量パーセントの酸性モノマーを有することが、好ましい。しかしながら、ポリカルボン酸モノマー及び半エステルは一部のアクリル酸又はメタクリル酸と置換され得る、例えば、総モノマー含量を基準にして1〜15重量パーセントの量である。
本発明のASE及びHASEポリマーについて必要とされる安定な水性ディスパーション及び望ましい疎水性:親水性バランスを提供するためには、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、メチルメタクリレート、2‐エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2‐ヒドロキシブチルメタクリレート;スチレン、ビニルトルエン、t‐ブチルスチレン、イソプロピルスチレン、及びp‐クロロスチレン;酢酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ブタジエン、イソプレン、塩化ビニル及び塩化ビニリデン等を含むC2〜C18のα,β‐エチレン性不飽和モノマー、アクリル及びメタクリル酸のC1〜C8アルキル及びC2〜C8ヒドロキシアルキルエステルからなる群から選択される約15〜80重量パーセントの1以上の共重合可能非イオン性モノマーを要求する。実際には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルアクリレートのようなモノビニルエステルが好ましい。
第三に要求されるモノマーは、総モノマー含量を基準にして、その中に少なくとも二つのオキシアルキレン単位、好ましくは6から70オキシアルキレン単位を有するポリアルキレングリコールのC12からC24アルキルモノエーテルのアクリル酸又はメタクリル酸エステルからなる群から好ましく選択される約0.1〜30重量パーセントの1以上の非イオン性ビニル界面活性剤モノマーである。より好ましくは、アルキルフェノキシポリ(エチレンオキシ)エチルアクリレート及びメタクリレート;アルコキシポリ(エチレンオキシ)エチルアクリレート及びメタクリレートである;ここで、エチレンオキシ単位は約6〜70である。好ましいモノマーは、一般式H2C=C(R)‐C(O)‐O(CH2CH2O)nR´により定義され、ここで、Rは水素又はCH3であり、後者が好ましい、nは少なくとも2であり、好ましくは少なくとも6、40から60まで及び更に70から100までの平均値を有し、及びR´は疎水性基、例えば、12から24の炭素原子又は12から24以上の炭素原子の平均を有するアルキル基又はアルキルフェニル基である。少なくとも約2重量パーセント及び最も好ましくは約2〜20重量パーセントの非イオン性ビニル界面活性剤モノマーを有することが好ましい。
ASE及びHASEポリマーは、遊離基生成開始剤を使用して、通常はモノマー重量を基準にして0.01パーセントから3パーセントの量で、約5.0未満の酸性pHにおいて慣用のエマルション重合により上記モノマーから都合よく調製される。遊離基生成開始剤は、好都合には過酸素化合物、特に過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムのような無機過硫酸塩化合物;過酸化水素のような過酸化物;例えば、クメンヒドロペルオキシド、t‐ブチルヒドロペルオキシドのような有機ヒドロペルオキシド;例えば、ベンゾイルペルオキシド、アセチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、過酢酸及び過安息香酸(第一鉄化合物又は亜硫酸水素ナトリウムのような水溶性還元剤により時折活性化される)のような有機ペルオキシド並びに2,2´‐アゾビスイソブチロニトリルのような他の遊離基生成物質である。
w(M1)は、コポリマー中のモノマーM1の重量画分
w(M2)は、コポリマー中のモノマーM2の重量画分
Tg(M1)は、M1のホモポリマーのガラス転移温度
Tg(M2)は、M2のホモポリマーのガラス転移温度、
全ての温度は,°Kである。ホモポリマーのガラス転移温度は、例えば、「ポリマーハンドブック」、J.ブランドラップ及びE.H.インマーグット編集、インターサイエンスパブリッシャーズに見出され得る。
多段エマルションポリマーの調製
撹拌器、温度計及び還流コンデンサーを装備した5リットル、四つ口丸底フラスコ(「ケトル」)に、脱イオン水(「DI水」)1242.2g及びラウリル硫酸ナトリウム28%溶液27.3gが、装填され、その後窒素雰囲気で60℃に加熱された。60℃におけるケトル水と共に、次の材料がケトルに装填された:94gのモノマーエマルション(ME)、14gの0.15%硫酸第一鉄7水塩、80.7gのDI水中における0.43gの過硫酸アンモニウム溶液及び81.0gDI水中における0.43gのリコポン(ヒドロ亜硫酸ナトリウム)溶液が装填された。成分の添加後5分してから、残りのME、229.8gのDI水中における1.05gの過硫酸アンモニウム溶液及び229.8gのDI水中における1.07gのメタ重亜硫酸ナトリウムの供給が、開始され、59〜61℃において60分間に亘り維持され,温度は必要に応じ冷却することにより維持された。MEフィード及び124gのDI水すすぎ、過硫酸アンモニウムフィード及びリコポンフィードが完了したとき、バッチは約25分間、60℃に保持され、2段目のモノマー100gがケトルに添加された。更に温度が15分間60℃に保持された後で、次の溶液:2.48gのDI水中におけるt‐ブチルヒドロペルオキシド0.6g(70%活性物)及び62.1gのDI水中におけるイソアスコルビン酸0.3g、が添加された。温度がまだ60℃のまま約40分後、62.1gのDI水が添加され、反応混合物はそれから45℃に冷却され、146.6gのDI水中におけるt‐ブチルヒドロペルオキシド2.9g(70%活性物)及び62.1gのDI水中におけるイソアスコルビン酸1.5gの溶液が45℃において20分間に亘り添加された。バッチの温度は、更に15分間、45℃に保持され、それから周囲温度に冷却され、濾過されて、22.6%の固形分、pH=2.7の生成物を得た。
EA:エチルアクリレート
AA:アクリル酸
MAA:メタクリル酸
ALMA:アリルメタクリレート
DAP:ジアリルフタレート
BGDA:ブチレングリコールジアクリレート
VSM-1(活性成分):セチル-ステアリル(EO)20メタクリレート
単一段エマルションポリマーと比較しての多段ポリマーから薄膜のトリガー応答:
ガラススライドプレパレートにキャストされた薄膜:最初に多段ポリマーエマルションを0.1MのNaOH水溶液で望ましいpHに予備中和し、その後エマルションをガラススライドにキャストし、60から70℃において20から30分間、ホットプレート上で乾燥することにより、約20μmの厚さを有する薄膜が調製された。
ポリマーフィルムDR3858、4099、4102及び4110の膨潤特性が、ガラススライドにキャストされた薄膜により検討された。ガラススライドにキャストされた薄膜は、エマルションをスライド上にキャストし、それからそのフィルムを60℃のオーブン内で20分間、乾燥することにより調製された。乾燥フィルムは、0.5%OMO洗剤タブレット溶液を含有するビーカーに置き、そのビーカーは60℃の水浴に置かれた。フィルムが洗剤溶液中で10分間、膨潤した後で写真を撮った。フィルムが洗剤溶液に置かれたとき、フィルムは膨潤を開始した。単一段ポリマーの膨潤フィルムは弱い機械強度を示し、一体性を欠き、ガラススライドから落ちた。一方、多段エマルションポリマーから調製されたフィルムは、同一条件下で膨潤し、全てガラススライド上で一体性を維持した。
試験条件は次の通りである:
A:洗浄条件:
洗剤濃度:0.6%タイド粉末洗剤;
温度:25℃;
撹拌:90RPM;
洗浄水の硬度:300ppm.
添加織物:5グラム黒い綿布
洗浄時間:15分
B:すすぎ条件:
温度:室温;
撹拌:90RPM;
添加織物:5グラム;
時間:5分。
Claims (9)
- 比較的高イオン強度において水性系中で安定且つ不溶性であり及び水性系に対する1以上のイオン強度の変化により分散、崩壊、溶解、不安定化、膨潤、変形、軟化、流動化及びこれらの組み合わせから選択される1以上の化学的/物理的応答を発揮する、水性系と接触している1以上の高分子電解質を含むトリガー応答組成物であって、該高分子電解質は(a)第一段として70〜99重量%のアルカリ可溶性/膨潤性エマルションポリマー;及び(b)第二段として1から30重量パーセントのより架橋したアルカリ可溶性/膨潤性エマルションポリマー又は非アルカリ可溶性/膨潤性エマルションポリマーを含む、トリガー応答組成物。
- 該組成物が比較的高イオン強度において水性系中で安定且つ不溶性であり、及び該組成物は水性系中で比較的低イオン強度において又は該組成物と接触した水性系のイオン強度が低下したとき分散し、溶解し、膨潤し又は崩壊する請求項1に記載のトリガー応答組成物。
- 該水性系が織物洗浄又はクリーニング系であり、及び該ポリマーの化学的/物理的応答がイオン強度に加えてpH、界面活性剤濃度水準、温度、機械的撹拌及びこれらの組み合わせから選択される1以上のパラメーターにおける変化の関数である請求項2に記載のトリガー応答組成物。
- 水性系と接触している1以上の高分子電解質を含むトリガー応答バリヤー組成物であって、ここで、バリヤー組成物は1以上の活性成分を有するマトリックスを包囲し、カプセル化し又は形成し;ここで、バリヤー組成物は比較的高イオン強度において水性系に安定且つ不溶性であり;ここで、バリヤーは水性系に対する1以上のイオン強度の変化により分散、崩壊、溶解、不安定化、膨潤、変形、軟化、流動化及びこれらの組み合わせから選択される1以上の化学的/物理的応答を発揮し;ここで、バリヤー組成物はトリガー応答の結果として活性成分を水性系に放出することができ;及びここで、該バリヤーが改善された機械強度及び湿潤強度を有する、トリガー応答バリヤー組成物。
- 該バリヤー組成物がフィルム形態であり、該高分子電解質が(a)第一段として70〜99重量パーセントのアルカリ可溶性/膨潤性エマルションポリマー;及び(b)第二段として1から30重量パーセントの高架橋エマルションポリマーを含む1以上の多段ポリマーである請求項4に記載のトリガー応答バリヤー組成物。
- 該バリヤー組成物が比較的高イオン強度において水性系中で安定且つ不溶性であり及び該組成物が比較的低イオン強度において水性系中で分散し、溶解し、膨潤し又は崩壊し、該水性系が織物洗浄又はクリーニング系であり及び該ポリマーの化学的/物理的応答がイオン強度に加えてpH、界面活性剤濃度水準、温度、機械的撹拌及びこれらの組み合わせから選択される1以上のパラメーターにおける変化の関数である請求項5に記載のトリガー応答バリヤー組成物。
- (a)1以上の活性成分;(b)1以上の添加剤;及び(c)1以上のイオン強度応答多段エマルションポリマーを含むバリヤー組成物を含む1以上の活性成分の水性系へのトリガー放出のためのデバイスであって、該バリヤー組成物は1以上の活性成分を有するマトリックスを包囲し、カプセル化し又は形成し;ここで、バリヤー組成物は比較的高イオン強度において水性系に安定且つ不溶性であり;ここで、バリヤーは分散、崩壊、溶解、不安定化、膨潤、変形、軟化、流動化、およびそれらの組み合わせから選択される1以上の化学的/物理的応答を発揮し;ここで、該組成物の化学的/物理的応答は水性系に対する1以上のイオン強度の変化により誘発され、且つ、ここで、該デバイスは該バリヤー組成物のトリガー応答の結果として活性成分を水性系に放出することができる、デバイス。
- (a)イオン強度応答バリヤー組成物で1以上の活性成分を有するマトリックスを包囲し、カプセル化し又は形成し、バリヤーは活性成分を水性系に放出することについて実質的に不透過であり、水性系に不溶性なままであり;及び(b)水性系のイオン強度を変更することからなる工程を含む1以上の活性成分の水性系への放出を誘発するプロセスであって、バリヤー組成物は分散し、崩壊し、溶解し、変形し又は膨潤して実質的に透過性となり、それにより活性成分の水性系への放出を誘発する、プロセス。
- 1以上の活性成分の水性系へのトリガー放出のためのデバイスが調製され、該デバイスは(a)1以上の活性成分;(b)1以上の添加剤;及び(c)1以上のイオン強度応答多段エマルションポリマーを含むバリヤー組成物を含み、該バリヤー組成物は1以上の活性成分を有するマトリックスを包囲し、カプセル化し又は形成し;ここで、バリヤー組成物は比較的高イオン強度において水性系に安定且つ不溶性であり;ここで、バリヤーは分散、崩壊、溶解、不安定化、膨潤、変形、軟化、流動化及びこれらの組み合わせから選択される1以上の化学的/物理的応答を発揮し;ここで、該組成物の化学的/物理的応答は水性系に対する1以上のイオン強度の変化により誘発され、且つ、ここで、該デバイスはバリヤー組成物のトリガー応答の結果として活性成分を水性系に放出することができ;ここで、該デバイスは流動床スプレーコーティング、ワースターコーティング、パンコーティング及び共押出し、コアセルベーション、スプレー乾燥及びスプレーチリングからなる群から選択されるコーティング技術を使用して調製され;及び任意に、1以上の有益液体成分が固体グラニュール、ペレット、タブレット、カプセル化グラニュール、サシュ(sachets)、マトリックスビーズ及びカプセルの形態の1以上の固体活性成分と共顆粒化される請求項8に記載のプロセス。
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