JP2008223022A - カチオン性ポリマーラテックス - Google Patents

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Abstract

【課題】水性液状家庭用組成物を提供する。
【解決手段】水性液状家庭用組成物であって:
(i)(A)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で、3重量%〜50重量%の1種以上の柔軟剤、(B)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で、2重量%〜90重量%の1種以上のアニオン性界面活性剤、および(C)(I)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で1重量%〜25重量%の1種以上の柔軟剤、および(II)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で5重量%〜75重量%の1種以上のアニオン性界面活性剤からなる混合物、および(D)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で0.1重量%〜30重量%の1種以上の両性化合物;
からなる群から選択される1以上の活性成分;並びに
(ii)(a)ポリマーの乾燥重量基準で、0.5重量%〜6重量%の1種以上のカチオン性モノマーの重合単位、(b)ポリマーの乾燥重量基準で、30重量%〜99.5重量%の1種以上の芳香族モノマーの重合単位、(c)場合によって、1種以上の追加のモノマーの重合単位;を含む1種以上のカチオン性ポリマーラテックス:を含む、水性液状家庭用組成物が提供される。かかるカチオン性ポリマーラテックスで紙を処理する方法も提供される。
【選択図】なし

Description

部分的または全体的に不透明である液状家庭用組成物を提供するのが望まれることが多い。家庭用組成物は、例えば、洗濯組成物およびパーソナルケア組成物を包含する。
過去には、不透明性を増大させるために、ラテックスポリマーが液状家庭用組成物に添加されてきた。例えば、米国特許第3,503,892号は、様々な家庭用組成物に、重合単位として大部分のスチレンおよび/またはメチル化スチレンならびに少割合のポリアルキレングリコールと無水マレイン酸の反応生成物を含有するコポリマーラテックスを添加することを開示している。
米国特許第3,503,892号明細書
不透明にするために、いくつかの液状家庭用組成物に従来公知のポリマーラテックスが添加される場合、結果として得られる組成物は安定性を失うことが観察されている。安定で、完全なまたは部分的な不透明性をもたらす少なくとも1種のポリマーラテックスを含有する液状家庭用組成物を提供することが望ましい。
本発明の1つの態様において、水性液状家庭用組成物であって:
(i)(A)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で、3重量%〜50重量%の1種以上の柔軟剤、
(B)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で、2重量%〜90重量%の1種以上のアニオン性界面活性剤、
(C)(I)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で1重量%〜25重量%の1種以上の柔軟剤、および
(II)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で5重量%〜75重量%の1種以上のアニオン性界面活性剤からなる混合物、および
(D)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で0.1重量%〜30重量%の1種以上の両性化合物;
からなる群から選択される1以上の活性成分;並びに
(ii)(a)ポリマーの乾燥重量基準で、0.5重量%〜6重量%の1種以上のカチオン性モノマーの重合単位、
(b)ポリマーの乾燥重量基準で30重量%〜99.5重量%の1種以上の芳香族モノマーの重合単位、
(c)場合によって、1種以上の追加のモノマーの重合単位;
を含む1種以上のカチオン性ポリマーラテックスを含む、水性液状家庭用組成物が提供される。
本発明の第二の態様において、
(X)前記の項目(ii)において定義された1種以上のカチオン性ポリマーラテックスおよび1種以上の追加のカチオン性化合物を含む紙処理混合物を形成し、および
(Y)(y1)前記紙の製造プロセスの間に、前記紙処理混合物を繊維の水性スラリーに添加すること、もしくは
(y2)前記紙の表面に、前記紙処理混合物を含むコーティングを適用すること、の一方または両方を行うこと;を含む、紙を処理する方法が提供される。
本明細書において用いられる場合、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートまたはメタクリレートを意味し、「(メタ)アクリル」とは、アクリルまたはメタクリルを意味する。
本明細書において用いられる場合、「HE/Aモノマー」とは、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートエステルまたは(メタ)アクリル酸のアミドのいずれかであるモノマーを意味する。(メタ)アクリル酸のアミドの窒素原子は、置換されていても、置換されていなくてもよい。
本明細書において用いられる場合、組成物は、組成物の合計重量基準で25重量%以上の水を含有するならば、「水性」である。いくつかの水性組成物は、組成物の重量基準で、40重量%以上;または50重量%以上の水を含有する。いくつかの水性組成物において、水は連続媒体を形成し、1種以上の他の物質が前記連続液状媒体中に溶解または分散されている。本明細書において用いられる場合、物質が、連続媒体全体にわたって分布する独立した粒子、液滴、または気泡の形態で存在するならば、物質は連続媒体中に「分散」されている。水が連続液状媒体を形成する水性組成物において、水は、水と混和性である水以外の1種以上の追加の液体と混合されていてもよいし、あるいは混合されていなくてもよい。連続液状媒体を有するいくつかの水性組成物において、連続液状媒体は、連続液状媒体の重量基準で、25重量%以上;または50重量%以上;または75重量%以上;または90重量%以上の水を含有する。連続媒体の重量基準で25重量%以上の水を含有する連続液状媒体は、本明細書においては水性媒体として識別される。
液体組成物は25℃で液体である。
家庭用組成物は、家庭内作業における使用に適した組成物である。家庭内作業は、例えば、洗濯作業およびパーソナルケア作業を包含する。洗濯作業は、例えば、織物のクリーニング作業および織物のクリーニング作業に通常関連する作業を包含する。クリーニング作業は、洗浄(すなわち、しみ、泥、汚れなどの望ましくない物質の除去)を含む任意の処置である。例えば、洗濯作業は、例えば、前処理(すなわち、洗浄前に、しみ、泥、汚れなどのいずれかをゆるめる);洗浄;柔軟化;処理(すなわち、1種以上の物質、例えば、芳香剤、撥水剤、防汚剤などを織物に送達すること);乾燥、およびその組み合わせを包含する。洗濯作業に適した家庭用組成物は、いずれか1つの洗濯作業または洗濯作業の任意の組み合わせを行うことができる。本発明のいくつかの家庭用組成物は、織物の柔軟化に適している。独立して、本発明のいくつかの家庭用組成物は、芳香剤を織物に送達するのに適している。本発明のいくつかの家庭用組成物は、織物の柔軟化および織物への芳香剤の送達の両方に適している。
家庭内作業の他の例に関して、パーソナルケア作業は、例えば、皮膚または毛髪の洗浄、皮膚または毛髪のコンディショニング、毛染め、整髪、およびその組み合わせを包含する。パーソナルケア作業に適した家庭用組成物は、例えば、セッケン、皮膚を洗浄するための他の組成物、スキンローション、化粧品、シャンプー、ヘアコンディショナー、シャンプーおよびヘアコンディショナーの両方である組成物、毛髪染料、およびヘアスタイリング組成物を包含する。本発明のいくつかの家庭用組成物は、毛髪のコンディショニングに適している。独立して、本発明のいくつかの家庭用組成物は、毛髪に芳香剤を送達するのに適している。本発明のいくつかの家庭用組成物は、毛髪のコンディショニングおよび毛髪への芳香剤の送達の両方に適している。独立して、本発明のいくつかの家庭用組成物は、毛髪のコンディショニングおよび毛髪のクリーニングの両方に適している。本発明のいくつかの家庭用組成物は、毛髪のコンディショニング、毛髪のクリーニング、および毛髪への芳香剤の送達の全てを行うのに適してる。
いくつかの家庭用組成物は、例えば、次の活性成分の1種以上を含有する:アニオン性界面活性剤、柔軟剤、両性化合物、アニオン性界面活性剤と柔軟剤の混合物、柔軟剤と両性化合物の混合物、またはアニオン性界面活性剤、柔軟剤、および両性化合物の任意の2以上の任意の混合物。このような家庭用組成物のいくつかは、アニオン性界面活性剤、柔軟剤、両性化合物、またはその混合物に加えて、任意に、1種以上の非イオン性界面活性剤も含有する。
界面活性剤は、その分子が、少なくとも1つの親水性基および少なくとも1つの疎水性基の両方を含有する化合物である。いくつかの好適な疎水性基は、例えば、6以上の炭素原子、または9以上の炭素原子、または10以上の炭素原子を有する炭化水素鎖を含む。いくつかの好適な疎水性基は、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキルアリール基、1以上の置換基を有するこれらのバージョン、1以上のエステル結合を有するこれらのバージョン、1以上のエーテル結合を有するこれらのバージョン、1以上のアミド結合を有するこれらのバージョン、その組み合わせ、およびその混合物を包含する。
アニオン性界面活性剤が使用される実施形態において、好適なアニオン性界面活性剤は、例えば、カルボキシレート界面活性剤、N−アシルサルコシネート界面活性剤、アシル化タンパク質加水分解物界面活性剤、スルホネート界面活性剤、スルフェート界面活性剤、およびホスフェートエステル界面活性剤を包含する。好適なカルボキシレート界面活性剤は、例えば、アルキルカルボキシレート、アルケニルカルボキシレート、およびポリアルコキシカルボキシレートを包含する。好適なスルホネート界面活性剤は、例えば、アルキルスルホネート、アリールスルホネート、およびアルキルアリールスルホネートを包含する。好適なスルホネート界面活性剤のいくつかの例は、アルキルベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、アルファ−オレフィンスルホネート、石油スルホネート、およびスルホネートであって、疎水性基が、エステル結合、アミド結合、エーテル結合から選択される少なくとも1の結合を含むもの(例えば、ジアルキルスルホスクシネート、アミドスルホネート、脂肪酸のスルホアルキルエステル、および脂肪酸エステルスルホネート)、およびその組み合わせである。いくつかの好適なスルフェート界面活性剤は、例えば、アルコールスルフェート界面活性剤、エトキシル化および硫酸化アルキルアルコール界面活性剤、エトキシル化および硫酸化アルキルフェノール界面活性剤、硫酸化カルボン酸、硫酸化アミン、硫酸化エステル、および硫酸化天然油または脂肪を包含する。いくつかの好適なホスフェートエステル界面活性剤は、例えば、ホスフェートモノエステルおよびホスフェートジエステルである。
好適なアニオン性界面活性剤は対応するカチオンを有する。好適な対応するカチオンは、例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、マグネシウム、およびその混合物のカチオンを包含する。
好適なアニオン性界面活性剤の混合物も好適である。
1種以上のアニオン性界面活性剤を含有するいくつかの好適な家庭用組成物は、1種以上の柔軟剤も含有する。1種以上のアニオン性界面活性剤を含有する他の好適な家庭用組成物は、柔軟剤を含有しない。
1種以上のアニオン性界面活性剤が使用される実施形態のうち、このような実施形態のいくつかにおいて、本発明の家庭用組成物は、家庭用組成物の固体重量基準の固体重量パーセントで、2%以上;または5%以上;または10%以上;または20%以上;または30%以上;または40%以上の量でアニオン性界面活性剤を含む。独立して、アニオン性界面活性剤が使用される場合、いくつかの実施形態において、アニオン性界面活性剤の量は、家庭用組成物の固体重量基準の固体重量パーセントで、90%以下;70%以下;または60%以下である。
本発明のいくつかの実施形態において、1種以上の柔軟剤が使用される。柔軟剤は、織物を処理するために使用される場合、織物に次の特性の1以上を付与することができる化合物である:洗濯プロセスが完了した後のより快適な触覚;洗濯プロセス完了後の軽減された表面摩擦;織物が静電気を獲得する傾向がより低いこと(例えば、自動乾燥機中での乾燥中);およびその組み合わせ。
柔軟剤が使用される実施形態において、好適な柔軟剤としては、例えば、以下に記載される第四アンモニウム塩界面活性剤が挙げられる。柔軟剤として好適ないくつかの第四アンモニウム塩界面活性剤は、例えば、ジアルキルジメチルアンモニウム塩界面活性剤およびエステルクアット(esterquats)である。別の種類の好適な柔軟剤は、例えば、水溶性カチオン性ポリマー、例えば、化粧品成分の国際命名法(INCI)において「ポリクアテルニウム(Polyquaternium)」と表示されているポリマーである。ポリクアテルニウムポリマーは、第四アンモニウム中心を有する。INCIは、ポリクアテルニウムの表示の下で、少なくとも37の異なるポリマーを承認している。異なるポリマーは、「ポリクアテルニウム」なる語の後の数値により区別される。いくつかの好適なポリクアテルニウムポリマーは、例えば、ポリクアテルニウム−16(CAS番号:95144−24−4)、ポリクアテルニウム−32(CAS番号:35429−19−7)、ポリクアテルニウム−7(CAS番号:26590−05−6)、ポリクアテルニウム−10(CAS番号:68610−92−4、81859−24−7、53568−66−4、54351−50−7、55353−19−0)、ポリクアテルニウム−37(CAS番号:26161−33−1)、ポリクアテルニウム−15(CAS番号:35429−19−7、67504−24−9)を包含する。
水溶性カチオン性ポリマーが使用されるいくつかの実施形態において、1種以上のアニオン性ポリマーも組成物中に存在する。このような柔軟剤のいくつかは、米国特許出願公開2004/0152617に記載されている。いくつかの実施形態において、重合単位として少なくとも1つのカチオン性モノマーを有し、6から11のpH範囲にわたって1以上の点で正味カチオン性電荷を有する水溶性カチオン性ポリマーが使用される。
本発明のいくつかの実施形態において、1種以上のカチオン性界面活性剤が使用される。カチオン性界面活性剤が使用される実施形態において、好適なカチオン性界面活性剤は、例えば、アミン界面活性剤および第四アンモニウム塩界面活性剤を包含する。好適なアミン界面活性剤は、例えば、第一、第二、および第三アルキルアミン界面活性剤;第一、第二、および第三アルケニルアミン界面活性剤;イミダゾリン界面活性剤;アミンオキシド界面活性剤;エトキシル化アルキルアミン界面活性剤;エチレンジアミンのアルコキシレートである界面活性剤;および疎水性基が少なくとも1のアミド結合を含有するアミン界面活性剤を包含する。好適な第四アンモニウム塩界面活性剤は、例えば、ジアルキルジメチルアンモニウム塩界面活性剤、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニウム塩界面活性剤、アルキルピリジニウムハライド界面活性剤、第三アミン化合物の四級化により調製される界面活性剤、およびエステルクアット(esterquats)(すなわち、エステル結合を含有する少なくとも1つの疎水性基を有する第四アンモニウム塩である界面活性剤)を包含する。いくつかの実施形態において、ポリマー系柔軟剤は使用されない。
好適な第四アンモニウム塩界面活性剤は、対応するアニオンを有する。好適な対応するアニオンは、例えば、ハライドイオン(例えば、塩化物イオン)、メチルスルフェートイオン、他のアニオン、およびその混合物を包含する。
好適なカチオン性界面活性剤の混合物も好適である。
1種以上のカチオン性界面活性剤を含有するいくつかの好適な家庭用組成物は、1種以上のアニオン性界面活性剤も含有する。1種以上のカチオン性界面活性剤を含有する他の好適な家庭用組成物は、アニオン性界面活性剤を含有しない。
独立して、1種以上のカチオン性界面活性剤を含有するいくつかの好適な家庭用組成物は、1種以上のポリマー系乳化剤も含有する。1種以上のカチオン性界面活性剤を含有する他の好適な家庭用組成物は、ポリマー系乳化剤を含有しない。
1種以上の柔軟剤が使用される実施形態のうち、このような実施形態のいくつかにおいて、本発明の家庭用組成物は、家庭用組成物の固体重量基準での固体重量パーセントで、3%以上;または5%以上;または10%以上;または20%以上の量で柔軟剤を含む。独立して、柔軟剤が使用される場合、いくつかの実施形態において、柔軟剤の量は、家庭用組成物の固体重量基準の固体重量パーセントで、50%以下;40%以下;または30%以下である。
いくつかの実施形態において(本明細書において、「混合」実施形態と呼ばれる)、本発明の家庭用組成物は、カチオン性界面活性剤およびアニオン性界面活性剤の両方を含む。混合実施形態において、アニオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤は互いに対して任意の割合で存在することができる。いくつかの混合実施形態において、アニオン性界面活性剤の量は、例えば家庭用組成物の固体重量基準の固体重量パーセントで、5%以上;または10%以上;または20%以上;または30%以上である。独立して、いくつかの混合実施形態において、アニオン性界面活性剤の量は、例えば、家庭用組成物の固体重量基準の固体重量パーセントで、75%以下;または60%以下;または50%以下である。独立して、いくつかの混合実施形態において、カチオン性界面活性剤の量は、例えば、家庭用組成物の固体重量基準の固体重量パーセントで、1%以上;または3%以上;または5%以上である。独立して、いくつかの混合実施形態において、カチオン性界面活性剤の量は、例えば、家庭用組成物の固体重量基準の固体重量パーセントで、25%以下;または15%以下である。
本発明のいくつかの実施形態において、活性成分は、1種以上の両性化合物を含む。両性化合物は、アニオン性基およびカチオン性基を含有する化合物である。アニオン性基は、ある範囲のpH値にわたって中性酸基の形態であり、より高いpH値でアニオンの形態であり得る。独立して、カチオン性基は、ある範囲のpH値にわたって中性塩基の形態であり、より低いpH値でカチオンの形態であり得る。いくつかの両性化合物は、恒久的にカチオン性であるカチオン性基、例えば、第四アンモニウム基または第四ホスホニウム基を有する。独立して、両性化合物は、ポリマーであっても非ポリマーであってもよい。いくつかの非ポリマー両性化合物は、例えば、両性界面活性剤を包含する。いくつかの両性界面活性剤はベタインであり、これは恒久的なカチオン性基、およびベタインが使用されるpH値の範囲にわたってアニオン形態であるアニオン性基を有する。ベタインの一例は、コカミドプロピルベタインである。
家庭用組成物中の唯一の活性成分がポリマー系柔軟剤または両性ポリマーであるならば、この活性成分は、本明細書においてカチオン性ポリマーラテックスにおけるポリマーとして記載されるカチオン性ポリマーと異なる化合物であることが意図される。
1種以上の両性化合物が使用される実施形態のうち、このような実施形態のいくつかにおいて、本発明の家庭用組成物は、両性化合物を家庭用組成物の固体重量基準の固体重量パーセントで、0.1%以上;または0.2%以上;または0.4%以上;または0.8%以上の量で含む。独立して、両性化合物が使用される場合、いくつかの実施形態において、両性化合物の量は、家庭用組成物の固体重量基準の固体重量パーセントで30%以下;または15%以下;または10%以下;または6%以下である。
1種以上の両性界面活性剤が使用されるいくつかの実施形態において、家庭用組成物は1種以上のアニオン性界面活性物も含む。
本発明のいくつかの実施形態において、活性成分は
(A)家庭用組成物の合計固体重量基準で5重量%〜50重量%の1種以上の柔軟剤、
(C)(I)家庭用組成物の合計固体重量基準で1重量%〜25重量%の1種以上の柔軟剤、および(II)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で5重量%〜75重量%の1種以上のアニオン性界面活性剤からなる混合物、並びに
(D)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で0.1重量%〜30重量%の1種以上の両性化合物;からなる群から選択される。
本発明のいくつかの実施形態において、活性成分は、家庭用組成物の合計固体重量基準で5重量%〜50重量%の1種以上のカチオン性界面活性剤を含む。
いくつかの実施形態において、本発明の水性液状家庭用組成物は、活性成分を、水性液状家庭用組成物の合計重量基準の活性成分の固体重量で、1%以上;または2%以上の量で含有する。独立して、いくつかの実施形態において、本発明の水性液状家庭用組成物は、活性成分を、水性液状家庭用組成物の合計重量基準での活性成分の固体重量で、50%以下;または45%以下の量で含有する。
本発明の実施は、1種以上のカチオン性ポリマーの使用を含む。本明細書において用いられ、FW Billmeyer、JR.によりTextbook of Polymer Science、第2版、1971において定義される「ポリマー」は、より小さな化学繰り返し単位の反応生成物から構成される比較的大きな分子である。通常、ポリマーは11以上の繰り返し単位を有する。ポリマーは、線状、分岐、星状、ループ状、超分岐、架橋、またはその組み合わせの構造を有することができ;ポリマーは、単一の種類の繰り返し単位を有することができるか(ホモポリマー)、または1種より多い繰り返し単位を有し得る(コポリマー)。コポリマーは、ランダム、シークエンス、ブロック、もしくは他の配列、またはその任意の混合もしくは組み合わせで配列された様々な種類の繰り返し単位を有し得る。互いに反応してポリマーの繰り返し単位を形成する化学物質は、本明細書においては「モノマー」として認識され、ポリマーは本明細書においては、反応して繰り返し単位を形成するモノマーの「重合単位」から構成されると言われる。モノマーが反応して、ポリマーの重合単位になる化学反応(単一種または複数種)は、本明細書においては、「重合する」または「重合」として認識される。
ポリマー分子量は、例えば、サイズ排除クロマトグラフィーまたは固有粘度などの標準的方法により測定することができる。一般に、ポリマーは1000以上の重量平均分子量(Mw)を有する。
本明細書において定義されるように、カチオン性ポリマーは、1種以上のカチオン性モノマーを重合単位として含有するポリマーである。カチオン性モノマーは、少なくとも1のカチオンがポリマーと共有結合している重合単位を形成する化合物である。共有結合したカチオン(単一種または複数種)に対応するアニオン(単一種または複数種)は、溶液、カチオンとの錯体であってポリマー上の他の位置に存在するもの、またはその組み合わせでありうる。
いくつかの実施形態において、家庭内作業に有用なpH値の範囲で水中に存在する場合、カチオン形態において存在するカチオンを含有する1種以上のカチオン性モノマーが使用されるが、このカチオンは、他のpH値では中性形態であり得る。いくつかの実施形態において、重合中に中性形態である少なくとも1種のカチオン性モノマーが使用され;このような実施形態において、重合後(洗濯プロセス前、または洗濯プロセス中)、ポリマーを取り巻く環境(例えば、pH)は、そのカチオン性モノマーから得られる重合単位が正電荷を得るように変更される。
独立して、いくつかの実施形態において、恒久的にカチオン形態(すなわち、9より低いすべてのpH値でカチオン形態のままであるカチオン)であるカチオン性基を含有する1種以上のカチオン性モノマーが使用される。恒久的にカチオン形態であるカチオンは、例えば、第四アンモニウム塩を含む。いくつかの実施形態において、全てのカチオン性基が恒久的にカチオン形態である1種以上のカチオン性ポリマーが使用される。いくつかの実施形態において、使用される全てのカチオン性ポリマーにおける全てのカチオン性基は恒久的にカチオン形態である。
好適なカチオン性モノマーのカチオンに対応するアニオンは、任意の種類のアニオンであってよい。いくつかの好適なアニオンは、例えば、ハライド(例えば、クロリド、ブロミド(bromide)、またはヨージド(iodide)を包含する)、ヒドロキシド、ホスフェート(phosphate)、スルフェート、ヒドロスルフェート、エチルスルフェート、メチルスルフェート、ホルメート、アセテート、またはその混合物である。
カチオン性モノマーとして好適な第四アンモニウム塩化合物は、例えば、第四(メタ)アクリル化合物、ジアリルジアルキルアンモニウム第四化合物、およびその混合物を包含する。第四(メタ)アクリル化合物は、(メタ)アクリル酸のトリアルキルアンモニウム第四エステルまたはアミド、およびその混合物を包含する。
第四(メタ)アクリル化合物は構造:
Figure 2008223022
を有し、式中、Rは構造:
Figure 2008223022
を有し、式中、Rは水素またはメチル基であり;Rは二価アルキル基であり;R、R、およびRのそれぞれは、独立して、メチルまたはエチルまたはベンジル基であり;Zは−O−または−NH−のいずれかであり;
Figure 2008223022
はアニオン、例えば、好適なカチオン性モノマーのカチオンに対応する好適なアニオンとして前述されたアニオンのいずれかである。いくつかの実施形態において、Rは水素である。独立して、いくつかの実施形態において、Rは−CH−CH−CH−または−CH−CH−または−CH−である。いくつかの実施形態において、Rは−CH−CH−CH−である。独立して、いくつかの実施形態において、R、R、およびRのうちの1、2、または3つ全部はメチル基である。独立して、いくつかの実施形態において、
Figure 2008223022
は塩化物イオンである。
ジアリルジアルキルアンモニウム第四化合物は構造:
Figure 2008223022
を有し、式中、各Rはアリル基であり;RおよびRのそれぞれは、独立して、1〜3個の炭素原子を有するアルキル基であり;
Figure 2008223022
はアニオン、たとえば、好適なカチオン性モノマーのカチオンに対応する好適なアニオンとして前記されたアニオンのいずれかである。いくつかの実施形態において、RおよびRのそれぞれは、メチル基である。独立して、いくつかの実施形態において、
Figure 2008223022
は塩化物イオンである。
多くの一般的な重合条件下で、ジアリルジアルキルアンモニウム第四モノマーは、5員環である重合単位を形成する。
好適なカチオン性モノマーのさらなる例は、(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステルまたはアミノアルキルアミドであって、構造:
Figure 2008223022
を有するものであり、式中、R10は水素またはメチル基であり;R11は二価アルキル基であり、Zは、−O−または−NH−のいずれかであり、R12およびR13はそれぞれ独立して、水素、メチル基、またはエチル基のいずれかである。いくつかの実施形態において、R10はメチル基である。独立して、いくつかの実施形態において、R11は、エチル基またはプロピル基のいずれかである。独立して、いくつかの実施形態において、R12およびR13はどちらもメチル基である。(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステルである好適なカチオン性モノマーは、例えば、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、2−(ジメチルアミノ)エチルアクリレート、および3−ジメチルアミノプロピルアクリレートを包含する。
いくつかの実施形態において、(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステルまたはアミノアルキルアミドの1種以上の重合単位を含有する1種以上のカチオン性ポリマーが使用される。独立して、いくつかの実施形態において、(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステルまたはアミノアルキルアミドの重合単位を含有しない1種以上のカチオン性ポリマーが使用される。いくつかの実施形態において、(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステルまたはアミノアルキルアミドの重合単位を含有するカチオン性ポリマーは使用されない。
いくつかの実施形態において、アミジン基を有するカチオン性モノマーの1種以上の重合単位を含有する1種以上のカチオン性ポリマーが使用される。アミジン基は、化学基−C(=NH)NHである。独立して、いくつかの実施形態において、(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステルまたはアミノアルキルアミドの重合単位を含有しない1種以上のカチオン性ポリマーが使用される。いくつかの実施形態において、(メタ)アクリル酸のアミノアルキルエステルまたはアミノアルキルアミドの重合単位を含有するカチオン性ポリマーは使用されない。
独立して、後修飾されたモノマー単位も本発明のカチオン性ポリマーにおけるカチオン性モノマー単位として意図される。本明細書において用いられる場合、「後修飾される(post−modified)」カチオン性モノマー単位は、重合中に、カチオン性基を有さないが、反応性基を有するモノマー単位である。重合の完了後、この反応性基を次いで、ポリマーのモノマー単位に結合したカチオン性基が得られる様な方法で反応させる。例えば、エポキシ基を含有するモノマーの重合単位を有するポリマーを製造することができ;重合後、エポキシ基を適切な化学反応により修飾して、前記重合単位に結合したカチオン性基を得、前記重合単位は、本明細書においてはカチオン性モノマーの重合単位であると見なすことができ、本明細書において「後修飾されたカチオン性モノマーの重合単位」と認識される。このような後修飾反応を行う1つの方法は、D.−J. Voornらにより、Macromolecules、第38巻、3653〜3662ページ、2005年において教唆されている。
いくつかの実施形態において、後修飾されたカチオン性モノマーの1種以上の重合単位を含有する1種以上のカチオン性ポリマーが使用される。独立して、いくつかの実施形態において、後修飾されたカチオン性モノマーの重合単位を含有しない1種以上のカチオン性ポリマーが使用される。いくつかの実施形態において、後修飾されたカチオン性モノマーの重合単位を含有するカチオン性ポリマーは使用されない。
好適なカチオン性モノマーの混合物も好適である。
いくつかの実施形態において、使用される全てのカチオン性ポリマーにおける全てのモノマー単位は第四アンモニウム塩の重合単位である。
いくつかの実施形態において、カチオン性モノマーを重合単位として、カチオン性ポリマーの乾燥重量基準で、0.5重量%以上;または1重量%以上;または2重量%以上;または3重量%以上の量で含有するカチオン性ポリマーが使用される。独立して、いくつかの実施形態において、カチオン性モノマーを重合単位として、カチオン性ポリマーの乾燥重量基準で、6重量%以下;または5重量%以下の量で含有するカチオン性ポリマーが使用される。カチオン性ポリマーの乾燥重量基準で、カチオン性ポリマー中に重合単位として存在するカチオン性モノマーの重量による量は、本明細書においては、「Cat%」と表記される。
本発明のカチオン性ポリマーは、重合単位として、1種以上の芳香族モノマーも含有する。芳香族モノマーは、芳香族環を含有する任意のモノマーである。いくつかの実施形態において、スチレンまたは置換スチレンまたはその混合物が使用される。いくつかの好適な置換スチレンは、たとえば、アルキル置換スチレン、例えば、メチルスチレン(例えば、アルファ−メチルスチレンを包含する)およびn−プロピルスチレンである。いくつかのさらなる好適な置換スチレンは、例えば、ハロ置換スチレン、例えば、o−クロロスチレンおよび2,6−ジクロロスチレンである。いくつかのさらなるな好適な置換スチレンは、例えば、アルコキシ置換スチレン、例えば、o−メトキシスチレン、m−メトキシスチレンである。いくつかのさらなる好適な芳香族モノマーは、例えば、(メタ)アクリレートエステルであって、エステル基が芳香族環を含有するもの、例えば、ベンジル(メタ)アクリレートおよびジフェニルメチル(メタ)アクリレートである。いくつかのさらなる好適な芳香族モノマーは、例えば、フェニル(メタ)アクリレート、例えば、ペンタブロモフェニル(メタ)アクリレート、ペンタクロロフェニル(メタ)アクリレート、フェニルアルファ−ブロモアクリレート、およびp−ブロモフェニル(メタ)アクリレートである。いくつかのさらなる好適な芳香族モノマーは、例えば、4−メトキシ−2−メチルスチレン、スチレンスルフィド、ビニルフェニルスルフィド、およびN−ベンジル(メタ)アクリルアミドである。
いくつかの実施形態において、スチレンが使用される。スチレンが使用されるいくつかの実施形態において、スチレンはカチオン性ポリマー中に存在する唯一の芳香族モノマーである。
本発明の実施において、重合単位として、カチオン性ポリマーの乾燥重量基準で、30重量%以上かつ99.5重量%以下の量で芳香族モノマーを含有する1種以上のカチオン性ポリマーが使用される。いくつかの実施形態において、重合単位として、カチオン性ポリマーの乾燥重量基準で、40重量%以上;または50重量%以上;または60重量%以上の量で芳香族モノマーを含有するカチオン性ポリマーが使用される。独立して、いくつかの実施形態において、重合単位として、カチオン性ポリマーの乾燥重量基準で、93重量%以下;または90重量%以下;または80重量%以下の量で芳香族モノマーを含有するカチオン性ポリマーが使用される。カチオン性ポリマーの乾燥重量基準の、カチオン性ポリマーにおいて重合単位として存在する芳香族モノマーの重量による量は、本明細書においては「Ar%」として記載される。
いくつかの実施形態において、1種以上のカチオン性モノマーおよび1種以上の芳香族モノマー以外のモノマーを有さない本発明の1種以上のカチオン性ポリマーが使用される。
いくつかの実施形態において、重合単位として、1種以上の追加のモノマー(すなわち、カチオン性モノマーでも芳香族モノマーでもなく、1種以上のカチオン性モノマーおよび1種以上の芳香族モノマーに加えて存在するモノマー)を有する本発明の1種以上のカチオン性ポリマーが使用される。カチオン性ポリマーの乾燥重量基準で、カチオン性ポリマーにおいて重合単位として存在する全ての追加のモノマー(単一種または複数種)の重量による合計量は、本明細書においては「Add%」として記載される。Add%は100%−(Cat%+Ar%)に等しいと考えられる。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーにおいて、重合単位として存在する全ての追加のモノマー(単一種または複数種)の重量の合計の、重合単位として存在する全ての芳香族モノマー(単一種または複数種)の重量に対する比は、0.05以上;または0.1以上;または0.2以上である。独立して、いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーにおいて、重合単位として存在する全ての追加のモノマー(単一種または複数種)の重量の合計の、重合単位として存在する全ての芳香族モノマー(単一種または複数種)の重量に対する比は、2.5以下;または2以下;または1.5以下;または1以下;または0.75以下である。
いくつかの好適な追加のモノマーは、例えば、アニオン性モノマー、低級アルキル(メタ)アクリレートエステル、高級脂肪族(メタ)アクリレートエステル、HE/Aモノマー(本明細書において前記定義のとおり)、架橋性モノマー、(メタ)アクリル酸の置換または非置換アミド、カチオン性モノマーおよび芳香族モノマーと共重合できる他のモノマー、およびその混合物を包含する。
アニオン性モノマーは、少なくとも1つのアニオンがポリマー主鎖と共有結合している重合単位を形成する化合物である。共有結合したアニオン(単一種または複数種)に対応するカチオン(単一種または複数種)は、溶液、アニオンとの錯体であってポリマー上の他の所に位置するもの、またはその組み合わせであってよい。いくつかの実施形態において、水中で、洗濯操作に有用なある範囲のpH値で存在する場合、アニオン形態で存在するが、他のpH値では中性形態で存在し得るアニオンを含有する、1種以上のアニオン性モノマーが使用される。いくつかの実施形態において、重合中に中性形態である少なくとも1種のアニオン性モノマーが使用され;そのような実施形態において、重合後(洗濯操作前または洗濯操作後)、ポリマーを取り巻く環境(たとえば、pH)は、そのアニオン性モノマーから得られる重合単位が負電荷を獲得するように変更される。
いくつかの好適なアニオン性モノマーは、例えば、エチレン性不飽和酸モノマー、例えば、エチレン性不飽和カルボン酸モノマー、マレインモノマー、およびエチレン性不飽和スルホン酸モノマーである。いくつかの好適なアニオン性モノマーは、例えば、モノエチレン性不飽和アニオン性モノマーである。好適な不飽和カルボン酸モノマーは、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、イタコン酸の半エステル、およびその混合物を包含する。好適なマレインモノマーは、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、その半エステル、およびその置換体を包含する。好適な不飽和スルホン酸モノマーは、例えば、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸を包含する。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、重合単位としてエチレン性不飽和酸モノマーを有さない。いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、重合単位としてアニオン性モノマーを有さない。
1種以上のアニオン性モノマーを重合単位として含有するカチオン性ポリマーは、本明細書において「両性」ポリマーと呼ばれる。
本発明のカチオン性ポリマーにおいて1種以上のアニオン性モノマーが重合単位として存在するいくつかの実施形態において(すなわち、本発明の両性ポリマー)、アニオン性モノマーの量は、重合単位として存在する全てのアニオン性モノマー(単一種または複数種)の合計重量の、重合単位として存在する全ての芳香族モノマー(単一種または複数種)の重量に対する比により効果的に特徴づけることができる。いくつかの実施形態において、重量比は0.01以上;または0.02以上である。独立して、いくつかの実施形態において、重量比は0.2以下;または0.1以下;または0.05以下である。
独立して、1種以上のアニオン性モノマーが重合単位として本発明のカチオン性ポリマーにおいて存在するいくつかの実施形態において、アニオン性モノマーの量は、重合単位として存在する全てのアニオン性モノマー(単一種または複数種)の当量の合計の、重合単位として存在するすべてのカチオン性モノマー(単一種または複数種)の当量に対する比により効果的に特徴づけることができる。いくつかの実施形態において、当量の比は、0.25以上;または0.5以上;または0.8以上;または1以上である。独立して、いくつかの実施形態において、当量の比は5以下;または4以下;または3以下である。
低級アルキル(メタ)アクリレートエステルは、アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステルであり、ここで、アルキル基は、8個以下の炭素原子を有する非置換アルキル基である。いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、1種以上の低級アルキル(メタ)アクリレートエステルを重合単位として含む。いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、1種以上の低級アルキルメタクリレートエステルを重合単位として含む。いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、メチルメタクリレートを重合単位として含む。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、低級アルキル(メタ)アクリレートエステルを重合単位として有さない。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーにおいて、重合単位として存在する全ての低級アルキル(メタ)アクリレートエステル(単一種または複数種)の合計重量の、重合単位として存在する全ての芳香族モノマー(単一種または複数種)の重量に対する比は、0.02以上;または0.05以上;または0.1以上である。独立して、いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーにおいて、重合単位として存在する全ての低級アルキル(メタ)アクリレートエステル(単一種または複数種)の合計重量の、重合単位として存在する全ての芳香族モノマー(単一種または複数種)の重量に対する比は、3以下;または1以下;または0.3以下;または0.2以下である。
高級脂肪族(メタ)アクリレートエステルは、アクリル酸またはメタクリル酸の脂肪族エステルであり、ここで、脂肪族基は9個以上の炭素原子を有する非置換炭化水素基であり、脂肪族基は、飽和または不飽和であってよい。いくつかの実施形態において、脂肪族基が18個以下の炭素原子を有する高級脂肪族(メタ)アクリレートエステルが使用される。いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、1種以上の高級脂肪族(メタ)アクリレートエステルを重合単位として含む。いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、1種以上の高級脂肪族メタクリレートエステルを重合単位として含む。いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、およびその混合物の1種以上を包含する。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、高級脂肪族(メタ)アクリレートエステルを重合単位として有さない。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーにおいて、重合単位として存在する全ての高級脂肪族(メタ)アクリレートエステル(単一種または複数種)の合計重量の、重合単位として存在する全ての芳香族モノマー(単一種または複数種)の重量に対する比は、0.02以上;または0.05以上;または0.07以上である。独立して、いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーにおいて、重合単位として存在する全ての高級脂肪族(メタ)アクリレートエステル(単一種または複数種)の合計重量の、重合単位として存在する全ての芳香族モノマー(単一種または複数種)の重量に対する比は、2以下;または1以下;または0.3以下;または0.2以下である。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、1種以上のHE/Aモノマーを重合単位として有する。他の実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、HE/Aモノマーを重合単位として有さない。
いくつかの実施形態において、(メタ)アクリル酸のアミドである1種以上のHE/Aモノマーが使用される。このような実施形態のいくつかにおいて、アミド基の窒素原子は、1または2個の置換基を有する。置換基は、例えば、アルキル基、例えば、メチルまたはエチル基であってよい。(メタ)アクリル酸のアミドであるHE/Aモノマーが使用されるいくつかの実施形態において、窒素原子上に置換基はない。いくつかの実施形態において、アミド基が本発明の家庭用組成物の使用条件下で中性形態のままであるので、前記定義のようなカチオン性モノマーとしてみなされない(メタ)アクリル酸のアミドである1種以上のHE/Aモノマーが使用されることも意図される。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、(メタ)アクリル酸のアミドを重合単位として有さない。
いくつかの実施形態において、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートエステルである1種以上のHE/Aモノマーが使用される。ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートエステルは、アクリル酸またはメタクリル酸のエステルであり、ここで、エステル基はヒドロキシアルキル基(すなわち、ヒドロキシ基が結合したアルキル基)である。いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、1種以上のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートエステルを重合単位として含み、ここで、ヒドロキシアルキル基は、ヒドロキシエチルまたはヒドロキシプロピルまたはその混合物である。いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、重合単位として、1種以上のヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、およびその混合物を含む。いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、重合単位として、1種以上のヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、またはその混合物を含む。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートエステルを重合単位として有さない。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーにおいて、重合単位として存在する全てのHE/Aモノマー(単一種または複数種)の合計重量の、重合単位として存在する全ての芳香族モノマー(単一種または複数種)の重量に対する比は、0.02以上;または0.05以上;または0.1以上である。独立して、いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーにおいて、重合単位として存在する全てのHE/Aモノマー(単一種または複数種)の合計重量の、重合単位として存在する全ての芳香族モノマー(単一種または複数種)の重量に対する比は、2以下;または1以下;または0.3以下;または0.2以下である。
架橋性モノマーとは、カチオン性モノマーおよび芳香族モノマーと共重合することができ、かつ本発明のカチオン性ポリマーにおいて架橋を形成することができる化合物である。
架橋性モノマーが使用される実施形態において、いくつかの好適な架橋性モノマーは、例えば、多エチレン性不飽和化合物(すなわち、1より多い炭素−炭素二重結合を有する化合物)である。いくつかの好適な架橋性モノマーは、例えば、芳香族モノマー、例えば、ジビニルベンゼンである。他の好適な架橋性モノマーは、芳香族モノマーでない。いくつかの好適な架橋性モノマーは、例えば、(メタ)アクリル酸のポリオール(すなわち、2以上のヒドロキシル基を有する化合物)とのエステルである。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーにおいて、重合単位として存在する全ての架橋性モノマーの合計重量の、重合単位として存在する全ての芳香族モノマー(単一種または複数種)の重量に対する比は、0.001以上;または0.002以上;または0.005以上である。独立して、いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーにおいて、重合単位として存在する全ての架橋性モノマーの合計重量の、重合単位として存在する全ての芳香族モノマー(単一種または複数種)の重量に対する比は、0.1以下;または0.07以下;または0.05以下;または0.02以下;または0.01以下である。
いくつかの実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、重合単位として架橋性モノマーを有さない。
いくつかの実施形態において、カチオン性ポリマーは、芳香族モノマーおよびカチオン性モノマーのみの重合単位を有する。かかる実施形態において、カチオン性ポリマーの製造において、追加のモノマーは使用されない。そのような実施形態において、カチオン性ポリマーは少量の不純物も含有することができ、独立して、開始剤および/または連鎖移動剤からのフラグメントである末端基も含みうることが意図される。
本発明の組成物は、ラテックスの形態である1種以上のカチオン性ポリマーを含有する。ラテックスは、水性媒体中で安定な分散物を形成するポリマー粒子の集団である。
ラテックス中の粒子は、粒子の平均直径により有用に特徴づけることができ、これは周知の方法、例えば、光散乱により決定できる。いくつかの実施形態において、100nm以上;または125nm以上;または150nm以上;または160nm以上の粒子の平均直径を有するカチオン性ポリマーラテックスが使用される。独立して、いくつかの実施形態において、400nm以下;または300nm以下;または250nm以下;または200nm以下の粒子の平均直径を有するカチオン性ポリマーラテックスが使用される。
水性ポリマーラテックスを特徴づける1つの有用な方法はゼータ電位であり、これはラテックス粒子の電気的安定化の尺度であり、25℃で測定される。ゼータ電位は、例えば、Malvern Zetasizer(商標)装置を用いて測定できる。
重合単位としてアニオン性モノマーを有さない本発明のカチオン性ポリマーのいくつかは、pH=4.5で20mV以上;または30mV以上;または40mV以上のゼータ電位を有する。
本発明の両性ポリマーラテックスのいくつかは、比較的低いpHで20mV以上のゼータ電位を有し、比較的高いpHで0〜20mVのゼータ電位を有する。このような両性ポリマーラテックスのいくつかは、さらに高いpHで0より低いゼータ電位を有する。20mV以上のゼータ電位を有するカチオン性ポリマーラテックスは良好な機械的安定性を有し、一方、0〜20mVのゼータ電位を有するものは比較的低い機械的安定性を有すると考えられる。本明細書において用いられる場合、両性ポリマーラテックスの「安定点(stability point)」は、両性ポリマーラテックスが20mV以上のゼータ電位を有する最高のpHである。本発明は特定のメカニズムに限定されないが、本発明のこのような両性ポリマーラテックスを含有する家庭用組成物は、pHが両性ポリマーラテックスの安定点より低い状態で基体と接触させることができることが想定される。pHを次に安定点よりも若干上昇させるならば、両性ポリマーラテックスは0〜20mVのゼータ電位を有し、従って、不安定であり、ポリマー粒子は基体上に集まる強い傾向を有する。
本発明のいくつかの実施形態において、このような両性ポリマーラテックスは、両性ポリマーの(もし存在するならば、ポリマー粒子上に吸着されるか、または粒子中に吸収されうる任意の疎水性可溶性物質とともに)基体上への所望の堆積を引き起こすためにpHを上昇させることができる操作において用いることができる。
いくつかの実施形態において、pH8以下;またはpH7以下の安定点を有する両性ポリマーが使用される。独立して、いくつかの実施形態において、pH3以上;またはpH4以上の安定点を有する両性ポリマーが使用される。
本発明の両性ポリマーのいくつかは、本明細書においては「WAQ」ポリマーと呼ばれる。WAQポリマー中に重合単位として存在するカチオン性モノマーの全ては、1種以上の第四アンモニウム塩であり、WAQポリマー中に存在するアニオン性モノマーの全ては3から6の間のpKaを有する酸性モノマーである。WAQポリマーにおいて、アニオン性モノマーのカチオン性モノマーに対する当量の比は1以上である。
本発明のカチオン性ポリマーラテックスの別の特徴は、カチオン性ポリマーの屈折率である。興味のあるポリマーの屈折率を決定するための1つの有用な方法は、興味のあるポリマーを製造するために使用されるそれぞれのモノマーに寄与値が割り当てられる計算法であり、前記寄与値は、モノマーから製造されるホモポリマーの屈折率である。興味のあるポリマーの屈折率計算値は、ポリマーの製造において使用されるモノマーの寄与値の加重平均であり、ここで、各モノマーの寄与値の重み係数は、興味のあるポリマーにおけるモノマーのモル分率である。様々なホモポリマーの屈折率が測定されており、値は一般に公開された文献において入手可能である。いくつかのホモポリマーの屈折率は本明細書において以下の実施例において記載されている。いくつかの実施形態において、カチオン性ポリマーの屈折率は、1.3以上;または1.4以上;または1.45以上;または1.5以上;または1.54以上である。
本発明は任意の特定のメカニズムに限定されないが、カチオン性ポリマーラテックスの粒子は光を散乱するので、本発明のカチオン性ポリマーラテックスは、いくつかの水性液体組成物の不透明性を増大させると考えられる。水中に懸濁された場合に光を散乱するその能力を改善する、このような粒子の1つの特徴は、粒子の屈折率と水の屈折率間の差である。粒子の屈折率は水の屈折率よりも大きく、従って、より大きな屈折率を有する粒子を提供することにより、さらに大きな差が得られる。
いくつかの実施形態において、水性乳化重合により形成されるラテックスが使用される。水性乳化重合は、水の存在下で、モノマー、開始剤、および界面活性剤を含む。いくつかの実施形態において、アルキルスルフェート、アルキルアリールスルフェート、アルキルまたはアリールポリオキシエチレン非イオン性界面活性剤、およびその混合物から選択される、少なくとも1種の界面活性剤が水性乳化重合の間に使用される。いくつかの実施形態において、ポリビニルアルコールは本発明のカチオン性ポリマーラテックスの製造プロセスにおいて使用されない。いくつかの実施形態において、ポリビニルアルコールは本発明の液状家庭用組成物中に存在しない。
いくつかの実施形態において、カチオン性ポリマーラテックスは、1種以上の分子封入剤の存在下で行われる乳化重合のプロセスにより形成される。いくつかの好適な分子封入剤は、例えば、キャビテート(cavitates)(すなわち、錯化剤の各分子内に空洞を提供する化合物)である。好適なキャビテートは、例えば、コロネート(coronates)、クリプテート(cryptates)、シクロファン(cyclophanes)、カリキサレン、シクロデキストリン、アミロース、キューカビチュリル(cucurbituril)、分子溝化合物、他のキャビテート、およびその混合物を包含する。
シクロデキストリンは、その分子が、6個以上のグルコース単位から構成される構造を有する円錐形構造である化合物である。シクロデキストリンは、例えば、アルキル基(例えば、メチル基)の付加により、さらに修飾されていてもよいし、さらに修飾されていなくてもよい、このような化合物を包含する。本明細書において用いられる場合、シクロデキストリンがあるグルコース単位から構成されるという記述は、シクロデキストリン分子の構造の説明として理解すべきであり、これはあるグルコース分子を反応させることにより実際に形成されてもよいし、または形成されなくてもよい。シクロデキストリンは32ものグルコース単位から形成されうる。6、7、および8のグルコース単位から形成されるシクロデキストリンは、それぞれ、アルファ−シクロデキストリン、ベータ−シクロデキストリン、およびガンマ−シクロデキストリンとして知られている。いくつかの実施形態においては、ちょうど1種のアルファ−シクロデキストリン、ベータ−シクロデキストリン、メチルベータ−シクロデキストリン、またはガンマ−シクロデキストリンが使用される。いくつかの実施形態においては、アルファ−シクロデキストリン、ベータ−シクロデキストリン、メチルベータ−シクロデキストリン、およびガンマ−シクロデキストリンの2種以上の混合物が使用される。独立して、いくつかの実施形態において、シクロデキストリン以外の分子封入剤は使用されない。
いくつかの実施形態において、カチオン性ポリマーラテックスの乳化重合は、1種以上のモノマー(ニート、溶液、水性エマルジョン、またはその組み合わせであってよい)を、場合によって他の成分とともに、水および分子封入剤を含む容器に添加する工程を含む方法により行われる。
分子封入剤を伴ういくつかの実施形態において、使用される分子封入剤の量は、重合プロセスにおいて用いられる全てのモノマーの合計重量基準で、0.5重量%以上;または1重量%以上;または2重量%以上である。独立して、分子封入剤を伴ういくつかの実施形態において、使用される分子封入剤の量は、重合プロセスにおいて用いられる全てのモノマーの合計重量基準で、8重量%以下;または5重量%以下;または3重量%以下である。
いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、ラテックスをさらに添加することなく、得られたラテックスが本発明の組成物として適格であるのに十分な種類および量の界面活性剤(単一種または複数種)を乳化重合プロセスの間に添加することにより形成される。このような実施形態において、さらなる界面活性剤を乳化重合プロセス完了後にラテックスに添加してもよいし、添加しなくてもよい。
乳化重合プロセスの間に使用される界面活性剤(単一種または複数種)の種類および量が、得られるカチオン性ポリマーラテックスが本発明の家庭用組成物として適格であるためには不十分な界面活性剤を有するような実施形態も想定される。このような実施形態において、本発明の組成物を製造するために、さらなる界面活性剤(単一種または複数種)をこのようなカチオン性ポリマーラテックスと混合されることが想定される。
水性乳化重合は、例えば、水溶性開始剤または水溶性開始剤の混合物を用いて行うことができる。好適な開始剤は、例えば、水溶性ペルオキシド、例えば、過硫酸ナトリウムまたはアンモニウムを包含する。好適な開始剤は、例えば、酸化剤(例えば、過硫酸塩または過酸化水素)を還元剤(例えば、重亜硫酸ナトリウムまたはイソアスコルビン酸)および/または多価金属イオンの存在下で含み、酸化剤/還元剤対を形成し、広範囲に及ぶいずれかの温度でフリーラジカルを生成させる。さらなる好適な開始剤は、水溶性アゾ開始剤、例えば、カチオン性アゾ開始剤、例えば、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)二塩酸塩である。
1種以上の油溶性開始剤、例えば、油溶性アゾ開始剤を用いる乳化重合も想定される。
いくつかの実施形態において、カチオン性ポリマーラテックスは、コア/シェルラテックス粒子を形成しない。独立して、いくつかの実施形態において、カチオン性ポリマーラテックスは空隙を有さない固体粒子の形態である。
独立して、いくつかの実施形態において、カチオン性ポリマーラテックスは単相ポリマー組成物である。すなわち、水がカチオン性ポリマーラテックスから除去され、固体ポリマーのガラス転移温度が示差走査熱量分析で分析されたならば、1つのみのガラス転移が見出されるであろう。このような単相ポリマーラテックスは、一段プロセスで製造されることが想定される。本明細書において用いられる場合、一段プロセスは、特定のポリマーを形成するための重合が完了したら、最大でも、その特定のポリマーの固体重量基準で2重量%の量のモノマーを含む、任意のチェイスプロセス以外に、その特定のポリマーの存在下でさらなる重合は行われない。
本発明の水性液状家庭用組成物中に存在するカチオン性ポリマーラテックスの量は、水性液状家庭用組成物の合計重量のパーセンテージとしての固体カチオン性ポリマーの重量により効果的に特性化することができる。この特性化は、本明細書において「全体におけるポリマー固体重量」と呼ばれる。いくつかの実施形態において、全体におけるポリマー固体重量として特性化されるカチオン性ポリマーラテックスの量は、0.02%以上;または0.05%以上;または0.1%以上;または0.2%以上である。独立して、いくつかの実施形態において、全体におけるポリマー固体重量として特性化されるカチオン性ポリマーラテックスの量は、12%以下;または6%以下;または3%以下;または1.5%以下である。
いくつかの実施形態において、本発明の家庭用組成物は、1種以上のアジュバントを含有する。アジュバントは、クリーニングプロセスを改善する界面活性剤以外の物質である。アジュバントは、例えば、ランドリーアジュバント、パーソナルケアアジュバント、およびその混合物を包含する。
1種以上のアジュバントが使用される実施形態のいくつかにおいて、本発明の水性液状家庭用組成物は、水性液状家庭用組成物の合計重量基準での全てのアジュバントの合計固体重量で、1%以上;または2%以上の量でアジュバントを含有する。独立して、1種以上のアジュバントが使用されるいくつかの実施形態において、本発明の水性液状家庭用組成物は、アジュバントを、水性液状家庭用組成物の合計重量基準での全てのアジュバントの合計固体重量で、45%以下;または40%以下の量で含有する。
いくつかの実施形態において、本発明の家庭用組成物は、1種以上のランドリーアジュバントを含有する。ランドリーアジュバントは、例えば、ヒドロトロープ、ビルダー、セルロース誘導体、分散剤、酵素、酵素安定化剤、蛍光増白剤、漂白剤、およびその混合物を包含する。
1種以上のヒドロトロープが使用される実施形態において、好適なヒドロトロープは、例えば、アルコール、グリコール、アルカノールアミン、アリールスルホネート、およびその混合物を包含する。
ビルダーは、ランドリープロセスにおいて使用される水から硬水イオン(hardness ion)を除去する物質である。1種以上のビルダーが使用される実施形態において、好適なビルダーは、たとえば、ホスフェート、カーボネート、シリケート、ゼオライト、金属イオン封鎖剤、中性可溶性塩、およびその混合物を包含する。
セルロース誘導体は、洗濯プロセス中の汚れの再堆積の防止に寄与すると考えられている。1種以上のセルロース誘導体が使用される実施形態において、好適なセルロース誘導体は、例えば、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、およびその混合物を包含する。
1種以上の分散剤が使用される実施形態において、いくつかの好適な分散剤は、例えば、(メタ)アクリル酸ポリマーを包含する。いくつかの好適な(メタ)アクリル酸ポリマーは、例えば、アクリル酸のホモポリマー、メタクリル酸のホモポリマー、メタクリル酸とアクリル酸のコポリマー、アクリル酸および/またはメタクリル酸と他のモノマーとのコポリマー、およびその混合物を包含する。任意にアクリル酸および/またはメタクリル酸と共重合することができる他のモノマーには、例えば、カチオン性モノマーおよびカチオン性モノマーとの共重合に適していると前述された追加のモノマーが挙げられる。独立して、1種以上の分散剤が使用される実施形態において、好適な分散剤は、例えば、70000より低い重量平均分子量を有する(メタ)アクリル酸ポリマーまたはコポリマー、あるいは10000より低い重量平均分子量を有する(メタ)アクリル酸ポリマーまたはコポリマーを包含する。独立して、1種以上の(メタ)アクリル酸ポリマーまたはコポリマーが使用される実施形態において、このような実施形態のいくつかは、1種以上のセルロース誘導体も含む。
1種以上の酵素が使用される実施形態において、好適な酵素は、例えば、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、ペルオキシダーゼ、およびその混合物を包含する。
1種以上の漂白剤が使用される実施形態において、好適な漂白剤は、例えば、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム四水和物、過ホウ酸ナトリウム一水和物、およびその混合物を包含する。
いくつかの好適な界面活性剤の数例を包含する、いくつかの好適な家庭用組成物の数例は、Surfactants in Consumer Products、J.Falbe編、Springer−Verlage、Heidelberg、Germany、1987において見出すことができる。
いくつかの実施形態において、本発明の家庭用組成物は、パーソナルケア組成物としての使用に適している。このようなパーソナルケア組成物のいくつかは、例えば、ヘアケア配合物(例えば、シャンプー、コンディショニングシャンプー、毛髪染料、ヘアコンディショナー、ジェル、ポマード、ムースおよびヘアスプレーを包含する)ならびにスキンケアおよびネイルケア配合物(例えば、ネイルコーティング、化粧品、収斂剤、脱毛剤、フェイシャルメーキャップ配合物、サンスクリーンおよびサンブロック、ウェットティッシュ、ハンドクリーム、ハンドソープおよびボディーソープ、スキンクレンザー、およびハンドローションおよびボディーローションを包含する)であってよい。パーソナルケア組成物の数例は、The chemistry and Manufacture of Cosmetics Volume II、Formulating、第3版、2000、Allured Publishing Company、Carol Stream、Illinois、USAにおいて記載されている。
パーソナルケア組成物は、1種以上のパーソナルケアアジュバント、例えば、タンパク質、合成油、植物性油または動物性油、シリコーン油、ワックス、樹脂、ガム、保湿剤、顔料、酸性化剤またはアルカリ化剤、保存料、分散剤、懸濁化剤、皮膚軟化剤、(C1−C20)アルコール溶媒、日焼け止め剤、香料、レオロジー改良剤または増粘剤(例えば、疎水的に修飾されたエトキシル化ウレタン樹脂を包含する)、芳香剤、コンディショニング剤、柔軟剤、帯電防止助剤、顔料、色素、毛髪染料、着色剤、酸化防止剤、還元剤および酸化剤、フィルム形成物質、安定剤、中和剤、保存料、殺虫剤、可塑剤、消泡剤、レベリング助剤、賦形剤、ビタミン、天然エキス、タンパク質、金属イオン封鎖剤、分散剤、酸化防止剤、懸濁化剤、およびその混合物を包含する。パーソナルケアアジュバントの数例は、The chemistry and Manufacture of Cosmetics、Volume III、Ingredients、第3版、2000、Allured Publishing Company、Carol Stream、Illinois、USAにおいて記載されている。
本発明のいくつかの実施形態において、カチオン性ポリマーは、疎水性可溶性物質のための送達ビヒクルとして好適であり得る。疎水性物質は、水中で低い溶解度を有する。好適な疎水性物質は、水100グラム中に、物質5グラム以下;または物質2グラム以下;または物質1グラム以下;または物質0.5グラム以下;または物質0.1グラム以下の溶解度を有する。疎水性可溶性物質は、1種以上の有機溶媒中に可溶性である。すなわち、所定の疎水性可溶性物質に関して、有機溶媒100グラム中の物質の溶解度が、物質1グラム以上;または物質5グラム以上である少なくとも1種の有機溶媒を見出すことができる。いくつかの好適な疎水性可溶性物質は、例えば、アセトン、オクタノール、ヘキサン、またはジクロロエタンの1種以上中に可溶性である。
いくつかの好適な疎水性可溶性物質は揮発性である。いくつかの好適な疎水性可溶性物質は、例えば1気圧で50℃以下;または40℃以下;または30℃以下の沸点を有する。独立して、いくつかの好適な疎水性可溶性物質は、例えば、1気圧で10℃以上;または20℃以上の沸点を有する。
他の好適な疎水性可溶性物質は揮発性でない。すなわち、これらは1気圧で50℃より高い沸点を有する。
カチオン性ポリマーが、疎水性可溶性物質のための送達ビヒクルとして好適であると本明細書において記載されている場合、次のことを意味する。疎水性可溶性物質は、本発明のカチオン性ポリマーラテックスを含有する水性組成物と混合することができ、混合物は安定である。混合物は、次のいずれかを示さない場合に安定である:相分離、沈降、フロキュレーション、アグロメレーション、またはその組み合わせ。本発明は任意の特定のメカニズムに限定されないが、疎水性可溶性物質の一部または全部は、カチオン性ポリマーラテックスの粒子中に吸収されるか、またはこれらの粒子の表面上に吸着されるかのいずれか、またはその組み合わせであると考えられる。水性組成物が後に基体と接触させられる場合、疎水性可溶性物質の一部または全部は移動させられ、基体中に吸収されるか、または基体上に吸着されるようになるであろう。次に、基体が乾燥される場合、これはいくらかの吸収または吸着された疎水性可溶性物質も含有する。このような場合のいくつかにおいて、特に、疎水性可溶性物質が揮発性であるならば、次いで疎水性可溶性物質は乾燥された基体から蒸発するであろう。このような場合の他の例において、特に疎水性可溶性物質が揮発性でないならば、疎水性物質は基体上に吸収されているかまたは基体中に吸収されたままである。
少なくとも1種の疎水性可溶性物質を含有する本発明の水性組成物は、様々な成分を任意の順序で組み合わせることにより製造することができる。例えば、カチオン性ポリマーラテックスは、疎水性可溶性物質と混合することができ、結果として得られる混合物を次に活性成分と混合することができる。別の例として、活性成分および疎水性可溶性物質を一緒に混合することができ、得られた混合物を次にカチオン性ポリマーラテックスと混合することができる。さらに別の例として、活性成分およびカチオン性ポリマーラテックスを一緒に混合することができ、得られた混合物を次に疎水性可溶性物質と混合することができる。場合によって、1種以上の追加の成分(1種以上のカチオン性ポリマーラテックス、1種以上の活性成分、1種以上の疎水性可溶性物質、またはその組み合わせ)であって、そのいずれかは独立して混合物中の成分と同じであってもよく、または異なっていてもよいものを組成物に、前記手順の工程のいずれかの前、最中、または後に添加することができる。独立して、前記の混合手順のいずれかは、場合によって、水の存在下で、任意にカチオン性ポリマーラテックスの部分である水に加えて行うことができる。
例えば、芳香剤でもある疎水性可溶性物質を用いることができる。本明細書において用いられる「芳香剤」とは、望ましい臭いを有する化合物、かかる化合物の混合物、1種以上のかかる化合物を含有する組成物、香料、またはその混合物である。このような芳香剤は、例えば、カチオン性ポリマーラテックスおよび他の成分と混合して、本発明の水性家庭用組成物を製造することができる。芳香剤が使用されるいくつかの実施形態において、芳香剤の量は、水性家庭用組成物の合計固体重量基準で、0.2重量%以上;または0.5重量%以上;または1重量%以上である。独立して、芳香剤が使用されるいくつかの実施形態において、芳香剤の量は、水性家庭用組成物の合計固体重量基準で、10重量%以下;または7重量%以下;または5重量%以下である。
本発明の家庭用組成物が芳香剤を含有するいくつかの実施形態において、家庭用組成物は、例えば、洗濯操作において使用するための織物柔軟剤として適するように設計することができる。通常、織物柔軟剤は、1種以上のカチオン性界面活性剤を含有する。織物は、例えば、このような洗濯操作に付され、次に乾燥される。本発明の水性家庭用組成物は、例えば、すすぎ手順の間に洗濯操作に添加することができる。乾燥後、疎水性可溶性芳香剤が次に、例えば、空気中に放出され、織物に明確な望ましい臭いを付与することができる。このような実施形態のいくつかにおいて、本発明のカチオン性ポリマーは、1種以上のアニオン性モノマーを重合単位として含有する。このような実施形態の他の例において、本発明のカチオン性ポリマーはアニオン性モノマーを重合単位として含有しない。
独立して、本発明の組成物は、液体洗濯洗剤として好適であるように設計することができ、洗浄サイクル中に織物に芳香剤を効果的に送達することができる。このような液体洗濯洗剤は、通常、1種以上のアニオン性界面活性剤を含有し、1種以上のアニオン性界面活性剤を含有する場合もある。このような実施形態のいくつかにおいて、本発明のカチオン性ポリマーは、1種以上のアニオン性モノマーを重合単位として含有する。
さらに、本発明の組成物は、織物柔軟剤も含有する液体洗濯洗剤として好適であるように設計することができる。このような組成物は、洗浄サイクル中に織物に効率的に芳香剤を送達することができる。このような液体洗濯洗剤は、通常、1種以上のアニオン性界面活性剤を含有し、さらに1種以上の非イオン性界面活性剤も含有する場合があり、および通常、カチオン性または両性のいずれかである1種以上の界面活性剤を含有する。このような実施形態のいくつかにおいて、本発明のカチオン性ポリマーは、1種以上のアニオン性モノマーを重合単位として含有する。他のこのような実施形態において、本発明のカチオン性ポリマーは、アニオン性モノマーを重合単位として含有しない。
別の例として、いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、ヘアシャンプー、またはヘアコンディショナー、またはヘアシャンプーおよびヘアコンディショナーの両方である配合物として好適であるように設計することができる。このような実施形態のいくつかにおいて、カチオン性ポリマーは、毛髪の洗髪またはコンディショニングの結果として、疎水性可溶性物質を毛髪に送達する送達ビヒクルとして機能することができる。ヘアシャンプーは通常1種以上のアニオン性界面活性剤を含有し、および1種以上の非イオン性界面活性剤も含有する場合がある。ヘアコンディショナーは、通常、1種以上のカチオン性界面活性剤を含有し、および1種以上の非イオン性界面活性剤も含有する場合がある。ヘアシャンプーおよびヘアコンディショナーの両方である組成物は、通常、1種以上のカチオン性界面活性剤および1種以上のアニオン性界面活性剤を含有し、1種以上の非イオン性界面活性剤も含有する場合があり、1種以上の両性界面活性剤も含有する場合がある。このような実施形態において使用できるいくつかの疎水性可溶性物質は、例えば、芳香剤、ビタミン、プロビタミン、酸化防止剤、毛髪上の堆積に望ましい他の物質、およびその組み合わせを包含する。このような実施形態のいくつかにおいて、本発明のカチオン性ポリマーは、1種以上のアニオン性モノマーを重合単位として含有する。このような実施形態の他の例において、本発明のカチオン性ポリマーは、アニオン性モノマーを重合単位として含有しない。
別の例として、いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、ヒトの皮膚への適用に好適な製造物、例えば、ローションまたはクリームとして好適であるように設計できる。このような製造物は、治癒の促進、保湿、太陽光線のブロック、他の機能の実行、またはその組み合わせのために設計することができる。このような製造物は、通常、1種以上の非イオン性界面活性剤を含有し、および1種以上のアニオン性界面活性剤も含有する場合がある。このような実施形態のいくつかにおいて、カチオン性ポリマーは、皮膚に製造物を適用した結果、疎水性可溶性物質を皮膚に送達する送達ビヒクルとして機能することができる。このような実施形態において使用できるいくつかの疎水性可溶性物質は、例えば、芳香剤、ビタミン、日焼け止め化合物、皮膚上の堆積に望ましい他の物質およびその組み合わせを包含する。日焼け止め化合物は、例えば、オクチルメトキシシンナメート、4−メチルベンジリデンカンファー、アボベンゾン、オキシベンゾン、ホモサレート、およびその混合物を包含する。このような実施形態のいくつかにおいて、本発明のカチオン性ポリマーは、1種以上のアニオン性モノマーを重合単位として含有する。このような実施形態の他の例において、本発明のカチオン性ポリマーは、アニオン性モノマーを重合単位として含有しない。
カチオン性ポリマーラテックスが疎水性可溶性物質のための送達ビヒクルとして好適である実施形態のうち、このような実施形態のいくつかにおいて、家庭用組成物は、疎水性可溶性物質が送達された表面上に疎水性可溶性物質が保持され、その後、表面に熱が加えられた場合に大気中に放出されるように設計されることが想定される。例えば、家庭用組成物は、織物がアイロンがけされた場合に芳香剤が放出されるように、芳香剤を織物に送達する織物柔軟剤でありうる。別の例として、家庭用組成物は、毛髪が熱風にさらされることにより乾燥される場合に芳香剤が放出されるように、毛髪に芳香剤を送達するヘアコンディショナーであってよい。
普通紙、ティッシュペーパー、板紙、および他の形態の紙を包含する紙の製造プロセスにおいて前述のカチオン性ポリマーラテックスが使用される本発明の実施形態も想定される。1種以上のカチオン性ポリマーラテックスおよび1種以上の追加のカチオン性化合物を含む紙処理混合物を形成することが想定される。いくつかの実施形態において、カチオン性ポリマーラテックスでない1種以上の追加のカチオン性化合物が使用される。好適な追加のカチオン性化合物は、例えば、カチオン性デンプンを包含する。いくつかの実施形態において、紙処理混合物は1種以上のカチオン性ポリマーラテックス、1種以上のカチオン性デンプン、および任意に1種以上のさらなるカチオン性化合物を包含する。このような実施形態のいくつかにおいて、前述のように、1種以上の疎水性可溶性物質の送達ビヒクルとして有用である1種以上のカチオン性ポリマーラテックスが使用される。このような実施形態にいくつかにおいて、1種以上のカチオン性ポリマーラテックスが1種以上の芳香剤の送達ビヒクルとして使用される。
独立して、紙を製造するプロセスの間に、このような紙処理混合物を、繊維の水性スラリーに添加することができる。
独立して、このような紙処理混合物は、紙が製造された後に、紙に直接または紙に適用される任意の組成物の1以上のすでにある層の上面上のいずれかで、紙の表面に適用される組成物(任意に追加の成分を含有してもよい)中に含めることができる。本発明の紙処理混合物を含むいくつかの組成物は、例えば、紙の不透明性および/または光沢を改善するコーティングを形成することができる。紙のクレーピング(creping)に使用される処理剤を形成するこのような組成物も想定される。
本発明の紙処理混合物が、紙を製造するプロセス中の繊維の水性スラリーまたは製造された後の紙に適用される組成物のいずれか1つ、またはいずれかの組み合わせ中に含まれる実施形態も想定される。
独立して、このような紙処理混合物を採用するいくつかの実施形態において、用いられる紙はティッシュペーパーである。
次のモノマーが本明細書において記載される実施例において使用された:
AA=アクリル酸
DMAEA=N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート
DMAEMA=N,N=ジメチルアミノエチルメタクリレート
DMAEAMeCl=ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド
DVB=ジビニルベンゼン
2−EHA=2−エチルヘキシルアクリレート
HEMA=2−ヒドロキシエチルメタクリレート
LMA=ラウリルメタクリレート
MAPTAC=[3−(メタクリロールアミノ)プロピル]−トリメチルアンモニウムクロリド
MMA=メチルメタクリレート
VAZO(商標)56=2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)二塩酸塩(E.I.du Pont de Nemours and Companyから入手)
実施例1
カチオン性ポリマーラテックスの製造
オーバーヘッドスターラー、熱電対、コンデンサーならびにモノマーおよび開始剤の添加用入口を備えた1リットルの丸底フラスコに、230グラムの脱イオン水、5グラムの50%Cavasol(商標)W7 M TL(Wacker Fine Chemicalsから入手したシクロデキストリン)、0.83グラムの0.15%硫酸鉄溶液、および20グラムの50%MAPTACを添加し、撹拌を開始した。フラスコを82℃に加熱した。85グラムの脱イオン水および9.38グラムの70%Tergitol(商標)15−S−40界面活性剤を適切な容器に添加することによりモノマーエマルジョンを調製し、撹拌を開始した。界面活性剤を水中に組み入れた後、170.57グラムのスチレンを撹拌混合物にゆっくりと添加した。次に、22.07グラムのMMAおよび22.39グラムのLMAを混合物に添加し、続いて25グラムのHEMAを添加した。1.07グラムのVazo(商標)56および50グラムの脱イオン水を添加することにより同時供給触媒溶液も調製した。
82℃の反応温度で、26.7グラムのモノマーエマルジョンを10グラムの脱イオン水ですすいで釜に入れ、続いて5グラムの50%Cavasol(商標)W7 M TLを5グラムの水ですすいで入れ、続いて0.25グラムのVazo(商標)56および10グラムの水の開始剤溶液を添加した。反応温度は約77℃で最低であり、反応を次に20分間保持した。20分保持後、温度を82℃に上昇させつつ、3.4グラム/分の速度で90分間のモノマーエマルジョン同時供給を開始した。同時に、0.46グラム/分の速度で110分間の触媒同時供給を開始した。モノマーエマルジョン同時供給完了時に、8グラムの脱イオン水をすすぎ水として添加した。触媒同時供給の完了時に、2グラムのすすぎ水を添加した。反応を次に82℃で30分間保持した。保持中、2グラムのTergitol(商標)15−S−40界面活性剤および10グラムの水を混合し、0.1グラムのVazo(商標)および10グラムの水のチェーサー触媒混合物に添加した。30分保持が完了した後、チェーサー触媒/界面活性剤混合物を釜に1.1グラム/分の速度で20分間添加した。このときにチェーサー(すなわち、追加の1グラムのMMA)も釜に添加した。チェーサー供給が完了したら、反応をさらに30分間保持した。保持が完了した後、反応を室温に冷却し、次に100メッシュバッグ、次に325メッシュバッグを通して濾過した。
結果として得られたラテックスは次の特性を有していた。固形分は、ラテックスの合計重量のパーセンテージとしての、ラテックスが蒸発乾固された場合に残る固体物質の重量である。グリット(grit)は、メッシュバッグ中に保持される物質の量である。平均粒子サイズは、Brookhaven Instruments Corp.BI−90装置で測定した。残存するモノマー量は、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーにより測定した。
固形分:37.38%
グリット:68ppm
平均粒子サイズ:152.6nm
残存スチレン:92.4ppm
残存MMA:122.3ppm
実施例2
ベース配合物
次のベース配合物を調製した。以下の表中の量は、固体重量部(水の量を除く、重量部)である。各ベース配合物は、クエン酸の添加により表示されたpHに調節された。
Figure 2008223022
実施例3
ポリマー
本実施例において次のポリマーを使用した。表示された量は重量部である。
ポリマーCP1〜CP4は比較ポリマーである。
CP1=Acusol(商標)OP−301、Rohm and Haas Companyから商業的に入手可能な非カチオン性不透明化ラテックスポリマー;
CP2=52.46MMA/47.28 2−EHA 0.26 DMAEMA、 米国特許出願公開US2004/0110648号の実施例8において記載のとおりのものである;
CP3=93.83MMA/6.17 DMAEAMeCl、 米国特許出願公開US2004/0110648号の実施例5において記載のとおりのものである;
CP4=97BA/3DMAEA、 特開昭63−122796号の参考例1に記載されるとおりのものである。
次の実施例ポリマーを、前記実施例1における方法を用いて製造した。
P5=2MAPTAC/13HEMA/72.2スチレン/8.7MMA/4.1LMA
P6=3MAPTAC/34.6HEMA/44.4スチレン/18MMA
P7=3MAPTAC/17HEMA/80スチレン
P8=3MAPTAC/11HEMA/58スチレン/19MMA/9LMA
P9=4MAPTAC/36HEMA/42.22スチレン/8.82MMA/8.96LMA
実施例4
ポリマーラテックスの不透明度
不透明性を提供する各ポリマーラテックスの能力を試験した。各ラテックスを水で希釈して、希釈されたラテックスの固形分を、希釈されたラテックスの合計重量基準で1重量%固体にした。希釈されたラテックスの外観を記録し、希釈されたラテックスをランク付けした。ランク尺度は、最高の不透明度から最低の不透明まで、次の通りであった:
VG(優秀−最も不透明)
G(優)
F(良)
P(不良−最も不透明度が低い)
不透明度の結果は次の通りであった;
Figure 2008223022
実施例5
配合物の安定性
次の配合物を安定性試験のために調製した。表示された量は、固体重量部である。「C」で始まる配合物番号の配合物は比較配合物である。
配合物を次のようにして調製した。ラテックス形態の各ポリマーを水中で希釈した。各配合物について、96部のベース配合物を、4部の希釈されたポリマーラテックスに添加した。希釈されたポリマーの希釈度は、各配合物中のポリマーの量が配合物の重量基準の固体重量で0.32%から0.38%の間(両端を含む)になるように選択した。以下の表は、ベース配合物およびポリマーの対応する組み合わせから調製された配合物の「配合物番号」を示す。例えば、本明細書において前述された方法を用いて、ベース配合物BF2をポリマーP2と組み合わせると、配合物F26が得られた。
Figure 2008223022
ベース配合物番号
ポリマー番号
次の評価システムを用いて各配合物の安定性を評価した。各サンプル内の位置(上部から底部)の関数としての時間の経過による後方散乱を、Formulaction Companyから入手したTurbiscan(商標)装置、モデルTLabExpertを用いて測定した。上部から底部まで均一な後方散乱における変化をフロキュレーションと見なした。サンプル中の位置の関数として変化した後方散乱における変化を沈降またはクリーム化(creaming)と見なした。サンプルを1ヶ月間(それらが不十分な安定性を示したならば1ヶ月未満)観察した。観察期間の最後に、次の評定尺度を使用した:
Figure 2008223022
各安定性試験は2つの異なる温度で行われた。安定性試験の結果は次の通りである:
Figure 2008223022
Figure 2008223022
Figure 2008223022
配合物番号 温度(℃) 安定性結果
ポリマーCP1は許容できる不透明化が可能であるが、ポリマーCP1を含有するほとんど全ての配合物は良またはそれより悪い安定性を有する。ポリマーCP2、CP3、およびCP4の不透明化結果は、これらのポリマーが良またはそれより悪い不透明化を有することを示す。ポリマーP5〜P9は、優以上の不透明性およびほとんど常に良以上の安定性の両方を提供する。
実施例6A
織物柔軟化における香料の送達
実施例1の方法を使用して、2つのさらなる実施例ポリマーを製造した。2つのさらなるポリマーのそれぞれの製造において、プロセスの開始時にMAPTACをフラスコに添加し、AA(使用するならば)もフラスコにプロセスの開始時に添加し、残りのモノマーをモノマーエマルジョンに添加した。表示された量は、モノマーの合計重量基準の重量パーセントである。
P10=4MAPTAC/68.2スチレン/8.8MMA/10HEMA/9LMA
P11=2.5MAPTAC/68.4スチレン/8.8MMA/10HEMA/9LMA/1.3AA
さらに、V.Mane Fils Company(Le Bar Sur Loup、France)から入手したChaton Azur E 0612099香料化合物を用いて、香料/ポリマーエマルジョン(PPE)を次のようにして製造した:
ガラス容器に、1.922グラムのTergitol(商標)15−S−40(70%活性)を添加した。界面活性剤に、16.064グラムの脱イオン水を激しく撹拌しながら添加した。この界面活性剤/水混合物を、すべてのTergitol(商標)15−S−40が明らかに溶液になるまで20分間撹拌した。芳香剤を渦中に滴下添加することにより、透明な界面活性剤/水溶液に、12.418グラムの芳香剤を激しく撹拌しながらゆっくりと10分間にわたって添加した。芳香剤エマルジョンを30分間混合して、30.4グラムの芳香剤分散液を得て、これは乳白色/黄色エマルジョンであった。これはさらに撹拌しなくても、数時間にわたって安定であった。
別の容器中で、100グラムのカチオン性ポリマーラテックス(ラテックスの合計重量基準で約38.2重量%固形分)を添加した。室温で、プロペラスターラーを用いて非常に良好な渦ができるようにポリマーエマルジョンを撹拌した。10分間にわたって、芳香剤エマルジョン(合計30.4グラム)をポリマーエマルジョンに、渦の中に滴下添加した。混合物を最低30分間撹拌した。
前記手順を用いて2つのPPEを製造した。PPE1はポリマーP10を使用し、PPE2はポリマーP11を使用した。
織物柔軟剤配合物(FSF)を次のようにして製造した:
Figure 2008223022
各FSFをHClでpH2.5〜3に調節した。
2つのFSFを製造した。FSF1はPPE1を使用し、FSF2はPPE2を使用した。さらに、比較FSFを製造し、ここではCFSF3と表記した。PPEを用いる代わりに、供給されたままの香料を(5部のPPE中に含まれる香料の量等しい量で)使用してCFSF3を製造した以外は、配合物CFSF3はFSF1およびFSF2と同じであった。
1サイクルあたり10リットルの水を60℃で使用するフロント・ローダー式洗濯機でFSFを試験した。FSFを試験するために、洗浄サイクルなしですすぎサイクルのみを実行した。60mlのFSFを洗濯機に添加した。洗浄サイクル中の水は20度のフランス硬度を有していた。各試験において、4枚のテリー織タオルを洗濯機中での試験において使用した。洗濯機から取り出した後、テリー織タオルを空気中で乾燥させた。
乾燥後、テリー織タオルの香りを評価した。各試験において、1グループの観察者がテリー織タオルの臭いをかぎ、各観察者は香りを評価した。各試験において、観察者の人数は9人から12人の間であった。各観察者は3群のタオル:FSF1ですすいだ群、FSF2ですすいだ群、およびCFSF3ですすいだ群を比較した。各観察者らは最もよい群を1と採点し、2番目によい群を2と採点し、最も悪い群を3と採点した。得点を次に足して、全体的な得点を得た。結果は次のとおりであった:
Figure 2008223022
FSF2はCFSF3よりも良好な芳香剤送達を示した。
実施例6B
洗浄における芳香剤送達
実施例6Aにおいて前述されたPPEを使用して、洗濯洗剤配合物(LDF)を次のようにして製造した:
Figure 2008223022
各LDFをNaOHでpH約8.5に調節した。
2つのLDFを製造した。LDF1はPPE1を使用し、LDF2はPPE2を使用した。さらに、供給されたままの香料を、5部のPPE中に含まれる香料の量に等しい量で使用して、比較LDF(CLDF3と表記)を製造した。
LDFを試験するために、1回の完全な洗浄サイクル(すすぎサイクルを含む)を実行した以外は、実施例6Aにおいて前述されたのと同じフロント・ローディング洗濯機中でLDFを試験した。LDFをサイクルの洗浄部分における洗剤として使用し、織物柔軟剤をすすぎサイクルに添加しなかった。タオルを空気中で乾燥させ、12人の観察者により実施例6Aにおいて前述されたようにして評価し、採点した。結果は次のとおりであった:
Figure 2008223022
配合物LDF1はCLDF3よりも良好に芳香剤を送達した。
実施例7
ポリマーの分子量
次のようにしてサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を用いてポリマーを分析した。
サンプルをテトラヒドロフラン中に溶解させ、0.45マイクロメートルPTFEフィルターを用いてポリマー溶液を濾過した。Agilent1100液体クロマトグラフシステム上で分離を行った。システム制御、データ取得、およびデータ処理は、Agilent ChemstationのAgilent GPCデータ分析ソフトウェアで行った。分離は、Polymer Laboratoriesから購入した、2つのPLゲル混合Aカラム(300×7.5mmID)およびポリスチレン−ジビニルベンゼンゲル(「混合A」と表記された孔サイズ、粒子サイズ20マイクロメートル)で充填されたPLゲル10マイクロメートルガードカラム(50×7.5mmID)からなるSECカラムセットを用いて1ml/分で行った。
分子量580〜7500000のポリスチレン標準により決定された較正直線を用いて、分析されたサンプルの相対的分子量を計算した。結果は次のとおりであり、重量平均分子量(Mw)として記録した。「N.O.」と記載されたサンプルは、SEC試験においてピークが観察されなかった。
Figure 2008223022
実施例8
ゼータ電位測定
ゼータ電位を約5mM KCl、25℃で、Malvern Zetasizer(商標)装置を用いて測定した。12の測定を各サンプルについて連続して行い、最初の6回の測定は、サンプルセルが装置のサンプルブロックと25℃の熱平衡になる間に得られたという理由で破棄した。下記の表中に記録された測定値は、実験された1つの溶液に関するいずれか3〜6測定からの平均である。
各ラテックスの希釈度は、装置に関して良好な光散乱応答を有する希釈溶液が得られるように変化させた。希HClまたは希NaOHを用いてpH調節を行った。全ての溶液をpHに対しておおまかに平衡化させ、次いで約30分間静置した。溶液を次に最終pHに調節し、分析前に最低30分静置した。実験した濃度は、希釈物1ミリリットルあたり約0.02〜0.15mgポリマー固形分であった。
Figure 2008223022
例9
様々なホモポリマーの公開された屈折率
以下は、D.W.Van Krevelenにより、Properties of Polymers、第3版、Elsevier出版、1990(VK)またはParker−TexLoc Co.,Fort Worth,Texas、USAによりhttp://www.texloc.com/closet/cl_refractiveindex.html(TL)で公開されている値である。
ポリ(スチレン)1.591(VK)
ポリ(MMA)1.490(VK)
ポリ(BA)1.466(VK)
ポリ(AA)1.5270(TL)
ポリ(LMA)1.474(VK)
ポリ(HEMA)1.512(TL)
さらに、水中ホモポリマー溶液(CAS番号68039−13−4:Mason Chemical Companyから入手した商品MAQUAT(商標)PQ−125)およびJournal of Chemical and Engineering Data、第37巻、310〜313ページ、1982において教唆されているLorentz−Lorentz法を用いてポリ(MAPTAC)を測定した。ポリ(MAPTAC)の屈折率は、1.59であることが判明した。
実施例10
屈折率の計算値
本明細書において前記例9において教唆された方法を用いて、次の屈折率を計算した:
Figure 2008223022

Claims (10)

  1. 水性液状家庭用組成物であって:
    (i)
    (A)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で、3重量%〜50重量%の1種以上の柔軟剤、
    (B)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で、2重量%〜90重量%の1種以上のアニオン性界面活性剤、および
    (C)(I)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で1重量%〜25重量%の1種以上の柔軟剤、および(II)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で5重量%〜75重量%の1種以上のアニオン性界面活性剤からなる混合物、および
    (D)前記家庭用組成物の合計固体重量基準で0.1重量%〜30重量%の1種以上の両性化合物;
    からなる群から選択される1以上の活性成分;並びに
    (ii)
    (a)ポリマーの乾燥重量基準で、0.5重量%〜6重量%の1種以上のカチオン性モノマーの重合単位、
    (b)ポリマーの乾燥重量基準で、30重量%〜99.5重量%の1種以上の芳香族モノマーの重合単位、
    (c)場合によって、1種以上の追加のモノマーの重合単位;
    を含む1種以上のカチオン性ポリマーラテックス:
    を含む、水性液状家庭用組成物。
  2. 前記カチオン性ポリマーが、重合単位として、1種以上の前記の追加のモノマーを含み、前記の追加のモノマーが1種以上の高級脂肪族モノマーを含む、請求項1記載の液状家庭用組成物。
  3. 前記カチオン性ポリマーが、重合単位として、1種以上の前記の追加のモノマーを含み、前記の追加のモノマーが1種以上のHE/Aモノマーを含む、請求項1記載の液状家庭用組成物。
  4. 前記のカチオン性ポリマーが、前記カチオン性モノマーおよび前記芳香族モノマーの重合単位から本質的になる、請求項1記載の液状家庭用組成物。
  5. 前記カチオン性ポリマーラテックス中の前記芳香族モノマーの量が、前記ポリマーの乾燥重量基準で40重量%以上である請求項1記載の液状家庭用組成物。
  6. 1種以上の疎水性可溶性物質をさらに含む、請求項1記載の液状家庭用組成物。
  7. 織物のクリーニング方法であって、前記織物を請求項1記載の液状家庭用組成物と接触させ、前記織物を乾燥するか、または前記織物を乾燥させることを含む方法。
  8. 請求項1記載の液状家庭用組成物を製造する方法であって、1種以上の分子封入剤の存在下で行われる水性乳化重合のプロセスにより前記カチオン性ポリマーラテックスを製造することを含む方法。
  9. 前記分子封入剤が1種以上のシクロデキストリンを含む、請求項9記載の方法。
  10. 紙を処理する方法であって、
    (X)1種以上のカチオン性ポリマーラテックスおよび1種以上の追加のカチオン性化合物を含む紙処理混合物を形成し
    (前記カチオン性ポリマーラテックスは、重合単位として、
    (a)前記ポリマーの乾燥重量基準で、0.5重量%〜6重量%の1種以上のカチオン性モノマー、
    (b)前記ポリマーの乾燥重量基準で30重量%〜93重量%の1種以上の芳香族モノマー、
    (c)場合によって、1種以上の追加のモノマーを含む)、および
    (Y)(y1)前記紙を製造するプロセスの間に、前記紙処理混合物を繊維の水性スラリーに添加すること、もしくは(y2)前記紙の表面に、前記紙処理混合物を含むコーティングを適用することの一方、または両方を行うこと;
    を含む、紙の処理方法。
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