JP2013531621A - 粒子状固体用の分散剤およびスリップ剤としてのアルキルケタールエステル、その製造法、および使用法 - Google Patents

粒子状固体用の分散剤およびスリップ剤としてのアルキルケタールエステル、その製造法、および使用法 Download PDF

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Abstract

本明細書に開示されているのは、液体または半固体連続相と、複数の有機、無機、もしくは無機−有機粒子を含む分散固体相と、下記の構造式(I)(式中、aは0、または1〜12の整数、厳密には1〜6の整数、より厳密には1〜4の整数であり、bは0または1であり、Rは、任意で最大5個のヒドロキシル基によって置換されている炭素数1〜8の二価の基であり、Rは、炭素数1〜6のアルキルで)を有するアルキルケタールエステルであって、前記アルキルケタールエステルの少なくとも一部が、前記連続相中、前記分散粒子の少なくとも一部の表面上に存在するアルキルケタールエステル、またはその組み合わせとを含む分散体である。
【化1】
Figure 2013531621

【選択図】なし

Description

本発明は、固体粒子が連続相中に分散した分散体、その製造法、および使用法に関する。
多くの製品が、液体、固体、または半固体の連続相中に分散した粒子状固体を含む。顔料は、このような形で分散している固体の非常に一般的な例である。顔料は、塗料、インク、トナー、色鉛筆の芯、化粧品、およびその他の多くの用途で広く用いられている。
多くの添加剤、例えば特定の共溶剤、界面活性剤、スリップ剤、ブロックコポリマー分散剤、および増粘剤を用いて、固体粒子を連続相に分散させるのを補助することができる。これらの添加剤は一般に、当該粒子の表面に対する親和性で選択するが、その親和性によって、添加剤は、少なくとも部分的に粒子の表面に結合可能となり、結合することによって、粒子表面の分散媒との相溶性を高める。添加剤の一部、特にスリップ剤は、粒子を潤滑にして、粒子がくっつき合わないようにする傾向もある。主に連続相中に、または連続相中のみに存在する増粘剤は、連続相の粘度を向上させるので、粒子沈降に対する運動学的障壁が存在する。したがって、所定の調合物にとって最も適切な分散剤、スリップ剤、または増粘剤を判断するのには、多大な時間を要することがある。さらに、数多くの分散剤、スリップ剤、および増粘剤が入手可能であるにもかかわらず、当該技術分野では、液体系および半固体系を含む多種多様な系で使用できる物質に対する必要性が存在する。
本明細書では、液体または半固体の連続相と、複数の有機、無機、または無機−有機粒子を含む分散固体相と、下記の構造式
Figure 2013531621

(式中、aは0、または1〜12の整数、厳密には1〜6の整数、より厳密には1〜4の整数であり、bは0または1であり、Rは、任意で最大5個のヒドロキシル基によって置換されている炭素数1〜8の二価の基であり、Rは、炭素数1〜6のアルキルである)を有するアルキルケタールエステルであって、そのアルキルケタールエステルの少なくとも一部が、前記連続相中、前記分散粒子の少なくとも一部の表面上に存在するアルキルケタールエステル、またはその組み合わせとを含む分散体を開示する。
上記の分散体を形成させる方法は、上記の連続相と、複数の固体粒子と、アルキルケタールエステルとを組み合わせて、上記の分散体を形成させる工程を含む。
さらに、上記の分散体を含むコーティング組成物と化粧品を開示する。
粒子状固体は、複数の固体粒子と、前記粒子の少なくとも一部を少なくとも部分的にコーティングしているアルキルケタールエステルとを含み、このアルキルケタールエステルは、下記の構造式
Figure 2013531621

(式中、aは0、または1〜12の整数、厳密には1〜6の整数、より厳密には1〜4の整数であり、bは0または1であり、Rは、任意で最大5個のヒドロキシル基によって置換されている炭素数1〜8の二価の基であり、Rは炭素数1〜6のアルキルである)を有する。
さらに、上記の粒子状固体を含むコーティング組成物と化粧品を開示する。
下記の発明を実施するための形態、実施例、および特許請求の範囲によって、本発明についてさらに例示する。
一般式Iを有するアルキルケタールエステルは、様々な有機、無機、および無機−有機粒子用の優れた分散剤かつスリップ剤であることを出願者は見出した。したがって、本発明のアルキルケタールエステルは、粒子を様々な液体および半固体分散媒(連続相)に分散させた様々な分散体における有用な添加剤である。これらの分散体の例は、塗料、ならびに、その他のコーティング、インク、トナー、鉛筆の芯、および様々なタイプの化粧品などである。本発明のアルキルケタールエステルは、有機、無機、および無機−有機粒子を含む固体調合物にも有用である。特に有益な特徴では、本発明のアルキルケタールエステルは、少なくとも部分的に天然の原料に由来するバイオベースであることができる。
本発明で有用なアルキルケタールエステルとしては、下記の一般式I
Figure 2013531621

(式中、
aは0、または1〜12の整数、厳密には1〜6の整数、より厳密には1〜4の整数であり、
bは0または1であり、
は、任意で最大5個のヒドロキシル基、厳密にはメチレン、エチリデン(>CH−CH)、>CH−CHOH、>C(CH)CHOH、>C(C)CHOH、>C(CHOH)、>CH−CH(OH)−CHOH、または>CH−(CHOH)−CHOHによって置換されている炭素数1〜8の二価の基であり、
は炭素数1〜6のアルキル、厳密には炭素数1〜4のアルキル、より厳密には炭素数1〜2のアルキルである)
を有するものが挙げられる。
構造式Iの範囲内のいくつかの化合物は、1つ以上の不斉炭素原子を含み、構造式Iでは、その考え得る立体異性体が区別されず、あらゆる立体異性体を含むように意図されている。ある具体的な実施形態では、aは1〜4であり、bは0または1であり、Rは>CH−CH、>CH−CHOH、>C(CH)CHOH、>C(C)CHOH、>C(CHOH)、>CH−CH(OH)−CHOH、または>CH−(CHOH)−CHOHである。ある具体的な実施形態では、aは1〜4であり、bは0または1であり、Rは>CH−CH、>CH−CHOH、>C(CH)CHOH、>C(C)CHOH、>C(CHOH)、>CH−CH(OH)−CHOH、または>CH−(CHOH)−CHOHである。
bが0であるときには、アルキルケタールエステルは五員環を含み、bが1であるときには、アルキルケタールエステルは六員環を含む。ある具体的な実施形態では、bは0である。
いくつかの実施形態では、bは0であり、Rは、メチレン、エチリデン、または>CH−CHOHのうちの1つである。別の実施形態では、bは1であり、Rはメチレンである。
ある1つの実施形態では、Rは1または2個の炭素原子を含む。
具体的なアルキルケタールエステルとしては、1,2−エチレングリコールと、レブリン酸のメチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルエステルとの反応調合物、1,2−プロピレングリコールと、レブリン酸のメチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルエステルとの反応調合物、1,3−プロパンジオールと、レブリン酸のメチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルエステルとの反応調合物、グリセリンと、レブリン酸のメチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルエステルとの反応調合物、トリメチロールエタンと、レブリン酸のメチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルエステルとの反応調合物、トリメチロールプロパンと、レブリン酸のメチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルエステルとの反応調合物、ペンタエリスリトールと、レブリン酸のメチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルエステルとの反応調合物、エリスリトールと、レブリン酸のメチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルエステルとの反応調合物、ソルビトールと、レブリン酸のメチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルエステルとの反応調合物、1,2−エチレングリコールと、メチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルアセトアセテートとの反応調合物、1,2−プロピレングリコールと、メチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルアセトアセテートとの反応調合物、1,3−プロパンジオールと、メチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルアセトアセテートとの反応調合物、グリセリンと、メチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルアセトアセテートとの反応調合物、トリメチロールエタンと、メチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルアセトアセテートとの反応調合物、トリメチロールプロパンと、メチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルアセトアセテートとの反応調合物、エリスリトールと、メチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルアセトアセテートとの反応調合物、ペンタエリスリトールと、メチル、エチル、n−プロピル、もしくはn−ブチルアセトアセテートとの反応調合物、または、ソルビトールと、メチル、エチル、n−プロピル、またはn−ブチルアセトアセテートとの反応調合物に相当するものが挙げられる。
具体的なアルキルケーテルエステルとしては、下記の構造式II〜VIを有するものが挙げられる。1つの実施形態としては、下記の構造式II
Figure 2013531621

(式中、Rはメチル、エチル、n−プロピル、またはn−ブチルである)のアルキルケーテルエステルが挙げられる。Rがメチルであるときには、その構造体は、本明細書では「メチル−LGK」と称し、メチルレブリネートとグリセリンとの反応調合物に相当する。メチル−LGKは、あらゆる比率で水と混和可能である。
構造式IIのRがエチルであるときには、その構造体は、本明細書では「エチル−LGK」または「Et−LGK」と称し、エチルレブリネートとグリセリンとの反応調合物に相当する。エチル−LGKは、あらゆる比率で水に混和可能である。また、エチル−LGKは、多くの疎水性および親水性有機化合物を、80部のエチル−LGKに少なくとも20部の有機化合物という比率で溶解するか、またはそれらの有機化合物と混和可能である。このような有機化合物の例としては、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、アセトン、エチルアセテート、エチルラウレート、ラウリン酸、メチレンクロリド、トルエン、酢酸、低分子量ポリ(プロピレングリコール)、およびヒマシ油が挙げられる。
構造式IIのRがn−プロピルであるときには、その構造体は、「n−プロピル−LGK」と称し、n−プロピルレブリネートとグリセリンとの反応調合物に相当する。n−プロピル−LGKは、水99部当たり約1部という比率で水と混和可能である。
構造式IIのRがn−ブチルであるときには、その構造体は、本明細書では「n−ブチル−LGK」または「Bu−LGK」と称し、n−ブチルレブリネートとグリセリンとの反応調合物を表す。n−ブチル−LGKは、水99部当たり約1部という比率で水と混和可能である。n−ブチル−LGKは、様々な有機化合物を、80部のn−ブチル−LGKに少なくとも20部の有機化合物という比率で溶解するか、またはそれらと混和可能である。このような有機化合物の例としては、アルコール(エタノールおよび1,2−ブチレングリコールを含む)、有機エステル(炭素数12〜14のアルキルベンゾエート、イソプロピルミリステート、およびオクチルパルミテートなど)、ならびに、多くの植物油(ヒマシ油、トウモロコシ油、大豆油、およびサフラワー油を含む)が挙げられる。
別の実施形態としては、下記の構造式III
Figure 2013531621

(式中、Rはメチル、エチル、n−プロピル、またはn−ブチルである)のアルキルケタールエステルが挙げられる。Rがメチルであるときには、その構造体は、本明細書では「メチル−LPK」と称し、メチルレブリネートと1,2−プロピレングリコールとの反応調合物に相当する。
構造式IIIのRがエチルであるときには、その構造体は、本明細書では「エチル−LPK」または「Et−LPK」と称し、エチルレブリネートと1,2−プロピレングリコールとの反応調合物に相当する。エチル−LPKは、水97.5部当たり2.5部という比率で水に混和可能である。エチル−LPKは、様々な親水性の様々な有機化合物を、80部のエチル−LPKに少なくとも20部の有機化合物という比率で溶解するか、またはそれらと混和可能である。これらの有機化合物としては例えば、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、アセトン、エチルアセテート、メチレンクロリド、トルエン、シクロヘキサン、酢酸、低分子量ポリ(プロピレングリコール)、鉱油、ヒマシ油、カノラ油、トウモロコシ油、およびヒマワリ油が挙げられる。
構造式IIIのRがn−ブチルであるときには、その構造体は、本明細書では「n−ブチル−LPK」または「Bu−LPK」と称し、n−ブチルレブリネートと1,2−エチレングリコールとの反応調合物を表す。n−ブチル−LPKは、様々な有機化合物を、80部のn−ブチル−LPKに少なくとも20部の有機化合物という比率で溶解するか、またはそれらと混和可能である[水についてはどうか?水99部に1部か?]。このような有機化合物の例としては、アルコール(エタノール、1,2−ブチレングリコールを含む)、有機エステル(炭素数12〜14のアルキルベンゾエート、イソプロピルミリステート、およびオクチルパルミテートなど)、ならびに、多くの植物油(ヒマシ油、トウモロコシ油、大豆油、およびサフラワー油を含む)が挙げられる。
別の実施形態としては、下記の構造式IV
Figure 2013531621

(式中、Rはメチル、エチル、n−プロピル、またはn−ブチルである)のアルキルケタールエステルが挙げられる。Rがエチルであるときには、その構造体は、本明細書では「エチル−LEK」と称し、エチルレブリネートと1,2−エチレングリコールとの反応調合物に相当する。エチル−LEKは、水95部当たり5部の比率で水に混和可能である。
別の実施形態としては、下記の構造式V
Figure 2013531621

(式中、Rはメチル、エチル、n−プロピル、またはn−ブチルである)のアルキルケタールエステルが挙げられる。Rがメチルであるときには、その構造体は、本明細書では「Me−AcAcGK」と称し、メチルアセトアセテートとグリセリンの反応調合物を表す。Rがエチルであるときには、その構造体は、本明細書では「Et−AcAcGK」と称し、エチルアセトアセテートとグリセリンとの反応調合物を表す。Me−AcAcGKおよびEt−AcAcGKはそれぞれ、あらゆる比率で水と混和可能である。
別の実施形態としては、下記の構造式VI
Figure 2013531621

(式中、Rはメチル、エチル、n−プロピル、またはn−ブチルであり、Rはメチルまたはエチルである)のアルキルケタールエステルが挙げられる。構造式VIによる化合物は、トリメチロールエタン(Rはメチルである)、またはトリメチロールプロパン(Rはエチルである)と、炭素数1〜4のレブリン酸のエステルとの反応調合物に相当する。Rがエチルであり、Rがメチルであるときには、その構造体は、本明細書では「エチル−LTMEK」と称し、Rがエチルであり、Rがエチルであるときには、その構造体は、本明細書では「エチル−LTMPK」と称する。
構造式I〜VIのアルキルケタールエステルは、下記の構造式VII
Figure 2013531621

のアルキルケトエステルを下記の構造式VIII
Figure 2013531621

の適切なポリオールと反応させることによって調製することができる(式中、a、b、R、およびRは構造式Iの定義と同様である)。具体的なケトエステルとしては、炭素数1〜4のピルビン酸のアルキルエステル、アセト酢酸、レブリン酸、α−ケト酪酸、α−ケトイソ吉草酸、5−ケトヘキサン酸、α−ケトイソカプロン酸、4−アセチル酪酸、2−ケトペンタン酸、3−ケトヘキサン酸、4−ケトヘキサン酸、2−ケトオクタン酸、3−ケトオクタン酸、4−ケトオクタン酸、7−ケトオクタン酸、2−ケト−4−ペンテン酸、および2−オキソ−3−ブチノエートが挙げられる。具体的なポリオールとしては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、エリスリトール、ペンタエリスリトール、またはソルビトールが挙げられる。上記の反応は、酸触媒の存在下で行うことができる。好ましい方法は、国際公開第09/032905号に記載されている。
好ましい実施形態では、ケトエステルは、レブリン酸(4−オキソペンタン酸)の炭素数1〜4のアルキルエステルである。レブリン酸は、ヘキソース、およびヘキソース含有多糖(セルロース、デンプン、スクロースなど)の酸性劣化によって、工業規模で調製される豊富な供給原料である。その他の好ましいケトエステルとしては、炭素数1〜4のピルビン酸およびアセト酢酸のエステルが挙げられる。特に好ましいケトエステルとしては、エチルレブリネート、n−プロピルレブリネート、およびn−ブチルレブリネートが挙げられる。
「混和可能」という用語とその変形表現(「混和性」、「相溶性」など)は、本明細書では、「溶解可能」の同義語として、すなわち、その混合物が任意で透明であるように、一方の物質が他方の物質中に分子的に分散しているか、最長寸法が200nm未満の小滴として一方の物質が分散している「真」溶液を単独で形成する物質の混合物として用いる。ある例示的な実施形態では、この最長寸法は「回転半径」である。本明細書で使用する場合、別の物質に「混和可能」、または「完全に混和可能」である物質は、さらなる条件なしに、あらゆる比率で、その他の物質に混和可能であり、すなわち、それらの2つの構成要素のみを総重量比99:1〜1:99で含む混合物の形で混和可能である。完全に混和可能なアルキルケタールエステルは、99:1〜1:99のあらゆる比率で、水などの別の物質に溶解可能である。部分的に混和可能なアルキルケタールエステルは、別の物質70部以下にアルキルケタールエステル30部超という比率では、別の物質に混和不可能であり、これ以外の組み合わせでは混和可能である。やや混和しにくいアルキルケタールエステルは、別の物質に混和不可能であるか、別の物質90部に10部未満という比率では、別の物質に混和可能である。物質が、別の物質99部当たり少なくとも1部という比率で、単独で別の物質に溶解できない場合、その物質は別の物質に「混和不可能」である。別段の記述がない限り、混和性は25℃で評価する。上記のアルキルケタールエステルは、水に完全に混和可能なもの、水に部分的に混和可能なもの、または水にやや混和しにくいものに分類することができる。「巨視的に均一」という用語は、少なくとも10マイクロメートルの長さスケールで見たときに、その調合物が均一であることを意味する。
特定の調合物用の特定のアルキルケタールエステルの選択は少なくとも部分的に、そのアルキルケタールエステルが調合物中で発揮すると思われる機能(単一または複数)と、調合物の他の成分とに左右されることになる。例えば、疎水性粒子を水性連続相に分散させる目的で、アルキルケタールエステルを存在させるときには、水に部分的または完全に混和可能なアルキルケタールエステルを選択する。当該粒子が高疎水性である場合には、水に部分的または完全に混和可能なアルキルケタールエステルと、やや水に混和しにくいアルキルケタールエステルとの混合物を使用できる。あるコーティング調合物では、コーティングが所望の速度で乾燥するように、または、追加の機能を発揮できる(例えば凝集ラテックス粒子)という理由から、特定の揮発度プロファイルを有するように、具体的なアルキルケタールエステルを選択してよい。同様に、化粧品調合物では、具体的なアルキルケタールエステルは、肌触り(すなわちエモリエント性)で選択してよい。
粒子をアルコール相またはアルコール/水混合物に分散させる目的で、アルキルケタールエステルを存在させるときには、アルキルケタールエステルは、例えばアルコール90部に10部という比率で、アルコールに混和可能であるのが好ましいとともに、アルコールに完全に混和可能であることができる。アルコールに完全または部分的に混和可能であるアルキルケタールエステルは、アルコールにやや溶解しにくい1つ以上のアルキルケタールエステルとともに、混合物に存在することができる。これによって、例えば、アルコール/混和可能なアルキルケタールエステル混合物は、やや溶解しにくいアルキルケタールエステルが溶解している共溶剤混合物として機能できるようになる。これに対し、やや溶解しにくいアルキルケタールエステルは、別の物質を調合物に相溶化できる。一部のアルコール系およびアルコール/水系では、アルキルケタールエステルは、エマルションの水性油相を相溶化または乳化するなど、相溶化および/または乳化機能を果たす。このようなアルコール相またはアルコール/水混合物中のアルコールは低級アルコールであり、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、ならびに、ペンタノールおよびヘキサノールの様々なその他の異性体のような炭素数1〜7のアルカノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、および1,2−ブタンジオールのようなアルキレングリコール、グリセリンのようなトリオールなどが挙げられ、エタノール、1,2−プロピレングリコール、グリセロール、または1,3−プロパンジオールが好ましい。
粒子を油相に分散させる目的で、アルキルケタールエステルを存在させるときには、アルキルケタールエステルは、水に部分的に混和可能なタイプ、または水にやや混和しにくいタイプであることができる。上記の場合において、一部のケースでは、水に完全に混和可能なタイプを用いることもできる。
多種多様な粒子を粒子状固体相で用いることができる。粒子は、製造、保管、および使用の条件下において、結晶性または非結晶性固体であり、有機、無機、または無機−有機粒子であることができる。「無機−有機」は、本明細書で使用する場合、無機粒子上に沈殿した無機物質との相互作用によって沈殿する有機物質(レーキ顔料として)、または、別の形で無機粒子に吸着および/もしくは吸収される有機物質のように、無機構成成分と有機構成成分の両方を有する物質を意味する。一部のケースでは、粒子は、表面上の官能基との反応によって、例えば、シラン化、ジルコニア化、または環状ジメチルシロキサンの付加によって表面処理できる。表面処理は、湿潤または分散特性を変えることができ、あるいは、審美的効果のために利用することができる。粒子は、アルキルケタールエステルに溶解しないとともに(ただし、アルキルケタールエステルを吸収でき、あるいは、一部のケースでは、アルキルケタールエステルによって膨張できる)、いずれの他の分散剤または、分散剤が含まれる連続相にも溶解しない。粒子は、展性であることができる。粒子は、顔料粒子、または、例えば、天然の超微粒子鉱石、鉱物、やや溶解しにくいか、もしくは不溶性である塩、ワックスもしくはプラスチックの粒子、アルキルケタールエステルもしくは連続相に溶解しない染料、作物保護剤および害虫駆除剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤、ならびに重合安定剤を含むその他の固体であることができる。
有機粒子としては、キナクリドン、アリザリンクリムソン、ガンボジ、コチニールレッド、ローズマダー、インディアンイエロー、フタログリーン、フタロブルー、ピグメントレッド170などのような生物色素および有機顔料が挙げられる。
無機顔料は固体粒子相として有用である。無機顔料は、白色、黒色、またはその他の色であることができる。無機顔料の混合物を用いることができる。好適な無機顔料としては例えば、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムグリーン、カドミウムオレンジ、カーボンブラック、アイボリーブラック、酸化鉄ブラック、クロムイエロー、クロムグリーン、コバルトバイオレット、コバルトブルー、セルリアンブルー、オーレオリン(コバルトイエロー)、ハンパープル、エジプシャンブルー、パリスグリーン、ベルデグリ、ビリジアン、サンギン、カプットモウタム、酸化鉄レッド、レッドオーカー、ベネチアンレッド、プルシアンブルー、イエローオーカー、ローシェンナ、バーントシェンナ、ローアンバー、バーントアンバー、鉛白、クレムニッツホワイト、ナポリイエロー、鉛丹、バーミリオン、チタンイエロー、チタンベージュ、酸化チタン、チタンブラック、ウルトラマリン、ウルトラマリングリーンなどが挙げられる。
無機−有機顔料としては、様々なレッドAlレーキ、レッドBaレーキ、レッドZnレーキ、レッドタルクレーキ、ブルーAlレーキ、イエローAlレーキ顔料、およびその他のレーキ顔料のようないわゆる「レーキ」顔料が挙げられる。
様々な他の無機化合物、鉱物、および粘土も、固体粒子相として重要である。このようなものとしては例えば、カルシウムカーボネート、マグネシウムアルミニウムシリケート、マグネシウムトリシリケート、アタパルガイト、ベントナイト、ヘクトライト、リチウムマグネシウムシリケート、リチウムマグネシウムナトリウムシリケート、モンモリロナイト、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、ムライト、コーディエライトなどが挙げられる。
金属粉末も固体粒子相として有用である。そのような金属粉末の例としては、アルミニウム、鉄、鋼、銀、青銅、銅、クロムなどが挙げられる。
これらの粒子の粒径は、約10ナノメートル〜最大100マイクロメートルほどの小ささ、例えば10ナノメートル〜25ナノメートルであることができる。さらに典型的な粒径は、100ナノメートル〜25ナノメートルである。
ある実施形態では、分散体は、液体または半固体連続相と、その連続相中に分散している少なくとも1種の有機、無機、または無機−有機微粒子と、上記の連続相中、および/または分散粒子の表面上に存在するアルキルケタールエステルIとを含む。金属顔料は、非常に細長い形状であることができ、長さ数百マイクロメートルほどであってよい。(調合物および製品設計において粒径が重要な場合があることに言及するのには価値がある。例えば、ナノサイズのTiO2を用いて、日焼け防止製品による白色残留物が残るのを回避する?)
多種多様な物質および調合物を液体または半固体相として用いることができる。液体相は流動可能であり、水性相、有機相、またはこれらの組み合わせ、例えば、水と水混和性アルコールまたはその他の有機溶剤との組み合わせであることができる。半固体相は揺変性、すなわち、力を付加した場合に流動可能であることができる。半固体としては、ゲル、ワックス、ワックスブレンド、またはワックス/油ブレンドのような展性物質、非結晶性および半結晶性ポリマー、ならびに、これらの組み合わせが挙げられる。「連続相」という用語は固体粒子相との対比で用いるものと理解すべきである。したがって、連続相はそれ自体が、1つ超の相を有することができる(例えば、水中油もしくは油中水型エマルション、ラテックス、または半結晶性ポリマー)。連続相がエマルションであるときには、固体粒子は一般に、そのエマルションの連続相に存在することになるが、固体粒子は、エマルションの不連続相中に封鎖することも可能である。
分散体(例えば下記のインク分散体)中には、その分散体の目的の用途に応じて、その他のアジュバントが存在することができる。このようなその他のアジュバントとしては例えば、粒子の湿潤を高めるその他の湿潤剤、分散およびまたは分散安定性をさらに高めるその他の分散剤および界面活性剤、ならびに、これらを少なくとも含む組み合わせが挙げられる。典型的には、アニオン性、カチオン性、両性、または非イオン性表面活性化合物(例えば、炭素数8以上の炭化水素鎖を1つ以上有する(場合によっては、芳香族環基も有する)化合物)を上記の目的で用いる。具体的な非限定例は、ラウリルサルフェート、ステアリルサルフェート、またはオクタデシルサルフェートのようなアルキルサルフェート、ドデシルスルホネートのような一級アルキルスルホネート、および二級アルキルスルホネート、特に炭素数13〜17のアルカンスルホネートナトリウム塩、アルキルホスフェート、ドデシルベンゼンスルホン酸のようなアルキルベンゼンスルホネート、ならびに、これらの塩である。大豆レシチン、脂肪酸とタービンまたはヒドロキシエタンスルホン酸との縮合生成物、アルキルフェノール、ヒマシ油樹脂エステル、脂肪アルコール、脂肪アミン、脂肪酸、および脂肪アミドの同様のアルコキシル化生成物(このアルコキシル化生成物は同様に、例えばスルホコハク酸モノエステルの形状で、あるいは、スルホン酸エステル、硫酸エステル、およびリン酸エステルとして、イオン性末端基を有することができる)、ならびにこれらの塩(スルホネート、サルフェート、またはホスフェート)も有用である。ポリエポキシドとアミンとの反応、または、ビスフェノール−Aもしくはビスフェノール−A誘導体とアミンとの反応によって得られるアルコキシル化付加化合物も用いることができる。非イオン性アルコキシル化スチレンフェノール縮合物、例えば、任意で置換されているスチレンを任意で置換されているフェノールに付加し、エチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシドと反応させることによって得られるもの、ならびに、そのイオン変性誘導体、例えばスルホン酸エステル、硫酸エステル、およびリン酸エステルとしての誘導体、さらには、これらの塩(スルホネート、サルフェート、またはホスフェート)も用いることができる。他の有用な表面活性化合物としては、リグノスルホネート、およびナフタリンスルホン酸とホルムアルデヒド、または、アルキルアリールスルホン酸、ハロアリールスルホン酸、スルホン化フェノール、もしくはスルホン化ナフトールとホルムアルデヒドとの重縮合体が挙げられる。
別のクラスのアジュバントとしては、有機溶剤または水溶性屈水性物質が挙げられる。屈水性物質は溶剤としての役割を果たすことができ、モノマー、オリゴマー、またはポリマーであることができる(例えば、ホルムアミド、尿素、テトラ−メチル尿素、ε−カプロラクタム、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、α−メチルω−ヒドロキシポリエチレングリコールエーテル、ジメチルポリエチレングリコールエーテル、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジメチルポリプロピレングリコールエーテル、エチレングリコールとプロピレングリコールとのコポリマー、ブチルグリコール、メチルセルロース、グリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロール、N−メチル−ピロリドン、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノン、チオジグリコール、ナトリウムベンゼンスルホネート、ナトリウムキシレンスルホネート、ナトリウムトルエンスルホネート、ナトリウムクメンスルホネート、ナトリウムドデシルスルホネート、ナトリウムベンゾエート、ナトリウムサリチレート、ナトリウムブチルモノグリコールサルフェート、セルロース誘導体、ゼラチン誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルイミダゾール、および、ビニルピロリドンとビニルアセテートとビニルイミダゾールとのコポリマーおよびターポリマー)。後に、ビニルアセテートビルディングブロックを含むポリマーをビニルアセテートに鹸化してもよい。
本発明の分散体では、例えば増粘剤、防腐剤、粘性安定剤、粉砕助剤、充填剤、沈降防止剤、光保護剤、酸化防止剤、脱気剤/展着剤、泡低減剤、ケーキング防止剤、ならびに、粘性およびレオロジー向上剤も有用である。有用な粘性調節剤としては、ポリサッカライド、会合増粘剤(疎水性変性非イオン性系(疎水性物質変性エトキシレートウレタンなど)、疎水性変性セルロース誘導体(疎水性物質変性ヒドロキシエチルセルロースなど)、および疎水性物質変性アルカリ膨張性ラテックスなど)、アタパルガイト粘土、ベントナイト粘土、オルガノクレー、沈降シリカ、フュームドシリカ、有機シリカのような合成シリカ、ならびに、ヒマシ油誘導体、変性アクリルコポリマー、ポリエチレングリコール、重合化などのような合成有機系を含め、ポリビニルアルコールおよびセルロース誘導体が挙げられる。 水溶性または有機溶剤溶解性の天然または人工樹脂およびポリマーを同様に、展着剤または結合剤として含めて、接着強度と耐磨耗性を高めてもよい。有用なpH調節剤としては、有機塩基、例えばアミン、例えばエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、ジイソプロピルアミン、アミノメチルプロパノール、もしくはジメチルアミノメチルプロパノール、または、無機塩基、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、もしくはアンモニア、および、有機または無機酸が挙げられる。本発明の分散体は、植物および動物由来の脂肪および油、例えば、牛脂、パーム核脂肪、ヤシ脂肪、菜種油、ヒマワリ油、アマニ油、パーム油、大豆油、落花生油、および鯨油、綿実油、トウモロコシ油、ケシ油、オリーブ油、ヒマシ油、菜種亜油、サフラワー油、大豆油、アザミ油、ヒマワリ油、ニシン油、およびイワシ油をさらに含むことができる。その他の油としては、サルフェートから、または松材およびその他の針葉樹からクラフトパルプを作製する際に得られるトール油、ならびに、特定の木の種から得られるキリ油が挙げられる。一般的な添加剤としては、飽和および不飽和高級脂肪酸、例えば、パルミチン酸、カプリル酸、カプリン酸、ミリスチン酸、ラウリル酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、カプロン酸、カプリル酸、アラキン酸、ベヘン酸、パルミトレイン酸、ガドレイン酸、エルカ酸、リシノール酸、リカン酸、エレオステアリン酸、およびこれらの塩も挙げられる。
粒子は、いくつかの方法で液体連続相に分散させることができる。粒子をアルキルケタールエステル、および任意で1つ以上のその他のアジュバント、例えば湿潤剤で湿潤させてから、液体連続相に分散させることができる。この代わりに(またはこれに加えて)、アルキルケタールエステルを液体連続相に組み込んでから、粒子を分散させることができる。あるいは、これらの3つの構成成分を同時に組み合わせることもできる。この組成物の他の構成成分は、上記の方法のいずれの工程でも加えることができる。
したがって、ある実施形態では、分散体を形成させる方法は、有機、無機、または無機−無機粒子をアルキルケタールエステルIで湿潤させてから、湿潤粒子を液体と混合して、その液体が連続相の全部または一部を形成するとともに、上記の粒子が分散相を形成する分散体を形成させることを含む。別の実施形態では、分散体を形成させる方法は、アルキルケタールエステルIを含む連続液体相中に、有機、無機、または無機−無機粒子を混合することを含む。さらに別の実施形態では、分散体を形成させる方法は、有機、無機、または無機−無機粒子と、アルキルケタールエステルIと、液体相の液体とを同時に組み合わせることを含む。
ある具体的な実施形態では、例えばアルキルケタールエステルI、および任意で他の湿潤剤または分散助剤によって、固体粒子(または、固体粒子中での粉砕用の物質)を事前に分散させる。この事前分散体は後に、粒子のサイズおよび/または形に応じて、冷却しながらまたは冷却せずに、粉砕または分散アセンブリ、例えば攪拌機、溶解機(鋸歯状攪拌機)、ローターステーターミル、ボールミル、サンドおよびビードミルのような媒体撹拌ミル、高速ミキサー、混練機、ロールスタンド、または高性能ビードミルを用いて微細に分散または微細に消散させる。固体粒子およびケタールエステル構成成分の微細な分散または粉砕は、所望の粒径分布まで行い、例えば0〜100℃、10〜70℃、または20〜60℃で行うことができる。微細分散作業に続いて、さらに、連続相の物質で粒子を希釈することができる。分散体の他の成分に後で加えるように、濃縮体を形成させることができる。あるいは、粒子を所望の粒径まで小さくしてから、アルキルケタールエステルIと組み合わせることもできる。
ある実施形態では、分散体、特にコーティング組成物は、液体連続相と、固体顔料の粒子を含む分散相とを含む。さらに、このコーティング組成物は、連続相中および/または分散顔料粒子の表面上に存在することのできるアルキルケタールエステルIを含む。顔料粒子は、有機、有機−無機、または無機粒子であることができる。ある実施形態では、顔料粒子は無機粒子である。
コーティング組成物は例えば、塗料、シーリング剤、インク、または、分散顔料粒子を含むその他の組成物であることができる。このタイプのコーティング組成物は一般に、水性(水と、アルコールのような水混和性溶剤との混合物を含む)、有機性、またはエマルションの形状であることのできる連続液体相と、バインダー樹脂と、顔料とを含む。その他のアジュバント、例えば上記のようなアジュバントは、当該技術分野において既知のように、コーティング組成物の用途に応じて存在することができる。
コーティング組成物は、液体コーティング組成物の総重量に対してそれぞれ、20〜90重量%の液体連続相と、5〜80重量%のバインダー樹脂と、0.5〜45重量%または0.5〜35%重量%の1種以上の有機または無機顔料と、0.5〜60重量%、1〜25重量%、または1〜10重量%のアルキルケタールエステルIとを含むことができる。別の実施形態では、アルキルケタールエステルは、液体連続相の一部としての機能を果たすのに有効な量で存在することができる。これらの実施形態では、コーティング組成物は、そのコーティング組成物の総重量に対してそれぞれ、5〜90重量%の液体連続相と、5〜70重量%のバインダー樹脂と、0.5〜25重量%、または0.5〜15重量%の有機または顔料粒子と、0.5〜89.5重量%、1〜25重量%、または1〜10重量%のアルキルケタールエステルIとを含むことができる。
ある具体的な実施形態では、コーティング組成物は塗料組成物である。塗料組成物は水性(例えばラテックス)、無機性、またはエマルションの形状(例えば、固体粒子形状のベントナイト粘土を含むことができる屋根用のアスファルトエマルションコーティング)であることができる。さらなる用途は、木材防腐系、ニスなどの作製である。
別の実施形態では、コーティング組成物は、液体インク、例えば、マジックペン、グラフィックインク、ボールペン、およびインクジェットインク用の液体インクである。インクは、水性または有機溶剤系のミクロエマルションインク、UV硬化性インク、およびホットメルトプロセスで機能するインクであることができる。さらなる用途は、印刷用染料、例えば、フレキソ印刷インクまたは凹版インクの作製である。ある具体的な実施形態では、この印刷用液体インクは、いずれかのインクジェットプリンター、特に、バブルジェット(登録商標)または圧電プロセスを用いるプリンターで用いることができる。これらの印刷用液体インクを用いて、紙、さらには、天然または合成繊維材、フォイル、およびプラスチックに印刷することができる。さらには、コーティング組成物は、コーティングを施されたか、または施されていない様々な種類の基板物質に印刷するのに、例えば、板紙、ボール紙、木、木をベースとする材料、金属材、半導体材料、セラミック材、ガラス、ガラスおよびセラミック繊維、建築物、コンクリート、皮、食料品、化粧品、皮膚、および毛髪の無機材に印刷するのに用いることができる。基板物質は、二次元平面、または空間的に広がっている、すなわち三次元の構造であってよいとともに、その全体またはほんの一部分を印刷またはコーティングしてよい。
液体または半固体連続相と、この連続相中に分散している粒子相と、アルキルケタールエステルIとを含む分散体は、例えばウェットファンデーション、スキンケア製品、アイライナー、マスカラ、またはリップケア製品中の化粧品調合物および製品として用いることができる。便宜上、液体または半固体連続相は本明細書では「担体」という場合もある。分散粒子は、顔料、またはその他のタイプの粒子、例えばシリカ、マイカ、もしくは、過酸化ベンゾイルのような活性剤、あるいは、その他の粒子形状の固体であることができる。アイケア製品は、まぶた、目の周囲、まゆ、またはまつげに塗布する製品であり、アイシャドウ、アイライナー、およびマスカラを挙げることができる。皮膚用製品は、皮膚(顔または身体)に塗布するものであり、手、顔、または身体用のローションおよびクリーム、防臭剤/制汗剤、ならびに、ファンデーション、コンシーラー、チーク、ブロンザーなどのような顔用化粧品を挙げることができる。リップケア製品は唇に塗布する製品であり、リップスティック、リップグロス、リップバーム、リップライナーペンシル、リップライナーペンシルスティックなどを挙げることができる。ネイル製品は、爪もしくは甘皮(またはこの両方)に塗布する製品であり、マニキュアを挙げることができる。
ウェットファンデーションは典型的には液体またはクリームである。ウェットファンデーションは典型的には、水性液体相と油相を含み、そのうちのいずれかが連続相であることができる。これらの製品は、大半の場合、連続液体相、分散液体相、および分散固体相を含む場合が多いという点で、分散体およびエマルションの両方である。いずれかの相に顔料を分散させることができるが、より典型的に、顔料は少なくとも連続相に分散させる。水が、ウェットファンデーション製品の重量の30〜75%を構成することができる。顔料は一般に、ウェットファンデーションの2〜25重量%を構成する。皮膚軟化剤がウェットファンデーションの1〜35重量%を構成することができる。界面活性剤が0.1〜15重量%の量で存在する場合が多い。アルキルケタールエステルがウェットファンデーションの0.5〜35重量%を構成することができる。その他の成分としては例えば、増粘剤、防腐剤、共溶剤などを挙げることができる。
流体またはゲルアイライナーは典型的には、25〜80重量%の水および/または1種以上の揮発性有機溶剤と、2〜35%のワックス、フィルム形成ポリマー、および/または皮膚軟化剤と、2〜30重量%の顔料と、1〜40重量%のアルキルケタールエステルとを含む。これらの製品は、エマルションおよび分散体の両方である場合が多い。このタイプの製品は、乳化ワックス、フィルム形成ポリマー、および/または皮膚軟化剤の安定剤として機能できる1種以上の増粘剤またはゲル化剤、1種以上の界面活性剤または共溶剤も含むことができる。流体またはゲルアイライナーは、防腐剤のような他の成分も含むことができる。
マスカラ製品は例えば、分散顔料粒子を含む各ケースにおいて、水中油型エマルション、油中水型エマルション、または無水有機調合物であることができる。マスカラ製品は典型的には、1種以上のワックスまたはフィルム形成ポリマーを含む。マスカラ製品は、1種以上の皮膚軟化剤、増粘剤、界面活性剤、または共溶剤(乳化ワックスもしくはフィルム形成ポリマーの安定剤としての役割を果たすことができる)、防腐剤、あるいはその他の成分を含むこともできる。マスカラ製品は、1〜25重量%の分散顔料粒子と、5〜50重量%のワックスおよび/またはフィルム形成ポリマーと、25〜75重量%の水および/または有機溶剤と、1〜50重量%、または1〜5重量%のアルキルケタールエステルとを含むことができる。
リップスティックおよびリップグロスのようなリップケア製品は典型的には、スティック形状、または、粘性の液体もしくはペーストの形状である。多くのリップケア製品は、1種以上のワックスと1種以上の油との混合物と、リップスティックのケースでは少なくとも、1種以上の顔料とを含む。当業者であれば、適切なスティック安定性と製品送達性(例えば唇への色の堆積性)を有するように、ワックスブレンドおよびその他の成分を適切に選択することによって、スティック調合物を設計できることが分かる。これらの製品は一般に、無水として特徴づけられる。リップケア製品調合物は例えば、1〜25重量%のワックスと、30重量%または50重量%〜95重量の1種以上のその他の疎水性材料(そのうちのヒマシ油は、リップスティックでは特に、重要な構成成分である場合が多い)と、0.051〜25重量%または10重量%の1種以上の顔料(リップスティックのケースでは、より典型的には少なくとも1%)と、1〜50重量%、または1〜25重量%のアルキルケタールエステルとを含むことができる。
顔料またはその他の粒子が担体(液体または半固体連続相)に分散している上記のような化粧製品は、いくつかの方法で調製することができる。粒子をアルキルケタールエステルで湿潤してから、その粒子を担体に分散させることができる。この代わりに(またはこれに加えて)、アルキルケタールエステルを担体にブレンドしてから、その中に顔料または粒子を分散させることも、構成成分を同時に組み合わせることもできる。
化粧品の最終用途および所望の特徴に応じて、多種多様な担体を化粧品調合物および製品で用いることができる。一般に、担体は、少なくとも1つの(a)パラフィン系、ナフテン系、もしくは芳香族鉱物系油、(b)溶融温度が45℃未満、分子量が少なくとも190で、少なくとも1つのアミドまたはエステル基と、少なくとも8個の炭素原子を含む少なくとも1つのアルキル鎖を含み、水溶解度が水99部に対して1部以下である非イオン性有機化合物、(c)溶融温度が45℃未満で、水溶解度が水99部に対して1部以下である非イオン性オルガノシリコーン化合物、(d)長鎖アルコール、(e)ワックス、または(f)フィルム形成ポリマーを含む。少なくとも1種のアルキルケタールエステルが、担体に存在するか、または、固体顔料粒子上に吸着しているか、固体顔料粒子に吸収されているか、もしくはこの両方である。具体的な成分と、上記成分の相対比率は、具体的な化粧製品の形状に左右されることになる。アイライナーは例えば、多少粘性の流体またはゲルの形をとることも、展性スティック製品であることもできる。アイライナーは一般に、(1)少なくとも1種のワックスもしくは少なくとも1種のフィルム形成ポリマー、(2)少なくとも1つの皮膚軟化剤、または(1)および(2)の両方に加えて、(3)少なくとも1種の分散顔料を含む。スティックおよびペンシル製品では、ワックス、フィルム形成ポリマー、および/または皮膚軟化剤は、凝集体で、製品の総重量の25〜80%を構成することができ、顔料は製品の5〜50重量%構成することができ、アルキルケタールエステルは製品の総量の0.1〜50%、25%、または10%を構成することができる。スティックタイプの製品は典型的には、10重量%以下の水を含む。
構成成分(a)としては、パラフィン系、ナフテン系、または芳香族鉱物系油が挙げられる。これらの物質は、特定のローションおよびクリームのようなエマルション調合物の油相の全体または一部として存在することが多い。これらの物質は、塗布すると皮膚を軟化させる皮膚軟化剤として機能することが多い。
有用な構成成分(b)の物質としては、広範な植物油および動物油が挙げられる。所要HLBが少なくとも6または少なくとも7である油は、アルキルケタールエステルに、より溶解しやすい傾向があるとともに、アルキルケタールエステルが少なくとも部分的に油相中に存在することになる場合、または、アルキルケタールエステルが油を溶解させるか、もしくは油に溶解する場合に好ましい。
その他の有用な構成成分(b)の物質としては例えば、炭素数8〜24の脂肪酸の炭素数8〜24の直鎖または分枝アルキルエステル、ジカルボン酸のジ−炭素数8〜24のエステル、炭素数8〜24の直鎖または分枝アルカン酸の炭素数8〜24の脂肪酸エステル、炭素数8〜24、特には炭素数12〜15のアルキルベンゾエート、炭素数8〜24の脂肪酸のポリ(プロピレンオキシド)エステル、芳香族二酸のジ−炭素数8〜24の直鎖または分枝アルキルエステル、芳香族二酸のジ−炭素数8〜24の脂肪酸エステルなどが挙げられる。その他の有用な構成成分(b)の物質としては例えば、炭素数8〜24の脂肪酸の炭素数8〜24の直鎖または分枝アルキルアミド、ジカルボン酸のジ−炭素数8〜24のアミド、炭素数8〜24の直鎖または分枝アルカン酸の炭素数8〜24の脂肪酸アミド、炭素数8〜24の脂肪酸のポリ(プロピレンオキシド)アミド、芳香族二酸のジ−炭素数8〜24の直鎖または分枝アルキルアミド、芳香族二酸のジ−炭素数8〜24の脂肪酸アミドなどが挙げられる。
構成成分(c)の物質の例は、ジメチコンとシクロペンタシロキサンである。
構成成分(d)の物質は、1−オクタノール、1−デカノール、1−ドデカノール、セチルアルコールなどのような長鎖(8個以上の炭素原子)アルコールである。
好適なワックスとしては、セレシンワックス、モンタンワックス、オゾケライトワックス、ピートワックス、パラフィンワックス、ミクロワックス、ポリプロピレンワックス、およびその他の重合ポリ−α−オレフィンワックス、置換アミドワックス、ワセリン、エステル化または鹸化ワックスなど、および、蜜ろう、中国ろう、ラノリン、シェラックろう、鯨ろう、ヤマモモろう、カンデリラワックス、カルバナワックス、ヒマシワックス、エスパルトワックス、木ろう、オーキュリーワックス、米ぬかワックス、またはソイワックスを含む植物または動物由来のワックスのような合成またはミネラルワックスが挙げられる。
有用なフィルム形成ポリマー(構成成分(f))には、コーンスターチ(変性)、アクリレート/オクチルアクリルアミドコポリマー、ポリウレタン−14とAMP−アクリレートとのコポリマー、加水分解小麦タンパク質、ポリビニルピリジン(PVP)、加水分解小麦タンパク質/PVPクロスポリマー、ビニルアセテート/クロトネート/ビニルネオデカノエートコポリマー、PVM/MAコポリマーのカリウムブチルエステル、ポリウレタン−14とAMPアクリレートとのコポリマー、イソブチレン/エチルマレイミド/ヒドロキシルエチルマレイミドコポリマー、ポリビニルピロリドン/ビニルアセテートポリマー、アクリレート/ヒドロキシエステルアクリレートコポリマー、ポリウレタン、ポリビニルメチルエステル/マレエート、オクチルアクリルアミド/アクリレート/ブチルアミノエチルメタクリレートコポリマー、ニトロセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、スチレン/アクリレートコポリマー、アクリレートコポリマー、およびポリエチレンテレフタレートなどがある。
組成物は界面活性剤を含むことができ、その界面活性剤は、少なくとも8個の炭素原子の炭化水素基を含むイオン性(カチオン性、アニオン性、または両性)化合物を含むことができる。この炭化水素基は、少なくとも8個の炭素原子を有するアルキル基を少なくとも1つ含むのが好ましい。イオン性界面活性剤としては例えば、サルフェート、スルホネート、またはホスフェート基(これらの基は中和(または「塩」)形状である)を1つ以上含むアニオン性界面活性剤、四級アンモニウムまたは四級ホスホニウム基(これらの基は中和(または「塩」)形状である)を1つ以上含むカチオン性界面活性剤、製品のpHに応じて、(例えばベタインのように、)アニオン性形状またはカチオン性形状のいずれもとることができるか、または、(例えばアミンオキシド界面活性剤のように、)カチオン性形状または非イオン性形状をとることのできる1つ以上の両性基が挙げられる。乳化剤をインサイチューで生成させてよく、その際には、例えば、ステアリン酸を油相に加え、トリエタノールアミンを水相に加え、油相と水相を混合するとTEA−ステアレート塩が形成される。
当然ながら、化粧品は、特定の最終用途での必要性または所望に応じて、広範なその他の成分のいずれも含むことができる。
別の態様では、本発明は、粒子状の有機、無機、または無機−有機固体であって、その粒子が少なくとも部分的にアルキルケタールエステルIでコーティングされている固体である。このアルキルケタールエステルは、この態様では、(粒子を潤滑にすることによって)スリップ剤として、および/または分散助剤として機能することができる。アルキルケタールエステルは、所望の機能を果たすのに有効な量で、例えば、粒子状固体の重量に対して0.1〜100%、0.1〜50%、1〜30%、または1〜10%の量で存在する。本明細書で使用する場合、「コーティング」という用語には、アルキルケタールエステルが少なくとも部分的に当該粒子に吸収される実施形態が含まれるものと理解されたい。
上記の少なくとも部分的にコーティングされている粒子は、上記の分散体で用いることができる。すなわち、液体または半固体連続相に分散している粒子相として用いることができる。粒子の表面を流体と混和可能にするアルキルケタールエステルの存在によって、上記の少なくと部分的にコーティングされている粒子は、様々な流体に容易に分散させることができる。別の実施形態では、この少なくとも部分的にコーティングされている粒子は、例えば、存在するアルキルケタールエステルの量に応じて、乾燥粉末、ほぼ乾燥している粉末、油状粉末、またはペーストの形状で、乾燥組成物の製造で用いられる。本明細書で使用する場合、「乾燥」組成物は、液体または半固体連続相がないため、上記の分散体とは区別される。
これらの実施形態における粒子として、上記のような様々な固体を用いることができる。ある態様では、固体粒子は上記のような固体顔料である。特に固体無機顔料を挙げることができる。上で述べたように、上記の少なくとも部分的にコーティングされている固体顔料は、様々な液体および半固体の水性および非水性系に容易に分散させることができるので、塗料、インク、および前述のタイプの化粧品のような様々な製品に容易に組み込むことができる。化粧品は、少なくとも部分的にアルキルケタールエステルIでコーティングされている粒子状固体と、成分(a)〜(f)、またはこれらの組み合わせを含む。
別の実施形態では、上記の少なくとも部分的にコーティングされている顔料は、例えば、存在するアルキルケタールエステルの量に応じて、乾燥粉末、ほぼ乾燥している粉末、油状粉末、またはペーストの形状で、乾燥組成物の製造で用いられる。この少なくとも部分的にコーティングされている顔料は、例えば乾燥顔料、トナー、または粉末コーティングとして有用であることがある。アルキルケタールエステルIは、粒子状顔料の0.1〜100重量%、0.1〜50重量%、1〜30重量%、または1〜10重量%を構成することができる。
上記の少なくとも部分的にコーティングされている顔料粒子、特には少なくとも部分的にコーティングされている無機顔料粒子は、乾燥化粧品調合物および製品で有用であることがある。(当然ながら、シリカのような少なくとも部分的にアルキルケタールエステルIでコーティングされているその他の固体粒子も用いることができる。)ある実施形態では、粉末化粧品は、固体顔料とアルキルケタールエステルIを含む。このような化粧品は例えば、粉末カラー化粧製品、粉末クリーム化粧製品、固形パウダーカラー化粧製品、チーク、またはアイシャドウであることができる。
別の態様では、固体顔料粒子上に吸着されるか、または固体顔料に吸収されるアルキルケタールエステルを少なくとも1種有する固体顔料が説明されている。チーク、固形パウダーアイシャドウ、および乾燥ファンデーションが、このような顔料組成物の例である。チーク、固形パウダーアイシャドウ、および乾燥ファンデーションは典型的には粉末であり、この粉末は、自由流動性であることも、多少固化していることもできる。これらの粉末製品では、顔料(1種または複数種)は典型的には、製品の50〜95重量%を構成する。アルキルケタールエステルは、製品の0.1〜15重量%、1〜12重量%、または1〜10重量%を構成することができる。その他の充填剤粒子は、製品の1〜95重量%の量で存在することができる。粉末クリームでは、アルキルケタールエステルは、任意で他の充填剤粒子とともに、製品の0.1〜40重量%、1〜30重量%、または1〜20重量%を構成することができ、その他の充填剤粒子は、粉末クリーム製品の1〜95重量%の量で存在することができる。アルキルケタールエステルIは、これらの製品において、塗布したときに粒子を若干付着できる上に、容易に広げられるようにするスリップ剤として機能することができる。皮膚軟化剤は例えば、製品の1〜25重量%の量で存在することができる。防腐剤、フィルム形成ポリマー、およびその他の任意の製品が存在することができる。これらの製品は典型的には、1重量%以下の水を含み、固化を防ぐために、水スカベンジャーを含むことができる。
少なくとも部分的にアルキルケタールエステルIでコーティングされている固体粒子を様々な有機ポリマーに組み込んで、例えば着色ポリマー、および/または、充填もしくは強化ポリマーを製造することもできる。この少なくとも部分的にコーティングされている固体粒子は、加色による色の作製のみならず、減色による色の作製を行うためのフラットパネルディスプレイのカラーフィルター用、いずれかの種類の高分子物質、例えば天然および合成繊維材、例えばセルロース繊維の着色用、製紙パルプの着色用、ラミネートの着色用、織物の捺染の染料用、壁紙の染料用、ビスコープ原液着色系用、粉末コーティング用、ソーセージの皮用、種子、肥料、ガラス、特にガラス製ボトル、屋根板、下塗り、コンクリート、木材着色剤、色鉛筆の芯、チョーク、ワックス、パラフィン、靴の手入れ剤、ラテックス製品、研磨剤、フォトレジスト、床および自動車用ワックス、クレヨン、食品用コーティング(チーズ用ワックスコーティングなど)、皮革磨き剤、マニキュアの着色用の着色剤として、ならびに、「電子インク」(「e−インク」)および「電子ペーパー」(「e−ペーパー」用の着色剤として用いることもできる。
少なくとも部分的にアルキルケタールエステルIでコーティングされている固体粒子は、電子写真用トナーおよび現像剤、例えば、一または二成分性粉末トナー(一または二成分性現像剤ともいう)、磁性トナー、液体トナー、ラテックストナー、重合トナー、さらには特殊トナーの着色剤としても有用である。この文脈における典型的なトナーバインダーは、付加重合樹脂、重付加樹脂、および重縮合樹脂、例えば、単独かまたは組み合わせた形のスチレン、スチレン−アクリレート、スチレン−ブタジエン、アクリレート、ポリエステル、フェノール−エポキシ樹脂、ポリスルホン、およびポリウレタン、ならびに、ポリエチレンおよびポリプロピレン(それぞれ、さらに、荷電制御剤、ワックス、または流動補助剤のような成分を含んでも、後でこれらのアジュバントで変性させてもよい)である。
アルキルケタールエステルの使用によって、固体粒子が液体および半固体相に極めてよく分散できるようになる。分散体を含む製品は、その分散体の特徴、例えば、その分散体の目標粘性および均一性によって、性能を向上させることができる。この分散体は、長期間(例えば1週間、1カ月、6カ月、1年、またはそれ以上)、安定的であることができる。
アルキルケタールエステルの使用によって、分散体を形成させる力に加えて、分散体の安定性を高めることもできる。これらの特徴は、粒子表面の分散媒に対する親和性、および分散媒の密度に対する粒子の密度のような要因に影響される。一般に、粒子の表面の分散媒との混和性が低くなるほど、かつ、粒子と分散媒との密度の差が大きくなるほど、粒子は分散しにくくなるとともに、分散状態を保持しにくくなる。理論に縛られなければ、本明細書に記載されているアルキルケタールエステルは、粒子と分散媒との間の相溶化剤として機能できると考えられる。本発明のアルキルケタールエステルの多様な溶解度によって、特定の固体および分散媒に応じて適切なエステルを選択可能になる。したがって、所定の調合物において、試験する分散体の数が減り、様々な分散体の調合が簡素化される。完全に水混和性または部分的に水混和性であるケタールを用いて、着色組成物または濃縮物を作製するケースでは、製造設備を水で迅速または容易に洗浄することができ、臭いが少なく、かつ環境に優しいという利点がある。完全にアルコール混和性であるケタール、または部分的にアルコール混和性であるケタールを用いるケースでは、製造設備をアルコールで迅速または容易に洗浄することができ、悪臭の強い炭化水素溶剤の使用が回避されるか、または最小限に抑えられる。アルキルケタールエステルは、バイオベースであるというさらなる利点を有し、調合物において、皮膚軟化剤、合着剤、または共溶剤のような追加的な機能を果たす場合もある。
下記の実施例は、本発明を例示する目的で提供するものであり、本発明の範囲を限定する目的で提供するものではない。別段の定めがない限り、部およびパーセントの値はすべ重量ベースである。
実施例1a−エチル−LGKに分散させた二酸化チタン粒子
二酸化チタン粒子(二酸化チタン、水酸化アルミニウム、およびジメチコン/メチコンコポリマーを含むBASF製T−Lite SF)をエチル−LGKと、カプリル酸/カプリン酸トリグリセリドに別々に、37/63の重量比で、Silversonの高せん断ミキサーを用いて、得られる分散体が流動不可能になるまで分散させた。その分散体を24時間置いてから、その粘度をBrookfieldのRVTというモデルの粘度計で、5rpmにて、TDスピンドルを付けて測定した。カプリル酸/カプリン酸トリグリセリド分散体の粘度が1.02×105cPであったのに対し、エチル−LGK分散体の粘度は1.88×105cPであった。これらの分散体の粘度が同程度であったことによって、エチル−LGKが、従来のトリグリセリド顔料分散剤とおおむね同程度の効果を有する分散剤であることが示されている。
実施例1b−エチル−LGKに分散させた酸化亜鉛粒子
上記と同様の形で、40部の酸化亜鉛(酸化亜鉛トリエトキシカプリリルシランを含むBASF製Z−Cote HP1)を上記と同じ2つの分散剤のそれぞれに別々に分散させる。カプリル酸/カプリン酸トリグリセリド分散体の粘度は0.44×105cPであったのに対し、エチル−LGK分散体の粘度は1.4×105cPであった。これらの分散体の粘度が、上記と同様に同程度であったことによって、エチル−LGKが、従来のトリグリセリド顔料分散剤とおおむね同程度の効果を有する分散剤であることが示されている。
実施例2−カーボンブラックの吸収
ASTM D1483に従って、カーボンブラックがエチル−LGK、エチル−LPK、およびジイソブチルフタレートを吸収する能力を割り出した。カーボンブラックは、顔料100g当たり約151gのエチル−LGKと、169gのエチル−LPKを吸収した。これは、当量のカーボンブラックに吸収された180gのジオクチルフタレートに匹敵していた。
実施例3−エチル−LPKおよびブチル−LGKによって分散体を形成させる方法
Cowlesブレードを有するオーバーヘッドミキサーを用いて、表1に示されている溶剤に、二酸化チタンTi−pure R960(E.I. Du Pont de Nemours)をゆっくり加えた(加える合間に、粘度が均一になるまで混合した)。表に示されている期間、さらに混合した後、ヘグマングラインドブロックで分散体の質を測定した。追加の溶剤を加えて、注入可能な粘度の混合物を得た(溶剤の総量は表に示されている)。
Figure 2013531621
表1の結果によって、分散体を攪拌せずに一晩保管した後、エチル−LGKおよびブチル−LGK顔料分散体は安定的かつ均質であったのに対し、ブチルセロソルブ混合物は分離したことが示されている。エチルLPKとDPMアセテート混合物はいずれも分離したが、DPMアセテートの方が分離の程度が大きかった。
実施例4−エチル−LGKによって分散体を形成させる方法
Cowlesブレードを有するオーバーヘッドミキサーを用いて、表2に示されているように、Heliogen L6905F Blue(BASF)またはSR730 Carbon Black(Sid Richardson)をエチル−LGK溶剤にゆっくり加えた(加える合間に、粘度が均一になるまで混合した)。測定した量の媒体砂を加え、ヘグマングラインドブロックで、許容可能な分散レベルが得られるまで、ディスクブレードを有するオーバーヘッドミキサーを所定のRPMで用いて、その混合物をさらに分散させた。追加の溶剤を加え、注入可能な粘度を得て(用いた溶剤の総量は表2に示されている)、その混合物を100マイクロメートルのフィルターに通して砂を除去した。続いて、この分散体を一晩保管した。
Figure 2013531621
分散体を攪拌せずに一晩保管した後、SR730 Carbon BlackおよびHeliogen Blue L6905Fによる分散体は、多少分離した。Duramac HS−207−2012という樹脂を顔料分散体に加えても(実施例7C)、分散安定性は向上しなかった。
実施例5−エチル−LGKによって分散体を形成させる方法
Cowlesブレードを有するオーバーヘッドミキサーを用いて、Iron Oxide Red HR−1203(Hoover Color)をエチルLGK溶剤にゆっくり加えた(加える合間に、粘度が均一になるまで混合した)。測定した量の媒体砂を加え、ヘグマングラインドブロックで、許容可能な分散レベルが得られるまで、ディスクブレードを有するオーバーヘッドミキサーを所定のRPMで用いて、その混合物をさらに分散させた。表3に示されているように、追加の溶剤を加え、注入可能な粘度を得て、その混合物を100マイクロメートルのフィルターに通して砂を除去した。
Figure 2013531621
分散体を一晩置いた後、HR−1203 Iron Oxide Red HR−1203による分散体は沈降しなかった。
続いて、オーバーヘッドミキサーのパドルブレードを用いて、5Aの最終分散体を、表4に示されているような様々な樹脂系にさらに分散させ(実施例5B〜E)、Brookfieldの粘度計で粘度を測定した。結果は表4に示されている。「−」は、その組成物にさらなる加工を施さなかったことを示している。
Figure 2013531621
これらの結果によって、プレ分散体を用いて、顔料を様々な樹脂系にさらに分散できることが示された。
実施例6−エチル−LPKによって分散体を形成させる方法
Cowlesブレードを有するオーバーヘッドミキサーを用いて、二酸化チタンのTi−pure R960(DuPont)を、表5に示されているように溶剤にゆっくり加えた(加える合間に、粘度が均一になるまで混合した)。表に示されている期間、さらに混合した後、ヘグマングラインドブロックで分散体の質を測定した。追加の溶剤(量は示されていない)を加えて、注入可能な粘度を得て、その分散体の粘度をBrookfieldの粘度計で測定した。
Figure 2013531621
分散体を一晩保管した後、エチル−LPK顔料分散体が多少分離したのに対し、DPMアセテート混合物は激しく分離した。
最終分散体6A〜Bを様々な樹脂系にさらに分散させ、それぞれ、図6に示されているように粘度を測定した。
Figure 2013531621
分散体を一晩置いた後、エチル−LPK顔料分散体が多少〜中程度に分離したのに対し、DPMアセテート混合物は多少〜激しく分離した。
実施例7〜9−顔料濃縮体の調製
実施例7〜9では、カーボンブラックとともに用いられることの多い80%NVのアクリル樹脂分散剤と、粉砕母材の粘度低減を補助する目的、および顔料の湿潤を促進する目的で広く用いられている溶剤とを用いた。比較目的で、基準サンプルとしての役割を持たせるために選択した溶剤(比較例7)は、PMアセテートであった。
実施例10〜12を調製するために、各顔料濃縮体のすべての成分を、軽く混合しながらブレンドしてから、スチールボールミルに充填した(表11)。30分ミリング後、実施例8および9の顔料濃縮体の粘度は、ランプブラックを分散不可能なほど高かった。これらの濃縮体の粘度を低下させるには、基準サンプルのPMアセテートを16.7%増加させて、ランプブラック顔料を分散させるのに十分なミリングを可能にする顔料濃縮体を得る必要があった。続いて、調節したミル母材をスチールボールミルで12時間分散させた。結果は表7に示されている。
Figure 2013531621
各混合物を12時間ミリングした後、すべてのサンプルにおいて、ヘグマンによる粉砕の細かさを調べた。いずれも、8N.S.まで粉砕されていることが分かった。この時点で、それぞれのベース粘度とせん断減粘特性を評価した。試験したアルキルケタールエステルは、PMアセテートの代わりとしての役割を果たすのに、および、7〜8N.S.という期待ヘグマングラインドをもたらすのに十分であった。しかし、上述のとおり、これらの低公害型溶剤によって溶剤レベルを上昇させて、ミルのベース粘度を低下させる必要があった。これは、PMアセテートに比べて、アクリル酸/顔料混合物の上記の低公害型溶剤への溶解度が低いためである。顔料濃縮体を含む低公害型溶剤のEt−LGKの粘度によって、基準サンプルよりも有意に高い分散混合物が得られた。しかし、Et−LPKでは、PMアセテートを含む基準サンプルの低せん断および高せん断粘度と極めて合致する低せん断および高せん断粘度が得られた。
乾燥させた基準サンプルの顔料濃縮体を用いて、薄膜をキャスティングしたところ、15分以内に乾燥して、平らな黒色膜になった。Et−LGKは乾燥しなかったが、室温で4日間置いた後でも、流動性および光沢のある膜のままであった。Et−LPKを含む濃縮体は最終的には24〜36時間で乾燥して、平らな黒色膜になった。
これらの各顔料濃縮体の実際のVOCを割り出したことによって、いずれかの有意な量の溶剤を保持する濃縮体のみが、Et−LGKによって調製されることが示された。このコーティングは、この低公害型溶剤を18.81%保持していた。これに対し、Et−LPKを含む濃縮体は、この溶剤を0.6%しか保持していなかった。しかし、ASTM D3960によれば、Et−LPKを用いた場合、その濃縮体のVOCが552.82g/lであったのに対し、基準サンプルの濃縮体のVOCは537.43g/lであった。SG−2200Dによる濃縮体の実際のVOCは593.86g/lであった。
顔料濃縮体が典型的には低レベルで用いられることを考慮すれば、顔料濃縮体中の低公害溶剤の乾きの遅さ、または乾かないことは、着色コーティングの乾燥速度に深刻な影響を及ぼすことはないと考えられるはずである。
実施例10−溶剤系インクジェットインク
溶剤に顔料と分散剤を投入し、その混合物を均質になるまで高速ミキサーで攪拌してから、得られたミル母材を水平サンドミルで約2時間分散させることによって、表8に示されているような顔料分散体を調製する。続いて、この顔料分散体を残りの樹脂、表面調整剤、および溶剤と混合することによって、インクジェットインクを調製する。この最終混合物をポリプロピレン製の1マイクロメートルのフィルターでろ過し、最終的なインクを作製する。
Figure 2013531621
実施例11−水系ラテックス屋内用塗料
表9に示されている順に成分を投入し、その混合物を高速ミキサーで均質になるまで攪拌することによって、表9に示されているような顔料粉砕体を調製する。すべての成分を加えたら、その均質な混合物を水平サンドミルで約12時間分散させる。樹脂、合着剤、およびその他の添加剤を含むレットダウン混合物とこの顔料粉砕体を高速ミキサーで、均質になるまで混合することによって、上記の塗料を調製する。
Figure 2013531621
実施例12〜18−水を含むリップスティック
表10の成分からリップスティックを調製した。「A」と定められている成分を組み合わせて、溶融して透明になるまで80〜85℃に加熱した。「B」と定められている成分を混合し、合わせて粉砕してから、溶融相「A」の材料に混合した。この混合物が均一のように見えたら、温度を75℃まで下げた。「C」と定められている成分を合わせて混合してから、溶融相「A」および「B」の材料に、均質になるまで加えた。このリップスティックは1重量%の水を含んでいたが、保管の際、安定性を維持していた。
Figure 2013531621
表11の成分からリップスティックを調製した。
Figure 2013531621
このリップスティックを調製するために、パートAを混合しながら80〜85℃で加熱した。パートAが完全に溶融し透明になったら、混合しながらパートBをパートAに加えた。パートCを事前に粉砕した。パートA/Bが完全に溶融し透明になったら、パートAとBとの組み合わせに、パートCの有色粉砕体を加えた。すべての色が分散し、バッチが均一になったら、バッチ温度を75℃まで下げ、混合しながらパートD溶液をバッチにゆっくり加えた。完全に均質になるまで、このバッチを混合した。バッチが均一になったら、型に流し入れて冷却した。
あるいは、パートDは、パートCを加える前に、パートAとパートBとの組み合わせに加えることもできるが、水損失を回避または最小限に抑えるように注意する必要がある。
このリップスティック構造体は、実施例16〜22のそれぞれにおいて良好であった。安定性を割り出すために、サンプルを45℃で4週間劣化させたところ、室温に戻したときに、湿気を帯びたり、凝縮の兆候を見せたり、軟化したりしたスティックがなかったことが分かった。さらに、色のにじみまたは変色の兆候もなかった。
実施例13〜18の含水量を以下のように検証した。リップスティックを真空オーブン内で35℃にて24時間乾燥させ、重量損失をモニタリングした。観察された質量損失は、リップスティック中の水の荷電質量の蒸発から予測される重量損失と整合していた。結果は表12に示されている。
Figure 2013531621
実施例19〜23−天然ワックスによるキャンドルの調製
表13の成分から、天然ワックスによるキャンドルを調製した。
Figure 2013531621
実施例19〜22のキャンドルを調製するために、パートAの成分を反応容器に量り入れ、その混合物が液体になるまで80℃で加熱した。パートBをパートAに加え、2分混合した。パートA/Bを除熱し、パートCを加えた。この混合物がまだ液体であるうちに、キャンドルを容器に流し入れ、この混合物の中央に、金属のタブベースを有する芯を挿入した。完成したキャンドルを室温まで冷却した。調合物26は、65℃まで冷却してから、キャンドルの型に流し入れた。キャンドル23〜26は、小さいティーライトキャンドルのサイズに流し入れた。
実施例23のキャンドルを調製するために、パートBを手で混合し、脇に置いた。パートAの成分を反応容器に量り入れ、その混合物が液体になるまで80℃で加熱した。パートBのプレミックスをパートAに加え、合わせたものを2分間混合した。パートA/Bを除熱し、パートCを加えた。この混合物を65℃まで冷却してから容器に流し入れ、この混合物の中央に、金属のタブベースを有する芯を挿入した。完成したキャンドルを室温まで冷却した。
溶融キャンドル調合物に芯を繰り返し浸漬して、芯に厚いワックスコーティングを蓄積させることによって、ディップテーパーキャンドルを調製することができる。
流し入れたキャンドルのうち、キャンドル25(ひびの兆候は見られなかった)以外のすべてのキャンドルに、冷却の際に、芯の近くに1本のひびが入った。ひびは、当該技術分野において、特に植物油系ワックスによるもの(例えば米国特許第6503285号参照)において、既知の問題であり、一般に、ワックスの選択、ワックスブレンド、冷却速度、添加剤、および、当該技術分野において既知のその他の調合物の側面によって軽減することができる。いずれの着色キャンドルにおいても、そのコンテナキャンドルの底に、顔料沈降の兆候が見られた。キャンドル27は、顔料をケタールと事前に混合することによって、より深い赤色(よりしっかりと顔料が取り込まれたことを示す)を呈した。キャンドル27の方法を香料と併せて用いて、香りキャンドルを作ることができる。
実施例24−コーティング調合物
下記の表に示されているように、オーバーヘッドミキサーのCowlesブレードを用いて、コーティング調合物を作製した。成分を順に加えることによって、下記の配合物を作製した。粉砕ペースト部分を作製し、ヘグマン値が7超の適切な分散体を得られるまで、せん断にかけた。続いて、残りの成分を加えて調合物を完成させた。成分を反応容器に充填し、粘度が均一になるまで、この混合物に、二酸化チタンであるDupont製Ti−pure R906をゆっくり充填し、混合時に、その混合溶液をドーナツにした。ある期間混合した後、ある量のこの混合物をヘグマングラインドブロック上に置き、分散体の測定値を読み取った。これらの系のいずれも、ヘグマン値は7.5以上であった。続いて、残りの成分を加えて配合物を完成させた。
Figure 2013531621
Figure 2013531621
Figure 2013531621
調合体を一晩置いた後、その物質の安定性について観察した。いずれの配合物も、分離は最小限で、均一に混合しやすくかった。鋼Qパネルの上のドローダウンバーを使用して、各調合物を用いて、1および3ミルの膜厚を作製した。このパネルを175℃のオーブンに30分入れた。最終的な膜の外観、クロスハッチ接着、およびメチルエチルケトンダブルラブを評価した。クロスハッチ接着はASTM D3359に従って、MEKダブルラブはASTM法 D5402−06に従って行った。ダブルラブを、MEKに浸したラグを用いて行ってから、ダブルラブの数を数えて、コーティングへの影響を調べた。コーティングが、その基材まで擦り切れた場合、試験を停止し、ダブルラブの数を記録した。クロスハッチ接着試験では、ASTMD3359に定められているタイプに対して、透明なパッキングテープであるStaplesを用いた。
Figure 2013531621
結果によって、Et−LPKは、上記のポリエステルメラミン系において、硬化性/溶剤耐性が増加したことが示された。他のすべての系では、対照溶剤に相当する結果が出た。
下記の調合物の実施例では、構造式Iのアルキルケタールエステルを用いて、化粧品およびその他のパーソナルケア調合物を製造するための具体的な考え得る調合物が例示されている。特には、このアルキルケタールエステルは、メチル−LGK、エチル−LGK、n−プロピル−LGK、n−ブチル−LGK、エチル−LPK、n−ブチル−LPK、エチル−LEK、メチル−AcAcGK、エチル−AcAcGK、エチル−LTMEK、およびエチル−LTMPKである。ある具体的な実施形態では、アルキルケタールエステルは、エチル−LGK、エチル−LPK、n−ブチル−LGK、または、上記のアルキルケタールエステルのうちの少なくとも1つを含む組み合わせである。
Figure 2013531621
このリップスティックを製造するには、パートAを秤量し、混合しながら80〜85℃に加熱を始める。パートBを事前に粉砕する。パートAが完全に溶融して透明になったら、パートBの有色粉砕体をパートAのワックス/油混合物に加える。すべての色が分散し、このバッチが均一になったら、型に流し入れる。
Figure 2013531621
このリップグロスを製造するには、パートAを反応容器に入れて78℃に加熱し、ワックスを溶融し、均一になるまで混合する。除熱し、よく攪拌しながらパートBを加える。ま液体であるうちに、化粧品容器に流し入れる。
Figure 2013531621
このリップバームを製造するには、パートCの成分を事前に粉砕するか、または事前に混合する。パートAを反応容器に入れ、ワックスとバターが溶融するまで65℃に加熱する。混合しながらパートCをゆっくり加え、よく分散するまで混合する。除熱をする。パートCの成分をパートA/Bに1つずつ加え、調合物がよく混ざるようにする。この調合物がまだ液体であるうちに型に流し入れる。冷却する。
Figure 2013531621
このアイシャドウを製造するには、二酸化チタンとパールホワイトマイカを乳鉢で合わせ、色が均一になるまで乳棒でよく攪拌する。続いて、パートBの他の成分を順次加え、よく混合してから各成分を加える。次いで、パートAを乳鉢に加え、数分間、または、成分が混ざって、色が均一に見えるようになるまで、よくブレンドする。このアイシャドウをアイシャドウジャーに詰め、好適なツールで、アイシャドウ容器に押圧する。
Figure 2013531621
このアイシャドウを製造するには、パートAを、溶融するまで70℃に加熱する。パートBをパートAに攪拌しながら70℃で加える。パートA/Bの組み合わせにパートCを攪拌しながら70℃で加える。型に流し入れる。
Figure 2013531621
このマスカラを製造するには、パートAを滅菌ガラスビーカーに入れ、すべてが溶解するまでよく混合する。パートBを別の滅菌ガラスビーカーに入れ、75℃に加熱する。パートCを乳鉢と乳棒でよく混合する。パートBが融解したら、パートCを加え、顔料が十分分散するまで攪拌する。パートAをパートBと同じ温度に加熱する。攪拌しながら、熱いパートAを熱いパートBに、70℃の温度を保持しながら、2つの成分が完全に混ざるまでゆっくり加える。温度が60℃未満に下がったら、パートDを加えて攪拌する。まだ熱く、かつ液体であるうちに、ピペットを用いてマスカラ容器に充填する。
Figure 2013531621
このマスカラを製造するには、溶解するまで密閉反応容器で攪拌することによって、パートBを事前に調製する。別の閉鎖反応容器内で、パートAの成分を組み合わせ、攪拌しながら90〜95℃に加熱する。パートAが透明になり、よく混ざったら、溶解するまで攪拌しながら、パートBとパートCを加える。パートD〜Fを順に加え、各成分を加えた後は、高せん断でよく混合する。
Figure 2013531621
このアイライナーを製造するには、パートAを耐熱反応容器に入れ、167°F(75℃)に加熱する。パートBを耐熱ガラスジャーに入れ、同じ温度に加熱する。パートBが完全に溶融したら、よく攪拌しながらパートAをパートBに加える。除熱するが、混合物が均質なゲルになるまで攪拌を続ける。さらに高い粘性を必要とする場合には、GelMaker EMUをさらに加える。パートCをパートA/Bに加え、再度よく攪拌する。シリンジを用いて、小さいジャーまたはリップライナーアプリケーターに詰める。
Figure 2013531621
このアイライナー/アイシャドウを製造するには、密閉高速ミキサー内で上記のワックスと油を組み合わせる。ワックスが溶解するまで85〜90℃に加熱する。顔料を加える。分散していない顔料がなくなるまで、攪拌する。70〜75℃で、密閉した密閉器具を用いて充填する。
Figure 2013531621

アルキルケタールエステルの例:
この鉛筆を製造するには、パートAを混合し、すべてが溶解するまで攪拌しながら65〜90℃で加熱する。パートAの温度を保持する。別の反応容器内でパートBを混合し、溶融させる。溶融したパートBを熱いパートAに加える。パートCを混合し、パートA/Bに加える。その混合物をホモジナイズしてから、パートDと混合する。この混合物を型に流し入れて冷却する。凝固し、冷却したら、鉛筆を型から外す。
Figure 2013531621
このチークを製造するには、パートAを滅菌ガラスビーカーに入れ、176°F/80℃に加熱して成分を溶融させる。パートBをパートAに加え、よく攪拌する。続いて、パートCをパートA/Bに加え、再度よく攪拌する。除熱し、コンパクトケースまたは小さいポット容器に流し入れ、冷却する。色は、顔料の選択とレベルを通じて調節することができる。稠度は、ステアリルパルミテートとケタールのレベルを変えることによって調節することができる。
Figure 2013531621
このチークを製造するには、パートAを反応容器に入れ、透明になるまで攪拌しながら75〜80℃で加熱する。別の反応容器内でパートBをブレンドし、粒径が20マイクロメートルになるまで3本ロールミルに通す。パートBをパートAに加え、滑らかになるまで攪拌し、顔料を湿潤させる。温度を75〜80℃に保持する。パートCを加え、均質になるまで高速で混合する。温かい状態で脱気してから、パンに流し入れる。
Figure 2013531621
このファンデーションを製造するには、ホモジナイズしながらパートAの成分を順に組み合わせる。パートBを組み合わせ、加える。85〜90℃に15分加熱してから、75℃まで冷却する。パートCを組み合わせ、加える。パートDの成分を順に加える。パートEの成分を組み合わせ、攪拌しながら75〜80℃に加熱する。乳化の直前にパートFを加え、温度を再び75〜80℃に調節する。ホモジナイズしながら、油相(パートEとFの組み合わせ)を水相(パートA〜Dの組み合わせ)に加える。温度を保持し、少なくとも15分攪拌する。55℃まで冷却し、水損失を調べる。パドルミキサーで45℃まで冷却する。パートGの成分を組み合わせ、調合物に加える。30℃まで冷却し、除熱する。
Figure 2013531621
このファンデーションを製造するには、パートAを組み合わせ、ホモジナイズを始める。顔料がよくブレンドされるまで、パートBを事前ミリングする。パートBをパートAに加え、顔料が均一に分散するまでホモジナイズする。A/Bの加熱を始める。パートCのスラリーを調製し、パートA/Bに加え、85℃に加熱し、温度を85〜90℃の範囲に10分間保持する。除熱し、パートDの成分の第2のスラリーを調製する。パートDのスラリーをA/B/Cに77℃で加える。均一かつ滑らかになるまでホモジナイズする。重量を調べ、水を加えていずれかの損失を相殺し、さらに、調合物20g/kgを新たに加える。混合を続け、温度を77℃に上昇させる。パートEの成分を別々に組み合わせ、77℃に加熱する。主要な混合物に加え、温度を77〜80℃に10分間保持する。除熱する。この混合物が50℃まで冷めたらパートFを加える。水損失を調べ、それに従って調合物を調節する。必要に応じて、pHを7.5に調節する。温度が35℃になるまでホモジナイズする。
ある変形形態では、アルキルケタールエステルの1つは、Et−LGKと、例B〜Kのアルキルケタールエステルとのブレンドである。
Figure 2013531621
このコンシーラーを製造するには、パートAの成分を粉砕し、少なくとも15分ホモジナイズする。パートBの成分をパートAに加え、少なくとも10分混合する。パートCのすべての成分を別の反応容器内で組み合わせ、混合しながら加熱を始める。このバッチが透明になるまで加熱を続ける。混合しながら冷却を始め、パートA/Bをこのバッチに加える。スティック型を予熱し、上記のバッチを流し入れることができるうちに、バッチを型に流し入れる。型を冷却する。
Figure 2013531621
このパウダーを製造するには、均一な色になるまでパートAをミリングする。パートBをパートAに加え、再度ミリングする。パートCを加え、ほんの短時間ブレンドする。容器に充填し、圧縮して固形にする。
Figure 2013531621
このパウダーを製造するには、均一な色になるまでパートAをミリングする。パートBをパートAに加え、再度ミリングする。パートCを加え、ほんの短時間ブレンドする。容器に充填する。圧縮はしない。
Figure 2013531621
本明細書で使用されている専門用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、限定するものとは意図されていない。本明細書で使用する場合、「1つの(a、an)」、および「その(the)」という単数形は、文脈において明確に別段の定めがない限り、複数形も含むよう意図されている。さらに、「含む(comprisesおよび/もしくはcomprising、または、includeおよび/もしくはincluding)という用語は、本明細書で使用するときには、記載されている特徴、領域、整数、工程、操作、要素、および/または構成成分の存在を定めるが、1つ以上の他の特徴、領域、整数、工程、操作、要素、構成成分、および/またはこれらの群の存在または追加を排除しないことを理解されたい。同じ構成成分または特性に関する、端点によるあらゆる範囲には、その端点が含まれ、かつ、独立して組み合わせることができる。
別段の定めのない限り、本明細書で使用されているすべての用語(技術用語および科学用語を含む)は、本発明が属する技術分野の者が一般に理解している意味と同じ意味を有する。
上記の化合物は、実施形態において、1つ以上の異性体を有する。異性体が存在し得る場合、本発明は、いずれの立体異性体、いずれの配座異性体、いずれのシス、トランス異性体、それらの単離異性体、およびそれらの混合体を含め、そのいずれの異性体も形成させる方法を具体化すると理解すべきである。
化合物は、標準的な命名法を用いて記載されている。例えば、いずれかの示されている基によって置換されていないいずれかの位置は、示されている結合、または水素原子で飽和する原子価を有すると理解されたい。2つの文字間あるいは記号間にないダッシュ「−」は、置換基の結合点を示す目的で用いられている。例えば、−CHOは、カルボニル基の炭素を経由して結合される。アルキル基は、直鎖または分枝鎖であることができる。ヒドロキシル基は、−OHという式を有する。
本明細書で使用する場合、「調合物」とは、製品を製造する目的で用いることができる組成物と、その製品そのもの、すなわち、ユーザーに提供される形状の製品の両方を指す。1つ以上の追加の成分を加えるか、および/または、調合物に対し1つ以上の加工工程(一部の実施形態では、単に組成物をパッケージに詰めることを含む)を行うことによって、組成物を用いて、製品を製造することができる。
さらに、本明細書で使用する場合、文脈によって別段の暗示がない限り、「アルコール」は、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、および1−ヘキサノールのような炭素数1〜7のアルカノール、ならびに、ペンタノールおよびヘキサノールの様々なその他の異性体、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、および1,2−ブタンジオールのようなアルキレングリコール、グリセリンのようなトリオールなどを意味する。ある実施形態では、アルコールは、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、および1,3−プロパンジオールである。
引用した特許、特許出願、およびその他の参照文献はいずれも、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
記載されている様々な実施形態は、実例として提供されているに過ぎず、添付の特許請求の範囲を限定するものと解釈すべきではない。本発明は好適には、開示または列挙されている要素のうちのいずれかを含むか、それらからなるか、または、それらから本質的になることができる。したがって、本明細書で例示的に開示されている本発明は、好適には、いずれかの要素(本明細書では具体的には開示されていない)がなくても実施することができる。本明細書に例示および記載されている例示的な実施形態および用途に従うことなく、かつ、添付の特許請求の範囲の真の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を行えることは認識されるであろう。

Claims (25)

  1. 液体または半固体連続相と、
    複数の有機、無機、もしくは無機−有機粒子を含む分散固体相と、
    下記の構造式
    Figure 2013531621

    (式中、
    aは0、または1〜12の整数、厳密には1〜6の整数、より厳密には1〜4の整数であり、
    bは0または1であり、
    は、任意で最大5個のヒドロキシル基によって置換されている炭素数1〜8の二価の基であり、
    は、炭素数1〜6のアルキルである)
    を有するアルキルケタールエステルであって、
    前記アルキルケタールエステルの少なくとも一部が、前記連続相中、前記分散粒子の少なくとも一部の表面上に存在するアルキルケタールエステル、またはその組み合わせと、
    を含む分散体。
  2. 前記Rが>CH−CH、>CH−CHOH、>C(CH)CHOH、>C(C)CHOH、>C(CHOH)、>CH−CH(OH)−CHOH、または>CH−(CHOH)−CHOHである、請求項1に記載の分散体。
  3. 前記アルキルケタールエステルが、エチル−LGK、エチル−LPK、n−ブチル−LGK、n−ブチル−LPK、およびこれらの組み合わせから選択される、請求項1〜2に記載の分散体。
  4. 請求項1〜3に記載の分散体を含むコーティング組成物であって、前記連続相が液体連続相であり、
    前記複数の固体粒子が固体顔料粒子を含む、コーティング組成物。
  5. 前記アルキルケタールエステルが前記分散体に、前記複数の固体粒子の1〜400重量%の量で存在する、請求項4に記載のコーティング組成物。
  6. 前記分散顔料粒子の平均粒径D50が100ナノメートル〜25マイクロメートルである、請求項4に記載のコーティング組成物。
  7. 前記コーティング組成物の総重量に対して、
    前記液体連続相を20〜90重量%、
    前記固体顔料粒子を0.5〜45重量%、
    前記アルキルケタールエステルを0.5〜60重量%、および
    有機バインダー組成物を5〜80重量%、
    含む、請求項4に記載のコーティング組成物。
  8. 前記連続相が半固体である、請求項1〜7に記載の分散体。
  9. 前記半固体がワックスである、請求項8に記載の分散体。
  10. 請求項1〜9に記載の分散体を含む化粧品であって、
    前記連続相が、化粧品的に許容可能なワックス、フィルム形成ポリマー、皮膚軟化剤、またはこれらの組み合わせであり、
    前記複数の固体粒子が、化粧品的に許容可能な固体顔料粒子を含む化粧品。
  11. 前記化粧品の総重量に対して、
    前記連続相を25〜80重量%、
    前記固体顔料粒子を5〜50重量%、および
    前記アルキルケタールエステルを0.1〜50重量%
    含む半固体の形状である請求項10に記載の化粧品。
  12. アイ用製品、皮膚用製品、またはリップ用製品である、請求項11に記載の化粧品。
  13. 前記化粧品の総重量に対して、
    水、揮発性有機溶剤、またはこれらの組み合わせを25〜80重量%、
    前記化粧品的に許容可能なワックス、フィルム形成ポリマー、皮膚軟化剤、またはこれらの組み合わせを2〜35%、
    前記固体顔料粒子を2〜30重量%、および
    前記アルキルケタールエステルを1〜40重量%
    含む流体またはゲルの形状である請求項10に記載の化粧品。
  14. アイ用製品、リップ用製品、皮膚用製品、またはネイル用製品である、請求項13に記載の化粧品。
  15. 前記化粧品の総重量に対して、
    水を30〜75重量%、
    前記化粧品的に許容可能な皮膚軟化剤を1〜35重量%、前記固体顔料粒子を2〜25重量%、および
    前記アルキルケタールエステルを0.5〜35重量%、
    含むウェットファンデーションの形状であり、
    前記連続相が水性相または油性相である、請求項10に記載の化粧品。
  16. 前記化粧品の総重量に対して、
    前記化粧品的に許容可能なワックスを1〜25重量%、
    1種以上のその他の疎水性物質を30〜95重量%、および
    前記固体顔料粒子を0.05〜25重量%
    含むリップ製品の形状である、請求項10に記載の化粧品。
  17. 複数の固体粒子と、
    前記粒子の少なくとも一部を少なくとも部分的にコーティングしているアルキルケタールエステルと、
    を含む粒子状固体であって、
    前記アルキルケタールエステルが、下記の構造式
    Figure 2013531621

    (式中、
    aは0、または1〜12の整数、厳密には1〜6の整数、より厳密には1〜4の整数であり、
    bは0または1であり、
    は、任意で最大5個のヒドロキシル基によって置換されている炭素数1〜8の二価の基であり、
    は炭素数1〜6のアルキルである)
    を有する粒子状固体。
  18. が>CH−CH、>CH−CHOH、>C(CH)CHOH、>C(C)CHOH、>C(CHOH)、>CH−CH(OH)−CHOH、または>CH−(CHOH)−CHOHである、請求項17に記載の粒子状固体。
  19. 前記アルキルケタールエステルが、エチル−LGK、エチル−LPK、n−ブチル−LGK、n−ブチル−LPK、およびこれらの組み合わせから選択される、請求項17〜18に記載の粒子状固体。
  20. 前記アルキルケタールエステルが、前記複数の固体粒子の1〜100重量%の量で存在する、請求項17〜19に記載の粒子状固体。
  21. 前記複数の固体粒子が顔料粒子を含み、前記アルキルケタールエステルが、前記顔料粒子の少なくとも一部の表面の少なくとも一部に吸着されている、請求項17〜20に記載の粒子状固体。
  22. 請求項17〜21に記載の粒子状固体を含むパウダー化粧品であって、そのパウダー化粧品の総重量に対して、
    前記固体顔料粒子を50〜95重量%、および
    前記アルキルケタールエステルを1〜15重量%
    含むパウダー化粧品。
  23. 請求項1〜16に記載の分散体を形成させる方法であって、
    前記連続相と、複数の固体粒子と、アルキルケタールエステルとを組み合わせて、前記分散体を形成させる工程
    を含む方法。
  24. 前記組み合わせ工程が、前記複数の固体粒子を前記アルキルケタールエステルで湿潤させてから、その湿潤粒子を前記連続相と組み合わせることを含む、請求項23に記載の方法。
  25. 前記組み合わせ工程が、前記連続相と前記アルキルケタールエステルとを組み合わせ、前記連続相と前記アルキルケタールエステルとの組み合わせに、前記複数の固体粒子を加えることを含む、請求項23に記載の方法。
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