JP2013543033A - ポリウレタン増粘剤 - Google Patents

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Abstract

【課題】
本発明は、少なくとも3つの親水性セグメント、少なくとも4つの疎水性セグメント、任意にアロファネートセグメントおよび任意にイソシアヌレートセグメントを、アルカリ土類金属カルボキシレートまたは亜鉛カルボキシレートの存在下で含んでなるポリウレタンを製造するため方法に関する。さらに、本発明は、こうして得られたポリウレタンそれ自体、水性調製物のための増粘剤としての使用およびこの種のポリウレタンを含有する水性調製物に関する。

Description

本発明は、少なくとも3つの親水性部分、少なくとも4つの疎水性部分、任意にアロファネートセグメントおよび/またはイソシアヌレートセグメントを、アルカリ(土類)金属カルボキシレート含んでなり、および亜鉛カルボキシレートの存在下で製造されるポリウレタンを製造するための方法に関する。
さらに、本発明は、こうして得られるポリウレタンそれ自体、調製物のための増粘剤としての使用およびこの種のポリウレタンを含んでなる水性調製物に関する。
ポリウレタンは、長い間、多くの応用の分野において非常に種々の目的のために使用されている。出発物質の選択および出発物質の化学両論量比に応じて、ポリウレタンは、極めて異なった物理化学特性で得られる。
増粘剤は、水性調製物の粘度を増加させるために、例えば化粧品、ヒトおよび動物の栄養素、薬学の分野において、および洗浄剤、塗料および被覆物のために広く使用される。とりわけ、ポリウレタンはまた、増粘剤として知られている。
例えば水希釈性水性相または主に水性相におけるポリウレタン溶液または分散体は、HEUR増粘剤(「疎水的に変性されたエチレンオキシドウレタンコポリマー」)と当業者により呼ばれ、既に、比較的長い間、非常に種々の応用の分野において、例えば水系エマルション塗料を増粘させるために、使用されている。
上記例におけるHEUR増粘剤の増粘硬化の作用原理は、ポリエチレングリコールセグメントは、水相溶性を確保し、疎水性セグメントは、粘度付与性3次元分子会合を、会合より、互いにおよびそこで増粘されるエマルション塗料の分散バインダー粒子と共に構築する。
増粘剤は、化粧品調製物の分野にも使用される。化粧品調製物の増粘剤は、塩の高含有量を有する調製物においてさえも適切な増粘効果を有することが期待される。さらに、このような増粘剤は、皮膚上で良好な質感および心地よい感触を有する化粧品調製物を生成するべきである。多くの他の助剤、特に塩および界面活性剤との相溶性、および増粘剤それ自体および他の助剤の組込可能性が供されるべきである。
さらに、増粘化調製物は、長期貯蔵においておよび温度およびpHの変化の場合でさえも一定のレオロジーおよび物理的および化学的品質を有さなければならない。最後に、これらの増粘剤を、費用効率の良い方法により、環境に顕著な影響を与えずに製造することも可能となるべきである。
US4079028およびUS4155892は、とりわけ直鎖ポリウレタン増粘剤を開示する。ここに規定されるポリウレタンの製造は、ポリウレタン化学において従来使用される触媒ジブチル錫ジラウレート(DBTL)により触媒される。
EP1584331およびEP1013264は、化粧品調製物用のポリウレタン増粘剤を記載する。これらは、希釈剤を用いない、ポリオール、ポリイソシアネートおよび必要であればエトキシル化されていてよい脂肪アルコールからの反応による単一工程法によりおよび触媒を用いずに製造される。
WO2006/002813は、水性媒体中で種々の適用のための増粘剤を記載する。これらの増粘剤は、少なくとも2つのヒドロキシル基を有する親水性ポリオール、1以上の疎水性化合物、例えば長鎖アルコールおよび少なくとも2官能性イソシアネートから製造される。ここでは、NCO基の過剰が用いられる。用いられる触媒は、1,8−ジアザビシクロ−[5−4−0]ウンデス−7−エン(DABCO)である。
WO02/88212は、出発物質としてエトキシル化長鎖アルコールおよび環式ジイソシアネートオリゴマー、例えばイソシアヌレートのポリウレタンを記載する。記載されたポリウレタンは、触媒を用いずに製造される。
EP725097は、ポリウレタン増粘剤を記載するが、その製造中に、アルコールまたはアルキルアルコールのアルコキシル化により製造されたポリエーテルを、ポリイソシアネートと、DBTL、ジアザビシクロオクタンまたは錫ジオクトエートによる触媒により反応させ、NCOとOH当量の非は、0.9:1〜1.2:1の範囲である。これらの増粘剤は、低せん断力の分野における使用のために、例えば水系エマルション塗料のフローのために提案される。
EP1241198、EP1241199およびEP1241200は、DBTL触媒およびポリエーテルポリオールおよび官能価>2を有するウレタン基含有ポリエーテルポリオール(例えばエトキシル化糖またはグリセロール等
)の使用によるポリウレタン増粘剤の製造を記載する。
EP761780およびEP1111014は、ポリエチレングリコール、ジイソシアネートおよび疎水性成分として分枝状、好ましくは長鎖分枝状アルキル基から構成されるポリウレタン増粘剤を記載する。その製造は、触媒を用いずに溶融物中で行われる。
WO2009/135856およびWO2009/135857は、交互の親水性および疎水性部分から構成される本質的に直鎖状主鎖を有する水分散性ポリウレタンおよびその使用を記載する。ポリウレタン形成は、チタンまたは亜鉛化合物により触媒される。
米国特許第4079028号明細書 米国特許第4155892号明細書 欧州特許第1584331号明細書 欧州特許第1013264号明細書 国際公開第2006/002813号パンフレット 国際公開第02/88212号パンフレット 欧州特許第725097号明細書 欧州特許第1241198号明細書 欧州特許第1241199号明細書 欧州特許第1241200号明細書 欧州特許第761780号明細書 欧州特許第1111014号明細書 国際公開第2009/135856号パンフレット 国際公開第2009/135857号パンフレット
本発明の目的は、水含有調製物、特に化粧品調製物用の新規増粘剤を提供することであった。新規増粘剤は、極めて良好な可能な増粘効果を有することとなる。さらに、新規増粘剤の増粘作用は、水性調製物中での塩の存在により少なくとも損なわれることとならない。
更なる目的は、錫不含であることに加えて記載の特性を有するので化粧品用途に望ましいポリウレタン増粘剤を提供することであった。
上記目的は、
I)少なくとも2つの親水性部分S、
II)Sとは異なった少なくとも1つの疎水性部分P、
III)少なくとも2つの末端疎水性部分T、
IV)Tとは異なった少なくとも2つの疎水性部分D
を含むポリウレタンの製造方法により達成され、
ここで、
a)各部分Tへ部分Sが直接結合し、
b)各部分Sへ少なくとも1つの側で少なくとも1つの部分Dが結合し、
c)各部分Pへ少なくとも2つの部分Dが結合し、
ここで、製造は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛およびこれらの混合物からなる群から選択される金属の少なくとも1つのカルボン酸塩の存在下で行う。
ポリウレタンA.5およびA.7のGPCクロマトグラフ
本発明により得られるポリウレタンは、少なくとも幾つかの記載のポリウレタン構造を含む混合物である。本発明の方法により得られるポリウレタンは、好ましくは水に分散性である。本発明によれば、これは、水に乳化させることも、または水に完全にまたは部分的に水に溶解させることもできる。
本発明の方法により得られるポリウレタン(以下、本発明の「ポリウレタン」とも称する)は、好ましくは少なくとも部分的に分枝状である。「少なくとも部分的に分枝状」は、ポリマー分子の少なくとも幾つかは直鎖状ではないが、分枝点を有することを意味する。
このような分枝は、疎水性部分および親水性部分のいずれにおいても存在し得る。
本発明の一実施態様では、末端疎水性部分の少なくとも幾つかは分枝状である。
本発明の一実施態様では、疎水性部分Dの少なくとも幾つかは分枝状である。
本発明により得られるポリウレタンの1つの優位性は、アルカリ(土類)金属カルボキシレートを用いることにより、ポリイソシアネートの分枝を、イソシアヌレートまたはアロファネート構造の形態で、インサイチュで生じさせることを可能とし、従って、出発化合物として、既に調製されたイソシアヌレートまたはアロファネート構造を有するポリイソシアネートに依存する必要がないことである。第1に、出発物質は、その結果、費用に関してより好適であり、第2に、このような分枝点の所望の量を、所望の程度へ触媒の量により調節することができる。さらに、本発明の方法は、予備調製されたイソシアヌレートまたはアロファネート構造の使用より緩やかに架橋構造をもたらす。
本発明のポリウレタンの主鎖は、交互の疎水性および親水性部分から構成され、該疎水性および親水性部分は、順に交代するが、大きさ、長さおよび性質について異なっていてよい。本発明のポリウレタンでは、疎水性部分は、好ましくは、両側で親水性部分へ結合する。これらの疎水性部分は、互いに独立して同一または異なっていてよい。各部分は、短鎖またはオリゴマー基またはポリマー基であってよい。本発明の場合、「部分へ結合」は、連結が直接起こること、すなわち、当該2つの部分が、ポリマー分子中において直接隣接することを意味すると理解される。
親水性部分
親水性は、顕著な水との相互作用を示す部分を称するために本発明において用いる用語である。一般に、親水性部分は、それ自体親水性である物質の基からなる。
当業者に既知の典型的親水性基は、例えば非イオン性ポリエーテル基である。ポリエーテル基は、ホモアルキレンオキシド基または異なったアルキレンオキシド基の混合物であり得る。これらの異なったアルキレンオキシド基は、ポリエーテル基中に、ランダムな分布で存在しても、またはブロック形態で存在してもよい。好ましいポリエーテル基は、ホモ−エチレンオキシド基である。以下、エチレンオキシドはEOとも称され、プロピレンオキシドは、POとも称される。
他の実施態様によれば、ポリエーテル基は、EO基およびPO基の混合物を含んでなる。これらは、ポリエーテル基中に、ランダムな分布で存在しても、またはブロック形態で存在してもよい。好ましい一実施態様では、EOおよびPO基はブロック形態で存在する。
特に好ましい実施態様としては、少なくとも50重量%のエチレンオキシド基有するポリエーテル基、例えば50重量%を超えるエチレンオキシド基および更なるアルキレンオキシド基としてプロピレンオキシド基を有するポリエーテル基が挙げられる。ポリエーテル基は、極めて特に好ましくはエチレンオキシド基からなる。
物質の親水性は、例えば水溶液の不透明性測定により決定することができる。
好ましい親水性部分は、水溶性である。本発明の目的のために、物質は、少なくとも1g、好ましくは少なくとも10gの物質が20℃および1バールの圧力にて溶解して人間の目に透明であると見える、すなわち曇りが見えない溶液を1リットルの液相において与える場合に液相中に溶解性であると称される。従って、水溶解性物質は、少なくとも1g、好ましくは少なくとも10gの量で、20℃および1バールの圧力にて溶解性であり、人間の目に透明であると見える、すなわち、曇りが見えない溶液を1リットルの水、好ましくは脱塩水において与える物質である。
疎水性部分
本発明の方法により、少なくとも2つの末端疎水性部分Tおよび少なくとも2つの疎水性部分Dを含むポリウレタン分子が得られる。
しかしながら、どのようにして反応を行うかに応じて、少なくとも2つの末端疎水性部分Tおよび1つだけの疎水性部分Dを含むポリウレタン分子もまた得られる。
一般に、疎水性部分は、水と混和しないか、または水と僅かにのみ混和し、好ましくは同時に親油性、すなわち、非極性溶媒、例えば脂肪および油等に容易に溶解性である物質の基から構成される。
典型的には、疎水性部分Tは、例えば炭化水素基、特に長鎖炭化水素基である。
本発明の一実施態様では、炭化水素基は、非分枝状である。本発明の他の実施態様では、炭化水素基は、分枝状である。
本発明の更なる実施態様では、本発明のポリウレタンは、分枝状および非分枝状炭化水素基をいずれも含んでなる。
長鎖脂肪族アルコール、芳香族アルコールおよび脂肪族ジイソシアネートは、疎水性物質の例であり、その基は、本発明のポリウレタンの疎水性部分に存在し得る。
本発明の方法により調製したポリウレタンは、互いに独立して同一または異なっていてよい少なくとも2つの末端疎水性部分(T)を含んでなる。
好ましい一実施態様では、本発明のポリウレタンの少なくとも幾つかは、2を超える末端疎水性部分(T)を含んでなる。
末端疎水性部分Tは、分枝状または非分枝状であってよい。好ましくは、2つの末端疎水性部分の少なくとも1つは分枝状である。
好ましくは、末端疎水性部分Tは、少なくとも1つのアルキル基を含んでなる。好ましくは、このアルキル基は、4〜30個の炭素原子、特に8〜30個、極めて特に好ましくは12〜30個の炭素原子を含んでなる。
好ましくは、部分Tに存在するアルキル基の主鎖の鎖長は、4〜30個の炭素原子の範囲である。これらは、例えば直鎖または分枝状アルカン、例えばブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、2−エチルヘキサン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、イソトリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、イソサン、ヘニコサン、ドコサン、トリコサン、イソトリコサン、テトラコサン、ペンタコサン、ヘキサコサン、ヘプタコサン、オクタコサン、ノナコサン、トリアコンタン、2−オクチルドデカン、2−ドデシルヘキサデカン、2−テトラデシルオクタデカン、2−デシルテトラデカンまたはモノメチル−分枝状イソオクタデカンのアルキル基である。
疎水性部分Tはまた、例えばEP761780A2、第4頁、第56〜58行目に記載のシクロアルカンおよび−アルケンの基、または例えばEP761780A2、第4頁、第51〜52行目に記載のアルケンの基または例えばEP761780A2、第4頁、第53〜55行目に記載のアルキルアリール基を含んでもよい。
部分Tは、特に好ましくは、8〜30個の炭素原子を有する、極めて特に好ましくは12〜30個の炭素原子を有する上記アルキル基を含んでなる。
部分Tは、上記脂肪族基からなるかまたは好ましくは上記脂肪族基を含んでなるが、上記芳香族基を含んでも、または上記芳香族基からなってもよい。
好ましくは、少なくとも1つの部分Tは、分枝状アルキル基である。
1つの好ましい実施態様において、分枝状アルキル基の側鎖は、多くとも6、好ましくは多くとも4個の炭素原子の鎖長を有する。
一実施態様において、分枝は、主鎖より著しく短い。一実施態様では、本発明のポリウレタンの部分Tの各分枝は、長くともこの部分Tの主鎖の鎖長の半分に対応する鎖長を有する。1つの好ましい実施態様では、分枝アルキル基は、イソ−および/またはネオ−アルキル基である。一つの実施態様において、イソアルカンの基は、分枝アルキル基として用いる。特に好ましいのは、C13−アルキル基、とりわけ、イソ−C13−アルキル基である。
他の実施態様では、部分Tは、分枝状アルキル基を含み、その側鎖は、少なくとも4個、好ましくは少なくとも6個の炭素原子の鎖長を有する。
部分Tは、種々の方法で本発明のポリウレタンへ導入することができる。
1つの好ましい実施態様では、部分Tは、親水性部分Sと同時におよび共に、アルコキシル化アルコールの使用よりポリウレタン中へ導入する。
適当なアルコールは、例えばアルコキシル化された以下のアルコールである:
・天然源からまたはエチレンのアルミニウムアルキル触媒の存在下でのチグラー構成反応からの直鎖アルコール。適当なアルコールの例は、C−C30−アルコール、とりわけ、C12−C30−アルコールである。ここで挙げられる特に好ましいアルコールは、以下である:n−ドデカノール、n−テトラデカノール、n−ヘキサデカノール、n−オクタデカノール、n−エイコサノール、n−ドコサノール、n−テトラコサノール、n−ヘキサコサノール、n−オクタコサノールおよび/またはn−トリアコンタノールおよび上記アルコールの混合物、例えばNAFOL(登録商標)グレード、例えばNAFOL(登録商標)22+(Sasol)等。
・オキソアルコール、例えばイソヘプタノール、イソオクタノール、イソノナノール、イソデカノール、イソウンデカノール、イソトリデカノール(例えばExxal(登録商標)グレード7、8、9、10、11、13)等。
・2位において分枝しているアルコール;これらは第1級アルコールの2量化によりいわゆるゲルべ反応より得られる当業者に既知のゲルべアルコールである。ここで、記載し得る特に好ましいアルコールは以下である:Isofol(登録商標)12(Sasol)、Rilanit(登録商標)G16(Cognis)。
・オリゴマー化オレフィンでのフィリーデル−クラフツアルコキシル化により得られ、次に芳香族環および飽和炭化水素基を含むアルコール。ここで、記載し得る特に好ましいアルコールは以下である:イソオクチルフェノールおよびイソノニルフェノール。
・EP761780A2、第4頁における一般式(4):
Figure 2013543033
で示されるアルコール、またはEP761780A2、第4頁における一般式(5):
Figure 2013543033
で示されるアルコール。
式中、R、R、RおよびRは互いに独立して、EP761780A2、第4頁、第45〜58行目に記載の意味を有し、好ましくは、R、R、RおよびRは互いに独立して、少なくとも4個の炭素原子を有するアルキル基であり、このアルコール中の炭素原子の合計数は多くとも30であり、
は、アルキレン基、例えば−CH−、−CH−CH−、−CH−CH(CH)−等である。
例えば、ここでは、適当なアルコールとして2−デシル−1−テトラデカノールが挙げられる。
一実施態様では、エトキシル化C16−C18−脂肪アルコールの混合物は、部分Tをポリウレタンへ導入するために用いる。
更なる実施態様では、エトキシル化イソ−C13−オキソアルコールまたはこれらの混合物を、部分Tをポリウレタンへ導入するために用いる。
別の実施態様では、エトキシル化C16−C18−脂肪アルコールおよびエトキシル化イソ−C13−オキソアルコールを含む混合物を、部分Tをポリウレタンへ導入するために用いる。
別の実施態様では、EP761780A2、第4頁において一般式(4)または(5)で示される上記アルコールを、そのエトキシル化形態で、部分Tをポリウレタンへ導入するために用いる。
当然のことながら、更に他の部分Tをポリウレタンへ導入することも可能である。
疎水性部分Tは、当然のことながら、上記エトキシル化アルコールの任意の所望の混合物よりポリウレタンへ導入することも可能である。
本発明の方法により、重合反応の場合において従来使用される通り、異なったポリマーの混合物、従って本発明の場合では異なったポリウレタンの混合物が当然得られる。
本発明において用いる用語「ポリウレタン」は、任意の個々のポリウレタン分子または本発明の方法により得られるポリウレタン分子の全体のいずれであってよい。
本発明の製造方法により得られるポリウレタンは、好ましくは、所望のポリウレタン構造を含む混合物である。
従って、末端疎水性部分Tが分枝および/または非分枝状アルキル基であるポリウレタンの混合物の製造もまた本発明に従う。分枝および非分枝状末端疎水性部分Tを含むポリウレタンを含む混合物の製造もまた本発明に従う。
好ましくは、本発明の方法により得られるポリウレタン分子の少なくとも幾つかは、アロファネートセグメントを含んでなる。従って、本発明はまた、得られるポリウレタンの少なくとも幾つかがアロファネートセグメントを含む本発明の方法を提供する。
好ましくは、本発明の方法により得られるポリウレタン分子の少なくとも幾つかは、イソシアヌレートセグメントを含んでなる。
従って、本発明はまた、ポリウレタンの少なくとも幾つかがイソシアヌレートセグメントを含む本発明の方法を提供する。
親水性部分S
本発明の方法により得られるポリウレタンにおいては、末端疎水性部分Tへ親水性部分Sが結合する。
ポリウレタンでは、部分Sは、互いに独立して、同一または異なった直鎖または分枝状であってよい。
一実施態様では、親水性部分Sは、異なった長さおよび直鎖である。
部分Sは、好ましくは、アルキレンオキシドの基を含んでなる。好ましくは、その数は、2〜150アルキレンオキシド基の範囲、特に好ましくは5〜100アルキレンオキシド基の範囲、極めて特に好ましくは10〜100アルキレンオキシド基の範囲である。
親水性部分Sは、エチレンオキシド基を含むか、または好ましくはエチレンオキシド基からなる。1つの好ましい実施態様では、親水性部分Sは、エチレンオキシド基(EO単位)を含む、その数は、2〜150EO単位の範囲、特に好ましくは5〜100EO単位の範囲、極めて特に好ましくは10〜100EO単位の範囲である。
1つの好ましい実施態様では、部分Sは、5〜30、好ましくは10〜25EO単位からなる。
別の実施態様では、部分Sは、30〜100、好ましくは40〜100EO単位からなる。
エトキシル化アルコールの1分子当たりのEO単位の数は、エトキシル化度とも称される。
本発明の方法に好ましく用いるエトキシル化アルコールは、2〜150個のエチレンオキシド基の範囲、好ましくは5〜100個のエチレンオキシド基の範囲、更に好ましくは10〜100個のエチレンオキシド基の範囲であるエトキシル化度を有する。
特に好ましい実施態様では、用いるエトキシル化アルコールは、10〜25個のエチレンオキシド基の範囲のエトキシル化度を有する。
一実施態様では、構造式RO(CHCHO)Hで示される分枝状非イオン性化合物〔式中、RはC13−アルキル基、好ましくはイソ−C13−アルキル基であり、および式中、x=3、5、6、6.5、7、8、10、12、15または20、好ましくはx=10〕を、用いるアルコールの少なくとも1つとして用いる。このようにエトキシル化されたアルキル分枝状アルコールは、例えばLutensol(登録商標) TO10として市販されている。
一実施態様では、用いるアルコールの少なくとも1つは、EP761780A2、第4頁における一般式(4):
Figure 2013543033
で示されるアルコール、またはEP761780A2、第4頁における一般式(5):
Figure 2013543033
で示されるアルコールである。
式中、R、R、RおよびRは互いに独立して、EP761780A2、第4頁、第45〜58行目に記載の意味を有し、好ましくは、R、R、RおよびRは互いに独立して、少なくとも4個の炭素原子を有するアルキル基であり、このアルコール中の炭素原子の合計数は多くとも30であり、
は、アルキレン基、例えば−CH−、−CH−CH−、−CH−CH(CH)−等である。
例えば、ここでは、適当なアルコールとして2−デシル−1−テトラデカノールが挙げられる。
本発明の一実施態様では、エトキシル化直鎖状およびエトキシル化分枝状長鎖アルコールの混合物、特に上記型の混合物を用いる。
本発明の1つの実施態様では、親水性部分Sは、EOおよびPO単位の混合物を含んでなる。
部分Sは同様に、より長鎖のアルキレンオキシド基を含んでよいが、但し、部分Sは全体で親水性でなければならない。親水性は、例えば部分SにおけるEO単位の分率により制御することができる。
疎水性部分D
各親水性部分Sへ、少なくとも1つの疎水性部分Dが結合する。ここで、部分Sは、本発明のポリウレタンの分子の内部に存在してもよい。この場合には、この部分Sは、端位置部分Sのようにではなく、部分Dおよび部分Tへ結合するが、少なくとも2つの側で部分Dへ結合する。好ましくは、いずれの場合にも、部分Sは、分子の内部において両側で1つの部分Dへ結合する。
全ての端位置部分Sについて、末端位置部分へ直接結合する場合がある。部分Sが低い程度へ分枝しているのであれば、この場合、部分Sは、2以上の位置にて疎水性部分Dへ直接結合することができる。好ましくは、各親水性部分Sへ疎水部分Dが少なくとも1つの側で結合する。
特に好ましい実施態様では、全ての部分Sは、非分枝状であり、および末端に位置付けられ、部分Tへ1つの側で結合し、および部分Dへ他の側で結合する。
本発明の方法により、少なくとも2つの疎水性部分Dを含むポリウレタン分子が得られる。しかしながら、さらに、どのようにして本発明の方法を行うかに応じて、1つの疎水性部分Dのみを含むポリウレタン分子も得られる。
少なくとも2つの疎水性部分Dを有するポリウレタン分子では、これらは、同一であってもよくまたは互いに独立して異なってもよい。
部分Dは、短鎖疎水性分枝で分枝していてよく、または非分枝であってよい。好ましくは、部分Dの少なくとも幾つかは分枝している。
好ましくは、部分Dは、炭素原子の少なくとも1つの疎水性鎖を含み、その長さは、2〜20個の炭素原子の範囲、好ましくは3〜16個の炭素原子の範囲、とりわけ4〜12個の炭素原子の範囲である。
好ましくは、部分Dは、ジイソシアネート基を含む。部分Dは、特に好ましくは脂肪族ジイソシアネートの基を含んでなる。従って、例えば疎水性部分Dは、1以上の脂肪族ジイソシアネート基からなる。好ましくは、部分Dは、1〜10個の脂肪族ジイソシアネート基からなり、特に好ましくは1〜5個の脂肪族ジイソシアネート基からなり、極めて特に好ましくは、1、2または3個の脂肪族ジイソシアネート基を含んでなる。
疎水性部分Dは、長い、中間または短い脂肪族単位を有する脂肪族ジイソシアネート基を含んでよい。
好ましい実施態様の1つでは、本発明の方法により製造されたポリウレタンの部分Dは、脂環式または脂肪族ジイソシアネート基である。
脂肪族ジイソシアネート基は、特に好ましくは部分Dとしてである。脂肪族ジイソシアネートの例として以下が挙げられる:1,4−ブチレンジイソシアネート、1,12−ドデカメチレンジイソシアネート、1,10−デカメチレンジイソシアネート、2−ブチル−2−エチルペンタメチレンジイソシアネート、2,4,4−または2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、および特にヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)。
脂環式ジイソシアネートの例として、以下が挙げられる:イソホロンジイソシアネート(IPDI)、2−イソシアナトプロピルシクロヘキシルイソシアネート、4−メチル−シクロヘキサン1,3−ジイソシアネート(H−TDI)および1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン。
また、いわゆるH12−MDIまたは「飽和MDI」と呼ばれるジイソシアネート、例えば4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート) (これとは別に、ジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネートとも呼ばれる)または2,4’−メチレンビス(シクロヘキシル)ジイソシアネートは、基として本発明のポリウレタンPUの部分D中に存在させることもできる。
当然のことながら、本発明の方法において、異なったポリウレタンの混合物を製造するために上記ジイソシアネートの混合物を用いることも可能である。
1つの好ましい実施態様では、本発明の方法により得られるポリウレタンの幾つかは、アロファネート構造を有する疎水性部分Dを含んでなる。アロファネート構造は、イソシアネート基の添加により、ウレタン単位上へ形成される。
1つの好ましい実施態様では、本発明の方法により調製されるポリウレタンの幾つかは、イソシアヌレート構造を有する疎水性部分Dを含んでなる。イソシアヌレート構造は、3つのイソシアネート基の添加により形成される(3量化)。
更なる好ましい実施態様では、本発明の方法により調製されたポリウレタンの幾つかは、アロファネート構造を有する疎水性部分Dおよびイソシアヌレート構造を有する疎水性部分Dをいずれも含む。
他の実施態様では、本発明により製造されるポリウレタンの幾つかは、ビウレット構造を有する疎水性部分Dを含んでなる。ビウレット構造は、イソシアネート基の添加により、ウレア単位上へ形成される。次に、ウレア単位は、第1級アミンの添加によりイソシアネート基上へ形成される。
親水性部分P
本発明の方法の結果により、親水性部分Sとは異なった少なくとも1つの親水性部分Pを含むポリウレタン分子が得られる。この場合、少なくとも2つの疎水性部分Dは、Pへ結合する。本発明のポリウレタンの部分Pは、互いに独立して、同一であってよく、または異なってよい。
しかしながら、どのようにして本発明の方法を行うかに応じて、親水性部分Pを含まないポリウレタン分子もまた得られる。
1を超える部分Pが本発明のポリウレタン中に存在する場合には、いずれの場合にも、少なくとも1つの疎水性部分Dが親水性部分Pの間に存在する。1を超える部分Pが本発明のポリウレタン中に存在する場合には、これらは、同一または異なっていてよい。
一実施態様では、本発明のポリウレタンは、2つの親水性部分Pの間に、疎水性部分D、続いて親水性部分S、続いて再び疎水性部分Dの順で、一連の部分を含むことができる。こうして、2以上の部分Pが本発明のポリウレタンに存在する場合には、そのような場合には、分子の内部における部分は、一連のP−D−PまたはP−D−S−D−Pを有してよい。2以上の部分Pが存在する場合には、その場合、1分子中に両配列が可能である。
好ましくは、1つのみまたは2つの部分Pが本発明により得られるポリウレタンの分子中に存在する。

好ましくは、親水性部分Pは、ポリウレタン中へ親水性ポリオールの使用により導入する。これらは、1分子当たり、官能基−O−(エーテル基)および−COO−(エステル基)から選択される少なくとも2つのOH基および少なくとも2つの官能基を含み、これら親水性化合物の分子量は、少なくとも300および好ましくは少なくとも1200である。
本発明の一実施態様は、少なくとも1つの部分Pは、1500g/mol〜20000g/mol、好ましくは4000〜12000g/モルの数平均分子量を有する本発明の方法である。
適当な親水性ポリオールは、例えばエチレンオキシドの重合生成物、その共重合またはグラフト重合生成物、および多価アルコールまたはその混合物の縮合によって得られたポリエーテル、および多価アルコール、アミド、ポリアミドおよびアミノアルコールのエトキシル化によって得られたポリエーテルである。その例は、例えばポリエチレングリコール、トリメチロールプロパンへのエチレンオキシド付加生成物、EO−POブロックコポリマー、OH−末端化ポリエステル、例えば多官能性ポリカプロラクトン型のものなどである。
好ましい親水性ポリオールは、ポリエーテルポリオールである。これらは、1分子当たり少なくとも2つのOH基および少なくとも2つの−O−官能基(エーテル基)を含む親水性ポリオールである。これらのポリエーテルポリオールは、通常、親水性が高いため、室温(20℃)にて水溶性である。
本発明の方法によりポリウレタンを製造するのに適しているのは、好ましくは、主にポリエチレングリコールを含むポリエーテルポリオールである。これらのポリエチレングリコールが1分子当たり30〜450の範囲のEO単位の平均量を有する場合、特に好ましい。
好ましいのは、一般式:HO−(CH−CH−O)−H〔式中、nは30〜450の値と見なし得る〕で示されるポリオールである。これらは、ポリエチレングリコールであって、エチレンオキシドのエチレングリコールまたは水との縮合生成物である。
好ましくは、これらのポリエチレングリコールの分子量は、1500〜20000g/モルの範囲の値へ調節される。
しかしながら、EO−POブロックコポリマーを、部分Pを本発明により得られるポリウレタン中へ導入するために用いることも可能である。例えば、一般式:HO−(EO)m−(PO)n−(EO)−H〔式中、mおよびoは、互いに独立して、10〜100の範囲、好ましくは20〜80の整数であり、nは5〜50、好ましくは20〜40の範囲の整数であり、ここでm、nおよびoは、HO−(EO)m−(PO)n−(EO)−Hが水溶性となるように選択する〕で示されるEO−POブロックコポリマーを用いることができる。
本発明によれば、部分Pを形成する本質的に直鎖状のポリエーテル基は、好ましくは、少なくとも1500g/モル、多くとも20000g/モルの数平均分子量Mを有する。
好ましい実施態様では、本質的に直鎖状ポリエーテル基は、1500g/モル〜15000g/モルの範囲の数平均分子量を有する。
更なる好ましい実施態様では、本質的に直鎖状ポリエーテル基は、4000g/モル〜12000g/モルの範囲の数平均分子量を有する。
特に好ましい実施態様では、本質的に直鎖状ポリエーテル基は、6000g/モル〜10000g/モルの範囲の数平均分子量を有する。
特に好ましい実施態様では、直鎖ポリエーテル基は、約10000g/モルの数平均分子量Mを有する。
更なる特に好ましい実施態様では、直鎖ポリエーテル基は、約6000g/モルの数平均分子量Mを有する。
本発明の方法により得られるポリウレア炭の親水性部分の全て、すなわち、部分SおよびPは、ポリエーテル基であってよい。
1つの好ましい実施態様では、本発明のポリウレタンの親水性部部は、以下からなる:
・ポリアルキレンオキシド単位(部分P)、および
・ポリエチレンオキシド単位(部分S)。
本発明の方法により得られるポリウレタンの1つの特に好ましい実施態様では、部分PおよびSの全てがEO単位からなる。
本発明の方法により、少なくとも3つの親水性部分を含むポリウレタン分子が得られる。好ましい実施態様の1つでは、これらは2つの部分Sと少なくとも1つの部分Pである。
しかしながら、さらに、反応手順に応じて、2つの親水性部分Sを有し、および親水性部分Pを有さないポリウレタン分子もまた得られる。
従って、本発明の方法により、
I)少なくとも2つの親水性部分S
を含み、
II)親水性部分P
を含まず、
III)少なくとも2つの末端疎水性部分T、
IV)少なくとも1つのTとは異なった疎水性部分D
を含むポリウレタンが、本発明により好ましく得られ、ここで、
a)部分Sは、各部分Tへ直接結合し、
b)部分Dは、各部分Sへ結合する。
アロファネート構造を更に含む本発明の方法により製造されたポリウレタンは、好ましくは、少なくとも3つの部分Sおよび少なくとも1つの部分Pを含む。
しかしながら、反応手順に応じて、アロファネート構造および少なくとも2つの部分Sを含むが、部分Pを含まないポリウレタンが得られる。
イソシアヌレート構造を更に含む本発明の方法により製造されたポリウレタンは、好ましくは、少なくとも3つの部分Sおよび少なくとも1つの部分Pを含む。
しかしながら、反応手順に応じて、イソシアヌレート構造および少なくとも2つの部分Sを含むが、部分Pを含まないポリウレタンが得られる。
本発明の方法により製造されたポリウレタンの少なくとも幾つかは、直鎖状であり、以下の部分の並びを有する:T−S−D−P−D−S−TまたはT−S−D−P−D−P−D−S−TまたはT−S−D−S−T。しかしながら、反応手順に応じて、 並びT−S−D−S−Tを有するポリウレタンもまた得られる。
本発明の1つの好ましい実施態様では、本発明の方法により製造されたポリウレタンの少なくとも幾つかは、アロファネートおよび/またはイソシアヌレート構造を含み、以下の部分の並びを有する:
Figure 2013543033
例えば、アロファネート構造を更に含む本発明の方法により製造されたポリウレタンは、以下の構造を有する:
Figure 2013543033
例えば、イソシアヌレート構造を更に含む本発明の方法により製造されたポリウレタンは、以下の構造を有する:
Figure 2013543033
各部分Pについて、その分子量は、同じ分子中に存在する各部分Sの分子量より大きい場合がある。
本発明のポリウレタンの各親水性部分Sの分子量Mと各親水性部分Pの分子量の比は、1:1.4〜1:140、好ましくは1:1.7〜1:120の範囲である。
1つの好ましい実施形態では、その比は1:xであり、ここでxは2以上、好ましくは2.3以上であり、特に好ましくはxは2.8以上である。その比は、特に好ましくは1:2.8〜1:115、極めて特に好ましくは1:3〜1:95、特に好ましくは1:3.4〜1:80の範囲である。
本発明の方法の結果、異なったポリウレタンの混合物が一般に得られる。このような混合物は、例えば同じ部分T、S、Dおよび/またはPの並びを有するが、互いに構造的にその部分の少なくとも1つにおいて異なるポリウレタンを含んでよい。挙げられるこの1つの例は、異なった部分構造または異なった部分鎖長である。従って、部分Tは、本発明の方法により製造されたポリウレタンの混合物中で異なってよい。例えば、本発明の混合物は、部分Tが全て分枝したポリウレタン、および/または部分Tが全て直鎖であるポリウレタン、および/または少なくとも1つの直鎖部分Tおよび少なくとも1つの分枝部分Tをいずれも含むポリウレタンを含んでよい。
一実施態様では、全ての部分Tの分子量プラス部分Dの分子量の合計は、部分Pの全ての分子量の合計以下を維持すべきである。
触媒
本発明の方法によりポリウレタンを製造するために、用いる触媒は、アルカリ金属のカルボン酸塩、アルカリ土類金属のカルボン酸塩またはこれらの混合物である。
そのアルカリ(土類)金属塩を触媒として本発明の方法に用いるカルボン酸は、好ましくは一般式R−COOH(式中、Rは、任意の所望の有機、例えば脂肪族、芳香族またはヘテロ環式基であってよい)で示されるモノカルボン酸である。
好ましくは、Rは、脂肪族基、従って例えばアルキル基、アルケニル基またはアルキニル基である。Rは、ヘテロ原子を含んでもよく、例えばカルボン酸は、ヒドロキシカルボン酸であり得る。
本発明の一実施態様では、Rは、1〜20個、好ましくは1〜12個の炭素原子を有する炭化水素基である。Rは、直鎖または分枝状、飽和または不飽和であり得る。
本発明の一実施態様では、カルボン酸は、酢酸である。
本発明の更なる実施態様では、カルボン酸は、オクタン酸である。
本発明の更なる実施態様では、カルボン酸は、2−エチルヘキサン酸である。
本発明の更なる実施態様では、カルボン酸は、ネオデカン酸である。
本発明の更なる実施態様では、カルボン酸は、n−デカン酸である。
本発明の更なる実施態様では、カルボン酸は、ステアリン酸である。
本発明の更なる実施態様では、カルボン酸は、リシノール酸((9Z、12R)−12−ヒドロキシ−9−オクタデカン酸)である。
本発明の更なる実施態様では、カルボン酸は、ヒドロキシカルボン酸、例えばクエン酸または乳酸等、特に乳酸である。
少なくとも1つのアルカリ金属のカルボン酸塩を触媒として選択する場合、この場合には、アルカリ金属は、好ましくはナトリウムおよびカリウムから選択され、特に好ましくはカリウムである。
少なくとも1つのアルカリ土類金属のカルボン酸塩を触媒として選択する場合、この場合には、アルカリ土類金属は、好ましくはカルシウムおよびマグネシウムから選択され、特に好ましくはカルシウムである。
本発明の1つの好ましい実施態様では、本発明の方法によるポリウレタンの製造に用いる触媒は酢酸カリウムである。
本発明の1つの好ましい実施態様では、本発明の方法によるポリウレタンの製造に用いる触媒は乳酸カリウムである。
当然のことながら、2以上のアルカリ(土類)金属のカルボン酸塩の混合物を、本発明のポリウレタンPUを製造するための触媒として用いることも可能である。
1つの好ましい実施態様では、1つの触媒を用いる。
これらの触媒に加えて、ポリウレタン製造の分野において当業者に既知の更なる触媒を用いることができる。
このようなポリウレタン化学に通常用いる触媒は、有機アミン、特に第3級脂肪族、脂環式または芳香族アミンおよびルイス酸性有機金属化合物である。
適当なルイス酸性有機金属化合物は、例えば鉄、チタン、亜鉛、アルミニウム、コバルト、マンガン、ニッケルおよびジルコニウムのアセチルアセトナートのような金属錯体であり、例えばジルコニウム2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート等である。さらなる適当な金属化合物は、Blankら、Progress in Organic Coatings、1999年、第35巻、第19頁以降に記載される。
ビスマス、コバルトまたは亜鉛触媒、さらにセシウム塩やチタン塩も触媒として使用することができる。
本発明の一実施態様では、このようなアルカリ金属のカルボン酸塩、アルカリ土類金属のカルボン酸塩またはこれらの混合物ではない更なる触媒の量は、触媒の全量の多くとも10重量%、好ましくは多くとも5重量%、特に好ましくは多くとも1重量%およびとりわけ多くとも0.1重量%である。
本発明の好ましい一実施態様は、製造を10ppm未満の錫の存在下で行う本発明の方法である。
本発明の好ましい他の一実施態様は、製造を10ppm未満の亜鉛の存在下で行う本発明の方法である。
本発明の更なる実施態様では、アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合物から選択される少なくとも1つの金属の少なくとも1つのカルボン酸塩とは別に、更なる触をポリウレタンを製造するために用いない。
触媒または触媒の混合物は、好ましくは、全ての反応性化合物の全量を基準に50ppm〜5000ppmの範囲の量で用いる。好ましくは、触媒は、全ての反応性化合物の全量を基準に50〜2500ppm、特に好ましくは100〜1000ppmの範囲の量で用いる。
触媒は、その触媒の性質に応じて、固体もしくは液体形態で反応混合物へ添加することができる。適当な溶媒は、非水溶性溶媒、例えば芳香族または脂肪族炭化水素、とりわけトルエン、キシレン、酢酸エチル、ヘキサンおよびシクロヘキサン、およびカルボン酸エステル、例えば酢酸エチル等である。さらに適当な溶媒は、アセトン、THF、DMSO、DMFおよびN−メチルピロリドンおよびN−エチルピロリドンである。
触媒/触媒混合物は、好ましくは溶解形態で用いるが、特に好ましくは親水性部分Pをポリウレタン中へ導入するポリエーテルポリオール中に溶解させる。
触媒は、本発明の方法に用いるポリエーテルポリオール中に、その製造の間に、アルカリ(土類)金属のカルボン酸塩を用いたか、または形成させた場合には、少なくとも部分的に予め存在させ得る。
従って、本発明の1つの実施態様では、本発明の方法に用いるポリエーテルジオールは、少なくとも幾らかの触媒、適切な場合には触媒の全必要量を含んでなる。
本発明の一実施態様では、本発明の方法に用いるポリエーテルジオールは、本発明の方法の開始前に、少なくとも幾らかの必要触媒を予め含み、残りを添加して本発明の方法を行う。
ポリウレタンを製造するための本発明の方法では、好ましいのは、以下の出発物質を用いることである:
A)親水性部分Pをポリウレタンへ導入する化合物:好ましくは一般式:HO−(CH−CH−O)−H〔式中、nは30〜450の値と見なし得る〕で示されるポリオール;これらは、エチレンオキシドとエチレングリコールまたは水との縮合生成物であるポリエチレングリコールである。好ましいポリエチレングリコールは、6000〜12000g/モルの範囲の数平均分子量を有し、特に好ましいポリエチレングリコールは、6000〜10000g/モルの数平均分子量を有する。
B)末端疎水性部分Tおよび親水性部分Sを導入する化合物は、いずれの場合にも部分Tへ隣接する:好ましくは、エトキシル化C16−C18−脂肪アルコール、エトキシル化イソ−C13−アルコール、EP761780A2の製造例1〜24におけるようなエトキシル化分枝状アルコールおよびこれらのアルコールの混合物。
C)疎水性部分Dを導入する化合物:脂肪族ジイソシアネート、特にヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)。
ポリウレタンの製造のための本発明の方法は、一実施態様において、以下の工程を含む:
I)a.少なくとも1つの6000〜12000g/モルの範囲の分子量を有するポリエーテルジオール、
b.少なくとも1つの、アルカノール1モル当たり10〜100モル、好ましくは10〜40モル、さらに好ましくは10〜25モルのエチレンオキシドでエトキシル化された、アルキル分枝C−C30−、好ましくはC12−C30−アルカノール、
c.少なくとも1つのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の少なくとも1つのカルボン酸塩、好ましくはカルボン酸カリウム、
を含む混合物の製造工程、
II)任意に、工程I)からの混合物を60〜120℃、好ましくは80〜100℃へ加熱する工程、
III) 適切な場合には、混合物の含水量を、混合物の全重量を基準に多くとも1000ppm、好ましくは多くとも300ppmへ低減させる工程、
IV)少なくとも1つのジイソシアネート、好ましくはヘキサメチレンジイソシアネートの混合物への添加、
V)得られる反応混合物を、イソシアネート含有量が反応混合物の全重量を基準に多くとも0.1重量%となるまで反応させる工程。
反応混合物は、反応空間中に、触媒、イソシアネート、イソシアネートに対して反応性である物質および全ての他の物質、例えば溶媒等の全量を反応空間へ完全に供給した時点より後に存在する全ての物質の全体を意味すると理解される。
溶媒は、ポリウレタンのための出発物質の1以上、すなわち、親水性および/または疎水性部分をポリウレタン中へ導入するかまたは触媒として働く物質が20℃および1バールにて溶解性である20℃および1バールの圧力にて液体である相を意味すると理解される。
本発明の一実施態様は、親水性および/または疎水性部分をポリウレタン中へ導入するかまたは触媒として働く物質とは異なった溶媒の量が、反応混合物を基準に、0〜10重量%、さらに好ましくは0〜5重量%、とくに0〜1重量%の範囲である本発明の方法である。
本発明の一実施態様では、本発明の方法は、本質的に、親水性および/または疎水性部分をポリウレタン中へ導入するかまたは触媒として働く物質とは異なった溶媒を存在させずに行う。
本発明の一実施態様では、このような反応の間に全ての物質の完全な添加の後に反応空間中に存在し、触媒でも親水性および/または疎水性部分をポリウレタン中へ導入する物質でも反応生成物でもない物質の量は、反応中に反応空間に存在する物質の全量を基準に多くとも10重量%、好ましくは多くとも5重量%、さらに好ましくは多くとも1重量%、特に好ましくは0.1重量%である。
簡単に言えば、1つの好ましい実施態様では、親水性および/または疎水性部分をポリウレタン中へ導入する物質、反応生成物、適切な場合には、水および触媒の少量とは別に、反応混合物は、更なる物質を含まない。
ポリウレタン形成のための出発物質とは別に、更なる溶媒を用いない好ましい方法は、より急速な反応を引き起こし、および溶媒を分離する必要がない。
親水性および/または疎水性部分をポリウレタン中へ導入するかまたは触媒として働く物質とは異なった溶媒、特に有機溶媒で調剤する更なる優位性は、化粧品調製物の原料としての得られるポリウレタンのより良好な受け入れである。
それでもなお、親水性および/または疎水性部分をポリウレタン中へ導入するかまたは触媒として働く物質とは異なった溶媒を本発明の方法に用いる場合、これらは、反応後にできるだけ取り除く。「反応後」は、イソシアネート基の含有量が反応混合物の全重量を基準に多くともなお0.1重量%となる時点を意味する。
単一段階法
好ましい実施態様では、本発明の方法は、単一段階法として行う。
ここで、「単一段階」とは、イソシアネート基に対して反応性である基を有する物質を、本質的に、イソシアネートを有する物質と共に同時に接触させることを意味する。
本発明の好ましい実施態様では、従って、イソシアネート基に対して反応性である基を有する混合物を、イソシアネート基を有する物質と接触させる。
この場合、イソシアネート基に対して反応性である基を有する物質の全ての全体量を、イソシアネート基を有する物質と反応の開始時に反応空間において接触させることが可能である。このような手順は、例えばEP761780A2、第14頁、第29〜47行の実施例10および次の実施例11〜24に記載されている。
単一段階法の一つの特徴は、イソシアネート基に対して反応性である基を有する物質の全ての種類が、反応においてどの時点においも互いに同時に存在することである。しかしながら、混合物中の異なった物質の量比は一定であることは必須ではない。
2段階反応に対する単一段階反応の場合には、まず、ポリオールを、過剰のポリイソシアネートと接触させ、イソシアネート鎖末端を有する構造−D−P−D−および−D−P−D−P−D−のプレポリマーを与え、これらは、第2工程においてエトキシル化一価アルコールと反応させ、次いで構造 T−S−D−P−D−S−TまたはT S D−P−D−P−D−S−Tを与える。
好ましい単一段階反応では、開始から、構造T−S−D−P−D−S−TおよびT−S−D−P−D−P−D−S−T、また、構造T−S−D−S−Tが形成される。
しかしながら、単一段階法について、イソシアネート基に対して反応性である基を有する物質の全ての全量を、反応空間において反応の開始時において供給することは必須ではない。反応の開始時に、いずれの場合にも、イソシアネート基に対して反応性である基を有する各物質の幾らかだけを、反応空間に供給し、物質の残りをいずれの場合にも反応中に添加することも考えられる。
2段階法では、第1段階において、2以上のイソシアネート基に対して反応性である基を有する物質のほとんどを、イソシアネート基を有する物質と接触させ、イソシアネート基に対して反応性である基を1個だけ有する物質と、第2段階において、残りのイソシアネートと反応させ、ポリウレタンの鎖末端を形成する。
単一段階法において、構造T−S−D−S−Tを有するポリマーの量は、2段階法における量より多いが、2段階法では、構造T−S−D−P−D−S−Tを有するポリマーの量がより多い。
1つの好ましい実施態様では、本発明の方法により製造されるポリウレタンを、任意に溶媒を分離した後、水性相へ移送する。
反応生成物を水へ移送した後に得られる水性混合物を安定化することは有利である。
適当なフリーラジカルスカベンジャーは、例えばヒドロキシ−TEMPO、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール(Kerobit(登録商標) TBK)、ヒドロキノンモノメチルエーテル、トコフェロールおよびこれらの化合物の混合物である。これらの安定剤は、水性混合物の重量を基準に5〜500ppmの範囲の量で用いる。
防腐剤を用いることも有利である。適当なのは、例えばフェノキシエタノール、メチルイソチアゾリノン、エチルヘキシルグリセロール、3−アセチル−6−メチル−2H−ピラン−2,4(3H)−ジオン、安息香酸、パラベンおよびこれらの物質の混合物である。防腐剤は、水性混合物を基準に0.1〜1重量%の範囲の量で用いる。
好ましくは、イソシアネート基と水との競合反応を防ぐために水を本質的に含まないイソシアネート基に対して反応性である基を有する物質を、本発明の方法に用いる。水は、これらの物質から、本発明の方法において、共沸蒸留、真空乾燥または当業者に既知の他の方法により分離することができる。例えば、水は、多くとも500ppm、好ましくは多くとも300ppmの物質の含水量まで除去する。
実際の反応の製造は、例えばイソシアネート基に対して反応性である基を有する物質を、減圧、好ましくは真空へ暴露する工程、従ってほとんど水を除去する工程を含んでよい。
水含有物質は、キシレン、トルエンまたはアセトンのような溶媒と混合することもできるが、水は、添加溶媒と共に共沸蒸留により除去することができる。
本発明の方法では、用いるポリエーテルジオールと用いるジイソシアネートとの比(モル対モル)は、1:1.1〜1:1.9の範囲であってよい。好ましくは、その比は1:1.1〜1:1.9の範囲である。その比は、さらに好ましくは1:1.1〜1:1.8の範囲である。その比は、特に好ましくは1:1.2〜1:1.75の範囲である。当然のことながら、その比は、1:xであってもよく、ここでxは1.3以上であり、好ましくはxは1.5以上である。
一実施形態では、これにより、好ましくは本発明により得られるポリウレタンの1分子中に存在する1つまたは2つの部分Pが生じるか、または生じない。
本発明の方法の一実施態様では、ポリエーテルジオールとジイソシアネートとの比の記載の範囲に加えて、ポリエーテルジオールとエトキシル化アルコールの比は、用いるポリエーテルジオールと用いるエトキシル化アルコールとのモル量比が5:1〜1:2の範囲になるように更に選択する。好ましくは、この比は、2:1〜1:2の範囲、特に好ましくは1:5〜1:1.2の範囲、さらに好ましくは約1:1である。
本発明の特に好ましい方法について、1:1:1.2〜1.75:1〜2、特に1:1.5:1のポリエーテルジオールとジイソシアネートとエトキシル化アルコールのモル量比を用いる場合がある。
本発明はまた、いずれの場合にも少なくとも1つのアルコキシル化C4−C30−アルコール、1つのポリエーテルジオールおよび1つのジイソシアネートを、ポリウレタンを製造するために用いる本発明の方法を提供する。
好ましいのは、少なくとも1つのC−C30−アルコールが、分枝状C12−C30−アルカノール、少なくとも1つのポリエーテルジオールが、4000〜12000g/モルの分子量Mを有し、および少なくとも1つのジイソシアネートが脂肪族ジイソシアネートである上記方法である。
本発明はまた、水性調製物を製造するための本発明のポリウレタンの使用を提供する。ここで、好ましいのは、少なくとも5重量%、特に少なくとも20重量%、さらに特に好ましくは少なくとも30重量%、極めて好ましくは少なくとも70重量%の水を含む調製物である。
好ましいのは、多くとも95重量%、特に好ましいのは多くとも90重量%、特に多くとも85重量%の水を含む調製物である。
水を含む調製物は、例えば溶液、エマルション、懸濁液または分散体である。
本発明の方法により得られるポリウレタンに加えて、調製物を製造するための更なる物質、例えば従来使用される助剤(例えば分散剤および/または安定剤)、界面活性剤、防腐剤、消泡剤、香料、湿潤剤、UVフィルター、顔料、軟化剤、活性成分、更なる増粘剤、染料、軟化剤、保湿剤および/または他のポリマーを用いることも可能である。
本発明の方法により得られるポリウレタンおよびその混合物は、調製物を基準として1重量%を超える塩および顔料の含有量を有する調製物を効率的におよび安定的に増粘するために好ましく用いる。ここで、「安定的」は、数週間にわたりおよび/または調製物の温度を、例えば50℃まで上昇させた場合に、未増粘状態と比べて増加した粘度を維持することを意味する。
本発明の方法により得られるポリウレタンは、約50℃までの高温でさえ増粘効果を示す。
さらに、本発明の方法により得られるポリウレタンは、2〜13の広いpHにおいて増粘効果を示す。
本発明の方法により得られるポリウレタンは、さらに、調製物中に分散された粒子の微細に分割した性質を拡大する、すなわち、粒径を減少させる、調製物の構造についての影響を有する。
本発明の方法により得られるポリウレタンおよびその混合物は、少なくとも1つの塩または少なくとも1つの界面活性剤またはその混合物を含む水含有調製物を製造するために用いることもできる。
本発明との関連において、界面活性剤は、乳化剤および界面活性剤と乳化剤との混合物を意味すると理解される。本発明との関連において、塩は、塩および低pK値を有する塩状構造およびこれらの混合物を意味すると理解される。
本発明により得られるポリウレタンは、特に好ましくは、少なくとも0.05重量%の塩および/または少なくとも0.5重量%の界面活性剤を含み、極めて特に好ましくは少なくとも0.1(w/w)の塩および/または少なくとも1重量%の界面活性剤を含む調製物を製造するために用いる。
更なる実施態様では、本発明の方法により得られるポリウレタンは、少なくとも5重量%、好ましくは少なくとも10重量%の塩を含む調製物を製造するために用いる。
更なる実施態様では、本発明の方法により得られるポリウレタンは、25重量%まで、好ましくは20重量%までの界面活性剤、および特に好ましくは15重量%以下の界面活性剤を含む調製物を製造するために用いる。
更なる実施態様では、本発明の方法により得られるポリウレタンは、少なくとも1重量%の塩および20重量%までの界面活性剤、好ましくは15重量%までの界面活性剤を含む調製物を製造するために用いる。
本発明の方法により得られるポリウレタンは、水中油型エマルションである調製物を製造するために、好ましく用いる。
典型的には、水中油エマルションは、0〜40重量%の範囲の油を含んでなる。好ましくは、本発明によれば、5〜40重量%の範囲、特に好ましくは10〜35重量%の範囲の油画分、特に15〜30重量%の油を含む水中油エマルションが製造される。
本発明の方法により得られるポリウレタンは、水中油型エマルションでありおよび少なくとも塩を更に含む調製物を製造するために、極めて特に好ましく用いる。
本発明の方法により得られるポリウレタンを含む本発明の調製物は、例えば溶液、エマルジョン、懸濁液または分散液であってもよい。
一実施形態では、本発明の調製物は、ワークアップにより調製方法後に反応生成物から得ることができるような、本発明の方法により得られるポリウレタンの分散体、好ましくは水性分散体である。このために、例えば、水を、分散体を製造する反応後に反応混合物へ加える。所望の場合、防腐剤および/または安定剤の添加を行うこともできる。
一実施態様では、本発明の分散体は、50重量%までの本発明により得られるポリウレタンを含む。
他の実施態様では、本発明の分散体は、25重量%固体分率を含んでなる。
極めて特に好ましいのは、25重量%までの本発明により得られるポリウレタン、化粧品用途に適した上記防腐剤の少なくとも1つ、および所望の場合、化粧品用途に適した上記安定剤の少なくとも1つを含む水性分散体である。
他の実施態様では、本発明のポリウレタンは、パウダーの形態である。このようなパウダーは、例えば水性分散体を噴霧乾燥または凍結乾燥することにより得られる。
例えば溶液、エマルション、懸濁液または分散体であり得る本発明の調製物を製造するために、本発明のポリウレタンは、例えば適切なワークアップによる製造方法から得られるような、水性分散体の形態でまたはパウダーとして好ましく用いる。
更なる成分を、目的とする使用に応じて本発明の調製物中に存在させ得る。
本発明のポリウレタンを含む調製物は、更なる増粘剤を含んでもよい。このような更なる増粘剤は、当業者に既知である。このような本発明の調製物のための更なる増粘剤は、例えば「Kosmetik und Hygiene von Kopf bis Fuss (化粧品および全身の衛生)」 W.Umbach編、第3版、Wiley−VCH、2004年、第235〜236頁に記載されている。 本発明の調製物のための適当なさらなる増粘剤は、例えばWO 2006/106140、第37頁12行〜第38頁8行に記載されている。ここで、記載箇所の内容をその全体において引用する。
しかしながら、本発明の一実施態様では、更なる増粘剤を、本発明のポリウレタンに加えて本発明の調製物を製造するために用いる。
好ましいのは、その10重量%濃度水性分散液が、100 1/sのせん断速度にて、下記のように測定して、少なくとも100mPa・s、特に好ましくは少なくとも200mPa・s、極めてに特に好ましくは少なくとも300mPa・sの動的粘度を有する、本発明のポリウレタンが好ましい。
本発明により得られるポリウレタンの水性分散液は、この場合には、いずれの場合にもニュートン挙動あるいは非ニュートン挙動を示し得る。本発明の方法により得られるポリウレタンを含む非ニュートン10重量%濃度水性分散体は、好ましくは、100 1/sのせん断速度において、少なくとも1000mPa・s、特に好ましくは少なくとも3000mPa・sの動的粘度を有する。
当業者には、水含有調製物において、多くの増粘剤がその有効性を失うこと、すなわち、調製物の粘度が、調製物が塩または界面活性剤を含むとすぐに減少することが知られている。対照的に、本発明のポリウレタンは、塩および/または界面活性剤を加えても水性調製物の安定性粘度を可能とする。
特に好ましいのは、添加後に少なくとも0.5重量%の塩濃度の場合に、これらを含む水性調製物の動的粘度(下記のように測定される)の安定化をもたらす本発明のポリウレタンである。
特に好ましいのは、少なくとも少なくとも0.5重量%の塩を加えても、少なくとも1重量%の界面活性剤を加えても、安定性動的粘度を可能とするポリウレタンである。
更なる実施形態では、塩含有水性調製物中での本発明のポリウレタンの存在が、塩のみまたは本発明のポリウレタンのみを含む調製物と比べて粘度の上昇をもたらす。
この場合、ポリウレタンおよび塩を加える順序は重要ではない。
特に好ましいのは、塩および/または界面活性剤含有水性調製物の動的粘度の増加をもたらす本発明のポリウレタンである。
少なくとも0.5重量%の水性調製物の塩濃度の場合に、水溶液の動的粘度の上昇をもたらす本発明のポリウレタンは、特に好ましい。
0.5重量%以上の水性調製物の塩濃度の場合に、水溶液の動的粘度の上昇をもたらす本発明のポリウレタンは、特に好ましい。特に好ましいのは、0.05重量%未満、好ましくは0.01重量%以下の塩、0.5重量%未満、好ましくは0.1重量以下の界面活性剤を含む調製物と比べて、動的粘度の増加をもたらすポリウレタンである。
本発明による方法により得られるポリウレタンの更なる優位性は、水中でのミセル形成である。臨界ミセル濃度(CMC)とも呼ばれるミセル形成のための臨界物質濃度は、200nm以下、特に100nm以下の平均粒径(以下に記載の通り、動的光散乱法により決定することができる)を有するミセルが自発的に形成される、物質、大抵は、内側に疎水性部分と親水性部分を有する物質の濃度を示す。以下の記載の通り決定される本発明のポリウレタンの水中でのCMCは、好ましくは1g/L以下、特に好ましく0.5g/L以下、さらに好ましくは0.25g/L以下、極めて特に好ましくは0.1g/L以下である。
本発明の方法、これにより得られるポリウレタンおよび本発明の調製物の更なる優位性は、アルカリ(土類)金属カルボキシレート触媒の使用、従ってポリウレタンの製造中に美容的に受け入れられない触媒の同時の省略である。
化粧調製物の分野では、錫による既知の方法は、錫が生成物およびこれから得られる調製物中に存在し得るので、もはや望ましくない。
本発明の方法のための触媒としてのアルカリ(土類)金属カルボキシレートまたは亜鉛カルボキシレートの使用は、アロファネートおよびイソシアヌレート構造のインサイチュ製造を可能とし、従ってポリウレタンの分枝疎水性部分Dの経済的に有利な製造を可能とする。部分分枝部分Dにより、より高い効率性を有するポリウレタン増粘剤が得られる。
極度のpH値でさえ高い塩含有量および同時に高い界面活性剤に対する許容性により、本発明のポリウレタンは、ホームケア調製物、例えば液体洗浄液等において増粘剤として有利に用いることもできる。
特に、本発明のポリウレタンもまた、過酸化水素を含有する調製物のためのレオロジー重合調整剤としても適当である。
化粧品調製物
本発明により得られるポリウレタンは、化粧品調製物において好ましく使用する。従って、本発明は、本発明により得られるポリウレタンを含む化粧品調製物を提供する。
本発明の一実施態様は、本発明により得られるポリウレタンを含む水含有化粧品調製物である。
本発明の調製物は、水性または水性−アルコール性溶液、O/W(好ましい)およびW/Oエマルション、水性分散体製剤、固体安定化製剤、スティック製剤、PIT製剤の形態で、クリーム、フォーム、スプレー(ポンプ式スプレーまたはエアゾール)、ジェル、ジェルスプレー、ローション、オイル、オイルジェルまたはムースの形態であってよく、従って、従来使用される更なる助剤と製剤化することができる。
好ましくは、本発明の調製物は、ジェル、フォーム、ムース、スプレー、軟膏、クリーム、乳液、懸濁液、ローション、ミルクまたはペーストの形態である。
本発明は、好ましくは、ジェル、マスカラ、セルフタンニング組成物、フェイスケア組成物、ボディケア組成物、アフターサン調製物から選択される化粧用調製物に関する。用語化粧品調製物はまた、口腔ケア用の調製物を意味すると理解される。
本発明のさらなる化粧品調製物は皮膚化粧品調製物、特に皮膚をケアするための調製物である。これらは特にW/O型または好ましくはO/W型のスキンクリーム、デイクリームおよびナイトクリーム、アイクリーム、フェイスクリーム、皺取りクリーム、ミミッククリーム、保湿クリーム、美白クリーム、ビタミンクリーム、スキンローション、ケアローションおよび保湿ローションとして存在する。
本発明のさらなる好ましい製剤はフェイスマスク、化粧用ローション、および装飾用化粧品、例えばコンシーリングスティック、ステージメイクアップ、マスカラおよびアイシャドー、リップスティック、コールペンシル、アイライナー、メイクアップ化粧品、ファンデーション、頬紅、粉おしろいおよびアイブローペンシルにおいて用いるための調製物である。
本発明のさらなる調製物は、抗ニキビ組成物、防虫剤、髭剃り組成物、除毛組成物、個人的ケア組成物、フットケア組成物およびベビーケア製品である。
本発明のさらなる好ましい調製物は洗浄、シャワーおよびバス用調製物である。本発明との関連において、洗浄、シャワーおよびバス用製剤は、液体乃至ゲル様稠度の石鹸、透明石鹸、ラグジュアリーソープ、デオドラントソープ、クリームソープ、ベビーソープ、スキンプロテクションソープ、研磨用石鹸および合成洗剤、ペースト状石鹸、ソフトソープおよび洗浄ペースト、液体の洗浄、シャワーおよびバス用調製物、例えば洗浄ローション、シャワーバスおよびシャワーゲル、フォームバス、オイルバスおよびスクラブ調製物、髭剃りフォーム、ローションおよび髭剃りクリームである。
特定のポリウレタンを含む化粧品調製物は、例えばWO2009/135857に記載されている。本発明により得られる本発明のポリウレタンはまた、一般に、WO2009/135857に記載の調製物に用いるために適している。ここで、特にWO2009/135857における開示を参照する。
本発明では、WO2009/135857の調製物に用いるポリウレタンは、本発明のポリウレタンで置き換える。従って、本発明のポリウレタンは、WO2009/135857の調製物中で、好ましくはそれに用いるポリウレタンの代わりに用いる。
本発明の調製物のための適当な成分は、WO2009/135857、第24〜35頁(この全体を参照する)に記載されている。
例えば本発明により得られるポリウレタンを含む化粧品UV光保護組成物もまた、本発明によるものである。本発明では、化粧品保護組成物は、少なくとも1つの、好ましくは2以上の、UVフィルター物質を含む化粧品調製物を意味すると理解される。
本発明のUV光保護組成物調製物に対応するUV光保護組成物は、WO2009/135857、第35〜42頁(この全体を参照する)に記載されている。
本発明はまた、化粧品調製物、皮膚、半粘膜、粘膜上で、特に頭髪、睫毛および眉毛のようなケラチン物質について、特にそれらのシェイピング、装飾、カラーリング、美化のために、そしてまた、皮膚および皮膚付属器官のケアのために用いるための、好ましくは液状またはペースト状形態の化粧品調製物に関する。原則として、本発明の調製物は、適当な調節および着色により、メイクアップ、コンシーラー、カモフラージュ、アイシャドー、アイライナー、リップライナー、頬紅、口紅、リップグロス、サンプロテクション組成物、サンブロック、テンポラリー・タトゥー、サーファー用の着色効果サンスクリーンなどとしても使用することができる。
従って、本発明の好ましい実施態様は、装飾用化粧品のための化粧品調製物である。
本発明の調製物に対応する調製物は、WO2009/135857、第43〜第46頁(この全体を参照する)に記載されている。
本発明は、本発明により得られるポリウレタンに加えて、少なくとも1つの塩または界面活性剤またはいずれをも更に含む水性調製物を提供する。
本発明の更なる実施態様は、本発明により得られるポリウレタンを含むシャンプーおよび化粧品洗浄組成物である。
本発明のシャンプーおよび化粧品洗浄組成物に対応する調製物は、同様に、WO2009/135857、第46〜55頁(この全体を参照する)に記載されている。
本発明の更なる実施形態は、本発明により得られるポリウレタンを含み、活性成分、特に、水溶性活性成分を皮膚へ適用するための水中油型分散液体またはエマルションに基づく、デオドラントまたは制汗剤、特にデオドラントローションおよびデオドラント用もしくは制汗用スティックである。
本発明のデオドラントまたは制汗剤に対応する調製物は、同様に、WO2009/135857、第55〜59頁(この全体を参照する)に記載されている。
本発明の更なる実施態様は、本発明により得られるポリウレタンを含む毛髪着色剤である。
本発明により得られるポリウレタンを含む毛髪着色剤に対応する調製物は、同様に、WO2009/135857、第59〜65頁(この全体を参照する)に記載されている。
本発明の更なる実施態様は、本発明により得られるポリウレタンを含むヘアケア組成物、特にヘアコンディショナーである。
本発明により得られるポリウレタンを含むヘアケア組成物に対応するヘアケア組成物は、同様に、WO2009/135857、第59〜67頁(この全体を参照する)に記載されている。
本発明の更なる実施態様は、本発明により得られる酸性調製物である。
多くの化粧品調製物は、所望の効果を特に酸性pH値において発現する活性成分を含む。これらには例えばα−ヒドロキシカルボン酸(AHA)およびβ−ヒドロキシカルボン酸(BHA)を含む調製物が含まれるが、これらは中和された状態では効果的でないか、またはあまり効果的でない。本発明により得られるポリウレタンを含む酸性調製物に対応する酸性調製物は、同様に、WO2009/135857、第67〜69頁(この全体を参照する)に記載されている。
本発明の更なる実施態様は、本発明により得られるポリウレタンを含むセルフタンニング生成物である。
標準的な市販のセルフタンニング背生物は、一般にO/Wエマルションである。これらには、水相は、化粧品中で従来使用される乳化剤により安定化される。
本発明のセルフタンニング生成物を塗布することにより、均一な皮膚着色が得られるだけでなく、生来または病気による変化により異なって着色した皮膚の均一な色領域も可能である。
本発明によれば、用いるセルフタンニング物質は、有利には、とりわけ、グリセロールアルデヒド、ヒドロキシメチルグリオキサル、γ−ジアルデヒド、エリトルロース、5 −ヒドロキシ−1,4−ナフトキノン(ジュグロン)、およびヘナの葉中に生じる2−ヒドロキシ−1,4−ナフトキノンである。極めて特に好ましいのは、1,3−ジヒドロキシアセトン(DHA)、人体に存在する三価の糖である。6−アルド−D−フルクトースおよびニンヒドリンもまた、本発明のセルフタンニング剤として使用することもできる。本発明において、セルフタンニング剤はまた、茶色い影以外の皮膚着色をもたらす物質を意味すると理解される。
本発明の1つの好ましい実施形態では、こうした調製物は、セルフタンニング物質を、いずれの場合にも調製物の全重量を基準に0.1〜10重量%、特に好ましくは0.5〜6重量%の濃度で含む。
好ましくは、これらの調製物は、1,3−ジヒドロキシアセトンをセルフタンニング物質として含む。これらの組成物は、好ましくは、こうした調製物は有機および/または無機光保護フィルターを更に含む。上記調製物は、無機および/または有機および/または変性無機顔料を含んでもよい。
本発明の調製物中に好ましく存在する更なる成分は、例えばDE10321147中の段落[0024]〜[0132]中に特定されている(ここにその全体を参照する)。
本発明はまた、多細胞生物の皮膚、特にヒトおよび動物の皮膚を着色するための、特に皮膚の異なった着色領域の色を均一にするためのかかる調製物の使用を提供する。
本発明の更なる実施態様は、本発明により得られるポリウレタンを含む口腔および歯のケアおよびクリーニング用の調製物である。
本発明により得られるポリウレタンを含む口腔および歯のケアおよびクリーニング用の調製物に対応する調製物は、同様に、WO2009/135857、第69〜第70頁(この全体を参照する)に記載されている。
本発明の更なる実施態様は、本発明により得られるポリウレタンを含む毛髪除去用調製物である。
本発明により得られるポリウレタンを含む毛髪除去用調製物に対応する調製物は、同様に、WO2009/135857、第70〜第71頁(この全体を参照する)に記載されている。
本発明の更なる実施態様は、本発明により得られるポリウレタンを含むパーマネントヘアシェイピング用調製物である。
本発明により得られるポリウレタンを含むパーマネントヘアシェイピング用調製物に対応する調製物は、同様に、WO2009/135857、第71〜第73頁(この全体を参照する)に記載されている。
実施例
本発明を、以下の非限定的実施例を参照することにより、より詳細に説明する。
特記のない限り、百分率は重量%である。
動的粘度の決定
本発明のポリウレタンの動的粘度は、いずれの場合にも10重量%濃度水溶液中で23℃にて測定した。下記の実施例では、動的粘度を、常に100 1/sおよび350 1/sのせん断速度にて決定した。これら2つの値は、本発明のポリウレタンが水性分散液中で非ニュートン増粘挙動を示すのかまたはニュートン増粘挙動を示すのかについての記載を可能にする。
DIN53019に従って動的粘度を決定するために以下を用いた:
・回転式粘度計Physica Rheolab MCIポータブル(Anton Paar社製);
・シリンダー測定システム、Z4 DINシリンダー(直径14mm);
用いるポリオール、エトキシル化アルコールおよびイソシアネートを、本質的にアルカリ不含形態(カリウム顔料<5ppm)で用いた。
合成例1:PUR会合性増粘剤A.1の製造
触媒:300ppmの酢酸カリウムとしてのK
120.00gのポリエチレングリコールPluriol(登録商標)E6000 (BASF SE、分子量6000 g/モル)、11.10gのLutensol(登録商標)AT11(BASF SE)および106mgの酢酸カリウム(全混合物を基準に=300ppmのカリウム)を、初期装填として窒素下で2リットルの重合反応器中に導入し、次いで、100℃へ加熱した。約10ミリバールの真空を6時間適用することにより、水の痕跡を、最終的に混合物の含水量が230ppmとなるまで除去した。次いで該混合物を80℃へ冷却した。5.88gのヘキサメチレンジイソシアネートを添加することにより、重合を開始し、該混合物を、80℃の温度にて50分間、0.0%のイソシアネート含有量に達するまで撹拌した。次いで黄色残渣を586.3gの水に溶解し、この水溶液を、7.33gのEuxyl(登録商標)K701 (Schuelke & Mayr)および70mgの安定剤4−ヒドロキシ−TEMPOと直ぐに混合した。該混合物を室温(25℃)へ冷却した。従ってポリマーA.1(M=11700g/モル、M=26900g/モル)を、20.8%の固形分を有する透明淡黄色溶液の形態で得た。ポリエーテルポリウレタンA.1の10重量%濃度水溶液の粘度は、1550mPa・s(せん断速度100 1/s)および1360mPa・s(せん断速度350 1/s)であった。
合成例2:PUR会合性増粘剤A.2の製造
触媒:600ppmの酢酸カリウムとしてのK
120.00gのポリエチレングリコールPluriol(登録商標)E6000、9.60gのLutensol(登録商標)TO10、11.10gのLutensol(登録商標)AT11および212mgの酢酸カリウム(背全混合物を基準に=600ppmのカリウム)を、初期装填として窒素下で2リットルの重合反応器中に導入し、次いで、100℃へ加熱した。約10ミリバールの真空を5時間適用することにより、水の痕跡を、最終的に混合物の含水量が225ppmとなるまで除去した。次いで該混合物を80℃へ冷却した。5.88gのヘキサメチレンジイソシアネートを添加することにより、重合を開始し、該混合物を、80℃の温度にて50分間、0.0%のイソシアネート含有量に達するまで撹拌した。次いで黄色残渣を586.3gの水に溶解し、この水溶液を、7.33gのEuxyl(登録商標)K701および70mgの安定剤4−ヒドロキシ−TEMPOと直ぐに混合した。該混合物を室温(25℃)へ冷却した。従ってポリマーA.2(M=12300g/モル、M=29700g/モル)を、20.1%の固形分を有する透明淡黄色溶液の形態で得た。ポリエーテルポリウレタンA.2の10重量%濃度水溶液の粘度は、3700mPa・s(せん断速度100 1/s)および3000mPa・s(せん断速度350 1/s)であった。
合成例3:PUR会合性増粘剤A.3の製造
触媒:900ppmの酢酸カリウムとしてのK
120.00gのポリエチレングリコールPluriol(登録商標)E6000、9.60gのLutensol(登録商標)TO10、11.10gのLutensol(登録商標)AT11および318mgの酢酸カリウム(背全混合物を基準に=900ppmのカリウム)を、初期装填として窒素下で2リットルの重合反応器中に導入し、次いで、100℃へ加熱した。約10ミリバールの真空を4時間適用することにより、水の痕跡を、最終的に混合物の含水量が242ppmとなるまで除去した。次いで該混合物を80℃へ冷却した。5.88gのヘキサメチレンジイソシアネートを添加することにより、重合を開始し、該混合物を、80℃の温度にて55分間、0.0%のイソシアネート含有量に達するまで撹拌した。次いで黄色残渣を586.3gの水に溶解し、この水溶液を、7.33gの防腐剤Euxyl(登録商標)K701および70mgの安定剤4−ヒドロキシ−TEMPOと直ぐに混合した。該混合物を室温(25℃)へ冷却した。こうして、ポリマーA.3(M=12700g/モル、M=33000g/モル)を、20.6%の固形分を有する透明淡黄色溶液の形態で得た。ポリエーテルポリウレタンA.3の10重量%濃度水溶液の粘度は、6000mPa・s(せん断速度100 1/s)および4400mPa・s(せん断速度350 1/s)であった。
合成例4:PUR会合性増粘剤A.4の製造
触媒:2000ppmの酢酸カリウムとしてのK
90.00gのポリエチレングリコールPluriol(登録商標)E6000、7.20gのLutensol(登録商標)TO10、8.33gのLutensol(登録商標)AT11および530mgの酢酸カリウム(背全混合物を基準に=2000ppmのカリウム)を、初期装填として窒素下で2リットルの重合反応器中に導入し、次いで、100℃へ加熱した。約10ミリバールの真空を5時間適用することにより、水の痕跡を、最終的に混合物の含水量が210ppmとなるまで除去した。次いで該混合物を80℃へ冷却した。4.41gのヘキサメチレンジイソシアネートを添加することにより、重合を開始し、該混合物を、80℃の温度にて55分間、0.0%のイソシアネート含有量に達するまで撹拌した。次いで黄色残渣を439.7gの水に溶解し、この水溶液を、5.50gの防腐剤Euxyl(登録商標)K701および50mgの安定剤4−ヒドロキシ−TEMPOと直ぐに混合した。該混合物を室温(25℃)へ冷却した。こうして、ポリマーA.4(M=12500g/モル、M=31300g/モル)を、20.6%の固形分を有する透明淡黄色溶液の形態で得た。ポリエーテルポリウレタンA.4の10重量%濃度水溶液の粘度は、5200mPa・s(せん断速度100 1/s)および3800mPa・s(せん断速度350 1/s)であった。
合成例5:PUR会合性増粘剤A.5の製造
触媒:200ppmの酢酸カリウムとしてのK
100.00gのポリエチレングリコール(Merck KGaA、分子量10000g/モル)、10.02gの2−デシル−1−テトラデカノール−20EOおよび55mgの酢酸カリウム(=全混合物を基準に200ppmのカリウム)を、初期装填として窒素下で2リットルの重合反応器中に導入し、次いで、100℃へ加熱した。約10ミリバールの真空を6時間適用することにより、水の痕跡を、最終的に混合物の含水量が190ppmとなるまで除去した。次いで該混合物を80℃へ冷却した。2.52gのヘキサメチレンジイソシアネートを添加することにより、重合を開始し、該混合物を、80℃の温度にて40分間、0.0%のイソシアネート含有量に達するまで撹拌した。次いで黄色残渣を450.2gの水に溶解し、この水溶液を、5.63gの防腐剤Euxyl(登録商標)K701および60mgの安定剤4−ヒドロキシ−TEMPOと直ぐに混合した。該混合物を室温(25℃)へ冷却した。こうして、ポリマーA.5(M=19100g/モル、M=48500g/モル)を、20.7%の固形分を有する透明淡黄色溶液の形態で得た。ポリエーテルポリウレタンA.5の5重量%濃度水溶液の粘度は、>20000mPa・s(せん断速度100 1/s)および>20000mPa・s(せん断速度350 1/s)であった。
比較例1:PUR会合性増粘剤A.6の製造
触媒を用いない
120.00gのポリエチレングリコールPluriol(登録商標)E6000、9.60gのLutensol(登録商標)TO10、および11.10gのLutensol(登録商標)AT11を、初期装填として窒素下で2リットルの重合反応器中に導入し、次いで、100℃へ加熱した。約10ミリバールの真空を5時間適用することにより、水の痕跡を、最終的に混合物の含水量が250ppmとなるまで除去した。次いで該混合物を80℃へ冷却した。5.88gのヘキサメチレンジイソシアネートを添加することにより、重合を開始し、該混合物を、80℃の温度にて32時間、0.0%のイソシアネート含有量に達するまで撹拌した。次いで黄色残渣を586.3gの水に溶解し、この水溶液を、7.33gの防腐剤Euxyl(登録商標)K701および70mgの安定剤4−ヒドロキシ−TEMPOと直ぐに混合した。該混合物を室温(25℃)へ冷却した。このようにして、ポリマーA.6(M=1000g/モル、M=23200g/モル)を、18.8%の固形分を有する透明淡黄色溶液の形態で得た。ポリエーテルポリウレタンA.6の10重量%濃度水溶液の粘度は、100mPa・s(せん断速度100 1/s)および100mPa・s(せん断速度350 1/s)であった。
比較例2:PUR会合性増粘剤A.7の製造
触媒を用いない
100.00gのポリエチレングリコール(Merck KGaA、分子量10000g/モル)、および10.02gの2−デシル−1−テトラデカノール−20EOを、初期装填として窒素下で2リットルの重合反応器中に導入し、次いで、100℃へ加熱した。約10ミリバールの真空を6時間適用することにより、水の痕跡を、最終的に混合物の含水量が185ppmとなるまで除去した。次いで該混合物を80℃へ冷却した。2.52gのヘキサメチレンジイソシアネートを添加することにより、重合を開始し、該混合物を、80℃の温度にて12時間、0.0%のイソシアネート含有量に達するまで撹拌した。次いで黄色残渣を450.2gの水に溶解し、この水溶液を、5.63gの防腐剤Euxyl(登録商標)K701および60mgの安定剤4−ヒドロキシ−TEMPOと直ぐに混合した。該混合物を室温(25℃)へ冷却した。このようにして、ポリマーA.7(M=5200g/モル、M=14500g/モル)を、18.5%の固形分を有する透明淡黄色溶液の形態で得た。ポリエーテルポリウレタンA.7の10重量%濃度水溶液の粘度は、<100mPa・s(せん断速度100 1/s)および<100mPa・s(せん断速度350 1/s)であった。
比較例3:PUR会合性増粘剤A.8の製造
触媒:ジブチル錫ジラウレート
90.00gのポリエチレングリコールPluriol(登録商標)E6000、7.20gのLutensol(登録商標)TO10、8.33gのLutensol(登録商標)AT11および144mgのジブチル錫ジラウレート(DBTL)(=全混合物を基準に300ppmのSn)を、初期装填として窒素下で2リットルの重合反応器中に導入し、次いで、100℃へ加熱した。約10ミリバールの真空を5時間適用することにより、水の痕跡を、最終的に混合物の含水量が250ppmとなるまで除去した。次いで該混合物を80℃へ冷却した。4.41gのヘキサメチレンジイソシアネートを添加することにより、重合を開始し、該混合物を、80℃の温度にて60分間、0.0%のイソシアネート含有量に達するまで撹拌した。次いで黄色残渣を440.3gの水に溶解し、この水溶液を、5.50gの防腐剤Euxyl(登録商標)K701および60mgの安定剤4−ヒドロキシ−TEMPOと直ぐに混合した。該混合物を室温(25℃)へ冷却した。このようにして、ポリマーA.8(M=10100g/モル、M=22000g/モル)を、20.4%の固形分を有する透明淡黄色溶液の形態で得た。ポリエーテルポリウレタンA.8の10重量%濃度水溶液の粘度は、720mPa・s(せん断速度100 1/s)および660mPa・s(せん断速度350 1/s)であった。
比較例4:PUR会合性増粘剤A.9の製造
触媒:DABCO
120.00gのポリエチレングリコールPluriol(登録商標)E6000、9.60gのLutensol(登録商標)TO10、11.10gのLutensol(登録商標)AT11および36mgの1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO;=全混合物を基準に300ppm)を、初期装填として窒素下で2リットルの重合反応器中に導入し、次いで、100℃へ加熱した。約10ミリバールの真空を5時間適用することにより、水の痕跡を、最終的に混合物の含水量が230ppmとなるまで除去した。次いで該混合物を80℃へ冷却した。5.88gのヘキサメチレンジイソシアネートを添加することにより、重合を開始し、該混合物を、80℃の温度にて13時間、0.0%のイソシアネート含有量に達するまで撹拌した。次いで黄色残渣を586.5gの水に溶解し、この水溶液を、7.33gの防腐剤Euxyl(登録商標)K701および70mgの安定剤4−ヒドロキシ−TEMPOと直ぐに混合した。該混合物を室温(25℃)へ冷却した。このようにして、ポリマーA.9(M=8500g/モル、M=17400g/モル)を、18.7%の固形分を有する透明淡黄色溶液の形態で得た。ポリエーテルポリウレタンA.9の10重量%濃度水溶液の粘度は、105mPa・s(せん断速度100 1/s)および105mPa・s(せん断速度350 1/s)であった。
処方例1:
Cremophor(登録商標)A6/Cremophor(登録商標)A25に基づく化粧品製剤
以下に示す化粧品製剤を、水相Bを油相Aへ添加し、次いで得られるO/Wエマルションを防腐剤(相C)と混合することにより製造した。これは、以下のCremophor(登録商標)A6/Cremophor(登録商標)A25に基づく化粧品製剤を与えた。
Figure 2013543033
処方例2:
ステアリン酸エステルに基づく化粧品製剤
以下の化粧品製剤を、水相Bを油相Aへ添加し、次いで得られるO/Wエマルションを防腐剤(相C)と混合することにより製造した。これは、以下のステアリン酸エステルに基づく製剤を得た。
Figure 2013543033
Figure 2013543033
Figure 2013543033
Figure 2013543033
図1.ポリウレタンA.5およびA.7のGPCクロマトグラフ
適用例:
ここで、WO2009/135857第87〜114頁に開示の適用例の全部を参照する
ここで実施例に用いるポリウレタンPU.1〜PU.11は、本発明の目的のために本発明により得られるポリウレタンA.1、A.2、A.3、A.4またはA.5により置き換え、従って対応する化粧品調製物が同様に得られる。
更なる本発明の典型的な調製物を、本発明をこれらの例へ制限することなく以下に記載する。
ここに記載の化粧品調製物の製造に加えて、ポリウレタンA.1、A.2、A.3、A.4またはA.5並びにこれらの組み合わせを、水相および油相を60〜80℃にて組み合わせた後に得られるエマルションへ、または約40℃にて冷却エマルションへ添加することができる。
本発明はまた、本発明により得られるポリウレタンの化粧品調製物への引き続きの添加を所望の粘度を確立するために提供する。
特記のない限り、百分率は重量による。
Figure 2013543033
調製:
相AおよびBを別箇に約80℃へ加熱する。相Cを相B中へ撹拌投入し、次いで相Aを相B/Cへ撹拌投入し、簡単に均質化する。
相D(必要に応じて)を添加し、約40℃へ撹拌しながら冷却する。相Eの成分をエマルションへ連続して添加し、撹拌しながら室温へ冷却する。簡単に均質化する。
ポリウレタン増粘剤A.1を含むO/Wエマルションの代わりに、ポリウレタンA.2、A.3、A.4またはA.5の1以上を含むO/Wエマルションもまた調製する。
Figure 2013543033
調製:
相AおよびBを別箇に約80℃へ加熱する。
相Bを相A中へ撹拌投入し、次いで相Cを相A/Bへ撹拌投入する。簡単に均質化する。相Dを添加し、約40℃へ撹拌しながら冷却する。相Eを添加し、約30℃へ撹拌しながら冷却する。相FおよびGをエマルションへ添加し、撹拌しながら室温へ冷却する。簡単に均質化する。
ポリウレタン増粘剤A.1を含む水分散体の代わりに、ポリウレタンA.2、A.3、A.4またはA.5の1以上を含む水分散体もまた調製する。
Figure 2013543033
調製:
相Aを80℃へ加熱する。
相Bを相Aへ添加し、3分間均質化する。相C中で撹拌する。
セルロース(必要に応じて)を水中に入れ、次いで相Dの残存成分を添加し、80℃へ加熱する。
相Dを相A+B+Cへ撹拌し、均質化する。エマルションを約40℃へ撹拌しながら冷却し、相EおよびFを添加する。撹拌しながら、RTへ冷却し、均質化する。
ポリウレタン増粘剤A.1を含む固体安定化エマルションの代わりに、ポリウレタンA.2、A.3、A.4またはA.5の1以上を含む固体安定化エマルションもまた調製する。
Figure 2013543033
調製:
相AおよびBを別箇に約80℃へ加熱する。
相Aを相Bへ撹拌投入し、簡単に均質化する。
約40℃へ撹拌しながら冷却する。相Cの成分をエマルションへ連続して添加し、室温へ撹拌しながら冷却する。簡単に均質化する。
ポリウレタン増粘剤A.1を含むサンスクリーンクリームの代わりに、ポリウレタンA.2、A.3、A.4またはA.5の1以上を含むサンスクリーンクリームもまた調製する。
Figure 2013543033
調製
相AおよびBを別箇に80℃へ加熱する。
相Aを相Bへ撹拌投入し、均質化する。
相Cを相A+Bへ撹拌し、均質化する。
約40℃へ撹拌しながら冷却する。相CのpHを<6.5へ乳酸で調節する。相Cを添加し、約30℃へ撹拌しながら冷却する。相DおよびEを添加する。室温へ撹拌しながら冷却し、簡単に均質化する。
注:エマルションのpHを<6.5へ乳酸で調節する。
ポリウレタン増粘剤A.1を含むフェイスクリームの代わりに、ポリウレタンA.2、A.3、A.4またはA.5の1以上を含むフェイスクリームもまた調製する。
Figure 2013543033

α−ヒドロキシ酸:乳酸、クエン酸、グリコール酸
ジヒドロキシ酸:酒石酸
β−ヒドロキシ酸:サリチル酸
>3へpHを調節。
調製
相AおよびBを別箇に約80℃へ加熱する。相BのpHを>3へ必要に応じてNaOHを用いて調節する。相Bを相Aへ撹拌し、簡単に均質化する。
約40℃へ撹拌しながら冷却し、相Dの成分を連続して添加し、再び均質化する。
ポリウレタン増粘剤A.1を含むヒドロキシカルボン酸クリームの代わりに、ポリウレタンA.2、A.3、A.4またはA.5の1以上を含むヒドロキシカルボン酸クリームもまた調製する。
Figure 2013543033
調製
相AおよびBを別箇に約80℃へ加熱する。
相Bを相Aへ撹拌し、均質化する。適切な場合には、pH4〜5へ相Cを用いて調節する。約40℃へ冷却し、相Dを添加し、室温へ撹拌しながら冷却する。簡単に均質化する。
注:エマルションのpHを4〜5へ調節する。
ポリウレタン増粘剤A.1を含むデオドラント活性成分の代わりに、ポリウレタンA.2、A.3、A.4またはA.5の1以上を含むデオドラント活性成分もまた調製する。
Figure 2013543033
調製
相AおよびBを別箇に約80℃へ加熱する。
相Bを相Aへ均質化を伴って撹拌投入し、簡単に均質化する。
40℃へ冷却し、相Cを添加し、RTへ撹拌しながら冷却し、再び均質化する。
注:エマルションのpHを>10へ調節する。
ポリウレタン増粘剤A.1を含む毛髪除去クリームの代わりに、ポリウレタンA.2、A.3、A.4またはA.5の1以上を含む毛髪除去クリームもまた調製する。
Figure 2013543033
調製
相AおよびBを別箇に約80℃へ加熱する。
相Bを相Aへ撹拌し、簡単に均質化する。
撹拌しながら、約40℃へ冷却し、相Cを添加し、30℃へ撹拌しながら冷却する。相Dの成分を連続して添加し、RTへ撹拌しながら冷却する。簡単に均質化する。
注:エマルションのpHを4〜5.5へ調節する。
ポリウレタン増粘剤A.1を含むセルフタンニングエマルションの代わりに、ポリウレタンA.2、A.3、A.4またはA.5の1以上を含むセルフタンニングエマルションもまた調製する。
Figure 2013543033
コンディショニングポリマーは、ポリクオタニウム−7、PQ−10、PQ−16、PQ 39、PQ−44、PQ−46、PQ−67、グアーヒドロキシプロピルトリモニウムクロリド、PQ−87およびこれらの組み合わせを意味すると理解される。
ポリウレタン増粘剤A.1を含むコンディショナーシャンプーの代わりに、ポリウレタンA.2、A.3、A.4またはA.5の1以上を含むコンディショナーシャンプーもまた調製する。
Figure 2013543033
コンディショニングポリマーは、ポリクオタニウム−7、PQ−10、PQ−16、PQ 39、PQ−44、PQ−46、PQ−67、グアーヒドロキシプロピルトリモニウムクロリド、PQ−87およびこれらの組み合わせを意味すると理解される。
調製
相AおよびBを別箇に約80℃へ加熱する。
相Cを相Bへ撹拌投入し、次いで相Aを相B/Cへ撹拌投入し、簡単に均質化する。
撹拌しながら、約50°Cへ冷却し、相Dの成分を添加し、約30℃へ撹拌しながら冷却する。相Eの成分を連続して添加し、RTへ撹拌しながら冷却する。簡単に均質化する。
ポリウレタン増粘剤A.1を含むヘアコンディショナーの代わりに、ポリウレタンA.2、A.3、A.4またはA.5の1以上を含むヘアコンディショナーもまた調製する。

Claims (14)

  1. ポリウレタンの製造方法であって、該ポリウレタンは、
    I)少なくとも2つの親水性部分S、
    II)Sとは異なった少なくとも1つの親水性部分P、
    III)少なくとも2つの末端疎水性部分T、
    IV)Tとは異なった少なくとも2つの疎水性部分D
    を含み、
    ここで、
    a)各部分Tへ部分Sが直接結合し、
    b)各部分Sへ少なくとも1つの側で少なくとも1つの部分Dが結合し、
    c)各部分Pへ少なくとも2つの部分Dが結合し、
    ここで、製造を、アルカリ金属、アルカリ土類金属およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの金属の少なくとも1つのカルボン酸塩の存在下で行う、製造方法。
  2. ポリウレタンの少なくとも幾つかは、アロファネートセグメントを含んでなる、請求項1に記載の方法。
  3. ポリウレタンの少なくとも幾つかは、イソシアヌレートセグメントを含んでなる、請求項1または2に記載の方法。
  4. 親水性部分および疎水性部分をポリウレタン中へ導入する物質とは異なった溶媒の量は、反応混合物を基準として0〜10重量%の範囲である、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
  5. 単一段階である、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. I)少なくとも2つの親水性部分Sを
    を含み、
    II)親水性部分P
    を含まず、
    III)少なくとも2つの末端疎水性部分T、
    IV)Tとは異なった少なくとも1つの疎水性部分D
    を含むポリウレタンもまた更に得られ、
    ここで、
    a)各部分Tへ部分Sが直接結合し、
    b)各部分Sへ部分Dが結合する、
    請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
  7. 少なくとも1つの親水性部分Pは、4000〜12000g/モルの数平均分子量を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
  8. 製造を、少なくとも1つのカルボン酸カリウムの存在下で行う、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
  9. 製造を、10ppm未満の錫の存在下で行う、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
  10. 製造を、10ppm未満の亜鉛の存在下で行う、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
  11. いずれの場合にも、
    ・少なくとも1つのアルコキシル化C−C30−アルコール、
    ・少なくとも1つのポリエーテルジオール、および
    ・少なくとも1つのジイソシアネート
    を、ポリウレタンの製造のために用いる、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
    請求項11に記載の方法。
  12. ・少なくとも1つのC−C30−アルコールは、分枝状C12−C30−アルコールであり、
    ・少なくとも1つのポリエーテルジオールは、4000〜12000g/モルの範囲の分子量Mを有し、および
    ・少なくとも1つのジイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネートである、
    請求項11に記載の方法。
  13. 請求項1〜12のいずれかに記載に方法により得られるポリウレタンの、水性調製物における使用。
  14. 請求項1〜12のいずれかに記載の方法により得られる少なくとも1つのポリウレタンを含む調製物。
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