JP2014500382A - 多糖ベースのグラフト共重合体およびそれを含むパーソナルケア用組成物 - Google Patents

多糖ベースのグラフト共重合体およびそれを含むパーソナルケア用組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、多糖を主鎖にし、側鎖としてホスホリルコリン類似基含有単量体を含むグラフト共重合体および前記共重合体を有効成分として含むスキンおよびヘアケア用組成物に関するものである。本発明によるグラフト共重合体は、ホスホリルコリン類似基含有化合物を導入することにより、従来の多糖ベースのグラフト共重合体よりさらに向上した保湿力および優れた生体適合性を示し、それにより、これを含むスキンおよびヘアケア用組成物も改善された保湿力、損傷毛髪の保護力、皮膚親和性、皮膚パリアー機能などを有する。

Description

本発明は、新しいグラフト共重合体およびそれを用いたパーソナルケア用組成物に関し、より詳しくは、多糖(polysaccharide)を主鎖にし、側鎖として他の単量体を含むグラフト共重合体に関する。また、本発明は、前記共重合体を有効成分として含むパーソナルケア用組成物に関する。
従来、セルロースを含む多糖のグラフト共重合体が開発され、ヘアケア用組成物の有効成分として、または織物の染色能を向上させるための用途として用いられてきた。このような共重合体において、多糖基質に導入される単量体としては、ジメチルジアリルアンモニウムハライドが殆ど用いられていた。
例えば、US4,8103,071号は、ヒドロキシエチルセルロース(Hydroxyethyl cellulose、以下、HECと略称する)とジメチルジアリルアンモニウムクロライド(Dimethyldiallyl ammonium chloride)のグラフト共重合体を有効成分として含むヘアケア用組成物を開示している。
しかし、環境汚染、紫外線露出、頻繁なパーマや染色などによるヘアおよび頭皮の損傷が深刻化するにつれて、ヘアへの適用時および適用後により優れた保湿力を示すことができ、より向上した損傷毛髪および頭皮の保護効果を提供すると共に、環境に優しく且つ適切な栄養を供給できる新しいヘアおよびスキン製品に対する要求が益々増加している現状である。
一方、ホスホリルコリン類似基含有重合体は、生体膜に由来するリン脂質類似構造に起因するものであり、血液成分の不活性化、生体物質非吸着性などの生体適合性、防汚性、保湿性などに優れた性質を有すると知られている。また、これらの機能を生かした生体関連材料の開発を目的にしたホスホリルコリン類似基含有重合体の合成およびその用途に関する研究開発が活発に行われている。
このようなホスホリルコリン類似基含有重合体にはホスホリルコリン類似基含有単量体が含まれるが、その中で特に2−(メタクリロイルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート[2−(methacryloyloxy)ethyl−2'−(trimethylammonio)ethylphosphate、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンともいう、以下、MPCと略称する]という単量体は、細胞壁の構成成分であるホスファチジル・コリン(Phosphatidyl choline)と構造的に類似するホスホリルコリン類似基が存在して、優れた生体適合性と優れた保湿性を与えると知られている。
US4,8103,071号公報
本発明は、前記のような背景下、従来のヘアケア用組成物の保湿力および保護力を改善するために導き出されたものであり、本発明の目的は、向上した保湿力と保護力を提供する多糖ベースの新しいグラフト共重合体およびそれを含むヘアおよびスキンケア用組成物を提供することにある。
本発明の上記目的は、主鎖である少なくとも1種の多糖に下記化学式1で表される少なくとも1種のホスホリルコリン類似基含有第1単量体を含むことを特徴とするグラフト共重合体を提供することによって達成される。
また、本発明の上記目的は、エポキシ基を含有する少なくとも1種の4級アンモニウム化合物を含む第2単量体をさらに含むグラフト共重合体によって達成される。
本発明において、前記グラフト共重合体に含まれる多糖とホスホリルコリン類似基含有単量体の含量が各々30〜99.5重量%および0.5〜70重量%であることが好ましい。
[化学式1]

化学式1において、Xは2価の有機残基を示し、Yは炭素数1〜6のアルキレンオキシ基を示し、Zは水素原子またはR−O−CO−(ここで、Rは炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基を示す)を示す。また、Rは水素原子またはメチル基を示し、R、RおよびRは同一または異なる基として、水素原子、炭素数1〜6の炭化水素基またはヒドロキシ炭化水素基を示す、mは0または1であり、nは2〜4の整数である。
また、本発明のグラフト共重合体において、多糖の種類は大きくは制限されないが、保湿性および生体適合性の面でヒドロキシエチルセルロースであることが好ましく、第1単量体および第2単量体の種類も大きくは制限されないが、保湿性および生体適合性の面で、第1単量体は2−(メタクリロイルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート[2−(methacryloyloxy)ethyl−2'(trimethylammonio)ethylphosphate]であることが好ましい。また、本発明のグラフト共重合体は、構成成分として、前記ホスホリルコリン類似基含有単量体以外に他の単量体をさらに含むことができ、例えば、少なくとも1種のジアリルジアルキルアンモニウム塩あるいはエポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドをさらに含むことができる。また、本発明のグラフト共重合体の重量平均分子量は大きくは限定されないが、溶解性および保湿性の面で10000〜2000000であることが好ましい。
本発明の他の目的は、前記グラフト共重合体を有効成分として含むことを特徴とするヘアおよびスキンケア用組成物を提供することによって達成される。
本発明のヘアおよびスキンケア用組成物において、前記グラフト共重合体の含量は大きくは限定されないが、保湿性および保護性の面で0.01〜5重量%であることが好ましい。
本発明によるグラフト共重合体は、多糖にホスホリルコリン類似基含有単量体を導入することにより、従来の多糖含有グラフト共重合体より向上した保湿力および優れた生体適合性を示し、それにより、これを含むヘアおよびスキンケア用組成物も改善された保湿力、損傷皮膚および損傷毛髪の保護力などを有する。
本発明は、ヘアおよびスキン製品に用いることができる多糖ベースの新しいグラフト共重合体に関するものである。本発明のグラフト共重合体は、主鎖である少なくとも1種の多糖に第1単量体および/または第2単量体が側鎖として結合されたグラフト共重合体であって、前記第1単量体は少なくとも1種のホスホリルコリン類似基含有化合物を含み、前記第2単量体はエポキシ基およびアリール基を含有する少なくとも1種の4級アンモニウム陽イオンを含む。また、本発明のグラフト共重合体は、第1単量体および第2単量体以外に他の単量体をさらに含むことができる。
<多糖(polysaccharide)>
本発明の共重合体において、多糖は主鎖(main chain)を構成する。本発明の共重合体に含まれる多糖は、それに該当さえすれば、特に制限されずに用いることができる。例えば、セルロースおよびその誘導体、デンプンおよびその誘導体、色々な植物ガム(Plant gum)などを用いることができ、具体的には、セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、グアーガム(guar gum)、ローカストビーンガム(locust bean gum)、キサンタンガム(xanthan gum)、ガラクトマンノンガム(galcomannon gum)、トウモロコシ、ジャガイモ、小麦、米など由来のデンプン、アミロースなどが挙げられ、これらのC1〜C6アルキル誘導体を含むことができる。これらは、使用する際に単独または混合物として用いることができる。多糖の種類は大きくは制限されないが、セルロースおよびその誘導体が保湿性、生体適合性などの面で好ましく、ヒドロキシエチルセルロースが保湿性の面でより好ましい。
<第1単量体>
本発明の共重合体において、第1単量体は、側鎖(side chain)を構成する。本発明の共重合体に含まれた第1単量体は、下記の化学式1で表される少なくとも1種のホスホリルコリン類似基含有化合物からなる。
[化学式1]

化学式1において、Xは2価の有機残基を示し、Yは炭素数1〜6のアルキレンオキシ基を示し、Zは水素原子またはR−O−CO−(ここで、Rは炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基を示す)を示す。また、Rは水素原子またはメチル基を示し、R、RおよびRは同一または異なる基として、水素原子、炭素数1〜6の炭化水素基またはヒドロキシ炭化水素基を示す。mは0または1であり、nは2〜4の整数である。
化学式1で表されるホスホリルコリン類似基含有化合物としては、例えば、2−((メタ)アクリロイルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、3−((メタ)アクリロイルオキシ)プロピル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、4−((メタ)アクリロイルオキシ)ブチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、5−((メタ)アクリロイルオキシ)ペンチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、6−((メタ)アクリロイルオキシ)ヘキシル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−((メタ)アクリロイルオキシ)エチル−2'−(トリエチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−((メタ)アクリロイルオキシ)エチル−2'−(トリプロピルアンモニオ)エチルホスフェート、2−((メタ)アクリロイルオキシ)エチル−2'−(トリブチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−((メタ)アクリロイルオキシ)プロピル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−((メタ)アクリロイルオキシ)ブチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2((メタ)アクリロイルオキシ)ペンチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−((メタ)アクリロイルオキシ)ヘキシル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(ビニルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(アリルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(p−ビニルベンジルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(p−ビニルベンゾイルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(スチリルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(p−ビニルベンジル)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(ビニルオキシカルボニル)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(アリルオキシカルボニル)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(アクリロイルアミノ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(ビニルカルボニルアミノ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(アリルオキシカルボニルアミノ)エチル−2'−トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(ブテロイルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、2−(クロトノイルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート、エチル−(2'−トリメチルアンモニオエチルホスホリルエチル)フマレート、ブチル−(2'−トリメチルアンモニオエチルホスホリルエチル)フマレート、ヒドロキシエチル−(2'−トリメチルアンモニオエチルホスホリルエチル)フマレート、エチル−(2'−トリメチルアンモニオエチルホスホリルエチル)フマレート、ブチル−(2'−トリメチルアンモニオエチルホスホリルエチル)フマレート、ヒドロキシエチル−(2'−トリメチルアンモニオエチルホスホリルエチル)フマレートなどが挙げられる。ホスホリルコリン類似基含有化合物の種類は大きくは制限されないが、入手性および生体適合性の面で、2−(メタクリロイルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート[2−(methacryloyloxy)ethyl−2'−(trimethylammonio)ethylphosphate、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(2−methacryloyloxyethylphosphorylcholine)ともいう、以下、MPCと略称する]が好ましい。これらは、使用する際に単独または混合物として用いることができる。前記ホスホリルコリン類似基含有化合物中において、「((メタ)アクリロイルオキシ)エチル」などは、アクリロイルオキシエチルとメタクリロイルオキシエチルなどを全て意味する。
本発明の共重合体内における第1単量体の含量は大きくは制限されないが、生体適合性、保湿性および第2単量体との両立性を考慮する時、多糖100重量部当たり0.5〜80重量部が好ましく、1〜60重量部がより好ましく、5〜40重量部が最も好ましい。
<第2単量体>
本発明の共重合体において、第2単量体は側鎖(side chain)を構成する。本発明の共重合体に含まれた第2単量体は、エポキシ基を含有する少なくとも1種の4級アンモニウム化合物からなり、前記エポキシ基を含有する4級アンモニウム化合物は、好ましくは、後述する化学式1に表示されたホスホリルコリン類似基を含有しないことを特徴とする。エポキシ基を含有する4級アンモニウム化合物は、共重合体の溶解度を向上させ、共重合体の毛髪吸着を容易にする役割をし、共重合体の毛髪コンディショニング効果を向上させる。第2単量体は、その種類は大きくは制限されないが、共重合体のコンディショニング効果および商業的な入手容易性などを考慮する時、エポキシアルキルトリアルキルアンモニウムハライドであることが好ましい。この時、前記エポキシアルキルのアルキル基は炭素数が2〜20であり、前記トリアルキルのアルキル基は炭素数が1〜20であり、互いに異なるか同一できることがより好ましい。また、第2単量体は、エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドであることが最も好ましい。
本発明の共重合体内における第2単量体の含量は大きくは制限されないが、共重合体のコンディショニング効果および第1単量体との両立性を考慮する時、多糖100重量部当たり5〜95重量部が好ましく、10〜80重量部がより好ましく、20〜60重量部が最も好ましい。
<他の単量体>
一方、本発明の共重合体は、場合によっては、前記した第1単量体および第2単量体の他に側鎖として他の単量体をさらに含むことができる。他の単量体の種類は大きくは制限されないが、生体適合性および保湿性の面で、水溶性あるいは炭素数4以下のアルコールに溶解できる単量体であることが好ましい。その例としてはジアリルジアルキルアンモニウム塩、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、モノ−またはジ−N−置換アクリルアミドおよびメタクリルアミド、アクリロニトリル、ビニルピロリドン、ナトリウムまたはアンモニウムスチレンスルホネート、ヒドロキシアルキルアクリレートおよびメタクリレートなどが挙げられるが、必ずしもこれらに制限されるものではない。これらは、使用する際に単独または混合物として用いることができる。
より好ましくは、他の単量体としてジアリルジアルキルアンモニウム塩を含む。この時、ジアリルジアルキルアンモニウム塩において、アルキルは炭素数1〜12であり、その純度は大きくは制限されない。また、前記ジアリルジアルキルアンモニウム塩は、好ましくはジアリルジアルキルアンモニウムハライド、より好ましくはクロライドまたはブロマイドである。その具体的な例としては、N,N−ジアリル−N,N−ジメチルアンモニウムクロライド、N,N−ジアリル−N,N−ジエチルアンモニウムクロライド、N,N−ジアリル−N−メチル−N−ドデシルアンモニウムクロライド、N,N−ジアリル−N−メチル−N−ブチルアンモニウムクロライド、N,N−ジアリル−N−メチル−N−オクチルアンモニウムクロライド、N,N−ジアリル−N−メチル−N−デシルアンモニウムクロライド、N,N−ジアリル−N,N−ジメチルアンモニウムブロマイド、N,N−ジアリル−N,N−ジエチルアンモニウムブロマイド、N,N−ジアリル−N−メチル−N−ドデシルアンモニウムブロマイド、N,N−ジアリル−N−メチル−N−ブチルアンモニウムブロマイド、N,N−ジアリル−N−メチル−N−オクチルアンモニウムブロマイド、N,N−ジアリル−N−メチル−N−デシルアンモニウムブロマイドなどが挙げられる。
本発明の共重合体内における第1単量体および第2単量体を除いた他の単量体の含量は大きくは制限されないが、生体適合性、保湿性および第1単量体または第2単量体との両立性を考慮する時、多糖100重量部当たり0.5〜50重量部が好ましく、1〜40重量部がより好ましく、1.5〜20重量部が最も好ましい。
本発明の共重合体が第2単量体を含まずに多糖と第1単量体を含む場合、最終共重合体内に多糖を30〜99.5重量%、ホスホリルコリン類似基含有単量体を0.5〜70重量%含むように構成することが好ましい。しかし、本発明の共重合体が前記の2つの成分以外に他の単量体をさらに含む場合、本発明の共重合体は、例えば、多糖30〜99.5重量%、ホスホリルコリン類似基含有単量体0.45〜69.95重量%および他の単量体0.05〜69.55重量%を含むことができる。この時、本発明の共重合体が各構成成分を前記範囲内で含めば、毛髪保湿性、柔軟性、ボリューム感などの使用感が増大するという点で好ましい。
また、本発明の共重合体の分子量は、通常、重量平均分子量で10000〜2000000の範囲を有することが好ましい。本発明の共重合体の窒素含量は大きくは限定されないが、0.2%〜2.5%であることが保湿性、柔軟性などの面で好ましい。本発明の共重合体の1%水溶液粘度も特に制限されないが、例えば10〜2000cPs、好ましくは30〜1500cPsであってもよい。本発明は、共重合体が前述した構成成分およびこれらの範囲を満たす時に、皮膚および毛髪の保湿性、皮膚親和性、柔軟性、毛髪のボリューム感などの使用感が増大するという点で好ましい。
<多糖ベースの新規共重合体の製造>
本発明による多糖ベースの新規共重合体は、多糖に第1単量体および第2単量体を同時にグラフト結合させる方法で製造されてもよく、多糖に第2単量体を先にグラフト結合させ、次に第1単量体を結合させる方法で製造されてもよい。以下では、多糖に第2単量体および第1単量体を順にグラフト結合させて共重合体を製造する方法について説明する。
先ず、反応器にアルコールと水を投入し、これに多糖および第2単量体を投入した後、約20〜30℃で攪拌して溶解させる。次に、塩基水溶液を反応器に投入し、攪拌後、約40〜70℃に昇温させる。昇温した温度を維持しながらグラフト結合反応を行い、次に酸水溶液を投入してグラフト結合反応を終結させる。グラフト反応の終結後、アルコールと蒸留水を反応器に投入し攪拌して反応生成物を希釈し、希釈した反応生成物を濾過、洗浄、および乾燥して、第2単量体がグラフト結合された多糖ベースの共重合体を収得する。
第2単量体がグラフト結合された多糖に第1単量体をグラフト結合させるために、溶媒および乳化剤の存在下で通常のラジカル重合方法などを使うことができる。例えば、US4,131,576号、US4,464,523号などに記載された製造方法を参考することができるが、具体的に説明すれば次の通りである。反応器に溶媒と乳化剤を添加し、これにホスホリルコリン類似基含有化合物を水と共に添加した後、フリーラジカル重合触媒剤を添加し、次に第2単量体がグラフト結合された多糖を添加した後、40〜100℃に昇温させて30分〜72時間重合反応させることによって製造されることができる。好ましくは、回収した共重合体を再び反応器において、適切な溶媒、例えばイソプロパノールなどで1回〜数回洗浄した後、濾過乾燥して粉砕・包装することによって最終製品を得ることができる。この時、共重合体の製造は、好ましくは、窒素、アルゴンなどのような不活性ガス雰囲気下で行われる。溶媒は特に制限されないが、第2単量体がグラフト結合された多糖を分散できるものが好ましく、具体的には、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、イソパラフィン、トルエン、ミネラルオイルなどを各々単独でまたは混合して用いることができる。また、乳化剤も通常の乳化剤であれば、大きくは制限されず、具体的には、ヒドロキシエチレン化されたノニルフェノール(Hydroxyethylated nonyl phenols)、ヒドロキシエチレン化された長鎖モノカルボン酸および脂肪酸(Hydroxyethylated long−chain monocarboxylic acids and fatty acids)、ソルビトールの脂肪酸エステル、ソルビトールのヒドロキシエチレン化された脂肪酸エステル(Hydroxyethylated fatty acid esters)、アルキルアリールスルホネート、ラウリルサルフェートまたはスルホコハク酸エステル(sulfosuccinic acid ester)のような線形アルキルスルホネートおよびサルフェート(linear alkyl sulfonates and sulfates)などが挙げられる。前記乳化剤の具体的な商品名としては、Span 60および80(Hercules、Inc.)、Brij 92(Hercules、Inc.)、Igepal 990(GAF)、Triton X(Rohm and Haas Co.)、Calsoft 30(Pilot Chemical Co.)などがある。また、フリーラジカル重合触媒剤も通常のラジカル重合触媒剤であれば、大きくは制限されないが、好ましくは、(NH、K、Na、アゾ化合物、Redox開始剤、水などを用いることができる。
<ヘアケア用組成物1>
本発明の他の側面は、前述した多糖ベースの新規グラフト共重合体1を有効成分として含むヘアケア用組成物に関するものである。本発明によるヘアケア用組成物内における多糖ベースのグラフト共重合体の含量は大きくは制限されないが、使用感、保湿感、および他の構成成分との両立性を考慮する時、組成物の全体重量を基準に0.01〜5重量%であることが好ましく、0.1〜4重量%であることがより好ましい。
本発明のヘアケア用組成物1は、前述した第1単量体および第2単量体がグラフト結合された多糖ベースのグラフト共重合体を有効成分として含む。エポキシ基を含有する4級アンモニウム陽イオンは優れた毛髪吸着性を与え、ホスホリルコリン類似基含有化合物は優れた生体適合性と優れた保湿性を与えるため、これを多糖に導入した本発明の共重合体を含むヘアケア用組成物も従来の他の単量体を導入した多糖含有共重合体を含むヘアケア用組成物より、さらに向上した生体適合性および溶解性と、顕著に改善された保湿力、損傷毛髪の保護効果などを示す。
本発明のヘアケア用組成物1は、前記したグラフト共重合体に対する適切なキャリア、界面活性剤、香り成分、乳白剤(opacifier)、結合補助剤(combing aids)、タンパク質、エアロゾル推進剤(aerosol propellents)、増粘剤(thickener)、ゲル化剤(gelling agent)などの通常の添加剤を1種以上含むことができる。
また、本発明のヘアケア用組成物1は、その剤形に大きくは制限されず、例えば、シャンプー、リンス、ヘア固定用ワックス、ヘアケア用コンディショナーなどを含む各種の剤形に製造されることができる。また、その他にも本発明の組成物は、スキンケア用の製品に用いられて、保湿および皮膚保護の効果を与えることができる。
<スキンケア用組成物2>
本発明のスキンケア用組成物2は、前記多糖ベースの新規グラフト共重合体を有効成分として含み、スキンケア用組成物は、含量に大きい制限はないが、上述した共重合体を0.01〜2重量%、好ましくは0.05〜0.5重量%含む。前記範囲内で含めば、使用感、保湿感、皮膚保護などに有利である。前記新規グラフト共重合体は、多糖およびホスホリルコリン類似基含有単量体を含むグラフト共重合体である。ホスホリルコリン類似基含有単量体は、優れた生体適合性と優れた保湿性を与えるため、これを多糖に導入した本発明の共重合体を含むスキンケア用組成物も従来の他の単量体を導入した多糖含有共重合体を含むスキンケア用組成物より、さらに向上した生体適合性および溶解性と、顕著に改善された保湿力、損傷皮膚の保護効果などを示す。
本発明のスキンケア用組成物2は、前記したグラフト共重合体に対する適切なキャリア、界面活性剤、香り成分、乳白剤(opacifier)、結合補助剤(combing aids)、タンパク質、エアロゾル推進剤(aerosol propellents)、増粘剤(thickener)、ゲル化剤(gelling agent)などの通常の添加剤を1種以上含むことができる。
また、本発明のスキンケア用組成物2は、その剤形に大きくは制限されず、例えば、乳液、クリーム、化粧水、スキンケア用コンディショナーなどを含む各種の剤形に製造されることができる。また、その他にも本発明の組成物は、ヘアケア用の製品に用いられて、保湿および皮膚保護の効果を与えることができる。
以下、本発明を実施例を通じてより具体的に説明する。但し、下記の実施例は本発明をより明確に説明するだけのものであって、本発明の保護範囲を限定するものではない。
[多糖ベースのグラフト共重合体1の製造]
製造例1(エポキシ基を含有する4級アンモニウム化合物およびホスホリルコリン類似基含有化合物が結合された多糖ベースのグラフト共重合体1の製造)
反応器にイソプロピルアルコール250g、および蒸留水25gを投入し、攪拌して混合した後、反応器にMPC 8gを蒸留水3gに溶かしたMPC溶液を攪拌中の反応器に投入した。次に、pH調節剤としてEDTA−2Na 0.102gおよび触媒としてAIBN(azobisisobutyronitrile)0.2gを反応器に投入し、約20分間攪拌した。次に、製造例1において、2,3−エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドが結合された多糖ベースのグラフト共重合体40gを反応器に投入し、窒素置換を約10分間行った後、反応器の温度を約70℃に昇温し、70±2℃の温度に6時間の間維持してグラフト結合反応させた。この時、昇温10分前から窒素置換を始めて反応完了時までに維持した。反応完了後、反応生成物を濾過し、再び90%イソプロピルアルコール水溶液で洗浄し、再濾過した後に乾燥し、2,3−エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドおよびMPCが結合された多糖ベースのグラフト共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は2.0%であり、1%水溶液の粘度は約1100cPsであった。
比較製造例1(エポキシ基を含有する4級アンモニウム化合物が結合された多糖ベースのグラフト共重合体の製造)
反応器にイソプロピルアルコール1489g、および蒸留水165.5gを投入し、攪拌して混合した後、ヒドロキシエチルセルロース450gを投入し、約25℃で10分間攪拌した。次に、反応器に2,3−エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド185gを投入し、15分間攪拌した後、約10%濃度の水酸化ナトリウム水溶液57gを4分間反応器に投入し、20分間攪拌した。次に、反応器の温度を50〜55℃に昇温した後、約6時間の間維持して反応させ、氷酢酸17.5gを投入して反応を終結させた。次に、反応器に90%イソプロピルアルコール水溶液1000gを投入して反応生成物を希釈し、希釈した反応生成物を濾過した後、再び90%イソプロピルアルコール水溶液で洗浄し、再濾過した後に乾燥し、2,3−エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドが結合された多糖ベースの重合体を収得した。
[多糖ベースのグラフト共重合体2の製造]
比較製造例2
250ML反応器にIsopar E 126g、乳化剤としてSpan−80 1.95gおよびTriton X−100 1.95gを入れ、pH調節剤としてEDTA−2Na 0.012g、NaHPO 1.9gを添加し、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド(純度63%、以下、DADMACと略称する)15gを投入した。触媒として(NH 0.26gとHO 5.2gを溶かし入れた後、次に、ヒドロキシエチルセルロース(以下、HECと略称する)40gを添加して重合反応をさせた。1時間の間に70℃に昇温した後、68〜72℃で6時間重合させた。この時、昇温30分前から窒素置換を始めて反応完了時までに維持した。重合液を濾過し、室温で真空乾燥を48時間行って共重合体を収得した。得られた共重合体を再び250ML反応器においてイソプロパノール63.3gを用いて45℃で2時間2次洗浄を行った後、濾過および乾燥し、20メッシュに粉砕して最終共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は1.5%であり、1%水溶液の粘度は500cPsであった。
製造例2
DADMAC 15gの代わりに、DADMAC 15gとMPC 8gを蒸留水10gに溶かしたMPC溶液を用いたことを除いては、比較製造例2と同様の方法により、MPCおよびDADMACが結合された多糖ベースのグラフト共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は2.0%であり、1%水溶液の粘度は300cPsであった。
製造例3
DADMAC 15gの代わりに、DADMAC 15g、MPC 8g、2−Hydroxy ethyl acrylate(以下、略称2−HEA)4gを蒸留水10gに溶かしたMPC溶液を用いたことを除いては、比較製造例2と同様の方法により、MPC、DADMACおよび2−HEAが結合された多糖ベースのグラフト共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は1.95%であり、1%水溶液の粘度は350cPsであった。
製造例4
DADMAC 15gの代わりに、DADMAC 15g、MPC 8g、Stearyl acrylate(以下、略称SA)4gを蒸留水10gに溶かしたMPC溶液を用いたことを除いては、比較製造例2と同様の方法により、MPC、DADMACおよびSAが結合された多糖ベースのグラフト共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は1.97%であり、1%水溶液の粘度は550cPsであった。
比較製造例3
DADMAC 15g、MPC 8g、2−HEA 4gを蒸留水10gに溶かしたMPC溶液の代わりに、DADMAC 15g、2−HEA 4gを蒸留水10gに溶かした溶液を用いたことを除いては、製造例3と同様の方法により、DADMACおよび2−HEAが結合された多糖ベースのグラフト共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は1.45%であり、1%水溶液の粘度は300cPsであった。
比較製造例4
DADMAC 15g、MPC 8g、SA 4gを蒸留水10gに溶かしたMPC溶液の代わりに、DADMAC 15g、SA 4gを蒸留水10gに溶かした溶液を用いたことを除いては、製造例4と同様の方法により、DADMACおよびSAが結合された多糖ベースのグラフト共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は1.52%であり、1%水溶液の粘度は500cPsであった。
[多糖ベースのグラフト共重合体3の製造]
製造例5
反応器にイソプロピルアルコール250g、および蒸留水25gを投入し、攪拌して混合した後、反応器にMPC 12gを蒸留水6gに溶かしたMPC溶液を攪拌中の反応器に投入した。次に、pH調節剤としてEDTA−2Na 0.102gおよび触媒としてAIBN(azobisisobutyronitrile)0.2gを反応器に投入し、約20分間攪拌した。次に、HEC 40gを反応器に投入し、窒素置換を約10分間行った後、反応器の温度を約70℃に昇温し、70±2℃の温度に6時間の間維持してグラフト結合反応させた。この時、昇温10分前から窒素置換を始めて反応完了時までに維持した。反応完了後、反応生成物を濾過し、再び90%イソプロピルアルコール水溶液で洗浄し、再濾過した後に乾燥し、MPCが結合された多糖ベースのグラフト共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は1.4%であり、1%水溶液の粘度は約600cPsであった。
製造例6
製造例5において、MPC 12gを蒸留水6gに溶かしたMPC溶液の代わりに、MPC 12gと2−HEA 4gを水に溶かした溶液を用いたことを除いては、製造例5と同様の方法により、MPCと2−HEAが結合された多糖ベースのグラフト共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は1.35%であり、1%水溶液の粘度は550cPsであった。
製造例7
製造例5において、MPC 12gを蒸留水6gに溶かしたMPC溶液の代わりに、MPC 12gとStearyl acrylate 4gを水に溶かした溶液を用いたことを除いては、製造例5と同様の方法により、MPCとStearyl acrylateが結合された多糖ベースのグラフト共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は1.37%であり、1%水溶液の粘度は750cPsであった。
比較製造例5
製造例5において、MPC 12gを蒸留水6gに溶かしたMPC溶液の代わりに、2−HEA 4gを蒸留水6gに溶かした溶液を用いたことを除いては、製造例5と同様の方法により、2−HEAが結合された多糖ベースのグラフト共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は0.10%であり、1%水溶液の粘度は2000cPsであった。
比較製造例6
製造例5において、MPC 12gを蒸留水6gに溶かしたMPC溶液の代わりに、Stearyl acrylate 4gを用いたことを除いては、製造例5と同様の方法により、Stearyl acrylateが結合された多糖ベースのグラフト共重合体を収得した。この時、得られた最終共重合体の窒素含量は0.1%であり、1%水溶液の粘度は2750cPsであった。
[ヘアケア用組成物の製造]
実施例1
水40.05gを混合槽に入れて加温しながら製造例1で製造した共重合体0.8gを入れた後、プロピレングリコール1gを入れ、75℃に加温した。
ラウリル硫酸ナトリウム(Sodium lauryl sulfate)18g、ラウレス硫酸ナトリウム(Sodium laureth sulfate)17g、ココ脂肪酸ジエタノールアミド(Cocofatty acid diethanolamide)2.5g、コカミドプロピルベタイン(Cocamido propyl betain)8g、ソイアミドプロピルアミンオキサイド(Soyamidopropylamine oxide)3g、セテアリルアルコール(Cetearyl alcohol)0.5g、ジナトリウムココアンホジアセテート(Disodium Cocoamphodiacetate)2g、エチレングリコールジステアレート(Ethylene glycol distearate)0.6g、ポリグリセリル−2カプレート(Polyglyceryl−2 caprate)2g、シクロペンタシロキサン(および)ジメチコノール(Cyclopentasiloxane and Dimethiconol)0.5g、ジメチコーン(Dimethicone)1gおよびテトラナトリウムEDTA(Tetrasodium EDTA)0.05gを前記混合槽に投入し、75℃で均一になるまでに30分程度混合した後、45℃に冷却した。
次に、アランチオン(Alantion)0.05g、メチルクロロイソチアゾリノン&メチルイソチアゾリノン(Methyl chloroisothiazolinone & Methyl isothiazolinone)0.05g、DL−パンテノール(DL−Panthenol)0.1g、クエン酸0.5gおよび香り成分(Fragrance)0.3gを前記混合槽に投入し、45℃で均一になるまで混合することにより、本発明のヘアケア用組成物100gを製造した。
実施例2
製造例2で製造した共重合体を用いたことを除いては、実施例1と同様に実施してヘアケア用組成物を製造した。
実施例3
製造例3で製造した共重合体を用いたことを除いては、実施例1と同様に実施してヘアケア用組成物を製造した。
実施例4
製造例4で製造した共重合体を用いたことを除いては、実施例1と同様に実施してヘアケア用組成物を製造した。
比較例1
比較製造例1で製造した共重合体を用いたことを除いては、実施例1と同様に実施してヘアケア用組成物を製造した。
比較例2
比較製造例2で製造した共重合体を用いたことを除いては、実施例1と同様に実施してヘアケア用組成物を製造した。
比較例3
比較製造例3で製造した共重合体を用いたことを除いては、実施例1と同様に実施してヘアケア用組成物を製造した。
比較例4
比較製造例4で製造した共重合体を用いたことを除いては、実施例1と同様に実施してヘアケア用組成物を製造した。
[ヘアケア用組成物1の損傷毛髪の保護効果テスト]
実施例1〜4および比較例1〜4で製造した各々のヘアケア用組成物を、洗う時の使用感、濡れた状態の櫛通り性、乾燥後の櫛通り性、毛髪のボリューム感、毛髪のツヤなどに関し、パネルテストを通じて毛髪の保護効果をテストした。その結果を下記の表1〜表5に示す。
[スキンケア用組成物の製造]
実施例5
水81.91gを混合槽に入れて加温しながら製造例5で製造した共重合体0.25gを入れた後、1,3−Butylene glycol 10gを入れ、75℃に加温した。
Methyl Glucoside(EO 10)0.5g、Dipropylene glycol 0.5g、Glycerine Glycerylacrylate/acrylic acid copolymer 0.3g、Zantan gum(2%)2g、Disodium EDTA 0.02g、Methyl paraben 0.1g、Phenoxy ethanol 0.15g、Allantoin 0.02g、DL−Panthenol 0.2g、PEG−40 Hydrogenated caster oil 0.4g、を前記混合槽に投入し、75℃で均一になるまで30分程度混合した後、45℃に冷却した。
次に、Ethyl alcohol 3.5gおよび香り成分(Fragrance)0.15gを前記混合槽に投入し、45℃で均一になるまで混合することにより、本発明のスキンケア用組成物100gを製造した。
実施例6
製造例6で製造した共重合体を用いたことを除いては、実施例5と同様に実施してスキンケア用組成物を製造した。
実施例7
製造例7で製造した共重合体を用いたことを除いては、実施例5と同様に実施してスキンケア用組成物を製造した。
比較例5
比較製造例5で製造した共重合体を用いたことを除いては、実施例5と同様に実施してスキンケア用組成物を製造した。
比較例6
比較製造例6で製造した共重合体を用いたことを除いては、実施例5と同様に実施してスキンケア用組成物を製造した。
比較例7
製造した共重合体の代わりにHECを用いたことを除いては、実施例5と同様に実施してスキンケア用組成物を製造した。
[スキンケア用組成物の効果テスト]
陰イオン界面活性剤であるSodium dodecyl sulfateを毎日皮膚に塗ると、皮膚刺激を誘発し、その刺激によって皮膚が乾燥し、皮膚に紅斑が生成され、皮膚バリア機能の低下によって水分が失われるが、実施例5〜7および比較例5〜7で製造した各々のスキンケア用組成物が皮膚の機能を回復し維持するか確認するために、皮膚水分増加率、紅斑、経皮水分喪失量をテストした。
試験方法は、Sodium dodecyl sulfate 5%水溶液を被験者の前腕内側に5分間処理し、室温で乾燥させてから1時間経過後、試験部位の皮膚水分、紅斑、経皮水分喪失量を測定して初期測定値にする。
毎日Sodium dodecyl sulfate 5%水溶液(以下、SDS水溶液)を被験者の前腕内側に1回塗布してから、2時間後、6時間後に実施例5〜7および比較例5〜7で製造した各々のスキンケア用組成物を2回塗布する。2週間に毎日繰り返し行った後、各試験部位の皮膚水分、紅斑、経皮水分喪失量を測定して最終測定値にする。各試験部位別の最終測定値と初期測定値とを比較して皮膚改善効果を評価する。各々に対する皮膚測定は5回繰り返し行い、被験者は20〜40才の10人を対象に実施して平均値を求めた。
試験機器は、ドイツのCK Electronic GMBH社のMexameter MX18、Corneometer CM825、Tewameter TM300を使い、その結果を下記の表6〜表8に示す。
以上のように本発明を前記の実施例によって説明したが、本発明が必ずしもこれらに限定されるものではなく、本発明の範疇と思想を逸脱しない範囲内で様々な変形実施が可能であることは言うまでもない。また、本発明の本質的な範疇を外れることがなくても多くの変形を実施して特定状況および材料を本発明の教示内容に採用することができる。したがって、本発明の保護範囲は、本発明を実施するのに計画された最上の様式として開示された特定の実施態様に限定されるものではなく、本発明に添付した特許請求の範囲に属する全ての実施態様を含むと解釈しなければならない。
本発明のグラフト共重合体は、向上した保湿力および優れた生体適合性を示し、それにより、これを含むヘアおよびスキンケア用組成物も改善された保湿力、損傷毛髪の保護、皮膚親和性、皮膚バリア機能のために有用に用いられる。

Claims (13)

  1. 主鎖である少なくとも1種の多糖に下記化学式1で表される少なくとも1種のホスホリルコリン類似基含有第1単量体を含むことを特徴とするグラフト共重合体。
    [化学式1]

    化学式1において、Xは2価の有機残基を示し、Yは炭素数1〜6のアルキレンオキシ基を示し、Zは水素原子またはR−O−CO−(ここで、Rは炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜10のヒドロキシアルキル基である)を示し、Rは水素原子またはメチル基を示し、R、RおよびRは同一または異なる基として、水素原子、炭素数1〜6の炭化水素基またはヒドロキシ炭化水素基を示し、mは0または1であり、nは2〜4の整数である。
  2. 前記グラフト共重合体は、エポキシ基を含有する少なくとも1種の4級アンモニウム化合物を含む第2単量体をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のグラフト共重合体。
  3. 前記グラフト共重合体に含まれる前記多糖と前記第1単量体の含量は、各々、30〜99.5%および0.5〜70%であることを特徴とする、請求項1に記載のグラフト共重合体。
  4. 前記多糖は、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルプロピルセルロース、グアーガム、ガラクトマンノンガム、ローカストビーンガム、デンプンであることを特徴とする、請求項1に記載のグラフト共重合体。
  5. 前記グラフト共重合体内における第1単量体の含量は、多糖100重量部当たり0.5〜50重量部であることを特徴とする、請求項2に記載のグラフト共重合体。
  6. 前記グラフト共重合体内における前記第2単量体の含量は、多糖100重量部当たり5〜50重量部であることを特徴とする、請求項2に記載のグラフト共重合体。
  7. 前記第2単量体は、エポキシアルキルトリアルキルアンモニウムハライドであり、前記エポキシアルキルのアルキル基は炭素数が2〜20であり、前記トリアルキルのアルキル基は炭素数が1〜20であり、互いに異なるか同一であることを特徴とする、請求項6に記載のグラフト共重合体。
  8. 前記第2単量体は、エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドであることを特徴とする、請求項7に記載のグラフト共重合体。
  9. 前記第1単量体は、2−(メタクリロイルオキシ)エチル−2'−(トリメチルアンモニオ)エチルホスフェート[2−(methacryloyloxy)ethyl−2'−(trimethylammonio)ethylphosphate]であることを特徴とする、請求項1に記載のグラフト共重合体。
  10. 前記グラフト共重合体は、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド、2−ヒドロキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、ブチルアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、エチルアクリレート、メチルアクリレートメチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ナトリウムアクリロイルジメチルタウレートモノマーを1種または2種以上混合してさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のグラフト共重合体。
  11. 前記グラフト共重合体は、重量平均分子量が1000〜2000000であることを特徴とする、請求項1に記載のグラフト共重合体。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のグラフト共重合体を有効成分として含むことを特徴とするスキンおよびヘアケア用組成物。
  13. 前記グラフト共重合体の含量は、組成物の全体重量を基準に0.01〜5重量%であることを特徴とする、請求項12に記載のスキンおよびヘアケア用組成物。
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