JP2014515042A - 二峰性エマルジョン - Google Patents

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Abstract

少なくとも70重量パーセントの
非乳化疎水性油として提供される疎水性油を含有する第1の分散相及び、
少なくとも1つの界面活性剤を含有する水連続シリコーンエマルジョンから提供されるシリコーンを含有する第2の分散相を含む、二峰性水連続エマルジョンを開示する。
【選択図】なし

Description

(関連出願の相互参照)
本願は、2011年3月3日に出願された米国出願第61/448849号及び2011年11月11日に出願された米国出願第61/558687号の利益を主張する。
多くの開発がエマルジョンの分野においてなされてきたが、依然として長期にわたるいくつかの必要性が存在する。例えばエマルジョンの固体のパーセントが増加すると、大半のエマルジョンにおいて、粘度も増加する。75重量%を超える固体レベルを有するエマルジョンは、非常に粘稠になり、注入不可能である。そのような粘稠な組成物の取り扱いは困難であるため、これは、多くの用途において、そのようなエマルジョン製品を事実的に使用不可能にする。
本分野で長期にわたり必要とされている別の問題は、最少量の界面活性剤でエマルジョンを安定させることである。これは、エマルジョンが建築用保護コーティング剤等のコーティング剤を形成するために使用されるとき、特に必要である。エマルジョンから形成されるコーティング剤上の残留界面活性剤は、疎水性の減少及び/又は不十分な耐汚れ性等のコーティング剤の物理的な性質プロファイルに対していくつかの有害作用を有する場合がある。最少量の界面活性剤を含むエマルジョンを使用することは、パーソナルケア製品における用途、特に、残留界面活性剤が皮膚の炎症をもたらす場合がある皮膚及び美容配合物においても非常に望ましい。
シリコーンエマルジョン中の溶剤、未反応シロキサン、触媒残渣、環状重合副生成物、及び他の不純物の存在を減らすことは、当該技術分野での現在進行中の課題である。他の理由の中でも、そのような不純物を減少させる必要性は、そのような不純物の存在がエマルションの安定性を低下させるか、又は規制条件がそれらの存在の除去若しくは低減を要求する下流用途(例えば、医療、美容、及びパーソナルケア用途)と、そのような不純物が不適合であるときに生じる。特に、シリコーンエマルジョン中のオクタメチルシクロテトラシロキサン及びデカメチルシクロペンタシロキサンなどのシクロシロキサンの存在を減らすことに関心がある。
Gloverらの米国特許第4,824,877号は、高ポリマー含量のシリコーンエマルジョンを教示している。より具体的には、Gloverは、100重量部の高ポリマー含量を有するポリジオルガノシロキサンマクロエマルジョンを、1〜70重量部の高ポリマー含量のポリジオルガノシロキサンマイクロエマルジョンと混合することにより、ポリマー含量は高いが、比較的低粘度のポリジオルガノシロキサンのエマルジョンを教示している。しかしながら、Gloverのプロセスは、マクロエマルジョンとマイクロエマルジョンとの混合に基づくため、Gloverのエマルジョンは依然として、高濃度の界面活性剤及びシクロシロキサンを含有し得る。
Narulaの米国特許第4,874,547号は、二峰性シリコーンエマルジョンを教示している。Narulaは、一般に、水中シリコーンエマルジョン、具体的には、非イオン性界面活性剤のみを使用して、粘度が高いシリコーンを水中に乳化するためのプロセス、及びそれから得られるエマルジョンに関する。特定の態様において、Narulaは、25℃で少なくとも30,000センチポアズの粘度を有するポリジメチルシロキサンと、実質量の揮発性ポリジメチルシロキサンとを含む二峰性シリコーン流体を乳化するためのプロセスに関する。
よって、注入可能なまま、固体含量が高いエマルジョン製品を提供するプロセスを同定する必要性が存在する。エマルジョン製品、特に固体含量が高いエマルジョンにおける界面活性剤の濃度を低下させる必要性が更に存在する。また、シクロシロキサン濃度の含量を低下させたシリコーンエマルジョンを提供する必要性が更に存在する。
本発明の発明者は、他の方法によって調製された、固体含量が同様のエマルジョンより低い粘度を有する固体含量が高いエマルジョンを提供するプロセスを開発した。本開示は、少なくとも70重量パーセントの
非乳化疎水性油として提供される疎水性油を含有する第1の分散相及び、
少なくとも1つの界面活性剤を含有する水連続シリコーンエマルジョンから提供されるシリコーンを含有する第2の分散相を含む、二峰性水連続エマルジョンに関する。
本開示は、少なくとも70重量パーセントの
非乳化疎水性油として提供される疎水性油を含有する第1の分散相及び、
少なくとも1つの界面活性剤を含有する水連続シリコーンエマルジョンから得られるシリコーンを含有する第2の分散相を含む、二峰性水連続エマルジョンに関する。
本発明の二峰性エマルジョンは、2つの異なる分散相を有する水連続エマルジョンである。本明細書で使用される「分散相」とは、エマルジョンの連続水相に懸濁された水不溶性粒子を指す。第1の分散相は、有機油又はシリコーンのいずれかであり得る疎水性油を含有する。独立した第2の分散相は、前に生成された水連続エマルジョンから得られるシリコーンを含有する。それぞれの分散相は、エマルジョンにおけるそれ自体の平均粒径、換言すれば、「二峰性」分布を示す2つの独立した分散相の平均粒径を特徴とし得る。
第1の分散相
二峰性エマルジョンは、疎水性油を含有する第1の分散相(本明細書において成分Aと称す)を含有する。本発明の二峰性エマルジョンの第1の分散相中の疎水性油(A)は、予め乳化されていなかった。換言すれば、第1の分散相中の疎水性油は、純粋な又は未乳化の疎水性油に由来する。疎水性油(A)は、a)有機油、b)シリコーン、又はそれらの組み合わせから選択され得る。
疎水性油(A)は、様々な有機化合物又は有機ポリマーから選択され得る。この実施形態では、疎水性油相は、有機油相であると考えられ、即ち、この分散相の大部分が有機化合物又は有機ポリマーを含むということである。有機油は、炭化水素、天然脂肪若しくは天然油に由来する油、有機ポリマー、又はそれらの混合物から選択され得る。
好適な有機油成分は、ココナッツ油等の天然油、鉱油及び水素添加ポリイソブテン等の炭化水素、オクチルドデカノール等の脂肪族アルコール、C12〜C15アルキル安息香酸塩等のエステル、プロピレンジペラルガネート(dipelarganate)等のジエステル、及びグリセリルトリオクタノエート(trioctanoate)等のトリエステルを含むが、これらに限定されない。
有機油組成物は、構造RCO−OR’を有するエステルから選択され得、式中、RCOはカルボン酸ラジカルを表し、OR’は、アルコール残基である。これらのエステル有機油の例としては、イソノナン酸イソトリデシル、ジヘプタン酸PEG−4、ネオペンタン酸イソステアリル、ネオペンタン酸トリデシル、オクタン酸セチル、パルミチン酸セチル、リシノール酸セチル、ステアリン酸セチル、ミリスチン酸セチル、ココジカプリレート(coco-dicaprylate)/カプレート(caprate)、イソステアリン酸デシル、オレイン酸イソデシル、ネオペンタン酸イソデシル、ネオペンタン酸イソヘキシル、パルミチン酸オクチル、リンゴ酸ジオクチル、オクタン酸トリデシル、ミリスチン酸ミリスチル、オクトドデカノール、若しくはオクチルドデカノール、アセチル化ラノリンアルコール、酢酸セチル、イソドデカノール、ポリグリセリル−3−ジイソステアレートの混合物、又はそれらの混合物が挙げられる。
好適な天然油は、ひまし油、ラノリン及びラノリン誘導体、クエン酸トリイソセチル、セスキオレイン酸ソルビタン、C10〜18トリグリセリド、カプリル酸/カプリン酸/トリグリセリド、ココナッツ油、コーン油、綿実油、トリアセチルヒドロキシステアリン酸グリセリル、トリアセチルリシノール酸グリセリル、トリオクタン酸グリセリル、水素化ひまし油、亜麻仁油、ミンク油、オリーブ油、パーム油、ひまし油、イリッペ脂、菜種油、大豆油、ヒマワリ種子油、松根油、獣脂、トリカプリン、トリヒドロキシステアリン、トリイソステアリン、トリラウリン、トリイノレイン、トリミリスチン、トリオレイン、トリパルミチン、トリステアリン、クルミ油、小麦粉芽油、コレステロール、又はそれらの組み合わせを含む。
一実施形態では、有機油は、ポリブテン又はポリイソブチレン、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリスルフィド、エポキシ官能性ポリマー等の有機ポリマー、並びにこれらの有機ポリマーを含有するコポリマー若しくはターポリマー、又はそれらのいずれかの混合物を含有する。本発明のプロセスにおいて成分A)として使用するのに好適な代表的な非限定的な有機ポリマーの例としては、商標名Indopol(登録商標)及びPanalane(登録商標)でINEOS Oligomers(INEOS Oligomers,League City,Texas)により販売されているポリブテンが挙げられる。
疎水性油(A)は、様々なシリコーンポリマーから選択され得る。この実施形態では、疎水性油相は、シリコーン油相であると考えられ、即ち、この分散相の大部分がシリコーンポリマーを含むということである。本明細書で使用される「シリコーン」とは、少なくとも1つのオルガノポリシロキサンを含有する組成物を指す。オルガノポリシロキサンは、(RSiO1/2)、(RSiO2/2)、(RSiO3/2)、又は(SiO4/2)シロキシ単位から独立して選択されるシロキシ単位を含有するポリマーであり、式中、Rは任意の有機基、あるいはRは1〜30個の炭素を含有する炭化水素基、あるいはRは1〜12個の炭素原子を含むアルキル基、あるいはRはメチル又はフェニルである。これらのシロキシ単位は一般にそれぞれM、D、T、及びQ単位と呼ばれる。これらの分子構造は下記の通りである。
Figure 2014515042
これらのシロキシ単位は、様々な方法で組み合わせて、環状、直鎖状又は分枝状構造を生成することができる。結果として得られるポリマー構造の化学的及び物理的性質は、オルガノポリシロキサン中のシロキシ単位の数とタイプによって変化する。
シリコーン組成物は、単一のオルガノポリシロキサン又は様々なオルガノポリシロキサンの混合物を含有し得る。シリコーン組成物は、シリコーン流体、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー、シリコーン樹脂、又はそれらの任意の組み合わせを含有し得る。
一実施形態では、オルガノポリシロキサンは、ポリジメチルシロキサンから選択される。ポリジメチルシロキサンは、トリメチルシロキシ又はヒドロキシ(SiOH)終結ポリジメチルシロキサンであり得る。トリメトキシ末端封鎖(end blocked)ポリジメチルシロキサンは、式MeSiO(MeSiO2/2dpSi Meを有し、式中、重合の程度(dp)は、1より大きいか、あるいはdpは、25℃で1〜1,000,000mm/秒、あるいは25℃で100〜600,000mm/秒、あるいは25℃で1000〜600,000mm/秒の範囲であり得る運動粘度を提供するのに十分である。代表的な市販のポリジメチルシロキサンは、25℃で1〜600,000mm/秒の様々な粘度で入手可能なDow Corning 200 Fluids(登録商標)(Dow Corning Corporation,Midland MI)を含む。
別の実施形態では、シリコーン組成物は、相互に反応して、高分子量のオルガノポリシロキサンを生成することができるオルガノポリシロキサンの混合物を含有する。高分子量のオルガノポリシロキサンを生成するための反応は、オルガノポリシロキサンの縮合又はヒドロシリル化によりもたらされ得る。
一実施形態では、シリコーン組成物は、ヒドロシリル化を介して反応することができるオルガノポリシロキサン成分を含有する。この実施形態では、シリコーン成分は、
)1分子当り少なくとも2つのケイ素結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、
)1分子当り少なくとも2つのSiH基を有するオルガノ水素シロキサンと、
)ヒドロシリル化触媒とを含有する。
1分子当り少なくとも2つのケイ素結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンは、式RSiO(4−m)/2で表される少なくとも2つのシロキシ単位を含み、
式中、Rは1〜30個の炭素原子を含有する炭化水素基であり、Rは2〜12個の炭素原子を有するアルケニル基であり、mは0〜2である。成分b)のRアルケニル基は、ビニル、アリル、3−ブテニル、4−ペンテニル、5−ヘキセニル、6−ヘプテニル、7−オクテニル、8−ノネニル、9−デセニル、10−ウンデセニル、4,7−オクタジエニル、5,8−ノナジエニル、5,9−デカジエニル、6,11−ドデカジエニル、及び4,8−ノナジエニルにより代表される。
アルケニル基は、オルガノポリシロキサンの任意のモノ、ジ、又はトリシロキシ単位上、例えば(RSiO1/2)、(RRSiO2/2)、又は(RSiO3/2)、並びに(RSiO1/2)、(RSiO2/2)、(RSiO3/2)、又は(SiO4/2)シロキシ単位等のR置換基を含有しない他のシロキシ単位と組み合わせて存在し得、式中、Rは、1〜20個の炭素を含有する炭化水素、あるいは1〜12個の炭素を含有するアルキル基、あるいは1〜6個の炭素を含有するアルキル基、あるいはメチルであるが、但し、オルガノポリシロキサンに少なくとも2つのR置換基が存在することを条件とする。1〜20個の炭素原子を有する一価の炭化水素基であるRは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル、及びデシル等のアルキル基、シクロヘキシル等の脂環式基、フェニル、トリル、及びキシリル等のアリール基、並びにベンジル及びフェニルエチル等のアラルキル基により代表される。
成分b)は、トリメチルシロキシ終結ポリジメチルシロキサン−ポリメチルビニルシロキサンコポリマー、ビニルジメチルシロキシ終結ポリジメチルシロキサン−ポリメチルビニルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキシ終結ポリジメチルシロキサン−ポリメチルヘキセニルシロキサンコポリマー、ヘキセニルジメチルシロキシ終結ポリジメチルシロキサン−ポリメチルヘキセニルシロキサンコポリマー、トリメチルシロキシ終結ポリメチルビニルシロキサンポリマー、トリメチルシロキシ終結ポリメチルヘキセニルシロキサンポリマー、ビニルジメチルシロキシ終結ポリジメチルシロキサンポリマー、ヘキセニルジメチルシロキシ終結ポリジメチルシロキサンポリマー、又はそれらの任意の組み合わせから選択され得、それぞれ、10〜300の重合の程度を有するか、あるいは25℃で10〜1000mPa・sの粘度を有する。
成分b)は、1分子当り平均2つを超えるケイ素結合水素原子を有するオルガノ水素シロキサンである。本明細書で使用されるように、オルガノ水素シロキサンは、ケイ素結合水素原子(SiH)を含有する任意のオルガノポリシロキサンである。
オルガノ水素シロキサンは、シロキシ単位を含有する少なくとも1つのSiHを有するオルガノポリシロキサンである、つまり、オルガノポリシロキサンにおける少なくとも1つのシロキシ単位は、式(RHSiO1/2)、(RHSiO2/2)、又は(HSiO3/2)を有する。よって、本発明に有用なオルガノ水素シロキサンは、任意の数の(RSiO1/2)、(RSiO2/2)、(RSiO3/2)、(RHSiO1/2)、(RHSiO2/2)、(HSiO3/2)、又は(SiO4/2)シロキシ単位を含み得るが、但し、平均して、1分子に少なくとも2つのSiHシロキシ単位が存在することを条件とする。成分b)は、単一の直鎖状若しくは分枝状オルガノ水素シロキサンであるか、又は次の性質:構造、粘度、平均分子量、シロキサン単位、及び配列のうちの少なくとも1つが異なる2つ以上の直鎖状若しくは分枝状オルガノ水素シロキサンを含む組み合わせであり得る。オルガノ水素シロキサンの分子量において具体的な制限はないが、典型的に、25℃でのオルガノ水素シロキサンの粘度は、3〜10,000mPa・s、あるいは3〜1,000mPa・s、あるいは10〜500mPa・sである。
オルガノ水素シロキサンに存在するSiH単位の量は変動し得るが、但し、オルガノ水素シロキサン1分子当り少なくとも2つのSiH単位が存在することを条件とする。オルガノ水素シロキサンに存在するSiH単位の量は、本明細書において、オルガノ水素シロキサンにおける水素の重量パーセントである%SiHとして表される。典型的に、%SiHは、0.01〜10%、あるいは0.1〜5%、あるいは.5〜2%まで変動する。
オルガノ水素シロキサンは、平均式
(R SiO1/2(R SiO2/2(RHSiO2/2を有することができ、式中、
は、水素又はRであり、
は、1〜10個の炭素原子を有する一価の炭化水素基であり、
a≧2、
b≧0、あるいはb=1〜500、あるいはb=1〜200、
c≧2、あるいはc=2〜200、あるいはc=2〜100である。
は、置換又は非置換の脂肪族又は芳香族ヒドロカルビルであってよい。一価の非置換脂肪族ヒドロカルビルは、メチル、エチル、プロピル、ペンチル、オクチル、ウンデシル、及びオクタデシルなどのアルキル基、並びにシクロヘキシルなどのシクロアルキル基に代表されるが、これらに限定されない。一価の置換脂肪族ヒドロカルビルは、クロロメチル、3−クロロプロピル、及び3,3,3−トリフルオロプロピルなどのハロゲン化アルキル基に代表されるが、これらに限定されない。芳香族炭化水素基は、フェニル、トリル、キシリル、ベンジル、スチリル、及び2−フェニルエチルに代表されるが、これらに限定されない。
使用される成分b)及びb)の量は、変動し得るが、典型的に、成分b)及びb)の量は、組成物において、1より大きいアルケニル基対SiHのモル比を提供するように選択される。
成分b)は、ヒドロシリル化触媒である。ヒドロシリル化触媒は、白金、ロジウム、イリジウム、パラジウム、又はルテニウムから選択される任意の好適な第VIII族金属系触媒であり得る。本発明の組成物の硬化を触媒するのに有用な触媒を含有する第VIII族金属は、ケイ素結合水素原子のケイ素結合不飽和炭化水素基との反応を触媒することが知られているもののいずれかであり得る。ヒドロシリル化により本発明の組成物の硬化をもたらす触媒として使用するための好ましい第VIII族金属は、白金系触媒である。本発明の組成物を硬化するためのいくつかの好ましい白金系ヒドロシリル化触媒は、白金金属、白金化合物、及び白金錯体である。好適な白金触媒は、米国第2,823,218号(通常、「スパイヤー触媒」と称される)及び米国特許第3,923,705号に記載されている。白金触媒は、Karstedtの米国特許第3,715,334号及び第3,814,730号に記載される「カーステッド触媒」であり得る。カーステッド触媒は、典型的に、トルエン等の溶剤中に約1重量パーセントの白金を含有する白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体である。あるいは、白金触媒は、米国特許第3,419,593号に記載されるように、塩化白金酸と末端脂肪族不飽和を含有するオルガノシリコーン化合物の反応生成物であり得る。あるいは、ヒドロシリル化触媒は、米国第5,175,325号に記載されるように、塩化白金とジビニルテトラメチルジシロキサンの中和された錯体である。
使用される触媒b)の量は変動し得るが、典型的に、その量は、ヒドロシリル化反応をもたらすように使用される。触媒がPt化合物であるとき、典型的に、シリコーン組成物において2〜500ppmのPtを提供するように、十分な量の化合物が添加される。
更なる成分がヒドロシリル化反応に添加され得る。例えば、オルガノポリシロキサン製品の分子量を制御するために、末端封鎖剤として、ヘプタメチルトリシロキシシランが添加され得る。
一実施形態では、シリコーン組成物は、縮合を介して反応することができるオルガノポリシロキサン成分を含有する。この実施形態では、シリコーン組成物は、縮合を介して反応することができる置換基を伴う少なくとも2つのシロキシ単位を有するオルガノポリシロキサンを含有する。オルガノポリシロキサンのシロキシ単位上の好適な置換基は、シラノール、アルコキシ、アセトキシ、オキシム官能基を含む。この実施形態では、シリコーン組成物は、錫又はチタン触媒等のオルガノポリシロキサンの縮合硬化を強化するために、当該技術分野において既知の触媒を更に含有する。更なる実施形態では、オルガノポリシロキサンは、25℃で1〜100,000mm/秒、あるいは25℃で1〜10,000mm/秒の範囲であり得る運動粘度を有するシラノール末端封鎖ポリジメチルシロキサンである。代表的な市販のシラノール末端封鎖ポリジメチルシロキサンとしては、XIAMETER(登録商標)OHX−4000 2000cs、XIAMETER(登録商標)OHX−4010 4000cs、XIAMETER(登録商標)OHX−4012 6000cs、XIAMETER(登録商標)OHX−4040 14000cs、XIAMETER(登録商標)PMX−0930シラノール液、DOW CORNING(登録商標)3−0133ポリマー、DOW CORNING(登録商標)3−0213ポリマー、DOW CORNING(登録商標)3−0113ポリマー、DOW CORNING(登録商標)3−0084ポリマー、及びDOW CORNING(登録商標)2−1273液が挙げられる。
一実施形態では、シリコーン組成物は、オルガノ官能基で置換される少なくとも1つのシロキシ単位を有するオルガノポリシロキサンを含有する。本発明のプロセスに有用なオルガノ官能オルガノポリシロキサンは、式RSiO(4−n)/2のR基のうちの少なくとも1つがオルガノ官能基であることを特徴とする。代表的な非限定的なオルガノ官能基としては、アミノ基、アミド基、エポキシ基、メルカプト基、ポリエーテル(ポリオキシアルキレン)基、及びそれらの任意の混合物が挙げられる。オルガノ官能基は、R置換基を有する任意のシロキシ単位上に存在することができる、つまり、それらは、任意の(RSiO0.5)、(RSiO)、又は(RSiO1.5)単位上に存在することができる。
更なる実施形態では、オルガノ官能基は、アミノ基である。アミノ官能基は、本明細書の式においてRと表されてもよく、式−RNHR、−RNR 、又は−RNHRNHRを有する基により例示され、式中、それぞれのRは、独立して、少なくとも2個の炭素原子を有する二価の炭化水素基であり、Rは、水素基又はアルキル基である。各Rは、典型的に、2〜20個の炭素原子を有するアルキレン基である。好適なアミノ官能炭化水素基のいくつかの例は、−CHCHNH、−CHCHCHNH、−CHCHCHNH、−CHCHCHCHNH
−CHCHCHCHCHNH、−CHCHCHCHCHCHNH
−CHCHNHCH、−CHCHCHNHCH、−CH(CH)CHCHNHCH
−CHCHCHCHNHCH、−CHCHNHCHCHNH、−CHCHCHNHCHCHNH
−CHCHCHNHCHCHCHNH、−CHCHCHCHNHCHCHCHCHNH
−CHCHNHCHCHNHCH、−CHCHCHNHCHCHCHNHCH
−CHCHCHCHNHCHCHCHCHNHCH、及び
−CHCHNHCHCHNHCHCHCHCHである。
代表的な市販のアミノ官能オルガノポリシロキサンとしては、XIAMETER(登録商標)OFX−8040液、XIAMETER(登録商標)OHX−8600液、XIAMETER(登録商標)OHX−8630液、XIAMETER(登録商標)OHX−8803液、DOW CORNING(登録商標)AP−8087液、DOW CORNING(登録商標)2−8040ポリマー、DOW CORNING(登録商標)8566ポリマー、DOW CORNING(登録商標)8600親水性柔軟剤、及びDOW CORNING(登録商標)8803ポリマーが挙げられる。
第2の分散相
二峰性水連続エマルジョンは、少なくとも1つの界面活性剤を含有する水連続シリコーンエマルジョンから得られるシリコーンを含有する第2の分散相(本明細書において成分Bと称す)を有する。少なくとも1つの界面活性剤を含有する水連続シリコーンエマルジョン(B)は、単一水連続シリコーンエマルジョンであるか、又は水連続シリコーンエマルジョンの組み合わせであり得る。
本発明の二峰性エマルジョンに有用な水連続シリコーンエマルジョン(複数可)(B)は、少なくとも1つの界面活性剤を含有する。界面活性剤は変動し得るが、典型的に、水連続エマルジョンの生成を強化するそれらの界面活性剤から選択される。界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、又はそれらの界面活性剤の混合物であり得る。
好適なアニオン性界面活性剤の代表的な例としては、アルカリ金属、アミン、又は高級脂肪酸のアンモニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、長鎖脂肪族アルコール硫酸塩、オレフィン硫酸塩、及びオレフィンスルホン酸塩等のアルキルアリールスルホン酸塩、硫酸化モノグリセリド、硫酸化エステル、スルホン化エトキシル化アルコール、スルホコハク酸塩、アルカンスルホン酸塩、リン酸エステル、アルキルイセチオン酸塩、アルキルタウリン、及びアルキルサルコシン酸塩が挙げられる。
好適なカチオン性界面活性剤の代表的な例としては、アルキルアミン塩、四級アンモニウム塩、スルホニウム塩、及びホスホニウム塩が挙げられる。好適な非イオン性界面活性剤の代表的な例としては、エチレンオキシドと長鎖脂肪アルコール又は脂肪酸(例えばC12〜16アルコール)との縮合物、エチレンオキシドとアミン又はアミドとの縮合物、エチレン及びプロピレンオキシドの縮合生成物、グリセロール、ショ糖、ソルビトールのエステル、脂肪酸アルキロールアミド、ショ糖エステル、フルオロ界面活性剤、並びに脂肪族アミンオキシドが挙げられる。好適な両性界面活性剤の代表的な例としては、イミダゾリン化合物、アルキルアミノ酸塩、及びベタインが挙げられる。
市販されている好適な非イオン性界面活性剤の代表的な例としては、Croda(ICI Surfactants)(Wilmington,Delaware)から商標名BRIJ(登録商標)として販売されているポリオキシエチレン脂肪族アルコールが挙げられる。いくつかの例は、BRIJ(登録商標)35 Liquid(ポリオキシエチレン(23)ラウリルエーテルとして知られるエトキシ化アルコール)、及びBRIJ(登録商標)30(ポリオキシエチレン(4)ラウリルエーテルとして知られる別のエトキシ化アルコール)である。いくつかの更なる非イオン性界面活性剤には、The Dow Chemical Company(Midland,Michigan)から商標名TERGITOL(登録商標)として販売されているエトキシ化アルコールが挙げられる。いくつかの例は、TERGITOL(登録商標)TMN−6(エトキシ化トリメチルノナノールとして知られるエトキシ化アルコール)、及び様々なエトキシ化アルコール、すなわち商標名TERGITOL(登録商標)15−S−5、TERGITOL(登録商標)15−S−12、TERGITOL(登録商標)15−S−15、及びTERGITOL(登録商標)15−S−40として販売されているC12〜C14の二級アルコールのエトキシ化物が挙げられる。エトキシル化C10−Guerbetアルコールとして知られるLutensol XP及びエトキシル化イソ−C13アルコールとして知られるLutensol TOのシリーズでBASFから販売されているLutensol(登録商標)も使用され得る。
非イオン性界面活性剤を含有する混合物が使用されるとき、1つの非イオン性界面活性剤は、低親水性−親油性平衡(HLB)を有してもよく、もう一方の非イオン性界面活性剤は、高HLBを有してもよいため、2つの非イオン性界面活性剤は、11〜15の混合型HLB、あるいは12.5〜14.5混合型HLBを有する。
非イオン性界面活性剤は、ポリ(オキシエチレン)−ポリ(オキシプロピレン)−ポリ(オキシエチレン)トリ−ブロックコポリマーであり得る。ポリ(オキシエチレン)−ポリ(オキシプロピレン)−ポリ(オキシエチレン)トリ−ブロックコポリマーは、一般にポロキサマーとしても知られ、商標名PLURONIC(登録商標)でBASF(Florham Park,NJ)から市販されている。代表的な非限定的な例としては、PLURONIC(登録商標)F127、PLURONIC(登録商標)F98、PLURONIC(登録商標)F88、PLURONIC(登録商標)F87、PLURONIC(登録商標)F77、及びPLURONIC(登録商標)F68、並びにPLURONIC(登録商標)F−108が挙げられる。
非イオン性界面活性剤は、プロピレンオキシド及びエチレンオキシドの、エチレンジアミンへの逐次添加で得られる四官能性ポリ(オキシエチレン)−ポリ(オキシプロピレン)ブロックコポリマーであり得る。これらの四官能性ブロックコポリマーは、一般にポロキサミンとしても知られている。四官能性ポリ(オキシエチレン)−ポリ(オキシプロピレン)ブロックコポリマーは、BASF(Florham Park,NJ)から市販されており、商標名TETRONIC(登録商標)で販売されている。成分(B)として好適な代表的な非限定的な例としては、TETRONIC(登録商標)908、TETRONIC(登録商標)1107、TETRONIC(登録商標)1307、TETRONIC(登録商標)1508、及びTETRONIC(登録商標)1504が挙げられる。
水連続シリコーンエマルジョン(B)は、当該技術分野において、「マクロ」又は「マイクロ」エマルジョンであると考えられるものから選択され得る。換言すれば、水連続エマルジョンの平均粒径は、0.001〜1000μm、あるいは0.01〜20μm、あるいは0.02〜10μmまで変動し得る。
具体的な一実施形態では、水連続シリコーンエマルジョン(B)は、100nm未満の平均粒径を有するマイクロエマルジョンである。
一実施形態では、水連続シリコーンエマルジョン(B)は、「エマルジョンポリマー」、換言すれば、エマルジョン重合法により生成されたエマルジョンであると考えられ得る。本発明のプロセスに使用するのに適したエマルジョン重合法により生成された好適なシリコーンエマルジョンの代表的な非限定的な好適な例としては、米国第2,891,920号、米国第3,294,725号、米国第5,661,215号、米国第5,817,714号、及び米国第6,316,541号に教示されており、それらは参照により本明細書に組み込まれる。エマルジョン重合法により生成されたシリコーンエマルジョンとして好適な代表的な非限定的な市販の製品は、Dow Corning(登録商標)HV−490、Dow Corning(登録商標)929、Dow Corning(登録商標)939、Dow Corning(登録商標)949、Dow Corning(登録商標)1391、Dow Corning(登録商標)2−1865、Dow Corning(登録商標)2−1870、Dow Corning(登録商標)2−1938、DC 2−8194、及びDow Corning(登録商標)2−8194(Dow Corning Corporation,Midland MI)を含む。
更なる実施形態では、水連続シリコーンエマルジョン(B)は、機械的エマルジョンである。本明細書で使用される機械的エマルジョンとは、当該技術分野において、機械的エネルギー(高せん断力等)を使用して生成されたこれらのエマルジョンを指す。機械法により生成された好適なシリコーンエマルジョンの代表的な非限定的な好適な例は、米国第6,395,790号に教示されており、参照により本明細書に組み込まれる。
一実施形態では、水連続シリコーンエマルジョンは、懸濁重合法を使用して調製され得る。本発明のプロセスに使用するのに適した懸濁重合法により生成された好適なシリコーンエマルジョンの代表的な非限定的な好適な例としては、米国第4,618,645号、米国第6,248,855号、及び米国第6,395,790号に教示されている。懸濁重合法により生成されたシリコーンエマルジョンとして好適な代表的な非限定的な市販の製品は、Dow Corning(登録商標)1997、Dow Corning(登録商標)HMW 2220、Xiameter(登録商標)MEM 1785エマルジョン、Dow Corning(登録商標)1788エマルジョン(Dow Corning Corporation,Midland MI)を含む。
本発明の二峰性水連続エマルジョンは、
I)
A)100重量部の疎水性油と、
B)少なくとも1つの界面活性剤を有する1〜1000重量部の水連続シリコーンエマルジョンと、を含む混合物を生成する工程と、
II)更なる量の水連続エマルジョン及び/又は水を工程I)からの混合物に混合して、二峰性エマルジョンを生成する工程と、を含むプロセスにより調製され得る。
上記プロセスの工程I)の成分A)は、第1の分散相の成分A)として上述される任意の疎水性油であり得る。
上記プロセスの工程I)の成分B)は、第2の分散相の成分B)として上述される任意の水連続シリコーンエマルジョンであり得る。
工程(I)の混合は、粘度の高い材料の混合をもたらすために、当該技術分野において既知の任意の方法によって達成され得る。混合はバッチ法、半連続法、又は連続法としていずれかで行うことができる。混合は、例えば、チェンジカンミキサー、ダブルプラネターミキサー、コニカルスクリューミキサー、リボンブレンダー、ダブルアーム又はシグマブレードミキサーを含む中間/低せん断のバッチ混合装置;Charles Ross & Sons(NY)、Hockmeyer Equipment Corp.(NJ)により製造されるものを含む高せん断及び高速分散機を有するバッチ装置;Banbury型(CW Brabender Instruments Inc.,NJ)及びHenschel型(Henschel mixers America,TX)を含む高せん断作用を有するバッチ装置、を用いて行うことができる。連続ミキサー/配合機の例示的な例としては、Krupp Werner & Pfleiderer Corp(Ramsey,NJ)、及びLeistritz(NJ)により製造されるもの等の、一軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、及び多軸スクリュー押出機、共回転押出機;二軸スクリュー逆回転押出機、二段式押出機、双回転連続ミキサー、動的若しくは静的ミキサー、又はそれらの装置の組み合わせが挙げられる。
工程Iの混合が生じる温度及び圧力は重要ではないが、一般に、周囲温度及び圧力で行われる。典型的に、混合物の温度は、そのような粘度の高い材料をせん断するときに関連する機械的エネルギーによる混合プロセス中に増加する。
典型的に、1〜1000重量部の水連続エマルジョンが、工程Iの混合物の成分A)の100重量部につき、あるいは、工程Iの混合物の成分A)の100重量部当り5〜500部、あるいは工程Iの混合物の成分A)の100重量部当り5〜100部混合される。
本発明のプロセスの一実施形態では、工程Iは、
A)100重量部の疎水性油、及び
B)少なくとも1つの界面活性剤を有する1〜1000重量部の水連続エマルジョンから本質的になる混合物を生成する工程を伴う。この実施形態では、工程I)で生成された混合物は、成分A)及びB)以外の任意の他の界面活性剤化合物又は成分を「本質的に含まない」。本明細書に使用される「本質的に含まない」とは、B)水連続エマルジョン中に存在する界面活性剤(複数可)以外の他の界面活性剤化合物が工程I)で生成された混合物に添加されないことを意味する。
本プロセスの工程II)は、更なる量の水連続エマルジョン及び/又は水を工程I)からの混合物に添加して、二峰性エマルジョンを生成する工程を伴う。
工程II)で使用される更なる量の水連続エマルジョン及び/又は水の量は、成分A)及びB)の選択により変動し得る。典型的に、本発明のプロセスの工程II)に混合される更なる水連続エマルジョン及び/又は水の量は、工程Iの混合物の1〜1000部、あるいは100重量部当り5〜500部、あるいは100重量部当り5〜100部まで変動し得る。
本発明のプロセスの工程II)において、更なる量の水連続エマルジョンは、単独で、あるいは様々な量の水と組み合わせて使用され得る。あるいは、更なる量の水は、任意の更なる量の水連続エマルジョンを用いずに単独で添加され得る。更なる量の水連続エマルジョンのみ、様々な量の水との組み合わせ、又は水のみを使用することの選択は、最初の水連続エマルジョンの選択、及び得られる二峰性エマルジョンの所望の物理的性質に依存する。例えば、高固体二峰性エマルジョンは、水連続エマルジョンのみを添加することにより調製され得る。逆に、低固体二峰性エマルジョンは、水の添加も必要であり得る。
水連続エマルジョン及び/又は水は、更に混合しながら、工程Iの混合物のエマルジョンを生成するような速度で、工程Iからの混合物に添加される。工程Iからの混合物に添加される水連続エマルジョンは、それぞれの漸増分が工程Iからの混合物の50重量%未満、あるいは工程Iからの混合物の25重量%を含む漸増分で行われてもよく、それぞれの水連続エマルジョンの漸増分は、前の水連続エマルジョンの漸増分が分散した後に前回分に順次添加され、十分な水連続エマルジョンの漸増分が添加され、二峰性エマルジョンを生成する。
工程Iからの混合物に添加される水連続エマルジョン及び/又は水の漸増分の数は変動し得るが、典型的に、少なくとも2つ、あるいは少なくとも3つの漸増分が添加される。
工程(II)における混合は、粘度の高い材料の混合をもたらす、及び/又はエマルジョンの生成をもたらす当該技術分野に既知の任意の方法により達成され得る。混合はバッチ法、半連続法、又は連続法としていずれかで行うことができる。工程(I)に記載される混合法のうちのいずれかを、工程(II)で混合をもたらすように使用することができる。あるいは、工程(II)における混合は、エマルジョンの生成をもたらすために、高せん断混合を提供する当該技術分野に既知のそれらの技法を介して生じてもよい。そのような高せん断混合の代表的な技法は、高速攪拌機、ホモジナイザー、Sonolators(登録商標)、Microfluidizers(登録商標)、ロスミキサー(Ross mixer)、Eppenbachコロイドミル、Flacktek Speedmixers(登録商標)、及び他の類似するせん断装置を含む。
所望により、工程(II)で生成されるエマルションを工程(III)により更にせん断し、粒径の低下、及び/又は長期保存安定性の改善を行ってよい。剪断は、任意の上記混合技術により行ってよい。
本発明は更に、本発明のプロセスを使用して得られる二峰性水連続エマルジョンに関する。
本開示のプロセスによって調製される水連続エマルジョンは、その二峰性粒径分布を特徴とし得る。粒径は、エマルションのレーザー回折により決定できる。適切なレーザー回折法は、当該技術分野において周知である。粒径は、粒径分布(PSD)から得られる。PSDは、体積、表面積、長さを基準に決定できる。容量粒径は、所与の粒子と同じ容量を有する球体の直径と等しい。本明細書で使用される用語「Dv」は、分散した粒子の平均容量粒径を表す。Dv50は、累積粒子集団の50%に相当する体積で測定された粒径である。換言すれば、Dv50=10μmの場合、粒子の50%が10μmを下回る平均体積粒径を有し、粒子の50%が10μmを上回る体積平均粒径を有する。Dv90は、累積粒子集団の90%に相当する体積で測定された粒径である。モード1は、二峰性粒径分布内の分散相粒子集団のうちの1つの分布の中央値であり、モード2は、他の中央値である。
場合によっては、特に、得られる二峰性エマルジョンの粒径分布が大きさにおいて幅広い変化を示すとき、粒径の2つの別個の評価を実施することが必要であり得る。これらの場合において、0.5〜1000μmの範囲の粒径分布を得るために、Malvern−Mastersizer(登録商標)2000が使用され得、一方、0.5μm未満の範囲の粒径分布を測定するために、Microtrac−Nanotrac(登録商標)が使用され得る。
油/水エマルション中の分散した粒子の平均容量粒径は、0.001μm〜1000μm、又は0.01μm〜20μm、又は0.02μm〜10μmである。
あるいは、固有の分散相のそれぞれの平均容量粒径(つまり、第1の分散相及び第2の分散相)が報告され得る。油/水エマルション中の第1の分散した粒子の平均容量粒径は、0.1μm〜500μm、又は0.1μm〜100μm、又は0.2μm〜30μmである。油/水エマルション中の第2の分散した粒子の平均容量粒径は、0.1μm〜500μm、又は0.1μm〜100μm、又は0.2μm〜30μmである。
任意の理論に拘束されるつもりではないが、本発明の発明者は、第1の分散相の粒径分布が疎水性油の乳化によって生じ、一方、第2の分散相の粒径分布が本発明のプロセスで使用される水連続エマルジョンに由来する粒子によって生じると考える。しかしながら、上述の粒径決定法を使用して二峰性分布が観察できない、2つが十分に重複する特定の場合が存在し得る。
二峰性粒径分布は、光学顕微鏡法を使用しても観察することができる。
別の実施形態では、二峰性エマルジョンは、「高固体」エマルジョンと考えられてもよく、二峰性エマルジョンは、少なくとも75重量%の成分A)及びB)を含有する、あるいは二峰性エマルジョンは、少なくとも80重量%の成分A)及びB)を含有する、あるいは二峰性エマルジョンは、少なくとも85重量%の成分A)及びB)を含有する、あるいは二峰性エマルジョンは、少なくとも90重量%の成分A)及びB)を含有する。
更なる実施形態では、「高固体」二峰性エマルジョンは注入可能なままである。よって、二峰性エマルジョンは、25℃で測定されるとき、600,000cP未満、あるいは200,000cP未満、あるいは100,000cP未満の粘度を有し得る。
別の実施形態では、二峰性エマルジョンにおける総界面活性剤濃度は、4.0重量%未満、あるいは1.0重量%未満、あるいは0.2重量%未満である。
別の実施形態では、本発明のプロセスによって生成された二峰性シリコーンエマルジョンは、1.0重量%未満のシクロシロキサンを含有する、あるいは0.5重量%未満のシクロシロキサンを含有する、あるいは0.1重量%未満のシクロシロキサンを含有する。
本発明の二峰性エマルジョンは、固体含量が高い注入可能な水系有機又はシリコーン材料を提供することが望ましい様々な用途において有用である。そのような用途は、様々なコーティング用途を含む。本発明のエマルジョンは、パーソナルケア用途においても有益であり得る。
以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を例証するために含まれる。以下に続く実施例に開示される技術は、本発明者らにより本発明の実践において良好に機能することが見出された技術を示し、したがって、その実践のために好ましい態様を構成すると考えられ得ると、当業者により理解されるであろう。しかしながら、当業者は、本開示を考慮すれば、開示される具体的な実施形態において多くの変更を行うことができ、それでもなお本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに同様の又は類似の結果をもたらし得ることを理解すべきである。すべての百分率は、重量%単位である。すべての測定は、特に記載のない限り、23℃にて行った。
実施例1 100K PDMSと949エマルジョンの乳化
20gの0.1m/秒(100,000センチストークス(cSt.))Dow Corning(登録商標)200 Fluid(ポリジメチルシロキサン(PDMS)液)、次いで2.5gのDow Corning(登録商標)949カチオン性エマルジョン(35%のシリコーンアミノ官能性ポリマーを含有する水性エマルジョン)をMax 40カップに量り入れた。このカップを閉じてDAC−150 SpeedMixer(登録商標)内に置き、最高速度(3450RPM)で30秒間カップを回転させた。このカップを開けて、カップの壁をヘラでこすり落とし、カップを最高速度で30秒間再び回転させた。3gの949カチオン性エマルジョンをカップに量り入れ、このカップを約2500RPMで30秒間回転させた。4.5gの949カチオン性エマルジョンを添加し、このカップを約2500RPMで30秒間再び回転させた。得られたエマルジョンは、約78.3パーセントの総シリコーン含量を有するシリコーンポリマーの水中油型(o/w)水性エマルジョンからなっていた。乾燥時において、このエマルジョンは、約85パーセントのPDMS及び15パーセントのアミノ官能性PDMSを含有していた。エマルションの粒径をMalvern Mastersizer(登録商標)2000及びMicrotrac Nanotrac(登録商標)を使用して測定したところ、結果は、
Dv50=22.24μm、Dv90=54.27μm、モード1=0.122μm、モード2=22.24μmであった。
実施例2 600K PDMSと8170マイクロエマルジョンの乳化
43.1gの0.1m/秒(100,000センチストークス(cSt.))Dow Corning(登録商標)200 Fluid(ポリ(ジメチルシロキサン)液)、次いで6.99gのDow Corning(登録商標)CE−8170 AFマイクロエマルジョン(20%のシリコーンアミノ官能性ポリマーを含有する水性エマルジョン)をMax 40カップに量り入れた。このカップを閉じてDAC−150 SpeedMixer(登録商標)内に置き、最高速度(3450RPM)で30秒間カップを回転させた。このカップを開けて、カップの壁をヘラでこすり落とした。カップを最高速度で30秒間再び回転させた。6.59gの8170カチオン性エマルジョンをカップに量り入れ、このカップを約2500RPMで30秒間回転させた。得られたエマルジョンは、約80.78パーセントの総シリコーン含量を有するシリコーンポリマーの水中油型(o/w)水性エマルジョンからなっていた。乾燥時において、このエマルジョンは、約91パーセントのPDMS及び9パーセントのアミノ官能性PDMSを含有していた。エマルションの粒径をMalvern Mastersizer(登録商標)2000及びMicrotrac Nanotrac(登録商標)を使用して測定したところ、結果は以下の通りであった:
Dv50=22.894μm、Dv90=52.195μm、モード1=0.0941μm、モード2=22.984μm。
実施例3 100K PDMSと1785エマルジョンの乳化
20gの0.1m/秒(100,000センチストークス(cSt.))Dow Corning(登録商標)200 Fluid(ポリ(ジメチルシロキサン)液)、次いで5gのXiameter(登録商標)MEM 1785エマルジョン(高分子量OH官能性ポリ(ジメチルシロキサン)の60%水性エマルジョン)をMax 40カップに量り入れた。このカップを閉じてDAC−150 SpeedMixer(登録商標)内に置き、最高速度(3450RPM)で30秒間カップを回転させた。このカップを開けて、カップの壁をヘラでこすり落とし、カップを最高速度で30秒間再び回転させた。3gの1785エマルジョンをカップに量り入れ、このカップを約2500RPMで30秒間回転させた。4.5gの1785エマルジョンを添加し、このカップを約2500RPMで30秒間再び回転させた。得られたエマルジョンは、約86.7パーセントの総シリコーン含量を有するシリコーンポリマーの水中油型(o/w)水性エマルジョンからなっていた。乾燥時において、このエマルジョンは、大粒子として約77パーセントの0.1m/秒(100,000cSt)PDMS及び小粒子として23パーセントの高分子量(OH官能性PDMS)を含有していた。エマルジョンの粒径は、Malvern Mastersizer(登録商標)を使用して決定した。粒径曲線は2つの異なるピークを示し、1つは6.5umを中心として、もう一方は35umを中心とした。計器によって計算された粒径は、以下の通りであった:Dv50=21.66μm、Dv90=85.31μm、モード1=0.67μm、モード2=33.877μm。
実施例4 939エマルジョンとの遂次エマルジョン重合
約0.055m/秒(55,000cSt)の運動粘度を有する20.0gのジメチルビニル終結ポリジメチルシロキサンポリマー、次いで0.729gのヘプタメチルトリシロキサンを、0.18重量パーセントのケイ素結合水素含量を有し、かつ約1E−5m/秒(10cSt)の運動粘度を有する24.721gのトリメチルシロキシ終端ジメチル−メチル水素ポリシロキサンコポリマーに添加することにより作製された0.41gの混合物をMax 40カップに量り入れた。この後、小さいピペット(約0.1g)から1滴のSyloff(登録商標)4000触媒(Pt触媒)を添加した。カップを閉じて、DAC−150 SpeedMixer(登録商標)内でカップを最高速度で20秒間回転させた。次に2.0gのDow Corning(登録商標)939カチオン性エマルジョンを添加し、カップを閉じて、最高速度で30秒間回転させた。カップの壁をへらでこすり落とし、カップを再び最高速度で30秒間回転させた。5.0gの水を2つの等しい増分で添加し、それぞれの増分が添加された後にカップを最高速度で25秒間回転させた。Malvern Mastersizer(登録商標)及び2000及びMicrotrac Nanotrac(登録商標)を用いて粒径を測定した。計器によって計算された粒径は以下の通りであった:
Dv50=13.39μm、Dv90=25.70μm、モード1=0.301μm、モード2=11.314μm。
この組成物は、約77パーセントのシリコーン水性エマルジョンからなっていた。このエマルジョンにおけるシリコーン相は、約97パーセントの高粘度のポリジメチルシロキサン(大粒子)及び3パーセントのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン(小粒子)から構成されていた。
実施例5 939エマルジョンとの遂次エマルジョン重合
約0.055m/秒(55,000cSt)の運動粘度を有する20.0gのジメチルビニル終結ポリジメチルシロキサンポリマー、次いで0.729gのヘプタメチルトリシロキサンを、0.18重量パーセントのケイ素結合水素含量を有し、かつ約1E−5m/秒(10cSt)の運動粘度を有する24.721gのトリメチルシロキシ終端ジメチル−メチル水素ポリシロキサンコポリマーに添加することにより作製された0.41gの混合物をMax 40カップに量り入れた。この後、小さいピペット(約0.1g)から1滴のSyloff(登録商標)4000触媒(Pt触媒)を添加した。カップを閉じて、DAC−150 SpeedMixer(登録商標)内でカップを最高速度で20秒間回転させた。次に1.0gのDow Corning(登録商標)939カチオン性エマルジョンを添加し、カップを閉じて、最高速度で30秒間回転させた。カップの内容物の検査により、組成物は転化されなかったことを明らかにした。換言すれば、シリコーンポリマーは連続相であった。1.0gのDow Corning(登録商標)939カチオン性エマルジョンを更に添加し、カップを閉じて、最高速度で30秒間回転させた。カップ内の組成物は、この段階で外水型エマルジョンに転化された。カップの壁をへらでこすり落とし、カップを再び最高速度で30秒間回転させた。8.0gのDow Corning(登録商標)939エマルジョンを3つの等しい増分で添加し、それぞれの増分が添加された後にカップを最高速度で25秒間回転させた。Malvern Mastersizer(登録商標)及び2000及びMicrotrac Nanotrac(登録商標)を用いて粒径を測定した。計器によって計算された粒径は、以下の通りであった:Dv50=10.94μm、Dv90=19.61μm、モード1=0.30μm、モード2=10.41μm。
この組成物は、約78パーセントのシリコーン水性エマルジョンからなっていた。このエマルジョンにおけるシリコーン相は、約85パーセントの高粘度のポリジメチルシロキサン(大粒子)及び15パーセントのアミノ官能性ポリジメチルシロキサン(小粒子)から構成されていた。
実施例6 1788エマルジョンとの遂次エマルジョン重合
約0.055m/秒(55,000cSt)の運動粘度を有する20.0gのジメチルビニル終結ポリジメチルシロキサンポリマー、次いで0.729gのヘプタメチルトリシロキサンを、0.18重量パーセントのケイ素結合水素含量を有し、かつ約1E−5m/秒(10cSt)の運動粘度を有する24.721gのトリメチルシロキシ終端ジメチル−メチル水素ポリシロキサンコポリマーに添加することにより作製された0.40gの混合物をMax 40カップに量り入れた。この後、小さいピペット(約0.1g)から1滴のSyloff(登録商標)4000触媒(Pt触媒)を添加した。カップを閉じて、DAC−150 SpeedMixer(登録商標)内でカップを最高速度で20秒間回転させた。次に、2.0gのDow Corning(登録商標)1788エマルジョン(高粘度OH官能性ポリジメチルシロキサンの49パーセントエマルジョン)を添加し、カップを閉じて最高速度で30秒間回転させた。カップの壁をへらでこすり落とし、カップを再び最高速度で30秒間回転させた。8.0gのDow Corning(登録商標)1788エマルジョンを2つの等しい増分で添加し、それぞれの増分が添加された後にカップを最高速度で25秒間回転させた。Malvern Mastersizer(登録商標)及び2000及びMicrotrac Nanotrac(登録商標)を用いて粒径を測定した。計器によって計算された粒径は、以下の通りであった:Dv50=16.87μm、Dv90=32.21μm、モード1=0.30μm、モード2=11.01μm。
この組成物は、約83パーセントのシリコーン水性エマルジョンからなっていた。このエマルジョンにおけるシリコーン相は、大粒子の形態での約81パーセントの高粘度ポリジメチルシロキサン、及び小粒子の形態での19パーセントの高粘度ポリジメチルシロキサンから構成されていた。
実施例7 有機油と1785シリコーンエマルジョン
0.00063m/秒(630cSt)(100C)の運動粘度を有する20.0gのIndopol(登録商標)H−300ポリブテン、次いで2gのXiameter(登録商標)MEM 1785エマルジョン(高分子量OH官能性ポリジメチルシロキサンの60%の水性エマルジョン)をMax 40カップに量り入れた。このカップを閉じてDAC−150 SpeedMixer(登録商標)内に置き、最高速度(3500RPM)で30秒間カップを回転させた。このカップを開けて、カップの壁をヘラでこすり落とし、カップを最高速度で30秒間再び回転させた。4gの1785エマルジョンをカップに量り入れ、このカップを約2500RPMで30秒間回転させた。更に4gの1785エマルジョンを添加し、このカップを約2500RPMで30秒間再び回転させた。得られたエマルジョンは、ポリブテンの水中油型(o/w)水性エマルジョン及び約86.7パーセントの総ポリマー含量を有する高粘度ポリジメチルシロキサンからなっていた。乾燥時において、このエマルジョンは、大粒子の約77パーセントのポリブテン及び小粒子の23パーセントの高分子量のOH官能性PDMSを含んでいた。エマルジョンの粒径は、Malvern Mastersizer(登録商標)2000を使用して決定した。粒径曲線は2つの異なるピークを示し、1つは約0.7umを中心として、もう一方は約10umを中心とした。計器によって計算された粒径は、以下の通りであった:Dv50=5.57μm、Dv90=18.02μm、モード1=0.768μm、モード2=11.601μm。
実施例8 88% Siでの二峰性エマルジョン−600K PDMSと1785エマルジョンの乳化
42.87gの0.6m/秒(600,000センチストークス(cSt.))Dow Corning(登録商標)200 Fluid(ポリ(ジメチルシロキサン)液)、次いで8.55gのXiameter(登録商標)MEM 1785エマルジョン(高分子量OH官能性ポリ(ジメチルシロキサン)の60%水性エマルジョン)をMax 40カップに量り入れた。このカップを閉じてDAC−150 SpeedMixer(登録商標)内に置き、最高速度(3450RPM)で30秒間カップを回転させた。このカップを開けて、カップの壁をヘラでこすり落とし、カップを最高速度で30秒間再び回転させた。8.57gの1785エマルジョンをカップに量り入れ、このカップを約2500RPMで30秒間回転させた。得られたエマルジョンは、約88.6パーセントの総シリコーン含量を有するシリコーンポリマーの水中油型(o/w)水性エマルジョンからなっていた。得られたエマルジョンは、混合後、歯科用カップ内で易流動性の不透明な材料であった。
比較例1 88%シリコーンでの単一型エマルジョン
53.22gの0.1m/秒(100,000センチストークス(cSt.))Dow Corning(登録商標)200 Fluid(ポリ(ジメチルシロキサン)液)、次いで、1.2gのBrij 30、1.45gのBrij(35L)、及び4.26gの水(漸増式に添加)をMax 40カップに量り入れた。このカップを閉じてDAC−150 SpeedMixer(登録商標)内に置き、最高速度(3450RPM)で30秒間カップを回転させた。このカップを開けて、カップの壁をヘラでこすり落とし、カップを最高速度で30秒間再び回転させた。得られたエマルジョンは、約88パーセントの総シリコーン含量を有するシリコーンポリマーの水中油型(o/w)水性エマルジョンからなっていた。得られたエマルジョンは、ゲル様であり、混合後、歯科用カップに固形の円錐の材料を生成した。

Claims (15)

  1. 少なくとも70重量パーセントの
    非乳化疎水性油として提供される疎水性油を含有する第1の分散相、及び、
    少なくとも1つの界面活性剤を含有する水連続シリコーンエマルジョンから提供されるシリコーンを含有する第2の分散相
    を含む、二峰性水連続エマルジョン。
  2. 前記疎水性油が、シリコーンである、請求項1に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  3. 前記疎水性油が、有機油である、請求項1に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  4. エマルジョンポリマーである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  5. 機械的エマルジョンである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  6. 前記シリコーンが、ポリジメチルシロキサンを含む、請求項2に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  7. 前記ポリジメチルシロキサンが、25℃で100〜600,000mm/秒の運動粘度を有する、請求項6に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  8. 前記シリコーンが、
    )1分子当り少なくとも2つのケイ素結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、
    )1分子当り少なくとも2つのSiH基を有するオルガノ水素シロキサンと、
    )ヒドロシリル化触媒と、を含む、請求項2に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  9. 前記シリコーンが、アミノ官能性オルガノポリシロキサンを含む、請求項4に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  10. 前記エマルジョンが、100,000cP未満の粘度を有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  11. 前記二峰性エマルジョン中の前記界面活性剤濃度が、1重量%未満である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  12. 1重量%未満のシクロシロキサンを含有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  13. 0.2〜100マイクロメーターの平均粒径を有する第1の分散相と、0.2〜100マイクロメーターの平均粒径を有する第2の分散相と、を有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の二峰性水連続エマルジョン。
  14. 請求項1〜13のいずれかに記載の二峰性エマルジョンを含む、パーソナルケア組成物。
  15. 請求項1〜13のいずれかに記載の二峰性エマルジョンを含む、コーティング組成物。
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