JP2017503031A - アルカリ膨潤性架橋アクリレートコポリマー、それを製造する方法、及びそれを含む組成物 - Google Patents

アルカリ膨潤性架橋アクリレートコポリマー、それを製造する方法、及びそれを含む組成物 Download PDF

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Abstract

水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーであって、該コポリマーの総重量に基づき、0.02〜5重量%の多糖類グラフトを含む、コポリマーを含む、レオロジー改質剤。【選択図】図1

Description

本発明は、アルカリ膨潤性架橋アクリレートコポリマー、それを製造する方法、及び本アルカリ膨潤性架橋アクリレートコポリマーを含む組成物に関する。コポリマーは、所望の貯蔵及び流動特性を提供するために組成物を増粘するのに有用である。
レオロジー改質剤は、洗濯洗剤ならびにシャンプー及びボディソープなどの個人用の洗浄製剤を含む、種々の消費者製品及び市販製品の粘度を制御するために使用される。レオロジー改質剤は、より魅力的な粘度を提供し、かつ所望の流動特徴を提供するために、例えば、開口部を通して絞り出すのに好適な稠度を提供するために、製剤を増粘するために使用されてもよい。レオロジー改質剤はまた、長時間にわたって製剤中に気泡、カプセル化添加剤、または固体粒子を懸濁させ、沈殿を効果的に防止するためにも使用され得る。
レオロジー改質剤は、天然または合成であってもよい。長年にわたって当該技術分野で利用されてきた改質天然化合物としては、デンプン、セルロース、アルギネート、及びタンパク質が挙げられる。合成ポリマー増粘剤としては、特にアクリル酸またはアクリレートエステル由来のアクリル系ポリマーが挙げられる。レオロジー改質剤は、アルカリ膨潤性ポリマーであってもよい。アルカリ膨潤性ポリマーは、塩基での中和によって増粘し、したがってそれらが容易に処理されるため、所望の製剤特性を提供する。
製剤の粘度は、製剤への塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、塩化アンモニウムなどの塩、またはセルロースなどのポリマーの添加によって増強されてもよい。塩及びいくつかのポリマーを含む多くの増粘剤は、ニュートン特性、すなわち、幅広いせん断速度にわたった比較的不変の粘度を提供する。しかしながら、ニュートン特性は、気泡、カプセル化添加剤、または固体粒子を懸濁させるのに十分低いせん断速度における粘度を提供するために、大量の塩またはポリマーが使用される場合、製剤はまた、より高いせん断速度で高すぎる粘度を有し、注ぐには粘度が高すぎる状態にするため、多くの用途に対して好適ではない。
長アルキル鎖を有するポリマー、例えば、会合性増粘剤もまた、気泡、カプセル化添加剤、または固体粒子を懸濁させるために使用され得る。会合性増粘剤は、ポリマーの異なる鎖上の疎水性アルキル基間の架橋または他の分子間会合を形成すると理解されている。しかしながら、会合性増粘剤は、外来界面活性剤様のモノマーまたは連鎖停止剤の使用によって高価であり、したがって、経済的に望ましくない可能性がある。さらに、より高濃度で、会合性増粘剤は、乳剤重合で使用されるときに凝固をもたらし得る。
したがって、レオロジーを制御するための改良された材料及び方法の必要性が残る。
水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーであって、該コポリマーの総重量に基づき、0.02〜5重量%の多糖類グラフトを含む、コポリマーを含む、レオロジー改質剤が開示される。
また、レオロジー改質剤を調製する方法も開示され、本方法は、水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーを含む乳剤を提供することと、フリーラジカル開始剤の存在下で、乳剤を、水分散性多糖類を含むグラフト水溶液と接触させて、アルカリ膨潤性架橋多糖類グラフトポリアクリレートコポリマーであって、該コポリマーの総重量に基づき、0.1〜5重量%の多糖類グラフトを含む、コポリマーを形成して、レオロジー改質剤を形成することとを含む。
また、レオロジー改質剤を含む組成物も開示される。
本開示の上記及び他の態様、利点、及び特徴は、添付の図面を参照してその例示的な実施形態をさらに詳細に記載することによって、より明らかとなるであろう。
実施例1(黒丸)及び比較例1(白丸)のポリマーのボディソープ製剤のせん断速度(毎秒、1/s)に対する粘度(パスカル秒、Pa・s)のグラフである。 実施例2(黒丸)及び比較例2(白丸)のポリマーのボディソープ製剤のせん断速度(毎秒、1/s)に対する粘度(パスカル秒、Pa・s)のグラフである。 実施例1(黒い記号)及び比較例1(白い記号)のポリマーのボディソープ製剤の歪み(パーセント、%)に対する弾性係数(G’、丸、パスカル、Pa)及び貯蔵係数(G’’、三角、パスカル、Pa)のグラフである。 実施例2(黒い記号)及び比較例2(白い記号)のポリマーのボディソープ製剤の歪み(パーセント、%)に対する弾性係数(G’、丸、パスカル、Pa)及び貯蔵係数(G’’、三角、パスカル、Pa)のグラフである。
水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーであって、コポリマーの総重量に基づき、0.02〜5重量パーセント(重量%)の多糖類グラフトを含む、コポリマーを含む、レオロジー改質剤が開示される。多糖類グラフトポリアクリレートコポリマーは、改善された低せん断粘度及び改善された貯蔵係数を提供する。改善されたせん断減粘を提供することによって、開示されたレオロジー改質剤は、製剤中に存在する場合の含まれるガス、カプセル化添加剤、または固体粒子の改善された懸濁を提供すると同時に、好適な注入せん断粘度も提供し、それにより所望の分注特性を提供する。中和されたコポリマーは、水分散性であり、それは、その組成物中の酸性基が塩基で中和されたとき、それが視覚的に透明で、安定した、かつ均一な分散液を形成することを意味する。
多糖類は、セルロースエーテル、ガム、デンプン、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。代表的なセルロースエーテルとしては、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、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、またはこれらの組み合わせが挙げられる。ヒドロキシエチルセルロースが特に言及される。代表的なガムとしては、グアーガム、ローカストビーンガム、キサンタンガム、ヒドロキシエチルグアーガム、メチルグアーガム、エチルグアーガム、ヒドロキシプロピルグアーガム、ヒドロキシエチルメチルグアーガム、ヒドロキシプロピルメチルグアーガム、またはこれらの組み合わせが挙げられる。代表的なデンプンとしては、メチルデンプン、エチルデンプン、ヒドロキシエチルメチルデンプン、ヒドロキシプロピルデンプン、ヒドロキシプロピルメチルデンプン、またはこれらの組み合わせが挙げられる。
多糖類は、50,000〜1,500,000ダルトン(Da)、具体的には100,000〜1,000,000Da、より具体的には200,000〜800,000Daの分子量、例えば、量平均分子量を有してもよい。多糖類の分子量は、多糖類の固有粘度から得られてもよい。多糖類の2%水溶液のブルックフィールド粘度は、25℃及び30回転毎分(rpm)で決定されるときに1.5〜5000センチポイズ、具体的には3〜2000センチポイズ、より具体的には5〜1000センチポイズであってもよい。多糖類は、300〜5000、具体的には400〜4500、より具体的には500〜4000の重合度を有してもよい。
多糖類グラフトは、多糖類グラフトコポリマー総重量に基づき、0.02〜5重量%、具体的には0.05〜4、より具体的には0.1〜3重量%の量で存在してもよい。多糖類グラフトの上記の含有量は、モノマーの総重量に基づき、0.1〜5重量%の多糖類を含む乳剤の重合によって提供されてもよい。理論によって束縛されることを望まないが、グラフト効率は100%未満、例えば、20〜80%であってもよく、したがって、0.2〜5重量%の多糖類を含む乳剤の重合は、0.1〜5重量%の多糖類グラフトを含む多糖類コポリマーをもたらし得ることが理解される。多糖類グラフトコポリマーの総重量に基づき、0.1〜5重量%の量でのヒドロキシエチルセルロースグラフトの使用が特に言及される。
水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーは、α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー由来の単位と、エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル由来の単位と、ポリエチレン性不飽和架橋剤由来の架橋とを含む。理論によって束縛されることを望まないが、コポリマー中に少なくとも20%のα,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー由来の単位を含むことによって、水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーが提供されることが理解される。α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー由来の単位は、水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーの総重量に基づき、20〜75重量%、具体的には25〜70重量%、より具体的には30〜65重量%の量で存在してもよい。また、α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー由来の単位は、多糖類グラフトコポリマーの総重量に基づき、20〜75重量%、具体的には25〜70重量%、より具体的には30〜65重量%の量で存在してもよい。任意の好適なα,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマーが使用され得る。代表的なα,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、アコニット酸、シトラコン酸、またはこれらの組み合わせが挙げられる。
水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーはまた、エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル由来の単位を含む。任意の好適なエチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステルが使用され得る。エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステルは、直鎖または分岐であってもよく、C1−C30アルキルエステル、C1−C30アリールアルキルエステル、C1−C30ヒドロキシアルキルエステル、C1−C30ヒドロキシアリールアルキルエステル、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。代表的なエチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソープロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、n−アミル(メタ)アクリレート、イソーアミル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、またはこれらの組み合わせが挙げられる。メチル(メタ)アクリレートが特に言及される。
エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル由来の単位は、水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーの総重量に基づき、20〜60重量%、具体的には25〜55重量%、より具体的には30〜50重量%の量で存在してもよい。また、エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル由来の単位は、多糖類グラフトコポリマーの総重量に基づき、20〜60重量%、具体的には25〜55重量%、より具体的には30〜50重量%の量で存在してもよい。
水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーはまた、少なくとも2つの重合可能なエチレン性不飽和二重結合を有する、ポリエチレン性不飽和架橋剤由来の架橋を含む。任意の好適なポリエチレン性不飽和架橋剤が使用され得る。ポリエチレン性不飽和架橋剤は、2〜6の重合可能なエチレン性不飽和二重結合を含有することができる。架橋剤は、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジメタクリレートなどの多官能性アクリレート、またはこれらの組み合わせであってもよい。架橋剤はまた、ペンタエリトリトールジアリルエーテル、ペンタエリトリトールトリアリルエーテル、ペンタエリトリトールテトラアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテルなどのポリアリルエーテル、またはこれらの組み合わせであってもよい。上記のうちの少なくとも1つを含む組み合わせが使用されてもよい。一実施形態では、架橋剤は、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジアリルフタレート、アリルメタクリレート、メチレンビスアクリルアミド、グリコールジ−(メタ)アクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、またはこれらの組み合わせであってもよい。
架橋の含有量は、水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーの総重量に基づき、0.01〜1重量%、具体的には0.02〜0.9重量%、より具体的には0.04〜0.8重量%であってもよい。また、架橋の含有量は、多糖類グラフトコポリマーの総重量に基づき、0.01〜1重量%、具体的には0.02〜0.9重量%、より具体的には0.04〜0.8重量%であってもよい。
水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーは、ビニルエステル由来の単位をさらに含んでもよい。任意の好適なビニルエステルが使用され得る。代表的なビニルエステルとしては、ビニルアセテート、ビニルネオデカノエート、ビニルピバレート、ビニルベンゾエート、ビニルt−ブチルベンゾエート、またはこれらの組み合わせが挙げられる。存在する場合、ビニルエステル単位は、水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーの総重量に基づき、0.1〜20重量%、具体的には0.2〜18重量%、より具体的には0.4〜16重量%の量で含まれてもよい。また、存在する場合、ビニルエステル単位は、多糖類グラフトコポリマーの総重量に基づき、0.1〜20重量%、具体的には0.2〜18重量%、より具体的には0.4〜16重量%の量で含まれてもよい。
水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーは、界面活性剤モノマー由来の単位をさらに含んでもよい。任意の好適な界面活性剤モノマーが使用され得る。界面活性剤モノマーは、式(1)であってもよく、
Figure 2017503031
式中、Rは、水素またはC1−C4アルキル基であり、R及びRはそれぞれ独立して、C1−C4アルキレン基であり、x及びyはそれぞれ独立して、3〜40であり、Rは、C8−C20直鎖または分岐アルキル基である。例えば、R及びRのそれぞれは、それぞれ独立して、例えば、1,2−エタンジイル基、1,2−プロパンジイル基、または1,2−ブタンジイル基であってもよい。
界面活性剤モノマーは、例えば、セテス−20メタクリレート、ラウレス−10メタクリレート、ステアレス−25メタクリレート、ベヘネス−30アクリレート、ポリエチレングリコール(DP=30)モノドデシルエーテルメタクリレート、またはこれらの組み合わせであってもよい。
存在する場合、界面活性剤モノマーは、水溶性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーの総重量に基づき、0.1〜20重量%、具体的には0.2〜18重量%、より具体的には0.4〜16重量%の量で含まれてもよい。また、存在する場合、界面活性剤モノマーは、多糖類グラフトコポリマーの総重量に基づき、0.1〜20重量%、具体的には0.2〜18重量%、より具体的には0.4〜16重量%の量で含まれてもよい。
レオロジー改質剤は、乳剤重合によって調製され得る。乳剤重合において、モノマーの混合物は、水相中で乳化され、乳化されたモノマーは、次いで、好適なフリーラジカル形成開始剤の存在下で重合されて、コポリマーを提供する。乳剤重合は、計量されたモノマーの添加プロセスにおいてバッチ処理で実施され得るか、または重合は、バッチ処理として開始され得、次いで、モノマーが連続的に反応器中に計量供給されながら継続される。反応混合物への多糖類の添加は、重合の開始から連続的に、または多糖類の存在下でのモノマー混合物の一部分の重合に続いて、別個の相で行われてもよい。多糖類が反応の第2の相中に添加される場合、該プロセスの一実施形態は、多糖類と共に全モノマーの一部分を添加することである。本実施形態では、第2の相またはグラフト相中で添加されるモノマーの部分は、総モノマー質量の0〜30重量%、好ましくは1〜25重量%、またはより好ましくは2〜20重量%であってもよい。多糖類は、固体粉末、モノマーなどの非溶媒流体中のスラリー、または均一溶液の形態で添加され得る。溶液として添加される場合、溶媒は水であってもよく、得られる溶液粘度は、10,000センチポイズ未満であってもよい。多糖類は、モノマーとは別々に添加されてもよく、または1つ以上のモノマーと、任意に水及び界面活性剤と予混合されてもよい。明確にするために、過度な実験なしで当業者によって決定され得る乳剤重合のさらなる詳細は、本明細書では省略される。
また、レオロジー改質剤を調製する方法も開示され、本方法は、水溶性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーを含む乳剤を提供することと、フリーラジカル開始剤の存在下で、乳剤を、水溶性多糖類を含むグラフト水溶液と接触させて、アルカリ膨潤性架橋多糖類グラフトポリアクリレートコポリマーであって、該多糖類グラフトコポリマーの総重量に基づき、0.1〜5重量%の多糖類グラフトを含む、コポリマーを形成して、レオロジー改質剤を形成することとを含む。
任意の好適なフリーラジカル開始剤が使用され得る。代表的なフリーラジカル開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、もしくは過硫酸ナトリウムなどの水溶性の無機過硫酸塩化合物;過酸化水素、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、もしくは過酸化ラウリルなどの過酸化物;クメンヒドロペルオキシドもしくはt−ブチルヒドロペルオキシドなどの有機ヒドロペルオキシド;過酢酸などの有機過酸;2,2′−アゾビスイソブチロニトリルなどの油溶性のフリーラジカル生成剤、またはこれらの組み合わせが挙げられる。過酸化物及び過酸は任意に、重亜硫酸ナトリウム、ナトリウムホルムアルデヒド、もしくはアスコルビン酸などの還元剤、遷移金属、ヒドラジン、またはこれらの組み合わせで活性化され得る。代表的なフリーラジカル重合開始剤としてはまた、2,2′−アゾビス(2−(4,5−ジヒドロイミダゾリル)プロパン)、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン、または4,4′−アゾビス(4−シアノ吉草酸)などの水溶性2,2′−アゾビス(tert−アルキル)などの水溶性アゾ重合開始剤も挙げられる。フリーラジカル開始剤は、水溶性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマー及び水溶性多糖類の総重量に基づき、0.01〜5重量%の量で含まれてもよい。
レオロジー改質剤は乳剤の形態であってもよく、この乳剤は、乳剤の総重量に基づき、10〜60重量%、具体的には15〜55重量%、より具体的には20〜50重量%の固形分含量を有してもよい。
多糖類を水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーにグラフトするために接触させている間、多糖類は、5〜60分、具体的には10〜50分の時間でコポリマーに添加されてもよい。多糖類の添加開始から重合完了までの総時間は、15〜120分、具体的には30〜100分であってもよい。
該接触は、多糖類を水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーにグラフトするために、40〜100℃、具体的には50〜90℃、より具体的には60〜80℃で実施されてもよい。
水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーを含む乳剤は、20〜75重量%のα,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、20〜60重量%のエチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、0.01〜1重量%の多価不飽和化合物を含む架橋モノマー、それぞれ、α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、及び架橋モノマーの総重量に基づいた、界面活性剤、フリーラジカル開始剤、及び水を接触させること、ならびにα,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、及び架橋モノマーを重合させて、水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーを含む乳剤を形成することによって提供されてもよい。該接触は、水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーを含む乳剤を形成するために、40〜100℃、具体的には50〜90℃、より具体的には60〜80℃で実施されてもよい。α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、及び架橋モノマーは、上記にさらに開示されている。
重合がプロセスの相、第2の相、例えば、グラフト相で実施される一実施形態では、第2の相中の開始剤の存在は任意である。一実施形態では、開始剤のモル分率は、例えば、0〜30重量%であってもよい。一実施形態では、モル分率は、重合及びグラフト化プロセス全体で使用される開始剤の総モルの0〜28重量%あるいは0〜26重量%であってもよい。開始剤がグラフト相で省略される一実施形態が特に言及される。
界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。アニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤の使用が特に言及される。界面活性剤は、水溶性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマー及び水分散性多糖類の総重量に基づき、0.1重量%〜5重量%の量で含まれてもよい。別の実施形態では、界面活性剤は、α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、及び架橋モノマーの総重量に基づき、0.1重量%〜5重量%の量で含まれてもよい。
乳剤重合を促進するための代表的なアニオン性界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ミレス硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、C−C15アルキルフェノキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、C−C16アルキルフェノキシベンゼンスルホン酸2ナトリウム、C−C16ジ−アルキルフェノキシベンゼンスルホン酸2ナトリウム、ラウレス−3スルホコハク酸2ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジ−sec−ブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ドデシルジフェニルエーテルスルホン酸2ナトリウム、n−オクタデシルスルホコハク酸2ナトリウム、ペルフルオロオクタンスルホン酸、ペルフルオロブタンスルホン酸、分岐アルコールエトキシレートのリン酸エステル、またはこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない。
乳剤重合を促進するのに好適な非イオン性界面活性剤としては、カプリルアルコールエトキシレート、ラウリルアルコールエトキシレート、ミリスチルアルコールエトキシレート、セチルアルコールエトキシレート、ステアリルアルコールエトキシレート、セテアリルアルコールエトキシレート、ステロールアルコールエトキシレート、オレイルアルコールエトキシレート、ベヘニルアルコールエトキシレートなどの直鎖もしくは分岐C−C30脂肪アルコールエトキシレート、オクチルフェノールエトキシレートなどのアルキルフェノールアルコキシレート、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、またはこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない。代表的な脂肪アルコールエトキシレートとしては、ポリオキシエチレングリコールのC−C22脂肪酸エステル、エトキシル化モノ及びジグリセリド、ソルビタンエステル、エトキシル化ソルビタンエステル、C−C22脂肪酸グリコールエステル、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドのブロックコポリマー、またはこれらの組み合わせが挙げられる。上記のエトキシレートのそれぞれにおけるエチレンオキシド単位数は、2〜約150に及ぶことができる。ラウリル硫酸ナトリウム、ラウレス−3−硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、及びラウリル−エトキシレート−10が特に言及される。
代表的な両性界面活性剤としては、アミノ酸、例えば、N−アルキルアミノ酸もしくはN−アシルアミノ酸、コカミドプロピルベタインなどのベタイン、コカミドプロピルヒドロキシサルタインなどのサルタイン、アルキル両性カルボキシレート、レシチン、またはこれらの組み合わせが挙げられる。
カチオン性界面活性剤は、例えば、アルキルアミン、アルキルイミダゾリン、エトキシル化アミン、第4級アンモニウム化合物、またはこれらの組み合わせであってもよい。アルキルアミンの例としては、ジメチルコカミン、ジメチルパルミタミン、ジオクチルアミン、ジメチルステアラミン、ジメチルソイアミン、ソイアミン、ミリスチルアミン、トリデシルアミン、エチルステアリルアミン、N−タロウプロパンジアミン、エトキシル化ステアリルアミン、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、アラキジルベヘニルアミン、ジメチルラウラミン、塩酸ステアリルアミン、塩化ソイアミン、ギ酸ステアリルアミン、二塩化N−タロウプロパンジアミン、アモジメチコン、またはこれらの組み合わせが挙げられる。アルキルイミダゾリンの例としては、ステアリルヒドロキシエチルイミダゾリン、ココヒドロキシエチルイミダゾリン、エチルヒドロキシメチルオレイルオキサゾリンなどのアルキルヒドロキシエチルイミダゾリン、またはこれらの組み合わせが挙げられる。エチルオキシル化されたアミンの例としては、PEG−ココポリアミン、PEG−15タロウアミン、クオタニウム−52、またはこれらの組み合わせが挙げられる。第4級アンモニウム化合物の例としては、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化セチルピリジニウム、塩化ジセチルジメチルアンモニウム、塩化ジヘキサデシルジメチルアンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ジオクタデシルジメチルアンモニウム、塩化ジエイコシルジメチルアンモニウム、塩化ジドコシルジメチルアンモニウム、塩化ジヘキサデシルジメチルアンモニウム、酢酸ジヘキサデシルジメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、及び塩化ジ(ココナッツアルキル)ジメチルアンモニウム、塩化ジタロウジメチルアンモニウム、塩化ジ(水素化タロウ)ジメチルアンモニウム、酢酸ジ(水素化タロウ)ジメチルアンモニウム、ジタロウジメチルアンモニウム硫酸メチル、リン酸ジタロウジプロピルアンモニウム、硝酸ジタロウジメチルアンモニウム、またはこれらの組み合わせが挙げられる。
また、レオロジー改質剤を含む組成物も開示される。本組成物は、医薬組成物、薬用化粧品組成物、または洗浄組成物であってもよい。洗濯洗剤、柔軟剤、シャンプー、またはボディソープなどの洗浄組成物が特に言及される。
レオロジー改質剤に加えて、本組成物は、乳白剤、真珠光沢添加剤、色素、剥離剤、フケ防止剤、植物性薬剤、保存料、香料、噴射剤、溶媒、希釈剤、さらなるレオロジー改質剤、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。乳白剤は、組成物を不透明にするために含まれてもよい。例としては、アルミニウムまたはマグネシウム塩などの金属塩が挙げられる。代表的な真珠光沢添加剤としては、エチレングリコールモノステアレート、エチレングリコールジステアレート、TiOコーティングマイカ、オキシ塩化ビスマス、天然真珠層、またはこれらの組み合わせが挙げられる。香料は、カプセル化添加剤を提供するためにカプセル化されてもよい。代表的な色素としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化シリコン、ケイ酸塩、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、またはこれらの組み合わせが挙げられる。代表的な剥離剤としては、軽石、石、ゼオライト、木の実の殻、木の実の粉、果実の核、外皮、種子、及び粒、茶葉、トウモロコシの穂軸、果実繊維、海藻、ヘチマスポンジ、微結晶性セルロース、二枚貝の殻、炭酸カルシウム、ピロリン酸二カルシウム、白亜、シリカ、カオリン粘土、ケイ酸、酸化アルミニウム、酸化第二スズ、海塩、タルク、糖、ポリエチレン、ポリスチレン、微結晶性ポリアミド、微結晶性ポリエステル、ポリカーボネート、ステンレス鋼繊維、またはこれらの組み合わせが挙げられる。代表的なフケ防止剤としては、硫黄、亜鉛ピリチオン、亜鉛オマジン、硝酸ミコナゾール、硫化セレン、ピロクトンオラミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)ウンデセンアミド、カデ油、パインタール、ウンデシレネス−6、またはこれらの組み合わせが挙げられる。代表的な植物性薬剤としては、エキナセア、ユッカグラウカ、ヤナギソウ、バジルの葉、トルコオレガノ、ニンジン根、グレープフルーツ、フェンネル種、亜麻仁種、ローズマリー、ウコン、タイム、ブルーベリー、ピーマン、ブラックベリー、スピルリナ、クロフサスグリ果実、例えば、中国茶、紅茶、緑茶、烏龍茶などの茶葉、コーヒーの種、タンポポの根、ナツメヤシ果実、イチョウ葉、緑茶、ホーソンベリー、カンゾウ、セージ、イチゴ、スイートピー、トマト、バニラ果実、ヒレハリソウ、アルニカ、センテラ・アジアティカ、ヤグルマソウ、セイヨウトチノキ、ツタ、モクレン、オート麦、パンジー、タツナミソウ、サジー、オドリコソウ、マンサク、またはこれらの組み合わせが挙げられる。代表的な保存料としては、ポリメトキシ二環式オキサゾリジン、メチルパラベン、プロピルパラベン、エチルパラベン、ブチルパラベン、ベンジルトリアゾール、1,3−ジメチル−5,5−ジメチルヒダントイン、イミダゾリジニル尿素、フェノキシエタノール、フェノキシエチルパラベン、メチルイソチアゾリノン、メチルクロロイソチアゾリノン、ベンゾイソチアゾリノン、トリクロサン、及び上記に開示される好適なポリクオタニウム化合物(例えば、ポリクオタニウム−1)、またはこれらの組み合わせが挙げられる。代表的な噴射剤としては、プロパン、ブタン、イソブテン、エーテル、ジメチルエーテル、1,1−ジフルオロエタンなどのハロゲン化炭化水素、空気、二酸化炭素、もしくは窒素などの圧縮ガス、またはこれらの組み合わせが挙げられる。代表的な溶媒としは、水、アルコール、ポリオール、またはこれらの組み合わせが挙げられる。溶媒は、直鎖または分岐であってもよく、例としては、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、もしくはベヘニルアルコールなどの飽和C12−C30脂肪アルコール、グリセリン、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、C−Cアルコキシル化アルコール、アルコールのエトキシル化、プロポキシル化、もしくはブトキシル化エーテルなどのC−Cアルコキシル化ポリオール、2〜約30の炭素原子及び1〜約40のアルコキシ単位を有するポリオール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、またはこれらの組み合わせが挙げられる。溶媒または希釈剤の他の例としては、シクロメチコンなどのシリコーン、アセトンもしくはメチルエチルケトンなどのケトン、野菜油、植物油、動物油、精油、鉱油、C−C40イソパラフィン、エチルアセテート、アミルアセテート、エチルラクテートなどのアルキルカルボン酸エステル、ホホバ油、サメ肝油などの油、またはこれらの組み合わせが挙げられる。本組成物は、上記のうちの少なくとも1つを含んでもよい。
代表的なさらなるレオロジー改質剤としては、天然ポリマー、合成ポリマー、鉱物、または塩が挙げられる。天然または改質天然ポリマーの例としては、ガム(例えば、キサンタンガム)、セルロース、改質セルロース、デンプン、または多糖類が挙げられる。合成ポリマーの例としては、架橋ポリアクリレート、疎水的に改質されたアルカリ可溶性ポリマー、または疎水的に改質された非イオン性ウレタンポリマーが挙げられる。加えて、粘度の調整は、アルカリ金属ハロゲン化物などの塩または粘土などの鉱物の混合によるものであってもよい。
乳白剤、真珠光沢添加剤、色素、剥離剤、フケ防止剤、植物性薬剤、保存料、香料、噴射剤、溶媒、希釈剤、またはさらなるレオロジー改質剤はそれぞれ独立して、本組成物の総重量に基づき、本組成物の0.01〜99重量%、具体的には0.1〜95重量%、より具体的には1〜90重量%の量で含まれてもよい。
一実施形態では、本組成物はボディソープである。レオロジー改質剤に加えて、ボディソープは、水、界面活性剤、pH剤、乳白剤、真珠光沢添加剤、色素、剥離剤、フケ防止剤、植物性薬剤、保存料、香料、噴射剤、溶媒、希釈剤、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。ボディソープ中、レオロジー改質剤は、0.1〜50重量%、具体的には0.3〜25重量%、より具体的には0.6〜12重量%、または0.9〜6重量%、または1.2〜3重量%の量で含まれてもよい。界面活性剤は、1〜50重量%、具体的には2〜30重量%、より具体的には4〜25重量%の量でボディソープ中に存在してもよい。界面活性剤は、0.1〜50重量%、具体的には0.3〜25重量%、より具体的には0.6〜20重量%、または0.9〜15重量%、または1.2〜10重量%の量のカチオン性界面活性剤、及び0.1〜50重量%、具体的には0.3〜25重量%、より具体的には0.6〜12重量%、または0.9〜6重量%、または1.2〜3重量%の量の両性界面活性剤を含んでもよい。ラウレス−3−硫酸ナトリウム(Sodium laureth−3 suflate)及びコカミドプロピルベタジン(betadine)が特に言及される。ボディソープは、0.1〜20重量%、具体的には0.5〜10重量%、より具体的には1〜5重量%の量の溶媒をさらに含んでもよい。プロピレングリコールが特に言及される。
一実施形態では、レオロジー改質剤は、水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーであって、該コポリマーの総重量に基づき、0.02〜5重量%の多糖類グラフトを含む、コポリマーを含む。
別の実施形態では、レオロジー改質剤を調製する方法は、水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーを含む乳剤を提供することと、フリーラジカル開始剤の存在下で、乳剤を、水溶性多糖類を含むグラフト水溶液と接触させて、アルカリ膨潤性架橋多糖類グラフトポリアクリレートコポリマーであって、該コポリマーの総重量に基づき、0.1〜5重量%の多糖類グラフトを含む、コポリマーを形成して、レオロジー改質剤を形成することとを含む。
別の実施形態では、組成物はレオロジー改質剤を含む。
種々の実施形態では、(1)レオロジー改質剤は、それぞれ本コポリマーの総重量に基づき、20〜75重量%のα,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー由来の単位と、20〜60重量%のエチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル由来の単位と、0.01〜1重量%のポリエチレン性不飽和架橋剤由来の架橋とを含む、ならびに/または(2)α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマーは、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、アコニット酸、もしくはこれらの組み合わせである、ならびに/または(3)エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステルは、C1−C30アルキルエステル、C1−C30アリールアルキルエステル、C1−C30ヒドロキシアルキルエステル、C1−C30ヒドロキシアリールアルキルエステル、もしくはこれらの組み合わせである、ならびに/または(4)エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステルは、メチル(メタ)アクリレート、エチルアクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、もしくはこれらの組み合わせである、ならびに/または(5)架橋剤は、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジアリルフタレート、アリルメタクリレート、もしくはこれらの組み合わせである、ならびに/または(6)多糖類は、セルロースエーテル、ガム、デンプン、もしくはこれらの組み合わせである、ならびに/または(7)セルロースエーテルは、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、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、もしくはこれらの組み合わせである、ならびに/または(8)セルロースエーテルは、ヒドロキシエチルセルロースを2重量%含む水溶液についてスピンドル1番を用いたブルックフィールド粘度測定によって決定されたときに1〜5000センチポイズの粘度を有するヒドロキシエチルセルロースである、ならびに/または(9)ガムは、グアーガム、ローカストビーンガム、キサンタンガム、ヒドロキシエチルグアーガム、メチルグアーガム、エチルグアーガム、ヒドロキシプロピルグアーガム、ヒドロキシエチルメチルグアーガム、ヒドロキシプロピルメチルグアーガム、もしくはこれらの組み合わせである、ならびに/または(10)デンプンは、メチルデンプン、エチルデンプン、ヒドロキシエチルメチルデンプン、ヒドロキシプロピルデンプン、ヒドロキシプロピルメチルデンプン、もしくはこれらの組み合わせである、ならびに/または(11)架橋多糖類グラフトポリアクリレートコポリマーは、0.1〜20重量%のビニルエステル由来の単位をさらに含む、ならびに/または(12)ビニルエステルは、ビニルアセテート、ビニルネオデカノエート、もしくはこれらの組み合わせである、ならびに/または(13)アルカリ膨潤性架橋多糖類グラフトポリアクリレートコポリマーは、20〜75重量%のα,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー由来の単位を含む、ならびに/または(14)水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーを含む乳剤の提供は、20〜75重量%のα,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、20〜60重量%のエチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、0.01〜1重量%の多価不飽和化合物を含む架橋モノマー、それぞれ、α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、架橋モノマーの総重量に基づいた、界面活性剤、フリーラジカル開始剤、及び水を接触させることと、α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、及び架橋モノマーを重合させて、水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーを含む乳剤を形成することとを含む、ならびに/または(15)界面活性剤は、α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、及び架橋モノマーの総重量に基づき、0.1〜5重量%の量で存在する、ならびに/または(16)レオロジー改質剤は、0.1〜5重量%の多糖類グラフトを含むアルカリ膨潤性架橋多糖類グラフトポリアクリレートコポリマーを含む乳剤の形態である。
レオロジー解析
レオロジー解析の前に、試料を10分間(min)3,000回転毎分(rpm)で遠心分離した。25℃で実行された、0.5°の角度の60ミリメートル(mm)直径のステンレス製コーン及びペルティエプレートを用いたAR−2000レオメータ(TA Instruments)を使用して、動的振動応答及び流動レオロジー曲線を収集した。
動的振動レオロジー:試料を5分間(min)にわたる毎秒(s−1)5の初期せん断、続いて2分の保持で条件付けた。周波数を1ヘルツ(Hz)で一定に保ち、応力を、1ディケード当たり10点(対数的に分散される)で0.05から1000パスカル(Pa)まで増分した。弾性係数が貯蔵係数と等しくなった点(G’=G”)を、Rheology Advantage Data Analysisプログラム(TA Instruments)を使用して計算し、クロスオーバー降伏応力(YS、x軸値)及びクロスオーバーにおけるG’値(y軸値)を記録した。
流動レオロジー:試料に0.177Paで10秒間(s)予応力を与え、2分間平衡化した。試料を、1ディケード当たり5点(対数的に分散される)、3%の許容範囲、及び3分の最大点時間で、0.15から300Paまで増加するせん断応力に供した。せん断速度の選択された値における粘度に対する値を、7次の多項式フィットを使用してデータ点から補間した。
粒径解析
粒径を、三つ組で実行された、Brookhaven Instrument Corporation 90PLUS Particle Size Analyzerで測定した。
多糖類粘度解析
本実施例で使用される多糖類を粘度測定によって特徴付けた。それらは全て、The Dow Chemical Companyの製品である。ヒドロキシエチルセルロース(HEC)を2重量%で脱イオン水中に分散し、数滴の10%NaOH溶液を添加した。粘度の測定を、スピンドル1番を利用したブルックフィールドDV−II+粘度計で行った。表1は、3つの異なるスピンドル速度でのHECポリマーに対するブルックフィールド粘度を示す。
Figure 2017503031
実施例1
機械攪拌器、加熱マントル、熱電対、凝縮器、ならびにモノマー、開始剤、及び窒素の添加用の入口を備えた3リットル丸底フラスコに、489グラム(g)の脱イオン水を充填した。水を窒素流動で撹拌し、92〜94℃に加熱した。プラスチックライニング槽に、32.13gの28%ラウリル硫酸ナトリウム(SLS)及び721gの脱イオン水を添加し、オーバーヘッド撹拌によって混合した。エチルアクリレート(EA、302.35g)、続いて27gのエチルへキシルアクリレート(EHA)、16.19gのビニルネオデカノエート(VEOVA)、0.77gのトリメチロールプロパンジアリルエーテル(90%活性、TMPDE−90)、及び194.36gのメタクリル酸(MAA)を槽に充填して、滑らかで安定したモノマー乳剤を形成した。開始剤充填物を、0.197gの過硫酸アンモニウム(APS)を12gの脱イオン水中に溶解させることによって調製し、取っておいた。0.9gのAPSが63.8gの脱イオン水中に溶解した開始剤溶液を注射器に添加した。
フラスコの内容物が91〜94℃の目標温度に達したとき、モノマー乳剤の一部分(129.4g)、続いて開始剤充填物を、ポンプを介してフラスコに添加した。1分後、フラスコ内の温度は上昇し始めた。ピークの発熱後、モノマー乳剤を以下の速度:7.76g/分を15分間、次いで13.97g/分を75分間で、90分にわたって添加し、同時に、開始剤溶液を以下の速度:0.42g/分を15分間、次いで0.93g/分を75分間で添加した。次いで、反応混合物を15分間90〜92℃で保持した。
別個に、多糖類グラフト溶液を調製した。プラスチックライニング槽に、160gの脱イオン水及び3gの28%SLSを添加し、オーバーヘッド混合によって撹拌した。ヒドロキシエチルセルロース(HEC、CELLOSIZE(登録商標)QP−3L、3.0g)及び33.6gのEA、続いて3gのEHA、1.8gのVEOVA、及び21.6gのMAAを槽に添加して、滑らかで安定したモノマー乳剤を形成した。グラフト開始剤溶液を0.09gのアンモニウム過硫酸塩及び15gの脱イオン水から調製し、フラスコへの添加のために注射器に添加した。
15分間の保持の完了後、多糖類グラフト及びグラフト開始剤溶液を30分にわたって90℃で添加した。10gの脱イオン水の洗浄液を添加し、次いで、反応を30分間保持した。
0.92gの70%t−ブチルヒドロペルオキシド(tBHP)を15gの脱イオン水中に、及び0.59gのイソアスコルビン酸(IAA)を15gの脱イオン水中に溶解させることによって、第1のチェイス活性化剤及び第1のチェイス触媒溶液を調製した。グラフト保持が完了したとき、第1のチェイス溶液を15分にわたって90℃で添加し、混合物を添加の完了後に15分間保持した。別個に、0.68gの70%tBHPを10gの脱イオン水中に、及び0.42IAAを10gの脱イオン水中に溶解させることによって、第2のチェイス活性化剤及び第2のチェイス触媒溶液を調製した。第1のチェイス溶液の添加の完了時に、100gの脱イオン水をフラスコに添加し、反応を冷却した。第2のチェイス溶液を15分にわたって添加した。15分間の保持後、反応を室温で冷却し、次いで、内容物を100メッシュの袋を通して濾過した。
試料の固形分含量は27.30重量%であった。凝固レベルは125ppmであった。平均粒径は131nmであった。残留EAの含有量は検出限界未満であり、EHAの含有量は7ppmであった。
比較例C1
HECを多糖類グラフト溶液から除いたこと以外は、実施例1を繰り返した。試料の固形分含量は28.02重量%であった。凝固レベルは350ppmであった。平均粒径は113nmであった。残留EAの含有量は0.2ppmであり、EHAの含有量は7ppmであった。
実施例2
モノマー乳剤及びHECグラフト溶液を除いて、実施例1を繰り返した。プラスチックライニング槽に、32.13gの28% SLS及び721gの脱イオン水を添加し、オーバーヘッド撹拌によって混合した。セチル−ステアリルアルコールの20−エトキシレートのメタクリレートエステル(70重量%)、MAA(20重量%)、及び10重量%脱イオン水を含有する、77.14gの界面活性剤モノマー混合物(以下「MA−20」)、ならびに248.4gのEAを槽に充填し、続いて、27gのEHA、16.19gのVEOVA、0.69gのTMPDE−90、及び179.08gのMAAをゆっくりと添加して、滑らかで安定したモノマー乳剤を形成した。
3gのHEC QP−3L、続いて3gの28%ラウリル硫酸ナトリウムを160gの脱イオン水に添加し、オーバーヘッド混合によって撹拌することによって、多糖類グラフト溶液を調製した。MA−20(8.57g)、EA(27.6g)、続いて3gのEHA、1.8gのVEOVA、19.88gのMAA、及び0.062gのTMPDE−90を槽に添加して、滑らかで安定したモノマー乳剤を形成した。試料の固形分含量は26.30重量%であった。凝固レベルは1750ppmであった。平均粒径は172nmであった。残留EAの含有量は2ppmであり、EHAの含有量は3ppmであった。
比較例C2
HECを多糖類グラフト溶液から除いたこと以外は、実施例2を繰り返した。試料の固形分含量は27.16重量%であった。凝固レベルは1700ppmであった。平均粒径は128nmであった。残留EAの含有量は検出限界未満であり、EHAの含有量は0.9ppmであった。
実施例3
モノマー乳剤中のSLSを51gのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(SDBS、22%)に置き換え、多糖類グラフト溶液中のSLSを3gのSDBS(22%)に置き換えたことを除いて、実施例1を繰り返した。試料の固形分含量は26.80重量%であった。凝固物含量は204ppmであった。平均粒径は136nmであった。残留EAの含有量は検出限界未満であり、EHAの含有量は1.0ppmであった。
比較例C3
HECを多糖類グラフト溶液から除いたこと以外は、実施例3を繰り返した。試料の固形分含量は27.30重量%であった。凝固物含量は360ppmであった。平均粒径は106nmであった。残留EAの含有量は検出限界未満であり、EHAの含有量は5ppmであった。
実施例4
機械攪拌器、加熱マントル、熱電対、凝縮器、ならびにモノマー、開始剤、及び窒素の添加用の入口を備えた3リットル丸底フラスコに、489gの脱イオン水を充填した。水を窒素流動で撹拌し、92〜94℃に加熱した。プラスチックライニング槽に、32.13gのSLS(28%)及び721gの脱イオン水を添加し、オーバーヘッド撹拌によって混合した。EA(302.35g)、続いて27gのEHA、16.19gのVEOVA、0.77gのTMPDE−90、及び194.36gのMAAを槽に充填して、滑らかで安定したモノマー乳剤を形成した。0.197gのAPS及び12gの脱イオン水から、開始剤充填物を調製し、取っておいた。0.9gのAPSが63.8gの脱イオン水中に溶解した開始剤溶液を注射器に添加した。
フラスコの内容物が91〜94℃の目標温度に達したとき、モノマー乳剤の一部分(129.4g)、続いて開始剤を、ポンプを介してフラスコに添加した。1分後、フラスコ内の温度は上昇し始めた。ピークの発熱後、モノマー乳剤を以下の速度:7.5g/分を15分間、次いで16.6g/分を75分間で、90分にわたって添加し、同時に、開始剤を以下の速度:0.41g/分を15分間、次いで0.92g/分を75分間で添加した。洗浄の完了時に、反応を次いで15分間90〜92℃で保持した。
別個に、多糖類グラフト溶液を調製した。プラスチックライニング槽に、160gの脱イオン水及び9gの28% SLSを添加し、オーバーヘッド混合によって撹拌した。HEC QP−3L(3.0g)及び33.6gのEA、続いて3gのEHA、1.8gのVEOVA、及び21.6gのMAAを槽に充填して、滑らかで安定したモノマー乳剤を形成した。グラフト開始剤溶液を0.09gのAPS及び15gの脱イオン水から調製し、フラスコへの添加のために注射器に添加した。
15分間の保持の完了後、グラフト及びグラフト開始剤溶液を30分にわたって添加すると同時に、温度を90から78℃に低下させた。10gの脱イオン水の洗浄液を添加し、次いで、反応を15分間保持した。
0.92gの70%tBHPを15gの脱イオン水中に、及び0.59gのIAAを15gの脱イオン水中に溶解させることによって、第1のチェイス活性化剤及び第1のチェイス触媒溶液を調製した。15分間のグラフト保持が完了したとき、第1のチェイス溶液を30分にわたって添加すると同時に、温度を78から65℃に低下させた。別個に、0.68gの70%tBHPを10gの脱イオン水中に、及び0.42IAAを10gの脱イオン水中に溶解させることによって、第2のチェイス活性化剤及び第2のチェイス触媒溶液を調製した。第1のチェイス溶液の添加の完了時に、100gの脱イオン水をフラスコに添加し、反応を冷却した。第2のチェイス溶液を30分にわたって添加すると同時に、温度を65から50℃に低下させた。反応器内容物が室温まで冷却した後、それらを100メッシュの袋を通して濾過した。
試料の固形分含量は27.0重量%であった。凝固物含量は約300ppmであった。平均粒径は195nmであった。残留EAの含有量は検出限界未満であり、EHAの含有量は5ppmであった。
比較例C4
HECを多糖類グラフト溶液から除いたこと以外は、実施例4を繰り返した。試料の固形分含量は27.30重量%であった。凝固物含量は300ppm未満であった。平均粒径は111nmであった。残留EAの含有量は373ppmであり、EHAの含有量は70ppmであった。
レオロジー改質剤の水溶液。
実施例4及び比較例C4で作ったポリマー(0.75重量%)の溶液を以下の通り調製した。
実施例5
160.00gの脱イオン水に、室温で、450RPMでオーバーヘッド撹拌しながら、5.5572gの実施例4からの乳剤、5.0309gのNaOH(4.8重量%)、及び29.34gの追加の水を添加し添加し、最終混合物を25分間撹拌した。溶液のpHは8.45であり、濁度は49NTUであった。
比較例5
159.99gの脱イオン水に、室温で、450RPMでオーバーヘッド撹拌しながら、5.2850gの比較例C4からの乳剤、23.2mgのHEC QP−3L、4.9532gのNaOH(4.8%)、及び29.62gの追加の水を添加し、最終混合物を25分間撹拌した。溶液のpHは8.31であり、濁度は91NTUであった。
実施例5及び比較例5の水溶液を、4日間蓋をしたガラス瓶の中に放置した。4日後、グラフト多糖類を含有する実施例5の水溶液が、調製中に生じた気泡を保持した一方で、実施例5と同じ重量含有量の非グラフト多糖類を含有する、比較例5の水溶液は、気泡を保持しなかった。
実施例6
以下の修正を加えて、実施例1を繰り返した。3gの代わりに9gのHEC QP−3Lを使用し、TMPDEの代わりにアリルメタクリレート(ALMA)を使用した(モノマー乳剤中0.693g及びグラフト溶液中0.077g)。試料の固形分含量は26.36重量%であった。凝固物含量は210ppmであった。平均粒径は312nmであった。残留EAの含有量は検出限界未満であり、EHAの含有量は5ppmであった。
比較例C6
HECを多糖類グラフト溶液から除いたこと以外は、実施例6を繰り返した。試料の固形分含量は26.14重量%であった。凝固物含量は300ppmであった。平均粒径は113nmであった。残留EAの含有量は検出限界未満であり、EHAの含有量は5ppmであった。
レオロジー改質剤の水溶液
実施例6及び比較例C6で作ったポリマー(0.75重量%)の溶液を以下の通り調製した。
実施例7
159.98gの脱イオン水に、室温で、300RPMでオーバーヘッド撹拌しながら、5.66gの実施例6からの乳剤、4.886gのNaOH(4.8%)、及び29.46gの追加の水を添加し、最終混合物を25分間撹拌した。溶液のpHは8.58であり、濁度は182NTUであった。
比較例7
160.04gの脱イオン水に、室温で、300RPMでオーバーヘッド撹拌しながら、5.746gの比較例C6からの乳剤、4.9532gのNaOH(4.8%)、及び29.28gの追加の水を添加し、最終混合物を25分間撹拌した。溶液のpHは8.53であり、濁度は184NTUであった。
実施例7及び比較例7を、6日間蓋をしたガラス瓶の中に放置した。6日後、グラフト多糖類を含有する実施例7の水溶液が、調製中に生じた気泡を保持した一方で、多糖類を含まなかった比較例7は、気泡を保持しなかった。
実施例8
モノマー乳剤中で51.9gのSDBSの代わりに32.13gのSLSを使用し、3gのSDBSの代わりにグラフト溶液中で3gのSLSを使用したことを除いて、実施例2を繰り返した。3gのHEC QP 09Lの代わりに、多糖類溶液HEC QP−3Lを使用した。凝固物含量は200ppmであった。平均粒径は131nmであった。残留EAの含有量は7ppmであり、EHAの含有量は6ppmであった。
実施例9
モノマー乳剤中で51.9gのSDBSの代わりに32.13gのSLSを使用し、3gのSDBSの代わりにグラフト溶液中で3gのSLSを使用したことを除いて、実施例1を繰り返した。3gのHEC QP 40の代わりに、HEC QP−3Lの多糖類溶液を使用した。凝固レベルは200ppmであった。平均粒径は138nmであった。EAの含有量は検出限界未満であり、EHAの含有量は6ppmであった。
ボディソープ製剤の調製
実施例1〜4、6及び8〜9ならびに比較例C1〜C4及びC6のポリマーを使用して、以下の通りボディソープ洗浄製剤を調製した。ガラス瓶に、最初に脱イオン水、次いで大量のポリマー乳剤を添加し、2重量%のポリマーを提供した。C3及びC4を含むボディソープ製剤中、多糖類も乾燥粉末として導入した。次に、ラウレス−3硫酸ナトリウム(SLES、STEOL(登録商標)CS−370 E、70.4%、Stepan Co.)を300RPMでオーバーヘッド撹拌しながらそれぞれに添加し、少なくとも20分間、かつ溶液が形成されるまで撹拌した。次に、0.55gの水酸化ナトリウム(11.50gの4.8重量%溶液または9.84gの5.61重量%溶液)を添加して、ポリマーを目標の程度まで中和させた。撹拌をさらに10分間300RPMで継続した。次に、コカミドプロピルベタイン(CAPB、Amphosol(登録商標)CA、30%、Stepan Co.)を添加し、5分間撹拌し、続いてさらに3分間撹拌しながらプロピレングリコール(PG)を添加した。脱イオン水を次に添加し、総重量を150gの目標に到達させた。表2に表される最終組成物をもたらすように成分を選択した。
表2.ボディソープ製剤の組成
Figure 2017503031
レオロジー解析
表3は、水及びボディソープ製剤中のポリマー溶液のレオロジー解析の結果を提供する。表3中、ポリマー(重量%)は、重量%での製剤中のポリマーの含有量であり、種類は、製剤が水またはボディソープ(b/w)製剤中に存在するかを示し、ηは粘度であり、G’は弾性係数であり、G’’は貯蔵係数である。比較例において、ポリアクリレートコポリマー乳剤の添加後すぐに、Cellosize HEC QP−3Lを製剤に別々に添加し、グラフトしなかった。比較例C3のボディソープ中に、HECを水中5重量%の形態で添加した。比較例C4のボディソープ中に、HECを乾燥粉末の形態で添加した。表3中、「HECを添加した後重合(ppm)」は、乾燥HEC重量に基づく。
Figure 2017503031
図1は、実施例1(黒丸)及び比較例C1(白丸)のポリマーを含有するボディソープ製剤のレオロジー解析の結果を示す。低せん断速度、例えば、0.01s−1で、実施例1のポリマーを有する製剤が有意に増加した粘度を有した一方で、高せん断速度、例えば、1000s−1で、これらの製剤は、同様の粘度を提供した。
図2は、実施例2(黒丸)及び比較例C2(白丸)のポリマーを含有するボディソープ製剤のレオロジー解析の結果を示す。低せん断速度、例えば、0.01s−1で、実施例2のポリマーを有する製剤が有意に増加した粘度を有した一方で、高せん断速度、例えば、1000s−1で、これらの製剤は、同様の粘度を提供した。
図3は、振動レオロジー解析によって決定された、実施例1(白い記号)及び比較例C1(黒い記号)のポリマーを含有するボディソープ製剤の弾性係数(丸)及び貯蔵係数(三角)を示す。実施例1(黒丸)のポリマーを含む製剤の弾性係数(G’)は、比較例C1(白丸)のポリマーを含む製剤と比較して、低い歪みで同様であり、より高い歪みでより大きかった。実施例1(黒三角)のポリマーを含む製剤の貯蔵係数(G’’)は、比較例C1(白三角)のポリマーを含む製剤と比較して、低い歪みで小さく、中間の歪みで同様であり、より高い歪みでより大きかった。
図4は、振動レオロジー解析によって決定された、実施例2(白い記号)及び比較例C2(黒い記号)のポリマーを含有するボディソープ製剤の弾性係数(丸)及び貯蔵係数(三角)を示す。実施例2(黒丸)のポリマーを含む製剤の弾性係数(G’)は、比較例C1(白丸)のポリマーを含む製剤と比較して、低い歪みでより大きく、より高い歪みで同様であった。実施例2(黒三角)のポリマーを含む製剤の貯蔵係数(G’’)は、比較例C1(白三角)のポリマーを含む製剤よりも大きく、貯蔵係数の差は、低い歪みで最大であった。
本明細書で使用される場合、「アルキル」は、特定の数の炭素原子、具体的には1〜12の炭素原子、より具体的には1〜6の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖脂肪族飽和炭化水素を意味する。
本明細書で使用される場合、「アリール」は、全ての環員が炭素であり、少なくとも1つの環が芳香族である、環状部分であり、該部分が特定の数の炭素原子、具体的には6〜24の炭素原子、より具体的には6〜12の炭素原子を有することを意味する。2つ以上の環が存在してもよく、任意の追加の環が独立して芳香族、飽和、または部分的不飽和であってもよく、かつ融合、ペンダント、スピロ環状、またはこれらの組み合わせであってもよい。
本明細書で使用される場合、「アリールアルキル」は、化合物に結合したアルキル基に共有結合したアリール基を意味する(例えば、ベンジルはC7アリールアルキル基である)。
本明細書で使用される場合、「アルキレン」は、直鎖、分岐、または環状二価脂肪族炭化水素基を意味し、1〜約18の炭素原子、より具体的には2〜約12の炭素を有してもよい。例示的なアルキレン基としては、メチレン(−CH−)、エチレン(−CHCH−)、プロピレン(−(CH−)、またはシクロヘキシレン(−C10−)が挙げられる。
「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルを含み、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートを含む。

Claims (19)

  1. 水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーであって、前記コポリマーの総重量に基づき、0.02〜5重量%の多糖類グラフトを含む、コポリマーを含む、レオロジー改質剤。
  2. それぞれ、前記コポリマーの総重量に基づき、
    20〜75重量%のα,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー由来の単位と、
    20〜60重量%のエチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル由来の単位と、
    0.01〜1重量%のポリエチレン性不飽和架橋剤由来の架橋と、を含む、請求項1に記載の前記レオロジー改質剤。
  3. 前記α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマーは、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、アコニット酸、またはこれらの組み合わせである、請求項1または2に記載の前記レオロジー改質剤。
  4. 前記エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステルは、C1−C30アルキルエステル、C1−C30アリールアルキルエステル、C1−C30ヒドロキシアルキルエステル、C1−C30ヒドロキシアリールアルキルエステル、またはこれらの組み合わせである、請求項1〜3のいずれかに記載の前記レオロジー改質剤。
  5. 前記エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステルは、メチル(メタ)アクリレート、エチルアクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、ブチルアクリレート、ベンジルアクリレート、またはこれらの組み合わせである、請求項1〜4のいずれかに記載の前記レオロジー改質剤。
  6. 前記架橋剤は、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ジアリルフタレート、アリルメタクリレート、またはこれらの組み合わせである、請求項1〜5のいずれかに記載の前記レオロジー改質剤。
  7. 前記多糖類は、セルロースエーテル、ガム、デンプン、またはこれらの組み合わせである、請求項1〜6のいずれかに記載の前記レオロジー改質剤。
  8. 前記セルロースエーテルは、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、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、またはこれらの組み合わせである、請求項1〜7のいずれかに記載の前記レオロジー改質剤。
  9. 前記セルロースエーテルは、ヒドロキシエチルセルロースを2重量%含む水溶液についてスピンドル1番を用いたブルックフィールド粘度測定によって決定されたときに1〜5000センチポイズの粘度を有するヒドロキシエチルセルロースである、請求項1〜8のいずれかに記載の前記レオロジー改質剤。
  10. 前記ガムは、グアーガム、ローカストビーンガム、キサンタンガム、ヒドロキシエチルグアーガム、メチルグアーガム、エチルグアーガム、ヒドロキシプロピルグアーガム、ヒドロキシエチルメチルグアーガム、ヒドロキシプロピルメチルグアーガム、またはこれらの組み合わせである、請求項1〜9のいずれかに記載の前記レオロジー改質剤。
  11. 前記デンプンは、メチルデンプン、エチルデンプン、ヒドロキシエチルメチルデンプン、ヒドロキシプロピルデンプン、ヒドロキシプロピルメチルデンプン、またはこれらの組み合わせである、請求項1〜10のいずれかに記載の前記レオロジー改質剤。
  12. 前記架橋多糖類グラフトポリアクリレートコポリマーは、0.1〜20重量%のビニルエステル由来の単位をさらに含む、請求項1〜11のいずれかに記載の前記レオロジー改質剤。
  13. 前記ビニルエステルは、ビニルアセテート、ビニルネオデカノエート、またはこれらの組み合わせである、請求項1〜12のいずれかに記載の前記レオロジー改質剤。
  14. レオロジー改質剤を調製する方法であって、
    水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーを含む乳剤を提供することと、
    フリーラジカル開始剤の存在下で、前記乳剤を、水分散性多糖類を含むグラフト水溶液と接触させて、アルカリ膨潤性架橋多糖類グラフトポリアクリレートコポリマーであって、前記コポリマーの総重量に基づき、0.1〜5重量%の多糖類グラフトを含む、コポリマーを形成して、前記レオロジー改質剤を形成することと、を含む、前記方法。
  15. 前記アルカリ膨潤性架橋多糖類グラフトポリアクリレートコポリマーは、20〜75重量%のα,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー由来の単位を含む、請求項14に記載の前記方法。
  16. 水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーを含む乳剤の前記提供は、
    20〜75重量%のα,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、
    20〜60重量%のエチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、
    0.01〜1重量%の多価不飽和化合物を含む架橋モノマー、
    それぞれ、前記α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、前記エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、前記架橋モノマーの総重量に基づいた、界面活性剤、フリーラジカル開始剤、及び水を接触させることと、
    前記α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、前記エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、及び前記架橋モノマーを重合させて、前記水分散性のアルカリ膨潤性架橋ポリアクリレートコポリマーを含む前記乳剤を形成することと、を含む、請求項14または15に記載の前記方法。
  17. 前記界面活性剤は、前記α,β−エチレン性一不飽和カルボン酸モノマー、前記エチレン性不飽和(メタ)アクリル酸エステル、及び前記架橋モノマーの総重量に基づき、0.1〜5重量%の量で存在する、請求項14〜16のいずれかに記載の前記方法。
  18. 前記レオロジー改質剤は、0.1〜5重量%の多糖類グラフトを含む前記アルカリ膨潤性架橋多糖類グラフトポリアクリレートコポリマーを含む乳剤の形態である、請求項14〜17のいずれかに記載の前記方法。
  19. 請求項1〜18のいずれかに記載の前記レオロジー改質剤を含む組成物。

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