JP2020535291A - 真珠光沢のある液体ハンドソープ組成物のためのポリマー増粘剤 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書においておよび本明細書を通して使用される場合、「段階的ポリマー粒子」という用語は、第1段階モノマー混合物を完全またはほぼ完全に重合させて第1段階ポリマー(コア)を得、続いて、第1段階ポリマーの存在下で第2段階モノマー混合物を重合させて第2段階ポリマー(シェル)を得る、逐次的または段階的な乳化重合プロセスによって調製されるポリマー粒子を意味する。いずれか特定の理論に拘束されるものではないが、第1段階ポリマーセグメントは、共有結合によって、または水素結合によって、または第1および第2のポリマーセグメントの物理的絡み合いによって、または前述の結合機構のいずれか1つの組み合わせによって、第2段階ポリマーセグメントに結合されるおよび/または関連付けられると理論が立てられる。
第1段階ポリマーセグメントは、(i)一態様では約53〜約60重量%、別の態様では約53.5〜約58重量%、さらなる態様では約54〜約56重量%の少なくとも1つのエチレン性不飽和C3−C6カルボン酸含有モノマー、(ii)一態様では約39〜約46重量%、別の態様では約41〜約45.5重量%、さらなる態様では約43〜約45重量%の少なくとも1つのC1−C4アルキル(メタ)アクリレートモノマー、および(iii)少なくとも1つの架橋性モノマーを含むか、またはそれらからなるか、またはそれらから本質的になるモノマー混合物から調製される架橋性アクリルコポリマーである。
第2段階ポリマーセグメントは、(i)一態様では約47〜約55重量%、別の態様では約48〜約53重量%、さらなる態様では約49〜約50重量%の少なくとも1つのエチレン性不飽和C3−C6カルボン酸含有モノマー、(ii)一態様では約52〜44重量%、別の態様では約51〜約46重量%、さらなる態様では約50〜約49重量%の少なくとも1つのC1−C4アルキル(メタ)アクリレートモノマー、および(iii)少なくとも1つの架橋性モノマーを含むか、またはそれらからなるか、またはそれらから本質的になるモノマー混合物から調製される架橋性アクリルコポリマーである。
第1段階ポリマーセグメントと第2段階ポリマーセグメントを架橋させるために使用される架橋性モノマーは、同じでも異なっていてもよい。架橋性モノマーは、少なくとも2つのエチレン性不飽和部分を含むエチレン性多価不飽和化合物である。例示的な多価不飽和化合物として、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリ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、1,6−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、2,2’−ビス(4−(アクリルオキシ−プロピルオキシフェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−(アクリルオキシジエトキシフェニル)プロパン、およびアクリル酸亜鉛(すなわち、2(C3H3O2)Zn++)等のジ(メタ)アクリレート化合物;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、およびテトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート等のトリ(メタ)アクリレート化合物;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、およびペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等のテトラ(メタ)アクリレート化合物;ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のヘキサ(メタ)アクリレート化合物;アリル(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、ジアリルイタコネート、ジアリルフマレート、およびジアリルマレエート等のアリル化合物;分子当たり2〜8個のアリル基を有するスクロースのポリアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、およびペンタエリスリトールテトラアリルエーテル等のペンタエリスリトールのポリアリルエーテル;トリメチロールプロパンジアリルエーテルおよびトリメチロールプロパントリアリルエーテル等のトリメチロールプロパンのポリアリルエーテルが挙げられる。他の好適な多価不飽和化合物は、ジビニルグリコール、ジビニルベンゼン、およびメチレンビスアクリルアミドを含む。
本開示技術の段階的ポリマー成分は、段階的フリーラジカル乳化重合技術によって逐次的に合成される少なくとも2つのポリマー段階を含むか、またはそれらからなるか、またはそれらから本質的になる。本開示技術の段階的ポリマー成分は、第1段階ポリマーセグメントおよび第2段階ポリマーセグメントを含むか、またはそれらからなるか、またはそれらから本質的になる。
一態様では、本技術の実施形態は、段階的アクリル系ポリマーレオロジー調整剤および界面活性剤を含む、安定な水性洗浄組成物に関する。好適な界面活性剤は、アニオン性、両性、カチオン性および非イオン性界面活性剤、ならびにそれらの混合物を含む。そのような組成物は、例えば、実質的に不溶性の活性物質、有益剤、および審美剤等の、安定な懸濁を必要とする様々な構成成分を含むパーソナルケア洗浄組成物において有用である。(例えば、シリコーン、油性材料、真珠色のおよび真珠光沢のある材料、審美的な化粧品用グリッター、機能性化粧品のビーズおよび粒子、気泡、角質除去剤等)。
透明度試験
組成物の透明度(濁度)は、約20〜25℃の周囲室温で比濁分析濁度計((Mircro 100 Turbidimeter、HF Scientific, Inc.)を用いて比濁計濁度単位(NTU)で測定される。蒸留水(NTU=0)を標準として用いる。6ドラムスクリューキャップバイアル(70mm×25mm)のほぼ頂部まで試験サンプルを充填し、全ての気泡が除去されるまで100rpmで遠心分離する。遠心分離してから、濁度計に入れる前に、各サンプルバイアルをティッシュペーパーで拭いてあらゆる汚れを除去する。サンプルを濁度計に入れ、読み取りを行う。読み取り値が安定したら、NTU値を記録する。バイアルを4分の1回転させ、もう1回読み取りを行って記録する。4回の読み取りが行われるまでこれを繰り返す。4つの読み取り値のうち最も低い値を濁度値として報告する。濁度値が低いほど、より透明な(濁度の低い)組成物を意味する。
粘度測定は、回転スピンドル付きブルックフィールド粘度計、モデルDV2TRV(Ametek Brookfield)を毎分20回転(rpm)で用いて、ブルックフィールド法により実施する。粘度測定を行う前にポリマーサンプルを水浴に1時間置くことにより、ポリマー粘液を25℃の温度に平衡化させる。平衡化後、約20〜25℃の周囲室温で粘度を測定する(BV粘度)。スピンドルのサイズは、製造業者からの標準的な推奨動作条件に従って選択される。当業者は、測定される系に適したスピンドルサイズを選択するであろう。
界面活性剤を含む系の粘度測定は、約20〜25℃の周囲室温で、回転スピンドル付きブルックフィールド粘度計、モデルDV2TLV Extra(Ametek Brookfield)を毎分20回転(rpm)で用いて、ブルックフィールド法により実施する。スピンドルのサイズは、製造業者からの標準的な推奨動作条件に従って選択される。当業者は、測定される系に適したスピンドルサイズを選択するであろう。
降伏応力とも称される降伏値は、応力下での流れに対する初期抵抗として定義される。これは、約21〜23℃の周囲温度で、ブルックフィールド粘度計(モデルDV2TLV Extra)を使用してブルックフィールド降伏値(BYV)外挿法によって測定される。粘度計を使用して、液体サンプルによって0.5〜100rpmの速度でスピンドルを回転させるのに必要なトルクを測定する。トルクの読み取り値にスピンドルおよび速度の適切な定数を掛けることにより、見かけの粘度が得られる。降伏値は、せん断速度ゼロへの測定値の外挿である。BYVは以下の式によって計算される:
BYV、dyn/cm2=(ηα1−ηα2)/100
式中、ηα1およびηα2=2つの異なるスピンドル速度(それぞれ0.5rpmおよび1.0rpm)で得られた見かけの粘度である。これらの技術および降伏値測定の有用性は、参照により本明細書に組み込まれるLubrizol Advanced Materials,Inc.の技術データシート番号244(改訂版:1/2002)に説明されている。
活性成分および/または審美的に美しい不溶性の油性および粒状物質を懸濁させるポリマー系の能力は、製品の有効性および視覚的な魅力の観点から重要である。6ドラムバイアル(高さ約70mm×直径25mm)に、試験する配合物20gを充填する。各サンプルバイアルを1000rpmで約3分間遠心分離して、配合物に含まれる気泡を除去する。0.006インチの六角形の形態、150μの粒子サイズ、1.39〜1.42kg/dm3の密度を有する化粧用グリッター(Starmist Marilyn Red 0023、American Glitters Inc.)約0.012gをサンプルの表面に置き、グリッターがサンプル全体に均一に分散するまで、木製のヘラを用いて穏やかに手で撹拌する。グリッター粒子の初期位置を確認して印を付ける。サンプルを2時間平衡化させた後、加熱したオーブンにサンプルを入れ、45℃で24時間エージングさせる。高温でエージングした後、サンプルをオーブンから取り出し、室温(21〜23℃)まで冷却する。再びグリッター粒子の位置を観察し、記録する。初期位置に対するグリッター粒子の最終的な位置が≦5mmである場合、そのサンプルは合格である。
段階的な半バッチの乳化重合でポリマーを合成し、段階勾配ラテックスポリマー粒子を得た。146.72gの脱イオン(DI)水、10gのエトキシ化脂肪アルコール乳化剤、および10.67gのラウリル硫酸ナトリウム(水中30%活性成分、重量/重量)を含む、撹拌機を備えた第1の反応器内に、168.6gのEA、200gのMAA、1.36gのTMPTA、およびさらなる26.2gのDI水を窒素雰囲気下で加え、900rpmで撹拌して安定なモノマーエマルジョンを形成した。撹拌機を備えた第2の反応器に、913.84gのDI水および1.27gのラウリル硫酸ナトリウム(水中30%活性成分、重量/重量)を加え、加熱しながら窒素雰囲気下にて210rpmで混合した。第2の反応器の内容物が84℃の温度に達したとき、10gの過硫酸アンモニウム溶液(1.6%水溶液、重量/重量)を加熱した界面活性剤溶液に注入した。第1の反応器からのモノマー混合物を、約84〜88℃に維持した反応温度で、150分の期間にわたって3.76g/分の供給速度で第2の反応器内に徐々に計量供給した。エマルジョンモノマーの供給物とともに、40gの0.25%過硫酸アンモニウム溶液(水溶液、重量/重量)を、第2の反応器内の反応混合物に150分の期間にわたって同時に計量供給した。
実施例2〜16のポリマーは、それぞれのモノマーの量を表1に記載されるように変更したことを除いて、実施例1のポリマーの調製について記載したのと同じ構成成分および条件を用いて重合した。合成された各ポリマーおよび市販のレオロジー調整ポリマーのMFFTは、上記の試験方法により決定した。MFFTの結果を表2に報告する。
この実施例で合成されたポリマーは、第2段階モノマー混合物がどのように加えられたかを除いて、実施例1のポリマーの調製について記載したのと同じ構成成分および条件を用いて重合した。第2段階モノマー混合物は、複数のバッチ添加で加えた(50分間隔で3回)。モノマーの添加完了後、反応混合物を150分間88℃の温度に保持した。得られたポリマーエマルジョン生成物を室温まで冷却し、反応器から取り出して回収した。ポリマーのMFFTを測定し、表2に報告した。
液体発泡ハンドソープ組成物を、表3および表3aに記載される成分を用いて、実施例1〜17のポリマーと配合した。さらに、市販のレオロジー調整剤C1およびC2を含むハンドソープ組成物も、比較目的で同様に配合した(表3a)。
表3および表3aに記載される発泡ハンドソープ組成物は、以下のように個別に調製した。
1)好適な混合容器に232gのDI水を加えた。
2)泡の発生を最小限に抑えるために、タービンブレードで穏やかに混合しながら、表に示される量のポリマー成分を混合容器に加えた。
3)ラウリル硫酸ナトリウム、ラウレス硫酸ナトリウム、コカミドプロピルベタイン、およびPPG−20メチルグルコースエーテルを、連続的に穏やかに混合しながら、表に記載される順序および量で容器に加えた。
4)水酸化ナトリウムを示された量で各石鹸組成物に加えた。
5)さらなるDI水を各石鹸組成物に加えて、pHを約6に調整した。石鹸組成物を均質になるまで連続的に混合した。
液体発泡ハンドソープ組成物は、各組成物が0.12重量%のEMD Xirona Magic Mauveのマイカ(D50=16.0〜22.0μm)を含んでいたことを除いて、実施例18〜36に記載されるように配合した。各配合物を、泡生成ディスペンサーポンプ(Arminak&Associates製F8T 1.5cc泡ポンプ40mm、No.AAF8S15T、シリーズ:F8S15T、クロージャ寸法:40mm、充填容量/出力1.5cc)を備えた使い捨ての消費者用ハンドソープディスペンサーに移した。各ディスペンサーのポンプの真上に位置する空気圧ポンプアクチュエータを装備した8つのポンプステーションで構成された自動ポンプ装置に、ソープディスペンサーを載せた。アクチュエータは、泡生成ディスペンサーポンプを連続的に押下および解放するように設計されている。アクチュエータの空気圧を制御するためのレギュレータを備えた従来の実験室用圧縮空気供給システムにアクチュエータを接続した。レギュレータの圧力を選択して、ディスペンサーポンプを完全に押下できるようにした。ディスペンサーポンプは、各容器の内容物が空になるまで(2時間間隔で)連続的にポンプ輸送された。ポンプ輸送が進行するにつれて、分注の品質を視覚的に観察した。ボトル内にグリッターが沈降した場合、石鹸配合物がポンプヘッドのディスペンサー開口部から出るときに誤った方向に出た場合、または試験期間中にかなりの量のポリマーがポンプヘッドのディスペンサー開口部に堆積した場合、配合物を不合格とした。合格/不合格の結果を表5に要約する。
Claims (23)
- 構造化エマルジョンポリマー粒子であって、
(a)(i)約53〜約60、または約53.5〜約58、または約54〜約56重量パーセントの少なくとも1つのエチレン性不飽和C3−C6カルボン酸モノマー、(ii)約39〜約46、または約41〜約45.5、または約43〜約45重量パーセントの少なくとも1つのC1−C4アルキル(メタ)アクリレートモノマー、および(iii)少なくとも1つの架橋性モノマーを含むモノマー混合物から重合される約15〜約25重量パーセントの第1段階ポリマーコアと、
(b)(i)約47〜約55、または約48〜約53、または約49〜約50重量パーセントの少なくとも1つのエチレン性不飽和C3−C6カルボン酸モノマー、(ii)一態様では約52〜44重量%、別の態様では約51〜約46重量%、なおさらなる態様では約50〜約49重量%の少なくとも1つのC1−C4アルキル(メタ)アクリレートモノマー、および(iii)少なくとも1つの架橋性モノマーを含むモノマー混合物から重合される約85〜約75重量パーセントの第2段階ポリマーシェルとを含み、
前記第1段階モノマー混合物中に存在する前記少なくとも1つのエチレン性不飽和C3−C6カルボン酸モノマーの重量分率は、前記第2段階モノマー混合物中に存在する少なくとも1つのC3−C6カルボン酸モノマーの重量分率よりも3〜20パーセント大きく、
前記第1および前記第2段階モノマー混合物中に存在する前記架橋性モノマーの合計は、前記第1および第2段階モノマー混合物中に存在する全モノマーの重量に基づいて約0.5重量パーセント〜約1.5重量パーセントの範囲であり、前記第2段階モノマー混合物に対する前記第1段階モノマー混合物中に存在する前記架橋性モノマーの重量分率は、15:50〜85:50パーセントの範囲である、構造化エマルジョンポリマー粒子。 - 前記第1段階モノマー混合物および前記第2段階モノマー混合物中の前記少なくとも1つのエチレン性不飽和C3−C6カルボン酸モノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、アコニット酸、およびそれらの混合物から独立して選択される、請求項1に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子。
- 前記第1段階モノマー混合物および前記第2段階モノマー混合物中の前記少なくとも1つのC1−C4アルキル(メタ)アクリレートモノマーは、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、およびそれらの混合物から独立して選択される、先行する請求項のいずれか一項に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子。
- 前記第1段階モノマー混合物中の前記少なくとも1つのエチレン性不飽和C3−C6カルボン酸モノマーは、メタクリル酸である、先行する請求項のいずれか一項に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子。
- 前記第2段階モノマー混合物中の前記少なくとも1つのエチレン性不飽和C3−C6カルボン酸モノマーは、メタクリル酸である、先行する請求項のいずれか一項に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子。
- 前記第1段階モノマー混合物中の前記少なくとも1つのC1−C4アルキル(メタ)アクリレートモノマーは、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、およびそれらの混合物から選択される、先行する請求項のいずれか一項に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子。
- 前記第2段階モノマー混合物中の前記少なくとも1つのC1−C4アルキル(メタ)アクリレートモノマーは、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、およびそれらの混合物から選択される、先行する請求項のいずれか一項に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子。
- 前記第1段階モノマー混合物および前記第2段階モノマー混合物中の前記架橋性モノマーは、多官能性アクリレート、ポリアリルエーテル、およびそれらの混合物から独立して選択される、先行する請求項のいずれか一項に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子。
- 前記架橋性モノマーは、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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールヘキサ(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、およびそれらの混合物から選択される、請求項8に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子。
- 前記架橋性モノマーは、アリル(メタ)アクリレート、ジアリルフタレート、ジアリルイタコネート、ジアリルフマレート、およびジアリルマレエート;分子あたり2〜8個のアリル基を有するスクロースのポリアリルエーテル、ペンタエリスリトールのポリアリルエーテル、およびトリメチロールプロパンのポリアリルエーテルから選択される、請求項8に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子。
- 前記第1段階モノマー混合物および前記第2段階モノマー混合物中の前記架橋性モノマーは、トリメチロールプロパントリアクリレートから選択される、請求項9に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子。
- 約18〜約40℃、または約20〜約35℃、または約21〜約30℃、または約24〜約26℃の範囲の最低膜形成温度を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の構造化エマルジョンポリマー粒子を含む、増粘剤。
- 洗浄組成物であって、
(a)約0.5〜約40重量%、または約1〜約25重量%、または約5〜15重量%の少なくとも1つの起泡性界面活性剤と、
(b)約0.05重量%〜約10重量%、または%、または約約0.1重量%〜約6重量%、または約0.5重量%〜4重量%、または1重量%〜約3重量%、または約1.25重量%〜約2.5重量%の請求項1〜12のいずれか一項に記載のポリマー(活性ポリマー固形物)と、
(c)水とを含み、重量パーセントは前記組成物の総重量に基づいている、洗浄組成物。 - アルカリ性中和剤をさらに含む、請求項14に記載の洗浄組成物。
- 懸濁粒子をさらに含む、請求項14または15に記載の洗浄組成物。
- 25℃で約300〜約1000mPa・sの範囲のブルックフィールド粘度を有する、請求項14〜16のいずれかに記載の洗浄組成物。
- ≧12dyn/cm2、または≧15dyn/cm2、または≧18dyn/cm2、または≧20dyn/cm2の降伏値を有する、請求項14〜17のいずれかに記載の洗浄組成物。
- 前記少なくとも1つの起泡性界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、およびそれらの混合物から選択される、請求項14〜18のいずれかに記載の洗浄組成物。
- 前記少なくとも1つの界面活性剤は、アニオン性界面活性剤と両性界面活性剤との混合物である、請求項14〜19のいずれかに記載の洗浄組成物。
- アニオン性界面活性剤対両性界面活性剤の重量比は、アニオン性界面活性剤対両性界面活性剤(活性物質)の比が10:1〜約2:1および9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4.5:1、4:1、または3:1である、請求項20に記載の洗浄組成物。
- 前記粒子が、被覆マイカ、マイカ被覆金属酸化物(例えば、二酸化チタン、酸化クロム、酸化鉄)、顔料、角質除去剤、フケ防止剤、粘土、膨潤性粘土、ラポナイト、ガス気泡、リポソーム、マイクロスポンジ、化粧品用ビーズ、フレークおよびグリッターから選択される、請求項16〜21のいずれかに記載の洗浄組成物。
- コアを形成するための約15〜約25重量%の第1のモノマー混合物と、シェルを形成するための約85〜約75重量%の第2のモノマー混合物とを逐次重合することによって形成される構造化エマルジョンポリマーを調製するためのプロセスであって、前記第1のモノマー混合物は、(i)約53〜約60、または約53.5〜約58、または約54〜約56重量パーセントの少なくとも1つのエチレン性不飽和C3−C6カルボン酸モノマー、(ii)約39〜約46、または約41〜約45.5、または約43〜約45重量パーセントの少なくとも1つのC1−C4アルキル(メタ)アクリレートモノマー、および(iii)少なくとも1つの架橋性モノマーを含み、前記第2のモノマー混合物は、(iv)約47〜約55、または約48〜約53、または約49〜約50重量パーセントの少なくとも1つエチレン性不飽和C3−C6カルボン酸モノマー、(v)一態様では約52〜44重量%、別の態様では約51〜約46重量%、なおさらなる態様では約50〜約49重量%の少なくとも1つのC1−C4アルキル(メタ)アクリレートモノマー、および(vi)少なくとも1つの架橋性モノマーを含み、
前記第1のモノマー混合物中に存在する前記少なくとも1つのC3−C6カルボン酸モノマーの重量分率は、前記第2のモノマー混合物中に存在する前記少なくとも1つのC3−C6カルボン酸モノマーの重量分率よりも3〜20パーセント大きく、
前記第1および前記第2のモノマー混合物中に存在する前記架橋性モノマーの合計は、(前記第1および第2のモノマー混合物中に存在する全モノマーの重量に基づいて)約0.5重量パーセント〜約1.5重量パーセントの範囲であり、前記第2のモノマー混合物に対する前記第1のモノマー混合物中に存在する前記架橋性モノマーの重量分率は、15:50〜85:50パーセントの範囲である、プロセス。
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