JP5674621B2 - 水溶性ポリマーおよびそれの用途 - Google Patents
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Description
A)重合性末端基、ポリアルキレンオキシドをベースとする親水性部分および水
素または飽和または不飽和の線状のまたは枝分かれした脂肪族、脂環式または
芳香族(C1〜C30)炭化水素基を有する疎水性部分を有する1種類以上のマ
クロモノマー、および
B)酸素、窒素、硫黄、燐、塩素および/または弗素を含有する1種類以上のオ
レフィン性不飽和コモノマー
を好ましくは遊離基開始共重合することによって製造できる水溶性ポリマーに関する。
R1−Y−(R2−O)x−R3 (1)
[式中、R1はビニル、アリル、アクリル酸またはメタクリル酸基であり;
R2は(C2〜C4)−アルキレン基であり;
xは1〜500の整数であり;
YはO、S、PHまたはNHであり;そして
R3 は水素原子または飽和または不飽和の線状または枝分かれした脂肪族、脂
環式または芳香族(C1〜C30)炭化水素基である。]
で表されるものである。
A)(メタ)アクリル酸と5〜80のEO単位および(C10〜C22)アルキル基を持つアルキルエトキシレートとのエステルよりなる群から選択される1種類以
上のマクロモノマー、および
B)アクリルアミドプロピルメチレンスルホン酸(AMPS)、アクリルアミド
プロピルメチレンスルホン酸(AMPS)のナトリウムおよびアンモニウム塩、アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルメチルアセトアミド
およびメタアリルスルホン酸ナトリウムよりなる群から選択された1種類以上のオフィン性不飽和コモノマーを遊離基開始共重合することによって製造できる。
8個のEO単位を持つC11オキソアルコールポリグリコールエーテル(Genapol(R)UD−080)とのエステル、
7個のEO単位を持つ(C12〜C14)脂肪アルコールポリグリコールエーテル(Genapol(R)LA−070)とのエステル、
11個のEO単位を持つ(C12〜C14)脂肪アルコールポリグリコールエーテル(Genapol(R)LA−110)とのエステル、
8個のEO単位を持つ(C16〜C18)脂肪アルコールポリグリコールエーテル(Genapol(R)T−080)とのエステル、
15個のEO単位を持つ(C16〜C18)脂肪アルコールポリグリコールエーテル(Genapol(R)T−150)とのエステル、
11個のEO単位を持つ(C16〜C18)脂肪アルコールポリグリコールエーテル(Genapol(R)T−110)とのエステル、
20個のEO単位を持つ(C16〜C18)脂肪アルコールポリグリコールエーテル(Genapol(R)T−200)とのエステル、
25個のEO単位を持つ(C16〜C18)脂肪アルコールポリグリコールエーテル(Genapol(R)T−250)とのエステル、
25個のEO単位を持つ(C18〜C22)脂肪アルコールポリグリコールエーテルとのエステルおよび/または
25個のEO単位を持つイソ(C16〜C18)脂肪アルコールポリグリコールエーテルとのエステルであり、特に適するオレフィン性不飽和コモノマーB)はアクリルアミドプロピルメチレンスルホン酸(AMPS)のナトリウムおよびアンモニウム塩である。Genapol(R)はClariant社の製品である。
1)マクロモノマーの製造
a)変法1:グリシジルメタクリレート
攪拌機、内部温度気計および還流冷却器を備えた1Lの三つ首フラスコに600gのGenapol T−250を最初に導入し、75gのグリシジルメタクリレートを添加する。次に反応混合物を100℃に2時間加熱しそして過剰のグリシジルメタクリレートを減圧下に留去する。得られるマクロモノマーは更に精製することなしに重合に使用することができる。
攪拌機、内部温度計および還流冷却器を備えた1Lの三つ首フラスコに500gのGenapol UD−070を最初に導入し、100gの(メタ)アクリル酸および触媒としてのp−トルエンスルホン酸を添加する。次いで反応混合物を2時間還流しそして過剰の酸および生じる反応水を減圧下に留去する。得られるマクロモノマーを更に精製することなしに重合に使用することができる。
攪拌機、内部温度計および還流冷却器を備えた1Lの三つ首フラスコに第一アミノ末端基を持つ500gのGenapol UD−070を最初に導入し、110gの(メタ)アクリル酸塩化物および50gの炭酸ナトリウムを添加する。次いで反応混合物を2時間還流する。CO2の発生の停止は変性反応の終了を示している。過剰の酸クロライドを減圧下に留去する。(メタ)アクリルアミド末端基を持つ得られるマクロモノマーは更に精製することなしに重合に使用することができる。
攪拌機、内部温度計およ77び還流冷却器を備えた1Lの三つ首フラスコに500gのGenapol LA−090を最初に導入し、100gのメチル(メタ)アクリレートおよび20gのチタン−テトライソプロポキシドを添加する。次に反応混合物を2時間還流させる。生じるアルコールを留去した後に、残留するエーテルを減圧下に留去する。(メタ)アクリル酸末端基を持つ得られる巨大モノマーは更に精製することなしに重合に使用することができる。
2)重合
第三ブタノール中での沈殿法によって本発明の側鎖ポリマーを製造するための一般的な重合法:
還流冷却器、ガス用導管、内部温度計および攪拌機を備えた2Lのクイックフィット(Quickfit)−フラスコに500mLの第三ブタノールを最初に導入し、計算量のAMPSを添加する。次いでこの混合物をNH3の導入によって中和しそして1)の所に記載した様にして製造されたLCST側鎖(二種以上の異なる種類も可能である)を反応混合物に添加する。他のコモノマーが必要な場合には、次いでこれらを中和後に反応混合物に添加してもよい。この混合物をN2またはアルゴンの如き不活性ガス雰囲気で60℃の内部温度にした後に、AIBNを開始剤として添加し、重合反応を開始する。数分後に、製造された生成物の沈殿物を得る。この混合物を2時間還流させ、次いでポリマーを吸引濾過器の使用によって溶剤から分離し、減圧下で乾燥する。この操作は一般に以下に記載の重合反応の全てに使用できる。
0.5%濃度での粘度(蒸留H2O);19,000mPas(ブルックフィールド、スピンドル7)
0.5%濃度での粘度(蒸留H2O);400mPas(ブルックフィールド、スピンドル5)
比較例1:
比較例1は、粘度上昇(viscosification)が開始する温度および効果の強さに影響を及ぼし得る温度を示している(図1)。使用されるポリマーは実施例6、7および8に基づくものである。更にヨーロッパ特許(B)第0,583,814号明細書のポリマーを再生する。これは実施例1.3からのpAMPS/1.2−POE5である。図1は水溶液状態のポリマーの粘度を示している。図1は粘度の最大が色々な温度の所にあることを示しており、実施例6では120℃の所に、実施例7では140℃の所にそして実施例8では200℃以上の所にある。pAMPS/1.2−POE5は200℃の所にその極大温度を有している。更に使用濃度はpAMPS/1.2−POE5の場合よりも著しく低い(図1)。
この実施例は実施例9のポリマーについての色々な温度での粘度の展開を示している。ポリマー内の種々の側鎖枝(side arms)を使用する(図2)。
図3は温度の関数として粘度がどの様に変化するかを示している。実施例10.1〜10.3は実施例6および実施例7からのポリマーの異なる混合比を示している。熱関連効果の幅および強度は混合比によって調整できる。
試験用乳化物を40℃、45℃および50℃で90日間貯蔵する。3種類の異なる油混合物をいずれの場合にも使用する。これらの油混合物は次の組成を有している:
混合物I:
パラフィン油、低粘度 50%
パルミチン酸イソプロピルアルコール 30%
大豆油 20%
混合物II:
Cetiol V 25%
スクワラン 25%
Myritol 318 25%
パルミチン酸イソプロピルアルコール 25%
混合物III:
大豆油 50%
アーモンド油 20%
アボガド油 20%
ホホバ油 10%
評点:
1=乳化剤効果なし
2=2または3つの相に分離した
3=クリーム状物+油または水+クリーム状物、それら相互の間は均一に乳化
4=水が分離、クリーム状物なし、油が分離せず
5=油が分離、クリーム状物なし、水が分離せず
6=クリーム状物
7=殆どクリーム状物が見当たらない
8=実質的に満足
9=完全に均一な乳化物
乳化指数:
4.1〜5.0=非常に良好
3.1〜4.0=良好
2.1〜3.0=平均
1.1〜2.0=悪い
0 〜1.0=非常に悪い
本発明の未架橋ポリマーを含有する試験用乳化物:
実施例41:O/W−型スキンミルク
組成:
A 実施例2のポリマー 0.50%
鉱油、低粘度 5.00%
(R)Miglyol 812(Dynamit Nobel) 4.00%
カプリル酸/ カプリン酸トリグリシジル
パルミチン酸イソプロパノール 6.00%
大豆油 3.00%
ホホバ油 2.00%
B (R)Aristoflex AVC(Clariant) 30%
AMPS/VIFA コポリマー
C (R)Hostapon KCG(Clariant) 1.00%
ココイル(cocoyl)グルタミン酸ナトリウム
水 足して100%とする量
グリセリン 3.00%
水酸化ナトリウム(10%水溶液) 1.20%
D 芳香剤 0.30%
製造:
I :BをA中に攪拌混入し、Cを添加しそして良く攪拌する。
II :DをI中に攪拌混入する。
III:乳化物を均一化する。
組成:
A 実施例1のポリマー 0.50%
パルミチン酸イソプロパノール 4.00%
アモンド油 4.00%
小麦麦芽油 1.00%
(R)Cetiol SN(Henkel) 8.00%
セテアリルイソノナナート
B (R)Aristoflex AVC(Clariant) 0.30%
AMPS/VIFA コポリマー
C 水 足して100%とする量
D 芳香剤 0.30%
製造:
I :AとBとを混合し、次いでCを添加する。
II :DをI中に攪拌混入する。
III:乳化物を均一化する。
組成:
A 実施例1のポリマー 1.00%
パルミチン酸イソプロパノール 5.00%
(R)Cetiol SN(Henkel) 4.00%
セテアリルイソノナナート
大豆油 4.00%
(R)Miglyol 812(Dynamit Nobel) 3.00%
カプリル酸/カプリン酸トリグリセリド
ホホバ油 3.00%
小麦麦芽油 1.00%
D (R)AQUAMOLLIN BC 粉末、高濃度(Clariant)0.10%
エチレンジアミン四酢酸ナトリウム塩
クエン酸(10%濃度) 0.30%
水 68.80%
グリセリン 3.00%
ALLANTON(Clariant) 0.20%
保存剤 足りるだけの量
E エタノール 1.50%
香料油 0.30%
製造:
I :均一になるまで成分Aを攪拌する。
II :約35℃でDをI中に攪拌混入する。
III:乳化物を均一化する。
組成:
A (R)HOSTACERIN DGI(Clariant) 4.00%
ポリグリセリル−2−セスキイソステアレート
ミツロウ 2.00%
実施例18のポリマー 1.5%
鉱油、低粘度 5.0%
ワセリン 10.00%
(R)Cetiol V(Henkel KGaA) 5.00%
オレイン酸デシル
B 1,2−プロピレングリコール 3.00%
水 69.10%
保存剤 足りるだけの量
C 芳香剤 0.40%
製造:
I :80℃でAを溶融する。
II :Bを80℃に加熱する。
III:IIをIに攪拌混入する。
IV :冷めるまで攪拌する。
V :35℃でCをIVに加える。
実施例46:ボディ洗剤
組成
A (R)GENAPOL LRO 液(Clariant) 4.00%
ラウレス(Laureth) 硫酸ナトリウム
B 芳香剤 0.30%
C 水 52.70%
染料 足りるだけの量
保存剤 足りるだけの量
(R)GENAGEN LDA(Clariant) 6.00%
ラウロアムホ二酢酸二ナトリウム
クエン酸 足りるだけの量
D 実施例6のポリマー 1.00%
製造:
I :BをA中に攪拌混入する。
II :Cの成分をIに相前後して添加する。
III:pHを5.5に調整する。
IV :DをII中に混入して粘度を調製する。
組成
A 水 60.70%
(R)GENAPOL ZRO液(Clariant) 25.00%
ラウレス(Laureth) 硫酸ナトリウム
(R)HOSTAPON CLG(Clariant) 8.00%
ラウロイルグルタミン酸ナトリウム
(R)GENAPOL SBE(Clariant) 5.00%
ラウレス(Laureth)スルホコハク酸二ナトリウム
芳香剤 0.30%
染料溶液 足りるだけの量
保存剤 足りるだけの量
B 実施例4のポリマー 1.00%
製造:
I:BをAに溶解する。
II:必要な場合にはpH調整する。
組成
A (R)OCTOPIROX(Clariant) 0.50%
ピロコトンオラミン(Piroctone Olamine)
B 水 10.00%
C (R)GENAPOL LRO液(Clariant) 30.00%
ラウレス(Laureth)硫酸ナトリウム
D (R)Belsil DMC6032(Wacker Chemie) 1.50%
ジメチコン−コポリオールアセテート
芳香剤 0.30%
E (R)ALLANTOIN (Clariant) 0.30%
F 水 46.40%
G 染料溶液 足りるだけの量
Panthenol(Hoffmann La Roche) 1.00%
(R)GENAGEN CAB(Clariant) 8.00%
コカミドプロピルベタイン
H 実施例7のポリマー 1.10%
製造:
I :AをBと混合する。
II :CをI中で、透明な溶液状態になるまで攪拌する。
III:Iに相前後してDの各成分を添加する。
IV :EをF中に加温下に混入攪拌し、次いでI中で攪拌する。
V :Gの各成分をIに相前後して添加する。
VI :必要な場合にはpHを調整する。
VII:I中にHを攪拌混入することによって粘度を調整する。
組成
A 水 38.7%
B (R)HOSTAPON SCI−65(Clariant) 3.00%
ナトリウムーココイルイセチオナート
C (R)GENAPOL LRO液(Clariant) 35.00%
ラウレス(Laureth) 硫酸ナトリウム
(R)HOSTAPON KCG(Clariant) 5.00%
ココイルグルタミン酸ナトリウム
(R)Belsil DMC6032(Wacker) 1.00%
ジメチコン−コポリオールアセテート
芳香剤 0.30%
(R)GENAGEN CAB(Clariant) 9.00%
コカミドプロピルベタイン
(R)GENAPOL TSM(Clariant) 4.00%
PEG−3 ジステアレート(および)
ラウレス(Laureth)硫酸ナトリウム
Merquat 550 0.50%
Polyquaternim−7
Zinc Omadine FPS(Olin)
Zinc Pyrithione (48%濃度) 2.50%
実施例9.1のポリマー 1.00%
染料溶液 足りるだけの量
保存剤 足りるだけの量
製造:
I :80℃でBをAに溶解する。
II:約35℃に冷却した後に、Cの各成分を相前後して添加する。
実施例50:湿分調整性のあるヘアジェル
組成
A 水 92.00%
パンテノール 1.50%
UV AsorbS5 0.05%
ベンゾフェノン−4
染料溶液 足りるだけの量
保存剤 足りるだけの量
B (R)Emulsogen HCO 040(Clariant) 0.50%
PEG−40水素化ひまし油 足りるだけの量
香料
C 実施例3のポリマー 2.00%
D Gafquat 755N(ISP) 2.50%
Polyquaternium−11
製造:
I :Aの各成分を互いに混合する。
II :Bの各成分を互いに混合しそしてIに添加する。
III:成分CをDにそしてIに添加する。
組成
A 水 91.50%
PVP K−30(ISP) 4.00%
PVP
パンテノール 0.50%
UV AsorbS5 0.05%
ベンゾフェノン−4
染料溶液 足りるだけの量
保存剤 足りるだけの量
B Abil B 8851(Goldschmidt) 1.00%
ジメチコンコポリオール
(R)Emulsogen HCO 040(Clariant) 0.50%
PEG−40水素化ひまし油 足りるだけの量
香料
C 実施例3のポリマー 2.50%
製造:
I :Aの各成分を互いに混合する。
II :Bの各成分をIに添加する。
III:成分CをIに添加する。
Claims (15)
- A)式(1)
R1−Y−(R2−O)x−R3 (1)
[式中、R1はビニル、アリル、アクリル酸またはメタクリル酸基であり;
R2は(C2〜C4)−アルキレン基であり;
xは1〜500の整数であり;
YはO、S、PHまたはNHであり;そして
R3は水素原子または飽和または不飽和の線状または枝分かれした脂肪族、脂環式または芳香族(C1〜C30)炭化水素基である。]
で表される1種類以上のマクロモノマー、
B)アクリルアミドプロピルメチレンスルホン酸(AMPS)及び/又は一価または二価の対イオンを持つそれの塩から選択される1種類以上のオレフィン性不飽和コモノマー、および
C)成分A)およびB)に記載されたモノマーと異なる、少なくとも2つの不飽和二重結合を持つ少なくとも1種類の架橋剤
を遊離基開始重合することによって製造できる水溶性ポリマー。 - A)(メタ)アクリル酸と5〜80のEO単位および(C10〜C22)アルキル基を持つアルキルエトキシレートとのエステルよりなる群から選択される1種類以上のマクロモノマー、および
B)アクリルアミドプロピルメチレンスルホン酸(AMPS)、アクリルアミドプロピルメチレンスルホン酸(AMPS)のナトリウムおよびアンモニウム塩よりなる群から選択された1種類以上のオレフィン性不飽和コモノマー、および
C)成分A)およびB)に記載されたモノマーと異なる、少なくとも2つの不飽和二重結合を持つ少なくとも1種類の架橋剤
を遊離基重合することによって製造できる請求項1に記載のポリマー。 - マクロモノマーの割合が50.1〜99.9モル%である請求項1または2に記載のポリマー。
- マクロモノマーの割合が0.1〜50モル%である請求項1または2に記載のポリマー。
- 少なくとも2つの不飽和二重結合を持つ少なくとも1種類の架橋剤の共重合によって架橋されており、そして少なくとも1種類の架橋剤がメチレンビスアクリルアミドおよびメチレンビスメタクリルアミド、不飽和のモノ−またはポリカルボン酸とポリオールとのエステル、およびアリル化合物よりなる群から選択される、請求項1〜4のいずれか一つに記載のポリマー。
- 不飽和のモノ−またはポリカルボン酸とポリオールとのエステルがブタンジオールおよびエチレングリコール−ジアクリレートまたはメタクリレートおよびトリメチロールプロパン−トリアクリレートの群から選択されるジアクリレート類またはトリアクリレート類でありそしてアリル化合物がアリル(メタ)アクリレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルマレエート、ポリアリルエステル、テトラアリルオキシエタン、トリアリルアミン、テトラアリルエチレンジアミン、燐酸のアリルエステルおよび/またはビニルホスホン酸誘導体よりなる群から選択される、請求項5に記載のポリマー。
- EO単位数が5〜50の整数である請求項2〜6のいずれか一つに記載のポリマー。
- EO単位数が5〜30の整数である請求項2〜7のいずれか一つに記載のポリマー。
- 水溶性ポリマー骨格および水中でLCST挙動を示す感熱性側鎖を持つマクロモノマーA)で構成されそしてその水溶液があるしきい温度以上で上昇するかまたは温度上昇の下でほぼ一定なままである粘度を有する請求項1〜8のいずれか一つに記載のポリマー。
- その水溶液の粘度が、最初のしきい温度以下では低く、この最初のしきい値温度以上では温度上昇の下で最大値に増加しそして第二のしきい値温度以上では温度の上昇と共に再び低下する性質を有する請求項1〜8のいずれか一つに記載のポリマー。
- 室温での1%濃度水溶液が20,000mPas〜100,000mPasの粘度を示しそしてその溶液が熱連結挙動を示さない請求項1〜8のいずれか一つに記載のポリマー。
- 第三ブタノール中で沈殿重合することによって製造される請求項1〜11のいずれか一つに記載のポリマー。
- 請求項1〜12のいずれか一つに記載のポリマーを、濃厚剤又は増ちょう剤として用いる方法。
- 請求項1〜12のいずれか一つに記載のポリマーを、分散剤、懸濁剤又は乳化剤として用いる方法。
- 請求項1〜12のいずれか一つに記載のポリマーを安定剤として用いる方法。
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