JP6104929B2 - アミノ官能性疎水性ポリマーと酸性基を含有する親水性ポリマーとの会合生成物、作製方法、およびそれを用いる用途 - Google Patents

アミノ官能性疎水性ポリマーと酸性基を含有する親水性ポリマーとの会合生成物、作製方法、およびそれを用いる用途 Download PDF

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Description

「シリコーンポリアルキレンオキシドABAブロックコポリマー、製造方法、およびそれを用いる用途(BLOCK ABA SILICONE POLYALKYLENEOXIDE COPOLYMERS、 METHOD OF PREPARATION、 AND APPLICATIONS FOR EMPLOYING THE SAME)」と題される、2011年11月15日に出願された、本出願と同一の発明者および出願人を有する出願の全内容が参照により本出願に組み込まれる。
本発明は、疎水性ポリマーと酸性基を含有する親水性ポリマーとの非共有結合性反応生成物に関する。
発明の背景
増粘剤は、特定の溶媒中における増粘力に加えて、用途に応じた広い範囲の要求を満たすことが求められる。例えば、増粘剤は、特定のずり減粘性質、乾燥時の低いタック、乳化特性、または高温で特定の増粘形状を有することが求められる。
アクリル酸系増粘剤、およびオレフィン性不飽和重合性モノマーから誘導される他の酸含有ポリマーは、水溶液系に関する広範囲の用途をカバーするように調製されてきた。
洗い流すヘアケア製品は、そのような製品は、使いやすく、そして髪に爽快感を残すため、髪を整え、そしてくし通りを改善するためによく使われる。しかしながら、ほんの少量の作製剤が髪に付着するに過ぎず、殆どの作製剤は洗い流され、そして配水管に流れてしまう。下水汚染に関する環境への関心の増加に伴い、髪に爽快感を残しながら、濡れた髪に使えるという洗い流さないコンディショナーは、非常に好都合である。
光沢または艶は、あらゆる髪質および髪の状態において、非常に望ましい髪の特質である。その中で、シリコーンは、最も効果的な光沢剤である。最も一般的な光沢を増強するヘア製品の中で、シリコーンが溶媒に溶解され、そして製品は、スプレーまたは非水性ジェルとして使用される。具体的には、これらの製品は、乾いた髪に使用され、そして遥かに大量のシリコーンが髪に付着する。故に、洗い流す製品よりも、よりよい光沢を与える。しかしながら、これらの製品は、髪に油っぽい仕上がりとなりがちで、そしてそれらの作製効果は、通常低い。その上、これらの製品形態において、揮発性溶媒を大量に使用することも、欠点である。
故に、コンディショニング、光沢増強および使用後の爽快感を同時に提供する増粘水溶液系を持つことが望ましい。
ここで、発明者らは、水性増粘剤を含有する酸と少なくとも一つのアミン基を有する疎水性ポリマーの物理的会合が、油相を増粘出来ることを、意外にも見出した。油相の増粘は、加熱時に起こり、そしてそれは不可逆である。非共有結合性反応生成物(「会合生成物」)はまた、アクリル酸系の増粘剤単独と比較して、容易に水に膨潤し、増強された増粘性、乳化および知覚特性を示し最終水性エマルジョンの低タックは、パーソナルケア用途、とりわけヘアおよびスキンコンディショニングにおいて特に有用である。
ここで、エチレンオキシド部分を含まない、またはプロピレンオキシドに対するエチレンオキシドの比率が3未満で含む、そして任意で希釈剤を含む、非共有結合性反応生成物酸官能基を含有する親水性ポリマーおよび疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマーの非共有結合性反応生成物を含有する組成物を提供する。
下記の詳細な説明において、本発明を更に説明する。
発明の詳細な説明
発明者らによって、ここで、以下のことが意外にも見出された:
(i)架橋ポリアクリル酸ポリマーと特定の構造を有するアミノシリコーンコポリマーとの非共有結合性反応生成物が、エステル、鉱物油、トリグリセリド油、低粘度のシリコーンオイル等の低極性流体を増粘できる;
(ii)架橋ポリアクリル酸ポリマーと特定のアミン/酸比率を有するアミノシリコーンコポリマーとの非共有結合性反応生成物が、中和において水に迅速に膨潤し、そして架橋ポリアクリル酸系ポリマー単独と比較して、水溶系の増粘性を顕著に増強することができる;
(iii)架橋ポリアクリル酸ポリマーと特定のアミン/酸比率を有する構造のアミノシリコーンコポリマーとの非共有結合性反応生成物が、水溶性エマルジョンにおいて、有機およびシリコーンオイル、および鉱物油の乳化および安定を助ける;
(iv)非共有結合性反応生成物が、パーソナルケア製品および化粧品において、コンディショニングおよび増粘の利点を提供する;および
(iv)本発明の非共有結合性反応生成物が、繊維工業、石油抽出、コーティング、ペンキ、農業等の水相の増粘に関する工業用途、或いは潤滑、乳化、石油抽出等の油相の増粘に関する用途において有用である。
特に、特定の構造を有する、架橋ポリアクリル酸とアミノシリコーンコポリマーとの非共有結合性反応生成物によって表される熱増粘は、ここで述べるような、高温で不可逆の増粘を必要とする用途において有用である。
本願の明細書および特許請求の範囲において、下記用語および表現は以下に示す通りに理解される。
明細書および添付特許請求の範囲において使用される単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が別途明確に指示しない限り、複数を含み、そして特定の数値への参照は、少なくとも該特定の数値を含む。
範囲は、「約」または「およそ」一つの特定の数値から、および/または、「約」または「およそ」他の特定の数値までとして、ここに表現される。そのような範囲が表現される場合、他の実施態様は、上記一つの特定の数値から、および/または、上記他の特定の数値までを含む。同様に、数値が近似値で表現される場合、先行詞「約」を用いることにより、該特定の数値が他の実施態様を形成すると理解される。
ここで記載される全ての方法は、ここで別段の指示が無い限り、または別段明らかに文脈に矛盾しない限り、あらゆる好適な順序で行ってよい。ここで使用されるありとあらゆる例示、または例示的な言語(例えば、「等」)は、発明をより明確にする意図に過ぎず、別段請求されない限り、発明の範囲を限定するものではない。明細書中のいかなる記述も、特許特許請求の範囲にない要素が本発明の実施に本質的であることを示すものとして理解されるべきではない。
ここで使用されるような「含む(comprising)」、「含む(including)」、「含む(containing)」、「〜を特徴とする」、およびそれらと文法的に同等なものは、追加の、記載されていない要素または方法ステップを排除しない、包括的または非限定の用語であるが、しかしまた、より限定的な用語「〜のみからなる」および「本質的に〜のみからなる」を含むと理解される。
実施例以外、または別段の指示がなければ、材料の量、反応条件、継続時間、材料の定量化された性質等を表す、明細書および特許請求の範囲に記載の全ての数は、いかなる場合にも、用語「約」によって修飾されていると理解される。
また、ここで記載されるあらゆる数値範囲は、その範囲のあらゆる部分範囲、および該範囲または部分範囲の様々な終点のあらゆる組み合わせを含むと理解される。
更に、明細書中に明示的にまたは非明示的に開示されるおよび/または構造的、組成的および/または機能的に関連する化合物、材料または物質の群に属するものとして特許請求の範囲に記載されるあらゆる化合物、材料または物質は、その群の個々の代表例およびそれらのあらゆる組み合わせを含むと理解される。
表現「脂肪族炭化水素」は、1またはそれ以上の水素原子が除かれたあらゆる炭化水素基を意味し、アルキル、アルケニル、アルキニル、環状アルキル、環状アルケニル、環状アルキニル、アリール、アラルキルおよびアレニルを含み、そしてヘテロ原子を含有してもよい。
用語「アルキル」は、あらゆる一価の飽和直鎖、分枝または環状炭化水素基を意味し;用語「アルケニル」は、一つまたはそれ以上の炭素−炭素二重結合を含む、あらゆる一価の直鎖、分枝または環状炭化水素基を意味し、そのアルケニルにおいて結合部位が炭素−炭素二重結合またはその他の部位のいずれであってもよく;そして、用語「アルキニル」は、一つまたはそれ以上の炭素−炭素三重結合、および任意で一つまたはそれ以上の炭素−炭素二重結合を含む、あらゆる一価の直鎖、分枝または環状炭化水素基を意味し、そのアルキニルにおいて結合部位が炭素−炭素三重結合またはその他の部位のいずれであってもよい。アルキルの例示は、メチル、エチル、プロピルおよびイソブチルを含む。アルケニルの例示は、ビニル、プロペニル、アリル、メタリル、エチリデニルノルボルナン、エチリデンノルボルニル、エチリデニルノルボルネンおよびエチリデンノルボルネニルを含む。アルキニルの例示は、アセチレニル、プロパルギルおよびメチルアセチレニルを含む。
表現「環状アルキル」、「環状アルケニル」および「環状アルキニル」は、二環式、三環式およびそれ以上の環式構造だけでなく、アルキル、アルケニルおよび/またはアルキニル基で更に置換された前記の環状構造をまた含む。代表的な例示は、ノルボルニル、ノルボルネニル、エチルノルボルニル、エチルノルボルネニル、シクロヘキシル、エチルシクロヘキシル、エチルシクロヘキセニル、シクロヘキシルシクロヘキシルおよびシクロドデカトリエニルを含む。
用語「アリール」は、あらゆる一価の芳香族炭化水素基を意味し;用語「アラルキル」は、一つまたはそれ以上の水素原子が同数の同様のおよび/または異なるアリール(ここで定義される)基で置換された、あらゆるアルキル基(ここで定義される)を意味し;そして、用語「アレニル」は、一つまたはそれ以上の水素原子が同数の同様のおよび/または異なるアルキル基(ここで定義される)で置換された、あらゆるアリール基(ここで定義される)を意味する。アリールの例示は、フェニルおよびナフタレニルを含む。アラルキルの例示は、ベンジルおよびフェネチルを含む。アレニルの例示は、トリルおよびキシリルを含む。
本願における粘度の全ての測定値は、特記しない限り、25℃で得られると理解される。
本開示に従って、一つまたはそれ以上の他の物質、成分、または材料と、最初に接触する、in situで形成する、配合する、または混合する直前に存在する、物質、成分、または材料について述べる。反応生成物、得られる混合物等として参照される物質、成分または材料は、本開示に従って、当業者(例えば、化学者)の常識および通常技術を適用して行われるならば、接触、in situでの形成、配合、または混合操作の過程における化学反応または転換を通して固有性、特性、または特徴を獲得する。化学反応体または出発物質の化学製品または最終物質への転換は、発生する速度に関わらず、絶えず進行する過程である。従って、このような転換過程が進行中である場合、出発および最終物質が混ざり合っている可能性があるだけでなく、通常の当業者に知られた現行の分析技術で検出するのが容易または困難な中間体種が速度論的寿命に応じて存在する可能性もある。
ここで述べるシリコーンに有用な一価の炭化水素ラジカルの具体例は、メチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、iso−ペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、n−ヘキシル基等のヘキシル、n−ヘプチル基等のヘプチル、n−オクチル、イソオクチル基等のオクチル、2、2、4−トリメチルペンチル、ノニル、n−ノニル基等のノニル、n−デシル基等のデシル、シクロペンチル、メチルシクロヘキシル等のシクロアルキルラジカル、およびフェニル、ナフチル、;o−、m−およびp−トリル、キシリル、エチルフェニル、ベンジル等のアリール基からなる群より独立して選択されるものを含む。
酸官能基を含有する親水性ポリマーおよび疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマー間の非共有結合性反応生成物(会合生成物)は、少なくとも一つのイオン相互作用および/または少なくとも一つの水素結合等の非共有相互作用に由来する。そのような非共有結合性反応生成物の形成によって、少なくとも一桁の非水条件における粘度の増大がもたらされる。
ここで使用される疎水性ポリマーは、水に不溶であり、そして少なくとも5重量%の濃度で低極性オイルに可溶のポリマーである。
ここで使用される親水性ポリマーは、水に可溶、膨潤または分散できるポリマーである。
ここで、一つの実施態様において、酸官能基を含有する親水性ポリマーは、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基等の少なくとも一つのひとつである酸官能基を含有するポリマーである。それらの酸性基は、塩の形状で非中和または部分中和されていてよい。ポリマーは、直鎖、分枝状、または架橋されていてもよい。
一つの実施態様において、好適な酸官能基を含有する親水性ポリマーは:
(I)アクリル酸モノマーおよび任意で非イオン性モノマーまたはカチオン性モノマーを含むホモポリマーまたはコポリマー等のポリアクリル酸ポリマー。ポリマーを含むカルボン酸は、少なくとも一つの活性>C=C<基およびカルボキシル基を含むモノマーから作製される。そのようなポリマーは、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸等の不飽和重合性カルボン酸モノマーのホモポリマー、および重合性カルボン酸モノマーの、アクリル酸/メタクリル酸エステル、アクリルアミド、オレフィン、ビニルエステル、またはスチレンとのコポリマーである。ポリマーを含むカルボン酸は、およそ500を超え、数百万に達する分子量を有し、通常はおよそ10,000を超え、900,000以上までである。カルボン酸モノマーは、少なくとも一つの活性炭素−炭素オレフィン二重結合、および少なくとも一つのカルボン酸基を有するオレフィン製不飽和カルボン酸である。この種のオレフィン性不飽和酸は、アクリル酸そのもの、α−シアノアクリル酸、β−メチルアクリル酸(クロトン酸)、α−フェニルアクリル酸、β−アクリロキシプロピオン酸に代表されるアクリル酸、桂皮酸、p−クロロ桂皮酸、1−カルボキシ−4−フェニルブタジエン−1,3イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、アコニット酸、マレイン酸、フマル酸、およびトリカルボキシエチレンのようなものを含む。ここで用いられる用語「カルボン酸基」は、ポリカルボン酸、および無水マレイン酸等のそれらの酸無水物を含み、ここで無水基は、同じカルボン酸分子に位置する二つのカルボキシル基から水位置分子を除くことによって形成される。無水マレイン酸および他の酸無水物がここで有用である。好ましいカルボン酸モノマーは、モノオレフィンである、アクリル酸、アクリル酸およびメタクリル酸である。他の有用なカルボン酸モノマーは、マレイン酸およびその無水物である。ポリマーは、カルボン酸またはそれらの無水物双方の、または少なくとも一つの末端>CH基を含む、一つまたは複数の他のビニリデンモノマーと共重合された上記のカルボン酸のホモポリマーを含む。親水性ポリマーはまた、何れかのポリエンと架橋された種類のものであってよく、例えば、デカジエンまたはトリビニルシクロヘキサン;メチレンビスアクリルアミド等のアクリルアミド;トリメチロールプロパントリアクリレート等の多官能基アクリレート;または、例えば、ブタジエン、イソプレン、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、アリルアクリレート等を含む、少なくとも二つの末端CH<基を含む多官能基ビニルジエンモノマーである。ある種のそのような好適な架橋された市販のポリアクリル酸ポリマーは、Lubrizolから入手可能なカーボポール 980、カーボポール 1382、Ultrez 10等のカーボポールである。好適なポリマーの例は、米国特許第3,915,921号および米国特許第5,468,797号に記載されており、その内容は参照することによってここに組み込まれる;
(II)MAPS(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸)等のスルホン酸基、および任意で非イオン性モノマーまたはカチオン性モノマーを含有するモノマーを含有する、ホモポリマーまたはコポリマー。ある種のそのようなホモポリマーまたはコポリマーは、無機酸部分、およびその塩およびエステルを含有するものである。好ましい酸は、ビニルホスホン酸、ビニルスルホン酸、アリルホスホン酸、およびメタリルスルホン酸、および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である。モノマーの酸性官能基は、特にスルホン酸官能基またはホスホン酸官能基である。該モノマーは、例えば、部分的または完全に塩化されたスチレンスルホン酸、または好ましくは部分的または完全に塩化された2−メチル−2−[(1−オキソ−2−プロペニル)アミノ]−1−プロパンスルホン酸(2−アクリルアミド−2−メチルプロパン−スルホン酸としても知られる)である。ある種のそのような好適な市販のポリマーは、Seppic製のSepigel 305、Clariant製のAristoflex AVCである。好適なポリマーの例は、欧州特許第0816403B1号、米国特許第7,151,137号および米国特許出願公開第20080312343号に記載されており、各々の内容は参照することによってここに組み込まれる;
(III)カルボキシメチル化デンプン、ジャガイモデンプン、カルボキシメチル化セルロース、ペクチン、キサンタンガム等の、酸性基を含有する多糖類;および
からなる群より選択される一つまたは複数である。
一つの実施態様において、酸官能基を含有する親水性ポリマーは、バルク、ディスパージョン、またはエマルジョンであってよい。
一つの他の実施態様において、疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン(「アミノ」)基を含有する疎水性ポリマーは、シリコーンポリマー、具体的にはアミノシリコーンであってよい。一つの具体的な実施例において、疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマーは、プロピレンオキシド、シロキサン、アルキル基、またはそれらの基の組み合わせ等の疎水性部位を含んでよい。具体的には、疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマーのアミン含有量は、およそ0.05meq/g〜およそ5meq/g、具体的にはおよそ0.07〜およそ1meq/g、そして最も具体的にはおよそ0.1〜およそ0.6meq/gである。
疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマーの好適なものは、以下からなる群から選択される少なくともひとつであってよい。
(i)プロピレンオキシドに基づくポリエーテルアミン。好適なポリエーテルアミンは、およそ150〜およそ12,000の分子量を有するモノアミンおよびジアミンを含む。本発明の実用で使用されるポリエーテルアミンは、米国特許第3,654,370等に記載されているよく知られたアミノ化技術を用いて作製される。一般的に、ポリエーテルアミンは、ポリエーテルポリオール等のポリオールをアンモニアで、Ni/Cu/Cr触媒等のニッケル含有触媒の存在下でアミノ化することにより作られる。ポリエーテルアミンに好適なポリエーテルブロックは、ポリプロピレングリコール、ポリ(1,2−ブチレングリコール)、およびポリ(テトラメチレングリコール)を含む。一般的に、グリコールは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、またはそれらの組み合わせから、メトキシまたは水酸基開始反応等の良く知られた方法を用いて作られる。好適な市販のポリマーは、例えば、Jeffamine D230、D400、D2000、D4000である。ここで、本発明者らは、ポリエーテルアミン(i)がEO/PO比率>3である場合、親水性ポリマーおよび低極性希釈剤と安定な混合物を形成せず、故に、油相を増粘出来ないことを予想外にも見出した。
(ii)RNH
および
Figure 0006104929

(式中、qは、1〜およそ1000、具体的にはおよそ10〜およそ500であり;そして
=R(OC2a
(式中、R=H、または
=(C2n+1)−(式中、nは、1〜30の整数である);または
=(C2n−1)−(式中、nは、2〜30の整数である);または
=(C2n−3)−(式中、nは、4〜30の整数である)であり、そして
m=0または1〜200の整数であり、aは、2〜4の整数である)である)
との反応に由来する、直鎖アミノシリコーンコポリマー;
(iii)例えば、ビス−アミノ官能基で結合される、非加水分解性ランダムブロックポリシロキサン、ポリアルキレンオキサイドコポリマー等の、一つの末端で、ポリマー鎖中のモノマ−間で三級アミン結合を形成し、そして他方の末端がペンダントアミノ官能基として存在する、[AB]構造を有するアミノシリコーンコポリマー。その一例は、式(I):
[A][B], (I)
(式中、各々のAは、独立して、構造−CR−CR(OH)R−(SiR O)x−SiR −RCR(OH)CR−L−(式中、各々のRは、水素、および1〜20の炭素原子を含有するアルキル、アリール、アルケニルおよびアラルキルからなる群より選択され、任意で酸素原子を含み;各々のRは、独立して、水素、炭素原子と、それと異なるRの炭素原子との間の、環構造を形成する化学結合、1〜20の炭素原子を含有するアルキル、アリール、アルケニルおよびアラルキルからなる群より選択され、任意で酸素原子を含み;各々のRは、独立して、水素、および1〜20の炭素原子を含有するアルキル、アリール、アルケニルおよびアラルキルからなる群より選択され、任意で酸素原子を含み、但し、Rが化学結合である場合、Rは、1〜20の炭素原子の二価の炭化水素であり、該化学結合を含む環を形成する酸素原子を任意で含み;各々のRは、独立して、水素、および1〜10の炭素原子を含有するアルキル、アリール、アルケニルおよびアラルキルからなる群より選択され、任意で酸素原子を含み;各々のRは、1〜20の炭素原子を含有する二価の炭化水素ラジカルであり、任意で酸素原子を含み;
各々のLは、独立して、
−N(RNR )−、および
Figure 0006104929

(式中、各々のRは、1〜20の炭素原子を含有する二価の炭化水素ラジカルであり、各々のRは、独立して、1〜20の炭素原子を含む一価の炭化水素ラジカルであり、そしてRは、2〜20の炭素原子を含む二価の炭化水素であって、任意で酸素原子または−NR−基を含有する)からなる群より選択される二価の結合基であり;そしてxは、1〜500の整数であり);
各々のBは、独立して、構造-CR−CR(OH)R−O(C2aO)C−R(OH)CR−L−(式中、各々のRは、独立して、水素、および1〜20の炭素原子を含有するアルキル、アリール、アルケニル、およびアラルキルからなる群より選択され、任意で酸素原子を含み;各々のRは、独立して、水素、炭素原子と、それと異なるRの炭素原子との間の、環構造を形成する化学結合、1〜20の炭素原子を含有するアルキル、アリール、およびアラルキルからなる群より選択され、任意で酸素原子を含み;各々のRは、水素、および1〜20の炭素原子を含有するアルキル、アリール、アルケニル、およびアラルキルからなる群より選択され、任意で酸素原子を含み、但し、Rが化学結合である場合、Rは、1〜20の炭素原子の二価の炭化水素であり、該化学結合を含む環を形成する酸素原子を任意で含み;各々のRは、1〜20の炭素原子を含有し、そして任意で酸素原子を含む二価の炭化水素ラジカルであり;各々のLは、独立して、
−N(RNR )−、および
Figure 0006104929

(式中、各々のRは、1〜20の炭素原子を含有する二価の炭化水素ラジカルであり、各々のRは、独立して、1〜20の炭素原子を含む一価の炭化水素ラジカルであり、そしてRは、2〜20の炭素原子を含む二価の炭化水素であって、任意で酸素原子または−NR−基を含有する)からなる群より選択される二価の結合基である)
のポリアルキレンオキサイド単位であり;そして、xは、1〜500の整数であり;
各々のEは、
Figure 0006104929

およびH−Lからなる群より独立して選択される、一価の末端基であり;そして
各々のEは、水素、
Figure 0006104929

からなる群より独立して選択される、一価の末端基であり、
mおよびnは、各々独立して、1〜500の整数であり、そして
aは、2〜4であり、bは、2〜100、そして好ましくは3〜50であり、そして式中、R、R、R、RおよびRは、各々独立して上記の通りである)
を有する、非加水分解性ランダムブロックポリシロキサン−ポリアルキレンオキサイド組成物。
(iii)疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を有する疎水ポリマーであってもよい、(AB)A型コポリマーの一つの他の例は、その構造中に、ポリシロキサン単位{XR[(SiO(RSi(RX]、ポリアルキレンオキサイド単位{YO(C2aO)Y}および連結基−NR−(式中、Rは、アルキルであり、Rは、二価の有機部分であり、XおよびYは、エポキシドの開環によって形成される二価の有機基であり、Rは、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、酸素含有アルキル、酸素含有アリール、および酸素含有アラルキルからなる群より選択され、a=2〜4、b=2〜100、好ましくは3〜50、x=1〜500、好ましくは150である)を有してよい。
は、好ましくは低級アルキル、例えば、1〜4の炭素原子を有するアルキル、すなわち、メチル、エチル、プロピル、ブチル、そして前述の異性体、例えば、イソプロピル、t−ブチル等である。より好ましくは、Rは、メチルである。
は、好ましくは、少なくとも一つの炭素を有する二価の炭化水素基であり、水酸基置換および/またはエーテル結合を含んでよい。好ましくは、10未満の炭素原子を含む。特定の分子内で、R、R、RおよびRは、各々同一または異なっていてよい。
コポリマーは、好ましくは、二級アミノ基−NHRまたは三級アミノ基−NRでエンドキャップされており、ここで、Rは、連結基−NR−としての前記定義の通りであり、Rはまた、アルキル、アルケニル、アリール、アラルキル、酸素含有アルキルおよび酸素含有アラルキルからなる群より選択され、そしてRおよびRは同一または異なっていてよい。
およびRを含む部分は、好ましくは、1〜およそ20の炭素原子を含み、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、オレイル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、フェニル、ビフェニル、ナフチル、トリル、キシリル、アントラシル、メトキシフェニル、これらの異性体等である。
ブロックは、複数の単位からなり、故に、ブロックの名目上の長さは変わり、そのため、コポリマーは、(AB)型ではない。その上、複数の単位からなるブロックは、アミノ基に妨げられる。粘度は単位の数に正比例するため、分子あたりの単位数は、高粘度の材料を扱う能力によって限定されるが、実際上、少なくとも二つの各単位がなくてはならず、1000単位まであってよい。上記の通り、コポリマーの末端基は、アミノ基であることが好ましい。
コポリマーの分子量は、アミノ成分に対するエポキシ成分のモル比を変えることによって、オキシアルキレン単位の数およびポリシロキサンブロック中のシロキシ基の数を変えることによって、変更される。
XまたはYのいずれかで表される開環エポキシドは、脂肪族、脂環式であってよく、そして芳香族を含んでよい。それらはまた、水酸基をも含み、そしてエーテル結合を含んでもよい。好ましくは、開環エポキシドは、以下から選択される:−CHCH(OH)(CHCH(OH)CH−、−CH[CHOH](CHCH[CHOH]−、−CHCH(OH)(CHCH[CHOH]−、−(CH−OCHCH(OH)CH−;−(CHOCHCH(CH[OH])−(式中、v=2〜6である)。或いは、開環エポキシドは、次のエポキシシクロヘキシルアルキレン基、Ω−(3、4−エポキシシクロヘキシル)アルキレン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチレン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)−β−メチルエチレン、およびβ−(3、4−エポキシ−4−メチルシクロヘキシル)−β−メチルエチレンから誘導されてもよい。
(C2aO)または(OC2a)で表されるポリオキシアルキレンブロックは、エチレンオキシド(a=2)、プロピレンオキシド(a=3)およびブチレンオキサイド(a=4)によって、ランダムまたはブロック型で構成される。EO/PO含有量モル比は、好ましくは3未満である。
一つの他の実施態様において、上記の疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマーである、(AB)A型コポリマー(iii)の一例は、米国特許第6、475、568号および米国特許第7、851、548号に開示されているもの等であり、両者の内容は、参照することによってここに組み込まれる。
[AB]構造(iii)を有するアミノシリコーンコポリマーのある種の例は、ポリシロキサン[X(C2aO)[(SiO(RSi(R(OC2aX]およびポリアルキレンオキサイド[YO(C2aO)Y](式中、Rは、C1〜C4アルキル、好ましくはメチルであり、Rは、二価の有機部分であり、XおよびYは、二級または三級アミン、およびXが開環エポキシドである場合、Yはアミンであり、その逆も然りであるような開環エポキシドから選択される二価の有機基であり、aは、2〜4、好ましくは2〜3であり、各々bは、0〜200であり、dは、0〜100であり、(b+d)は、1〜100、好ましくは10〜50であり、そしてcは、1〜500、好ましくは10〜100である)の交互単位を有していてもよい。粘度は単位の数と同様に増加するため、繰返し単位の総数は、高粘度の材料を扱う能力のみによって限定されるが、実際上、少なくとも二つの各単位がなくてはならず、1000単位まであってよい。上記の通り、コポリマーの末端基は、アミノ基であることが好ましい。アミンを含有する単位は、コポリマーの末端単位、すなわち(AB)AのAであろうことが望ましい。
XまたはYのいずれかで表される開環エポキシドは、脂肪族、脂環式であってよく、そして芳香環を含んでよい。それらはまた、水酸基を含み、そしてエーテル結合を含んでもよい。好ましくは、開環エポキシドは、以下から選択される:
−CHCH(OH)(CHCH(OH)CH−、−CH[CHOH](CHCH[CHOH]−、−CHCH(OH)(CHCH[CHOH]−、−(CH−OCHCH(OH)CH−、−(CHOCHCH(CH[OH])−(式中、v=2〜6)。
或いは、開環エポキシドは、以下のエポキシシクロヘキシルアルキレン基から誘導されてもよい:Ω−(3,4−エポキシシクロへキシル)アルキレン、β−(3,4−エポキシシクロへキシル)エチレン、β−(3,4−エポキシシクロへキシル)−β−メチルエチレン、およびβ−(3,4−エポキシ−4−メチルシクロヘキシル)−β−メチルエチレン。
XまたはYのいずれかで表されるアミンは、二級または三級アミンである。更に具体的には、該アミンは、−RN(R)(R−型であってよく、式中、Rは、1〜4の炭素を有するアルキル基または水素、最も好ましくはメチルであり、そしてRは、アルキレン、脂環式アルキレンまたはアラルキレン基であって、ヘテロ原子を含んでもよく、10未満の炭素のアルキレンが好ましく、そしてgは、0または1であってよい。
は、水酸基置換を有するおよび/またはエーテル結合を含む少なくとも一つの炭素を有する二価の炭化水素である。10未満の炭素を含むことが好ましい。特定の(AB)A分子内において、R、R、RおよびRの各々は、同一または異なっていてよい。
(C2aO)または(OC2a)で表されるポリオキシアルキレンブロックは、エチレンオキシド(a=2)、プロピレンオキシド(a=3)およびブチレンオキサイド(a=4)によって、ランダムまたはブロック型形式で構成される。EO/PO含有量のモル比は、好ましくは3未満である。
アミノ成分に対するエポキシ成分のモル比を変えること、オキシアルキレン単位の数およびポリシロキサンブロック内のシロキシ基の数を変えることで、コポリマーの分子量を変えることが出来る。柔軟性および耐久性等の、用途に必須の特性は、ポリマーの分子量に左右されるため、高い分子量を有する材料を形成することが重要であるが、非架橋構造、すなわち、直鎖分子のみを製造することもまた、必須である。
コポリマーの特性を支配する他の重要な要素は、分子内の相対シリコーン含有量、すなわち、c、および(b+d)の値である。シリコーン含有量の高いコポリマーであればある程、通常疎水性が高く、故に、水に溶けにくく、よりよい柔軟性を付与する。(b+d)に対するcの好ましい比率は、10:1〜1:10、最も好ましくは2:1である。
末端基が開環エポキシドである場合、コポリマーは、水素末端となる。ここで述べるように、末端基がアミンである場合、コポリマーは、一級または二級アミン末端となる。
特定の好ましいコポリマーは、下記式(X)のものである:
HN(R)(C2aO)CH(CH)CHN(R)[CHCH(OH)(CH(SiO(RSi(R(CHOCH−CH(OH)CH−N(R)(C2aO)CHCH(CH)N(R)]H (X)
式中、「y」は、少なくとも2であり、そしてまた、高粘度の組成物を製造する技術内で許容出来る高さであってよく、故に、式(I)中のbおよびcの値に応じて、2〜およそ1000に及ぶ。[AB]コポリマー(iii)の例は、米国特許第5807956号に開示されている。
[AB]構造を有するアミノシリコーンコポリマーは、ブロックAおよびBのランダム配列(AABABBBABBA...)またはブロックAおよびBの交互配列(ABABABAB...)を有してよい。これらの違いは、合成ルートの違いに起因する。
(iv)(ABA)構造(式中、Bは、シロキサンブロックである)を有するアミノシリコーンコポリマーは:
NH
(式中、R=R(OC2a−(式中、R=(C2n+1)−(式中、nは、1〜30の整数である)、またはR=(C2n−1)−(式中、nは、2〜30の整数である)、またはR=(C2n−3)−(式中、nは、4〜30の整数である)であり、そしてm=0または1〜200の整数であり、そしてaは、2〜4の整数である)であり、R=HまたはR(OC2c−(式中、R=(C2q+1)−(式中、qは、1〜30の整数である)、またはR=(C2q−1)−(式中、nは、2〜30の整数である)、またはR=(C2q−3)−(式中、nは、4〜30の整数である)であり、そしてo=0または1〜200の整数であり、そしてcは、2〜4の整数である)である);および
Figure 0006104929

(式中、qは、2〜1000の整数、具体的には10〜500である)
との反応に由来する。
(v)アミノ末端シリコーン
アミノ末端シリコーンは、少なくとも一つの末端アミノ官能基を有する、式:R3−ySiO[A]SiQ3−z(式中、Aは、RSiOであり、Rは、1〜5の炭素のアルキル基、またはフェニル基、またはアルコキシ基または水酸基であり、Qは、式-RZ(式中、Rは、3〜6の炭素の二価のアルキレンラジカル、好ましくはトリメチレン、ペンタメチレン、−CHCHCHCH−または−CHCHCHCHCH−であり、Zは、−N(Rまたは−NR(CHN(R(式中、Rは、個々に水素原子、または1〜20の炭素原子のアルキル基、またはフェニル、またはベンジルである)である)のアミン官能基であり、そしてxは、1〜3000であり、yは、0〜3であり、zは、1〜3であり、nは、2〜6である)のシリコーンである。
一つの具体的な実施態様において、Rは、1〜15の炭素を有するアルキル基、またはフェニル基であり、更に具体的にはメチル基であり、Qは、式−RZのアミン官能基であって、式中、Rは、3〜6の炭素を有する二価のアルキレンラジカルであり、具体的にはトリメチレン、ペンタメチレン、−CHCHCHCH−または−CHCHCHCHCH−、更に具体的にはプロピルまたはイソプロピル基であり、Zは、−N(Rまたは−NR(CHN(Rであり、更に具体的には、NHまたはNHCHCHNHであって、式中、Rは、個々に水素原子または1〜20の炭素原子を有するアルキル基、またはフェニルまたはベンジルであり:xは、1〜3000、より好ましくは10〜400、更により好ましくは70〜200であり、yは、0〜3、より好ましくは0〜1であり、zは、1〜3、より好ましくは1であり、そしてnは2〜6である。
ここで、一つの他の実施態様において、ここに開示する組成物は、布地処理用組成物以外である。
一つの実施態様において、ここに開示する組成物を含有するヘアケアまたはスキンケア用途を提供する。
更に一つの実施態様において、酸官能基を含有する親水性ポリマー;疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマー;および任意で希釈剤を非共有的に反応させるステップを含有する、組成物の作製プロセスを提供する。
一つの実施態様において、ここに開示するプロセスによって作製される組成物を含有するパーソナルケア用途を提供する。
一つの実施態様において、ここに開示するプロセスによって作製される組成物を含有するヘアケアまたはスキンケア用途を提供する。
ここで、一つの実施態様において、ここで使用される任意の希釈剤は、低極性オイルおよび/または水であってよい。低極性オイルは、疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有し、そしておよそ12Mpa1/2〜およそ28Mpa1/2、およそ14〜およそ20Mpa1/2のハンセン溶解度パラメータを有する、疎水性ポリマーと混和できることが要求される。好適なオイルは、エステル、鉱物油、トリグリセリド油、脂肪酸またはオイルの組み合わせを含むが、それらに限定されない。水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール(AMP−95)、トリエタノールアミン等の少なくとも一つの無機または有機塩基を含有してよい。
作製方法
(a)無水条件での作製方法
非水媒体において、会合生成物は、ここで述べる酸官能基を含有する親水性ポリマーおよびアミノ含有疎水性ポリマー(或いは、ここで述べる、疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有するあらゆる疎水性ポリマー)を、ここで任意に希釈剤と配合し、そして該配合物を酸官能基を含有する親水性ポリマーの有効なガラス転移温度、通常は30℃〜200℃、具体的にはおよそ50℃〜およそ150℃を超える温度に、およそ1分間〜およそ120分間加熱した後、該配合物を室温まで冷却することによって形成される。粘度の顕著な上昇が観察される。通常、粘度は、少なくとも一桁またはそれ以上で上昇し、具体的には少なくとも一桁である。図1は、この熱増粘プロセスの典型例を示す。また或いは、該配合物を室温で放置すると、粘度上昇が遥かに長時間起きる。
(b)水膨潤性会合生成物の作製方法
濃縮物は、方法(a)に従って作製され、そこでアミン/酸のモル比は、0.01〜0.2、具体的には0.03〜0.1の間である。そこで、塩基水溶液は、室温、またはおよそ30℃〜およそ95℃、具体的にはおよそ40℃〜およそ85℃の昇温で、およそ5分間〜およそ120分間かけて添加される。一つの具体的な実施態様において、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール(AMP)、またはここに述べるあらゆるもの等の塩基が使用される。一つの実施態様において、酸官能基を含有する親水性ポリマーおよび疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマーは、およそ1:20〜およそ2:1、具体的にはおよそ1:10〜およそ1:1、そして最も具体的にはおよそ1:8〜およそ2:3のアミン/酸モル比であるような量で存在する。
(c)水性条件での作製方法
ここで述べる酸官能基を含有する親水性ポリマーは、およそ0.1%〜およそ20%の濃度で、室温またはおよそ30℃〜およそ95℃の昇温で、水と混合される。ここで述べる酸官能基を含有する親水性ポリマーが中和されていなければ、水溶系を中和するために塩基水溶液を加える。混合は、およそ5分間〜およそ120分間続けなければならない。ここで述べる疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマーは、ここで述べる低極性の希釈剤と、およそ10分間〜およそ120分間混合され、その後、ここで述べる酸官能基を含有する親水性ポリマーの中和水分散液に加える。混合は、一般的な混合機(シャーブレード、ロスミキサー等)で、およそ30分間以上行った。必要に応じて更に水を混合物に添加する。
本発明を説明する目的で、以下の実施例を提供する。実施例1〜7は、本発明の一部である。
実施例1:無水会合生成物(方法a)
本実施例で使用された少なくとも一つのアミン基を含有する疎水性ポリマーを表1に示す。
会合生成物は、加熱/冷却プロセスを用いて、方法(a)に従って作製された。実施例1〜19および21〜24(表2)において、少なくとも一つのアミン基を含有する疎水性ポリマーを、ここで述べる低極性希釈剤(ミリスチン酸イソプロピル、鉱物油、ポリジメチルシロキサン、カプリン酸/カプリル酸トリグリセリド、ひまわり油のいずれか)と混合した。酸官能基を含有する親水性ポリマー(一般名カーボポールを有するポリアクリル酸型(I))を、疎水性ポリマー/希釈剤混合物と共に、Flakteck製のspeedmixerで、室温で3分間混合した。
実施例20において、疎水性ポリマーは、親水性ポリマーと、希釈剤を使わずに、Flakteck製のspeedmixerで3分間混合した。疎水性ポリマー、親水性ポリマー、そしてあるならば、希釈剤の懸濁液の少量のサンプルを、ペルティエ温度制御装置を備えたパラレルプレートレオメーターに置いた。30℃〜130℃まで2℃/分でレオメーター上で加熱しながら、サンプルの粘度を一定のせん断速度0.05/sで測定した。サンプルが130℃に達した後、サンプルをレオメーターで2℃/分の冷却速度で冷却した。
表2の実施例7に対応する、温度関数としての具体的な粘度曲線を図1に示す。温度が80℃付近に達した時、サンプルの非常に顕著な粘度増加が見られる。冷却すると、粘度は更に増加した。この不可逆的熱増粘は、本明細書の種々の疎水性ポリマーで認められた。表2において、本開示の種々の組成物の最初の粘度、および加熱/冷却プロセス後に得られた最終粘度を示す。比較例1および2において、アミン基を含まないシリコーンポリエーテルコポリマー(それぞれL8620、L7510)の使用は、熱増粘の挙動を示さなかった。比較例3において、ペンダントアミン基を有するアミノシリコーンMagnasoft Plusも、熱増粘効果を示さなかった。
ポリマーA=少なくとも一つのアミン基を含有する疎水性ポリマー
ポリマーB=酸性基を含有する親水性ポリマー
Figure 0006104929
シリコーンブロック(q)におけるジメチルシロキサンの繰返し単位の平均数を7列目に示す(コポリマー1について、qは、式(iii)のエポキシシリコーンにおけるqに相当し、コポリマー3について、qは、式(I)におけるxに相当し、コポリマー2について、qは、式Xにおけるcに相当し、コポリマー4〜8について、qは、式(iv)のエポキシシリコーンにおけるqに相当する)。コポリマーの合成において使用されたアミンの種類を3列目に示す。ポリエーテルブロックにおけるエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドの平均数を、それぞれ4列目および5列目に示す。ポリエーテルアミン2および3は、Huntsmanから入手できる市販のJeffaminesである。
比較例1および2は、アミン基を含まないシリコーンポリエーテルコポリマーを使用した。比較例3は、二級および三級ペンダントアミン基を含有するアミノシリコーンを使用した。比較例1のL8620は、アミン基を含まない、直鎖のシリコーンポリエーテルブロックコポリマーであり、Momentive製の商用グレードである。比較例2のL7510は、アミン基を含まない、そしてMomentive製の商用グレードである、ランダムなくし型シリコーンポリエーテルコポリマーである。比較例3(Magnasoft plus)は、Momentive製の商用グレードである、ペンダントアミン基を有するアミノシリコーンである。
コポリマー1の作製方法
メカニカルスターラー、窒素入口を装着したコンデンサー、熱電対および滴下漏斗を装着した四つ口丸底フラスコに、100.00グラムのエポキシ末端ポリシロキサン[CH(O)CHCHO(CHSi(CH[OSi(CH)]100OSi(Me)(CHOCHCH(O)CH]、1.09グラムのエタノールアミン、32.19グラムのイソプロパノールおよび100ppmのビタミンEを入れた。フラスコの内容物を、全てのエポキシ基が反応するまで、攪拌しながら80℃まで加熱した。これには通常10時間要した。滴定によって測定した、全てのエポキシ官能性が消費された時、反応が完了したと見なされた。
コポリマー3の作製方法
メカニカルスターラー、窒素入口を装着したコンデンサー、熱電対および滴下漏斗を装着した四つ口丸底フラスコに、37.50グラムのエポキシ末端ポリシロキサン[CH(O)CHCHO(CHSi(CH[OSi(CH)]100OSi(Me)(CHOCHCH(O)CH]、7.10グラムのオレイルアミン、61.22グラムのイソプロパノールおよび100ppmのビタミンEを入れた。フラスコの内容物を攪拌しながら80℃まで二時間加熱し、その後、3.58グラムのエポキシ−末端ブロックポリアルキレンオキシド(Dow Chemicalから市販されているDER 732)をフラスコに加えた。二時間加熱した後、エポキシ末端ポリシロキサン(37.50g)を更にフラスコに追加した。二時間加熱後、3.58グラムのDER 732を加えた。全てのエポキシ基が反応するまで、反応混合物を80℃に維持した。これには通常10時間要した。滴定によって測定した、全てのエポキシ官能性が消費された時、反応が完了したと見なされた。
コポリマー2、および4〜8の作製方法
最終コポリマーの50%溶液を作るため、アミノ官能化ポリマーおよび十分な量のイソプロパノールを、スターラー、滴下漏斗、還流冷却器および熱電対を備えた四つ口フラスコに入れた。反応混合物の温度を80℃に調整し、そしてエポキシ末端ポリシロキサン
[CH(O)CHCHO(CHSi(CH[OSi(CH)]OSi(Me)(CHOCHCH(O)CH
(表1に示す重量およびqの値)を滴下漏斗から添加した。滴定によって測定された、エポキシの官能性が消費された時、反応が完了した。これには通常6〜10時間要した。
Figure 0006104929

図1:44.5%のコポリマー4、44.5%のミリスチン酸、11%カーボポール1382(表2の実施例7)を含有する組成物で得られる熱増粘の例
黒丸は加熱曲線を、白丸は冷却曲線を表す
Figure 0006104929

Figure 0006104929
カーボポールは、Lubrizol製の市販品であった。ミリスチン酸イソプロピルはKobo製であった。表2のポリマーAは、上記のように作製されたコポリマーである。
Luvimer 100 Pは、アクリル酸tert−ブチル、アクリル酸エチルおよびメタクリル酸の、BASF製の三元重合体であった。軽油は、Pemreco製であった。カプリン酸/カプリル酸トリグリセリド油は、Alzo Int.製であった。ひまわり油は、Welch、Holme&Clark Co.製であった。ポリジメチルシロキサンは、粘度が5cpであり、Momentive製であった。
ポリマーA=少なくとも一つのアミン基を含有する疎水性ポリマー
ポリマーB=酸性基を含有する親水性ポリマー
実施例2:水膨潤性会合生成物(方法b)
実施例2は、本発明の組成物が、アルカリ水を添加すると、水性ゲルを形成するため、水性膨潤し得る、均一、安定な濃縮ペーストを形成することを示した。
この場合、酸官能基を含有する親水性ポリマー(カーボポール)および少なくとも一つのアミン基を含有する疎水性ポリマー(コポリマー2またはコポリマー4)の両方を、中和の前に低極性希釈剤(ミリスチン酸イソプロピル)に加えた。オイル(ミリスチン酸イソプロピル、またはミリスチン酸イソプロピルおよびポリジメチルシロキサンの混合物のいずれか)、およびカーボポール1382またはカーボポールUltrez 20を含有する比較例において、カーボポール粒子は堆積し、そして配合物は不安定であった。
実施例25において、コポリマー2、ミリスチン酸イソプロピルおよびカーボポール Ultrez 20をFlaktech製 speedmixerで2分間混合した。その後、水を一度に加え、混合物をFlaktech製 speedmixerで2分間混合した。サンプルを50℃で、オーブン中で10日間寝かせた。実施例26および27において、コポリマー4、ミリスチン酸イソプロピル、およびそれぞれカーボポール1382およびカーボポール980を一般的な攪拌ブレードを用いて、400 rpmで、室温で、4日間混合し、80℃でオーブン中で一晩寝かせた。安定性は、二ヵ月後に室温で、目視によって評価した。
Figure 0006104929

コポリマー2および4は、上記の通りである。
Viscasil 60Mは、Momentive製のポリジメチルシロキサンである。カーボポールは、Lubrizol製である。表3におけるコポリマー2および4は、上記の通りに作製される。
水性エマルジョンにおいて密集する会合生成物
表4a〜cは、表3に示す濃縮ペースト組成物のアルカリ水による希釈によって形成されたエマルジョンの増粘を示す。
本発明の全てのエマルジョンは、増粘剤の一定濃度において、アニオン性増粘剤単独(比較例)によって増粘されたジェルよりも高い粘度を有する。
Figure 0006104929

略語q.s.は、「適量(as much as suffices)」を意味する。
IPMは、Alzo製のミリスチンイソプロピルであった。Ultrez 20は、Lubrizol製のカーボポールであった。コポリマー2は、上記の通りである。AMPは、Dow製のアミノメチルプロパノールである。
実施例28〜30は、実施例25のペーストをアミノメチルプロパノール(AMP)の9.5%溶液および水で希釈し、pHおよそ6に作製することによって作製した。比較例6、7および8は、カーボポールを水に分散させ、そしてアミノメチルプロパノールで系をpH=6に中和することによって作製した。
Figure 0006104929

略語q.s.は、「適量(as much as suffices)」を意味する。
IPMは、Alzo製のミリスチンイソプロピルであった。カーボポール 980は、Lubrizol製のカーボポールであった。コポリマー4は、上記の通りである。AMPは、Dow製のアミノメチルプロパノールである。
実施例31〜33は、実施例27のペーストをアミノメチルプロパノール(AMP)の9.5%溶液および水で希釈し、pHをおよそ6に作製することによって調製した。比較例9、10および11は、カーボポールを水に分散させ、そしてアミノメチルプロパノールで系をpH=6に中和することによって調製した。
Figure 0006104929

IPMは、Alzo製のミリスチン酸イソプロピルであった。カーボポール1382は、Lubrizol製のカーボポールであった。コポリマー4は、上記の通りである。AMPは、Dow製のアミノメチルプロパノールである。
実施例34〜36は、実施例26のペーストをアミノメチルプロパノール(AMP)の9.5%溶液および水で希釈し、pHをおよそ6に作製することによって調製した。比較例12、13および14は、カーボポールを水に分散させ、そしてアミノメチルプロパノールで系をpH=6に中和することによって調製した。
実施例3:水中で形成した会合生成物(方法c)
本実施例において、疎水性ポリマーは、事前中和されたポリアクリル酸親水性ポリマー水性ゲルに加えた(表6)。
疎水性ポリマー、および低極性希釈流体であるミリスチンイソプロピルを一緒に混合し、Momentiveから入手出来る高分子量のポリジメチルシロキサン(Viscasil 60M)に添加した。親水性ポリマーであるカーボポール Ultrez 20を1重量%の濃度で水に分散させ、Dow製のアミノメチルプロパノールでpH6に中和した。
表6の実施例37〜42および44において、コポリマー/ミリスチン酸イソプロピル/Viscasil 60M混合物(1グラム)を2グラムの中和された1%カーボポール Ultrez 20ゲルと、Flaktech製の20mlのジャーの中で、2分間、2700rpmで混合した。その後、水をゆっくりと添加し、最終の総重量を20gにした。比較例14において、油相は、75%Viscasil 60Mおよび25%ミリスチン酸イソプロピルを含有した。表6の全ての実施例および比較例は、5重量%の油相および0.1%のカーボポール Ultrez 20を含有した。粘度は、Brookfield粘度計を用いて、20rpmおよび温度25℃にて測定した。コポリマーを一切含有しない、比較例14に対して、コポリマー1〜7によって、ゲルの粘度が増大した。本発明のコポリマーとは対照的に、比較例15のコポリマーは、ポリエーテルブロック中のEO/PO比率が6.5であり、そしてゲル粘度を顕著に低下させた。同様に、比較例16のペンダントアミノ基を有するアミノシリコーンもまた、ゲル粘度を低下させた。
Figure 0006104929
Jeffamine(s)は、Huntsman製であった。比較13は、ペンダントアミン基を有し、そしてポリエーテル官能性を持たない商用グレードのアミノシリコーンである、Silsoft SF1708を用いた。Momentiveから入手可能である。比較12は、およそ6.5のEO/PO比率を有する構造iiiのコポリマーであり、Momentive製の商用グレードである、Silsoft 843を用いた。
表5からのコポリマー1の作製方法
メカニカルスターラー、窒素入口を装着したコンデンサー、熱電対および滴下漏斗を装着した四つ口丸底フラスコに、102.86グラムのエポキシ末端ポリシロキサン[CH(O)CHCHO(CHSi(CH[OSi(CH)]380OSi(Me)(CHOCHCH(O)CH]、2.00グラムのオレイルアミン、104.86グラムのイソプロパノールおよび100ppmのビタミンEを入れた。フラスコの内容物を、全てのエポキシ基が反応するまで、攪拌しながら80℃まで加熱した。これには通常6〜10時間要した。滴定によって測定した、全てのエポキシ官能性が消費された時、反応が完了したと見なされた。
表5からのコポリマー2の作製方法
メカニカルスターラー、窒素入口を装着したコンデンサー、熱電対および滴下漏斗を装着した四つ口丸底フラスコに、37.50グラムのエポキシ末端ポリシロキサン[CH(O)CHCHO(CHSi(CH[OSi(CH)]380OSi(Me)(CHOCHCH(O)CH]、2.20グラムのオレイルアミン、42.77グラムのイソプロパノールおよび100ppmのビタミンEを入れた。フラスコの内容物を、攪拌しながら80℃まで2時間加熱した後、1.11グラムのエポキシ−末端ブロックポリアルキレンオキシド(Dow Chemicalから市販されているDER 732)をフラスコに加えた。二時間加熱した後、エポキシ末端ポリシロキサン(37.50g)を更にフラスコに追加した。二時間加熱後、1.11グラムのDER 732を加えた。全てのエポキシ基が反応するまで、反応混合物を80℃に維持した。これには通常10時間要した。滴定によって測定した、全てのエポキシ官能性が消費された時、反応が完了したと見なされた。
表5からのコポリマー3の作製方法
メカニカルスターラー、窒素入口を装着したコンデンサー、熱電対および滴下漏斗を装着した四つ口丸底フラスコに、100.00グラムのエポキシ末端ポリシロキサン[CH(O)CHCHO(CHSi(CH[OSi(CH)]100OSi(Me)(CHOCHCH(O)CH]、1.09グラムのオレイルアミン、32.19グラムのイソプロパノールおよび100ppmのビタミンEを入れた。フラスコの内容物を、全てのエポキシ基が反応するまで、攪拌しながら80℃まで加熱した。これには通常10時間要した。滴定によって測定した、全てのエポキシ官能性が消費された時、反応が完了したと見なされた。
表5からのコポリマー4の作製方法
メカニカルスターラー、窒素入口を装着したコンデンサー、熱電対および滴下漏斗を装着した四つ口丸底フラスコに、100.00グラムのエポキシ末端ポリシロキサン[CH(O)CHCHO(CHSi(CH[OSi(CH)]100OSi(Me)(CHOCHCH(O)CH]、1.09グラムのエタノールアミン、32.19グラムのイソプロパノールおよび100ppmのビタミンEを入れた。フラスコの内容物を、全てのエポキシ基が反応するまで、攪拌しながら80℃まで加熱した。これには通常10時間要した。滴定によって測定した、全てのエポキシ官能性が消費された時、反応が完了したと見なされた。
表5からのコポリマー5、6の作製方法
最終コポリマーの50%溶液を作るため、アミノ官能化ポリマーおよび十分な量のイソプロパノールを、スターラー、滴下漏斗、還流冷却器および熱電対を備えた四つ口フラスコに入れた。反応混合物の温度を80℃に調整し、そしてエポキシ末端ポリシロキサン
[CH(O)CHCHO(CHSi(CH[OSi(CH)]100OSi(Me)(CHOCHCH(O)CH
(表5に示す重量)を滴下漏斗から添加した。滴定によって測定された、エポキシの官能性が消費された時、反応が完了した。これには通常6〜10時間要した。
表5からのコポリマー7の作製方法
メカニカルスターラー、窒素入口を装着したコンデンサー、熱電対および滴下漏斗を装着した四つ口丸底フラスコに、37.50グラムのエポキシ末端ポリシロキサン[CH(O)CHCHO(CHSi(CH[OSi(CH)]100OSi(Me)(CHOCHCH(O)CH]、7.10グラムのオレイルアミン、61.22グラムのイソプロパノールおよび100ppmのビタミンEを入れた。フラスコの内容物を、攪拌しながら80℃まで2時間加熱した後、3.58グラムのエポキシ−末端ブロックポリアルキレンオキシド(Dow Chemicalから市販されているDER 732)をフラスコに加えた。二時間加熱した後、エポキシ末端ポリシロキサン(37.50g)を更にフラスコに追加した。二時間加熱後、3.58グラムのDER 732を加えた。全てのエポキシ基が反応するまで、反応混合物を80℃に維持した。これには通常10時間要した。滴定によって測定した、全てのエポキシ官能性が消費された時、反応が完了したと見なされた。
Jeffamine(s)は、Huntsman製であった。比較13は、ペンダントアミン基を有し、そしてポリエーテル官能性を持たない商用グレードのアミノシリコーンである、Silsoft SF1708を用いた。Momentiveから入手可能である。比較12は、およそ6.5のEO/PO比率を有する構造iiiのコポリマーであり、Momentive製の商用グレードである、Silsoft 843を用いた。
Figure 0006104929

表6のコポリマー1〜7、および比較例12および13は、表5の組成物由来である。
実施例4:ヘアジェル
ヘアコンディショニングおよび髪の光沢を与える組成物の他の実施例および比較例を表7に示す。
1重量%のUltrez 20 カーボポールの水分散体を作製し、そしてアミノプロピルプロパノールでpH=6に中和した。それとは別に、疎水性ポリマーの、表1からのコポリマー2、および低極性希釈剤のミリスチン酸イソプロピル、およびViscasil 60M を混合した。その後、増粘されたカーボポール分散体およびオイルブレンドをFlaktech製のspeed mixerを用いて2分間混合した。(方法c)。
高濃度のポリアクリル酸増粘剤(0.95%カーボポール Ultrez 20)を含み、油相(比較)を含まない組成物(比較例17)は、非常にくし通りが非常に悪く(くしすき作業が多い)、そして光沢が無かった。ミリスチン酸イソプロピルおよびポリジメチルシロキサン(Viscasil 60M)(比較例18)の添加により、光沢が付与されたが、しかし、くし通りの改善はささやかに過ぎず、依然感触が不十分であった。一般的なO/W型エマルジョン(Aldrich製のTween 80)をミリスチン酸イソプロピル/Viscasil 60M混合物に添加しても、くし通り性能は改善しなかった(比較例19)。対照的に、驚くべきことに、ミリスチン酸イソプロピル、Viscasil 60Mおよびコポリマー2を含む組成物は、安定な系を形成し、高い髪の光沢および非常に良いコンディショニングを提供した(くしすき作業が最も少ない)。
Figure 0006104929

*コポリマー2は、表1に示す通りである。ポリマーBは、Lubrizol製のカーボポールであり、商品名Ultrez 20であった。Tween 80は、Aldrich製であった。Viscasil 60Mは、Momentive製のポリジメチルシロキサンであった。
くし通り力をダイアストロン社製くし通り力測定機において一重漂白した毛髪束で評価した。
未処理の髪と処理した髪とを(低、中、高)等級を用いて比較して、一重漂白した毛髪束で、艶を光沢検査用ボックスで毛髪研究所専門家によって評価した。感触を、毛髪研究所専門家によって、同じ毛髪束で評価した。
実施例5:ヘアジェル
低濃度の疎水性ポリマーを含有する組成物の他の実施例および比較例を表8に示す。
コポリマー2を有する組成物を、コポリマー2が一般的な乳化剤(Tween 80)およびポリマー乳化剤(Lubrizol製のPemulen TR1)と置き換えた同様の組成物と比較した。エマルジョンは、実施例3と同様にして作製した。表6の実施例46において、コポリマー/ミリスチン酸イソプロピル/Viscasil 60M混合物(1.05グラム)を、4グラムの中和された1%カーボポール Ultrez 20ゲルと、Flaktech製の20mlのジャーの中で、2分間、2700rpmで混合した。その後、水をゆっくりと添加し、最終の総重量を20gにした。比較例20〜21において、Viscasil 60M/ミリスチン酸イソプロピル混合物(1グラム)を比較の乳化剤(0.05グラム)Flaktech製の混合機で混合した。この混合物を、4グラムの中和された1%カーボポール Ultrez 20ゲルと、Flaktech製の20mlのジャーの中で、2分間、2700rpmで混合した。その後、水をゆっくりと添加し、最終の総重量を20gにした。驚くことに、コポリマー2を有する組成物は、高い髪の艶と共に、くしすき作業が最も低かった(よりよいコンディショニング)。
Figure 0006104929

コポリマー2は、表1に示す通りである。ポリマーBは、Lubrizol製のカーボポールであり、商品名Ultrez 20であった。Tween 80は、Aldrich製であった。Pemulen TR1は、Lubrizol製のアクリル酸型ポリマー乳化剤である。Viscasil 60Mは、Momentive製のポリジメチルシロキサンである。
固定量の表に示した組成物を一重漂白したものに広げ(0.2グラム/髪1グラム)、ドライヤーで乾燥した。髪の艶は、株式会社村上色彩技術研究所製のゴニオ分光光度計を用いて測定した。髪の反射率は、35°の固定入射角、および0°〜80°へと変化する視野角を用いて測定した。艶因子Gは、0°の視野角で得られた反射率値Dおよび反射率の最大値Sを用いて、G=(S−D)/Dで計算された。総くしすき作業量は、ダイアストロン社製くしすき力測定機を用いて、一重漂白した毛髪束で測定した。
実施例6:ヘアジェル
組成物実施例47および比較例22〜23を表9に示す。成分(A)および(C)がまず混合された。それらを増粘剤Sepigel 305に加えた。その後、最終組成物に達するまで、混合物に水をゆっくりと加えた。
固定量の表に示した組成物を一重漂白した毛髪束に広げ(0.2グラム/髪1グラム)、ドライヤーで乾燥した。髪の艶は、株式会社村上色彩技術研究所製のゴニオ分光光度計を用いて測定した。髪の反射率は、35°の固定入射角、および0°〜80°へと変化する視野角を用いて測定した。艶因子Gは、0°の視野角で得られた反射率値Dおよび反射率の最大値Sを用いて、G=(S−D)/Dで計算された。総くしすき作業量は、ダイアストロン社製くしすき力測定機を用いて、一重漂白した毛髪束で測定した。
髪に広げ、そして乾燥した、ポリアクリルアミドポリマー増粘ジェルおよび低極性有機オイル(比較例22)を含む組成物は、光沢の増強がなく、髪に対するくし通りと感触が非常に悪いと推察されることが、データから示された。PDMS(比較例23)の添加により、光沢が付与されたが、しかし、くし通りの改善はささやかに過ぎず、依然感触が不十分であった。対照的に、驚くべきことに、Sepigel 305、ミリスチン酸イソプロピル、Viscasil 60Mおよびコポリマー2を含む実施例47は、高い髪の光沢および非常に良いコンディショニングを提供した(最も低いくしすき作業)を共に提供する安定な系を形成した。
Figure 0006104929

*Sepigel 305は、Seppic製のポリアクリルアミド型の増粘剤(Inci名:ポリアクリルアミドおよびC13〜C14イソパラフィンおよびラウレス−7)であった。コポリマー2は、表1に示す通りである。Viscasil 60Mは、Momentive製のポリジメチルシロキサンであった。
実施例7:ヘアケアエマルジョン組成物(重量%)
Figure 0006104929
キサンタンガム、ミリスチン酸イソプロピル、Viscasil 60Mおよびコポリマー2(表1より)を、室温でFlaktech製のspeedmixerを用いて混合した。この混合物に水を加え、そしてFlaktech製のspeedmixerで混合した。比較の為に、キサンタンガム、ミリスチン酸イソプロピル、Viscasil 60Mを、室温でFlaktech製のspeedmixerを用いて混合した。水を加え、そしてFlaktech製のspeedmixerで混合した。固定量の表に示した組成物を一重漂白したものに広げ(0.2グラム/髪1グラム)、ドライヤーで乾燥した。髪の艶は、株式会社村上色彩技術研究所製のゴニオ分光光度計を用いて測定した。コポリマー2を含有するヘアケアエマルジョンは、滑らかな感触と高い髪の艶の両方を提供した。
キサンタンガムは、Cargill製であり、商品名Satiaxane CX800であった。コポリマー2は、表1に示す通りである。

Claims (15)

  1. 酸官能基を含有する親水性ポリマーと、疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有し、そしてエチレンオキシド部分を含まないか、プロピレンオキシド部分に対するモル比が3未満であるエチレンオキシド部分を含むかのいずれかである、疎水性ポリマーとの非共有結合性反応生成物を含有する組成物であって、
    疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマーが、
    (i)プロピレンオキシドに基づくポリエーテルアミン;
    (ii)R NH
    および
    Figure 0006104929

    (式中、qは、1〜1000であり;そして
    =R (OC 2a
    (式中、R =H、または
    =(C 2n+1 )−(式中、nは、1〜30の整数である);または
    =(C 2n−1 )−(式中、nは、2〜30の整数である);または
    =(C 2n−3 )−(式中、nは、4〜30の整数である)であり、そして
    m=0または1〜200の整数であり、aは、2〜4の整数である)である)
    との反応に由来する、直鎖アミノシリコーンコポリマー;
    (iii)[AB] 構造を有するアミノシリコーンコポリマー;
    (式中、Aはポリシロキサン単位であり、Bはポリアルキレンオキサイド単位であり、そしてnは2から1000である)
    (iv)R NH
    (式中、R =R (OC 2a −(式中、R =(C 2n+1 )−(式中、nは、1〜30の整数である)、またはR =(C 2n−1 )−(式中、nは、2〜30の整数である)、またはR =(C 2n−3 )−(式中、nは、4〜30の整数である)であり、そしてm=0または1〜200の整数であり、そしてaは、2〜4の整数である)であり、R =HまたはR (OC 2c −(式中、R =(C 2q+1 )−(式中、qは、1〜30の整数である)、またはR =(C 2q−1 )−(式中、qは、2〜30の整数である)、またはR =(C 2q−3 )−(式中、qは、4〜30の整数である)であり、そしてo=0または1〜200の整数であり、そしてcは、2〜4の整数である)である);および
    Figure 0006104929

    (式中、qは、2〜1000の整数、具体的には10〜500である)
    との反応に由来する、(ABA)構造(式中、Aは、アルキレンオキサイドブロックであり、Bは、シロキサンブロックである)を有するアミノシリコーンコポリマー;
    およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、
    組成物。
  2. 親水性ポリマーの酸官能基が、カルボン酸基、スルホン酸基およびホスホン酸基の少なくともひとつである、請求項1に記載の組成物。
  3. 酸官能基を含有する親水性ポリマーが:
    (I)ポリアクリル酸ポリマー;
    (II)スルホン酸基を含有するモノマーを含有する、ホモポリマーまたはコポリマー;
    (III)酸性基を含有する多糖類;
    からなる群より選択される、請求項1または2に記載の組成物。
  4. 酸性官能基を含有する親水性ポリマーが、バルク、ディスパージョンまたは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組成物。
  5. 酸官能基を含有する親水性ポリマーおよび疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマーが、アミン/酸比率が1:20〜2:1であるような量で存在する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 該組成物が、布地処理用組成物以外である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 非共有結合性反応生成物が、少なくとも一つの水素結合または少なくとも一つのイオン結合を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。
  8. 非共有結合性反応生成物が、酸官能基を含有する親水性ポリマーおよび疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を有する疎水性ポリマーの未反応混合物の粘度と比較して、無水条件下で少なくとも一桁の粘度増加を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
  9. 組成物が希釈剤を含有し、そして、酸官能基を含有する親水性ポリマー、疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を有する疎水性ポリマーおよび希釈剤の未反応混合物の粘度と比較して、無水条件下で少なくとも一桁の粘度増加を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 該希釈剤が、エステル、鉱物油、トリグリセリド油、低粘度シリコーンオイルおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項9に記載の組成物。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物を含有する、水性乳剤。
  12. パーソナルケア用途、化粧品用途、繊維用途、石油抽出用途、コーティング用途、ペンキ用途、農業用途、滑沢剤用途、高温で不可逆の増粘を必要とする用途、および乳化用途からなる群より選択される用途に使用するための請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物
  13. ーソナルケア用途に使用するための請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物。
  14. アケアまたはスキンケア用途に使用するための請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物。
  15. 酸官能基を含有する親水性ポリマー;疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有し、そしてエチレンオキシド部分を含まないか、プロピレンオキシド部分に対するモル比が3未満であるエチレンオキシド部分を含むかのいずれかである、疎水性ポリマーを非共有結合的に反応させるステップを含有する、組成物の作製プロセスであって、
    疎水性ポリマー骨格に直接結合するアミン基を含有する疎水性ポリマーが、
    (i)プロピレンオキシドに基づくポリエーテルアミン;
    (ii)R NH
    および
    Figure 0006104929

    (式中、qは、1〜1000であり;そして
    =R (OC 2a
    (式中、R =H、または
    =(C 2n+1 )−(式中、nは、1〜30の整数である);または
    =(C 2n−1 )−(式中、nは、2〜30の整数である);または
    =(C 2n−3 )−(式中、nは、4〜30の整数である)であり、そして
    m=0または1〜200の整数であり、aは、2〜4の整数である)である)
    との反応に由来する、直鎖アミノシリコーンコポリマー;
    (iii)[AB] 構造を有するアミノシリコーンコポリマー;
    (式中、Aはポリシロキサン単位であり、Bはポリアルキレンオキサイド単位であり、そしてnは2から1000である)
    (iv)R NH
    (式中、R =R (OC 2a −(式中、R =(C 2n+1 )−(式中、nは、1〜30の整数である)、またはR =(C 2n−1 )−(式中、nは、2〜30の整数である)、またはR =(C 2n−3 )−(式中、nは、4〜30の整数である)であり、そしてm=0または1〜200の整数であり、そしてaは、2〜4の整数である)であり、R =HまたはR (OC 2c −(式中、R =(C 2q+1 )−(式中、qは、1〜30の整数である)、またはR =(C 2q−1 )−(式中、qは、2〜30の整数である)、またはR =(C 2q−3 )−(式中、qは、4〜30の整数である)であり、そしてo=0または1〜200の整数であり、そしてcは、2〜4の整数である)である);および
    Figure 0006104929

    (式中、qは、2〜1000の整数、具体的には10〜500である)
    との反応に由来する、(ABA)構造(式中、Aは、アルキレンオキサイドブロックであり、Bは、シロキサンブロックである)を有するアミノシリコーンコポリマー;
    およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、
    プロセス。
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