JP7068179B2 - オルガノシロキサンナノラテックスを含む組成物およびオルガノシロキサンナノラテックスの調製 - Google Patents
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Description
本発明は、オルガノシロキサンラテックス、その調製およびそれを含有するパーソナルケア製品に関する。
(a)一般式MaMv bDcDv dTeTv fQgを有するオルガノシロキサンモノマー
ここで
M=R1R2R3SiO1/2、
Mv=R4R5RuSiO1/2、
D=R6R7SiO2/2、
Dv=R8RuSiO2/2、
T=R9SiO3/2、
Tv=RuSiO3/2、および
Q=SiO4/2
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8およびR9は、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシル基、100個までの炭素原子を有し、少なくとも1個のヘテロ原子を含んでもよいヒドロカルビル基であり;Ruはフリーラジカル重合性基であり;下付き文字a、b、c、d、e、fおよびgはそれぞれ独立して0~10,000の範囲であってb+d+f>1という条件である;ならびに
(b)オルガノシロキサンモノマー(a)の基Ruとフリーラジカル共重合可能な基を有するモノマー
との共重合体(copolymerizate)を含む疎水性ハイブリッドオルガノシロキサンナノラテックスが提供される。
ここで
各R10は独立して、少なくとも1個のヘテロ原子を含んでもよい10個までの炭素原子の直鎖または分岐のアルキル基から選択され;A1およびA2はそれぞれ、以下のように、モノマー(b)とフリーラジカル付加可能なオレフィン性不飽和基であり、そして下付き文字p、qおよびrはそれぞれ独立して0~100の範囲であり、下付き文字hは0または1である。
ここでR11、R12およびR13は、独立して、水素および5個までの炭素原子のヒドロカルビル基から選択され、Yは、何もない、または2~16個の炭素原子を有し、少なくとも1個のヘテロ原子を含んでもよい2価の脂肪族、脂環式または芳香族炭化水素基から選択されるリンカー基である。
ステップ1:モノマー(a)および(b)および補助安定剤(以下、油相と称する)の均一混合物を、油相に対する1~10重量%の界面活性剤または界面活性剤および補助安定剤の混合物を含む水相中で分散させ、0.1~990ナノメートルの範囲の粒子サイズを有する粗エマルションを形成すること;
ステップ2:ステップ1からの粗エマルションを、例えば高圧ホモジナイザー、マイクロフルイダイザーまたは超音波混合装置を用いて1~80℃で高エネルギー混合に供して、油相が10~990nmの範囲の粒子サイズを有し、ステップ1の粗エマルションよりも安定性が改善されているミニエマルションを提供すること;ならびに
ステップ3:ステップ2のミニエマルション中のモノマー(a)および(b)を10~90℃の温度で1以上の適当な水溶性および/または油溶性フリーラジカル開始剤を添加することにより共重合させること。
米国特許第6,207,782号の実施例1の親水性オルガノシロキサンラテックスの調製
モノマー(a)の調製:トリシロキサンポリエーテルメタクリレート
トリシロキサンポリエーテルメタクリレート(モノマー(a))の調製は2つのステップで行った。第1のステップでは、一般構造H2C=C(H)CH2O(CH2CH2O)nH(n=0、1、3および8)のアリルポリエーテル1.3モルを用いたヘキサメチルトリシロキサン[(CH3)3SiO-(H)Si(CH3)O-Si(CH3)3]のヒドロシリル化は、80℃で10ppmのKarstedt触媒の存在下で行った。次いで、得られたシリコーンポリエーテルのそれぞれを個々の3つ口フラスコに入れ、0℃に冷却し、その後1.1モル当量のトリエチルアミンを添加した。各フラスコに、20重量%の乾燥メチルエチルケトン(MEK)に溶解した等モル量の塩化メタクリル(ヒドロキシル基に関する)を滴下した。添加が完了したら、反応混合物を周囲温度でさらに3時間混合した。トリエチルアンモニウムクロライドの白色沈殿物を濾過により除去し、濾液を10mbarの減圧下、40℃で溶媒除去に供した。得られた4つのモノマー(a)は、NMRによって、いくらかのメタクリル化ポリエーテル(例1ではn=0、例2ではn=1、例3ではn=3、例4ではn=8)を含むメタクリル化シリコーンポリエーテルであると判定された。
疎水性ハイブリッドオルガノシロキサンナノラテックスの調製
A.ミニエマルションの形成
ブチルアクリレート(BA)とメチルメタクリレート(MMA)との混合物中に補助安定剤セチルアルコールを溶解することにより、油相を調製した。例1~4のメタクリル化シリコーンポリエーテルを個々に油相に溶解した。水中のラウリル硫酸ナトリウム(SLS)によって水相を調製した。油相および水相を共にマグネチックスターラーで10分間、1000rpmで混合して粗ミニエマルションを提供し、次いで、GE601超音波装置で5分間、0.5秒パルスで超音波処理、またはCAT X520 Rotar-Stator、20mmシャフトを使用して22,000rpmでホモジナイズして、ミニエマルションを提供した。重合を防止または低減するために超音波処理/ホモジナイズ中に温度を5℃に維持した。
バッチミニエマルション共重合は、還流冷却器、撹拌機および窒素入口を備えた250mLの丸底フラスコ中で行った。各ミニエマルションをフラスコに加え、窒素雰囲気下に保った。温度が70℃に達したら、開始剤としての過硫酸カリウムをフラスコに入れた。四つの共重合は全て70℃で行った。重量測定により転化率を測定しながら一定間隔でサンプルを採取した。ナノエステルおよびそれから得られたフィルムの特性を表2に示す。
ビス(メタクリリルポリエーテル)-官能化ポリジメチルシロキサン、Mn約2400の調製
撹拌棒、還流冷却器および窒素注入口を備えた丸底フラスコに、200gのL-8620(Momentiveから入手可能なシリコーンポリエーテル界面活性剤)および123gのトリエチルアミンを充填し、フラスコを窒素でフラッシュした。反応混合物を窒素陽圧下に置き、58g(15%w/w)のp-トルエンスルホニルクロリドを4等分のバッチにて15分間隔で充填した。反応終了後、過剰のp-トルエンスルホニルクロライドを2.5g(0.7%w/w)の水および13g(3.5%w/w)の重炭酸ナトリウムで中和した。反応混合物をさらに1時間撹拌し、濾過して無色液体を得た。反応は1H NMR分光法によってモニターした。
ビス(メタクリリル)-官能化ポリジメチルシロキサン、Mn約3500の調製
撹拌棒、還流冷却器および添加漏斗を備えた丸底フラスコに、48gのアリルグリシジルエーテルおよび150gのビス(ヒドリド)末端化ポリジメチルシロキサン(Mn約3100)を充填した。反応混合物を80℃に加熱し、5ppmのヘキサクロロ白金酸(2-プロパノール中10%w/w)を入れた。最初の発熱後、350gのビス(ヒドリド)末端化ポリジメチルシロキサンを3つの間隔で入れた。ヒドリドの最終的な充填中に、さらに5ppmのヘキサクロロ白金酸を添加した。最終的な発熱後、反応混合物の温度を90~95℃に上昇させ、2時間撹拌した。反応が完了した後、過剰のアリルグリシジルエーテルを真空下で除去してストローイエローの液体を得た。反応は1H NMR分光法によってモニターした。
ビス(メタクリリル)-官能化ポリジメチルシロキサン、Mn約2400の調製
撹拌棒、還流冷却器および添加漏斗を備えた丸底フラスコに78gの4-ビニル-1-シクロヘキセン1,2-エポキシドおよび500gのビス(ヒドリド)末端化ポリジメチルシロキサン(Mn約2200)を入れた。反応混合物を75℃に加熱し、その時点で10ppmのKarstedt触媒(キシレン中2%)を添加し、反応混合物をさらに90~95℃に加熱した。水素化物流体を混合物に滴下して、発熱による暴走反応を防止した。反応の完了後、過剰の4-ビニル-1-シクロヘキセン1,2-エポキシドを真空下で除去し、ストローイエローの液体を得た。反応は1H NMR分光法によってモニターした。
ナノラテックスを提供するためのミニエマルションの調製と共重合
例16~18のアクリル化オルガノシロキサンをモノマー(a)として、ブチルアクリレートをモノマー(b)として、セチルアルコールを補助安定剤として溶解させることにより、個々の油相を調製した。個々の水相は、70%ラウリルエーテル硫酸ナトリウム(SLES)を水に溶解することによって調製した。500~600rpmで撹拌しながら、油相を徐々に水相に添加した。得られた粗エマルションのそれぞれを、CAT X520ローター-ステーター、15000rpmで30mmシャフトまたはマイクロフルイダイザーを用いてホモジナイズし、ミニエマルションを得た。重合を防止または制限するために、温度を15~20℃に維持した。
メタクリル化シリコーンエマルションの調製
25℃で約0.7Pa・sの粘度を有するジメチコノール49.14重量部および3-(メタクリルオキシ)プロピルメチルジエトキシシラン0.86重量部を一緒に混合し、4重量部のエトキシル化セテアリルアルコール、0.5重量部のセテアリル硫酸ナトリウムおよび6重量部の脱イオン水の混合物に充填速度および混合速度を高めながら入れて、安定したエマルジョンを得た後、50%の油を含むエマルションに脱イオン水を入れた。pHを2に調整し、内部粘度が6Pa・s以下になるまで中和した。
官能化シリコーン/ラウリルメタクリレートエマルションの調製
25℃で約0.7Pa.sの粘度を有するジメチコノール49.67重量部、3-(メタクリルオキシ)プロピルメチルジエトキシシラン0.33重量部を一緒に混合し、4重量部のPEG-40ステアレート、0.5重量部のセテアリル硫酸ナトリウム、および6重量部の脱イオン水の混合物を充填速度および混合速度を増加させて入れて、安定したエマルションを得て、続いて脱イオン水を入れて50%の油を含有するエマルションとした。pHを2に調整し、内部粘度が3Pa.sに達するまで中和した。
官能化シリコーン/アクリレート/スチレンエマルションの調製
25℃で約0.55Pa・sの粘度を有するジメチコノール49.14部および3-(メタクリルオキシ)プロピルトリメトキシシラン0.86部を混合し、エトキシ化セテアリルアルコール4重量部、セテアリル硫酸ナトリウム0.5重量部および脱イオン水6重量部の混合物を増加した充填速度および混合速度で入れて、安定なエマルションを提供し、続いて脱イオン水を入れて50%の油を含有するエマルジョンとした。pHを2に調整し、内部粘度が6Pa.sに達するまで中和した。
以下の表6に示す量(グラム)の成分を用いて日焼け止め組成物を調製した(すべての量を重量%で示す)。
BBクリーム組成物を、以下の成分を用いて、以下の表7に示す量(グラム)で調製した。
以下の表8に示す成分および量を有するマスカラ組成物を調製した。
さらなるマスカラ組成物を、以下の表9に示す量(グラム)の成分を用いて調製した。
日焼け止め組成物は、以下の表10に記載された量(グラム)の成分を用いて調製した。
Claims (7)
- (a)一般式MaMv bDcDv dTeTv fQgのオルガノシロキサンモノマー
ここで
M=R1R2R3SiO1/2、
Mv=R4R5RuSiO1/2、
D=R6R7SiO2/2、
Dv=R8RuSiO2/2、
T=R9SiO3/2、
Tv=RuSiO3/2、および
Q=SiO4/2
ここでR1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8およびR9は、それぞれ独立して、水素、ヒドロキシル基、100個までの炭素原子を有し、少なくとも1個のヘテロ原子を含んでもよいヒドロカルビル基であり;Ruは独立して、式II(a)およびII(b)から選択されるエチレン性不飽和基であり、
ここで各R10は、独立して、10個までの炭素原子の、少なくとも1個のヘテロ原子を含んでもよい二価または三価の直鎖または分岐アルキル基から選択され;A1およびA2は、それぞれ独立して、式IIIの基であり、
ここでR11、R12およびR13は、それぞれ独立して、水素または5個までの炭素原子のヒドロカルビル基であり、Yは、ない、または2~16個の炭素原子の、少なくとも1個のヘテロ原子を含んでもよい2価の脂肪族、脂環式または芳香族の炭化水素基からなる群から選択される連結基であり;下付き文字a、b、c、d、e、fおよびgはそれぞれ独立して0~10,000の範囲であってb+d+fは少なくとも1という条件であり、ならびに
(b)オルガノシロキサンモノマー(a)の基Ruとフリーラジカル共重合可能な基を有する、アクリル酸、メタクリル酸、それらのエステル、それらのアミド誘導体、およびそれらの混合物からなる群から選択されるモノマー
の共重合体を含む、疎水性ハイブリッドオルガノシロキサンナノラテックスをフィルム形成量含むパーソナルケア組成物であって、疎水性ハイブリッドオルガノシロキサンナノラテックスから得られたフィルムの接触角が少なくとも50°であるパーソナルケア組成物。 - モノマー(a)が、ビニル官能性シリコーン、ヒドロキシ官能性シリコーンアクリレート、有機変性シリコーン(メタ)アクリレート、有機変性シリコーンアクリルアミド、有機変性シリコーン(メタ)アクリルアミド、それらの誘導体およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載のパーソナルケア組成物。
- モノマー(b)が、メチルメタクリレート、ブチルアクリレート、プロピルアクリレート、tert-ブチルメタクリレート、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、2-エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ビニルアクリレート、アリルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ペルフルオロエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ラウリルメタクリレート、ラウリルアリレート、セチルメタクリレート、ベヘニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル化シラン、メタクリル化シラン、メタクリロキシルシラン、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、3-[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルメタクリレート、アクリレートおよびメタクリレート官能性カルボシラン、六官能性ウレタンアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、ブタンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、オリゴ官能性ウレタンアクリレート、テトラアクリレートモノマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー、およびこれらの組合せからなる群から選択される、請求項1に記載のパーソナルケア組成物。
- 共重合体の含有量がラテックスの0.1~40重量%である、請求項1に記載のパーソナルケア組成物。
- 共重合体の含有量がラテックスの0.1~35重量%である、請求項1に記載のパーソナルケア組成物。
- 疎水性ハイブリッドオルガノシロキサンナノラテックスが、モノマー(a)と少なくとも2つのモノマー(b)との共重合体である、請求項1に記載のパーソナルケア組成物。
- 脱臭剤、制汗剤、発汗抑制/脱臭剤、スティックおよびロールオン製品、スキンローション、モイスチャライザー、化粧液、クレンジング製品、スタイリングジェル、毛髪染料、ヘアカラー製品、ヘア・ストレートナー、ネイルポリッシュ、ネイルポリッシュ・リムーバー、日焼け止め、アンチエイジング製品、口紅、リップクリーム、リップグロス、ファンデーション、フェイスパウダー、アイライナー、アイシャドー、頬紅、メイクアップ、美容液、マスカラ、保湿用調製物、コンシーラー、ボディーおよびハンド用調製物、スキンケア用調製物、フェイスおよびネック用調製物、フレグランス調製物、ソフトフォーカスアプリケーション、夜間および昼間のスキンケア用調製物、日焼け用調製物、ハンドリキッド、パーソナルケア用不織布アプリケーション、ベビーローション、フェイシャルクレンジング製品、ヘアキューティクルコート、ゲル、フォームバス、ボディーウォッシュ、スクラブ洗浄剤、制御放出パーソナルケア製品、ヘアシャンプー、ヘアコンディショナー、ヘアスプレー、スキンケア保湿ミスト、スキンワイプ、毛穴スキンワイプ、毛穴洗浄剤、傷害軽減剤、皮膚剥離剤、皮膚落剥促進剤、スキンタオレットおよび布、除毛用調製物、パーソナルケア用潤滑剤、ネイルカラーリング用調製物、および皮膚に適用される医薬組成物の局所適用のためのドラッグデリバリーシステムからなる群から選択される請求項1に記載のパーソナルケア組成物。
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