KR101987005B1 - 점액성 실리콘 에멀젼 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼, 및 이러한 에멀젼을 포함하는 조성물을 또한 제공한다. 조성물은 개인 케어 조성물, 및 헤어 샴푸, 헤어 컨디셔너, 헤어 트리트먼트 조성물, 또는 피부 케어 제품을 위한 조성물을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.

Description

점액성 실리콘 에멀젼
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2015년 4월 8일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/144546호의 이익을 주장한다.
기술분야
본 발명은 대체로, 점액성 실리콘 유체를 포함하는 에멀젼, 및 이러한 에멀젼의 제조 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 2종의 선형 유기폴리실록산의 하이드로실릴화 반응 생성물을 포함하는 점액성 실리콘 유체 및 담체 유체를 포함하는 에멀젼에 관한 것이다.
실리콘 유체는 산업계에서 널리 사용된다. 사용되는 가장 일반적인 실리콘 유체는 다이메틸실록산 유체인데, 이는 전형적으로 저분자량 환형 분자이다. 그러나, 고분자량 및 고분지형 유체가 또한 많은 응용에서 사용된다.
바이센베르크 효과(Weissenberg effect)로 알려진, 회전봉을 타고 올라가는 점탄성 액체의 현상이 중합체 용액에서, 그리고 점액성 실리콘 유체에서 관찰되어 왔는데, 이는 스타치(Starch) 등(미국 특허 출원 공개 제2012/0220549 A1호)에 의해 기술된 바와 같다. 이러한 거동은 전단 응력 하에서 발생되는 중합체 사슬들 사이의 얽힘을 대표적으로 나타낸다. 점액성 실리콘 유체는 고분자량, 고분지형 유기폴리실록산이다.
점액성 실리콘 유체는 취급이 어려워서 제형 또는 에멀젼 내에 혼입시키기 어렵다. 그러므로, 점액성 실리콘 유체의 에멀젼, 및 점액성 실리콘 유체를 제형 내에 혼입하는 것을 더 용이하게 할 수 있는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법에 대한 필요성이 남아있다.
본 발명은 점액성 리올로지 특성(pituitous rheological property)을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼, 및 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼을 포함하는 조성물을 또한 제공한다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법을 제공하며, 본 방법은 (A) (i) 담체 유체, SiH-함유 유기폴리실록산 및 알케닐-함유 유기폴리실록산을 배합하여 혼합물을 형성하고, (ii) 혼합물에 계면활성제를 첨가하고, (iii) 물을 첨가하고 전단시켜 수중유 에멀젼을 형성함으로써, 수중유 에멀젼을 형성하는 단계로서, 담체, SiH-함유 유기폴리실록산 및 알케닐-함유 유기폴리실록산의 혼합물은 수중유 에멀젼의 오일상(oil phase)을 형성하는, 상기 수중유 에멀젼을 형성하는 단계; 및 (B) (A)(iii)에서 형성된 에멀젼의 오일상 내의 SiH-함유 유기폴리실록산 및 알케닐-함유 유기폴리실록산을 하이드로실릴화 촉매의 존재 하에 반응시켜 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼을 형성하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 건조된 에멀젼 샘플의 끈적임(stickiness), 스트링성(stringiness) 및 부착력(adhesion)에 대한 텍스처 분석의 결과를 나타내는 도면.
도 2는 SiH:비닐의 상이한 비에 대해 건조 에멀젼으로부터 형성된 필름이, 40%의 용매로부터 시작하여 스트링성을 발생시키는 경향이 있음을 나타내는 도면.
도 3은 상이한 용매들을 사용한 스트링성 효과를 나타내는 도면.
도 4는 비닐-작용화된 유기폴리실록산의 분자량에 의한 스트링성에 대한 영향을 나타내는 도면.
도 5는 스트링성에 대한 수지의 영향을 나타내는 도면.
도 6은 탄성중합체 분산물을 갖는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼을 나타내는 도면.
도 7은 점액성 실리콘 유체의 에멀젼으로부터 형성된 필름의 탈락 저항(rub-off resistance)을 나타내는 도면.
도 8은 소포제로서의 점액성 실리콘 유체를 갖는 에멀젼의 성능시험을 나타내는 도면.
도 9는 소포제로서의 점액성 실리콘 유체를 갖는 과립형 에멀젼의 성능 시험을 나타내는 도면.
도 10은 점액성 실리콘 유체를 갖는 에멀젼으로 처리된 천(fabric)에 대한 검사원(panelist)에 의한 감각적 느낌의 결과를 나타내는 도면.
도 11은 점액성 실리콘 유체와 비교하여 점액성 실리콘 유체를 갖는 에멀젼의 흡수 전후 특성을 나타내는 도면.
도 12는 대조군과 비교하여 점액성 실리콘 유체를 갖는 에멀젼의 흡수 전후 특성을 나타내는 도면.
도 13은 피부 상에서 대조군과 비교하여 점액성 실리콘 유체를 갖는 에멀젼의 흡수 전후 특성을 나타내는 도면.
도 14는 피부 상에서 대조군과 비교하여 점액성 실리콘 유체를 갖는 에멀젼의 흡수 전후 특성을 나타내는 도면.
도 15는 피부 상에서 대조군과 비교하여 점액성 실리콘 유체를 갖는 에멀젼의 흡수 전후 특성을 나타내는 도면.
도 16은 점액성 실리콘 유체를 갖는 에멀젼의 정상 모발에 대한 흡수 후의 컬 유지(curl retention) 결과를 나타내는 도면.
도 17은 소포제로서 사용된 점액성 에멀젼의 성능 시험을 나타내는 도면.
도 18은 소포제로서 사용된 과립형 점액성 에멀젼의 성능 시험을 나타내는 도면.
도 19는 점액성 유체 대비 점액성 에멀젼의 성능을 나타내는 도면.
도 20은 실리콘이 없는 대조군 대비 점액성 에멀젼의 성능을 나타내는 도면.
본 발명은 점액성 실리콘 유체의 에멀젼, 즉 점액성 특성을 나타내는 실리콘 유체의 에멀젼을 제공한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "점액성"은, 일정하게 증가하는 전단력이 가해질 때, 유체가 수직 방향으로 관찰되는 증가하는 법선 응력(normal stress)을 나타내는, 실리콘 유체의 리올로지 특성을 기술한다. 예를 들어, 점액성 유체가 x-y 평면에서 전단 응력을 받게 될 때, (전단의 평면에 대해 수직 또는 법선인) z 방향으로 힘이 발생된다. 실리콘 유체의 점액성 리올로지 특성은 응력 제어 레오미터(controlled stress rheometer)를 사용하여 측정될 수 있다. 그러한 레오미터는 구매가능하며, 예컨대 티에이 인스트루먼츠(TA Instruments) AR 1000-N (미국 19720 델라웨어주 뉴 캐슬 소재의 109 루켄스 드라이브 소재)이다. 전형적으로, 유체 샘플이 (레오미터에 부착된) 편평한 디스크와 로드 셀(load cell)이 구비된 고정식 플레이트 사이에 고정된다. 제어된 양의 힘(토크)이 디스크에 부착된 샤프트에 가해지고, 따라서 샘플이 전단 응력을 받게 된다. 전형적으로, 토크가 증가되고 디스크는 증가하는 속도로 회전하는데, 이때 증가하는 속도는 전단 속도로 기록된다. 샘플이 전단 응력을 받게 됨에 따라, 법선 응력이 로드 셀에 의해 기록된다. 리올로지 특성의 평가 결과는 전형적으로 sec-1 단위의 수직 전단 속도에 대한 파스칼 단위의 법선 응력의 플롯으로 기록된다.
다른 실시 형태에서, 전단 속도에 대한 법선 응력의 플롯이 그래프 상의 한계선 위에 놓이게 되는 경우 (여기서, 한계선은 식 y = 3.6x를 사용하여 생성되며, 상기 식에서 y는 법선 응력이고 x는 전단 속도임), 유체는 점액성인 것으로 간주된다. 그러나, 결과는 그러한 유형의 기록에 제한되지 않고, 당업계에 인식된 임의의 기법을 사용하여 기록 또는 평가될 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "점액성 실리콘 유체"는 중력과 같은 힘이 가해질 때 성분 입자들이 서로 지나쳐 이동할 수 있는, 즉 유동하는 물질을 기술한다. 그러한 실시 형태에서, 유체는 유동하지 않는 젤을 포함하지 않는다. 다른 실시 형태에서, 점액성 실리콘 유체는 23℃에서의 점도가 100 mPa·s (cP) 이상, 대안적으로 200 mPa·s 이상, 또는 대안적으로 300 mPa·s 이상이며, 각각의 최대값은 전술된 값들 중 하나이다. 다른 실시 형태에서, 점액성 실리콘 유체는 23℃에서의 점도가 100 내지 10,000,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 1,000,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 100,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 50,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 10,000 mPa·s, 대안적으로 200 내지 10,000 mPa·s, 대안적으로 200 내지 50,000 mPa·s, 대안적으로 300 내지 10,000 mPa·s, 대안적으로 300 내지 50,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 40,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 30,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 20,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 9,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 8,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 7,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 6,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 5,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 4,000, 대안적으로 100 내지 3,000 mPa·s, 대안적으로 100 내지 2,000 mPa·s, 또는 대안적으로 100 내지 1,000 mPa·s이다.
점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘은 분지형 유기폴리실록산을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 분지형 유기폴리실록산은 가수분해성 기를 갖는 2종의 선형 유기폴리실록산의 반응에 의해 얻어질 수 있다. 예를 들어, 점액성 리올로지 특성을 갖는 분지형 유기폴리실록산은 담체 유체 중에서 축합 중합에 의해 제조될 수 있으며, 이때 축합 중합 반응 생성물은 점액성 리올로지 특성을 나타낸다.
다른 실시 형태에서, 분지형 유기폴리실록산은 담체 유체 중에서 2종의 선형 유기폴리실록산의 하이드로실릴화 반응에 의해 얻어질 수 있으며, 이때 하이드로실릴화 반응 생성물은 점액성 리올로지 특성을 나타낸다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 점액성 실리콘 유체를 포함하는 에멀젼을 제공한다. 다른 실시 형태에서, 본 발명은, 2종의 선형 유기폴리실록산의 하이드로실릴화 반응 생성물을 포함하는 점액성 실리콘 유체를 포함하고 담체 유체를 포함하는 에멀젼을 제공하며, 이때 하이드로실릴화 반응 생성물은 점액성 리올로지 특성을 나타낸다.
다른 기, 예를 들어, 탄화수소 기와 관련하여 사용되는 바와 같이, 용어 "치환된"은, 달리 명시되지 않는 한, 탄화수소 기 내의 하나 이상의 수소 원자가 다른 치환체로 치환되었음을 의미한다. 그러한 치환체의 예에는, 예를 들어, 할로겐 원자, 예를 들어, 염소, 불소, 브롬, 및 요오드; 할로겐 원자 함유 기, 예를 들어, 클로로메틸, 퍼플루오로부틸, 트라이플루오로에틸, 및 노나플루오로헥실; 산소 원자; 산소 원자 함유 기, 예를 들어, (메트)아크릴 및 카르복실; 질소 원자; 질소 원자 함유 기, 예를 들어, 아민, 아미노-작용기, 아미도-작용기, 및 시아노-작용기; 황 원자; 및 황 원자 함유 기, 예를 들어, 메르캅토 기가 포함된다.
미국 관행에 있어서, 모든 특허 출원 공개 및 본 명세서에서 인용되는 특허 또는 부분만이 인용되는 경우 그의 부분은, 포함된 주제가 본 명세서와 상충하지 않는 정도까지 본 명세서에 참고로 포함되며, 임의의 이러한 상충에서 상기 명세서가 우선할 것이다.
용어 "대안적으로"는 상이하고 구별되는 실시 형태를 나타낸다.
용어 "포함한다" 및 그의 변형 (포함하는, ~로 구성된(comprised of))은 개방형(open-ended)이다.
용어 "~로 이루어진다" 및 그의 변형 (~로 이루어진)은 폐쇄형(closed ended)이며, 그와 통상 관련된 불순물을 제외하고 언급된 대로의 재료 또는 성분 또는 단계만을 포함함을 나타낸다.
용어 "~로 본질적으로 이루어진다" 및 그의 변형 (~로 본질적으로 이루어진)은 폐쇄형이며, 명시된 재료 또는 성분 또는 단계로 그리고 조성물 또는 방법의 기본 및 특성(들)에 실질적으로 영향을 주지 않는 것들로 포함을 제한한다.
용어 "~일 수 있다"는 선택을 부여하며, 필수적인 것이 아니다.
관사('a', 'an', 및 'the')는 각각, 본 명세서의 문맥에 의해 달리 지시되지 않는 한, 하나 이상을 말한다.
달리 지시되지 않는 한, 알킬, 알킬아릴, 아릴 및 알케닐 기는 하기 정의를 갖는다. 알킬 기는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 모이어티(moiety)를 의미한다. 알킬아릴 기는, 알킬 모이어티가 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖고 아릴 모이어티가 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 모이어티를 의미한다. 아릴 기는 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 모이어티를 의미한다. 알케닐 기는 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 모이어티를 의미한다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법을 제공하며, 본 방법은 (A) (i) 담체 유체, SiH-함유 유기폴리실록산 및 알케닐-함유 유기폴리실록산을 배합하여 혼합물을 형성하고, (ii) 혼합물에 계면활성제를 첨가하고, (iii) 물을 첨가하고 전단시켜 수중유 에멀젼을 형성함으로써, 수중유 에멀젼을 형성하는 단계로서, 담체, SiH-함유 유기폴리실록산 및 알케닐-함유 유기폴리실록산의 혼합물은 수중유 에멀젼의 오일상을 형성하는, 상기 수중유 에멀젼을 형성하는 단계; 및 (B) (A)(iii)에서 형성된 에멀젼의 오일상 내의 SiH-함유 유기폴리실록산 및 알케닐-함유 유기폴리실록산을 하이드로실릴화 촉매의 존재 하에 반응시켜 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼을 형성하는 단계를 포함한다. 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체는 하이드로실릴화 반응 생성물을 포함한다.
하이드로실릴화 반응 생성물
하이드로실릴화 반응 생성물은 제1 선형 유기폴리실록산과 제2 선형 유기폴리실록산의 반응 생성물이다. 즉, 하이드로실릴화 반응 생성물은 제1 선형 유기폴리실록산과 제2 선형 유기폴리실록산의 하이드로실릴화 반응으로부터 형성된다. 하이드로실릴화 반응 생성물은 그 자체가 선형일 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 용어 "선형"은 제1 선형 유기폴리실록산, 제2 선형 유기폴리실록산, 하이드로실릴화 반응 생성물, 또는 점액성 실리콘 유체가 분지형이 아님 또는 고분지형이 아님을 기술한다. "분지형이 아님" 또는 "고분지형이 아님"이란, 10, 1, 0.5, 0.1, 또는 0.01 중량% 미만의 T 단위 및 Q 단위, 즉, 각각 화학식 (R-SiO3/2) 및 화학식 (SiO4/2)를 갖는 실록시 단위를 가짐을 의미한다.
다른 실시 형태에서, 용어 "선형"은 제1 선형 유기폴리실록산, 제2 선형 유기폴리실록산, 하이드로실릴화 반응 생성물, 또는 점액성 실리콘 유체가 분지를 포함하지 않거나 또는 고분지형이 아님을 기술한다. 제1 선형 유기폴리실록산, 제2 선형 유기폴리실록산, 하이드로실릴화 반응 생성물, 또는 점액성 실리콘 유체의 골격은 분지형 또는 고분지형이 아니다. 예를 들어, 제1 선형 유기폴리실록산, 제2 선형 유기폴리실록산, 하이드로실릴화 반응 생성물, 또는 점액성 실리콘 유체의 골격은 전형적으로 전술한 바와 같이 선형이지만, 골격은 그에 부착된 하나 이상의 환형, 방향족, 또는 다른 비선형 치환체를 가질 수 있다. 그러한 시나리오에서, 골격은 본 명세서에 사용되는 바와 같이 "선형"으로 여전히 간주될 것이다.
일부 실시 형태에서, 하나 또는 하나 초과의 제1 선형 유기폴리실록산이 하나 또는 하나 초과의 제2 선형 유기폴리실록산과 반응될 수 있다. 유사하게, 다른 실시 형태에서, 하나의 제1 선형 유기폴리실록산이 둘 이상의 제2 선형 유기폴리실록산과 반응될 수 있다. 대안적으로, 2개의 제1 선형 유기폴리실록산이 하나의 제2 선형 유기폴리실록산과 반응될 수 있다. 따라서, 다양한 실시 형태에서, "제1 선형 유기폴리실록산"이 사용되는 경우에는 언제든지, 둘 이상의 제1 선형 유기폴리실록산이 사용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, "제2 선형 유기폴리실록산"이 사용되는 경우에는 언제든지, 둘 이상의 제2 선형 유기폴리실록산이 사용될 수 있다.
하이드로실릴화 반응 생성물은 알케닐 또는 Si-H 작용기, 예를 들어, 제1 선형 유기폴리실록산과 제2 선형 유기폴리실록산의 반응으로부터의 미반응 작용기를 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 알케닐 또는 Si-H 작용기는 하이드로실릴화 반응 생성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 총 중량을 기준으로 백만분율(ppm) 또는 십억분율(ppb) 수준으로 관찰될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 알케닐 또는 Si-H 작용기는 반응 생성물을 형성하기 위해 사용되는 반응물, 예를 들어, 제1 및 제2 선형 유기폴리실록산의 알케닐 대 Si-H 작용기의 몰 비에 기초하여 이해된다. 예를 들어, (예를 들어, 제1 및 제2 선형 유기폴리실록산으로부터의) 하이드로실릴화 반응 생성물을 형성하기 위해 사용되는 알케닐 대 Si-H 단위의 비는 1 미만 또는 1 초과일 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 이러한 비는 0.01 내지 1 미만, 0.1 내지 1 미만, 0.2 내지 0.9, 0.3 내지 0.8, 0.4 내지 0.7, 또는 0.5 내지 0.6이다. 다른 실시 형태에서, 이러한 비는 1 초과, 1 초과 내지 100, 1 초과 내지 50, 1 초과 내지 25, 1 초과 내지 15, 1 초과 내지 10, 또는 1 초과 내지 5이다. 전술한 것들 사이의 임의의 모든 값 또는 값의 범위가 또한 이용될 수 있는 것으로 고려된다. 전형적으로, 알케닐 대 Si-H의 비는 정확히 1이 아니다. 그러나, 일 실시 형태에서, 1의 비가 고려된다.
하이드로실릴화 반응 생성물은 25 중량% 내지 95 중량% 또는 40 중량% 내지 95 중량%의 양으로 에멀젼에 존재할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 하이드로실릴화 반응 생성물은 에멀젼의 25 중량% 내지 90 중량%, 25 중량% 내지 85 중량%, 25 중량% 내지 80 중량%, 25 중량% 내지 75 중량%, 25 중량% 내지 70 중량%, 25 중량% 내지 65 중량%, 25 중량% 내지 60 중량%, 25 중량% 내지 55 중량%, 25 중량% 내지 50 중량%, 25 중량% 내지 45 중량%, 25 중량% 내지 40 중량%, 25 중량% 내지 35 중량%, 25 중량% 내지 30 중량%, 40 중량% 내지 85 중량%, 40 중량% 내지 80 중량%, 40 중량% 내지 75 중량%, 40 중량% 내지 70 중량%, 40 중량% 내지 65 중량%, 40 중량% 내지 60 중량%, 40 중량% 내지 55 중량%, 40 중량% 내지 50 중량%, 40 중량% 내지 45 중량%, 50 중량% 내지 95 중량%, 55 중량% 내지 95 중량%, 60 중량% 내지 95 중량%, 65 중량% 내지 95 중량%, 70 중량% 내지 95 중량%, 75 중량% 내지 95 중량%, 80 중량% 내지 95 중량%, 85 중량% 내지 95 중량%, 90 중량% 내지 95 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 이러한 양은, 중량부, %고형물 또는 %활성제(들)로 또한 기술될 수 있다. 전술한 것들 사이의 임의의 모든 값 또는 값의 범위가 또한 이용될 수 있는 것으로 고려된다.
하이드로실릴화 반응 생성물은 탄성중합체, 예를 들어, 느슨하게 가교결합된 탄성중합체 (중간 내지 낮은 가교결합 밀도)로서 기술될 수 있다. 담체 유체와 배합될 때, 하이드로실릴화 반응 생성물은 담체 유체에 상당히 용해성인데, 즉 90 중량% 이상의 하이드로실릴화 반응 생성물이 담체 유체에 용해된다. 하이드로실릴화 반응 생성물 그 자체의 중합도는, 후술되는 바와 같이, 제1 선형 유기폴리실록산 및 제2 선형 유기폴리실록산의 중합도에 따라 좌우될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 제1 선형 유기폴리실록산 및 제2 선형 유기폴리실록산 둘 모두의 높은 중합도는 하이드로실릴화 반응 생성물에 조밀한 가교결합 (매우 높은 가교결합 밀도)을 부여한다. 다른 실시 형태에서, 제1 선형 유기폴리실록산 및 제2 선형 유기폴리실록산 중 하나 또는 다른 하나의 높은 중합도는 하이드로실릴화 반응 생성물에 중간 정도의 가교결합 (중간 내지 낮은 가교결합 밀도)을 부여한다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 선형 유기폴리실록산 및 제2 선형 유기폴리실록산 둘 모두의 낮은 중합도는 하이드로실릴화 반응 생성물에 낮은, 예를 들어 느슨한 정도의 가교결합을 부여한다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 제1 선형 유기폴리실록산은 알케닐-함유 유기폴리실록산을 포함하고, 제2 선형 유기폴리실록산은 SiH-함유 유기폴리실록산을 포함한다.
제1 선형 유기폴리실록산
제1 선형 유기폴리실록산은 (R1R2R3SiO1/2) 단위 및 (R4R5SiO2/2) 단위를 포함하는데, 이들 단위는 각각 M 및 D 단위로도 알려져 있다. 각각의 R1 내지 R5는 독립적으로 탄화수소 기이되, 단, R1 내지 R5 중 적어도 하나는 알케닐 기이다 (알케닐-함유 유기폴리실록산). 탄화수소 기는, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 및 헥실과 같은, 그러나 이로 한정되지 않는, 1 내지 20, 2 내지 15, 3 내지 10, 5 내지 10, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기; 사이클로헥실 및 사이클로헵틸과 같은, 그러나 이로 한정되지 않는 사이클로알킬 기; 페닐, 톨릴 및 자일릴과 같은, 그러나 이로 한정되지 않는, 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기; 벤질 및 페닐에틸과 같은, 그러나 이로 한정되지 않는, 7 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬 기일 수 있다. 탄화수소 기는 또한 비닐, 알릴, 부테닐, 펜테닐, 헥세닐 및 데세닐과 같은, 그러나 이로 한정되지 않는, 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기, 전형적으로 비닐 또는 헥세닐 기일 수 있다. 대안적으로, 탄화수소 기는 하나 이상의 할로겐 원자를 포함할 수 있다. 전술한 것들 사이의 임의의 모든 값 또는 값의 범위가 또한 이용될 수 있는 것으로 고려된다.
일 실시 형태에서, 알케닐-함유 유기폴리실록산은 비닐 기를 갖는 유기폴리실록산이며, 여기서, 비닐 기는 펜던트 또는 말단일 수 있다.
제1 선형 유기폴리실록산은 단일중합체, 공중합체 또는 삼원공중합체일 수 있다. 비제한적인 예에는, 특히, 다이메틸실록시 단위 및 페닐메틸실록시 단위를 포함하는 공중합체, 다이메틸실록시 단위 및 3,3,3-트라이플루오로프로필메틸실록시 단위를 포함하는 공중합체, 다이메틸실록시 단위 및 다이페닐실록시 단위의 공중합체, 및 다이메틸실록시 단위, 다이페닐실록시 단위 및 페닐메틸실록시 단위의 혼성중합체가 포함된다. 전술된 바와 같이, 제1 선형 유기폴리실록산은 전형적으로 선형 골격을 갖지만 골격에 부착된 비선형 치환체를 포함할 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 제1 선형 유기폴리실록산은 10, 1, 0.5, 0.1, 또는 0.01 중량% 미만의 T 단위 및/또는 Q 단위를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 제1 선형 유기폴리실록산에는 T 단위 및/또는 Q 단위가 없다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 선형 유기폴리실록산은 중합도가 100 내지 15,000이다. 더 전형적으로, 중합도는 100 내지 10,000, 500 내지 10,000, 2,000 내지 15,000, 5,000 내지 15,000, 7,500 내지 15,000, 10,000 내지 15,000, 8,000 내지 12,000, 또는 약 10,000이다. 전술한 것들 사이의 임의의 모든 값 또는 값의 범위가 또한 이용될 수 있는 것으로 고려된다.
일 실시 형태에서, 제1 선형 유기폴리실록산은 폴리다이오르가노실록산 검일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 폴리다이오르가노실록산 검은 주로 D 실록시 단위를 포함한다. 예를 들어, 폴리다이오르가노실록산 검은 그 자체로 25℃에서 1,000,000 ㎟/s 이상, 또는 대안적으로 25℃에서 2,000,000 ㎟/s의 점도를 가질 수 있다. 대안적으로, 분자량은 미국 재료시험협회(American Society for Testing and Materials; ASTM) 시험 방법 926에 의해 결정할 때 40 이상의 윌리암스 가소도(Williams plasticity number)를 검에 부여하기에 충분할 수 있다. 전형적으로, 가소도는 40 내지 200, 또는 대안적으로 50 내지 150이다. 대안적으로, 다이오르가노폴리실록산 검의 분자량은 600,000 달톤 이상, 또는 대안적으로 1,000,000 달톤 이상, 또는 대안적으로 2,000,000 달톤 이상이다. 전술한 것들 사이의 임의의 모든 값 또는 값의 범위가 또한 이용될 수 있는 것으로 고려된다.
폴리다이오르가노실록산 검의 구체적인 비제한적인 예에는 트라이메틸실록시-말단블로킹된 다이메틸실록산, 트라이메틸실록시-말단블로킹된 다이메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체; 트라이메틸실록시-말단블로킹된 메틸페닐실록산-다이메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체; 트라이메틸실록시-말단블로킹된 3,3,3-트라이플루오로프로필메틸 실록산 공중합체; 트라이메틸실록시-말단블로킹된 3,3,3-트라이플루오로프로필메틸-메틸비닐실록산 공중합체; 다이메틸비닐실록시-말단블로킹된 다이메틸폴리실록산; 다이메틸비닐실록시-말단블로킹된 다이메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체; 다이메틸비닐실록시-말단블로킹된 메틸페닐폴리실록산; 다이메틸비닐실록시-말단블로킹된 메틸페닐실록산-다이메틸실록산-메틸비닐실록산 공중합체; 및 하나 이상의 말단 기가 다이메틸하이드록시실록시인 유사한 공중합체가 포함된다. 폴리다이오르가노실록산 검은 또한 둘 이상의 유기폴리실록산의 배합물일 수 있거나 그를 포함할 수 있다. 폴리다이오르가노실록산 검의 제조 방법은 잘 알려져 있으며 다수가 구매가능하다.
다른 실시 형태에서, 제1 선형 유기폴리실록산은 유체이다. 예를 들어, 유체는 점도가 25℃에서 1,000 내지 100,000, 25,000 내지 100,000, 25,000 내지 75,000, 50,000 내지 100,000, 50,000 내지 75,000, 50,000 내지 60,000, 또는 55,000 내지 65,000 ㎟/s일 수 있다. 유체는 대안적으로 분자량이 7,500 내지 700,000, 50,000 내지 500,000, 또는 100,000 내지 250,000 달톤일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 다우 코닝(DOW CORNING) 유체 SFD 128, DC4-2764, DC2-7891, DC2-7754, DC2-7891, 및 DC2-7463, SFD-117, SFD-119, SFD 120, SFD 129, DC 5-8709, LV, 2-7038, DC 2-7892, 2-7287, 2-7463, 다이헥세닐 말단 DC7692, DC7697, 이와 함께 DC 2-7063 및 DC 2-7748, 및 이들의 조합이 사용될 수 있다. 전술한 것들 사이의 임의의 모든 값 또는 값의 범위가 또한 이용될 수 있는 것으로 고려된다.
제2 선형 유기폴리실록산
제2 선형 유기폴리실록산은 (R6R7R8SiO1/2) 단위 및 (R9R10SiO2/2) 단위를 포함하며, 상기 식에서, 각각의 R6 내지 R10은 독립적으로 탄화수소 기이되, 단, R6 내지 R10 중 적어도 하나는 수소 원자이다 (SiH-함유 유기폴리실록산). 탄화수소 기는 전술한 임의의 것일 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 제2 선형 유기폴리실록산은 10, 1, 0.5, 0.1, 또는 0.01 중량% 미만의 T 단위 및/또는 Q 단위를 포함한다. 대안적으로, 제2 선형 유기폴리실록산에는 T 단위 및/또는 Q 단위가 전적으로 없을 수 있다. 다른 실시 형태에서, 제2 선형 유기폴리실록산은 중합도가 4 내지 1000, 8 내지 500, 25 내지 400, 50 내지 300, 75 내지 200, 75 내지 100, 100 내지 500, 100 내지 400, 100 내지 300, 100 내지 200, 75 내지 150, 75 내지 125, 또는 약 100이다. 전술한 것들 사이의 임의의 모든 값 또는 값의 범위가 또한 이용될 수 있는 것으로 고려된다.
제2 선형 유기폴리실록산은 전술한 바와 같이 검 또는 유체일 수 있다. 제2 선형 유기폴리실록산의 비제한적인 예는 DC 5-0210, 6-3570, 1-8114, 1-3502, OFX-5057, OFX-5084, OFX-5625, MHX-1107, 및 이들의 조합이다. 이들 모두는 SiH 펜던트, SiH 말단, 또는 SiH 단일중합체를 나타내는 구매가능한 제품이다.
하이드로실릴화 촉매
제1 선형 유기폴리실록산과 제2 선형 유기폴리실록산은 전형적으로 함께 반응하여 하이드로실릴화 생성물을 형성한다. 이 반응은 전형적으로 하이드로실릴화 촉매의 존재 하에서 일어난다. 이 촉매는 당업계에 공지된 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 촉매는 백금족 금속-함유 촉매일 수 있다. "백금족"은 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐 및 백금 및 이들의 착물을 의미한다. 본 발명에 유용한 백금족 금속-함유 촉매의 비제한적인 예는 미국 특허 제3,419,593호; 제5,175,325호; 제3,989,668호; 제5,036,117호; 제3,159,601호; 제3,220,972호; 제3,296,291호; 제3,516,946호; 제3,814,730호; 및 제3,928,629호에 기술된 바와 같이 제조된 백금 착물이며; 이들 특허 각각은 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 백금-함유 촉매는 백금 금속, 실리카 겔 또는 분말형 차콜과 같은 담체 상에 침착된 백금 금속, 또는 백금족 금속의 화합물 또는 착물일 수 있다. 전형적인 백금-함유 촉매에는 6수화물 형태 또는 무수 형태의 염화백금산, 및/또는 염화백금산을 지방족 불포화 유기규소 화합물, 예컨대 다이비닐테트라메틸다이실록산과 반응시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 얻어지는 백금-함유 촉매, 또는 미국 특허 제6,605,734호에 기술된 바와 같은 알켄-백금-실릴 착물이 포함되며, 상기 특허는 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다.
사용되는 촉매의 양은 전형적으로 특정 촉매에 따라 좌우된다. 촉매는 전형적으로, 점액성 실리콘 유체 1백만부를 기준으로, 고형물 (모든 비-용매 성분)의 총 중량 퍼센트를 기준으로 2 ppm 이상, 전형적으로 4 내지 200 ppm의 백금을 제공하기에 충분한 양으로 이용된다. 다양한 실시 형태에서, 촉매는 동일한 기준으로 1 내지 150 중량 ppm의 백금을 제공하기에 충분한 양으로 존재한다. 촉매는 단일 화학종으로서 또는 둘 이상의 상이한 화학종의 혼합물로서 첨가될 수 있다.
알케닐 작용기 대 SiH 작용기의 몰 비 (알케닐:SiH 몰 비)는 0.01 내지 10, 0.05 내지 10, 0.1 내지 10, 0.5 내지 10, 1.0 내지 10, 3 내지 10, 5 내지 10, 7 내지 10, 0.01 내지 7, 0.01 내지 5, 0.01 내지 3, 0.01 내지 1, 0.05 내지 1, 0.1 내지 1, 0.05 내지 7, 0.1 내지 5, 또는 1 내지 3일 수 있다.
제1 선형 유기폴리실록산은 분자당 2 내지 10개의 알케닐 기, 또는 분자당 2 내지 7개의 알케닐 기, 또는 분자당 2 내지 5개의 알케닐 기를 포함할 수 있다. 제2 선형 유기폴리실록산은 분자당 2 내지 10개의 SiH 기, 또는 분자당 2 내지 7개의 SiH 기, 또는 분자당 2 내지 5개의 SiH 기를 포함할 수 있다.
선택적인 화합물
본 발명의 에멀젼은 점액성 실리콘 유체 및 하나 이상의 선택적인 화합물을 포함할 수 있다. 대안적으로, 하이드로실릴화 반응 생성물을 포함하는 점액성 실리콘 유체는 전술한 촉매의 존재 하에서의 제1 선형 유기폴리실록산, 제2 선형 유기폴리실록산, 및 하나 이상의 선택적인 화합물의 반응 생성물로서 추가로 정의될 수 있다. 대안적으로, 제1 선형 유기폴리실록산은 제2 선형 유기폴리실록산과의 반응 전에 또는 반응 후에 선택적인 화합물과 반응될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 제2 선형 유기폴리실록산은 제1 선형 유기폴리실록산과의 반응 전에 선택적인 화합물과 반응될 수 있고, 여전히 전술한 제2 선형 유기폴리실록산의 일반적인 설명에 해당할 수 있다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 제1 유형의 제2 선형 유기폴리실록산은 선택적인 화합물과 반응되어 제2 유형의 제2 선형 유기폴리실록산을 형성할 수 있다. 대안적으로, 이러한 제1 유형의 제2 선형 유기폴리실록산은 광범위한 제2 선형 유기폴리실록산의 화학종으로서 기술될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제2 선형 유기폴리실록산은 제2 선형 유기폴리실록산의 제1 화학종과 모노 말단 지방족 불포화 탄화수소 기를 갖는 화합물 또는 본 명세서에 기술된 임의의 다른 선택적인 화합물의 반응 생성물을 포함한다.
그러한 선택적인 화합물의 비제한적인 예에는 모노 말단 지방족 불포화 탄화수소 기를 갖는 화합물 또는 화합물들의 혼합물이 포함된다. 예를 들어, 이러한 선택적인 화합물은 하나의 말단 불포화 지방족 탄화수소 기를 갖는 2 내지 30개의 탄소 원자를 함유하는 탄화수소, 및/또는 하나의 말단 불포화 지방족 기를 갖는 폴리옥시알킬렌일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다.
선택적인 화합물의 사용은 하이드로실릴화 반응 생성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼의 결과적인 화학적 및 물리적 특성을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 선택적인 화합물은 탄화수소 기를 하이드로실릴화 반응 생성물에 부가할 수 있으며, 이에 따라 점액성 실리콘 유체에 더 소수성인 특징을 추가시킨다. 대조적으로, 선택적인 화합물이, 예를 들어 에틸렌 옥사이드 단위를 주로 갖는 폴리옥시알킬렌인 경우, 선택적인 화합물의 사용은 하이드로실릴화 반응 생성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 소수성을 증가시킬 수 있다. 선택적인 화합물은 다른 작용기, 예를 들어, 아미노 및/또는 하이드록시를 또한 가질 수 있다.
선택적인 화합물 내의 불포화 지방족 탄화수소 기(들)는 알케닐 또는 알키닐 기일 수 있다. 알케닐 기의 대표적이고 비제한적인 예는 하기 구조식으로 나타난다: H2C=CH-, H2C=CHCH2-, H2C=C(CH3)CH2-, H2C=CHCH2CH2-, H2C=CHCH2CH2CH2-, 및 H2C=CHCH2CH2CH2CH2-. 알키닐 기의 대표적이고 비제한적인 예는 하기 구조식으로 나타난다: HC≡C-, HC≡CCH2-, HC≡CC(CH3)-, HC≡CC(CH3)2-, 및 HC≡CC(CH3)2CH2-.
다른 실시 형태에서, 하나의 말단 불포화 지방족 기를 갖는 2 내지 30개의 탄소를 함유하는 탄화수소는 알파 올레핀, 예를 들어 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-데카데센, 및 동족체로부터 선택될 수 있다. 대안적으로, 선택적인 화합물은 또한 아릴 함유 탄화수소, 예를 들어 알파 메틸 스티렌으로부터 선택될 수 있다.
게다가, 선택적인 화합물은 평균 화학식 R'O-[(C2H4O)c'(C3H6O)d'(C4H8O)e]-R"을 갖는 그러한 폴리옥시알킬렌으로부터 선택될 수 있으며, 상기 식에서, R'은 2 내지 12개의 탄소 원자를 함유하는 1가 불포화 지방족 탄화수소 기이고, c'은 0 내지 100이고, d'은 0 내지 100이고, e는 0 내지 100이되, 단, c', d', 및 e의 합은 0 초과이고, R"은 수소, 아실 기, 또는 1 내지 8개의 탄소를 함유하는 1가 탄화수소 기이다. 선택적인 화합물로서 유용한 폴리옥시알킬렌의 대표적이고 비제한적인 예는
H2C=CHCH2O(C2H4O)c'H; H2C=CHCH2O(C2H4O)c'CH3; H2C=CHCH2O(C2H4O)c'C(O)CH3; H2C=CHCH2O(C2H4O)c'(C3H6O)d'H; H2C=CHCH2O(C2H4O)c'(C3H6O)d'CH3; H2C=C(CH3)CH2O(C2H4O)c'H; H2C=CC(CH3)2O(C2H4O)c'H; H2C=C(CH3)CH2O(C2H4O)c'CH3; H2C=C(CH3)CH2O(C2H4O)c'C(O)CH3; H2C=C(CH3)CH2O(C2H4O)c'(C3H6O)d'H; H2C=C(CH3)CH2O(C2H4O)c'(C3H6O)d'CH3; HC≡CCH2O(C2H4O)c'H; HC≡CCH2O(C2H4O)c'CH3; HC≡CCH2O(C2H4O)c'C(O)CH3; HC≡CCH2O(C2H4O)c'(C3H6O)d'H; HC≡CCH2O(C2H4O)c'(C3H6O)d'CH3; HC≡CCH2O(C2H4O)c'C(O)CH3 를 포함하며, 상기 식에서, c' 및 d'은 전술한 바와 같다.
또 다른 실시 형태에서, 선택적인 화합물은 1개의 불포화 지방족 기를 갖는 선형 또는 분지형 실록산일 수 있다. 대안적으로, 선택적인 화합물은 하나의 불포화 지방족 기를 갖는 폴리올, 예를 들어, 알릴 자일리톨 또는 알릴 글리세린일 수 있다. 분지형 실록산 또는 유기폴리실록산은 10 중량% 초과의 T 단위 및/또는 Q 단위를 갖는 실록산 또는 유기폴리실록산을 의미한다.
점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼은 실리콘 수지 및/또는 실리콘 탄성중합체를 추가로 포함할 수 있다. 실리콘 수지는 MQ 수지일 수 있다. 실리콘 수지는 T 단위 및/또는 Q 단위를 갖는 수지일 수 있다. Q 단위를 갖는 수지는 (1) 화학식 (SiO4/2)의 하나 이상의 Q 단위; (2) 화학식 R b 2SiO2/2의 15 내지 995개의 D 단위; 및 (3) 화학식 R a R b 2SiO1/2의 M 단위를 포함하며, 단위 (1)과 단위 (2)는 임의의 적절한 조합으로 상호-연결될 수 있고, 상기 식에서, 각각의 R a 치환체는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기 및 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알키닐 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 분지형 실록산 내의 3개 이상의 R a 치환체는 알케닐 단위 또는 알키닐 단위이고, 각각의 R b 치환체는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기, 아릴 기, 알콕시 기, 아크릴레이트 기 및 메타크릴레이트 기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Q 단위를 갖는 수지는 a) 테트라키스(비닐다이메틸실록시)실란, 및 b) 다이메틸 환형 실록산을 평형화시킴으로써 제조될 수 있으며, b:a의 중량 비는 99:1 이상이다.
담체 유체
점액성 실리콘 유체의 에멀젼은 실리콘 유체, 유기 용매, 유기 오일, 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는 담체 유체를 포함한다. 담체 유체는 용매로 지칭될 수 있다. 적합한 담체 유체는 선형 및 환형 둘 모두의 실리콘, 유기 오일, 유기 용매 및 이들의 조합을 포함한다. 용매의 구체적인 예는 미국 특허 제6,200,581호에서 찾을 수 있으며, 이 특허는 이들 용매에 관한 다양한 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 일 실시 형태에서, 담체 유체는 폴리다이메틸실록산이다. 다양한 다른 실시 형태에서, 담체 유체는 25℃에서 측정된 점도가 1 내지 1,000 ㎟/s인 저점도 실리콘 또는 휘발성 메틸 실록산 또는 휘발성 에틸 실록산 또는 휘발성 메틸 에틸 실록산, 예를 들어 헥사메틸사이클로트라이실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산, 옥타메틸트라이실록산, 데카메틸테트라실록산, 도데카메틸펜타실록산, 테트라데카메틸헥사실록산, 헥사데카메틸헵타실록산, 헵타메틸-3-{(트라이메틸실릴)옥시)}트라이실록산, 헥사메틸-3,3,비스{(트라이메틸실릴)옥시}트라이실록산, 펜타메틸{(트라이메틸실릴)옥시}사이클로트라이실록산뿐만 아니라, 폴리다이메틸실록산, 폴리에틸실록산, 폴리메틸에틸실록산, 폴리메틸페닐실록산, 폴리다이페닐실록산, 및 이들의 조합이다. 유기 용매를 다시 참조하면, 유기 용매는 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 알코올, 알데하이드, 케톤, 아민, 에스테르, 에테르, 글리콜, 글리콜 에테르, 알킬 할라이드, 방향족 할라이드, 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만 이로 한정되지 않는다. 아이소도데칸, 아이소헥사데칸, 아이소파르(Isopar) L(C11-C13), 아이소파르 H(C11-C12), 수소화 폴리데센, 및 이들의 조합을 포함하는 탄화수소가 또한 사용될 수 있다. 아이소데실 네오펜타노에이트, 네오펜틸글리콜 헵타노에이트, 글리콜 다이스테아레이트, 다이카프릴릴 카르보네이트, 다이에틸헥실 카르보네이트, 프로필렌 글리콜 n 부틸 에테르, 에틸-3 에톡시프로피오네이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 트라이데실 네오펜타노에이트, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌 글리콜 메틸에테르(PGME), 옥틸도데실 네오펜타노에이트, 다이아이소부틸 아디페이트, 다이아이소프로필 아디페이트, 프로필렌 글리콜 다이카프릴레이트/다이카프레이트, 옥틸 팔미테이트, 및 이들의 조합을 포함하는 에테르 및 에스테르가 또한 사용될 수 있다. 유기 지방, 오일, 지방산, 지방 알코올, 및 이들의 조합이 또한 사용될 수 있다.
담체 유체는 전형적으로 25℃에서 측정된 점도가 1 내지 1,000, 2 내지 50, 5 내지 50, 2 내지 5, 2 내지 10, 2 내지 15, 2 내지 20 ㎟/s이다. 담체 유체는 전형적으로, 점액성 실리콘 유체의 에멀젼의 1 중량% 내지 90 중량%, 1 중량% 내지 85 중량%, 1 중량% 내지 80 중량%, 5 중량% 내지 90 중량%, 5 중량% 내지 85 중량%, 5 중량% 내지 80 중량%, 10 중량% 내지 90 중량%, 10 중량% 내지 85 중량%, 10 중량% 내지 80 중량%, 10 중량% 내지 75 중량%, 15 중량% 내지 90 중량%, 15 중량% 내지 85 중량%, 15 중량% 내지 80 중량%, 15 중량% 내지 75 중량%, 15 중량% 내지 70 중량%, 15 중량% 내지 65 중량%, 20 중량% 내지 65 중량%, 30 중량% 내지 65 중량% 또는 30 중량% 내지 55 중량%의 양으로 점액성 실리콘 유체의 에멀젼에 존재한다. 전술한 것들 사이의 임의의 모든 값 또는 값의 범위가 또한 이용될 수 있는 것으로 고려된다.
담체 유체와 하이드로실릴화 반응 생성물의 조합은, 파스칼 초 (Pa·s) 단위로 측정되고 sec-1 단위의 전단 속도에 대해 수집된 점도를 갖는, 점액성 실리콘 유체의 에멀젼을 제공한다. 일 실시 형태에서, 점도는 7,000 mPa·s (cP)이다. 다른 실시 형태에서, 점도는 1 내지 100,000 mPa·s, 1 내지 75,000 mPa·s, 1 내지 50,000 mPa·s, 1 내지 25,000 mPa·s, 1 내지 10,000 mPa·s, 1 내지 7,000 mPa·s, 100 내지 7,000 mPa·s, 500 내지 7,000 mPa·s, 1,000 내지 7,000 mPa·s, 2,000 내지 7,000 mPa·s, 3,000 내지 7,000 mPa·s, 4,000 내지 7,000 mPa·s, 5,000 내지 7,000 mPa·s, 6,000 내지 7,000 mPa·s, 1 내지 6,000 mPa·s, 1 내지 5,000 mPa·s, 1 내지 4,000 mPa·s, 1 내지 3,000 mPa·s, 1 내지 2,000 mPa·s, 1 내지 1,000 mPa·s, 1 내지 500 mPa·s, 또는 1 내지 500 mPa·s이다. 이들 점도 값은 전형적으로 브룩필드 점도계(Brookfield Viscometer) RVDVII, 스핀들 4, 20 rpm을 사용하여 측정된다. 전술한 것들 사이의 임의의 모든 값 또는 값의 범위가 또한 이용될 수 있는 것으로 고려된다.
에멀젼
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 그리고 달리 지시되지 않는 한, "에멀젼"은 수 연속 에멀젼 (예를 들어, 수중유 에멀젼, 또는 수 중 실리콘 유체 에멀젼), 오일 또는 실리콘 연속 에멀젼 (유중수 에멀젼 또는 실리콘 유체 중 수 에멀젼), 또는 다중 에멀젼 (수/오일/수, 오일/수/오일 유형, 수/실리콘/수, 또는 실리콘/수/실리콘)을 기술한다. 점액성 실리콘 유체의 에멀젼은 당업계의 임의의 기법, 예를 들어 교반, 균질화, 및 음파처리(sonalating), 예를 들어, 배치식(batch), 반연속식(semi-continuous) 또는 연속식 공정을 사용하여 제조될 수 있다.
일 실시 형태에서, 에멀젼은 수중유 에멀젼이며 하나 이상의 계면활성제를 포함할 수 있다. 계면활성제는 다양할 수 있지만, 전형적으로 수 연속 에멀젼의 형성을 향상시키는 그러한 계면활성제로부터 선택된다. 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 또는 이들 계면활성제들 중 임의의 것의 혼합물일 수 있다.
계면활성제는 에멀젼의 0.01 중량% 내지 20 중량%, 0.01 중량% 내지 15 중량%, 0.01 중량% 내지 10 중량%, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 0.1 중량% 내지 15 중량%, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 0.5 중량% 내지 10 중량% 또는 0.5 중량% 내지 5 중량%의 양일 수 있다.
음이온성 계면활성제의 예에는 고급 지방산의 알칼리 금속 염, 아민 염, 또는 암모늄 염, 알킬아릴 설포네이트, 예를 들어 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 장쇄 지방 알코올 설페이트, 올레핀 설페이트 및 올레핀 설포네이트, 황산화 모노글리세라이드, 황산화 에스테르, 설폰화 에톡실화 알코올, 설포석시네이트, 알칸 설포네이트, 포스페이트 에스테르, 알킬 이세티오네이트, 알킬 타우레이트, 알킬 사르코시네이트, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
양이온성 계면활성제의 예에는 알킬아민 염, 4차 암모늄 염, 설포늄 염, 및 포스포늄 염이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
양쪽성 계면활성제의 예에는 이미다졸린 화합물, 알킬아미노산 염, 베타인, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
적합한 비이온성 계면활성제의 예에는 에틸렌 옥사이드와 장쇄 지방 알코올 또는 지방산, 예를 들어 C12-16 알코올의 축합물, 에틸렌 옥사이드와 아민 또는 아미드의 축합물, 에틸렌과 프로필렌 옥사이드의 축합 생성물, 글리세롤, 수크로스, 소르비톨의 에스테르, 지방산 알킬올 아미드, 수크로스 에스테르, 플루오로-계면활성제, 지방 아민 옥사이드, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 비이온성 계면활성제의 추가적인 예에는 폴리옥시에틸렌 지방 알코올, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 (23) 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 (4) 라우릴 에테르; 에톡실화 알코올, 예를 들어 에톡실화 트라이메틸노나놀, C12-C14 2차 알코올 에톡실레이트, 에톡실화, C10-게르베(Guerbet) 알코올, 에톡실화, 아이소-C13 알코올; 폴리(옥시에틸렌)-폴리(옥시프로필렌)-폴리(옥시에틸렌) 삼중블록 공중합체 (폴록사머로도 지칭됨); 에틸렌 다이아민에 대한 프로필렌 옥사이드 및 에틸렌 옥사이드의 순차적인 부가로부터 유도되는 4작용성 폴리(옥시에틸렌)-폴리(옥시프로필렌) 블록 공중합체 (폴록사민으로도 지칭됨), 실리콘 폴리에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬페놀 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌 알킬 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 알킬 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 에톡실화 트라이메틸노나놀, 및 폴리옥시알킬렌 글리콜 개질된 폴리실록산 계면활성제, 및 이들의 조합이 포함된다.
비이온성 계면활성제들을 함유하는 혼합물이 사용될 때, 비이온성 계면활성제들이 11 내지 15의 합계 HLB (친수성-친유성 균형(Hydrophile-Lipophile Balance)), 대안적으로 12.5 내지 14.5의 합계 HLB를 가질 수 있도록, 하나의 비이온성 계면활성제는 낮은 HLB를 가질 수 있고, 다른 비이온성 계면활성제(들)는 높은 HLB를 가질 수 있다.
비이온성 계면활성제의 추가 예에는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬페놀 에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 직쇄 1차 알코올 알콕실레이트, 직쇄 2차 알코올 알콕실레이트, 알킬 페놀 알콕실레이트, 올레핀계 알콕실레이트, 분지쇄 알콕실레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌 알킬 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 알킬 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 에톡실화 트라이메틸노나놀, 폴리옥시알킬렌-치환 실리콘 (레이크(rake) 또는 ABn 유형), 실리콘 알칸올아미드, 실리콘 에스테르, 실리콘 글리코시드, 및 이들의 혼합물이 포함된다.
비이온성 계면활성제의 추가 예에는 다이메티콘 코폴리올, 폴리올, 예를 들어 소르비톨의 지방산 에스테르 또는 글리세릴 모노-, 다이-, 트라이- 또는 세스퀴올레에이트 또는 스테아레이트, 글리세릴 또는 폴리에틸렌 글리콜 라우레이트; 폴리에틸렌 글리콜의 지방산 에스테르 (폴리에틸렌 글리콜 모노스테아레이트 또는 모노라우레이트); 소르비톨의 폴리옥시에틸렌화 지방산 에스테르 (스테아레이트 또는 올레에이트); 폴리옥시에틸렌화 알킬 (라우릴, 세틸, 스테아릴 또는 옥틸) 에테르가 포함된다.
음이온성 계면활성제의 추가 예에는 카르복실레이트 (소듐 2-(2-하이드록시알킬옥시)아세테이트)), 아미노산 유도체 (N-아실글루타메이트, N-아실글리시네이트 또는 아실사르코시네이트), 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트 및 이의 옥시에틸렌화 유도체, 설포네이트, 이세티오네이트 및 N-아실이세티오네이트, 타우레이트 및 N-아실 N-메틸타우레이트, 설포석시네이트, 알킬설포아세테이트, 포스페이트 및 알킬 포스페이트, 폴리펩타이드, 알킬 폴리글리코시드의 음이온성 유도체 (아실-D-갈락토시드 우로네이트), 및 지방산 비누 및 이들의 혼합물이 포함된다.
양쪽성 및 쯔비터이온성 계면활성제의 추가 예에는 베타인, N-알킬아미도베타인 및 이의 유도체, 단백질 및 이의 유도체, 글리신 유도체, 설타인, 알킬 폴리아미노카르복실레이트 및 알킬암포아세테이트, 및 이들의 혼합물이 포함된다.
본 발명의 에멀젼은 당업계에서 "매크로" 또는 "마이크로" 에멀젼인 것으로 간주되는 것들로부터 선택될 수 있다. 다시 말하면, 에멀젼의 평균 입자 크기는 0.001 내지 1000 μm, 대안적으로 0.01 내지 20 μm, 또는 대안적으로 0.02 내지 10 μm로 다양할 수 있다. 에멀젼은 100 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 마이크로에멀젼일 수 있다.
입자 크기는 맬번-마스터사이저(Malvern-Mastersizer)(등록상표) 2000 또는 마이크로트랙-나노트랙(Microtrac-Nanotrac)(등록상표)에 의해 측정될 수 있다. 입자 크기는 에멀젼의 레이저 회절에 의해 결정될 수 있다. 적합한 레이저 회절 기법은 당업계에 잘 알려져 있다. 입자 크기는 입자 크기 분포(particle size distribution; PSD)로부터 수득된다. PSD는 부피, 표면, 길이 기준으로 결정될 수 있다. 부피 입자 크기는 주어진 입자와 동일한 부피를 갖는 구체의 직경과 동일하다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 Dv는 분산된 입자의 평균 부피 입자 크기를 나타낸다. Dv 50 (또는 Dv0.5)은 누적 입자 집단의 50%에 상응하는 부피에서 측정되는 입자 크기이다. 다시 말하면, Dv 50 = 10 μm일 경우, 입자의 50%는 10 μm 미만의 평균 부피 입자 크기를 가지며 입자의 50%는 10 μm 초과의 부피 평균 입자 크기를 갖는다. Dv 90 (또는 Dv0.9)은 누적 입자 집단의 90%에 상응하는 부피에서 측정되는 입자 크기이며, Dv 10 (또는 Dv0.1)은 누적 입자 집단의 10%에 상응하는 부피에서 측정되는 입자 크기이다.
본 발명의 에멀젼의 제조는 물을 첨가하고 혼합하는 것을 포함한다. 혼합은 전단 혼합일 수 있다. 혼합은 혼합을 초래하는 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 달성될 수 있다. 혼합은 배치(batch)식, 반연속식 또는 연속식 공정 중 어느 하나로서 일어날 수 있다. 혼합은, 예를 들어 중/저 전단을 갖는 배치식 혼합 장비를 사용하여 일어날 수 있으며, 이러한 장비에는 환통(change-can) 혼합기, 이중-유성 혼합기, 원뿔형-스크류 혼합기, 리본 블렌더, 이중-암(arm) 또는 시그마-블레이드(sigma-blade) 혼합기가 포함되고; 고전단 및 고속 분산기를 갖는 배치식 장비에는 찰스 로스 앤드 선즈(Charles Ross & Sons; 미국 뉴욕주 소재), 호크메이어 이큅먼트 코포레이션(Hockmeyer Equipment Corp.; 미국 뉴저지주 소재)에 의해 제조된 것들이 포함되고; 고전단 작용을 갖는 배치식 장비에는 밴버리형(Banbury-type)(미국 뉴저지주 소재의 씨더블유 브라벤더 인스트루먼츠 인크.(CW Brabender Instruments Inc.) 및 헨셸형(Henschel type)(미국 텍사스주 소재의 헨셸 믹서즈 아메리카(Henschel mixers America))이 포함된다. 연속식 혼합기/배합기의 예시적인 예에는 일축 압출기, 이축 압출기, 및 다축 압출기, 동방향 회전 압출기, 예를 들어 크루프 베르너 앤드 플라이더러 코포레이션(Krupp Werner & Pfleiderer Corp; 미국 뉴저지주 램지 소재), 및 라이스트리츠(Leistritz; 미국 뉴저지주 소재)에 의해 제조된 것들; 이축 역회전 압출기, 2-스테이지(two-stage) 압출기, 이중-로터 연속 혼합기, 동적 또는 정적 혼합기 또는 이들 장비들의 조합이 포함된다. 대안적으로, 혼합은 또한 고전단 혼합을 제공하여 에멀젼의 형성을 초래하는 것으로 당업계에 공지된 기법을 통하여 일어날 수 있다. 대표적인 그러한 고전단 혼합 기법에는 고속 교반기, 균질화기, 소놀레이터(Sonolator)(등록상표), 마이크로플루이다이저(Microfluidizer)(등록상표), 로스(Ross) 혼합기, 에펜바흐(Eppenbach) 콜로이드 밀, 플락텍 스피드믹서(Flacktek Speedmixer)(등록상표), 및 다른 유사한 전단 장치가 포함된다.
혼합이 일어나는 온도 및 압력은 결정적인 것은 아니지만, 일반적으로 주위 온도 및 압력에서 수행된다. 전형적으로, 혼합물의 온도는, 고점도 재료를 전단시킬 때 연관되는 역학적 에너지로 인해 혼합 공정 동안 증가할 것이다.
첨가되는 물의 양은 다양할 수 있다. 전형적으로, 첨가되는 물의 양은 혼합물의 1 내지 1000 중량부, 대안적으로 100 중량부당 5 내지 500 중량부, 또는 대안적으로 100 중량부당 5 내지 100 중량부로 다양할 수 있다.
물은 에멀젼을 형성하도록 하는 혼합 속도로 혼합물에 첨가된다. 혼합물에 첨가되는 물은 증분식으로 첨가될 수 있으며, 각각의 증분은 혼합물의 50 중량% 미만, 대안적으로 혼합물의 25 중량%를 구성하고, 물의 각각의 증분은 물의 이전 증분의 분산 후에 이전 증분에 연속하여 첨가되며, 물의 충분한 증분이 첨가되어 에멀젼을 형성한다.
일 실시 형태에서, 본 발명에 따라 생성된 에멀젼은 1.0 중량% 미만의 사이클로실록산을 함유할 수 있으며, 대안적으로 0.5 중량% 미만의 사이클로실록산을 함유하고, 대안적으로 0.1 중량% 미만의 사이클로실록산을 함유한다. 다른 실시 형태에서, 에멀젼은 각각의 옥타메틸사이클로테트라실록산(D4) 및 데카메틸사이클로펜타실록산(D5)의 1.0 중량% 미만을 함유할 수 있거나, 대안적으로 각각의 옥타메틸사이클로테트라실록산(D4) 및 데카메틸사이클로펜타실록산(D5)의 0.5 중량% 미만을 함유하거나, 또는 대안적으로 각각의 옥타메틸사이클로테트라실록산(D4) 및 데카메틸사이클로펜타실록산(D5)의 0.1 중량% 미만을 함유한다. 소량의 사이클로실록산은, 사이클로실록산을 제거함으로써, 또는 사이클로실록산을 제거하기 위한 추가적인 단계를 수행할 필요 없이 달성된다.
본 발명의 에멀젼은 추가적인 성분을 함유할 수 있다. 추가적인 성분은 전술한 선택적인 화합물 중 하나 이상일 수 있다. 추가적인 성분은 용매, 희석제, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 용매에는 물에 고도 용해성인 저분자량 유기 용매, 예를 들어, C1-C4 1가 알코올, 알킬렌 글리콜을 포함하는 C2-C5 다가 알코올, 폴리알킬렌 글리콜, 알킬렌 카르보네이트, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 전형적인 용매에는 에탄올, 프로판올, 아이소프로판올, n-부틸 알코올, t-부틸 알코올, 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜, 글리세롤, 프로필렌 카르보네이트, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 추가적인 추가 성분에는 색상 처리제(color treatment), 증점제, 수상 안정제, pH 조절제, 방부제 및 살생제, 안료, 착색제, 염료, 방오제(soil release agent), 산화제, 환원제, 무기염, 항균제, 항진균제, 표백제, 금속이온 봉쇄제, 및 이들의 혼합물이 포함될 수 있지만 이로 한정되지 않는다.
본 발명의 에멀젼은 개인 케어 조성물, 및 헤어 샴푸, 헤어 컨디셔너, 헤어 트리트먼트, 및 피부 케어를 위한 조성물을 제조하기 위해 유용하다. 본 발명의 에멀젼은 소포 조성물에서, 그리고 천에 유연 효과(softening benefit)를 제공하기 위해 또한 유용하다.
개인 케어 조성물
본 발명은 개인 케어 조성물을 또한 제공하며, 이는 개인 케어 제품 또는 조성물로도 기술될 수 있다. 개인 케어 조성물은 전술한 점액성 실리콘 유체의 에멀젼을 포함한다. 개인 케어 조성물은 크림, 젤, 분말, 페이스트 또는 자유 유동성(freely pourable) 액체 형태일 수 있다. 일반적으로, 그러한 조성물은, 실온에서 고형 재료가 조성물 내에 존재하지 않는다면, 단순 프로펠러 혼합기, 브룩필드 역회전 혼합기, 또는 균질화 혼합기를 사용하여, 일반적으로 실온에서 제조될 수 있다. 특별한 장비 또는 가공 조건은 전형적으로 요구되지 않는다. 제조되는 형태의 유형에 따라, 제조 방법은 상이할 것이나, 그러한 방법은 당업계에 잘 알려져 있다.
개인 케어 조성물은 이것이 도포되는 신체의 부분에 대하여 기능성이거나, 화장용이거나, 치료용이거나, 또는 이들의 일부 조합일 수 있다. 그러한 제품의 통상적인 예에는 발한억제제(antiperspirant) 및 탈취제(deodorant), 피부 케어 크림, 피부 케어 로션, 보습제, 페이셜 트리트먼트(facial treatment), 예컨대 여드름 또는 주름 제거제, 개인 및 페이셜 클렌저(cleanser), 배스 오일(bath oil), 향료, 코롱(cologne), 샤세(sachet), 썬스크린(sunscreen), 프리쉐이브(pre-shave) 및 애프터쉐이브(after-shave) 로션, 면도 비누, 및 면도용 거품(shaving lather), 헤어 샴푸, 헤어 컨디셔너, 모발 착색제, 모발 이완제(hair relaxant), 헤어 스프레이, 무스, 젤, 퍼머넌트(permanent), 제모제, 및 큐티클 코트(cuticle coat), 메이크업, 색조 화장품, 파운데이션, 컨실러(concealer), 블러시(blush), 립스틱, 아이라이너, 마스카라, 오일 리무버, 색조 화장 리무버, 및 파우더, 예방용 및/또는 치료용일 수 있는, 항여드름제, 치과 위생제, 항생제, 치유 촉진제, 영양제 등을 포함하는 의약용 크림, 페이스트 또는 스프레이가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일반적으로, 개인 케어 조성물은 리퀴드, 린스, 로션, 크림, 페이스트, 젤, 폼, 무스, 연고, 스프레이, 에어로졸, 비누, 스틱, 연질 고체, 고체 젤 및 젤을 포함하지만 이로 한정되지 않는 임의의 통상적인 형태로 도포하는 것을 가능하게 하는 담체와 함께 제형화될 수 있다. 적합한 담체는 당업계에 인식되어 있다.
개인 케어 조성물은 다양한 개인 케어 응용, 가정 케어 응용, 및 헬스 케어 응용에 또는 이들 응용을 위해 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 점액성 실리콘 유체의 에멀젼 및/또는 개인 케어 조성물은 미국 특허 제6,051,216호, 제5,919,441호, 및 제5,981,680호; 국제 특허 출원 공개 WO 2004/060271호 및 WO 2004/060101호에 기술된 개인 케어제품에; 국제 특허 출원 공개 WO 2004/060276호에 기술된 썬스크린 조성물에; 국제 특허 출원 공개 WO 03/105801호에 기술된 필름-형성 수지를 또한 함유하는 화장 조성물에; 미국 특허 출원 공개 제2003/0235553호, 제2003/0072730호 및 제2003/0170188호, 유럽 특허 제1,266,647호, 제1,266,648호 및 제1,266,653호, 국제 특허 출원 공개 WO 03/105789호, WO 2004/000247호 및 WO 03/106614호에 기술된 화장 조성물에; 국제 특허 출원 공개 WO 2004/054523호에 기술된 것들에 대한 추가적인 작용제로서; 미국 특허 출원 공개 제2004/0180032호에 기술된 바와 같은 오래 지속되는 화장 조성물에; 및/또는 국제 특허 출원 공개 WO 2004/054524호에 기술된 바와 같은 투명 또는 반투명 케어 및/또는 메이크업 조성물에 사용될 수 있고, 이들 특허 모두는 다양한 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다.
개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼은 표준 방법에 의해, 예를 들어 어플리케이터, 브러시를 사용하여 그를 인체, 예를 들어, 피부 또는 모발에 도포하고/하거나, 손으로 도포하고/하거나, 그를 붓고/붓거나, 가능하게는 조성물을 인체 상에 또는 인체 내로 문지르거나 마사지함으로써 사용될 수 있다. 제거 방법, 예를 들어 색조 화장품에 대한 제거 방법이 또한 잘 알려져 있는 표준 방법이며, 이러한 방법에는 세척, 와이핑(wiping), 필링(peeling) 등이 포함된다. 피부 상에서의 사용에 있어서, 개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼은, 예를 들어 피부를 컨디셔닝하기 위한 통상의 방식으로 사용될 수 있다. 개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 유효량이 피부에 도포될 수 있다. 그러한 유효량은 일반적으로 1 mg/㎠ 내지 3 mg/㎠이다. 피부에 대한 도포는 전형적으로 개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼을 피부 내로 작용시키는 것을 포함한다. 피부에 도포하기 위한 이러한 방법은 전형적으로, 피부를 유효량의 개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼과 접촉시키는 단계 및 이어서 개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼을 피부 내로 문지르는 단계를 포함한다. 이러한 단계들은 원하는 효과를 달성하는 데 필요한 만큼 많은 횟수로 반복될 수 있다.
모발에 대한 개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼의 사용은 모발을 컨디셔닝하기 위한 통상의 방식을 사용할 수 있다. 모발의 컨디셔닝을 위한 개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼의 유효량이 모발에 도포된다. 그러한 유효량은 일반적으로 1 g 내지 50 g, 전형적으로 1 g 내지 20 g이다. 모발에 대한 도포는 전형적으로, 모발의 대부분 또는 전부가 개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼과 접촉되도록 모발을 통해 개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체를 작용시키는 것을 포함한다. 모발을 컨디셔닝하기 위한 이러한 방법은 전형적으로, 모발에 유효량의 개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼을 도포하는 단계, 및 이어서 모발을 통해 개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체를 작용시키는 단계를 포함한다. 이러한 단계들은 원하는 컨디셔닝 효과를 달성하는 데 필요한 만큼 많은 횟수로 반복될 수 있다.
개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼으로 제형화될 수 있는 첨가제의 비제한적인 예에는 추가적인 실리콘, 산화방지제, 클렌징제, 착색제, 추가적인 컨디셔닝제, 침착제(deposition agent), 전해질, 연화제 및 오일, 박피제(exfoliating agent), 거품 촉진제(foam boosting agent), 방향제, 습윤제, 차단제(occlusive agent), 살슬제(pediculicide), pH 조절제, 안료, 방부제, 살생제, 다른 용매, 안정제, 썬스크리닝제, 현탁화제, 태닝제, 다른 계면활성제, 증점제, 비타민, 식물성 물질(botanical), 왁스, 유동 개질제(rheology-modifying agent), 비듬 방지제, 항여드름제, 우식 방지제 및 상처 치유 촉진제가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
개인 케어 조성물, 예컨대 샴푸 또는 클렌저는 하나 이상의 음이온성 세정용(detersive) 계면활성제를 포함할 수 있다. 이는, 샴푸 제형에 전형적으로 사용되는 잘 알려진 음이온성 세정용 계면활성제들 중 임의의 것일 수 있다. 이들 음이온성 세정용 계면활성제는 샴푸 조성물에서 클렌징제 및 거품형성제(foaming agent)로서 기능할 수 있다. 음이온성 세정용 계면활성제는 하기에 의해 예시된다: 알칼리 금속 설포리시네이트, 지방산의 설폰화 글리세릴 에스테르, 예컨대 코코넛유 산의 설폰화 모노글리세라이드, 설폰화 1가 알코올 에스테르의 염, 예컨대 소듐 올레일이세티아네이트, 아미노 설폰산의 아미드, 예컨대 올레일 메틸 타우라이드의 나트륨 염, 지방산 니트릴의 설폰화 생성물, 예컨대 팔미토니트릴 설포네이트, 설폰화 방향족 탄화수소, 예컨대 소듐 알파-나프탈렌 모노설포네이트, 나프탈렌 설폰산과 포름알데하이드의 축합 생성물, 소듐 옥타하이드로안트라센 설포네이트, 알칼리 금속 알킬 설페이트, 예컨대 소듐 라우릴 설페이트, 암모늄 라우릴 설페이트 또는 트라이에탄올 아민 라우릴 설페이트, 8개 이상의 탄소 원자의 알킬 기를 갖는 에테르 설페이트, 예컨대 소듐 라우릴 에테르 설페이트, 암모늄 라우릴 에테르 설페이트, 소듐 알킬 아릴 에테르 설페이트, 및 암모늄 알킬 아릴 에테르 설페이트, 8개 이상의 탄소 원자의 알킬 기를 하나 이상 갖는 알킬아릴설포네이트, 알킬벤젠설폰산 알칼리 금속 염, 예컨대 헥실벤젠설폰산 나트륨 염, 옥틸벤젠설폰산 나트륨 염, 데실벤젠설폰산 나트륨 염, 도데실벤젠설폰산 나트륨 염, 세틸벤젠설폰산 나트륨 염, 및 미리스틸벤젠설폰산 나트륨 염, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르의 황산 에스테르 (CH3(CH2)6CH2O(C2H4O)2SO3H, CH3(CH2)7CH2O(C2H4O)3.5SO3H, CH3(CH2)8CH2O(C2H4O)8SO3H, CH3(CH2)19CH2O(C2H4O)4SO3H, 및 CH3(CH2)10CH2O(C2H4O)6SO3H를 포함함), 알킬나프틸설폰산의 나트륨 염, 칼륨 염, 및 아민 염. 전형적으로, 세정용 계면활성제는 소듐 라우릴 설페이트, 암모늄 라우릴 설페이트, 트라이에탄올아민 라우릴 설페이트, 소듐 라우릴 에테르 설페이트, 및 암모늄 라우릴 에테르 설페이트로부터 선택된다. 음이온성 세정용 계면활성제는 샴푸 조성물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 내지 50 중량%, 전형적으로 5 중량% 내지 25 중량%의 양으로 샴푸 조성물 내에 존재할 수 있다.
개인 케어 조성물은 하나 이상의 양이온성 침착 보조제, 전형적으로 양이온성 침착 중합체를 포함할 수 있다. 양이온성 침착 보조제는 전형적으로 0.001 중량% 내지 5 중량%, 전형적으로 0.01 중량% 내지 1 중량%, 더 전형적으로 0.02 중량% 내지 0.5 중량%의 수준으로 존재한다. 양이온성 침착 중합체는 단일중합체일 수 있거나 또는 둘 이상의 유형의 단량체들로부터 형성될 수 있다. 양이온성 침착 중합체의 분자량은 전형적으로 5,000 내지 10,000,000, 전형적으로 10,000 이상 및 전형적으로 100,000 내지 2,000,000이다. 양이온성 침착 중합체는 전형적으로 양이온성 질소 함유 기, 예컨대 4차 암모늄 또는 양성자화 아미노 기 또는 이들의 조합을 갖는다. 양이온성 전하 밀도는 0.1 meq/g 이상, 전형적으로 0.8 meq/g 초과 또는 그 이상일 필요가 있는 것으로 밝혀졌다. 양이온성 전하 밀도는 4 meq/g를 초과하지 않아야 하며, 이는 전형적으로 3 meq/g 미만, 더 전형적으로 2 meq/g 미만이다. 전하 밀도는 켈달법(Kjeldahl method)을 사용하여 측정될 수 있으며, 원하는 사용 pH에서 상기 한계치 내에 있는데, 이러한 pH는 일반적으로 3 내지 9, 그리고 전형적으로 4 내지 8일 것이다. 전술한 것들 사이의 임의의 모든 값 또는 값의 범위가 또한 이용될 수 있는 것으로 고려된다. 양이온성 질소-함유 기는 전형적으로 양이온성 침착 중합체의 전체 단량체 단위들의 극히 일부분 상에 치환체로서 존재한다. 따라서, 이러한 양이온성 침착 중합체가 단일중합체가 아닌 경우, 이는 스페이서 비양이온성 단량체 단위를 포함할 수 있다. 이러한 양이온성 침착 중합체는 문헌[CTFA Cosmetic Ingredient Directory, 3rd edition]에 기술되어 있으며, 이 문헌은 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 적합한 양이온성 침착 보조제에는, 예를 들어 양이온성 아민 또는 4차 암모늄 작용기를 갖는 비닐 단량체와 수용성 스페이서 단량체, 예컨대 (메트)아크릴아미드, 알킬 및 다이알킬 (메트)아크릴아미드, 알킬 (메트)아크릴레이트, 비닐 카프로락톤 및 비닐 피롤리딘의 공중합체가 포함된다. 알킬 및 다이알킬 치환된 단량체는 전형적으로 C1-C7 알킬 기, 더 전형적으로 C1-C3 알킬 기를 갖는다. 다른 적합한 스페이서에는 비닐 에스테르, 비닐 알코올, 말레산 무수물, 프로필렌 글리콜 및 에틸렌 글리콜이 포함된다.
양이온성 아민은 조성물의 pH 및 특정 화학종에 따라 1차, 2차 또는 3차 아민일 수 있다. 일반적으로, 2차 및 3차 아민, 특히 3차 아민이 전형적이다. 아민 치환된 비닐 단량체 및 아민은 아민 형태로 중합되고, 이어서 4차화에 의해 암모늄으로 전환될 수 있다. 적합한 양이온성 아미노 및 4차 암모늄 단량체에는, 예를 들어, 다이알킬 아미노알킬 아크릴레이트, 다이알킬아미노 알킬메타크릴레이트, 모노알킬아미노알킬 아크릴레이트, 모노알킬아미노알킬 메타크릴레이트, 트라이알킬 메타크릴옥시알킬 암모늄 염, 트라이알킬 아크릴옥시알킬 암모늄 염, 다이알릴 4차 암모늄 염, 및 환형 양이온성 질소-함유 고리, 예컨대 피리디늄, 이미다졸륨, 및 4차화 피롤리딘을 갖는 비닐 4차 암모늄 단량체, 예를 들어 알킬 비닐 이미다졸륨, 및 4차화 피롤리딘, 예를 들어 알킬 비닐 이미다졸륨, 알킬 비닐 피리디늄, 알킬 비닐 피롤리딘 염으로 치환된 비닐 화합물이 포함된다. 이들 단량체의 알킬 부분은 전형적으로 저급 알킬, 예컨대 C1-C7 알킬, 더 전형적으로 C1 및 C2 알킬이다. 본 발명에 사용하기에 적합한 아민-치환된 비닐 단량체에는 다이알킬아미노알킬 아크릴레이트, 다이알킬아미노알킬 메타크릴레이트, 다이알킬아미노알킬 아크릴아미드, 및 다이알킬아미노알킬 메타크릴아미드가 포함되며, 여기서 알킬 기는 전형적으로 C1-C7 하이드로카르빌, 더 전형적으로 C1-C3 알킬이다. 양이온성 침착 보조제는 아민- 및/또는 4차 암모늄-치환된 단량체 및/또는 상용성 스페이서 단량체로부터 유도된 단량체 단위들의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 양이온성 침착 보조제에는, 예를 들어 1-비닐-2-피롤리딘과 1-비닐-3-메틸이미다졸륨 염 (예를 들어, 클로라이드 염)의 공중합체 (미국 화장품협회(Cosmetic, Toiletry, and Fragrance Association, "CTFA")에 의해 산업계에서 폴리쿼터늄(Polyquaternium)-16으로 지칭됨), 예컨대 바스프 와이안도트 코포레이션(BASF Wyandotte Corp.; 미국 뉴저지주 파시패니 소재)으로부터 상표명 루비쿼트(LUVIQUAT)(예를 들어, 루비쿼트 FC 370)로 구매가능한 것들; 1-비닐-2-피롤리딘과 다이메틸아미노에틸 메타크릴레이트의 공중합체 (CTFA에 의해 산업계에서 폴리쿼터늄-11로 지칭됨), 예컨대 가르 코포레이션(Gar Corporation; 미국 뉴저지주 웨인 소재)으로부터 상표명 가프쿼트(GAFQUAT)(예를 들어, 가프쿼트 755N)로 구매가능한 것들; 예를 들어, 다이메틸 다이알릴암모늄 클로라이드 단일중합체, 및 아크릴아미드와 다이메틸 다이알릴암모늄 클로라이드의 공중합체 (산업계(CTFA)에서 각각 폴리쿼터늄 6 및 폴리쿼터늄 7로 지칭됨)를 포함한 양이온성 다이알릴 4차 암모늄-함유 중합체; 미국 특허 제4,009,256호에 기술된 바와 같은, 3 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 불포화 카르복실산의 단일중합체 및 공중합체의 아미노알킬 에스테르의 광산 염; 및 영국 특허 출원 제9403156.4호(국제출원 공개 WO95/22311호)에 기술된 바와 같은 양이온성 폴리아크릴아미드가 포함되며, 이들 각각은 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 포함된다.
사용될 수 있는 다른 양이온성 침착 보조제에는 다당류 중합체, 예컨대 양이온성 셀룰로오스 유도체 및 양이온성 전분 유도체가 포함된다. 본 발명의 조성물에 사용하기에 적합한 양이온성 다당류 중합체 재료에는 화학식: A-O(R-N+R1R2R3X-)의 것들이 포함되며, 상기 식에서 A는 무수글루코스 잔기, 예컨대 전분 또는 셀룰로오스 무수글루코스 잔기이고; R은 알킬렌 옥시알킬렌, 폴리옥시알킬렌, 또는 하이드록시알킬렌 기, 또는 이들의 조합이고; R1, R2 및 R3은 독립적으로 알킬, 아릴, 알킬아릴, 아릴알킬, 알콕시알킬, 또는 알콕시아릴 기이며, 각각의 기는 최대 18개의 탄소 원자를 함유하고, 각각의 양이온성 모이어티에 대한 탄소 원자의 총 수 (즉, R1, R2, R3 내의 탄소 원자의 합계)는 전형적으로 20 이하이고; 전술한 바와 같이 X는 음이온성 반대이온이다. 양이온성 셀룰로오스는 아머콜 코포레이션(Amerchol Corp.; 미국 뉴저지주 에디슨 소재)으로부터, 산업계(CTFA)에서 폴리쿼터늄 10으로 지칭되는, 트라이메틸 암모늄 치환된 에폭사이드와 반응된 하이드록시에틸 셀룰로오스의 염으로서의, 중합체들의 폴리머(Polymer) iR™ 및 LR™ 시리즈로 입수가능하다.
양이온성 셀룰로오스의 다른 유형에는, 산업계(CTFA)에서 폴리쿼터늄 24로 지칭되는, 라우릴 다이메틸 암모늄-치환된 에폭사이드와 반응된 하이드록시에틸 셀룰로오스의 중합체 4차 암모늄 염이 포함된다. 이들 재료는 아머콜 코포레이션(미국 뉴저지주 에디슨 소재)으로부터 상표명 폴리머 LM-200으로 입수가능하다. 사용될 수 있는 다른 양이온성 침착 보조제에는 양이온성 구아 검 유도체, 예컨대 구아 하이드록시프로필트라이모늄 클로라이드(셀라니즈 코포레이션(Celanese Corp.)으로부터 재규어(Jaguar)™ 시리즈로 구매가능함)가 포함된다. 다른 재료에는 4차 질소-함유 셀룰로오스 에테르 (예를 들어, 미국 특허 제3,962,418호에 기술된 바와 같음), 및 에테르화 셀룰로오스와 전분의 공중합체 (예를 들어, 미국 특허 제3,958,581호에 기술된 바와 같음)가 포함되며, 이들 특허 각각은 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다.
개인 케어 조성물은 거품 촉진제를 포함할 수 있다. 거품 촉진제는, 거품의 붕괴를 지연시키는 거품 안정제와 대조적으로, 계면활성제의 일정 몰 농도에서 시스템으로부터 이용가능한 거품의 양을 증가시키는 작용제이다. 거품 생성은 거품 촉진 유효량의 거품 촉진제를 수성 매질에 첨가함으로써 제공된다. 거품 촉진제는 전형적으로 지방산 알칸올아미드 및 아민 옥사이드로부터 선택된다. 지방산 알칸올아미드는 아이소스테아르산 다이에탄올아미드, 라우르산 다이에탄올아미드, 카프르산 다이에탄올아미드, 코코넛 지방산 다이에탄올아미드, 리놀레산 다이에탄올아미드, 미리스트산 다이에탄올아미드, 올레산 다이에탄올아미드, 스테아르산 다이에탄올아미드, 코코넛 지방산 모노에탄올아미드, 올레산 모노아이소프로판올아미드, 및 라우르산 모노아이소프로판올아미드에 의해 예시된다. 아민 옥사이드는 N-코코다이메틸아민 옥사이드, N-라우릴 다이메틸아민 옥사이드, N-미리스틸 다이메틸아민 옥사이드, N-스테아릴 다이메틸아민 옥사이드, N-코카미도프로필 다이메틸아민 옥사이드, N-탤로우아미도프로필 다이메틸아민 옥사이드, 비스(2-하이드록시에틸) C12-15 알콕시프로필아민 옥사이드에 의해 예시된다.
전형적으로, 거품 촉진제는 라우르산 다이에탄올아미드, N-라우릴 다이메틸아민 옥사이드, 코코넛산 다이에탄올아미드, 미리스트산 다이에탄올아미드, 및 올레산 다이에탄올아미드로부터 선택된다. 거품 촉진제는 전형적으로 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 15 중량%, 더 전형적으로 2 내지 10 중량%의 양으로 샴푸 조성물 내에 존재한다. 본 조성물은 거품 성능을 개선하기 위하여 폴리알킬렌 글리콜을 추가로 포함할 수 있다. 샴푸 조성물 중 폴리알킬렌 글리콜의 농도는 샴푸 조성물의 0.01 중량% 내지 5 중량%, 전형적으로 0.05 중량% 내지 3 중량%, 더 전형적으로 0.1 중량% 내지 2 중량%일 수 있다. 선택적인 폴리알킬렌 글리콜은 일반 화학식: H(OCH2CHR)n-OH로 특징지어지며, 상기 식에서 R은 H, 메틸, 및 이들의 조합으로부터 선택된다. R이 H일 때, 이러한 재료는 에틸렌 옥사이드의 중합체이며, 이는 또한 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리옥시에틸렌, 및 폴리에틸렌 글리콜로 공지되어 있다. R이 메틸일 때, 이러한 재료는 프로필렌 옥사이드의 중합체이며, 이는 또한 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리옥시프로필렌, 및 폴리프로필렌 글리콜로 공지되어 있다. R이 메틸일 때, 생성된 중합체의 다양한 위치 이성체들이 존재할 수 있음이 또한 이해된다. 상기 구조에서, n은 1500 내지 약 25,000, 전형적으로 2500 내지 약 20,000, 더 전형적으로 3500 내지 약 15,000의 평균값을 갖는다. 본 발명에 유용한 폴리에틸렌 글리콜 중합체는 (R이 H이고, n이 2,000의 평균값을 갖는) PEG-2M (PEG-2M은 또한 유니온 카바이드(Union Carbide)로부터 입수가능한 폴리옥스(Polyox) WSR9N-10으로, 및 PEG-2,000으로 공지됨); (R이 H이고, n이 5,000의 평균값을 갖는) PEG-5M (PEG-5M은 또한 둘 모두 유니온 카바이드로부터 입수가능한 폴리옥스 WSRO N-35 및 폴리옥스 WSRS N-80으로, 및 PEG-5,000으로, 및 폴리에틸렌 글리콜 300,000으로 공지됨); (R이 H이고, n이 7,000의 평균값을 갖는) PEG-7M (PEG-7M은 또한 유니온 카바이드로부터 입수가능한 폴리옥스 WSRO N-750으로 공지됨); (R이 H이고, n이 9,000의 평균값을 갖는) PEG-9M (PEG-9M은 또한 유니온 카바이드로부터 입수가능한 폴리옥스 WSRS N-3333으로 공지됨); 및 (R이 H이고, n이 14,000의 평균값을 갖는) PEG-14M (PEG-14M은 또한 유니온 카바이드로부터 입수가능한 폴리옥스 WSRO N-3000으로 공지됨)이다. 다른 유용한 중합체에는 폴리프로필렌 글리콜 및 혼합 폴리에틸렌/폴리프로필렌 글리콜이 포함된다.
개인 케어 조성물은 실리콘 컨디셔닝제, 또는 다른 수불용성 재료를 개인 케어 조성물 중에 분산된 형태로 현탁시키기에 유효한 농도로 현탁화제를 포함할 수 있다. 그러한 농도는 개인 케어 조성물의 0.1 중량% 내지 10 중량%, 전형적으로는 0.3 중량% 내지 5.0 중량%일 수 있다. 현탁화제에는 아실 유도체, 장쇄 아민 옥사이드, 및 이들의 조합으로 분류될 수 있는 결정질 현탁화제가 포함되며, 이의 농도는 샴푸 조성물의 0.1 중량% 내지 5.0 중량%, 전형적으로 0.5 중량% 내지 3.0 중량%일 수 있다. 이들 현탁화제는 미국 특허 제4,741,855호에 기술되어 있으며, 이 특허는 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 이러한 전형적인 현탁화제에는, 전형적으로 16 내지 22개의 탄소 원자를 갖는 지방산의 에틸렌 글리콜 에스테르가 포함된다. 에틸렌 글리콜 스테아레이트가 더 전형적이며, 모노스테아레이트 및 다이스테아레이트 둘 모두가 해당되지만, 7% 미만의 모노스테아레이트를 함유하는 다이스테아레이트가 특히 전형적이다.
다른 적합한 현탁화제에는, 전형적으로 16 내지 22개의 탄소 원자, 더 전형적으로 16 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 지방산의 알칸올 아미드가 포함되며, 이의 전형적인 예에는 스테아르산 모노에탄올아미드, 스테아르산 다이에탄올아미드, 스테아르산 모노아이소프로판올아미드 및 스테아르산 모노에탄올아미드 스테아레이트가 포함된다. 다른 장쇄 아실 유도체에는 장쇄 지방산의 장쇄 에스테르 (예를 들어, 스테아릴 스테아레이트, 세틸 팔미테이트 등); 글리세릴 에스테르 (예를 들어, 글리세릴 다이스테아레이트) 및 장쇄 알칸올 아미드의 장쇄 에스테르 (예를 들어, 스테아르아미드 다이에탄올아미드 다이스테아레이트, 스테아르아미드 모노에탄올아미드 스테아레이트)가 포함된다. 상기에 열거된 전형적인 재료들에 더하여 장쇄 아실 유도체, 장쇄 카르복실산의 에틸렌 글리콜 에스테르, 장쇄 아민 옥사이드, 및 장쇄 카르복실산의 알칸올 아미드가 현탁화제로서 사용될 수 있다. 예를 들어, C8-C22 사슬을 갖는 장쇄 하이드로카르빌을 갖는 현탁화제가 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 현탁화제로서 사용하기에 적합한 다른 장쇄 아실 유도체에는 N,N-다이하이드로카르빌 아미도 벤조산 및 이의 가용성 염 (예를 들어, Na, K)이 포함되며, 특히 이 부류의 N,N-다이(수소화) C16, C18 및 탤로우 아미도 벤조산 화학종이 포함되는데, 이는 스테판 컴퍼니(미국 일리노이주 노스필드 소재)로부터 구매가능하다. 현탁화제로서 사용하기에 적합한 장쇄 아민 옥사이드의 예에는 알킬(C16-C22) 다이메틸 아민 옥사이드, 예를 들어 스테아릴 다이메틸 아민 옥사이드가 포함된다. 다른 적합한 현탁화제에는, 샴푸 조성물의 0.3 중량% 내지 3 중량%, 전형적으로 0.4 중량% 내지 1.2 중량% 범위의 농도의 잔탄 검이 포함된다. 현탁화제로서의 잔탄 검의 사용은, 예를 들어 미국 특허 제4,788,006호에 기술되어 있으며, 이 특허는 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 장쇄 아실 유도체와 잔탄 검의 조합이 또한 샴푸 조성물 내의 현탁화제로서 사용될 수 있다. 그러한 조합은 미국 특허 제4,704,272호에 기술되어 있으며, 이 특허는 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 다른 적합한 현탁화제에는 카르복시비닐 중합체가 포함된다. 이들 중합체 중에서는 미국 특허 제2,798,053호에 기술된 바와 같은 폴리알릴수크로스와 가교결합된 아크릴산의 공중합체가 전형적이며, 이 특허는 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 이러한 중합체의 예에는 비.에프. 굿리치 컴퍼니(B.F. Goodrich Company)로부터 입수가능한 카르보폴(Carbopol) 934, 940, 941, 및 956이 포함된다. 다른 적합한 현탁화제에는 16개 이상의 탄소 원자를 갖는 지방 알킬 모이어티를 갖는 1차 아민이 포함되며, 이의 예에는 팔미트아민 또는 스테아르아민이 포함되고; 각각이 12개 이상의 탄소 원자를 갖는 2개의 지방 알킬 모이어티를 갖는 2차 아민이 포함되며, 이의 예에는 다이팔미토일아민 또는 다이(수소화 탤로우)아민이 포함된다. 또 다른 적합한 현탁화제에는 다이(수소화 탤로우)프탈산 아미드, 및 가교결합된 말레산 무수물-메틸 비닐 에테르 공중합체가 포함된다. 다른 적합한 현탁화제가 샴푸 조성물에 사용될 수 있는데, 이에는 조성물에 젤-유사 점도를 부여할 수 있는 것들, 예컨대, 셀룰로오스 에테르 (예를 들어, 메틸셀룰로오스, 하이드록시부틸 메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸 에틸셀룰로오스 및 하이드록시에틸셀룰로오스), 구아 검, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈, 하이드록시프로필 구아 검, 전분 및 전분 유도체, 및 다른 증점제, 점도 개질제, 젤화제 등과 같은 수용성 또는 콜로이드상(colloidally) 수용성 중합체가 포함된다.
개인 케어 조성물은 하나 이상의 수용성 연화제를 포함할 수 있으며, 이에는 저분자량 지방족 다이올, 예컨대 프로필렌 글리콜 및 부틸렌 글리콜; 폴리올, 예컨대 글리세린 및 소르비톨; 및 폴리옥시에틸렌 중합체, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜 200이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 사용되는 수용성 연화제(들)의 구체적인 유형 및 양은 조성물의 원하는 미적 특정에 따라 달라질 것이며, 당업자에 의해 용이하게 결정된다.
개인 케어 조성물은 전술한 담체 유체와는 독립적으로 하나 이상의 오일을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이 용어 "오일"은 물 중에 사실상 불용성인 임의의 재료를 지칭한다. 적합한 오일에는 천연 오일, 예컨대 코코넛유; 탄화수소, 예컨대 광유 및 수소화 폴리아이소부텐; 지방 알코올, 예컨대 옥틸도데칸올; 에스테르, 예컨대 C12-C15 알킬 벤조에이트; 다이에스테르, 예컨대 프로필렌 다이펠라르가네이트; 및 트라이에스테르, 예컨대 글리세릴 트라이옥타노에이트 및 실리콘, 특히 사이클로메티콘 및 다이메티콘 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 적합한 저점도 오일은 점도가 25℃에서 5 내지 100 mPa.s이고, 일반적으로 구조 RCO-OR'을 갖는 에스테르이며, 여기서 RCO는 카르복실산 라디칼을 나타내고, OR'은 알코올 잔기이다. 이러한 저점도 오일의 예에는 아이소트라이데실 아이소노나노에이트, PEG-4 다이헵타노에이트, 아이소스테아릴 네오펜타노에이트, 트라이데실 네오펜타노에이트, 세틸 옥타노에이트, 세틸 팔미테이트, 세틸 리시놀레에이트, 세틸 스테아레이트, 세틸 미리스테이트, 코코-다이카프릴레이트/카프레이트, 데실 아이소스테아레이트, 아이소데실 올레에이트, 아이소데실 네오펜타노에이트, 아이소헥실 네오펜타노에이트, 옥틸 팔미테이트, 다이옥틸 말레이트, 트라이데실 옥타노에이트, 미리스틸 미리스테이트, 옥토도데칸올, 또는 옥틸도데칸올, 아세틸화 라놀린 알코올, 세틸 아세테이트, 아이소도데칸올, 폴리글리세릴-3-다이아이소스테아레이트의 조합, 또는 이들의 조합이 포함된다. 고점도 표면 오일은 일반적으로 점도가 25℃에서 200 내지 1,000,000 mPa.s, 전형적으로 점도가 100,000 내지 250,000 mPa.s이다. 표면 오일에는 피마자유, 라놀린 및 라놀린 유도체, 트라이아이소세틸 시트레이트, 소르비탄 세스퀴올레에이트, C10-18 트라이글리세라이드, 카프릴릭/카프릭/트라이글리세라이드, 코코넛유, 옥수수유, 면실유, 글리세릴 트라이아세틸 하이드록시스테아레이트, 글리세릴 트라이아세틸 리시놀레에이트, 글리세릴 트라이옥타노에이트, 수소화 피마자유, 아마인유, 밍크유, 올리브유, 팜유, 일리프 버터(illipe butter), 평지씨유, 대두유, 해바라기 종자유, 탤로우, 트라이카프린, 트라이하이드록시스테아린, 트라이아이소스테아린, 트라이라우린, 트라이리놀레인, 트라이미리스틴, 트라이올레인, 트라이팔미틴, 트라이스테아린, 호두유, 맥아유, 콜레스테롤, 또는 이들의 혼합물이 포함된다. 오일상 내의 저점도 오일 대 고점도 오일의 제시된 비는 각각 1:15 내지 15:1, 전형적으로 1:10 내지 10:1이다. 본 발명의 예시적인 제형은 1 내지 20%의 저점도 및 고점도 표면 오일의 조합을 포함한다.
광유, 예컨대 액체 파라핀 또는 액체 석유; 또는 동물성 오일, 예컨대 퍼하이드로스쿠알렌 또는 아라라 오일(arara oil); 또는 대안적으로 식물성 오일, 예컨대 스위트 아몬드(sweet almond)유, 칼로필룸(calophyllum)유, 팜유, 피마자유, 아보카도유, 호호바유, 올리브유 또는 곡물 배아유가 이용될 수 있다. 에스테르, 예를 들어 라놀산, 올레산, 라우르산, 스테아르산 또는 미리스트산의 에스테르; 알코올, 예컨대 올레일 알코올, 리놀레일 또는 리놀레닐 알코올, 아이소스테아릴 알코올 또는 옥틸도데칸올; 또는 알코올 또는 폴리알코올의 아세틸글리세라이드, 옥타노에이트, 데카노에이트 또는 리시놀레에이트를 사용하는 것이 또한 가능하다. 대안적으로, 25℃에서 고체인 수소화 오일, 예컨대 수소화 피마자유, 팜유 또는 코코넛유, 또는 수소화 탤로우; 모노-, 다이-, 트라이- 또는 수크로글리세라이드; 라놀린; 또는 25℃에서 고체인 지방 에스테르를 사용하는 것이 가능하다.
개인 케어 조성물은 다양한 왁스를 포함할 수 있다. 왁스는 일반적으로 대기압에서 35 내지 120℃의 융점을 갖는다. 이러한 범주 내의 왁스에는 합성 왁스, 세레신, 파라핀, 오조케라이트, 일리프 버터, 밀랍, 카나우바(carnauba), 미정질 왁스, 라놀린, 라놀린 유도체, 칸델릴라(candelilla), 코코아 버터, 셸락(shellac) 왁스, 경랍, 쌀겨 왁스, 카폭(capok) 왁스, 사탕수수 왁스, 몬탄(montan) 왁스, 고래 왁스, 베이베리(bayberry) 왁스, 또는 이들의 조합이 포함된다. 일 실시 형태에서, 개인 케어 조성물은 10 내지 30%의 왁스들의 조합을 포함한다. 비-실리콘 지방 물질로서 사용될 수 있는 왁스들 중에는, 동물성 왁스, 예컨대 밀랍; 식물성 왁스, 예컨대 카나우바, 칸델릴라, 오우리큐리(ouricury) 또는 재팬 왁스 또는 코르크 섬유 또는 사탕수수 왁스; 광물 왁스, 예를 들어 파라핀 또는 리그나이트(lignite) 왁스 또는 미정질 왁스 또는 오조케라이트; 폴리에틸렌 왁스를 포함하는 합성 왁스, 및 피셔-트롭쉬 합성(Fischer-Tropsch synthesis)에 의해 얻어지는 왁스가 언급될 수 있다. 실리콘 왁스들 중에는, 폴리메틸실록산 알킬, 알콕시 및/또는 에스테르가 언급될 수 있다.
개인 케어 조성물은 분말을 포함할 수 있다. 분말은 일반적으로, 입자 크기가 0.02 내지 50 마이크로미터인 건조한 미립자 물질로 정의될 수 있다. 분말은 유색 또는 무색(예를 들어, 백색)일 수 있다. 적합한 분말에는 옥시염화비스무트, 티타네이트화 운모, 건식 실리카, 구형 실리카 비드, 폴리메틸메타크릴레이트 비드, 미분형(micronized) 테플론, 질화붕소, 아크릴레이트 중합체, 규산알루미늄, 알루미늄 전분 옥테닐석시네이트, 벤토나이트, 규산칼슘, 셀룰로오스, 백악, 옥수수 전분, 규조토, 풀러토(fuller's earth), 글리세릴 전분, 헥토라이트, 수화 실리카, 카올린, 마그네슘 알루미늄 규산염, 탄산마그네슘, 수산화마그네슘, 산화마그네슘, 규산마그네슘, 삼규산마그네슘, 말토덱스트린, 몬모릴로나이트, 미정질 셀룰로오스, 쌀 전분, 실리카, 활석, 운모, 이산화티타늄, 아연 라우레이트, 아연 미리스테이트, 아연 네오데카노에이트, 아연 로시네이트, 아연 스테아레이트, 폴리에틸렌, 알루미나, 애타펄자이트, 탄산칼슘, 규산칼슘, 덱스트란, 카올린, 나일론, 실리카 실릴레이트, 실크 분말, 세레사이트, 대두분(soy flour), 산화주석, 수산화티타늄, 인산삼마그네슘, 호두껍질 분말, 또는 이들의 조합이 포함된다. 분말은 단독으로의 또는 조합으로의 레시틴, 아미노산, 광유, 실리콘유, 또는 다양한 다른 작용제로 표면 처리될 수 있는데, 이들은 분말 표면을 코팅하여 입자가 사실상 소수성이 되게 한다.
분말은 또한 유기 및/또는 무기 안료를 포함할 수 있거나 유기 및/또는 무기 안료일 수 있다. 유기 안료는 일반적으로 아조, 인디고이드, 트라이페닐메탄, 안트라퀴논, 및 잔틴 염료를 포함하는 다양한 방향족 유형이며, 이들은 D&C 및 FD&C 블루, 브라운, 그린, 오렌지, 레드, 옐로우 등으로 지정되어 있다. 무기 안료는 일반적으로, 산화철 또는 레이크(Lake)로 지칭되는 승인된 색소 첨가제의 불용성 금속 염으로 이루어진다. 분체형(pulverulent) 착색제, 예컨대 카본 블랙, 산화크롬 또는 산화철, 울트라마린, 피로인산망간, 아이언 블루, 및 이산화티타늄, 일반적으로 착색 안료와의 조합으로서 사용되는 진주광택제, 또는 일반적으로 착색 안료와의 조합으로서 사용되고 화장품 산업에서 일반적으로 사용되는 일부 유기 염료가 조성물에 첨가될 수 있다. 일반적으로, 이들 착색제는 개인 케어 조성물의 중량에 대하여 0 내지 20 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
분말은 실리콘 분말을 포함할 수 있다. 실리콘 분말은 분말 형태인, 즉 물 또는 액체 또는 용매가 제거된, 유기폴리실록산을 갖는 조성물이다. 실리콘 분말은 실리콘 (유기폴리실록산)의 에멀젼으로부터 물 또는 임의의 용매를 제거함으로써 제조될 수 있다. 실리콘 또는 유기폴리실록산은 실리콘 탄성중합체, 실리콘 수지, 실리콘 검 또는 실리콘 유체일 수 있다.
분체형 무기 또는 유기 충전제가 또한, 일반적으로 개인 케어 조성물의 중량에 대하여 0 내지 40 중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 이들 분체형 충전제는 활석, 운모, 카올린, 산화아연 또는 산화티타늄, 탄산칼슘 또는 탄산마그네슘, 실리카, 구형 이산화티타늄, 유리 또는 세라믹 비드, 8 내지 22개의 탄소 원자를 갖는 카르복실산으로부터 유도된 금속 비누, 비팽창형(non-expanded) 합성 중합체 분말, 팽창형 분말 및 가교결합될 수 있거나 가교결합되지 않을 수 있는 천연 유기 화합물, 예컨대 곡류 전분으로부터 유래된 분말로부터 선택될 수 있다. 충전제는 전형적으로 조성물의 총 중량의 0 내지 35%, 더 전형적으로 5 내지 15%의 비율로 존재할 수 있다. 특히, 활석, 운모, 실리카, 카올린, 나일론 분말 (특히, 오르가솔(ORGASOL)), 폴리에틸렌 분말, 테플론, 전분, 질화붕소, 공중합체 미소구체, 예컨대 엑스판셀(EXPANCEL)(노벨 인더스트리(Nobel Industrie)), 폴리트랩(polytrap) 및 실리콘 수지 마이크로비드 (예를 들어, 도시바(Toshiba)로부터의 토스펄(TOSPEARL))가 언급될 수 있다.
개인 케어 조성물은 썬스크린을 포함할 수 있다. 썬스크린은 전형적으로 290 내지 320 나노미터 (UV-B 영역)의 자외광을 흡수하며, 예컨대, 그러나 배타적이지는 않게, 파라-아미노벤조산 유도체 및 신나메이트, 예컨대 옥틸 메톡시신나메이트이고, 320 내지 400 나노미터 범위 (UV-A 영역)의 자외광을 흡수하는 것들, 예컨대 벤조페논 및 부틸 메톡시 다이벤조일메탄이다. 썬스크린의 일부 추가적인 예는 2-에톡시에틸 p-메톡시신나메이트; 멘틸 안트라닐레이트; 호모메틸 살리실레이트; 글리세릴 p-아미노벤조에이트; 아이소부틸 p-아미노벤조에이트; 아이소아밀 p-다이메틸아미노벤조에이트; 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논 설폰산; 2,2'-다이하이드록시-4-메톡시벤조페논; 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논; 에틸 벤조에이트의 4-모노 및 4-비스(3-하이드록시-프로필)아미노 이성체; 및 2-에틸헥실 p-다이메틸아미노벤조에이트이다. 다양한 실시 형태에서, 썬스크린은 유럽 특허 출원 공개 제678,292호에 기술된 바와 같으며, 이 특허 출원은 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 다양한 실시 형태에서, 썬스크린은 적어도 하나의 카르복실산 또는 더 우수하게는 설폰산 라디칼을 포함한다. 이러한 산 라디칼은 유리된 형태일 수 있거나 또는 부분적으로 또는 완전히 중화된 형태일 수 있다. 산 작용기를 함유하는 하나 이상의 친수성 스크리닝제를 사용하는 것이 가능하다. 하나 이상의 SO3H 기를 함유하는 산성 스크리닝제의 예로서, 더욱 특히 3-벤질리덴-2-캄퍼설폰산 유도체가 언급될 수 있다. 특히 전형적인 화합물은 벤젠-1,4-[다이(3-메틸리덴캄퍼-10-설폰산)]이다. 이 스크리닝제는, 파장이 280 nm 내지 400 nm인 자외선을 흡수할 수 있는 광대역 스크리닝제이며, 이때 흡수 최대는 320 nm 내지 400 nm에서이며, 특히 345 nm에서이다. 이는 산 형태로 사용되거나 또는 트라이에탄올아민, 수산화나트륨 및 수산화칼륨으로부터 선택되는 염기에 의해 염화된다. 게다가, 이는 시스 또는 트랜스 형태일 수 있다. 이 스크리닝제는 상표명 멕소릴(Mexoryl) SX로 공지되어 있다. 다른 구체적인 예는 4-(3-메틸리덴캄퍼)벤젠설폰산, 3-벤질리덴캄퍼-10-설폰산, 2-메틸-5-(3-메틸리덴캄퍼)벤젠설폰산, 2-클로로-5-(3-메틸리덴캄퍼)벤젠설폰산, 3-(4-메틸)벤질리덴캄퍼-10-설폰산, (3-t-부틸-2-하이드록시-5-메틸)벤질리덴캄퍼-10-설폰산, (3-t-부틸-2-하이드록시-5-메톡시)벤질리덴캄퍼-10-설폰산, (3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시)벤질리덴캄퍼-10-설폰산, 2-메톡시-5-(3-메틸리덴캄퍼)벤젠설폰산, 3-(4,5-메틸렌다이옥시)벤질리덴캄퍼-10-설폰산, 3-(4-메톡시)벤질리덴캄퍼-10-설폰산, 3-(4,5-다이메톡시)벤질리덴캄퍼-10-설폰산, 3-(4-n-부톡시)벤질리덴캄퍼-10-설폰산, 3-(4-n-부톡시-5-메톡시)벤질리덴캄퍼-10-설폰산, 2-[4-(캄퍼메틸리덴)페닐]벤즈이미다졸-5-설폰산이다. 적합한 화합물은 미국 특허 제4,585,597호 및 프랑스 특허 제2,236,515호, 제2,282,426호, 제2,645,148호, 제2,430,938호 및 제2,592,380호에 기술되어 있으며, 이들 특허 각각은 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 설폰산 기를 함유하는 스크리닝제는 또한 벤조페논의 설폰산 유도체 또는 2-페닐벤즈이미다졸-5-설폰산 - 이는 UV-B 방사선 범위에서 탁월한 광보호 능력을 갖고 머크(Merck)에 의해 상표명 "유솔렉스(Eusolex) 232"로 판매됨 -, 벤젠-1,4-다이(벤즈이미다졸-2-일-5-설폰산), 벤젠-1,4-다이(벤족사졸-2-일-5-설폰산)일 수 있다. 친수성 스크리닝제(들)는 개인 케어 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 내지 20 중량%, 전형적으로 0.2 내지 10 중량%일 수 있는 함량으로 본 발명에 따른 최종 조성물 내에 존재할 수 있다.
추가의 친유성 스크리닝제, 예컨대 다이벤조일메탄 및 더욱 특히 4-tert-부틸-4'-메톡시다이벤조일메탄으로부터 유도된 것들이 이용될 수 있으며, 이들은 효과적으로 높은 고유 흡수력을 갖는다. 그 자체로 UV-A 활성 스크리닝제로서 잘 알려진 제품인 이들 다이벤조일 메탄 유도체는 특히 프랑스 특허 출원 공개 제2,326,405호 및 프랑스 특허 출원 공개 제2,440,933호뿐만 아니라, 유럽 특허 출원 공개 제0,114,607호에도 기술되어 있으며, 이들 각각은 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 4-(tert-부틸)-4'-메톡시다이벤조일메탄은 기바우단(Givaudan)에 의해 상표명 "파르솔(Parsol) 1789"로 현재 판매된다. 본 발명에 따라 전형적인 다른 다이벤조일메탄 유도체는 4-아이소프로필다이벤조일메탄이며, 이 스크리닝제는 머크에 의해 상표명 "유솔렉스 8020"으로 판매된다. 유사하게는, UV-B 범위에서의 활성에 대해 이미 공지된 액체 친유성 스크리닝제인 옥토크릴렌이 구매가능하며, 이는 특히 바스프에 의해 상표명 "유비눌(Uvinul) N 539"로 판매된다. 본 발명에 사용될 수 있는 다른 친유성 (또는 유용성(liposoluble)) 스크리닝제로는, p-메틸벤질리덴캄퍼가 또한 언급될 수 있는데, 이는 UV-B 흡수제로도 공지되어 있고 특히 머크에 의해 상표명 "유솔렉스 6300"으로 판매된다. 친유성 스크리닝제(들)는 조성물의 총 중량의 0.5 내지 30 중량%, 전형적으로 0.5 내지 20 중량%일 수 있는 함량으로 본 발명에 따른 조성물 내에 존재할 수 있다. 친유성 또는 친수성 유기 스크리닝제의 다른 예가 유럽 특허 출원 공개 제0,487,404호에 기술되어 있으며, 이 특허 출원은 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다. 본 발명에 따른 화장용 및/또는 피부과용 조성물은 또한 코팅되거나 코팅되지 않은 금속 산화물의 안료 또는 대안적으로 나노안료 (평균 1차 입자 크기: 대체로 5 nm 내지 100 nm, 전형적으로 10 내지 50 nm), 예컨대 산화티타늄 (비정질이거나 루틸 및/또는 아나타제 형태로 결정화됨), 산화철, 산화아연, 산화지르코늄 또는 산화세륨의 나노안료를 포함할 수 있으며, 이들은 모두 그 자체로 잘 알려진 광보호제이고 UV 방사선을 물리적으로 차단 (반사 및/또는 산란)함으로써 작용한다. 더욱이, 표준 코팅제는 알루미나 및/또는 알루미늄 스테아레이트, 및 실리콘이다. 그러한 코팅되거나 코팅되지 않은 금속 산화물 나노안료는 특히 유럽 특허 출원 공개 제0,518,772호 및 유럽 특허 출원 공개 제0,518,773호에 기술되어 있으며, 이들 각각의 특허 출원은 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다.
편리한 점도를 제공하기 위하여 개인 케어 조성물에 증점제가 이용될 수 있다. 예를 들어, 25℃ 이상에서 500 내지 25,000 ㎟/s, 또는 대안적으로 25℃에서 3,000 내지 7,000 ㎟/s의 점도가 얻어질 수 있다. 적합한 증점제는 소듐 알기네이트, 아라비아 검, 폴리옥시에틸렌, 구아 검, 하이드록시프로필 구아 검, 에톡실화 알코올, 예컨대 라우레스(laureth)-4 또는 폴리에틸렌 글리콜 400, 메틸셀룰로오스, 메틸하이드록시프로필셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 폴리프로필하이드록시에틸셀룰로오스에 의해 예시되는 셀룰로오스 유도체, 전분, 및 하이드록시에틸아밀로스 및 전분 아밀로스에 의해 예시되는 전분 유도체, 로커스트 빈 검, 염화나트륨 및 염화암모늄에 의해 예시되는 전해질, 및 당류, 예컨대 프럭토스 및 글루코스, 및 당류의 유도체, 예컨대 PEG-120 메틸 글루코스 다이올레이트 또는 이들 중 둘 이상의 조합에 의해 예시된다. 대안적으로, 증점제는 셀룰로오스 유도체, 당류 유도체, 및 전해질로부터 선택되거나, 또는 상기 증점제들 중 둘 이상의 조합으로부터 선택되는데, 이러한 조합은 셀룰로오스 유도체와 임의의 전해질, 및 전분 유도체와 임의의 전해질의 조합에 의해 예시된다. 증점제는, 샴푸 조성물에 사용되는 경우, 25℃에서 500 내지 25,000 ㎟/s의 점도를 제공할 수 있다. 대안적으로, 증점제는 개인 케어 조성물의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 10 중량%, 대안적으로 0.05 내지 5 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
안정제가, 예를 들어 에멀젼의 수상(water phase)에 또한 사용될 수 있다. 적합한 수상 안정제는 하나 이상의 전해질, 폴리올, 알코올, 예컨대 에틸 알코올, 및 친수콜로이드를 단독으로 또는 이들을 조합하여 포함할 수 있다. 전형적인 전해질은 알칼리 금속 염 및 알칼리 토금속 염, 특히 나트륨, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘의 클로라이드, 보레이트, 시트레이트, 및 설페이트 염뿐만 아니라 알루미늄 클로로하이드레이트, 및 다가전해질, 특히 히알루론산 및 소듐 히알루로네이트이다. 안정제가 전해질이거나 전해질을 포함하는 경우, 이의 양은 개인 케어 조성물의 0.1 내지 5 중량%, 더 대안적으로 0.5 내지 3 중량%에 이른다. 친수콜로이드에는 검, 예컨대 잔탄 검 또는 비검(Veegum) 및 증점제, 예컨대 카르복시메틸 셀룰로오스가 포함된다. 폴리올, 예컨대 글리세린, 글리콜, 및 소르비톨이 또한 사용될 수 있다. 대안적인 폴리올은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 소르비톨, 및 부틸렌 글리콜이다. 대량의 폴리올이 사용되는 경우, 전해질을 첨가할 필요가 없다. 그러나, 수상을 안정화하기 위해 전해질, 폴리올 및 친수콜로이드의 조합, 예를 들어 황산마그네슘, 부틸렌 글리콜 및 잔탄 검의 조합을 사용하는 것이 전형적이다.
다시 언급하면, 에멀젼은, 제한 없이 스틱, 연질 고체, 롤 온(roll on), 에어로졸, 및 펌프스프레이(pumpspray) 형태의 발한억제제 및 탈취제 조성물에 사용될 수 있다. 발한억제제 및 탈취제의 일부 예는 염화알루미늄, 알루미늄 지르코늄 테트라클로로하이드렉스 GLY, 알루미늄 지르코늄 테트라클로로하이드렉스 PEG, 알루미늄 클로로하이드렉스, 알루미늄 지르코늄 테트라클로로하이드렉스 PG, 알루미늄 클로로하이드렉스 PEG, 알루미늄 지르코늄 트라이클로로하이드레이트, 알루미늄 클로로하이드렉스 PG, 알루미늄 지르코늄 트라이클로로하이드렉스 GLY, 헥사클로로펜, 벤잘코늄 클로라이드, 알루미늄 세스퀴클로로하이드레이트, 중탄산나트륨, 알루미늄 세스퀴클로로하이드렉스 PEG, 클로로필린-구리 복합체, 트라이클로산, 알루미늄 지르코늄 옥타클로로하이드레이트, 및 아연 리시놀레에이트이다.
개인 케어 조성물은 추진제 가스, 예컨대 이산화탄소, 질소, 아산화질소, 휘발성 탄화수소, 예컨대 부탄, 아이소부탄 또는 프로판, 및 염소화 또는 플루오르화 탄화수소, 예컨대 다이클로로다이플루오로메탄 및 다이클로로테트라플루오로에탄 또는 다이메틸에테르와 조합된 에어로졸일 수 있다.
점액성 실리콘 유체의 본 에멀젼과 담체 유체 이외에 실리콘 조성물이 또한 개인 케어 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 그러한 실리콘은 실리콘 유체, 검, 수지, 탄성중합체; 실리콘 계면활성제 및 유화제, 예컨대 실리콘 폴리에테르, 유기작용성 실리콘, 예컨대 아미노 작용성 실리콘 및 알킬메틸실록산을 포함한다. 알킬메틸실록산이 본 조성물 내에 포함될 수 있다. 이러한 실록산 중합체는 일반적으로 전형적으로 화학식 Me3SiO[Me2SiO]y[MeRSiO]zSiMe3을 가지며, 상기 식에서, R은 6 내지 30개의 탄소 원자를 함유하는 탄화수소 기이고, Me는 메틸을 나타내고, 중합도(DP), 즉 y와 z의 합계는 3 내지 50이다. 알킬메틸실록산의 휘발성 화학종 및 액체 화학종 둘 모두가 본 조성물에 사용될 수 있다.
전술된 것들 이외에 실리콘 검이 또한 개인 케어 조성물 내에 포함될 수 있다. 적합한 비제한적인 검에는 25℃에서 1,000,000 센티스토크(㎟/s) 초과, 대안적으로 25℃에서 5,000,000 센티스토크(㎟/s) 초과의 점도를 갖는 불용성 폴리다이오르가노실록산이 포함된다. 이러한 실리콘 검은 전형적으로, 취급을 용이하게 하기 위하여 적합한 용매 중에 이미 분산되어 있는 조성물로 판매된다. 초고점도 실리콘이 또한 선택적인 성분으로서 포함될 수 있다. 이러한 초고점도 실리콘은 전형적으로 동점도가 25℃에서 5백만 센티스토크(㎟/s) 초과 및 25℃에서 2천만 센티스토크(㎟/s) 이하이다. 이러한 유형의 조성물은, 예를 들어 미국 특허 제6,013,682호에 기술되어 있으며, 이 특허는 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다.
실리콘 수지가 또한 개인 케어 조성물 내에 포함될 수 있다. 이러한 수지는 일반적으로 고도로 가교결합된 중합체 실록산이다. 가교결합은 전형적으로, 제조 동안 사용되는 1작용성 실란 및/또는 2작용성 실란 단량체와 함께, 3작용성 및/또는 4작용성 실란을 혼입시킴으로써 얻어진다. 적합한 실리콘 수지를 얻는 데 필요한 가교결합도(degree of crosslinking)는 실리콘 수지의 제조 동안 혼입되는 실란 단량체 단위의 상세 사항에 따라 변할 것이다. 일반적으로, 충분한 수준의 3작용성 및 4작용성 실록산 단량체 단위를 가지며, 이에 따라 충분한 수준의 가교결합을 가져서, 건조되어서 강성 또는 경성 필름으로 되는 임의의 실리콘이 사용될 수 있다. 본 발명에서의 응용에 적합한 구매가능한 실리콘 수지는 일반적으로 저점도, 휘발성 또는 비휘발성 실리콘 유체로 미경질화 형태로 공급된다. 실리콘 수지는 경질화된 수지성 구조라기보다는 오히려 이의 미경질화 형태로 본 발명의 조성물 내로 혼입되어야 한다.
실리콘 카르비놀 유체가 개인 케어 조성물 내에 포함될 수 있다. 이러한 재료는 치환된 하이드로카르빌 작용성 실록산 유체 또는 수지로 일반적으로 기술될 수 있고, 일부가 국제출원 공개 WO 03/101412 A2에 기술되어 있으며, 이 공개는 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 본 명세서에 명백히 참고로 포함된다.
수용성 또는 수분산성 실리콘 폴리에테르가 또한 개인 케어 조성물 내에 포함될 수 있다. 이들은 폴리알킬렌 옥사이드 실리콘 공중합체, 실리콘 폴리(옥시알킬렌) 공중합체, 실리콘 글리콜 공중합체, 또는 실리콘 계면활성제로도 공지되어 있다. 이는 선형 레이크 또는 그래프트 유형 재료이거나, 또는 ABA 유형일 수 있는데, 여기서 B는 실록산 중합체 블록이고, A는 폴리(옥시알킬렌) 기이다. 폴리(옥시알킬렌) 기는 폴리에틸렌 옥사이드 기, 폴리프로필렌 옥사이드 기, 또는 혼합 폴리에틸렌 옥사이드 기/폴리프로필렌 옥사이드 기로 이루어질 수 있다. 다른 옥사이드, 예컨대 부틸렌 옥사이드 또는 페닐렌 옥사이드가 또한 가능하다.
개인 케어 조성물 및/또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼은, 다른 재료를 용해시키거나, 현탁시키거나, 그의 물리적 특성을 변화시키기 위해 산업적 규모로 사용되는 용매, 예를 들어 (i) 유기 화합물, (ii) 규소 원자를 함유하는 화합물, (iii) 유기 화합물들의 혼합물, (iv) 규소 원자를 함유하는 화합물들의 혼합물, 또는 (v) 유기 화합물과 규소 원자를 함유하는 화합물의 혼합물을 또한 포함할 수 있다.
일반적으로, 유기 화합물은 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 알코올, 알데하이드, 케톤, 아민, 에스테르, 에테르, 글리콜, 글리콜 에테르, 알킬 할라이드, 또는 방향족 할라이드이다. 대표적인 일부 일반적인 유기 용매는 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 사이클로헥산올, 벤질 알코올, 2-옥탄올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 및 글리세롤; 지방족 탄화수소, 예컨대 펜탄, 사이클로헥산, 헵탄, VM&P 용매, 및 미네랄 스피릿; 알킬 할라이드, 예컨대 클로로포름, 사염화탄소, 퍼클로로에틸렌, 에틸 클로라이드, 및 클로로벤젠; 아민, 예컨대 아이소프로필아민, 사이클로헥실아민, 에탄올아민, 및 다이에탄올아민; 방향족 탄화수소, 예컨대 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 및 자일렌; 에스테르, 예컨대 에틸 아세테이트, 아이소프로필 아세테이트, 에틸 아세토아세테이트, 아밀 아세테이트, 아이소부틸 아이소부티레이트, 및 벤질 아세테이트; 에테르, 예컨대 에틸 에테르, n-부틸에테르, 테트라하이드로푸란, 및 1,4-다이옥산; 글리콜 에테르, 예컨대 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 다이에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 및 프로필렌 글리콜 모노페닐 에테르; 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 사이클로헥사논, 다이아세톤 알코올, 메틸 아밀 케톤, 및 다이아이소부틸 케톤; 석유 탄화수소, 예컨대 광유, 가솔린, 나프타, 등유, 가스 오일, 중유, 및 원유; 윤활유, 예컨대 스핀들유 및 터빈유; 및 지방 오일, 예컨대 옥수수유, 대두유, 올리브유, 채종유, 면실유, 정어리유, 청어유, 및 고래 기름이다.
다른 다양한 유기 용매가 또한 사용될 수 있으며, 예컨대 아세토니트릴, 니트로메탄, 다이메틸포름아미드, 프로필렌 옥사이드, 트라이옥틸 포스페이트, 부티로락톤, 푸르푸랄, 송유, 터펜틴, 및 m-크레오솔이다.
용매는 또한 휘발성 향미제, 예컨대 윈터그린유(oil of wintergreen); 페퍼민트유; 스피아민트유; 멘톨; 바닐라; 계피유; 정향유; 베이유(bay oil); 아니스유(anise oil); 유칼립투스유; 타임유(thyme oil); 상엽유(cedar leaf oil); 육두구유; 세이지유(oil of sage); 계피유; 코코아: 감초; 고 프럭토스 옥수수 시럽; 시트러스유(citrus oil), 예컨대 레몬, 오렌지, 라임, 및 그레이프프루트; 과실 에센스, 예컨대 사과, 배, 복숭아, 포도, 딸기, 라즈베리, 체리, 자두, 파인애플, 및 살구; 및 알데하이드 및 에스테르, 예컨대 신나밀 아세테이트, 신남알데하이드, 유제닐 포르메이트, p-메틸아니솔, 아세트알데하이드, 벤즈알데하이드, 아니스산 무수물, 시트랄, 네랄, 데카날, 바닐린, 톨릴 알데하이드, 2,6-다이메틸옥타날, 및 2-에틸 부티르알데하이드를 포함하는 다른 유용한 향미제를 포함할 수 있다.
더욱이, 용매에는 휘발성 방향제, 예컨대 천연 산물 및 향유(perfume oil)가 포함될 수 있다. 일부 대표적인 천연 산물 및 향유는 용연향, 벤조인, 시빗(civet), 클로브 잎 오일, 자스민, 마테, 미모사, 사향, 몰약, 오리스(orris), 샌달우드유(sandalwood oil), 및 베티버유; 아로마 화학물질, 예컨대 아밀 살리실레이트, 아밀 신남산 알데하이드, 벤질 아세테이트, 시트로넬롤, 쿠마린, 제라니올, 아이소보르닐 아세테이트, 암브레트(ambrette), 및 테르피닐 아세테이트; 및 다양한 고전적 패밀리 향유, 예컨대 플로랄 부케 패밀리, 오리엔탈 패밀리, 시프레(chypre) 패밀리, 우디(woody) 패밀리, 시트러스 패밀리, 카누(canoe) 패밀리, 레더(leather) 패밀리, 스파이스 패밀리, 및 허브 패밀리이다.
개인 케어 조성물의 형성 방법
본 발명은 개인 케어 조성물의 형성 방법을 또한 제공한다. 이 방법은, 전술한 바와 같은 개인 케어 제품 또는 임의의 다른 유사한 화합물을 점액성 실리콘 유체, 또는 점액성 실리콘 유체의 에멀젼과 배합하는 단계를 포함한다. 개인 케어 제품은 제1 선형 유기폴리실록산과 제2 선형 유기폴리실록산의 반응 전에, 반응 동안에, 및/또는 반응 후에 존재할 수 있는 것으로 고려된다. 일 실시 형태에서, 점액성 유체를 개별적으로 제조한 후, 나중에 개인 케어 조성물 성분들과 배합한다. 유체 반응 단계 (즉, 하이드로실릴화 반응 생성물의 형성)에서 몇몇 개인 케어 성분을 포함할 수 있지만, 다양한 인자, 예컨대 반응 억제, 성분의 온도 민감성 등이 제어될 필요가 있을 수 있다. 혼합 기법, 냉 블렌드(cold blend) 또는 조성물의 형성을 촉진하기 위한 열의 적용을 포함하지만 이로 한정되지 않는, 개인 케어 제형의 형성을 위해 당업계에 공지된 기법이 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 첨가 순서는 당업계에 공지된 임의의 것일 수 있다.
본 발명은 담체 유체에 점액성 특성을 부여하는 방법을 또한 제공한다. 본 방법은 하이드로실릴화 촉매 및 담체 유체의 존재 하에서 하이드로실릴화 반응을 통해 제1 선형 유기폴리실록산과 제2 선형 유기폴리실록산을 반응시켜 알케닐 또는 Si-H 작용기를 포함하는 하이드로실릴화 반응 생성물을 형성하는 단계를 포함한다. 본 방법은 또한 전술된 바와 같은 하나 이상의 방법 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 하기의 비제한적인 실시 형태에 의해 추가로 예시될 수 있다.
실시 형태 1. 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법으로서,
(A)
(i) 담체 유체, SiH-함유 유기폴리실록산 및 알케닐-함유 유기폴리실록산을 배합하여 혼합물을 형성하고,
(ii) 혼합물에 계면활성제를 첨가하고,
(iii) 물을 첨가하고 혼합하여 수중유 에멀젼을 형성하는 단계로서, 담체, SiH-함유 유기폴리실록산 및 알케닐-함유 유기폴리실록산의 혼합물은 수중유 에멀젼의 오일상을 형성하는, 상기 수중유 에멀젼을 형성하는 단계; 및
(B) (A)(iii)에서 형성된 에멀젼의 오일상 내의 SiH-함유 유기폴리실록산 및 알케닐-함유 유기폴리실록산을 하이드로실릴화 촉매의 존재 하에 반응시켜 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼을 형성하는 단계
를 포함하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 2. 실시 형태 1의 방법으로서, 알케닐-함유 유기폴리실록산은 비닐 말단화된(terminated), 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 3. 실시 형태 1 또는 실시 형태 2의 방법으로서, 알케닐-함유 유기폴리실록산은 다이메틸비닐 말단화된, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 4. 실시 형태 1의 방법으로서, SiH-함유 유기폴리실록산은 2 내지 10개의 펜던트 SiH 부위를 갖는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 5. 실시 형태 1의 방법으로서, 오일상은 (A)(iii)에서 형성된 에멀젼의 40 중량% 내지 80 중량%를 구성하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 6. 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 중 어느 한 실시 형태의 방법으로서, 계면활성제는 비이온성, 양이온성, 또는 음이온성인, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 7. 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 어느 한 실시 형태의 방법으로서, 계면활성제는 (A)(iii)에서 형성된 에멀젼의 0.01 중량% 내지 10 중량%를 구성하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 8. 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 한 실시 형태의 방법으로서, 비닐:SiH의 몰 비는 0.01 내지 10인, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 9. 실시 형태 1 내지 실시 형태 8 중 어느 한 실시 형태의 방법으로서, 담체 유체는 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼의 5 중량% 내지 80 중량%를 구성하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 10. 실시 형태 1 내지 실시 형태 9 중 어느 한 실시 형태의 방법으로서, 담체 유체는 실리콘 유체, 유기 용매, 유기 오일, 또는 이들의 임의의 조합인, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 11. 실시 형태 1 내지 실시 형태 10 중 어느 한 실시 형태의 방법으로서, 실리콘 유체는 분지형 유기폴리실록산을 포함하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 12. 실시 형태 1 내지 실시 형태 11 중 어느 한 실시 형태의 방법으로서, 실리콘 유체의 점액성 리올로지 특성은 sec-1 단위의 수직 전단 속도에 대한 파스칼 단위의 법선 응력의 플롯으로부터 결정되며, 플롯은 3.6보다 큰 평균 기울기를 갖는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 13. 실시 형태 1 내지 실시 형태 12 중 어느 한 실시 형태의 방법으로서, 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼은 실리콘 수지 및/또는 실리콘 탄성중합체를 추가로 포함하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 14. 실시 형태 11의 방법으로서, 실리콘 수지는 MQ 수지인, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 15. 실시 형태 11의 방법으로서, 실리콘 수지는 T 단위 및/또는 Q 단위를 갖는 수지인, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 16. 실시 형태 13의 방법으로서, Q 단위를 갖는 수지는,
(1) 화학식 (SiO4/2)의 하나 이상의 Q 단위;
(2) 화학식 R b 2SiO2/2의 15 내지 995개의 D 단위; 및
(3) 화학식 R a R b 2SiO1/2의 M 단위를 포함하며,
단위 (1)과 단위 (2)는 임의의 적절한 조합으로 상호-연결될 수 있고,
상기 식에서, 각각의 R a 치환체는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기 및 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알키닐 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 분지형 실록산 내의 3개 이상의 R a 치환체는 알케닐 단위 또는 알키닐 단위이고, 각각의 R b 치환체는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기, 아릴 기, 알콕시 기, 아크릴레이트 기 및 메타크릴레이트 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 17. 실시 형태 14의 방법으로서, Q 단위를 갖는 수지는,
a) 테트라키스(비닐다이메틸실록시)실란, 및
b) 다이메틸 환형 실록산
을 평형화시킴으로써 제조되며,
b:a의 중량 비는 99:1 이상인, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
실시 형태 18. 실시 형태 1 내지 실시 형태 17 중 어느 한 실시 형태에 따라 제조된 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼.
실시 형태 19. 실시 형태 1 내지 실시 형태 17 중 어느 한 실시 형태에 의해 제조된 실리콘 유체의 에멀젼을 포함하는 개인 케어 조성물.
실시 형태 20. 실시 형태 19의 개인 케어 조성물로서, 개인 케어 조성물은 헤어 샴푸, 헤어 컨디셔너, 헤어 트리트먼트 조성물, 또는 피부 케어 조성물인, 개인 케어 조성물.
소정 실시 형태를 참조하여 본 발명을 기술하였지만, 명세서를 고려하여 다른 실시 형태가 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 본 발명의 에멀젼의 제조 및 방법을 설명하는 하기 실시예를 참조하여 더욱 명확히 설명된다. 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 재료 및 방법에 둘 모두에 대한 많은 변경이 실시될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.
실시예
하기 실시예는 당업자가 본 발명을 더욱 용이하게 이해하도록 제공된다. 달리 지시되지 않는 한, 모든 부 및 퍼센트는 중량 기준이며 모든 점도는 25℃에서의 점도이다. 중합체 생성물의 점도 측정은 브룩필드 점도계, 스핀들 6, 10 rpm을 사용하여 수행하였다. 모든 입자 크기 값은 맬번 마스터사이저 2000을 사용하여 결정하였다.
실시예 1 비이온성 계면활성제를 사용한, 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼.
최대 50 그램의 치과용 혼합기 컵에, 25.00 그램의 블렌드 (6.22%의 비닐-말단화된 유기폴리실록산 (MW 702,000, 및 DP 약 9461), 0.07%의 트라이메틸실릴-말단화된 다이메틸 메틸하이드로겐 유기폴리실록산 공중합체 (점도 10 cP, MW 1330, 및 DP 약 18), 및 93.68%의 폴리다이메틸실록산 휘발성 담체 (도데카메틸펜타실록산)로 구성됨), 1.04 그램의 브리지(Brij) L4, 및 1.15 그램의 브리지 L23을 첨가하였다. DAC-150 스피드믹서(등록상표)를 사용하여 최대 속도 (3450 rpm)에서 30초 동안 컵을 혼합하였다. 이어서, 3.01 그램의 처음의 물을 첨가하고 최대 속도에서 30초 동안 다시 혼합하였다. 여기에, 비닐-말단화된 유기실록산 중에 분산된 유기백금 착물 (점도 400 cP)로서 0.02 그램의 Pt 촉매를 첨가하고 컵을 오븐에 넣었다. Pt 촉매의 첨가 시에 경화 반응이 시작되었다. 맬번 마스터사이저 2000 입자 크기 측정은 Dv50=1.218 um를 나타내었다.
실시예 2 양이온성 계면활성제를 사용한, 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼.
2.5 온스 스콰트 병(squat jar)에, 15.00 그램의 블렌드 (6.22%의 비닐-말단화된 유기폴리실록산 (MW 702 000, 및 DP 약 9461), 0.07%의 트라이메틸실릴-말단화된 다이메틸 메틸하이드로겐 유기폴리실록산 공중합체 (점도 10 cP, MW 1330, 및 DP 약 18), 및 93.68%의 폴리다이메틸실록산 휘발성 담체로 구성됨), 2.68 그램의 아쿼드(Arquad) 16-29, 및 12.33 그램의 물을 첨가하였다. 병 내용물을 미소닉스 소니케이터(Misonix Sonicator) S-4000으로 80%에서 2분 동안 전단시켰다. 여기에, 비닐-말단화된 유기실록산 중에 분산된 유기백금 착물 (점도 400 cP)로서 0.02 그램의 Pt 촉매를 첨가하고 컵을 오븐에 넣었다. Pt 촉매의 첨가 시에 경화 반응이 시작되었다. 맬번 마스터사이저 2000 입자 크기 측정은 Dv50=1.749 um를 나타내었다.
실시예 3 음이온성 계면활성제를 사용한, 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼.
2.5 온스 스콰트 병에, 20.00 그램의 블렌드 (6.22%의 비닐-말단화된 유기폴리실록산 (MW 702 000, 및 DP 약 9461), 0.07%의 트라이메틸실릴-말단화된 다이메틸 메틸하이드로겐 유기폴리실록산 공중합체 (점도 10 cP, MW 1330, 및 DP 약 18), 및 93.68%의 폴리다이메틸실록산 휘발성 담체로 구성됨), 1.68 그램의 로다펙스(Rhodapex) ESC-3/A2, 0.8 그램의 브리지 30, 및 17.51 그램의 물을 첨가하였다. 병 내용물을 미소닉스 소니케이터 S-4000으로 80%에서 2분 동안 전단시켰다. 여기에, 비닐-말단화된 유기실록산 중에 분산된 유기백금 착물 (점도 400 cP)로서 0.02 그램의 Pt 촉매를 첨가하고 컵을 오븐에 넣었다. Pt 촉매의 첨가 시에 경화 반응이 시작되었다. 맬번 마스터사이저 2000 입자 크기 측정은 Dv50=1.042 um를 나타내었다.
실시예 4 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼의 특성화.
얻어진 에멀젼을 특성화하기 위하여, 건조된 에멀젼을 사용할 때의 끈적임, 스트링성 및 부착일(work of adhesion)을 정의하는 데 도움이 되는 텍스처 분석기를 사용하였다. 간단히 말해, 이 장치는, 끈적이며 스트링을 형성하는 재료를 잡아당기는 데 필요한 힘을 측정할 수 있는 탐침(probe)이다. 이 장치는 하향 이동하여, 건조된 필름과 접촉한다. 일단 접촉하면, 규정된 속도로 위로 올라간다. 이어서 다양한 파라미터를 사용하여 프로토타입을 특성화한다. 원통형 탐침은 샘플 표면 상에 6 그램의 힘을 가하고, 샘플이 자신을 재구성할 시간을 주기 위해 탐침을 10초 동안 유지하고 나서, 탐침이 상향 이동한다. 끈적임은 탐침으로부터 샘플을 분리하는 데 필요한 최대 힘으로서 기록하는 반면, 스트링성은 힘이 5 그램으로 떨어지기 전에 탐침이 샘플로부터 멀어진 거리이다. 텍스처 분석기가 또한 부착일 및 경도를 측정할 수 있다. 결과가 도 1에 나타나 있다.
실시예 5 담체의 수준에 따른 SiH:Vi 비의 변화.
이 실시예에서는, 하기 재료를 사용하였다: 담체로서의 폴리다이메틸실록산 (트라이메틸실록시-말단화된 다이메틸 실록산), 비닐-함유 화학종으로서의 비닐-말단화된 유기폴리실록산 (점도 55,000 cP, MW 62,000, 및 DP 약 830), 및 가교결합제로서의 트라이메틸실릴-말단화된 다이메틸 메틸하이드로겐 유기폴리실록산 공중합체 (점도 10 cP, MW 1330, 및 DP 약 18). 에멀젼을 하기와 같이 제조하였다. 오일상, 즉, 담체, SiH-함유 분자 및 비닐-함유 분자를 먼저 함께 혼합한다. 이어서, 비이온성 계면활성제 (브리지 LT3 및 브리지 LT23)를 시스템에 첨가하여 농후상(thick phase)을 얻는다. 이어서 고전단 장치 (치과용 혼합기)를 사용하고 물을 첨가하여 수중유 에멀젼을 얻는다. 일단 완료되면, (Pt-4 착물의 에멀젼으로서의) Pt 촉매를 시스템에 첨가하였다. 이것을 실온에서 1일 동안 반응시켰다. 공정의 종료 시에 살생제, 즉 페녹시에탄올을 첨가하였다. 전형적인 제형 조성: 오일상 약 60% (담체 유체, 비닐 작용성 PDMS 및 SiH 함유 성분의 혼합물), 브리지 LT3 2%, 브리지 LT23 2%. 도 2는 상이한 비에 대해 건조 에멀젼으로부터 형성된 필름이, 40%의 용매로부터 시작하여 스트링성을 발생시키는 경향이 있음을 나타낸다.
실시예 6 용매 유형의 변화.
이 실시예에서는, 상이한 용매를 사용하여 스트링성 효과를 연구하였다. 다양한 용매를 평가하였으며, 용매 유형과 무관하게 스트링성이 발생할 수 있다. 결과가 도 3에 나타나 있다.
실시예 7: 스트링성에 대한 비닐 분자량의 영향.
하기와 같이 2가지 유형의 비닐-작용화된 재료를 사용하였다: 비닐-말단화된 유기폴리실록산 (MW 702,000, 및 DP 약 9461) 및 비닐-말단화된 유기폴리실록산 (점도 55,000 cP, MW 62,000, 및 DP 약 830). 가교결합제는 트라이메틸실릴-말단화된 다이메틸 메틸하이드로겐 유기폴리실록산 공중합체 (점도 10 cP, MW 1330, 및 DP 약 18)이었다. 결과가 도 4에 나타나 있다.
실시예 8: 스트링성에 대한 첨가제의 영향.
실리콘 수지의 존재 하에 점액성 실리콘 유체의 에멀젼을 형성하였다. 형성 후에, 에멀젼의 샘플을 건조하고, 필름을 그의 스트링성 능력에 대해 모니터링하였다. 몇몇 수지의 첨가는 점액성 거동을 두드러지게 하였다. 사용한 제형은 하기였다: 하이드록실-말단화된 메틸 실세스퀴옥산 수지 또는 하이드록실-말단화된 프로필 실세스퀴옥산 수지를 갖는, 에멀젼 (50% 폴리다이메틸실록산 담체, SiH/Vi =0.74 (비닐-말단화된 유기폴리실록산 (점도 55,000 cP, MW 62,000, 및 DP 약 830); 트라이메틸실릴-말단화된 다이메틸 메틸하이드로겐 유기폴리실록산 공중합체 (점도 10 cP, MW 1330, 및 DP 약 18)). 결과가 도 5에 나타나 있다.
실시예 9 점액성 에멀젼과 탄성중합체 분산물의 혼합물
실리콘 탄성중합체 현탁액을 첨가한, 점액성 실리콘 유체 (60% 폴리다이메틸실록산 담체, SiH/Vi = 0.74)의 에멀젼을 제조하였다. 이 에멀젼은 감소된 스트링성을 나타내었다. 결과가 도 6에 나타나 있다. 그러나, 이러한 결과를 동일한 탄성중합체 분산물과 혼합된 선형 고분자량 에멀젼 (점도가 7000 cP인, 2종의 선형 유기폴리실록산의 하이드로실릴화 반응 생성물을 포함하는 실리콘 유체 및 담체 유체를 함유하는 에멀젼)과 비교할 때, 필름들은 상이한 기계적 거동을 가졌다. 점도가 7000 cP인, 2종의 선형 유기폴리실록산의 하이드로실릴화 반응 생성물을 포함하는 실리콘 유체 및 담체 유체를 갖는 에멀젼을 함유하는 것은, 그를 함유하는 점액성 실리콘 유체보다 덜 탄성(elastic)인 것으로 나타났다.
실시예 10 탈락 저항
콜라겐 상에 필름을 코팅하고 천공한 후에 (직경 22 mm), 양면 테이프를 사용하여 XRF 홀더 상에 고정한다. 첫째로, 규소 (g/m2)의 초기 함량을 XRF에 의해 측정한다. 이어서, 코팅을 펠트 밴드(felt band) 상에 놓고 브레이브 세척성 시험기(Braive Washability Tester)를 사용하여 마찰에 노출시킨다. 펠트 밴드 상의 통과 횟수에 의해 마찰의 강도를 제어한다. 각각의 통과 후에, 규소의 잔류 함량을 XRF에 의해 측정한다. 이 시험에서, 본 발명자들은, 실리콘 아크릴레이트의 화학 특성이 다소 강한 탈락 효과를 전달하지만, 이는 점액성 유체가 선형 고분자량 에멀젼에 비해 흥미로운 성능을 또한 가질 수 있음을 나타낸다는 것을 보여준다. 결과가 도 7에 나타나 있다.
실시예 11 세탁 응용
거품은 액체, 고체 또는 젤 중 기포의 분산물이다. 기포의 직경은 1 μm를 초과할 수 있지만 기포들 사이의 라멜라의 두께는 종종 콜로이드 크기 범위 내에 있다. 거품의 형성을 방지하는 소포제는 볼텍스(vortex)로 불리는 3개의 기포들 사이의 접점에 작용한다. 효과적인 소포제의 주요 특성은, 연속 매질에서 용해되지 않고 분산될 수 있으며, 소포제와 공기 사이의 표면 장력이 용액과 공기 사이의 표면 장력보다 낮아야 한다는 것이다. 점액성 에멀젼은 특정 리올로지 프로파일을 갖기 때문에, 계면활성제 용액에 의해 재분산되지 않고서 공기-물 계면에 도달할 수 있을 것이다. 따라서, 가능하게는 세탁 응용에서 흥미로운 소포 특성을 가질 수 있다.
폴리다이메틸실록산 담체가 50%이고 SiH/Vi 비 = 1.0인 에멀젼을 3%의 하이드록실-말단화된 메틸 실세스퀴옥산 수지와 제형화하였다. SiH 유체 및 비닐 중합체는 각각 트라이메틸실릴-말단화된 다이메틸 메틸하이드로겐 유기폴리실록산 공중합체 (점도 10 cP, MW 1330, 및 DP 약 18) 및 비닐-말단화된 유기폴리실록산 (점도 55,000 cP, MW 62,000, 및 DP 약 830)이었다. 소포 성능 평가는 레킷 벤키저(Reckitt Benckiser) 시험에 기초하였으며 설정은 하기와 같았다:
세탁물(load) 없음
블랭크(blank)/색상 프로그램 (2h17)
90℃에서 600 rpm
70 FH에서 15 L의 물 (32 mL의 Ca2+ 및 135 mL의 Mg2+의 첨가)
80 g의 보통 분말(regular powder), 및
40℃에서 600 rpm으로 1회 헹굼.
첫번째 시험에서는, 0.2% 활성제 점액성 에멀젼을 세탁 분말 상에 직접 분무하였다. 이 분말을 사용하여, 본 발명자들은, 레킷 벤키저에 의해 사용되는 참조 소포제보다 더 빨리 최대 수준의 거품에 도달함에도 불구하고, 이 재료가 소포제로서 작용할 수 있음을 보여주었다. 유화 단계 전에 치과용 혼합기를 사용하여 상이한 수준의 소수성 실리카를 오일상 중에 분산시켰다. 실리카 입자의 존재는 유화를 위한 상 반전을 얻기 위해 계면활성제 수준의 증가 (11%)를 필요로 하였다. 실리카를 점액성 에멀젼에 첨가하는 것은 소포 성능을 크게 개선하였다. 3% 실리카에서, 과립 유효성이 참조물보다 더 우수하다. 결과가 도 8에 나타나 있다. 과립형 점액성 에멀젼을 사용한 완전한 세탁 사이클에서 추가적인 시험을 수행하였다. 과립은 담체, 결합제 및 활성제로 구성된다. 점액성 실리콘 에멀젼 (비휘발성 물질 함량 (NVC) = 40%)을 제올라이트에 첨가 전에 결합제로서 작용하는 공중합체 말레산/아크릴산과 동일 비율로 혼합하였다.
Figure 112017110182364-pct00001
블렌드를 균질해질 때까지 혼합하고, 이어서, 60℃에서 20분 동안 건조하였다. 실리콘 과립을 200 내지 1400 mm에서 체질하였다. 이 시험에 사용한 점액성 에멀젼은 하기로 구성되었다:
50% 폴리다이메틸실록산 담체
50% 비닐-말단화된 유기폴리실록산 (점도 55,000 cP, MW 62,000, 및 DP 약 830)
3% 트라이메틸실릴-말단화된 다이메틸 메틸하이드로겐 유기폴리실록산 공중합체 (점도 10 cP, MW 1330, 및 DP 약 18)
3% 하이드록실-말단화된 메틸 실세스퀴옥산 수지
3% 실리카
점액성 실리콘 에멀젼은, 과립화된 형태로 제공될 때, 시판 참조 과립보다 더 효율적인 방식으로 거품 프로파일에 영향을 주는 능력을 나타낸다. 결과가 도 9에 나타나 있다.
실시예 12 천 케어
천 유연제(fabric softener)는 세탁 공정 후에 소비자가 새 옷의 외관을 보존하는 데 도움을 주며 실리콘의 첨가는 부드러움(softness)을 향상시킴으로써 소비자에게 이익을 제공한다. 그의 물리적 특성으로 인해, 실리콘은 섬유를 윤활시키고 천에 부드러움을 제공한다. 유연제는 실록산 골격에 펜던트 아민 기가 도입된 경우에 더 효과적이다. 양으로 하전된 콰트(quat)는 표면 섬유에 대해 큰 친화성을 갖는데, 표면 섬유의 전반적으로 음으로 하전된 전하 때문이다. 그의 물리적 특성 때문에 비이온성 에멀젼임에도 불구하고, 점액성 실리콘 유체는 천 유연제로서 양호한 후보자이다.
전하를 제공하기 위해 24시간 동안, 점액성 실리콘 에멀젼을 에스테르콰트의 용액인, 카오 코포레이션(KAO Corporation)에 의해 개발된 프로토타입 천 컨디셔너와 혼합하였다. 이어서, 40℃ 및 600 rpm에서 대시(Dash) 분말을 사용하여 밀레(Miele) WM W377로 시험을 수행하였다. 물 경도는 0°FH로 설정한다. 이어서, 작은 테리 타월인 시험 천을 하룻밤 빨랫줄에서 건조한 후에, 16명의 검사원(panelist)에 의해 시험하는데, 검사원은 타월에 대해 부드러움 점수를 찾아서 지정하여야 하며, 참조물은 5점이다. 비닐-말단화된 유기폴리실록산 (점도 55,000 cP, MW 62,000, 및 DP 약 830) 또는 비닐-말단화된 유기폴리실록산 (MW 702,000, 및 DP 약 9461)을 갖는 2가지 유형의 점액성 실리콘 에멀젼을 시험하였다. 중량%로서의 에멀젼의 조성은 하기와 같다.
Figure 112017110182364-pct00002
2가지 점액성 실리콘 에멀젼은 더 우수하지는 않더라도 적어도 참조물만큼 잘 작용한다 (도 10 참조). 더욱이, 분자량이 가장 큰 비닐 중합체를 사용한 에멀젼이 더 우수한 결과를 제공하는 것으로 보인다. 2% 활성제 수준으로 하이드록실-말단화된 메틸 실세스퀴옥산을 갖는 다이메틸 실록산을 함유하는 천 케어 참조 에멀젼에 대비하여 추가의 시험을 수행하였다. 천 상의 침착을 개선하기 위하여, 1%의 아쿼드 16-29를 점액성 실리콘 에멀젼에 첨가하였고 2가지 비닐 중합체를 갖는 첫번째 시험을 반복하였다. 결과가 유사하였기 때문에, 분자량이 가장 작은 중합체에 집중하였는데, 이것이 제형화하기 용이하였기 때문이다. 다음 단계는 담체 점도의 영향을 확인하는 것으로 이루어졌다. 그러므로, 비닐-말단화된 유기폴리실록산 (점도 55,000 cP, MW 62,000, 및 DP 약 830)을 비닐 중합체로서 사용한 2가지 추가적인 점액성 실리콘 에멀젼을 시험하였는데, 하나는 폴리다이메틸실록산 담체를 사용하였고 다른 하나는 폴리다이메틸실록산 휘발성 담체를 사용하였다. 후자가 유망한 결과를 제공하였기 때문에, 이것을 하이드록실-말단화된 메틸 실세스퀴옥산 수지를 갖는 다이메틸 실록산을 함유하는 참조 에멀젼과 비교하였다. 몇몇 검사원이 점액성 실리콘 에멀젼에 우호적인 더 좋은 감각을 느꼈지만 결과는 유사하였다 (도 10 참조).
Figure 112017110182364-pct00003
실시예 13 피부 케어 응용
점액성 실리콘 에멀젼 (60%의 담체, SiH/Vi=1.0), 또는 점액성 실리콘 유체 (휘발성 다이메티콘 담체 유체 중의 약간 가교결합된 고분자량 중합체) 중 어느 하나를 사용하여 W/O (유중수) 크림을 제형화하였다. 담체 유체와 하이드로실릴화 반응 생성물의 조합은, 파스칼 초(Pa·s) 단위로 측정되고 sec-1 단위의 전단 속도에 대해 수집된 점도가 0.1 내지 75 Pa·s, 0.3 내지 15 Pa·s, 0.5 내지 5, 또는 1 내지 3 Pa·s인 점액성 실리콘 유체를 제공한다. 습도 및 온도가 제어된 기후 제어된 룸 (RH = 50%, T = 25℃)에서 18명의 검사원에 대해 관능 평가를 수행하였다. 점액성 실리콘 에멀젼을 점액성 실리콘 유체 또는 실리콘이 없는 대조군 중 어느 하나와 비교하였다. 제형 조성은 하기와 같았다.
Figure 112017110182364-pct00004
점액성 실리콘 에멀젼 대 점액성 실리콘 유체: 흡수 전에는, 점액성 실리콘 에멀젼이 우수한 흡수성 및 퍼짐성(spreadability)을 가지며 점액성 유체보다 덜 점착성(tacky)이다. 그러나, 흡수 후에는, 점액성 에멀젼과 유체 사이에 유의한 차이가 없다. 결과가 도 11에 나타나 있다.
점액성 실리콘 에멀젼 대 실리콘이 없는 대조군: 흡수 전에는, 점액성 실리콘 에멀젼이 대조군보다 덜 습윤성이었다. 흡수 후에는, 점액성 실리콘 에멀젼이 대조군보다 더 기름지고 더 점착성이었다. 결과가 도 12에 나타나 있다.
실시예 14 점액성 실리콘 에멀젼
실시예 5의 절차에 따라 하기 점액성 실리콘 에멀젼을 제조하였다. 계면활성제 1은 브리지 LT23이었고 계면활성제 2는 브리지 LT3이었다. 계면활성제 2에 대한 계면활성제 1의 비는 1.15였다. 총 계면활성제는 4.41%였다. 몰 비는 0.98이었다 (예상 몰 비는 1임). DV0.1은 1.190 μm였고, DV0.5는 1.662 μm였고 DV0.9는 1.308 μm였다.
Figure 112017110182364-pct00005
실시예 15 점액성 실리콘 에멀젼피부 케어 평가를 위해 하기 점액성 실리콘 에멀젼을 제조하였다.
실시예 15a
Figure 112017110182364-pct00006
실시예 15b
Figure 112017110182364-pct00007
Figure 112017110182364-pct00008
실시예 16 피부 케어 시험을 위한 제형
절차: 상 A 성분들을 균질해질 때까지 열거된 순서대로 혼합하였다. 성능 결과가 도 13에 나타나 있다.
Figure 112017110182364-pct00009
실시예 17 피부 케어 평가
실시예 16에서와 동일한 절차를 사용하여, 하기 프로토타입을 제조하였다. 결과가 도 14 및 도 15에 나타나 있다.
Figure 112017110182364-pct00010
실시예 18 모발 케어 예
점액성 에멀젼을 스타일링제로서 또한 시험하였다. 프로토타입을, 3901 리퀴드 새틴 블렌드(Liquid Satin Blend) 및 스타일링 응용에 대한 참조물인 CE-7080 스마트 스타일(smart style)과 대비하여 시험하였다. 습기 챔버 (70%의 상대 습도, 25℃)에서 컬 유지 시험을 수행하였다. 100 mg의 각각의 제품 (탈염수를 사용하여 6%의 활성 재료로 희석함)을 스와치(swatch) 상에 펴 바르고 컬 유지 퍼센트를 5시간 동안 기록하였다. 결과가 도 16에 나타나 있다. 이는 모발 스와치에 좋은 느낌을 남기면서 몇몇 스타일링 특성이 얻어졌음을 나타낸다.
Figure 112017110182364-pct00011
실시예 19 작은 입자 크기의 점액성 에멀젼
0.3 마이크로미터의 입자 크기를 갖는 하기 점액성 에멀젼을 제조하였다. 전술한 실시예들에서 에멀젼의 입자 크기는 1.5 내지 2.5 마이크로미터의 범위 이내였다.
Figure 112017110182364-pct00012
실시예 20 세탁 응용에서의 도포 시험
거품은 액체, 고체 또는 젤 중 기포의 분산물이다. 기포의 직경은 1 μm를 초과할 수 있지만 기포들 사이의 라멜라의 두께는 종종 콜로이드 크기 범위 내에 있다. 거품의 형성을 방지하는 소포제는 볼텍스로 불리는 3개의 기포들 사이의 접점에 작용한다. 효과적인 소포제의 주요 특성은, 연속 매질에서 용해되지 않고 분산될 수 있으며, 소포제와 공기 사이의 표면 장력이 용액과 공기 사이의 표면 장력보다 낮아야 한다는 것이다.
점액성 에멀젼은 특정 리올로지 프로파일을 갖기 때문에, 계면활성제 용액에 의해 재분산되지 않고서 공기-물 계면에 도달할 수 있을 것이다. 따라서, 가능하게는 세탁 응용에서 흥미로운 소포 특성을 가질 수 있다. 200 유체 5cSt가 50%이고 SiH/Vi 비 = 1.0인 에멀젼을 3%의 MQ 1600 수지와 제형화한다. SiH 유체 및 비닐 중합체는 각각 Q2-5096 및 SFD 128이다. 소포 성능 평가는 레킷 벤키저 시험에 기초하며 이의 설정은 하기와 같다:
Figure 112017110182364-pct00013
세탁물 없음
Figure 112017110182364-pct00014
블랭크(blank)/색상 프로그램 (2h17)
Figure 112017110182364-pct00015
90℃에서 600 rpm
Figure 112017110182364-pct00016
70 FH에서 15 L의 물 (32 mL의 Ca2+ 및 135 mL의 Mg2+의 첨가)
Figure 112017110182364-pct00017
80 g의 보통 분말
Figure 112017110182364-pct00018
40℃에서 600 rpm으로 1회 헹굼
첫번째 시험에서는, 0.2% 활성제 점액성 에멀젼을 세탁 분말 상에 직접 분무한다. 이 분말을 사용하여, 본 발명자들은, 레킷 벤키저에 의해 사용되는 참조 소포제보다 더 빨리 최대 수준의 거품에 도달함에도 불구하고, 이 재료가 소포제로서 작용할 수 있음을 보여주었다.
이 결과가 유망해 보이기 때문에, 소포 활성을 향상시키는 것으로 알려진 소수성 실리카 시퍼나트(Sipernat) D10을, 유화 단계 전에 치과용 혼합기를 사용하여, 상이한 수준으로 오일상 중에 분산시켰다. 본 발명자들은, 실리카 입자의 존재 하에서는, 상 반전, 즉 유화를 얻기 위해 계면활성제 수준의 증가 (11%)가 필요함을 알았다.
실리카를 점액성 에멀젼에 첨가하는 경우 소포 성능이 크게 개선된다. 3%에서, 과립 유효성이 참조물보다 더 우수하다.
과립형 점액성 에멀젼을 사용한 완전한 세탁 사이클에서 별도의 시험을 수행하였다. 과립은 담체, 결합제 및 활성제로 구성된다. 점액성 에멀젼 (NVC = 40%)을 제올라이트에 첨가 전에 결합제로서 작용하는 소칼란(sokalan) CP5 (공중합체 말레산/아크릴산)와 동일 비율로 혼합한다.
Figure 112017110182364-pct00019
블렌드를 균질해질 때까지 혼합하고, 이어서, 60℃에서 20분 동안 건조한다. 마지막으로, 실리콘 과립을 200 내지 1400 mm에서 체질한다.
이 시험에 사용한 점액성 에멀젼은 하기로 구성된다:
- 50% 200 유체 5cSt
- 50% SFD 128
- 3% Q2-5096
- 3% MQ 1600
- 3% D10
최적화되지 않은 점액성 에멀젼을 사용하는 이러한 초기 시험은, 일단 과립화되면, 시판 과립보다 더욱 효율적인 방식으로 거품 프로파일에 영향을 주는 본 유체의 능력을 보여주기 때문에 상당히 고무적이다. 결과가 도 17 및 도 18에 나타나 있다.
실시예 21 천 케어
천 유연제는 세탁 공정 후에 소비자가 새 옷의 외관을 보존하는 데 도움을 주며 실리콘의 첨가는 부드러움을 향상시킴으로써 소비자에게 이익을 제공한다. 실제로, 그의 물리적 특성 덕분에, 실리콘은 섬유를 윤활시키고 천에 부드러움을 제공한다. 유연제는 실록산 골격에 펜던트 아민 기가 도입된 경우에 더 효과적이다. 양으로 하전된 콰트는 표면 섬유에 대해 큰 친화성을 갖는데, 표면 섬유의 전반적으로 음으로 하전된 전하 때문이다.
그의 물리적 특성 덕분에 비이온성 에멀젼임에도 불구하고, 점액성 실리콘 유체는 천 유연제로서 양호한 후보자일 수 있다.
전하를 제공하기 위해 24시간 동안, 점액성 에멀젼을 에스테르콰트의 용액인, 카오에 의해 개발된 프로토타입 천 컨디셔너와 혼합한다. 이어서, 40℃ 및 600 rpm에서 대시 분말을 사용하여 밀레 WM W377로 시험을 수행한다. 물 경도는 0°FH로 설정한다.이어서, 작은 테리 타월인 시험 천을 하룻밤 빨랫줄에서 건조한 후에, 16명의 검사원에 의해 시험하는데, 검사원은 가장 부드러운 타월을 찾아서 언급해야 하며, 참조물은 5점이다.
본 발명자들은 SFD128 또는 SGM26 중 어느 하나를 갖는 2가지 유형의 점액성 에멀젼을 먼저 시험하였다. 이들 에멀젼의 활성제 수준은 하기와 같다:
Figure 112017110182364-pct00020
2가지 점액성 에멀젼은 참조물과 비교하여 더 우수한 부드러움 성능을 제공하지만 유의미한 방식은 아니다. 더욱이, 분자량이 가장 큰 비닐 중합체를 사용한 에멀젼이 더 우수한 결과를 제공하는 것으로 보인다.
이어서, 본 발명자들은 2% 활성제 수준의 천 케어 참조 에멀젼 다우 코닝 Q2-1607 에멀젼과 대비하여 시험을 반복하였다.
Figure 112017110182364-pct00021
Figure 112017110182364-pct00022
천 상의 침착을 개선하기 위하여, 1%의 아쿼드 16-29를 점액성 에멀젼에 첨가하고 2가지 비닐 중합체를 비교하는 첫번째 시험을 반복한다. 결과가 유사하기 때문에, 본 발명자들은 분자량이 가장 작은 중합체에 집중하기로 결정하였는데, 이것의 제형화가 용이하기 때문이다.
다음 단계는 담체 점도의 영향을 확인하는 것으로 이루어진다. 그러므로, SFD 128을 비닐 중합체로서 사용하는 2가지 점액성 에멀젼을 시험하는데, 200 유체 5cSt 또는 200 유체 2cSt 중 어느 하나를 사용한다. 후자가 유망한 결과를 제공하기 때문에, 이것을 이어서 참조 에멀젼 다우 코닝 Q2-1607과 비교한다. 몇몇 검사원이 점액성 에멀젼에 우호적인 좋은 감각을 느끼지만 결과는 유사하다.
실시예 22 피부 케어 응용
본 발명자들은 점액성 에멀젼 (60%의 담체, SiH/Vi=1.0) 또는 점액성 유체 (7224) 중 어느 하나를 사용하여 W/O 크림을 제형화하였다. 이어서, 습도 및 온도가 제어된 기후 룸 (RH = 50%, T = 25℃)에서 18명의 검사원에 대해 관능 평가를 수행한다. 점액성 에멀젼을 점액성 유체 또는 실리콘이 없는 대조군 중 어느 하나와 비교한다. 제형 조성은 하기와 같다:
Figure 112017110182364-pct00023
실시예 23 점액성 에멀젼 대 점액성 유체
흡수 전에는, 점액성 에멀젼이 우수한 흡수성 및 퍼짐성을 가지며 점액성 유체보다 덜 점착성이다. 그러나, 흡수 후에는, 점액성 에멀젼과 유체 사이에 유의한 차이가 없다. 결과가 도 19에 나타나 있다.
실시예 24 점액성 에멀젼 대 실리콘이 없는 대조군
흡수 전에는, 점액성 에멀젼이 대조군보다 덜 습윤성이다. 흡수 후에는, 점액성 에멀젼이 대조군보다 더 기름지고 더 점착성이다. 결과가 도 20에 나타나 있다.

Claims (20)

  1. 점액성 리올로지 특성(pituitous rheological property)을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법으로서,
    (A)
    (i) 담체 유체, SiH-함유 유기폴리실록산 및 알케닐-함유 유기폴리실록산을 배합하여 혼합물을 형성하고,
    (ii) 상기 혼합물에 계면활성제를 첨가하고,
    (iii) 물을 첨가하고 혼합하여 수중유 에멀젼을 형성함으로써,
    수중유 에멀젼을 형성하는 단계로서, 상기 담체 유체, 상기 SiH-함유 유기폴리실록산 및 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산의 혼합물은 상기 수중유 에멀젼의 오일상(oil phase)을 형성하는, 상기 수중유 에멀젼을 형성하는 단계; 및
    (B) (A)(iii)에서 형성된 상기 에멀젼의 오일상 내의 상기 SiH-함유 유기폴리실록산 및 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산을 하이드로실릴화 촉매의 존재 하에 반응시켜 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 담체 유체가 실리콘 유체, 유기 용매, 유기 오일 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서, 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산은 비닐 말단화된(terminated), 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 알케닐-함유 유기폴리실록산은 다이메틸비닐 말단화된, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 SiH-함유 유기폴리실록산은 2 내지 10개의 펜던트 SiH 부위를 갖는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 오일상은 (A)(iii)에서 형성된 상기 에멀젼의 40 중량% 내지 80 중량%를 구성하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 비이온성, 양이온성, 또는 음이온성인, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제6항에 있어서, 상기 계면활성제는 (A)(iii)에서 형성된 상기 에멀젼의 0.01 중량% 내지 10 중량%를 구성하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 비닐:SiH의 몰 비는 0.01 내지 10인, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 담체 유체는 상기 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼의 5 중량% 내지 80 중량%를 구성하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 유체는 분지형 유기폴리실록산을 포함하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 유체의 점액성 리올로지 특성은 sec-1 단위의 수직 전단 속도에 대한 파스칼 단위의 법선 응력(normal stress)의 플롯으로부터 결정되며, 상기 플롯은 3.6보다 큰 평균 기울기를 갖는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서, 상기 점액성 리올로지 특성을 갖는 실리콘 유체의 에멀젼은 실리콘 수지 및/또는 실리콘 탄성중합체를 추가로 포함하는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서, 상기 실리콘 수지는 MQ 수지인, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서, 상기 실리콘 수지는 T 단위 및/또는 Q 단위를 갖는 수지인, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제12항에 있어서, 상기 실리콘 수지는,
    (1) 화학식 (SiO4/2)의 하나 이상의 Q 단위;
    (2) 화학식 R b 2SiO2/2의 15 내지 995개의 D 단위; 및
    (3) 화학식 R a R b 2SiO1/2의 M 단위를 포함하며,
    단위 (1)과 단위 (2)는 임의의 적절한 조합으로 상호-연결될 수 있고,
    상기 식에서, 각각의 R a 치환체는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기 및 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알키닐 기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 분지형 실록산 내의 3개 이상의 R a 치환체는 알케닐 단위 또는 알키닐 단위이고, 각각의 R b 치환체는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기, 아릴 기, 알콕시 기, 아크릴레이트 기 및 메타크릴레이트 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 실리콘 유체의 에멀젼의 제조 방법.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    헤어 샴푸, 헤어 컨디셔너, 헤어 트리트먼트 조성물, 또는 피부 케어 조성물, 및 제1항의 방법에 따라 제조된 실리콘 유체의 에멀젼을 포함하는 개인 케어 조성물.
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  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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