KR102516926B1 - 작용화된 입자의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티(moiety)를 갖는 제1 반응물 및 2개 이상의 Si-H 모이어티를 갖는 제2 반응물 제공하되, 단 제1 반응물의 불포화 탄소-탄소 모이어티 또는 제2 반응물의 Si-H 모이어티 중 적어도 하나는 펜던트에 있게 되는 단계를 포함하는 방법을 사용하여 에멀젼 중에서 입자가 제조된다. 본 방법은 규소 원자 및 규소 원자에 결합된 축합 가능한 반응성 기를 갖고 불포화 탄소-탄소 모이어티 및/또는 Si-H 모이어티를 또한 갖는 제3 반응물을 제공하는 단계, 하이드로실릴화 촉매를 제공하는 단계, 및 극성 액체를 제공하는 단계를 또한 포함한다. 본 방법은 제1, 제2 및 제3 반응물을 조합하여 가교결합된 네트워크를 갖는 입자 (여기서, 축합 가능한 반응성 기가 입자 상에 배치되어 있음)를 형성하는 단계, 및 유기 모이어티 및 축합 이탈 기를 갖는 실란을 첨가하여 입자를 형성하는 단계를 추가로 포함한다.

Description

작용화된 입자의 제조 방법{METHOD OF PREPARING FUNCTIONALIZED PARTICLES}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2014년 12월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/094605호에 대한 이점을 주장하며, 이 출원의 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
일반적으로, 본 발명은 그 위에 유기 작용기가 배치되어 있는 입자를 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 방법은 에멀젼, 하이드로실릴화 반응 및 축합 반응을 이용하여 유기 작용기를 포함하는 가교결합 입자를 형성한다.
많은 유기 화합물은 전형적인 하이드로실릴화 촉매에 대한 독성 효과 때문에 하이드로실릴화 반응에 사용될 수 없다는 것이 잘 알려져 있다. 예를 들어, 질소 화합물, 아민, 4차 암모늄 화합물 및 황 화합물은 백금 하이드로실릴화 촉매에 대한 독 및 억제제로 알려져 있다. 사용되는 경우, 이들 화합물은 하이드로실릴화 반응의 속도를 감소시키거나 심지어 그 반응이 일어나지 않게 할 수 있다. 이러한 이유 때문에, 다양한 유기 치환기 또는 모이어티(moiety)로 작용화되는 실리콘을 하이드로실릴화를 통해 형성하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 개선의 기회가 남아 있다.
본 발명은 입자 상에 유기 작용기가 배치되어 있는 에멀젼 중의 입자를 제조하는 방법을 제공한다. 본 방법은 2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티를 갖는 제1 반응물을 제공하는 단계, 및 2개 이상의 Si-H 모이어티를 갖는 제2 반응물을 제공하는 단계를 포함하되, 단 제1 반응물의 불포화 탄소-탄소 모이어티 또는 제2 반응물의 Si-H 모이어티 중 하나 이상은 펜던트에 있게 된다. 또한, 본 방법은 규소 원자 및 규소 원자에 결합된 축합 가능한 반응성 기를 갖고 또한 불포화 탄소-탄소 모이어티 및/또는 Si-H 모이어티를 갖는 제3 반응물을 제공하는 단계, 하이드로실릴화 촉매를 제공하는 단계, 및 극성 액체를 제공하는 단계를 포함한다. 추가로, 본 방법은 제1, 제2 및 제3 반응물을 하이드로실릴화 촉매 및 극성 액체의 존재 하에 조합하여 에멀젼을 형성시키는 단계를 포함하며, 여기서 제1, 제2 및 제3 반응물은 하이드로실릴화 반응을 통해 반응하여, 가교결합된 네트워크를 갖는 에멀젼 중의 입자를 형성하며, 축합 가능한 반응성 기는 입자 상에 배치되고, 입자는 극성 액체에 배치된다. 더욱이, 본 방법은 유기 모이어티 및 축합 이탈 기를 갖는 실란을 입자에 첨가하여, 입자의 축합가능한 반응성 기가 축합 반응을 통해 실란의 축합 이탈 기와 반응하여 그 위에 유기 작용기가 배치되어 있는 입자를 형성하도록 하는 단계를 포함한다.
첨부 도면과 관련하여 고려될 때 하기의 상세한 설명을 참고하여 더 잘 이해되는 바와 같이, 본 발명의 다른 이점들이 용이하게 인식될 것이다:
도 1은 본 발명의 방법의 하나의 비제한적인 실시 형태를 보여주는 반응 도식이다.
도 2는 본 발명의 방법의 추가의 비제한적인 실시 형태를 보여주는 다른 반응 도식이다.
도 3a는 본 발명의 방법의 비제한적인 실시 형태의 제1 부분을 보여주는 추가적인 반응 도식이다.
도 3b는 본 발명의 방법의 비제한적인 실시 형태의 제2 부분을 보여주는 추가의 반응 도식이다.
본 발명은 그 위에 유기 작용기가 배치되어 있는 입자를 제조하는 방법, 극성 연속 상 및 상기 극성 연속 상에 분산된 입자를 포함하는 분산액, 및 입자 그 자체를 제공한다. 각각에 대해서는 아래에서 더욱 자세히 설명한다.
실리콘 입자의 제조 방법:
제1 반응물의 제공:
실리콘 입자의 제조 방법 (이하, "방법"이라고 함)은 2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티를 갖는 제1 반응물을 제공하는 단계를 포함한다. 제공 단계는 특별히 제한되지 않으며, 대안적으로 공급, 구매, 전달, 입수 등으로서 기술될 수 있다. 제1 반응물은 아래에서 더 상세히 기술되는 바와 같이 반응기 또는 다른 반응 용기에 전형적으로 제공된다.
제1 반응물 또한 특별히 제한되지 않으며, 유기물 또는 무기물일 수 있다. 제1 반응물은 유기물일 (예를 들어, 규소 원자가 없을) 수 있거나, 실란 또는 실록산 또는 이들의 조합일 수 있거나, 또는 무기물일 수 있고 불포화 탄소-탄소 모이어티를 여전히 포함할 수 있다. 제1 반응물은 2개 또는 2개 초과의 불포화 탄소-탄소 모이어티를 가질 수 있다. 화합물들의 조합이 또한 이용될 수 있는데, 여기서 상기 조합의 하나 이상의 화합물은 각각 독립적으로 단일 불포화 탄소-탄소 모이어티를 포함하고 상기 조합의 하나 이상의 다른 화합물은 각각 독립적으로 2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티를 포함한다.
2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티의 각각은 (또는 각각의 불포화 탄소-탄소 모이어티는) 독립적으로 알키닐 모이어티 (즉, 탄소-탄소 삼중 결합; C≡C) 또는 알케닐 모이어티 (즉, 탄소-탄소 이중 결합; C=C)일 수 있다. 예를 들어, 제1 반응물은 하나 이상의 알키닐 모이어티 및 하나 이상의 알케닐 모이어티를 동시에 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1 반응물은 2개 이상의 알케닐 모이어티를 포함하지만 알키닐 모이어티는 포함하지 않을 수 있다. 심지어, 제1 반응물은 2개 이상의 알키닐 모이어티를 포함하지만 알케닐 모이어티는 포함하지 않을 수 있다.
일 실시 형태에서, 제1 반응물은 유기물이다. 다른 실시 형태에서, 제1 반응물은 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12개의 탄소 원자를 갖는 알켄으로부터 선택된다. 다양한 실시 형태에서, 제1 반응물은 헥사디엔 또는 옥타디엔 또는 이들의 조합이다.
대안적으로, 제1 반응물은 실란 또는 실록산일 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 반응물은 실록산 가교결합제이다. 다른 실시 형태에서, 제1 반응물은 비닐 또는 알릴 기와 같은 2개 이상의 불포화 유기 기를 갖는 실록산이다. 또 다른 실시 형태에서, 제1 반응물은 Si(OSi(CH3)2CH=CH2)4이다. 대안적으로, 제1 반응물은 Si(CH=CH2)4; CH3Si(CH=CH2)3; (OSiCH3CH=CH2)n (여기서, n은 3 내지 6임); 및/또는 H2C=CHMe2SiOSiMe2CH=CH2일 수 있다. 제1 반응물은 또한 -(OSiMe2)x(OSiMeCH=CH2)y―일 수 있는데, 여기서 x는 1 초과 1,000 미만, 예컨대 약 10이며, y는 2 초과 10,000 미만, 예컨대 약 100이다. 제1 반응물은 또한 당업계에 공지된 임의의 말단 캡핑 모이어티, 예를 들어 규소 원자 상의 트라이메틸 기, 예컨대 (CH3)3Si로 말단 캡핑될 수 있다.
제1 반응물이 화합물들의 조합인 경우, 각각은 독립적으로 전술한 바와 같을 수 있다. 2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티의 각각은 제1 반응물 상의 말단 위치 또는 내부 (펜던트) 위치에 위치할 수 있다. 제1 반응물은 2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티의 존재로 인해 가교결합제로서 대안적으로 기술될 수 있다. 그러나, 이하에서 기술하는 바와 같이, 최소 5개의 반응성 기가 존재하고/하거나, 제1 반응물의 불포화 탄소-탄소 모이어티 및 제2 반응물의 Si-H 모이어티의 개수의 합이 5 이상이고/이거나, 제2 반응물의 불포화 탄소-탄소 모이어티 또는 Si-H 모이어티 중 하나 이상은 가교결합이 일어날 수 있도록 펜던트에 있어야 한다. 환언하면, 반응성 모이어티의 모두가 말단에 있을 수는 없는데, 이는 그러한 경우 가교결합된 생성물이 아니라 선형 생성물이 형성되기 때문이다.
제1 반응물은, 후술하는 바와 같이, 제2 반응물 100 중량부당 0.1 내지 1.0, 1 내지 10, 또는 10 내지 100 중량부의 양으로 전형적으로 제공된다. 제1 반응물이 화합물들의 조합인 경우, 상기 조합의 총 중량은 바로 위에서 기술된 양으로 전형적으로 존재한다. 추가의 실시 형태에서, 상기 기재된 임의의 하나 이상의 값 이내 또는 그 사이의, 정수 및 분수 둘 모두의 임의의 값 또는 값의 범위가 고려된다.
제2 반응물의 제공:
본 방법은 또한 2개 이상의 Si-H 모이어티를 갖는 제2 반응물을 제공하는 단계를 포함한다. 제공 단계는 전술한 바와 같거나 상이할 수 있다. 제2 반응물은 제2 반응물에 존재하는 유일한 규소 원자가 Si-H 모이어티의 규소 원자인 것, 예컨대 2개 이상의 Si-H 모이어티를 갖는 유기 화합물일 수 있다. 대안적으로, 제2 반응물은 2개 이상의 Si-H 모이어티의 일부일 수 있거나 아닐 수도 있는 2개 초과의 규소 원자를 포함할 수 있다. 대안적으로, 제2 반응물은 실란, 실록산 또는 이들의 조합일 수 있으며, 이는 Si-H 모이어티를 갖는다.
제2 반응물은 2개 이상의 Si-H 모이어티를 갖는다. 화합물들의 조합이 또한 사용될 수 있는데, 여기서 상기 조합의 하나 이상의 화합물은 각각 독립적으로 단일 Si-H 모이어티를 포함하고, 상기 조합의 하나 이상의 다른 화합물은 각각 독립적으로 2개 이상의 Si-H 모이어티를 포함한다.
제2 반응물이 선형 중합체 사슬이면, 2개 이상의 Si-H 모이어티의 각각은 제2 반응물 상의 말단 위치 또는 내부 (펜던트) 위치에 위치할 수 있다. 각각의 Si-H 모이어티는 말단 위치 또는 내부 (펜던트) 위치에 위치할 수 있다. 그러나, 이하에서 기술하는 바와 같이, 최소 5개의 반응성 기가 존재하고/하거나, 제1 반응물의 불포화 탄소-탄소 모이어티 및 제2 반응물의 Si-H 모이어티의 개수의 합이 5 이상이고/이거나, 제2 반응물의 불포화 탄소-탄소 모이어티 또는 Si-H 모이어티 중 하나 이상은 가교결합이 일어날 수 있도록 펜던트에 있어야 한다. 환언하면, 반응성 모이어티의 모두가 말단에 있을 수는 없는데, 이는 그러한 경우 가교결합된 생성물이 아니라 선형 생성물이 형성되기 때문이다. 2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티 및 2개 이상의 Si-H 모이어티는 가교결합이 일어날 수 있게 한다.
다양한 실시 형태에서, 제2 반응물은 다이메틸하이드로겐 말단화된(terminated) 폴리실록산 (유체), 예컨대 H(CH3)2Si(OSi(CH3)2)nOSi(CH3)2H (여기서, n은 5 내지 1,000임)이다. 대안적으로, 제2 반응물은 메틸하이드로겐 폴리실록산, 예컨대 (OSiMeH)x(OSiMe2)y (여기서, x는 1 초과 1,000 미만, 예컨대 약 10이며, y는 2 초과 10,000 미만, 예컨대 약 100임)이다. 제2 반응물은 또한 당업계에 공지된 임의의 말단 캡핑 모이어티, 예를 들어 규소 원자 상의 트라이메틸 기, 예컨대 (CH3)3Si로 말단 캡핑될 수 있다.
일 실시 형태에서, 제1 반응물은 평균 2개 이상의 알케닐 기를 갖는 유기폴리실록산 또는 유기 화합물 (규소 원자가 부재함)이고, 제2 반응물은 평균 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 유기폴리실록산 또는 유기 화합물 (그러나, 다른 규소 원자는 부재함)이다.
제2 반응물은 전형적으로 제1 반응물 1 중량부당 1000 내지 100 또는 100 내지 10 중량부의 양으로 제공된다. 제2 반응물이 화합물들의 조합인 경우, 상기 조합의 총 중량은 바로 위에서 기술된 양으로 전형적으로 존재한다. 추가의 실시 형태에서, 상기 기재된 임의의 하나 이상의 값 이내 또는 그 사이의, 정수 및 분수 둘 모두의 임의의 값 또는 값의 범위가 고려된다.
제3 반응물의 제공:
또한, 본 방법은 규소 원자 및 상기 규소 원자에 결합된 축합 가능한 반응성 기를 가지며 또한 불포화 탄소-탄소 모이어티 및/또는 Si-H 모이어티를 갖는 제3 반응물을 제공하는 단계를 포함한다. 일 실시 형태에서, 제3 반응물은 불포화 탄소-탄소 모이어티 및 Si-H 모이어티 둘 모두를 갖는다. 다른 실시 형태에서, 불포화 탄소-탄소 모이어티 및 Si-H 모이어티 둘 모두는 존재하지 않으며, 즉, 이러한 실시 형태에서, 제3 반응물은 둘 모두의 유형의 모이어티를 포함하지 않고 단지 어느 하나 또는 다른 하나만을 포함한다. 제공 단계는 전술한 바와 같거나 상이할 수 있다.
제3 반응물은 또한 특별히 제한되지 않으며 사슬 정지제(chain stopper)로서 작용할 수 있다. 사슬 정지제인 경우, 제3 반응물은 1개 초과의 불포화 탄소-탄소 모이어티 또는 Si-H 모이어티를 포함할 수 없다. 달리 말하면, 그러한 실시 형태에서는, 제3 반응물은 단지 하나의 불포화 탄소-탄소 모이어티 또는 단지 하나의 Si-H 모이어티를 포함할 수 있지만, 불포화 탄소-탄소 모이어티 및 Si-H 모이어티 둘 모두를 포함할 수는 없다. 사슬 정지제인 경우, 제3 반응물은 2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티, 2개 이상의 Si-H 모이어티, 또는 2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티 및 2개 이상의 Si-H 모이어티를 포함할 수 없다. 단일 불포화 탄소-탄소 모이어티는 말단 또는 펜던트에 있을 수 있다. 단일 Si-H 모이어티는 말단 또는 펜던트에 있을 수 있다. 그러나, 대안적으로, 제3 반응물은 불포화 탄소-탄소 모이어티와 Si-H 모이어티 둘 모두, 또는 하나 초과의 탄소-탄소 모이어티 및/또는 하나 초과의 Si-H 모이어티를 갖는 가교결합제로서 기술될 수 있다.
제3 반응물의 불포화 탄소-탄소 모이어티 또는 Si-H 모이어티는 제1 반응물에 대해 전술한 임의의 것일 수 있다. 그러나, 제3 반응물의 불포화 탄소-탄소 모이어티 또는 Si-H 모이어티는 제1 및 제2 반응물의 전술한 것과 동일하거나 다를 수 있다.
제3 반응물의 축합 가능한 반응성 기는, 이러한 기가 당업계에서 인식되는 바와 같이 축합 반응에 참여할 수 있고 제3 반응물의 규소 원자에 결합되는 것을 제외하고는, 특별히 제한되지 않는다. 축합 가능한 반응성 기에 결합된 규소 원자는 Si-H 기가 사용되는 경우 그 기의 규소 원자와 동일하지 않다. 예를 들어, 축합 가능한 반응성 기 (또는 이탈 기)는 알콕시 기, 옥심 기, 카르복시 기, 아세톡시 기, 알킬렌옥시 기, 아민 기, 아미녹시 기 또는 아미드 기일 수 있다. 대안적으로, 축합 가능한 반응성 기는 축합 반응에서 작용할 수 있는 규소 상의 허용 가능한 이탈 기로서 당업자에게 인식되는 임의의 기일 수 있다.
일 실시 형태에서, 제3 반응물은 하기 화학식을 갖는다.
XmR'nSi(OR)1-3
상기 식에서, m은 1 내지 10이고, 각각의 R' 및 R은 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 유기 라디칼이고, X는 독립적으로 불포화 탄소-탄소 모이어티 또는 Si-H 모이어티이다. 각각의 R' 및 R은 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12개의 탄소 원자를 각각 갖는 유기 라디칼일 수 있다.
다른 실시 형태에서, 제3 반응물은 하기 화학식: CH2=CHSi(Me)2OSi(Me)2RSi(OMe)3, SiHRSi(OMe)3, 또는 (OSiMeH)x(OSiMeOR)y (여기서, x + y는 3 내지 8이고, 분자당 1개 이상의 Si-H 및 1개 이상의 SiOR이 존재하고, R은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12개의 탄소 원자를 갖는 유기 라디칼임) 중 하나를 갖는다. 다양한 실시 형태에서, 제3 반응물은 환형일 수 있고 동일 분자 내에 Si-H 및 SiOMe (또는 SiOR)를 가질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 제3 반응물은 모두 (OSiMeH)n이고, 여기서 Si-H의 일부가 SiOMe로 치환되고 n은 3 내지 8이다.
게다가, 제3 반응물은 2개 이상의 화합물을 포함할 수 있으며, 이때 각각의 화합물은 상기한 화학식에 의해 정의된다. 다른 실시 형태에서, 제3 반응물은 H2C=CHSi(OCH3)3, HMe2Si(CH2)2SiMe2OSi(OMe)3 또는 HSi(OCH2CH3)3 또는 이들의 조합이다.
또 다른 실시 형태에서, 제3 반응물의 축합 가능한 반응성 기는 알콕시 기로서 추가로 정의된다. 대안적으로, 축합 가능한 반응성 기는 -Si(OR) 기일 수 있으며, 여기서 R은 1 내지 12개의 탄소 원자, 즉 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12개의 탄소 원자 또는 이들 값의 임의의 범위를 갖는 유기 라디칼이다.
제3 반응물의 조합이 또한 이용될 수 있는데, 이때 상기 조합의 하나 이상의 화합물은 각각 독립적으로 하나의 불포화 탄소-탄소 모이어티 또는 하나의 Si-H 모이어티를 포함하고 다른 화합물은 하나 초과의 모이어티를 포함한다.
제3 반응물은 전형적으로 제1 반응물 100 중량부당 0.01 내지 0.1, 0.1 내지 1, 또는 1 내지 50 중량부의 양으로 제공된다. 제3 반응물이 화합물들의 조합인 경우, 상기 조합의 총 중량은 바로 위에서 기술된 양으로 전형적으로 존재한다. 추가의 실시 형태에서, 상기 기재된 임의의 하나 이상의 값 이내 또는 그 사이의, 정수 및 분수 둘 모두의 임의의 값 또는 값의 범위가 고려된다.
하이드로실릴화 촉매의 제공:
본 방법은 또한 하이드로실릴화 촉매를 제공하는 단계를 포함한다. 제공 단계는 전술한 바와 동일하거나 상이할 수 있다. 하이드로실릴화 촉매는 당업계에 공지된 임의의 것일 수 있고 수성 에멀젼으로서 사용될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 하이드로실릴화 촉매는 백금, 로듐, 이리듐, 팔라듐 또는 루테늄, 또는 이들의 조합을 포함한다. 하이드로실릴화 촉매는, 예를 들어, 미세한 백금 분말, 백금 블랙, 염화백금산, 염화백금산의 알코올 용액, 염화백금산의 올레핀 착물, 염화백금산과 알케닐실록산의 착물, 또는 전술한 백금 촉매를 포함하는 열가소성 수지일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 하이드로실릴화 촉매는 칼스테트 촉매(Karstedt's catalyst) 또는 스파이어 촉매(Speier's catalyst)와 같은 백금 비닐 실록산 착물 또는 이들의 조합이다. 하이드로실릴화 촉매는 단일 촉매 또는 둘 이상의 촉매의 조합일 수 있다. 환언하면, 하나, 하나 초과 또는 하나 이상의 하이드로실릴화 촉매가 사용될 수 있다.
하이드로실릴화 촉매는 총 입자 중량을 기준으로 원소 백금으로서 계산된 백금 1 내지 100, 1 내지 10 또는 10 내지 100 ppm (part per million)의 양으로 전형적으로 제공된다. 추가의 실시 형태에서, 상기 기재된 임의의 하나 이상의 값 이내 또는 그 사이의, 정수 및 분수 둘 모두의 임의의 값 또는 값의 범위가 고려된다.
극성 액체의 제공:
본 방법은 극성 액체를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 전형적으로, 극성 액체는 제1, 제2 및 제3 반응물이 극성 액체에 전형적으로 "용해되지" 않는다는 점에서 "용매"가 아니다. 이 극성 액체는 특별히 제한되지는 않으나, 친수성 액체, 극성 비양성자성 액체 또는 극성 양성자성 액체로서 기술될 수 있다. 전형적으로, 용어 "친수성"은 당업계에서 이해되는 바와 같이 극성 액체가 극성 및/또는 (비)양성자성이고 물 친화성(water loving)이라는 것을 말한다. 극성 액체는 물, 알코올, 극성 양성자성 액체, 극성 비양성자성 액체 및 이들의 조합일 수 있거나, 이들을 포함하거나, 이들로 본질적으로 구성되거나, 이들로 구성될 수 있다. 극성 액체의 다양한 비제한적인 예는 물, 알코올, 테트라하이드로푸란 (THF), 에틸 아세테이트, 아세톤, 다이메틸포름아미드 (DMF), 아세토니트릴, 다이메틸 설폭사이드 (DMSO), 포름산, n-부탄올, 아이소프로판올 (IPA), 니트로메탄, 에탄올, 메탄올, 아세트산 및 이들의 조합을 포함한다. 다양한 실시 형태에서, 극성 액체는 메탄올, 에탄올, 글리콜, 글리콜 에테르, 물 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 대안적으로, 극성 액체는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 및/또는 임의의 다른 알칸계 알코올 용매로부터 선택될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 극성 액체는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 글리콜 또는 알칸계 알코올 용매 또는 이들 중 둘 이상의 조합이다. 물은 특별히 제한되지 않으며, 수돗물, 우물물, 음용수 또는 비음용수 등일 수 있다. 물은 정제되거나 정제되지 않을 수 있다. 용어 "본질적으로 이루어지는"은 연속 상 (또는 물 그 자체)이 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5 또는 0.1 중량% 미만의 소수성 또는 비극성 액체를 포함한다는 것을 전형적으로 말한다. 다양한 실시 형태에서, 하나, 하나 초과 또는 하나 이상의 극성 액체가 사용될 수 있다.
극성 액체는 연속 상의 100 중량부당 20 내지 80 중량부, 25 내지 75 중량부, 30 내지 70 중량부, 35 내지 65 중량부, 40 내지 60 중량부, 45 내지 55 중량부 또는 약 50 중량부의 양으로 제공되며, 이는 아래에서 더욱 상세히 기술된다. 추가의 실시 형태에서, 상기 기재된 임의의 하나 이상의 값 이내 또는 그 사이의, 정수 및 분수 둘 모두의 임의의 값 또는 값의 범위가 고려된다.
제1, 제2 및 제3 반응물의 조합:
본 방법은 제1, 제2 및 제3 반응물을 조합하는 단계를 추가로 포함한다. 더 전형적으로, 이러한 단계는 제1, 제2 및 제3 반응물을 하이드로실릴화 촉매 및 극성 액체와 함께 조합하는 것으로서 추가로 정의된다. 상기에서 처음 도입된 바와 같이, 제1, 제2 및 제3 반응물은 전형적으로 반응기 또는 다른 반응 용기에 제공되거나 도입된다. 제1, 제2 및 제3 반응물은 하이드로실릴화 촉매 및 극성 액체의 존재 하에 조합되어, 극성 액체는 연속 상이고 제1, 제2 및 제3 반응물은 분산 상인 에멀젼을 형성한다. 전형적으로, 이러한 에멀젼은 수중유 에멀젼 (즉, o/w 에멀젼)으로서 기술된다.
제1, 제2 및 제3 반응물은 하이드로실릴화 촉매 및 극성 액체와 함께 각각 독립적으로 조합되거나 연속 방식 또는 배치 방식으로 반응 용기에 도입될 수 있다. 제1, 제2 및 제3 반응물은 하이드로실릴화 촉매 및 극성 액체와 함께 임의의 순서로 및 하나 이상의 별도 단계로 조합될 수 있다. 대안적으로, 하이드로실릴화 촉매 및 극성 액체와 함께 제1, 제2 및 제3 반응물은 서로 임의의 하나 이상과 동시에 조합될 수 있다.
일 실시 형태에서, 제1, 제2 및 제3 반응물을 조합하는 단계는 제1, 제2 및 제3 반응물의 조합을 (예컨대 하이드로실릴화 촉매 및 극성 액체의 존재 하에) 상 전환시켜 에멀젼을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 그러나, 에멀젼을 형성하는 단계는 제한되지 않으며 전단, 혼합, 와동(vortexing) 및/또는 당업계에 공지된 임의의 다른 방법을 적용하는 것을 추가로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.
본 방법은 또한 계면활성제를 제공하고/하거나 계면활성제를 제1, 제2 또는 제3 반응물 중 하나 이상, 하이드로실릴화 촉매, 극성 액체 및/또는 이들 중 임의의 하나 이상과 순차적으로 또는 동시에 조합하는 단계를 포함할 수 있다. 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 적합한 비이온성 계면활성제는 게르베(Guerbet) 알코올 알콕실레이트 (또는 그의 유도체), 알킬페놀 알콕실레이트, 에톡실화 및 프로폭실화 지방 알코올, 알킬 폴리글루코사이드 및 하이드록시알킬 폴리글루코사이드, 소르비탄 유도체, N-알킬글루카미드, 알킬렌 옥사이드 블록 공중합체, 예컨대 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드의 블록 공중합체, 폴리하이드록시 및 폴리알콕시 지방산 유도체, 아민 옥사이드, 실리콘 폴리에테르, 다당류를 기재로 하는 다양한 중합체성 계면활성제, 폴리비닐알코올 및 폴리아크릴아미드를 기재로 하는 중합체성 계면활성제, 폴리옥시알킬렌 공중합체, 및 이들의 조합을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
적합한 양이온성 계면활성제는 암모늄기를 포함하는 계면-활성 화합물, 예컨대 알킬다이메틸암모늄 할라이드, 및 화학식 RR'R''R'''N+X-를 갖는 화합물 (상기 식에서, R, R', R'' 및 R'''는 알킬 기, 아릴 기, 알킬알콕시 기, 아릴알콕시 기, 하이드록시알킬(알콕시) 기 및 하이드록시아릴(알콕시) 기의 군으로부터 독립적으로 선택되고, X는 음이온임)을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
적합한 음이온성 계면활성제는 지방 알코올 설페이트 및 에톡실화 지방 알코올의 설페이트를 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 적합한 음이온성 계면활성제의 추가의 비제한적인 예는 알칸설포네이트, 선형 알킬벤젠설포네이트, 선형 알킬톨루엔설포네이트, 다이페닐 설포네이트 및 다이페닐에테르 설포네이트를 포함한다. 또한, 음이온성 계면활성제는 올레핀설포네이트 및 다이-설포네이트, 알켄-설포네이트와 하이드록시알칸-설포네이트 또는 다이-설포네이트의 혼합물, 알킬 에스테르 설포네이트, 설폰화 폴리카르복실산, 알킬 글리세릴 설포네이트, 지방산 글리세롤 에스테르 설포네이트, 알킬페놀 폴리글리콜 에테르 설페이트, 파라핀설포네이트, 알킬 포스페이트, 아실 아이소티오네이트, 아실 타우레이트, 아실 메틸 타우레이트, 알킬석신산, 알케닐석신산 및 이들의 상응하는 에스테르 및 아미드, 알킬설포석신산 및 상응하는 아미드, 설포석신산의 모노- 및 다이-에스테르, 아실 사르코시네이트, 설페이트화 알킬 폴리글루코사이드, 알킬 폴리글리콜 카르복실레이트, 하이드록시알킬 사르코시네이트 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 더욱이, 아크릴산 또는 설폰화 폴리스티렌을 기재로 하는 중합체성 음이온성 계면활성제, 및 이들의 조합이 또한 사용될 수 있다. 적합한 양쪽성 계면활성제는 음이온성 기를 포함하는 2차 및/또는 3차 아민의 지방족 유도체, 베타인 유도체 및 이들의 조합을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
추가적으로, 계면활성제는 독립적으로 지방족 및/또는 방향족 알콕실화 알코올, LAS (선형 알킬 벤젠 설포네이트), 파라핀 설포네이트, FAS (지방 알코올 설페이트), FAES (지방 알코올 에테르 설페이트), 알킬렌 글리콜, 트라이메틸올 프로판 에톡실레이트, 글리세롤 에톡실레이트, 펜타에리트리톨 에톡실레이트, 비스페놀 A의 알콕실레이트, 및 4-메틸헥산올 및 5-메틸-2-프로필 헵탄올의 알콕실레이트, 및 이들의 조합일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 또한, 계면활성제는 선형 또는 분지형 알킬 기, 선형 또는 분지형 알케닐 기, 알킬페닐 기, 알킬렌 기 및/또는 이들의 조합을 포함하는 알킬 다당류일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다.
하나 이상의 계면활성제는 제1, 제2 및 제3 반응물의 총 중량 (예를 들어, 분산 상의 중량)을 기준으로 0.01 내지 20, 1 내지 15, 1 내지 10, 1 내지 5, 5 내지 20, 5 내지 15, 5 내지 10, 10 내지 20, 10 내지 15, 0.01 내지 5, 0.05 내지 5, 0.1 내지 5, 0.1 내지 4, 0.1 내지 3, 0.1 내지 2, 0.1 내지 1, 0.5 내지 5, 0.5 내지 4, 0.5 내지 3, 0.5 내지 2, 0.5 내지 1, 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3, 1 내지 2, 2 내지 5, 2 내지 4, 2 내지 3, 3 내지 5, 3 내지 4 또는 4 내지 5 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
에멀젼을 형성하기 위한 조합 시에 그리고 하이드로실릴화 촉매의 존재 하에, 제1, 제2 및 제3 반응물은 주위 온도에서 반응할 수 있거나 주위 온도에서 반응하지 않을 수 있다. 에멀젼은 하이드로실릴화 반응을 촉진시키거나 하이드로실릴화 반응을 가속시키기 위해 가열을 필요로 할 수 있다. 대안적으로, 어떠한 가열도 필요하지 않거나 요구되지 않을 수 있다. 예를 들어, 에멀젼 및/또는 제1, 제2 및 제3 반응물 중 하나 이상 또는 극성 액체는 대기압에서 실온 (약 25℃) 내지 250℃, 대안적으로 실온 내지 150 ℃, 대안적으로 실온 내지 115℃의 온도로 가열될 수 있다. 반응물은 이 반응물을 경화(가교결합)시키기에 충분한 기간 동안, 예컨대 0.1 내지 3시간 동안 가열될 수 있다.
전형적으로, 당업계에서 일반적으로 이해되는 바와 같이, 하이드로실릴화 반응은 제1 반응물의 불포화 탄소-탄소 모이어티와 제2 반응물의 Si-H 모이어티 사이에서 진행된다. 이러한 반응은 가교결합된 네트워크를 형성한다. 따라서, 이 시점에서 입자는 가교결합된 네트워크를 갖는다. 가교결합된 네트워크는 가교결합된 실리콘 네트워크 또는 가교결합된 유기 (즉, 비-실리콘) 네트워크로서 추가로 기술될 수 있다.
제3 반응물은 전술한 하이드로실릴화 반응으로부터 형성된 성장 사슬(growing chain)을 정지시키는 사슬 정지제로서 작용할 수 있거나 작용하지 않을 수 있다. 이들 반응 중 임의의 하나 이상은 동시에 또는 순차적으로 일어날 수 있다. 제3 반응물의 축합 가능한 반응성 기는 전형적으로 제1, 제2 및 제3 반응물의 전술한 하이드로실릴화 반응에 관여하지 않는다.
제1, 제2 및 제3 반응물의 하이드로실릴화 반응시, 입자가 형성된다. 환언하면, 제1, 제2 및 제3 반응물은 하이드로실릴화 촉매의 존재 하에서 그리고 에멀젼 중에서 반응하여 하나 이상의 하이드로실릴화 반응을 통해 입자를 형성하여 에멀젼 중의 입자를 형성한다. 대안적으로, 입자는 슬러리 중에 존재할 수 있다.
다양한 실시 형태에서, 입자는 전형적으로 실리콘 또는 폴리오르가노실록산 입자로서 추가로 정의된다. 전형적으로, 제1, 제2 및/또는 제3 반응물이 규소-산소 또는 실록산 결합을 포함하는 경우, 입자는 실리콘 또는 폴리오르가노실록산 입자로서 기술될 수 있다.
그러나, 입자는 특정 중량 또는 몰 퍼센트의 규소를 포함하는 유기 입자로서 대안적으로 기술될 수 있다. 전형적으로, 제1, 제2 및 제3 반응물이 매우 적은 중량 또는 몰 퍼센트의 규소를 포함하는 경우, 입자는 대부분 유기물일 것이다. 전형적으로, 제2 반응물이 2개 이상의 Si-H 모이어티를 포함하기 때문에 입자는 약간의 중량 또는 몰 퍼센트의 규소를 포함해야 한다. 환언하면, 제2 반응물의 Si-H 모이어티로 인해 적어도 일부의 규소 원자가 존재하기 때문에 입자는 완전히 유기물인 것은 아니며 규소가 부재하게 된다.
이러한 단계에서, 입자는 제1, 제2 및 제3 반응물의 하이드로실릴화 반응 생성물로서 대안적으로 기술될 수 있다. 입자는 용매에 불용성이지만 팽윤성이 되는 탄성중합체 입자로서 추가로 기술될 수 있다.
전술한 반응에서 형성된 입자는 그 위에 배치된 축합 가능한 반응성 기를 가지고 극성 액체에 배치된다. 입자가 고형 입자인 경우, 극성 액체에서 입자를 형성할 때, 전술한 에멀젼은 분산액으로서 더욱 정확하게 기술될 수 있는데, 이 분산액에서는 극성 액체가 연속 상이고 (고형) 입자가 연속 상에 분산되어 있는 분산 상이다. 그러나, 입자가 고형이 아닌 경우 (예를 들어, 젤 또는 액체인 경우), 전술한 에멀젼은 에멀젼으로서 더욱 정확하게 기술될 수 있는데, 이 에멀젼에서는 극성 액체가 연속 상이고 (비-고형, 예를 들어 젤 또는 액체) 입자가 연속 상에 분산되어 있는 분산 상이다.
대안적으로, 본 방법의 이러한 단계에서 형성된 입자는 입자의 중합체 네트워크에 화학적으로 결합된 Si-알콕시 기를 포함하는 (실리콘 탄성중합체 또는 유기 중합체) 입자로서 기술될 수 있다. 그러나, 본 방법의 이러한 단계에서 형성된 전술한 입자는 본 방법의 이러한 단계에서 형성된 입자가 아직 더 작용화될 것이기 때문에 최종 입자가 아니다. 다른 실시 형태에서, 본 방법의 이러한 단계로부터 형성된 입자는 ―Si(OR)n 기 (여기서, R은 본 명세서에 기재된 바와 같거나 임의의 유기 모이어티일 수 있고, n은 1 내지 6의 수, 즉 1, 2, 3, 4, 5 또는 6임)를 갖는 것으로 기술될 수 있다. 이들 기는 제1, 제2 및 제3 반응물의 반응시 형성된 중합체 네트워크에 공유 결합된 것으로서 기술될 수 있다.
극성 액체의 제거:
본 방법은 입자로부터 극성 액체를 제거하거나 입자로부터 극성 액체를 분리하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 극성 액체가 메탄올 및/또는 에탄올인 경우, 극성 액체는 제거되거나 잔류되도록 할 수 있다. 본 방법은 입자를 여과, 건조(drying or desiccating), 분무 건조, 또는 동결 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로, 본 방법에는 입자로부터 극성 액체를 제거 또는 분리하는 단계가 부재할 수 있다.
일 실시 형태에서, 극성 액체는 물이고, 본 방법은 입자로부터 물을 제거하고 입자를 건조시키는 단계를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 극성 액체는 메탄올 및/또는 에탄올이고, 본 방법은 입자로부터 메탄올 및/또는 에탄올을 제거하고 입자를 건조시키는 단계를 포함한다. 또 다른 실시 형태에서, 극성 액체는 메탄올 및/또는 에탄올 (이들 각각은 물과 조합될 수 있음)이고, 본 방법은 메탄올 및/또는 에탄올을 제거하는 단계를 포함하지 않는다. 대안적인 실시 형태에서, 극성 액체는 물일 수 있으며, 본 방법은 물을 제거하는 단계를 포함하지 않는다. 환언하면, 입자는 극성 액체에 잔류되도록 할 수 있거나 또는 극성 액체로부터 제거될 수 있다.
극성 액체의 일부가 제거될 수 있고 극성 액체의 일부가 잔류되도록 할 수 있는 것이 또한 고려된다. 예를 들어, 극성 액체가 제거되는 경우, 그것은 임의의 양으로 제거될 수 있다. 예를 들어, 극성 액체의 전체가 제거될 수 있거나 극성 액체의 전체보다 적은 임의의 일부가 제거될 수 있다. 극성 액체는 당업계에 공지된 임의의 메커니즘에 의해 제거될 수 있다. 예를 들어, 극성 액체는 진공 및/또는 여과 (예컨대, 진공 여과), 증발, 건조, 오븐에서의 가열, 원심분리, 분무 건조, 냉동 건조 등에 의해 제거될 수 있다.
입자와 실란의 조합:
본 방법은 입자를 실란과 조합시키는 단계를 심지어 추가로 포함한다. 입자가 극성 액체 중에 분산되어 있는 동안 또는 입자가 건조되거나 부분적으로 건조된 형태로 있는 동안 이 입자는 실란과 조합될 수 있다. 유사하게는, 실란이 고형, 순수한(neat) 또는 희석된 형태로 있는 동안 이 실란은 입자와 조합될 수 있다. 일 실시 형태에서, 실란은 입자와의 조합 효율을 향상시키기 위해 실란을 희석시키는 희석제 또는 용매와 조합된다. 상기한 바와 같이, 희석제 또는 용매는 특별히 제한되지는 않지만 전형적으로는 친수성 또는 극성 액체이다. 다양한 실시 형태에서, 희석제 또는 용매는 메탄올, 또는 에탄올, 또는 글리콜, 또는 물, 또는 이들의 조합이다. 또 다른 실시 형태에서, 희석제 또는 용매는 전술한 임의의 극성 액체이다. 또한, 입자 및 실란은 조합되어 슬러리를 형성할 수 있다는 것이 고려된다. 대안적으로, 입자는 실란과의 조합 전에 슬러리 형태로 있을 수 있다.
입자와 조합되는 실란은 유기 모이어티를 가지며 또한 축합 이탈 기를 갖는다. 단일 실란이 사용될 수 있거나, 또는 실란의 조합이 사용될 수 있다. 환언하면, 하나, 하나 초과 또는 하나 이상의 실란이 이용될 수 있다. 유기 모이어티는 당업계에 공지된 임의의 것일 수 있으며, 이는 특별히 제한되지 않는다. 다양한 실시 형태에서, 유기 모이어티는 하나 이상의 질소, 황, 산소 및/또는 인 원자를 포함한다. 유기 모이어티는 탄소 원자를 포함하지만 총 수에 한정되지 않는다. 예를 들어, 유기 모이어티는 1 내지 40, 2 내지 39, 3 내지 38, 4 내지 37, 5 내지 36, 6 내지 35, 7 내지 34, 8 내지 33, 9 내지 32, 10 내지 31, 11 내지 30, 12 내지 29, 13 내지 28, 14 내지 27, 15 내지 26, 16 내지 25, 17 내지 24, 18 내지 23, 19 내지 22, 20 또는 21개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 유기 모이어티는 선형, 분지형 또는 환형 (부분)일 수 있거나 이들을 포함할 수 있고, 방향족 또는 비-방향족 (부분)일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 유기 모이어티는 알칸, 알켄, 알킨, 카르복실레이트, 벤젠, 톨루엔, 할로알칸, 알코올 (예 : 하이드록실 기), 케톤, 알데하이드, 아실 할라이드, 카르보네이트, 카르복실레이트, 카르복실산, 에스테르, 퍼옥사이드, 에테르, 헤미아세탈, 헤미케탈, 아세탈, 케탈, 오르토에스테르, 오르토카르보네이트 에스테르, 아미드, 아민, 이민, 이미드, 아이소시아네이트, 아지드, 아조 화합물, 시아네이트, 니트레이트, 니트릴, 니트라이트, 니트로 화합물, 니트로소 화합물, 피리딜 기, 티올, 설파이드, 다이설파이드, 설폭시드, 설폰, 설핀산 기, 설폰산 기, 티오시아네이트, 티온, 티알, 포스핀, 포스폰산 기, 포스페이트, 포스포다이에스테르, 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 추가의 실시 형태에서, 유기 모이어티는 아미노, 4차 암모늄, 메르캅토, 다이설파이드 및 테트라설파이드 기 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 유기 모이어티는 전형적으로 입자의 총 중량을 기준으로 0.01, 0.10, 0.25, 0.50, 1, 5, 10 또는 25 중량%로 존재한다.
대안적으로, 실란은 메톡시- 및/또는 에톡시-작용성 실란일 수 있다. 일 실시 형태에서, 실란은 질소를 포함한다. 다른 실시 형태에서, 실란은 황을 포함한다. 추가의 실시 형태에서, 실란은 질소 및 황을 포함한다.
일 실시 형태에서, 실란은 화학식 R1Si(R2O)3을 가질 수 있으며, 여기서 R1은 질소 또는 황과 같은 극성 화합물을 함유하는 유기 모이어티로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고, R2는 수소, 메틸, 메톡시, 에톡시 및 알콕시로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
다른 실시 형태에서, 실란은 i-C4H9Si(OMe)3, n-C8H17Si(OEt)3, (MeO)3Si(CH2)3NH(CH2)2NH2, (MeO)3Si(CH2)3NH2, (EtO)3Si(CH2)3NH2, (MeO)3Si(CH2)3NMe2, (MeO)3Si(CH2)3N+Me2C18H37 ―Cl, (MeO)3Si(CH2)3N+Me3 ―Cl 및 (MeO)3Si(CH2)3SH, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
당업계에서 이해되는 바와 같이, 실란의 축합 이탈 기는 또한 축합 반응 동안 이탈 기일 수 있다는 점을 제외하고는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 축합 이탈 기는 알콕시 기, 옥심 기, 카르복시 기, 아세톡시 기, 알킬렌옥시 기, 아민 기 또는 아미드 기, 또는 이들의 조합일 수 있다. 축합 이탈 기는 상기한 축합 가능한 반응성 기와 동일하거나 상이할 수 있다. 축합 이탈 기는 전형적으로 입자의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%로 존재한다.
입자와 실란의 조합시, 입자의 축합 가능한 반응성 기는 축합 반응을 통해 실란의 축합 이탈 기와 반응하여 그 위에 유기 작용기가 배치되어 있는 실리콘 입자를 형성한다. 축합 반응은 전형적으로, 둘 이상의 반응물이 물 또는 일부 다른 작은 분자, 예컨대 암모니아, 에탄올, 아세트산, 황화수소의 형성을 수반하면서 단일 주 생성물을 생성하는 단계적 반응이다. 전형적으로, 축합 반응의 메커니즘은 연속적인 첨가 및 제거 반응을 포함한다. 그러나, 본 발명의 축합 반응은 특별히 제한되지 않으며 당업계에 공지된 임의의 메커니즘에 의해 진행될 수 있다. 전형적으로, 이러한 반응은 실온에서 또는 가열시, 예를 들어 실온 (약 25℃) 내지 150℃ 또는 그들 사이의 임의의 값 또는 값의 범위의 온도에서 일어난다.
축합 반응과 관련하여, 축합 촉매가 사용될 수 있거나 생략될 수 있다. 예를 들어, 축합 촉매가 가열과 함께 또는 가열 없이 사용될 수 있다. 또한, 가열만이 사용되어 축합 반응을 일으킬 수 있다.
예를 들어, 본 방법은 또한 축합 촉매를 제1, 제2 및/또는 제3 반응물 및/또는 에멀젼 중의 입자 및/또는 실란에 첨가하여, 입자의 축합 가능한 반응성 기가 축합 반응을 통해 실란의 축합 이탈 기와 반응되게 하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 반응은 임의의 공지된 축합 반응에 의해 진행될 수 있다. 축합 촉매 및 하이드로실릴화 촉매는 함께 또는 하나씩 첨가될 수 있다. 예를 들어, 축합 촉매 및 하이드로실릴화 촉매는 조합되고/되거나 하이드로실릴화 전에 제1, 제2 및/또는 제3 반응물에 첨가될 수 있다. 일 실시 형태에서, 축합 촉매는 하이드로실릴화 동안 (불활성이지만) 존재하고, 나중에 축합 반응을 촉매한다.
유사하게는, 축합 촉매는 특별히 제한되지 않으며 당업계에 공지되어 있을 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 축합 촉매는 다이부틸주석 다이라우레이트, 다이부틸주석 다이아세테이트, 다이메틸주석 다이네오데카노에이트, 주석 옥토에이트, 주석 올레에이트, 주석 네오데카노에이트, 다이옥틸주석 다이라우레이트, 주석 비스-2-에틸헥사노에이트, 철 옥토에이트, 아연 옥토에이트 등 및 이들의 조합이다. 대안적으로, 테트라메틸구아니딘과 같은 구아니딘 및 트라이에틸암모늄 아세테이트와 같은 카르복실산의 아민 염이 또한 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에서 사용되는 축합 촉매의 양도 특별히 제한되지 않는다. 다양한 실시 형태에서, 축합 촉매는 입자의 100 중량부당 0.1 내지 10, 0.1 내지 1, 1 내지 10, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 중량부의 양으로 사용된다. 축합 반응이 실온에서 진행될 수 있지만, 열이 가해질 수도 있다. 추가의 실시 형태에서, 상기 기재된 임의의 하나 이상의 값 이내 또는 그 사이의, 정수 및 분수 둘 모두의 임의의 값 또는 값의 범위가 고려된다.
다른 실시 형태에서, 축합 촉매는 물과 함께 에멀젼으로 형성되고, 이 에멀젼은 입자에 첨가된다.
일 실시 형태에서, 축합 촉매는 희석제, 예를 들어 상기한 희석제 또는 상이한 희석제 중 임의의 것으로 희석된다. 관련된 실시 형태에서, 축합 촉매를 첨가하는 단계는 희석제로 희석된 축합 촉매와 입자를 조합하는 것으로서 추가로 정의된다. 희석제는 특별히 제한되지 않으며 메탄올, 에탄올, 글리콜, 물 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.
추가적인 실시 형태:
본 발명은 또한 입자를 제조하는 방법을 제공하는데, 이때 본 방법은 제1 반응물을 제공하고, 제2 반응물을 제공하고, 제3 반응물을 제공하고, 하이드로실릴화 촉매를 제공하고, 극성 액체를 제공하는 전술한 단계를 포함한다. 그러나, 이러한 실시 형태에서, 본 방법은 그 위에 유기 작용기가 배치되어 있는 실리콘 입자를 형성하기 위한 수단을 포함한다. 예를 들어, 실리콘 입자를 형성하기 위한 수단은 전체적으로 또는 부분적으로 전술한 임의의 하나 이상의 단계일 수 있으며, 그리고 이들 단계의 임의의 조합일 수 있다.
가교결합 입자:
전술한 바와 같이, 본 발명의 방법을 사용하여 궁극적으로 형성된 실리콘 입자 그 자체는 그 위에 유기 작용기가 배치되어 있다. 입자는 대안적으로 복수의 입자로서 기술될 수 있다. 입자는 고체, 액체 또는 탄성중합체, 예컨대 고체 및 액체 성질 둘 모두를 갖는 탄성중합체 화합물로서 당업계에 공지된 실리콘 고무일 수 있다. 입자는 탄성중합체로서 기술될 수 있다. 예를 들어, 입자는 유기 용매 중에 불용성인 (또는 당업계에서 이해되는 바와 같이, 최소로 용해성인) 실리콘 고무로서 추가로 정의될 수 있다. 실리콘 고무는 또한 하나 이상의 유기 용매에서 팽윤성인 것으로서 기술될 수 있다. 대안적으로, 실리콘 입자는 하나 이상의 폴리오르가노실록산 또는 하나 이상의 실리콘 또는 하나 이상의 실리콘 고무 등이거나, 이들을 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어지는 입자 또는 폴리오르가노실록산 입자로서 기술될 수 있다. 대안적으로, 실리콘 입자는 제1, 제2 및 제3 반응물의 전술한 하이드로실릴화 반응 생성물이거나, 이들을 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어지는 입자로서 기술될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, "본질적으로 이루어지는"이라는 용어는, 실리콘 입자에 하나 이상의 유기 중합체 및/또는 비실리콘 중합체가 부재하거나 가교결합 입자가 하나 이상의 유기 중합체 및/또는 비실리콘 중합체를 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 0.1 또는 0.05 중량% 미만으로 포함한다는 것을 말한다.
다양한 실시 형태에서, 실리콘 입자는 실리콘 코어 및 상기 코어에 공유 결합된 유기 모이어티를 갖는다. 코어는, 전술한 바와 같이, 액체 또는 고체일 수 있다. 코어는 중실 또는 중공일 수 있다. 전형적으로, 전술한 바와 같이, 코어는 제1, 제2 및 제3 반응물의 하이드로실릴화 반응 생성물이거나, 이들을 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나 또는 이들로 이루어진다. 코어는 이러한 하이드로실릴화 반응 생성물일 수 있으며, 그 안에 임의의 다른 화합물을 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 코어는 전술한 하이드로실릴화 반응 생성물이 아닌 임의의 물질의 임의의 내부 코어를 포함하지 않는 중실 코어로서 기술될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, "본질적으로 이루어진다"라는 용어는 코어에 하나 이상의 유기 중합체 및/또는 비-실리콘 중합체가 부재하거나 코어가 하나 이상의 유기 중합체 및/또는 비-실리콘 중합체를 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 0.1 또는 0.05 중량% 미만으로 포함한다는 것을 말한다.
유기 모이어티는 제3 반응물의 축합 가능한 반응성 기와 전술한 실란의 축합 이탈 기의 축합 반응을 통해 실리콘 코어에 공유 결합된다. 보다 구체적으로, 유기 모이어티는 전형적으로 코어의 표면에서 반응에 사용 가능한 (제3 반응물로부터의) 축합 가능한 반응성 기의 축합 반응으로부터 형성된 공유 결합에 의해 실리콘 코어의 표면에 결합된다. 코어 그 자체는 내부에 유기 모이어티의 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유기 모이어티는 코어의 표면을 참투할 수 있고/있거나 코어의 표면 외부에 있을 수 있다. 코어의 내부는 축합 반응을 통해 공유 결합되지 않은 유기 모이어티를 또한 포함할 수 있다. 추가적으로, 코어의 내부는 실란의 축합 이탈 기와 반응하지 않았고/않았거나 이에 노출되지 않았던 반응되지 않은 또는 부분 반응된 축합 가능한 반응성 기를 포함할 수 있다. 추가적으로, 하나 이상의 축합 가능한 반응성 기는 코어의 표면 상에 잔류할 수 있고 동역학적(kinetic), 열역학적 및/또는 입체구조적(steric) 이유로 실란의 축합 이탈 기와 반응하지 않을 수 있다는 것이 고려된다.
입자 그 자체로 되돌아가면, 입자는 크기 또는 형상이 특별히 제한되지 않는다. 전형적으로, 입자는 당업자가 이해하는 바와 같이 대략 구형 또는 타원형이다. 입자는 0.1 내지 1,000, 1 내지 500, 1 내지 450, 1 내지 400, 1 내지 350, 1 내지 300, 1 내지 250, 1 내지 200, 1 내지 150, 1 내지 100, 100 내지 500, 150 내지 450, 200 내지 400, 250 내지 350, 300 내지 350, 5 내지 95, 10 내지 90, 15 내지 85, 20 내지 80, 25 내지 75, 30 내지 70, 35 내지 65, 40 내지 60, 45 내지 55, 50 내지 55, 1 내지 20, 2 내지 19, 3 내지 18, 4 내지 17, 5 내지 16, 6 내지 15, 7 내지 14, 8 내지 13, 9 내지 12, 10 내지 11, 1 내지 10, 2 내지 9, 3 내지 8, 4 내지 7, 5 내지 6, 2 내지 10, 3 내지 9, 4 내지 8, 5 내지 7, 5 내지 6, 50 내지 70, 55 내지 65 또는 60 내지 65 마이크로미터의 평균 직경 (또는 평균 직경 분포)을 가질 수 있다. 입자의 평균 직경은 맬번(Malvern) 마스터사이저(Mastersizer)(등록상표) S와 같은 임의의 공지된 입자 크기 계측기(particle size instrument)를 사용하여, 또는 일부 경우에는 광학 현미경 및/또는 주사 전자 현미경을 사용하여 측정할 수 있다.
또한, 실리콘 입자는 보존제, 살생물제, 증점제, 동결/해동 첨가제, 방청제, 안료 및 당업계에 공지된 다른 첨가제를 포함하지만 이로 한정되지 않는 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
본 방법으로부터 최종적으로 형성된 입자, 즉 그 위에 유기 작용기가 배치되어 있고 전술한 실란과의 조합으로부터 형성되는 입자는, 하이드로실릴화 촉매 및 극성 액체의 존재 하에 제1, 제2 및 제3 반응물을 조합하여 에멀젼 (여기서, 제1, 제2 및 제3 반응물은 하이드로실릴화를 통해 반응하여, 그 위에 배치된 축합 가능한 반응성 기를 갖고 극성 액체에 배치되는 입자를 형성함)을 형성하는 단계를 통해 본 방법에서 앞서 형성된 입자와 하나 이상의 특성을 공유할 수 있다는 것이 고려된다. 그러나, 본 방법으로부터 궁극적으로 형성된 입자에는 그 위에 유기 작용기가 배치되어 있지만, 본 방법에서 앞서 형성된 입자에는 이러한 유기 작용기가 그 위에 배치되어 있지 않다. 그럼에도 불구하고, 유기 작용기를 제외하고는, 본 발명에서 궁극적으로 형성된 입자와 앞서 형성된 입자는 둘 모두 전술한 바와 같을 수 있다. 예를 들어, 둘 모두는 고체, 액체 또는 탄성중합체, 예컨대 고체 및 액체 특성 둘 모두를 갖는 탄성중합체 화합물로서 당업계에 공지된 실리콘 고무일 수 있다. 둘 모두는 탄성중합체로서 기술될 수 있다. 둘 모두는 하나 이상의 폴리오르가노실록산, 하나 이상의 실리콘 또는 하나 이상의 실리콘 고무 등이거나, 이들을 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어지는 입자 또는 폴리오르가노실록산 입자로서 기술될 수 있다. 둘 모두는 제1, 제2 및 제3 반응물의 전술한 하이드로실릴화 반응 생성물이거나, 이것을 포함하거나, 이것으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이것으로 이루어지는 입자로서 기술될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, "본질적으로 이루어지는"이라는 용어는, 실리콘 입자에 하나 이상의 유기 중합체 및/또는 비실리콘 중합체가 부재하거나 가교결합 입자가 하나 이상의 유기 중합체 및/또는 비실리콘 중합체를 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 0.1 또는 0.05 중량% 미만으로 포함한다는 것을 말한다.
추가적으로, 둘 모두는 동일하거나 유사한 코어를 가질 수 있으며, 상기 코어에 결합된 유기 모이어티 또는 작용기만 상이할 수 있다. 예를 들어, 둘 모두는 액체 또는 고체 코어를 가질 수 있다. 둘 모두의 코어는 중실 또는 중공일 수 있으며, 전술한 바와 같이 제1, 제2 및 제3 반응물의 하이드로실릴화 반응 생성물이거나, 이것을 포함하거나, 이것으로 본질적으로 이루어지거나 또는 이것으로 이루어질 수 있다. 둘 모두의 코어는 이러한 하이드로실릴화 반응 생성물일 수 있으며, 그 안에 어떠한 다른 화합물도 포함하지 않을 수 있다. 둘 모두의 코어는 전술한 하이드로실릴화 반응 생성물이 아닌 임의의 물질의 임의의 내부 코어를 포함하지 않는 고체 코어로서 기술될 수 있다. 다양한 실시 형태에서, "본질적으로 이루어진다"라는 용어는 둘 모두의 코어에 하나 이상의 유기 중합체 및/또는 비-실리콘 중합체가 부재하거나 둘 모두의 코어가 하나 이상의 유기 중합체 및/또는 비-실리콘 중합체를 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 0.1 또는 0.05 중량% 미만으로 포함한다는 것을 말한다.
유기 작용기는 당업계에서 임의의 것일 수 있으며, 전술한 유기 모이어티 중 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 유기 작용기는 아미노, 4차 암모늄, 메르캅토, 다이설파이드, 및 테트라설파이드 작용기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
입자는 에멀젼, 슬러리 또는 분산액으로 사용될 수 있고/있거나, 건조되어 분말로서 사용될 수도 있다. 대안적으로, 에멀젼, 슬러리 또는 분산액의 극성 액체는 액체 입자가 오일을 형성하도록 제거될 수 있다.
입자, 에멀젼, 슬러리 및/또는 분산액은 임의의 제품, 예컨대 개인 케어 제품 (예컨대, 샴푸, 탈취제, 비듬 방지 제품, 구강 케어 조성물 등), 항균 제품, 항여드름(antiacne) 제품, 상처 케어 제품, 항진균 제품 (예컨대, 족부용 분말, 로션 또는 스프레이), 코팅, 화장품, 텍스타일 등에 이용될 수 있다. 입자의 유기 작용기에 따라, 입자, 에멀젼, 슬러리 및/또는 분산액은 항균 또는 항미생물 특성을 나타낼 수 있다. 대안적으로, 입자, 에멀젼, 슬러리 및/또는 분산액은 대전 방지 또는 발수 특성을 나타낼 수 있다.
분산액:
본 발명은 극성 연속 상 및 상기 극성 연속 상에 배치된 전술한 실리콘 입자를 포함하는 분산액을 또한 제공한다. 전술한 바와 같이, 입자가 고체인 경우, 분산액은 (액체) 극성 연속 상에 분산된 고체 입자를 포함한다. 입자가 액체인 경우, 분산액은 전형적으로 액체 입자가 (액체) 극성 연속 상에 분산되어 있는 에멀젼으로서 추가로 정의된다. 분산액은 대안적으로 슬러리로서 기술될 수 있다. 본 발명에서 기술된 바와 같거나 또는 전술한 바와 같은 분산액 또는 에멀젼은, 전술한 바와 같이 계면활성제 또는 하나 이상의 계면활성제를 포함할 수 있다.
개인 케어 조성물:
본 발명은 또한 개인 케어 조성물을 제공하며, 이는 또한 개인 케어 제품 조성물로서 기재될 수 있다. 개인 케어 조성물은 본 발명의 입자를 포함한다. 개인 케어 조성물은 크림, 젤, 분말, 페이스트 또는 자유 유동성 액체 형태로 존재할 수 있다. 일반적으로, 그러한 조성물은, 실온에서 조성물 내에 고형 재료가 존재하지 않는다면, 단순 프로펠러 혼합기, 브룩필드(Brookfield) 역회전 혼합기, 또는 균질화 혼합기를 사용하여 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, 화장용, 치료용, 또는 이들의 일부 조합일 수 있다. 그러한 제품의 통상적인 예에는 발한억제제(antiperspirant) 및 탈취제(deodorant), 스킨 케어 크림, 스킨 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 액체, 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. 일 실시 형태에서, 개인 케어 조성물은 탈취제, 스킨 케어 조성물, 헤어 케어 조성물, 상처 케어 조성물, 또는 구강 케어 조성물이다.
개인 케어 조성물은 다양한 개인 케어 응용, 가정 케어 응용, 및 헬스 케어 응용에 또는 이들 응용을 위해 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 입자는 미국 특허 제6,051,216호, 제5,919,441호, 제5,981,680호; 국제특허 공개 WO 2004/060271호 및 WO 2004/060101호에 기재된 바와 같은 개인 케어 제품에; 국제특허 공개 WO 2004/060276호에 기재된 바와 같은 썬스크린 조성물에; 국제특허 공개 WO 03/105801호에 기재된 바와 같은, 필름-형성 수지를 또한 함유하는 화장용 조성물에; 미국 특허 출원 공개 제2003/0235553호, 제2003/0072730호 및 제2003/0170188호, 유럽 특허 제1,266,647호, 제1,266,648호, 및 제1,266,653호, 국제특허 공개 WO 03/105789호, WO 2004/000247호 및 WO 03/106614호에 기재된 바와 같은 화장용 조성물에; 국제특허 공개 WO 2004/054523호에 기재된 것들에 대한 추가 작용제로서; 미국 특허 출원 공개 제2004/0180032호에 기재된 바와 같은 오래 지속되는 화장용 조성물에; 및/또는 국제특허 공개 WO 2004/054524호에 기재된 바와 같은 투명 또는 반투명 케어 및/또는 메이크업 조성물에 사용될 수 있고, 이들 전부는 다양한 비제한적인 실시 형태에서 참고로 본 명세서에 명백히 포함된다.
입자는 표준 방법에 의해, 예컨대 어플리케이터, 브러시를 사용하여 인체, 예를 들어 피부 또는 모발에 이를 도포하고/하거나, 손에 의해 도포하고/하거나, 이를 붓고/붓거나, 가능하게는 조성물을 인체 상에 또는 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, 입자는, 예를 들어 피부를 컨디셔닝하기 위한 통상적인 방식으로 사용될 수 있다. 입자의 유효량이 피부에 도포될 수 있다. 그러한 유효량은 일반적으로 1 mg/㎠ 내지 3 mg/㎠다. 피부에 대한 도포는 전형적으로 입자를 피부 내로 작용시키는 것을 포함한다. 피부에 도포하기 위한 이러한 방법은 전형적으로 피부를 유효량의 입자와 접촉시키는 단계 및 이어서 입자를 피부 내로 문지르는 단계를 포함한다. 이러한 단계들은 원하는 효과를 달성하는 데 필요한 만큼 많은 횟수로 반복될 수 있다.
모발에 대한 입자의 사용은 모발을 컨디셔닝하기 위한 통상적인 방식을 사용할 수 있다. 모발을 컨디셔닝하기 위한 입자의 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 입자와 접촉하도록 모발을 통해 입자를 작용시키는 것을 포함한다. 모발을 컨디셔닝하기 위한 이러한 방법은 전형적으로 모발에 유효량의 입자를 도포하는 단계, 및 이어서 모발을 통해 입자를 작용시키는 단계를 포함한다. 이러한 단계들은 원하는 컨디셔닝 효과를 달성하는 데 필요한 만큼 많은 횟수로 반복될 수 있다.
입자로 제형화될 수 있는 첨가제의 비제한적인 예에는 추가 실리콘, 산화방지제, 클렌징제, 착색제, 추가 컨디셔닝제, 침착제(deposition agent), 전해질, 연화제 및 오일, 박피제(exfoliating agent), 거품 촉진제(foam boosting agent), 방향제, 습윤제, 차단제(occlusive agent), 살슬제(pediculicide), pH 제어제, 안료, 보존제, 살생물제, 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 적어도 하나의 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 적어도 하나의 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. 임의의 값 및 모든 값 또는 전술한 것들 사이의 값의 범위가 또한 사용될 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 기재되어 있으며, 이 문헌은 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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, 다이메틸다이알릴암모늄 클로라이드 단일중합체, 및 아크릴아미드와 다이메틸다이알릴 암모늄 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 기재된 바와 같은, 3 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 불포화 카르복실산의 단일중합체 및 공중합체의 아미노알킬 에스테르의 광산 염; 및 영국 특허 출원 제9403156.4호(국제특허 공개 WO95/22311호)에 기재된 바와 같은 양이온성 폴리아크릴아미드가 포함되며, 이들 각각은 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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 기재된 바와 같음), 및 에테르화 셀룰로오스와 전분의 공중합체 (예를 들어, 미국 특허 제3,958,581호에 기재된 바와 같음)가 포함되며, 이들 특허 각각은 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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%, 더욱 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 기재되어 있으며, 이 특허는 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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 기재되어 있으며, 이 특허는 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 명백히 참고로 포함된다. 장쇄 아실 유도체와 잔탄 검의 조합이 또한 샴푸 조성물 내의 현탁화제로서 사용될 수 있다. 그러한 조합은 미국 특허 제4,704,272호에 기재되어 있으며, 이 특허는 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 명백히 참고로 포함된다. 다른 적합한 현탁화제에는 카르복시비닐 중합체가 포함된다. 이들 중합체 중에서는 미국 특허 제2,798,053호에 기재된 바와 같은 폴리알릴수크로스와 가교결합된 아크릴산의 공중합체가 전형적이며, 이 특허는 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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 특정 유형 및 양은 조성물의 원하는 미적 특정에 따라 변할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 결정된다.
개인 케어 조성물은 전술된 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, 예를 들어 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. 오일 상(oil phase) 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.
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 EP-A-678,292호에 기재된 바와 같으며, 이 특허 출원은 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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. 적어도 하나의 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 기재되어 있으며, 이들 특허 각각은 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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 FR-A-2,326,405호 및 FR-A-2,440,933호뿐만 아니라, 유럽 특허 출원 EP-A-0,114,607호에도 기재되어 있으며, 이들 각각은 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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 EP-A-0,487,404호에 기재되어 있으며, 이 특허 출원은 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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 EP-A-0,518,772호 및 EP-A-0,518,773호에 기재되어 있으며, 이들 각각의 특허 출원은 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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, 카라기난 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.
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.
실리콘 조성물이 또한 개인 케어 조성물 내에 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, 여기서 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.
상기 기재된 것들 이외의 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 기재되어 있으며, 이 특허는 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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 기재될 수 있고, 일부가 국제특허 공개 WO 03/101412 A2에 기재되어 있으며, 이 공개는 본 명세서에서 하나 이상의 비제한적인 실시 형태에서 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(rake) 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.
실시예
하기에서 상세히 기술하는 바와 같이, 일련의 분산액/에멀젼 및 입자가 본 발명에 따라 형성된다. 실리콘 고무 분산액의 입자 크기는 구체적으로 달리 기술하지 않는 한 맬번 마스터사이저(등록상표) S를 사용하여 측정한다.
실시예 1 (-Si(OMe) 3 작용성 입자)
107 센티스토크의 동점도, 약 100의 중합도 및 0.083%의 Si-H로서의 수소 함량을 갖는 메틸하이드로겐/다이메틸 폴리실록산 유체 50 g을 100 g 맥스 컵(max cup)으로 칭량한다. 이어서, 1.80 g의 1,5-헥사디엔 및 0.5 g의 SiH 화합물: HSiMe2OSiMe2C2H4Si(OMe)3, 및 약 0.2 g에 상응하는 피펫으로부터의 2 방울의, 비닐 작용성 실록산 중 Pt 다이비닐테트라메틸다이실록산 착물인 가용성 Pt 촉매 (0.5% 원소 Pt의 당량을 갖는 촉매 조성물)를 칭량한다. 혼합물을 스피드믹서(SpeedMixer)(등록상표) DAC-150에서 최대 속도로 15 내지 30초 동안 회전시킨다.
이어서, 물 중 70%인, 아이소헥사데실 알코올 (20) 에톡실레이트 (아라솔브(Arlasolve)(등록상표) 200)의 70% 수용액 0.7 g을 첨가한 다음, 10.0 g의 DI수 (H2O#1)를 첨가한다. 컵을 DAC-150 스피드믹서(등록상표)에서 최대 속도로 10 내지 120초 동안 회전시킨다. 컵의 내용물을 검사하고, 혼합물이 o/w 에멀젼으로 전환된 것으로 관찰된다. 컵을 다시 최대 속도로 회전시킨다. 이어서, 에멀젼은 첨가되는 희석수 (H2O#2)의 총량이 27 g이 되도록 3회의 증분식 물 첨가 및 혼합 단계에서 추가 희석수 (H2O#2)로 희석한다. 샘플을 2 내지 6시간 동안 40 내지 75℃ 오븐에 넣는다. 이어서, 컵을 냉각시킨다.
표준 실험실 여과지가 장착된 부흐너 깔때기(Buchner funnel)를 사용하여 진공 여과하여 입자를 수득한다. 생성된 필터 케이크는 실리콘 고무 입자를 포함하는데, 이는 여과 중에 DI수로 세척된다. 필터 케이크를 부흐너 필터로부터 꺼내고 유리 접시에 넣어 주변 실험실 조건에서 공기 건조되도록 한다. 샘플 중량을 중량 변화가 적어질 때까지 모니터링하여, 샘플이 건조된 것을 보장한다. 건조된 입자는 저장용 병으로 옮긴다. 광 산란 측정으로부터의 입자 크기 결과는 다음과 같다: 평균(Dv50) = 15 마이크로미터; (Dv90)보다 작은 입자의 90% = 25 마이크로미터. 이러한 조성물은 -Si(OMe)3 또는 -Si(OH)n (n = 1, 2 또는 3) 기가 부착되어 있는 실리콘 탄성중합체의 구형 입자를 포함한다.
실시예 2 (-Si(OMe) 3 작용성 입자; 입자 크기: 7.5 마이크로미터)
100 센티스토크의 동점도, 약 100의 중합도 및 0.08%의 Si-H로서의 수소 함량을 갖는 메틸하이드로겐/다이메틸 폴리실록산 유체 50 g을 100 g 맥스 컵으로 칭량한다. 이어서, 3 센티스토크의 점도를 갖는 화학식 (Me2ViSiO)4Si의 비닐 작용성 실록산 5.29 g 및 1.0 g의 SiH 화합물: HSiMe2OSiMe2C2H4Si(OMe)3, 및 약 0.2 g에 상응하는 피펫으로부터의 2 방울의, 비닐 작용성 실록산 중 Pt 다이비닐테트라메틸다이실록산 착물인 가용성 Pt 촉매 (0.5% 원소 Pt의 당량을 갖는 촉매 조성물)를 칭량한다. 혼합물을 스피드믹서(등록상표) DAC-150에서 최대 속도로 15 내지 30초 동안 회전시킨다.
이어서, 0.76 g의 라우릴 알코올 (4) 에톡실레이트 (브리즈(Brij)(등록상표) 30) 및 라우릴 알코올 (23) 에톡실레이트(브리즈(등록상표) 35L)의 72% 수용액 1.57 g을 첨가한 다음, 9.8 g의 DI수 (H2O#1)를 첨가한다. 컵을 DAC-150 스피드믹서(등록상표)에서 최대 속도로 10 내지 120초 동안 회전시킨다. 컵의 내용물을 검사하고, 혼합물이 o/w 에멀젼으로 전환된 것으로 관찰된다. 컵을 다시 최대 속도로 회전시킨다. 이어서, 에멀젼은 첨가되는 희석수 (H2O#2)의 총량이 34 g이 되도록 3 내지 7회의 증분식 물 첨가 및 혼합 단계에서 추가 희석수 (H2O#2)로 희석한다. 샘플을 2 내지 6시간 동안 40 내지 75℃ 오븐에 넣는다. 컵을 냉각시키고, 생성된 실리콘 고무 분산액의 입자 크기를 맬번 마스터사이저(등록상표) S를 사용하여 측정한다. 광산란 측정으로부터의 입자 크기 결과는 다음과 같다: 평균(DV50) = 7.5 마이크로미터.
입자를 수득하고, 실시예 1에서와 동일한 절차를 적용하여 건조시켰다. 이러한 조성물은 -Si(OMe)3 또는 -Si(OH)n (n = 1, 2 또는 3) 기가 부착되어 있는 실리콘 탄성중합체의 구형 입자를 포함한다.
실시예 3 (양이온성 작용성 입자):
실시예 1에 기술된 것과 동일한 절차를 사용하여, -Si(OMe)3 작용기를 갖는 입자의 분산액을 제조한다. 입자를 수득하고, 4차 암모늄 작용성 실란으로 처리한다.
107 센티스토크의 동점도, 약 100의 중합도 및 0.083%의 Si-H로서의 수소 함량을 갖는 메틸하이드로겐/다이메틸 폴리실록산 유체 250 g을 500 g 맥스 컵으로 칭량한다. 이어서, 9.36 g의 1,5-헥사디엔 및 4.14 g의 SiH 화합물: HSiMe2OSiMe2C2H4Si(OMe)3, 및 약 0.2 g에 상응하는 피펫으로부터의 8 방울의, 비닐 작용성 실록산 중 Pt 다이비닐테트라메틸다이실록산 착물인 가용성 Pt 촉매 (0.5% 원소 Pt의 당량을 갖는 촉매 조성물)를 칭량한다. 혼합물을 스피드믹서(등록상표) DAC-600에서 최대 속도로 15 내지 30초 동안 회전시킨다.
이어서, 3.0 g의 라우릴 알코올 (4) 에톡실레이트 (브리즈(등록상표) 30) 및 라우릴 알코올 (23) 에톡실레이트 (브리즈(등록상표) 35L)의 72% 수용액 6.0 g을 컵으로 칭량해 컵에 넣은 다음, 65 g의 탈이온(DI)수 (H2O#1)를 칭량해 넣는다. 컵을 폐쇄하고 최대 속도(2350 RPM)로 2분 동안 회전시킨다. 희석수(H2O#2)를 각각의 첨가 후 혼합 단계를 행하면서 약 45 g 분취량으로 증분식으로 첨가하여 총 141 g의 H2O#2를 첨가한다. 에멀젼을 오븐으로 옮기고 2 내지 6 시간 동안 40 내지 75℃로 유지한다. 샘플을 오븐에서 꺼내어 냉각시킨 후, 맬번 마스터사이저(등록상표) S를 사용하여 입자 크기를 측정한다. 입자는 진공 여과에 의해 수득한다. 여과시, 입자의 필터 케이크를 250 g의 DI수의 2개 분취량으로 세척한다. 촉촉한 필터 케이크는 유리 접시에 옮기고, 여기서 필터 케이크를 샘플 중량이 현저히 변하지 않는 것으로 간주될 때까지 주변 실험실 조건에서 건조시켜서 건조한 것으로 여겨질 수 있게 된다.
입자 (233.58 g)를 1쿼트 병에 옮기고, 그래서 190 g의 메탄올을 첨가하고 입자와 혼합하여 슬러리를 형성한다. 다음으로, 메탄올 중 n-옥타데실다이메틸[3-트라이메톡시실릴프로필] 암모늄 클로라이드의 50% 용액 4.67 g을 추가의 메탄올 15 g에 희석하여, 병에 보유된 슬러리에 첨가한다. 병에 덮개를 씌우고 슬러리를 1 내지 2분 동안 격렬하게 흔든 다음, 병 롤러 상에서 1 내지 2시간 동안 롤링시킨다. 병의 내용물을 깨끗한 유리 접시로 배출하고, 메탄올을 환기식 후드에서 주변 실험실 조건으로 20 내지 36시간 동안 증발되게 한다. 입자의 일부는 큰 조각으로 응집되며, 이들은 주걱 또는 평평한 도구로 가볍게 눌러서 깨뜨린다. 입자를 1 내지 4시간 동안 40 내지 75℃의 오븐에서 추가로 건조시키고 최종적으로 저장용 병에 옮긴다. 이러한 조성물은 1 중량%의 4차 암모늄 작용성 실란으로 처리된 약 30 마이크로미터 입자 크기의 실리콘 탄성중합체 구형 입자를 포함한다.
실시예 4 (양이온성 작용성 입자):
실시예 2에 기술된 것과 동일한 절차를 사용하여, -Si(OMe)3 작용기를 갖는 238.0 g의 수득되어 건조된 입자를 180 g의 메탄올에 분산시킨다. 20 g의 메탄올로 추가로 희석된, 메탄올 중 n-옥타데실다이메틸[3-트라이메톡시실릴프로필] 암모늄 클로라이드의 50% 용액 2.38 g을 슬러리화된 입자에 첨가하고, 조성물을 약 1 내지 5분 동안 격렬하게 흔든다. 슬러리를 유리 접시에 붓고 환기식 흄 후드(fume hood)에서 주위 조건으로 20 내지 36시간 동안 건조되게 한다. 덩어리(lump)를 가볍게 파쇄하고 입자를 40 내지 75℃ 오븐에서 1 내지 4시간 동안 건조시킨 다음, 입자를 저장용 유리 병에 옮긴다. 이들 입자는 0.5 중량%의 4차 암모늄 작용성 실란으로 처리된 약 30 마이크로미터 크기의 구형 실리콘 탄성중합체 입자를 포함한다.
실시예 5 (양이온성 작용성 입자):
실시예 2에 기술된 것과 유사한 절차를 사용하여, -Si(OMe)3 작용기를 갖는 건조된 입자 225.9 g을, 107 센티스토크의 동점도, 약 100의 중합도 및 0.083%의 Si-H로서의 수소 함량을 갖는 메틸하이드로겐/다이메틸 폴리실록산 유체 250 g, 9.4 g의 1,5-헥사디엔, 2.75 g의 HSiMe2OSiMe2C2H4Si(OMe)3, 및 약 0.2 g에 상응하는 피펫으로부터의 8 방울의, 비닐 작용성 실록산 중 Pt 다이비닐테트라메틸다이실록산 착물인 가용성 Pt 촉매 (0.5% 원소 Pt의 당량을 갖는 촉매 조성물), 물 중 70%인, 아이소헥사데실 알코올 (20) 에톡실레이트(아라솔브(등록상표) 200)의 70% 수용액 6.0 g, 65 g의 H2O#1 및 139 g의 H2O#2의 제제로부터 수득한다. 수득되어 건조된 입자를 180 g의 메탄올로 슬러리화하고, 20 g의 메탄올로 추가로 희석된 (MeO)3Si(CH2)3N+Me3 -Cl의 메탄올 중 50% 용액 4.28 g을 첨가한다. 슬러리를 약 1 내지 5분 동안 격렬하게 흔든 후, 슬러리를 유리 접시에 붓고 환기식 흄 후드에서 주위 실험 조건으로 20 내지 36시간 동안 건조되게 한다. 덩어리를 깨뜨리고 분말을 40 내지 75℃ 오븐에서 1 내지 4시간 동안 추가로 건조시킨다. 이러한 물질은, 약 30 마이크로미터의 평균 입자 크기를 가지고 1 중량%의 양이온성 실란 (MeO)3Si(CH2)3N+Me3 ―Cl로 처리된 구형 실리콘 입자를 포함한다.
실시예 6 (아미노 작용성 입자):
실시예 2에 기술된 것과 동일한 절차를 사용하여, -Si(OMe)3 작용기를 갖는 225.9 g의 수득되어 건조된 입자를 180 g의 메탄올에 분산시킨다. 20 g의 메탄올에 용해된 2.26 g의 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실란을 슬러리화된 입자에 첨가하고, 조성물을 약 1 내지 5분 동안 격렬하게 흔든다. 슬러리를 유리 접시에 붓고 환기식 후드에서 주위 조건으로 20 내지 36시간 동안 건조되게 한다. 덩어리를 가볍게 파쇄하고 입자를 40 내지 75℃ 오븐에서 1 내지 4시간 동안 건조시킨 다음, 입자를 저장용 유리 병에 옮긴다. 이들 입자는 1.0 중량% 아미노 작용성 실란으로 처리된 약 30 마이크로미터 크기의 구형 실리콘 탄성중합체 입자를 포함한다.
실시예 7 (다이설파이드 작용성 입자):
실시예 1에 기술된 것과 유사한 절차를 사용하여, -Si(OMe)3 작용성 입자를 제조하고 1% [(MeO)3SiC2H6]2S-S로 처리한다. 107 센티스토크의 동점도, 약 100의 중합도 및 0.083%의 Si-H로서의 수소 함량을 갖는 메틸하이드로겐/다이메틸 폴리실록산 유체 250 g을 500 g 맥스 컵으로 칭량한다. 이어서, 9.36 g의 1,5-헥사디엔 및 5.0 g의 SiH 화합물: HSiMe2OSiMe2C2H4Si(OMe)3, 및 약 0.2 g에 상응하는 피펫으로부터의 8 방울의, 비닐 작용성 실록산 중 Pt 다이비닐테트라메틸다이실록산 착물인 가용성 Pt 촉매 (0.5% 원소 Pt의 당량을 갖는 촉매 조성물)를 칭량한다. 혼합물을 스피드믹서(등록상표) DAC-600에서 최대 속도로 15 내지 30초 동안 회전시킨다.
아이소헥사데실 (20) 에톡실레이트 (아라솔브(등록상표) 200)의 70% 수용액 3.1 g을 컵에 칭량해 넣은 다음 90 g의 탈이온(DI)수 (H2O#1)를 칭량해 넣는다. 컵을 폐쇄하고 최대 속도(2350 RPM)로 2분 동안 회전시킨다. 희석수 (H2O#2)를 첨가들 사이에 혼합 단계를 행하면서 약 40 g 분취량으로 증분식으로 첨가하여 총 121 g의 H2O#2를 첨가한다. 조성물을 2 내지 6시간 동안 40 내지 75℃ 오븐에 넣는다. 에멀젼이 냉각된 후 입자 크기를 측정한다.
실시예 2에 기재된 것과 동일한 절차를 사용하여, 입자를 수득하고 건조시키고 메탄올로 슬러리화시키고, 20 g의 메탄올 중 1 중량%의 설피도실란 [(MeO)3SiC2H6]2S-S 입자를 첨가한다. 슬러리화된 입자를, 실시예 2에 기술된 것과 동일한 절차를 사용하여 처리하고 건조시킨다. 건조되고 수집된 최종 조성물은 1%의 다이설피도실란 [(MeO)3SiC2H6]2S-S로 처리된 약 50 마이크로미터 구형 실리콘 입자를 포함한다.
실시예 8 (테트라설파이드 작용성 입자):
실시예 6에 기재된 것과 동일한 절차를 사용하여, 1%의 테트라설피도실란 [(MeO)3SiC2H6]2S-S-S-S로 처리된 약 50 마이크로미터 구형 실리콘 입자를 포함하는 조성물을 제조한다.
실시예 9 (양이온성 입자):
실시예 1에 기술된 것과 유사한 절차를 사용하여, -Si(OMe)3 작용기를 갖는 입자를 제조한다. 이들 입자는 물 중의 양이온성 실란으로 처리된다. 107 센티스토크의 동점도, 약 100의 중합도 및 0.083%의 Si-H로서의 수소 함량을 갖는 메틸하이드로겐/다이메틸 폴리실록산 유체 250 g을 100 g 맥스 컵으로 칭량한다. 이어서, 9.36 g의 1,5-헥사디엔 및 5.0 g의 SiH 화합물: HSiMe2OSiMe2C2H4Si(OMe)3, 및 약 0.2 g에 상응하는 피펫으로부터의 8 방울의, 비닐 작용성 실록산 중 Pt 다이비닐테트라메틸다이실록산 착물인 가용성 Pt 촉매 (0.5% 원소 Pt의 당량을 갖는 촉매 조성물)를 칭량한다. 혼합물을 스피드믹서(등록상표) DAC-600에서 최대 속도 (2350 RPM)로 10 내지 30초 동안 회전시킨다.
다음으로, 물 중 70%인, 아이소헥사데실 알코올 (20) 에톡실레이트 (아라솔브(등록상표) 200)의 70% 수용액 3.13 g을 첨가한 다음, 70.0 g의 DI수 (H2O#1)를 첨가한다. 컵을 DAC-600 스피드믹서(등록상표)에서 최대 속도로 2분 동안 회전시킨다. 총 142 g의 H2O#2를 각각의 첨가 후 간단히 혼합하면서 3 증분으로 컵에 첨가한다. 최종 첨가 및 회전 후, 컵의 내용물을 1 쿼트 병으로 옮기고 40 내지 75℃ 오븐에 넣는다. 오븐 내에서의 2 내지 6시간 후, 병을 꺼내고 내용물을 실온으로 냉각되게 한다. 입자 크기를 측정하여 약 35 마이크로미터 (평균)인 것으로 밝힌다. 메탄올 중 n-옥타데실다이메틸 [3-트라이메톡시실릴프로필] 암모늄 클로라이드의 50% 용액 2.64 g을 20 g의 DI수에 용해시키고, 생성된 용액을 -Si(OMe)3 작용화된 실리콘 입자의 수성 분산액에 첨가한다. 에멀젼을 약 2 내지 5분 동안 손으로 흔들고 병 롤러 상에서 1 내지 3시간 동안 롤링한 후, 조성물을 진공 필터를 사용하여 여과한다. 필터 케이크를 DI수로 세척하고, 이어서 유리 접시에 옮긴다. 입자를 주변 실험실 조건에서 20 내지 36시간 동안 건조시킨 다음, 샘플 중량이 현저히 변하지 않을 때까지 1 내지 4시간 동안 30 내지 50℃ 오븐에서 건조시킨다.
이러한 조성물은 0.5%의 (MeO)3Si(CH2)3N+Me2C18H37 ―Cl로 처리된 약 17 마이크로미터 직경의 구형 실리콘 입자를 포함한다. 이러한 조성물은, 실란이 수성 매질에서 입자에 첨가되어 실시예 2의 조성물, 실란 및 입자가 비수성의 메탄올 슬러리로 조합된다는 점에서 실시예 2의 조성물과 상이하다.
실시예 10: 에탄올 슬러리 중의 양이온성 작용성 입자
실시예 1에 기술된 것과 동일한 절차를 사용하여, -Si(OMe)3 작용기를 갖는 수득되어 건조된 입자 53.9 g을 깨끗한 100 g 맥스 컵에 옮겨, 200 프루프(proof) 에탄올 20 내지 50 g을 첨가하고 입자와 혼합하여 슬러리를 형성한다. 다음으로, 메탄올 중 n-옥타데실다이메틸[3-트라이메톡시실릴프로필] 암모늄 클로라이드의 50% 용액 0.54 g을 슬러리에 첨가하고, 주걱을 이용하여 손으로 혼합하고, 이어서 20 내지 50초 동안 완전히 혼합되도록 회전시킨다. 슬러리를 깨끗한 유리 접시로 배출하고, 에탄올을 환기식 후드에서 주변 실험실 조건으로 15 내지 36시간 동안 증발되게 한다. 입자의 일부는 큰 조각으로 응집되며, 이들은 주걱 또는 평평한 도구로 가볍게 눌러서 깨뜨린다. 입자를 1 내지 4시간 동안 40 내지 75℃의 오븐에서 추가로 건조시키고 최종적으로 저장용 병에 옮긴다. 이러한 조성물은 0.5 중량%의 4차 암모늄 작용성 실란으로 처리된 실리콘 탄성중합체 구형 입자를 포함한다.
전술한 실시예들은, 성분들을 유화시켜 입자를 형성하고 각 입자 내의 성분들을 반응시켜 가교결합된 실록산 중합체의 입자를 형성되게 함으로써 반응성 실록산 성분으로부터 입자가 어떻게 형성되는지를 보여준다. 가교결합된 실록산 중합체의 입자는 또한 규소 상에 반응성 기, 예컨대 알콕시를 함유한다. 입자는, 입자를 유기 작용성 실란과 조합시키고 각 입자 내의 중합체에 부착된 규소 상의 알콕시 기를 통해 실란이 입자와 반응되게 함으로써 추가로 작용화된다. 최종 결과는 입자의 중합체 네트워크에 유기 작용기가 공유 결합되어 있는 입자이다.
전술된 값들 중 하나 이상은, 그 변동이 본 발명의 범위 내에서 유지되기만 한다면, ±5%, ±10%, ±15%, ±20%, ±25% 등만큼 달라질 수 있다. 예상하지 못한 결과들이 모든 다른 요소들로부터 독립적인 마쿠쉬(Markush) 군의 각각의 요소로부터 얻어질 수 있다. 각각의 요소는 개별적으로 및/또는 조합으로 필요하게 될 수 있으며, 첨부된 청구범위의 범위 내의 특정 실시 형태에 대한 적절한 뒷받침을 제공한다. 독립항과 단일 및 다중 종속항 둘 모두의 종속항의 모든 조합의 요지가 본 명세서에서 명백하게 고려된다. 본 개시 내용은 제한적이기보다는 설명적인 단어들을 포함하는 예시적인 것이다. 상기 교시에 비추어 본 발명의 많은 변경 및 변형이 가능하며, 본 발명은 본 명세서에 구체적으로 기재된 것 이외의 다른 방식으로 실시될 수 있다.

Claims (15)

  1. 입자 상에 유기 작용기가 배치되어 있는 에멀젼 중의 입자를 제조하는 방법으로서,
    A. 2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티(moiety)를 갖는 제1 반응물을 제공하는 단계;
    B. 2개 이상의 Si-H 모이어티를 갖는 제2 반응물을 제공하되, 단 최소 5개의 반응성 기가 존재하고/하거나, 상기 제1 반응물의 상기 불포화 탄소-탄소 모이어티와 상기 제2 반응물의 상기 Si-H 모이어티의 개수의 합이 5 이상이고/이거나, 상기 제1 반응물의 상기 불포화 탄소-탄소 모이어티 또는 상기 제2 반응물의 상기 Si-H 모이어티 중의 하나 이상이 펜던트에 있게 되는 단계;
    C. 규소 원자 및 상기 규소 원자에 결합된 축합 가능한 반응성 기를 갖고 불포화 탄소-탄소 모이어티 및/또는 Si-H 모이어티를 또한 갖는 제3 반응물을 제공하는 단계;
    D. 하이드로실릴화 촉매를 제공하는 단계;
    E. 극성 액체를 제공하는 단계;
    F. 상기 제1, 제2 및 제3 반응물을 상기 하이드로실릴화 촉매 및 상기 극성 액체의 존재 하에 조합하여 에멀젼을 형성하는 단계로서, 상기 제1, 제2 및 제3 반응물은 하이드로실릴화 반응을 통해 반응하여, 가교결합된 네트워크를 갖는 에멀젼 중의 입자를 형성하며, 상기 축합 가능한 반응성 기는 상기 입자 상에 배치되고, 상기 입자는 상기 극성 액체에 배치되는 단계, 및
    G. 유기 모이어티 및 축합 이탈 기를 갖는 실란을 상기 입자에 첨가하여, 상기 입자의 상기 축합가능한 반응성 기가 축합 반응을 통해 상기 실란의 상기 축합 이탈 기와 반응하여 그 위에 상기 유기 작용기가 배치되어 있는 상기 입자를 형성하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 반응물을 조합하는 단계는 상기 제1, 제2 및 제3 반응물의 조합을 상 전환시켜 상기 에멀젼을 형성하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제3 반응물은 HSi(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2Si(OCH3)3 또는 H2C=CHSi(OCH3)3인, 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 축합 가능한 반응성 기는 -Si(OR)기이고, R은 1 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 유기 라디칼인, 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유기 모이어티 및 상기 축합 이탈 기를 갖는 상기 실란은 메톡시- 및/또는 에톡시-작용성 실란인, 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실란의 상기 유기 모이어티는 질소 또는 황을 포함하는, 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 축합 이탈 기는 알콕시 기, 카르복시 기, 옥심 기, 아세톡시 기, 알킬렌옥시 기, 아민 기 또는 아미드 기로부터 선택되는, 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 반응물은 2개 이상의 불포화 탄소-탄소 모이어티를 갖고 규소가 부재하며, 가교결합된 유기 네트워크로서 추가로 한정되는 가교결합된 네트워크를 선택적으로 포함하는, 방법.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항 또는 제2항에 있어서, 그 위에 상기 축합 가능한 반응성 기가 배치되어 있는 상기 입자 및 그 위에 상기 유기 작용기가 배치되어 있는 상기 입자는 각각 독립적으로 1 내지 100 마이크로미터의 평균 직경을 갖는, 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 반응물은 1 또는 2개의 펜던트 불포화 탄소-탄소 모이어티를 갖는 폴리다이메틸실록산이고, 상기 제2 반응물은 1 또는 2개의 펜던트 Si-H 모이어티를 갖는 폴리다이메틸실록산이며, 상기 제3 반응물은 HSi(CH3)2OSi(CH3)2CH2CH2Si(OCH3)3 또는 H2C=CHSi(OCH3)3인, 방법.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항 또는 제2항의 방법으로부터 형성된, 가교결합 입자.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항의 가교결합 입자를 포함하는, 개인 케어 조성물.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항의 가교결합 입자를 포함하는, 필름.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제13항의 필름을 형성하는 방법으로서,
    상기 가교결합 입자로부터 상기 극성 액체를 분리하는 단계; 및
    상기 가교결합 입자로부터 상기 필름을 형성하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  15. 삭제
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