KR20000022807A - 수성 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 조성물에서의 부식 억제방법 - Google Patents

수성 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 조성물에서의 부식 억제방법 Download PDF

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Abstract

금속 용기내의 에어로졸 또는 거품 헤어 스프레이 배합물의 내부식성 개선 방법이 개시된다. 특히, 본 발명은 에멀션 중합체 헤어 고정 수지의 제조에서 인산 에스테르 에멀션화제를 사용하여 헤어 스타일링 제품 자체의 성능에는 악영향을 주지 않고 금속 용기내의 헤어 스타일링 조성물의 내부식성을 제공한다. 상기 선택된 에멀션화제를 사용하면 특히 휘발성 유기 화합물(VOC) 농도가 낮은(80% 이하) 비-부식성 수성 헤어 스타일링 조성물에 유용하다.

Description

수성 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 조성물에서의 부식 억제 방법{Method For Inhibiting Corrosion In An Aqueous Aerosol or Foam Hair Styling Composition}
본 발명은 금속 용기로부터 송출된 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 조성물 및 상기 헤어 스타일링 조성물을 담고있는 금속 용기의 부식 억제 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 헤어 스프레이 제품의 성능을 저하시키거나 특별한 캔 라이너를 소비하지 않고 상기 헤어 스프레이 조성물에 의해 발생된 주석판 또는 알루미늄 에어로졸 캔의 부식 억제 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시예에서, 본 발명은 또한 휘발성 유기 화합물(VOC) 농도가 낮은(80중량% 이하) 비-부식성 수성 헤어 스타일링 조성물에 관한 것이다.
헤어 스프레이, 스타일링 젤, 스프레이 젤 및 무스와 같은 헤어 스타일링 제품은 머리를 제자리에 고정시키기 위해 사용된다. 상기 헤어 스타일링 제품은 적용시, 인접한 머리 섬유사이의 이음새 또는 상기 섬유가 서로 교차하는 지점에서 특히 효과적으로, 머리카락상에 수지의 박막 또는 단접(weld)를 형성하며, 결과로서 특정한 형태 또는 구조로 머리를 고정시킨다.
헤어 스타일링 제품은 여러 가지 방법으로 머리에 적용할 수 있다. 가장 바람직한 방법중 하나는 용매와 추진제를 포함하는 시스템에서 가압하에 헤어 고정 수지를 배합하는 것이다. 상기 수지는 미세한 미스트로서 머리카락에 전달되며 상기 추진제는 제품을 그 용기로부터 머리카락으로 추진하는데 사용된다. 전형적으로 상기 용기는 주석 도금된 금속 또는 알루미늄 캔이다. 보관중 헤어 스프레이 배합물이 금속 용기를 부식시키지 않도록 방지하는 것은 매매에 적합한 에어로졸 헤어 스프레이를 배합하는데 있어 중요한 파라미터이다.
New York, California, 및 기타 주의 법률은 에어로졸과 펌프 헤어 스프레이과 같이, 분사되는 헤어 스타일링 제품으로 배합되는 VOC의 양은 제품내에서 80중량%를 초과하지 않아야 한다고 규정한다. 1999년 6월까지, 분사되는 헤어 스타일링 제품내의 VOC의 양은 California에서는 55%로 감소되어야 한다. 다른 주에서는 분사되는 헤어 스타일링 제품내의 VOC의 감소를 규정하는 유사한 법률을 시행하였다. 미국에서 분사되는 현재 헤어 스타일링 제품은 전형적으로 VOC 수준이 80% 이하이다. 이와같은 VOC로는 예를들어 에탄올, 디메틸 에테르 및 하이드로카본을 포함하며; VOC의 가장 유사한 대체물은 물이다.
물을 헤어 스타일링 제품으로 도입하면 부식 반응(부식 속도)을 가속화한다. 부식은 또한 특정 첨가제의 존재로 가속화되며, 부식 억제제라 하는 다른 첨가제의 존재하에 감소된다(Spray Technology & Marketing, C.M.Rocsfort, December, 1995). 헤어 고정 수지를 제조하는데 필요한 것들(예를들어, 에멀션화제, 표면활성제, 사슬 전달제, 개시제 및 산화환원제)과 같은 특정 첨가제가 존재하면 배합물에서 고농도의 부식 억제제를 사용해도, 또는 pH를 증가시킴으로써 억제할 수 없을 정도로 부식을 가속화할 수 있다. 중합체 가공 패키지의 부분인, 이들 첨가제들은 상기 중합체를 제조하는 능력에 악영향을 주지 않고서는 제거되거나 대체될 수 없다.
본 발명에 의해 나타난 문제는 헤어 스타일링 제품의 성능 또는 그 비용 효능에 악영향을 주지않고, 그리고 고수율과 함께 낮은 잉여 단량체로 그리고 상기 헤어 스타일링 조성물 배합자에 의해 쉽게 사용되는 형태로 헤어 고정 수지를 제조하는 능력에 영향을 주지않고, 에어로졸 배합물, 특히 낮은- VOC 배합물에서 헤어 고정 수지 조성물이 금속 용기의 부식시키는 경향을 감소시키는 것이다.
미국특허 제 4,196,190에는 알킬 아크릴레아트 10-30%, 메틸 메타크릴레이트 41-60%, 히드록시에틸 메타크릴레이트 5-20% 및 메타크릴산 10-30%를 함유하는 아크릴 헤어 고정 수지가 개시되어 있다. 상기 아크릴 헤어 고정 수지를 함유하는 헤어 스타일링 조성물에 물이 사용될 수 있다고 개시되어 있으나, 이 문헌에는 부식에 관하여 헤어 스타일링 조성물에 관련된 문제점들을 극복하는 방법은 개시하거나 제안하지 않았다. 미국특허 제 5,658,558에는 낮은-VOC 시스템에서 아크릴 수지의 성능을 개선하는 방법을 개시하지만, 역시 부식 문제를 극복하는 방법은 개시하지 않았다.
아크릴 에멀션 중합체를 제조하기 위해 에멀션화제로서 인산 에스테르를 사용하는 것이 Water-Borne & Higher Solids & Powder Coatings Symposium, New Orleans, LA(USA), 2 24-26, 1993에서, N.Shachat와 Y.Z.Li에 의한 "Phosphate Esters as Primary Anionic Emulsifiers for Acrylic Latex Synthesis"에 개시되어 있다. 영국특허 제 2,203,156에는 아크릴 수지와 유기 인산/아인산 혼합물로 코팅된 금속 표면용 내부식성 조성물이 개시되어 있다. 이들중 어떤 문헌에도 부식에 eo한 에어로졸 스타일링 조성물에 관련된 문제를 극복하는 방법은 개시되어 있지 않다.
본 발명은 다른 유익한 헤어 고정 특성을 유지하면서도 헤어 스타일링 배합물에서 부식을 최소화하는 공정 보조제로서 선택된 에멀션화제를 사용하는 에멀션 중합에 의해 제조된 헤어 고정 수지를 사용함으로써 종래 기술의 헤어 고정 수지 기술의 결점을 극복하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에서는
(a) 수성 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로, 최소 하나의 아크릴 헤어 고정 수지 1 ~ 15중량%(상기 아크릴 헤어 고정 수지는 중합 단위체로서 최소 하나의 (C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트를 상기 아크릴 헤어 고정 수지의 총중량을 기준으로 2 ~ 100중량% 포함하는 중합체이다); 및
(b) 상기 수성 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로 최소 하나의 추진제 10 ~ 70중량%;
를 포함하며, 상기 헤어 고정 수지는 인산 에스테르 에멀션화제의 존재하에 제조된 에멀션 중합체인,
수성 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 조성물을 제공한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 나아가 수성 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로, 최대 98중량%의 농도로 휘발성 유기 화합물을 포함하는 상기한 수성 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 조성물을 제공한다.
또다른 실시예에서, 본 발명은 상기한 바와같은 수성 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 조성물에서 부식을 억제하는 개선된 방법을 제공하며, 상기 개선은 인산 에스테르 에멀션화제 존재하에 에멀션 중합에 의해 아크릴 헤어 고정 수지를 제조하는 것을 포함한다.
본 발명의 방법은 헤어 스타일링 배합물이 에어로졸 캔과 같은, 금속 용기내에 제공될 경우 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 배합물의 내부식성을 개선시키는데 유용하다. 본 발명자들은 에멀션 중합체 헤어 고정 수지의 제조에서, 특정한 선택된 에멀션화제, 즉, 인산 에스테르를 사용하면 상기 헤어 스타일링 제품 자체의 성능에는 악영향을 주지않고 금속 용기내의 헤어 스타일링 조성물의 내부식성을 놀랍게도 개선시킨다는 것을 발견하였다.
"수성 헤어 스타일링 조성물"은 머리를 특정한 모양 또는 형태로 고정시키는데 사용되는 헤어 스프레이 또는 무스(에어로졸 또는 거품)를 의미한다. 바람직하게는, 본 발명에서 헤어 스타일링 조성물은 헤어 스프레이이다.
다른 표시가 없으면, 본 명세서에서 사용되는 모든 퍼센트는 중량%로 나타낼 것이다.
상기 수성 헤어 스타일링 조성물은 상기 수성 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로, 전형적으로 물을 2 ~ 98%, 보다 전형적으로는 물 25 ~ 70%를 함유한다. "낮은-VOC"란 헤어 스타일링 조성물이 휘발성 유기 화합물 80% 이하 즉, 전형적으로 물을 10% 이상 함유한다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 상기 헤어스타일링 조성물은 VOC 70% 미만, 보다 바람직하게는 55% 미만을 함유한다. 임의로는, 상기 헤어 스타일링 조성물은 VOC를 함유하지 않는다.
용어 "(메트)아크릴레이트"는 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트를 의미한다. 용어 "(메트)아크릴산"은 메타크릴산 또는 아크릴산을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "불포화 디카르복시산 단량체"는 분자당 탄소를 4 ~ 8개, 바람직하게는 4 ~ 6개 함유하는 모노에틸렌계 불포화 디카르복시산 및 상응하는 디카르복시산의 무수물을 의미한다. 디카르복시산 단량체로는 예를들어, 말레산, 말레산 무수물, 푸마르산, α-메틸렌 글루타르산, 이타콘산, 이타콘산 무수물, 시트라콘산, 메사콘산, 시클로헥센디카르복시산, 및 이들의 수용성 염들을 포함한다.
용어 "가용성"이 나아가 예를들어 "가용성 헤어 고정 수지"와 같은 화합물을 기술하는데 사용되는 경우, 본 명세서에서는 상기 기술된 화합물이 상기 헤어 스타일링 조성물에 가용성이라는 것을 의미한다. 용어"불용성"이 나아가 예를들어 "불용성 헤어 고정 수지"와 같은 화합물을 기술하는데 사용되는 경우, 상기 기술된 화합물은 상기 헤어스타일링 조성물에 불용성이라는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 VOC는 최소 하나의 탄소 원자를 함유하는 화합물이며 전형적으로 헤어 스타일링 조성물에서 용매 또는 추진제로 사용된다. VOC에는, 예를들어 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 및 부탄올과 같은 C2-C12직쇄 또는 분지된 사슬 알코올; 메탄, 에탄, 프로판, 이소프로판, 이소부탄, 펜탄, 이소펜탄 및 부탄과 같은 C2-C12직쇄 또는 분지된 사슬 탄화수소; 또는 디메틸 에테르와 디메톡시메탄과 같은 에테르를 포함한다. 바람직한 VOC는 에탄올, 이소프로판올, n-프로판올, 디메톡시메탄, 디메틸에테르 및 C2-C12직쇄 또는 분지된 사슬 탄화수소중 하나 이상으로부터 선택된다.
본 발명에 유용한 가용성 헤어 고정 수지는 " 그 상태로" 또는 상기 가용성 헤어 고정 수지내에 함유된 어떠한 산기중 몇몇 또는 모두를 중화시 헤어 스타일링 조성물에 가용성이다. 상기 가용성 헤어 고정 수지는 분사시, 점도가 에어로졸 농도로, 바람직하게는 30 x 10-3파스칼·초(Pa·sec)(또는 30C.P) 미만이며, 보다 바람직하게는 25 x 10-3Pa·sec 미만이다.
통상적으로, 본 발명을 실행하는데 헤어 고정 수지로 유용한 중합체로는 상기 아크릴 헤어 고정 수지의 총중량을 기준으로 최소 하나의 (C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트를 2 ~ 100%, 바람직하게는 5 ~ 95%, 보다 바람직하게는 45 ~ 90%를 중합 단위체로서 포함하는 어떠한 아크릴 에멀션 중합체이다. 바람직하게는, 상기 (C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트는 실질적으로 (C1-C10)알킬(메트)아크릴레이트, 보다 바람직하게는 (C1-C8)알킬(메트)아크릴레이트를 포함한다.
임의로는, 상기 중합체는 중합 단위체로서, 최소 하나의 히드록시알킬(메트)아크릴레이트를 2 ~ 70%, 바람직하게는 2 ~ 26%를 포함할 수 있다. 상기 히드록시알킬(메트)아크릴레이트의 알킬기는 (C1-C5)알킬기가 바람직하다. 예를들어, 상기 히드록시알킬(메트)아크릴레이트는 바람직하게는 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 히드록시부틸(메트)아크릴레이트 및 히드록시펜틸(메트)아크릴레이트중 하나 이상으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는 상기 히드록시알킬(메트)아크릴레이트는 히드록시에틸 메타크릴레이트와 히드록시프로필 아크릴레이트중 하나 이상으로부터 선택된다.
임의로는, 상기 중합체는 중합 단위체로서, 최소 하나의 C3-C8모노에틸렌계 불포화 모노카르복시산 단량체 2 ~ 50%를 포함한다. 상기 C3-C8모노에틸렌계 불포화 모노카르복시산 단량체는 바람직하게는 하나 이상의 아크릴산, 메타크릴산 및 크로톤산으로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 상기 C3-C8모노에틸렌계 불포화 모노카르복시산은 메타크릴산이다.
임의로는, 상기 중합체는, 중합 단위체로서, 최소 하나의 C4-C8모노에틸렌계 불포화 디카르복시산단량체 1 ~ 25%를 포함한다. 상기 C4-C8모노에틸렌계 불포화 디카르복시산 단량체는 바람직하게는 하나 이상의 이타콘산, 말레산 및 상응하는 무수물들로부터 선택된다. 바람직하게는, 상기 C4-C8모노에틸렌계 불포화 디카르복시산 단량체는 이타콘산이다.
임의로는, 상기 중합체는 또한, 중합 단위체로서, 예를들어, 비닐 아세테이트, 비닐 네오데카노에이트, 비닐피롤리돈, 옥틸아크릴아미드 및 t-부틸아미노 메타크릴레이트와 같은 부가적인 비닐 단량체들을 포함한다.
바람직하게는, 상기 헤어 고정 수지는 중합 단위체로서, (ⅰ) 최소 하나의 (C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트 5 ~ 95%, 보다 바람직하게는 45 ~ 90%, (ⅱ) 최소 하나의 히드록시알킬(메트)아크릴레이트 2 ~ 70%, 보다 바람직하게는 2 ~ 26% 및 (ⅲ) 최소 하나의 C3-C8모노에틸렌계 불포화 모노카르복시산 단량체 2 ~ 50%, 보다 바람직하게는 2 ~ 30%, 가장 바람직하게는 12 ~ 26%를 포함한다. 보다 바람직하게는 상기 헤어 고정 수지는 나아가 중합 단위체로서 최소 하나의 C4-C8모노에틸렌계 불포화 디카르복시산 단량체 1 ~ 25%를 포함한다. 가장 바람직하게는 상기C4-C8모노에틸렌계 불포화 디카르복시산 단량체는 이타콘산 2 ~ 10%이다.
바람직하게는, 상기 (C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트는 예를들어, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트 및 펜틸 (메트)아크릴레이트와 같은 하나 이상의 (C1-C5)알킬(메트)아크릴레이트로부터 선택된다.
보다 바람직하게는, 상기 (C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트 성분은 최소 하나의 (C1-C3)알킬 메타크릴레이트와 최소 하나의 (C2-C5)알킬 아크릴레이트를 포함한다. 가장 바람직하게는 상기 (C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트 성분은 메틸 메타크릴레이트와 부틸 아크릴레이트를 포함한다. 상기 헤어 고정 수지내의 최소 하나의 (C1-C3)알킬 메타크릴레이트의 양은 상기 헤어 고정 수지를 형성하는데 사용되는 총 단량체를 기준으로 바람직하게는 5 ~ 71%이며, 보다 바람직하게는 41 ~ 60%이다. (C2-C5)알킬 아크릴레이트의 양은 아크릴 헤어 고정 수지를 형성하는데 사용되는 총 단량체를 기준으로 바람직하게는 2 ~ 67%이며 보다 바람직하게는 10 ~ 30%이다. 바람직하게는, 상기 (C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트는 최소 하나의 (C2-C5)알킬 아크릴레이트 2 ~ 67중량%이며 메틸 메타크릴레이트 5 ~ 71중량%이다.
상기 아크릴 헤어 고정 수지를 포함하는 단량체의 비율은 최적의 친수성/소수성 평형을 제공하도록 선택된다. 이 최적의 평형은, 특히 낮은-VOC 헤어 스타일링 조성물에서, 습한 조건하에서의 컬 유지, 내습성, 샴푸 제거능력, 감촉 또는 강성도, 및 헤어 고정 수지의 최소한의 플레이킹(flaking)과 같은, 바람직한 미관을 머리에 제공한다.
상기 아크릴 헤어 고정 수지는 상기 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로, 아크릴 헤어 고정 수지를 총 농도 1 ~ 15%, 보다 바람직하게는 4 ~ 7%를 제공하도록 헤어 스타일링 조성물에 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴 헤어 고정 수지는 이 기술분야에서 숙련된 자들에게 알려진 종래의 에멀션 중합 방법에 의해 제조할 수 있다. 바람직하게는, 상기 아크릴 헤어 고정 수지는 연속적인 인라인(in-line) 에멀션화 공정에 의해 제조된다. 미국특허 제 3,245,932, 3,453,245 및 4,196,190은 적합한 에멀션 중합 방법에 대해 보다 일반적이고 구체적인 사항에 대한 참고가 된다.
본 발명의 목적을 위해, 상기 헤어 고정 수지를 제조하는데 사용되는 에멀션화제는 하나 이상의 인산 에스테르 에멀션화제를 포함한다. 바람직하게는, 상기 인산 에스테르 에멀션화제는 (C8-C18)알킬아릴옥시폴리(알킬렌옥사이드), (C10-C18)알킬옥시폴리(알킬렌옥사이드), (C10-C18)알킬, 및 인산의 (C8-C18)알킬아릴 모노- 및 디(di)에스테르와 같은 하나 이상의 긴사슬 알킬옥시폴리(알킬렌옥사이드), 긴사슬 알킬아릴옥시폴리(알킬렌옥사이드), 긴-사슬 알킬 및 인산의 긴사슬 알킬아릴 모노- 및 디(di)-에스테르로부터 선택된다. 보다 바람직하게는, 상기 인산 에스테르 에멀션화제는 하나 이상의 인산의 (C8-C18)알킬아릴옥시폴리(알킬렌옥사이드)와 (C10-C18)알킬옥시폴리(알킬렌옥사이드)모노- 및 디(di)-에스테르, 및 상응하는 염들(예를들어 나트륨 및 암모늄염)이다.
바람직하게는, 상기 인산의 폴리(알킬렌옥사이드)분획은 하나 이상의 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드를 기초로 하며; 기당 평균적인 알킬렌 옥사이드 단위체의 수는 전형적으로 2 ~ 100, 바람직하게는 3 ~ 50이며, 가장 바람직하게는 6 ~ 10이다. 상기 긴사슬 알킬 및 긴사슬 알킬아릴기는 전형적으로 하나 이상의 (C8-C18)알킬아릴과 (C10-C18)알킬기로부터 선택되며; 바람직한 긴-사슬 알킬 및 긴사슬 알킬아릴기로는, 예를들어, 노닐페닐, t-옥틸페닐, 라우릴, 트리데실 및 스테아릴을 포함한다.
상기 헤어 스타일링 조성물에 사용되는 적합한 아크릴 헤어 고정 수지로는, 예를들어, 미국특허 제 4,196,190에 개시된 것들, 즉, 알킬 아크릴레이트 10-30%, 메틸 메타크릴레이트 41-60%, 히드록시에틸 메타크릴레이트 5 ~ 20% 및 메타크릴산 10-30%를 포함하는 중합체들이다. 상기 아크릴 헤어 고정 수지는 헤어 스타일링 조성물에 가용성 또는 불용성일 수 있다.
상기 아크릴 헤어 고정 수지가 카르복시산기와 같은 산기를 포함할 경우, 이들은 헤어 스타일링 조성물에서 수지의 용해도를 증가시키는 최소 하나의 염기로써 종래의 기술에 의해 중화될 수 있다. 상기 아크릴 헤어 고정 수지는 최소 하나의 중화제로 중화되는 것이 바람직하다.
상기 가용성 헤어 고정 수지를 중화시키는 염기로는 하나 이상의 아민, 알칼리 또는 알칼리 토금속 수산화물, 및 수산화 암모늄으로부터 선택될 수 있다. 적합한 아민 중화제로는, 예를들어, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, N,N-디메틸-2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 모노-이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민, 에탄올아민, 트리에탄올아민 및 몰포린을 포함한다. 적합한 알칼리 또는 알칼리 토금속 수산화물로는, 예를들어 수산화 나트륨과 수산화칼륨을 포함한다. 바람직하게는, 상기 중화제는 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, N,N-디메틸-2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 수산화칼륨, 트리에탄올아민 및 트리이소프로판올아민으로부터 선택된다.
상기 헤어 스타일링 조성물에 첨가되는 중화제의 양은 헤어 스타일링 조성물내의 가용성 헤어 고정 수지의 용해도를 제공하는데 필요한 양이다. 몰당량을 기준으로 헤어 고정 수지내의 산기가 전형적으로 5 ~ 100%,보다 바람직하게는 10 ~ 100%, 가장 바람직하게는 75 ~ 100%가 중화된다.
상기 헤어 스타일링 조성물에 첨가되기전 아크릴 헤어 고정 수지를 부유시키거나 용해시키는 수성 헤어 수지 조성물은 바람직하게는 상기 아크릴 헤어 고정 수지를 생성한 공정으로부터 얻어진 수성 에멀션이다. 상기 수성 에멀션, 이하 "아크릴 헤어 수지 에멀션"은 전형적으로 중화되지 않으며 pH가 1.5 ~ 4.5이며; 임의로는 상기 에멀션은 부분적으로 중화될 수 있다. 상기 아크릴 헤어 수지 에멀션은 상기 에멀션의 총중량을 기준으로 아크릴 헤어 고정 수지 30 ~ 60%, 물 30% 이상; 상기 헤어 고정 중합체의 총중량을 기준으로, 하나 이상의 인산 에스테르 에멀션화제를 0.05 ~ 5%, 바람직하게는 0.1 ~ 2%, 보다 바람직하게는 0.3 ~ 1%를 함유한다. 바람직하게는, 상기 아크릴 헤어 수지 에멀션은 술페이트 또는 술포네이트형 에멀션화제(소디움 라우릴 술페이트, 소디움 트리데실에테르 술페이트, 디에스테르 술포숙시네이트, 및 알킬 또는 아릴 폴리에테르 술포네이트)의 부재하에, 즉, 상기 헤어 고정 중합체의 총중량을 기준으로 0.05% 미만, 보다 바람직하게는 0.01% 미만, 가장 바람직하게는 0%에서 실질적으로 제조된다.
상기 가용성 헤어 고정 수지, 불용성 헤어 고정 수지 및 물 뿐 아니라, 상기 헤어 스타일링 조성물은 또한 표면활성제, 용매, 추진제, 및 기타 보존제를 포함한다.
전형적으로 상기 조성물의 표면 장력을 감소시키기 위해, 하나 이상의 표면활성제를 헤어 스타일링 조성물에 첨가할 수 있다. 표면활성제가 상기 헤어 스타일링 조성물에 존재하는 경우, 이들은 상기 조성물의 총중량을 기준으로 0.001 ~ 1%의 농도로 존재하는 것이 바람직하다. 상기 헤어 스타일링 조성물에서 사용할 수 있는 표면활성제로는 예를들어, 음이온, 양이온, 비이온 및 양쪽성 이온 표면활성제를 포함한다. 예를들어, 적합한 표면활성제로는 PPG 28 Buteth 35, PEG 75 라놀린, 퍼플루오로폴리메틸 이소프로필 에테르, 오톡시놀-9, PEG-25 경화된 캐스터유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 글리콜 25 글리세롤 트리올레이트, 올레스(oleth)-3인산, PPG-5-세테스-10 인산, PEG-20 메틸 글루코오스 에테르, 글리세레스-7-트리아세테이트 및 n-알킬 치환된 락탐(n-옥틸 피롤리돈과 같은)을 포함한다.
하나 이상의 가소화제를 본 발명의 헤어 스타일링 조성물에 첨가할 수 있다. 가소화제가 상기 헤어 스타일링 조성물에 존재할 경우, 이들은 상기 조성물의 총중량을 기준으로 0.001 ~ 1%의 농도로 존재하는 것이 바람직하다. 상기 헤어 스타일링 조성물에 사용할 수 있는 가소화제로는 예를들어, 디메티콘 코폴리올, 디메티콘, 페닐트리메티콘, 트리알킬시트레이트, 및 이 기술분야에서 알려졌으며 전형적으로 사용되는 다른 것들을 포함한다.
하나 이상의 용매를 본 발명의 헤어 스타일링 조성물에 첨가할 수 있다. 상기 헤어 스타일링 조성물에 용매를 첨가할 경우, 이들은 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로 총 헤어 스타일링 조성물을 최대 70%, 보다 바람직하게는 최대 55%를 포함한다. 적합한 용매로는, 예를들어, C2-C6유기 알코올(에탄올, 이소프로판올, n-프로판올) 및 아세톤을 포함한다.
에어로졸 스프레이를 사용하는 낮은-VOC 헤어 스타일링 조성물에는, 하나 이상의 추진제가 사용된다. 바람직하게는 상기 추진제는 상기 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로 10 ~ 70%, 보다 바람직하게는 30 ~ 60%의 총농도로 사용된다. 적합한 추진제로는, 예를들어 n-부탄, 이소부탄, 디메틸 에테르, 1,1-디플루오로에탄, 클로로-디플루오로에탄, 클로로디플루오로메탄 및 기타 클로로플루오로카본을 포함한다. 바람직한 추진제는 디메틸 에테르, 1,1-디플루오로에탄, n-부탄 및 이소부탄중 하나 이상으로부터 선택된다. 이들 추진제들은 여러 제조업체에서 상업용으로 시판된다.
헤어 스타일링 조성물에 사용될 수 있는 보존제로는 예를들어, 이소티아졸론, 요오도프로핀일부틸 카바메이트, 벤질 알코올, 이미다졸리딘일우레아 및 알킬 파라벤중 하나 이상을 포함한다. 바람직한 항미생물제로는 요오도프로핀일부틸카바메이트(Lonza Inc., Fairlawn, New Jersey에서 상업용으로 시판됨)이다. 상기 보존제들은 헤어 고정 수지 에멀션내에 활성 성분 0.001 ~ 1%를 포함하는 것이 바람직하다.
이 기술분야에서 숙련된 자들에 의해 흔히 사용되는 것들과 같은, 다른 첨가제들을 상기 헤어 스타일링 조성물에 첨가할 수 있다. 상기 헤어 스타일링 조성물에서 사용되는 기타 첨가제들은 원하는 헤어 스타일링 조성물의 형태에 따라 좌우된다. 다른 첨가제로는, 예를들어, 하나 이상의 방향제; 보습제(가수분해된 실크 단백질과 가수분해된 밀 단백질과 같은); 판테놀과 같은 탈엉킴(detangling) 보조제; 조절제(미국특허 제 5,164,177는 적합한 조절제에 관한 보다 일반적이고 구체적인 사항에 대해 참고가 된다); 에멀션화제; 대전방지제; 추출제; 단백질; 비타민; 염료; 틴트(tints); 착색제; UV 보호제; 및 부식 억제제중 하나 이상을 포함한다. 상기 기타 첨가제는 상기 헤어 스타일링 조성물을 전형적으로 0.005 ~ 5%, 보다 바람직하게는 0.01 ~ 1%를 포함한다.
상기 헤어 스타일링 조성물에 적합한 부가적인 표면활성제, 용매, 기타 보존제 및 농조화제뿐 아니라 부가적인 다른 첨가제들도 Washington D.C소재 Cosmetics Toiletries Fragrances Association(CFTA), 에 의해 발행된 International Cosmetic Ingredients Dictionary, 5th Edition에서 발견된다.
실시예 1-4A는 비교 조성물을 포함하여, 본 발명의 헤어 고정 수지 중합체를 대표하는 중합체 제조물을 기술한다. 다른 표시가 없으면, 모든 비율, 부 및 퍼센트는 중량으로 나타내며, 다른 표시가 없으면 사용되는 모든 시약들은 양호한 상업용 품질을 갖는다. 실시예에 기술된 단량체, 에멀션화제 및 기타 물질들의 약어를 표 1에 나타내었다. 헤어 고정 수지 단량체 단위체 조성물/에멀션화제 데이터를 표 2에 나타내었다.
BA = 부틸 아크릴레이트IBOA = 이소보르닐 아크릴레이트IBOMA = 이소보르닐 메타크릴레이트MMA = 메틸 메타크릴레이트HEMA = 히드록시에틸 메타크릴레이트MAA = 메타크릴산IA = 이타콘산DDM = 도데실 메르캅탄SLS = 소디움 라우릴 술페이트PPE-1 = 트리데실옥시폴리(에틸렌옥사이드)6인산(55/45)모노/디(di)에스테르PPE-2 = 트리데실옥시폴리(에틸렌옥사이드)10인산(60/40)모노/디(di)에스테르PPE-3 = t-옥틸페녹시폴리(에틸렌옥사이드)7.5인산 모노에스테르
중합체 ID# 헤어 고정 수지 조성물
11A-비교예1B1C2-비교예2A3-비교예3A4-비교예4A 25 BA/47 MMA/10 HEMA /13 MAA/5 IA와 PPE-125 BA/47 MMA/10 HEMA /13 MAA/5 IA와 SLS25 BA/47 MMA/10 HEMA /13 MAA/5 IA와 PPE-225 BA/47 MMA/10 HEMA /13 MAA/5 IA와 PPE-325 BA/47 MMA/10 HEMA /18 MAA와 SLS*25 BA/47 MMA/10 HEMA /18 MAA와 PPE-118 BA/7 IBOA/47 MMA/10 HEMA/18 MAA와 SLS18 BA/7 IBOA/47 MMA/10 HEMA/18 MAA와 PPE-121 BA/4 IBOMA/47 MMA/10 HEMA/13 MAA/5 IA와 SLS21 BA/4 IBOMA/47 MMA/10 HEMA/13 MAA/5 IA와 PPE-1
* 부식 시험전 부가적인 PPE-1 0.3%(총 단량체 기준으로) 첨가됨
표 3에 기재된 부식 성능 데이터는 3명의 다른 관찰자에 의해 3개의 다른"캔"(동일한 중합체 조성물에 대해)에 대한 외관 등급을 기초로 하며 이는 특정한 중합체/에멀션화제 조성물의 각각의 부식 등급에 대해 9개의 관측값에 상응하며; 상기 평균 부식 등급값과 표준 예외사항이 주어져 있다. 실시예 5는 다른 헤어 고정 수지 조성물을 평가하는데 사용되는 부식 시험 방법을 기술한다. 외관 부식 등급은 다음의 스케일에 기초하였다:
부식 없음 = 0
약간 부식 = 1
완만한 부식 = 3
심각한 부식 = 5
다른 헤어 고정 수지 배합물에 대한 부식 데이터 비교는 상기 조성물의 pH값이 유사한, 즉, ±0.5pH 단위 이내인 경우, 바람직하게는 ±0.2pH 단위 이하인 경우에만 유효하다. 상기 pH가 약 8 미만으로 감소함에 따라, 전체적인 부식도는 보다 커지며 중합체/인산-에스테르 에멀션화제 조성물과 중합체/술페이트 에멀션화제 조성물간의 차이가 극대화된다. 상기 pH가 9에 접근함에 따라, 상기 전체 부식도는 통상적으로 감소하며; 그러나, 인산 에멀션화제로 제조된 중합체 조성물과 술페이트 에멀션화제로 제조된 것들 사이에는 여전이 큰 관찰할만한 차이가 있다. 예를들어, SLS와 인산 에스테르 제조된 에멀션 중합체간의 부식도 차이(ΔC)는 중합체 조성물 1,2 및 3에 대해 +0.4 ~ 4의 범위이다(표 3).
에어로졸 헤어 스타일링 조성물은 pH 값이 5 ~ 10, 바람직하게는 6 ~ 9.5, 보다 바람직하게는 7 ~ 8.5일 수 있다. 부식은 통상적으로 pH값이 8.5 이상인 조성물용 에어로졸 용기내에서는 문제가 적지만(헤어 고정 수지 조성물에 따라), pH값이 보다 높으면 헤어 고정 수지의 가소화로 인해 전체적인 헤어 고정 수지 특성을 저하시킬 수 있다. 이는 고습도 컬 유지력을 저하시키고, 강도를 낮추며 머리카락상의 수지 필름의 끈기(tackiness)를 증가시키게 된다. 상기 헤어 고정 수지 배합물(술페이트와 술포네이트 에멀션화제와 같은)로부터의잉며물은 pH에 상관없이 부식을 촉진시킬 수 있다. 따라서, 상기 헤어 스타일링 조성물에서 헤어 고정 수지를 과중화(즉, pH를 증가시키는)시키지 않고 상기 헤어 스타일링 배합물에서의 가용성 또는 분산성과 양호한 샴푸 제거능력을 허용하는 pH에서 에어로졸 헤어 스타일링 조성물을 배합할 수 있는 것이 유리하다. 본 발명의 방법에 따라 제조된 헤어 고정 수지를 사용하면 상기 헤어 고정 수지의 헤어 스타일링 성능을 저하시키지 않고 광범위한 pH 범위에 걸쳐 내부식성이 개선되며 또한 상기 헤어 스타일링 조성물 배합자가 종래의 부식 억제의 수준을 낮추어 사용하도록 하므로, 헤어 고정 수지 성능에 악영향을 주게될 가능성을 더욱 감소시킨다.
중합체 조성물 1-4를 기초로한 헤어 고정 수지의 헤어 스타일링 성능 특성(컬 유지, 강성도, 건조 시간, 끈기 및 필름투명도)들은 상기 중합체를 제조하는데 사용되는 에멀션화제에 의해 영향을 받지 않는다.
중합체 조성물 부식 등급 표준 편차 pH ΔC**
11A-비교예1B1C 0.21.40.20.4 0.30.60.10.25 8.78.78.88.9 +1.2--+1.2+1.0
2-비교예2A 4.32.2 0.850.9 7.37.2 --+2.1
2-비교예2A 4.0*0.0* 0.00.0 6.46.5 --+4.0
3-비교예3A 0.70.3 0.80.2 8.88.4 --+0.4
4A4-비교예 1.20.8 0.30.9 8.88.8 ----
* 다른 것들은 9개의 관측값을 평균으로한데 반해, 6개의 관측값의 평균을 기초로 함.
**SLS 중합체와 인산 에스테르 중합체 사이의 부식 등급 차이.
실시예 1
천정(overhead) 교반기, 응축기, 질소 연결관 및 열전대쌍이 장착된 3L, 4-넥 둥근 바닥 플라스크에 이타콘산(IA) 분말 43.5g, 탈이온수 255.0g 및 Rhone-Poulenc에서 Rhodafac RS-610A(Rhodafac은 Rhone-Poulenc Inc.의 상품명이다)로 시판중인, 기당 평균 6개의 에틸렌옥사이드 단위체를 갖는 인산의 모노-트리데실옥시폴리(에틸렌옥사이드)와 디(di)트리데실옥시폴리(에틸렌옥사이드)의 암모늄염으로서의 25%(물에) 혼합된 인산 에스테르 에멀션화제 8.5g을 첨가하였다. 질소를 틀고, 상기 반응기와 내용물을 83℃로 가열하고 과황산 암모늄 2.2g과 탈이온수 17.5g의 개시 용액을 교반하면서 첨가하였다. 상기 개시제 용액을 장입한 후, 탈이온수 388g, 혼합된 인산 에스테르 에멀션화제 12.75g, 메틸메타크릴레이트(MAA) 408.9g, 부틸아크릴레이트(BA) 217.5g, 히드록시에틸메타크릴레이트(HEMA) 87g, 메타크릴산(MAA) 113.1g 및 n-도데실 메르캅탄(DDM) 11.0g을 함유한 단량체 에널션으로부터 단량체 에멀션 50g을 반응기에 장입하였다. 다음으로 온도를 83℃로 유지하면서 상기 남아있는 단량체 에멀션 공급액을 120분에 걸쳐 공급하였다. 과황산 암모늄 0.73g과 탈이온수 79.0g을 함유한 동시공급 개시제 용액을 120분에 걸쳐 단량체 에멀션 공급액과 함께 동시에 서서히 첨가하였다.
상기 단량체 에멀션과 개시제 공급이 완료된 후, 상기 반응 혼합물은 황산 제일철, t-부틸 하이드로퍼옥시드, 과황산 앙모늄 및 d-이소아스코르브산 혼합물로 "추적되어(chased)" 잉여 단량체 수준을 감소시켰다. 다음으로 상기 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켜 여과하였다. 결과 중합체의 조성은 47 MMA/25 BA/10 HEMA/13 MAA/5 IA였다. 총 단량체 중량을 기준으로 PPE-1 에멀션화제의 양은 0.6%였다.
실시예 1A(비교예)
사용된 표면활성제와 단량체를 기준으로 한 그 총량을 제외하고는 실시예 1의 방법에 따라 에멀션 중합체를 다시 제조하였다. 소디움 라우릴 술페이트(28% 수용액)을 개시 반응기 장입물의 부분으로서 8.5g과 단량체 에멀션의 부분으로서 4.25g을 장입하였다.
실시예 1B-4A
실시예 1 또는 1A와 유사하게 부가 에멀션 중합체 조성물(1B, 1C, 2-비교예, 2A, 3-비교예, 3A, 4-비교에 및 4A)을 제조하였으며 단량체 단위체 조성과 사용된 에멀션화제에 대해 표 2에 나타내었다.
실시예 5
부식 시험 방법
수성계 에어로졸 캔의 부식 선별 시험은 DuPont Closed Cell Galvanic 시험(Spray Technology & Marketing, M.E.Boulde, 1993.4에 기술되어 있음)을 기초로 하였다; 이 시험은 장기간의 부식 안정성을 잘 예측할 수 있게한다. 상기 전식 부식 평가는 디메틸 에테르 추진제 65 ~ 70부와 농축물 30 ~ 35부를 함유한 주석 플레이트 캔을 사용하여 주위 온도에서 96시간동안 수행하였다. 상기 농축물은 농축물과 추진제를 합한 중량을 기준으로, 상기 결과 헤어 스타일링 조성물내에 총 고형물 5%를 제공하는데 충분한 헤어 고정 수지 고형물로 구성되어 있다.수적 부식 등급은 예를들어 연결부,바닥,벽,이음매 및 도움(dome)과 같은 캔의 내부 전체의 전체 외관 평가였다.
상기한 바와같이 본 발명의 방법에 의하면 헤어 스타일링 제품 자체의 효능에는 악영향을 주지 않고 금속 용기내의 헤어 스타일링 조성물의 내부식성을 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. (a) 수성 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로, 최소 하나의 아크릴 헤어 고정 수지 1 ~ 15중량%(상기 아크릴 헤어 고정 수지는 중합 단위체로서 최소 하나의 (C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트를 상기 아크릴 헤어 고정 수지의 총중량을 기준으로 2 ~ 100중량% 포함하는 중합체이다); 및
    (b) 상기 수성 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로 최소 하나의 추진제(propellant) 10 ~ 70중량%;
    를 포함하며, 상기 헤어 고정 수지는 인산 에스테르 에멀션화제 존재하에 제조된 에멀션 중합체인,
    수성 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 나아가 최소 하나의 중화제를 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 나아가 상기 수성 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로, 최대 98중량% 농도의 휘발성 유기 화합물을 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 헤어 고정 수지는 나아가 중합 단위체로서 최소 하나의 히드록시알킬(메트)아크릴레이트를 2 ~ 70중량% 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 헤어 고정 수지는 나아가 중합 단위체로서 최소 하나의 C3-C8모노에틸렌계 불포화 모노카르복시산 단량체를 2 ~ 50중량% 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 헤어 고정 수지는 중합 단위체로서 (ⅰ) 최소 하나의(C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트 5 ~ 95중량%, (ⅱ) 최소 하나의 히드록시알킬 (메트)아크릴레이트 2 ~ 70중량% 및 (ⅲ) 최소 하나의 C13-C8모노에틸렌계 불포화 모노카르복시산 단량체 2 ~ 50중량%, 를 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제6항에 있어서
    (a) 상기 (C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트는 최소 하나의 (C2-C5)알킬 아크릴레이트 2 ~ 67중량%와 메틸 메타크릴레이트 5 ~ 71중량%이며;
    (b) 상기 히드록시알킬(메트)아크릴레이트는 히드록시에틸 메타크릴레이트 2 ~ 26중량%이며; 그리고
    (c) 상기 C13-C8모노에틸렌계 불포화 모노카르복시산 단량체는 메타크릴산 2 ~ 30중량%;
    임을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 인산 에스테르 에멀션화제는 하나 이상의 긴-사슬 알킬옥시폴리(알킬렌옥사이드), 긴-사슬 알킬아릴옥시폴리(알킬렌옥사이드), 긴-사슬 알킬 및 인산의 긴-사슬 알킬아릴 모노 및 디(di)에스테르, 및 상응하는 염들로부터 선택됨을 특징으로 하는 조성물.
  9. (a) 중합 단위체로서 헤어 고정 수지의 중량을 기준으로 최소 하나의 (C1-C12)알킬(메트)아크릴레이트 2 ~ 100중량%를 포함하는 하나 이상의 중합체로부터 선택된 아크릴 헤어 고정 수지를 수성 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로 1 ~ 15중량%; 및
    (b) 상기 수성 헤어 스타일링 조성물의 총중량을 기준으로, 최소 하나의 추진제 10 ~ 70중량%;
    를 포함하는 수성 에어로졸 또는 거품 헤어 스타일링 조성물에서의 개선된 부식 억제 방법에 있어서,
    인산 에스테르 에멀션화제의 존재하에 에멀션 중합에 의해 아크릴 헤어 고정 수지를 제조하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 부식 억제 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 헤어 고정 수지는 중합 단위체로서 상기 헤어 고정 수지의 총중량을 기준으로 (ⅰ) 최소 하나의 (C1-C12)알킬 (메트)아크릴레이트 5 ~ 95중량%, (ⅱ) 최소 하나의 히드록시알킬(메트)아크릴레이트 2 ~ 70%, 및 (ⅲ) 최소 하나의 C3-C8모노에틸렌계 불포화 모노카르복시산 단량체 2 ~ 50중량%을 포함함을 특징으로 하는 방법.
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