KR20090094409A - 실리콘 폴리에테르 코폴리머를 유화제로 사용한아크릴에멀젼수지의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

실리콘 폴리에테르 코폴리머를 유화중합용 유화제로 사용하여 아크릴레이트 모노머를 유화중합한 아크릴에멀젼수지는 마스카라,아이라이너 등의 메이크업화장품의 필름형성제로 사용함에 있어서 알콕시알콜계 유화제를 사용하여 유화중합한 아크릴에멀젼수지 보다 내수성, 발수성이 우수하고, 화장품용도로 유용하다.
아크릴에멀젼수지,마스카라,아이라이너,실리콘폴리에테르코폴리머,내수성,발수성

Description

실리콘 폴리에테르 코폴리머를 유화제로 사용한 아크릴에멀젼수지의 제조방법{Acryl emulsion polymerization method containing silicone polyether copolymer}
마스카라와 아이라이너의 색조화장품은 눈물이나 땀 및 여름철 습도에도 화장이 오래도록 지속될 수 있는 성질이 필요하다. 또한 마스카라는 속눈썹의 정확한 컬링을 부여하여 속눈썹을 길고, 풍부하게 보이게 도움을 준다. 이러한 용도로 사용하는 성분이 필름형성을 돕는 폴리머로 주로 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 아크릴에멀젼수지를 혼용하고 있고, 제일 혼합비율이 높은 것이 아크릴에멀젼수지이고, 본 발명은 내수성, 발수성이 우수하면서 필름형성능력을 갖는 아크릴에멀젼수지의 제조에 관한 것이다.
마스카라와 아이라이너 용도의 아크릴에멀젼수지는 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 에칠헥실아크릴레이트와 같은 아크릴레이트 모노머를 유화중합용도로 개발된 유화제와 수용성 개시제가 함유되어 있는 수상에 적가되면서, 유화제로 배열된 마이셀 속에서 개시제에 의한 모노머들의 라디칼중합이 이루어지면서 제 조되는 에멀젼수지이다.
앞서 전술한 화장품 용도의 에멀젼수지 중합공정은 일반적인 에멀젼수지 중합공정과 유사하나, 첫째, 비닐계 모노머로 내수성이 우수한 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 에칠헥실아크릴레이트와 같은 아크릴레이트 모노머를 40.0-50.0 중량%로 사용하고 있으며, 둘째, 유화중합용도의 유화제로 눈에 자극을 피하기 위하여 음이온계면활성제를 피하고, 노닐페닐폴리에톡시 에탄올 혹은 라우릴폴리에톡시 에탄올과 같은 에톡시알코올계열의 유화제를 1.0-5.0 중량%로 사용하고 있으며, 셋째, 개시제로서 라디칼개시제인 수용성의 소듐퍼설페이트 혹은 암모늄퍼셀페이트와 같은 개시제를 0.02-1.0 중량%를 사용하여 제조되어 왔다.
에멀젼중합에 의해 만들어진 아크릴에멀젼수지는 중합에 사용되어진 유화제로 인하여 내수성, 발수성이 떨어지는 현상이 나타나게 되는데, 이를 극복하고자 하는 노력으로 마스카라나 아이라이너의 사용되어지는 비이온성계면활성제를 없애고, 왁스와 같은 유성성분의 함량을 높이는 방법이 대한민국특허 등록번호 10-0605204 에 등록되어 있으나, 아크릴에멀젼수지 자체에 함유되어 내수성을 저해하는 비이온계면활성제는 줄이는 방법이 아니고, 마스카라배합에 사용되는 비이온계면활성제를 왁스로 대체하여 내수성 및 사용성을 증진시키는 방법이다.
본 발명은 아크릴에멀젼중합에 사용되어 최종 제품에 내수성을 저해하는 비이온계면활성제의 친수성 특징을 줄일 수 있는 유화중합용 유화제를 선택하여 아크릴에멀젼중합에 사용함으로써 내수성 및 발수성이 우수한 화장품용도의 아크릴에멀젼수지를 제조하는 것이다.
내수성, 발수성이 우수한 아크릴에멀젼수지의 제조를 위해서는 아크릴에멀젼수지의 필름형성과정을 살펴보아야 하는데, 아크릴에멀젼수지의 필름형성과정은 수분이 증발된 후 이웃하고 있는 폴리머들의 합일과정에 친수성질이 있는 비이온성계면활성제들이 위치하게 되어 형성된 필름의 내수성이 떨어지게 된다.
본 발명에서는 이러한 문제의 해결을 위해서 알콕시알코올계 비이온성계면활성제를 대신하여 디메치콘 실리콘 사슬에 폴리에틸렌의 친수기가 도입되어 있는 고분자형 유화제인 실리콘 폴리에테르 코폴리머로 대체하는 유화시스템을 도입하였다. 실리콘 유화제는 낮은 HLB가와 낮은 담점(Cloud point)를 가지고 있는 것이 대부분으로 주로 화장품에서는 실리콘중수적형 제형(W/S)에 주로 사용되는 것이 일반적으로 배경기술에서 전술한 에멀젼중합 용도의 실리콘 유화제는 극히 제한적이었다.
제한된 실리콘 유화제 중 폴리에틸렌글라이콜 12몰 이상이 디메치콘에 곁사슬로 부가되어 있는 실리콘 폴리에테르 코폴리머들은 자체적인 높은 내수성 외에도 높은 14이상의 높은 HLB가와 유화중합에 수반되는 중합온도인 80℃ 이상의 높은 담점을 가지고 있어서 유화중합용도로 적정하였다. 사용한 유화중합용 유화제는 다우코닝사의 상표인 Dow Corning 193C Fluid(PEG-12 Dimethicone)와 데구사사의 상표인 ABIL B 8843(PEG-14 Dimethicone)를 유화제로 사용하였다.
전술한 폴리에틸렌글라이콜 12몰 이상이 디메치콘사슬에 부가된 실리콘 폴리에테르 코폴리머를 유화중합용의 유화제로 사용하여 중합한 아크릴에멀젼수지는 마스카라와 아이라이너의 원료로 사용되어 내수성, 발수성을 증진시킨다.
본 발명을 완성하기 위한 아크릴에멀젼수지의 유화중합방법은 다음과 같다.
모노머는 화장품원료용도로 쓰일 최종제품의 유리전이온도를 감안하여 메틸메타크릴레이트 20-30 중량%, 부틸아크릴레이트 10-20 중량%, 에틸헥실아크릴레이트 10-20 중량% 를 불휘발분 40-50 중량% 정도가 될 수 있도록 모노머탱크에 혼합한다.
개시제로 소듐퍼설페이트나 암모늄퍼설페이트를 0.1-1.0 중량%와 이를 적당히 녹일 수 있는 정제수를 가하여 개시제탱크에 혼합용해한다. 개시제의 보다 적정한 중량은 0.2-0.5% 정도가 적정하였다.
반응조에 폴리에틸렌글라이콜 12몰 이상이 디메치콘사슬에 부가된 실리콘 폴리에테르 코폴리머를 유화제로 3.0-5.0 중량%을 잔량의 정제수 중량%에 혼합한다.
반응조를 70-85℃로 승온한 후 미리 준비된 개시제의 10 중량%를 반응조에 적가한 후 혼합모노머를 4시간동안 균등하게 분할하여 적가한다. 이때 개시제부분의 80 중량%를 함께 4시간동안 균등하게 혼합모노머와 동일하게 분할하여 적가한다.
라디칼중합이 종결되면 나머지 10 중량%의 개시제를 투입하고, 1시간동안 반응온도를 유지하면서 반응을 종결시킨후 미반응의 모노머를 스트리핑하여 제거한다.
[실시예1]
모노머탱크
MMA 22.5 중량%
BA 15.0 중량%
EHA 12.5 중량%
개시제탱크
정제수 5.0 중량%
SPS 0.3 중량%
반응조
정제수 40.7 중량%
Dow Corning 193C Fluid 3.0 중량%
[비교예1]
모노머탱크
MMA 22.5 중량%
BA 15.0 중량%
EHA 12.5 중량%
개시제탱크
정제수 5.0 중량%
SPS 0.3 중량%
반응조
정제수 40.7 중량%
Laureth-21 3.0 중량%
아크릴에멀젼수지의 내수성 및 발수성테스트는 8mm의 어플리케이터로 동일한 두께의 피막을 만든 후 하루동안 완전건조시킨 후 동일무게의 물방울을 피막에 적하하여 물과의 접촉각을 측정하여 평가하였고, 코팅피면에서부터 물과의 접촉각이 클수록 내수성 및 발수성이 우수하다. [실시예1]은 접촉각 115°, [비표예1]은 접촉각 75°로 실리콘 폴리에테르 코폴리머를 유화제로 사용한 아크릴에멀젼수지가 내수성 및 발수성이 우수하였다.
아크릴에멀젼수지의 마스카라 적용을 통한 내수성 및 발수성 테스트를 위해서 다음과 같은 일반적인 마스카라배합에 동일량의 전술한 두가지 아크릴에멀젼수지를 사용하여 비교실험하였다.
[실시예2] [비교예2]
정제수 45.0 중량%
이미다졸리디닐우레아 0.2 중량%
하이드록시에칠셀룰로오스 1.0 중량%
폴리비닐피롤리돈 1.0 중량%
폴리비닐알코올 1.0 중량%
트리에탄올아민 0.9 중량%
산화철블랙 7.0 중량%
프로필렌글라이콜 3.0 중량%
카나우바왁스 11.5 중량%
스테아릭산 3.0 중량%
비스왁스 3.0 중량%
세테아릴알코올 1.0 중량%
폴리소르베이트 60 1.0 중량%
소르비탄세스퀴올리에이트 1.0 중량%
프로필파라벤 0.2 중량%
메칠파라벤 0.2 중량%
실시예1 20.0 중량% -
비교예1 - 20.0 중량%
[실시예2]와 [비교예2]로 제조되어진 마스카라의 내수성, 발수성 평가를 위 해서 화장품경력자 20인을 패널로 구성하여 내수성, 발수성, 사용성을 평가하였다.
내수성 및 발수성은 마스카라 사용후 30분 후에 2분간 35℃ 물로 샤워를 한
◎ : 16인 이상이 번지지 않는다고 응답
○ : 10-15인이 번지지 않는다고 응답
△ : 5-9인이 번지지 않는다고 응답
× : 5인 이하가 번지지 않는다고 응답
사용성은 전문패널이 제품을 사용하는데 있어서 매끄럽게 잘 발리고, 잘 마르고, 마무리하기 좋은가는 의견을 종합하였다.
◎ : 16인 이상이 양호하다고 응답
○ : 10-15인이 양호하다고 응답
△ : 5-9인이 양호하다고 응답
× : 5인 이하가 양호하다고 응답
[실시예1]과 [비교예1] 아크릴에멀젼수지를 사용하여 제조된 마스카라 [실시예2]와 [비교예2]의 내수성,발수성을 평가하였을 때 다음과 같이 실리콘 폴리에테르 코폴리머를 유화제로 사용하여 유화중합한 아크릴에멀젼수지를 함유하는 마스카라의 내수성, 발수성이 우수하였다.
[실시예2] [비교예2]
내수성, 발수성 ◎ △
사용성 ◎ ◎

Claims (1)

  1. 마스카라, 아이라이너에 사용되는 아크릴에멀젼수지로 폴리에틸렌글라이콜 12몰 이상이 디메치콘에 곁사슬로 부가되어 있는 실리콘 폴리에테르 코폴리머를 유화제로 사용하여 아크릴모노머를 유화중합한 아크릴에멀젼수지의 제조방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180046423A (ko) * 2016-10-27 2018-05-09 코스맥스 주식회사 아이메이크업 화장료 조성물

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