PL233947B1

PL233947B1 - Method for producing a film from the urethane acrylates-based nail varnish

Info

Publication number: PL233947B1
Application number: PL417975A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Czech; Paulina Bednarczyk
Original assignee: Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2019-12-31
Also published as: PL417975A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób utwardzenia fotoutwardzalnego lakieru na płytce paznokcia.The present invention relates to a method for curing a photo-curable varnish on a nail plate.

Fotoutwardzalne lakiery utwardzają i wzmacniają płytkę paznokcia. Lakiery te stanowią produkt regularnie wykorzystywany przez współczesne kobiety w ramach schematu pielęgnacji płytki paznokcia. Sposób ich utwardzenia pod lampą kosmetyczną wiąże się z przemywaniem, po utwardzeniu, wierzchniej warstwy w celu usunięcia nieprzereagowanej części masy polimerowej, której wystąpienie spowodowane jest inhibicją tlenową. W kosmetyce dąży się do uzyskania, na płytkach paznokci, wysokiej jakości powłok w celach dekoracyjno-estetycznych, między innymi o wysokim połysku, a przemywanie nieprzereagowanej warstwy polimerowej rozpuszczalnikami organicznymi wiąże się zawsze z jego pogorszeniem. Lakiery utwardzane są na powierzchni płytki paznokcia przy pomocy specj alnie do tego celu skonstruowanych lamp UV lub lamp LED. Najczęściej jako lakiery stosowane są do tego celu fotoreaktywne polimery o podwyższonej lepkości, rozcieńczane fotoreaktywnymi wielofunkcyjnymi monomerami. Stosowane fotoinicjatory najczęściej absorbują promieniowanie w obszarze UV (od 200 do 400 nm) oraz promieniowanie emitowane przez lampy LED, w zależności od typu utwardzania. Utwardzenie takich kompozycji pod lampami o niskim natężeniu, do których należą lampy kosmetyczne, powoduje powstanie wierzchniej lepkiej, nieprzereagowanej warstwy lakieru.Photo-curable varnishes harden and strengthen the nail plate. These varnishes are a product regularly used by modern women as part of the nail plate care regimen. The method of curing them under a cosmetic lamp involves washing, after curing, the top layer in order to remove the unreacted part of the polymer mass, the occurrence of which is caused by oxygen inhibition. In cosmetology, the aim is to obtain high-quality coatings on nail plates for decorative and aesthetic purposes, including high gloss, and washing the unreacted polymer layer with organic solvents is always associated with its deterioration. Varnishes are hardened on the surface of the nail plate with the use of specially designed UV lamps or LED lamps. The most frequently used varnishes are photoreactive polymers of increased viscosity, diluted with photoreactive multifunctional monomers. The photoinitiators used most often absorb radiation in the UV region (from 200 to 400 nm) and radiation emitted by LED lamps, depending on the type of curing. Curing of such compositions under low intensity lamps, such as cosmetic lamps, produces a sticky, unreacted top coat of varnish.

Z opisu wynalazku US3844790A znane są kompozycje fotopolimeryzujące o zwiększonej odporności na inhibicję tlenową, które zawierają w składzie etylenowe związki nienasycone zdolne do polimeryzacji wolnorodnikowej o polepszonej odporności na inhibicję tlenową, które otrzymuje się poprzez zastosowanie układu fotoinicjującego heksaarylobiimidazolowego oraz cyklicznych, trzeciorzędowych donorów wodoru. Natomiast z opisu wynalazku US3914165A znane są powłoki polimerowe utwardzane radiacyjnie, które otrzymuje się w reakcji addycji Michaela poprzez reakcję aminy zawierającej co najmniej jeden aminowy atom wodoru ze stechiometrycznym nadmiarem związków etylenowych z poliakrylanem, w wyniku czego otrzymuje się produkty z nieprzereagowanymi grupami akrylanowymi i utwardzanie promieniowaniem nie jest hamowane przez tlen. Z opisu patentowego US6767936B2 znane są kompozycje stomatologiczne zawierające bisakrylamidy, które ulegają polimeryzacji przez polimeryzację rodnikową oraz polimeryzację addycyjną Michaela z aminami. Stosowanie polimeryzacji rodnikowej oraz polimeryzacji addycyjnej z aminami otwiera możliwość całkowitego przereagowania materiału, którego polimeryzacja warstwy wierzchniej byłaby hamowana przez tlen. Opis wynalazku US3943046A donosi o sposobie i urządzeniu do polimeryzacji fotoutwardzalnych filmotwórczych żywicach, których polimeryzacja inhibitowana jest przez tlen. Urządzenie zawiera dwa źródła promieniowania UV, z czego jedno stanowi fotolityczna lampa błyskowa, a drugie fotolityczne źródło stałe. Z opisu wynalazku US5049321 znany jest sposób wytwarzania powlekanych elementów optycznych z tworzyw sztucznych, w których składzie znajdują się trifunkcyjny akrylan, fotoinicjator i inhibitor polimeryzacji (monoetylowy eter hydrochinonu) reagujący z tlenem na polimeryzowanej powierzchni.From the description of the invention US3844790A there are known photopolymerizing compositions with increased resistance to oxygen inhibition, which contain ethylenically unsaturated compounds capable of free radical polymerization with improved resistance to oxygen inhibition, which are obtained by the use of a hexaarylbiimidazole photoinitiating system and cyclic tertiary hydrogen donors. On the other hand, from the description of the invention US3914165A there are known radiation-curable polymer coatings, which are obtained by the Michael addition reaction by reacting an amine containing at least one amine hydrogen atom with a stoichiometric excess of ethylene compounds with a polyacrylate, resulting in products with unreacted acrylate groups and radiation curing it is not inhibited by oxygen. US Patent No. 6,767,936B2 discloses dental compositions containing bisacrylamides that are polymerized by radical polymerization and Michael addition polymerization with amines. The use of radical polymerization and addition polymerization with amines opens the possibility of complete reaction of the material, the polymerization of the surface layer would be inhibited by oxygen. Description of the Invention US3943046A describes a method and apparatus for the polymerization of photo-curable film forming resins, the polymerization of which is inhibited by oxygen. The device contains two sources of UV radiation, one of which is a photolytic flash lamp and the other is a permanent photolithic source. The invention description US5049321 discloses a method of producing coated optical elements made of plastics, the composition of which is a trifunctional acrylate, a photoinitiator and a polymerization inhibitor (hydroquinone monoethyl ether) reacting with oxygen on the polymerized surface.

Sposób wytwarzania powłoki z lakieru do paznokci na bazie uretanoakrylanów, według wynalazku, polegający na naniesieniu fotoreaktywnej mieszaniny lakieru na paznokieć i utwardzania promieniowaniem UV, charakteryzuje się tym, że miesza się 50-80% wagowych uretanoakrylanu, 5-30% wagowych wielofunkcyjnego (met)akrylanu, 5-20% wagowych nienasyconego kwasu karboksylowego, 0,1-10% wagowych fotoinicjatora rodnikowego oraz 0,05-5% wagowych kwasu p-toluenosulfonowego, przy czym stężenie wszystkich komponentów lakieru wynosi 100% wagowych. Tak otrzymaną fotoreaktywną mieszaninę lakieru nanosi się na powierzchnię paznokcia. Następnie naniesioną warstwę lakieru pokrywa się folią poliestrową, w celu wytworzenia bariery eliminującej reakcję wierzchniej warstwy lakieru z tlenem (taka reakcja powoduje otrzymanie nieutwardzonej całkowicie warstwy lakieru i jest spowodowana inhibicją tlenową). Folia stanowiąca barierę tlenową jest przepuszczalna dla promieniowania UV. Następnie poprzez folię utwardza promieniowaniem UV w obszarze 200-400 nm otrzymując, po usunięciu folii poliestrowej, utwardzoną powłokę lakierową. Jako kwas karboksylowy stosuje się kwas metakrylowy, kwas akrylowy, kwas winylooctowy, kwas β-akryloilooksypropionowy lub kwas trichloroakrylowy. Jako wielofunkcyjny (met)akrylan stosuje się diakrylan lub triakrylan. Do utwardzania lakieru stosuje się promieniowanie UV o dawce od 850 do 1200 mJ/cm². Utwardzanie lakieru prowadzi się w czasie od 45 do 120 sekund.The method of producing a urethane acrylate-based nail varnish coating according to the invention, which consists in applying a photoreactive varnish mixture to the nail and curing with UV radiation, is characterized by mixing 50-80% by weight of urethane acrylate, 5-30% by weight of the multifunctional (meth) acrylate, 5-20% by weight of unsaturated carboxylic acid, 0.1-10% by weight of a radical photoinitiator and 0.05-5% by weight of p-toluenesulfonic acid, the concentration of all lacquer components being 100% by weight. The thus obtained photoreactive varnish mixture is applied to the nail surface. Then, the applied varnish layer is covered with a polyester foil in order to create a barrier that eliminates the reaction of the top varnish layer with oxygen (such a reaction results in a completely uncured varnish layer and is caused by oxygen inhibition). The oxygen barrier foil is permeable to UV radiation. Then, through the foil, it is cured with UV radiation in the area of 200-400 nm, obtaining, after removing the polyester foil, a hardened lacquer coating. The carboxylic acid used is methacrylic acid, acrylic acid, vinyl acetic acid, β-acryloyloxypropionic acid, or trichloroacrylic acid. The polyfunctional (meth) acrylate is a diacrylate or triacrylate. UV radiation with a dose of 850 to 1200 mJ / cm ² is used to harden the varnish. The hardening of the varnish takes 45 to 120 seconds.

Zaletą wynalazku jest możliwość utwardzania pod dowolną lampą UV, m.in. pod lampą o niskim natężeniu, którymi są lampy kosmetyczne. Otrzymuje się w ten sposób utwardzone powłoki (twarde o wysokim połysku) bez konieczności usuwania (usuwa się przeważnie rozpuszczalnikami organiczThe advantage of the invention is the possibility of curing under any UV lamp, incl. under a low intensity lamp, which are cosmetic lamps. Hardened (high-gloss hard) coatings are thus obtained without the need for removal (mostly organic solvents are removed).

PL 233 947 B1 nymi, np. etanolem lub acetonem) nieprzereagowanej wierzchniej warstwy i jednoczesnej utraty połysku (co obniża znacznie walory estetyczne rozwiązań znanych ze stanu techniki). Folia poliestrowa to przezroczysta, elastyczna bariera tlenowa w postaci foli poliestrowej doskonale dopasowuje się do kształtu płytki paznokcia, nie wydłuża czasu utwardzania, eliminując skutecznie inhibicję tlenową, która powoduje powstanie nieprzereagowanej, nieutwardzonej warstwy bezpośrednio na powierzchni paznokcia, co przyczynia się tym samym do zwiększenia wydajności procesu utwardzania lakieru powstaniu twardych powłok o wysokim połysku.(E.g. ethanol or acetone) of unreacted top layer and simultaneous loss of gloss (which significantly reduces the aesthetic value of the solutions known from the prior art). The polyester foil is a transparent, flexible oxygen barrier in the form of a polyester foil that perfectly adapts to the shape of the nail plate, does not extend the hardening time, effectively eliminating the oxygen inhibition, which causes the formation of an unreacted, uncured layer directly on the nail surface, thus contributing to increased efficiency the process of hardening the varnish, the formation of hard coatings of high gloss.

Wynalazek opisują bliżej poniższe przykłady wykonania. Podane procenty wagowe odnoszą się do całkowitej masy fotoreaktywnej kompozycji lakieru.The invention is described in more detail in the following examples. The stated percentages by weight are based on the total weight of the photoreactive lacquer composition.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Kompozycję fotoreaktywną otrzymaną na drodze homogenizacji 50 g (50% wag.) uretanoakrylanu Genomer 1122, 30 g (30% wag.) diakrylanu tripropylenoglikolu (TPGDA), 10 g (10% wag.) kwasu metakrylowego, 9,95 g (9,95% wag.) fotoinicjatora rodnikowego Irgacure 184 oraz 0,05 g (0,05% wag.) kwasu p-toluenosulfonowego aplikuje się za pomocą pędzla na powierzchnię płytki paznokcia, na którą następnie nakłada się folię poliestrową i przez nią utwardza się kompozycję lakieru przez 60 s pod lampą UV firmy CND, stosując w procesie sieciowania dawkę UV 1200 mJ/cm². Po utwardzeniu i usunięciu folii poliestrowej otrzymuje się na płytce paznokcia utwardzoną warstwę lakieru.Photoreactive composition obtained by homogenizing 50 g (50% by weight) of Genomer 1122 urethane acrylate, 30 g (30% by weight) of tripropylene glycol diacrylate (TPGDA), 10 g (10% by weight) of methacrylic acid, 9.95 g (9, 95% by weight) of the Irgacure 184 radical photoinitiator and 0.05 g (0.05% by weight) of p-toluenesulfonic acid are applied with a brush to the surface of the nail plate, on which a polyester film is then applied and the lacquer composition is cured through it. for 60 s under a CND UV lamp, using a UV dose of 1200 mJ / cm ² in the cross-linking process. After hardening and removing the polyester foil, a hardened layer of varnish is obtained on the nail plate.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Kompozycję fotoreaktywną otrzymaną na drodze homogenizacji 80 g (80% wag.) uretanoakrylanu Photomer 6891, 5 g (5% wag.) dimetakrylanu tripropylenoglikolu (TPGDMA), 5 g (5% wag.) kwasu akrylowego, 5 g (5% wag.) fotoinicjatora rodnikowego Trigonal 15 oraz 5 g (5% wag.) kwasu p-toluenosulfonowego aplikuje się za pomocą pędzla na powierzchnię płytki paznokcia, na którą następnie nakłada się folię poliestrową i przez nią utwardza się kompozycję lakieru przez 45 s pod lampą UV firmy CND, stosując w procesie sieciowania dawkę UV 1000 mJ/cm². Po utwardzeniu i usunięciu folii poliestrowej otrzymuje się na płytce paznokcia utwardzoną warstwę lakieru.A photoreactive composition obtained by homogenization of 80 g (80% by weight) of Photomer 6891 urethane acrylate, 5 g (5% by weight) of tripropylene glycol dimethacrylate (TPGDMA), 5 g (5% by weight) of acrylic acid, 5 g (5% by weight of ) the Trigonal 15 radical photoinitiator and 5 g (5% by weight) of p-toluenesulfonic acid are applied with a brush to the surface of the nail plate, on which a polyester foil is then applied and the varnish composition is cured for 45 s under a UV lamp from CND using a UV dose of 1000 mJ / cm ² in the cross-linking process. After hardening and removing the polyester foil, a hardened layer of varnish is obtained on the nail plate.

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

Kompozycję fotoreaktywną otrzymaną na drodze homogenizacji 60 g (60% wag.) uretanoakrylanu Ebecryl 8210, 9 g (9% wag.) diakrylanu 1,6-heksanodiolu (HDDA), 20 g (20% wag.) kwasu winylooctowego, 10 g (10% wag.) fotoinicjatora rodnikowego Lucirin TPO-L oraz 1 g (1% wag.) kwasu p-toluenosulfonowego aplikuje się za pomocą pędzla na powierzchnię płytki paznokcia, na którą następnie nakłada się folię poliestrową i przez nią utwardza się kompozycję lakieru przez 70 s pod lampą UV firmy CND, stosując w procesie sieciowania dawkę UV 1100 mJ/cm². Po utwardzeniu i usunięciu folii poliestrowej otrzymuje się na płytce paznokcia utwardzoną warstwę lakieru.A photoreactive composition obtained by homogenization of 60 g (60% by weight) of Ebecryl 8210 urethane acrylate, 9 g (9% by weight) of 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA), 20 g (20% by weight) of vinyl acetic acid, 10 g ( 10 wt.%) Of the Lucirin TPO-L radical photoinitiator and 1 g (1 wt.%) Of p-toluenesulfonic acid are applied with a brush to the surface of the nail plate, on which a polyester foil is then applied and the lacquer composition is cured by it for 70 s under a CND UV lamp, using a UV dose of 1100 mJ / cm ² in the cross-linking process. After hardening and removing the polyester foil, a hardened layer of varnish is obtained on the nail plate.

P r z y k ł a d 4P r z k ł a d 4

Kompozycję fotoreaktywną otrzymaną na drodze homogenizacji 53 g (53% wag.) uretanoakrylanu Genomer 4267, 21,9 g (21,9% wag.) triakrylanu trimetylolopropanolu (TMPTA), 15 g (15% wag.) kwasu β-akryloilooksypropionowego, 0,1 g (0,1% wag.) fotoinicjatora rodnikowego Irgacure 127 oraz g (2% wag.) kwasu p-toluenosulfonowego aplikuje się za pomocą pędzla na powierzchnię płytki paznokcia, na którą następnie nakłada się folię poliestrową i przez nią utwardza się kompozycję lakieru przez 120 s pod lampą UV firmy CND, stosując w procesie sieciowania dawkę UV 850 mJ/cm². Po utwardzeniu i usunięciu folii poliestrowej otrzymuje się na płytce paznokcia utwardzoną warstwę lakieru.A photoreactive composition obtained by homogenization 53 g (53% by weight) of Genomer 4267 urethane acrylate, 21.9 g (21.9% by weight) of trimethylolpropanol triacrylate (TMPTA), 15 g (15% by weight) of β-acryloyloxypropionic acid, 0 1 g (0.1% by weight) of the radical photoinitiator Irgacure 127 and g (2% by weight) of p-toluenesulfonic acid are applied with a brush to the surface of the nail plate, on which a polyester film is then applied and the composition is cured through it varnish for 120 s under a CND UV lamp, using a UV dose of 850 mJ / cm ² in the cross-linking process. After hardening and removing the polyester foil, a hardened layer of varnish is obtained on the nail plate.

P r z y k ł a d 5P r z k ł a d 5

Kompozycję fotoreaktywną otrzymaną na drodze homogenizacji 70 g (70% wag.) uretanoakrylanu Photomer 6019, 12 g (12% wag.) diakrylanu polietylenoglikolu o masie cząsteczkowej 400 g/mol (PEG400DA), 12 g (12% wag.) kwasu trichloroakrylowego, 3 g (3% wag.) fotoinicjatora rodnikowego BAMP oraz 3 g (3% wag.) kwasu p-toluenosulfonowego aplikuje się za pomocą pędzla na powierzchnię płytki paznokcia, na którą następnie nakłada się folię poliestrową i przez nią utwardza się kompozycję lakieru przez 60 s pod lampą UV firmy CND, stosując w procesie sieciowania dawkę UV 1150 mJ/cm². Po utwardzeniu i usunięciu folii poliestrowej otrzymuje się na płytce paznokcia utwardzoną warstwę lakieru.A photoreactive composition obtained by homogenization of 70 g (70% by weight) of Photomer 6019 urethane acrylate, 12 g (12% by weight) of polyethylene glycol diacrylate with a molecular weight of 400 g / mol (PEG400DA), 12 g (12% by weight) of trichloroacrylic acid, 3 g (3% by weight) of the BAMP radical photoinitiator and 3 g (3% by weight) of p-toluenesulfonic acid are applied with a brush to the surface of the nail plate, on which a polyester film is then applied and the lacquer composition is hardened through it for 60 s under a CND UV lamp, using a UV dose of 1150 mJ / cm ² in the cross-linking process. After hardening and removing the polyester foil, a hardened layer of varnish is obtained on the nail plate.

Claims

Patent claims

1. Method for producing a urethane acrylate-based nail varnish coating consisting in applying a photoreactive varnish mixture on the nail and curing with UV radiation, characterized by mixing 50-80% by weight of urethane acrylate, 5-30% by weight of multifunctional (meth) acrylate, 5 -20% by weight of unsaturated carboxylic acid, 0.1-10% by weight of a radical photoinitiator and 0.05-5% by weight of p-toluenesulfonic acid, the concentration of all varnish components being 100% by weight, the photoreactive lacquer mixture obtained in this way is applied to the surface Then, the applied varnish layer is covered with a polyester foil, and then cured through the foil with UV radiation in the area of 200-400 nm, resulting in a hardened varnish coat after removing the polyester foil.

2. Method for producing a lacquer coating according to claim The process of claim 1, wherein the carboxylic acid is methacrylic acid, acrylic acid, vinyl acetic acid, β-acryloyloxypropionic acid or trichloroacrylic acid.

3. Method for producing a lacquer coating according to claim The process of claim 1, wherein the polyfunctional (meth) acrylate is a diacrylate or triacrylate.

Method for producing a varnish coating according to claim The method of claim 1, characterized in that UV radiation at a dose of 850 to 1200 mJ / cm ² is used to harden the varnish.

5. A method for producing a nail varnish coating according to claim 1. The method of claim 1, characterized in that the hardening of the varnish is carried out for 45 to 120 seconds.