TWI806912B - 防微塵組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種防塵組成物，其作為有效成分包含重均分子量為800,000g/mol至1,100,000g/mol的非揮發性矽油及聚矽氧丙烯酸系聚合物，並且具有300cs至800cs的黏度。

Description

防微塵組成物
本發明是有關於一種防微塵組成物。
如果灰塵積聚在體內，人體免疫力就會下降，可能會導致各種疾病，諸如心臟病或呼吸系統疾病，甚至會引起支氣管狹窄，長期吸入灰塵會增加哮喘和肺部疾病的患病率以及早期死亡率。
皮膚在我們身體最外側與灰塵直接接觸，其在生物體和環境之間起著屏障作用。如果經常直接暴露於污染，則這種屏障功能會下降。特別是，由於微塵比毛孔小20倍，因此很容易滲透皮膚。事實上，已知空氣污染物如微塵對皮膚健康有深遠的影響。短期而言，可能會導致過早衰老、缺乏水分、增加皺紋。長期而言，皮膚受損無法修復，失去保護身體免受環境因素影響的能力，可能會導致皮膚癌等嚴重疾病。
因此，需要研發用於將對皮膚有害(嚴重時有致命危害)的灰塵與皮膚隔離的化妝品。
近年來，由於頻繁的外出，微塵附著在毛髮上以及進入皮膚或人體的情況增多，因此，正在不斷地努力降低微塵對毛髮的附著力。
根據一具體實施例的防塵組合物旨在提供一種防塵功能優異的毛髮化妝品，其防止微塵附著到毛髮上，以切斷微塵附著後從毛髮轉移進入皮膚或人體內的可能性。
根據一具體實施例提供一種防塵組成物，其作為有效成分包含重均分子量為800,000g/mol至1,100,000g/mol的非揮發性矽油及聚矽氧丙烯酸系聚合物，並具有300cs至800cs的黏度。
該非揮發性矽油可具有下述化學式1之結構。 [化學式1]
該聚矽氧丙烯酸系聚合物可包含由下述化學式2表示的重複單元。 [化學式2]在化學式2中，R1 為氫或者經取代或未經取代的C1-C10烷基，R2 由下述化學式3表示： [化學式3]在化學式3中，L1 及L2 各自獨立地為經取代或未經取代C1-C10伸烷基。
該非揮發性矽油和聚矽氧丙烯酸系聚合物的含量重量比可為10:1至10:3。
該防塵組成物可更包含不含聚矽氧(silicone)的油。
該不含聚矽氧的油可具有12至16個碳原子數。
該不含聚矽氧的油可具有170g/mol至350g/mol的重均分子量。
該不含聚矽氧的油可包含椰子烷烴(Coconut Alkane)、二辛醯基醚(Dicaprylyl Ether)、被C12-C15烷基取代的苯甲酸酯或它們的組合。
該防塵組成物可為毛髮化妝品組成物。
該毛髮化妝品組成物可為洗髮精(shampoo)、護髮素(treatment)或精華素(essence)。
該毛髮化妝品組成物可為免沖洗型(leaveon type)。
根據一具體實施例，本發明之防塵組成物可以盡量減少灰塵(特別是微塵)附著於毛髮的現象。具體地，透過限制防塵組成物中作為有效成分所包含的非揮發性矽油的化學結構和分子量以及降低最終組成物的黏度，可以大大降低對毛髮的微塵附著力。
下面對本發明之具體實施例進行詳細描述，以使本發明所屬技術領域中具有通常知識者容易實施。然而，本發明能夠以各種不同方式實施，不限於下述具體實施例。
在本說明書中，防塵是指預防或者盡量減少灰塵附著到皮膚或毛髮上，或者暫時附著在毛髮上的灰塵從毛髮滲透到皮膚或人體內。亦即，將本說明書之防塵組成物應用於毛髮時，可以盡量減少灰塵附著到毛髮上，即使灰塵附著到毛髮上，也可藉以風等物理之力容易清除，進而縱然灰塵進入塗在皮膚上的化妝品組成物中，灰塵也會在化妝品組成物中漂浮，從而可以防止滲透到皮膚中。
在本說明書中，灰塵是混合在空氣中的微粒的總稱，通常是指粒徑為0.1μm至10μm的懸浮物。特別是，當粒徑為10μm或更小時，其被稱為微塵，並且當粒徑為0.1μm或更小時，也被稱為超微塵。在本文中，粒徑可能是指每個粒子直徑的平均值。灰塵包含來自自然的物質(如沙子、土壤和花粉)或者來自工業生產的物質(如碳、碳燃燒物、金屬鹽和重金屬)。灰塵的形態可為燻煙(fume)、霧滴(mist)、煙氣、蒸汽或煙霧等。
在本說明書中，當層、膜、區域、板等部分被描述為在另一部分之｢上」時，不僅包含｢直接」在另一部分之上的情形，還包含其間存在其他部分的情形。相反地，當某一部分被描述｢直接」在另一部分之上時，將意味著其間不存在其他部分。
在本說明書中，除非特別提及，否則｢取代」或｢經取代」是指本發明之官能基中至少一個氫原子被取代基取代，該取代基為選自鹵素原子(F、Br、Cl或I)、羥基、硝基、氰基、氨基(NH2 、NH(R200 )或N(R201 )(R202 )，其中R200 、R201 以及R202 相同或不同，且各自獨立地為C1-C10烷基、脒基(amidino)、肼基(hydrazine)、腙基(hydrazone)、羧基、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的脂環族有機基團、經取代或未經取代的芳基以及經取代或未經取代的雜環基所組成的群組中的至少一種。
在本說明書中，除非特別提及，否則｢烷基」是指C1-C20烷基，具體是指C1-C15烷基，｢環烷基」是指C3-C20環烷基，具體是指C3-C18環烷基，｢烷氧基」是指C1-C20烷氧基，具體是指C1-C18烷氧基，｢芳基」是指C6-C20芳基，具體是指C6-C18芳基，｢烯基」是指C2-C20烯基，具體是指C2-C18烯基，｢伸烷基」是指C1-C20伸烷基，具體是指C1-C18伸烷基，｢伸芳基」是指C6-C20伸芳基，具體是指C6-C16伸芳基。
在本說明書中，除非特別提及，否則｢(甲基)丙烯酸酯」是指｢丙烯酸酯」和｢甲基丙烯酸酯」，且｢(甲基)丙烯酸」是指｢丙烯酸」和｢甲基丙烯酸」。
在本說明書中，除非另有定義，否則｢組合」是指混合或共聚合。另外，｢共聚合」是指嵌段共聚合或無規共聚合，｢共聚物」是指嵌段共聚物或無規共聚物。
在本說明書的化學式中，除非另有具體定義，否則當化學鍵在應給出的位置處未繪製時，氫鍵結在所述位置處。
在本說明書中，除非另有定義，否則“*”指示其中連接有相同或不同原子或化學式的點。
下面對根據一具體實施例之防塵組成物進行描述。
根據一具體實施例之防塵組成物，其作為有效成分包含重均分子量為800,000g/mol至1,100,000g/mol的非揮發性矽油及聚矽氧丙烯酸系聚合物，並具有300cs至800cs的黏度。
根據一具體實施例之防塵組成物，其中與該聚矽氧丙烯酸系聚合物一起包含重均分子量為800,000g/mol至1,100,000g/mol的非揮發性矽油時，對毛髮的該防塵組成物的包覆(coating)力增強，從而可以大大降低對毛髮的微塵附著力。
如果該非揮發性矽油的重均分子量小於800,000g/mol，則對毛髮的防塵組成物的包覆力下降，進而發生黏著，因此導致對毛髮的微塵附著力上升。此外，同時會產生亮度減少的負面效果。
如果該非揮發性矽油的重均分子量大於1,100,000g/mol，就會成為超高分子物質，難以製備成液體，進而不能製成洗髮精、護髮素或精華素，因此不適合作為毛髮化妝品組成物。
進一步地，將該非揮發性矽油的重均分子量限制在800,000g/mol至1,100,000g/mol，同時將最終防塵組成物的黏度限制在300cs(centi stock)至800cs，以更加提高對毛髮的防塵組成物的包覆力，從而可以進一步大大降低對毛髮的微塵附著力。
如果該防塵組成物的黏度小於300cs，則存在對毛髮的防塵組成物的包覆力下降的問題，而如果該防塵組成物的黏度大於800cs，則難以製備成液體，因此不適合作為毛髮化妝品組成物。
具體地，該非揮發性矽油可具有下述化學式1之結構。 [化學式1]
將具有該化學式1之結構的化合物(非揮發性矽油)的重均分子量限制在如上所述的範圍時，對毛髮的防塵組成物的包覆力會變得非常優異。
具體地，相對於組成物總量，重均分子量為800,000g/mol至1,100,000g/mol的該非揮發性矽油的含量可為1重量%至20重量%，更具體地可為5重量%至15重量%。相對於防塵組成物總量，重均分子量為800,000g/mol至1,100,000g/mol的該非揮發性矽油的含量小於1重量%時，防微塵效果不明顯，因此難以作為防塵組成物發揮功能。相對於防塵組成物總量，重均分子量為800,000g/mol至1,100,000g/mol的該非揮發性矽油的含量大於20重量%時，使用起來感覺濕濕黏黏，而且防微塵效果會達到幾乎飽和，因此不經濟。
防塵組成物中包含該聚矽氧丙烯酸系聚合物的目的在於，對毛髮形成保護膜而阻止空氣中的有害物質和微塵附著在毛髮上，並且適用於毛髮時確保輕柔、清新的感覺。
例如，該聚矽氧丙烯酸系聚合物可包含丙烯酸酯/二甲基矽氧烷共聚物(acrylate/dimethicone copolymer)、丙烯酸酯/二甲基矽氧烷甲基丙烯酸酯共聚物(acrylate/dimethicone methacrylate copolymer)及丙烯酸酯/聚三甲基矽氧烷甲基丙烯酸酯共聚物(acrylate/polytrimethylsiloxymethacrylate copolymer)中的至少一種。當包含該聚矽氧丙烯酸系聚合物時，對毛髮表面形成保護膜，以阻止空氣中的微塵等附著在毛髮上。例如，該聚矽氧丙烯酸系聚合物可包含丙烯酸酯/聚三甲基矽氧烷甲基丙烯酸酯共聚物。
該丙烯酸酯/聚三甲基矽氧烷甲基丙烯酸酯共聚物可包含由下述化學式2表示的重複單元。 [化學式2]在該化學式2中，R1 為氫或者經取代或未經取代的C1-C10烷基，R2 由下述化學式3表示， [化學式3]在化學式3中，L1 及L2 各自獨立地為經取代或未經取代的C1-C10伸烷基。
如該化學式2所示，該丙烯酸酯/聚三甲基矽氧烷甲基丙烯酸酯共聚物係以丙烯酸酯為骨架(backbone)複數個三甲基矽氧烷基(trimethylsiloxy)形成樹枝狀聚合物(dendrimer)結構，在確保聚矽氧(silicone)的輕柔感的同時，對毛髮形成保護膜，從而阻止空氣中的微塵和有害物質沉積在毛髮上。
例如，相對於該防塵組成物總量，該聚矽氧丙烯酸系聚合物的含量可為0.1重量%至20重量%，例如可為0.1重量%至15重量%，例如可為0.1重量%至10重量%。當以上述含量範圍包含時，使用感和劑型穩定性優異，而且可具有優異的毛髮保護膜形成效果。
該非揮發性矽油和聚矽氧丙烯酸系聚合物的含量重量比可為10:1至10:3。
該防塵組成物更可包含不含聚矽氧的油。
該不含聚矽氧的油可具有12至16個碳原子數，而且可具有170g/mol至350g/mol的重均分子量。當該不含聚矽氧的油的碳原子數和重均分子量超出上述範圍時，最終防塵組成物難以調製成液體(組分之間不易發生凝聚)，可能無法均勻形成對毛髮的覆膜。
例如，該不含聚矽氧的油可包含椰子烷烴(Coconut Alkane)、二辛醯基醚(Dicaprylyl Ether)、被C12-C15烷基取代的苯甲酸酯(C12-15 Alkyl Benzoate)或其組合。
根據一具體實施例之防塵組成物可以防止粒徑為10μm以下的微塵。粒徑大小不受限制，粒徑可為100μm以下、90μm以下、70μm以下、50μm以下、30μm以下、20μm以下、15μm以下或10μm以下。
該防塵組成物作為溶劑可使用0.5至5cs的直鏈聚矽氧烷(polysiloxane)油或環狀聚矽氧烷油，但不限於此。例如，該溶劑可為環狀聚矽氧烷之環甲矽氧烷(cyclomethicone)(3.9cs)。
就如上所述的方面而言，該防塵組成物可為毛髮化妝品組成物，該毛髮化妝品組成物可為洗髮精、護髮素或精華素。
在本說明書中，｢化妝品」是指除了美容功能之外，還可具有醫學功能的所有物質。
該毛髮化妝品組成物的劑型不受特別限制，根據目的可以適當選擇。
可以對該毛髮化妝品組成物進行劑型化，例如溶液、懸浮液、乳液、糊劑(paste)、凝膠劑(gel)、霜劑(cream)、洗劑(lotion)、粉劑(powder)、肥皂(soap)、含界面活性劑的清潔劑(Cleansing)、油劑、粉狀粉底(powder foundation)、乳狀粉底(emulsion foundation)、蠟狀粉底(wax foundation)及噴霧劑(spray)等，但不限於此。更詳細地，可以劑型化為毛髮用化妝品組成物如洗髮精、潤絲精(rinse)等清洗劑、生髮油(hair tonic)、凝膠或慕斯等定型劑、毛髮營養化妝水、護髮精華素(hair essence)、護髮精油(hair serum)、護髮素、潤髮乳、洗髮精、洗髮劑、養髮劑或染髮劑等；基礎化妝品如水中油(O/W)型、油中水(W/O)型等。此外，對於該組成物，除了每個劑型中上述必要成分之外，其他成分可根據其他外用製劑的種類或使用目的等適當選擇。例如，可進一步包含紫外線屏蔽劑、護髮調理劑、香料等。
該化妝品組成物可包含化妝品學上可接受之媒劑或載劑。該化妝品組成物能夠以適用於局部的所有劑型的形式提供，諸如溶液、凝膠劑、固體或攪拌無水生成物、乳狀物分散於水狀物而得到的乳劑、懸浮液、微乳劑(micro emulsion)、微膠囊(microcapsule)、微顆粒球或離子型(脂質體，liposome)和/或非離子型小囊分散劑、或者霜劑、化妝水(skin)、洗劑、粉劑、軟膏、噴霧劑或遮瑕棒(concealer stick)。該些組成物可按照所屬領域中的常規方法來製備。
當本發明之劑型為溶液或乳液時，作為載體成分可利用溶劑、增溶劑或乳化劑，諸如水、乙醇、異丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、芐醇、苯甲酸芐酯、丙二醇、1,3-丁二醇油、脂肪酸甘油酯、聚乙二醇或山梨醇酐單硬脂酸酯。
當本發明之劑型為懸浮液時，作為載體成分可利用液態稀釋劑如水、乙醇或丙二醇、懸浮劑如乙氧基化異硬脂醇(ethoxylated isostearyl alcohol)、聚氧乙烯山梨酯(polyoxyethylene sorbitol ester)和聚氧乙烯山梨酸酐酯(polyoxyethylene sorbitan ester)、微晶纖維素、偏氫氧化鋁(aluminum metahydroxide)、膨潤土、瓊脂(agar)、黃蓍膠(tragacanth)等。
當本發明之劑型為糊劑、霜劑或凝膠劑時，作為載體成分可利用動物性油、植物性油、蠟、石蠟、澱粉、黃蓍膠、纖維素衍生物、聚乙二醇、矽酮、膨潤土、氧化矽、滑石或氧化鋅等。
當本發明之劑型為粉劑或噴霧劑時，作為載體成分可利用乳糖、滑石、氧化矽、氫氧化鋁、矽酸鈣或聚醯胺粉劑，特別是劑型為噴霧劑時，可進一步包含氯氟烴(chlorofluorohydrocarbon)、丙烷/丁烷或二甲醚等推進劑。
在本發明一實施態樣中，該化妝品組成物中可進一步包含增稠劑。本發明之化妝品組成物中包含的增稠劑可使用甲基纖維素、羧甲基纖維素、羧甲基羥基鳥嘌呤、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、羧基乙烯基聚合物、聚季銨鹽、鯨蠟硬脂醇、硬脂酸、卡拉膠等，優選使用羧甲基纖維素、羧基乙烯基聚合物、聚季銨鹽中的至少一種，最優選使用羧基乙烯基聚合物。
在本發明一實施態樣中，該化妝品組成物根據需要可包含適當的各種載劑和添加劑，該些成分的種類及量可由發明人容易選擇。可以根據需要包含可接受之添加劑，例如可進一步包含本領域常規的防腐劑、色素、添加劑等成分。
防腐劑具體可為苯氧基乙醇(Phenoxyethanol)或1,2-己二醇(1,2-Hexanediol)等，香料可為合成香料等。
此外，在本發明一實施態樣中，化妝品組成物可包含選自水溶性維他命、油溶性維他命、多肽、多醣、鞘脂和海藻萃取物中的組成物。除此之外，可添加的混合成分例如有油脂成分、保濕劑、潤膚劑(emollients)、界面活性劑、有機和無機顏料、有機粉末、紫外線吸收劑、防腐劑、殺菌劑、抗氧化劑、植物萃取物、pH調節劑、乙醇、色素、香料、血液循環促進劑、冷感劑、止汗劑、純淨水等。
另外，可添加的混合成分不限於此，在對本發明之目的及效果沒有負面影響的範圍內，可以混合上述的任何成分。
下面透過實施例進一步詳細描述本發明之具體實施例。惟，下述實施例只是用於描述本發明，不是用於限制本發明之範圍。
製備防塵組成物
以如表1所示的組分和含量製備了實施例1至實施例10及比較例1至比較例3。原料按順序分散加入，各原料加入後進行攪拌直至成為均勻相，上述的實施例及比較例的製備方法係為本領域中的常規方法。
【表1】 （單位：wt％）
(A) 非揮發性矽油 (A-1) 由下述化學式1表示的化合物(800,000g/mol) [化學式1](A-2) 由該化學式1表示的化合物(1,000,000g/mol) (A-3) 由該化學式1表示的化合物(900,000g/mol) (A-4) 由該化學式1表示的化合物(1,100,000g/mol) (A-5) 由該化學式1表示的化合物(700,000g/mol) (A-6) 由該化學式1表示的化合物(1,200,000g/mol)
(B) 聚矽氧丙烯酸系聚合物 丙烯酸酯/聚三甲基矽氧烷甲基丙烯酸酯共聚物
(C) 不含聚矽氧的油 (C-1) 二辛醯基醚(BASF公司) (Mw：242g/mol) (C-2) 辛酸/癸酸三酸甘油酯(BASF公司) (Mw：500g/mol)
(D) 溶劑 環甲矽氧烷(3.9cs)
選擇微塵替代物
微塵一般由有機碳化合物22%、碳元素8%、硝酸鹽22%、硫酸鹽15%、地殼土壤成分15%、其他成分18%組成(國立科學院)，因此本發明中選擇微塵組成成分中約佔30%(有機碳化合物和碳元素)且類似於微塵具有ζ電位的碳黑作為微細物質的替代物。
評估：測定防塵效果
將毛髮束(tress)用市場上購買的標準洗髮精清洗沖凈後，用實施例1至實施例10及比較例1至比較例3之組成物進行處理，再掛到碳黑對流裝置(設置有空氣循環裝置、真空泵、微塵測定器、粉末投放口的橫向長度為1m、縱向長度為1m、高度為1.5m的透明壓克力箱)內部，暴露於碳黑10分鐘(條件為400μg/m3 至600μg/m3 ；以環境部微塵預報等級之稍差(PM10 = 81μg/m3 至120μg/m3 )級別為準約5倍)。
取出暴露於碳黑的毛髮束，透過毛髮圖像分析測定出針對毛髮的碳黑附著程度，將測定結果利用微軟公司Excel軟體的T-test來檢驗數據的顯著性。將上述測定結果示於表2中。
【表2】
由表2可以確認，由於將根據一具體實施例之組成物中由化學式1表示的非揮發性矽油的分子量及最終防塵組成物的黏度限制在特定範圍，因此具有微塵附著量減少的效果。此外，當防塵組成物包含不含聚矽氧的油時，透過限制該不含聚矽氧的油的碳原子數或分子量，可以進一步提高對毛髮的防塵組成物的包覆力。
儘管詳細描述了本發明之較佳實施例，然熟習本項技術者應理解，在不脫離所附的申請專利範圍中揭露的本發明的範圍和精神之情況下，可以進行各種修改、添加和替換。
無
無

Claims (9)

  1. 一種防塵組成物，其作為有效成分包括：重均分子量為800,000g/mol至1,100,000g/mol的非揮發性矽油；以及聚矽氧丙烯酸系聚合物，並且所述防塵組成物具有300cs至800cs的黏度，其中所述非揮發性矽油具有以下化學式1之結構：
    Figure 107138105-A0305-02-0018-1
     其中所述聚矽氧丙烯酸系聚合物包含由以下化學式2表示的重複單元：
    Figure 107138105-A0305-02-0018-2
     在化學式2中，R1為氫或者經取代或未經取代的C1-C10烷基，R2由以下化學式3表示，[化學式3]
    Figure 107138105-A0305-02-0019-3
     在化學式3中，L1及L2各自獨立地為經取代或未經取代的C1-C10伸烷基。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的防塵組成物，其中所述非揮發性矽油和所述聚矽氧丙烯酸系聚合物的含量重量比為10：1至10：3。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的防塵組成物，其中所述防塵組成物更包括不含聚矽氧的油。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的防塵組成物，其中所述不含聚矽氧的油具有12至16個碳原子。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的防塵組成物，其中所述不含聚矽氧的油具有170g/mol至350g/mol的重均分子量。
  6. 如申請專利範圍第3項所述的防塵組成物，其中所述不含聚矽氧的油包含椰子烷烴(Coconut Alkane)、二辛醯基醚(Dicaprylyl Ether)、被C12-C15烷基取代的苯甲酸酯(C12-15 Alkyl Benzoate)或其組合。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的防塵組成物，其為毛髮化妝品組成物。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的防塵組成物，其中所述毛髮化妝品組成物為洗髮精、護髮素或精華素。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的防塵組成物，其中所述毛髮化妝品組成物為免沖洗型。
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