WO2014104256A1 - 高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造法 - Google Patents

高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造法 Download PDF

Info

Publication number
WO2014104256A1
WO2014104256A1 PCT/JP2013/085005 JP2013085005W WO2014104256A1 WO 2014104256 A1 WO2014104256 A1 WO 2014104256A1 JP 2013085005 W JP2013085005 W JP 2013085005W WO 2014104256 A1 WO2014104256 A1 WO 2014104256A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
modified silicone
glycerin derivative
organic
groups
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/085005
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
田村 誠基
さゆり 澤山
堀 誠司
Original Assignee
東レ・ダウコーニング株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東レ・ダウコーニング株式会社 filed Critical 東レ・ダウコーニング株式会社
Priority to JP2014554575A priority Critical patent/JPWO2014104256A1/ja
Priority to EP13869648.9A priority patent/EP2940063A4/en
Priority to US14/655,136 priority patent/US20160052944A1/en
Publication of WO2014104256A1 publication Critical patent/WO2014104256A1/ja

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/32Post-polymerisation treatment
    • C08G77/34Purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic System
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/08Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0834Compounds having one or more O-Si linkage
    • C07F7/0838Compounds with one or more Si-O-Si sequences
    • C07F7/0872Preparation and treatment thereof
    • C07F7/0876Reactions involving the formation of bonds to a Si atom of a Si-O-Si sequence other than a bond of the Si-O-Si linkage
    • C07F7/0878Si-C bond
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/84Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions otherwise than those involving only carbon-carbon unsaturated bonds
    • A61K8/89Polysiloxanes
    • A61K8/891Polysiloxanes saturated, e.g. dimethicone, phenyl trimethicone, C24-C28 methicone or stearyl dimethicone
    • A61K8/892Polysiloxanes saturated, e.g. dimethicone, phenyl trimethicone, C24-C28 methicone or stearyl dimethicone modified by a hydroxy group, e.g. dimethiconol
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/84Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions otherwise than those involving only carbon-carbon unsaturated bonds
    • A61K8/89Polysiloxanes
    • A61K8/891Polysiloxanes saturated, e.g. dimethicone, phenyl trimethicone, C24-C28 methicone or stearyl dimethicone
    • A61K8/893Polysiloxanes saturated, e.g. dimethicone, phenyl trimethicone, C24-C28 methicone or stearyl dimethicone modified by an alkoxy or aryloxy group, e.g. behenoxy dimethicone or stearoxy dimethicone
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/84Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions otherwise than those involving only carbon-carbon unsaturated bonds
    • A61K8/89Polysiloxanes
    • A61K8/891Polysiloxanes saturated, e.g. dimethicone, phenyl trimethicone, C24-C28 methicone or stearyl dimethicone
    • A61K8/894Polysiloxanes saturated, e.g. dimethicone, phenyl trimethicone, C24-C28 methicone or stearyl dimethicone modified by a polyoxyalkylene group, e.g. cetyl dimethicone copolyol
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q1/00Make-up preparations; Body powders; Preparations for removing make-up
    • A61Q1/02Preparations containing skin colorants, e.g. pigments
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q1/00Make-up preparations; Body powders; Preparations for removing make-up
    • A61Q1/02Preparations containing skin colorants, e.g. pigments
    • A61Q1/04Preparations containing skin colorants, e.g. pigments for lips
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q1/00Make-up preparations; Body powders; Preparations for removing make-up
    • A61Q1/02Preparations containing skin colorants, e.g. pigments
    • A61Q1/08Preparations containing skin colorants, e.g. pigments for cheeks, e.g. rouge
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q1/00Make-up preparations; Body powders; Preparations for removing make-up
    • A61Q1/02Preparations containing skin colorants, e.g. pigments
    • A61Q1/10Preparations containing skin colorants, e.g. pigments for eyes, e.g. eyeliner, mascara
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q1/00Make-up preparations; Body powders; Preparations for removing make-up
    • A61Q1/12Face or body powders for grooming, adorning or absorbing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q15/00Anti-perspirants or body deodorants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q17/00Barrier preparations; Preparations brought into direct contact with the skin for affording protection against external influences, e.g. sunlight, X-rays or other harmful rays, corrosive materials, bacteria or insect stings
    • A61Q17/04Topical preparations for affording protection against sunlight or other radiation; Topical sun tanning preparations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00Preparations for care of the skin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/38Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • C08L83/06Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04Polysiloxanes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/10General cosmetic use

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a high-purity glycerin derivative-modified silicone. Furthermore, the present invention relates to the use of the high-purity glycerin derivative-modified silicone for external preparations, cosmetics, and various industrial materials.
  • an extraction (or precipitation / reprecipitation) separation method using the difference in solubility between the impurities and the main component.
  • the organic modifier is a hydrophilic compound
  • the extraction / separation method most of the impurities are first extracted and removed with a hydrophilic solvent (or conversely, the main component is extracted with a lipophilic solvent).
  • glycerin derivative-modified silicone there are many cases where the entire system is emulsified and cannot be separated, and is not versatile.
  • Patent Document 10 discloses a high-purity polypropylene glycol-modified organosiloxane polymer obtained by a precipitation / reprecipitation method. However, this method uses 10 times the amount of the organically modified silicone in total with the organic solvent and water per reprecipitation treatment, and by repeating this 3 times, high purity organically modified silicone free of impurities can be obtained. To get.
  • the organic modifier is a polyethylene glycol derivative or a glycerin derivative
  • the hydrophilicity and surface activity of the corresponding organic modified silicone are increased, and separation and purification are often difficult by this method.
  • Patent Document 11 discloses an organosiloxane derivative having a sugar residue and containing no unreacted raw material, which is obtained by a membrane separation method using a dialysis tube.
  • dialysis time of 3 days is required to obtain 10 g of high-purity organically modified silicone, and it cannot be said that it is suitable for mass production on a commercial scale in terms of efficiency.
  • Patent Document 11 states that the organopolysiloxane derivative can be purified by column chromatography.
  • Patent Document 4 discloses glyceryl ether-modified silicone purified by a silica gel column.
  • column chromatography requires a large amount of solvent to circulate in order to obtain high purity organically modified silicone, such as device design, recovery of waste solvent, solvent removal from the collected solution, low productivity, etc. There are many challenges for production on a commercial scale.
  • Another method for purifying organically modified silicone containing residual organic modifiers such as glycerin derivatives is to repeat residual microfiltration and adsorbent treatment, resulting in residual organic modification that also causes turbidity and phase separation.
  • residual organic modifier is usually liquid in a temperature range where the organic modified silicone as a main component is in a liquid state
  • a solid-liquid separation method using a filter aid or a cartridge filter is not rational. In fact, it is hardly effective.
  • Patent Document 12 discloses a method for purifying an alkyl glyceryl polysiloxane derivative by ultrafiltration using a diafiltration method.
  • ultrafiltration has a small pore size and the membrane is easily clogged in a short time, it is necessary to dilute an organically modified silicone containing an organic modifier with a volatile solvent such as hexane 10 times. Accordingly, there are problems in solvent removal from the filtrate, low productivity, worker safety, and the like.
  • silicone having one or more functional groups selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxy group, an amino group, an imino group, a mercapto group, and an epoxy group is added in the presence of an acidic or basic catalyst
  • a method for producing branched polyglycerol-modified silicone obtained by adding / grafting polymerization of 3-epoxy-1-propanol has been proposed.
  • the siloxane main chain is cleaved during graft polymerization, and two or more kinds of components having different properties are easily produced as a copolymer, and there are many problems in terms of quality, purification process, etc. It is difficult to obtain a polyglycerol-modified silicone having high purity stably on a scale.
  • Patent Document 13 discloses hydrogenation treatment of glycerin-modified polysiloxane and subsequent acid treatment in Example 5 as a method for purifying a modified silicone compound having a branch polymer composed of a hydrophilic group.
  • this technique is a bromide-free technique that stabilizes the unsaturated group portion of the residual organic modifier, which is the cause of odor of the modified silicone composition, by hydrolysis and hydrogenation treatment, Silicone is not always obtained. In this technique, the surplus glycerin derivative continues to remain in the composition changing structure.
  • Patent Document 8 a novel organopolysiloxane / glycerin derivative alternating copolymer has been proposed in Patent Document 8, and it is said that a high molecular weight polyglycerin-modified silicone can be obtained without problems such as cloudiness due to unreacted raw materials.
  • this compound has a hydrophilic group incorporated in the main chain, as can be seen from its chemical structure. For this reason, the properties are completely different from conventionally used hydrophilic silicones such as polyether-modified silicones, and considerable technology is required to stably blend in delicate formulations such as cosmetics, and the field of use is limited. There is a problem.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can be applied regardless of the type of organic modifier, and can be easily applied to production on a commercial scale. Its purpose is to provide a method.
  • the present invention stably produces a high-purity glycerin derivative-modified silicone on a commercial scale even when the boiling point of the organic modifier glycerin derivative is high or the molecular weight of the glycerin derivative is large. It is an object to provide a method for doing this.
  • Another object of the present invention is to use the high-purity glycerin derivative-modified silicone produced by such a method for external preparations, cosmetics, or various industrial materials.
  • An object of the present invention is a method for producing a liquid high-purity glycerin derivative-modified silicone, An organic wax having an affinity for the impurity and having a higher melting point than the glycerin derivative-modified silicone is added to the mixture containing the glycerin derivative-modified silicone and the impurity, and the melted organic mixture is heated, melted and mixed. Incorporating the impurities into the wax; The step of cooling the organic wax to obtain a solidified product of the organic wax is achieved by a production method including the step of solid-liquid separation of the solidified product of the glycerin derivative-modified silicone and the organic wax.
  • the impurity is preferably an impurity derived from the glycerin derivative.
  • the glycerin derivative-modified silicone is preferably a liquid at least at 100 ° C.
  • the organic wax preferably has a melting point of 45 ° C to 150 ° C.
  • the organic wax preferably has an average molecular weight of 900 or more.
  • the organic wax preferably has a (poly) oxyethylene moiety.
  • the organic wax is preferably a glycerin derivative containing a (poly) oxyethylene moiety.
  • the silicon atom of the glycerin derivative-modified silicone can be bonded to a glycerin derivative group-containing organic group via a Si—C bond or a Si—O—C bond.
  • the glycerin derivative-modified silicone has the following general formula (1): ⁇ Wherein R 1 represents a monovalent organic group (excluding R 2 , L and Q), a hydrogen atom or a hydroxyl group, and R 2 represents a substituted or unsubstituted linear chain having 9 to 60 carbon atoms. Or a branched monovalent hydrocarbon group, or the following general formula (2-1); Wherein R 11 is independently a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a hydroxyl group, or a hydrogen atom, and at least one of R 11 is the monovalent hydrocarbon group.
  • T is a number in the range of 2 to 10
  • r is a number in the range of 1 to 500
  • each R 3 independently represents a substituted or unsubstituted, linear or branched monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and each R 4 independently represents the number of carbon atoms.
  • i represents 1-6 alkyl group or a phenyl group
  • Z is a divalent organic radical
  • i is represented of a silylalkyl group represented by L i
  • the number of layers is a number of repetitions of the silylalkyl group is k
  • L i + 1 is the silylalkyl group when i is less than k
  • R 4 when i k
  • h i represents a silylalkyl group having a siloxane dendron structure
  • Q represents a glycerin derivative group-containing organic group
  • a, b, c, and d are in the ranges of 1.0 ⁇ a ⁇ 2.5, 0 ⁇ b ⁇ 1.5, 0 ⁇ c ⁇ 1.5, and 0.0001 ⁇ d ⁇ 1.5, respectively.
  • It can be a glycerin derivative-modified silicone represented by
  • the glycerin derivative-modified silicone is (A) organohydrogenpolysiloxane, (B) a glycerin derivative group-containing organic compound having one or more reactive unsaturated groups in one molecule, and (C) (C1) an organic having an average number of reactive unsaturated groups greater than 1 in one molecule.
  • the glycerin derivative-modified silicone is (D) an organopolysiloxane having a reactive functional group at both ends of the molecular chain or a derivative thereof, and (E) a reactive functional group located at both ends of the molecular chain of (D) in the molecule 2
  • a linear glycerin derivative group-containing alternating copolymer obtained by reacting at least an organic compound having a reactive functional group.
  • the mixture may further include a solvent for the glycerin derivative-modified silicone.
  • the mixture containing the glycerin derivative-modified silicone and the impurities is treated with an acidic aqueous solution, and the odorous substance and water generated by the treatment of the acidic aqueous solution are removed by heating or decompression.
  • an acidic aqueous solution Preferably it is.
  • the objective of this invention is achieved also by the external preparation or cosmetics containing the high purity glycerol derivative modified silicone obtained by the manufacturing method of this invention, or an industrial material.
  • the method for producing a high-purity glycerin derivative-modified silicone of the present invention can be applied regardless of the type of organic modifier, and can be easily handled for production on a commercial scale.
  • the present invention provides high-purity glycerin even when the boiling point of the organic modifier (glycerin derivative) is high or the organic modifier (glycerin derivative) is a polymer compound, which is difficult to purify by distillation.
  • Derivative-modified silicones can be stably produced on a commercial scale.
  • the mixture contains a solvent for the glycerin derivative-modified silicone
  • a high-purity glycerin derivative-modified silicone solution can be easily produced, and the production of the solution is excellent in yield and productivity, It is also suitable for commercial scale production.
  • the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention is substantially free of impurities, particularly impurities derived from organic modifiers. No settling of raw materials occurs. Therefore, it is chemically and physically stable.
  • the high-purity glycerin derivative-modified silicone produced by the present invention or a solution containing the same can be suitably used for external preparations or cosmetics, and can be widely used for various industrial materials.
  • a first aspect of the present invention is a method for producing a liquid high-purity glycerin derivative-modified silicone, An organic wax having an affinity for the impurity and having a higher melting point than the glycerin derivative-modified silicone is added to the mixture containing the glycerin derivative-modified silicone and the impurity, and the melted organic mixture is heated, melted and mixed. Incorporating the impurities into the wax; The step of cooling the organic wax to obtain a solidified product of the organic wax includes the step of solid-liquid separating the solidified product of the glycerin derivative-modified silicone and the organic wax.
  • impurities particularly impurities derived from an organic modifier (glycerin derivative) are dissolved in the heated and melted organic wax, and then cooled, so that the impurities are taken into the organic wax while being taken into the organic wax.
  • the glycerin derivative-modified silicone is separated from the impurities by utilizing the principle that the glycerin derivative-modified silicone is not compatible with the organic wax and has a low melting point and remains as a fluid. To do.
  • Organic wax As the organic wax used in the present invention, any organic wax having affinity for impurities, particularly impurities derived from organic modifiers (glycerin derivatives), and having a higher melting point than the glycerin derivative-modified silicone is used. can do.
  • the organic wax concerning this invention does not contain a silicon atom in the molecular structure.
  • the melting point of the organic wax is arbitrary, but is preferably 45 ° C. or higher.
  • the organic wax preferably has a melting point of 45 ° C. to 150 ° C., more preferably 50 ° C. to 120 ° C., even more preferably 60 ° C.
  • the melting point of the organic wax is lower than 45 ° C., in particular, since the melting point of the solid produced by cooling after incorporating impurities derived from the organic modifier is further lowered, the glycerin derivative-modified silicone as the main component and the solid Is required to be filtered at a temperature of 40 ° C. or lower, for example.
  • Filtration at such a low temperature tends to lead to an increase in filtration time when the glycerin derivative-modified silicone is a high-viscosity organic-modified silicone, which may reduce the production efficiency.
  • a wax having a melting point lower than 45 ° C. generally has a low ability to take in impurities and solidify it, and the solid-liquid separation property tends to deteriorate.
  • the filtration rate may be slow in low-temperature filtration.
  • a solvent such as hexane
  • the kind of impurity, etc. it may filter at low temperature and may precipitate a solid positively and may improve the removal effect of an impurity.
  • the melting point of the organic wax is higher than 150 ° C., more energy is required to melt the wax, which is not preferable in terms of environment or efficiency.
  • the glycerin derivative modified silicone itself tends to deteriorate generally at the temperature exceeding 150 degreeC, it is unpreferable.
  • the organic wax when the molecular weight of the organic wax is less than 900, the organic wax is compatible not only with impurities derived from the organic modifier, but also with the main component glycerin derivative-modified silicone modified with the organic modifier. As a result, the added organic wax is dissolved in the main component, and solid-liquid separation can be difficult.
  • the molecular weight of the organic wax although there is no particular upper limit for the molecular weight of the organic wax, it is usually 10 million or less.
  • the high molecular weight organic wax may require a special catalyst or apparatus for production, which may cause problems in supply and cost. Therefore, it is preferable to use a molecular weight of 50,000 or less that is easily available.
  • the organic wax when the glycerin derivative-modified silicone contains a (poly) oxyethylene moiety in the molecule, the organic wax preferably has a (poly) oxyethylene moiety. Even if the glycerin derivative-modified silicone does not contain a (poly) oxyethylene moiety in the molecule, the organic wax preferably has a (poly) oxyethylene moiety, and further has a glycerin derivative moiety. Is particularly preferred.
  • An organic wax suitable in such a case is, for example, polyethylene glycol (PEG) or polyethylene oxide (PEO) satisfying the above-mentioned conditions concerning the melting point and molecular weight, or one or both of these terminal hydroxyl groups are blocked with an arbitrary blocking agent.
  • the terminal blocking group examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, and a longer chain alkyl group; a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group, and a vinyl group.
  • Aryl groups such as allyl groups and butenyl groups, aryl groups such as phenyl groups and tolyl groups; monovalent hydrocarbon groups represented by aralkyl groups such as benzyl groups; acyl groups such as acetyl groups and benzoyl groups; Examples include, but are not limited to, a group in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom of the group is substituted with an organic group containing at least a partial heteroatom; a trimethylsilyl group, and the like.
  • the organic wax may contain other (poly) oxyalkylene chains and (poly) glycerin chains in addition to the (poly) oxyethylene chains within a range not impairing the effects of the present invention.
  • the organic wax may be a compound in the form of addition polymerization of a large number of ethylene oxides with various polyhydric alcohols, or a compound based thereon. That is, the most suitable type of organic wax satisfies the above-mentioned conditions regarding the melting point and molecular weight, and has a polyoxyethylene chain and a glycerin unit.
  • hydrophilic wax obtained by addition polymerization of many ethylene oxides to glycerin hydrophilic wax obtained by addition polymerization of many ethylene oxides to diglycerin, and addition polymerization of many ethylene oxides to triglycerin Hydrophilic waxes obtained by the treatment.
  • the next preferred organic wax is polyethylene glycol (PEG) or polyethylene oxide (PEO) having a structure in which a large number of ethylene oxides are homopolymerized.
  • the organic wax preferably has a structural unit in which a (poly) oxyethylene moiety and a (poly) oxypropylene moiety are connected in a block manner. These blocks may be repeated or may be an AB-type or ABA-type block copolymer without repetition.
  • Suitable organic waxes in such cases include, for example, polyethylene glycol (PEG) / polypropylene glycol (PPG) copolymers and polyethylene oxide (PEO) / polypropylene glycol (PPG) copolymers that satisfy the above-mentioned conditions regarding the melting point and molecular weight.
  • PEG polyethylene glycol
  • PPG polypropylene glycol
  • PEO polyethylene oxide
  • PPG polypropylene glycol
  • the organic wax contains other (poly) oxyalkylene moieties and (poly) glycerin moieties in addition to the (poly) oxyethylene moiety and the (poly) oxypropylene moiety within a range not impairing the effects of the present invention. It may be. Further, the organic wax may be a compound in the form of block addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide to various polyhydric alcohols, or a compound based on this.
  • the organic wax is preferably used in an amount of 0.5 to 10% by weight, more preferably 1 to 5% by weight, based on the main component glycerin derivative-modified silicone. If it is less than 0.5% by weight, the effect of removing impurities is often insufficient, and the use amount exceeding 10% by weight is economically disadvantageous, and the filterability and yield are lowered, and the effect of removing impurities is also wasted. There are many cases.
  • the organic wax having an affinity for impurities and having a melting point higher than that of the glycerin derivative-modified silicone is added and mixed by heating and melting.
  • Mixing is preferably performed by mixing using mechanical force, and can be performed in, for example, a paddle mixer, a propeller stirrer, a reactor or a vessel equipped with stirring blades, and an emulsifier or a kneader as necessary. Available.
  • the mixture should be sufficiently mixed and touched thoroughly. Is preferred.
  • the treatment is performed by adding a solvent that is a good solvent for the glycerin derivative-modified silicone and a poor solvent for impurities, the system is lowered in viscosity, so that the contact between the impurities and the organic wax component occurs efficiently. Incorporation of impurities by organic wax (that is, purification of glycerin-modified silicone) can be promoted.
  • mixing and stirring may be performed at 45 to 150 ° C., preferably 70 to 120 ° C. for 10 minutes to 5 hours, preferably about 30 minutes to 2 hours.
  • the mixture is allowed to cool or cool, so that the impurities are incorporated into the wax and solidified (preferably solid particles), while the glycerin derivative-modified silicone as the main component in the system is It remains in a fluid state because it is not compatible with organic wax and has a low melting point.
  • the stirring and mixing operation may or may not be performed. It is possible in principle to carry out the mixing operation using human power or animal power, but it is not advantageous from the viewpoint of stable production and efficiency on an industrial scale.
  • the mixture composed of the glycerin derivative-modified silicone fluid and the solid particles obtained by the above treatment step can be separated into solid and liquid by, for example, a general filtration operation using filter paper using diatomaceous earth or activated carbon as a filter aid. .
  • a general filtration operation using filter paper using diatomaceous earth or activated carbon as a filter aid for example, highly purified glycerin derivative modified silicone can be obtained easily.
  • a solvent that is a good solvent for the glycerin derivative-modified silicone and a poor solvent for impurities is used in the treatment step
  • a mixture of the glycerin derivative-modified silicone fluid, solid particles, and the solvent is used, for example, Solid-liquid separation is performed by a general filtration operation using filter paper using diatomaceous earth or activated carbon as a filter aid.
  • the filtrate can be directly commercialized as a cosmetic raw material containing a high-purity glycerin derivative-modified silicone and an oil.
  • a volatile solvent used as the solvent
  • a high-purity glycerin derivative-modified silicone can also be obtained by removing the volatile solvent from the filtrate after solid-liquid separation by heating and depressurizing operation or the like. . Since the glycerin derivative-modified silicone generally has a high viscosity, it is more advantageous to increase the purity of the glycerin derivative-modified silicone and reduce turbidity by performing the treatment with the organic wax in the presence of the solvent.
  • the glycerin derivative-modified silicone to which the present invention can be applied is a silicone compound modified with a glycerin derivative, and is a liquid, preferably at least 100 ° C. And if it satisfy
  • liquid or “liquid” means that the liquid level of the organopolysiloxane in a predetermined container is leveled, the container is tilted, and after 1 hour, preferably after 30 minutes, more preferably Means that after 10 minutes the liquid level can become horizontal again.
  • horizontal means forming a plane that intersects at right angles to the direction of action of gravity.
  • the glycerin derivative-modified silicone is preferably a liquid at least at 100 ° C., but more preferably exhibits a liquid state in the range of 100 ° C. or lower to room temperature.
  • liquid at 80 ° C. is preferably liquid at 80 ° C., more preferably liquid at 40 ° C., and even more preferably liquid at room temperature (25 ° C.).
  • it is liquid at 100 ° C. or higher, but it may be heated to 100 ° C., for example, even if it is a semi-gel or soft solid that does not exhibit fluidity at temperatures below room temperature (25 ° C.).
  • a liquid organosilicon compound is included within the range of a liquid organosilicon compound.
  • the glycerin derivative-modified silicone has the following general formula (1): ⁇ Wherein R 1 represents a monovalent organic group (excluding R 2 , L and Q), a hydrogen atom or a hydroxyl group, and R 2 represents a substituted or unsubstituted linear chain having 9 to 60 carbon atoms. Or a branched monovalent hydrocarbon group, or the following general formula (2-1); Wherein R 11 is independently a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a hydroxyl group, or a hydrogen atom, and at least one of R 11 is the monovalent hydrocarbon group.
  • T is a number in the range of 2 to 10
  • r is a number in the range of 1 to 500
  • each R 3 independently represents a substituted or unsubstituted, linear or branched monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and each R 4 independently represents the number of carbon atoms.
  • i represents 1-6 alkyl group or a phenyl group
  • Z is a divalent organic radical
  • i is represented of a silylalkyl group represented by L i
  • the number of layers is a number of repetitions of the silylalkyl group is k
  • L i + 1 is the silylalkyl group when i is less than k
  • R 4 when i k
  • h i represents a silylalkyl group having a siloxane dendron structure
  • Q represents a glycerin derivative group-containing organic group
  • a, b, c, and d are in the ranges of 1.0 ⁇ a ⁇ 2.5, 0 ⁇ b ⁇ 1.5, 0 ⁇ c ⁇ 1.5, and 0.0001 ⁇ d ⁇ 1.5, respectively.
  • It can be a glycerin derivative-modified silicone represented by
  • the glycerin derivative-modified silicone represented by the general formula (1) has a long-chain type organic group or a chain-like organosiloxane group represented by R 2 , b is a number greater than 0, 0.0001 ⁇ b ⁇ 1.5 is preferable, and 0.001 ⁇ b ⁇ 1.5 is more preferable.
  • the glycerin derivative-modified silicone represented by the general formula (1) has a silylalkyl group having a siloxane dendron structure represented by L 1 above, c is a number greater than 0, and 0.0001 ⁇ c ⁇ 1.5 is preferable, and 0.001 ⁇ c ⁇ 1.5 is more preferable.
  • Examples of the glycerin derivative-modified silicone include a glycerin derivative group-containing organic group that is Q, and a silylalkyl group having a long-chain organic group represented by R 2 or a chain-like organosiloxane group or a siloxane dendron structure represented by L 1. It is preferable to have. At this time, preferable values of b and c are expressed as follows depending on the essential functional group.
  • the monovalent organic group represented by R 1 in the general formula (1) may be the same as or different from each other, and is not particularly limited as long as it is not a functional group corresponding to R 2 , L 1, or Q.
  • R 5 represents a substituted or unsubstituted, linear or branched divalent hydrocarbon group having 3 to 5 carbon atoms
  • R 6 represents a hydrogen atom, 1 to 24 carbon atoms
  • n 1 To 100) (poly) oxyalkylene group, alkoxy group, water Group, preferably a hydrogen atom.
  • Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms include, for example, alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, and octyl; cyclopentyl, cyclohexyl Cycloalkyl groups such as vinyl groups, allyl groups, butenyl groups, etc .; aryl groups such as phenyl groups, tolyl groups; aralkyl groups such as benzyl groups; and hydrogen atoms bonded to carbon atoms of these groups At least partially a halogen atom such as fluorine, or a group substituted with an organic group including an epoxy group, glycidyl group, acyl group, carboxyl group, amino group, methacryl group, mercapto group, etc.
  • alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexy
  • the monovalent hydrocarbon group is preferably a group other than an alkenyl group, and particularly preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group.
  • the alkoxy group is a lower alkoxy group such as methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, butoxy group, lauryl alkoxy group, myristyl alkoxy group, palmityl alkoxy group, oleyl alkoxy group, stearyl alkoxy group, behenyl alkoxy group. Illustrative are higher alkoxy groups.
  • R 1 is preferably a monovalent hydrocarbon group or monovalent fluorinated hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms that does not have an aliphatic unsaturated bond.
  • the monovalent hydrocarbon group having no aliphatic unsaturated bond belonging to R 1 include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group; phenyl group, tolyl group, xylyl group Aryl groups such as benzyl groups, etc., and monovalent fluorinated hydrocarbon groups include perfluoroalkyl groups such as trifluoropropyl groups and pentafluoroethyl groups.
  • R 1 is preferably a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group. Particularly, 90 mol% to 100 mol% of all R 1 are a methyl group, an ethyl group, or a phenyl group. Is preferably a group selected from:
  • the glycerin derivative-modified silicone has a modified group other than the hydrophilic group (-Q), particularly a short-chain or medium-chain hydrocarbon-based group, introduced as R 1 or designed for the purpose of imparting further functionality.
  • R 1 is a substituted monovalent hydrocarbon group
  • the substituent can be appropriately selected according to the characteristics to be imparted and the application.
  • amino groups, amide groups, aminoethylaminopropyl groups, carboxyl groups, etc. are monovalent hydrocarbon groups for the purpose of improving the feeling of use, feel and durability. Can be introduced as a substituent.
  • the substituted or unsubstituted, linear or branched monovalent hydrocarbon group of 9 to 60 carbon atoms of R 2 in the general formula (1) is a long chain hydrocarbon group or the above general formula (2-1 )
  • Or (2-2) is a chain-like organosiloxane group, and is introduced into the main chain and / or side chain of polysiloxane, so that it can be incorporated into an external preparation or cosmetic.
  • the affinity to various components such as the body, emulsification and dispersibility, and the feeling of use can be further improved.
  • R 2 may be the monovalent long-chain hydrocarbon group or the chain-like organopolysiloxane group, or may be both functional groups.
  • part or all of R 2 is preferably a monovalent long-chain hydrocarbon group.
  • the glycerin Derivative-modified silicones exhibit superior compatibility not only with silicone oils but also with non-silicone oils with a high alkyl group content, for example, emulsification with non-silicone oils with excellent thermal and temporal stability. Products and dispersions can be obtained.
  • the substituted or unsubstituted, straight-chain or branched monovalent hydrocarbon groups having 9 to 60 carbon atoms and represented by R 2 in the general formula (1) may be the same as each other. Further, the structure may be selected from linear, branched, and partially branched. In the present invention, an unsubstituted and linear monovalent hydrocarbon group is particularly preferably used. Examples of the unsubstituted monovalent hydrocarbon group include an alkyl group, an aryl group, and an aralkyl group having 9 to 60 carbon atoms, preferably 9 to 30 carbon atoms, more preferably 10 to 25 carbon atoms.
  • examples of the substituted monovalent hydrocarbon group include a perfluoroalkyl group having 9 to 30 carbon atoms, preferably 9 to 30 carbon atoms, more preferably 10 to 24 carbon atoms, an aminoalkyl group, and an amidoalkyl. Group and ester group. Moreover, a part of carbon atoms of the monovalent hydrocarbon group may be substituted with an alkoxy group, and examples of the alkoxy group include a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group.
  • Such a monovalent hydrocarbon group is particularly preferably an alkyl group having 9 to 30 carbon atoms, and has the general formula: — (CH 2 ) v —CH 3 (v is a number in the range of 8 to 29). The group represented by these is illustrated. An alkyl group having 10 to 24 carbon atoms is particularly preferred.
  • the chain organosiloxane group represented by the general formula (2-1) or (2-2) has a linear polysiloxane chain structure.
  • each R 11 is independently a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a hydroxyl group, or a hydrogen atom.
  • the substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms is preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or an aralkyl having 6 to 30 carbon atoms.
  • a cycloalkyl group such as a group; an aryl group such as a phenyl group and a tolyl group is exemplified, and a hydrogen atom bonded to a carbon atom of these groups is at least partially a halogen atom such as fluorine, an epoxy group, an acyl group, It may be substituted with an organic group including a carboxyl group, an amino group, a methacryl group, a mercapto group, and the like.
  • R 11 is particularly preferably a methyl group, a phenyl group or a hydroxyl group, a form in which a part of R 11 is a methyl group and a part is a long-chain alkyl group having 8 to 30 carbon atoms. Is preferred.
  • t is a number in the range of 2 to 10
  • r is a number in the range of 1 to 500
  • r is a number in the range of 2 to 500. It is preferable.
  • Such a linear organosiloxane group is hydrophobic, and from the viewpoint of compatibility with various oils, r is preferably a number in the range of 1 to 100, and a number in the range of 2 to 30. Particularly preferred.
  • the silylalkyl group having a siloxane dendron structure represented by the general formula (3) is a functional group exhibiting high water repellency, including a structure in which carbosiloxane units spread in a dendrimer shape, and is a combination of a hydrophilic group and a hydrophilic group.
  • the silylalkyl group having a siloxane dendron structure is a functional group that imparts an advantageous property that it can be used in combination with a wide range of components because it is chemically stable.
  • Examples of the substituted or unsubstituted, linear or branched monovalent hydrocarbon group represented by R 3 in the general formula (3) include, for example, a methyl group, an ethyl group, Alkyl groups such as propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl and octyl; cycloalkyl such as cyclopentyl and cyclohexyl; alkenyl such as vinyl, allyl and butenyl; phenyl and tolyl Aryl groups such as aralkyl groups; aralkyl groups such as benzyl groups; and hydrogen atoms bonded to carbon atoms of these groups are at least partially halogen atoms such as fluorine, or epoxy groups, glycidyl groups, acyl groups, carboxyl groups , Groups substituted with an organic group including an amino group, a methacryl group, a mercapto group and the like (provided that the total number
  • examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl, ethyl, n-propyl, i- Examples include linear, branched or cyclic alkyl groups such as propyl, n-butyl, i-butyl, s-butyl, pentyl, neopentyl, cyclopentyl, hexyl and the like.
  • the number k of layers is industrially preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 2.
  • the group represented by L 1 is represented as follows.
  • R 3 , R 4 and Z are the same groups as described above.
  • L 1 is represented by the following general formula (3-1).
  • L 1 is represented by the following general formula (3-2).
  • L 1 is represented by the following general formula (3-3).
  • h 1 , h 2 and h 3 are each independently a number in the range of 0 to 3. These h i are particularly preferably numbers in the range of 0 to 1, and h i is particularly preferably 0.
  • each Z is independently a divalent organic group, specifically, a silicon-bonded hydrogen atom, an alkenyl group, an acryloxy group
  • examples include divalent organic groups formed by addition reaction of a functional group having an unsaturated hydrocarbon group such as a methacryloxy group at the end.
  • the functional group is not limited to this, and can be selected as appropriate.
  • each Z independently represents the following general formula: Is a group selected from divalent organic groups represented by the formula:
  • Z in L 1 is preferably a divalent organic group represented by the general formula —R 7 — introduced by the reaction of a silicon-bonded hydrogen atom and an alkenyl group.
  • Z is preferably a divalent organic group represented by —R 7 —COO—R 8 — introduced by reaction of a silicon-bonded hydrogen atom with an unsaturated carboxylic ester group.
  • the hierarchical number k is 2 or more, the silylalkyl group represented by a L 2 ⁇ L k L i, Z is an alkylene group or -R 7 -COO-R 8 having 2 to 10 carbon atoms - in
  • the divalent organic group is preferably a group selected from an ethylene group, a propylene group, a methylethylene group, a hexylene group, and —CH 2 C (CH 3 ) COO—C 3 H 6 —. Particularly preferred.
  • each R 7 independently represents a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group or alkenylene group having 2 to 22 carbon atoms, or 6 to 22 carbon atoms.
  • R 8 is an ethylene group
  • a propylene group is preferably a group selected from methyl ethylene group or a hexylene group.
  • R 8 is a group selected from divalent organic groups represented by the following formula.
  • Q is a glycerin derivative group-containing organic group and constitutes a hydrophilic portion of the glycerin derivative-modified silicone.
  • the structure of Q is not limited as long as it has a glycerin derivative moiety, but it is preferable that the glycerin derivative residue is bonded to a silicon atom via a divalent organic group.
  • the glycerin derivative residue is a hydrophilic group having a (poly) glycerin structure, and a hydrophilic group having a polyglycerin structure of monoglycerin, diglycerin, triglycerin, tetraglycerin and pentamer or higher. Further, a part of the terminal hydroxyl group may be blocked with an alkyl group. Furthermore, the (poly) glycerin structure may be linear or branched, or may be a structure branched in a dendritic manner.
  • Such a glycerin derivative group-containing organic group (Q) is bonded to a silicon atom via a divalent or higher linking group and has hydrophilicity represented by the following structural formulas (3-3) to (3-6).
  • the organic group is preferably a glycerin derivative group-containing organic group containing at least one hydrophilic unit selected from the units.
  • the hydrophilic unit constituting Q does not consist only of the following structural formula (3-6). (R is a number in the range of 1-6)
  • W represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and is preferably a hydrogen atom.
  • W is a hydrogen atom, it is difficult to be oxidized in the air, and it is difficult to produce aldehydes such as formaldehyde and allergenic compounds such as formates over time during storage. There is.
  • the hydrophilic units represented by the structural formulas (3-3) to (3-5) include polyhydric alcohols mainly containing glycerin, polyglycerins (also referred to as polyglycerols), polyglycidyl ethers, or terminals thereof. It is a hydrophilic unit contained in a hydrophilic group derived from a hydrophilic compound selected from a compound in which a hydroxyl group is partially blocked with a hydrocarbon group.
  • the glycerin derivative group-containing organic group (Q) according to the present invention further has a hydrophilic structure (for example, an oxyethylene unit or an oxypropylene unit) composed of an oxyalkylene unit represented by the structural formula (3-6). It may be a hydrophilic group optionally containing a polyether structure).
  • Q may be a hydrophilic group having no branched structure such as a monoglycerin-modified group or a diglycerin-modified group, but like a polyglycerol group or a polyglycidyl ether group, A hydrophilic group having a branched structure in a part of the functional group may be used.
  • Q is bonded to a silicon atom via a divalent or higher valent linking group, and is at least 1 selected from hydrophilic units represented by the structural formulas (3-3) to (3-6).
  • Q is bonded to a silicon atom via a divalent or higher linking group and is at least one selected from hydrophilic units represented by the structural formulas (3-3) to (3-6). It may be a glycerin derivative group-containing organic group having 2 or more hydrophilic units and having a branch unit selected from the groups represented by the following structural formulas (3-7) to (3-9).
  • the two oxygen atoms in the structural formulas (3-7) to (3-9) are each independently selected from hydrophilic units represented by the general formulas (3-3) to (3-6). At least one or more hydrophilic units are bonded.
  • the hydrophilic unit may be further bonded to a branch unit selected from the groups represented by structural formulas (3-7) to (3-9), and the hydrophilic unit is branched in multiple layers.
  • a dendritic polyether structure, a polyglycerol structure, or a polyglycidyl ether structure may be formed.
  • the structure of a hydrophilic group Q having one branch unit represented by the structural formula (3-7) and two branch units represented by the structural formula (3-9) and branched in a dendritic manner is shown below.
  • the dendritic polyglycerol structure is not limited to this.
  • n is a number in the range of 0 to 50, but not all m are 0.
  • the divalent or higher valent linking group is a bonding site to a silicon atom contained in the hydrophilic group Q, and the structure thereof is not particularly limited, but an ethylene group, a propylene group, a butylene group, hexylene.
  • Alkylene groups such as ethylene phenylene groups, alkylene phenylene groups such as propylene phenylene groups, alkylene aralkylene groups such as ethylene benzylene groups; alkylenoxy phenylene groups such as ethylenoxy phenylene groups and propyleneoxy phenylene groups; Examples include alkylenoxy benzylene groups such as a nonoxy benzylene group, an ethylenoxy benzylene group, a propylenoxy benzylene group, and the groups shown below.
  • the number of ether bonds in the divalent or higher linking group is preferably 0 to 3, more preferably 0 or 1.
  • Q is more preferably a hydrophilic group represented by the following structural formulas (4-1) to (4-4), and these are generally hydrophilic groups derived from polyglycerin compounds. .
  • R 9 is a (p + 1) -valent organic group, and p is a number of 1 or more and 3 or less.
  • R 9 include the same groups as the divalent or higher linking group.
  • each R 12 is independently a linear or branched alkylene group having 2 to 22 carbon atoms, an alkenylene group or an arylene group having 6 to 22 carbon atoms, which may have a substituent. .
  • X 1 is each independently at least one hydrophilic unit selected from hydrophilic units represented by the following general formulas (3-3-1) to (3-5-1), and m is 1 It is a number in the range of ⁇ 5, particularly preferably 1 to 4.
  • X 2 is any (poly) oxyethylene unit that Q may contain, and q is a number in the range of 0-100. q is preferably a number in the range of 0 to 50, and preferably 0 to 30. Incidentally, X 2 is (poly) can also together with oxyethylene units (poly) oxypropylene units and / or (poly) oxybutylene units.
  • X 2 is a unit represented by the formula: — (C 2 H 4 O) t1 (C 3 H 6 O) t2 (C 4 H 8 O) t3 — (wherein t1, t2 and t3 are 0 ⁇ t1 ⁇ 100, 0 ⁇ t2 ⁇ 100, and 0 ⁇ t3 ⁇ 50, preferably 0 ⁇ t1 ⁇ 50, 0 ⁇ t2 ⁇ 50, and 0 ⁇ t3 ⁇ 30, and more Q is preferably included as a (poly) oxyalkylene unit represented by 0 ⁇ t1 ⁇ 30, 0 ⁇ t2 ⁇ 30, and 0 ⁇ t3 ⁇ 10.
  • the form of the bond between X 1 and X 2 may be block or random. That is, the hydrophilic group represented by Q includes a hydrophilic segment formed by bonding hydrophilic units represented by the above general formulas (3-3-1) to (3-5-1) in a block form, and a polyoxyalkylene.
  • bonds may be sufficient, and the hydrophilic group which the unit which comprises these couple
  • a bond form such as- (X 2 ) m1 -X 1- (X 2 ) m2 -X 1- can be exemplified.
  • R 10 is a group selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an acyl group, and a glycidyl group.
  • a suitable hydrophilic group Q is represented by the following structural formula (4 -1-1) is a hydrophilic group derived from (poly) glycerin.
  • R 9 ′ is a divalent organic group, and examples thereof are the same as those described above.
  • X 1 and R 10 are the same groups as described above, and m is a number in the range of 1 to 5.
  • the hydrophilic group Q is a hydrophilic group derived from a (poly) glycerin-based compound, and a hydrophilic group derived from (poly) glycerin. Most preferred is a sex group.
  • (poly) glycerin monoallyl ether, (poly) glyceryl eugenol, a hydrophilic group derived from a (poly) glycerin compound having a monoglycerin, diglycerin, triglycerin or tetraglycerin structure Is preferred.
  • a particularly preferred hydrophilic group Q is a diglycerin derivative group-containing organic group in which the average number m of repeating glycerin units in the structural formula (4-1-1) is in the range of 1.5 to 2.4. It is.
  • R 9 ′ is a divalent organic group, and examples thereof are the same as those described above.
  • X 1 and R 10 are the same groups as described above.
  • the diglycerin derivative group-containing organic group is represented by the following general formula (5-1): (Wherein R 5 represents a divalent organic group having no oxyalkylene structure having an average number of repeating oxyalkylene units of 2 or more), or the following general formula (5-2) (Wherein R 5 is as described above), and is a diglycerin derivative group-containing organic group.
  • the bonding position of the organic group (-Q) containing the glycerin derivative group may be either the side chain or the terminal of the polysiloxane main chain, and two or more glycerin derivative groups are contained in one molecule of the glycerin derivative-modified silicone.
  • a structure having an organic group may also be used.
  • these two or more glycerol derivative group-containing organic groups may be the same or different glycerol derivative group-containing organic groups.
  • These two or more glycerin derivative group-containing organic groups may have a structure in which only the side chain of polysiloxane as the main chain, only the terminal, or the side chain and the terminal are bonded.
  • the glycerin derivative-modified silicone having a glycerin derivative group-containing organic group (-Q) represented by the general formula (1) is preferably liquid at least at 100 ° C.
  • the polysiloxane main chain may be any of linear, branched, and network (including micro-crosslinking and elastomer). According to the production method of the present invention, not only low-viscosity glycerin derivative-modified silicones, but also glycerin derivative-modified silicones that are solid (including gums having plasticity and poor fluidity) from high viscosity to room temperature It is possible to easily improve the opaque appearance and stabilize it to a translucent to transparent uniform liquid.
  • (n1 + n2 + n3 + n4) is preferably a number in the range of 10 to 2,000, more preferably in the range of 25 to 1500, and particularly preferably in the range of 50 to 1000.
  • n1 is preferably a number in the range of 10 to 2,000, more preferably in the range of 25 to 1500, and still more preferably in the range of 50 to 1000.
  • n2 is preferably a number in the range of 0 to 250, and more preferably a number in the range of 0 to 150.
  • n2> 1 from the viewpoint of surface activity and compatibility with oil agents other than silicone.
  • n3 is preferably a number in the range of 0 to 250, particularly preferably n3> 1 and having at least one silylalkyl group (—L 1 ) having a siloxane dendron structure in the side chain portion.
  • Q is preferably a glycerin derivative group-containing organic group represented by any one of the general formulas (4-1) to (4-4),
  • all Qs may be one kind of glycerin derivative group-containing organic group represented by any one of the general formulas (4-1) to (4-4).
  • a part of Q is an organic group containing a glycerin derivative group represented by any one of the general formulas (4-1) to (4-4), and the remaining Q is another glycerin derivative group. It may be a contained organic group.
  • the glycerin derivative-modified silicone may be a mixture of one or more glycerin derivative-modified silicones represented by the general formula (1). More specifically, it may be a mixture of two or more glycerin derivative-modified silicones having different degrees of polymerization and modification rate of the siloxane main chain and different types of modifying groups.
  • Examples of the glycerin derivative-modified silicone include the following structural formula (1-1-1): (Where R 2 , Q, X, Z, n1, n2, n3 and n4 are as described above), or the following structural formula (1-1-2): (Where R 2 , Q, X, Z, n1, n2, n3 and n4 are as described above), and a glycerin derivative-modified silicone represented by
  • the modification rate of the organopolysiloxane by the organic group containing a glycerin derivative group is preferably in the range of 0.001 to 50 mol% of all functional groups bonded to the polysiloxane as the main chain, and 0.01 to 30 The range is more preferably in the range of mol%, and still more preferably in the range of 0.1 to 10 mol%.
  • Modification rate (mol%) (number of glycerol derivative group-containing organic groups bonded to silicon atoms per molecule) / ⁇ 6 + 2 ⁇ (n1 + n2 + n3 + n4) ⁇ ⁇ 100
  • Modification rate (mol%) (number of glycerol derivative group-containing organic groups bonded to silicon atoms per molecule) / ⁇ 6 + 2 ⁇ (n1 + n2 + n3 + n4) ⁇ ⁇ 100
  • Modification rate (mol%) (number of glycerol derivative group-containing organic groups bonded to silicon atoms per molecule) / ⁇ 6 + 2 ⁇ (n1 + n2 + n3 + n4) ⁇ ⁇ 100
  • a glycerin derivative-modified silicone represented by the structural formula of MD GLY 10 M ⁇ composed of dodecylsiloxane having 10 glycerin derivative group-containing organic groups (GLY groups)
  • GLY groups there are 26 silicon atom bonding functional
  • the glycerin derivative-modified silicone includes, for example, (a1) a glycerin derivative having one reactive unsaturated group in one molecule in the presence of a hydrosilylation reaction catalyst, and (b1) an organopolysiloxane having a silicon atom-bonded hydrogen atom.
  • the reactive unsaturated group is preferably an alkenyl group or an unsaturated fatty acid ester group which is an unsaturated functional group having a carbon-carbon double bond.
  • the above -R 1 is introduced by the component (c1), the above -L 1 is introduced by the component (d1), and the above -R 2 is introduced by the component (e1).
  • the glycerin derivative-modified silicone can be obtained as follows.
  • the glycerin derivative-modified silicone is an organopolysiloxane having a silicon-hydrogen bond, an unsaturated organic compound having a carbon-carbon double bond at one end of the molecular chain, and a carbon-carbon double bond in the molecule. It can be obtained by addition reaction of an unsaturated ether compound of a glycerin derivative having A siloxane dendron compound having a carbon-carbon double bond at one end of the molecular chain and / or an unsaturated long-chain hydrocarbon compound having a carbon-carbon double bond at one end of the molecular chain or a piece of molecular chain A chain organopolysiloxane having a carbon-carbon double bond at the terminal may be further subjected to an addition reaction.
  • the glycerin derivative-modified silicone may be the unsaturated organic compound, the unsaturated ether compound of the glycerin derivative, and optionally the siloxane dendron compound and / or the unsaturated long-chain hydrocarbon compound or It can be obtained as a hydrosilylation reaction product of a chain organopolysiloxane having a carbon-carbon double bond at one end of the molecular chain and a SiH group-containing siloxane.
  • the organic group and the glycerin derivative group-containing organic group, and optionally the silylalkyl group having a siloxane dendron structure, and / or the long-chain hydrocarbon group or the chain organopolysiloxane group are converted into the glycerin derivative-modified silicone.
  • the glycerin derivative-modified silicone is represented by the following general formula (1 ′) in the presence of a hydrosilylation reaction catalyst: (Where R 1 , a, b, c and d are as described above) (b2) an organohydrogensiloxane and (a2) at least a glycerol derivative having one reactive unsaturated group in one molecule It can be obtained by reaction. (D) a siloxane dendron compound having one reactive unsaturated group in one molecule, and / or (e) a hydrocarbon compound or reactive unsaturated group having one reactive unsaturated group in one molecule. It is preferable to further react the chain organopolysiloxane having one in one molecule.
  • the glycerin derivative-modified silicone includes (a2) a glycerin derivative having one reactive unsaturated group in one molecule, and optionally (d) a siloxane dendron compound having one reactive unsaturated group in one molecule. And / or (e) a hydrocarbon compound having one reactive unsaturated group in one molecule or a chain organopolysiloxane having one reactive unsaturated group in one molecule,
  • the component (a2), the component (d) and / or the component (e), and (b2) the organohydrogensiloxane represented by the general formula (1 ′) are reacted together or b2)
  • An organohydrogensiloxane and optionally the component (d) and / or the component (e) are sequentially subjected to an addition reaction, and then the component (a2) is further subjected to an addition reaction. More, it is possible to suitably manufacture.
  • the glycerin derivative-modified silicone is preferably synthesized by hydrosilylation reaction of (a) a glycerin derivative having a carbon-carbon double bond at the end of the molecular chain and (b) an organohydrogenpolysiloxane.
  • the organohydrogensiloxane as the component (b) is obtained by reacting the component (d1) and / or the component (e1) with the organohydrogensiloxane by a sequential addition reaction.
  • the organohydrogensiloxane immediately before the reaction with the component (a) (after the sequential reaction with other components) is preferably represented by the following structural formula (1-1A).
  • the glycerin derivative having one reactive unsaturated group in one molecule used for the synthesis of the glycerin derivative-modified silicone is preferably (a) a glycerin derivative having a carbon-carbon double bond at the end of the molecular chain. is there.
  • a glycerin derivative having a carbon-carbon double bond at the end of the molecular chain. there.
  • These are (poly) glycerin derivatives having a reactive functional group such as an alkenyl group at the molecular chain end, such as allyl (poly) glycerol, allyl polyglycidyl ether, and (poly) glyceryl monoallyl ether, which are synthesized by known methods. can do.
  • the component (a) is (poly) glycerin monoallyl ether, (poly) glyceryl eugenol, and has a monoglycerin, diglycerin, triglycerin or tetraglycerin structure (poly). ) A glycerin compound.
  • Such component (a) examples include glycerin derivatives having a carbon-carbon double bond at the end of the molecular chain represented by the following structural formulas (4-1 ′) to (4-4 ′).
  • X 1 , X 2 and R 10 are the same groups as described above, and m and q are the same numbers as described above.
  • R ′ is an unsaturated organic group having a carbon-carbon double bond at the terminal, and is preferably a substituted or unsubstituted, linear or branched unsaturated hydrocarbon group having 3 to 5 carbon atoms.
  • the unsaturated hydrocarbon group having 3 to 5 carbon atoms include alkenyl groups such as an allyl group, a butenyl group, and a methallyl group. Preferably, it is an allyl group.
  • h j is one carbon molecular chain terminal represented by ⁇ represents a silylalkyl group represented by a number ranging from 0 to 3) - preferably a compound having a siloxane dendron structure having a carbon-carbon double bond .
  • (E) A hydrocarbon compound having one reactive unsaturated group in one molecule or a chain-organopolysiloxane having one reactive unsaturated group in one molecule used for the synthesis of the glycerin derivative-modified silicone according to the present invention
  • siloxane the following general formula: (2 ′) Wherein R ′ is as described above, R 2 ′ represents a substituted or unsubstituted, linear or branched monovalent hydrocarbon group having 7 to 58 carbon atoms), or the following general formula (2-1); (Wherein R 11 , t and r are as defined above) or the following general formula (2-2); A monounsaturated organic compound represented by the formula (wherein R 11 and r are as described above) is preferable.
  • the hydrocarbon compound having one reactive unsaturated group per molecule is preferably a monounsaturated hydrocarbon having 9 to 30 carbon atoms, more preferably 1-alkene.
  • 1-alkene include 1-nonene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene and the like.
  • Examples of the chain organopolysiloxane having one reactive unsaturated group per molecule include one-end vinyl group-capped dimethylpolysiloxane and one-end vinyl group-capped methylphenyl polysiloxane.
  • the hydrosilylation reaction for synthesizing the glycerin derivative-modified silicone or the composition containing the same can be performed according to a known method in the presence or absence of a solvent.
  • the reaction solvent includes alcohol solvents such as ethanol and isopropyl alcohol; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; ether solvents such as dioxane and THF; n-hexane, cyclohexane, n-heptane, cyclohexane Examples thereof include aliphatic hydrocarbon solvents such as heptane and methylcyclohexane; chlorinated hydrocarbon organic solvents such as carbon tetrachloride.
  • the hydrosilylation reaction may be performed in the absence of a catalyst, but is preferably performed in the presence of a catalyst because the reaction proceeds at a low temperature and in a short time.
  • a catalyst include platinum, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and other compounds, and platinum compounds are particularly effective because of their high catalytic activity.
  • platinum compounds include: chloroplatinic acid; metal platinum; a metal platinum supported on a carrier such as alumina, silica, carbon black; platinum-vinylsiloxane complex, platinum-phosphine complex, platinum-phosphite complex And platinum complexes such as platinum alcoholate catalysts.
  • the amount of the catalyst used is about 0.0001 to 0.1% by mass as metal platinum, and is preferably in the range of 0.0005 to 0.05% by mass, but is not limited thereto. .
  • the reaction temperature of the hydrosilylation reaction is usually 30 to 120 ° C., and the reaction time is usually 10 minutes to 24 hours, preferably 1 to 10 hours.
  • the ratio of the amount of silicon-bonded hydrogen atoms to be added] is preferably in the range of 0.8 to 1.5, and more preferably in the range of 1.0 to 1.3. That is, when synthesizing the glycerin derivative-modified silicone or the glycerin derivative-modified silicone-containing composition according to the present invention, it is more preferable to use the glycerin derivative group-containing compound slightly in excess.
  • the ratio is less than 0.8, unreacted organohydrogenpolysiloxane may remain.
  • the remaining organohydrogenpolysiloxane reacts with other raw materials to cause hydrogen gas generation.
  • it may cause undesirable effects such as alteration of the external preparation or cosmetic preparation, the cause of fire, and the expansion of the container.
  • the ratio of Si—O—C crosslinks increases and gelation occurs during production.
  • the above ratio exceeds 0.8, that is, the glycerin derivative group-containing compound is reacted under more than 0.8 equivalents so that the organohydrogenpolysiloxane can be completely consumed safely.
  • the glycerin derivative-modified silicone may be a liquid organic modified silicone having a glycerin derivative group-containing organic group bonded to a silicon atom and having a cross-linked structure including a carbon-silicon bond in the cross-linking portion.
  • the organically modified silicone is (A) organohydrogenpolysiloxane, (B) a glycerin derivative group-containing organic compound having one or more reactive unsaturated groups in one molecule, and (C) (C1) an organic having an average number of reactive unsaturated groups greater than 1 in one molecule.
  • the (A) organohydrogenpolysiloxane is not particularly limited as long as it has a silicon atom hydrogen atom, but on average more than one, preferably 1.01 to 100, more preferably Preferred are those having silicon-bonded hydrogen atoms of 1.1 to 50, more preferably 1.2 to 25, particularly preferably 1.3 to 10, and linear, branched or network organopolysiloxanes. Can be used. There is no restriction
  • one type of organohydrogenpolysiloxane may be used, or two or more types of organohydrogenpolysiloxane may be used.
  • component (A) examples include 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, trimethylsiloxy group-blocked methylhydrogenpolysiloxane at both ends, and both ends.
  • Trimethylsiloxy-blocked dimethylsiloxane / methylhydrogensiloxane copolymer dimethylhydrogensiloxy-blocked dimethylsiloxane at both ends, dimethylhydrogensiloxy-blocked dimethylpolysiloxane at both ends, dimethylhydrogensiloxy-blocked dimethylsiloxane / methyl at both ends
  • Hydrogensiloxane copolymer trimethylsiloxy group-capped methylhydrogensiloxane / diphenylsiloxane copolymer, both ends trimethylsiloxy group-capped methylhydrogensiloxane / diphenylsilo San dimethylsiloxane copolymer, (CH 3) a copolymer consisting of 2 HSiO 1/2 units and SiO 4/2 units, and (CH 3) 2 HSiO 1/2 units and SiO 4/2 units (C Examples are copolymers comprising 6 H 5 ) SiO 3/2 units.
  • the component (A) is an average composition formula (1): R 1 e H f SiO (4-ef) / 2 (1) (Wherein R 1 independently represents a monovalent organic group, and 1.0 ⁇ e ⁇ 3.0 and 0.001 ⁇ f ⁇ 1.5). preferable.
  • the molecular structure of the organohydrogenpolysiloxane is not limited, and examples thereof include linear, partially branched linear, branched, cyclic, and dendritic, preferably linear.
  • the molecular weight is not specifically limited, From a low molecular weight body to a high molecular weight body can be used.
  • the number average molecular weight is preferably in the range of 1 to 1,000,000, more preferably in the range of 300 to 500,000.
  • Organohydrogenpolysiloxanes are (i) a side chain only, (ii) one end of a side chain or molecular chain, and (iii) a straight chain having silicon-bonded hydrogen atoms at both ends of the side chain or molecular chain.
  • Organohydrogenpolysiloxane Organohydrogenpolysiloxane.
  • the monovalent organic group is not particularly limited, but the following (D1) to (D10) (D1) a substituted or unsubstituted, linear or branched monovalent hydrocarbon group having 1 to 60 carbon atoms, (D2) —R 8 O (AO) z R 9 (wherein AO represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and R 8 is a substituted or unsubstituted straight chain having 3 to 5 carbon atoms.
  • An ester group represented by the formula (1) represents a substituted or unsubstituted, linear or branched monovalent hydrocarbon group; (D6) —R 17 —OCOR 18 (wherein R 17 represents a
  • R 14 are each independently a substituted or unsubstituted, straight or branched, monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, a hydroxyl group or a hydrogen atom, the R 14 At least one of which is the monovalent hydrocarbon group, t is a number in the range of 2 to 10, and r is a number in the range of 1 to 100).
  • Alkyl groups (D9) The following general formula (5) (Wherein R 15 represents a substituted or unsubstituted, linear or branched divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms), (D10) The following general formula (6) (Wherein R 16 represents a substituted or unsubstituted, straight-chain or branched divalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, and R 6 and R 7 are each independently hydrogen. It is preferably selected from alicyclic epoxy groups represented by an atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms.
  • Examples of the substituted or unsubstituted linear or branched monovalent hydrocarbon group in (D1), (D2), (D5) to (D8) and (D10) include, for example, a methyl group, an ethyl group, Alkyl groups such as propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl and octyl; cycloalkyl such as cyclopentyl and cyclohexyl; alkenyl such as vinyl, allyl and butenyl; phenyl and tolyl Aryl groups such as aralkyl groups; aralkyl groups such as benzyl groups; and hydrogen atoms bonded to carbon atoms of these groups are at least partially halogen atoms such as fluorine, or epoxy groups, glycidyl groups, acyl groups, carboxyl groups , Groups substituted with organic groups including amino group, methacryl group, mercapto group and the like.
  • Examples of the substituted or unsubstituted linear or branched divalent hydrocarbon group in (D2), (D5), (D6), (D9) and (D10) include the following.
  • Examples of the substituted or unsubstituted, linear or branched divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include, for example, methylene group, dimethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene
  • a linear or branched alkylene group having 1 to 30 carbon atoms such as a group, a heptamethylene group, an octamethylene group, etc .
  • a carbon atom number 2 to 2 such as a vinylene group, an arylene group, a butenylene group, a hexenylene group, an octenylene group, etc.
  • the divalent hydrocarbon group is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and more preferably an alkylene group having 3 to 5 carbon atoms.
  • Examples of the substituted or unsubstituted, linear or branched alkoxy group in (D3) include lower alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, butoxy group, lauryl alkoxy group, myristyl alkoxy group, pal Examples include higher alkoxy groups such as a mitylalkoxy group, an oleylalkoxy group, a stearylalkoxy group, and a behenylalkoxy group.
  • the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms includes methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl.
  • Linear, branched or cyclic alkyl groups such as s-butyl, pentyl, neopentyl, cyclopentyl and hexyl.
  • the number k of layers is industrially preferably an integer of 1 to 3, more preferably 1 or 2.
  • the group represented by L 1 is represented as follows.
  • R 12 , R 13 and Z are the same groups as described above.
  • L 1 is represented by the following general formula (3-1).
  • L 1 is represented by the following general formula (3-2).
  • L 1 is represented by the following general formula (3-3).
  • h 1 , h 2 and h 3 are each independently a number in the range of 0 to 3. These h i are particularly preferably numbers in the range of 0 to 1, and h i is particularly preferably 0.
  • each Z is independently a divalent organic group, specifically, a silicon-bonded hydrogen atom, an alkenyl group, an acryloxy group
  • examples include divalent organic groups formed by addition reaction of a functional group having an unsaturated hydrocarbon group such as a methacryloxy group at the end.
  • the functional group is not limited to this, and can be selected as appropriate.
  • each Z independently represents the following general formula: Is a group selected from divalent organic groups represented by the formula:
  • Z in L 1 is preferably a divalent organic group represented by the general formula —R 19 — introduced by the reaction of a silicon-bonded hydrogen atom and an alkenyl group.
  • Z is preferably a divalent organic group represented by —R 19 —COO—R 20 — introduced by reaction of a silicon-bonded hydrogen atom with an unsaturated carboxylic ester group.
  • k is 2 or more
  • L 2 ⁇ L in silylalkyl group represented by k a is L i
  • Z is -R or an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms 19 -COO-R 20 - in
  • the divalent organic group is preferably a group selected from an ethylene group, a propylene group, a methylethylene group, a hexylene group, and —CH 2 C (CH 3 ) COO—C 3 H 6 —. Particularly preferred.
  • each R 19 independently represents a substituted or unsubstituted, linear or branched alkylene group or alkenylene group having 2 to 22 carbon atoms, or 6 to 22 carbon atoms.
  • R 19 is a linear alkylene group such as ethylene group, propylene group, butylene group, hexylene group; methylmethylene group, methylethylene group, 1-methylpentylene group, 1,4-dimethylbutylene group.
  • R 20 is an ethylene group
  • a propylene group is preferably a group selected from methyl ethylene group or a hexylene group.
  • R 20 is a group selected from divalent organic groups represented by the following formula.
  • the glycerol derivative group-containing organic compound having a reactive unsaturated group is not particularly limited as long as it has one or more reactive unsaturated groups and glycerol derivative group-containing organic groups in one molecule, A glycerin derivative having a carbon-carbon double bond at the end of the molecular chain is preferred, and a mono- or di- or tri- or tetra-glycerin derivative is more preferred.
  • allyl monoglycerol monoglyceryl monoallyl ether
  • allyl diglycerol diglycerol (diglycerin monoallyl ether)
  • triglycerin monoallyl ether triglycerin monoallyl ether
  • triglyceryl diallyl ether tetraglycerin monoallyl ether
  • an organic compound having an average number of reactive unsaturated groups larger than 1 in one molecule is preferably more than 1.0, preferably 1.01 to 1 in one molecule. 10, more preferably 1.2 to 8, even more preferably 1.5 to 6, particularly preferably 2.0 to 4.5 reactive unsaturated groups, preferably carbon-carbon double bonds
  • a linear, branched or network organic compound can be used.
  • an organopolysiloxane, an unsaturated aliphatic hydrocarbon, or an unsaturated polyether compound is preferable.
  • the reactive unsaturated group on the organic compound preferably organopolysiloxane or unsaturated aliphatic hydrocarbon or unsaturated polyether compound, and it is located either on the main chain or at the end. It doesn't matter. However, from the viewpoint of easy control of the crosslinking density, it is preferable to use a high-purity compound having two unsaturated groups in one molecule, for example, those positioned at both ends.
  • the reactive unsaturated group is preferably present in the unsaturated aliphatic hydrocarbon group.
  • the unsaturated aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 to 30 carbon atoms, and more preferably has 2 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the monovalent unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 30 carbon atoms include vinyl, 1-propenyl, allyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, pentenyl, and hexenyl.
  • a linear or branched alkenyl group such as a group; a cycloalkenyl group such as a cyclopentenyl group or a cyclohexenyl group; a cycloalkenylalkyl group such as a cyclopentenylethyl group, a cyclohexenylethyl group or a cyclohexenylpropyl group; and an ethynyl group And alkynyl groups such as propargyl group.
  • Alkenyl groups are preferred, with vinyl and hexenyl groups being particularly preferred.
  • the unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a reactive unsaturated group is preferably bonded to a silicon atom.
  • the group bonded to the silicon atom other than the unsaturated aliphatic hydrocarbon has a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group or a reactive functional group. It can be a monovalent organic group.
  • the substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group is typically a substituted or unsubstituted, linear or branched, 1 to 30 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably A monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms and a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms.
  • the component (C1) may have a C 1-12 alkoxy group such as a hydroxyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group as a monovalent organic group.
  • Examples of the monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group.
  • a linear or branched alkyl group such as a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group and a decyl group, and a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group and a cyclooctyl group.
  • a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group and a cyclooctyl group.
  • Examples of the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, and mesityl groups.
  • a phenyl group is preferred.
  • the aromatic hydrocarbon group includes a group in which an aromatic hydrocarbon and an aliphatic saturated hydrocarbon are combined in addition to a group consisting of only an aromatic hydrocarbon.
  • Examples of the group in which an aromatic hydrocarbon and a saturated hydrocarbon are combined include an aralkyl group such as a benzyl group or a phenethyl group.
  • the hydrogen atom on the monovalent hydrocarbon group may be substituted with one or more substituents, and examples of the substituent include a halogen atom (a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom), a hydroxyl group , An amide group, an ester group, a carboxyl group, and an isocyanate group.
  • a monovalent saturated or aromatic hydrocarbon group having at least one substituent is preferred.
  • Examples of the monovalent organic group having a reactive functional group include a reactive functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a mercapto group, an epoxy group, an amino group, an amide group, an ester group, a carboxyl group, and an isocyanate group. And monovalent saturated or aromatic hydrocarbon groups. There may be one or more reactive functional groups present in the monovalent organic group.
  • Preferred R 1 is a monovalent saturated or aromatic hydrocarbon group having at least one reactive functional group as described above.
  • the reactive functional group examples include a 3-hydroxypropyl group, a 3- (2-hydroxyethoxy) propyl group, a 3-mercaptopropyl group, a 2,3-epoxypropyl group, and a 3,4-epoxybutyl group.
  • the linear component (C1) a linear or branched polysiloxane is preferable.
  • the linear component (C1) is preferably a polymer containing a diorganosiloxane unit and a triorganosiloxy unit.
  • the branched (C1) component is particularly preferably a polymer containing a diorganosiloxane unit, an organosilsesquioxane unit, and a triorganosiloxy unit.
  • silicon-bonded organic groups in these units include alkyl groups such as methyl, ethyl, and propyl; alkenyl groups such as vinyl, allyl, butenyl, and hexenyl; and aryls such as phenyl and tolyl.
  • a monovalent hydrocarbon group such as a halogenated alkyl group such as a 3,3,3-trifluoropropyl group, and may have a very small amount of a hydroxyl group, and further an alkoxy group such as a methoxy group
  • the at least two silicon-bonded organic groups in the polymer must be unsaturated aliphatic hydrocarbon groups, especially alkenyl groups.
  • the ratio of these units is not limited, but in this polymer, the amount of diorganosiloxane units is in the range of 80.00 to 99.65 mol%, and the organosilsesquioxane units are 0.10 to Preferably the amount is in the range of 10.00 mol% and the remaining mol% is triorganosiloxy units.
  • component (C1) for example, an average composition formula (2-5): R 5 p R 6 q SiO (4-pq) / 2 (2-5)
  • R 5 represents a monovalent organic group that may be independent of each other but different from R 6
  • R 6 independently of each other represents a monovalent unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 30 carbon atoms, and 1.0 ⁇ p ⁇ 2.5 and 0.001 ⁇ q ⁇ 1.5.
  • the monovalent organic group as R 5 is not particularly limited, but the following (E1) to (E6): (E1) A substituted or unsubstituted, straight-chain or branched monovalent hydrocarbon group having 1 to 60 carbon atoms (however, a monovalent hydrocarbon having 2 to 20 carbon atoms having an aliphatic unsaturated group) (Excluding groups) (E2) hydroxyl (E3) -R 10 -COOR 11 (wherein, R 10 and R 11 are as defined above) an ester group (E4) -R 17 -OCOR 18 (wherein represented by, R 17 And R 18 is as described above) (E5) —R 21 —NR 22 COR 23 (wherein R 21 is a substituted or unsubstituted, straight chain having 2 to 20 carbon atoms) Represents a linear or branched divalent hydrocarbon group, R 22 represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted, linear or branched monovalent hydrocarbon group, R 22 represents a
  • R 25 and R 26 each independently represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted linear or branched group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the definition, type, etc. of the substituted or unsubstituted linear or branched monovalent hydrocarbon group or divalent hydrocarbon group are as described above.
  • the component (C1) may be an unsaturated aliphatic hydrocarbon.
  • the unsaturated aliphatic hydrocarbon include those having two or more reactive unsaturated groups such as diene, diyne, and eneyne. Diene, diyne, and enyne are preferable in terms of crosslinking. Diene, diyne, and enyne are a group of compounds having a structure in which at least two reactive unsaturated groups are separated by one or more, preferably two or more single bonds in the molecule. These unsaturated aliphatic hydrocarbon groups may exist at the end of the molecular chain or may exist as a pendant group in the middle of the molecular chain.
  • Examples of the unsaturated aliphatic hydrocarbon as the component (C1) include ⁇ , ⁇ -unsaturated alkenes and alkynes having 2 to 30 carbon atoms.
  • Examples of the unsaturated polyether compound as the component (C1) include ⁇ , ⁇ -unsaturated polyethers.
  • the component (C1) for example, the general formula (2-4): C m H 2m-1 O (C n H 2n O) y C m H 2m-1 (2-4) (Wherein 2 ⁇ m ⁇ 20, 2 ⁇ n ⁇ 4, y is the total number of repeating oxyethylene units, oxypropylene units and oxybutylene units, and 1 ⁇ y ⁇ 180)
  • Bisalkenyl polyether compounds are mentioned.
  • the unsaturated aliphatic hydrocarbon as the component (C1) include 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene, 1,6-heptadiene, 1,7-octadiene, 1,8-nonadiene, Examples include 1,9-decadiene, 1,11-dodecadiene, 1,13-tetradecadiene, 1,19-eicosadiene, 1,3-butadiene, 1,5-hexadiyne, 1-hexene-5-in and the like.
  • the component (C1) can be used alone, or two or more components having different structures can be used in combination. That is, the component (C1) may be a mixture of one or more types of organopolysiloxane and one or more types of unsaturated aliphatic hydrocarbons. Therefore, “having an average number of reactive unsaturated groups greater than 1” here means that, when two or more organopolysiloxanes and / or unsaturated aliphatic hydrocarbons are used, on average Meaning having more than one reactive unsaturated group per molecule.
  • (C2) Component (C2) As an organic compound having one or more reactive unsaturated groups and one or more epoxy groups in one molecule, a total of two or more, preferably 2 to 10, in one molecule There is no structural limitation as long as it has 2 to 7, more preferably 2 to 5, particularly preferably 2 to 4 reactive unsaturated groups and epoxy groups, and is linear, branched or network-like. Organic compounds can be used. As the organic compound, organopolysiloxane or unsaturated aliphatic hydrocarbon is preferable. The position of the organic compound, preferably organopolysiloxane or unsaturated aliphatic hydrocarbon, and the above reactive unsaturated group is not limited, and may be located either on the main chain or at the terminal. However, from the viewpoint of easy crosslink density control, it is preferable to use a high-purity compound in which the total of unsaturated groups and epoxy groups in one molecule is 2.
  • the reactive unsaturated group is preferably present in the unsaturated aliphatic hydrocarbon group.
  • examples of the unsaturated aliphatic hydrocarbon group include those described above.
  • the unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a reactive unsaturated group and / or an epoxy group-containing organic group is preferably bonded to a silicon atom.
  • the group bonded to the silicon atom other than the unsaturated aliphatic hydrocarbon or the epoxy group-containing organic group is the above-described substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon. Or a monovalent organic group having a reactive functional group.
  • an epoxy group-containing unsaturated aliphatic hydrocarbon having at least one epoxy group is preferable.
  • the unsaturated aliphatic hydrocarbon include the compounds having an unsaturated aliphatic hydrocarbon group described above. A compound having a monounsaturated aliphatic hydrocarbon group is preferred.
  • Examples of the component (C2) include general formula (2-6): (In the formula, R 4 has one reactive unsaturated group, and represents a substituted or unsubstituted, linear or branched, monovalent hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms)
  • the definitions, types, and the like of the reactive unsaturated group and the substituted or unsubstituted linear or branched monovalent hydrocarbon group in the above general formula are as described above.
  • epoxy group-containing unsaturated aliphatic hydrocarbon as the component (C2) include allyl glycidyl ether, methallyl glycidyl ether, 1-methyl-4-isopropenyl cyclohexene oxide, and 1,4-dimethylcyclohexene oxide.
  • 4-vinylcyclohexene oxide, vinyl norbornene monoxide, dicyclopentadiene monooxide, butadiene monoxide, 1,2-epoxy-5-hexene, 1,2-epoxy-9-decene, 2,6-dimethyl-2, 3-epoxy-7-octene is exemplified.
  • 4-vinylcyclohexene oxide is preferable.
  • the component (C2) can be used alone, or two or more components having different structures can be used in combination.
  • the reaction for producing the glycerin derivative-modified silicone can be performed according to a known method in the presence or absence of a reaction solvent.
  • the reaction between the unsaturated group and the Si—H group is a hydrosilylation reaction.
  • C2 When crosslinking is performed using an organic compound epoxide having one or more reactive unsaturated groups and one or more epoxy groups in one molecule, the reaction between the unsaturated group and the Si—H group. And the formation of an ether bond by self-ring-opening polymerization between epoxy groups (cationic polymerization reaction that occurs in the presence of a SiH group and a platinum catalyst) occurs to form a crosslink.
  • irradiation with high energy rays such as ultraviolet rays or a general catalyst for cationic polymerization can be further added.
  • the reaction solvent is not particularly limited as long as it is non-reactive, but alcohol solvents such as ethanol and isopropyl alcohol; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; ether solvents such as dioxane and THF An aliphatic hydrocarbon solvent such as n-hexane, cyclohexane, n-heptane, cycloheptane, and methylcyclohexane; and a chlorinated hydrocarbon organic solvent such as carbon tetrachloride. You may use the oil agent mentioned later as a reaction solvent.
  • a composition comprising a liquid organically modified silicone having a glycerin derivative group-containing organic group bonded to a silicon atom and having a cross-linked structure containing a carbon-silicon bond in the cross-linking portion and an oil agent when an oil agent is used as a reaction solvent. Can be obtained directly.
  • the hydrosilylation reaction may be performed in the absence of a catalyst, but is preferably performed in the presence of a catalyst because the reaction proceeds at a low temperature in a short time.
  • the hydrosilylation reaction catalyst include compounds such as platinum, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium and the like, and platinum compounds are particularly effective because of their high catalytic activity.
  • platinum compounds include: chloroplatinic acid; metal platinum; a metal platinum supported on a carrier such as alumina, silica, carbon black; platinum-vinylsiloxane complex, platinum-phosphine complex, platinum-phosphite complex And platinum complexes such as platinum alcoholate catalysts.
  • the amount of the catalyst used is about 0.5 to 1000 ppm as platinum metal when using a platinum catalyst.
  • the reaction temperature of the hydrosilylation reaction is usually 30 to 150 ° C., and the reaction time is usually 10 minutes to 24 hours, preferably 1 to 10 hours.
  • the (A) component is crosslinked by the (C) component, and the polysiloxane chain derived from the (A) component includes a carbon-silicon bond derived from the (C) component.
  • (A) component is equipped with the glycerol derivative group containing organic group derived from (B) component.
  • the liquid glycerin derivative-modified silicone having a glycerin derivative group-containing organic group bonded to a silicon atom and having a cross-linked structure containing a carbon-silicon bond in the cross-linking portion according to the present invention can be obtained. .
  • the liquid glycerin derivative-modified silicone having a glycerin derivative group-containing organic group bonded to a silicon atom and having a crosslinked structure containing a carbon-silicon bond in the crosslinked portion according to the present invention is essentially (C ) Having a structure connected by a cross-linked portion containing a carbon-silicon bond derived from the component, but may partially have a cross-linked portion by a Si-OC bond.
  • This structure can be formed between polysiloxane chains when the components (A) to (C) have functional groups capable of condensation reaction such as silanol groups and alkoxy groups, and when the crosslinking conditions are severe, This is because the hydroxyl group in the glycerin derivative group-containing organic group derived from the component (B) may partially react with the Si—H group in (A) to be formed as a secondary.
  • a liquid glycerin derivative-modified silicone having a glycerin derivative group-containing organic group bonded to a silicon atom and having a cross-linked structure containing a carbon-silicon bond in the cross-linking part according to the present invention
  • the component (C) may be further reacted with the component (A), or after the reaction between the component (A) and the component (C), the component (B) is further reacted with the component (A). You may let them.
  • the average value of the number of silicon atom-bonded hydrogen atoms is preferably 1.0 or more. That is, the number of silicon atom-bonded hydrogen atoms per molecule in the component (A) that constitutes a crosslinked part and reacts with the reactive unsaturated group in the component (C) is 1.0 or more on average. It is preferably in the range of 0.2 to 1.5, particularly preferably in the range of 0.6 to 1.3.
  • the glycerin derivative-modified silicone is at least (D) an organopolysiloxane having a reactive functional group at both ends of the molecular chain, and (E) a reactive functional group located at both ends of the molecular chain of the (D) organopolysiloxane in the molecule 2
  • It may be a glycerin derivative-modified silicone in the form of a linear glycerin derivative group-containing alternating copolymer obtained by reacting an organic compound having two reactive functional groups.
  • the combination of the reactive functional groups is not particularly limited, and examples thereof include a combination of Si—H group and C ⁇ C group.
  • the glycerin derivative portion is preferably contained in the molecule (E).
  • examples of such a glycerin derivative group-containing alternating copolymer include those described in JP-A-2005-42097, the description of which is incorporated herein by reference.
  • the high purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention is blended with an antioxidant such as phenols, hydroquinones, benzoquinones, aromatic amines, or vitamins in order to prevent oxidative degradation. , Oxidation stability can be increased.
  • an antioxidant such as phenols, hydroquinones, benzoquinones, aromatic amines, or vitamins
  • Oxidation stability can be increased.
  • the addition of BHT (2,6-di-t-butyl-p-cresol), vitamin E, etc. further improves the stability.
  • the addition amount of the antioxidant used is in the range of 10 to 1000 ppm, preferably 50 to 500 ppm, based on the weight (mass) of the high-purity glycerin derivative-modified silicone.
  • Method for producing a solution containing high-purity glycerin derivative-modified silicone In the production method of the present invention, when the mixture containing the glycerin derivative-modified silicone and impurities, particularly the impurities derived from the organic modifier, contains a solvent for the glycerin derivative-modified silicone, a high-purity glycerin derivative-modified silicone is used.
  • the containing solution can be manufactured.
  • any solvent can be used as long as the solvent satisfies the condition of a fluid that is a good solvent for the glycerin derivative-modified silicone, and the solvent is a good solvent for the glycerin derivative-modified silicone, and It is desirable to satisfy the condition of a fluid that is a poor solvent for impurities.
  • the solvent is selected from various silicone oils that are liquid at normal temperature to 100 ° C., organically modified silicone, organically modified silane compounds such as silane coupling agents, nonpolar organic compounds, or low to highly polar organic compounds.
  • One or more oils and the like which may be volatile or non-volatile.
  • a silicone oil agent or a silane coupling agent is optimal, but among nonpolar organic compounds and low to high polarity organic compounds, hydrocarbon oils, fatty acid ester oils, and liquid fatty acid triglycerides are preferable. Moreover, the fluid mixture of a silicone type oil agent and an organic compound may be sufficient.
  • the timing of adding the solvent to a mixture containing the glycerin derivative-modified silicone as a main component and containing impurities, particularly impurities derived from an organic modifier that is a raw material of the glycerin derivative-modified silicone is the organic wax. It can be anywhere before, after, or during processing. Furthermore, the said mixture may already contain the said solvent in the step (it includes before, after, during a process) which receives the process of the acidic aqueous solution mentioned later. Regarding other points, the solution containing the high-purity glycerin derivative-modified silicone according to the present invention can be produced in the same manner as the method for producing the high-purity glycerin derivative-modified silicone according to the present invention.
  • the above-mentioned antioxidant can be blended in the solution of the high purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention.
  • the blending amount of the antioxidant is also as described above.
  • the mixture containing the glycerin derivative-modified silicone and impurities, particularly the impurities derived from the organic modifier is treated with an acidic aqueous solution, and the odorous substance and water generated by the treatment of the acidic aqueous solution.
  • an acidic aqueous solution is treated with an acidic aqueous solution, and the odorous substance and water generated by the treatment of the acidic aqueous solution.
  • a glycerol derivative-modified silicone with higher purity can be obtained.
  • the acidic substance contained in the acidic aqueous solution can be arbitrarily selected, but it is solid at 25 ° C. and water-soluble, and the pH at 25 ° C. of the aqueous solution when 50 g is dissolved in 1 L of ion-exchanged water. It is optimal to use one or more acidic inorganic salts characterized in that is 4 or less.
  • the treatment with the acidic aqueous solution it is preferably performed before the purification treatment with the organic wax, but may be performed after or simultaneously with the purification treatment with the organic wax. .
  • the treatment with the acidic aqueous solution can be most preferably carried out when the glycerin derivative-modified silicone is synthesized by a hydrosilylation reaction. Therefore, here, the case of glycerin derivative-modified silicone synthesized by hydrosilylation reaction will be described as an example of acid treatment and odor reduction method for glycerin derivative-modified silicone or a mixture containing the same.
  • the acid treatment is (Ax) A glycerin derivative having a carbon-carbon double bond at the end of a molecular chain, and (bx) a hydrosilylation reaction of an organohydrogenpolysiloxane to produce a glycerin derivative-modified silicone or a reaction mixture containing the same as a main component.
  • the treatment step using the acidic inorganic salt involves generation of an odor-causing substance, it may include a step of removing the odor-causing substance by heating or decompressing after the step [W]. More preferable from the viewpoint of effectiveness.
  • step [V] (ax) a glycerin derivative such as (poly) glycerin monoallyl ether, (bx) a linear organohydrogenpolysiloxane represented by the structural formula (1-1A) is used.
  • a glycerin derivative represented by the structural formula (1-1) A modified silicone is synthesized, and a crude product of the reaction mixture containing the glycerin derivative-modified silicone as a main component and containing the glycerin derivative-modified silicone and the unreacted component (ax) is obtained.
  • the crude product is hydrolyzed using a specific acidic inorganic salt, so that the silicon-oxygen bond constituting the main chain of the polysiloxane and the carbon-oxygen bond in the side chain portion can be cleaved.
  • This is a process for causing the composition to be low bromide at a high level and effectively suppressing the generation of odor over time.
  • the step (W) is a step of removing odor-causing substances from the crude product of the reaction mixture containing glycerin derivative-modified silicone as a main component by hydrolysis.
  • (Cx) Solid at 25 ° C. Yes, in the presence of one or more kinds of acidic inorganic salts, characterized in that the aqueous solution when dissolved in 1 L of ion-exchanged water has a pH at 25 ° C. of 4 or less when dissolved in 1 L of ion-exchanged water. It is characterized by performing.
  • the pH value in the present invention is a pH value obtained by measuring a sample aqueous solution with a pH meter using a glass electrode at room temperature (25 ° C.). “HM-10P” manufactured by Denpa Kogyo Co., Ltd. was used.
  • the acidic inorganic salt as the component (cx) is solid at 25 ° C., water-soluble, and the pH of the aqueous solution when 50 g is dissolved in 1 L of ion-exchanged water needs to be 4 or less. More preferably, the pH is preferably 3.5 or less, and particularly preferably 2.0 or less.
  • an acidic inorganic salt for example, an acidic inorganic salt in which at least a monovalent hydrogen atom of a divalent or higher-valent inorganic acid is neutralized with a base can be used.
  • the divalent or higher inorganic acid include sulfuric acid and sulfurous acid.
  • the base include alkali metals and ammonia.
  • the component (cx) is at least one acidic inorganic salt composed of hydrogen sulfate ion (HSO 4 ⁇ ) or hydrogen sulfite ion (HSO 3 ⁇ ) and a monovalent cation (M + ).
  • the monovalent cation (M + ) include alkali metal ions and ammonium ions.
  • one or more monovalent cations selected from the group consisting of sodium ion, potassium ion and ammonium ion are preferred.
  • these acidic inorganic salts may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.
  • these acidic inorganic salts are solid at room temperature (25 ° C.), they can be easily removed by filtration after the treatment. Moreover, since it is water-soluble, it can be easily washed away with water even in a washing step after production.
  • the composition after hydrolysis cannot be sufficiently brominated.
  • a strong acid such as hydrochloric acid
  • the hydrolysis treatment with a known solid acid such as zirconia sulfate
  • Bond breakage is likely to occur.
  • the acidic inorganic salt as the component (cx) include lithium hydrogen sulfate, sodium hydrogen sulfate, potassium hydrogen sulfate, rubidium hydrogen sulfate, cesium hydrogen sulfate, ammonium hydrogen sulfate, sodium hydrogen sulfite, and hydrates thereof. Illustrated.
  • the pH of the aqueous solution when 50 g of the acidic inorganic salt is dissolved in 1 L of ion-exchanged water is as shown in the table below.
  • one or more acidic inorganic salts selected from the group consisting of sodium hydrogen sulfate, potassium hydrogen sulfate and ammonium hydrogen sulfate are used as water-soluble acidic inorganic salts having a pH of 2.0 or less. Use is most preferred.
  • the treatment in the presence of the acidic inorganic salt is performed, for example, in (1) a reaction system of a reaction mixture (for example, a reaction vessel such as a flask) containing a glycerin derivative-modified silicone synthesized by a hydrosilylation reaction as a main component.
  • a reaction system of a reaction mixture for example, a reaction vessel such as a flask
  • An acidic inorganic salt and water or an acidic inorganic salt and water and a hydrophilic solvent are added and stirred, and the like. It is preferable to perform the process using an acidic inorganic salt in the presence of water and / or a hydrophilic medium.
  • At least an acidic inorganic salt and water are added to a reaction system containing a crude product of a reaction mixture containing a glycerin derivative-modified silicone as a main component to improve compatibility in some cases.
  • Hydrolysis treatment in which another hydrophilic solvent is further added for the purpose of increasing treatment efficiency and stirring is further performed using mechanical force is preferable.
  • the hydrolysis treatment can be carried out by selecting an arbitrary temperature and treatment time.
  • the temperature is 0 to 200 ° C., more preferably 50 to 100 ° C., and 0.1 to 24 hours, more preferably 0.5 to
  • the reaction time is preferably about 10 hours.
  • the amount of the acidic inorganic salt used can be appropriately selected according to the treatment apparatus and treatment time, but is preferably in the range of 50 to 10,000 ppm, preferably 100 to 5 with respect to the reaction mixture containing glycerin derivative-modified silicone as a main component. A range of 1,000 ppm is more preferred.
  • a stripping step for removing a low boiling point component (propionaldehyde or the like) that is a causative substance of odor after the acid treatment.
  • the treatment in the presence of an acidic inorganic salt can be performed again to hydrolyze more propenyl ether group-containing glycerin derivatives and the like, and to remove propionaldehyde and the like that cause odor. .
  • the acidic inorganic salt remains, there is no need to newly add an acidic inorganic salt, and there is an advantage that only a hydrophilic solvent represented by water needs to be added. That is, the above step [W] and the stripping step can be repeated twice or more for the purpose of increasing the degree of low bromide.
  • the “low boiling point” distilled off in the stripping process includes propionaldehyde, which is the cause of odor, as well as the reaction solvent used in the hydrosilylation reaction (process [V]) and the low bromide treatment process. Used water and other hydrophilic solvents are included.
  • the stripping step may be performed on the crude product of the reaction mixture containing glycerin derivative-modified silicone as a main component as the previous step of the step [W], or the step [W].
  • the reaction mixture containing glycerin derivative-modified silicone as a main component may be carried out.
  • it can also implement as a pre-process and post process of process [W], respectively.
  • the step [W] is preferably carried out for the purpose of removing propionaldehyde which is an odor-causing substance generated by the hydrolysis reaction.
  • stripping under normal pressure or reduced pressure is preferable, and it is preferable to carry out at 120 ° C. or lower.
  • an inert gas injection such as nitrogen gas.
  • An example of the operation of distilling off low-boiling substances is specifically shown.
  • a crude product of a reaction mixture containing a glycerin derivative-modified silicone containing low-boiling substances as a main component is equipped with a reflux condenser, a nitrogen insertion port, and the like.
  • the flask is charged, the inside is depressurized while supplying nitrogen gas, the temperature is raised, and the light matter is distilled off by keeping the pressure and temperature constant.
  • the decompression condition is 0.1 to 10.0 KPa
  • the heating temperature is 40 to 120 ° C.
  • the treatment time is 10 minutes to 24 hours.
  • the reaction mixture containing glycerin derivative-modified silicone as a main component may be neutralized with a basic substance.
  • basic substances include inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, aqueous ammonia and sodium hydrogen carbonate, various amines, and organic bases such as basic amino acids.
  • the amount of the basic substance is preferably an amount that neutralizes the reaction system containing the reaction mixture containing glycerin derivative-modified silicone as a main component, but the amount added may be adjusted so as to be weakly acidic or weakly alkaline as necessary. it can.
  • an alkaline buffering agent in an amount corresponding to 100 ppm to 50000 ppm may be further added to the reaction mixture containing glycerin derivative-modified silicone as a main component obtained after the acid treatment step.
  • a trace amount of acid may be locally dissolved even after a neutralization or filtration step.
  • the useful alkaline buffer is not particularly limited as long as it is an alkaline buffer composed of a combination of a strong base and a weak acid, but alkaline such as trisodium phosphate, tripotassium phosphate, trisodium citrate, and sodium acetate.
  • Buffering agents are exemplified. These alkaline buffering agents may be added to a glycerin derivative-modified silicone or a cosmetic raw material composed of a mixture containing the same as a main component, and other glycerin derivative-modified silicone compositions containing water and other cosmetic raw materials. Or may be added to the preparation stage of the cosmetic or the composition after blending.
  • the purification treatment using the organic wax which is a feature of the present invention, is applied to the glycerin derivative-modified silicone or a mixture containing it as a main component in the presence of an acidic solution containing water as necessary. Since it is carried out after the treatment of (2), sufficient bromide-free is achieved in combination with high purification. Therefore, as long as the production method of the present invention is used, there is little need to add an alkaline buffer for the purpose of suppressing odors with time.
  • the glycerin derivative-modified silicone or a mixture containing the glycerin derivative-modified silicone as a main component can be subjected to hydrogenation treatment as a pre-process or a post-process of the treatment in the presence of an acidic inorganic salt in the step [W].
  • the treatment by the hydrogenation reaction may be performed after the treatment in the presence of the acidic inorganic salt according to the step [W], while the treatment by the hydrogenation reaction is performed. You may process in presence of the acidic inorganic salt concerning said process [W].
  • the hydrogenation treatment generally leads to an increase in cost at the time of product manufacture.
  • the high-purification treatment using the organic wax which is a feature of the present invention, is performed on the glycerin derivative-modified silicone or a mixture containing it as a main component in the presence of an acidic solution containing water as necessary. Since it is carried out after carrying out the process, non-bromide exceeding the hydrotreatment is achieved in combination with high purification. Therefore, as long as the production method of the present invention is used, there is no point in performing further hydrogenation treatment for the purpose of non-bromide.
  • the second aspect of the present invention is an external preparation or cosmetic or industrial material containing the high purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention.
  • the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention can be suitably blended in an external preparation or cosmetic, and can constitute the external preparation or cosmetic of the present invention.
  • the raw material for external preparations and cosmetics containing the high purity glycerol derivative modified silicone obtained by the manufacturing method of this invention can be manufactured, and it can also mix
  • the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention does not have a specific odor, and has little odor during formulation or over time.
  • the silicon-oxygen bond that can constitute the main chain of the glycerin derivative-modified silicone and the carbon-oxygen bond that can constitute the side chain are hardly broken. Therefore, the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention can be suitably used as an external preparation used for the human body and a raw material for cosmetics.
  • the high-purity glycerin derivative-modified silicone can be diluted with an appropriate medium such as silicone oil, organic oil, alcohol, or the like, and used as a raw material for external preparations or cosmetics.
  • the proportion of the high-purity glycerin derivative-modified silicone in the external preparation or cosmetic raw material is preferably 10 to 100% by weight (mass) based on the total weight (mass) of the raw material, and 20 to 100% by weight. (Mass)% is more preferred, and 30 to 100 weight (mass)% is even more preferred.
  • the ratio of the raw material blended into the external preparation or cosmetic is not particularly limited, but for example, 0.1 to 40% by weight (mass)% based on the total weight (mass) of the external preparation or cosmetic. Preferably, it can be in the range of 1 to 30% by weight, more preferably 2 to 20% by weight, and even more preferably 3 to 10% by weight.
  • Patent Document 14 International Patent Publication No. WO2011 / 049248
  • Patent Document 15 International Patent Publication
  • Co-modified organopolysiloxanes described in WO2011 / 049247) and Patent Document 17 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-046507), or novel organoorganisms described in Patent Document 16 (International Patent Publication WO2011 / 049246) It is possible to apply to a common use with the polysiloxane copolymer.
  • the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention can be used in combination with any cosmetic raw material components, external preparations, especially cosmetic dosage forms, types and formulation examples. It can be used in the same manner as the co-modified organopolysiloxane described in Document 15 and Patent Document 17 or the novel organopolysiloxane copolymer described in Patent Document 16, and can be blended in various cosmetics.
  • the cosmetics of the present invention include skin products such as skin cleanser products, skin care products, makeup products, antiperspirant products, UV protection products; hair cleanser products, hair styling products, Hair coloring products, hair nourishing products, hair rinse products, hair conditioner products, hair treatment products, etc .;
  • Examples of the medicament of the present invention include, but are not limited to, hair growth agents, hair growth agents, analgesics, bactericides, anti-inflammatory agents, refreshing agents, and skin antiaging agents.
  • An external preparation is applied to human skin, nails, hair, and the like.
  • a pharmaceutical active ingredient can be blended and used for treatment of various diseases.
  • Cosmetics are also applied to human skin, nails, hair, etc., but are used for cosmetic purposes.
  • an antiperspirant, skin cleanser, skin external preparation or skin cosmetic, or a hair cleanser, hair external preparation or hair cosmetic is preferable.
  • the antiperspirant, skin cleanser, skin external preparation or skin cosmetic according to the present invention contains the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention, and the form thereof is not particularly limited. , Emulsion, cream, solid, semi-solid, paste, gel, powder, multilayer, mousse, water-in-oil or oil-in-water emulsion composition (emulsion composition) There may be.
  • Basic cosmetics such as agents; makeup cosmetics such as foundation, makeup base, blusher, lipstick, eye shadow, eyeliner, mascara, nail enamel, etc.
  • the hair cleansing agent, hair external preparation or hair cosmetic according to the present invention contains the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention and can be used in various forms. For example, they may be used by dissolving or dispersing them in alcohols, hydrocarbons, volatile cyclic silicones, etc., or by dispersing them in water using an emulsifier and using them in the form of an emulsion.
  • a propellant such as propane, butane, trichloromonofluoromethane, dichlorodifluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, carbon dioxide gas or nitrogen gas can be used as a spray.
  • Examples of other forms include emulsions, creams, solids, semi-solids, pastes, gels, powders, multilayers, mousses, and the like. These various forms can be used as a shampoo, rinse, conditioning, set lotion, hair spray, permanent wave, mousse, hair dye and the like.
  • the external preparation or cosmetic of the present invention is a component, water, powder or colorant, alcohol, water-soluble polymer, film formation, which is used in ordinary external preparations or cosmetics as long as the effects of the present invention are not hindered.
  • Agent oil agent, oil-soluble gelling agent, organically modified clay mineral, surfactant, resin, UV absorber, salt, moisturizer, preservative, antibacterial agent, fragrance, salt, antioxidant, pH adjuster, chelating agent , Refreshing agents, anti-inflammatory agents, skin beautifying agents (whitening agents, cell activators, rough skin improving agents, blood circulation promoters, skin astringents, antiseborrheic agents, etc.), vitamins, amino acids, nucleic acids, hormones, inclusions A compound or the like, a physiologically active substance, a pharmaceutically active ingredient, and a fragrance can be added, and these are not particularly limited.
  • the water that can be used in the cosmetics or external preparations according to the present invention does not contain components harmful to the human body and may be clean, and examples thereof include tap water, purified water, mineral water, and deep sea water. .
  • the oil agent that can be used in the cosmetic or external preparation according to the present invention is preferably one or more selected from silicone oil, nonpolar organic compound, or low polarity to high polarity organic compound that is liquid at 5 to 100 ° C.
  • non-polar organic compounds and low to high polar organic compounds hydrocarbon oils, fatty acid ester oils and liquid fatty acid triglycerides are preferable. These are components that are widely used especially as base materials for cosmetics, but these oils include known vegetable oils, animal fats, higher alcohols, fatty acid triglycerides, artificial sebum, fluorine-based oils. You may use together 1 type selected from oil, or 2 or more types.
  • hydrocarbon oil and / or fatty acid ester oil together with silicone oil, in addition to the refreshing feel unique to silicone oil, it retains moisture on the skin and moisturizes skin and hair in cosmetics.
  • a moisturizing feeling also referred to as “moist feeling”
  • a smooth feel can be imparted, and there is an advantage that the temporal stability of the cosmetic is not impaired.
  • cosmetics containing hydrocarbon oils and / or fatty acid ester oils and silicone oils apply these moisturizing ingredients (hydrocarbon oils and / or fatty acid ester oils) on the skin or hair in a more stable and uniform state. Therefore, the moisturizing effect of the moisturizing component on the skin is improved.
  • cosmetics containing silicone oil together with non-silicone oils can give a smoother and moist feel. There is an advantage that you can.
  • fluorinated oil examples include perfluoropolyether, perfluorodecalin, and perfluorooctane.
  • the powder or colorant that can be used in the cosmetic or external preparation according to the present invention is generally used as a component of cosmetics, and includes white and colored pigments and extender pigments.
  • White and colored pigments are used for coloring cosmetics, while extender pigments are used for improving the feel of cosmetics.
  • white and colored pigments usually used in cosmetics, and extender pigments can be used without particular limitation. In this invention, it is preferable to mix
  • Powder shape (spherical, rod-like, needle-like, plate-like, irregular shape, spindle-like, bowl-like, etc.), particle size (fog-like, fine particles, pigment grade, etc.), and particle structure (porous, nonporous) Etc.) is not limited at all, but the average primary particle diameter is preferably in the range of 1 nm to 100 ⁇ m.
  • these powders or colorants are blended as pigments, one or more kinds selected from inorganic pigment powders, organic pigment powders, and resin powders having an average particle diameter in the range of 1 nm to 20 ⁇ m. Is preferably blended.
  • the powder examples include inorganic powders, organic powders, surfactant metal salt powders (metal soaps), colored pigments, pearl pigments, metal powder pigments, and the like, which are combined. be able to. Furthermore, what gave the water repellency process to these surfaces can be mentioned.
  • the silicone elastomer powder is a crosslinked product of a linear diorganopolysiloxane mainly composed of diorganosiloxy units (D units), and an organohydrogenpolysiloxane having a silicon-bonded hydrogen atom at the side chain or terminal and a side chain or
  • a diorganopolysiloxane having an unsaturated hydrocarbon group such as an alkenyl group at the terminal can be suitably obtained by a crosslinking reaction under a hydrosilylation reaction catalyst.
  • Silicone elastomer powder is softer and more resilient than silicone resin powder consisting of T units and Q units, and also has excellent oil absorption, so that it absorbs fats and oils on the skin and prevents breakup of makeup. it can. And, when surface treatment is performed with the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention, it is possible to perform uniform treatment with good treatment efficiency, without reducing the suede feel of the silicone elastomer powder, It is possible to impart a specific effect and feel according to the type of the high-purity glycerin derivative-modified silicone. Further, when the high-purity glycerin derivative-modified silicone is blended in the cosmetic together with the silicone elastomer powder, the dispersion stability of the powder in the entire cosmetic is improved, and a stable cosmetic over time can be obtained. .
  • the silicone elastomer powder can take various shapes such as a spherical shape, a flat shape, and an indefinite shape.
  • the silicone elastomer powder may be in the form of an oil dispersion.
  • the cosmetic of the present invention is a silicone elastomer powder having a particle shape, and has an average primary particle diameter measured by observation using an electron microscope and / or laser diffraction / scattering method of 0.1. Silicone elastomer powder that falls within a range of ⁇ 50 ⁇ m and has a spherical primary particle shape can be suitably blended.
  • the silicone elastomer constituting the silicone elastomer powder preferably has a hardness of 80 or less, more preferably 65 or less according to the type A durometer of JIS K 6253 “Testing method for hardness of vulcanized rubber and thermoplastic rubber”. .
  • silicone elastomer powders the specific example of the silicone elastomer spherical powder is particularly the same as that disclosed in paragraph 0168 of Patent Document 14, and as exemplified in the paragraphs 0150 to 0152, water repellency is achieved. Silicone elastomer powder that has been subjected to various surface treatments such as the above may be used.
  • the cosmetic or external preparation of the present invention can further contain other surfactants.
  • These surfactants are components that function as a skin or hair washing component or an oil emulsifier, and a desired one can be selected according to the type and function of the cosmetic.
  • the other surfactant is selected from the group consisting of an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant, and a semipolar surfactant.
  • the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention has a polar group and a nonpolar group in the molecule, and thus has a function as a dispersant. For this reason, when used in combination with a nonionic surfactant, it may function as an auxiliary to improve the performance of the nonionic surfactant, and may improve the stability of the entire preparation.
  • a solution containing a high-purity glycerin derivative-modified silicone or high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention has improved compatibility and affinity with various modified silicones.
  • Polyglyceryl-modified silicone, glyceryl-modified silicone, sugar-modified silicone, sugar alcohol-modified silicone, and these silicone-based nonionic surfactants include alkyl branches, linear silicone branches, siloxane dendrimer branches, etc. Can be suitably used as well as being provided with a hydrophilic group as needed.
  • one or more polyhydric alcohols and / or lower monohydric alcohols can be used depending on the purpose. These alcohols are the same as those disclosed in paragraphs 0159 and 0160 of Patent Document 14.
  • one or more inorganic salts and / or organic acid salts can be used depending on the purpose. These salts are the same as those disclosed by the applicants in paragraph 0161 of Patent Document 14.
  • the cosmetic or external preparation of the present invention includes a crosslinkable organopolysiloxane, organopolysiloxane elastomer spherical powder, silicone resin, acrylic silicone dendrimer copolymer, silicone raw rubber, polyamide-modified silicone, alkyl-modified silicone wax, depending on the purpose.
  • silicone resin acrylic silicone dendrimer copolymer
  • silicone raw rubber silicone raw rubber
  • polyamide-modified silicone silicone raw rubber
  • polyamide-modified silicone silicone raw rubber
  • polyamide-modified silicone silicone raw rubber
  • polyamide-modified silicone silicone raw rubber
  • polyamide-modified silicone alkyl-modified silicone wax
  • one or more water-soluble polymers can be used depending on the purpose. These water-soluble polymers are the same as those disclosed in paragraph 0201 of Patent Document 14.
  • one or more ultraviolet protection components can be used depending on the purpose.
  • These UV protection components are the same as the organic and inorganic UV protection components disclosed in paragraphs 0202 to 0204 of Patent Document 14, and the UV protection components that can be suitably used include finely divided titanium oxide, Fine zinc oxide, 2-ethylhexyl paramethoxycinnamate, 4-tert-butyl-4'-methoxydibenzoylmethane, hexyl diethylaminohydroxybenzoylbenzoate, benzotriazole UV absorber and 2,4,6-tris [4 -(2-Ethylhexyloxycarbonyl) anilino] 1,3,5-triazine " ⁇ INCI: octyltriazone ⁇ , 2,4-bis ⁇ [4- (2-ethyl-hexyloxy) -2-hydroxy] phenyl ⁇ -6- (4-Methoxyphenyl) -1,3,5-triazine
  • UV protection components are widely used, are easily available, and have a high UV protection effect, so that they can be suitably used.
  • the UV protection component is stabilized in the cosmetic while improving the overall feel and storage stability of the cosmetic. Therefore, it is possible to impart an excellent UV protection function to cosmetics.
  • the cosmetics or external preparations of the present invention include oil-soluble gelling agents, organically modified clay minerals, antibacterial and antiseptics, physiologically active ingredients, skin beautifying ingredients, pH adjusters, antioxidants Various components such as a solvent, a chelating agent, a moisturizing component, and a fragrance can be used as long as the object of the present invention is not impaired.
  • These cosmetic optional ingredients are the same as those disclosed in paragraphs 0207, 0208, 0220 to 0228, etc. of Patent Document 14.
  • an antiperspirant active ingredient and a deodorant agent can be mix
  • antiperspirant components and deodorant components are the same as those disclosed in paragraphs 0209 to 0219 of Patent Document 14.
  • the cosmetic or external preparation according to the present invention is an antiperspirant composition
  • the preparation and usage of various antiperspirant compositions are disclosed in paragraphs 0234 to 0275 of Patent Document 14, etc. And in common.
  • the method for producing high-purity glycerin derivative-modified silicone of the present invention can be applied regardless of the type of organic modifier, is inexpensive and simple, has excellent yield or productivity, and can be easily produced on a commercial scale. It is possible. Moreover, the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention is substantially free of impurities derived from organic modifiers, and thus consists of a single component. Sedimentation does not occur. In particular, the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the production method of the present invention maintains a highly transparent appearance regardless of the temperature environment to be used. Therefore, the compound is used or compounded in a cold region.
  • the production process can be stabilized without inconveniences such as performance degradation and quality fluctuations due to poor compatibility between the main component and impurities.
  • performance degradation and quality fluctuations due to incompatibility of the main component and impurities Since inconvenience does not occur and it is not easily affected by deterioration due to oxidation or the like, it is possible not only to stabilize the production process but also to improve the quality level of the final product. Therefore, the present invention solves a fundamental problem that has been possessed by organically modified silicones and organically modified silanes, which are difficult to purify by conventional methods.
  • the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the present invention can be suitably used as a raw material for external preparations, pharmaceuticals or cosmetics, and is excellent in, for example, fiber treatment agents, heat resistance / warm resistance / electrical properties.
  • Varnishes paint additives, coating agents, primers, pressure-sensitive adhesives, various polyols, foam stabilizers and modifiers for urethane and foaming agents, release agents, release agents, antifoaming agents, greases and oil compounds, insulation / Glossing / Water repellent / Heat medium / Refrigerant / Lubricating oils, Rubber / resin modifiers / additives / Surface treatment agents, Silicone modified organic resin raw materials, Silane coupling agents As a raw material for general industrial materials such as modifiers and precursors, coating / sealing materials for construction / lining, protective agents, lubricants and buffering agents for optical fibers / electric wires, and electronic / electric parts. Preferably it can be used.
  • Me represents a methyl (—CH 3 ) group
  • Me 3 SiO group (or Me 3 Si group) is “M”
  • Me 2 SiO group is “D”
  • MeHSiO group is “D H ”.
  • M represents a methyl (—CH 3 ) group
  • Me 3 SiO group or Me 3 Si group
  • Me 2 SiO group is “D”
  • MeHSiO group is “D H ”.
  • M R is denoted as "M R" and "D R”.
  • IPA shows isopropyl alcohol in a manufacture example.
  • Step 1 215.0 g of methylhydrogenpolysiloxane represented by the average composition formula MD 47.5 DH 10.5 M in the reactor, represented by the average composition formula CH 2 ⁇ CH—Si (OSiMe 3 ) 3 16.9 g of vinyltristrimethylsiloxysilane and 0.39 g of an IPA solution of platinum-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex (Pt concentration 0.45 wt%) Heating was started with stirring under a nitrogen stream. After reacting at 30-50 ° C.
  • reaction solution was collected, and an alkali decomposition gas generation method (remaining Si—H groups were decomposed with KOH ethanol / water solution, and the reaction rate was calculated from the volume of generated hydrogen gas.
  • the reaction rate was as planned.
  • Step 3 23.7 g of diglycerin monoallyl ether represented by the structural formula CH 2 ⁇ CH—CH 2 —O ⁇ CH 2 CH (OH) CH 2 O ⁇ 2 —H and natural vitamin E were added to the reaction solution. 0.035 g and 245 g of IPA were added, and 0.38 g of the same platinum catalyst solution as above was added. When the reaction was carried out at 45 to 65 ° C. for 1 hour and confirmed by the same method as in Step 1, the reaction rate was as planned. The amount of diglycerin monoallyl ether charged here was an excess of 1.10 moles relative to the Si—H group ( 2 DH ) to be reacted. Therefore, the excess glycerol derivative remains in the reaction solution.
  • diglycerin monoallyl ether represented by the structural formula CH 2 ⁇ CH—CH 2 —O ⁇ CH 2 CH (OH) CH 2 O ⁇ 2 —H and natural vitamin E were added to the reaction solution. 0.035 g and 245 g of IPA were added, and 0.
  • Step 5 The reaction solution was heated under reduced pressure and kept under conditions of 95-105 ° C. and 10 mmHg under bubbling with nitrogen gas for 1 hour to distill off low boiling components such as IPA. Thereafter, when the pressure was reduced to 75 ° C. or lower and the pressure was restored, the content liquid was a yellowish brown and transparent uniform liquid.
  • Step 6 An aqueous solution prepared by dissolving 0.055 g of sodium hydrogensulfate monohydrate in 5.3 g of ion-exchanged water was charged into the reactor contents, and the mixture was stirred at 60 to 70 ° C. for 1 hour while stirring under nitrogen flow. Acid treatment was performed. Thereafter, the pressure was reduced at 66 ° C., and the pressure was restored when the distillation of water and other low-boiling components stopped (first acid treatment). Next, after 5.3 g of water was added and the treatment was performed for 10 minutes, the pressure was reduced in the same manner, and the pressure was restored when the distillation of water and other low-boiling components stopped (second acid treatment).
  • R * 11, R * 21 and R * 31 are as follows.
  • R * 11 -C 16 H 33
  • R * 21 -C 3 H 6 O ⁇ CH 2 CH (OH) CH 2 O ⁇ 2 -H
  • R * 31 -C 2 H 4 Si (OSiMe 3) 3
  • Comparative Example 1 ⁇ Glycerin derivative-modified silicone No. Preparation of Comparative Composition RE-1 Containing 1> Using 340 g of the grey-brown opaque uniform liquid obtained in Production Example 1, 10 g of high flow supercell (Celite, baked product of diatomized flux) is used as a filter aid, and ADVANTEC No. Using 424 (diameter 110 mm, Toyo Roshi Kaisha, Ltd.), filtration was performed at room temperature with a pressure filter at N 2 pressure of 400 kPa. However, the turbidity was not improved at all from the beginning to the end of the filtration, and 322 g of a grayish brown opaque turbid liquid was obtained over 1 hour. ⁇ Viscosity (25 ° C.): 8400 mPa.s s ⁇ Compared with the composition obtained in Production Example 1, the appearance transparency was not improved at all.
  • Comparative Example 2 ⁇ Glycerin derivative-modified silicone No. Preparation of Comparative Composition RE-2 Containing 1> Then removed gray-brown opaque turbid liquid 315g obtained in Comparative Example 1, Zeta Plus filter 30C (diameter 90 mm, 3M, zeta potential adsorption filtration filter) by, the N 2 pressure 150kPa by using a special filter Then, pressure filtration was performed. In addition, since the said filter has low pressure resistance and cannot apply a pressure exceeding 200 kPa on the property, it had to perform filtration by the pressurization state lower than the comparative example 1. FIG.
  • Example 1 ⁇ High purity glycerin derivative-modified silicone No. Preparation of 1> 120 g of the grayish brown opaque uniform liquid obtained in Comparative Example 2 and 3.6 g of PEG # 20000 (polyethylene oxide with a molecular weight of 20,000, melting point: about 65 ° C.) flake product (organic wax) were charged into a flask, Heating was started with stirring. When the mixture was vigorously mixed and stirred at 80 ° C. for 40 minutes, the appearance was a uniform dispersion with white turbidity. Thereafter, the mixture was allowed to cool to 40 ° C. or lower with stirring (2 hours) to complete the treatment. The appearance of the flask contents was the same as before cooling.
  • PEG # 20000 polyethylene oxide with a molecular weight of 20,000, melting point: about 65 ° C.
  • flake product organic wax
  • the reaction mixture was charged with 5.2 g of 3-methacryloxypropyl (tris (trimethylsiloxy) silylethyldimethylsiloxy) silane represented by the following formula: platinum-1,3-divinyl-1,1,3,3- 0.10 g of a tetramethyldisiloxane complex hexamethyldisiloxane solution (Pt concentration 0.45 wt%) was added and heating was started. After reacting at 50-60 ° C. for 2 hours, the reaction solution was collected and confirmed by an alkali decomposition gas generation method. The reaction rate was as planned.
  • Step 2 In the reaction solution, 14.8 g of diglycerin monoallyl ether represented by the average composition formula CH 2 ⁇ CH—CH 2 —O (C 3 H 6 O 2 ) 2 —H, and natural vitamin E of 0. 03 g and 120 g of IPA were added, and 0.15 g of the same platinum catalyst solution as above was added.
  • the reaction was carried out at 50-60 ° C. for 5.5 hours and confirmed by the same method as in Step 1.
  • the reaction rate was as planned, and the average composition formula: MD 43.4 D R * 32 0.1 D R * 22 It was found that a modified silicone intermediate represented by 1.56 D R * 11 3.1 DH 2.64 M was produced.
  • R * 11, R * 22, and R * 32 are as follows.
  • R * 11 -C 16 H 33
  • the diglycerol monoallyl ether used in Production Example 2 was synthesized by ring-opening addition of 1 mol of glycidol per 1 mol of glycerol monoallyl ether. Since glycerin monoallyl ether has two hydroxyl groups and glycidol can react with both, the diglycerin moiety here is not a single composition consisting only of a chain structure.
  • Step 3 200 g of FZ-3196 (manufactured by Toray Dow Corning Co., Caprylylmethicone), which is a reaction solvent and diluent during the crosslinking reaction, is added to the reaction solution, and the pressure is reduced at 45-50 ° C. to remove IPA. went. Thereafter, the pressure was restored and 5.51 g of 1,5-hexadiene was added at 47 ° C., and an additional 0.25 g of the same platinum catalyst solution as above was further added.
  • the C C / Si—H molar ratio at the time of this crosslinking reaction was 1.20. After the reaction at 50 ° C. for 8 hours, the reaction was confirmed by the same method as in Step 1. As a result, a thick cloudy liquid was obtained.
  • Step 4 Reactor contents are charged with 6.0 g of 0.16% phosphoric acid aqueous solution, 80 g of IPA, and 3.0 g of ion-exchanged water, and the acid treatment is performed at 70 to 80 ° C. for 3 hours while stirring under nitrogen flow Went. Thereafter, the pressure was reduced, and from the point where distillation of low boiling point stopped, the pressure was maintained for 1.5 hours under conditions of 70 to 90 ° C. and 10 mmHg or less, and then the pressure was restored.
  • the main component is a liquid organically modified silicone having a glycerin derivative group and a crosslinked part, and the crosslinked part connecting the organopolysiloxane part and the organic part by Si—C bonds, and the same amount as that.
  • 395 g of a composition (reaction mixture) containing caprylyl methicone (diluent oil) as the second main component was obtained.
  • This product was a grayish brown liquid having a large turbidity at 25 ° C. Viscosity (25 ° C.): 1400 mPa.s s
  • Example 2 ⁇ High purity glycerin derivative-modified silicone No. Preparation of 2> 279 g of a lightly turbid pale brown viscous liquid obtained in Production Example 2 and 8.4 g of PEG # 20000 (polyethylene oxide with a molecular weight of 20,000, melting point: about 65 ° C.) flake product (organic wax) were charged into a flask, and nitrogen was added. Heating was started while stirring under circulation. When the mixture was vigorously mixed and stirred at 85 to 100 ° C. for 1 hour, the appearance was a uniform dispersion with white turbidity. Thereafter, the mixture was allowed to cool to 2.5 ° C. or less under stirring, and the treatment was completed.
  • PEG # 20000 polyethylene oxide with a molecular weight of 20,000, melting point: about 65 ° C.
  • organic wax organic wax
  • the contents of “Comparative compositions RE-1 to RE-2 containing glycerin derivative-modified silicone No. 1 and Comparative composition RE-3 containing glycerin derivative-modified silicone No. 2” are shown in Tables 1 and 2 below. Shown in
  • Odor test evaluation criteria ⁇ : Odor is not felt at all ⁇ : Aldehyde odor is not found at all, but some substrate odor is felt ⁇ : Slight aldehyde odor is observed ⁇ : Aldehyde odor with a nose is clearly recognized and uncomfortable is there
  • the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the present invention can be used for various external preparations and cosmetics, for example.
  • Specific examples of the formulation include silicone compounds No. 1 to No. 1 in Formulation Examples 1 to 43 of various cosmetics and external preparations described in, for example, Patent Document 14 (International Patent Publication WO2011 / 049248).
  • the component corresponding to 16 and / or various polyether-modified silicones are replaced with high-purity glycerin derivative-modified silicones (high-purity glycerin derivative-modified silicone No. 1, No. 2, etc.) according to the present invention or solutions thereof. Can be mentioned.
  • various components and / or various components corresponding to silicone compounds No. 1 to No. 14 in formulation examples 1 to 24 of various cosmetics and external preparations disclosed in Patent Document 15 include those obtained by replacing the polyether-modified silicone with the high-purity glycerin derivative-modified silicone (high-purity glycerin derivative-modified silicone No. 1, No. 2, etc.) or a solution thereof according to the present invention.
  • silicone compounds No. 1 to No. 8 included in Formulation Examples 1 to 14 of various cosmetics and external preparations disclosed in Patent Document 17 Japanese Patent Laid-Open No. 2012-046507
  • Examples include those obtained by replacing the polyether-modified silicone with the high-purity glycerin derivative-modified silicone (high-purity glycerin derivative-modified silicone No. 1, No. 2, etc.) or a solution thereof according to the present invention.
  • the high-purity glycerin derivative-modified silicone of the present invention has been removed from organic modifiers that are significantly different in polarity from the silicones, and therefore, in designing prescriptions for cosmetics and external preparations, they have poor compatibility when blended with various raw materials. There are advantages that problems do not occur easily and the range of prescription design is widened. At the same time, concerns and risks related to the stability of the final product can be reduced. Compared with general organosilicon compounds with high impurity content due to high purity, there are less deterioration phenomena such as feel improvement effect, moisturizing effect, aging odor, surface active effect, emulsification performance, powder dispersion This is advantageous in terms of stability, powder surface treatment effect, or sustainability of these effects.
  • the medicinal ingredients and powders are used in cosmetics and external preparations more than before due to the properties of the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the present invention.
  • the original effect of the formulation is enhanced, such as improvement of makeup and color development, improvement of skin care and UV filter effect.
  • the prescription which does not contain a powder it is possible to easily obtain a stable product having excellent transparency and low viscosity due to the characteristics of the high-purity glycerin derivative-modified silicone obtained by the present invention.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

本発明は、液状の高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造方法であって、 グリセリン誘導体変性シリコーン及び不純物を含有する混合物に、該不純物と親和性を有し、且つ、前記グリセリン誘導体変性シリコーンよりも高融点である有機ワックスを添加し、加熱溶融混合して、溶融した該有機ワックス内に該不純物を取り込む工程、 前記有機ワックスを冷却して有機ワックスの固化物を得る工程 前記グリセリン誘導体変性シリコーン及び前記有機ワックスの固化物を固液分離する工程 を含む製造方法に関する。本発明により、高純度のグリセリン誘導体変性シリコーンを安定的に商業的規模で製造するための有用な方法を提供することができる。

Description

高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造法
本願は、2012年12月28日に日本国に出願された特願2012-289017に基づいて優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明は、高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造方法に関する。更に、本発明は、前記高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの、外用剤、化粧料、各種工業用材料への使用に関する。
グリセリン誘導体で変性されたシリコーンとしては、特許文献1~9に開示された化合物が知られており、これらの反応スキームについても公知である。一般的には、シリコーン骨格に対するグリセリン誘導体の導入反応が化学当量(モル当量)で進行するケースは殆ど無いため、通常はグリセリン誘導体を過剰に仕込むことにより導入反応を完結させる。したがって、反応系には生成物であるグリセリン誘導体変性シリコーン共重合体の他に、未反応の変性剤(グリセリン誘導体)が残存する。グリセリン誘導体は沸点が高い場合が多く、ポリグリセリンにいたっては高分子化合物でもあることから、ストリッピングによる精製は有効でない。このため、商業的な規模で高純度のグリセリン誘導体変性シリコーンを得ることは困難であった。これは、過度に高温でのストリッピングは、生成物の変質、望まない副反応等をもたらすことに加え、高沸点の不純物を更に高温下でストリッピングする手法が、実際の製造工程において非効率的であることにも起因する。
残余の有機変性剤を含有する有機変性シリコーンを高純度化するための別の手法としては、不純物と主成分の溶解性の差を利用した抽出(又は析出・再沈殿)分離法が挙げられる。例えば、有機変性剤が親水性の化合物である場合、抽出分離法では、まず親水性の溶媒で不純物の大部分を抽出除去する (或いは、逆に親油性の溶媒で主成分を抽出する)。しかし、通常は抽出工程での相分離に時間がかかるうえ、きれいな分離にはならない。これは廃棄物の増大と収率及び生産性の低下をもたらす。また、グリセリン誘導体変性シリコーンの場合は、系全体が乳化状態となり分離が不可能といったケースも多く、汎用性に乏しい。
一方、析出・再沈殿法は、残余の有機変性剤を含有する有機変性シリコーンを、不純物と主成分の双方に溶解性を備えた有機溶媒に溶解しておき、ここに例えば水を徐添して、主成分を析出分離させる手法である。特許文献10は、析出・再沈殿法により得られた高純度のポリプロピレングリコール変性オルガノシロキサン重合体を開示している。しかし、この方法は、再沈殿処理一回当たり、有機溶媒及び水を合計で有機変性シリコーンの10倍量も用いており、しかもこれを3回繰り返すことにより不純物の無い高純度の有機変性シリコーンを得るものである。したがって、反応回数当たりの生産性の低さ、多量の廃液処理の問題等を考慮すると、商業的規模での大量生産への適用は困難である。また、有機変性剤がポリエチレングリコール誘導体又はグリセリン誘導体の場合には、対応する有機変性シリコーンの親水性と界面活性能が高まるため、この方法では分離精製が難しくなる場合が多い。
特許文献11は、透析チューブによる膜分離法により得られた、未反応原料を含まない、糖残基を有するオルガノシロキサン誘導体を開示している。しかし、10gの高純度有機変性シリコーンを得るのに3日間もの透析時間を要しており、効率面からは商業的規模での大量生産に相応しいとは云えない。また、特許文献11では、当該オルガノポリシロキサン誘導体の精製がカラムクロマトグラフィーによっても可能であると述べられている。特許文献4は、シリカゲルカラムにより精製されたグリセリルエーテル変性シリコーンを開示している。しかし、カラムクロマトグラフィーは高純度の有機変性シリコーンを得るために大量の溶媒を流通させる必要があり、装置設計や廃溶媒の回収、分取した溶液からの溶媒除去や生産性の低さ等、商業的規模での生産には課題が多い。
グリセリン誘導体等の残余の有機変性剤を含有する有機変性シリコーンを高純度化するための他の手法としては、精密ろ過や吸着剤処理を繰り返すことにより、濁りや相分離の原因でもある残存有機変性剤の量を低減させ、製品の透明性を改善しようとする試みが挙げられる。しかし、当該残存有機変性剤は、主成分である有機変性シリコーンが液状を呈する温度領域で通常は液状であるため、濾過助剤やカートリッジフィルター等を利用した固液分離の手法が合理的でない上、実際にほとんど有効ではない。
特許文献12は、ダイアフィルトレーション法を利用した限外濾過によるアルキルグリセリルポリシロキサン誘導体の精製方法を開示している。しかし、限外濾過は孔径が小さく短時間で膜が閉塞し易いため、有機変性剤を含有する有機変性シリコーンをヘキサン等の揮発性溶媒で10倍等に希釈して実施する必要がある。したがって、濾液からの溶媒除去、低い生産性、作業者の安全性等に課題がある。
特許文献7では、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、イミノ基、メルカプト基及びエポキシ基からなる群から選ばれる1つ以上の官能基を有するシリコーンに、酸性又は塩基性触媒の存在下、2,3-エポキシ-1-プロパノールを添加/グラフト重合させて得られる分岐ポリグリセロール変性シリコーンの製法が提案されている。しかし、この方法ではグラフト重合中にシロキサン主鎖が切断されるうえ、共重合体として性質の異なる2種類以上の成分が生成しやすく、品質面、精製工程等の点でも課題が多く、商業的規模で安定して高純度のポリグリセリン変性シリコーンを得るのは困難である。
この他、特許文献13は、親水性基からなる枝ポリマーを有する変性シリコーン化合物の精製方法として、実施例5において、グリセリン変性ポリシロキサンの水素化処理及びそれに続く酸処理を開示している。しかし、この技術は、変性シリコーン組成物の着臭原因である残存有機変性剤の不飽和基部分を、加水分解及び水素化処理によって安定化する無臭化の技術であって、高純度のグリセリン変性シリコーンが得られる訳ではない。この技術では、余剰グリセリン誘導体は構造を変えて組成物中に残存し続けている。
最近では、特許文献8において新規なオルガノポリシロキサン・グリセリン誘導体交互共重合体が提案されており、未反応原料による白濁等の問題がなく高分子量のポリグリセリン変性シリコーンが得られるとされている。しかし、この化合物はその化学構造から分かるとおり親水基部分が主鎖に組み込まれている。このため、ポリエーテル変性シリコーン等従来から汎用されている親水性シリコーンとは性質が全く異なり、化粧品等繊細な処方に安定に配合するためには相当な技術が必要であり、利用分野が限られるといった問題がある。
以上述べたとおり、これまで商業的規模で高純度のグリセリン誘導体変性シリコーンを安定的に製造するための有用な方法は殆ど知られていなかった。更に、有機変性剤の種類によらず適用でき、商業的規模での生産にも無理なく対応可能である有機変性シリコーン高純度化の手法も知られていなかった。
特公昭62-34039号公報 特開昭62-195389号公報(特許2583412号公報) 特公平06-089147号公報(特許1956013号公報) 特許2613124号公報(特開平4-188795号公報) 特許2844453号公報(特開平2-228958号公報) 特許3976226号公報(特開2002-179798号公報) 特許4485134号公報(特開2004-339244号公報) 特許5037782号公報(特開2005-042097号公報) 特許4357909号公報(特開2005-089494号公報) 特開昭63-202629号公報 特許第3172787号公報(特開平05-186596号公報) 特開平05-156019号公報 国際公開特許 WO2002/055588号公報 国際公開特許 WO2011/049248号公報 国際公開特許 WO2011/049247号公報 国際公開特許 WO2011/049246号公報 特開2012-046507号公報
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、有機変性剤の種類によらず適用でき、商業的規模での生産にも無理なく対応可能である、グリセリン誘導体変性シリコーンの高純度化の手法を提供することをその目的とする。
特に、本発明は、有機変性剤であるグリセリン誘導体の沸点が高い場合又はグリセリン誘導体の分子量が大きい場合であっても、高純度の、グリセリン誘導体変性シリコーンを、安定的に、商業的規模で製造するための方法を提供することを、その目的とする。
また、本発明は、そのような方法で製造された高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを、外用剤若しくは化粧料、又は、各種工業用材料に使用することをもその目的とする。
本発明の目的は、液状の高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造方法であって、
グリセリン誘導体変性シリコーン及び不純物を含有する混合物に、該不純物と親和性を有し、且つ、前記グリセリン誘導体変性シリコーンよりも高融点である有機ワックスを添加し、加熱溶融混合して、溶融した該有機ワックス内に該不純物を取り込む工程、
 前記有機ワックスを冷却して有機ワックスの固化物を得る工程
 前記グリセリン誘導体変性シリコーン及び前記有機ワックスの固化物を固液分離する工程
を含む製造方法によって達成される。
前記不純物は前記グリセリン誘導体由来の不純物であるものであることが好ましい。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは少なくとも100℃で液体であることが好ましい。
前記有機ワックスは45℃~150℃の融点を有することが好ましい。
前記有機ワックスは900以上の平均分子量を有することが好ましい。
前記有機ワックスは、(ポリ)オキシエチレン部位を有することが好ましい。
前記有機ワックスは、(ポリ)オキシエチレン部位を含有するグリセリン誘導体であることが好ましい。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンのケイ素原子は、Si-C結合又はSi-O-C結合を介してグリセリン誘導体基含有有機基と結合することができる。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、下記一般式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
{式中、R1は一価有機基(但し、R、L及びQを除く)、水素原子又は水酸基を表し、Rは炭素原子数9~60の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基、又は、下記一般式(2-1);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、R11はそれぞれ独立して置換若しくは非置換の炭素原子数1~30の一価炭化水素基、水酸基又は水素原子であり、R11のうち少なくとも一つは前記一価炭化水素基である。tは2~10の範囲の数であり、rは1~500の範囲の数である)若しくは下記一般式(2-2);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、R11及びrは上記のとおりである)で表される鎖状のオルガノシロキサン基を表し、Lはi=1のときの下記一般式(3);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、Rはそれぞれ独立して炭素原子数1~30の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基を表し、Rはそれぞれ独立して炭素原子数1~6のアルキル基又はフェニル基を表し、Zは二価有機基を表し、iはLで示されるシリルアルキル基の階層を表し、該シリルアルキル基の繰り返し数である階層数がkのとき1~kの整数であり、階層数kは1~10の整数であり、Li+1はiがk未満のときは該シリルアルキル基であり、i=kのときはRであり、hは0~3の範囲の数である)で表される、シロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基を表し、Qはグリセリン誘導体基含有有機基を表し、
a 、b 、c及びdは、それぞれ、1.0≦a≦2.5、0≦b≦1.5、0≦c≦1.5、0.0001≦d≦1.5の範囲にある数である}で表される、グリセリン誘導体変性シリコーンであることができる。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、
(A)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(B)1分子中に1以上の反応性不飽和基を有するグリセリン誘導体基含有有機化合物、並びに
(C)(C1)1分子中に平均で1より大きい数の反応性不飽和基を有する有機化合物、及び、(C2)1分子中に1以上の反応性不飽和基及び1以上のエポキシ基を有する有機化合物からなる群から選択される1種類以上の有機化合物を反応させることにより得られる{但し、前記(C)成分がグリセリン誘導体基含有有機基を含有する場合には前記(B)成分の使用は任意である}、ケイ素原子に結合したグリセリン誘導体基含有有機基を有し、且つ、架橋部にSi-C結合を含む架橋構造を有する有機変性シリコーンであることができる。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、
(D)分子鎖の両末端に反応性官能基を有するオルガノポリシロキサン又はその誘導体、及び
(E)分子中に前記(D)の分子鎖両末端に位置する反応性官能基と反応し得る2の反応性官能基を有する有機化合物
を少なくとも反応させて得られる直鎖状のグリセリン誘導体基含有交互共重合体であることができる。
本発明では、前記混合物が前記グリセリン誘導体変性シリコーンの溶媒を更に含むことができる。
また、本発明では、前記グリセリン誘導体変性シリコーン及び前記不純物を含有する混合物が、酸性水溶液によって処理されており、該酸性水溶液の処理によって発生した臭気物質及び水が加熱又は減圧することにより取り除かれていることが好ましい。
そして、本発明の目的は、本発明の製造方法により得られた高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを含む、外用剤若しくは化粧料、又は、工業用材料によっても達成される。
本発明の高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造方法は、有機変性剤の種類によらず適用でき、商業的規模での生産にも無理なく対応可能である。
特に、本発明は、蒸留による精製が困難な、有機変性剤(グリセリン誘導体)の沸点が高い場合又は有機変性剤(グリセリン誘導体)が高分子化合物である場合であっても、高純度の、グリセリン誘導体変性シリコーンを、安定的に、商業的規模で製造することができる。
また、前記混合物が前記グリセリン誘導体変性シリコーンの溶媒を含む場合には、高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの溶液を容易に製造することができ、当該溶液の製造は収率及び生産性に優れており、商業的規模の生産にも好適である。
本発明の製造方法により得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンは、不純物、特に、有機変性剤に由来する不純物が取り除かれており、実質的に単一成分からなるため、製造後に相分離、未反応原料の沈降等が起こらない。したがって、化学的にも物理的にも安定である。
また、本発明により製造された高純度グリセリン誘導体変性シリコーン又はこれを含む溶液は、外用剤若しくは化粧料に好適に使用することができ、更に、各種工業用材料にも幅広く使用することができる。
本発明の第1の態様は、液状の高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造方法であって、
グリセリン誘導体変性シリコーン及び不純物を含有する混合物に、該不純物と親和性を有し、且つ、前記グリセリン誘導体変性シリコーンよりも高融点である有機ワックスを添加し、加熱溶融混合して、溶融した該有機ワックス内に該不純物を取り込む工程、
 前記有機ワックスを冷却して有機ワックスの固化物を得る工程
 前記グリセリン誘導体変性シリコーン及び前記有機ワックスの固化物を固液分離する工程
を含む。
本発明の製造方法は、加熱溶融した有機ワックス内に不純物、特に、有機変性剤(グリセリン誘導体)由来の不純物を溶解させ、その後冷却することで、当該不純物を有機ワックス内に取り込ませたまま有機ワックスを固化する一方で、グリセリン誘導体変性シリコーンは有機ワックスとは相溶せず融点も低いため流体のまま残存するという原理を利用して、グリセリン誘導体変性シリコーンを当該不純物から分離することを特徴とする。
以下、本発明の第1の態様について詳細に説明する。
<高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造方法>
[有機ワックス]
本発明で使用される有機ワックスとしては、不純物、特に有機変性剤(グリセリン誘導体)由来の不純物と親和性であり、且つ、前記グリセリン誘導体変性シリコーンより高融点のものである任意の有機ワックスを使用することができる。なお、本発明にかかる有機ワックスはその分子構造中にケイ素原子を含有しない。室温下で濾過等の固液分離操作を行う場合、有機ワックスの融点は任意であるが、45℃以上であることが好ましい。具体的には、前記有機ワックスは、好ましくは45℃~150℃、より好ましくは50℃~120℃以下、更により好ましくは60℃~100℃の融点を有し、また、好ましくは900以上、より好ましくは2000以上、より好ましくは5,000以上、特に好ましくは6000~50,000の数平均分子量を有する。前記有機ワックスの融点が45℃よりも低い場合、特に、有機変性剤に由来する不純物を取り込んだ後冷却により生成する固体の融点は更に低くなるため、主成分であるグリセリン誘導体変性シリコーンと当該固体とを固液分離するためには、例えば、40℃以下の温度で濾過を行う必要がある。この様な低温での濾過は、前記グリセリン誘導体変性シリコーンが高粘度の有機変性シリコーンである場合には濾過時間の増大をもたらす傾向にあり、生産効率が低下するおそれがある。また、融点が45℃よりも低いワックスは一般的に不純物を取り込んで固化させる能力が低く、固液分離性も悪くなり易い。一般に、低温濾過では濾過速度が遅くなることがあるが、ヘキサン等の溶媒で希釈して低粘度化することによって、例えば0度付近やそれ以下の低温下で濾過を行うことも可能である。なお、所望の品質、不純物の種類等に応じて、低温下で濾過を行って、積極的に固体を析出させ不純物の除去効果を高めてもよい。一方、前記有機ワックスの融点が150℃よりも高い場合には、当該ワックスを融解させるためにより多くのエネルギーを必要とするため、環境上又は効率上好ましくない。また、150℃を超える温度では、一般的にグリセリン誘導体変性シリコーン自体も劣化し易くなるため、好ましくない。
また、前記有機ワックスの分子量が900に満たない場合、当該有機ワックスが例えば有機変性剤に由来する不純物だけでなく当該有機変性剤で変性された主成分のグリセリン誘導体変性シリコーンに対しても相溶化しやすくなる結果、添加した当該有機ワックスが主成分中に溶け込んでしまい、固液分離が困難となりうる。一方、前記有機ワックスの分子量上限は特に設けないが、通常は1,000万以下である。高分子量有機ワックスは製造のために特殊な触媒や装置等を必要とする場合があり供給性やコスト面で問題となる場合がある。そのため、入手し易い50,000以下の分子量のものを用いるのが好適である。
特に、前記グリセリン誘導体変性シリコーンが分子中に(ポリ)オキシエチレン部位を含有する場合、前記有機ワックスが(ポリ)オキシエチレン部位を有することが好ましい。また、前記グリセリン誘導体変性シリコーンが分子中に(ポリ)オキシエチレン部位を含有しない場合であっても、前記有機ワックスは(ポリ)オキシエチレン部位を有することが好ましく、更にグリセリン誘導体部位をも有することが特に好ましい。このような場合に好適な有機ワックスは、例えば、前述の融点及び分子量に関する条件を満たすポリエチレングリコール(PEG)又はポリエチレンオキサイド(PEO)、或いはこれらの片方ないしは両方の末端水酸基を任意の封鎖剤で封鎖した形の構造を有する化合物等が挙げられる。末端封鎖基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基や更に長鎖のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基,ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基,フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基等のアラルキル基に代表される一価炭化水素基;アセチル基やベンゾイル基等のアシル基;及び、これらの基の炭素原子に結合した水素原子が少なくとも部分的ヘテロ原子を含む有機基で置換された基;トリメチルシリル基等が例示されるが、これらに限定されない。また、前記有機ワックスは、本発明の効果を損なわない範囲で、(ポリ)オキシエチレン鎖に加えて他の(ポリ)オキシアルキレン鎖や(ポリ)グリセリン鎖を含有していてもよい。更に、前記有機ワックスは、各種多価アルコールに多数のエチレンオキサイドが付加重合した形の化合物、ないしはこれをベースとした化合物であってもよい。すなわち、最も好適な種類の有機ワックスは、前述の融点及び分子量に関する条件を満たし、且つポリオキシエチレン鎖およびグリセリン単位を有するものである。例えば、グリセリンに対してエチレンオキサイドを多数付加重合させて得られる親水性ワックス、ジグリセリンに対してエチレンオキサイドを多数付加重合させて得られる親水性ワックス、トリグリセリンに対してエチレンオキサイドを多数付加重合させて得られる親水性ワックス等である。これらに次いで好適な種類の有機ワックスは、多数のエチレンオキサイドが単独重合した構造のポリエチレングリコール(PEG)やポリエチレンオキサイド(PEO)である。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンが分子中に(ポリ)オキシエチレン部位と(ポリ)オキシプロピレン部位の両方を含有する場合、或いは(ポリ)オキシプロピレン部位以外の(ポリ)オキシアルキレン部位を含有しない構造である場合には、前記有機ワックスは(ポリ)オキシエチレン部位と(ポリ)オキシプロピレン部位とがブロック的に連結した構造単位を有することが好ましい。これらのブロックは繰り返していてもよいし、繰り返しの無いAB型やABA型のブロック共重合体であってもよい。このような場合に好適な有機ワックスとしては、例えば、前述の融点及び分子量に関する条件を満たすポリエチレングリコール(PEG)/ポリプロピレングリコール(PPG)共重合体やポリエチレンオキサイド(PEO)/ポリプロピレングリコール(PPG)共重合体、或いはこれらの片方ないしは両方の末端水酸基を任意の封鎖剤で封鎖した形の構造を有する化合物等が挙げられる。末端封鎖基としては前述したものが例示されるが、これらに限定されない。また、前記有機ワックスは、本発明の効果を損なわない範囲で、(ポリ)オキシエチレン部位及び(ポリ)オキシプロピレン部位に加えて他の(ポリ)オキシアルキレン部位や(ポリ)グリセリン部位を含有していてもよい。更に、前記有機ワックスは、各種多価アルコールにエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドがブロック的に付加重合した形の化合物、ないしはこれをベースとした化合物であってもよい。
前記有機ワックスの好適な使用量は、主成分であるグリセリン誘導体変性シリコーンに対して0.5~10重量%、より好ましくは1~5重量%である。0.5重量%未満では不純物を取り除く効果が不足する場合が多く、10重量%を超える使用量は経済的に不利である上、濾過性や収率が低下し、不純物除去効果の面でも無駄な場合が多い。
グリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含有し、且つ、不純物、特に、当該グリセリン誘導体変性シリコーンの原料の1つであるグリセリン誘導体(有機変性剤)に由来する成分を不純物として含有する反応混合物は、当該不純物と親和性を有し、且つ、当該グリセリン誘導体変性シリコーンよりも高融点である前記有機ワックスを添加され、加熱溶融混合される。混合は、機械力を用いた混合により行うことが好ましく、例えばパドルミキサーやプロペラ撹拌機、撹拌羽根を備えた反応器や容器内で行うことができ、必要に応じて乳化機や混練機等も利用できる。また、両者の混合は、使用する有機ワックスが溶融する温度以上の温度で行う必要があり、溶けたワックス内に前記不純物を溶解させて取り込む観点から、全体がよく混ざり触れあうよう充分に実施することが好ましい。このとき、グリセリン誘導体変性シリコーンの良溶媒でありかつ不純物の貧溶媒である溶媒を添加して処理を実施すると、系が低粘度化するため不純物と有機ワックス成分との接触が効率的に起こる結果、有機ワックスによる不純物の取り込み(すなわちグリセリン変性シリコーンの高純度化)を促進できる。通常は、45~150℃、好ましくは70~120℃の範囲で10分間~5時間、好ましくは30分間~2時間程度の混合撹拌を実施すればよい。混合撹拌機の能力は高いほうが短時間で処理を終えることができるが、消費電力等エネルギーコストとの兼ね合いで処理条件を決定することができる。その後は、混合物を放冷ないしは冷却することにより、不純物がワックス内に取り込まれたまま一体となり固化(好ましくは固形粒子化)される一方で、系中の主成分であるグリセリン誘導体変性シリコーンは当該有機ワックスとは相溶せず融点も低いため流体のまま残存する。この冷却過程においては、撹拌混合の操作は行っても行わなくてもよい。なお、混合操作等を人力や動物の力を用いて実施することも原理的には可能であるが、工業的規模での安定生産や効率という観点からは有利でない。
前記の処理工程により得られたグリセリン誘導体変性シリコーン流体と固体粒子とから成る混合物は、例えば、珪藻土や活性炭等を濾過助剤として用いる濾紙による一般的な濾過操作により、固液分離することができる。これにより、高純度のグリセリン誘導体変性シリコーンを容易に得ることができる。なお、前記の処理工程でグリセリン誘導体変性シリコーンの良溶媒でありかつ不純物の貧溶媒である溶媒を使用した場合には、グリセリン誘導体変性シリコーン流体と固体粒子と当該溶媒とから成る混合物を、例えば、珪藻土や活性炭等を濾過助剤として用いる濾紙による一般的な濾過操作により固液分離する。溶媒が、例えば化粧品用油剤として使用可能なものである場合には、前記ろ液を高純度グリセリン誘導体変性シリコーンと油剤とを含有する化粧品原料としてそのまま製品化することもできる。一方、前記溶媒として揮発性のものを用いた場合には、固液分離後のろ液から加熱減圧操作等により当該揮発性溶媒を取り除くことによって、高純度のグリセリン誘導体変性シリコーンを得ることもできる。一般的にグリセリン誘導体変性シリコーンは高粘度であるため、前記有機ワックスによる処理を前記溶媒の存在下で実施するほうが当該グリセリン誘導体変性シリコーンの高純度化や濁りの低減にとって有利である。
[グリセリン誘導体変性シリコーン]
本発明を適用できるグリセリン誘導体変性シリコーンは、グリセリン誘導体で変性されたシリコーン化合物であって、液状のものであり、好ましくは少なくとも100℃で液体である。そして、この条件を満たすものであればその化学構造等に制限は無い。
本発明において「液状」又は「液体」であるとは、所定の容器内のオルガノポリシロキサンの液面を水平とした後、当該容器を傾斜させ、1時間後、好ましくは30分後、より好ましくは10分後に、当該液面が再度水平となりうることを意味する。ここで、「水平」とは、重力の作用方向に対して直角に交差する平面を形成することを意味する。前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、少なくとも100℃において液体であることが好ましいが、100℃以下~室温の範囲でも液状を呈することがより好ましい。具体的には、好ましくは80℃においても液体であり、より好ましくは40℃においても液体であり、更により好ましくは室温(25℃)においても液体である。なお、100℃以上で液状であるものは当然であるが、室温(25℃)以下の温度において流動性を呈さない半ゲル状或いは軟質固形状であっても、例えば、100℃に加温すれば液状を呈する有機ケイ素化合物は、液状の有機ケイ素化合物の範囲内に包含される。
グリセリン誘導体変性シリコーンは、下記一般式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
{式中、R1は一価有機基(但し、R、L及びQを除く)、水素原子又は水酸基を表し、Rは炭素原子数9~60の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基、又は、下記一般式(2-1);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式中、R11はそれぞれ独立して置換若しくは非置換の炭素原子数1~30の一価炭化水素基、水酸基又は水素原子であり、R11のうち少なくとも一つは前記一価炭化水素基である。tは2~10の範囲の数であり、rは1~500の範囲の数である)若しくは下記一般式(2-2);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式中、R11及びrは上記のとおりである)で表される鎖状のオルガノシロキサン基を表し、Lはi=1のときの下記一般式(3);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式中、Rはそれぞれ独立して炭素原子数1~30の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基を表し、Rはそれぞれ独立して炭素原子数1~6のアルキル基又はフェニル基を表し、Zは二価有機基を表し、iはLで示されるシリルアルキル基の階層を表し、該シリルアルキル基の繰り返し数である階層数がkのとき1~kの整数であり、階層数kは1~10の整数であり、Li+1はiがk未満のときは該シリルアルキル基であり、i=kのときはRであり、hは0~3の範囲の数である)で表される、シロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基を表し、Qはグリセリン誘導体基含有有機基を表し、
a 、b 、c及びdは、それぞれ、1.0≦a≦2.5、0≦b≦1.5、0≦c≦1.5、0.0001≦d≦1.5の範囲にある数である}で表される、グリセリン誘導体変性シリコーンであることができる。
ここで、一般式(1)で表わされるグリセリン誘導体変性シリコーンが、上記のRで表わされる長鎖型の有機基又は鎖状のオルガノシロキサン基を有する場合、bは0より大きい数であり、0.0001≦b≦1.5であることが好ましく、0.001≦b≦1.5であることがより好ましい。同様に、一般式(1)で表わされるグリセリン誘導体変性シリコーンが上記のLで表わされるシロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基を有する場合、cは0より大きい数であり、0.0001≦c≦1.5であることが好ましく、0.001≦c≦1.5であることがより好ましい。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンとしては、Qであるグリセリン誘導体基含有有機基と共に、Rで表わされる長鎖型有機基若しくは鎖状のオルガノシロキサン基又はLで表わされるシロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基を有することが好ましい。
このとき、好適なb及びcの値は、必須とする官能基により以下のように表わされる。
(1)Rで表わされる基を有する場合:0.001≦b≦1.5であり、かつ0≦c≦1.5
(2)Lで表わされる基を有する場合:0≦b≦1.5であり、かつ0.001≦c≦1.5
(3)Rで表わされる基とLで表わされる基を両方有する場合:0.001≦b≦1.5であり、かつ0.001≦c≦1.5
一般式(1)のRである一価有機基は互いに同一でも異なっていてもよく、R、L及びQに該当する官能基でない限り、特に限定されるものではないが、炭素原子数1~8の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基、-RO(AO)(式中、AOは炭素原子数2~4のオキシアルキレン基を表し、Rは炭素原子数3~5の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の二価炭化水素基を表し、Rは水素原子、炭素原子数1~24の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基、又は、炭素原子数2~24の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状のアシル基を表し、n=1~100である)で表される(ポリ)オキシアルキレン基、アルコキシ基、水酸基、水素原子であることが好ましい。但し、Rが全て水酸基、水素原子、前記アルコキシ基又は前記(ポリ)オキシアルキレン基になることはない。
炭素原子数1~8の一価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基等のアラルキル基;及び、これらの基の炭素原子に結合した水素原子が少なくとも部分的にフッ素等のハロゲン原子、又は、エポキシ基、グリシジル基、アシル基、カルボキシル基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基等を含む有機基で置換された基(但し、総炭素原子数は1~8)が挙げられる。一価炭化水素基は、アルケニル基以外の基であることが好ましく、メチル基、エチル基、又は、フェニル基が特に好ましい。また、アルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等低級アルコキシ基や、ラウリルアルコキシ基、ミリスチルアルコキシ基、パルミチルアルコキシ基、オレイルアルコキシ基、ステアリルアルコキシ基、ベへニルアルコキシ基等高級アルコキシ基等が例示される。
特に、Rは脂肪族不飽和結合を有しない炭素原子数1~8の一価炭化水素基又は一価フッ化炭化水素基であることが好ましい。Rに属する脂肪族不飽和結合を有しない一価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基;ベンジル基のようなアラルキル基が例示され、一価フッ化炭化水素基は、トリフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基等のパーフルオロアルキル基が例示される。工業的には、Rがメチル基、エチル基、又は、フェニル基であることが好ましく、特に、全てのRの90モル%~100モル%が、メチル基、エチル基、又は、フェニル基から選択される基であることが好ましい。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、更なる機能性の付与を目的として、親水性基(-Q)以外の変性基、特に短鎖又は中鎖炭化水素ベースの基、をRとして導入し、或いは設計することが可能である。すなわち、Rが置換の一価炭化水素基である場合、置換基を、付与したい特性及び用途に合わせて適宜選択することができる。例えば、化粧料や繊維処理剤原料として使用する場合に、使用感、感触や持続性の向上等を目的として、アミノ基、アミド基、アミノエチルアミノプロピル基、カルボキシル基等を一価炭化水素基の置換基として導入することができる。
一般式(1)のRの、炭素原子数9~60の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基は長鎖炭化水素基又は上記一般式(2-1)若しくは(2-2)で表される鎖状のオルガノシロキサン基であり、ポリシロキサンの主鎖及び/又は側鎖に導入されることにより、外用剤又は化粧料中に配合される油剤、粉体等の各種成分に対する親和性、乳化性及び分散性、更に、使用感をより改善することができる。更に、前記一価長鎖炭化水素基又は鎖状のオルガノポリシロキサン基は疎水性官能基であるために、アルキル基の含有量の多い有機油に対する相溶性・配合安定性がより改善される。Rは、全部が前記一価長鎖炭化水素基又は鎖状のオルガノポリシロキサン基であってもよく、これら両方の官能基であってよい。前記グリセリン誘導体変性シリコーンにおいては、特に、Rの一部又は全部が、一価長鎖炭化水素基であることが好ましく、かかる一価長鎖炭化水素基を分子中に有することにより、前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、シリコーン油だけでなく、アルキル基含有量の多い非シリコーン油に対してもより優れた相溶性を示し、例えば、非シリコーン油からなる熱安定性、経時安定性に優れた乳化物、分散物を得ることができる。
一般式(1)のRで表される、ケイ素原子に結合した、炭素原子数9~60の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基は、互いに同一でも異なっていてもよく、更に、その構造は、直鎖状、分岐状、部分分岐状の中から選択される。本発明においては、特に、非置換且つ直鎖状の一価炭化水素基が好適に用いられる。非置換一価炭化水素基としては、例えば、炭素原子数9~60、好ましくは炭素原子数9~30、より好ましくは炭素原子数10~25のアルキル基、アリール基又はアラルキル基が挙げられる。一方、置換一価炭化水素基としては、例えば、炭素原子数9~30、好ましくは炭素原子数9~30、より好ましくは炭素原子数10~24のパーフルオロアルキル基、アミノアルキル基、アミドアルキル基、エステル基が挙げられる。また、前記一価炭化水素基の炭素原子の一部がアルコキシ基で置換されていてもよく、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基が例示される。このような一価炭化水素基は、特に、炭素原子数9~30のアルキル基であることが好ましく、一般式:-(CH-CH(vは8~29の範囲の数)で表される基が例示される。炭素原子数10~24のアルキル基が特に好ましい。
一般式(2-1)又は(2-2)で示される鎖状のオルガノシロキサン基は、シロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基とは異なり、直鎖状のポリシロキサン鎖構造を有する。一般式(2-1)又は(2-2)において、R11は各々独立に、置換若しくは非置換の炭素原子数1~30の一価炭化水素基、水酸基又は水素原子である。置換若しくは非置換の炭素原子数1~30の一価炭化水素基は、好ましくは、炭素原子数1~30のアルキル基、炭素原子数6~30のアリール基、炭素原子数6~30のアラルキル基、炭素原子数6~30のシクロアルキル基であり、メチル基,エチル基,プロピル基,ブチル基,ペンチル基,ヘキシル基,ヘプチル基,オクチル基,デシル基等のアルキル基;シクロペンチル基,シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基等のアリール基が例示され、これらの基の炭素原子に結合した水素原子が少なくとも部分的にフッ素等のハロゲン原子、又は、エポキシ基、アシル基、カルボキシル基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基等を含む有機基で置換されていてもよい。R11として特に好適には、メチル基,フェニル基又は水酸基が上げられ、R11の一部がメチル基であり、一部が炭素原子数8~30の長鎖アルキル基であるような形態も好適である。
一般式(2-1)又は(2-2)において、tは2~10の範囲の数であり、rは1~500の範囲の数であり、rが2~500の範囲の数であることが好ましい。かかる直鎖状のオルガノシロキサン基は疎水性であり、各種油剤との相溶性の観点から、rは1~100の範囲の数であることが好ましく、2~30の範囲の数であることが特に好ましい。
一般式(3)で示される、シロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基は、カルボシロキサン単位がデンドリマー状に広がった構造を包含し、高撥水性を呈する官能基であり、親水性基との組み合わせのバランスに優れ、前記グリセリン誘導体変性シリコーンを配合した外用剤又は化粧料の使用時に、不快なベトツキ感を抑え、さっぱりした、自然な感触を与えることができる。更に、前記シロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基は、化学的に安定であるために幅広い成分と組み合わせて使用することができるという有利な特性を付与する官能基である。
一般式(3)のRで表される、炭素原子数1~30の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基等のアラルキル基;及び、これらの基の炭素原子に結合した水素原子が少なくとも部分的にフッ素等のハロゲン原子、又は、エポキシ基、グリシジル基、アシル基、カルボキシル基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基等を含む有機基で置換された基(但し、総炭素原子数は1~30)が挙げられる。
一般式(3)のRで表される、炭素原子数1~6のアルキル基又はフェニル基のうち、炭素原子数1~6のアルキル基としては、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、s-ブチル、ペンチル、ネオペンチル、シクロペンチル、ヘキシル等の直鎖状、分岐状或いは環状のアルキル基が挙げられる。
一般式(3)において、i=kのとき、Rはメチル基又はフェニル基であることが好ましい。特に、i=kのときはメチル基であることが好ましい。
階層数kは、工業的には1~3の整数であることが好適であり、より好適には、1又は2である。各階層数において、Lで示される基は以下のように表される。式中、R、R及びZは前記と同様の基である。
階層数k=1である場合、Lは下記一般式(3-1)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
階層数k=2である場合、Lは下記一般式(3-2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
階層数k=3である場合、Lは下記一般式(3-3)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
階層数が1~3の場合における一般式(3-1)~(3-3)で示される構造において、h、h及びhは各々独立に0~3の範囲の数である。これらのhは特に0~1の範囲の数であることが好ましく、hが0であることが特に好ましい。
一般式(3)及び(3-1)~(3-3)において、Zは、各々独立に、二価有機基であり、具体的には、ケイ素結合水素原子と、アルケニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基等の不飽和炭化水素基を末端に有する官能基を付加反応させることにより形成される二価の有機基が挙げられるが、シロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基の導入法に応じて、これらの官能基に限らず、適宜選択することができる。好ましくは、Zは、各々独立に、下記一般式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
で示される二価の有機基から選ばれる基である。特に、LにおけるZは、好適には、ケイ素結合水素原子と、アルケニル基の反応により導入される一般式-R-で示される2価の有機基である。同様に、Zはケイ素結合水素原子と、不飽和カルボン酸エステル基との反応により導入される-R-COO-R-で示される2価の有機基が好適である。
一方、階層数kが2以上であり、L~LであるLで示されるシリルアルキル基において、Zは炭素原子数2~10のアルキレン基または-R-COO-R-で示される2価の有機基であることが好ましく、エチレン基,プロピレン基,メチルエチレン基又はヘキシレン基、-CHC(CH)COO-C-から選択される基であることが特に好ましい。
上記一般式中、Rは、各々独立に、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐鎖状の、炭素原子数2~22のアルキレン基若しくはアルケニレン基、又は、炭素原子数6~22のアリーレン基を表す。より具体的には、Rはエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基等の直鎖状アルキレン基;メチルメチレン基、メチルエチレン基、1-メチルペンチレン基、1,4-ジメチルブチレン基等の分岐状アルキレン基が例示され、Rは、エチレン基、プロピレン基、メチルエチレン基又はヘキシレン基から選択される基であることが好ましい。
上記一般式中、Rは、下記式で示される二価の有機基から選択される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 一般式(1)において、Qはグリセリン誘導体基含有有機基であり、前記グリセリン誘導体変性シリコーンの親水性部位を構成する。Qはグリセリン誘導体部位を有する限りその構造は限定されるものではないが、二価有機基を介してグリセリン誘導体残基がケイ素原子に結合することが好ましい。
ここで、グリセリン誘導体残基は、(ポリ)グリセリン構造を有する親水基であり、モノグリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン及び5量体以上のポリグリセリン構造を有する親水基である。また、その末端水酸基の一部がアルキル基により封鎖されていても良い。更に、(ポリ)グリセリン構造は、直鎖状でも分岐状でもよく、樹状に分岐した構造であってもよい。
このようなグリセリン誘導体基含有有機基(Q)は、二価以上の連結基を介してケイ素原子に結合し、かつ下記構造式(3―3)~(3-6)で表される親水性単位から選択される少なくとも1種以上の親水性単位を含有してなるグリセリン誘導体基含有有機基であることが好ましい。ただし、Qを構成する親水性単位が下記構造式(3-6)のみからなることは無い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(rは1~6の範囲の数)
式(3-3)~(3-5)中、Wは水素原子又は炭素原子数1~20のアルキル基であり、水素原子であることが好ましい。特に、Wが水素原子である場合、空気下で酸化され難く、保存中にホルムアルデヒド等のアルデヒド類、ギ酸エステル類等のアレルギー抗原性化合物を経時的に生成し難いので環境適合性が高いという利点がある。
上記構造式(3-3)~(3-5)で示される親水性単位は、主としてグリセリンを含む多価アルコール類、ポリグリセリン類(ポリグリセロール類ともいう)、ポリグリシジルエーテル類又はこれらの末端水酸基を部分的に炭化水素基により封鎖した化合物から選択される親水性化合物から誘導される親水性基に含まれる親水性単位である。なお、本発明に係るグリセリン誘導体基含有有機基(Q)は、更に、上記構造式(3-6)で示されるオキシアルキレン単位(例えば、オキシエチレン単位やオキシプロピレン単位)からなる親水性構造(ポリエーテル構造)を任意で含む親水基であっても良い。
一般式(1)において、Qは、例えばモノグリセリン変性基やジグリセリン変性基のような分岐構造を有しない親水性基であってもよいが、ポリグリセロール基又はポリグリシジルエーテル基のように、当該官能基中の一部に分岐構造を有する親水性基であってもよい。
より詳細には、Qは、二価以上の連結基を介してケイ素原子に結合し、上記構造式(3―3)~(3-6)で表される親水性単位から選択される少なくとも1種以上の親水性単位が直鎖状に結合してなるグリセリン誘導体基含有有機基{ただし、Qを構成する親水性単位が前記構造式(3-6)のみからなることは無い}であってもよい。同様に、Qは二価以上の連結基を介してケイ素原子に結合し、かつ上記構造式(3―3)~(3-6)で表される親水性単位から選択される少なくとも1種以上の親水性単位を2以上含有してなり、かつ下記構造式(3-7)~(3-9)で表される基から選択される分岐単位を有するグリセリン誘導体基含有有機基でもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
上記構造式(3-7)~(3-9)の2つの酸素原子には、各々独立に、上記一般式(3-3)~(3-6)で表される親水性単位から選択される、少なくとも1種以上の親水性単位が結合する。当該親水性単位は、更に、構造式(3-7)~(3-9)で表される基から選択される分岐単位に結合してもよく、親水性単位が多階層に分岐してなる樹状のポリエーテル構造、ポリグリセロール構造又はポリグリシジルエーテル構造を形成していても良い。一例として、構造式(3-7)で示される一つの分岐単位及び構造式(3-9)で示される二つの分岐単位を有し、樹状に分岐してなる親水基Qの構造を以下に示すが、樹状のポリグリセロール構造がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(式中、mは0~50の範囲の数であるが、全てのmが0となることはない。)
二価以上の連結基は、Qである親水性基に含まれる、ケイ素原子への結合部位であって、その構造は特に限定されるものではないが、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基等のアルキレン基;エチレンフェニレン基、プロピレンフェニレン基等のアルキレンフェニレン基、エチレンベンジレン基等のアルキレンアラルキレン基;エチレノキシフェニレン基、プロピレノキシフェニレン基等のアルキレノキシフェニレン基;メチレノキシベンジレン基、エチレノキシベンジレン基、プロピレノキシベンジレン基等のアルキレノキシベンジレン基、更には以下に示される基が例示される。なお、二価以上の連結基中のエーテル結合は、0~3個までが好ましく、0又は1個がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Qは、より好適には、下記構造式(4-1)~(4-4)で示される親水性基であり、これらは一般に、ポリグリセリン系の化合物から誘導されてなる親水性基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
式(4-1)~(4-4)において、Rは(p+1)価の有機基であり、pは1以上3以下の数である。かかるRとして、前記の二価以上の連結基と同一の基を例示することができる。
特に好適には、pは1であり、好適なRとして下記一般式で示される2価の有機基から選択される基が例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(式中、R12は、各々独立に、置換基を有していてもよい、炭素数2~22の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、アルケニレン基又は炭素数6~22のアリーレン基である。)
は各々独立に、下記一般式(3-3-1)~(3-5-1)で表される親水性単位から選択される少なくとも1種以上の親水性単位であり、mは1~5の範囲の数であり、特に好適には1~4である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
は、Qが含有しても良い任意の(ポリ)オキシエチレン単位でありqは0~100の範囲の数である。qは0~50の範囲の数であることが好ましく、0~30であることが好ましい。なお、Xが(ポリ)オキシエチレン単位と共に(ポリ)オキシプロピレン単位及び/又は(ポリ)オキシブチレン単位を含むこともできる。この場合、Xは式:-(CO)t1(CO)t2(CO)t3-で示される単位(式中、t1、t2及びt3は、0≦t1≦100、0≦t2≦100、及び、0≦t3≦50の数であり、好ましくは0≦t1≦50、0≦t2≦50、及び、0≦t3≦30の数であり、より好ましくは0≦t1≦30、0≦t2≦30、及び、0≦t3≦10の数である)で示される(ポリ)オキシアルキレン単位としてQに含まれることもできる。
ここで、X及びXの結合の形式は、ブロック状であってもランダム状であってもよい。すなわち、Qである親水基は、上記一般式(3-3-1)~(3-5-1)で表される親水性単位がブロック状に結合してなる親水性セグメントと、ポリオキシアルキレン単位からなる親水性セグメントが結合してなる親水性基であってもよく、これらを構成する単位がランダムに結合してなる親水性基であってもよい。例えば、-(Xm1-X-(Xm2-X-のような結合形式が例示できる。
10は水素原子、炭素原子数1~20のアルキル基、アシル基及びグリシジル基からなる群から選択される基である。
本発明に係るグリセリン誘導体変性シリコーンの油剤成分に対する増粘効果・ゲル化能の点、及び乳化・分散安定性等の界面活性能の点から、好適な親水性基Qは、下記構造式(4-1-1)で表される(ポリ)グリセリンから誘導されてなる親水性基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
式中、R9’は2価の有機基であり、前記同様の基が例示できる。X,及びR10は前記同様の基であり、mは1~5の範囲の数である。
本発明に係るグリセリン誘導体変性シリコーンにおいて、油剤成分に対する増粘効果及びゲル化能、界面活性剤(乳化剤)、保湿剤、各種処理剤(粉体分散剤又は表面処理剤)としての使用、特に粉体処理剤としての使用及び化粧料原料としての使用の観点から、親水性基Qは、(ポリ)グリセリン系化合物から誘導されてなる親水性基であり、(ポリ)グリセリンから誘導されてなる親水性基であることが最も好ましい。具体的には、(ポリ)グリセリンモノアリルエーテル,(ポリ)グリセリルオイゲノールであって、モノグリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン又はテトラグリセリン構造を有する(ポリ)グリセリン系化合物から誘導されてなる親水性基が好適である。
特に好適な親水性基Qは、前記構造式(4-1-1)におけるグリセリン単位の繰り返し数mが平均して1.5~2.4の範囲の数であるジグリセリン誘導体基含有有機基である。このとき、式中、R9’は2価の有機基であり、前記同様の基が例示できる。X,及びR10も前記同様の基である。
最も好適には、ジグリセリン誘導体基含有有機基は、下記一般式(5-1)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
(式中、Rはオキシアルキレン単位の繰り返し数の平均値が2以上のオキシアルキレン構造を有しない二価有機基を表す)、又は、下記一般式(5-2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
(式中、Rは上記のとおりである)で表わされるジグリセリン誘導体基含有有機基である。
前記グリセリン誘導体基含有有機基(-Q)の結合位置は、主鎖であるポリシロキサンの側鎖又は末端のいずれであってもよく、グリセリン誘導体変性シリコーン1分子中に2以上のグリセリン誘導体基含有有機基を有する構造であってもよい。更に、これらの2以上のグリセリン誘導体基含有有機基は、同一又は異種のグリセリン誘導体基含有有機基であってもよい。これらの2以上のグリセリン誘導体基含有有機基は、主鎖であるポリシロキサンの側鎖のみ、末端のみ又は側鎖及び末端に結合する構造であってよい。
一般式(1)で表される、グリセリン誘導体基含有有機基(-Q)を有するグリセリン誘導体変性シリコーンは、少なくとも100℃において液体であるものが好ましい。また、そのポリシロキサン主鎖は、直鎖状、分岐鎖状、網状(微架橋及びエラストマー状を含む)のいずれであってもよい。本発明の製造方法により、低粘度のグリセリン誘導体変性シリコーンだけでなく、高粘度~室温では固体状(可塑度を有し、流動性に乏しいガム状を含む)のグリセリン誘導体変性シリコーンであっても、その不透明な外観を簡便に改善し、半透明~透明均一液状に安定化することが可能である。
本発明に係るグリセリン誘導体変性シリコーンは、特に、下記構造式(1-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
式中、
、L及びQは、各々独立に、上記のとおりであり、
Xはメチル基、R、L及びQからなる群から選択される基であり、
n1、n2、n3及びn4は、それぞれ独立して、0~2,000の範囲の数であり、n1+n2+n3+n4は0~2,000の範囲の数である。但し、n4=0のとき、Xの少なくとも一方はQである)で表される直鎖状のポリシロキサン構造を有するグリセリン誘導体変性シリコーンであることが好ましい。
 式(1-1)中、(n1+n2+n3+n4)は10~2,000の範囲の数であることが好ましく、25~1500の範囲がより好ましく、50~1000の範囲の数であることが特に好ましい。n1は10~2,000の範囲の数であることが好ましく、25~1500の範囲がより好ましく、50~1000の範囲であることが更により好ましい。n2は、0~250の範囲の数であることが好ましく、0~150の範囲の数であることがより好ましい。
 Rが前記の長鎖アルキル基である場合、界面活性及びシリコーン以外の油剤との相溶性の点から、特にn2>1であることが好ましい。n3は0~250の範囲の数であることが好ましく、特にn3>1であって側鎖部分に、シロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基(-L)を1以上有することが特に好ましい。n4は0~100の範囲の数であり、0~50の範囲の数であることが好ましい。但し、n4=0のとき、Xの少なくとも一方はQであることが必要である。
上記構造式(1-1)において、Qは各々独立に上記一般式(4-1)~一般式(4-4)のいずれかにより表されるグリセリン誘導体基含有有機基であることが好ましく、前記グリセリン誘導体変性シリコーンにおいては、Qが全て一般式(4-1)~一般式(4-4)のいずれかにより表される1種類のグリセリン誘導体基含有有機基であってもよく、一分子中のQの一部が上記一般式(4-1)~一般式(4-4)のいずれかによりで表されるグリセリン誘導体基含有有機基であり、残りのQが、その他のグリセリン誘導体基含有有機基であってもよい。
更に、前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、上記一般式(1)で示される1種類又は2種類以上のグリセリン誘導体変性シリコーンの混合物であってもよい。より具体的には、シロキサン主鎖の重合度や変性率、変性基の種類の異なる2種類以上のグリセリン誘導体変性シリコーンの混合物であってもよい。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンとしては、下記構造式(1-1-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
(式中、
、Q、X、Z、n1、n2、n3及びn4は上記のとおりである)、又は、下記構造式(1-1-2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
(式中、
、Q、X、Z、n1、n2、n3及びn4は上記のとおりである)で表されるグリセリン誘導体変性シリコーンがより好ましい。
 グリセリン誘導体基含有有機基によるオルガノポリシロキサンの変性率は、主鎖であるポリシロキサンに結合した全ての官能基のうち0.001~50モル%の範囲であることが好ましく、0.01~30モル%の範囲であることがより好ましく、0.1~10モル%の範囲であることが更により好ましい。なお、構造式(1-1)で示されるグリセリン誘導体変性シリコーンにおいて、グリセリン誘導体基含有有機基による変性率(モル%)は下式:
 
変性率(モル%)=(1分子あたりの珪素原子に結合したグリセリン誘導体基含有有機基の数)/{6+2×(n1+n2+n3+n4)}×100
 
で示される。例えば、10個のグリセリン誘導体基含有有機基(GLY基)を有するドデシルシロキサンからなるグリセリン誘導体変性シリコーン{MDGLY 10Mの構造式で表される}の場合には、26個の珪素原子結合官能基のうち、10個がグリセリン誘導体基含有有機基により変性されているから、グリセリン誘導体基含有有機基による変性率は、38.5モル%である。
(グリセリン誘導体変性シリコーン及びそれを主成分として含む混合物の製造)
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、例えば、ヒドロシリル化反応触媒の存在下において、(a1)反応性不飽和基を1分子中に1つ有するグリセリン誘導体、(b1)ケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサン、及び、(c1)反応性不飽和基を1分子中に1つ有する有機化合物、更に必要に応じて(d1)反応性不飽和基を1分子中に1つ有するシロキサンデンドロン化合物、及び/又は(e1)反応性不飽和基を1分子中に1つ有する長鎖炭化水素化合物又は鎖状オルガノポリシロキサン化合物、を反応させることにより、得ることができる。上記の反応性不飽和基は、好適には、炭素-炭素二重結合を有する不飽和性の官能基である、アルケニル基又は不飽和脂肪酸エステル基が例示できる。成分(c1)により上記の-Rが導入され、成分(d1)により上記の-Lが導入され、成分(e1)により上記の-Rが導入される。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、例えば、更に具体的には、以下のように得ることができる。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、ケイ素-水素結合を有するオルガノポリシロキサンに対して、分子鎖の片末端に炭素-炭素二重結合を有する不飽和有機化合物、及び、分子中に炭素-炭素二重結合を有するグリセリン誘導体の不飽和エーテル化合物を付加反応させることにより得ることができる。なお、分子鎖の片末端に炭素-炭素二重結合を有するシロキサンデンドロン化合物、及び/又は、分子鎖の片末端に炭素-炭素二重結合を有する不飽和長鎖炭化水素化合物又は分子鎖の片末端に炭素-炭素二重結合を有する鎖状オルガノポリシロキサンを更に付加反応させてもよい。
上記の場合、前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、前記不飽和有機化合物、及び、前記グリセリン誘導体の不飽和エーテル化合物、並びに、任意に、前記シロキサンデンドロン化合物、及び/又は、不飽和長鎖炭化水素化合物又は分子鎖の片末端に炭素-炭素二重結合を有する鎖状オルガノポリシロキサンとSiH基含有シロキサンとのヒドロシリル化反応生成物として得ることができる。これにより、有機基及びグリセリン誘導体基含有有機基、並びに、任意に、シロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基、及び/又は、長鎖炭化水素基又は鎖状オルガノポリシロキサン基、を前記グリセリン誘導体変性シリコーンのポリシロキサン鎖に導入することができる。この反応は、一括で行うこともできるし、逐次反応の形式をとることもできるが、逐次反応の方が安全面や品質管理の側面から好ましい。
例えば、前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、ヒドロシリル化反応触媒の存在下において、下記一般式(1’):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
(式中、
、a 、b、c及びdは上記のとおりである)で表される(b2)オルガノハイドロジェンシロキサンと、(a2)反応性不飽和基を1分子中に1つ有するグリセリン誘導体を少なくとも反応させて得ることができる。(d)反応性不飽和基を1分子中に1つ有するシロキサンデンドロン化合物、及び/又は、(e)反応性不飽和基を1分子中に1つ有する炭化水素化合物又は反応性不飽和基を1分子中に1つ有する鎖状オルガノポリシロキサンを更に反応させることが好ましい。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、(a2)反応性不飽和基を1分子中に1つ有するグリセリン誘導体、及び、任意に、(d)反応性不飽和基を1分子中に1つ有するシロキサンデンドロン化合物、及び/又は、(e)反応性不飽和基を1分子中に1つ有する炭化水素化合物又は反応性不飽和基を1分子中に1つ有する鎖状オルガノポリシロキサンが共存する状態として、前記(a2)成分、前記(d)成分及び/又は前記(e)成分、並びに、(b2)上記一般式(1’)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサンを一緒に反応させるか、或いは、前記(b2)オルガノハイドロジェンシロキサンと任意に前記(d)成分、及び/又は、前記(e)成分とを逐次付加反応させた後、前記(a2)成分を更に付加反応させること等により、好適に製造することができる。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンの合成に用いる、(b2)オルガノハイドロジェンシロキサンとしては、例えば、下記構造式(1-1)’:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
(式中、
は、各々独立に、上記のとおりであり、
X’はR又は水素原子から選択される基であり、
n1、n2、n3及びn4は上記のとおりである。但し、n2+n3+n4=0のとき、X’の少なくとも一方は水素原子である)で表されるオルガノハイドロジェンシロキサンが好ましい。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、好適には、(a)分子鎖の末端に炭素-炭素二重結合を有するグリセリン誘導体と、(b)オルガノハイドロジェンポリシロキサン とをヒドロシリル化反応させることにより合成されるものであり、この際、成分(b)であるオルガノハイドロジェンシロキサンは、逐次付加反応により、前記(d1)成分、及び/又は、前記(e1)成分と反応させて得たオルガノハイドロジェンシロキサンが好ましい。この際、成分(a)と反応させる直前(その他の成分との逐次反応後)のオルガノハイドロジェンシロキサンは、好適には、下記構造式(1-1A)で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
(式中、
及びLは、各々独立に、上記のとおりであり、
Xはメチル基、R、L及び水素原子(H)からなる群から選択される基であり、
n1、n2、n3及びn4は、それぞれ独立して、0~2,000の範囲の数であり、n1+n2+n3+n4は0~2,000の範囲の数である。但し、n4=0のとき、Xの少なくとも一方は水素原子である。)
前記グリセリン誘導体変性シリコーンの合成に用いる、反応性不飽和基を1分子中に1つ有するグリセリン誘導体は、好適には、(a)分子鎖の末端に炭素-炭素二重結合を有するグリセリン誘導体である。これらは、アリル(ポリ)グリセロール、アリルポリグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンモノアリルエーテル等の分子鎖末端にアルケニル基等の反応性官能基を有する(ポリ)グリセリン誘導体であり、公知の方法により合成することができる。
本発明に係るグリセリン誘導体変性シリコーンにおいて、油剤成分に対する増粘効果及びゲル化能、界面活性剤(乳化剤)、各種処理剤(粉体分散剤又は表面処理剤)としての使用、及び化粧料原料としての使用の観点から、成分(a)は、具体的には、(ポリ)グリセリンモノアリルエーテル,(ポリ)グリセリルオイゲノールであって、モノグリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン又はテトラグリセリン構造を有する(ポリ)グリセリン系化合物である。
かかる成分(a)として、下記構造式(4-1´)~(4-4´)で示される分子鎖の末端に炭素-炭素二重結合を有するグリセリン誘導体が例示できる。式中のX,X,R10は前記同様の基であり、m,qは前記同様の数である。R´は末端に炭素-炭素二重結合を有する不飽和有機基であり、炭素原子数3~5の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の不飽和炭化水素基が好ましい。炭素原子数3~5の不飽和炭化水素基としては、アリル基、ブテニル基、メタリル基等のアルケニル基を挙げることができる。好適には、アリル基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
本発明に係るグリセリン誘導体変性シリコーンの合成に用いる、(d)反応性不飽和基を1分子中に1つ有するシロキサンデンドロン化合物としては、下記一般式(3’):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
{式中、
及びRは上記のとおりであり、RDは水素原子又はメチル基であり、
Z´は二価有機基を表し、
h1は0~3の範囲の数であり、
L´は、R、又は、j=1のときの下記一般式(3’’):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
(式中、R及びRは上記のとおりであり、
Zは二価有機基を表し、
jはLで示されるシリルアルキル基の階層を表し、該シリルアルキル基の繰り返し数である階層数がk´のとき1~k´の整数であり、階層数k´は1~9の整数であり、Lj+1はjがk´未満のときは該シリルアルキル基であり、j=k´のときはRである。
jは0~3の範囲の数である)で表されるシリルアルキル基を表す}で表される分子鎖末端に1個の炭素-炭素二重結合を有するシロキサンデンドロン構造を有する化合物が好ましい。
本発明に係るグリセリン誘導体変性シリコーンの合成に用いる、(e)反応性不飽和基を1分子中に1つ有する炭化水素化合物又は反応性不飽和基を1分子中に1つ有する鎖状オルガノポリシロキサンとしては、下記一般式:(2’)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
(式中、R’は上記のとおりであり、
2’は炭素原子数7~58の、置換若しくは非置換の、直鎖状又は分岐状の一価炭化水素基を表す)、又は下記一般式(2-1);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
(式中、R11、t及びrは上記のとおりである)若しくは下記一般式(2-2);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
(式中、R11及びrは上記のとおりである)で表されるモノ不飽和有機化合物が好ましい。
(e)反応性不飽和基を1分子中に1つ有する炭化水素化合物としては、炭素原子数9~30のモノ不飽和炭化水素が好ましく、1-アルケンがより好ましい。1-アルケンとしては、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-トリデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン等が例示される。反応性不飽和基を1分子中に1つ有する鎖状オルガノポリシロキサンとしては、片末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン、片末端ビニル基封鎖メチルフェニルポリシロキサン等が例示される。
グリセリン誘導体変性シリコーン又はそれを含む組成物を合成するためのヒドロシリル化反応は、溶媒の存在下又は不存在下、公知の方法にしたがって行うことができる。ここに、反応溶媒としては、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;ジオキサン、THF等のエーテル系溶剤;n-ヘキサン、シクロヘキサン、n-ヘプタン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤;四塩化炭素等の塩素化炭化水素系の有機溶剤を挙げることができる。
ヒドロシリル化反応は、触媒の不存在下で行ってもよいが、触媒の存在下に行うことにより低温かつ短時間で反応が進行するので好ましい。かかる触媒としては、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム等の化合物を挙げることができ、その触媒活性が高いことから白金化合物が特に有効である。白金化合物の例としては、塩化白金酸;金属白金;アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の坦体に金属白金を坦持させたもの;白金-ビニルシロキサン錯体、白金-ホスフイン錯体、白金-ホスファイト錯体、白金アルコラート触媒等の白金錯体を挙げることができる。触媒の使用量は、白金触媒を使用する場合、金属白金として0.0001~0.1質量%程度であり、0.0005~0.05質量%の範囲が好適であるが、これに限定されない。
ヒドロシリル化反応の反応温度としては、通常30~120℃であり、反応時間は、通常10分間~24時間、好ましくは1~10時間である。
上記のヒドロシリル化反応を行う際に、[グリセリン誘導体基含有化合物中の炭素-炭素二重結合の物質量/オルガノハイドロジェンポリシロキサン中の、前記グリセリン誘導体基含有化合物の炭素-炭素二重結合に付加させたい珪素結合水素原子の物質量]の比は0.8~1.5となる範囲が好ましく、1.0~1.3となる範囲がより好ましい。すなわち、本発明に係るグリセリン誘導体変性シリコーン又はグリセリン誘導体変性シリコーン含有組成物を合成する場合には、グリセリン誘導体基含有化合物を若干過剰に使用することがより好ましい。上記の比が1.5を超える仕込みも可能であるが、残存原料の割合が増えるために非経済的である。なお、ヒロドシリル化反応中にグリセリン誘導体基含有化合物中の末端炭素-炭素二重結合が内部転移して不活性化する副反応が同時に起こるため、上記の比が0.8~1.0の場合にはヒドロシリル化反応によって消費される珪素結合水素原子は理論値である0.8~1.0の範囲よりも若干少ない範囲内に落ち着き、従って0~0.2よりも若干多い比率で珪素結合水素原子が残存する。しかし、反応条件により、グリセリン誘導体基中に含まれる水酸基や反応溶媒のアルコール性水酸基等との脱水素反応を生じさせ、当該残存珪素結合水素原子を消費することも可能である。
一方、上記の比が0.8未満では、未反応のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが残存するおそれがある。このようなグリセリン誘導体変性シリコーン又はグリセリン誘導体変性シリコーン含有組成物を外用剤又は化粧料原料として用いた場合には、残存するオルガノハイドロジェンポリシロキサンが他の原料と反応し、水素ガスが発生する原因となり、配合先の外用剤又は化粧料の変質、火災の原因、容器の膨張等の好ましくない影響をもたらしうる。また、上記の比が0.8未満の状況下で、脱水素反応により残存した珪素結合水素原子を消費しようとした場合、Si-O-C架橋結合の割合が増えるため製造中にゲル化する危険が高まる。したがって、安全にオルガノハイドロジェンポリシロキサンを完全消費できるように、上記の比が0.8を超える、すなわち、グリセリン誘導体基含有化合物を0.8当量より多い条件で反応させることが好ましい。
(架橋部にSi-C結合を有するグリセリン誘導体変性シリコーン)
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、ケイ素原子に結合したグリセリン誘導体基含有有機基を有し、且つ、架橋部に炭素-ケイ素結合を含む架橋構造を有する液状の有機変性シリコーンであってもよい。
前記有機変性シリコーンは、
(A)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(B)1分子中に1以上の反応性不飽和基を有するグリセリン誘導体基含有有機化合物、並びに
(C)(C1)1分子中に平均で1より大きい数の反応性不飽和基を有する有機化合物、及び、(C2)1分子中に1以上の反応性不飽和基及び1以上のエポキシ基を有する有機化合物からなる群から選択される1種類以上の有機化合物{但し、前記(C)成分がグリセリン誘導体基含有有機基を含有する場合は前記(B)成分の使用は任意である}
を反応させることにより得ることができる。
(A)オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、ケイ素原子水素原子を有する限り、特に限定されるものではないが、1分子中に平均で1個より多くの、好ましくは1.01~100、より好ましくは1.1~50、更により好ましくは1.2~25の、特に好ましくは1.3~10のケイ素原子結合水素原子を有するものが好ましく、直鎖状、分岐状又は網状のオルガノポリシロキサンを使用することができる。オルガノハイドロジェンポリシロキサン上のケイ素原子結合水素原子の位置についても制限はなく、主鎖上、又は、末端のいずれに位置してもかまわない。(A)成分としては1種類のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用してもよく、2種類以上のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用してもよい。
(A)成分としては、例えば、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、(CH3)2HSiO1/2単位とSiO4/2単位とからなる共重合体、(CH3)2HSiO1/2単位とSiO4/2単位と(C65)SiO3/2単位とからなる共重合体が例示される。
前記(A)成分は、平均組成式(1):
 
SiO(4-e-f)/2 (1)
 
(式中、Rは、互いに独立して、一価有機基を表し、1.0≦e≦3.0、及び、0.001≦f≦1.5である)で表されるものが好ましい。
(A)オルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子構造は限定されず、直鎖状、一部分岐状を有する直鎖状、分岐鎖状、環状、樹枝状が例示され、好ましくは直鎖状である。またその分子量は特に限定されず、低分子量体から高分子量体まで使用できる。具体的には、数平均分子量が100~100万の範囲であることが好ましく、300~50万の範囲がより好ましい。
このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、下記構造式
(i)R SiO(R SiO)(RSiHO)SiR
(ii)HR SiO(R SiO)(RSiHO)SiR
(iii)HR SiO(R SiO)(RSiHO)SiR
(式中、Rは上記のとおりであり、vは0又は正の整数であり、wは正の整数であり、zは0又は正の整数である)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが例示される。これらのオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、(i)側鎖のみ、(ii)側鎖又は分子鎖の片末端、(iii)側鎖又は分子鎖の両末端にケイ素原子結合水素原子を有する直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサンである。
一価有機基は、特に限定されるものではないが、以下の(D1)~(D10)
(D1)炭素原子数1~60の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基、
(D2)-RO(AO)9 (式中、AOは炭素原子数2~4のオキシアルキレン基を表し、Rは炭素原子数3~5の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の二価炭化水素基を表し、Rは水素原子、炭素原子数1~24の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基、又は、炭素原子数2~24の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状のアシル基を表し、z=1~100である)で表されるポリオキシアルキレン基、
(D3)炭素原子数1~30の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状のアルコキシ基、
(D4)水酸基、
(D5)-R10-COOR11 (式中、R10は炭素原子数2~20の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の二価炭化水素基を表し、R11は炭素原子数1~30の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基を表す)で表されるエステル基、
(D6)-R17-OCOR18 (式中、R17は炭素原子数2~20の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の二価炭化水素基を表し、R18は炭素原子数1~30の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基を表す)で表されるエステル基
(D7) L
ここで、Lはi=1のときの下記一般式(3);
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
(式中、
12は、炭素原子数1~30の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基を表し、
13は、それぞれ独立して、炭素原子数1~6のアルキル基又はフェニル基を表し、
Zは二価有機基を表し、
iはLで示されるシリルアルキル基の階層を表し、該シリルアルキル基の繰り返し数である階層数がkのとき1~kの整数であり、階層数kは1~10の整数であり、Li+1はiがk未満のときは該シリルアルキル基であり、i=kのときはR13であり、hは0~3の範囲の数である)で表される、シロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基、
(D8)下記一般式(4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
(式中、R14は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の、炭素原子数1~30の一価炭化水素基、水酸基又は水素原子であり、R14のうち少なくとも一つは前記一価炭化水素基である。tは2~10の範囲の数であり、rは1~100の範囲の数である)で表される、鎖状ポリシロキサン構造で置換されたアルキル基、
(D9)下記一般式(5)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
(式中、R15は、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の、炭素原子数2~20の二価炭化水素基を表す)で表される、エポキシ基、
(D10)下記一般式(6)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
(式中、R16は、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の、炭素原子数2~20の二価炭化水素基を表し、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、又は、置換若しくは非置換の炭素原子数1~30の一価炭化水素基を表す)で表される、脂環式エポキシ基
から選ばれることが好ましい。
(D1)、(D2)、(D5)~(D8)及び(D10)における、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ベンジル基等のアラルキル基;及び、これらの基の炭素原子に結合した水素原子が少なくとも部分的にフッ素等のハロゲン原子、又は、エポキシ基、グリシジル基、アシル基、カルボキシル基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基等を含む有機基で置換された基が挙げられる。一価炭化水素基は、アルケニル基以外の基であることが好ましく、メチル基、エチル基、又は、フェニル基が特に好ましい。
(D2)、(D5)、(D6)、(D9)及び(D10)における、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の二価炭化水素基としては、以下のものが挙げられる。炭素原子数1~30の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の二価炭化水素基としては、例えば、メチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基等の炭素原子数1~30の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基;ビニレン基、アリレン基、ブテニレン基、ヘキセニレン基、オクテニレン基等の炭素原子数2~30のアルケニレン基;フェニレン基、ジフェニレン基等の炭素原子数6~30のアリーレン基;ジメチレンフェニレン基等の炭素原子数7~30のアルキレンアリーレン基;及び、これらの基の炭素原子に結合した水素原子が少なくとも部分的にフッ素等のハロゲン原子、又は、カルビノール基、エポキシ基、グリシジル基、アシル基、カルボキシル基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基、アミド基、オキシアルキレン基等を含む有機基で置換された基が挙げられる。二価炭化水素基は、炭素原子数1~30のアルキレン基であることが好ましく、炭素原子数1~6のアルキレン基であることが好ましく、炭素原子数3~5のアルキレン基がより好ましい。
(D3)における、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等低級アルコキシ基や、ラウリルアルコキシ基、ミリスチルアルコキシ基、パルミチルアルコキシ基、オレイルアルコキシ基、ステアリルアルコキシ基、ベへニルアルコキシ基等高級アルコキシ基等が例示される。
(D7)における炭素原子数1~6のアルキル基又はフェニル基のうち、炭素原子数1~6のアルキル基としては、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、s-ブチル、ペンチル、ネオペンチル、シクロペンチル、ヘキシル等の直鎖状、分岐状或いは環状のアルキル基が挙げられる。
一般式(3)において、i=kのとき、Rはメチル基又はフェニル基であることが好ましい。特に、i=kのときはメチル基であることが好ましい。
階層数kは、工業的には1~3の整数であることが好適であり、より好適には、1又は2である。各階層数において、Lで示される基は以下のように表される。式中、R12、R13及びZは前記と同様の基である。
階層数k=1である場合、Lは下記一般式(3-1)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
階層数k=2である場合、Lは下記一般式(3-2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
階層数k=3である場合、Lは下記一般式(3-3)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
階層数が1~3の場合における一般式(3-1)~(3-3)で示される構造において、h、h及びhは各々独立に0~3の範囲の数である。これらのhは特に0~1の範囲の数であることが好ましく、hが0であることが特に好ましい。
一般式(3)及び(3-1)~(3-3)において、Zは、各々独立に、二価有機基であり、具体的には、ケイ素結合水素原子と、アルケニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基等の不飽和炭化水素基を末端に有する官能基を付加反応させることにより形成される二価の有機基が挙げられるが、シロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基の導入法に応じて、これらの官能基に限らず、適宜選択することができる。好ましくは、Zは、各々独立に、下記一般式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
で示される二価の有機基から選ばれる基である。特に、LにおけるZは、好適には、ケイ素結合水素原子と、アルケニル基の反応により導入される一般式-R19-で示される2価の有機基である。同様に、Zはケイ素結合水素原子と、不飽和カルボン酸エステル基との反応により導入される-R19-COO-R20-で示される2価の有機基が好適である。一方、階層数kが2以上であり、L~LであるLで示されるシリルアルキル基において、Zは炭素原子数2~10のアルキレン基または-R19-COO-R20-で示される2価の有機基であることが好ましく、エチレン基,プロピレン基,メチルエチレン基又はヘキシレン基、-CHC(CH)COO-C-から選択される基であることが特に好ましい。
上記一般式中、R19は、各々独立に、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐鎖状の、炭素原子数2~22のアルキレン基若しくはアルケニレン基、又は、炭素原子数6~22のアリーレン基を表す。より具体的には、R19はエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基等の直鎖状アルキレン基;メチルメチレン基、メチルエチレン基、1-メチルペンチレン基、1,4-ジメチルブチレン基等の分岐状アルキレン基が例示され、R20は、エチレン基、プロピレン基、メチルエチレン基又はヘキシレン基から選択される基であることが好ましい。
上記一般式中、R20は、下記式で示される二価の有機基から選択される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
(B)反応性不飽和基を有するグリセリン誘導体基含有有機化合物は、反応性不飽和基及びグリセリン誘導体基含有有機基をそれぞれ1分子中に1以上有する限り、特に限定されるものではないが、好適には、分子鎖の末端に炭素-炭素二重結合を有するグリセリン誘導体、より好ましくはモノ-又はジ-又はトリ-又はテトラ-グリセリン誘導体である。これらは、例えば、アリルモノグリセロール(モノグリセリンモノアリルエーテル)、アリルジグリセロール(ジグリセリンモノアリルエーテル)、トリグリセリンモノアリルエーテル、トリグリセリンジアリルエーテル、テトラグリセリンモノアリルエーテル等の分子鎖末端にアルケニル基等の反応性官能基を有するグリセリン誘導体であり、公知の方法により合成することができる。
(C)成分としての(C1)1分子中に平均で1より大きい数の反応性不飽和基を有する有機化合物としては、1分子中に平均で1個より多くの、好ましくは1.01~10、より好ましくは1.2~8、更により好ましくは1.5~6の、特に好ましくは2.0~4.5の反応性不飽和基、好ましくは炭素-炭素二重結合、を有する限り構造上の制限はなく、直鎖状、分岐状又は網状の、有機化合物を使用することができる。有機化合物としては、オルガノポリシロキサン又は不飽和脂肪族炭化水素又は不飽和ポリエーテル化合物が好ましい。有機化合物、好ましくはオルガノポリシロキサン又は不飽和脂肪族炭化水素又は不飽和ポリエーテル化合物、上の反応性不飽和基の位置についても制限はなく、主鎖上、又は、末端のいずれに位置してもかまわない。但し、架橋密度コントロールの容易さの点からは、一分子中に2つの不飽和基を有し、たとえばそれらが両末端に位置する高純度の化合物を用いることが好ましい。
反応性不飽和基は不飽和脂肪族炭化水素基中に存在することが好ましい。不飽和脂肪族炭化水素基としては、炭素原子数2~30のものが好ましく、2~20のものがより好ましい。炭素原子数2~30の一価の不飽和脂肪族炭化水素基としては、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、アリル基、イソプロペニル基、1-ブテニル、2-ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等の直鎖又は分岐状のアルケニル基;シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基;シクロペンテニルエチル基、シクロヘキセニルエチル基、シクロヘキセニルプロピル基等のシクロアルケニルアルキル基;及び、エチニル基、プロパルギル基等のアルキニル基が挙げられる。アルケニル基が好ましく、ビニル基及びヘキセニル基が特に好ましい。
(C1)成分がオルガノポリシロキサンである場合は、反応性不飽和基を含む不飽和脂肪族炭化水素基はケイ素原子に結合することが好ましい。また、(C1)成分がオルガノポリシロキサンである場合は、不飽和脂肪族炭化水素以外のケイ素原子に結合する基は、置換若しくは非置換の一価炭化水素基、又は、反応性官能基を有する一価有機基とすることができる。
置換若しくは非置換の一価炭化水素基は、典型的には、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の、炭素原子数1~30、好ましくは炭素原子数1~10、より好ましくは炭素原子数1~4の一価の飽和炭化水素基、炭素原子数6~30、より好ましくは炭素原子数6~12の一価の芳香族炭化水素基である。なお、(C1)成分は、一価有機基として水酸基やメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素原子数1~12のアルコキシ基を有していてもよい。
炭素原子数1~30の一価の飽和炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の直鎖又は分岐状のアルキル基、並びに、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基が挙げられる。
炭素原子数6~30の一価の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基等のアリール基が挙げられる。フェニル基が好ましい。なお、本明細書において芳香族炭化水素基とは、芳香族炭化水素のみからなる基以外に、芳香族炭化水素と脂肪族飽和炭化水素が複合した基をも含む。芳香族炭化水素と飽和炭化水素が複合した基の例としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基が挙げられる。
上記の一価炭化水素基上の水素原子は、1以上の置換基によって置換されていてもよく、当該置換基は、例えば、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子)、水酸基、アミド基、エステル基、カルボキシル基、及び、イソシアネート基からなる群から選択される。上記置換基を少なくとも1つ有する一価飽和若しくは芳香族炭化水素基が好ましい。具体的には、3,3,3-トリフロロプロピル基、3―クロロプロピル基、3-ヒドロキシプロピル基、3-(2-ヒドロキシエトキシ)プロピル基、3-カルボキシプロピル基、10-カルボキシデシル基、3-イソシアネートプロピル基等を挙げることができる。
反応性官能基を有する一価有機基としては、例えば、水酸基、メルカプト基、エポキシ基、アミノ基、アミド基、エステル基、カルボキシル基、及び、イソシアネート基からなる群から選択される反応性官能基を有する一価飽和若しくは芳香族炭化水素基が挙げられる。一価有機基に存在する反応性官能基は1つであっても、複数であってもよい。好ましいRは、上記の反応性官能性基を少なくとも1つ有する一価飽和若しくは芳香族炭化水素基である。反応性官能基としては、具体的には、3-ヒドロキシプロピル基、3-(2-ヒドロキシエトキシ)プロピル基、3-メルカプトプロピル基、2,3-エポキシプロピル基、3,4-エポキシブチル基、4,5-エポキシペンチル基、2-グリシドキシエチル基、3-グリシドキシプロピル基、4-グリシドキシブチル基、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル基、3-(3,4-エポキシシクロヘキシル)プロピル基、アミノプロピル基、N-メチルアミノプロピル基、N-ブチルアミノプロピル基、N,N-ジブチルアミノプロピル基、3-(2-アミノエトキシ)プロピル基、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピル基、3-カルボキシプロピル基、10-カルボキシデシル基、3-イソシアネートプロピル基等を挙げることができる。
(C1)成分としては、直鎖状若しくは分岐状のポリシロキサンが好ましい。直鎖状の(C1)成分としては、ジオルガノシロキサン単位及びトリオルガノシロキシ単位を含む重合体であることが好ましく、例えば、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、これらの重合体のメチル基の一部がエチル基、プロピル基等のメチル基以外のアルキル基や3,3,3-トリフロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基で置換された重合体、及び、これらの重合体の2種以上の混合物が例示され、特に、分子鎖両末端のみに不飽和脂肪族炭化水素基、特にアルケニル基を有する直鎖状のジオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
分枝鎖状の(C1)成分としては、特に、ジオルガノシロキサン単位、オルガノシルセスキオキサン単位、及びトリオルガノシロキシ単位を含む重合体であることが好ましい。これらの単位中のケイ素原子結合有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;3,3,3-トリフロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基等の一価炭化水素基が好ましく、極少量の水酸基、更にはメトキシ基等のアルコキシ基を有していてもよいが、この重合体中の少なくとも2個のケイ素原子結合有機基は不飽和脂肪族炭化水素基、特にアルケニル基であることが必要である。また、これらの単位の比率は限定されないが、この重合体において、ジオルガノシロキサン単位が80.00~99.65モル%の範囲内の量であり、オルガノシルセスキオキサン単位が0.10~10.00モル%の範囲内の量であり、及び残りのモル%がトリオルガノシロキシ単位であることが好ましい。
(C1)成分としては、例えば、平均組成式(2-5):
 
p qSiO(4-p-q)/2 (2-5)
 
(式中、Rは、互いに独立してもよいがRとは異なる一価有機基を表し、
は、互いに独立して、炭素原子数2~30の一価の不飽和脂肪族炭化水素基を表し、1.0≦p≦2.5、及び、0.001≦q≦1.5である)で表される不飽和基含有シリコーン化合物が挙げられる。炭素原子数2~30の一価の不飽和脂肪族炭化水素基は既述のとおりである。
平均組成式(2-5)において、Rである一価有機基は特に限定されるものではないが、以下の(E1)~(E6):
(E1)炭素原子数1~60の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基(但し、脂肪族不飽和基を有する炭素原子数2~20の一価炭化水素基を除く)
(E2)水酸基
(E3)-R10-COOR11 (式中、R10及びR11は上記の通りである)で表されるエステル基
(E4)-R17-OCOR18 (式中、R17及びR18は上記の通りである)で表されるエステル基
(E5)-R21-NR22COR23 (式中、R21は炭素原子数2~20の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の二価炭化水素基を表し、R22は水素原子又は炭素原子数1~20の置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基を表し、R23は炭素原子数1~30の置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基を表す)で表されるアミド基
(E6)-R24-CONR2526 (式中、R24は炭素原子数2~20の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の二価炭化水素基を表し、R25及びR26は、各々独立に、水素原子又は炭素原子数1~20の置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基を表す)で表されるアミド基
から選ばれるものが好ましい。置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基又は二価炭化水素基の定義、種類等は既述のとおりである。
一方、(C1)成分は、不飽和脂肪族炭化水素であってもよい。不飽和脂肪族炭化水素としては、例えば、各種の、ジエン、ジイン、エンイン等の2以上の反応性不飽和基を有するものが挙げられる。架橋の点ではジエン、ジイン、及び エンインが好ましい。ジエン、ジイン、及び、エンインは、少なくとも2つの反応性不飽和基が分子内で1以上、好ましくは2以上、の単結合によって隔てられた構造を有する化合物群である。これらの不飽和脂肪族炭化水素基は分子鎖末端に存在してもよく、分子鎖途中にペンダント基として存在してもよい。
(C1)成分としての不飽和脂肪族炭化水素としては、例えば、炭素原子数2~30のα,ω-不飽和アルケン及びアルキンが挙げられる。(C1)成分としては、例えば、一般式(2-1):
 
CH=CH(CHCH=CH (2-1)
 
(式中、1≦x≦20である)で表されるα,ω-ジエン、一般式(2-2):
 
CH≡C(CHC≡CH (2-2)
 
(式中、1≦x≦20である)で表されるα,ω-ジイン、 一般式(2-3):
 
CH=CH(CHC≡CH (2-3)
 
(式中、1≦x≦20である)で表されるα,ω-エン-インが挙げられる。
(C1)成分としての不飽和ポリエーテル化合物としては、例えば、α,ω-不飽和ポリエーテルが挙げられる。(C1)成分としては、例えば、一般式(2-4):
 
2m-1O(C2nO)2m-1 (2-4)
 
(式中、2≦m≦20、2≦n≦4、yはオキシエチレン単位、オキシプロピレン単位、オキシブチレン単位の繰返し数の合計値であり、1≦y≦180である)で表されるビスアルケニルポリエーテル化合物が挙げられる。
(C1)成分としての不飽和脂肪族炭化水素としては、具体的には、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン、1,6-ヘプタジエン、1,7-オクタジエン、1,8-ノナジエン、1,9-デカジエン、1,11-ドデカジエン、1,13-テトラデカジエン、1,19-エイコサジエン、1,3-ブタジエン、1,5-ヘキサジイン、1-ヘキセン-5-イン等が挙げられる。
(C1)成分は単独で使用することもできるし、構造の異なる2種以上の成分を併用することも可能である。すなわち、(C1)成分は、1種類以上のオルガノポリシロキサン及び1種類以上の不飽和脂肪族炭化水素の混合物であってもよい。したがって、ここでの「平均で1より大きい数の反応性不飽和基を有する」とは、2種以上のオルガノポリシロキサン及び/又は不飽和脂肪族炭化水素を使用した場合には、平均して、1分子当たり1個より多くの反応性不飽和基を有するという意味である。
(C)成分としての(C2)1分子中に1以上の反応性不飽和基及び1以上のエポキシ基を有する有機化合物としては、1分子中に合計で2以上の、好ましくは2~10、より好ましくは2~7、更により好ましくは2~5の、特に好ましくは2~4の反応性不飽和基及びエポキシ基を有する限り構造上の制限はなく、直鎖状、分岐状又は網状の、有機化合物を使用することができる。有機化合物としては、オルガノポリシロキサン又は不飽和脂肪族炭化水素が好ましい。有機化合物、好ましくはオルガノポリシロキサン又は不飽和脂肪族炭化水素、上の反応性不飽和基の位置についても制限はなく、主鎖上、又は、末端のいずれに位置してもかまわない。但し、架橋密度コントロールの容易さの点からは、一分子中の不飽和基とエポキシ基の合計が2である、高純度の化合物を用いることが好ましい。
反応性不飽和基は不飽和脂肪族炭化水素基中に存在することが好ましい。不飽和脂肪族炭化水素基としては既述したものを挙げることができる。
(C2)成分がオルガノポリシロキサンである場合は、反応性不飽和基を含む不飽和脂肪族炭化水素基及び/又はエポキシ基含有有機基はケイ素原子に結合することが好ましい。また、(C2)成分がオルガノポリシロキサンである場合は、不飽和脂肪族炭化水素又はエポキシ基含有有機基以外のケイ素原子に結合する基は、既述の、置換若しくは非置換の一価炭化水素基、又は、反応性官能基を有する一価有機基とすることができる。
(C2)成分としては、少なくとも1つのエポキシ基を有するエポキシ基含有不飽和脂肪族炭化水素が好ましい。不飽和脂肪族炭化水素としては、例えば、既述した、不飽和脂肪族炭化水素基を有する化合物が挙げられる。一価不飽和脂肪族炭化水素基を有する化合物が好ましい。
(C2)成分としては、例えば、一般式 (2-6):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
(式中、Rは、1つの反応性不飽和基を有しており、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の、炭素原子数2~20の一価炭化水素基を表す)で表される不飽和エポキシ化合物、一般式(2-7):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
(式中、Rは、1つの反応性不飽和基を有しており、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の、炭素原子数2~20の一価炭化水素基を表し、
及びRは、それぞれ独立して、水素原子、又は、置換若しくは非置換の炭素原子数1~30の一価炭化水素基を表す)で表される、不飽和基含有脂環式エポキシ化合物が挙げられる。上記一般式における反応性不飽和基、及び、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基の定義、種類等は既述のとおりである。
(C2)成分としてのエポキシ基含有不飽和脂肪族炭化水素としては、具体的には、アリルグリシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル、1-メチル-4-イソプロペニルシクロヘキセンオキシド、1,4-ジメチルシクロヘキセンオキシド、4-ビニルシクロヘキセンオキシド、ビニルノルボルネンモノオキシド、ジシクロペンタジエンモノオキシド、ブタジエンモノオキシド、1,2-エポキシ-5-ヘキセン、1,2-エポキシ-9-デセン、2,6-ジメチル-2,3-エポキシ-7-オクテンが例示される。これらの中でも、4-ビニルシクロヘキセンオキシドが好ましい。
(C2)成分は単独で使用することもできるし、構造の異なる2種以上の成分を併用することも可能である。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンを製造するための反応は、反応溶媒の存在下又は不存在下、公知の方法に従って行うことができる。本発明における不飽和基とSi-H基との反応はヒドロシリル化反応である。また、(C2)1分子中に1以上の反応性不飽和基及び1以上のエポキシ基を有する有機化合物エポキシドを利用して架橋を行う場合には、不飽和基とSi-H基との反応による結合と、エポキシ基同士の自己開環重合(SiH基と白金触媒の存在下で生じるカチオン性の重合反応)によるエーテル結合生成の両方が起こり、架橋が形成される。この反応を促進するため、紫外線等高エネルギー線の照射や一般的なカチオン重合用触媒を更に追加することもできる。
反応溶媒としては、非反応性であれば特に限定されるものではないが、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;ジオキサン、THF等のエーテル系溶剤;n-ヘキサン、シクロヘキサン、n-ヘプタン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤;四塩化炭素等の塩素化炭化水素系の有機溶剤を挙げることができる。後述する油剤を反応溶媒として使用してもよい。反応溶媒として油剤を用いた場合、ケイ素原子に結合したグリセリン誘導体基含有有機基を有し、且つ、架橋部に炭素-ケイ素結合を含む架橋構造を有する液状の有機変性シリコーン及び油剤からなる組成物を直接得ることができる。
ヒドロシリル化反応は、触媒の不存在下で行ってもよいが、触媒の存在下に行うことにより低温で、短時間に反応が進行するので好ましい。ヒドロシリル化反応触媒としては、例えば、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム等の化合物を挙げることができ、その触媒活性が高いことから白金化合物が特に有効である。白金化合物の例としては、塩化白金酸;金属白金;アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の坦体に金属白金を坦持させたもの;白金-ビニルシロキサン錯体、白金-ホスフイン錯体、白金-ホスファイト錯体、白金アルコラート触媒等の白金錯体を挙げることができる。触媒の使用量は、白金触媒を使用する場合、金属白金として0.5~1000ppm程度である。
ヒドロシリル化反応の反応温度としては、通常30~150℃であり、反応時間は、通常10分間~24時間、好ましくは1~10時間である。
ヒドロシリル化反応又はエポキシ基のカチオン性重合反応により、(A)成分は(C)成分によって架橋され、(A)成分由来のポリシロキサン鎖が(C)成分由来の炭素-ケイ素結合を含む架橋部によって連結される。また、(A)成分は(B)成分由来のグリセリン誘導体基含有有機基を備える。このようにして、本発明に係るケイ素原子に結合したグリセリン誘導体基含有有機基を有し、且つ、架橋部に炭素-ケイ素結合を含む架橋構造を有する液状のグリセリン誘導体変性シリコーンを得ることができる。
なお、本発明に係るケイ素原子に結合したグリセリン誘導体基含有有機基を有し、且つ、架橋部に炭素-ケイ素結合を含む架橋構造を有する液状のグリセリン誘導体変性シリコーンは、本質的に、(C)成分由来の炭素-ケイ素結合を含む架橋部により連結されてなる構造を有するものであるが、一部にSi-O-C結合による架橋部を有していてもよい。当該構造は、(A)~(C)成分にシラノール基、アルコキシ基等の縮合反応可能な官能基を有する場合に、ポリシロキサン鎖間に形成されうる他、架橋条件がシビアである場合に、(B)成分由来のグリセリン誘導体基含有有機基中の水酸基が(A)のSi-H基と一部反応して、副次的に形成されうるためである。
本発明に係るケイ素原子に結合したグリセリン誘導体基含有有機基を有し、且つ、架橋部に炭素-ケイ素結合を含む架橋構造を有する液状のグリセリン誘導体変性シリコーンの製造にあたっては、(A)成分と(B)成分の反応後に、(C)成分を(A)成分と更に反応させてもよいし、(A)成分と(C)成分の反応後に(B)成分を(A)成分と更に反応させてもよい。
(A)成分と(B)成分の反応後に、(C)成分を(A)成分と更に反応させる場合、(C)成分の反応性不飽和基と反応する(A)成分の1分子当たりのケイ素原子結合水素原子数の平均値は1.0以上が好ましい。すなわち、架橋部を構成し、(C)成分中の反応性不飽和基と反応する、(A)成分中の1分子あたりのケイ素原子結合水素原子の数は、平均して、1.0以上であり、0.2~1.5の範囲であることが好ましく、0.6~1.3の範囲が特に好ましい。
(グリセリン誘導体基含有交互共重合体)
前記グリセリン誘導体変性シリコーンは、少なくとも、
(D)分子鎖の両末端に反応性官能基を有するオルガノポリシロキサン、及び
(E)分子中に前記(D)オルガノポリシロキサンの分子鎖両末端に位置する反応性官能基と反応し得る2つの反応性官能基を有する有機化合物
を反応させて得られる直鎖状のグリセリン誘導体基含有交互共重合体の形式のグリセリン誘導体変性シリコーンであってもよい。反応性官能基の組み合わせは、特には限定されるものではないが、例えば、Si-H基とC=C基との組み合わせが挙げられる。この場合、グリセリン誘導体部分は前記(E)の分子中に含まれることが好適である。そのようなグリセリン誘導体基含有交互共重合体としては、例えば、特開2005-42097号公報に記載されるものが挙げられ、当該公報の記載は参照としてここに組み込まれる。
本発明の製造方法で得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンには、酸化劣化を防止するため、フェノール類、ヒドロキノン類、ベンゾキノン類、芳香族アミン類、又はビタミン類等の酸化防止剤を配合して、酸化安定性を増加させることができる。化粧料、外用剤等の用途の場合、例えば、BHT(2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール)、ビタミンE等を添加すると更に安定性が向上する。このとき、使用する酸化防止剤の添加量は、その重量(質量)において、前記高純度グリセリン誘導体変性シリコーンに対し10~1000ppm、好ましくは50~500ppmとなる範囲である。
(高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを含有する溶液の製造方法)
本発明の製造方法において、前記グリセリン誘導体変性シリコーン及び不純物、特に前記有機変性剤由来の不純物、を含有する混合物が、前記グリセリン誘導体変性シリコーンの溶媒を含む場合には、高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを含有する溶液を製造することができる。
前記溶媒は、前記グリセリン誘導体変性シリコーンの良溶媒である流体という条件を満たせば、任意のものを利用することが可能であるが、更に、前記グリセリン誘導体変性シリコーンの良溶媒であり、且つ、前記不純物の貧溶媒である流体という条件を満たすことが望ましい。例えば、前記溶媒は、常温~100℃で液状である各種のシリコーンオイル及び有機変性シリコーン、シランカップリング剤等の有機変性シラン化合物、非極性有機化合物又は低極性~高極性有機化合物から選択される1以上の油剤等であり、揮発性であっても不揮発性であってもよい。前記溶媒としては、シリコーン系油剤又はシランカップリング剤が最適であるが、非極性有機化合物及び低極性~高極性有機化合物の中では、炭化水素油、脂肪酸エステル油、液状脂肪酸トリグリセライドが好ましい。また、シリコーン系油剤と有機化合物との混合流体であってもよい。
前記グリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含有し、且つ、不純物、特に当該グリセリン誘導体変性シリコーンの原料である有機変性剤に由来する不純物を含有する混合物に、前記溶媒を添加するタイミングは、前記有機ワックスによる処理の前、後、処理中のどこであってもよい。更には、前記混合物が、後述する酸性水溶液の処理を受ける段階(前、後、処理中を含む)で、当該溶媒を既に含有していてもよい。これ以外の点に関しては、本発明に係る高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを含有する溶液は、前記本発明に係る高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造方法と同様に製造することができる。
本発明の製造方法で得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの溶液には酸化劣化を防止するため、既述の酸化防止剤を配合することができる。酸化防止剤の配合量についても既述のとおりである。
(グリセリン誘導体変性シリコーン及び不純物を含む混合物の酸処理及び臭気低減)
本発明の製造方法において、前記グリセリン誘導体変性シリコーン及び不純物、特に前記有機変性剤由来の不純物、を含有する混合物が、酸性水溶液によって処理されており、当該酸性水溶液の処理によって発生した臭気物質及び水が、加熱又は減圧により取り除かれている場合は、より高純度のグリセリン誘導体変性シリコーンを得ることができる。
前記酸性水溶液に含まれる酸性物質については任意に選択可能であるが、25℃で固体であり、水溶性であり、かつ、50gをイオン交換水1Lに溶解させたときの水溶液の25℃におけるpHが4以下であることを特徴とする1種類以上の酸性無機塩を用いるのが最適である。また、当該酸性水溶液による処理を行う場合には、前記有機ワックスによる高純度化処理の前に実施することが好ましいが、前記有機ワックスによる高純度化処理の後または同時に実施することも可能である。
また、前記酸性水溶液による処理は、前記グリセリン誘導体変性シリコーンがヒドロシリル化反応により合成された場合に最も好適に実施することができる。したがって、ここでは、グリセリン誘導体変性シリコーン又はそれを含む混合物の酸処理及び臭気低減方法として、ヒドロシリル化反応により合成されたグリセリン誘導体変性シリコーンの場合を例として説明する。
好適には、酸処理は、
(ax)分子鎖の末端に炭素-炭素二重結合を有するグリセリン誘導体、及び
(bx)オルガノハイドロジェンポリシロキサン
をヒドロシリル化反応させることにより、グリセリン誘導体変性シリコーン又はそれを主成分として含む反応混合物を合成する工程〔V〕;及び
上記合成工程〔V〕と共に、又は、上記合成工程〔V〕の後に、
グリセリン誘導体変性シリコーン又はそれを主成分として含む反応混合物を、
(cx)25℃で固体であり、水溶性であり、かつ、50gをイオン交換水1Lに溶解させたときの水溶液の25℃におけるpHが4以下である、1種類以上の酸性無機塩の存在下で処理する工程〔W〕
を含む。また、前記酸性無機塩を用いた処理工程は臭気原因物質の発生を伴うため、工程〔W〕の後に、加熱又は減圧することにより、臭気原因物質を除去する工程を含むことが、臭気低減の実効の観点からより好ましい。
一例として、工程〔V〕において、(ax)(ポリ)グリセリンモノアリルエーテル等のグリセリン誘導体、(bx)前記構造式(1-1A)で示される直鎖状のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用し、成分(bx)中の珪素結合水素原子に対して、成分(ax)の物質量が過剰となる量で上記のヒドロシリル化反応を行った場合、構造式(1-1)で示されるグリセリン誘導体変性シリコーンが合成され、該グリセリン誘導体変性シリコーン及び未反応の成分(ax)を含有する、前記グリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物の粗製品が得られる。
工程(W)は、特定の酸性無機塩を用いて該粗製品の加水分解処理を行うことにより、ポリシロキサンの主鎖を構成するケイ素-酸素結合や側鎖部分の炭素-酸素結合の切断がほとんど起こらず、該組成物を高いレベルで低臭化し、経時における臭気の発生を有効に抑制するための工程である。
前記工程(W)は、具体的には、加水分解により、グリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物の粗製品から、臭気原因物質を除去する工程であり、(cx)25℃で固体であり、水溶性であり、かつ、50gをイオン交換水1Lに溶解させたときの水溶液の25℃におけるpHが4以下であることを特徴とする1種類以上の酸性無機塩の存在下で処理を行うことを特徴とする。なお、本発明におけるpHの値は、室温(25℃)下、試料水溶液をガラス電極を用いたpH計を用いて測定したpH値であり、本願におけるpH測定には、具体的には、東亜電波工業株式会社製「HM-10P」を用いた。
成分(cx)である酸性無機塩としては、25℃で固体であり、水溶性であり、かつ、50gをイオン交換水1Lに溶解させたときの水溶液のpHが4以下であることが必要であり、より好適にはpHが3.5以下であることが好ましく、2.0以下であることが特に好ましい。かかる水溶性の酸性無機塩を用いて該組成物の加水分解処理を行うことにより、C-O結合やSi-O結合の切断をほとんど生じることなく、該組成物を高いレベルで低臭化し、経時での着臭を有効に抑制することができる。
酸性無機塩は例えば、二価以上の無機酸の少なくとも一価の水素原子が塩基により中和された酸性無機塩を用いることが出来る。二価以上の無機酸としては例えば、硫酸、亜硫酸等が挙げられる。塩基としては、アルカリ金属、アンモニア等が挙げられる。
成分(cx)はより具体的には、硫酸水素イオン(HSO )又は亜硫酸水素イオン(HSO )及び1価の陽イオン(M)からなる1種以上の酸性無機塩であることが好適であり、1価の陽イオン(M)として、アルカリ金属イオン又はアンモニウムイオンが例示される。特に好適には、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びアンモニウムイオンからなる群から選択される1種類以上の1価の陽イオンが好ましい。また、これらの酸性無機塩は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組合せて使用してもよい。更に、これらの酸性無機塩は室温(25℃)で固体であるため、処理後にろ過により容易に除去することができる。また水溶性であるため、製造後の洗浄工程においても水で容易に洗い流すことができる。
一方、上記の(cx)成分の条件を満たさない酢酸塩やリン酸塩等による加水分解処理では、加水分解後の該組成物を十分に低臭化することができない。一方、塩酸等の強酸による加水分解処理や硫酸ジルコニア等の公知の固体酸による加水分解処理では、一定の低臭化は実現できるが、加水分解時に該組成物のC-O結合やSi-O結合の切断が生じやすい。
成分(cx)である酸性無機塩としては、硫酸水素リチウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、硫酸水素ルビジウム、硫酸水素セシウム、硫酸水素アンモニウム、亜硫酸水素ナトリウム又は、これらの水和物が具体的に例示される。かかる酸性無機塩50gをイオン交換水1Lに溶解させたときの水溶液のpHは下表に示す通りである。低臭化という技術的効果から、pHが2.0以下の水溶性の酸性無機塩として、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム及び硫酸水素アンモニウムからなる群から選択される1種以上の酸性無機塩の使用がもっとも好適である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000058
前記の酸性無機塩存在下の処理は、例えば、(1)ヒドロシリル化反応により合成されたグリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物の反応系(例えば、フラスコ等の反応容器)中に、上記の酸性無機塩を添加して、撹拌する分解処理、(2)酸性無機塩と水若しくは酸性無機塩と水と親水性溶媒を添加して、撹拌する加水分解処理等を意味する。酸性無機塩を用いた処理工程は、水及び/又は親水性媒体の存在下に行うことが好ましい。
特に、前記工程〔V〕の後、グリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物の粗製品を含む反応系中に、少なくとも酸性無機塩と水とを添加して、場合により相溶性を改善し処理効率を高める目的で更に他の親水性溶媒を追加して、更に機械力を用いて撹拌する加水分解処理が好ましい。加水分解処理は任意の温度、処理時間を選択して行うことができ、0~200℃、より好ましくは50~100℃の温度条件で、0.1~24時間、より好ましくは0.5~10時間程度の反応時間で行うことが好ましい。酸性無機塩の使用量は処理装置及び処理時間に応じて適宜選択することができるが、グリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物に対して50~10,000ppmの範囲が好ましく、100~5,000ppmの範囲がより好ましい。
前記酸処理後に、臭気の原因物質である低沸分(プロピオンアルデヒド等)を除去するストリッピング工程を含むことが好ましい。また、ストリッピング後に、再び酸性無機塩存在下の処理を行うことでより多くのプロペニルエーテル基含有グリセリン誘導体等を加水分解することができ、臭気原因物質であるプロピオンアルデヒド等を除去することができる。このとき、酸性無機塩が残存しているので、新たに酸性無機塩を追加する必要はなく、水に代表される親水性溶媒のみを添加すればよいという利点がある。すなわち、上記の工程〔W〕及びストリッピング工程は、低臭化の程度を高める目的等で2回以上繰り返し行うことができる。
なお、ストリッピング工程によって留去される「低沸物」には、臭気の原因物質であるプロピオンアルデヒドのほか、ヒドロシリル化反応(工程〔V〕)に使用した反応溶媒、低臭化処理工程で使用した水、その他の親水性溶媒等が含まれる。
ストリッピング工程(低沸物の留去)は、工程〔W〕の前工程として、グリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物の粗製品に対して実施してもよいし、工程〔W〕の後工程として、グリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物に対して実施してもよい。また、工程〔W〕の前工程及び後工程としてそれぞれ実施することもできる。好適には、上記の工程〔W〕に次いで、加水分解反応により生成した臭気原因物質であるプロピオンアルデヒドを除去する目的で行うことが好ましい。
除去方法としては、常圧下或いは減圧下でのストリッピングが好ましく、120℃以下で行うことが好ましい。効率よくストリッピングするためには、減圧下で行うか、例えば窒素ガスのような不活性ガス注入下で行うことが好ましい。低沸物の留去操作の一例を具体的に示せば、低沸物が含まれているグリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物の粗製品を、還流冷却管、窒素挿入口等を備えたフラスコに仕込み、窒素ガスを供給しながら内部を減圧して昇温し、圧力と温度を一定に保持することにより軽質物を留去させる。ここに減圧条件としては、0.1~10.0KPaとされ、加熱温度としては40~120℃とされ、処理時間としては10分間~24時間とすることが一般的である。
更に、前記酸処理工程後に、塩基性物質によってグリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物を中和処理してもよい。塩基性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、アンモニア水、炭酸水素ナトリウム等の無機塩基、各種アミン類、塩基性アミノ酸等の有機塩基等を挙げることができる。塩基性物質の量はグリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物を含む反応系を中和する量が好ましいが、必要に応じて、弱酸性又は弱アルカリ性となるよう添加量を加減することもできる。
なお、前記酸処理工程後に得られたグリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物に対して、更に、100ppm~50000ppmに相当する量のアルカリ性緩衝剤を添加してもよい。前記グリセリン誘導体変性シリコーンを主成分として含む反応混合物は、中和や濾過工程を経ても微量の酸が局所的に溶存している場合がある。アルカリ性緩衝剤を添加しておくことにより、当該グリセリン誘導体変性シリコーンを配合した化粧料等の液性がアルカリ側に保たれるため、グリセリン誘導体変性シリコーンの不純物に由来する着臭発生のリスクを減らすことができる。有用なアルカリ性緩衝剤は、強塩基と弱酸の組み合わせからなるアルカリ性緩衝剤であれば特に制限されるものではないが、リン酸3ナトリウム,リン酸3カリウム,クエン酸3ナトリウム,酢酸ナトリウム等のアルカリ性緩衝剤が例示される。なお、これらのアルカリ性緩衝剤は、グリセリン誘導体変性シリコーン、ないしはそれを主成分として含む混合物からなる化粧料原料等に添加しても良く、その他の化粧料原料や水を含むグリセリン誘導体変性シリコーン組成物や化粧料の調製段階や配合後の組成物に添加しても良い。但し、本発明においては、本発明の特長である有機ワックスを用いる高純度化処理を、前記グリセリン誘導体変性シリコーンないしはそれを主成分として含む混合物に対し、必要に応じて水を含む酸性溶液存在下の処理を行った後に実施するため、高純度化と併せて十分な無臭化が達成される。したがって、本発明の製造方法を利用する限り、経時着臭を抑制する目的で更にアルカリ性緩衝剤を添加する必要性は低い。
前記グリセリン誘導体変性シリコーン又はそれを主成分として含む混合物に対して、工程〔W〕にかかる酸性無機塩存在下の処理の前工程又は後工程として、水素添加処理を行うこともできる。水素添加反応による無臭化処理は、上記の工程〔W〕にかかる酸性無機塩存在下の処理後に、水素添加反応による処理を行ってもよいし、一方、水素添加反応による処理を行った後に、上記の工程〔W〕にかかる酸性無機塩存在下に処理してもよい。ただし、水素添加処理は、一般的には製品製造時のコスト増につながる。本発明においては、本発明の特長である有機ワックスを用いる高純度化処理を、前記グリセリン誘導体変性シリコーン又はそれを主成分として含む混合物に対し、必要に応じて水を含む酸性溶液存在下の処理を行った後に実施するため、高純度化と併せて水素化処理を上回る無臭化が達成される。したがって、本発明の製造方法を利用する限り、無臭化目的で更に水素添加処理を行う意味はない。
本発明の第2の態様は、本発明の製造方法により得られた高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを含む外用剤若しくは化粧料又は工業用材料である。
<外用剤・化粧料>
本発明の製造方法により得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンは、外用剤又は化粧料に好適に配合することができ、本発明の外用剤又は化粧料を構成することができる。また、本発明の製造方法で得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを含む外用剤及び化粧料用の原料を製造し、外用剤又は化粧料に配合することもできる。
特に、本発明の製造方法で得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンは、特異臭がなく、処方中や経時による着臭もほとんどない。しかも、グリセリン誘導体変性シリコーンの主鎖を構成し得るケイ素-酸素結合及び側鎖を構成し得る炭素-酸素結合がほとんど切断されないという利点がある。したがって、本発明の製造方法で得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンは人体に使用される外用剤及び化粧料の原料として好適に利用することができる。
前記高純度グリセリン誘導体変性シリコーンをシリコーン油、有機油、アルコール類等の適当な媒体で希釈して外用剤又は化粧料用の原料することができる。外用剤又は化粧料用の原料中に占める、前記高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの割合は、原料の全重量(質量)を基準にして、10~100重量(質量)%が好ましく、20~100重量(質量)%がより好ましく、30~100重量(質量)%が更により好ましい。外用剤又は化粧料に配合される原料の割合は特に限定されるものではないが、例えば、外用剤又は化粧料の全重量(質量)を基準にして、0.1~40重量(質量)%、好ましくは1~30重量(質量)%、より好ましくは2~20重量(質量)%、更により好ましくは3~10重量(質量)%の範囲とすることができる。
本発明の製造方法で得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンは、その構造及び所有する官能基の種類に応じて、特許文献14(国際公開特許 WO2011/049248号公報)、特許文献15(国際公開特許 WO2011/049247号公報)及び特許文献17(特開2012-046507号公報)に記載された共変性オルガノポリシロキサン、又は、特許文献16(国際公開特許 WO2011/049246号公報)に記載された新規オルガノポリシロキサン共重合体と共通の用途に適用することが可能である。また、本発明の製造方法により得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンは、任意の化粧料原料成分との組み合わせ、外用剤、特に化粧料の剤形、種類及び処方例においても、特許文献14、特許文献15及び特許文献17に記載された共変性オルガノポリシロキサン、又は、特許文献16に記載された新規オルガノポリシロキサン共重合体と同様に使用でき、各種化粧料等に配合することができる。
本発明に係る外用剤は、化粧料又は医薬として人体に適用される組成物であれば、特にその制限はない。本発明の化粧料は、具体的な製品としては、皮膚洗浄剤製品、スキンケア製品、メイクアップ製品、制汗剤製品、紫外線防御製品等の皮膚用化粧品;毛髪用洗浄剤製品、整髪料製品、毛髪用着色料製品、養毛料製品、ヘアリンス製品、ヘアコンディショナー製品、ヘアトリートメント製品等の頭髪用化粧品;浴用化粧品が例示される。本発明の医薬は、発毛剤、育毛剤、鎮痛剤、殺菌剤、抗炎症剤、清涼剤、皮膚老化防止剤が例示されるが、これらに限定されない。
外用剤は人体の皮膚、爪、毛髪等に適用されるものであり、例えば、医薬有効成分を配合して各種疾患の治療に使用することができる。化粧料も人体の皮膚、爪、毛髪等に適用されるものであるが、美容目的で使用されるものである。外用剤又は化粧料としては、制汗剤、皮膚洗浄剤、皮膚外用剤若しくは皮膚化粧料、又は、毛髪洗浄剤、毛髪外用剤又は毛髪化粧料が好ましい。
本発明に係る制汗剤、皮膚洗浄剤、皮膚外用剤又は皮膚化粧料は、本発明の製造方法で得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを含有しており、その形態は特に限定されないが、溶液状、乳液状、クリーム状、固形状、半固形状、ペースト状、ゲル状、粉末状、多層状、ムース状、油中水型或いは水中油型の乳化組成物(エマルジョン組成物)のいずれであってもよい。具体的には、本発明に係る皮膚外用剤又は皮膚化粧料等として、化粧水、乳液、クリーム、日焼け止め乳液、日焼け止めクリーム、ハンドクリーム、クレンジング、マッサージ料、洗浄剤、制汗剤、脱臭剤等の基礎化粧品;ファンデーション、メークアップ下地、頬紅、口紅、アイシャドー、アイライナー、マスカラ、ネールエナメル等のメーキャップ化粧品等が例示される。
同様に、本発明に係る毛髪洗浄剤、毛髪外用剤又は毛髪化粧料は、本発明の製造方法で得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを含有しており、様々な形態で使用できる。例えば、それらをアルコール類、炭化水素類、揮発性環状シリコーン類等に溶解又は分散させて用いてもよいし、更には乳化剤を用いて水に分散させてエマルジョンの形態で用いることもできる。また、プロパン、ブタン、トリクロルモノフルオロメタン、ジクロルジフルオロメタン、ジクロルテトラフルオロエタン、炭酸ガス、窒素ガス等の噴射剤を併用してスプレーとして用いることもできる。この他の形態としては、乳液状、クリーム状、固形状、半固形状、ペースト状、ゲル状、粉末状、多層状、ムース状等が例示される。これらの様々な形態でシャンプー剤、リンス剤、コンディショニング剤、セットローション剤、ヘアスプレー剤、パーマネントウエーブ剤、ムース剤、染毛剤等として使用できる。
その他の本発明に係る化粧料又は外用剤組成物の種類、形態及び容器は、特許文献14の段落0230~0233等に開示されたものと共通である。
本発明の外用剤又は化粧料は、本発明の効果を妨げない範囲で通常の外用剤又は化粧料に使用される成分、水、粉体又は着色剤、アルコール類、水溶性高分子、皮膜形成剤、油剤、油溶性ゲル化剤、有機変性粘土鉱物、界面活性剤、樹脂、紫外線吸収剤、塩類、保湿剤、防腐剤、抗菌剤、香料、塩類、酸化防止剤、pH調整剤、キレート剤、清涼剤、抗炎症剤、美肌用成分(美白剤、細胞賦活剤、肌荒れ改善剤、血行促進剤、皮膚収斂剤、抗脂漏剤等)、ビタミン類、アミノ酸類、核酸、ホルモン、包接化合物等、生理活性物質、医薬有効成分、香料を添加することができ、これらは特に限定されるものではない。
本発明に係る化粧料又は外用剤に用いることのできる水は、人体に有害な成分を含有せず、清浄であればよく、水道水、精製水、ミネラルウォーター、海洋深層水等が例示される。
(油剤)
本発明に係る化粧料又は外用剤に用いることのできる油剤は、好適には、5~100℃で液状であるシリコーンオイル、非極性有機化合物又は低極性~高極性有機化合物から選択される1以上の油剤であり、非極性有機化合物及び低極性~高極性有機化合物としては、炭化水素油及び脂肪酸エステル油及び液状脂肪酸トリグリセライドが好ましい。これらは、特に化粧料の基材として広く用いられている成分であるが、これらの油剤には、公知の植物性油脂類、動物性油脂類、高級アルコール類、脂肪酸トリグリセライド、人工皮脂、フッ素系油から選択される1種類又は2種類以上を併用しても良い。
また、炭化水素油及び/又は脂肪酸エステル油をシリコーンオイルと併用することにより、シリコーンオイル特有のさっぱりとした感触に加えて、肌上の水分を保持し、化粧料に肌や毛髪が潤うような保湿感(「しっとりした感触」ともいう)や滑らかな感触を付与することができ、しかも、化粧料の経時安定性を損なわないという利点がある。更に、炭化水素油及び/又は脂肪酸エステル油とシリコーンオイルを含有する化粧料は、これらの保湿成分(炭化水素油及び/又は脂肪酸エステル油)を肌上又は毛髪上により安定かつ均一な状態で塗布することができるので、保湿成分の肌上の保湿効果が向上する。したがって、非シリコーン系油剤(炭化水素油、脂肪酸エステル油等)のみを含む化粧料に比して、非シリコーン系油剤と共にシリコーンオイルを含む化粧料は、より滑らかでしっとりした感触を付与することができるという利点がある。
これらの油剤は、特許文献14の段落0130~0135、段落0206等に開示されたものと共通である。なお、フッ素系油としては、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロデカリン、パーフルオロオクタン等が挙げられる。
(粉体又は着色剤)
本発明に係る化粧料又は外用剤に用いることのできる粉体又は着色剤は、化粧料の成分として一般に使用されるものであり、白色及び着色顔料、並びに、体質顔料を含む。白色及び着色顔料は化粧料の着色等に使用され、一方、体質顔料は、化粧料の感触改良等に使用される。本発明における「粉体」としては、化粧料に通常使用される白色及び着色顔料、並びに、体質顔料を特に制限なく使用することができる。本発明において、1種類又は2種類以上の粉体を配合することが好ましい。粉体の形状(球状、棒状、針状、板状、不定形状、紡錘状、繭状等)、粒子径(煙霧状、微粒子、顔料級等)、及び、粒子構造(多孔質、無孔質等)は何ら限定されるものではないが、平均一次粒子径が1nm~100μmの範囲にあることが好ましい。特に、これらの粉体又は着色剤を顔料として配合する場合、平均粒子径が1nm~20μmの範囲にある無機顔料粉体、有機顔料粉体、樹脂粉体から選択される1種類又は2種類以上を配合することが好ましい。
粉体としては、例えば、無機粉体、有機粉体、界面活性剤金属塩粉体(金属石鹸)、有色顔料、パール顔料、金属粉末顔料等が挙げられ、これらを複合化したものを使用することができる。更に、これらの表面に撥水化処理を行ったものを挙げることができる。
これらの具体例は、特許文献14の段落0150~0152等に開示された粉体又は着色剤と共通である。
例示された粉体のうち、シリコーンエラストマー粉体について特に説明する。シリコーンエラストマー粉体は、主としてジオルガノシロキシ単位(D単位)からなる直鎖状ジオルガノポリシロキサンの架橋物であり、側鎖若しくは末端に珪素結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと側鎖若しくは末端にアルケニル基等の不飽和炭化水素基を有するジオルガノポリシロキサンを、ヒドロシリル化反応触媒下で架橋反応させることによって好適に得ることができる。シリコーンエラストマー粉体は、T単位及びQ単位からなるシリコーン樹脂粉体に比して、柔らかく、弾力があり、また、吸油性に優れるため、肌上の油脂を吸収し、化粧崩れを防ぐことができる。そして、前記本発明の製法により得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンにより表面処理を行うと、処理効率がよく均質な処理が可能であるため、シリコーンエラストマー粉体のスエード調の感触を減じることなく、当該高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの種類に応じた特有の効果や感触を付与することができる。更に、シリコーンエラストマー粉体と共に前記高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを化粧料に配合する場合は、化粧料全体における当該粉体の分散安定性が改善され、経時的に安定な化粧料を得ることができる。
シリコーンエラストマー粉体は、球状、扁平状、不定形状等種々の形状を取りうる。シリコーンエラストマー粉体は油分散体の形態であってもよい。本発明の化粧料には、粒子形状を有するシリコーンエラストマー粉体であり、電子顕微鏡を用いた観察による一次粒子径及び/又はレーザー回析/散乱法で測定された平均一次粒子径が0.1~50μmの範囲に入り、且つ、一次粒子の形状が球状のシリコーンエラストマー粉体を好適に配合することができる。シリコーンエラストマー粉体を構成するシリコーンエラストマーは、JIS K 6253「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」のタイプAデュロメータによる硬さが80以下のものが好ましく、65以下のものがより好ましい。
かかるシリコーンエラストマー粉体のうち、特にシリコーンエラストマー球状粉体の具体例は、特許文献14の段落0168に開示されたものと共通であり、同段落0150~0152にも例示される通り、撥水化等各種表面処理を行ったシリコーンエラストマー粉体でもよい。
本発明の化粧料又は外用剤には、更に、その他の界面活性剤を配合することができる。これらの界面活性剤は、皮膚や髪の洗浄成分或いは油剤の乳化剤として機能する成分であり、化粧料の種類及び機能に応じて所望のものを選択しうる。より具体的には、他の界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、及び、半極性界面活性剤からなる群より選択することができるが、特に、シリコーン系のノニオン性界面活性剤を併用することが好ましい。
これらの界面活性剤は、特許文献14の段落0162,0163,0195~0201等に開示されたものと共通である。本発明の製法により得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンは、分子内に極性基と非極性基とを有するので、分散剤としての機能を有する。このため、ノニオン性界面活性剤と併用した場合に、ノニオン性界面活性剤の性能を向上させる助剤として機能して、製剤全体としての安定性を改善できる場合がある。特に、本発明の製法により得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンないしは高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを含有する溶液は、各種変性シリコーンとの相溶性・親和性が改善されているため、ポリオキシアルキレン変性シリコーン、ポリグリセリル変性シリコーン、グリセリル変性シリコーン、糖変性シリコーン、糖アルコール変性シリコーンと併用することが可能であり、これらのシリコーン系のノニオン性界面活性剤は、アルキル分岐、直鎖シリコーン分岐、シロキサンデンドリマー分岐等が親水基と同時に必要に応じ施されていているものも好適に用いることができる。
本発明の化粧料又は外用剤には、その目的に応じて、1種又は2種以上の多価アルコール及び/又は低級一価アルコールを用いることができる。これらのアルコール類は、特許文献14の段落0159,0160等に開示されたものと共通である。
本発明の化粧料又は外用剤には、その目的に応じて、1種又は2種以上の無機塩類及び/又は有機酸塩を用いることができる。これらの塩類は、出願人らが特許文献14の段落0161等に開示されたものと共通である。
本発明の化粧料又は外用剤には、その目的に応じて、架橋性オルガノポリシロキサン、オルガノポリシロキサンエラストマー球状粉体、シリコーン樹脂、アクリルシリコーンデンドリマーコポリマー、シリコーン生ゴム、ポリアミド変性シリコーン、アルキル変性シリコーンワックス、アルキル変性シリコーンレジンワックスからなる群から選択される少なくとも1種を用いることができる。これらのシリコーン系成分は、特許文献14の段落0162~0194等に開示されたものと共通である。
本発明の化粧料又は外用剤には、その目的に応じて、1種又は2種以上の水溶性高分子を用いることができる。これらの水溶性高分子は、特許文献14の段落0201等に開示されたものと共通である。
本発明の化粧料又は外用剤には、その目的に応じて、1種又は2種以上の紫外線防御成分を用いることができる。これらの紫外線防御成分は、特許文献14の段落0202~0204等に開示された有機系及び無機系の紫外線防御成分と共通であるが、特に、好適に使用できる紫外線防御成分は、微粒子酸化チタン、微粒子酸化亜鉛、パラメトキシケイ皮酸2-エチルヘキシル、4-tert-ブチル-4’-メトキシジベンゾイルメタン、ジエチルアミノヒドロキシベンゾイル安息香酸ヘキシル、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及び2,4,6-トリス[4-(2-エチルヘキシルオキシカルボニル)アニリノ]1,3,5-トリアジン」{INCI:オクチルトリアゾン}、2,4-ビス{[4-(2-エチル-ヘキシルオキシ)-2-ヒドロキシ]フェニル}-6-(4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン {INCI:ビス-エチルヘキシルオキシフェノールメトキシフェニルトリアジン、商品名:登録商標チノソルブS}等のトリアジン系紫外線吸収剤からなる群より選ばれる少なくとも1種である。これらの紫外線防御成分は、汎用されており、入手が容易で、かつ紫外線防御効果が高いため好適に使用することができる。特に、無機系と有機系の紫外線防御成分を併用することが好ましく、UV-Aに対応した紫外線防御成分とUV-Bに対応した紫外線防御成分を併用することが更に好ましい。
本発明の化粧料又は外用剤において、前記高純度グリセリン誘導体変性シリコーンと紫外線防御成分を併用することにより、化粧料全体の感触及び保存安定性を改善しつつ、紫外線防御成分を化粧料中に安定に微分散させることができるので、化粧料に優れた紫外線防御機能を付与することができる。
本発明の化粧料又は外用剤には、上記の各成分の他に、油溶性ゲル化剤、有機変性粘土鉱物、防菌防腐剤、生理活性成分、美肌用成分、pH調整剤、酸化防止剤、溶媒、キレート剤、保湿成分、香料等の各種成分を、本発明の目的を損なわない範囲で使用することができる。これらの化粧品用任意成分は、特許文献14の段落0207,0208,0220~0228等に開示されたものと共通である。
また、本発明に係る化粧料又は外用剤が制汗剤である場合、或いは、その目的に応じて、制汗活性成分、デオドラント剤を配合することができる。これらの制汗成分、デオドラント成分は、特許文献14の段落0209~0219等に開示されたものと共通である。同様に、本発明に係る化粧料又は外用剤が制汗剤組成物である場合、各種制汗剤組成物の調製、用法等については、特許文献14の段落0234~0275等に開示されたものと共通である。
本発明の高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造方法は、有機変性剤の種類によらず適用でき、安価かつ簡便であり、収率又は生産性にも優れ、商業的規模での生産にも無理なく対応可能である。また、本発明の製造方法により得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンは、有機変性剤に由来する不純物が取り除かれており、実質的に単一成分からなるため、製造後の相分離や未反応原料の沈降等が起こらない。特に、本発明の製造方法により得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンは、使用する温度環境によらず透明性の高い外観が維持されるため、寒冷地において当該化合物を使用したり当該化合物を配合した油剤等の各種工業用材料を使用する場合であっても、主成分と不純物の相溶性不良による性能低下や品質変動等の不都合が起こらず、生産工程を安定化することが可能となる。また逆に、暑い季節や地域で当該化合物を使用したり当該化合物を配合した油剤等の各種工業用材料を使用する場合においても、主成分と不純物の相溶性不良による性能低下や品質変動等の不都合が起こらず、更に酸化等による劣化の影響も受けにくいため、生産工程を安定化できるのみならず最終品の品質水準を向上させることが可能となる。したがって、本発明は、従来法では高純度化の困難な有機変性シリコーン及び有機変性シランが有してきた根本的問題を解決したものである。
具体的には、本発明により得られる高純度グリセリン誘導体変性シリコーンは、外用剤、医薬品又は化粧料用の原料として好適に使用できるほか、例えば、繊維処理剤、耐熱/耐侯/電気特性に優れたワニスや塗料添加剤、コーティング剤、プライマー、粘着剤、各種のウレタンや発泡材用のポリオール主剤や整泡剤や改質剤、離型剤や剥離剤、消泡剤、グリースやオイルコンパウンド、絶縁/艶出し/撥水/熱媒・冷媒/潤滑用等のオイル、ゴムや樹脂用の改質剤や添加剤や表面処理剤、シリコーン変性有機樹脂用原料、シランカップリング剤用の配合物や改質剤や前駆体、建築/ライニング用のコーティング材やシーリング材、光ファイバー/電線用の保護剤や潤滑剤やバッファー剤、電子・電気用部品等の一般工業用材料の原料としても好適に使用できる。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。また、得られた各試料の光透過率は以下に述べる方法で、室温(25℃)において測定した。
[光透過率]
光透過率計[島津製作所製,UV-265FW]を用いて、波長750nm、セル厚10mmにおける光透過率(%)を測定した。なお、対照としては精製水を使用した。
なお、以下の製造例、比較例においては、「グリセリン誘導体変性シリコーンNo.Xの製造」等と便宜的に記述しているが、得られた生成物は、主成分の他に少量の未反応原料等をも含有する混合物の形態となっている。
下記組成式において、Meはメチル(-CH)基を表し、MeSiO基(又は、MeSi基)を「M」、MeSiO基を「D」、MeHSiO基を「D」と表記し、M及びD中のメチル基をいずれかの置換基によって変性した単位を「M」及び「D」と表記する。また、製造例中、IPAはイソプロピルアルコールを示す。
[製造例1]
<グリセリン誘導体変性シリコーンNo.1の製造>
ステップ1:反応器に平均組成式 MD47.5 10.5M で表されるメチルハイドロジェンポリシロキサンを215.0g、平均組成式CH=CH-Si(OSiMeで表されるビニルトリストリメチルシロキシシランを16.9g、白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のIPA溶液(Pt濃度0.45重量%)を0.39g仕込み、窒素流通下で攪拌しながら加温を開始した。30~50℃で2時間反応を行った後、反応液を採取し、アルカリ分解ガス発生法(残存したSi-H基をKOHのエタノール/水溶液によって分解し、発生した水素ガスの体積から反応率を計算する)により確認したところ、反応率は予定通りであった。
ステップ2:反応液を39℃として、ヘキサデセン(αオレフィン純度=91.7%)47.2g(1回目)を添加したところ、68℃まで昇温が認められた。1時間の反応後、液温が64℃となったところで反応液を採取しステップ1と同様の方法で確認したところ、反応は予定どおりであった。
ステップ3:反応液に、構造式CH=CH-CH-O{CHCH(OH)CHO}-Hで表されるジグリセリンモノアリルエーテルを23.7g、天然ビタミンEを0.035g、IPAを245g添加し、上記と同じ白金触媒溶液を0.38g追加投入した。45~65℃で1時間反応を行ないステップ1と同様の方法で確認したところ、反応率は予定どおりであった。なお、ここでのジグリセリンモノアリルエーテルの仕込み量は、反応させたいSi-H基(D 個分)に対して1.10モル倍過剰であった。したがって、余剰分の当該グリセリン誘導体が反応液中に残存している。
ステップ4:反応液にヘキサデセン(αオレフィン純度=91.7%)の47.2g(2回目)を添加し、上記と同じ白金触媒溶液を0.2g追加投入した。60~70℃で3時間反応を行ないステップ1と同様の方法で確認したところ、反応は完結していた。
ステップ5:反応液を減圧下で加熱して窒素ガスによるバブリング下95-105℃、10mmHgの条件で1時間保持し、IPA等の低沸分を溜去した。その後、75℃以下まで冷却してから復圧したところ、内容液は黄褐色で透明感ある均一液体であった。
ステップ6:反応器の内容物に対し、硫酸水素ナトリウム一水和物0.055gをイオン交換水5.3gに溶かした水溶液を仕込み、窒素流通下で攪拌しながら60~70℃で1時間の酸処理を行った。その後、66℃で減圧し、水その他の低沸分の溜出が止まったところで復圧した(酸処理1回目)。次いで、水5.3gを添加して10分間の処理を行った後、同様に減圧して水その他の低沸分の溜出が止まったところで復圧した(酸処理2回目)。再度水5.3gを添加して15分間の処理を行った後、同様に減圧して55~70℃で2時間加熱減圧状態を保持し、系内の水滴が消失した後に復圧した(酸処理3回目)。これにより、平均組成式MD47。5R*11 7。5R*31 R*21 M で表されるジグリセリン誘導体変性シリコーンを含む組成物347gを、灰褐色不透明均一液体として得た。粘度(25℃):8400mPa.s
ここで、R*11及びR*21及びR*31は下記のとおりである。
*11= -C1633
*21= -CO{CHCH(OH)CHO}-H 
*31= -CSi(OSiMe
なお、酸処理によって内容物外観の濁りが大きく増大したが、これは未反応の不飽和ジグリセリン(トリオール)が加水分解を受けて対応するジグリセリン(テトラオール)に変化したことにより、極性がより大きくなり、主成分である変性シリコーンとの相溶性が低下した結果によるものと考えられる。
[比較例1]
<グリセリン誘導体変性シリコーンNo.1を含む比較用組成物RE-1の調製>
製造例1で得られた灰褐色不透明均一液体340gに対して、濾過助剤としてハイフロースーパーセル(セライト社、融剤焼成品珪藻土)10gを使用し、濾紙としてADVANTEC No.424(直径110mm、東洋濾紙社)を使用して、加圧濾過器によってN圧400kPaにて室温で濾過を行った。しかし、濾過の最初から最後まで濁りは全く改善されず、1時間かけ灰褐色不透明濁液体322gを得た。{粘度(25℃):8400mPa.s}このものは、製造例1で得られた組成物と比較して、外観上の透明性は全く改善されていなかった。
[比較例2]
<グリセリン誘導体変性シリコーンNo.1を含む比較用組成物RE-2の調製>
次に、比較例1で得られた灰褐色不透明濁液体315gを取り出し、ゼータプラスフィルター30C(直径90mm、スリーエム社、ゼータ電位式吸着ろ過フィルター)により、専用濾過器を用いてN圧150kPaにて加圧濾過を行った。なお、当該フィルターはその性質上、耐圧性が低く200kPaを超える圧力をかけることができないため、比較例1よりも低い加圧状態で濾過を行わざるを得なかった。この時、室温では濾過が非常に遅かったため、40~50℃に保温して実施した。最初の濾液40g程度は透明感のある外観に改善されていたが、その後は濁りが漏れ出てきたため、最終的に得られた濾液の全量を均質になるよう混合した結果、7時間をかけて灰褐色不透明均一液体283gが得られた。{粘度(25℃):8400mPa.s}このものは、比較例1に対して外観上の透明性の改善は殆ど認められなかった。
[実施例1]
<高純度グリセリン誘導体変性シリコーンNo.1の調製>
比較例2で得られた灰褐色不透明均一液体120gと、PEG#20000(分子量2万のポリエチレンオキサイド、融点約65℃)フレーク品(有機ワックス)の3.6gをフラスコに仕込み、窒素流通下で攪拌しながら加温を開始した。80℃で40分間激しく混合撹拌を行ったところ、外観は白濁した均一分散液であった。その後、撹拌下に40℃以下となるまで放冷(2時間)して処理を終了した。フラスコ内容物の外観は放冷前と同様であった。次いで、フラスコ内容物に対し濾過助剤としてハイフロースーパーセル(セライト社、融剤焼成品珪藻土)10gを使用し、濾紙としてADVANTEC No.424(直径110mm、東洋濾紙社)を使用して、加圧濾過器によりN圧400kPaにて室温で1時間をかけ濾過を行った。その結果、驚いたことに最初から最後まで半透明均一な淡黄褐色の濾液が得られ、その総量は92gであった。すなわち、実施例1に示す本発明の手法によって、比較例2の不透明な反応混合物から濁りの大半を取り除くことができ、全量の半透明化を達成できた。粘度(25℃):8500mPa.s
[製造例2]
<グリセリン誘導体変性シリコーンNo.2の製造>
ステップ1:反応器に平均組成式 MD43.4 7.4M で表されるメチルハイドロジェンポリシロキサンを147.5g、ヘキサデセン(αオレフィン純度=91.7%)を28.8g、下記平均組成式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
で表される3-メタクリロキシプロピル(トリス(トリメチルシロキシ)シリルエチルジメチルシロキシ)シランを5.2g仕込み、窒素流通下で攪拌しながら白金-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体のヘキサメチルジシロキサン溶液(Pt濃度0.45重量%)を0.10g仕込み加温を開始した。50~60℃で2時間反応を行った後、反応液を採取し、アルカリ分解ガス発生法により確認したところ、反応率は予定通りであった。
ステップ2:反応液に、平均組成式CH=CH-CH-O(C-Hで表されるジグリセリンモノアリルエーテルを14.8g、天然ビタミンEを0.03g、IPAを120g添加し、上記と同じ白金触媒溶液を0.15g追加投入した。50~60℃で5.5時間反応を行ないステップ1と同様の方法で確認したところ、反応率は予定どおりであり、平均組成式:MD43.4R*32 0.1R*22 1.56R*11 3.1 2.64Mで表される変性シリコーン中間体が生成していることが分かった。なお、ここでジグリセリンモノアリルエーテルの仕込み量は、反応させたいSi-H基(D 1.6個分)に対して1.13モル倍過剰であった。したがって、余剰分の当該グリセリン誘導体が反応液中に残存していることになる。
ここで、R*11及びR*22及びR*32は下記のとおりである。
*11= -C1633
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
ここで、製造例2で用いたジグリセリンモノアリルエーテルは、グリセリンモノアリルエーテル1モルに対し1モル相当のグリシドールを開環付加することにより合成されたものである。グリセリンモノアリルエーテルには2つの水酸基がありグリシドールはその両方と反応しえるため、ここでのジグリセリン部分は鎖状構造だけの単一組成ではない。
*22= -CO-X {X=(C-H (ジグリセリン部分)}
ステップ3:反応液に、架橋反応時の反応溶媒兼希釈剤となるFZ-3196(東レ・ダウコーニング社製、カプリリルメチコン)を200g投入し、45-50℃で減圧してIPAの除去を行った。その後、復圧して47℃にて1,5-ヘキサジエンを5.51g添加し、更に上記と同じ白金触媒溶液を0.25g追加投入した。なお、本架橋反応時のC=C/Si-Hモル比は1.20であった。50℃で8時間反応を行なった後、ステップ1と同様の方法で確認したところ反応は完結しており、とろみのある白濁液体が得られていた。
ステップ4:反応器の内容物に対し、0.16%リン酸水溶液6.0g、IPA80g、イオン交換水3.0gを仕込み、窒素流通下で攪拌しながら70~80℃で3時間の酸処理を行った。その後、減圧し、低沸分の溜出が止まったところから70-90℃,10mmHg以下の条件で1.5時間の保持を行い、復圧した。これにより、グリセリン誘導体基及び架橋部を有し、その架橋部がSi-C結合によりオルガノポリシロキサン部と有機部とを連結している、液状の有機変性シリコーンを主成分とし、それと同量のカプリリルメチコン(希釈用油剤)を第2の主成分として含有する組成物(反応混合物)395gが得られた。本品は、25℃で濁りの大きい灰褐色液体であった。粘度(25℃):1400mPa.s
製造例2で得られた液状有機変性シリコーンの平均的構造式(模式図)を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
(式中、Me=メチル基、[]n中のZ=-CHCH-、[]n外のZ=-C-COO-C-、R=-C1633、Y=-(CH-、a=43.4、b=1.56、 c=2.64、d=0.1、e=3.1、m=3、n=3である)、X=(C
[比較例3]
<グリセリン誘導体変性シリコーンNo.2を含む比較用組成物RE-3の調製>
製造例2で得られた濁りの大きい灰褐色液体(グリセリン誘導体変性シリコーンNo.2及びカプリリルメチコンを主成分として含む反応混合物)を、そのまま試料として用いた。
[実施例2]
<高純度グリセリン誘導体変性シリコーンNo.2の調製>
製造例2で得られた濁りの大きい淡褐色粘稠液体279gと、PEG#20000(分子量2万のポリエチレンオキサイド、融点約65℃)フレーク品(有機ワックス)の8.4gをフラスコに仕込み、窒素流通下で攪拌しながら加温を開始した。85~100℃で1時間激しく混合撹拌を行ったところ、外観は白濁した均一分散液であった。その後、撹拌下に40℃以下となるまで放冷(2.5時間)して処理を終了した。フラスコ内容物の外観は放冷前と類似していた。次いで、フラスコ内容物に対して、濾過助剤としてハイフロースーパーセル(セライト社、融剤焼成品珪藻土)10gを使用し、濾紙としてADVANTEC No.424(直径110mm、東洋濾紙社)を使用して、加圧濾過器によってN圧600kPaにて室温で1時間かけて濾過を行った。その結果、驚いたことに最初から最後まで半透明均一な微黄色の濾液が得られ、その総量は253gであった。{粘度(25℃):1500mPa.s}すなわち、実施例2に示す本発明の手法によっても、製造例2の不透明な反応混合物から濁りの大半を取り除くことができ、全量の半透明化を達成できた。
上記の方法で調製された、本発明に係る高純度グリセリン誘導体変性シリコーンである、実施例の「高純度グリセリン誘導体変性シリコーンNo.1、高純度グリセリン誘導体変性シリコーンNo.2」、比較例に係る「グリセリン誘導体変性シリコーンNo.1を含む比較用組成物RE-1~RE-2、グリセリン誘導体変性シリコーンNo.2を含む比較用組成物RE-3」の内容を、以下の表1及び表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000062
注*1)主成分であるグリセリン誘導体変性シリコーンの化学構造を平均組成式により示す。
表中、官能基の構造及びその分類は、以下の通りである。
<シロキサンデンドロン構造を有する基:R*3
*31= ―CSi(OSiMe
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
<グリセリン誘導体基含有有機基:R*2
*21= -CO{CHCH(OH)CHO}-H 
*22= -CO-X {X=(C-H,本例においてはジグリセリン部分は鎖状構造だけの単一組成ではない。}
<その他の有機基:R*1
*11= -C1633
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000064
注*2)試料の室温における光透過率T%(波長750nm、セル厚10mm)を示す。
注*3)試料の25℃における粘度(mPa.s)の値であり、E型回転粘度計により測定した数値を示す。
[安定性試験]
実施例1、実施例2、比較例2、及び、比較例3のサンプル各40gを100mlガラス瓶に入れて密栓した。これらを室温で4ヶ月間静置した。その後、サンプル外観を記録したのち、光透過率、及び粘度の測定を行った。結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000065
注*4)安定性試験後の、試料の室温における光透過率T%(波長750nm、セル厚10mm)を示す。
注*5)粘度の初期値からの変化率%を示す。
注*6)安定性試験後、サンプルを開封したときの臭気の程度を、嗅覚により以下の基準にしたがって評価した。
臭気テストの評価基準:
◎ : 臭気は全く感じられない
○ : アルデヒド臭は全く無いが、若干の基材臭が感じられる
△ : 少しアルデヒド臭が認められる
× : 鼻にツンとくるアルデヒド臭が明確に認められ、不快である
以上の結果より、実施例の試料は比較例の試料よりも、高純度及び無臭性の点で遥かに優れていることが分かる。
以下、本発明に係る化粧料及び外用剤についてその処方例を示して説明するが、本発明に係る化粧料及び外用剤はこれらの処方例に記載の種類、組成に限定されるものではない。
本発明により得られる高純度のグリセリン誘導体変性シリコーンは、例えば、様々な外用剤、化粧料に用いることができる。その具体的な処方例としては、例えば、特許文献14(国際公開特許 WO2011/049248号公報)に記載された各種化粧料・外用剤の処方例1~43中のシリコーン化合物No.1~No.16に相当する成分及び/又は各種ポリエーテル変性シリコーンを、本発明に係る高純度のグリセリン誘導体変性シリコーン(高純度グリセリン誘導体変性シリコーンNo.1、No.2等)又はその溶液で置き換えたものが挙げられる。
また、特許文献15(国際公開特許 WO2011/049247号公報)に開示された各種化粧料・外用剤の処方例1~24中のシリコーン化合物No.1~No.14に相当する成分及び/又は各種ポリエーテル変性シリコーンを、本発明に係る高純度のグリセリン誘導体変性シリコーン(高純度グリセリン誘導体変性シリコーンNo.1、No.2等)又はその溶液で置き換えたものが挙げられる。
また、特許文献16(国際公開特許 WO2011/049246号公報)に開示された各種化粧料・外用剤の処方例1~10中に含まれるAB型オルガノポリシロキサン共重合体P1~P6に相当する成分(合成例1~12)及び/又は各種オキシエチレン変性シリコーンを、上記の本発明に係る高純度のグリセリン誘導体変性シリコーン(高純度グリセリン誘導体変性シリコーンNo.1、No.2等)又はその溶液で置き換えたものが挙げられる。
また、特許文献17(特開2012-046507号公報)に開示された各種化粧料・外用剤の処方例1~14に含まれるシリコーン化合物No.1~No.8に相当する成分及び/又は各種ポリエーテル変性シリコーンを、本発明に係る高純度のグリセリン誘導体変性シリコーン(高純度グリセリン誘導体変性シリコーンNo.1、No.2等)又はその溶液で置き換えたものが挙げられる。
本発明の高純度のグリセリン誘導体変性シリコーンは、当該シリコーンとは極性の大きく異なる有機変性剤が取り除かれているため、化粧料・外用剤の処方を設計するにあたり各種原料配合時の相溶性不良の問題が起き難く、処方設計の幅が広がるという利点がある。同時に、最終製品の安定性に関する懸念やリスクも減らすことが出来る。高純度であるため、不純物含有量の多い一般的な有機ケイ素化合物と比較して、感触改良効果、保湿効果、経時着臭等の劣化現象の少なさ、界面活性効果、乳化性能、粉体分散安定能、粉体表面処理効果、或いはこれら効果の持続性等の点で有利である。特に、粉体を含む処方や水の配合量の少ない処方においては、本発明により得られる高純度のグリセリン誘導体変性シリコーンの特性により、薬効成分や粉体を化粧料・外用剤中に従来よりも安定に微分散させることが可能となる結果、塗りむらがなくなり、化粧持ちや発色性の向上、スキンケアやUVフィルター効果の向上等、その処方本来の効果が増進されるという大きな利点が生まれる。また、粉体を含まない処方においては、本発明により得られる高純度のグリセリン誘導体変性シリコーンの特性により、透明性に優れ、低粘度であっても安定な製品を容易に得ることが出来る。

Claims (14)

  1. 液状の高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造方法であって、
    グリセリン誘導体変性シリコーン及び不純物を含有する混合物に、該不純物と親和性を有し、且つ、前記グリセリン誘導体変性シリコーンよりも高融点である有機ワックスを添加し、加熱溶融混合して、溶融した該有機ワックス内に該不純物を取り込む工程、
     前記有機ワックスを冷却して有機ワックスの固化物を得る工程
     前記グリセリン誘導体変性シリコーン及び前記有機ワックスの固化物を固液分離する工程
    を含む製造方法。
  2. 前記不純物が前記グリセリン誘導体由来の不純物である、請求項1記載の製造方法。
  3. 前記グリセリン誘導体変性シリコーンが少なくとも100℃で液体である、請求項1又は2記載の製造方法。
  4. 前記有機ワックスが、45℃~150℃の融点を有する、請求項1乃至3のいずれかに記載の製造方法。
  5. 前記有機ワックスが、900以上の平均分子量を有する、請求項1乃至4のいずれかに記載の製造方法。
  6. 前記有機ワックスが(ポリ)オキシエチレン部位を含有する、請求項1乃至5のいずれかに記載の製造方法。
  7. 前記有機ワックスが、(ポリ)オキシエチレン部位を含有するグリセリン誘導体である、請求項1乃至6のいずれかに記載の製造方法。
  8. 前記グリセリン誘導体変性シリコーンのケイ素原子が、Si-C結合又はSi-O-C結合を介してグリセリン誘導体基含有有機基と結合している、請求項1乃至7のいずれかに記載の製造方法。
  9. 前記グリセリン誘導体変性シリコーンが、下記一般式(1):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    {式中、R1は一価有機基(但し、R、L及びQを除く)、水素原子又は水酸基を表し、Rは炭素原子数9~60の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基、又は、下記一般式(2-1);
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、R11はそれぞれ独立して置換若しくは非置換の炭素原子数1~30の一価炭化水素基、水酸基又は水素原子であり、R11のうち少なくとも一つは前記一価炭化水素基である。tは2~10の範囲の数であり、rは1~500の範囲の数である)若しくは下記一般式(2-2);
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、R11及びrは上記のとおりである)で表される鎖状のオルガノシロキサン基を表し、Lはi=1のときの下記一般式(3);
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式中、Rはそれぞれ独立して炭素原子数1~30の、置換若しくは非置換の、直鎖状若しくは分岐状の一価炭化水素基を表し、Rはそれぞれ独立して炭素原子数1~6のアルキル基又はフェニル基を表し、Zは二価有機基を表し、iはLで示されるシリルアルキル基の階層を表し、該シリルアルキル基の繰り返し数である階層数がkのとき1~kの整数であり、階層数kは1~10の整数であり、Li+1はiがk未満のときは該シリルアルキル基であり、i=kのときはRであり、hは0~3の範囲の数である)で表される、シロキサンデンドロン構造を有するシリルアルキル基を表し、Qはグリセリン誘導体基含有有機基を表し、
    a 、b 、c及びdは、それぞれ、1.0≦a≦2.5、0≦b≦1.5、0≦c≦1.5、0.0001≦d≦1.5の範囲にある数である}で表される、グリセリン誘導体変性シリコーンである、請求項1乃至8のいずれかに記載の製造方法。
  10. 前記グリセリン誘導体変性シリコーンが、
    (A)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、
    (B)1分子中に1以上の反応性不飽和基を有するグリセリン誘導体基含有有機化合物、並びに
    (C)(C1)1分子中に平均で1より大きい数の反応性不飽和基を有する有機化合物、及び、(C2)1分子中に1以上の反応性不飽和基及び1以上のエポキシ基を有する有機化合物からなる群から選択される1種類以上の有機化合物を反応させることにより得られる{但し、前記(C)成分がグリセリン誘導体基含有有機基を含有する場合には前記(B)成分の使用は任意である}、ケイ素原子に結合したグリセリン誘導体基含有有機基を有し、且つ、架橋部にSi-C結合を含む架橋構造を有する有機変性シリコーンである、請求項1乃至8のいずれかに記載の製造方法。
  11. 前記グリセリン誘導体変性シリコーンが、
    (D)分子鎖の両末端に反応性官能基を有するオルガノポリシロキサン、及び
    (E)分子中に前記(D)オルガノポリシロキサンの分子鎖両末端に位置する反応性官能基と反応し得る2つの反応性官能基を有する有機化合物
    を少なくとも反応させて得られる直鎖状のグリセリン誘導体基含有交互共重合体の形式のグリセリン誘導体変性シリコーンである、請求項1乃至8のいずれかに記載の製造方法。
  12. 前記混合物が前記グリセリン誘導体変性シリコーンの溶媒を更に含む、請求項1乃至11のいずれかに記載の製造方法。
  13. 前記グリセリン誘導体変性シリコーン及び前記不純物を含有する混合物が、酸性水溶液によって処理されており、該酸性水溶液の処理によって発生した臭気物質及び水が加熱又は減圧することにより取り除かれている、請求項1乃至12のいずれかに記載の製造方法。
  14. 請求項1乃至13のいずれかに記載の製造方法により得られた高純度グリセリン誘導体変性シリコーンを含む、外用剤若しくは化粧料、又は、工業用材料。
PCT/JP2013/085005 2012-12-28 2013-12-26 高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造法 WO2014104256A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014554575A JPWO2014104256A1 (ja) 2012-12-28 2013-12-26 高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造法
EP13869648.9A EP2940063A4 (en) 2012-12-28 2013-12-26 PROCESS FOR THE PREPARATION OF SILICONE MODIFIED BY A HIGH-PURITY GLYCEROL DERIVATIVE
US14/655,136 US20160052944A1 (en) 2012-12-28 2013-12-26 Manufacturing Method For High-Purity Glycerol Derivative-Modified Silicone

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-289017 2012-12-28
JP2012289017 2012-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014104256A1 true WO2014104256A1 (ja) 2014-07-03

Family

ID=51021330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/085005 WO2014104256A1 (ja) 2012-12-28 2013-12-26 高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20160052944A1 (ja)
EP (1) EP2940063A4 (ja)
JP (1) JPWO2014104256A1 (ja)
WO (1) WO2014104256A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014200111A1 (ja) * 2013-06-13 2014-12-18 東レ・ダウコーニング株式会社 長鎖炭化水素基含有ジグリセリン誘導体変性シリコーン及びその利用
US10066060B2 (en) 2012-12-28 2018-09-04 Dow Corning Toray Co., Ltd. Production method for high-purity organosilicon compound
WO2022014224A1 (ja) * 2020-07-14 2022-01-20 信越化学工業株式会社 親水性基変性オルガノポリシロキサン及びその製造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106414557A (zh) * 2014-04-21 2017-02-15 道康宁东丽株式会社 液态高纯度多元醇衍生物改性的有机硅或其组合物的制造方法

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2383521A (en) * 1942-05-18 1945-08-28 Frank J Sowa Process of separating hydrocarbons and waxes and the products so produced
JPS6234039A (ja) 1985-08-07 1987-02-14 Toyo Soda Mfg Co Ltd 免疫反応測定に用いる蛍光検出装置
JPS62195389A (ja) 1986-02-24 1987-08-28 Chisso Corp ヒドロキシル基含有シロキサン化合物
JPS63202629A (ja) 1987-02-17 1988-08-22 Nitto Electric Ind Co Ltd ポリプロピレングライコ−ル変性オルガノシロキサン重合体の精製法
JPH05156019A (ja) 1991-12-03 1993-06-22 Kao Corp アルキルグリセリルポリシロキサン誘導体の精製方法
JPH0689147B2 (ja) 1990-05-15 1994-11-09 信越化学工業株式会社 変性シリコーン化合物及びその製造方法
JP2613124B2 (ja) 1990-08-30 1997-05-21 花王株式会社 新規シロキサン誘導体、その製造方法及びこれを含有する化粧料
JP2844453B2 (ja) 1996-10-02 1999-01-06 花王株式会社 新規シロキサン誘導体
JPH11181096A (ja) * 1997-09-29 1999-07-06 Dow Corning Corp ポリオルガノシロキサン混合物の中和方法
JPH11240951A (ja) * 1997-12-15 1999-09-07 Dow Corning Corp ポリオルガノシロキサンの中和法
JP3172787B2 (ja) 1992-01-14 2001-06-04 日本精化株式会社 糖残基を有するオルガノシロキサン誘導体およびその製造方法
WO2002055588A1 (fr) 2001-01-10 2002-07-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Compose de silicone modifie inodore, preparation cosmetique renfermant ce compose et procede pour purifier un compose silicone modifie presentant un polymere ramifie a groupe hydrophile
JP3976226B2 (ja) 2000-12-08 2007-09-12 信越化学工業株式会社 多価アルコール変性シリコーン及びそれを含有する化粧料
JP4357909B2 (ja) 2003-09-12 2009-11-04 花王株式会社 分岐ポリグリセロール変性シリコーンの製法
JP4485134B2 (ja) 2002-03-25 2010-06-16 花王株式会社 分岐ポリグリセロール変性シリコーン
WO2011049248A1 (ja) 2009-10-23 2011-04-28 東レ・ダウコーニング株式会社 新規な共変性オルガノポリシロキサン
WO2011049246A1 (ja) 2009-10-23 2011-04-28 東レ・ダウコーニング株式会社 新規オルガノポリシロキサン共重合体
WO2011049247A1 (ja) 2009-10-23 2011-04-28 東レ・ダウコーニング株式会社 油性原料の増粘剤またはゲル化剤
JP2012046507A (ja) 2010-07-30 2012-03-08 Dow Corning Toray Co Ltd 共変性オルガノポリシロキサンを含む毛髪化粧料
JP5037782B2 (ja) 2003-07-07 2012-10-03 信越化学工業株式会社 新規なオルガノポリシロキサン・グリセリン誘導体交互共重合体およびそれを含有する化粧料

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2383521A (en) * 1942-05-18 1945-08-28 Frank J Sowa Process of separating hydrocarbons and waxes and the products so produced
JPS6234039A (ja) 1985-08-07 1987-02-14 Toyo Soda Mfg Co Ltd 免疫反応測定に用いる蛍光検出装置
JPS62195389A (ja) 1986-02-24 1987-08-28 Chisso Corp ヒドロキシル基含有シロキサン化合物
JPS63202629A (ja) 1987-02-17 1988-08-22 Nitto Electric Ind Co Ltd ポリプロピレングライコ−ル変性オルガノシロキサン重合体の精製法
JPH0689147B2 (ja) 1990-05-15 1994-11-09 信越化学工業株式会社 変性シリコーン化合物及びその製造方法
JP2613124B2 (ja) 1990-08-30 1997-05-21 花王株式会社 新規シロキサン誘導体、その製造方法及びこれを含有する化粧料
JPH05156019A (ja) 1991-12-03 1993-06-22 Kao Corp アルキルグリセリルポリシロキサン誘導体の精製方法
JP3172787B2 (ja) 1992-01-14 2001-06-04 日本精化株式会社 糖残基を有するオルガノシロキサン誘導体およびその製造方法
JP2844453B2 (ja) 1996-10-02 1999-01-06 花王株式会社 新規シロキサン誘導体
JPH11181096A (ja) * 1997-09-29 1999-07-06 Dow Corning Corp ポリオルガノシロキサン混合物の中和方法
JPH11240951A (ja) * 1997-12-15 1999-09-07 Dow Corning Corp ポリオルガノシロキサンの中和法
JP3976226B2 (ja) 2000-12-08 2007-09-12 信越化学工業株式会社 多価アルコール変性シリコーン及びそれを含有する化粧料
WO2002055588A1 (fr) 2001-01-10 2002-07-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Compose de silicone modifie inodore, preparation cosmetique renfermant ce compose et procede pour purifier un compose silicone modifie presentant un polymere ramifie a groupe hydrophile
JP4485134B2 (ja) 2002-03-25 2010-06-16 花王株式会社 分岐ポリグリセロール変性シリコーン
JP5037782B2 (ja) 2003-07-07 2012-10-03 信越化学工業株式会社 新規なオルガノポリシロキサン・グリセリン誘導体交互共重合体およびそれを含有する化粧料
JP4357909B2 (ja) 2003-09-12 2009-11-04 花王株式会社 分岐ポリグリセロール変性シリコーンの製法
WO2011049248A1 (ja) 2009-10-23 2011-04-28 東レ・ダウコーニング株式会社 新規な共変性オルガノポリシロキサン
WO2011049246A1 (ja) 2009-10-23 2011-04-28 東レ・ダウコーニング株式会社 新規オルガノポリシロキサン共重合体
WO2011049247A1 (ja) 2009-10-23 2011-04-28 東レ・ダウコーニング株式会社 油性原料の増粘剤またはゲル化剤
JP2012046507A (ja) 2010-07-30 2012-03-08 Dow Corning Toray Co Ltd 共変性オルガノポリシロキサンを含む毛髪化粧料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2940063A4

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10066060B2 (en) 2012-12-28 2018-09-04 Dow Corning Toray Co., Ltd. Production method for high-purity organosilicon compound
WO2014200111A1 (ja) * 2013-06-13 2014-12-18 東レ・ダウコーニング株式会社 長鎖炭化水素基含有ジグリセリン誘導体変性シリコーン及びその利用
US9783643B2 (en) 2013-06-13 2017-10-10 Dow Corning Toray Co., Ltd. Silicone modified by long-chain hydrocarbon group-containing diglycerin derivative, and use thereof
WO2022014224A1 (ja) * 2020-07-14 2022-01-20 信越化学工業株式会社 親水性基変性オルガノポリシロキサン及びその製造方法
JP2022017749A (ja) * 2020-07-14 2022-01-26 信越化学工業株式会社 親水性基変性オルガノポリシロキサン及びその製造方法
CN115803367A (zh) * 2020-07-14 2023-03-14 信越化学工业株式会社 亲水性基团改性有机聚硅氧烷及其制备方法
JP7271478B2 (ja) 2020-07-14 2023-05-11 信越化学工業株式会社 親水性基変性オルガノポリシロキサン及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014104256A1 (ja) 2017-01-19
US20160052944A1 (en) 2016-02-25
EP2940063A1 (en) 2015-11-04
EP2940063A4 (en) 2016-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6313540B2 (ja) ジグリセリン誘導体変性シリコーン、それを含有してなる油中水型エマルション用乳化剤、外用剤および化粧料
JP6355224B2 (ja) 低臭性グリセリン誘導体変性シリコーンまたはそれを含む組成物の製造方法
JP6105920B2 (ja) 共変性オルガノポリシロキサン、それを含有してなる油中水型エマルション用乳化剤、外用剤および化粧料
WO2012165237A1 (ja) モノ-又はジ-グリセリン誘導体変性オルガノポリシロキサンエラストマー及びその利用
WO2012165233A1 (ja) 新規液状オルガノポリシロキサン及びその利用
JP6392669B2 (ja) 透明乃至半透明の液状のグリセリン誘導体変性シリコーン組成物の製造方法
JP6538351B2 (ja) 高純度有機ケイ素化合物の製造方法
WO2015162906A1 (ja) 液状の高純度多価アルコール誘導体変性シリコーン又はその組成物の製造方法
JP6243355B2 (ja) 高純度モノアルケニル含有グリセリン誘導体及びその製造方法
WO2014104256A1 (ja) 高純度グリセリン誘導体変性シリコーンの製造法
JP6436480B2 (ja) 高純度有機ケイ素化合物の製造方法
WO2015162904A1 (ja) 液状の高純度糖誘導体変性シリコーン又はその組成物の製造方法
JP6189593B2 (ja) 透明乃至半透明の液状のグリセリン誘導体変性架橋シリコーン組成物の製造方法
JPWO2015162907A1 (ja) 透明乃至半透明の液状の糖誘導体変性シリコーン組成物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13869648

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014554575

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2013869648

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013869648

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14655136

Country of ref document: US