JP2006528714A - 水中シリコーン油型エマルジョンを製造するための機械的な反転プロセス - Google Patents
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Abstract
シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー及びシリコーン樹脂等の高粘度シリコーン組成物は、機械的反転により乳化され、ここでシリコーン油中水型（Ｗ／Ｏ）エマルジョンは、水中シリコーン油型（Ｏ／Ｗ）エマルジョンへ反転される。約１０億センチストーク（ｍｍ２／ｓ）、すなわち１，０００，０００，０００センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有するシリコーン樹脂が乳化された。これらのシリコーンＯ／Ｗエマルジョンは、パーソナルケア製品において有用であり、それによりシリコーンＯ／Ｗエマルジョンは、改善された美観を提供することが可能である。また、リコーンＯ／Ｗエマルジョンは、製紙産業及び医療産業において使用される製品でも有用である。シリコーンＯ／Ｗエマルジョンは、エマルジョン中の高粘度シリコーンよりも取り扱いが容易であり、他のエマルジョン又は他の水溶性成分と混合することを可能にする。
Description
本発明は、高粘度シリコーンを含有する水中シリコーン油型エマルジョンを製造するための機械的な反転プロセスに関する。より詳細には、本発明は、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー、シリコーン樹脂又はそれらの混合物を含有する水中シリコーン油型エマルジョンに関する。
シリコーンエマルジョンは、当該技術分野で既知である。かかるシリコーンエマルジョンは、（ｉ）機械的乳化、（ｉｉ）反転による機械的乳化、又は（ｉｉｉ）乳化重合等の方法により製造することができる。しかしながら、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー及びシリコーン樹脂等の幾つかのシリコーンは高粘度であるために、それらの乳化は、実用的には乳化重合に制限されている。その一方、低粘度、したがって低分子量のシリコーンは、機械的に容易に得ることができる。
しかしながら、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー及びシリコーン樹脂の機械的な乳化方法を使用する試みは、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー又はシリコーン樹脂に界面活性剤又は界面活性剤の混合物を加えることが困難であるため、主として成功していない。また、高粘度シリコーン、界面活性剤又は界面活性剤の混合物を含有する混合物に水を加えると同時に、反転を起こすのに十分な剪断剪断を与えることも困難である。さらに、粒径の制御は、溶媒の存在下でのバッチ式機械的乳化を含む方法に制限されている。
上記とは対照的に、本発明は、制御された粒径を有する、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー及びシリコーン樹脂を含有する安定なエマルジョンを製造するための安価な技法を提供する。これは、シリコーン樹脂が水性送達を必要とする多くの用途で使用されるので、シリコーン樹脂に関連する場合において特に有用である。
ＭＱタイプのシリコーン樹脂、及びＭＱシリコーン樹脂とシリコーンポリマーとのブレンドの乳化は、樹脂の濃度が高い、すなわち総シリコーン含有量に基づいて、２０〜９０重量パーセントである場合に困難であることが知られている。高剪断を用いた直接的な乳化は、低粘度ブレンドに適切であり、そして強力な(catastrophic)反転による乳化は、高粘度ブレンドに適切であるものの、いずれも、ＭＱ樹脂が存在する場合には実際的に適さない。これは、シリコーン樹脂／シリコーンポリマーブレンド中の高濃度のシリコーンＭＱ樹脂の存在が、油相粘度を著しく増加させ、その結果、高剪断を用いる直接的な乳化では、エマルジョン安定性を達成するのに必要とされる粒径を生じさせ得ないという理由によるものである。さらに、大量のシリコーンＭＱ樹脂の存在は、多くの場合、いかなる水対油比でも油相が反転しない状態のままである程度に、油相を反転に対して抵抗力のあるものにさせる。
揮発性シリコーン流体、揮発性有機流体又は低分子量希釈剤を、高濃度のシリコーン樹脂を含有する油相と混合することにより、乳化の方法を容易にすることができる一方で、揮発性及び／又は低分子量流体ならびに希釈剤の存在は、多くの用途で望ましくない場合がある。
本発明は、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー、シリコーン樹脂又はそれらの混合物を含有する水中シリコーン油型エマルジョンの製造方法に関する。上記方法によれば、水中シリコーン油型エマルジョンは、（ｉ）シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー、シリコーン樹脂又はそれらの混合物を含有する均質油相を形成すること（均質油相中のシリコーンは、少なくとも１００，０００，０００（１億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）〜５，０００，０００，０００（５０億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）を有する）と、（ｉｉ）１つ以上の界面活性剤を均質油相と混合することと、（ｉｉｉ）均質油相に水を添加して、連続相及び分散相を含有する油中水型エマルジョンを形成すること（水は、均質油相中のシリコーンの重量に基づいて、約０．５〜１０重量パーセントの量で添加される）と、（ｉｖ）少なくとも１５の長さ対直径Ｌ／Ｄ比を有する二軸スクリュー押出機において油中水型エマルジョンに高剪断を適用して、油中水型エマルジョンを水中油型エマルジョンに反転させることと、（ｖ）さらなる水を添加することにより、水中油型エマルジョンを希釈することとにより製造される。
上記方法は、（ｉ）におけるシリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー又はシリコーン樹脂中に存在する溶媒以外の溶媒の非存在下で行われる。均質油相中のシリコーンは、少なくとも１００，０００，０００（１億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）〜５，０００，０００，０００（５０億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）、好ましくは少なくとも２００，０００，０００（２億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）〜２，０００，０００，０００（２０億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有し、最も好ましくは、均質油相中のシリコーンは、少なくとも１，０００，０００，０００（１０億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有するシリコーン樹脂からなるべきである。
本発明のこれら及び他の特徴は、以下の詳細な説明を考慮することから明らかになるであろう。
［説明］
本発明は、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー、及び特にシリコーン樹脂を乳化するのに有効な方法を提供する。これは、（ｉ）シリコーン油中水型（Ｗ／Ｏ）エマルジョンを反転させること、及びごく少量、すなわち油相中のシリコーンの重量に基づいて、約０．５〜１０重量パーセント、好ましくは約１〜５重量パーセントの水を用いて、水中シリコーン油型（Ｏ／Ｗ）エマルジョンを形成させること、（ｉｉ）少なくとも１５、好ましくは少なくとも３０、より好ましくは３０〜６０の長さ対直径（Ｌ／Ｄ）比を有する二軸スクリュー押出機を用いて、反転中に超高剪断を適用すること、並びに（ｉｉｉ）乳化される、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー又はシリコーン樹脂中に存在する溶媒以外の溶媒を添加せずに、反転を行うことにより達成される。
本発明は、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー、及び特にシリコーン樹脂を乳化するのに有効な方法を提供する。これは、（ｉ）シリコーン油中水型（Ｗ／Ｏ）エマルジョンを反転させること、及びごく少量、すなわち油相中のシリコーンの重量に基づいて、約０．５〜１０重量パーセント、好ましくは約１〜５重量パーセントの水を用いて、水中シリコーン油型（Ｏ／Ｗ）エマルジョンを形成させること、（ｉｉ）少なくとも１５、好ましくは少なくとも３０、より好ましくは３０〜６０の長さ対直径（Ｌ／Ｄ）比を有する二軸スクリュー押出機を用いて、反転中に超高剪断を適用すること、並びに（ｉｉｉ）乳化される、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー又はシリコーン樹脂中に存在する溶媒以外の溶媒を添加せずに、反転を行うことにより達成される。
上記方法は、少なくとも１００，０００，０００（１億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）〜５，０００，０００，０００（５０億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）、好ましくは少なくとも２００，０００，０００（２億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）〜２，０００，０００，０００（２０億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有する、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー及びシリコーン樹脂の乳化に特に適する。また、これらの特徴は、本発明と同じ譲受人に譲渡された「シリコーン樹脂エマルジョンの製造方法(Method of Making Silicone Resin Emulsions)」と題する２００３年１月１６日付けで出願された同時係属中の米国特許出願第１０／３４６，５４４号に記載される方法と、本発明を区別する。
上述のように、本発明は、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー及びシリコーン樹脂に関する。本発明の目的では、シリコーンゴム及びシリコーンエラストマーという用語は、少なくとも、両方のシリコーンが、伸び及び回復を可能とする限りにおいて同義であるとみなされる。その一方、シリコーンガムは、引き伸ばすことは可能であるが、一般に元の状態へ回復しない。シリコーンガムは、高粘度の塑性状態から主に弾性状態へ架橋により変換され得る、高分子量の一般に線状のポリジオルガノシロキサンである。シリコーンガムは、シリコーンエラストマー及びシリコーンゴムの調製における主要構成成分の１つとしてしばしば使用される。
従って、本発明の目的では、シリコーンガムは、米国特許第３，６９２，７３７号（１９７２年９月１９日）、米国特許第４，１５２，４１６号（１９７９年５月１日）、米国特許第４，８８５，１２９号（１９８９年８月８日）及び米国特許第５，０５７，２４０号（１９９１年１０月１５日）（興味のある読者はこれらを参照されたい）に記載されるタイプの組成物を包含するとみなすことができる。
シリコーンゴム及びシリコーンエラストマーは、米国特許第４，８８２，３７７号（１９８９年１１月２１日）、米国特許第５，６５４，３６２号（１９９７年８月５日）、米国特許第５，９９４，４５９号（１９９９年１１月３０日）及び米国特許第６，０１５，８５８号（２０００年１月１８日）（興味のある読者はこれらを参照されたい）に記載されるタイプの組成物を包含するとみなすことができる。
シリコーン樹脂は、米国特許第２，６７６，１８２号（１９５４年４月２０日）、米国特許第４，３１０，６７８号（１９８２年１月１２日）、米国特許第４，４２３，０９５号（１９８３年１２月２７日）及び米国特許第５，３５６，５８５号（１９９４年１０月１８日）（興味のある読者はこれらを参照されたい）に記載されるタイプの組成物、並びに以下でより詳細に記載される組成物を包含するとみなすことができる。
頭字語ＭＱは、それがシリコーン樹脂に関連する場合、符号Ｍ、Ｄ、Ｔ及びＱに由来し、これらはそれぞれ、≡Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ≡結合により結合されるシロキサン単位を含有するシリコーン中に存在し得る種々のタイプの構造単位の官能性を表す。単官能性（Ｍ）単位は、（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２を表し、二官能性（Ｄ）単位は、（ＣＨ３）２ＳｉＯ２／２を表す。三官能性（Ｔ）単位は、ＣＨ３ＳｉＯ３／２を表し、分岐した線状シロキサンの形成をもたらす。四官能性（Ｑ）単位は、ＳｉＯ４／２を表し、これは、架橋され且つ樹脂状のシリコーン組成物の形成をもたらす。従って、ＭＱは、シロキサンが、単官能性Ｍ及び四官能性Ｑ単位を全て含有するか、又はシリコーンを樹脂状にするために高い割合のＭ及びＱ単位を少なくとも含有する場合に用いられる。
本発明で有用なシリコーン樹脂は、０℃を超えるガラス転移温度（Ｔｇ）を有する非線状シロキサン樹脂である。ガラス転移温度は、より高次の(higher)シリコーンポリマーのような非晶質材料が、脆弱なガラス状態から塑性状態へ変化する温度である。シリコーン樹脂は、式Ｒ’ａＳｉＯ（４−ａ）／２（式中、Ｒ’は、炭素原子が１〜６の一価炭化水素基又は炭素原子が１〜６の官能的に置換された炭化水素基であり、及びａは、１〜１．８の平均値を有する）を一般に有する。シリコーン樹脂は、単官能性（Ｍ）単位Ｒ”３ＳｉＯ１／２及び四官能性（Ｑ）単位ＳｉＯ４／２（式中、Ｒ”は、炭素原子が１〜６の一価炭化水素基、最も好ましくはメチル基である）から好ましくは構成される。典型的に、Ｍ基とＱ基との数の比は、式Ｒ’ａＳｉＯ（４−ａ）／２中のａが１．０〜１．６３の平均値を有する等価物を提供するように、０．５：１〜１．２：１の範囲である。好ましくは、数の比は、０．６：１〜０．９：１である。１分子当たりのＱ単位の数が、１よりも大きい、好ましくは５よりも大きいシリコーンＭＱ樹脂が最も好ましい。
また、シリコーン樹脂は、１〜５重量パーセントの、ジメチルヒドロキシシロキシ単位（ＨＯ）（ＣＨ３）２ＳｉＯ１／２のようなケイ素結合されたヒドロキシル基を含有してもよい。必要なら、シリコーン樹脂は、少量の二官能性（Ｄ）単位及び／又は三官能性（Ｔ）単位を含有してもよい。好ましいシリコーン樹脂は、少なくとも１００，０００，０００（１億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度及び約２００℃未満の軟化温度を有するものである。シリコーン樹脂は、（ｉ）タイプＭｘＱｙ（式中、ｘ及びｙは、シリコーン樹脂が１分子当たり少なくとも５個を超えるＱ単位を含有するような値を有する）のシリコーン樹脂、（ｉｉ）タイプＭｘＴｙ（式中、ｘ及びｙは、シリコーン樹脂が１分子当たり少なくとも５個を超えるＴ単位を含有するような値を有する）のシリコーン樹脂、並びに（ｉｉｉ）タイプＭｘＤｙＴｐＱｑ（式中、ｘ、ｙ、ｐ及びｑは、Ｑ単位及びＴ単位の合計が１分子当たり少なくとも５個を超え、且つＤ単位の数が０〜１００で変化するような値を有する）のシリコーン樹脂から構成され得る。
本発明によるエマルジョンは、界面活性剤を用いて調製される。界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤又は界面活性剤の混合物であり得る。非イオン性界面活性剤及び陰イオン性界面活性剤が好ましく、陰イオン性及び非イオン性界面活性剤を含有する混合物、又は２つの非イオン性界面活性剤を含有する混合物が最も好ましい。非イオン性界面活性剤を含有する混合物を使用する場合、２つの非イオン性界面活性剤が、合わせて１１〜１５の親水性−親油性平衡（ＨＬＢ）、好ましくは合わせて１２．５〜１４．５のＨＬＢを有するように、一方の非イオン性界面活性剤は、低いＨＬＢを有すべきであり、且つ他方の非イオン性界面活性剤は、高いＨＬＢを有すべきである。
適切な陰イオン性界面活性剤の代表例としては、高級脂肪酸のアルカリ金属石鹸、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルアリールスルホン酸塩、長鎖脂肪アルコール硫酸塩、オレフィン硫酸塩及びオレフィンスルホン酸塩、硫酸化モノグリセリド、硫酸化エステル、スルホン酸化エトキシル化アルコール、スルホコハク酸塩、アルカンスルホン酸塩、リン酸エステル、アルキルイセチオン酸塩、アルキルタウレート(taurate)及びアルキルサルコシン酸塩が挙げられる。好ましい陰イオン性界面活性剤の一例は、Ｂｉｏ−Ｓｏｆｔ Ｎ−３００の名称で市販されている。これは、ステファンカンパニー、イリノイ州ノースフィールド(the Stephan Company, Northfield, Illinois)により販売されているトリエタノールアミン線状アルキレートスルホン酸塩組成物である。
適切な陽イオン性界面活性剤の代表例としては、アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩、スルホニウム塩及びホスホニウム塩が挙げられる。適切な非イオン性界面活性剤の代表例としては、Ｃ１２〜１６アルコール等の長鎖脂肪アルコール又は脂肪酸とのエチレンオキシドの縮合体、アミン又はアミドとのエチレンオキシドの縮合体、エチレン及びプロピレンオキシドの縮合生成物、グリセロールのエステル、スクロース、ソルビトール、脂肪酸アルキロールアミド、スクロースエステル、フルオロ界面活性剤及び脂肪アミンオキシドが挙げられる。適切な両性界面活性剤の代表例としては、イミダゾリン化合物、アルキルアミノ酸塩及びベタイン類が挙げられる。
適切な市販の非イオン性界面活性剤の代表例としては、ユニキマ(Uniqema)(ICI Surfactants)、デラウェア州ウィルミントンによりＢＲＩＪという商品名で販売されているポリオキシエチレン脂肪アルコールが挙げられる。幾つかの例は、ポリオキシエチレン（２３）ラウリルエーテルとして既知のエトキシル化アルコールであるＢＲＩＪ ３５ Ｌｉｑｕｉｄ、及びポリオキシエチレン（４）ラウリルエーテルとして既知の別のエトキシル化アルコールであるＢＲＩＪ ３０である。幾つかのさらなる非イオン性界面活性剤としては、ダウケミカルカンパニー、ミシガン州ミッドランドによりＴＥＲＧＩＴＯＬ（登録商標）という商品名で販売されているエトキシル化アルコールが挙げられる。幾つかの例は、エトキシル化トリメチルノナノールとして既知のエトキシル化アルコールであるＴＥＲＧＩＴＯＬ（登録商標）ＴＭＮ−６、及びＴＥＲＧＩＴＯＬ（登録商標）１５−Ｓ−５、ＴＥＲＧＩＴＯＬ（登録商標）１５−Ｓ−１２、ＴＥＲＧＩＴＯＬ（登録商標）１５−Ｓ−１５及びＴＥＲＧＩＴＯＬ（登録商標）１５−Ｓ−４０という商品名で販売されている様々なエトキシル化アルコール、すなわちＣ１２〜Ｃ１４第二級アルコールエトキシレートである。また、ケイ素原子を含有する界面活性剤も使用することができる。
相反転は、分散液の連続相が分散相になる場合、或いはその逆の場合に一般に起こる。液体／液体分散液における相反転は、突発的(catastrophic)反転又は移行性反転のいずれかとして分類される。突発的反転は、分散相が連続相となるのに十分高い比の分散相が存在するまで、相の比を単純に変化させることにより引き起こされる。移行性反転は、反転を引き起こすため、２つの相に対する界面活性剤の親和性が変更される場合に起きる。本発明で起こる反転は、突発的反転である。
従って、本発明によるシリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー及びシリコーン樹脂エマルジョンを製造するのに使用される反転方法は、（ｉ）シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー及び／又はシリコーン樹脂を含有する油相を形成すること、（ｉｉ）二軸スクリュー押出機において油相を混合及び攪拌すること、（ｉｉｉ）シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー及び／又はシリコーン樹脂を含有する油相に界面活性剤（複数可）を添加すること、並びに（ｉｖ）二軸スクリュー押出機において油相を攪拌及び混合することにより行われる。工程（ｖ）では、制限されたごく少量の水を、界面活性剤（複数可）、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー及び／又はシリコーン樹脂を含有する油相に段階的様式で添加することにより、突発的反転が起き、水中油型エマルジョンが形成される。
一般に、工程（ｖ）で要求される水の量は、油相中に存在するシリコーンの重量に基づいて、約０．５〜１０重量パーセントである。好ましくは、水の量は、油相中に存在するシリコーンの重量に基づいて、約１〜５重量パーセントである。水は２〜４回で添加することができるが、一回で水を添加することが好ましい。水の初期添加は、界面活性剤を含むことができる。所望の粒径に達した後、水でバランスをとりながらエマルジョンを希釈して、好ましい固形分含有量を達成する。
反転を誘導するのに、二軸スクリュー押出機における高剪断が必要とされる。二軸スクリュー押出機は、少なくとも１５、好ましくは少なくとも３０、より好ましくは３０〜６０の長さ対直径（Ｌ／Ｄ）比を有するべきである。また、必要なら、反転は、ニーダー押出機が二軸スクリュー押出機と同じ効率で機能することが可能である場合、押出スクリューを備えた双腕混合機を有するニーダー押出機を用いて誘導することができる。エマルジョンは、最終組成物を形成する際に、殺生剤、増粘剤及び凍結融解安定剤等の他の添加剤を含有することができる。エマルジョン中のシリコーンの粒径は、典型的に、調製で使用される界面活性剤及びシリコーンの量及び特徴に応じて、約０．１〜２５．０ミクロン（μｍ）の範囲である。
本発明の方法により、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー、シリコーン樹脂及びそれらの混合物のＯ／Ｗエマルジョンを形成することが可能であり、ここでシリコーンは、少なくとも１００，０００，０００（１億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）〜５，０００，０００，０００（５０億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有すると期待される。好ましくは、シリコーン構成成分（複数可）は、少なくとも２００，０００，０００（２億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）〜２，０００，０００，０００（２０億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有するべきである。また、上記方法は、乳化されるシリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー又はシリコーン樹脂中に存在する溶媒以外の溶媒を添加せずに、行われることも期待される。本発明の乳化方法は、妨害なしに、水又は油相に有効成分を加えることを可能にする。
本発明によるシリコーンＯ／Ｗエマルジョンは、制御された粘着性及び潤滑性等の性能特性を与えることが可能であり、皮膜形成を助長する。それらは、より優れた耐久性、保護特性、耐水性及び遮断特性を提供するために、コーティング用途、家庭用、化粧品及びパーソナルケア用途で使用することができる。パーソナルケア製品のためのシリコーンＯ／Ｗエマルジョンは、良好な美観を提供することが可能である。また、それらは、製紙産業及び医療産業を対象とする製品においても有用である。シリコーンＯ／Ｗエマルジョンは、高粘度シリコーンよりも取り扱いが容易であるため、それらは、他のエマルジョン又は水溶性成分と混合することを容易にする。
以下の実施例は、本発明をより詳細に説明する。実施例において、二軸スクリュー押出機は、米国特許第５，３５４，８０４号（１９９４年１０月１１日）（興味のある読者はこれを参照されたい）に示される二軸スクリュー押出機に類似した構成を有していた。二軸スクリュー押出機は、長さ約５６インチ（１，４００ミリメートル）を有し、二軸スクリュー押出機は、それぞれが直径約１インチ（２５ミリメートル）を有するスクリュー対を含有していた。しかしながら、当該技術分野で既知の任意の二軸スクリュー押出機が、かかる方法を行うのに適している。例えば、二軸スクリュー押出機は、異方向回転又は同方向回転であり得る。二軸スクリュー押出機は、円錐二軸スクリュー又は平行二軸スクリューを装備してもよい。二軸スクリュー押出機のバレルは、多数の帯域に分かれていてもよく、またバレルの長さ方向に沿って、材料を導入するための計量設備を備えていてもよい。
（実施例１：シリコーンガムを含有するエマルジョン）
約１００，０００，０００センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有するシリコーンガムを二軸スクリュー押出機へ送り込むことにより、かかる高粘度シリコーンガムを乳化した。シリコーンガムは、約０．１４パーセントのフェニルメチルシロキサン単位を含有するジメチルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサンであった。シリコーンガムは、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）試験手順Ｄ−９２６に記載される試験プロトコルに基づいて、約５５〜６５ミルの可塑度を示した。Ｔｅｒｇｉｔｏｌ １５−Ｓ−５及びＴｅｒｇｉｔｏｌ １５−Ｓ−４０非イオン性界面活性剤をシリコーンガムに添加して、混合した。このプレミックスに少量の水（水１）を添加して、反転が起き、適切な粒径が得られるまで、プレミックス中の構成成分を混合した。二軸スクリュー押出機の出口端部で超高固形分シリコーンＯ／Ｗエマルジョンを水（水２）で希釈することにより、得られた超高固形分(ultra-high solid)シリコーンＯ／Ｗエマルジョンの固形分含有量を調節した。プロセスパラメータを表１に示す。表１におけるセクション番号に関する言及は、材料を導入することができる入口が備えられている二軸スクリュー押出機のバレルの長さ方向に沿った添加位置を指す。セクションは、二軸スクリュー押出機の入口端部からのミリメートルで表す距離によりさらに特定される。実験２における水１（星印により表示）は、セクション３というより３５０ｍｍにおけるセクション４に導入された。
約１００，０００，０００センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有するシリコーンガムを二軸スクリュー押出機へ送り込むことにより、かかる高粘度シリコーンガムを乳化した。シリコーンガムは、約０．１４パーセントのフェニルメチルシロキサン単位を含有するジメチルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサンであった。シリコーンガムは、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）試験手順Ｄ−９２６に記載される試験プロトコルに基づいて、約５５〜６５ミルの可塑度を示した。Ｔｅｒｇｉｔｏｌ １５−Ｓ−５及びＴｅｒｇｉｔｏｌ １５−Ｓ−４０非イオン性界面活性剤をシリコーンガムに添加して、混合した。このプレミックスに少量の水（水１）を添加して、反転が起き、適切な粒径が得られるまで、プレミックス中の構成成分を混合した。二軸スクリュー押出機の出口端部で超高固形分シリコーンＯ／Ｗエマルジョンを水（水２）で希釈することにより、得られた超高固形分(ultra-high solid)シリコーンＯ／Ｗエマルジョンの固形分含有量を調節した。プロセスパラメータを表１に示す。表１におけるセクション番号に関する言及は、材料を導入することができる入口が備えられている二軸スクリュー押出機のバレルの長さ方向に沿った添加位置を指す。セクションは、二軸スクリュー押出機の入口端部からのミリメートルで表す距離によりさらに特定される。実験２における水１（星印により表示）は、セクション３というより３５０ｍｍにおけるセクション４に導入された。
（実施例２：シリコーン樹脂を含有するエマルジョン）
約１０億センチストーク（ｍｍ２／ｓ）、すなわち１，０００，０００，０００センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有するシリコーン樹脂を二軸スクリュー押出機へ送り込むことにより、かかる高粘度シリコーン樹脂を乳化した。シリコーン樹脂は、単官能性（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２Ｍ単位及び四官能性ＳｉＯ４／２Ｑ単位から本質的に成るシロキサン樹脂コポリマーの７０重量パーセントキシレン溶液の形態であった。ＭＱ単位は、およそ０．７５：１のモル比でシリコーン樹脂中に存在していた。シリコーン樹脂は、固形分の重量に基づいて、約２．４〜２．９重量パーセントのヒドロキシル官能性を含有していた。これは、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）試験手順Ｅ−１６８に記載される試験プロトコルに従ったフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）分析により決定された。二軸スクリュー押出機を６０℃に加熱した。Ｂｒｉｊ ３０非イオン性界面活性剤及びＢｉｏ−Ｓｏｆｔ Ｎ−３００陰イオン性界面活性剤をシリコーン樹脂に添加して、混合した。このプレミックスに少量の水（水１）を添加して、反転が起き、適切な粒径が得られるまで、プレミックスを混合した。二軸スクリュー押出機の出口端部で超高固形分シリコーンＯ／Ｗエマルジョンを水（水２）で希釈することにより、得られた超高固形分シリコーンＯ／Ｗエマルジョンの固形分含有量を調節した。プロセスパラメータを表２に示す。表２におけるセクション番号に関する言及は、材料を導入することができる入口が備えられている二軸スクリュー押出機のバレルの長さ方向に沿った添加位置を指す。
約１０億センチストーク（ｍｍ２／ｓ）、すなわち１，０００，０００，０００センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有するシリコーン樹脂を二軸スクリュー押出機へ送り込むことにより、かかる高粘度シリコーン樹脂を乳化した。シリコーン樹脂は、単官能性（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２Ｍ単位及び四官能性ＳｉＯ４／２Ｑ単位から本質的に成るシロキサン樹脂コポリマーの７０重量パーセントキシレン溶液の形態であった。ＭＱ単位は、およそ０．７５：１のモル比でシリコーン樹脂中に存在していた。シリコーン樹脂は、固形分の重量に基づいて、約２．４〜２．９重量パーセントのヒドロキシル官能性を含有していた。これは、米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）試験手順Ｅ−１６８に記載される試験プロトコルに従ったフーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）分析により決定された。二軸スクリュー押出機を６０℃に加熱した。Ｂｒｉｊ ３０非イオン性界面活性剤及びＢｉｏ−Ｓｏｆｔ Ｎ−３００陰イオン性界面活性剤をシリコーン樹脂に添加して、混合した。このプレミックスに少量の水（水１）を添加して、反転が起き、適切な粒径が得られるまで、プレミックスを混合した。二軸スクリュー押出機の出口端部で超高固形分シリコーンＯ／Ｗエマルジョンを水（水２）で希釈することにより、得られた超高固形分シリコーンＯ／Ｗエマルジョンの固形分含有量を調節した。プロセスパラメータを表２に示す。表２におけるセクション番号に関する言及は、材料を導入することができる入口が備えられている二軸スクリュー押出機のバレルの長さ方向に沿った添加位置を指す。
（実施例３：シリコーンエラストマーを含有するエマルジョン）
米国特許第５，６５４，３６２号（１９９７年８月５日）に記載される方法により調製されるシリコーンエラストマーを二軸スクリュー押出機へ送り込むことにより、かかるシリコーンエラストマーを乳化した。二軸スクリュー押出機を３０℃に加熱した。Ｔｅｒｇｉｔｏｌ １５−Ｓ−１２非イオン性界面活性剤をシリコーンエラストマーに添加して、混合した。このプレミックスに少量の水（水１）を添加して、反転が起き、適切な粒径が得られるまで、プレミックスを混合した。二軸スクリュー押出機の出口端部で超高固形分シリコーンＯ／Ｗエマルジョンを水（水２）で希釈することにより、得られたシリコーンＯ／Ｗエマルジョンの固形分含有量を調節した。プロセスパラメータを表３に示す。表３におけるセクション番号に関する言及は、材料を導入することができる入口が備えられている二軸スクリュー押出機のバレルの長さ方向に沿った添加位置を指す。
米国特許第５，６５４，３６２号（１９９７年８月５日）に記載される方法により調製されるシリコーンエラストマーを二軸スクリュー押出機へ送り込むことにより、かかるシリコーンエラストマーを乳化した。二軸スクリュー押出機を３０℃に加熱した。Ｔｅｒｇｉｔｏｌ １５−Ｓ−１２非イオン性界面活性剤をシリコーンエラストマーに添加して、混合した。このプレミックスに少量の水（水１）を添加して、反転が起き、適切な粒径が得られるまで、プレミックスを混合した。二軸スクリュー押出機の出口端部で超高固形分シリコーンＯ／Ｗエマルジョンを水（水２）で希釈することにより、得られたシリコーンＯ／Ｗエマルジョンの固形分含有量を調節した。プロセスパラメータを表３に示す。表３におけるセクション番号に関する言及は、材料を導入することができる入口が備えられている二軸スクリュー押出機のバレルの長さ方向に沿った添加位置を指す。
本発明の本質的な特徴を逸脱することなく、本明細書中に記載する化合物、組成物及び方法において、他の変更がなされてもよい。本明細書中で具体的に示した本発明の実施形態は、単なる例示的なものであり、添付の特許請求の範囲で規定する場合を除いて、本発明の範囲に対する限定とは意図されない。
Claims (8)
- （ｉ）シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー、シリコーン樹脂又はそれらの混合物を含有する均質油相を形成する工程（前記均質油相中の前記シリコーンは、少なくとも１００，０００，０００（１億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）〜５，０００，０００，０００（５０億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有する）と、
（ｉｉ）１つ以上の界面活性剤を前記均質油相と混合する工程と、
（ｉｉｉ）前記均質油相に水を添加して、連続相及び分散相を含有する油中水型エマルジョンを形成する工程（前記水は、前記均質油相中の前記シリコーンの重量に基づいて、約０．５〜１０重量パーセントの量で添加される）と、
（ｉｖ）少なくとも１５の長さ対直径Ｌ／Ｄ比を有する二軸スクリュー押出機において前記油中水型エマルジョンに高剪断を適用して、前記油中水型エマルジョンを水中油型エマルジョンに反転させる工程と、
（ｖ）水の添加により、前記水中油型エマルジョンを希釈する工程と
を含む水中シリコーン油型エマルジョンの製造方法であって、（ｉ）における前記シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー又はシリコーン樹脂中に存在する溶媒以外の溶媒の非存在下で行われる水中シリコーン油型エマルジョンの製造方法。 - 前記均質油相中の前記シリコーンが、少なくとも２００，０００，０００（２億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）〜２，０００，０００，０００（２０億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有する請求項１に記載の水中シリコーン油型エマルジョンの製造方法。
- 前記均質油相中の前記シリコーンが、少なくとも１，０００，０００，０００（１０億）センチストーク（ｍｍ２／ｓ）の粘度を有する請求項１に記載の水中シリコーン油型エマルジョンの製造方法。
- 前記均質油相中の前記シリコーンが、シリコーン樹脂である請求項１に記載の水中シリコーン油型エマルジョンの製造方法。
- 前記（ｉｉｉ）において添加される水の量が、前記均質油相中の前記シリコーンの重量に基づいて、約１〜５重量パーセントである請求項１に記載の水中シリコーン油型エマルジョンの製造方法。
- 前記二軸スクリュー押出機の前記Ｌ／Ｄ比が、１５〜６０である請求項１に記載の水中シリコーン油型エマルジョンの製造方法。
- 請求項１に記載の方法により製造された水中シリコーン油型エマルジョン。
- 製造された前記水中シリコーン油型エマルジョンを含有する、パーソナルケア製品、医療製品、コーティング製品、家庭用ケア製品又は紙への塗布用製品。
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