JP6181845B2 - パーソナルケア物品の形成方法 - Google Patents
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Description
パーソナルケア物品は、パーソナルケア物品の約10重量%〜約60重量%、あるいは約12重量%〜約50重量%、あるいは約15重量%〜約40重量%の、1つ以上のアニオン性界面活性剤を含んでもよい。1つ以上のアニオン性界面活性剤は、30℃未満、あるいは25℃未満、あるいは20℃未満、あるいは15℃未満、あるいは10℃未満のクラフト点を有してもよい。
a.約9〜約15個の炭素原子を含む置換アルキル系、
b.約9〜約15個の炭素原子を含む非置換アルキル系、
c.約9〜約15個の炭素原子を含む直鎖アルキル系、
d.約9〜約15個の炭素原子を含む分枝鎖アルキル系、及び
e.約9〜約15個の炭素原子を含む不飽和アルキル系からなる群から選択されるC結合一価置換基であり、
R2は、
a.約2〜約3個の炭素原子を含むC結合二価直鎖アルキル系、
b.約2〜約3個の炭素原子を含むC結合二価分枝鎖アルキル系、及び
c.これらの組み合わせからなる群から選択され、
M+は、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、プロトン化モノエタノールアミン、プロトン化ジエタノールアミン、及びプロトン化トリエタノールアミンからなる群から選択される一価の対イオンであり、xは平均で約0.5モル〜約3モル、あるいは約1モル〜約2モルである。一実施形態において、xは平均で約0.5モル〜約3モルのエチレンオキシド、あるいは約1モル〜約2モルのエチレンオキシドである。
パーソナルケア物品は、両性界面活性剤、双極性イオン界面活性剤、及びこれらの混合物からなる群から選択される、1つ以上の第2の界面活性剤を更に含んでもよい。1つ以上のアニオン性界面活性剤の1つ以上の第2の界面活性剤に対する比は、約15:1〜約1:2、あるいは約10:1〜約1:1であってもよい。
パーソナルケア物品は、構造化剤として機能し得る1つ以上の水溶性ポリマーを含んでもよい。パーソナルケア物品は、パーソナルケア物品の約10重量%〜約50重量%、あるいは約15重量%〜約45重量%、あるいは約20重量%〜約40重量%、あるいは約25重量%〜約35重量%の、1つ以上の水溶性ポリマーを含んでもよい。
パーソナルケア物品は、1つ以上の可塑剤を含んでもよい。パーソナルケア物品は、パーソナルケア物品の約1重量%〜約30重量%、あるいは約5重量%〜約25重量%、あるいは約10重量%〜約20重量%の、1つ以上の可塑剤を含んでもよい。可塑剤の非限定例は、ポリオール、コポリオール、ポリカルボン酸、ポリエステル、ジメチコーンコポリオール、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。
パーソナルケア物品は、約0.01%〜約40.0%の水を含んでもよい。一実施形態では、パーソナルケア物品は、パーソナルケア物品の約1.0重量%〜約25.0重量%の水、あるいは約2重量%〜約20.0重量%の水、あるいは約3重量%〜約15重量%の水を含んでもよい。別の実施形態では、パーソナルケア物品は、パーソナルケア物品の約10重量%〜約40重量%、あるいは約15重量%〜約35重量%、あるいは約20重量%〜約40重量%の水を含んでもよい。
パーソナルケア物品は、約0.1%〜約15%の有益剤を含んでもよい。好適な有益剤の非限定例は、非イオン性界面活性剤、防腐剤、香料、着色剤、カチオン性ポリマー、コンディショニング剤、毛髪脱色剤、増粘剤、保湿剤、皮膚軟化剤、医薬有効成分、ビタミン、日焼け止め剤、防臭剤、感覚剤、植物抽出物、化粧品粒子、反応剤、美白剤、日焼け剤、フケ防止剤、剥離剤、酸、塩基、湿潤剤、酵素、懸濁化剤、pH調整剤、ヘアパーマ剤、抗ニキビ剤、抗菌剤、剥離粒子、育毛剤、防虫剤、キレート剤、溶解剤、ビルダー、酵素、移染防止剤、柔軟化剤、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。
コンディショニング剤の非限定例は、シリコーン、有機油、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。シリコーンの非限定例は、シリコーンオイル、高分子量ポリアルキル又はポリアリールシロキサン、アミノシリコーン、カチオン性シリコーン、シリコーンガム、高屈折率シリコーン、低分子量ポリジメチルシロキサン、シリコーン樹脂、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。有機油の非限定例は、炭化水素油、ポリオレフィン、脂肪族エステル、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。コンディショニング剤及び任意追加のシリコーン用懸濁化剤の更なる非限定例は、米国特許第5,104,646号及び同第5,106,609号に見出され、これらを参照により本願に援用する。
一実施形態において、パーソナルケア物品は、フケ防止微粒子であってもよいフケ防止剤を含んでもよい。好適なフケ防止剤の非限定例は、ピリジンチオン塩、アゾール(例えば、ケトコナゾール、エコナゾール、及びエルビオール)、硫化セレン、粒子状硫黄、角質溶解剤(例えば、サリチル酸)、及びこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。一実施形態において、フケ防止剤はピリジンチオン塩である。
一実施形態において、パーソナルケア物品は、カチオン性ポリマーを含んでもよい。本明細書において有用なカチオン性ポリマーとしては、米国特許第2007/0207109(A1)号及び同第2008/0206185(A1)号で論じられるものが挙げられ、例えば、本明細書に記載されるパーソナルケア物品のコンディショニング活性成分の付着を効果的に強化するための、十分に高い分子量の合成コポリマー等が挙げられる。また、カチオン性ポリマーの組み合わせが利用されてもよい。一般に合成コポリマーの平均分子量は、約10,000〜約10,000,000、好ましくは約100,000〜約3,000,000、更により好ましくは約200,000〜約2,000,000である。
上記の溶解性発泡押出品を形成するプロセスは、(a)1つ以上の水溶性ポリマーと1つ以上の可塑剤とを、約150℃〜約400℃の第1ゾーン温度にて2軸押出機に添加して、プレミックスを形成する工程と、(b)1つ以上のアニオン性界面活性剤及び水をプレミックスと混合して混合物を形成しながら、プレミックスを約100℃〜約135℃の第2ゾーン温度に冷却する工程と、(c)発泡剤を押出バレルに組み込んで、(i)約10%〜約60%の1つ以上のアニオン性界面活性剤であって、1つ以上のアニオン性界面活性剤が約30℃未満のクラフト点を有する、アニオン性界面活性剤と、(ii)約10%〜約50%の1つ以上の水溶性ポリマーと、(iii)約1%〜約30%の1つ以上の可塑剤と、(iv)約0.01%〜約30%の水と、を含む溶解性発泡押出品を形成する工程と、を含んでもよく、溶解性発泡押出品は約0.05g/cm3〜約0.95g/cm3の密度を有する。
本発明の製造は、ポリマー押出技術を利用する。この押出プロセスでは、2種類の押出機を使用し、それは2軸押出機及び単軸押出機である。更に、本発明は、タンデム押出装置も利用し、これは2つ以上の上記押出機からなり、押出機は特定の必要性を満足するために直列又は並列で接続されている。本発明において、タンデム押出の目的は、2軸押出機を用いたポリマーと残りの成分との間の混合及び押出しプロセス中の単軸押出機による有効な冷却を改良することである。本発明の製造は、全て一度に又は2つ以上に分割して、実施できる。ポリビニルアルコールとグリセリンの第1の押出配合は、ポリビニルアルコールを可塑化し、その加工温度を低下する。第2押出フェーズの目的は、配合であり、これはポリビニルアルコール/グリセリンマトリックスを残りの溶液型成分と有効に混合するためのものである。第3押出フェーズは、物理的、化学的、又はその両方の種類の発泡剤を利用して発泡を導入し、最終的な発泡体構造を製造することである。本発明の実施例は、2又は3段階の製造戦略を用いて製造されるが、配合順序が維持される場合に、1台以上の2軸押出機及び単軸押出機を利用する1段階製造を、タンデム装置を用いて実行することができる。
ポリビニルアルコールは、最終的な複合材の唯一のポリマー成分であり、押出発泡製品のための構造的一体性を提供する。ポリビニルアルコールを押出するためには可塑剤が必要であり、可塑剤を使用しなければ、ポリビニルアルコールは、その融解温度がその熱分解温度に非常に近いか、それよりも高いために、容易に熱分解する。この目的のため、本発明において、PVOHの可塑剤として液状グリセリンが使用される。しかしながら、PVOHの加工温度をその熱分解温度よりも低く抑えるのを助けるために、他の可塑剤も使用できる。この配合プロセスにおいて、グリセリンをバレルにできるだけ早く注入することが極めて重要である。PVOH量を基準にしたグリセリンの含有量は、PVOH/グリセリン複合材の可能な加工温度範囲及び製造可能性を決定することから、グリセリンとPVOHとの間の適切な重量比は、示差走査熱量計(DSC)の結果に基づいて調査及び決定される。グリセリン含有量が樹脂100当たり50(phr)又は同等の意味で33.3重量%の場合、PVOH/グリセリンの融解温度は147℃である。融解温度は、グリセリン含有量の増大と共に更に低下することがあり、高グリセリン含有量複合材の後加工可能性能は、この多段階製造戦略には適さない。したがって、本発明において、PVOHとグリセリンとの間の特定の重量比は、それぞれ66.7重量%対33.3重量%である。
全界面活性剤溶液混合物は、溶液成分を合わせて手動又は自動のいずれかで混合することによって調製される。混合段階では、全ての成分を、所定の重量比に基づいて好適な清浄な入れ物又は容器に入れ、均質な混合物が得られるまで十分に混合する。本発明の界面活性剤溶液混合物は、70%活性アルコールエトキシサルフェート(SLE1S)並びに香料及び着色染料粉末のようなその他の成分を含む。混合は、周囲環境において室温で実施される。混合方法にかかわらず、混合プロセス自体は、ゆっくりと穏やかに実施されるべきである。全ての混合が完了した後、混合された界面活性剤溶液を密封し、配合プロセスに使用する前に数時間静置することが重要である。
この第2押出配合プロセスの目的は、PVOH/グリセリンマトリックスを界面活性剤溶液混合物と有効に混合することである。第1押出配合プロセスと同様に、第2押出配合は、単軸押出機、2軸押出機、又はタンデム押出装置で実施できる。本発明において、タンデム押出装置は2軸押出機及び単軸押出機からなり、このシステム構成は2軸押出機からの十分な混合だけでなく、単軸押出機からの有効な冷却も提供できることから、最も好ましい。更に、2軸押出機は、多数の注入口を有し、そこから追加水及び界面活性剤溶液混合物がバレルに注入され、注入位置も最終溶解性固体複合材の混合品質にとって極めて重要である。
第2押出配合プロセスでは、追加水の存在及びその含有量が、最終的な溶解性固体複合材の品質決定において極めて重要な役割を果たす。追加水は、最終的な複合材の混合強化剤だけでなく、PVOH/グリセリンマトリックスの別の可塑剤としても機能する。アルコールエトキシサルフェート及びコカミドプロピルベタインのようないくつかの成分は、溶液状態で既にかなりの量の水を有するが、その可塑化及び混合への関与は極めて少ない。したがって、優れた品質の最終的な溶解性固体複合材を製造するためには、別の追加水の使用が絶対的に必要である。
第3の押出プロセスでは、発泡プロセスに対応するため、単軸押出機、2軸押出機、又はタンデム押出装置が採用される。本発明では、2軸押出機からの効率的混合及び単軸押出機内での強化された冷却の両方を提供できるシステムであることから、タンデム押出ラインが好ましい。押出複合材は、ポリビニルアルコール、グリセリン、界面活性剤溶液、追加水、及び該当する場合にはその他の成分からなり、乾燥され、タンデムシステムの第1の押出機に直接供給される。第1の押出機において、複合材は再溶融及び混合されて、第2の押出機への発泡剤の注入の前に、均一な混合を達成する。ギヤポンプは、第1の押出機の末端部と第2の押出機の開始部との間に取り付けられる。ギヤポンプの目的は、溶融複合材の流れを第1の押出機から第2の押出機へ搬送することである。更に、ギヤポンプの採用により、2つの押出機間に圧力差があるにもかかわらず、この流れの移動を非常に一貫させることができる。第2の押出機において、物理的発泡剤はバレルに直接注入され、混合されて、複合材成分と発泡剤との間で均一な混合物が得られる。第2の押出機の末端部には、バレル及びダイにおける流動抵抗並びに蓄積を生じるためのダイが取付けられる。溶融複合材マトリックス中で発泡剤が可溶性を維持するためには、特定のレベルの圧力が必要である。そうしなければ、発泡剤と溶融複合材の流れとの間で相分離が発生し、この相分離は、最終的な発泡体構造の品質を低下する。
物理的発泡剤の注入は、Teledyne Isco Inc.製の高圧高精密シリンジポンプ(1つ又は複数)を使用して実施される。本物品において、記載の実施例は、超臨界流体状態の二酸化炭素CO2のみを、物理的発泡剤として使用する。ただし、本発明は、N2、n−ブタン、n−ペンタン、イソブタン等の他の種類の物理的発泡剤並びに2つ以上の物理的発泡剤の混合物を包含する。
材料
本発明は5種類の材料を使用し、それは、ポリビニルアルコール、グリセリン、アルコールエトキシサルフェート、追加水、及び該当する場合には香料である。ポリビニルアルコールについては、Sekisui Chemical Co.Ltd.製の商業グレードのCelvol 523が本発明に使用される。Procter and Gamble Company製のSuperolグリセリンUSPが、本発明の液状グリセリンとして使用される。アルコールエトキシサルフェートについては、Stepan Company製のSTEOL CS−170が使用される。追加水の場合、通常の水道水が使用される。物理的発泡剤には、Linde Gas Inc.製のCO2が使用される。
本物品は、2つの物理的特性を用いて、製造された発泡構造を評価する。第1の特性は、体積発泡倍率又は単に発泡倍率である。体積発泡倍率は、下記のように定義される:
実施例1:ラボスケール2軸及び単軸タンデムシステムによる押出発泡
この実施例用に、PVOH/グリセリンのペレットを、前節に記載の第1押出配合プロセスによって調製する。第2押出配合プロセスでは、界面活性剤溶液及び追加水を別々に2軸押出機に注入して、PVOH/グリセリンマトリックスとの均一混合物を得る。界面活性剤溶液混合物に関しては、アルコールエトキシサルフェートのみからなる。材料の含有量を、表3に与える。本発明に記載の実施例全てについて、全含水量を計算する際は、アルコールエトキシサルフェートは30%の水を含有すると仮定する。
この実施例では、実施例1のラボスケール2軸押出機の代わりに、27mmのスクリュー径及び40のL/D比を有するLeistritz製の2軸押出機を使用する。実施例1と同じ単軸押出機を、フランジパイプを使用して、上記2軸押出機に取り付ける。更に、この実施例は、2つの押出機間にギヤポンプを使用しない。
上記の実施例、実施例1及び実施例2は、超臨界CO2である物理的発泡剤を使用した。しかし、この実施例は、化学的発泡剤を使用して発泡を開始する。化学的発泡剤は、重炭酸ナトリウム、NaHCO3であり、これは重曹としても知られる。この化学的発泡剤は、熱分解プロセスにより、周囲にCO2ガスを放出する。熱分解プロセスは、溶融温度が化学的発泡剤の熱分解温度よりも高いときに起こる。重炭酸ナトリウムの場合、熱分解温度は70℃である。
前節に記載のように、この実施例は、3つの別々の段階の押出プロセスを使用し、それはPVOH/グリセリンの配合、PVOH/グリセリン及び界面活性剤溶液混合物の配合、並びに押出発泡である。発泡剤に関しては、この実施例はCO2をその物理的発泡剤として使用する。
Claims (15)
- パーソナルケア物品を形成する方法であって、
a.2軸押出機内で押出品を製造する工程と、
b.前記押出品を押出発泡してパーソナルケア物品にする工程と、を含み、
ここで、パーソナルケア物品を形成する方法が、
(a)1つ以上の水溶性ポリマーと1つ以上の可塑剤とを、150℃〜400℃において2軸押出機に添加して、プレミックスを形成する工程と、
(b)1つ以上のアニオン性界面活性剤及び水をプレミックスと混合して混合物を形成しながら、プレミックスを100℃〜135℃に冷却する工程と、
(c)発泡剤を押出バレルに組み込んで、パーソナルケア組成物を形成する工程と、を含み、
該パーソナルケア物品が、
i.前記パーソナルケア物品の10重量%〜60重量%の1つ以上のアニオン性界面活性剤であって、前記1つ以上のアニオン性界面活性剤が30℃未満のクラフト点を有する、アニオン性界面活性剤と、
ii.前記パーソナルケア物品の10重量%〜50重量%の1つ以上の水溶性ポリマーと、
iii.前記パーソナルケア物品の1重量%〜30重量%の1つ以上の可塑剤と、
iv.前記パーソナルケア物品の0.01重量%〜40重量%の水と、を含み、
前記パーソナルケア物品が、0.02g/cm3〜0.30g/cm3の乾燥密度を有する、パーソナルケア物品を形成する方法。 - 前記パーソナルケア物品が、0.08g/cm3〜0.15g/cm3の乾燥密度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記発泡剤が、エタノール、2−プロパノール、アセトン、炭化水素、ブタン、n−ペンタン、ヘキサン、クロロフルオロカーボン、圧縮窒素ガス、圧縮二酸化炭素ガス及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記パーソナルケア物品が10%〜40%の水を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1つ以上のアニオン性界面活性剤が25℃未満のクラフト点を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1つ以上のアニオン性界面活性剤が、以下の構造に従う1つ以上のアルキルエーテルサルフェートを含み、
a.9〜15個の炭素原子を含む置換アルキル系、
b.9〜15個の炭素原子を含む非置換アルキル系、
c.9〜15個の炭素原子を含む直鎖アルキル系、
d.9〜15個の炭素原子を含む分枝鎖アルキル系、及び
e.9〜15個の炭素原子を含む不飽和アルキル系からなる群から選択されるC結合一価置換基であり、
R2は、
a.2〜3個の炭素原子を含むC結合二価直鎖アルキル系、
b.2〜3個の炭素原子を含むC結合二価分枝鎖アルキル系、及び
c.これらの組み合わせ、からなる群から選択され、
M+は、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、プロトン化モノエタノールアミン、プロトン化ジエタノールアミン、及びプロトン化トリエタノールアミンからなる群から選択される一価の対イオンであり、 xは平均で0.5〜3である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - xが平均で0.5〜3.0モルのエチレンオキシドである、請求項6に記載の方法。
- 前記アルキルエーテルサルフェートがラウレス硫酸ナトリウムである、請求項6又は7に記載の方法。
- 前記パーソナルケア物品が、15%〜50%の1つ以上のアニオン性界面活性剤を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1つ以上の水溶性ポリマーが、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアルキレンオキシド、デンプン、デンプン誘導体、プルラン、ゼラチン、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1つ以上の可塑剤が、グリセリン、プロピレングリコール、ポリオール、コポリオール、ポリカルボン酸、ポリエステル、ジメチコーンコポリオール、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記パーソナルケア物品が、両性界面活性剤、双極性イオン界面活性剤、及びこれらの混合物からなる群から選択される第2の界面活性剤を更に含み、前記1つ以上のアニオン性界面活性剤の前記第2の界面活性剤に対する比が10:1〜1:2である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記パーソナルケア物品が、0.1%〜15%の1つ以上の有益剤を更に含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記1つ以上の有益剤が、フケ防止剤、コンディショニング剤、保湿剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項13に記載の方法。
- 前記コンディショニング剤が、シリコーン、アミノシリコーン、四級化シリコーン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項14に記載の方法。
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