KR20040067846A - 화장품 용도에 사용하기 위한 실릴화 폴리우레탄-우레아조성물 - Google Patents

화장품 용도에 사용하기 위한 실릴화 폴리우레탄-우레아조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화장품 용도에 사용되는 수성 분산액 형태의 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 하나 이상의 가수분해되거나 가수분해 가능한 실릴기에 의해 작용화되어 있는 1 이상의 폴리우레탄-우레아 중합체를 포함한다. 상기 조성물이 헤어 케어에 사용될 때, 상기 조성물은 재형상성 효과를 갖지 않는다.

Description

화장품 용도에 사용하기 위한 실릴화 폴리우레탄-우레아 조성물{SILYLATED POLYURETHANE-UREA COMPOSITIONS FOR USE IN COSMETIC APPLICATIONS}
헤어 케어의 최근 특허(미국 특허 제5,626,840호, 제5,968,494호, 제6,007,793호, 제6,106,808호, 제6,106,809호 및 제6,113,881호), 스킨 케어 및 메이크업의 최근 특허(미국 특허 제5,643,581호, 제5,962,620호 및 제5,972,354호) 및 네일 케어의 최근 특허(미국 특허 제5,965,111호, 제6,080,413호 및 제6,106,813호)에 의해 예시되어 있는 바와 같이, 화장품학 및 피부학 조성물 내의 필름 형성 수지로서 수성 폴리우레탄-우레아 분산액을 사용하는 것은 통상적인 관행이다.
일반적으로, 보다 높은 고분자량 폴리우레탄-우레아 중합체는 보다 낮은 저분자량 폴리우레탄-우레아 중합체와 비교했을 때 화장품 제제에 특정한 성능 이점을 제공한다는 것으로 인식되어 있다. 일반적으로, 보다 높은 분자량 물질은 강화된 내구성, 내마모성 및 내습도성을 갖는 것으로 생각된다.
미국 특허 제6,106,808호(Bhatt 등)에는 (1) 중량 평균 분자량이 약 10,000내지 25,000인 카르복실화 폴리우레탄 수지 약 0.25% 내지 6%, (2) 제2 헤어 고정제 수지 0% 내지 약 6%, (3) 알콜 0% 내지 약 80%, 및 (4) 물 약 15% 내지 99%를 포함하는 헤어 스프레이 조성물이 개시되어 있다. 모든 백분율은 중량을 기준으로 한 것이다. 상기 특허에서는 카르복실화 폴리우레탄 수지가 헤어에 자연스운 느낌을 부여하는 헤어 상의 탄성, 유연성 필름을 제공한다는 점을 기술하고 있다. 제2 헤어 고정제 수지는 카르복실화 폴리우레탄 수지에 기인한 박편화(flaking)를 감소시키고, 헤어 스프레이 조성물에 경도를 부여하는 기능을 한다.
미국 특허 제6,007,793호(Bhatt 등)에는 (1) 중량 평균 분자량이 약 15,000 내지 150,000인 카르복실화 폴리우레탄 수지 약 0.25% 내지 6%, (2) 알콜 0% 내지 약 80%, 및 (3) 물 약 15% 내지 95%를 포함하는 또 다른 헤어 스프레이 조성물이 개시되어 있다. 모든 백분율은 중량을 기준으로 한 것이다. 이 특허는 미국 특허 제6,106,808호의 달리 임의의 제2 헤어 고정제 수지에 의존하지 않으며, 보다 큰 분자량의 카르복실화 폴리우레탄 수지를 사용한다.
그러나, 보다 큰 분자량 중합체는 일반적으로 보다 높은 점도로 해석됨으로, 수성 폴리우레탄-우레아 분산액을 제조할 때 그러한 점도로 인해 가능한 어려움을 초래하게 된다. 점도를 감소시키기 위해서는, 수성 분산액을 제조하면서 유기 용매를 사용할 수 있다. 용매는 단계 및 복잡성을 제제(formuation) 제조에 부가하기 때문에 제거해야 할 필요가 있다. 높은 점도 제제에서, 작은 입자 크기를 함유한 분산액을 달성하는 것은 어려울 수 있다. 그러한 결과는 사용시 평활한 합체된 필름을 형성하는 데 어려움을 초래하는 경향이 있으므로, 다른 특성 중 특히 광택성및 내구성을 감소시킨다. 일부 당업자는 가능한 우수한 필름 형성을 보장하기 위해서 유기 합체제(organic coalescing agent)를 사용해오고 있다. 예를 들면, 미국 특허 제6,080,413호(Ellingson 등)(컬럼 6, line 42에 개시)를 참조할 수 있다. 화장품 용도에서, 고분자량 중합체에 의해 발생되는 보다 높은 점도는 사용시 및 건조 중 활기 없가나 미끌거리는 느낌을 유발할 수 있다.
화장품 제제에서 고분자량 수성 폴리우레탄-우레아 분산액을 사용함으로써 생기는 이익을 제공하고 동시에 결점을 최소화하는 수고들을 해오고 있다. 미국 특허 제5,637,292호(Thomas)에는 네일 용도로 사용하는 저분자량 아크릴화 우레탄 올리고머 및 광개시제의 수성 분산액이 기술되어 있다. 이 분산액은 건조된 후, 자외선 광에 노출 경화되어 고분자량 코팅을 달성한다. 상기 발명은 자외선 광원의 사용을 필요로 할 수 있다.
미국 특허 제5,681,550호(Rubino)에서는 경화제, 예컨대 에폭시 수지 또는 우레탄 중합체 1% 내지 10%를 첨가하여 폴리우레탄-우레아 분산액과 가교시킴으로써 고분자량을 달성한다.
미국 특허 제5,965,111호(Ellingson 등)에는 (1) 필름 형성성 수계 중합체 및 (2) 액상 희석제를 포함하는 신속 건조 네일 광택제(polish) 조성물이 개시되어 있다. 폴리우레탄, 폴리아크릴, 및 스티렌-아크릴 공중합체를 비롯한 다양한 수계 중합체가 개시되어 있다. 필름 형성 중합체는 가교하여 칩 저항성(chip resistance) 및 매우 우수한 경도와 같은 특성을 제공할 수 있다. 상기 특허에는다가 금속 양이온, 예컨대 Zn+을 사용하여 조성물 그 자체에서 또는 조성물 도포 및 필름 형성 후에 음전하를 띤 부위, 예컨대 설포네이트 및 카르복실레이트를 이온적으로 가교시키는 방법이 개시되어 있다.
개선된 내마모성, 내전이성 및 내습도성을 제공하고 동시에 매우 우수한 광택, 느낌 및 접착을 제공하는 스킨, 네일 및 헤어용 화장품학 및 피부학 조성물로 용이하게 제조되고 용이하게 제제화될 수 있는 수성 폴리우레탄-우레아 분산액에 대한 수요가 여전히 존재하고 있다.
본 발명은 화장품 용도에서 실릴화 폴리우레탄-우레아 중합체의 용도에 관한 것이다.
발명의 개요
본 발명은 말단 및/또는 현수 가수분해 가능하고/하거나 가수분해된 실릴기를 함유하는 수성 폴리우레탄-우레아 분산액을 제공한다. 종래 기술과는 달리, 본 발명은 그러한 한정된 수명(pot life) 및 잠재적 독성 문제점과 같은 가공상 및 취급상 문제점을 유발할 수 있는 UV 광원 사용 및 경화제 사용에 의존하지 않는다. 또한, 본 발명은 음전하 띤 부위, 예컨대 설포네이트 및 카르복실레이트를 이온적으로 가교시키는 다가 금속 양이온의 사용에 의존하지 않는다. 그러한 양이온은 분산액을 불안정하게 할 수 있고, 건조된 필름에 원하지 않는 색상을 부가할 수 있다. 더구나, 본 발명은 유기 합체제의 사용에 의존하지 않는다. 그러한 제제는 결점, 예컨대 조성물에 바람직하지 못한 취기를 부여하는 점 및 필름 건조 시간이 지연된다는 점을 가질 수 있다.
본 발명의 조성물은 마모, 전이, 물, 발한, 및 습도에 대한 개선된 내성을 제공하고, 동시에 매우 우수한 광택, 느낌 및 접착을 갖기 때문에 화장품 용도에 유용하다.
간단히 요약하건대, 본 발명은 수성 분산액의 형태인 조성물을 제공한다. 이 조성물은 하나 이상의 가수분해되거나 가수분해 가능한 실릴기에 의해 작용화되어 있는 하나 이상의 폴리우레탄-우레아 중합체를 포함한다. 조성물은 화장품 용도에 사용된다. 화장품 용도가 헤어 케어 조성물인 경우, 헤어 케어 조성물은 재형상성 효과(reshapable effect)를 갖지 못한다.
용어 "분산액"은 일반적으로 하나의 상이 벌크한 물질 전반에 걸쳐서 분배된 불연속 입자를 함유하고 있는 2원 상 시스템을 의미하며, 여기서 상기 입자는 분산상 또는 내부상이고, 상기 벌크한 물질은 연속상 또는 외부상이다. 본 발명에 있어서, 연속상은 수상이고, 중합체의 적어도 일부는 불연속 입자로서 존재한다. 분산액은 수성 시스템에서 불용성인 특정 성분들의 사용을 통해 가능하다. "분산액"이라는 용어는 또한 전체 중합체가 반드시 불용성일 필요가 없으며, 중합체 일부가 수 혼합물 중에 용해될 수 있다는 것을 의미한다. 분산액은 주위 조건 하에서 안정한 상태로 유지되는 것이 바람직하다. 바람직한 분산액은 실온에서 30 일 이상 동안, 바람직하게는 90 일 이상 동안, 보다 바람직하게는 180일 이상 동안, 가장 바람직하게는 360 일 이상 동안 안정하다.
용어 "폴리우레탄-우레아"는 우레탄기 및/또는 우레아기를 함유하는 중합체를 의미한다. 용어 "가수분해 가능한 실릴기"는 일반적으로 물과 반응하여 가수분해된 실릴기를 생성하는 하나 이상의 부위에 의해 치환된 규소 원자를 의미한다. 용어 "가수분해된 실릴기"는 일반적으로 하나 이상의 -OH 부위에 의해 치환된 규소 원자를 의미한다. 하나 이상의 가수분해되거나 가수분해 가능한 실릴기에 의해 작용화되어 있는 폴리우레탄-우레아는 또한 본 명세서에서 실릴화 폴리우레탄-우레아라고 칭하기도 한다.
본 발명의 일부 조성물은, 조성물들이 유의적인 상승된 온도에 대한 필요성 없이(예를 들면, 약 50℃ 이상의 온도에 대한 필요성 없이) 압력 또는 힘 하에서 자체 또는 화학적으로 유사한 물질에 우선적으로 접착하기 때문에, 필름 형태로서 "자체 접착" 특성을 지닌다. 바람직한 본 발명의 조성물은 실온(약 20℃ 내지 30℃)에서 자체 접촉 즉시 자체 접착 특성을 나타낸다. 전 문장에서 사용한 바와 같이, 용어 "즉시"는 용도에 따라 몇 분, 예를 들면 5 분 이내, 바람직하게는 1 분 이내, 보다 바람직하게는 30 초 이내를 의미한다.
실릴화 폴리우레탄-우레아는 낮은 초기 분자량을 가지며, 실온에서 건조시 분자량을 형성하고 (본 명세서에서 정의한 바와 같은) 가벼운 정도로 가교된 필름을 형성하는 성능을 갖고 있는 것으로 생각된다. 이러한 특성은 실릴화 폴리우레탄-우레아를 특히 화장품 용도에 유용하게 만든다. 화장품 용도는 내수성, 내전이성, 또는 스킨, 네일 또는 헤어에 대한 지속성(substantivity) 중 일부 양을 필요로 한다.
화장품 용도는 다음과 같은 것들, 즉 (a) 스킨(손, 얼굴 발)용 크림, 에멀션, 로션, 겔 및 오일; (b) 얼굴 마스크(화학적 박리 제품 제외); (c)염색(tinted) 베이스(액체, 페이스트 및 파우더); (d) 메이크업 파우더, 목욕후 파우더, 위생 파우더; (e) 화장 비누, 탈취 비누; (f) 퍼퓸, 화장수, 콜로뉴(cologue); (g) 목욕 및 샤워 제제(염, 폼, 오일, 겔); (h) 탈모제; (i) 탈취제 및 발한 억제제; (j) (모발 염색제 및 표백제; 모발 웨이브용, 스트레이트용 및 고정용 제품; 세팅 제품; 세정 제품, 예컨대 로션, 파우더, 샴푸; 콘디셔닝 제품, 예컨대 로션, 크림 및 오일; 헤어드레싱 제품, 예컨대 로션, 락커 및 브릴리언틴(brilliantines)을 비롯한) 헤어 케어 제품(재형상성 헤어 스타일링 조성물 제외); (k) 얼굴과 눈 메이크업 제품 및 얼굴과 눈으로부터 메이크업 제거 제품; (l) 입술에 도포하기 위한 제품; (m) 네일 케어 제품 및 네일 메이크업 제품; (n) 피부 외용 위생 제품; (o) 일광욕 제품; (p) 태양 없이 태닝(tanning)하기 위한 제품; (q) 피부 화이트닝 제품; 및 (r) 주름 방지 제품을 포함한다.
본 발명을 헤어 케어 제품에 사용하는 경우, 분산액은 보다 신속한 건조 및 볼륨 부여 효과를 제공할 수 있다. 분산액은 단독으로 헤어 스타일링제로서 사용하거나, 저농도로 다른 헤어 스타일링 수지와 조합하여 내습도성을 개선시키는 데 사용할 수 있다. 본 명세에서 설명한 바와 같이, 헤어 케어 제품은 "재형상성(reshapable)" 헤어 스타일링 조성물이 아니다. "재형상성" 헤어 스타일링 조성물은 새로운 물질 및 열을 가하는 일 없이 복원되거나 변형될 수 있는 조성물을 의미한다. 예를 들면, "드로핑(drooping)"의 경우 또는 세팅의 손실(흩뜨리는 현상)의 경우에서 헤어 스타일을 복원하거나 변형시키기 위해서, 새로운 물질, 예컨대 물 또는 임의의 다른 고정제 또는 열이 전혀 필요 없다. 재형상성 헤어스타일링 조성물은, 예를 들면 10 시간 내지 24 시간 동안 길게 지속시킬 수 있는데, 이것은 내구성 스타일링 효과를 부여한다.
본 발명의 분산액은 화장 제품에서 그 자체 유용하거나, 수성 성분을 함유하는 화장 제품을 제공하기 위해서 화장품 산업에 공지된 다른 성분과 제제화할 수 있다. 그러한 성분은 완화제(emollient), 보습제(humectant), 다른 필름 형성 중합체, 추진제, 안료, 염료, 버퍼, 유기 및 무기 현탁제, 유기 및 무기 점증제, 왁스, 계면활성제 및 보조계면활성제, 가소제, 보존제, 향미제, 퍼퓸을 포함하고, 그리고 선스크린제, 방충제, 비타민, 허브 추출물, 발한 억제제 및 탈취제, 피부 또는 모발 탈색제(bleaching agent), 피부 또는 모발 착색제, 탈모제, 항진균제 및 항균제, 항비듬제 및 항여드름제, 아스트리젠트, 그리고 티눈(corn), 칼루스(callus) 및 사마귀(wart) 제거제를 비롯한 활성 성분을 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이들 성분의 기능, 이들 기능을 제공하는 특정 화합물 및 이들 화합물의 화장 제품 내로의 혼입은, 문헌[Poucher's Perfumes, Cosmetics and Soaps, 제10판, 2000, Hilda Butler, Ed., Kluwer Academic Publishers]에서 설명한 바와 같이 당업자라면 매우 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
발명에 관한 상세한 설명
가수분해 가능하거나 가수분해된 실릴기를 함유하는 다양한 수성 폴리우레탄-우레아 분산액은 당업자에 의해 제조해오고 있다. 예를 들면, 미국 특허 제3,941,733호, 제3,983,291호, 제5,554,686호, 제5,756,633호, 제5,919,860호, 제5,952,445호, 제6,046,295호 및 제6,111,010호에는 피혁, 제지, 목재, 금속, 세라믹, 석재, 콘크리이트, (밀)짚, 유리, 자기, 직물, 및 플라스틱에 코팅으로서 사용하기 적합하고, 결합제, 접착제 및 함침제(impregnant)에 사용하기 적합한, 실란 작용기로 말단화된 수분산성 폴리우레탄-우레아 중합체의 제법이 개시되어 있다. 미국 특허 제4,567,228호에는 내부(즉, 현수) 실릴화 폴리우레탄-우레아의 수성 분산액 및 이것의 히드록실 함유 표면 상의 코팅으로서의 용도가 개시되어 있다. 미국 특허 제5,041,494호에는 유리, 목재, 금속, 플라스틱, 피혁, 제지, 건축 자재, 석재 및 암석을 비롯한 유기 또는 무기 기재 상의 코팅 조성물로서 사용하기 위한, 말단 및/또는 현수 실란 작용기(fuctional group 또는 functionality)를 갖는 폴리우레탄-우레아의 수성 분산액이 개시되어 있다.
실릴화 폴리우레탄-우레아의 수성 분산액이 광범위하게 개시되어 있긴 하지만, 본 발명자들은 현재까지 화장품 조성물 내의 필름 형성 성분으로서 상기 분산액의 용도에 관한 어떠한 참고 문헌을 발견하지 못하고 있다.
실릴화 폴리우레탄-우레아의 수성 분산액을 제조하기 위한 방법 및 출발 물질은 상기 인용한 참고 문헌에 개시되어 있다. 폴리우레탄-우레아를 제조하기에 적합한 성분은 폴리이소시아네이트(바람직하게는 디이소시아네이트); 고분자량 성분(바람직하게는 폴리올); 히드록시, 히드라지드 또는 아민 기를 함유하는 저분자량 사슬 연장제; 이온성 및 비이온성 친수성 기를 함유하는 화합물; 및 실릴기를 함유하는 화합물을 포함한다. 사슬 종결제는 분자량을 제어하고 최종 필름 내의 가교 밀도를 감소시키기 위해서 임의로 포함될 수 있다.
폴리우레탄-우레아를 제조하는 데 한가지 적합한 방법은 폴리이소시아네이트를 폴리올과 반응시켜서 예비중합체를 형성시키는 단계를 수반한다. 이 예비중합체는 사슬 연장시킨 다음, 실릴기를 함유하는 화합물과 반응시켜서 폴리우레탄-우레아 중합체를 형성시킬 수 있다. 이어서, 이 형성된 중합체는 다양한 화장 제품을 제제화하는 데 사용할 수 있다.
폴리이소시아네이트 성분
임의의 적합한 유기 폴리이소시아네이트, 지방족, 시클로지방족, 고리지방족 또는 방향족을 단독으로 사용하거나 조합하여 사용할 수 있다. 방향족 또는 지방족 이소시아네이트가 적합하긴 하지만, 지방족 이소시아네이트는 일반적으로 방향족 이소시아네이트보다 더 우수한 광 안정성을 갖는 보다 더 연질인 중합체 또는 코팅을 제공한다. 디이소시아네이트는 한가지 바람직한 부류의 폴리이소시아네이트이다. 분자내에 2개 이상의 이소시아네이트기를 함유하는 낮은 수준의 이소시아네이트는 형성된 중합체의 특징에 있어 측정가능할 정도의 변화 없이 포함될 수 있다. 적합한 유기 폴리이소시아네이트는 디시클로헥실메탄 4,4'-디이소시아네이트(통상적으로는 H12MDI라고도 칭함), 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산, 1,3-비스(1-이소시아네이토-1-메틸에틸)벤젠(통상적으로는 TMXDI라고도 칭함), 3,5,5-트리메틸-1-이소시아네이토-3-이소시아네이토메틸시클로헥산(통상적으로는 이소포론 디이소시아네이트 또는 IPDI라고도 칭함), m-페닐렌 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이토 디페닐메탄(통상적으로는 MDI라고도 칭함), 벤지딘디이소시아네이트, 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(통상적으로는 HDI라고도 칭함) 및 다른 알킬렌 디이소시아네이트(예, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 데카메틸렌 디이소시아네이트, 및 도데카메틸렌 디이소시아네이트), 4,4',4"-트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 약 4개 이하의 방향족 고리를 함유하는 아닐린/포름알데히드 축합 생성물의 포스겐화에 의해 생성되는 폴리페닐메틸렌 폴리이소시아네이트, 디아니시딘 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 비스(2-이소시아네이토에틸)푸마레이트, 비스(2-이소시아네이토에틸)시클로헥스-4-엔-1,2-디카르복실레이트, 비스(2-이소시아네이토에틸)카르보네이트 및 해당 기술 분야에 공지된 많은 다른 유기 폴리이소시아네이트를 포함한다.
폴리올 성분
본 발명의 폴리우레탄-우레아 분산액의 제조에서, 폴리히드록시 화합물 또는 폴리올은 상기 설명한 유기 폴리이소시아네이트와 반응에 사용할 수 있다.
예시적인 폴리히드록시 화합물은 다음과 같은 부류의 화합물들, (a) 락톤 폴리올 및 이것의 알킬렌 옥사이드 부가물, (b) 폴리에스테르 폴리올, 및 이것의 알킬렌 옥사이드 부가물, (c) 폴리옥시알킬렌 폴리올, 폴리옥시시클로알킬렌 폴리올, 및 이들의 알킬렌 옥사이드 부가물, 및 (d) 폴리테트라메틸렌 글리콜을 포함한다.
디올은 한가지 바람직한 부류의 폴리올이다. 용어 "디올"은 최종 생성물의 특성에 과도하게 영향을 미치지 않은 낮은 농도의 트리올 또는 테트라올을 함유하는 혼합물 뿐만 아니라 디올의 혼합물을 포함한다는 것을 의미한다. 바람직한 디올은 폴리에스테르 디올 및 폴리옥시알킬렌 디올이다.
용어 "알킬렌 옥사이드"는, 예를 들면 에틸렌 옥사이드, 1,2-에폭시프로판, 1,2-에폭시부탄, 2,3-에폭시부탄, 이소부틸렌 옥사이드, 에피클로로히드린 등과 이들의 혼합물을 포함한다.
락톤 폴리올은 락톤, 예컨대 엡실론-카프로락톤 또는 엡실론-카프로락톤과 알킬렌 옥사이드의 혼합물을 다작용성(multifunctional) 개시제, 예컨대 다가 알콜과 반응시킴으로써 제조한다. 또한, 용어 "락톤 폴리올"은 다양한 공중합체, 예컨대 락톤 코폴리에스테르, 락톤 폴리에스테르/폴리카르보네이트, 락톤 폴리에스테르/폴리에테르, 락톤 폴리에스테르/폴리에테르/폴리카르보네이트 등을 포함한다.
폴리에스테르 폴리올은 액체에서 비가교된 고체, 즉 다수의 보다 통상적인 불활성 정상 액체 유기 매질에 용해 가능한 고체에 이르는 에스테르화 생성물이다. 폴리에스테르 폴리올은 폴리카르복실산, 이것의 무수물, 이것의 에스테르 또는 할로겐화물과 화학양론적으로 과량인 폴리올과의 반응에 의해 제조한다. 폴리에스테르 폴리올을 제조하는 데 사용할 수 있는 예시적인 폴리카르복실산은 디카르복실산 및 트리카르복실산, 예컨대 말레산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라인산(azelaic acid), 세바크산, 클로렌드산(chlorendic acid), 1,2,4-부탄-트리카르복실산, 프탈산 등을 포함한다. 에스테르화 반응은 해당 기술 분야에 잘 알려져 있다.
폴리옥시알킬렌 폴리올은, 예를 들면 물, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 글리세롤, 1,2,6-헥산트리올, 1,1,1-트리메틸올 에탄 또는 프로판, 펜타에리트리톨 등의 알킬렌 옥사이드 부가물을 포함한다. 폴리옥시알킬렌 폴리올을 제조하는 데 사용된 알킬렌 옥사이드는 보통 2개 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다. 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및 이들의 혼합물이 바람직하다.
또 다른 유용한 부류의 폴리올은 산성 촉매의 존재 하에 테트라히드로푸란을 중합시킴으로써 제조되는 폴리옥시테트라메틸렌 글리콜이다.
상기 설명한 바와 같이, 트리올, 테트롤, 트리이소시아네이트 등은 본 발명의 분산액에 사용된 폴리우레탄-우레아의 제조시에 사용할 수 있다. 폴리우레탄-우레아 골격 내의 소량의 분지화는 접착 및 내전이성을 개선시킨다. 과량의 분지화는 과도한 가교 및 불량한 유동을 발생시킬 수 있는데, 이것은 불량한 필름 형성을 유도한다. 각각 3000 달톤의 경우 폴리올 또는 폴리이소시아네이트로부터 하나 이상의 가교가 존재하지 말아야 한다. 이러한 양의 가교 결합은 본 명세서에서서 사용한 바와 같이 "경질 가교"이라고 칭한다. 단위 "달톤"은 중성 탄소-12 원자 질량의 1/12(또는 산소-16 원자 질량의 1/16)로서 정의하고, 또한 (국제) "원소 질량 단위"인 것으로 간주된다. 상기 "달톤"은 대형 분자의 논의 부분에서 편리하게 사용하며, 본 명세서에서 대문자 D로서 약어 표시한다.
폴리올 성분의 분자량은 중합체의 최종 특성을 결정하는 데 한가지 중요한 인자이다. 일반적으로, 분자량이 높으면 높을 수록, 형성된 중합체는 더욱 더 연질로 된다. 용어 "분자량"은 본 명세서에서 수 평균 분자량(Mw)을 의미한다. 200 만큼낮은 분자량의 폴리올과 5000 만큼 높은 분자량의 폴리올은 적합한 폴리우레탄-우레아 중합체를 생성시키는데, 분자량 범위는 300 내지 3000인 것이 바람직하고, 대부분 용이하게 상업적으로 입수 가능하다. 보다 낮은 분자량의 폴리올은 하기 설명한 사슬 연장에 사용할 수 있다.
사슬 연장 성분
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "사슬 연장제"는 약 2 내지 4, 보다 바람직하게는 2 내지 3, 가장 바람직하게는 2의 작용기를 갖고, 일반적으로 약 30 내지 2000의 분자량, 바람직하게는 30 내지 1000의 분자량을 갖는 다활성 수소 화합물을 의미한다.
바람직한 사슬 연장제는 다작용성 알콜, 아민 또는 카르복실산 히드라지드이다. 가장 바람직한 사슬 연장제는 다작용성 아민 및 카르복실산 히드라지드이다. 유용한 폴리아민은 에틸렌디아민, 1,6-디아미노헥산, 피페라진, 트리스(2-아미노에틸)아민 및 아민 말단화된 폴리에테르, 예컨대 유타주 솔트 레이크 시티에 소재하는 헌츠만 코포레이션(Huntsman Corporation)으로부터 시판되고 있는 JEFFAMINE D230 및 JEFFAMINE D400를 포함한다. 유용한 카르복실산 히드라지드는 아디프산 디히드라지드 및 옥살산 디히드라지드를 포함한다. 특히 유용한 다작용성 알콜은 2개 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,4-부탄 디올, 1,8-옥탄 디올, 및 1,2-데칸디올을 포함한다.
다른 유용한 사슬 연장제는 폴리티올, 예컨대 1,2-에탄디티올, 1,4-부탄디티올, 2,2'-옥시트리스(에탄 티올), 및 폴리(옥시에틸렌) 디올 및 트리올의 디- 및트리-머캅토프로피오네이트 에스테르를 포함한다. 또한, 물은, 이소시아네이트와 반응하여 불안정한 카르밤산을 형성하기 때문에, 사슬 연장제로서도 유용하며, 상기 카르밤산은 이산화탄소를 잃어 아민을 방출한다. 이어서, 이러한 아민은 또다른 이소사아네이트와 반응시키는 데 이용할 수 있다.
친수성 성분
폴리우레탄-우레아는 외연(extenrnal) 계면활성제의 사용을 통해 또는 친수성 기를 중합체 내로 혼입시킴으로써 수 중에 분산시킬 수 있다. 후자는 하나 이상의 수용성 기 및 하나 이상의 이소시아네이트 반응성 작용기를 갖는 친수성 성분을 사용함으로써 달성된다. 친수성 성분은 수성 용매 시스템 중에서 폴리우레탄-우레아 분산액을 안정화시키는 작용을 주로 한다. 적합한 친수성 화합물은 이온성 기 또는 이온성 기 또는 비이온성 수용성 기를 형성할 수 있는 부위를 함유하는 것들, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜 및 이것의 프로필렌 글리콜과의 공중합체이다.
존재하는 경우, 친수성 성분의 이온성 기는 양이온성, 음이온성 또는 양쪽이온성일 수 있다. 양이온성 기는 이소시아네이트 또는 폴리올 성분으로부터 유래할 수 있긴 하지만, 폴리올 성분으로서 첨가되는 것이 가장 바람직하다. 양이온성 기는 예비중합체 내로 직접 혼입시킬 수 있다. 예를 들면, 4급 디올, 예컨대 VARIQUAT 1215는 예비중합체 내로 직접 반응시킬 수 있다. 대안으로, 전구물질 기는 예비중합체 내로 반응된 후, 후속 반응에서 양이온성으로 만들 수 있다. 예를 들면, 활성 수소 작용성 3급 아민, 예컨대 메틸디에탄올아민 및 이것의 폴리에톡시화 부가물은 예비중합체 내의 골격 내로 혼입되고, 이어서 무기산 또는 유기산에의해 양성자화되어 이온성 염을 형성하거나, 알킬화되어 4급 암모늄기를 형성할 수 있다. 혼입된 3급 아민과 과산화수소, 프로판 설톤 또는 락톤과의 반응은 양쪽 이온성 부위를 제공한다. 바람직한 안정화 양이온성 성분은 매우 큰 수용성을 나타내고, 일반적으로 1 중량% 이상, 바람직하게는 과량인 10 중량%의 수용해도를 갖는다. 바람직한 안정화 양이온성 화합물은 다음과 같은 화학식, 즉 R1-N+(R2)[(CH2CH2O)nH]2X_를 가지며, 상기 식 중, R1은 사슬 내의 또는 사슬 상의 이용가능한 위치에서 N, O 및 S에 의해 임의로 치환된 (C1~C18)알킬이거나 (C6~C18)아릴 또는 아르알킬이고, R2는 수소 또는 (C1~C18)알킬이며, n은 약 1 내지 200, 바람직하게는 1 내지 50, 가장 바람직하게는 1 내지 20의 정수이고, X는 할로겐, 설페이트, 메토설페이트, 에토설페이트, 아세테이트, 카르보네이트 또는 포스페이트이다.
바람직한 양이온성 안정화 화합물은 양성자화되고 알킬화된 메틸 디에탄올 아민 뿐만 아니라 미국 코네티컷주 그린위치에 소재하는 CKWitco로부터 각각 VARIQUAT 638 및 VARIQUAT K1215로서 입수 가능한 PEG 2 코코모늄 클로라이드 및 PEG-15 코코모노늄 클로라이드를 포함한다.
단일 반응성 수소기를 갖는 양이온성 화합물을 혼입시키는 것이 바람직하다. 그러나, 이들 화합물은 보다 덜 바람직하다.
본 발명에 사용된 음이온성 안정화제는 이소시아네이트 성분 또는 폴리올 성분 상에 존재할 수 있다. 전형적으로 그리고 가장 용이하게, 음이온성 안정화제는폴리올 성분으로서 존재한다. 음이온성 기는 설포네이트, 포스포네이트, 포스페이트, 및 카르복실레이트일 수 있지만, 설폰이트 또는 카르복실레이트인 것이 바람직하고, 설포네이트인 것이 가장 바람직하다. 가장 바람직한 설포네이트는 미국 특허 제4,738,992호(Larson 등)에 기재된 황산화된 폴리올이다. 특히 바람직한 설포네이트는 하기 화학식을 갖는 폴리에스테르 디올이다.
상기 식 중, R3은 독립적으로 CH2CH2-(OCH2CH2-)n기-, -CH(CH3)CH2-(OCH(CH3)(CH2-)n- 기, -(CH2)4-(O(CH2)4)n- 기, -(CH2)mCO-[O(CH2)mCO]n- 기, 및 이들 기의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 에테르 또는 에스테르 작용기를 포함하고, 200 내지 600의 평균 분자량을 갖는 2가 지방족 기이며,
m은 약 2 내지 5의 정수이고,
n은 약 2 내지 15의 정수이며,
M은 양이온이고, M은 Na인 것이 바람직하지만, M은 H, K, Li이거나, 또는 1급, 2급, 3급 또는 4급 암모늄 양이온, 예컨대 암모늄, 메틸암모늄, 부틸암모늄, 디에틸암모늄, 트리에틸암모늄, 테트라에틸암모늄 및 벤질트리메틸-암모늄 양이온일 수 있다.
적합한 카르복실레이트 및 카르복실산 작용성 폴리올은 디메틸올프로피온산및 이것의 폴리에톡시화된 유도체 뿐만 아니라 산 그라프트화된 폴리에스테르, 예컨대 코네티컷주 댄버리에 소재하는 유니온 카바이드 스페셜티 케미칼스 Div.(Union Carbide Specialty Chemicals Div.)로부터 입수 가능한 UCARMOD 폴리올을 포함한다. 카르복시 작용성 폴리아미드, 예컨대 리신 및 히스티민도 유용하다. 이들은 예비중합체의 제조 전에 또는 후에 유기 또는 무기 염기로 중화시킬 수 있다.
실릴 함유 성분
실릴기는 폴리우레탄-우레아의 말단(단부), 내부(골격으로부터 현수) 또는 이들 2가지의 조합 내에 혼입될 수 있다, 말단에 혼입된 경우, 하나 이상의 실릴기 및 하나의 친전자성 또는 친핵성 반응성 기를 함유하는 성분을 사용할 수 있다. 예를 들면 이소시아네이트로 말단화된 예비중합체는 알킬아민, 히드록실 또는 티올로 작용화된 실란과 반응할 수 있다.
대표적인 이소시아네이트-반응성 실란은 하기 화합물들을 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다:
및 이들의 혼합물.
이와 반대로, 아민 또는 히드록실 부위에 의해 말단화된 예비중합체는 알킬 이소시아네이트에 의해 작용화되어 있는 실란, 예컨대 3-이소시아네이토프로필트리에톡실란을 함유하는 성분과 반응할 수 있다.
내부에 혼입되는 경우, 하나 이상의 실릴기 및 2 이상의 이소시아네이트 또는 이소시아네이트 반응성 기를 함유하는 성분을 사용할 수 있다. 예를 들면, 2개의 히드록실 또는 2개의 아민에 의해 작용화된 실란은 실란 작용기를 내부에 배치함으로써 사슬 연장제로서 사용할 수 있다.
2개의 반응성 부위를 함유한 대표적인 이소시아네이트 반응성 실란은 (HOC2H5)2NC3H6Si(OCH3)3및 H2NCH2CH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3을 포함한다.
대안으로, 단지 하나의 친전자성 또는 친핵성 기를 함유한 실란을 사용할 수 있는데, 단 중합체는 그 골격에 따라 한쌍의 친전자성 또는 친핵성 기를 함유해야 한다. 예를 들면, 중합체 사슬 상의 현수 카르복실산 작용기는 알킬 에폭시 실란,예컨대 3-글리시독시프로필트리메톡시실란과 반응할 수 있다.
실릴기를 혼입시키는 다른 방법, 예컨대 트리알콕시실란 히드라이드에 의한 현수 또는 말단 올레핀의 히드로실화(hydrosilation)는 해당 기술 분야에 공지되어 있다.
규소 상의 2 또는 3의 가수분해 가능한 기를 (X2Si= 또는 X3Si-로서) 또는 1 또는 2의 유기기를 함유하는 실란 화합물은 실릴기를 형성시키는 데 적합하다. "X"는 통상적인 가수분해 가능한 기, 예컨대 수소, 알콕시, 아실옥시, 할로겐, 아미노, 옥심 등 임의의 것일 수 있다. 알콕시기는 가장 바라직한 가수분해 가능한 기이고, 따라서 특히 바람직한 화합물은 화학식 (R4O)3SiR5Z의 것일 수 있으며, 여기서 (R4O)3SiR5-는 실릴 부위이다. R4는 1개 내지 4개의 탄소 원자, 바람직하게는 1개 또는 2개의 탄소 원자의 저급 알킬 라디칼(예, 메톡시, 에톡시), 또는 2개 내지 5개의 탄소 원자, 바람직하게는 2개 또는 3개의 탄소 원자의 저급 아실(예, 아세틸 또는 프로피오닐)이다. R5는 (1) 올레핀계 불포화를 함유하지 않고 이소시아네이트 반응성 기를 함유하지 않은 2가 히드로카르빌 라디칼, (2) 2개의 탄소 원자 당 1개 이하의 에테르 산소를 함유하는 2가 폴리옥시알킬렌 모노- 또는 폴리-옥사알킬렌 라디칼, 및 (3) 2가 히드로카르빌아미노 라디칼로 이루어진 군 중에서 선택되는, 2개 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 3개 내지 10개의 탄소 원자의 2가 유기 가교 라다칼이다. Z는 친핵성 기, 예컨대 -OH, -SH, -NHR, -NH2및 -N(C2H4OH)2또는친전자성 기, 예컨대 -NCO 및 에폭사이드이다. 대표적인 2가 알킬렌 라디칼은 -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2OCH2CH2-, -CH2CH2CH2NHCH2CH2-, -CH2CH2C6H4CH2CH2-를 포함한다. 그러한 규소 함유 화합물은 해당 기술 분야에 잘 알려져 있고, 많은 것들이 상업적으로 구입 가능하거나 또는 용이하게 제조될 수 있다.
충분한 양의 실란은 원하는 수준의 내수성 및 필름 특성을 제공하도록 존재해야 한다. 일반적으로, 이들 수준은 평균적으로 1000 달톤 당 2 이하의 규소 원자 및 125,000 달톤 당 2개 이상의 규소 원자를 함유하는 중합체에 의해 얻어진다. 바람직한 범위는 1500 달톤 내지 100,000 달톤 당 2개의 규소 원자(또는 실릴기)이다.
사슬 연장된 실릴 작용성 폴리우레탄-우레아는 실릴기의 가수분해 및 실록산 가교의 형성에 의해 경화될 것으로 생각된다. 이러한 반응은 아마도 중합체가 물에 노출되자마자 바로 개시되긴 하지만, 일반적으로 실온에서 서서히 진행되고, 약 6.5 내지 9의 pH 범위 내에 이루어진다. 이 반응은 건조 후에 보다 빠르게 진행되고, 산성 또는 염기성 촉매의 존재 하에서 가속화된다. 실록산 가교의 형성은 중합체로부터 형성된 필름을 가교시킨다. 이러한 가교는 중합체 제조시 트리올, 트리이소시아네이트, 테트롤 및 다른 고도의 작용성 반응물의 사용으로 인하여 저농도로 형성된 가교와 구별된다. 후자의 가교는 본 명세서에서 경우에 따라 예비중합체 유도된 가교를 의미하며, 경화 전에 존재하는 가교의 유형으로서 이해해야 한다.
사슬 종결제 성분
본 명세서에서 사용한 바와 같이, 용어 "사슬 종결제"는 약 1의 작용기를 갖고, 일반적으로 약 30 내지 2000, 바람직하게는 약 30 내지 1000의 분자량을 갖는 활성 수소 화합물을 의미한다. 사슬 종결제는 예비중합체 제조 중에 포함되거나, 분산 및 사슬 연장 단계 중에 첨가될 수 있다. 바람직한 사슬 종결제는 단일 작용성 알콜, 아민, 또는 카르복실산 히드라지드이다. 사슬 종결이 분산 단계 중에 수행되는 경우, 가장 바람직한 사슬 종결제는 단일 작용성 아민이다. 왜냐하면, 이소시아네이트 작용성 부위가 물의 존재 하에 선택적으로 상기 사슬 종결제 아민과 반응하기 때문이다. 유용한 아민은 부틸 아민 또는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올을 포함한다. 유용한 단일 작용성 알콜은 2개 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 것들, 예컨대 에탄올, 부탄올, 옥탄올, 세틸 알콜, 및 스테아릴 알콜을 포함한다.
분산 기법
폴리우레탄-우레아의 수성 분산액은 폴리우레탄 화학에서 공지되어 있고, 예를 들면 문헌["Waterborne Polyurethanes", Rosthauser 등, Advances in Urethane Science and Technology, Vol. 10, pp. 121-162(1987)]에 기술되어 있는 공정들에 따라 제조할 수 있다.
이들 공정은 일반적으로 폴리우레탄-우레아를 수성 캐리어의 존재 하에 고전단 공정으로 처리하는 단계를 수반한다. 마이크로유동화는 폴리우레탄-우레아의 분산액을 비롯한 안정하고 균일한 마이크로 이하의 분산액을 제조하는 그런한 공정의 한가지이다. 상기 공정은 수분산성 중합체를 물과 배합하기 위해서 고압 액체 분사 분쇄를 사용한다. 중합체는 일반적으로 20 내지 80 범위 내의 판독치를 부여하는적당한 스핀들 및 속도로 브룩필드 점도계(Brookfield viscometer)를 사용하여 1 cps 내지 500,000 cps 범위 내의 점도를 가져야 한다. 점도계 측정은 전형적으로 약 25℃의 실온에서 수행한다. 보다 높은 점도를 접하게 되는 경우, 점도를 소정의 범위로 감소시키기 위해서는 유기 용매를 사용할 수 있다. 마이크로유동화 공정에서, 폴리우레탄-우레아 및 유기 용매 중의 폴리우레탄-우레아의 용액은 물 스트림 내로 주입하고, 이어서 상호작용 체임버에서 0.6 MPa 내지 300 MPa(100 psi 내지 40,000 psi)의 고압 액체 분쇄로 처리한다. 높은 전단 영역을 제공하는 상호작용 체임버는 일반적으로 폭발적인 팽창 체임버가 되도록 형상화되거나, 고속 충돌 스트림을 사용하거나, 감소하는 직경을 갖는 직렬의 오리피스 시리즈를 함유한다. 이 공정에서, 모든 액체는 모든 재료에 대하여 균일한 전단을 제공하는 상호작용 체임버 형상을 통해 유입된다.
폴리우레탄-우레아의 제조에 도움을 주고 점도를 감소시키기 위해서 유기 용매를 사용하는 경우, 이러한 용매는 수용액 내로 분산을 허용하도록 물과 혼화성이 있는 것이 바람직하다. 100℃보다 더 낮은 비점을 갖는 유기 용매를 사용하는 경우, 유기 용매는 실릴화 폴리우레탄-우레아의 수성 중합체 분산액이 필수적으로 잔류하도록 증발하여 제거할 수 있다. 이러한 공정에 유용한 대표적인 유기 용매는 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 및 테트라히드로푸란을 포함한다. 100℃ 이상의 비점을 갖는 유기 용매(편리를 위해 "고비점 용매"라고 칭함)는 또한 사용할 수 있지만, 바람직하지 않다. 고비점 용매를 사용하는 경우, 제제는 가능한 농축 용액으로서, 예를 들면 바람직하게는 분산액 내에 존재하는 양을 최소화하기 위해서 20 중량%이하의 양으로 수행해야 한다. 이러한 고비점 용매는 화장품 용도에서 독성 또는 염증(irritancy) 문제를 갖는 않는 물질 중에서 선택되어야 하다. 물론, 100℃ 이하의 비점을 갖는 용매, 예컨대 에탄올은 임의로 최종 제제 내에 포함되어 신속한 건조와 같은 이점을 제공할 수 있다.
폴리우레탄-우레아 분산액을 제조하는 한가지 방법에 따르면, 이소시아네이트 작용성 예비중합체를 제조하고, 이것을 사슬 연장하며/하거나, 사슬 종결하여 폴리우레탄-우레아를 형성시킨 후, 나중에 수 중에 분산시킨다. 이 방법은 미국 특허 제3,479,310호에 개시되어 있다.
아민을 사슬 종결제 또는 사슬 연장제로서 이소시아네이트 작용성 예비중합체와 반응시키는 경우, 분산액을 제조하는 바람직한 방법은 예비중합체를 수 중에 분산시키는 것이다. 이어서, 이 예비중합체는 아미노기 함유 화합물과 반응시키는데, 상기 아미노기 함유 화합물은 이소시아네이트 작용성 예비중합체를 분산시키기 전에, 도중에 또는 이후에 물과 혼합할 수 있다.
본 발명에 따라 사용하고자 하는 아미노기 함유 화합물의 양은 예비중합체 내의 이소시아네이트기의 수에 의존적이다. 일반적으로, 이소시아네이트기 대 아미노기의 비율은 당량을 기준으로 하여 1.0:0.6 내지 1.0:1.1, 바람직하게는 1.0:0.8 내지 1.0:0.98이다.
이소시아네이트 작용성 예비중합체와 아미노기 함유 화합물 간의 반응은 일반적으로 약 5℃ 내지 90℃, 바람직하게는 약 20℃ 내지 80℃, 보다 바람직하게는 약 30℃ 내지 60℃의 온도에서 수행한다. 반응 조건은 보통 이소시아네이트기가 기본적으로 완전 반응될 때까지 유지한다.
최종 생성물은 고형분 함량이 약 60 중량% 이하, 바람직하게는 약 15 중량% 내지 60 중량%, 보다 바람직하게는 약 30 중량% 내지 45 중랑%인 폴리우레탄-우레아 입자의 안정한 수성 분산액이다. 그러나, 분산액을 원하는 임의의 최소 고형분 함량으로 희석시키는 것은 항상 가능하다. 폴리우레탄-우레아의 평균 입자 크기는 일반적으로 약 1.0 마이크론 이하이고, 바람직하게는 약 0.001 마이크론 내지 0.5 마이크론이며, 보다 바람직하게는 약 0.01 마이크론 내지 0.3 마이크론이다. 작은 입자 크기는 분산된 입자의 안정성을 강화시키고, 또한 높은 표면 광택을 지닌 필름을 유도한다. 분산액은 다른 분산액 또는 다른 공지된 첨가제, 예컨대 충전제, 가소제, 안료, 카본 블랙, 실라카 졸 및 공지된 균염제, 습윤제, 소포제 및 안정화제와 혼합할 수 있다.
하기 실시예들은 본 발명의 상이한 실시양태 및 상세한 설명을 예시하기 위해 제공된 것이다. 실시예가 이러한 목적을 위해 작용을 하지만, 사용된 특정 성분 및 양 뿐만 아니라 다른 조건 및 상세한 설명은 본 발명의 영역을 부적절하게 제한하는 방식으로 해석해서는 안된다. 달리 특별한 언급이 없는 한, 모든 백분율은 중량%이다.
약어
화합물 제조사
무수 에탄올 아퍼 알콜 앤드 케미칼(켄터키주, 쉘비빌)
아세톤 제이.티.베이커, 인크.(뉴저지주,필립스버그)
부틸아민 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
세테아릴 알콜 헨켈 코포레이숀(오하이오주, 신신네티)
세틸 알콜 크로다, 인크.(뉴저지주, 파르시패니)
디부틸주석 디라우레이트(DTDL) 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
디에틸렌 글리콜 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
이나트륨 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA(N2)) 더블유.알.그레이스 앤드 컴패니(뉴햄프셔주,내슈아)
에틸 파라벤 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
에틸렌 글리콜(EG) 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
에틸렌 글리콜 디스테아레이트 유니케마(델라웨어주, 윌밍턴)
글리세린 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
글리세릴 모노스테아레이트 SE 헨켈 코포레이숀(오하이오주, 신신네티)
이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
메틸 에틸 케톤(MEK) 제이.티.베이커, 인크(뉴저지주,필립스버그)
메틸 파라벤 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
옥타데카메틸시클로테트라실록산 다우 코닝(미시건주, 미들랜드)
옥타데카놀 프록터 앤드 갬블(오하이오주, 신신네티)
옥틸 팔미테이트 스테판 케미칼(일리노이즈주, 노스필드)
폴리카프로락톤 디올 TONE 0201 디올, 유니온 카바이드(코네티컷주, 댄스버리)
폴리카프로락톤 나트륨 설포 이소프탈레이트(PCPSSIP) 미국 특허 제5,929,160호의 실시예 29에 따라 제조됨
프로필 파라벤 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
프로필렌 글리콜(PG) 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
스테아르산 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
스테아릴 알콜 크로다, 인크.(뉴저지주, 파르시패니)
트리에탄올 아민 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
트리에틸 아민 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
1,2-데칸디올 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
1,6-디이소시아네이토헥산 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
2,2'-비스(히드록시메틸)프로피온산 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
3-아미노프로필트리에톡시실란 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
4,4'-디이소시아네이토 디시클로헥실메탄 알드리히 케미칼 컴패니(위스콘신주, 밀워키)
N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)에틸렌디아민 겔레스트, 인크.(펜실베니아주, 툴리타운)
Abil(등록상표) EM90 골드슈미트(버지니아주, 호프웰)
Arlacel(등록상표) C ICI 아메리카스(델라웨어주, 윌밍턴)
Brij(등록상표) 30 ICI 아메리카스(델라웨어주, 윌밍턴)
화합물 제조사
Candelilla #1 프랭크 비.로스 컴패니(뉴저지주, 저지시티)
Carnauba #1 프랭크 비.로스 컴패니(뉴저지주, 저지시티)
Cocamide MEA 로디아(뉴저지주, 크란버리)
Finsolv(등록상표) TN 파인텍스 컴패니(뉴저지주, 엘름우드 파크)
Germaben II(등록상표) 서튼 레보러토리즈(뉴저지주, 챠탐)
Incronam(등록상표) 30 크로다, 인크.(뉴저지주, 파르시패니)
Lauriciden(등록상표) 메드-켐 랩스 인크.(미시건주, 이스트 랜싱)
Lipomulse(등록상표) 165 리포 케미칼스, 인크.(뉴저지주, 패터슨)
Miranol(등록상표) CS 로디아(뉴저지주, 크랜버리)
Monosil(등록상표) PLN ICI 아메리카스(델라웨어주, 윌밍턴)
Natrosol(등록상표)250 MR,HEC 아퀄론(델라웨어주, 윌밍턴)
Neutrol(등록상표) TE 바스프 코포레이숀(뉴저지주, 마운트 올리브)
옥토크릴렌 바스프 코포레이숀(뉴저지주, 마운트 올리브)
PEG150 테트라스테아레이트 크로다, 인크.(뉴저지주, 파르시패니)
Pemulen(등록상표) TR-1(2% 용액) 굿리치 퍼포먼스 매터리얼스(오하이오주, 클리브랜드)
Phenonip(등록상표)(TM) 니파 하드위크 인크.(델라웨어주, 윌밍턴)
PVP K-30 ISP(뉴저지주, 웨인)
Rhapsody(등록상표) 1M 울트라 케미칼(뉴저지주, 레드뱅크)
Standapol(등록상표) A 헨켈 코포레이숀(뉴저지주, 호보켄)
Standapol(등록상표) EA-2 헨켈 코포레이숀(뉴저지주, 호보켄)
Stepanmild(등록상표) RM-1 스테판 케미칼(일리노이즈주, 노스필드)
Tween(등록상표) 80 ICI 아메리카스(델라웨어주, 윌밍턴)
Veegum(등록상표) 알.티.반데르벨트(코네티컷주, 노르월크)
Z-Cote(등록상표) HP-1 선스마트 인크.(뉴욕주, 웨인스콧)
흑색 산화철 카드르, 인크.(뉴저지주, 사우스 플레인필드)
조조바 오일 퍼셀 내츄럴 조조바(캘리포니아주, 아빌라 비치)
광물유 위트코 컴패니(텍사스주, 휴스턴)
적색 산화철 #70421 카드르, 인크.(뉴저지주, 사우스 플레인필드)
티트리 오일 자슨 내추럴 코스메틱(캘리포니아주, 컬버시티)
이산화티탄 #70429 카드르, 인크.(뉴저지주, 사우스 플레인필드)
황색 산화철 #70422 카드르, 인크.(뉴저지주, 사우스 플레인필드)
화이트 밀납 프랭크 비.로스 컴패니(뉴저지주, 저지시티)
FD&C 옐로우 6 워너-젠킨슨(뉴저지주, 사우스 플레인필드)
FD&C 블루 1 워너-젠킨슨(뉴저지주, 사우스 플레인필드)
3M 브랜드 Silicones "Plus" 중합체 SA 70 in D5 3M 컴패니(미네소타주, 세인트폴)
3M 브랜드 Silicones "Plus" 중합체 VS 80 3M 컴패니(미네소타주, 세인트폴)
실시예 1
수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아의 제조
PCPSSIP(349.7 g, 혼합물의 히드록실 당량 370을 기준으로 0.47 mol), 폴리카프로락톤 디올(39.3 g, 0.08 mol), 에틸렌 글리콜(69.9 g, 1.13 mol), 디에틸렌글리콜(23.9 g, 0.23 mol), IPDI(450.1 g, 2.03 mol), DTDL(0.90 g, 1.4 mmol), 및 MEK(502 g)의 혼합물을 교반기가 부착된 용기에 충전하고 80℃로 가열하였다. 4 시간 후, 반응 혼합물에 MEK(473 g) 중의 3-아미노프로필트리에톡시실란(49.9 g, 0.23 mol)의 용액을 첨가하고, 추가로 15분 동안 80℃로 유지하였다. 강력한 교반 하에 반응 혼합물에 물(975 g)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 감압 하에 혼합물로부터 MEK를 증류 제거하여 수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아 분산액(고형분 50%)을 얻었다.
실시예 2
수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아의 제조
PCPSSIP(29.21 kg, 혼합물의 히드록실 당량 340을 기준으로 43.0 mol), 폴리카프로락톤 디올(10.75 kg, 20.5 mol), 에틸렌 글리콜(5.10 kg, 82.1 mol), IPDI(34.9 kg, 157.0 mol), DTDL(127 g, 0.20 mol) 및 MEK(43 kg)의 혼합물을 교반하에 80℃로 가열하였다. 4 시간 후, 반응 혼합물에 MEK(43 kg) 중의 3-아미노프로필트리에톡시실란(4.75 kg, 21.5 mol)의 용액을 첨가하고, 추가로 15분 동안 80℃로 유지하였다. 강력한 교반 하에 반응 혼합물에 물(136 kg)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 감압 하에 혼합물로부터 MEK를 증류 제거하여 수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아 분산액(고형분 43%)을 얻었다. 분산액 필름에 대한 변조형 시차 주사 열량계(MDSC) 분석 및 인장 특성 분석 결과, 중합체는 Tg가 30℃이고 인장 강도는 236% 신장률에서 4536 psi인 것으로 나타났다.
실시예 3
수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아의 제조
1,2-데칸디올(69.71 g, 0.40 mol), 1,6-디이소시아네이토헥산(102.94 g, 0.61 mol), DTDL(0.27 g, 0.4 mmol) 및 아세톤(161 mL)의 혼합물을 교반하에 55℃로 가열하였다. 2 시간 후, PCPSSIP(125.8 g, 혼합물의 히드록실 당량 370을 기준으로 0.17 mol)를 첨가하고, 혼합물을 55℃에서 추가로 2 시간 동안 더 가열하였다. 반응 혼합물에 아세톤(144 mL) 중의 3-아미노프로필트리에톡시실란(9.79 g, 0.044 mol)의 용액을 첨가하고, 추가로 15분 동안 55℃로 유지하였다. 강력한 교반 하에 반응 혼합물에 물(500 mL)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 감압 하에 혼합물로부터 아세톤을 증류 제거하여 수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아 분산액을 얻었다. 분산액 필름에 대한 MDSC 분석 및 인장 특성 분석 결과, 중합체는 Tg가 -17℃이고 인장 강도는 806% 신장률에서 642 psi인 것으로 나타났다.
실시예 4
수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아의 제조
1,2-데칸디올(34.86 g, 0.20 mol), 1,6-디이소시아네이토헥산(51.47 g, 0.31 mol), DTDL(0.14 g, 0.2 mmol) 및 아세톤(80 mL)의 혼합물을 교반하에 55℃로 가열하였다. 2 시간 후, PCPSSIP(62.9 g, 혼합물의 히드록실 당량 370을 기준으로 0.09 mol)를 첨가하고, 혼합물을 55℃에서 추가로 2 시간 동안 더 가열하였다. 반응 혼합물에 아세톤(69 mL) 중의 3-아미노프로필트리에톡시실란(20.6 g, 9.3 mmol) 및부틸아민(0.45 g, 6.2 mmol)의 용액을 첨가하고, 추가로 15분 동안 55℃로 유지하였다. 강력한 교반 하에 반응 혼합물에 물(240 mL)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 감압 하에 혼합물로부터 아세톤을 증류 제거하여 수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아 분산액을 얻었다.
실시예 5
수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아의 제조
1,2-데칸디올(22.05 g, 0.13 mol), 1,6-디이소시아네이토헥산(32.56 g, 0.19 mol), DTDL(0.09 g, 0.1 mmol) 및 아세톤(51 mL)의 혼합물을 교반하에 55℃로 가열하였다. 2 시간 후, PCPSSIP(혼합물의 히드록실 당량 370을 기준으로 0.05 mol)를 첨가하고, 혼합물을 55℃에서 추가로 2 시간 동안 더 가열하였다. 반응 혼합물에 아세톤(45 mL) 중의 3-아미노프로필트리에톡시실란(1.97 g, 8.9 mmol) 및 부틸아민(0.22 g, 3.0 mmol)의 용액을 첨가하고, 추가로 15분 동안 55℃로 유지하였다. 강력한 교반 하에 반응 혼합물에 물(160 mL)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 감압 하에 혼합물로부터 아세톤을 증류 제거하여 수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아 분산액을 얻었다.
실시예 6
수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아의 제조
1,2-데칸디올(24.28 g, 0.12 mol), 1,6-디이소시아네이토헥산(31.79 g, 0.19 mol), DTDL(0.08 g, 0.1 mmol) 및 아세톤(52 mL)의 혼합물을 교반하에 55℃로 가열하였다. 2 시간 후, PCPSSIP(40.9 g, 혼합물의 히드록실 당량 370을 기준으로 0.06mol)를 첨가하고, 혼합물을 55℃에서 추가로 2 시간 동안 더 가열하였다. 반응 혼합물에 아세톤(45 mL) 중의 3-아미노프로필트리에톡시실란(1.12 g, 5.1 mmol) 및 부틸아민(0.37 g, 5.1 mmol)의 용액을 첨가하고, 추가로 15분 동안 55℃로 유지하였다. 강력한 교반 하에 반응 혼합물에 물(130 mL)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 감압 하에 혼합물로부터 아세톤을 증류 제거하여 수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아 분산액을 얻었다.
실시예 7
수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아의 제조
1,2-데칸디올(27.88 g, 0.16 mol), 1,6-디이소시아네이토헥산(41.18 g, 0.24 mol), DTDL(0.11 g, 0.2 mmol) 및 아세톤(64 mL)의 혼합물을 교반하에 55℃로 가열하였다. 2 시간 후, PCPSSIP(50.32 g, 혼합물의 히드록실 당량 370을 기준으로 0.07 mol)를 첨가하고, 혼합물을 55℃에서 추가로 2 시간 동안 더 가열하였다. 반응 혼합물에 아세톤(55 mL) 중의 3-아미노프로필트리에톡시실란(2.15 g, 9.7 mmol) 및 부틸아민(0.30 g, 4.2 mmol)의 용액을 첨가하고, 추가로 15분 동안 55℃로 유지하였다. 강력한 교반 하에 반응 혼합물에 물(176 mL)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 감압 하에 혼합물로부터 아세톤을 증류 제거하여 수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아 분산액을 얻었다.
실시예 8
수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아의 제조
PCPSSIP(555 g, 혼합물의 히드록실 당량 370을 기준으로 0.75 mol),IPDI(190.1 g, 0.86 mol), DTDL(0.36 g, 0.56 mol) 및 아세톤(400 g)의 혼합물을 교반하에 55℃로 가열하였다. 8 시간 후, 반응 혼합물에 아세톤(365 g) 중의 3-아미노프로필트리에톡시실란(45.3 g, 0.20 mol)의 용액을 첨가하고, 추가로 15분 동안 55℃로 유지하였다. 강력한 교반 하에 반응 혼합물에 물(1700 g)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 감압 하에 혼합물로부터 아세톤을 증류 제거하여 수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아 분산액(고형분 33%)을 얻었다. 분산액 필름에 대한 MDSC 분석 및 인장 특성 분석 결과, 중합체는 Tg가 -20℃이고 인장 강도는 611% 신장률에서 975 psi인 것으로 나타났다.
실시예 9
실릴화 디아민을 사용하는 사슬 연장에 의한 수중의 실릴화 폴리우레탄-우레아 분산액의 제조
PCPSSIP(47.3 g, 혼합물의 히드록실 당량 370을 기준으로 0.06 mol), 폴리카프로락톤 디올(14.15 g, 0.03 mol), 에틸렌 글리콜(6.71 g, 0.11 mol), 4,4'-디이소시아네이토 디시클로헥실메탄(56.67 g, 0.22 mol), DTDL(0.09 g, 1.5 mmol) 및 아세톤(67 mL)의 혼합물을 교반하에 60℃로 가열하였다. 4 시간 후, 반응 혼합물에 아세톤(65 mL) 중의 3-아미노프로필트리에톡시실란(4.96 g, 0.022 mol)의 용액을 첨가하고, 추가로 15분 동안 60℃로 유지하였다. 강력한 교반 하에 반응 혼합물에 물(200 mL)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)에틸렌디아민(2.50 g, 0.011 mol)을 첨가하였다. 감압 하에 혼합물로부터 아세톤을 증류제거하여 수중의 실란올 작용성 폴리우레탄-우레아 분산액을 얻었다. 분산액 필름에 대한 MDSC 분석 및 인장 특성 분석 결과, 중합체는 Tg가 23℃이고 인장 강도는 298% 신장률에서 3853 psi인 것으로 나타났다.
실시예 10
실릴화 디아민을 사용하는 사슬 연장에 의한 수중의 실릴화 폴리우레탄-우레아 분산액의 제조
PCPSSIP(43.1 g, 혼합물의 히드록실 당량 370을 기준으로 0.06 mol), 폴리카프로락톤 디올(7.86 g, 0.02 mol), 에틸렌 글리콜(7.45 g, 0.12 mol), 4,4'-디이소시아네이토 디시클로헥실메탄(54.94 g, 0.21 mol), DTDL(0.09 g, 1.5 mmol) 및 아세톤(61 mL)의 혼합물을 교반하에 60℃로 가열하였다. 4 시간 후, 반응 혼합물에 아세톤(57 mL) 중의 3-아미노프로필트리에톡시실란(3.67 g, 0.017 mol)의 용액을 첨가하고, 추가로 15분 동안 60℃로 유지하였다. 강력한 교반 하에 반응 혼합물에 물(178 mL)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)에틸렌디아민(1.85 g, 0.008 mol)을 첨가하였다. 감압 하에 혼합물로부터 아세톤을 증류 제거하여 수중의 실란올 작용성 폴리우레탄-우레아 분산액을 얻었다. 분산액 필름에 대한 MDSC 분석 및 인장 특성 분석 결과, 중합체는 Tg가 48℃이고 인장 강도는 281% 신장률에서 4775 psi인 것으로 나타났다.
실시예 11
카르복실화 폴리우레탄-우레아 분산액의 제조
2,2'-비스(히드록시메틸)프로피온산(20.1 g, 0.150 mol), 폴리카프로락톤 디올(262 g, 0.50 mol), IPDI(159 g, 0.72 mol), MEK(237 g) 및 DTDL(0.30 g, 0.05 mmol)의 혼합물을 5시간 동안 환류 가열한 후, 실온에서 72시간 동안 놓아두었다. 이어서 혼합물을 6시간 더 환류 가열하였다. 일정량을 분취하여 미국 특허 제5,929,160호의 실시예 29에 개시되어 있는 바와 같이 이소시아네이트 당량을 결정하였다. 이소시아네이트 당량 측정치 3,607을 기준으로, MEK(232 g) 중의 트리에탄올아민(14.2 g, 0.141 mol) 및 3-아미노프로필트리에톡시실란(24.9 g, 0.11 mol)의 용액을 상기 반응 혼합물에 첨가하였다. 추가로 15분 동안 교반한 후, 물(1350 g)을 용액에 첨가한 후, 감압 하에 혼합물로부터 MEK를 증류 제거하여 수중의 카르복실화 폴리우레탄-우레아 분산액(고형분 28%)을 얻었다.
실시예 12
수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아의 제조
PCPSSIP(31.41 kg, 혼합물의 히드록실 당량 370을 기준으로 42.5 mol), 폴리카프로락톤 디올(12.74 kg, 24.3 mol), 에틸렌 글리콜(4.03 kg, 64.8 mol), IPDI(31.8 kg, 143.1 mol), DTDL(116.0 g, 0.18 mol) 및 MEK(43 kg) 의 혼합물을 교반하에 80℃로 가열하였다. 4 시간 후, 반응 혼합물에 MEK(42 kg) 중의 3-아미노프로필트리에톡시실란(4.71 kg, 21.3 mol)의 용액을 첨가하고, 추가로 15분 동안 80℃로 유지하였다. 강력한 교반 하에 반응 혼합물에 물(138 kg)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 이어서 감압 하에 혼합물로부터 MEK를 증류 제거하여 수중의 실란올 말단화 폴리우레탄-우레아 분산액(고형분 44%)을 얻었다. 분산액 필름에 대한 MDSC 분석 및 인장 특성 분석 결과, 중합체는 Tg가 22℃이고 인장 강도는 400% 신장률에서 4479 psi인 것으로 나타났다.
화장품 예 1
실시예 1의 폴리우레탄-우레아 분산 중합체로 수중유 선스크린 로션을 제조하였다. 혼합 장치가 부착된 별도의 용기에서, 하기 표 I에 표시된 상 A 및 상 B의 성분들을 75℃로 가열하였다. 상 B를 상 A에 첨가하였다. 45℃로 냉각시킨 후, 상 C 및 상 D를 첨가하였다.
수중유 선스크린 로션
상 A 중량%
탈이온수 48.62
Na2EDTA 0.10
프로필렌 글리콜 2.50
Pemulen TR-1(2% 용액) 10.00
Stepanmild RM-1 1.50
Neutrol TE 0.40
상 B
세테아릴 알콜 1.00
옥틸 팔미테이트 5.50
Z-Cote HP-1 6.00
Lipomulse 165 2.00
Uvinul MC80 7.50
옥토크릴렌 9.00
상 C
실시예 1의 폴리우레탄-우레아 분산액 4.88
상 D
Germaben II 1.00
총중량 100.00
화장품 예 2
다음과 같이 수중유 마스카라를 제조하였다. 혼합 장치가 부착된 별도의 용기에서, 하기 표 II에 표시된 상 A 및 상 B의 성분들을 87℃로 가열하였다. 균질화 처리하면서 상 B를 상 A에 서서히 첨가하였다. 15분간 교반한 후, 배치를 45℃로 냉각시키고, 상 C 및 상 D를 첨가하였다.
수중유 마스카라
상 A 중량 %
탈이온수 40.80
PVP K-30 1.00
프로필렌 글리콜 5.00
Natrosol 250 MR, HEC 0.20
흑색 산화철 10.00
트리에탄올 아민, 99% 0.50
상 B
Emersol 132, 스테아르산 4.50
글리세릴 모노스테아레이트 SE 4.00
화이트 밀납 6.00
Candelilla #1 3.00
Carnauba #1 4.00
상 C
실시예 1의 폴리우레탄-우레아 분산액 20.00
상 D
Germaben II 1.00
총중량 100.00
화장품 예 3
실시예 2의 폴리우레탄-우레아 분산 중합체 40 중량%와 실시예 8의 폴리우레탄-우레아 분산 중합체 10 중량%를 혼합하고, 무수 에탄올 50 중량%로 희석하여 히드로알콜성 네일 락커(nail lacquer)를 제조하였는데, 이것은 건조가 빠르고, 광택이 나며 칩 저항성이 우수한 비점착성 네일 락커였다.
화장품 예 4
거품 특성이 우수하고 헹군 후 피부에 탱탱함을 주는 바디 세정 로션을 다음과 같이 제조하였다. 혼합 장치가 부착된 용기에서, 하기 표 III에 표시된 상 A의 성분들을 75℃로 가열하였다. 15분간 교반한 후, 배치를 45℃로 냉각시키고, 상 B를 첨가하였다.
바디 세정 로션
상 A 중량 %
탈이온수 16.30
Standapol A 35.70
Standapol EA-2 24.00
에틸렌 글리콜 디스테아레이트 3.00
Cocamide MEA 1.00
상 B
실시예 11의 폴리우레탄-우레아 분산액 20.00
총중량 100.00
화장품 예 5
거품 특성이 우수하고 신체와 모발의 건조가 빠른 샴푸를 다음과 같이 제조하였다. 혼합 장치가 부착된 용기에서, 하기 표 IV에 표시된 상 A의 성분들을 75℃로 가열하였다. 15분간 교반한 후, 배치를 45℃로 냉각시키고, 상 B를 첨가하였다.
샴푸
상 A 중량 %
탈이온수 28.60
Miranol CS 22.20
Incronam 30 17.10
PEG 150 테트라스테아레이트 0.80
세틸 알콜 0.42
스테아릴 알콜 0.18
Standapol EA-2 8.00
에틸렌 글리콜 디스테아레이트 2.00
Cocamide MEA 0.70
상 B
실시예 4의 폴리우레탄-우레아 분산액 20.00
총중량 100.00
화장품 예 6
다음과 같이 수중유 로션을 제조하였다. 혼합 장치가 부착된 별도의 용기에서, 하기 표 V에 표시된 상 A 및 상 B의 성분들을 75℃로 가열하였다. 회전기/정지기를 구비한 균질화기로 상 A를 교반하면서, 상 B를 서서히 첨가하였다. 10분간 균질화한 후, 배치에서 열을 제거하여 실온으로 서서히 냉각시키면서 상 C를 교반 첨가하였다.
수중유 로션
상 A 중량 %
물 57.1
실시예 10의 폴리우레탄-우레아 분산액 10.3
글리세린 5.0
Tween(등록상표) 80 2.1
트리에탄올 아민 0.7
상 B
조조바 오일 14.9
옥타데카메틸시클로테트라실록산 5.4
스테아르산 2.5
Arlacel(등록상표) C 1.0
옥타데칸올 1.0
상 C
메틸 파리벤 0.10
프로필 파라벤 0.02
총중량 100
화장품 예 7
이 예에서 상 C가 없는 것을 제외하고는 하기 표 VI에 표시된 성분들을 사용하여 화장품 예 6에서와 같이 유중수 로션을 제조하였다.
유중수 로션
상 A 중량 %
옥타데카메틸시클로테트라실록산 29.5
광물유 17.9
3M 브랜드 Silicones "Plus" 중합체 SA 70 in D5 12.0
Abil(등록상표) EM90 0.6
상 B
물 35.9
실시예 12의 폴리우레탄-우레아 분산액 4.0
메틸 파라벤 0.1
총중량 100
화장품 예 8
이 예에서 상 C가 없는 것을 제외하고는 하기 표 VII에 표시된 성분들을 사용하여 화장품 예 6에서 설명한 절차에 따라 리퀴드 화운데이션을 제조하였다.
리퀴드 화운데이션
상 A 중량 %
물 50.8
프로필 글리콜 10.5
Monosil(등록상표) PLN 3.0
Lauriciden(등록상표) 2.2
트리에탄올 아민 1.0
Rhapsody(등록상표) 1M 2.0
비검 1.1
이산화티탄 #70429 1.0
황색 산화철 #70422 1.0
적색 산화철 #70421 0.9
FD&C 옐로우 6 0.1
에틸 파라벤 0.05
프로필 파라벤 0.02
실시예 9의 폴리우레탄-우레아 분산액 7.0
상 B
Finsolv(등록상표) TN 16.7
스테아르산 2.1
Brij(등록상표) 30 0.1
티트리 오일 0.2
실리콘계 위치 하젤(Witch Hazel) 추출물 0.2
총중량 100
화장품 예 9
실시예 12의 폴리우레탄-우레아 분산 중합체 69.45 중량%와 실시예 2의 폴리우레탄-우레아 분산 중합체 28.92 중량%를 혼합하고, FD&C 옐로우 #6 0.54 중량%와 Phenonip 1.09 중량%를 첨가하여 수성 네일 광택제를 제조하였는데, 이것은 광택이 나며 황색 염료가 삼출되지 않는 비점착성 네일 광택제였다.
화장품 예 10
다음과 같이 히드로알콜성 네일 광택제를 제조하였다. 무수 에탄올 50 중량%와 물 5.6 중량%와의 혼합물에 VS-80 14 중량%를 용해시키고 물 29.6 중량% 중의 농축 수산화암모늄 0.8 중량% 용액을 첨가하여 중화형 3M 브랜드 Silicones "Plus" 중합체 VS-80의 용액을 제조하였다. 이 용액 10.3 중량%를 실시예 11의 폴리우레탄-우레아 분산 중합체 63.5 중량% 및 무수 에탄올 25.4 중량%와 혼합하고, FD&C 블루 #6 0.2 중량%와 메틸파라벤 0.5 중량%를 첨가하여 광택이 나고, 청색 염료가 삼출되지 않는 비점착성 네일 광택제를 얻었다.
화장품 예 11
다음과 같이 수성 네일 광택제를 제조하였다. 화장품 예 10에서와 같이 중화형 3M 브랜드 Silicones "Plus" 중합체 VS-80의 용액을 제조하였다. 이 용액 12.8 중량%를 실시예 12의 폴리우레탄-우레아 분산 중합체 86.4 중량%와 혼합하고, FD&C 블루 #5 0.3 중량%와 메틸파라벤 0.5 중량%를 첨가하여 광택이 나고, 청색 염료가 삼출되지 않는 비점착성 네일 광택제를 얻었다.
화장품 예 12
다음과 같이 수성 네일 광택제를 제조하였다. 물 98.8 중량%에 1.22 중량%를 용해시켜 Carbopol 974 용액을 제조하고 농축 수산화암모늄을 첨가하여 pH를 6.9 내지 7.1로 만들었다. 이 용액 13.6 중량%를 실시예 12의 폴리우레탄-우레아 분산 중합체 83.2 중량%와 혼합하고, FD&C 블루 #5 1.8 중량%와 메틸파라벤 1.4 중량%를 첨가하여 광택이 나고, 황색 염료가 삼출되지 않는 비점착성 네일 광택제를 얻었다.

Claims (12)

  1. 하나 이상의 가수분해되거나 가수분해 가능한 실릴기에 의해 작용화되어 있는 하나 이상의 폴리우레탄-우레아 중합체를 포함하는 수성 분산액 형태의 조성물로서, 상기 조성물은 화장품 용도에 사용되고, 상기 화장품 용도가 헤어 케어 조성물인 경우 상기 헤어 케어 조성물은 재형상성 효과를 갖지 않는 것인 조성물.
  2. 재1항에 있어서, 상기 조성물은
    (a) (i) 하나 이상의 폴리이소시아네이트와 (ii) 하나 이상의 폴리올의 반응 생성물을 포함하는 하나 이상의 이소시아네이트 말단화된 폴리우레탄-우레아 예비중합체,
    (b) 하나 이상의 다작용성 사슬 연장제,
    (c) 하나 이상의 실릴 함유 성분, 및
    (d) 하나 이상의 친수성 성분
    의 반응 생성물을 포함하는 것인 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폴리이소시아네이트가 디이소시아네이트인 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 폴리올이 디올인 조성물.
  5. 제2항에 있어서, 상기 폴리올은 수 평균 분자량이 약 200 내지 5,000인 것인 조성물.
  6. 제2항에 있어서, 상기 사슬 연장제는 물; 에틸렌디아민; 1,6-디아미노헥산; 피페라진; 트리스(2-아미노에틸)아민; 아민 말단화된 폴리에테르; 아디프산 디히드라지드; 옥살산 디히드라지드; 에틸렌 글리콜; 1,4-부탄 디올; 1,8-옥탄 디올; 1,2-에탄 디티올; 1,4-부탄 디티올; 2,2'-옥시트리스(에탄 티올); 폴리(옥시에틸렌) 디올 및 트리올의 디- 및 트리-머캅토프로피오네이트 에스테르; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 조성물.
  7. 제2항에 있어서, 상기 실릴 함유 성분은
    및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 조성물.
  8. 제2항에 있어서, 상기 친수성 성분은 (i) 이온성 기를 함유하는 화합물, (ii) 이온성 기를 형성할 수 있는 부위를 함유하는 화합물, 또는 (iii) 비이온성의 수용해성 기로 이루어진 군 중에서 선택되는 것인 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 친수성 성분은 화학식 R1-N+(R2)[(CH2CH2O)nH]2X_를 갖는 양이온성 화합물이며, 상기 식 중, R1은 사슬 내에 및/또는 사슬 상에 N, O, S 및 이들의 조합에 의해 임의로 치환된 (C1~C18)알킬이거나, (C6~C18)아릴 또는 아르알킬이고; R2는 수소 또는 (C1~C18)알킬이며; n은 약 1 내지 200의 정수이고; X는 할로겐, 설페이트, 메토설페이트, 에토설페이트, 아세테이트, 카르보네이트 또는 포스페이트인 것인 조성물.
  10. 상기 친수성 성분이 하기 화학식을 갖는 화합물이며,
    상기 식 중, R3은 독립적으로 CH2CH2-(OCH2CH2-)n- 기, -CH(CH3)CH2-(OCH(CH3)(CH2-)n- 기, -(CH2)4-(O(CH2)4)n- 기, -(CH2)mCO-[O(CH2)mCO]n- 기, 및 이들 기의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 에테르 또는 에스테르 작용기를 포함하고, 200 내지 600의 평균 분자량을 갖는 2가 지방족 기이며,
    m은 약 2 내지 5의 정수이고,
    n은 약 2 내지 15의 정수이며,
    M은 Na, H, K 및 Li로 이루어진 군 중에서 선택된 양이온, 또는 1급, 2급, 3급 또는 4급 암모늄 양이온, 및 이들의 혼합물인 것인 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 코팅되고 건조되어 두께 약 0.025 mm의 필름을 형성할 때 자체-접착 특성을 나타내는 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 완화제, 보습제, 다른 필름 형성 중합체, 추진제, 안료, 염료, 버퍼, 유기 현탁제, 무기 현탁제, 유기 점증제, 무기 점증제, 왁스, 계면활성제, 가소제, 보존제, 향미제, 퍼퓸, 선스크린제, 방충제, 비타민, 허브 추출물, 피부 미백제, 모발 탈색제, 피부 착색제, 모발 착색제, 발한 억제제, 탈취제, 탈모제, 항진균제, 항균제, 항비듬제, 항여드름제, 아스트리젠트, 티눈 제거제, 칼루스 제거제, 사마귀 제거제, 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택된 성분을 더 포함하는 조성물.
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