DE69232533T2

DE69232533T2 - Verfahren zur Herstellung von Mikroemulsionen aus Amingruppen enthaltenden Polysiloxanen

Info

Publication number: DE69232533T2
Application number: DE69232533T
Authority: DE
Inventors: James Hale Merrifield; Raymond Joseph Thimineur; Frank John Traver
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1991-09-13
Filing date: 1992-09-08
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2012-09-09
Also published as: JPH05209058A; CA2077774A1; JP3247444B2; TW197455B; EP0532256B1; EP0532256A1; US5244598A; AU667049B2; AU2288892A; ATE215579T1; DE69232533D1; KR100218028B1; KR930005611A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Mikroemulsionen. Mehr im Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen von Mikroemulsionen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,05 um und darunter.
Aminofunktionelle Silicon-Flüssigkeiten enthaltende Mikroemulsionen haben sich als brauchbar in Haarpflege-Zusammensetzungen, wie Haar-Konditionierern, erwiesen. Wie hier definiert, bezieht sich der Begriff "Mikroemulsionen" auf transparente stabile Systeme, die aus kleinen Tröpfchen mit einem mittleren Durchmesser von 0,05 um oder weniger bestehen. Die geringe Große der Tröpfchen macht die Mikroemulsion transparent. Mikroemulsionen enthaltende Produkte werden für ihre Stabilität und geringe Teilchengröße geschätzt, die dem Produkt einen erhöhten ästhetischen Wert gibt.
Der Einsatz von Mikroemulsionen in kosmetischen Zusammensetzungen ist im Stande der Technik bekannt. Es wird, z. B., auf die US-PSn 4,797,272 (Linn et al.) und 4,620,878 (Gee) Bezug genommen.
Die US-PS 4,797,272 (Linn et al.) offenbart W/O-Mikroemulsions-Zusammensetzungen mit einer mittleren Tröpfchengröße im Bereich von etwa 0,001 um bis etwa 0,2 um Durchmesser und enthält feucht machende Mittel oder Sonnenschutzmittel, oberflächenaktive Mittel, Öle (wie cyclische Dimethylpolysiloxan-Verbindungen) und Haut feucht haltende Mittel.
Die US-PS 4,620,878 (Gee) offenbart eine Polyorganosiloxan-Emulsion, enthaltend ein Polyorganosiloxan, das mindestens einen polaren Rest enthält, z. B. einen Aminrest, der durch Si-C- oder Si-O-C-Bindungen oder mindestens einen Silanolrest an Si gebunden ist, sowie ein oberflächenaktives Mittel, das im Polyorganosiloxan unlöslich ist. Die in Gee hergestellte Emulsion hat eine mittlere Teilchengröße von weniger als 0,14 um und sie kann hergestellt werden durch Bilden eines durchscheinenden Ölkonzentrats durch Vermischen des Polyorganosiloxans (das aminofunktionell sein kann), mindestens eines oberflächenaktiven Mittels und Wassers und dann Bilden einer Polyorganosiloxan-Emulsion des O/W-Typs durch rasches Dispergieren des durchscheinenden Ölkonzentrats in Wasser.
Es ist weiter erwünscht, alternative Verfahren zum Herstellen von Mikroemulsionen mit geringer mittlerer Teilchengröße zu schaffen.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Feststallung, dass die mittlere Teilchengröße einer aminofunktionellen Silicon-Mikroemulsion auf einen Wert im Bereich von 0,015 bis etwa 0,05 um verringert werden kann, indem man eine gesättigte niedere aliphatische Carbonsäure nach der Zugabe von Wasser und oberflächenaktivem Mittel zu der aminofuntionellen Silicon-Flüssigkeit hinzugibt und indem man weiter das Wasser in zwei separten Portionen hinzugibt, wobei die erste Portion langsam zu der Mischung aus Silicon-Flüssigkeit und oberflächenaktivem Mittel hinzugegeben wird.

Zusammenfassung der Erfindung

In einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer transparenten aminofunktionellen Polyorganosiloxan-Mikroemulsion mit einer mittleren Teilchengröße von 0,015 bis 0,050 um, umfassend die Stufen:
(A) Bilden einer Mischung aus Öl und oberflächenaktivem Mittel durch Vermengen von:
(1) 200 Gewichtsteilen eines aminofunktionellen Polyorganosiloxans mit einem Amingehalt von 0,6 bis 3,0 mval/g und umfassend:
(a) RaQbSiO(4-a-b)/2-Einheiten und
(b) RcSiO(4-c)/2-Einheiten,
worin das molare Verhältnis der RaQbSiO(4-a-b)/2-Einheiten zu den RcSiO(4-c)/2Einhelten in Bereich von 1 : 2 bis 1 : 65 liegt, "a' eine Zahl von 0-2 ist, "b" eine Zahl im Bereich von 1-3 ist, "a" + "b" kleiner als oder gleich 3 ist, "c" eine Zahl im Bereich von 1-3 ist, R ein einwertiger Kohlenwasserstoff oder substituierter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und Q ein polarer Rest der allgemeinen Formel -R¹NHZ ist, worin R¹ eine zweiwertige Verbindungsgruppe als Kohllenstoff und Wasserstoffatomen, Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen oder Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Schwefelatomen ist und Z ein Rest ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoffatomen, Alkylresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und -CH&sub2;CH&sub2;NH&sub2;-Resten und
(2) 15 Gewichtsteilen einer nicht ionischen Mischung oberflächenaktiver Mittel, enthaltend 10 Gewichtsteile eines Trimethylnonylpolyethylenglykolethers und 5 Gewichtsteile eines Octylphenoxypolyethoxyethanols,
(B) tropfenweises Hinzugeben von Wasser zu der in Stufe (A) hergestellten Mischung aus dem Öl und dem oberflächenaktiven Mittel, wobei das Wasser für eine Dauer von 5 bis 60 Minuten in einer Menge von 3,4 Gewichtsteilen hinzugegeben wird, wobei die das Öl und das oberflächenaktive Mittel enthaltende Mischung mit dem hinzugegebenen Wasser während der Zugabe des Wassers derart gerührt wird, dass eine homogene Mischung aus dem Wasser und der Mischung aus dem Öl und dem oberflächenaktiven Mittel gebildet wird,
(C) Hinzugeben von Wasser zu der in (B) gebildeten homogenen Mischung, wobei das Wasser in einer solchen Menge hinzugegeben wird, dass die Gesamtmenge des in (B) und (C) hinzugegebenen Wassers im Bereich von 500 bis 1.000 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gewicht der in (A) gebildeten Mischung, liegt und
(D) Hinzugeben einer niederen aliphatischen gesättigten Carbonsäure mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einer Mineralsäure, ausgewählt aus HCl, H&sub2;SO&sub4;, HNO&sub3;, HBr oder HJ, zu der in (C) gebildeten Mischung in einer genügenden Menge, um die Mischung mit einem pH von 4 bis 7 zu versehen, wobei die Säure mit dem aminofunktionellen Polyorganosiloxan (A)(1) unter Bildung eines wasserlöslichen Salzes reagiert.
Andere Aspekte der vorliegenden Erfindung sind die durch das Verfahren der Erfindung gebildeten aminofunktionellen Polyorganosiloxan-Mikroemulsionen und Haarpflege-Zusammensetzungen, die die aminofunktionellen Polyorganosiloxan-Mikroemulsionen enthalten.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Durch das Verfahren dieser Erfindung hergestellte aminofunktionelle Polyorganosiloxan- Mikroemulsionen haben eine mittlere Teilchengröße von 0,015 bis 0,05, vorzugsweise von 0,015 bis 0,04 und am bevorzugtesten von 0,015 bis 0,025 um.
In Stufe (A) des Verfahrens dieser Erfindung wird eine Mischung aus Öl und einem oberflächenaktiven Mittel hergestellt durch Vermengen von (1) 200 Teilen eines aminofunktionellen Polyorganosiloxans und (2) 3,4 Gewichtsteilen einer Mischung nicht-ionischer oberflächenaktiver Mittel, enthaltend 10 Gewichtsteile eines Trimethylnonylpolyethylenglykolethers und 5 Gewichtsteile eines Octylphenoxypolyethoxyethanols.
Das aminofunktionelle Polyorganosiloxan von (A)(1) hat einen Aminogehalt von 0,6 bis 3,0, vorzugsweise von 0,6 bis 1,5 und am bevorzugtesten von 0,6 bis 1,0 mval/g und umfasst:
(a) RaQbSiO(4-a-b)/2-Einheiten und
(b) RcSiO(4c)/2-Einheiten,
In den obigen Formeln ist R ein einwertiger Kohlenwasserstoff- oder substituierter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen. Q ist ein polarer Rest der allgemeinen Formel R¹-NHZ, worin R¹ eine aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen, Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen oder Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Schwefelatomen zusammengesetzte zweiwertige Verbindungsgruppe ist. Z ist ein Rest, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoffatomen, Alkylresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und -CH&sub2;CH&sub2;NH&sub2;-Resten.
Beispiele der durch R repräsentierten Reste schließen Alkylreste, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Amyl und Hexyl; Alkenylreste, wie Vinyl- und Allylreste; Cycloalkylreste, wie Cyclobutyl- und Cyclohexylreste; und Phenylreste; die entsprechenden Ualogenkohlenwasserstoffreste ein, wie 3-Chlorpropyl-, 4-Brombutyl-, 3,3,3-Trifluorpropyl-, Chlorcyclohexyl-, Bromphenyl- und Chlorphenylreste und die entsprechendedn Mercaptokohlenwasserstoffreste, wie Mercaptoethyl, Mercaptopropyl, Mercaptohexyl und Mercaptophenyl.
Vorzugsweise ist R ein Alkylrest it 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und am bevorzugtesten ist R Methyl.
Beispiele von R¹ schließen Methylen, Ethylen, Propylen, Hexamethylen, Decamethylen, -CH&sub2;CH(CH&sub3;)CH&sub2;-, Phenylen, Naphthylen, -CH&sub2;CH&sub2;SCH&sub2;CH&sub2;-, -CH&sub2;CH&sub2;OCH&sub2;-, -OCH&sub2;CH&sub2;-, -OCH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;-, -CH&sub2;CH&sub2;(CH&sub3;)C(O)OCH&sub2;-, -(CH&sub2;)&sub3;C(O)OCH&sub2;CH&sub2;-, -C&sub6;H&sub4;C&sub6;H&sub4;-, -C&sub6;H&sub4;CH&sub2;C&sub6;H&sub4;- und -(CH&sub2;)&sub3;C(O)SCH&sub2;CH&sub2;- ein.
Vorzugsweise ist R¹ ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis etwa 10 Kohlenstoffatomen und am bevorzugtesten von 3 bis 4 Kohlenstoffatomen.
Z ist am bevorzugtesten ein -CH&sub2;CH&sub2;NH&sub2;-Rest.
Q ist daher am bevorzugtesten ein aminofunktioneller polarer Rest der Formel -CH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;NHCH&sub2;CH&sub2;NH&sub2;.
In den Formel für die Einheiten (a) und (b) von (A)(1) ist "a" eine Zahl im Bereich von 0-2, "b" ist eine Zahl im Bereich von 1-3, "a" + "b" ist geringer als oder gleich 3 und "c" ist eine Zahl im Bereich von 1-3.
Das molare Verhältnis der RaQbSiO(4-a-b)/2-Einheiten zu den RcSiO(4-c)/2-Einheiten liegt im Bereich von 1 : 2 bis 1 : 65, vorzugsweise von 1 : 5 bis 1 : 65 und am bevorzugtesten von 1 : 15 bis 1 : 20.
Die bevorzugteste aminofunktionelle Silicon-Flüssigkeit (A)(1) zur Verwendung in dieser Erfindung hat die Formel
(CH&sub3;)&sub3;SiO[(CH&sub3;)(C&sub3;H&sub6;NH&sub2;C&sub2;H&sub4;NH&sub2;)SiO]x[(CH&sub3;)&sub2;SiO]ySi(CH&sub3;)&sub3;
worin x eine Zahl im Bereich von 1 bis 20 und vorzugsweise etwa 8 und y eine Zahl im Bereich von 20 bis 800 und vorzugsweise etwa 275 ist.
Die in (A)(2) eingesetzten oberflächenaktiven Mittel sind Dioctylphenoxypolyethoxyethanole, die nicht-ionische oberflächenaktive Mittel mit varrierenden Mengen von Ethylenoxid- Einheiten sind, die von der Union Carbide Corporation unter dem allgemeinen Handelsnamen Triton erhältlich sind, und Trimethylnonylpolyethylenglylcolethet, die von der Union Carbide Corporation unter dem allgemeinen Handelsnamen Tergitol erhältlich sind.
(A) (2) ist eine Mischung von zwei nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln, Trimethylnonylpolyethylenglykolether (primäres oberflächanaktives Mittel) und eine 70%-ige wässerige Lösung von Octylphenoxypolyethoxy(40)ethanol (sekundäres oberflächenaktives Mittel) bei einem Gewichtsverhältnis des primären oberflächenaktiven Mittels zum sekundären oberflächenaktiven Mittel von 2 : 1.
Nachdem die Mischung aus dem Öl und oberflächenaktiven Mittel von (A) gebildet wurde, gibt man Wasser tropfenweise zu der Mischung aus dem Öl und dem oberflächenaktiven Mittel in einer Menge von 3,4 Gewichtsteilen auf 215 Teile von (A) für eine Dauer von 5 bis 60 Minuten hinzu.
Die in Stufe (B) gebildete Mischung wird für eine genügende Zeit gerührt, um eine homogene Mischung zu bilden, typischerweise von 5 bis 50 Minuten. Die die Mischung aus Öl und oberflächenaktivem Mittel und dem in Stufe (B) hinzugegebenen Wasser enthaltende Mischung wird während der Zugabe des Wassers derart gerührt, dass aus dem Wasser und der Mischung aus dem Öl und dem oberflächenaktiven Mittel eine homogene Mischung gebildet wird, typischerweise 5 bis 60 Minuten. Die zur Bildung eitler homogenen Mischung in Stufe (B) erforderlich Zeitdauer hängt von den Parametern der Mischausrüstung ab und kann vom Fachmann ohne unangemessenes Experimentieren bestimmt werden.
In Stufe (C) wird Wasser zu der in Stufe (B) gebildeten homogenen Mischung hinzugegeben. Das Wasser in Stufe (C) wird in einer solchen Menge hinzugegeben, dass die Gesamtmenge des in den Stufen (B) und (C) hinzugegebenen Wassers im Bereich von 500 bis 1000 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gewicht der in Stufe (A) gebildeten Mischung, liegt.
Es ist kritisch für die vorliegende Erfindung, dass Wasser in zwei separaten Stufen, d. h, den Stufen (B) und (C), hinzugegeben wird, weil eine durchscheinende bis opake Makroemulsion resultiert, wenn Wasser nicht in dieser Weise hinzugegeben wird.
In Stufe (D) wird eine niedere aliphatische Carbonsäure mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder eine Mineralsäure, ausgewählt aus HCl, H&sub2;SO&sub4;, HNO&sub3;, HBr und HI, zu der in Stufe (C) gebildeten Mischung hinzugegeben.
Die niedere Carbonsäure, die in Stufe (D) des Verfahrens dieser Erfindung eingesetzt werden kann, hat von 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatome, vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 4 Kohlenstoffatome und am bevorzugtesten 2 Kohlenstoffatome, d. h., es ist Essigsäure.
Es ist kritisch für die vorliegende Erfindung, dass die Anzahl der Kohlenstoffatome in der Carbonsäure 4 Kohlenstoffatome nicht übersteigt, weil eine durchscheinende bis opake Makroemulsion resultiert, wenn dies der Fall ist.
Die Säure in Stufe (D) kann auch eine Mineralsäure sein, ausgewählt aus HCl, H&sub2;SO&sub4;, HNO&sub3;, HBr und HI. Von diesen ist HCl bevorzugt.
Die bevorzugteste Säure zum Einsatz in Stufe (D) ist Essigsäure.
Die Säure in Stufe (D) wird in einer genügenden Menge hinzugegeben, um die Mischung mit einem pH von 4 bis 7, vorzugsweise von 4, 5 bis 6 und am bevorzugtesten etwa 4,5 zu versehen. Die erforderliche Menge der Säure zur Schaffung solcher pH-Werte hängt von der Menge der aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeit (A)(1) und dem Aminogehalt der aminofunktionellen Silicon- Flüssigkeit ab. Mit einer aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeit mit einem Aminogehalt von 0,6 mval/g beträgt die zur Schaffung eines pHs im erwünschten Bereich genügende Säuremenge etwa 2,5 Gewichtsteile pro 100 Teile der aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeit. Mit einer aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeit mit einem Aminogehalt von 3 mval/g beträgt die Säuremenge etwa 12,5 Gewichtsteile pro 100 Teile der Flüssigkeit. Mit einer aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeit mit einem Aminogehalt im bevorzugten Bereich von 0,6 bis 1,5 mval/g variiert die Säuremenge von 1,0 bis 6 Teile pro 100 Teile der aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeit und mit einer aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeit mit einem Aminogehalt im bevorzugten Bereich von 0,6 bis 1,0 mval/g variiert die Säuremenge von 1,0 bis 4 Teile pro 100 Teile der aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeit.
Es ist kritisch für die vorliegende Erfindung, dass die Säure nach der Zugabe von Wasser lind oberflächenaktivem Mittel zu der aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeit hinzugegeben Wird, d. h., nach Ausführung der Stufen (A) bis (C). Wird sie davor hinzugegeben, dann resultiert eine durchscheinende oder opake Makroemulsion oder ein Gel.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren dieser Erfindung weiter die Stufe (E) des Zugebens einer wirksamen Menge von Glycerin, eines wasserlöslichen Alkylenglykols oder eines wasserlöslichen Polyalkylenglykols zu der in Stufe (b) gebildeten Mischung. Komponente (E) wirkt zur Verbesserung der Klarheit der Emulsion und sie wird in einer dieses bewirkenden Menge hinzugegeben. Die Menge der Komponente (E) liegt typischerweise im Bereich von 2 bis 20, vorzugsweise von 2 bis 12 und am bevorzugtesten 4 bis 8 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gewicht der in Stufe (D) gebildeten Mischung.
Beispiele geeigneter wasserlöslicher Alkylenglykole zum Einsatz in Stufe (E) schließen Ethylenglykol und Propylenglykol ein. Beispiele geeigneter wasserlöslicher Polyalkylenglykole schließen die Polyethylenglykole der Carbowax-Art ein, die von der Union Carbide Corporation erhältlich sind.
Glycerin ist der am meisten bevorzugte Bestandteil zur Zugabe in Stufe (E).
Vorzugsweise umfasst das Verfahren dieser Erfindung wer die Stufe (F) der der Zugabe einer wirksamen Menge eines Biozids zu der in Stufe (E) gebildeten Mischung, um die Zusammensetzung gegen das Wachsen potentiell schädlicher Mikroorganismen zu schützen. Beispiele hier brauchbarer Biozide schließen Alkylester von p-Hydroxybenzoesäure, Hydantoin-Derivate, Propionatsalze und eine Vielfalt quartärer Ammoniumverbindungen ein. Beispiele spezifischer Biozide schließen Methyl- und Propyl-p-hydroxybenzoate, Imidazolidinylharnstoff, Quaternium-15 und Dowicil 200 ein, das cis-1-(3-Chlorallyl)-3,5,7-triazo-1-azo-niaadamantanchlorid ist.
Die Menge des in Stufe (F) hinzugegebenen Biozids hängt von der Art des eingesetzen Biozids ab. Dowicil 200 wird typischerweise in 2 bis 5 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gewicht der in Stufe (A) gebildeten Mischung, eingesetzt.
Die gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte aminofunktionelle Silicon-Flüssigkeit kann in einer Körperpflege-Zusammensetzung eingesetzt werden, umfassend, bezogen auf das Gewicht:
(I) 100 Teile des gemäß dem Verfahren dieser Erfindung hergestellten aminofunktionellen Polyorganosiloxans und
(II) eine wirksame Menge eines kosmetisch akzeptablen Trägermediums.
Für das kosmetisch akzeptable Trägermedium (II) soll der Begriff "kosmetisch akzeptabel" bedeuten, dass es geeignet ist zum Kontakt mit dem menschlichen Körper und mehr im Besonderen zum Kontakt mit menschlichem Haar. Häufig werden wässerige Trägermedien eingesetzt. Spezifische Trägermedien varrieren gemäß der Art des Körperpflegeproduktes, in dem die Zusammensetzung dieser Erfindung benutzt wird:
Beispiele von Körperpflegeprodukten, die die gemäß dem Verfahren dieser Erfindung erhaltenen Zusammensetzungen enthalten können, schließen Lippenstifte, Lidschatten, Bronzefarben, Rötungsmittel, Lotionen, Handcremes, Antiperspirantien, Shampoos, Haarkonditionierer, erweichende Mittel, Antiseptika, Sonnenschutzmittel, Reinigungsmittel, Haarstyling-Produkte, Haarsprays, Sprays und andere Haut- und Haar-Pflegeprodukte ein.
Eine andere Art von Trägermedium, das eingesetzt werden kann, ist eine Zusammensetzung, die in Form eines kollabierbaren Schaumaerosol-Haarproduktes von einem Aerosol-Behälter abgegeben wird, das als ein "Mousse"-Produkt bezeichnet wird. Solche "Mousse"-Produkte sind, z. B., in der US-PS 4,536,390 von Padden beschrieben.
Eine andere Art von Trägermedium, die benutzt werden kann, ist ein kosmetisch akzeptables Lösungsmittel, wie Methanol, Isopropanol, flüchtige Polydimethylsiloxan- und Polydimethylcyclosiloxan-Flüssigkeiten.
Ist ein sich selbst unter Druck setzendes Aerosolspray erwünscht, dann können konventionelle Treibmittel, wie flüchtige Kohlenwasserstoffe, wie n-Propan; Isopropan, n-Butan und Isobutan, ebenso wie komprimierte Gase, wie Stickstoff und Kohlendioxid, eingesetzt werden.
Andere Trägermedien sind dem Fachmann zugänglich.
Das Trägermedium (II) wird in einer wirksamen Menge eingesetzt, die von der speziellen Anwendung abhängt, in der es benutzt wird. Typischerweise variiert die Menge des Trägermediums von 300 bis 10.000 Gewichtsteilen auf 100 Teile von (I).
Am bevorzugtesten werden die gemäß dem Verfahren dieser Erfindung hergestellten aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeiten in Haarpflege-Zusammensetzungen eingesetzt.
Damit der Fachmann die vorliegende Erfindung besser ausführen kann, werden die folgenden Beispiele zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung angegeben. Alle Teile Und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts Anderes erwähnt.

EXPERIMENTELLES

In den folgenden Beispielen haben die folgenden Ausdrücke die folgenden Bedeutungen:
"Mikroemulsion" - bezieht sich auf die in Beispiel 1 hergestellte Mikroemulsion.
"Makroemulsion" - bezieht sich auf die in Beispiel 2 hergestellte Mikroemulsion:
"Aminofunktionelle Silicon-Flüssigkeit" - ein hochviskoses aminofunktionelles Dimethylsilicon- Polymer mit einem Aminogehalt von etwa 0,75 bis etwa 0,85 mval/g und der Formel
(CH&sub3;)&sub3;SiO[(CH&sub3;)(C&sub3;H&sub6;NH&sub2;C&sub2;H&sub4;NH&sub2;)SiO]x[(CH&sub3;)&sub2;SiO]ySi(CH&sub3;)&sub3;
worin x 8 und y 275 ist.
"Pentamer" - Decamethylcyclopentasiloxan.

Beispiel 1

Beispiel 1 veranschaulicht das Verfahren dieser Erfindung zum Herstellen von Mikroemulsionen von aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeiten.
Die aminofunktionelle Silicon-Flüssigkeit (etwa 200 g) wurde mit einer Mischung nicht- ionischer oberflächenaktiver Mittel, enthaltend 10 g eines Trimethylnonylpolyethylenglykolethers (bekannt als Tergitol TMN-6) und 5 g eines 70%-igen wässerigen Octylphenoxypolyethoxy(40)- ethanols (bekannt als Triton X-405) vermengt. Eine anfängliche Wassermenge (3,4 g) wurde dann langsam zu der Mischung hinzugegeben. Die Mischung wurde etwa 15 Minuten gerührt, um die Homogenität sicherzustellen. Dann wurde der Rest des Wassers hinzugegeben, wobei dieser letztere Teil des Wassers rascher als der anfängliche Teil hinzugegeben Wurde. Die Emulsion hatte eine Teilchengröße von etwa 70 nm und ein bläulich-weißes opakes Aussehen. Es würden etwa 0,2 Gew.-% Essigsäure zu der Emulsion hinzugegeben. Die resultierende Emulsion war durchscheinend und hatte eine Teilchengröße von etwa 0,025 pin und einen Feststoffgehalt von etwa 25%. Glycerin (0,5 Gew.-%) wurde zu der Emulsion hinzugegeben, um die Klarheit zu erhöhen. Dann gab man Dowicil®200 (0,2 Gew.-%), ein Biozid, zu der Emulsion hinzu.

Beispiel 2

Beispiel 2 veranschaulicht die Herstellung einer aminofunktionellen Silicon-Makroemulsion, die in den folgenden Vergleichsbeispielen eingesetzt wurde.
In einen sauberen Becher aus korrosionsbeständigem Stahl gab man 350 g der aminofunktionellen Silicon-Flüssigkeit, 40 g von Tergitol TMN-6 und 20 g von Triton X-405. Die Mischung wurde vermengt und auf 40ºC erhitzt. 60 g Wasser wurden langsam unter Rühren zu der Mischung hinzugegben. Die Mischung wurde unter Einsatz einer Kolloidmühle invertiert. Die resultierende Paste wurde zur Bildung einer Emulsion in etwa 400 g Wasser verdünnt. Nachdem die Emulsion 10 Minuten gerührt worden war, wurde ihr Feststoffgehalt durch Zugabe von Wasser auf 35% eingestellt. Die resultierende Emulsion war opak und sie hatte eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,2 bis etwa 0,6 um.

Vergleichsbeispiele A-C und Beispiele 3-5

Es wurden sechs Haarkonditionierungs-Zusammensetzungen mit den in der folgenden Tabelle 1 gezeigten Formulierungen hergestellt.
Die Zusammensetzungen der Beispiele 3-5 enthielten die in Beispiel 1 hergestellte Mikroemulsion. Die Zusammensetzung der Vergleichsbeispiele A und B enthielt die in Beispiel 2 hergestellte Makroemulsion. Die Zusammensetzung in Vergleichsbeispiel C enthielt weder eine Makroemulsion noch eine Mikroemulsion. TABELLE 1 Beispiele 3-5 und Vergleichsbeispiele A-C Formulierungen Formulierungen (Gewichtsteile)
Die in den Vergleichsbeispielen A-C und Beispielen 3-5 hergestellten Zusammensetzungen wurden jeweils auf einen separaten Strang frisch gewaschenen, nassen dunkelbraunen ursprünglichen Haares aufgebracht und gespült. Die Nass- und Trockenkämm-Eigenschaften wurden beim Trocknen der Stränge bewertet. Es würden auch Glanz, statische und Weichheits-Eigenschaften bewertet. Die folgende Skala wurde zum Bewerten der in diesen Beispielen gemessenen Eigenschaften benutzt:
1 = sehr dürftig, keine Wirkung
2 = dürftig, kaum wahrnehmbare Wirkung
3 = mäßige, wahrnehmbare aber weniger als akzeptable Wirkung
4 = akzeptable, allgemein typische oder durchschnittliche Wirkung
5 = gute, etwas bessere als durchschnittliche Wirkung
6 = sehr gute, deutlich sichtbare Wirkung
7 = ausgezeichnete sehr sichtbare und stark unterscheidbare Wirkung.
Die Bewertungen der Eigenschaften der in den Vergleichsbeispielen A-C und Beispielen 3-5 hergestellten Zusammensetzungen sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Beispiele 3-5 und Vergleichsbeispiele A-C Bewertungen der Eigenschaften
Die in Tabelle 2 gezeigten Resultate veranschaulichen, dass die Mikroemulsion dieser Erfindung eine signifikant bessere Gesamtleistungsfähigkeit schafft als die Makroemulsion oder gar keine Emulsion.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer transparenten aminofunktionellen Polyorganosiloxan- Mikroemulsion mit einer mittleren Teilchengröße von 0,015 bis 0,050 um, umfassend die Stufen:

(A) Bilden einer Mischung aus Öl und oberflächenaktivem Mittel durch Vermengen von:

(1) 200 Gewichtsteilen eines aminofunktionellen Polyorganosiloxans mit einem Amingehalt von 0,6 bis 3,0 mÄquivalenten/g und umfassend:

(a) RaQbSiO(4-a-b)/2-Einheiten und

(b) RcSiO(4-c)/2-Einheiten,

worin das molare Verhältnis der RaQbSiO(4-a-b)/2-Einheiten zu den RcSiO(4-c)/2-Einheiten im Bereich von 1 : 2 bis 1 : 65 liegt "a" eine Zahl von 0-2 ist, "b" eine Zahl im Bereich von 1-3 ist, "a" + "b" kleiner als oder gleich 3 ist, "c" eine Zahl im Bereich von 1-3 ist, R ein einwertiger Kohlenwasserstoff oder substituierter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist und Q ein polarer Rest der allgemeinen Formel -R¹NHZ ist, worin R¹ eine zweiwertige Verbindungsgruppe aus Kohlenstoff und Wasserstoffatomen, Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen oder Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Schwefelatomen ist und Z ein Rest ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoffatomen, Alkylresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und -CH&sub2;CH&sub2;NH&sub2;-Resten und

(2) 15 Gewichtsteilen einer nicht ionischen Mischung oberflächenaktiver Mittel, enthaltend 10 Gewichtsteile eines Trimethylnonylpolyethylenglykolethers und 5 Gewichtsteile eines Octylphenoxypolyethoxyethanols,

(B) tropfenweises Hinzugeben von Wasser zu der in Stufe (A) hergestellten Mischung aus dem Öl und dem oberflächenaktiven Mittel, wobei das Wasser für eine Dauer von 5 bis 60 Minuten in einer Menge von 3,4 Gewichtsteilen hinzugegeben wird, wobei die das Öl und das oberflächenaktive Mittel enthaltende Mischung mit dem hinzugegebenen Wasser während der Zugabe des Wassers derart gerührt wird, dass eine homogene Mischung aus dem Wasser und der Mischung aus dem Öl und dem oberflächenaktiven Mittel gebildet wird,

(C) Hinzugeben von Wasser zu der in (B) gebildeten homogenen Mischung, wobei das Wasser in einer solchen Menge hinzugegeben wird, dass die Gesamtmenge des in (B) und (C) hinzugegebenen Wassers im Bereich von 500 bis 1.000 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gewicht der in (A) gebildeten Mischung, liegt und

(D) Hinzugeben einer niederen aliphatischen gesättigten Carbonsäure mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einer Mineralsäure, ausgewählt aus HCl, H&sub2;SO&sub4;, HNO&sub3;, HBr oder HJ zu der in (C) gebildeten Mischung in einer genügenden Menge, um die Mischung mit einem pH von 4 bis 7 zu versehen, wobei die Säure mit dem aminofunktionellen Polyorganosiloxan (A)(1) unter Bildung eines wasserlöslichen Salzes reagiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Mikroemulsion eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,015 bis etwa 0,04 um aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die aminofunktionelle Silicon-Flüssigkeit einen Aminogehalt von etwa 0,6 bis etwa 1,5 mÄquivalenten/g aufweist, R ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, R¹ ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, Z ein -CH&sub2;CH&sub2;NH&sub2;-Rest ist und das molare Verhältnis der RaQbSiO(4-a-b)/2-Einheiten zu den RcSiO(4-c)/2-Einheiten im Bereich von 1 : 5 bis 1 : 65 liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Säure in Stufe (D) eine niedere aliphatische Carbonsäure mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Carbonsäure in Stufe (D) in einer genügenden Menge eingesetzt wird, um einen pH von 4,5 bis 6 zu schaffen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend die Stufe (E) der Zugabe einer wirksamen Menge von Glycerin oder Polyalkylenglykol.

7. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend die Stufe (F) der Zugabe einer wirksamen Menge eines Biozids.