KR101452006B1 - 분산 가능한 비붕산염계 금속 염 또는 킬레이트 처리된 폴리갈락토만난 중합체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리갈락토만난 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 비붕산염계 금속염 또는 킬레이트와 같은 유기 킬레이트제로 가교될 때, 물에 용이하게 분산되어 세척과 같은 구아르의 후처리를 가능하게 할 수 있는 불연속 구아르 입자들을 형성하는 구아르 검 조성물에 관한 것이다. 이와 같은 구아르 및 이의 유도체는 개인 위생 및 가정 위생 제품과 같은 용도에 사용하기에 바람직하다.

폴리갈락토만난, 개인 위생 제품, 가정 위생 제품, 비붕산염계 금속염, 킬레이트

Description

분산 가능한 비붕산염계 금속 염 또는 킬레이트 처리된 폴리갈락토만난 중합체{DISPERSIBLE NON-BORATE METAL SALT OR CHELATE TREATED POLYGALACTOMANNAN POLYMERS}

관련 출원

본 출원은, 본 명세서에 참고 인용한 2006년 11월 3일자 출원된 미국 특허 출원 가출원 번호 제 60/856,486호에 대한 우선권을 주장한다.

발명의 분야

본 발명은 폴리갈락토만난 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 티타네이트 유기 킬레이트제로 가교될 때, 물에 용이하게 분산되어 세척과 같은 구아르(guar)의 후처리를 가능하게 할 수 있는 불연속 구아르 입자들을 형성하는 구아르 검(gum) 조성물에 관한 것이다. 이와 같은 구아르 및 이의 유도체는 개인 위생 및 가정 위생 제품등과 같은 용도에 사용하기에 바람직하다.

폴리갈락토만난 및 이의 유도체는 다양한 용도, 예를 들면 오일 회수, 개인 위생 제품, 텍스타일(textile) 용도, 종이 용도, 코팅 용도, 식품 용도 등에 사용된다. 폴리갈락토만난 및 이의 유도체는 수용액에 분산시키기가 곤란한데, 이들이 덩어리를 이루어 응집함으로써 용해를 어렵게 만드는 끈적끈적한 입자들을 형성하는 경향이 있기 때문이다. 이 중합체들의 용해를 향상시키기 위해서, 가교제, 예컨대 붕사(borax)를 사용해서 반응후에 폴리갈락토만난의 수세를 가능하게 하고 수중에서 폴리갈락토만난의 분산성을 향상시킨다.

붕산염, 알루미늄염, 구리, 철, 납, 칼슘 및 나트륨염을 주성분으로 하는 가교제가 개시된 바 있다. 티타늄 및 지르코늄계 금속염과 같은 다른 가교제도 언급되어 있지만, 이들을 사용하는 방법이나 절차에 대해서는 명확히 정의되어 있지 않다.

몇가지 소비 제품에 있어서는 붕소의 위험에 대한 우려가 존재하며, 폴리갈락토만난 중합체 및 이의 유도체를 정제 및 취급하는데 사용하기 위한 다른 가교제에 대한 필요성이 존재하고 있는 실정이다.

개인 위생 용도, 예를 들면 모발 관리 및 피부 관리 용도, 그리고 가정 위생, 예를 들면 직물 관리 용도에서는, 기재상에 무붕소 코팅을 부착시켜서 젖어 있거나 마른 상태에서 모발을 통해 빗을 이동시키는데 소요되는 에너지를 줄이거나, 피부 또는 직물에 부드럽고 매끄러운 느낌을 부여하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 코팅은 모발과 피부의 광택 및 수분 유지율뿐만 아니라 모발과 피부의 관리성과 감촉을 향상시키는 작용을 할 수 있다.

발명의 개요

첫째로, 본 발명은 폴리갈락토만난의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에의한 폴리갈락토만난은, 폴리갈락토만난을 수득하는 단계, 및 상기 폴리갈락토만난을 유효량의 비붕산염계 금속염 또는 킬레이트와 접촉시켜서 가교된 폴리갈락토만난 입자를 제조하는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조된다. 바람직한 비붕산염계 금속염 또는 킬레이트는 티타늄 또는 지르코늄계 금속염을 포함한다. 이어서, 상기 가교된 폴리갈락토만난 입자를 pH가 약 12 미만 내지 약 7 범위인 물에 분산시키고 수중에서 세척하여 가교된 폴리갈락토만난 입자로부터 불순물을 제거한다.

둘째로, 본 발명은 비붕산염계 금속염 또는 킬레이트로 가교된 폴리갈락토만난 중합체 및 유도체, 구체적으로 티타늄 및 지르코늄으로 가교된 양이온성 치환체 함유 폴리갈락토만난을 포함하는 개인 위생 또는 가정 위생용 조성물에 관한 것이다. 이와 같은 불순물 함량이 낮은 폴리갈락토만난은 개인 위생 제품 및 가정 위생 제품과 같은 다양한 용도에 유용하다. 상기 불순물 함량이 낮은 폴리갈락토만난은 붕소 함유 화합물의 사용을 줄이거나 피해야 하는 용도에 특히 유용하다.

발명의 상세한 설명

본 발명에 의해서, 양이온성 폴리갈락토만난 반응 혼합물을 약 0.001-0.025의 티타늄 중량/갈락토만난 중합체 중량의 비율로 처리함으로써, 겔로 응집하지 않고 불연속 입자들로서 유지되는 수분산성 폴리갈락토만난을 얻을 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 다른 킬레이트, 예컨대 지르코늄염도 티타늄염과 유사한 결과를 제공할 것으로 생각된다. 이와 같이 얻어지는 가교된 폴리갈락토만난 입자는 수세가 용이하고 물에 쉽게 분산될 수 있다.

본 발명은 갈락토만난용 가공조제로서 유용하다. 폴리갈락토만난은 갈락토오스와 만노오스 단위를 주성분으로 하는 다당류이며, 일반적으로 구아르, 로커스트콩(locust bean), 주엽나무(honey locust), 불꽃나무(flame tree)등과 같은 콩과 종자의 배젖에서 발견된다. 폴리갈락토만난은 그 천연의 형태로 사용되거나, 하나 이상의 작용기(예: 카르복시메틸기)로 치환될 수 있다. 가장 흔히 사용되는 폴리갈락토만난은 구아르이다. 구아르는 유도체화되지 않은 구아르일 수도 있고 유도체화된 구아르, 예컨대 양이온성 구아르, 음이온성 구아르, 소수성 구아르 및 히드록시알킬 구아르일 수도 있다.

티타늄염 킬레이트를 사용할 경우 붕산염을 사용할 경우에 비해서 유리한 점은 붕산염이 티타늄염 킬레이트보다 더 높은 pH에서 수중 해리된다는 점이다. 이로 말미암아 보다 높은 pH에서는 팽윤된 겔 입자 또는 겔 덩어리가 형성된다. 폴리갈락토만난으로 하여금 보다 낮은 pH 값에서 불연속 입자들의 형태를 유지하게 함으로써, 보다 큰 pH 범위에 걸쳐서 폴리갈락토만난을 세척할 수 있으며, 이로써 높은 pH 범위에서는 제거되지 않았던 불순물들, 예컨대 알칼리성 화학종들도 제거할 수 있다. 이러한 불순물들은 폴리갈락토만난의 수용액의 투명도를 저하시키거나, 개인 위생와 같은 특정한 최종 용도에서는 갈락토만난과 함께 유지될 경우 유해할 수 있다.

또한, 본 발명에 의해서, 금속 킬레이트, 특히 티타늄 킬레이트로 처리된 폴리갈락토만난이 개인 위생 조성물에서 컨디셔닝제(conditioning agent) 및 증점제로서 우수하게 작용한다는 사실이 밝혀졌다.

본 발명에 의하면, 양이온성, 음이온성, 히드록시알킬 또는 소수성 폴리갈락토만난 또는 이의 유도체는 일반적으로 하한치 약 0.001 내지 상한치 약 3.0 범위의 치환도(degree of substitution, DS)를 갖는다. 상기 양이온성, 음이온성, 히드록시알킬 또는 소수성 DS의 하한치는 0.01인 것이 바람직하고, 0.05인 것이 더욱 바람직하다. 상기 양이온성 DS의 상한치는 3.0인 것이 바람직하고, 1.0인 것이 더욱 바람직하며, 0.25인 것이 훨씬 더 바람직하다. 본 발명의 양이온성 폴리갈락토만난 또는 이의 유도체의 중량 평균 분자량(Mw)은 일반적으로 하한치 약 50,000 내지 상한치 약 5,000,000 범위이고, 상기 분자량의 하한치는 300,000인 것이 바람직하고, 400,000인 것이 더욱 바람직하다. 상기 분자량의 상한치는 1,500,000인 것이 바람직하고, 1,000,000인 것이 더욱 바람직하다.

폴리갈락토만난 또는 유도체화된 폴리갈락토만난의 양이온성 작용기를 공지의 방법에 의해 주쇄에 첨가할 수 있다. 예를 들면, 폴리갈락토만난 물질을 3급 아미노 또는 4급 암모늄 알킬화제, 예컨대 2-디알킬아미노에틸 클로라이드 및 4급 암모늄 화합물, 예컨대 3-클로로-2-히드록시프로필트리메틸암모늄 클로라이드 및 2,3-에폭시-프로필트리메틸암모늄 클로라이드와 함께 충분한 시간동안 충분한 온도에서 반응시킬 수 있다. 바람직한 예로는, 글리시딜트리알킬암모늄 염 및 3-할로-2-히드록시프로필트리알킬암모늄 염, 예컨대 글리시딜트리메틸암모늄 클로라이드, 글리시딜트리에틸암모늄 클로라이드, 글리시딜트리프로필암모늄 클로라이드, 글리시딜에틸디메틸암모늄 클로라이드, 글리시딜디에틸메틸암모늄 클로라이드, 및 이들의 상응하는 브로마이드와 요오다이드; 3-클로로-2-히드록시프로필트리메틸암모늄 클로라이드, 3-클로로-2-히드록시프로필트리에틸암모늄 클로라이드, 3-클로로-2-히드록시프로필트리프로필암모늄 클로라이드, 3-클로로-2-히드록시프로필에틸디메틸암모늄 클로라이드, 및 이들의 상응하는 브로마이드와 요오다이드; 및 4급 암모늄 화합물, 예컨대 이미다졸 고리 함유 화합물의 할라이드를 들 수 있다.

또한, 상기 양이온성 폴리갈락토만난은 다른 치환기, 예컨대 비이온성 치환체, 즉, 히드록시알킬(여기서, 알킬은 탄소 원자 수 1 내지 30개인 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 부분을 나타냄)(예: 히드록시에틸, 히드록시프로필, 히드록시부틸) 또는 음이온성 치환체, 예컨대 카르복시메틸기를 임의로 더 함유할 수 있다. 이러한 임의의 치환체는 (1) 알킬렌 옥사이드(예: 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드)와 같은 시약과의 반응에 의해 폴리갈락토만난 중합체에 결합되어 히드록시에틸기, 히드록시프로필기 또는 히드록시부틸기를 형성하거나, 또는 (2) 클로로메틸아세트산과의 반응에 의해 폴리갈락토만난 중합체에 결합되어 카르복시메틸기를 형성한다. 이러한 유도체화된 폴리갈락토만난을 제조하는 방법은 당분야에 잘 알려져 있다. 양이온성 폴리갈락토만난은 하나 이상의 다른 치환기, 예컨대 비이온성, 음이온성 및 양이온성 치환체들의 혼합물을 더 함유할 수도 있다.

본 발명에 유용한 양이온성 폴리갈락토만난 중합체 또는 이의 유도체는 몇가지 잘 알려진 시약, 예컨대 (1) 가성 화합물, (2) 산, (3) 생화학적 산화제, 예컨대 갈락토오스 옥시다아제, (4) 화학적 산화제, 예컨대 과산화수소, (5) 고속 교반 및 전단 기계를 사용하는 물리적 방법, (6) 열에 의한 방법, (7) 효소 시약, 및 (8)이러한 시약과 방법들의 조합을 사용하여 처리할 수 있다. 메타중아황산나트륨 또는 중아황산의 무기 염과 같은 시약들도 임의로 포함될 수 있다.

본 발명의 유기 금속 킬레이트 처리된 양이온성 폴리갈락토만난 중합체의 바람직한 최종 용도는 개인 위생 조성물 및 가정 위생 조성물중의 성분으로서의 용도이며, 여기서 개인 위생 조성물은 유기 티타늄 킬레이트 처리된 양이온성 폴리갈락토만난 및 개인 위생 성분을 포함한다. 이러한 개인 위생 성분으로서는, 활성 성분, 예를 들면 진통제, 마취제, 항생제, 항진균제, 방부제, 비듬방지제, 항균제, 비타민, 호르몬, 지사제, 코르티코스테로이드, 항염증제, 혈관확장제, 각질분해제, 건조안용 조성물, 외상치유제, 항감염증제, 및 용매, 희석제, 보조제 및 기타 성분들, 예컨대 물, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, 프로필렌 글리콜, 고급 알코올, 글리세린, 소르비톨, 무기 오일, 방부제, 계면활성제, 추진제, 방향제, 정유 및 점성화제를 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 상기 개인 위생 성분은 사용자의 신체에 어떤 유리한 효과를 제공하여야 한다. 개인 위생 조성물은 모발 관리, 피부 관리, 일광 관리 및 구강 관리 조성물을 포함한다. 본 발명에 의한 개인 위생 제품에 적절하게 포함될 수 있는 물질의 예로서는 다음과 같은 물질들을 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다:

(1) 방향 및 탈취 향료의 형태로 후각 반응을 일으키고 방향 반응을 제공하는 것 이외에 신체의 악취도 줄여줄 수 있는 향수류;

(2) 피부상에서 시원한 감각의 형태로 촉각 반응을 일으키는 피부 냉각제, 예컨대 멘톨, 멘틸 아세테이트, 멘틸 피롤리돈 카르복실레이트 N-에틸-p-멘탄-3-카르복사미드 및 멘톨의 기타 유도체;

(3) 피부 윤활성을 증가시키는 형태로 촉각 반응을 일으키는 연화제, 예컨대 이소프로필미리스테이트, 실리콘 물질, 미네랄 오일 및 식물성 오일;

(4) 피부 표면에서 미생물총(microflora), 특히 신체 악취를 발생시키는 원인이 되는 미생물총의 양을 줄이거나 제거하는 작용을 하는, 향수 이외의 탈취제 (향수 이외의 탈취제 전구물질도 사용할 수 있음);

(5) 피부 표면에서 발한을 줄이거나 제거하는 작용을 하는 발한억제 활성 성분;

(6) 수분을 첨가하거나 피부로부터 수분이 증발하는 것을 방지함으로써 피부 수분을 유지시키는 보습제;

(7) 피부로부터 때와 유분을 제거하는 세정제;

(8) 피부와 모발을 태양에서 유래한 자외선 및 기타 유해 광선으로부터 보호하는 일광차단(sunscreen) 활성 성분 (본 발명에 의하면, 치료학적 유효량은 일반적으로 조성물의 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%임);

(9) 모발을 컨디셔닝하고, 모발을 세정하고, 모발 엉킴을 가지런히 하며, 스타일링제(styling agent), 볼륨화제(volumizing agent) 및 광택제, 색상유지제, 비듬방지제, 모발 성장 촉진제, 모발 염료 및 안료, 모발 향수, 모발 이완제, 모발표백제, 모발 보습제, 모발 오일 트리트먼트제 및 직모화제(antifrizzing agent)로서 작용하는 모발 트리트먼트제(treatment agent);

(10) 구강 관리제, 예컨대 치아와 잇몸을 세정, 미백, 탈취 및 보호하는 치약 및 구강청정제;

(11) 틀니에 점착성을 제공하는 틀니용 첨가제;

(12) 면도용 제품, 예컨대 크림, 겔 및 로션과 면도날 윤활용 스트립;

(13) 화장지 제품, 예컨대 보습 또는 세정용 화장지;

(14) 미용조제, 예컨대 파운데이션 분말, 립스틱 및 눈화장 용품;

(15) 텍스타일 제품, 예컨대 보습 또는 세정용 와이프(wipe); 및

(16) 모발, 피부 또는 텍스타일 기재에 색채를 부여하는 안료 또는 염료.

본 발명에 의하면, 가정 위생 성분은 사용자에게 어떤 유리한 효과를 제공하여야 한다. 본 발명에 따라 적당히 포함될 수 있는 물질의 예로서는 다음과 같은 물질들을 들 수 있으나, 이들에 제한되는 것은 아니다:

(1) 방향 및 탈취 향료의 형태로 후각 반응을 일으키고 방향 반응을 제공하는 것 이외에 악취도 줄여줄 수 있는 향수류;

(2) 특정 영역으로부터 곤충을 막거나 곤충이 피부에 피해를 주는 것을 막는 작용을 하는 방충제;

(3) 거품형성제, 예컨대 포말 또는 비누거품을 발생하는 계면활성제;

(4) 애완동물 탈취제 또는 살충제, 예컨대 애완동물의 냄새를 줄여주는 피레트린류(pyrethrins);

(5) 피부 및 모발 표면으로부터 때, 이물질 및 세균을 제거하는 작용을 하는 애완동물 샴푸제 및 활성 성분;

(6) 피부로부터 세균, 때, 유지 및 유분을 제거하고, 피부에 위생 처리를 하며, 피부를 컨디셔닝하는 공업 제품 등급 고형 비누(bar), 샤워젤, 및 액상 비누 활성 성분;

(7)부엌, 욕실 및 공중 시설과 같은 영역에서 표면으로부터 때, 유분 및 유지와 세균을 제거하는 다목적 세정제;

(8) 집 또는 공중 시설에서 세균을 사멸시키거나 세균 성장을 억제하는 소독 성분;

(9) 표면으로부터 때와 이물질 입자들을 제거하며, 연화 및 방향 효과도 제공하는 러그 및 가구류 세정 활성 성분;

(10) 정전기를 줄이고 직물의 감촉을 더 부드럽게 하는 세탁물 연화제 활성 성분;

(11) 때, 유분, 유지, 얼룩을 제거하고 세균을 사멸시키는 세탁 세제 성분;

(12) 직물 관리시 세탁, 헹굼 및 건조 주기 동안에 색채 손실을 줄이는 세탁 세제 또는 직물 유연제 성분;

(13) 얼룩, 음식물, 세균을 제거하는 식기 세정제;

(14) 얼룩을 제거하고, 세균을 사멸시키며 탈취 작용을 하는 변기 세정제;

(15) 의류로부터 얼룩을 제거하는데 도움을 주는 세탁물 얼룩 사전처리제(prespotter);

(16) 직물의 외형을 보기 좋게 만드는 직물 사이징제(sizing agent);

(17) 차량 및 장비로부터 때, 유지 등을 제거하는 차량 세정 활성 성분;

(18) 부품들 사이의 마찰을 감소시키는 윤활제; 및

(19) 먼지털이 또는 소독용 와이프와 같은 텍스타일 제품.

앞에 열거한 개인 위생 및 가정 위생 활성 성분들은 예시적인 것에 불과하며, 사용할 수 있는 활성 성분의 전체 목록은 아니다. 이러한 유형의 제품들에 사용되는 다른 성분들이 당해 산업 분야에 잘 알려져 있다. 통상적으로 사용되는 위와 같은 성분들 이외에도, 본 발명에 의한 조성물은 임의로 착색제, 방부제, 항산화제, 영양 보조제, 알파히드록시산 또는 베타히드록시산, 활성 증진제, 유화제, 기능성 중합체, 점성화제(예: 염류, 즉, NaCl, NH₄Cl 및 KCl, 수용성 중합체, 즉, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 및 지방족 알코올, 즉, 세틸 알코올), 탄소 원자수 1-6개인 알코올, 지방 또는 지방족 화합물, 항미생물성 화합물, 아연 피리티온, 실리콘 물질, 탄화수소 중합체, 연화제, 오일, 계면활성제, 약제, 방향제, 향료, 현탁제 및 이들의 혼합물과 같은 성분들을 더 포함할 수 있으나, 이러한 성분들에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 본 발명의 금속 유기 킬레이트 처리된 폴리갈락토만난 또는 이의 유도체와 혼합되어 사용될 수 있는 기능성 중합체의 예로서는, 수용성 중합체, 예를 들면 아크릴산 단독중합체, 예컨대 카르보폴(Carbopol^®) 제품 및 음이온성 및 양쪽성 아크릴산 공중합체, 비닐피롤리돈 단독중합체 및 양이온성 비닐피롤리돈 공중합체; 비이온성, 양이온성, 음이온성 및 양쪽성 셀룰로오스 중합체, 예컨대 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 양이온성 히드록시에틸셀룰로오스, 양이온성 카르복시메틸히드록시에틸셀룰로오스, 및 양이온성 히드록시프로필셀룰로오스; 아크릴아미드 단독중합체 및 양이온성, 양쪽성 및 소수성 아크릴아미드 공중합체, 폴리에틸렌 글리콜 중합체 및 공중합체, 소수성 폴리에테르, 소수성 폴리에테르아세탈, 소수성 개질된 폴리에테르우레탄 및 회합성 중합체로 불리우는 기타 중합체, 소수성 셀룰로오스 중합체, 폴리에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 공중합체, 및 비이온성, 음이온성, 소수성, 양쪽성 및 양이온성 다당류, 예컨대 크산탄, 키토산, 알기네이트 및 아라비아 고무를 들 수 있다.

본 발명에 의하면, 사용 가능한 실리콘 물질은 중합체, 올리고머, 오일, 왁스, 수지, 또는 고무의 형태로 사용될 수 있는 폴리오르가노실록산 또는 폴리오르가노실록산 폴리에테르 코폴리올, 아모디메티콘, 양이온성 폴리디메틸실록산 물질 및 기타 개인 위생 또는 가정 위생 조성물에 사용되는 실리콘 물질이다.

한 실시양태에서, 본 발명의 모발 관리 또는 피부 관리 조성물은 물과 본 발명의 중합체를 포함하는 수성 시스템이다. 한 실시양태에서, 본 발명의 모발 관리 또는 피부 관리 조성물은 1종 이상의 계면활성제 화합물, 예를 들면 양쪽성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 쯔비터이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물을 함유한다.

티타늄 유기 킬레이트로 처리된 양이온성 폴리갈락토만난은 모발/피부상에 고효율로 부착될 수 있으며, 전술한 케라틴 기재에 우수한 컨디셔닝 효과를 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

이와 같은 중합체는, 케라틴 기재상에서 당해 표면들과 주위 대기 사이에서 방벽으로서 작용할 수 있는 소수성 필름을 형성하기 때문에, 모발 스타일링, 바디 로션 및 일광차단에 있어서도 유리한 효과를 제공한다.

본 발명의 중합체는 투인원(2-in-1) 샴푸, 바디로션, 일광차단제, 직모화제 및 모발 스타일링에 있어서 컨디셔닝제로서 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 중합체는 모발 부피, 유지관리, 모발 보수, 또는 색상 유지, 피부 보습 및 수분 유지, 향기 유지, 모발, 피부 및 직물상의 일광 차단 수명, 구강 관리 용도에서의 방향 증진 및 항미생물 활성을 향상시키고, 또한 가정 위생 용도에서 직물 내마모성 및 색상 견뢰도를 향상시키는데도 사용될 수 있다.

젖은 모발 및 마른 모발 빗질 성능 측정은 샴푸 및 컨디셔너 용도에서 컨디셔닝 성능을 측정하는데 사용되는 전형적인 시험 방법이다. 피부 관리 용도에서, 피부 윤활성 또는 피부의 마찰 감소 또는 부드러운 느낌, 낮은 수증기 투과 및 개선된 피부 탄성은 피부 컨디셔닝을 측정하는데 사용되는 시험 방법이다. 컨디셔닝 성능이 요구되는, 계면활성제를 주성분으로 하는 가정 세정 용품 제제, 예를 들면 식기 세정제, 직물 유연제 및 대전방지 제품에서, 컨디셔닝이라 함은 직물에 더 부드러운 느낌을 부여하고 정전기 효과를 제거하며, 보풀(pilling)로 알려진 직물 섬유 파단 또는 변형을 제거하는 것을 말한다. 직물에 색채 유지성을 부여하는 것도 중요하며 측정 가능하다.

이하의 실시예는 유기 티타늄 킬레이트(E.I. 듀퐁 드 네무아즈 앤드 컴패니에서 시판하는 타이저(Tyzor^®) LA 유기 티탄산염)로 가교된 양이온성 구아르 및 개인 위생 조성물에 이것을 사용하는 용도를 입증하고 있다. 또한, 티타늄 유기 킬레이트로 처리된 양이온성 폴리갈락토만난은 개인 위생 조성물에서 컨디셔닝제 및 증점제로서도 우수하게 작용하는 것으로 밝혀졌다.

후술하는 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 특별한 언급이 없는한 모든 부와 퍼센트는 중량을 기준으로 한 것이다. 본 발명의 기술사상 및 보호 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 당업자에 의해 본 발명의 다른 변형예들이 실시될 수 있음을 알아야 한다.

실시예 1-6

양이온성 구아르 제조

가교제를 사용하지 않고, 공지의 절차에 의해서 양이온성 구아르를 제조하였다.

구아르 조각(750 g)과 물(450 g)을 질소하에 교반 반응기에서 혼합하였다. 반응기를 질소로 가압시키고 배기시켜서 산소를 제거하였다. 3-클로로-2-히드록시프로필트리메틸암모늄 클로라이드(288 g)에 이어서 25% 수산화나트륨 250 g을 첨가한 후에 30-50℃에서 반응을 수행하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 반응 생성물을 실시예 1에 제시하였으며, 이 생성물을 하기 표 1에 기재된 실시예 3-7의 가교 실험에 사용하였다.

붕산나트륨 사수화물을 첨가하여 유사한 반응을 수행함으로써 양이온성 구아르를 가교시켰다. 그 반응 생성물을 실시예 2에 제시하였다.

티타늄 가교 반응

미정제된 양이온성 구아르 반응 생성물을 용기에 넣고, 실시예 3, 4, 5, 6에 서 물로 희석된 정해진 양의 타이저 LA 유기 티탄산염을 구아르 조각에 첨가하면서 수동형 믹서를 사용해서 2분에 걸쳐 혼합하였다. 반응은 주위 온도에서 수행하였다. 실시예 4 및 6의 경우에는, 묽은 빙초산 용액을 동일한 실험 절차를 사용해서 구아르 조각에 첨가한 후에, 타이저 LA 유기 티탄산염 용액을 첨가하였다.

실시예 7의 경우에, 양이온성 구아르 반응 생성물을 아베(ABBE) 블렌더에 넣고, 회전 속도를 2(85 rpm)으로 설정하였다. 이 시스템을 HG 10으로 배기시키고, 질소로 10 psi까지 가압시킨 후에 2분 동안 유지시켰다. 이러한 절차를 5회 반복하였다. 배기시킨 후에, 물 369 g중의 타이저 LA(50% 활성, 델라웨어, 윌밍턴 소재의 E. I. 듀퐁 드 네무아즈) 31.9 g을 양이온성 구아르 고형물(pH 11.5)에 30분에 걸쳐서 첨가하고, 이때 50 ml씩 첨가한 후마다 질소로 배기 및 가압시켰다. 온도를 18-22℃로 유지시켰다. 최종적으로 타이저를 첨가한 후에, 혼합물을 22℃로 유지시키고 10 psi의 질소 압력하에 30분 동안 혼합하였다. 교반을 중지하고 생성물을 회수하였다.

세척 절차

측정된 중량의 가교되거나 가교되지 않은 중합체를 8온스(ounce) 용기에 넣고 증류수를 하기 표 1의 세척 1용으로 지정된 바와 같이 첨가하였다. 30-40분 경과후에, 상단의 수층을 구아르 조각으로부터 경사 분리시켜 측정하였다. 제 2 세척 단계를 하기 표 1에 지정된 양의 물을 사용해서 수행하고, 남은 슬러리를 실온에서 24 시간 동안 유지시켰다.

상단 수층이 존재할 경우에는, 이것을 경사 분리시키고 회수하여 세척 3으로 서 측정하였다. 실시예 2(붕산염 가교 대조군), 실시예 5 및 6(티탄산염 가교)의 제 2 세척 단계로부터 경사 분리되는 물의 양이 상당함을 알아 두어야 한다. 실시예 2, 5 및 6에서 중합체의 형태는 세척 2 단계 후에 불연속 입자로서 존재하였으며, 이는 세척 단계 동안에 충분한 가교 반응이 발생하여 중합체의 팽윤을 방지함을 시사한다. 실시예 1에서 중합체(가교제를 사용하지 않은 대조군)는 가교제가 존재하지 않기 때문에 세척 2 이후에 연속적인 겔 플러그(plug)를 형성하였으며, 중합체는 세척수에 용해되고 있는 중이었다. 실시예 3 및 4에서, 중합체는 팽윤된 상태로 존재하지만, 세척 2 이후에는 불연속 겔 입자로서 존재하며, 이는 어느 정도는 가교 반응이 일어나지만 세척 단계 동안에 중합체 팽윤을 방지하는데는 불충분한 양의 가교 반응이 일어남을 시사한다.

실시예 1-6에서 제 3 세척 단계에서 중합체 상이 재현탁되는 것은, 실시예 2-6에서 가교 반응이 발행하고, 경사 분리된 수상이 회수되며 입자상인 중합체 상이 분리됨을 입증한다. 실시예 1(가교제가 없는 대조군)은 물을 더 첨가하여도 계속해서 팽윤하는 팽윤된 겔을 생성하였다.

실시예 7의 경우에, 생성물(660 중량부)을 기계적 교반기를 사용해서 30-40분 동안 3300 pbw의 물과 혼합하였다. 이어서, 생성물은 비이커의 바닥으로 침전되었으며, 액체 상은 경사 분리시켰다. 고형 생성물을 72 시간 동안 후드에서 공기 통풍하에 고형분 87%까지 건조시켰다. 생성물을 드라이아이스로 냉각시킨 후에, 유동층 건조기에서 0.5 mm 스크린에 이어 0.2 mm 스크린을 통해 분쇄하였다. 이어서, 생성물을 사용하여 각각 표 2 및 3에 기재된 실시예 8의 컨디셔닝 샴푸 및 실시예 10의 바디워시를 제조하였다.

이와 같은 실시예들은 충분한 양의 티타늄 가교제로 처리함으로써 수분산성 폴리갈락토만난을 제조할 수 있다는 것을 입증하고 있다.

실시예 8 및 비교예 9-10

본 발명의 생성물의 컨디셔닝 성능 입증

컨디셔닝 샴푸 제제에서 실시예 7에 따른 본 발명의 양이온성 폴리갈락토만난 물질의 용도를 하기 표 2에 기재된 바와 같이 실시예 8에서 입증하였으며, 붕산염 가교된 양이온성 구아르를 함유하는 비교용 샴푸 대조군(비교예 9) 및 양이온성 구아르를 함유하지 않은 샴푸(비교예 10)와 비교하였다.

샴푸 제조

하기 표 2의 컨디셔닝 샴푸 제제는, 분산 블레이드를 구비한 캐프라모(Caframo) 상부 기계적 교반기를 사용하여 하기 표 3에 제시된 계면활성제 프리믹스 조성물 77 중량부(pbw)와 탈이온수 19 pbw 및 본 발명의 중합체 0.3 pbw를 합치고, 600 rpm하에 교반시키고, 조성물을 주위 온도에서 45분동안 혼합시킴으로써 제조하였다. 이때, 실리콘 에멀젼(다우 코닝 1784) 3 pbw를 제제에 첨가하고, 15분동안 더 혼합을 계속하였다. 샴푸 조성물을 밤새 주위 온도로 유지시키고, 소형 샘플 어댑터(adapter), 스핀들 31이 구비된 브룩필드(Brookfield) LVT 점도계를 지정된 회전 속도하에 사용하여 각 샴푸의 점도를 측정하였다.

샴푸 점도 측정

본 발명에 의한 글리옥살 가교된 양이온성 구아르를 함유하는 실시예 8의 샴푸 점도를 중합체를 함유하지 않은 비교예 10과 비교함으로써, 본 발명의 생성물의 점성화 성능을 입증하였다. 실시예 8에서 샴푸 점도는 실시예 9의 붕산염 가교된 양이온성 구아르를 함유하는 샴푸의 점도와 유사하였다.

양이온성 다당류 및 기타 중합체는 개인 위생, 가정 위생, 공업용 및 규격 제품에서 최종 제품에서 소정의 기능을 수행하기 위해 널리 사용되며, 상기 중합체의 용도에는 겔화제, 결합제, 증점제, 안정화제, 유화제, 전착 및 부착조제, 및 개인 위생, 가정 위생, 규격 및 공업용 조성물에서 화학적으로, 그리고 생리학적으로 활성인 성분들의 유동성, 효율, 부착 및 심미학적 특성과 전달을 증강시키기 위한 담체로서의 용도가 포함된다. 용도에 따라서, 본 발명의 생성물로 처리하고자 하는 기재는 피부, 모발 또는 텍스타일 기재가 될 수 있다.

양이온성 다당류는 모발 관리 제품에 사용되어 모발에 컨디셔닝 효과를 제공한다. 피부 관리 제품에서, 상기 중합체는 피부에 컨디셔닝 효과를 제공할 수 있다. 세제 및 직물 유연제에 혼입시켰을 때, 상기 중합체는 컨디셔닝, 연화, 내마모성 및 대전방지성을 직물에 제공할 수 있다.

젖은 머리와 마른 머리 빗질성 측정은 샴푸와 컨디셔너 용도에서 컨디셔닝 성능을 측정하는데 사용되는 전형적인 시험 방법이다. 각 샴푸 제제의 빗질 성능은 샴푸를 제조한지 24 시간 이내에, 사전에 나트륨 라우릴 설페이트(SLS) 용액으로 처리되고, 헹군 후에 밤새 23℃에서 상대 습도 50%하에 건조시킨 2 개의 중간 갈색 유럽인 미혼 여성의 모발단(뉴저지, 내쇼날 헤어 임포터스)에 대하여 측정하였다.

빗질 성능 측정

빗질 성능은 물로 적신 모발단에 샴푸 제제를 0.5 pbw 샴푸/1 pbw 모발단의 비율로 도포함으로써 측정하였다. 모발단을 60초 동안 꼰 다음에, 40℃의 물로 30초 동안 헹구었다. 이러한 과정을 반복한 다음에, 모발단을 탈이온수로 헹구고, 과량의 물을 모발단으로부터 짜내었다. 모발단을 이중빗 장치상에 놓고, 인스트론(Instron) 5542상에서 이중 빗질법을 이용하여 에이스(Ace) 경질 고무 미세 휴대용 빗을 사용해서 23℃ 및 상대 습도 50%하에 12.5 cm/분의 크로스헤드 속도로 8회 젖은 모발 빗질시의 힘을 측정하였다. 이어서, 모발단을 밤새 23℃ 및 상대 습도 50%하에 건조시키고, 마른 모발 빗질 성능을 위와 동일한 이중 빗질법을 사용해서 측정하였다. 하기 표 2에 표준화하여 나타낸 빗질 에너지는 총 빗질 에너지/모발단 중량을 나타낸다.

본 발명의 생성물의 컨디셔닝 성능은 비교예 10에서 중합체를 사용하지 않은 대조군 샴푸의 경우에 빗질 에너지가 보다 높은 것에 비해서, 실시예 8의 경우 젖은 모발 및 마른 모발 빗질 에너지의 결과가 현저하게 감소된 것에 의해 입증되었다. 실시예 8의 빗질 에너지는 비교예 9에서 붕산염 가교된 양이온성 구아르를 함유하는 샴푸에 대한 빗질 에너지에 필적할 만하다.

컨디셔닝 샴푸에서 티타늄 락테이트로 가교된 양이온성 갈락토만난 중합체의 성능

실시예	7
처리제	티타늄 락테이트
양이온성 DS	0.14
수분(%)	7.8
용인된 1% 수용액 점도	2650

실리콘 샴푸 실시예와 중간 갈색 유럽인 미혼 여성의 모발에 대한 빗질 에너지

실시예	8	9(비교예)1	10(비교예-중합체 사용하지 않음)
컨디셔닝 샴푸 점도(브룩필드 LVT, 스핀들 31호, 소형 샘플 어댑터, 6 rpm, pH 5.1)	3285	6010(3 rpm; pH 5.8)	1421(12 rpm)
표준화된 젖은 모발 빗질 에너지(gf-mm/g)	1273	963	2340
표준화된 마른 모발 빗질 에너지(gf-mm/g)	329	242	670

¹ N-한스(N-Hance^®) 3196 양이온성 구아르, 붕산염 가교(허큘레스 인코오포레이티드의 아쿠알론 디비젼)

샴푸 프리믹스 조성물

성분	제조업체	중량부(pbw)
탈이온수		896
스테파놀(Stepanol) AM	스테판 컴패니(일리노이, 노스필드)	1027
스테올(Steol) CA-330	스테판 컴패니	310
암포솔(Amphosol) CA	스테판 컴패니	186
글리던트(Glydant)	론자 그룹 리미티드(스위스, 바셀)	16.25
25 중량% 염화암모늄(수용액)		65

실시예 11 및 비교예 12

피부 관리 용도, 바디워시에서의 용도 입증

본 발명의 생성물의 바디워시 제제에서의 증점 성능을 하기 표 4에 나타내었다. 바디워시 제제는 실시예 7에 의한 본 발명의 중합체 0.3 pbw를 하기 표 5에 제시한 바디워시 프리믹스 제제 76 pbw에 첨가하고, 물을 첨가함으로써(부피를 100으로 만들 때까지 첨가) 제조하였다. 혼합은 분산 블레이드를 구비한 상부 기계적 교반기를 사용해서 1 시간 동안 수행하였다. 바디워시의 pH는 5.6이었다.

바디워시 실시예 11은 실시예 7에 의한 본 발명의 중합체를 함유한다. 본 발명의 중합체를 바디워시 제제에 첨가하면, 비교예 12의 양이온성 구아르를 함유하지 않은 비교용 대조군 바디워시에 비해서 바디워시의 점도가 증가하였다.

바디워시 제제에서 본 발명의 생성물의 성능

실시예	11	12
중합체	실시예 7	없음
점도/cps1	3080(6 rpm)	1864

¹ 브룩필드 LVT, 스핀들 3호, 12 rpm

바디워시 프리믹스 제제

성분	제조업체	중량부(pbw)
스테파놀 AM	스테판 컴패니(일리노이, 노스필드)	697
스테올 CA-330	스테판 컴패니	2500
암포솔 CA	스테판 컴패니	500
탈이온수		279
글리던트(Glydant)	론자 그룹 리미티드(스위스, 바셀)	24.5

비붕산염계 금속염을 폴리갈락토만난 중합체 및 이의 유도체에 대한 가교제로서 사용하는 것외에도, 폴리갈락토만난 중합체와 수팽윤성 또는 수분산성 복합체를 형성하는 다른 시약도 폴리갈락토만난의 수분산성을 향상시키는 작용을 할 수 있다. 이러한 시약으로서는, 포스페이트, 설페이트, 설포네이트, 카르복실레이트 또는 카르보네이트 기를 함유하는 올리고머 또는 중합체, 예를 들면 나트륨 헥사메타포스페이트 폴리스티렌 설포네이트, 및 양이온성 폴리갈락토만난 중합체와 수분산성 복합체를 형성할 수 있는 단백질, 예컨대 카제인 또는 유장(whey)을 들 수 있다. 또한, 이러한 시약에는 음이온성, 양이온성, 및 양쪽성 계면활성제, 예컨대 암모늄 라우릴 설페이트, 나트륨 라우릴 설페이트, 세틸트리메틸암모늄 클로라이드 또는 브로마이드, 및 코카미도프로필 베타인을 들 수 있다.

또한, 다른 가교제, 예컨대 클로로포르메이트, 실록산계 가교제, 예컨대 트리에톡시실란, 글리옥살 및 기타 디알데히드 물질을 폴리갈락토만난을 가교시키는데 사용하여 폴리갈락토만난에 수분산성을 부여할 수도 있다.

전술한 바와 같은 수분산성의 가교된 생성물은 개인 위생 또는 가정 위생 제품과 같은 용도에 사용될 수 있으며, 이때 상기 생성물은 용액의 pH를 적절히 조정하거나 염을 첨가함으로써 수성 상에 분산시키고 용해시킬 수 있다.

이상에서는 바람직한 실시양태에 의거하여 본 발명을 상세히 설명하였지만, 본 발명의 실시형태 및 세부 사항은 본 발명의 기술사상 및 첨부된 청구의 범위에 의해서 정해지는 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 대조 및 변경이 가능하다. 이와 같은 개조예와 변경예도 모두 첨부된 청구의 범위에 의해 정해지는 본 발명의 보호 범위내에 포함된다 할것이다.

Claims (19)

1. 0.001의 하한치 내지 3.0의 상한치 범위의 치환도(DS)를 갖는 비붕산염계 티타늄 또는 지르코늄 킬레이트 처리된 양이온성 구아르를 포함하는, 개인 위생 또는 가정 위생 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 비붕산염계 티타늄 또는 지르코늄 킬레이트 처리된 양이온성 구아르가 50,000의 하한치 내지 5,000,000의 상한치 범위의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 것인 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 개인 위생 조성물이 세정용 조성물, 컨디셔너 조성물 및 모발 스타일링 조성물로 이루어진 군중에서 선택된 것인 조성물.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 양이온성 구아르가 양쪽성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 쯔비터이온성 계면활성제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 계면 활성 화합물과 함께 사용되는 것인 조성물.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 양이온성 구아르가 방부제, 증점제, 기능성 중합체, 점도 조절제, 전해질, pH 조절제, 향료, 염료, 자외선 차단제, 유기실리콘 물질, 비듬방지제, 비타민, 비타민 유도체로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상의 추가의 성분들과 함께 사용되는 것인 조성물.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 개인 위생 조성물이 모발 관리 조성물인 조성물.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 개인 위생 조성물이 피부 관리 조성물인 조성물.
8. 제 1 항에 있어서, 가정 위생 조성물인 조성물.
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