Композиции катионного/катионогенного гребнеобразного сополимера и средства личной гигиены, содержащие эти композиции

Композиции катионного/катионогенного гребнеобразного сополимера и средства личной гигиены, содержащие эти композиции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Эта заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на Патент США No. 61/323484, зарегистрированной 13 апреля 2010 года, содержание которой приводится в описании настоящего изобретения путем ссылки на нее.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в целом относится к сополимерам, и, более конкретно, к композициям катионного/катионогенного гребнеобразного сополимера и их применению в средствах личной гигиены и в других препаратах.

В косметических средствах и других средствах личной гигиены в ряде случаях используют полимерные загустители. Во многих известных загустителях применяют гидрофильные полимеры с анионной функциональностью, получаемые или из присутствующих с высоким содержанием мономеров кислот, таких как [мет]акриловая кислота или 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота (АМПС), или из содержащегося полиэтиленгликоля (ПЭГ), получаемого либо из этоксилированных мономеров, либо путем прививки. В ряде случаев, эффективность загущения повышают путем сшивания и/или гидрофобной модификации, часто путем включения способных к ассоциации мономеров, которые придают гидрофобность в очень ограниченной степени. Эти полимеры обеспечивают совместимость с анионными поверхностно-активными веществами, применяемыми в шампунях и других очищающих средствах, но они характеризуются ограниченной степенью отложения и устойчивостью к смыванию.

Синтетические катионные полимеры часто содержат поперечные связи, и/или они являются высокомолекулярными полимерами с исключительно ограниченной степенью отложения и низкой оценкой при их чувственном восприятии. Для улучшения совместимости косметического препарата, эти полимеры часто модифицируют с помощью неионных мономеров, обычно, с гидрофильной амидной или гидроксильной функциональностью. Для повышения стабильности и совместимости при значениях pH 5-6, которые являются желательными значениями для препаратов по уходу за кожей и волосами, некоторым катионным полимерам придают амфолитические свойства путем введения в них ограниченного количества кислотной функциональности.

В целом, применение таких уже известных модификаторов обычно дает неудовлетворительный результат, так как они не могут обеспечить ни, хотя бы, небольшого преимущества в какой-либо одной характеристике, ни преимущества для совокупности характеристик желательных свойств, что приводит к необходимости вводить множество различных модификаторов и других добавок для исправления их соответствующих индивидуальных недостатков. Например, катионно-модифицированные полисахариды имеют преимущества с точки зрения обеспечения скольжения и их чувственного восприятия, но они имеют ограниченную степень отложения.

Патентный документ CA 2662401 относится к амфолитическому сополимеру на основе содержащих кватернизированный азот мономеров, который имеет мольный избыток катионогенных/катионных групп по отношению к анионогенным/анионным группам, и к косметическим или фармацевтическим композициям, включающим, по меньшей мере, один такой амфолитический сополимер.

Патентный документ U.S. 7015279 относится к линейным и сшитым катионным полиэлектролитам, получаемым сополимеризацией, по меньшей мере, одного катионного мономера, по меньшей мере, с одним нейтральным мономером и, по меньшей мере, с одним неионным поверхностно-активным мономером, и к их использованию в качестве загустителя для косметических или фармацевтических композиций и других применений.

Патентный документ U.S. 7279154 относится к применению в косметике, фармацевтике и дерматологии гребнеобразных полимеров из акрилоилдиметилтаурина и/или акрилоилдиметилтауратов в качестве загустителей, диспергирующих компонентов, суспендирующих компонентов, эмульгаторов, стабилизаторов, солюбилизаторов, компонентов с кондиционирующим действием, веществ, обеспечивающих требуемую консистенцию, смягчающих компонентов, связующих веществ и/или кондиционеров. Сополимер получают путем свободнорадикальной сополимеризации акрилоилдиметилтаурина (AMPS) и/или акрилоилдиметилтауратов; и, необязательно, одного или более дополнительных олефиновых ненасыщенных некатионных сомономеров; необязательно, одного или более олефиновых ненасыщенных катионных сомономеров; необязательно, одного или более кремнийсодержащих компонентов; необязательно, одного или более фторсодержащих компонентов; необязательно, одного или более макромономеров; и, необязательно, чтобы сополимеризация проводилась в присутствии, по меньшей мере, одной полимерной добавки, при условии, что акрилоилдиметилтаурин (AMPS) и/или акрилоилдиметилтаураты сополимеризуют, по меньшей мере, с одним кремнийсодержащим компонентом, фторсодержащим компонентом, макромономерами или полимерной добавкой.

В патентном документе U.S. 2007/0248561 описаны косметические и фармацевтические препараты, имеющие один или более водорастворимых несшитых сополимеров, содержащих одну или более структурных единиц конкретной формулы и одну или более структурных единиц другой формулы. Формула также включает один или более водорастворимых или набухаемых в воде сшитых или несшитых сополимерных или гомополимерных загустителей. Эти полимеры обычно имеют высокое содержание ионных групп и высокую растворимость в воде.

В патентном документе U.S. 2010/0056647 описаны сополимеры, которые содержат, по меньшей мере, один основный аминный заместитель, который является катионным при низком значении pH, и два или более гидрофобно модифицированных полиоксиалкиленовых заместителей, полученных из способного к ассоциации винилового мономера, который может необязательно содержать замещающие группы, полученные из других мономерных звеньев, таких как сшивающие мономерные звенья, гидроксизамещенные неионные виниловые мономерные звенья, звенья регулятора молекулярной массы, и полимерные стабилизаторы, и которые, как указывается, обычно обладают способностью образовывать ассоциаты в водном растворе.

Содержание упомянутых выше патентов и патентных заявок приводится в описании настоящего изобретения путем ссылки на них.

Однако, очевидно, что ни в одном из этих патентных документах не раскрывается или не предлагается композиция, которая обеспечивала бы для многих косметических препаратов преимущества, как с точки зрения их чувственного восприятия, так и с точки зрения степени отложения, при существенном улучшении реологии, степени отложения или удержания активных ингредиентов. Существующие катионные полимеры обычно имеют сродство к ороговевшим поверхностям, но не улучшают значительно степень отложения/удержания активных ингредиентов. Кроме того, в большинстве упомянутых патентных документов, в которых в принципе используют способные к ассоциации мономеры в комбинации с ионными или ионогенными мономеры, является очень высоким отношение ионных или ионогенных групп к группам, способным к ассоциации.

Предпочтительно создать такой катионный сополимер, который имел бы много преимуществ и обеспечивал баланс требуемых свойств в средствах личной гигиены и других препаратах, и в частности, обеспечивал, как их более высокую эффективность отложения, так и их приятное чувственное восприятие.

С целью достижения превосходящих известный уровень техники результатов, в примерах вариантов осуществления настоящего изобретения эти и другие недостатки преодолеваются путем создания композиций катионного сополимера для применения в средствах личной гигиены, которые обеспечивают баланс требуемых характеристик, снижая при этом число используемых необходимых отдельных ингредиентов для регулирования каждого требуемого характерного свойства, в результате установления соответствующей зависимости между массовыми процентными содержаниями способных к ассоциации липофильных групп и ионных/ионогенных групп в скелете сополимера.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном варианте осуществления, катионный или катионогенный гребнеобразный сополимер включает

A) одно или более повторяющихся звеньев, получаемых из олефиновых ненасыщенных катионных или катионогенных сомономеров; и

B) одно или более повторяющихся звеньев, имеющих формулу

в которой Y является фрагментом, образующим часть скелета сополимера, Z является фрагментом, который способен образовывать ассоциат с другими фрагментами Z или другими фрагментами в конечном препарате, в котором будет использоваться сополимер, и b является связью или фрагментом, которые соединяют фрагмент Z с фрагментом Y.

Обычно сополимер дополнительно включает одно или более повторяющихся звеньев, полученных, по меньшей мере, из одной из следующих категорий:

C) акриламидных мономеров;

D) одного или более олефиновых ненасыщенных гидрофильных мономеров, которые не являются A, B или C; или

E) одного или более олефиновых ненасыщенных мономеров, которые не являются A, B, C или D.

В другом варианте осуществления, катионный/катионогенный гребнеобразный сополимер имеет массовое содержание включенных в сополимер ионных и ионогенных мономеров приблизительно от 2 до приблизительно 45%, массовое процентное содержание в сополимере способных к ассоциации групп Z составляет приблизительно от 2 до приблизительно 50%, массовое отношение способных к ассоциации групп Z к ионным и ионогенным мономерам составляет приблизительно от 0,1 до приблизительно 5,5.

В другом варианте осуществления, катионный/катионогенный гребнеобразный сополимер имеет массовое содержание включенных в сополимер ионных и ионогенных мономеров приблизительно от 2 до приблизительно 45%, массовое процентное содержание в сополимере способных к ассоциации групп Z составляет приблизительно от 2 до приблизительно 50%, массовое отношение способных к ассоциации групп Z к ионным и ионогенным мономерам составляет приблизительно от 0,15 до приблизительно 6,5.

В еще одном варианте осуществления, катионный/катионогенный гребнеобразный сополимер имеет массовое содержание включенных в сополимер ионных и ионогенных мономеров приблизительно от 2 до приблизительно 45%, массовое процентное содержание в сополимере способных к ассоциации групп Z составляет приблизительно от 2 до приблизительно 50%, и вязкость 3% масс. (твердых веществ) раствора сополимера в дистиллированной воде составляет приблизительно менее чем 250 сантипуаз (сП).

Описанные в изобретении катионные/катионогенные гребнеобразные сополимеры могут быть включены в любую косметически приемлемую среду, и в некоторых вариантах осуществления, средство личной гигиены включает косметически приемлемую среду основы и приблизительно от 0,1 до приблизительно 20% масс. катионного/катионогенного гребнеобразного сополимера.

В конкретных вариантах осуществления, средство личной гигиены дополнительно включает активный ингредиент, где катионный/катионогенный гребнеобразный сополимер повышает отложение активного ингредиента на ороговевшую структуру, по меньшей мере, приблизительно на 10% по сравнению со средством личной гигиены, имеющим аналогичный состав, но не содержащим катионный/катионогенный гребнеобразный сополимер. В еще одних вариантах осуществления, применение самого по себе катионного/катионогенного гребнеобразного сополимера может характеризоваться его отложением на ороговевшие субстраты.

В конкретных вариантах осуществления, средство личной гигиены включает гребнеобразный полимер, где полимер не является сшитым (согласно приведенному ниже определению) и имеет относительно низкую растворимость в воде (определяемую ниже).

В средствах персонального ухода могут быть использованы композиции и способы согласно примерам вариантов осуществления для обеспечения многих преимуществ с точки зрения модификации реологии/загущения, степени отложения и удерживания активных ингредиентов, устойчивости к воздействию воды, и преимуществ с точки зрения чувственного восприятия (кондиционирования, скольжения, ощущения шелковистости), каждое из которых может быть достигнуто путем использования в косметической среде только одного полимера. В конкретных вариантах осуществления, достигается высокая стабильность, и обеспечиваются конкретные преимущества в системах с низким значением pH.

Для достижения модификации реологии, примеры вариантов осуществления предлагают катионный/катионогенный гребнеобразный сополимер, имеющий конкретную комбинацию повторяющихся звеньев, совместно с жирным или липофильным компонентом средства личной гигиены. Комбинация достаточного количества гидрофильного компонента для совместимости в водных препаратах со значительным гидрофобным содержимым усиливает, как загущение за счет ассоциации, так и существенно улучшает степень отложения и устойчивость к смыванию.

Другие характерные черты и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего далее более подробного описания примеров вариантов осуществления, которые иллюстрируют с помощью примеров принципы изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описание сополимера и составляющих его групп

Варианты осуществления относятся к катионным и катионогенным гребнеобразным сополимерам, которые включают повторяющиеся звенья, содержащие способные к ассоциации фрагменты, и которые образованы, по меньшей мере, из двух категорий мономеров, и, обычно, по меньшей мере, из трех категорий мономеров. В некоторых вариантах осуществления, могут быть использованы четыре или пять категорий мономеров. Варианты осуществления также относятся к средствам личной гигиены и другим применяемым композициям, которые включают эти сополимеры в качестве ингредиента.

Катионный или катионогенный гребнеобразный сополимер включает

A) одно или более повторяющихся звеньев, получаемых из олефиновых ненасыщенных катионных или катионогенных сомономеров; и

B) одно или более повторяющихся звеньев, имеющих формулу

в которой Y является фрагментом, образующим часть скелета сополимера, Z является фрагментом, который способен образовывать ассоциат с другими фрагментами Z или другими фрагментами в конечном препарате, в котором будет использоваться сополимер, и b является связью или фрагментом, которые соединяют фрагмент Z с фрагментом Y. Выражение "способен образовывать ассоциат" означает, что фрагменты Z проявляют слабое взаимодействие (например, ван-дер-ваальсовское взаимодействие, образование водородной связи), которое заставляет их образовывать ассоциат друг с другом или с другими фрагментами в конечном препарате, что является очевидным и понятным для обычных специалистов в этой области. Ассоциация может приводить к образованию мицелл с динамической пространственной сетчатой структурой или к характерным свойствам, имеющим схожесть с мицеллами; и несмотря на то, что образование ассоциатов в сетке является динамическим процессом, и силы взаимодействия являются слабыми, тем не менее, ассоциаты часто имеют достаточную продолжительность существования и прочность, для того чтобы повышать вязкость.

В типичных вариантах осуществления, сополимер дополнительно включает одно или более повторяющихся звеньев, получаемых, по меньшей мере, из одной из следующих категорий:

C) акриламидных мономеров;

D) одного или более олефиновых ненасыщенных гидрофильных мономеров, которые не являются A, B или C; или

E) одного или более олефиновых ненасыщенных мономеров, которые не являются A, B, C или D.

То есть, в типичных вариантах осуществления, сополимер включает, по меньшей мере, по одному из каждого мономера A и B, и дополнительно включает повторяющиеся звенья, полученные, по меньшей мере, из одного из мономеров C, D или E. В других вариантах осуществления, сополимер включает, по меньшей мере, по одному из каждого мономера A и B, и дополнительно включает повторяющиеся звенья, полученные, по меньшей мере, из двух из мономеров C, D или E, в то время как в еще одном варианте осуществления, сополимер включает, по меньшей мере, по одному из каждого мономера A и B, вместе с повторяющимися звеньями, полученными из мономеров из всех трех групп C, D и E. Следует иметь в виду, что в каждом случае могут также присутствовать множество членов из одной и той же группы.

Катионные и катионогенные мономеры, которые выбирают из группы A, могут представлять собой любой катионный или катионогенный мономер. В частности, подходящие катионные мономеры включают мономеры, которые содержат кватернизированный азот, или же N⁺ вводят в скелет или боковую цепь образующегося сополимера. Подходящие катионогенный мономеры включают мономеры, которые содержат азот и которые могут быть нейтрализованы кислотой с образованием заряженных катионных групп, или которые могут быть подвергнуты реакции с подходящими алкилирующими реагентами с образованием четвертичных аммониевых групп, либо до образования сополимера, либо после его образования.

Примеры катионных мономеров, содержащих азот, включают, но этим не ограничивая, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из содержащих соль аммония[мет]акрилатов, триметиламмония метилметакрилата хлорида, метакриламидопропила триметиламмония хлорида, триметиламмония этилметакрилата хлорида, N,N-(диметил или диэтил)аминоэтил[мет]акрилата метосульфата, [2-(метакрилоилокси)алкил]триалкиламмония галогенида, [2-(метакрилоилокси)алкил]триалкиламмония алкосульфата, [2-(метакрилоилокси)этил]триметиламмония хлорида, [2-(акрилоилокси)алкил]триалкиламмония галогенида, [2-(акрилоилокси)алкил]триалкиламмония алкосульфата, [2-(акрилоилокси)-этил]триметиламмония хлорида и [2-(акриламидо)этил]триметиламмония хлорида.

Примеры азотсодержащих мономеров, которые могут быть превращены в катионное состояние (то есть, которые являются катионогенными), включают, но этим не ограничивая, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из Н,Н-диалкиламино[мет]акрилатов, таких как диметиламиноэтил[мет]акрилат, диметиламинопропил[мет]акрилат, диэтиламиноэтил[мет]акрилат и диэтиламинопропил[мет]акрилат. Могут также быть использованы N,N-диалкиламино[мет]акриламиды, такие как диметиламинопропил[мет]акриламид и диэтиламинопропил[мет]акриламид. Другие примеры катионогенных мономеров включают, по меньшей мере, один мономер из группы, состоящей из 2-метакрилокси-N-этилморфолина, 2-трет-бутиламиноэтилметакрилата, акрилоилморфолина, 1-пиперидиноэтил[мет]акрилата и диметиламиноциклогексил[мет]акрилата.

Следует иметь в виду, что катионные мономеры группы A могут иметь в своем составе один или более противоионов, включая, но только в качестве примеров, хлорид, бромид, сульфат и фосфат. В некоторых случаях, предпочтительными могут быть галогенидные противоионы (например, в сравнении с другими противоионами, так как галогениды обычно не вызывают окрашивания или появления запаха). Подходящие алкилирующие реагенты включают алкил- галогениды или сульфаты, имеющие от одного до четырех углеродных атомов, такие как этил- или метилхлорид или бромид, диметил- или диэтилсульфат. Другие подходящие алкилирующие реагенты включают минеральные кислоты, например, фосфорную кислоту, серную кислоту или хлористоводородную кислоту.

В повторяющихся звеньях группы B, способный образовывать ассоциат фрагмент Z может быть введен в гребнеобразный сополимер в качестве компонента мономера, используемого при сополимиеризации, или он может образовываться в результате реакции, способной образовывать во время или после полимеризации ассоциат между группой и функциональным мономером. Таким образом, в некоторых случаях, фрагмент Y скелета сополимера в повторяющемся звене, из которого исходит способный образовывать ассоциат фрагмент Z, может представлять собой повторяющееся звено, полученное из мономера групп A, C, D или E, но который входит в группу B, вследствие его последующего соединения со способным образовывать ассоциат фрагментом Z.

Обычно фрагмент Z является гидрофобным и может представлять собой алкил, арил, аралкил, фторалкил, кремнийорганическое соединение или силан. Например, углеводородные группы Z включают линейные, разветвленные или циклические алкильные, арильные или аралкильные группы, имеющие от 8 до 50 углеродных атомов, в одном варианте осуществления, имеющие от 10 до 22 углеродных атомов, и в другом варианте осуществления, группы имеют от 10 до 18 углеродных атомов. Например, алкильные компоненты Z включают, но этим не ограничивая, по меньшей мере, одну группу, выбранную из группы, состоящей из алкильных групп (таких как октильная, нонильная, децильная, додецильная, тридецильная, тетрадецильная, пентадецильная, гексадецильная, гептадецильная, октадецильная, нонадецильная, эйкозильная, арахинильная и бегенильная), полученных из жирных спиртов, жирных аминов или жирных кислот. Подходящие алкильные компоненты Z также включают смеси таких соединений, и в случае использования смесей алкильных компонентов, указанные выше интервалы числа углеродных атомов выбирают исходя из средней массы смеси. Примеры производимых в промышленности смесей включают спирты, продаваемые под торговыми марками Alfol® и Novel® фирмы Sasol, спирты, продаваемые под торговыми марками Neodol® фирмы Shell, а также смеси спиртов, продаваемые фирмой Baker Petrolite под торговой маркой спирты Unilin®, в которых средняя длина цепи составляет C25, C30, C40 или C50, а также спирты, получаемые из кокосового масла или других природных масел. К ним можно также отнести преимущественно линейные алкенильные цепи, включающие, по меньшей мере, одну цепь, выбранную из группы, состоящей из додеценила, тридеценила, тетрадеценила, пентадеценила, гексадеценила, октадеценила и докозенила.

Z группы, содержащие кремнийорганическое соединение, могут быть линейными, разветвленными или циклическими, имея от 3 до 25 связанных фрагментов SiO. В одном варианте осуществления, они имеют от 3 до 8 фрагментов SiO, а в другом варианте осуществления, от 3 до 5 фрагментов SiO. Z группы, содержащие фторалкил, включают фторуглеродные группы, имеющие от 6 до 50 углеродов, и, в другом варианте осуществления, от 8 до 30 углеродов.

Примеры связи b включают ковалентные связи, образуемые, по меньшей мере, одним сложным эфиром, карбонилом, амидом, оксидом амина, углеводородом, амино, простым эфиром и полиоксиалкиленовыми группами, связывающие скелет сополимера со способной образовывать ассоциат группой Z. Связь b может также возникать через связи ионной соли.

Далее приводится общая структура мономера, который образует повторяющееся звено группы B, имеющее необязательный полиоксиалкиленовый компонент:

X₁ и X₂ представляют собой независимо, либо O, S, NH, либо NHCOO; R₁ представляет собой либо H или CH₃; n составляет 0-6 (когда X₂ отсутствует, тогда n=0); p составляет 0-50, q составляет 0-50 и r составляет 0-50. Повторяющиеся звенья p, q и r могут быть введены в неупорядочные, чередующиеся, блочные или градиентные структуры. Z представляет собой любой ранее описанный фрагмент. В одном варианте осуществления, где p=q=r=0, массовое процентное содержание мономера группы B может составлять приблизительно менее чем 50 масс.%, в некоторых случаях, приблизительно менее чем 25 масс.%, в другом случае, приблизительно менее чем 10 масс.% и в еще одном случае, приблизительно менее чем 5 масс.%. Например, в одном аспекте этого варианта осуществления, по меньшей мере, один из p, q или r представляет собой целое число от одного до пятидесяти (например, большее, чем или равное 1). Например, в другом аспекте этого варианта осуществления, p составляет от 1 до 50, в некоторых случаях, от 3 до 30, и в других случаях, от 2 до 10. В конкретных вариантах осуществления, X₁=O, n=q=r=0, p составляет от 3 до 30, и Z представляет собой алкильную группу, имеющую от 10 до 18 углеродных атомов. В другом варианте осуществления, R₁=H, X₁=O, n=q=r=0, p составляет от 2 до 10, и Z представляет собой алкильную группу, имеющую от 10 до 16 углеродных атомов. Примеры мономеров структуры (2), которые могут образовывать повторяющиеся звенья группы B, включают, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей, например, из стеарилполи(оксиэтил)₂₅метакрилата, лаурилполи(оксиэтил)₄акрилата, октилполи(оксипропил)₆поли(оксиэтил)₁₂-N-метилакриламида, N-окта-децилметакриламид и лаурил[мет]акрилата.

Далее приводится общая структура мономера, который образует повторяющееся звено группы B, имеющее полиалкиламинные группы:

X₁ и X₂ представляют собой независимо, либо O, S, NH, либо NHCOO; R₁ и R₂ представляют собой независимо либо H, либо CH₃; n составляет 0-6 (и X₂ отсутствует, когда n=0); и v составляет 1-50. Фрагмент Z описан выше.

Акриламидные мономеры группы C могут являться любым мономером, имеющим следующую формулу

R₁ представляет собой либо H, либо CH₃, R₃ и R₄ представляют собой независимо H, C1-C6 алкил, C1-C6 алкенил, C1-C6 алкоксиалкил или алкиламиноалкил. Примеры мономеров группы C включают, но этим не ограничивая, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из акриламида, метакриламида, N-метилакриламида, N-метилметакриламида, N,N-диметилакриламида, Н,Н-диметилметакриламида, N,N-диэтилакриламида, диацетонакриламида, N,N-диметиламинопропилакриламида, N-бутоксиметилакриламида, N-этоксиметилакриламид, N-н-бутилакриламида, N-трет-бутилакриламида, N-изопропилакриламида, N-метилолакриламида, N-метоксиметилакриламида, N-этилакриламида, N-(3-метоксипропил)-акриламида, N-н-пропилакриламида, N-триметилбутилакриламида, N-изооктилакриламида, N-ацетилметакриламида, N-бутоксиметилметакриламида, N,N-дибутиламинопропилметакриламида, Н,Н-диметиламинопропилметакриламида, N,N-диэтилметакриламида, N-(2,2-диметоксиэтил)метакриламида, N,N-диметиламиноэтилметакриламида, N-этилметакриламида, N-метоксиметилметакриламида, N-(3-метоксипропил)метакриламида и N-метилолметакриламида.

Мономеры группы D представляют собой любые олефиновые ненасыщенные гидрофильные мономеры, которые не входят в группу A, B или C, и обычно имеют растворимость в воде при 25°C приблизительно больше чем 50 г/л. Эти мономеры могут быть ионными, ионогенными или неионными. Примеры анионных мономеров включают соли, по меньшей мере, одного из мономеров с группами карбоновой или дикарбоновой кислоты, ангидридов, и соли сульфоновой или фосфоновой кислоты, а также соли полуэфиров дикарбоновых кислот. Такие мономеры включают, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей, например, из [мет]акрилата аммония, итаконата натрия, цитраконата натрия, малеата натрия, [мет]акрилата натрия и акриламидометилпропансульфоната аммония. Анионогенные мономеры включают любой мономер, который может быть нейтрализован основанием, либо до полимеризации, либо после полимеризации, с образованием анионных групп. Примеры анионогенных мономеров включают, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из [мет]акриловой кислоты, итаконовой кислоты, кротоновой кислоты, цитраконовой кислоты, малеиновой кислоты, метилмалеата, бутилмалеата, акриламидометилпропансульфоновой кислоты, фумаровой кислоты, мезаконовой кислоты, глутаконовой кислоты, малеинового ангидрида и итаконового ангидрида.

Цвиттер-ионные и/или амфотерные мономеры могут также применяться в качестве мономеров группы D. Цвиттер-ионные мономеры или повторяющиеся звенья представляют собой те мономеры, которые содержат, как формальный положительный, так и отрицательный заряд на различных атомах; несмотря на то, что они несут суммарный нулевой заряд, тем не менее, их относят к ионным мономерам. Примеры цвиттер-ионных мономеров, которые могут применяться в качестве мономеров группы D, включают мономеры, имеющие боковые подвешенные фрагменты карбоксибетаина, фосфобетаина или сульфобетаина; конкретные примеры включают 2-метакрилоксиэтилфосфорилхолин, внутреннюю соль 2-(метакрилоилокси)этил-2'-(триметиламмоний)этилфосфата, соль 1(4(4'-винилбензилокси)бутан)-2'(триметиламмоний)этилфосфата и соль [3-(метакрилоиламино)пропил]диметил(3-сульфопропил)аммония гидроксида. Амфотерные мономеры представляют собой ионогенные мономеры, которые содержат, как кислотные, так и основные группы.

Мономеры группы D могут также включать неионные мономеры со следующей структурой, имеющей необязательный полиэтилен-гликолевый (ПЭГ) компонент:

X₁ и X₂ представляют собой независимо, либо O, S, либо NH; R₁ представляет собой либо H или CH₃; R₅ представляет собой либо H, либо линейный или разветвленный алкил с числом углеродных атомов от 1 до 4; n составляет 0-6 (и X₂ отсутствует, когда n=0); p составляет 0-50, q составляет 0-50, и r составляет 0-50. Повторяющиеся звенья p, q и r могут быть введены в неупорядочные, чередующиеся, блочные или градиентные структуры.

Примеры мономеров группы D, имеющие структуру (5), включают, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из гидроксиэтил[мет]акрилата, гидроксипропил[мет]акрилата, гидроксибутил[мет]акрилата, гидроксигексил[мет]акрилата, гидроксиэтил[мет]акриламида, гидроксипропил[мет]акриламида, гидроксибутил[мет]акриламида, гидроксигексил[мет]акриламида и соответствующих [мет]акриламидов, включающих гидроксиэтил[мет]акриламид, гидроксипропил[мет]акриламид, гидроксибутил[мет]акриламид, гидроксигексил[мет]акриламид, поли(оксиэтил)₁₀метакрилат и метилполи(оксиэтил)₈акрилат.

Другие примеры неионных мономеров внутри группы D включают, по меньшей мере, один мономер из винилового спирта (из винилацетата), винилпирролидона и N-винилформамида.

Мономеры группы E представляют собой все любые другие олефиновые ненасыщенные мономеры, которые не попадают в группы A-D. Примеры мономеров в основном включают, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из мононенасыщенных мономеров, таких как C1-C4 алкил[мет]акрилаты, C1-C4 алкилфтор[мет]акрилаты, виниловые эфиры, алкилвиниловые эфиры, виниламиды, стирол и п-алкилстиролы. Однако не исключаются и полиненасыщенные мономеры.

В некоторых вариантах осуществления, если желательно, то группа E может быть использована для сшивания. Примеры сшивающих мономеров включают, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, состоящей из [мет]акриловых эфиров, а также аллиловых и виниловых эфиров ди- или полифункциональных спиртов, таких как 1,2-этандиол, 1,2-пропандиол, 1,3-пропандиол, 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, 2,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, бут-2-ен-1,4-диол, 1,2-пентандиол, 1,5-пентандиол, 1,2-гександиол, 1,6-гександиол, 1,10-декандиол, 1,2-додекандиол, 1,12-додекандиол, неопентилгликоль, 3-метилпентан-1,5-диол, 2,5-диметил-1,3-гександиол, 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол, 1,2-циклогександиол, 1-цикло-гександиол, 1,4-бис(гидроксиметил)циклогексан, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, тетрапропиленгликоль, полиэтиленгликоли, полипропиленгликоли, политетрагидрофураны, триметилолпропан, глицерин, пентаэритрит, 1,2,5-пентантриол, 1,2,6-гексантриол и сорбит.

Дополнительные подходящие сшивающие мономеры могут включать, по меньшей мере, один из уретандиакрилатов; линейные или разветвленные, линейные или циклические, алифатические или ароматические углеводороды, по меньшей мере, с 2 двойными связями, такие как дивинилбензол; [мет]акриламиды и N-аллиламины дифункциональных аминов, таких как 1,2-диаминоэтан, 1,3-диаминопропан, 1,4-диаминобутан, 1,6-диаминогексан; триаллиламин и триаллиламмониевые соли, такие как триаллилметиламмония хлорид или метилсульфат; N-винильные соединения производных мочевины, такие как Н,Н'-дивинилэтиленмочевина или Н,Н'-дивинилпропиленмочевина; ди, три или тетрафункциональные сульфгидрильные соединения, такие как димеркаптопропионат этиленгликоля, тримеркаптоацетат глицерина и тетрамеркаптопропионат пентаэритрита; алкоксисиланфункциональные меркаптаны, такие как 3-меркаптопропилтриметоксисилан; и алкоксисиланфункциональные алкил[мет]акрилаты или алкил[мет]акриламиды, такие как метакрилоксипропилтриэтоксисилан и метакриламидопропилтриметоксисилан.

Описание придаваемых сополимеру свойств

Суммарное массовое процентное содержание ионных и ионогенных мономеров в описываемых в изобретении катионных/катионогенных гребнеобразных сополимерах составляет приблизительно от 2 до приблизительно 45%. В некоторых вариантах осуществления, интервал составляет приблизительно от 5 до приблизительно 35%, и в других вариантах осуществления, приблизительно от 10 до приблизительно 25%.

Массовое процентное содержание ионных мономеров в описываемых в изобретении катионных/катионогенных гребнеобразных сополимерах может составлять приблизительно от 2 до приблизительно 45%, в некоторых вариантах осуществления, приблизительно от 5 до приблизительно 30%, в других вариантах осуществления, приблизительно от 5 до приблизительно 25%, и в еще одних вариантах осуществления, приблизительно от 12 до приблизительно 22%.

Массовое процентное содержание способных к ассоциации фрагментов Z внутри сополимера может составлять приблизительно от 2 до приблизительно 50%, в некоторых вариантах осуществления, приблизительно от 4 до приблизительно 40%, в других вариантах осуществления, приблизительно от 7 до приблизительно 30%, и в еще одних вариантах осуществления, приблизительно от 20 до приблизительно 30%.

Не углубляясь в теорию или объяснение этого вопроса, тем не менее, можно утверждать, что получаемые превосходные результаты, по меньшей мере, частично зависят от массового отношения способных к ассоциации фрагментов Z к ионным и/или ионогенным мономерам в сополимере. То есть, согласно конкретным примерам вариантов осуществления, катионные и/или катионогенные мономеры группы A, вместе с любыми другими вводимыми ионными мономерами из групп C-E, связаны определенной зависимостью с количеством способных к ассоциации групп Z, присутствующих в сополимере.

Отношение (масс.%:масс.%) способных к ассоциации фрагментов Z к ионным и/или ионогенным мономерам в сополимере может составлять приблизительно от 0,1 до приблизительно 5,5. В некоторых вариантах осуществления, отношение составляет приблизительно от 0,25 до приблизительно 4, в другом случае, приблизительно от 0,4 до приблизительно 3, и еще в других случаях, приблизительно от 0,7 до приблизительно 2,5. В еще одном варианте осуществления, массовое отношение способных к ассоциации фрагментов Z к ионным и/или ионогенным мономерам внутри сополимера составляет приблизительно от 1,2 до приблизительно 2,2. Отношение (масс.%:масс.%) способных к ассоциации фрагментов Z к ионным мономерам внутри сополимера может составлять приблизительно от 0,15 до приблизительно 6,5. В некоторых случаях, отношение составляет приблизительно от 0,3 до приблизительно 4,5, в другом случае, отношение составляет приблизительно от 0,4 до приблизительно 3,5, и в еще других вариантах осуществления, приблизительно от 0,7 до приблизительно 2,5. В еще одном варианте осуществления, массовое отношение способных к ассоциации фрагментов Z к ионным мономерам внутри сополимера составляет приблизительно от 1,2 до приблизительно 2,2.

Катионные/катионогенные гребнеобразные сополимеры могут быть кристаллическими или некристаллическими. В вариантах осуществления, в случае кристаллических сополимеров, когда сополимер характеризуется температурой плавления T_m при теплоте плавления приблизительно более чем 3 Дж/г, температура плавления сополимеров обычно приблизительно составляет менее чем 100°C, в некоторых случаях, приблизительно менее чем 50°C, во многих случая, приблизительно менее чем 25°C, в других случаях, приблизительно менее чем 15°C, и еще в одних случаях, приблизительно менее чем 0°C.

Несмотря на то, что описанный в изобретении катионный/катионогенный гребнеобразный сополимер способен загущать средства личной гигиены, содержащие дополнительные ингредиенты, в конкретных примерах вариантов осуществления, его раствор в воде с концентрацией три м