[发明专利]不含石化衍生中性氨基酸酯的阳离子型乳化剂及其组合物和方法

说明书

与相关申请的交叉引用

本专利申请要求享有在35U.S.C.第119条第(e)下美国临时专利申请号61/221,154申请日为2009年6月29日的利益，即其全部公开内容通过引用纳入本申请中。

发明背景

在个人护理行业，“天然”产品的销售持续显著的增长。大众文化认为，使用以化石燃料为原料生成的成份会对身体(毒性)和环境(污染、加速气候变化、和环境中毒)带来潜在的负面作用。该观点更增加了对“天然”产品的需求。在个人护理行业，人们正努力探索“可再生”和“可持续”成份，即将非化石燃料源成份应用于各种化妆产品类别和形式的配方中。

在许多情况下，个人护理行业已经成功辨认了化石燃料源的许多传统成份的替代物。例如，用植物油和天然酯类替代矿物油、硅酮和石化衍生合成树酯，用香精油替代合成香料，用特定提取物替代石化防腐剂。

天然”这一术语虽然已经用于市场营销，但至今尚未对其清晰定义。然而，行业贸易机构正努力研究，以给予“天然”产品一个简明、连贯的含义。历史上通常把来自可再生和/或可持续的，或以其他非化石燃料为原料获得的材料，在市场上称为“天然”材料。近来，对“天然”的定义有所规范。比如，该行业趋向于禁止在天然产品中使用从转基因有机体(GMO)中获得的动植物衍生材料。

同时，对于作料的生产过程中使用的某些化工工艺，尤其是采用石化溶剂、生成不可回收废弃物、和/或消耗过多资源的工艺，人们并不赞成，甚至要求禁止。在化妆品和个人护理成份的生产过程中，“绿色化学”原则正迅速成为一种积极优势，是遵循该原则生产的产品进行市场营销时的有利因素。因此，目前对“天然”不断进行的定义，包括非石化衍生产品。然而，在创造“天然”产品时，应对上述讨论过的概念(即非动物，非转基因，绿色化学)予以考虑，以满足市场的需求。

天然产品的配方设计师面临的一个挑战便是确定适当的乳化剂。乳化剂是一种表面活性剂，主要用于使乳剂(即由不可互溶液体组成的相对稳定的混合物)分布均匀。乳化剂通常具有憎水(即憎水性)和亲水(即亲水性)部分。在由油和水组成的乳剂中，乳化剂用朝向油的憎水部分将油包围起来，从而形成一层保护膜，防止油分子合并。这一作用可将分散相保持在小液滴(胶团)状态，并保护乳剂。乳化剂可为阴离子、非离子或阳离子状态。用于个人护理产品中较好的乳化剂能保持一致的乳剂特点，比如颗粒大小、外观、结构以及粘度，并保持尽可能长时间的稳定性，因为乳剂的非常天然的亚稳定性特点，所有乳剂将最终分离成为油溶性成份和水溶性成分。乳剂的稳定性对大多数产品而言是极度被期望的，因为其稳定性有利于延长产品的保存限期，并保持其原始的美学特性。

虽然当前用于个人护理产品中的绝大多数乳化剂是全部或部分提取自石化，如聚乙二醇和四级胺类，但现有乳化剂仅有有限量的符合当前的“天然”定义。然而，目前现有的天然乳化剂仅属于非离子和阴离子乳化剂类乳化剂。

天然非离子乳化剂典型的是带多羟基的长链脂肪酸部分酯，比如长链部分糖酯，烷基葡糖苷部分酯，以及聚甘油部分酯。尽管这些非离子乳化剂在形成稳定的乳剂时十分有效，但对头发或皮肤而言，并未能提供调节和/或美化作用，因为它们对这些带负电荷的物质没有直接性。

天然阳离子乳化剂主要是脂肪酸的长链脂肪酸皂和脂肪醇的硫酸醇(硫酸盐)。这些成份往往使皮肤干燥，不能起到美化或调理益处，因为就像头发和皮肤一样，它们带有负电荷，从而被这些物质所排斥。

目前尚未知有天然阳离子乳化剂。许多个人护理应用需要阳离子乳化剂或因阳离子乳化剂而得到极大改善。因为典型的阳离子乳化剂来自于附着在亲水部分的长链(憎水性)烷基，所以他们按照与前述非离子和阳离子乳化剂一样的方式发挥着乳化剂的作用。然而，在阳离子乳化剂中，分子的亲水性部分带有正电荷。阳离子部分将静电粘附(直染)于如头发和皮肤之类带有负电荷的物质上。憎水性的部分为非离子性的，对物质没有亲和性，将离开生成一层保护层的增强感观性状的脂肪材料物质。这种直接性从阴离子和/或非离子乳化剂中区分阳离子乳化剂。正是直接性，促进了终端产品的调理效果。因此，阳离子乳化剂不但是一种优异的乳化剂，还能为含阳离子配方提供增强美化效果，有助于个人护理产品如调节、保湿、修复皮肤、头发或指甲的配方设计。因此，与阴离子和非离子材料不同的是，阳离子乳化剂具备多种功效。