(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非反応性溶媒中の多官能性アジリジン成分の溶液を含む、無毒性の爪下塗り剤組成物であって、多官能性アジリジン成分がペンタエリスリトールトリス(3-アジリジノプロピオネート)を含み、非反応性溶媒がグリコールモノアルキルエーテルを含み、多官能性アジリジン成分が溶液基準で少なくとも0.5重量%の量、存在する、組成物。
【請求項２】
請求項1に記載の無毒性の爪下塗り剤組成物であって、多官能性アジリジン成分が溶液基準で1〜10重量%の量、存在する、組成物。
【請求項３】
請求項1又は2に記載の無毒性の爪下塗り剤組成物であって、多官能性アジリジン成分が、溶液基準で2.5〜7.5重量%の量、存在する、組成物。
【請求項４】
請求項1〜3の何れか一項に記載の無毒性の爪下塗り剤組成物であって、多官能性アジリジン成分が、2以上のアジリジン官能性を有する2以上の化合物の混合物を含み、かつ該成分の平均アジリジン官能性が≧3.0である、組成物。
【請求項５】
請求項1〜3の何れか一項に記載の無毒性の爪下塗り剤組成物であって、多官能性アジリジン成分が、トリメチロールプロパントリス(3-2-メチルアジリジノ)プロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3-アジリジノプロピオネート)、およびそれらの混合物より成る群から選択される化合物をさらに含む、組成物。
【請求項６】
請求項1〜5の何れか一項に記載の無毒性の爪下塗り剤組成物であって、非反応性溶媒が、プロピレングリコールモノアルキルエーテルを含む、組成物。
【請求項７】
請求項1〜5の何れか一項に記載の無毒性の爪下塗り剤組成物であって、非反応性溶媒が、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含む、組成物。
【請求項８】
請求項7に記載の無毒性の爪下塗り剤組成物であって、多官能性アジリジン成分が溶液基準で0.5〜10重量%の量、存在する、組成物。
【請求項９】
(a) 非反応性溶媒中の多官能性アジリジン成分の溶液を提供すること；および(b) 該溶液を、手指の爪および足指の爪より成る群から選択されるタンパク性基質に塗布することを含み、非反応性溶媒がグリコールモノアルキルエーテルを含み、多官能性アジリジン成分がペンタエリスリトールトリス(3-アジリジノプロピオネート)を含み、多官能性アジリジン成分が溶液基準で少なくとも0.5重量%の量、存在する、方法。
【請求項１０】
請求項9に記載の方法であって、さらに、(c) タンパク性基質に塗布された溶液から非反応性溶媒を除去して、下塗りされた基質を提供すること；および(d) 下塗りされた基質にトップコート組成物を塗布することを含む、方法。
【請求項１１】
請求項10に記載の方法であって、非反応性溶媒を除去することが、非反応性溶媒を溶液から留去させることを含む、方法。
【請求項１２】
請求項10又は11に記載の方法であって、前記溶液が、毒性のあるレベルより少ない量の単量体のエチレンイミンを含む、方法。
【請求項１３】
請求項9〜12の何れか一項に記載の方法であって、多官能性アジリジン成分が溶液基準で1〜10重量%の量、存在する、方法。
【請求項１４】
請求項9〜13の何れか一項に記載の方法であって、多官能性アジリジン成分が溶液基準で2.5〜7.5重量%の量、存在する、方法。
【請求項１５】
請求項9〜14の何れか一項に記載の方法であって、多官能性アジリジン成分が、2以上のアジリジン官能性を有する2以上の化合物の混合物を含み、かつ該成分の平均アジリジン官能性が≧3.0である、方法。
【請求項１６】
請求項9〜14の何れか一項に記載の方法であって、多官能性アジリジン成分が、更にトリメチロールプロパントリス(3-2-メチルアジリジノ)プロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3-アジリジノプロピオネート)、およびそれらの混合物より成る群から選択される化合物を含む、方法。
【請求項１７】
請求項9〜16の何れか一項に記載の方法であって、非反応性溶媒が、プロピレングリコールモノアルキルエーテルを含む、方法。
【請求項１８】
請求項9〜17の何れか一項に記載の方法であって、非反応性溶媒が、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含む、方法。
【請求項１９】
請求項9〜17の何れか一項に記載の方法であって、非反応性溶媒が、プロピレングリコールモノエチルエーテルを含む、方法。
【請求項２０】
請求項9〜17の何れか一項に記載の方法であって、非反応性溶媒が、プロピレングリコールモノプロピルエーテルを含む、方法。
【請求項２１】
請求項9〜17の何れか一項に記載の方法であって、非反応性溶媒が、プロピレングリコールモノブチルエーテルを含む、方法。
【請求項２２】
請求項9〜16の何れか一項に記載の方法であって、非反応性溶媒が、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノｎ-プロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノｎ-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノｔ-ブチルエーテル、およびそれらの混合物より成る群から選択されるプロピレングリコールモノアルキルエーテルを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
タンパク性構造、即ち、ヒトの手指の爪および足指の爪および家畜のひづめの、修復、装飾、および人工的伸長は、何世紀にもわたって行われている。現在では、手指の爪は、色とりどりのニトロセルロースラッカーでコートし、アクリレート接着剤で修復し、過酸化物／アミンのフリーラジカル機構によって硬化する、アクリル酸モノマーおよびポリマースラリーまたは生地を用いて伸長することが知られている。現在広く用いられているニトロセルロース系のラッカーは、弾力性および強靭性があり、良好にこの機能を果たす。しかし、このようなラッカーは、ニトロセルロースを溶媒和するために、非常に強い刺激性の溶媒を必要とする。このため、ニトロセルロース系ラッカーの代用として、水性の艶出し剤を提供することが何度か試みられた。ニトロセルロース系ラッカーおよび水性製剤は両者とも、時間が早いと修飾的ネイルコーティングとしては様々な程度で機能不全を示す。このような機能不全は、爪の先で摩耗した形態をとることがあり、爪の末端および側部から欠けて、爪のあらゆる場所で傷となる。機能不全の三つの形態全ては、マニキュアと爪板（即ち、タンパク性基質）との間の接着が壊滅的に破損した結果である。
【０００２】
手指の爪の修復のためのシアノアクリレート接着剤は、手指の爪板に相対的に付着しているが、人工的な手指の付け爪を製作する目的で使用されるアクリル酸系材料は、付着していない。手指の爪表面を、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸で処理した後のみ（現在の市販品の態様ではメタクリル酸を70%超含有する）、このようなアクリル酸モノマーおよびポリマースラリーまたは生地が爪板に付着する。相対的にもろい表面にこのような過酷な処理をすることは、不飽和カルボン酸の腐食性のため、重篤な毒物学的危険を有する。このような用途に現在使用されている、他の不飽和カルボン酸としては、単独または一部として、アクリル酸およびβ-カルボキシエチルアクリレートが挙げられる。これらの不飽和酸は、より低濃度では処置していない手指の爪の表面に対する危険性が低いが、このような低濃度では、アクリル酸モノマーおよびポリマースラリーの接着は最低限となるか完全に損なわれる。割れたかまたは折れたひづめを修復しようとする場合、似たような状況があり、腐食性かつ毒性の可能性のあるレベルの不飽和酸を塗布しないと、殆ど接着しない結果となる。
【０００３】
マニキュアおよび人工材料の、手指の爪およびひづめ等のタンパク性基質への接着を改善する、現在、最も広く使用されている方法は、タンパク性基質を、やすりやサンドペーパー様、または他の研磨材で物理的に剥離しザラザラにすること、および／または、不飽和カルボン酸溶液（手指の付け爪のネイルアートでは下塗り剤として知られる）を塗布することであり、その後、最終的にマニキュアまたは人工材料を適用する。
【０００４】
このような従来技術の接着改良法の短所としては：(1) タンパク性基質、特に生きている手指の爪の過剰な物理的摩耗または荒れが、基質および周囲の表皮に害を及ぼす恐れがあること；(2) ひづめの結合領域では、ひづめのひびや亀裂は、表面に研磨材および方法が接近できないことから、容易に剥離や粗面化されないこと；(3) しばしば使用される不飽和カルボン酸（アクリル酸およびメタクリル酸）は、全濃度単独か他の希釈剤と混合して、非常に腐食性が高く、手指の爪またはひづめのタンパク質またはその下層または周囲の生体組織に重篤な損傷を与え得ること；および(4) 上述の過酷な表面処理を用いても、このような方法で得られる接着結合は貧弱であり、十分な時間または応力に対し、マニキュアまたは付け爪を保持するにはしばしば不十分過ぎ、従って、マニキュアが欠け、付け爪が全体的または部分的に壊れてしまうことが挙げられる。
【０００５】
コーティングと爪板との間の結合を改良するため、種々の従来技術の接着組成物および手指の爪の処理が提案されている。例えば、溶液から沈着される手指の爪の強化剤が知られているが、結合力は改善しない。ある程度タンパク性基質である象牙質への高い結合力を得るための材料および方法が記載されており、例えば、ピロメリット酸二無水物と2-ヒドロキシエチルメタクリレートとの付加反応生成物（PMDM）、3,3',4,4'-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物と2-ヒドロキシエチルメタクリレートとの付加反応生成物（BTDA-HEMA）および4-メタクリルオキシエチルトリメリット酸無水物（4-META）である。このような材料は、きつい不飽和化合物を含有し、本発明と比較して、結合強度の改善も劣る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、従来技術の材料および方法は、毒性、臭気の組み合わせが不良であり、および／または、接着促進性能が低いという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一方の接着剤、コーティングまたは複合材料と；もう一方の、手指の爪、足指の爪および家畜のひづめ等のタンパク性基質との間の、接着結合強度を増し、装飾的コーティングのための保護的トップコートを提供し得る、材料および方法に関する。本発明は、トップコート、複合材料、接着剤および／または人工エクステンションを向上した接着性を以って適用することができ、それ自体をトップコート材料として使用し得る、下塗りしたタンパク性基質を提供する、材料および方法を含む。さらに、本発明の材料および方法は、接着剤、コーティングまたは複合材料とタンパク性生物基質との間に、非毒性で臭気がない、改良された結合強度を提供し、従来技術を凌ぐ有意な改良である。
【０００８】
本発明の種々の態様は、多官能性アジリジン成分を可溶化する能力がある非反応性溶媒中の、多官能性アジリジン成分の溶液を含む、組成物を対象とする。本発明の種々の態様に使用される好適な非反応性溶媒は、多官能性アジリジン成分に非反応性である。本書で使用する場合、「非反応性溶媒」とは、最も広い意味では、多官能性アジリジン成分を溶解でき、多官能性アジリジン成分と反応しない、あらゆる溶媒を言う。好ましくは、本発明の種々の態様に使用するための非反応性溶媒は、極性非プロトン性溶媒である。
【０００９】
本発明の種々の好ましい態様は、プロピレングリコールモノメチルエーテル中の多官能性アジリジン成分の溶液を含む組成物であって、多官能性アジリジン成分が、ペンタエリスリトールトリス(3-アジリジノプロピオネート)を含み、多官能性アジリジン成分が溶液基準で少なくとも約0.5重量%、より好ましくは2.5〜7.5重量%の量で存在する、組成物を対象とする。
【００１０】
本発明の種々の他の態様は、(a) 非反応性溶媒中の多官能性アジリジン成分の溶液を提供すること；および(b) 該溶液をタンパク性基質に塗布することを含む、方法を対象とする。本発明のさらなる態様は、(a) 非反応性溶媒中の多官能性アジリジン成分の溶液を提供すること；(b) 該溶液をタンパク性基質に塗布すること；(c) 非反応性溶媒を、タンパク性基質に塗布した溶液から除去して、下塗りした基質に提供すること；および(d) トップコート組成物を下塗りした基質に塗布することを含む、方法を対象とする。本発明のなおさらなる態様は、本発明の態様のいずれか一つによる組成物が、単独で、または(b)で使用される本発明の下塗りコート組成物と組み合わせて、トップコート組成物として使用されるような方法を対象とする。
【００１１】
本発明の方法の種々の好ましい態様では、非反応性溶媒は、プロピレングリコールモノメチルエーテルを含み、多官能性アジリジン成分はペンタエリスリトールトリス(3-アジリジノプロピオネート)を含み、多官能性アジリジン成分は、溶液基準で少なくとも約0.5重量%、より好ましくは2.5〜7.5重量%の量で存在し、かつ、少なくとも1つのトップコート組成物は水性マニキュアを含む。
【００１２】
簡潔に言えば、本発明による方法は、好ましくは、非反応性溶媒中の多官能性アジリジン成分の溶液を、例えば手指の爪等のタンパク性基質に、例えば刷毛塗りによって塗布し、非反応性溶媒を留去し、その後トップコートを下塗りした基質に塗布することによって実施し得る。従って、タンパク性基質の表面を本発明の種々の態様のいずれかによる組成物で下塗りした後、次に、下塗りした表面を、接着剤、コーティングまたは複合材料と接触させると、このような材料は下塗りした基質に対し、下塗りしない基質よりも、より強く接着する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本書で使用される場合、言語および／または文脈で他に明確に示されない限り、単数の用語である「a」および「the」は同義であり、「1以上」および「少なくとも1つ」と同じ意味で使われる。従って、例えば、本書または添付の特許請求の範囲における「a solvent」または「the solvent」との言及は、単独の溶媒または1より多い溶媒を言う。さらに、全ての数値は、多に特に断りのない限り、「約」という語で修飾されると理解される。
【００１４】
本発明の種々の態様に使用される好適な多官能性アジリジン成分としては、2以上のアジリジン官能基を有する化合物、少なくとも1つのこのような化合物を含有する混合物、および2以上のこのような化合物の混合物が挙げられる。本書で使用される場合、「アジリジン官能基」とは、化合物の残りの部分に環窒素で結合する、アジリジン部分（文献中、アザシクロプロパン、またはエチレンイミンとも言う）を言う。アジリジン官能基の構造を以下に示す：
0006370289.tif 000002
式中、環炭素のいずれかまたは両者は置換されてもよく、または、両者が2つの水素原子を有してもよい。本書で使用される場合、特定の化合物が挙げられない限り、「アジリジン官能基」または「複数のアジリジン官能基」との言及は、非置換アザシクロプロパン基か、環炭素の一方または両者が置換されたアザシクロプロパンを意味することがある。本発明による種々の好ましい態様では、多官能性アジリジン成分中に存在する複数のアジリジン官能基は、非置換である。
【００１５】
従って、本発明の種々の態様に使用される好適な2つ以上のアジリジン官能基を有する化合物は、以下の構造式で表すことができる：
0006370289.tif 000003
式中、Xは有機残基を表し、アザシクロプロパン炭素は置換されても非置換であってもよく、aは2より大きいか2に等しい数を表す。有機残基は、線状または分枝状の脂肪族、環状脂肪族、芳香族、多環状であってもよく、置換されても非置換であってもよく、1以上のヘテロ原子を含有してもよく、求核性が低く、不安定水素原子を有しない（即ち、アジリジンに非反応性である）1以上のさらなる有機官能基を有してもよい。従って、本発明の種々の態様に使用される好適な2以上のアジリジン官能基を有する化合物としては、2以上のアジリジン官能基を結合する有機化合物が挙げられる。
【００１６】
好ましくは、本発明の種々の態様に使用される好適な多官能性アジリジン成分は、3以上のアジリジン官能基を有する。化合物の混合物であって、平均アジリジン官能性が2.0より大きい混合物を使用することができ、この混合物は、例えば、分枝状多官能性アクリレートとアジリジンとの反応によって、または、分枝状多官能性アルコールとアジリジニルカルボン酸化合物との反応によって製造することができ、この反応は、R.レスラー(Roesler)らの「再調査：トリス-3-(1-アジリジノ)プロピオネートおよび配合生成物中のそれらの使用(Review: Tris-3-(1-aziridino)propionates and their use in formulated products)」、プログレス・イン・オーガニック・コーティングス(PROGRESS IN ORGANIC COATINGS)、50巻（2004年）、1-27頁等に記載されており、この内容全体は、参照することによって本書に組み込まれる。また、2以上のアジリジン官能基を有する化合物のこのような混合物は、米国ニュージャージー州メドフォードのポリアジリジン(PolyAziridine)社より入手可能な、PZ-33TM多官能性アジリジン等が、商業的に入手し得る。
【００１７】
一般に、2以上の適当な官能基を含有するあらゆる有機化合物（例えば、芳香族、脂肪族、ヘテロ環状等）は、多官能性アジリジン成分として本発明の種々の態様に使用される好適なアジリジン官能化有機化合物に変換し得る。脂肪族有機化合物が好ましく、さらにより好ましくは、分枝状脂肪族有機化合物が、アジリジン官能基化のための出発化合物として使用され得る。より低分子量の分枝状脂肪族有機化合物は、水混和性溶媒中で溶解性が向上し、粘度がより低く、種々の特に好ましい態様においてアジリジン官能基化のための出発化合物として使用され得る。例えば、N-置換アジリジンは、出発化合物として2以上の適宜の官能基を含有する有機化合物を使用して、アルキルナイトレンをこのような有機出発化合物中に存在する二重結合に付加することによって、製造し得る。好適な多官能性アジリジン成分は、アジリジンまたはメチルアジリジンを、有機出発化合物のエチレン性不飽和部分にミカエル付加することによっても製造し得る。本発明の種々の態様による多官能性アジリジン成分の別の好適な一般的製造方法は、出発物質が商業的に入手できるため好適であるが、多価分枝状脂肪族有機分子のアジリジン修飾エステルとのエステル交換である。このようなエステル交換法の一つの具体例は、ペンタエリスリトールトリス(3-アジリジノプロピオネート)：
0006370289.tif 000004
の製造であり、これは多官能性アジリジン化合物であって、ペンタエリスリトールのメチル3-アジリジニルプロピオネートとのエステル交換によって合成される。本発明の種々の態様に使用される好ましい多官能性アジリジン成分は、ペンタエリスリトールトリス(3-アジリジノプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(3-2-メチルアジリジノ)プロピオネート、および／またはトリメチロールプロパントリス(3-アジリジノプロピオネート)を含む。本発明の種々の態様に使用される特に好ましい多官能性アジリジン成分は、ペンタエリスリトールトリス(3-アジリジノプロピオネート)を含む。
【００１８】
本発明による種々の態様では、3以上のアジリジン官能基を有する化合物が好ましく使用される。本発明の種々のさらにより好ましい態様では、アジリジン官能基を有する2以上の化合物の混合物、即ち平均アジリジン官能性が2.0より大きい混合物が使用される。本発明の段階的により好ましい態様では、2以上の化合物の混合物、即ち平均アジリジン官能性が3.0より大きい混合物、より好ましくは3.1より大きい混合物、さらにより好ましくは3.2より大きい混合物、なおより好ましくは少なくとも3.3である混合物が使用される。例えば、ペンタエリスリトールのメチル3-アジリジニルプロピオネートとのエステル交換によって合成される、ペンタエリスリトールトリス(3-アジリジノプロピオネート)は、一般的には、モノ-、ジ-、トリ-およびテトラ-(3-アジリジノプロピオネート)官能基化化合物の混合物、およびいくつかの可能性のある残余ペンタエリスリトールとなる。好ましくは、反応生成物中のこれらの種の比率により、平均アジリジン官能性が3.1より大きくなり、より好ましくは3.2より大きく、さらにより好ましくは少なくとも3.3となる。
【００１９】
一般的に、本発明に使用される好適な多官能性アジリジン成分の分子量は重要ではないが、分子量は、該成分が標準的な混合装置を使用して溶液中に提供できないほどに高くてはならない（即ち、分子量は、該成分が好ましい溶媒中で粘度が高すぎたり不溶性になるほどに高くてはならない）。例えば、多価分枝状脂肪族有機分子のアジリジン修飾エステルとのエステル交換によって製造された多官能性アジリジン成分を使用する場合、このエステル交換では化合物の混合物が得られるが、この混合物は一般的に25℃での粘度が5000センチポアズ未満であり、好ましくは25℃で4000センチポアズ未満である。
【００２０】
単量体のエチレンイミン（C2H5N）（即ち、いずれのより大きい分子にも結合していないアザシクロプロパン）は、毒性の観点から望ましくない。従って、一般的には、単量体のエチレンイミンの含量が低い、多官能性アジリジン成分を使用することが好ましく、さらにより好ましくは、単量体のエチレンイミンの含量が検出されない、多官能性アジリジン成分を使用する。
【００２１】
本発明の種々の態様による溶液に使用される好適な溶媒としては、多官能性アジリジン成分を可溶化する能力がある、あらゆる非反応性溶媒が挙げられる。本書で使用される場合、「非反応性」という用語は、溶媒と多官能性アジリジン成分との間に反応性がないことを言う。プロトン性溶媒は、アジリジニル基を活性化して求核的に開環するため、避けるべきである。この点で、本書で使用される場合、「非反応性」とは、多官能性アジリジンのアジリジニル基との反応が全く感知できない、エーテルおよび／または立体障害のあるヒドロキシル官能基の形態で弱い求核酸素原子を有する非プロトン性溶媒を言い、これを含む。プロピレングリコールエーテルのアルキル化は、第一級および第二級アルコール官能基の両者の完全アルキル化への段階的過程において、通常は第一級アルコール部分のアルキル化が優先される。このことにより、多官能性アジリジンのアジリジニル基との非生産的副反応の源としての第一級アルコール官能基が最小限になるため、モノ置換プロピレングリコールが本発明のために使用され得る。従って、本発明の種々の態様に使用される好適な非反応性非プロトン性溶媒としては、脂肪族アルキルモノ-またはジ-置換グリコールエーテルであって、少なくとも第一級アルコール官能基がアルキル化されているもの、例えば、ジ置換モノ-およびジエチレングリコール、およびモノ-およびジ-置換モノ-およびジプロピレングリコールが挙げられる。
【００２２】
多官能性アジリジン成分を可溶化する能力がある溶媒の溶解パラメーターは、多官能性アジリジンの溶解パラメーターに厳密に適合するであろう。この凝集エネルギー密度の測定は、溶解パラメーターが類似する物質、即ち、非極性相互作用、極性相互作用および水素結合特性の合計が類似する物質が、相互により溶解性があるという原理に着目している。溶解パラメーターは、化学構造から計算される場合があり、その場合、各官能基の個々のモル引力定数が構造式全体にわたって加法的である。本発明のためには、溶解パラメーター計算から決定された官能性の好ましいバランスは、モノアルキル化されたモノ-およびジ-エチレンおよびプロピレングリコールの間に見られる。ヒドロキシル／アルキレンエーテル官能基の割合がより低い高分子量のアルキレングリコールは、所望の透明度の溶液が得られず、従ってより好ましくない。
【００２３】
本発明の種々の好ましい態様では、好適な溶媒はさらに迅速に気化する。一般的に、本発明の文脈における「迅速に気化する」とは、タンパク性基質に10ミクロン以下の薄膜として塗布される場合に、約30秒以内に気化する溶媒を言う。本発明の種々の好ましい態様では、好適な溶媒は臭気が少ないか、臭気がなく、または心地よい香りがする。迅速な気化速度および臭気の低放出の両者は、一般的に溶媒の沸点に関連し得る。本発明の種々の好ましい態様に使用される好適な溶媒の沸点は、約150℃から約250℃であり、より好ましくは150℃から225℃であり、さらにより好ましくは150℃から200℃であり、最も好ましくは150℃から200℃未満である。当業者に理解されている様に、沸点が下がるほど、気化速度が上がり、沸点が下がるほど、臭気の放出が増す。従って、特定の溶媒の臭気がより不快ではない場合、本発明の態様では、より迅速な気化速度を達成するため、より低沸点のものを使用することが理解されるべきである。
【００２４】
本発明の種々の好ましい態様では、好適な溶媒は低毒性であり、さらにより好ましくは無毒性である。米国政府の規制機関は、エチレングリコールポリエーテルが生殖毒性および発達毒性を引き起こす可能性を認識しており、ジメチルポリエチレングリコールエーテルの消費者製品における使用を、既に行われているもの以上に制限している。従って、本発明の種々の態様において、アルキルエーテルであるエチレングリコールおよびポリエチレングリコールは、好適な溶媒としてより好ましくない。しかし、プロピレングリコールはこのような毒性問題がないため、より好ましい。
【００２５】
さらに、本発明の特に好ましい態様では、好適な溶媒は、非反応性で極性であり、多官能性アジリジン成分に対する優れた溶解性を提供し、迅速に気化し、低臭気および無毒性である。
【００２６】
本発明の種々の好ましい態様では、好適な非反応性溶媒としては、ジアルキルエーテルであるエチレンおよびポリエチレングリコール、およびモノアルキルおよびジアルキルエーテルであるプロピレングリコールおよびポリプロピレングリコールが挙げられ、上述したが、エチレンおよびポリエチレングリコールは、プロピレンおよびポリプロピレングリコールよりも好ましくない。好適な非反応性溶媒の例としては、限定されないが、ジアルキルエチレングリコールエーテル、ジメチルジエチレングリコール等のジアルキルジエチレングリコールエーテル、ジアルキルトリエチレングリコールエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールn-プロピルエーテル、ジプロピレングリコールn-プロピルエーテル、プロピレングリコールn-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールn-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールn-ブチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、およびこれらの混合物が挙げられる。本発明の種々の好ましい態様では、好適な溶媒としては、モノ-アルキルエーテルであるプロピレングリコールおよびジプロピレングリコールが挙げられ、さらにより好ましくはモノ-アルキルエーテルであるプロピレングリコールが挙げられる。本発明のある特に好ましい態様では、溶媒はプロピレングリコールモノメチルエーテルを含む。
【００２７】
本発明の種々の態様では、上述の通り、好適な溶媒中のあらゆる量の多官能性アジリジン成分の溶液が使用される可能性があるが、一般的には、少なくとも約0.5重量%の多官能性アジリジン成分が、接着を少なくともいくらか改善するために有用であり、一般的に10重量％を超えると、さらなる改善は提供されない。本発明の種々の好ましい態様では、溶液の重量基準で、0.5〜2.5重量％の多官能性アジリジン成分を含有する溶液が使用され、種々の態様において、さらにより好ましくは約1重量％である。本発明の種々の好ましい態様では、溶液の重量基準で、1〜10重量％の多官能性アジリジン成分を含有する溶液が使用される。本発明の種々のより好ましい態様では、溶液の重量基準で、2.5〜7.5重量％の多官能性アジリジン成分を含有する溶液が使用される。本発明のいくつかのさらにより好ましい態様では、多官能性アジリジン成分は約5重量％の量で溶液中に存在する。
【００２８】
本発明の種々の態様に使用するための溶液は、あらゆる知られている方法で、所望の量の多官能性アジリジン成分を好適な非反応性溶媒と単に混ぜ合わせ、好ましくは撹拌しながら、多官能性アジリジン成分を溶解させることによって製造し得る。
【００２９】
本発明の種々の態様では、上記の態様のいずれかによる好適な非反応性溶媒中の多官能性アジリジン成分の溶液が、タンパク性基質に塗布される。本発明に従って溶液が塗布され得る基質としては、限定されないが、手指の爪、足指の爪、および家畜のひづめが挙げられる。
【００３０】
前記の通り、本発明の種々の態様による方法は、好適な非反応性溶媒中の多官能性アジリジン成分の溶液を、タンパク性基質に適用することを含む。溶液の塗布は、様々な方法で達成され得るが、好ましくは溶液を基質上に刷毛塗りすることによる。加えて、本発明の種々の態様による、溶液をタンパク性基質に塗布し得る好適なメカニズムとしては、限定されないが、スプレー、浸漬、およびブロッティングが挙げられる。本発明による方法の種々の好ましい態様では、好適な非反応性溶媒中の多官能性アジリジン成分の溶液をスポンジまたは他の泡状アプリケーターに吸収させ、タンパク性基質上にブロッティングする。本発明の種々の態様による溶液は、好ましくは、最初にタンパク性基質の先端および縁に、例えば人の手指の爪の先および甘皮領域に塗布される。好ましくは、溶液はできるだけ薄く塗布され、理想的には10ミクロン以下の厚さで塗布される。本発明の文脈において、好適な非反応性溶媒中の多官能性アジリジン成分の溶液の薄いコーティングの塗布とは、基質の先端や縁から垂れたり先端や縁に溜まったりする、「プーリング」や過剰な溶液がないことを言う。
【００３１】
本発明の種々の態様のいずれかによる溶液をタンパク性基質に塗布した後、本発明による種々の好ましい方法は、さらに、塗布された溶液から非プロトン性溶媒を除いて、下塗りした基質を提供することを含む。塗布した溶液からの非プロトン性溶媒の除去は、周囲条件下か、例えば加熱ランプでの加熱下での気化を含み得る。多官能性アジリジン成分は、アジリジン部分と、例えば、カルボン酸基、アミド基、ヒドロキシル基およびスルフィド基またはそれらの分解産物等のタンパク性基質上に存在するあらゆる求核性官能基との反応によって、タンパク性基質に結合する。
【００３２】
本発明の種々の好ましい態様では、本発明による方法は、さらに、トップコート組成物を下塗りした基質に塗布することを含み得る。本書で使用される場合、「トップコート組成物」としては、限定されないが、修飾的および保護的コーティング、追加的接着剤および人工材料、ならびにカラーコートおよび最終クリアコート等の多層塗布が挙げられる。さらに、本発明による方法の種々の態様は、保護的トップコートとして、本発明の態様のいずれかによる組成物を塗布することを含む。本発明の種々の態様に使用される好適な修飾的および保護的コーティングは、水性またはラッカー系マニキュアであってもよい。好ましくは、トップコート組成物は、溶媒中の多官能性アジリジン成分の溶液から溶媒を除去した少し後、さらにより好ましくは直後に、下塗りした基質に塗布される。その後、下塗りした基質上の未反応のアジリジン官能基は、トップコート組成物中のカルボキシル基または他の求核基と反応して、タンパク性基質とトップコート組成物との間の接着を改良することができる。
【００３３】
以下の非限定的な実施例を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００３４】
接着強度の改良試験：
【００３５】
比較例1：現在の市場リーダーのニトロセルロースラッカー系のマニキュア系に対する、本発明の下塗り剤および水性マニキュアの評価
【００３６】
以下に示した対象基準および除外基準に合致した、16例の女性被験者が比較評価に参加した。対象基準は：(i) 18〜65歳（両端の年齢を含む）であること；(ii) 少なくとも週に一度、定期的に爪にマニキュアをしていたこと；(iii) 爪の長さが相対的に均一であり、指先まで伸びているか、指先を超えていること；(iv) 健康な爪であること；(v) 薬歴フォームを完成し、インフォームドコンセントフォームを理解しサインすること；(vi) 信頼性があると考えられ、指示に従う知能を有すること；および(vii) 評価試験中はガーデニングを避けることであった。除外基準は：(i) 爪の修復をしていないこと；(ii) 最近、先端や覆い(wrap)を除去していないこと；(iii) 咬爪癖（爪かみ）、突起および／または脱色がないこと；(iv) マニキュアまたは除光液に対する過敏症歴がないこと；(v) 職業による制限がないこと、即ち、業務用洗剤を使用する化学者でないこと；(vi) 過度の、修復できない破損の痕跡がないこと；(vii) 過剰な破損／暴露となる、爪を前処理する職業に就いていないこと；および(viii) 妊娠中または授乳中ではないことであった。
【００３７】
試験間隔は8日間であり、4回の評価をした。被験者は爪にマニュキアを塗り、清潔にした。マニュキア液の痕跡は全て、有資格の美容師が除去した。被験者は、試験物質の塗布前に、手を低刺激石けんと水で洗い、十分に乾燥した。
【００３８】
試験製品は全て、使用直前に振とうした。被験者に番号を規定した。偶数番号の被験者は、右手の爪に、本発明の態様によるネイルコーティング系を塗布し、左手の爪に比較のネイルコーティング系を塗布した。反対に、奇数番号の被験者は、左手の爪に本発明の態様を塗布し、右手の爪に比較のネイルコーティング系を塗布した。
【００３９】
この比較に使用した本発明のネイルコーティング系は、以下の通りであった：(i) プロピレングリコールメチルエーテル中に、PZ-33（米国ニュージャージー州メドフォードのポリアジリジン(PolyAziridine)社より販売されている、多官能性アジリジン成分）を溶液の5重量%含有する、本発明の下塗り剤組成物、ロット187601；(ii) ゴー・ナチュラル(Go Natural)の水性艶出しカラーコート「アイム・ルッキング・グッド(I'm Looking Good)」、ロット188304（ゴー・ナチュラルは、米国カリフォルニア州マッキンリービルのマッド・リバー・サイエンス(Mad river Science)より販売されている）；および(iii) ゴー・ナチュラルの水性トップコート、ロット183805。
【００４０】
使用した比較のネイルコーティング系は、以下の通りであった：(i) OPIの「チップ・スキップ(Chip Skip)」下塗り剤、ロットNT100；(ii) OPIの「ナチュラル・ネイル・ベースコート(Natural Nail Basecoat)」、ロットNT T10；(iii) OPIのカラーコート「アイム・ナット・リアリー・ア・ウェイトレス(I'm Not Really A Waitress)」、ロットNT H08；(iv) OPIの「トップ・コート(Top Coat)」、ロットNT T30。（OPIプロダクト社(OPI Product, Inc)、米国カリフォルニア州ノースハリウッド）。
【００４１】
全ての爪に、本発明の下塗り剤またはOPIの下塗り剤およびベースコートを非常に薄く塗布し（上述の被験者番号付けに従い）、約30秒間かまたは、全ての指の爪に塗布するのにかかる時間、乾燥させた。塗布可能なカラーコートを一層、薄く塗布した。塗布可能なカラーコートの第二層を薄く塗布し、手触りが乾くまで30秒間乾燥した。その後、塗布可能なトップコートをたっぷり塗布し30秒間乾燥させた。その後、指の爪を、温風／弱送風に設定した温風乾燥機で、60分間、温風乾燥した。被験者は、充分に乾燥／硬化したことを確認するため、さらに15分間、施設に残った。
【００４２】
被験者は、タッチアップ（繕い塗り）を含む、あらゆる爪用製品、ベースおよび／またはトップコートを使用しなかった。被験者は、塗布後少なくとも2時間は、温かい／石けん水に爪を浸さないよう、かつ、爪を痛める可能性のある活動を避けるように指導された。
【００４３】
評価は、左右の手の相補的な指を照合することにより、0、3、5、および7日目に光沢について、3、5、および7日目に欠けおよび摩耗について実施し、個々の指を採点した。有資格の美容師が評価を実施した。
【００４４】
試験物質の初回の塗布の評価では、光沢は完璧であった。塗布7日後、本発明のネイルコーティング系は、比較のネイルコーティング系を有意に上回り、光沢の低下がより少なく、欠けがより少なく、摩耗の減少が少なかった。この比較によって示される通り、本発明の態様は、消費者が現在購入できる、市場をリードするニトロセルロースのラッカーネイルコーティング系と同様の性能を発揮する、水性で非毒性のネイルコーティングを提供することができる。
【００４５】
比較例2：本発明の下塗り剤を用いない水性マニキュアに対する、本発明の下塗り剤および水性マニキュアの評価
【００４６】
比較例1に記載したものと同様の臨床試験プロトコルを使用した評価であって、比較例1で使用した本発明の下塗り剤溶液を有する、水性のゴー・ナチュラル(Go Natural)マニキュアを、塗布前に爪基質に塗布した場合と、本発明の下塗り剤溶液を使用しない、同一の水性のゴー・ナチュラルのマニキュアとの比較を、5日間にわたって5例のボランティアのヒト被験者の手の爪で、各マニキュアについて実施した。全体の平均比較結果により、本発明の下塗り剤溶液の使用により、平均で15%より多く、ゴー・ナチュラルのマニキュアの接着性能を著しく改善することが示される。
【００４７】
比較例3：本発明の下塗り剤を用いないニトロセルロースラッカー系マニキュアに対する、本発明の下塗り剤およびニトロセルロースラッカー系マニキュアの評価
【００４８】
比較例2に記載したものと同様の臨床試験プロトコルを使用した評価であって、比較例1で使用した本発明の下塗り剤溶液を有する、アクリル酸ラッカー系のマニキュアを、塗布前に爪基質に塗布した場合と、本発明の下塗り剤溶液を使用しない、同一のアクリル酸ラッカー系のマニキュアとの比較を、5日間にわたって5例のボランティアのヒト被験者の手の爪で、各艶出し剤について実施した。全体の平均比較結果により、本発明の下塗り剤溶液の使用により、平均で15%より多く、ニトロセルロースラッカー系のマニキュアの接着性能を著しく改善することが示される。
【００４９】
上記の比較において示される通り、本発明は、トップコート組成物をタンパク性基質に直接塗布することに対して、種々のトップコート組成物のタンパク性基質への接着を改良する。加えて、比較例1からもわかるように、本発明は、OPIより販売されている従来のベースコート、カラーコートおよびトップコートよりなる既存の市場をリードする系と比べて、改良された性能を提供し得る。
【００５０】
インビトロ毒性試験：
【００５１】
好適な非反応性溶媒中の多官能性アジリジン成分の溶液を、マットテック社(MatTek Corporation)（米国マサチューセッツ、アッシュランド）のエピデルム(EpiDerm)インビトロ毒性試験システムを用いて、
皮膚刺激可能性を評価した。
【００５２】
マットテック(MatTek)のエピデルム・スキンモデル(EpiDerm Skin Model)は、ヒト表皮の多層の高度に分化したモデルを形成するために培養された、正常のヒト由来表皮角化細胞（NHEK）より構成される。ケラチン生成細胞は、特別に調製された、透過性細胞培養挿入物上で培養される。この系は、ヒトの皮膚と非常に似ている。エピデルムは、インビボで見られるものと類似する、高度に組織化された基底層、棘層、顆粒層および角質層より構成される。エピデルム培養ケラチン生成細胞は、有糸分裂的および代謝的に活性である。エピデルムは、これらの実施例において実施された通り、推奨される細胞代謝アッセイで使用した場合、迅速に毒性プロフィールを提供し得る。この手順は、水溶性で黄色のテトラゾリウム塩（MTT｛3-[4,5-ジメチルチアゾール-2-イル]-2,5-ジフェニル-テトラゾリウムブロマイド｝）を使用し、これは生存細胞のミトコンドリアにおいて、コハク酸デヒドロゲナーゼによって還元されて、紫色の不溶性のホルマザン誘導体となる。このミトコンドリアの酵素を損傷する物質は、このテトラゾリウム塩の還元を阻害する。従って、培養物によって還元されるMTTの量は、生存細胞数に比例する。
【００５３】
本発明の試験溶液は、ペンタエリスリトールトリス(3-アジリジノプロピオネート)組成物（PZ-33TM多官能性アジリジン、米国ニュージャージー州メドフォードのポリアジリジン(PolyAziridine)社より入手）を、プロピレングリコールn-ブチルエーテル中に、溶液基準で5重量%の量、溶解することによって調製した。
【００５４】
マットテック(MatTek)のエピデルムモデル(EpiDerm Model)による適宜の組織調製の後、本発明の溶液の各投与量について、100μlの溶液を一片の濾紙上に置いた。乾燥後、暴露した濾紙の円形部分を、マットテック・ミリセル(Millicell)の直径で切り抜き、エピデルムサンプルを含有するミリセルに加え、本発明の溶液の濾紙表面を組織に接触させた。その後、各投与量を100μlの蒸留水で湿らせ、確実に溶液で処理した濾紙と組織とを相互作用させた。次に、投与されたエピデルム・サンプルを含有する6穴プレートを、37℃、二酸化炭素5%および湿度> 90%でインキュベートした。適宜の暴露期間の後、各挿入物を個々にプレートから除き、リン酸緩衝生理食塩水（PBS）でリンスして、全ての残余物質を除去した。その後、それぞれ、2回目のリンスをした。過剰な液体を振り落し、各エピデルムサンプルを、300μlのMTT溶液中に置いた。次に、エピデルムサンプルをインキュベーターに戻した。MTTに3 時間暴露した後、各挿入物を除き、PBSで穏やかにリンスして、全ての残存するMTT溶液を除去した。過剰のPBSを各挿入物から振り払い、次に、ペーパータオルを用いて底を拭き取った。次に、挿入物をそれぞれ、24穴抽出プレートの1穴に入れた。次に各挿入物を2mlの抽出溶液中に一晩浸した。暴露後、各挿入物内の液体を、取り出した穴にデカンテーションで戻した。その後、残った抽出溶液を撹拌し、各抽出物の200μlの分割量を評価のために除いた。ダイナテック(Dynatech) MR 4000自動マイクロプレートリーダーを使用して、570 nmでの各抽出物の吸光度を定量した。陰性対照の吸光度を100%と規定し、試験品の吸光度百分率を定量した。以下に示した百分率は、エピデルムサンプルにおける細胞代謝と直接的に相関する。
【表１】
0006370289.tif 000005
【００５５】
品目について、片対数目盛を用いて、log x軸の投与時間に対して、直線のy軸に生存率パーセントをプロットした。補間により、かつ可能な場合、生存率パーセントが50%となる時間（ET-50）を推定した。
【００５６】
NBコード／バッチ番号：187601；ID：PnB試験品目中5% PZ33、100%＊で、24時間以上、ET-50を誘導した。マットテック社(MatTek Corporation)によれば、一般指針として、以下のグループを使用して、マットテックのエピデルム(EpiDerm)を用いて得られたET-50結果に基づいて、予期されるインビボの刺激性反応をアサインすることができる：
【表２】
0006370289.tif 000006
【００５７】
この試験の条件下で、NBコード／バッチ番号：187601；ID：PnB試験品目中5% PZ33、100%＊で、24時間以上、ET-50を誘導したところ、非刺激性範囲でインビボの皮膚刺激の可能性が予測される。
【００５８】
ヒト皮膚試験／障害パッチテスト
【００５９】
本発明の態様による下塗り剤組成物の、ヒト皮膚の一時刺激または累積刺激および／またはアレルギー性接触感作を引き起こす可能性を、以下の手順によって試験した。
【００６０】
参加者：年齢が18~67歳の、56名の資格要件を満たした被験者、男女がこの評価に選ばれた。54名の被験者がこの試験を履行した。残りの被験者は、様々な理由で参加を打ち切ったが、本発明の下塗り剤組成物の塗布に関連する理由ではなかった。
【００６１】
試験対象基準：(i) 男性および女性の被験者、年齢16歳a以上であること；(ii) 試験物質由来の皮膚反応と混同する可能性がある、あらゆる目に見える皮膚疾患がないこと；(iii) 試験開始前、少なくとも7日間は、局所または全身性ステロイドおよび／または抗ヒスタミン剤の使用を禁止すること；(iv) 薬歴フォームを完成し、インフォームドコンセントフォームを理解しサインすること；および(vi) 信頼性があると考えられ、指示に従う知能を有すること。
【００６２】
試験除外基準：(i) 健康障害があること；(ii) 医者にかかっているか、試験結果に影響する可能性のある薬剤を使用していること；(iii) 妊娠中または授乳中の女性；および(iv) 化粧品またはパーソナルケア製品に対する副作用歴があること。
【００６３】
この試験で評価される本発明の下塗り剤組成物は、プロピレングリコールn-ブチルエーテル中に、PZ-33（米国ニュージャージー州メドフォードのポリアジリジン(PolyAziridine)社より販売されている、多官能性アジリジン成分）を、溶液の5重量%含有していた。
【００６４】
方法：肩甲骨間の上背部を処置領域とした。約0.2 mlの本発明の下塗り剤組成物、または接触面を覆う充分量を、透明絆創膏の1"x1"の吸収性パッド部分に塗布し、約30分間揮発させた。その後、これを適宜の処置部位に適用し、半閉塞性パッチを形成した。
【００６５】
誘導期：パッチを週に3回（例えば、月曜日、水曜日、および金曜日）、全部で9回適用した。部位にマークを付け、パッチ適用の連続性を確保した。管理下に除去し、最初の誘導パッチのスコアリングを行った後、参加者は、その後すべての誘導パッチを、適用24時間後に、家庭で除去するように指示された。この部位の評価は、再度の適用の直前に、再び実施した。参加者が割り当てた試験日について報告できない場合は、1日再試験日が認められた。この日は誘導期に加えられた。
【００６６】
初回の管理下の誘導パッチの読み取りを除いて、誘導期の間、いずれかの試験部位が中等度（レベル2）反応を呈した場合、適用は隣接する領域に移動させた。この新たな試験部位に中等度（レベル2）の反応が見られた場合は、この試験期の残り期間の適用を中止した。また、顕著な（レベル3）または重篤な（レベル4）反応性が見られた場合も、適用を中止する予定であった。
【００６７】
休薬期間は、各火曜日および木曜日の除去後24時間と、土曜日の除去後の48時間で構成された。
【００６８】
負荷相：最後の誘導パッチ適用後、約2週間。負荷パッチ（誘導パッチと同一）を、元来の誘導パッチ部位に隣接する未使用の試験部位に適用し、その後、誘導について説明した同一の手順を行った。誘導相は、試験物質に対する初期の有害反応（接触皮膚炎）を評価する。ほとんどのアレルギー反応は、以前の暴露または一連の暴露の間、アレルゲンによって引き起こされるため、負荷相は、誘導相の間の暴露が本当にアレルギー性接触皮膚炎を引き起こしたかどうかを決定するために使用した。負荷パッチを除去し、部位をクリニックで適用後24時間および72時間に採点した。
0006370289.tif 000007
【００６９】
このキーにより、紅斑を数値で採点した。存在する場合、さらなる皮膚続発症を、適宜の文字コードおよび重篤度の数値で示した。
【００７０】
各参加者の結果を以下の表に示す。一件の例外があるが、試験間隔の間中、観察結果は正常の制限内であった。被験者番号17番は、負荷適用後72時間および96時間で、軽度(1)の紅斑および浮腫を呈した。残念なことに、この被験者は、この反応の特性および再現性をより詳細に規定するための再負荷パッチテストに参加することができなかった。
【００７１】
この障害パッチテストの結果は、以下の表に示す通り、試験した本発明の下塗り剤組成物は、皮膚刺激またはアレルギー性接触過敏症について、統計的に有意な可能性を有しないことを示す。他の皮膚続発症（部位を超えるびまん、小水疱形成）が観察されなかったことから、この反応は臨床的に重要ではないと考えることができる。
0006370289.tif 000008
0006370289.tif 000009
【００７２】
本発明の態様に従って本発明の実施例の溶液を用いて実施される、マックテック・エピデルム(MatTek EpiDerm)モデル毒性試験およびヒト皮膚障害パッチテストの両者により、該溶液が非毒性であり、非刺激性で安全であることが示される。このことは、アザシクロプロパンおよびポリエチレンイミンに関連する危険性から、驚くべきことであり、予測されない。
【００７３】
広義の本発明の概念から逸脱することなく、上述の態様を変更し得ることは、当業者に理解されるであろう。従って、本発明は開示された特別の態様に限定されず、添付の特許請求の範囲によって規定される通りの本発明の精神および範囲内での修飾を含むことを意図することが理解される。