Композиция пав - RU2380083C2

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к композиции ПАВ, содержащей сорбитановый эфир и эфир сорбита, к эмульсии, образованной с использованием композиции ПАВ, и, в частности, к средству для личной гигиены или косметическому продукту, полученному на основе этой эмульсии.

Уровень техники

Сорбитановые эфиры использовали в течение многих лет в качестве поверхностно-активных веществ, обладающих эмульгирующими, диспергирующими, смачивающими и/или растворяющими свойствами, для разнообразных применений, таких как личная гигиена, чистка, общая промышленность, продовольствие и многие другие. В частности, сорбитановые эфиры использовали в качестве эмульгаторов в применениях по индивидуальному уходу, например уходу за кожей, солнцезащитных средств, гигиенических косметических средств, декоративной косметики, духов и парфюмерных отдушек.

Коммерческое производство сорбитановых эфиров обычно включает взаимодействие сорбита с жирными кислотами или их эфирами и приводит к сложной смеси продуктов, включающей моно-, ди-, три- и высшие эфиры сорбита, моно-, ди- и высшие эфиры сорбитана, моно- и диэфиры изосорбида и неэтерифицированный сорбит, сорбитан и изосорбид. Концентрации вышеупомянутых индивидуальных компонентов могут варьировать, но сорбитановые эфиры являются главными компонентами. Могут быть представлены значительные количества присутствующих эфиров изосорбида, но эфиры сорбита обычно присутствуют в очень низких концентрациях. Число атомов углерода, присутствующих в гидрофобе сорбит/сорбитан/изосорбид-эфиров, зависит от конкретной жирной кислоты(кислот), использованной в реакции, и ее среднее количество будет в основном тем же самым для всех компонентов.

Современные коммерчески доступные сорбитановые эфиры представляют собой эффективные эмульгаторы для многих применений, но все же имеется потребность в улучшении их свойств, в частности, в применениях, относящихся к индивидуальному уходу, таких как гибкость в использовании, повышенная устойчивость к воде, гладкость и легкость при прикосновении и распределительные свойства. Часто требуется использование дополнительного соэмульгатора с сорбитановыми эфирами, и были бы значительные преимущества, если бы могла быть разработана самоэмульгирующаяся система на основе сорбита, т.е. без потребности в соэмульгаторе, в частности система, способная к образованию жидких кристаллов в воде и особенно в эмульсиях масло-в-воде.

Сущность изобретения

Авторы изобретения неожиданно открыли композицию ПАВ, которая преодолевает или значительно снижает по меньшей мере одну из вышеприведенных проблем.

Соответственно, настоящее изобретение относится к композиции ПАВ, содержащей по меньшей мере один сорбитановый эфир и по меньшей мере один эфир сорбита, где среднее число атомов углерода гидрофоба сорбитанового эфира больше аналогичного числа эфира сорбита.

Изобретение также относится к способу получения композиции ПАВ, который включает смешивание вместе сорбитанового эфирного компонента и сорбитного эфирного компонента, где среднее число атомов углерода гидрофоба сорбитанового эфира больше аналогичного числа эфира сорбита.

Кроме того, изобретение относится к эмульсии, содержащей композицию ПАВ, способную к образованию жидких кристаллов в воде, которая включает по меньшей мере один сорбитановый эфир и по меньшей мере один эфир сорбита, где среднее число атомов углерода гидрофоба сорбитанового эфира больше аналогичного числа эфира сорбита.

Кроме того, изобретение относится к средству для личной гигиены или косметическому продукту, содержащему композицию ПАВ, включающую по меньшей мере один сорбитановый эфир и по меньшей мере один эфир сорбита, где среднее число атомов углерода гидрофоба сорбитанового эфира больше аналогичного числа эфира сорбита.

Кроме того, изобретение относится к применению композиции ПАВ, содержащей по меньшей мере один сорбитановый эфир и по меньшей мере один эфир сорбита, где среднее число атомов углерода гидрофоба сорбитанового эфира больше аналогичного числа эфира сорбита, для стабилизации эмульсии.

Кроме того, изобретение относится к применению композиции ПАВ, содержащей по меньшей мере 3 мас.% одного эфира сорбита для образования жидких кристаллов в водной фазе эмульсии масло-в-воде, для стабилизации эмульсии.

Эфиры сорбитана и/или сорбита, используемые в настоящем изобретении, обычно получают взаимодействием сорбита с жирными кислотами или их производными, например с метиловыми, этиловыми и/или изопропиловыми эфирами жирных кислот или триглицеридами жирных кислот. Предпочтительные жирные кислоты содержат от 8 до 24, более предпочтительно, от 10 до 22, в частности, от 12 до 20 и особенно от 12 до 18 атомов углерода. Предпочтительны нормальные жирные кислоты. Подходящие жирные кислоты включают каприновую, лауриновую, миристиновую, пальмитиновую, стеариновую и/или бегеновую кислоту.

В предпочтительном варианте осуществления используют более 80%, более предпочтительно, выше 85%, в частности, выше 90% и особенно выше 95 мас.% насыщенных жирных кислот. Концентрация используемых ненасыщенных жирных кислот составляет предпочтительно менее 20%, более предпочтительно менее 15%, в частности, менее 10% и особенно менее 5 мас.%. Олеиновая кислота представляет собой особенно подходящую ненасыщенную жирную кислоту.

Среднее число атомов углерода (на молярной основе), присутствующих в гидрофобе (полученном от жирной кислоты или ее производного) сорбитановых эфиров, соответственно, превышает по меньшей мере на 1, предпочтительно, по меньшей мере на 2, более предпочтительно, на 3-7, в частности, на 4-6 и особенно на 4,5-5 среднее число атомов углерода, присутствующих в гидрофобе эфиров сорбита. Среднее число атомов углерода в гидрофобе сорбитановых эфиров соответствует интервалу от 12 до 24, предпочтительно, от 14 до 20, более предпочтительно, от 15 до 19, в частности, от 16 до 18 и особенно от 16,5 до 17,5. Среднее число атомов углерода в гидрофобе эфиров сорбита соответствует интервалу от 8 до 20, предпочтительно от 10 до 16, более предпочтительно от 11 до 14, в частности, от 11,5 до 13 и особенно от 12 до 12,5.

Весовое отношение сорбитановых эфиров к эфирам сорбита, присутствующих в композиции по изобретению, предпочтительно составляет от 1 до 50:1, предпочтительно от 2 до 30:1, более предпочтительно от 4 до 20:1, в частности, от 7 до 13:1 и особенно от 9 до 11:1.

Концентрация сорбитановых эфиров предпочтительно составляет от 25 до 95%, предпочтительно, от 45 до 90%, более предпочтительно, от 60 до 85%, в частности, от 65 до 80% и особенно от 69 до 73 мас.% от общей массы композиции. Концентрация эфиров сорбита предпочтительно составляет от 1 до 25%, предпочтительно, от 3 до 15%, более предпочтительно, от 5 до 12%, в частности, от 7 до 9% и особенно от 7,5 до 8,5 мас.% от общей массы композиции. Концентрация эфиров изосорбида предпочтительно составляет, от 3 до 35%, предпочтительно, от 7 до 25%, более предпочтительно, от 10 до 20%, в частности, от 14 до 18% и особенно от 15 до 17 мас.% от общей массы композиции.

Подходящие сорбитановые эфиры включают сорбитанкокоат, сорбитанкапрат, сорбитанлаурат, сорбитанмиристат, сорбитанпальмитат и/или сорбитанстеарат. Предпочтительные сорбитановые эфиры представляют собой сорбитанпальмитат и/или сорбитанстеарат.

В частном предпочтительном варианте осуществления концентрация сорбитанпальмитата и/или сорбитанстеарата составляет по меньшей мере 70%, более предпочтительно, по меньшей мере 90%, в частности, по меньшей мере 95% и особенно по меньшей мере 98 мас.% от общей массы композиции сорбитановых эфиров, присутствующих в композиции. При наличии смеси молярное отношение сорбитанпальмитата к сорбитанстеарату предпочтительно находится в интервале от 0,3 до 4:1, более предпочтительно от 0,5 до 2:1, в частности, от 0,7 до 1,5:1 и особенно от 0,9 до 1,1:1.

Предпочтительный сорбитанэфирный компонент в малых количествах представляет собой сорбитанлаурат, который предпочтительно присутствует в концентрации менее 5%, более предпочтительно, менее 3%, в частности, в интервале от 0,2 до 2% и особенно от 0,5 до 1,5 мас.% от общей концентрации сорбитановых эфиров.

Сорбитановые эфиры, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно содержат смесь моно-, ди-, три- и, необязательно, тетраэфиров. Концентрация моноэфиров соответствует по меньшей мере 20%, предпочтительно, по меньшей мере 25%, более предпочтительно, по меньшей мере 30%, в частности, по меньшей мере 35% и особенно по меньшей мере 40 мас.% от общей концентрации сорбитановых эфиров. Концентрация комбинации моноэфиров и диэфиров соответствует по меньшей мере 50%, предпочтительно, по меньшей мере 65%, более предпочтительно, по меньшей мере 75%, в частности, по меньшей мере 80% и особенно по меньшей мере 85 мас.% от общей концентрации сорбитановых эфиров. Соответственно, концентрация три- и тетраэфиров соответствует не более чем 50%, предпочтительно, не более чем 35%, более предпочтительно, не более чем 25%, в частности, не более чем 20% и особенно не более чем 15 мас.% от общей концентрации сорбитановых эфиров.

Подходящие эфиры сорбита включают кокоат сорбита, капрат сорбита, лаурат сорбита, миристат сорбита, пальмитат сорбита и/или стеарат сорбита, предпочтительно, лаурат сорбита, пальмитат сорбита и/или стеарат сорбита, и более предпочтительно, лаурат сорбита.

В предпочтительном варианте осуществления концентрация лаурата сорбита составляет от 0,5 до 25%, предпочтительно, от 2 до 15%, более предпочтительно, от 4 до 10%, в частности, от 6 до 8% и особенно от 6,5 до 7,5 мас.% от общей массы композиции. Дополнительно, концентрация лаурата сорбитола соответствует по меньшей мере 30%, предпочтительно, по меньшей мере 50%, более предпочтительно, по меньшей мере 70%, в частности, по меньшей мере 80% и особенно по меньшей мере 90 мас.% от общей концентрации эфиров сорбита, присутствующих в композиции. Кроме того, концентрация лаурата сорбита предпочтительно по меньшей мере в 1, более предпочтительно, по меньшей мере в 5, в частности, по меньшей мере в 7 и особенно по меньшей мере в 10 раз превышает концентрацию любого другого индивидуального эфира сорбита, присутствующего в композиции. Таким образом, лаурат сорбита предпочтительно является преобладающим эфиром сорбита, присутствующим в композиции.

Предпочтительные эфиры сорбита в малых количествах представляют собой пальмитат сорбита и/или стеарат сорбита, соответственно присутствующие в суммарной концентрации менее 7%, предпочтительно, менее 5%, более предпочтительно, менее 3%, в частности, менее 1% и особенно менее 0,5 мас.% от общей массы композиции.

Эфиры сорбита, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно содержат смесь моно- и диэфиров. Концентрация моноэфиров соответствует по меньшей мере 40%, предпочтительно, по меньшей мере 60%, более предпочтительно, по меньшей мере 70%, в частности, по меньшей мере 80% и особенно по меньшей мере 85 мас.% от общей концентрации эфиров сорбита. Концентрация диэфиров соответствует менее 60%, предпочтительно, менее 40%, более предпочтительно, менее 30%, в частности, менее 20% и особенно менее 15 мас.% от общей концентрации эфиров сорбита.

Концентрация свободного полиола, предпочтительно сорбита, сорбитана и/или изосорбида, присутствующего в композиции по изобретению, предпочтительно составляет от 0,5 до 20%, предпочтительно, от 2 до 15%, более предпочтительно, от 3 до 10%, в частности, от 4,5 до 6% и особенно от 5 до 5,5 мас.% от общей массы композиции. Соответственно, более 20%, предпочтительно, от 30 до 80%, более предпочтительно, от 35 до 70%, в частности, от 40 до 60% и особенно от 45 до 55 мас.% от свободного полиола представляют собой сорбит.

Композицию ПАВ по изобретению предпочтительно получают смешиванием вместе (i) композиции с преобладающим содержанием сорбитанового эфира (упоминаемой ниже как компонент сорбитановых эфиров) и (ii) композиции с преобладающим содержанием эфира сорбита (упоминаемой ниже как компонент эфиров сорбита).

Сорбитановый эфир, соответственно, содержит сорбитановый эфир в концентрации от 25 до 98%, предпочтительно, от 45 до 90%, более предпочтительно, от 65 до 85%, в частности, от 74 до 82% и особенно от 76 до 80 мас.% от общей массы композиции.

Подходящие сорбитановые эфиры включают сорбитанкокоат, сорбитанкапрат, сорбитанлаурат, сорбитанмиристат, сорбитанпальмитат и/или сорбитанстеарат. Предпочтительные сорбитановые эфиры представляют собой сорбитанпальмитат и/или сорбитанстеарат.

Концентрация сорбитанпальмитата и/или сорбитанстеарата предпочтительно составляет по меньшей мере 75%, более предпочтительно, по меньшей мере 92%, в частности, по меньшей мере 97% и особенно по меньшей мере 99 мас.% от общей концентрации сорбитановых эфиров, присутствующих в компоненте сорбитановых эфиров. При наличии смеси молярные отношения сорбитанпальмитата к сорбитанстеарату в компоненте сорбитановых эфиров являются теми же самыми, что и отношения, данные выше для композиции ПАВ по изобретению.

Предпочтительные интервалы концентраций сорбитановых моноэфиров, диэфиров и высших эфиров в компоненте сорбитановых эфиров являются теми же самыми, что и отношения, данные выше для композиции ПАВ по изобретению.

Концентрация эфира сорбита в компоненте сорбитановых эфиров соответствует менее 10%, предпочтительно, менее 6%, более предпочтительно, менее 3%, в частности, менее 1% и особенно менее 0,5 мас.% от общей массы композиции. Эфир сорбита соответственно содержит пальмитат сорбита и/или стеарат сорбита, предпочтительно присутствующие в молярном отношении в интервале от 0,3 до 4:1, более предпочтительно, от 0,5 до 2:1, в частности, от 0,7 до 1,5:1 и особенно от 0,9 до 1,1:1.

Концентрация эфиров изосорбида в сорбитановых эфирах предпочтительно составляет от 3 до 40%, предпочтительно, от 8 до 30%, более предпочтительно, от 12 до 25%, в частности, от 16 до 20% и особенно от 17 до 19 мас.% от общей массы композиции.

Концентрация свободного полиола, предпочтительно сорбита, сорбитана и/или изосорбида, присутствующего в компоненте сорбитановых эфиров, предпочтительно составляет от 0,5 до 15%, предпочтительно, от 1 до 10%, более предпочтительно, от 1,5 до 6%, в частности, от 2 до 4% и особенно от 2,5 до 3,5 мас.%. Предпочтительно, более 30%, более предпочтительно, от 50 до 95%, в частности, от 60 до 85% и особенно от 70 до 80 мас.% от свободного полиола представляют собой сорбитан.

Сорбитановые эфиры предпочтительно имеют величину ГЛБ (HLB) от 3 до 10, предпочтительно, от 3,5 до 8, более предпочтительно, от 4 до 6, в частности, от 4,4 до 5 и особенно от 4,6 до 4,8.

Концентрация эфира сорбита в компоненте эфиров сорбита соответствует по меньшей мере 25%, предпочтительно, интервалу от 40 до 95%, более предпочтительно, от 50 до 85%, в частности, от 60 до 80% и особенно от 65 до 75 мас.% от общей массы композиции.

Подходящие эфиры сорбита включают кокоат сорбита, капрат сорбита, лаурат сорбита, миристат сорбита, пальмитат сорбита и/или стеарат сорбита, предпочтительно, лаурат сорбита.

Концентрация лаурата сорбита предпочтительно составляет по меньшей мере 50%, более предпочтительно, по меньшей мере 80%, в частности, по меньшей мере 90% и особенно по меньшей мере 95 мас.% от общего количества эфиров сорбита, присутствующих в компоненте эфиров сорбита.

Концентрация сорбитанового эфира, предпочтительно сорбитанлаурата, в компоненте эфиров сорбита предпочтительно составляет менее 30%, предпочтительно, от 1 до 20%, более предпочтительно, от 3 до 12%, в частности, от 5 до 9% и особенно от 6 до 8 мас.% от общей массы композиции.

Концентрация свободного полиола, предпочтительно сорбита, сорбитана и/или изосорбида, присутствующего в компоненте эфиров сорбита, предпочтительно находится в интервале от 2 до 60%, более предпочтительно, от 10 до 50%, в частности, от 15 до 40% и особенно от 20 до 30 мас.% от общей массы композиции. Предпочтительно, более 50%, более предпочтительно, более 75%, в частности, более 85% и особенно более 95 мас.% от свободного полиола в компоненте эфиров сорбита представляют собой сорбит.

Предпочтительные интервалы концентраций моно- и диэфиров сорбита в компоненте эфиров сорбита являются теми же самыми интервалами, данными выше для композиции ПАВ по изобретению.

Для образования композиции ПАВ по изобретению компонент сорбитановых эфиров соответственно смешивают вместе с компонентом эфиров сорбита при массовом отношении от 0,5 до 100:1, предпочтительно, от 3 до 50:1, более предпочтительно, от 7 до 15:1, в частности, от 8 до 10:1 и особенно от 8,5 до 9,5:1.

Композиция ПАВ по изобретению способна к образованию жидких кристаллов в воде, предпочтительно образует жидкие кристаллы, более предпочтительно в эмульсиях, в частности в эмульсиях масло-в-воде. Жидкие кристаллы, которые образуются, представляют собой предпочтительно лиотропные жидкие кристаллы (т.е. зависимые как от концентрации, так и от температуры), более предпочтительно слоистые фазовые жидкие кристаллы и, в частности, L-альфа-фазовые (беспримесные) жидкие кристаллы.

Композиция ПАВ по изобретению является подходящей для применения в получении эмульсий (и дисперсий), т.е. в качестве целой или части эмульсионной системы, такой как эмульсии вода-в-масле, эмульсии масло-в-полиоле (например, в глицерине), в частности, эмульсии масло-в-воде, и особенно для использования как средств личной гигиены или косметических продуктов.

Масляная фаза эмульсии по изобретению предпочтительно представляет собой в основном мягчительное масло типа масла, используемого в средствах личной гигиены или в косметических продуктах. Мягчительное средство может быть и обычно является масляным продуктом, который является жидким при температуре окружающей среды. Альтернативно, оно может быть твердым при температуре окружающей среды, в таком случае в основной массе оно обычно будет вязким твердым веществом, если только оно представляет собой жидкость при повышенной температуре, при которой оно может быть включено в композицию и эмульгировано в ней. При изготовлении композиции предпочтительно используют температуры вплоть до 100°С, более предпочтительно, примерно 80°С, и поэтому такие твердые мягчители предпочтительно будут плавиться при температурах ниже 100°С и, более предпочтительно, ниже 70°С.

Обычно подходящие мягчительные масла включают неполярные масла, например минеральные или парафиновые, особенно изопарафиновые, масла, такие как масла, выпускаемые Uniqema как Arlamol (товарный знак) HD; или масла средней полярности, например растительные сложноэфирные масла, такие как масло жожоба, растительные глицеридные масла, животные глицеридные масла, такие как масла, выпускаемые Uniqema как Estol (товарный знак) 3603 (каприловый/каприновый триглицерид), синтетические масла, например синтетические сложноэфирные масла, такие как изопропилпальмитат, и масла, выпускаемые Uniqema как Estol 1512 и Arlamol DOA, эфирные масла, в частности, из двух жирных, например, С₈-С₁₈-алкильных остатков, такие как масла, выпускаемые Cognis как Cetiol OE (дикаприловый эфир), гербетовые (guerbet) спирты, такие как спирты, выпускаемые Cognis как Eutanol G (октилдодеканол), или силиконовые масла, такие как диметиционовое масло, выпускаемое Dow Corning как DC200, циклометиконовое масло или силиконы, содержащие полиоксиалкиленовые боковые цепи для повышения их гидрофильности; или высокополярные масла, включающие алкоксилатные мягчители, например пропоксилаты жирных спиртов, такие как выпускаемые Uniqema как Arlamol Е (пропоксилированный стеариловый спирт). Подходящие мягчительные продукты, которые могут быть твердыми при температуре окружающей среды, но жидкими при температурах, обычно используемых для изготовления композиций по изобретению, включают воск жожоба, животное и кокосовое воск/масло. При использовании неполярных масел может быть желательно применить относительно высокие концентрации композиции ПАВ по данному изобретению для достижения приемлемо удовлетворительного эмульгирования, в частности для получения мелких масляных капель.

Смеси мягчительных средств могут быть использованы и часто используются и в некоторых случаях твердые мягчительные средства могут растворяться полностью или частично в жидких мягчительных средствах или в комбинации, если точка замерзания смеси приемлемо низкая. В случаях где композиция мягчителей является твердой (таких как жирные спирты) при температуре окружающей среды, полученная дисперсия технологически может не быть эмульсией (хотя в большинстве случаев четкая фаза масляной дисперсной фазы не может быть быстро определена), но такие дисперсии ведут себя, как если бы они были истинными эмульсиями, и этот термин «эмульсия» используется в настоящем изобретении для включения таких композиций.

Концентрация масляной фазы может широко варьировать. Количество масла в эмульсии соответствует интервалу от 1 до 90%, предпочтительно, от 3 до 60%, более предпочтительно, от 5 до 40%, в частности, от 8 до 20% и особенно от 10 до 15 мас.% от общей массы композиции.

Количество воды (или полиола, например глицерина), присутствующее в эмульсии, составляет более 5%, предпочтительно, от 30 до 90%, более предпочтительно, от 50 до 90%, в частности, от 70 до 85% и особенно от 75 до 80 мас.% от общей массы композиции. Количество композиции ПАВ, определенной в настоящем изобретении, в эмульсии или средстве для личной гигиены или косметическом продукте по изобретению соответствует интервалу от 0,1 до 10%, предпочтительно, от 0,5 до 8%, более предпочтительно, от 1 до 7%, в частности, от 1,5 до 6% и особенно от 2 до 5,5 мас.% от общей массы композиции.

Эмульсии по изобретению могут также содержать другие дополнительные поверхностно-активные продукты, которые образуют часть эмульгированной системы. Другие подходящие ПАВ включают относительно гидрофильные ПАВ, например, с величиной ГЛБ (HLB) более 10, предпочтительно, более 12 и относительно гидрофобные ПАВ с величиной ГЛБ менее 10, предпочтительно, менее 8. Относительно гидрофильные ПАВ включают алкоксилатные ПАВ со средним числом алкиленоксидных остатков, заключенным в интервале от 10 до 100, в частности, этиленоксидных остатков; и относительно гидрофобные ПАВ включают алкоксилатные ПАВ предпочтительно со средним числом алкиленоксидных остатков, заключенным в интервале от 3 до 10, в частности, этиленоксидных остатков.

Средства для личной гигиены или косметические эмульсии могут быть разделены по вязкости на виды молочка и лосьоны, которые характеризуются низкой вязкостью на сдвиг (измеренной при скоростях сдвига примерно от 0,1 до 10 с^-1, обычно используемых в вискозиметрах Brookfield) вплоть до 10000 мПа·с, и кремы, которые характеризуются низкой вязкостью на сдвиг, но более чем 10000 мПа·с. Виды молочка и лосьоны предпочтительно имеют низкую вязкость на сдвиг, заключенную в интервале от 100 до 10000, более предпочтительно от 200 до 5000 и, в частности, от 300 до 1000 мПа·с. Количество композиции ПАВ по изобретению, присутствующее в молочке или лосьоне, предпочтительно находится в интервале от 2 до 3 мас.% от общей массы композиции.

Кремы предпочтительно характеризуются низкой вязкостью на сдвиг, равной по меньшей мере 20000, более предпочтительно, находящейся в интервале от 30000 до 80000 и, в частности, от 40000 до 70000 мПа·с, хотя могут быть также использованы даже более высокие вязкости вплоть до 10⁶ мПа·с. Количество композиции ПАВ, присутствующее в креме, находится предпочтительно в интервале от 4 до 5,5 мас.% от общей массы композиции.

Эмульсии по изобретению могут быть изготовлены обычными традиционными способами эмульгирования и смешивания. Например, композиция ПАВ может быть добавлена к (i) масляной фазе, которую затем добавляют к водной фазе, или (ii) объединенной масляной и водной фазе, или (iii) водной фазе, которую затем добавляют к масляной фазе. Предпочитают способ (iii). Во всех этих способах полученную смесь затем можно эмульгировать по стандартным методикам. Предпочитают либо нагревание водной и масляной фаз обычно при температурах выше примерно 60°С, например от приблизительно 80 до 85°С, либо высокоинтенсивное перемешивание водной фазы при более низкой температуре, например приблизительно при комнатной. При желании интенсивное смешивание может быть объединено с использованием умеренно повышенных температур. Нагревание и/или высокоинтенсивное смешивание может быть проведено перед, в течение или после добавления масляной фазы, но после эмульгирования следует сохранять осторожность для предотвращения разрушения системы жидких кристаллов избыточным смешиванием и перемешиванием.

Эмульсии могут быть также изготовлены способами обратного эмульгирования, по которым композицию ПАВ добавляют либо к масляной фазе, либо к водной фазе и водную фазу смешивают с масляной фазой для первоначального образования эмульсии вода-в-масле. Добавление водной фазы продолжают до тех пор, пока система не обратится в эмульсию масло-в-воде. Очевидно, что значительное количество водной фазы в целом будет требоваться для достижения эффекта инверсии, и, таким образом, этот метод, вероятно, не может быть использован для эмульсий с высоким содержанием масляной фазы. Энергичное смешивание и применение умеренно повышенных температур может быть объединено, если это желательно. Нагревание может быть выполнено в течение или после добавления водной фазы и до, в течение или после инверсии. Высокоинтенсивное смешивание может быть выполнено в течение или после добавления водной фазы и до или в течение инверсии.

Эмульсии могут представлять собой, например, микроэмульсии или наноэмульсии, имеющие средний размер капель в широком диапазоне, предпочтительно в диапазоне от 10 до 10000 нм. В одном из вариантов осуществления размер капель эмульсии может быть уменьшен, например, гомогенизацией под высоким давлением предпочтительно до величины, находящейся в диапазоне от 100 до 1000 нм, более предпочтительно от 300 до 600 нм.

Эмульсии по изобретению являются стабильными при измерении, описанном в настоящем описании, предпочтительно, в течение более одного месяца, более предпочтительно свыше двух месяцев, в частности, свыше трех месяцев и особенно свыше четырех месяцев при температуре окружающей среды (23°С) и также предпочтительно при 40°С. Стабильность даже при более высоких температурах может быть особенно важной, и поэтому эмульсия является стабильной при измерении, описанном в настоящем описании, и пригодной в течение более одной недели, предпочтительно, свыше двух недель, более предпочтительно, свыше трех недель, в частности, свыше одного месяца и особенно свыше двух месяцев при 50°С. В частном предпочтительном варианте осуществления жидкие кристаллы, сформированные при образовании эмульсии, в основном сохранялись в течение вышеупомянутого периода времени и испытанных температурных режимов.

Для получения средств для личной гигиены или косметических композиций или продуктов в эмульсии могут быть включены многие другие компоненты. Эти компоненты могут быть маслорастворимыми, водорастворимыми и нерастворимыми. Примеры таких продуктов включают

(i) консерванты, такие как консерванты на основе парабенов (алкиловые эфиры 4-гидроксибензойной кислоты), феноксиэтанол, замещенные мочевины и производные гидантоина, например, такие как выпускаемые под товарными наименованиями Germaben II Nipaguard BPX и Nipaguard DMDMH, используемые предпочтительно в концентрации от 0,5 до 2 мас.% от общей массы композиции;

(ii) отдушки, используемые предпочтительно в концентрации от 0,1 до 10%, более предпочтительно, вплоть до 5% и, в частности, вплоть до примерно 2 мас.% от общей массы композиции;

(iii) увлажнители или растворители, такие как спирты, полиолы, такие как глицерин и полиэтиленгликоли, используемые предпочтительно в концентрации от 1 до 10 мас.% от общей массы композиции;

(iv) солнцефильтрующие или солнцезащитные материалы, включающие органические средства от солнца и/или неорганические средства от солнца, включающие средства на основе диоксида титана или оксида цинка, используемые предпочтительно в концентрации от 0,1 до 20%, более предпочтительно, от 1 до 15% и, в частности, от 2 до 10 мас.% от общей массы композиции;

(v) альфа-гидроксикислоты, такие как гликолевая, лимонная, молочная, яблочная, винная кислоты и их эфиры; самодубильные средства, такие как дигидроксиацетон;

(vi) противомикробные, в частности, противоугревые компоненты, такие как салициловая кислота;

(vii) витамины и их предшественники, включающие (а) витамин А, например, в виде ретинилпальмитата или других третиониновых предшественников, (b) витамин В, например, в виде пантенола и его производных, (с) витамин С, например, в виде аскорбиновой кислоты и ее производных, (d) витамин Е, например, в виде токоферилацетата, (е) витамин F, например, в виде эфиров полиненасыщенных жирных кислот, таких как эфиры гамма-линоленовой кислоты;

(viii) средства по уходу за кожей, такие как церамиды, либо в виде природных продуктов, либо функциональных заменителей природных церамидов;

(ix) фосфолипиды, такие как синтетические фосфолипиды или природные фосфолипиды, например лецитин;

(x) везикулсодержащие препараты;

(xi) германийсодержащие соединения, например соединения, выпускаемые Uniqema как Arlamol GEO;

(xii) ботанические экстракты с полезными свойствами по уходу за кожей;

(xiii) отбеливатели кожи, такие как Arlatone Dioic DCA (товарный знак), выпускаемый Uniqema, койевая кислота, арбутин и подобные продукты;

(xiv) соединения, вызывающие заживление кожи, такие как Allantoin и подобные серии;

(xv) кофеин и подобные соединения;

(xvi) охлаждающие добавки, такие как ментол или камфора;

(xvii) инсектицидные репелленты, такие как N,N-диэтил-3-метилбензамид (DEET) и масла из цитрусовых и эвкалипта;

(xviii) эфирные масла;

(xix) этанол и

(xx) пигменты, включающие микроизмельченные пигменты, в частности оксиды и силикаты, например оксид железа, в частности оксиды железа с покрытием, и/или диоксиды титана и керамические материалы, такие как нитрид бора или другие твердые компоненты, такие как использованы в приготовлениях и косметике для получения суспоэмульсий, используемые предпочтительно в количествах, находящихся в интервале от 1 до 15%, более предпочтительно, по меньшей мере 5% и, в частности, приблизительно 10%.

Композиция ПАВ и эмульсии по изобретению подходят для использования в широком спектре композиций и приготовленных аппликаций, таких как увлажнители, солнцезащитные средства, продукты для ухода после загара, буферы для тела, гелевые кремы, продукты с высоким содержанием духов, ароматизированные кремы, продукты по уходу за малышами, кондиционеры для волос, продукты для тонирования и отбеливания кожи, безводные продукты, продукты против пота и запаха, дубильные продукты, очищающие средства, 2-в-1 пенообразующие эмульсии, многократные эмульсии, продукты без консервантов, продукты без эмульгаторов, мягкие препараты, препараты для чистки, например, содержащие твердые шарики/бусинки, силикон в водных препаратах, пигментсодержащие продукты, эмульсии для разбрызгивания, декоративная косметика, кондиционеры, продукты для душа, пенные эмульсии, средство для удаления грима, средство для удаления глазного грима и средство для обтираний.

Составы, содержащие композицию ПАВ или эмульсию по изобретению, могут характеризоваться величиной рН, заключенной в широком интервале, предпочтительно, в интервале от 3 до 13, более предпочтительно, от 5 до 10 и особенно от 6 до 8.

Один из вариантов осуществления представляет собой солнцезащитное средство, которое содержит одно или несколько органических солнцезащитных средств и/или неорганических солнцезащитных средств, таких как оксиды металлов, но предпочтительно содержит по меньшей мере одну часть диоксида титана и/или оксида цинка, в частности, включенную в композицию в форме водной и/или органической, предпочтительно водной, дисперсии, коммерчески доступной от Uniqema под марками Tioveil и Solaveil Clarus (обе на основе диоксида титана) и Spectraveil (оксид цинка). Кроме того, органические солнцезащитные средства могут быть использованы вместе с солнцезащитными средствами предпочтительно на основе оксида металла и включают эфиры п-метоксикоричной кислоты, эфиры салициловой кислоты, эфиры п-аминобензойной кислоты, несульфонированные производные бензофенона, производные дибензоилметана и эфиры 2-цианоакриловой кислоты. Конкретные примеры применимых органических солнцезащитных средств включают бензофенон-1, бензофенон-2, бензофенон-3, бензофенон-6, бензофенон-8, бензофенон-12, изопропилдибензоилметан, бутилметоксидибензоилметан, этилдигидропропил-РАВА, глицерил-РАВА, октилдиметил-РАВА, октилметоксициннамат, гомосалат, октилсалицилат, октилтриазон, октокрилен, этокрилен, ментилантранилат, 4-метилбензилиденкамфору, бензофенон-4 и фенилбензимидазолсульфоновую кислоту.

Приготовленные для применения солнцезащитные препараты, содержащие композицию по изобретению, могут проявлять удивительно повышенную устойчивость к воде и/или защиту от солнца (SPF величины).

В настоящем описании использованы следующие способы испытаний.

(1) Анализ С₁₂ эфиров сорбита с помощью ВЭЖХ с обращенной фазой

Тестируемый образец растворяли в смеси изопропиловый спирт/вода и вводили в ВЭЖХ-систему, используя С8 колонку с обращенной фазой и испарительный детектор светорассеяния. Различные эфиры сорбита и непрореагировавший полиол элюировали, используя градиент воды и ацетонитрила, и идентифицировали по их временам удерживания. Количественную оценку проводили по проценту от площади пиков.

(a) Реагенты

Все реагенты были утвержденного аналитического качества, а именно изопропиловый спирт, ацетонитрил и вода (все 'HiPerSolve', ex BDH).

(b) Оборудование

Использованная ВЭЖХ система представляла собой Agilent 1100 серии, включающие G1379A дегазатор, G1311A четырехкомпонентный насос, G1313A автоматический дозатор и G1316A термостат колонок с Polymer Labs PL ELS-1000 испарительным детектором светорассеяния и Chemstation LC программным обеспечением. Другие использованные материалы представляли собой 28,25 мл стеклянный сосуд (ex VWR 215007823), 2 мл автоматический дозаторный сосуд (ex VWR 372111102), 11 мм гофрированную крышку для автоматического дозаторного сосуда (ex VWR 372211134), 11 мм устройство для закручивания сосуда (VWR 372340544), свободные стерильные пипетки (ex VWR 241259352), Zorbax Eclipse XDB-C8 HPLC колонку, 5 мкм, 150 мм длина × 4,6 мм внутренний диаметр (партия

№ 993967-906).

(c) Методика

(i) Подключали питание к Agilent 1100 сериям ВЭЖХ системы.

(ii) Заправляли емкости растворителем, как требовалось.

(iii) Подключали питание и поступление азота к Polymer Labs PL ELS-1000 испарительному детектору светорассеяния.

(iv) Подключали питание к ВЭЖХ компьютеру.

(v) Запускали программное обеспечение для PL ELS-1000 детектора.

(vi) Использованный способ характеризовался следующими установочными показателями: температура испарителя = 85°С, температура распылителя = 60°С, скорость газового потока = 1,0 л/мин, начало автоматического отсчета = 0 и временная константа = 0. Детектору позволяли выдерживаться для стабилизации в течение 20 мин перед применением.

(vii) Запускали программное обеспечение для ВЭЖХ.

(viii) Способ осуществляли при следующих параметрами: элюент А представлял собой воду, элюент В представлял собой ацетонитрил, градиент представлен в таблице 1 ниже, поток = 1,0 мл/мин, объем введенной пробы = 20 мкл, температура колонки = 40°С и время проведения = 40 мин.

(ix) Приблизительно 50±5 мг образца растворяли в 10 мл изопропилового спирта. Если требовалось, использовали энергичное нагревание для ускорения процесса растворения. Если образец все же не растворялся, добавляли несколько капель воды до тех пор, пока раствор не становился прозрачным.

(x) С помощью чистой стерильной пипетки 2 мл автоматический дозаторный сосуд наполняли данным раствором и сосуд закрывали гофрированной крышкой и закручивающим устройством.

(xi) Сосуд с образцом помещали в устройство для автоматических дозаторов.

(xii) Образцы вводили.

(xiii) Образец пропускали.

(d) Результаты

Все пики полученных хроматограмм интегрировали и суммировали. Площади пиков для полиола и различные сложноэфирные пики затем вычисляли и выражали в виде процента от общей площади пиков (полиол и пики эфирного компонента идентифицировали методами ЖХ-МС (LC-MS) или ЖХ-временами удерживания стандартов.

(2) Анализ С₁₆/С₁₈ сорбитановых эфиров методом ВЭЖХ с обращенной фазой

Использовали методику, описанную выше в (1) для эфиров сорбита, за исключением того, что (i) применяли колонку Inerstil ODS-2 HPLC Column, 5 мкм, 250 мм длина × 4,6 мм внутренний диаметр (Chrompack Cat. № 28408), (ii) применяли ацетон вместо воды, и (iii) градиент был таким, как представлен в таблице 2 ниже.

(3) Стабильность эмульсий

Стабильность оценивали наблюдением эмульсий после хранения при температуре окружающей среды (23°С), охлаждении при 5°С или при повышенных температурах хранения при 40°С и 50°С. Измерение стабильности при хранении при 50°С представляет собой очень жесткий тест. Композицию считали устойчивой, если не происходило видимого разделения эмульсии. Стабильность жидких кристаллов в эмульсии также оценивали наблюдением под микроскопом с применением поляризованного света.

(4) Вязкость эмульсий

Вязкость измеряли при 23°С вискозиметром Brookfield LVT при использовании соответствующего шпинделя (LV1, LV2, LV3 или LV4 в зависимости от вязкости тестируемой эмульсии) при 6 об/мин (0,1 Гц) через 1 день после изготовления эмульсии и результаты оценивали в величинах мПа·с.

Настоящее изобретение иллюстрируется следующими не ограничивающими изобретение примерами.

Примеры

Пример 1

(i) Приготовление компонента сорбитановых эфиров

400 г 1:1 молярной смеси пальмитиновой и стеариновой кислот, 290 г 70% водного сорбита, 5 г 50% водного NaOH и 3 г 50% водной фосфорной кислоты загружали в 1 л колбу, оборудованную мешалкой, устройством для дистилляции, термопарой, барботированием азота и термостатированным электрическим кожухом. Реакционную смесь нагревали с перемешиванием до примерно 245°С и отгоняли воду до тех пор, пока кислотное число не было меньше чем 10 мг КОН·г^-1 и ОН-число не было меньше чем 260 мг КОН·г^-1. Продукт затем охлаждали и извлекали.

Продукт был проанализирован, как описано в данной работе, и содержал 78 мас.% С₁₆/С₁₈ сорбитановых эфиров, 18 мас.% С₁₆/С₁₈ эфиров изосорбида, <1 мас.% С₁₆/С₁₈ эфиров сорбита и 3 мас.% полиола.

(ii) Приготовление компонента эфиров сорбита

(а) 330 г лауриновой кислоты, 390 г 70% водного сорбита и 16 г карбоната калия загружали в 1 л колбу, оборудованную мешалкой, устройством для дистилляции, подачей вакуума, термопарой, барботированием азота и термостатированным электрическим кожухом. Реакционную смесь нагревали с перемешиванием в вакууме до примерно 180°С и отгоняли воду. Реакцию продолжали до тех пор, пока кислотное число не было меньше чем 5 мг КОН·г^-1. Продукт затем охлаждали и извлекали. Продукт был проанализирован, как описано в настоящем описании, и содержал 7 мас.% С₁₂ сорбитановых эфиров, 68 мас.% С₁₂ эфиров сорбита и 25 мас.% полиола.

(b) 140 г метиллаурата, 99 г безводного сорбита и 6 г карбоната калия загружали в 500 мл колбу, оборудованную мешалкой, устройством для дистилляции, подачей вакуума, термопарой, барботированием азота и масляной баней. Реакционную смесь нагревали с перемешиванием в вакууме до примерно 160°С и отгоняли метанол. Реакционную смесь выдерживали в вакууме при 160°С в течение примерно 3-4 час до тех пор, пока не образовался чистый однофазный продукт. Затем после 1 часа вакуум отсоединяли, масляную баню отключали и извлекали продукт. Продукт был проанализирован, как описано в настоящем описании, и содержал 2 мас.% С₁₂ сорбитановых эфиров, 73 мас.% С₁₂ эфиров сорбита и 25 мас.% полиола.

(с) Вышеприведенную процедуру (ii)(b) повторяли за исключением того, что использовали барботирование азота без вакуума. Продукт был проанализирован, как описано в настоящем описании, и содержал 3 мас.% С₁₂ сорбитановых эфиров, 69 мас.% С₁₂ эфиров сорбита и 28 мас.% полиола.

(d) Вышеприведенную процедуру (ii)(b) повторяли за исключением того, что использовали 156 г метилкокоата, 100 г безводного сорбита и 5,7 г карбоната калия. Продукт был проанализирован, как описано в настоящем описании, и содержал 1 мас.% С₁₂ сорбитановых эфиров, 50 мас.% С₁₂ эфиров сорбита и 35 мас.% полиола.

(iii) Приготовление смеси cорбитановых эфиров и эфиров сорбита

9 масс.частей компонента сорбитановых эфиров, полученного выше, нагревали до 80°С и к нему добавляли с перемешиванием 1 масс.часть одного их компонентов эфиров сорбита, полученных выше, поддерживая температуру при 80°С. Составленную смесь наносили каплями на холодную поверхность и собирали в виде чешуек.

Пример 2

Охлаждающее молочко типа масло-в-воде (без консервантов)

Методика

1. Диспергировать келтрол в воде фазы В при комнатной температуре.

2. Добавить другие ингредиенты из В, когда получен гомогенный гель.

3. Нагреть фазу В до 80°С.

4. Гомогенизировать В гомогенизатором Ultra Turrax в течение 30 сек при 6000 об/мин.

5. Поместить в водяную баню на 30 мин при 80°С.

6. Нагреть фазу А до 80°С.

7. Добавить фазу С к В с перемешиванием при 800 об/мин.

8. Медленно добавить А к смеси ВС при перемешивании при 800 об/мин.

9. Гомогенизировать гомогенизатором Ultra Turrax в течение 1 мин при 10000 об/мин.

10. Позволить охладиться до комнатной температуры при интенсивном перемешивании.

11. Добавить фазу D, когда температура становится ниже 40°С.

12. Нейтрализовать раствором NaOH.

Пример 3

Водно-гелевый крем типа масло-в-воде

Методика

1. Диспергировать карбопол в холодной воде фазы В при умеренном перемешивании.

2. Добавить другие ингредиенты из В.

3. Нагреть фазу А до 80°С.

4. Нагреть В до 80°С.

5. Гомогенизировать В в гомогенизаторе Ultra Turrax при достижении 80°С в течение 30 сек при 6000 об/мин.

6. Поместить для нагревания в водяную баню в течение 30 мин при 80°С.

7. Медленно добавить А к В при перемешивании при 800 об/мин.

8. Гомогенизировать гомогенизатором Ultra Turrax в течение 1 мин при 10000 об/мин.

9. Позволить охладиться до комнатной температуры при интенсивном перемешивании.

10. Добавить фазу С, когда температура становится ниже 40°С.

11. Нейтрализовать раствором NaOH.

Пример 4

Водорастворимый крем для ухода при загаре типа вода-в-масле

Методика

1. Объединить ингредиенты фазы А и нагреть до 80°С.

2. Объединить ингредиенты фазы В и нагреть до 80°С.

3. Добавить В к А при действии гомогенизатора Ultra Turrax при 14000 об/мин и гомогенизировать в течение 5 мин.

4. Снова довести температуру смеси до 80°С.

5. Диспергировать келтрол в воде фазы С при комнатной температуре.

6. Добавить композицию ПАВ, когда получен гомогенный гель.

7. Нагреть смесь до 80°С.

8. Гомогенизировать гомогенизатором Ultra Turrax в течение 30 сек при 6000 об/мин.

9. Снова нагреть С до 80°С в течение 30 мин.

10. Добавить Tioveil к нагретой С с перемешиванием при 800 об/мин.

11. Добавить АВ к С с перемешиванием при 800 об/мин.

12. Гомогенизировать гомогенизатором Ultra Turrax в течение 1 мин при 10000 об/мин.

13. Позволить охладиться до комнатной температуры при интенсивном перемешивании при 50 об/мин.

14. Добавить гермабен, когда температура становится ниже 40°С.

15. Нейтрализовать до рН 7 (приблизительно) раствором лимонной кислоты.

Пример 5

Увлажняющий крем типа масло-в-воде

Методика

1. Диспергировать келтрол в воде фазы В при комнатной температуре.

2. Добавить другие ингредиенты из В, когда получен гомогенный гель.

3. Нагреть фазу В до 80°С.

4. Гомогенизировать В в гомогенизаторе Ultra Turrax при достижении 80°С в течение 30 сек при 6000 об/мин.

5. Поместить для нагревания в водяную баню в течение 30 мин при 80°С.

6. Нагреть фазу А до 80°С.

7. Медленно добавить А к В при перемешивании при 800 об/мин.

8. Гомогенизировать гомогенизатором Ultra Turrax в течение 1 мин при 10000 об/мин.

9. Позволить охладиться до комнатной температуры при интенсивном перемешивании.

10. Добавить Nipaguard, когда температура становится ниже 40°С.

Пример 6

Безводная эмульсия

Методика

1. Нагреть фазу В до 80°С.

2. Гомогенизировать фазу В при 6000 об/мин в течение 30 сек.

3. Снова нагреть фазу В до 80°С в течение 30 мин.

4. Нагреть фазу А до 80°С.

5. Добавить А к В при перемешивании при 800 об/мин.

6. Гомогенизировать гомогенизатором Ultra Turrax в течение 1 мин при 10000 об/мин.

7. Позволить охладиться до комнатной температуры при перемешивании при 120 об/мин.

8. Добавить гермабен, когда температура становится ниже 40°С.

Пример 7

Cиликон в водной эмульсии

Методика

1. Диспергировать келтрол в воде при комнатной температуре.

2. Добавить остальные ингредиенты фазы В, когда получен гомогенный гель.

3. Нагреть смесь В до 80°С.

4. Гомогенизировать В в течение 30 сек при 6000 об/мин.

5. Поместить снова В для нагревания в водяную баню в течение 30 мин при 80°С.

6. Нагреть фазу А до 80°С.

7. Добавить А к В при перемешивании при 800 об/мин.

8. Гомогенизировать гомогенизатором Ultra Turrax в течение 1 мин при 10000 об/мин.

9. Позволить охладиться до комнатной температуры при перемешивании при 120 об/мин.

10. Добавить Nipaguard, когда температура становится ниже 40°С.

Пример 8

Водно-гелевый солнцезащитный крем типа масло-в-воде

Методика

1. Диспергировать карбопол в воде. По достижении полной диспергируемости добавить Veegum Ultra и диспергировать снова.

2. Добавить остальные ингредиенты фазы С и нагреть до 80°С.

3. По достижении фазой С 80°С гомогенизировать в течение 30 сек и продолжить нагревание при 80°С в течение дополнительных 20 мин.

4. Соединить все ингредиенты фазы А и нагревать при 75-80°С.

5. Добавить фазу В в фазу А с максимальным перемешиванием, поддерживая температуру 75-80°С.

6. Добавить A/В смесь в С с максимальным перемешиванием и гомогенизировать при 10000 об/мин в течение 1 мин.

7. Установить рН до 6,5-7,0 гидроксидом натрия.

8. Продолжить охлаждение до комнатной температуры с перемешиванием.

Полученный непрозрачный крем не показал видимого расслоения после 3 месяцев хранения при 5°С, при температуре окружающей среды (23°С) и при 40°С. Крем не показал видимого расслоения через 1 месяц при 50°С.

Реферат

Изобретение относится к области косметологии и касается композиции ПАВ, содержащей по меньшей мере один сорбитановый эфир и по меньшей мере один эфир сорбита, где среднее число атомов углерода гидрофоба сорбитанового эфира больше аналогичного числа эфира сорбита. Композиция пригодна для применения в стабилизации эмульсий, особенно средств личной гигиены или косметических продуктов. 3 н. и 16 з.п. ф-лы.

Формула