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RESEARCH PRODUCTS CORPORATION, résidant à MADISON, Wisconsin (E.U.A.).
COMPOSITION VISQUEUSE A BASE D'HUILE MINERALE ET PROCEDE POUR SON
OBTENTION.
La présente invention est relative à des perfectionnements aux compositions visqueuses et aux procédés pour leur obtention. Elle concerne, en particulier, les compositions visqueuses contenant des médicaments ou d'autres ingrédients, ainsi qu'une base constituée d'une huile minérale mo- difiée, ces compositions se présentant sous forme d'une pâte ou crème non fluide et plastique ou pouvant présenter une consistance liquide. Le produit convient particulièrement pour un usage topique, par exemple dans des onguents, pommandes, crèmes cosmétiques et analogues, mais il peut aussi convenir à d'autres usages, ainsi qu'il ressortira de la suite du présent mémoire.
On connaît des compositions visqueuses destinées aux usages gé- néraux susmentionnés et contenant, comme base, de la vaseline, de la lano- line, de la cire d'abeilles, etc.. Des difficultés ont été rencontrées lors de la fabrication de telles compositions, étant donné que leur fabrication exige un mélange et un malaxage intensifs, opérations qui prennent du temps, nécessitent un travail important et requièrent une machinerie et une instal- lation encombrantes.
Les compositions en question présentent également l'in- convénient que les médicaments ou autres ingrédients y contenus tendent à s'en séparer avec le temps, tandis que leur viscosité tend à changer avec le temps et à cause de variations de température et que les médicaments et autres ingrédients y contenus ne sont pas toujours aisément libérés, pour être absorbés par la peau ou autre surface sur laquelle les compositions en question sont appliquées.
La présente invention est relative à une composition visqueuse
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améliorée,, présentant l'avantage d'être de fabrication simple et de ne né- cessiter que peu de temps, de travail, de machinerie et d'espace pour sa fa- brication. La composition visqueuse suivant l'invention présente en outre l'avantage de posséder une consistance homogène et uniforme, qui se main- tient pendant une période indéfinie, sans que se produise une séparation substantielle des ingrédients. Au surplus, cette composition subit un chan- gement relativement faible de viscosité en fonction de changements de la température, en sorte que lorsqu'elle est appliquée sous forme d'une crème non fluide sur la peau, elle reste sur celle-ci en conservant sensiblement sa consistance initiale.
Par ailleurs, la composition suivant l'invention ne fond pas aux températures régnant en été, par exemple à 50 C, en sorte que la tendance de ses ingrédients à se séparer, dans ces conditions, est réduite. La base ou le véhicule et les médicaments ou autres ingrédients sont très aisément mélangés l'un à l'autre. Les onguents sont aisément enle- vés de la peau et ne laissent aucun résidu graisseux apparent. Ces onguents sont aisément enlevés des récipients et ustensiles avec lesquels ils sont en contact. Au surplus, les onguents libèrent plus facilement les médica- ments y contenus, lorsqu'ils sont en contact avec une surface absorbante, telle que la peau, en sorte que les médicaments sont utilisés efficacement.
A tous ces égards, la composition suivant l'invention constitue une compo- sition nettement améliorée vis-à-vis des compositions présentement connues.
La composition visqueuse suivant la présente invention contient de l'huile minérale comme base et, conformément à l'invention, on a décou- vert qu'une crème présentant les propriétés améliorées décrites plus haut est obtenue en dissolvant dans une telle huile, à température élevée, un a- gent modificateur, qui y est soluble à ladite température élevée et qui y est sensiblement insoluble à basse température, et en refroidissant rapide- ment la solution de la température élevée en question à ladite basse tempé- rature en question. Par l'expression "basse température", on désigne une température de 50 C ou moins, tandis que par l'expression "température é- levée" on désigne une température supérieure à 50 C et, de préférence, su- périeure à 70 C. L'agent modificateur est un polymère d'éthylène, comme on le décrira en détail plus loin.
Les huiles, qui peuvent être utilisées et qui rentrent dans la portée de l'expression "huile minérale", telle qu'elle est employée dans le présent mémoire et dans les revendications qui le ter- minent, sont les huiles qui sont liquides à une température comprise entre 0 G et 60 G et qui constituent essentiellement des hydrocarbures présents dans les huiles minérales,leurs distillats et leurs dérivés de crackage ou de polymérisation, un exemple de ces derniers dérivés étant le polybutène, qui englobe les polymères du butylène et ses isomères. L'huile minérale peut être de type et de viscosité désirés, c'est-à-dire que sa viscosité peut al- ler de celle d'un liquide fluide à celle d'un liquide présentant une visco- sité telle qu'il ne coule plus à température ordinaire (20 C).
Lorsqu'on utilise une huile minérale ou une composition d'une huile minérale de faible viscosité, le refroidissement rapide de la solution contenant l'agent modificateur a un effet épaississant marqué et des compo- sitions qui, en l'absence d'un refroidissement rapide ou de l'agent modifi- cateur, sont liquides aux températures ambiantes, subissent, lorsqu'on em- ploie la quantité voulue d'agent modificateur, un épaississement tel, par le procédé suivant l'invention, qu'elles se transforment en une crème ou pâ- te non fluide. La crème est thixotropique, homogène et de texture lisse. Au surplus, elle conserve son caractère et sa consistance, sans séparation ou ségrégation de ses constituants ou sans changement de viscosité, pendant de longues périodes et dans des conditions de températures variables.
Comme a- gent modificateur, on peut utiliser les polymères d'éthylène présentant un poids moléculaire moyen de 3500 ou davantage, ce poids moléculaire étant dé- terminé, par le procédé au plastomètre de Williams, décrit dans "Journal of
Industrial and Engineering Chemistry", volume 16, n 4, page 362 (1924).
Des poléthylènes présentant un poids moléculaire moyen variant de 3500 à
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26.000 ont été utilisés avec succès.Des quantités variables de l'agent modificateur peuvent être employées, ainsi qu'on le verra plus loin, mais ordinairement une petite proportion suffit pour produire des¯résultats remarquables, sous la forme d'une viscosité accrue et des autres propriétés avantageuses mentionnées plus haut. Lorsque l'huile minérale présente en ellemême une viscosité élevée, l'effet d'épaississement peut avoir une importance moindre que les autres avantages d'homogénéité, etc...
Pour préparer la composition visqueuse, on dissout une proportion voulue du polyéthylène dans l'huile minérale, à la température élevée requise pour la dissolution. Si on n'emploie pas de substance opacifiante, la solution est claire et transparente. Les médicaments ou autres ingrédients peuvent, si on le désire, être incorporés au mélange à ce moment. Si le mélange résultant n'est pas fluide, sa température est élevée suffisamment pour l'amener à un état fluide, tandis qu'il est agité jusqu'à obtention d'un mélange intime et très uniforme Ce mélange est ensuite refroidi rapidement jusqu'à une température à laquelle le polyéthylène est insoluble dans l'huile minérale, le refroidissement se faisant à une vitesse d'au moins un degré centigrade par minute.
Les médicaments ou autres ingrédients peuvent aussi être incorporés après l'opération de refroidissement au lieu de l'être avant cette opération. Dans le cas où les médicaments ou autres ingrédients sont incorporés après l'opération de refroidissement, ils doivent être répartis uniformément dans le mélange, par malaxage. Le produit obtenu constitue une crème onctueuse de consistance homogène et uniforme. Le refroidissement rapide donne lieu à l'obtention des propriétés améliorées décrites plus haut, notamment, dans la plupart des cas, à une augmentation marquée de la viscosité, lesquelles propriétés ne sont pas obtenues, lorsque la solution est soumise à un refroidissement lent normal, par exemple en laissant refroidir une masse du mélange en question dans une atmosphère à température ambiante.
En ce qui concerne les proportions de polyéthylène que doit contenir l'huile minérale, pour produire un effet de modification de la consistance, elles peuvent varier dans de larges limites, en fonction des divers facteurs, tels que la viscosité de l'huile, le poids moléculaire du polyéthylène, ainsi que le caractère et la quantité des médicaments ou autres ingrédients etc.. Par l'expression "effet de modification de la consistance", on désigne l'effet donnant lieu à l'obtention de l'une quelconque des caractéristiques ou particularités améliorées décrites plus haut. En général, l'effet modificateur d'une proportion donnée de polymère d'éthylène augmente à mesure que croît le poids moléculaire du polymère -et aussi à mesure que croît la viscosité de l'huile.
Des effets de modification substantiels ont été obtenus en employant une quantité de polyéthylène allant d'environ 0,25 % à environ 50 % par rapport au poids global de l'huile minérale et du polyéthylène, la proportion inférieure (0,25 %) étant utile avec une huile de viscosité relativement élevée, notamment d'une viscosité Saybolt univ. de 340 - 350 secondes à 38 C, et avec un polyéthylène présentant un poids moléculaire moyen élevé, par exemple de 18.000 à 20.000. La proportion supérieure (50 %) de polyéthylène est utile, lorsque l'huile est de viscosité relativement faible, par exemple de viscosité Saybolt univo de 75 à 80 secondes à 38 C et lorsque le poléthylène présente un poids moléculaire relativement faible, par exemple de 3700.
La dissolution du polymère d'éthylène dans l'huile se fait en mélangeant l'huile et le polymère à température élevée, soit ordinairement, à une température comprise entre 60 et 130 C.
Lorsque la solution d'huile minérale et d'agent modificateur, sans ingrédients opacifiants, est refroidie lentement dans la gamme de températures voulue, il se produit un trouble, en ce sens que la solution claire devient trouble. Cet effet s'accompagne du changement d'état, qui produit les propriétés améliorées. Les deux phénomènes, trouble et changement d'état, sont en relation l'un avec l'autre et coexistent dans le produit ayant subi
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un refroidissement rapide. La température à laquelle le trouble apparaît va- rie avec le poids moléculaire et la concentration du polymère d'éthylène, comme indiqué dans le tableau suivant.
La viscosité Saybolt de l'huile miné- rale est donnée en secondes univo à 38 C
EMI4.1
<tb> Viscosité <SEP> de <SEP> Poids <SEP> moléculaire <SEP> Pourcent <SEP> : <SEP> Point <SEP> de
<tb> l'huile <SEP> en <SEP> du <SEP> polyéthylène <SEP> . <SEP> en <SEP> poids <SEP> : <SEP> trouble <SEP> en
<tb> sec. <SEP> Saybolt <SEP> : <SEP> de <SEP> poly- <SEP> :
<SEP> C.
<tb> univ. <SEP> éthylène
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 3.700 <SEP> 2 <SEP> 55
<tb>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 3.700 <SEP> 10 <SEP> 76
<tb>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 7.000 <SEP> 2 <SEP> 63
<tb>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 18.000-20.000 <SEP> 2 <SEP> 78
<tb>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 24.000-26.000 <SEP> 2 <SEP> 80
<tb>
<tb> 75 <SEP> - <SEP> 80 <SEP> 18.000-20.000 <SEP> 2 <SEP> 77,5
<tb>
Avec des polyéthylènes ayant des poids moléculaires compris dans des limites étroites, le trouble augmente lors d'un refroidissement de quel- ques degrés. Un mélange de polyéthylènes de poids moléculaires grandement différents peut être employé, auquel cas la gamme de températures dans la- quelle apparaît le trouble peut être très étendue.
Ceci est probablement dû au fait que l'agent modificateur ne reste pas en solution, mais passe en dispersion, le trouble continuant à se former lorsque l'agent modificateur sort de la solution. Pour la simplicité, cette gamme de températures, dans laquelle se forme le trouble, sera désignée, dans la suite du présent mémoi- re, par nI' intervalle de trouble", tandis que le point auquel un trouble substantiel commence sera appelé le point de trouble. L'intervalle de trou- ble est la gamme de températures au-dessus de laquelle le polyéthylène est soluble dans l'huile minérale et en dessous de laquelle le polyéthylène y est insoluble ou sensiblement insoluble.
La solution, avec ou sans les médicaments ou autres ingrédients, est refroidie dans une gamme de températures comprenant l'intervalle de trouble ou au moins une partie substantielle de cet intervalle. La tempéra- ture de la solution est d'abord ajustée, de façon à être supérieure à l'in- tervalle de trouble ou à être comprise dans cet intervalle, après quoi la solution est rapidement refroidie jusqu'à une température inférieure, qui est comprise dans l'intervalle de trouble ou est inférieure à cet intervalle.
Un refroidissement d'environ 10 C produit un effet d'amélioration substan- tiel. Des gammes de températures de refroidissement plus étendues produisent un effet encore plus accentué et sont préférées. La vitesse de refroidisse- ment doit être d'au moins un degré centigrade par minute et des vitesses de 8000 degrés centigrade par minute ont été utilisées et ont produit des effets d'amélioration remarquables. En général, un refroidissement allant de 80 C ou davantage à 50 C ou moins par minute ou moins produisent des résultats satisfaisants. Ceci donne une vitesse de refroidissement d'au moins 30 C par minute. Le refroidissement peut être effectué jusqu'à la température la plus faible désirée.
Dans certaines conditions, une petite quantité d'huile tend à se séparer de l'onguent dans le produit refroidi et cette tendance est réduite au minimum, à tel point qu'il ne se produit sensiblement plus de
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séparation, si le refroidissement rapide est arrêté à une température d'en- viron 35 C à 50 C. Avec du polyéthylène présentant un poids moléculaire moyen de 18.000 - 20.000, la température optimum à laquelle le refroidisse- ment rapide est arrêté est d'environ 45 C à 50 C et avec du polyéthylène présentant un poids moléculaire moyen de 7.000, cette température optimum est d'environ 40 C à 43 C.
Tout mode convenable d'échange de chaleur peut être employé pour le refroidissement.Dans un mode d'exécution, qui a donné des résultats satisfaisants, on fait couler la dispersion chauffée, sous la forme d'une couche mince, sur une surface d'une feuille en une matière con- ductrice de la chaleur, telle qu'un métal tandis que la surface opposée de ladite feuille est refroidie à l'aide d'un liquide de refroidissement, tel que l'eau.
Le caractère de l'onguent ayant subi un refroidissement rapide diffère de celui obtenu par refroidissement lent, notamment en laissant une masse de cet onguent au repos dans une atmosphère froide, par exemple à 20 C.
Cette différence de caractère est mise en évidence par les propriétés de transmission de lumière relatives du produit refroidi rapidement et du pro- duit refroidi lentement. Le tableau suivant montre les. chiffres de transmis- sion relatifs mesurés par le spectrophotomètre Coleman de deux échantillons composés de 95 % d'huile minérale (viscosité Saybolt : 340 - 350 secondes univ. à 38 C) et de 5 % de polyéthylène présentant un poids moléculaire moyen de 18. 000 - 20.000, des ingrédients autres que l'huile et le polyéthy- lène étant omis, afin d'éviter tous facteurs pouvant éventuellement affec- ter la transmission. Voici les résultats des mesures effectuées au spectro- photomètre.
EMI5.1
<tb>
Longueur <SEP> d'onde <SEP> de <SEP> la <SEP> Pourcentage <SEP> de <SEP> transmission
<tb>
<tb>
<tb> lumière <SEP> en <SEP> millimierons <SEP> :-----------------------------------
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> Produit <SEP> refroi- <SEP> : <SEP> Produit <SEP> refroi-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> : <SEP> di <SEP> lentement <SEP> di <SEP> rapidement.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
375 <SEP> 80,5 <SEP> 99
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 400 <SEP> 80,0 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 450 <SEP> 83,5 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 500 <SEP> 85,5 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 550 <SEP> 87,5 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 600 <SEP> 89,0 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 650 <SEP> 90,0 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 700 <SEP> 91,0 <SEP> 100
<tb>
Les ingrédients, qui peuvent être incorporés à la base formée par l'huile minérale et le polyéthylène, peuvent être des médicaments ou d'autres produits désirés. Ces ingrédients peuvent être liquidas et être con- stitués par une huile médicinale, telle que le salicylate de méthyle, ou peuvent aussi être solides.
Ces ingrédients peuvent être solubles ou insolu- bles dans la base formée par l'huile minérale et le polyéthylène. Plusieurs exemples sont donnés ci-après, qui illustrent la fabrication de compositions de crème destinées à divers usages. Dans chaque cas, la viscosité Saybolt de l'huile minérale est donnée en secondes univ. à 38 C et le poids molécu-
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laire du polyéthylène est donné. Ces exemples ne sont qu'illustratifs et des huiles minérales de viscosité différente, ainsi que des polymères d'éthylène de poids moléculaire moyen différent peuvent être utilisés.
EXEMPLE 1 Parties en poids
EMI6.1
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> blanche <SEP> (viscosité <SEP> : <SEP>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> sec). <SEP> 45
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M: <SEP> 18.000 <SEP> - <SEP>
<tb> 20.000 <SEP> 5
<tb>
<tb> Salicylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> 50
<tb>
Le polyéthylène est dissous dans la moitié de l'huile minéra- le à 130 C et la partie restante de l'huile est alors ajoutée. La solution est portée à 90 C et le salicylate de méthyle, qui constitue une huile mé- dicinale, est ajouté. Etant donné que cette huile médicinale est soluble dans l'huile minérale, elle forme, en agitant, une solution claire et flui- de.
Le liquide est refroidi rapidement à partir de la température de 90 C, en le faisant couler, sous forme d'une.couche mince, sur la sur- face extérieure d'un cylindre métallique creux, dont la surface intérieure est en contact avec de l'eau relativement froide, par exemple à une tempéra- ture de 15 C environ. Le mélange s'étale sous forme d'une couche mince sur la surface extérieure du cylindre et se refroidit brusquement. Dans le mode opératoire décrit ici, on a observé que le refroidissement s'opère en l'es- pace de 0,1 minute. La composition s'épaissit, de manière à former une crème onctueuse et non fluide, qui est détachée du cylindre. La vitesse d'écoule- ment sur le cylindre et les autres conditions d'échange thermique sont ajus- tées de façon que le refroidissement soit arrêté, lorsque la composition a atteint une température de 45 à 50 C.
La concentration du polyéthylène dans l'huile minérale reste sensiblement inchangée dans la composition, pendant le refroidissement. La composition présente une viscosité d'environ 2610 poises à 20 C, lorsqu'on la mesure par le viscosimètre de Brookfield tour- nant à une vitesse d'un tour par minute. La composition présente une con- sistance uniforme et homogène et est stable, en ce sens qu'elle conserve sa consistance pendant une longue période.
Par le terme "stable", on entend que, lorsqu'une certaine quantité de la composition est placée dans un ré- cipient d'une capacité de 2 onces et présentant un diamètre intérieur de 1 7/8 pouce et lorsque la surface de la masse de composition placée dans le- dit récipient est refoulée, de manière à former un cone circulaire droit ren- versé, dont la base est sensiblement de même étendue que la section diamé- trale du récipient et dont la génératrice forme un angle de 45 avec la ba- se, il ne se sépare pas plus de 0,5 gr d'huile de l'onguent, après 18 heures de repos à 50 C.
Lorsqu'elle est admise à se refroidir de 90 C à 20 C par le procédé ordinaire de refroidissement, c'est-à-dire en la laissant au re- pos dans une atmosphère où règne cette température, la composition a une vis- cosité d'environ 2320 poises, mesurée par le procédé spécifié plus haut, et bien qu'elle présente une consistance homogène immédiatement après refroidis- sement, elle ne conserve pas cette homogénéité, une partie de l'huile se sé- parant, en effet, sous forme d'un liquide clair à la partie supérieure de la compsosition. Par ailleurs, le produit obtenu par refroidissement rapide a une valeur de consistance de 318, mesurée par l'essai au pénétromètre à cône (A.S.T.M. spécification D 217 - 38T (1939) ),
tandis que le produit obtenu par refroidissement lent a une consistance de plus de 380 mesurée par cet essai.
La composition de crème du présent exemple est thixotropique et constitue une excellente pommade à usage topique pour soulager les douleurs
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musculaires. La consistance de la crème se maintient pendant une longue période et reste sensiblement constante au contact de la peau. Par ailleurs, cette crème a peu tendance à s'étendre à des zones se trouvant en dehors de la zone d'application. Au surplus, le salicylate de méthyle reste à l'état voulu pour être absorbé par la peau.
EXEMPLE 2
EMI7.1
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Polybutène <SEP> (P.M.: <SEP> 370; <SEP> vise.:
<tb> 335 <SEP> sec.) <SEP> 45
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P. <SEP> M.: <SEP> 18. <SEP> 000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Salicylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> 50
<tb>
Le procédé est similaire à celui décrit dans l'exemple 1 et le produit final est également similaire. Le polybutène remplace l'huile minérale de l'exemple 1 et est équivalent à cette huile.
EXEMPLE 3
EMI7.2
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (vise.: <SEP> 75-80 <SEP> sec. <SEP> ) <SEP> 89
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M.:18.000-20.000) <SEP> 1
<tb>
<tb> Salicylate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> 10
<tb>
Le procédé est similaire à celui de l'exemple 1. Le produit obtenu constitue un onguent de friction fluide et homogène, servant à soulager les douleurs musculaires.
EXEMPLE 4
EMI7.3
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (vise.:340-350 <SEP> sec.) <SEP> 45
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> grain <SEP> 50
<tb>
Le procédé est similaire à celui décrit dans l'exemple 1. Les ingrédients sont intimement mélangés et chauffés à une température d'environ 90 C, après quoi le mélange est refroidi rapidement. On obtient ainsi une crème non fluide, convenant comme agent de conditionnement de la peau et comme base pour produits cosmétiques et pour lotions.
Des onguents et des crèmes peuvent être préparés par un procédé similaire à celui de l'exemple 4, en employant des huiles autres que l'huile de grain, notamment de l'huile d'olive, de l'huile de graines de coton, de l'huile d'amande, de l'huile de pied de boeuf, du talloil ou de l'huile de cade.Les proportions des ingrédients sont ajustées pour obtenir la quantité désirée de médicaments de la consistance voulue dans la composition finale.
<Desc/Clms Page number 8>
EXEMPLE 5
EMI8.1
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (vise. <SEP> 340-350 <SEP> sec.) <SEP> 75
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Gomme <SEP> camphre <SEP> 20
<tb>
Dans cet exemple, le médicament est incorporé, après l'opération de refroidissement rapide.Le polyéthylène est d'abord dissous dans l'huile minérale et la solution est ensuite refroidie rapidement, d'une manière similaire à celle décrite dans l'exemple 1. Le produit refroidi constitue une crème onctueuse, dont la consistance est similaire à celle du produit de l'exemple 1. La gomme camphre est divisée en petits morceaux et malaxée dans la base de la crème, jusqu'à dissolution du camphre,
Le camphre peut aussi être ajouté au mélange chaud, avant le refroidissement rapide.
On obtient ainsi une crème possédant sensiblement les mêmes caractéristiques que celles décrites dans l'exemple 1. Cette crème convient comme onguent pour soigner les refroidissements, les irritations cutanées causées par le vent, les rayons solaires, etc..
EXEMPLE 6
EMI8.2
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (vise. <SEP> 75-80 <SEP> sec.) <SEP> 86,5
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 6,5
<tb>
<tb> Iode <SEP> en <SEP> poudre <SEP> 7
<tb>
Le procédé est sensiblement le même que celui décrit dans l'exemple 5, sauf que l'on remplace le camphre par de l'iode. L'iode se dissout dans la base visqueuse formée par l'huile minérale et par le polyéthylène. L'onguent obtenu présente les caractéristiques de celui décrit dans l'exemple 1 et convient à des usages thérapeutiques.
EXEMPLE 7
EMI8.3
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (vise. <SEP> 335-350 <SEP> sec.) <SEP> 68,5
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M.7.000) <SEP> 6,5
<tb>
<tb> Cristaux <SEP> de <SEP> menthol <SEP> 25
<tb>
Les cristaux de menthol sont solubles dans la base visqueuse de l'onguent et le procédé est similaire à celui décrit dans l'exemple 5. Un mélange de menthol et de camphre peut être aussi utilisé dans une composition de ce type.
EXEMPLE 8
EMI8.4
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (vise.: <SEP> 340-350 <SEP> sec.) <SEP> 91
<tb>
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Glycérine <SEP> 2
<tb>
<tb> Phénol <SEP> 2
<tb>
Le phénol et la glycérine sont mélangés et le mélange est chauf- fé pour faciliter la dissolution du phénol dans la glycérine. Par ailleurs, le procédé est similaire à celui de l'exemple 5, c'est-à-dire que la base d'huile minérale et de polyéthylène est épaissie par refroidissement rapide, la solution de phénol dans la glycérine étant mélangée à la base. On obtient ainsi un onguent phénolique non fluide présentant des propriétés supérieures.
Pour illustrer les propriétés supérieures de libération du phé- nol par l'onguent, on l'a comparé à un onguent de viscosité similaire con- tenant 2 % en poids de phénol, 2 % de glycérine et 96 % de vaseline blanche.
Un petit échantillon de chaque onguent a été placé dans une boîte de Petri stérile et de la gélose nutritive inoculée à l'aide de bacillus staphylo- coccus a été versée autour de l'onguent dans la boîte de Petri. L'efficaci- té de la libération du phénol est proportionnelle à l'étendue de la zone d'inhibition de la croissance des bactéries. Après 6 jours, l'étendue des zones d'inhibiton était la suivante : pour l'onguent de l'exemple 7,7,30 mm ; pour l'onguent à base de vaseline blanche et de phénol : 17 mm.
EXEMPLE 9
EMI9.2
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (vise.:340-350 <SEP> sec. <SEP> ) <SEP> 85
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M.:18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> moutarde <SEP> (synthétique) <SEP> 10
<tb>
Le procédé est similaire à celui de l'exemple 5 c'est-à-dire que l'huile de moutarde est mélangée intimement, à température ordinaire, à la base, formée d'huile minérale et de polyéthylène et amenée à un état non fluide, par refroidissement rapide. Le même procédé peut également être utilisé pour préparer une composition d'huile de ricin ou d'huile pour rouge turc (huile de ricin sulfonée) comme ingrédient actif, au lieu d'huile de moutarde.
La composition à base d'huile de ricin peut être employée comme laxatif, comme lubrifiant pour machine et comme produit de traitement de cuir. Quant à la composition à base d'huile pour rouge turc, elle peut être employée comme lubrifiant textile et comme lubrifiant pour opérations de découpage à la machine.
EXEMPLE 10
EMI9.3
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (vise.: <SEP> 340-350 <SEP> sec.) <SEP> 75
<tb>
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M.:18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> en <SEP> poudre <SEP> 20
<tb>
Le procédé est généralement similaire à celui de l'exemple 5, c'est-à-dire qu'on prépare, de préférence, d'abord la base non fluide au départ d'huile minérale et de polyéthylène, après quoi on mélange intime- ment l'oxyde de zinc à la base, en dispersant, de préférence, cet oxyde de zinc à l'aide d'un broyeur à colloïdes ou à pigments. Dans cette composi-
<Desc/Clms Page number 10>
tion, les particules solides d'oxyde de zinc sont supportées physiquement à l'état dispersé dans l'onguent.
Ce dernier convient pour être utilisé comme onguent, à usage externe, pour la cicatrisation et la stérilisation de plaies. Des compositions peuvent être obtenues, par des procédés similaires, en employant de la fleur de soufre, de l'acide borique en poudre ou du mercure ammonié, au lieu d'oxyde de zinc. On peut également préparer une composition en employant du gel de silice en poudre, de manière à obtenir un onguent possédant la propriété d'absorber l'humidité. On peut utiliser de nombreuses autres substances et les proportions des divers ingrédients doivent être ajustées pour que la composition présente la consistance voulue et contienne la quantité désirée de médicament.
EXEMPLE 11
EMI10.1
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (Visc.:340-350 <SEP> sec. <SEP> ) <SEP> 52
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 2,8
<tb>
<tb>
<tb> Acide <SEP> tannique <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb> Glycérine <SEP> 25
<tb>
<tb>
<tb> Sulfite <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 0,2
<tb>
La base épaissie formée d'huile minérale et de polyéthylène est préparée de la manière décrite dans l'exemple 5. L'acide tannique, la glycérine et le sulfite de sodium sont mélangés intimement, de manière à former une pâte, qui est mélangée intimement à la base épaissie (par refroidissement rapide). On obtient ainsi une crème à usage externe convenant pour être appliquée sur des brûlures, etc...
EXEMPLE 12
EMI10.2
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (Vise.:340-350 <SEP> sec.) <SEP> 80
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethanol <SEP> 2,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Eau <SEP> 2,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Poudre <SEP> de <SEP> Belladone <SEP> 10
<tb>
L'éthanol est dissous dans l'eau et la belladone est triturée dans la solution eau-éthanol. La pâte résultante est intimement mélangée à la base non fluide formée par l'huile minérale et le polyéthylène. On obtient ainsi une crème pour onguent.
EXEMPLE 13
EMI10.3
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (visc. <SEP> 340-350 <SEP> sec. <SEP> ) <SEP> 44
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 2,5
<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> pied <SEP> de <SEP> boeuf <SEP> 46
<tb>
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
<tb> Paraffine <SEP> 2,5
<tb>
<tb> Stéarate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 5
<tb>
Le polyéthylène est dispersé dans l'huile minérale et les ingrédients restants sont alors ajoutés, après quoi le mélange est agité et chauffé pour fondre la paraffine et dissoudre le stéarate de calcium et le polyéthylène, en sorte qu'on obtient un liquide clair. La température de ce liquide est amenée alors à 90 C environ après quoi on opère un refroidissement rapide, comme décrit dans l'exemple 1.
On obtient ainsi une pâte lisse constituant un excellent agent de traitement du cuir.
EXEMPLE 14
EMI11.2
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> (vise.: <SEP> 340-350 <SEP> sec. <SEP> ) <SEP> 93
<tb>
<tb> Polyéthylène <SEP> (P. <SEP> M. <SEP> 18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Pénicilline <SEP> en <SEP> poudre <SEP> 2
<tb>
La pâte à base d'huile minérale et de polyéthylène est formée par refroidissement rapide comme dans l'exemple 5, la pénicilline étant subséquemment incorporée à la pâte en agitant vigoureusement.
En plus des exemples donnés plus haut de compositions contenant un seul ingrédient médicinal, plusieurs ingrédients ou mélanges d'ingrédients peuvent être incorporés dans la même composition.
Les exemples, en nombre relativement grand, donnés ci-dessus ne sont pas exhaustifs des compositions pouvant être préparées, mais sont don- nés dans le but d'illustrer les diverses manières, dont les médicaments et autres ingrédients peuvent être incorporés à la base huile-polyéthylène, de manière à former une crème de texture lisse présentant la consistance voulue.
Bien d'autres compositions peuvent être préparées et l'invention englobe les compositions auxquelles sont incorporés des médicaments ou d'autres ingré- dients, qui sont dissous dans l'huile ou mis en suspension sous la forme de particules solides. Les exemples illustrent aussi les variations relative- ment grandes, qui peuvent être apportées aux proportions de l'huile, du po- lyéthylène et de la base huile-polyéthylène, par rapport aux autres ingré- dients. Dans chaque cas, la base huile-polyéthylène est d'importance majeu- re pour produire la consistance uniforme, la stabilité, notamment la résis- tance à la ségrégation, la viscosité uniforme dans une large gamme de tempé- ratures et l'aptitude à libérer les ingrédients y contenus, afin de les ren- dre utilisables.
Les proportions de la base huile-polyéthylène dans la crème fi- nale ne sont pas critiques et peuvent varier dans une gamme plus étendue que celle indiquée dans les exemples. Ainsi, la crème peut ne contenir que 1% ou 2% (ou même moins) de médicament ou autre agent actif, selon son ac- tivité, le restant pouvant être formé par la base huile-polyéthylène.
Alors que la viscosité de la composition suivant la présente in- vention a été augmentée par le refroidissement rapide, cette viscosité est réduite en élevant la température de cette composition à partir d'une tempé- rature initiale inférieure à l'intervalle de trouble, par exemple à partir de 20 C, jusqu'à une température comprise dans ledit intervalle ou supérieu- re à celui-ci, puis en refroidissant lentement la composition jusqu'à la température initiale, par exemple en laissant la composition au repos dans une atmosphère à la température initiale.
<Desc / Clms Page number 1>
RESEARCH PRODUCTS CORPORATION, residing in MADISON, Wisconsin (E.U.A.).
VISCOUS COMPOSITION BASED ON MINERAL OIL AND PROCESS FOR ITS
OBTAINING.
The present invention relates to improvements to viscous compositions and to the processes for obtaining them. It relates, in particular, to viscous compositions containing medicaments or other ingredients, as well as a base consisting of a modified mineral oil, these compositions being in the form of a non-fluid and plastic paste or cream or which may have a liquid consistency. The product is particularly suitable for topical use, for example in ointments, ointments, cosmetic creams and the like, but it can also be suitable for other uses, as will emerge from the remainder of this specification.
Viscous compositions are known intended for the general uses mentioned above and containing, as a base, petroleum jelly, lano- line, beeswax, etc. Difficulties have been encountered in the manufacture of such compositions. , since their manufacture requires intensive mixing and kneading, operations which are time consuming, labor intensive and require cumbersome machinery and installation.
The compositions in question also have the disadvantage that the drugs or other ingredients contained therein tend to separate out over time, while their viscosity tends to change with time and due to temperature variations and the drugs. and other ingredients contained therein are not always readily released, to be absorbed by the skin or other surface to which the compositions in question are applied.
The present invention relates to a viscous composition
<Desc / Clms Page number 2>
improved, having the advantage of being simple to manufacture and requiring little time, labor, machinery and space for its manufacture. The viscous composition according to the invention also has the advantage of having a homogeneous and uniform consistency, which is maintained for an indefinite period, without taking place a substantial separation of the ingredients. In addition, this composition undergoes a relatively small change in viscosity as a function of changes in temperature, so that when it is applied as a non-fluid cream to the skin, it remains on the latter while retaining. substantially its initial consistency.
Furthermore, the composition according to the invention does not melt at the temperatures prevailing in summer, for example at 50 ° C., so that the tendency of its ingredients to separate, under these conditions, is reduced. The base or the vehicle and the drugs or other ingredients are very easily mixed with each other. The ointments are easily removed from the skin and leave no visible greasy residue. These ointments are easily removed from the containers and utensils with which they come in contact. Furthermore, the ointments more easily release the medicaments contained therein, when in contact with an absorbent surface, such as the skin, so that the medicaments are used effectively.
In all these respects, the composition according to the invention constitutes a composition markedly improved over the presently known compositions.
The viscous composition according to the present invention contains mineral oil as a base and, in accordance with the invention, it has been found that a cream exhibiting the improved properties described above is obtained by dissolving in such an oil at temperature. high temperature modifying agent, which is soluble therein at said elevated temperature and which is substantially insoluble therein at low temperature, and rapidly cooling the solution from the high temperature in question to said low temperature in question. By the expression "low temperature" is meant a temperature of 50 ° C. or less, while by the expression "high temperature" is meant a temperature above 50 ° C. and, preferably, above 70 ° C. The modifying agent is an ethylene polymer, as will be described in detail later.
Oils which may be used and which fall within the scope of the term "mineral oil" as used herein and in the claims which terminate it, are oils which are liquid at some point. temperature between 0 G and 60 G and which essentially constitute hydrocarbons present in mineral oils, their distillates and their cracking or polymerization derivatives, an example of the latter derivatives being polybutene, which includes polymers of butylene and its isomers . Mineral oil can be of the desired type and viscosity, i.e. its viscosity can range from that of a fluid liquid to that of a liquid having such viscosity that it does not. flows more at ordinary temperature (20 C).
When using a mineral oil or a composition of a mineral oil of low viscosity, rapid cooling of the solution containing the modifying agent has a marked thickening effect and compositions which in the absence of cooling. or of the modifying agent, are liquid at ambient temperatures, undergo, when the desired amount of modifying agent is used, such thickening, by the process according to the invention, that they are converted into a non-fluid cream or paste. The cream is thixotropic, homogeneous and smooth in texture. In addition, it retains its character and consistency, without separation or segregation of its constituents or without change in viscosity, for long periods and under variable temperature conditions.
As the modifier, ethylene polymers having an average molecular weight of 3500 or more can be used, this molecular weight being determined by the Williams plastometer method, described in "Journal of
Industrial and Engineering Chemistry ", Vol. 16, No. 4, page 362 (1924).
Polethylenes with an average molecular weight ranging from 3500 to
<Desc / Clms Page number 3>
26,000 have been used successfully. Varying amounts of the modifying agent may be employed, as will be seen later, but ordinarily a small proportion is sufficient to produce remarkable results, in the form of increased viscosity and other advantageous properties mentioned above. When the mineral oil itself has a high viscosity, the thickening effect may be less important than the other advantages of homogeneity, etc.
To prepare the viscous composition, a desired proportion of the polyethylene is dissolved in mineral oil at the elevated temperature required for dissolution. If no opacifying substance is used, the solution is clear and transparent. Drugs or other ingredients can, if desired, be incorporated into the mixture at this time. If the resulting mixture is not fluid, its temperature is raised enough to bring it to a fluid state, while it is stirred until an intimate and very uniform mixture is obtained.This mixture is then rapidly cooled to at a temperature at which polyethylene is insoluble in mineral oil, cooling being at a rate of at least one degree centigrade per minute.
Medicines or other ingredients can also be incorporated after the cooling operation instead of before this operation. In case the drugs or other ingredients are incorporated after the cooling operation, they should be evenly distributed in the mixture, by kneading. The product obtained constitutes a smooth cream of homogeneous and uniform consistency. The rapid cooling gives rise to the achievement of the improved properties described above, in particular, in most cases, a marked increase in viscosity, which properties are not obtained, when the solution is subjected to normal slow cooling, for example by allowing a mass of the mixture in question to cool in an atmosphere at room temperature.
As to the proportions of polyethylene that the mineral oil must contain, to produce a consistency changing effect, they can vary within wide limits, depending on various factors, such as the viscosity of the oil, the molecular weight of polyethylene, as well as the character and quantity of drugs or other ingredients, etc. By the expression "effect of modifying the consistency" is meant the effect giving rise to obtaining any one of the following. improved features or features described above. In general, the modifying effect of a given proportion of ethylene polymer increases as the molecular weight of the polymer increases - and also as the viscosity of the oil increases.
Substantial modifying effects were obtained by employing an amount of polyethylene ranging from about 0.25% to about 50% based on the overall weight of mineral oil and polyethylene, the lower proportion (0.25%) being useful with relatively high viscosity oil, especially Saybolt univ viscosity. from 340 - 350 seconds at 38 C, and with a polyethylene having a high average molecular weight, for example 18,000 to 20,000. The higher proportion (50%) of polyethylene is useful, when the oil is of relatively low viscosity, for example of Saybolt univo viscosity of 75 to 80 seconds at 38 C and when the polyethylene has a relatively low molecular weight, for example of 3700.
Dissolution of the ethylene polymer in the oil is accomplished by mixing the oil and the polymer at an elevated temperature, that is, usually at a temperature between 60 and 130 C.
When the mineral oil and modifier solution, without opacifying ingredients, is cooled slowly to the desired temperature range, cloudiness occurs, in that the clear solution becomes cloudy. This effect is accompanied by the change of state, which produces the improved properties. The two phenomena, cloudiness and change of state, are related to each other and coexist in the product having undergone
<Desc / Clms Page number 4>
rapid cooling. The temperature at which cloudiness occurs will vary with the molecular weight and the concentration of the ethylene polymer, as shown in the following table.
The Saybolt viscosity of mineral oil is given in univo seconds at 38 C
EMI4.1
<tb> Viscosity <SEP> of <SEP> Molecular <SEP> weight <SEP> Percent <SEP>: <SEP> Point <SEP> of
<tb> the <SEP> oil in <SEP> of the <SEP> polyethylene <SEP>. <SEP> in <SEP> weight <SEP>: <SEP> trouble <SEP> in
<tb> sec. <SEP> Saybolt <SEP>: <SEP> of <SEP> poly- <SEP>:
<SEP> C.
<tb> univ. <SEP> ethylene
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 3.700 <SEP> 2 <SEP> 55
<tb>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 3.700 <SEP> 10 <SEP> 76
<tb>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 7.000 <SEP> 2 <SEP> 63
<tb>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 18,000-20,000 <SEP> 2 <SEP> 78
<tb>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> 24.000-26.000 <SEP> 2 <SEP> 80
<tb>
<tb> 75 <SEP> - <SEP> 80 <SEP> 18,000-20,000 <SEP> 2 <SEP> 77.5
<tb>
With polyethylenes having molecular weights within narrow limits, haze increases upon cooling to a few degrees. A mixture of polyethylenes of widely different molecular weights can be employed, in which case the temperature range over which haze occurs can be very wide.
This is probably due to the fact that the modifying agent does not stay in solution, but becomes dispersed, with haze continuing to form as the modifying agent exits solution. For simplicity, this range of temperatures in which haze forms will be referred to herein as the "haze interval", while the point at which substantial haze begins will be referred to as the cloud point. The cloudiness range is the range of temperatures above which polyethylene is soluble in mineral oil and below which polyethylene is insoluble or substantially insoluble therein.
The solution, with or without the drugs or other ingredients, is cooled to a temperature range including the range of cloudiness or at least a substantial part of that range. The temperature of the solution is first adjusted so as to be greater than or within the range of cloudiness, after which the solution is rapidly cooled to a lower temperature, which is. within or below the range of cloudiness.
Cooling to about 10 ° C produces a substantial improving effect. Wider cooling temperature ranges produce an even greater effect and are preferred. The cooling rate should be at least one degree centigrade per minute and rates of 8,000 degrees centigrade per minute have been used and have produced remarkable improving effects. In general, cooling from 80 C or more to 50 C or less per minute or less produces satisfactory results. This gives a cooling rate of at least 30 ° C per minute. Cooling can be carried out to the lowest desired temperature.
Under certain conditions, a small amount of oil tends to separate from the ointment in the cooled product and this tendency is minimized, so that noticeably no longer occurs.
<Desc / Clms Page number 5>
separation, if the rapid cooling is stopped at a temperature of about 35 C to 50 C. With polyethylene having an average molecular weight of 18,000 - 20,000, the optimum temperature at which the rapid cooling is stopped is about 45 C to 50 C and with polyethylene having an average molecular weight of 7,000, this optimum temperature is about 40 C to 43 C.
Any suitable mode of heat exchange can be employed for cooling. In one embodiment, which has given satisfactory results, the heated dispersion is cast, in the form of a thin film, onto a surface of a sheet of a heat conducting material, such as a metal, while the opposite surface of said sheet is cooled with a cooling liquid, such as water.
The character of the ointment which has undergone rapid cooling differs from that obtained by slow cooling, in particular by leaving a mass of this ointment at rest in a cold atmosphere, for example at 20 C.
This difference in character is evidenced by the relative light transmitting properties of the rapidly cooled product and the slowly cooled product. The following table shows them. Relative transmission figures measured by Coleman spectrophotometer of two samples composed of 95% mineral oil (Saybolt viscosity: 340 - 350 seconds univ. at 38 C) and 5% polyethylene with an average molecular weight of 18. 000 - 20,000, ingredients other than oil and polyethylene being omitted, in order to avoid any factors which could possibly affect the transmission. Here are the results of the measurements made with the spectrophotometer.
EMI5.1
<tb>
Wavelength <SEP> <SEP> of <SEP> the <SEP> Percentage <SEP> of <SEP> transmission
<tb>
<tb>
<tb> light <SEP> in <SEP> millimierons <SEP>: ---------------------------------- -
<tb>
<tb>
<tb>: <SEP> Product <SEP> cooled <SEP>: <SEP> Product <SEP> cooled
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>: <SEP> di <SEP> slowly <SEP> di <SEP> quickly.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
375 <SEP> 80.5 <SEP> 99
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 400 <SEP> 80.0 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 450 <SEP> 83.5 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 500 <SEP> 85.5 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 550 <SEP> 87.5 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 600 <SEP> 89.0 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 650 <SEP> 90.0 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 700 <SEP> 91.0 <SEP> 100
<tb>
The ingredients, which can be incorporated into the base formed by the mineral oil and the polyethylene, can be drugs or other desired products. These ingredients can be liquid and consist of a medicinal oil, such as methyl salicylate, or can also be solid.
These ingredients can be soluble or insoluble in the base formed by mineral oil and polyethylene. Several examples are given below, which illustrate the manufacture of cream compositions intended for various uses. In each case, the Saybolt viscosity of the mineral oil is given in univ seconds. at 38 C and the molecular weight
<Desc / Clms Page number 6>
polyethylene wax is given. These examples are only illustrative and mineral oils of different viscosity, as well as polymers of ethylene of different average molecular weight can be used.
EXAMPLE 1 Parts by weight
EMI6.1
<tb> White <SEP> mineral <SEP> oil <SEP> (viscosity <SEP>: <SEP>
<tb> 340 <SEP> - <SEP> 350 <SEP> sec). <SEP> 45
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M: <SEP> 18.000 <SEP> - <SEP>
<tb> 20,000 <SEP> 5
<tb>
<tb> Salicylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> 50
<tb>
The polyethylene is dissolved in half of the mineral oil at 130 C and the remaining part of the oil is then added. The solution is brought to 90 ° C. and methyl salicylate, which constitutes a medicinal oil, is added. Since this medicinal oil is soluble in mineral oil, on stirring it forms a clear and fluid solution.
The liquid is cooled rapidly from the temperature of 90 ° C., by making it flow, in the form of a thin layer, over the outer surface of a hollow metal cylinder, the inner surface of which is in contact with de. relatively cold water, for example at a temperature of about 15 ° C. The mixture spreads out as a thin layer on the outer surface of the cylinder and suddenly cools. In the procedure described here, it has been observed that the cooling takes place within 0.1 minutes. The composition thickens, so as to form a smooth and non-fluid cream, which is detached from the cylinder. The flow rate over the cylinder and other heat exchange conditions are adjusted so that the cooling is stopped, when the composition has reached a temperature of 45 to 50 C.
The concentration of polyethylene in mineral oil remains substantially unchanged in the composition during cooling. The composition exhibits a viscosity of about 2610 poises at 20 ° C., when measured by a Brookfield viscometer rotating at a speed of one revolution per minute. The composition has a uniform and homogeneous consistency and is stable in that it retains its consistency for a long time.
By the term "stable" it is meant that when a certain amount of the composition is placed in a container having a capacity of 2 ounces and having an inside diameter of 1 7/8 inch and when the surface of the mass of composition placed in said container is pushed back, so as to form an inverted right circular cone, the base of which is substantially the same extent as the diameter of the container and the generatrix of which forms an angle of 45 with at the base, no more than 0.5 g of oil is separated from the ointment, after standing for 18 hours at 50 C.
When allowed to cool from 90 C to 20 C by the ordinary cooling process, that is to say by leaving it to stand in an atmosphere where this temperature prevails, the composition has a viscosity. of about 2320 poises, measured by the method specified above, and although it has a homogeneous consistency immediately after cooling, it does not retain this homogeneity, as part of the oil separates, in fact, as a clear liquid at the top of the composition. Furthermore, the product obtained by rapid cooling has a consistency value of 318, measured by the cone penetrometer test (A.S.T.M. specification D 217 - 38T (1939)),
while the product obtained by slow cooling has a consistency of more than 380 measured by this test.
The cream composition of the present example is thixotropic and makes an excellent ointment for topical use for relieving pain.
<Desc / Clms Page number 7>
muscle. The consistency of the cream is maintained for a long time and remains substantially constant in contact with the skin. Furthermore, this cream has little tendency to spread to areas located outside the application area. In addition, the methyl salicylate remains in the desired state to be absorbed through the skin.
EXAMPLE 2
EMI7.1
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Polybutene <SEP> (P.M .: <SEP> 370; <SEP> aim .:
<tb> 335 <SEP> sec.) <SEP> 45
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P. <SEP> M .: <SEP> 18. <SEP> 000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Salicylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> 50
<tb>
The process is similar to that described in Example 1 and the end product is also similar. Polybutene replaces the mineral oil of Example 1 and is equivalent to this oil.
EXAMPLE 3
EMI7.2
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> <SEP> mineral oil <SEP> (aim .: <SEP> 75-80 <SEP> sec. <SEP>) <SEP> 89
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M.:18.000-20.000) <SEP> 1
<tb>
<tb> Salicylate <SEP> of <SEP> methyl <SEP> 10
<tb>
The process is similar to that of Example 1. The product obtained constitutes a fluid and homogeneous friction ointment, serving to relieve muscle pain.
EXAMPLE 4
EMI7.3
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Mineral <SEP> oil <SEP> (aim.:340-350 <SEP> sec.) <SEP> 45
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Oil <SEP> of <SEP> grain <SEP> 50
<tb>
The process is similar to that described in Example 1. The ingredients are thoroughly mixed and heated to a temperature of about 90 C, after which the mixture is cooled rapidly. A non-fluid cream is thus obtained, suitable as an agent for conditioning the skin and as a base for cosmetic products and for lotions.
Ointments and creams can be prepared by a process similar to that of Example 4, using oils other than grain oil, especially olive oil, cottonseed oil, almond oil, beef foot oil, tall oil or cade oil. The proportions of the ingredients are adjusted to obtain the desired amount of drugs of the desired consistency in the final composition.
<Desc / Clms Page number 8>
EXAMPLE 5
EMI8.1
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> <SEP> mineral oil <SEP> (vis. <SEP> 340-350 <SEP> sec.) <SEP> 75
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Eraser <SEP> camphor <SEP> 20
<tb>
In this example, the drug is incorporated, after the rapid cooling operation, the polyethylene is first dissolved in mineral oil and the solution is then cooled rapidly, in a manner similar to that described in Example 1 The cooled product constitutes a smooth cream, the consistency of which is similar to that of the product of Example 1. The camphor gum is divided into small pieces and kneaded in the base of the cream, until the camphor is dissolved,
Camphor can also be added to the hot mixture, before rapid cooling.
A cream is thus obtained having substantially the same characteristics as those described in Example 1. This cream is suitable as an ointment for treating colds, skin irritations caused by wind, sunlight, etc.
EXAMPLE 6
EMI8.2
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Mineral <SEP> oil <SEP> (vis. <SEP> 75-80 <SEP> sec.) <SEP> 86.5
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 6.5
<tb>
<tb> Iodine <SEP> in <SEP> powder <SEP> 7
<tb>
The process is substantially the same as that described in Example 5, except that the camphor is replaced by iodine. Iodine dissolves in the viscous base formed by mineral oil and polyethylene. The ointment obtained has the characteristics of that described in Example 1 and is suitable for therapeutic uses.
EXAMPLE 7
EMI8.3
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> <SEP> mineral oil <SEP> (vis. <SEP> 335-350 <SEP> sec.) <SEP> 68.5
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M.7.000) <SEP> 6.5
<tb>
<tb> Crystals <SEP> of <SEP> menthol <SEP> 25
<tb>
The menthol crystals are soluble in the viscous base of the ointment and the process is similar to that described in Example 5. A mixture of menthol and camphor can also be used in such a composition.
EXAMPLE 8
EMI8.4
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> <SEP> mineral oil <SEP> (aim: <SEP> 340-350 <SEP> sec.) <SEP> 91
<tb>
<Desc / Clms Page number 9>
EMI9.1
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Glycerin <SEP> 2
<tb>
<tb> Phenol <SEP> 2
<tb>
The phenol and glycerin are mixed and the mixture is heated to facilitate dissolution of the phenol in the glycerin. Moreover, the process is similar to that of Example 5, that is to say that the base of mineral oil and of polyethylene is thickened by rapid cooling, the solution of phenol in glycerin being mixed with the base. . This gives a non-fluid phenolic ointment having superior properties.
To illustrate the superior phenol release properties of the ointment, it was compared to an ointment of similar viscosity containing 2% by weight phenol, 2% glycerin and 96% white petrolatum.
A small sample of each ointment was placed in a sterile Petri dish and nutrient agar inoculated with staphylococcus bacillus was poured around the ointment in the Petri dish. The efficiency of phenol release is proportional to the extent of the zone of inhibition of bacterial growth. After 6 days, the extent of the zones of inhibiton was as follows: for the ointment of Example 7.7.30 mm; for the ointment based on white petrolatum and phenol: 17 mm.
EXAMPLE 9
EMI9.2
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> <SEP> mineral oil <SEP> (aim.:340-350 <SEP> sec. <SEP>) <SEP> 85
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M.:18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Mustard <SEP> <SEP> oil <SEP> (synthetic) <SEP> 10
<tb>
The process is similar to that of Example 5 i.e. the mustard oil is thoroughly mixed, at room temperature, with the base, formed of mineral oil and polyethylene and brought to a non-solid state. fluid, by rapid cooling. The same process can also be used to prepare a composition of castor oil or Turkish red oil (sulfonated castor oil) as an active ingredient, instead of mustard oil.
The castor oil composition can be used as a laxative, as a machine lubricant and as a leather treatment product. As for the oil-based composition for Turkish red, it can be used as a textile lubricant and as a lubricant for machine cutting operations.
EXAMPLE 10
EMI9.3
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> mineral oil <SEP> (aim: <SEP> 340-350 <SEP> sec.) <SEP> 75
<tb>
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M.:18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb> Oxide <SEP> of <SEP> zinc <SEP> in <SEP> powder <SEP> 20
<tb>
The process is generally similar to that of Example 5, that is to say that the non-fluid base is prepared first from mineral oil and polyethylene, after which it is thoroughly mixed. - ment zinc oxide at the base, by dispersing, preferably, this zinc oxide using a colloid or pigment mill. In this composition
<Desc / Clms Page number 10>
tion, the solid particles of zinc oxide are physically supported in the dispersed state in the ointment.
The latter is suitable for use as an ointment, for external use, for the healing and sterilization of wounds. Compositions can be obtained, by similar methods, by employing sulfur flower, powdered boric acid or ammoniated mercury, instead of zinc oxide. A composition can also be prepared by using powdered silica gel, so as to obtain an ointment having the property of absorbing moisture. Many other substances can be used and the proportions of the various ingredients must be adjusted so that the composition has the desired consistency and contains the desired amount of drug.
EXAMPLE 11
EMI10.1
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Mineral <SEP> oil <SEP> (Visc.:340-350 <SEP> sec. <SEP>) <SEP> 52
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 2.8
<tb>
<tb>
<tb> Tannic <SEP> <SEP> 20
<tb>
<tb>
<tb> Glycerin <SEP> 25
<tb>
<tb>
<tb> Sulphite <SEP> of <SEP> sodium <SEP> 0.2
<tb>
The thickened base formed from mineral oil and polyethylene is prepared as described in Example 5. Tannic acid, glycerin and sodium sulfite are mixed thoroughly, so as to form a paste, which is mixed thoroughly. at the base thickened (by rapid cooling). This gives a cream suitable for external use to be applied to burns, etc.
EXAMPLE 12
EMI10.2
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mineral <SEP> oil <SEP> (Vise.:340-350 <SEP> sec.) <SEP> 80
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethanol <SEP> 2.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Water <SEP> 2.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Powder <SEP> of <SEP> Belladonna <SEP> 10
<tb>
Ethanol is dissolved in water and belladonna is triturated in the water-ethanol solution. The resulting paste is intimately mixed with the non-fluid base formed by mineral oil and polyethylene. A cream for ointment is thus obtained.
EXAMPLE 13
EMI10.3
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> Mineral <SEP> oil <SEP> (visc. <SEP> 340-350 <SEP> sec. <SEP>) <SEP> 44
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P.M.18.000-20.000) <SEP> 2.5
<tb>
<tb> Oil <SEP> of <SEP> foot <SEP> of <SEP> beef <SEP> 46
<tb>
<Desc / Clms Page number 11>
EMI11.1
<tb> Paraffin <SEP> 2.5
<tb>
<tb> Calcium <SEP> <SEP> stearate <SEP> 5
<tb>
The polyethylene is dispersed in the mineral oil and the remaining ingredients are then added, after which the mixture is stirred and heated to melt the paraffin and dissolve the calcium stearate and polyethylene, so that a clear liquid is obtained. The temperature of this liquid is then brought to approximately 90 ° C. after which rapid cooling is carried out, as described in Example 1.
A smooth paste is thus obtained which constitutes an excellent leather treatment agent.
EXAMPLE 14
EMI11.2
<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb> <SEP> mineral oil <SEP> (aim: <SEP> 340-350 <SEP> sec. <SEP>) <SEP> 93
<tb>
<tb> Polyethylene <SEP> (P. <SEP> M. <SEP> 18.000-20.000) <SEP> 5
<tb>
<tb> Penicillin <SEP> in <SEP> powder <SEP> 2
<tb>
The paste based on mineral oil and polyethylene is formed by rapid cooling as in Example 5, the penicillin being subsequently incorporated into the paste with vigorous stirring.
In addition to the examples given above of compositions containing a single medicinal ingredient, several ingredients or mixtures of ingredients can be incorporated in the same composition.
The relatively large number of examples given above are not exhaustive of the compositions which can be prepared, but are given for the purpose of illustrating the various ways in which drugs and other ingredients can be incorporated into the oil base. -polyethylene, so as to form a cream of smooth texture having the desired consistency.
Many other compositions can be prepared and the invention encompasses compositions incorporating drugs or other ingredients which are dissolved in oil or suspended in the form of solid particles. The examples also illustrate the relatively large variations which can be made in the proportions of oil, polyethylene and oil-polyethylene base, relative to the other ingredients. In each case, the oil-polyethylene base is of major importance in producing the uniform consistency, stability, including resistance to segregation, uniform viscosity over a wide range of temperatures, and the ability to resist. release the ingredients contained therein, in order to make them usable.
The proportions of the oil-polyethylene base in the final cream are not critical and may vary over a wider range than that indicated in the examples. Thus, the cream may contain only 1% or 2% (or even less) of drug or other active agent, depending on its activity, the remainder possibly being formed by the oil-polyethylene base.
While the viscosity of the composition according to the present invention has been increased by rapid cooling, this viscosity is reduced by raising the temperature of this composition from an initial temperature below the cloud range, for example. example from 20 ° C., up to a temperature within or above said range, then slowly cooling the composition to the initial temperature, for example by leaving the composition to stand in an atmosphere at the initial temperature.