BR112020006704B1

BR112020006704B1 - Composição de xampu que comprende ésteres metílicos sulfonados (sme) e uso da mesma para melhorar a deposição de gotas de óleo sobre um substrato

Info

Publication number: BR112020006704B1
Application number: BR112020006704-0A
Authority: BR
Inventors: Peter Atanassov Kralchevsky; Rumyana Dobreva Stanimirova; Jordan Todorov Petkov; Hui Xu
Original assignee: Kl-Kepong Oleomas Sdn Bhd
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2023-03-21
Also published as: KR20200090750A; US11318081B2; PH12020550115A1; EP3691608A4; NZ763765A; RU2020111343A; EP3691608A1; KR102624147B1; US20200237634A1; IL273696B2; RU2020111343A3; MX2020004212A; JP7157803B2; JP2020537642A; IL273696A; CA3077389A1; WO2019070113A1; AU2018346065B2; SG11202002792PA; AU2018346065A1

Abstract

A invenção se refere a uma composição de shampoo para melhorar a deposição de gotas de óleo sobre um substrato, compreendendo uma mistura de compostos de éster metílico sulfonado contendo dois ou mais ésteres metílicos sulfonados de um ácido graxo com um comprimento de cadeia de 12 a 20 átomos de carbono (C12-C20); um agente tensoativo zwitteriônico; uma fase oleosa; e um polímero catiônico. A composição de shampoo pode compreender, adicionalmente, um eletrólito inorgânico, como cloreto de sódio. A invenção também se refere ao uso da composição de shampoo para melhorar a deposição de gotas de óleo sobre um substrato, em que a composição compreende uma mistura específica de compostos de éster metílico sulfonado.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção se refere a um xampu condicionador ou composição de limpeza. Mais particularmente, a invenção se refere a um xampu ou composição de limpeza contendo ésteres metílicos sulfonados (SME) derivados naturalmente e com um efeito condicionador aprimorado. Esta composição de xampu é adequada para limpeza e condicionamento de cabelos e pele, principalmente cabelos e couro cabeludo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] As formulações de produtos para o cabelo e para o cuidado da pele na indústria contêm geralmente pequenas gotas de óleo que condicionam o cabelo e a pele. Xampus, composições de limpeza, sabonetes para o corpo e outros produtos para cuidados pessoais também contêm agentes tensoativos aniônicos, que absorvem e trazem carga superficial negativa às gotas de óleo e ao substrato, como cabelos e couro cabeludo. A repulsão eletrostática resultante suprime a deposição de gotas de óleo no substrato.

[003] Para superar esse efeito indesejável, as respectivas formulações da composição de cuidados pessoais, como xampu e composição de limpeza, também são adicionadas com um polímero catiônico, que serve como mediador da adesão da gota ao substrato. Na maior parte da solução, o agente tensoativo e o polímero formam agregados de juntas, também conhecidos como "coacervados". Consequentemente, agentes tensoativos e polímeros podem adsorver nas superfícies as gotas de óleo e no substrato sólido. Eles também estão presentes nos filmes umectantes que intervêm entre as gotas de óleo e o substrato. As interações agente tensoativo-polímero nos filmes a granel e nos líquidos finos são de importância primordial para o processo de deposição de gotas de óleo. Em concentrações mais altas, o agente tensoativo nas formulações de cuidados pessoais hidrofiliza o polímero catiônico e a gotas de óleo. Após a lavagem das formulações de cuidados pessoais do substrato, a maior parte do agente tensoativo seria lavada, exceto as moléculas de polímero relativamente mais hidrofóbicas que ainda adsorvem na gotas de óleo, enquanto mediam sua adesão ao substrato. Como resultado, haveria uma ocorrência de deposição ou adesão de gotas de óleo com um determinado grau de diluição do agente tensoativo na composição de cuidados pessoais.

[004] Existem vários estudos na técnica relacionados à determinação da quantidade de óleo depositado por meio de métodos espectroscópicos. Esses métodos caracterizam a quantidade total de óleo como resultado final do processo de deposição. Eles, no entanto, não fornecem informações para a ocorrência do processo de deposição de gotas de óleo e, principalmente, para o grau de diluição em que a deposição de gotas de óleo começa. Como a deposição de gotas de óleo determina a deposição ou adesão da gotas de óleo, bem como os ingredientes ativos nela carregados no substrato, como cabelo e couro cabeludo, isso afeta o efeito condicionador da composição de cuidados pessoais com o substrato. No entanto, os efeitos da deposição de gotas de óleo de diferentes agentes tensoativos usados nas composições de cuidados pessoais, como xampu ou composições de limpeza, não foram investigados na indústria até o momento, desde o aspecto de seu efeito condicionante relacionado ao substrato.

[005] Existem vários tipos de xampu condicionador ou composição de limpeza existentes na técnica, que utilizam lauril éter sulfato de sódio (SLES) como agente tensoativo principal. Por exemplo, um xampu para condicionamento de cabelo contendo 5% a 50% de agente tensoativo aniônico, como SLES, é revelado na publicação internacional no. WO 9308787 A2. O xampu condicionador para cabelos pode incluir, opcionalmente, um agente tensoativo zwitteriônico, tal como betaínas e um polímero catiônico em sua formulação. O documento também revela o uso de óleo de silicone misturado como agente condicionador, no qual é adicionada resina de silicone para melhorar a eficiência de deposição da composição. No entanto, não há revelação no documento sobre o uso de qualquer tipo específico de agente tensoativo aniônico no aprimoramento da deposição de gotas de óleo. A capacidade de deposição de gotas de óleo do SLES também não foi investigada em nenhuma das técnicas anteriores.

[006] O SME, também conhecido como éster metílico de ácido graxo α-sulfo ou éster metílico sulfonato (MES), é um tipo de agente tensoativo aniônico que tem sido cada vez mais utilizado como detergente ou umectante em inúmeras aplicações industriais e domésticas, incluindo líquido de limpeza pessoal, composição de xampu, detergentes para a roupa e detergentes para lavar louça. Sendo derivadas de recursos naturais renováveis, como o óleo de palma, as SMEs são conhecidas por serem biodegradáveis, renováveis e, portanto, consideradas agentes tensoativos alternativos verdes. Contudo, os SMEs não são comumente usados na indústria como agente tensoativo principal em xampu ou composição de limpeza para cabelos e couro cabeludo.

[007] Em uma tecnologia mais recente, como descrito na patente europeia no. EP 0796084 A2, é revelado um líquido de limpeza da pele contendo um agente tensoativo sintético de espuma. Este agente tensoativo sintético de espumamento pode ser um agente tensoativo aniônico, como isionatos de acila, sarcosinatos de acila, sulfonatos de éter de alquilglicerila, sulfato de acila e outros. O documento descreve que o líquido de limpeza possui um valor específico de deposição de lipídios (LDV) de 5 a 1.000 μg de lipídios por metro quadrado de pele. Também revela que a composição requer um estabilizador, como éster de ácido graxo de etileno glicol cristalino, para aumentar a deposição líquida na pele. O SME é meramente revelado como um tipo de agente tensoativo aniônico entre outros que podem ser usados no líquido de limpeza da pele. No entanto, não houve revelação fornecida neste documento sobre o uso de qualquer composto específico para SME ou mistura específica de SME em uma formulação adequada para condicionar cabelos e couro cabeludo. O efeito específico da deposição de gotas de óleo do agente tensoativo também não é revelado neste documento.

[008] Claramente, não é ensinado na técnica anterior um xampu condicionador ou uma composição de limpeza contendo compostos SME específicos, e a relação entre o efeito condicionador e a deposição de gotas de óleo - na presença de diferentes tipos de agentes tensoativos. Portanto, é desejável um xampu ou composição de limpeza com seu efeito condicionador aprimorado a partir de um novo aspecto técnico.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] Um dos objetivos da invenção é fornecer um xampu ou uma composição de limpeza para uso na limpeza e condicionamento de cabelos e couro cabeludo, capaz de melhorar a deposição de gotas de óleo sobre o substrato (isto é, cabelos e couro cabeludo), tornando assim um efeito condicionador melhorado.

[010] A invenção também tem como objetivo fornecer um xampu ou composição de limpeza contendo um agente tensoativo aniônico natural e ambientalmente amigável, como SME, que também é capaz de proporcionar uma robustez melhorada da deposição de gotas de óleo no substrato, bem como alcançar uma ampla gama de valores de aderência da gotas de óleo (Cadh), de modo a originar uma composição condicionadora mais eficaz.

[011] Pelo menos um dos objetivos de processamento é atingido, no todo ou em parte, pela invenção, em que uma das modalidades da invenção descreve uma composição de xampu para melhorar a deposição de gotas de óleo sobre um substrato, compreendendo uma mistura de compostos de SME contendo dois ou mais SME de um ácido graxo com um comprimento de cadeia de 12 a 20 átomos de carbono (C12-C20); um agente tensoativo zwitteriônico; uma fase oleosa; e um polímero catiônico.

[012] De acordo com uma das modalidades da invenção, a mistura de compostos de SME é uma mistura entre C12 SME e C18 SME; uma mistura entre C14 SME e C16 SME; uma mistura entre C14 SME e C18 SME; ou uma mistura entre C16 SME e C18 SME.

[013] De acordo com outra modalidade da invenção, a mistura de compostos de SME contém 55% a 95% de C16 SME e 5% a 45% de C18 SME.

[014] Em determinadas modalidades, a composição compreende ainda um eletrólito inorgânico como um intensificador para a deposição de gotas de óleo. De preferência, o eletrólito inorgânico pode ser cloreto de sódio (NaCl) ou cloreto de potássio (KCl).

[015] Uma das modalidades da invenção descreve que o agente tensoativo zwitteriônico é uma alquil betaína. Preferencialmente, o agente tensoativo zwitteriônico é a cocamidopropil betaína (CAPB). Enquanto, outra modalidade da invenção revela que o polímero catiônico é uma goma guar.

[016] De acordo com uma das modalidades preferidas da invenção, a mistura de compostos de SME e o agente tensoativo zwitteriônico está presente em uma proporção de combinação de 5 - 7,5: 1 em peso. De preferência, a mistura de compostos de SME e o agente tensoativo zwitteriônico está presente em uma quantidade total de 6% a 20% em peso da composição.

[017] Também é revelado em uma das modalidades que a fase oleosa inclui óleo de silicone, óleo mineral, óleo vegetal, óleo animal ou uma sua emulsão de óleo em água.

[018] O uso de uma composição de xampu para melhorar a deposição de gotas de óleo sobre um substrato também é revelado em uma das modalidades adicionais da invenção, em que a composição compreende uma mistura de compostos de SME contendo dois ou mais SMEs de um ácido graxo com um comprimento de cadeia de 12 a 20 átomos de carbono (C12-C20); um agente tensoativo zwitteriônico; uma fase oleosa; e um polímero catiônico. De preferência, a composição compreende uma mistura específica de compostos de SME.

[019] As presentes modalidades preferidas da invenção consistem em características novas e uma combinação de partes daqui em diante totalmente descritas ou ilustradas nos desenhos anexos e particularmente destacadas nas reivindicações anexas; entendendo-se que várias alterações nos detalhes podem ser efetuadas por aqueles versados na técnica, mas sem se afastar do escopo da invenção ou sacrificar qualquer uma das vantagens da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[020] Com o objetivo de facilitar o entendimento da invenção, são ilustradas nos desenhos anexos as modalidades preferidas de uma inspeção que, quando considerada em conexão com a descrição a seguir, a invenção, sua construção e operação e muitas outras vantagens da mesma seriam prontamente entendidas e apreciadas.

[021] As Figuras 1 (a) - (d) mostram os estágios consecutivos do destacamento da gotas de óleo inicialmente prensada na presença de adesão de gota / substrato, de acordo com uma das modalidades da invenção.

[022] A Figura 2 (a) - (d) mostra os estágios consecutivos do destacamento da gotas de óleo inicialmente prensada na ausência de adesão de gota / substrato, de acordo com uma das modalidades da invenção.

[023] As Figuras 3 (a) e (b) são gráficos que mostram a concentração de adesão, Cadh, versus a fração molar de CAPB, XCAPB, em misturas com três agentes tensoativos aniônicos diferentes: SLES-1EO, C14 SME e C16 SME, de acordo com uma das modalidades da invenção, na qual (a) é um substrato de vidro hidrofobizado e (b) é um substrato de vidro hidrofílico. As linhas são guias para os olhos.

[024] A Figura 4 mostra as fotografias do microscópio na luz refletida do cabelo humano, que é embebido em óleo de silicone contendo o corante fluorescente Bodipy e, em seguida, imerso em uma solução de C16-SME e Jaguar®- C-13-S (esquerda) ou SLES-1EO e Jaguar®-C-13-S (direita). É visto que a concentração de adesão limiar é de cerca de1% em peso e 0,25% em peso para C16-SME e SLES-1EO, respectivamente. Diferentes cabelos da mesma fonte foram utilizados para diferentes concentrações.

[025] A Figura 5 é um gráfico que mostra a concentração de adesão, Cadh, versus a concentração do polímero catiônico (Jaguar®-C-13-S), em que uma mistura de compostos de SME (C16-C18 SME) é usada como agente tensoativo principal , de acordo com uma das modalidades da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[026] Doravante, a invenção deve ser descrita de acordo com as modalidades preferidas da invenção e fazendo referência à descrição e desenhos anexos. No entanto, deve ser entendido que a limitação da descrição às modalidades preferidas da invenção e aos desenhos é apenas para facilitar a discussão da invenção e está previsto que os versados na técnica possam conceber várias modificações sem se afastar do escopo da reivindicação anexa.

[027] A invenção revela uma composição de cuidados pessoais, ou seja, um xampu ou composição de limpeza para melhorar a deposição de gotas de óleo sobre um substrato, como cabelos e couro cabeludo. A composição do xampu compreende uma mistura de compostos de SME como o principal agente tensoativo. A mistura de compostos de SME contém duas ou mais SMEs de cadeia longa, por exemplo, SME de um ácido graxo com um comprimento de cadeia de 12 a 20 átomos de carbono (C12-C20). Como xampu condicionador, a composição também contém um agente tensoativo zwitteriônico; uma fase oleosa; e um polímero catiônico.

[028] De acordo com uma das modalidades da invenção, a mistura de compostos de SME pode ser uma mistura entre C12 SME e C18 SME; uma mistura entre C14 SME e C16 SME; uma mistura entre C14 SME e C18 SME; ou uma mistura entre C16 SME e C18 SME. Por exemplo, a mistura de compostos de SME é uma mistura de SME C16 e SME C18 contendo 55% a 95% de SME C16 e 5% a 45% de SME C18 em peso dos compostos SME. Em outro exemplo, a mistura de compostos de SME pode ser uma mistura de 60% a 90% de C16 SME e 10% a 40% de C18 SME ou uma mistura de 65% a 85% de C16 SME e 15% a 35% de C18 SME. Alternativamente, a mistura de compostos de SME também pode ser uma mistura de 90% a 95% de C16 SME e 5% a 10% C18 SME.

[029] Em geral, os SME C16 e C18 podem ser derivado0s de uma fonte natural, como óleos vegetais (óleos vegetais) ou gorduras animais, incluindo óleo de palma. Especificamente, C16 SME pode ser obtido a partir do ácido palmítico; enquanto C18 SME pode ser obtido a partir do ácido esteárico do óleo de palma. Amboss as SME foram obtidos por sulfonação do éster metílico. C16 SME e C18 SME, respectivamente, têm as estruturas moleculares mostradas na Fórmula (I) e na Fórmula (II) abaixo:

[030] Uma das modalidades da invenção revela que o agente tensoativo zwitteriônico é alquil betaína, ou betaínas, particularmente CAPB. De preferência, a quantidade total de mistura de agente tensoativo (isto é, mistura de compostos de SME e agente tensoativo zwitteriônico) está presente em uma quantidade de 6% a 20% em peso da composição. Por exemplo, a quantidade total da mistura de compostos de SME (por exemplo, uma mistura de SME C16 e C18) e o CAPB pode apresentar uma quantidade de 10% a 15% em peso da composição. Mais particularmente, a quantidade total de mistura de agente tensoativo pode estar presente em aproximadamente 12% a 13% em peso da composição de xampu. Deve ser apreciado na arte que o agente tensoativo zwitteriônico também possa ser descrito como agente tensoativo anfotérico em determinadas condições.

[031] De acordo com uma das modalidades preferidas da invenção, a mistura de compostos de SME e o agente tensoativo zwitteriônico, como CAPB, deve estar presente em uma razão de combinação específica, ou seja, 5 - 7,5: 1 em peso. Com um conteúdo mais baixo de CAPB, a deposição de gotas de óleo da composição seria maior, mas a espuma do xampu seria menor. Pelo contrário, com um teor mais alto de CAPB, a espuma seria melhor, enquanto a deposição de gotas de óleo da composição seria reduzida. Portanto, é importante que a relação de combinação entre a mistura de compostos de SME e CAPB possa ser adequadamente ajustada, a fim de produzir uma composição de xampu com espuma e detergência comparáveis para a ação de lavar, evitando a supressão do efeito de deposição de gotas de óleo para um desempenho de condicionamento ideal.

[032] Como revelado em outra modalidade da invenção, a composição de xampu contém um polímero catiônico que pode ser uma goma guar. Mais particularmente, a goma guar pode ser cloreto de hidroxipropiltrimônio de guar. O mesmo pode ser obtido comercialmente sob o nome comercial de Jaguar®, por exemplo Jaguar® C-13-S, Jaguar® C-14-S, Jaguar® C-17, Jaguar® Excel ou outros polímeros catiônicos de composição química semelhante. O polímero deve ser maior e relativamente mais hidrofóbico que o agente tensoativo, de modo que possa adsorver irreversivelmente a gotas de óleo na composição do xampu e não seja enxaguado como o agente tensoativo durante o processo de enxágue da composição do xampu. A concentração do polímero catiônico pode ser adequadamente ajustada por um especialista na técnica para ser usada em uma composição de xampu. Também pode ser ajustada com base na concentração total de agente tensoativo da composição do xampu.

[033] Sem desejar ser limitado pela teoria, acredita-se que a deposição de gotas de óleo da composição seja governada pelas forças de superfície eletrostáticas, hidrofóbicas e de ligação de polímeros. O agente tensoativo aniônico (a saber, os compostos SME) e o polímero catiônico (por exemplo, o cloreto de guar hidroxipropiltrimônio) serão adsorvidos na superfície da gotas de óleo. Como o agente tensoativo à base de SME hidrofiliza o polímero catiônico e a gotas de óleo durante maior concentração da composição do xampu, não haveria deposição de gotas de óleo observada quando a composição do xampu fosse aplicada ao substrato para limpeza ou lavagem. Após a diluição (quando a composição do xampu é enxaguada), a maioria dos SMEs é lavada , enquanto os polímeros catiônicos ainda são adsorvidos na gotas de óleo. Essa adsorção media a adesão da gotas de óleo, bem como os ingredientes ativos ou nutrientes nela carregados no substrato, a saber, cabelo e couro cabeludo.

[034] Os compostos de SME desempenham um papel vital na estabilização das gotas dispersas de óleo e agregados de polímero na formulação. Acredita-se que haveria floculação de gotas de óleo devido à ocorrência de ponte de polímero em baixas concentrações de agente tensoativo. Como resultado, embora a maior parte do agente tensoativo seja retirada após a lavagem, uma parte dele ainda é adsorvida nas gotas de óleo e pode influenciar sua fixação ao substrato.

[035] Em determinadas modalidades, a composição de xampu pode conter um eletrólito inorgânico. Por exemplo, o eletrólito inorgânico pode ser NaCl, KCl ou outro eletrólito semelhante que não cause precipitação na formulação. A adição de eletrólito inorgânico, tal como NaCl, a uma solução micelar mista concentrada de agente tensoativo aniônico e CAPB também pode levar ao aumento de sua viscosidade, ou seja, NaCl pode ser usado como espessante para a composição do xampu.

[036] Na presente invenção, NaCl pode ser adicionado à composição de xampu da invenção, como um intensificador para a deposição de gotas de óleo. Com base nos dados experimentais, a composição do xampu contendo SME pode causar um forte efeito de deposição de gotas de óleo, no qual seu valor de adesão às gotas de óleo (Cadh) pode ser de 0,01% em peso a 1,00% em peso, especialmente com a adição de NaCl. Sem a adição de NaCl, a composição de xampu à base de SME ainda confere um efeito de deposição de gotas de óleo melhor ou melhorado e valores mais alto de Cadh do que as composições de xampu que contêm outros tipos de agente tensoativo principal, por exemplo, SLES. Sem desejar estar vinculado à teoria, acredita-se que o aumento da adesão à queda de óleo na presença de NaCl seja causado pelo efeito de aprimoramento do sal na atração segmento-segmento das cadeias de hidrocarbonetos na água, devido ao efeito de retirada do sal, bem como a triagem da repulsão eletrostática de dupla camada. Além disso, outros eletrólitos inorgânicos que podem suprimir a repulsão eletrostática entre a gota e o substrato também podem produzir um efeito semelhante ao do NaCl.

[037] Como revelado em outra modalidade da invenção, a fase oleosa da composição de xampu inclui óleo de silicone, óleo mineral, óleo vegetal, óleo animal ou uma emulsão de óleo em água, como emulsão óleo em água contendo óleo de silicone , óleo mineral, óleo vegetal ou óleo animal. O óleo utilizado não deve ser solubilizado nas micelas do agente tensoativo dos agentes tensoativos da cadeia de hidrocarbonetos presentes na formulação do xampu, nem deve ser lavado com a solução do agente tensoativo durante o enxágue. Além disso, o óleo usado deve ser menos facilmente oxidado. De preferência, o óleo de silicone é usado na composição do xampu.

[038] Em determinadas modalidades, a composição de xampu pode conter ingredientes ativos benéficos para os cabelos e couro cabeludo. Tais ingredientes ativos podem ser solubilizados e transportados pela gotas de óleo, pelo agente tensoativo e outros veículos. Os ingredientes ativos podem ser um componente nutritivo, como vitaminas e minerais, óleos vegetais derivados naturalmente, incluindo óleos essenciais, bioflavonóides e antioxidantes. Por exemplo, as vitaminas e os minerais podem ser vitamina E (tocotrienóis, tocoferóis ou sua combinação), vitamina A, sílica, magnésio, cálcio, potássio, zinco, cobre, selênio, cromo e enxofre. Os óleos vegetais derivados naturalmente podem ser óleo de argônio, óleo de folhas de hortelã, óleo de marula, azeite, óleo de tea tree, óleo de coco, óleo de colza ou outros.

[039] Em determinadas modalidades, a composição de xampu pode ainda compreender um aditivo que fornece efeitos específicos para o cuidado dos cabelos, como um umectante ou agente hidratante, agente de controle de óleo, agente de controle de queda de cabelos, agente de escurecimento de cabelos, agente antifrizz, agente de relaxamento dos cabelos, agente nutritivo ou agente protetor da cor dos cabelos. Além disso, a composição de xampu também pode conter um conservante, um agente estabilizador, fragrância, agente corante ou uma combinação de dois ou mais dos mesmos.

[040] De acordo com outra modalidade da invenção, a composição é isenta de agente tensoativo não iônico, tal como ácido graxo de coco-monoetanolamida (CMEA). Embora o CMEA também seja conhecido por ser um regulador de viscosidade de uma solução micelar mista concentrada de agente tensoativo aniônico e CAPB, a adição de CMEA à composição de xampu pode, no entanto, suprimir a deposição de gotas de óleo da composição no substrato. Sem desejar se vincular à teoria, acredita-se que o agente tensoativo não iônico, como o CMEA, se ligue às cadeias de hidrocarbonetos e as torne mais hidrofílicas, suprimindo a atração hidrofóbica de segmento a segmento e o efeito da ponte de polímero no sistema de agente tensoativo da composição do xampu.

[041] O uso de uma composição de xampu para melhorar a deposição de gotas de óleo sobre um substrato também é revelado em uma das modalidades adicionais da invenção, em que a composição compreende uma mistura de compostos de SME contendo duas ou mais SMEs de um ácido graxo com um comprimento de cadeia de 14 a 20 átomos de carbono (C14-C20); um agente tensoativo zwitteriônico; e um polímero catiônico. De preferência, a composição compreende uma mistura específica de compostos de SME. Por exemplo, a mistura específica de compostos de SME é uma mistura de 55% a 95% de SME C16 e 5% a 45% de SME C18 em peso dos compostos de SME.

[042] Conforme estabelecido na descrição anterior, o Método da gota pressionada (PDM) pode ser usado para investigar a ligação da gotas de óleo a um substrato sólido. Este método fornece informações sobre a ocorrência e o mecanismo do processo de deposição de gotas de óleo. Um método exemplar de PDM é mais detalhado no Exemplo 1. Com base nos dados experimentais, os efeitos de deposição de gotas de óleo demonstrados por diferentes tipos de agente tensoativo são variados. Em particular, é mostrado nos dados que Cadh é maior na presença de C14-SME e C16-SME, enquanto é menor na presença de SLES, indicando que a deposição de gotas de óleo é mais fácil e aprimorada em composição com base em SME.. O comprimento da cadeia de carbono de SME também pode afetar o efeito de deposição de gotas de óleo do xampu. Portanto, é preferível que uma mistura específica de compostos SME, por exemplo, uma mistura de C16 e C18 SME, seja usada na composição de xampu da invenção.

[043] Ao enxaguar a composição de xampu do substrato, a concentração de agente tensoativo e a concentração de gotas de óleo diminuem na mesma proporção. Se a deposição de gotas de óleo for proporcional à concentração de gotas de óleo, acredita-se que os valores Cadh da composição aumentem aproximadamente 3 a 4 vezes (300% a 400%) se o SLES for substituído por C16- SME, como derivado dos dados experimentais..

[044] Com base nos diferentes substratos, a saber, substratos hidrofóbicos e hidrofílicos utilizados no experimento, pode-se concluir que a adesão por gotas de óleo ao vidro hidrofóbico é mais fácil em comparação com o vidro hidrofílico, o que era esperado. No entanto, usando o agente tensoativo à base de SME na composição, a deposição de gotas de óleo pode ser alcançada em ambos os tipos de substrato.

[045] Conforme estabelecido na descrição anterior, a gotas de óleo da composição de xampu pode incluir diferentes tipos de óleos. Os resultados do experimento usando gotas de óleo de silício e óleo de plantas, como óleo de semente de girassol, estão demonstrando resultados idênticos para o efeito de deposição de gotas de óleo, como mostra suas curvas experimentais Cadh- versus - XCAPB. Isso ocorre porque as gotas de óleo, independentemente de suas origens, são cobertas por uma densa camada de adsorção de agente tensoativo e polímero, de modo que o substrato interaja com a camada de adsorção e não com a própria fase oleosa. Em outras palavras, a adesão da gota ao substrato é governada por forças atrativas na película aquosa (estabilizada com agente tensoativo e polímero) que intervém entre a gota e o substrato. O contato direto do óleo com o substrato pode ocorrer após a evaporação da água. Com base nos dados experimentais, Cadh se mostra não sensível ou afetado pelos diferentes tipos de óleos.

[046] Também é possível realizar experimentos comparativos para estudar a diferença entre o uso de gotas de óleo de silicone separadas e a emulsão de óleo em água de silicone. É mostrado em um resultado experimental exemplar que a emulsão de óleo em água também pode gerar valores de Cadh comparáveis, semelhantes aos obtidos por gotas de óleo de silicone separadas.

[047] Em concentrações mais altas de agente tensoativo, a composição de xampu demonstra ação de limpeza, ou seja, deve causar a remoção (descolamento) de gotas de óleo depositadas no substrato como uma composição de limpeza para substratos como cabelos e couro cabeludo. Como caracterizada pelos valores aprimorados de Cadh, a adesão da gotas de óleo de uma composição de xampu à base de SME ocorre nas concentrações mais baixas de agente tensoativo, após um deterrminado grau de diluição, produzindo um efeito condicionador nos cabelos e no couro cabeludo. O efeito aprimorado de deposição de gotas de óleo pode ser mostrado ainda mais nas experiências comparativas usando cabelos humanos como substrato, onde a utilidade da SME (em vez de SLES) para o aprimoramento da deposição de gotas de óleo nos cabelos a partir de formulações de xampu pode ser comprovada. As experiências comparativas de utilidade são mais detalhadas no Exemplo 3, em que os efeitos de formulações de xampu contendo Jaguar C-13-S e C16-SME ou SLES-1EO são mostrados nos cabelos humanos.

[048] O Exemplo 4 mostra um experimento na determinação da concentração ótima de polímero catiônico para a deposição por gotas de óleo, na qual uma mistura de compostos de SME (C16-C18 SME) é aplicada como o agente tensoativo principal. A concentração do polímero catiônico pode ser ajustada de acordo com as propriedades necessárias da composição de xampu.

EXEMPLOS Exemplo 1 Tipos de agentes tensoativos usados no método de gota pressionada (PDM)

[049] Para investigar o efeito da concentração de agente tensoativo/ polímero na deposição (adesão) de gotas de óleo sobre substratos sólidos em soluções aquosas, vários agentes tensoativos foram testados, incluindo diferentes agentes aniônicos. agentes tensoativos (C14-SME, C16-SME e SLES); a mistura de agente tensoativo aniônico zwitteriônico, outros agentes tensoativos e aditivos de sal.

[050] Os SME de ácidos mirístico e palmítico (C14 e C16) utilizados no experimento foram obtidos no Malaysian Palm Oil Board (MPOB) e KLK OLEO. C14- SME (Mw = 344 g/mol) e C16-SME (Mw = 372 g/mol) foram fornecidos como pós secos. As concentrações críticas de micelas (CMC) de C14 e C16-SME obtidas por medições de condutividade elétrica são, respectivamente, 4,0 e 1,1 mM. Enquanto, o SLES usado possui um grupo óxido de etileno e uma massa molecular de 332,4 g / mol. O mesmo pode ser obtido comercialmente na Stepan Co. com a denominação de STEOL CS-170. A concentração crítica de micelização do STEOL CS-170 é de 0,7 mM, determinada pelas medições de tensão superficial e condutividade a 25°C. O STEOL CS-170 contém cadeias alquil na faixa de C10 a 16.

[051] O agente tensoativo zwitteriônico usado foi o CAPB, que é um produto da Evonik com denominação comercial de Tego® Betain F50. Tem uma massa molecular de 356 g/mol. O CMC do CAPB é de 0,09 mM determinado por medições de tensão superficial a 25°C. O polímero catiônico era o Jaguar® C-13-S, um produto polimérico de alto peso molecular da Solvay. A força iônica foi variada pela adição de NaCl, obtido comercialmente em Sigma, Alemanha. As soluções aquosas foram preparadas com água deionizada. Todas as experiências foram realizadas a uma temperatura de 25°C. O óleo de silicone utilizado foi o polidimetilssiloxano terminado com vinila de viscosidade cinemática de 100 cSt e densidade de massa de 0,97 g/cm3 (Gelest Inc.). Óleo de semente de girassol (SSO) também foi utilizado como comparação.

[052] Os substratos utilizados no experimento incluem lâminas de microscópio hidrofílicas (placas de vidro) e lâminas de microscópio hidrofílicas (que são lâminas hidrofílicas sujeitas a hidrofobização (silanização) por hexametildissilazano (HMDS)).

Exemplo 2 O método de gota pressionada (PDM)

[053] O experimento de PDM foi configurado com base em um modelo experimental modificado a partir do método de dinamometria capilar do menisco, conforme descrito na técnica anterior, Danov, e outros 2016. No experimento, as gotas de óleo foram formadas na ponta de um capilar de metal (agulha oca) de diâmetro externo 1,83 mm. O capilar de metal foi montado em um aparelho DSA30 (Krüss GmbH, Alemanha) atualizado com uma membrana acionada por piezo para um controle preciso do volume da gota. Ao aumentar seu volume, a gota foi pressionada contra o substrato, que é colocado no fundo de uma cubeta de vidro cheia com a solução aquosa investigada. Diferentes graus de diluição da solução inicial foram realizados por troca de porções da solução com água pura, enquanto o volume da fase aquosa na cubeta foi mantido constante.

[054] Inicialmente, a cubeta foi preenchida com uma solução concentrada de agente tensoativo ou agente tensoativo e polímero. A concentração total inicial de SLES e CAPB aplicada foi de 6% em peso e a concentração inicial de polímero foi de 0,1% em peso de Jaguar® C-13-S. Uma gotas de óleo foi formada na ponta de um capilar em uma solução de polímero e agente tensoativo. A gota foi pressionada primeiro no substrato e deixada em contato com o substrato por 10 min. e depois destacada. O perfil da gota (isto é, a variação da forma da gotas de óleo) durante o destacamento indica se houve (ou não houve) adesão da gota ao substrato. As Figuras 1 e 2 mostram, respectivamente, os estágios consecutivos do destacamento da gotas de óleo inicialmente prensada na presença e ausência de adesão à gota/ substrato. A gotas de óleo podem ser pressionadas e destacadas do substrato várias vezes para verificar a reprodutibilidade do resultado experimental.

[055] O experimento foi repetido em diferentes graus de diluição, o que permite determinar a concentração limiar para adesão à gota, Cadh. A concentração inicial de agente tensoativo foi relativamente alta (6% em peso), por isso foi diminuída gradualmente. Em cada etapa, foi realizado o descolamento da gota para verificar se a gota estava aderente. Nas concentrações mais altas do agente tensoativo, as quedas não aderiram, enquanto nas menores, aderiram. A primeira (mais alta) concentração de agente tensoativo, na qual foram observadas indicações para aderência à gota (Figura 1), foi identificada com a concentração limiar para adesão à gota, Cadh.

[056] Para caracterizar o grau de hidrofilicidade/hidrofobicidade do substrato (placas de vidro), uma gotas de água pura foi colocada em sua superfície e o ângulo de contato trifásico foi medido usando o dispositivo DSA30 (Krüss GmbH, Alemanha). Os ângulos de contato médios das medições com muitas placas são 23,1° ± 5° para as placas de vidro hidrofílicas (não tratadas) e 87,7° ± 5° para as placas de vidro hidrofobizadas. Para comparação, os ângulos de contato avançados para cabelos estão entre 103° (cabelos virgens) e 70° (cabelos quimicamente danificados), ou seja, o ângulo de contato da placa hidrofobizada está no meio desse intervalo de ângulos.

[057] Nestes experimentos, o agente tensoativo zwitteriônico foi CAPB, o qual foi utilizado em soluções mistas com um dos agentes tensoativos aniônicos C14-SME, C16-SME e SLES. A concentração total de agente tensoativo foi fixada em 6% em peso, enquanto a fração em peso de CAPB na mistura de agente tensoativo, XCAPB = wCAPB/(wCAPB + waniônico). No presente documento, wCAPB e waniônico são as concentrações em peso de CAPB e do agente tensoativo aniônico, respectivamente. Todas as soluções continham Jaguar® C-13-S na mesma concentração inicial de 0,1% em peso.

[058] A Figura 3 (a) mostra um gráfico de Cadh vs. XCAPB para óleo de silício e substrato de vidro hidrofobizado para os três agentes tensoativos aniônicos C14- SME, C16-SME e SLES. Em todos os casos, o mais alto Cadh (a deposição mais fácil de gotas de óleo) foi observada para o agente tensoativo aniônico a 100% (XCAPB = 0), enquanto Cadh é o mais baixo a 100% CAPB (XCAPB = 1). Cadh diminui monotonicamente com o aumento do XCAPB. Além disso, Cadh é o mais alto (a deposição de gotas de óleo é o mais fácil) na presença de C16-SME e o mais baixo na presença de SLES, os valores de Cadh para C14-SME sendo intermediários.

[059] Para o substrato de vidro hidrofílico, como mostrado na Figura 3 (b), o comportamento das dependências de Cadh- versus.-XCAPB é semelhante ao do vidro hidrofobizado, como mostrado na Figura 3 (a), apenas os valores de Cadh são cerca de 2 vezes menores. Em outras palavras, a adesão de gotas de óleo ao vidro hidrofílico é mais difícil do que no caso do vidro hidrofóbico (θ = 23,1), o que era esperado.

[060] As tensões interfaciais dos dois óleos contra as soluções de agente tensoativo e de polímero não são idênticas. Por exemplo, para 6% em peso de C14- SME 3: 1: CAPB + 0,1% em peso de Jaguar® C-13-S, a tensão interfacial foi de 3,50 e 2,25 mN/m para o óleo de silício e SSO, respectivamente. Apesar disso, os experimentos com gotas de óleo de silício e SSO forneceram resultados idênticos para as curvas experimentais Cadh- versus -XCAPB.

Exemplo 3 - Experimentos comparativos com cabelos humanos como substrato

[061] Experimentos comparativos foram conduzidos com formulações de cabelos humanos (como substrato) e xampu contendo Jaguar C-13-S e C16-SME ou SLES-1EO, todas as outras condições sendo as mesmas que as estabelecidas no método PDM do Exemplo 2. O óleo de silicone contém o marcador fluorescente (corante) Bodipy (Diflúor {2- [1- (3,5-dimetil-2H-pirrol-2-ilideno-N) etil] -3,5-dimetil-1H- pirrolato-N } boro), Sigma, CAS: 121207-31-6. Os cabelos foram imersos primeiro no óleo de silício e, em seguida, em um agente tensoativo e solução de polímero em diferentes graus de diluição.

[062] Como demonstrado na Figura 4, nas concentrações mais altas, nenhuma gotas de óleo permanece depositada nos cabelos, enquanto nas concentrações mais baixas são observadas muitas gotas de óleo depositadas. A concentração limite para deposição de gotas é cerca de. 4 vezes maior para C16- SME em comparação com SLES-1EO. É visto que a concentração de adesão limiar é de cerca de. 1% em peso e 0,25% em peso para C16-SME e SLES-1EO, respectivamente.

Exemplo 4 - Concentração ideal de Jaguar C-13-S para deposição de gotas de óleo

[063] Em experimentos com PDM, a concentração de adesão limiar, Cadh, foi medida em função da concentração de Jaguar® C-13-S. A dependência obtida (como mostrado na Figura 5) exibe um máximo bem pronunciado em 0,075% em peso de Jaguar C-13-S, o que representa a concentração ideal desse polímero catiônico para deposição de gotas de óleo a 6% em peso de concentração total de agente tensoativo (1:1 C16-C18-SME:CAPB). Este experimento mostra (i) a existência de uma proporção ideal de polímero e agente tensoativo e (ii) que o PDM é um método apropriado para determinar essa proporção ideal.

Claims

1. Composição de xampu para melhorar a deposição de gotas de óleo sobre um substrato, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: uma mistura de compostos de éster metílico sulfonado contendo dois ou mais ésteres metílicos sulfonados de um ácido graxo tendo um comprimento de cadeia de 12 a 20 átomos de carbono (C12-C20); um tensoativo zwitteriônico; uma fase oleosa; e um polímero catiônico, em que a mistura de compostos éster metílico sulfonado e o tensoativo zwitteriônico está presente em uma razão de combinação de 5 a 7,5: 1 em peso.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a mistura de compostos éster metílico sulfonado é uma mistura entre éster metílico sulfonado C12 e éster metílico sulfonado C18, uma mistura entre éster metílico sulfonado C14 e éster metílico sulfonado C16, uma mistura entre éster metílico sulfonado C14 e éster metílico sulfonado C18 ou uma mistura entre éster metílico sulfonado C16 e éster metílico sulfonado C18.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a mistura de compostos éster metílico sulfonado contém 55% a 95% de éster metílico sulfonado C16 e 5% a 45% de éster metílico sulfonado C18.

4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a composição compreende ainda um eletrólito inorgânico.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o eletrólito inorgânico é cloreto de sódio ou cloreto de potássio.

6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o tensoativo zwitteriônico é uma alquil betaína.

7. Composição, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a alquil betaína é cocamidopropil betaína.

8. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que o polímero catiônico é uma goma guar.

9. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a mistura de compostos éster metílico sulfonado e tensoativo zwitteriônico está presente em uma quantidade total de 6% a 20% em peso da composição.

10. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a fase oleosa é óleo de silicone, óleo mineral, óleo vegetal ou uma emulsão de óleo em água dos mesmos.

11. Uso de uma composição de xampu, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que é para melhorar a deposição de gotas de óleo sobre um substrato.