BR112020011680B1 - Sistema espessante, processo para fabricação do mesmo e composição cosmética - Google Patents

Abstract

Trata-se de um sistema espessante que consiste em: a) pelo menos um amido pré- gelatinizado, b) pelo menos uma goma de origem vegetal ou microbiana, c) e pelo menos um derivado de celulose. Um método para produção de um sistema espessado estável que consiste nas etapas de: a) fornecer uma solução aquosa, b) aquecer a água até uma temperatura entre 20 °C e 80 °C, preferencialmente entre 20 °C e 50 °C, c) introduzir pelo menos um amido pré-gelatinizado, pelo menos um polissacarídeo não iônico e pelo menos um polissacarídeo aniônico na solução aquosa, d) agitar o meio até que os constituintes estejam dispersos na água.

Description

[001] Produtos cosméticos são produtos formulados feitos a partir da mistura, combinação ou formação de múltiplos ingredientes. Por razões ambientais e de sustentabilidade, hoje em dia é cada vez mais procurado formulá-los a partir de ingredientes naturais e não sintéticos. Os polímeros naturais, na forma de gomas e resinas, que são utilizados há muito tempo como aglutinantes solúveis em água, agentes formadores de filmes e também espessantes, gozam, por esse motivo, de um interesse renovado.

[002] A água é geralmente um ingrediente muito predominante em produtos desse tipo. Ela precisa ser espessada, ou seja, ter sua viscosidade aumentada para facilitar o manuseio e a aplicação do produto cosmético, mas também para proporcionar uma textura agradável do ponto de vista sensorial da pele, das unhas ou o cabelo.

[003] Inicialmente, a indústria fez uso massivo de polímeros de origem natural para essa função de espessamento e textura. Contudo, estes polímeros apresentavam um certo número de desvantagens, particularmente em termos de cor, odor, pureza, consistência de eficiência e qualidade de viscosificação.

[004] Estas razões levaram à sua substituição por polímeros sintéticos ou semissintéticos. A este respeito, são conhecidos os carbômeros, que são amplamente utilizados em cosméticos. A linha Carbopol® desenvolvida pela empresa Lubrizol é um exemplo disso. É possível mencionar, em particular, o produto Carbopol® Ultrez 21, que é um copolímero de acrilato sintético, criado para espessar, estabilizar e proporcionar propriedades de suspensão a uma ampla variedade de formulações cosméticas.

[005] Atualmente, no entanto, a indústria de cosméticos deve enfrentar novos desafios em termos de proteção do meio ambiente, preservando nossos recursos fósseis, a pegada de carbono e a segurança e proteção dos consumidores. Desse ponto de vista, ela está reconsiderando suas formulações e retornando o máximo possível ao uso de soluções de origem natural para a formulação de seus produtos. A ciência e a tecnologia estão progredindo neste campo com o objetivo de propor soluções técnicas confiáveis e eficientes, permitindo ao formulador espessar com eficiência os produtos que fabrica, com ingredientes naturais, que são altamente ecológicos e amigáveis ao consumidor.

[006] A este respeito, o Requerente conseguiu desenvolver um novo sistema de espessamento e estabilização, começando com uma mistura ternária de pelo menos um amido pré-gelatinizado, de pelo menos uma goma de origem vegetal ou microbiana e de pelo menos um derivado de celulose. Começando com esta combinação, o Requerente conseguiu desenvolver um sistema de espessamento particularmente adequado para formulações cosméticas.

[007] O sistema de espessamento de acordo com a invenção torna possível espessar eficientemente as soluções aquosas e estabilizá-las, e fazê-lo de uma maneira totalmente inesperada e sinérgica entre seus vários constituintes. A este respeito, a viscosidade obtida na presença da mistura é muito maior do que a observada para cada um dos constituintes tomados separadamente, ou para combinações de apenas dois desses constituintes.

[008] Além disso, o sistema de espessamento de acordo com a invenção torna possível obter uma estabilidade muito grande da viscosidade, sem qualquer alteração apreciável na textura e sem sinérese, e isso é obtido por períodos de vários meses. Tal resultado é particularmente vantajoso e permite alcançar o alto nível de estabilidade exigido para produtos cosméticos nos quais o referido sistema de espessamento é passível de ser utilizado.

[009] No que diz respeito à viscosidade e, mais particularmente, ao comportamento reológico do meio aquoso em que é utilizado, o sistema de espessamento de acordo com a invenção não leva a nenhum fenômeno de sinérese, isto é, a desmistura da água com a criação de um banho de gel em uma fase aquosa, como é normalmente observado para espessantes naturais tomados separadamente. Esse resultado não é apenas muito interessante do ponto de vista da aplicação, mas também é totalmente surpreendente, pois é obtido apenas com a combinação ternária usada: os produtos, isoladamente ou usados em pares, levam ao fenômeno proibitivo da sinérese.

[010] Do ponto de vista sensorial, o sistema de espessamento de acordo com a invenção também leva a propriedades particularmente interessantes: são obtidos produtos opacos e muito brancos com uma textura cremosa, o que os coloca como candidatos ideais para espessar e estabilizar emulsões, como cremes para o cuidado ou cremes para maquiagem. Além disso, os produtos muito vantajosamente parecem não gordurosos, não escorrendo e particularmente macios e frescos.

[011] Assim, um primeiro assunto da presente invenção consiste em um sistema de espessamento que consiste em: a) pelo menos um amido pré-gelatinizado, b) pelo menos uma goma de origem vegetal ou microbiana, c) e pelo menos um derivado de celulose.

[012] As combinações de espessamento ternário de acordo com a presente invenção compreendem pelo menos um amido pré-gelatinizado como componente principal. Tais amidos compreendem em particular polímeros de alfa-glicose pré-gelatinizados de origem vegetal. Os amidos pré-gelatinizados derivados de milho, batata, trigo, arroz, ervilha, aveia, lentilha, feijão fava, favas, feijão branco e grão de bico, ou combinações dos mesmos, são particularmente preferidos.

[013] De preferência, este amido pré-gelatinizado é um amido ceroso, isto é rico em amilopectina e pobre em amilose. O mesmo pode, particularmente, ser um amido ceroso de milho, batata ou arroz.

[014] Os amidos pré-gelatinizados são geralmente preparados por técnicas térmicas, químicas ou mecânicas suscetíveis de provocar um inchaço simples, uma cisão parcial ou até uma dissolução total dos grânulos de amido, para que se tornem solúveis em água de acordo com um processo "frio", isto é, por dispersão na água a uma temperatura da água abaixo de 45 °C, melhor ainda abaixo de 35 °C e, melhor ainda, na região da temperatura ambiente.

[015] Assim, preferencialmente, o amido pré-gelatinizado não contém mais ou praticamente não contém mais grânulos apresentando uma cruz de malta em luz polarizada.

[016] As técnicas preferidas para obter um amido pré-gelatinizado são técnicas de cozimento/secagem de suspensões de amido em meio aquoso, notadamente como atomização, cozimento em tambor ou extrusão. O aquecimento por autoclave ou indireto em um trocador de calor são processos de cozimento também possíveis e que tendem a produzir dispersões coloidais complexas que consistem em grânulos intactos, fragmentados e inchados. Exemplos de processos para preparar tais amidos serão encontrados nos documentos U.S. 3 086 890, U.S. 3 607 394 ou FR 2 822 471.

[017] Este amido pré-gelatinizado pode ou não ser modificado antes ou após a aplicação do tratamento de cozimento/secagem descrito acima. Em termos de modificação, pode ser uma questão de uma ou mais modificações físicas, físico-químicas, químicas ou enzimáticas. Pode ser particularmente um tratamento de dextrinização, hidrólise ácida ou enzimática, carboximetilação, hidroxipropilação, hidroxietálio, acetilação, octenilsuccinilação, cationização, reticulação ou enxerto. De preferência, o amido pré-gelatinizado é escolhido dentre amidos modificados, particularmente amidos dextrinizados, hidrolisados, carboximetilados, hidroxipropilados, acetilados, octenilsuccinatos ou amidos pré-gelatinizados catiônicos. Mais preferencialmente, o amido pré-gelatinizado é escolhido a partir de amidos pré-gelatinizados carboximetilados, hidroxipropilados, acetilados, octenilsuccinatos.

[018] Deve-se observar, no entanto, que as técnicas térmicas ou mecânicas suscetíveis à provocação de um inchaço simples, uma cisão parcial ou até mesmo uma dissolução total dos grânulos de amido, para que se tornem solúveis em água de acordo com o processo "frio", não são necessárias quando certos tratamentos de modificação físico-química ou química aplicados ao amido são suficientemente rigorosos. Especificamente, é possível usar, como amido pré- gelatinizado para os fins da invenção, produtos que foram apenas dextrinizados, hidrolisados, cationizados, hidroxipropilados ou carboximetilados, que não contêm mais, ou praticamente não contêm mais, grânulos de amido que apresentam uma cruz de malta em luz polarizada.

[019] Em particular, os amidos pré-gelatinizados não iônicos são preferidos, e notadamente os da gama vendida pelo Requerente sob a marca Pregeflo®. Um exemplo desses amidos preferidos é, por exemplo, Pregeflo® CH 40.

[020] Gomas de origem vegetal ou microbiana que podem ser mencionadas em particular incluem: - gomas derivadas a partir de sementes ou exsudatos de plantas, por exemplo, goma arábica, goma konjac, goma guar, goma de alfarroba, goma tragacanta, goma tara, goma de cássia, goma karaya, goma psyllium, pectina ou seus derivados e suas misturas; - gomas extraídas a partir de algas, por exemplo, ágar-ágar, galactomananos, alginatos ou carrageninas, ou derivados e misturas dos mesmos; - e gomas derivadas a partir de uma fermentação microbiana, por exemplo, xantanas, gelanas, mananas, escleroglucanas ou derivados e suas misturas, e, preferencialmente, uma goma xantana.

[021] Preferencialmente, essa goma de origem vegetal ou microbiana usada no sistema espessante de acordo com a invenção é um polissacarídeo não iônico. As gomas derivadas a partir de fermentação são preferidas, por exemplo, xantanas, gelanas, mananas, escleroglucanas, e em particular xantanas e escleroglucanas, e, mais particularmente, xantanas. Tais gomas xantanas geralmente têm peso molecular entre 1.000.000 e 50.000.000 Da. Entre os possíveis produtos comerciais, exemplos que podem ser mencionados incluem o produto Xanthan Gum FNCS-PC da empresa: Jungbunzlauer International AG, o produto Keltrol® CG-T da empresa CP Kelco, o produto Cosphaderm® X 17 da empresa Cosphatec, o produto Kahlgum 6673 FEE - Xanthan Gum da empresa KahlWax, os produtos Rhodicare® S e Rhodicare® XC da empresa Solvay e o produto Vanzan® NF-C da empresa Vanderbilt Minerals.

[022] Os derivados de celulose que podem ser adotados incluem celuloses modificadas, particularmente metilceluloses, hidroxialquilceluloses, etil- hidroxietilceluloses, metil etil celuloses, carboximetilceluloses, hidroxipropil celuloses e hidroxipropilmetilceluloses; carboximetilceluloses e hidroxietilceluloses são preferidas, hidroxietilceluloses são as mais preferidas. Podem ser mencionados, em particular, os seguintes produtos comerciais: Natrosol™ 250 HHR PC da Ashland Specialty Chemical; Espesante CH da Chemir; Tylose® H 15 YG4 da SE Tylose e Cellosize™ HEC QP 40 da DowDuPont (Dow).

[023] Embora as proporções relativas entre os vários constituintes da mistura ternária não sejam fundamentais, é preferível, para que o sistema espessante seja o mais eficiente possível, que o amido pré-gelatinizado seja predominante em relação ao sistema espessante como um todo, isto é, que represente mais que 50% do sistema espessante como um todo. Assim, o sistema espessante de acordo com a invenção consistirá preferencialmente em: a) 1 a 12 partes em peso seco de pelo menos um amido pré-gelatinizado, b) 0,01 a 2 partes de pelo menos uma goma de origem vegetal ou microbiana, c) e 0,01 a 3 partes de pelo menos um derivado de celulose.

[024] Mais preferencialmente, consistirá em: a) 5 a 11 partes em peso seco de pelo menos um amido pré-gelatinizado, b) 0,1 a 1 parte de pelo menos uma goma de origem vegetal ou microbiana, c) 0,1 a 2 partes de pelo menos um derivado de celulose.

[025] Muito preferencialmente, consistirá em: a) 6 a 10 partes em peso seco de pelo menos um amido pré-gelatinizado, b) 0,2 a 0,8 parte de pelo menos uma goma de origem vegetal ou microbiana, c) 1 a 1,5 partes e de pelo menos um derivado de celulose.

[026] Outro assunto da presente invenção consiste em um processo para fabricar um sistema espessado estável, por meio das etapas de: a) fornecer uma solução aquosa, b) aquecer a água para uma temperatura entre 20 °C e 80 °C, preferencialmente entre 20 °C e 50 °C, c) introduzir na solução aquosa pelo menos um amido pré-gelatinizado, pelo menos um polissacarídeo não iônico e pelo menos um polissacarídeo aniônico, d) agitar o meio até que a dispersão dos constituintes na água seja obtida.

[027] Uma pessoa versada na técnica saberá como adaptar a velocidade de agitação do meio, principalmente em função da quantidade de ingredientes a serem dispersos. No entanto, uma velocidade de agitação entre 1.000 e 5.000 rpm parece ser totalmente aceitável.

[028] Além disso, é claramente entendido que o processo de acordo com a invenção incorpora todas as características listadas acima relacionadas ao sistema ternário fabricado de acordo com o dito processo.

[029] Este sistema espessado prova ser muito estável e não alergênico à pele. Além disso, oferece a vantagem de proporcionar consistência de viscosidade e textura, independentemente do pH ou da presença de eletrólitos. Em outras palavras, esse sistema não é afetado pelo pH do meio ou pela presença de sais monovalentes, divalentes ou trivalentes. Esse critério é ainda mais importante, pois, em geral, produtos para uso cosmético e principalmente para aplicação tópica podem ser submetidos ou expostos a variações de pH (a título de exemplo, o pH da pele é levemente ácido e varia entre 4 e 6). Ter um produto que não possui nenhum limite específico para uso em termos de pH ou presença de sais representa, portanto, uma grande vantagem técnica para uma composição cosmética.

[030] Finalmente, um assunto final da invenção consiste em uma composição cosmética que contém o sistema espessado e estável de acordo com a invenção.

[031] Especificamente, o sistema espessado e estável de acordo com a invenção permite a fácil produção de emulsões muito estáveis e muito finas, com texturas moduláveis e uma sensação fresca, sedosa e não oleosa, mesmo para altos teores de fase graxa dispersa. Assim, é possível obter emulsões que tenham um bom efeito emoliente na pele e também um bom efeito hidratante nas camadas superiores da epiderme.

[032] A referida composição cosmética pode ser particularmente um produto de cuidado, como uma composição hidratante, antirrugas, antienvelhecimento, emagrecimento, anticantiva ou reafirmante, um bálsamo para o corpo ou uma máscara de beleza e pode estar na forma de soluções espessadas, géis, leites, cremes, suspensões, aerossóis ou mousses.

[033] A referida composição cosmética pode ser particularmente um produto de maquiagem para os olhos, como um rímel, um delineador ou um produto de maquiagem para o rosto, como um pó, uma base para o rosto, ou um produto de maquiagem para as unhas, como verniz, ou um produto de maquiagem para os lábios, como batom ou gloss.

[034] A dita composição cosmética pode ser particularmente um produto solar, por exemplo, um produto protetor ou um produto autobronzeador.

[035] A referida composição cosmética pode ser particularmente um produto de higiene corporal, por exemplo um sabão, um removedor de pelos ou um desodorizante.

[036] O referido produto cosmético pode ser particularmente um produto de tratamento capilar, por exemplo, um xampu, uma coloração, um corante ou um produto de ondulação permanente, uma loção para prevenir a perda de cabelo, uma laca ou um fixador.

[037] A dita composição cosmética pode ser particularmente perfume, uma água de toalete ou uma água de perfume.

[038] Os exemplos a seguir tornam possível entender melhor a presente invenção, sem limitar, entretanto, o escopo da mesma.

Exemplos

[039] Ao longo dos exemplos, várias formulações foram preparadas, com os seguintes produtos: - Pregeflo CH 40 vendido pela empresa Roquette Frères - Goma xantana vendida pela empresa CP Kelco sob a marca Keltrol® CG-T - Hidroxietilcelulose (HEC) vendida pela empresa Ashland Specialty Chemical sob a marca Natrosol™ 250 HHR PC.

[040] Salvo indicação em contrário, todas as formulações foram preparadas da seguinte maneira: 1) Pesar e misturar os vários espessantes 2) Aquecer a água para 40 °C 3) Usar um turbomisturador com agitação a 2.000 rpm, dispersar a mistura de ingredientes adicionados gradualmente 4) Deixar em agitação até que a emulsão esteja à temperatura ambiente.

[041] Todas as viscosidades são determinadas usando um viscosímetro Brookfield DV-II+ Pro.

Exemplo 1

[042] Esse exemplo ilustra o efeito sinérgico entre os três constituintes do sistema, para espessar uma solução aquosa. A Tabela 1 abaixo mostra a porcentagem de peso na água de cada constituinte, usada isoladamente, como uma mistura binária ou como um sistema ternário. O sistema de espessamento de acordo com a invenção leva vantajosamente à viscosidade mais alta, dando ao mesmo tempo a textura mais agradável à pele. Tabela 1

Exemplo 2

[043] Esse exemplo ilustra o efeito de sinérese observado, para composições de controle que não contêm todos os três ingredientes que constituem o sistema de espessamento de acordo com a invenção. A Tabela 2 abaixo mostra a porcentagem em peso de água de cada constituinte usado, para as várias combinações preparadas. Em todos os casos, foi adicionado outro constituinte, que era o amido M-DF 12 S, um amido granular em vez de um amido pré-gelatinizado, conforme definido acima, mas que não tem influência real na viscosidade.

[044] Verificou-se que todos os sistemas fora da invenção levam a sinérese muito pronunciada, que é um ponto proibitivo para seu uso em formulações cosméticas. Tabela 2

Exemplo 3

[045] Este exemplo ilustra a alteração na viscosidade observada para soluções aquosas espessadas com vários sistemas de espessamento de acordo com a invenção, após 15 dias, dependendo se as referidas soluções aquosas foram armazenadas a 4, 40 ou 50 °C. A Tabela 3 demonstra a manutenção digna de nota da viscosidade em todas essas temperaturas: praticamente não há influência da temperatura de armazenamento. Tabela 3

Exemplo 4

[046] Esse exemplo ilustra a alteração em vários parâmetros sensoriais observados para soluções aquosas espessadas com vários sistemas de espessamento de acordo com a invenção, após 48 horas. A Tabela 4 demonstra que todas as formulações testadas permitem obter uma configuração sensorial satisfatória. Em particular, um produto com escorrimento moderado, com um descritor menor ou igual a 3, que se espalha bem, com um descritor de espalhamento maior ou igual a 5 e geralmente maior que ou igual a 7, moderadamente aderente, com um descritor correspondente menor ou igual a 4, e penetrante, com um descritor sensorial correspondente maior ou igual a 6, é sempre obtido. Com exceção de certas formulações ricas em hidroxietilcelulose, são obtidas em geral formulações muito brancas, com descritores de brancura iguais ou superiores a 6.

[047] A invenção torna assim possível obter produtos que são satisfatórios do ponto de vista sensorial.

Claims (11)

1. Sistema espessante, caracterizado pelo fato de que consiste em: a) pelo menos um amido pré-gelatinizado, b) pelo menos uma goma de origem vegetal ou microbiana, e c) pelo menos um derivado de celulose.

2. Sistema espessante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o amido pré-gelatinizado é obtido a partir de milho, batata, trigo, arroz, ervilha, aveia, lentilha, feijão fava, favas, feijão branco e grão de bico, ou combinações dos mesmos, e em particular obtido a partir de um amido ceroso e, particularmente, um amido ceroso de milho, batata ou arroz.

3. Sistema espessante de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a goma de origem vegetal ou microbiana é uma goma obtida a partir de sementes ou exsudatos de plantas, uma goma extraída a partir de algas ou uma goma obtida a partir de fermentação microbiana, ou derivados dos mesmos, e, em particular, uma goma xantana.

4. Sistema espessante de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o derivado de celulose é escolhido a partir de celuloses modificadas, particularmente metilceluloses, hidroxialquilceluloses, etil-hidroxietilceluloses, metil etil celuloses, carboximetilceluloses, hidroxipropil celuloses e hidroxipropilmetilceluloses; carboximetilceluloses e hidroxietilceluloses são preferidas, hidroxietilceluloses são as mais preferidas.

5. Sistema espessante de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que consiste em: a) 1 a 12 partes em peso seco de pelo menos um amido pré-gelatinizado, b) 0,01 a 2 partes de pelo menos uma goma de origem vegetal ou microbiana, e c) 0,01 a 3 partes de pelo menos um derivado de celulose.

6. Sistema espessante de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que consiste em: a) 5 a 11 partes em peso seco de pelo menos um amido pré-gelatinizado, b) 0,1 a 1 parte de pelo menos uma goma de origem vegetal ou microbiana, e c) 0,1 a 2 partes de pelo menos um derivado de celulose.

7. Sistema espessante de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que consiste em: a) 6 a 10 partes em peso seco de pelo menos um amido pré-gelatinizado, b) 0,2 a 0,8 partes de pelo menos uma goma de origem vegetal ou microbiana, e c) 1 a 1,5 partes de pelo menos um derivado de celulose.

8. Processo para fabricação de um sistema espessante definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser por meio das etapas de: a) fornecer uma solução aquosa, b) aquecer a água até uma temperatura entre 20 °C e 80 °C, preferencialmente entre 20 °C e 50 °C, c) introduzir na solução aquosa pelo menos um amido pré-gelatinizado, pelo menos um polissacarídeo não iônico e pelo menos um polissacarídeo aniônico, e d) agitar o meio até que a dispersão dos constituintes na água seja obtida.

9. Composição cosmética, caracterizada pelo fato de que contém o sistema espessante definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

10. Composição de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de ser um produto de maquiagem para os olhos, um produto solar, um produto de higiene corporal, um produto capilar ou um perfume.

11. Invenção de produto, processo, sistema, kit ou uso, caracterizada pelo fato de que compreende um ou mais elementos descritos no presente pedido de patente.