BRPI1006429A2

BRPI1006429A2 - Composição de gel de silicone estruturado e método para obter um gel de silicone

Info

Publication number: BRPI1006429A2
Application number: BRPI1006429-0A
Authority: BR
Inventors: Tamara Litvin; Alexander Lips; Qiang Qiu
Original assignee: Unilever N.V.
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2021-08-31
Also published as: US8372820B2; CN102458354B; US20100266524A1; CN102458354A; WO2010119035A1; EP2419079A1; EP2419079B1

Abstract

COMPOSIÇÃO DE GEL DE SILICONE ESTRUTURADO E MÉTODO PARA OBTER UM GEL DE SILICONE. A presente invenção está relacionada a óleos de silicone os quais são estruturados com um copolímero que compreende uma ampla porcentagem de grupos alcano. A utilização de alta porcentagem de alcano pendente ajuda a dotar o silicone de propriedades de gel ideais (G' > G", particularmente >1.000 cP, com mais preferência 2.000-30.000 cP) e viscosidade após fratura, de 10 a 1.000 cP, de preferência 30-500 cP, peso molecular do polímero e comprimento de cadeia exato são selecionados para garantir que, quando da formação do gel com resfriamento depois de misturar polímero e silicone, a viscosidade do polímero não será tão alta na formação de cristal que gel não possa se formar, mas também não será tão baixa a ponto de o polímero separe de fase.

Description

» "COMPOSIÇÃO DE GEL DE SILICONE ESTRUTURADO E MÉTODO PARA OBTER UM GEL DE SILICONE" Campo DA InvençÃo A presente invenção está relacionada a óleos de silicone 5 estruturados. Tais óleos tipicamente ajudam a fornecer excelente sensação de pele. Antecedentes DA InvençÃo Os óleos de silicone são tradicionalmente estruturados com o uso de elastômeros com base de silicone. Os óleos de silicone da presente 10 invenção, por contraste, são estruturados com copolímero que carrega uma grande quantidade (por exemplo, mais que 7Ó°/o do copolímero estruturante) de grupos alquila, de preferência, alquilas de cadeia longa (C10-C30, de preferência, C18-C24, com maior preferência, C2q a C24), especialmente a- olefinas.

15 Em um pedido de patente separado, os requerentes reivindicam especificamente composições de petrolato estruturado com silicone. Naquele pedido de patente, o silicone é primariamente estruturado com ácidos graxos. Embora os copolimeros com um alto percentual de alquila pendente de cadeia longa da presente invenção possam ser usados, opcionalmente, para ajudar a 20 estruturar ainda mais o silicone nas composições do pedido de patente co- pendente, esses são necessários e são os estruturantes primários nos óleos de silicone estruturados da presente invenção. Óleos de silicone são amplamente usados no cuidado para a pele e indústria cosmética. Conforme indicado, os sistemas espessantes de gel de 25 silicone tradicionais (isto é, silicones que são em si estruturados e podem, por sua vez, serem usados para estruturar agentes de benefício, como petrolato) usam, tipicamente, elastômeros com base de silicone para estruturar o óleo de silicone. O espaço de formulação nesses sistemas é limitado devido ao fato de

· 2 h -- "á-. -

V que, por exemplo, a adição de óleos de benefício polares e não polares (por exemplo, a serem aplicados em composições nas quais o silicone estruturado é usado) pode causar o desintumescimento do silicone e/ou separação de fase.

De modo bastante imprevisível, os requerentes encontraram que, 5 se o silicone for, em vez disso, estruturado com um único sistema de geleificação ou estruturação (em vez dos espessantes/geleificantes de gel de silicone tradicionais) que compreende uma cadeia principai de copolímero semicristalino tendo cadeias laterais pendentes que formam cristais para auxiliar a geleificação, mediante o resfriamento (a uma temperatura <35 % de 10 preferência "30 °C; o ponto de fusão está acima disso, por exemplo, >35 ° a 40 °C) e em que >70%, de preferência >75°/o dos grupos pendentes são grupos alcano de certo comprimento de cadeia mlnima enxertada em uma cadeia principal de copolímero, o silicone fornecerá os benefícios do silicone (sensação da pele superior).

15 Ao mesmo tempo, esses copolímeros ajudarão mais prontamente a aplicar ativos de benefício separados (por exemplo, ácidos graxos como ácido esteárico, ácido petroselênico, ácido oleico, ácidos linoleicos; hidrocarbonetos saturados e insaturados, ramificados, como esqualano, esqualeno etc-) a partir de uma fase de hidrocarboneto cuja fase é formada por 20 uma combinação das cadeias de alcano enxertadas com copolímero (por exemplo, grupo C20 enxertado ao po|ivjni|pirro|idona, ou PVP) e o tipo de hidrocarbonetos de baixa massa molar definido como ativos de beneficio acima. Ou seja, os grupos pendentes no copolímero e os agentes de benefício separados, formam juntos, a "fase de hidrocarboneto". Enquanto não se deseja 25 ater à teoria, acredita-se que o espessamento do silicone seja causado pela formação de uma rede de ge! devido à cristalização das cadeias de alquila pendentes (apenas as cadeias laterais cristalizam enquanto a cadeia principal é amorfa).

P 3

Ò , a A cadeia de copollmero que carrega os grupos alquila pendente pode compreender, por exemplo, (1) copolímero estatisticamente aleatório, copoIímeros de enxerto, ou copolímeros de bloco; e (2) um copollmero cruzado (rede) que, juntos, formam a "cadeia principal". Outros hidrocarbonetos (por 5 exemplo, ácidos graxos, alcoóis e parafinas de cadeia Ionga) podem ser adicionados ao copolímero (formando parte da fase de hidrocarboneto conforme indicado acima) já que são miscíveis com as cadeias laterais do copolímero. Conforme indicado, as atividades do agente de benefício (por exemplo, ácidos graxos e outros ativos de pele), se usado, interagem, de 10 preferência, com os grupos pendentes no pollmero e/ou copoIímero (cadeia principal) reticulado (rede) para formar parte da fase de hidrocarboneto (isto é, formar cristais, estruturas mesomórficas, e/ou domínios e microdomínios de fase separado), e ajudar a estruturar o óleo de silicone. Dessa forma, os grupos alquila pendentes executam múltiplas tarefas. Eles ajudam a "espessar" o 15 silicone e aplicar melhor a sensação superior de silicone; e interagem com agente de benefício opcional, para ajudar a melhorar a aplicação destes. O "sistema de geleificação de silicone" da invenção compreende, portanto, uma combinação do óIeo de silicone; copolímeros de cadeia principal que portam cadeias de alquila; e hidrocarbonetos opcionais (isto é, 20 hidrocarbonetos que podem, separadamente, fornecer benefício). Enquanto não se deseja ater à teoria, acredita-se que o uso dos copolímeros que têm um alto teor de alquila de cadeia Ionga ajuda a tornar o gel de silicone sensível ao cisalhamento, e fornece um perfil reológico de fratura de gel único (fratura de gel é o ponto em que a rede cristalina é rompida e o gel se torna mais similar a 25 líquido) tendo viscosidade mínima após o gel ser destruído na pele. Esse mecanismo de fratura de gel único é benéfico para ambos sensação da pele e para ajudar a liberação ativa na deposição fora do silicone estruturado. O gel também é caracterizado pelo fato de que ele retém formato quando submetido

F .e .

à gravidade da terra (isto é, vire um recipiente de 100 g para observar o líquido), mesmo após cinco minutos. Ademais, esses géis são de fase estável depois de três meses. O sistema de gel também é sensível à temperatura, isto é, pode 5 amaciar na pele e derreter. Ele pode se comportar de maneira similar ao petrolato nesse sentido, mas com sensibilidade melhorada (sensibilidade de silicone) e liberação controlada (com base em perfil reológico de fratura de gel indicado pelo uso desse sistema de geleificação). Deve-se notar que o sistema de geleificação pode compreender apenas os copolímeros mais o óleo de 10 silicone. Hidrocarbonetos separados não são necessários para formar gel, mas são usados para aplicar benefícios de cuidado para a pele. Resumindo, o mecanismo de formação de gel de silicone e o gel resultante formado dessa forma são inovadores porque o gel (formado por óleo de silicone e copoIímero) é estabilizado pelo copoIímero semicristalino que 15 carrega pelo menos 7O°/j, em peso de alcano que possui comprimento de cadeia de C18-C30, de preferência C20-C24. O comprimento de cadeia ideal para a geleificação na faixa é realmente dependente da composição de cadeias pendentes (por exemplo, quantidade total) e do peso moléculas do polímero, em geral. Um indivíduo também pode obter a geleificação para C30, por 20 exemplo, contanto que existam menos grupos pendentes. Entretanto, já que a temperatura de fusão das cadeias de alquila aumenta muito rapidamente com seus comprimentos, C20 é preferível do ponto de vista de processamento. Resumindo, a quantidade e o comprimento de cadeia de cadeias de hidrocarboneto precisam ser selecionados de modo que o polimero seja solúvel 25 o suficiente para formar um gel, mas não tão solúvel a ponto de separar em fase. Conforme indicado, o copolímero pode compreender hidrocarbonetos separados. Em geral, os óleos de silicone são usados em muitas patentes

P 5 & —6- (por exemplo, Patente N° U.S. 6.555.099 para Guskey et al.; Patente N° U.S.

6,524.562 para Guskey). Copolímeros como aqueles usados como gelantes na presente invenção (por exemplo, Patente N° U.S. 5.622.793 para lijima et al.; Patente N° U.S. 6.582.683 para Jezior) também são apresentados, mas é 5 imprevisível se eles podem ser usados como estruturantes de silicone ou que efeitos teriam. Até onde os requerentes estão cientes, não há referência que apresente os copolimeros que compreendem esses grupos alquila, de cadeia longa, da presente invenção usada como gelantes ou estruturantes de óleo de 10 silicone (por exemplo, polimero de silicone que compreende tais polímeros): ou os benefícios associados ao uso de tal sistema gelante único. Ademais, tais silicones estruturados não se formariam espontaneamente e o processo teria que ser designado para garantir que tais silicones fossem formados. Portanto, o fato de que esses polímeros rendem tais géis é bastante imprevisível.

15 Descrição Resumida DA Invenção A presente invenção fornece composições de óleo de silicone estruturadas de maneira única. Especificamente, uma realização da invenção compreende uma composição de óleo de silicone estruturado que compreende: (1) 60 a 99%, de preferência 70 a 95%, em peso de óleo de 20 silicone; e (2) 5 a 30%, de preferência, 7 a 20%, com mais preferência 9 a 11%, com mais preferência, cerca de 1O°/o, em peso de um copo1Ímero que compreende: (a) mais que 70%, em peso de copolimero que compreende 25 grupos alcano pendentes que possuem comprimento de cadeia CjQ a C30, de preferência C18 a C30, com mais preferência C20 a C24, com ainda mais preferência, cerca de >C20 a C24 (tipicamente, os grupos pendentes de cadeia longa são cristalinos à temperatura ambiente e têm um ponto de fusão,

b 6 &

V

Y assumindo mistura de 1O°/j de polimero em 9O°/j de silicone, de cerca de >35° a 40 "C: sendo que a cadeia principal não cristaliza e permanece, tipicamente, amorfa); e (b) 1 a menos que 30%, em peso de copoIlmero de um ácido 5 graxo, álcool de cadeia longa ou monômero de cadeia principal de n-alcano de grupos alquila pendentes portadores. Os preferidos incluem monômero de vinii amida (por exemplo, como a cadeia principal de copolímero ao quais os grupos alquila pendentes são fixados), particularmente monômero de vinil amida cÍclico como vinil pirrolidona ou quaisquer outros monômeros que 10 possam formar uma cadeia principal de polímero e portar cadeias de alquila enxertadas; enquanto PVP é um co-monômero preferido, outros exemplos de cadeias de copolímero são descritas abaixo. É importante que o peso molecular do copolímero não seja muito baixo de modo a ser soIúvel e de fase separada (por exemplo, peso molecular "10.000, de preferência 15 >12.000, com ainda mais preferência "15.000. O peso molecular de um copolímero Ganex V220 usado nos exemplos é de 17.400. Um aumento adicional do peso molecular, por exemplo, que esteja abaixo de 25.000, de preferência "25.000, pode ser indesejável, já que isso pode reduzir a soIubilidade de um copo1Ímero e troná-lo de difícil geleificação) e que o 20 comprimento das cadeias de alquila pendentes (por exemplo, >70%, de preferência >75%, em peso, possui comprimento de cadeia "C18-C30, especialmente "C18 a C24) seja o suficiente para garantir a crjsta|ização/ge|ação (sendo que gelação se refere à gelação de todo o sistema, isto é, copolimero e silicone, portanto, por exemplo, o copolímero 25 forma uma rede que atravessa o espaço com óleo de silicone dentro). Em uma realização, por exemplo, grupos eicosano compreendem cerca de 80%, em peso do polimero. O efeito espessante pode ser reduzido se a fração de grupos eicosano for menor; ou se a fração for a mesma, mas grupos alquila

- e -6- de comprimento de cadeia mais curto forem usados (isto é, diminuição da% de alquila total); e (3) Opcionalmente de 0 a 7Ó°/o, de preferência, 1 a 50%, com mais preferência de 3 a 40%, em peso, (com redução resultante em silicone 5 e/ou polímeros) de ácido graxo e/ou hidrocarboneto saturado e/ou insaturado, conforme indicado acima como agente de benefício interagindo com grupos alquila pendentes para estabilizar adicionalmente o sistema de geleificação. O gel é adicionalmente caracterizado (assumindo que o peso molecular do polímero e o comprimento e as quantidades dos grupos 10 pendentes foram selecionados apropriadamente) pelo fato de que, mediante a inversão do gel para gravidade da terra, não será fluido visivelmente após cinco minutos; e que os géis são estáveis em fase depois de três meses. Além disso, por causa da maneira como o gel é formado com poIímero definido, ele possui propriedades similares a sólidos inicialmente 15 (definidas por G'"G" e G'"300 Pa, de preferência "500, com mais preferência >1.000 mas, pelo menos, alta o suficiente para garantir que o gel seja "estável" conforme definido abaixo), mas, mediante fratura, (quando usado por consumidor na pele), reduz para uma viscosidade de 20 a 2.000 CP.

Em uma segunda realização, a invenção compreende 20 composições (por exemplo, limpadores liquidos, géis de chuveiro) que compreendem esses óleos de silicone estruturados. Essas composições podem ser usadas em fórmulas de cuidados para a pele, como loções e

I cremes para cuidado de corpo e rosto, géis para banho, e cremes para as mãos.

25 Os óleos de silicone estruturados, quando usados em um gel para banho ou composição de limpeza para banho, fornecem uma fratura de gel única, isto é, uma transição afiada de semissólido (estado de gel) para o estado líquido, com o módulo de elasticidade (medida de viscosidade no descanso)

* 8 m diminuindo de cerca de 102 a 105 Pa a 0,1 a 10 Pa; benefícios reológicos, e viscosidade minima que ajuda a fornecer sensação na pele (de óleo de silicone) junto com a deposição e liberação ativa.

O Exemplo 2 mostra a composição de óleo de silício usada com petrolato em que a concentração de

5 petrolato é de 60%, em peso.

Embora os silicones estruturados da invenção possam ser usados para melhorar a deposição de petrolato quando o silicone da composição for disperso no petrolato, o silicone estruturado é preferido para uso com outros agentes de benefício (por exemplo, ácidos graxos). Em uma terceira realização da invenção, a invenção compreende

10 composições cosméticas que compreendem as composições de silicone estruturantes.

Esses e outros aspectos, características e vantagens se tornarão aparentes para aqueles que possuem habilidade comum na técnica a partir da leitura da seguinte descrição detalhada e reivindicações em anexo.

Para evitar

15 dúvidas, qualquer característica de um aspecto da presente invenção pode ser utilizada em qualquer outro aspecto da invenção.

Deve-se observar que se pretende que os exemplos dados na descrição abaixo esclareçam a invenção e os mesmos não são destinados a Iimitar a invenção por si só.

Com exceção dos exemplos experimentais, ou onde for indicado de outro modo, todos os

20 números que expressam quantidades de ingredientes ou condições de reação usados no presente documento devem ser compreendidos como modificados em" todos as instâncias pelo termo "cerca de". De modo similar, todas as porcentagens são porcentagens de peso/peso da composição total, a menos que seja indicado de outra maneira.

As faixas numéricas expressas no formato

25 "de x a y" são compreendidas de modo a incluir x e y.

Quando múltiplas faixas preferenciais para uma característica específica são descritas no formato "de x a y", compreende-se que todas as faixas que combinam as diferentes extremidades também são contempladas.

Onde o termo "compreende" for usado no relatório descritivo ou nas reivindicações, ele não deve ser destinado a excluir quaisquer termos, etapas ou características não citadas especificamente.

Todas as temperaturas estão em graus Celsius (°C) a não ser que seja especificado de outra maneira.

Todas as medidas estão em unidades do Sl a não ser que especificado de outra forma.

Todos os documentos citados são - na parte relevante - incorporados aqui a título de referência.

A não ser que declarado de outra forma, as medições de viscosidades são feitas a 25 °C

Descrição DAS Figuras DA Invenção A invenção será, agora, descrita a título de exemplo apenas com referência às Figuras em anexo, nas quais: - A Figura 1 é um exemplo do tipo de copolímero (por exemplo,

copolímero de polivinilpirrolidona-eicosano) que pode ser usado na composição de silicone inovadora da invenção.

As cadeias pendentes de cadeia longa fornecem estrutura de gel que é estável (à gravidade, quando invertidas) e similar a sólido, ainda assim, são espalháveis com facilidade mediante a fratura. - A Figura 2 é um gráfico de dependências de módulos viscoelásticos (G' e G") e amplitude de deformação oscilatória na amplitude de deformação, sendo que a frequência é medida a 1 rad/s.

Especificamente, a

Figura mostra que o polímero (Ganex®V220), quando usado em combinação com o óleo de silicone (DC704) forma um gel verdadeiro.

Tal gel verdadeiro é definido pela habilidade de o material estruturado reter o formato por um tempo muito longo.

Especificamente, o gel não mostra nenhum fluxo visível quando invertido para a gravidade da terra à temperatura ambiente por pelo menos cinco minutos (ademais, os géis são estáveis em fase por pelo menos dois meses, de preferência três meses). Para a maioria dos materiais, estes atributos ocorrem se G'"G" (onde G' é inicialmente, pelo menos, tão alto quanto necessário para reter a forma na inversão como observado acima), e

" 6'

V 0 quando existe uma deformação crítica quando gel começa a fluir. Na Figura 2, esta deformação está por volta de i°/o amplitude de deformação, e existe um pico de tensão associado à fratura de um gel. Neste ponto, G' e G" também se tornam mais baixos. Este não é o caso de todos os géis, mas se vê isso em 5 silicone estruturado pelo copolímero, O adelgaçamento de cisalhamento deste gel é maior do que o da geleia de petrolato. Então, a Figura 2 mostra que G'"G" (Módulo de armazenamento > módulo de perda) e que o gel "fratura" (quebra) em uma amplitude de deformação relativamente baixa (iO°/o). A ' tensão medida como uma função da amplitude de deformação mostra um pico 10 de fratura o qual é característico para materiais similares a sólidos. lsto é benéfico para a capacidade de espalhamento do silicone porque o silicone estruturado se comporta como um gel no recipiente em repouso (tem viscosidade estruturante), mas se torna menos viscoso depois da fratura. É completamente imprevisível que os copolímeros específicos da invenção 15 poderiam ou alcançariam estes benefícios quando utilizados para estruturar silicone. - A Figura 3 é um gráfico de diagrama de fluxo transiente obtido em cércea de taxa de cisalhamento contínua (curva ascendente de 0 a 1.000 s" i; e curva descendente de 1.000 sj a 0). De acordo com o teste, a tensão é 20 medida durante o mesmo intervalo de tempo (por exemplo, 10 S) quando a taxa de cisalhamento aumenta de 0 a 1.000 s"1 (curva ascendente) e diminuindo-se a taxa de cisalhamento de 1.000 s"' a 0. O experimento de fluxo transiente (laço tixotrópico) foi executado pelo aumento da taxa de cisalhamento de 0 a

1.000 s"' ao longo de um período de tempo de 10 segundos para géis com as 25 seguintes diferentes concentrações de Ganex® V220 : 9,95%, 11%, 12%, 15%: a tensão de cisalhamento foi registrada como uma função da taxa de cisalhamento quando a taxa de cisalhamento estava aumentando e diminuindo .

com o tempo. A figura mostra que o gel (Exemplo l-quadrados) possui um q agudo pico de tensão na curva superior e uma dependência linear da tensão versus a taxa de cisalhamento depois da fratura (curva descendente), e isto é um indicativo ,de comportamento dos fluidos newtonianos. Estes dados mostram novamente como o siiicone estruturado é vanta joso para a 5 capacidade de espalhamento do sistema de gel de silicone por conta da sua estrutura inicial "similar a sólidos" em repouso, seguida pela redução de viscosidade após fratura. A viscosidade no nosso caso é igual a 0,3 Pa *s, ou 300 CP "(A viscosidade do óleo puro é igual a -40 CP). O limite superior de viscosidade poderia ser de vários milhares de cP enquanto observado que 10 existe uma viscosidade reduzida depois da fratura. Tipicamente, a viscosidade após fratura pode variar de 10 a 2.000 CP, de preferência de 20 a 1.000, mesmo com mais preferência de 40 a 500 cP.

DescriçÃo Detalhada da Invenção A invenção está relacionada a composições de óleo de silicone 15 inovadoras, as quais compreendem óleo de silicone o qual é estruturado por um copolimero no qual as cadeias Iaterais de alcano copolímero que têm um comprimento de cadeia de CjQ a C30, de preferência de C18 a C24, com mais preferência de C20 a C24 compreende >70°6, em peso do polimero para garantir a cristalização/congelação (do silicone estruturado final); e 1-30%, em peso, 20 copolimero de uma cadeia principal (incluindo a cadeia principal de qualquer rede, por exemplo, onde cadeias principais lineares podem ser reticuladas) de preferência que compreenda monômero de vinil amida, de preferência monômero de vinil amida cíclico tal como poli vinil pirrolidona (PVP) ou qualquer outro copolímero capaz de suportar cadeias laterais de alquila 25 observado. O polímero total deve também ter peso molecular que seja alto o suficiente para garantir que o mesmo não seja para líquido e tenha fase separada de silicone; ainda assim não tão alta para que o mesmo não solubilizar para um gel (por exemplo, peso molecular "5.000 a cerca de

Q 12 e . --

25.000). Opcionalmente, existe de 0 a 7Õ°/o, de preferência de 1 a 5Ó°/o, com mais preferência de 3 a 4Õ°/o, em peso, agente de beneflcio (por exemplo, ácido graxo, alcoóis de cadeia longa ou petrolato) o qual, em combinação com 5 cadeias de alquila pendentes da cadeia principal de copolimero ou polimeros cruzados, formam uma fase de hidrocarboneto a qual ajuda a faciiitar a entrega de agente de benefício separado quando a composição que compreende silicone estruturado e o agente de benefício separado é aplicado na pele ou outro substrato. A fase de "hidrocarboneto" pode ser definida por grupos alquila 10 pendentes isolados ou grupos alquila em combinação com agentes de benefício. Especificamente, em uma realização as composições de óleo de silicone estruturado da invenção compreendem: (1) de 60 a 99%, em peso, de preferência de 70 a 95% de óleo de 15 silicone; e (2) de 5 a 3O°/j, em peso, de preferência de 5 a 2O°/q, em peso, com mais preferência de 9 a jj'vj, com o máximo de preferência de cerca de 1O°/o, em peso, de um copoIímero estruturante (a quantidade é dependente do peso molecular total do polimero, da exata quantidade e comprimento de 20 cadeia de pendente etc. mas deve fornecer gel o qual é "estável" e ainda é inicialmente similar a sólidos, ainda que de definida viscosidade na fratura) para o óleo de silicone que compreende: (a) mais que 70%, em peso, de copolímero que compreende grupos alcano pendentes que possui comprimento de cadeia de C10-C30 (CjQ é 25 o mais curto comprimento de cadeia viável para alcançar o efeito estruturante de cristal desejado), de preferência de C18 a C30, com o máximo de preferência de C20 a C24 (de preferência as cadeias pendentes são cristalinas a "35 °C, de preferência <30 °C e o ponto de fusão é Z35°, de preferência "35 a 40 °C; a a 13 " &

H cadeia principal de copolimero é amorfa e o copolímero ajuda a fazer o gel de silicone estruturado final); e (b) de 1 a "3Õ°/o, em peso, copolímero de um monômero de cadeia principal capaz de suportar grupos alquila pendentes. Os preferidos 5 incluem monômero de vinil amida, particularmente monômero de vinil amida cÍclico (por exemplo, polivinilpirrolidona ou PVP) ou qualquer outro monômero o qual possa formar cadeia principal de polímero que suporta cadeias de alquila " enxertadas (pode também incluir a cadeia principal de qualquer polímero em rede); também é importante que o peso molecular do copoiimero seja amplo o 10 suficiente, por exemplo, peso molecular >5.000, de preferência "10.000, com mais preferência >12.000, com mais preferência "15.000 para garantir nenhuma separação de fase do óleo de silicone e é claro que a extensão da alquila pendente ("70%, de preferência >75% de extensão >CjQ a C30) é suficiente para garantir a congelação (por congelação pretende-se dizer um gel 15 de silicone em que G' " G" e a viscosidade, depois da fratura, está na faixa de 20 CP a 2.000, de preferência de 30 a 1.000 cP); e Sup. Reiv. 1 (cont). (3) opcionalmente, de 0 a 70%, de preferência de 1 a 50%, com mais preferência de 3 a 40%, em peso, de agente de benefício selecionado a partir do grupo que consiste de ácidos graxos, hidrocarbonetos saturados, 20 hidrocarbonetos insaturados (por exemplo, esqualano, esqualeno, etc.) e misturas dos mesmos. O agente de benefício opcional interage com cadeias de alquila pendentes para formar "fase de hidrocarboneto" de silicone estruturado.

Mesmo quando nenhum agente de benefício está presente, as cadeias de alquila formam a "fase de hidrocarboneto" (por exemplo, um excelente gel é 25 formado quando, por exemplo, grupos pendentes de Ganex® V220 ajudam a formar cristais que trabalham como ligações cruzadas entre cadeia de cadeia principal de copolimeros, assim formando o gel). É também importante que grupos alquila pendentes C10-C30

_Ê h S "" tenham regularidade estruturada (para elevar a cristalinidade). Na ausência de regularidade, (isto é, se o polímero for polidisperso), nenhuma cristalização acontece e o gel exigido não se formará. O silicone estruturado é caracterizado pela "estabilidade", a qual é 5 definida pelo fato de que o gel não mostra nenhuma separação de fase visível depois de dois meses, de preferência, três meses e que, mediante a inversão, um recipiente não fluirá visivelmente sob o peso da gravidade medida em " temperatura ambiente (20-25 °C, de preferência 21-24°C) por, pelo menos, cinco minutos. Além da "estabilidade", o gel possui viscosidade inicial similar a 10 sólidos (definida por G'>G" e G'>300 Pa, de preferência >500 Pa, com mais preferência "1.000, mas, pelo menos, ampla o suficiente para garantir estabilidade como definido acima), no entanto, mediante fratura (por exemplo, quando esfregado sobre a pele pelo consumidor durante Iavagem) possui viscosidade de 20-1.000 CP.

15 As composições de óleo de silicone estruturado assim melhoraram a fratura do gel e propriedades de reologia (por exemplo, viscosidade estruturante similar a sólidos em repouso, e a mais baixa viscosidade após fratura) comparadas a hidrocarbonetos com base em óleos estruturados; e, quando utilizadas em composições de limpeza e/ou gel de 20 banho líquido, ajudam a fornecer duplo benefício de sensação sensorial a partir do silicone assim como a ser capaz de entregar efetivamente entregar ativos separados (por exemplo, ácidos graxos) os quais podem ser parte da fase de hidrocarboneto estruturante- ÓLEO de silicone 25 A composição da invenção compreende de 60 a 99%, de preferência de 70 a 95% de óleo de silicone. Óleos de silicone, também conhecidos como siloxanos polimerizados são análogos. de silício de compostos orgânicos com base de carbono os quais podem formar moléculas com base em silício ao invés de carbono. Especificamente, as cadeias são formadas de siloxano ou átomo de silício-oxigênio (---Si-O-Si-O-Si—-) que se repete. Outros átomos se prendem aos átomos de silicone tetravalentes, mas não aos oxigênios bivalentes os quais fazem parte da cadeia de cadeia principal de silicone.

Um típico óleo de silicone é o polidimetil siloxano onde dois grupos metila se prendem ao átomo de silício para formar (H3C)[SiO(CH3)2]nSi(CH3) onde n define a extensão da cadeia (n é tipicamente "4). O limite superior de n é definido pela viscosidade do óleo de silicone desejável e n pode ser de 4 a 850, de preferência de 8 a 400. Os grupos fenila podem ser presos no lugar de metila e formariam feni|tris(trimetj]si|oxi)si|ano(um grupo fenila), tetrafenil- dimetildisiloxano (4 grupos fenila), trimetil pentafenil trisiloxano (5 grupos fenila). Os grupos alquila geralmente, por exemplo, ou uma combinação de fenila e outros grupos alquila podem ser enxertados à cadeia principal de silicone. Óleos de silicone podem ser misturados entre si se necessário para alcançar melhores sensório, capacidade de èspalhamento, estruturação e estabilidade de formulações cosméticas. Exemplos de óleos de silicone, os quais são vendidos como produtos comerciais, incluem fluidos de silicone de classificação cosmética DC- 704®, DC 556 e PH-1555 HRI vendidos junto à Dow Corning. Os óleos preferidos incluem DC 704 ou DC 556. CopolÍmero O óleo de silicone da invenção, ao invés de ser estruturado por elastômeros de silicone, é estruturado por um copolímero o qual por sua vez é caracterizado pelo fato de que o copolímero compreende >70 em peso, do polímero, por exemplo, "70 a 99%, de preferência >75 a 99°/o, em peso, do polímero, grupos alcano pendentes que têm comprimento de cadeia CjQ a C30, de preferência C18 a C24, com mais preferência C20 a C24: e 1 a 3Ó°/o, em peso, do polimero, de um monômero de cadeia principal, por exemplo, de preferência um monômero de vinil amida, capaz de suportar grupos pendentes. Podem também existir grupos pendentes que suportam opcionalmente rede de cadeia principal os quais contam para os "70%.

Os grupos alquila pendentes devem de preferência ter regularidade. Na ausência de tal regularidade (a molécula é, ao contrário, polidispersa), a cristalização pode não ocorrer e o gel estruturante desejado não se formar. "" Por regularidade deseja-se dizer que as ramificações (ou cadeias laterais) presas à(S) principal(is) cadeia(s) principa1(is) de cadeia principal são, em média, todas substancialmente com a mesma extensão (+- 4 carbonos, por exemplo). lsto permite que as cadeias se acondicionem mais prontamente e elevem significantemente o processo de cristalização. O próprio copolímero pode compreender 5 a 30%, em peso, de preferência 7 a 20%, em peso, com mais preferência 9 a 11%, em peso (idealmente cerca de 10%) da composição silicone/copolímero. A faixa 9 a 11% é preferencial pelo fato de que esta é a faixa ideal de princípio de congelação (mediante resfriamento) para copolímeros os quais têm predominantemente (cerca de 8Ó°/o) C20-C24 de comprimento de cadeia. A congelação é quando seria esperado que o módulo de elasticidade e a viscosidade constante aumentassem (isto é, quando G'"G"). Abaixo do ponto de congelação, G' está muito perto de zero, para que G'""G". Na congelação, o valor de G' aumenta por diversas ordens de grandeza, tipicamente, a partir de 0,1 Pa a diversas centenas de Pa. O gel no exemplo 1 , por exemplo, possui um módulo muito alto, isto é, 20.000 Pa. Quando o gel quebra (ponto de fratura), o módulo de elasticidade diminui para 10 Pa (Figura 2). Como observado, a extensão do monômero de cadeia principal específico e da cadeia pendente média podem também afetar o principio de congelação- Estas variáveis são contabilizados por definirem uma temperatura de fusão das cadeias pendentes segundo a d bL 4 qual as cadeias pendentes são cristalinas a "35 °C, de preferência "30° e o ponto de fusão é "35 °C, de preferência >35 a 40 °C.

O próprio copolímero, como observado, compreende mais que 70%, em peso, do grupo alquila pendente, grupo este que deve ter 5 comprimento de cadeia de C1q a C30. Uma vez que a temperatura de fusão de hidrocarbonetos de grupos pendentes cristalinos depende do comprimento de cadeia (isto é, quanto mais longo o comprimento de cadeia, por mais tempo eles "ficarão cristalinos e elevarão a congelação), uma outra maneira de definir grupos pendentes é que, utilizando uma mistura de copoIímero de 1O°/o em 10 90% de óleo de silicone como um padrão, os grupos pendentes têm uma faixa de fusão de "30 °C, de preferência >35 °C e ampla faixa de "30 a 45 °C; na temperatura apropriada (baixa o suficiente para permanecer cristalina), acredita-se que o copolímero total seja semicristalino, com a fase cristalina formada em sua maioria por cadeias pendentes e fase amorfa que compreende 15 em sua maioria, por exemplo, grupos vinlla de cadeia principal. Devido a variações estatisticas de copolímeros, existe alguma mistura de diferentes tipos de grupos.

O copoIímero deve também ter peso molecular de, pelo menos, cerca de 5,000, de preferência, pelo menos, 10.000, por exemplo, 10.000 a 20 25.000 para garantir a congelação. lsto é difícii de definir com precisão, uma vez que depende da concentração (1 a 3Õ°/o, em peso). Se a composição for utilizada na faixa mais alta, o peso molecular poderia estar na faixa inferior de 5 a 1O°/,.

Os grupos alquila pendentes compreendem grupos de hidrogênio 25 carbonado ligados isoladamente. Os grupos alquila devem ser longos o suficiente para cristalizarem, seja ou não em silicone, então CjQ é o mais curto comprimento de cadeia viável. Os grupos alquila preferidos são CjQ a C30, de preferência C18 a C24, com mais preferência cerca de C20 a C24. Um grupo alquila preferido é o grupo eicosila C20. O copolímero é obtido pela substituição dos átomos de hidrogênio com cadeias C20H41-. Existem 4 possÍveis posições para tal substituição dentro do grupo monomérico.

Os grupos alquila preferidos C12 a C30 tipicamente se ramificarão para fora da cadeia principal, cadeia

5 principal esta que compreende uma mistura de grupos alquila de cadeia diferente e o monômero de vinil amida observado.

Deve-se observar que o "principio de congelação" se refere à " concentração mínima (por exemplo, 90% de silicone e 1O°/o de copolímero) de copolírnero necessária para formar o gel.

Não é desejável utilizar mais

10 polímero se, por exemplo, 10% for suficiente.

Se for utilizado copolimero demais, o gel pode ficar rígido demais (por exemplo, pode não ter a capacidade de espalhamento desejável em uso). NO geral, o- gel ideal terá G' " G" (é claro, quanto mais alto o valor de G', maior a habilidade de suspensão) e viscosidade, depois da "fratura" de 10 CP a 7.000 CP, de

15 preferência de 30 a 1,000, com mais preferência de 30 a 500 e com mais preferência 30 a 250 CP.

A viscosidade, depois da fratura, é mais baixa do que G'. Tipicamente, G' é >1.000 cP, de preferência de 2.000 a 30.000 cP,

com mais preferência de 2.000 a 15,000 cP.

Assim como para o monômero de cadeia principal que se repete,

20 este é tipicamente um monômero de vinil amida, de preferência um polímero de vinil amida ciclico tal como vinil pirrolidona.

O monômero de cadeia principal de vinil pirrolidona (não apenas um monômero; Ganex® possui cadeia alquila enxertada diretamente sobre a cadeia de PVP, de tal forma que a cadeia é mais ou menos "coberta" com hidrocarbonetos "cabeludos",

25 por exemplo, uma unidade de monômero pode transportar até quatro cadeias de hidrocarbonetos pendentes) tipicamente compreende de 1 a

3O°/j, em peso, do copolímero inteiro.

A cadeia principal, entretanto, não precisa necessariamente ser

N .-— de vinil amida e pode ser feita a partir de quaisquer monômeros ou comonômeros, incluindo pollmeros de silicone hidrofobicamente modificados, poliacrilatos, polimetacrilatos. Pode também compreender pollmeros em rede os quais podem os mesmos compreender opcionalmente 5 grupos pendentes.

Exemplos de ESTRUTURAS de POLÍMERO POSSÍVEIS SÃO,E,S,T,A,B,E,L,E,C.I.D,O,S,A,B,A,I,X,O.:, Es,T,R,U,T,U,RA,s_D.E,p,o.LjMERo possÍyE!§ Copolímero" de Hidroxieti|acri]ato/Acri|ato de Alquila C12-22 Copolímero de Metacrilato Dimeticona de Butila/Acrilato de Alquila 10 C8-22 Copolímero de Dimeticona/Estearoximeticona """"°' ")IÍ)', )))&H)7))," '""""" Copolímero de Acrilatos/Estearato-1O Éter Alila Poli C10-30 Acrilato de Alquila (IPA-13-6) Polímero cruzado de Ácido MetacrÍlico/Acrilato de Alquila C8-22 15 Agente DE BenefÍcio Opcional O óleo de silicone que contém o copolímero descrito acima pode conter opcionalmente de 0 a 7Ô°/o, de preferência de 1 a 5Õ°/o, com mais preferência de 3 a 4Ô°/o, em peso, (por exemplo, 7O°/q de petrolato pode ser utilizado) de componentes de agente de benefício os quais, além dos grupos 20 alquila pendentes, ajudam a formar a "fase de hidrocarboneto" do silicone.

É claro, se o "agente de benefício" compreende "50% do silicone estruturado, este é efetivamente como silicone estruturado em solução de agente de benefício.

Em geral, o agente de benefício pode compreender ácidos k 20 — graxos. Estes incluem ácidos saturados e/ou insaturados de C8 a C30 tais como, por exemplo, esteárico, petroselênico, oleico, linoleico, etc. É possÍvel preparar misturas de hidrocarbonetos saturados lineares com ácidos graxos ramificados ou insaturados se preciso. Embora as ramificações e ácidos graxos 5 insaturados possam reduzir a temperatura de fusão, o efeito pode ser compensado mediante o aumento da extensão de cadeias de alquila enxertadas. Se o agente de benefício for adicionado, por exemplo, ácidos graxos, os mesmos podem formar cristais"separados com o ponto de fusão não muito longe de, por exemplo, Ganex® V200. Ácidos graxos insaturados podem 10 reduzir o ponto de fusão (o qual é indesejável na medida em que queremos manter os cristais para ajudar na congelação). Em tais casos, pode-se utilizar um copoIimero de ponto de fusão mais alto, por exemplo, Ganex® \NP-660.

O agente de benefício pode ainda compreender hidrocarbonetos saturados e/ou insaturados (outros exceto ácidos graxos) tais como esqualano, 15 esqualeno, óleos vegetais estruturados e não estruturados, alcoóis graxos, etc. O silicone estruturado pode assim ser utilizado para ajudar a entregar o agente de benefício separado para pele ou o substrato. Esta invenção compreende óleo estruturante de silicone com estes copolímeros de cadeia de alquila, opcionalmente com agente de 20 benefício. O agente de benefício pode ser parte de composição mais ampla conforme descrito no pedido copendente depositado na mesma data. Os polimeros foram utilizados para formulações de óleo sem silicone, mas é imprevisível que, se utilizado em silicone, os mesmos se comportariam nas maneiras que foram encontradas (por exemplo, fornecer as propriedades de 25 gel definidas). As propriedades de material inovador são diferentes, especialmente a comparação com óleos estruturados existentes como o Petrolato. Por exemplo, os silicones têm adelgaçamento do cisalhamento como mostrado pelas propriedades antes e depois da fratura do gel e em que a b _ fratura ocorre em baixas taxas de cisalhamento. Nenhuma fratura como tal em baixas taxas de cisalhamento existe para petrolato.

Em uma segunda realização, a invenção compreende composições (por exemplo, cremes e loção de cuidado facial, tais como 5 cremes para as mãos, géis de banho, cremes- para as mãos, etc.) as quais compreendem o óleo estruturado. Quando utilizaclos em tais composições, os óleos podem fornecer uma fratura do gel única, especificamente uma transição brusca da composição inteira na qual o óleo estruturado é utilizado de um estado semissólido para 10 líquido com o módulo de elasticidade que diminui de cerca de 102 a 105 Pascal (Pa) para 0,1 a 10 Pa (menos viscoso) quando o gel é deformado (o gel é submetido à deformação em vários regimes de fluxo tais como regime de deformação dinâmica oscilatório ou fluxo regular). O silicone estruturado ainda fornece benefício reológico e viscosidade mínima o que ajuda a fornecer duplo 15 benefício de sensação na pele junto com a liberação de ativos. Tal fratura (associada com a capacidade de espalhamento) é idealmente vista, por exemplo, em uma composição que compreende 90% de silicone e 1O°/o de copolímero (por exemplo, Ganex®j Em outra realização da invenção, a invenção é dirigida a um 20 processo para obtenção de gel de silicone o qual possui propriedades iniciais de sólido (e G' é significantemente alto, tipicamente, pelo menos, "300 Pa e, pelo menos, alto o suficiente para garantir a "estabilidade" como definido), mas que fratura para obter capacidade de espalhamento (definido pela faixa de viscosidade após fratura de 20 a 1.000 CP) em que tal processo compreende 25 misturar de 60 a 90% de óleo de silicone como copolímero estruturante que compreende componente (1), (2) e opcionalmente (3) como definido acima.

De acordo com este processo, os ingredientes são aquecidos (a 60 a 70 °C) e misturados e depois resfriados a temperatura ambiente para

6" —= " " X & 22 I-" pm: _--

Y forma'r gel. Em outra realização da invenção, as composições de óleo de silicone estruturado da invenção podem ser formuladas em composições cosméticas aquosas ou anidras (por exemplo, composições de cuidado para o 5 corpo ou facial) que contém as composições de óleo estrutúrado, por exemplo, como parte da fase graxa ou hidrofóbica. Por exemplo, a maioria das preparações cosméticas contém, em níveis de concentração que variam, "uma fase graxa ou hidrofóbica que compreende uma mistura de óleo, uma gordura e/ou cera. lsto é verdade, por 10 exemplo, para emulsões de óleo em água ou água em óleo, géis, óleos para cuidados da face e do corpo, leites e produtos de maquiagem tais como b/ush ou batom. A composição de óleo estruturado da presente invenção pode compreender de 1 a 80%, por exemplo, do peso total da composição 15 cosmética. No caso de emulsão de óleo em água ou composições para cuidados do corpo, a composição de óleo estruturado compreenderá mais tipicamente de 1 a 30%, de preferência de 2 a 15%, com mais preferência de 2 a 1 O°/0, em peso, da composição cosmética. Tipicamente, a água compreenderá de 70 a 99%, em peso, de preferência de 80 a 9O°/j de tais 20 composições. Como as composições têm cada vez menos água, a composição de óleo estruturado pode atingir de 50 a 80%, em peso, do cosmético. Em uma típica aplicação de cuidado facial, as mesmas compreendem de 40 a 70%, em peso, de preferência de 45 a 65%, em peso, da composição cosmética.

25 Outros componentes os quais podem ser utilizados na fase graxa ou hidrofóbica de uma composição cosmética são óleos animais ou vegetais, óleos sintéticos, gorduras e/ou cera. Dentre os óleos animais ou vegetais que podem ser utilizados t 23

B

W incluem-se óleo de amêndoa, óleo de abacate, óleo de oliva, óleo de jujuba, óleo de jojoba, óleo de gergelim, óleo de fava de soja, óleo de colza, esqualeno, lanolina e derivados de qualquer um destes acima. Dentre os óleos sintéticos que podem ser utilizados estão o 5 palmitato de isopropila e etila, miristatos de alquila (miristato de isopropila, butila ou cetila), triglicerideos de ácido octanoico ou decanoico, ricinoceato de cetila, octanoato de estearila, poliisobuteno hidrogenado, etc. Dentre as" ceras" que podem ser utilizadas estão inclusas a cera de carnaúba, cera de abelha, ozocerita, cera de candelilha, cera de linhito e ceras 10 microcristalinas. A fase hidrofóbica pode também conter pequenas quantidades de álcool graxo (por exemplo, tipicamente 0,1 a 3°/0, em peso, de preferência 0,2 a 1°/0, em peso). Estes incluem alcoóis de cadeia longa tais como álcool cetílico, álcool estearílico, álcool mirístico, álcool hidrostearílico, álcool oIeico e 15 similares. Além disso, a fase graxa pode conter determinados polímeros, por exemplo, polivinilpirrohdona, tipicamente em cerca de 0,1 a 0,5%, em peso. Como indicado, a quantidade total de fase hidrofóbica, incluindo a composição de óleo estruturado, varia dependendo se a composição cosmética é em sua maioria aquosa, um tanto aquosa ou não 20 aquosa e pode variar tipicamente de 3 a 99%, em peso, das composições cosméticas. Como observado, as composições cosméticas podem ser todas aquosas ou anidras. As composições podem ser emulsões fluidas, loções ou emulsões mais substanciais. Podem ser, por exemplo, leites ou cremes de 25 amolecimento, Ieite ou cremes para cuidados das mãos, cremes demaquilantes ou leites, bases, cremes ou leites de proteção soIar, cremes ou leites de bronzeamento artificial, leites ou cremes contra perspiração, espumas ou cremes de barbear.

W 24 — a'_ _W— De uma forma, as composições podem compreender, antes de qualquer coisa, ("50%, de preferência >55%, em peso) fase hidrofóbica, da qual 8Ô°/o a 100% da dita fase hidrofóbica é composição de óleo estruturado, e a qual toma a forma de um óleo de proteção solar (que contém, por exemplo, 5 0,1 a 3%, de preferência 0,5 a 2°/0 de um protetor solar o qual absorve raios ultravioleta), um óleo para cuidados do cabelo, um óleo para cuidados do cabelo ou do corpo, um óleo pré-barba ou pós-barba, um óleo de banho, um gel, uma pomada ou uma bastão.

Quando na forma de creme ou leite, a composição cosmética 10 fica tipicamente na forma de emulsão de água em óleo ou óleo em água em que a fase graxa ou hidrofóbica (incluindo predominantemente, 80 a 100% da composição de óleo estruturado) compreende de 4 a 60°6, em peso, a água compreende de 30 a 90%, em peso, e um agente emulsificante compreende de 0,5 a 20%, de preferência de 1 a 12'6, em 15 peso, de emulsão cosmética. Dentre os agentes emulsificadores exemplos que não limitam os quais podem ser utilizados são como segue: Alcoóis poliglicerol ou polioxietileno graxo, sulfatos de alquila oxietileno ou não oxietileno, misturas de, pelo menos, um lanoato (por 20 exemplo, lanoato de magnésio, cálcio, Iítio, zinco ou alumínio e álcool de lanolina e/ou Ianolina hidrogenada, ésteres de ácidos graxos e polióis tais como glicerol ou propileno glicol). GIicerol e propileno glicol funcionam também, por exemplo, como umectantes. Também podem ser utilizados monoésteres de ácidos graxos e sorbitano polioxietileno.

25 As composições cosméticas podem também incluir agentes de espessamento e agentes geleificantes. Estes incluem, por exemplo, silicatos de magnésio e alumínio; copolímeros maleicos anidridos/éter- vinílicos (por exemplo, o polímero vendido como "Viscofas"®); polímeros

W, ? . -— — carboxivinilicos tais como aqueles vendidos sob o nome Carbopoi®; ou géis r de montmorilonita organicamente modificada e óleo neutro tal como, por exemplo, o produto Miglyol gei®.

Além disso, a composição cosmética pode compreender vários 5 outros componentes, tipicamente a níveis de 0,1 a 3°/0, em peso, incluindo agentes de coloração, perfumes, agentes preservativos, quelantes, filtros UV, pigmentos, agentes perolizantes, vitaminas e enchimentos mineral ou orgânico. Protocolo 10 As medições reológicas foram levadas a cabo com a utilização de geometria placa-placa, instrumento de estresse-controlado, no regime dinâmico, com a utilização de cércea de tensão oscilatória e regimes de cércea de frequência, assim como regimes de fluxo transiente, tais como experimentos de laço tixotrópico. O experimento de cércea de tensão é 15 executado em frequência constante, tipicamente a 1 rad/s enquanto a deformação de amplitude aumenta de 0,01% para 500%. Em baixas deformações, o sistema de gel se comporta como um sólido, o qual é específico para o sistema descrito nesta invenção (Exemplo 1). A dependência da amplitude da tensão de cisalhamento a partir da amplitude 20 de tensão permanece linear antes de o gel quebrar como um sólido, com máximo típico no ponto de fratura. O experimento de fluxo transiente (laço tixotrópico) foi executado mediante o aumento da taxa de cisalhamento de 0 a 1.000 sj ao longo de um período de tempo de 30S; a tensào de cisalhamento foi registrada como uma função da taxa de cisalhamento 25 quando a taxa de cisalhamento aumentava e diminuía com o tempo. O sistema de gel (Exemplo 1) mostra um pico de fratura sobre o pico superior e a dependência linear da tensão vs. a taxa de cisalhamento depois da fratura que indica o comportamento dos fluidos newtonianos.

.R 26 q '"'* - — .

Exemplos Exemplo 1 - PreparaçÃo DE ÓLEO DE SILICONE ESTRUTURADO 90 g de óleo de silicone, tetrametil tetrafenil trisiloxano (nome comercial DC 704) foi misturado com 10 g de copolímero de polivinilpirrohdona 5 (PVP) e eicosano, Ganex® V220 (que contém 8Ô°/o, em peso, de eicosano), e aquecido acima de 60-70 °C para garantir a fusão completa do copolimero. A composição líquida foi vigorosamente misturada no estado fundido com a " utilização de um misturador orbital. Depois, a composição foi resfriada até a temperatura ambiente ou abaixo da temperatura de solidificação para formar o gel.

10 Exemplo 2 - PreparaçÃo DE ÓLEO DE SILICONE COM COPOLÍMERO MAIS

AGENTE DE BENEFÍCIO ADICIONADO Uma quantidade de 30,2 g de óleo de silicone, tetrametil tetrafenil trisiloxano (nome comercial DC 704) foi misturada com 0,86 g de ácido palmitico, 0,44 g de ácido esteárico, e 1,81 g de ácido láurico. Uma quantidade 15 de 66,6g de Petrolatum Jelly Snow White® foi misturada com 0,09 g de copolimero Ganex® V220. Todos os ingredientes foram aquecidos acima de 60 °C para garantir a fusão completa dos cristais. A composição liquida foi vigorosamente misturada no estado fundido com a utilização de um misturador orbital. Depois, a composição foi resfriada até a temperatura ambiente ou 20 abaixo da temperatura de solidificação.

O óleo de silicone é estruturado com o polímero Ganex® e, em particular, grupos pendentes do copolímero em combinação com agentes de benefício (isto é, ácidos graxos) formam fase hidrofóbica. O ponto de fusão (acima do qual as cadeias pendentes não são mais cristalinas; apenas grupos 25 pendentes podem cristalizar; o próprio PVP é polímero não cristalino, entretanto, o mesmo possui um ponto de amolecimento acima de 120 °C na forma seca) de "35 °C referido anteriormente, se refere a cadeias pendentes; enquanto que 60 °C se refere a copolímero inteiro dentro do óIeo de silicone. A

W 27 b_ " diminuição do módulo de elasticidade (característico do sistema de fluidos newtonianos) se refere a todo o sistema, Exemplo 3 - PreparaçÃo DE ÓLEO DE SILICONE COM COPOLÍMERO MAIS

AGENTE DE BENEFÍCIO ADICIONADO 5 Uma quantidade de 70 g de óleo de silicone, tetrametil tetrafenil trisiloxano (nome comercial DC 704) foi misturada com 10 g de ácido palmitico, 10 g de ácido esteárico, 9,9 g de ácido láurico e 0,1 g do copolímero Ganex® V220. Todos os ingredientes foram aquecidos acima de 60 °C para garantir a fusão completa dos cristais. A composição líquida foi vigorosamente misturada 10 no estado fundido com a utilização de um misturador orbital. Depois, a composição foi resfriada até a temperatura ambiente ou abaixo da temperatura de solidificação. Novamente, o ponto de fusão de 60 °C se refere ao copolímero dentro do silicone e a diminuição do módulo de elasticidade se refere a todo o sistema.

15 Exemplo Comparatívo A - CRITICALIDADE DA VISCOSIDADE PARA ESTABILIDADE 10% de Ganex® V-216 (Iíquido viscoso, 2O'Yo de vinilpirrolidona (VP), 8Õ°/o de C16 alfa-olefina, Ponto de Fusão= 85 °C) misturados com 90% de DC-704; resulta em um liquido branco de baixa viscosidade.

Este é o exemplo comparativo que utiliza o copolímero VP-C16 ao 20 invés de VP-C20. O copolímero VP-C20 é uma cera. Especificamente, a composição VP-C20 (em silicone) forma gel macio-sólido em repouso, e, . quando o mesmo quebra, possui viscosidade de cerca de 300 cP. O VP-C16, quando adicionado ao silicone, forma fluido com viscosidade menor do que 300 CPS (isto é, não é um ge!). Não é certo se o VP-C16 vai abaixar a viscosidade 25 no estado fluido (isto é, este não é "estável" quando invertido para o teste de gravidade). Entretanto, a viscosidade já é uma viscosidade muito baixa, e não importa se a mesma é igual a 100 ou 300 CP (por fratura). Em geral, a viscosidade depende da arquitetura e composição do polímero e de uma

E.m m U j. " - é maneira complexa de tal forma que a diminuição do comprimento de cadeia enxertada nem sempre necessariamente reduza a viscosidade. O silicone puro (DC®-704), é obseNado, possui viscosidade de apenas 39 cPs.

E&emplo Comparativo B - CR|TICA,L,|,D,A,D,E,D,O,C,O,M,P,R,].M,E,N,T,O,D,E,C,ADElA 5 10% de Ganex® P-904 (pó branco, 90% de VP, 1O°/o de C4 alfa- olefina, Ponto de Fusão = 155 °C) misturados com 90% de silicone (DC-704®).

Não havia nenhuma solubilidade. No presente ponto o polímero é o polimero " VP:C4 que está bem "abaixo do polímero VP-C,0 da invenção. Quando os comprimentos de cadeia são mais curtos, o copolímero e o silicone são 10 substancialmente insolúveis e o gel macio inicial seguido por fratura até obter boa capacidade de espalhamento simplesmente não pode ser alcançado.

Comparativo C - Criticalídade do Peso Molecular 1O°/o de Ganex® WP-660 (sólido flocado, 20% de VP, 80% de C30 alfa-olefina, Ponto de Fusão = 63 °C) misturados com 90% de silicone (DC- 15 704®), No presente ponto, a mistura teve a fase separadá microscopicamente na mistura de pequenas partículas de gel em um fluido. Especificamente, o peso molecular de Ganex WP-660 é muito menor do que o de Ganex V-220.

Acredita-se ser alguns poucos milhares, mas é definitivamente menor do que

10.000.

20 Portanto, a rede de gel não se forma se adicionar-se 1O°/o deste polímero. Assim, na mesma concentração do polímero, o peso molecular é importante.

Comparativo D - Criticalidade DE REGULARIDADE 10°6 de lntelimer® IPA 13-6 (Denominaçãò do INCI Poli C1q- 25 C30 acrilato de alquila, Ponto de Fusão = 65 "C) - nenhum gel formado. A polidispersidade de cadeias pendentes pode prevenir a cristalização destas cadeias. Acredita-se que as regiões cristalinas formadas pelas cadeias pendentes que pertencem à cadeia principal diferente possam criar uma

A a " rede de gel de transposição por espaço contínua. As cadeias polidispersas de IPA 13-6 não cristalizam tão facilmente quanto às cadeias monodispersas de Ganex V-220. Ainda que as mesmas cristalizem, a temperatura de cristalização pode ser menor do que a temperatura 5 ambiente, portanto o gel não é formado. O gel pode se formar em concentrações maiores, embora o gel provavelmente, de maneira fácil, tenha separação de fase. Comparativo E 1O°/o de lntelimer® IPA 13-1 (Denominação do INCI Poli CjQ- 10 C30 acrilato de alquila, Ponto de Fusão = 48°C) - nenhum gel formado (nenhum gel formado em concentrações testadas). Exemplos negativos com IPA-6 e IPA-I demonstram que cadeias laterais com grande diferença no número de C na cadeia lateral (polidispersa) não formam gel.

Comparativos D e E demonstram que cadeia lateral com 15 grande diferença no número de C em cadeia lateral (polidispersa) não forma gel. Em geral, os exemplos (por exemplo, Exemplos 1-3 Ganex® V220 com a utilização de C20-C30 PVP-copolimero versus outros com copolímero PVP C4 ou C16 de Comparativos A e B ou números de carbono 20 C1q ou C30 em Comparativos D e E) mostram que o comprimento de cadeia no polimero deve ser, pelo menos, de cerca de C20 e ter regularidade de comprimento de cadeia para garantir a formação de gel.

Comparativo F 1O°/o de Ganex® V-516 (50% de VP, 5Ô°/o de C16, Tg = 150 °C, 25 fornecidos como 55% ativos em isopropanol o qual foi tirado sob vácuo 700 mm de Hg em temperatura ambiente durante a noite) misturados com 90% de silicone (DC-704®) dissolve em silicone e não forma gel. Com o resfriamento, nenhum gel foi formado e a mistura era bastante transparente, indicação de que nenhum cristal foi formado. Este exemplo mostra claramente que deve haver ramificação o suficiente para formar o gel desejado. Exemplo 4 E 5 Com o intuito de demonstrar a utilidade das composições de silicone estruturado, as composições a seguir para cuidados do corpo (A) e cuidados faciais (B) foram preparadas.

A) lngrediente °/), em peso Silicone estruturado" 5 Polímero 0,2 Álcool 0,73 Emulsionador 0,75 Protetor solar 1,25 TiO2 0,2 EDTA 0,04 Umectante 1,00 Preservativo 0,2 Vitamina 1,25 Água Equilíbrio Silicone estruturado : Copolímero (Ganex V-220) -0,55%, DC-704 - 4,45°/o B) lngrediente °/0, em peso Silicone estruturado ** 57 Polimero 0,2 Álcool 0,73 Emulsionador 0,75 Protetor solar 1,25 TiO2 0,2

L

|ngrediente °/), em peso EDTA 0,04 Umectante 1,00 Preservativo 0,2 Vitamina 1,25 Água Equilibrio **

Silicone estruturado : Copolímero (Ganex V-220) - 6,27%, DC-

704 - 50,73°6

Claims

'G 1 t 0 J~ - K ° Reivindicações

1. COMPOSIÇÃO DE GEL DE SILICONE ESTRUTURADO, caracterizada pelo fato de que consiste essencialmente de: (a) 60 a 95% em peso de óleo de silicone; e 5 (b) 5 a 3Õ°/o de um copolimero estruturante que compreende: , (1) mais que 7Õ°/o em peso de copolímero que compreende grupos alquila pendentes possuindo comprimento de cadeia C10-C30; e em que m as cadeias pendentes são cristalinas a "35°C, assumindo uma mistura de 1O°/, de polimero e 90% de silicone; 10 (2) 1 a menos do que 30% em peso de copolímero de um monômero de cadeia principal (incluindo polimero cruzado em rede, se houver) capaz de suportar dito grupo alquila pendente; e (c) opcionalmente 0 a 35% em peso de agentes de benefício, em que o copolímero possui peso molecular de mais de 10000; 15 em que o copo1Ímero estruturante fornece gel de silicone (quando resfriado durante formação) definido por ter G'>G" e G' de pelo menos 300 Pa; e viscosidade após fratura de 10 a 2000 CP e em que o ge! resfriado é definido ainda pela habilidade de manter a forma definida pelo fato de que mediante a inversão para gravidade o gel não se moverá visivelmente por pelo menos 20 cinco minutos em que dita composição de óleo estruturado é preparada através da mistura dos componentes (a), (b) e, opcionalmente, (c) em estado de fusão, e subsequentemente resfriando até temperatura ambiente para solidificar e formar gel de silicone estruturado.

25 2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o gel de silicone estruturado compreende 70 a 95% de óleo de silicone e 5 a 2Õ°/o de copolímeros.

3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, ——Í

W 2 C- "-" -,

V caracterizada pelo fato de que o copolímero utilizado para formar o gel de silicone estruturado possui peso molecular de 12000 a 25000.

4. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito monômero de cadeia principal formando 5 parte do copolimero estruturante é um monômero de vinil amida.

5. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o dito monômero de vinil amida é cíclico.

6. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o silicone estruturado dito polímero de vinil 10 amida é vinil pirrolidona.

7. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que dito agente de benefício opcional é selecionado a partir do grupo que consiste em ácidos graxos C20 a C30 saturados ou insaturados, lineares ou ramificados, e hidrocarboneto saturado e/ou insaturado 15 (exceto ácidos graxos).

8. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que dito ácido graxo é selecionado a partir do grupo que consiste em ácido esteárico, ácido petroselênico, ácido oleico, ácido linoleico e misturas dos mesmos.

20 9. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o gel (depois da formação sob resfriamento) possui G" >500 Pa.

10. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que >70% de cadeia pendente no copolimero 25 estruturante possui comprimento de cadeia de C18 a C30.

11. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que >70% de cadeia pendente no copoIímero estruturante possui comprimento de cadeia de C20 a C24-

m 3

W .* 4 b, b

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12. MÉTODO PARA OBTER UM GEL DE SILICONE, caracterizado pelo fato de que possui propriedades iniciais de sólido (G'>G" e G' é pelo menos 300 Pa) e que reduz à viscosidade de 20 a 1000 CP após fratura, em que o processo compreende misturar de 60 a 95% de óleo de 5 silicone com polímero estruturante (b) e agente de benefício opcional (C) conforme definidos na reivindicação 1.

n, m "=