CN104302269A - 用天然来源的高熔点结构化材料结构化的特定天然来源的液体材料的预混混合物 - Google Patents

用天然来源的高熔点结构化材料结构化的特定天然来源的液体材料的预混混合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供用天然来源的高熔点材料结构化的规定粘度的特定天然来源的液体材料的预混混合物。

Description

用天然来源的高熔点结构化材料结构化的特定天然来源的液体材料的预混混合物
发明领域
本发明涉及用天然来源的高熔点材料(例如蜡)结构化的具有规定粘度的特定天然来源的液体材料的新型预混混合物。这些预混物提供接近或等于矿脂(petrolatum)吸留性(occlusivity)的吸留性(例如，保湿性)，这是一个不容易获得的目标。在这方面，该材料可用作矿脂的替代品。该混合物可用作用于各种个人护理组合物(例如，个人洗涤、头发护理)的独立(stand-alone)共混物，和/或当制备上述产品时它们可以作为整体过程的一部分在单独的混合机中混合。在申请人单独提交的共同未决的申请中，申请人请求保护其中不要求基质液体或结构化试剂是非-石油来源的混合物。相反，本发明的液体和结构化试剂都特别地来源于天然来源的材料(对于天然来源的，我们指的是非矿脂基材料)。
背景技术
矿脂是一种包含多种烃混合物的无色或浅黄色半固体材料，其通常用于化妆品和个人护理产品(例如，清洁产品、护肤产品、化妆品、洗发香波和护发素、剃须产品、防晒产品(suntan products))中。例如，其可以起头发调理剂、护肤剂、吸留性皮肤调理剂等的作用。
寻找类似于和/或功能相当于矿脂的可替代产品非常困难。出人意料地，申请人现在已经发现接近或匹配(match)矿脂的一些性质(例如，吸留性)同时保持流变学特性的材料(结构化的，预混混合物)和方法(即，形成所述预混物)。本发明涉及预混物，其中液体材料(用作预混物的基质)以及结构化试剂为天然来源的材料(非石油来源的材料)。在一个相关的共同未决的申请中，申请人请求保护其中使用的基质液体和/或结构化试剂可以更广泛地为石油或非石油衍生的材料的预混物。
如所述的，申请人现在出人意料地发现规定粘度和规定熔点或玻璃化转变点的特定非石油基液体材料(例如，角鲨烷、角鲨烯、天然橡胶)和规定熔点的非石油基结构化材料的预混物可用于代替矿脂(例如，凡士林或“PJ”)；并且将接近或匹配PJ的吸留性，同时还提供消费者期望的获得成膜和感觉特性所需的铺展性。作为“天然”材料，它们对于一些消费者也可具有更大的吸引力。
多种参考文献公开了其中蜡例如被公开和/或聚合物/寡聚物被公开的组合物；但是申请人发现没有参考文献公开了其中特定材料(即，特定选择具有低于30℃的熔点或玻璃化转变点；和在室温下为500Pa.s或更低的粘度)与特定高熔点材料预混合的预混物，该预混物用作单独的组分(供作为成分使用的独立共混物)，或在制备个人护理组合物期间任选地之前与其他组成成分混合。
Dixon等人的美国专利No.5,869,070和美国专利No.6,033,680公开了清洁增湿两用组合物，其可以包含矿脂与本发明中使用类型的油(例如，聚丁烯)的混合物，其中矿脂与烃油以规定比例存在(第7栏，第5-12行)；和/或其中公开了单独的蜡(例如，第6栏第60行)，但是其中没有公开蜡或其它高熔点成分和液体材料的混合物(特别是预混的)，以形成本发明的结构化预混混合物。
Elliott等人(P&G)的WO 99/09950公开了某些支链聚合物的用途，以及广泛地公开了蜡的可能用途。然而，其中没有认识到特别地制备预混物以得到本发明公开的材料。
Tsaur等人的美国专利No.6,521,573也广泛公开了烃聚合物和疏水性油的用途。没有提及蜡，当然也没有暗示预混特定选择的液体材料(具有500Pa.s或更低的粘度和＜30℃的熔点或玻璃化转变点)和高熔点结构化材料以制备本发明的预混物。
O′Connor等人的美国专利No.7,776,346公开了可以用某些结晶材料结构化的油类。没有公开与高熔点材料预混合的本发明的特定材料以出人意料地获得接近或匹配矿脂的吸留性同时保持矿脂的流变学特性(铺展性，感觉)的预混物。
简而言之，申请人意识到没有参考文献教导或提出本发明的独特的天然来源的液体材料和天然来源的结构化材料预混合以形成本发明的混合物，即提供接近或匹配矿脂的吸留性同时保持矿脂的流变学特性(铺展性)的意想不到的优点的混合物。矿脂是一种非常独特的材料，获得其功能等同物不是容易实现的目标。
发明简述
在一个实施方案中，本发明涉及特定预混物组合物，其提供接近或等于矿脂吸留性的吸留性，而同时保持矿脂的流变学特性(铺展性，感觉)。
这些预混物是通过混合包含特定液体材料的基质或连续相与特定天然结构化试剂制备的。可以用作(1)基质液相和(2)结构化试剂的材料的实例概述如下。
在基质/连续相中可以使用的材料的实例包括天然烃，比如天然橡胶、角鲨烷和角鲨烯。
天然基结构化试剂的实例包括(1)天然衍生的动物蜡(例如，蜂蜡、羊毛脂、虫胶)；(2)天然衍生的植物蜡(plant and vegetable wax)(例如，小烛树蜡、蓖麻蜡、荷荷巴油)；(3)天然衍生的动物脂肪；和(4)天然衍生的脂肪酸(优选C16-C40链长)和/或脂肪醇。
更具体地，本发明的预混混合物组合物包含：
(a)25至95重量％，优选40至90重量％的天然衍生的烃液体，包括具有两个或更多个异戊二烯单元的寡聚物和聚合物(例如，角鲨烯)，但是也考虑饱和的天然烯烃(例如，角鲨烷)；和天然橡胶；
其中所述(a)的烃液体具有＜30℃的熔点或玻璃化转变点，使得它们在室温(约20-25℃)下是可流动的(粘度为500Pa.s或更低)，和
(b)5至75重量％，优选10至60重量％的用于所述烃液体的天然衍生的结构化材料，选自天然衍生的动物蜡、天然衍生的植物蜡(plant and vegetable wax)；天然衍生的动物脂肪；和天然衍生的脂肪酸和/或脂肪醇，其中这些材料具有高于30℃，优选高于35℃，且更优选高于45℃的熔点；其中可以使用的材料包括动物蜡(例如，蜂蜡、羊毛脂、虫胶、白蜡)；动物脂肪(牛脂)；植物蜡(botanic andvegetable wax)(例如，小烛树蜡、荷荷巴酯、巴西棕榈蜡、木蜡、米糠蜡、大豆蜡、蓖麻蜡、杨梅脂、小冠巴西棕榈蜡等)，
其中当在25℃下以10s-1的剪切速率测量时，所述预混混合物具有1Pa.s至1000Pa.s、优选5至500Pa.s的粘度；和＞40、优选＞50、更优选＞80的吸留性。
即使当共混物的吸留性低于40范围时，吸留性比单独基质的吸留性高50％或以上、优选100％或以上、更优选150％或以上、并且甚至更优选200％或以上(即，两倍或更多倍)。
虽然共同未决的申请的权利要求涉及其中烃油可以是石油或非石油衍生的材料作为烃液基质相或结构化试剂的共混物，但是本申请的权利要求特别地涉及其中连续相和结构化试剂均为非石油衍生的材料的共混物。
当本发明的液体材料(例如，角鲨烷油)与结构化材料在预混物中预混时，它们接近或匹配矿脂的固有吸留性(即，为优良的增湿剂)，同时还保持矿脂的流变学(例如，铺展性)。使用任何材料制备这样的共混物是一个预想不到的优点。由所谓的天然材料(即，非石油衍生的)制备这样的材料是特别有利的。本申请请求保护由这些特定天然材料制备的共混物。
在第二个实施方案中，本发明涉及一种获得接近或匹配矿脂的吸留性同时保持矿脂的流变学的预混材料的方法，其中该方法包括预混特定选择的天然来源的液体材料与特定天然来源的高熔点结构化材料以形成如上定义的规定粘度的预混物。
在第三个实施方案中，本发明涉及一种向皮肤或其他期望的基底提供矿脂样流变学和增湿感觉的方法，其中该方法包括向这样的皮肤或基底施用已经预混合的上述成分的特定组合。该预混物可以直接施用或任选地混合到个人护理组合物中(在已经特别地制备成预混物之后)。
在表1和实施例中，申请人显示了包含天然来源的液体基质和天然来源的结构化试剂的预混物组合物的多个实施例。通过本发明的方法制备的预混物的吸留性远高于单独的基质的吸留性或通过仅仅混合成分制备的简单共混物的吸留性；并且吸留性可以接近或匹配矿脂的吸留性。
实施例中的共混物1表明具有80重量％天然存在烃(聚异戊二烯，也称为天然橡胶)和20重量％天然植物蜡(小烛树蜡)的预混物得到与矿脂的吸留性相当的吸留性。
实施例中的共混物2显示橄榄油基烃(角鲨烷)和天然来源的小烛树蜡的预混混合物具有接近矿脂吸留性的吸留性。
共混物3至5显示天然液态烃(角鲨烷)与不同结构化蜡的预混混合物与单独的角鲨烷的吸留性相比，其全部显著改善了吸留性。
发明详述
在一个实施方案中，本发明涉及新的、独特的预混材料，其允许使用特定结构化的、天然来源的液体材料。这些预混混合物接近或等于矿脂的增湿性质(吸留性)，且同时保持矿脂的流变学性质(铺展性)。
特别地，所述预混物通过混合下述两种材料制备：
(a)25至95重量％，优选40至90重量％的特定天然衍生的烃液体，比如具有两个或更多个异戊二烯单元的寡聚物和聚合物，饱和的天然烯烃(例如，角鲨烯)和天然橡胶；(在共同未决的申请中请求保护的特定的非石油材料)；
其中所述(a)的烃液体具有＜30℃的熔点或玻璃化转变点，使得它们是可流动的；可流动的指它们在室温下具有500Pa.s或更低的粘度；和
(b)5至75重量％，优选10至60重量％的用于所述烃液体的天然衍生的结构化物，选自天然衍生的动物蜡、天然衍生的植物蜡(plant and vegetable wax)；天然衍生的动物脂肪；和天然衍生的脂肪酸和/或脂肪醇；其中所述结构化材料具有高于30℃、优选高于35℃、且更优选高于45℃的熔点；
其中所述预混混合物具有在25℃下以10s-1的剪切速率测得的1至1000Pa.s、优选5至500Pa.s的粘度，和＞40、优选＞50、更优选＞80的吸留性。
进一步，共混物的吸留性比单独的基质的吸留性高50％或以上、优选100％或以上、更优选150％或以上、并且甚至更优选200％或以上。
天然衍生的烃液体
本发明的烃液体为天然非石油衍生的材料(更一般地说，石油或非石油衍生的材料为在共同未决的申请中要求保护的)。
为了使用本发明的固体、高熔点结构化成分制备可铺展的预混物，作为本发明的基质或连续相使用的烃材料在室温下必须为液体形式。使用的材料包括，但不限于某些寡聚物和/或聚合物。所述寡聚物和/或聚合物优选包括两个或更多个异戊二烯单元(例如，角鲨烯)。也可以使用含支链分子的饱和烃(例如角鲨烷)。还考虑天然橡胶。重要的是该分子在室温附近可流动，即具有500Pa.s或更低的粘度。
如所述的，该材料必须是可流动的。特别地，材料必须具有＜30℃的熔点或玻璃化转变点，使得它们在室温下(在20-25℃下测量)是可流动的，在室温下的粘度为500Pa.s或更低。
所述烃液体占预混物的25至95重量％，优选40至90重量％。
天然衍生的结构化材料
本发明的结构化材料可以包含天然衍生的动物蜡；天然衍生的植物蜡(plantand vegetable wax)；天然衍生的动物脂肪；和天然衍生的脂肪酸和/或脂肪醇，其中所述结构化材料的熔点大于30℃，优选大于45℃。
其中可使用的蜡为动物蜡，比如例如蜂蜡。其它天然衍生的动物蜡包括白蜡(角蜡蚧(ceroplastes ceriferus)产生的)、耳蜡、羊毛脂、虫胶蜡和鲸蜡。
还包括各种天然来源的植物蜡(plant and vegetable wax)，比如小烛树蜡、杨梅脂、巴西棕榈蜡、蓖麻蜡(例如，氢化蓖麻油)、木蜡(一种植物甘油三酯)、荷荷巴油、小冠巴西棕榈蜡、米糠蜡和大豆蜡。优选的蜡包括大豆蜡和小烛树蜡。
可以用作天然衍生的结构化材料的其他材料包括动物脂肪(牛脂)，以及如所述的天然来源的长链(C16-C40，优选C16-C24)脂肪酸、脂肪醇和酯。
预混共混物的特定实例包括高粘性烃，比如与例如相对低水平(例如20重量％)的蜡混合的天然橡胶，或与相对高水平(例如，50重量％)的蜡混合的低粘性烃(例如，分子量＜2000的角鲨烷)。应当注意，如果结构化物的水平太高(例如，高于75％)，则共混物的铺展性/流变学可能容易受破坏。20至50％范围的结构化材料是特别优选的。
预混处理
本发明的另一个重要的方面是必须预混天然衍生的液体材料和天然衍生的结构化材料。预混物是通过在比要混合的任一种成分(例如，通常这是结构化材料比如蜡)的最高熔点高10-20℃的温度(通常为约80℃)下将所有成分混合在一起而制备的。将预混物以约500-1500转/分(rpm)的速度混合(例如，采用顶置式混合器)约20-30分钟，优选20-40分钟，直到充分混合。中止加热，并继续混合直到在室温下冷却预混物。
为了提供有利的性质，天然衍生的液体材料和天然衍生的结构化材料的预混混合物需要按照所述方法混合。那些材料的非预混混合物不是均相的，甚至不能形成用于测量的均一膜，更不用说获得所述益处。
组合物
本发明的预混混合物可以任选地用于个人洗涤或头发护理组合物中。例如，它们可以用于包含下述的液体组合物中：
1)0至99重量％，优选1至75重量％，更优选3至50重量％的表面活性剂(例如，阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂或阳离子表面活性剂及其混合物)；
2)通常存在于用于皮肤或头发的液体个人清洁剂中的任选的成分；和
3)平衡用水。
在个人洗涤清洁剂中的任选的成分可以包括油类(例如，植物油比如蓖麻油)；酯类，比如棕榈酸十六烷基酯；动物脂肪，比如羊毛脂；脂肪酸和脂肪醇；及其它油类润肤剂比如矿物油、矿脂、硅油。
进一步可以包括有助于形成层状相的脂肪酸，以及阳离子调理剂。
可以用于液体清洁剂中的其它任选的成分包括有机溶剂(例如，乙醇)；增稠剂(例如，羧甲基纤维素)；香料；螯合剂；遮光剂；珠光剂；抗微生物剂；增泡剂(例如，烷醇酰胺)；抗氧化剂；增稠剂；剥离剂(exfolliants)，等。
头发组合物可以是例如洗发香波或护发素。除了表面活性剂之外，洗发香波可以进一步包含阳离子聚合物；助悬剂(例如，聚丙烯酸)。护发素可以包含阳离子调理表面活性剂；硅酮调理剂、芳香剂、染料、颜料、pH调节剂、珠光剂(pearlecers)、粘度调节剂、防腐剂和抗微生物剂。
在另一个实施方案中，本发明涉及获得接近、匹配或优于矿脂的吸留性同时保持可适用的流变学性能(例如，铺展性、感觉)的预混物的方法，其中该方法包括预混规定粘度的特定液体材料(如上定义的)与特定浓度的也如上定义的高熔点材料。
在第三个实施方案中，本发明涉及一种向皮肤或其它基底提供增湿作用(例如吸留性)同时保持矿脂的流变学的方法，其中该方法包括向基底施用直接作为预混物产品或作为包含所述预混物的组合物的如上所述的特定液体材料和结构化材料的预混物。
试验方案
我们将水吸留性定义为对于1g/cm2的剂量通过闭合膜的水通量的倒数，且具有(g/m2.hr)-1的单位。使用来自Biox(LSBU)的蒸发计测量预混物的水吸留性。将该预混物配量(dosed)置于多孔载体膜上形成膜。测量不同剂量的平衡水(蒸汽)通量(TEWL读数)。根据Fick′s定律，水通量的倒数与膜厚度(对于相同材料，还为剂量)线性相关，斜率的数值代表平均吸留性。
使用如定义的标准方法(ASTM D445，D2270，D937，D1321)，通过手指/手掌摩擦或粘度计测量来评估铺展性。
实施例
下表1显示五个预混物实施例。共混物2和共混物5的实施例特别地包含天然衍生的材料作为基质和结构化试剂。在所有情形中，共混物的吸留性远高于单独的基质的吸留性，并且其中一些接近或匹配矿脂的吸留性。
在共混物1中，申请人制备了天然橡胶(液体基质)和20％的小烛树蜡的预混物。40(DPR Industries)是一种具有平均分子量32000和在38℃下粘度为40Pa.s的液体天然聚异戊二烯聚合物。如表1所示，预混物的吸留性远高于单独的的吸留性，并且匹配矿脂的吸留性。
在共混物2至共混物5中，申请人制备了50％橄榄油基液烃角鲨烷和50％不同的天然衍生的蜡(包括小烛树蜡、氢化大豆、巴西棕榈蜡和荷荷巴蜡)的预混物。如表1所示，所有预混物的吸留性值远高于单独的角鲨烷的吸留性值。特别地，具有50％角鲨烷和50％小烛树蜡的共混物2具有接近矿脂吸留性的吸留性。
要强调的是所有的预混物在室温下都具有可铺展的粘度。虽然不希望受理论的束缚，据信该情形至少部分是因为结构化物的水平不是太高(例如，高于75％)。
比较例A-F
对于比较例A-F的共混物，申请人制备了甘油三酯油(例如大豆油)基预混物的混合物。如表2所示，对于含有相同类型的结构化蜡和蜡浓度的预混混合物，大豆油基预混物的吸留性值显著地低于液体烃(例如角鲨烷)基预混物的吸留性值。例如，表2中含有50％大豆油和50％氢化大豆的共混物B的吸留性远低于表1中包含50％烃角鲨烷和50％小烛树蜡的共混物3的吸留性。
含有20％大豆油和80％氢化大豆的共混物C在室温下不具有可铺展的粘度。这被认为是至少部分由于结构化试剂的水平太高的事实导致的。
这些实施例证实烃基质的选择对于所述共混物的吸留性很重要。
表2
基质/连续相 结构化试剂 基质的吸留性 共混物的吸留性
矿脂 - - - 148±44
比较共混物A 75％大豆油 25％氢化大豆 6±2 16+1
比较共混物B 50％大豆油 50％氢化大豆 6±2 19+1
比较共混物C 20％大豆油 80％氢化大豆 6±2 61+8
比较共混物D 75％大豆油 25％小烛树蜡 6±2 37+3
比较共混物E 50％大豆油 50％小烛树蜡 6±2 27+5
比较共混物F 80％大豆油 20％蜂蜡 6±2 18+4

Claims (10)

1.预混物组合物，其包含：
(a)25-95重量％的包含天然衍生的烃液体的预混混合物，所述天然衍生的烃液体选自：(1)含有两个或更多个异戊二烯单元的寡聚物和聚合物；(2)饱和的天然烯烃；(3)天然橡胶；和(4)其混合物；
其中所述烃液体具有＜30℃的熔点或玻璃化转变点和在室温下为500Pa.s或更低的粘度；和
(b)5至75重量％的天然衍生的结构化材料的预混物，所述天然衍生的结构化材料选自：天然衍生的动物蜡；天然衍生的植物蜡；天然衍生的动物脂肪；天然衍生的脂肪酸和/或脂肪醇；及其混合物，其中所述结构化材料具有＞30℃的熔点，
其中所述预混混合物包含用(b)的材料结构化的可流动的烃液体材料(组分a)；
其中所述预混物具有在剪切速率10s-1下测得的低于1000Pa.s的粘度；
并且其中所述预混混合物如下制备：在比要混合的任一种成分的最高熔点更高的温度下以500-1500rpm混合(a)和(b)直到充分混合，并冷却至室温以形成预混物。
2.根据权利要求1的组合物，其中所述预混物具有大于40的吸留性。
3.根据前述权利要求中任一项的组合物，其包含25％至95％的天然衍生的烃液体。
4.根据前述权利要求中任一项的组合物，其中所述具有两个或更多个异戊二烯单元的寡聚物或聚合物为角鲨烯。
5.根据前述权利要求中任一项的组合物，其中所述天然烯烃包括角鲨烷。
6.根据前述权利要求中任一项的组合物，其中所述天然衍生的结构化试剂包括小烛树蜡。
7.根据前述权利要求中任一项的组合物，其中在冷却之前，在80℃的温度下混合预混物20-60分钟。
8.用于获得具有40的吸留性和在10s-1下＜1000Pa.s的粘度的预混物材料的方法，其包括制备包含如下的预混物：
(a)熔点＜30℃和基准粘度温度小于500Pa.s的烃液体；和
(b)选自熔点＞30℃的高熔点材料的结构化材料。
9.根据权利要求8的方法，其中所述预混物材料如下制备：在比要混合的任一种成分的最高熔点更高的温度下以500-1500rpm混合(a)和(b)直到充分混合，并冷却至室温以形成预混物。
10.向皮肤或其他基底提供矿脂样增湿作用和感觉的方法，其包括向基底施用权利要求1至7中任一项的特定预混物，该预混物包含：
(a)熔点＜30℃和室温粘度小于500Pa.s的天然衍生的烃液体；和
(b)结构化材料，其选自：天然衍生的动物蜡；天然衍生的植物蜡；天然衍生的动物脂肪；天然衍生的动物脂肪；天然衍生的脂肪酸和/或脂肪醇；及其混合物，其中所述结构化材料具有＞30℃的熔点。
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