DE69432701T2

DE69432701T2 - Flüssige Suspension von cellulose-haltigen Polysacchariden für Pflegemittel und für Haushaltsreinigungsmittel

Info

Publication number: DE69432701T2
Application number: DE69432701T
Authority: DE
Inventors: Mary Theresa Wilmington Clarke; Teng-Shau Wilmington Young
Original assignee: Aqualon Co
Current assignee: Aqualon Co
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1994-12-01
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2014-12-02
Also published as: DE69432701D1; EP0659404B1; NZ270149A; AU684854B2; US6025311A; EP0659404A2; CA2137622A1; CA2137622C; EP0659404A3; AU8150794A; JPH0826927A; JP3790278B2

Description

Diese Erfindung betrifft die Verwendung wässriger flüssiger Suspensionen von Polysacchariden in Kosmetika, Körperpflege- und Haushaltsanwendungen.
Vor der vorliegenden Erfindung begegnete man Verarbeitungsschwierigkeiten, wenn trockene Polysaccharide, wie Methylhydroxypropylcellulose (MHPC) und Hydroxypropylcellulose (HPC) unter Verwendung herkömmlicher Dispergierverfahren in wasserhaltigen Flüssigformulierungen dispergiert und eingearbeitet wurden. Es ist wohlbekannt, dass Cellulose-Polymere weithin als Verdickungsmittel in flüssigen Formulierungen auf Wasserbasis, wie flüssigen Reinigungsmitteln, Haarspülungen, Shampoos, flüssigen Handseifen und dergleichen verwendet werden. Bekannte Verfahren des Standes der Technik, um Schwierigkeiten während der Dispergierung des trockenen MHPC in die Formulierung zu überwinden, schließen ein: Dispiergierung unter Erwärmen des Wassers auf Temperaturen von 60 bis 100°C; Dispergierung, indem der Celluloseether in wassermischbaren organischen Lösungsmitteln, wie Alkohol oder Glykol, aufgeschlämmt wird; und Dispergierung durch trockenes Vermischen der Cellulose mit Pulvern. Die Nachteile dieser Verfahren sind die Verwendung großer Mengen von Energie in Form von Wärme und lange Mischungszyklen, sowie die Gegenwart entflammbarer Lösungsmittel, wie beispielsweise Alkohol, was Feuergefahr mit sich bringt.
Eine weitere Schwierigkeit, der man in den vorgenannten Dispersionsverfahren begegnet, ist die Bildung von Klumpen aus ungelöstem Polysaccharidpolymer im wässrigen Medium, die sich selbst nach langwierigen Perioden des Rührens (etwa 2 bis 3 h) nicht auflösen. Diese Probleme der Klumpenbildung erfordert einen zusätzlichen Filtrationsschritt, um die flüssige Formulierung von diesem ungelösten Material zu befreien. Es tritt ebenso ein Verlust von Verdickungspulver auf, wenn ein solches ungelöstes Material von der Lösung abfiltriert wird, was oft ein Nachbearbeiten der Formulierung erfordert.
Viele Referenzen des Standes der Technik existieren, die versuchen, die oben erwähnten Probleme bei der Verwendung von trockenem Polysaccharid zu lindern, indem erwärmte Wasser- und/oder Ölphasen verwendet werden, um so das Polymer vor der Zugabe zu einer Formulierung, wie für die Hautkonditionierung, Reinigungsmittel, Shampoos und dergleichen, zu dispergieren und aufzulösen. Siehe US-Patente Nrn. 3,953,591, 3,549,542, 3,998,761 und 4,174,305.
Ein weiterer Ansatz zur Lösung der zuvor erwähnten Probleme zur Einarbeitung von Polysaccharidpolymeren in flüssige, wasserhaltige Haushaltsformulierungen ist die Verwendung einer Vormischung von Polymeren, die in einem wasserfreien verflüssigten organischen Medium dispergiert sind, in dem diese nicht quillt oder sich auflöst, bevor sie unter Verwendung eines kurzen Mischungszyklus in eine wässrige Formulierung eingearbeitet wird. Dieser Ansatz wurde im US-Patent 4,469,627 beschrieben.
Keine der obigen Referenzen des Standes der Technik offenbart die Einarbeitung eines flüssigen Polymersuspensionssystems von Polysacchariden in Haushalts- und Körperpflegeprodukte. US-Patent Nr. 4,883,536 offenbart flüssige Polymersuspensionen von Cellulosepolymeren unter Verwendung von Ammoniumsalzen mit mehrwertigen Anionen, die in Körperpflegeprodukten verwendet werden könnten. Eine anonyme Veröffentlichung in einer Forschungsveröffentlichung in Derwent Week 1980-30 mit einem nominellen Publikationsdatum vom 10. Juli 1980 (Publikation DR 195006) bezieht sich wahrscheinlich auf eine Aufschlämmung eines Celluloseethers, die ein Methylcellulosederivat in einer wässrigen Flüssigkeit mit einer ausreichenden Menge eines wasserlöslichen Salzes von Natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat, um die Löslichkeit des Ethers in der wässrigen Flüssigkeit zu verschlechtern, umfasst. Diese anonyme Publikation schlägt keine mögliche Verwendung für diese spezielle Zusammensetzung vor und gibt auch keine Information, die es einem erlauben würde, diese Aufschlämmung in der vorliegenden Zusammensetzung zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, die eine stabile flüssige Suspension eines wasserlöslichen Polysaccharids in einer wässrigen Trägerflüssigkeit umfasst, in welcher das Polysaccharid nicht signifikant quillt oder sich auflöst, zur Verwendung in der Herstellung von Kosmetika, Körperpflege- und Haushaltswaren. Die erfindungsgemäße wässrige Trägerflüssigkeit ist ausgelegt, um:

(i) das (die) Polymer(e) unlöslich zu machen, was zu einer trüben Dispersion führt;
(ii) das Quellen des unlöslich gemachten Polymers (der unlöslich gemachten Polymere) zu begrenzen, was zu einem Polymersedimentvolumen einer 1 gew.-%igen Polymerdispersion von weniger als 15% führt, gemessen unter Verwendung eines in Beispiel 6 beschriebenen Verfahrens; und
(iii) die Phasentrennung für mindestens eine Woche zu verhindern.

Die Erfindung beinhaltet ebenso ein Verfahren zur Herstellung eines wässrigen Tensidsystems, das verwendet wird beim Formulieren von Zusammensetzungen für Kosmetika, Körperpflege- und Haushaltswaren, welches umfasst:

a) Herstellen einer stabilen flüssigen Polymersuspension eines wasserlöslichen Polysaccharids in einer wässrigen Trägerflüssigkeit, in welcher das Polysaccharid nicht signifikant quillt oder sich auflöst, wobei die wässrige Trägerflüssigkeit ausgelegt ist, um:
(i) das (die) Polymer(e) unlöslich zu machen, was zu einer trüben Dispersion führt;
(ii) das Quellen des unlöslich gemachten Polymers (der unlöslich gemachten Polymere) zu begrenzen, was zu einem Polymersedimentvolumen einer 1 gew.%-igen Polymerdispersion von weniger als 15% führt; und
(iii) die Phasentrennung für mindestens eine Woche zu verhindern.
b) Zugabe dieser flüssigen Suspension zu Wasser oder einer wasserhaltigen Flüssigformulierung und
c) Auflösen der Suspension darin mit Hilfe eines kurzen Mischungszyklus,

wobei die erhaltene Formulierung nützlich ist in Kosmetika, Körperpflege- und Haushaltsanwendungen.
1 ist ein Schaubild zum Vergleich der Auflösungszeit von trockenem MHPC und einer Suspension.
2 ist ein Vergleichsschaubild, das die Trübung der Dispersion bei unterschiedlichen Salzkonzentrationen zeigt.
3 ist ein Vergleichsschaubild, das die Abhängigkeit des Polymersedimentvolumens von der Salzkonzentration zeigt.
4 ist ein Schaubild, das die Verdickungseffizienz der flüssigen MHPC-Suspension im 15%igem Ammoniumlaurylsulfat zeigt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Diese Erfindung betrifft die Verwendung von flüssigen wässrigen Suspensionen von Polysacchariden, die ausgewählt sind aus Methylhydroxypropylcellulose (MHPC), Methylhydroxyethylcellulose (MHEC), Methylcellulose (MC), hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose (HMHEC) oder der Familie der Hydroxypropylcellulosen (HPC) in Kosmetika, Körperpflege- oder Haushaltsanwendungen. Insbesondere offenbart diese Erfindung die Verwendung von flüssigen Suspensionen aus Methylhydroxypropylcellulose (MHPC) als Verdickungsmittel in Tensidsystemen, wie Shampoos.
Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind in den Ansprüchen offenbart.
Es wurde gefunden, dass es möglich ist, flüssige pumpbare Suspensionen von MHPC, MHEC, MC, HMHEC und HPC herzustellen, die ausreichend große Mengen Polymerfeststoffe enthalten und nützlich sind bei der Herstellung von Kosmetika, Körperpflege- oder Haushaltsanwendungen. Suspensionen dieses Typs umfassen im allgemeinen mindestens 10 Gew.%, vorzugsweise 20 Gew.% oder mehr MHPC, MHEC, MC, HMHEC oder HPC in einem flüssigen wässrigen Träger. Der flüssige wässrige Träger enthält aufgelöste oder dispergierte Additive in ausreichend hohen Konzentrationen, um zu verhindern, dass die hydrophilen Polysaccharide wesentlich quellen oder sich im wässrigen Medium auflösen und verflüssigen es so, und er erlaubt es den Polymerpartikeln, richtig dispergiert und suspendiert zu sein und verleiht so Stabilität. wo auch immer notwendig, werden geringe Mengen – unter 0,5 Gew.% – Konservierungsmittel und/oder Tensid zur Zusammensetzung zugegeben, um mikrobiellen Abbau und Teilchenkoagulation während der Lagerung zu vermeiden. Die erhaltene Polymersuspension ist typischerweise flüssig, gießfähig und pumpbar. Im allgemeinen hat die Suspension einen Tag nach Herstellung eine Viskosität von weniger als 7.000 cP, gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter, Modell LVT, bei 30 U/min. Für das leichte Pumpen und Vermischen hat ein bevorzugtes Produkt mit einem Gehalt an Polymerfeststoffen von insgesamt 20% oder höher typischerweise eine Suspensionsviskosität von 3500 cP oder weniger.
Wenn sie in der Endanwendung, wie beispielsweise einer Shampoozubereitung, zu einem wässrigen System zugegeben wird, wird die Suspension beträchtlich verdünnt und die Konzentration der Additive wird so niedrig, dass sich die Polysaccharide bereitwillig dispergieren und auflösen. Tatsächlich kann sich die Suspension in einem wässrigen Medium mit einer viel größeren Geschwindigkeit als das trockene Polymer dispergieren und auflösen, weil die Polymerpartikel in der Suspension vorbenetzt wurden und in vielen Fällen leicht gequollen sind. Anders gesagt, erlaubt die vorliegende Erfindung einen kurzen Mischungszyklus von etwa 5 bis 10 min im Vergleich zu einer Mischungsperiode von 1 bis 3 h, wie sie mit vordem verwendeten trockenen Bestandteilen erforderlich war. 1 zeigt das durch die Viskositätsentwicklung der wässrigen Polymerlösung gezeigte Auflösungsverhalten einer typischen Polymersuspension relativ zu ihrem trockenen Polymer als Gegenstück bei Raumtemperatur. Die Größe des Anstiegs der Auflösungsgeschwindigkeit mit der FPS ist beachtlich – für ein typisches FPS dauert es weniger als 5 min, um mehr als 95% der letztendlichen Lösungsviskosität zu entwickeln, während das trockene Polymer hierfür unter den selben Bedingungen mehr als 40 min braucht. Das Stauben und das Verklumpen zu Teilchen, zwei häufige Probleme bei der Herstellung von Lösungen aus dem trockenen Polymer, werden durch die Verwendung der durch diese Erfindung beschriebenen flüssigen Polymersuspension beseitigt.
Der Schlüssel zur Herstellung einer flüssigen Suspension dieses Typs ist die Begrenzung des Quellens des hydrophilen Polymers im wässrigen Medium. Dies kann erreicht werden, indem eine oder mehrere Herangehensweisen verwendet werden, die die Lösungskraft des wässrigen Trägers wirksam verringern. Eine erste Herangehensweise schließt den Zusatz eines anorganischen Salzes ein; eine große Vielzahl von Salzen erwies sich für diesen Zweck nützlich, wenn sie richtig verwendet wurden. Die Salzkonzentration muss angepasst werden, so dass der Flockungs- (oder Trübungs-) Punkt, d. h. die Temperatur, bei der ein Polymer aus der Lösung unter Erhalt einer trüben Dispersion ausfällt oder geliert, unterhalb der Raumtemperatur liegt. Beispiele 1 bis 6 erläutern einige repräsentative Wege, um fluide MHPC-, MHEC- und MC-Suspensionen oder Verwendung eines anorganischen Salzes als Löslichkeitsverschlechterer (insolubilizing agent, IA) zu verwenden.
Beispiel 1
Suspendieren von MHPCs in Natriumchloridlösung
Beispiel 1 beschreibt die Herstellung von MHPC-Suspensionen unter Verwendung von Natriumchlorid als IA. Suspensionen zweier MHPC-Handelsprodukte, BENECEL^(R) MP943W, erhältlich von Aqualon, einem Bereich von Hercules Incorporated, und Methocel^(R) J75MS-N, erhältlich von Dow Chemical, wurden als Beispiele hergestellt. Ihre Zusammensetzungen sind in Tabelle 1 angegeben. Beim Herstellungsverfahren wurde ein kommerzieller Xanthangummi, z. B. Kelzan^(R) S von Kelco, unter kräftigem Rühren in Wasser vorgelöst, das vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 40 und 50°C vorlag. Natriumchlorid wurde dann unter kräftigem Rühren zu der warmen Xanthangummilösung gegeben und gerührt, bis eine vollständige Auflösung erreicht war. Das trockene gemahlene MHPC-Polymerpulver wurde allmählich zur Salzlösung gegeben. Der Xanthangummi versah die Polymersuspension mit einer Struktur und ergab einen Fließwert, der ein Absetzen der Polymerpartikel zu verhindern half. An dieser Stelle wurde gegebenenfalls ein Tensid zur Polymeraufschlämmung gegeben, um die Langzeitstabilität beizubehalten. Ebenso wurde eine kleine Menge Konservierungsmittel zugegeben, um Biostabilität zu erzielen. Diese Suspensionen waren nahezu neutral mit pH-Werten von 7,0 + 1,0. Die Suspensionen war flüssig und gießfähig, mit einer Brookfield-Viskosität von 3000 cP oder weniger bei 30 U/min. Die Brookfield-Viskosität wurde etwa einen Tag nach der Herstellung gemessen, wenn nicht anders angegeben. Beide Suspensionen blieben bei Raumtemperatur mindestens einen Monat stabil. In allen Beispielsformulierungen sind die Bestandteile in Gew.Teilen der Gesamtformulierung angegeben.
Tabelle 1 Zusammensetzungen von MHPC-Suspensionen, die Natriumchlorid enthalten
Die Viskosität (in MPa·s oder Centipoise) wurde bei unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten (in U/min) mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen:
Beispiel 2
Herstellung von MHEC- und MC-Suspensionen
Dieses Beispiel zeigt die Herstellung von MHEC- oder MC-Suspensionen unter Verwendung von Natriumchlorid als IA. Diese Zusammensetzungen, wie sie in Tabelle 2 angegeben sind, sind den in Tabelle 1 angegebenen ähnlich. Sie wurden unter Verwendung desselben Verfahrens hergestellt, das in Beispiel 1 beschrieben ist. Beide Suspensionen waren für mindestens einen Monat stabil.
Tabelle 2 Zusammensetzungen von MHEC- und MC-Suspensionen, die Natriumchlorid enthalten
Die Viskosität (in MPa·s oder Centipoise) wurde bei unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten (in U/min) mit einem Brookfield-Viskosimeter (wie oben) gemessen:
Beispiel 3
Herstellung einer MHPC-Suspension unter Verwendung anderer Natriumsalze
Dieses Beispiel illustriert die Verwendung von zwei anderen Natriumsalzen, Natriumcitrat und Natriumsulfat. Tabelle 3 listet die Zusammensetzungen der zwei Probensuspensionen auf. Wiederum wurden sie unter Verwendung desselben Verfahrens hergestellt, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist. Die erhaltenen Suspensionen zeigten ebenso Fließvermögen und Stabilität für mindestens einen Monat.
Tabelle 3 Zusammensetzungen von MHPC-FPSs, die Natriumcitrat und Natriumsulfat enthalten
Die Viskosität (in MPa·s oder Centipoise) wurde bei unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten (in U/min) mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen:
Beispiel 4
Herstellung einer MHPC-Suspension unter Verwendung von Kaliumchlorid
Dieses Beispiel illustriert die Herstellung einer MHPC-Suspension unter Verwendung von Kaliumchlorid als IA.
Tabelle 4 Zusammensetzung einer KCl enthaltenden MHPC-Suspension
Die Viskosität (in MPa·s oder Centipoise) wurde bei unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten (in U/min) mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen:
Beispiel 5
Herstellung von MHPC-Suspensionen unter Verwendung von Ammoniumsalzen
Ammoniumsalze, wie Diammoniumphosphat und Ammoniumsulfat sind ebenso wirksame IAs. Tabelle 5 zeigt zwei typische MHPC-Suspensionen, die unter Verwendung dieser Ammoniumsalze hergestellt wurden.
Tabelle 5 Zusammensetzungen von Suspensionen, die Ammoniumsalze als IAs enthalten
Die Viskosität (in MPa·s oder Centipoise) wurde bei unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten (in U/min) mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen:
Eine flüssige Suspension von MHPC oder anderen MC-Derivaten kann ebenso hergestellt werden unter Verwendung einer Kombination von Salzen. Beispiel 6 zeigt die Herstellung von MHPC-Suspensionen unter Verwendung einer Kombination von Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalzen.
Beispiel 6
Herstellung von MHPC-Suspensionen unter Verwendung von Kombinationen von Salzen
Es wurde gefunden, dass es möglich ist, flüssige Suspensionen von MHPC-Polymeren unter Verwendung einer Kombination von Salzen herzustellen. Die in Tabelle 6 gezeigten Zusammensetzungen zeigen die Verwendung von Kombinationen von Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalzen als IAs. Es wurde gefunden, dass die unter Verwendung dieses Ansatzes hergestellten Suspensionen ein ähnliches Fließvermögen, Stabilität und Auflösungseigenschaften wie Suspensionen besitzen, die ein einzelnes Salz enthalten. Diese Praxis macht es möglich, die Konzentration eines speziellen Salzanions (spezieller Salzanionen) und/oder eines Kations (Kationen) in den Produkten zur Endanwendung, wie beispielsweise Shampoos oder Lotionen, unterhalb bestimmter Grenzen zu halten.
Tabelle 6 Zusammensetzungen von MHPC-Suspensionen, die gemischte Salze enthalten
Die Viskosität (in MPa·s oder Centipoise) wurde bei unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten (in U/min) mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen:
Die obigen Beispiele zeigen, dass flüssige Polymersuspensionen der Polymere der MC-Familie hergestellt werden können unter Verwendung einer großen Vielfalt von einzelnen oder gemischten Salzen. Es wurde bei dieser Entwicklungsarbeit beobachtet, dass die Konzentration eines Salzes, damit es wirksam ist, ausreichend hoch sein muss, um das Polymer in dem Salzwasser bei der Temperatur unlöslich zu machen, bei der die flüssige Polymersuspension gelagert und verwendet werden soll. Darüber hinaus sollte die Salzkonzentration so hoch sein, dass ein Quellen der unlöslich gemachten Polymerpartikel im wässrigen Medium, sofern es überhaupt auftritt, nur in geringem Grad auftreten würde. Es wird vermutet, dass die obigen Bedingungen notwendig sind, um eine flüssige MHPC-, MC-, MHEC-, MHHEC- oder HPC-Suspension bei einem vernünftig hohen Level an polymeren Feststoffen zu erhalten.
Das folgende Experiment wurde durchgeführt, um dieses Konzept zu testen. In diesem Experiment wurde ein MHPC-Polymer in einer Serie von Salzlösungen mit ansteigenden Salzkonzentrationen bei Raumtemperatur unter Erhalt einer wässrigen 1%igen Dispersion eingemischt. Das MHPC-Polymer, Aqualon BENECEL^(R) MP943W ist dafür bekannt, sich bei Raumtemperatur unter Erhalt einer Lösung mit einer Brookfield-Viskosität von etwa 300 cP in Wasser aufzulösen. Wenn es in diesem Experiment zu Lösungen mit einer höheren Salzkonzentration als einem gewissen Schwellenwert zugegeben wurde, war dieses MHPC unlöslich und es ergab sich eine trübe Dispersion. Es wurde gefunden, dass fünf unterschiedliche Salze, die vorher als nützliche IAs identifiziert worden waren, Natriumsulfat, Natriumcitrat, Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Diammoniumphosphat (in den 2 und 3 als Salze A, B, C, D bzw. E bezeichnet), sämtlich bei Raumtemperatur und bei Konzentrationen über den speziellen Schwellenwerten MHPC unlöslich machten.
2 zeigt die Trübung der Polymerdispersionen für diese fünf Salze, die implizit als %-Transmission der Dispersion angegeben wurde, gemessen mit einem Bausch & Lomb Spectronic 20-Trübungsmesser. Wie in der Figur gezeigt, wurden Schwellenwert-Salzkonzentrationen von 3 bis 12 Gew.% für diese Salze beobachtet. Die Trübung der Polymerdispersion erhöhte sich drastisch bei Salzkonzentrationen, die gerade über dem Schwellenwert lagen und pendelten sich bei hohen Salzkonzentrationen allmählich ein. Der Beginn der Trübung war von einem plötzlichen Abfall der Dispersionsviskosität begleitet. Überhalb des Schwellenwerts war die Dispersionsviskosität zu niedrig, um mit einem Brookfield-Viskosimeter exakt gemessen zu werden. Der Grad der Quellung der unlöslichen Polymerpartikel veränderte sich mit steigender Salzkonzentration allerdings weiterhin. Wie 3 zeigt, war die Zunahme der Trübung der Dispersion (niedrigerer Prozentanteil von durchgelassenem Licht) überhalb des Schwellenwerts mit einer Verringerung der Polymerquellung verknüpft, die anhand des Polymersedimentvolumens relativ zum gesamten Dispersionsvolumen, das nach Absetzen über Nacht beobachtet wurde, gemessen wurde. Die fortgesetzte Abnahme des Grads der Polymerquellung ist verantwortlich für die Verringerung der Dispersionsviskosität, was es möglich macht, eine Suspension mit vernünftig hohem Feststoffgehalt und dennoch gutem Fließvermögen zu erhalten. Für sämtliche dieser Salze war der funktionierende Salzanteil der Suspension mindestens 5 höher als der Schwellenwert, an dem das Polymersedimentvolumen ein Minimum erreichte. In diesem hohen Konzentrationsbereich verursachten diese Salze Dispersions-Transmissionswerte von unter 55% und relative Polymersedimentvolumina von unter 15%. Es wird somit behauptet, dass jedes Salz, das als IA wirksam ist – fähig eine Suspension mit mindestens 20% Polymerfeststoff zu ergeben – zwei Erfordernisse erfüllen muss: (1) im Stande sein, eine trübe Dispersion des suspendierten Polymers bei einer Konzentration unter seiner Löslichkeitsgrenze zu zeigen; und (2) im Stande sein, das relative Polymersedimentvolumen, gemessen unter Verwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens, auf einen Wert von unter 15% zu begrenzen. Es wird ferner behauptet, dass jedes Salz oder jede Kombination von Salzen als IA verwendet werden kann, solange dieses diese beiden Bedingungen erfüllt.
Eine flüssige MHPC- oder HPC-Suspension kann ebenfalls erhalten werden unter Verwendung anderer Additive als eines einzelnen Salzes oder gemischter Salze. Es wurde gefunden, dass wasserlösliche Polymere mit niedrigem Molekulargewicht (MW) und Saccharide, wie Zucker, ebenso alternative IAs sind. Ihre Wirksamkeit als Lösungslichkeitsverschlechterer ist typischerweise niedriger als die einiger der wirksameren Salze und folglich müssen sie oft zusammen mit einem Salz verwendet werden. Beispiele 7 und 8 beschreiben MHPC-Suspensionen, die mit einer Kombination aus wasserlöslichen niedermolekulargewichtigen Materialien und Salz hergestellt wurden.
Beispiel 7
Herstellung von MHPC-Suspensionen unter Verwendung von Salz und CMC und HEC mit niedrigem Molekulargewicht
Hier sind Suspensionen beschrieben, die mit IAs hergestellt wurden, die ein Salz und ein wasserlösliches Polymer mit niedrigem Molekulargewicht, das ein CMC oder HEC ist, umfassen. Indem das Polymer mit niedrigem Molekulargewicht zugegeben wird, kann das erforderliche Salz verringert werden. Dieses Merkmal kann nützlich sein in Anwendungen, die eine niedrige Salztoleranz haben. AMBERGUM^(R) 1570, eine niedermolekulargewichtige Carboxymethylcellulose (CMC), geliefert als 15 gew.%ige wässrige Lösung, und AQU-D3137, eine niedermolekulargewichtige Hydroxyethylcellulose (HEC), geliefert als 20 gew.%ige wässrige Lösung, beide erhältlich von Aqualon, wurden als IA oder Co-IA in den in Tabelle 7 gezeigten Zusammensetzungen verwendet. Die erhaltenen Suspensionen zeigten ebenso schnelle Auflösung in Wasser und Stabilität für mindestens einen Monat.
Tabelle 7 Zusammensetzungen der Suspensionen, die niedermolekulargewichtige Cellulosepolymere enthalten
Die Viskosität (in MPa·s oder Centipoise) wurde bei unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten (in U/min) mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen:
Beispiel 8
Herstellung einer MHPC-Suspension unter Verwendung einer Zucker/Salz-Mischung
Es wurde gefunden, dass niedermolekulargewichtige Saccharide, wie Zucker, der eine gute Affinität zu Wasser hat, ebenso helfen kann, die Polymere der MHPC-Familie unlöslich zu machen. Als Beispiel lehrt die in Tabelle 8 angegebene Zusammensetzung die Verwendung einer Mischung aus Zucker und Natriumsulfat als IAs. Durch die Gegenwart von Zucker wird die Menge des erforderlichen Salzes verringert. Somit scheinen Saccharide, wie Zucker, in einer Weise zu funktionieren, die derjenigen der oben beschriebenen niedermolekulargewichtigen wasserlöslichen Polymere ähnlich ist.
Tabelle 8 Suspension, die Zucker als Co-IA enthält
Die Viskosität (in MPa·s oder Centipoise) wurde bei unterschiedlichen Schergeschwindigkeiten (in U/min) mit einem Brookfield Viskosimeter gemessen:
Beispiel 9
Herstellung von HPC-Suspensionen unter Verwendung von Salz und einer niedermolekulargewichtigen Polymer/Salz-Mischung
Es wurde gefunden, dass dieselben Herangehensweisen, die zur Herstellung von MHPC-Suspensionen verwendet wurden, auch auf HPC anwendbar sind, welches ein weniger hydrophiles Polymer als MHPC ist. Folglich wird bei der Herstellung einer HPC-Suspension eine kleinere Menge des (der) IA(s) verwendet. Tabelle 9 zeigt die Zusammensetzungen zweier typischer HPC-Suspensionen unter Verwendung eines einzelnen Salzes bzw. einer Mischung von Salz/niedermolekulargewichtiges HPC als IA. Die erhaltenen Suspensionen zeigten Auflösungszeiten in Wasser von weniger als 10 min. Dies ist wesentlich kürzer als diejenige des trocknen HPC-Produkts, welche typischerweise bei Raumtemperatur länger als 45 min ist.
Tabelle 9 Zusammensetzungen von HPC-Suspensionen
Beispiel 10
Suspendieren von HEC und hydrophob modifiziertem HEC
Das Konzept der Verflüssigung trockener Polysaccharide zur verbesserten Herstellung und verbesserter Leistung in kosmetischen, Körperpflege- und Haushaltsanwendungen ist auch auf Hydroxyethylcellulose (HEC) und hydrophob modifizierte HEC (HMHEC)-Polymeren anwendbar. Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung von FPS-Zusammensetzungen, die ein HEC (Natrosol^(R) 250HX, Grad NF, erhältlich von Aqualon) oder HMHEC (Polysurf^(R) 67, ebenso erhältlich von Aqualon) enthalten. Beide Suspensionen blieben für mehr als zwei Monate nach der Herstellung stabil und flüssig.
Tabelle 10 Suspensionen, die HEC und HMHEC enthalten
Beispiel 11
Suspensionszusammensetzungen, die mehr als ein Polysaccharid enthalten
Die erfindungsgemäßen FPS-Zusammensetzungen können mehr als ein Polysaccharid, mit einem Gesamtpolysaccharidgehalt von mindestens 20 Gew.% umfassen. Beispielsweise sind die Zusammensetzungen A und B in Tabelle 1 flüssige Suspensionen von MHPC/HPC- bzw. MHPC/HEC-Mischungen.
Tabelle 11 Suspensionen, die mehr als ein Polysaccharid enthalten
Die Leistungsvorteile der in dieser Erfindung zitierten Suspensionszusammensetzungen, wenn sie in kosmetischen, Körperpflege- und Haushaltswaren verwendet werden, schließen ein, ohne darauf beschränkt zu sein: signifikant verringerte Auflösungszeit des Polymers, Leichtigkeit des Zusatzes des Verdickungsmittels und der Handhabung, Fähigkeit, Verdickungsmittel an jedem Punkt während des Verarbeitungsverfahrens zuzusetzen, Beseitigung von Klumpenbildung im Zusammenhang mit trockenen Verdickungsmitteln und Fähigkeit, die Viskosität des fertigen Produkts nachträglich einzustellen. Zusätzliche und unerwartete Vorteile für ausgewählte Zusammensetzungen schließen einen verbesserten Viskositätssynergismus und erhöhte Schaumqualität gegenüber trocken zugesetzten Verdickungsmitteln ein, wie sie in fertigen Shampoo-Formulierungen, die in den Beispielen 12 bzw. 13 gezeigt sind, beobachtet werden. Ein unerwarteter Viskositätsanstieg in wässrigen Tensidlösungen wird in Beispiel 14 gezeigt.
Ausgewählte Suspensionszusammensetzungen, einschließlich der bevorzugten Zusammensetzungen, haben die wichtigen unerwarteten Vorteile, das Aussehen der fertigen Formulierung im Hinblick auf Klarheit und Farbe oder Duft nicht zu beeinträchtigen. Dies ist kritisch in Kosmetik-, Körperpflegeprodukten und Haushaltswaren, wo die Ästhetik der Formulierung bei der Verbraucherakzeptanz eine wichtige Rolle spielt. Dies wird besonders deutlich bei Haushalts- und Körperpflegeprodukten, die unter Verweis auf ihr klares Aussehen vermarktet werden.
Alle in dieser Erfindung zitierten Suspensionszusammensetzungen wurden, zusätzlich dazu, dass die vorher in diesem Text beschriebenen Eigenschaften besitzen, sorgfältig formuliert, so dass sie Bestandteile enthalten, die im allgemeinen als akzeptabel für die Verwendung in kosmetischen und Körperpflegeanwendungen angesehen werden. Bevorzugte Zusammensetzungen enthalten Bestandteile, die im CTFA International Cosmetic Ingredient Dictionary, 4. Auflage zitiert sind.
Beispiel 12
Leistungsfähigkeit von fluiden Polymersuspensionen in Shampoo-Formulierungen
Beispiel 12 beschreibt die Verwendung von typischen, in dieser Erfindung genannten fluiden Polymersuspensionen in einer Shampoo-Formulierung. Leistungsvergleiche wurden mit einem Kontrollshampoo ohne zugesetztes polymeres Verdickungsmittel und einem Shampoo, das ein trocken zugesetztes Polymer enthielt, durchgeführt. Dieses Beispiel zeigt Vorteile der Suspensionen in Formulierungen auf Tensidbasis, einschließlich der Flexibilität bei der Herstellung und den signifikanten Zeitersparnissen bei der Herstellung. Die Verwendung eines trockenen Polymers erfordert einen zusätzlichen Herstellungsschritt, das Erwärmen von 1/3 des Wassers der Formulierung auf über 55°C, zu dem Zweck, die Dispergierung des Polymers zu erleichtern und die Klumpenbildung zu beseitigen. Die flüssigen Suspensionen wurden am Ende der Shampoocharge zugegeben, was die Einstellung der Viskosität nach der Herstellung ermöglicht. Verglichen mit trocken zugesetztem Benecel^(R) MP943W MHPC, ergeben Suspensionszusammensetzungen auf Basis desselben Polymers, wie in Tabellen 1 und 4 beschrieben, einen unerwarteten Viskositätsanstieg in der Shampoo-Formulierung A.
Shampoo-Formulierung A
Aussehen der Shampoobasis: klar, farblos
Tabelle 12 präsentiert die Resultate der Bewertung, die eine signifikante Verringerung der Chargenzeit und einen unerwarteten verbesserten Viskositätsaufbau unter Verwendung der flüssigen Polymersuspensionen gegenüber trocken zugesetztem MHPC zeigt.
Beispiel 13
Einfluss von Polymersuspensionen auf die Schaumqualität von Tensiden
MHPC wird in Tensidformulierungen, insbesondere in Shampoos wegen seiner Fähigkeit, den Schaum zu stabilisieren, zusätzlich zur Wirkung als Verdickungsmittel verwendet. Der Zusatz von anderen Formulierungsbestandteilen kann eine nachteilige Wirkung auf die Schaumqualität haben, ein kritischer Aspekt der Produktleistung. Somit ist es wichtig, dass die Suspensionszusammensetzung die Fähigkeit des Polymers, den Schaum zu stabilisieren, nicht beeinträchtigt, wie in diesem Beispiel gezeigt. In bestimmten Fällen kann die Schaumqualität verbessert werden. Die Schaumqualität wird bestimmt unter Verwendung eines Tests der Entwässerungszeit ("drainage time"), der in der Literatur veröffentlicht ist: J. R. Hart und M. T. DeGeorge, "The Lathering Potential of Surfactants – A Simplified Approach to Measurement", J. Soc. Cosm. Chem., 31, 223–236 (1980). Hohe Entwässerungszeiten des Schaums zeigen eine verbesserte Schaumqualität an. Wie in Beispiel 12 wird das trockene Polymer zu Beginn der Charge hydriert, bevor andere Bestandteile zugesetzt werden. Die MHPC-Suspensionen werden am Ende der Shampoocharge zugegeben.
Tabelle 13 präsentiert die Resultate eines Entwässerungstests von Shampoo-Schaum, wie zuvor beschrieben. MHPC in Form einer flüssigen Suspension zeigte ein gleiches oder besseres Verhalten als trocken zugesetztes MHPC bei einem äquivalenten Level des Trockenpolymerzusatzes.
Tabelle 13 Einfluss von flüssigen Polymersuspensionen auf die Schaumqualität von Shampoos Test-Formulierung – Shampoo-Formulierung A (siehe Beispiel 12)
Beispiel 14
Viskositätssynergie einer Polymersuspension in Tensiden
Erfindungsgemäße flüssige Polymersuspensionen zeigten in ausgewählten Tensidsystemen einen unerwarteten Viskositätsanstieg. Die beobachteten Viskositäten sind größer als die Summe der erwarteten Beiträge der Einzelbestandteile der Suspension. Dieses Beispiel illustriert einen beobachteten Viskositätsanstieg in einer 15 gew.%igen aktiven Ammoniumlaurylsulfatlösung. Bei einem Level an aktiven Polymer von 2,0 Gew.% ist die erzielte Viskosität größer als das 5-fache derjenigen unter Verwendung von trocken zugesetztem MHPC. 4 zeigt ein Schaubild der Verdickungswirksamkeit einer flüssigen MHPC-Suspension in 15% Ammoniumlaurylsulfat.
Beispiel 15
Nützlichkeit von fluiden Polymersuspensionen in Haarspülungen
Flüssige Polymersuspensionen von Hydroxyethylcellulose können in Haarspülungsprodukten anstelle von trocken zugesetztem HEC verwendet werden. Dieses Beispiel in Tabelle 15 stellt eine Öl-in-Wasser-Emulsions-Haarspülung dar. Die HEC-Fluidsuspension trägt zum Viskositätsaufbau, der Emulsionsstabilität und dem schmierigen Gefühl bei.
Tabelle 15 Cremespülung-Haarspülung mit flüssiger HEC-Suspension
Beispiel 16
Nützlichkeit von flüssigen Polymersuspensionen in Schaumbad-Produkten
Die in Tabelle 16 angegebene Badegel-Formulierung hat als Basis eine Version der flüssigen Suspension von Hydroxypropylcellulose, die anstelle von trocken zugesetztem HPC verwendet wurde. Die flüssige HPC-Suspension wirkt als Viskositätsmittel.
Tabelle 16 Badegel mit HPC-Fluidsuspension
Beispiel 17
Nützlichkeit von fluiden Polymersuspensionen in Lotionen
Lotionsprodukte können unter Verwendung von flüssigen Polymersuspensionen von hydrophob modifizierter Hydroxyethylcellulose (HMHEC) anstelle von trocken zugesetztem HMHEC formuliert werden. Die Lotion in Beispiel 17 verwendet PolySurf^(R) 67 HMHEC in Flüssigsuspensionsform, um für den Viskositätsaufbau mit pseudoplastischem Flussverhalten zu sorgen.
Tabelle 17 Öl-in-Wasser-Lotion auf Basis einer HMHEC-Flüssigsuspension
Beispiel 18
Verwendbarkeit von flüssigen Polymersuspensionen in Reinigungsmitteln für empfindliche Anwendungen ("Light-Duty"-Reinigungsmittel)
Die "Light Duty"-Geschirrspülformulierung in Tabelle 18 basiert auf einer flüssigen Form der Polymersuspension von HEC. Die HEC-Flüssigsuspension wirkt in diesem Produkt als Viskositätsmittel.
Tabelle 18 Geschirrspül-Flüssigkeit auf Basis einer HEC-Flüssigsuspension

Claims

Zusammensetzung, die eine stabile flüssige Suspension umfasst, die folgendes umfasst: (i) mindestens 10 Gew.% mindestens eines wasserlöslichen Polysaccharids, ausgewählt aus Methylhydroxypropylcellulose (MHPC), Methylhydroxyethylcellulose (MHEC), Methylcellulose (MC), Hydroxypropylcellulose (HPC) und hydrophob modifizierte Hydroxyethylcellulose (HMHEC), (ii) eine wässrige Trägerflüssigkeit und (iii) mindestens einen Löslichkeitsverschlechterer, ausgewählt aus (a) Natriumchlorid, Natriumsulfat, Natriumcitrat, Kaliumchlorid, Ammoniumsulfat, Diammoniumsulfat, Diammoniumphosphat, (b) einem wasserlöslichen niedermolekulargewichtigen Polymer, ausgewählt aus Carboxymethylcellulose und Hydroxyethylcellulose, und (c) einem Monosaccharid und einem Disaccharid, worin der mindestens eine Löslichkeitsverschlechterer in einer Menge vorhanden ist, die zum Einstellen des Flockungspunktes der Suspension auf unter Raumtemperatur ausreicht.
Zusammensetzung gemäss Anspruch 1, worin der Löslichkeitsverschlechterer Elemente aus mindestens zwei der Gruppen (a), (b) und (c) umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines wässrigen Tensidsystems, das folgendes umfasst: (a) Herstellen einer Zusammensetzung, die eine stabile fluide Suspension aus mindestens einem wasserlöslichen Polysaccharid, wie in Anspruch 1 oder 2 definiert, umfasst, (b) Zugabe dieser Zusammensetzung zu Wasser oder einer wasserhaltigen flüssigen Formulierung und (c) Suspendieren und Auflösen der Zusammensetzung in dem Wasser oder der wasserhaltigen Formulierung.
Verwendung einer Zusammensetzung gemäss Anspruch 1 oder 2 als Verdickungsmittel oder Dispergiermittel in Kosmetika, Körperpflege- oder Haushaltswarenzusammensetzungen.
Kosmetische Zusammensetzung, die mindestens einen kosmetischen Bestandteil und eine Zusammensetzung gemäss Anspruch 1 oder 2 umfasst.
Körperpflegezusammensetzung, die mindestens einen Körperpflegebestandteil und eine Zusammensetzung gemäss Anspruch 1 oder 2 umfasst.
Haushaltswarenzusammensetzung, die mindestens einen Haushaltswarenbestandteil und eine Zusammensetzung gemäss Anspruch 1 oder 2 umfasst.