EP3445326A1 - Procédé de formation d'une émulsion - Google Patents

Procédé de formation d'une émulsion

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EP3445326A1
EP3445326A1 EP17721779.1A EP17721779A EP3445326A1 EP 3445326 A1 EP3445326 A1 EP 3445326A1 EP 17721779 A EP17721779 A EP 17721779A EP 3445326 A1 EP3445326 A1 EP 3445326A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
emulsion
dermo
composition
microfibers
cosmetic composition
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17721779.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Julien BRAS
Bernard Fabre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut Polytechnique de Grenoble
Pierre Fabre Dermo Cosmetique SA
Original Assignee
Institut Polytechnique de Grenoble
Pierre Fabre Dermo Cosmetique SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut Polytechnique de Grenoble, Pierre Fabre Dermo Cosmetique SA filed Critical Institut Polytechnique de Grenoble
Publication of EP3445326A1 publication Critical patent/EP3445326A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08B11/02—Alkyl or cycloalkyl ethers
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    • C08B11/14—Alkyl or cycloalkyl ethers with substituted hydrocarbon radicals with nitrogen-containing groups
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    • C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
    • C08B15/05—Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur
    • C08B15/06—Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur containing nitrogen, e.g. carbamates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08L1/08—Cellulose derivatives
    • C08L1/26—Cellulose ethers
    • C08L1/28—Alkyl ethers
    • C08L1/288—Alkyl ethers substituted with nitrogen-containing radicals

Definitions

  • the present application relates to a process for preparing dermo-cosmetic compositions in the form of emulsions using cationized cellulose fibers as an emulsifier, as well as emulsions prepared from this process.
  • microfibrillated celluloses (Microfibrillated Cellulose, MFC) are obtained in the form of an aqueous suspension by enzymatic pretreatment and mechanical treatment.
  • MFC microfibrillated Cellulose
  • FIG. 1 represents an embodiment of a process for obtaining a dermocosmetic composition in the form of an emulsion by using fibrillated cellulose fibers during the process as an emulsifier;
  • Figure 2 shows the stability comparison of two emulsions prepared from non-cationized or cationized cellulose microfibers used as an emulsifier;
  • FIG. 3 represents the creaming index of emulsions as a function of the concentration of cationized cellulose fibers, the emulsion having been prepared according to the process of FIG.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment of a process for obtaining a stable suspension of fibrillated cationic fibers during and up to obtaining a dermo-cosmetic composition in the form of an emulsifying suspension or a stable emulsion. . In this case, we will talk about in situ fibrillation.
  • In situ fibrillation means the fibrillation of cationic fibers at the same time as obtaining a dermo-cosmetic composition, that is to say the passage by homogenization of a fiber mixture in water with oil to an emulsifying suspension based on water, oil and fibrillated fibers (otherwise known as microfibers).
  • emulsion an intimate mixture of two liquid substances. These are always two liquids that in normal situation are immiscible but go through specific operations manage to have a macroscopically homogeneous, but microscopically heterogeneous. This mixture remains stable thanks to a third ingredient called emulsifier or emulsifier.
  • emulsifier we mean a chemical or natural product used to increase the creaminess of certain products, to stabilize an emulsion.
  • cellulosic fibers are the starting point. These cellulosic fibers may advantageously come from little or no exploited portions of vegetable crops. The use of cellulosic fibers of fresh or dried plants is also possible.
  • This "plant” group is made up of two lines, algae and plants. By plant, we mean everything or part of plant, said plant being dry or fresh, frozen or thawed and whole, fragmented or ground. By “plant part” is meant aerial parts such as stems, branches, leaves, seeds and / or flowers and / or underground parts such as rhizomes, roots and / or bulbs.
  • oats especially from aerial parts or bark from oat seeds, flax, straw, sugarcane, or even leek or wood.
  • oats are preferred for the present invention.
  • a step 1 cellulosic fibers in an aqueous medium are subjected to cationization until a degree of cationic substitution greater than 0.15 is obtained.
  • the degree of substitution is defined for a cellulosic fiber as being the ratio between the number of modified OH groups and the total number of OH groups per anhydroglucose unit, the cationization step is well known to those skilled in the art. This step is carried out in an exclusively aqueous medium.
  • a homogenization step is carried out directly, preferably by colloid milling, in the presence of at least one fatty substance, this fatty substance being preferably an oil.
  • this fatty substance being preferably an oil.
  • Those skilled in the art are perfectly familiar with the conditions of use of such homogenization methods. It is then obtained directly (in-situ) an emulsion or suspension emulsifier particularly homogeneous and stable over time.
  • an emulsion requires a supply of energy, a setting in motion of the fluids.
  • Different mixer systems can be used for this invention to form emulsions.
  • the mixture is preferably made in a mixer with stirrer, consisting of a tank inside which is the stirrer which can be in various forms, magnetic bar, turbine, rotor-stator device (ultra Turrax) etc. .
  • These stirrers may have higher or lower speeds of rotation, ranging from a few hundred to several thousand rotations per minute.
  • Another type of mixer can be used, the static mixers particularly suitable when the products are viscous.
  • emulsification can also be done by membrane.
  • an Ultra Turrax type mixer was chosen with the following conditions: at least 1 min, with a rotation speed greater than 12 000 rpm, with a volume of 100 ml and a sufficient shear greater than 10 s -1 .
  • homogeneous emulsion in the sense of the present invention an emulsion having a cremation index equal to zero.
  • the creaming index is defined by placing the composition in a container and measuring the ratio between the height of the non-emulsified portion and the height of the emulsified portion.
  • a zero value of the creaming index corresponds to a perfectly homogeneous and stable composition.
  • stability is meant good homogeneity of dispersion of the internal phase, in the form of microdroplets, in the external phase.
  • a stable composition is in particular a composition which undergoes no phenomenon of release, phase shift, precipitation, coalescence, flocculation, creaming, etc.
  • the composition according to the invention is advantageously such that the equilibrium of the phases which compose it is maintained, that is to say that the dispersion of the internal phase in the external phase remains homogeneous.
  • composition according to the invention may also advantageously be preserved for a long time, despite the absence of preservative.
  • oil means a "fatty substance” which is liquid at ambient temperature (25 ° C.) and at atmospheric pressure (760 mmHg).
  • fatty substance is meant an organic compound which is insoluble in water at ordinary temperature (25 ° C.) and at atmospheric pressure (760 mmHg), solubility of less than 5%, preferably of 1%, even more preferably of 0%. , 1%.
  • the Fatty substances are generally soluble in organic solvents under the same conditions of temperature and pressure, such as, for example, chloroform, dichloromethane, ethanol, benzene, toluene or liquid petrolatum.
  • oils are chosen from non-silicone oils, oils of animal origin, triglyceride oils of vegetable origin, glycerides or fluorinated oils of synthetic origin, fatty alcohols, fatty acid esters and / or or fatty alcohol different from triglycerides, and silicone oils.
  • non-silicone oils include alkanes C6 _ IC6, linear, branched, optionally cyclic.
  • alkanes C6 _ IC6 linear, branched, optionally cyclic.
  • hexane dodecane and isoparaffins, such as isohexadecane and isodecane.
  • the linear or branched hydrocarbons having more than 16 carbon atoms may be chosen from paraffin oils, petroleum jelly, vaseline oil, polydecenes and hydrogenated polyisobutene.
  • liquid triglycerides of fatty acids containing from 6 to 30 carbon atoms for instance triglycerides of heptanoic or octanoic acids or else, for example, sunflower, corn, soya, squash, grape seed, sesame, hazelnut, apricot, macadamia, arara, castor, avocado, caprylic / capric acid triglycerides, jojoba oil, shea butter oil.
  • fluorinated oils that may be mentioned are perfluoromethylcyclopentane and perfluoro-1,3-dimethylcyclohexane, perfluoro-1,2-dimethylcyclobutane, perfluoroalkanes such as dodecalfluoropentane and tetrafluorfluorohexane, bromoperfluorooctyl, nonafluoro- methoxybutane, nonafluoroethoxyisobutane, perfluoromorpholine, such as 4-trifluoromethyl perfluoromorpholine.
  • the oil is chosen from oils of natural origin, more particularly oils of vegetable origin, preferably jojoba, safflower, babassu, sunflower and olive oils.
  • oils of natural origin preferably jojoba, safflower, babassu, sunflower and olive oils.
  • coconut Brazil nuts, marula, corn, argan, soya, squash, grape seed, flax, sesame, hazelnut, apricot, macadamia, arara , coriander, castor oil, avocado, shea butter oil and rapeseed oil.
  • the fatty substance may be different from oils, mention may be made of butters, waxes or resins.
  • the fatty substance concentration referred to as the fatty phase of the composition according to the invention, represents between 5 and 70% by weight relative to the total weight of the composition, preferably between 5 and 40% and more preferably between 10 and 30 %.
  • the concentration of fat represents 10% by weight relative to the total weight of the composition.
  • the fatty phase represents 30% by weight relative to the total weight of the composition.
  • the fatty phase represents 30% by weight relative to the total weight of the composition.
  • FIG. 2 is a comparative representation of the creaming index of two emulsions as a function of the concentration of cellulose microfibers.
  • the two emulsions are prepared respectively with non-cationized and cationized cellulose microfibers.
  • the process used in this example is not the one previously described in FIG. 1.
  • the homogenization is carried out without addition of fatty substances in order to obtain a suspension of cationized microfibers. It is during a third step that this suspension is mixed with at least one fatty substance to obtain an emulsion.
  • This emulsion contains 30% of oil and 70% of aqueous suspension of cationized microfibers.
  • the creaming index was measured at 40 days, at room temperature, after the formation of the emulsions.
  • FIG. 3 represents the creaming index of emulsions as a function of the concentration of cationized cellulose fibers.
  • the method used to obtain the emulsions is that described in FIG. 1 of in situ fibrillation when obtaining the emulsifying suspension.
  • the emulsion contains 20% oil and 80% aqueous solution.
  • the creaming index was measured 60 days after the formation of the emulsions at room temperature.
  • This embodiment of emulsions is particularly interesting at the industrial level, since it avoids any step of mixture usually present in this kind of process.
  • This embodiment therefore has the advantage of being particularly fast.
  • a grinding of 2 hours must be followed by a mixture in the presence of fat also 2 hours.
  • grinding in the presence of fatty substances for only 2 hours is sufficient, greatly limiting the energy required for the manufacture of the suspension.
  • Another specificity of this method of manufacture is that the concentration of cellulose microfibers in the emulsion can be relatively high. Indeed, it can reach levels of up to 15%.
  • compositions in emulsion form can be obtained using only cationized microfibers derived from aerial parts or oat bran as emulsifier.
  • Their emulsifying properties are very interesting and their cosmetic qualities (especially softness) have been proven.
  • These compositions also have film-forming and antibacterial properties that are particularly interesting in the field of dermo-cosmetics.
  • the homogeneity and / or the stability of the emulsion can sometimes be further improved by the addition of another emulsifying agent.
  • emulsifiers examples include anionic surfactants such as stearates such as sodium stearate, sodium cetostearyl sulfate and potassium cetyl phosphate; nonionic surfactants, such as polyoxyethylenated or unsaturated sorbitan esters, macrogol esters, sucroesters, ethers, poloxamers, silicone derivatives, phospholipids.
  • anionic surfactants such as stearates such as sodium stearate, sodium cetostearyl sulfate and potassium cetyl phosphate
  • nonionic surfactants such as polyoxyethylenated or unsaturated sorbitan esters, macrogol esters, sucroesters, ethers, poloxamers, silicone derivatives, phospholipids.
  • surfactant means a compound which modifies the surface tension between two surfaces.
  • the cationized cellulose microfibers are sufficient to obtain a homogeneous and stable emulsion, there is no addition of another emulsifying agent.
  • the concentration of cationic cellulose fibers with a degree of cationic substitution of at least 0.15 is greater than 1.4% by weight of dry matter relative to the total weight of the composition.
  • this concentration is greater than 1.0% and more preferably greater than 0.8% relative to the total weight of the composition.
  • cationic microfibers in particular with a diameter greater than 100 nm and with a length greater than 1 p, from aerial parts and oat bran after bleaching and pretreatment;
  • composition according to the invention may be prepared in the form of a single emulsion oil in water or water in oil, a multiple emulsion such as, for example, a water-in-oil emulsion in water or an oil-in-oil emulsion.
  • composition according to the invention is intended for cutaneous application.
  • the dermatological or cosmetic composition according to the invention may furthermore comprise one or more usual dermatological or cosmetically compatible excipients.
  • the dermatologically or cosmetically compatible excipients may be any excipient among those known to those skilled in the art in order to obtain a composition for topical application in the form of a milk, a cream, a balm, a lotion, a gel, a foaming gel, an oil, an emulsion, a microemulsion, an ointment, a spray.
  • the composition according to the invention may further contain additives and formulation aids, such as thickeners, gelling agents, water binders, leveling agents, stabilizers, colorants, fragrances, and preservatives. .
  • composition may be added various active substances selected from the group consisting of perfumes, moisturizers, anti-wrinkle products, etc. These active substances may be included in the added fat to form the emulsion.
  • one embodiment provides a dermo-cosmetic composition in the form of an emulsion comprising, as emulsifier, cationized cellulose microfibers with a degree of cationic substitution greater than 0.15, the concentration of these microfibers being greater than 0.8%. by weight of dry matter relative to the total weight of the composition.
  • cellulose microfibers are derived from oats, and are referred to as oat microfibers.
  • the emulsion thus formed is a simple oil-in-water emulsion.
  • the fatty phase of the emulsion represents 10 to 30% by weight relative to the total weight of the composition.
  • composition according to the invention does not contain any other emulsifying agent.
  • a dermocosmetic composition in the form of an emulsion comprising, as emulsifier, cationized cellulose microfibers having a degree of cationic substitution greater than 0.15, the concentration of these cationized microfibers being greater than at 0.8% by weight of dry matter relative to the total weight of the composition, corresponding to one or more of the above characteristics, for the cosmetic treatment by topical application to the skin, the mucous membranes and / or the hair.
  • composition according to the invention can be applied to the skin, the mucous membranes and / or the hair topically.
  • a method of cosmetic treatment of the skin, mucous membranes and / or hair comprises topically applying, on the skin, the mucous membranes and or the hair, a composition according to the invention.
  • the present invention also relates to the use of a composition according to the invention for the curative and / or preventive treatment of diseases of the skin, mucous membranes and / or hair.
  • Another embodiment of the invention relates to a process for the preparation of a dermo-cosmetic composition in emulsion form, comprising the following steps:
  • the concentration of the cellulose microfibers cationized being greater than 0.8% by weight of dry matter relative to the total weight of the composition.
  • this process is carried out with oat fibers.
  • the homogenization step is by colloid milling.
  • the fatty substance used is an oil.
  • a final embodiment of the invention provides for the use of cationized cellulose microfibers having a cationic degree of substitution greater than 0.15 as an emulsifier.
  • cationized oat microfibers having a cationic degree of substitution greater than 0.15 as an emulsifier is preferred.

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Abstract

La présente demande concerne un procédé de préparation de compositions dermo-cosmétiques sous forme d'émulsions comprenant comme émulsionnant des fibres de cellulose cationisées ayant un degré de substitution cationique supérieur à 0,15, la concentration de ces microfibres étant supérieure à 0,8 % en poids de matière sèche par rapport au poids total de la composition; l'utilisation de ces fibres de cellulose cationisées comme agent émulsionnant; ainsi que les émulsions préparées par ce procédé.

Description

PROCEDE DE FORMATION D ' UNE EMULSION
La présente demande de brevet revendique la priorité de la demande de brevet français FR16/53400 qui sera considérée comme faisant partie intégrante de la présente description.
Domaine de 1 ' invention
La présente demande concerne un procédé de préparation de compositions dermo-cosmétiques sous forme d' émulsions en utilisant des fibres de cellulose cationisées comme émulsionnant, ainsi que les émulsions préparées à partir de ce procédé.
Exposé de 1 ' art antérieur
De nombreuses industries, telles que la cosmétique, l'alimentaire, l'industrie des peintures, l'industrie des revêtements latex (sur papier, textile, film plastique) , la transformation des matières plastiques élastomères, utilisent des émulsions en tonnage très important.
La recherche de nouvelles solutions non toxiques et d'origine biologique est très active pour répondre aux attentes des clients (surtout en cosmétique). Ces solutions d'origine biologique sont aujourd'hui rares et coûteuses, même si quelques tensioactifs d'origine biologique arrivent sur le marché. Néanmoins la législation ou la stabilité des systèmes limite leur utilisation aujourd'hui. Proposer de nouvelles solutions présente un double intérêt à la fois économique et environnemental .
Les celluloses microfibrillées (Microfibrillated Cellulose, MFC) sont obtenues sous forme d'une suspension aqueuse par prétraitement enzymatique et traitement mécanique. L'intérêt des industriels pour cette matière est grandissant, notamment suite à l'annonce de leur industrialisation mais aussi aux nombreuses propriétés qu'elles confèrent : renfort mécanique, nanoréseau barrières, système de relargage, modificateur de rhéologie, additifs d'encres, etc.
En 2014-2015 des premières publications ont été proposées pour faire des suspensions émulsionnantes avec ces éléments en très faibles quantités. Très récemment, de nouvelles recherches tentent de faire des microfibrilles de cellulose anioniques ou cationiques à partir de différentes sources. Personne ne les a testées à ce jour en émulsion. Personne n'a aussi testé de préparer les microfibrilles en même temps que 1' émulsion, c'est-à-dire faire une fibrillation des fibres lors du procédé de formation de composition dermatologique ou cosmétique (ce procédé sera appelé fibrillation in-situ) .
Il existe un besoin de procédés innovants de formation de compositions dermatologiques ou cosmétiques, et notamment d'émulsions dermo-cosmétiques, homogènes et stables dans le temps.
Il existe un besoin de telles compositions dermo- cosmétiques obtenues exclusivement à partir de produits agrosourcés .
Brève description des dessins
Les caractéristiques et avantages des modes de réalisation particuliers, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la figure 1 représente un mode de réalisation d'un procédé d'obtention d'une composition dermo-cosmétique sous forme d' émulsion en utilisant des fibres de cellulose fibrillées lors du procédé comme émulsionnant ; la figure 2 représente la comparaison en termes de stabilité de deux émulsions préparées à partir de microfibres de cellulose non cationisées ou cationisées utilisées comme émulsionnant ; et
la figure 3 représente l'indice de crémage d' émulsions en fonction de la concentration en fibres de cellulose cationisées, l' émulsion ayant été préparée selon le procédé de la figure 1.
Description détaillée
La figure 1 illustre un mode de réalisation d'un procédé d'obtention d'une suspension stable de fibres cationiques fibrillées lors de, et jusqu'à, l'obtention d'une composition dermo-cosmétique sous forme de suspension émulsifiante ou émulsion stable. On parlera dans ce cas de fibrillation in-situ.
Par fibrillation in-situ, on entend la fibrillation de fibres cationiques en même temps que l'obtention d'une composition dermo-cosmétique, c'est-à-dire le passage par homogénéisation d'un mélange fibre dans l'eau avec de huile à une suspension émulsifiante à base d'eau, d'huile et de fibres fibrillées (autrement appelées microfibres) .
Par émulsion on entend un mélange intime de deux substances liquides. Ce sont toujours deux liquides qui en situation normale sont non miscibles mais vont par des opérations spécifiques réussir à avoir un aspect macroscopiquement homogène, mais microscopiquement hétérogène. Ce mélange reste stable grâce à un troisième ingrédient appelé émulsifiant ou émulsionnant.
Par émulsionnant on entend un produit chimique ou naturel utilisé pour augmenter l'onctuosité de certains produits, pour stabiliser une émulsion.
Selon ce procédé, les fibres cellulosiques sont le point de départ. Ces fibres cellulosiques peuvent avantageusement provenir de parties peu ou pas exploitées de cultures végétales. L'utilisation de fibres cellulosiques de végétaux frais ou secs est également possible. Ce groupe « végétal » est formé de deux lignées, les algues et les plantes. Par plante, on entend tout ou partie de plante, ladite plante étant sèche ou fraîche, congelée ou décongelée et entière, fragmentée ou broyée. Par "partie de plante", on entend les parties aériennes telles que tiges, branches, feuilles, graines et/ou fleurs et/ou les parties souterraines telles que les rhizomes, les racines et/ou les bulbes. Parmi les plantes utilisables et préférées on peut citer entre autres l'avoine, notamment à partir des parties aériennes ou d'écorce de graines d'avoine, le lin, les pailles, la canne à sucre, voire le poireau ou le bois d'eucalyptus. D'une manière avantageuse, l'avoine est préférée pour la présente invention.
A une étape 1, des fibres cellulosiques en milieu aqueux sont soumises à une cationisation jusqu'à obtenir un degré de substitution cationique supérieur à 0,15. Le degré de substitution est défini pour une fibre cellulosique comme étant le rapport entre le nombre de groupements OH modifiés et le nombre total de groupements OH par unité anhydroglucose, l'étape de cationisation est bien connue de l'homme du métier. Cette étape est réalisée dans un milieu exclusivement aqueux.
A une étape 2, il est procédé directement à une étape d'homogénéisation, de préférence par un broyage colloïdal, en présence d'au moins un corps gras, ce corps gras étant de préférence une huile. L'homme du métier connaît parfaitement les conditions d'utilisation de telles méthodes d'homogénéisation. Il est alors obtenu directement (in-situ) une émulsion ou suspension émulsionnante particulièrement homogène et stable dans le temps.
La formation d'une émulsion nécessite un apport d'énergie, une mise en mouvement des fluides. Différents systèmes de mélangeurs peuvent être utilisés pour cette présente invention afin de former des émulsions. Le mélange est de préférence réalisé dans un mélangeur avec agitateur, constitué d'une cuve à l'intérieur de laquelle se trouve l'agitateur qui peut se présenter sous différentes formes, barreau aimanté, turbine, dispositif rotor-stator (ultra Turrax) etc. Ces agitateurs pourront avoir des vitesses de rotation plus ou moins élevées, allant de quelques centaines jusqu'à plusieurs milliers de rotations par minute. Un autre type de mélangeur peut être utilisé, les mélangeurs statiques particulièrement adaptés lorsque les produits sont visqueux. Enfin l' émulsification peut également se faire par membrane. Par exemple, à l'échelle du laboratoire, un mélangeur de type ultra Turrax a été choisi avec les conditions suivantes : au moins 1 min, avec une vitesse de rotation supérieure à 12 000 tours/min, avec un volume de 100 ml et un cisaillement suffisant supérieur à 10 s-1.
Par émulsion homogène on entend au sens de la présente invention une émulsion ayant un indice de crémage égal à zéro. On rappellera que 1 ' indice de crémage est défini en plaçant la composition dans un récipient et en mesurant le rapport entre la hauteur de la partie non émulsionnée et la hauteur de la partie émulsionnée. Ainsi, une valeur nulle de l'indice de crémage correspond à une composition parfaitement homogène et stable.
On entend par stabilité une bonne homogénéité de dispersion de la phase interne, sous forme de microgouttelettes, dans la phase externe. Une composition stable est notamment une composition qui ne subit aucun phénomène de relargage, déphasage, précipitation, coalescence, floculation, crémage, etc. La composition selon l'invention est avantageusement telle que l'équilibre des phases qui la composent est maintenu, c'est-à- dire que la dispersion de la phase interne dans la phase externe reste homogène.
A l'issue d'un tel procédé de préparation, la composition selon l'invention peut en outre avantageusement être conservée pendant une longue période, malgré l'absence de conservateur .
Par « huile » on entend au sens de la présente invention un « corps gras » qui est liquide à température ambiante (25 °C) et à pression atmosphérique (760 mm Hg) .
Par « corps gras » on entend un composé organique insoluble dans l'eau à température ordinaire (25 °C) et à pression atmosphérique (760 mm Hg) , solubilité inférieure à 5 %, de préférence à 1 %, encore plus préfèrentiellement à 0,1 %. Les corps gras sont généralement solubles dans des solvants organiques dans les mêmes conditions de température et de pression, comme par exemple le chloroforme, le dichlorométhane, l'éthanol, le benzène, le toluène ou l'huile de vaseline.
Plus particulièrement, les huiles sont choisies parmi les huiles non siliconées, les huiles d'origine animale, les huiles triglycérides d'origine végétale, les glycérides ou huiles fluorées d'origine synthétiques, les alcools gras, les esters d'acide gras et/ou d'alcool gras différents des triglycérides, et les huiles siliconées.
Parmi les huiles non siliconées, on peut citer les alcanes en C6_Ci6, linéaires, ramifiés éventuellement cycliques. A titre d'exemple, on peut citer l'hexane, le dodécane, les isoparaffines comme l' isohexadécane, l'isodécane. Les hydro- carbures linéaires ou ramifiés de plus de 16 atomes de carbone, peuvent être choisis parmi les huiles de paraffine, la vaseline, l'huile de vaseline, les polydécènes, le polyisobutène hydrogéné.
Parmi les huiles animales on peut citer le perhydrosqualène .
Parmi les triglycérides d'origine végétale ou synthétique, on peut citer les triglycérides liquides d'acides gras comportant de 6 à 30 atomes de carbone comme les triglycérides des acides heptanoïque ou octanoïque ou encore, par exemple les huiles de tournesol, de maïs, de soja, de courge, de pépins de raisin, de sésame, de noisette, d'abricot, de macadamia, d' arara, de ricin, d'avocat, les triglycérides des acides caprylique/caprique, l'huile de jojoba, l'huile de beurre de karité .
Parmi les huiles fluorées on peut citer le perfluorométhylcyclopentane et le perfluoro-1, 3-diméthyl- cyclohexane, le perfluoro-1, 2-diméthylcyclobutane, les perfluoro- alcanes tels que le dodécalfluoropentane et le tétra- décalfluorohexane, le bromoperfluorooctyle, le nonafluoro- méthoxybutane, le nonafluoroéthoxyisobutane, les dérivés de perfluoromorpholine, tels que la 4-trifluorométhyl perfluoromorpholine .
Selon un mode tout particulièrement préféré de l'invention, l'huile est choisie parmi les huiles d'origine naturelle plus particulièrement les huiles d' origine végétale préférentiellement les huiles de jojoba, de carthame, de babassu, de tournesol, d'olive, de noix de coco, de noix du Brésil, de marula, de maïs, d'argan, de soja, de courge, de pépins de raisin, de lin, de sésame, de noisette, d'abricot, de macadamia, d'arara, de coriandre, de ricin, d'avocat, l'huile de beurre de karité ainsi que l'huile de colza.
Éventuellement, le corps gras peut être différent des huiles, on peut citer les beurres, les cires ou les résines.
La concentration en corps gras, on parle de phase grasse de la composition selon l'invention, représente entre 5 et 70 % en poids par rapport au poids total de la composition, préférentiellement entre 5 et 40 % et de manière encore préférée entre 10 et 30 %. D'une façon avantageuse, la concentration en corps gras représente 10 % en poids par rapport au poids total de la composition. D'une autre façon tout aussi avantageuse, la phase grasse représente 30 % en poids par rapport au poids total de la composition. D'une autre façon encore plus avantageuse, la phase grasse représente 30 % en poids par rapport au poids total de la composition.
La figure 2 est une représentation comparative de l'indice de crémage de deux émulsions en fonction de la concentration de microfibres de cellulose. Les deux émulsions sont préparées respectivement avec des microfibres de cellulose non cationisées et cationisées. Le procédé utilisé dans cet exemple, n'est pas celui précédemment décrit dans la figure 1. Après l'étape de cationisation en milieu aqueux, l'homogénéisation est réalisée sans ajout de corps gras afin d'obtenir une suspension de microfibres cationisées. C'est lors d'une troisième étape que cette suspension est mélangée à au moins un corps gras pour l'obtention d'une émulsion. Cette émulsion contient 30 % d'huile et 70 % de suspension aqueuse de microfibres cationisées. L'indice de crémage a été mesuré à 40 jours, à température ambiante, après la formation des émulsions.
On constate que le comportement émulsionnant change totalement quand les microfibres de cellulose sont cationisées. En effet, on obtient alors une émulsion avec un indice de crémage voisin de 0 même pour de très faibles concentrations de microfibres de cellulose quand elles sont cationisées. Ainsi une concentration de 0,4 % de microfibres de cellulose cationisées est suffisante pour l'obtention d'une émulsion parfaitement homogène et stable avec un indice de crémage égal à 0 après 40 jours. Les résultats ont été obtenus avec des fibres de cellulose cationisées ayant un degré de substitution de 0,18. De façon générale, de résultat est obtenu dès lors que le degré de substitution est supérieur à 0,15. Lorsque les fibres de cellulose ne sont pas cationisées, il faut en ajouter trois fois plus pour obtenir une émulsion stable (figure 2). Il est à noter qu'aucun ajout de bactéricide n'est nécessaire pour obtenir une bonne conservation de la composition cosmétique selon l'invention.
La figure 3 représente l'indice de crémage d' émulsions en fonction de la concentration de fibres de cellulose cationisées. Le procédé utilisé pour obtenir les émulsions est celui décrit dans la figure 1 de fibrillation in-situ lors de l'obtention de la suspension émulsifiante . L' émulsion contient 20 % d'huile et 80 % de solution aqueuse. L'indice de crémage a été mesuré 60 jours après la formation des émulsions, à température ambiante .
On constate que 1 ' indice de crémage diminue fortement quand la concentration en fibres dépasse des valeurs supérieures à 0,2 %. La figure 3 montre clairement que c'est à partir de
0,8 % de fibres de cellulose cationisées que l' émulsion obtenue est parfaitement homogène et stable, avec un indice de crémage de 0.
Ce mode de réalisation d' émulsions est particulièrement intéressant au niveau industriel, puisqu'il évite toute étape de mélange usuellement présente dans ce genre de procédé. Ce mode de réalisation présente donc l'avantage d'être particulièrement rapide. A titre d'indication, pour des lots d'environ 100 litres, dans le cas où une étape de mélange est nécessaire, un broyage de 2 heures doit être suivi d'un mélange en présence de corps gras également de 2 heures . Dans le cas du procédé décrit dans cette présente invention, un broyage en présence de corps gras pendant seulement 2 heures est suffisant, limitant fortement l'énergie nécessaire à la fabrication de la suspension. Une autre spécificité de ce mode de fabrication est que la concentration en microfibres de cellulose dans l'émulsion peut être relativement élevée. En effet, elle peut atteindre des teneurs allant jusqu'à 15 %.
En conclusion, il a été montré que des compositions sous forme d'émulsion, notamment à usage dermo-cosmétique, peuvent être obtenues en utilisant seulement des microfibres cationisées issues de parties aériennes ou de son d'avoine comme émulsionnant . Leurs propriétés émulsionnantes sont très intéressantes et leurs qualités cosmétiques (notamment douceur) ont été prouvées. Ces compositions possèdent aussi des propriétés filmogènes et antibactériennes particulièrement intéressantes dans le domaine de la dermo-cosmétique.
Même si les inventeurs ont parfaitement prouvé que les microfibres de cellulose cationisées étaient suffisantes pour obtenir une émulsion homogène et stable, selon un mode particulier de l'invention, l'homogénéité et/ou la stabilité de l'émulsion peuvent parfois encore être améliorées par l'ajout d'un autre agent émulsionnant.
On peut citer à titre d'exemples mais de façon non limitative comme émulsionnants, des tensioactifs anioniques tels que les stéarates comme le stéarate de sodium, le sodium cetostéaryl sulfate, le potassium cétyl phosphate ; des tensioactifs non ioniques tels que les esters de sorbitan polyoxyéthylénés ou non, des esters de macrogol, les sucroesters, des éthers, les poloxamers, les dérivés de silicone, les phospholipides .
Par agent tensioactif on entend au sens de la présente invention un composé qui modifie la tension superficielle entre deux surfaces.
Selon un mode préféré de l'invention, les microfibres de cellulose cationisées sont suffisantes pour l'obtention d'une émulsion homogène et stable, il n' y a pas d'ajout d'un autre agent émulsionnant .
Dans la composition dermo-cosmétique selon l'invention, la concentration de fibres de cellulose cationiques avec un degré de substitution cationique d'au moins 0,15, est supérieure à 1,4 % en poids de matière sèche par rapport au poids total de la composition. Préférentiellement cette concentration est supérieure à 1,0 % et d'une manière encore préférée supérieure à 0,8 % par rapport au poids total de la composition.
Il a été montré qu' il était possible :
- d'obtenir des microfibres cationiques notamment d'un diamètre supérieur à 100 nm et d'une longueur supérieure à 1 p à partir de parties aériennes et de son d'avoine après blanchiment et prétraitement ;
- d'avoir des suspensions stables (huile dans eau) avec des microfibres de cellulose cationiques si leur degré de substitution est supérieur à 0,15 et avec un pourcentage pondéral de microfibres dans la solution supérieur à 0,8 % ;
- d' avoir des compositions dermo-cosmétiques à base de microfibres cationiques comme émulsionnant, avec des qualités cosmétiques optimales ;
- de favoriser une fibrillation in-situ des microfibres cationiques prétraitées lors du procédé de mélange des émulsions ;
- d'obtenir des films d'excellente qualité après application sur la peau.
La composition selon l'invention peut être préparée sous la forme d'une émulsion simple huile dans eau ou eau dans huile, d'une émulsion multiple comme par exemple, une émulsion eau dans huile dans eau ou une émulsion huile dans eau dans huile.
La composition selon l'invention est destinée à une application cutanée. La composition dermatologique ou cosmétique selon l'invention peut comprendre en outre, un ou plusieurs excipients usuels dermatologiquement ou cosmétiquement compatibles .
Les excipients dermatologiquement ou cosmétiquement compatibles peuvent être tout excipient parmi ceux connus de l'homme de l'art en vue d'obtenir une composition pour l'application topique sous forme d'un lait, d'une crème, d'un baume, d'une lotion, d'un gel, d'un gel moussant, d'une huile, d'une émulsion, d'une microémulsion, d'une pommade, d'un spray. La composition selon l'invention peut en outre contenir des additifs et aides à la formulation, tels que des épaississants, des gélifiants, des fixateurs d'eau, des agents d'étalement, des stabilisants, des colorants, des parfums, et des conservateurs.
Pour conférer des propriétés particulières à la composition on pourra y ajouter diverses substances actives choisies dans le groupe comprenant des parfums, des produits hydratants, des produits antirides, etc. Ces substances actives pourront être incluses dans le corps gras ajouté pour former 1' émulsion.
Ainsi, un mode de réalisation prévoit une composition dermo-cosmétique sous forme d' émulsion, comprenant comme émulsionnant des microfibres de cellulose cationisées avec un degré de substitution cationique supérieur à 0,15, la concentration de ces microfibres étant supérieure à 0,8 % en poids de matière sèche par rapport au poids total de la composition.
D'une façon préférée, les microfibres de cellulose sont issues de l'avoine, on parle de microfibres d'avoine.
Avantageusement, l' émulsion ainsi formée est une émulsion simple huile dans eau. De façon avantageuse, la phase grasse de l'émulsion représente 10 à 30 % en poids par rapport au poids total de la composition.
De façon préférée, la composition selon l'invention ne contient pas d'autre agent émulsionnant .
Un autre mode de l'invention prévoit une utilisation d'une composition dermo-cosmétique sous forme d'émulsion comprenant comme émulsionnant des microfibres de cellulose cationisées ayant un degré de substitution cationique supérieur à 0,15, la concentration de ces microfibres cationisées étant supérieure à 0,8 % en poids de matière sèche par rapport au poids total de la composition, répondant à l'une ou plusieurs des caractéristiques ci-avant, pour le soin cosmétique par application par voie topique sur la peau, les muqueuses et/ou les cheveux.
A cet effet, la composition selon l'invention peut être appliquée sur la peau, les muqueuses et/ou les cheveux par voie topique .
Ainsi, un procédé de traitement cosmétique de la peau, des muqueuses et/ou des cheveux comprend l'application par voie topique, sur la peau, les muqueuses et ou les cheveux, d'une composition selon l'invention.
La présente invention concerne par ailleurs l'utilisation d'une composition selon l'invention pour le traitement curatif et/ou préventif de maladies de la peau, des muqueuses et/ou des cheveux.
Un autre mode de l'invention concerne un procédé pour la préparation d'une composition dermo-cosmétique sous forme d'émulsion, comprenant les étapes suivantes :
- procéder à la cationisation en phase aqueuse de fibres cellulosiques jusqu'à atteindre un degré de substitution cationique supérieur à 0,15, puis
- procéder à une homogénéisation des fibres cationisées en présence d'au moins un corps gras jusqu'à l'obtention d'une émulsion homogène, la concentration des microfibres de cellulose cationisées étant supérieure à 0,8 % en poids de matière sèche par rapport au poids total de la composition.
De façon préférée, ce procédé est réalisé avec des fibres d'avoine.
Avantageusement l'étape d'homogénéisation se fait par broyage colloïdal.
De façon avantageuse, le corps gras utilisé est une huile .
Un dernier mode de l'invention prévoit l'utilisation de microfibres de cellulose cationisées ayant un degré de substitution cationique supérieur à 0,15, comme émulsionnant .
L'utilisation de microfibres d'avoine cationisées ayant un degré de substitution cationique supérieur à 0,15, comme émulsionnant est préférée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour la préparation d'une composition dermo-cosmétique sous forme d'émulsion, comprenant les étapes suivantes :
- procéder à la cationisation en phase aqueuse de fibres cellulosiques jusqu'à atteindre un degré de substitution cationique supérieur à 0,15, puis
- procéder à une homogénéisation des fibres cationisées en présence d'au moins un corps gras jusqu'à l'obtention d'une émulsion homogène, la concentration des microfibres de cellulose cationisées étant supérieure à
0,8 % en poids de matière sèche par rapport au poids total de la composition.
2. Procédé pour la préparation d'une composition dermo-cosmétique sous forme d'émulsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres de cellulose sont des fibres d' avoine .
3. Procédé pour la préparation d'une composition dermo-cosmétique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'homogénéisation se fait par broyage colloïdal.
4. Procédé pour la préparation d'une composition dermo-cosmétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps gras est une huile.
5. Composition dermo-cosmétique sous forme d'émulsion, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé selon la revendication 1.
6. Composition dermo-cosmétique sous forme d'émulsion, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé selon la revendication 2.
7. Composition dermo-cosmétique sous forme d'émulsion simple huile dans eau, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.
8. Composition dermo-cosmétique sous forme d' émulsion, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et qu'elle ne contient pas d'autre agent émulsionnant .
9. Utilisation d'une composition selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 pour le soin cosmétique par application topique sur la peau, les muqueuses et/ou les cheveux.
10. Utilisation de microfibres de cellulose cationisées ayant un degré de substitution cationique supérieur à 0,15, comme émulsionnant dans une composition selon la revendication 5.
11. Utilisation de microfibres de cellulose cationisées selon la revendication 10, caractérisée en ce que les microfibres de cellulose sont des microfibres d'avoine.
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