ES2200122T3 - Dispersiones de oxido de zinc. - Google Patents
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Abstract
UNA DISPERSION ESTABILIZADA ACUOSA DE OXIDO DE ZINC PARTICULADO COMPRENDE AGUA, UN AGENTE ESTABILIZANTE Y OXIDO DE ZINC, LAS PARTICULAS DEL CUAL ESTAN RECUBIERTAS CON SILICE AMORFO DENSO. LOS AGENTES ESTABILIZANTES UTILES INCLUYEN ETERES DE CELULOSA QUE CONTIENEN GRUPOS DE AMONIO CUATERNARIO Y POLIALQUILENGLICOLES. LAS DISPERSIONES POSEEN UNA EXCELENTE ESTABILIDAD A ELEVADAS CONCENTRACIONES DE OXIDO DE ZINC Y SON UTILES PARA PREPARAR FORMULACIONES ANTISOLARES, COSMETICOS Y PRODUCTOS VETERINARIOS.
Description
Dispersiones de óxido de zinc.
Esta invención se refiere a dispersiones de óxido
de zinc y particularmente a dispersiones acuosas de partículas
revestidas de óxido de zinc.
El óxido de zinc en una forma dispersada se usa
en un número de formulaciones que contienen agua. Tales
formulaciones incluyen preparaciones de protección solar, cosméticos
y productos veterinarios. La preparación de estas formulaciones se
facilita mucho si el óxido de zinc está disponible en la forma de
una dispersión acuosa que puede incorporarse fácilmente a la
formulación. Sin embargo, las dispersiones estables de óxido de
zinc son difíciles de preparar y el óxido de zinc puede disolverse a
valores de pH bajos o altos.
Un objetivo de esta invención es proporcionar una
dispersión acuosa estable de óxido de zinc que pueda usarse para
preparar tales formulaciones.
De acuerdo con la invención, una dispersión
acuosa estabilizada de óxido de zinc en partículas comprende agua,
un agente estabilizante y óxido de zinc, cuyas partículas están
revestidas con sílice amorfa densa que se ha depositado sobre la
superficie de las partículas de óxido de zinc al mezclar un
silicato de metal alcalino y un ácido en presencia de partículas de
óxido de zinc en una suspensión acuosa, manteniéndose la suspensión
acuosa a un pH de al menos 8 durante la mezcladura de dicho
silicato y dicho ácido.
El tamaño de partícula del óxido de zinc se elige
para adaptarse al uso final para las partículas dispersadas. Una
dispersión estabilizada particularmente preferida de acuerdo con la
invención es útil para formar preparaciones de protección solar y,
en esta dispersión, el tamaño de partícula primaria medio del óxido
de zinc está en el intervalo de 0,005 a 0,20 micrómetros.
Preferiblemente, el tamaño de partícula primaria medio está en el
intervalo de 0,01 a 0,10 micrómetros y, más preferiblemente, en el
intervalo de 0,03 a 0,07 micrómetros. Las partículas de óxido de
zinc para preparaciones de protección solar son preferiblemente
sustancialmente equiaxiales y el tamaño de partícula primaria medio
se determina midiendo el diámetro medio de partículas no
aglomeradas. De acuerdo con esta invención, las partículas se
proveen de un revestimiento. Sin embargo, las dimensiones preferidas
se refieren a las partículas no revestidas.
Las dispersiones estabilizadas de la invención
son particularmente útiles cuando contienen una proporción
relativamente alta de óxido de zinc ya que esto permite que un
usuario tenga flexibilidad para producir las formulaciones en las
que se usan las partículas. Dispersiones estabilizadas útiles
contienen al menos 40 por ciento en peso de óxido de zinc y
preferiblemente la cantidad de óxido de zinc es al menos 50 por
ciento en peso. Dispersiones estabilizadas particularmente útiles
contienen al menos 60 por ciento en peso de óxido de zinc.
Normalmente, es poco práctico preparar una dispersión que contenga
más de 75 por ciento en peso de óxido de zinc.
La sílice amorfa densa es una forma de sílice que
es bien conocida, particularmente en la técnica de los pigmentos
inorgánicos, como un agente de revestimiento para partículas. La
sílice densa es sustancialmente no porosa y amorfa y generalmente
forma un revestimiento continuo sobre las partículas de óxido de
zinc. Se caracteriza por el método por el que se forma, a saber la
sílice densa se precipita en suspensión alcalina de óxido de zinc
que tiene un pH de al menos 8, y, preferiblemente, un pH de 9 a 11.
Al preparar las dispersiones de acuerdo con la invención tiene lugar
precipitación en presencia de partículas de óxido de zinc. La
sílice densa se deposita mezclando un ácido tal como ácido
clorhídrico o ácido sulfúrico y una solución alcalina de un silicato
de metal alcalino en presencia de óxido de zinc para convertir el
silicato en sílice amorfa densa. Por ejemplo, una solución de un
silicato de metal alcalino soluble puede mezclarse con una
suspensión alcalina de las partículas de óxido de zinc que han de
revestirse y la mezcla resultante se acidifica lentamente para
depositar sílice amorfa densa. Alternativamente, puede añadirse a
una suspensión de las partículas de óxido de zinc una solución
alcalina de un silicato de metal alcalino y, simultáneamente, un
ácido mineral, para mantener el pH de la suspensión a un valor de al
menos 8, por ejemplo de 9 a 11, para formar y depositar el
revestimiento de sílice amorfa densa requerido. Una vez que la
sílice se ha depositado completamente, el pH de la suspensión se
ajusta normalmente mediante más adición de ácido hasta un valor en
el intervalo de 6 a 8.
Generalmente, la temperatura de la suspensión se
mantiene a un valor de al menos 60ºC, y posiblemente, hasta 100ºC,
preferiblemente de 70ºC a 90ºC, durante la deposición de la sílice
amorfa densa, y la suspensión se agitará para mantener un
revestimiento eficaz.
Puede usarse cualquier silicato de metal alcalino
adecuado como la fuente de sílice amorfa densa. Particularmente
útiles son los silicatos sódicos y potásicos y, preferiblemente,
además, la solución de silicato se prepara recientemente.
Normalmente, se añade un agente dispersante a la
suspensión de óxido de zinc para asegurar que el óxido de zinc
permanezca bien distribuido en la suspensión durante el
revestimiento. Un agente dispersante muy conveniente es un silicato
de metal alcalino tal como silicato sódico o potásico. Este agente
dispersante se depositará habitualmente como sílice amorfa densa
durante el procedimiento de revestimiento. Cuando se añade, la
cantidad de silicato usada como agente dispersante está
preferiblemente en el intervalo de 1,0 a 5,0 por ciento en peso
expresado como SiO_{2} con respecto a óxido de zinc.
Se deposita habitualmente suficiente sílice
amorfa densa sobre las partículas para formar una capa completa
sobre las partículas individuales. Cuando el óxido de zinc tiene un
tamaño de partícula primaria medio en el intervalo de 0,005 a 0,20
micrómetros, la cantidad preferida de sílice amorfa densa
depositada está en el intervalo de 5 a 20 por ciento en peso
calculada como SiO_{2} con respecto al óxido de zinc.
Preferiblemente, para este tamaño de partícula, la cantidad de
sílice amorfa densa está en el intervalo de 7 a 12 por ciento en
peso como SiO_{2} con respecto a óxido de zinc.
Además del revestimiento de sílice amorfa densa,
también pueden estar presentes sobre las partículas de óxido de
zinc revestimientos de otros óxidos hidratados tales como óxidos de
aluminio, circonio o titanio. Aunque estos óxidos hidratados
depositados se describen generalmente como presentes en la forma de
un revestimiento, esto no implica necesariamente que las partículas
de óxido de zinc estén completamente o uniformemente cubiertas con
estos óxidos hidratados. El óxido hidratado puede depositarse
mediante cualquier medio adecuado, tal como mediante la hidrólisis
de un compuesto soluble del metal apropiado en presencia de una
suspensión de óxido de zinc.
Habitualmente, después de revestir con sílice
amorfa densa y, si es aplicable, cualquier otro óxido, las
partículas de óxido de zinc se separan mediante filtración, por
ejemplo, y se secan.
En una modalidad de la invención, el agente
estabilizante usado en la dispersión es un éter de celulosa que
contiene grupos amonio cuaternario. Agentes estabilizantes
particularmente adecuados son los polímeros descritos en la Patente
de EE.UU. 3 472 840, que son polímeros que tienen una cadena
principal de unidades de anhidroglucosa con grupos sustituyentes
colgantes que tienen funcionalidad de amonio cuaternario espaciadas
a lo largo de esta cadena principal. Preferiblemente, grupos éter
adicionales que no contienen un radical amonio cuaternario también
estarán presentes en la molécula. Tales grupos éter adicionales
incluyen grupos éter alquílico, hidroxialquílico, alcoxialquílico e
hidroxialcoxialquílico. Los grupos amonio cuaternario se derivan
preferiblemente de un epóxido cuaternario o una halohidrina
cuaternaria. Agentes estabilizantes particularmente preferidos son
cloruros de amonio cuaternario de hidroxietilcelulosa que ha
reaccionado con epóxido sustituido con trimetilamonio. A tales
productos se les ha asignado el Nombre INCI
Polyquaternium-10. Agentes estabilizantes cubiertos
por esta descripción y útiles en esta invención incluyen los
vendidos bajo los Nombres Comerciales UCARE Polymer
JR-125, UCARE Polymer JR-400 y UCARE
Polymer JR-30M.
Los agentes estabilizantes útiles en esta
modalidad de la invención tienen preferiblemente un peso molecular
en el intervalo de 200.000 a 800.000.
La cantidad de agente estabilizante de éter de
celulosa usado depende de un número de factores incluyendo el
tamaño de partícula del óxido de zinc, el uso pretendido de la
dispersión y la concentración de óxido de zinc en la dispersión.
Preferiblemente, la cantidad usada es de 0,02 a 0,5 por ciento en
peso con respecto al peso de óxido de zinc. Más preferiblemente, la
cantidad presente es de 0,1 a 0,2 por ciento en peso con respecto
al peso de óxido de zinc. Habitualmente, el agente estabilizante se
añade al óxido de zinc según se describe previamente después de que
el óxido de zinc se haya revestido con sílice amorfa densa.
Habitualmente es necesario agitar el agente
estabilizante de éter de celulosa con agua para hidratar el
polímero antes de que se mezcle con el óxido de zinc.
En una segunda modalidad de la invención, el
agente estabilizante usado en la dispersión es un
polialquilenglicol. Polialquilenglicoles adecuados incluyen
polietilenglicoles o polipropilenglicoles, pero se prefiere el
polietilenglicol.
Preferiblemente, el polietilenglicol que se usa
tiene un peso molecular en el intervalo de 20.000 a 500.000.
La cantidad de polialquilenglicol usada puede
variarse de acuerdo con el uso final pretendido de la dispersión de
óxido de zinc, pero normalmente la cantidad usada es de 1,0 a 7,0
por ciento en peso con respecto al peso de óxido de zinc.
Preferiblemente, la cantidad es de 2,5 a 6,0 por ciento en peso con
respecto al óxido de zinc.
Cuando se usa polietilenglicol para estabilizar
la emulsión, normalmente es necesario hidratar dicho
polietilenglicol agitando con agua y la solución acuosa resultante
se mezcla a continuación habitualmente con partículas de óxido de
zinc según se describe más adelante aquí.
La estabilidad al almacenamiento de las
dispersiones de la invención que utilizan un éter de celulosa que
contiene grupos amonio cuaternario como agente estabilizante puede
mejorarse mediante la adición de un espesante a la dispersión.
Espesantes adecuados incluyen productos inorgánicos tales como
arcillas de hinchamiento, por ejemplo Laponite (Marca Comercial), y
polímeros orgánicos tales como polialquilenglicoles, especialmente
polietilenglicol y derivados de éteres de celulosa.
Preferiblemente, los espesantes polímeros tienen un peso molecular
mayor que aproximadamente 100.000.
La cantidad de espesante usada está
preferiblemente en el intervalo de 1,5 a 7,0 por ciento en peso con
respecto al peso de óxido de zinc y más preferiblemente en el
intervalo de 2,5 a 6,0 por ciento en peso con respecto al óxido de
zinc.
Normalmente, la dispersión se prepara mediante la
agitación intensiva de las partículas de óxido de zinc revestidas,
con agua. Cuando la dispersión está destinada para usar en
protectores solares, es particularmente importante que el óxido de
zinc esté dispersado eficazmente como partículas no aglomeradas.
Para este propósito, un medio adecuado de agitación es usar un
molino que emplea un medio de trituración en partículas. Tales
molinos son molinos de cuentas equipados con uno o más agitadores y
que usan arena, cuentas de vidrio, cuentas cerámicas u otras
partículas como el medio de trituración. Particularmente útiles son
los molinos que funcionan a una alta velocidad y, dependiendo del
tamaño del molino, no es inusual una velocidad del orden de 2500
revoluciones por minuto (rpm). Por ejemplo, son adecuados molinos
que funcionan a una velocidad de 1000 rpm a 6000 rpm. Se usan
molinos agitadores en los que la velocidad circunferencial del
agitador es de hasta y puede superar 10 metros/segundo. Si se
desea, el molino puede enfriarse. Después de que se haya llevado a
cabo la agitación mediante molienda durante el tiempo requerido, la
dispersión se separa del medio de trituración tamizando a través de
una abertura estrecha. El agente estabilizante y, cuando se usa, el
espesante se mezcla preferiblemente con el óxido de zinc antes de
que se someta a molienda ya que esto proporciona una mezcladura más
eficaz. Sin embargo, cualquiera o ambos del agente estabilizante o
el espesante pueden mezclarse con la dispersión de óxido de zinc
revestido después de moler mediante cualquier medio
convencional.
Si se desea, también pueden añadirse a la
dispersión aditivos convencionales tales como conservantes.
Las dispersiones de acuerdo con la invención han
mostrado excelente estabilidad a altas concentraciones de óxido de
zinc y son muy útiles para preparar formulaciones de protección
solar tales como leches, lociones y cremas, y cosméticos y productos
veterinarios.
La invención se ilustra mediante los siguientes
ejemplos.
Se preparó una suspensión acuosa de óxido de zinc
a una concentración de 250 g de ZnO por litro mezclando agua
desmineralizada, óxido de zinc nodular (tamaño de partícula medio
0,06 micrómetros) y silicato sódico (equivalente a 2% en peso de
SiO_{2} con respecto a ZnO). La suspensión se molió en un molino
de arena usando arena de Ottawa como un medio de molienda durante 2
horas.
Después de la separación de la arena, la
suspensión molida se diluyó hasta 170 g de ZnO por litro con agua
desmineralizada y se calentó hasta 90ºC, temperatura a la cual se
mantuvo durante la deposición subsiguiente de sílice amorfa densa.
El pH de la suspensión se ajustó hasta 9,4 con una solución que
contenía 20% en peso de ácido clorhídrico y se inició la adición de
una solución de silicato sódico (equivalente a 151 g de SiO_{2}
por litro). Durante la adición de silicato sódico, se añadió
simultáneamente 20% en peso de ácido clorhídrico a una velocidad que
mantenía el pH de la suspensión en el intervalo de 8,5 a 9,5. La
adición se continuó hasta que se había añadido el equivalente de
7,5% en peso de SiO_{2} con respecto a ZnO y la suspensión se
agitó a continuación durante 30 minutos a 90ºC. Se añadió a
continuación durante 30 minutos suficiente ácido clorhídrico (HCl al
20% en peso) para reducir el pH de la suspensión hasta 7,0 y la
suspensión se agitó a continuación durante 30 minutos más.
El producto se filtró y se lavó batiendo de nuevo
hasta que la conductividad de la suspensión era menor que
150 \muS. El óxido de zinc revestido con 9,5% en peso de sílice amorfa densa se secó por pulverización (NIRO FD11) alimentando una suspensión que contenía 250 g de ZnO por litro con una temperatura de entrada de 500ºC y una temperatura de salida de 100ºC y una velocidad del disco atomizador de 18.000 rpm.
150 \muS. El óxido de zinc revestido con 9,5% en peso de sílice amorfa densa se secó por pulverización (NIRO FD11) alimentando una suspensión que contenía 250 g de ZnO por litro con una temperatura de entrada de 500ºC y una temperatura de salida de 100ºC y una velocidad del disco atomizador de 18.000 rpm.
Se añadieron 0,225 g de una hidroxietilcelulosa
catiónica cuaternizada vendida bajo el Nombre Comercial UCARE
JR-125 (Union Carbide) a 99,775 g de agua
desmineralizada y se mezclaron con un agitador propulsor durante 90
minutos para asegurar la hidratación completa. Se añadieron a esta
mezcla 1,25 g de un conservante vendido bajo el Nombre Comercial
Germaben II seguido por 150 g de óxido de zinc revestido como se
describe anteriormente. La mezcla se molió durante 5 minutos en un
molino de alta velocidad (Eiger
M-50-VSE) usando 60 g de cuentas de
vidrio de 1 mm como un medio de molienda. Se añadieron a la mezcla
5,0 g de polietilenglicol (Polyox WSR N-10) y la
molienda se continuó durante 15 minutos más. Después de la
separación de las cuentas de vidrio, se obtuvo una dispersión de
óxido de zinc que tenía un contenido de sólidos de 58,5 por ciento
en peso.
Se obtuvo una dispersión diluida mezclando 0,02 g
de la dispersión previa con 100 ml de agua desmineralizada y se
obtuvieron los coeficientes de extinción a una longitud de onda de
308 nm (E_{308}), 360 nm (E_{360}) y 524 nm (E_{524}) usando
un espectrómetro UV/visible (Perkin Elmer Lambda 2). El coeficiente
de extinción máximo (E_{max}) y la longitud de onda de E_{max}
(\lambda_{max}) también se observaron como sigue.
E_{308} | E_{360} | E_{524} | E_{max} | \lambda_{max} |
13,7 | 14,5 | 3,3 | 17,3 | 373 |
Después del almacenamiento durante 2 meses, no
podían detectarse separación o sedimentación en la dispersión y los
coeficientes de extinción observados estaban inalterados.
Se añadieron 6,25 g de polietilenglicol (Polyox
WSR N-10) a 100 g de agua desmineralizada y se
mezclaron hasta que se hidrataban completamente. Se añadieron 150 g
de óxido de zinc revestido con sílice amorfa densa según se
describe en el Ejemplo 1. La mezcla se molió en un molino de
cuentas de alta velocidad (Eiger
M-50-VSE) con 60 g de cuentas de
vidrio de 1 mm como el medio de molienda. La dispersión se molió
durante 20 minutos. El contenido de sólidos de la dispersión
después de la separación de las cuentas de vidrio era 58,5% en
peso.
Se diluyeron 0,02 g de la dispersión resultante
con 100 ml de agua desmineralizada y los coeficientes de extinción
se midieron como en el Ejemplo 1. Los resultados se dan a
continuación.
E_{308} | E_{360} | E_{524} | E_{max} | \lambda_{max} |
14,1 | 14,9 | 3,3 | 17,5 | 373 |
Después del almacenamiento durante 2 meses, no
podía observarse separación o sedimentación en la dispersión y los
coeficientes de extinción observados estaban inalterados.
Una dispersión de óxido de zinc revestido con
sílice amorfa densa se preparó como sigue.
Se añadieron 5 g de polietilenglicol (Polyox WSR
N-10) a 94,625 g de agua desmineralizada y se
mezclaron hasta que estaban completamente hidratados. Se añadieron a
la mezcla 0,375 g de un conservante vendido bajo el Nombre
Comercial Nipagin M Sodium (nombre químico
metil-4-hidroxibenzoato sódico)
seguido por 150 de óxido de zinc revestido con sílice amorfa densa
como se describe en el Ejemplo 1. La mezcla se molió en un molino
de cuentas de alta velocidad (Eiger
M-50-VSE) con 60 g de cuentas de
vidrio de 1 mm como el medio de molienda. La dispersión se molió
durante 20 minutos. El contenido de sólidos de la dispersión
después de la separación de las cuentas de vidrio era 58,7% en
peso.
Se diluyeron 0,02 g de la dispersión resultante
con 100 ml de agua desmineralizada y se midieron los coeficientes
de extinción como en el Ejemplo 1. Los resultados se dan a
continuación.
E_{308} | E_{360} | E_{524} | E_{max} | \lambda_{max} |
13,8 | 14,1 | 3,2 | 16,5 | 373 |
Se encontró que la muestra era estable durante 2
meses.
Esta dispersión se incorporó a una loción
protectora solar que tenía la siguiente formulación.
Fase A | % en peso |
1) Aceite mineral ligero | 6,5 |
2) Miristato de isopropilo | 4,0 |
3) Aceite de semillas de vid | 2,5 |
4) Alcohol estearílico | 1,0 |
5) Vaselina blanca | 1,0 |
Fase B | |
6) Agua desmineralizada | 60,7 |
7) Goma de xantano (vendida bajo el Nombre Comercial Keltrol RD) | 0,2 |
8) D-pantenol USP | 0,8 |
9) Glicerina BP | 4,0 |
10) Estearato de sorbitán (vendido bajo el Nombre Comercial Span 60) | 6,0 |
11) Alantoína | 0,2 |
12) Ricinoleamido-MEA-sulfosuccinato disódico (vendido bajo el Nombre | 0,2 |
\hskip0,7cm Comercial Rewoderm S1333) | |
13) Dispersión de óxido de zinc (58,7% en peso de ZnO) | 12,5 |
Fase C | |
14) Mezcla de alquilparabenes en fenoxietanol (vendida bajo el Nombre | 0,4 |
\hskip0,7cm Comercial Phenonip) |
\newpage
El ingrediente 7 se dispersó en agua (ingrediente
6) y se añadió el ingrediente 9. A continuación, se añadió el
ingrediente 13 con agitación vigorosa seguido por los restantes
ingredientes de la Fase B. Esta mezcla se calentó a continuación
hasta 80ºC con agitación constante. Los ingredientes de la Fase A
se mezclaron y se calentaron hasta 80ºC. La Fase A se añadió a
continuación a la Fase B a 80ºC y las dos fases se mezclaron con un
mezclador de rotor/estator durante 2 minutos a 80ºC. La mezcla
resultante se enfrió con agitación hasta 45ºC y se añadió la Fase C.
La agitación se continuó hasta que el producto se había enfriado
hasta 30ºC.
La loción resultante tenía un Factor de
Protección Solar (SPF) in vitro de 6,6, según se medía
mediante el método de Diffey y Robson, J. Soc. Cosmet. Chem., 40,
127-133, (1989).
Una muestra adicional de la dispersión de óxido
de zinc usada en el Ejemplo 3 se incorporó a una loción de
protección solar que tenía la siguiente formulación.
Fase A | % en peso |
1) Emulsionante (Arlacel 165 de ICI Surfactants) | 5,0 |
2) Alcohol estearílico | 1,0 |
3) Aceite mineral ligero | 6,0 |
4) Aceite de almendras dulces | 3,0 |
5) Fluido de dimeticona - 350 cs (vendido bajo el Nombre Comercial Dow | |
\hskip0,5cm Corning 200 Fluid) | 2,0 |
6) Benzoato de alquilo de 12 a 15 átomos de carbono (vendido bajo el Nombre | |
\hskip0,6cm Comercial Finsolv TN) | 4,5 |
Fase B | |
7) Agua desmineralizada | 61,4 |
8) Polímero Carbopol Ultrez 10 (de B F Goodrich Co) | 0,2 |
9) Glicerina BP | 0,4 |
10) Dispersión de óxido de zinc (58,7% en peso de ZnO) | 12,5 |
Fase C | |
11) Mezcla de alquilparabenes en fenoxietanol (vendida bajo el Nombre | |
\hskip0,7cm Comercial Phenonip) | 0,4 |
El ingrediente 8 se dispersó en el agua
(ingrediente 7) y el ingrediente 9 se añadió seguido por el
ingrediente 10 con agitación vigorosa. Los ingredientes de la Fase A
se mezclaron y las Fases A y B se calentaron hasta 80ºC. La Fase A
se añadió a la Fase B mientras la mezcla se agitaba en un mezclador
de rotor/estator. La mezcladura se continuó hasta que la mezcla se
homogeneizaba completamente. La loción producida se enfrió con
agitación moderada y la Fase C se añadió cuando la temperatura
alcanzaba 45ºC. La agitación se continuó hasta que la temperatura
alcanzaba 30ºC.
La loción se probó usando el método de Diffey y
Robson y se encontró que tenía un SPF de 6,5.
Una muestra adicional de la dispersión de óxido
de zinc usada en el Ejemplo 3 se incorporó a una loción de
protección solar que tenía la siguiente formulación.
Fase A | % en peso |
1) Emulsionante (Arlacel 165 de ICI Surfactants) | 5,0 |
2) Alcohol estearílico | 1,0 |
3) Aceite mineral ligero | 6,0 |
4) Aceite de almendras dulces | 3,0 |
5) Fluido de dimeticona - 350 cs (vendido bajo el Nombre Comercial Dow | |
\hskip0,5cm Corning 200 Fluid) | 2,0 |
6) Benzoato de alquilo de 12 a 15 átomos de carbono (vendido bajo el Nombre | |
\hskip0,5cm Comercial Finsolv TN) | 4,5 |
Fase B | % en peso |
7) Agua desmineralizada | 53,9 |
8) Goma de xantano (vendida bajo el Nombre Comercial Keltrol RD) | 0,2 |
9) Glicerina BP | 4,0 |
10) Dispersión de óxido de zinc (58,7% en peso de ZnO) | 20,0 |
Fase C | |
11) Mezcla de alquilparabenes en fenoxietanol (vendida bajo el Nombre | |
\hskip0,7cm Comercial Phenonip) | 0,4 |
El ingrediente 8 se dispersó en agua (ingrediente
7) y el ingrediente 9 se añadió. El ingrediente 10 se añadió con
agitación vigorosa. Esta mezcla se calentó a continuación hasta
80ºC con agitación constante. Los ingredientes de la Fase A se
mezclaron y se calentaron hasta 80ºC. La Fase A se añadió a
continuación a la Fase B a 80ºC y las dos fases se mezclaron con un
mezclador de rotor/estator durante 3 minutos a 80ºC. La mezcla
resultante se enfrió con agitación hasta 45ºC y se añadió la Fase
C. La agitación se continuó hasta que el producto se había enfriado
hasta 30ºC.
La loción resultante, cuando se probaba mediante
el método de Diffey y Robson, tenía un SPF de 12,5.
Una muestra adicional de la dispersión de óxido
de zinc usada en el Ejemplo 3 se incorporó a una loción de
protección solar que tenía la siguiente formulación.
Fase A | % en peso |
1) Aceite mineral ligero | 4,0 |
2) Palmitato de octilo | 6,0 |
3) Alcohol cetílico/estearílico | 1,0 |
4) Mezcla emulsionante (Hydrolactol 70 de Gattefosse SA) | 16,0 |
5) Fluido de dimeticona (vendido bajo el Nombre Comercial Dow | |
\hskip0,5cm Corning 593 Fluid) | 3,0 |
Fase B | |
6) Agua desmineralizada | 57,1 |
7) Dispersión de óxido de zinc (58,7% en peso de ZnO) | 12,5 |
Fase C | |
11) Mezcla de alquilparabenes en fenoxietanol (vendida bajo el Nombre | |
\hskip0,7cm Comercial Phenonip) | 0,4 |
Los ingredientes de la Fase A y la Fase B se
mezclaron separadamente y se calentaron hasta 80ºC. La Fase A se
añadió a la Fase B y se mezcló usando un mezclador de rotor/estator
durante 2 minutos. La loción se enfrió con agitación, la Fase C se
añadió a 45ºC y la agitación se continuó hasta que la temperatura
alcanzaba 30ºC.
La loción tenía un SPF de 6,0 cuando se probaba
mediante el método de Diffey y Robson.
Claims (27)
1. Una dispersión acuosa estabilizada de óxido de
zinc en partículas, que comprende agua y óxido de zinc,
caracterizada porque las partículas de óxido de zinc están
revestidas con sílice amorfa densa que se ha depositado sobre la
superficie de las partículas de óxido de zinc mezclando un silicato
de metal alcalino y un ácido en presencia de partículas de óxido de
zinc en una suspensión acuosa, manteniéndose la suspensión acuosa a
un pH de al menos 8 durante la mezcladura de dicho silicato y dicho
ácido, y dicha dispersión acuosa contiene un agente
estabilizante.
2. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas
de óxido de zinc no revestido tienen un tamaño de partícula primaria
medio en el intervalo de 0,005 a 0,20 micrómetros.
3. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque dicha
dispersión acuosa contiene al menos 40 por ciento y no más de 75 por
ciento en peso de óxido de zinc.
4. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
con la reivindicación 2, caracterizada porque las partículas
de óxido de zinc están revestidas con sílice amorfa densa en una
cantidad entre 5 y 20 por ciento en peso calculada como SiO_{2}
con respecto al óxido de zinc.
5. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque las partículas de óxido de zinc están
revestidas con un óxido hidratado de aluminio, circonio o titanio,
además del revestimiento de sílice amorfa densa.
6. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizada porque el agente estabilizante es un éter de
celulosa que contiene grupos amonio cuaternario.
7. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
la reivindicación 6, caracterizada porque el agente
estabilizante es un polímero que tiene una cadena principal de
unidades de anhidroglucosa con grupos sustituyentes colgantes que
contienen funcionalidad de amonio cuaternario espaciada a lo largo
de la cadena principal.
8. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
la reivindicación 7, caracterizada porque grupos éter que no
contienen un radical amonio cuaternario están presentes en la
molécula de polímero.
9. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque el agente
estabilizante tiene un peso molecular en el intervalo de 200.000 a
800.000.
10. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9,
caracterizada porque el agente estabilizante está presente en
una cantidad en el intervalo de 0,02 a 0,5 por ciento en peso con
respecto al peso de óxido de zinc.
11. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10,
caracterizada porque dicha dispersión acuosa contiene un
espesante seleccionado del grupo que consiste en arcillas de
hinchamiento, polialquilenglicoles y derivados de éteres de
celulosa.
12. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
la reivindicación 11, caracterizada porque el espesante es
un polímero que tiene un peso molecular mayor que 100.000.
13. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
la reivindicación 11 ó 12, caracterizada porque el espesante
está presente en una cantidad en el intervalo de 1,5 a 7,0 por
ciento en peso con respecto al peso de óxido de zinc.
14. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizada porque el agente estabilizante es un
polialquilenglicol.
15. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
la reivindicación 14, caracterizada porque el agente
estabilizante es un polietilenglicol que tiene un peso molecular en
el intervalo de 20.000 a 500.000.
16. Una dispersión acuosa estabilizada de acuerdo
la reivindicación 14 ó 15, caracterizada porque el
polialquilenglicol está presente en una cantidad en el intervalo de
1,5 a 7,0 por ciento en peso con respecto al peso de óxido de
zinc.
17. Un método para la preparación de una
dispersión acuosa estabilizada, que comprende mezclar agua y óxido
de zinc caracterizado porque las partículas del óxido de zinc
están revestidas con sílice amorfa densa que se ha depositado sobre
las partículas de óxido de zinc mezclando un silicato de metal
alcalino y un ácido en presencia de partículas de óxido de zinc en
una suspensión acuosa, manteniéndose la suspensión acuosa a un pH
de al menos 8 durante la mezcladura de dicho silicato y dicho
ácido, y un agente estabilizante se mezcla con el agua y el óxido de
zinc.
\newpage
18. Un método de acuerdo con la reivindicación
17, caracterizado porque el ácido es ácido clorhídrico o
ácido sulfúrico.
19. Un método de acuerdo con la reivindicación 17
ó 18, caracterizado porque una solución de un silicato de
metal alcalino y una suspensión alcalina de partículas de óxido de
zinc se mezclan y la mezcla resultante se acidifica lentamente.
20. Un método de acuerdo con la reivindicación 17
ó 18, caracterizado porque una solución alcalina de un
silicato de metal alcalino y un ácido mineral se añaden
simultáneamente a una suspensión de partículas de óxido de zinc,
manteniéndose la suspensión a un pH de al menos 8 durante la
adición del silicato y el ácido.
21. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 17 a 20, caracterizado porque la
suspensión de partículas de óxido de zinc se mantiene a una
temperatura en el intervalo de 60ºC a 100ºC durante la deposición
de la sílice amorfa densa.
22. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 17 a 21, caracterizado porque un agente
dispersante que comprende silicato sódico o silicato potásico está
presente en la dispersión de óxido de zinc durante la deposición de
sílice amorfa densa.
23. Un método de acuerdo con la reivindicación
22, caracterizado porque el agente dispersante está presente
en una cantidad en el intervalo de 1,0 a 5,0 por ciento en peso
expresado como SiO_{2} con respecto al óxido de zinc.
24. Un método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 17 a 23, caracterizado porque las
partículas revestidas de óxido de zinc se mezclan con agua en un
molino de cuentas que emplea arena, cuentas de vidrio o cuentas
cerámicas como un medio de trituración en partículas.
25. Un método de acuerdo con la reivindicación
24, caracterizado porque el molino se hace funcionar a una
velocidad de 1000 a 6000 rpm.
26. Un método de acuerdo con la reivindicación 24
ó 25, caracterizado porque el agente estabilizante y, cuando
se usa, un espesante se mezclan con el óxido de zinc antes de la
molienda.
27. El uso de una dispersión acuosa estabilizada
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, para
preparar formulaciones de protección solar, cosméticos y productos
veterinarios.
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