ES2300365T3 - Uso de composiciones de copolimeros con base acrilica para cosmetica y cuidado personal. - Google Patents
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Abstract
Uso de una composición en forma de emulsión o dispersión acuosa, comprendiendo dicha composición: (a) al menos un copolímero que comprende (i) 10 a 85 por ciento en peso de éster de (met)acrilato de alcohol alquílico de cadena lineal y/o ramificada de 4 a 18 átomos de carbono, (ii) 10 a 70 por ciento en peso de éster de (met)acrilato de un alcohol cíclico, saturado o insaturado, que contiene 6 a 20 átomos de carbono y (b) un componente portador, disolvente o vehículo acuoso, en aplicaciones cosméticas y del cuidado personal, seleccionados del grupo que consiste en: rímel, crema base, colorete, maquillaje en polvos, lápiz de ojos, sombra de ojos, barra de labios, repelente de insectos, esmalte de uñas, hidratante de la piel, gel dérmico, loción corporal y filtro solar.
Description
Uso de composiciones de copolímeros con base
acrílica para cosmética y cuidado personal.
La presente invención se refiere al uso de
composiciones para cosmética y cuidado personal, tal como la piel y
las uñas. En particular, la composición es una emulsión o dispersión
copolimérica, acrílica, acuosa, que se seca rápidamente para formar
una película no adhesiva, flexible.
Se han usado polímeros para minimizar o evitar
la transferencia de maquillaje o la eliminación por lavado de
filtro solar. Generalmente, estos polímeros son hidrófobos y
obtienen su hidrofobicidad de alquenos de cadena larga (por ej.,
las patentes de EE.UU. Nos. 5.026.540; 5.171.807; 5.219.559;
5.516.508; 5.518.712 y 5.547.659) y de (met)acrilatos de
alquilo de cadena larga (por ej., las patentes de EE.UU. Nos.
4.172.122 y 4.552.755). También se describe su utilidad para los
fines indicados anteriormente incluyendo adhesivos sensibles a la
presión de silicona (por ej., la patente de EE.UU. Nº 5.460.804),
copolímeros de bloque de estireno, etileno y propileno (por ej., la
patente de EE.UU. Nº 6.060.072) o polímeros que contienen
comonómeros de éster vinílico o alílico de cadena larga (por ej.,
la patente de EE.UU. Reexpedida 29.871). Los polímeros enumerados
hasta aquí presentan generalmente una temperatura de transición
vítrea baja (T_{g}) y así pueden dejar con frecuencia la piel con
un tacto adhesivo o pegajoso indeseado. También pueden presentar
deficiente resistencia a la cohesión dando un tacto grasiento y
causando manchas. El maquillaje o el filtro solar formulado usando
estos polímeros puede ser difícil de aplicar de manera lisa y
uniforme debido a la resistencia de los polímeros dejando así un
tacto pesado de la piel. Dicho tacto no es deseable, en particular
en barra de labios.
En otra propuesta, algunos expertos en la
materia han usado polímeros de alta T_{g} para aplicaciones
cosméticas, por ej., en agentes auxiliares para el estilismo del
cabello y en lacas de uñas. En composiciones para el estilismo del
cabello, los polímeros de alta T_{g} son generalmente cristalinos
debido a los altos niveles de monómeros polares usados. Dichos
monómeros contienen funcionalidad de ácido, amida, amina o
hidroxilo, como se describe en la patente de EE.UU. Nº 5.019.377.
El alto nivel de monómeros polares en el polímero puede restar
valor a la capacidad del polímero para proporcionar resistencia al
agua en formulaciones cosméticas y de filtros solares.
En aún otra propuesta, se ha usado hasta 20% de
monómeros de T_{g} alta, hidrófobos, tal como acrilato de
isobornilo, para preparar un terpolímero con comonómeros de éster
vinílico y éster mitad maleato de alquilo, polares (por ej., la
patente europea EP 299.025 y la patente internacional WO 98/51266)
para proporcionar estabilidad durante la polimerización en
suspensión, para asegurar la solubilidad en portadores alcohólicos
comerciales y minimizar la pegajosidad.
Las lacas de uñas se aplican generalmente a
partir de disolvente orgánico y por lo tanto, se usan comúnmente
polímeros de alta T_{g}, hidrófobos, tales como la nitrocelulosa.
En la patente de EE.UU. Nº 4.762.703 (Abrutyn) se describe una
composición de laca de uñas, anhidra, que contiene 10 a 40% en peso
de un copolímero que es el producto de reacción de 5 a 30% en peso
de diacetona acrilamida con 60 a 95% en peso de ésteres de
(met)acrilato de: (a) 5 a 48% de alcoholes de cadena lineal,
(b) 5 a 60% de alcoholes cíclicos, (c) 1 a 25% de alcoholes
alquílicos superiores y (d) 1 a 30% de alcoholes alcoxi o
ariloxialquílicos. No se describe el uso de un componente portador,
disolvente o vehículo, acuoso, ni el uso de estos materiales en
composiciones cosméticas y de filtros solares para la piel y el
cabello.
En la patente de EE.UU. Nº 5.662.892 (Bolich,
Jr. et al.) se describen composiciones para el cuidado
personal, en particular composiciones para el cuidado del cabello
que contienen copolímeros aleatorios, lineales, hidrófobos y un
disolvente hidrocarbonado ramificado, volátil, hidrófobo, para el
copolímero. Los copolímeros lineales se forman a partir de la
copolimerización aleatoria de unidades de monómero A y unidades de
monómero B. Las unidades de monómero A son una o más unidades de
monómero hidrófobo que formarían un homopolímero con una T_{g} de
al menos 90ºC. Las unidades de monómero B son uno o más monómeros
hidrófobos que formarían un homopolímero con una T_{g} de menos
de aproximadamente 25ºC. Los copolímeros, cuando se secan para
formar una película, presentan una T_{g} de al menos
aproximadamente 30ºC y tienden a presentar baja adhesividad y
proporcionar buen control del estilo. El copolímero lineal es
soluble en el disolvente hidrocarbonado de cadena ramificada. Pero,
el disolvente hidrocarbonado es insoluble en portadores acuosos de
la composición. En el secado, los disolventes hidrocarbonados
preferidos ayudan a obtener una película polimérica más lisa. Se
discutieron otras ventajas del uso del disolvente hidrocarbonado.
Véase la columna 7, líneas 10 a 25.
Aunque puede ser útil la tecnología discutida
hasta aquí para aplicaciones cosméticas, se buscan otras
composiciones.
La presente invención proporciona el uso de
composiciones para aplicaciones cosméticas y del cuidado personal,
donde las composiciones contienen polímeros hidrófobos, no
adhesivos, en un portador, disolvente o vehículo acuoso.
Ventajosamente, dichas composiciones se pueden usar para la piel y
las uñas. Las composiciones proporcionan resistencia mejorada
contra la abrasión, transferencia, agua, transpiración y humedad al
tiempo que presentan excelente brillo, tacto y autoadhesión.
El uso de la presente invención se define en la
reivindicación 1. También son útiles mezclas de dos o más
copolímeros descritos. Opcionalmente, el copolímero puede presentar
hasta aproximadamente 20 por ciento en peso de un monómero
hidrófilo (convenientemente etiquetado como un tercer monómero). Los
porcentajes en peso de primer, segundo y si se usa, tercer
monómero, están basados en el peso total de los monómeros
usados.
La terminología "(met)acrilato" se
usa para querer decir tanto acrilato como metacrilato. La
terminología "dispersión" quiere decir en general un sistema
de dos fases en que una fase contiene partículas discretas
distribuidas por todo un substrato volumétrico, siendo las
partículas la fase dispersa o interna y la sustancia volumétrica la
fase continua o externa. En esta invención, la fase continua es la
fase acuosa y al menos una parte del polímero existe como la
partícula discreta. Son posibles dispersiones por el uso de ciertos
componentes que son insolubles en el sistema acuoso. Por
"dispersión" también se quiere decir que no se requiere
necesariamente que el polímero entero sea insoluble en agua; algo
del polímero puede ser soluble en la mezcla acuosa. Es deseable que
la dispersión permanezca estable en condiciones normales. Las
dispersiones preferidas son estables a temperatura ambiente durante
más de 30 días, preferiblemente más de 90 días, más preferiblemente
durante más de 180 días y lo más preferiblemente durante más de 360
días. La terminología "mezcla" se usa para querer decir una
mezcla de dos o más polímeros que difiere en la relación de
componentes monoméricos, la estructura química de los componentes
monoméricos, la distribución de la secuencia de monómeros y/o la
distribución de pesos moleculares del polímero.
Algunas composiciones inventivas, en forma de
película, poseen propiedades de "autoadhesión" debido a que se
adhieren preferiblemente entre sí o a un material químicamente
similar bajo presión o fuerza sin la necesidad de temperaturas
significativamente elevadas (por ej., sin la necesidad de
temperaturas por encima de aproximadamente 50ºC). Las composiciones
preferidas de la invención presentan propiedades de autoadhesión
inmediatamente en contacto consigo misma a temperatura ambiente
(aproximadamente 20º a 30ºC). Como se usó en la frase previa, la
terminología "inmediatamente" quiere decir menos de unos
minutos, por ej., aproximadamente cinco minutos, preferiblemente
menos de un minuto, más preferiblemente menos de 30 segundos,
dependiendo de la aplicación.
Una ventaja de la composición inventiva es su
capacidad para formar películas hidrófobas haciéndola útil en
aplicaciones cosméticas y del cuidado personal. Dichas aplicaciones
requieren cierta resistencia al agua, resistencia a la
transferencia o sustantividad para la piel o las uñas. Las
aplicaciones cosméticas son: rímel, crema base, colorete,
maquillaje en polvos, lápiz de ojos, sombra de ojos, esmalte de uñas
y barra de labios, es decir, cosmética de color. Las aplicaciones
del cuidado personal son: repelente de insectos, hidratante de la
piel, gel dérmico, loción corporal, aerosol corporal y filtro solar.
En una realización cosmética o del cuidado personal, la composición
comprende menos de 50 por ciento en peso del copolímero, basado en
el peso de composición total.
Como se describió anteriormente, la composición
contiene un portador, disolvente o vehículo acuoso y al menos un
copolímero con un primer monómero, un segundo monómero y
opcionalmente un tercer monómero. La cantidad y naturaleza de cada
componente se elige de manera que en el secado, la composición forme
una película no adhesiva, flexible, con buena resistencia a la
cohesión. En algunas realizaciones, la composición también posee
autoadhesión. Cada uno de los componentes que constituye la
composición se discute con detalle a continuación. Como se usa en
la presente memoria, se pueden producir "copolímeros" a partir
de un único monómero o un único homopolímero, a partir de dos o más
monómeros o a partir de un polímero y uno o más monómeros.
El primer monómero es hidrófobo por naturaleza.
Constituye de aproximadamente 10 a 85 por ciento en peso de la
cantidad total de monómero usado. El primer monómero es un éster de
(met)acrilato de alcohol alquílico de cadena lineal y/o
ramificada de 4 a 18 átomos de carbono. Los primeros monómeros
preferidos incluyen, por ej., (met)acrilato de isooctilo,
(met)acrilato de n-butilo, acrilato de
isobutilo, (met)acrilato de terc-butilo,
acrilato de 2-metilbutilo, (met)acrilato de
2-etilhexilo, (met)acrilato de
n-octilo, (met)acrilato de isononilo,
(met)acrilato de laurilo, (met)acrilato de octadecilo
y mezclas de los mismos. Los primeros monómeros preferidos en
particular incluyen: acrilato de 2-etilhexilo,
acrilato de n-butilo, acrilato de isooctilo,
acrilato de 2-metilbutilo y mezclas de los
mismos.
El segundo monómero es también hidrófobo por
naturaleza y hablando en términos generales, presenta una T_{g}
mayor que el primer monómero. El segundo monómero constituye de
aproximadamente 10 a 70 por ciento en peso de la cantidad total de
monómero usada. Es un éster de (met)acrilato de un alcohol
cíclico saturado o insaturado que contiene 6 a 20 átomos de
carbono. Los segundos monómeros preferidos incluyen, por ej.,
ésteres de acrilato o metacrilato monofuncionales de (1) alcoholes
cicloalquílicos con puente con al menos seis átomos de carbono y
(2) alcoholes aromáticos. Los grupos cicloalquilo y aromáticos
pueden estar sustituidos por grupos alquilo de 1 a 6 átomos de
carbono, halógeno, ciano y similares. Los segundos monómeros
preferidos en particular incluyen: (met)acrilato de
biciclo[2.2.1]heptilo, (met)acrilato de
adamantilo, (met)acrilato de
3,5-dimetiladamantilo, (met)acrilato de
isobornilo, (met)acrilato de tolilo, (met)acrilato de
fenilo, (met)acrilato de terc-butilfenilo,
(met)acrilato de 2-naftilo, metacrilato de
bencilo, metacrilato de ciclohexilo, metacrilato de mentilo,
metacrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo,
(met)acrilato de diciclopentenilo, (met)acrilato de
2-(diciclopenteniloxi)etilo y mezclas de los mismos.
En algunas realizaciones de la invención, el
copolímero contiene además un tercer monómero, que constituye hasta
aproximadamente 20 por ciento en peso de la cantidad total de
monómero usada. El tercer monómero es un monómero hidrófilo. La
incorporación de monómero hidrófilo puede mejorar la adhesión,
permitir la eliminación con jabón o champú y proporcionar
estabilización para permitir la dispersión del polímero en agua. La
eliminación no se desea típicamente en aplicaciones en que se desea
efecto de larga duración, tales como filtros solares, rímel y barra
de labios.
Los monómeros hidrófilos adecuados para uso en
esta invención son los que tienen funcionalidad: hidroxilo, éter,
amida, amina y carboxílico, ácido sulfónico o fosfónico. Los
ejemplos representativos incluyen: (met)acrilamida,
(met)acrilato de 2-etoxietilo,
mono(met)acrilatos de monoéteres de polietilenglicol,
N-vinil-2-pirrolidona,
N-vinilformamida, N-vinilacetamida,
(met)acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de
hidroxipropilo, vinilpiridina, metacrilato de N,
N-dietilaminoetilo, (met)acrilato de N,
N-dimetilaminoetilo, acrilato de
N-terc-butilaminoetilo, ácido
acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido maleico, ácido
fumárico, ácido vinilbenzoico, acrilato de
2-carboxietilo, (met)acrilato de
2-sulfoetilo y ácido
4-vinilfenilfosfónico. Los monómeros hidrófilos
preferidos son: ácido acrílico, ácido metacrílico,
N-vinil-2-pirrolidona
y mezclas de los mismos. La cantidad de monómero hidrófilo no
excede preferiblemente la de aproximadamente 20%, más
preferiblemente aproximadamente 10% del peso total de todos los
monómeros, de manera que se evita la hidrofilicidad excesiva. Los
expertos en la materia, sin embargo, reconocerán que un monómero
tal como metacrilato de 2-etoxietilo es menos
hidrófilo que un monómero tal como el ácido acrílico y por lo tanto
se puede usar en mayor cantidad sin impartir excesiva
hidrofilicidad.
El copolímero puede incluir otros monómeros para
mejorar la realización, reducir el coste o para otros fines,
siempre que se usen dichos monómeros en una cantidad que no haga la
composición hidrófila o pegajosa. Los ejemplos de tales otros
monómeros incluyen: ésteres vinílicos, cloruro de vinilo, cloruro de
vinilideno, estireno, ésteres de (met)acrilato de alcoholes
alquílicos de 1 a 3 átomos de carbono, monómeros macromoleculares
tales como poliestireno funcional monoacrílico y
polidimetilsiloxano y similares.
La composición puede comprender una mezcla de
dos o más copolímeros. Entre otras técnicas, estas mezclas pueden
estar formadas (1) por mezclamiento de dos o más dispersiones o
emulsiones acuosas o (2) un procedimiento de polimerización
secuencial, en múltiples etapas, en el caso de que se genere un
segundo polímero en presencia de un primer polímero. El
mezclamiento proporciona otra opción que permite la modificación de
las propiedades finales. Por ejemplo, una mezcla de una composición
de copolímero dada con una distribución de pesos moleculares baja
con la misma composición copolimérica con una distribución de pesos
moleculares mayor puede dar una dispersión o emulsión con
características de formación de película mejoradas al tiempo que se
mantiene buena cohesión en la película final.
La composición toma la forma de una emulsión o
dispersión en un portador acuoso. Los portadores incluyen: agua,
disolventes miscibles en agua tales como alcoholes inferiores, por
ej., alcohol alifático de cadena ramificada o lineal de 1 a 4
átomos de carbono y combinaciones de los mismos. Los disolventes
miscibles en agua, preferidos, son: etanol,
n-propanol y 2-propanol (IPA).
Preferiblemente, la relación disolvente a agua, cuando se usa
disolvente, es 20:80 a 90:10 peso/peso y más preferiblemente la
relación es 30:70 a 85:15. En general, las cantidades mayores de
disolvente miscible en agua darán como resultado una composición que
presente tiempos de secado más rápidos.
El sistema disolvente también puede comprender
disolventes adicionales. Por ejemplo, se pueden usar otros
disolventes de evaporación rápida, tales como: hexametildisiloxano
(HMDS), siliconas cíclicas (D_{4} y D_{5}), alcanos de
4-10 átomos de carbono incluyendo isoparafinas tales
como Permethyl 97A e Isopar C, acetona, hidrofluoroéteres (los HFE)
y similares. Ciertos HFE, tales como HFE 7100, presentan el
beneficio añadido en ciertas aplicaciones. Cuando se añade a
mezclas de hidroalcohol en niveles por encima de aproximadamente 15
a 25% en peso, la composición llega a ser no inflamable.
La emulsión o dispersión es útil por sí misma
para fines cosméticos sin adición de otros materiales, por ejemplo
como barrera para la piel o esmalte de uñas transparente. También se
puede formular con otros ingredientes conocidos para la industria
cosmética para dar composiciones cosméticas que contengan un
componente acuoso. Dichos ingredientes incluyen: emolientes,
humectantes, otros polímeros formadores de película, propelentes,
pigmentos, tintes, tampones, agentes de suspensión y espesantes
orgánicos e inorgánicos, ceras, tensioactivos y cotensioactivos,
plastificantes, conservantes, agentes aromatizantes, perfumes e
ingredientes activos incluyendo agentes de filtro solar, repelentes
de insectos, vitaminas, extractos de hierbas, agentes
antitranspirantes y desodorantes, agentes blanqueantes de la piel o
colorantes, agentes depilatorios, antifúngicos y antimicrobianos,
agentes antiacné, astringentes y eliminadores de granos, callos y
verrugas.
Los copolímeros usados en la presente invención
se pueden preparar usando polimerización en emulsión, polimerización
en disolución seguido por una etapa de inversión y polimerización
en suspensión. Los métodos usan iniciadores que, por diversas
técnicas, se descomponen para formar radicales libres. Una vez en su
forma radicálica, los iniciadores reaccionan con los monómeros
empezando el proceso de polimerización. Los iniciadores se denominan
con frecuencia "iniciadores de radicales libres". Se discuten
primero diversos métodos de descomposición de los iniciadores,
seguido por una descripción de los métodos de polimerización en
emulsión, disolución y suspensión.
El iniciador se puede descomponer
homolíticamente para formar radicales libres. Se puede inducir la
descomposición homolítica del iniciador usando energía calorífica
(termólisis), usando energía luminosa (fotólisis) o usando
catalizadores apropiados. Se puede suministrar energía luminosa por
medio de fuentes de luz visible o ultravioleta, incluyendo lámparas
de luz negra fluorescentes de baja intensidad, lámparas de arco de
mercurio de presión media y lámparas de mercurio germicidas.
La descomposición homolítica inducida por
catalizador del iniciador implica típicamente un mecanismo de
transferencia electrónica que da como resultado una reacción de
oxidación-reducción (redox). Este método redox de
iniciación se describe en Elias, Capítulo 20 (detallado a
continuación). Los iniciadores tales como persulfatos, peróxidos e
hidroperóxidos son más susceptibles de este tipo de descomposición.
Los catalizadores útiles incluyen, pero no están limitados a, (1)
aminas, (2) iones metálicos usados en combinación con iniciadores de
peróxido o hidroperóxido y (3) compuestos a base de bisulfito o
mercapto usados en combinación con iniciadores de persulfato.
En el momento presente, los métodos preferidos
de iniciación comprenden termólisis o catálisis. La termólisis
presenta una ventaja adicional por que proporciona facilidad de
control de la velocidad de la reacción y exoterma.
Se describen iniciadores útiles en los Capítulos
20 y 21 Macromolecules, Vol. 2, 2ª edición, H. G. Elias, Plenum
Press, 1.984, Nueva York. Los iniciadores térmicos útiles incluyen,
pero no están limitados a, lo siguiente: (1) azocompuestos tales
como:
2,2-azo-bis-(isobutironitrilo),
2,2'-azo-bis-isobutirato
de dimetilo, azo-bis-(difenilmetano), ácido
4,4'-azo-bis-(4-cianopentanoico);
(2) peróxidos tales como: peróxido de benzoílo, peróxido de cumilo,
peróxido de terc-butilo, peróxido de ciclohexanona,
peróxido de ácido glutárico, peróxido de lauroílo, peróxido de
metil etil cetona; (3) peróxido e hidroperóxidos de hidrógeno tales
como hidroperóxido de terc-butilo e hidroperóxido
de cumeno; (4) perácidos tales como ácido peracético y ácido
perbenzoico, persulfato de potasio, persulfato de amonio y (5)
perésteres tales como percarbonato de diisopropilo.
Los iniciadores fotoquímicos útiles incluyen,
pero no están limitados a, éteres de benzoina tales como:
dietoxiacetofenona, oximina-cetonas, óxidos de
acilfosfina, diaril cetonas tales como benzofenona y
2-isopropiltioxantona, derivados de bencilo y
quinona y 3-cetocumarinas, como se describe por S.
P. Pappas, J. Rad. Cur., julio 1.987, pág. 6.
Los copolímeros usados en la presente invención
se pueden preparar por polimerización en emulsión. En general, es
un procedimiento en que los monómeros se dispersan en una fase
continua (típicamente agua) con la ayuda de un emulsionante y se
polimeriza con los iniciadores de radicales libres descritos
anteriormente. Otros componentes que se usan con frecuencia en este
procedimiento incluyen: estabilizantes (por ej., tensioactivos
copolimerizables), agentes de transferencia de cadena para minimizar
y/o controlar el peso molecular del polímero y catalizadores. El
producto de este tipo de polimerización es típicamente una
dispersión coloidal de las partículas poliméricas, con frecuencia
referidas como "látex". En un procedimiento de polimerización
en emulsión preferido, se usa un catalizador químico redox tal como
metabisulfito de sodio, usado en combinación con iniciador de
persulfato de potasio y sulfato ferroso heptahidratado, para iniciar
la polimerización a o cerca de la temperatura ambiente.
Típicamente, el tamaño de partícula copolimérico es menor que un
micrómetro, preferiblemente menor que 0,5 micrómetros.
La polimerización en emulsión se puede llevar a
cabo en diversos procesos diferentes. Por ejemplo, en un proceso
discontinuo los componentes se cargan en el reactor en o cerca del
comienzo. En un proceso semicontinuo, una parte de la composición
monomérica se polimeriza inicialmente para formar una
"simiente" y se mide la composición monomérica restante y se
hace reaccionar durante un tiempo prolongado. En un procedimiento
multietapa ejemplar, se usa un polímero simiente de una composición
monomérica (o una distribución de pesos moleculares) para formar
núcleos en la polimerización de una composición de un segundo
monómero (o la misma composición con una distribución de pesos
moleculares diferente) formando una partícula polimérica
heterogénea. Estas técnicas de polimerización en emulsión son bien
conocidas por los expertos en la materia y se usan extensamente en
la industria.
Los copolímeros usados en la presente invención
se pueden preparar por polimerización en disolución seguido por una
etapa de inversión. En un método de polimerización en disolución,
ilustrativo, se cargan los monómeros y disolventes inertes
adecuados en un recipiente de reacción. Los monómeros y los
copolímeros resultantes son solubles en el disolvente. Después de
que se cargan los monómeros se añade un iniciador, preferiblemente
un iniciador de radicales libres, térmico. El recipiente se purga
con nitrógeno para crear una atmósfera inerte. Se permite que
transcurra la reacción, típicamente usando temperaturas elevadas,
para conseguir una conversión deseada de los monómeros al
copolímero. En polimerización en disolución, preferiblemente el
iniciador usado comprende un azocompuesto o compuesto de peróxido,
descompuesto térmicamente, por razones de solubilidad y control de
la velocidad de la reacción.
Los disolventes adecuados para polimerizaciones
en disolución incluyen pero no están limitados a: (1) ésteres tales
como acetato de etilo y acetato de butilo; (2) cetonas tales como
metil etil cetona y acetona; (3) alcoholes tales como metanol y
etanol; (4) hidrocarburos alifáticos y aromáticos y mezclas de uno o
más de éstos. El disolvente, sin embargo, puede ser cualquier
sustancia que sea líquida en un intervalo de temperatura de
aproximadamente -10ºC a 50ºC, que no interfiera con la fuente de
energía o el catalizador usado para disociar el iniciador para
formar radicales libres, es inerte a los agentes reaccionantes y al
producto y no afectará desfavorablemente de otro modo a la
reacción. La cantidad de disolvente, cuando se usa, es generalmente
aproximadamente 30 a 80 por ciento en peso, basado en el peso total
de los agentes reaccionantes y el disolvente. Preferiblemente, la
cantidad de disolvente oscila de aproximadamente 40% a 65% en peso,
basado en el peso total de los agentes reaccionantes y el
disolvente, para producir tiempos de reacción rápidos.
Los copolímeros preparados por polimerización en
disolución se pueden invertir para producir dispersiones de tamaño
de partícula medio pequeño, típicamente menor que aproximadamente un
micrómetro, preferiblemente menor que aproximadamente 0,5
micrómetros. La inversión de copolímeros puede tener lugar en
portador acuoso o disolvente acuoso siempre que (1) contengan
funcionalidad iónica o (2) contengan funcionalidad ácida o básica,
que en la neutralización proporciona funcionalidad iónica.
Los copolímeros que contienen funcionalidad
ácida se obtienen por copolimerización de monómeros ácidos. Los
monómeros ácidos adecuados incluyen los que contienen funcionalidad
de ácido carboxílico tales como: ácido acrílico, ácido metacrílico,
ácido itacónico, etc.; los que contienen funcionalidad de ácido
sulfónico tales como metacrilato de 2-sulfoetilo y
los que contienen funcionalidad de ácido fosfónico. Los monómeros
ácidos preferidos incluyen ácido acrílico y ácido metacrílico.
Los copolímeros que contienen funcionalidad
básica se obtienen por copolimerización de monómeros básicos. Los
monómeros básicos adecuados incluyen los que contienen funcionalidad
de amina tales como: vinilpiridina, (met)acrilato de
N,N-dietilaminoetilo, (met)acrilato de
N,N-dimetilaminoetilo y acrilato de
N-terc-butilaminoetilo. Los
monómeros básicos preferidos incluyen (met)acrilato de
N,N-dimetilaminoetilo.
Para conseguir compatibilidad o dispersibilidad
en agua, se requiere un cierto contenido iónico mínimo en el
copolímero. La cantidad exacta varía con la formulación polimérica
particular, el peso molecular del copolímero y otras
características del copolímero individual. Sin embargo, la adición
de grupos iónicos, aunque aumenta la miscibilidad en agua, puede
afectar negativamente a las propiedades poliméricas, en particular
la resistencia al agua, a la transpiración y a la humedad que el
copolímero imparte a las formulaciones cosméticas. Se prefiere por
lo tanto que el contenido iónico bien se mantenga en la cantidad
mínima requerida para producir dispersiones acuosas estables,
mientras se mantengan otras propiedades deseables o que no sea
permanente por naturaleza el contenido iónico introducido para
conseguir dispersibilidad en agua. Como se describe a continuación,
esta característica no permanente se consigue usando un ácido o una
base débil, volátil, en la técnica de neutralización, permitiendo
de ese modo que el polímero vuelva a su estado original en el
recubrimiento y secado. Generalmente un mínimo de aproximadamente
2% en peso de contenido iónico producirá una dispersión estable. La
cantidad del grupo iónico sólo incluye la construcción más simple,
es decir, el monómero del que proceda el grupo iónico más la base o
el ácido usado para neutralizarlo, como el peso molecular del ión.
Los copolímeros preferidos contienen aproximadamente un contenido
iónico del 4%. Los copolímeros con contenido iónico permanente de
más de aproximadamente 15% son demasiado hidrófilos para su uso en
la mayoría de las aplicaciones para la piel.
Preferiblemente, el copolímero se prepara en un
disolvente miscible en agua que presente un punto de ebullición por
debajo de 100ºC, tales como acetona o metil etil cetona.
Alternativamente, se puede usar un disolvente de polimerización no
miscible en agua, tal como acetato de etilo. El disolvente para
polimerización no miscible en agua se puede eliminar del copolímero
usando un rotoevaporador. El copolímero resultante se puede disolver
después en un disolvente miscible en agua tal como los descritos
anteriormente o mezclas incluyendo: isopropanol, metanol, etanol y
tetrahidrofurano.
Las disoluciones resultantes se añaden con
agitación a una disolución acuosa de una base, (en el caso de
copolímeros que contengan funcionalidad ácida) o un ácido (en el
caso de copolímeros que contengan funcionalidad básica).
Alternativamente, se puede añadir la base o el ácido a la disolución
polimérica previamente a la adición de agua o añadiéndolo a agua.
Las bases adecuadas incluyen (1) amoníaco y aminas orgánicas, tales
como aminometilpropanol, trietilamina, trietanolamina, metilamina,
morfolina y (2) hidróxidos de metal, óxidos y carbonatos, etc. Los
ácidos adecuados incluyen (1) ácidos carboxílicos tales como ácido
acético y (2) ácidos minerales, tales como HCl. En el caso de una
base débil volátil (por ej., amoníaco) o un ácido (por ej., ácido
acético), el grupo iónico formado (un carboxilato de amonio) no es
permanente por naturaleza. Por ejemplo, para un polímero que
contenga ácido acrílico neutralizado con amoníaco acuoso, el
polímero permanece como el derivado de acrilato de amonio cuando se
dispersa en agua, pero se cree que vuelve a su estado de ácido libre
original a medida que se seca el recubrimiento en la superficie.
Esto es debido a que hay un equilibrio entre el ácido neutralizado
y libre que se desplaza hacia el ácido libre a medida que se elimina
el amoníaco en el secado. Se usa preferiblemente ácido o base en
menos de un equivalente, más preferiblemente en ligeramente menos de
un equivalente, para asegurar un pH casi neutro y proporcionando
así el potencial más bajo para la irritación de la piel.
Los copolímeros usados en la presente invención
se pueden preparar por un método de polimerización en suspensión en
ausencia de tensioactivos. En su lugar, se usa como estabilizante
sílice coloidal junto con un activador. Usando este procedimiento,
se pueden obtener copolímeros sin tensioactivo con una distribución
de tamaños de partícula relativamente estrecha. El método preferido
implica preparar una premezcla de monómeros que comprenda el
primer, el segundo y opcionalmente el tercer monómero. La premezcla
se combina con una fase acuosa, preferiblemente agua desionizada,
que contiene sílice coloidal y un activador. Los polímeros
anfifílicos representan una clase de activadores útiles.
Se ajusta el pH de la mezcla de manera que esté
en el intervalo de 3 a 11, preferiblemente en el intervalo de 4 a
6, sin coagulación de las partículas. Para algunos monómeros, el pH
inicial de la mezcla puede ser tan bajo como aproximadamente 2,5.
Este pH es suficientemente bajo para que la sílice coloidal
estabilice la gota de monómero, pero el producto final puede
contener una pequeña cantidad de coágulo. Se puede hacer una
observación similar a pH muy alto. Se ha observado que cuando se
trata la mezcla con amoníaco o ácido clorhídrico a aproximadamente
pH 4 a 6, la reacción es más estable y el producto final está
básicamente exento de coágulo.
La mezcla se expone a alto cizallamiento, tal
como el que sea posible en una mezcladora Waring^{TM}, para
romper las gotas de monómero a un tamaño del diámetro de 1
micrómetro o menos. La acción de cizallamiento se reduce después a
una agitación inferior (o se detiene temporalmente) para permitir la
coalescencia parcial de las pequeñas gotas y la formación de una
suspensión. Se añade iniciador. La mezcla de sílice y activador
estabiliza las gotas y limita su coalescencia produciendo partículas
muy uniformes y a veces casi monodispersas. La polimerización en
suspensión se completa con agitación moderada y se obtiene una
dispersión acuosa, estable, de partículas acrílicas.
La polimerización en suspensión descrita
anteriormente presenta diversas ventajas. Por ejemplo, el método
produce un copolímero con una estrecha distribución de tamaño de
partícula medio y coalescencia limitada. Cuando está presente
coalescencia, las partículas tienden a migrar hacia otras y pueden
formar grandes masas. La coalescencia dificulta la manipulación y
el transporte de las partículas y por lo tanto es indeseable. Las
partículas se estabilizan estéricamente por la sílice coloidal.
También, el método permite que los copolímeros
resistan temperaturas de congelación, permitiendo que se vuelvan a
dispersar después de la descongelación. Se ha descubierto que el
copolímero es estable, es decir, no es coalescente cuando se usa en
la dispersión el mismo volumen de alcohol (metanol o isopropanol) y
agua.
Los siguientes ejemplos ilustran además diversas
características específicas, ventajas y otros detalles de la
invención. Los materiales particulares y las cantidades referidas en
estos ejemplos, así como otras condiciones y detalles, no se
deberían interpretar de ningún modo como limitantes del alcance de
esta invención. Los porcentajes dados son en peso, a menos que se
especifique de otro modo.
Los métodos de ensayo usados para evaluar la
flexibilidad (o fragilidad) y adhesividad (o pegajosidad) de
recubrimientos preparados a partir de los materiales descritos a
continuación, son ensayos clásicos industriales, como se describe
además a continuación.
Se evalúa la flexibilidad de cada recubrimiento
usando ASTM D 4338-97, "Standard Test Method for
Flexibility Determination of Supported Adhesive Films by Mandrel
Bend". Se plegó el poliéster recubierto con lado adhesivo por
una varilla de 0,125 pulgadas (3,2 mm) y se anotó el progreso de
grietas, fractura o cuarteamiento como una rotura.
Se evaluó la pegajosidad de cada recubrimiento
usando ASTM D 2979-95, "Standard Test Method for
Pressure-Sensitive Tack of Adhesives Using an
Inverted Probe Machine". Se usó una Máquina para ensayos de
Pegajosidad por Sonda de Polyken serie 400, con un tiempo de reposo
de un segundo, una velocidad de contacto y eliminación de un
centímetro por segundo y un peso de anillo anular de 19,8 gramos. Se
limpió la sonda de acero inoxidable de 5 milímetros con isopropanol
entre las muestras y se hicieron cinco replicados en cada
recubrimiento y se promedió para dar los resultados indicados en la
Tabla II. Los materiales útiles en la formulación de composiciones
cosméticas presentan un valor de pegajosidad de menos de 50 gramos,
preferiblemente menos de 30 gramos, lo más preferiblemente igual a
0 gamos. Los materiales útiles también poseerán una resistencia a la
cohesión suficientemente alta a fin de que no se rompan de manera
cohesiva, transfiriendo de ese modo residuo a la sonda.
Se evaluó la temperatura de transición vítrea
(T_{g}) de cada polímero usando un calorímetro diferencial de
barrido de Perkin-Elmer Modelo DSC 7. Se secaron
muestras en latas de aluminio a 105ºC, durante 30 minutos. Se
escanearon las muestras, oscilando de seis a diez miligramos,
calentando de -70º a 150ºC, a 20ºC/minuto. Después de mantenerla a
150ºC, durante 1 minuto, se enfrió la muestra a -70ºC a 40ºC/minuto,
después se escaneó un segundo tiempo a 150ºC a 20ºC/minuto. El
punto medio extrapolado de la inflexión en este segundo calor se
indica como la T_{g}.
Se prepararon recubrimientos de los ejemplos en
película de poliéster de 0,0015 pulgadas (38 micrómetros, \mum)
de espesor, usando una máquina de recubrimiento con cuchilla que
proporcionó recubrimientos de 0,0015 pulgadas (38 \mum) de
espesor, después de secado durante 10 minutos, a 70ºC, en una estufa
de aire forzado. Estos recubrimientos se acondicionaron durante 24
horas, a 22ºC y humedad relativa del 50% previamente al ensayo.
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Ejemplos 1 a 8. Ejemplos
Comparativos A a
D
Se cargaron 100 gramos de monómeros (detallado
en la Tabla I a continuación, todas las cantidades de los monómeros
indicadas en gramos), 80 miligramos de tetrabromuro de carbono,
124,7 gramos de agua desionizada, 200 miligramos de persulfato de
potasio, 64 miligramos de metabisulfito sódico, 1 gramo de
dodecilbencenosulfonato de sodio y 2,5 gramos de tensioactivo
copolimerizable de sulfato de alquilenpolialcoxiamonio Mazon SAM 211
(disponible en PPG Industries, Pittsburgh PA) en un matraz de
fraccionamiento de resina Mortonized de un litro. Se puso la cabeza
en el matraz y un termopar, entrada de nitrógeno y agitador mecánico
unidos. Se barrió la cámara de aire con nitrógeno a 1 litro por
minuto mientras se calentaba el contenido con lámparas de infrarrojo
a aproximadamente 30ºC y agitación a 26 rad/s (250 rpm). Se cargó
aproximadamente 1 gramo de una disolución de 28 miligramos de
sulfato ferroso heptahidratado en 50 gramos de agua desionizada, se
selló el matraz y se hizo un vacío en el matraz tres veces,
rompiéndolo cada vez con nitrógeno. Después de 15 ó 20 minutos se
observó una exoterma con picos 20 a 25 minutos después a 55º a 65ºC.
Se aumentó la temperatura del reactor a aproximadamente 75ºC y se
mantuvo durante una hora y después se filtró el látex resultante por
estopilla doblada en una jarra. En todos los casos se observaron
niveles moderados de coágulo alrededor del termopar y la paleta de
agitación.
Ejemplo Comparativo
E
Un terpolímero de acrilato tal como los
descritos en las patentes de EE.UU. Nos. 4.172.122 y 4.552.755 se
hace como sigue.
En un frasco de un litro se cargaron 280 gramos
de acetato de etilo, 94,6 gramos de acrilato de isooctilo, 110
gramos de metacrilato de estearilo, 15,4 gramos de ácido acrílico y
0,77 gramos de
2,2'-azobis(2-metilbutironitrilo),
vendido por E. I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, DE,
como Vazo^{TM} 67. Se purgó la disolución resultante durante
aproximadamente 5 minutos con nitrógeno a 5 litros por minuto, se
selló y se sometió a agitación en un baño de agua a aproximadamente
60ºC durante aproximadamente 63 horas. Resultó una disolución
moderadamente espesa, opacificada.
Ejemplo Comparativo
F
Se preparó una disolución de 40% en sólidos de
GANEX V216 (disponible en ISP y se cree que es un copolímero de
N-vinilpirrolidona/hexadeceno) disolviendo
aproximadamente 4 gramos de GANEX V216 en aproximadamente 6 gramos
de acetato de etilo con calentamiento suave.
Como muestran los datos en la Tabla I, los
Ejemplos Comparativos A, B, C y E presentaron valores de pegajosidad
inaceptablemente altos incluso a pesar de que superaron el ensayo
de flexibilidad. El Ejemplo Comparativo D fracasó en el ensayo de
flexibilidad debido a que se agrietó y la película de poliéster se
descascarilló. Las composiciones útiles poseen resistencia a la
cohesión suficientemente alta para superar el ensayo de pegajosidad
y no transferir residuo a la sonda de ensayo. El Ejemplo Comparativo
F presentó una resistencia a la cohesión demasiado baja. La T_{g}
no fue un requerimiento necesario para determinar la pegajosidad, es
decir, T_{g} no fue un buen indicador de si una muestra superaba
el ensayo de pegajosidad. Pero, para superar el ensayo de mandril,
la T_{g} debería estar por debajo de aproximadamente 35ºC.
Se preparó una disolución de 1,0 gramo de
tetrabromuro de carbono en una mezcla de 275 gramos de
2-EHA, 200 gramos de IBOA, 12,5 gramos de MAA y
12,5 gramos de AA produciendo 500 gramos de una disolución
monomérica que contenía 55/40/2,5/2,5 partes de
2-EHA/IOBA/MAA/AA. De la disolución monomérica
total, se cargaron 50 gramos en un matraz de fraccionamiento de
resina de dos litros junto con 390 gramos de agua desionizada y 0,5
gramos de dodecilbencenosulfonato de sodio. Se puso la cabeza en el
matraz y un termopar, entrada de nitrógeno y agitador mecánico
unidos. El contenido se calentó con lámparas de infrarrojos a
aproximadamente 60ºC mientras se agitaba a 37 rad/s (350 rpm). Se
cargó una disolución de 1,25 gramos de persulfato de potasio en 20
gramos de agua desionizada, se selló el matraz y se hizo un vacío
en el matraz cuatro veces, rompiéndolo cada vez con nitrógeno. El
matraz se mantuvo a 60ºC durante 20 minutos, después se calentó a
80ºC durante 10 minutos para producir un polímero simiente. Se
preparó una preemulsión de los 450 gramos restantes de la disolución
monomérica cargándole una disolución de 4,5 gramos de
dodecilbencenosulfonato de sodio en 201 gramos de agua desionizada
y agitando con nitrógeno. Esta preemulsión se añadió gota a gota al
matraz de fraccionamiento de resina de dos litros que contenía el
polímero simiente a una velocidad de 6 gramos por minuto. La adición
llevó casi 2 horas. Después de la adición, la velocidad de
agitación se redujo a 21 rad/s (200 rpm) y la reacción se mantuvo a
80ºC durante dos horas, después se filtró el látex resultante por
estopilla doblada en una jarra. Se observaron bajos niveles de
coágulo alrededor del termopar y la paleta de agitación.
Ejemplos 10 y
11
Usando el procedimiento del Ejemplo 9, se
polimerizaron disoluciones de monómeros de bien 300 gramos de
2-EHA, 175 gramos de IBOA, 25 gramos de MAA y 1
gramo de tetrabromuro de carbono (Ejemplo 10) o 250 gramos de
2-EHA, 225 gramos de IBOA, 25 gramos de AA y 1
gramo de tetrabromuro de carbono (Ejemplo 11). La disolución de
monómeros del Ejemplo 10 contenía 60/35/5 partes de
2-EHA/IBOA/MAA. La disolución de monómeros del
Ejemplo 11 contenía 50/45/5 partes de
2-EHA/IBOA/AA.
Se preparó una disolución del primer monómero de
0,5 gramos de tetrabromuro de carbono, en una mezcla de 150 gramos
de 2-EHA, 87,5 gramos de IBOA y 12,5 gramos de MAA.
De la disolución del primer monómero, se cargaron 50 gramos en un
matraz de fraccionamiento de resina de dos litros junto con 390
gramos de agua desionizada y 0,5 gramos de dodecilbencenosulfonato
de sodio. Se puso la cabeza en el matraz y un termopar, entrada de
nitrógeno y agitador mecánico unidos. Se calentó el contenido con
lámparas de infrarrojos a aproximadamente 60ºC mientras se agitaba
a 37 rad/s (350 rpm). Se cargó una disolución de 1,36 gramos de
persulfato de potasio en 20 gramos de agua desionizada, se selló el
matraz y se hizo un vacío en el matraz cuatro veces, rompiéndolo
cada vez con nitrógeno. Se mantuvo el matraz a 60ºC, durante 20
minutos, después se calentó a 80ºC, durante 10 minutos. De la
cantidad restante de la disolución del primer monómero, se preparó
una preemulsión cargando una disolución de 2 gramos de
dodecilbencenosulfonato de sodio en 80 gramos de agua desionizada a
la disolución del primer monómero y agitando con nitrógeno. Esta
preemulsión se añadió gota a gota al matraz de dos litros a una
velocidad de 6 gramos por minuto, llevando la adición una hora.
Después de la adición la reacción se mantuvo a 80ºC, durante treinta
minutos.
Se preparó una segunda preemulsión añadiendo una
disolución de 2,5 gramos de dodecilbencenosulfonato de sodio en 121
gramos de agua desionizada a una disolución de 0,5 gramos de
tetrabromuro de carbono en una mezcla de 125 gramos de
2-EHA, 112,5 gramos de IBOA y 12,5 gramos de AA y
agitando con nitrógeno. Esta segunda preemulsión se cargó gota a
gota en el matraz de dos litros durante el transcurso de 1,5 horas.
Después de la adición, la velocidad de agitación se redujo a 21
rad/s (200 rpm) y se mantuvo la reacción a 80ºC, durante dos horas,
después el látex resultante se filtró por estopilla doblada en una
jarra. Se observaron bajos niveles de coágulo como espuma que flota
en la parte superior del reactor.
Ejemplos 13 a
16
En un frasco de vidrio de 120 mililitros se
cargaron 24 gramos de monómeros (detallado en la Tabla II a
continuación, todas las cantidades de los monómeros indicadas en
gramos), 120 miligramos de tetrabromuro de carbono, 36 gramos de
metil etil cetona y 72 miligramos de
azobis(isobutironitrilo). El contenido del frasco se barrió
con nitrógeno a aproximadamente 1 litro por minuto durante dos
minutos, después se tapó el frasco y se sometió a agitación en un
baño de agua durante 24 horas, a aproximadamente 55ºC, produciendo
una disolución de viscosidad moderada. Se cargaron 15 gramos (que
contenían 6 gramos de polímero u 8,3 miliequivalentes de ácido
carboxílico) de la disolución resultante, en un matraz de 250
mililitros que contenía una disolución de 0,67 gramos (7,5
miliequivalentes, neutralización del 90%) de
2-amino-2-metil-1-propanol
en 14 gramos de agua desionizada con agitación moderada. Se retiró
el disolvente de la dispersión resultante por un conjunto de
rotoevaporador a aproximadamente 63ºC a una presión reducida de 40
kilopascales produciendo una dispersión blanca lechosa. Las
dispersiones resultantes se recubrieron como se describió
anteriormente.
Ejemplo 17 a 19. Ejemplo
Comparativo
H
En un matraz de fraccionamiento de resina
Mortonized de un litro se cargaron 240 gramos de una mezcla
monomérica (detallado en la Tabla III, todas las cantidades de
monómeros indicadas en gramos). Se añadieron al matraz 6,9 gramos
de Ludox^{TM} 50 (50% en peso de sílice coloidal en agua,
disponible en Aldrich, Milwaukee, WI), 360 gramos de agua
desionizada, 0,42 gramos de condensado de ácido
adípico/dietanolamina (un 50% en sólidos usado como activador,
preparado de acuerdo con el procedimiento descrito en la patente de
EE.UU. Nº 5.238.736) y 0,08 gramos de dicromato de potasio. Se puso
la cabeza en el matraz y un termopar, entrada de nitrógeno y
agitador mecánico unidos. Se mezcló el contenido completo en el
interior del matraz. Se midió el pH y se ajustó añadiendo hidróxido
de amonio a un pH entre 4 y 5. Se transfirió la mezcla después a un
mezclador Waring^{TM} y se expuso a alto cizallamiento
(aproximadamente 2.303 rad/s (22.000 rpm)) durante seis minutos
totales, usando cizallamiento durante aproximadamente dos minutos
una vez para evitar el sobrecalentamiento de la mezcla.
Después se devolvió la mezcla al matraz
Mortonized y se añadieron 0,36 gramos de iniciador
(azo-bis(isobutironitrilo) de Vazo^{TM}
64, disponible en E. I. du Pont de Nemour & Co., Wilmington,
DE). Se inició una purga de nitrógeno y se agitó la mezcla
suavemente durante varios minutos para dejar que se disolviera el
iniciador. Se ajustó la velocidad de agitación a aproximadamente 31
rad/s (300 rpm) y se ajustó la temperatura a aproximadamente 60ºC.
La reacción empezó en minutos y se permitió la exoterma. Después de
la exoterma, la temperatura se mantuvo a aproximadamente 60ºC
durante aproximadamente cuatro horas.
La columna "Partes" indica las partes en
peso de los componentes 2-EHA/IBOA/MAA. Así, para el
Ejemplo 17, de los 240 gramos de la mezcla de monómeros, 50 partes
en peso fueron 2-EHA, traduciéndose a 120 gramos.
Los datos en la Tabla III muestran que el Ejemplo Comparativo H
presentaba una pegajosidad inaceptablemente alta.
Se preparó una loción corporal de aceite en agua
del polímero en emulsión del Ejemplo 1 como sigue. En recipientes
separados se calentaron los componentes de la Fase A y la Fase B en
la Tabla IV, a aproximadamente 70ºC, con mezclamiento. Se añadió
fase B a fase A y se homogeneizó usando un mezclador de alto
cizallamiento. Después de enfriamiento, resultó una loción corporal
no pegajosa, no grasienta, sustantiva. Se prepararon lociones
corporales a partir de los polímeros en emulsión de los Ejemplos 2,
6, 7, 8, 16 y 18 de manera similar reemplazando el polímero en
emulsión del Ejemplo 1 con los polímeros apropiados de los Ejemplos
2, 6, 7, 8, 16 y 18. Los porcentajes en la Tabla IV son porcentajes
en peso de la composición de loción total.
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Ejemplos 21 y
22
Se preparó una crema base de aceite en agua a
partir del polímero en emulsión del Ejemplo 12 o una mezcla exacta
de las emulsiones de los Ejemplos 10 y 11 como sigue. Se preparó una
mezcla madre de pigmento por molienda de 80 partes de dióxido de
titanio con 9,5 partes de óxido de hierro amarillo, 9,5 partes de
óxido de hierro rojo, 0,7 partes de óxido hierro negro y 42,3
partes de talco. Se calentaron en recipientes separados los
componentes de la Fase A y la Fase B en la Tabla V, a 75ºC, con
mezclamiento. Se añadió fase A a fase B y se homogeneizó usando una
mezcladora de alto cizallamiento. El enfriamiento con poca agitación
proporcionó una crema base humectante cremosa.
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Se preparó un rímel de aceite en agua a partir
del polímero en emulsión del Ejemplo 4 como sigue. En recipientes
separados, se calentaron los componentes de la Fase A y la Fase B en
la Tabla V, a 70ºC, con mezclamiento. Se añadió fase B a fase A y
se homogeneizó usando un mezclador de alto cizallamiento. Después de
enfriamiento, resulta un rímel resistente al descascarillado, a las
manchas y al agua. El rímel a partir de los polímeros en emulsión
del Ejemplo 8 y los Ejemplos Comparativos A y B, se preparó de
manera similar a un control con agua en vez del polímero en
emulsión.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Se recubrió una porción de cada formulación de
rímel con una máquina de recubrimiento con cuchilla sobre película
de poliéster de 0,0015 pulgadas (38 micrómetros) a un espesor de
recubrimiento seco de aproximadamente 0,002 pulgadas (51
micrómetros). Después de secado a temperatura ambiente durante
aproximadamente 24 horas, en los recubrimientos se evaluaron
cualitativamente la resistencia a las manchas, la pegajosidad, la
resistencia al descascarillado y la resistencia al agua. La
resistencia a las manchas se juzgó frotando con un dedo y viendo
cuánto se había transferido al dedo. Se juzgó la pegajosidad
presionando un dedo brevemente y retirándolo, viendo cómo de fuerte
se formaba la unión al recubrimiento. Se evaluó la resistencia al
descascarillado flexionando y arrugando la película de poliéster y
observando si el recubrimiento de rímel se desprendía por
agrietamiento de la película. La resistencia al agua se juzgó
suspendiendo una tira de 2,54 cm (1 pulgada) de la película
recubierta en un baño de agua, a 32ºC, agitada durante
aproximadamente 20 minutos, evaluando después la resistencia a las
manchas del recubrimiento todavía húmedo. Los Ejemplos 4 y 8 y
Comparativo B formaron bolas de recubrimiento frotando en este
ensayo, sugiriendo que la integridad del recubrimiento aún era
buena, pero la adhesión del recubrimiento al poliéster se había
comprometido por el agua. Los resultados se muestran en la Tabla VI
a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Los datos para los Ejemplos 4 y 8 mostraron que
presentaban todas las características deseables para una aplicación
de rímel. La muestra de control que no contenía polímero presentaba
una cantidad de transferencia inaceptablemente alta. Los Ejemplos
Comparativos A y B también mostraron alguna transferencia y
pegajosidad moderada.
Claims (14)
1. Uso de una composición en forma de emulsión o
dispersión acuosa, comprendiendo dicha composición:
- (a)
- al menos un copolímero que comprende (i) 10 a 85 por ciento en peso de éster de (met)acrilato de alcohol alquílico de cadena lineal y/o ramificada de 4 a 18 átomos de carbono, (ii) 10 a 70 por ciento en peso de éster de (met)acrilato de un alcohol cíclico, saturado o insaturado, que contiene 6 a 20 átomos de carbono y
- (b)
- un componente portador, disolvente o vehículo acuoso,
en aplicaciones cosméticas y del
cuidado personal, seleccionados del grupo que consiste en: rímel,
crema base, colorete, maquillaje en polvos, lápiz de ojos, sombra de
ojos, barra de labios, repelente de insectos, esmalte de uñas,
hidratante de la piel, gel dérmico, loción corporal y filtro
solar.
2. El uso según la reivindicación 1, en el que
dicho componente (a) (i) se selecciona del grupo que consiste en:
(met)acrilato de isooctilo, (met)acrilato de
n-butilo, acrilato de isobutilo,
(met)acrilato de terc-butilo, acrilato de
2-metilbutilo, (met)acrilato de
2-etilhexilo, (met)acrilato de
n-octilo, (met)acrilato de isononilo,
(met)acrilato de laurilo, (met)acrilato de octadecilo
y combinaciones de los mismos.
3. El uso según la reivindicación 1, en el que
dicho componente (a) (ii) se selecciona del grupo que consiste en:
(met)acrilato de biciclo[2.2.1]heptilo,
(met)acrilato de adamantilo, (met)acrilato de
3,5-dimetiladamantilo, (met)acrilato de
isobornilo, (met)acrilato de tolilo, (met)acrilato de
fenilo, (met)acrilato de terc-butilfenilo,
(met)acrilato de 2-naftilo, metacrilato de
bencilo, metacrilato de ciclohexilo, metacrilato de mentilo,
metacrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo,
(met)acrilato de diciclopentenilo, (met)acrilato de
2-(diciclopenteniloxi)etilo y combinaciones de los
mismos.
4. El uso según la reivindicación 1, en el que
dicho copolímero comprende además hasta aproximadamente 20 por
ciento en peso de un monómero hidrófilo.
5. El uso según la reivindicación 4, en el que
dicho monómero hidrófilo se selecciona del grupo que consiste en:
ácido acrílico, ácido metacrílico,
N-vinil-2-pirrolidona
y combinaciones de los mismos.
6. El uso según la reivindicación 1, en el que
dicha composición se conforma en una película, teniendo dicha
película menos de aproximadamente 50 gramos de pegajosidad cuando se
ensaya de acuerdo con ASTM D 2979-95.
7. El uso según la reivindicación 1, en el que
dicha composición se conforma en una película, dicha película
supera el ensayo de flexibilidad cuando se ensaya de acuerdo con
ASTM D 4338-97.
8. El uso según la reivindicación 1, en el que
dicho copolímero presenta tamaño medio de partículas de menos de
aproximadamente 1 micrómetro.
9. El uso según la reivindicación 1, en el que
dicha composición presenta una T_{g} menor que 35ºC.
10. El uso según la reivindicación 1, en el que
dicha composición comprende además ingredientes seleccionados del
grupo que consiste en: emolientes, humectantes, propelentes,
pigmentos, tintes, tampones, agentes de suspensión orgánicos,
agentes de suspensión inorgánicos, agentes espesantes orgánicos,
agentes espesantes inorgánicos, ceras, tensioactivos,
plastificantes, conservantes, agentes aromatizantes, perfumes,
vitaminas, extractos de hierbas, agentes blanqueantes de la piel,
agentes blanqueantes de cabello, agentes colorantes de la piel,
agentes colorantes de cabello, agentes antimicrobianos y agentes
antifúngicos y combinaciones de los mismos.
11. El uso según la reivindicación 1, en el que
dicha composición comprende una mezcla de dicho copolímero.
12. El uso según la reivindicación 1, en el que
dicho componente (b) se selecciona del grupo que consiste en: agua,
alcohol alifático de cadena ramificada o lineal, de 1 a 4 átomos de
carbono y combinaciones de los mismos.
13. El uso según la reivindicación 12, en el que
dicho alcohol alifático de cadena ramificada o lineal, de 1 a 4
átomos de carbono, se selecciona del grupo que consiste en: etanol,
n-propanol, 2-propanol y
combinaciones de los mismos.
14. El uso según la reivindicación 12, en el que
dicha composición comprende además disolventes seleccionados del
grupo que consiste en: hexametildisiloxano, siliconas cíclicas,
alcanos de 4 a 10 átomos de carbono, acetona e
hidrofluoroéteres.
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