ES2650474T3

ES2650474T3 - Composiciones cosméticas para impartir películas superhidrofóbicas

Info

Publication number: ES2650474T3
Application number: ES09716792.8T
Authority: ES
Inventors: Rahul A. Ranade; Mark S. Garrison
Original assignee: Avon Products Inc
Current assignee: Avon Products Inc
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2029-02-05
Also published as: EP2262467B1; CA2717017C; US20110008401A1; EP2262467A1; AR070787A1; TW200946137A; CA2717017A1; EP2262467A4; WO2009111128A1; BRPI0909174A2; PL2262467T3; CN101980686A; JP5718061B2; TWI552783B; BRPI0909174B1; JP2011513407A; MX2010009771A; US20190060188A1

Abstract

Una composición cosmética para impartir una película superhidrofóbica sobre un integumento, caracterizada porque comprende: (a) uno o más formadores de película hidrofóbica, y (b) una combinación de pigmentos hidrofóbicos que comprende: (i) uno o más pigmentos de óxido de hierro modificados hidrofóbicamente; y (ii) un polvo de negro de carbón; donde la proporción en peso de dicho uno o más pigmentos de óxido de hierro modificados hidrofóbicamente a dicho polvo de negro de carbón está entre 1:10 y 10:1, y donde el uno o más pigmentos de óxido de hierro modificados hidrofóbicamente se seleccionan del grupo que consiste en pigmentos de óxido de hierro tratados con alquilsilano, y pigmentos de óxido de hierro tratados con perfluoroalquilsilano y mezclas de los mismos; donde la proporción en peso de dicho uno o más formadores de película hidrofóbica a dicha combinación de pigmentos hidrofóbicos es de 1:10 a 5:1; y donde el porcentaje en peso de agregado de todos los constituyentes orgánicos solubles en agua o dispersables en agua no volátiles en dicha composición es menor que 15%, en base al peso completo de la composición; donde dicha composición se ajusta para proporcionar una película sobre una superficie que, después de la evaporación de cualquiera de los constituyentes volátiles presentes, tiene un ángulo de contacto con agua mayor que aproximadamente 140º. 2. La composición de conformidad

Description

imagen1

imagen2

imagen3

imagen4

imagen5

imagen6

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

estireno que pueden mencionarse se seleccionan, por ejemplo, entre estireno y alfa-metilestireno. La lista de monómeros dados no es restrictiva, y es posible usar cualquier monómero conocido por los adiestrados en la técnica que caiga dentro de las categorías de monómeros acrílicos y vinílicos (incluyendo monómeros modificados con una cadena de silicona) que resulten en películas hidrofóbicas. En este sentido, puede hacerse particular mención de los formadores de película disponibles en el mercado como Ciclopentasiloxano (y) Copolímero de Acrilato/Dimeticona (KP-545, Shinetsu Chemical Co., Ltd).

Otros formadores de película conocidos en la técnica pueden usarse ventajosamente en la composición. Estos incluyen copolímeros de acrilato copolímeros, copolímero de metacrilato de alquilo C12-22 acrilato, copolímeros de acrilato/octilacrilamida, copolímero de acrilato/VA, amodimeticona, copolímeros de AMP/acrilato, behenil/isoestearil, PVP butilado, butil éster de copolímeros de PVM/MA, copolímeros de PVM/MA de calcio/sodio, dimeticona, copolímeros de dimeticona, copolímero de dimeticona/mercaptopropil meticona, behenato de dimeticona propiletilendiamina, etilcelulosa de dimeticolnol, copolímero de etileno/ácido acrílico, copolímero de etileno/MA, copolímero de etileno/VA, alquilodimeticona de flúor C2-8, copolímero de olefina/isopropil maleato/MA, copolímero de estinero hidrogenado/butadieno, etilcelulosa de hidroxietilo, copolímero de isobutileno/MA, crospolímero de metacrilato de metilo, copolímero de metilacrilool etilo betaino/acrilatos, copolímero de octadeceno/MA, copolímero de octadeceno/anhídrido maléico, copolímero de octilacrilamida/acrilato/metacrilado de butilaminoetilo, polietileno oxidado, éter de perfluoropolimetilisopropilo, polietileno, polimetil metacrilato, polipropileno, crospolímero de decadieno PVM/MA, copolímero de PVM/MA, copolímero de PVP/deceno, copolímero de PVP/eicoseno, copolímero de PVP/hexadeceno, copolímero de PVP/MA, copolímero de PVP/VA, copolímero de acrilato de sodio/alcohol vinílico, estearoxi dimeticona, estearoxitrimetilsilano, alcohol estearílico, copolímero de éter de estearilvinilo/MA, copolímero de estireno/DVB, copolímero de estireno/MA, tetrametil tetrafenil trisiloxano, tricontanil PVP, trimetil pentafenil trisiloxano, trimetilsiloxisilicato, copolímero de VA/crotonatos, copolímero de VA/crotonatos/proprionato vinílico, copolímero de VA/butil maleato/isobornil acrilato, copolímero de caprolactam vinílico/PVP/metacrilato de dimetilaminoetilo y vinildimeticona.

Formas representativas adicionales no restrictivas de polímeros formadores de película hidrofóbica incluyen al menos un policondensado seleccionado entre poliuretanos, poliuretano-acrílicos, poliuretano-polivinilpirrolidonas, poliésterpoliuretanos, poliéter-poliuretanos, poliurias y poliuria/poliuretanos. Los poliuretanos pueden ser, por ejemplo, al menos uno seleccionado entre poliuretanos alifáticos, cicloalifáticos y aromáticos, y copolímeros de poliurealuretanos y poliuria que comprenden al menos uno entre: al menos una secuencia de al menos un origen de poliéster alifático, origen de poliéster cicloalifático origen de poliéster aromático al menos una secuencia de silicona ramificada y no ramificada, por ejemplo, a partir de polidimetilsiloxano y polimetilfenilsiloxano, y al menos una secuencia que comprende grupos fuorinatados. Formas representativas adicionales y no restrictivas de policondensados pueden escogerse a partir de poliésteres, poliesteramidas, poliésteres de cadena grasa, resinas de poliamidas, resinas de epoxiéster, resinas de arilsulfonamida-epóxica y resinas resultantes de la condensación de formaldehído con una arilsulfonamida.

La película hidrofóbica también puede formarse in situ empleando una resina que se cure después de la aplicación en la piel, uñas o pelo, incluyendo por ejemplo una película de polidimetilsiloxano formada por hidrosilación in situ de un hidrosilano y un siloxano olefínico sustituido o por policondensación in situ de siloxanos funcionarizados con alcoxi.

Los formadores poliméricos de película preferidos incluyen a los acrilatos, acrilatos de alquilo, poliuretanos, fluoropolímeros como el Fluomer (poliperfluoroperhidrofenantreno) y polímeros de silicona. Se prefieren particularmente a los acrilatos de silicona como los copolímeros de acrilato/dimeticona vendidos bajo los nombres comerciales KP-545 o KP 550 (Shin-Etsu).

Otros formadores de película que pueden emplearse incluyen, sin limitación, a las ceras naturales, minerales y/o sintéticas. Las ceras naturales son aquellas de origen animal, incluyendo sin limitación cera de abejas, spermaceti, lanolina y cera shellac, y aquellas de origen vegetal incluyendo sin limitación carnauba, candelilla, cera de bayberry y cera de caña de azúcar y similares. Las ceras minerales contempladas como útiles incluyen, sin limitación, a las ceras de ozoquerita, ceresina, montan, parafina, microcristalina, petróleo y petrolatos. Las ceras sintéticas incluyen, por ejemplo, a las ceras Fischer Tropsch (FT) y ceras de poliolefina, como los homopolímeros de etileno, copolímeros de etilenopropileno y copolímeros de etileno-hexeno. Ceras de homopolímero de etileno representativas se encuentran en el mercado bajo el nombre comercial POLIWAX® Polietileno (Baker Hughes Incorporated). Ceras de copolímero de etilenoα-olefina disponibles en el mercado incluyen aquellas vendidas bajo el nombre comercial PETROLITE® Copolímeros (Baker Hughes Incorporated). Otra cera que es adecuada es la cera de abeja de dimeticonol suministrada por Noveon como ULTRABEE dimethiconol ester.

En algunas formas de presentación, puede desearse agregar un formador de película hidrofílico o soluble en agua (v.g., celulósicos, polisacáridos, policuaternarios, etc.) a la composición para mejorar la capacidad de extenderse sobre una superficie, la estabilidad de la emulsión, etc. Aunque es menos preferible, está dentro del alcance de la invención incluir tales formadores de película hidrofílicos o solubles en agua. No hay restricción en cuanto a la cantidad de formador de

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

película hidrofílico o soluble en agua, aunque a altos niveles (v.g., mayores a 20% por peso en base al peso total del formador de película) puede ser necesario incrementar la proporción de particulado hidrofóbico a formador de película para contrarrestar la reducción de hidrofobicidad superficial. En algunas formas de presentación, el peso porcentaje colectivo de formadores de película hidrofílicos o solubles en agua será inferior a aproximadamente 20%, preferiblemente inferior a aproximadamente 15%, más preferiblemente inferior a aproximadamente 10%, y todavía más preferiblemente inferior a aproximadamente 5% por peso en base al peso total de todos los formadores de película. En una forma de presentación preferida, los formadores de película hidrofílicos comprenderán menos de aproximadamente 2% por peso del peso total de formadores de película en la emulsión. En una forma de presentación, la emulsión está sustancialmente libre de formadores de película solubles en agua lo que significa que la cantidad de formadores de película solubles en agua presente no imparte una diferencia medible en el ángulo de contacto con el agua en comparación con otra composición idéntica en ausencia de formadores de película solubles en agua.

También se contemplan como adecuadas combinaciones de cualquiera de los anteriores formadores de película, incluyendo combinaciones de formadores de película poliméricos o no poliméricos.

Un segundo componente esencial de conformidad con la invención es un material particulado que es bien hidrofóbico por naturaleza o ha sido modificado hidrofóbicamente por tratamiento superficial o tratamientos similares. Según se usa en la presente, un material que es hidrofóbico por naturaleza incluye particulados poliméricos que comprenden polímeros orgánicos hidrofóbicos (según se definieron antes) así como particulados inorgánicos, cuya superficie es hidrofóbica, incluyendo por ejemplo particulados elementales a base de carbono. Según se usa en la presente, una partícula modificada hidrofóbicamente es uno que se vuelve menos hidrofóbico o más hidrofóbico por modificación superficial en comparación con el pigmento en ausencia de modificación superficial.

Aunque no deseamos obligarnos por ninguna teoría, se piensa que los materiales particulados proveen rugosidad superficial o estructura en escala nanométrica (1 nm a ~1000 nm) o micrométrica (1 μm a ~200 μm) sobre la película, que provee superhidrofobicidad brindando protuberancias sobre las cuales las gotas de agua pueden alojarse, minimizando el contacto del agua con la superficie en general, es decir, reduciendo la superficie de adhesión. La rugosidad superficial puede observarse o medirse por AFM, SEM, y similares. En algunas, pero no en todas las formas de presentación, los materiales particulados no son porosos.

Un material particulado preferido de conformidad con la invención es óxido de hierro modificado hidrofóbicamente. Según se usa en la presente, el término “óxido de hierro” tiene la finalidad de incluir sin limitación las especies FeO, Fe2O3, Fe3O4, y combinaciones de los mismos e hidratos de los mismos, así como todos los pigmentos que tienen el nombre INCI Óxidos de hierros, como Óxido de Hierro Negro, Óxido de Hierro Rojo, Óxido de hierro Amarillo, Óxido de hierro Marrón, Óxido de hierro Naranja, Óxido de hierro Azul y similares. Tales pigmentos son con frecuencia denominados en la técnica Óxidos de hierro (CI 77489, CI 77491, CI 77492, CI 77499, etc.). Con preferidos los Óxidos de hierro negro (CI 77499).

Los pigmentos de óxido de hierro de conformidad con la invención son típicamente e tratados superficialmente para impartir un revestimiento hidrofóbico. El tratamiento superficial puede ser cualquier tratamiento que haga a las partículas más hidrofóbicas. La superficie de las partículas puede, por ejemplo, ser enlazadas covalente o iónicamente a una molécula orgánica o molécula en base a silicona o puede absorberse en las mismas, o la partícula puede ser revestida físicamente con una capa de material hidrofóbico. Esencialmente no hay limitación en cuanto a la naturaleza del tratamiento hidrofóbico y pueden mencionarse alquilo, arilo o alilo silanos, siliconas, dimeticona, ácidos grasos (v.g. estearatos), silanos poliméricos, así como fluoro y perfluoro derivados de los mismos. El compuesto hidrofóbico puede unirse a la partícula de óxido de hierro a través de cualquier agente acoplante adecuado, grupo vinculante, o grupo funcional (v.g. silano, ester, éter, etc.). El compuesto hidrofóbico comprende una porción hidrofóbica que puede seleccionarse entre, por ejemplo, alquilo, arilo, alilo, vinilo, alquilo-arilo, arilo-alquilo, organosilicona y fluoro-o perfluoroderivados de los mismos. También se contemplan como útiles los revestimientos poliméricos hidrofóbicos incluyendo poliuretanos, epoxi y similares.

Los particulados modificados hidrofóbicamente y métodos para preparar particulados modificados hidrofóbicamente son bien conocidos en la técnica, como se describe, por ejemplo, en la patente de los EE.UU. No. 3.393.155 de Schutte et al., la Patente de los EE.UU. No. 2.705.206 de Wagner et al., la Patente de los EE.UU. No. 5.500.216 de Wagner et al., la Patente de los EE.UU. No. 6.683.126 de Keller et al., y la Patente de los EE.UU. No. 7.083.828 de Müller et al., la Publicación de Patente de los EE.UU. No. 2006/0110541 de Russell et al., y la Publicación de Patente de los EE.UU. No. 2006/0110542 de Dietz et al. En una forma de presentación, una partícula hidrofóbica de conformidad con una forma de presentación de la presente invención puede formarse a partir de una partícula de óxido (v.g., un óxido de metal, dióxido de silicona, etc.) que tiene su superficie cubierta (v.g., está enlazado de manera covalente) con radicales no polares, como por ejemplo grupos alquilo, siliconas, siloxanos, alquilosiloxanos, organosiloxanos, siloxanos fluorinatados, perfluorosiloxanos, organosilanos, alquilosilanos, silanos fluorinatados, silanos perfluorinatados y/o disilazanos y similares. La Patente de los EE.UU. No. 6.315.990 de Farer, et al., describió particulados cubiertos con fluorosilano

imagen7

10

15

20

25

30

35

40

45

50

tratamiento superficial (las cadenas de perfluoroalquilo proveen más hidrofobicidad que las cadenas de alquilo correspondientes). En general, puede decirse que las proporciones de TS:medio de 0.5, 0.75, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 3.0, 3.25, 3.5, 3.75, 4, 4.25, 4.5, 5.75, 6, 7, 8, 9 y 10 son cada una consideradas una forma de presentación distinta de la invención.

En el caso de que los tratamientos superficiales comprendan uno o más átomos de flúor, como tratamientos superficiales de fluoroalquilsilano y perfluoroalquilsilano, los valores de TS:medio mayores a 1.1 son convenientes. Más típicamente, el valor de TS:medio será mayor que 1.2, mayor que 1.3, mayor que 1.4, mayor que 1.5, mayor que 1.6, mayor que 1.7, mayor que 1.8, mayor que 1.9 o mayor que 2.0.

De manera similar, en el caso de tratamientos superficiales a base de alquilo, arilo o silicona que no comprendan átomos de flúor, incluyendo tratamientos superficiales de alquilo silanos, silicona, dimeticona, estearatos, silanos poliméricos o similares, se desean valores de TS:medio mayores a aproximadamente 2.3. Más típicamente, el valor de TS:medio será mayor que 2.4, mayor que 2.5, mayor que 2.6, mayor que 2.7, mayor que 2.8, mayor que 2.9 o mayor que 3.0.

Se observará que el valor de TS:medio requerido para lograr una superficie superhidrofóbica donde el óxido de hierro sea funcionalizado en la superficie con grupos alquilos es en líneas generales el doble del requerido cuando el óxido de hierro funcionalizado en la superficie con los correspondientes grupos perfluoroalquilos.

El material particulado de conformidad con la invención es negro de carbón. Los polvos de negro de carbón adecuados típicamente tendrán un tamaño medio de partícula de aproximadamente 0.01 μm a aproximadamente 5 μm, más típicamente entre aproximadamente 0.01 y aproximadamente 1 μm, y predeciblemente entre aproximadamente 0.01 y aproximadamente 0.1 μm (es decir, de aproximadamente 10 a aproximadamente 100 nanómetros). El polvo de negro de carbón puede tener un área superficial de entre aproximadamente 50 y aproximadamente 500 metros (m)2/gramo, más típicamente entre aproximadamente 100 a aproximadamente 350 m2/gramo, y más típicamente entre aproximadamente 150 y aproximadamente 300 m2/gramo medidos por nitrógeno BET. Un negro de carbón adecuado es el Negro D&C No. 2, que se forma mediante la combustión de materia de carbón de petróleo aromático y consiste esencialmente en carbono puro, formado como partículas finas con un área superficial en el rango entre 200 a 260 metros (m)2/gramo por nitrógeno BET. El Negro D&C No. 2 está disponible por Sensient bajo el nombre comercial Unipure Black LC 902. Este material tiene un tamaño medio de partícula de aproximadamente 0.04 μm.

Se contempla que las mejoras sinérgicas en la hidrofobicidad se obtendrán usando combinaciones de pigmentos de óxido de hierro y pigmentos de negro de carbón tratados hidrofóbicamente. Se espera que las combinaciones sean sinérgicas sobre todas las proporciones de pigmento de óxido de hierro a negro de carbón, aunque en ciertas formas de presentación, las proporciones de pigmento de óxido de hierro a negro de carbón estarán en el rango de aproximadamente 1:10 a aproximadamente 10:1, más típicamente de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 5:1, incluyendo rangos de aproximadamente 1:4 a aproximadamente 4:1, aproximadamente 1:3 a aproximadamente 3:1, aproximadamente 1:2 a aproximadamente 2:1, y mezclas de pesos iguales que tengan una proporción de aproximadamente 1:1. Las combinaciones sinérgicas proveerán películas que tengan un ángulo de contacto con el agua mayor al que se esperaría cuando el aporte de cada componente sea meramente aditiva.

Las proporciones de particulados a formadores de película en las composiciones de conformidad con la invención son controladas para producir las composiciones con los efectos hidrofóbicos deseados. Los pigmentos de óxido de hierro y/o negro de carbón estarán típicamente presentes en total, tanto en las composiciones como en las películas, en una proporción en peso a formadores de película hidrofóbica de aproximadamente 1:10 a aproximadamente 10:1 o de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 5:1. Por ejemplo, el peso de formador de película hidrofóbica a material particulado puede estar en el rango de aproximadamente 1:2 a aproximadamente 2:1, incluyendo la proporción de aproximadamente 1:2, aproximadamente 1:1.75, aproximadamente 1:1.5, aproximadamente 1:1.25, aproximadamente 1:1, aproximadamente 1.25:1, aproximadamente 1.5:1, aproximadamente 1.75:1 y aproximadamente 2:1. Se han obtenido particularmente buenos resultados cuando la proporción en peso de formados de película hidrofóbica a material particulado es de aproximadamente 1:1.

Además del óxido de hierro hidrofóbicamente modificado y/o pigmentos de negro de carbón, las composiciones pueden comprender además uno o más materiales particulados adicionales. Un material particulado preferido de conformidad con la invención o divulgación es el polvo de sílice modificado hidrofóbicamente (SiO2), incluyendo sílice ahumando o

sílice pirogénico (v.g., que tienen un tamaño de partícula en el rango de aproximadamente 7 nm a aproximadamente 40 nm). Otros materiales particulados notables son los óxidos metálicos y óxidos metaloides modificados hidrofóbicamente, incluyendo sin limitación dióxido de titanio (TiO2), óxido de aluminio (Al2O3), dióxido de zirconio (ZrO2), dióxido de

estaño (SnO2), óxido de zinc (ZnO) y combinaciones de los mismos.

Ventajosamente, el material particulado puede ser uno que brinde funcionalidad adicional a las composiciones, incluyendo por ejemplo absorción o dispersión de luz ultravioleta (UV), en el caso de por ejemplo los particulados de

imagen8

imagen9

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

más preferiblemente de aproximadamente 20% a aproximadamente 60% por peso de la emulsión total. La fase acuosa comprenderá típicamente de aproximadamente 25% a aproximadamente 100%, más típicamente de aproximadamente 50% a aproximadamente 95% por peso de agua.

La fase que contiene aceite puede estar compuesta de un aceite singular o mezclas de diferentes aceites. Esencialmente cualquier aceite se contempla como útil, aunque se prefieren los aceites altamente hidrofóbicos. Ejemplos adecuados no limitantes incluyen aceites vegetales, ésteres como octil palmitato, isopropil miristato e isopropil palmitato; éteres como éter dicaprílico; alcoholes grasos como alcohol cetílico, alcohol estearílico, alcohol behenílico; isoparafinas como isooctano, isododecano e isohexadecano; aceites de silicona como dimeticonas, siliconas cíclicas y polisiloxanos; aceites de hidrocarburos como el aceite mineral, petrolato, isoeicosano y poliisobuteno; ceras naturales o sintéticas; y similares.

Los aceites de hidrocarburo hidrofóbicos adecuados pueden ser saturados o insaturados, tener un carácter alifático y ser de cadena recta o ramificada o contener anillos alicíclicos o aromáticos. Los aceites de hidrocarburo incluyen aquellos que tienen de 6 a 20 átomos de carbono, más preferiblemente 10 a 16 átomos de carbono. Hidrocarburos representativos incluyen decano, dodecano, tetradecano, tridecano e isoparafinas de C8 a C20. Los hidrocarburos parafínicos están disponibles por Exxon bajo la marca ISOPARS, y por Permetil Corporation. Además, los hidrocarburos parafínicos de C8 a C20 como la isoparafina de C12 (isododecano) fabricado por Permetil Corporation con el nombre comercial Permetil 99ATM también se contemplan como adecuados. Varias isoparafinas de C16 disponibles en el mercado, como isohexadecano (con el nombre comercial Permetil RTM) también son adecuadas. Ejemplos de hidrocarburos volátiles incluyen a los polidecanos como isododecano e isodecano, incluyendo por ejemplo, Permetil-99A (Presperse Inc.) y las isoparafinas de C7-C8 a C12-C15 como las de la Serie Isopar disponibles por Exxon Chemicals. Un solvente hidrocarburo representativo es el isododecano.

Lo que es crítico es que las emulsiones tengan pocos o ningún constituyente hidrofílico no volátil, incluyendo algunos humectantes convencionales. Componentes como glicerina y polioles, incluyendo propilenglicol, etoxidiglicol, glicerina, butilenglicol, pentlenglicol y hexilenglicol deberían eliminarse o deberían mantenerse a niveles tales que los constituyentes hidrofílicos no volátiles, en total, no excedan 15% por peso y preferiblemente será de menos de 10%, menos de 5%, menos de 2% o menos de 1% por peso. Se ha encontrado que la glicerina es particularmente perjudicial para lograr superhidrofobicidad y debería por lo tanto mantenerse a niveles inferiores a 2% por peso, o eliminarse totalmente.

Se ha encontrado que la selección y cantidad de emulsionante es importante para obtener películas que brinden propiedades hidrofóbicas superiores. Como el emulsionante mismo puede ser dañino para la formación de una película superhidrofóbica, las composiciones preferiblemente tienen el menor nivel de emulsionante capaz de producir una emulsión estable. La cantidad de emulsionante será típicamente de aproximadamente 0.001 peso % a aproximadamente 10 peso %, pero preferiblemente oscilará entre aproximadamente 0.01 y aproximadamente 5 peso %, y más preferiblemente aproximadamente 0.1 peso % a aproximadamente 1 peso %, en base al peso total de la composición.

Para emulsiones de agua en aceite, el emulsionante mismo debería tener un bajo valor de HLB, preferiblemente inferior a 10, más preferiblemente inferior a 8.5. Aunque combinaciones de más de un emulsionante se contemplan dentro del alcance de la invención, cada emulsionante, individualmente, debería tener un valor de HLB bajo. Por lo tanto, el uso de emulsionantes de alto y bajo HLB, que en combinación den un bajo HLB (v.g., inferior a 8.5), es menos deseable porque incluso si el HLB combinado del sistema es inferior a 8.5, el aporte del emulsionante de HLB más alto será perjudicial para la formación de una película superhidrofóbica. Si está presente, la cantidad de emulsionante con HLB superior a 10 será menor que 1% por peso, más preferiblemente menor que 0.5% por peso, u más preferible aún menor que 0.2% por peso.

Cuando el emulsionante sea del tipo polietoxilado (v.g., éteres o ésteres de polioxietileno) que comprendan cadenas de la forma –(CH2CH2O)n–, n es generalmente menos de 20, preferiblemente menos de 10, más preferiblemente menos de 7, y más preferiblemente menos de 5. Los emulsionantes propoxilados también se contemplan como adecuados. Los emulsionantes propoxilados típicamente tienen menos de 20, más preferiblemente menos de 10, más preferiblemente menos de 5 unidades repetidas de óxido de propileno.

Los emulsionantes que pueden usarse en la composición de la presente invención incluyen, pero no se limitan a uno o más de los siguientes: ésteres de sorbitán; poligliceril-3-diisostearato; monoestearato de sorbitán, triestearato de sorbitán, sesquioleato de sorbitán, monooleato de sorbitán; ésteres de glicerol como monoestearato de glicerol monooleato de glicerol; polioxietileno fenoles como polioxietileno octil fenol y polioxietileno nonil fenol; éteres de polioxietileno como éter cetílico de polioxietileno y éter estearílico de polioxietileno; éster glicólico de polioxietileno; ésteres de sorbitán de polioxietileno; copolioles de dimeticona; ésteres poliglicerílicos como poliglocerol-3-diisostearato; gliceril laurato; Steareth-2 y Steareth-6, por nombrar algunos. Emulsionantes adicionales se indican en el INCI Ingredient Dictionary and Handbook 11th Edition 2006.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Un ejemplo de un emulsionante de muy bajo HLB contemplado como adecuado de conformidad con la invención es el Span 83, un sesquiéster de monooleato y dioleato a una proporción molar de 2:1 que tiene un valor de HLB de 3.7. El monoestearato de sorbitán (INCI) es otro emulsionante adecuado, que tienen un valor de HLB de 4.7.

La fase acuosa puede incluir uno o más solventes adicionales, preferiblemente solventes volátiles, incluyendo alcoholes menores, como etanol, isopropanol y similares. El solvente volátil también puede ser un éster aceptable en términos cosméticos como butil acetato o etil acetato; las cetonas como acetona o etil metil cetona o similares. Los solventes volátiles, cuando estén presentes en la fase acuosa, comprenderán típicamente de aproximadamente 0.1% a aproximadamente 75% por peso de la fase acuosa, más típicamente hasta aproximadamente 35% por peso, y preferiblemente hasta aproximadamente 15% por peso. El agua y solventes volátiles adicionales se contemplan para mejorar la formación de una película superhidrofóbica porque los particulados tenderán a ser empujados a la superficie de la película a medida que los solventes se evaporan.

Emulsión de Agua en Silicona

Un tipo de emulsión de agua en aceite que se ha encontrado útil es la emulsión de agua en silicona que tiene una fase continua que contiene aceite de silicona y una fase acuosa discontinua acuosa.

La fase que contiene silicona comprenderá típicamente de aproximadamente 20% a aproximadamente 95%, preferiblemente de aproximadamente 25% a aproximadamente 85%, y más preferiblemente de aproximadamente 35% a aproximadamente 70%. La fase acuosa comprenderá típicamente de aproximadamente 5% a aproximadamente 90%, preferiblemente de aproximadamente 10% a aproximadamente 70%, y más preferiblemente de aproximadamente 20% a aproximadamente 60% por peso de la emulsión total. La fase acuosa comprenderá típicamente de aproximadamente 25% a aproximadamente 100%, más típicamente de aproximadamente 50% a aproximadamente 95% por peso de agua.

La fase de aceite de silicona puede incluir aceites de silicona volátiles, aceites de silicona no volátiles y combinaciones de los mismos. Aceite de silicona volátil significa que el aceite se evapora fácilmente a temperatura ambiente. Típicamente, los aceites de silicona volátiles exhibirán una presión de vapor en el rango de aproximadamente 1 Pa a aproximadamente 2 kPa a 25ºC; preferiblemente tendrán una viscosidad de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10 centistokes, preferiblemente aproximadamente 5 centistokes o menos, más preferiblemente aproximadamente 2 centistokes o menos, a 25ºC; y tendrán un punto de ebullición a presión atmosférica de aproximadamente 35ºC a aproximadamente 250ºC.

Las siliconas volátiles incluyen siliconas de dimetilsiloxano volátiles lineales y cíclicas. En una forma de presentación, las siliconas volátiles pueden incluir ciclodimeticonas, incluyendo ciclometiconas tetrámero (D4), pentámero (D5) y hexámero (D6) o mezclas de las mismas. Puede hacerse particular mención de ciclometicono-hexametil ciclotrisiloxano, octametil-ciclotetrasiloxano y decametil-ciclopentasiloxano volátiles. Dimeticonas adecuadas son suministradas por Dow Corning bajo el nombre Dow Corning 200® Fluid y tienen viscosidades que oscilan de 0.65 a 600 000 centistokes o superiores. Aceites de silicona líquidos volátiles no polares se divulgan en la Pat. de EE.UU. No. 4.781.917. Materiales de silicona volátiles adicionales se describen en Todd et al., “Volatile Silicone Fluids for Cosmetics”, Cosmetics y Toiletries, 91:27-32 (1976). Las siliconas lineales generalmente tienen una viscosidad de menos de aproximadamente 5 centistokes a 25°C., mientras que las siliconas cíclicas tienen viscosidades de menos de aproximadamente 10 centistokes a 25°C. Ejemplos de siliconas volátiles de viscosidades variables incluyen las Dow Corning 200, Dow Corning 244, Dow Corning 245, Dow Corning 344 y Dow Corning 345, (Dow Corning Corp.); SF-1204 y SF-1202 Silicone Fluids (G.E. Silicones), GE 7207 y 7158 (General Electric Co.); y SWS-03314 (SWS Silicones Corp.). Las siliconas volátiles lineales incluyen compuestos de polidimetilsiloxano de bajo peso molecular como hexametildisiloxano, octametiltrisiloxano, decametiltetrasiloxano y dodecametilpentasiloxano por nombrar algunos.

Los aceites de silicona no volátiles típicamente comprenderán polialquilosiloxanos, poliarilsiloxanos, polialquiloarolsiloxanos o mezclas de los mismos. Los polidimetilsiloxanos son aceites de silicona no volátiles preferidos. Los aceites de silicona no volátiles típicamente tendrán una viscosidad de aproximadamente 10 a aproximadamente 60 000 centistokes a 25ºC, preferiblemente entre aproximadamente 10 y aproximadamente 10 000 centistokes, y todavía más preferible entre aproximadamente 10 y aproximadamente 500 centistokes; y un punto de ebullición superior a 250ºC a presión atmosférica. Ejemplos no limitantes incluyen al dimetil polisiloxano (dimeticona), fenil trimeticona y difenildimeticona.

Los aceites de silicona volátiles y no volátiles pueden opcionalmente ser sustituidos con diversos grupos funcionales como grupos alquilo, arilo, amino, grupos vinilo, hidroxilo, haloalquilo, grupos alquiloarilo y grupos acrilato por nombrar algunos.

La emulsión de agua en silicona es emulsionada con un surfactante no iónico (emulsionante). Emulsionantes adecuados incluyen copolímeros en bloque polidiorganosiloxano-polioxialquiloeno, incluyendo aquellos descritos en la Patente de los EE.UU. No. 4.122.029. Estos emulsionantes generalmente comprenden una estructura principal de

10

15

20

25

30

35

40

45

50

polidiorganosiloxano, típicamente polidimetilsiloxano, con cadenas laterales que comprenden grupos –(EO)m– y/o – (PO)n–, donde EO es etilenoxi y PO es 1,2-propilenoxi, las cadenas laterales típicamente terminadas en capuchón o con hidrógeno o grupos alquilo inferiores (v.g., C1-6, típicamente C1-3). Las cadenas laterales preferiblemente comprenderán 50 unidades EO y/o PO o menos (v.g., m + n =<50), preferiblemente 20 o menos, y más preferiblemente 10 o menos. Además de la cadena lateral alcoxilada, el emulsionante de silicona puede también comprender cadenas de alquilo pendiendo de la estructura principal de silicona. Otros emulsionantes de agua en silicona se divulgan en la Patente de los EE.UU. No. 6.685.952. Emulsionantes de agua en silicona disponibles en el mercado incluyen aquellos suministrados por Dow Corning bajo las denominaciones comerciales 3225C y 5225C FORMULATION AID; SILICONE SF-1528 suministrado por General Electric; ABIL EM 90 y EM 97, suministrados por Goldschmidt Chemical Corporation (Hopewell, VA); y la serie SILWET de emulsionantes vendida por OSI Specialties (Danbury, CT).

Ejemplos de emulsionantes de agua en silicona incluyen pero no se limitan a crospolímero dimeticona PEG 10/15, dimeticona copoliol, cetil dimeticona copoliol, crospolímero de PEG-15 lauril dimeticona, crospolímero de laurilmeticona, ciclometicona y dimeticona copoliol, dimeticona copoliol (y) triglicéridos caprílico/cáprico, poligliceril-4 isoestearato (y) cetil dimeticona copoliol (y) hexil laurato, y dimeticona copoliol (y) ciclopentasiloxano.

Ejemplos preferidos de emulsionantes de agua en silicona incluyen, sin limitación, PEG/PPG-18/18 dimeticona (nombre comercial 5225C, Dow Corning), PEG/PPG-19/19 dimeticona (nombre comercial BY25-337, Dow Corning), Cetil PEG/PPG-10/1 dimeticona (nombre comercial Abil EM-90, Goldschmidt Chemical Corporation), PEG-12 dimeticona (nombre comercial SF 1288, General Electric), lauril PEG/PPG-18/18 meticona (nombre comercial 5200 FORMULATION AID, Dow Corning), crospolímero de PEG-12 dimeticona (nombre comercial 9010 y 9011 silicone elastomer blend, Dow Corning), crospolímero de PEG-10 dimeticona (nombre comercial KSG-20, Shin-Etsu), y crospolímero de dimeticona PEG-10/15 (nombre comercial KSG-210, Shin-Etsu).

Los emulsionantes de agua en silicona típicamente estarán presentes en la composición en una cantidad de aproximadamente 0.001% a aproximadamente 10% por peso, en particular en una cantidad de aproximadamente 0.01% a aproximadamente 5% por peso, y más preferiblemente, debajo de 1% por peso.

En un aspecto de la invención, se provee una composición para impartir una película hidrofóbica sobre una superficie que comprende una emulsión de agua en aceite. La emulsión de agua en aceite incluye (i) una fase oleosa continua; (ii) una fase acuosa discontinua (interna); (iii) un emulsionante con un valor de HLB inferior a 10, preferiblemente inferior a 8.5; (iv) uno o más formadores de película hidrofóbicos, y (v) pigmentos de óxido de hierro modificados hidrofóbicamente y/o negros de carbón.

En un aspecto relacionado de la invención, una composición para impartir una película hidrofóbica sobre una superficie que comprende una emulsión de agua en silicona. La emulsión de agua en silicona incluye (i) una fase oleosa de silicona continua; (ii) una fase acuosa discontinua; (iii) un emulsionante que comprende un polímero de organosiloxano con cadenas laterales que comprenden grupos –(EO)m– y/o –(PO)n–, donde n y m son números enteros de cero a aproximadamente 25 y donde la suma de n y m es al menos 1 pero aproximadamente 50 o menos, y las cadenas laterales terminan con hidrógeno o grupos alquilos inferiores; (iv) uno o más formadores de película hidrofóbicos, y (v) pigmentos de óxido de hierro modificados hidrofóbicamente y/o negros de carbón.

Tanto en emulsiones de agua en aceite como de agua en silicona, la proporción en peso del uno o más pigmentos de óxido de hierro modificado hidrofóbicamente y/o negro de carbón es como se describe arriba, y puede ser adecuadamente, por ejemplo, entre aproximadamente 1:10 y aproximadamente 10:1, aproximadamente 1:10 a aproximadamente 5:1, aproximadamente 1:5 a aproximadamente 5:1, aproximadamente 1:5 a aproximadamente 2:1 o aproximadamente 1:2 a aproximadamente 1:1, prefiriéndose mayores niveles de material particulado; el o los pigmentos de óxido de hierro modificados hidrofóbicamente y/o materiales de negro de carbón colectivamente comprenden al menos aproximadamente 1% por peso, preferiblemente al menos aproximadamente 2% por peso, y más preferiblemente al menos aproximadamente 5% por peso de la emulsión de agua en aceite o agua en silicona hasta aproximadamente 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% o 90% del peso total de la emulsión.

En la práctica preferida de la invención, los formadores de película hidrofóbica y pigmentos hidrofóbicas son primero dispersados o disueltos en la fase oleosa y silicona. El aceite o silicona es posteriormente mezclado con la fase acuosa para formar una emulsión. Las emulsiones típicamente comprenderán formadores de película hidrofóbica y pigmentos hidrofóbicos disperses o disueltos predominantemente en la fase oleosa o silicona.

Cosméticos

Las composiciones cosméticas de conformidad con la invención incluyen, pero no se limitan a cosméticos de color, productos de cuidado para la piel, productos de cuidado del cabello, y productos de cuidado personal. Los cosméticos de color incluyen, por ejemplo, base y mascara. Los productos de cuidado de la piel incluyen pero no se limitan a filtros solares, productos para después del sol, lociones y cremas. Aplicaciones adicionales incluyen el uso en productos de

imagen10

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

agentes de potenciación del sistema inmune, agentes supresores del sistema inmune, agentes antiacné, anestésicos, antisépticos, repelentes de insectos, compuestos refrescantes de la piel, protectores de la piel, potenciadores de penetración en la piel, exfoliantes, lubricantes, fragancias, colorantes, agentes de manchado, agentes despigmentantes, agentes hipopigmentantes, preservativos, estabilizantes, agentes farmacéuticos, agentes fotoestabilizantes y mezclas de los mismos. Si están presentes, los niveles de tales componentes adicionales deberían seleccionarse juiciosamente para no impactar negativamente la capacidad de las emulsiones de formar películas superhidrofóbicas. Colectivamente, todos estos componentes adicionales deberían preferiblemente comprender menos de 5% por peso, más preferiblemente menos de 2% por peso, y todavía más preferiblemente menos de 1% por peso de la composición total. Las composiciones de la invención pueden comprender opcionalmente otros ingredientes activos e inactivos típicamente asociados con productos de cuidado personal y cosméticos, incluyendo pero no limitándose a excipientes, agentes de relleno, agentes emulsionantes, antioxidantes, surfactantes, formadores de película, agentes quelantes, agentes gelantes, espesantes, emolientes, humectantes, hidratantes, vitaminas, minerales, modificantes de viscosidad y/o reología, filtros solares, keratolíticos, agentes despigmentantes, retinoides, compuestos hormonales, alfa-hidroxiácidos, alfa-cetoácidos, agentes antibacteriales, agentes antimicóticos, antimicrobiales, antivirales, analgésicos, compuestos lipídicos, agentes antialérgicos, antihistamínicos H1 o H2, agentes antiinflamatorios, antiirritantes, antineoplásticos, agentes de potenciación del sistema inmune, agentes supresores del sistema inmune, agentes antiacné, anestésicos, antisépticos, repelentes de insectos, compuestos refrescantes de la piel, protectores de la piel, potenciadores de penetración en la piel, exfoliantes, lubricantes, fragancias, colorantes, agentes de manchado, agentes despigmentantes, agentes hipopigmentantes, preservativos, estabilizantes, agentes farmacéuticos, agentes fotoestabilizantes y mezclas de los mismos. Si están presentes, los niveles de tales componentes adicionales deberían seleccionarse juiciosamente para no impactar negativamente la capacidad de las emulsiones de formar películas superhidrofóbicas. Colectivamente, todos estos componentes adicionales deberían preferiblemente comprender menos de 5% por peso, más preferiblemente menos de 2% por peso, y todavía más preferiblemente menos de 1% por peso de la composición total.

La combinación de formador de película hidrofóbica y pigmento hidrofóbico (v.g, pigmento modificado hidrofóbicamente, negro de carbón, etc.) típicamente comprenderán de aproximadamente 0.5% a aproximadamente 99% de las composiciones cosméticas. Más particularmente, la combinación de polímero formador de película hidrofóbica y pigmento hidrofóbico puede comprender de aproximadamente 1-5%, aproximadamente 5-10%, aproximadamente 1015%, aproximadamente 15-20%, aproximadamente 20-25%, aproximadamente 25-30%, aproximadamente 30-35%, aproximadamente 40-45%, aproximadamente 45-50%, aproximadamente 50-55%, aproximadamente 55-60%, aproximadamente 60-65%, aproximadamente 65-70%, aproximadamente 70-75%, aproximadamente 75-80%, aproximadamente 80-85%, aproximadamente 85-90% o aproximadamente 90-95% por peso de la composición cosmética.

El pigmento hidrofóbico comprenderá típicamente de aproximadamente 20% a aproximadamente 95% del peso de la película seca, lo que significa una película formada a partir de una composición cosmética después de la evaporación de cualquier componente volátil presente. En diversas formas de presentación, el pigmento hidrofóbico comprenderá de aproximadamente 20-25%, aproximadamente 25-30%, aproximadamente 30-35%, aproximadamente 40-45%, aproximadamente 45-50%, aproximadamente 50-55%, aproximadamente 55-60%, aproximadamente 60-65%, aproximadamente 65-70%, aproximadamente 70-75%, aproximadamente 75-80% o de aproximadamente 80-85% de la película seca, en base a peso. Se observa que la cantidad de pigmento hidrofóbico en la película seca se ajusta idealmente hacia el extremo superior del anterior rango en el caso en que el peso molecular del formador de película es mayor (v.g., celulósicos), o en que la película comprende altos niveles de componentes no volátiles solubles en agua o dispersables en agua que pueden revestir o enmascarar el pigmento en la superficie de la película. Preferiblemente, la cantidad colectiva de componentes no volátiles solubles en agua o dispersables en agua en la película seca será por debajo de aproximadamente 35%, por debajo de aproximadamente 30%, por debajo de aproximadamente 25%, por debajo de aproximadamente 20%, por debajo de aproximadamente 15%, por debajo de aproximadamente 10%, por debajo de aproximadamente 5%, o por debajo de aproximadamente 2.5%, en base al peso total de la película seca. En algunas formas de presentación, las películas superhidrofóbicas comprenderán menos de 1% por peso de los componentes no volátiles solubles en agua o dispersables en agua.

El pigmento hidrofóbico puede comprender, consiste esencialmente o está conformado por óxido de hierro modificado hidrofóbicamente. Por “estar conformado por” óxido de hierro modificado hidrofóbicamente se entiende que la presencia de pigmentos hidrofóbicos adicionales está excluida en la medida que la presencia de tales pigmentos hidrofóbicos adicionales tendría un impacto medible en el ángulo de contacto de la película resultante. En algunas formas de presentación, el componente de pigmento hidrofóbico puede comprender más de aproximadamente 5%, más de aproximadamente 10%, más de aproximadamente 15%, más de aproximadamente 20%, más de aproximadamente 25%, más de aproximadamente 30%, más de aproximadamente 35%, más de aproximadamente 40%, más de aproximadamente 45%, más de aproximadamente 50%, más de aproximadamente 55%, más de aproximadamente 60%, más de aproximadamente 65%, más de aproximadamente 70%, más de aproximadamente 75%, más de aproximadamente 80%, más de aproximadamente 85%, más de aproximadamente 90% o más de aproximadamente 95% por peso de óxido de hierro modificado hidrofóbicamente.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

El pigmento hidrofóbico puede comprender, consiste esencialmente o está conformado por negro de carbón. Por “estar conformado por” negro de carbón se entiende que la presencia de pigmentos hidrofóbicos adicionales está excluida en la medida que la presencia de tales pigmentos hidrofóbicos adicionales tendría un impacto medible en el ángulo de contacto de la película resultante. En algunas formas de presentación, el componente de pigmento hidrofóbico puede comprender más de aproximadamente 5%, más de aproximadamente 10%, más de aproximadamente 15%, más de aproximadamente 20%, más de aproximadamente 25%, más de aproximadamente 30%, más de aproximadamente 35%, más de aproximadamente 40%, más de aproximadamente 45%, más de aproximadamente 50%, más de aproximadamente 55%, más de aproximadamente 60%, más de aproximadamente 65%, más de aproximadamente 70%, más de aproximadamente 75%, más de aproximadamente 80%, más de aproximadamente 85%, más de aproximadamente 90% o más de aproximadamente 95% por peso de negro de carbón.

Una máscara de conformidad con la invención puede comprender además cualquiera de los ingredientes acostumbrados para ese tipo de producto, incluyendo aquellos ingredientes de mascara listados en el International Cosmetic Ingredient Dictionary and Handbook, 12th Ed. (2008) en las páginas 3435-3438.

En una forma de presentación, la composición está conformada como un filtro solar que comprende dióxido de titanio u óxido de zinc modificado hidrofóbicamente (esto es, tratado en la superficie). El dióxido de titanio u óxido de zinc modificado hidrofóbicamente puede comprender al menos de aproximadamente 1% a aproximadamente 15% del peso total de la composición. Los filtros solares comprenderán uno o más filtros UVA y/o UVB orgánicos (hidrofóbicos o hidrofílicos), aunque los niveles de filtros solares hidrofílicos en las emulsiones no debe ser tan alto como para impactar negativamente la capacidad de formar una superficie superhidrofóbica y la cantidad total de tales filtros solares preferiblemente será inferior a aproximadamente 10% por peso, más preferiblemente de aproximadamente 5% por peso. Los filtros solares de conformidad con la invención exhibirán resistencia al agua mejorada en comparación con los filtros solares convencionales a base de emulsión.

La presente composición puede tener uno o más filtros solares activos. Tales filtros solares activos pueden ser orgánicos

o inorgánicos y solubles en agua o solubles en aceite. Tales activos incluyen aquellos para protección de UVA y UVB (290 a 400 nanómetros de radiación salar). Tales activos de filtro solar incluyen, pero no se limitan a uno o más de los siguientes: dibenzoilmetano, oxibenzona, sulisobenzona, dioxibenzona, mentil antranilato, ácido paraaminobenzóico (PABA), octil metoxicinamato, DEA metoxicinamato, octocrileno, drometrizola trisiloxano, octil salicilato, homomentil salicilato, octil dimetil PABA, TEA salicilato, 4-metil benziliden camfor, octil triazone, ácido sulfónico de tereftalidieno dicamfor, ácido sulfónico de fenil benzimidazol, etil PABA, hidroxi metilfenil benzotriazol, metileno bisbenzotriazoiltetrametilbutilfenol, bis-etilhexiloxifenol metoxifenol triazina, dióxido de titanio, óxido de zinc o cualesquiera derivados o combinaciones de los mismos. Otros activos de filtro solar incluyen aquellos divulgados en la Patente de EE.UU. No. 5.000.937. Los filtros solares preferidos incluyen al octilmetoxi cinnamato, octil salicilato, octocryleno, avobenzona, benzofenona-3, y polisilicona-15 (Parsol slx).

En una forma de presentación, las composiciones son aplicadas en la piel, preferiblemente la piel de la cara. Tales composiciones pueden formularse como una base, un colorete, sombra de ojos, etc. En otra forma de presentación, las composiciones se presentan como un producto para los labios con resistencia a la transferencia y resistencia al agua (v.g., un lápiz labial o brillo labial), en cuyo caso las composiciones son aplicadas en los labios. Los cosméticos de color, incluyendo bases, mascaras, esmaltes de uña, lápices labiales, sombras de ojos, y similares, comprenderán opcionalmente uno o más colorantes adicionales, incluyendo tintes, lacas, pigmentos o combinaciones de los mismos

En otra forma de presentación, las composiciones son aplicadas en el pelo y proveen resistencia contra la humedad. De esta manera, por ejemplo, la composición puede aplicarse en el pelo antes de nadar de tal forma que el pelo no se humedezca o se humedezca mínimamente después del sumergimiento en el agua. Humedecerse mínimamente significa que el después del sumergimiento el peso del pelo se incrementa en 100% o menos, preferiblemente en 50% o menos, más preferiblemente en 25% o menos, y todavía más preferible en 10% o menos en comparación con el peso del pelo antes del sumergimiento en el agua. Además, después de una o dos sacudidas vigorosas del pelo, el pelo estará esencialmente seco. Esencialmente seco significa que el peso del pelo se incrementará en menos de aproximadamente 5% o menos de aproximadamente 2.5% en comparación con el peso del pelo antes del sumergimiento. Lo anterior puede probarse usando muestras de pelo tratadas con las composiciones inventivas. Asimismo, las composiciones pueden aplicarse en el pelo de una mascota, como un perro, antes de nadar, de tal forma que la mascota esté sustancialmente seca después de nadar son la necesidad de secarla con toallas, etc., o en el del ganado, para que no se mojen con la lluvia, nieve o lodo.

Pueden incorporarse componentes adicionales como agentes de relleno o para varios propósitos funcionales como es usual en la técnica cosmética. Sin embargo, aunque pueden incluirse componentes adicionales consistentes para formular las anteriores composiciones cosméticas, la inclusión de ingredientes adicionales se limita a aquellos ingredientes que no interfieran con la formulación de una película superhidrofóbica.

imagen11

imagen12

Tabla 5.

nombre INCI/descripción: 2D 2E 2F

isododecano1: 64 64 64

isododecano y copolímero de acrilato/dimeticona2: 6 6 6

isododecano y copolímero de etileno/propileno/estireno y copolímero de butileno/etileno/estireno3: 20 20 20

Pigmento (Muestra D): 10 - --

Pigmento (Muestra E): - 10 --

Pigmento (Muestra F): - - 10

total: 100 100 100

1Permethyl A de Presperse; 2KP 550 de Shin Etsu; 3Versagel MD 1600 de Penreco.

Las formulaciones 2D, 2E y 2F se aplicaron en láminas de vidrio y se permitió que se evaporaran los volátiles. Los ángulos de contacto con una gota de agua fueron medidos usando un Sistema de Análisis Kruss Drop Shape Analysis

5 System DSA 10 MK2. El ángulo de contacto fue calculado a través de software instrumental usando el método de circle fit. El volumen de agua (es decir, tamaño de gota) se estableció en 5 μl. Los ángulos de contacto se midieron y resultaron de 113.2º (2D), 114 º (2E) y 142.8º (2F).

En cuanto a los pigmentos de óxido de hierro tratados con perfluoroalquilsilano del Ejemplo 1, la proporción de TS:medio (proporción de porcentaje de tratamiento superficial a tamaño medio de partícula en micrones) estaba fuertemente 10 correlacionada con la hidrofobicidad de las películas resultantes con el pigmento de TS:medio más alta proporcionando la película más hidrofóbica. Aunque en este caso el porcentaje de tratamiento superficial (TS) solo y el tamaño medio de partícula (medio) solo produjo mayores valores de rx,y y r2 que la proporción TS:medio, la significancia de este hallazgo no se toma en cuenta, en parte por el limitado conjunto de datos y en parte porque el pigmento Muestra E (Covalumine black AS de Sensient) comprende 79% por peso de alúmina y 20% por peso de óxido de hierro, mientras que los

15 pigmentos de las Muestras D y F comprenden sólo óxido de hierro como componente de óxido metálico.

Sin embargo, se establece que los pigmentos de óxido de hierro tratados con alquilsilano que tienen una proporción de porcentaje de tratamiento superficial a tamaño medio de partícula en micrones (TS:medio) mayor que aproximadamente

2.5 son capaces de proveer una película superhidrofóbica.

Ejemplo 3

20 Este ejemplo provee una composición para impartir una película superhidrofóbica que comprende negro de carbón (Negro D&C # 2) y formadores de película hidrofóbica en un vehículo anhidro. La composición tiene la formulación establecida en la Tabla 6.

Tabla 6.

nombre INCI/descripción: Muestra 3

isododecano1: 64

isododecano y copolímero de acrilato/dimeticona2: 6

isododecano y copolímero de etileno/propileno/estireno y copolímero de butileno/etileno/estireno3: 20

Negro D&C # 2(4): 10

total: 100

1Permethyl A de Presperse; 2KP 550 de Shin Etsu; 3Versagel MD 1600 de Penreco; 4Unipure black LC 902 de Sensient.

Se preparó una película depositando la composición de la Tabla 6 en una lámina de vidrio y se permitió que se evaporaran los volátiles. El ángulo de contacto con una gota de agua fue medido y resultó de 148.2º.

Ejemplo 4

Este ejemplo demuestra la mejora sinérgica en la superhidrofobicidad obtenible usando una mezcla de pigmento de negro de carbón y pigmento de óxido de hierro tratado con alquilsilano. Se prepararon formulaciones con diversas proporciones de pigmento de negro de carbón a pigmento de óxido de hierro de conformidad con la Tabla 7.

Tabla 7.

nombre INCI/descripción: Ejemplo No.

2D: 4H 4I 4J 3

isododecano1: 64 64 64 64 64

isododecano y copolímero de acrilato/dimeticona2: 6 6 6 6 6

isododecano y copolímero de etileno/propileno/estireno y copolímero de butileno/etileno/estireno3: 20 20 20 20 20

Pigmento (Muestra D): 10 7.5 5.0 2.5 --

Negro D&C # 2(4): - 2.5 5.0 7.5 10

total: 100 100 100 100 100

10 Como se discute en el Ejemplo 2, el ángulo de contacto con el agua para una muestra que comprende 10% por peso de óxido de hierro tratado con alquilsilano (Muestra 2D) se determinó de 113.2º. Se mostró que la muestra que comprende 10% por peso de negro de carbón (Negro D&C # 2) en el Ejemplo 3 tiene un ángulo de contacto con agua de 148.2º. Estos valores se usaron para predecir el ángulo de contacto de muestran que tienen 7.5% por peso de pigmento de Muestra D y 2.5% por peso de Negro D&C # 2; 5% por peso de pigmento de Muestra D y 5% por peso de Negro D&C #

15 2; y 2.5% por peso de pigmento de Muestra D y 7.5% por peso de Negro D&C # 2, asumiendo que la contribución de cada pigmento al ángulo de contacto es aditiva. Los resultados son graficados en la Figura 1 como se indica con la línea discontinua y símbolo marcador ().

Se prepararon películas a partir de las Muestras 4H, 4I y 4J como se discutió anteriormente, y se midieron como antes los ángulos de contacto de cada película y resultaron de 144.5º (4H), 147º (4I) y 145.8º (4J). Estos valores medidos son

20 graficados en la Figura 1, como se indica mediante la línea continua y el símbolo marcador (□). En cada caso, el ángulo de contacto medido es sustancialmente superior al valor predicho, indicando una sinergia entre el negro de carbón y el óxido de hierro tratado con alquilsilano con respecto a la superhidrofobicidad de las películas.

Ejemplo 5

Este ejemplo demuestra la mejora sinérgica en la superhidrofobicidad obtenible usando una mezcla de pigmento de

25 negro de carbón y pigmento de óxido de hierro tratado con perfluoroalquilsilano. Se prepararon formulaciones con diversas proporciones de pigmento de negro de carbón a pigmento de óxido de hierro de conformidad con la Tabla 8.

Tabla 8.

nombre INCI/descripción: Ejemplo No.

1A: 5K 5L 5M 3

isododecano1: 64 64 64 64 64

isododecano y copolímero de acrilato/dimeticona2: 6 6 6 6 6

Pigmento (Muestra A): 10 7.5 5.0 2.5 --

Negro D&C # 2(4): - 2.5 5.0 7.5 10

total: 100 100 100 100 100

Como se discute en el Ejemplo 1, el ángulo de contacto con agua para la muestra que comprendía 10% por peso de óxido de hierro tratado con perfluoroalquilsilano (Muestra 1A) se determinó en 133º. La muestra que comprende 10% por 5 peso de negro de carbón (Negro D&C # 2) se demostró en el Ejemplo 3 que tiene un ángulo de contacto con agua de 148.2º. Estos valores se usaron para predecir el ángulo de contacto de muestran que tienen 7.5% por peso de pigmento de Muestra A y 2.5% por peso de Negro D&C # 2; 5% por peso de pigmento de Muestra A y 5% por peso de Negro D&C # 2; y 2.5% por peso de pigmento de Muestra A y 7.5% por peso de Negro D&C # 2, asumiendo que la contribución de cada pigmento al ángulo de contacto es aditiva. Los resultados son graficados en la Figura 2 como se indica con la línea

10 discontinua y símbolo marcador ().

Se prepararon películas a partir de las Muestras 5K, 5L y 5M como se discutió anteriormente, y se midieron como antes los ángulos de contacto de cada película y resultaron de 148.1º (5K), 149.6º (5L), 150.3º (5M). Estos valores medidos son graficados en la Figura 2, como se indica mediante la línea continua y el símbolo marcador (□). En cada caso, el ángulo de contacto medido es sustancialmente superior al valor predicho, indicando una sinergia entre el negro de

15 carbón y el óxido de hierro tratado con perfluoroalquilsilano con respecto a la superhidrofobicidad de las películas.

La invención descrita y reivindicada en la presente está limitada por el alcance de las reivindicaciones, pero no está limitada en su alcance por las formas de presentación específicas divulgadas dado que estas formas de presentación tienen la finalidad de ilustrar los varios aspectos de la invención. Cualesquiera formas de presentación equivalentes están destinadas a incluirse dentro del alcance de esta invención pero únicamente en la medida en la que estén

20 cubiertas por las reivindicaciones. Una composición cosmética para impartir una película superhidrofóbica sobre un integumento puede comprender las siguientes características, ya sea solas o en cualquier combinación:

-(a) uno o más formadores de película hidrofóbica, (b) negro de carbón; donde la proporción en peso de dicho uno o más formadores de película hidrofóbica a dicho negro de carbón es de aproximadamente 1:10 a

25 aproximadamente 10:1, y donde el porcentaje en peso de agregado de todos los constituyentes orgánicos solubles en agua o dispersables en agua no volátiles en dicha composición es menor que 15%, en base al peso completo de la composición; siendo capaz dicha composición de proporcionar una película sobre una superficie que, después de la evaporación de los constituyentes volátiles, se caracterice por un ángulo de contacto con agua mayor que aproximadamente 140º;

30 - uno o más pigmentos de óxido de hierro modificados hidrofóbicamente;

-uno o más pigmentos de óxido de hierro modificados hidrofóbicamente comprenden al menos uno de un pigmento de óxido de hierro tratado con alquilsilano, al menos un pigmento de óxido de hierro tratado con perfluoroalquilsilano, o una mezcla de los mismos;

imagen13

Claims

imagen1

imagen2