ES2802461T3

ES2802461T3 - Polvo de óxido metálico recubierto autodispersable y proceso para la producción y uso

Info

Publication number: ES2802461T3
Application number: ES10756722T
Authority: ES
Inventors: David Schlossman; Yun Shao; Carl Orr
Original assignee: Kobo Products Inc
Current assignee: Kobo Products Inc
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2021-01-19
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: EP2411162B1; CN102361702A; EP2411162A4; US9662280B2; KR101770835B1; JP6184099B2; US20120003287A1; CN102361702B; JP2012521442A; EP2411162A1; KR20110133490A; US9254398B2; WO2010111279A1; PT2411162T; PL2411162T3; US20160213578A1

Abstract

Una composición que comprende: un sustrato que comprende partículas de óxido metálico, teniendo el sustrato un recubrimiento sobre el mismo que incluye un polihidroxiácido como dispersante orgánico, en donde el dispersante orgánico está presente en una cantidad que hace que el sustrato recubierto sea autodispersable en un medio orgánico, caracterizada por que dicho recubrimiento es una solución que contiene ácido polihidroxiesteárico (PHSA) como dispersante orgánico y dicha cantidad de dispersante orgánico que hace que las partículas recubiertas sean autodispersables es 1 % en peso calculado con respecto a las partículas de óxido metálico.

Description

DESCRIPCIÓN

Polvo de óxido metálico recubierto autodispersable y proceso para la producción y uso

Antecedentes

La presente solicitud se refiere, en general, a una partícula o polvo autodispersable, composiciones que contienen la partícula o polvo autodispersable, y métodos para la formación de dichas partículas o polvos y composiciones que contienen las partículas o polvos. Las composiciones particularmente útiles que pueden contener las partículas o polvos autodispersables son composiciones cosméticas.

Los óxidos metálicos como el dióxido de titanio, el óxido de cinc y los óxidos de hierro se han empleado como atenuadores de la luz ultravioleta en aplicaciones como protectores solares, pinturas, recubrimientos y películas de plástico y resinas. El óxido metálico a menudo está presente en el producto final como partículas dispersadas, por lo que siempre se necesitan mejores mecanismos de dispersión.

Los óxidos metálicos de tamaño de partícula grande o pequeño, incluso cuando están recubiertos como la meticona y el silano, son conocidos por tener una baja dispersabilidad en ésteres, aceite vegetal, aceite mineral e hidrocarburos. La baja dispersabilidad puede afectar negativamente a la atenuación UV y la transparencia en protectores solares y a la resistencia del color en los pigmentos, así como a la sensación en la piel y la estabilidad de la formulación.

La dispersión de micro óxidos metálicos se ha divulgado en la bibliografía. El proceso divulgado en la bibliografía requiere la molienda de los óxidos metálicos, y el proceso de molienda implica equipos que a menudo no están disponibles para muchos formuladores. En muchos casos, solo los mezcladores mecánicos u homogeneizadores están disponibles para el formulador del producto final para dispersar el material en forma de partículas. Incluso si hay un proceso de molienda disponible, la variación de la formulación y la complejidad del ingrediente dificultarán la formulación de una dispersión adecuada. Además, los formuladores cosméticos a menudo no están familiarizados con la tecnología de la dispersión y no tienen tiempo para encontrar la mejor dispersión y el mejor nivel de uso para su sistema. La publicación internacional WO02/00797 A1 divulga un óxido metálico en partículas que tiene una longitud media de las partículas primarias en el rango de 50 a 90 nm, el ancho medio de las partículas primarias en el rango de 5 a 20 nm, y el diámetro medio de partícula en volumen de las partículas secundarias es menor de 45 nm. El óxido metálico se puede usar en un producto de protección solar que exhibe tanto protección UV efectiva como transparencia mejorada.

La solicitud de patente publicada US 4.648.908 A divulga pigmentos recubiertos con jabón metálico y que contienen agua que se dispersan fácilmente en el agua y, sin embargo, demuestran su repelencia al agua. Los pigmentos darán así un cosmético, que le dará al usuario una sensación refrescante y un maquillaje más duradero y repelente al agua. La publicación de patente europea EP 1712 596 A2 divulga el uso de ácido graso polihidroxilado, preferentemente ácido dihidroxiesteárico (DHSA) y/o sales metálicas del ácido dihidroxiesteárico para recubrir pigmentos en pigmentos particulares para usar en formulaciones cosméticas de color. El DHSA se produce a partir de ácido oleico crudo o refinado o mediante transformación química o biotransformación de sustratos adecuados, usados en forma cruda o refinada y las sales metálicas se producen usando DHSA crudo o refinado, El DHSA y el DHSA metálico se usan para recubrir pigmentos y cuando estos pigmentos recubiertos se incorporan en formulaciones de productos terminados, tales como formulaciones cosméticas, se observan mejores resultados.

Por tanto, existe la necesidad de mejorar la dispersabilidad del pigmento, por ejemplo, óxidos metálicos, de modo que los pigmentos proporcionen el resultado deseado incluso en ausencia de la molienda que requiere una máquina y proceso adicionales.

Sumario

En un aspecto, se divulga un óxido metálico autodispersable que tiene un agente dispersante recubierto sobre el óxido metálico que elimina la necesidad de añadir por separado un agente dispersante y mejora la dispersabilidad del pigmento. En el presente documento se divulga un óxido metálico en partículas que tiene un recubrimiento que incluye un ácido polihidroxiesteárico en una cantidad que hace que el óxido metálico en partículas sea autodispersable. El recubrimiento es una solución que contiene ácido polihidroxiesteárico (PHSA) como dispersante orgánico y dicha cantidad de dispersante orgánico que hace que las partículas recubiertas sean autodispersables es 1 % en peso calculado con respecto a las partículas de óxido metálico. El óxido metálico en partículas puede ser dióxido de titanio, óxido de cinc, óxido de aluminio u óxido de hierro.

En otro aspecto, se divulga una composición que incorpora el óxido metálico en partículas autodispersable en un medio dispersante para formar una dispersión. El óxido metálico en partículas recubierto incluye un sustrato de óxido metálico en partículas que tiene un recubrimiento que incluye un ácido polihidroxiesteárico para modificar la superficie del óxido metálico en partículas. La superficie modificada que contiene el ácido polihidroxiesteárico proporciona al óxido metálico propiedades de autodispersión.

En otro aspecto, el óxido metálico en partículas recubierto se incorpora en una composición tal como una composición cosmética. La composición cosmética puede ser un maquillaje líquido o seco, tal como un protector solar, una base o polvo compacto, barra de labios, colorete, sombra de ojos o rímel. Adicionalmente, la composición cosmética puede ser anhidra o una emulsión.

También se divulga en el presente documento un proceso para hacer que el óxido metálico en partículas sea autodispersable. El proceso incluye proporcionar un sustrato de óxido metálico en partículas y recubrir el polvo con una composición que contiene 1 % en peso de ácido polihidroxiesteárico como dispersante orgánico calculado con respecto a las partículas de óxido metálico, disuelto en un disolvente seleccionado del grupo que consiste en alcohol isopropílico, hexano, heptano, isoheptano, isooctano e isononano para hacer que las partículas recubiertas sean autodispersables, secar el óxido metálico en partículas recubierto; y moler el óxido metálico en partículas recubierto en seco.

Descripción detallada

El polvo autodispersable divulgado en el presente documento se refiere a un sustrato de óxido metálico en partículas recubierto con un dispersante orgánico, un método para producir tales óxidos metálicos recubiertos y formulaciones cosméticas que lo incluyen.

La propiedad autodispersable del polvo de óxido metálico recubierto hace que el polvo sea especialmente atractivo para los formuladores de la industria cosmética, lo que permite especificar el nuevo polvo recubierto para una amplia gama de aplicaciones sin demasiado trabajo en cuanto al agente dispersante y/o la cantidad de agente dispersante a utilizar. Además, el polvo recubierto divulgado en el presente documento es adecuado para una amplia gama de composiciones cosméticas utilizadas en productos cosméticos cotidianos. Ejemplos no limitados incluyen maquillaje líquido o en polvo, barra de labios, esmalte de uñas, sombra de ojos y rímel.

Los óxidos metálicos adecuados pueden incluir, sin limitación, dióxido de titanio, óxido de cinc, óxido de hierro, óxido de alúmina, óxido de cromo, materiales compuestos de óxidos metálicos, o de un óxido metálico y una sal inorgánica, y combinaciones de estos óxidos metálicos. Los óxidos metálicos pueden tener cualquier forma regular o irregular deseada, incluidas partículas esféricas o de tipo bola (con superficies porosas regulares o irregulares), agujas, varillas, copos, romboides, nodular, acicular, granular, elipsoidal, hexagonal, prismática, de tipo estrella, en forma de Y, y similares.

No existe una limitación particular en cuanto al tamaño de partícula de los óxidos metálicos en partículas empleados en el presente polvo autodispersable. El óxido metálico puede incluir partículas micronizadas (es decir, nanopartículas) o partículas de calidad pigmentaria. Puede ser beneficioso usar óxidos metálicos que están libres de partículas de gran tamaño que pueden impartir aspereza y también están libres de partículas demasiado finas cuya presencia puede ser indeseable en los procesos de la invención descritos en el presente documento.

Como se usa en el presente documento, los términos "nanopartículas" y "partículas micronizadas" son intercambiables e incluyen un material que tiene 5 % o más de las nanopartículas, en el cual las nanopartículas tienen un tamaño de menos de aproximadamente 100 nm.

Como se usa en el presente documento, la expresión partículas de calidad pigmentaria se refiere a partículas que tienen un tamaño superior a 100 nm.

Descripción detallada

La propiedad autodispersable del polvo de óxido metálico recubierto hace que el polvo sea especialmente atractivo para los formuladores de la industria cosmética, lo que permite especificar el nuevo polvo recubierto para una amplia gama de aplicaciones sin demasiado trabajo en cuanto al agente dispersante y/o el agente dispersante a utilizar. Además, el polvo recubierto divulgado en el presente documento es adecuado para una amplia gama de composiciones cosméticas utilizadas en productos cosméticos cotidianos. Ejemplos no limitados incluyen maquillaje líquido o en polvo, barra de labios, esmalte de uñas, sombra de ojos y rímel.

El óxido metálico micronizado puede tener un tamaño de partícula primaria de aproximadamente 5 nm a aproximadamente 150 nm si las partículas son esféricas o granulares. Si las partículas son aciculares, el tamaño de partícula primaria puede ser de aproximadamente 5 nm a aproximadamente 50 nm a aproximadamente 50 nm a 150 nm. El tamaño de partícula primaria puede analizarse usando TEM.

Los dispersantes orgánicos adecuados pueden incluir, sin limitación, ácidos carboxílicos sustituidos, bases de jabón y polihidroxiácidos. Ejemplos de agentes dispersantes típicos son aquellos a base de ácido ricinoleico, ácido hidroxiesteárico, ácido graso de aceite de ricino hidrogenado que contiene además de ácido 12-hidroxiesteárico pequeñas cantidades de ácido esteárico y ácido palmítico como se enseña en la patente '753 y en la patente de Estados Unidos N.° 7.220.305.

En una realización, el dispersante orgánico es ácido polihidroxiesteárico. El ácido polihidroxiesteárico es un poliéster que se puede obtener, por ejemplo, calentando ácido hidroxiesteárico, p. ej. ácido 12-hidroxiesteárico comercial, ácido 9- o 10-hidroxiesteárico, a una temperatura de 160 °C a 200 °C en presencia de un diluyente orgánico inerte, tal como tolueno o xileno, y eliminando de la mezcla de reacción el agua formada en el transcurso de la esterificación.

El dispersante orgánico, tal como el ácido polihidroxiesteárico, está contenido en un recubrimiento de las partículas de óxido metálico. El recubrimiento puede ser una solución que contiene el dispersante orgánico en uno o más disolventes adecuados, es decir, aquellos capaces de disolver el dispersante orgánico, aplicado a las partículas de óxido metálico que se deja secar. Si el dispersante orgánico es ácido polihidroxiesteárico, ejemplos representativos no limitados del disolvente pueden ser alcohol isopropílico, hexano, heptano, isoheptano, isooctano, e isononano. El disolvente puede ser como alternativa cualquier disolvente que disuelva el dispersante orgánico, promueva una distribución uniforme del ácido polihidroxiesteárico sobre la superficie de los polvos de sustrato y pueda evaporarse fácilmente, opcionalmente al calentar, para facilitar el secado.

En una realización, el dispersante orgánico está presente en las partículas de óxido metálico en una cantidad que hace que el óxido metálico sea autodispersable en un medio orgánico. En otra realización, el dispersante orgánico es PHSA y está presente en un óxido metálico para proporcionar características de adhesión mejoradas, o que hace que los pigmentos sean más fáciles de humedecer y cualquier aglomerado formado es más fácil de descomponerse en polvo o en líquido. Los aglomerados no son deseables en los cosméticos porque se cree que crean cavidades que pueden atrapar el exceso de aceite. El PHSA se puede aplicar como una composición de PHSA al 1 %.

El medio líquido orgánico adecuado para dispersar el polvo de óxido metálico autodispersable puede incluir, sin limitación, ésteres, aceites, hidrocarburos, fluido de silicona modificada con alquilo. Ejemplos no limitados de ésteres incluyen adipato de diisopropilo, miristato de isopropilo y estearato de butilo, de aceites incluyen aceite vegetal y aceite mineral, de hidrocarburos incluyen isododecano, y del fluido de silicona modificada con alquilo incluye meticona de caprililo, tal como Silsoft 034. Un experto habitual en la materia apreciará que hay muchos otros ésteres, aceites, hidrocarburos y fluidos de silicona modificados con alquilo que harán un medio dispersante adecuado más allá de los pocos ejemplos enumerados aquí.

Recubrimientos adicionales opcionales

El óxido metálico en partículas puede comprender óxido metálico sustancialmente puro, pero en una realización las partículas de óxido metálico pueden incluir un recubrimiento inorgánico además del recubrimiento que contiene el dispersante orgánico. Por ejemplo, las partículas de óxido metálico pueden recubrirse con óxidos de otros elementos tales como óxidos de aluminio, circonio o silicio, o mezclas de los mismos, tales como alúmina y sílice como se divulga en el documento GB-2205088-A, cuya enseñanza se incorpora en el presente documento por referencia. La cantidad preferida de recubrimiento inorgánico está en el intervalo del 2 % al 25 %, más preferentemente del 4 % al 20 %, particularmente del 6 % al 15 % y especialmente del 8 % al 12 % en peso, calculado con respecto al peso del óxido metálico en partículas. El recubrimiento inorgánico puede aplicarse usando técnicas conocidas en la técnica. Un proceso típico comprende formar una dispersión acuosa de partículas de óxido metálico en presencia de una sal soluble del elemento inorgánico cuyo óxido formará el recubrimiento. Esta dispersión suele ser ácida o básica, dependiendo de la naturaleza de la sal elegida, y la precipitación del óxido inorgánico se logra ajustando el pH de la dispersión mediante la adición de ácido o álcali, según sea apropiado.

El recubrimiento inorgánico, si está presente, se aplica preferentemente como una primera capa a la superficie del óxido metálico. Además del recubrimiento inorgánico, el óxido metálico en partículas puede incluir un recubrimiento hidrófobo aplicado al recubrimiento inorgánico. El agente de recubrimiento hidrófobo puede ser, por ejemplo, una silicona, un silano, un jabón metálico, un titanato, una cera orgánica, y mezclas de los mismos. El recubrimiento hidrófobo puede incluir como alternativa un ácido graso, por ejemplo, un ácido graso que contiene de 10 a 20 átomos de carbono, tal como ácido láurico, ácido esteárico, ácido isoesteárico y sales de estos ácidos grasos. El ácido graso puede ser triisostearato de isopropil titanio. Con respecto a la silicona, el recubrimiento hidrófobo puede ser una meticona, una dimeticona, sus copolímeros o mezclas de los mismos. La silicona también puede ser un compuesto de organosilicio, por ejemplo dimetilpolisiloxanos que tienen una cadena principal de unidades repetidas - Me2SiO -("Me" es metilo), CH³), metil hidrógeno polisiloxanos que tienen una cadena principal de unidades repetidas - MeHSiO - y alcoxisilanos de fórmula RnOSiH(4-n) donde "R" es alquilo y "n" es el número entero 1,2 o 3. Con respecto al silano, el agente de recubrimiento hidrófobo puede ser un alcoxisilano, por ejemplo, un alquiltrietoxi o un alquiltrimetoxi silano disponibles en OSI Specialties o PCR. El alcoxisilano puede ser un trietoxicaprililsilano o un perfluoroalquiletil trietoxisilano que tiene un grupo alquilo C3 o C12 que es lineal o ramificado. Uno de estos alcoxisilanos es Dynasylan® OCTEO disponible en Degussa AG. Con respecto al jabón metálico, el agente de recubrimiento hidrófobo puede ser un miristato metálico, un estearato metálico, un palmitato metálico, un laurato metálico u otros derivados de ácido graso conocidos por el experto en la materia. El metal, por ejemplo, puede ser magnesio o aluminio. Con respecto al titanato, el agente de recubrimiento hidrófobo puede ser un organotitanato como se enseña en la patente de Estados Unidos N.° 4.877.604 de Mitchell Schlossman ("Schlossman '604" en lo sucesivo). Schlossman '604 divulga el triisoestearato de isopropil titanio como un agente de recubrimiento preferido. Con respecto a la cera orgánica, el agente de recubrimiento hidrófobo puede ser una cera sintética como el polietileno o una cera natural como la cera de carnaúba.

Dependiendo de qué agente de recubrimiento hidrófobo se emplee, se necesita un disolvente adecuado. Se puede emplear un disolvente aprótico adecuado para el silano funcionalizado u otro compuesto de silicio. Asimismo, si se desea, el silano se puede solubilizar en un disolvente orgánico volátil tal como alcohol isopropílico, heptano, isoheptano, isooctano, isononano y destilados de petróleo como los disponibles en Phillips Chemical con los nombres comerciales o marcas comerciales Soltrol 130, Soltrol 150 y Soltrol 170. Otro disolvente útil para compuestos de silicio funcionalizados es un disolvente isopar. Los disolventes isopar son una gama de disolventes, cada uno de los cuales comprende una mezcla de ácidos isoparafínicos fraccionados parcialmente neutralizados, de alta pureza que están disponibles en diferentes calidades, tales como isopar C, que comprende disolventes C7-C8, isopar E o isopar G. El agua u otro disolvente adecuado puede emplearse para el organotitanato como se describe en Schlossman '604.

Los recubrimientos hidrófobos se pueden aplicar usando cualquier proceso convencional. Normalmente, las partículas de óxido metálico se dispersan en agua y se calientan a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 50 °C a aproximadamente 80 °C. Un ácido graso, por ejemplo, se deposita a continuación sobre las partículas de óxido metálico mediante la adición de una sal del ácido graso (por ejemplo, estearato de sodio) a la dispersión, seguido de un ácido. Como alternativa, las partículas del núcleo de óxido metálico pueden mezclarse con una solución del material repelente al agua en un disolvente orgánico, seguido de evaporación del disolvente. Generalmente, Las partículas se tratan con hasta un 25 %, más preferentemente en el intervalo del 3 % al 20 %, particularmente del 6 % al 17 %, y especialmente del 10 % al 15 % en peso de material orgánico calculado con respecto a las partículas del núcleo de óxido metálico.

Si el recubrimiento inorgánico no está presente, pero el recubrimiento hidrófobo sí lo está, el recubrimiento hidrófobo se aplica preferentemente al óxido metálico en partículas como una primera capa. Los recubrimientos inorgánicos y orgánicos pueden estar presentes en varias cantidades como se enseña en la Patente de Estados Unidos N.° 7.220.305.

Proceso de recubrimiento de dispersante orgánico

El recubrimiento de dispersante orgánico se puede aplicar al material en partículas o polvo de óxido metálico usando una variedad de técnicas, incluidas las conocidas por un experto habitual en la materia. El óxido metálico puede tratarse con un agente de recubrimiento adecuado en un medio líquido, por ejemplo, mezclando o pulverizando el agente de recubrimiento con o sobre el polvo. Otro método puede implicar preparar una suspensión del óxido metálico y el dispersante orgánico.

Posteriormente, el polvo recubierto se puede secar calentando para eliminar los disolventes, opcionalmente al vacío si los disolventes son disolventes volátiles. La mezcla se puede calentar a una temperatura de aproximadamente 30 °C a aproximadamente 150 °C para eliminar el disolvente y secar el polvo. Los expertos en la materia conocerán otros tiempos y temperaturas adecuados, teniendo en cuenta los materiales empleados, o pueden determinarse sin experimentación excesiva.

Una vez que el polvo de óxido metálico recubierto está seco, el polvo se puede moler o pulverizar utilizando, por ejemplo, un molino de chorro, un molino de martillos u otro molino adecuado para un tamaño deseado.

El polvo tratado puede secarse a continuación por calentamiento para eliminar el disolvente y calentarse adicionalmente durante aproximadamente 1 a aproximadamente 10 horas a una temperatura de aproximadamente 30 °C a aproximadamente 150 °C. Para cualquiera de las realizaciones divulgadas en el presente documento, el proceso también puede incluir la molienda del polvo tratado para eliminar cualquier aglomerado o polvo recubierto de tamaño excesivo.

Preferentemente, los reactantes y las condiciones de reacción empleados en el tratamiento del óxido metálico con el dispersante orgánico se seleccionan para proporcionar una unión covalente al óxido metálico, hidróxido, carbonato, silicato u otros restos reactivos en las superficies de las partículas. Sin embargo, las uniones iónicas, de hidrógeno o de van der Waals además de, o como alternativa, también pueden proporcionar una unión satisfactoria entre el recubrimiento y la partícula de polvo del sustrato. El agente de recubrimiento puede reaccionar, por ejemplo, con grupos hidroxilo, iones de óxido, átomos de oxígeno disponibles u otros grupos reactivos adecuados normalmente presentes en la superficie del polvo cosmético que se está recubriendo.

Dispersiones

En otro aspecto, el polvo de óxido metálico autodispersable que tiene el recubrimiento dispersante orgánico sobre el mismo puede añadirse a un medio dispersante para formar una suspensión, o preferentemente una dispersión líquida, de los óxidos metálicos. El medio dispersante puede ser cualquier medio acuoso o líquido orgánico adecuado, tales como los analizados anteriormente. Por dispersión líquida se entiende una dispersión verdadera, es decir, donde las partículas sólidas son estables a la agregación. Las partículas en la dispersión se dispersan de manera relativamente uniforme y son resistentes a la sedimentación cuando están en reposo, pero si se produce algo de sedimentación, las partículas se pueden redispersar fácilmente por simple agitación.

En una realización, un benzoato de alcohol C12-C15 se mezcla en un mezclador de laboratorio, por ejemplo, un mezclador de laboratorio Hockeyer, a aproximadamente 800-1000 rpm y se añade lentamente micro TiO²tratado mezclando. Cuando se añade todo el polvo de TiO², se puede aumentar la velocidad de mezclado, por ejemplo, a 1500 rpm. Se obtiene una dispersión de TiO²en el benzoato de alcohol C12-C15. En una realización, se dispersó 0,5 kg del micro TiO²tratado con un tamaño primario de aproximadamente 15 x 80 nm en 1 kg de Finsolv TN, un benzoato de alcohol C12-C15, disponible en Finetex, Inc. con el mezclador de laboratorio de acuerdo con este procedimiento para obtener una dispersión al 40 % de micro TiO². Este método es un ejemplo de una forma adecuada de preparar una dispersión de óxido metálico y no pretende ser limitante.

Composiciones que incorporan el polvo autodispersable

En otro aspecto, cualquiera de los polvos recubiertos y/o una dispersión de los polvos recubiertos descritos en el presente documento puede incorporarse en una composición cosmética. Las composiciones cosméticas pueden ser anhidras o una emulsión. Algunos ejemplos de composiciones cosméticas en las que se pueden emplear los polvos incluyen maquillajes líquidos o secos tales como base o polvo compacto, barras de labios, colorete, sombra de ojos y rímel. Los óxidos metálicos recubiertos son beneficiosos en las composiciones cosméticas, ya que los polvos son autodispersables, con una dispersabilidad mejorada en medios líquidos orgánicos, tales como ésteres, aceites e hidrocarburos, y fluidos de silicona modificados con alquilo, al tiempo que permiten utilizar las propiedades beneficiosas de los óxidos metálicos en las composiciones, tales como la atenuación de la luz UV siendo transparente a la luz visible y reducir el blanqueamiento de la piel.

Como alternativa, el óxido metálico en partículas puede incorporarse en forma de una loción o crema de una dispersión sólida y/o semisólida. Las dispersiones sólidas o semisólidas adecuadas pueden contener, por ejemplo, en el intervalo del 50 % al 90 %, preferentemente del 60 % al 85 % en peso del óxido metálico en partículas de acuerdo con la presente invención, junto con uno o más de los medios líquidos orgánicos divulgados en el presente documento.

El óxido metálico en partículas y las dispersiones de la presente invención son útiles como ingredientes para preparar composiciones protectoras solares, especialmente en forma de emulsiones. La emulsión puede ser una emulsión aceite en agua, agua en aceite, o agua en silicona. La dispersión puede contener además aditivos convencionales adecuados para su uso en la aplicación prevista, tales como ingredientes cosméticos convencionales utilizados en protectores solares. Debido a que los óxidos metálicos atenúan la luz ultravioleta, una composición protectora solar puede incluir otros agentes filtros solares, tales como materiales orgánicos. Los filtros solares orgánicos adecuados incluyen, sin limitación, ésteres del ácido p-metoxi cinámico, ésteres del ácido salicílico, ésteres del ácido paminobenzoico, derivados de benzofenona no sulfonados, derivados de dibenzoil metano y ésteres del ácido 2-cianoacrílico. Ejemplos específicos de filtros solares orgánicos incluyen benzofenona-1, benzofenona-2, benzofenona-3, benzofenona-6, benzofenona-8, benzofenona-12, isopropil dibenzoil metano, butil metoxi dibenzoil metano, etil dihidroxipropil PABA, gliceril PABA, octil dimetil PABA, octil metoxicinamato, homosalato, salicilato de octilo, octiltriazona, octocrileno, etocrileno, antranilato de mentilo y 4-metilbenciliden alcanfor. Muchos otros productos que se pueden beneficiar de un polvo recubierto versátil son conocidas por los expertos en la materia. Los polvos recubiertos, por ejemplo, pueden incorporarse en otros productos industriales donde el material en partículas se usa habitualmente y donde las propiedades hidrófobas y lipófobas son beneficiosas, por ejemplo, en pinturas, recubrimientos y plásticos.

Ejemplo 1

Se preparó un polvo de óxido metálico en partículas autodispersable con los siguientes recubrimientos aplicados en el orden indicado en la Tabla 1.

TABLA 1

El óxido metálico recubierto divulgado en la Tabla 1 se puede preparar como sigue:

Método de una etapa

Aquí se disolvieron 1 g de ácido polihidroxiesteárico y 2 g de trietoxisilano en alcohol isopropílico. La solución resultante se mezcló con 100 g de dióxido de titanio (Tipaque PF-671 disponible en Kobo Products). La mezcla se calentó para eliminar el disolvente y se calentó adicionalmente a 100 °C durante tres horas para secar el polvo. A continuación, el polvo seco se molió para eliminar los grumos grandes.

Como alternativa, el óxido metálico recubierto divulgado en la Tabla 1 se puede preparar como sigue:

Método de dos etapas:

Aquí se disolvieron 2 g de trietoxisilano en alcohol isopropílico. La solución resultante se mezcló con 100 g de dióxido de titanio (Tipaque PF-671 disponible en Kobo Products). La mezcla se calentó para eliminar el disolvente y se calentó adicionalmente a 100 °C durante tres horas para secar el polvo. A continuación, el polvo seco se molió para eliminar los grumos grandes. Se pulverizó sobre el polvo seco una loción de 1 g de ácido polihidroxiesteárico en 3 g de alcohol isopropílico. El polvo se calentó a 100 °C durante 1 h. A continuación se molió el polvo seco para eliminar los grumos grandes.

Ejemplo 2

Se preparó una dispersión utilizando el polvo de óxido metálico recubierto del Ejemplo 1.

Se dispusieron 1 kg de FinsoIv TN, un benzoato de alcohol C12-C15, en un cubo de 3,79 l (1 gal) y se mezclaron con un mezclador de laboratorio Hockeyer. La velocidad de la mezcla fue de aproximadamente 800-1000 rpm. Mientras se mezclaba, se añadió lentamente 2,33 kg del TiO²tratado del Ejemplo 1 en el Finsolv TN en el mezclador. Una vez añadido todo el polvo, la velocidad de mezclado se aumentó a 1500 rpm y se continuó mezclando durante 15 min. Se obtuvo una dispersión al 70 % fluida.

Cualquier composición, incluida una dispersión, que incluya el sustrato recubierto autodispersable de óxidos metálicos divulgado en el presente documento puede incluir al menos un excipiente biocompatible, tal como, sin limitación, un tampón (neutralizador o ajustadores de pH), emulsionante, tensioactivo, diluyente, adyuvante, conservante y/o electrolito.

Ejemplo 3

De acuerdo con la invención, también se ha descubierto que los óxidos metálicos recubiertos de acuerdo con la invención son útiles en la fabricación de polvos compactos. En particular, se preparó un polvo compacto usando los ingredientes de la Fórmula A de la Tabla 2.

Tabla 2

continuación

Los ingredientes de la Parte 1 se mezclaron usando un pulverizador hasta que el color se desarrolló completamente. El aceite mineral de la Parte 2 se añadió a continuación mezclando usando el pulverizador hasta que la mezcla resultante estaba bien mezclada. A continuación se prensó la mezcla con un dispositivo de fabricación de polvo compacto convencional a 17,24 bar (250 psi). El óxido metálico en la Fórmula A tiene solo un recubrimiento hidrófobo.

Ejemplo 4

Se preparó un segundo polvo compacto usando los ingredientes de la Fórmula B de acuerdo con la formulación que se muestra en la Tabla 3.

Tabla 3

A diferencia del óxido metálico en los pigmentos compactos de Fórmula A, los pigmentos de óxido metálico en el compacto de Fórmula B tienen un depósito de ácido polihidroxiesteárico (PHSA) sobre el tratamiento hidrófobo.

Los productos fabricados usando la Fórmula A y la Fórmula B de los Ejemplos 3 y 4, respectivamente, se sometieron a la prueba de caída dejándolos caer 305 mm (12 pulgadas) sobre una superficie dura. Los resultados de esta prueba se indican en la Tabla 4:

Tabla 4

Como se puede observar en la Tabla 4, se añadió una integridad mecánica significativa al sistema usando el método de recubrimiento de la invención. Más particularmente, en tres pruebas, la Fórmula A tuvo que dejarse caer dos veces para romperse en un caso, pero se rompió en una sola caída en las otras dos pruebas. Por el contrario, la Fórmula B tuvo que dejarse caer cuatro veces en un caso para romperse, y en los otros dos ensayos tuvo que dejarse caer dos veces, lo que demuestra que el método de la invención aumentaba sustancialmente la resistencia mecánica a la rotura. Los resultados de la prueba de caída también indican que el recubrimiento PHSA sorprendentemente mejora la capacidad de compactabilidad del polvo. Esto significa que se necesita usar menos aglutinante líquido y que la difusión del polvo sobre la piel es más uniforme y menos grasa.

Ejemplo 5

En la Tabla 5 se muestra otra Formulación de polvo compacto o comprimido.

Tabla 5

Procedimiento

Los ingredientes de la Parte 1 se mezclaron usando un pulverizador hasta que el color se desarrolló completamente. La dimeticona de la Parte 2 se añadió a continuación mezclando usando el pulverizador hasta que la mezcla resultante estaba bien mezclada. A continuación se prensó la mezcla con un dispositivo de fabricación de polvo compacto convencional a 17,24 bar (250 psi).

El "tratamiento" de la sericita con tratamiento, del Talco N con tratamiento y del TiO²con tratamiento de la Tabla 5 incluye:

Tratamiento A: tratamiento con Triisostearato de isopropil titanio,

Tratamiento B: tratamiento con trietoxicaprililsilano,

o Tratamiento C: Ácido polihidroxiesteárico y tratamiento con trietoxicaprililsilano.

Los tratamientos se aplican usando el procedimiento del Ejemplo 1.

Se formaron tres polvos compactos diferentes usando el procedimiento del Ejemplo 5, donde el primer polvo compacto incluía el Tratamiento A, el segundo polvo compacto incluía el Tratamiento B y el tercer polvo compacto incluía el Tratamiento C en sericita, Talco N, y TiO². Se realizaron pruebas de caída en los tres polvos. Los resultados de las pruebas se indican en la Tabla 6:

Tabla 6

Como se puede observar en la Tabla 6, se añadió una integridad mecánica significativa al sistema usando el método de recubrimiento de la invención. Más particularmente, el polvo 3 con componentes de la composición tratada con trietoxicaprililsilano y ácido polihidroxiesteárico tuvo un mayor número medio de caídas, lo que indica la mayor resistencia al impacto de los tres polvos fabricados y probados. Los resultados de la prueba demuestran que el método de la invención aumentaba sustancialmente la resistencia mecánica a la rotura.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición que comprende:

un sustrato que comprende partículas de óxido metálico, teniendo el sustrato un recubrimiento sobre el mismo que incluye un polihidroxiácido como dispersante orgánico, en donde el dispersante orgánico está presente en una cantidad que hace que el sustrato recubierto sea autodispersable en un medio orgánico, caracterizada por que dicho recubrimiento es una solución que contiene ácido polihidroxiesteárico (PHSA) como dispersante orgánico y dicha cantidad de dispersante orgánico que hace que las partículas recubiertas sean autodispersables es 1 % en peso calculado con respecto a las partículas de óxido metálico.

2. La composición de la reivindicación 1, caracterizada por que las partículas de óxido metálico son partículas micronizadas o de calidad pigmentaria seleccionadas del grupo que consiste en dióxido de titanio, óxido de cinc, óxido de aluminio, óxido de hierro, óxido de circonio, óxido de cromo, óxido de cerio, materiales compuestos de un óxido metálico y materiales compuestos de un óxido metálico y una sal inorgánica.

3. La composición de la reivindicación 1, caracterizada por que comprende además un recubrimiento inorgánico que incluye un óxido seleccionado del grupo que consiste en óxidos de aluminio, circonio, silicio, y mezclas de los mismos, en donde el recubrimiento inorgánico está opcionalmente situado entre el sustrato y el recubrimiento que incluye el dispersante orgánico.

4. La composición de la reivindicación 1, caracterizada por que comprende además un recubrimiento hidrófobo que incluye un agente de recubrimiento hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en una silicona, un silano, un jabón metálico, un titanato, una cera orgánica, un ácido graso y combinaciones de los mismos, en donde el recubrimiento hidrófobo está opcionalmente situado entre el sustrato y el recubrimiento que incluye el dispersante orgánico.

5. La composición de la reivindicación 4, caracterizada por que el recubrimiento hidrófobo está entre el sustrato y el recubrimiento que incluye el dispersante orgánico; en donde el recubrimiento hidrófobo incluye trietoxicaprililsilano y el dispersante orgánico incluye ácido polihidroxiesteárico; y opcionalmente comprende el recubrimiento inorgánico, de la reivindicación 3 entre el sustrato y el recubrimiento hidrófobo.

6. La composición de la reivindicación 1, caracterizada por que comprende además un medio dispersante seleccionado de un éster, un aceite, un hidrocarburo, un fluido de silicona modificada con alquilo, y combinaciones de los mismos con el sustrato recubierto dispersado en el mismo.

7. La composición de la reivindicación 1, caracterizada por que el sustrato recubierto se incluye en una composición cosmética tal como un protector solar que opcionalmente incluye un excipiente biocompatible; y opcionalmente incluye el sustrato recubierto dispersado en el medio dispersante de la reivindicación 4.

8. Un proceso para producir una composición autodispersable de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende:

- proporcionar un óxido metálico en partículas seleccionado del grupo que consiste en dióxido de titanio, óxido de cinc, óxido de aluminio, óxido de hierro, óxido de circonio, óxido de cromo, óxido de cerio, materiales compuestos de un óxido metálico y materiales compuestos de un óxido metálico y una sal inorgánica; en donde el sustrato de óxido metálico en partículas es opcionalmente un material en partículas micronizado o un material en partículas de calidad pigmentaria;

- recubrir el óxido metálico en partículas con una composición que contiene un polihidroxiácido como dispersante orgánico

caracterizado por

- recubrir el óxido metálico en partículas con una solución que contiene 1 % en peso de ácido polihidroxiesteárico como dispersante orgánico calculado con respecto a las partículas de óxido metálico, disuelto en un disolvente seleccionado del grupo que consiste en alcohol isopropílico, hexano, heptano, isoheptano, isooctano e isononano para hacer que las partículas recubiertas sean autodispersables

- secar el óxido metálico en partículas recubierto; y

- moler el óxido metálico en partículas recubierto seco.

9. El proceso de la reivindicación 8 que comprende además recubrir el material en partículas con un recubrimiento inorgánico que incluye un óxido seleccionado del grupo que consiste en óxidos de aluminio, circonio, silicio, y mezclas de los mismos, en donde el recubrimiento inorgánico está opcionalmente situado entre el sustrato y el recubrimiento que incluye el dispersante orgánico.

10. El proceso de la reivindicación 8 que comprende además recubrir el óxido metálico en partículas con un recubrimiento hidrófobo antes de recubrir con la composición que contiene el dispersante orgánico; en donde el recubrimiento hidrófobo incluye un agente de recubrimiento hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en una silicona, un silano, un jabón metálico, un titanato, una cera orgánica, un ácido graso y combinaciones de los mismos; y opcionalmente recubrir el óxido metálico en partículas con el recubrimiento inorgánico de la reivindicación 9 antes del recubrimiento que contiene el agente de recubrimiento hidrófobo.

11. El proceso de la reivindicación 9 en donde el recubrimiento hidrófobo incluye trietoxicaprililsilano y el dispersante orgánico incluye ácido polihidroxiesteárico.

12. El proceso de la reivindicación 10 que comprende además mezclar el óxido metálico en partículas recubierto con un medio dispersante seleccionado de un éster, un aceite, un hidrocarburo, un fluido de silicona modificada con alquilo, y combinaciones de los mismos.

13. Una composición cosmética que comprende un óxido metálico en partículas recubierto preparado de acuerdo con el proceso de la reivindicación 8.