FR2527629A1

FR2527629A1 - Dispersion aqueuse lustree et nacree a base d'un ester glycolique d'acides gras

Info

Publication number: FR2527629A1
Application number: FR8308351A
Authority: FR
Inventors: Hajime Hirota; Shinichi Isoda; Hiroshi Watanabe
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1982-05-28
Filing date: 1983-05-20
Publication date: 1983-12-02
Also published as: US4717501A; CA1186454A; ES522790A0; JPS606693B2; GB2121072B; GB2121072A; ES8407000A1; JPS58216728A; GB8309908D0; DE3317909C2; FR2527629B1; DE3317909A1

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UNE DISPERSION LUSTREE ET NACREE EPAISSE DESTINEE A ETRE INCORPOREE DANS LES SHAMPOOINGS, RINCAGES, DETERGENTS ET ANALOGUES. ELLE COMPREND LES QUATRE COMPOSANTS A, B, C ET D, COMME SUIT: A15 A 40 EN POIDS D'UN ESTER GLYCOLIQUE D'ACIDE GRAS; B0,3 A 12,5 EN POIDS D'UN ALKYLSULFATE OU POLYOXYALKYLENE-ALKYLSULFATE; C3 A 25 EN POIDS D'UN DIALCANOLAMIDE D'ACIDE GRAS; ET D45 A 85 EN POIDS D'EAU. LES RAPPORTS DE MELANGE DES COMPOSANTS B, C ET D ETANT SITUES DANS UNE ZONE ENTOUREE PAR DES LIGNES DROITES OBTENUES EN RELIANT QUATRE POINTS DETERMINES SUR LES COORDONNEES TRIANGULAIRES D'UN SYSTEME A TROIS COMPOSANTS.

Description

2527629.

La présente invention se rapporte d'une façon générale à une dispersion

épaisse lustrée et nacrée et elle concerne, plus particulièrement, une dis-

persion épaisse de ce genre obtenue en mélangeant des quantités importantes d'esters glycoliques d'acides gras avec un solvant d'un type particulier, en chauffant et en refroidissant ensuite le mélange pour précipiter le produit résultant sous forme de cristaux de sorte que la dispersion devienne uniforme en ce qui concerne la forme des cristaux et acquiert une faible viscosité en

même temps qu'une excellente stabilité aux températures hautes et basses.

Pour rehausser la valeur commerciale des shampooings, rinçages, crèmes de lavage des cheveux, détergents liquides et analogues, il est de pratique courante de régler ces compositions pour leur donner un aspect lustré et nacré Pour réaliser cette opération, on a fait appel à des techniques variées parmi lesquelles le mélange de produits naturels pulvérulents tels que le mica, les écailles de poisson, l'oxychlorure de bismuth et analogues et de matières minérales et la cristallisation de sels de métaux polyvalents d'acides

gras supérieurs et d'esters glycoliques d'acides gras, dans lesdites compo-

sitions. Parmi ces techniques, celles que l'on utilise le plus couramment est un procédé qui fait appel aux esters glycoliques d'acides gras Dans ce procédé, on ajoute des matières qui sont solides à la température ambiante lors de la préparation du shampooing ou d'un produit analogue et après chauffage et fusion, on refroidit à nouveau aux fins de recristallisation pour conférer un brillant analogue à celuide la nare On connait également des procédés, par exemple ceux décrits dans le Brevet JA N O 47-804 et la Demande de brevet JA publiée N O 56-71021, dans lesquels les esters glycoliques d'acides gras sont d'abord fondus puis refroidis pour obtenir une dispersion lustrée nacrée, dispersion que l'on mélange avec les matières de départ pour shampooings et

produits analogues à la température ambiante.

Le procédé décrit dans le Brevet JA N O 47-804 utilise des esters gly-

coliques d'acides gras et des monoalkylamides d'acides gras en combinaison pour obtenir un lustre nacré Dans ce procédé, lorsqu'on prépare un lustre nacré de haute concentration, la viscosité devient anormalement élevée, ce qui entraîne des inconvénients de manipulation lors de l'addition de la composition lustrée à la température normale pour la préparation d'un shampooing ou d'un produit analogue De même, un temps important s'écoule

avant d'obtenir un mélange uniforme avec les autre ingrédients.

La Demande de brevet JA publiée N O 56-71021 décrit un procédé de

2527629;

préparation d'une dispersion lustrée nacrée comprenant des esters d'acides

gras à des concentrations élevées Cependant, ce procédé présente l'incon-

vénient que les esters glycoliques d'acides gras se caractérisent par une distribution de la dimension particulaire des cristaux et par une forme irrégulière de ces derniers, de sorte qu'il devient difficile d'obtenir un

bel aspect lustré et nacré.

La Demanderesse a procédé à des études poussées afin de préparer une dispersion épaisse lustrée et nacrée pouvant surmonter les inconvénients des dispersions connues En résultat, elle a trouvé que lorsqu'on utilise des esters glycoliques d'acides gras en combinaison avec des solvants tels que notamment les alkylsulfates ou les polyoxyalkylène alkylsulfates, les dialkylolamides d'acides gras et l'eau en quantité entrant dans les domaines spécifiques, on peut obtenir des dispersions épaisses lustrées et nacrées uniformes en ce qui concerne la forme des cristaux, d'une faible viscosité, d'un bel aspect et d'une excellente stabilité aux hautes et aux basses températures. Conformément à la présente invention, la dispersion lustrée et nacrée comprend les quatre ingrédients suivants (A), (B), (C) et (D): (A) 15 à 40 % en poids d'un ester glycolique d'acide gras répondant à la formule générale (I) o Y O CH 2 CH 20-m C-R 1 ( 1) dans laquelle R 1 représente un radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé et contenant de 13 à 21 atomes de carbone, Y représente un atome d'hydrogène ou un groupe Il

-C-R 1

et m est un nombre entier de 1 à 3 et désigne le nombre moyen de moles d'addition; (B) 0,3 à 12,5 % en poids d'un alkylsulfate ou polyoxyalkylène alkylsulfate répondant à la formule générale (II) R R 2-O- (CHCH 20)n-SO 3 M (II) dans laquelle R 2 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié de 8 à 20 atomes de carbone, R 3 représente un atome hydrogène ou le radical méthyle, M représente un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, l'ion ammonium ou ammonium substitué par un radical alkyle de 1 à 3 atomes de carbone ou encore

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ammonium substitué par un radical hydroxyalkyle de 2 ou 3 atomes de carbone, et N est un nombre entier de O à 8 et désigne le nombre moyen de moles d'addition; (C) 3 à 25 % en poids d'un dialcanolamide d'acide gras répondant à la formule générale (III)

R 50 H

R 4 C-N (II)

R 60 H

dans laquelle R 4 représente un radical hydrocarboné linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé et contenant de 7 à 17 atomes de carbone, et R 5 et R 6 représentent, indépendamment l'un de l'autre le groupe -C 2 H 4 ou -C 3 H 6; et, (D) 45 à 85 % en poids d'eau, les rapports de mélange des composants (B), (C) et (D) étant situés dans une zone entourée par des lignes droites obtenues en reliant les quatre points suivants sur les coordornnes triangulaires d'un système à trois composants: a l(B)= 12, 5:(C)= 5:(D)= 82,1, b l(B)-6,25:(C)a 30:(D)-63,75 l, c l(B)= 0,5:(C)30:(D)-69,,

d E(B)-0,5:(C)-5:(D)-94,5 l.

La figure unique du dessin annexé représente un système de coordonnées triangulaires montrant les rapports de mélange des trois composants solvants

selon l'invention.

Parmi les esters glycoliques d'acides gras de formule (I) qui sont le composant (A) de la présente invention,onpréfreceuxpour Iesquel R 1 contient à 17 atomes de carbone car l'aspect lustré et nacré obtenu est ainsi le meilleur On peut également obtenir un beau lustre même avec 19 à 21 atomes de carbone si le nombre de moles d'oxyde d'éthylène d'addition dans l'ester

glycolique d'acide gras est de 3, c'est-à-dire si m 3 dans la formule (I).

Dans cette formule (I), Y est de préférence un groupe O Il

-C-R 1

Ce composant (A) est constitué par un ou plusieurs composés de formule (I) et on l'utilise à raison de 15 à 40 % en poids (ci-après on dira

simplement %), de préférence 20 à 30 % dans la dispersion lustrée et nacrée.

De préférence, les alk 9 sulfates ou polyoxyalkylène alkylsulfates de formule (II) qui constituent le composant (B) selon l'invention sont ceux pour lesquels R 2 est un radical hydrocarbure saturé linéaire ou ramifié

contenant en moyenne 10 à 14 atomes de carbone.

Les alcools de départ pour le composant (B) peuvent être des alcools naturels ou synthétiques Les alkylsulfates contenant un groupe oxyalkylène

sont avantageusement ceux dont le groupe oxyalkylène provient de l'yde d'éthylne Les contre-

ions pour les alkysulfates sont notamment les ions demétaux alcalins comme le sodium, le otasiunetj, lrsionsdemétaux alcalino-terreux tels que le calcium, le magnésium, etc, l'ion

ammonium et les ions ammonium substitué portant de 1 à 3 radicaux hydroxyal-

kyle qui contiennent 2 ou 3 atomes de carbone (par exemple la monoéthanolamine,

la diéthanolamine, la triéthanolamine, la triisopropanolamine et analogues).

Parmi ces contre-ions, on préfère surtout les ions sodium et ammonium et celui correspondant à la triéthanolamine On utilise ces composants (B) à raison

de 0,3 à 12,5 %, de préférence 1,0 à 8 %, dans la dispersion lustrée et nacrée.

Une proportion inférieure à 0,3 % est défavorable car les cristaux lustrés et nacrés ne sont pas uniformes et ont un aspect médiocre, alors qu'avec des proportions de plus de 12,5 %, on obtient également des résultats fâcheux

tels qu'un accroissement anormal de la viscosité, d'ou difficulté de manuten-

tion.

Les dialcanolamides d'acides gras répondant à la formule (III) qui constituent le composant (C) de l'invention sont avantageusement ceux dont les acides gras de départ avaient une distribution de 8 à 18 atomes de carbone et surtout ceux contenant plus de 40 % d'acide laurique (C 12) De préférence, lesalcanolamines de départ sont la diéthanolamine et la

diisopropanolamine, avec une préférence toute particulière pour la diéthano-

lamine On utilise le composant (C) à raison de 3 à 25 %, de préférence à 20 % de la dispersion Une proportion inférieure à 3 % n'est pas souhaitable car le composant (A), c'est-a-dire l'ester glycolique d'acide gras, ne peut pas être dispersé de manière satisfaisante, alors qu'une proportion supérieure à 25 % est fâcheuse car la viscosité augmente excessivement et les cristaux lustrés et nacrés ne sont pas uniformes et, partant, ne présentent pas un

bel aspect.

le L'eau qui estle omposant (D) de l'invention n'est nullement limitée en ce qui concerne sa source et on peut utiliser dans des conditions efficaces,

l'eau ordinaire, l'eau désionisée ou l'eau purifiée.

Lors de la mise en oeuvre de l'invention, les solvants, c'est-à-dire

2527629:

les composants (B), (C) et (D), doivent être dans des rapports définis par une zone entourée de lignes droites reliant les quatre points suivants sur les coordonnées triangulaires du système àtrois composants représenté sur la figure unique du dessin: a FB)= 12,5:(B)= 5:(D)= 82,5 j, b CB)= 6,25:(C)= 30:(D)= 63,75 l, c B)= 0,5:(C)= 30:(D)= 69,5 l,

d IB)= 0,5:(C)= 5:(D)= 94,5 l.

De préférence, les rapports doivent se situer dans une zone entourée par les lignes reliant les quatres points suivants: a' L(B)= 10:(C)= 5:(D)= 85 l, b' r(B)= 5:(C)= 25: (D) = 70 l, c' l(B)= 0,5:(C)= 25:(D)= 74,5 l,

dl l(B)= 0,5:(C)= 5:(D)= 94,5 l.

Pour préparer la dispersion lustrée et nacrée, selon l'invention, on introduit des quantités prédéterminées des composants (A), (B), (C) et (D) dans un récipient de mélange, puis on chauffe pour élever la température et on agite On effectue le chauffage jusqu'à une température supérieure au point de fusion du composant (A), de préférence jusqu'à environ 80 C qui est une température supérieure de plus de 50 C environ au point de fusion La vitesse d'agitation n'est pascritique etonpeut utiliser efficacement une

agitation rotative à une vitesse aussi faible qu'environ 10 à 100 tours/minute.

La durée de l'agitation dans des conditions de chauffage n'est pas critique et se situe entre 5 et 60 minutes, de préférence 20 à 40 minutes du point de vue de l'efficacité opératoire On chauffe le mélange jusqu'a 80 C et on le maintient dans cet état tout en agitant pendant 30 minutes, à la suite de quoi le composant (A) fond et le liquide est ainsi émulsionné On refroidit progressivement l'émulsion résultante, tout en agitant, jusqu'à une température finale du liquide de 10 à 40 C, de préférence 20 à 30 C Le mode de refroidissement n'est pas critique et on peut utiliser le refroidissement lent ou le trempage Durant ce refroidissement, le composant (A) commence à cristalliser à une température de 60 à 50 C et la totalité du liquide acquiert un bel aspect lustré et nacré pour obtenir ainsi une dispersion lustrée et nacrée. Cette dispersion lustrée et nacrée peut comprendre, outre les quatre composants, des régulateurs de p H, des agents de préservation et similaires, quand cela est nécessaire Le p H de la dispersion est en général de 4 à Il

et, de préférence, de 7 à 10.

La dispersion lustrée et nacrée ainsi obtenue peut être ajoutée à des compositions liquides telles que des shampooings liquides, des compositions détergentes liquides, des compositions liquides de rinçage et à des composi- tions pâteuses en des proportions qui peuvent varier selon la but recherché, de sorte que les compositions deviennent d'un bel aspect lustré et nacré La quantité de la dispersion, par exemple dans une composition liquide, se situe

de 1 à 20 %, de préférence de 2 à 10 %.

La dispersion lustrée et nacrée comprend des cristaux qui sont aussi fins qu'environ 1 à 10 microns et donc plus uniforme et d'un plus bel aspect que les dispersions lustrées et nacrées fondues de type connu dont les

particules sont d'une granulométrie supérieure à 30 microns environ.

La dispersion selon l'invention n'est pas particulièrement visqueuse et on peut la mélanger avec d'autres compositions sous forme d'une dispersion

hautement concentrée.

Les exemples suivants, dans lesquels toutes les proportions sont en

poids, servent à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la portée.

On décrira également les tests utilisés dans les exemples.

( 1) Aspect On place un échantillon dans un récipient en verre transparent ayant un volume de 100 ml et on observe visuellement le degré de lustre nacré On remarquera que si des bulles ou des mousses sont contenues dans l'échantillon, on soumet cet échantillon à l'action d'un séparateur centrifuge pour le

démoussage.

0 = Lustre nacré uniforme X = Lustre nacré trouble, non uniforme ou ayant

l'aspect d'une émulsion.

( 2) Viscosité On place un échantillon utilisé dans le test ( 1) dans un thermostat à 'C et on maintient à cette température, puis on mesure sa viscosité à l'aide

d'un viscosimètre Brookfield (fabriqué par Tokyo Instrument Co,, Ltd).

( 3) Stabilité à haute température On place un échantillon dans un récipient en verre transparent et après fermeture hermétique, on maintient dans un thermostat à 500 C pendant un mois On observe ensuite la présence ou l'absence d'une séparation de

phases de l'échantillon, ainsi que la coagulation de l'échantillon.

O = Aucune singularité telle que séparation, coagulation

ou perte de brillance de l'échantillon.

X Au moins une singularité telle que séparation,

coagulation ou perte de brillance de l'échantillon.

( 4) Stabilité à basse température On place un échantillon dans un récipient en verre transparent et après fermeture hermétique, on maintient dans un thermostat à 5 C pendant un mois, puis on observe visuellement pour déterminer la présence ou l'absence d'une

séparation de phases ou d'une solidification de l'échantillon.

O = Fluidité sans séparation et sans solidification X Singularités telles que séparation solidification

et analogues.

EXEMPLE I

Composition 1 Ingrédients Distéarate d'éthylène-glycol 25 parties Polyoxyéthylène ( 3)-laurylsulfate de sodium 3 " Diéthanolamide d'acide gras d'huile de coprah 6 " Eau 66 " Préparation On mélange ces ingrédients tout en chauffant et quand le mélange atteint C, le distéarate d'éthylène-glycol fond Le mélange n'est pas tranparent mais il est émulsionné On refroidit l'émulsion jusqu'à 30 C en 2 heures et on obtient ainsi une dispersion lustrée et nacrée ayant des particules d'une

grosseur uniforme et un bel aspect.

La viscosité de la dispersion à 30 C est de 2200 cps.

Exemple Comparatif Composition 2 (Produit comparatif) Ingrédients Distéarate d'éthylène-glycol 25 parties Polyoxyéthylène ( 3)laurylsulfate de sodium 10 " Diéthanolamide d'acide gras d'huile de coprah 30 " Eau -35 "

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Préparation On mélange les ingrédients ci-dessus tout en les chauffant et quand le mélange atteint 80 'C, le distéarate d'éthylène-glycol fond Le mélange devient transparent Quand on refroidit le mélange à 30 C, il devient lustré et nacré mais la granulométrie n'est pas uniforme et l'aspect est médiocre. La viscosité apparente à 30 C de la dispersion résultante est de

123 000 cps avec une faible fluidité.

EXEMPLE 2

On mélange les ingrédients indiqués dnas le Tableau I ci-après en des rapports différents, puis on procède comme dans l'Exemple I et dans l'Exemple Comparatif pour former des dispersions lustrées et nacrées épaisses On estime les dispersions résultantes et les résultats sont indiqués dans le

Tableau I.

TABLEAU I

Lni 0 % Mi Composition de dispersion N O 3 4 5 6 7 8 9 10 I Distéarate d'êthylène-glycol 20 20 20 20 25 30 25 35 40 lComposant (A):l 20 20 2 % 20 25 30 25 3 % 4 % Solvant lf-B) + (C) =Dl 80 % 80 % 80 % 80 % 75 % 70 % 75 % 65 % 60 % Rapports)Laurylsulfate d'ammo 15 5 0,4 10 12,5 5 1 I 5 de mélange( nium lcomposant (B) des sol)Diêthanolamide d'acide 15 35 15 4 5 25 20 5 8 vants (laurique Fomposant <C 3 (parties) en poids>) Eau lComposant (D>l 70 60 84,6 86 82,5 70 79 94 87 viscosité (cps) 73 000 12 000 52 000 7 200 4 060 4 230 3 740 3 690 2 760 Aspect x x x x o o o o o Stabilité à haute température X, x x x o o o o o Stabilité à basse température x -X x O O o o o Il est évident à l'examen de ces résultats qu'on n'obtient des dispersions lustrées et nacrdes satisfaisantes nue lorsque les rapports des trois composantssolvants (B), (C) et (D) sont dans domaine entouré par les

lignes droites des quatre points, a, b, c et d de la Figure unique.

EXEMPLE 3

On prépare et on estime des dispersions lustrées et nacrées dont les compositions sont indiquées dans le Tableau II On effectue la préparation et

l'estimation des compositions de la même façon que dans l'Exemple 2.

TABLEAU Il

Composition de dispersion N O 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Dibéhgnate de tri 6thylêne 30 % 30 % 30 % 30 Z 30 % Composant <A) glycol Monostgarate d'éthylène 30 % 30 % 30 % 30 % Solvants l(B) + (C) + (D)J 70 % 70 % 70 % 70 %-F 70 % 70 % 70 % 70 % 70 % Polyoxygthyflne ( 1)-lauryl 5 52,5 sulfate de sodium Laurylsulfate de 5 5 triéthanolamine Cop Lauryl sulfate de 25 5 Compo sodium 2,5 Rapport sant de (B) %-oléfino-sulfate de déane sodium ( 16 atomes de 5 dénes carbone en moyenne) solvants laurylbenzènesulfonate de sodium (parties ____ en Diéthanolamide d'acide 10 10 10 10 10 10 pod) Compo Monoéthanolamide d'acide 10 10 sant gras de coprah Monogthanolamide d'acide lauriçq 10 Compo Eu 8 5 8 58 58 5 8 s ant Eu 8 5 8 5 8 58 5 8

_______ (D)

Aspect o o o o x o o o o Viscosité (cps) 2 200 2 160 2 640 37 820 40 200 74 300 64 700 2 680 56 400 Stabilité à basse température o o o x x x x o x -'J VI Ki

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Claims

REVENDICATION Dispersion lustrée et nacrde, caractérisée en ce qu'elle comprend les quatre ingrédients suivants (A), (B), (C) et (D): (A) 15 à 40 % en poids d'un ester glycolique d'acide gras répondant à la formule générale (I) O Y-O CH 2 CH 20-)-m C-RI (I) dans laquelle R 1 représente un radical hydrocarboné lindaire ou ramifié, saturé ou insaturé et contenant de 13 à 21 atomes de carbone, Y représente un atome d'hydrogène ou un groupe O Il -C-R 1 et m est un nombre entier de I à 3 et désigne le nombre moyen de moles d'ad- dition; (B) 0,3 à 12,5 % en poids d'un alkylsulfate ou polyoxyalkylène alkyl- sulfate répondant à la formule générale (II) R 3 R 2-O-CHCH 2 O)n-SO 3 M (II) dans laquelle R 2 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié de 8 à atomes de carbone, R 3 représente un atome hydrogène ou le radical méthyle, M représente un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, l'ion ammonium ou ammonium substitué par un radical alkyle de I à 3 atomes de carbone ou encore ammonium substitué par un radical hydroxyalkyle de 2 ou 3 atomes de carbone, et N est un nombre entier de 0 à 8 et désigne le nombre moyen de moles d'addition; (C) 3 à 25 % en poids d'un dialcanolamide d'acide gras répondant à la formule générale (III) Il R 5

3 R 4 C-N _5-0 (III)

R 6 OH

dans laquelle R 4 représente un radical hydrocarboné linéaire ou ramifiée, saturé ou insaturé et contenant de 7 à 17 atomes de carboneset R 5 et R 6 représentent, indépendamment l'un de l'autre le groupe -C 2 H 4 ou -C 3 H 6; et (D) 45 à 85 % en poids d'eau, les rapports de mélange des composants (B), (C) et (D) étant situés dans une zone entourée par des lignes droites obtenues en reliant les quatre points suivants sur les coordonnées triangulaires d'un système à trois composants a l(B)= 12,5:(C) = 5:(D)= 82,5 j b l(B)= 6,25:(C)= 30:(D)= 63,75 l c L(B)= 0,5:(C)= 30:(D) = 69,5 l