IT201800006709A1

IT201800006709A1 - Metodo di fabbricazione di particelle Giano e loro applicazione cosmetica.

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Publication number: IT201800006709A1
Application number: IT102018000006709A
Authority: IT
Priority date: 2018-06-27
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2019-12-27
Also published as: EP4378884A3; WO2020002217A3; JP2024026735A; CN112399961A; EP4378884A2; EP3814271A2; JP2021529739A; WO2020002217A2; KR20210025050A; US20210259927A1; EP3814271B1

Description

DESCRIZIONE

dell’invenzione industriale avente per titolo:

“Metodo di fabbricazione di particelle Giano e loro applicazione cosmetica”

La presente invenzione concerne un metodo di fabbricazione di particelle Giano (o Janus) e le relative applicazioni cosmetiche.

L’invenzione si riferisce in generale alla fabbricazione di particelle anfifiliche aventi la capacità di stabilizzare meccanicamente l’interfaccia tra due liquidi non miscibili, formando un’emulsione stabilizzata senza l’uso di emulsionanti molecolari. Dette emulsioni stabilizzate prendono il nome di “emulsioni di Pickering” nella letteratura accademica e sono note per costituire emulsioni termodinamicamente stabili.

E’ pure noto che la stabilità delle emulsioni di Pickering, quando ottenute utilizzando le cosiddette particelle Giano, eccede grandemente quella delle emulsioni ottenute mediante emulsionanti molecolari.

Un crescente numero di prodotti cosmetici contiene acqua tra i principali ingredienti per ragioni economiche e di sostenibilità nonché per la sensazione di freschezza tipica di tali formulazioni. Molti di essi sono costituiti da emulsioni acquain-olio (silicone) o olio (silicone)-in-acqua. Le emulsioni mostrano la presenza di due fasi non miscibili, dove una fase è dispersa nell’altra e la fase dispersa è solitamente stabilizzata con emulsionanti e co-emulsionanti. Gli emulsionanti sono molecole anfifiliche e possono essere di varia natura (ionici o non-ionici) con variabile peso molecolare, spesso al di sotto dei 1000Da. E’ noto che le dimensioni delle goccioline della fase dispersa sono una fondamentale caratteristica che ha un impatto sull’aspetto, la sensorialità e la stabilità dell’emulsione stessa.

Le emulsioni di Pickering invece sono basate su materiali solidi che hanno un angolo di contatto di circa 90° con i due liquidi coinvolti nell’emulsione. Ciò significa che il materiale sarà bagnato indifferentemente dall’uno o l’altro liquido: una volta finemente diviso in forma di polvere questo materiale sarà adsorbito alle interfacce tra i due liquidi, restando ivi sequestrato. Come esito finale, tutte le interfacce saranno ricoperte da particelle che stabilizzeranno l’emulsione contro la flocculazione e la coalescenza. Questo effetto può essere ottenuto soltanto mediante l’ appropriata scelta delle fasi liquide e dei materiali coinvolti. L’energia interfacciale tra un solido e un liquido può essere definita come la somma dei contributi energetici tra le molecole del liquido e le funzionalità chimiche esposte sulla superficie del solido: detti contributi possono essere classificati come polari, dispersivi (Van der Waals), acido-base, mediati da legami a idrogeno, ecc. Superfici anfifiliche hanno affinità per acqua e oli, ossia possiedono funzionalizzazioni superficiali che determinano energie interfacciali, rispettivamente con acqua e olio, di comparabile entità: il solido quindi non ha preferenze per essere bagnato dall’acqua o dall’olio. Suddividendo finemente detto materiale in forma di polvere esso può agire come emulsionante poiché le particelle solide migreranno in corrispondenza dell’interfaccia acqua-olio, impedendo meccanicamente alla fase dispersa di coalescere. Le caratteristiche superficiali di tali materiali sono omogenee, ma i materiali anfifilici sono rari e di difficile progettazione. E’ quindi evidente come un dato materiale in polvere agirà come emulsionante solido per un ristretto campo di liquidi immiscibili (tensioni superficiali) e quindi il metodo non è facilmente generalizzabile ad ogni tipo di formulazione.

Questo problema può essere superato mediante l’uso di particelle Giano (o Janus), ossia particelle aventi facce distinte (per esempio, idrofoba e idrofila), ciascuna preferibilmente bagnata da una delle due fasi (per esempio, olii ed acqua).

Le particelle “Giano” (Janus), che prendono il nome dal Dio romano con due facce, sono un’evoluzione delle particelle anfifiliche come sopra definite. Dette particelle Giano hanno superfici con diversa affinità chimica (energia superficiale) a seconda delle zone della particella stessa. Per esempio, particelle Giano lamellari possono mostrare una superficie idrofila e una superficie idrofoba. Le particelle Giano sono migliori degli emulsionanti in polvere con energia superficiale omogenea (non a compartimenti) perché l’interazione con le fasi liquide in un’emulsione è specifica: la faccia idrofila interagisce con la fase acquosa mentre la faccia idrofoba interagisce con la fase olio (o silicone). Come risultato, le particelle migrano in corrispondenza dell’interfaccia liquido-liquido e sono ivi segregate irreversibilmente. Le particelle Giano possono essere fabbricate utilizzando svariate tecniche, descritte in letteratura, ma tutte aventi in comune una bassa resa e molti passi di fabbricazione.

Infatti, le particelle Giano oggigiorno (vedere i riferimenti sotto indicati) sono fabbricate usando metodi complessi e dalle basse rese che non possono essere eseguiti in modo efficiente ed economico. Pertanto, ad oggi, le particelle Giano non sono disponibili nel mercato tra gli ingredienti usati nel campo cosmetico né in altri campi industriali, al meglio delle nostre conoscenze.

A tal proposito, come riferimenti bibliografici possono essere citati:

1) Chariya Kaewsaneha et al., “Preparation of Janus Colloidal Particles via Pickering Emulsion: An OverView”, Colloids and Surfaces A: Psysicochemical and Engineering Aspects - Volume 439, 20 Dicembre 2013, Pagine 35-42.

2) Yunoi Yang et al., “ An OverView of Pickering Emulsions: Solid-Particle Materials, Classification, Morphology, and Applications”, Frontiers in Pharmacology, 1 Maggio 2017, Volume 8, Articolo 287.

3) Fuxin Liang et al., “Rational Design and Synthesis of Janus Composites”, Advanced Materials, Volume 26, Parte 40, 29 Ottobre 2014, Pagine 6944-6949.

4) Yoshimune Nonomura et al., “Adsorption of disk shaped Janus Beads at liquid-liquid Interfaces”, Langmuir, 2004, 20, 11821-11823.

5) B. P. Binks et al., “Particles adsorbed at thè oil-water Interface: Theoretical Comparison between Spheres of uniform Wettability and “Janus” Particles”, Langmuir, 2001, 17, 4708-4710.

6) Jie Wu et al., “recent Studies of Pickering Emulsions: Particles make thè Difference”, Small, Volume 12, Parte 34, 14 Settembre 2016, Pagine 4633-4640. La presente invenzione rivendica un metodo produttivo per la realizzazione di dette particelle Giano. In aggiunta, il materiale è non-nanometrico (in confronto agli emulsionanti solidi non-Giano presenti sul mercato) e quindi non pone alcun problema per la sicurezza del consumatore.

Inoltre, nella presente invenzione le particelle Giano sono utilizzate con la funzione di “emulsionanti solidi” in formulazioni cosmetiche, dando luogo ad emulsioni che possono avere l’aspetto di emulsioni classiche o, in funzione della formulazione stessa, possono mostrare speciali effetti visivi e di sensorialità, sia in massa, sia durante l’applicazione (per esempio, macroemulsioni stabili con gocce di fase dispersa visibili ad occhio nudo). Questi nuovi tipi di prodotto hanno grandi vantaggi, tra tutti l’assenza di emulsionanti molecolari tradizionali che possono essere aggressivi sulla pelle. Infatti, prodotti per la cura della pelle e per il trucco richiedono, in particolare, di migliorare e comunque rispettare la fisiologia della pelle: per questo motivo emulsioni senza emulsionanti tradizionali rappresentano una notevole miglioria nell’arte.

Inoltre, l’eccezionale stabilità di tali emulsioni può aprire la via per nuove emulsioni caratterizzate da bassa viscosità.

Scopo principale della presente invenzione è quello di proporre un nuovo metodo per la fabbricazione di particelle Giano utilizzabili per emulsioni dirette alla produzione di prodotti cosmetici, che possa essere facilmente eseguito con apparecchiature ordinarie e costi di produzione ridotti. Inoltre il nuovo metodo di fabbricazione per particelle Giano secondo la presente invenzione consente rese di decine di chilogrammi all’ora. Altro scopo della presente invenzione è l’impiego di tali particelle Giano nella formulazione di prodotti cosmetici per la decorazione del viso, occhi, labbra o del corpo e per la cura della pelle.

Nell’arte, svariate tecniche possono essere usate per modificare l’energia superficiale dei materiali. Detti metodi, se applicati a materiali in polvere, modificano la superfìcie in maniera non specifica, ossia modificano tutte le superfici accessibili al trattamento (sia esso chimico o fisico). Per “trattamento fisico” si intende la deposizione di uno strato di materiale le cui molecole non sono legate in modo covalente alla superfìcie, ad esempio per precipitazione o casting da solvente. Per “trattamento chimico” invece si intende la deposizione di uno strato di materiale le cui molecole sono legate in modo covalente alla superficie. Entrambi i tipi di trattamento modificano l’energia superficiale della superficie originaria, tuttavia il trattamento fisico può essere rimosso con metodi di separazione (ad esempio per estrazione), mentre quello chimico richiede la decomposizione del legame covalente formatosi tra l’agente trattante e la superficie stessa ed è quindi più stabile.

E’ possibile trasformare una superficie idrofila in una idrofoba per esempio utilizzando ben note tecniche di funzionalizzazione chimica (chimica sol-gel): nel caso delle tecniche usate nell’arte non è possibile definire con precisione l’area di una particella da modificare per ottenere funzionalizzazioni a scompartì e tutta la superfìcie viene normalmente modificata. Sarebbe necessario schermare una parte della superfìcie delle particelle nei confronti della modifica superficiale. Detti metodi di schermatura sono descritti nella letteratura ma impiegano tecniche umide ed hanno basse rese.

Materiali in polvere aventi la morfologia di sfere cave (bolle sferiche) sono intrinsecamente auto-schermati. In ciascuna particella è possibile distinguere due superila: una superfìcie interna, non accessibile al trattamento, ed una superficie esterna, accessibile al trattamento.

Il metodo secondo la presente invenzione funzionalizza la superficie esterna di dette particelle con uno qualsiasi dei metodi noti nell’arte. Successivamente alla funzionalizzazione, le particelle nasconderanno una superfìcie “protetta”, non funzionalizzata, ed una superficie esposta funzionalizzata. Le particelle Giano sono infine ottenute macinando detti materiali in modo da esporre le superfici non funzionalizzate. Se il materiale di partenza ha una morfologia a sfera cava, dopo il trattamento e la macinazione è possibile ottenere particelle a forma di calotta sferica.

Sul mercato, sono disponibili molti differenti materiali aventi la morfologia di microbolle. Una categoria è costituita da vetro (ad esempio Glass Microbubbles, prodotte da 3M). Un altro esempio è costituito dalla microsfere cave di materiale plastico (ad esempio, Expancel, prodotte da Akzo Nobel). Tuttavia qualsiasi materiale in forma di polvere che mostri superfici interne ed esterne (bolle o gusci) può essere usato nella presente invenzione. Questa classe di materiali è sempre più disponibile sul mercato; essi hanno infatti la funzione di eccipienti funzionali per ottenere formulazioni con peso specifico estremamente basso.

Il metodo secondo l’invenzione è definito nella Rivendicazione 1.

Più in dettaglio, il metodo consiste nella seguente successione di fasi, esplicate dalle Figure 1 e 2 in allegato.

1) Partendo da particelle cave 1 (per esempio in forma di bolla sferica come mostrata a sinistra in Fig. 1) che presentano due superfici non continue, una esterna (accessibile) 2 ed una interna (non accessibile) 3, di un dato materiale con energia superficiale a (per esempio, un materiale idrofilo avente angolo di contatto con acqua WcA-a<90° o un materiale idrofobo avente angolo WCA-α>90°), si modifica chimicamente o fisicamente l’energia superficiale della superficie esterna (per esempio, mediante rivestimento chimico) dando origine a particelle modificate 11 come quella mostrata a destra in Fig. 1. Le particelle cave ottenute 11 mostrano una superficie esterna 12 modificata con energia superficiale β (maggiore o minore di a) avente angolo di contatto con acqua differente (WCA-β>WCA-CI o WcA-β<WcA-α) ed una superficie interna 13 non modificata con energia superficiale originaria a poiché la superficie interna non era accessibile per la modifica. L’agente di trattamento superficiale èuò essere ad esempio un copolimero di polimetilidrogenosilossano oppure un trietossi- e/o trimetossi-silano. Nel caso di modifica fisica la stessa può essere realizzata per deposizxione di un materiale modificante tramite evaporazione di un solvente volatile oppure per deposizione di un materiale fuso e successiva solidificazione.

2) Le particelle 11 (mostrate a sinistra in Fig. 2) vengono poi macinate con qualsiasi tecnica di macinazione capace di romperle (parte centrale di Fig. 2) fino ad ottenere piccoli frammenti in forma di calotte sferiche (particelle 21). Minore l’angolo solido descritto dalle calotte, maggiore l’approssimazione delle calotte a una forma planare. La rottura delle sfere cave trattate renderà accessibile la superficie interna non modificata 13, generando le particelle Giano (parte destra di Fig. 2).

Utilizzando particelle Giano fabbricate secondo tale metodo è possibile ottenere una composizione cosmetica comprendente una fase acquosa e una fase organica, in cui le particelle Giano sono comprese tra lo 0,01% in peso ed il 99,99% in peso e la somma di fase acquosa e fase organica è compresa tra lo 0,01% in peso ed il 99,99% in peso.

In particolare, può essere ottenuta una composizione cosmetica in cui la fase organica è compresa tra il 10% e il 90% in peso, la fase acquosa è compresa tra il 90% ed il 10% in peso e le particelle Giano sono comprese tra il 20% e lo 0,01% in peso e in cui la fase acquoca è dispersa nella fase organica (emulsione acqua-in-olio/silicone) o viceversa (emulsione olio/silicone-in-acqua). Può anche essere ottenuta una composizione cosmetica in cui la fase organica è compresa tra lo 0,01% ed il 10% in peso, la fase acquosa è compresa tra il 10% ed il 70% in peso e le particelle Giano sono comprese tra il 10% ed il 90% in peso.

La fase acquosa può essere costituita da acqua e sostanze idro-solubili e/o idrodisperdibili, mentre la fase organica può essere costituita da olii appartenenti alla classe dei trigliceridi e/o esteri e/o gliceril esteri e/o siliconi e/o ogni altro olio accettabile dal punto di vista cosmetico e loro relative miscele e può contenere uno o più olii e sostanze oleo-solubili e/o oleo-disperdibili.

Esempi formulativi

Sono qui forniti alcuni esempi formulativi in merito alla preparazione di particelle Giano secondo la presente invenzione e al loro uso per la realizzazione di emulsioni ed altri preparati idonei per applicazioni cosmetiche.

Esempio 1 - Preparazione di particelle Giano (idrofile-siliconiche) funzionalizzate con dimeticone a partire da particelle cave di vetro idrofile.

In un miscelatore di polveri, 200 grammi di particelle cave di vetro aventi il diametro medio di 100 micron vengono aggiunti e mescolati delicatamente a 100 giri al minuto per 5 minuti. Dopo l’aggiunta di un agente di trattamento superficiale (copolimero di polimetilidrogenosilossano - polidimetilsilossano, 4 grammi), la miscela viene ulteriormente mescolata per 5 minuti. La miscela ottenuta è trattata termicamente a 150°C in aria per 24 ore. Dopo il trattamento termico la miscela è lasciata raffreddare. Le particelle cave rivestite hanno un’energia superficiale minore di 33 dyn/cm. Le particelle vengono poi macinate usando un mulino a getto d’aria con una velocità di alimentazione di 10g/min a 7 bar (iniezione e camera di macinazione). La distribuzione finale delle dimensioni delle particelle è compresa tra 0,1 e 20 micron, come misurato per mezzo di un granulometro a diffrazione laser.

Esempio 2 - Preparazione di particelle Giano (idrofile-alifatiche) funzionalizzate con beenilcarbamoilpropil polisilesquiossano da particelle cave di vetro idrofile.

In un miscelatore di polveri riscaldato, 200 grammi di particelle cave di vetro aventi il diametro medio di 200 micron vengono aggiunti e mescolati delicatamente a 60 giri al minuto per 5 minuti: dopo l’aggiunta di 4 grammi di agente di trattamento superficiale beenilcarbamoilpropil trietossisilano, la miscela è portata a 80°C durante la miscelazione, e mescolata in modo completo per 1 ora. 1 grammo di una soluzione acquosa di acido diluito viene introdotto nel miscelatore come catalizzatore e la miscelazione viene continuata per 2 ore a 80°C. La miscela è poi lasciata raffreddare. Le particelle cave rivestite hanno un’energia superficiale minore di 33 dyn/cm. Le particelle vengono poi assoggettate a miscelazione intensiva a 3000 giri al minuto per rompere i gusci cavi in-situ fino ad una distribuzione finale delle dimensioni delle particelle compresa tra 0,1 e 20 micron.

Esempio 3 Preparazione di particelle Giano (idrofile-alifatiche) funzionalizzate con trietossicaprililsilano a partire da particelle cave di vetro idrofile.

In un miscelatore di polveri riscaldato, 200 grammi di particelle cave di vetro aventi il diametro medio di 200 micron vengono aggiunti e mescolati delicatamente a 60 giri al minuto per 5 minuti: dopo l’aggiunta di 4 grammi di agente di trattamento superficiale trietossicaprililsilano, la miscela è portata a 80°C durante la miscelazione, e mescolata in modo completo per 1 ora. 1 grammo di una soluzione acquosa di acido diluito viene introdotto nel miscelatore come catalizzatore e la miscelazione viene continuata per 2 ore a 80°C. La miscela è poi lasciata raffreddare. Le particelle cave rivestite hanno un’energia superficiale minore di 33 dyn/cm. Le particelle vengono poi macinate utilizzando un mulino a getto d’aria ad con velocità di alimentazione di 10 g/min a 7 bar (iniezione e camera di macinazione). La distribuzione finale delle dimensioni delle particelle è compresa tra 0,1 e 10 micron.

Esempio 4 - Preparazione di particelle Giano (idrofobe-idrofìle) funzionalizzate mediante plasma atmosferico a partire da particelle polimeriche cave idrofobe.

In un reattore a plasma atmosferico, 200 grammi di sfere cave di polimero idrofobico (poliacrilonitrile/polimetilmetacrilato reticolato), aventi dimensioni medie delle particelle di 80 micron, vengono aggiunti e sottoposti a trattamento per 2 ore. La polvere trattata diventa idrofila con un’energia superficiale maggiore di 72 dyn/cm. La polvere viene ulteriormente macinata per rompere i gusci usando un mulino a getto d’aria a bassa temperatura (sotto la temperatura di transizione a vetro del materiale) generando le particelle Giano. La distribuzione finale delle dimensioni delle particelle è compresa tra 0,1 e 10 micron.

Esempio 5 - Preparazione di emulsione acqua-in-silicone usando le particelle Giano dell’esempio 1.

COMPONENTI PESO %

Fase A

Particelle Giano (Esempio 1) 5,0

Dimeticone 75,0

Fase B

Acqua 20,0

L’emulsione acqua-in-silicone è ottenuta preparando la Fase A in un becher a temperatura ambiente sotto agitazione meccanica e aggiungendo la Fase B durante la generazione dell’emulsione con un’apparecchiatura rotore-statore ad alto taglio a 10000 giri/min per 5 minuti. La distribuzione finale delle goccioline di acqua è compresa tra 10 e 150 micron come rilevato con microscopia ottica. L’emulsione ottenuta è stabile contro la coalescenza per più di 6 mesi a temperatura ambiente.

Esempio 6 - Preparazione di emulsione acqua-in-olio usando le particelle Giano dell’esempio 2.

COMPONENTI PESO %

Fase A

Particelle Giano (Esempio 2) 5,0

Isoesadecano 45,0

Fase B

Acqua 50,0

L’emulsione acqua-in-olio è ottenuta preparando la Fase A in un becher a temperatura ambiente sotto agitazione meccanica e aggiungendo la Fase B durante la generazione dell’emulsione con apparecchiatura rotore-statore ad alto taglio a 10000 giri/min per 5 minuti. La distribuzione finale di goccioline di acqua è compresa tra 10 e 170 micron come rilevato mediante microscopia ottica. L’emulsione ottenuta è stabile contro la coalescenza per più di 6 mesi a temperatura ambiente.

Esempio 7 - Preparazione di emulsione silicone-in-acqua usando particelle Giano dell’esempio 4.

COMPONENTI PESO %

Fase A

Acqua 65,0

Particelle Giano (Esempio 4) 5,0

Fase B

Silicone 30,0

L’emulsione acqua-in-olio è ottenuta preparando la Fase A in un becher a temperatura ambiente sotto agitazione meccanica e aggiungendo la Fase B durante la generazione dell’emulsione con apparecchiatura rotore-statore ad alto taglio a 10000 giri/min per 5 minuti. La distribuzione finale di goccioline di acqua è compresa tra 30 e 200 micron come rilevato mediante microscopia ottica. L’emulsione ottenuta è stabile contro la coalescenza per più di 6 mesi a temperatura ambiente.

Esempio 8 - Preparazione di emulsione acqua-in-silicone con generazione in-situ di particelle Giano (macinazione umida).

COMPONENTI PESO %

Fase A

Bolle di vetro trattate con 5,0

silicone

Dimeticone 40,0

Fase B

Dimeticone 35,0

Fase C

Acqua 20,0

L’esempio mostra il caso in cui le particelle Giano sono generate in-situ durante la produzione dell’emulsione. Microbolle di vetro trattate con silicone dell’Esempio 1 sono usate tal quali prima della macinazione. La Fase A viene preparata in un becher e calandrata sotto forma di impasto in un macinatore a tre cilindri (calandra) per mezzo della quale si generano le particelle Giano in dispersione siliconica. Quindi la Fase A viene aggiunta alla Fase B a temperatura ambiente e in seguito la Fase C viene aggiunta durante la generazione dell’emulsione con apparecchiatura rotore-statore ad alto taglio a 10000 giri/min per 5 minuti. La distribuzione finale delle goccioline di acqua è compresa tra 10 e 150 micron come rivelato con microscopia ottica. L’emulsione ottenuta è stabile contro la coalescenza per più di 6 mesi a temperatura ambiente.

Esempio 9 - Preparazione di fondotinta in emulsione acqua-in-olio

COMPONENTI PESO %

Fase A

Oli ed emollienti 35,0

Cere 10,0

Fase B

Particelle Giano (esempio 1) 5,0

Pigmenti idrofobi 8,5

Fase C

Acqua 40,0

Conservanti 1, 0

Fase D

Antiossidanti 0,5

Il fondotinta in emulsione acqua-in-olio viene prodotto come segue. La Fase A è portata a 80°C fino alla fusione delle cere. Poi la Fase B è aggiunta sotto l’agitazione meccanica. La Fase C è scaldata a 80°C e aggiunta alla Fase A+B durante la generazione dell’emulsione con una testa rotore-statore ad alto taglio operante a 10000 giri/min per 5 minuti. Poi la fase D viene è aggiunta alla miscela sotto agitazione. La temperatura viene poi abbassata a temperatura ambiente sotto agitazione meccanica.

Esempio 10 - Preparazione di un prodotto cosmetico “polvere-crema”

COMPONENTI PESO %

Fase A

Particelle Giano (Esempio 1) 10,0

Pigmenti idofobi 10,0

Eccipienti idrofobi 10,0

Fase B

Dimeticone 6,0

Fase C

Acqua 63,7

Conservanti 0,3

II prodotto “polvere-crema” viene realizzato come segue. La Fase A viene miscelata in un miscelatore per polveri a temperatura ambiente (2500giri/min per 5min). La Fase B viene aggiunta alla Fase A e ulteriormente miscelata in modo omogeneo (due cicli a 2500giri/min per 5min). La Fase C viene infine aggiunta alla Fase A+B e la miscela viene mescolata finché la massa acquista l’aspetto di una polvere asciutta scorrevole. Tale polvere possiede la capacità di trasformarsi in una crema durante l’applicazione (frizionamento) sull’epidermide e di tornare asciutta in seguito all’evaporazione dell’acqua.

Esempio 11 - Preparazione di un’emulsione olio-in-acqua per la cura della pelle

COMPONENTI PESO %

Fase A

Acqua 60,0

Umettanti 7,0

Conservanti 1,0

Modificatore reologico 1,0

Particelle Giano (Esempio 4) 5,0

Fase B

Oli ed emollienti 25,0

Fase C

Antiossidanti 0,5

Fase D

Principi attivi 0,5

L’emulsione olio-in-acqua per la cura della pelle viene realizzata come segue. La Fase A viene portata a 50°C fino a risultare omogenea. Poi la Fase B viene premiscelata a 50°C. La Fase B viene aggiunta alla Fase A durante la generazione dell’emulsione con una testa rotore-statore ad alto taglio a 10000 giri/min per 5 minuti. Poi l’emulsione è lasciata raffreddare e le fasi C e D vengono successivamente aggiunte con agitazione meccanica (200 giri/min).

Esempio comparativo

Viene qui fornito un esempio comparativo che dimostra l’insuccesso del tentativo di formare emulsioni acqua-in-silicone usando particelle ottenute mediante differenti metodi di fabbricazione (nessun trattamento, nessuna macinazione o differente ordine trattamento-macinazione),

Polveri comparative sono descritte come segue:

• Esempio comparativo I (microbolle idrofile) - Polvere in sfere cave di vetro idrofile, impiegata tal quale (No rivestimento, No macinazione)

• Esempio comparativo II (lamelle idrofile) - Lamelle idrofile sono ottenute come nell’Esempio 1 senza fase di rivestimento (No rivestimento, Sì macinazione)

• Esempio comparativo IIΙ (microbolle idrofobe) - sfere di vetro cave idrofobe, sono ottenute come nell’Esempio 1 senza fase di macinazione a getto d’aria (Sì rivestimento, No macinazione)

• Esempio comparativo IV (lamelle idrofobe) - Lamelle idrofobe sono ottenute come nell’Esempio 1 con ordine invertito rivestimento/macinazione (Sì macinazione, Sì rivestimento)

Le emulsioni sono preparate in accordo con l’Esempio 5 con le differenti polveri (Esempio comparativo I-IV) usate come Fase A. La Fase B (fase acquosa) è addizionata con 0,1% di colorante idrosolubile FD&C Bluel per colorare le goccioline d’acqua.

La valutazione visiva e la microscopia ottica mostrano che soltanto particelle Giano come descritte nella presente invenzione generano emulsioni di Pickering con migliorata stabilità. Quando le particelle sono completamente idrofile (sfere cave o lamelle) o quando sono usate sfere cave idrofobe (rispettivamente, Esempio comparativo I, Esempio comparativo II ed Esempio comparativo III), non viene formata nessuna emulsione. Lamelle idrofobe (Esempio comparativo IV) conducono ad un’emulsione di Pickering basata su una bagnatura media intermedia tra la fase acquosa e la fase siliconica: tuttavia tali emulsioni mostrano una dimensione di goccioline più grossolana e una ridotta stabilità contro la coalescenza, come dimostrato da un test accelerato di stabilità (in centrifuga a 4000 giri/min per 2 minuti o 2500 giri/min per 10 min) in confronto all’emulsione di Pickering basata su particelle Giano, oggetto della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo di fabbricazione di particelle Giano, caratterizzato dal fatto di comprendere la seguente successione di fasi: a) vengono selezionate particelle cave (1) caratterizzate da due superfici non continue di un materiale con energia superficiale a, di cui una esterna accessibile (2) ed una interna non accessibile (3); b) viene modificata l’energia superficiale della superficie esterna (2), dando origine a particelle modificate (11) con energia superficiale interna a ed energia superficiale esterna B; c) le particelle modificate (11) vengono macinate fino ad ottenere particelle costituite da piccoli frammenti (21) in forma di calotte sferiche con superfìcie esterna (12) ad energia modificata e superfìcie interna (13) ad energia interna non modificata, entrambe accessibili.
2. Metodo di fabbricazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette particelle cave (1) sono in forma di bolle sferiche.
3. Metodo di fabbricazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’energia superficiale interna a è maggiore dell’energia superficiale esterna B.
4. Metodo di fabbricazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’energia superficiale interna a è minore dell’energia superficiale esterna B.
5. Metodo di fabbricazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’energia superficiale della superficie esterna (2) delle particelle (1) viene modificata chimicamente.
6. Metodo di fabbricazione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l’energia superficiale della superficie esterna (2) delle particelle (1) viene modificata fisicamente.
7. Metodo secondo la rivendicazione 5 per la preparazione di particelle Giano idrofìle-siliconiche funzionalizzate caratterizzato dal fatto che detto agente trattamento superficiale è un copolimero del polimetilidrogenosilossano.
8. Metodo secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detto agente di trattamento superficiale è un trietossi- e/ o trimetossi- silano.
9. Metodo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che detta modifica fìsica è realizzata per deposizione di un materiale modificante tramite evaporazione di un solvente volatile.
10. Metodo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che detta modifica fisica è realizzata per deposizione di un materiale fuso e successiva solidificazione.
11. Composizione cosmetica contenente particelle Giano fabbricate con il metodo secondo la rivendicazione 1, una fase acquosa e una fase organica, in cui le particelle Giano sono comprese tra lo 0,01% in peso ed il 99,99% in peso e la somma di fase acquosa e fase organica è compresa tra lo 0,01% in peso ed il 99,99% in peso.
12. Composizione cosmetica secondo la rivendicazione 11 in cui la fase acquosa è costituita da acqua e sostanze idro-solubili e/o idro-disperdibili.
13. Composizione cosmetica secondo la rivendicazione 11 in cui la fase organica è costituita da olii appartenenti alla classe dei trigliceridi e/o esteri e/o gliceril esteri e/o siliconi e/od ogni altro olio accettabile dal punto di vista cosmetico e loro relative miscele.
14. Composizione cosmetica secondo la rivendicazione 13 in cui la fase organica contiene uno o più olii e sostanze oleo-solubili e/o oleo-disperdibili.
15. Composizione cosmetica secondo le rivendicazioni 11-14 in cui la fase organica è compresa tra il 10% ed il 90% in peso, la fase acquosa tra il 90% ed il 10% in peso e le particelle Giano sono comprese tra il 20% e lo 0,01% in peso, e in cui la fase acquosa è dispersa nella fase organica (emulsione acqua-in-olio/silicone) o viceversa (emulsione olio/silicone-in-acqua).
16. Composizione cosmetica secondo le rivendicazioni 11-14 in cui la fase organica è compresa tra lo 0,01% e il 10% in peso, la fase acquosa è compresa tra il 10% ed il 70% in peso e le particelle Giano sono comprese tra il 10% ed il 90% in peso.