ITVA20100002A1 - Poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale - Google Patents
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Description
POLIGALATTOMANNANO CATIONICO PURIFICATO ESENTE DA
GLIOSSALE
Settore tecnico
La presente invenzione riguarda un poligalattomannano cationico purificato di colore chiaro, esente da gliossale e boro, ed una procedura per la sua preparazione.
Il poligalattomannano cationico ottenuto dalla procedura secondo la presente invenzione rende viscose le soluzioni acquose; essendo esente da boro, da gliossale, da altri cross-linkers e da impurità nocive e comportandosi come efficace addensante sia a pH acido che basico, à ̈ particolarmente utile come ingrediente di prodotti cosmetici e per la cura della persona, di prodotti per la cura di animali domestici, di prodotti farmaceutici e per la pulizia della casa.
I polisaccaridi cationici sono derivati di origini naturali molto usati come additivi industriali per le loro proprietà condizionanti (migliorano cioà ̈ le caratteristiche del substrato su cui sono applicati, generalmente carta, pelle, capelli o tessuti).
Oltre al loro potere condizionante, la capacità di questi polisaccaridi di addensare e regolare la reologia delle soluzioni in cui sono disciolti à ̈ utile dal punto di vista industriale.
Queste caratteristiche li rendono utili su scala industriale per la preparazione di shampoo, condizionanti per capelli, creme, detergenti per la casa o per la cura della persona e ammorbidenti che conferiscono un tocco morbido e proprietà antistatiche ai tessuti (vedi ad esempio “Conditioning Agents for Hair & Skin†, Ed. R.
Schueller e P. Romanowski, Marcel Dekker inc, NY, 1999).
In particolare, i poligalattomannani cationici e, tra loro, i derivati cationici della gomma di guar, hanno mostrato risultati eccellenti nel migliorare la pettinabilità a secco ed a umido di capelli lavati con shampoo o trattati dopo il lavaggio con un condizionante formulato con essi.
È ben noto che, nelle formulazioni cosmetiche, la presenza di materiali non espressamente aggiunti e controllati, non prevedibile e variabili da lotto al lotto, anche se in quantità minima può generare problemi durante la preparazione di una formulazione, quali separazione di fasi e differenze di viscosità ; inoltre, negli ultimi anni, à ̈ stata posta una particolare attenzione alla tossicità delle materie prime usate per la produzione dei prodotti cosmetici.
È quindi di importanza fondamentale che, per l'uso nelle formulazioni cosmetiche e nelle formulazioni che vanno a contatto diretto con pelle, quali nei prodotti di pulizia della casa, i derivati cationici dei poligalattomannani siano il più possibile privi di impurità , sia per la salute del consumatore che per i problemi tecnologici relativi alla produzione dei cosmetici.
Stato dell’arte
Il primo uso dei derivati cationici di guar in cosmetica risale al 1977, quando un derivato cationico del guar à ̈ stato utilizzato nella preparazione di cosiddetti shampoo “due in uno„, avente caratteristiche condizionanti dei capelli insieme al normale potere detergente (vedi US 4 061 602).
Il derivato cationico del guar più semplice utilizzato in cosmetica à ̈ conosciuto con il nome INCI di Guar Idrossipropiltrimonio Cloruro e, chimicamente, à ̈ un cloruro del 2-idrossi-3-(trimetilammonio)propil etere di guar.
Altri derivati cationici del guar sono conosciuti ed utilizzati in cosmetica; sono caratterizzati da ulteriore presenza di gruppi non ionici, quali gruppi idrossipropilici, idrossilbutilici e/o idrossialchilici idrofobici e/o gruppi alchilici.
Una parte rilevante dei derivati cationici del guar attualmente sul mercato, al fine di evitare le difficoltà e la complessità delle operazioni di purificazione mediante lavaggio con acqua e solventi, viene purificata dai sottoprodotti di reazione reticolando con borati e lavando con sola acqua, come descritto per esempio in CA 2 023 324, dove nella fase di reazione viene aggiunto del borace; i derivati cationici del guar risultanti contengono piccole quantità di boro (guar boraciati).
Il limite dei derivati cationici dei guar boraciati à ̈ che sono utilizzabili solo in prodotti per formulazioni acide o leggermente acide, perché i prodotti boraciati non sono solubili a pH maggiore di 7; inoltre, i derivati dell’acido borico sono stati classificati recentemente come sostanze tossiche per la riproduzione.
Le procedure di gliossalazione (reticolazione con gliossale e lavaggio) sono conosciute da lungo tempo (per esempio da US 3,297,583, da US 3,350,386, da CA 2 063 365 e da WO 2008/058768) e rappresentano metodologie utili per purificare i polimeri naturali. Anche se il gliossale di per sé può essere irritante a contatto con la pelle o con gli occhi, il contenuto di gliossale nelle formulazioni cosmetiche che contengono il guar cationico purificato mediante reticolazione con gliossale può essere considerato trascurabile, se al di sotto di 100 ppm. In ogni modo l'aumento costante dell’attenzione alla sicurezza dei consumatori rende desiderabile nel campo cosmetico fornire un guar cationico purificato che sia anche esente da gliossale.
Un metodo utile per ottenere un guar cationico purificato ad esente da reticolante à ̈ stato sviluppato in WO 2008/058769. Tuttavia, questo metodo usa solventi che rendono necessari un impianto industriale a prova di esplosioni e costi supplementari per il loro riciclo.
Vi à ̈ ancora quindi la necessità di avere un prodotto esente da agenti contaminanti potenzialmente irritanti, con una elevata qualità in termini di viscosità , di odore e di colore, e, al tempo stesso, facile da produrre con apparecchiature industriali standard.
È noto dalla letteratura che a pH basico il gliossale si trasforma irreversibilmente in acido glicolico o in un suo sale. L'acido glicolico ed i relativi sali sono considerati sicuri ed il loro uso non à ̈ limitato in nessun modo.
È anche noto, da CA 2 063 365, che il gliossale può essere rimosso da split di poligalattomannano derivatizzati mediante trattamento con una base ad un pH di almeno 10; le basi adatte secondo
CA 2 063 365 includono idrossidi metallici, ammine e ammoniaca. Purtroppo, quando si effettua il trattamento sui derivati cationici del guar secondo CA 2 063 365 si ottengono prodotti scuri e maleodoranti con prestazioni addensanti ridotte.
Ora à ̈ stato trovato che trattando i poligalattomannani cationici gliossalati purificati con un agente tamponante a pH tra 8.0 a 9.5 si ottiene un prodotto di colore chiaro esente da gliossale che à ̈ capace di dare soluzioni viscose dopo dissoluzione in acqua.
Descrizione dell'invenzione
È quindi un oggetto fondamentale della presente invenzione una procedura per la preparazione di un poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale con DS cationico compreso tra 0.01 e 1 comprendente i seguenti stadi: a) una farina di poligalattomannano o una farina di poligalattomannano derivatizzata non ionica viene fatta reagire con un reagente cationizzante; b) il pH viene portato tra 4 e 6, il poligalattomannano cationico viene reticolato mediante reazione con gliossale, lavato tramite aggiunta di acqua e filtrato, per fornire un poligalattomannano cationico gliossalato purificato contenente non più del 70%, preferibilmente dal 60 al 40%, in peso di acqua; c) al poligalattomannano cationico gliossalato purificato viene aggiunto un agente tamponante per regolare il pH del prodotto tra 8.0 a 9,5 misurato all’1% (materia secca) in acqua; d) l'acqua in eccesso viene rimossa per fornire un poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale in forma di polvere.
Un altro oggetto della presente invenzione à ̈ un poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale, ottenibile con la procedura sopra descritta, che ha un DS cationico fra 0.01 e 1 ed à ̈ caratterizzato dal fatto di avere un Indice di Giallo inferiore a 35, determinato tramite il metodo standard ASTM E313-00 dopo setacciatura attraverso un setaccio da 100 mesh, che contiene da 0,3 a 3 % in peso di acido glicolico in forma di sale e che ha una viscosità Brookfield all’ 1% in peso, 25 °C, 20 rpm superiore a 500 mPa*s.
Un ulteriore oggetto dell'invenzione à ̈ una composizione chimica utile per la cosmetica, la cura della persona o della casa, o una composizione farmaceutica, o per il settore dell’estrazione petrolifera, della carta, del tessile, del coating o della pulizia industriale comprendente il poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale prodotto tramite il processo precedentemente descritto.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
I poligalattomannani (anche denominati galattomannani) sono polisaccaridi che consistono di una catena di mannosio con gruppi laterali galattosio (più specificamente, una catena di beta-D-mannopiranosio con legami (1-4) con gruppi laterali sulle posizioni 6 di alfa-D-galattosio, cioà ̈ alpha-D-galactopiranosio con legami 1-6). Sono ottenute dagli endospermi dei semi di leguminose, quali la Trigonella foenum-graecum (gomma di fenugreek), la Cyamopsis tetraglonoba (gomma di guar), la Cesalpinia spinosa (gomma tara), la Ceratonia siliqua (gomma di carruba), la Cassia tora e la Cassia obtusifolia (gomma cassia).
I poligalattomannani differiscono l'uno dall'altro nel rapporto tra mannosio e galattosio. In ordine crescente la gomma di fenugreek ha un rapporto mannosio:galattosio pari a ~1:1, la gomma di guar ~2: 1, la gomma tara ~3:1, gomma di carruba ~4: 1 e gomma cassia ~5: 1.
Lo stadio a) della presente invenzione comprende l'introduzione di sostituenti cationici su una farina di poligalattomannano disponibile in commercio, o su una farina di poligalattomannano derivatizzata con gruppi non-ionici con una sostituzione molare non ionica da 0.1 a 3.0, tramite reazione con agenti alchilanti aventi gruppi amminici terziari o di ammonio quaternario, in presenza di catalizzatori basici (tipicamente idrossido di sodio); la modificazione cationica à ̈ ben nota alla persona esperta nell'arte.
Il poligalattomannano à ̈ preferibilmente guar.
I sostituenti cationici del poligalattomannano vengono introdotti per reazione di una parte dei loro gruppi idrossilici con gli agenti alchilanti contenenti un gruppo amminico terziario o d’ammonio quaternario. Gli esempi di agenti alchilanti utilizzabili includono i sali di glicidiltrialchilammonio e sali di 3-alo-2-idrossipropiltrialchilammonio quali il cloruro di glicidiltrimetilammonio, il cloruro di glicidiltrietilammonio, il cloruro di glicidiltripropilammonio, il cloruro di glicidiletildimetilammonio, il cloruro di glicidildietilmetilammonio ed i loro corrispondenti ioduri; il cloruro di 3-cloro-2-idrossipropiltrimetilammonio, cloruro di 3-cloro-2-idrossipropiltrietilammonio, cloruro di 3-cloro-2-idrossipropiltripropilammonio, cloruro di 3-cloro-2-idrossipropiletildimetilammonio ed i loro corrispondenti ioduri; altri esempi di agenti alchilanti utilizzabili includono composti con gruppi di ammonio quaternario quali gli alogenuri di composti che contengono un anello imidazolinico.
Nel modo di realizzazione tipico dell'invenzione il poligalattomannano à ̈ gomma di guar e l'agente alchilante cationizzante à ̈ cloruro di 3-cloro-2-idrossipropiltrimetilammonio o il cloruro di 2,3-epossipropil trimetilammonio.
Il sostituente cationico à ̈ in questo caso il cloruro di 2-idrossi-3-trimetilammoniopropil etere.
Nei modi di realizzazione più preferiti dell'invenzione i poligalattomannani cationici hanno un DSCda 0,1 a 0,5.
Nel presente testo, con l'espressione “grado di sostituzione cationico„ (DSC) intendiamo il grado di sostituzione cationico molare sui gruppi ossidrile del guar misurato per mezzo di<1>H-NMR.
Qualora il poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale finale debba contenere anche gruppi non ionici, quali idrossietile, 2-idrossibutile e/o 2-idrossipropile, nello stadio a) viene usata una farina di poligalattomannano derivatizzata con gruppi non ionici; in alternativa i gruppi non ionici possono anche venire introdotti dopo lo stadio a).
Il grado di sostituzione molare di tipo non ionico del poligalatttomannano può variare da 0,1 a 3 e il 2-idrossipropile à ̈ il sostituente non ionico preferito.
Con l'espressione “grado di sostituzione molare non-ionico„ (MS) intendiamo il grado di sostituzione non-ionico molare sui gruppi di ossidrile del guar; anche l’MS à ̈ misurato per mezzo di<1>H-NMR.
Nel caso che il poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale finale contenga anche sostituenti idrofobici, cioà ̈ sostituenti che includono gruppi alchile o alchenile C12-C32, preferibilmente la modifica idrofobica precede lo stadio a); il grado di sostituzione idrofobico (DSHB) del poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale finale può variare tra 0,0001 e 0,01, ed à ̈ determinato tramite gas-cromatografia.
Si rimarca che l’uso di un poligalattomannano in forma di farina à ̈ essenziale nella procedura dell’invenzione per ottenere le caratteristiche di purezza che sono tipiche del poligalattomannano cationico dell’invenzione.
La farina di poligalattomannano utilizzabile per ottenere il poligalattomannano cationico dell'invenzione ha tipicamente un peso molecolare tra 50.000 e 2.000.000; anche il poligalattomannano cationico dell'invenzione ha un peso molecolare fra 50.000 e 2.000.000.
Lo stadio a) viene effettuato in acqua o in una miscela acqua/ alcool. In pratica l'alcool può essere metanolo, etanolo, isopropanolo, npropanolo, n-butanolo e simili; isopropanolo ed etanolo sono i preferiti.
Preferibilmente, nello stadio a) del processo vengono usate da 30 a 200 parti in peso di una miscela acqua/alcool, che contiene meno del 50% in peso di acqua, per ogni 100 parti in peso di farina.
Lo stadio b) viene effettuato preferibilmente aggiungendo da 2,2 a 3 parti in peso di gliossale ogni 100 parti di farina poligalattomannano, lasciando reagire per circa 30 minuti, lavando con da 300 a 1200 parti in peso di acqua a temperatura ambiente per da 10 a 90 minuti per ottenere un guar cationico purificato gliossalato che ha un tenore d'acqua inferiore al 70% in peso, ottenibile mediante filtrazione e, eventualmente, pre-essiccamento.
Il limite superiore di contenuto di acqua nel poligalattomannano cationico purificato gliossalato ottenuto alla conclusione dello stadio b) à ̈ critico, perché l'acqua eccedente causerebbe la gelificazione del prodotto durante lo stadio successivo.
Ulteriori dettagli per effettuare efficientemente lo stadio b) possono essere trovati in EP 1 490 408 ed in EP 1 490 410.
Lo stadio c) Ã ̈ lo stadio caratterizzante del processo.
L’agente tamponante usato per disproporzionare il gliossale reticolato viene aggiunto preferibilmente disciolto in acqua, come soluzione acquosa; in alternativa, l’agente tamponante può essere aggiunto in polvere o pre-disperso in un mezzo liquido inerte, ad esempio in un alcool con basso punto di ebollizione.
Il contenuto d’acqua nella miscela di reazione del punto c) à ̈ critico; dovrebbe essere abbastanza alto da dissolvere l’agente tamponante e non deve superare il 70% in peso per evitare una indesiderata gelificazione della massa
Con l'espressione “agente tamponante„ intendiamo un composto inorganico o organico, o una miscela di composti, che, aggiunto al guar cationico purificato gliossalato e leggermente acido ottenuto dal punto b), à ̈ capace produrre un mezzo di reazione tamponato. Nello stadio c) preferenza particolare à ̈ data all'uso combinato di un bicarbonato di un metallo alcalino, per esempio bicarbonato di sodio, e un carbonato di un metallo alcalino, per esempio carbonato disodico; una miscela bicarbonato di sodio/ carbonato disodico 20/80 (peso/peso) à ̈ la più preferita.
Anche i sali dell'acido fosforico con metalli alcalini sono utilizzabili come agenti tamponanti al punto c).
Quando il bicarbonato di sodio ed il carbonato disodico sono l’agente tamponante, il galattomannano cationico purificato esente gliossale finale contiene gli ioni sodio e carbonato che non influiscono negativamente sulla prestazione del prodotto e possono essere usati senza restrizioni.
Altrie agenti tamponanti organici o inorganici possono essere usati, scegliendo correttamente il rapporto sale/acido, ad esempio: Bicine, TRIS, TRIZMA, HEPBS, TAPS, AMPD, TABS, AMPSO, CHES, CAPSO, AMP, ammoniaca, Barbital, Glicina.
Il trattamento del punto c) può essere effettuato a temperatura ambiente, per esempio a circa 25°C, anche se la temperatura può essere aumentata vantaggiosamente fino a 70°C e più preferibilmente fino circa a 50°C, ottenendo ancora risultati soddisfacenti.
La reticolazione ed il lavaggio del punto b) consentono di eliminare almeno il 90% dei sottoprodotti di reazione e, eventualmente, dei sottoprodotti che derivano dall'introduzione dei sostituenti non ionici del poligalattomannano.
Come conseguenza il processo dell'invenzione fornisce un poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale.
Con l’ espressione poligalattomannano “purificato„ intendiamo un poligalattomannano contenente meno dello 0,35% in peso di sottoprodotti di reazione.
Con “sottoprodotti di reazione„ intendiamo i residui di agenti cationizzanti e alchilanti, i loro derivati per idrolisi e i glicol (residui di acqua, alcool, agente tamponante ed acido glicolico sono esclusi). In particolare, il poligalattomannano cationico esente da gliossale dell'invenzione non contiene cloruro di 3-cloro-2-idrossipropiltrimetilammonio (l'agente cationizzante preferito per la sintesi del guar cationico) e contiene meno dello 0,2% in peso di cloruro di 2,3- diidrossipropil trimetilammonio (eventualmente formatosi per reazione del cloruro di 3-cloro-2-idrossipropiltrimetilammonio con l’acqua durante la reazione di cationizzazione).
La determinazione dei residui del reagente cationizzante e del relativo glicol à ̈ effettuata per mezzo di cromatografia di scambio ionico, mediante l'uso di una colonna a scambio cationico e di una eluizione con una soluzione di acido metansolfonico.
Con l'espressione “esente da cloruro di 3-cloro-2-idrossipropiltrimetilammonio„ intendiamo che nel guar cationico dell'invenzione la concentrazione di cloruro di 3-cloro-2-idrossipropiltrimetilammonio à ̈ al disotto del limite di rilevabilità del metodo precedentemente descritto (in questo caso inferiore allo 0,15% in peso).
Lo stadio c) produce un poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale che contiene da 0,3 a 3% in peso di acido glicolico in forma di sale, derivante dalla disproportionazione del gliossale. Uno stadio di acidificazione o neutralizzazione può essere effettuato, eventualmente, dopo lo stadio c).
Con l'espressione poligalattomannano “esente da gliossale„ intendiamo un poligalattomannano contenente meno dello 0,01 % in peso di gliossale, il contenuto di gliossale essendo determinato tramite la reazione con il cloroidrato di 2-idrazono-2,3-diidro-3-metilbenzotiazolo, secondo il metodo descritto in “Kunststoffe im Lebensmittelverkehr„ Ed. Carl Heymanns, Verlag KG, 1999, pag. 228-231.
La limitata presenza di acido glicolico nel poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale può essere vantaggiosa qualora ne sia previsto un uso cosmetico, perché l'acido glicolico già trova applicazione nei prodotti per la cura della pelle ed à ̈ usato per migliorare l'aspetto e il “tocco†della pelle. È noto che può anche ridurre le rughe, i segni dovuti all’acne, l’iperpigmentazione e molti altri problemi della pelle, comprese la cheratosi attinica, l’ipercheratosi e la cheratosi seborroica.
Il poligalattomannano cationico purificato dell’invenzione à ̈ anche esente da boro; con l'espressione poligalattomannano “esente da boro„ intendiamo un poligalattomannano contenente meno di 30 ppm di borato.
Vantaggiosamente, il processo della presente invenzione fornisce un galattomannano cationico purificato esente da gliossale che ha caratteristiche di viscosità che sono simili a quelle del poligalattomannano cationico purificato gliossalato intermedio, cioà ̈ la sua viscosità Brookfield da 1% in peso di materia attiva (a.m.), a 25°C e a 20 rpm non à ̈ inferiore al 70% della viscosità dello stesso intermedio nelle stesse condizioni.
La viscosità Brookfield del poligalattomannano cationico purificato dell'invenzione esente da gliossale e da boro all’ 1% in peso, 25 °C, 20 rpm à ̈ preferibilmente maggiore di 800 mPa*s, preferibilmente tra 1.000 e 5.000 mPa*s.
Il processo dell'invenzione fornisce poligalattomannani cationici purificati esenti da gliossale e da boro, praticamente incolori ed inodori, ed in particolare guar cationici purificati inodori e debolmente colorati esenti da gliossale e da boro. Questi prodotti sono solubili in soluzioni acquose sia acide che basiche e danno facilmente soluzioni acquose viscose.
Si ritiene che il pH, tamponato tra 8,0 e 9,5, sia essenziale sia per ottenere un poligalattomannano finale con un Indice di Giallo al di sotto di 35 che per mantenere sostanzialmente inalterate le proprietà addensanti del poligalattomannano cationico gliossalato intermedio. Il colore del poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale à ̈ determinato mediante il metodo standard ASTM E313-00 dopo setacciatura attraverso 100 mesh, per evitare errori nelle letture.
Il prodotto ottenuto per mezzo della procedura dell'invenzione può essere utilizzato nelle più differenti formulazioni, dove venga sfruttata la sua capacità di legarsi attraverso le sue cariche positive a substrati che hanno cariche negative deboli, insieme alla sua capacità di addensare e di regolare la reologia delle soluzioni dell'acqua. I poligalattomannani cationici purificati esenti da gliossale sono particolarmente utili come ingredienti delle composizioni cosmetiche e dei prodotti per la pulizia della casa.
Con l'espressione “composizioni cosmetiche„ indichiamo i prodotti usati normalmente per cura della persona, quali composizioni per la cura di capelli, la cura della pelle, la protezione dal sole e la cura del cavo orale.
Esempi di composizioni cosmetiche sono creme per il corpo, le mani e la faccia, gel e lozioni per capelli (quali le lozioni per la piega dei capelli, fissatori, balsami) e creme per la tintura e la decolorazione dei capelli, composizioni per la protezione solare, prodotti di bellezza (quali i rossetti, fondotinta, mascara, matite per gli occhi), fluidi detergenti, idratanti e traspiranti, shampoo, profumi, saponi liquidi e saponette, dentifrici, colluttori ed altri prodotti per applicazioni simili. I prodotti di pulizia per la casa includono, ma non sono limitati a: composizioni in forma di gel, saponi, emulsioni e liquidi per la pulizia di superfici dure, panni per spolverare a secco o a umido, per la pulizia e/o la disinfezione, detergenti e condizionanti per tessuti. Il poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale della presente invenzione migliora la deposizione sui capelli e sulla pelle degli ingredienti grassi delle composizioni cosmetiche, quali oli, vitamine ed emollienti e la persistenza dei loro profumi e delle fragranze, mentre forniscono un efficace effetto condizionante ed addensante.
Sono facilmente disperdibili e solubili in acqua, anche in presenza di sali ed il loro effetto addensante non à ̈ alterato dalla presenza di tensioattivi, che sono normalmente presenti nelle composizioni cosmetiche e nei prodotti per la pulizia della casa.
Sono presenti nelle composizioni cosmetiche e nei prodotti per la pulizia della casa a concentrazioni che variano preferibilmente da 0.01 a 10% in peso sul peso totale di prodotto e più preferibilmente da 0.05 a 2% in peso.
I prodotti cosmetici dell'invenzione contengono gli ingredienti usuali, quali tensioattivi, umidificanti, emollienti, protezioni solari, agenti attivi idrofili o lipofilici quali ceramidi, agenti anti-radicali-liberi, repellenti per insetti, rinfrescanti per la pelle, deodoranti, antitraspiranti, agenti per il trattamento dei capelli, agenti per la cura della bocca, agenti snellenti, battericidi, agenti sequestranti, agenti antiforfora, antiossidanti, agenti conservanti, agenti alcalinizzanti o acidificanti, fragranze, filler, coloranti, altri polimeri ed emulsionanti, agenti gelificanti, agenti schiumogeni, sostanze grasse.
Inoltre, i prodotti per la pulizia della casa contengono gli ingredienti utilizzati convenzionalmente nel settore, quali tensioattivi, emollienti, repellenti per insetti, battericidi, agenti sequestranti, antiossidanti, agenti conservanti, agenti alcalinizzanti o acidificanti, fragranze, filler, coloranti, altri polimeri ed emulsionanti, agenti gelificanti, agenti schiumogeni, deodoranti, insetticidi, agenti sgrassanti, disinfettanti, emollienti, detergenti per lavanderia, detergenti per lavare i piatti. I prodotti cosmetici e per la pulizia della casa dell'invenzione contengono anche un mezzo accettabile, che, a seconda dell’uso finale del prodotto, à ̈ solitamente compatibile con tutte le sostanze a base di cheratina, quali pelle, unghie, capelli, lana e simili.
Il mezzo accettabile può rappresentare da 5% a 98% del peso totale del prodotto.
Il mezzo accettabile tipico à ̈ l'acqua.
Solventi organici idonei possono rimpiazzare o sostituire parzialmente l'acqua.
I solventi organici possono essere solventi organici idrofili, solventi organici lipofili, solventi anfifilici o loro miscele.
Esempi di solventi organici idrofili sono monoalcoli lineari o ramificati che hanno da 1 a 8 atomi di carbonio, come etanolo, propanolo, butanolo, isopropanolo ed isobutanolo; glicoli poliossietilenici comprendenti da 6 a 80 unità di ossido di etilene; polioli quali glicol propilenico, glicol butilenico, glicerina e sorbitolo; mono- o dialchilisosorbide in cui i gruppi alchile hanno da 1 a 5 atomi di carbonio, come il dimetil isosorbide; glicol eteri quali eteri monometilici o monoetilici del glicol dietilenico ed eteri del glicol propilenico quale dipropilen glicol metil etere.
Fra i solventi organici anfifilici utilizzabili citiamo polioli come i derivati del polipropilenglicol (PPG), quali gli esteri e gli eteri grassi del polipropilenglicol.
I solventi organici lipofilici utilizzabili sono, per esempio, alcool grassi e esteri grassi quali il diisopropil adipato, il diottil adipato ed gli alchilbenzoati.
I prodotti cosmetici e per la pulizia della casa della presente invenzione possono essere sotto forma di soluzione, emulsione, dispersione, gel, crema, pasta, polvere, saponetta o panno umido. Possono contenere un olio, quale olio minerale, olio vegetale, olio animale, olio sintetico o loro miscele.
Esempi di oli utilizzabili sono paraffine, petrolatum liquido, olio di jojoba, olio di noce di cocco, olio di mandorle, olio di oliva, olio di seme di colza, olio di ricino, olio di sesamo, olio di avocado, olio di arachidi, isoparaffine.
Il poligalattomannano cationico dell'invenzione à ̈ inoltre utile in altri campi industriali, in cui le caratteristiche di purezza del prodotto sono di importanza particolare, come per esempio nel settore petrolifero e nell’industria della carta.
ESEMPI
Preparazione del guar cationico gliossalato purificato
In un reattore da 5 litri con agitatore vengono caricati a temperatura ambiente 800 g di farina del guar e 450 g di soluzione acqua/isopropanolo 3/7, l'atmosfera di reazione à ̈ resa inerte per mezzo di lavaggi vuoto/azoto e sotto agitazione vigorosa vengono aggiunti 100 g di idrossido di sodio disciolto in 235 g di soluzione acquosa. Si continua ad agitare per 30 minuti ad una temperatura circa di 50°C; poi si aggiungono 470 g di cloruro di 3-cloro-2-idrossipropil trimetilammonio al 65%. Dopo 2 ore alla stessa temperatura la miscela di reazione viene raffreddata a 40°C ed neutralizzata a pH circa 5 tramite l'aggiunta di acido acetico.
Vengono aggiunti 50 g di gliossale (40% in acqua) ed si lascia reagire per circa 1 ora mantenendo la temperatura a circa 40°C.
La miscela di reazione così ottenuta (guar cationico gliossalato grezzo) viene dispersa in 4.000 g di acqua del rubinetto, lasciata sotto agitazione per 10 minuti, quindi filtrata sotto vuoto (0,4-0,5 atm) su un filtro a tessuto.
Il prodotto filtrato viene lavato con 4.000 g di acqua di rubinetto, aggiungendo quest’ultima aliquota direttamente sul prodotto bagnato presente sul filtro ed applicando il vuoto, in modo da ottenere guar cationico purificato gliossalato con DSC= 0,26
ESEMPIO 1
100 g del guar cationico gliossalato purificato vengono trattati a 25°C con 6,5% in peso su peso di prodotto secco di Na2CO3/NaHCO380/20 (p/ p) disciolto in acqua e miscelato per 1 ora.
Il pH del guar durante la reazione (all’ 1% in peso in acqua) à ̈ 8,8. Il prodotto viene poi asciugato su un essiccatore a letto fluido usando aria calda fino a che il contenuto di acqua non sia circa 7% in peso, macinato ed analizzato.
ESEMPI 2 - 5
La procedura dell'Esempio 1 Ã ̈ stata ripetuta ma sostituendo il Na2CO3/NaHCO380/20 con i sali riportati in Tabella 1.
ESEMPIO 6 (bianco)
100 g del guar cationico purificato gliossalato bagnato sono asciugati su un essiccatore del letto fluido usando l'aria calda fino a che il contenuto di acqua non sia circa 7% in peso, vengono poi macinati ed analizzati.
Il contenuto di gliossale à ̈ 0,6% in peso.
La viscosità Brookfield all’ 1% in peso a.m. à ̈ 2.600 mPa*s (25°C, 20 rpm)
In Tabella 1 sono riportati i valori delle determinazioni analitiche realizzate sui prodotti finiti degli Esempi 1-6.
Tabella 1
Q<1)>iossale
Ex. Sale pH<2)>gl
% in peso % in peso<3)>C<4)>V<5)>By-p<6)>
% in peso 1 Na2CO3/NaHCO380/20 6,5 8,8 <0,01 33 2.230 <0,35 2 Na3PO4 8,0 9,0 <0,01 32 1.910 <0,35 3* Na3PO4 10 10 <0,01 40 1.100 <0,35 4* Na2HPO4 10 7,7 0,6 28 1.640 <0,35 5* NaOH a pH 11 <0,01 45 200 <0,35 6** nessuno - - 0,6 24 2.600 <0,35 1) Quantità di sale usata basata sulla materia secca del guar cationico purificato gliossalato 2) pH di una soluzione acquosa all’ 1% in peso della miscela di reazione.
3) Contenuto di gliossale dei prodotti finiti
4) Indice di giallo secondo ASTM E 313-00 dopo passaggio attraverso setaccio 100 mesh ASTM
5) Viscosità Brookfield® in mPa*s, 1% (a.m.) 25°C, 20 rpm.
6) Contenuto dei sottoprodotti di reazione nei prodotti finiti
* Comparativo
** Bianco
Claims (2)
- Rivendicazioni 1) Procedura per la preparazione di poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale con DS cationico compreso tra 0,01 e 1 che comprende i seguenti stadi: a) una farina di poligalattomannano o una farina di poligalattomannano derivatizzata non ionica viene fatta reagire con un reagente cationizzante; b) il pH viene portato tra 4 e 6, il poligalattomannano cationico à ̈ reticolato mediante reazione con gliossale, lavato tramite aggiunta di acqua e filtrato per fornire un poligalattomannano cationico purificato gliossalato contenente non più del 70% in peso di acqua; c) al poligalattomannano cationico purificato gliossalato viene aggiunto un agente tamponante per regolare il pH del prodotto tra 8,0 e 9,5 misurato all’1% (materia secca) in acqua; d) l'acqua in eccesso viene rimossa per fornire un poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale in forma di polvere.
- 2) Procedura per la preparazione di un poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale secondo la rivendicazione 1) in cui la farina di poligalattomannano à ̈ farina di guar e la farina di poligalattomannano derivatizzata non ionica à ̈ farina di guar derivatizzata non ionica 3) Procedura per la preparazione di un poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale secondo la rivendicazione 2) in cui lo stadio b) fornisce un poligalattomannano cationico purificato gliossalato contenente dal 60 al 40% in peso di acqua e nello stadio c) l’agente tamponante à ̈ usato sotto forma di soluzione acquosa. 4) Procedura per la preparazione di un poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale secondo la rivendicazione 3) in cui nello stadio c) l’agente tamponante à ̈ una miscela 20/80 (peso/ peso) di bicarbonato sodico/ carbonato disodico. 5) Poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale avente DS cationico fra 0,01 e 1 e caratterizzato dal fatto di avere un Indice di Giallo inferiore a 35 determinato tramite il metodo standard ASTM E313-00 dopo setacciatura attraverso un setaccio da 100 mesh, di contenere da 0,3 a 3% in peso di acido glicolico in forma di sale e di avere una viscosità Brookfield all’ 1% in peso, 25 °C, 20 rpm superiore a 500 mPa*s. 6) Poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale secondo la rivendicazione 5), caratterizzato dal fatto di essere un guar cationico purificato esente da gliossale. 7) Poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale secondo la rivendicazione 6), in cui il sostituente cationico à ̈ cloruro di 2- idrossi-3-trimetilammoniopropil etere. 8) Poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale secondo la rivendicazione 7), contenente sostituenti idrossialchilici non ionici con un grado di sostituzione molare non ionico che varia da 0,1 a 3. 9) Poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale secondo la rivendicazione 8) in cui il sostituente idrossialchilico non ionico à ̈ 2-idrossipropile. 10) Composizione utile per la cosmetica, la cura della persona o della casa, per il settore farmaceutico, dell’estrazione petrolifera, della carta, del tessile, del coating o della pulizia industriale comprendente un poligalattomannano cationico purificato esente da gliossale di una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 9.
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