MX2007015558A - Composiciones protectoras solares estables que contienen oxido de zinc. - Google Patents

Abstract

Una composicion protectora solar basada en la emulsion de aceite en agua (O-W) estable que tenga al menos un absorbente de rayos UV organico insoluble en agua que tenga una solubilidad en agua de mucho menos de 0.1 %, contenido en la fase oleosa de la emulsion protectora solar que comprende: (i) particulas de oxido de zinc (ZnO) que tengan una superficie libre de cualquier recubrimiento previo de cualquier oxido inorganico y material hidrofobico remanente disperso en la fase acuosa de la emulsion protectora solar, ii) al menos un polimero no o poco espumante, no cationico, hidrofilico, capaz de dispersar o desflocular las particulas de ZnO pero incapaz de espesar una composicion acuosa a una viscosidad de mas de 100 cps a 25 degree C, en donde la viscosidad es medida usando un viscosimetro de Brookfield operado a 10 rpm por 15 segundos, cuando el polimero es anadido en una cantidad de 1 %, con base en el peso total del polimero y agua en la composicion acuosa; iii) al menos un polimero fenolico, capaz de funcionar como un agente dispersante y desfloculante para materiales en forma de particulas, y adsorbente en una interfase de aceite-agua, y un agente regulador para la fase acuosa de la emulsion protectora solar.

Description

COMPOSICIONES PROTECTORAS SOLARES ESTABLES QUE CONTIENEN OXIDO DE ZINC CAMPO DE LA INVENCIÓN Un óxido metálico anfótero, capaz de absorber radiación UV A, óxido de zinc (ZnO) está entre los pocos protectores solares de rayos UV A aprobados para uso en productos para la protección solar. A pesar de su costo relativamente bajo, y de la selección limitada de la protección solar de rayos UV A, su uso galopante en productos para la protección solar no se ha realizado a la fecha. Esto es principalmente porque se encontraron dificultades considerables en la estabilización de composiciones protectoras solares si contienen ZnO virgen. Los problemas aumentan debido a ciertas propiedades que exhiben estos materiales hidrofílicos en forma de partículas, en suspensiones acuosas. Las soluciones reclamadas en el arte previo renuncian a la efectividad de costo de ZnO virgen, aún falla en ofrecer buena factibidad, que tiene que depender de recubrir las partículas de ZnO con materiales hidrofóbicos. Dicho ZnO modificado hidrofóbicamente es invariablemente más caro que ZnO virgen. También, perfeccionar la cobertura superficial de cada partícula primaria contenida en un peso dado de sólidos de ZnO es prácticamente imposible.

La presente invención se dirige hacia este vacío, describiendo nuevos métodos de circunvenir los problemas de inestabilidad encontrados típicamente con ZnO, proporcionando a su vez composiciones para emulsiones protectoras solares de aceite en agua (0- , "Oil-water") , estables que contienen ZnO vírgen. En estas emulsiones, las partículas de ZnO permanecen dispersas en la fase acuosa de las emulsiones, preferiblemente en una forma muy desfloculada. El uso de ZnO virgen minimiza el costo, mientras que las partículas de ZnO desfloculadas presentan un área superficial mayor para la atenuación de los rayos UV que de otra manera. Como un beneficio adicional, estas emulsiones protectoras solares muestran factores de protección solar (SPF, "Sun Protection Factors") que son significativamente más altos que los que deben de ser obtenidos generalmente a partir de una combinación dada de absorbentes de rayos UV en emulsiones protectoras solares de O- .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se reconoce bien que la radiación de los rayos ultravioleta (UV) solares representa seria amenaza de daño a la piel humana la cual puede variar desde el peligro a corto plazo como eritema, es decir, quemaduras de sol a peligros a largo plazo como cáncer de la piel y/o envej cimiento prematuro de la piel. La radiación de los rayos UV que tienen una longitud de onda desde 290 a 320 nm, generalmente mencionado como radicación UV B, es conocida por causar eritema. Por otro lado, numerosos puntos de estudios reportaron para exposición de la piel no protegida para la radiación UV que tiene una longitud de onda desde 320 nm a 400 nm como siendo la causa primaria de cáncer de la piel. Por consiguiente, es esencial, que la piel esté protegida de ambas radiaciones de rayos UV A y UV B a fin de evitar los efectos nocivos a corto y a largo plazo de la radiación solar. El sistema de evaluación SPF (Factor de Protección Solar) ha sido desarrollado para ayudar a consumidores a seleccionar el producto de protección solar apropiado para cualquier actividad al aire libre dada que involucre la exposición al sol. El número de SPF corresponde a multiplicar el factor por el cual la duración de la protección por un protector solar aplicado apropiadamente exceda el tiempo de exposición que causa en la piel no protegida en mostrar oscurecimiento. Por consiguiente, con aplicación apropiada de un producto de SPF 15, una persona deberá ser capaz de permanecer en el sol sin oscurecimiento de la piel por 15 veces la duración sin protección usual . En años recientes, debido a la conciencia pública creciente de los peligros anteriormente mencionados de la radiación UV, el uso de productos para la protección solar ha crecido considerablemente, con consumidores que prefieren productos que ofrecen protección sobre el intervalo completo de radiación UV, es decir, desde 290 nm a 400 nm. No obstante, aunque existen varios materiales absorbentes de los rayos UV B aprobados para uso en productos para la protección solar por las agencias reguladoras en diferentes países, el número de absorbentes de los rayos UV B aprobados es cada vez menos. Entre estos protectores solares de rayos UV B aprobados está el óxido metálico anfótero, óxido de zinc (ZnO) . La mayoría de los productos cosméticos y para el cuidado personal en la forma de lociones y cremas son esencialmente ya sea emulsiones de aceite en agua (O- ) o de agua en aceite ( (W-O) , siendo la mayoría emulsiones de O-W. La mayoría de estas composiciones basadas en emulsión de O-W contienen varios aditivos que incluyen agentes emulsificantes y espesantes, muchos de los cuales poseen grupos funcionales aniónicos, es decir cargados negativamente. La adición de ingredientes catiónicos, es decir, cargados negativamente tales como tensoactivos catiónicos, polímeros, y sólidos en forma de partículas a una dosificación relativamente alta a emulsiones que contienen emulsificantes y espesantes aniónicos presentan un alto riesgo de desestabilizar las emulsiones. La atracción electrostática entre porciones cargadas opuestamente mezcladas en una formulación puede volver estos ingredientes funcionalmente inefectivos y/o insolubles, los cuales a su vez son enlazados para producir emulsiones inestables. Dicha inestabilidad, generalmente se manifiesta en varias formas incluyendo la separación de la fase oleosa y/o de la fase acuosa de la emulsión, la precipitación de materiales de otra manera solubles, la separación de materiales sólidos en forma de partículas permanecer suspendidos en la emulsión, adelgazamiento indeseable de la emulsión, excesivo espesamiento de la emulsión, y desplazamiento del pH. Algunos de estos problemas de estabilidad pueden aumentar también si la fase acuosa de una emulsión W-0 contiene cantidades relativamente altas de cationes disueltos, especialmente los cationes multivalentes, junto con cantidades sustanciales de aditivos aniónicos y/o sensibles a electrólitos. El óxido de zinc, disponible en la forma de un material en forma de partículas finamente molido, exhibe propiedades que presentan un desafío considerable al producir emulsiones O-W estables que contuvieron aditivos aniónicos y/o sensibles a electrólitos. Sobre un amplio intervalo de pH, el ZnO en forma de partículas tiende a tener una carga catiónica, cuando se suspende en agua o en una solución electrolítica. También, el pH de mínima solubilidad para cationes de zinc es considerablemente alto, en el intervalo de 9.5 - 10.5, implicando que puede tener lugar la disolución creciente de cationes de zinc a partir de sólidos de óxido de zinc entre el pH de 6 y 9, el intervalo de pH típico para la mayoría de los productos para el cuidado personal. Añadiendo complejidad adicional, la solubilización de cationes de zinc a partir de óxido de zinc puede ser mejorada en la presencia de ciertos tensoactivos aniónicos que tienen grupos ácido débiles tales como grupos fosfato, carboxilato, fenolato, y fosfonato, los cuales a menudo son usados como emulsificantes aniónicos para emulsiones O-W. A menos que se indique lo contrario, las propiedades perjudiciales anteriormente mencionadas del ZnO tendrían una influencia más fuerte si las partículas de ZnO estuvieran dispersas en la fase acuosa de las emulsiones O-W. En otras palabras, los efectos adversos del ZnO sobre la estabilidad de la emulsión podría ser minimizada si las partículas de ZnO están contenidas en la fase oleosa de la emulsión y por consiguiente excluida de entrar a la fase acuosa de la emulsión, como se expone en la Patente U.S. No. 6,464,965 Bl. No obstante, ya que la superficie de estas partículas es hidrofílica, dispersarlas en la fase oleosa requeriría modificación hidrofóbica de la superficie vía enlace covalente de materiales hidrofóbicos (por ejemplo, silano), y/o el uso de agentes humectantes o de agentes dispersantes. Estos procedimientos, no obstante, añadir costo considerable, aún proporcionarían buena factibilidad, y podrían conducir a otros varios problemas de formulación, por razones tales como las siguientes: i) durante la fabricación a granel usando procesos de mezclado sólido-líquido ordinarios, sería imposible asegurar la cobertura superficial completa de todas las partículas de ZnO (individuales) "primarias contenidas en un peso dado de sólidos de ZnO, vía enlace covalente de agentes modificadores de superficie hidrofóbicos. ii) dicho ZnO recubierto sería considerablemente más costoso que ZnO virgen. iii) los agentes dispersantes o humectantes más efectivos que pueden ser usados para dispersar partículas de ZnO virgen en líquidos oleosos o hidrofóbicos serían los tensoactivos y/o los polímeros que pueden encontrar uso como emulsificantes para emulsiones de agua en aceite (W-0) . La presencia de cantidades en exceso (correspondientes a niveles de dosificación de ZnO relativamente altos) de estos emulsificantes de W-0 en emulsiones de protectores solares 0- W puede provocar dificultades al estabilizar las emulsiones si el contenido de fase oleosa de las emulsiones es relativamente alto, como debe de ser en productos para la protección solar de SPF alto. El aumento en la dosificación de emulsificantes de O-W debe de ayudar a contrarrestar los efectos de los emulsificantes de W-0, pero el aumento concomitante en la detergencia debido a los emulsificantes de O-W probablemente presenta problemas para lograr buena repelencia al agua para los protectores solares, un aspecto muy deseable para la mayoría de los productos de protección solar. Aún otra manera de evitar los problemas de inestabilidad inducida por ZnO sería cubrir las partículas de ZnO con otros materiales de óxidos inorgánicos, hidrofílicos, por ejemplo, dióxido de titanio y dióxido de silicio, los cuales, a diferencia del ZnO, no es probable que impidan la estabilidad de emulsiones de O-W. Estos materiales de ZnO cubiertos, no obstante, serían considerablemente más costosos que ZnO virgen. La patente U.S. No. 6,500,411 B2 describe el uso de materiales particulares incluyendo ZnO para reforzar el SPF de composiciones protectoras solares basadas en emulsión, que requieren que los materiales en forma de partículas permanezcan dispersos en la fase acuosa de las emulsiones, y que ciertos polímeros fenólicos vuelvan a las partículas capaces de resistir la aglomeración o floculación en estas composiciones. La invención demuestra que dispersiones acuosas que comprenden materiales en forma de partículas tales como óxido de titanio (Ti02) , espesantes basados en materiales en forma de partículas tales como arcillas esmectita, y ciertos polímeros fenólicos solubles en agua tales como lignosulfonato usado como un agente dispersante para los sólidos suspendidos, cuando se añaden a emulsiones protectoras solares que contienen al menos un absorbente de rayos UV orgánico, incrementan ampliamente el SPF. En contraste, dispersiones acuosas similares de los sólidos en forma de partículas mencionados anteriormente, pero sin algún lignosulfonato contenido en ellas, no producen aumento al SPF. También, sustituir poliacrilato de sodio por lignosulfonato como el agente dispersante reduce grandemente el aumento de SPF. No obstante, la invención no especifica ni se dirige a algunos resultados concernientes a la estabilidad de las composiciones protectoras solares descritas en la presente. No obstante, se encontró que durante el transcurso de la investigación que condujo a la presente invención que composiciones protectoras solares que contienen ZnO del tipo descrito en la patente anteriormente mencionada exhibieron un extraordinario comportamiento en términos de estabilidad ya que su estabilidad pareció depender del proceso de fabricación, aunque en un sentido contra intuitivo. Una emulsión protectora solar de O-W que contuvo en su fase acuosa 2 % en peso de ZnO exhibió pobre estabilidad, cuando se produjo usando un homogeneizador de alto esfuerzo cortante. Por otro lado, la misma emulsión pudo ser fabricada en una forma más estable cuando se usó un agitador preferiblemente durante la elaboración de la emulsión. Típicamente, es más efectivo un homogeneizador de alto esfuerzo cortante que un agitador en la producción de emulsiones estables. También, la inestabilidad se manifestó como la separación de la fase acuosa como lagunas de agua manchada o localizadas, que aparecen mayormente en la superficie de la emulsión, antes que en la fase oleosa de las emulsiones, mientras que una emulsión de O-W inestable mostraría típicamente lo contrario. Se especuló que este comportamiento de estabilidad peculiar de la emulsión anteriormente mencionada es debido a fenómenos tales como los siguientes: aire es atrapado en la emulsión durante su fabricación, el cual toma la forma de burbujas de aire ultra-finas en la presencia de un polímero moderadamente formador de espuma tal como lignosulfonato y bajo la acción de un homogeneizador de alto esfuerzo cortante. Bajo la influencia de desestabilizante de ZnO, estas burbujas de aire ultra-finas sufren finalmente coalescencia, creciendo así a tamaño más grande.. Eventualmente, el colapso de numerosas burbujas de aire al alcanzar la superficie de la muestra de emulsión produce las lagunas de líquido manchado en la superficie de la emulsión. Aunque la tecnología descrita en la Patente U.S. No. 6,500,411 B2 está siendo actualmente usada ampliamente para producir productos de protección solar comerciales que no contienen ZnO, su uso en la producción de productos de protección solar cargados de ZnO puede tener factibilidad comercial limitada a causa de los resultados de inestabilidad descritos anteriormente. Un objeto de la presente invención, por consiguiente, es proporcionar composiciones en emulsión O-W que contengan ZnO que exhiban un alto nivel de estabilidad físico-química, que no requieran aún i) las partículas de ZnO sean recubiertas ya sea con cualquier otro material inorgánico insoluble en agua o bien material orgánico insoluble en agua; y ii) las partículas de ZnO estén contenidas sustancialmente en la fase acuosa de las emulsiones. Un objeto relacionado es obtener composiciones en emulsión protectoras solares O-W, aún muy estables cargadas de ZnO en donde las partículas de ZnO permanecen dispersas en la fase acuosa de las emulsiones, preferiblemente en una forma muy desfloculada . La mayoría de los productos para la protección solar comerciales utilizan altos niveles de absorbentes de los rayos UV orgánicos que tienden a ser costosos y son materiales solubles en aceite o similares a aceite, al lograr altos valores de SPF. Estos altos niveles de ingredientes activos de protección solar incrementan el costo del producto, mientras que vuelven el producto menos atractivo por su sensación de piel grasosa e irritación de la piel. Un objeto adicional de la presente invención, por consiguiente es proporcionar composiciones en emulsión para la protección solar que tengan partículas vírgenes de ZnO dispersas en la fase acuosa que exhiben valores de SPF más altos en comparación con las emulsiones protectoras solares O-W convencionales, para una carga dada de absorbentes de rayos UV orgánicos contenidos en ellas.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención describe composiciones de protección solar estables para protección de amplio espectro (es decir, que cubra tanto el intervalo de rayos UV A como de rayos UV B de longitud de onda) de la piel humana a partir de la radiación solar. Estas composiciones de protección solar, producidas preferiblemente en la forma de emulsiones de aceite en agua (O-W) , contienen óxido de zinc (ZnO) virgen como un absorbente de rayos UV A, preferiblemente en combinación con al menos un absorbente de rayos UV B, y son inherentemente capaces de reforzar SPF altos. De conformidad con una modalidad preferida, las partículas de ZnO permanecen dispersas en la fase acuosa (fase continua) de las emulsiones de O-W, preferiblemente en la forma de partículas muy desfloculadas. Ciertos polímeros hidrofílicos que no exhiben propiedades emulsificantes y/o de formación de espuma son usadas como un agente dispersante para efectuar la desfloculación de las partículas de ZnO. Estas emulsiones de protección solar pueden contener adicionalmente al menos otro material en forma de partículas orgánicas y/o inorgánicas junto con el ZnO. Pref riblemente, el material en forma de partículas diferente del ZnO permanece disperso como partículas muy desfloculadas en la fase acuosa de las emulsiones, bajo la influencia modificadora de superficie de uno o más agentes dispersantes seleccionados de ciertos polímeros fenólicos, solubles en agua que pueden también actuar como un agente emulsificante para emulsiones de O-W. Cualquier absorbente de rayos UV orgánico contenido en estas emulsiones, permanece disuelto en la fase oleosa de las emulsiones. Las emulsiones pueden contener además emulsificantes, emolientes, alcoholes y esteres grasos, agentes espesantes de la fase acuosa, agentes espesantes de la fase oleosa, líquidos hidrofílicos orgánicos tales como glicoles y glicerina, agentes secuestrantes, agentes a prueba de agua, agentes formadores de película, agentes reguladores, agentes humectantes, agentes reforzantes de las propiedades sensoriales, antioxidantes, vitaminas, y conservadores .

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención concierne a composiciones para la protección solar basadas en la emulsión de aceite en agua (O-W) estables que contienen ZnO virgen en la fase acuosa de la emulsión, y son inherentemente capaces de aportar refuerzos para SPF altos. De conformidad con la mayoría de las modalidades preferidas de la presente invenció, estas emulsiones para protección solar satisfacen todos los requerimientos composicionales siguientes . i) las partículas de ZnO virgen permanecen dispersas como partículas muy desfloculadas en la fase acuosa de la emulsión, bajo la influencia modificadora de superficie de uno o más polímeros hidrofílicos que actúan como un agente dispersante /desfloculante para las partículas, con los polímeros que sean necesariamente tales que no exhiban propiedades emulsificantes y/o de formación de espumas. El tamaño de partícula primario medio para las partículas de ZnO es < 3 micrones, más preferible ente de menos de 1 micrón, y más preferiblemente de menos de 0.5 micrones. Los polímeros hidrofílicos incluyen, pero no se limitan a, homopolímeros y copolímeros de policarboxilato, polisulfonato, polifosfato, polifosfonato, polietilen glicol, y alcohol polivinílico, que tenga un peso que represente el peso molecular promedio , Mw, en el intervalo de 1,000 - 500,000 Daltones. El polímero más preferido para el objeto de la presente invención es poliacrilato de sodio que tenga un peso que represente el peso molecular promedio, Mw, en el intervalo de 5,000 - 50,000 Daltones. La cantidad de ZnO virgen contenida en las emulsiones para la protección solar pueden estar en el intervalo de 2 - 25 %, con base en el peso de las emulsiones. La cantidad del polímero hidrofílico contenido en las emulsiones para la protección solar es desde 0.1 % a aproximadamente 100 %, más preferiblemente desde aproximadamente 1 % a aproximadamente 50 %, y más preferiblemente desde aproximadamente 10 % a aproximadamente 30 %, con base en el peso del ZnO vírgen. ii) la fase acuosa de la emulsión contiene adicionalmente uno o más polímeros fenólicos seleccionados del grupo que consiste de lignosulfonato, lignina, oxilignina, humiato, y cualquiera de sus derivados que incluyan estos polímeros. Estos polímeros son necesariamente tales que puedan funcionar no solamente como un agente dispersante para varios materiales orgánicos e inorgánicos en forma de partículas, sino también como un agente emulsificante en virtud de que sea capaz de absorber en una interfase de aceite-agua. iii) la cantidad del polímero fenólico contenida en las emulsiones para la protección solar está preferiblemente en el intervalo de 0.01 -1 %, más preferiblemente en el intervalo de 0.05 - 0.5 %, y más preferiblemente en el intervalo de 0.1 - 0.3 %, basado en el peso de las emulsiones. iv) el (los) polímero (s) usados como el agente dispersante para ZnO son compatibles con el (los) polímero (s) fenólico (s) anteriormente mencionados, es decir no hay separación de fases o precipitación de cualquiera de los polímeros después de mezclar en una solución acuosa. v) la fase acuosa de las emulsiones de protección solar preferiblemente contienen agentes reguladores en un nivel desde 0.5 a 3 % en peso de las emulsiones solares, vi) preferiblemente, los polímeros fenólicos anteriormente mencionados usados en la producción de de las emulsiones de protección solar no contienen algunos grupos funcionales secuestrantes de metales, ejemplos no limitantes de los cuales incluyen grupos fosfato, carboxilato, fenolato, y fosfonato. Los emulsificantes adecuados para el objeto de la presente invención incluyen, pero no se limitan a sulfatos de alquilo, sulfatos de éter alquílicos, sulfonatos de alcarilo, sulfonatos de a-olefina, glucósidos de polialquilo, ésteres alquílicos etoxilados, y ésteres glicerílicos . Los grupos alquilo generalmente contienen desde 8 a 18 átomos de carbono y pueden ser insaturados. El nivel de emulsificante puede variar preferiblemente desde 0.05 a 30 %, más preferiblemente desde 0.1 a 20 %, y más preferiblemente desde 0.5 a 10 % en peso de las emulsiones para la protección solar. vii) el pH de la emulsión está preferiblemente en el intervalo de 7.5 a 10, más preferiblemente en el intervalo de 8 a 9.5, y más preferiblemente en el intervalo de 8.5 a 9. vii) La falta de satisfacción de los requerimientos composicionales anteriormente mencionaos puede dar como resultado no lograr los beneficios totales de la presente invención, incluyendo superar las limitaciones de composiciones del arte previo. Por ejemplo, se encontró durante el transcurso de la presente invención que el cumplimiento de los requerimientos composicionales (i) hasta (v) no produjo emulsiones de protección solar estables, a menos que los requerimientos composicionales (vi) y (vii) fueran también satisfechos. También, como es obvio a partir de los ejemplos comparativos presentados en la Patente U.S. No. 6,500,411 B2, emulsiones de protección solar que tengan materiales en forma de partículas dispersos en la fase acuosa de las emulsiones, exhibirían un refuerzo de SPF mucho más bajo si se usara poliacrilato de sodio, preferiblemente a lignosulfonato como el agente dispersante para los materiales en forma de partículas. Dicho de manera diferente, a menos que las composiciones de protección solar incluyeran uno o más de los polímeros fenólicos anteriormente mencionados como un agente dispersante para los materiales en forma de partículas contenidos en ellas, no deberá haber tanto de un reforzante de SPF. Por otro lado, la presencia de estos polímeros fenólicos a niveles relativamente altos en emulsiones de protección solar cargadas de ZnO, (como puede ser el caso cuando estos polímeros se usan solamente en cantidades relativamente grandes de desfloculantes de los materiales en forma de partículas) , podría causar excesivo atropamiento de aire lo cual a su vez puede conducir a varios resultados de inestabilidad. En otras palabras, si las emulsiones de protección solar contuvieran un mínimo de 2 % en peso de ZnO como un absorbente de rayos UV A, un polímero hidrofílico de baja formación de espuma, por ejemplo, poliacrilato de sodio, deberá ser usado como el agente dispersante para ZnO, a fin de lograr la estabilidad de la emulsión. En las secciones precedentes, el término ZnO virgen", se refiere a sólidos en forma de partículas de ZnO, en donde la superficie de la partícula no está recubierta con algún material orgánico o inorgánico antes de su uso en las composiciones de protección solar de la presente invención. El término "agente dispersante", se refiere a un aditivo que puede minimizar efectivamente la aglutinación o floculación de materiales en forma de partículas suspendidos en un líquido. Esto generalmente requiere que el aditivo absorba sobre la superficie de partículas suspendidas, y proporcione repulsiones esféricas y/o electrostáticas entre las partículas como se describe en la literatura coloidal. Para la mayoría de los materiales en forma de partículas, una manera de evaluar la efectividad de un aditivo como un agente - dispersante es medir la viscosidad de sus suspensiones concentradas (> 25 % en peso) con y sin aditivo. Se considera que el aditivo es un agente dispersante efectivo si la viscosidad de la suspensión es reducida significativamente después de la adición del aditivo. El término "agente emulsificante", se refiere a un aditivo que puede emulsificar efectivamente un líquido (por ejemplo, aceite) en un segundo líquido (por ejemplo, agua) que es inmiscible con el primer líquido, produciendo una emulsión del líquido 1 en el líquido 2, que permanece estable contra separación de cualquiera de las dos fases líquidas de la emulsión durante largas duraciones. El término reforzador de SPF" concierne a la situación en la que, después de adición de un aditivo a una composición de protección solar, el valor de SPF del protector solar aumenta significativamente a partir del valor obtenido típicamente para el protector solar, para una combinación dada de absorbentes de rayos UV contenidos en ella - aunque el aditivo, a la dosificación usada, difícilmente tenqa alguna contribución significativa hacia la absorbancia de rayos UV, debida a sí mismo. Las emulsiones de protección solar de la presente invención pueden contener adicionalmente uno o más materiales en forma de partículas (insolubles en agua) diferentes de ZnO, en la forma de partículas calibradas en submicrones, con un tamaño de partícula primaria medio de preferiblemente menos de 5 micrones, más preferiblemente menos de 0.5 micrones, y más preferiblemente menos de 0.1 micrones, en donde las partículas permanecen desfloculadas bajo la influencia modificadora de superficie de uno o más de de los polímeros fenólicos anteriormente mencionados que actúan como un agente dispersante para los materiales en forma de partículas. Los materiales en forma de partículas preferidos incluyen, pero no se limitan a óxidos orgánicos, minerales de silicatos, y sales inorgánicas insolubles en agua, ejemplos no limitantes de los cuales incluyen dióxido de titanio, alúmina pirógena, sílice pirógeno, alúmina, sílice, aluminio trihidratados, bentonita, caolinita, talco, óxido de cerio, carbonato de calcio, sulfato de calcio, y varios polímeros de látex. La cantidad de estos materiales en forma de partículas contenida en las emulsiones de protección solar puede estar en el intervalo de 0.05 - 3 %, pero más preferiblemente en el intervalo de 0.1 - 2 %, y más preferiblemente en el intervalo de 0.5 - 1 %, con base en el peso de las emulsiones.

Las emulsiones de protección solar de la presente invención pueden contener también uno o más agentes espesantes de fase acuosa que incluyen arcillas esmectita y polímeros reticulados y/o de alto peso molecular. Los agentes poliméricos espesantes preferiblemente no son modificados hidrofóbicamente. Ejemplos no limitantes de los agentes poliméricos espesantes preferidos incluyen poliacrilato reticulado (Carbopol 980 de B. F. Goodrich Company) , goma de xantano, polisacáridos (polímeros de celulosa de Amerchol Corporation) , polietilen glicol, y poliacrilamida. Entre los agentes espesantes poliméricos preferidos, los polímeros más preferidos son aquellos que son ya sea libres de cualquier grupo funcional secuestrante de metales tales como grupos carboxilato, fosfato, fenolato, y fosfonato, o bien contienen solamente pequeñas cantidades de estos grupos funcionales. El agente espesante de fase acuosa puede ser incluido en las composiciones de protección solar de la presente cantidad en una cantidad desde 0.01 %, y más preferiblemente en una cantidad desde 0.05 % a 2 %, y más preferiblemente en una cantidad desde 0.1 a 1 % en peso de las composiciones. Las emulsiones de protección solar de la presente invención pueden contener adicionalmente emolientes, alcoholes y ésteres grasos, agentes espesantes de fase oleosa tales como órganoarcillas, ceras, y espesantes poliméricos, líquidos hidrofílicos tales como glicoles y glicerina, agentes secuestrantes, agentes a prueba de agua, agentes formadores de película, agentes humectantes, agentes reforzadores de las propiedades sensoriales, antioxidantes, vitaminas, conservadores, fragancias, y tintes y pigmentos colorantes. Los ejemplos siguientes ilustrarán más completamente las modalidades preferidas en el alcance de la presente invención. Estos ejemplos son solamente para el propósito de ilustración y no se construyeron como limitaciones de la presente invención cuando son posibles muchas variaciones de la misma sin alejarse de la idea principal y del espíritu de la invención. EJEMPLO I Este ejemplo muestra las composiciones (Tabla 1) y el método de fabricación de dispersiones acuosas de mezclas de ZnO virgen, dióxido de titanio (Ti02), y arcilla esmectita, las cuales son subsecuentemente incorporadas en formulaciones en emulsión para protección solar a fin de producir composiciones para protección solar de la presente invención.

Tabla I Procedimiento de Fabricación En un recipiente adecuado se combinan los ingredientes de la Fase A en el orden mostrado en la Tabla I. -> Mezclar a fondo en un homogeneizador de estator-rotor (homogeneizador Silverson) hasta que los sólidos de bórax se disuelvan completamente. Añadir la Fase B en pequeñas porciones, mientras se homogeneiza el lote a 4,000 rpm. Mientras se mantiene la temperatura inferior a 30 °C, se continúa mezclando/homogeneizando por al menos 15 minutos, una vez que se ha añadido todo el ZnO al lote. -> Añadir la Fase C en pequeñas porciones, mientras que se homogeneiza el lote a 5,000 - 7,500 rpm, manteniendo la temperatura inferior a 30 °C. <> Continuar homogeneizando el lote hasta que se vea uniforme o libre de grumos. * Añadir la Fase de n pequeñas porciones, mientras que el lote permanece bajo mezclado y su temperatura se mantiene inferior a 30 °C. Una vez que la fase D se disuelve completamente, comience a añadir la Fase E en pequeñas porciones, mientras que se continúa homogeneizando el lote. * Una vez que se ha añadido todo el Ti02, aumente la velocidad del homogeneizador a 8,000 rpm, y continúe homogeneizando el lote por al menos 10 minutos. *> Añadir los ingredientes de la Fase F en el orden mostrado en la receta (Tabla I) y mezclar bien. * Después de reducir la velocidad del homogeneizador a 3,000 rpm, añada la Fase G. Continuar mezclando por 30 minutos adicionales, mientras que se mantiene la temperatura inferior a 30 °C . Se pude observar que ejemplos no limitantes de productos cosméticos y para el cuidado personal en los cuales pueden usarse las dispersiones acuosas de óxido de zinc anteriores incluyen algunos productos basados en emulsiones que contenían óxido de zinc en la fase acuosa de la emulsión, incluyendo emulsión de agua en aceite y emulsión de silicio en agua.. EJEMPLO II Este ejemplo muestra las composiciones y el método de fabricación de emulsiones para protección solar estables de la presente invención. Estas emulsiones para protección solar contienen aproximadamente 2 % en peso de ZnO. Adicionalmente contienen arcilla esmectita y goma de xantano como los agentes espesantes de fase acuosa, y un emulsificante aniónico, cetearil sulfato de sodio, entre los varios ingredientes. Las emulsiones se calificaron por tener buena estabilidad, con base en las siguientes pruebas de estabilidad: i) calentamiento de la muestra de emulsión a 60 °C, seguido por centrifugación de la muestra a 3,000 rpm por 30 minutos ii) congelamiento de la muestra toda la noche a - 15 °C, seguido por el descongelamiento de la muestra a temperatura ambiente iii) almacenamiento de la muestra a 45 °C por 90 días Tabla II Tabla II (Continuación) Procedimiento de Fabricación * En un recipiente adecuado se combinan los ingredientes de la Fase A (fase acuosa) . * Mezclar a fondo en un homogeneizador de estator- rotor (homogeneizador Silverson) hasta que los sólidos de bórax se disuelvan completamente. Comenzar el calentamiento de la fase a 90 °C, mientras se homogeneiza en un homogeneizador de rotor- estator (homogeneizador de Silverson) .

* Separadamente se combina todos los ingredientes de la fase B (fase oleosa) exceptuando el polietileno, y se comienza a calentar la fase oleosa a 90 °C bajo agitación suave. * Una vez que la temperatura de toda la fase oleosa alcanza aproximadamente 80 °C, se añade el polietileno a la fase oleosa. Se continúa calentando la fase oleosa a 90 °C. Una vez que el polietileno funde completamente y está mezclado a fondo con la fase oleosa, añada la fase oleosa calentada a la fase acuosa calentada. F homogeneizar el lote en Silverson por al menos 10 - 15 minutos. Se comience a enfriar el lote mientras permanece bajo la agitación de cuchillas propulsoras. * Una vez que la temperatura alcanza aproximadamente 45 °C, se añaden los ingredientes de la Fase C (Post-Adición) al lote. Se mezcla bien. Se añade la Fase D mientras se continúa la mezcla del lote. Se mezcla bien hasta que el lote se ve homogéneo. Datos de SPF Las emulsiones 1 y 2 (Tabla II) se sometieron a pruebas de SPF in vivo, muy resistente al agua (conducidas en Cantor Research Laboratories, Inc., New York) involucrando tres panelistas, como para el protocolo de la U.S. Federa Drugs Administration. Los resultados de estas pruebas que se muestran en la Tabla III, muestran buena propiedad de resistencia al agua para ambas emulsiones de protección solar. También aquellos familiarizados con el arte reconocerán que la combinación dada de protectores solares, que se usaron en estas emulsiones, ordinariamente no resultarían con un valor de SPF de 52 en composiciones para protección solar basadas en emulsiones de aceite en agua. La Tabla IV muestra los valores de SPF de varios productos para protección solar comerciales basados en emulsiones de aceite en agua, que corresponden a varias combinaciones de ingredientes activos para protección solar. Como es obvio de los productos Nos. 2 y 3 en la Tabla IV, se requirieron niveles considerablemente más altos de ingredientes activos para protección solar (absorbentes de rayos UV) en las formulaciones comerciales de la Tabla IV que los que se requirieron para las composiciones para protección solar reclamadas en la presente (7.5 % de Cinamato de metoxioctilo, 5 % de salicilato de octilo, y 6 % de oxibenzona, Tabla III), para lograr valores de SPF comparables.

Tabla III Tabla IV EJEMPLO III Este ejemplo muestra las composiciones para protección solar estables de la presente invención en donde arcilla esmectita, goma de xantano, y poliacrilato reticulado (Carbopol 980) son usados como los agentes espesantes de fase acuosa. Los emulsificantes usados incluyen un emulsificante aniónico, cetearil sulfato de sodio. Aunque contienen 2 % en peso de ZnO, estas emulsiones para protección solar no mostraron algún signo aparente de separación de la fase oleosa ni de la fase acuosa cuando se sometieron a las pruebas de estabilidad siguientes : i) calentamiento de la muestra de emulsión a 60 °C, seguido por centrifugación de la muestra a 3,000 rpm por 30 minutos ii) almacenamiento de la muestra a 45 °C por 90 días . Tabla V Tabla V (Continuación) EJEMPLO IV Este ejemplo muestra la composición de una emulsión para protección solar estable de la presente invención, que contiene 5 % en peso de ZnO. Esta emulsión para protección solar no mostró algunos signos aparentes de separación de la fase oleosa ni de la fase acuosa cuando se sometió a las pruebas de estabilidad siguientes: iii) calentamiento de la muestra de emulsión a 60 °C, seguido por centrifugación de la muestra a 3,000 rpm por 30 minutos iv) almacenamiento de la muestra a 50 °C por 30 días . Tabla VI

Claims (28)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad, y por lo tanto se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:
2. REIVINDICACIONES 1.- Una composición para la protección solar basada en emulsión de aceite en agua (O-W) , estable, que tiene al menos un absorbente de rayos UV orgánico insoluble en agua que tiene una solubilidad en agua de menos de 0.1 % en peso, contenida en la fase oleosa de la emulsión para protección solar, caracterizada porque comprende: i) partículas de óxido de zinc (ZnO) que tienen una superficie libre de cualquier recubrimiento previo de cualquier óxido inorgánico y material hidrofóbico, que permanece disperso en la fase acuosa de la emulsión para protección solar; ii)al menos un polímero hidrofílico, no catiónico, no formador de espuma o de baja formación de espuma, capaz de dispersar o de desflocular las partículas de ZnO pero incapaz de espesar una composición acuosa hasta una viscosidad de más de 100 cps a 25 °C, en donde la viscosidad es medida usando un viscosímetro de Brookfield operado a 10 rpm por 15 segundos, cuando el polímero es añadido en una cantidad de 1 %, con base en el peso total del polímero hidrofílico y agua en la composición acuosa; iii) al menos un polímero fenólico, capaz de funcionar como un agente dispersante o desfloculante para materiales en forma de partículas, y adsorbente en una interfase de aceite-agua; y v)un agente regulador para la fase acuosa de la emulsión de protección solar. 2.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas de ZnO comprenden desde 2 a 25 % en peso de la composición, y porque tienen un tamaño medio de partícula de menos de 2 micrómetros (micrones) .
3. 3.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el polímero hidrofílico no formador de espuma o poco formador de espuma es poliacrilato de sodio que tiene un peso molecular en el intervalo de 1,000 - 50,000 Daltones, que comprende desde 0.01 a 10 % en peso de la composición.
4. 4.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el polímero fenólico es seieccionado del grupo que consiste de lignosulfonato, lignina, oxilignina, y mezclas de los mismos .
5. 5.- La composición de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque el polímero fenólico comprende desde 0.0005 a 1 % en peso de la composición.
6. 6.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la fase oleosa comprende desde 1 a 60 % en peso de la composición.
7. 7. - La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el absorbente de rayos UV orgánico es seleccionado del grupo que consiste de metoxicinamato de octilo, homosalicilato, octoacrileno, salicilato de octilo, metilbenciliden alcanfor, ácidos fenilbencilamida-nitrógeno sulfónico, etil hexil triazona, oxibenzona, antranilato de metilo, avobenzona, y mezclas de los mismos.
8. 8.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el agente regulador es bórax, porque comprende desde 0.1 a 5 % en peso de la composición.
9. 9.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque adicionalmente contiene uno o más materiales en forma de partículas diferentes de ZnO, que permanecen dispersos en la fase acuosa de la emulsión de protección solar.
10. 10.- La composición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el material en forma de partículas diferente de ZnO es seleccionado del grupo que consiste de óxido inorgánico, minerales de silicato, sales inorgánicas insolubles en agua, y polímeros de látex orgánicos, que tienen un tamaño medio de partículas de menos de 5 micrones.
11. 11.- La composición de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el material en forma de partículas diferente de ZnO es incluido en la composición en una cantidad desde 0.05 a 3 % en peso de la composición.
12. 12.- Una composición para una dispersión acuosa para ser incluida como un aditivo en la producción de la composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende, i) agua; ii) partículas de óxido de zinc (ZnO) que tengan una superficie libre de cualquier recubrimiento previo de cualquier óxido inorgánico y cualquier material hidrofóbico, que permanezcan dispersas en la fase acuosa de la emulsión de protección solar; iii) uno o más polímeros hidrofílicos poco formadores de espuma o no formadores de espuma, capaces de funcionar como un agente dispersante o desfloculante para las partículas de ZnO pero incapaces de espesar una composición acuosa a una viscosidad de más de 100 cps a 25 °C, en donde la viscosidad es medida usando un viscosímetro de Brookfield operado a 10 rpm por 15 segundos, cuando el polímero hidrofílico es añadido en una cantidad de 1 % con base en el peso total del polímero y agua en la composición acuosa; iv) uno o más polímeros fenólicos, capaces de dispersar o de desflocular materiales en forma de partículas, y de absorber en una interfase de aceite-agua; y v) un agente regulador.
13. 13.- La composición de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque las partículas de ZnO comprenden desde 2 a 60 % en peso de la composición, y tienen un tamaño medio de partículas de menos de 2 micrómetros (micrones) .
14. 14.- La composición de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el polímero hidrofílico no formador de espuma o poco formador de espuma es poliacrilato de sodio que tenga un peso molecular en el intervalo de 1,000 - 50,000 Daltones, que comprende desde 0.02 a 30 % en peso de la composición.
15. 15.- La composición de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el polímero fenólico es seleccionado del grupo que consiste de lignosulfonato, lignina, oxilignina, humiato, y mezclas de los mismos.
16. 16.- La composición de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el polímero fenólico comprende desde 0.01 a 30 % en peso de la composición.
17. 17.- La composición de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el agente regulador es bórax, que comprende desde 0.5 a 10 % en peso de la composición.
18. 18.- La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque adicionalmente contiene uno o más materiales en forma de partículas diferente de ZnO.
19. 19.- La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el material en forma de partículas diferente de ZnO es seleccionado del grupo que consiste de óxido inorgánico, minerales de silicato, sales inorgánicas insolubles en agua, y polímeros de látex orgánicos, que tienen un tamaño medio de partícula de menos de 5 micrones.
20. 20.- La composición de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque el material en forma de partículas diferente de ZnO es incluido en la composición en una cantidad desde 0.1 a 30 % en peso de la composición.
21. 21.- La composición de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque está incluida en la fase acuosa de una composición de protección solar basada en emulsión de agua en aceite.
22. 22.- La composición de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque está incluida en la fase acuosa de una composición de protección solar basada en emulsión de aceite en agua.
23. 23.- La composición de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque está incluida en una composición de protección solar basada en agua.
24. 24. -Un método de proteger una superficie de la radiación de los rayos UV caracterizado porque comprende recubrir la superficie con la composición de conformidad con la reivindicación 1.
25. 25.- Un método de proteger una superficie de la radiación de los rayos UV caracterizado porque comprende recubrir la superficie con la composición de conformidad con la reivindicación 21.
26. 26.- Un método de proteger una superficie de la radiación de los rayos UV caracterizado porque comprende recubrir la superficie con la composición de conformidad con la reivindícación 22.
27. 27.- Un método de proteger una superficie de la radiación de los rayos UV caracterizado porque comprende recubrir la superficie con la composición de conformidad con la reivindicación 23.
28. 28.- El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque la superficie que está siendo protegida es la piel humana.